JPH07220989A - 露光装置及びこれを用いたデバイス製造方法 - Google Patents

露光装置及びこれを用いたデバイス製造方法

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JPH07220989A
JPH07220989A JP761894A JP761894A JPH07220989A JP H07220989 A JPH07220989 A JP H07220989A JP 761894 A JP761894 A JP 761894A JP 761894 A JP761894 A JP 761894A JP H07220989 A JPH07220989 A JP H07220989A
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Kinya Yamaguchi
欣也 山口
Teruya Sato
光弥 佐藤
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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
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging

Abstract

(57)【要約】 【目的】 照度むらの異常をすぐに検出できる装置を提
供すること。 【構成】 スリット状露光光7に対してレチクル8とウ
エハー13を走査することにより露光光7によりレチク
ル8のパターンを介してウエハー16を露光する露光装
置において、レチクルステージ9上に前記露光光7の両
端部の光を一対の受光する光検出器10を設け、光検出
器10によりウエハー9への実露光動作中に露光光7の
強度分布(レチクル8上の照度分布)を走査方向と当該
走査方向に直交する方向とに関して計測し、その結果を
基準と比較して照度むらの異常の有無を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は例えば集積回路等のデバ
イスを製造するためにウエハ上に回路パターンを焼き付
ける時に用いられる露光装置及びこれを用いたデバイス
製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、露光装置の露光光の照度ムラを計
測する方法として、ウエハー移動手段側に照度測定器を
配置して、あらかじめ実露光工程とは別に一定の期間、
前記照度測定器を含むウエハー移動手段がウエハーの露
光領域内を移動することによりウエハー面の複数点の照
度を検出して照度むらを計測する時間を設けていた。
【0003】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、従
来の照度むら計測時間が実露光動作期間とは別の一定期
間に行う計測であるために、実露光動作期間中に照度む
らに異常が生じても直ちに検出ができない。
【0004】また、従来の照度むら計測が実露光動作と
は別に一定の長時間を要するために、装置のスループッ
トが低下する。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は上記従来
の問題点を解決する露光装置及びこれを用いたデバイス
製造方法を提供することにある。
【0006】上記目的を達成するため、本発明の露光装
置及びこれを用いたデバイス製造方法は、露光光により
レチクルのパターンを介してウエハを露光する露光装置
において、ウエハーへの実露光動作中に露光光の強度分
布(照度分布)を計測する手段を備える事を特徴として
おり、実露光動作中に照度むらの計測を行なうので、ス
ループットが上がり、照度むらの異常をすぐに感知でき
る。
【0007】上記目的を達成するため、本発明の露光装
置及びこれを用いたデバイス製造方法の好ましい形態
は、前記実露光が前記露光光に対して前記レチクルとウ
エハを走査することにより行なわれ、前記計測手段は、
前記レチクルを移動する手段に設けられることを特徴と
する。これにより、上記効果に加え、構成が簡単である
という効果が生じる。
【0008】また、更に好ましい形態は、前記レチクル
の移動方向と交差する方向に前記露光光の両端部の光を
受光する受光素子を複数備えることを特徴としており、
前記レチクルの移動方向と交差する方向の照度むらが計
測できる。
【0009】また、より好ましい形態は、前記計測手段
は計測される各点の光強度(照度)を前記露光光の予め
決めた部分の光強度と比較する手段を備え、これにより
露光光の強度変動による計測誤差を無くすことが可能に
なる。
【0010】
【実施例】図1は、本発明の実施例の露光装置の概略図
である。同図において1は露光用の照明光源、2は照明
光源1からの照明光をその断面が所定の大きさの長方形
をしたスリット形状にする光学変換器、3は光学変換器
2から出力される長方形をしたスリット形状の照明光で
照度データの基準光となる。4は照明光3を折り曲げる
ためのミラー、5は照明光3の照度領域のうち、中心付
近の1点の照度を検出する位置に配置してある照度計で
照度データの基準値を得る。
【0011】6は照明系内光学素子、7は照明光3が照
明系内光学素子6を通過後、レチクル8に照射される断
面が長方形をしたスリット形状の照明光である。8はレ
チクル、9はレチクル8を保持するレチクルステージ
で、露光時には照明光7の照射方向に対して垂直方向に
動作することにより照明光7がレチクル上を走査する。
【0012】10はレチクルステージ9上に固定したホ
トセンサーで、露光時にレチクル面を走査して照射する
照明光7の照度領域外部に配置してあり、実露光動作時
にレチクルステージ9の移動(走査)に伴い走査方向に
関して照明光7の照度を複数時点で検出する。本実施例
では、レチクルとウエハーの移動方向と同方向の走査方
向に対して垂直の方向に1対(合計2個)配置してあ
る。
【0013】11は照明光7の光束をホトセンサーに導
くためのレチクルステージ9上に固定したミラーであ
る。本実施例では、照明光7の光束領域内の走査方向に
対して垂直方向の左右両端に1対配置して、実露光動作
時に長方形のスリット形状をした照明光7の左右両端の
それぞれの光束を各ホトセンサー10に導く。12は縮
小投影光学系、13は照明光7によるレチクル8のパタ
ーン像が転写されるウエハー、14はウエハー12を保
持するウエハーステージである。
【0014】図2は、照明光3の照度分布曲線である。
同図において、照度分布曲線101は前記照明光3の照
明領域内のある1点の時間経過における照度変化曲線を
表わし、実際には図のように照明光源のちらつきや照度
の経時変化によって照度値は逐時変化する。照度分布曲
線102は前記照明光7の走査方向側における照度分布
の断面形状である。また照度分布曲線103は照明光7
の走査方向と垂直な方向における照度分布の断面形状で
ある。
【0015】レチクルステージ9上の左右2個のホトセ
ンサー10は、露光動作開始後レチクルステージ9が照
明光7を走査していくと、照明光7の走査方向側に対し
ては図2の照度分布曲線102のような照度を検出して
いく。また、照明光7の走査方向と垂直な方向に対して
は図2の照度分布曲線103のうち左右両端の2点の照
度を繰り返し検出する。
【0016】このとき照度むらがあると照度分布曲線1
02および103は歪んだ曲線になる。すなわち図2の
照度分布曲線103を例にとると、光学機構が正しく調
整されていれば左右対称である。しかし調整が不良の場
合、左右非対称となる。2個のホトセンサー10で光束
の左右両端の照度を検出することにより照明光7の走査
方向に垂直な方向側の照度差による照度むらを検出でき
る。精度を上げるために、さらに多数のホトセンサーを
配置してもよい。
【0017】本実施例では照度むらを計測する手順とし
てまず、ウエハー13上の1チップ露光領域分の露光動
作が始まるとレチクルステージ9とウエハーステージ1
4が照明光7の照射方向に対して垂直方向に連動して動
きだし、照明光7の光束上を走査してレチクル8上のパ
ターンをウエハー13面上に転写しはじめる。転写中の
一時期にホトセンサー10が照明光7の光束を検出でき
るタイミングがあり、所定のサンプリング時間間隔tご
とに逐時各位置に対応する照度を計測する。このときの
露光動作による各照度データをUiとする。また、ホト
センサー10が照度を検出する時間と同時刻に逐時照度
計5で照明光3の照度を検出する。このときの各照度デ
ータをLiとする。
【0018】照明光源に起因する光源のちらつきや照度
の経時変化の影響を排除するためにこの露光動作におけ
る各照度比率値をLiを基準値にして Ii=Ui/Li ・・・(1) で表す。
【0019】1回の露光動作を実行することにより、サ
ンプリング数をNとするとN個の照度比率値Iiからな
る前記図2の照度分布曲線102に相当するような照明
光7の走査方向側における照度分布曲線が得られる。
【0020】ここで、この照度分布曲線のうち、照度む
らのない基準照度分布曲線をあらかじめ設定しておく。
そしてこの基準照度分布曲線のうち、前記Iiと同時刻
の各照度比率値をSIiとする。このときの照明光7の
各計測位置における照度むらの値を Di=(|Ii−SIi|)/SIi ・・・(2) とする。
【0021】実際のDiの値は照度むらに加えて照明光
7を生成する光学素子6に起因する照度劣化分が加味さ
れる。仮にIiに照度むら且つ照度劣化分がないとする
とIiとSIiの値は同じになり、Di=0となる。
【0022】また、露光装置にはあらかじめ実際の露光
動作に影響する各照度むらの許容値MAX(Di)を設
定しておく。一般に照度むら値は急激に変化するわけで
はなく、長時間露光動作を繰り返し実行していくうちに
次第に変化していく。
【0023】ここで、 Di>|MAX(Di)−Ki−Ji| (Kiは各計測位置における一定値) (Jiは前記の各計測位置における照度劣化分) になると照度むらが許容値に近づいたものと予測して、
露光動作中直ちに露光装置にその旨を知らせる。
【0024】また、1回の露光動作で左右1対2個のホ
トセンサーによって光束7の左右両端の2ケ所の照明光
7の照度値が同時に求められる。このときの露光動作に
よる左右の各照度データをそれぞれUli、Uriとす
る。このとき前記図2の照度分布曲線103に相当する
ような、照明光7の走査方向と垂直な方向における照度
分布曲線のうち、左右2端の照度値が得られる。
【0025】次に、前記の式(1)と同様にLiを基準
値にして左右2端の照度比率値をそれぞれ、 Ili=Uli/Li ・・・(3) Iri=Uri/Li ・・・(4) で表す。
【0026】ここで、両者の差分Eiをとって、 Ei=|Ili−Iri| ・・・(5) として、この値を照度むらの値とする。仮に照度むらが
ないとするとホトセンサー10による左右の照度比率値
の差分EiはEi=0となる。
【0027】ここで露光装置に、あらかじめ実際の露光
動作に影響する許容値MAX(Ei)を設定しておく。
即ち、 Ei>|MAX(Ei)−Mi| ・・・(6) (Miは各計測位置における一定値)であると照明光7
の照度値が許容値に近づいたものと予測して、露光動作
中直ちに露光装置にその旨を知らせる。露光装置は前記
各照度むらの値DiもしくはEiが許容値外にあるとい
う通知を受けると、この状況をオペレータに通知して露
光動作を中断するようになっている。また、本発明の露
光装置はあらかじめオペレーションコンソール(図示せ
ず)から特定の設定を行うことにより、上記露光動作の
中断はせずにオペレータに通知をするだけの機能にして
用いる事も可能となっている。
【0028】ウェハーステージ14上のウエハー13の
外部に走査方向に沿って露光領域長(スリット幅)をカ
バーする照度むら測定用センサー素子アレイを配置し、
実露光前後にウエハー13を照射する光の走査方向の強
度分布(即ちウエハー13上に照度分布)を得る際に、
レチクルステージ上のホトセンサー10を利用できる。
【0029】センサー素子アレイで光強度分布を測定す
る場合、各センサー素子間の感度のばらつき補正しなけ
れば正確に照度分布曲線が描けない。そこで前記レチク
ルステージ上のミラー11をハーフミラーとし、レチク
ルステージ9を移動させることによりホトセンサー10
を各センサー素子の位置に対応する位置に位置付け、ホ
トセンサー10でハーフミラーからの反射光を検出しな
がらセンサー素子アレイでハーフミラーからの透過光を
検出することにより、ホトセンサー10の出力を基準と
して各センサー素子間の感度のばらつきを計測する。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、実露光動作中に照度む
らを測定でき、従って直ちに照度むらが許容値を越える
ことを検出できる。従って 続く露光におけるウエハー
上の露光パターンの欠陥を未然に防止することができ
る。さらに実露光工程以外での照度むら計測を省略で
き、装置のスループットを低下させないという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施した露光装置の主要概略図。
【図2】スリット形状をした照明光の照度分布図。
【符号の説明】
1 照明光源 2 光学変換器 3 照明光 4 ミラー 5 照度計 6 照明系内光学素子 7 照明光 8 レチクル 9 レチクルステージ 10 ホトセンサー 11 ミラー 12 縮小投影光学系 13 ウエハー 14 ウエハーステージ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 露光光によりレチクルのパターンを介し
    てウエハを露光する露光装置において、ウエハーへの実
    露光動作中に露光光の強度分布(照度分布)を計測する
    手段を備える事を特徴とする露光装置。
  2. 【請求項2】 前記実露光が前記露光光に対して前記レ
    チクルとウエハを走査することにより行なわれることを
    特徴とする請求項1の露光装置。
  3. 【請求項3】 前記計測手段は、前記レチクルを移動す
    る手段に設けられることを特徴とする請求項2の露光装
    置。
  4. 【請求項4】 前記計測手段は、前記レチクルの移動方
    向と交差する方向に前記露光光の両端部の光を受光する
    受光素子を複数備えることを特徴とする請求項2、3の
    露光装置。
  5. 【請求項5】 前記計測手段は計測される各点の光強度
    (照度)を前記露光光の予め決めた部分の光強度と比較
    する手段を備える請求項1乃至4の露光装置。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至請求項5の露光装置により
    デバイスパターンを基板上に転写する段階を有すること
    を特徴とするデバイス製造方法。
JP761894A 1994-01-27 1994-01-27 露光装置及びこれを用いたデバイス製造方法 Withdrawn JPH07220989A (ja)

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