JP2550658B2 - 投影露光装置及び投影露光方法 - Google Patents
投影露光装置及び投影露光方法Info
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
- G03F7/70883—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of optical system
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば集積回路の製造に使用される露光装
置のように所定のパターン像の結像を行う投影露光装置
に関するものであり、特にその結像特性の維持に関する
ものである。
置のように所定のパターン像の結像を行う投影露光装置
に関するものであり、特にその結像特性の維持に関する
ものである。
［従来の技術］ 従来、この種の装置において、一定の結像特性を維持
する方法としては、照明光の入射による結像特性の変化
を算出し補正を行う方法、即ち、特開昭60-78454号公報
に開示されているように、投影レンズの熱蓄積量を算出
し、この値に基づいて投影レンズ内部の密封された間隔
の空気圧力を変更することにより倍率あるいは焦点位置
（最良結像面位置）を補正する方法がある。
する方法としては、照明光の入射による結像特性の変化
を算出し補正を行う方法、即ち、特開昭60-78454号公報
に開示されているように、投影レンズの熱蓄積量を算出
し、この値に基づいて投影レンズ内部の密封された間隔
の空気圧力を変更することにより倍率あるいは焦点位置
（最良結像面位置）を補正する方法がある。
［発明が解決しようとする課題］ 上記のように結像特性の補正を行う方法では、投影光
学系の照明光による熱蓄積量が大きくなる場合、通常補
正を行っている結像特性、例えば倍率や焦点位置等の比
較的変化が大きい結像特性の変化以外に、レンズが高温
になることによって像面湾曲、歪曲等の変化が大きくな
り解像力が劣化するという問題点がある。
学系の照明光による熱蓄積量が大きくなる場合、通常補
正を行っている結像特性、例えば倍率や焦点位置等の比
較的変化が大きい結像特性の変化以外に、レンズが高温
になることによって像面湾曲、歪曲等の変化が大きくな
り解像力が劣化するという問題点がある。
また、熱蓄積量が大きくなると、補正を行なっている
結像特性についても補正量が大きくなるために補正誤差
が大きくなり、所定の結像特性を維持することが困難で
ある。
結像特性についても補正量が大きくなるために補正誤差
が大きくなり、所定の結像特性を維持することが困難で
ある。
この発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、
投影光学系の過大な熱蓄積を防いで、所定の結像特性を
維持することができる投影露光装置を提供することを目
的としている。
投影光学系の過大な熱蓄積を防いで、所定の結像特性を
維持することができる投影露光装置を提供することを目
的としている。
［課題を解決するための手段］ 本発明の投影露光装置は、感光性基板（Ｗ）を１枚露
光するよりも短い間隔で、光源（４）からの光の入射に
よって生じた投影光学系（１）の熱吸収量に対応した情
報を演算する演算手段（11a）と、熱吸収量に関する情
報が所定の基準値（ML）を越えた場合、熱吸収量に関す
る情報が基準値以下となるまでショット領域を順次露光
する間隔を変更する変更手段（11b、11c）を有する。
光するよりも短い間隔で、光源（４）からの光の入射に
よって生じた投影光学系（１）の熱吸収量に対応した情
報を演算する演算手段（11a）と、熱吸収量に関する情
報が所定の基準値（ML）を越えた場合、熱吸収量に関す
る情報が基準値以下となるまでショット領域を順次露光
する間隔を変更する変更手段（11b、11c）を有する。
［作用］ 本発明に於ては、予め定められた時間間隔で、投影光
学系で吸収、および発散される熱量の総和に対応した情
報を照明光の入射状態に基づいて演算し、１ショット、
もしくは数ショットの露光が行われるたびに、この第１
情報が予め定められた基準値を越えるか否かを判断し、
第１情報が基準値を越える場合には、第１情報が基準値
以下になるまで、次のショット領域に対する露光動作を
禁止するので、投影光学系の熱吸収量が過大になること
を防ぐことができる。
学系で吸収、および発散される熱量の総和に対応した情
報を照明光の入射状態に基づいて演算し、１ショット、
もしくは数ショットの露光が行われるたびに、この第１
情報が予め定められた基準値を越えるか否かを判断し、
第１情報が基準値を越える場合には、第１情報が基準値
以下になるまで、次のショット領域に対する露光動作を
禁止するので、投影光学系の熱吸収量が過大になること
を防ぐことができる。
即ち、本発明では、少なくとも数ショット毎に投影光
学系の熱吸収量が基準値を越えるかどうかチェックして
いるので、設定された基準値を越えた状態で露光される
のは多くとも数ショットに留まる。通常、１ショット分
の熱吸収量はかかる基準値の大きさに対して無視できる
程小さいため、本発明における投影光学系の熱蓄積量
は、ほぼ設定された基準値以下に保たれるといってよ
い。
学系の熱吸収量が基準値を越えるかどうかチェックして
いるので、設定された基準値を越えた状態で露光される
のは多くとも数ショットに留まる。通常、１ショット分
の熱吸収量はかかる基準値の大きさに対して無視できる
程小さいため、本発明における投影光学系の熱蓄積量
は、ほぼ設定された基準値以下に保たれるといってよ
い。
［実施例］ 第１図は、本発明実施例にかかる縮小投影露光装置
（いわゆるステッパー）の主要部構成図である。以下、
第１図を参照しながら説明する。
（いわゆるステッパー）の主要部構成図である。以下、
第１図を参照しながら説明する。
光源４からの照明光は、ステッピング動作に対応して
該照明光を断続的に遮断するためのシャッター５を通
り、インテグレーター６に入射する。照明光はここで全
体に亘って均一な光線とされた後、ミラー７で反射され
て、さらにコンデンサーレンズ８を介して、レチクルＲ
を照射する。レチクルＲは回路パターン等が描かれたマ
スクで、レチクルＲを通過した照明光は投影レンズ１を
通過し、レチクル上の回路パターン等をウエハＷ上の所
定のショット領域に結像する。ここで、ウエハＷは、３
次元方向に移動が可能なウエハステージ２上のウエハチ
ャック３に真空吸着されており、レチクル上の回路パタ
ーン像とウエハＷは相対的に移動（ステッピング）でき
るようになっている。そして、このステッピング動作と
前記シャッター５の開閉によってウエハＷ上の複数のシ
ョット領域がステップアンドリピート方式で順次露光さ
れるようになっている。
該照明光を断続的に遮断するためのシャッター５を通
り、インテグレーター６に入射する。照明光はここで全
体に亘って均一な光線とされた後、ミラー７で反射され
て、さらにコンデンサーレンズ８を介して、レチクルＲ
を照射する。レチクルＲは回路パターン等が描かれたマ
スクで、レチクルＲを通過した照明光は投影レンズ１を
通過し、レチクル上の回路パターン等をウエハＷ上の所
定のショット領域に結像する。ここで、ウエハＷは、３
次元方向に移動が可能なウエハステージ２上のウエハチ
ャック３に真空吸着されており、レチクル上の回路パタ
ーン像とウエハＷは相対的に移動（ステッピング）でき
るようになっている。そして、このステッピング動作と
前記シャッター５の開閉によってウエハＷ上の複数のシ
ョット領域がステップアンドリピート方式で順次露光さ
れるようになっている。
また、この実施例においては、投影レンズ１の内部に
は投影レンズ１の熱吸収による結像特性の変化を補正す
るための空気室９を設けており、空気室９の圧力調製に
より倍率を補正する構成となっている。なお、結像特性
の補正は倍率の他に、焦点位置、像面湾曲等の補正も可
能であり、補正法についても本実施例の他に、投影レン
ズ中のレンズ間隔を変える、レチクルと投影レンズの間
隔を変える等の方法があり、本実施例と同様に行うこと
ができる。
は投影レンズ１の熱吸収による結像特性の変化を補正す
るための空気室９を設けており、空気室９の圧力調製に
より倍率を補正する構成となっている。なお、結像特性
の補正は倍率の他に、焦点位置、像面湾曲等の補正も可
能であり、補正法についても本実施例の他に、投影レン
ズ中のレンズ間隔を変える、レチクルと投影レンズの間
隔を変える等の方法があり、本実施例と同様に行うこと
ができる。
空気室９内の圧力はベローズポンプ、弁等で構成され
ている圧力調整器12により調整され、該圧力調整器12は
後述する演算手段11a、判定手段11b、禁止手段11cを備
えた圧力コントローラー11により指示される目標圧力に
空気室９が保たれるように調整を行う。圧力コントロー
ラ11は、シャッター制御回路13よりシャッター開閉情報
を、照射量センサー10により投影レンズ１に入射する光
量の情報を得て、照明光による投影レンズ１の熱蓄積量
（結像特性の変動量と対応）に対応する情報を演算手段
11aによって演算し、これに基づいて倍率を補正すべく
目標圧力値を指示する。さらに圧力コントローラ11は測
定器14より大気圧、気温、湿度等の情報を得て、これら
に対しても補正を行う。そして、圧力コントローラ11
は、判定手段11bによって前記演算された情報が予め設
定された基準値を越えるか否か判断し、基準値を越える
場合には禁止手段11cによって禁止信号を、ステッパー
全体を管理、制御するメインコントローラ15に出力す
る。これにより、メインコントローラ15は、投影レンズ
の熱吸収量に対応する値が基準値以下となるまで露光動
作を中止する。
ている圧力調整器12により調整され、該圧力調整器12は
後述する演算手段11a、判定手段11b、禁止手段11cを備
えた圧力コントローラー11により指示される目標圧力に
空気室９が保たれるように調整を行う。圧力コントロー
ラ11は、シャッター制御回路13よりシャッター開閉情報
を、照射量センサー10により投影レンズ１に入射する光
量の情報を得て、照明光による投影レンズ１の熱蓄積量
（結像特性の変動量と対応）に対応する情報を演算手段
11aによって演算し、これに基づいて倍率を補正すべく
目標圧力値を指示する。さらに圧力コントローラ11は測
定器14より大気圧、気温、湿度等の情報を得て、これら
に対しても補正を行う。そして、圧力コントローラ11
は、判定手段11bによって前記演算された情報が予め設
定された基準値を越えるか否か判断し、基準値を越える
場合には禁止手段11cによって禁止信号を、ステッパー
全体を管理、制御するメインコントローラ15に出力す
る。これにより、メインコントローラ15は、投影レンズ
の熱吸収量に対応する値が基準値以下となるまで露光動
作を中止する。
ここで、投影レンズの熱蓄積量の変化に対応する値の
演算方法の説明を行う。一般に物体に熱が吸収される現
象は、物体に吸収される熱量、物体から放出される熱量
の関係からなり、一階の微分方程式で表わせる。投影レ
ンズのように多数の部分より成り立っているものは実際
には上記のように簡単に表わせないが、必要な精度を満
たすためには十分である。上記微分方程式の解は、解析
的に求めることができるが、通常ディジタル計算機によ
る数値解法により逐次計算して求めるのが一般的であ
る。数値解法も種々考えられるが、以下にその一例を第
３図、および第４図で説明する。
演算方法の説明を行う。一般に物体に熱が吸収される現
象は、物体に吸収される熱量、物体から放出される熱量
の関係からなり、一階の微分方程式で表わせる。投影レ
ンズのように多数の部分より成り立っているものは実際
には上記のように簡単に表わせないが、必要な精度を満
たすためには十分である。上記微分方程式の解は、解析
的に求めることができるが、通常ディジタル計算機によ
る数値解法により逐次計算して求めるのが一般的であ
る。数値解法も種々考えられるが、以下にその一例を第
３図、および第４図で説明する。
まず、投影レンズの熱吸収特性を予め知っておく必要
がある。熱吸収が一階の微分方程式で表わせるとした場
合、特性を決定するパラメータは２つあり、ここでは減
衰率Ｋと、熱吸収率ａとする。これらのパラメータは実
験的に求めることができる。
がある。熱吸収が一階の微分方程式で表わせるとした場
合、特性を決定するパラメータは２つあり、ここでは減
衰率Ｋと、熱吸収率ａとする。これらのパラメータは実
験的に求めることができる。
第３図は、数秒毎（図ではＴ秒毎）に熱蓄積を計算す
る方法を示している。この場合、減衰率Ｋは、Ｔ秒間に
熱吸収量が減衰する率で、熱吸収率ａは単位熱量がＴ秒
間照射された場合に吸収される熱量である。これらの値
は圧力コントローラ11内のメモリに持っておく。入射熱
量は前記のようにステージ上の照度センサー10とシャッ
ター制御回路13により求め、計算を行うためにＴ秒毎に
Ｔ秒間の平均値を計算する。第３図のように時刻ｔ1で
その前のＴ秒間の平均熱量がＱ1とすれば、時刻ｔ1での
熱蓄積はaQ1である。時刻ｔ2では時刻ｔ1での熱蓄積が
減衰してaQ1Ｋになり、さらに時刻ｔ1からｔ2のＴ秒間
の平均入射熱量Ｑ2より、熱蓄積Ｆ2＝aQ1Ｋ＋aQ2として
計算する。以下、時刻ｔ3,t4…の熱蓄積量を算出する。
計算間隔Ｔ秒は、熱蓄積の変化速度に応じて、Ｔ秒間に
大きな誤差を生じないように選ぶことができる。この場
合、前述した基準値との比較や空気室の圧力制御は演算
のタイミングとほぼ一致させて行われるが、通常１ショ
ットの露光は0.2秒程度、ステッピング動作は0.3秒程度
であるので、第３図に示される場合は次の演算が行われ
るまでに数ショットないしはそれ以上の露光が行われる
ことになる。（図は簡略化している。） 次に、第４図の場合について説明する。これは第３図
のように入射熱量の平均値を求めず、ダイレクトに熱蓄
積を求める方法である。この場合、演算の周期（入射熱
量のサンプル時間）は、精度を満たすため、露光時間よ
り十分短い時間Ｔ′msec（Ｔ′/1000秒）とする。ま
た、減衰率Ｋ′はＴ′msec間に熱吸収量が減衰する率
で、熱吸収率ａ′は単位熱量がＴ′msec間照射された場
合に吸収される熱量である。演算の方法は第３図の場合
と全く同様で第４図に示してあるように演算を行う。こ
の場合、第３図の方法に比べ、演算回数が増えて繁雑と
なるが、１ショットの露光の間に十分の回数の演算が行
われることになるので、１ショット毎に熱蓄積量が基準
値を越えているか正確に判断することができる。なお、
照明光がエキシマレーザ光のようにパルス光の場合に
は、シャッター制御回路13のかわりにレーザ発振回路よ
り入射熱量の情報を得るか、パルス光量の積算値により
入射熱量を求め、上記と全く同等に扱うことができる。
る方法を示している。この場合、減衰率Ｋは、Ｔ秒間に
熱吸収量が減衰する率で、熱吸収率ａは単位熱量がＴ秒
間照射された場合に吸収される熱量である。これらの値
は圧力コントローラ11内のメモリに持っておく。入射熱
量は前記のようにステージ上の照度センサー10とシャッ
ター制御回路13により求め、計算を行うためにＴ秒毎に
Ｔ秒間の平均値を計算する。第３図のように時刻ｔ1で
その前のＴ秒間の平均熱量がＱ1とすれば、時刻ｔ1での
熱蓄積はaQ1である。時刻ｔ2では時刻ｔ1での熱蓄積が
減衰してaQ1Ｋになり、さらに時刻ｔ1からｔ2のＴ秒間
の平均入射熱量Ｑ2より、熱蓄積Ｆ2＝aQ1Ｋ＋aQ2として
計算する。以下、時刻ｔ3,t4…の熱蓄積量を算出する。
計算間隔Ｔ秒は、熱蓄積の変化速度に応じて、Ｔ秒間に
大きな誤差を生じないように選ぶことができる。この場
合、前述した基準値との比較や空気室の圧力制御は演算
のタイミングとほぼ一致させて行われるが、通常１ショ
ットの露光は0.2秒程度、ステッピング動作は0.3秒程度
であるので、第３図に示される場合は次の演算が行われ
るまでに数ショットないしはそれ以上の露光が行われる
ことになる。（図は簡略化している。） 次に、第４図の場合について説明する。これは第３図
のように入射熱量の平均値を求めず、ダイレクトに熱蓄
積を求める方法である。この場合、演算の周期（入射熱
量のサンプル時間）は、精度を満たすため、露光時間よ
り十分短い時間Ｔ′msec（Ｔ′/1000秒）とする。ま
た、減衰率Ｋ′はＴ′msec間に熱吸収量が減衰する率
で、熱吸収率ａ′は単位熱量がＴ′msec間照射された場
合に吸収される熱量である。演算の方法は第３図の場合
と全く同様で第４図に示してあるように演算を行う。こ
の場合、第３図の方法に比べ、演算回数が増えて繁雑と
なるが、１ショットの露光の間に十分の回数の演算が行
われることになるので、１ショット毎に熱蓄積量が基準
値を越えているか正確に判断することができる。なお、
照明光がエキシマレーザ光のようにパルス光の場合に
は、シャッター制御回路13のかわりにレーザ発振回路よ
り入射熱量の情報を得るか、パルス光量の積算値により
入射熱量を求め、上記と全く同等に扱うことができる。
次に、圧力コントローラ11における目標圧力算出につ
いて簡単に説明を行う。これについては特開昭60-23902
3号等に示されているものである。大気圧、気温等に関
しては、これらの変動量に比例して倍率が変動する。こ
のため、大気圧、気温等による倍率変動はあらかじめ実
験もしくはシュミレーション計算等で求めておいた比例
定数と、測定器14の出力より補正圧力値が計算できる。
また照明光による倍率変動に関しては投影レンズ１への
熱蓄積に比例するため、前述したように一定の時間間隔
で熱蓄積量に対応する値を演算し、算出された値の変動
を打ち消すように目標圧力を設定すれば良い。
いて簡単に説明を行う。これについては特開昭60-23902
3号等に示されているものである。大気圧、気温等に関
しては、これらの変動量に比例して倍率が変動する。こ
のため、大気圧、気温等による倍率変動はあらかじめ実
験もしくはシュミレーション計算等で求めておいた比例
定数と、測定器14の出力より補正圧力値が計算できる。
また照明光による倍率変動に関しては投影レンズ１への
熱蓄積に比例するため、前述したように一定の時間間隔
で熱蓄積量に対応する値を演算し、算出された値の変動
を打ち消すように目標圧力を設定すれば良い。
次に、第２図は本発明実施例における結像特性（倍
率）の変動曲線を示している。
率）の変動曲線を示している。
まず、十分に投影レンズが冷却された状態の時刻ｔ＝
０でウエハＷに露光を開始する。ウエハＷ上へ１ショッ
トを露光する時間をＴ1とすると、Ｔ1の間に倍率Ｍ（熱
蓄積量と対応）は変化する。露光後、ステージ２が次の
露光位置へ移動するに要する時間をＴ2とすると、倍率
Ｍの変化はＴ2の間減少する。これをくり返しながら倍
率Ｍの変化量は次第に増加していき、ウエハW1枚の露光
に要する時間をＴ3とすると、Ｔ3の間このくり返しが続
く。そして、１枚のウエハＷの露光が終了して、新たな
ウエハＷを再び露光位置まで移動するのに要する時間を
Ｔ4とすると、Ｔ4の間投影レンズ１は冷却されて（蓄積
された熱量の発散が生じる）倍率Ｍは減少する。実際の
露光は以上の動作のくり返しで、やがて熱蓄積は、吸収
される熱量と、発散される熱量がつり合った点で飽和状
態となる。
０でウエハＷに露光を開始する。ウエハＷ上へ１ショッ
トを露光する時間をＴ1とすると、Ｔ1の間に倍率Ｍ（熱
蓄積量と対応）は変化する。露光後、ステージ２が次の
露光位置へ移動するに要する時間をＴ2とすると、倍率
Ｍの変化はＴ2の間減少する。これをくり返しながら倍
率Ｍの変化量は次第に増加していき、ウエハW1枚の露光
に要する時間をＴ3とすると、Ｔ3の間このくり返しが続
く。そして、１枚のウエハＷの露光が終了して、新たな
ウエハＷを再び露光位置まで移動するのに要する時間を
Ｔ4とすると、Ｔ4の間投影レンズ１は冷却されて（蓄積
された熱量の発散が生じる）倍率Ｍは減少する。実際の
露光は以上の動作のくり返しで、やがて熱蓄積は、吸収
される熱量と、発散される熱量がつり合った点で飽和状
態となる。
ここで、設定した熱蓄積量の基準値に対応する倍率変
化量をＭLとすると、露光を繰り返すにつれて熱蓄積量
が基準値に接近し、やがて時刻ｔaの場合のように露光
を開始しようとしたときに基準値ＭLを越えている場合
がでてくる。ここで、本発明においては、前述したよう
に投影レンズの熱蓄積量に対応する情報を一定の時間間
隔で演算し、数ショット毎、あるいは１ショット毎に基
準値を越えるかどうか判定しており、基準値を越える場
合には次の露光を禁止する。即ち、本実施例では基準値
ＭL以下まで熱蓄積量が減少する時刻ｔbまで待って次の
露光を開始し、以後、この動作をくり返すことにより、
基準値ＭLを大きく越えないようにしている。本実施例
では１ショット毎に判定を行えるので、基準値ＭLを越
えるのは１ショット分の露光に対応する量（dM）であ
り、この量は基準値ＭLに対して無視できる程に小さい
量である。また、１ショットあたりの露光による影響が
比較的大きい場合には、予め基準値ＭLを小さめに設定
しておくことも可能である。これに対し、もし、露光の
禁止を行なわず通常の露光を続けた場合は、図中点線の
Ｍ′（ｔ）のように基準値ＭLを大きく越えてしまう。
なお、本発明においては、第２図でも示されているよう
に、途中で待ち時間が入る分だけウエハ１枚の露光時間
は通常露光のＴ3に比べＴ5だけ長くなる。なお、１枚の
ウエハの露光中に一度、基準値ＭLに達した後は、以後
の各ショット毎に待ち時間が入る可能性がある。
化量をＭLとすると、露光を繰り返すにつれて熱蓄積量
が基準値に接近し、やがて時刻ｔaの場合のように露光
を開始しようとしたときに基準値ＭLを越えている場合
がでてくる。ここで、本発明においては、前述したよう
に投影レンズの熱蓄積量に対応する情報を一定の時間間
隔で演算し、数ショット毎、あるいは１ショット毎に基
準値を越えるかどうか判定しており、基準値を越える場
合には次の露光を禁止する。即ち、本実施例では基準値
ＭL以下まで熱蓄積量が減少する時刻ｔbまで待って次の
露光を開始し、以後、この動作をくり返すことにより、
基準値ＭLを大きく越えないようにしている。本実施例
では１ショット毎に判定を行えるので、基準値ＭLを越
えるのは１ショット分の露光に対応する量（dM）であ
り、この量は基準値ＭLに対して無視できる程に小さい
量である。また、１ショットあたりの露光による影響が
比較的大きい場合には、予め基準値ＭLを小さめに設定
しておくことも可能である。これに対し、もし、露光の
禁止を行なわず通常の露光を続けた場合は、図中点線の
Ｍ′（ｔ）のように基準値ＭLを大きく越えてしまう。
なお、本発明においては、第２図でも示されているよう
に、途中で待ち時間が入る分だけウエハ１枚の露光時間
は通常露光のＴ3に比べＴ5だけ長くなる。なお、１枚の
ウエハの露光中に一度、基準値ＭLに達した後は、以後
の各ショット毎に待ち時間が入る可能性がある。
次に熱蓄積量の制限値と同義である基準値ＭLの選び
方について説明する。まず一つの決め方として、投影レ
ンズの熱吸収による解像力の劣化をシュミレーションも
しくは実験で求め、必要な解像力が得られる限界値とす
る方法がある。また、倍率等の結像特性の補正の精度を
保つため精度保証限界を基準値とする方法もある。以上
は精度の面からの決め方であるが、前述したように基準
値を越えないようにショット間に待ち時間を設けること
は生産性（スループット）に関してはマイナスとなるの
で、両者の兼ねあいで基準値を決めることが好ましい。
方について説明する。まず一つの決め方として、投影レ
ンズの熱吸収による解像力の劣化をシュミレーションも
しくは実験で求め、必要な解像力が得られる限界値とす
る方法がある。また、倍率等の結像特性の補正の精度を
保つため精度保証限界を基準値とする方法もある。以上
は精度の面からの決め方であるが、前述したように基準
値を越えないようにショット間に待ち時間を設けること
は生産性（スループット）に関してはマイナスとなるの
で、両者の兼ねあいで基準値を決めることが好ましい。
なお、以上の実施例では、１ショットごとの露光間隔
を調整することにより、投影レンズへの過大な熱吸収を
防ぐ方法を示したが、スループットとの兼合いで数シヨ
ット毎に露光間隔を調整しても良し、また、一定の時間
毎に基準値を越えているか否かの判定を行っても良い。
一定の時間毎に判定を行う方法はソフトウエアが繁雑に
ならないという利点がある。この他、投影レンズの冷却
時間の取り方としては、ウエハの交換時間間隔を長く
し、ウエハ１枚の露光は通常通り行う方法も考えられ
る。この方法は１枚の露光時間が長くなることにより座
標ドリフト等が大きくなり重ね合せ精度が悪くなる場合
などには有効であるが、実施例のように１ショットごと
の露光間隔を調整する方法に比べて第２図のdMに相当す
る量が大きくなり問題となる。このため、ウエハ交換時
に冷却時間を設ける方法では予めdMに相当する量を延出
し、次の１枚のウエハの露光しても基準値を越えないか
どうか判断する必要があり、制御は繁雑となる。この場
合、制御を簡単にするためには、基準値ＭLに対して、
あらかじめ基準値ＭLより小さい第２の固定の基準値を
設け、１枚のウエハを露光する前にその基準値を越えて
いるかどうか判断するという簡便法を行うことも可能で
ある。
を調整することにより、投影レンズへの過大な熱吸収を
防ぐ方法を示したが、スループットとの兼合いで数シヨ
ット毎に露光間隔を調整しても良し、また、一定の時間
毎に基準値を越えているか否かの判定を行っても良い。
一定の時間毎に判定を行う方法はソフトウエアが繁雑に
ならないという利点がある。この他、投影レンズの冷却
時間の取り方としては、ウエハの交換時間間隔を長く
し、ウエハ１枚の露光は通常通り行う方法も考えられ
る。この方法は１枚の露光時間が長くなることにより座
標ドリフト等が大きくなり重ね合せ精度が悪くなる場合
などには有効であるが、実施例のように１ショットごと
の露光間隔を調整する方法に比べて第２図のdMに相当す
る量が大きくなり問題となる。このため、ウエハ交換時
に冷却時間を設ける方法では予めdMに相当する量を延出
し、次の１枚のウエハの露光しても基準値を越えないか
どうか判断する必要があり、制御は繁雑となる。この場
合、制御を簡単にするためには、基準値ＭLに対して、
あらかじめ基準値ＭLより小さい第２の固定の基準値を
設け、１枚のウエハを露光する前にその基準値を越えて
いるかどうか判断するという簡便法を行うことも可能で
ある。
また、熱蓄積量を基準値以下に制御する方法として、
予め、第２図のＴ5にあたる時間を計算し、初めから露
光間隔Ｔ5で露光を行う方法も考えられる。Ｔ5はあらか
じめ１ショットに必要な露光パワーと、投影レンズの熱
吸収特性により計算することは可能である。この方法で
は、あらかじめ計算さえすれば、いちいち露光前に基準
値を越えているかどうか判断する必要がなく、次のショ
ットへ移るまでの時間Ｔ5がわかっているため、通常よ
りゆっくりとウエハステージ２を動かしステージ位置決
め精度を向上させることも可能である。さらに他の方法
として、ある露光動作条件（１ショットの露光時間、ス
テッピング時間）のもとで１枚のウエハを露光しはじ
め、途中でリミット（基準値ＭL）になってしまった場
合には、残りのショットに対する露光動作条件を前のも
のと異なるもの（例えばステッピング時間を前記Ｔ5に
する等の熱吸収の時間的変化をゆるめた条件）に一義的
に変えて、一連のステップアンドリピート露光を続行し
てもよい。露光動作条件の変更の程度は、予め計算によ
って求めることが可能である。
予め、第２図のＴ5にあたる時間を計算し、初めから露
光間隔Ｔ5で露光を行う方法も考えられる。Ｔ5はあらか
じめ１ショットに必要な露光パワーと、投影レンズの熱
吸収特性により計算することは可能である。この方法で
は、あらかじめ計算さえすれば、いちいち露光前に基準
値を越えているかどうか判断する必要がなく、次のショ
ットへ移るまでの時間Ｔ5がわかっているため、通常よ
りゆっくりとウエハステージ２を動かしステージ位置決
め精度を向上させることも可能である。さらに他の方法
として、ある露光動作条件（１ショットの露光時間、ス
テッピング時間）のもとで１枚のウエハを露光しはじ
め、途中でリミット（基準値ＭL）になってしまった場
合には、残りのショットに対する露光動作条件を前のも
のと異なるもの（例えばステッピング時間を前記Ｔ5に
する等の熱吸収の時間的変化をゆるめた条件）に一義的
に変えて、一連のステップアンドリピート露光を続行し
てもよい。露光動作条件の変更の程度は、予め計算によ
って求めることが可能である。
なお、以上は、投影レンズの熱蓄積量の制限について
述べたが、例えば本実施例のように倍率、焦点位置等を
補正するために空気室の圧力をコントロールしている場
合、空気室自体を保護するために圧力の制限が設けられ
ている。このことは、他の方法による制御でも制御のス
トロークには限界が存在するため状況は同じと考えてよ
い。これらの制限値に対しても熱蓄積量の制限同様に本
発明を適応して制限内に保つことが可能である。
述べたが、例えば本実施例のように倍率、焦点位置等を
補正するために空気室の圧力をコントロールしている場
合、空気室自体を保護するために圧力の制限が設けられ
ている。このことは、他の方法による制御でも制御のス
トロークには限界が存在するため状況は同じと考えてよ
い。これらの制限値に対しても熱蓄積量の制限同様に本
発明を適応して制限内に保つことが可能である。
［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、投影光学系の熱蓄積量
が基準値を越える場合、次のショットの露光を中断し、
投影光学系が冷却されるのを待つため、投影光学系の熱
蓄積量をほぼ基準値以下に保つことができる。このため
投影光学系の過大な熱吸収による結合特性の劣化およ
び、結合特性の補正精度の劣化悪化を防ぐことができ
る。
が基準値を越える場合、次のショットの露光を中断し、
投影光学系が冷却されるのを待つため、投影光学系の熱
蓄積量をほぼ基準値以下に保つことができる。このため
投影光学系の過大な熱吸収による結合特性の劣化およ
び、結合特性の補正精度の劣化悪化を防ぐことができ
る。
かかる投影露光装置は、常に所定の結像状態を維持す
ることができ、年々微細化を極める集積回路の製造に極
めて有益である。
ることができ、年々微細化を極める集積回路の製造に極
めて有益である。
第１図は本発明実施例を示す構成図、第２図は本発明実
施例における結像特性の変動を示すグラフ、第３図およ
び第４図は熱蓄積量の演算方法を説明する説明図であ
る。 ［主要部分の符号の説明］ Ｒ……レチクル Ｗ……ウエハ １……投影レンズ ４……光源 ５……シャッター ９……空気室 10……照射量センサー 11……圧力コントローラ 11a……演算手段 11b……判定手段 11c……禁止手段 12……圧力調整器 13……シャッター制御回路 15……メインコントローラ
施例における結像特性の変動を示すグラフ、第３図およ
び第４図は熱蓄積量の演算方法を説明する説明図であ
る。 ［主要部分の符号の説明］ Ｒ……レチクル Ｗ……ウエハ １……投影レンズ ４……光源 ５……シャッター ９……空気室 10……照射量センサー 11……圧力コントローラ 11a……演算手段 11b……判定手段 11c……禁止手段 12……圧力調整器 13……シャッター制御回路 15……メインコントローラ
Claims (5)
- 【請求項１】所定のパターンが形成されたマスクを照明
し、該パターンの像を投影光学系を介して感光基板上に
ショット領域として順次投影する投影露光装置におい
て、 前記感光基板を１枚露光する時間よりも短い間隔で、照
明されることにより前記投影光学系に生じる熱吸収量に
関する情報を演算する演算手段と、 前記情報が所定の基準値を越えた場合、前記情報が該基
準値以下となるように前記ショット領域を順次露光する
間隔を変更する変更手段と、を具備したことを特徴とす
る投影露光装置。 - 【請求項２】前記変更手段は、前記情報が前記基準値を
越えたか否かを判定する判定手段と、 前記判定手段で基準値を越えた場合に、前記ショット領
域の露光を禁止する禁止手段とを含むことを特徴とする
請求項１に記載の投影露光装置。 - 【請求項３】前記情報に基づいて、前記投影光学系の熱
蓄積による結像特性の変化を補正する補正手段とを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の投影露光装置。 - 【請求項４】マスク上のパターンをエネルギー線で照明
し、前記パターンの像を投影光学系を介して感光基板に
ショット領域として順次投影して露光する露光方法にお
いて、 前記感光基板を１枚露光する時間よりも短い間隔で、照
明されることにより前記投影光学系に蓄積される熱吸収
量に関する情報を算出する工程と、 算出された熱吸収量に関する情報と所定の基準値とを比
較し、その比較結果に基づいて前記熱吸収量に関する情
報が該基準値以下となるように前記ショット領域を順次
露光する間隔を変更する工程と、を備えたことを特徴と
する投影露光方法。 - 【請求項５】前記熱吸収量に関する情報に基づいて、前
記投影光学系の熱蓄積による結像特性の変化を補正する
工程を更に備えたことを特徴とする請求項４に記載の投
影露光方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63114914A JP2550658B2 (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 投影露光装置及び投影露光方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63114914A JP2550658B2 (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 投影露光装置及び投影露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01286417A JPH01286417A (ja) | 1989-11-17 |
| JP2550658B2 true JP2550658B2 (ja) | 1996-11-06 |
Family
ID=14649789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63114914A Expired - Fee Related JP2550658B2 (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 投影露光装置及び投影露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2550658B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2864060B2 (ja) * | 1991-09-04 | 1999-03-03 | キヤノン株式会社 | 縮小投影型露光装置及び方法 |
| WO1999031716A1 (fr) * | 1997-12-16 | 1999-06-24 | Nikon Corporation | Aligneur, methode d'exposition et procede de fabrication de ce dispositif |
| NL1036668A1 (nl) * | 2008-03-20 | 2009-09-22 | Asml Netherlands Bv | Lithographic Apparatus and Device Manufacturing Method. |
-
1988
- 1988-05-13 JP JP63114914A patent/JP2550658B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01286417A (ja) | 1989-11-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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