JPH10284376A - Light source and aligner provided with the light source - Google Patents

Light source and aligner provided with the light source

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JPH10284376A
JPH10284376A JP9087819A JP8781997A JPH10284376A JP H10284376 A JPH10284376 A JP H10284376A JP 9087819 A JP9087819 A JP 9087819A JP 8781997 A JP8781997 A JP 8781997A JP H10284376 A JPH10284376 A JP H10284376A
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JP
Japan
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shutter
light source
light
mercury lamp
photoelectric detector
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9087819A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Hirukawa
茂 蛭川
Reiko Shimizu
玲子 清水
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Publication of JPH10284376A publication Critical patent/JPH10284376A/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
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/7055Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stably control the output of a light source even during open/close operation of a shutter when illuminating light from a light source such as a mercury lamp is used by opening/closing the shutter. SOLUTION: Illuminating light from a mercury lamp 1 is collected by an oval mirror 2 to be split by a beam splitter 3, the illuminating light reflected by the beam splinter 3 is led to a reticle R through a shutter 5, an interference filter 7, etc., and the illuminating light split in the middle is received by an integrator sensor 16. The illuminating light transmitted through the beam splitter 3 is led to a mercury lamp output sensor 32, and the output of the mercury lamp 1 is controlled based on a signal obtained by correcting the detection signal of the mercury lamp output sensor 32 by the detection signal of the integrator sensor 16.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば超高圧水銀
ランプ等の光源の出力を制御する機能を備えた光源装
置、及びこの光源装置を備え半導体素子又は液晶表示素
子等を製造するためのリソグラフィ工程でマスクパター
ンを基板上に転写する際に使用される露光装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light source device having a function of controlling the output of a light source such as an ultra-high pressure mercury lamp, and a lithography for manufacturing a semiconductor device or a liquid crystal display device provided with the light source device. The present invention relates to an exposure apparatus used when a mask pattern is transferred onto a substrate in a process.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子等を製造する際に、露光光の
もとでマスクとしてのレチクルのパターンを投影光学系
を介してフォトレジストが塗布されたウエハ(又はガラ
スプレート等)上に転写するステッパー等の投影露光装
置、及びレチクルのパターンをウエハ上に直接転写する
プロキシミティ方式の露光装置等が使用されている。こ
れらの露光装置において、露光光としては従来より超高
圧水銀ランプ(以下、単に「水銀ランプ」と呼ぶ)のg
線(波長436nm)、h線(波長405nm)、又は
i線(波長365nm)等が広く使用されている。
2. Description of the Related Art When manufacturing a semiconductor device or the like, a pattern of a reticle as a mask is transferred onto a wafer (or a glass plate or the like) coated with a photoresist through a projection optical system under exposure light. A projection exposure apparatus such as a stepper and a proximity type exposure apparatus for directly transferring a reticle pattern onto a wafer are used. In these exposure apparatuses, the exposure light is conventionally g of an ultra-high pressure mercury lamp (hereinafter simply referred to as “mercury lamp”).
Line (wavelength 436 nm), h line (wavelength 405 nm), i line (wavelength 365 nm) and the like are widely used.

【0003】従来の水銀ランプを露光光源とする露光装
置では、水銀ランプを一定電力で点灯させる定電力制御
が行われていた。このような定電力制御を行っても、水
銀ランプの出力は揺らぎ易いため、ウエハ上のフォトレ
ジストに対して適正な露光量を与えるために、従来は水
銀ランプからの露光光をシャッタを介して開閉すると共
に、シャッタの後で露光光の光路から分岐した光束の光
量を光電検出器よりなるインテグレータセンサで計測し
ていた。そして、シャッタを開いた後、ウエハ上に照射
される露光光の光量をインテグレータセンサを介して間
接的に積算し、この積算光量が目標露光量に対して、露
光前に予め計測してあるシャッタが閉じる際に通過する
光量分だけ少なくなった時点でシャッタを閉じるように
していた。
In a conventional exposure apparatus using a mercury lamp as an exposure light source, constant power control for turning on the mercury lamp at a constant power has been performed. Even when such constant power control is performed, the output of the mercury lamp tends to fluctuate, so that conventionally, exposure light from the mercury lamp is passed through a shutter in order to give a proper exposure amount to the photoresist on the wafer. In addition to opening and closing, after the shutter, the light quantity of the light beam branched from the optical path of the exposure light is measured by an integrator sensor including a photoelectric detector. Then, after opening the shutter, the amount of exposure light irradiated onto the wafer is indirectly integrated via an integrator sensor, and the integrated amount of light is measured in advance with respect to the target exposure amount before exposure. When the shutter is closed, the shutter is closed when the amount of light passing therethrough decreases.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記の如く従来の露光
装置では、水銀ランプを定電力駆動すると共に、シャッ
タの後に設けられたインテグレータセンサの検出結果に
基づいて、シャッタを開閉して露光量を制御していた。
しかしながら、最近は水銀ランプの性能向上等によっ
て、より高い電力で駆動することによってより高い出力
が得られる水銀ランプが使用されるようになってきたと
共に、感光材料としてのフォトレジストの感度も次第に
高くなってきたため、露光量全体に占めるシャッタの閉
動作中の露光量の割合が高くなってきている。
As described above, in the conventional exposure apparatus, the mercury lamp is driven at a constant power, and the shutter is opened and closed based on the detection result of the integrator sensor provided behind the shutter to reduce the exposure amount. Had control.
However, recently, mercury lamps that can obtain higher output by driving with higher power have been used due to the improvement of the performance of mercury lamps, and the sensitivity of photoresist as a photosensitive material has been gradually increased. Therefore, the ratio of the exposure amount during the shutter closing operation to the entire exposure amount is increasing.

【0005】この場合、シャッタの閉動作中には、水銀
ランプの出力変動を補正する方法がないため、その閉動
作中での光量変動が大きいと、全体としての露光量の変
動量も大きくなってしまい、適正な露光量が得られない
という不都合がある。このように適正な露光量が得られ
ないと、露光量の変動によるウエハ上の各ショット領域
毎のレジストパターンの線幅のばらつき、ひいては最終
的に製造される半導体素子等の動作不良が生じる。
In this case, during the closing operation of the shutter, there is no method for correcting the output fluctuation of the mercury lamp. Therefore, if the light amount fluctuation during the closing operation is large, the fluctuation amount of the exposure amount as a whole also becomes large. As a result, there is a disadvantage that an appropriate exposure amount cannot be obtained. If an appropriate amount of exposure is not obtained in this way, variations in the line width of the resist pattern for each shot area on the wafer due to variations in the amount of exposure, and eventually, malfunctions of semiconductor devices and the like finally manufactured will occur.

【0006】このようなシャッタの閉動作中での水銀ラ
ンプの出力変動を抑制するため、最近はシャッタの手前
に配置されたセンサで水銀ランプからの照明光の光量を
常時計測し、この計測値と所定の基準値とを比較し、そ
の差に応じて水銀ランプへ与える電力を調整する制御方
法も検討されている。ところが、通常水銀ランプを使用
する場合には、シャッタの後に配置された波長選択部材
によって所望の波長の露光光を選択しているため、単に
上述の制御方法を適用しようとすると、その波長選択部
材での反射光の一部がそのシャッタの手前のセンサに入
射するという不都合がある。このように波長選択部材で
の反射光がそのセンサに入射すると、シャッタの開閉に
伴ってそのセンサの出力が変動するため、水銀ランプの
出力制御をシャッタ駆動中に安定して行うことは困難で
ある。
In order to suppress the fluctuation of the output of the mercury lamp during the closing operation of the shutter, recently, a sensor arranged in front of the shutter constantly measures the amount of illumination light from the mercury lamp. A control method for comparing the power with a predetermined reference value and adjusting the power to be applied to the mercury lamp according to the difference is also being studied. However, when a normal mercury lamp is used, the exposure light having a desired wavelength is selected by a wavelength selection member disposed after the shutter. There is an inconvenience that part of the light reflected by the shutter enters the sensor in front of the shutter. As described above, when the reflected light from the wavelength selection member enters the sensor, the output of the sensor fluctuates with the opening and closing of the shutter. Therefore, it is difficult to stably control the output of the mercury lamp while the shutter is driven. is there.

【0007】本発明は斯かる点に鑑み、水銀ランプのよ
うな光源からの照明光をシャッタで開閉して使用する場
合に、そのシャッタの開閉動作中にもその光源の出力を
安定に制御できる光源装置を提供することを目的とす
る。更に本発明は、そのような光源装置を備えた露光装
置を提供することをも目的とする。
In view of the above, the present invention can stably control the output of a light source such as a mercury lamp even when the shutter is used to open and close the shutter. It is an object to provide a light source device. Still another object of the present invention is to provide an exposure apparatus provided with such a light source device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明による第1の光源
装置は、例えば図1及び図2に示すように、照明光を発
生する光源(1)と、この光源からの照明光の光路を開
閉するシャッタ(5)と、を有し、光源(1)からの照
明光をシャッタ(5)で開閉して使用する光源装置にお
いて、シャッタ(5)を介することなく光源(1)から
の照明光の一部を受光する第1光電検出器(32)と、
シャッタ(5)を通過した照明光の一部を分岐する光束
分岐部材(14)と、この光束分岐部材で分岐された光
束を受光する第2光電検出器(16)と、これらの第1
光電検出器及び第2光電検出器の検出信号に応じて光源
(1)の出力を制御する制御系(26)と、を備えたも
のである。
A first light source device according to the present invention comprises, as shown in FIGS. 1 and 2, a light source (1) for generating illumination light and an optical path of the illumination light from the light source. A shutter (5) that opens and closes, wherein the illumination light from the light source (1) is opened and closed by the shutter (5) for use by the illumination from the light source (1) without passing through the shutter (5). A first photoelectric detector (32) for receiving a part of light;
A light beam splitting member (14) for splitting a part of the illumination light passing through the shutter (5), a second photoelectric detector (16) for receiving the light beam split by the light beam splitting member, and a first photodetector thereof.
A control system (26) for controlling the output of the light source (1) according to the detection signals of the photoelectric detector and the second photoelectric detector.

【0009】斯かる本発明において、シャッタ(5)の
後に例えば波長選択部材が設置されている場合、シャッ
タ(5)を開いたときにその波長選択部材からの反射光
が光源(1)側に戻り、更に第1光電検出器(32)に
入射するため、シャッタ(5)の開閉時に第1光電検出
器(32)の検出信号が変化する。この際に、第1光電
検出器(32)への戻り光の量は、シャッタ(5)を通
過する光量、即ち第2光電検出器(16)の検出信号に
比例するため、予め第2光電検出器(16)の検出信号
と第1光電検出器(32)の検出信号の変化量との関係
を求めておけばよい。そして、第1光電検出器(32)
の検出信号を、第2光電検出器(16)の検出信号に応
じて補正した信号が所定レベルになるように光源(1)
の出力を制御することによって、光源の出力が安定に制
御できる。
In the present invention, when, for example, a wavelength selecting member is provided after the shutter (5), when the shutter (5) is opened, reflected light from the wavelength selecting member is directed to the light source (1). Returning, and further entering the first photoelectric detector (32), the detection signal of the first photoelectric detector (32) changes when the shutter (5) is opened and closed. At this time, the amount of light returning to the first photoelectric detector (32) is proportional to the amount of light passing through the shutter (5), that is, the detection signal of the second photoelectric detector (16). The relationship between the detection signal of the detector (16) and the change amount of the detection signal of the first photoelectric detector (32) may be obtained. And the first photoelectric detector (32)
The light source (1) is such that the signal obtained by correcting the detection signal of the second photoelectric detector (16) in accordance with the detection signal of the second photoelectric detector (16) becomes a predetermined level.
, The output of the light source can be controlled stably.

【0010】更に、シャッタ(5)が開きかけた状態、
又は閉じかけた状態では、例えばその波長選択部材から
の反射光の一部はシャッタ(5)によって遮られて、第
1光電検出器(32)側へは戻らない。即ち、第1光電
検出器(32)の検出信号の変化量は、厳密な意味では
第2光電検出器(16)の検出信号には完全には比例し
ないため、その変化量を予め第2光電検出器(16)の
検出信号の関数として記憶しておき、実際の稼働時には
その関数を用いてリアルタイムで第1光電検出器(3
2)の検出信号を補正することで、光源(1)の出力の
安定性が高まる。
[0010] Further, a state in which the shutter (5) is opening,
Or, in the closed state, for example, part of the reflected light from the wavelength selection member is blocked by the shutter (5) and does not return to the first photoelectric detector (32) side. That is, since the amount of change in the detection signal of the first photoelectric detector (32) is not completely proportional to the detection signal of the second photoelectric detector (16) in a strict sense, the amount of change is determined in advance by the second photoelectric detector. The function is stored as a function of the detection signal of the detector (16), and the first photoelectric detector (3) is used in real time in actual operation using the function.
By correcting the detection signal of 2), the stability of the output of the light source (1) is improved.

【0011】この際に、要はシャッタ(5)を通過する
光量を検出できればよいため、その光束分岐部材(1
4)及び第2光電検出器(16)の代わりに、シャッタ
(5)の開閉度(通過できる光束の割合)を検出できる
センサ(ロータリエンコーダ等)を使用し、このセンサ
を介して検出されるシャッタの開閉度に応じて第1光電
検出器(32)の検出信号を補正してもよい。
At this time, the point is that it is only necessary to detect the amount of light passing through the shutter (5).
Instead of 4) and the second photoelectric detector (16), a sensor (rotary encoder or the like) capable of detecting the opening / closing degree of the shutter (5) (ratio of light flux that can pass) is used, and is detected via this sensor. The detection signal of the first photoelectric detector (32) may be corrected according to the opening / closing degree of the shutter.

【0012】また、本発明による第2の光源装置は、例
えば図4及び図2に示すように、照明光を発生する光源
(1)と、この光源からの照明光の光路を開閉するシャ
ッタ(5)と、を有し、光源(1)からの照明光をシャ
ッタ(5)で開閉して使用する光源装置において、シャ
ッタ(5)が閉じている際にこのシャッタから反射され
る照明光を受光する第1光電検出器(32A)と、シャ
ッタ(5)を通過した照明光の一部を分岐する光束分岐
部材(14)と、この光束分岐部材で分岐された光束を
受光する第2光電検出器(16)と、それら第1光電検
出器及び第2光電検出器の検出信号に応じて光源(1)
の出力を制御する制御系(26)と、を備えたものであ
る。
A second light source device according to the present invention comprises, as shown in FIGS. 4 and 2, a light source (1) for generating illumination light, and a shutter () for opening and closing the optical path of the illumination light from the light source. And 5) the illumination light from the light source (1) is used by opening and closing the shutter with the shutter (5). When the shutter (5) is closed, the illumination light reflected from the shutter is A first photoelectric detector (32A) for receiving light, a light beam splitting member (14) for splitting a part of the illumination light passing through the shutter (5), and a second photoelectric sensor for receiving the light beam split by the light beam splitting member. A detector (16) and a light source (1) according to detection signals of the first photoelectric detector and the second photoelectric detector.
And a control system (26) for controlling the output of.

【0013】斯かる本発明の第2の光源装置において
も、シャッタ(5)の後に例えば波長選択部材が設置さ
れている場合、シャッタ(5)を開いたときにその波長
選択部材からの反射光が光源(1)側に戻ってしまう。
そこで、本発明では、シャッタ(5)が閉じた状態、又
は閉じつつある状態でも光源(1)からの照明光を受光
できると共に、その戻り光の影響を受けない位置、即
ち、シャッタ(5)が閉じている際に光源(1)からの
照明光がシャッタ(5)で反射される位置に第1光電検
出器(32A)を配置する。この第1光電検出器(32
A)には、波長選択部材等からの戻り光は入射しないた
め、例えばシャッタ(5)が閉じている際には第1光電
検出器(32A)の検出信号に所定の補正係数を乗じて
得られる信号が所定レベルとなり、シャッタ(5)が開
いているときには第2光電検出器(16)の検出信号が
所定レベルとなるように光源(1)の出力を制御するこ
とで、安定した出力が得られる。
In the second light source device of the present invention as well, if, for example, a wavelength selecting member is installed after the shutter (5), the reflected light from the wavelength selecting member when the shutter (5) is opened. Returns to the light source (1) side.
Therefore, in the present invention, the illumination light from the light source (1) can be received even when the shutter (5) is closed or is being closed, and a position not affected by the return light, that is, the shutter (5). The first photoelectric detector (32A) is arranged at a position where the illumination light from the light source (1) is reflected by the shutter (5) when is closed. This first photoelectric detector (32
Since the return light from the wavelength selection member or the like does not enter A), for example, when the shutter (5) is closed, the return signal is obtained by multiplying the detection signal of the first photoelectric detector (32A) by a predetermined correction coefficient. The output of the light source (1) is controlled so that the output signal is at a predetermined level and the detection signal of the second photoelectric detector (16) is at a predetermined level when the shutter (5) is open, so that a stable output is obtained. can get.

【0014】この場合、その制御系は、一例として第1
光電検出器(32A)及び第2光電検出器(16)の検
出信号の和が所定値となるように光源(1)の出力を制
御するようにしてもよい。その和を求めることは、第1
光電検出器(32A)の検出信号をYt、第2光電検出
器(16)の検出信号をItとすると、例えばシャッタ
(5)の反射率に応じた補正係数kを用いて、次のよう
にこの係数kで補正した検出信号の和Iを求めることを
意味する。
In this case, the control system is, for example, the first system.
The output of the light source (1) may be controlled so that the sum of the detection signals of the photoelectric detector (32A) and the second photoelectric detector (16) becomes a predetermined value. Finding the sum is the first
Assuming that the detection signal of the photoelectric detector (32A) is Yt and the detection signal of the second photoelectric detector (16) is It, for example, using a correction coefficient k corresponding to the reflectance of the shutter (5), This means that the sum I of the detection signals corrected by the coefficient k is obtained.

【0015】I=It+k・Yt この検出信号の和Iは、シャッタ(5)が開きつつある
とき、又は閉じつつあるときでも、光源(1)からの照
明光の全光量に比例した信号となるため、その和Iが所
定レベルとなるように光源(1)を制御することで、光
源(1)の出力が常時安定する。
I = It + k · Yt The sum I of the detection signals is a signal proportional to the total amount of illumination light from the light source (1) even when the shutter (5) is opening or closing. Therefore, by controlling the light source (1) so that the sum I becomes a predetermined level, the output of the light source (1) is always stabilized.

【0016】また、本発明による露光装置は、上記の本
発明による光源装置と、マスク(R)及び基板(W)を
位置決めするステージ系(23,28)と、を備え、そ
の光源装置によって開閉された照明光でマスク(R)を
照明し、その照明光のもとでマスク(R)のパターンを
基板(W)上に転写するものである。本発明の露光装置
によれば、光源の出力が安定に制御できるため、基板
(W)に対する露光量制御精度を高くできる。
An exposure apparatus according to the present invention includes the above-described light source device according to the present invention, and a stage system (23, 28) for positioning the mask (R) and the substrate (W). The mask (R) is illuminated with the provided illumination light, and the pattern of the mask (R) is transferred onto the substrate (W) under the illumination light. According to the exposure apparatus of the present invention, since the output of the light source can be controlled stably, the exposure amount control accuracy for the substrate (W) can be increased.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施の形態
につき図1〜図3を参照して説明する。図1は本例で使
用される投影露光装置を示し、この図1において、超高
圧水銀ランプ(以下、単に「水銀ランプ」という)1の
発光部(アーク部)は楕円鏡2の第1焦点付近に配置さ
れ、水銀ランプ1からの照明光は、楕円鏡2によって集
光されて、反射率が大きく透過率の小さいビームスプリ
ッタ3に入射する。ビームスプリッタ3を透過した照明
光IL1は、集光レンズ31によって集光されて、フォ
トダイオード等の光電検出器よりなる水銀ランプ出力セ
ンサ32の受光面に入射する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a projection exposure apparatus used in this embodiment. In FIG. 1, a light emitting portion (arc portion) of an ultra-high pressure mercury lamp (hereinafter simply referred to as “mercury lamp”) 1 is a first focal point of an elliptical mirror 2. Illumination light from the mercury lamp 1 which is arranged nearby is condensed by the elliptical mirror 2 and is incident on the beam splitter 3 having a large reflectance and a small transmittance. The illumination light IL1 transmitted through the beam splitter 3 is condensed by a condenser lens 31 and is incident on a light receiving surface of a mercury lamp output sensor 32 including a photoelectric detector such as a photodiode.

【0018】一方、ビームスプリッタ3で反射された照
明光IL2は、光路折り曲げ用のミラー4で反射された
後、楕円鏡2の第2焦点付近に配置され複数枚の羽根を
等角度間隔で配置してなるシャッタ5に入射する。シャ
ッタ5の各羽根は照明系の光軸AX1に対してほぼ45
°で交差するように傾斜して配置され、且つ駆動モータ
6によってその光軸AX1を横切るように回転駆動され
る。シャッタ5の回転軸には、このシャッタ5の回転角
を検出するためのロータリエンコーダ41が装着されて
おり、ロータリエンコーダ41の検出信号より、シャッ
タ5の回転角、ひいては開閉度(入射する光量に対する
通過する光量の割合)がほぼ分かるように構成されてい
る。
On the other hand, the illumination light IL2 reflected by the beam splitter 3 is reflected by a mirror 4 for bending the optical path, and is then arranged near the second focal point of the elliptical mirror 2 and a plurality of blades are arranged at equal angular intervals. And enters the shutter 5. Each blade of the shutter 5 is approximately 45 degrees with respect to the optical axis AX1 of the illumination system.
And is rotated by a drive motor 6 so as to cross the optical axis AX1. A rotary encoder 41 for detecting the rotation angle of the shutter 5 is mounted on the rotation axis of the shutter 5. Based on a detection signal of the rotary encoder 41, the rotation angle of the shutter 5 and, consequently, the opening / closing degree (for the incident light amount) (The ratio of the amount of light passing therethrough).

【0019】シャッタ5が開状態のときに、シャッタ5
の羽根の間を通過した照明光IL2は、干渉フィルタ7
にてi線以外の照明光が除去される。実際には、i線の
近傍のh線やg線等の照明光の殆どは反射されてシャッ
タ5側に戻される。また、干渉フィルタ7を透過する赤
外線については、照明系中の多数のレンズを通過する過
程で殆ど吸収されてしまうため、特に赤外線吸収フィル
タを配置する必要はない。干渉フィルタ7を透過したi
線よりなる露光光ILは、第1インプットレンズ8A、
光路折り曲げ用のミラー9、及び第2インプットレンズ
8Bを経てほぼ平行光束となってフライアイレンズ10
に入射する。フライアイレンズ10の射出面には、照明
系の開口絞り板11が回転自在に配置され、開口絞り板
11の回転軸の周りには、通常の円形の開口絞り13
A、複数の偏心した小開口よりなる変形光源用の開口絞
り13B、及び輪帯絞り13C等が形成されている。そ
して、開口絞り板11を駆動モータ12で回転すること
によって、フライアイレンズ10の射出面に所望の照明
系開口絞りを設置できるように構成されている。
When the shutter 5 is open, the shutter 5
The illumination light IL2 that has passed between the blades of the
The illumination light other than the i-line is removed. Actually, most of the illumination light such as the h-line and the g-line near the i-line is reflected and returned to the shutter 5 side. In addition, since infrared rays transmitted through the interference filter 7 are almost absorbed in the process of passing through a large number of lenses in the illumination system, it is not particularly necessary to provide an infrared absorption filter. I transmitted through the interference filter 7
Exposure light IL consisting of lines is input to the first input lens 8A,
The mirror 9 for bending the optical path, and the fly-eye lens 10 which becomes a substantially parallel light beam through the second input lens 8B
Incident on. An aperture stop plate 11 of an illumination system is rotatably disposed on the exit surface of the fly-eye lens 10, and a normal circular aperture stop 13 is provided around a rotation axis of the aperture stop plate 11.
A, an aperture stop 13B for a deformed light source composed of a plurality of eccentric small apertures, an annular stop 13C, and the like are formed. Then, by rotating the aperture stop plate 11 by the drive motor 12, a desired illumination system aperture stop can be set on the exit surface of the fly-eye lens 10.

【0020】フライアイレンズ10の射出面の開口絞り
を通過した露光光ILの一部は、ビームスプリッタ14
にて反射された後、集光レンズ15を介してフォトダイ
オード等の光電検出器よりなるインテグレータセンサ1
6に入射する。また、ビームスプリッタ14を透過した
露光光ILは、第1リレーレンズ17A、投影式のレチ
クルブラインド(可変視野絞り)18、第2リレーレン
ズ17B、光路折り曲げ用のミラー19及びコンデンサ
レンズ20を経て、レチクルRを照明する。露光光IL
のもとで、レチクルR上のパターン21の像は投影光学
系PLを介してウエハW上に投影される。ウエハW上に
はフォトレジストが塗布されている。
A part of the exposure light IL that has passed through the aperture stop on the exit surface of the fly-eye lens 10 is
After being reflected by the integrator sensor 1 including a photoelectric detector such as a photodiode via a condenser lens 15
6 is incident. The exposure light IL transmitted through the beam splitter 14 passes through a first relay lens 17A, a projection type reticle blind (variable field stop) 18, a second relay lens 17B, a mirror 19 for bending an optical path, and a condenser lens 20. The reticle R is illuminated. Exposure light IL
, The image of the pattern 21 on the reticle R is projected onto the wafer W via the projection optical system PL. A photoresist is applied on the wafer W.

【0021】ここで、投影光学系PLの光軸AXに平行
にZ軸を取り、Z軸に垂直な平面の直交座標系をX軸、
Y軸とすると、レチクルRはX方向、Y方向、回転方向
に位置決めを行うレチクルステージ28上に保持されて
いる。また、ウエハWはウエハホルダ22上に吸着保持
され、ウエハホルダ22はウエハステージ23上に固定
され、ウエハステージ23は、ウエハWのZ方向の位置
及び傾斜角を補正してウエハWの表面を投影光学系PL
の像面に合焦させると共に、ウエハWのX方向、Y方向
へのステッピング、及び位置決めを行う。ウエハW上の
或るショット領域への露光が終了した後、ウエハステー
ジ23をステッピングさせて、次に露光するショット領
域を露光フィールドに移動して露光を行うという動作が
ステップ・アンド・リピート方式で繰り返されて、ウエ
ハW上の各ショット領域への露光が行われる。また、ウ
エハW上のフォトレジストには適正露光量があるため、
各ショット領域への露光に際してそれぞれ露光量を制御
する必要がある。
Here, the Z axis is taken in parallel with the optical axis AX of the projection optical system PL, and the orthogonal coordinate system of a plane perpendicular to the Z axis is represented by the X axis.
Assuming the Y axis, the reticle R is held on a reticle stage 28 for positioning in the X, Y, and rotation directions. Further, the wafer W is held by suction on the wafer holder 22, and the wafer holder 22 is fixed on the wafer stage 23. The wafer stage 23 corrects the position and the tilt angle of the wafer W in the Z direction and projects the surface of the wafer W onto the projection optical system. System PL
And the stepping and positioning of the wafer W in the X and Y directions. After the exposure of a certain shot area on the wafer W is completed, the operation of stepping the wafer stage 23 and moving the shot area to be exposed next to the exposure field to perform exposure is performed by a step-and-repeat method. The exposure is repeatedly performed on each shot area on the wafer W. Also, since the photoresist on the wafer W has an appropriate exposure amount,
When exposing each shot area, it is necessary to control the exposure amount.

【0022】図2は、本例の露光量制御機構を示し、こ
の図2において、水銀ランプ出力センサ32から出力さ
れて増幅器24Aを介して増幅された検出信号Ytは、
A/D変換器25Aを介してコンピュータよりなる露光
量制御系26に取り込まれている。同様に、インテグレ
ータセンサ16から出力されて増幅器24Bを介して増
幅された検出信号Itも、露光量制御系26に取り込ま
れており、露光量制御系26は、水銀ランプ出力センサ
32からの検出信号Ytをインテグレータセンサ16の
検出信号Itを用いて補正した信号(詳細後述)が所定
レベルとなるように、電源27を介して水銀ランプ1を
発光させる。また、ウエハW上の各ショット領域への露
光時に露光量制御系26では、駆動モータ6を介してシ
ャッタ5を開いた後、インテグレータセンサ16の検出
信号Itを積算することによってウエハW上への積算露
光量をモニタし、その積算値が所定のレベルに達したと
きに駆動モータ6を介してシャッタ5を閉じるようにし
ている。
FIG. 2 shows the exposure control mechanism of this embodiment. In FIG. 2, the detection signal Yt output from the mercury lamp output sensor 32 and amplified via the amplifier 24A is
It is taken into an exposure control system 26 composed of a computer via an A / D converter 25A. Similarly, the detection signal It output from the integrator sensor 16 and amplified via the amplifier 24B is also taken into the exposure control system 26, and the exposure control system 26 detects the detection signal from the mercury lamp output sensor 32. The mercury lamp 1 is caused to emit light via the power supply 27 so that a signal (details described later) obtained by correcting Yt using the detection signal It of the integrator sensor 16 becomes a predetermined level. Further, when exposing each shot area on the wafer W, the exposure control system 26 opens the shutter 5 via the drive motor 6 and then integrates the detection signal It of the integrator sensor 16 so as to accumulate on the wafer W. The integrated exposure amount is monitored, and the shutter 5 is closed via the drive motor 6 when the integrated value reaches a predetermined level.

【0023】更に、シャッタ5に装着されたロータリエ
ンコーダ41の検出信号も露光量制御系26に供給さ
れ、露光量制御系26では、その検出信号よりシャッタ
5の開閉度を認識できるように構成されている。次に、
本例の水銀ランプ1の出力の制御方法の一例につき説明
する。図1において、シャッタ5の各羽根は光軸AX1
に対してほぼ45°で交差するように斜めに配置されて
いるため、シャッタ5が閉じられた状態では、水銀ラン
プ1からの光は全てシャッタ5で横方向に反射されて、
水銀ランプ1には戻らない。また、シャッタ5が開いた
状態では、干渉フィルタ7にはシャッタ5を通過した照
明光IL2が入射する。本例の干渉フィルタ7は光軸A
X1に対してほぼ垂直になるように配置されているた
め、シャッタ5が開状態で干渉フィルタ7から反射され
るi線以外の波長域の照明光IL3は、光軸AX1に沿
ってビームスプリッタ3で反射されて楕円鏡2に戻り、
楕円鏡2で反射された照明光(戻り光)IL3は、再度
ビームスプリッタ3に入射し、その一部はビームスプリ
ッタ3を通過して水銀ランプ出力センサ32に入射す
る。
Further, a detection signal of the rotary encoder 41 mounted on the shutter 5 is also supplied to the exposure control system 26, and the exposure control system 26 is configured so that the degree of opening and closing of the shutter 5 can be recognized from the detection signal. ing. next,
An example of a method for controlling the output of the mercury lamp 1 of the present embodiment will be described. In FIG. 1, each blade of the shutter 5 has an optical axis AX1.
, The light from the mercury lamp 1 is all laterally reflected by the shutter 5 when the shutter 5 is closed.
It does not return to the mercury lamp 1. When the shutter 5 is open, the illumination light IL2 that has passed through the shutter 5 enters the interference filter 7. The interference filter 7 of this example has an optical axis A
The illumination light IL3 in a wavelength range other than the i-line reflected from the interference filter 7 when the shutter 5 is open is arranged along the optical axis AX1 because the illumination light IL3 is arranged so as to be substantially perpendicular to X1. Is reflected back to the elliptical mirror 2,
The illumination light (return light) IL3 reflected by the elliptical mirror 2 again enters the beam splitter 3, and a part of the light passes through the beam splitter 3 and enters the mercury lamp output sensor 32.

【0024】また、シャッタ5の開閉動作中は、干渉フ
ィルタ7の反射光の一部はシャッタ5の裏面で反射され
てしまい、水銀ランプ出力センサ32には戻らない。こ
のため、露光動作を行う前に、シャッタ5を閉じた状態
でのインテグレータセンサ16の検出信号Itの値I
c、及び水銀ランプ出力センサ32の検出信号Ytの値
Yc、並びにシャッタ5を開いた状態でのインテグレー
タセンサ16の検出信号の値Io、及び水銀ランプ出力
センサ32の検出信号の値Yoを計測しておく。このた
めには、例えば実際のウエハへの露光前に所定時間シャ
ッタ5の開閉を繰り返して行い、その間のシャッタ5の
開状態及び閉状態における各センサ16,32の検出信
号の平均値を求めればよい。
During the opening and closing operation of the shutter 5, a part of the reflected light of the interference filter 7 is reflected on the back surface of the shutter 5 and does not return to the mercury lamp output sensor 32. Therefore, before the exposure operation is performed, the value I of the detection signal It of the integrator sensor 16 in a state where the shutter 5 is closed.
c, the value Yc of the detection signal Yt of the mercury lamp output sensor 32, the value Io of the detection signal of the integrator sensor 16 with the shutter 5 opened, and the value Yo of the detection signal of the mercury lamp output sensor 32 are measured. Keep it. For this purpose, for example, the shutter 5 is repeatedly opened and closed for a predetermined time before actual exposure of the wafer, and the average value of the detection signals of the sensors 16 and 32 in the open state and the closed state of the shutter 5 during that time is obtained. Good.

【0025】それらの各センサ16,32の検出信号の
値Ic,Io,Yc,Yoは図2の露光量制御系26の
記憶部に記憶される。そして、露光時に露光量制御系2
6では、或る時刻tでのインテグレータセンサ16の検
出信号It、及び水銀ランプ出力センサ32の検出信号
Ytより、補正後の水銀ランプ出力センサ32の検出信
号Yt’を次のように場合分けして算出する。
The values Ic, Io, Yc and Yo of the detection signals of the sensors 16 and 32 are stored in the storage unit of the exposure control system 26 shown in FIG. Then, at the time of exposure, an exposure amount control system 2
In 6, the detected signal Yt ′ of the mercury lamp output sensor 32 after correction is classified as follows based on the detection signal It of the integrator sensor 16 and the detection signal Yt of the mercury lamp output sensor 32 at a certain time t. And calculate.

【0026】ここで、予め求めておいたインテグレータ
センサ16の検出信号Itの補正開始値、及び補正終了
値をそれぞれIs及びIe(Ie>Is)とする。 (It>Ieのとき) Yt’=Yt−(Yo−Yc) (1) (Ie≧It>Isのとき) Yt’=Yt−(Yo−Yc)×(It−Is)/(Ie−Is) (2) (Is≧Itのとき) Yt’=Yt (3)
Here, the correction start value and the correction end value of the detection signal It of the integrator sensor 16 determined in advance are Is and Ie (Ie> Is), respectively. (When It> Ie) Yt ′ = Yt− (Yo−Yc) (1) (When Ie ≧ It> Is) Yt ′ = Yt− (Yo−Yc) × (It−Is) / (Ie−Is) (2) (When Is ≧ It) Yt ′ = Yt (3)

【0027】これは、インテグレータセンサ16の検出
信号Itが補正終了値Ieより大きい範囲(シャッタ5
がほぼ開状態)では、(1)式のように水銀ランプ出力
センサ32の検出信号Ytから変化分(Yo−Yc)を
差し引いた値を使用し、インテグレータセンサ16の検
出信号Itが補正開始値Is以下の範囲(シャッタ5が
ほぼ閉状態)では、(3)式のように水銀ランプ出力セ
ンサ32の検出信号Ytをそのまま使用し、その中間で
は(2)式のように、変化分(Yo−Yc)をインテグ
レータセンサ16の検出信号Itで比例配分した量を水
銀ランプ出力センサ32の検出信号Ytから差し引いた
値を使用することを意味する。そして、露光量制御系2
6は、その補正後の検出信号Yt’が所定レベルに維持
されるように電源27を介して水銀ランプ1に電力を供
給する。図1の干渉フィルタ7からの戻り光が水銀ラン
プ出力センサ32に入射しても、その補正後の検出信号
Yt’は安定であるため、この検出信号Yt’を用いて
水銀ランプ1を点灯することによって、シャッタ5の開
閉動作中でも水銀ランプ1の出力が安定になり、ウエハ
W上の各ショット領域に対して適正な露光量で露光を行
うことができる。
This is because the detection signal It of the integrator sensor 16 is larger than the correction end value Ie.
Is substantially open), the value obtained by subtracting the variation (Yo−Yc) from the detection signal Yt of the mercury lamp output sensor 32 as in equation (1) is used, and the detection signal It of the integrator sensor 16 is used as the correction start value. In the range of Is or less (the shutter 5 is almost closed), the detection signal Yt of the mercury lamp output sensor 32 is used as it is as shown in Expression (3), and the change (Yo) is intermediately shown in Expression (2). This means that a value obtained by subtracting an amount obtained by proportionally dividing −Yc) by the detection signal It of the integrator sensor 16 from the detection signal Yt of the mercury lamp output sensor 32 is used. And an exposure control system 2
6 supplies power to the mercury lamp 1 via the power supply 27 so that the corrected detection signal Yt ′ is maintained at a predetermined level. Even if the return light from the interference filter 7 in FIG. 1 is incident on the mercury lamp output sensor 32, the detection signal Yt 'after the correction is stable, so that the mercury lamp 1 is turned on using the detection signal Yt'. As a result, the output of the mercury lamp 1 becomes stable even during the opening / closing operation of the shutter 5, and each shot area on the wafer W can be exposed with an appropriate exposure amount.

【0028】具体的に、インテグレータセンサ16の検
出信号Itの補正開始値Is、及び補正終了値Ieをそ
れぞれ次のように設定して、水銀ランプ1の点灯を行っ
た結果を示す。 Is=Ic+0.50×(Io−Ic) (4) Ie=Ic+0.90×(Io−Ic) (5)
More specifically, a result of turning on the mercury lamp 1 by setting the correction start value Is and the correction end value Ie of the detection signal It of the integrator sensor 16 as follows will be described. Is = Ic + 0.50 × (Io−Ic) (4) Ie = Ic + 0.90 × (Io−Ic) (5)

【0029】この場合、インテグレータセンサ16の検
出信号It、及び水銀ランプ出力センサ32の検出信号
Ytはそれぞれ図3(a)及び(b)に示すように変化
していた。図3の各図の横軸は経過時間T(ms)、縦
軸は信号レベルである。図3(b)より分かるように、
水銀ランプ出力センサ32の検出信号Ytは、シャッタ
5が開いている期間(検出信号Itのレベルが高い期
間)では、戻り光の影響によって高くなっているため、
この検出信号Ytが一定になるように水銀ランプ1の出
力を制御すると、水銀ランプ1の出力が不安定になる。
In this case, the detection signal It of the integrator sensor 16 and the detection signal Yt of the mercury lamp output sensor 32 have changed as shown in FIGS. 3A and 3B, respectively. The horizontal axis of each drawing in FIG. 3 is the elapsed time T (ms), and the vertical axis is the signal level. As can be seen from FIG.
The detection signal Yt of the mercury lamp output sensor 32 is high due to the influence of the return light during the period when the shutter 5 is open (the period when the level of the detection signal It is high).
When the output of the mercury lamp 1 is controlled so that the detection signal Yt becomes constant, the output of the mercury lamp 1 becomes unstable.

【0030】それに対して、(4)式及び(5)式の補
正開始値Is、及び補正終了値Ieを用いて、(1)式
〜(3)式より算出される補正後の検出信号Yt’は、
図3(c)に示すようになり、図3(b)の検出信号Y
tに比べて信号の変化量は1/3以下程度となってい
る。従って、補正後の検出信号Yt’が一定になるよう
に水銀ランプ1の出力を制御することによって、水銀ラ
ンプ1の出力変動も1/3以下程度となり、高い露光量
制御精度が得られる。
On the other hand, using the correction start value Is and the correction end value Ie of the equations (4) and (5), the corrected detection signal Yt calculated from the equations (1) to (3). '
As shown in FIG. 3C, the detection signal Y shown in FIG.
The change amount of the signal is about 1/3 or less as compared with t. Therefore, by controlling the output of the mercury lamp 1 so that the corrected detection signal Yt 'is constant, the output fluctuation of the mercury lamp 1 is reduced to about 1/3 or less, and high exposure amount control accuracy is obtained.

【0031】なお、上述の実施の形態において、補正後
の検出信号Yt’の計算式は(1)式〜(3)式には限
定されない。例えば、検出信号Itの補正開始値Is、
及び補正終了値Ieについては、Ie>Isの関係が満
たされていれば、補正開始値IsはIc−(Io−I
c)〜Ic+(Io−Ic)の範囲に、補正終了値Ie
は、Ic〜Ic+2(Io−Ic)の範囲に設定しても
よい。
In the above-described embodiment, the calculation formula of the corrected detection signal Yt 'is not limited to the formulas (1) to (3). For example, the correction start value Is of the detection signal It,
As for the correction end value Ie, if the relationship of Ie> Is is satisfied, the correction start value Is becomes Ic− (Io−I
c) to the correction end value Ie in the range of Ic + (Io−Ic).
May be set in the range of Ic to Ic + 2 (Io−Ic).

【0032】また、Ie≧It>Isのときの補正式と
しては、(2)式の代わりに例えば次式のような三角関
数を使用してもよい。 Yt’=Yt−0.5×(Yo−Yc) ×[1−cos{π(It−Is)/(Ie−Is)}] (6) また、その信号Yt’を算出するための補正式として
は、一般に水銀ランプ出力センサ32の検出信号Ytか
ら引き算する補正値が、シャッタ5を透過する光の強度
が大きくなるにつれて大きくなるような関数であれば、
高次多項式等、どのようなものであってもよい。
As a correction equation when Ie ≧ It> Is, a trigonometric function such as the following equation may be used instead of equation (2). Yt ′ = Yt−0.5 × (Yo−Yc) × [1-cos {π (It−Is) / (Ie−Is)}] (6) Further, a correction formula for calculating the signal Yt ′. In general, if the correction value subtracted from the detection signal Yt of the mercury lamp output sensor 32 is a function that increases as the intensity of light transmitted through the shutter 5 increases,
Any type such as a high-order polynomial may be used.

【0033】なお、上記の実施の形態では、インテグレ
ータセンサ16の検出信号Itを用いて、(1)式〜
(3)式等より検出信号Ytの補正を行っている。しか
しながら、本例ではシャッタ5の回転角を検出するロー
タリエンコーダ41が設けられているため、予めロータ
リエンコーダ41により検出されるシャッタ5の回転角
θtとシャッタ5の透過光量との関係を求めておくこと
によって、その回転角θtからシャッタ5の透過光量、
即ちインテグレータセンサ16の検出信号Itを推定す
ることができる。そこで、検出信号Itが補正開始値I
s、及び補正終了値Ieを取るときのシャッタ5の回転
角θtをそれぞれθs及びθeとすると、露光量制御系
26では、ロータリエンコーダ41の検出信号から求め
たシャッタ5の回転角θtに基づいて、(1)式〜
(3)式と同様の式を用いて補正後の検出信号Yt’を
算出してもよい。これによっても、インテグレータセン
サ16の検出信号Itを使用する場合と同様に水銀ラン
プ1の出力を安定化できる。
Note that, in the above-described embodiment, the expression (1) to the expression (1) are used by using the detection signal It of the integrator sensor 16.
The correction of the detection signal Yt is performed by the equation (3) and the like. However, in this example, since the rotary encoder 41 that detects the rotation angle of the shutter 5 is provided, the relationship between the rotation angle θt of the shutter 5 detected by the rotary encoder 41 and the transmitted light amount of the shutter 5 is obtained in advance. Thus, the amount of transmitted light of the shutter 5 can be calculated from the rotation angle θt,
That is, the detection signal It of the integrator sensor 16 can be estimated. Therefore, the detection signal It is the correction start value I
Assuming that s and the rotation angle θt of the shutter 5 when taking the correction end value Ie are θs and θe, respectively, the exposure amount control system 26 uses the rotation angle θt of the shutter 5 obtained from the detection signal of the rotary encoder 41 based on the rotation angle θt. , Formula (1)
The corrected detection signal Yt ′ may be calculated using the same equation as the equation (3). This also stabilizes the output of the mercury lamp 1 as in the case where the detection signal It of the integrator sensor 16 is used.

【0034】なお、上記の実施の形態では、水銀ランプ
出力センサ32はビームスプリッタ3を透過した光束を
受光しているが、例えばビームスプリッタ3をミラーと
して、このミラーと水銀ランプ1に関して反対側に水銀
ランプ出力センサ32を配置してもよい。この配置でも
水銀ランプ出力センサ32はシャッタ5の開閉に関係な
く水銀ランプ1の照明光をモニタできると共に、上述の
出力補正を行うことで干渉フィルタ7からの戻り光の影
響が軽減される。
In the above embodiment, the mercury lamp output sensor 32 receives the luminous flux transmitted through the beam splitter 3. For example, the beam splitter 3 is used as a mirror and the mirror and the mercury lamp 1 are arranged on opposite sides. A mercury lamp output sensor 32 may be provided. Even in this arrangement, the mercury lamp output sensor 32 can monitor the illumination light of the mercury lamp 1 irrespective of the opening and closing of the shutter 5, and the effect of the return light from the interference filter 7 is reduced by performing the above-described output correction.

【0035】次に、本発明の第2の実施の形態につき図
4を参照して説明する。本例も干渉フィルタ7からの戻
り光の影響を除くための実施の形態であり、図4におい
て図1に対応する部分には同一符号を付してその詳細説
明を省略する。図4は本例の投影露光装置を示し、この
図4において、水銀ランプ1から射出されて楕円鏡2で
集光された照明光IL2は、ミラー3A、及びミラー4
で反射されて、楕円鏡2の第2焦点付近に配置されたシ
ャッタ5に至る。シャッタ5が開いた状態では、シャッ
タ5を通過した照明光IL2は、干渉フィルタ7及びフ
ライアイレンズ10等を経た後、露光光ILとしてビー
ムスプリッタ14、及び集光レンズ15を介してインテ
グレータセンサ16で受光される。インテグレータセン
サ16は、シャッタ5の透過光用の光電検出器である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is also an embodiment for eliminating the influence of the return light from the interference filter 7, and in FIG. 4, the portions corresponding to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and the detailed description thereof will be omitted. FIG. 4 shows a projection exposure apparatus according to the present embodiment. In FIG. 4, illumination light IL2 emitted from a mercury lamp 1 and condensed by an elliptical mirror 2 includes a mirror 3A and a mirror 4
And reaches the shutter 5 disposed near the second focal point of the elliptical mirror 2. When the shutter 5 is open, the illumination light IL2 that has passed through the shutter 5 passes through the interference filter 7, the fly-eye lens 10, and the like, and then becomes the exposure light IL via the beam splitter 14 and the condensing lens 15, and the integrator sensor 16 Is received at. The integrator sensor 16 is a photoelectric detector for light transmitted through the shutter 5.

【0036】一方、シャッタ5が閉じた状態では、シャ
ッタ5の各羽根が照明系の光軸AX1に対して45°で
交差しているため、シャッタ5で反射された照明光IL
2は、光軸AX1に対してほぼ垂直に外側に向かい、集
光レンズ42、及び干渉フィルタ7と同様にi線を選択
する干渉フィルタ43を介して、光ファイバ44の一端
に入射する。光ファイバ44の他端は2つに分岐してお
り、第1の端部44aから射出された露光光ILと同じ
波長の照明光は、フォトダイオード等の光電検出器より
なる水銀ランプ出力センサ32Aに入射する。水銀ラン
プ出力センサ32Aは、シャッタ5の反射光用の光電検
出器である。
On the other hand, when the shutter 5 is closed, the blades of the shutter 5 intersect at 45 ° with the optical axis AX1 of the illumination system.
Numeral 2 goes outward almost perpendicularly to the optical axis AX1, and enters one end of an optical fiber 44 via a condenser lens 42 and an interference filter 43 that selects an i-line like the interference filter 7. The other end of the optical fiber 44 is branched into two, and the illumination light having the same wavelength as the exposure light IL emitted from the first end 44a emits a mercury lamp output sensor 32A composed of a photoelectric detector such as a photodiode. Incident on. The mercury lamp output sensor 32A is a photoelectric detector for reflected light from the shutter 5.

【0037】また、本例のウエハステージ23上のウエ
ハホルダ22の近傍にはガラス基板よりなる基準マーク
部材45が固定され、基準マーク部材45の表面はウエ
ハWの表面と同じ高さに設定されている。更に、基準マ
ーク部材45の表面のクロム膜内にスリット状の開口パ
ターン46が形成されている。そして、光ファイバ44
の第2の端部44bから射出された露光光ILと同じ波
長の照明光は、ウエハステージ23内に導かれてその開
口パターン46を底面から照明する。この開口パターン
46を投影光学系PLの露光フィールド内に移動して、
その開口パターン46の像を投影光学系PL及びレチク
ルRを介して開口パターン46上に再投影し、この開口
パターン46を通過した光量を内部の光電検出器で受光
することによって、投影光学系PLの像面を検出できる
ように構成されている。
A reference mark member 45 made of a glass substrate is fixed near the wafer holder 22 on the wafer stage 23 of the present embodiment, and the surface of the reference mark member 45 is set at the same height as the surface of the wafer W. I have. Further, a slit-shaped opening pattern 46 is formed in the chromium film on the surface of the reference mark member 45. Then, the optical fiber 44
The illumination light having the same wavelength as the exposure light IL emitted from the second end portion 44b is guided into the wafer stage 23 and illuminates the opening pattern 46 from the bottom surface. By moving this opening pattern 46 into the exposure field of the projection optical system PL,
The image of the opening pattern 46 is re-projected onto the opening pattern 46 via the projection optical system PL and the reticle R, and the amount of light that has passed through the opening pattern 46 is received by an internal photoelectric detector, whereby the projection optical system PL Is configured to be able to detect the image plane.

【0038】それ以外の構成は図1の実施の形態と同様
であり、露光量制御機構も図2と同様である。但し、図
2において、水銀ランプ出力センサ32の代わりに図4
の反射光用の水銀ランプ出力センサ32Aが使用されて
いる。次に、本例の水銀ランプ1の出力の制御方法の一
例につき説明する。本例では、シャッタ5が動作中の状
態、即ち半開の状態では、シャッタ5で反射された照明
光の一部は水銀ランプ出力センサ32Aで受光でき、シ
ャッタ5を透過した照明光の一部はインテグレータセン
サ16で受光できる。このため、露光動作開始前に予
め、シャッタ5を閉じた状態でのインテグレータセンサ
16の検出信号Itの値Ic、及び水銀ランプ出力セン
サ32Aの検出信号Ytの値Yc、並びにシャッタ5を
開いた状態でのインテグレータセンサ16の検出信号の
値Io、及び水銀ランプ出力センサ32の検出信号の値
Yoを計測しておく。それらの各センサ16,32Aの
検出信号の値Ic,Io,Yc,Yoは図2の露光量制
御系26の記憶部に記憶される。
The other structure is the same as that of the embodiment of FIG. 1, and the exposure control mechanism is also the same as that of FIG. However, in FIG. 2, instead of the mercury lamp output sensor 32, FIG.
A mercury lamp output sensor 32A for reflected light is used. Next, an example of a method for controlling the output of the mercury lamp 1 of the present embodiment will be described. In this example, when the shutter 5 is operating, that is, in a half-open state, a part of the illumination light reflected by the shutter 5 can be received by the mercury lamp output sensor 32A, and a part of the illumination light transmitted through the shutter 5 is Light can be received by the integrator sensor 16. Therefore, before the exposure operation is started, the value Ic of the detection signal It of the integrator sensor 16 and the value Yc of the detection signal Yt of the mercury lamp output sensor 32A in a state where the shutter 5 is closed, and a state where the shutter 5 is opened in advance The value Io of the detection signal of the integrator sensor 16 and the value Yo of the detection signal of the mercury lamp output sensor 32 are measured in advance. The values Ic, Io, Yc, and Yo of the detection signals of the sensors 16 and 32A are stored in the storage unit of the exposure control system 26 in FIG.

【0039】この場合、シャッタ5の反射率に応じた補
正係数kを導入すると、水銀ランプ1からの照明光の全
光量は、ほぼ次の和信号Iに比例する。 I=Ic+k×Yc=Io+k×Yo (7) この式より補正係数kは次のようになる。 k=(Io−Ic)/(Yc−Yo) (8) そこで、これ以降の露光時に露光量制御系26は、所定
のサンプリングレートで、インテグレータセンサ16の
検出信号It、及び水銀ランプ出力センサ32Aの検出
信号Ytを取り込んで次式から和信号Iを算出する。
In this case, when a correction coefficient k corresponding to the reflectance of the shutter 5 is introduced, the total amount of illumination light from the mercury lamp 1 is substantially proportional to the following sum signal I. I = Ic + k × Yc = Io + k × Yo (7) From this equation, the correction coefficient k is as follows. k = (Io−Ic) / (Yc−Yo) (8) Therefore, at the time of subsequent exposure, the exposure control system 26 performs the detection signal It of the integrator sensor 16 and the mercury lamp output sensor 32A at a predetermined sampling rate. And the sum signal I is calculated from the following equation.

【0040】I=It+k×Yt (9) そして、図2の露光量制御系26は、この和信号Iが一
定となるように、電源27を介して水銀ランプ1に供給
する電力を調整する。この場合、図4の干渉フィルタ7
での反射光は、シャッタ5で逆方向に反射されて水銀ラ
ンプ出力センサ32Aには入射しないため、(9)式の
和信号Iは、ほぼ正確に常時水銀ランプ1からの照明光
の全光量に比例して変化する。従って、和信号Iに基づ
いて、水銀ランプ1の出力を制御することによって、水
銀ランプ1の出力を安定に制御できる。具体的に、例え
ば図1のようにビームスプリッタ3を透過した照明光を
検出する水銀ランプ出力センサ32の出力信号のみに基
づいて水銀ランプ1の出力を制御する場合の出力変動は
7%程度であったが、本例でのシャッタ5の開閉時の水
銀ランプ1の出力変動は0.5%以下にすることができ
た。
I = It + k × Yt (9) The exposure control system 26 in FIG. 2 adjusts the power supplied to the mercury lamp 1 via the power supply 27 so that the sum signal I becomes constant. In this case, the interference filter 7 shown in FIG.
Is reflected by the shutter 5 in the reverse direction and does not enter the mercury lamp output sensor 32A. Therefore, the sum signal I in the equation (9) is almost exactly the total amount of illumination light from the mercury lamp 1 at all times. Changes in proportion to Therefore, by controlling the output of the mercury lamp 1 based on the sum signal I, the output of the mercury lamp 1 can be controlled stably. Specifically, for example, when the output of the mercury lamp 1 is controlled based on only the output signal of the mercury lamp output sensor 32 that detects the illumination light transmitted through the beam splitter 3 as shown in FIG. However, in this example, the output fluctuation of the mercury lamp 1 when opening and closing the shutter 5 could be reduced to 0.5% or less.

【0041】なお、上記実施の形態は、本発明の光源装
置を屈折系よりなる投影光学系を用いた投影露光装置に
適用したものであるが、本発明の光源装置は、反射屈折
系よりなる投影光学系を用いた投影露光装置や、投影光
学系を使用しないプロキシミティ方式やコンタクト方式
の露光装置にも適用できることは明きらかである。この
ように、本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発
明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。
In the above embodiment, the light source device of the present invention is applied to a projection exposure apparatus using a projection optical system composed of a refracting system. The light source device of the present invention is composed of a catadioptric system. It is apparent that the present invention can be applied to a projection exposure apparatus using a projection optical system and a proximity type or contact type exposure apparatus not using a projection optical system. As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can take various configurations without departing from the gist of the present invention.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明の第1の光源装置によれば、シャ
ッタを通過した照明光の戻り光の影響を第2光電検出器
の検出信号を用いて補正できるため、水銀ランプのよう
な光源からの照明光をシャッタで開閉して使用する場合
に、そのシャッタの開閉動作中にもその光源の出力を安
定に制御できる利点がある。
According to the first light source device of the present invention, the influence of the return light of the illuminating light passing through the shutter can be corrected using the detection signal of the second photoelectric detector. In the case of using the illumination light from the shutter by opening and closing the shutter, there is an advantage that the output of the light source can be controlled stably even during the opening and closing operation of the shutter.

【0043】また、本発明の第2の光源装置によれば、
シャッタを通過する光量とシャッタで反射される光量と
を用いて光源の出力を制御しているため、水銀ランプの
ような光源からの照明光をシャッタで開閉して使用する
場合に、そのシャッタの開閉動作中にもその光源の出力
を安定に制御できる利点がある。また、制御系が、第1
光電検出器及び第2光電検出器の検出信号の和が所定値
となるように光源の出力を制御する場合には、簡単な制
御でその光源の出力を安定化できる。
According to the second light source device of the present invention,
Since the output of the light source is controlled by using the amount of light passing through the shutter and the amount of light reflected by the shutter, when the illumination light from a light source such as a mercury lamp is used by opening and closing the shutter, the shutter is not used. There is an advantage that the output of the light source can be stably controlled even during the opening / closing operation. In addition, the control system
When the output of the light source is controlled so that the sum of the detection signals of the photoelectric detector and the second photoelectric detector becomes a predetermined value, the output of the light source can be stabilized by simple control.

【0044】また、本発明の露光装置によれば、本発明
の光源装置によって光源の出力を安定に制御できるた
め、高い露光量制御精度が得られる。
Further, according to the exposure apparatus of the present invention, since the output of the light source can be controlled stably by the light source device of the present invention, high exposure amount control accuracy can be obtained.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態で用いられる投影露
光装置の概略構成を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a projection exposure apparatus used in a first embodiment of the present invention.

【図2】その実施の形態の使用される露光量制御機構を
示す構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing an exposure amount control mechanism used in the embodiment.

【図3】第1の実施の形態において、インテグレータセ
ンサ16及び水銀ランプ出力センサ32の検出信号より
得られる補正後の検出信号を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing corrected detection signals obtained from detection signals of an integrator sensor 16 and a mercury lamp output sensor 32 in the first embodiment.

【図4】本発明の第2の実施の形態で用いられる投影露
光装置の概略構成を示す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing a schematic configuration of a projection exposure apparatus used in a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 水銀ランプ 2 楕円鏡 3 ビームスプリッタ 3A ミラー 5 シャッタ 7 干渉フィルタ 10 フライアイレンズ 11 照明系の開口絞り板 14 ビームスプリッタ 15 集光レンズ 16 インテグレータセンサ 18 投影式のレチクルブラインド R レチクル PL 投影光学系 W ウエハ 31 集光レンズ 32,32A 水銀ランプ出力センサ 41 ロータリエンコーダ 44 光ファイバ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mercury lamp 2 Elliptical mirror 3 Beam splitter 3A mirror 5 Shutter 7 Interference filter 10 Fly-eye lens 11 Illumination system aperture stop plate 14 Beam splitter 15 Condenser lens 16 Integrator sensor 18 Projection type reticle blind R Reticle PL Projection optical system W Wafer 31 Condensing lens 32, 32A Mercury lamp output sensor 41 Rotary encoder 44 Optical fiber

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 照明光を発生する光源と、該光源からの
照明光の光路を開閉するシャッタと、を有し、前記光源
からの照明光を前記シャッタで開閉して使用する光源装
置において、 前記シャッタを介することなく前記光源からの照明光の
一部を受光する第1光電検出器と、 前記シャッタを通過した照明光の一部を分岐する光束分
岐部材と、 該光束分岐部材で分岐された光束を受光する第2光電検
出器と、 前記第1光電検出器及び第2光電検出器の検出信号に応
じて前記光源の出力を制御する制御系と、を備えたこと
を特徴とする光源装置。
1. A light source device comprising: a light source for generating illumination light; and a shutter for opening and closing an optical path of the illumination light from the light source, wherein the shutter uses the illumination light from the light source for opening and closing. A first photoelectric detector that receives a part of the illumination light from the light source without passing through the shutter; a light beam branching member that branches a part of the illumination light that has passed through the shutter; A light source, comprising: a second photoelectric detector that receives the emitted light beam; and a control system that controls an output of the light source in accordance with detection signals of the first photoelectric detector and the second photoelectric detector. apparatus.
【請求項2】 照明光を発生する光源と、該光源からの
照明光の光路を開閉するシャッタと、を有し、前記光源
からの照明光を前記シャッタで開閉して使用する光源装
置において、 前記シャッタが閉じている際に該シャッタから反射され
る照明光を受光する第1光電検出器と、 前記シャッタを通過した照明光の一部を分岐する光束分
岐部材と、 該光束分岐部材で分岐された光束を受光する第2光電検
出器と、 前記第1光電検出器及び第2光電検出器の検出信号に応
じて前記光源の出力を制御する制御系と、を備えたこと
を特徴とする光源装置。
2. A light source device comprising: a light source for generating illumination light; and a shutter for opening and closing an optical path of the illumination light from the light source, wherein the shutter uses the illumination light from the light source for opening and closing. A first photoelectric detector that receives illumination light reflected from the shutter when the shutter is closed; a light beam branching member that branches a part of the illumination light that has passed through the shutter; A second photoelectric detector that receives the emitted light beam; and a control system that controls an output of the light source in accordance with detection signals of the first photoelectric detector and the second photoelectric detector. Light source device.
【請求項3】 請求項2記載の光源装置であって、 前記制御系は、前記第1光電検出器及び第2光電検出器
の検出信号の和が所定値となるように前記光源の出力を
制御することを特徴とする光源装置。
3. The light source device according to claim 2, wherein the control system controls an output of the light source so that a sum of detection signals of the first photoelectric detector and the second photoelectric detector becomes a predetermined value. A light source device characterized by controlling.
【請求項4】 請求項1〜3の何れか一項記載の光源装
置と、マスク及び基板を位置決めするステージ系と、を
備え、 前記光源装置によって開閉された照明光で前記マスクを
照明し、前記照明光のもとで前記マスクのパターンを前
記基板上に転写することを特徴とする露光装置。
4. A light source device according to claim 1, further comprising: a stage system for positioning a mask and a substrate; illuminating the mask with illumination light opened and closed by the light source device; An exposure apparatus, wherein the pattern of the mask is transferred onto the substrate under the illumination light.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012194554A (en) * 2011-03-03 2012-10-11 Hoya Corp Photomask, pattern transfer method, and pellicle

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