JPH03211812A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は半導体製造用の露光装置に関し、特にレチクル
面上に形成されている回路パターンを投影光学系により
投影面であるウニへ面に所定の倍率で投影露光する際の
該投影面内の照度及び照度分布を測定する照度測定手段
を設けた露光装置に関するものである。

（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１μｍ以下となり、光学的な露光
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。

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
てウニへ面（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肉性の良否が大きく影響してく
る。

この為、従来の多くの露光装置ではウェハを載置するＸ
Ｙステージ面上又はその近傍に照度計を配置して投影面
上における照度分布を種々の方法により測定している。

例えば （イ）ウェハを載置するＸＹステージの周辺の一部に照
度計を装着しておき、必要に応じてＸＹステージ上の照
度計を投影面上に移動させて照度分布を測定する方法。

（ロ）ＸＹステージ面上の一部に測定に際して、その都
度照度計を載置し、ＸＹステージを移動させなから投影
面内の照度分布を測定する方法。

等か用いられている。

（発明が解決しようとする問題点） 投影面における照度分布を測定する方法のうち面記（イ
）の方法はＸＹステージ上の周辺に載置した照度計を投
影光学系の光軸上に移動した後、投影領域全体にわたり
ＸＹステージを移動させねばならずＸＹステージの可動
ストロークが増大すると共にＸＹステージの加工範囲が
増大し高精度な移動が難しくなってくるという問題点が
あった。

一方、前記（ロ）の方法は測定の際にその都度ウェハー
チャックを取り外し、照度計をＸＹステージ面上に装着
しなければならずスルーブツトが低ドすると共にウェハ
ーチャックの着脱操作の縁り返しによりウェハーチャッ
クと投影光学系の投影面との平行度が変化してきて、解
像力が低下してくるという問題点があった。

この他、従来の測定方法では一連の焼き付は作業をいっ
たん中断して測定を行う必要かあった為に焼き付は作業
を中断している間や複雑な作業を伴う再開手続きを行っ
ている間は焼付けが出来ず時間のロスとなり、スルーブ
ツトを低下させる原因となっていた。

本発明はＸＹステージとは独立に少なくとも２次元的に
移動する測定台を設け、該測定台上に光検出手段を配置
し、該測定台を移動させて光検出手段の受光面か投影光
学系による投影面内で任意に走査出来るようにし、ウェ
ハ面上への投影露光を行っていない、例えばウェハの供
給、搬出、位置合わせ等を行っている間に投影面内にお
ける照度及び照度分布を迅速にしかも高精度に測定する
ことかできスルーブツトの低下を防止した高解像力の投
影焼付けか可能な露光装置の提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明の露光装置は、照明系からの光束で被照射面上に
載置した投影物体を照明し、該投影物体を投影光学系に
より少なくとも２次元的な移動をする試料台面上に載置
した被投影物体面上に投影するようにした露光装置にお
いて、該試料台とは独立に少なくとも２次元的な移動を
する測定台を設け、該測定台上にその受光面が物体面の
高さとほぼ同じになるように光検出手段を配置し、該測
定台を該投影光学系の光軸と直交する平面内で移動させ
ることにより、該投影光学系による投影面上における照
度又は／及び照度分布を測定するようにした照度測定手
段を設けたことを特徴としている。

（実施例） 第１図は本発明の第１実施例の要部斜視図である。

同図において１は照明系であり、超高圧水銀灯やエキシ
マレーザ等の光源からの光束を均一化して射出している
。そして該光束で投影物体であるレチクル５を照明して
いる。レチクル５面上にはウェハ９に投影転写する為の
回路パターンが石英板上に数倍に拡大されて形成されて
いる。

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。７はレチクルハンドであり、レチクル５をレチクル
ステージ６上に供給及びレチクルステージ６より回収し
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
ンをウェハ９面上に縮少投影している。

１０は試料台としての少なくとも２次元的な移動をする
ＸＹステージであり、ウェハ９を載置しており不図示の
駆動手段により投影面内をＸＹ力方向移動している。

１１はウェハ供給ハンドであり、ウェハ９をＸＹステー
ジ１０上に供給している。１２はウェハ回収ハンドであ
り、ウェハ９をＸＹステージ１０から回収している。１
３は光検出手段である。

１５は測定台であり、その面トには光検出手段１３が載
置されている。又測定台１５はＸＹステージ１０面上に
配置されており、ＸＹステージ１０とは独立に少なくと
も２次元的に移動可能となっている。又光検出手段１３
は光電変模索イーと素Ｙ−に入射する光を規制するどン
ホールを備えた遮光板を有し、遮光板上面か受光部（測
光面）になる。もちろん受光部の小さな充電変換素子を
用いてもよい。１４は制御手段であり、各ユニットの駆
動操作を制御している。

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、ｖ−８によりウェハ９而十に投影露光する場合
にはウェハ供給ハンド１１によりウェハカセット（不図
示）からウェハ９をＸＹステージ１０面上に供給する。

ウェハ９を載置したＸＹステージ１０は制御手段１４で
駆動制御されレチクル５とウェハ９との位置合わせが行
なゎゎる。

その後、照明系！からの露光光により照明されたレチク
ル５而トの回路パターンを投影レンズ系８によりウェハ
９面上に投影露光している。

レチクル５とウェハ９との位置合わせから投影露光まで
の工程を複数回縁り返すことによりウェハ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
ウェハ９全而の投影露光が終Ｙしたらウェハ回収ハンド
１２によりＸＹステージ１０からウェハ９を回収し、該
ウェハを装置外に搬出している。

このような焼イ４け処理を連続して行うと光源の劣化、
レンズ系の経時変化等により、序々に露光光強度（照度
）や投影面上の照度分布が変化してきて高鯖度な焼付は
処理が出来なくなりてくる。

そこで本実施例では所定の時間焼付は処理を行ったとき
や温度、気圧、湿度等の環境変化から照明系の劣化がｔ
測されるとき、制御手段１４からの信号により自動的に
露光光の強度（照度）測定や投影面上の照度分布の測定
を行うようにしている。

このときの測定は例えば焼付は処理を続行しているＵη
に右いて１枚のウェハに対し全ｔｉｉ光が終了した時点
でウェハの搬出及び次のウェハの供給と同時に行うよう
にしている。

次に投影レンズ系８による投影面内における照度又は／
及び照度分布を測定する場合について説明する。まずレ
チクルハンド７によりレチクル５をレチクルステージ６
より搬出する。

このときＸＹステージＩＯはウェハ９を供給又は回収す
る位置に移動しており、このＸＹステージ１０の位置で
光検出手段１３の受光面か投影レンズ系８の投影面（レ
チクルパターンの結像面）と略一致するように各要素を
設定している。

そしてこの状態において制御子段１４からの制御信号に
基ついて測定台１５を投影面内においてＸＹ力方向駆動
し、光検出手段１３を測定したい位置に移動させて照度
を測定する。このときの測定台１５の移動ストロークは
投影面内に限られるので、一般にｘＹステージ１ｏを移
動させて行うのに比べて小さくなっている。又投影焼付
けを行う際のＸＹステージ１０の移動ストロークに比べ
ても小さい。

本実施例てはこのときの光検出手段の受光面積を投影面
に比へて小さくし、測定台１５を投影面内で順次移動さ
せながら、各々の位置における照度（露光光強度）を測
定している。これにより該投影面内での各点の照度と共
に照度分布の測定を可能としている。

この場合、例えばＩＩｌ＃手段１４により光検出手段１
３の受光面の投影面（ウニへ面）上における位置座標を
求めながら各位置における照度を順次測定し、記録手段
等に記録しておけば投影面全面における照度分布を容易
に測定することができる。

そしてこの一連の測定が終了したらレチクル５をレチク
ルハント７を用いてレチクルステージ６Ｆにセットし、
次の露光工程を継続するようにしている。

尚１本実施例においてＸＹステージ１ｏの位置を計測又
は移動状態を検出するレーザ干渉計等の第１モニター及
び測定台１５の位置を計測又は移動状態を検出する光学
式エンコーダ等の第２モニターを設は各要素を駆動制御
している。本実施例においては投影レンズ系８の代わり
に凹面鏡と凸面鏡を有するミラー系を用いても本発明の
１的を同様に達成することができる。

第２図は本発明の第２実施例の要部斜視図である。

本実施例では光検出手段１３を載置する測定台１５をＸ
Ｙステージ１０とは独立にその側方に配置している。即
ち測定台１５はウェハ面Ｊ二への焼付けを行っていると
きはＸＹステージ１０の移動に対して機械的に干渉しな
い位置に配置されている。

同図において１６はオフアクシス顕微鏡などの位置合わ
せ手段であり、レチクル５とウェハ９との相対的位置関
係をウェハ上のアライメントマークの位置を検出するこ
とにより検出している。

本実施例ではウェハ９面上に既に描かれているパターン
とウェハ９面上に焼付けようとするレチクル５面一トの
回路パターンとを位置合わせする情報を取得し、これに
よりレチクル５とウェハ９との位置合わせを行っている
。

本実施例における動作は第１図の第１実施例と略同様で
あるが異なるのはウェハ９の焼付は処理過程の中で位置
合わせ手段工６によりレチクル５とウェハ９との位置合
わせ情報を取得する時間内に投影面内の照度及び照度分
布の測定を並行して行っていることである。

即ち、ウェハ９の位置合わせの間、ＸＹステージ１０は
ウェハ９を位置合わせ手段１６の光軸下に移動させて位
置合わせ情報を取得する。

このとき測定台１５はＸＹステージ１０の移動に影響さ
れない領域に独立に配置されている為に第１実施例と同
様にして測定台１５を投影面内で移動させ、これにより
投影面内における照度及び照度分布の測定を行っている
。

（発明の効果） 本発明によれば前述の如＜ＸＹステージの移動とは独立
に移動することのできる測定台上に光検出手段を配置し
、該測定台を２次元的に移動させて投影面トを光検出手
段で走査することにより、ウェハの搬出入や位置合わせ
を行う時間を利用して、投影面トにおける任意の領域の
照度及び照度分布を迅速にしかも高積度に測定すること
ができる為スルーブツトの低下を防止しつつ、高積度な
投影焼付けが可能な露光装置を達成することができる。

又、スルーブツトを低下させずに投影面の照度分布の測
定が出来るのでより細かな露光装置の管理ができ、焼付
は精度の向上が図られ、更に容易に照度の測定が出来る
ので早い時点でメンテナンスが行なえ、焼付は不良によ
る不良品を少なくすることができる露光装置を達成する
ことかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部斜視図、第２図は第１
図の一部分を変更した本発明の他の一実施例の要部斜視
図である。 図中、１は照明系、５はレチクル、６はレチクルステー
ジ、７はレチクルハンド、８は投影レンズ系、９はウェ
ハ、１０はｘｙステージ、１１はウェハ供給ハント、１
２はウェハ回収ハンド、１３は光検出手段、１４は制御
手段、１５は測定台、１６は位置合わせ手段である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）照明系からの光束で被照射面上に載置した投影物
   体を照明し、該投影物体を投影光学系により少なくとも
   ２次元的な移動をする試料台面上に載置した被投影物体
   面上に投影するようにした露光装置において、該試料台
   とは独立に少なくとも２次元的な移動をする測定台を設
   け、該測定台上にその受光面が物体面の高さとほぼ同じ
   になるように光検出手段を配置し、該測定台を該投影光
   学系の光軸と直交する平面内で移動させることにより、
   該投影光学系による投影面上における照度又は／及び照
   度分布を測定するようにした照度測定手段を設けたこと
   を特徴とする露光装置。
2. （２）前記測定台を前記試料台面上の一部に設けたこと
   を特徴とする請求項１記載の露光装置。