JPH04196514A

JPH04196514A - 投影露光装置

Info

Publication number: JPH04196514A
Application number: JP2328333A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kawashima; 隆川島; Masanori Kubo; 允則久保
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1990-11-28
Filing date: 1990-11-28
Publication date: 1992-07-16

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」この発明は、照明光射出部による露光面の照度を測定す
る光検出器を備えた投影露光装置に関する。

「従来の技術」ＩＣ製造用の投影露光装置は、照度ムラが生じていると
製造デバイスの特性に悪影響を及ぼすため、露光フィー
ルド内の照度を測定する照度計が搭載されている。この
ような照度計を搭載した投影露光装置としては、例えば
、特公平１−３９２０７号公報に開示されているような
ものが知られている。この構成について、第３図および
第４図に基づいて簡単に説明する。

集光レンズ１を通った照明光によってレチクル２が照射
され、レチクル２上のＩＣパターンは、縮小投影レンズ
３によって２次元に移動する試料台ステージ５上に載置
されたウェハ６上に縮小投影される。こうしてＩＣパタ
ーンがウェハ６上に露光される。この試料台ステージ５
上には、露光フィールド内の照度を測定する照度計７が
設置されている。この照度計７には、第４図に示すよう
に、微小開口部（ピンホール）７ａが設けられており、
このピンホール７ａを通過した光を光電変換素子９によ
って電気信号にし照度を求める。そして、露光フィール
ド内の照度分布は、レチクルを外した状態でシャッタを
開け、露光フィールドを複数の領域（格子点）に分割し
、照度計７を順次移動して、その格子点における照度を
計測することによって得られる。この場合、露光面上の
真の照度を測定することができるように、照度計７の上
面測光面とウェハ６の上面とは、同一平面となるように
構成されている。

「発明が解決しようとする課題」しかし、上記従来の技術では以下に述べる欠点がある。

上述のように、照度分布測定時には、露光フィールド全
面に渡り照度計７を移動可能でなくてはいけない。しか
しながら、照度計７は、第３図に示すように、ウェハ６
にかくれない位置に設置されている。従って、試料台ス
テージ５の可動範囲は、焼付領域以外に照度計７で露光
フィールドを全面走査できる分の拡張が必要であった。

また、パターン焼付時におけるウェハ面上の照度は、ウ
ェハに初めて入射する光と、そのウェハで反射し、それ
が照明系（光源）や縮小光学系から反射して再入射する
光とからなる。ウェハに初めて入射する光はウェハの反
射率に依存しないか、再入射する光はウェハの反射率に
依存する。このウェハの反射率はプロセスの履歴に依存
し、プロセスによってはその反射率は大きく異なる。よ
って、実際の露光では、プロセスの段階によって照度分
布が変化してしまう。一方、従来の照度計は、その照射
面が１つに固定（反射率が１つに固定）されているため
に、その測定結果はある状態で大まかに判断する指標に
しかすぎない。すなわち、一定の傾向しかでない測定し
た照度分布と、実際のパターン線幅のばらつきの傾向と
が、プロセスの段階によっては一致しない場合があった
。

さらに、線幅の微細化が進につれ、プロセス毎の照度分
布の様相を的確につかむことか必要になり、プロセスの
多様化からその頻度も増える傾向にあるにもかかわらず
、従来の装置ではプロセスの段階に応じた測定はできな
かった。

この発明は、試料台ステージの可動範囲を拡張すること
なく、各プロセス段階における照度分布を測定すること
ができる照度計を備えた投影露光装置を提供することを
目的とする。

「課題を解決するための手段」前記課題を解決するために本発明の投影露光装置は、マ
スクに形成されたパターンを被露光体保持具で保持され
た被露光体に転写する投影露光装置の露光フィールド内
の照度分布を測定するための光検出器を備えた投影露光
装置において、前記光検出器は、前記被露光体保持具内
に設置されていることを特徴とする。

「作用」ウェハチャック内に光検出器を設置することにより、試
料台ステージの可動範囲の増大を防いでいる。さらに、
ピンホール板として、露光すべきウェハと同じプロセス
を経たウェハを用いることにより、現実に即した照度分
布が得られる。

「実施例」以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて具体的に
説明する。

第１図は、本発明に係る投影露光装置に設けられた照度
計１０の断面図である。なお、本発明の投影露光装置は
照度計部分に特徴を有しているため、照度計部分のみを
図示して詳細に説明する。

投影露光装置の概略については第３図に示されたものと
ほぼ同一の構成を成しており、その詳細については省略
する。

投影露光装置の２次元に移動するウェハステージ１２上
には、筒体に形成され、水平部１４ａを有するウェハチ
ャック１４が配置されている。このウェハチャック１４
の外周面には、水平に延出する突出部１４ｂが形成され
ている。この突出部１４ｂは、ウェハステージ１２上に
形成されたウェハチャック押さえ１１によって押さえ付
けられており、ウェハチャック１４はウェハステージ１
２上に固定されてｊ）る。水平部１４ａの表面には、同
心円状に３つのエアー溝１６が形成されている。

これらの溝は図示していない連結溝によって連結されて
いる。一番内側の溝は、真空吸着孔１７ａを介して、外
部と密閉された筒体の内部１４ｃに連通している。また
、筒体の内部１４ｃは、ウェハステージ１２に形成され
た真空吸着孔１７ｂを介して図示していない真空ポンプ
に連通している。

水平部１４ａの表面には、同心円の中心に、後述する光
検出器が光を検知することができるように、微小開口（
ピンホール）１８が形成されている。

水平部１４ａには、ピンホール１８と連通し、ウェハス
テージ１２を貫通する密閉用ホルダ２０が設けられてい
る。この密閉用ホルダ２０は、筒体の内部１４ｃとは機
密状になっている。密閉用ホルダ２０内には、ピンホー
ル１８を介して光を検出し、その点における照度を測定
することのできる光検出器２２が設けられている。

水平部１４ａ上には、実際に露光されるウェハの照射面
の反射率と同じ反射率を有する照射板２５が、真空吸着
されることによって配置されている。この照射板２５に
は、前記ピンホール１８と対応する位置にピンホール１
９が形成されている。

この照射板２５は、例えば、以下のように作製されてい
る。処理されるウェハと同材質のウェハに、まず所定の
マスクパターンを形成し、エツチングによってピンホー
ル１９を開ける。そして、処理対象ウェハと同工程の処
理を施す。この場合、照射板用ウェハは、実プロセス数
の大小にかかわらず、最低１枚で良い。なぜなら、ピン
ホール板となるウェハも処理対象ウェハと同じ工程で処
理を行い、順次照度分布を測定すれば良いからである。

もちろん、全工程針あるいは、照度分布が重要となる工
程骨のピンホール板用ウェハをあらかじめ用意しても良
い。

次に、照度分布を測定する動作について説明する。照度
分布の測定は、通常ロットの始めに行われる。プロセス
ウェハ（照射板）２５は図示していないウェハローダに
よって、水平部１４ａ上にセツティングされる。セツテ
ィングされたプロセスウェハ２５は、真空ポンプによっ
て真空吸着される。このとき、プロセスウェハ２５のビ
ンポール１９とピンホール１８とは一致している。次に
、レチクルをはずした状態でシャッタを開け、ウェハス
テージ１２を図示していないレーザ干渉計によって水平
面内を２次元に移動させ、露光フィールドの各格子点の
照度を光検出器２２によって順次測定する。第２Ａ図お
よび第２Ｂ図に、照度分布測定時でのプロセスウェハ２
５とｉｔ光ラフイールド２フの関係を示す。露光フィー
ルド２７の中心部測定時と端部測定時において、プロセ
スウェハ２５は、その反射条件が全く変化しないほど十
分な大きさを有している。以上のようにして照度分布の
測定が行われた後、レチクルが準備され、ロフトの２枚
目以後のウェハ２５ａが実際に露光され、マスクパター
ンが形成される。もちろん、このウェハ２５ａについて
は、ビンポール１９は形成されていない。以上の動作が
、各プロセス毎に、プロセスウェハ２５を取換えること
によって行われる。前述したように、照度分布のＩＩＩ
定は、ロットの始めに行われるので、測定用のプロセス
ウェハ２５と露光されるウェハ２５ａとの判別は容易に
行える。

本実施例によれば、プロセス毎に露光されるウェハ２５
ａに応じて、それと同じプロセスウェハ２５を用いて照
度分布を検出するので、各プロセス毎に露光されるウェ
ハに対応した、正確な照度分布を得ることができる。ま
た、従来、ウェハチャック外に設置された照度計で行わ
れていた、照度計の照射面とウェハ面とを同一の高さに
調整する作業も不要になる。さらに、ウェハステージの
可動範囲を拡張する必要もない。

前記プロセスウェハ２５は、実際に露光されるウェハと
同じプロセスを利用するので、当然表面にはレジストが
ついている。レジストは、露光光に対し、吸収率が感光
具合に依存するので、未感光のままで照度を測定すると
、測定結果に吸収率の変化が関与してしまう。そこで、
照度を測定する際、プロセスウェハ２５のレジストが未
感光の場合には、測定前に露光光を使ってレジストを十
分に感光する工程を入れる。また、プロセスウェハ２５
を水平部１４ａに載せる前に、別のＵＶ源を使って感光
させておいても構わない。

なお、上述の例では、処理されるウェハと同じ材質のウ
ェハを使い、同じプロセスによって照射板を作成したが
、これ以外の基板に、露光波長における反射率が各工程
のウェハの反射率と同じて、透過率が０となるような薄
膜をつけてその代用としても構わない。この場合、プロ
セスウェハ２５上にはレジストが存在しないので照度分
布を測定するに当たってレジストを感光する工程は省略
される。もちろん透過率が０で、露光波長における反射
率が各工程のウェハの反射率と同じ材質であるものを用
いても構わない。

また、本発明に係る投影露光装置の照度計１０は、例え
ば以下のように構成しても良い。光検出器２２は、ウェ
ハチャック１４内に配置されているが、その代わりに、
光ファイバーを内蔵させ、光検出器をウェハチャック１
４外に配置する。これにより、よりコンパクトな検出部
にすることができる。さらに、エアー満１６および密閉
用ボルダ２０の配置については、種々の変更が可能であ
る。

本実施例は、半導体製造装置のうちで、ウェハを用いる
ものを例として述へたが、液晶デイスプレー作成用の投
影露光装置においても好適である。

この場合、基板は、ガラスのような露光波長に対し透過
率の比較的高いものであるので、ピンポールとして作用
させるのに、とくに穴を設ける必要はない。

「発明の効果」本発明の投影露光装置は、以上の説明から明らかなよう
に、各ウェハプロセスに応じて、そのプロセスウェハと
同じ反射率を持つ照射板を用いた照度計を具備している
。従って、各種ウェハプロセスに応じた照度分布を測定
することができる。

さらに、ウニハチャック内に照度分布を測定するための
光検出器を設置しているため、照度分布測定がウェハス
テージの可動範囲を拡大しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る投影露光装置に用いられる照度
計部分の拡大断面図、第２Ａ図および第２Ｂ図は、照射
板（プロセスウェハ）と露光フィールドとの関係を示す
図、第３図は、従来の投影露光装置の概略を示す図、そ
して、第４図は第３図に用いられている照度計部分の拡
大断面図である。１０・・・照度計、１４・・・ウェハチャック、１９・
・・ピンホール（微小孔）、２２・・・光検出器、２５
・・・プロセスウェハ（照射板）。出願人代理人　弁理士　坪　井　淳１ｏ叩、度討ツ（Ｓ　１図２７１ｍ、ｔ　フイーノＬドｔＬ先フィールド中７Ｖ−；ｚ″ｊ淀１今　　　　　　
　１し也フィールド嘴１沓り貞″ｊ定鴫第２Ａ図　　　
　　　　第２８図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）マスクに形成されたパターンを被露光体保持具で
保持された被露光体に転写する投影露光装置の露光フィ
ールド内の照度分布を測定するための光検出器を備えた
投影露光装置において、前記光検出器は、前記被露光体
保持具内に設置されていることを特徴とする投影露光装
置。
（２）前記被露光体保持具は、ピンホール板を載置可能
であることを特徴とする請求項１に記載の投影露光装置
。
（３）前記ピンホール板は、被露光体とほぼ等しい外形
寸法を持つことを特徴とする請求項２に記載の投影露光
装置。
（４）前記ピンホール板は、被露光体に光検出用の開口
部を設けたことを特徴とする請求項２に記載の投影露光
装置。