JP2810400B2 - 露光装置 - Google Patents
露光装置Info
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- JP2810400B2 JP2810400B2 JP1057498A JP5749889A JP2810400B2 JP 2810400 B2 JP2810400 B2 JP 2810400B2 JP 1057498 A JP1057498 A JP 1057498A JP 5749889 A JP5749889 A JP 5749889A JP 2810400 B2 JP2810400 B2 JP 2810400B2
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- exposure apparatus
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- 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
- G03F7/70058—Mask 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
レーザー等のレーザーを露光用光源として用いる露光装
置に関する。
レーザー等のレーザーを露光用光源として用いる露光装
置に関する。
近年、LSI等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事ができ
る露光装置が使用されている。
下の微細パターンを正確にウエハ上に形成する事ができ
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ーを露光用
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。
外域の大強度の光を放射するエキシマレーザーを露光用
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。
この種の露光装置では、レーザー光の断面形状を整形
した後、被露光基板に対する露光量制御或いはレーザー
光の位置ずれ等を補正するために、レーザー光の光路中
にビームスプリッターを斜設し、このビームスプリツタ
を介してレーザー光の一部を光検出器に導くことがあ
る。しかしながら、このような方法でレーザー光を光検
出器に導くことは、露光に使用するレーザー光の利用効
率を下げることになり、好ましくない。
した後、被露光基板に対する露光量制御或いはレーザー
光の位置ずれ等を補正するために、レーザー光の光路中
にビームスプリッターを斜設し、このビームスプリツタ
を介してレーザー光の一部を光検出器に導くことがあ
る。しかしながら、このような方法でレーザー光を光検
出器に導くことは、露光に使用するレーザー光の利用効
率を下げることになり、好ましくない。
＜発明の概要＞ 本発明は上述の問題に鑑みてなされたものであり、レ
ーザー光の光路中にビームスプリツター等を斜設するこ
となく、レーザー光の一部を光検出器へ導くことが可能
な露光装置を提供することを目的とする。
ーザー光の光路中にビームスプリツター等を斜設するこ
となく、レーザー光の一部を光検出器へ導くことが可能
な露光装置を提供することを目的とする。
この目的を達成するために、本発明の露光装置は、レ
ーザー光の断面形状を整形する所定形状の光伝達部を備
えた光束整形部材と、該光束整形部材の光伝達部からの
レーザー光を該被露光基板に向ける光学系と、該光伝達
部の周囲に入射するレーザー光を光検出器に導くために
該光束整形部材の該光伝達部の近傍に形成した光抽出部
とを有することを特徴としており、光束整形部材の光伝
達部を介して被露光基板へ伝達されない不要な光を光検
出器へ導くように構成している。従って、レーザー光の
利用効率を向上させることができ、ウエハ等の被露光基
板を露光する際の露光時間を短縮化することが可能にな
る。
ーザー光の断面形状を整形する所定形状の光伝達部を備
えた光束整形部材と、該光束整形部材の光伝達部からの
レーザー光を該被露光基板に向ける光学系と、該光伝達
部の周囲に入射するレーザー光を光検出器に導くために
該光束整形部材の該光伝達部の近傍に形成した光抽出部
とを有することを特徴としており、光束整形部材の光伝
達部を介して被露光基板へ伝達されない不要な光を光検
出器へ導くように構成している。従って、レーザー光の
利用効率を向上させることができ、ウエハ等の被露光基
板を露光する際の露光時間を短縮化することが可能にな
る。
本発明の露光装置の具体的な形態や更なる特徴は後述
する実施例に記載されている。
する実施例に記載されている。
第１図は本発明の露光装置の一実施例を示す全体の構
成図である。Ａは露光装置本体を示す。１は波長λ＝24
8.4nmのレーザー光を放射するKrFエキシマレーザーであ
り、防振クツシヨン４上のレーザー定盤３上に設置され
たXYθステージ２上に固定されている。Ｂはレーザー１
からのレーザー光20を露光装置本体１の光学系へ伝送す
る伝送光学系であり、図示されたミラー５を含む複数個
の光学部品で構成されている。この伝送光学系の詳細は
後述する。６は照明光学系、９は半導体製造用の回路パ
ターンが描かれたレチクル、90はレチクルホルダ、10は
レチクル９の回路パターンを投影する為の投影レンズ、
11はレンズ支持台、12はウエハ（被露光基板）、13はウ
エハ12を吸着固定するチヤツク、14はXYステージ、15は
ステツパー定盤、16は防振クツシヨンである。エキシマ
レーザー１から射出したレーザー光20は、伝送系光学Ｂ
を通過して露光装置本体Ａの照明光学系６に入射する。
そして照明光学系６でビーム径を拡大された後、レチク
ル９、投影レンズ10を経て、12のウエハ上に到達する。
照明光学系６と投影レンズ10から成る露光用光学系は、
ステツパー定盤15に固定されたレンズ支持台11によって
一体化されて固定されているため、露光装置本体Ａ内で
の各光学系の相対位置は実質的に不変である。レチクル
９上には前述のように回路パターンが描かれており、レ
ーザー光で回路パターンを照明することにより、投影レ
ンズ10により1/5に縮小されたパターンがウエハ12上に
転写される。
成図である。Ａは露光装置本体を示す。１は波長λ＝24
8.4nmのレーザー光を放射するKrFエキシマレーザーであ
り、防振クツシヨン４上のレーザー定盤３上に設置され
たXYθステージ２上に固定されている。Ｂはレーザー１
からのレーザー光20を露光装置本体１の光学系へ伝送す
る伝送光学系であり、図示されたミラー５を含む複数個
の光学部品で構成されている。この伝送光学系の詳細は
後述する。６は照明光学系、９は半導体製造用の回路パ
ターンが描かれたレチクル、90はレチクルホルダ、10は
レチクル９の回路パターンを投影する為の投影レンズ、
11はレンズ支持台、12はウエハ（被露光基板）、13はウ
エハ12を吸着固定するチヤツク、14はXYステージ、15は
ステツパー定盤、16は防振クツシヨンである。エキシマ
レーザー１から射出したレーザー光20は、伝送系光学Ｂ
を通過して露光装置本体Ａの照明光学系６に入射する。
そして照明光学系６でビーム径を拡大された後、レチク
ル９、投影レンズ10を経て、12のウエハ上に到達する。
照明光学系６と投影レンズ10から成る露光用光学系は、
ステツパー定盤15に固定されたレンズ支持台11によって
一体化されて固定されているため、露光装置本体Ａ内で
の各光学系の相対位置は実質的に不変である。レチクル
９上には前述のように回路パターンが描かれており、レ
ーザー光で回路パターンを照明することにより、投影レ
ンズ10により1/5に縮小されたパターンがウエハ12上に
転写される。
ウエハ12は、ウエハチヤツク13上に真空吸着されてお
り、ウエハチヤツク13は、ステーツパー定盤15上に設け
られた可動のXYステージ４上に固定されている。ウエハ
12をXYステージ14により互いに直交するＸおよびＹの２
方向に搬送することができ、縮小されたパターンを、ウ
エハ上の任意の位置に転写することができる。
り、ウエハチヤツク13は、ステーツパー定盤15上に設け
られた可動のXYステージ４上に固定されている。ウエハ
12をXYステージ14により互いに直交するＸおよびＹの２
方向に搬送することができ、縮小されたパターンを、ウ
エハ上の任意の位置に転写することができる。
通常ウエハ12上には数十シヨツトの縮小パターンが転
写されるため、XYステージ14をＸまたはＹ方向にステツ
プ移動させては、レチクル９と投影レンズ10を介してレ
ーザー光を各シヨツトに照射して、各シヨツトにパター
ンの転写を行なうという動作をくり返し行うことにな
る。
写されるため、XYステージ14をＸまたはＹ方向にステツ
プ移動させては、レチクル９と投影レンズ10を介してレ
ーザー光を各シヨツトに照射して、各シヨツトにパター
ンの転写を行なうという動作をくり返し行うことにな
る。
また、17はXYステージ14上に固設した光検出器から成
る照度計であり、XYステージ14を駆動することにより、
投影レンズ10の像面に位置付けられ、投影レンズ10の像
面における照度を測定する。この照度計17で測定される
照度がウエハ12面上での照度として見なされ、露光時の
露光量制御のための制御データとして用いられる。
る照度計であり、XYステージ14を駆動することにより、
投影レンズ10の像面に位置付けられ、投影レンズ10の像
面における照度を測定する。この照度計17で測定される
照度がウエハ12面上での照度として見なされ、露光時の
露光量制御のための制御データとして用いられる。
第２図は第１図に示した伝送光学系の具体的な構成を
示す拡大図であり、本露光装置の特徴となる構成が描か
れている。また、第２図において、第１図に描まれた部
材と同一の部材には第１図と同じ符号が符してある。21
は凹レンズ、22は凸レンズで、レンズ21と22でアナモフ
イツクビームエキスパンダー系を構成する。23は円形開
口（光伝達部）を有する光束整形部材で、第３図に示す
ように光束整形部材23の光伝達部23Aの周囲の所定位置
に２個のピンホール29が形成されている。24は光束整形
部材23の円形開口23Aを通過した断面形状が円形のレー
ザー光を受ける像回転プリズムであり、不図示の回転機
構により伝送光学系Ｂの光軸を回転軸として回転可能
（図中矢印Ｗ参照）に設置してある。25は光束整形部材
23のピンホール29を通過したレーザー光を像回転プリズ
ム24を介して受ける小型反射鏡で、ピンホール29からの
レーザー光を集光レンズ26に向けて反射する。集光レン
ズ26は反射鏡25で反射したレーザー光をラインセンサ27
上に集光する。ラインセンサ27からの光電変換信号は信
号線30を介してレーザー光束モニター装置31に入力され
る。28はビームエキスパンダー系であり、光束整形部材
23の円形開口23A及び像回転プリズム24を通過したレー
ザー光を受けて、このレーザー光の光束径を拡大した
後、露光装置本体Ａの照明光学系６へ指向する。
示す拡大図であり、本露光装置の特徴となる構成が描か
れている。また、第２図において、第１図に描まれた部
材と同一の部材には第１図と同じ符号が符してある。21
は凹レンズ、22は凸レンズで、レンズ21と22でアナモフ
イツクビームエキスパンダー系を構成する。23は円形開
口（光伝達部）を有する光束整形部材で、第３図に示す
ように光束整形部材23の光伝達部23Aの周囲の所定位置
に２個のピンホール29が形成されている。24は光束整形
部材23の円形開口23Aを通過した断面形状が円形のレー
ザー光を受ける像回転プリズムであり、不図示の回転機
構により伝送光学系Ｂの光軸を回転軸として回転可能
（図中矢印Ｗ参照）に設置してある。25は光束整形部材
23のピンホール29を通過したレーザー光を像回転プリズ
ム24を介して受ける小型反射鏡で、ピンホール29からの
レーザー光を集光レンズ26に向けて反射する。集光レン
ズ26は反射鏡25で反射したレーザー光をラインセンサ27
上に集光する。ラインセンサ27からの光電変換信号は信
号線30を介してレーザー光束モニター装置31に入力され
る。28はビームエキスパンダー系であり、光束整形部材
23の円形開口23A及び像回転プリズム24を通過したレー
ザー光を受けて、このレーザー光の光束径を拡大した
後、露光装置本体Ａの照明光学系６へ指向する。
エキシマレーザー１から射出したレーザー光は反射鏡
５で反射され、凹レンズ21と凸レンズ22から成るビーム
エキスパンダー系に入射する。エキシマレーザー１から
のレーザー光の断面形状は、レーザーの放電部の形状に
応じて決まり、通常長方形の形状を有する。本実施例で
はレーザー光の断面形状を長方形から略正方形にするた
めに凹レンズ21と、凸レンズ21を各々トーリツクレンズ
で構成し、アナモフイツクなビームエキスパンダー系と
している。従ってこのビームエキスパンダー系（21,2
2）を通過したレーザー光の断面形状を略正方形とな
る。
５で反射され、凹レンズ21と凸レンズ22から成るビーム
エキスパンダー系に入射する。エキシマレーザー１から
のレーザー光の断面形状は、レーザーの放電部の形状に
応じて決まり、通常長方形の形状を有する。本実施例で
はレーザー光の断面形状を長方形から略正方形にするた
めに凹レンズ21と、凸レンズ21を各々トーリツクレンズ
で構成し、アナモフイツクなビームエキスパンダー系と
している。従ってこのビームエキスパンダー系（21,2
2）を通過したレーザー光の断面形状を略正方形とな
る。
ビームエキスパンダー系（21,22）からのレーザー光
は反射鏡５で反射され、光束整形部材23に入射する。光
束整形部材23の円形開口23Aの直径は、入射するレーザ
ー光の正方形断面の一辺の長さより小さく設定されてお
り、円形開口23Aの中心とレーザー光の中心は伝送光学
系Ｂの光軸上に位置する。従って、光束整形部材23の円
形開口23Aによりレーザー光の断面形状が円形に変換さ
れ、しかもレーザー光の中心付近の比較的パワー密度が
一様な部分が取り出される。一方、光束整形部材23の円
形開口23Aの周囲に入射して光束整形部材23で遮光され
るレーザー光の一部は、２つのピンホール29を通過す
る。光束整形部材23の円形開口23Aを通過したレーザー
光と２つのピンホール29を通過した２本のレーザー光は
像回転プリズム24に入射し、円形開口23Aを通過したレ
ーザー光はビームエキスパンダー系28へ向けられ、ピン
ホール29を通過した２本のレーザー光は反射鏡25へ向け
られる。
は反射鏡５で反射され、光束整形部材23に入射する。光
束整形部材23の円形開口23Aの直径は、入射するレーザ
ー光の正方形断面の一辺の長さより小さく設定されてお
り、円形開口23Aの中心とレーザー光の中心は伝送光学
系Ｂの光軸上に位置する。従って、光束整形部材23の円
形開口23Aによりレーザー光の断面形状が円形に変換さ
れ、しかもレーザー光の中心付近の比較的パワー密度が
一様な部分が取り出される。一方、光束整形部材23の円
形開口23Aの周囲に入射して光束整形部材23で遮光され
るレーザー光の一部は、２つのピンホール29を通過す
る。光束整形部材23の円形開口23Aを通過したレーザー
光と２つのピンホール29を通過した２本のレーザー光は
像回転プリズム24に入射し、円形開口23Aを通過したレ
ーザー光はビームエキスパンダー系28へ向けられ、ピン
ホール29を通過した２本のレーザー光は反射鏡25へ向け
られる。
像回転プリズム24を前述の回転機構により回転させる
と、円形開口23Aを通過したレーザー光とピンホール29
を通過した２本のレーザー光が回転し、像回転プリズム
24の光射出側からレーザー光を観察すると、第４図に示
すような形状となる。第４図において、41は光束整形部
材23の円形開口23Aを通過したレーザー光の断面であ
り、42はピンホール29を通過したレーザー光の軌跡を示
している。像回転プリズム24を回転させると、第４図に
示すように、ピンホール29を通過した２本のレーザー光
がリンク状の軌跡を描いて回転するので、反射鏡25は２
本のレーザー光の軌跡（光路）上の所定位置に２本レー
ザー光を同時に反射できるように設置される。また、２
本のレーザー光の軌跡を一致させるために、本実施例で
は光束整形部材23の円形開口23Aの中心から互いに等し
い距離だれ離れた位置に２つのピンホールを形成した。
と、円形開口23Aを通過したレーザー光とピンホール29
を通過した２本のレーザー光が回転し、像回転プリズム
24の光射出側からレーザー光を観察すると、第４図に示
すような形状となる。第４図において、41は光束整形部
材23の円形開口23Aを通過したレーザー光の断面であ
り、42はピンホール29を通過したレーザー光の軌跡を示
している。像回転プリズム24を回転させると、第４図に
示すように、ピンホール29を通過した２本のレーザー光
がリンク状の軌跡を描いて回転するので、反射鏡25は２
本のレーザー光の軌跡（光路）上の所定位置に２本レー
ザー光を同時に反射できるように設置される。また、２
本のレーザー光の軌跡を一致させるために、本実施例で
は光束整形部材23の円形開口23Aの中心から互いに等し
い距離だれ離れた位置に２つのピンホールを形成した。
本実施例においてレーザー光の光路中に回転可能な像
回転プリズムを設けたのは、光束整形部材23の円形開口
23Aを通過した露光に使用するレーザー光の断面強度分
布を均一化するためである。即ち、光束整形部材23でレ
ーザー１から射出したレーザー光の中心部付近の光を取
り出すことにより、比較的パワー密度が均一なレーザー
光を得ることができるが、レーザー光の断面強度分布が
完全に均一なものではない。とりわけ、エキシマレーザ
ー１から射出するレーザー光は光軸に関して非対称な強
度分布をもつので、この強度分布を少なくとも光軸に関
して対称にしてやる必要がある。そこで、光束整形部材
23の円形開口23Aを通過したレーザー光を像回転プリズ
ム24に入射させ、像回転プリズム24を光軸を回転軸とし
て回転させることによりレーザー光を光軸の回りで回転
させ、光軸に関して対称でほぼ均一な断面強度分布をも
つレーザー光を形成するのである。従って、第１図に示
す本実施例の露光表面では、ウエハ12をレーザー光で露
光する時、像回転プリズム24が回転せしめられ、そして
断面強度分布がほぼ均一なレーザー光が照明光学系６で
拡大されてレチクル９に向けられる。
回転プリズムを設けたのは、光束整形部材23の円形開口
23Aを通過した露光に使用するレーザー光の断面強度分
布を均一化するためである。即ち、光束整形部材23でレ
ーザー１から射出したレーザー光の中心部付近の光を取
り出すことにより、比較的パワー密度が均一なレーザー
光を得ることができるが、レーザー光の断面強度分布が
完全に均一なものではない。とりわけ、エキシマレーザ
ー１から射出するレーザー光は光軸に関して非対称な強
度分布をもつので、この強度分布を少なくとも光軸に関
して対称にしてやる必要がある。そこで、光束整形部材
23の円形開口23Aを通過したレーザー光を像回転プリズ
ム24に入射させ、像回転プリズム24を光軸を回転軸とし
て回転させることによりレーザー光を光軸の回りで回転
させ、光軸に関して対称でほぼ均一な断面強度分布をも
つレーザー光を形成するのである。従って、第１図に示
す本実施例の露光表面では、ウエハ12をレーザー光で露
光する時、像回転プリズム24が回転せしめられ、そして
断面強度分布がほぼ均一なレーザー光が照明光学系６で
拡大されてレチクル９に向けられる。
さて、反射鏡25に入射するピンホール29からの２本の
レーザー光は反射鏡25で反射されて集光レンズ26を介し
てラインセンサ27上に各々集光する。レーザー１から射
出するレーザー光は平行光束又は所定の角度で拡がった
（若しくは収斂した）光であり、アナモフイツクビーム
エキスパンダー系（21,22）はこのレーザー光を拡大す
るのみならず平行光束として射出するように構成され
る。従って、光束整形部材23に入射するレーザー光はレ
ーザー１が正常に動作している限り平行光束であり、光
束整形部材23の円形開口23Aとピンホール29、及び像回
転プリズム24を通過した後の各レーザー光も同様に平行
光束となる。本実施例では、ラインセンサ27の受光面が
集光レンズ26の焦点位置にくるように両者の位置関係を
定めており、集光レンズ26が反射鏡25で反射された２本
の各々が平行光束から成るレーザー光を受けるため、レ
ーザー１が正常に動作しており、各部材（5,21,22,23,2
4）が正確にセツテイングしてあれば、この２本のレー
ザー光は集光レンズ26によりラインセンサ27の受光面上
の同一位置に集光する。この時のラインセンサ27の受光
面上で照度分布が第５図（Ａ）に図示してある。第５図
（Ａ）では照度をラインセンサ27の出力レベルとしてグ
ラフの縦軸に、レーザー光の受光面上の入射位置をグラ
フの横軸にとり、ラインセンサ27の受光面上での照度分
布が描かれている。また、前述のようにラインセンサ27
からの出力信号は信号線30を介してレーザー光束モニタ
ー装置31に入力される。本実施例では、レーザー光束モ
ニター装置31内のメモリー内に、第５図（Ａ）に示す状
態におけるラインセンサ27の受光面上で最大照度（ライ
ンセンサ27からの出力信号のピーク値）と最大照度を示
す受光面上の位置（出力信号のピーク位置を各々基準強
度及び基準位置として記憶している。そして、ラインセ
ンサ27からの出力信号のピーク値とピーク位置の基準強
度と基準位置からのずれを検出することにより、レーザ
ー光の光束系の変動や拡がり角（平行度）の変動をモニ
ターしている。例えば、レーザー１の動作特性の変動又
は部材（5,21,22）のセツテイング位置の変動により光
束整形部材23に入射するレーザー光の拡がり角が大きく
なると、２つのピンホール29に入射するレーザー光の入
射角も変化するので、ラインセンサ27からの出力信号は
第５図（Ｂ）に示すようになる。また、同様の原因で光
束整形部材23に入射するレーザー光の光束径が大きくな
ると（但し、レーザーの出力が一定、レーザー光は平行
光束）、２つのピンホール29に入射するレーザー光の強
度が小さくなるので、ラインセンサ27からの出力信号は
第５図（Ｃ）に示すようになる。
レーザー光は反射鏡25で反射されて集光レンズ26を介し
てラインセンサ27上に各々集光する。レーザー１から射
出するレーザー光は平行光束又は所定の角度で拡がった
（若しくは収斂した）光であり、アナモフイツクビーム
エキスパンダー系（21,22）はこのレーザー光を拡大す
るのみならず平行光束として射出するように構成され
る。従って、光束整形部材23に入射するレーザー光はレ
ーザー１が正常に動作している限り平行光束であり、光
束整形部材23の円形開口23Aとピンホール29、及び像回
転プリズム24を通過した後の各レーザー光も同様に平行
光束となる。本実施例では、ラインセンサ27の受光面が
集光レンズ26の焦点位置にくるように両者の位置関係を
定めており、集光レンズ26が反射鏡25で反射された２本
の各々が平行光束から成るレーザー光を受けるため、レ
ーザー１が正常に動作しており、各部材（5,21,22,23,2
4）が正確にセツテイングしてあれば、この２本のレー
ザー光は集光レンズ26によりラインセンサ27の受光面上
の同一位置に集光する。この時のラインセンサ27の受光
面上で照度分布が第５図（Ａ）に図示してある。第５図
（Ａ）では照度をラインセンサ27の出力レベルとしてグ
ラフの縦軸に、レーザー光の受光面上の入射位置をグラ
フの横軸にとり、ラインセンサ27の受光面上での照度分
布が描かれている。また、前述のようにラインセンサ27
からの出力信号は信号線30を介してレーザー光束モニタ
ー装置31に入力される。本実施例では、レーザー光束モ
ニター装置31内のメモリー内に、第５図（Ａ）に示す状
態におけるラインセンサ27の受光面上で最大照度（ライ
ンセンサ27からの出力信号のピーク値）と最大照度を示
す受光面上の位置（出力信号のピーク位置を各々基準強
度及び基準位置として記憶している。そして、ラインセ
ンサ27からの出力信号のピーク値とピーク位置の基準強
度と基準位置からのずれを検出することにより、レーザ
ー光の光束系の変動や拡がり角（平行度）の変動をモニ
ターしている。例えば、レーザー１の動作特性の変動又
は部材（5,21,22）のセツテイング位置の変動により光
束整形部材23に入射するレーザー光の拡がり角が大きく
なると、２つのピンホール29に入射するレーザー光の入
射角も変化するので、ラインセンサ27からの出力信号は
第５図（Ｂ）に示すようになる。また、同様の原因で光
束整形部材23に入射するレーザー光の光束径が大きくな
ると（但し、レーザーの出力が一定、レーザー光は平行
光束）、２つのピンホール29に入射するレーザー光の強
度が小さくなるので、ラインセンサ27からの出力信号は
第５図（Ｃ）に示すようになる。
このように、レーザー光の断面形状を整形する光束整
形部材23の円形開口23Aの周囲に形成したピンホール29
で抽出したレーザー光をラインセンサ27で検出するよう
に構成すれば、レーザー光のウエハ12の露光のための利
用効率の高めることができ、ウエハ12を露光する時の露
光時間を短縮することが可能になる。また、レーザー光
束モニター装置31でレーザー光の光束径や拡がり角等を
常時モニターすることができるので、照明光学系６へ入
射するレーザー光の光束径や拡がり角の変動を検出して
自動的に修正することも可能になる。特に、本実施例の
如く、レーザー１と露光装置本体Ａを異なる基台上に設
置して、レーザーからのレーザー光を比較的光路が長い
伝達光学系Ｂを介して露光装置本体Ａに導く場合、伝送
光学系Ｂのセツテイングを高精度に行わなければならな
いので、伝送光学系Ｂの調整等にラインセンサの出力信
号を利用すると有効である。また、レーザー１自身の動
作特性の変動も検出可能であるため、レーザー１の異常
を早期発見できるという利点も生じる。
形部材23の円形開口23Aの周囲に形成したピンホール29
で抽出したレーザー光をラインセンサ27で検出するよう
に構成すれば、レーザー光のウエハ12の露光のための利
用効率の高めることができ、ウエハ12を露光する時の露
光時間を短縮することが可能になる。また、レーザー光
束モニター装置31でレーザー光の光束径や拡がり角等を
常時モニターすることができるので、照明光学系６へ入
射するレーザー光の光束径や拡がり角の変動を検出して
自動的に修正することも可能になる。特に、本実施例の
如く、レーザー１と露光装置本体Ａを異なる基台上に設
置して、レーザーからのレーザー光を比較的光路が長い
伝達光学系Ｂを介して露光装置本体Ａに導く場合、伝送
光学系Ｂのセツテイングを高精度に行わなければならな
いので、伝送光学系Ｂの調整等にラインセンサの出力信
号を利用すると有効である。また、レーザー１自身の動
作特性の変動も検出可能であるため、レーザー１の異常
を早期発見できるという利点も生じる。
本実施例では、レーザー１からのレーザー光を更に効
率良く露光装置本体Ａへ導くために、伝送光学系Ｂを構
成するレンズ（21,22,28）及び像回転プリズム29をSiO2
で構成している。また、露光装置本体Ａの照明光学系６
中のレンズや投影レンズ10もSiO2等のレーザー光に対し
て透過率の良い硝材から成る。
率良く露光装置本体Ａへ導くために、伝送光学系Ｂを構
成するレンズ（21,22,28）及び像回転プリズム29をSiO2
で構成している。また、露光装置本体Ａの照明光学系６
中のレンズや投影レンズ10もSiO2等のレーザー光に対し
て透過率の良い硝材から成る。
第２図において、反射鏡25は２つのピンホール29から
のレーザー光を同時に反射し、集光レンズ２へ向けてい
るが、反射鏡25の大きさを更に小さくし、２つのピンホ
ール29からのレーザー光を順次反射鏡25で反射して集光
レンズ26へ向けラインセンサで交互に受光するように構
成することもできる。また、光束整形部材23は円形開口
23Aによりレーザー光を伝達するものであるが、円形開
口23Aの代りに楕円形の反射面を不透明基板上に形成し
て、反射型の光束整形部材とすることもできる。この場
合も楕円形反射面で入射レーザー光の中央部付近を反射
して、断面形状が円形のレーザー光を照明光学系６へ向
けて、反射面の周囲に設けた少なくとも１個のピンホー
ルからのレーザー光をラインセンサ26に向ける。反射型
の光束整形部材は、例えば、第２図中のビームエキスパ
ンダー系（21,22）と像回転プリズム24の間にある反射
鏡５の位置にレーザー光を像回転プリズム24の方向に反
射するように斜設すれば良く、光束整形部材のピンホー
ルを通過したレーザー光を直接集光レンズで集光し、ラ
インセンサ等の光検出器へ向けることが可能になる。従
って、第２図に示す反射鏡25の如き光路を折り曲げるた
めの部材が不要になる。
のレーザー光を同時に反射し、集光レンズ２へ向けてい
るが、反射鏡25の大きさを更に小さくし、２つのピンホ
ール29からのレーザー光を順次反射鏡25で反射して集光
レンズ26へ向けラインセンサで交互に受光するように構
成することもできる。また、光束整形部材23は円形開口
23Aによりレーザー光を伝達するものであるが、円形開
口23Aの代りに楕円形の反射面を不透明基板上に形成し
て、反射型の光束整形部材とすることもできる。この場
合も楕円形反射面で入射レーザー光の中央部付近を反射
して、断面形状が円形のレーザー光を照明光学系６へ向
けて、反射面の周囲に設けた少なくとも１個のピンホー
ルからのレーザー光をラインセンサ26に向ける。反射型
の光束整形部材は、例えば、第２図中のビームエキスパ
ンダー系（21,22）と像回転プリズム24の間にある反射
鏡５の位置にレーザー光を像回転プリズム24の方向に反
射するように斜設すれば良く、光束整形部材のピンホー
ルを通過したレーザー光を直接集光レンズで集光し、ラ
インセンサ等の光検出器へ向けることが可能になる。従
って、第２図に示す反射鏡25の如き光路を折り曲げるた
めの部材が不要になる。
一方、第２図の構成を若干変更することにより反射鏡
25と集光レンズ26を省略することができる。即ち、光束
整形部材23のピンホール29からのレーザー光を像回転プ
リズム24に向けることなく直接CCD等の２次元センサア
レイで受光し、このセンサアレイの出力をレーザー光束
モニター装置31に入力すれば良い。
25と集光レンズ26を省略することができる。即ち、光束
整形部材23のピンホール29からのレーザー光を像回転プ
リズム24に向けることなく直接CCD等の２次元センサア
レイで受光し、このセンサアレイの出力をレーザー光束
モニター装置31に入力すれば良い。
上述したいずれの構成であっても、第１図及び第２図
が示す露光装置と同様の効果を得ることができ、第１図
に示すように投影レンズを用いてレチクルの回路パター
ンをウエハ上に投影する形態の露光装置に限らず、被露
光基板をレーザー光で走査してパターンを描くような形
態を含む種々の露光装置に本発明は適用できる。
が示す露光装置と同様の効果を得ることができ、第１図
に示すように投影レンズを用いてレチクルの回路パター
ンをウエハ上に投影する形態の露光装置に限らず、被露
光基板をレーザー光で走査してパターンを描くような形
態を含む種々の露光装置に本発明は適用できる。
以上説明した実施例は、光検出器としてラインセンサ
や２次元センサアレイを使用してレーザー光の光束径の
変動や拡がり角の変動を検出いするものであったが、本
発明は光検出器をこのような用途に使用する形態に限定
されない。例えば、光束整形部材のピンホールからのレ
ーザー光を光電変換素子で受光し、光電変換素子からの
出力信号を積算露光計へ入力し、露光量制御を行うよう
な形態としても良い。この場合も、光束整形部材でけら
れて照明光学系へ向けられないレーザー光を検出するの
で、露光に使用するレーザー光の利用効率を向上させる
ことが可能になる。
や２次元センサアレイを使用してレーザー光の光束径の
変動や拡がり角の変動を検出いするものであったが、本
発明は光検出器をこのような用途に使用する形態に限定
されない。例えば、光束整形部材のピンホールからのレ
ーザー光を光電変換素子で受光し、光電変換素子からの
出力信号を積算露光計へ入力し、露光量制御を行うよう
な形態としても良い。この場合も、光束整形部材でけら
れて照明光学系へ向けられないレーザー光を検出するの
で、露光に使用するレーザー光の利用効率を向上させる
ことが可能になる。
また、光検出器へレーザー光を導くために光束整形部
材にピンホールを形成する代りに、微小反射面を光束整
形部材の開口の周囲の所定箇所に形成し、この微小反射
面によりレーザー光を反射して抽出し、光検出器へ向け
ることも可能である。
材にピンホールを形成する代りに、微小反射面を光束整
形部材の開口の周囲の所定箇所に形成し、この微小反射
面によりレーザー光を反射して抽出し、光検出器へ向け
ることも可能である。
以上、本発明によれば、光束整形部材の光伝達部の周
囲に入射するレーザー光を光検出器に導く光抽出部を光
伝達部の近傍に形成しているため、レーザー光の光路中
にビームスプリツター等を斜設することなく、ウエハ等
の被露光基板へ伝達されない不要な光を光検出器へ導く
ことができ、レーザー光の利用効率を向上させた露光装
置を提供することが可能になる。従って、被露光基板を
露光する時の露光時間を短縮することができ、スループ
ツトの高い露光装置となる。
囲に入射するレーザー光を光検出器に導く光抽出部を光
伝達部の近傍に形成しているため、レーザー光の光路中
にビームスプリツター等を斜設することなく、ウエハ等
の被露光基板へ伝達されない不要な光を光検出器へ導く
ことができ、レーザー光の利用効率を向上させた露光装
置を提供することが可能になる。従って、被露光基板を
露光する時の露光時間を短縮することができ、スループ
ツトの高い露光装置となる。
第１図は本発明に係る露光装置の一実施例を示す全体構
成図。 第２図は第１図に示す伝送光学系の具体的構成を示す拡
大図。 第３図は光束整形部材の平面図。 第４図は回転している像回転プリズムから射出するレー
ザー光の状態を示す模式図。 第５図（Ａ）〜（Ｃ）はラインセンサからの出力例を示
すグラフ図。 １……レーザー、６……照明光学系、 ９……レチクル、10……投影レンズ、 12……ウエハ、20……レーザー光、 23……光束整形部材、23A……円形開口、 24……像回転プリズム、26……ラインセンサ、 29……ピンホール
成図。 第２図は第１図に示す伝送光学系の具体的構成を示す拡
大図。 第３図は光束整形部材の平面図。 第４図は回転している像回転プリズムから射出するレー
ザー光の状態を示す模式図。 第５図（Ａ）〜（Ｃ）はラインセンサからの出力例を示
すグラフ図。 １……レーザー、６……照明光学系、 ９……レチクル、10……投影レンズ、 12……ウエハ、20……レーザー光、 23……光束整形部材、23A……円形開口、 24……像回転プリズム、26……ラインセンサ、 29……ピンホール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−254710（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−502507（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−257327（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−183522（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−109316（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−77123（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−1109（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−12135（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−298728（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−96929（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−213927（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−69132（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−281421（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−215117（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/027
Claims (7)
- 【請求項１】レーザーからのレーザー光で被露光基板を
露光する露光装置において、該レーザー光の断面形状を
整形する所定形状の光伝達部を備えた光束整形部材と、
該光束整形部材の光伝達部からのレーザー光を該被露光
基板に向ける光学系と、該光伝達部の周囲に入射するレ
ーザー光を光検出器に導くために該光束整形部材の該光
伝達部の近傍に形成した光抽出部とを有することを特徴
とする露光装置。 - 【請求項２】前記光抽出部がピンホールから成り、更
に、該ピンホールを通過した光を前記光検出器に導く反
射鏡を有することを特徴とする特許請求の範囲第（１）
項記載の露光装置。 - 【請求項３】前記レーザーがエキシマレーザーであり、
前記光伝達部を円形の開口で構成したことを特徴とする
特許請求の範囲第（２）項記載の露光装置。 - 【請求項４】前記光検出器がセンサアレイから成り、更
に、該センサアレイと前記反射鏡の間に前記反射鏡が反
射した光を該センサアレイ上に集光する集光レンズを有
することを特徴とする特許請求の範囲第（２）項記載の
露光装置。 - 【請求項５】前記光学系は前記光学系の光軸を回転軸と
して回転可能な像回転プリズムを有し、前記反射鏡が該
像回転プリズムを介して前記ピンホールからの光を受け
ることを特徴とする特許請求の範囲第（２）項記載の露
光装置。 - 【請求項６】前記光検出部が複数個のピンホールから成
ることを特徴とする特許請求の範囲第（２）項記載の露
光装置。 - 【請求項７】更に、前記光検出器で光電変換して得られ
た信号を受け、該信号の大きさに応じて前記レーザー光
の光束径の変動を検出する検出手段を有することを特徴
とする特許請求の範囲第（１）項記載の露光装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1057498A JP2810400B2 (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | 露光装置 |
| US07/715,745 US5121160A (en) | 1989-03-09 | 1991-06-18 | Exposure method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1057498A JP2810400B2 (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | 露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02237012A JPH02237012A (ja) | 1990-09-19 |
| JP2810400B2 true JP2810400B2 (ja) | 1998-10-15 |
Family
ID=13057394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1057498A Expired - Fee Related JP2810400B2 (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | 露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2810400B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7397535B2 (en) * | 2005-12-21 | 2008-07-08 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| JP5366019B2 (ja) * | 2010-08-02 | 2013-12-11 | 株式会社ニコン | 伝送光学系、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 |
-
1989
- 1989-03-09 JP JP1057498A patent/JP2810400B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02237012A (ja) | 1990-09-19 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |