JP2502360B2 - 露光装置 - Google Patents

露光装置

Info

Publication number
JP2502360B2
JP2502360B2 JP1035881A JP3588189A JP2502360B2 JP 2502360 B2 JP2502360 B2 JP 2502360B2 JP 1035881 A JP1035881 A JP 1035881A JP 3588189 A JP3588189 A JP 3588189A JP 2502360 B2 JP2502360 B2 JP 2502360B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
exposure
prism
wafer
laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP1035881A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH02215117A (ja
Inventor
正人 明田川
千種 大内
直人 佐野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP1035881A priority Critical patent/JP2502360B2/ja
Publication of JPH02215117A publication Critical patent/JPH02215117A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2502360B2 publication Critical patent/JP2502360B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は露光装置に関するものであり、特にエキシマ
レーザ等のレーザを露光用光源として用いる露光装置に
関する。
[従来技術] 近年、LSIなどの集積回路の高集積化に伴い、1μm
以下の微細パターンを正確にウエハ上に形成することが
できる露光装置が使用されている。
また、装置の解像線巾を更に細かくするために、遠紫
外域の大強度の光を放射するエキシマレーザを露光用光
源として搭載した露光装置の開発も盛んに行なわれてい
る。
このような露光装置においては、予め決められた露光
量でウエハを露光することが必要であり、この露光量制
御に関する技術は重要な技術である。通常、露光量制御
を行なうためには、露光光の光路中にハーフミラーを設
け、ハーフミラーで反射した反射光若しくはハーフミラ
ーを透過した透過光のいずれか一方を露光量モニター用
の受光素子で受光し、この受光素子からの出力信号に応
じて露光光の光路中に設置したシヤツターの開閉制御を
行なっている。
露光光の光路中に設けたハーフミラーの反射率(透過
率)は、通常露光光のP偏光成分とS偏光成分に対して
異なった値を示す。従って、ハーフミラーに入射する露
光光の偏光状態が時々刻々と変化する場合には、受光素
子に入射する光の光量とウエハ上に入射する露光光の光
量の比が変動することになり、受光素子で正確に露光量
をモニターすることができない。
一方、前述のエキシマレーザなどを露光用光源として
使用する場合、光源から射出する光の断面強度分布が不
均一であると、オプテイカルインデグレータにより形成
する複数個の2次光源間に輝度ムラが生じ、マスクのパ
ターンを正確にウエハ上に転写できない。従って、光源
からの露光光の光路中に像回転プリズム(イメージロー
テーター)を設け、露光中にこのプリズムを回転させる
ことにより、露光光の断面強度分布を均一化するといっ
た手法が考えられるが、像回転プリズムを通過した露光
光は、像回転プリズムで互いに直交する偏光成分、即ち
P偏光成分とS偏光成分の間に位相差を生じる。
第2図は像回転プリズムの作用を説明するための説明
図であり、像回転プリズム20の面Aに入射した光は、面
Aで屈折した後面Hで全反射して面Bに向かう。そし
て、面Bで屈折して面Bから射出する。従って、矢印2
1,22で示すように像回転プリズム20に入射した光は像回
転プリズム20により反転し、このプリズム20をθ方向に
回転させることにより入射光を回転させる。これにより
入射光の断面強度を均一化できるのである。一方、入射
光は像回転プリズム20の面Hで全反射するため、この時
に入射光の互いに直交する偏光成分、即ちP偏光成分と
S偏光成分の間で位相差(δ)が生じる。この位相差
(δ)は、像回転プリズム20の屈折率をη、面Hへの入
射光の入射角をi1とすると、 という式で表わすことができる。従って、例えば直線偏
光レーザ光を像回転プリズム20に入射させた時には、プ
リズム20から射出するレーザ光は楕円偏光となり、像回
転プリズム20を光軸(入射光の光束中心)を回転軸とし
て回転させると、像回転プリズム20の回転と同期して、
射出するレーザ光の偏光面も周期的に変化する。
このように、像回転プリズムを回転させることにより
露光光の断面強度分布を均一化しようとすると、プリズ
ムから射出する露光光の偏光状態が時々刻々と変化する
ので、露光量モニター用の受光素子に光を導くハーフミ
ラーと光源の間に像回転プリズムを設置した時には、前
述の理由により、受光素子で正確に露光量をモニターす
ることが困難である。従って、ウエハを露光する際に正
確な露光量制御ができない。
[発明の概要] 本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであ
り、常時正確に露光量制御を行なうことが可能な露光装
置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本露光装置は、マスクの
パターンでウエハを露光するための露光光を供給する光
源と、該光源からの露光光を受けて回転させる像回転プ
リズムと、該像回転プリズムを通過した露光光の光路中
に設けたビームスプリツターと、該ビームスプリツタを
透過した光若しくは該ビームスプリツターで反射した光
を受光する受光手段と、該受光手段からの出力に応答し
て、ウエハを露光する時の露光量制御を行なうための制
御手段と、像回転プリズムで露光光の互いに直交する偏
光成分間に生じる位相差を補正するために、光源とビー
ムスプリツターの間の光路中に設けた位相差補正素子
と、該補正素子を像回転プリズムと同時に回転させる駆
動手段とを有している。
本露光装置は、このように構成されているため、像回
転プリズムを回転させても、ビームスプリツターの偏光
特性(P偏光成分とS偏光成分に対する反射率や透過率
の違い)に関わりなくウエハ上で照度と受光手段の受光
面上での照度の比を一定にすることができるので、常時
正確な露光量制御を行なうことが可能になる。また、像
回転プリズムの回転により露光光の断面強度分布を均一
化できるので、例えば光源からの露光光を受けるオプテ
イカルインテグレータが形成する2次光源面の輝度分布
を均一にでき、マスクのパターンを正確にウエハ上に転
写することが可能になる。
以下、実施例にもとづいて、本発明を詳細に説明す
る。
[実施例] 第1図は本露光装置の一実施例を示す概略図である。
第1図において、1は波長(λ)248.4nmの直線偏光レ
ーザ光を放射するKrFエキシマーレーザ、2は回転可能
な位相板(位相差補正素子)、3は石英(SiO2)から成
る像回転プリズム(イメージローテーター)、4は照明
光学系、5はハーフミラー(ビームスプリツター)、6
は積算露光計、7は露光量制御回路(制御手段)、8は
全反射ミラー、9はレチクル、10は投影レンズ、11はウ
エハー、12は位相板2及び像回転プリズム3を一体に支
持する支持部材、13は支持部材12を光軸AXを回転軸とし
て回転させるドライバー(駆動手段)、14はドライバー
13による支持部材12の回転制御、即ち位相板2と像回転
プリズム3の回転制御を行なうためのコントローラーを
示す。
位相板2は水晶等の複屈折性物質から成り、そこを通
過するレーザ光(露光光)の互いに直交する偏光成分
(P偏光成分とS偏光成分)に対して所定の位相差δ′
を与えることができる。この位相差δ′は、像回転プリ
ズム3をレーザ光が通過する時に生じる位相差δを打ち
消すように設定される。即ち、δ′=−δとなるよう
に、位相板2が像回転プリズム3に対して構成され、支
持部材12により両者の位置関係が固定されるように支持
する。
照明光学系4は、レーザ1側から順に、不図示のビー
ムエキスパンダー、インコヒーレント化光学系、オプテ
イカルインテグレータ、コンデンサーレンズ等が配置さ
れたものであり、インコヒーレント化光学系によりレー
ザ1からのコヒーレントなレーザ光を波面分割して互い
にインコヒーレントな複数個の光束とした後、これらの
光束を各々オプテイカルインテグレータを構成する各レ
ンズエレメントに入射させ、オプテイカルインテグレー
タにより複数個の2次光源を形成する。そして、これら
の2次光源からのレーザ光をコンデンサレンズの作用で
レチクル9上に重ねあわせることにより、レチクル9の
回路パターンを均一な照度で照明する。
また、投影レンズ10は照明光学系4で照明されたレチ
クル9の回路パターンを1/5乃至1/10に縮小してウエハ
上に投影するものであり、本実施例の投影レンズ10は、
レーザ光に対して高い透過率を備えた石英(SiO2)から
成る複数個のレンズエレメントで構成してある。
積算露光計6は、ハーフミラー5からの光を受光する
位置に受光素子(受光手段)が設置してあり、この受光
素子からの出力信号を順次積算していき、積算値を露光
量制御回路へ入力する。レチクル9はレチクルステージ
90に担持され、ウエハ11はウエハステージ110に担持さ
れる。レチクルステージ90とウエハステージ110は双方
供投影レンズ90の光軸と直交する面内で並進移動可能で
あり、また、投影レンズ90の光軸を回転軸として回転可
能である。従って、レチクル9の回路パターンとウエハ
11上の所定のパターン領域(シヨツト)をステージ90,1
10を移動させて位置合せすることができ、位置合せ終了
後、レーザ1からのレーザ光により、レチクル9の回路
パターンを投影レンズ10を介してウエハ上に投影露光す
る。
以下、本露光装置による露光動作を説明する。
レーザ1から射出したレーザ光は、支持部材12で支持
された位相板2と像回転プリズム3を通過し、照明光学
系4に入射する。ドライバー13はコントローラー14から
の指令信号にもとづいて支持部材12を所定の回転数で回
転させ、これにより位相板2と像回転プリズム3を互い
の位置関係を固定したまま光軸AXを回転軸として回転さ
せる。前述のように、位相板2は像回転プリズム3でレ
ーザ光のP偏光成分とS偏光成分間に生じる位相差(リ
ターデーシヨン)を打ち消すように設置してあるので、
像回転プリズム3が回転しても照明光学系4に入射する
レーザ光の偏光状態は常に一定である。即ち、このレー
ザ光の偏光状態は、位相板2に入射するレーザ光の偏光
状態から何ら変化していない。また、像回転プリズム3
の回転によりレーザ光の断面強度分布(光軸AXと略直交
する面内における強度分布)も均一化される。
ドライバー13による支持部材13の回転数は、ウエハ11
上のパターン領域に対する1回の露光時間中にレーザ光
の断面強度分布が十分に平均化されるよう、例えば1回
の露光時間中に数十回回転させるように設定する。
照明光学系4からのレーザ光はレーザ光の光路(光軸
AX)に対して斜設してあるハーフミラー5に入射し、そ
の一部はハーフミラー5で反射し、残りの大部分のレー
ザ光がハーフミラー5を透過する。ハーフミラー5を透
過したレーザ光はミラー8で反射されてレチクル9を照
明し、前述のようにウエハ11をレチクル9の回路パター
ンに応じて露光する。一方、ハーフミラー5で反射した
レーザ光は積算露光計6の受光素子に入射し、受光素子
は入射レーザ光の強度(光量)に応じた信号を出力す
る。露光中、積算露光計6から露光量制御回路7に入力
される積算値は、回路7に予め設定してある基準値(既
定の露光量に対応する値)と比較され、積算値と基準値
とが比較される。積算値が基準値と一致すると、回路7
から所定の制御信号がレーザ1の不図示のドライバーに
入力され、レーザ1の駆動(レーザ光の放射)を停止さ
せる。これにより、ウエハ11上の所定のパターン領域に
対する露光が終了する。
本露光装置によれば、位相板2の作用によりハーフミ
ラー5に入射するレーザ光の偏光状態が、像回転プリズ
ム3の回転にも係らず常に一定であるため、積算露光計
6の受光素子の受光面上での照度はレーザ1のパワーが
変化しないかぎり一定である。従って、受光面上での照
度とウエハ11上での照度が常に一定の比率となり、ウエ
ハ11上に達するレーザ光の光量を正確にモニタすること
ができ、ウエハ11上に並べられた各パターン領域を露光
する際、常に正確に露光量制御を行なうことが可能にな
る。
また、レチクル9に対する照明に関しては、像回転プ
リズム3を回転させてレーザ光の断面強度分布を時間的
に均一化することができたため、照明光学系4中のオプ
テイカルインタグレータが形成する複数個の2次光源の
輝度分布を均一(ほぼ等しく)にすることが可能にな
り、レチクル9の回路パターンを良好な状態で照明でき
る。第1図に示すような投影型の露光装置では、照明光
学系4中に形成される2次光源面と投影レンズ10の瞳面
を光学的に共役関係に設定するので、2次光源面の複数
個の2次光源の輝度分布を均一にできれば、投影レンズ
10の瞳面における輝度分布も均一にできる。従って、レ
チクル9の回路パターンを投影レンズ10を介してウエハ
11上に正確に転写することが可能になる。
第1図に示す露光装置では、像回転プリズム3で生じ
るリタデーシヨンを打ち消しするためにレーザ1と像回
転プリズムの間の光路中に位相板2を設置していたが、
同様の機能を備えた位相板を使用するのであれば、像回
転プリズム3と照明光学系4の間の光路中に位相板を設
置しても良い。このような場合でも、像回転プリズム3
との位置関係を維持したまま位相板を回転させれば、照
明光学系4に入射するレーザ光の偏光状態は一定に保た
れる。従って、第1図の露光装置と同じ効果を得ること
が可能である。
また、露光量を制御する時には、第1図に示されるよ
うにレーザ1の駆動を制御する以外に、従来技術の項で
述べたように、レーザ1からのレーザ光の光路中にシヤ
ツター機構を設けて、このシヤツターの開閉を制御する
ように構成しても良い。
以上説明した実施例は、投影レンズによりレチクルの
回路パターンを投影する投影型の露光装置に関するもの
であるが、本発明はこの投影型の露光装置に限定される
ものではない。従って、コンタクト方式やプロキシミテ
イ方式の露光装置にも本発明を適用することが可能であ
る。また本発明は、露光用光源としてレーザ以外の光源
を使用するもの、或は直線偏光光以外の他の偏光状態の
光を放射する光源を使用する露光装置などにも適用でき
る。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、像回転プリズ
ムで生じる露光光のリターデーシヨンを補正し、露光中
像回転プリズムが回転してもビームスプリツターに入射
する露光光の偏光状態を一定にできるので、ビームスプ
リツターを透過した光若しくはビームスプリツターで反
射した光を受光する受光素子で、正確にウエハに対する
露光量をモニターできる。従って、常に正確な露光量制
御を行なうことが可能な露光装置を提供できる。
また、像回転プリズムを露光光の光路中に設置し、回
転させることにより露光光の断面強度分布を均一化する
といった構成をとることができるため、照明光学系中の
2次光源面での輝度分布を均一にすることができ、パタ
ーンの転写性能を向上することも可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る露光装置の一実施例を示す概略
図。 第2図は像回転プリズムの作用を説明するための説明
図。 1……エキシマレーザ 2……位相板 3……像回転プリズム 5……ハーフミラー 6……積算露光計 7……露光量制御回路 12……支持部材 13……ドライバー 14……コントローラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−128617(JP,A) 特開 昭62−243329(JP,A) 特開 昭63−58827(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】マスクのパターンでウエハを露光するため
    の露光光を供給する光源と、該光源からの露光光を受け
    て回転させる像回転プリズムと、該像回転プリズムを通
    過した露光光の光路中に設けたビームスプリツターと、
    該ビームスプリツターを透過した光若しくは該ビームス
    プリツターで反射した光を受光する受光手段と、該受光
    手段からの出力に応答して、ウエハを露光する時の露光
    量制御を行なうための制御手段と、像回転プリズムで露
    光光の互いに直交する偏光成分間に生じる位相差を補正
    するために、光源とビームスプリツターの間の光路中に
    設けた位相差補正素子と、該補正素子を像回転プリズム
    と同時に回転させる駆動手段とを有する露光装置。
JP1035881A 1989-02-15 1989-02-15 露光装置 Expired - Fee Related JP2502360B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1035881A JP2502360B2 (ja) 1989-02-15 1989-02-15 露光装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1035881A JP2502360B2 (ja) 1989-02-15 1989-02-15 露光装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02215117A JPH02215117A (ja) 1990-08-28
JP2502360B2 true JP2502360B2 (ja) 1996-05-29

Family

ID=12454347

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1035881A Expired - Fee Related JP2502360B2 (ja) 1989-02-15 1989-02-15 露光装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2502360B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU4143000A (en) * 1999-04-28 2000-11-17 Nikon Corporation Exposure method and apparatus

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60128617A (ja) * 1983-12-16 1985-07-09 Hitachi Ltd 光照射加工装置
JPS62243329A (ja) * 1986-04-16 1987-10-23 Canon Inc 光学装置
JPS6358827A (ja) * 1986-08-29 1988-03-14 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 露光装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02215117A (ja) 1990-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5475491A (en) Exposure apparatus
US4901109A (en) Alignment and exposure apparatus
KR100856976B1 (ko) 노광장치 및 디바이스 제조방법
JP3275575B2 (ja) 投影露光装置及び該投影露光装置を用いたデバイスの製造方法
US6965484B2 (en) Optical imaging systems and methods using polarized illumination and coordinated pupil filter
US8208126B2 (en) Exposure apparatus and device fabrication method
JP2866243B2 (ja) 投影露光装置及び半導体装置の製造方法
US20140293254A1 (en) Illumination optical device, optical unit, illumination method, and exposure method and device
US7955765B2 (en) Adjustment method, exposure method, device manufacturing method, and exposure apparatus
US20080088815A1 (en) Polarization optical system
US20060209307A1 (en) Exposure apparatus for manufacturing semiconductor device, method of exposing a layer of photoresist, and method of detecting vibrations and measuring relative position of substrate during an exposure process
US8625071B2 (en) Optical system and method for characterising an optical system
JP2502360B2 (ja) 露光装置
US7081960B2 (en) Interferometer, exposure apparatus, exposure method and interference length measurement method
KR101062075B1 (ko) 노광 장치 및 디바이스 제조 방법
JP3128396B2 (ja) 露光方法及び露光装置
JP2913725B2 (ja) 露光装置
JPH0666246B2 (ja) 照明光学系
JP2744274B2 (ja) 照明装置、露光装置及び該露光装置を用いた半導体素子の製造方法
JPH11248418A (ja) 光波干渉測定方法および装置、およびそれを備えた露光装置
JP2888233B2 (ja) 位置検出装置、露光装置及び方法
JPH0350818A (ja) 露光装置
JP2890443B2 (ja) 位置検出方法及び装置
US8149380B2 (en) Exposure apparatus and correction apparatus
JPH05343292A (ja) 露光装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees