JP2006261334A - Exposure apparatus - Google Patents

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信一 江頭
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique capable of highly precisely measuring high NA light in a projection exposure apparatus without the use of sealing liquid. <P>SOLUTION: The exposure apparatus for exposing an original forme pattern to a substrate comprises a projection optical system for illuminating the original forme pattern and projecting it to the substrate, and measuring means for receiving projection light passing the projection optical system and measuring an amount of the light. The measuring means receives the projection light via a light guide member for guiding, in such a way that an image received at an incidence surface and an image emanating at an exit surface are substantially same or are similar. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、原版パターンを投影光学系を介して基板に露光する露光技術、特に、投影光学系と基板との間隙を液体で満たした状態で原版パターンを基板に露光する液浸露光技術に関する。   The present invention relates to an exposure technique for exposing an original pattern to a substrate via a projection optical system, and more particularly to an immersion exposure technique for exposing an original pattern to the substrate in a state where a gap between the projection optical system and the substrate is filled with a liquid.

半導体素子の微細化が進み、従来、露光光源としては、高圧水銀灯のg線からより波長の短いi線へ、さらにより波長の短いKrFエキシマレーザ、ArFエキシマレーザへと移行してきた。そしてより高解像力を必要とするため、投影レンズのNA(開口数)を大きくしなければならず、そのため、焦点深度はますます浅くなる傾向にある。これらの関係は一般に良く知られているように、次式で表すことができる。
(解像力)=k1 (λ/NA)
(焦点深度)=±k2 λ/NA2
ここに、λは露光に使用する光源の波長、NAは投影レンズのNA(開口数)、k1,k2はプロセスに関係する係数である。
With the progress of miniaturization of semiconductor elements, the exposure light source has conventionally shifted from the g-line of a high-pressure mercury lamp to an i-line with a shorter wavelength, and further to a KrF excimer laser and an ArF excimer laser with a shorter wavelength. Since higher resolution is required, the NA (numerical aperture) of the projection lens must be increased, and the depth of focus tends to become increasingly shallow. These relationships can be expressed by the following equations as is generally well known.
(Resolution) = k1 (λ / NA)
(Depth of focus) = ± k2 λ / NA2
Here, λ is the wavelength of the light source used for exposure, NA is the NA (numerical aperture) of the projection lens, and k1 and k2 are coefficients related to the process.

近年では、従来の高圧水銀灯のg線、i線から、より波長の短いKrF、ArFエキシマレーザが使われるようになり、更には、F2エキシマレーザやEUV光源、X線の使用も検討されている。また一方では、位相シフトマスク、或は変形照明等による高解像力、高深度化技術が実用化されている。しかし、F2エキシマレーザやEUV光源、X線を利用する方法は、装置コストが高くなる等の問題を抱えている。   In recent years, KrF and ArF excimer lasers with shorter wavelengths have been used from the g-line and i-line of conventional high-pressure mercury lamps, and the use of F2 excimer lasers, EUV light sources, and X-rays is also being studied. . On the other hand, a high resolution and high depth technology using a phase shift mask or modified illumination has been put into practical use. However, the method using an F2 excimer laser, EUV light source, or X-ray has problems such as high apparatus cost.

そこで、既存のArFエキシマレーザを用いた投影露光装置に対して液浸方式を適用しようとする試みがなされている。   Therefore, an attempt has been made to apply the liquid immersion method to a projection exposure apparatus using an existing ArF excimer laser.

ここで、液浸式投影露光装置について説明すると、図12に示すように、ウエハ2とそれに対向する投影レンズ7の間を高屈折率の液体(液浸液)25で満たした状態でウエハを露光する投影露光装置であり、液浸の効果を利用した投影露光装置である。   Here, the immersion projection exposure apparatus will be described. As shown in FIG. 12, the wafer is filled with a high refractive index liquid (immersion liquid) 25 between the wafer 2 and the projection lens 7 facing the wafer 2. It is a projection exposure apparatus that performs exposure, and is a projection exposure apparatus that utilizes the effect of immersion.

この「液浸の効果」とはλ0を露光光の空気中での波長とし、また、図12に示すように、nを液浸液25の空気に対する屈折率、αを光線の収束半角とし、NA0=sinαとすると、液浸した場合、前述の解像力および焦点深度は、次式のようになる。
(解像力)=k1(λ0/n)/NA0
(焦点深度)=±k2(λ0/n)/(NA0)2
すなわち、液浸の効果は波長が1/nの露光波長を使用する場合と等価である。言い換えれば、同じNAの投影光学系を設計した場合、液浸により焦点深度をn倍にすることができる。これは、あらゆるパタ−ンの形状に対しても有効であり、更に位相シフト法や変形照明法等と組み合わせることも可能である。この液浸の効果を生かすためには、液体の純度、均一性、温度等の精密な管理が必要であり、ステップ・アンド・リピ−ト動作でウエハ上に逐次露光して行く露光装置では、動作中に発生する液体の流動や振動を極力少なくすること、ウエハを液体内に搬入する際のウエハ表面に残留する気泡をいかにして除去するか等が重要である。
The “immersion effect” means that λ 0 is the wavelength of the exposure light in the air, n is the refractive index of the immersion liquid 25 with respect to the air, and α is the convergence angle of the light beam, as shown in FIG. When NA0 = sin α, the above-described resolving power and depth of focus are expressed by the following equations when immersed.
(Resolving power) = k1 (λ0 / n) / NA0
(Depth of focus) = ± k2 (λ0 / n) / (NA0) 2
That is, the effect of immersion is equivalent to using an exposure wavelength having a wavelength of 1 / n. In other words, when a projection optical system having the same NA is designed, the depth of focus can be increased by n times by immersion. This is effective for any pattern shape, and can be combined with a phase shift method, a modified illumination method, or the like. In order to take advantage of this immersion effect, precise management of the purity, uniformity, temperature, etc. of the liquid is necessary. In an exposure apparatus that sequentially exposes a wafer by step-and-repeat operation, It is important to minimize the flow and vibration of the liquid generated during operation, and how to remove bubbles remaining on the wafer surface when the wafer is carried into the liquid.

また、従来の液浸式ではない投影露光装置では、ウエハの近傍にウエハ上に照射される露光光の照度や露光光の照度むらを計測する照度むらセンサが搭載されているのが一般的である。また、ウエハの近傍には定期的に投影レンズの倍率や焦点位置変動を計測して、露光時に補正するキャリブレーション機構が設けられるのが一般的である。   Further, in a conventional projection exposure apparatus that is not a liquid immersion type, an illuminance unevenness sensor that measures the illuminance of exposure light irradiated on the wafer and the illuminance unevenness of exposure light is generally mounted in the vicinity of the wafer. is there. In general, a calibration mechanism is provided in the vicinity of the wafer to periodically measure the magnification of the projection lens and the focal position fluctuation and correct the exposure.

上記キャリブレーション機構は、クロム等によって図4に示すようなバー状のパターン28bを形成した石英ガラスの下にセンサを設置した、所謂基準マークを構成する。この使用法としては、レチクルにも図4と同様なパターンを形成しておき、このパターン像を基準マーク上のパターンに投影する。このときに、基準マーク上のパターンを通過した光量をマークパターン下のセンサにより計測する。フォーカスが合っているときには、レチクルパターン像と基準マークパターンが一致するためにセンサの受光量は最大となる。フォーカスがずれているときには、レチクルパターン像がボケて基準マークパターン上に投影されるためセンサ光量も低下する。   The calibration mechanism constitutes a so-called reference mark in which a sensor is placed under quartz glass in which a bar-like pattern 28b as shown in FIG. In this usage, a pattern similar to that shown in FIG. 4 is formed on the reticle, and this pattern image is projected onto the pattern on the reference mark. At this time, the amount of light that has passed through the pattern on the reference mark is measured by a sensor below the mark pattern. When in focus, the reticle pattern image matches the reference mark pattern, so that the amount of light received by the sensor is maximized. When the focus is out of focus, the reticle pattern image is blurred and projected onto the reference mark pattern, so the amount of sensor light also decreases.

従って、センサ光量を計測しながらフォーカスを変動させ、センサ光量が最大となるフォーカス位置を見つけることによりフォーカスのキャリブレーションを実行することが可能となる。また、基準マークがレチクルパターン像に対して、フォーカス方向ではなく、ウエハの移動方向(XY方向)に変位したときにも同様にセンサ光量が変化する。従って、XY方向のズレを検知することも可能である。即ち、ウエハのアライメント用センサとしても使用可能である。この他にもショット内露光むら計測や有効光源計測に用いられる多数の画素からなるラインセンサ、投影レンズの収差計測に用いられる2次元CCDなどが搭載される場合もある。   Therefore, it is possible to perform focus calibration by changing the focus while measuring the sensor light quantity and finding the focus position where the sensor light quantity is maximized. Similarly, when the reference mark is displaced with respect to the reticle pattern image in the wafer movement direction (XY direction) instead of the focus direction, the amount of sensor light similarly changes. Accordingly, it is possible to detect a deviation in the XY directions. That is, it can also be used as a wafer alignment sensor. In addition, a line sensor composed of a large number of pixels used for in-shot exposure unevenness measurement and effective light source measurement, and a two-dimensional CCD used for measuring aberration of the projection lens may be mounted.

このようなセンサ類は液浸式投影露光装置では、ウエハ同様液浸状態で計測に使われることが計測精度等を考慮する上で望ましい。
特開平6−124873号公報 国際公開第99/049504号パンフレット 特開平10−303114号公報
Such a sensor is preferably used for measurement in an immersion state as in a wafer in an immersion projection exposure apparatus in consideration of measurement accuracy and the like.
JP-A-6-124873 International Publication No. 99/049504 Pamphlet JP-A-10-303114

図11は従来の照度むらセンサの構成を示し、センサ容器22の開口部に図3に示すようなピンホール状のパターン28aを備えた遮光部材28を設け、センサ容器22内の底面部に受光素子23を配置し、容器22を石英ガラス等からなる封止窓21で密閉して構成される。受光素子23は湿度等の影響を受けて特性劣化が発生する恐れがあるため封止窓21で密閉している。このような構造のセンサに光が入射すると、スネルの法則として知られているように外気と封止窓21の境界面、封止窓21とセンサ容器22の内部空間の境界面で屈折が起こる。   FIG. 11 shows a configuration of a conventional illuminance unevenness sensor. A light shielding member 28 having a pinhole pattern 28 a as shown in FIG. 3 is provided in the opening of the sensor container 22, and light is received on the bottom surface in the sensor container 22. The element 23 is arranged, and the container 22 is hermetically sealed with a sealing window 21 made of quartz glass or the like. The light receiving element 23 is hermetically sealed with a sealing window 21 because there is a risk of characteristic deterioration due to the influence of humidity or the like. When light is incident on a sensor having such a structure, refraction occurs at the boundary between the outside air and the sealing window 21, and the boundary between the sealing window 21 and the inner space of the sensor container 22, as known as Snell's law. .

ここで、センサ外部空間の屈折率n1、封止窓の屈折率n2、センサ内部空間の屈折率n3、センサ外部空間と封止窓の境界面に対する光の入射角θi1、屈折角θr1、封止窓22とセンサ内部空間の境界面に対する光の入射角θi2、屈折角θr2とすると、スネルの法則より、
n2・sinθi2=n3・sinθr2・・・(1)
従って、
sinθr2=(n2/n3)・sinθi2
n2>n3の場合、sinθi2’=n3/n2以上のθi2’(臨界角)に対しては、光は屈折せずに全反射を起こす。
Here, the refractive index n1 of the sensor external space, the refractive index n2 of the sealing window, the refractive index n3 of the sensor internal space, the incident angle θi1 of light with respect to the boundary surface between the sensor external space and the sealing window, the refractive angle θr1, the sealing Assuming that the incident angle θi2 and the refraction angle θr2 of the light with respect to the interface between the window 22 and the sensor internal space are Snell's law,
n2 · sin θi2 = n3 · sin θr2 (1)
Therefore,
sin θr2 = (n2 / n3) · sin θi2
When n2> n3, light is not refracted and total reflection occurs for θi2 ′ (critical angle) of sin θi2 ′ = n3 / n2 or more.

投影レンズのNAは、
NA=n1・sinθi1・・・(2)
で求められる。
The NA of the projection lens is
NA = n1 · sin θi1 (2)
Is required.

液浸式ではない従来の投影露光装置では、センサ外部空間は空気なので屈折率n1=1である。屈折率が1の場合、NAは1.0未満であり、実際は大きくても0.9程度である。NA=0.83とした場合、入射角θi1=56.44°となる。封止窓の材質を石英ガラスとすると、屈折率n2=1.56である。よって、スネルの法則からセンサ外部空間と封止窓の境界面での屈折角θr1=32.29°となる。また、θr1=θi2の関係から封止窓とセンサ内部空間の境界面に対する光の入射角θi2もθi2=32.29°となる。封止窓とセンサ内部空間の境界面での臨界角θi2’は、
sinθi2’=n3/n2=1/1.56=0.64
従って、θi2’=39.9°となり、θi2’>θi2となるので全反射にはならず、光は受光素子表面まで到達することができる。
In a conventional projection exposure apparatus that is not immersion type, since the sensor external space is air, the refractive index n1 = 1. When the refractive index is 1, NA is less than 1.0, and is actually about 0.9 at most. When NA = 0.83, the incident angle θi1 = 56.44 °. If the sealing window is made of quartz glass, the refractive index n2 = 1.56. Therefore, from Snell's law, the refraction angle θr1 at the boundary surface between the sensor external space and the sealing window is 32.29 °. Further, from the relationship of θr1 = θi2, the incident angle θi2 of light with respect to the boundary surface between the sealing window and the sensor internal space is also θi2 = 32.29 °. The critical angle θi2 ′ at the interface between the sealing window and the sensor internal space is
sin θi2 ′ = n3 / n2 = 1 / 1.56 = 0.64
Therefore, θi2 ′ = 39.9 °, and θi2 ′> θi2, so that total reflection does not occur, and light can reach the surface of the light receiving element.

一方、液浸式投影露光装置では、センサ外部空間は液体で満たされる。液体を純水と想定すると、純水の屈折率は1.44である。上記の例で屈折率n1=1.44とすると、入射角θi1=56.44°であり、屈折率n2=1.56であるので、スネルの法則からセンサ外部空間と封止窓の境界面での屈折角θr1=50.28°となる。また、θr1=θi2の関係から封止窓とセンサ内部空間の境界面に対する光の入射角θi2もθi2=50.28°となる。封止窓とセンサ内部空間の境界面での臨界角θi2’は、上記と同様に、
sinθi2’=n3/n2=1/1.56=0.64
従って、θi2’=39.9°となり、θi2’<θi2となるので全反射となってしまう。従って、光は封止窓との境界面で全反射して受光素子表面まで到達せず、全NAの光を正確に計測できない。これは照度むらセンサに留まらず、前述したキャリブレーション用センサその他に対しても同様な悪影響を及ぼす。
On the other hand, in the immersion type projection exposure apparatus, the sensor external space is filled with liquid. Assuming that the liquid is pure water, the refractive index of pure water is 1.44. If the refractive index n1 = 1.44 in the above example, the incident angle θi1 = 56.44 ° and the refractive index n2 = 1.56. Therefore, from Snell's law, the boundary surface between the sensor external space and the sealing window In this case, the refraction angle θr1 is 50.28 °. Further, from the relationship of θr1 = θi2, the incident angle θi2 of light with respect to the boundary surface between the sealing window and the sensor internal space is also θi2 = 50.28 °. The critical angle θi2 ′ at the boundary surface between the sealing window and the sensor internal space is the same as above,
sin θi2 ′ = n3 / n2 = 1 / 1.56 = 0.64
Therefore, θi2 ′ = 39.9 °, and θi2 ′ <θi2, and thus total reflection occurs. Therefore, the light is totally reflected at the boundary surface with the sealing window and does not reach the surface of the light receiving element, and the light of all NA cannot be measured accurately. This not only affects the illuminance unevenness sensor but also has the same adverse effect on the above-described calibration sensor and the like.

上記は液浸式投影露光装置での問題であるが、高NAの投影露光装置では、液浸式ではない従来方式でもセンサの計測精度を低下させる要因があった。一般的に光量センサは受光面に対する光の入射角度により感度が変化するという特性を持っている。従って、従来方式の投影露光装置では、光は全反射せずに受光素子まで到達することができるが、センサの受光面に対する入射角度が大きいため、感度の角度特性の影響を受けて正確な光量計測が行えないという問題があった。   The above is a problem with the immersion type projection exposure apparatus. However, in the projection exposure apparatus with a high NA, there is a factor that decreases the measurement accuracy of the sensor even in the conventional method that is not the immersion type. In general, a light quantity sensor has a characteristic that sensitivity changes depending on an incident angle of light with respect to a light receiving surface. Therefore, in the conventional projection exposure apparatus, the light can reach the light receiving element without being totally reflected. However, since the incident angle with respect to the light receiving surface of the sensor is large, an accurate light amount is affected by the influence of the sensitivity angle characteristics. There was a problem that measurement could not be performed.

これらの問題を解決する手段として、図8に示すように、封止窓21と受光素子23の間を液浸液とほぼ同等な屈折率を有する液体31で満たす方法が提案されている。しかし、この方法では、(a)封止液体31の精密な管理が必要になる、(b)封止液体31の特性に対する要求条件が厳しい、(c)コーティング部材29の特性に対する要求条件が厳しい、といった点が問題となる。例えば、封止液体31には、(1)液浸液とほぼ同等な屈折率を持ち、(2)露光光に対して良好な透過率を持ち、(3)露光光に対する劣化が小さく、(4)受光素子23に対して特性劣化を引き起こさず、(5)透過率変動を起こさない、といった特性が求められる。   As means for solving these problems, as shown in FIG. 8, a method is proposed in which the space between the sealing window 21 and the light receiving element 23 is filled with a liquid 31 having a refractive index substantially equal to that of the immersion liquid. However, in this method, (a) precise management of the sealing liquid 31 is required, (b) the requirements for the characteristics of the sealing liquid 31 are strict, and (c) the requirements for the characteristics of the coating member 29 are strict. This is a problem. For example, the sealing liquid 31 has (1) a refractive index substantially equal to that of the immersion liquid, (2) a good transmittance for exposure light, and (3) little deterioration with respect to the exposure light. 4) The characteristics that the light receiving element 23 is not deteriorated and (5) the transmittance is not changed are required.

また、コーティング部材29は、(1)封止液体31とほぼ同等かより大きな屈折率を持ち、(2)露光光に対して良好な透過率を持ち、(3)露光光による劣化が少なく、(4)受光素子23に対して特性劣化を引き起こさず、(5)封止液体31に対して耐性がある、といった特性が必要になる。こうした制約から、封止液体31を使った高NA光の計測手段は実現が非常に困難であり、封止液体を使用することなく実現可能な代替手段が必要となっている。   Further, the coating member 29 has (1) a refractive index substantially equal to or larger than that of the sealing liquid 31, (2) a good transmittance with respect to the exposure light, and (3) little deterioration due to the exposure light, (4) The characteristic that the light receiving element 23 is not deteriorated in characteristics and (5) resistant to the sealing liquid 31 is required. Because of these restrictions, it is very difficult to realize a high NA light measuring means using the sealing liquid 31, and an alternative means that can be realized without using the sealing liquid is required.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされ、投影露光装置における高NA光を高精度に計測できる技術を、封止液体を使用することなく実現することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to realize a technique capable of measuring high NA light in a projection exposure apparatus with high accuracy without using a sealing liquid.

上記課題を解決するために、本発明は、原版パターンを基板に露光する露光装置であって、前記原版パターンを照明して基板に投影する投影光学系と、前記投影光学系を通過した投影光を受光してその光量を計測する計測手段とを備え、前記計測手段は、入射面で受光した像と出射面で出射する像が実質的に同一又は相似するように導光する導光部材を介して前記投影光を受光する。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides an exposure apparatus that exposes an original pattern on a substrate, illuminating the original pattern and projecting the original pattern onto the substrate, and projection light that has passed through the projection optical system Measuring means for measuring the amount of light received, and the measuring means comprises a light guide member for guiding the image so that the image received on the incident surface and the image emitted on the exit surface are substantially the same or similar to each other. The projection light is received via

また、本発明は、上記露光装置を用いて半導体デバイスを製造するデバイス製造方法に適用しても同様の効果が得られる。   Further, the same effect can be obtained even if the present invention is applied to a device manufacturing method for manufacturing a semiconductor device using the above exposure apparatus.

以上説明したように、本発明によれば、投影露光装置、特に液浸式投影露光装置での高NA光の照度むら計測やキャリブレーション計測を、封止液体を使用することなく高精度に行うことができる。   As described above, according to the present invention, illuminance unevenness measurement and calibration measurement of high NA light in a projection exposure apparatus, particularly an immersion type projection exposure apparatus, can be performed with high accuracy without using a sealing liquid. be able to.

以下に、添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものである。また、以下の説明において、上述した従来例と同一の要素には同一の符号を付して示している。
[第1の実施形態]
図1は、本発明に係る第1の実施形態の液浸式投影露光装置の概略構成図である。
The embodiment described below is an example as means for realizing the present invention, and should be appropriately modified or changed according to the configuration of the apparatus to which the present invention is applied and various conditions. Moreover, in the following description, the same code | symbol is attached | subjected and shown to the element same as the prior art example mentioned above.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic block diagram of an immersion type projection exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention.

図1において、1はレチクル、2は感光剤が塗布され、レチクル1上の回路パターンが露光・転写されるウエハ、3はウエハ2上にレチクル1上の回路パターンを投影するための変形照明形成装置及び調光装置等を備えた照明光学系、4はウエハ2上にレチクル1上の回路パターンを投影する投影光学系、5はレチクル1を保持し、所定の位置に位置決めするためのレチクルステージ、16はレチクルステージ用レーザ干渉計、14はレチクルステージ5上に取り付けられ、レチクルステージ位置を計測するためにレチクルステージ用レーザ干渉計16から照射されるレーザ光を反射する参照ミラー、18はレチクルステージ5を駆動するための駆動用モータ、6はレチクル1を位置決めし、レチクルパターン像をウエハ2上に既に転写されている回路パターンに合致させるためのアライメント光学系である。   In FIG. 1, 1 is a reticle, 2 is a wafer to which a photosensitive agent is applied, and a circuit pattern on the reticle 1 is exposed and transferred. 3 is a modified illumination formation for projecting the circuit pattern on the reticle 1 onto the wafer 2. Illumination optical system including an apparatus, a light control device, and the like, 4 is a projection optical system for projecting a circuit pattern on the reticle 1 onto the wafer 2, and 5 is a reticle stage for holding the reticle 1 and positioning it at a predetermined position. , 16 is a reticle stage laser interferometer, 14 is mounted on the reticle stage 5 and reflects a laser beam irradiated from the reticle stage laser interferometer 16 to measure the reticle stage position, and 18 is a reticle. A driving motor 6 for driving the stage 5 positions the reticle 1, and the reticle pattern image has already been transferred onto the wafer 2. An alignment optical system for meeting the circuit pattern are.

ウエハ2の露光面に対向する投影光学系4の終端面の光学素子(投影レンズ)7における、ウエハ2表面に対向するレンズ面は、平面あるいはウエハ2表面に向けて凸状に構成されている。これは、液浸時に、光学素子7の表面に空気層や気泡が残らないようにするためである。また、液浸状態とされる光学素子7の表面およびウエハ2上の感光剤表面は、液浸液25と浸和性のあるコーティングを施すことが望ましい。12は光学素子7とウエハ2表面との間に液浸液25を供給するための液体供給装置、11は液浸液25を回収するための液体回収装置である。液体供給装置12および液体回収装置11は、ウエハ2の露光面と当該露光面に対向する投影レンズ7との間のワーキングディスタンスのうちの少なくとも一部若しくは後述する光量センサ27の入光面と投影レンズ7との間のワーキングディスタンスのうちの少なくとも一部を液体で満たした状態にする。   In the optical element (projection lens) 7 on the end surface of the projection optical system 4 facing the exposure surface of the wafer 2, the lens surface facing the surface of the wafer 2 is configured to be flat or convex toward the surface of the wafer 2. . This is to prevent an air layer or bubbles from remaining on the surface of the optical element 7 during immersion. Further, it is desirable that the surface of the optical element 7 to be in an immersion state and the surface of the photosensitive agent on the wafer 2 are coated with an immersion liquid 25. Reference numeral 12 denotes a liquid supply device for supplying the immersion liquid 25 between the optical element 7 and the wafer 2 surface, and 11 denotes a liquid recovery apparatus for recovering the immersion liquid 25. The liquid supply device 12 and the liquid recovery device 11 project at least a part of the working distance between the exposure surface of the wafer 2 and the projection lens 7 facing the exposure surface, or the light incident surface of the light amount sensor 27 described later and the projection. At least a part of the working distance with the lens 7 is filled with the liquid.

8はウエハ2を保持するためのウエハチャック、10はウエハ2をXY方向に移動して所定の位置に位置決めするためのウエハステージ、17はウエハステージ10を駆動するための駆動用モータ、9はウエハステージ10上に配置され、ウエハ2のθ方向位置の補正機能、ウエハ2のZ方向位置の調整機能、およびウエハ2の傾きを補正するためのチルト機能を有する微動ステージである。15はウエハステージ用レーザ干渉計、13は微動ステージ9上のX方向およびY方向(Y方向は不図示)にそれぞれ取り付けられ、微動ステージ9のXY位置を計測するためにウエハステージ用レーザ干渉計15から照射されるれーざ光を反射する参照ミラー、19,20はウエハ2のZ方向位置およびウエハ2の傾きを計測するフォーカス計測装置である。26はウエハステージ、レチクルステージ、フォーカス計測装置等を制御するコントローラである。   8 is a wafer chuck for holding the wafer 2, 10 is a wafer stage for moving the wafer 2 in the XY directions and positioning it at a predetermined position, 17 is a drive motor for driving the wafer stage 10, and 9 is The fine movement stage is arranged on the wafer stage 10 and has a function of correcting the position of the wafer 2 in the θ direction, a function of adjusting the position of the wafer 2 in the Z direction, and a tilt function for correcting the tilt of the wafer 2. Reference numeral 15 denotes a laser interferometer for the wafer stage, and reference numeral 13 denotes a laser interferometer for the wafer stage which is attached to the fine movement stage 9 in the X and Y directions (Y direction is not shown). Reference mirrors 19 and 20 that reflect the diffused light emitted from 15 are focus measurement devices that measure the position of the wafer 2 in the Z direction and the tilt of the wafer 2. A controller 26 controls a wafer stage, a reticle stage, a focus measuring device, and the like.

光量センサ27は露光光の光量を計測するために用いられ、封止窓21、センサ容器22、受光素子23、光伝達部材24、遮光部材28を備える。光量センサ27はウエハチャック8上に配置しても良いし、微動ステージ9上に配置しても良い。遮光部材28には、図3に示すピンホール状のパターン28aが形成されており、露光光の絶対照度や照度むらの計測に用いられる。また、光量センサ表面の光が通過するパターン形状を変更することにより、アライメントやキャリブレーションの用途にも使用することができる。
<露光装置の動作等>
次に、上記露光装置の動作、作用、および効果等について説明する。
The light amount sensor 27 is used to measure the amount of exposure light, and includes a sealing window 21, a sensor container 22, a light receiving element 23, a light transmission member 24, and a light shielding member 28. The light quantity sensor 27 may be disposed on the wafer chuck 8 or on the fine movement stage 9. A pinhole pattern 28a shown in FIG. 3 is formed on the light shielding member 28, and is used for measuring the absolute illuminance and the illuminance unevenness of the exposure light. Further, by changing the pattern shape through which the light on the surface of the light quantity sensor passes, it can be used for alignment and calibration purposes.
<Operation of exposure apparatus>
Next, the operation, action and effect of the exposure apparatus will be described.

露光光の照度計測時には、ウエハステージ10を駆動することにより投影光学系4の中心に光量センサ27を移動させる。次に、光学素子7と光量センサ27の間のワーキングディスタンス(液浸領域)に液体供給装置12によって液浸液25を供給しつつ露光を行い、そのときの露光光の照度を計測する。液体供給装置12から供給された液浸液25は液体回収装置20により回収される。上記のように、光量センサ27に封止窓21と光伝達部材24とを設けたため、高NAの露光光であっても全ての光を受光素子23まで到達させることができ、高精度な計測が可能となる。   At the time of measuring the illuminance of the exposure light, the light amount sensor 27 is moved to the center of the projection optical system 4 by driving the wafer stage 10. Next, exposure is performed while supplying the immersion liquid 25 to the working distance (immersion area) between the optical element 7 and the light quantity sensor 27 by the liquid supply device 12, and the illuminance of the exposure light at that time is measured. The immersion liquid 25 supplied from the liquid supply device 12 is recovered by the liquid recovery device 20. As described above, since the sealing window 21 and the light transmission member 24 are provided in the light amount sensor 27, all light can reach the light receiving element 23 even with high NA exposure light, and highly accurate measurement is possible. Is possible.

次に、通常時の露光動作について図10を用いて説明する。   Next, a normal exposure operation will be described with reference to FIG.

露光の際には、まず、予め感光剤を塗布したウエハ2を図示しないウエハ搬送装置によってウエハチャック8上にセットする。ウエハチャック8上に載せられたウエハ2は、バキューム吸着によって固定され平面度が矯正される。次に、フォーカス計測装置19,20によりウエハ2全面に対するフォーカス及びチルト計測を行う。次に、フォーカス及びチルト計測情報に従って、微動ステージ9の位置を制御しながら、光学素子7とウエハ2の間に液体供給装置12により液浸液25を供給しつつ露光を行い、液浸液25は液体回収装置20により回収される。ウエハ2の露光が終了すると、図示しないウエハ搬送装置によりウエハチャック8上からウエハ2を回収し、一連の露光動作が終了する。
<光量センサの構成>
次に、図2を用いて光量センサ27の詳細について説明する。
At the time of exposure, first, the wafer 2 previously coated with a photosensitive agent is set on the wafer chuck 8 by a wafer transfer device (not shown). The wafer 2 placed on the wafer chuck 8 is fixed by vacuum suction and the flatness is corrected. Next, focus and tilt measurement is performed on the entire surface of the wafer 2 by the focus measuring devices 19 and 20. Next, exposure is performed while supplying the immersion liquid 25 between the optical element 7 and the wafer 2 by the liquid supply device 12 while controlling the position of the fine movement stage 9 according to the focus and tilt measurement information. Is recovered by the liquid recovery device 20. When the exposure of the wafer 2 is completed, the wafer 2 is collected from the wafer chuck 8 by a wafer transfer device (not shown), and a series of exposure operations is completed.
<Configuration of light sensor>
Next, details of the light quantity sensor 27 will be described with reference to FIG.

光量センサ27は、図3に示すようなピンホール状のパターン28aを有する遮光部材28がクロム等により表面に形成された封止窓21、センサ容器22、受光素子23、光伝達部材24を備える。封止窓21は投影光を受光する受光素子23の前段に配置され、光伝達部材24は封止窓21と受光素子23との間に配置されている。また、遮光部材28は封止窓21の入光面側に設けられている。   The light quantity sensor 27 includes a sealing window 21, a sensor container 22, a light receiving element 23, and a light transmission member 24, on which a light shielding member 28 having a pinhole pattern 28a as shown in FIG. . The sealing window 21 is disposed in front of the light receiving element 23 that receives projection light, and the light transmission member 24 is disposed between the sealing window 21 and the light receiving element 23. Further, the light shielding member 28 is provided on the light incident surface side of the sealing window 21.

封止窓21の材質としては、石英等の露光光を効率よく透過する材質が選択される。光伝達部材24としては、全角若しくは所定以上(投影レンズのNA以上)の広角受光が可能で、入射面で受光した像と出射面で出射する像が実質的に同一又は相似するように導光する、光や像の歪みが小さく、高伝達効率なファイバオプティックプレート(FOP;登録商標)が使用できる。FOP(ファイバオプティクプレート)は、数ミクロンの光ファイバを束にした光学デバイスであり、レンズに代わる光学素子として、光や像(イメージ)を高効率、低歪みで伝達し、さらにレンズのように焦点距離を設ける必要がないためコンパクトな光学設計を可能にする。露光光に対してファイバオプティクプレートの透過率が小さい場合は、ファイバオプティクプレート表面に蛍光面を形成して構成してもよい。ピンホール状のパターン28aを持つ遮光部材28は薄板に穴をあけたもので製作し、封止窓21の表面近傍に取り付けられる。   As a material of the sealing window 21, a material that efficiently transmits exposure light such as quartz is selected. The light transmission member 24 can receive light at a full angle or a wide angle of a predetermined angle or more (NA of the projection lens or more), and guides the light so that the image received on the incident surface and the image emitted on the output surface are substantially the same or similar. In addition, a fiber optic plate (FOP; registered trademark) having a small light and image distortion and high transmission efficiency can be used. FOP (Fiber Optic Plate) is an optical device that bundles optical fibers of several microns, and transmits light and images (image) with high efficiency and low distortion as an optical element instead of a lens. Since it is not necessary to provide a focal length, a compact optical design is possible. When the transmittance of the fiber optic plate is small with respect to the exposure light, a phosphor screen may be formed on the surface of the fiber optic plate. The light shielding member 28 having the pinhole pattern 28 a is manufactured by punching a thin plate, and is attached in the vicinity of the surface of the sealing window 21.

また、アライメント計測やキャリブレーション計測に用いるセンサ、所謂基準マークでは、図3に示すピンホール状のパターン28aに替えて図4に示すような複数のバーを並べた形状のパターン28bにすることで対応可能である。もちろん他の用途に使用する場合は、その用途に適したパターン形状に変更すれば対応可能である。   In addition, a sensor used for alignment measurement and calibration measurement, so-called reference mark, can be obtained by replacing the pinhole pattern 28a shown in FIG. 3 with a pattern 28b having a plurality of bars arranged as shown in FIG. It is possible. Of course, when used for other purposes, it can be handled by changing to a pattern shape suitable for that purpose.

上記構成によれば、封止窓から入射した光を、片面の光や像を反対側の面に伝達し、広角受光・低歪みで高効率な光伝達が可能な光学素子からなる光伝達部材を介して受光素子に導光することができる。特に、光伝達部材の材質が石英等からなるので、封止窓と光伝達部材の境界面で全反射にはならず、入射光は受光素子表面まで到達することができる。また、封止液体やコーティング部材のように特性に対する厳しい制約も少ないという利点がある。
[第2の実施形態]
図5は、本発明に係る第2の実施形態の光量センサの構成図である。なお、光量センサ以外の露光装置全体の構成および動作は第1の実施形態と同様である。
According to the above configuration, the light transmitting member is formed of an optical element that transmits light incident from the sealing window to one side of the light or image on the opposite side, and is capable of wide-angle light reception and low distortion and high-efficiency light transmission. It can guide to a light receiving element via. In particular, since the material of the light transmission member is made of quartz or the like, total reflection does not occur at the boundary surface between the sealing window and the light transmission member, and incident light can reach the surface of the light receiving element. In addition, there is an advantage that there are few severe restrictions on the characteristics like the sealing liquid and the coating member.
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a configuration diagram of a light amount sensor according to the second embodiment of the present invention. The configuration and operation of the entire exposure apparatus other than the light quantity sensor are the same as those in the first embodiment.

図5に示す光量センサは、ピンホール状のパターンを有する遮光部材28がクロム等により表面に形成された封止窓21、センサ容器22、受光素子23、センサ容器22内に満たされた不活性な液体31、光伝達部材24を備える。封止窓21は投影光を受光する受光素子23の前段に配置され、光伝達部材24は封止窓21と受光素子23との間に配置されている。また、遮光部材28は封止窓21の入光面側に設けられている。不活性な液体31は封止窓21と光伝達部材24との間に封入されている。   In the light quantity sensor shown in FIG. 5, the light shielding member 28 having a pinhole-shaped pattern is sealed in a sealing window 21 formed on the surface with chromium or the like, the sensor container 22, the light receiving element 23, and the inertness filled in the sensor container 22. The liquid 31 and the light transmission member 24 are provided. The sealing window 21 is disposed in front of the light receiving element 23 that receives projection light, and the light transmission member 24 is disposed between the sealing window 21 and the light receiving element 23. Further, the light shielding member 28 is provided on the light incident surface side of the sealing window 21. The inert liquid 31 is sealed between the sealing window 21 and the light transmission member 24.

光伝達部材24としては、全角若しくは所定以上の広角受光が可能で、入射面で受光した像と出射面で出射する像が実質的に同一又は相似するように導光する、光や像の歪みが小さく、高伝達効率なファイバオプティックプレート(FOP)を使用できる。露光光に対してファイバオプティックプレートの透過率が小さい場合は、ファイバオプティックプレート表面に蛍光面を形成して構成してもよい。   The light transmission member 24 can receive full-angle or wide-angle light larger than a predetermined angle, and guides light so that the image received at the incident surface and the image emitted from the output surface are substantially the same or similar. Can be used, and a fiber optic plate (FOP) with high transmission efficiency can be used. When the transmittance of the fiber optic plate is small with respect to the exposure light, a phosphor screen may be formed on the surface of the fiber optic plate.

また、不活性な液体31としては、PFE(パー・フルオロ・エーテル)、PFPE(パー・フルオロ・ポリエーテル)、HFE(ハイドロ・フルオロ・エーテル)、HFPE(ハイドロ・フルオロ・ポリエーテル)等のフッ素系不活性液体が使用可能である。これらの選択の目安としては、液浸液とほぼ同等な屈折率(>1)を持ち、露光光に対して良好な透過率を持ち、かつ露光光による劣化が少なく、かつ受光素子23に対して特性劣化等を引き起こさないことが重要である。   The inert liquid 31 includes fluorine such as PFE (perfluoroether), PFPE (perfluoropolyether), HFE (hydrofluoroether), and HFPE (hydrofluoropolyether). System inert liquids can be used. As a guideline for these selections, the refractive index (> 1) is almost the same as that of the immersion liquid, the transmittance for exposure light is good, the deterioration due to exposure light is small, and the light receiving element 23 Therefore, it is important not to cause deterioration of characteristics.

光量センサをこのような構成にすることで、封止液体31を使用する必要がある場合でも、コーティング部材を使用することなく、高NA光の絶対照度や照度むらの計測が可能となる。また、図5の光量センサに対して、図3や図4のように遮光部材28のパターンを各種用途に適したパターン形状へ変更することはもちろん可能である。
[第3の実施形態]
図6は、本発明に係る第3の実施形態の光量センサの構成図である。ここでも、光量センサ以外の露光装置全体の構成および動作は第1の実施形態と同様である。
By configuring the light amount sensor in such a manner, even when it is necessary to use the sealing liquid 31, it is possible to measure absolute illuminance and uneven illuminance of high NA light without using a coating member. Moreover, it is of course possible to change the pattern of the light shielding member 28 to a pattern shape suitable for various applications as shown in FIGS. 3 and 4 with respect to the light quantity sensor of FIG.
[Third Embodiment]
FIG. 6 is a configuration diagram of a light amount sensor according to the third embodiment of the present invention. Also here, the configuration and operation of the entire exposure apparatus other than the light quantity sensor are the same as those in the first embodiment.

図6に示す光量センサは、封止窓21を持たない構成であり、センサ容器22、受光素子23、光伝達部材24を備える。光伝達部材24は受光素子23の前段に配置されている。光伝達部材24としては、全角若しくは所定以上の広角受光が可能で、入射面で受光した像と出射面で出射する像が実質的に同一又は相似するように導光する、光や像の歪みが小さく、高伝達効率なファイバオプティックプレート(FOP)を使用することができる。露光光に対してファイバオプティックプレートの透過率が小さい場合は、ファイバオプティックプレート表面に蛍光面を形成して構成してもよい。   The light quantity sensor shown in FIG. 6 has a configuration without the sealing window 21, and includes a sensor container 22, a light receiving element 23, and a light transmission member 24. The light transmission member 24 is disposed in front of the light receiving element 23. The light transmission member 24 can receive full-angle or wide-angle light larger than a predetermined angle, and guides light so that the image received at the incident surface and the image emitted from the output surface are substantially the same or similar. Can be used, and a fiber optic plate (FOP) with high transmission efficiency can be used. When the transmittance of the fiber optic plate is small with respect to the exposure light, a phosphor screen may be formed on the surface of the fiber optic plate.

光量センサをこのような構成にすることで、第1の実施形態の構成において受光素子23に達する光量が小さい場合でも、露光光の絶対照度や照度むらの計測が可能となる。また、光量が大きく受光素子23が飽和するような場合は、ピンホール状のパターンを持つ遮光部材28をクロム等によりファイバオプティックプレート表面に形成して、露光光の絶対照度や照度むらの計測に用いてもよい。   By configuring the light amount sensor in this way, even when the amount of light reaching the light receiving element 23 is small in the configuration of the first embodiment, it is possible to measure the absolute illuminance and uneven illuminance of the exposure light. When the light receiving element 23 is saturated with a large amount of light, a light shielding member 28 having a pinhole pattern is formed on the fiber optic plate surface with chromium or the like to measure the absolute illuminance or illuminance unevenness of exposure light. It may be used.

また、第2の実施形態と同様に、図6の光量センサに対して、図3や図4のように遮光部材28のパターンを各種用途に適したパターン形状へ変更することはもちろん可能である。
[第4の実施形態]
図7は、本発明に係る第4の実施形態の光量センサの構成図である。ここでも、光量センサ以外の露光装置全体の構成および動作は第1の実施形態と同様である。
Similarly to the second embodiment, it is of course possible to change the pattern of the light shielding member 28 to a pattern shape suitable for various applications as shown in FIGS. 3 and 4 with respect to the light quantity sensor of FIG. .
[Fourth Embodiment]
FIG. 7 is a configuration diagram of a light amount sensor according to the fourth embodiment of the present invention. Also here, the configuration and operation of the entire exposure apparatus other than the light quantity sensor are the same as those in the first embodiment.

図7に示す光量センサは、図6の構成を基本として光伝達部材にレンズ機能を持たせたもので、センサ容器22、受光素子23、任意形状に加工した光伝達部材30を備える。任意形状に加工した光伝達部材30としては、全角若しくは所定以上の広角受光が可能で、入射面で受光した像と出射面で出射する像が実質的に同一又は相似するように導光する、光や像の歪みが小さく、高伝達効率なファイバオプティックプレート(FOP)を使用することができる。また、ファイバオプティックプレート30を、例えば、図7に示すように受光素子23に向けて収束するようなテーパ状に形成することで、ファイバオプティックプレート30の前段及び後段でパターン像の拡大・縮小が可能となり、光量センサを構成する際にレンズを使う必要がなくなるという利点がある。   The light quantity sensor shown in FIG. 7 is a light transmission member having a lens function based on the configuration of FIG. 6, and includes a sensor container 22, a light receiving element 23, and a light transmission member 30 processed into an arbitrary shape. The light transmission member 30 processed into an arbitrary shape can receive full-angle or wide-angle light larger than a predetermined angle, and guides the light received on the incident surface and the image emitted on the output surface so that they are substantially the same or similar. It is possible to use a fiber optic plate (FOP) with small distortion of light and image and high transmission efficiency. Further, for example, by forming the fiber optic plate 30 in a tapered shape so as to converge toward the light receiving element 23 as shown in FIG. 7, the pattern image can be enlarged or reduced at the front stage and the rear stage of the fiber optic plate 30. This has the advantage that it is not necessary to use a lens when configuring the light quantity sensor.

また、ファイバオプティックプレート30を長尺とし途中で折り曲げた形状にすることで、配置の容易性等の理由から離れた位置にある受光素子に光を導光させることも可能である。もちろん、ファイバオプティックプレートは図示の形状に限定されるものではなく、その用途に応じた形状に適宜変更可能である。   In addition, by making the fiber optic plate 30 long and bent in the middle, it is possible to guide light to the light receiving elements located at remote positions for reasons such as ease of arrangement. Of course, the fiber optic plate is not limited to the shape shown in the figure, and can be appropriately changed to a shape according to the application.

また、露光光に対してファイバオプティックプレートの透過率が小さい場合は、ファイバオプティックプレート表面に蛍光面を形成して構成してもよい。また、ピンホール状のパターンの遮光部材28をクロム等によりファイバオプティックプレート表面に形成して、露光光の絶対照度や照度むらの計測に用いてもよい。また、第1の実施形態で説明したように、ピンホール状のパターンの遮光部材28をクロム等により表面に形成した封止窓を用いてもよい。その際、第2の実施形態で示したように、センサ容器内に不活性な液体を満たす構成にしてもよい。   Further, when the transmittance of the fiber optic plate is small with respect to the exposure light, a phosphor screen may be formed on the surface of the fiber optic plate. Further, a light blocking member 28 having a pinhole pattern may be formed on the surface of the fiber optic plate with chromium or the like, and used for measurement of absolute illuminance or uneven illuminance of exposure light. Further, as described in the first embodiment, a sealing window in which the pinhole-shaped light shielding member 28 is formed on the surface with chromium or the like may be used. At that time, as shown in the second embodiment, the sensor container may be filled with an inert liquid.

また、第2,第3の実施形態と同様に、図7の光量センサに対して、図3や図4のように遮光部材28のパターンを各種用途に適したパターン形状へ変更することはもちろん可能である。
[第5の実施形態]
図9は、本発明に係る第5の実施形態の液浸式ではない投影露光装置の概略構成図である。
Further, as in the second and third embodiments, the pattern of the light shielding member 28 is changed to a pattern shape suitable for various applications as shown in FIGS. 3 and 4 with respect to the light quantity sensor of FIG. Is possible.
[Fifth Embodiment]
FIG. 9 is a schematic block diagram of a non-immersion projection exposure apparatus according to the fifth embodiment of the present invention.

なお、本実施形態の露光装置は液体供給・回収装置11,12がないこと以外は第1の実施形態と同様である。   The exposure apparatus of this embodiment is the same as that of the first embodiment except that the liquid supply / recovery apparatuses 11 and 12 are not provided.

また、光量センサ27の構成や作用の詳細は第1乃至4の実施形態で説明した通りであり、いずれかの実施形態のセンサも使用可能である。   The details of the configuration and operation of the light quantity sensor 27 are as described in the first to fourth embodiments, and the sensor of any of the embodiments can be used.

上記のように、本実施形態の光量センサは液浸式投影露光装置に限らず、従来の液浸式でない投影露光装置や他の加工装置や計測装置等にも適用できる。   As described above, the light quantity sensor of the present embodiment is not limited to an immersion projection exposure apparatus, but can be applied to a projection exposure apparatus that is not a conventional immersion type, other processing apparatuses, measurement apparatuses, and the like.

以上述べた各実施形態において、封止窓21上の遮光部材28を各種計測用途に適したパターン形状へ変更することや場合によっては削除してもよい。また、封止窓21は基準マークや石英等の板状部材にすることももちろん可能である。また、光伝達部材24,30はファイバオプティックプレート(FOP)に限定されるものではなく、同様の性能を持つ他の光学素子を使用しても良い。   In each of the embodiments described above, the light shielding member 28 on the sealing window 21 may be changed to a pattern shape suitable for various measurement applications or may be deleted depending on circumstances. Of course, the sealing window 21 may be a plate-shaped member such as a reference mark or quartz. Further, the light transmission members 24 and 30 are not limited to the fiber optic plate (FOP), and other optical elements having the same performance may be used.

また、上記各実施形態において、受光素子の種類は特に限定するものではなく、フォトダイオードであっても良いし、1次元や2次元CCDであってもよい。
[デバイス製造方法]
次に、この露光装置を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図13は半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。ステップS1(回路設計)では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップS2(マスク作製)では設計した回路パターンに基づいてマスクを作製する。
In each of the above embodiments, the type of the light receiving element is not particularly limited, and may be a photodiode or a one-dimensional or two-dimensional CCD.
[Device manufacturing method]
Next, a semiconductor device manufacturing process using this exposure apparatus will be described. FIG. 13 is a diagram showing a flow of an entire manufacturing process of a semiconductor device. In step S1 (circuit design), a semiconductor device circuit is designed. In step S2 (mask fabrication), a mask is fabricated based on the designed circuit pattern.

一方、ステップS3(ウエハ製造)ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップS4(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、上記のマスクとウエハを用いて、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用してウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップS5(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステップS5によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封入)等の組み立て工程を含む。ステップS6(検査)ではステップS5で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、ステップS7でこれを出荷する。   On the other hand, in step S3 (wafer manufacture), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step S4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer using the above-described mask and wafer using the above-described exposure apparatus by utilizing lithography technology. The next step S5 (assembly) is called a post-process, and is a process for forming a semiconductor chip using the wafer produced in step S5. The assembly process (dicing, bonding), packaging process (chip encapsulation), etc. Process. In step S6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device manufactured in step S5 are performed. A semiconductor device is completed through these steps, and is shipped in step S7.

上記ステップS4のウエハプロセスは以下のステップを有する(図14)。ウエハの表面を酸化させる酸化ステップ、ウエハ表面に絶縁膜を成膜するCVDステップ、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する電極形成ステップ、ウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込みステップ、ウエハに感光剤を塗布するレジスト処理ステップ、上記の露光装置によって回路パターンをレジスト処理ステップ後のウエハに転写する露光ステップ、露光ステップで露光したウエハを現像する現像ステップ、現像ステップで現像したレジスト像以外の部分を削り取るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト剥離ステップ。これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。   The wafer process in step S4 includes the following steps (FIG. 14). An oxidation step for oxidizing the surface of the wafer, a CVD step for forming an insulating film on the wafer surface, an electrode formation step for forming electrodes on the wafer by vapor deposition, an ion implantation step for implanting ions on the wafer, and applying a photosensitive agent to the wafer A resist processing step, an exposure step for transferring the circuit pattern to the wafer after the resist processing step by the above exposure apparatus, a development step for developing the wafer exposed in the exposure step, and an etching step for scraping off portions other than the resist image developed in the development step A resist stripping step that removes the resist that has become unnecessary after etching. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

本発明に係る第1の実施形態の液浸式投影露光装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the immersion type projection exposure apparatus of 1st Embodiment which concerns on this invention. 図1の露光装置に適用される光量センサの構成図である。It is a block diagram of the light quantity sensor applied to the exposure apparatus of FIG. 図2の光量センサに適用されるピンホール状のパターンを示す図である。It is a figure which shows the pinhole-shaped pattern applied to the light quantity sensor of FIG. 図2の光量センサに適用される複数のバー状のパターンを示す図である。It is a figure which shows the some bar-shaped pattern applied to the light quantity sensor of FIG. 本発明に係る第2の実施形態の光量センサの構成図である。It is a block diagram of the light quantity sensor of 2nd Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第3の実施形態の光量センサの構成図である。It is a block diagram of the light quantity sensor of 3rd Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第4の実施形態の光量センサの構成図である。It is a block diagram of the light quantity sensor of 4th Embodiment which concerns on this invention. 従来の光量センサの構成図である。It is a block diagram of the conventional light quantity sensor. 本発明に係る第5の実施形態の液浸式ではない投影露光装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the projection exposure apparatus which is not a liquid immersion type of 5th Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る実施形態の液浸式投影露光装置の露光動作時の状態を示す図である。It is a figure which shows the state at the time of exposure operation | movement of the immersion type projection exposure apparatus of embodiment which concerns on this invention. 従来の光量センサの構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the conventional light quantity sensor. 液浸の効果を説明する図である。It is a figure explaining the effect of immersion. デバイス製造方法を示す図である。It is a figure which shows a device manufacturing method. ウエハプロセスを示す図である。It is a figure which shows a wafer process.

符号の説明Explanation of symbols

1 レチクル
2 ウエハ
3 照明光学系
4 投影光学系
5 レチクルステージ
6 アライメント光学系
7 投影レンズ
8 ウエハチャック
9 微動ステージ
10 ウエハステージ
11 液体回収装置
12 液体供給装置
13,14 参照ミラー
15 ウエハステージ用レーザ干渉計
16 レチクルステージ用レーザ干渉計
17 ウエハステージ駆動用モータ
18 レチクルステージ駆動用モータ
19,20 フォーカス計測装置
21 封止窓
22 センサ容器
23 受光素子
24,30 ファイバオプティックプレート(FOP)
25 液浸液
26 コントローラ
27 光量センサ
28 遮光部材
29 コーティング部材
31 不活性な液体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reticle 2 Wafer 3 Illumination optical system 4 Projection optical system 5 Reticle stage 6 Alignment optical system 7 Projection lens 8 Wafer chuck 9 Fine movement stage 10 Wafer stage 11 Liquid recovery apparatus 12 Liquid supply apparatuses 13 and 14 Reference mirror 15 Laser interference for wafer stage Total 16 Reticle stage laser interferometer 17 Wafer stage drive motor 18 Reticle stage drive motor 19, 20 Focus measurement device 21 Sealing window 22 Sensor container 23 Light receiving element 24, 30 Fiber optic plate (FOP)
25 Immersion liquid 26 Controller 27 Light quantity sensor 28 Light shielding member 29 Coating member 31 Inactive liquid

Claims (11)

原版パターンを基板に露光する露光装置であって、
前記原版パターンを照明して基板に投影する投影光学系と、
前記投影光学系を通過した投影光を受光してその光量を計測する計測手段とを備え、
前記計測手段は、入射面で受光した像と出射面で出射する像が実質的に同一又は相似するように導光する導光部材を介して前記投影光を受光することを特徴とする露光装置。
An exposure apparatus for exposing an original pattern to a substrate,
A projection optical system that illuminates the original pattern and projects it onto a substrate;
Measuring means for receiving the projection light that has passed through the projection optical system and measuring the amount of light; and
An exposure apparatus characterized in that the measuring means receives the projection light through a light guide member that guides an image received on an incident surface and an image emitted on an output surface to be substantially the same or similar to each other. .
前記基板の露光面と当該露光面に対向する前記投影光学系の終端面との間の間隙のうちの少なくとも一部若しくは前記計測手段の表面と前記投影光学系の終端面との間の間隙のうちの少なくとも一部を液体で満たした状態にする液体供給手段を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の露光装置。   At least part of the gap between the exposure surface of the substrate and the end surface of the projection optical system facing the exposure surface, or the gap between the surface of the measuring means and the end surface of the projection optical system. 2. The exposure apparatus according to claim 1, further comprising liquid supply means for filling at least a part of the liquid with the liquid. 前記計測手段は、前記投影光を受光する受光素子と、当該受光素子の前段に配置され、当該受光素子を収容する容器を密封する光透過部材とを備え、
前記導光部材は、前記受光素子と前記光透過部材との間に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の露光装置。
The measuring means includes a light receiving element that receives the projection light, and a light transmissive member that is disposed in front of the light receiving element and seals a container that houses the light receiving element,
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the light guide member is disposed between the light receiving element and the light transmission member.
前記容器内には、更に前記液体供給手段から供給される液体と略同じ屈折率を持つ不活性な液体が封入されていることを特徴とする請求項3に記載の露光装置。   4. The exposure apparatus according to claim 3, wherein an inert liquid having substantially the same refractive index as the liquid supplied from the liquid supply means is further sealed in the container. 前記光透過部材における前記投影光の入光面には、前記投影光を通過させるための所定形状のパターンが形成された遮光部材が設けられていることを特徴とする請求項3に記載の露光装置。   4. The exposure according to claim 3, wherein a light-shielding member having a predetermined pattern for allowing the projection light to pass through is provided on a light incident surface of the light transmission member on which the projection light enters. apparatus. 前記計測手段は前記投影光を受光する受光素子を備え、前記導光部材は前記受光素子の前段に配置され、前記受光素子を収容する容器を密封することを特徴とする請求項1又は2に記載の露光装置。   The said measuring means is provided with the light receiving element which receives the said projection light, The said light guide member is arrange | positioned in the front | former stage of the said light receiving element, and seals the container which accommodates the said light receiving element. The exposure apparatus described. 前記光学素子における前記投影光の入光面には、前記投影光を通過させるための所定形状のパターンが形成された遮光部材が設けられていることを特徴とする請求項6に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 6, wherein a light-shielding member having a predetermined pattern for allowing the projection light to pass through is provided on a light incident surface of the projection light in the optical element. . 前記導光部材は、前記投影光のパターン像を拡大若しくは縮小するレンズ機能を有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein the light guide member has a lens function of enlarging or reducing the pattern image of the projection light. 前記導光部材における前記投影光の入光面には、蛍光面が形成されていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein a fluorescent screen is formed on a light incident surface of the light guide member on which the projection light is incident. 前記導光部材は、ファイバオプティックプレートからなることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein the light guide member is made of a fiber optic plate. 請求項1乃至10のいずれか1項に記載の露光装置を用いて半導体デバイスを製造することを特徴とするデバイス製造方法。 A device manufacturing method, comprising: manufacturing a semiconductor device using the exposure apparatus according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010271131A (en) * 2009-05-20 2010-12-02 Ckd Corp Inspection device

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