JPH05217844A - Projection aligner - Google Patents

Projection aligner

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JPH05217844A
JPH05217844A JP4015524A JP1552492A JPH05217844A JP H05217844 A JPH05217844 A JP H05217844A JP 4015524 A JP4015524 A JP 4015524A JP 1552492 A JP1552492 A JP 1552492A JP H05217844 A JPH05217844 A JP H05217844A
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JP
Japan
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light
reflection mirror
excimer laser
reticle
light flux
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Application number
JP4015524A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichiro Aoki
木 新 一 郎 青
Yoshiyuki Sugiyama
山 吉 幸 杉
Hiroshi Yamashita
下 博 山
Yoshito Nakanishi
西 淑 人 中
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP4015524A priority Critical patent/JPH05217844A/en
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make an adjustment and a readjustment to an optical axis correctly and easily when the excimer laser is used as an exposure light source. CONSTITUTION:In a projection aligner which projects a pattern on a reticle 21 onto a wafer 23 through a projection optical system 22 and then exposes it, an excimer laser light source 1 for illuminating the reticle 21, a photo detector 9 which, being located in an optical path of an optical system which leads excimer laser light from the excimer laser light source to the reticle 21, detects the location of a light flux, and a light flux adjustment device 2 for adjusting the location of the light flux are provided. By monitoring the location of the excimer laser light and by making an adjustment to the location of the light flux from this information, the location of the light flux can be adjusted to the correct one easily.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路等の製
造に要する微細レジストパターンを形成するためにエキ
シマレーザを露光光源として使用する投影露光装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection exposure apparatus which uses an excimer laser as an exposure light source for forming a fine resist pattern required for manufacturing a semiconductor integrated circuit or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、投影露光装置は、半導体集積回路
の高集積化に伴い、ますます微細なパターンの作成が必
要になってきている。特に64Mビットメモリーやそれ
以上の微細なパターンを形成する際には、露光光源の光
の波長が解像するパターンに関係するため、露光光の波
長を短くすることが必要になっており、これに適した光
源としてエキシマレーザが今までの水銀ランプにかわっ
て有望視されている。以下、水銀ランプを用いた従来の
投影露光装置について、特開昭61−91662号公報
に記載された例を用いて説明する。
2. Description of the Related Art In recent years, projection exposure apparatuses have been required to create finer and finer patterns as semiconductor integrated circuits become highly integrated. In particular, when forming a 64 Mbit memory or a finer pattern of more than 64 Mbit memory, it is necessary to shorten the wavelength of the exposure light because the wavelength of the light of the exposure light source is related to the pattern to be resolved. Excimer lasers are seen as promising as a suitable light source in place of conventional mercury lamps. Hereinafter, a conventional projection exposure apparatus using a mercury lamp will be described with reference to the example disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-91662.

【0003】図8は従来の投影露光装置の構成を示すも
のである。図8において、101は露光光源としての水
銀ランプである。102は一対の楕円反射鏡であり、そ
の第1焦点に水銀ランプ101が配置されている。10
3は楕円反射鏡102の第2焦点であり、104はイン
プットレンズ、105はオプチカルインテグレータ、1
06はアウトプットレンズ、107はコリメーションレ
ンズである。108はレチクルである。109は絞り、
110はフィルター、111,112はコールドミラー
である。113はランプハウス、114は投影光学系、
115はウェハ、116は投影露光装置の構造体であ
る。
FIG. 8 shows the structure of a conventional projection exposure apparatus. In FIG. 8, 101 is a mercury lamp as an exposure light source. Reference numeral 102 denotes a pair of elliptical reflecting mirrors, and the mercury lamp 101 is arranged at the first focus thereof. 10
3 is a second focal point of the elliptical reflecting mirror 102, 104 is an input lens, 105 is an optical integrator, 1
Reference numeral 06 is an output lens, and 107 is a collimation lens. Reference numeral 108 is a reticle. 109 is the aperture,
110 is a filter, and 111 and 112 are cold mirrors. 113 is a lamp house, 114 is a projection optical system,
Reference numeral 115 is a wafer, and 116 is a structure of the projection exposure apparatus.

【0004】以上のように構成された投影露光装置につ
いて、以下その動作について説明する。まず、水銀ラン
プ101からの光は、一対の楕円反射鏡102で反射さ
れ、コールドミラー111で光路を曲げられた後、第2
焦点103に一度集光する。この後インプットレンズ1
04、オプチカルインテグレータ105、絞り109、
アウトプットレンズ106、コールドミラー112、コ
リメーションレンズ107を通して、レチクル108を
照明する。レチクル108には露光する微細パターンが
描かれており、投影光学系114によりウェハ115上
に露光転写することにより半導体のパターンが作成され
る。
The operation of the projection exposure apparatus having the above structure will be described below. First, the light from the mercury lamp 101 is reflected by the pair of elliptical reflecting mirrors 102, and the light path is bent by the cold mirror 111.
The light is focused on the focus 103 once. After this, input lens 1
04, optical integrator 105, diaphragm 109,
The reticle 108 is illuminated through the output lens 106, the cold mirror 112, and the collimation lens 107. A fine pattern to be exposed is drawn on the reticle 108, and a semiconductor pattern is created by exposing and transferring it onto the wafer 115 by the projection optical system 114.

【0005】水銀ランプ101は、使用時間の経過とと
もに消耗するので、定期的に交換する必要がある。単に
交換しただけでは、正規の位置に水銀ランプ101を位
置させることができないため、光が本来の照明光軸とず
れてしまう。この結果、レチクル108を均一に照明す
ることができず、露光量のむらとなってウェハ115に
塗布したレジストの感光量に差を生じさせるため、露光
領域全面で均一なパターンが形成されなくなってしま
う。したがって、水銀ランプ101の交換時には、光軸
調整が必要であり、その手順としては、まず水銀ランプ
101を取り外し、新しい水銀ランプ101を取り付け
た後、点灯させて光の位置、例えば第2焦点103の位
置を観察し、所定の位置にくるように水銀ランプ101
を動かして調整する。
The mercury lamp 101 wears out with the lapse of usage time, and therefore needs to be replaced regularly. Since the mercury lamp 101 cannot be positioned at the proper position merely by exchanging it, the light deviates from the original illumination optical axis. As a result, the reticle 108 cannot be illuminated uniformly, and the exposure amount becomes uneven, causing a difference in the exposure amount of the resist applied to the wafer 115, so that a uniform pattern cannot be formed over the entire exposure region. .. Therefore, when the mercury lamp 101 is replaced, it is necessary to adjust the optical axis. The procedure is as follows. First, the mercury lamp 101 is removed, a new mercury lamp 101 is attached, and then the lamp is turned on to emit light, for example, the second focus 103. The position of the mercury lamp 101 so that it comes to the specified position.
Adjust by moving.

【0006】このような水銀ランプの光軸調整は、水銀
ランプ101から発する光がかなり広範囲に発散し、こ
れを楕円反射鏡102で集光する構成のため、それほど
難しい技術を必要としない。また、日常的には、水銀ラ
ンプ101は、投影露光装置の構造体116の上のラン
プハウス113内に組み込まれているため、水銀ランプ
101と投影光学系114の相対位置は動かない。
The adjustment of the optical axis of such a mercury lamp does not require such a difficult technique because the light emitted from the mercury lamp 101 diverges in a fairly wide range and is condensed by the elliptical reflecting mirror 102. Further, since the mercury lamp 101 is usually incorporated in the lamp house 113 above the structure 116 of the projection exposure apparatus, the relative positions of the mercury lamp 101 and the projection optical system 114 do not move.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、露光光
源として水銀ランプにかわってエキシマレーザを用いた
場合には、エキシマレーザ本体が水銀ランプに比べて格
段に大きいので、投影露光装置の構造体と離れた位置に
配置されるため、また、エキシマレーザ光は非常に直進
性が高く、ビーム形状も小さく、レーザ特有のスペック
ルが生じるため、図8に示すコールドミラー111から
コリメーションレンズ107までの光学系が非常に複雑
になり、レーザの入射位置を水銀ランプの場合以上に正
確に調整しなければならないという問題があった。ま
た、エキシマレーザの電極消耗などによって、日常的に
レーザビームの位置が変化したり、メンテナンスによっ
ても変化するので、現行の水銀ランプの位置調整の方法
では対応できないという問題を有していた。
However, when an excimer laser is used as the exposure light source instead of the mercury lamp, the excimer laser body is much larger than the mercury lamp, and therefore it is separated from the structure of the projection exposure apparatus. Since the excimer laser beam has a very high linearity and the beam shape is small and speckles peculiar to the laser are generated, the optical system from the cold mirror 111 to the collimation lens 107 shown in FIG. However, there is a problem that the laser incident position must be adjusted more accurately than in the case of the mercury lamp. In addition, since the position of the laser beam changes daily due to electrode wear of the excimer laser, and also changes due to maintenance, there is a problem that the existing method of adjusting the position of the mercury lamp cannot handle it.

【0008】本発明は、このような従来技術の問題を解
決するものであり、エキシマレーザを露光光源に使用し
た場合にも十分な光軸調整が可能となり、かつ簡単に再
調整が可能な投影露光装置を提供することを目的とす
る。
The present invention solves the problems of the prior art as described above, and a projection in which an optical axis can be sufficiently adjusted even when an excimer laser is used as an exposure light source and readjustment can be easily performed. An object is to provide an exposure apparatus.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、レチクル上のパターンを投影光学系を介
してウェハ上に投影露光するために、レチクルを照明す
るためのエキシマレーザ光源と、この光源からの光束を
レチクルに導入する光学系の光路中に配置されて、光束
の位置を検出する光検出器と、光束の位置を調整する光
束調整手段とを備えたものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides an excimer laser light source for illuminating a reticle to project and expose a pattern on the reticle onto a wafer through a projection optical system. And a photodetector arranged in the optical path of an optical system for introducing the light beam from the light source into the reticle, for detecting the position of the light beam, and a light beam adjusting means for adjusting the position of the light beam.

【0010】[0010]

【作用】本発明は、上記構成によって、エキシマレーザ
光の位置を光検出器によりモニターし、この情報から光
束の位置を光束調整手段を用いて調整することにより、
光束を正確かつ容易に所定の位置に調整することができ
る。
According to the present invention, with the above structure, the position of the excimer laser beam is monitored by the photodetector, and the position of the light beam is adjusted from this information by using the light beam adjusting means.
The light flux can be accurately and easily adjusted to a predetermined position.

【0011】[0011]

【実施例】【Example】

(実施例1)以下、本発明の実施例について、図面を参
照しながら説明する。図1は本発明の第1の実施例にお
ける投影露光装置の構成図である。図1において、1は
エキシマレーザ光を出射するエキシマレーザ光源、2は
出射されたエキシマレーザ光の光束を調整する光束調整
手段である。この光束調整手段2は、第1反射ミラー3
と、第2反射ミラー4と、第1反射ミラー3をa方向に
直進移動させるステージ5と、第2反射ミラー4をb方
向に直進移動させるステージ6と、第1反射ミラー3を
c方向に回動させるステージ7と、第2反射ミラー4を
d方向に回動させるステージ8とからなる。
(Embodiment 1) Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a projection exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is an excimer laser light source that emits excimer laser light, and 2 is a light flux adjusting means that adjusts the light flux of the emitted excimer laser light. The light flux adjusting means 2 includes a first reflecting mirror 3
A second reflecting mirror 4, a stage 5 for moving the first reflecting mirror 3 straight in the a direction, a stage 6 for moving the second reflecting mirror 4 straight in the b direction, and a first reflecting mirror 3 in the c direction. It includes a stage 7 for rotating and a stage 8 for rotating the second reflecting mirror 4 in the d direction.

【0012】エキシマレーザ光源1から出射されるエキ
シマレーザ光の進行方向をX、これに水平方向に直角な
方向をY、これに垂直方向に直角な方向をZとすると、
図2に示すように、エキシマレーザ光源1からX方向に
出射したエキシマレーザ光は、第1反射ミラー3でZ方
向上方に反射され、第2反射ミラー4でY方向に反射さ
れる。したがって、第1反射ミラー3をX方向であるa
方向に調整すると、第2反射ミラー4で反射されたレー
ザ光はX方向に調整され、第2反射ミラー4をZ方向で
あるb方向に調整すると、その反射光はZ方向に調整さ
れる。そして、第1および第2反射ミラー3および4を
それぞれc,d方向に回転させることにより、反射光の
向きを3次元空間においていずれの方向にも調整するこ
とができる。
When the traveling direction of the excimer laser light emitted from the excimer laser light source 1 is X, the direction perpendicular to it is Y, and the direction perpendicular to it is Z,
As shown in FIG. 2, the excimer laser light emitted from the excimer laser light source 1 in the X direction is reflected upward in the Z direction by the first reflection mirror 3 and reflected in the Y direction by the second reflection mirror 4. Therefore, the first reflection mirror 3 is moved in the X direction by a
When adjusted in the direction, the laser light reflected by the second reflecting mirror 4 is adjusted in the X direction, and when adjusting the second reflecting mirror 4 in the b direction which is the Z direction, the reflected light is adjusted in the Z direction. Then, by rotating the first and second reflecting mirrors 3 and 4 in the c and d directions, respectively, the direction of the reflected light can be adjusted in either direction in the three-dimensional space.

【0013】図1に戻って、9は光検出器であり、この
光検出器9は、エキシマレーザ光源1から発するエキシ
マレーザ光のうち一部を反射し一部を透過する部分反射
ミラー10と、エキシマレーザ光を元来た方向に戻す部
分反射ミラー11と、透過したエキシマレーザ光を検出
する光電検出器12とからなる。光電検出器12は、2
次元センサたとえば紫外ビジコンや紫外光に感度を有す
る2次元状にホトダイオードが配置されたCCDであ
る。13はシリンドリカルレンズ、14はビームエキス
パンダ、15および16はコールドミラー、17はイン
テグレータ、18はレチクルブラインド、19はサブコ
ンデンサレンズ、20はメインコンデンサレンズであ
り、これらによって導入光学系が構成される。21はレ
チクル、22は投影光学系、23はウェハ、24はウェ
ハステージ、25は投影露光装置構造体である。また、
26は光源検出器12のCCDを制御するCCDコント
ロールユニット、27は光源検出器12により光源変換
されたエキシマレーザ光を画面表示するためのモニター
テレビである。
Returning to FIG. 1, reference numeral 9 denotes a photodetector. The photodetector 9 includes a partial reflection mirror 10 which reflects a part of the excimer laser light emitted from the excimer laser light source 1 and transmits a part thereof. The partial reflection mirror 11 that returns the excimer laser light to the original direction and the photoelectric detector 12 that detects the transmitted excimer laser light. The photoelectric detector 12 is 2
A dimensional sensor, for example, a CCD in which photodiodes are arranged in a two-dimensional manner having sensitivity to an ultraviolet vidicon or ultraviolet light. Reference numeral 13 is a cylindrical lens, 14 is a beam expander, 15 and 16 are cold mirrors, 17 is an integrator, 18 is a reticle blind, 19 is a sub-condenser lens, and 20 is a main condenser lens, which constitute an introduction optical system. .. Reference numeral 21 is a reticle, 22 is a projection optical system, 23 is a wafer, 24 is a wafer stage, and 25 is a projection exposure apparatus structure. Also,
Reference numeral 26 is a CCD control unit for controlling the CCD of the light source detector 12, and 27 is a monitor television for displaying the excimer laser light converted by the light source detector 12 on the screen.

【0014】以上のように構成された投影露光装置につ
いて、以下その動作を説明する。まず、エキシマレーザ
光源1から出射されたエキシマレーザ光は、光束調整手
段2の第1反射ミラー3、第2反射ミラー4を通って、
投影露光装置構造体25内の光検出器9に入射する。光
検出器9内では、まず、部分反射ミラー10でほとんど
のエキシマレーザ光を反射し、透過した一部を部分反射
ミラー11を介して光電検出器12へ入射する。一方、
部分反射ミラー10で反射されたエキシマレーザ光は、
図3(A)に示すような矩形形状を有し、そのままでは
照明光として使用できないので、シリンドリカルレンズ
13により図3(B)のような正方形形状に整形し、さ
らにビームエキスパンダ14で図3(C)のようにビー
ム形状の拡大を行なう。このとき、エキシマレーザ光と
シリンドリカルレンズ13およびビームエキスパンダ1
4の位置関係は、高度な正確さが要求される。特に、本
実施例のようにエキシマレーザ光源1が投影露光装置構
造体25から離れて配置されている場合には、エキシマ
レーザ光源1のわずかな変動もシリンドリカルレンズ1
3の入射口では大きな変位になり、出射する光束が正方
形にならない。このため、レチクル21を均一に照明で
きず、露光に失敗する可能性が非常に高くなるので、十
分な光軸調整が必要になる。その後、コールドミラー1
5、インテグレータ17、レチクルブラインド18、サ
ブコンデンサレンズ19、コールドミラー16、メイン
コンデンサレンズ20を通してレチクル21を照明す
る。レチクル21上には半導体形成用のパターンが描か
れており、これを投影光学系22を通してウェハステー
ジ24上のウェハ23に転写する。
The operation of the projection exposure apparatus configured as described above will be described below. First, the excimer laser light emitted from the excimer laser light source 1 passes through the first reflection mirror 3 and the second reflection mirror 4 of the light flux adjusting means 2,
The light enters the photodetector 9 in the projection exposure apparatus structure 25. In the photodetector 9, first, most of the excimer laser light is reflected by the partial reflection mirror 10, and a part of the transmitted light is incident on the photoelectric detector 12 via the partial reflection mirror 11. on the other hand,
The excimer laser light reflected by the partial reflection mirror 10 is
Since it has a rectangular shape as shown in FIG. 3A and cannot be used as it is as illumination light, it is shaped into a square shape as shown in FIG. The beam shape is expanded as shown in FIG. At this time, the excimer laser light, the cylindrical lens 13 and the beam expander 1
The positional relationship of 4 requires a high degree of accuracy. In particular, when the excimer laser light source 1 is arranged away from the projection exposure apparatus structure 25 as in the present embodiment, even a slight fluctuation of the excimer laser light source 1 causes the cylindrical lens 1 to move.
At the entrance of No. 3, there is a large displacement, and the emitted light beam is not square. For this reason, the reticle 21 cannot be uniformly illuminated, and the possibility of exposure failure becomes extremely high, so sufficient optical axis adjustment is necessary. Then cold mirror 1
5, the reticle 21 is illuminated through the integrator 17, the reticle blind 18, the sub-condenser lens 19, the cold mirror 16, and the main condenser lens 20. A pattern for semiconductor formation is drawn on the reticle 21, and this is transferred onto the wafer 23 on the wafer stage 24 through the projection optical system 22.

【0015】このような投影露光装置においては、上記
したようにエキシマレーザ光源1と投影露光装置構造体
25が離れた状態に配置されるため、エキシマレーザ光
を精度良く位置合わせするための光軸調整を行なう必要
がある。これにはまず、光検出器9の部分反射ミラー1
1を透過して光電検出器12に達したエキシマレーザ光
を光電変換して、CCDコントロールユニット26から
モニターテレビ27に表示する。例えば、図4(A)の
ようにエキシマレーザ光のビームスポット28がモニタ
ーテレビ27に表示された場合、図4(B)のようにビ
ームスポット28を画面中央に位置するように調整す
る。次に、部分反射ミラー11で一部反射されたエキシ
マレーザ光が元来た方向に戻されるので、エキシマレー
ザ光源1の出射口付近に紙を挿入し、出射されたエキシ
マレーザ光と戻ってきたエキシマレーザ光とを紙に写
す。このときそれぞれのビームスポットが図5(A)の
29,30のように観察された場合、図5(B)のよう
に両方のビームスポットが重なるように、光束調整手段
2のステージ5,6で第1および第2反射ミラー3およ
び4を調整し、エキシマレーザ光を水平、垂直方向に移
動させ、さらにステージ7,8で2方向のあおりを調整
する。
In such a projection exposure apparatus, since the excimer laser light source 1 and the projection exposure apparatus structure 25 are arranged apart from each other as described above, the optical axis for accurately aligning the excimer laser light. You need to make adjustments. First, the partial reflection mirror 1 of the photodetector 9
The excimer laser light that passes through 1 and reaches the photoelectric detector 12 is photoelectrically converted and displayed on the monitor TV 27 from the CCD control unit 26. For example, when the beam spot 28 of the excimer laser light is displayed on the monitor television 27 as shown in FIG. 4A, the beam spot 28 is adjusted so as to be located at the center of the screen as shown in FIG. 4B. Next, since the excimer laser light partially reflected by the partial reflection mirror 11 is returned in the original direction, a paper is inserted near the emission port of the excimer laser light source 1 and returned with the emitted excimer laser light. Copy the excimer laser light on paper. At this time, when the respective beam spots are observed as 29 and 30 in FIG. 5A, the stages 5 and 6 of the light flux adjusting means 2 are arranged so that both beam spots overlap as shown in FIG. 5B. The first and second reflection mirrors 3 and 4 are adjusted by, the excimer laser light is moved in the horizontal and vertical directions, and the tilt in two directions is adjusted by the stages 7 and 8.

【0016】以上のように、本実施例によれば、レチク
ル21上のパターンを投影光学系22を介してウェハ2
3上に投影露光する投影露光装置において、レチクル2
1を照明するエキシマレーザ光源1と、エキシマレーザ
光源1からの光束をレチクル21に導入する光学系の光
路中に配置した光束の位置を検出する光検出器9と、エ
キシマレーザ光源1から出射したエキシマレーザの光束
の位置を調整する光束調整手段2とを設けることによ
り、エキシマレーザ光の位置をモニターし、この情報か
ら光束の位置を調整することによって、光束を正確かつ
容易に所定の位置に調整することができる。
As described above, according to this embodiment, the pattern on the reticle 21 is transferred to the wafer 2 via the projection optical system 22.
In the projection exposure apparatus that projects and exposes the reticle 2
1. Excimer laser light source 1 for illuminating 1; photodetector 9 for detecting the position of the light beam arranged in the optical path of the optical system for introducing the light beam from excimer laser light source 1 into reticle 21; By providing the light beam adjusting means 2 for adjusting the position of the light beam of the excimer laser, the position of the excimer laser light is monitored, and the position of the light beam is adjusted from this information, so that the light beam can be accurately and easily brought to a predetermined position. Can be adjusted.

【0017】(実施例2)次に、本発明の第2の実施例
について、図6を参照して説明する。本実施例が上記第
1の実施例と異なるのは、光検出器9の部分反射ミラー
10の反射光を光電検出器12に導き、透過光をシリン
ドリカルレンズ13に導くようにしたものであり、部分
反射ミラー10とシリンドリカルレンズ13との間に反
射ミラー31が挿入されている。作用効果は上記実施例
と同様である。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is different from the first embodiment in that the reflected light of the partial reflection mirror 10 of the photodetector 9 is guided to the photoelectric detector 12 and the transmitted light is guided to the cylindrical lens 13. A reflection mirror 31 is inserted between the partial reflection mirror 10 and the cylindrical lens 13. The function and effect are similar to those of the above embodiment.

【0018】(実施例3)次に、本発明の第3の実施例
について、図7を参照して説明する。本実施例が上記第
2の実施例と異なるのは、光検出器9内の部分反射ミラ
ー11によって戻されたエキシマレーザ光を、エキシマ
レーザ光源1の出射口付近で目視により観察するのでは
なく、電気的に測定するようにしたものである。すなわ
ち、光束調整手段2の第1反射ミラー3を、光検出器9
と同様な構成の光検出器32の部分反射ミラー33に置
き替えて、光検出器9の部分反射ミラー11によって戻
されたエキシマレーザ光を、この部分反射ミラー33を
透過させて光電検出器34で受け、電気信号に変換させ
た出力をCCDコントロールユニット35を通してモニ
ターテレビ36上に映し出し、図4に示したのと同様
に、その映像を画像中心に調整するとともに、CCDコ
ントロールユニット26および35からの出力信号をコ
ンピュータ37に入力して、露光光のビーム位置と戻り
光のビーム位置とが一致するように、光検出器32の部
分反射ミラー33および光束調整手段2の第2反射ミラ
ー4をモータ等の手段によりa〜d方向に調整する。ま
た、ビーム位置から計算を行なってモータを自動的に制
御し、ビーム位置を指定する位置にフィードバックする
ことにより、例えばエキシマレーザ光源1の電極の消耗
やメンテナンスによるビームの移動、外部の振動等によ
るビーム導入位置のずれ等を自動的に追従して、常に最
適な照明条件に保つことができる。
(Embodiment 3) Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment differs from the second embodiment described above in that the excimer laser light returned by the partial reflection mirror 11 in the photodetector 9 is not visually observed in the vicinity of the exit of the excimer laser light source 1. , Which is designed to be measured electrically. That is, the first reflection mirror 3 of the light flux adjusting means 2 is connected to the photodetector 9
The partial excimer laser light returned by the partial reflection mirror 11 of the photodetector 9 is transmitted through the partial reflection mirror 33 to replace the partial reflection mirror 33 of the photodetector 32 having the same configuration as that of the photoelectric detector 34. In the same manner as shown in FIG. 4, the output of the electric signal converted into an electric signal is displayed on the monitor television 36 through the CCD control unit 35, and the image is adjusted to the image center and the CCD control units 26 and 35 are operated. Is input to the computer 37, and the partial reflection mirror 33 of the photodetector 32 and the second reflection mirror 4 of the light flux adjusting means 2 are adjusted so that the beam position of the exposure light and the beam position of the return light coincide with each other. Adjustment is made in directions a to d by means of a motor or the like. Further, by performing calculation from the beam position, automatically controlling the motor, and feeding back the beam position to the designated position, for example, beam movement due to wear or maintenance of the electrodes of the excimer laser light source 1, external vibration, etc. It is possible to automatically follow the deviation of the beam introduction position, etc., and always maintain the optimum illumination condition.

【0019】上記各実施例において、光検出器9の部分
反射ミラー10を全反射ミラーにして、光軸調整時のみ
この全反射ミラーを光路上に進入させ、露光時には光路
上から退避させておくことにより、露光時のエキシマレ
ーザ光の利用効率を高めることができる。このようなミ
ラーの退避機構は、部分反射ミラー10に対しても勿論
適用することができる。
In each of the above embodiments, the partial reflection mirror 10 of the photodetector 9 is a total reflection mirror, and this total reflection mirror is allowed to enter the optical path only when the optical axis is adjusted, and retracted from the optical path at the time of exposure. As a result, the utilization efficiency of excimer laser light during exposure can be improved. Such a retracting mechanism of the mirror can be applied to the partial reflection mirror 10 as well.

【0020】また、上記各実施例では、光電検出器12
(および34)は、2次元センサを用いたが、1次元セ
ンサを複数個並べても、またポイントセンサを2次元に
配列しても、信号の処理が若干複雑になるが同様の結果
が得られる。
In each of the above embodiments, the photoelectric detector 12
In (and 34), a two-dimensional sensor is used, but even if a plurality of one-dimensional sensors are arranged or the point sensors are two-dimensionally arranged, signal processing becomes slightly complicated, but similar results are obtained. ..

【0021】さらに、光検出器9をシリンドリカルレン
ズ13の前後に配置してビーム形状を直接観察するよう
にしてもよい。
Further, the photodetectors 9 may be arranged in front of and behind the cylindrical lens 13 to directly observe the beam shape.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、レチク
ル上のパターンを投影光学系を介してウェハ上に投影露
光するために、レチクルを照明するエキシマレーザ光源
と、この光源からの光束をレチクルに導入する光学系の
光路中に配置されて、光束の位置を検出する光検出器
と、光束の位置を調整する光束調整手段とを備えている
ので、エキシマレーザ光の位置をモニターし、この情報
から光束の位置を調整することができ、光束を正確かつ
容易に所定の位置に調整することができる優れた投影露
光装置を実現できるものである。
As described above, according to the present invention, in order to project and expose a pattern on a reticle onto a wafer through a projection optical system, an excimer laser light source for illuminating the reticle, and a light flux from this light source. Is arranged in the optical path of the optical system for introducing the light into the reticle, and is equipped with a photodetector for detecting the position of the light flux and a light flux adjusting means for adjusting the position of the light flux, so that the position of the excimer laser light is monitored. The position of the light flux can be adjusted based on this information, and an excellent projection exposure apparatus that can accurately and easily adjust the light flux to a predetermined position can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例における投影露光装置の
概略構成図
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a projection exposure apparatus in a first embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施例における光束調整手段の概略構成
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a light flux adjusting means in the first embodiment.

【図3】第1の実施例におけるエキシマレーザ光のビー
ム形状遷移を示す模式図
FIG. 3 is a schematic diagram showing a beam shape transition of excimer laser light in the first embodiment.

【図4】第1の実施例におけるエキシマレーザ光を映す
モニターテレビ上の画面例を示す模式図
FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a screen on a monitor TV which displays an excimer laser beam in the first embodiment.

【図5】第1の実施例におけるエキシマレーザ光の出射
光と戻り光のビームスポットを示す模式図
FIG. 5 is a schematic diagram showing beam spots of emitted light and returned light of excimer laser light in the first embodiment.

【図6】本発明の第2の実施例における投影露光装置の
概略構成図
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a projection exposure apparatus in a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第3の実施例における投影露光装置の
概略構成図
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a projection exposure apparatus in a third embodiment of the present invention.

【図8】従来の投影露光装置の一例を示す概略構成図FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing an example of a conventional projection exposure apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エキシマレーザ光源 2 光束調整手段 3 第1反射ミラー 4 第2反射ミラー 5,6,7,8 ステージ 9 光検出器 10,11 部分反射ミラー 12 光電検出器 13 シリンドリカルレンズ 14 ビームエキスパンダ 15,16 コールドミラー 17 インテグレータ 18 レチクルブラインド 19 サブコンデンサレンズ 20 メインコンデンサレンズ 21 レチクル 22 投影光学系 23 ウェハ 24 ウェハステージ 25 投影露光装置構造体 26 CCDコントロールユニット 27 モニターテレビ 31 反射ミラー 32 光検出器 33 部分反射ミラー 34 光電検出器 35 CCDコントロールユニット 36 モニターテレビ 37 コンピュータ 1 Excimer Laser Light Source 2 Luminous Flux Adjusting Means 3 First Reflecting Mirror 4 Second Reflecting Mirror 5, 6, 7, 8 Stage 9 Photo Detector 10, 11 Partial Reflecting Mirror 12 Photoelectric Detector 13 Cylindrical Lens 14 Beam Expander 15, 16 Cold mirror 17 Integrator 18 Reticle blind 19 Sub-condenser lens 20 Main condenser lens 21 Reticle 22 Projection optical system 23 Wafer 24 Wafer stage 25 Projection exposure device structure 26 CCD control unit 27 Monitor TV 31 Reflection mirror 32 Photodetector 33 Partial reflection mirror 34 Photoelectric detector 35 CCD control unit 36 Monitor TV 37 Computer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中 西 淑 人 神奈川県川崎市多摩区東三田3丁目10番1 号 松下技研株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Yoshihito Nakanishi 3-10-1 Higashisanda, Tama-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Matsushita Giken Co., Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レチクル上のパターンを投影光学系を介
してウェハ上に投影露光するために、前記レチクルを照
明するためのエキシマレーザ光源と、前記光源からの光
束をレチクルに導入する光学系の光路中に配置されて、
光束の位置を検出する光検出器と、前記光束の位置を調
整する光束調整手段とを備えた投影露光装置。
1. An excimer laser light source for illuminating the reticle for projecting and exposing a pattern on the reticle onto a wafer via a projection optical system, and an optical system for introducing a light beam from the light source into the reticle. Placed in the optical path,
A projection exposure apparatus comprising a photodetector for detecting the position of a light beam and a light beam adjusting means for adjusting the position of the light beam.
【請求項2】 光検出器が、光束の一部をサンプリング
する部分反射ミラーと、前記部分反射ミラーを透過した
光束を光電変換する光電検出器とを有する請求項1記載
の投影露光装置。
2. The projection exposure apparatus according to claim 1, wherein the photodetector includes a partial reflection mirror for sampling a part of the light flux and a photoelectric detector for photoelectrically converting the light flux transmitted through the partial reflection mirror.
【請求項3】 光検出器が、光束の一部をサンプリング
する部分反射ミラーと、前記部分反射ミラーを透過した
光束を元来た方向に戻す部分反射ミラーと、前記透過し
た光束を光電変換する光電検出器とを有する請求項1記
載の投影露光装置。
3. A photodetector photoelectrically converting the transmitted light flux, and a partial reflection mirror for sampling a part of the light flux, a partial reflection mirror for returning the light flux transmitted through the partial reflection mirror to the original direction. The projection exposure apparatus according to claim 1, further comprising a photoelectric detector.
【請求項4】 光電検出器が、2次元アレイ状光電検出
器または2次元配列ポイント型光電検出器または2次元
配列1次元光電検出器である請求項1から3のいずれか
に記載の投影露光装置。
4. The projection exposure according to claim 1, wherein the photoelectric detector is a two-dimensional array photoelectric detector, a two-dimensional array point type photoelectric detector or a two-dimensional array one-dimensional photoelectric detector. apparatus.
【請求項5】 光束調整手段が、光束を2方向に平行に
移動する手段と2方向に角度調整する手段とを有する請
求項1から4のいずれかに記載の投影露光装置。
5. The projection exposure apparatus according to claim 1, wherein the light flux adjusting means includes means for moving the light flux parallel to the two directions and means for adjusting the angle in the two directions.
【請求項6】 光検出器が、光束の一部をサンプリング
する部分反射ミラーまたは全反射ミラーを有し、前記部
分反射ミラーまたは全反射ミラーを光路上に進退させる
手段を備えた請求項1から5のいずれかに記載の投影露
光装置。
6. The photodetector according to claim 1, further comprising a partial reflection mirror or a total reflection mirror for sampling a part of the light beam, and means for moving the partial reflection mirror or the total reflection mirror forward or backward on the optical path. 6. The projection exposure apparatus according to any one of 5.
【請求項7】 レチクル上のパターンを投影光学系を介
してウェハ上に投影露光するために、前記レチクルを照
明するためのエキシマレーザ光源と、前記光源からの光
束をレチクルに導入する光学系の光路中に配置されて、
光束の位置を検出する第1の光検出器と、前記光束の位
置を調整する光束調整手段と、前記光束を元来た方向に
戻す手段と、前記戻されてきた光束の位置を検出する第
2の光検出器と、前記第2の光検出器の出力に基づいて
前記光源から出射した光束と戻されてきた光束とが一致
するように前記光束調整手段を制御する制御手段とを備
えた投影露光装置。
7. An excimer laser light source for illuminating the reticle for projecting and exposing a pattern on the reticle onto a wafer through a projection optical system, and an optical system for introducing a light beam from the light source into the reticle. Placed in the optical path,
A first photodetector for detecting the position of the light beam, a light beam adjusting means for adjusting the position of the light beam, a unit for returning the light beam to the original direction, and a first position for detecting the position of the returned light beam. And a control means for controlling the light flux adjusting means so that the light flux emitted from the light source and the returned light flux match based on the output of the second photodetector. Projection exposure device.
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