JPH07161602A - Aligner and exposure method - Google Patents

Aligner and exposure method

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JPH07161602A
JPH07161602A JP5303010A JP30301093A JPH07161602A JP H07161602 A JPH07161602 A JP H07161602A JP 5303010 A JP5303010 A JP 5303010A JP 30301093 A JP30301093 A JP 30301093A JP H07161602 A JPH07161602 A JP H07161602A
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JP
Japan
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light
mask
wavelength
laser
illumination light
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JP5303010A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Sumino
努 角野
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography

Abstract

PURPOSE:To improve the alignment accuracy in the Z-direction by a method wherein the wavelength of the illumination light emitted from a light source is changed, and the focus position of the illumination light to be focused is changed by chromatic aberration to control the image formation position in the Z-direction of the illumination light transmitted through a mask. CONSTITUTION:When there is the difference between the position in the Z- direction of a Z-table 13 and the detected signal from a wavelength system 16, a driving signal to control the inclination angle of the etalon is output. When the inclination angle of the etalon is controlled, the wavelength of the laser light L fed from the excimer laser 21 is changed. By doing so, focus position of the laser light L to be focused by a reduction lens 24 is controlled by chromatic aberration. Thus, it is possible to improve the alignment accuracy in the Z-direction of the mask pattern.

Description

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

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は半導体ウエハなどの基
板にマスクに形成されたパタ−ンを露光するための露光
装置および露光方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus and an exposure method for exposing a pattern formed on a mask on a substrate such as a semiconductor wafer.

【０００２】[0002]

【従来の技術】半導体装置の製造プロセスにおいては、
基板である、半導体ウエハに回路パタ−ンを形成するた
めの露光工程がある。つまり、露光工程では、レジスト
が塗布された上記半導体ウエハにマスクで形成された回
路パタ−ンが露光される。それによって、上記レジスト
がネガ型であれば、つぎの現像工程でそのレジストの光
りの当たった部分が残り、当たらなかった部分が現像液
に溶けるから、上記基板には回路パタ−ンと対応する状
態でレジストが残留する。ついで、上記基板をエッチン
グすれば、残留したレジストは保護膜として作用し、レ
ジストが溶けた部分だけがエッチングされるから、その
エッチングされた部分にＰ（リン）を拡散させること
で、ｎ型領域を形成することができる。したがって、こ
のような工程を繰り返すことで、上記基板に集積回路が
形成される。2. Description of the Related Art In a semiconductor device manufacturing process,
There is an exposure process for forming a circuit pattern on a semiconductor wafer, which is a substrate. That is, in the exposure step, the circuit pattern formed by the mask is exposed on the semiconductor wafer coated with the resist. As a result, if the resist is a negative type, the light-exposed portion of the resist remains in the next development step, and the unexposed portion is dissolved in the developing solution, so that the substrate corresponds to the circuit pattern. The resist remains in this state. Then, when the substrate is etched, the remaining resist acts as a protective film and only the melted portion of the resist is etched. Therefore, by diffusing P (phosphorus) into the etched portion, the n-type region Can be formed. Therefore, by repeating these steps, an integrated circuit is formed on the substrate.

【０００３】図４に一般的な縮小投影露光装置を示す。
この露光装置は光源としての水銀ランプ１を有する。水
銀ランプ１から出射された照明光Ｌはホモジナイザ２で
強度分布が均一化されて所定の回路パタ−ンが形成され
たマスク３（レテイクル）に入射する。このマスク３か
ら出射した照明光Ｌは縮小レンズ４で集束されてテ−ブ
ル５上に載置された基板としての半導体ウエハ６を照射
する。上記半導体ウエハ６にはレジストが塗布されてい
る。したがって、上記レジストに上記マスク３のパタ−
ンが焼き付けられることになる。FIG. 4 shows a general reduction projection exposure apparatus.
This exposure apparatus has a mercury lamp 1 as a light source. The illumination light L emitted from the mercury lamp 1 is incident on a mask 3 (reticle) on which a homogenizer 2 has a uniform intensity distribution and a predetermined circuit pattern is formed. The illumination light L emitted from the mask 3 is focused by the reduction lens 4 and irradiates the semiconductor wafer 6 as a substrate placed on the table 5. A resist is applied to the semiconductor wafer 6. Therefore, the pattern of the mask 3 is applied to the resist.
Will be burned.

【０００４】上記テ−ブル５はＸ、Ｙ、Ｚの三次元方向
に駆動可能となっている。上記マスク３のパタ−ンを露
光するに際し、上記テ−ブル５を三次元方向に駆動する
ことで、上記縮小レンズ４で結像されたマスク３のパタ
−ン像を上記半導体ウエハ６の上面に位置決めできるよ
うにしている。The table 5 can be driven in three-dimensional directions of X, Y and Z. When the pattern of the mask 3 is exposed, the table 5 is driven in the three-dimensional direction, so that the pattern image of the mask 3 formed by the reduction lens 4 is formed on the upper surface of the semiconductor wafer 6. It can be positioned at.

【０００５】上記半導体ウエハ６の三次元方向の位置決
めは、上記テ−ブル５の三次元方向の位置を、たとえば
レ−ザ測長器で測定し、その測定値を上記テ−ブル５の
駆動源にフィ−ドバックすることで、自動的に行うよう
にしている。つまり、上記縮小レンズ４の焦点位置をレ
ジストが塗布された上記半導体ウエハ６の上面に自動的
に合わすことができる、自動焦点機構となっている。For the positioning of the semiconductor wafer 6 in the three-dimensional direction, the position of the table 5 in the three-dimensional direction is measured by, for example, a laser length measuring device, and the measured value is driven by the table 5. By feeding back to the source, it is done automatically. In other words, the automatic focusing mechanism is capable of automatically adjusting the focal position of the reduction lens 4 to the upper surface of the semiconductor wafer 6 coated with the resist.

【０００６】ところで、このような自動焦点合せ技術に
おいて、縮小レンズ４の焦点深度は２〜３μｍ程度しか
ないため、その範囲内に半導体ウエハ６のＺ方向の位置
を維持することは露光精度上、極めて重要なことであ
る。By the way, in such an automatic focusing technique, since the reduction lens 4 has a depth of focus of only about 2 to 3 μm, maintaining the position of the semiconductor wafer 6 in the Z direction within that range is advantageous in terms of exposure accuracy. That is extremely important.

【０００７】上記レ−ザ測長器によるＺ方向の測長は、
サブミクロンオ−ダの精度で行える。しかしながら、上
記測長器の測長結果に基づく上記Ｚテ−ブルのＺ方向の
駆動は、たとえば圧電素子（ＰＺＴ）などを用いて機械
的に行うようにしている。圧電素子は印加電圧とその変
形量との間にヒステリシスがある。そのため、上記テ−
ブルのＺ方向の駆動精度は、測定精度に比べて低下する
ということがあった。The length measurement in the Z direction by the above laser length measuring device is
It can be performed with sub-micron order accuracy. However, the Z-direction drive of the Z-table based on the length measurement result of the length-measuring device is mechanically performed by using, for example, a piezoelectric element (PZT). The piezoelectric element has hysteresis between the applied voltage and its deformation amount. Therefore, the above
The drive accuracy of the bull in the Z direction was sometimes lower than the measurement accuracy.

【０００８】[0008]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の露
光装置においては、テ−ブルのＺ方向の位置を高精度に
測長できても、その測長結果により上記テ−ブルを機械
的に位置決めしていたので、レンズの焦点合せを高精度
に行うことができないということがあった。As described above, in the conventional exposure apparatus, even if the position of the table in the Z direction can be measured with high accuracy, the table is mechanically measured according to the result of the measurement. Since it was positioned at, it was not possible to focus the lens with high accuracy.

【０００９】この発明は上記事情に基づきなされたもの
で、その目的とするところは、レンズによって集束され
る照明光の焦点距離を制御することで、Ｚ方向の位置決
め精度を向上させることができるようにした露光装置お
よび露光方法を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances. An object of the present invention is to improve the positioning accuracy in the Z direction by controlling the focal length of the illumination light focused by the lens. Another object of the present invention is to provide an exposure apparatus and an exposure method.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明の装置は、パタ−ンが形成されたマスクに照
明光を照射し、このマスクを透過した照明光をレンズで
集束して上記マスクのパタ−ンを基板に露光する露光装
置において、上記照明光を出射するとともにその照明光
の波長制御可能な光源と、上記基板が載置され上記マス
クに対して相対的にＸ、Ｙ、Ｚ方向に位置決め可能なテ
−ブルと、このテ−ブルのＺ方向の位置を検出する検出
手段と、この検出手段が検出する上記テ−ブルのＺ方向
の位置に応じて上記光源から出射される照明光の波長を
変えて上記レンズにより集束される上記照明光の焦点位
置を制御する制御手段とを具備したことを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, the apparatus of the present invention irradiates a mask on which a pattern is formed with illuminating light and focuses the illuminating light transmitted through this mask by a lens. In an exposure device that exposes a pattern of the mask onto a substrate, a light source that emits the illumination light and can control the wavelength of the illumination light, and the substrate on which the substrate is placed is X, Y relative to the mask. , A Z-positionable table, detection means for detecting the Z-direction position of the table, and light emitted from the light source according to the Z-direction position of the table detected by the detection means. Control means for controlling the focal position of the illumination light focused by the lens by changing the wavelength of the illumination light.

【００１１】この発明の方法は、光源から出射されマス
クを透過して照明光をレンズで集束することで、上記マ
スクに形成されたパタ−ンを基板に露光する露光方法に
おいて、上記基板をＸ、Ｙ、Ｚ方向に位置決めする工程
と、上記照明光の波長を制御して上記レンズにより集束
される上記照明光の焦点位置を制御する工程と、上記光
源から照明光を出射させ上記マスクのパタ−ンを上記基
板に露光する工程とを具備したことを特徴とする。The method of the present invention is an exposure method for exposing a substrate to a pattern formed on the mask by focusing the illumination light emitted from a light source and transmitted through the mask by a lens, thereby exposing the substrate to X-ray. , Y, Z directions, controlling the wavelength of the illumination light to control the focal position of the illumination light focused by the lens, and emitting the illumination light from the light source to the pattern of the mask. And exposing the substrate to the substrate.

【００１２】[0012]

【作用】上記構成によれば、光源から出射される照明光
の波長を変えれば、上記レンズで集束される照明光の焦
点位置が色収差によって変化するから、マスクを透過し
た照明光のＺ方向の結像位置を制御できる。According to the above construction, if the wavelength of the illumination light emitted from the light source is changed, the focal position of the illumination light focused by the lens changes due to chromatic aberration. Therefore, the illumination light transmitted through the mask in the Z direction The image forming position can be controlled.

【００１３】[0013]

【実施例】以下、この発明の一実施例を図１と図２を参
照して説明する。図１に示すこの発明の露光装置はＸＹ
テ−ブル１１を備えている。このＸＹテ−ブル１１は第
１の駆動源１２によってＸＹ方向に駆動されるようにな
っていて、その上面にはＺテ−ブル１３がＺ方向に駆動
自在に設けられている。このＺテ−ブル１３は第２の駆
動源１４によってＺ方向に駆動されるようになってい
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. The exposure apparatus of the present invention shown in FIG.
It has a table 11. The XY table 11 is driven in the XY directions by the first drive source 12, and the Z table 13 is provided on the upper surface of the XY table 11 so as to be freely driven in the Z direction. The Z table 13 is driven in the Z direction by the second drive source 14.

【００１４】上記Ｚテ−ブル１３の上面の一端部には測
長用ミラ−１５が設けられている。この測長用ミラ−１
５と対向する位置には測長系１６が配設されている。こ
の測長系１６は、図示しないレ−ザ光源、レ−ザ干渉計
および受光器などを内蔵し、上記Ｚテ−ブル１３のＸ、
Ｙ、Ｚ方向の距離を測定できるようになっている。A length measuring mirror 15 is provided at one end of the upper surface of the Z table 13. This length measurement Mira-1
A length measuring system 16 is arranged at a position facing 5. The length measuring system 16 incorporates a laser light source, a laser interferometer, a light receiver, etc., which are not shown, and the X of the Z table 13
The distance in the Y and Z directions can be measured.

【００１５】上記測長系１６で検出された上記Ｚテ−ブ
ル１３のＸ、Ｙ、Ｚ方向の距離は制御系１７に入力され
る。この制御系１７には上記Ｚテ−ブル１３を位置決め
するためのＸ、Ｙ、Ｚ方向の位置が設定値として予め設
定されていて、その設定値と上記測長系１６からの検出
信号とが比較される。そして、上記制御系１７はその比
較に応じた駆動信号を上記第１の駆動源１２と第２の駆
動源１４とに出力して上記ＸＹテ−ブル１１とＺテ−ブ
ル１３を、それぞれＸ、Ｙ方向とＺ方向に駆動するよう
になっている。The distances in the X, Y and Z directions of the Z table 13 detected by the length measuring system 16 are input to the control system 17. Positions in the X, Y and Z directions for positioning the Z table 13 are preset in the control system 17 as set values, and the set values and the detection signal from the length measuring system 16 are set. Be compared. Then, the control system 17 outputs a drive signal corresponding to the comparison to the first drive source 12 and the second drive source 14 to output the XY table 11 and the Z table 13, respectively. , Y direction and Z direction.

【００１６】上記Ｚテ−ブル１３の上面には半導体ウエ
ハや液晶用ガラス基板などの基板、この実施例では半導
体ウエハ１８が載置される。この半導体ウエハ１８には
マスク１９（レテイクル）に形成されたパタ−ンが露光
されるようになっている。A substrate such as a semiconductor wafer or a glass substrate for liquid crystal, which is a semiconductor wafer 18 in this embodiment, is placed on the upper surface of the Z table 13. A pattern formed on a mask 19 (reticle) is exposed on the semiconductor wafer 18.

【００１７】つまり、露光用の光源としてはエキシマレ
−ザ２１が用いられ、このエキシマレ−ザ２１から発振
出力された照明光となるレ−ザ光Ｌは反射ミラ−２２を
経てホモジナイザ２３に入射する。このホモジナイザ２
３で強度分布が均一化された上記レ−ザ光Ｌは上記マス
ク１９に入射する。このマスク１９を透過したレ−ザ光
Ｌは縮小レンズ２４に入射し、このレンズ２４で上記マ
スク１９のパタ−ンが縮小されて上記半導体ウエハ１８
を照射する。That is, the excimer laser 21 is used as a light source for exposure, and the laser light L which is the illumination light oscillated and output from the excimer laser 21 enters the homogenizer 23 through the reflection mirror 22. . This homogenizer 2
The laser light L whose intensity distribution is made uniform in 3 is incident on the mask 19. The laser light L transmitted through the mask 19 is incident on the reduction lens 24, and the pattern of the mask 19 is reduced by the lens 24 so that the semiconductor wafer 18 is reduced.
Irradiate.

【００１８】上記半導体ウエハ１８にはレジストが塗布
されている。したがって、上記縮小レンズ２４で縮小さ
れたマスク１９のパタ−ンが上記半導体ウエハ１８に露
光される。A resist is applied to the semiconductor wafer 18. Therefore, the pattern of the mask 19 reduced by the reduction lens 24 is exposed on the semiconductor wafer 18.

【００１９】上記エキシマレ−ザ２１は図２に示すよう
に高反射ミラ−３１と出力ミラ−３２とを平行に離間対
向させた光共振器３３を有する。この光共振器３３内に
は軸方向両端にウインド３４ａが形成された気密容器か
らなるレ−ザ励起部３４が配設されている。このレ−ザ
励起部３４内には、図示しないが、ガスレ−ザ媒質が封
入されているとともに、そのガスレ−ザ媒質を放電励起
する電極が配置されている。As shown in FIG. 2, the excimer laser 21 has an optical resonator 33 in which a high-reflecting mirror 31 and an output mirror 32 are opposed to each other in parallel. Inside the optical resonator 33, a laser excitation unit 34, which is an airtight container in which windows 34a are formed at both ends in the axial direction, is provided. Although not shown, a gas laser medium is enclosed in the laser excitation unit 34, and an electrode for discharging and exciting the gas laser medium is arranged therein.

【００２０】上記高反射ミラ−３１と上記レ−ザ励起部
３４の一方のウインド３４ａとの間には波長選択素子と
しての第１のエタロン３５と第２のエタロン３６とが光
共振器３３の光軸に対して所定の傾斜角度θ1 、θ2 で
傾斜して配置されている。各エタロン３５ａ、３５ｂは
アクチュエ−タ３６ａ、３６ｂによって傾き角度が制御
されるようになっている。A first etalon 35 and a second etalon 36 as wavelength selecting elements are provided between the high reflection mirror 31 and one window 34a of the laser pumping section 34 of the optical resonator 33. It is arranged so as to be inclined at predetermined inclination angles θ 1 and θ 2 with respect to the optical axis. The inclination angle of each etalon 35a, 35b is controlled by an actuator 36a, 36b.

【００２１】上記レ−ザ励起部３４でガスレ−ザ媒質が
放電励起されることで発生したレ−ザ光Ｌは、上記一対
のエタロン３５ａ、３５ｂの傾斜角度に応じて波長選択
される。したがって、上記出射ミラ−３２からは狭帯域
化されたレ−ザ光Ｌが発振出力されるようになってい
る。The laser light L generated by the discharge excitation of the gas laser medium by the laser excitation unit 34 is wavelength-selected according to the inclination angle of the pair of etalons 35a and 35b. Therefore, the laser light L having a narrow band is oscillated and output from the emission mirror 32.

【００２２】上記エタロン３５ａ、３５ｂの傾斜角度を
制御するアクチュエ−タ３６ａ、３６ｂは上記制御系１
７からの駆動信号によって駆動されるようになってい
る。つまり、上記制御系１７は、測長系１６からの検出
信号によって第１の駆動源１２と第２の駆動源１４とを
駆動してＸＹテ−ブル１１とＺテ−ブル１３との位置決
めをフィ−ドバック制御したのち、上記測長系１６が検
出するＺ方向の位置と設定値との差に応じて上記アクチ
ュエ−タ３６ａ、３６ｂを駆動して一対のエタロン３５
ａ、３５ｂの傾斜角度を制御するようになっている。The actuators 36a and 36b for controlling the inclination angles of the etalons 35a and 35b are the control system 1 described above.
It is adapted to be driven by a drive signal from 7. That is, the control system 17 drives the first drive source 12 and the second drive source 14 by the detection signal from the length measurement system 16 to position the XY table 11 and the Z table 13. After feedback control, the actuators 36a and 36b are driven according to the difference between the Z-direction position detected by the length measuring system 16 and the set value to drive the pair of etalons 35.
The inclination angles of a and 35b are controlled.

【００２３】上記エタロン３５ａ、３５ｂの傾斜角度を
制御することで、出力ミラ−３２から出力されるレ−ザ
光Ｌの波長を±200pm 程度の範囲で変化させることがで
きる。レ−ザ光Ｌの波長を±200pm 程度の範囲で変化さ
せれば、上記縮小レンズ２４によるマスク１９の結像位
置を、±40μｍ程度の範囲で制御することができる。By controlling the inclination angles of the etalons 35a and 35b, the wavelength of the laser light L output from the output mirror 32 can be changed within a range of about ± 200 pm. By changing the wavelength of the laser light L within a range of about ± 200 pm, the image forming position of the mask 19 by the reduction lens 24 can be controlled within a range of about ± 40 μm.

【００２４】つぎに、上記構成の露光装置の動作を説明
する。露光を開始するに先立って、半導体ウエハ１８の
Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の位置決めが行われる。つまり、測長系
１６が検出するＸ、Ｙ、Ｚ方向の位置が制御系１７に設
定された設定値と比較され、その比較差に応じて第１の
駆動源１２と第２の駆動源１４とが上記制御系１７から
の駆動信号によって作動させられる。それによって、Ｘ
Ｙテ−ブル１１とＺテ−ブル１３とがフィ−ドバック制
御され、それぞれＸ、Ｙ方向およびＺ方向に位置決めさ
れる。Next, the operation of the exposure apparatus having the above structure will be described. Prior to starting the exposure, the semiconductor wafer 18 is positioned in the X, Y, and Z directions. That is, the positions in the X, Y, and Z directions detected by the length measurement system 16 are compared with the set values set in the control system 17, and the first drive source 12 and the second drive source 14 are determined according to the comparison difference. And are operated by a drive signal from the control system 17. Thereby X
The Y-table 11 and the Z-table 13 are feedback-controlled and positioned in the X, Y and Z directions, respectively.

【００２５】各テ−ブル１１、１３は機械的に位置決め
されるため、その位置決め精度は上記測長系１６の測長
精度に比べて低く、とくにＺ方向の位置決め精度が低い
と、半導体ウエハ１８の上面位置が、縮小レンズ２４の
焦点深度から外れ、縮小レンズ２４によって結像された
マスク１９のパタ−ンが上記半導体ウエハ１８の上面に
結像されなくなることがある。Since the respective tables 11 and 13 are mechanically positioned, the positioning accuracy thereof is lower than that of the length measuring system 16 and, particularly, when the positioning accuracy in the Z direction is low, the semiconductor wafer 18 is positioned. There is a case where the upper surface position of is deviated from the depth of focus of the reduction lens 24, and the pattern of the mask 19 formed by the reduction lens 24 is not formed on the upper surface of the semiconductor wafer 18.

【００２６】そこで、ＸＹテ−ブル１１とＺテ−ブル１
３との、第１、第２の駆動源１２、１４による位置決め
がなされたのち、Ｚテ−ブル１３のＺ方向の位置と、測
長系１６からの検出信号とに差があると、上記制御系１
７からエタロン３５ａ、３５ｂの傾斜角度を制御する一
対のアクチュエ−タ３６ａ、３６ｂに駆動信号が出力さ
れ、それらの傾き角度が制御される。Therefore, the XY table 11 and the Z table 1
After the positioning with respect to No. 3 by the first and second driving sources 12 and 14, there is a difference between the position of the Z table 13 in the Z direction and the detection signal from the length measuring system 16, Control system 1
A drive signal is output from 7 to a pair of actuators 36a and 36b for controlling the inclination angles of the etalons 35a and 35b, and the inclination angles thereof are controlled.

【００２７】上記エタロン３５ａ、３５ｂの傾き角度が
制御されれば、エキシマレ−ザ２１から出力されるレ−
ザ光Ｌの波長が変化する。それによって、レ−ザ光Ｌの
色収差で上記縮小レンズ２４により集束されるレ−ザ光
Ｌの焦点位置が制御されるから、測長系１６の測定位置
と、実際の位置決め精度とに差が生じても、上記縮小レ
ンズ２４によって結像されるマスク１９のパタ−ン位置
と、半導体ウエハ１８の上面の位置との差を少なくする
ことができる。If the tilt angles of the etalons 35a and 35b are controlled, the laser output from the excimer laser 21 is output.
The wavelength of the light L changes. As a result, the focal position of the laser light L focused by the reduction lens 24 is controlled by the chromatic aberration of the laser light L, so that there is a difference between the measurement position of the length measuring system 16 and the actual positioning accuracy. Even if it occurs, the difference between the pattern position of the mask 19 imaged by the reduction lens 24 and the position of the upper surface of the semiconductor wafer 18 can be reduced.

【００２８】このようにして、各テ−ブル１１、１３の
位置決めが終了したならば、エキシマレ−ザ２１を作動
させ、レ−ザ光Ｌを出力させることで、マスク１９に形
成されたパタ−ンが精度よく半導体ウエハ１８に露光さ
れることになる。When the positioning of the respective tables 11 and 13 is completed in this way, the excimer laser 21 is actuated to output the laser light L, thereby forming the pattern formed on the mask 19. The semiconductor wafer 18 is accurately exposed.

【００２９】上記一実施例ではエタロン３５ａ、３５ｂ
によってレ−ザ光Ｌの波長を制御するようにしたが、図
３に示すように光共振器３３の高反射ミラ−に回析格子
４１を用い、この回析格子４１をアクチュエ−タ４２に
よって傾斜角度の制御ができるようにし、そのアクチュ
エ−タ４２の傾斜角度を制御系１７からの信号で変える
ような構成としても、上記一実施例と同様、出力される
レ−ザ光Ｌの波長を制御することができる。In the above embodiment, the etalons 35a and 35b are used.
Although the wavelength of the laser light L is controlled by using the diffraction grating 41 as the high reflection mirror of the optical resonator 33 as shown in FIG. 3, the diffraction grating 41 is actuated by the actuator 42. Even if the tilt angle can be controlled and the tilt angle of the actuator 42 is changed by a signal from the control system 17, the wavelength of the laser light L to be output is changed as in the above-described embodiment. Can be controlled.

【００３０】また、露光用の光源としてはエキシマレ−
ザに限定されず、他のレ−ザ装置であってもよく、要は
波長の制御可能なものであればよい。さらに、基板を
Ｘ、Ｙ、Ｚ方向に駆動するために、ＸＹテ−ブルとＺテ
−ブルとに分け、それぞれのテ−ブルを駆動制御するよ
うにしたが、１つのテ−ブルをＸ、Ｙ、Ｚ方向に駆動で
きるようにしてもよく、要は基板が載置された面が三次
元方向に駆動される構成であればよい。さらに、テ−ブ
ルをＺ方向に駆動するに代わり、マスクおよび縮小レン
ズをＺ方向に駆動して位置決めするようにしてもよい。An excimer ray is used as a light source for exposure.
The laser device is not limited to the laser device, and may be another laser device, as long as the wavelength can be controlled. Further, in order to drive the substrate in the X, Y, and Z directions, it is divided into an XY table and a Z table, and each table is drive-controlled. , Y, Z directions may be used, as long as the surface on which the substrate is placed is driven in three-dimensional directions. Further, instead of driving the table in the Z direction, the mask and the reduction lens may be driven in the Z direction for positioning.

【００３１】[0031]

【発明の効果】以上述べたようにこの発明は、マスクに
対して相対的にＸ、Ｙ、Ｚ方向に位置決め可能なテ−ブ
ルのＺ方向の位置を検出し、検出された上記テ−ブルの
Ｚ方向の位置に応じて光源から出射される照明光の波長
を変え、レンズにより集束される上記照明光の焦点位置
を制御するようにした。As described above, the present invention detects the position in the Z direction of a table which can be positioned in the X, Y and Z directions relative to the mask, and detects the detected table. The wavelength of the illumination light emitted from the light source is changed according to the position in the Z direction, and the focal position of the illumination light focused by the lens is controlled.

【００３２】そのため、テ−ブルのＺ方向の検出精度と
位置決め精度とに差が生じても、照明光の波長を制御す
ることで、その照明光の色収差により上記レンズで結像
されるマスクのパタ−ンのＺ方向の位置を制御できるか
ら、上記テ−ブルに載置された基板に対して上記レンズ
によって結像されるマスクのパタ−ンのＺ方向の位置決
め精度を向上させることができる。Therefore, even if there is a difference between the detection accuracy of the table in the Z direction and the positioning accuracy, the wavelength of the illumination light is controlled so that the chromatic aberration of the illumination light causes the mask formed on the lens to form an image. Since the position of the pattern in the Z direction can be controlled, the positioning accuracy in the Z direction of the pattern of the mask imaged by the lens on the substrate mounted on the table can be improved. .

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

【図１】この発明の一実施例を示す全体構成の概略図。FIG. 1 is a schematic diagram of an overall configuration showing an embodiment of the present invention.

【図２】同じくエキシマレ−ザの構成図。FIG. 2 is a block diagram of an excimer laser.

【図３】この他の実施例を示すエキシマレ−ザの構成
図。FIG. 3 is a block diagram of an excimer laser showing another embodiment.

【図４】従来の露光装置の概略的構成の斜視図。FIG. 4 is a perspective view of a schematic configuration of a conventional exposure apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１３…Ｚテ−ブル、１６…測長系、１７…制御系、１８
…半導体ウエハ（基板）、２１…エキシマレ−ザ（光
源）、２４…縮小レンズ。13 ... Z table, 16 ... Length measuring system, 17 ... Control system, 18
... semiconductor wafer (substrate), 21 ... excimer laser (light source), 24 ... reduction lens.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 パタ−ンが形成されたマスクに照明光を
照射し、このマスクを透過した照明光をレンズで集束し
て上記マスクのパタ−ンを基板に露光する露光装置にお
いて、 上記照明光を出射するとともにその照明光の波長制御可
能な光源と、上記基板が載置され上記マスクに対して相
対的にＸ、Ｙ、Ｚ方向に位置決め可能なテ−ブルと、こ
のテ−ブルのＺ方向の位置を検出する検出手段と、この
検出手段が検出する上記テ−ブルのＺ方向の位置に応じ
て上記光源から出射される照明光の波長を変えて上記レ
ンズにより集束される上記照明光の焦点位置を制御する
制御手段とを具備したことを特徴とする露光装置。1. An exposure apparatus for irradiating a mask having a pattern formed thereon with illuminating light, focusing the illuminating light transmitted through the mask with a lens, and exposing the pattern of the mask onto a substrate. A light source that emits light and is capable of controlling the wavelength of the illumination light, a table on which the substrate is placed and which can be positioned in the X, Y, and Z directions relative to the mask; Detecting means for detecting the position in the Z direction, and the illumination focused by the lens by changing the wavelength of the illumination light emitted from the light source according to the position in the Z direction of the table detected by the detecting means. An exposure apparatus comprising: a control unit that controls a focal position of light. 【請求項２】 上記光源は、光共振器と、この光共振器
内に設けられレ−ザ媒質を励起してレ−ザ光を発生する
レ−ザ励起部と、このレ−ザ励起部で発生したレ−ザ光
の波長を選択する波長選択素子からなるレ−ザ装置であ
ることを特徴とする請求項１記載の露光装置。2. The light source comprises an optical resonator, a laser pumping section provided in the optical resonator for exciting a laser medium to generate laser light, and the laser pumping section. 2. An exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure apparatus is a laser apparatus including a wavelength selection element that selects the wavelength of the laser light generated in 1. 【請求項３】 上記波長選択素子は、上記光共振器内に
設けられたエタロンであることを特徴とする請求項２記
載の露光装置。3. The exposure apparatus according to claim 2, wherein the wavelength selection element is an etalon provided in the optical resonator. 【請求項４】 上記波長選択素子は回析格子からなり、
この回析格子は上記光共振器の一部を構成していること
を特徴とする請求項２記載の露光装置。4. The wavelength selection element comprises a diffraction grating,
The exposure apparatus according to claim 2, wherein the diffraction grating forms a part of the optical resonator. 【請求項５】 光源から出射されマスクを透過して照明
光をレンズで集束することで、上記マスクに形成された
パタ−ンを基板に露光する露光方法において、 上記基板をＸ、Ｙ、Ｚ方向に位置決めする工程と、上記
照明光の波長を制御して上記レンズにより集束される上
記照明光の焦点位置を制御する工程と、上記光源から照
明光を出射させ上記マスクのパタ−ンを上記基板に露光
する工程とを具備したことを特徴とする露光方法。5. An exposure method for exposing a pattern formed on the mask to a substrate by focusing illumination light emitted from a light source and passing through the mask by a lens, wherein the substrate is X, Y, Z Direction, a step of controlling the wavelength of the illumination light to control the focal position of the illumination light focused by the lens, and a pattern of the mask that emits the illumination light from the light source. And a step of exposing the substrate to light.
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