JPH09232228A - 走査型露光装置及びそれを用いたデバイス製造方法 - Google Patents
走査型露光装置及びそれを用いたデバイス製造方法Info
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- JPH09232228A JPH09232228A JP8061832A JP6183296A JPH09232228A JP H09232228 A JPH09232228 A JP H09232228A JP 8061832 A JP8061832 A JP 8061832A JP 6183296 A JP6183296 A JP 6183296A JP H09232228 A JPH09232228 A JP H09232228A
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- 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
- G03F7/70058—Mask illumination systems
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ステップアンドスキャン方式を用いた走査型
露光装置でウエハ面上の積算露光量を適切に設定するこ
とにより高解像力化を図った走査型露光装置及びそれを
用いたデバイス製造方法を得ること。 【解決手段】 照明系からのスリット開口を介したスリ
ット形状の照明光束で第１物体面上のパターンを照明
し、該第１物体面上のパターンを投影光学系により可動
ステージに載置した第２物体面上に該第１物体と該可動
ステージを該スリット開口の短手方向に該投影光学系の
投影倍率に対応させた速度比で同期させて相対的に走査
させながら投影露光する走査型露光装置において、照度
検出手段を該スリット開口の走査直交方向に移動させて
該スリット開口の走査直交方向の積算光量分布を測定す
る際、該照度検出手段を走査方向に移動させて複数回の
積算光量を測定して求めていること。
露光装置でウエハ面上の積算露光量を適切に設定するこ
とにより高解像力化を図った走査型露光装置及びそれを
用いたデバイス製造方法を得ること。 【解決手段】 照明系からのスリット開口を介したスリ
ット形状の照明光束で第１物体面上のパターンを照明
し、該第１物体面上のパターンを投影光学系により可動
ステージに載置した第２物体面上に該第１物体と該可動
ステージを該スリット開口の短手方向に該投影光学系の
投影倍率に対応させた速度比で同期させて相対的に走査
させながら投影露光する走査型露光装置において、照度
検出手段を該スリット開口の走査直交方向に移動させて
該スリット開口の走査直交方向の積算光量分布を測定す
る際、該照度検出手段を走査方向に移動させて複数回の
積算光量を測定して求めていること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は走査型露光装置及び
それを用いたデバイス製造方法に関し、ＩＣ、ＬＳＩ、
ＣＣＰ、磁気ヘッド、液晶パネル等のデバイスを製造す
る為のリソグラフィー工程において、ウエハに適切なる
露光量を与え高集積度のデバイスを製造する際に好適な
ものである。
それを用いたデバイス製造方法に関し、ＩＣ、ＬＳＩ、
ＣＣＰ、磁気ヘッド、液晶パネル等のデバイスを製造す
る為のリソグラフィー工程において、ウエハに適切なる
露光量を与え高集積度のデバイスを製造する際に好適な
ものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体デバイス
の高集積化がますます加速度を増しており、これに伴う
半導体ウエハの微細加工技術の中心をなす投影露光装置
として、円弧状の露光域を持つ等倍のミラー光学系に対
してマスクと感光基板を走査しながら露光する等倍投影
露光装置（ミラープロジェクションアライナー）や、マ
スクのパターン像を屈折光学系により感光基板上に形成
し感光基板をステップアンドリピート方式で露光する縮
小投影露光装置（ステッパー）等が提案されている。
の高集積化がますます加速度を増しており、これに伴う
半導体ウエハの微細加工技術の中心をなす投影露光装置
として、円弧状の露光域を持つ等倍のミラー光学系に対
してマスクと感光基板を走査しながら露光する等倍投影
露光装置（ミラープロジェクションアライナー）や、マ
スクのパターン像を屈折光学系により感光基板上に形成
し感光基板をステップアンドリピート方式で露光する縮
小投影露光装置（ステッパー）等が提案されている。
【０００３】又、最近では高解像力が得られ、且つ画面
サイズを拡大できるステップアンドスキャン方式の走査
型投影露光装置（露光装置）が種々と提案されている。
この走査型露光装置では、レチクル面上のパターンをス
リット状光束により照明し、該スリット状光束により照
明されたパターンを投影系（投影光学系）を介し、スキ
ャン動作によりウエハ上に露光転写している。
サイズを拡大できるステップアンドスキャン方式の走査
型投影露光装置（露光装置）が種々と提案されている。
この走査型露光装置では、レチクル面上のパターンをス
リット状光束により照明し、該スリット状光束により照
明されたパターンを投影系（投影光学系）を介し、スキ
ャン動作によりウエハ上に露光転写している。
【０００４】このような走査型投影露光装置では、ウエ
ハ面を適切なる露光量で露光することが投影解像力を向
上させる為の大きな要素となっている。一般に、走査型
露光装置においては、露光領域内の各点の照度はスリッ
ト照明領域内の走査方向の積算露光量で表される。従っ
て、走査方向に照度ムラが存在していたとしても、照度
分布の時間的変動がなければ走査方向の同一線上の点の
積算露光量は等しくなる。つまり、走査方向の同一線上
の点の照度は全て等しくなる。
ハ面を適切なる露光量で露光することが投影解像力を向
上させる為の大きな要素となっている。一般に、走査型
露光装置においては、露光領域内の各点の照度はスリッ
ト照明領域内の走査方向の積算露光量で表される。従っ
て、走査方向に照度ムラが存在していたとしても、照度
分布の時間的変動がなければ走査方向の同一線上の点の
積算露光量は等しくなる。つまり、走査方向の同一線上
の点の照度は全て等しくなる。
【０００５】しかしながら、走査直交方向の照度ムラに
関しては、直接露光量ムラとなり、焼付性能に大きな影
響を与える。この為、走査直交方向の照度ムラを計測
し、その測定値を用いて露光量制御を行う照度ムラ測定
装置及び露光量制御装置を搭載した走査型露光装置が従
来から種々と提案されている。
関しては、直接露光量ムラとなり、焼付性能に大きな影
響を与える。この為、走査直交方向の照度ムラを計測
し、その測定値を用いて露光量制御を行う照度ムラ測定
装置及び露光量制御装置を搭載した走査型露光装置が従
来から種々と提案されている。
【０００６】図１３は従来の走査型露光装置の要部概略
図である。
図である。
【０００７】図中、光源１から射出した光束は、第１コ
ンデンサーレンズ系２を介して、マスキングブレード３
上に照射している。ここで光源１は第１コンデンサーレ
ンズ系２の物体面に配置され、マスキングブレード３は
第１コンデンサーレンズ系２の瞳面に配置される、所謂
ケーラー照明系を構成している。マスキングブレード３
は走査型露光装置においては、走査方向を短辺とするス
リット状のマスク形状になっていて照明領域をここで制
限している。４は第２コンデンサーレンズ系である。Ｒ
はレチクルであり、その面上には回路パターンが形成さ
れている。マスキングブレード３とレチクル面Ｒは第２
コンデンサーレンズ系４によって共役に配置している。
ンデンサーレンズ系２を介して、マスキングブレード３
上に照射している。ここで光源１は第１コンデンサーレ
ンズ系２の物体面に配置され、マスキングブレード３は
第１コンデンサーレンズ系２の瞳面に配置される、所謂
ケーラー照明系を構成している。マスキングブレード３
は走査型露光装置においては、走査方向を短辺とするス
リット状のマスク形状になっていて照明領域をここで制
限している。４は第２コンデンサーレンズ系である。Ｒ
はレチクルであり、その面上には回路パターンが形成さ
れている。マスキングブレード３とレチクル面Ｒは第２
コンデンサーレンズ系４によって共役に配置している。
【０００８】即ち、マスキングブレード３は透過したス
リット状の光束がスリット照明領域５としてレチクル面
Ｒ上に結像するようにしている。
リット状の光束がスリット照明領域５としてレチクル面
Ｒ上に結像するようにしている。
【０００９】更に、スリット照明領域５に相当するレチ
クルＲ上の回路パターンは投影レンズ６によってウエハ
８上に結像している。実際の露光の際には、レチクルＲ
がスリット照明領域５の短辺方向（Ｘ方向）１６に走査
し、それに同期してステージ９が走査されて露光領域全
域にわたってレチクルＲ上の回路パターンをウエハ８面
上に投影転写している。
クルＲ上の回路パターンは投影レンズ６によってウエハ
８上に結像している。実際の露光の際には、レチクルＲ
がスリット照明領域５の短辺方向（Ｘ方向）１６に走査
し、それに同期してステージ９が走査されて露光領域全
域にわたってレチクルＲ上の回路パターンをウエハ８面
上に投影転写している。
【００１０】ステージ９上でウエハ８が配置されていな
い領域、或いはステージ９の端に設けられたセンサー台
１０上に配置されたセンサー１１１を、図１４に示すよ
うにスリット照明領域内を２次元的に走査し、各点のセ
ンサー１１１からの出力を検出し、演算することにより
照度を計測している。ここでスリット走査方向のセンサ
ー１１１の移動は走査方向（Ｘ方向）のセンサー受光幅
に等しいピッチでステップ的に移動させている。そして
走査方向の同一線上の各ステップ位置でのセンサー１１
１からの出力を積算露光量演算部１２で積算し、走査方
向の同一線上の点の積算露光量を得ている。この結果、
積算露光量演算部１２の出力とステージ制御部１３のス
テージ位置情報から露光量制御部１４で、図１５に示す
ような走査直交方向（Ｙ方向）の積算露光量分布、即ち
走査直交方向の照度ムラを得ている。
い領域、或いはステージ９の端に設けられたセンサー台
１０上に配置されたセンサー１１１を、図１４に示すよ
うにスリット照明領域内を２次元的に走査し、各点のセ
ンサー１１１からの出力を検出し、演算することにより
照度を計測している。ここでスリット走査方向のセンサ
ー１１１の移動は走査方向（Ｘ方向）のセンサー受光幅
に等しいピッチでステップ的に移動させている。そして
走査方向の同一線上の各ステップ位置でのセンサー１１
１からの出力を積算露光量演算部１２で積算し、走査方
向の同一線上の点の積算露光量を得ている。この結果、
積算露光量演算部１２の出力とステージ制御部１３のス
テージ位置情報から露光量制御部１４で、図１５に示す
ような走査直交方向（Ｙ方向）の積算露光量分布、即ち
走査直交方向の照度ムラを得ている。
【００１１】この走査直交方向の照度ムラは、前述した
ように、焼付性能に大きな影響を与える為に、以下のよ
うにして積算露光量の制御を行うことにより露光量の制
御を行っている。得られた走査直交方向の照度ムラをも
とに露光量制御部１４からマスキングブレード３へ走査
方向のスリット幅を部分的に変化させる指令を出してい
る。マスキングブレード３は走査方向の幅が変化できる
機構になっている。マスキングブレード幅の変化は、例
えば図１５のような照度分布が得られた場合は、スリッ
ト両端の幅を中心部の幅に比べて広くして、これにより
走査直交方向の照度ムラを低減している。ここで露光量
制御の手段はレチクルの共役面近傍に配置されたマスク
（スリット）であれば、マスキングブレードそのもので
なくても良い。
ように、焼付性能に大きな影響を与える為に、以下のよ
うにして積算露光量の制御を行うことにより露光量の制
御を行っている。得られた走査直交方向の照度ムラをも
とに露光量制御部１４からマスキングブレード３へ走査
方向のスリット幅を部分的に変化させる指令を出してい
る。マスキングブレード３は走査方向の幅が変化できる
機構になっている。マスキングブレード幅の変化は、例
えば図１５のような照度分布が得られた場合は、スリッ
ト両端の幅を中心部の幅に比べて広くして、これにより
走査直交方向の照度ムラを低減している。ここで露光量
制御の手段はレチクルの共役面近傍に配置されたマスク
（スリット）であれば、マスキングブレードそのもので
なくても良い。
【００１２】また走査方向の積算光量はセンサー１１１
の走査方向の長さがスリット照明領域以上であれば、走
査方向の移動は必要ない。更にスリット照明領域以下で
あっても、スリット照明領域幅に近いほど走査方向のセ
ンサー移動量を少なくすることができるので測定時間を
短くできる。
の走査方向の長さがスリット照明領域以上であれば、走
査方向の移動は必要ない。更にスリット照明領域以下で
あっても、スリット照明領域幅に近いほど走査方向のセ
ンサー移動量を少なくすることができるので測定時間を
短くできる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】図１３に示す従来の走
査型投影露光装置における照度ムラ測定装置において
は、以下のような問題点があった。
査型投影露光装置における照度ムラ測定装置において
は、以下のような問題点があった。
【００１４】（Ａ）積算露光量を得る為に走査方向にス
テップ移動させ、各ステップ位置での検出量の積算値を
演算する必要がある為に、 （Ａ１）走査直交方向の全域の照度分布を得るまでには
時間がかかる （Ａ２）その為に、光源の強度変動等に起因する照度変
化の影響を受け照度分布測定精度が低下してくる。
テップ移動させ、各ステップ位置での検出量の積算値を
演算する必要がある為に、 （Ａ１）走査直交方向の全域の照度分布を得るまでには
時間がかかる （Ａ２）その為に、光源の強度変動等に起因する照度変
化の影響を受け照度分布測定精度が低下してくる。
【００１５】（Ｂ）更に、走査方向のセンサー幅を長く
すれば、センサーの空間的な感度ムラが増大し、積算光
量測定精度が低下する。
すれば、センサーの空間的な感度ムラが増大し、積算光
量測定精度が低下する。
【００１６】本発明はスリット形状の照明光束でレチク
ル面（第１物体）を照明し、該レチクル面のパターンを
投影光学系によりウエハ（第２物体）上に走査露光方式
を利用して投影露光する際、ウエハ面上の積算露光量を
測定する為のセンサーとして、スリット照明領域の走査
方向の幅以上の長さを有するセンサーを使用し、更に、
その際に生じるセンサーの空間的な感度ムラの影響を低
減する為に走査方向にもセンサーの空間的な感度ムラの
広がり相当の距離だけセンサーを移動させることによ
り、レチクル（ウエハ）の積算露光量を高精度に検出
し、高解像力でしかも大画面への投影露光を容易にした
走査型露光装置及びそれを用いたデバイス製造方法の提
供を目的とする。
ル面（第１物体）を照明し、該レチクル面のパターンを
投影光学系によりウエハ（第２物体）上に走査露光方式
を利用して投影露光する際、ウエハ面上の積算露光量を
測定する為のセンサーとして、スリット照明領域の走査
方向の幅以上の長さを有するセンサーを使用し、更に、
その際に生じるセンサーの空間的な感度ムラの影響を低
減する為に走査方向にもセンサーの空間的な感度ムラの
広がり相当の距離だけセンサーを移動させることによ
り、レチクル（ウエハ）の積算露光量を高精度に検出
し、高解像力でしかも大画面への投影露光を容易にした
走査型露光装置及びそれを用いたデバイス製造方法の提
供を目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の走査型露光装置
は、 （１−１）照明系からのスリット開口を介したスリット
形状の照明光束で第１物体面上のパターンを照明し、該
第１物体面上のパターンを投影光学系により可動ステー
ジに載置した第２物体面上に該第１物体と該可動ステー
ジを該スリット開口の短手方向に該投影光学系の投影倍
率に対応させた速度比で同期させて相対的に走査させな
がら投影露光する走査型露光装置において、照度検出手
段を該スリット開口の走査直交方向に移動させて該スリ
ット開口の走査直交方向の積算光量分布を測定する際、
該照度検出手段を走査方向に移動させて複数回の積算光
量を測定して求めていることを特徴としている。
は、 （１−１）照明系からのスリット開口を介したスリット
形状の照明光束で第１物体面上のパターンを照明し、該
第１物体面上のパターンを投影光学系により可動ステー
ジに載置した第２物体面上に該第１物体と該可動ステー
ジを該スリット開口の短手方向に該投影光学系の投影倍
率に対応させた速度比で同期させて相対的に走査させな
がら投影露光する走査型露光装置において、照度検出手
段を該スリット開口の走査直交方向に移動させて該スリ
ット開口の走査直交方向の積算光量分布を測定する際、
該照度検出手段を走査方向に移動させて複数回の積算光
量を測定して求めていることを特徴としている。
【００１８】特に、（１−１−１）前記照度検出手段の
受光面の走査方向の寸法は前記スリット開口の走査方向
の寸法よりも長いこと、（１−１−２）前記複数回の積
算光量の測定値の平均値を用いていること、（１−１−
３）前記照度検出手段の走査方向の移動量は該照度検出
手段の空間的な感光ムラの広がり以上であること、（１
−１−４）前記照度検出手段の走査方向の移動時の複数
回の積算光量の測定間隔は該照度検出手段の移動距離が
その空間的な感度ムラの広がりよりも短くなる時間間隔
であること、（１−１−５）前記スリット開口による照
明領域をスポット光束に変換する為のスポット光変換手
段が前記第１物体面と共役面に設けられていること、
（１−１−６）前記照度検出手段の走査方向の移動量は
前記スポット光束を該照度検出手段の走査方向に走査し
たときに得られる光量変化を基準に決定していること、
（１−１−７）前記照明系からの照明光束はパルス光源
からのパルス光束であること、（１−１−８）前記照度
検出手段による積算光量の測定と同期させて光源からの
光量をモニターする光量モニター手段を有していること
等を特徴としている。
受光面の走査方向の寸法は前記スリット開口の走査方向
の寸法よりも長いこと、（１−１−２）前記複数回の積
算光量の測定値の平均値を用いていること、（１−１−
３）前記照度検出手段の走査方向の移動量は該照度検出
手段の空間的な感光ムラの広がり以上であること、（１
−１−４）前記照度検出手段の走査方向の移動時の複数
回の積算光量の測定間隔は該照度検出手段の移動距離が
その空間的な感度ムラの広がりよりも短くなる時間間隔
であること、（１−１−５）前記スリット開口による照
明領域をスポット光束に変換する為のスポット光変換手
段が前記第１物体面と共役面に設けられていること、
（１−１−６）前記照度検出手段の走査方向の移動量は
前記スポット光束を該照度検出手段の走査方向に走査し
たときに得られる光量変化を基準に決定していること、
（１−１−７）前記照明系からの照明光束はパルス光源
からのパルス光束であること、（１−１−８）前記照度
検出手段による積算光量の測定と同期させて光源からの
光量をモニターする光量モニター手段を有していること
等を特徴としている。
【００１９】本発明のデバイス製造方法は、 （２−１）構成要件（１−１）の走査型露光装置を用い
て製造していることを特徴としている。
て製造していることを特徴としている。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態１の要部
概略図である。
概略図である。
【００２１】同図において、超高圧水銀灯やエキシマレ
ーザー等の光源１から射出した光束は第１コンデンサー
レンズ系２を介してマスキングブレード３上に照射して
いる。ここで光源１は第１コンデンサーレンズ系２の物
体面に配置され、マスキングブレード３は第１コンデン
サーレンズ系２の瞳面に配置される、所謂ケーラー照明
系を構成している。尚、この第１コンデンサーレンズ系
２はクリティカル照明系であっても構わない。
ーザー等の光源１から射出した光束は第１コンデンサー
レンズ系２を介してマスキングブレード３上に照射して
いる。ここで光源１は第１コンデンサーレンズ系２の物
体面に配置され、マスキングブレード３は第１コンデン
サーレンズ系２の瞳面に配置される、所謂ケーラー照明
系を構成している。尚、この第１コンデンサーレンズ系
２はクリティカル照明系であっても構わない。
【００２２】マスキングブレード３は走査型露光装置に
おいては、走査方向を短辺とするスリット状のマスク形
状になっていて、照明領域をここで制限している。４は
第２コンデンサーレンズ系である。Ｒはレチクル（第１
物体）であり、その面上には回路パターンが形成されて
いる。マスキングブレード３とレチクル面Ｒは第２コン
デンサーレンズ系４によって共役に配置している。即ち
マスキングブレード３を透過したスリット状の光束がス
リット照明領域５としてレチクルＲ面上に結像するよう
にしている。
おいては、走査方向を短辺とするスリット状のマスク形
状になっていて、照明領域をここで制限している。４は
第２コンデンサーレンズ系である。Ｒはレチクル（第１
物体）であり、その面上には回路パターンが形成されて
いる。マスキングブレード３とレチクル面Ｒは第２コン
デンサーレンズ系４によって共役に配置している。即ち
マスキングブレード３を透過したスリット状の光束がス
リット照明領域５としてレチクルＲ面上に結像するよう
にしている。
【００２３】更に、スリット照明領域５に相当するレチ
クルＲ上の回路パターンは投影レンズ６によってウエハ
（第２物体）８上に結像している。実際の露光の際に
は、レチクルＲがスリット照明領域５の短辺方向（Ｘ方
向）１６に走査し、それに同期してステージ９が走査さ
れて露光領域全域にわたってレチクルＲ上の回路パター
ンをウエハ８面上に投影転写している。
クルＲ上の回路パターンは投影レンズ６によってウエハ
（第２物体）８上に結像している。実際の露光の際に
は、レチクルＲがスリット照明領域５の短辺方向（Ｘ方
向）１６に走査し、それに同期してステージ９が走査さ
れて露光領域全域にわたってレチクルＲ上の回路パター
ンをウエハ８面上に投影転写している。
【００２４】回路パターン転写においては、露光領域内
における照度ムラが焼付性能に大きな影響を与える。こ
のため本実施形態では、その照度ムラを計測し露光量を
制御するようにしている。本実施形態では、次のように
してウエハ８面上におけるスリット照明領域７の照度ム
ラ計測及び露光量制御を行っている。尚、走査型の投影
露光装置における照度とは、スリット照明領域５の走査
方向（通常は短辺方向）１６の積算露光量に等しくな
る。
における照度ムラが焼付性能に大きな影響を与える。こ
のため本実施形態では、その照度ムラを計測し露光量を
制御するようにしている。本実施形態では、次のように
してウエハ８面上におけるスリット照明領域７の照度ム
ラ計測及び露光量制御を行っている。尚、走査型の投影
露光装置における照度とは、スリット照明領域５の走査
方向（通常は短辺方向）１６の積算露光量に等しくな
る。
【００２５】本実施形態においては、照度ムラ測定装置
（照度検出手段）として、図２に示すように、スリット
照明領域７の走査方向１６の幅Ｗ以上の受光部を有する
センサー１１を用いている。このようなセンサー１１を
使用すれば、センサー１１で得られる出力は走査方向１
６の積算光量そのものとなる。そこで図２に示すよう
に、走査直交方向１５にだけセンサー１１を移動させ、
走査直交方向１５の各位置でのセンサー１１からの出力
を得ている。
（照度検出手段）として、図２に示すように、スリット
照明領域７の走査方向１６の幅Ｗ以上の受光部を有する
センサー１１を用いている。このようなセンサー１１を
使用すれば、センサー１１で得られる出力は走査方向１
６の積算光量そのものとなる。そこで図２に示すよう
に、走査直交方向１５にだけセンサー１１を移動させ、
走査直交方向１５の各位置でのセンサー１１からの出力
を得ている。
【００２６】そして、センサー１１からの出力信号を積
算露光量演算部１２で積算している。そして積算露光量
演算部１２からの出力信号とステージ９を駆動制御する
ステージ制御部１３からのステージ位置情報から、露光
量制御部１４で走査直交方向の積算露光量分布、即ち走
査直交方向の照度ムラ（照度分布）を検出している。
算露光量演算部１２で積算している。そして積算露光量
演算部１２からの出力信号とステージ９を駆動制御する
ステージ制御部１３からのステージ位置情報から、露光
量制御部１４で走査直交方向の積算露光量分布、即ち走
査直交方向の照度ムラ（照度分布）を検出している。
【００２７】一般に、センサー１１の受光部が大型化し
てくると、図３に示すように、特に走査方向（Ｘ方向）
１６について空間的な感度ムラが増大してくる。走査方
向１６の空間的な感度ムラは、直接、積算光量の計測誤
差となる為に走査直交方向１５の照度ムラ計測誤差の原
因となってくる。
てくると、図３に示すように、特に走査方向（Ｘ方向）
１６について空間的な感度ムラが増大してくる。走査方
向１６の空間的な感度ムラは、直接、積算光量の計測誤
差となる為に走査直交方向１５の照度ムラ計測誤差の原
因となってくる。
【００２８】そこで本実施形態では、走査方向にもセン
サー１１を移動させ、センサー１１の移動中に積算光量
の検出を複数回行い、複数回の積算光量を平均化するこ
とにより、この問題も解決している。本実施形態では走
査方向（Ｘ方向）へのセンサー１１の移動はステージ９
そのものの移動、又は別のセンサー１１だけの為の移動
機構を用いて行っている。
サー１１を移動させ、センサー１１の移動中に積算光量
の検出を複数回行い、複数回の積算光量を平均化するこ
とにより、この問題も解決している。本実施形態では走
査方向（Ｘ方向）へのセンサー１１の移動はステージ９
そのものの移動、又は別のセンサー１１だけの為の移動
機構を用いて行っている。
【００２９】本実施形態においては、図３に示すような
センサー１１の局所的な感度ムラによる積算露光量計測
への影響を低減する為に、微小量だけセンサー１１を走
査方向１６に走査直交方向への移動速度に比べて高速に
移動させ、その移動中に複数回の光量検出を行い、更に
その複数回の検出結果の平均値を求めるようにしてい
る。走査方向の移動はステップ的に行い、各ステップ位
置での検出量の平均値としても構わない。この結果、図
３における感度ムラの影響３１を、図４における感度ム
ラの影響４１のように低減させている（局所的影響が減
る）。
センサー１１の局所的な感度ムラによる積算露光量計測
への影響を低減する為に、微小量だけセンサー１１を走
査方向１６に走査直交方向への移動速度に比べて高速に
移動させ、その移動中に複数回の光量検出を行い、更に
その複数回の検出結果の平均値を求めるようにしてい
る。走査方向の移動はステップ的に行い、各ステップ位
置での検出量の平均値としても構わない。この結果、図
３における感度ムラの影響３１を、図４における感度ム
ラの影響４１のように低減させている（局所的影響が減
る）。
【００３０】センサー１１の空間的な感度ムラが、例え
ば図５に示すような周期ΔＸの特性を持っている場合
は、少なくともセンサー１１の走査方向１６への移動量
をΔＸ以上とし、これにより図６に示すように感度ムラ
による影響を低減している。また図５のような空間的に
周期の短い感度ムラとは異なり、図７に示すようなセン
サー１１の長さ相当の長い周期の感度ムラが存在する場
合は、センサー１１の長さ相当の移動（ΔＸ′）を走査
方向に行い、これにより、やはり図６に示すように感度
ムラの影響を低減している。尚、本実施形態では、セン
サー１１の移動量（例えばΔＸ，ΔＸ′）は予め使用す
るセンサーの種類に応じて決定して設定している。
ば図５に示すような周期ΔＸの特性を持っている場合
は、少なくともセンサー１１の走査方向１６への移動量
をΔＸ以上とし、これにより図６に示すように感度ムラ
による影響を低減している。また図５のような空間的に
周期の短い感度ムラとは異なり、図７に示すようなセン
サー１１の長さ相当の長い周期の感度ムラが存在する場
合は、センサー１１の長さ相当の移動（ΔＸ′）を走査
方向に行い、これにより、やはり図６に示すように感度
ムラの影響を低減している。尚、本実施形態では、セン
サー１１の移動量（例えばΔＸ，ΔＸ′）は予め使用す
るセンサーの種類に応じて決定して設定している。
【００３１】図８は本発明の実施形態２の要部概略図で
ある。図１の実施形態１においては、センサー１１の走
査方向１６の移動量を予め設定済みの移動量に基づいて
決定していた。これに対して本実施形態ではセンサー移
動量を検出する為の手段を新たに設け、これからの信号
を利用してセンサー１１を走査方向１６に移動させてい
る点が異なっており、その他の構成は同じである。
ある。図１の実施形態１においては、センサー１１の走
査方向１６の移動量を予め設定済みの移動量に基づいて
決定していた。これに対して本実施形態ではセンサー移
動量を検出する為の手段を新たに設け、これからの信号
を利用してセンサー１１を走査方向１６に移動させてい
る点が異なっており、その他の構成は同じである。
【００３２】図８において、照度ムラ測定以前にピンホ
ール移動制御部８２によりマスキングブレード３上にピ
ンホール８１を挿入している。尚、ピンホール８１とピ
ンホール移動制御部８２はスポット光変換手段の一要素
を構成している。ピンホール８１はマスキングブレード
３と入れ替えても構わない。またピンホール８１の挿入
位置に関しては、レチクルＲと共役面であればマスキン
グブレード３面でなくても構わない。
ール移動制御部８２によりマスキングブレード３上にピ
ンホール８１を挿入している。尚、ピンホール８１とピ
ンホール移動制御部８２はスポット光変換手段の一要素
を構成している。ピンホール８１はマスキングブレード
３と入れ替えても構わない。またピンホール８１の挿入
位置に関しては、レチクルＲと共役面であればマスキン
グブレード３面でなくても構わない。
【００３３】この結果、図９に示すようにセンサー１１
面上の１部にのみスポット光束９１が照射される。この
スポット径はセンサー１１の走査方向の長さに比べて十
分小さく、かつセンサー１１の空間的な感度ムラの広が
りに比べて十分小さくしている。センサー１１の走査方
向への移動にともないスポット光束９１がセンサー１１
面上を移動する。
面上の１部にのみスポット光束９１が照射される。この
スポット径はセンサー１１の走査方向の長さに比べて十
分小さく、かつセンサー１１の空間的な感度ムラの広が
りに比べて十分小さくしている。センサー１１の走査方
向への移動にともないスポット光束９１がセンサー１１
面上を移動する。
【００３４】この結果、センサー１１からの出力の時間
的な変化を記録して、例えば図２，５，７に示したよう
な図と同等の信号を得ている。その図から空間的な感度
ムラの広がりを求めている。例えば、図５のような周期
的なデータを得て、その周期を検出することによりセン
サー１１の走査方向Ｘの移動量ΔＸを決定している。こ
の演算結果に基づいて、実施形態１で記述したようなセ
ンサー１１の走査方向の移動を行い、センサー１１の空
間的な感度ムラの影響による積算露光量の測定誤差を低
減している。
的な変化を記録して、例えば図２，５，７に示したよう
な図と同等の信号を得ている。その図から空間的な感度
ムラの広がりを求めている。例えば、図５のような周期
的なデータを得て、その周期を検出することによりセン
サー１１の走査方向Ｘの移動量ΔＸを決定している。こ
の演算結果に基づいて、実施形態１で記述したようなセ
ンサー１１の走査方向の移動を行い、センサー１１の空
間的な感度ムラの影響による積算露光量の測定誤差を低
減している。
【００３５】図１０は本発明の実施形態３の要部概略図
である。
である。
【００３６】本実施形態は光源１０３としてエキシマレ
ーザー等のパルス光源を用い、また光源からの光量をモ
ニターする光量モニター手段を用いており、その他の構
成は実施形態１と同じである。
ーザー等のパルス光源を用い、また光源からの光量をモ
ニターする光量モニター手段を用いており、その他の構
成は実施形態１と同じである。
【００３７】パルス光源を用いた場合は、各パルス毎の
光量のばらつきが大きい為に走査方向の積算光量を正確
に得る為にはパルス毎の光量ばらつきの影響を低減させ
る必要がある。この為に本実施形態では、マスキングブ
レード３と第１コンデンサー系２との間にハーフミラー
１０２を設け、光源１０３からの光量の１部を光量モニ
ター用のセンサー１０１でセンサー１１の検出と同期さ
せて検出している。このセンサー１０１での検出光量で
センサー１１からの出力を割り算することにより光源１
０３の各パルス毎のばらつきの影響を打ち消している。
ここで、光量モニター用のセンサー１０１は光源１０３
からレチクル面Ｒまでの間に配置すれば良いが、レチク
ル面Ｒと同一の条件の光量をモニターする為には、レチ
クル面Ｒと共役な面に配置するのが良い。尚、本実施形
態の光量モニターの構成は、パルス光源ではなくて連続
光源であっても光量変動が大きい場合に有効である。
光量のばらつきが大きい為に走査方向の積算光量を正確
に得る為にはパルス毎の光量ばらつきの影響を低減させ
る必要がある。この為に本実施形態では、マスキングブ
レード３と第１コンデンサー系２との間にハーフミラー
１０２を設け、光源１０３からの光量の１部を光量モニ
ター用のセンサー１０１でセンサー１１の検出と同期さ
せて検出している。このセンサー１０１での検出光量で
センサー１１からの出力を割り算することにより光源１
０３の各パルス毎のばらつきの影響を打ち消している。
ここで、光量モニター用のセンサー１０１は光源１０３
からレチクル面Ｒまでの間に配置すれば良いが、レチク
ル面Ｒと同一の条件の光量をモニターする為には、レチ
クル面Ｒと共役な面に配置するのが良い。尚、本実施形
態の光量モニターの構成は、パルス光源ではなくて連続
光源であっても光量変動が大きい場合に有効である。
【００３８】次に上記説明した投影露光装置を利用した
半導体デバイスの製造方法の実施例を説明する。
半導体デバイスの製造方法の実施例を説明する。
【００３９】図１１は半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等
の半導体チップ、或いは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造
のフローを示す。
の半導体チップ、或いは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造
のフローを示す。
【００４０】ステップ１（回路設計）では半導体デバイ
スの回路設計を行なう。ステップ２（マスク製作）では
設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。
スの回路設計を行なう。ステップ２（マスク製作）では
設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。
【００４１】一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリ
コン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４
（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、前記用意したマ
スクとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ
上に実際の回路を形成する。
コン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４
（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、前記用意したマ
スクとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ
上に実際の回路を形成する。
【００４２】次のステップ５（組立）は後工程と呼ば
れ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。
れ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。
【００４３】ステップ６（検査）ではステップ５で作製
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これが出荷（ステップ７）される。
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００４４】図１２は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。
【００４５】ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に
電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打
込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では前記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。
電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打
込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では前記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。
【００４６】ステップ１７（現像）では露光したウエハ
を現像する。ステップ１８（エッチング）では現像した
レジスト以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジス
ト剥離）ではエッチングがすんで不要となったレジスト
を取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことに
よってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
を現像する。ステップ１８（エッチング）では現像した
レジスト以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジス
ト剥離）ではエッチングがすんで不要となったレジスト
を取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことに
よってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【００４７】本実施例の製造方法を用いれば、従来は製
造が難しかった高集積度の半導体デバイスを容易に製造
することができる。
造が難しかった高集積度の半導体デバイスを容易に製造
することができる。
【００４８】
【発明の効果】本発明によれば以上のように、スリット
形状の照明光束でレチクル面（第１物体）を照明し、該
レチクル面のパターンを投影光学系によりウエハ（第２
物体）上に走査露光方式を利用して投影露光する際、ウ
エハ面上の積算露光量を測定する為のセンサーとして、
スリット照明領域の走査方向の幅以上の長さを有するセ
ンサーを使用し、更に、その際に生じるセンサーの空間
的な感度ムラの影響を低減する為に走査方向にもセンサ
ーの空間的な感度ムラの広がり相当の距離だけセンサー
を移動させることにより、レチクル（ウエハ）の積算露
光量を高精度に検出し、高解像力でしかも大画面への投
影露光を容易にした走査型露光装置及びそれを用いたデ
バイス製造方法を達成することができる。
形状の照明光束でレチクル面（第１物体）を照明し、該
レチクル面のパターンを投影光学系によりウエハ（第２
物体）上に走査露光方式を利用して投影露光する際、ウ
エハ面上の積算露光量を測定する為のセンサーとして、
スリット照明領域の走査方向の幅以上の長さを有するセ
ンサーを使用し、更に、その際に生じるセンサーの空間
的な感度ムラの影響を低減する為に走査方向にもセンサ
ーの空間的な感度ムラの広がり相当の距離だけセンサー
を移動させることにより、レチクル（ウエハ）の積算露
光量を高精度に検出し、高解像力でしかも大画面への投
影露光を容易にした走査型露光装置及びそれを用いたデ
バイス製造方法を達成することができる。
【００４９】特に本発明によれば、走査方向のセンサー
の受光部の大きさが走査方向のスリット照明幅以上を有
する照度測定装置（センサー）を搭載し、且つその照度
測定装置を走査直交方向だけでなく走査方向にも走査す
ることにより、走査直交方向の照度ムラを正確且つ短時
間で測定可能となり、その結果、露光量制御の精度が向
上し、結像性能の向上がはかられるといった効果が得ら
れる。
の受光部の大きさが走査方向のスリット照明幅以上を有
する照度測定装置（センサー）を搭載し、且つその照度
測定装置を走査直交方向だけでなく走査方向にも走査す
ることにより、走査直交方向の照度ムラを正確且つ短時
間で測定可能となり、その結果、露光量制御の精度が向
上し、結像性能の向上がはかられるといった効果が得ら
れる。
【図１】本発明の実施形態１の要部概略図
【図２】露光領域と照明領域及びセンサーの動きを示す
図
図
【図３】センサー上の見かけ上の光量分布を示す図
【図４】センサー上の見かけ上の光量分布を示す図
【図５】センサー上の感度に周期的なうねりがある場合
の見かけ上の光量分布を示す図
の見かけ上の光量分布を示す図
【図６】センサー上の見かけ上の光量分布を示す図
【図７】センサー上の感度に緩いうねりがある場合の見
かけ上の光量分布を示す図
かけ上の光量分布を示す図
【図８】本発明の実施形態２の要部概略図
【図９】図８においてセンサー上にスポット照明された
状態を示す図
状態を示す図
【図１０】本発明の実施形態３の要部概略図
【図１１】本発明のデバイスの製造方法のフローチャー
ト
ト
【図１２】本発明のデバイスの製造方法のフローチャー
ト
ト
【図１３】従来の走査型露光装置の概略図
【図１４】従来例における露光領域と照明領域及びセン
サーの動きを示す図
サーの動きを示す図
【図１５】従来の走査直交方向の照度分布を示す図
１ 光源 ２ 第１コンデンサーレンズ系 ３ マスキングブレード ４ 第２コンデンサーレンズ系 ５ レチクル上のスリット照明光束 ６ 投影レンズ ７ スリット照明領域 ８ ウエハ ９ ステージ １０ センサー台 １１ センサー １２ センサー光量検出部 １３ ステージ制御部 １４ 露光量制御部 １５ 走査直交方向 １６ 走査方向 ２１ 露光領域 ３１ 局所的感度ムラの影響 ４１ 低減された局所的感度ムラの影響 ８１ ピンホール ８２ ピンホール移動制御部 ８３ 積算光量演算部 ９１ スポット照明部 １０１ 光量モニタ用センサー １０２ ハーフミラー １０３ パルス光源 １１１ センサー
Claims (10)
- 【請求項１】 照明系からのスリット開口を介したスリ
ット形状の照明光束で第１物体面上のパターンを照明
し、該第１物体面上のパターンを投影光学系により可動
ステージに載置した第２物体面上に該第１物体と該可動
ステージを該スリット開口の短手方向に該投影光学系の
投影倍率に対応させた速度比で同期させて相対的に走査
させながら投影露光する走査型露光装置において、照度
検出手段を該スリット開口の走査直交方向に移動させて
該スリット開口の走査直交方向の積算光量分布を測定す
る際、該照度検出手段を走査方向に移動させて複数回の
積算光量を測定して求めていることを特徴とする走査型
露光装置。 - 【請求項２】 前記照度検出手段の受光面の走査方向の
寸法は前記スリット開口の走査方向の寸法よりも長いこ
とを特徴とする請求項１の走査型露光装置。 - 【請求項３】 前記複数回の積算光量の測定値の平均値
を用いていることを特徴とする請求項１の走査型露光装
置。 - 【請求項４】 前記照度検出手段の走査方向の移動量は
該照度検出手段の空間的な感光ムラの広がり以上である
ことを特徴とする請求項１の走査型露光装置。 - 【請求項５】 前記照度検出手段の走査方向の移動時の
複数回の積算光量の測定間隔は該照度検出手段の移動距
離がその空間的な感度ムラの広がりよりも短くなる時間
間隔であることを特徴とする請求項１の走査型露光装
置。 - 【請求項６】 前記スリット開口による照明領域をスポ
ット光束に変換する為のスポット光変換手段が前記第１
物体面と共役面に設けられていることを特徴とする請求
項１の走査型露光装置。 - 【請求項７】 前記照度検出手段の走査方向の移動量は
前記スポット光束を該照度検出手段の走査方向に走査し
たときに得られる光量変化を基準に決定していることを
特徴とする請求項６の走査型露光装置。 - 【請求項８】 前記照明系からの照明光束はパルス光源
からのパルス光束であることを特徴とする請求項１の走
査型露光装置。 - 【請求項９】 前記照度検出手段による積算光量の測定
と同期させて光源からの光量をモニターする光量モニタ
ー手段を有していることを特徴とする請求項８の走査型
露光装置。 - 【請求項１０】 請求項１から９のいずれか１項記載の
走査型露光装置を用いてデバイス製造することを特徴と
するデバイスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06183296A JP3548323B2 (ja) | 1996-02-23 | 1996-02-23 | 走査型露光装置及びそれを用いたデバイス製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06183296A JP3548323B2 (ja) | 1996-02-23 | 1996-02-23 | 走査型露光装置及びそれを用いたデバイス製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09232228A true JPH09232228A (ja) | 1997-09-05 |
| JP3548323B2 JP3548323B2 (ja) | 2004-07-28 |
Family
ID=13182474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06183296A Expired - Fee Related JP3548323B2 (ja) | 1996-02-23 | 1996-02-23 | 走査型露光装置及びそれを用いたデバイス製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3548323B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005086172A (ja) * | 2003-09-11 | 2005-03-31 | Nikon Corp | 積算光量むら計測方法、露光方法、及びデバイス製造方法 |
| CN103383525A (zh) * | 2012-05-01 | 2013-11-06 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 具有双分划板边部掩蔽组件的光刻装置及其使用方法 |
-
1996
- 1996-02-23 JP JP06183296A patent/JP3548323B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005086172A (ja) * | 2003-09-11 | 2005-03-31 | Nikon Corp | 積算光量むら計測方法、露光方法、及びデバイス製造方法 |
| CN103383525A (zh) * | 2012-05-01 | 2013-11-06 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 具有双分划板边部掩蔽组件的光刻装置及其使用方法 |
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|---|---|
| JP3548323B2 (ja) | 2004-07-28 |
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