JP2003297744A

JP2003297744A - 露光装置

Info

Publication number: JP2003297744A
Application number: JP2003123003A
Authority: JP
Inventors: Takechika Nishi; 健爾西
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2003-10-17

Abstract

(57)【要約】【目的】感光性の基板上での積算露光量のばらつきが
小さい走査露光型の露光装置を提供する。【構成】水銀ランプ１によるウエハＷ上での照度を水
銀ランプ電源電流制御系６９、及びＮＤフィルタ板３４
で選択するＮＤフィルタの透過率により制御する。ウエ
ハＷ上での照度をインテグレータセンサー１１によりモ
ニターし、インテグレータセンサー１１の検出信号が一
定レベルになるように水銀ランプ電源電流制御系６９の
動作を制御する定照度モードと、水銀ランプ１に供給す
る電流を一定値に維持する定電力モードとを有する。走
査露光方式で露光するときには定照度モードを使用し、
アライメント等を行うときには定電力モードを使用す
る。インテグレータセンサー１１の検出信号を複数の露
光装置で共用される所定の基準照度計を用いて較正す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体素子又は
液晶表示素子等をフォトリソグラフィ工程で製造する際
に使用される露光装置に関し、特に矩形又は円弧状等の
照明領域に対してマスク及び感光性の基板を同期して走
査することにより、マスク上のパターンを逐次その基板
上に露光する所謂スリットスキャン方式、又はステップ
・アンド・スキャン方式等の走査露光型の露光装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体素子等を製造する際に使用
されていた露光装置は、主にレチクル（又はフォトマス
ク等）のパターンを投影光学系を介してステップ・アン
ド・リピート方式でフォトレジストが塗布されたウエハ
（又はガラスプレート等）上の各ショット領域に露光す
る一括露光方式の投影露光装置（ステッパー等）であっ
た。斯かる投影露光装置では、ウエハ上の各ショット領
域への露光量をそれぞれ適正範囲に収めるための照度制
御機構が設けられている。

【０００３】図１２は、従来の照度制御機構を備えたス
テッパー方式の投影露光装置を示し、この図１２におい
て、水銀ランプ１からの照明光は楕円鏡２によって集光
された後、集光光学系３ａ、及び所望の波長帯の光（例
えばｉ線）を選択する光学フィルタ３ｂよりなる集光フ
ィルタ系３を経てシャッター４に達する。シャッター４
は、タイマー制御系６からの指令に基づいてシャッター
制御機構５が開閉を行う。シャッター４が開状態の場
合、照明光はインプットレンズ７を介してほぼ平行光束
となってフライアイレンズ８に入射する。

【０００４】フライアイレンズ８の射出面に多数の光源
像が形成され、これにより照明光のレチクル１９上での
照度分布の平坦化が行われる。その射出面に複数種類の
照明系開口絞りが形成されたターレット板２２が配置さ
れ、その中の所定の照明系開口絞りを通過した照明光
が、反射率が９８％程度の反射ミラー９に入射する。反
射ミラー９で反射された照明光が、第１リレーレンズ１
３を経て、ブラインド駆動系１５により制御された照明
用ブラインド（可変視野絞り）１４上で一定の照明エリ
アに制限され、照明用ブラインド１４を通過した照明光
が、第２リレーレンズ１６、反射ミラー１７、及びコン
デンサーレンズ１８によりリレーされて、レチクル１９
上の照明領域を均一な照度分布で照明する。その照明光
のもとで、レチクル１９上のパターンが投影光学系２０
を介して例えば１／５に縮小されてウエハ２１の各ショ
ット領域上に投影露光される。

【０００５】この際に、反射率が９８％程度の反射ミラ
ー９を透過した漏れ光が、集光レンズ１０を介して光電
検出器よりなるインテグレータセンサー１１に入射し、
この出力信号が照度算出系１２に供給されている。イン
テグレータセンサー１１は、レチクル１９のパターン形
成面と共役な位置にあり、ウエハ２１での露光エネルギ
ーとインテグレータセンサー１１上での照度との間の換
算係数が予め記憶されている。照度算出系１２でその換
算係数を乗ずることにより、ウエハ２１上での単位時間
当りの露光エネルギーが分かる。この単位時間当りの露
光エネルギーの情報が主制御系２５に供給され、主制御
系２５は、ウエハ２１上での適正露光量をその単位時間
当りの露光エネルギーで除算して得られる露光時間をタ
イマー制御系６に入力する。これに応じてタイマー制御
系６が、その露光時間だけシャッター４を開状態にする
ことにより、ウエハ２１上での積算露光量が適正露光量
に制御される。

【０００６】また、最近、例えばピッチの小さな周期的
なパターンに対する解像度、及び焦点深度を向上させる
ために、照明系開口絞りを光軸に対して偏心した複数の
開口を有する形状とする変形光源法（例えば特開平４−
２２５３５８号公報参照）、又は照明系開口絞りの形状
を輪帯状にする輪帯照明法等が提案されている。そこ
で、図１２の場合にも、ターレット板２２中には、変形
光源法用の開口絞り、及び輪帯照明法用の輪帯状開口絞
り等が形成されている。主制御系２５が露光対象のパタ
ーン等の情報を照明系開口絞り制御系２４に供給する
と、照明系開口絞り制御系２４が、駆動モータ２３を介
してターレット板２２を回転させて対応する開口絞りを
フライアイレンズ８の射出面に設定する。

【０００７】ところが、このように照明系開口絞りの形
状を変化させると、照明系開口絞り中の光源像の個数及
び分布が変化することにより、ウエハ２１上での照度が
変化する。このように照度が変化しても、ウエハ２１の
露光面と共役な面に配置された受光面を有するインテグ
レータセンサー１１からの出力信号をモニターし、その
出力信号に応じてシャッター４の開時間を調整すること
により、常にウエハの各ショット領域で適正露光量が得
られる構成となっていた。

【０００８】このような一括露光方式では、照射面内の
照度むらはオプティカル・インテグレータ（フライアイ
レンズ８）等により抑制されている。また、インテグレ
ータセンサー１１の出力信号を用いて間接的にウエハ２
１上での積算露光量をモニタすることにより、シャッタ
ー４の制御が行われるので、ウエハ２１の各ショット領
域における照度の時間的安定性は、全く問題にならなか
った。更に、インテグレータセンサー１１と照明光源
（水銀ランプ１）との間で変形光源法等による照明条件
の変更が行われても、積算露光量が目標値に達するまで
の時間が変化するだけで、特に不都合は無かった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術
は、レチクルとウエハとを投影光学系に対して静止させ
た状態で、ウエハ上の各ショット領域に対してそれぞれ
シャッターを１回開閉することにより露光を行う、一括
露光方式の露光装置において照度制御機構を設けたもの
である。このような一括露光方式では、照度制御上での
不都合は特に無かった。

【００１０】これに対して最近、半導体素子等の１個の
チップパターンが大型化する傾向にあり、投影露光装置
においては、より大きな面積のパターンを効率的にウエ
ハ上に露光する大面積化が求められている。このような
大面積化を行うためには、特にディストーションを全面
で所定量以下に収めることが必要となる。そこで、ディ
ストーションを全面で小さくし、且つ大面積化に応える
ために、ウエハ上の各ショット領域を走査開始位置にス
テッピングした後、例えば矩形、円弧状又は複数の台形
等からなる照明領域（これを「スリット状の照明領域」
という）に対してレチクル及び感光基板を同期して走査
することにより、レチクル上のパターンを各ショット領
域に逐次露光する所謂ステップ・アンド・スキャン方
式、又はスリットスキャン方式等の走査露光型の露光装
置が見直されている。

【００１１】この走査露光型の露光装置に従来技術を適
用すると、種々の不都合が発生してしまう。先ず、走査
露光では、ウエハの各ショット領域をこれらショット領
域の長さより短いスリット状の露光フィールドに対して
走査させるため、各ショット領域内の積算露光量の制御
は、そのスリット状の露光フィールド内の積算露光量を
ウエハ上の全ての点で一定にすることで実行される。仮
に、ウエハ上の各点での積算露光量が異なると、各ショ
ット領域内で積算露光量のむらが生じることになり、こ
れは一括露光方式の露光装置における照射面内での照度
むらと同様の誤差となってしまう。

【００１２】また、一括露光方式では積算露光量を制御
するためにシャッター４を用いていたが、走査露光型で
はシャッターの開閉を制御するのではなく、例えばレチ
クルとウエハとをそれぞれ所定の定速度で走査させるこ
とで積算露光量を制御している。このため、積算露光量
を時間的に微調整することは困難である。従って、走査
露光型では、各ショット領域への露光を行っている間、
連続して照度の時間的安定性を保つように照度を制御す
る必要がある。このように照度を一定に保つ制御方法と
しては、一括露光方式では、照明光の照度を常時モニタ
し、その結果を照明光源の電源にフィードバックして、
その電源から照明光源に供給する電力を制御する定照度
制御法が知られているが、これをそのままで走査露光型
の露光装置に適用するのは困難である。

【００１３】本発明は斯かる点に鑑み、感光性の基板上
での積算露光量を適正範囲内に正確に収めることができ
る走査露光型の露光装置を提供することを目的とする。
更に本発明は、感光性の基板上での積算露光量のばらつ
きが少ない走査露光型の露光装置を提供することをも目
的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の露光装
置は、露光用光源（１）からの照明光で転写用のパター
ンが形成されたマスク（Ｒ）上の照明領域を照明し、こ
の照明領域に対してマスクを走査するのと同期して、そ
の照明領域と光学的に共役な露光領域（６１）に対して
感光性の基板（Ｗ）を走査することにより、マスクのパ
ターンを逐次基板上に露光する走査露光型の露光装置に
おいて、マスクと共役な面にその受光面を有し、露光用
光源から射出される照明光の露光エネルギーを連続して
計測する露光量計測手段（１１）と、複数の互いに光量
が異なる光束を露光量計測手段で光電変換して得られた
信号から、光束を所定の基準照度計（７２）で光電変換
して得られた信号への変換係数を近似して記憶した変換
係数記憶手段（７７）と、露光量計測手段から出力され
る光電変換信号を変換係数記憶手段から読み出された変
換係数で補正する信号補正手段（３８）と、を有するも
のである。

【００１５】

【作用】基板（Ｗ）上での露光量をモニタするための露
光量計測手段（１１）の感度に露光装置毎のばらつきが
あると、複数の露光装置によって基板（Ｗ）に対する積
算露光量にばらつきが生じてしまう。これを避けるため
には、請求項１に記載の発明のように、所定の基準照度
計（７２）を用いて、露光量計測手段（１１）の較正を
行っておけばよい。この際に、単に１つの比例係数を求
めるのではなく、例えば図１１（ｂ）に示すように、照
度を変えて順次計測を行って、それぞれ露光量計測手段
（１１）の出力信号Ｐ₀，Ｐ₁，Ｐ₂，…から基準照度
計（７２）の出力信号Ｑ₀，Ｑ₁，Ｑ₂，…に対する変
換係数を求め、これら複数の変換係数を例えばＮ次（Ｎ
は２以上の整数）曲線で近似して変換係数記憶手段（７
７）に記憶させておく。但し、Ｎ次曲線の代わりに、折
れ線で近似を行ってもよい。

【００１６】

【実施例】以下、本発明による露光装置の一実施例につ
き図面を参照して説明する。本実施例は、ステップ・ア
ンド・スキャン方式の投影露光装置に本発明を適用した
ものである。以下の図１において従来例の図１２に対応
する部分には同一符号を付してその詳細説明を省略す
る。

【００１７】図１は、本実施例の投影露光装置を示し、
この図１において、水銀ランプ１からの照明光は楕円鏡
２によって集光され、集光フィルタ系３を経てシャッタ
ー４に達する。シャッター４が開状態の場合、照明光は
インプットレンズ７を介してほぼ平行光束に変換された
後、ミラー３１、及び集光レンズ３２を経て視野絞り３
３に達する。

【００１８】視野絞り３３により制限された照明光は、
ＮＤフィルター板３４によって光量が調整された後、第
１リレーレンズ３５Ａを経て３段のフライアイレンズ群
の内の第１フライアイレンズ３６Ａに入射する。ＮＤフ
ィルター板３４は、例えばガラスの円板上に透過率が異
なる膜を円周方向に複数個形成したものであり、所望の
透過率を有する膜を光路中に配置して照明光の光量を調
整する。ＮＤフィルター板３４を、駆動モータよりなる
ＮＤフィルター駆動機構３７で回転させることにより、
所定範囲内でＮＤフィルター板３４を通過した後の照明
光の光量を変化させることができる。本実施例では、ウ
エハＷに対する露光量の制御を行うのは露光量制御系３
８であり、露光量制御系３８がＮＤフィルター駆動機構
３７の動作を制御すると共に、シャッター制御機構５の
動作をも制御する。更に、露光量制御系３８は、水銀ラ
ンプ電源電流制御系６９を介して、水銀ランプ１に供給
される電流を制御する。

【００１９】第１フライアイレンズ３６Ａによる光源像
からの照明光が第２リレーレンズ３５Ｂを介して第２フ
ライアイレンズ３６Ｂに導かれ、第２フライアイレンズ
３６Ｂによる光源像からの照明光が第３リレーレンズ３
５Ｃを介して第３フライアイレンズ３６Ｃに導かれる。
本実施例では３段のフライアイレンズ３６Ａ〜３６Ｃが
配置されているため、最終段のフライアイレンズ３６Ｃ
の射出面には多数の光源像が形成され、レチクルＲ及び
ウエハＷ上での照度分布の均一性は極めて高くなってい
る。その第３フライアイレンズ３６Ｃの射出面に、複数
種類の照明系開口絞りが配置された照明系開口絞り板３
９が設置されている。

【００２０】図３は、その照明系開口絞り板３９を示
し、照明系開口絞り板３９上にはほぼ等角度間隔で、通
常の円形開口よりなる開口絞り４２Ａ、コヒーレンスフ
ァクターであるσ値が小さくする開口絞り４２Ｂ、輪帯
照明用の輪帯状の開口絞り４２Ｃ、及び変形光源法用の
複数の開口を偏心して配置した構成の変形開口絞り４２
Ｄが配置されている。その照明系開口絞り板３９を回転
させることにより、４個の開口絞りの内の所望の開口絞
りを選択できる。

【００２１】図１に戻り、装置全体の動作を制御する主
制御系４１が、駆動モータよりなる変形照明用絞り駆動
機構４０を介して、照明系開口絞り板３９の回転角を制
御する。第３フライアイレンズ３６Ｃから射出された
後、照明系開口絞り板３９中から選択された開口絞りを
通過した照明光ＩＬは、反射率が９８％程度の反射ミラ
ー４３に入射する。そして、反射ミラー４３で反射され
た照明光が、第１リレーレンズ４４を経て２枚の可動ブ
レード４５Ａ及び４５Ｂを有する可動ブラインド（可変
視野絞り：以下、「４５Ａ，４５Ｂ」で表す）に至る。
この可動ブラインド４５Ａ，４５Ｂの配置面は、第３フ
ライアイレンズ３６Ｃの射出面のフーリエ変換面となっ
ている。即ち、可動ブラインド４５Ａ，４５Ｂの配置面
は、後述のレチクルＲのパターン形成面と共役であり、
可動ブラインド４５Ａ，４５Ｂの近傍に固定ブラインド
４８が配置されている。

【００２２】固定ブラインド４８は、ガラス基板上に遮
光膜を被着し、この遮光膜内に矩形の開口を穿設したも
のであり、その矩形の開口によりレチクルＲ上でのスリ
ット状の照明領域の形状が規定される。即ち、可動ブラ
インド４６Ａ，４６Ｂ、及び固定ブラインド４８により
制限された照明光が、第２リレーレンズ４９、ミラー５
０、コンデンサーレンズ５１、及びミラー１７を介して
レチクルＲ上のスリット状の照明領域５２を均一な照度
分布で照明する。

【００２３】この場合、固定ブラインド４８の配置面
は、レチクルＲのパターン形成面の共役面から僅かにデ
フォーカスされているため、スリット状の照明領域５２
の輪郭部の照度分布が所定の勾配をもって変化する。ま
た、可動ブラインド４５Ａ，４５Ｂは、走査露光の開始
時及び終了時にスリット状の照明領域がレチクルＲ上の
露光すべきでない領域にかかるのを防止する役割を果た
す。そのため、可動ブレード４５Ａ及び４５Ｂは、それ
ぞれスライド機構４６Ａ及び４６Ｂにより開閉できるよ
うに支持されている。スライド機構４６Ａ及び４６Ｂが
可動ブラインド駆動機構７１を構成し、可動ブラインド
駆動機構７１の動作はステージ制御系４７により制御さ
れる。

【００２４】レチクルＲ上の照明領域５２内のパターン
の像が、投影光学系ＰＬを介して投影倍率β（βは例え
ば１／４、又は１／５等）でウエハＷ上のスリット状の
露光フィールド６１に投影される。投影光学系ＰＬの光
軸に平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で走査露光
時のレチクルＲ及びウエハＷの走査方向に平行にＸ軸を
取り、Ｚ軸に垂直な平面内でＸ軸に垂直な方向（非走査
方向）にＹ軸を取る。この場合、レチクルＲは、Ｘ方向
に摺動自在な走査ステージ５３を介してレチクルベース
５４上に保持され、ウエハＷは、ウエハＷをＸ方向に走
査すると共にＹ方向に位置決めするウエハステージ５７
上に保持されている。ウエハステージ５７には、ウエハ
ＷをＺ方向に位置決めするＺステージも組み込まれてい
る。

【００２５】走査ステージ５３及びウエハステージ５７
よりステージ駆動機構７０が構成され、ステージ駆動機
構７０の動作がステージ制御系４７により制御されてい
る。走査露光時には、走査ステージ５３を介して照明領
域５２に対して＋Ｘ方向（又は−Ｘ方向）に所定速度Ｖ
_Rで走査するのと同期して、ウエハステージ５７を介し
てウエハＷ上の所定のショット領域を露光フィールド６
１に対して−Ｘ方向（又は＋Ｘ方向）に速度Ｖ_W(＝β・
Ｖ_R)で走査することにより、そのショット領域上にレチ
クルＲのパターンが逐次転写露光される。

【００２６】この走査露光の開始直後には、図６（ａ）
に示すように、レチクルＲのパターン領域７３を囲む遮
光帯７４に対して、図１の固定ブラインド４８の開口部
の像４８Ｒが外側に出ている。そこで、不要な部分の露
光を避けるため、図１の可動ブレード４５Ｂの位置を移
動させて、可動ブラインド４５Ａ，４５Ｂの像４５Ｒの
一方のエッジ部４５Ｒａを遮光帯７４内に入れておく。
その後、図６（ｂ）に示すように、固定ブラインド４８
の像４８Ｒが走査方向にパターン領域７３内に収まって
いるときには、可動ブラインド４５Ａ，４５Ｂの像４５
Ｒをその像４８Ｒを囲むように設定する。そして、走査
露光の終了時に、図６（ｃ）に示すように、遮光帯７４
に対して、固定ブラインド４８の像４８Ｒが外側に出る
ときには、図１の可動ブレード４５Ａの位置を移動させ
て、可動ブラインド４５Ａ，４５Ｂの像４５Ｒの他方の
エッジ部４５Ｒｂを遮光帯７４内に入れておく。このよ
うな動作により、スリット状の照明領域５２が遮光帯７
４の外側に出ることが防止され、ウエハＷ上への不要な
パターンの露光が防止される。

【００２７】また、図１において、ウエハステージ５７
のウエハＷの近傍に、ウエハＷの露光面と同じ高さの受
光面を有する光電検出器よりなる照度むらセンサ５８が
設置され、照度むらセンサ５８から出力される検出信号
が主制御系４１に供給されている。更に、ウエハステー
ジ５７上にレチクルアライメント用の基準マーク板５９
が設けられ、この基準マーク板５９上に開口パターンよ
りなる基準マークが形成され、レチクルＲ上にも対応す
るようにアライメントマークが形成されている。例えば
レチクルＲを交換したときには、基準マーク板５９を投
影光学系ＰＬの有効露光フィールド内に移動させ、基準
マーク板５９の基準マークを底面側から光源６０により
照明光ＩＬと同じ波長帯の照明光により照明する。この
照明光のもとで、レチクルＲの上方のミラー５６を介し
てレチクルアライメント顕微鏡５３により、基準マーク
及びレチクルＲ上のアライメントマークの像を観察す
る。そして、この観察結果に基づいて基準マーク板５９
に対するレチクルＲの位置合わせを行う。

【００２８】更に、ウエハステージ５７上には、図４
（ａ）に示すようにフォーカス・キャリブレーション用
の基準マーク板６２も設置され、この基準マーク板６２
に例えば十字型の開口パターンよりなる基準マーク６２
ａが形成されている。この基準マーク６２ａを用いて、
次のように投影光学系ＰＬの結像面の位置が求められ
る。即ち、光ファイバ６３によりウエハステージ５７の
内部に図１の照明光ＩＬと同じ波長帯の照明光を導き、
この照明光によりコリメータレンズ６４、ハーフミラー
６５、及び集光レンズ６６を介して基準マーク６２ａを
底面側から照明する。この基準マーク６２ａを通過した
照明光が、投影光学系ＰＬを介してレチクルＲのパター
ン形成面に基準マーク６２ａの像を結像し、このパター
ン形成面からの反射光が投影光学系ＰＬを介して基準マ
ーク６２ａに戻る。そして、基準マーク６２ａに戻った
照明光が、集光レンズ６６、ハーフミラー６５、及び集
光レンズ６７を経て光電検出器６８に入射する。

【００２９】光電検出器６８の検出信号（光電変換信
号）Ｓ２は、図１の主制御系４１に供給される。この場
合、ウエハステージ５７内のＺステージを駆動して、基
準マーク６２のＺ方向の位置を変化させると、図４
（ｂ）に示すように、検出信号Ｓ２は基準マーク６２の
Ｚ座標が投影光学系ＰＬの結像面の位置に合致するとき
にピークとなるように変化する。従って、検出信号Ｓ２
の変化より、投影光学系ＰＬの結像面の位置を求めるこ
とができ、それ以後はその位置にウエハＷの露光面を設
定することにより、良好な状態で露光が行われる。従っ
て、その基準マーク板６２を用いることにより、投影光
学系ＰＬの結像面の位置のキャリブレーション（フォー
カス・キャリブレーション）が行われる。

【００３０】図１に戻り、透過率が９８％程度の反射ミ
ラー４３を透過した漏れ光が、集光レンズ１０を介して
インテグレータセンサー１１の受光面に集光されてい
る。インテグレータセンサー１１の受光面は、レチクル
Ｒのパターン形成面、及びウエハＷの露光面と共役であ
り、インテグレータセンサー１１の検出信号（光電変換
信号）が露光量制御系３８、及び水銀ランプ電源電流制
御系６９に供給されている。露光量制御系３８にはメモ
リ７７が接続され、メモリ７７内にインテグレータセン
サー１１の出力信号からウエハＷ上での露光エネルギー
を求めるための変換係数等が格納されている。但し、本
実施例では、後述のようにインテグレータセンサー１１
の出力信号は、所定の基準照度計を用いて較正され、こ
の較正結果に基づいてインテグレータセンサー１１の出
力信号を補正するための補正係数もメモリ７７内に記憶
されている。

【００３１】図２は、図１内の制御系の構成を示し、こ
の図２において、主制御系４１が変形照明用絞り駆動機
構４０を介して照明系開口絞りを変更すると、それに応
じて露光量制御系３８は、水銀ランプ電源電流制御系６
９を介して水銀ランプ１に供給する電流の値を設定す
る。その電流の値はインテグレータセンサー１１の検出
信号が所定の値になるように選択される。水銀ランプ１
に供給する電流の制御だけでは不十分の場合には、露光
量制御系３８はＮＤフィルター駆動機構３７を介して図
１のＮＤフィルター板３４の透過率を変更する。また、
後述のように定電力モードでは、水銀ランプ電源電流制
御系６９は設定された電流を水銀ランプ１に供給し、定
照度モードでは、水銀ランプ電源電流制御系６９はイン
テグレータセンサー１１からの検出信号が一定レベルに
なるように水銀ランプ１に対する電流を制御する。

【００３２】次に、本実施例の投影露光装置における照
度制御動作につき説明する。先ず、本実施例では、大き
く分けて図１の水銀ランプ１に対して一定の電流を供給
する定電力モード、又は図１のインテグレータセンサー
１１からの出力信号が一定になるように水銀ランプ１に
対する電流を制御する定照度モードでレチクルＲに対す
る照明を行う。また、本実施例の投影露光装置は走査露
光型であるが、例えばレチクルＲ上の所定のアライメン
トマークをウエハＷ上に露光するような場合には、レチ
クルＲとウエハＷとを静止させて、部分的な一括露光方
式で露光を行うこともできるようになっている。このよ
うに静止状態で行う露光をスタティック露光と呼び、走
査露光型の露光をダイナミック露光と呼ぶ。

【００３３】このように、スタティック露光、ダイナミ
ック露光、又はフォーカス・キャリブレーションのよう
な計測を行う際に、本実施例の投影露光装置の動作はそ
れぞれ図５の〜の場合に分かれる。以下では図５の
各場合につき説明する。露光フィールド設定先ず、スタティック露光では、従来のステッパーのよう
な一括露光方式と同様に、レチクルＲの遮光帯７４（図
６参照）より外に照明光が漏れないように可動ブライン
ド４５Ａ，４５Ｂの位置が設定される。露光時は可動ブ
ラインド４５Ａ，４５Ｂは固定されている。

【００３４】一方、ダイナミック露光では、図６を参照
して既に説明したように、レチクルＲのスキャンに伴
い、レチクルＲの遮光帯７４より外に照明光が漏れない
ように、走査ステージ５３、ウエハステージ５７の動作
に同期して可動ブラインド４５Ａ，４５Ｂが駆動され
る。シャッター制御スタティック露光では、高速度なシャッター４の開閉動
作により、露光時間が制御される。

【００３５】一方、ダイナミック露光を行う場合、通常
のシーケンスでは、ウエハＷ上の隣接するショット領域
への露光を行う際に、レチクルＲの走査方向が交互に変
化する。このような通常のシーケンスでは、それに追従
して可動ブラインドの２枚の可動ブレード４５Ａ，４５
Ｂが交互にシャッター４の役割を果たすため、シャッタ
ー４は常に開状態でよい。但し、ウエハＷ上の或る列の
ショット領域から別の列のショット領域に移行するよう
な場合には、レチクルＲを同一方向に走査する特殊なシ
ーケンスが実行されることがある。このような特殊なシ
ーケンスでは、レチクルＲを走査終了後に再び走査開始
位置に戻すために、露光を行うことなくレチクルＲを戻
す空戻し動作を行う必要がある。このような空戻し動作
の間は、可動ブラインドの２枚の可動ブレード４５Ａ，
４５Ｂ間に隙間ができてしまうため、露光を避けるため
シャッター４を閉状態にしておく必要がある。

【００３６】また、図４で説明したようなフォーカス・
キャリブレーション、又は図１のレチクルアライメント
顕微鏡５５等を使用したレチクルアライメント等を行う
場合には、シャッター４は閉じておく。照明条件変更時照明条件の変更とは、図１の照明系開口絞り板３９の回
転角を変えて、照明系開口絞りの種類を変更することを
言う。この場合には通常シャッター４の開閉も行われ
る。そのように照明系開口絞りを変更すると、レチクル
Ｒ及びウエハＷ上での照度が変化するため、その照度を
所定の目標値に戻すために、水銀ランプ１に供給する電
流、及びＮＤフィルター板３４の回転角を調整する必要
がある。ところが、水銀ランプ１とインテグレータセン
サー１１との間に存在する、シャッター４、ＮＤフィル
ター板３４、又は照明系開口絞り等の光量可変部材を駆
動した場合、インテグレータセンサー１１上での照度が
不連続に大きく変化することがあり、水銀ランプ１の定
照度制御ができなくなる。従って、スタティック露光、
ダイナミック露光、及び各種計測時の何れの場合でも、
予め、水銀ランプ１を定電力制御で発光させるモードに
切り換えておく必要がある。

【００３７】インテグレータモードこれはインテグレータセンサー１１の検出信号に基づい
て制御を行うモードである。先ず、スタティック露光で
は、従来の一括露光方式の露光装置と同様に、露光量制
御系３８でインテグレータセンサ１１からの検出信号を
積算することにより、ウエハＷ上での積算露光量を計測
し、高速度のシャッター４の開閉制御によりその積算露
光量を目標露光量にする。この場合、水銀ランプ１の照
度に経時変化があっても構わないので、定電力制御を行
う。

【００３８】一方、ダイナミック露光では、ウエハＷ上
の各点での積算露光量は、スリット状の露光フィールド
６１の走査方向の幅をＤ１、ウエハＷの走査速度を
Ｖ_W、ウエハＷ上での照度をＥ_Wとすると、次式で決定
される。積算露光量＝（Ｄ１／Ｖ_W）Ｅ_W （１）この場合、スリット状の露光フィールド６１の幅Ｄ１は
一定であり、スキャン速度Ｖ_Wも一定に制御されるの
で、積算露光量を一定に保つためには、水銀ランプ１を
定照度制御で発光させる必要がある。水銀ランプ１の定
照度制御では、インテグレータセンサー１１で計測され
た照度が一定になるように、水銀ランプ１に対する電流
が制御されるので、その定照度制御中には、水銀ランプ
１とインテグレータセンサー１１との間に存在する光量
可変部材の駆動動作を行うことは禁止される。

【００３９】また、フォーカス・キャリブレーション等
の計測時には、特に定照度モードで制御を行う必要がな
いため、定電力モードで制御が行われる。但し、例えば
ウエハＷを交換する毎にフォーカス・キャリブレーショ
ン等の計測を行うような場合には、このような計測を行
う際に定電力モードに切り換えられる。タイマーモードこれは、水銀ランプ１を定電力モードで発光させて、露
光量制御系３８内にあるタイマーにより設定された時間
だけシャッター４を開状態にして、水銀ランプ１からの
照明光をレチクルＲ側に導くモードである。

【００４０】先ずスタティック露光では、露光シーケン
スとしてタイマーモードを残す必要はない。しかしなが
ら、例えば投影光学系ＰＬの結像特性を制御するための
パラメータを設定するために所定時間だけ投影光学系Ｐ
Ｌに照明光を照射する場合、又はウエハステージ５７上
での照度むらを計測する場合等に、計測用に一時的に使
用される可能性がある。そこで、スタティック露光に関
して、使用可能な計測モードとして、定電力制御、且つ
タイマーモードを残しておく。

【００４１】一方、ダイナミック露光でも、走査露光方
式で露光を行う際の投影光学系の結像特性の制御動作の
チェック時、又はレチクルＲを一方向に送って露光を行
う場合等に、計測用に一時的に使用される可能性があ
る。この場合、可動ブラインド４５Ａ，４５Ｂと高速の
シャッター４を併用する可能性がある。このように、可
動ブラインド４５Ａ，４５Ｂ、及びシャッター４を併用
する際にも、定電力制御、且つタイマーモードを使用す
る。

【００４２】同様に、ウエハを交換する際に、フォーカ
ス・キャリブレーション等の計測を行う場合には、その
定電力モードのままで計測を行う。

【００４３】インテリジェントモードこれは、定照度モードの一態様であるが、水銀ランプ１
を許容最大電力近傍で駆動するのではなく、水銀ランプ
１を許容最大電力より或る程度低い電力で発光させて、
水銀ランプ１の使用を継続した場合でも、ウエハ上での
照度を常に一定値に維持するモードである。これに対し
て、上述のインテグレータモード、及びタイマーモード
で定照度モードを使用する場合には、水銀ランプ１を許
容最大電力の近傍（例えば９８％程度）で使用すること
があるため、使用するにつれて、次第に水銀ランプ１の
発光パワーが低下し、ウエハＷ上での照度も低下してく
る。

【００４４】先ず、スタティック露光では、インテリジ
ェントモードは使用しない。次に、ダイナミック露光で
は、例えば投影光学系ＰＬの解像度をチェックする場合
に、そのインテリジェントモードが使用される。例えば
水銀ランプ１のｉ線（波長３６５ｎｍ）を使用して走査
露光方式で露光する場合、量産時のウエハ上での最大照
度をＰ_i［ｍＷ／ｃｍ²］とする。そして、そのときの
電流と同じ駆動電流で水銀ランプ１の発光を続けさせて
も、水銀ランプ１の寿命が尽きる頃には、ウエハ上での
照度は初期の照度の７０％程度に劣化する。これを考慮
して、インテリジェントモードでは、初期状態でウエハ
上での最大照度が０．７・Ｐ_i［ｍＷ／ｃｍ²］程度に
なるように水銀ランプ１に供給する電流を制限する。そ
の後、インテグレータセンサー１１の出力値をモニタし
て、照度劣化に相当する量だけ水銀ランプ１に供給する
電流を増加させて、常にウエハ上での照度が０．７・Ｐ
_i［ｍＷ／ｃｍ²］程度に維持されるようにする。

【００４５】但し、ウエハを交換する際に、フォーカス
・キャリブレーション等の計測を行う場合には、定電力
モードに切り換えて計測を行う。高感度レジストを使用する場合スタティック露光で高感度のフォトレジストを使用する
場合は、従来の一括露光方式の露光装置の場合と同様
に、シャッター４の開閉時間を短縮して露光量を制御す
る。但し、図１の視野絞り３３の開口径を大きくした場
合、その開口全体を通過する光束の開閉を行うためには
シャッター４を大型化する必要がある。このようにシャ
ッター４を大型化すると、シャッター４が重くなり、従
来と同様の図１のシャッター制御機構５ではシャッター
４を高速開閉できない可能性がある。更に、シャッター
制御機構５の駆動モータのトルクを上げることも困難な
場合には、ＮＤフィルター板３４の透過率を低下させ
て、ウエハ上での照度を下げる制御を併用してもよい。

【００４６】一方、ダイナミック露光で高感度のフォト
レジストを使用する場合は、図１のＮＤフィルター板３
４よりなる光量切り換え機構による制御と、水銀ランプ
１に供給する電流を調整する制御とを組み合わせて、ウ
エハ上で目標とする照度を連続的に変化させて対応す
る。低感度レジストを使用する場合スタティック露光で低感度のフォトレジストを使用する
場合は、シャッター４の開時間を長くして対応する。

【００４７】一方、ダイナミック露光で低感度のフォト
レジストを使用する場合は、図１の走査ステージ５３、
及びウエハステージ５７による走査速度を落として対応
する。

【００４８】次に、図７を参照して本実施例においてウ
エハＷの各ショット領域に対する積算露光量を適正露光
量にするための制御シーケンスの一例につき説明する。
先ず、本実施例における露光量制御の原理につき説明す
る。この場合、図１のウエハＷ上のスリット状の露光フ
ィールド６１の走査方向の幅（以下、「スリット幅」と
いう）をＬ（図１０（ａ）のＤ１に相当する）、ウエハ
Ｗのスキャン速度をｖ、ウエハＷ上のフォトレジストの
感光感度（レジスト感度）をＥ、ウエハＷ上での照度を
ｐとすると、ウエハＷ上のフォトレジストに対して適正
な積算露光量を与えるための条件は次のようになる。

【００４９】Ｅｖ＝ｐＬ（２）この（２）式を変形すると次のようになる。ｐ／ｖ＝Ｅ／Ｌ（３）ここで、スリット幅Ｌは一定であり、レジスト感度Ｅは
任意に与えられるとすると、（３）式の左辺のｐ／ｖと
して連続した任意の値が設定できる必要がある。

【００５０】次に、ウエハＷ上の各ショット領域の走査
方向の長さ（ショット長）をＳとすると、各ショット領
域への露光時間はＳ／ｖとなり、スキャン速度ｖが大き
い方がスループットが高いことになる。即ち、スキャン
速度ｖをステージ系で定まる最大速度にして露光を行う
場合、（２）式でスキャン速度ｖが所定の最大値になる
ため、任意のレジスト感度Ｅに対して（２）式を満足さ
せるためには、照度ｐをほぼ連続的に変化させる必要が
ある。

【００５１】このように照度ｐを変化させる方法として
は、水銀ランプ１自体の発光パワーを下げるランプ電流
制御法と、照明光の光路に透過率が可変のフィルタ、又
は開口面積が可変の絞りを入れて光量を変化させる光量
可変法とがある。前者は所定レベルを中心とする微小範
囲で光量を連続的に変化させることができ、後者は広域
で不連続的に照度を変化させることができる。本実施例
では、この２つの方法を組み合わせて、ウエハ上での照
度Ｐを広い範囲で且つ連続的に変化させることができる
ようになっている。

【００５２】但し、低感度レジストを使用する場合に
は、レジスト感度Ｅ（適正露光量）が大きくなるため、
（３）式の左辺において、照度ｐを最大値Ｐとして、ス
キャン速度ｖを最大値Ｖとしても、次のようになって
（３）式の条件が満たされないことがある。Ｐ／Ｖ＜Ｅ／Ｌ（４）このような低感度レジストに対しては、（３）式が満た
されるようにスキャン速度ｖを下げる必要がある。

【００５３】更に、図１の水銀ランプ１とウエハＷとの
間に、変形光源法（変形照明法）用の開口絞り（図３の
開口絞り４２Ｄ）や、照明系の開口数（コヒーレンスフ
ァクターσ）を小さくするための開口絞り（図３の開口
絞り４２Ｂ等）を挿入する場合、ウエハ上での照度Ｐが
低下する。そのため、（３）式を満たすためには、同様
にスキャン速度ｖを下げる必要がある。

【００５４】このような原理のもとで、露光量を制御す
る場合の動作の一例を図７を参照して説明する。この例
は、光量切り換え機構として図１のＮＤフィルタ板３４
等を用いた場合の、照明光に対する透過率の変化を±
１．０％以下、及び経時変化による水銀ランプ１の発光
パワーの最大劣化率を３０％と仮定した場合のシーケン
スである。

【００５５】先ず、図７のステップ１０１において、図
１の水銀ランプ１の点灯を行い、許容される最大電力
（最大電流）を水銀ランプ１に供給して、定電力モード
で発光を行わせる。その後、シャッター４を開状態にし
て、ＮＤフィルター板３４を透過率１００％に設定し、
照明系開口絞り板３９中の最も大面積の開口絞りを第３
フライアイレンズ３６Ｃの射出面に設定する（ステップ
１０２）。そのときのウエハＷ上での照度、即ち最大照
度Ｐを間接的にインテグレータセンサー１１により計測
し、計測結果を露光量制御系３８内の記憶部に記憶させ
た後（ステップ１０３）、シャッター４を閉じる（ステ
ップ１０４）。

【００５６】そして、露光対象とするレチクルＲに応じ
て、照明系開口絞り板３９中の変形光源法（変形照明
法）用の開口絞り４２Ｄ、又は最大の開口より小さな開
口の開口絞り４２Ｂを設定する（ステップ１０５）。こ
の際に、予め試し焼き等でレジスト感度Ｅが測定され、
このレジスト感度Ｅがパラメータとして露光量制御系３
８に入力され（ステップ１０７）、ウエハステージ５７
の走査露光時の最大速度Ｖ、及びスリット長Ｌも露光量
制御系３８に入力され（ステップ１０８）、露光モード
も露光量制御系３８に入力されている（ステップ１０
９）。

【００５７】次に、ステップ１０５からステップ１０６
に移行して、露光量制御系３８は露光モードの判別を行
い、インテグレータモードのときにはステップ１１０に
移行してウエハＷ上でのこれからの最大照度をステップ
１０３で計測された最大照度Ｐの９８％に設定してステ
ップ１１１に移行する。また、インテリジェントモード
のときにはステップ１１２に移行して、ウエハＷ上での
これからの最大照度を、水銀ランプ１を交換するときの
照度、即ち水銀ランプ１の発光パワーが最も低くなると
きのウエハＷ上での照度の７１．５％に設定してステッ
プ１１１に移行する。一方、タイマーモードのときに
は、ステップ１１９に移行してウエハＷ上でのこれから
の最大照度を最大照度Ｐの９８％に設定してステップ１
２０に移行する。

【００５８】そして、インテグレータモード又はインテ
リジェントモードでは、ステップ１１１において、露光
量制御系３８はレジスト感度Ｅ、最大スキャン速度Ｖ、
スリット長Ｌ、及び最大照度Ｐに基づいて、（３）式を
満たすようにウエハステージ５７のスキャン速度ｖ、及
びウエハＷ上での照度ｐを決定する。その後、ステップ
１１３で、露光量制御系３８は、その照度ｐが得られる
ようにＮＤフィルター板３４の透過率を設定し、ステー
ジ制御系４７を介して可動ブラインド４５Ａ，４５Ｂを
閉じて照明光の光路を遮蔽する。その後、ステップ１１
４においてシャッター４を開けた後、露光量制御系３８
は目標照度をｐとして定照度モードでの水銀ランプ１の
発光制御を開始する。その後、ウエハステージ５７のス
キャン速度をｖとして、インテグレータセンサー１１か
らの検出信号が一定値に維持されるように走査露光方式
で露光を行う。そして、露光終了後に、水銀ランプ１の
発光制御を定電力制御に切り換えた後（ステップ１１
７）、シャッター４を閉じて（ステップ１１８）、ウエ
ハＷ上の１つのショット領域への露光を終了する。

【００５９】一方、タイマーモードでは、ステップ１２
０において、レジスト感度Ｅ、最大スキャン速度Ｖ、ス
リット長Ｌ、及び最大照度Ｐに基づいて、（３）式を満
たすようにウエハステージ５７のスキャン速度ｖ、及び
ウエハＷ上での照度ｐを決定する。その後、ステップ１
２１で、その照度ｐが得られるようにＮＤフィルター板
３４の透過率を設定し、ステージ制御系４７を介して可
動ブラインド４５Ａ，４５Ｂを閉じて照明光の光路を遮
蔽する。その後、シャッター４を開けた後（ステップ１
２２）、露光量制御系３８は目標照度をｐとして定照度
モードでの水銀ランプ１の発光制御を開始する。この際
に、水銀ランプ１に供給する目標電流値Ｉが決定されて
いる（ステップ１２３）。その後、水銀ランプ１の発光
制御を定電力モードに切り換えて、シャッター４を閉じ
た後（ステップ１２４）、ウエハステージ５７のスキャ
ン速度をｖとして、タイマー制御方式で所定の時間だけ
露光を行う（ステップ１２５）。

【００６０】次に、上述の動作の内のステップ１１１又
は１２０におけるスキャン速度ｖ等の露光条件の決定方
法につき、図８のフローチャートを参照して詳細に説明
する。ここで、水銀ランプ１の照明光によるウエハＷ上
での基本的な照度Ｐ１［ｍＷ／ｃｍ² ］、ウエハステー
ジ５７の最大走査速度Ｖ１［ｍｍ／ｓ］、及びウエハＷ
上のフォトレジストの感度の最小値Ｅ１［ｍＪ／ｃ
ｍ²］が許容される条件の検討を行う。この場合、ウエ
ハステージ５７の機構上での最大走査速度をＶ２（＞Ｖ
１）［ｍｍ／ｓ］とすると、ＮＤフィルター板３９によ
り光量を切り換える方式を使用するためには、ウエハス
テージ５７の最大走査速度をＶ１にすることが望まし
い。

【００６１】また、ウエハＷ上での最低照度Ｐ２は、レ
ジスト感度をＥ１［ｍＪ／ｃｍ²］、ウエハステージ５
７の最大走査速度をＶ１［ｍｍ／ｓ］、スリット幅をＬ
とすると、次のようになる。Ｐ２＝Ｅ１・Ｖ１／（４Ｌ）（５）この場合、一例として最低照度Ｐ２は、望ましい照度Ｐ
１の１６％程度になる。このとき、水銀ランプ１に供給
する電流の制御により変化できる照度の範囲を１００〜
７０％とすると、ＮＤフィルター板３４で２３％程度ま
で非連続に照度を低下させると共に、その非連続区間で
は水銀ランプ１に供給する電流の制御による補間によ
り、連続的に照度を変化させる必要がある。

【００６２】しかしながら、一般的なＮＤフィルタの透
過率は±１０％程度の誤差を持っている。そこで、安価
な機構を考えると、５枚の互いに異なる透過率のＮＤフ
ィルタから所望の１枚のＮＤフィルタを設定する第１の
ＮＤフィルタ可変機構と、４枚の互いに異なる透過率の
ＮＤフィルタから所望の１枚のＮＤフィルタを設定する
第２のＮＤフィルタ可変機構との組み合わせで、ほぼ連
続的に照度を変化させる機構が実現できる。従って、本
実施例では、図１において、ＮＤフィルタ板３４が円板
上に５種類のＮＤフィルタを配置したものであるとする
と、そのＮＤフィルタ板３４の後に、円板上に４種類の
ＮＤフィルタを配置した第２のＮＤフィルタ板を配置
し、それら５種類のＮＤフィルタと４種類のＮＤフィル
タとを組み合わせて得られる２０種類の透過率中から、
順次１つの透過率を選択して照度の制御を行う。

【００６３】具体的に、第１のＮＤフィルタ板３４中の
５種類のＮＤフィルタをパラメータａの値１〜５で区別
し、パラメータａが１〜５のＮＤフィルタの透過率をそ
れぞれ１００％、８２％、７４％、６６％、及び５９％
とする。また、第２のＮＤフィルタ板中の４種類のＮＤ
フィルタをパラメータｂの値１〜４で区別するようにし
て、パラメータｂが１〜４のＮＤフィルタの透過率をそ
れぞれ１００％、５３％、３１％、及び１９％とする。
そして、パラメータａが１〜５のＮＤフィルタとパラメ
ータｂが１〜４のＮＤフィルタとを組み合わせると、表
１に示すような種々の透過率が得られる。但し、表１に
おいては、パラメータａ及びｂの各組合せにおいて、更
に水銀ランプ１に供給する電流を最大電流の９８．０
％、及び７１．５％に設定した場合の照度の減衰率を表
している。例えばパラメータａが１、且つパラメータｂ
が１の欄では、照度の総合的な減衰率は９８．０％、及
び７１．５％となっている。そして、水銀ランプ１に供
給する電流の可変範囲を最大電流に対して９８．０％〜
７１．５％の範囲とする。

【００６４】

【表１】

【００６５】この表１から分かるように、上述の水銀ラ
ンプ１に対する電流制御、及び２枚のＮＤフィルタ板の
組合せにより、照度の減衰率を９８．０％〜１５．５％
の範囲で連続的に変化させることができる。ここで、電
流制御の可変範囲を９８．０〜７１．５％としているの
は、電流制御誤差のマージンを±０．５％、ＮＤフィル
タでの透過率のドリフトを±１．０％、１ロットのウエ
ハへの露光を行う際の水銀ランプ１の発光パワーの劣化
を−０．５％として、これらの補正が可能で、且つ１ロ
ットのウエハへの露光中は、ＮＤフィルタの組合せの変
更を行わなくともよいシステムにするためである。

【００６６】但し、２枚のＮＤフィルタ板の各ＮＤフィ
ルタの透過率を表１のように設定したとしても、実際に
製造されるＮＤフィルタの透過率が正確に表１のように
なるとは限らない。そこで、実際の透過率が設計値から
外れている際の補正を行うために、先ず各ＮＤフィルタ
の透過率を測定する。この計測は、水銀ランプ１を定電
圧制御で発光させた状態で、ＮＤフィルタを切り換えな
がら、インテグレータセンサー１１の検出信号をモニタ
して行う。そして、パラメータａが１、且つパラメータ
ｂが１の場合、即ち第１のＮＤフィルタ板３４の透過率
の設計値が１００％で、且つ第２のＮＤフィルタ板の透
過率の設計値も１００％である場合のインテグレータセ
ンサー１１の検出信号を基準信号として、パラメータａ
及びｂの値を任意の組合せた場合のインテグレータセン
サー１１の検出信号をその基準信号で除算して得られる
値を、パラメータｐａ１（ａ，ｂ）として露光量制御系
３８内の記憶部に記憶しておく。

【００６７】更に、照明系開口絞り板３９を回転させ
て、変形照明（変形光源）用の開口絞り、又は照明系の
開口数を変化させる開口絞り等を設定した場合について
も、それぞれ同様にインテグレータセンサー１１で照度
を測定し、この際の照度比（通常の開口絞り４２Ａを設
定した場合の照度との比）もパラメータｐａ２（ｃ）と
して記憶しておく。但し、パラメータｃは各照明条件
（使用される開口絞りの種類）を示すパラメータであ
る。

【００６８】また、図１において、主制御系４１から露
光量制御系３８に対して露光条件が以下のように与えら
れているとする。

【００６９】

【表２】レジスト感度：Ｅ［ｍＪ／ｃｍ²］スキャン最大速度：Ｖｍ［ｍｍ／ｓｅｃ］最大照度：Ｐｍ［ｍＷ／ｃｍ²］（ランプ交換時の最大照度）照明条件：パラメータｃ露光モード：パラメータｄ但し、ｄ＝１はインテグレータモード、ｄ＝２はインテ
リジェントモード、ｄ＝３はタイマーモードである。

【００７０】この場合、図８に示すシーケンスに従っ
て、実際の露光条件が決定される。先ず、図８のステッ
プ１３１において、水銀ランプ１に許容最大電流を供給
し、２枚のＮＤフィルタ板のＮＤフィルタの透過率をそ
れぞれ１００％（設計値）とし、照明系開口絞り板３９
中で最大面積の開口絞り４２Ａを設定した状態で、イン
テグレータセンサー１１により現在の最大照度Ｐｎを測
定する。その後、ステップ１３２でパラメータｄの値よ
り露光モードを判別し、インテグレータモード、又はタ
イマーモードではパラメータｍ１の値を１として（ステ
ップ１３５）からステップ１３４に移行し、インテリジ
ェントモードではパラメータｍ１の値をＰｍ／Ｐｎとし
て（ステップ１３３）、ステップ１３４に移行する。

【００７１】そして、ステップ１３４でパラメータａ及
びｂをそれぞれ１に設定し、即ち２枚のＮＤフィルタ板
のＮＤフィルタの透過率をそれぞれ１００％にした後、
ステップ１３６において、最大速度ｖ１及び最低速度ｖ
２を次式から算出する。ｖ１＝0.98・ｍ１・Ｐｎ・ｐａ１（ａ，ｂ)・ｐａ２（ｃ)・Ｌ／Ｅ（６）ｖ２＝0.715・Ｐｎ・ｐａ１（ａ，ｂ）・ｐａ２（ｃ）・Ｌ／Ｅ（７）

【００７２】その後、ステップ１３７において、表２中
のスキャン時の最大速度Ｖｍの値と変数ｖ１及びｖ２と
の比較を行う。そして、ｖ１＞Ｖｍ、且つＶｍ≧ｖ２の
ときにはステップ１３８に移行して、水銀ランプ１の駆
動する際の目標照度ＰをＶｍ・Ｅ／Ｌに設定した後、ウ
エハステージ５７のスキャン速度Ｖを最大速度Ｖｍに設
定して（ステップ１３９）、ステップ１４０に移行す
る。また、ステップ１３７で、Ｖｍ≧ｖ１の場合には、
ステップ１４６に移行してウエハステージ５７のスキャ
ン速度Ｖを最大速度ｖ１に下げた後、目標照度Ｐを最大
照度Ｐｎの９８％に設定して（ステップ１４７）、ステ
ップ１４０に移行する。一方、ステップ１３７におい
て、最大スキャン速度Ｖｍが最低速度ｖ２より小さい場
合には、ステップ１４８に移行してパラメータａが５に
達したかどうかを調べる。

【００７３】現在はパラメータａの値は１であるため、
パラメータａの値を１増加させた後（ステップ１５
１）、パラメータｍ１を１に設定して（ステップ１５
２）、ステップ１３６に戻る。また、ステップ１４８に
おいて、パラメータａの値が５に達した場合には、パラ
メータｂの値が４に達したかどうかを調べ（ステップ１
４９）、パラメータｂが４である場合には、レジスト感
度が高すぎて対応できないため、ステップ１５０で露光
量制御系３８はレジスト感度設定エラーの情報を主制御
系４１に供給し、これに応じて主制御系４１は不図示の
ディスプレイにレジスト感度設定エラーの表示を行う。
また、ステップ１４９でパラメータｂが３以下であると
きには、パラメータａを１として、パラメータｂの値を
１だけ増加させた後（ステップ１５３）、ステップ１５
２に移行する。

【００７４】更に、ステップ１４０においては、パラメ
ータｃに応じて照明系開口絞り板３９内の対応する開口
絞りを設定すると共に、パラメータａ及びｂに応じて２
枚のＮＤフィルタ板中の対応するＮＤフィルタを設定し
た後、ステップ１４１においてシャッター４を開ける。
その後、ウエハステージ５７のスキャン速度をＶ、水銀
ランプ１による照度の目標値をＰとして、定照度制御を
開始し（ステップ１４２）、パラメータｄの値より露光
モードを判別する（ステップ１４３）。そして、インテ
グレータモード、又はインテリジェントモードではその
まま走査露光方式で露光を行い、タイマーモードでは、
ステップ１４４で定照度制御を行う際の水銀ランプ１の
平均電流値Ｉを決定した後、ステップ１４５でその電流
目標値Ｉを用いて定電力制御に切り換えて露光を行い、
タイマーで設定された時間経過後にシャッター４を閉じ
る。

【００７５】次に、上述のように照度制御を行ってウエ
ハ上での露光量の制御を行うのは、露光量の変化による
照度むらを抑えるためであるが、インテグレータセンサ
ー１１等の各種センサの精度向上や、照度の計測方法等
の改善によっても照度むらを或る程度軽減することがで
きる。以下では各種センサの精度向上方法や、照度の計
測方法等について説明する。

【００７６】（Ａ）基準照度計図２に示すように、本実施例では、インテグレータセン
サー１１の検出信号の較正用として基準照度計７２を使
用する。この基準照度計７２は、複数の投影露光装置間
の露光量のマッチングを図るための基準となる。インテ
グレータセンサー１１は、応答速度や計測精度等に応じ
て受光部の大きさ、及び受光位置が決定されるので、そ
の較正を行うための基準照度計７２も、倍率を考慮した
上で等価の受光部の大きさを有し、且つインテグレータ
センサー１１と共役な位置で計測を行う必要がある。こ
の際に、実際に使用される照明光の照度の範囲内で、そ
の照度とインテグレータセンサー１１の検出信号との間
の関係を確認するために、露光量制御系３８と連動させ
て照明光の照度を種々に変化させてそれぞれインテグレ
ータセンサー１１の検出信号、及び基準照度計７２の検
出信号を取り込んで比較する。

【００７７】なお、基準照度計７２自体も、別の照度の
絶対値を計測できるセンサを基準として、キャリブレー
ションを行う可能性がある。しかしながら、照度の絶対
値管理は困難であることが予想されるため、例えば１つ
のウエハの異なる層（レイア）に重ね合わせ露光を行う
１組の投影露光装置に関しては、全て１つの基準照度計
７２の出力信号を絶対値基準とみなして、各投影露光装
置のインテグレータセンサー１１の較正を行うようにす
る。

【００７８】この方法では、その１組の投影露光装置に
関してそれぞれ基準照度計７２で較正を実施する期間だ
け、基準照度計７２の出力安定性が確保されればよい。
また、ウエハの各ショット領域への露光量の決定は各投
影露光装置で独立に行われ、その露光量がそれぞれ目標
値となるので、絶対照度に対する直線性はあまり重要で
はない。但し、照度とインテグレータセンサー１１の検
出信号との間の直線性は、基準照度計７２を基準として
設定されるので、或る程度の基準となる直線性は必要で
ある。

【００７９】（Ｂ）インテグレータセンサーインテグレータセンサー１１は、スタティック露光時に
積算露光量制御を行うための、及びダイナミック露光時
に水銀ランプ１の定照度制御を行うための照度測定セン
サとしてそれぞれ用いられる。照度計測は、変形光源法
への切り換え等の照明条件変更の際も、高精度に行う必
要があるので、インテグレータセンサー１１の受光面は
レチクルと共役な面に配置する必要がある。また、信頼
性を高めるために、インテグレータセンサー１１の受光
部は大きい方が望ましい。但し、同時に検出信号の安定
性、及び高速度サンプリングが望まれるので、検出信号
の安定性及び応答速度に対する要求を満たす範囲で、そ
の受光部をできるだけ大きくする。

【００８０】図２に示すように、基準照度計７２を用い
てインテグレータセンサー１１の較正を行うと、それ以
後、そのインテグレータセンサー１１はこのインテグレ
ータセンサー１１が設けられた投影露光装置における照
明光の照度の絶対基準となる。そのため、高い計測再現
性、及び安定性が要求される。また、例えばウエハ上の
異なる層に複数台の投影露光装置によりそれぞれ所定の
露光量で露光を行う場合には、それら複数台の投影露光
装置間での露光量を合わせる（マッチングさせる）必要
がある。このために上述の基準照度計７２が使用され
る。そして、実際にウエハ上の各層への露光を行う際に
は、各投影露光装置で独立に対応する層への露光量の目
標値が決定されるので、基準照度計７２の出力信号に対
するインテグレータセンサー１１の検出信号の直線性
も、投影露光装置間での露光量のマッチング精度の誤差
要因となる。

【００８１】（Ｃ）照度むら計測用センサー図１に示すように、本実施例ではウエハステージ５７上
に光電変換素子を有する照度むらセンサー５８が設けら
れている。照度むらセンサー５８は、可動ブラインド４
５Ａ，４５Ｂ、及び固定ブラインド４８の位置計測、ス
タティック露光時の照度むら計測、更にはダイナミック
露光時の照度むら計測に使用される。

【００８２】図９は、照度むらセンサー５８の受光面の
形状を示し、図９において、Ｘ方向（走査方向）の長さ
Ｄ２でＹ方向の幅Ｈ２のスリット状の開口部７５、及び
直径がほぼＨ２の小さな円形の開口部７６がその受光面
上に設けられている。この場合、開口部７５のＸ方向の
長さＤ２は、露光フィールド６１のＸ方向（走査方向）
の幅Ｄ１より大きく設定され（例えば１０ｍｍ程度）、
開口部７５のＹ方向の幅Ｈ２（即ち開口部７６の直径と
等しい）は照度計測を行う際の位置的な分解能程度（例
えば０．１ｍｍのオーダー）に設定されている。そし
て、スリット状の開口部７５に入射した光束はシリンド
リカルレンズにより第１の光電変換素子の受光面に集光
され、開口部７６に入射した光束は第２の光電変換素子
の受光面に入射し、第１の光電変換素子から第１の検出
信号Ｓ１が図１の主制御系４１に供給され、第２の光電
変換素子からの第２の検出信号もその主制御系４１に供
給されている。投影光学系ＰＬの露光フィールド６１を
含む面内で開口部７６をＸ方向及びＹ方向に走査するこ
とにより、可動ブラインド４５Ａ，４５Ｂ、及び固定ブ
ラインド４８の位置計測、並びにスタティック露光時の
照度むら計測が実行される。この計測のためには、シャ
ッター４を開いて照明光を可動ブラインド４５Ａ，４５
Ｂ等に照射した状態で、露光フィールド６１の輪郭部付
近で開口部７６を走査すればよい。

【００８３】一方、図１０（ａ）に示すように、スリッ
ト状の開口部７５を露光フィールド６１に対して走査方
向に垂直なＹ方向に走査しながら、Ｙ方向の各点で所定
時間検出信号Ｓ１の積算を行うことにより、図１０
（ｂ）に示すように、位置Ｙに応じて変化する積算信号
ΣＳ１が得られる（詳細後述）。この積算信号ΣＳ１
は、幅Ｄ１の露光フィールド６１でウエハに対する走査
露光を行った場合の、ウエハ上の各点での積算露光量の
Ｙ方向（非走査方向）へのばらつきを示す。従って、開
口部７５でダイナミック露光時の照度むら計測が行われ
る。

【００８４】この計測の際に、図１のＮＤフィルタ板３
４のＮＤフィルタ等の選択を行って、開口部７５に対し
て計測精度が最も良いように照度を最適化しておく。ま
た、開口部７５、及び開口部７６を交互に使用するよう
な場合に、ゲイン制御を行わないと検出信号のレベルが
大きく変化する。そこで、両者の検出信号が同程度にな
るように、対応する光電変換素子の検出信号に対してオ
ートゲインコントロール（ＡＧＣ）制御を行う必要があ
る。

【００８５】次に、その照度むらセンサー５８を用いた
各機構の調整方法の一例を示す。（Ｃ−１）可動ブラインド調整可動ブラインド４５Ａ，４５Ｂは、図６に示したように
スキャン方向にはレチクルＲの遮光帯７４の位置に同期
して駆動する必要があるが、基本的には従来の結像方式
のレチクルブラインドと同様の機能を持つ。従って、可
動ブラインド４５Ａ，４５Ｂに沿って独自の位置計測手
段（リニアエンコーダ等）を設け、任意の位置に正確に
駆動できるようにすると共に、必要な駆動範囲の外に可
動ブラインド４５Ａ，４５Ｂが移動しないようにリミッ
ト位置を設定する。可動ブラインド４５Ａ，４５Ｂの位
置をレチクルＲの遮光帯７４の位置に合わせるために
は、レチクル搭載後実際に露光を行い、照明領域５２の
一方のエッジ部がレチクルＲの遮光帯７４上に収まると
きのレチクルＲの座標と可動ブラインド４５Ａ，４５Ｂ
の座標とのオフセット量を計測し、以後はそのオフセッ
トを用いて補正すればよい。その他に、図９に示す照度
むらセンサー５８の小さな開口部７６を走査して直接可
動ブラインド４５Ａ，４５Ｂの座標を計測してもよい。

【００８６】（Ｃ−２）スタティック露光時の照度むら
計測スタティック露光は、投影光学系ＰＬの限界解像度のチ
ェック用や、計測用の露光として用いられる。投影光学
系ＰＬの限界解像度のチェックは、露光フィールドの中
心及び周辺４隅の計測点での解像度を調べて行われる場
合が多く、それら計測点での照度むらを所定の許容範囲
以下にすればよいので、スタティック露光時の照度むら
計測点は限界解像度チェック点のみに限定してもよい。

【００８７】（Ｃ−３）ダイナミック露光時の照度むら
計測ダイナミック露光は走査露光型の通常の露光シーケンス
であり、照度むらに関する許容値は極めて小さい値であ
る。そのために、図９に示すように、照度むらセンサー
５８のスリット状の開口部７５を用いた照度むら計測を
行う。具体的に、図１０において、スリット状の露光フ
ィールド６１の走査方向の幅をＤ１として、ウエハＷの
走査速度をＶ_Wとすると、ウエハ上の各点での露光時間
はそれぞれＤ１／Ｖ_W（これをＴ_Wとする）となる。そ
こで、露光フィールド６１に照明光を照射した状態で、
ウエハステージ５７を駆動して露光フィールド６１の一
端に照度むらセンサー５８の開口部７５を設定し、時間
Ｔ_Wだけ開口部７５を介して照度むらセンサー５８内の
第１の光電変換素子の検出信号Ｓ１を積算して積算信号
ΣＳ１を得る。

【００８８】その後、ウエハステージ５７を駆動して開
口部７５をＹ方向に開口部７５の幅Ｈ２だけ移動させた
後、同様に時間Ｔ_Wだけ開口部７５を介して受光した光
束に対応する検出信号Ｓ１を積算して積算信号ΣＳ１を
得る。以下、同様に開口部７５をＹ方向に幅Ｈ２だけ移
動させて、それぞれ時間Ｔ_Wだけ検出信号Ｓ１のサンプ
リングを行う。露光フィールド６１のＹ方向の幅をＨ１
とすると、ウエハステージ５７のステッピング時間を無
視した場合、幅Ｈ１の間でＹ方向の各点で積算信号ΣＳ
１を得るのに必要な時間は、ほぼ（Ｈ１／Ｈ２）Ｔ
_W（これをΣＴとする）となる。この計測により図１０
（ｂ）に示すように非走査方向への積算露光量のばらつ
き（照度むら）に対応する積算信号ΣＳ１の分布が得ら
れる。その計測に必要な時間ΣＴは例えば数１０秒程度
であり、短時間に計測が行われる。

【００８９】この場合、図１０（ｂ）の積算信号ΣＳ１
から計測された照度むら（＝最大偏差／平均値）をＳと
すると、照度むらＳには、照度分布の均一性の走査方向
（Ｘ方向）への平均誤差Ａ、ウエハ上の各ショット領域
内での照度安定性Ｂ、及び照度むらの計測精度Ｃが入っ
ており、照度むらＳが露光量の目標値に対する制御精度
（以下、「露光量目標値精度」と呼ぶ）を示している。
この露光量目標値精度Ｓから、走査方向への平均誤差Ａ
と、ショット領域内の照度安定性Ｂ及び照度むらの計測
精度Ｃの和の誤差（以下、これも「ショット領域内の照
度安定性」と呼ぶ）Ｂ′とを分離する場合、図１０のス
リット状の開口部７５を静止させて、上述のＹ方向に１
回走査するのに要する時間ΣＴだけ照度の計測を行い、
時間ΣＴ内の各時間Ｔ_W毎に検出信号Ｓ１を積算してそ
れぞれ積算信号ΣＳ１を求めた後、この積算信号ΣＳ１
のばらつきを求める。このばらつきが、スリット状の開
口部７５のＹ方向の位置に依存しないその照度安定性
Ｂ′となる。この方式では以下の２つの誤差が計測され
る。

【００９０】露光量目標値精度Ｓ＝（Ａ²＋Ｂ²＋Ｃ²）^1/2 （８）ショット領域内の照度安定性Ｂ′＝（Ｂ²＋Ｃ²）^1/2 （９）従って、これら（８）式及び（９）式より、次のように
照度分布均一性の走査方向への平均誤差Ａが求められ
る。照度分布均一性の走査方向への平均誤差Ａ＝（Ｓ²−Ｂ′²)^1/2 （１０）そこで、（８）式から求められる露光量目標制御精度
Ｓ、（９）式の安定性Ｂ′、及び（１０）式の照度分布
均一性の走査方向への平均誤差Ａがそれぞれ所定の第１
の要求精度、第２の要求精度、及び第３の要求精度より
小さくなるように調整を行う。この場合、各ショット領
域内の照度安定性Ｂに関して、この照度安定性Ｂの一要
因である水銀ランプ１の発光パワーの揺らぎ誤差を周波
数別に規定しておく。そして、（９）式で示される照度
安定性Ｂ′を周波数解析し、この解析結果がその周波数
別の揺らぎ誤差の規定値を満足するかどうかの確認を行
う。この場合、照度安定性Ｂ′のサンプルデータとして
は平均値でなく、全データを記憶する必要がある。サン
プリング周波数は周波数解析の際の分解能により定ま
る。

【００９１】また、ウエハ上の複数のショット領域間の
照度安定性は、（９）式で表される照度安定性Ｂ′の計
測結果から、露光領域６１の走査方向の幅Ｄ１をスキャ
ン速度Ｖ_Wで除して得られる時間（即ち、ウエハ上の各
点の露光時間）内の平均値の再現性を算出することで確
認される。更に、スリット状の開口部７５内のＸ方向の
各点での感度むらは、可動ブラインド４５Ａ，４５Ｂを
制御してその露光フィールド６１をＸ方向に絞り、この
絞った露光フィールド６１に対して開口部７５をＸ方向
に走査して、得られる検出信号Ｓ１のばらつきを調べる
ことにより求められる。その感度むらの要求精度は緩い
ので、必ずしも計測する必要がないこともある。

【００９２】例えば、開口部７５により計測される照度
に対する感度むらが±ｘ［％］存在する場合、照度均一
性の誤差をΔＰとすると、その感度むらによる照度の計
測誤差は、±ｘ・ΔＰ［％］となり小さい値である。但
し、本実施例では照度を計測する際に、更に走査方向の
積分値を使用するので、開口部７５内の感度むらは実質
的にはより小さい誤差要因にしかならない。

【００９３】（Ｃ−４）露光量制御動作の確認本実施例における露光量制御は、図１のＮＤフィルタ板
３４の切り換えと、水銀ランプ１に供給する電流制御
（電力制御）とを組み合わせて、連続的に照度を変化さ
せることにより行う。この照度の連続可変の確認は、水
銀ランプ１の点灯を定電力制御に切り換えて、ＮＤフィ
ルタ板３４（実際には２枚のＮＤフィルタ板）の全体の
透過率を順次切り換えていったときの、インテグレータ
センサー１１の出力値を読み取ることにより行う。例え
ば図１１（ａ）に示すように、２枚のＮＤフィルタ板の
角度を変えて照明光の照度を最大照度から次第に暗くし
たときのインテグレータセンサー１１の出力値Ｐ₀，Ｐ
₁，Ｐ₂，…，Ｐ_nが読み取られる。出力値Ｐ₀は、２
枚のＮＤフィルタ板の全体の透過率を最も大きくしたと
き（１００％としたとき）の出力値であり、出力値Ｐ_n
は、その透過率を最も小さくしたときの出力値である。

【００９４】それら２枚のＮＤフィルタ板の透過率を最
低値の次に小さい値にしたときのインテグレータセンサ
ー１１の出力値をＰ_n-1とする。そして、このときの水
銀ランプ１を定電力制御で駆動するときの照度の目標値
を限界最大照度の１００％としたとき、次の条件が成立
するかどうかを確認する。０．９８Ｐ_n＞０．７１５Ｐ_n-1 （１１）この条件が満たされないときには、それらＮＤフィルタ
板中のＮＤフィルタの交換を行う。

【００９５】次に、水銀ランプ１を定電力制御で点灯さ
せるときの照度の目標値を最大値（限界最大照度の１０
０％）と最小値（限界最大照度の７０％）とにして、そ
れぞれの場合のインテグレータセンサー１１の出力値の
比が７／１０以下になることを確認する。この場合の計
測は、ＮＤフィルタ板におけるＮＤフィルタの設定を或
る特定の組合せにした状態で行ってよい。

【００９６】（Ｃ−５）露光量較正精度の確認ウエハ上での露光量の較正精度は、基準となる基準照度
計７２（図２参照）に対する較正精度と、インテグレー
タセンサー１１の検出信号のドリフトとで定義される。
その較正を行うには、ウエハステージ５７に基準照度計
７２を設置し、定電力制御の状態でＮＤフィルタ板にお
けるＮＤフィルタの組合せを順次切り換えながら、イン
テグレータセンサー１１の出力値と、基準照度計７２の
出力値とをモニタし、図１１（ｂ）のようなグラフにプ
ロットしていけばよい。

【００９７】図１１（ｂ）において、インテグレータセ
ンサー１１の出力値がＰ₀，Ｐ₁，Ｐ₂，…，Ｐ_nとな
っているときに、基準照度計７２の出力値がそれぞれＱ
₀，Ｑ₁，Ｑ₂，…，Ｑ_nとなっている。インテグレー
タセンサー１１の出力値と基準照度計７２との間の直線
性は、各出力値より最小２乗法により１次近似直線を求
め、その１次近似直線と図１１（ｂ）の各点との誤差で
示す。しかしながら、基準照度計７２の直線性の値をイ
ンテグレータセンサー１１に要求される直線性より小さ
くすることは困難である。

【００９８】そこで、図１１（ｂ）の折れ線７８で示す
ように、各計測ポイントを折れ線で結び、上述の１次近
似直線との差分を図１のメモリ７７内に記憶させる。そ
の後、照度計測を行うときには、露光量制御系３８にお
いてインテグレータセンサー１１の出力値をメモリ７７
に記憶された差分で補正する。これにより、基準照度計
７２に対する較正誤差を、折れ線近似誤差及び計測誤差
のみに抑えることができる。この調整方法は、基準とな
る基準照度計７２の直線性が悪い場合も、それに合わせ
て調整を行う方法である。この場合、露光量のマッチン
グを行う複数の投影露光装置は、全てその基準照度計７
２の直線性の特性に合わせて調整されるので、任意の１
台の投影露光装置で試し焼きを行えば、その試し焼きを
した条件では複数の投影露光装置で同じ露光量で露光を
行うことが可能となる。但し、絶対照度基準ではないこ
とを考慮しておく必要がある。

【００９９】なお、上述実施例では、露光用の光源とし
て水銀ランプ１が使用されているが、露光用の光源とし
て例えばキセノンランプ等を使用するような場合にも本
発明は適用できる。更に、本発明は投影光学系を使用す
る露光装置のみに限定されず、コンタクト方式やプロキ
シミティ方式の露光装置にも適用できることも言うまで
もない。このように本発明は上述実施例に限定されず、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得
る。

【０１００】

【発明の効果】請求項１に記載の露光装置によれば、複
数の互いに光量が異なる光束を露光量計測手段で光電変
換して得られた信号から、それら光束を所定の基準照度
計で光電変換して得られた信号への変換係数を近似して
記憶した変換係数記憶手段と、その露光量計測手段から
出力される光電変換信号をその変換係数記憶手段から読
み出された変換係数で補正する信号補正手段と、を設け
ているため、その基準照度計に基づいて複数の露光装置
の間の露光量のマッチングを行うことができる。この際
に、基準照度計の出力との関係を１次直線近似ではなく
曲線近似で記憶するときには、基準照度計に対する較正
誤差を小さく抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の走査露光型の投影露光装
置を示す一部を切り欠いた構成図である。

【図２】図１内の制御系を示すブロック図である。

【図３】実施例で使用される照明系開口絞りの種類を
示す図である。

【図４】（ａ）はフォーカスキャリブレーションを行
うための機構を示す要部の図、（ｂ）は図４（ａ）の機
構により得られる検出信号を示す図である。

【図５】実施例における定電力制御及び定照度制御等
の使い分けを示す図である。

【図６】実施例で走査露光を行う場合の可動ブライン
ド４５Ａ，４５Ｂの動作の説明に供給する図である。

【図７】インテグレータモード、インテリジェントモ
ード、及びタイマーモードの切り換えシーケンスの一例
を示すフローチャートである。

【図８】照度制御を行う場合の各パラメータの決定シ
ーケンスの一例を示すフローチャートである。

【図９】照度むらセンサー５８の受光面を示す拡大平
面図である。

【図１０】（ａ）は照度むらセンサーにより露光フィ
ールドを走査する状態を示す拡大平面図、（ｂ）は図１
０（ａ）の走査により得られる積算信号を示す図であ
る。

【図１１】（ａ）はインテグレータセンサーの出力値
とＮＤフィルタ板の角度（照度）との関係を示す図、
（ｂ）はインテグレータセンサーの出力値と基準照度計
の出力値との関係を示す図である。

【図１２】従来の投影露光装置を示す構成図である。

【符号の説明】

Ｒ…レチクル、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、１…水
銀ランプ、４…シャッター、１１…インテグレータセン
サー、３４…ＮＤフィルタ板、３６Ａ〜３６Ｃ…フライ
アイレンズ、３８…露光量制御系、３９…照明系開口絞
り板、４１…主制御系、４５Ａ，４５Ｂ…可動ブライン
ド、４８…固定ブラインド、５１…コンデンサーレン
ズ、５２…照明領域、５３…走査ステージ、５７…ウエ
ハステージ、５８…照度むらセンサー、６９…水銀ラン
プ電源電流制御系

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】露光用光源からの照明光で転写用のパタ
ーンが形成されたマスク上の照明領域を照明し、該照明
領域に対して前記マスクを走査するのと同期して、前記
照明領域と光学的に共役な露光領域に対して感光性の基
板を走査することにより、前記マスクのパターンを逐次
前記基板上に露光する走査露光型の露光装置において、前記マスクと共役な面にその受光面を有し、前記露光用
光源から射出される照明光の露光エネルギーを連続して
計測する露光量計測手段と、複数の互いに光量が異なる光束を前記露光量計測手段で
光電変換して得られた信号から、前記光束を所定の基準
照度計で光電変換して得られた信号への変換係数を近似
して記憶した変換係数記憶手段と、前記露光量計測手段から出力される光電変換信号を前記
変換係数記憶手段から読み出された変換係数で補正する
信号補正手段と、を有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】前記基準照度計は、前記基板を支持する
基板ステージ上に設けられており、その計測結果に基づ
いて前記露光量計測手段の検出信号が較正されることを
特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】前記照明光の照度と前記露光量計測手段
の検出信号との間の直線性は、前記基準照度計を基準と
して設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載
の露光装置。
【請求項４】前記変換係数記憶手段は、前記露光量計
測手段で光電変換して得られた信号から、前記光束を前
記基準照度計で光電変換して得られた信号への変換係数
を曲線近似して記憶することを特徴とする請求項１〜３
の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項５】前記照明光の照度を種々に変化させるこ
とにより、前記複数の互いに光量が異なる光束を発生さ
せる露光量制御系を有することを特徴とする請求項１〜
３の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項６】前記露光量制御系は、前記照明光の減衰
率を調整して前記基板上での照度を調整する照度可変手
段を含むことを特徴とする請求項５に記載の露光装置。