JP3200244B2 - Scanning exposure equipment - Google Patents

Scanning exposure equipment

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JP3200244B2
JP3200244B2 JP17678193A JP17678193A JP3200244B2 JP 3200244 B2 JP3200244 B2 JP 3200244B2 JP 17678193 A JP17678193 A JP 17678193A JP 17678193 A JP17678193 A JP 17678193A JP 3200244 B2 JP3200244 B2 JP 3200244B2
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    • 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
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging

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  • 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】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は走査型露光装置、特にI
CやLSI等の半導体デバイスやCCD等の撮像デバイ
スや液晶パネル等の表示デバイスや磁気ヘッド等の各種
デバイスを製造するために使用される、走査型露光装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning exposure apparatus, and
The present invention relates to a scanning exposure apparatus used for manufacturing semiconductor devices such as C and LSI, imaging devices such as CCDs, display devices such as liquid crystal panels, and various devices such as magnetic heads.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体デバイスの高集積化、微細パタ−
ン化が進むに従い製造工程のわずかな条件変化が不良率
の上昇による歩留まりの低下を招くようになった。
2. Description of the Related Art High integration of semiconductor devices and fine patterns
As the manufacturing process has progressed, slight changes in the manufacturing process have led to a decrease in yield due to an increase in the defective rate.

【0003】特に、スリット状の光束に対してマスクと
ウエハとを相対的に走査することによってマスク上のパ
タ−ンをウエハ−上に投影する走査型露光装置において
は、スリットの長さ方向(スリット状光束の走査方向と
垂直な方向)の露光むらが半導体デバイスを製造する際
の不良率を上げている。
In particular, in a scanning type exposure apparatus which projects a pattern on a mask onto a wafer by relatively scanning the mask and the wafer with respect to a slit-like light beam, the slit length direction ( Exposure non-uniformity in the direction perpendicular to the scanning direction of the slit-shaped light beam) increases the defect rate when manufacturing a semiconductor device.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】図10(A)はウエハ
ー14内に複数の素子パターンを順次走査露光してゆく
様子を示しており、図中の斜線部はある時間での露光領
域である。この露光領域が矢印で示すようにスキャンと
ステップを繰り返すことにより素子パターンが露光され
てゆく。このような露光方法においては、図10(B)
に拡大して示す1ショット14a(1回のスキャンによ
り露光される範囲)内の露光むらは図8(C)に示す通
りx方向(走査方向と平行な方向)では大体均一である
が、y方向(走査方向と垂直な方向)では、スリット状
光束自体の光強度分布のむらやスリットの幅の場所によ
る違いによる露光量のむらが生じてしまう。
FIG. 10A shows a state in which a plurality of element patterns are sequentially scanned and exposed in a wafer 14, and the hatched portions in the figure are exposure regions at a certain time. . The element pattern is exposed by repeating scanning and steps in the exposure area as indicated by arrows. In such an exposure method, FIG.
The exposure unevenness within one shot 14a (a range exposed by one scan) shown in FIG. 8C is substantially uniform in the x direction (direction parallel to the scanning direction) as shown in FIG. In the direction (direction perpendicular to the scanning direction), unevenness in the light intensity distribution of the slit-like light beam itself and unevenness in the exposure amount due to the difference in the width of the slit occur.

【0005】走査露光時のウエハ−上での露光むらの補
正には、特開昭62−193125号公報に開示されて
いるように、スリットの幅を部分的に変化させて各部分
の露光量を調整する方法がある。図11は、リング状の
光束で走査露光を行なう走査型露光装置におけるスリッ
ト幅可変のスリットの一例を示している。スリットを多
数の遮光部材により構成し、多数の遮光部材を各々独立
に動かして位置を調整することによりスリットの幅を部
分的に変化させている。この方法においては、露光むら
を小さく抑えるためには非常に多数の可動の遮光部材が
必要であり、複雑な機構になってしまう。
To correct exposure unevenness on a wafer during scanning exposure, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-193125, the width of a slit is partially changed so that the exposure amount of each portion is changed. There is a way to adjust. FIG. 11 shows an example of a slit having a variable slit width in a scanning exposure apparatus that performs scanning exposure with a ring-shaped light beam. The slit is composed of a number of light shielding members, and the width of the slit is partially changed by adjusting the position by independently moving the many light shielding members. In this method, an extremely large number of movable light-shielding members are required in order to suppress the exposure unevenness, which results in a complicated mechanism.

【0006】一方、特開昭61−267722号公報に
開示されているように、照明光学系内の複数のレンズを
光軸方向に動かすことにより、照度分布を変える方法も
ある。図12、図13に、このような複数のレンズと、
これらの光軸方向への移動による照度分布の変化を示
す。図13において横軸は被照射面上での位置(光軸か
らの距離)を示し、縦軸は光軸上(中心)の照度を1と
したときの各位置(軸外)での照度を示している。図1
2(A)に示すレンズ位置の場合は図13のグラフ内の
(a)のような照度分布となり、図12(B)に示すレ
ンズ位置の場合は図13のグラフ内の(b)のような照
度分布となる。この例においては、図13の照度分布
(a),(b)を両極端の分布とし、レンズ位置により
照度分布が図13の斜線の範囲内で、連続的に変化させ
ることができる。
On the other hand, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-267722, there is a method of changing the illuminance distribution by moving a plurality of lenses in the illumination optical system in the optical axis direction. FIGS. 12 and 13 show such a plurality of lenses,
The change in the illuminance distribution due to the movement in the optical axis direction is shown. In FIG. 13, the horizontal axis indicates a position (distance from the optical axis) on the irradiated surface, and the vertical axis indicates the illuminance at each position (off-axis) when the illuminance on the optical axis (center) is set to 1. Is shown. FIG.
In the case of the lens position shown in FIG. 2A, the illuminance distribution is as shown in FIG. 13A, and in the case of the lens position shown in FIG. 12B, as shown in FIG. Illuminance distribution. In this example, the illuminance distributions (a) and (b) in FIG. 13 are set as extreme distributions, and the illuminance distribution can be changed continuously within the range of the oblique line in FIG. 13 depending on the lens position.

【0007】しかしながら、この照度分布の変化は、図
14のa〜eに示すように基準に対して2次曲線もしく
は2次曲線に近い曲線で変化するものであり、ある像高
で照度の補正量を決めてしまうと、他の像高の照度の補
正量も一意的に決まる。例えば、レンズを移動して図1
5(A)に示す照度分布を図15(B)に示す分布の如
く均一に補正できても、図15(C)に示す照度分布は
図15(D)程度にしか補正できない場合もある。
However, this change in the illuminance distribution changes with a quadratic curve or a curve close to the quadratic curve with respect to the reference as shown in FIGS. When the amount is determined, the correction amount of the illuminance at another image height is also uniquely determined. For example, moving the lens
Even if the illuminance distribution shown in FIG. 5A can be uniformly corrected as shown in FIG. 15B, the illuminance distribution shown in FIG. 15C can be corrected only to about FIG. 15D.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点に鑑
みて成されたものであり、露光むらを正確に補正するこ
とができる走査型露光装置を提供することを目的として
いる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a scanning type exposure apparatus which can correct exposure unevenness accurately.

【0009】本発明の走査型露光装置は、上記目的を達
成すべく、マスクと被露光基板を第1方向に延びた断面
形状を有する露光ビームで第1方向と交差する第2の
方向に走査することにより前記マスクのパターンを前記
被露光基板上に投影する装置において、前記第1方向に
延びる開口によって前記露光ビームの前記断面形状を定
める絞り手段と、前記露光ビームの前記マスクと被露光
基板上での前記第1方向に関する強度分布を変化せしめ
る強度分布変更手段とを有し、前記絞り手段は、前記露
光ビームの前記断面形状の前記第1方向に関する両端の
エッジを定める少なくとも2枚の遮光部材と、前記露光
ビームの前記断面形状の前記第2方向に関する一方の側
のエッジを定める少なくとも1枚の遮光部材と、前記露
光ビームの前記断面形状の前記第2方向に関する他方の
側のエッジを定める少なくとも2枚の遮光部材と、該少
なくとも2枚の遮光部材の各々の前記第2方向に対する
角度を変える手段とを有する。
[0009] scanning exposure apparatus of the present invention, in order to achieve the above object, in a second direction intersecting with said first direction with an exposure beam with a cross sectional shape extending the mask and the exposed substrate in the first direction By scanning, the pattern of the mask is
In the apparatus for projecting on a substrate to be exposed, in the first direction,
An extended aperture defines the cross-sectional shape of the exposure beam.
Has a Mel throttle means, and said mask and intensity distribution changing means for varying the intensity distribution for the first direction in the exposure on the substrate of the exposure beam, said diaphragm means, said dew
Both ends of the cross section of the light beam in the first direction
At least two light-shielding members for defining an edge;
One side of the cross-sectional shape of the beam in the second direction
At least one light-blocking member defining an edge of
The other of the cross-sectional shape of the light beam in the second direction
At least two light-blocking members defining a side edge;
At least two light shielding members with respect to the second direction.
Means for changing the angle .

【0010】本発明の走査型露光装置の好ましい形態で
は、前記第1方向に沿って動く、スリット状の開口を備
える光検出器等を備えた、前記露光ビ−ムの前記第1方
向に関する強度分布を検出する手段を備える。
In a preferred form of the scanning type exposure apparatus according to the present invention, the intensity of the exposure beam in the first direction is provided with a photodetector having a slit-like opening which moves along the first direction. Means for detecting the distribution are provided.

【0011】[0011]

【0012】本発明の走査型露光装置のある形態は、前
記強度分布変更手段が光軸方向に移動可能な複数のレン
ズを備える。
In one embodiment of the scanning exposure apparatus according to the present invention, the intensity distribution changing means includes a plurality of lenses movable in an optical axis direction.

【0013】本発明の走査型露光装置のある形態は、前
記強度分布変更手段が光線の入射角度によって透過率の
異なるコ−ティングを施した光学素子の透過率特性の異
なるものを複数個備え、該複数個の光学素子の内の所望
の光学素子を系の瞳面近傍に配置することより前記露光
ビ−ムの強度分布を変えるものであったり、また、これ
と共に前記光軸方向に移動可能な複数のレンズを備え
る。
In one embodiment of the scanning type exposure apparatus according to the present invention, the intensity distribution changing means comprises a plurality of optical elements having different transmittance characteristics of optical elements coated with different transmittance depending on the incident angle of the light beam, By disposing a desired optical element of the plurality of optical elements in the vicinity of the pupil plane of the system, the intensity distribution of the exposure beam can be changed. With multiple lenses.

【0014】本発明の走査型露光装置を用いることによ
り、ICやLSI等の半導体デバイスやCCD等の撮像
デバイスや液晶パネル等の表示デバイスや磁気ヘッド等
の各種デバイスを歩留良く正確に製造することが可能に
なる。
By using the scanning exposure apparatus of the present invention, semiconductor devices such as ICs and LSIs, imaging devices such as CCDs, display devices such as liquid crystal panels, and various devices such as magnetic heads are accurately manufactured with good yield. It becomes possible.

【0015】[0015]

【実施例】図1は本発明の一実施例を示す概略図であ
り、ICやLSI等の半導体デバイスやCCD等の撮像
デバイスや液晶パネル等の表示デバイスや磁気ヘッド等
の各種デバイスを製造するための走査型投影露光装置を
示している。1は超高圧水銀ランプ等の紫外線を発する
光源であり、1aは光源1の発光部である。2は楕円ミ
ラーであり、楕円ミラー2の第1焦点近傍に光源1の発
光部1aが配置され、発光部1aから射出された光束は
楕円ミラー2の第2焦点3に集光され、第2焦点3に発
光部像1bを形成する。第2焦点3の発光部像1bから
の光は、コンデンサーレンズ4、ミラー5を介してオプ
ティカルインテグレータであるハエノ目レンズ6の光入
射面に集光せしめられ、ハエノ面レンズ6の光射出面6
a近傍に複数の2次光源を形成する。7はレチクル12
上での照度分布を変える機能を備えたコンデンサーレン
ズ(照度分布可変レンズ)であり、レンズ7はハエノ面
レンズ6の光射出面6aに形成された複数の2次光源か
らの光束を開口幅を変え得る可変スリット9に指向し、
可変スリット9をケーラー照明する。可変スリット9と
レチクル12は結像レンズとミラー11とを介して光学
的に共役な位置に配置されており、可変スリット9の開
口がレチクル12のデバイスパターン形成面に結像す
る。従って、可変スリット9の開口の寸法/形状により
レチクル12における照明領域90の寸法/形状が決ま
る。13は屈折光学系や反射屈折光学系等で構成された
投影光学系であり、レチクル12のデバイスパターンを
ウエハー14上に投影する。15はウエハーチャック、
16はウエハーステージである。レチクル12とウエハ
ー14は、夫々、不図示の対応する駆動装置により前記
投影光学系13の倍率に応じた速度比で同期して所定の
走査方向に移動せしめられ、この時、レチクル12のデ
バイスパターンが照明領域90を横切っていくことによ
りレチクル12のデバイスパターンがウエハー14上に
転写される。
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of the present invention, in which semiconductor devices such as ICs and LSIs, imaging devices such as CCDs, display devices such as liquid crystal panels, and various devices such as magnetic heads are manufactured. 1 shows a scanning projection exposure apparatus for the present invention. Reference numeral 1 denotes a light source that emits ultraviolet light, such as an ultra-high pressure mercury lamp, and 1a denotes a light emitting unit of the light source 1. Reference numeral 2 denotes an elliptical mirror, and a light emitting unit 1a of the light source 1 is disposed near a first focal point of the elliptical mirror 2, and a light beam emitted from the light emitting unit 1a is condensed at a second focal point 3 of the elliptical mirror 2, and The light emitting unit image 1b is formed at the focal point 3. The light from the light emitting portion image 1b at the second focal point 3 is condensed on the light incident surface of the fly-eye lens 6 as an optical integrator via the condenser lens 4 and the mirror 5, and the light exit surface 6 of the fly-eye lens 6
A plurality of secondary light sources are formed near a. 7 is a reticle 12
A condenser lens (variable illuminance distribution lens) having a function of changing the illuminance distribution described above, and the lens 7 is used to reduce the aperture width of the luminous flux from the plurality of secondary light sources formed on the light exit surface 6a of the fly-eye lens 6. Pointing to a variable slit 9 that can be changed,
The variable slit 9 is Koehler-illuminated. The variable slit 9 and the reticle 12 are arranged at optically conjugate positions via the imaging lens and the mirror 11, and the opening of the variable slit 9 forms an image on the device pattern forming surface of the reticle 12. Therefore, the size / shape of the illumination area 90 in the reticle 12 is determined by the size / shape of the opening of the variable slit 9. Reference numeral 13 denotes a projection optical system including a refractive optical system and a catadioptric optical system, and projects the device pattern of the reticle 12 onto the wafer 14. 15 is a wafer chuck,
Reference numeral 16 denotes a wafer stage. The reticle 12 and the wafer 14 are respectively moved in a predetermined scanning direction in synchronization with a corresponding driving device (not shown) at a speed ratio corresponding to the magnification of the projection optical system 13, and at this time, the device pattern of the reticle 12 is moved. Crosses the illumination area 90, the device pattern of the reticle 12 is transferred onto the wafer 14.

【0016】18は光量検出器であり、ハ−フミラ−8
により照明領域90を定める露光光の一部を受光して強
度を検出する。露光むら検出回路19は光量検出器18
による検出結果に基づきランプ1に入力する電力を制御
し、レチクル12の照明領域90(全体)の照度を一定
の値に維持している。17は2番目の光量検出器であ
り、ウエハ−ステ−ジ16上に載置される(別のステ−
ジに載置される場合もある)。光量検出器17は、ウエ
ハ−ステ−ジ16を移動させることにより照明領域10
0(領域90の像)内で走査せしめられ、照明領域10
0内の照度分布を検出する。露光むら検出回路19は光
量検出器17による検出結果に基づきウエハ−14を露
光する時に生じるであろう露光むらを検出する。露光む
ら検出回路19からの出力が露光むら補正回路20を介
して照度分布可変レンズ7と可変スリット9による照明
領域100の露光むらを最小限に抑える動作を行なわせ
る。
Numeral 18 denotes a light quantity detector, which is a half mirror-8.
Receives a part of the exposure light that defines the illumination area 90, and detects the intensity. The exposure unevenness detecting circuit 19 includes a light amount detector 18.
The power input to the lamp 1 is controlled on the basis of the detection result by the above, and the illuminance of the illumination area 90 (entire) of the reticle 12 is maintained at a constant value. Reference numeral 17 denotes a second light amount detector which is mounted on the wafer stage 16 (another stage).
In some cases). The light amount detector 17 moves the wafer stage 16 to
0 (the image of the area 90) is scanned within the illumination area 10
The illuminance distribution within 0 is detected. The exposure unevenness detection circuit 19 detects the exposure unevenness that may occur when exposing the wafer 14 based on the detection result of the light amount detector 17. An output from the uneven exposure detecting circuit 19 causes the uneven exposure correcting circuit 20 to perform an operation of minimizing uneven exposure of the illumination area 100 by the illuminance distribution variable lens 7 and the variable slit 9.

【0017】以下に、図1の装置における露光むら検出
方法と露光むらの補正方法を詳しく説明する。
Hereinafter, a method for detecting uneven exposure and a method for correcting uneven exposure in the apparatus shown in FIG. 1 will be described in detail.

【0018】露光むらの検出は前述した通りウエハ−ス
テ−ジ16上に載置した光量検出器17を用いて行な
う。ウエハ−14のショット上の照明領域100の照度
分布の内、走査方向の照度分布のむらは露光むらに対し
て影響が小さい。従って、ここでは、走査方向と直交す
る方向(スリット9の開口の長手方向に相当する)に関
する、走査方向の照度分布の積算値の分布を測定するこ
とにより露光むらを得ている。まず走査方向の照度(光
強度)分布の積算値を計測するために、光量検出器17
に入射する光を、図5のスリット30の如き走査方向に
関し照明領域10より長い絞りにより制限し、この絞り
を介して光量検出器17に入る光束(もしくは絞りを通
過後NDフィルタ−等により減光した光束)を光電的に
検出するようにし、走査方向と直交する方向にこのスリ
ット状の絞り付きの光量検出器17を動かして検出を繰
り返し、当該直交する方向に沿った各位置での照度分布
積算値を検出する。スリット状絞りを走査方向と直交す
る方向に走査して露光むらを検出する代わりに、ピンホ
−ルを走査方向及び走査方向と直交する方向とに走査し
て走査方向と直交する方向(スリット9の開口の長手方
向に相当する)に関する、走査方向の照度分布の積算値
の分布を測定することにより露光むらを検出してもい
い。
The detection of exposure unevenness is performed by using the light amount detector 17 mounted on the wafer stage 16 as described above. Among the illuminance distributions of the illumination area 100 on the shot of the wafer 14, the unevenness of the illuminance distribution in the scanning direction has little influence on the unevenness of the exposure. Therefore, in this case, exposure unevenness is obtained by measuring the distribution of the integrated value of the illuminance distribution in the scanning direction in the direction orthogonal to the scanning direction (corresponding to the longitudinal direction of the opening of the slit 9). First, in order to measure the integrated value of the illuminance (light intensity) distribution in the scanning direction, a light amount detector 17 is used.
5 is limited by a stop longer than the illumination area 10 in the scanning direction, such as the slit 30 in FIG. 5, and the light flux entering the light quantity detector 17 via the stop (or reduced by an ND filter or the like after passing through the stop). (Light beam emitted) is photoelectrically detected, and the detection is repeated by moving the light amount detector 17 with a slit-shaped aperture in a direction orthogonal to the scanning direction, and the illuminance at each position along the orthogonal direction is repeated. Detect the integrated distribution value. Instead of scanning the slit diaphragm in the direction orthogonal to the scanning direction to detect exposure unevenness, the pinhole is scanned in the scanning direction and the direction orthogonal to the scanning direction to scan in the direction orthogonal to the scanning direction (the direction of the slit 9). Irradiation unevenness may be detected by measuring the distribution of integrated values of the illuminance distribution in the scanning direction with respect to the longitudinal direction of the opening).

【0019】露光むらの補正には照度分布可変レンズ7
と可変スリット9とを用いている。図1の可変スリット
9は図2に示す通り5枚のブレード(遮光板)9a〜9
eを備えており、図2(A)、(B)、(C)に示すよ
うに可動ブレード9a,9bのエッジの走査方向に対す
る角度を変えることにより、走査方向と直交する方向に
沿った各位置でのスリット幅を線形的に変えている。例
えば、ブレード9a,9bの走査方向に対する角度θ1
,θ2 が図2(A)に示すようにθ1 =θ2 =90。
の時には走査方向と直交する方向の露光量分布が図3の
(a)で示す如く均一になり、角度θ1 ,θ2 が図2
(B)に示すようにθ1 =θ2 <90。の時には走査方
向と直交する方向の露光量分布が図3の(b)で示す如
き分布になり、角度θ1 ,θ2 が図2(C)に示すよう
にθ1 =θ2 >90。の時には走査方向と直交する方向
の露光量分布が図3の(c)の如き分布になる。このよ
うに可変スリット9のブレ-ド9a,9bのエッジの走
査方向に対する角度を変えることにより、図3に示す通
り、走査方向と直交する方向の露光量分布を変える。照
度分布可変レンズ7は、例えば特開昭61−26772
2号公報に開示されたレンズ系より成り、図13で示し
たように照明領域90、100の照度分布を変えること
ができるので、走査方向と直交する方向の露光量分布を
変えることができる。
For correcting uneven exposure, an illuminance distribution variable lens 7 is used.
And a variable slit 9. The variable slit 9 in FIG. 1 has five blades (light shielding plates) 9a to 9 as shown in FIG.
e, and by changing the angle of the edges of the movable blades 9a, 9b with respect to the scanning direction as shown in FIGS. 2A, 2B, and 2C, each of the movable blades 9a, 9b along the direction orthogonal to the scanning direction. The slit width at the position is changed linearly. For example, the angle θ1 with respect to the scanning direction of the blades 9a and 9b
, Θ2 are θ1 = θ2 = 90 as shown in FIG.
In the case of, the exposure distribution in the direction orthogonal to the scanning direction becomes uniform as shown in FIG. 3A, and the angles .theta.1 and .theta.
Θ1 = θ2 <90 as shown in FIG. In the case of (1), the exposure amount distribution in the direction orthogonal to the scanning direction is as shown in FIG. 3B, and the angles .theta.1 and .theta.2 are as shown in FIG. In the case of, the exposure amount distribution in the direction orthogonal to the scanning direction becomes a distribution as shown in FIG. By changing the angle of the edges of the blades 9a and 9b of the variable slit 9 with respect to the scanning direction, the exposure distribution in the direction orthogonal to the scanning direction is changed as shown in FIG. The illuminance distribution variable lens 7 is disclosed in, for example,
No. 2 discloses a lens system as shown in FIG.
Changing the illuminance distribution of the illumination areas 90 and 100
Therefore, the exposure amount distribution in the direction orthogonal to the scanning direction can be changed.

【0020】図4は照度分布可変レンズ7と可変スリッ
ト9により露光むらを補正する方法を示す説明図であ
り、図4(A)に示す走査方向と直交するy方向の露光
むらを補正する様子を示したものである。図4(B)は
照度分布可変レンズ7により図4(A)の曲線状の非均
一な露光量分布を直線状の分布に変化させる様子を示
し、図4(C)は可変スリット9により図4(B)の直
線状の非均一な露光量分布を均一な露光量分布に変換す
る様子を示す。
FIG. 4 is an explanatory view showing a method of correcting exposure unevenness by using the illuminance distribution variable lens 7 and the variable slit 9. A state of correcting exposure unevenness in the y direction orthogonal to the scanning direction shown in FIG. It is shown. FIG. 4B shows a state in which the curved non-uniform exposure amount distribution shown in FIG. 4A is changed to a linear distribution by the illuminance distribution variable lens 7, and FIG. FIG. 4B shows how the linear non-uniform exposure distribution shown in FIG. 4B is converted into a uniform exposure distribution.

【0021】このように2つの露光むら補正手段を用い
ることにより走査方向と直交する方向の露光むらを最小
限に抑えることができる。この補正を行なう時の照度分
布可変レンズ7の可動レンズの光軸方向への移動量や可
変スリット9の可動ブレ−ドの傾き角は、露光むらに合
わせて予め計算により一意的に決めておいてもいいし、
光量検出器17等と照度分布可変レンズ7と可変スリッ
ト9を用いて露光むらの検出と補正を繰り返すことによ
り露光量分布の最適化をしてもいい。
The use of the two exposure unevenness correcting means makes it possible to minimize exposure unevenness in a direction orthogonal to the scanning direction. The amount of movement of the movable lens of the variable illuminance distribution lens 7 in the optical axis direction and the inclination angle of the movable blade of the variable slit 9 when performing this correction are uniquely determined in advance by calculation in accordance with exposure unevenness. You can stay,
The exposure amount distribution may be optimized by repeating detection and correction of exposure unevenness using the light amount detector 17 and the like, the illuminance distribution variable lens 7 and the variable slit 9.

【0022】図6は露光むらを補正する手段の他の実施
例を示す。本実施例では、照明光学系内のハエノ目レン
ズ6の光射出面6a近傍に、光線の入射角度によって透
過率の異なるコ−ティングを透明平行平面板に施した光
学素子30aを配置するようにし、特性の違う複数枚の
前記光学素子(30a,30b,…)の中から所望の光
学素子を選択的に光射出面6a近傍に配置することによ
りウエハ−14上での照度分布を変える。図7に相異な
る光学素子を選択的に光射出面6a近傍に配置した時の
露光量分布を示す。この光学素子は可変スリット9、照
度分布可変レンズ7と併用しても良いし、可変スリット
9とのみ併用してもいい。
FIG. 6 shows another embodiment of the means for correcting exposure unevenness. In this embodiment, an optical element 30a having a transparent parallel plate coated with a different transmittance depending on the incident angle of a light beam is arranged near the light exit surface 6a of the fly-eye lens 6 in the illumination optical system. The illuminance distribution on the wafer 14 is changed by selectively arranging a desired optical element from the plurality of optical elements (30a, 30b,...) Having different characteristics in the vicinity of the light exit surface 6a. FIG. 7 shows an exposure amount distribution when different optical elements are selectively arranged near the light exit surface 6a. This optical element may be used together with the variable slit 9 and the illuminance distribution variable lens 7, or may be used only with the variable slit 9.

【0023】また、上記実施例においては可変スリット
9のブレ−ド9a,9bの角度θ1,θ2 をθ1 =θ2
としているが、必ずしもその必要は無く、例えば、ウエ
ハ−14の走査方向と直交する方向に非対称な露光むら
がある場合、θ1 ≠θ2 のように設定しても構わない。
また、可変スリット9の可動のブレ−ドは図2に示すよ
うにブレ−ド9a,9bの2枚に限定されるものではな
く、例えば3枚や4枚の可動のブレ−ドを供給し、それ
ぞれ独立に角度を設定しても良い。
In the above embodiment, the angles θ 1 and θ 2 of the blades 9 a and 9 b of the variable slit 9 are defined as θ 1 = θ 2
However, it is not always necessary. For example, when there is a non-uniform exposure unevenness in a direction orthogonal to the scanning direction of the wafer 14, θ 1 θθ 2 may be set.
The movable blades of the variable slit 9 are not limited to two blades 9a and 9b as shown in FIG. 2, but three or four movable blades are supplied. The angles may be set independently of each other.

【0024】また上記実施例では光源として超高圧水銀
ランプを用いているが、光源として例えばエキシマレ−
ザ−等のレ−ザ−を用いることもできる。
In the above embodiment, an ultra-high pressure mercury lamp is used as a light source.
Lasers such as lasers can also be used.

【0025】次に図1の走査型投影露光装置を利用した
半導体デバイスの製造方法の実施例を説明する。図8は
半導体装置(ICやLSI等の半導体チップ、液晶パネ
ルやCCD)の製造フロ−を示す。ステップ1(回路設
計)では半導体装置の回路設計を行なう。ステップ2
(マスク製作)では設計した回路パタ−ンを形成したマ
スク(レチクル304)を製作する。一方、ステップ3
(ウエハ−製造)ではシリコン等の材料を用いてウエハ
−(ウエハ−306)を製造する。ステップ4(ウエハ
−プロセス)は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクと
ウエハ−とを用いて、リソグラフィ−技術によってウエ
ハ−上に実際の回路を形成する。次のステップ5(組み
立て)は後工程と呼ばれ、ステップ4よって作成された
ウエハ−を用いて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 ング)、パッケ−ジング
工程(チップ封入)等の工程を含む。ステップ6(検
査)ではステップ5で作成された半導体装置の動作確認
テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程
を経て半導体装置が完成し、これが出荷(ステップ7)
される。
Next, an embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device using the scanning projection exposure apparatus of FIG. 1 will be described. FIG. 8 shows a manufacturing flow of a semiconductor device (a semiconductor chip such as an IC or an LSI, a liquid crystal panel or a CCD). In step 1 (circuit design), the circuit of the semiconductor device is designed. Step 2
In (Mask production), a mask (reticle 304) on which the designed circuit pattern is formed is produced. Step 3
In (wafer manufacturing), a wafer (wafer 306) is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the prepared mask and wafer. The next step 5 (assembly) called a post-process, Step 4 thus wafer created - a step of chip the, assembly process (dicing, Bonde b ring), package - managing step (chip encapsulation) And the like. In step 6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device created in step 5 are performed. Through these steps, the semiconductor device is completed and shipped (Step 7)
Is done.

【0026】図9は上記ウエハ−プロセスの詳細なフロ
−を示す。ステップ11(酸化)ではウエハ−(ウエハ
−306)の表面を酸化させる。ステップ12(CV
D)ではウエハ−の表面に絶縁膜を形成する。ステップ
13(電極形成)ではウエハ−上に電極を蒸着によって
形成する。ステップ14(イオン打ち込み)ではウエハ
−にイオンを打ち込む。ステップ15(レジスト処理)
ではウエハ−にレジスト(感材)を塗布する。ステップ
16(露光)では上記投影露光装置によってマスク(レ
チクル304)の回路パタ−ンの像でウエハ−を露光す
る。ステップ17(現像)では露光したウエハ−を現像
する。ステップ18(エッチング)では現像したレジス
ト以外の部分を削り取る。ステップ19(レジスト剥
離)ではエッチングが済んで不要となったレジストを取
り除く。これらステップを繰り返し行なうことによりウ
エハ−上に回路パタ−ンが形成される。
FIG. 9 shows a detailed flow of the wafer process. Step 11 (oxidation) oxidizes the surface of the wafer (wafer 306). Step 12 (CV
In D), an insulating film is formed on the surface of the wafer. Step 13 (electrode formation) forms electrodes on the wafer by vapor deposition. Step 14 (ion implantation) implants ions into the wafer. Step 15 (resist processing)
Then, a resist (sensitive material) is applied to the wafer. Step 16 (exposure) uses the projection exposure apparatus to expose the wafer using the image of the circuit pattern on the mask (reticle 304). Step 17 (development) develops the exposed wafer. In step 18 (etching), portions other than the developed resist are removed. In step 19 (resist stripping), unnecessary resist after etching is removed. By repeating these steps, a circuit pattern is formed on the wafer.

【0027】本実施例の製造方法を用いれば、従来は難
しかった高集積度の半導体素子を製造することが可能に
なる。
By using the manufacturing method of this embodiment, it is possible to manufacture a highly integrated semiconductor device which has been difficult in the past.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上、本発明によれば、露光むらを正確
に補正することができる。
As described above, according to the present invention, exposure unevenness can be accurately corrected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of the present invention.

【図2】図1の可変スリットの構成、機能を示す説明図
である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration and a function of a variable slit in FIG. 1;

【図3】図1の可変スリットによる露光量分布の変化の
様子を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a state of a change in an exposure amount distribution by a variable slit in FIG. 1;

【図4】図1の照度分布可変レンズと可変スリットとを
用いて露光むらを補正する様子を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state in which exposure unevenness is corrected using the illuminance distribution variable lens and the variable slit shown in FIG. 1;

【図5】露光量分布を検出する方法を説明するための説
明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a method of detecting an exposure amount distribution.

【図6】露光むらを補正する手段の他の実施例を示す図
である。
FIG. 6 is a diagram showing another embodiment of a means for correcting exposure unevenness.

【図7】図6の補正手段による露光量分布の変化の様子
を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a state of a change in an exposure amount distribution by the correction unit in FIG. 6;

【図8】半導体デバイスの製造フロ−を示す図である。FIG. 8 is a view showing a manufacturing flow of a semiconductor device.

【図9】図8のウエハプロセスを示す図である。FIG. 9 is a view showing a wafer process of FIG. 8;

【図10】走査露光の様子を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a state of scanning exposure.

【図11】可変スリットの一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a variable slit.

【図12】照度分布可変レンズの構成の一例を示す図で
ある。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a configuration of an illuminance distribution variable lens.

【図13】照度分布可変レンズによる照度分布の変化を
示す説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a change in illuminance distribution by the illuminance distribution variable lens.

【図14】照度分布可変レンズによる照度分布の変化を
示す他の説明図である。
FIG. 14 is another explanatory diagram illustrating a change in illuminance distribution by the illuminance distribution variable lens.

【図15】照度分布可変レンズによる照度むらの補正を
示す説明図である。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing correction of uneven illuminance by an illuminance distribution variable lens.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 水銀灯 2 楕円ミラ− 4 コンデンサ−レンズ 6 ハエノ目レンズ 7 照度分布可変レンズ 9 可変スリット 9a,9b 可動ブレ−ド 10 結像レンズ 12 レチクル 13 投影光学系 14 ウエハ− 15 ウエハ−チャック 16 ウエハ−ステ−ジ 17、18 光量検出器 19 露光むら検出回路 20 露光むら補正回路 30a,30b 照度分布可変素子 REFERENCE SIGNS LIST 1 mercury lamp 2 elliptical mirror 4 condenser lens 6 fly-eye lens 7 variable illumination distribution lens 9 variable slit 9 a, 9 b movable blade 10 imaging lens 12 reticle 13 projection optical system 14 wafer 15 wafer chuck 16 wafer stay Reference signs 17, 18 Light intensity detector 19 Exposure unevenness detection circuit 20 Exposure unevenness correction circuit 30a, 30b Illuminance distribution variable element

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 マスクと被露光基板を第1方向に延びた
断面形状を有する露光ビームで第1方向と交差する第
2の方向に走査することにより前記マスクのパターンを
前記被露光基板上に投影する走査型露光装置において、
前記第1方向に延びる開口によって前記露光ビームの前
記断面形状を定める絞り手段と、前記露光ビ-ムの前記
マスクと被露光基板上での前記第1方向に関する強度分
布を変化せしめる強度分布変更手段とを有し、前記絞り
手段は、前記露光ビームの前記断面形状の前記第1方向
に関する両端のエッジを定める少なくとも2枚の遮光部
材と、前記露光ビームの前記断面形状の前記第2方向に
関する一方の側のエッジを定める少なくとも1枚の遮光
部材と、前記露光ビームの前記断面形状の前記第2方向
に関する他方の側のエッジを定める少なくとも2枚の遮
光部材と、該少なくとも2枚の遮光部材の各々の前記第
2方向に対する角度を変える手段とを有することを特徴
とする走査型露光装置。
The method according to claim 1] pattern of the mask by at exposure beam by scanning in a second direction intersecting with said first direction having a cross-sectional shape of the mask and the exposed substrate extending in a first direction
In a scanning exposure apparatus that projects onto the substrate to be exposed,
Before the exposure beam by an opening extending in the first direction
Serial and stop means for defining the cross-sectional shape, the exposure bi - and an allowed to change the mask and the intensity distribution for the first direction in the exposure on the substrate of beam intensity distribution changing means, the throttle
The means comprises a first direction of the cross-sectional shape of the exposure beam.
At least two light-shielding portions defining edges at both ends with respect to
Material, in the second direction of the cross-sectional shape of the exposure beam
At least one shade defining one side edge
Member and the second direction of the cross-sectional shape of the exposure beam
At least two screens defining the other side edge with respect to
A light member, and the second member of each of the at least two light shielding members.
Means for changing angles with respect to two directions .
【請求項2】 前記露光ビームの前記第1方向に関する
強度分布を検出する手段を備えることを特徴とする請求
項1に記載の走査型露光装置。
2. A claims, characterized in that it comprises means for detecting the intensity distribution for the first direction of said exposure beam
Item 2. A scanning exposure apparatus according to Item 1 .
【請求項3】 前記強度分布変更手段は、光軸方向に移
動可能な複数のレンズを備えることを特徴とする請求項
1または請求項2に記載の走査型露光装置。
Wherein the intensity distribution changing unit, claims, characterized in that it comprises a plurality of lenses movable in an optical axis direction
The scanning exposure apparatus according to claim 1 or 2 .
【請求項4】 前記強度分布変更手段は、光線の入射角
度によって透過率の異なるコーティングを施した光学素
子の透過率特性の異なるものを複数個備え、該複数個の
光学素子の内の所望の光学素子を系の瞳面近傍に配置す
ることより前記露光ビームの強度分布を変えることを特
徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の走査型露
光装置。
4. The intensity distribution changing means comprises a plurality of optical elements having different transmittance characteristics of optical elements coated with different transmittances depending on the incident angle of light rays, and a desired one of the plurality of optical elements. The scanning exposure apparatus according to claim 1, wherein an intensity distribution of the exposure beam is changed by disposing an optical element near a pupil plane of the system.
【請求項5】 前記強度分布検出手段は、前記第1方向
に沿って動く、スリット状の開口を備える光検出器を有
することを特徴とする請求項2に記載の走査型露光装
置。
5. The apparatus according to claim 1, wherein said intensity distribution detecting means is provided in said first direction.
Photodetector with slit-shaped opening
The scanning exposure apparatus according to claim 2, wherein
Place.
【請求項6】 前記強度分布変更手段が、前記露光ビー
ムの前記第2方向に関する強度分布を変化させることを
特徴とする請求項1に記載の走査型露光装置。
6. The exposure beam changing means according to claim 1 , wherein
Changing the intensity distribution of the system in the second direction.
The scanning exposure apparatus according to claim 1, wherein:
【請求項7】 請求項1乃至請求項6のいずれか1項に
記載の走査型露光装 置を用いてマスクのデバイスパター
ンを被露光基板上に転写する段階を含むことを特徴とす
るデバイス製造方法。
7. The method according to claim 1, wherein:
Mask devices putter with a scanning exposure equipment according
Transferring the pattern onto the substrate to be exposed.
Device manufacturing method.
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