JPH03240218A - 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
投影面であるウェハ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
てウェハ面（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。

この為、従来の多くの露光装置ではウェハを載置するウ
ェハーチャック面やＸＹ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ば （イ）第４図に示すようにウェハーチャック３を載置す
るＸＹステージ４の一部にＣＣＤやピンホールディテク
タ等の照度計１９を装着しておき、必要に応じてｘｙス
テージ上の照度計１９を投影面上に移動させて照度分布
を測定する方法。

（ロ）第５図に示すようにウェハーチャック３面上の一
部に測定に際して、その都度着脱可能な照度計を有する
プローブ１８を載置し、ＸＹステージ４を移動させなが
ら投影面内の照度分布を測定する方法。

等が用いられている。

（発明か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前記（イ
）の方法はＸＹステージ面上に照度計を固定配置してい
る為、照度計を投影面まで移動させねばならずＸＹステ
ージが大型化し、ＸＹステージの駆動力が増加してくる
。この為、移動速度（加速度）を照度計を載置する前と
同様に設定しようとするとＸＹステージの加振力が増大
し、装置全体の振動が増大し、アライメント精度が低下
すると共に解像力か低下してくる。又、露光装置の振動
が収束するまで待つとスルーブツトが低下してくるとい
う問題点かあった。

又、ＸＹステージ上に載置した照度計を投影領域全体に
わたり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。

方前記（ロ）の方法は外部の照度検出回路との接続ケー
ブルかＸＹステージ上を引き回される為、ＸＹステージ
を移動したときケーブルが引っ掛かりプローブがウェハ
ーチャックから外れてしまう等の問題点があった。

本発明は受光素子と該受光素子からの出力端子を適切に
設けたウェハと略同形状の平板と該端子と接続する接触
子を適切に設けたウェハーチャックとを利用することに
より、投影光学系による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高解像
力の投影焼付けが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照明された投
影物体を、投影光学系によりウェハーチャック上に載置
したウニ八面上に投影露光する露光装置において、該ウ
ェハーチャックはその面上に接触子が設けられており、
上面に受光素子を下面に該受光素子と接続した端子を有
する平板を該ウェハーチャック面上に載置したとき、該
接触子と該端子は電気的に接続されるように構成されて
おり、該平板に設けた受光素子を利用して該投影光学系
による投影面上の照度又は／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。

特に本発明においては、前記平板はウェハと略同形状よ
り威っていることを特徴としている。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例の要部概略図、第２図は第１
図のウェハーチャック近傍の拡大斜視図、第３図は第１
図においてウェハをウェハーチャック面上に搬送する工
程を示す説明図である。尚、第１図は投影レンズによる
投影面上の照度を測定する場合を示している。

同図においてｌＯＯは照明系である。照明系１００は超
高圧水銀灯又はエキシマレーザから成る光源１０１と光
源１０１からの光束をハーフミラ−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１０５を均一
照明する照明光学系１０２を有している。

又、本実施例では光源１０１からの光束の一部をハーフ
ミラ−１０３で反射させ照度計１０４に導光し、光源ｉ
ｏｉから放射される光の強度を測定している。

１０７はマスキングブレードであり、開口径可変の開口
部１０７ａを有しており、照明系１００からの光束を部
分的に通過させてレチクル１０５面上の！！０射領域を
制限している。

１０８は即動手段てあり、マスキンクブレート１０７の
開［１径１０７ａを変化させている。

１０９はリレー光学系であり、マスキングプレート１０
７の開口部１０７ａとレチクル１０５とか共役関係とな
るようにしている。レチクル１０５而上にはウェハに投
影転写する為の回路パターンか数倍に拡大されて形成さ
れている。１０６はレチクルステージであり、レチクル
１０５を載置している。１１０は投影レンズであり、レ
チクル１０５面上の回路パターンをウェハーチャック３
面上に載置したウェハ（不図示）面上に縮少投影してい
る。

１は平板であり、ウェハと略同形状をしておりウェハー
チャック３面上に載置しているこの平板１は投影レンズ
ｉｔｏの投影面上の照度又は／及び照度分布を測定する
ときにウェハーチャック３面一にに載置される。平板１
の上面にはＣＣＤやピンホールディテクタ等の受光素子
２が設けられ、又下面には受光素子２の出力ビンと電気
的に接続した複数のＫ　ｆ−５か設けられている。平板
１の下面はウェハーチャック３によるバキューム吸着に
支障のない程度に平坦となっている。受光素子２の受光
面は投影レンズ１１０の投影面（レチクルパターンの像
面）と略同−位置となるように設定されている。

平板ｌの複数の端子５は平板１の下面より微少量突出し
た平面を形成し、平板ｌとは絶縁されている。又端子５
と平板１の回転方向の向きを示すオリフラ８とは予め決
められた位置関係となるように設定されている。受光素
子２と端子５は平板１に設けた穴部を介して接続されて
いる。

尚、平板１の材質は金属の場合、各端子やセンサーどン
を電気的に絶縁する必要があるが、一般の電気部品の実
装に用いられるプリント基板を用いセンサーピンと端子
５の接続にスルーホール構造を用いると絶縁が良いので
好ましい。

６は接触子てあり、ウェハーチャック３面上の部に複数
個設けられている。接触子６は平板ｌをオリフラ８を利
用して位置合わせをしてウェハーチャック３面上に載置
したときに平板１の端子５と電気的に接続する平面とな
っている。

接触子６はウェハーチャック３と絶縁されている。又接
触子６はウェハーチャック３が通常のウェハをａ＠し、
露光するときにウェハの平面度が悪くならない程度にウ
ェハーチャック３と同じ高さとなっている。７はバキュ
ーム溝てあり、ウェハーチャック３面上に載置したウェ
ハや平板１をバキューム力により吸着している。

９はケーブルであり、ウェハーチャック３とＸＹステー
ジ４内に設けられており接触子〇と照度信号処理回路１
０を結んでいる。

ケーブル９はＸＹステージ４の移動と共に可動となって
いる。照度信号処理回路ｌＯは受光素子２からの出力信
号を処理し、後述するレーザ干渉計１１１からの位置座
標を用い投影面上における照度及び照度分布を測定して
いる。

１１１はレーザー干渉計であり、ＸＹステージ４のＸ方
向の移動量や位置を測定している。尚、本実施例ではＸ
Ｙステージ４のＹ方向の移動量や付置を測定するレーザ
ー干渉計（不図示）も同様に設けられている。

１１２は制御手段であり、ＸＹステージ４を駆動制御し
ている。

次に第３図において、１１はハントであり、ウェハ又は
平板１を搬送する為のものであり、折れまがるヒンジに
より成っている。１２は駆動部であり、ハンド１１を回
転及び上下方向に移動させている。１３はウェハーカセ
ットであり、ウェハを収納している。１４はプリアライ
メントステージであり、ウェハを回転させオリフラ８の
回転方向の位置合わせを行っている。

同図においてはハンド１１により平板１をウェハーカセ
ット１３より（ｂ）の位置まで引き出し、駆動部１２の
回転駆動によりハンドヱ１は１８０度回転する。

そしてハンド１１は伸び平板１をプリアライメントステ
ージ１４に移しかえる。プリアライメントステージ１４
は不図示のウェハのオリフラ合わせ機構によりオリフラ
の位置を検出してオリフラを任意の方向に合わせる機能
を有している。

次にハンド１１がプリアライメントステージ１４より平
板１を取り出し９０度回転しくα）のウェハーチャック
３方向に向き前後移動させウェハーチャック３上に載置
している。このとき平板１のオリフラ８と端子５は予め
決められた位置関係に設定されているので平板１の端子
５とウェハーチャック３の接触子６が電気的に接続され
る。

１６は発光部、１７は受光部である。発光部１６と受光
部１７はウェハーチャック３面上に載置した物体（平板
やウェハ）の高さを光学的に測定し、所定の高さに位置
するようにした高さ測定装置を構成している。

本実施例においてレチクル１０５面上の回路パターンを
投影光学系１１０によりウェハ面上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１３か
らウェハをウェハーチャック３面上に供給する。ウェハ
ーチャック３を載置したＸＹステージ４は制御手段１１
２で駆動制御されレチクル１０５とウェハとの位置合わ
せか行なわれる。その後照明系１００からの露光光によ
り照明されたレチクル１０５面上の回路パターンを投影
レンズ１１０によりウェハ面上に投影露光している。

このときマスキングブレード１０７の開口部１０７ａは
レチクル１０５面上において所望の回路パターンのみが
ウェハ面上に投影されるように駆動手段１０８により形
状及び位置が制御され、これにより不要な領域からの露
光光が投影レンズ１１０に入射しないようにしている。

レチクル１０５とウェハ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ェハ全面にレチ
クル１０５面上の回路パターンを投影露光している。モ
してウェハ全面の投影露光か終了したらウェハ回収ハン
ドによりウェハーチャック３からウェハを回収し、該ウ
ェハな装置外に搬出している。

次に投影レンズ１１０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はレチクルハンドによ
りレチクル１０５をレチクルステージ１０６より搬出す
る。そして前述の構成を有する平板１を第３図に示す方
法によりウェハーチャック３面上に載置し平板を吸着す
る。これにより平板１上の受光素子２の端子５とウェハ
ーチャック３上の接触子６が接触し受光素子２と照度信
号処理回路間が接続され照度及び照度分布が測定可能と
なる。

次いでＸＹステージ４をレーザ干渉計１１１からの出力
信号を利用して移動させて第１図に示すように受光素子
２が投影レンズ１１０による投影照射面内の所定領域に
位置するようにする。そして照明系１１０から露光光を
照射し、投影面上における任意の位置での照度を測定し
ている。

又、投影面内の照度分布を測定する場合には、ＸＹステ
ージ４の移動量をレーザ干渉計１１１で測定することに
より受光素子２で各位置での照度を位置座標を参照しな
がら求めている。受光素子２にエリアセンサーを用いた
場合はＸＹステージ４を固定したままで測定することが
出来る。

尚、本実施例において平板１の代わりに実ウェハーを用
い、第６図に示すように該実ウェハー２０に前述と同様
な構成の受光素子２と端子を設けても良い。

（発明の効果） 本発明によれば前述の如く受光素子と端子を設けた平板
とウェハーチャックを利用することにより、ＸＹステー
ジの大型化及び長ストローク化を防止し、投影面上にお
ける任意の領域の照度及び照度分布を容易にしかも高精
度に測定することができ、高精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。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部概略図、第２図は第１
図のつ、エバーチャック近傍の拡大斜視図、第３図は第
１図において平板をウェハーチャック面上に搬送する説
明図、第４．第５図は従来のウェハーチャック又はＸＹ
ステージ面上に載置した照度計の説明図、第６図は本発
明に係る他の平板の説明図である。 図中、１はくＦ板、２は受光素子、３はウェハーチャッ
ク、４はＸＹステージ、５は端子、６は接触子、７はバ
キューム講、８はオリフラ、９はケーブル、１０は照度
信号処理回路、１１はウェハーハント、１００は照明系
、１０１は光源、１０２は照明光学系、１０５はレチク
ル、１１０は投影レンズである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）照明系からの光束で照明された投影物体を、投影
   光学系によりウェハーチャック上に載置したウェハ面上
   に投影露光する露光装置において、該ウェハーチャック
   はその面上に接触子が設けられており、上面に受光素子
   を下面に該受光素子と接続した端子を有する平板を該ウ
   ェハーチャック面上に載置したとき、該接触子と該端子
   は電気的に接続されるように構成されており、該平板に
   設けた受光素子を利用して該投影光学系による投影面上
   の照度又は／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）前記平板はウェハと略同形状より成っていること
   を特徴とする請求項１記載の露光装置。
3. （３）前記受光素子と前記端子は平板に設けた穴部を介
   して接続されていることを特徴とする請求項１記載の露
   光装置。