JP3376688B2 - 露光装置、及び該装置を用いた露光方法 - Google Patents
露光装置、及び該装置を用いた露光方法Info
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は露光装置に関し、例えば
半導体素子や液晶表示基板製造用で、特に照明光学系を
複数有するものに適用し得る。
半導体素子や液晶表示基板製造用で、特に照明光学系を
複数有するものに適用し得る。
【０００２】
【従来の技術】近年、パソコン、テレビ等の表示素子と
して、液晶表示基板が多用されるようになつた。この液
晶表示基板は、ガラス基板上に透明薄膜電極をフオトリ
ソグラフイの手法で所望の形状にパターニングして作ら
れる。このリソグラフイのための装置として、マスク上
に形成された原画パターンを投影光学系を介してガラス
基板上のフオトレジスト層に露光する投影露光装置が用
いられている。
して、液晶表示基板が多用されるようになつた。この液
晶表示基板は、ガラス基板上に透明薄膜電極をフオトリ
ソグラフイの手法で所望の形状にパターニングして作ら
れる。このリソグラフイのための装置として、マスク上
に形成された原画パターンを投影光学系を介してガラス
基板上のフオトレジスト層に露光する投影露光装置が用
いられている。
【０００３】また、最近では液晶表示基板の大面積化が
要求されており、それに伴つて上記の投影露光装置にお
いても露光領域の拡大が望まれている。この露光領域の
拡大の手段として、複数の投影光学系を備えた走査型露
光装置が考えられる。即ち、複数の照明光学系を設け、
各照明光学系から射出した光束でマスクを照明し、照明
されたマスクの像を複数の投影光学系のそれぞれを介し
てガラス基板上の投影領域に投影する。
要求されており、それに伴つて上記の投影露光装置にお
いても露光領域の拡大が望まれている。この露光領域の
拡大の手段として、複数の投影光学系を備えた走査型露
光装置が考えられる。即ち、複数の照明光学系を設け、
各照明光学系から射出した光束でマスクを照明し、照明
されたマスクの像を複数の投影光学系のそれぞれを介し
てガラス基板上の投影領域に投影する。
【０００４】さらに言えば、光源から射出した光束をフ
ライアイレンズ等を含む光学系を介して光量を均一化し
た後、視野絞りによつて所望の形状に整形してマスクの
パターン面上を照明する。このような構成の光学系（照
明光学系）を複数配置し、複数の照明光学系のそれぞれ
から射出された光束でマスク上の異なる小領域（照明領
域）をそれぞれ照明する。マスクを透過した光束は、そ
れぞれ異なる投影光学系を介してガラス基板上の異なる
投影領域にマスクのパターン像を結像する。そして、マ
スクとガラス基板とを同期して投影光学系に対して走査
することによつて、マスク上のパターン領域の全面をガ
ラス基板上に転写する。
ライアイレンズ等を含む光学系を介して光量を均一化し
た後、視野絞りによつて所望の形状に整形してマスクの
パターン面上を照明する。このような構成の光学系（照
明光学系）を複数配置し、複数の照明光学系のそれぞれ
から射出された光束でマスク上の異なる小領域（照明領
域）をそれぞれ照明する。マスクを透過した光束は、そ
れぞれ異なる投影光学系を介してガラス基板上の異なる
投影領域にマスクのパターン像を結像する。そして、マ
スクとガラス基板とを同期して投影光学系に対して走査
することによつて、マスク上のパターン領域の全面をガ
ラス基板上に転写する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の走査
型露光装置は照明光学系を複数有しているため、各照明
光学系から射出される光束の強度を一定にする必要があ
る。このため、装置の製造段階でＮＤフイルタ等を用い
て各照明光学系からの光束の強度を一定にするよう調整
している。しかしながら、装置の使用時間の経過による
光源（ランプ）の輝度劣化の状態は各ランプ毎に異なる
ため、装置の使用中に光束の強度が一定でなくなる。
型露光装置は照明光学系を複数有しているため、各照明
光学系から射出される光束の強度を一定にする必要があ
る。このため、装置の製造段階でＮＤフイルタ等を用い
て各照明光学系からの光束の強度を一定にするよう調整
している。しかしながら、装置の使用時間の経過による
光源（ランプ）の輝度劣化の状態は各ランプ毎に異なる
ため、装置の使用中に光束の強度が一定でなくなる。
【０００６】また、ランプを交換した場合にはランプ毎
に初期の輝度が異なるため、改めて光束の強度を調整す
る必要が生じる。この強度調整を容易にするため、各照
明光学系内にデイテクタを配置し、デイテクタで得られ
た信号に基づいて光束の強度が任意の基準値になるよう
に、各ランプに対する印加電圧をフイードバツク制御す
ることが考えられる。
に初期の輝度が異なるため、改めて光束の強度を調整す
る必要が生じる。この強度調整を容易にするため、各照
明光学系内にデイテクタを配置し、デイテクタで得られ
た信号に基づいて光束の強度が任意の基準値になるよう
に、各ランプに対する印加電圧をフイードバツク制御す
ることが考えられる。
【０００７】しかしながら、一般的にランプの輝度には
製造上のばらつきが有り、また使用時間に応じて輝度低
下を起こすため、この方法においてはばらつきの最低値
で且つ寿命時間における輝度の最低値を上記の基準値と
する必要がある。従つて、各照明光学系の光束の強度は
常に低いレベルでしか安定せず、露光時間が増加して装
置のスループツトが低下するという問題があつた。
製造上のばらつきが有り、また使用時間に応じて輝度低
下を起こすため、この方法においてはばらつきの最低値
で且つ寿命時間における輝度の最低値を上記の基準値と
する必要がある。従つて、各照明光学系の光束の強度は
常に低いレベルでしか安定せず、露光時間が増加して装
置のスループツトが低下するという問題があつた。
【０００８】また上記の走査型露光装置はマスクとガラ
ス基板を保持して、一軸方向に移動して露光する装置が
一般的であり、露光光束の全域にわたりガラス基板上の
光強度を検出することは困難であつた。
ス基板を保持して、一軸方向に移動して露光する装置が
一般的であり、露光光束の全域にわたりガラス基板上の
光強度を検出することは困難であつた。
【０００９】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、複数の照明光学系のそれぞれからの光束をマスク上
の複数の被照射領域に照射し、その複数の被照射領域の
像を複数の投影光学系を介して感光基板上に投影する際
に、感光基板上に均一な光強度で投射し得る露光装置を
提案しようするものである。
で、複数の照明光学系のそれぞれからの光束をマスク上
の複数の被照射領域に照射し、その複数の被照射領域の
像を複数の投影光学系を介して感光基板上に投影する際
に、感光基板上に均一な光強度で投射し得る露光装置を
提案しようするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め第１の発明においては、複数の照明光学系（ＬＯ１〜
ＬＯ５）と、その複数の照明光学系（ＬＯ１〜ＬＯ５）
のそれぞれに対応して配置された複数の投影光学系（Ｐ
Ｌ１〜ＰＬ５）とを有し、複数の照明光学系（ＬＯ１〜
ＬＯ５）のそれぞれからの光束（Ｌ）をマスク（９）上
の複数の被照射領域に照射し、その複数の被照射領域の
像を複数の投影光学系（ＰＬ１〜ＰＬ５）を介して感光
基板（１０）上に投影する露光装置において、複数の照
明光学系（ＬＯ１〜ＬＯ５）のそれぞれに設けられて光
束（Ｌ）の強度を検出する複数の光強度検出手段（１
１）と、複数の照明光学系（ＬＯ１〜ＬＯ５）それぞれ
の光束（Ｌ）の強度を変更する光強度変更手段（１３、
１４、１５）と、複数の光強度検出手段（１１）のそれ
ぞれで検出された光束（Ｌ）の強度（Ｐ１〜Ｐ５）に応
じて、光束（Ｌ）の強度が一定となるように光強度変更
手段（１３、１４、１５）を制御する制御手段（１２）
とを設けるようにした。
め第１の発明においては、複数の照明光学系（ＬＯ１〜
ＬＯ５）と、その複数の照明光学系（ＬＯ１〜ＬＯ５）
のそれぞれに対応して配置された複数の投影光学系（Ｐ
Ｌ１〜ＰＬ５）とを有し、複数の照明光学系（ＬＯ１〜
ＬＯ５）のそれぞれからの光束（Ｌ）をマスク（９）上
の複数の被照射領域に照射し、その複数の被照射領域の
像を複数の投影光学系（ＰＬ１〜ＰＬ５）を介して感光
基板（１０）上に投影する露光装置において、複数の照
明光学系（ＬＯ１〜ＬＯ５）のそれぞれに設けられて光
束（Ｌ）の強度を検出する複数の光強度検出手段（１
１）と、複数の照明光学系（ＬＯ１〜ＬＯ５）それぞれ
の光束（Ｌ）の強度を変更する光強度変更手段（１３、
１４、１５）と、複数の光強度検出手段（１１）のそれ
ぞれで検出された光束（Ｌ）の強度（Ｐ１〜Ｐ５）に応
じて、光束（Ｌ）の強度が一定となるように光強度変更
手段（１３、１４、１５）を制御する制御手段（１２）
とを設けるようにした。
【００１１】また第２の発明において、制御手段（１
２）は、複数の光強度検出手段（１１）のそれぞれで検
出された光束（Ｌ）の強度（Ｐ１〜Ｐ５）のうち最低値
のものを基準として、複数の光強度検出手段（１１）の
全てが最低値を示すように光強度変更手段（１３、１
４、１５）を制御するようにした。
２）は、複数の光強度検出手段（１１）のそれぞれで検
出された光束（Ｌ）の強度（Ｐ１〜Ｐ５）のうち最低値
のものを基準として、複数の光強度検出手段（１１）の
全てが最低値を示すように光強度変更手段（１３、１
４、１５）を制御するようにした。
【００１２】また第３の発明においては、複数の照明光
学系（ＬＯ１〜ＬＯ５）から射出された光束（Ｌ）それ
ぞれの強度を検出する第２の光強度検出手段（１６、２
２）を設けるようにした。
学系（ＬＯ１〜ＬＯ５）から射出された光束（Ｌ）それ
ぞれの強度を検出する第２の光強度検出手段（１６、２
２）を設けるようにした。
【００１３】また第４の発明において、制御手段（１
２）は、第２の光強度検出手段（１６）の検出結果（Ｐ
Ｏ）と複数の光強度検出手段（１１）のそれぞれの検出
結果（Ｐ１〜Ｐ５）とに基づいて、光強度検出手段（１
１）の検出結果（Ｐ１〜Ｐ５）を補正するようにした。
２）は、第２の光強度検出手段（１６）の検出結果（Ｐ
Ｏ）と複数の光強度検出手段（１１）のそれぞれの検出
結果（Ｐ１〜Ｐ５）とに基づいて、光強度検出手段（１
１）の検出結果（Ｐ１〜Ｐ５）を補正するようにした。
【００１４】また第５の発明において、光強度変更手段
（１３、１４、１５）は、照明光学系（ＬＯ１〜ＬＯ
５）を構成する光学素子より透過率の低い部材（１４）
を含むようにした。
（１３、１４、１５）は、照明光学系（ＬＯ１〜ＬＯ
５）を構成する光学素子より透過率の低い部材（１４）
を含むようにした。
【００１５】また第６の発明において、第２の光強度検
出手段（２２）は、所定方向に移動するステージ（２
０）上に載置されてそのステージ（２０）の移動方向と
直交する方向に移動する移動手段（２１）に配置され、
感光基板（１０）表面と同一平面内を移動して、複数の
投影光学系（ＰＬ１〜ＰＬ５）を通過した光束それぞれ
の光強度を検出するようにした。
出手段（２２）は、所定方向に移動するステージ（２
０）上に載置されてそのステージ（２０）の移動方向と
直交する方向に移動する移動手段（２１）に配置され、
感光基板（１０）表面と同一平面内を移動して、複数の
投影光学系（ＰＬ１〜ＰＬ５）を通過した光束それぞれ
の光強度を検出するようにした。
【００１６】また第７の発明において、制御手段（２
５）は、露光に先立つて、第２の光強度検出手段（２
２）による検出データ（Ｐ１０）を基に、各照明光学系
（ＬＯ１〜ＬＯ５）の光強度変更手段（２６）を制御し
て、感光基板面（１０）上の各光束の光強度を均一に揃
え、露光時には、光強度変更手段（２６）を制御して各
照明光学系（ＬＯ１〜ＬＯ５）の光強度検出手段（１
１）で均一に揃えられた各光束（Ｌ）の光強度を保持す
るようにした。また第８の発明において、光強度検出手
段（１１）で均一に揃えられた各光束（Ｌ）の光強度に
基づいて、露光時のステージ手段（２０）の移動速度を
制御するステージ制御部（２９）を備えるようにした。
また第９の発明による露光方法は、上記の発明による露
光装置を用いた露光方法であつて、複数の投影光学系か
ら射出された光束の強度をそれぞれ検出し、検出された
強度に応じて、光束の強度が一定となるように制御し
て、マスクのパターンを感光基板に露光するものであ
る。
５）は、露光に先立つて、第２の光強度検出手段（２
２）による検出データ（Ｐ１０）を基に、各照明光学系
（ＬＯ１〜ＬＯ５）の光強度変更手段（２６）を制御し
て、感光基板面（１０）上の各光束の光強度を均一に揃
え、露光時には、光強度変更手段（２６）を制御して各
照明光学系（ＬＯ１〜ＬＯ５）の光強度検出手段（１
１）で均一に揃えられた各光束（Ｌ）の光強度を保持す
るようにした。また第８の発明において、光強度検出手
段（１１）で均一に揃えられた各光束（Ｌ）の光強度に
基づいて、露光時のステージ手段（２０）の移動速度を
制御するステージ制御部（２９）を備えるようにした。
また第９の発明による露光方法は、上記の発明による露
光装置を用いた露光方法であつて、複数の投影光学系か
ら射出された光束の強度をそれぞれ検出し、検出された
強度に応じて、光束の強度が一定となるように制御し
て、マスクのパターンを感光基板に露光するものであ
る。
【００１７】
【作用】複数の投影光学系（ＰＬ１〜ＰＬ５）のそれぞ
れに配置された照明光学系（ＬＯ１〜ＬＯ５）からの光
束（Ｌ）の強度を検出し、最低の強度が得られる照明光
学系の強度に他の照明光学系の強度を合わせるように制
御することにより、光源の初期輝度のばらつきや使用に
よる輝度劣化に係わらず、常に全ての照明光学系（ＬＯ
１〜ＬＯ５）で均一な強度を得ることができる。
れに配置された照明光学系（ＬＯ１〜ＬＯ５）からの光
束（Ｌ）の強度を検出し、最低の強度が得られる照明光
学系の強度に他の照明光学系の強度を合わせるように制
御することにより、光源の初期輝度のばらつきや使用に
よる輝度劣化に係わらず、常に全ての照明光学系（ＬＯ
１〜ＬＯ５）で均一な強度を得ることができる。
【００１８】また第２の光強度検出手段（２２）によつ
て、全投影領域（ＰＡ１〜ＰＡ５）の光強度を２次元的
に検出し得るので、それぞれの投影領域内に残存する光
強度不均一性を計算に入れて制御することで、より均一
な露光面照度を得ることができ、さらに照明光学系（Ｌ
Ｏ１〜ＬＯ５）の光源の劣化等によらず、露光面照度が
一定に保たれるので露光量制御を容易かつ正確にでき
る。
て、全投影領域（ＰＡ１〜ＰＡ５）の光強度を２次元的
に検出し得るので、それぞれの投影領域内に残存する光
強度不均一性を計算に入れて制御することで、より均一
な露光面照度を得ることができ、さらに照明光学系（Ｌ
Ｏ１〜ＬＯ５）の光源の劣化等によらず、露光面照度が
一定に保たれるので露光量制御を容易かつ正確にでき
る。
【００１９】
【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
する。
【００２０】（１）第１実施例
図１は本発明による露光装置の第１実施例の構成を示
し、超高圧水銀ランプ等の光源１から射出した光束Ｌ
は、楕円鏡２、レンズ系３を介してフライアイレンズ４
によつて強度を均一化される。そして、ハーフミラー
５、レンズ系６を介して視野絞り７によつて所望の形状
に整形され、レンズ系８を介してマスク９のパターン面
上に視野絞り７の像を形成する。
し、超高圧水銀ランプ等の光源１から射出した光束Ｌ
は、楕円鏡２、レンズ系３を介してフライアイレンズ４
によつて強度を均一化される。そして、ハーフミラー
５、レンズ系６を介して視野絞り７によつて所望の形状
に整形され、レンズ系８を介してマスク９のパターン面
上に視野絞り７の像を形成する。
【００２１】この照明光学系（光源１からレンズ系８ま
での光学素子であり、ＬＯ１とする）は複数配置されて
おり（但し、図中では便宜上レンズ系８に対応するもの
のみ示し、それぞれＬＯ２〜ＬＯ５で表す）、複数の照
明光学系ＬＯ１〜ＬＯ５のそれぞれから射出された光束
はマスク９上の異なる小領域（照明領域）をそれぞれ照
明する。マスク９を透過した複数の光束は、それぞれ異
なる投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５を介して感光基板１０上
の異なる投影領域（図２にＰＡ１〜ＰＡ５で示す）にマ
スク９の照明領域に対応したパターン像を結像する。
での光学素子であり、ＬＯ１とする）は複数配置されて
おり（但し、図中では便宜上レンズ系８に対応するもの
のみ示し、それぞれＬＯ２〜ＬＯ５で表す）、複数の照
明光学系ＬＯ１〜ＬＯ５のそれぞれから射出された光束
はマスク９上の異なる小領域（照明領域）をそれぞれ照
明する。マスク９を透過した複数の光束は、それぞれ異
なる投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５を介して感光基板１０上
の異なる投影領域（図２にＰＡ１〜ＰＡ５で示す）にマ
スク９の照明領域に対応したパターン像を結像する。
【００２２】この場合、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５は、
いずれも等倍正立系とする。感光基板１０上の投影領域
は、図２に示すように、隣合う領域どうし（例えば、Ｐ
Ａ１とＰＡ２、ＰＡ２とＰＡ３）が図のＸ方向に所定量
変位するように、且つ隣合う領域の端部どうし（図中、
破線で示す部分）が図のＹ方向に重複するように配置さ
れる。よつて、上記複数の投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５も
各投影領域ＰＡ１〜ＰＡ５の配置に応じてＸ方向に所定
量変位するとともにＹ方向に重複して配置されている。
いずれも等倍正立系とする。感光基板１０上の投影領域
は、図２に示すように、隣合う領域どうし（例えば、Ｐ
Ａ１とＰＡ２、ＰＡ２とＰＡ３）が図のＸ方向に所定量
変位するように、且つ隣合う領域の端部どうし（図中、
破線で示す部分）が図のＹ方向に重複するように配置さ
れる。よつて、上記複数の投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５も
各投影領域ＰＡ１〜ＰＡ５の配置に応じてＸ方向に所定
量変位するとともにＹ方向に重複して配置されている。
【００２３】また、複数の照明光学系ＬＯ１〜ＬＯ５の
配置は、マスク９上の照明領域が上記の投影領域ＰＡ１
〜ＰＡ５と同様の配置となるように配置される。そし
て、マスク９と感光基板１０とを同期して、Ｘ方向（図
１において、紙面に垂直な方向）に投影光学系ＰＬ１〜
ＰＬ５に対して走査することによつて、マスク９上のパ
ターン領域の全面を感光基板１０上の露光領域ＥＡに転
写する。
配置は、マスク９上の照明領域が上記の投影領域ＰＡ１
〜ＰＡ５と同様の配置となるように配置される。そし
て、マスク９と感光基板１０とを同期して、Ｘ方向（図
１において、紙面に垂直な方向）に投影光学系ＰＬ１〜
ＰＬ５に対して走査することによつて、マスク９上のパ
ターン領域の全面を感光基板１０上の露光領域ＥＡに転
写する。
【００２４】また、各照明光学系ＬＯ１〜ＬＯ５の光路
中にはハーフミラー５が設けられ、光束Ｌの一部をデイ
テクタ１１に入射する。デイテクタ１１は、常時この光
束Ｌの強度を検出し、得られた信号Ｐ１〜Ｐ５を信号処
理装置１２に入力する。信号処理装置１２は、信号Ｐ１
〜Ｐ５に基づいて、各照明光学系ＬＯ１〜ＬＯ５の光束
Ｌの強度を求め、これら強度のうち最低値を示すものを
基準値として設定する。そして、他の光束の強度がこの
基準値に等しくなるべく電源１３に対する印加電圧（も
しくは、電源電流）をフイードバツク制御する。尚、信
号処理装置１２が信号Ｐ１〜Ｐ５を処理する間隔は、必
要に応じて任意に設定できるものである。
中にはハーフミラー５が設けられ、光束Ｌの一部をデイ
テクタ１１に入射する。デイテクタ１１は、常時この光
束Ｌの強度を検出し、得られた信号Ｐ１〜Ｐ５を信号処
理装置１２に入力する。信号処理装置１２は、信号Ｐ１
〜Ｐ５に基づいて、各照明光学系ＬＯ１〜ＬＯ５の光束
Ｌの強度を求め、これら強度のうち最低値を示すものを
基準値として設定する。そして、他の光束の強度がこの
基準値に等しくなるべく電源１３に対する印加電圧（も
しくは、電源電流）をフイードバツク制御する。尚、信
号処理装置１２が信号Ｐ１〜Ｐ５を処理する間隔は、必
要に応じて任意に設定できるものである。
【００２５】ところで、複数設けられた光源１の一部を
新しいものに交換した場合などは、この新しい光源は他
の光源に比べて輝度が大きくなる。この場合、上述のよ
うに印加電圧を制御するだけでは各光束の強度を一定に
制御することは不可能になる。よつて、照明光学系ＬＯ
１〜ＬＯ５それぞれの光路中にＮＤフイルタ１４を光束
Ｌに対して進退可能に配置し、信号処理装置１２からの
信号によつてフイルタ駆動部１５を制御する構成にす
る。このＮＤフイルタ１４は、異なる透過率のものを複
数用意し、それぞれ切り換えて、もしくは組み合わせて
使用するようにしても良い。
新しいものに交換した場合などは、この新しい光源は他
の光源に比べて輝度が大きくなる。この場合、上述のよ
うに印加電圧を制御するだけでは各光束の強度を一定に
制御することは不可能になる。よつて、照明光学系ＬＯ
１〜ＬＯ５それぞれの光路中にＮＤフイルタ１４を光束
Ｌに対して進退可能に配置し、信号処理装置１２からの
信号によつてフイルタ駆動部１５を制御する構成にす
る。このＮＤフイルタ１４は、異なる透過率のものを複
数用意し、それぞれ切り換えて、もしくは組み合わせて
使用するようにしても良い。
【００２６】この実施例において、デイテクタ１１は、
照明光学系ＬＯ１〜ＬＯ５や投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５
を構成する光学素子の透過率を含めて各照明光学系ＬＯ
１〜ＬＯ５毎にデイテクタ１１そのものの検出値のばら
つきをキヤリブレーシヨンしておく必要がある。このた
め、感光基板１０と同一の面内に受光面が配置されるよ
うにデイテクタ１６を設ける。そして、このデイテクタ
１６を各投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５の投影領域ＰＡ１〜
ＰＡ５内に配置して光束の強度を検出する。
照明光学系ＬＯ１〜ＬＯ５や投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５
を構成する光学素子の透過率を含めて各照明光学系ＬＯ
１〜ＬＯ５毎にデイテクタ１１そのものの検出値のばら
つきをキヤリブレーシヨンしておく必要がある。このた
め、感光基板１０と同一の面内に受光面が配置されるよ
うにデイテクタ１６を設ける。そして、このデイテクタ
１６を各投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５の投影領域ＰＡ１〜
ＰＡ５内に配置して光束の強度を検出する。
【００２７】得られた強度信号ＰＯは信号処理装置１２
に入力され、信号ＰＯと各照明光学系ＬＯ１〜ＬＯ５の
デイテクタ１１の検出信号Ｐ１〜Ｐ５との差を各デイテ
クタ１１のオフセツトとする。これにより、より正確な
光束の強度の制御が可能となる。また、ＮＤフイルタ１
４を切り換えることによつてデイテクタ１１の検出信号
Ｐ１〜Ｐ５のリニアリテイをチエツクすることも可能で
ある。
に入力され、信号ＰＯと各照明光学系ＬＯ１〜ＬＯ５の
デイテクタ１１の検出信号Ｐ１〜Ｐ５との差を各デイテ
クタ１１のオフセツトとする。これにより、より正確な
光束の強度の制御が可能となる。また、ＮＤフイルタ１
４を切り換えることによつてデイテクタ１１の検出信号
Ｐ１〜Ｐ５のリニアリテイをチエツクすることも可能で
ある。
【００２８】（２）第２実施例
図１との対応部分に同一符号を付した図３は本発明によ
る露光装置の第２実施例の構造を示す。この露光装置の
場合、マスク９が載置されたマスクステージと感光基板
１０が載置された基板ステージを一体に保持する露光ス
テージ２０が形成されている。これによりそれぞれ図示
しない固定支持部により固定された照明光学系ＬＯ１〜
ＬＯ５、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５に対し、図示しない
アライメント系によりマスク９、感光基板１０のアライ
メントを行つた後、露光ステージ２０をマスク９、感光
基板１０を保持した状態で一体に走査露光してマスク像
を感光基板１０に転写する。このとき露光量は感光基板
１０上の照明光強度と露光ステージ２０の走査速度で決
まる。
る露光装置の第２実施例の構造を示す。この露光装置の
場合、マスク９が載置されたマスクステージと感光基板
１０が載置された基板ステージを一体に保持する露光ス
テージ２０が形成されている。これによりそれぞれ図示
しない固定支持部により固定された照明光学系ＬＯ１〜
ＬＯ５、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５に対し、図示しない
アライメント系によりマスク９、感光基板１０のアライ
メントを行つた後、露光ステージ２０をマスク９、感光
基板１０を保持した状態で一体に走査露光してマスク像
を感光基板１０に転写する。このとき露光量は感光基板
１０上の照明光強度と露光ステージ２０の走査速度で決
まる。
【００２９】またこの実施例の露光装置では、露光ステ
ージ２０の基板ステージ上に、当該露光ステージの移動
軸（Ｘ軸）と直交する駆動軸（Ｙ軸）を有する検出セン
サ駆動部２１が配され、その検出センサ駆動部２１上に
感光基板１０と同一面の高さになるようにデイテクタ２
２が載置されている。そして、１回又は複数回の露光に
先立つて、露光ステージ２０の移動軸（Ｘ軸）と検出セ
ンサ駆動部２１の駆動軸（Ｙ軸）を駆動して、デイテク
タ２２を投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５の投影領域ＰＡ１〜
ＰＡ５の下で走査し、露光面上の照明光強度を２次元的
に計測して、光強度データとして送出する。
ージ２０の基板ステージ上に、当該露光ステージの移動
軸（Ｘ軸）と直交する駆動軸（Ｙ軸）を有する検出セン
サ駆動部２１が配され、その検出センサ駆動部２１上に
感光基板１０と同一面の高さになるようにデイテクタ２
２が載置されている。そして、１回又は複数回の露光に
先立つて、露光ステージ２０の移動軸（Ｘ軸）と検出セ
ンサ駆動部２１の駆動軸（Ｙ軸）を駆動して、デイテク
タ２２を投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５の投影領域ＰＡ１〜
ＰＡ５の下で走査し、露光面上の照明光強度を２次元的
に計測して、光強度データとして送出する。
【００３０】図４はこの第２実施例による照明光強度の
制御系を表わし、前記計測された露光面における光強度
データＰ１０に基づき、各々投影光学系ＰＬ１〜Ｐ５に
対応する照明光学系ＬＯ１〜ＬＯ５の光強度を、照明光
学系ＬＯ１〜ＬＯ５に付設されたデイテクタ１１で検出
（Ｐ１〜Ｐ５）しながら照明光強度制御部２６を制御し
て、各投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５の投影領域ＰＡ１〜Ｐ
Ａ５を合せた全露光領域において照明光強度が均一にな
るように設定する。
制御系を表わし、前記計測された露光面における光強度
データＰ１０に基づき、各々投影光学系ＰＬ１〜Ｐ５に
対応する照明光学系ＬＯ１〜ＬＯ５の光強度を、照明光
学系ＬＯ１〜ＬＯ５に付設されたデイテクタ１１で検出
（Ｐ１〜Ｐ５）しながら照明光強度制御部２６を制御し
て、各投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５の投影領域ＰＡ１〜Ｐ
Ａ５を合せた全露光領域において照明光強度が均一にな
るように設定する。
【００３１】設定後、再び上述したと同じ手順でデイテ
クタ２２にて露光面の照明光強度を計測し確認する。こ
の手順を繰り返して照明光強度の均一性が規格内に入つ
たら、このときの露光面のデイテクタ２２の計測値Ｐ１
０を露光面照度として記憶回路２７に記憶する。他方こ
のときの各照明光学系ＬＯ１〜ＬＯ５のデイテクタ１１
の検出値Ｐ１〜Ｐ５を同時に記憶回路２８に記憶する。
実際の露光時には、記憶回路２７に記憶された露光面の
照度に対し、感光基板１０の露光量が最適になるように
露光ステージ制御回路２９により露光ステージ２０の移
動速度を制御する。
クタ２２にて露光面の照明光強度を計測し確認する。こ
の手順を繰り返して照明光強度の均一性が規格内に入つ
たら、このときの露光面のデイテクタ２２の計測値Ｐ１
０を露光面照度として記憶回路２７に記憶する。他方こ
のときの各照明光学系ＬＯ１〜ＬＯ５のデイテクタ１１
の検出値Ｐ１〜Ｐ５を同時に記憶回路２８に記憶する。
実際の露光時には、記憶回路２７に記憶された露光面の
照度に対し、感光基板１０の露光量が最適になるように
露光ステージ制御回路２９により露光ステージ２０の移
動速度を制御する。
【００３２】これと平行して各照明光学系ＬＯ１〜ＬＯ
５の照明光強度を各々デイテクタ１１の検出値Ｐ１〜Ｐ
５が記憶回路２８に記憶された値ＰＭ１〜ＰＭ５に保た
れるよう各々照明光強度制御部２６により制御する。照
明光強度部２６の具体例としては、ズーム光学系、光源
の電流制御、場所により傾斜的に透過率の変わるＮＤフ
イルタの位置制御等が行われる。このようにして全投影
領域ＰＡ１〜ＰＡ５の光強度（照度）を、均一かつ一定
に保つことができる。
５の照明光強度を各々デイテクタ１１の検出値Ｐ１〜Ｐ
５が記憶回路２８に記憶された値ＰＭ１〜ＰＭ５に保た
れるよう各々照明光強度制御部２６により制御する。照
明光強度部２６の具体例としては、ズーム光学系、光源
の電流制御、場所により傾斜的に透過率の変わるＮＤフ
イルタの位置制御等が行われる。このようにして全投影
領域ＰＡ１〜ＰＡ５の光強度（照度）を、均一かつ一定
に保つことができる。
【００３３】以上の構成によれば、全投影領域ＰＡ１〜
ＰＡ５の光強度を２次元的に検出し得るので、それぞれ
投影領域内に残存する光強度の不均一性を計算に入れて
制御することで、より均一な露光面照度を得ることがで
きる。また照明光学系ＬＯ１〜ＬＯ５の光源の劣化等に
よらず、露光面照度が一定に保たれるので露光量制御が
容易かつ正確になる。なお露光面照度の再設定は決めら
れた露光回数又は時間あるいは照明光学系ＬＯ１〜ＬＯ
５の光源の劣化等により、照明強度制御部２６の制御が
不能になつた場合に行えば良い。
ＰＡ５の光強度を２次元的に検出し得るので、それぞれ
投影領域内に残存する光強度の不均一性を計算に入れて
制御することで、より均一な露光面照度を得ることがで
きる。また照明光学系ＬＯ１〜ＬＯ５の光源の劣化等に
よらず、露光面照度が一定に保たれるので露光量制御が
容易かつ正確になる。なお露光面照度の再設定は決めら
れた露光回数又は時間あるいは照明光学系ＬＯ１〜ＬＯ
５の光源の劣化等により、照明強度制御部２６の制御が
不能になつた場合に行えば良い。
【００３４】（３）他の実施例
なお上述の実施例においては、投影領域ＰＡ１〜ＰＡ５
が図２に示すような配置となるように照明光学系ＬＯ１
〜ＬＯ５及び投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５を配置する構成
としたが、図２に示す投影領域ＰＡ２、ＰＡ４を形成す
る照明光学系ＬＯ２、ＬＯ４及び投影光学系ＰＬ２、Ｐ
Ｌ４を設けない構成としても良い。この場合マスク９と
感光基板１０をＸ方向に走査した後、Ｙ方向に所定量ス
テツプして再度Ｘ方向とは逆の方向に走査することによ
り、マスクのパターン領域の全面を感光基板上に転写す
ることができる。
が図２に示すような配置となるように照明光学系ＬＯ１
〜ＬＯ５及び投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５を配置する構成
としたが、図２に示す投影領域ＰＡ２、ＰＡ４を形成す
る照明光学系ＬＯ２、ＬＯ４及び投影光学系ＰＬ２、Ｐ
Ｌ４を設けない構成としても良い。この場合マスク９と
感光基板１０をＸ方向に走査した後、Ｙ方向に所定量ス
テツプして再度Ｘ方向とは逆の方向に走査することによ
り、マスクのパターン領域の全面を感光基板上に転写す
ることができる。
【００３５】また上述の実施例においては、等倍の投影
光学系ＰＬ１〜ＰＬ５を用いているが、所定の倍率をも
つた投影光学系を用いてもよく、屈折系に代えて反射系
の光学系を用いても構わない。さらに視野絞りの開口形
状を台形としたが、これに限定されず、例えば六角形の
開口を有する視野絞りを用いても構わない。
光学系ＰＬ１〜ＰＬ５を用いているが、所定の倍率をも
つた投影光学系を用いてもよく、屈折系に代えて反射系
の光学系を用いても構わない。さらに視野絞りの開口形
状を台形としたが、これに限定されず、例えば六角形の
開口を有する視野絞りを用いても構わない。
【００３６】
【発明の効果】以上のように本発明では、複数の投影光
学系のそれぞれに配置された照明光学系からの光束の強
度を検出し、最低の強度が得られる照明光学系の強度に
他の照明光学系の強度を合わせるように制御することに
より、ランプの初期輝度のばらつきや使用による輝度劣
化に係わらず、常に全ての照明光学系で均一な強度を得
ることができる。
学系のそれぞれに配置された照明光学系からの光束の強
度を検出し、最低の強度が得られる照明光学系の強度に
他の照明光学系の強度を合わせるように制御することに
より、ランプの初期輝度のばらつきや使用による輝度劣
化に係わらず、常に全ての照明光学系で均一な強度を得
ることができる。
【００３７】また従来の装置のように、ランプの寿命時
間での最低輝度を予め基準値として設定するのと異な
り、最低輝度より高いレベルの輝度に基準値を設定する
ため、常にランプの輝度を有効に利用でき、装置のスル
ープツトを低下を避けることができる。
間での最低輝度を予め基準値として設定するのと異な
り、最低輝度より高いレベルの輝度に基準値を設定する
ため、常にランプの輝度を有効に利用でき、装置のスル
ープツトを低下を避けることができる。
【００３８】さらに全露光領域の光強度を２次元的に検
出し得るので、単一の露光領域内に残存する光強度不均
一性を計算に入れて制御することで、より均一な露光面
照度を得ることができる。また照明光学系の光源の劣化
等によらず、露光面照度が一定に保たれるので露光量制
御を容易かつ正確にできる。
出し得るので、単一の露光領域内に残存する光強度不均
一性を計算に入れて制御することで、より均一な露光面
照度を得ることができる。また照明光学系の光源の劣化
等によらず、露光面照度が一定に保たれるので露光量制
御を容易かつ正確にできる。
【図１】本発明による露光装置の第１実施例の構成を示
す略線図である。
す略線図である。
【図２】図１の露光装置における感光基板上の投影領域
を示す略線図である。
を示す略線図である。
【図３】本発明による露光装置の第２実施例の構成を示
す略線的斜視図である。
す略線的斜視図である。
【図４】図３の露光装置における光量の制御系の説明に
供する略線図である。
供する略線図である。
１……光源、２……楕円鏡、３、６、８……レンズ系、
４……フライアイレンズ、５……ハーフミラー、７……
視野絞り、９……マスク、１０……感光基板、１１……
デイテクタ、１２……信号処理装置、１３……電源、１
４……ＮＤフイルタ、１５……フイルタ駆動部、１６…
…デイテクタ、２０……露光ステージ、２１……検出セ
ンサ駆動部、２２……光強度検出センサ、２５……信号
処理回路、２６……照明強度制御部、２７、２８……記
憶回路、２９……露光ステージ制御回路、ＬＯ１〜ＬＯ
５……照明光学系、ＰＬ１〜ＰＬ５……投影光学系。
４……フライアイレンズ、５……ハーフミラー、７……
視野絞り、９……マスク、１０……感光基板、１１……
デイテクタ、１２……信号処理装置、１３……電源、１
４……ＮＤフイルタ、１５……フイルタ駆動部、１６…
…デイテクタ、２０……露光ステージ、２１……検出セ
ンサ駆動部、２２……光強度検出センサ、２５……信号
処理回路、２６……照明強度制御部、２７、２８……記
憶回路、２９……露光ステージ制御回路、ＬＯ１〜ＬＯ
５……照明光学系、ＰＬ１〜ＰＬ５……投影光学系。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１８
(72)発明者 浜田 智秀
東京都千代田区丸の内３丁目２番３号株
式会社ニコン内
(72)発明者 菊池 哲男
東京都千代田区丸の内３丁目２番３号株
式会社ニコン内
(56)参考文献 特開 平６−120108（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−298719（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−164126（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/027
G03F 7/20 521
Claims (9)
- 【請求項１】複数の照明光学系と、該複数の照明光学系
のそれぞれに対応して配置された複数の投影光学系とを
有し、前記複数の照明光学系のそれぞれからの光束をマ
スク上の複数の被照射領域に照射し、該複数の被照射領
域の像を前記複数の投影光学系を介して感光基板上に投
影する露光装置において、 前記複数の照明光学系のそれぞれに設けられて前記光束
の強度を検出する複数の光強度検出手段と、 前記複数の照明光学系それぞれの前記光束の強度を変更
する光強度変更手段と、 前記複数の光強度検出手段のそれぞれで検出された前記
光束の強度に応じて、前記光束の強度が一定となるよう
に前記光強度変更手段を制御する制御手段とを具えるこ
とを特徴とする露光装置。 - 【請求項２】前記制御手段は、前記複数の光強度検出手
段のそれぞれで検出された前記光束の強度のうち最低値
のものを基準として、前記複数の光強度検出手段の全て
が前記最低値を示すように前記光強度変更手段を制御す
ることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。 - 【請求項３】複数の前記照明光学系から射出された光束
それぞれの強度を検出する第２の光強度検出手段を具え
ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の露光
装置。 - 【請求項４】前記制御手段は、前記第２の光強度検出手
段の検出結果と前記複数の光強度検出手段のそれぞれの
検出結果とに基づいて、前記光強度検出手段の検出結果
を補正することを特徴とする請求項３に記載の露光装
置。 - 【請求項５】前記照度変更手段は、前記照明光学系を構
成する光学素子より透過率の低い部材を含むことを特徴
とする請求項１に記載の露光装置。 - 【請求項６】前記第２の光強度検出手段は、所定方向に
移動するステージ上に載置されて該ステージの移動方向
と直交する方向に移動する移動手段に配置され、前記感
光基板表面と同一平面内を移動して、前記複数の投影光
学系を通過した光束それぞれの光強度を検出することを
特徴とする請求項３に記載の露光装置。 - 【請求項７】前記制御手段は、露光に先立つて、前記第
２の光強度検出手段による検出データを基に、前記各照
明光学系の前記光強度変更手段を制御して、前記感光基
板面上の各光束の光強度を均一に揃え、露光時には、前
記光強度変更手段を制御して前記各照明光学系の前記光
強度検出手段で均一に揃えられた前記各光束の光強度を
保持することを特徴とする請求項６に記載の露光装置。 - 【請求項８】前記光強度検出手段で均一に揃えられた前
記各光束の光強度に基づいて、露光時の前記ステージ手
段の移動速度を制御するステージ制御手段を備えること
を特緒とする請求項６又は請求項７に記載の露光装置。 - 【請求項９】請求項１乃至請求項８のいずれか１項記載
の露光装置を用いた露光方法であつて、 前記複数の投影光学系から射出された光束の強度をそれ
ぞれ検出し、前記検出された強度に応じて、前記光束の
強度が一定となるように制御して、前記マスクのパター
ンを前記感光基板に露光することを特徴とする露光方
法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11200094A JP3376688B2 (ja) | 1993-10-06 | 1994-04-27 | 露光装置、及び該装置を用いた露光方法 |
| KR1019940025408A KR100280764B1 (ko) | 1993-10-06 | 1994-10-05 | 노광 장치 |
| US08/446,509 US5581075A (en) | 1993-10-06 | 1995-05-22 | Multi-beam scanning projection exposure apparatus and method with beam monitoring and control for uniform exposure of large area |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-249653 | 1993-10-06 | ||
| JP24965393 | 1993-10-06 | ||
| JP11200094A JP3376688B2 (ja) | 1993-10-06 | 1994-04-27 | 露光装置、及び該装置を用いた露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07153683A JPH07153683A (ja) | 1995-06-16 |
| JP3376688B2 true JP3376688B2 (ja) | 2003-02-10 |
Family
ID=26451268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11200094A Expired - Lifetime JP3376688B2 (ja) | 1993-10-06 | 1994-04-27 | 露光装置、及び該装置を用いた露光方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3376688B2 (ja) |
| KR (1) | KR100280764B1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JPH09320945A (ja) * | 1996-05-24 | 1997-12-12 | Nikon Corp | 露光条件測定方法及び露光装置 |
| JPH10199800A (ja) * | 1997-01-09 | 1998-07-31 | Nikon Corp | オプティカルインテグレータを備える照明光学装置 |
| KR19990030953A (ko) * | 1997-10-07 | 1999-05-06 | 윤종용 | 웨이퍼 노광방법 |
| JP4649717B2 (ja) * | 1999-10-01 | 2011-03-16 | 株式会社ニコン | 露光方法及び露光装置、デバイス製造方法 |
| JP4532654B2 (ja) * | 2000-03-14 | 2010-08-25 | キヤノン株式会社 | 制御装置、制御方法及び露光装置 |
| US7088427B2 (en) * | 2004-04-20 | 2006-08-08 | Litel Instruments | Apparatus and method for high resolution in-situ illumination source measurement in projection imaging systems |
| JP2010251409A (ja) * | 2009-04-13 | 2010-11-04 | Nikon Corp | 露光方法、露光装置及びデバイス製造方法 |
| JP6116457B2 (ja) * | 2013-09-26 | 2017-04-19 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 描画装置 |
-
1994
- 1994-04-27 JP JP11200094A patent/JP3376688B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1994-10-05 KR KR1019940025408A patent/KR100280764B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100280764B1 (ko) | 2001-03-02 |
| JPH07153683A (ja) | 1995-06-16 |
| KR950012568A (ko) | 1995-05-16 |
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