JP3337823B2 - 投影露光装置及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法 - Google Patents
投影露光装置及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法Info
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- JP3337823B2 JP3337823B2 JP12704394A JP12704394A JP3337823B2 JP 3337823 B2 JP3337823 B2 JP 3337823B2 JP 12704394 A JP12704394 A JP 12704394A JP 12704394 A JP12704394 A JP 12704394A JP 3337823 B2 JP3337823 B2 JP 3337823B2
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- 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
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Light Sources And Details Of Projection-Printing Devices (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体製造用の投影露光
装置及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法に関
し、特にレチクル面上に形成されている回路パターン
（投影物体）を投影光学系により基板面であるウエハ面
に所定の倍率で投影露光する際の投影面内の照度及び照
度分布を測定し、照度分布の均一化を図り、高解像度の
パターン像及び高集積度の半導体デバイスを得る際に好
適なものである。
装置及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法に関
し、特にレチクル面上に形成されている回路パターン
（投影物体）を投影光学系により基板面であるウエハ面
に所定の倍率で投影露光する際の投影面内の照度及び照
度分布を測定し、照度分布の均一化を図り、高解像度の
パターン像及び高集積度の半導体デバイスを得る際に好
適なものである。
【０００２】
【従来の技術】最近の半導体製造技術は電子回路の高集
積化に伴い、解像パターン線幅も例えばハーフミクロン
以下となり、光学的な投影露光装置においても従来に比
べて、より高解像力化されたものが要望されている。
積化に伴い、解像パターン線幅も例えばハーフミクロン
以下となり、光学的な投影露光装置においても従来に比
べて、より高解像力化されたものが要望されている。
【０００３】一般にレチクル面上の回路パターンを投影
光学系を介してウエハ面（投影面）上に投影する際、回
路パターンの解像線幅は使用波長や投影光学系のＮ．Ａ
等と共に投影面上における照度分布の均一性の良否が大
きく影響してくる。
光学系を介してウエハ面（投影面）上に投影する際、回
路パターンの解像線幅は使用波長や投影光学系のＮ．Ａ
等と共に投影面上における照度分布の均一性の良否が大
きく影響してくる。
【０００４】この為、従来の多くの投影露光装置ではウ
エハを載置するＸＹステージ面上に照度計を配置して投
影面上における照度分布を測定し、該測定値を参照して
投影面上における照度分布の均一化を図っている。
エハを載置するＸＹステージ面上に照度計を配置して投
影面上における照度分布を測定し、該測定値を参照して
投影面上における照度分布の均一化を図っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の投影露光装置に
おいて投影面上の照度分布を測定する際には、投影面上
の測定範囲を格子状の複数の領域に分割し、ＸＹステー
ジに載置した照度計で各領域毎にＸＹステージを駆動停
止させて測定していた。
おいて投影面上の照度分布を測定する際には、投影面上
の測定範囲を格子状の複数の領域に分割し、ＸＹステー
ジに載置した照度計で各領域毎にＸＹステージを駆動停
止させて測定していた。
【０００６】一般にこのときの投影面上の測定対象とす
る領域は数百点にも及ぶ。この為各領域に照度計を位置
合わせさせるＸＹステージの駆動に多くの時間を費や
し、スループットが低下してくるという問題点があっ
た。
る領域は数百点にも及ぶ。この為各領域に照度計を位置
合わせさせるＸＹステージの駆動に多くの時間を費や
し、スループットが低下してくるという問題点があっ
た。
【０００７】本発明は、ＸＹステージ上に光検出手段を
載置し、ＸＹステージを停止させることなくＸＹステー
ジを駆動させながら投影面上の照度を測定することによ
りＸＹステージを格子状の複数の領域毎に移動させる為
の加速、制動等に伴う時間を短縮し、投影面上の照度分
布を高速測定できる投影露光装置及びそれを用いた半導
体デバイスの製造方法の提供を目的とする。
載置し、ＸＹステージを停止させることなくＸＹステー
ジを駆動させながら投影面上の照度を測定することによ
りＸＹステージを格子状の複数の領域毎に移動させる為
の加速、制動等に伴う時間を短縮し、投影面上の照度分
布を高速測定できる投影露光装置及びそれを用いた半導
体デバイスの製造方法の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の投影露
光装置は、照明系からの光束でレチクルを照明すること
で前記レチクルのパターンを投影光学系により２次元的
に移動するステージ上に載置した基板上に所定倍率で投
影する投影露光装置において、前記投影光学系を通過す
る光束を受光する受光素子を有する光検出手段を前記ス
テージ上に設け、前記ステージの位置情報を検出する位
置検出手段を前記ステージ周辺に設け、前記光検出手段
の検出時間中に前記ステージが動く量が前記受光素子の
受光領域の範囲内となるように前記ステージを駆動制御
する制御手段を有し、前記位置検出手段からの位置情報
を利用して前記ステージの移動を止めずに前記光検出手
段により前記投影光学系の投影面内の各位置の照度を検
出することを特徴としている。
光装置は、照明系からの光束でレチクルを照明すること
で前記レチクルのパターンを投影光学系により２次元的
に移動するステージ上に載置した基板上に所定倍率で投
影する投影露光装置において、前記投影光学系を通過す
る光束を受光する受光素子を有する光検出手段を前記ス
テージ上に設け、前記ステージの位置情報を検出する位
置検出手段を前記ステージ周辺に設け、前記光検出手段
の検出時間中に前記ステージが動く量が前記受光素子の
受光領域の範囲内となるように前記ステージを駆動制御
する制御手段を有し、前記位置検出手段からの位置情報
を利用して前記ステージの移動を止めずに前記光検出手
段により前記投影光学系の投影面内の各位置の照度を検
出することを特徴としている。
【０００９】請求項２の発明の投影露光装置は、照明系
からの光束でレチクルを照明することで前記レチクルの
パターンを投影光学系により２次元的に移動するステー
ジ上に載置した基板上に所定倍率で投影する投影露光装
置において、前記投影光学系を通過する光束を検出する
ための開口部と前記開口部からの光を受ける受光素子と
を有する光検出手段を前記ステージ上に設け、前記ステ
ージの位置情報を検出する位置検出手段を前記ステージ
周辺に設け、前記光検出手段の検出時間中に前記ステー
ジが動く量が前記開口部の開口領域の範囲内となるよう
に前記ステージを駆動制御する制御手段を有し、前記位
置検出手段からの位置情報を利用して前記ステージの移
動を止めずに前記光検出手段により前記投影光学系の投
影面内の各位置の照度を検出することを特徴としてい
る。
からの光束でレチクルを照明することで前記レチクルの
パターンを投影光学系により２次元的に移動するステー
ジ上に載置した基板上に所定倍率で投影する投影露光装
置において、前記投影光学系を通過する光束を検出する
ための開口部と前記開口部からの光を受ける受光素子と
を有する光検出手段を前記ステージ上に設け、前記ステ
ージの位置情報を検出する位置検出手段を前記ステージ
周辺に設け、前記光検出手段の検出時間中に前記ステー
ジが動く量が前記開口部の開口領域の範囲内となるよう
に前記ステージを駆動制御する制御手段を有し、前記位
置検出手段からの位置情報を利用して前記ステージの移
動を止めずに前記光検出手段により前記投影光学系の投
影面内の各位置の照度を検出することを特徴としてい
る。
【００１０】請求項３の発明は請求項２の発明におい
て、前記開口部をスリット状開口又は正方形開口又は長
方形開口より形成し、前記受光素子を１次元ラインセン
サー又は２次元ラインセンサーより構成したことを特徴
としている。請求項４の発明は請求項１又は２の発明に
おいて、前記受光素子は前記基板の面と略同一平面上に
位置したピンホールより成る開口部を通過する光束を受
光することを特徴としている。
て、前記開口部をスリット状開口又は正方形開口又は長
方形開口より形成し、前記受光素子を１次元ラインセン
サー又は２次元ラインセンサーより構成したことを特徴
としている。請求項４の発明は請求項１又は２の発明に
おいて、前記受光素子は前記基板の面と略同一平面上に
位置したピンホールより成る開口部を通過する光束を受
光することを特徴としている。
【００１１】請求項５の発明の半導体デバイスの製造方
法は、請求項１乃至請求項４のいずれかの投影露光装置
により前記レチクルの回路パターンをウエハ上に露光す
る段階と露光された前記ウエハを現像する段階とを含む
ことを特徴としている。
法は、請求項１乃至請求項４のいずれかの投影露光装置
により前記レチクルの回路パターンをウエハ上に露光す
る段階と露光された前記ウエハを現像する段階とを含む
ことを特徴としている。
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【実施例】図１は本発明の実施例１の要部概略図であ
る。同図において１は照明系である。照明系１は超高圧
水銀灯又はエキシマレーザーから成る光源１０１と光源
１０１からの光束をハーフミラー１０３を介して被照射
面上に載置した投影物体であるレチクル５を均一照明す
る照明光学系１０２を有している。
る。同図において１は照明系である。照明系１は超高圧
水銀灯又はエキシマレーザーから成る光源１０１と光源
１０１からの光束をハーフミラー１０３を介して被照射
面上に載置した投影物体であるレチクル５を均一照明す
る照明光学系１０２を有している。
【００１５】又本実施例では光源１０１からの光束の一
部をハーフミラー１０３で反射させ照度計１０４に導光
し、光源１０１から放射される光の強度を測定してい
る。
部をハーフミラー１０３で反射させ照度計１０４に導光
し、光源１０１から放射される光の強度を測定してい
る。
【００１６】２は遮光板（マスキングブレード）であ
り、開口径可変の開口部２ａを有しており、照明系１か
らの光束を部分的に通過させてレチクル（投影物体）５
面上の照射領域を制限している。３は駆動手段であり、
遮光板２の開口径２ａを変化させている。４はリレー光
学系であり、遮光板２の開口部２ａとレチクル５とが共
役関係となるようにしている。レチクル５面上にはウエ
ハ（基板）９に投影転写する為の回路パターンが石英等
で形成したレチクル上に数倍に拡大されて形成されてい
る。
り、開口径可変の開口部２ａを有しており、照明系１か
らの光束を部分的に通過させてレチクル（投影物体）５
面上の照射領域を制限している。３は駆動手段であり、
遮光板２の開口径２ａを変化させている。４はリレー光
学系であり、遮光板２の開口部２ａとレチクル５とが共
役関係となるようにしている。レチクル５面上にはウエ
ハ（基板）９に投影転写する為の回路パターンが石英等
で形成したレチクル上に数倍に拡大されて形成されてい
る。
【００１７】６はレチクルステージであり、レチクル５
を載置している。８は投影レンズ系であり、レチクル５
面上の回路パターンをウエハ９面上に縮小投影してい
る。９１は試料台であり、ウエハ９を載置している。試
料台９１はＺステージやウエハチャックを備えている。
Ｚステージは投影レンズ系８の光軸方向にウエハ９を変
位させる。１０はＸＹステージであり、試料台９１を載
置している。
を載置している。８は投影レンズ系であり、レチクル５
面上の回路パターンをウエハ９面上に縮小投影してい
る。９１は試料台であり、ウエハ９を載置している。試
料台９１はＺステージやウエハチャックを備えている。
Ｚステージは投影レンズ系８の光軸方向にウエハ９を変
位させる。１０はＸＹステージであり、試料台９１を載
置している。
【００１８】ＸＹステージ１０はＸ方向とＹ方向に沿っ
て移動し、仮想のＸＹ平面（座標）中の任意の位置に送
り込むことができる。１１は定盤であり、露光装置本体
を載置している。１４は制御手段であり、ＸＹステージ
１０をＸＹ方向に駆動制御している。
て移動し、仮想のＸＹ平面（座標）中の任意の位置に送
り込むことができる。１１は定盤であり、露光装置本体
を載置している。１４は制御手段であり、ＸＹステージ
１０をＸＹ方向に駆動制御している。
【００１９】１５はピンホール板であり、ＸＹステージ
１０上に支持枠を介して設けられている。該ピンホール
板１５には例えば直径０．３〜０．５（mm）径のピンホ
ール１５ａが設けられている。又ピンホール板の上面
（測光面）は試料台９１に載置するウエハ９と同じ高さ
となるように設定され、投影レンズ系８のレチクルパタ
ーンの像面と略一致するようにしている。
１０上に支持枠を介して設けられている。該ピンホール
板１５には例えば直径０．３〜０．５（mm）径のピンホ
ール１５ａが設けられている。又ピンホール板の上面
（測光面）は試料台９１に載置するウエハ９と同じ高さ
となるように設定され、投影レンズ系８のレチクルパタ
ーンの像面と略一致するようにしている。
【００２０】１６は受光素子であり、ピンホール１５ａ
を通過した光束を検出している。ピンホール板１５と受
光素子１６は光検出手段１００の一要素を構成してい
る。２２は位置検出手段としてのレーザー干渉計で、Ｘ
Ｙステージ１０の移動量や位置等をＸＹステージ１０に
設けたミラー２２ａを介して測定している。ピンホール
板１５のピンホール１５ａのステージ１０上での位置座
標は予め求めておき、ＸＹステージ１０の移動量をレー
ザー干渉計２２により測定することで、ピンホール１５
ａの位置を検出している。
を通過した光束を検出している。ピンホール板１５と受
光素子１６は光検出手段１００の一要素を構成してい
る。２２は位置検出手段としてのレーザー干渉計で、Ｘ
Ｙステージ１０の移動量や位置等をＸＹステージ１０に
設けたミラー２２ａを介して測定している。ピンホール
板１５のピンホール１５ａのステージ１０上での位置座
標は予め求めておき、ＸＹステージ１０の移動量をレー
ザー干渉計２２により測定することで、ピンホール１５
ａの位置を検出している。
【００２１】図中にはＸ方向の移動量を測定するレーザ
ー干渉計のみが図示されているが、Ｙ方向の移動量を測
定するレーザー干渉計も同様に設けている。
ー干渉計のみが図示されているが、Ｙ方向の移動量を測
定するレーザー干渉計も同様に設けている。
【００２２】２０は演算手段であり、光検出手段１００
からの出力信号と照度計１０４からの出力信号とレーザ
ー干渉計２２からの出力信号とを用いて、投影レンズ系
８による投影面上の照度分布を演算している。
からの出力信号と照度計１０４からの出力信号とレーザ
ー干渉計２２からの出力信号とを用いて、投影レンズ系
８による投影面上の照度分布を演算している。
【００２３】本実施例においてレチクル５面上の回路パ
ターンを投影レンズ系８によりウエハ９面上に投影露光
する場合にはウエハ供給ハンド（不図示）によりウエハ
カセット（不図示）からウエハ９をＸＹステージ１０面
上に供給する。ウエハ９を載置したＸＹステージ１０は
制御手段１４で駆動制御し、レチクル５とウエハ９との
位置合わせを行っている。
ターンを投影レンズ系８によりウエハ９面上に投影露光
する場合にはウエハ供給ハンド（不図示）によりウエハ
カセット（不図示）からウエハ９をＸＹステージ１０面
上に供給する。ウエハ９を載置したＸＹステージ１０は
制御手段１４で駆動制御し、レチクル５とウエハ９との
位置合わせを行っている。
【００２４】その後、照明系１からの露光光により照明
したレチクル５面上の回路パターンを投影レンズ系８に
よりウエハ９面上に投影露光している。レチクル５とウ
エハ９との位置合わせから投影露光までの工程を複数回
繰り返すことによりウエハ９全面にレチクル５面上の回
路パターンを投影露光している。そしてウエハ９全面の
投影露光が終了したらウエハ回収ハンドによりＸＹステ
ージ１０からウエハ９を回収し、該ウエハを装置外に搬
出している。その後、該ウエハを公知の現像処理工程を
介して、これより半導体デバイスを製造している。
したレチクル５面上の回路パターンを投影レンズ系８に
よりウエハ９面上に投影露光している。レチクル５とウ
エハ９との位置合わせから投影露光までの工程を複数回
繰り返すことによりウエハ９全面にレチクル５面上の回
路パターンを投影露光している。そしてウエハ９全面の
投影露光が終了したらウエハ回収ハンドによりＸＹステ
ージ１０からウエハ９を回収し、該ウエハを装置外に搬
出している。その後、該ウエハを公知の現像処理工程を
介して、これより半導体デバイスを製造している。
【００２５】次に投影レンズ系８による投影面内におけ
る照度及び照度分布を測定する場合にはレチクルハンド
によりレチクル５をレチクルステージ６より搬出する。
そしてＸＹステージ１０を移動させピンホール板１５の
ピンホール１５ａが投影レンズ系８による投影照射面内
の各測定点（各領域）に位置するようにレーザー干渉計
２２からの出力信号に基づいて制御手段１４によりＸＹ
ステージ１０を駆動させながら、停止させることなく各
測定点での照度を連続的に測定している。これより投影
面上の照度分布を求めている。
る照度及び照度分布を測定する場合にはレチクルハンド
によりレチクル５をレチクルステージ６より搬出する。
そしてＸＹステージ１０を移動させピンホール板１５の
ピンホール１５ａが投影レンズ系８による投影照射面内
の各測定点（各領域）に位置するようにレーザー干渉計
２２からの出力信号に基づいて制御手段１４によりＸＹ
ステージ１０を駆動させながら、停止させることなく各
測定点での照度を連続的に測定している。これより投影
面上の照度分布を求めている。
【００２６】図２は図１のＸＹステージ１０の移動を制
御したときのＸＹステージ１０上に設けたピンホール板
１５とピンホール１５ａの動きを表した説明図である。
同図において３１は投影照射範囲、３２はピンホール１
５ａの移動の軌跡を示している。同図ではピンホール１
５ａがＸ方向の＋側に移動し、次いでＹ方向にずらして
からＸ方向の−側に移動することを繰り返して連続的に
照度及び照度分布を測定している。
御したときのＸＹステージ１０上に設けたピンホール板
１５とピンホール１５ａの動きを表した説明図である。
同図において３１は投影照射範囲、３２はピンホール１
５ａの移動の軌跡を示している。同図ではピンホール１
５ａがＸ方向の＋側に移動し、次いでＹ方向にずらして
からＸ方向の−側に移動することを繰り返して連続的に
照度及び照度分布を測定している。
【００２７】図３は本発明に係るＸＹステージ１０の移
動に関する時間と移動距離との関係を示す説明図であ
る。同図では横軸に時間、縦軸に移動距離を示してい
る。図３において曲線４１はステップアンドリピートを
した場合の１ステップのＸＹステージの移動距離を示し
ている。直線４２はステップアンドリピートをせず、等
速に移動しているときのＸＹステージの移動距離を示し
ている。
動に関する時間と移動距離との関係を示す説明図であ
る。同図では横軸に時間、縦軸に移動距離を示してい
る。図３において曲線４１はステップアンドリピートを
した場合の１ステップのＸＹステージの移動距離を示し
ている。直線４２はステップアンドリピートをせず、等
速に移動しているときのＸＹステージの移動距離を示し
ている。
【００２８】従来の投影露光装置において投影面上の照
度及び照度分布を測定する際には各測定領域にＸＹステ
ージ１０を駆動し、該測定領域にその都度停止させてい
た。即ちこのときの測定領域は、受光素子の受光領域に
相当している。そして光源１０１からの照明光の一部を
ハーフミラー１０３を介して照度計１０４で測定するこ
とで光源１０１からの照射光の時間的変動を補正しなが
らピンホール板１５のピンホール１５ａと光検出手段１
６により照度を測定していた。このときＸＹステージ１
０は曲線４１のグラフのように加速、等速、制動を行っ
ている為に目標位置に達するまでに図中Ｔ２の時間を要
していた。
度及び照度分布を測定する際には各測定領域にＸＹステ
ージ１０を駆動し、該測定領域にその都度停止させてい
た。即ちこのときの測定領域は、受光素子の受光領域に
相当している。そして光源１０１からの照明光の一部を
ハーフミラー１０３を介して照度計１０４で測定するこ
とで光源１０１からの照射光の時間的変動を補正しなが
らピンホール板１５のピンホール１５ａと光検出手段１
６により照度を測定していた。このときＸＹステージ１
０は曲線４１のグラフのように加速、等速、制動を行っ
ている為に目標位置に達するまでに図中Ｔ２の時間を要
していた。
【００２９】これに対して本発明ではＸＹステージを停
止させずに駆動させながら各測定領域での照度及び照度
分布を測定している。この為直線４２のグラフのように
ＸＹステージ１０は動き目標位置に達するまでの時間は
図中Ｔ１となる。
止させずに駆動させながら各測定領域での照度及び照度
分布を測定している。この為直線４２のグラフのように
ＸＹステージ１０は動き目標位置に達するまでの時間は
図中Ｔ１となる。
【００３０】本発明ではＸＹステージを駆動制御する際
に加速時間及び制動時間が不要である為に、図３に示す
ように時間Ｔ１は時間Ｔ２に比べて短くなる。
に加速時間及び制動時間が不要である為に、図３に示す
ように時間Ｔ１は時間Ｔ２に比べて短くなる。
【００３１】本発明はこれにより照度及び照度分布測定
の時間を短縮している。ＸＹステージ１０の駆動方法と
しては図２に示したようにＸ方向の＋側からＹ方向にず
らしＸ方向の−側に移動方向の切換を行っている。この
為、Ｙ方向にずらす毎に図３で示した加速、制動の時間
が必要となり、さらに加速、制動の為に投影照射範囲３
１の外までピンホール１５ａを動かしており、この結
果、移動距離が長くなる。
の時間を短縮している。ＸＹステージ１０の駆動方法と
しては図２に示したようにＸ方向の＋側からＹ方向にず
らしＸ方向の−側に移動方向の切換を行っている。この
為、Ｙ方向にずらす毎に図３で示した加速、制動の時間
が必要となり、さらに加速、制動の為に投影照射範囲３
１の外までピンホール１５ａを動かしており、この結
果、移動距離が長くなる。
【００３２】しかしながらこの方法ではＹ方向に動かす
回数のみで済むので、従来の方法に比べて時間短縮が十
分可能となっている。
回数のみで済むので、従来の方法に比べて時間短縮が十
分可能となっている。
【００３３】次に参考の為にＸＹステージを従来の駆動
方法で駆動させたときの駆動時間の試算例を示す。まず
条件として （イ）通常、照度分布測定を行うときのＸＹステージ１
０の加速時間、制動時間、等速時間（図３）での加速度
は 2000mm/s2〜4000mm/s2 であり、最高速度は30mm/s
（通常、照度分布測定では１mm程度のステップの為）で
ある。
方法で駆動させたときの駆動時間の試算例を示す。まず
条件として （イ）通常、照度分布測定を行うときのＸＹステージ１
０の加速時間、制動時間、等速時間（図３）での加速度
は 2000mm/s2〜4000mm/s2 であり、最高速度は30mm/s
（通常、照度分布測定では１mm程度のステップの為）で
ある。
【００３４】（ロ）図２での投影照射範囲３１の外まで
０．５mm余分に動かすとする（ストロークでは１mm
）。
０．５mm余分に動かすとする（ストロークでは１mm
）。
【００３５】以上の条件で考えると本発明でストローク
１mm 伸びた為の時間は１mm÷３０mm／sec ＝0.033sec
である。これは従来方法での１ポイントでの移動に要す
る加速、制動に必要な時間（30mm/s÷4000mm/s) ×２
（加速，制動）＝0.015secの約２倍で、従来方法で２ポ
イント以上測定をするとステージを止めない本発明の方
が速いことがわかる。通常、照度分布測定にはＸ方向に
１０ポイント以上測定するので充分時間短縮が可能であ
る。照度分布測定では複数のポイントでの照度を測定
し、これより全体の分布を算出している。
１mm 伸びた為の時間は１mm÷３０mm／sec ＝0.033sec
である。これは従来方法での１ポイントでの移動に要す
る加速、制動に必要な時間（30mm/s÷4000mm/s) ×２
（加速，制動）＝0.015secの約２倍で、従来方法で２ポ
イント以上測定をするとステージを止めない本発明の方
が速いことがわかる。通常、照度分布測定にはＸ方向に
１０ポイント以上測定するので充分時間短縮が可能であ
る。照度分布測定では複数のポイントでの照度を測定
し、これより全体の分布を算出している。
【００３６】本発明によれば照度を測定しているときも
ＸＹステージ１０が動いている為、測定ポイントの位置
がずれてくる。通常１ポイントでの照度計測時間は数百
μsec程度であり、計測精度を向上させる為、１０回程
度サンプリングする。例えば500μsec ×１０回＝5000
μsec ＝５msec程度の計測時間である。前述のＸＹステ
ージ１０の最高速度を３０mm/secとすると照度計測時間
５msec中にＸＹステージ１０が動く量は０．１５mm程度
である。この量は前述のピンホール１５ａの直径０．３
〜０．５mmということから考えて充分許容できる量であ
る。このように本実施形態ではピンホール（開口部）１
５ａの大きさ（開口領域）を適切に設定することによっ
てステージを停止させずに投影光学系の投影面内の各位
置の照度を検出している。具体的には、前述したように
光検出手段１００の検出時間中（５msec）にＸＹステー
ジ１０の動く量（０．１５mm）が、ピンホール１５ａの
直径（０．３〜０．５mm）の範囲内となるようにしてい
る。 又、本実施形態は受光素子１６がピンホール１５ａ
を通過した光束を検出する構成である。この為、受光素
子１６の受光領域はピンホール１５ａの直径と同等又は
それより大きくなっている。 即ち、光検出手段１００の
検出時間中にＸＹステージ１０の動く量が受光素子１６
の受光領域の範囲内となるようにしている。
ＸＹステージ１０が動いている為、測定ポイントの位置
がずれてくる。通常１ポイントでの照度計測時間は数百
μsec程度であり、計測精度を向上させる為、１０回程
度サンプリングする。例えば500μsec ×１０回＝5000
μsec ＝５msec程度の計測時間である。前述のＸＹステ
ージ１０の最高速度を３０mm/secとすると照度計測時間
５msec中にＸＹステージ１０が動く量は０．１５mm程度
である。この量は前述のピンホール１５ａの直径０．３
〜０．５mmということから考えて充分許容できる量であ
る。このように本実施形態ではピンホール（開口部）１
５ａの大きさ（開口領域）を適切に設定することによっ
てステージを停止させずに投影光学系の投影面内の各位
置の照度を検出している。具体的には、前述したように
光検出手段１００の検出時間中（５msec）にＸＹステー
ジ１０の動く量（０．１５mm）が、ピンホール１５ａの
直径（０．３〜０．５mm）の範囲内となるようにしてい
る。 又、本実施形態は受光素子１６がピンホール１５ａ
を通過した光束を検出する構成である。この為、受光素
子１６の受光領域はピンホール１５ａの直径と同等又は
それより大きくなっている。 即ち、光検出手段１００の
検出時間中にＸＹステージ１０の動く量が受光素子１６
の受光領域の範囲内となるようにしている。
【００３７】本実施例において照度分布を測定する際に
はピンホール１５ａの位置を求めながら照度を測定し、
メモリ等に記憶して出力している。このときのピンホー
ル１５ａの位置はＸＹステージ１０を止めない状態でレ
ーザー干渉計２２からの出力信号から読み取る方法ある
いは、図３で示したステージ移動距離と時間のグラフか
ら時間でＸＹステージの位置を算出するようにしてい
る。
はピンホール１５ａの位置を求めながら照度を測定し、
メモリ等に記憶して出力している。このときのピンホー
ル１５ａの位置はＸＹステージ１０を止めない状態でレ
ーザー干渉計２２からの出力信号から読み取る方法ある
いは、図３で示したステージ移動距離と時間のグラフか
ら時間でＸＹステージの位置を算出するようにしてい
る。
【００３８】尚本実施例において図１のレチクル５と遮
光板２とを近接配置し、リレー系４を省略して構成して
も同様の効果を得ることができる。
光板２とを近接配置し、リレー系４を省略して構成して
も同様の効果を得ることができる。
【００３９】又図２において照明照射範囲３１の外迄、
ＸＹステージ１０を動かしているが、ＸＹステージの位
置が解っていればＸ方向の＋側からＸ方向の−側切換を
照明照射範囲３１の内で行っても良い。
ＸＹステージ１０を動かしているが、ＸＹステージの位
置が解っていればＸ方向の＋側からＸ方向の−側切換を
照明照射範囲３１の内で行っても良い。
【００４０】ピンホールの代わりにスリット状の開口部
を用い受光素子として１次元ラインセンサーを用いて広
範囲の領域を連続的に測定するようにしても良い。又ピ
ンホールの代わりに正方形状又は長方形状の開口部を用
い受光素子として２次元センサーを用いて広範囲の領域
を連続的に測定するようにしても良い。
を用い受光素子として１次元ラインセンサーを用いて広
範囲の領域を連続的に測定するようにしても良い。又ピ
ンホールの代わりに正方形状又は長方形状の開口部を用
い受光素子として２次元センサーを用いて広範囲の領域
を連続的に測定するようにしても良い。
【００４１】次に上記説明した投影露光装置を利用した
デバイスの製造方法の実施例を説明する。
デバイスの製造方法の実施例を説明する。
【００４２】図４は半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の
半導体チップ、あるいは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造
工程のうち１ロット分のウエハの焼付工程のフローを示
す。
半導体チップ、あるいは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造
工程のうち１ロット分のウエハの焼付工程のフローを示
す。
【００４３】ステップ１で上記説明した方法によって照
度ムラ測定を行う。ステップ２では測定の結果により必
要に応じて照度ムラ調整を行う。この照度ムラ調整は水
銀ランプ又はレンズの位置を動かすことによって行われ
る。この場合、照度ムラ測定結果をフィードバックし、
自動制御で位置調整が行われても良いし、照度ムラ測定
結果をもとに手動で行ってもよい。
度ムラ測定を行う。ステップ２では測定の結果により必
要に応じて照度ムラ調整を行う。この照度ムラ調整は水
銀ランプ又はレンズの位置を動かすことによって行われ
る。この場合、照度ムラ測定結果をフィードバックし、
自動制御で位置調整が行われても良いし、照度ムラ測定
結果をもとに手動で行ってもよい。
【００４４】ステップ３では露光条件出しのための試し
焼きを行う。この場合の露光条件出しとは最適なフォー
カス位置や位置合わせ用オフセット及び最適な照度を求
めるためにこれらの条件を少しずつ変化させながら露
光、検討する作業を指している。尚この露光条件出しは
照度ムラ測定の前に行っても構わないし、以前のデータ
が流用できる場合には省略することも可能である。
焼きを行う。この場合の露光条件出しとは最適なフォー
カス位置や位置合わせ用オフセット及び最適な照度を求
めるためにこれらの条件を少しずつ変化させながら露
光、検討する作業を指している。尚この露光条件出しは
照度ムラ測定の前に行っても構わないし、以前のデータ
が流用できる場合には省略することも可能である。
【００４５】ステップ４では回路パターンを焼付露光す
る。以降１ロット分のウエハの露光が終了するまではス
テップ４を繰り返す。１ロット分のウエハを全て露光す
ると終了となる。上記の他にウエハ毎に照度ムラ調整を
行っても良い。
る。以降１ロット分のウエハの露光が終了するまではス
テップ４を繰り返す。１ロット分のウエハを全て露光す
ると終了となる。上記の他にウエハ毎に照度ムラ調整を
行っても良い。
【００４６】図５は図４と同様の照度ムラ測定及び照度
ムラ調整をウエハ毎に行った場合のフローである。以上
のフローによりウエハ上に回路パターンが焼き付けられ
る。
ムラ調整をウエハ毎に行った場合のフローである。以上
のフローによりウエハ上に回路パターンが焼き付けられ
る。
【００４７】本実施例の製造方法を用いれば、高速で且
つ高精度に半導体デバイスを製造することができる。
つ高精度に半導体デバイスを製造することができる。
【００４８】
【発明の効果】以上本発明によれば、投影面上の照度分
布を高速測定することができる投影露光装置及びそれを
用いた半導体デバイスの製造方法を達成することができ
る。
布を高速測定することができる投影露光装置及びそれを
用いた半導体デバイスの製造方法を達成することができ
る。
【図１】 本発明の実施例１の要部概略図
【図２】 図１の一部分の説明図
【図３】 本発明におけるＸＹステージの移動時間と移
動距離との関係を示す説明図
動距離との関係を示す説明図
【図４】 本発明の半導体デバイスの製造方法のフロー
チャート
チャート
【図５】 本発明の半導体デバイスの製造方法のフロー
チャート
チャート
１ 照明系 ２ マスキングブレード ３ 駆動手段 ４ リレー系 ５ レチクル ６ レチクルステージ ８ 投影光学系 ９ ウエハ １０ ＸＹステージ ９１ 試料台 １４ 制御手段 １５ ピンホール板 １５ａ ピンホール １６ 受光素子 ２２ レーザー干渉計 １００ 光検出手段 １０１ レーザー光源 １０２ 照明光学系 １０３ ハーフミラー １０４ 照度計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１６Ｄ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027
Claims (5)
- 【請求項１】 照明系からの光束でレチクルを照明する
ことで前記レチクルのパターンを投影光学系により２次
元的に移動するステージ上に載置した基板上に所定倍率
で投影する投影露光装置において、前記投影光学系を通
過する光束を受光する受光素子を有する光検出手段を前
記ステージ上に設け、前記ステージの位置情報を検出す
る位置検出手段を前記ステージ周辺に設け、前記光検出
手段の検出時間中に前記ステージが動く量が前記受光素
子の受光領域の範囲内となるように前記ステージを駆動
制御する制御手段を有し、前記位置検出手段からの位置
情報を利用して前記ステージの移動を止めずに前記光検
出手段により前記投影光学系の投影面内の各位置の照度
を検出することを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項２】 照明系からの光束でレチクルを照明する
ことで前記レチクルのパターンを投影光学系により２次
元的に移動するステージ上に載置した基板上に所定倍率
で投影する投影露光装置において、前記投影光学系を通
過する光束を検出するための開口部と前記開口部からの
光を受ける受光素子とを有する光検出手段を前記ステー
ジ上に設け、前記ステージの位置情報を検出する位置検
出手段を前記ステージ周辺に設け、前記光検出手段の検
出時間中に前記ステージが動く量が前記開口部の開口領
域の範囲内となるように前記ステージを駆動制御する制
御手段を有し、前記位置検出手段からの位置情報を利用
して前記ステージの移動を止めずに前記光検出手段によ
り前記投影光学系の投影面内の各位置の照度を検出する
ことを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項３】 前記開口部をスリット状開口又は正方形
開口又は長方形開口より形成し、前記受光素子を１次元
ラインセンサー又は２次元ラインセンサーより構成した
ことを特徴とする請求項２の投影露光装置。 - 【請求項４】 前記受光素子は前記基板の面と略同一平
面上に位置したピンホールより成る開口部を通過する光
束を受光することを特徴とする請求項１又は請求項２の
投影露光装置。 - 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれかの投影
露光装置により前記レチクルの回路パターンをウエハ上
に露光する段階と露光された前記ウエハを現像する段階
とを含むことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12704394A JP3337823B2 (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | 投影露光装置及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12704394A JP3337823B2 (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | 投影露光装置及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07312340A JPH07312340A (ja) | 1995-11-28 |
| JP3337823B2 true JP3337823B2 (ja) | 2002-10-28 |
Family
ID=14950212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12704394A Expired - Fee Related JP3337823B2 (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | 投影露光装置及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3337823B2 (ja) |
-
1994
- 1994-05-16 JP JP12704394A patent/JP3337823B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07312340A (ja) | 1995-11-28 |
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