JP3282167B2 - 露光方法、走査型露光装置、及びデバイス製造方法 - Google Patents
露光方法、走査型露光装置、及びデバイス製造方法Info
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- 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
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
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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
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば矩形又は円弧状
等の照明領域に対してマスク及び感光基板を同期して走
査することにより、マスク上のその照明領域より広い面
積のパターンを感光基板上に露光する所謂スリットスキ
ャン露光方式の投影露光装置に適用して好適な露光方
法、及びこの露光方法を実施できる露光装置に関する。
等の照明領域に対してマスク及び感光基板を同期して走
査することにより、マスク上のその照明領域より広い面
積のパターンを感光基板上に露光する所謂スリットスキ
ャン露光方式の投影露光装置に適用して好適な露光方
法、及びこの露光方法を実施できる露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、半導体素子、液晶表示素子又
は薄膜磁気ヘッド等をフォトリソグラフィー技術を用い
て製造する際に、フォトマスク又はレチクル（以下、
「レチクル」と総称する）のパターンを投影光学系を介
して、フォトレジスト等が塗布されたウエハ又はガラス
プレート等の感光基板上に露光する投影露光装置が使用
されている。最近は、半導体素子の１個のチップパター
ン等が大型化する傾向にあり、投影露光装置において
は、レチクル上のより大きな面積のパターンを感光基板
上に露光する大面積化が求められている。
は薄膜磁気ヘッド等をフォトリソグラフィー技術を用い
て製造する際に、フォトマスク又はレチクル（以下、
「レチクル」と総称する）のパターンを投影光学系を介
して、フォトレジスト等が塗布されたウエハ又はガラス
プレート等の感光基板上に露光する投影露光装置が使用
されている。最近は、半導体素子の１個のチップパター
ン等が大型化する傾向にあり、投影露光装置において
は、レチクル上のより大きな面積のパターンを感光基板
上に露光する大面積化が求められている。
【０００３】斯かる大面積化に応えるために、例えば矩
形、円弧状又は６角形等の照明領域（これを「スリット
状の照明領域」という）に対してレチクル及び感光基板
を同期して走査することにより、レチクル上のそのスリ
ット状の照明領域より広い面積のパターンを感光基板上
に露光する所謂スリットスキャン露光方式の投影露光装
置が開発されている。従来は、レチクル上にそのスリッ
ト状の照明領域を設定するために、レチクルと実質的に
共役な位置又はレチクルの近傍にそのスリット状の照明
領域を決定する可動の遮光手段が配置されていた。そし
て、そのレチクル上のスリット状の照明領域の形状及び
このスリット状の照明領域の感光基板上での形状は、設
計値又は装置定数として管理されていた。
形、円弧状又は６角形等の照明領域（これを「スリット
状の照明領域」という）に対してレチクル及び感光基板
を同期して走査することにより、レチクル上のそのスリ
ット状の照明領域より広い面積のパターンを感光基板上
に露光する所謂スリットスキャン露光方式の投影露光装
置が開発されている。従来は、レチクル上にそのスリッ
ト状の照明領域を設定するために、レチクルと実質的に
共役な位置又はレチクルの近傍にそのスリット状の照明
領域を決定する可動の遮光手段が配置されていた。そし
て、そのレチクル上のスリット状の照明領域の形状及び
このスリット状の照明領域の感光基板上での形状は、設
計値又は装置定数として管理されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の投影
露光装置において、照明光学系はレチクルを均一な照度
で照明する様に設計されている。今、感光基板の露光面
上での照度（像面照度）をＩ［ｍＷ／ｃｍ2 ］、所望の
露光量（感光基板上の感光材の感度）をＳ［ｍＪ／ｃｍ
2 ］、スリット状の照明領域の感光基板の露光面上での
走査方向の幅をＤ［ｍｍ］、レチクル及びウエハのウエ
ハの露光面に換算した走査速度をｖ［ｍｍ／ｓｅｃ］と
おくと、必要な露光時間ｔ［ｓｅｃ］は下記の式で表現
される。
露光装置において、照明光学系はレチクルを均一な照度
で照明する様に設計されている。今、感光基板の露光面
上での照度（像面照度）をＩ［ｍＷ／ｃｍ2 ］、所望の
露光量（感光基板上の感光材の感度）をＳ［ｍＪ／ｃｍ
2 ］、スリット状の照明領域の感光基板の露光面上での
走査方向の幅をＤ［ｍｍ］、レチクル及びウエハのウエ
ハの露光面に換算した走査速度をｖ［ｍｍ／ｓｅｃ］と
おくと、必要な露光時間ｔ［ｓｅｃ］は下記の式で表現
される。
【０００５】ｔ＝Ｓ／Ｉ＝Ｄ／ｖ （１） この場合、露光量Ｓはオペレータにより入力され、照度
Ｉは通常そのときの光源の強度により予め決まってお
り、オペレータにより入力された露光量Ｓを達成するた
めには、スリット状の照明領域の走査方向の幅Ｄに応じ
て、走査速度ｖを決定する必要がある。また、非常に露
光量Ｓの値が小さく、走査速度ｖが装置として可能な最
大走査速度ｖmax を越えてしまうときには、照明光学系
内の減光手段により照度Ｉを小さくするか、又はスリッ
ト状の照明領域の走査方向の幅Ｄを小さくする必要があ
る。
Ｉは通常そのときの光源の強度により予め決まってお
り、オペレータにより入力された露光量Ｓを達成するた
めには、スリット状の照明領域の走査方向の幅Ｄに応じ
て、走査速度ｖを決定する必要がある。また、非常に露
光量Ｓの値が小さく、走査速度ｖが装置として可能な最
大走査速度ｖmax を越えてしまうときには、照明光学系
内の減光手段により照度Ｉを小さくするか、又はスリッ
ト状の照明領域の走査方向の幅Ｄを小さくする必要があ
る。
【０００６】図４は、感光基板上でのスリット状の照明
領域に対応する領域の種々の例を示し、図４（ａ）は走
査方向の幅Ｄの長方形状の照明領域に対応する領域３０
を示し、図４（ｂ）は走査方向の幅Ｄの円弧状の照明領
域に対応する領域３１を示す。また、図４（ｃ）は、特
公昭４６−３４０５７号公報に開示されている走査方向
の幅Ｄの六角形状の照明領域に対応する領域３２を示
し、走査方向に垂直な方向（非走査方向）の領域３２の
両端部３２ａ及び３２ｂは、隣り合う走査領域と重複し
て走査される場合に有利な形状となっている。同様に、
図４（ｄ）は、特公昭５３−２５７９０号公報に開示さ
れている走査方向の幅Ｄの菱形状の照明領域に対応する
領域３３を示し、非走査方向の領域３３の両端部３３ａ
及び３３ｂも、隣り合う走査領域と重複して走査される
際に有利な形状となっている。
領域に対応する領域の種々の例を示し、図４（ａ）は走
査方向の幅Ｄの長方形状の照明領域に対応する領域３０
を示し、図４（ｂ）は走査方向の幅Ｄの円弧状の照明領
域に対応する領域３１を示す。また、図４（ｃ）は、特
公昭４６−３４０５７号公報に開示されている走査方向
の幅Ｄの六角形状の照明領域に対応する領域３２を示
し、走査方向に垂直な方向（非走査方向）の領域３２の
両端部３２ａ及び３２ｂは、隣り合う走査領域と重複し
て走査される場合に有利な形状となっている。同様に、
図４（ｄ）は、特公昭５３−２５７９０号公報に開示さ
れている走査方向の幅Ｄの菱形状の照明領域に対応する
領域３３を示し、非走査方向の領域３３の両端部３３ａ
及び３３ｂも、隣り合う走査領域と重複して走査される
際に有利な形状となっている。
【０００７】しかしながら、従来はそれらスリット状の
照明領域の走査方向の幅Ｄの測定手段が投影露光装置に
備わっていなかったため、その走査方向の実際の幅Ｄが
設計値又は装置定数から外れている場合に、感光基板上
に適正露光量の露光を行うことが困難であるという不都
合があった。本発明は斯かる点に鑑み、スリット状の照
明領域に対して相対的にレチクル及び感光基板を同期し
て走査することにより、レチクル上のパターンをその感
光基板上に露光する際に、感光基板上に適正露光量の露
光を行うことができる露光方法を提供することを目的と
する。また、本発明はそのような露光方法を実施できる
露光装置、及びその露光方法を使用して高精度にデバイ
スを製造できるデバイス製造方法を提供することをも目
的とする。
照明領域の走査方向の幅Ｄの測定手段が投影露光装置に
備わっていなかったため、その走査方向の実際の幅Ｄが
設計値又は装置定数から外れている場合に、感光基板上
に適正露光量の露光を行うことが困難であるという不都
合があった。本発明は斯かる点に鑑み、スリット状の照
明領域に対して相対的にレチクル及び感光基板を同期し
て走査することにより、レチクル上のパターンをその感
光基板上に露光する際に、感光基板上に適正露光量の露
光を行うことができる露光方法を提供することを目的と
する。また、本発明はそのような露光方法を実施できる
露光装置、及びその露光方法を使用して高精度にデバイ
スを製造できるデバイス製造方法を提供することをも目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による第１の露光
方法は、例えば図１に示す如く、転写用のパターンが形
成されたマスク（Ｒ）上のスリット状の照明領域（２
６）を照明し、このスリット状の照明領域に対して相対
的にマスク（Ｒ）及び感光基板（Ｗ）を同期して走査す
ることにより、マスク（Ｒ）上のスリット状の照明領域
（２６）よりも広い面積のパターンを感光基板（Ｗ）上
に露光する露光方法において、マスク（Ｒ）としてその
相対的な走査方向にスリット状の照明領域（２６）の光
を通過させる開口部が形成された計測用のマスクを配置
し、感光基板（Ｗ）の配置面でスリット状の照明領域
（２６）に対応する領域（２６Ｐ）のその相対的な走査
方向の幅を計測し、この計測された幅に基づいてマスク
（Ｒ）及び感光基板（Ｗ）の走査速度並びにスリット状
の照明領域（２６）に対応する感光基板（Ｗ）上の領域
（２６Ｐ）での単位時間当りの露光エネルギーを制御す
るものである。また、本発明による第２の露光方法は、
露光ビームに対して被照射体を移動する露光方法におい
て、その被照射体の配置面におけるその露光ビームの照
射領域のその被照射体の移動方向のエッジ位置を測定
し、該測定結果に基づいて走査露光のための露光量制御
パラメータを決定するものである。また、本発明による
第３の露光方法は、露光ビームに対して被照射体を移動
する露光方法において、その被照射体の配置面における
その露光ビームの照射領域の形状を測定し、該測定結果
に基づいて走査露光のための露光量制御パラメータを決
定するものである。また、本発明による第４の露光方法
は、露光ビームに対して被照射体を移動する露光方法に
おいて、その被照射体の配置面におけるその露光ビーム
の照射領域のその被照射体の移動方向の幅を測定し、該
測定結果に基づいて走査露光のための露光量制御パラメ
ータを決定するものである。また、本発明による第５の
露光方法は、露光ビームに対して被照射体を移動する露
光方法において、その被照射体の配置面におけるその露
光ビームの照射領域のその被照射体の移動方向に関する
幅の一様性を測定し、該測定結果に基づいて走査露光の
ための露光量制御パラメータを決定するものである。
方法は、例えば図１に示す如く、転写用のパターンが形
成されたマスク（Ｒ）上のスリット状の照明領域（２
６）を照明し、このスリット状の照明領域に対して相対
的にマスク（Ｒ）及び感光基板（Ｗ）を同期して走査す
ることにより、マスク（Ｒ）上のスリット状の照明領域
（２６）よりも広い面積のパターンを感光基板（Ｗ）上
に露光する露光方法において、マスク（Ｒ）としてその
相対的な走査方向にスリット状の照明領域（２６）の光
を通過させる開口部が形成された計測用のマスクを配置
し、感光基板（Ｗ）の配置面でスリット状の照明領域
（２６）に対応する領域（２６Ｐ）のその相対的な走査
方向の幅を計測し、この計測された幅に基づいてマスク
（Ｒ）及び感光基板（Ｗ）の走査速度並びにスリット状
の照明領域（２６）に対応する感光基板（Ｗ）上の領域
（２６Ｐ）での単位時間当りの露光エネルギーを制御す
るものである。また、本発明による第２の露光方法は、
露光ビームに対して被照射体を移動する露光方法におい
て、その被照射体の配置面におけるその露光ビームの照
射領域のその被照射体の移動方向のエッジ位置を測定
し、該測定結果に基づいて走査露光のための露光量制御
パラメータを決定するものである。また、本発明による
第３の露光方法は、露光ビームに対して被照射体を移動
する露光方法において、その被照射体の配置面における
その露光ビームの照射領域の形状を測定し、該測定結果
に基づいて走査露光のための露光量制御パラメータを決
定するものである。また、本発明による第４の露光方法
は、露光ビームに対して被照射体を移動する露光方法に
おいて、その被照射体の配置面におけるその露光ビーム
の照射領域のその被照射体の移動方向の幅を測定し、該
測定結果に基づいて走査露光のための露光量制御パラメ
ータを決定するものである。また、本発明による第５の
露光方法は、露光ビームに対して被照射体を移動する露
光方法において、その被照射体の配置面におけるその露
光ビームの照射領域のその被照射体の移動方向に関する
幅の一様性を測定し、該測定結果に基づいて走査露光の
ための露光量制御パラメータを決定するものである。
【０００９】また、本発明による第１の走査型露光装置
は、例えば図１に示す如く、転写用のパターンが形成さ
れたマスク（Ｒ）上のスリット状の照明領域（２６）を
照明する照明光学系（１〜１０）と、ステージ（１８）
上に保持されマスク（Ｒ）のパターンが露光される感光
基板（Ｗ）及びマスク（Ｒ）をスリット状の照明領域
（２６）に対して同期して相対的に走査する相対走査手
段（１３，１４，１５，１９）とを有し、スリット状の
照明領域（２６）に対して相対的にマスク（Ｒ）及び感
光基板（Ｗ）を同期して走査することにより、マスク
（Ｒ）上のスリット状の照明領域（２６）よりも広い面
積のパターンを感光基板（Ｗ）上に露光する走査型露光
装置において、ステージ（１８）上に載置され、スリッ
ト状の照明領域（２６）の感光基板（Ｗ）上でのその相
対的な走査方向の幅を計測する計測手段（２０）と、こ
のように計測された幅に基づいて感光基板（Ｗ）に対す
る露光エネルギーを制御する露光量制御手段（１，３，
１４，１５）とを設けたものである。
は、例えば図１に示す如く、転写用のパターンが形成さ
れたマスク（Ｒ）上のスリット状の照明領域（２６）を
照明する照明光学系（１〜１０）と、ステージ（１８）
上に保持されマスク（Ｒ）のパターンが露光される感光
基板（Ｗ）及びマスク（Ｒ）をスリット状の照明領域
（２６）に対して同期して相対的に走査する相対走査手
段（１３，１４，１５，１９）とを有し、スリット状の
照明領域（２６）に対して相対的にマスク（Ｒ）及び感
光基板（Ｗ）を同期して走査することにより、マスク
（Ｒ）上のスリット状の照明領域（２６）よりも広い面
積のパターンを感光基板（Ｗ）上に露光する走査型露光
装置において、ステージ（１８）上に載置され、スリッ
ト状の照明領域（２６）の感光基板（Ｗ）上でのその相
対的な走査方向の幅を計測する計測手段（２０）と、こ
のように計測された幅に基づいて感光基板（Ｗ）に対す
る露光エネルギーを制御する露光量制御手段（１，３，
１４，１５）とを設けたものである。
【００１０】この場合、計測手段（２０）が、その照明
光学系からの照明光のステージ（１８）上での照度均一
性を測定するための光電検出手段で兼用されていること
が望ましい。また、計測手段（２０）により計測された
スリット状の照明領域（２６）の感光基板（Ｗ）上での
その相対的な走査方向の幅に基づいて、スリット状の照
明領域（２６）のその相対的な走査方向の幅を補正する
補正手段（７，１２，１５）を設けることが望ましい。
また、本発明による第２の走査型露光装置は、露光ビー
ムに対して第１物体を移動するのに同期して、露光ビー
ムに対して第２物体を移動することにより、その第２物
体を走査露光する走査型露光装置において、その露光ビ
ームを射出するビーム源と、その第２物体の配置面にお
けるその露光ビームの照射領域のその第２物体の移動方
向のエッジ位置を測定する測定手段と、を備えたもので
ある。また、本発明による第３の走査型露光装置は、露
光ビームに対して第１物体を移動するのに同期して、露
光ビームに対して第２物体を移動することにより、その
第２物体を走査露光する走査型露光装置において、その
露光ビームを射出するビーム源と、その第２物体の配置
面におけるその露光ビームの照射領域の形状を測定する
測定手段と、を備えたものである。また、本発明による
第４の走査型露光装置は、露光ビームに対して第１物体
を移動するのに同期して、露光ビームに対して第２物体
を移動することにより、その第２物体を走査露光する走
査型露光装置において、その露光ビームを射出するビー
ム源と、その第２物体の配置面におけるその露光ビーム
の照射領域のその第２物体の移動方向の幅を測定する測
定手段と、を備えたものである。また、本発明による第
５の走査型露光装置は、露光ビームに対して第１物体を
移動するのに同期して、露光ビームに対して第２物体を
移動することにより、その第２物体を走査露光する走査
型露光装置において、その露光ビームを射出するビーム
源と、その第２物体の配置面におけるその露光ビームの
照射領域のその第２物体の移動方向に関する幅の一様性
を測定する測定手段と、を備えたものである。次に、本
発明による第１のデバイス製造方法は、本発明の露光方
法を用いるものである。また、本発明による第２のデバ
イス製造方法は、本発明の走査型露光装置を用いるもの
である。
光学系からの照明光のステージ（１８）上での照度均一
性を測定するための光電検出手段で兼用されていること
が望ましい。また、計測手段（２０）により計測された
スリット状の照明領域（２６）の感光基板（Ｗ）上での
その相対的な走査方向の幅に基づいて、スリット状の照
明領域（２６）のその相対的な走査方向の幅を補正する
補正手段（７，１２，１５）を設けることが望ましい。
また、本発明による第２の走査型露光装置は、露光ビー
ムに対して第１物体を移動するのに同期して、露光ビー
ムに対して第２物体を移動することにより、その第２物
体を走査露光する走査型露光装置において、その露光ビ
ームを射出するビーム源と、その第２物体の配置面にお
けるその露光ビームの照射領域のその第２物体の移動方
向のエッジ位置を測定する測定手段と、を備えたもので
ある。また、本発明による第３の走査型露光装置は、露
光ビームに対して第１物体を移動するのに同期して、露
光ビームに対して第２物体を移動することにより、その
第２物体を走査露光する走査型露光装置において、その
露光ビームを射出するビーム源と、その第２物体の配置
面におけるその露光ビームの照射領域の形状を測定する
測定手段と、を備えたものである。また、本発明による
第４の走査型露光装置は、露光ビームに対して第１物体
を移動するのに同期して、露光ビームに対して第２物体
を移動することにより、その第２物体を走査露光する走
査型露光装置において、その露光ビームを射出するビー
ム源と、その第２物体の配置面におけるその露光ビーム
の照射領域のその第２物体の移動方向の幅を測定する測
定手段と、を備えたものである。また、本発明による第
５の走査型露光装置は、露光ビームに対して第１物体を
移動するのに同期して、露光ビームに対して第２物体を
移動することにより、その第２物体を走査露光する走査
型露光装置において、その露光ビームを射出するビーム
源と、その第２物体の配置面におけるその露光ビームの
照射領域のその第２物体の移動方向に関する幅の一様性
を測定する測定手段と、を備えたものである。次に、本
発明による第１のデバイス製造方法は、本発明の露光方
法を用いるものである。また、本発明による第２のデバ
イス製造方法は、本発明の走査型露光装置を用いるもの
である。
【００１１】
【作用】斯かる本発明の第１の露光方法によれば、スリ
ットスキャン露光方式でマスク（Ｒ）のパターンを感光
基板（Ｗ）上へ露光する前に、感光基板（Ｗ）の配置面
でスリット状の照明領域（２６）に対応する領域（２６
Ｐ）のその相対的な走査方向の幅が実際に計測される。
従って、この計測された幅に基づいて、マスク（Ｒ）及
び感光基板（Ｗ）のスリット状の照明領域（２６）に対
する走査速度及び感光基板（Ｗ）に対する単位時間当り
の露光エネルギーを制御することにより、感光基板
（Ｗ）に対する露光量を適正露光量に正確に制御でき
る。また、本発明の第２、第３、第４、及び第５の露光
方法によれば、それぞれ被照射体（感光基板）上での露
光ビームの照射領域のエッジ位置、形状、幅、及び幅の
一様性が測定されるため、この測定結果に基づいてその
照射領域の走査方向の幅等が求められる。従って、これ
に基づいてその被照射体に対する露光量を高精度に制御
できる。
ットスキャン露光方式でマスク（Ｒ）のパターンを感光
基板（Ｗ）上へ露光する前に、感光基板（Ｗ）の配置面
でスリット状の照明領域（２６）に対応する領域（２６
Ｐ）のその相対的な走査方向の幅が実際に計測される。
従って、この計測された幅に基づいて、マスク（Ｒ）及
び感光基板（Ｗ）のスリット状の照明領域（２６）に対
する走査速度及び感光基板（Ｗ）に対する単位時間当り
の露光エネルギーを制御することにより、感光基板
（Ｗ）に対する露光量を適正露光量に正確に制御でき
る。また、本発明の第２、第３、第４、及び第５の露光
方法によれば、それぞれ被照射体（感光基板）上での露
光ビームの照射領域のエッジ位置、形状、幅、及び幅の
一様性が測定されるため、この測定結果に基づいてその
照射領域の走査方向の幅等が求められる。従って、これ
に基づいてその被照射体に対する露光量を高精度に制御
できる。
【００１２】また、本発明の第１の走査型露光装置によ
れば、計測手段（２０）でスリット状の照明領域（２
６）に対応する感光基板（Ｗ）上の領域（２６Ｐ）の走
査方向の幅を計測でき、この結果に基づいて感光基板
（Ｗ）に対する露光量を適正露光量に正確に制御でき
る。また、計測手段（２０）が、その照明光学系からの
照明光のステージ（１８）上での照度均一性を測定する
ための光電検出手段で兼用されている場合には、新たに
計測手段を付加する必要が無い。
れば、計測手段（２０）でスリット状の照明領域（２
６）に対応する感光基板（Ｗ）上の領域（２６Ｐ）の走
査方向の幅を計測でき、この結果に基づいて感光基板
（Ｗ）に対する露光量を適正露光量に正確に制御でき
る。また、計測手段（２０）が、その照明光学系からの
照明光のステージ（１８）上での照度均一性を測定する
ための光電検出手段で兼用されている場合には、新たに
計測手段を付加する必要が無い。
【００１３】更に、計測手段（２０）により計測された
スリット状の照明領域（２６）の感光基板（Ｗ）上での
その相対的な走査方向の幅に基づいて、スリット状の照
明領域（２６）のその相対的な走査方向の幅を補正する
補正手段（７，１２，１５）を設けた場合には、その幅
を例えば正確に設計値に設定することができる。次に、
本発明の第２、第３、第４、及び第５の走査型露光装置
によれば、それぞれ被照射体（感光基板）上での露光ビ
ームの照射領域のエッジ位置、形状、幅、及び幅の一様
性の測定手段が備えられているため、本発明の第１〜第
５の露光方法が実施できる。
スリット状の照明領域（２６）の感光基板（Ｗ）上での
その相対的な走査方向の幅に基づいて、スリット状の照
明領域（２６）のその相対的な走査方向の幅を補正する
補正手段（７，１２，１５）を設けた場合には、その幅
を例えば正確に設計値に設定することができる。次に、
本発明の第２、第３、第４、及び第５の走査型露光装置
によれば、それぞれ被照射体（感光基板）上での露光ビ
ームの照射領域のエッジ位置、形状、幅、及び幅の一様
性の測定手段が備えられているため、本発明の第１〜第
５の露光方法が実施できる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の一実施例につき図１〜図３を
参照して説明する。本実施例は、光源としてエキシマレ
ーザ光源等のパルス発振型の露光光源を有するスリット
スキャン露光方式の投影露光装置に本発明を適用したも
のである。図１は本実施例の投影露光装置を示し、この
図１において、パルス発振型の光源１から射出されたレ
ーザビームは、シリンダーレンズやビームエキスパンダ
等で構成されるビーム整形光学系２により、後続のフラ
イアイレンズ４に効率よく入射するようにビームの断面
形状が整形される。ビーム整形光学系２から射出された
レーザビームは減光手段３に入射する。減光手段３は透
過率の粗調部と微調部を有するものとする。減光手段５
から射出されたレーザビームはフライアイレンズ４に入
射する。
参照して説明する。本実施例は、光源としてエキシマレ
ーザ光源等のパルス発振型の露光光源を有するスリット
スキャン露光方式の投影露光装置に本発明を適用したも
のである。図１は本実施例の投影露光装置を示し、この
図１において、パルス発振型の光源１から射出されたレ
ーザビームは、シリンダーレンズやビームエキスパンダ
等で構成されるビーム整形光学系２により、後続のフラ
イアイレンズ４に効率よく入射するようにビームの断面
形状が整形される。ビーム整形光学系２から射出された
レーザビームは減光手段３に入射する。減光手段３は透
過率の粗調部と微調部を有するものとする。減光手段５
から射出されたレーザビームはフライアイレンズ４に入
射する。
【００１５】フライアイレンズ４は、後続の視野絞り７
及びレチクルＲを均一な照度で照明するためのものであ
る。フライアイレンズ４から射出されるレーザビーム
は、反射率が小さく透過率の大きなビームスプリッター
５に入射し、ビームスプリッター５を通過したレーザビ
ームは、第１リレーレンズ６により視野絞り７上を均一
な照度で照明する。本実施例の視野絞り７の開口部の形
状は長方形である。
及びレチクルＲを均一な照度で照明するためのものであ
る。フライアイレンズ４から射出されるレーザビーム
は、反射率が小さく透過率の大きなビームスプリッター
５に入射し、ビームスプリッター５を通過したレーザビ
ームは、第１リレーレンズ６により視野絞り７上を均一
な照度で照明する。本実施例の視野絞り７の開口部の形
状は長方形である。
【００１６】視野絞り７を通過したレーザビームは、第
２リレーレンズ８、折り曲げミラー９及びメインコンデ
ンサーレンズ１０を経て、レチクルステージ１１上のレ
チクルＲを均一な照度で照明する。視野絞り７とレチク
ルＲのパターン形成面とは共役であり、視野絞り７の開
口部と共役なレチクルＲ上の長方形のスリット状の照明
領域２６にレーザビームが照射される。視野絞り７の開
口部の形状を駆動部１２を介して変化させることによ
り、そのスリット状の照明領域２６の形状を調整するこ
とができる。
２リレーレンズ８、折り曲げミラー９及びメインコンデ
ンサーレンズ１０を経て、レチクルステージ１１上のレ
チクルＲを均一な照度で照明する。視野絞り７とレチク
ルＲのパターン形成面とは共役であり、視野絞り７の開
口部と共役なレチクルＲ上の長方形のスリット状の照明
領域２６にレーザビームが照射される。視野絞り７の開
口部の形状を駆動部１２を介して変化させることによ
り、そのスリット状の照明領域２６の形状を調整するこ
とができる。
【００１７】レチクルＲ上のスリット状の照明領域２６
内のパターン像が投影光学系１６を介してウエハＷ上に
投影露光される。投影光学系１６の光軸に平行にＺ軸を
とり、その光軸に垂直な平面内でスリット状の照明領域
２６に対するレチクルＲの走査方向をＸ方向とすると、
レチクルステージ１１はレチクルステージ駆動部１３に
よりＸ方向に走査される。また、レチクルステージ駆動
部１３は、装置全体の動作を制御する主制御系１４の指
示で動作する演算部１５により制御されている。
内のパターン像が投影光学系１６を介してウエハＷ上に
投影露光される。投影光学系１６の光軸に平行にＺ軸を
とり、その光軸に垂直な平面内でスリット状の照明領域
２６に対するレチクルＲの走査方向をＸ方向とすると、
レチクルステージ１１はレチクルステージ駆動部１３に
よりＸ方向に走査される。また、レチクルステージ駆動
部１３は、装置全体の動作を制御する主制御系１４の指
示で動作する演算部１５により制御されている。
【００１８】一方、ウエハＷはウエハホルダー１７を介
して、少なくともＸ方向（図１では左右方向）に走査可
能なＸＹステージ１８上に載置されている。図示省略す
るも、ＸＹステージ１８とウエハホルダー１７との間に
は、ウエハＷをＺ方向に位置決めするＺステージ等が介
装されている。スリットスキャン露光時には、レチクル
ＲがＸ方向に走査されるのに同期して、ＸＹステージ１
８を介してウエハＷは−Ｘ方向に走査されるが、そのＸ
Ｙステージ１８の動作はウエハステージ駆動部１９によ
り行われる。
して、少なくともＸ方向（図１では左右方向）に走査可
能なＸＹステージ１８上に載置されている。図示省略す
るも、ＸＹステージ１８とウエハホルダー１７との間に
は、ウエハＷをＺ方向に位置決めするＺステージ等が介
装されている。スリットスキャン露光時には、レチクル
ＲがＸ方向に走査されるのに同期して、ＸＹステージ１
８を介してウエハＷは−Ｘ方向に走査されるが、そのＸ
Ｙステージ１８の動作はウエハステージ駆動部１９によ
り行われる。
【００１９】ＸＹステージ１８上には光電検出器２０が
載置され、本実施例では、この光電検出器２０を用いて
レチクルＲ上のスリット状の照明領域２６と共役なスリ
ット状の露光領域２６Ｐの形状を測定する。また、その
光電検出器２０は、本出願人が特開昭５７−１１７２３
８号公報で開示しているように、ＸＹステージ１８上で
の露光光としてのレーザビームの照度均一性を測定する
際にも使用されるものである。光電検出器２０として
は、例えばウエハＷの露光面と同一の高さに設置された
ピンホールと、その直下に配置されたフォトダイオード
やＰＩＮフォトダイオード又はフォトマルチプライア等
とを一体化したものが使用される。但し、スリット状の
照明領域２６Ｐの形状を計測するためであれば、光電検
出器２０として、１次元のアレイ・センサー又は２次元
のアレイ・センサー等をも使用できる。光電検出器２０
からの光電変換信号は増幅器２１を介して演算部１５に
送られる。
載置され、本実施例では、この光電検出器２０を用いて
レチクルＲ上のスリット状の照明領域２６と共役なスリ
ット状の露光領域２６Ｐの形状を測定する。また、その
光電検出器２０は、本出願人が特開昭５７−１１７２３
８号公報で開示しているように、ＸＹステージ１８上で
の露光光としてのレーザビームの照度均一性を測定する
際にも使用されるものである。光電検出器２０として
は、例えばウエハＷの露光面と同一の高さに設置された
ピンホールと、その直下に配置されたフォトダイオード
やＰＩＮフォトダイオード又はフォトマルチプライア等
とを一体化したものが使用される。但し、スリット状の
照明領域２６Ｐの形状を計測するためであれば、光電検
出器２０として、１次元のアレイ・センサー又は２次元
のアレイ・センサー等をも使用できる。光電検出器２０
からの光電変換信号は増幅器２１を介して演算部１５に
送られる。
【００２０】また、ビームスプリッター５で反射された
レーザビームは、光電変換素子よりなる露光量モニター
２２で受光され、露光量モニター２２の光電変換信号が
増幅器２３を介して演算部１５に供給される。演算部１
５は、後述のように光電検出器２０を用いてスリット状
の露光領域２６Ｐの形状を求め、この計測結果に基づい
て駆動部１２を介して視野絞り７の開口部の形状を調整
するか、又はレチクルＲ及びウエハＷのスリット状の照
明領域２６に対する走査速度を調整する。また、そのス
リット状の露光領域２６Ｐの形状の計測結果は主制御系
１４に供給され、主制御系１４は、必要に応じて光源１
の出力パワーを調整するか、又は減光手段３における透
過率を調整する。オペレータは入出力手段２４を介して
主制御系１４にレチクルＲのパターン情報等を入力する
ことができ、主制御系１４には各種情報を蓄積できるメ
モリ２５が備えられている。
レーザビームは、光電変換素子よりなる露光量モニター
２２で受光され、露光量モニター２２の光電変換信号が
増幅器２３を介して演算部１５に供給される。演算部１
５は、後述のように光電検出器２０を用いてスリット状
の露光領域２６Ｐの形状を求め、この計測結果に基づい
て駆動部１２を介して視野絞り７の開口部の形状を調整
するか、又はレチクルＲ及びウエハＷのスリット状の照
明領域２６に対する走査速度を調整する。また、そのス
リット状の露光領域２６Ｐの形状の計測結果は主制御系
１４に供給され、主制御系１４は、必要に応じて光源１
の出力パワーを調整するか、又は減光手段３における透
過率を調整する。オペレータは入出力手段２４を介して
主制御系１４にレチクルＲのパターン情報等を入力する
ことができ、主制御系１４には各種情報を蓄積できるメ
モリ２５が備えられている。
【００２１】次に、本実施例で露光を行う際の動作につ
いて説明する。露光を行う前に先ず、レチクルＲとし
て、スリット状の照明領域２６の光を通過させるための
開口部を有するレチクル（照明形状測定用レチクル）を
設定し、そのレチクルの開口部がスリット状の照明領域
２６の一方のエッジの下に位置するように、レチクルス
テージ１１を介してそのレチクルを位置決めする。その
ような照明形状測定用レチクルを使用する代わりに、一
般のレチクルに測定用開口部を必ず設けるようにしてお
いてもよい。そのレチクルの開口部は必ずしもスリット
状の照明領域２６より大きい必要はなく、ＸＹステージ
１８上の光電検出器２０の受光部の大きさ（ピンホール
が有るときはピンホールの大きさ）をレチクル面に換算
した程度の大きさよりも大きければ良い。
いて説明する。露光を行う前に先ず、レチクルＲとし
て、スリット状の照明領域２６の光を通過させるための
開口部を有するレチクル（照明形状測定用レチクル）を
設定し、そのレチクルの開口部がスリット状の照明領域
２６の一方のエッジの下に位置するように、レチクルス
テージ１１を介してそのレチクルを位置決めする。その
ような照明形状測定用レチクルを使用する代わりに、一
般のレチクルに測定用開口部を必ず設けるようにしてお
いてもよい。そのレチクルの開口部は必ずしもスリット
状の照明領域２６より大きい必要はなく、ＸＹステージ
１８上の光電検出器２０の受光部の大きさ（ピンホール
が有るときはピンホールの大きさ）をレチクル面に換算
した程度の大きさよりも大きければ良い。
【００２２】また、走査を行わない静的な状態でのウエ
ハＷ上の照度均一性が保たれているとすれば、そのレチ
クル上の開口部が、スリット状の照明領域２６の一方の
エッジ部に対して一致するように走査方向にレチクルス
テージ１１を位置決めすればよい。そのような開口部が
形成されたレチクルを入れる必要があるのは、そのレチ
クルが無いと光路長が変わって視野絞り７とウエハＷの
露光面との共役関係がずれるためである。そして、レチ
クル上の開口部が比較的大きい場合にはレチクルステー
ジ１１を固定した状態で、ＸＹステージ１８を介して、
そのレチクル上の開口部の投影像内のスリット状の露光
領域２６Ｐを光電検出器２０によってＸ方向に走査す
る。
ハＷ上の照度均一性が保たれているとすれば、そのレチ
クル上の開口部が、スリット状の照明領域２６の一方の
エッジ部に対して一致するように走査方向にレチクルス
テージ１１を位置決めすればよい。そのような開口部が
形成されたレチクルを入れる必要があるのは、そのレチ
クルが無いと光路長が変わって視野絞り７とウエハＷの
露光面との共役関係がずれるためである。そして、レチ
クル上の開口部が比較的大きい場合にはレチクルステー
ジ１１を固定した状態で、ＸＹステージ１８を介して、
そのレチクル上の開口部の投影像内のスリット状の露光
領域２６Ｐを光電検出器２０によってＸ方向に走査す
る。
【００２３】図２は、スリット状の露光領域２６Ｐに対
する光電検出器２０の走査方法を示し、この図２におい
て、Ｘ方向への軌跡２７Ａに沿ってスリット状の露光領
域２６Ｐに対して光電検出器２０の受光部２０ａを走査
することにより、その露光領域２６Ｐの走査方向のエッ
ジ部の位置を計測する。例えば、Ｘ方向に垂直なＹ方向
に所定間隔で設定された軌跡２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，
‥‥に沿ってそれぞれスリット状の露光領域２６Ｐの幅
Ｄを計測することにより、スリット状の露光領域２６Ｐ
が円弧状であってもその形状を計測することができる。
する光電検出器２０の走査方法を示し、この図２におい
て、Ｘ方向への軌跡２７Ａに沿ってスリット状の露光領
域２６Ｐに対して光電検出器２０の受光部２０ａを走査
することにより、その露光領域２６Ｐの走査方向のエッ
ジ部の位置を計測する。例えば、Ｘ方向に垂直なＹ方向
に所定間隔で設定された軌跡２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，
‥‥に沿ってそれぞれスリット状の露光領域２６Ｐの幅
Ｄを計測することにより、スリット状の露光領域２６Ｐ
が円弧状であってもその形状を計測することができる。
【００２４】また、本例の光源１としてエキシマレーザ
光源が使用されている場合、エキシマレーザ光源はパル
ス発振型であり、主制御系１４から送られる発光トリガ
により発光する。その発光トリガに同期してＸＹステー
ジ１８の位置をモニターする不図示の測長装置（例えば
レーザ干渉計）の位置情報出力と、光電検出器２０の増
幅器２１を介した出力信号とを演算部１５に取り込む。
エキシマレーザ光源のパルス発光エネルギーのばらつき
が大きいときには、露光量モニター２２の出力信号で光
電検出器２０の出力信号を除算してやれば、エネルギー
のばらつきは補正される。
光源が使用されている場合、エキシマレーザ光源はパル
ス発振型であり、主制御系１４から送られる発光トリガ
により発光する。その発光トリガに同期してＸＹステー
ジ１８の位置をモニターする不図示の測長装置（例えば
レーザ干渉計）の位置情報出力と、光電検出器２０の増
幅器２１を介した出力信号とを演算部１５に取り込む。
エキシマレーザ光源のパルス発光エネルギーのばらつき
が大きいときには、露光量モニター２２の出力信号で光
電検出器２０の出力信号を除算してやれば、エネルギー
のばらつきは補正される。
【００２５】ところで、スリット状の露光領域２６Ｐを
Ｘ方向に光電検出器２０で走査したときに光電検出器２
０から得られる光電変換信号Ｉは、設計上は図３（ｂ）
に示すように示すように矩形形状をしているが、視野絞
り７の設置誤差や照明光学系の収差等により、図３
（ａ）に示すような波形となっている。そこで、例えば
光電変換信号Ｉの最大値Ｉ0 の１／２のレベルでその光
電変換信号ＩをスライスしたときのＸ方向の位置Ｘ1
を、そのスリット状の露光領域２６Ｐの一方のエッジ部
とみなす。
Ｘ方向に光電検出器２０で走査したときに光電検出器２
０から得られる光電変換信号Ｉは、設計上は図３（ｂ）
に示すように示すように矩形形状をしているが、視野絞
り７の設置誤差や照明光学系の収差等により、図３
（ａ）に示すような波形となっている。そこで、例えば
光電変換信号Ｉの最大値Ｉ0 の１／２のレベルでその光
電変換信号ＩをスライスしたときのＸ方向の位置Ｘ1
を、そのスリット状の露光領域２６Ｐの一方のエッジ部
とみなす。
【００２６】次に、光電検出器２０をスリット状の露光
領域２６Ｐの他方のエッジ部近傍に移動して同様の測定
を行う。レチクルの遮光パターンによりスリット状の照
明領域２６内のレーザビームが遮光されてしまう場合に
は、レチクルステージ１１を介してそのレチクル上の開
口部をスリット状の照明領域２６の他方のエッジ部の直
下に移動させて、そのレチクルを停止した後に、光電検
出器２０を走査してスリット状の露光領域２６Ｐの他方
のエッジ部の位置を測定する。この測定結果から他方の
エッジ部の位置Ｘ2 が求まる。位置Ｘ1 と位置Ｘ2 との
差からスリット状の露光領域２６Ｐの走査方向の幅Ｄが
算出される。尚、図３（ａ）に示したようなスリット状
露光領域２６Ｐのエッジ部領域よりもレチクル上の開口
部が小さい場合には、位置Ｘ1 と位置Ｘ2 の計測時にウ
エハステージ１８のみならず、レチクルステージ１１も
同期して走査しなければならない。
領域２６Ｐの他方のエッジ部近傍に移動して同様の測定
を行う。レチクルの遮光パターンによりスリット状の照
明領域２６内のレーザビームが遮光されてしまう場合に
は、レチクルステージ１１を介してそのレチクル上の開
口部をスリット状の照明領域２６の他方のエッジ部の直
下に移動させて、そのレチクルを停止した後に、光電検
出器２０を走査してスリット状の露光領域２６Ｐの他方
のエッジ部の位置を測定する。この測定結果から他方の
エッジ部の位置Ｘ2 が求まる。位置Ｘ1 と位置Ｘ2 との
差からスリット状の露光領域２６Ｐの走査方向の幅Ｄが
算出される。尚、図３（ａ）に示したようなスリット状
露光領域２６Ｐのエッジ部領域よりもレチクル上の開口
部が小さい場合には、位置Ｘ1 と位置Ｘ2 の計測時にウ
エハステージ１８のみならず、レチクルステージ１１も
同期して走査しなければならない。
【００２７】また、視野絞り７の開口部が駆動部１２に
より可動の場合には、その幅Ｄの非走査方向（Ｙ方向）
の一様性を検査する必要がある。なぜならば、非走査方
向に幅Ｄが一様でないと、スリットスキャン露光方式で
露光した後のウエハＷ上の照度均一性が損なわれてしま
うためである。そこで、光電検出器２０による幅Ｄの測
定は、図２に示したように、非走査方向（Ｙ方向）の２
箇所以上、例えば、露光領域２６Ｐの中央及び両端部の
３箇所で測定する必要がある。その結果、視野絞り７の
開口部の走査方向の幅の一様性が十分でないときには、
駆動部１２を介して視野絞り７の平行出しの微調整を行
う。
より可動の場合には、その幅Ｄの非走査方向（Ｙ方向）
の一様性を検査する必要がある。なぜならば、非走査方
向に幅Ｄが一様でないと、スリットスキャン露光方式で
露光した後のウエハＷ上の照度均一性が損なわれてしま
うためである。そこで、光電検出器２０による幅Ｄの測
定は、図２に示したように、非走査方向（Ｙ方向）の２
箇所以上、例えば、露光領域２６Ｐの中央及び両端部の
３箇所で測定する必要がある。その結果、視野絞り７の
開口部の走査方向の幅の一様性が十分でないときには、
駆動部１２を介して視野絞り７の平行出しの微調整を行
う。
【００２８】なお、光電検出器２０がピンホール式では
なく、Ｙ方向に配列された１次元のアレイセンサーの場
合には、１回の走査及び測定で非走査方向への測定をも
行うことができるが、レチクル上にもそのアレイセンサ
ーの受光部と共役なＹ方向に大きな開口部を形成する必
要がある。また、光電検出器２０が、２次元のアレイセ
ンサーで、且つその面積がスリット状の露光領域２６Ｐ
より大きければ、１回の静止状態の測定でスリット状の
露光領域２６Ｐの走査方向及び非走査方向の形状を測定
できるが、レチクル上にも更に大きい開口部を形成する
必要がある。
なく、Ｙ方向に配列された１次元のアレイセンサーの場
合には、１回の走査及び測定で非走査方向への測定をも
行うことができるが、レチクル上にもそのアレイセンサ
ーの受光部と共役なＹ方向に大きな開口部を形成する必
要がある。また、光電検出器２０が、２次元のアレイセ
ンサーで、且つその面積がスリット状の露光領域２６Ｐ
より大きければ、１回の静止状態の測定でスリット状の
露光領域２６Ｐの走査方向及び非走査方向の形状を測定
できるが、レチクル上にも更に大きい開口部を形成する
必要がある。
【００２９】ところで、視野絞り７が予め十分に調整さ
れた固定式のものであれば、スリット状の露光領域２６
Ｐの幅Ｄの測定は、時々経時変化をチェックする程度に
行って、その測定結果でメモリ２５内の装置定数を変更
すれば良い。また、スリット状の露光領域２６Ｐの両側
のエッジの平行度が保証されている場合には、非走査方
向の１箇所で幅Ｄの計測を行うだけで十分である。
れた固定式のものであれば、スリット状の露光領域２６
Ｐの幅Ｄの測定は、時々経時変化をチェックする程度に
行って、その測定結果でメモリ２５内の装置定数を変更
すれば良い。また、スリット状の露光領域２６Ｐの両側
のエッジの平行度が保証されている場合には、非走査方
向の１箇所で幅Ｄの計測を行うだけで十分である。
【００３０】図１において、上述のように計測されたス
リット状の露光領域２６Ｐの走査方向の幅Ｄがメモリ２
５に格納された後に、露光用のレチクルＲをレチクルス
テージ１１上に設置し、露光用のウエハＷをウエハホル
ダー１７上に載置して、実際の露光動作が始まる。先
ず、オペレータが入出力手段２４から主制御系１４に対
して、ウエハＷに対する適正露光量を入力し、この適正
露光量が主制御系１４から演算部１５に送られる。次
に、ウエハＷの露光面上の照度の測定に入る。ウエハＷ
の露光面上の照度測定は、予め、ウエハＷの露光面での
パルスエネルギーＰ［ｍＪ／ｃｍ2・pulse ］と対応関係
がとれている露光量モニター２２によってもよく、ある
いはＸＹステージ１８上の光電検出器２０の出力信号を
利用してもよい。
リット状の露光領域２６Ｐの走査方向の幅Ｄがメモリ２
５に格納された後に、露光用のレチクルＲをレチクルス
テージ１１上に設置し、露光用のウエハＷをウエハホル
ダー１７上に載置して、実際の露光動作が始まる。先
ず、オペレータが入出力手段２４から主制御系１４に対
して、ウエハＷに対する適正露光量を入力し、この適正
露光量が主制御系１４から演算部１５に送られる。次
に、ウエハＷの露光面上の照度の測定に入る。ウエハＷ
の露光面上の照度測定は、予め、ウエハＷの露光面での
パルスエネルギーＰ［ｍＪ／ｃｍ2・pulse ］と対応関係
がとれている露光量モニター２２によってもよく、ある
いはＸＹステージ１８上の光電検出器２０の出力信号を
利用してもよい。
【００３１】さて、光源１からのパルスレーザ光のパル
スエネルギーＰの測定が終了すると、以下のように露光
量制御用のパラメータが決定される。以下、簡単のため
にパルスエネルギーＰのばらつきは十分小さく、パルス
エネルギーＰを一定値とみなしうる場合について述べ
る。この場合、光源１の発振周波数をｆ［Ｈｚ］とする
と、ウエハの露光面上での照度Ｉ［ｍＷ／ｃｍ2 ］は、
次のようになる。
スエネルギーＰの測定が終了すると、以下のように露光
量制御用のパラメータが決定される。以下、簡単のため
にパルスエネルギーＰのばらつきは十分小さく、パルス
エネルギーＰを一定値とみなしうる場合について述べ
る。この場合、光源１の発振周波数をｆ［Ｈｚ］とする
と、ウエハの露光面上での照度Ｉ［ｍＷ／ｃｍ2 ］は、
次のようになる。
【００３２】Ｉ＝Ｐ・ｆ （２） 次に露光に必要なパルス数Ｎは、露光時間をｔ［ｓｅ
ｃ］とおくと、次のようになる。 Ｎ＝ｆ・ｔ （３） 従って、ウエハ上での適正露光量をＳ［ｍＪ／ｃｍ
2 ］、レチクル及びウエハのウエハの露光面上に換算し
た走査速度をｖ［ｍｍ／ｓｅｃ］とすると、式（１）、
（２）、（３）より次式を得る。
ｃ］とおくと、次のようになる。 Ｎ＝ｆ・ｔ （３） 従って、ウエハ上での適正露光量をＳ［ｍＪ／ｃｍ
2 ］、レチクル及びウエハのウエハの露光面上に換算し
た走査速度をｖ［ｍｍ／ｓｅｃ］とすると、式（１）、
（２）、（３）より次式を得る。
【００３３】Ｎ＝Ｓ／Ｐ＝Ｄｆ／ｖ （４） この式（４）より、Ｓ／Ｐ及びＤｆ／ｖを整数化するよ
うな制御が必要となる。Ｓ／Ｐ及びＤｆ／ｖが整数から
外れれば外れる程、スリットスキャン露光による露光終
了後のウエハ上の照度均一性及び露光量制御精度が劣化
する。そこで先ず、Ｓ／Ｐを整数化するために、パルス
エネルギーＰの微調を行う。これは、図１の減光手段３
の透過率を微調することにより行う。
うな制御が必要となる。Ｓ／Ｐ及びＤｆ／ｖが整数から
外れれば外れる程、スリットスキャン露光による露光終
了後のウエハ上の照度均一性及び露光量制御精度が劣化
する。そこで先ず、Ｓ／Ｐを整数化するために、パルス
エネルギーＰの微調を行う。これは、図１の減光手段３
の透過率を微調することにより行う。
【００３４】一方、式（４）のＤｆ／ｖを整数化するた
めに、スリット状の露光領域２６Ｐの幅Ｗ、発振周波数
ｆ又は走査速度ｖの微調が必要である。幅Ｄを調整する
場合には、駆動部１２を介して視野絞り７を微調する
が、この際に微調精度が十分でないと、先に述べたスリ
ット状の露光領域２６Ｐの幅Ｄの計測が再度必要とな
る。また、発振周波数ｆ又は走査速度ｖを調整する場合
には、それぞれが可変範囲の中に収まるように調整す
る。
めに、スリット状の露光領域２６Ｐの幅Ｗ、発振周波数
ｆ又は走査速度ｖの微調が必要である。幅Ｄを調整する
場合には、駆動部１２を介して視野絞り７を微調する
が、この際に微調精度が十分でないと、先に述べたスリ
ット状の露光領域２６Ｐの幅Ｄの計測が再度必要とな
る。また、発振周波数ｆ又は走査速度ｖを調整する場合
には、それぞれが可変範囲の中に収まるように調整す
る。
【００３５】以上において、エキシマレーザ光源のパル
スエネルギーＰのばらつきは十分小さいとして説明して
来たが、実際にはエキシマレーザ光源は５％（標準偏差
σの３倍で）程度のパルスエネルギーＰのばらつきを有
する。パルスエネルギーＰの平均値をＰＢ、パルスエネ
ルギーＰのばらつき量をΔＰとすると、パルスエネルギ
ーＰのばらつきはΔＰ／ＰＢで表される。このとき、仮
に、１％（３σ）以内の露光量の再現精度Ａを得ようと
するなら、式（４）のパスル数Ｎの値は次式以上にする
必要がある。
スエネルギーＰのばらつきは十分小さいとして説明して
来たが、実際にはエキシマレーザ光源は５％（標準偏差
σの３倍で）程度のパルスエネルギーＰのばらつきを有
する。パルスエネルギーＰの平均値をＰＢ、パルスエネ
ルギーＰのばらつき量をΔＰとすると、パルスエネルギ
ーＰのばらつきはΔＰ／ＰＢで表される。このとき、仮
に、１％（３σ）以内の露光量の再現精度Ａを得ようと
するなら、式（４）のパスル数Ｎの値は次式以上にする
必要がある。
【００３６】 Ｎ≧｛（ΔＰ／ＰＢ）／Ａ｝2 ＝２５ （５） このときは、適正露光量Ｓが小さい露光量の場合には、
式（４）よりパルスエネルギーＰを小さくする必要が生
じ、主制御系１４からの指令に基づいて減光手段３の内
の粗調部により透過率が調整される。このようにして、
式（４）で示される露光に関係するパラメータが決定さ
れた後は、図１において、レチクルＲ及びウエハＷをウ
エハ面上に換算した速度ｖで同期して走査させ、光源１
を周波数ｆで発振させることにより、所望の照度均一性
及び所望の露光量制御精度でウエハＷの露光量を所望の
露光量にできる。
式（４）よりパルスエネルギーＰを小さくする必要が生
じ、主制御系１４からの指令に基づいて減光手段３の内
の粗調部により透過率が調整される。このようにして、
式（４）で示される露光に関係するパラメータが決定さ
れた後は、図１において、レチクルＲ及びウエハＷをウ
エハ面上に換算した速度ｖで同期して走査させ、光源１
を周波数ｆで発振させることにより、所望の照度均一性
及び所望の露光量制御精度でウエハＷの露光量を所望の
露光量にできる。
【００３７】なお、上述実施例では、エキシマレーザ光
源のようなパルス発光源を光源とする場合について述べ
たが、水銀ランプ等の連続光源から、ｇ線又はｉ線等の
光を取り出して露光光とする場合には、図１のビーム整
形光学系２は、コリメータレンズや干渉フィルタから構
成される。また、式（４）に相当する露光関係のパラメ
ータ設定のための条件式は、式（１）で表現され、適正
露光量Ｓに応じて、ウエハの露光面上での照度Ｉ、スリ
ット状の露光領域の幅Ｄ及び走査速度ｖを調整してやれ
ばよい。
源のようなパルス発光源を光源とする場合について述べ
たが、水銀ランプ等の連続光源から、ｇ線又はｉ線等の
光を取り出して露光光とする場合には、図１のビーム整
形光学系２は、コリメータレンズや干渉フィルタから構
成される。また、式（４）に相当する露光関係のパラメ
ータ設定のための条件式は、式（１）で表現され、適正
露光量Ｓに応じて、ウエハの露光面上での照度Ｉ、スリ
ット状の露光領域の幅Ｄ及び走査速度ｖを調整してやれ
ばよい。
【００３８】また、露光光源が連続光源の場合には一般
的に図１の減光手段３は必ずしも必須ではなく、走査速
度ｖと幅Ｄのみで調整し、大きな露光量のときには走査
速度ｖを小さくし、小さな露光量のときには走査速度ｖ
を大きくしても良い。また、走査速度ｖが装置として許
容される最大値に達してしまうときには、スリット状の
露光領域の幅Ｄを小さくする必要が生じる。
的に図１の減光手段３は必ずしも必須ではなく、走査速
度ｖと幅Ｄのみで調整し、大きな露光量のときには走査
速度ｖを小さくし、小さな露光量のときには走査速度ｖ
を大きくしても良い。また、走査速度ｖが装置として許
容される最大値に達してしまうときには、スリット状の
露光領域の幅Ｄを小さくする必要が生じる。
【００３９】更に、図１における投影光学系１６は、屈
折式でも、反射式でも、反射屈折式でもよい。また、本
発明は投影露光装置のみならず、コンタクト方式やプロ
キシミティ方式の露光装置でも有効であることは言うま
でもない。このように、本発明は上述実施例に限定され
ず本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得
る。
折式でも、反射式でも、反射屈折式でもよい。また、本
発明は投影露光装置のみならず、コンタクト方式やプロ
キシミティ方式の露光装置でも有効であることは言うま
でもない。このように、本発明は上述実施例に限定され
ず本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得
る。
【００４０】
【発明の効果】本発明によれば、感光基板（被照射体）
の配置面でスリット状の照明領域に対応する領域（露光
ビームの照射領域）の相対的な走査方向の幅、又はその
幅の一様性等を計測することができるので、この計測結
果を用いて感光基板上に適正露光量の露光を行うことが
できる利点がある。また、感光基板上の照度均一性も向
上する。
の配置面でスリット状の照明領域に対応する領域（露光
ビームの照射領域）の相対的な走査方向の幅、又はその
幅の一様性等を計測することができるので、この計測結
果を用いて感光基板上に適正露光量の露光を行うことが
できる利点がある。また、感光基板上の照度均一性も向
上する。
【００４１】また、本発明の走査型露光装置において、
計測手段が、照明光学系からの照明光のステージ上での
照度均一性を測定するための光電検出手段で兼用されて
いる場合には、装置構成が簡略化される。そして、その
計測手段により計測されたスリット状の照明領域の感光
基板上での相対的な走査方向の幅に基づいて、そのスリ
ット状の照明領域のその相対的な走査方向の幅を補正す
る補正手段を設けた場合には、そのスリット状の照明領
域の幅を所望の値に正確に設定できる利点がある。
計測手段が、照明光学系からの照明光のステージ上での
照度均一性を測定するための光電検出手段で兼用されて
いる場合には、装置構成が簡略化される。そして、その
計測手段により計測されたスリット状の照明領域の感光
基板上での相対的な走査方向の幅に基づいて、そのスリ
ット状の照明領域のその相対的な走査方向の幅を補正す
る補正手段を設けた場合には、そのスリット状の照明領
域の幅を所望の値に正確に設定できる利点がある。
【図１】本発明の一実施例の投影露光装置を示す構成図
である。
である。
【図２】スリット状の露光領域２６Ｐの走査方向の幅を
測定する場合の説明に供する平面図である。
測定する場合の説明に供する平面図である。
【図３】（ａ）はスリット状の露光領域の幅を測定した
場合に得られる光電変換信号の計測結果の一例を示す波
形図、（ｂ）はスリット状の露光領域の幅を測定した場
合に得られる光電変換信号の設計値の一例を示す波形図
である。
場合に得られる光電変換信号の計測結果の一例を示す波
形図、（ｂ）はスリット状の露光領域の幅を測定した場
合に得られる光電変換信号の設計値の一例を示す波形図
である。
【図４】スリット状の照明領域の感光基板上の共役像
（スリット状の露光領域）の種々の例を示す平面図であ
る。
（スリット状の露光領域）の種々の例を示す平面図であ
る。
１ 光源 ３ 減光手段 ７ 視野絞り １２ 駆動部 Ｒ レチクル １３ レチクルステージ駆動部 １４ 主制御系 １５ 演算部 １６ 投影光学系 Ｗ ウエハ １８ ＸＹステージ １９ ウエハステージ駆動部 ２０ 光電検出器 ２２ 露光量モニター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 7/20
Claims (33)
- 【請求項１】 転写用のパターンが形成されたマスク上
のスリット状の照明領域を照明し、該スリット状の照明
領域に対して相対的に前記マスク及び感光基板を同期し
て走査することにより、前記マスク上の前記スリット状
の照明領域よりも広い面積のパターンを前記感光基板上
に露光する露光方法において、 前記マスクとして前記相対的な走査方向に前記スリット
状の照明領域の光を通過させる開口部が形成されたマス
クを配置し、 前記感光基板の配置面で前記スリット状の照明領域に対
応する領域の前記相対的な走査方向の幅を計測し、 該計測された幅に基づいて前記マスク及び前記感光基板
の走査速度並びに前記スリット状の照明領域に対応する
前記感光基板上の領域での単位時間当りの露光エネルギ
ーを制御することを特徴とする露光方法。 - 【請求項２】 露光ビームに対して被照射体を移動する
露光方法において、 前記被照射体の配置面における前記露光ビームの照射領
域の前記被照射体の移動方向のエッジ位置を測定し、 該測定結果に基づいて走査露光のための露光量制御パラ
メータを決定することを特徴とする露光方法。 - 【請求項３】 露光ビームに対して被照射体を移動する
露光方法において、 前記被照射体の配置面における前記露光ビームの照射領
域の形状を測定し、 該測定結果に基づいて走査露光のための露光量制御パラ
メータを決定することを特徴とする露光方法。 - 【請求項４】 露光ビームに対して被照射体を移動する
露光方法において、 前記被照射体の配置面における前記露光ビームの照射領
域の前記被照射体の移動方向の幅を測定し、 該測定結果に基づいて走査露光のための露光量制御パラ
メータを決定することを特徴とする露光方法。 - 【請求項５】 露光ビームに対して被照射体を移動する
露光方法において、 前記被照射体の配置面における前記露光ビームの照射領
域の前記被照射体の移動方向に関する幅の一様性を測定
し、 該測定結果に基づいて走査露光のための露光量制御パラ
メータを決定することを特徴とする露光方法。 - 【請求項６】 前記露光量制御パラメータは、前記露光
ビームに対する前記被照射体の移動速度を含むことを特
徴とする請求項２から５の何れか一項に記載の露光方
法。 - 【請求項７】 前記露光量制御パラメータは、前記露光
ビームのエネルギーを含むことを特徴とする請求項２か
ら５の何れか一項に記載の露光方法。 - 【請求項８】 前記照射領域を規定する可動部材を動か
した後に前記測定を行うことを特徴とする請求項２から
７の何れか一項に記載の露光方法。 - 【請求項９】 請求項１から８の何れか一項に記載の露
光方法を用いるデバイス製造方法。 - 【請求項１０】 転写用のパターンが形成されたマスク
上のスリット状の照明領域を照明する照明光学系と、ス
テージ上に保持され前記マスクのパターンが露光される
感光基板及び前記マスクを前記スリット状の照明領域に
対して同期して相対的に走査する相対走査手段とを有
し、 前記スリット状の照明領域に対して相対的に前記マスク
及び前記感光基板を同期して走査することにより、前記
マスク上の前記スリット状の照明領域よりも広い面積の
パターンを前記感光基板上に露光する走査型露光装置に
おいて、 前記ステージ上に載置され、前記スリット状の照明領域
の前記感光基板上での前記相対的な走査方向の幅を計測
する計測手段と、 該計測された幅に基づいて前記感光基板に対する露光エ
ネルギーを制御する露光量制御手段とを設けたことを特
徴とする走査型露光装置。 - 【請求項１１】 前記計測手段が、前記照明光学系から
の照明光の前記ステージ上での照度均一性を測定するた
めの光電検出手段で兼用されていることを特徴とする請
求項１０記載の走査型露光装置。 - 【請求項１２】 前記計測手段により計測された前記ス
リット状の照明領域の前記感光基板上での前記相対的な
走査方向の幅に基づいて、前記スリット状の照明領域の
前記相対的な走査方向の幅を補正する補正手段を設けた
ことを特徴とする請求項１０又は１１記載の走査型露光
装置。 - 【請求項１３】 露光ビームに対して第１物体を移動す
るのに同期して、露光ビームに対して第２物体を移動す
ることにより、前記第２物体を走査露光する走査型露光
装置において、 前記露光ビームを射出するビーム源と、 前記第２物体の配置面における前記露光ビームの照射領
域の前記第２物体の移動方向のエッジ位置を測定する測
定手段と、 を備えたことを特徴とする走査型露光装置。 - 【請求項１４】 露光ビームに対して第１物体を移動す
るのに同期して、露光ビームに対して第２物体を移動す
ることにより、前記第２物体を走査露光する走査型露光
装置において、 前記露光ビームを射出するビーム源と、 前記第２物体の配置面における前記露光ビームの照射領
域の形状を測定する測定手段と、 を備えたことを特徴とする走査型露光装置。 - 【請求項１５】 前記測定手段は、前記照射領域のエッ
ジ位置を検出することにより前記照射領域の形状を測定
することを特徴とする請求項１４に記載の走査型露光装
置。 - 【請求項１６】 前記測定手段は、前記第２物体の移動
方向に関する前記照射領域の幅を検出することにより前
記照射領域の形状を測定することを特徴とする請求項１
４又は１５に記載の走査型露光装置。 - 【請求項１７】 露光ビームに対して第１物体を移動す
るのに同期して、露光ビームに対して第２物体を移動す
ることにより、前記第２物体を走査露光する走査型露光
装置において、 前記露光ビームを射出するビーム源と、 前記第２物体の配置面における前記露光ビームの照射領
域の前記第２物体の移動方向の幅を測定する測定手段
と、 を備えたことを特徴とする走査型露光装置。 - 【請求項１８】 前記測定手段は、前記照射領域のエッ
ジ位置を検出することにより前記幅を測定することを特
徴とする請求項１７に記載の走査型露光装置。 - 【請求項１９】 前記測定手段は、前記第２物体の移動
方向と交差する方向の複数位置で前記幅の測定を行うこ
とを特徴とする請求項１７又は１８に記載の走査型露光
装置。 - 【請求項２０】 前記複数位置での幅測定の結果に基づ
いて、前記第２物体の移動方向に関する前記照射領域の
幅の一様性を検査することを特徴とする請求項１９に記
載の走査型露光装置。 - 【請求項２１】 露光ビームに対して第１物体を移動す
るのに同期して、露光ビームに対して第２物体を移動す
ることにより、前記第２物体を走査露光する走査型露光
装置において、 前記露光ビームを射出するビーム源と、 前記第２物体の配置面における前記露光ビームの照射領
域の前記第２物体の移動方向に関する幅の一様性を測定
する測定手段と、 を備えたことを特徴とする走査型露光装置。 - 【請求項２２】 前記照射領域を規定する規定部材と、
前記測定手段の測定結果に基づいて前記規定部材を駆動
する駆動手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項
１３から２１の何れか一項に記載の走査型露光装置。 - 【請求項２３】 前記測定手段の測定結果に基づいて、
前記第２物体を走査露光するための露光量制御パラメー
タを決定することを特徴とする請求項１３から２２の何
れか一項に記載の走査型露光装置。 - 【請求項２４】 前記露光量制御パラメータは、前記露
光ビームに対する前記被照射体の移動速度を含むことを
特徴とする請求項２３に記載の走査型露光装置。 - 【請求項２５】 前記露光量制御パラメータは、前記露
光ビームのエネルギーを含むことを特徴とする請求項２
３に記載の走査型露光装置。 - 【請求項２６】 前記測定手段は、前記露光ビームを検
出する検出器を有することを特徴とする請求項１３から
２５の何れか一項に記載の走査型露光装置。 - 【請求項２７】 前記第２物体を保持する可動体をさら
に備え、 前記検出器は、前記可動体に設けられていることを特徴
とする請求項２６に記載の走査型露光装置。 - 【請求項２８】 前記可動体の位置をモニタする干渉計
をさらに備え、 該干渉計の位置情報出力と前記検出器の出力信号とを同
期して取り込むことを特徴とする請求項２７に記載の走
査型露光装置。 - 【請求項２９】 前記ビーム源は、パルス発振型のビー
ム源であり、 前記干渉計の位置情報出力及び前記検出器の出力信号の
取り込みは、前記ビーム源のパルス発振と同期して行な
われることを特徴とする請求項２８に記載の走査型露光
装置。 - 【請求項３０】 前記検出器は、前記露光ビームの照射
領域内における照度均一性の測定に兼用されることを特
徴とする請求項２６から２９の何れか一項に記載の走査
型露光装置。 - 【請求項３１】 前記検出器はアレイセンサを含むこと
を特徴とする請求項２６から３０の何れか一項に記載の
走査型露光装置。 - 【請求項３２】 前記測定手段による測定は、前記第１
物体に形成された開口を介して、又は前記第１物体の配
置面に測定用の第１物体を配置し、前記測定用の第１物
体に形成された開口を介して行われることを特徴とする
請求項１３から３１の何れか一項に記載の走査型露光装
置。 - 【請求項３３】 請求項１０から３２の何れか一項に記
載の走査型露光装置を用いるデバイス製造方法。
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01448293A JP3282167B2 (ja) | 1993-02-01 | 1993-02-01 | 露光方法、走査型露光装置、及びデバイス製造方法 |
| EP94101387A EP0614124A3 (en) | 1993-02-01 | 1994-01-31 | Exposure device. |
| KR1019940001799A KR100281208B1 (ko) | 1993-02-01 | 1994-02-01 | 주사형 노광 장치, 및 그 장치를 이용한 소자 제조 방법 |
| US08/662,519 US6078381A (en) | 1993-02-01 | 1996-06-13 | Exposure method and apparatus |
| US09/249,303 US6411364B1 (en) | 1993-02-01 | 1999-02-12 | Exposure apparatus |
| KR1019990029068A KR100307058B1 (ko) | 1993-02-01 | 1999-07-19 | 주사 노광 방법, 주사형 노광 장치, 및 소자 제조방법 |
| KR1019990029069A KR100307059B1 (ko) | 1993-02-01 | 1999-07-19 | 주사 노광 방법과 그 방법을 이용한 소자 제조방법 |
| KR1019990029071A KR100306314B1 (ko) | 1993-02-01 | 1999-07-19 | 주사 노광 방법, 주사형 노광 장치 및 소자 제조 방법 |
| US09/432,412 US6259510B1 (en) | 1993-02-01 | 1999-11-02 | Exposure method and apparatus |
| KR1020010010575A KR100313723B1 (ko) | 1993-02-01 | 2001-02-28 | 주사노광방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01448293A JP3282167B2 (ja) | 1993-02-01 | 1993-02-01 | 露光方法、走査型露光装置、及びデバイス製造方法 |
Related Child Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16895499A Division JP3282178B2 (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 走査露光方法及び該方法を用いるデバイス製造方法 |
| JP11168955A Division JP2000003874A (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 露光方法及び露光装置 |
| JP11168953A Division JP2000003872A (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 走査露光方法及び該方法を用いるデバイス製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06232030A JPH06232030A (ja) | 1994-08-19 |
| JP3282167B2 true JP3282167B2 (ja) | 2002-05-13 |
Family
ID=11862275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01448293A Expired - Lifetime JP3282167B2 (ja) | 1993-02-01 | 1993-02-01 | 露光方法、走査型露光装置、及びデバイス製造方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021069147A1 (en) * | 2019-10-10 | 2021-04-15 | Asml Netherlands B.V. | A lithography apparatus and a method of detecting a radiation beam |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3267414B2 (ja) * | 1993-11-11 | 2002-03-18 | キヤノン株式会社 | 走査型露光装置及び該走査型露光装置を用いるデバイス製造方法 |
| JPH10270345A (ja) * | 1997-03-24 | 1998-10-09 | Nikon Corp | 走査露光方法及び走査型露光装置 |
| DE19809395A1 (de) * | 1998-03-05 | 1999-09-09 | Zeiss Carl Fa | Beleuchtungssystem und REMA-Objektiv mit Linsenverschiebung und Betriebsverfahren dafür |
| KR20000027620A (ko) * | 1998-10-28 | 2000-05-15 | 김영환 | 노광장비에서의 플레어 노이지 감소용 슬리트 |
| JP2001023918A (ja) | 1999-07-08 | 2001-01-26 | Nec Corp | 半導体薄膜形成装置 |
| KR100761391B1 (ko) * | 2001-06-30 | 2007-10-04 | 주식회사 하이닉스반도체 | 노광 장치의 플레어 노이즈 제거방법 |
-
1993
- 1993-02-01 JP JP01448293A patent/JP3282167B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021069147A1 (en) * | 2019-10-10 | 2021-04-15 | Asml Netherlands B.V. | A lithography apparatus and a method of detecting a radiation beam |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06232030A (ja) | 1994-08-19 |
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