JPH11121322A - 投影露光装置及び方法 - Google Patents

投影露光装置及び方法

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JPH11121322A
JPH11121322A JP9291807A JP29180797A JPH11121322A JP H11121322 A JPH11121322 A JP H11121322A JP 9291807 A JP9291807 A JP 9291807A JP 29180797 A JP29180797 A JP 29180797A JP H11121322 A JPH11121322 A JP H11121322A
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projection
projection optical
mask
plane
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Minoru Onda
稔 恩田
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    • 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
    • G03F7/70308Optical correction elements, filters or phase plates for manipulating imaging light, e.g. intensity, wavelength, polarisation, phase or image shift
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 投影光学系の特定収差のみについての収差補
正が容易で、照明光の条件変化に対して露光性能の悪化
が少ない投影露光装置を提供すること。 【解決手段】 平行板駆動装置63に設けた第1駆動部
63aは、第1部材82と第2部材83との相対的な回
転位置を調整して、平行平面板81を光軸AXに垂直な
面から所望の角度だけ傾ける。これにより、露光条件の
変化によって本体部分70で生じた特定方向の偏心コマ
収差のみを独立して補正することができる。一方、第2
駆動部63bは、第1部材82と本体部分70との相対
的な回転位置を調整して、平行平面板81の傾き方向を
適宜設定する。これにより、露光条件の変化によって生
じた偏心コマ収差の補正方向を調節することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術の分野】本発明は、半導体基板等の
感光基板にマスクのパターンを投影する投影光学系を備
える投影露光装置及び方法に関し、特に投影光学系の収
差補正機構を備える投影露光装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】投影露光装置では、マスクと呼ばれる原
画に描かれた回路パターンを投影レンズを用いて半導体
ウェハのレジスト層に焼付け、それを現像することで所
望の回路のレジストパターンを形成している。
【0003】このような投影露光装置に組み込まれる投
影レンズは、回路パターンの集積度を決定する要因とな
るものであり、単に投影露光装置に取り付けられるだけ
でなく、投影されたマスクのパターンの収差を極限まで
低減するための収差補正が適宜行われる。
【0004】このような収差補正は、投影レンズを構成
する特定のレンズを他のレンズ等から独立して光軸と直
角な面内で移動させること等によって行われている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特定のレンズ
を光軸と直角な面内で移動させる上記のような収差補正
では、本来補正しようとする収差以外にも副作用として
他の収差が発生してしまうという問題があった。すなわ
ち、目的とする収差補正により他の収差が発生してしま
うという副作用があるため、特定の収差について独立し
た補正ができず、露光性能を向上させることが困難であ
るという欠点を有していた。
【0006】特に、投影レンズに入射してくる照明光の
条件が変化することにより偏心コマ収差が大きく変化し
てしまう場合が多く、それのみを適宜補正する手段を有
しいなかったため、照明条件の変化に伴って露光性能が
悪化してしまうという問題点があった。
【0007】そこで、本発明は、このような従来の問題
点を解決し、投影光学系の特定収差のみについての収差
補正が容易で、照明光の条件変化に対して露光性能の悪
化が少ない投影露光装置及び投影露光方法を提供するこ
とを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するためのものであり、以下に、実施形態に示した
各図面を用いてその内容を説明する。
【0009】本発明の投影露光装置は、感光基板(2
5)にマスク(16)のパターンを投影する投影光学系
部分(70)と、前記投影光学系部分の前記感光基板側
に前記投影光学系部分の光軸(AX)にほぼ垂直に配置
される平行平面板(81)と、前記投影光学系部分の光
軸(AX)に対する前記平行平面板(81)の法線の傾
き角と前記平行平面板(81)の傾き方向との少なくと
も一方を調整する調整装置(80,63)とを備えるこ
とを特徴とする。
【0010】また、好ましい態様によれば、前記マスク
のパターンに応じて2次光源の大きさと形状との少なく
とも一方を変更(7)する照明光学系(1,4,6,
7,11,13,14,15)を更に備え、前記調整装
置(80,63)が、前記2次光源の変更(7)に連動
して、前記平行平面板(81)の傾き角及び傾き方向の
少なくとも一方を調整することを特徴とする。
【0011】また、別の態様によれば、マスク(16)
のパターンで感光基板(25)を露光する投影露光装置
において、前記マスクと前記感光基板のそれぞれとほぼ
直交する光軸に沿って配列される複数の光学素子(7
0)と前記感光基板側に配置される平行平面板とを有す
る投影光学系(81)と、前記感光基板の露光条件の変
更に応じて前記平行平面板(81)を移動して投影光学
系(23)の収差を調整する調整装置(80,63)と
を備えたことを特徴とする。
【0012】また、好ましい態様によれば、前記調整装
置(80,63)が、前記平行平面板(81)を実質的
に回転させることなく前記投影光学系の光軸(AX)と
垂直な面に対して相対的に傾けて前記投影光学系(2
3)の偏心コマ収差を調整することを特徴とする。
【0013】また、好ましい態様によれば、偏心コマ収
差以外の前記投影光学系の収差、投影倍率、及び焦点位
置の少なくとも1つを調整するために、前記投影光学系
の複数の光学素子(70)の少なくとも1つ(70a)
を移動する駆動装置(62)を更に備えたことを特徴と
する。
【0014】また、好ましい態様によれば、前記マスク
のパターンに応じて2次光源の大きさと形状との少なく
とも一方を変更する照明光学系(1,4,6,7,1
1,13,14,15)と、前記照明光学系の開口数を
可変とする開口絞り(7)とを更に備え、前記感光基板
の露光条件が、前記2次光源の大きさと形状、前記マス
ク上のパターンの種類、及び前記投影光学系の開口数の
少なくとも1つを含むことを特徴とする。
【0015】また、別の態様によれば、マスク(16)
のパターンで感光基板(25)を露光する投影露光装置
において、前記マスクと前記感光基板のそれぞれとほぼ
直交する光軸に沿って配列される平行平面板(81)を
有する投影光学系(23)と、前記投影光学系の光軸
(AX)と垂直な面に対して前記平行平面板(81)を
傾ける駆動機構(63,81)とを備えたことを特徴と
する。
【0016】また、好ましい態様によれば、前記投影光
学系(23)の投影倍率に応じた速度比で前記マスクと
前記感光基板とを同期移動するステージシステム(1
8,19,27,29)を更に備え、前記ステージシス
テム(18,19,27,29)を駆動して、前記マス
クのパターンで前記感光基板を走査露光することを特徴
とする。
【0017】本発明の投影露光方法は、投影光学系(2
3)を介してマスク(16)のパターンで感光基板(2
5)を露光する投影露光方法において、2次光源から出
射して前記マスク(16)を通過する光ビームの前記投
影光学系(23)の瞳面(Ep)上での光強度分布を変
更する第1工程と、前記光強度分布の変更に連動して、
前記投影光学系(23)の前記感光基板(25)側に配
置される平行平面板(81)を移動する第2工程とを含
むことを特徴とする。
【0018】また、好ましい態様によれば、前記第1工
程が、前記マスク(16)のパターンに応じて2次光源
の大きさと形状との少なくとも一方を変更する(17,
18)ことを特徴とする。
【0019】また、好ましい態様によれば、前記第2工
程が、前記平行平面板(81)を実質的に回転させるこ
となく前記投影光学系(23)の光軸(AX)と垂直な
面に対して相対的に傾けて前記投影光学系(23)の偏
心コマ収差を調整することを特徴とする。
【0020】
【発明の実施の形態】
〔第1実施形態〕図1は、本発明の第1実施形態に係る
投影露光装置の概略的構成を説明する図である。図示の
ように、投影露光装置本体は、チャンバ100内に収容
されており、内部温度が一定に保たれるように制御され
ている。
【0021】まず、チャンバ100内の適所に配置され
たマスクであるレチクル16を照明するための照明光学
系の概要について簡単に説明する。チャンバ100外に
設けたArFエキシマレーザ光源1は、レーザ光をほぼ
平行光束として出射する。ArFエキシマレーザ光源1
からのレーザ光は、シャッタ2を介して投影露光装置の
本体側の光透過窓3へ導かれる。光透過窓3を通過した
レーザ光は、チャンバ100内に設けたビーム整形光学
系4で所定断面形状のレーザ光に整形され、タレット板
TPに設けられた透過率が異なる複数のNDフィルタの
いずれか1つ(図1ではND1)を通過して反射ミラー
5で反射され、オプティカルインテグレータであるフラ
イアイレンズ6に導かれる。
【0022】このフライアレンズ6によって形成される
多数の2次光源からの光束は、タレット板7の可変開口
絞りを通過してビームスプリッタ9で2つの光路に分岐
される。ビームスプリッタ9からの反射光は、光電検出
器10に導かれて照明光の照度(強度)が検出される。
検出された照度に応じた信号は、メインコントローラ4
0に入力される。一方、ビームスプリッタ9からの透過
光は、可変視野絞り12を間に挟んだ一対のリレーレン
ズ11、13を通って反射ミラー14で反射された後、
複数のレンズ等の屈折性光学素子で構成されるコンデン
サ光学系15にて集光される。これにより、リレーレン
ズ11、13間に設けた可変視野絞り12の開口によっ
て規定されるレチクル16上の照明領域が重畳的にほぼ
均一に照明される。
【0023】次に、感光基板であるウェハ25にレチク
ル16上の回路パターンを投影するための投影光学系2
3について簡単に説明する。投影光学系23は、光学素
子である複数のレンズから構成される本体部分70と、
本体部分70の下部に配置されるとともに内蔵した平行
平面板81を移動して本体部分70の特定の収差を調整
する調整装置80とを備える。照明光学系によって照明
されたレチクル16上の回路パターンの像は、投影光学
系23によってウェハ25上に縮小投影され、ウェハ2
5上に塗布されたレジストが感光して、ウェハ25上に
回路パターン像が転写される。
【0024】以下、各部の詳細について説明する。照明
光学系を構成するArFエキシマレーザ光源1は、例え
ば波長193nmのレーザ光を発生する。このArFエ
キシマレーザ光源1は、光源制御回路45から送出され
るトリガパルスに応じてパルス光を発振する。光源制御
回路45は、ArFエキシマレーザ光源1への印加電圧
(充電電圧)を調整して、ArFエキシマレーザ光源1
から射出されるパルス光の強度を調整する。なお、光源
制御回路45は、投影露光装置全体を統括制御するメイ
ンコントローラ40からの指令に従ってArFエキシマ
レーザ光源1を制御する。
【0025】シャッタ2は、例えばウェハまたはレチク
ルの交換中に照明光路を閉じ、これによりArFエキシ
マレーザ光源1が自己発振して、パルス光の中心波長、
波長幅および強度の少なくとも1つを含むビーム特性を
安定化(調節)する。
【0026】タレット板TPは、6つのNDフィルタ
(図1ではND1、ND2のみ図示)を保持しており、
メインコントローラ40に制御されたモータMT1によ
ってタレット板TPを回転させることにより、6つのフ
ィルタがそれぞれ回転可能に照明光路内に配置されるよ
うになっている。ここで、6つのNDフィルタは、ウェ
ハ25上のレジスト感度、ArFエキシマレーザ光源1
の強度のばらつき、およびウェハ25上の1点に照射す
べきパルス光の数(露光パルス数)に応じて適宜選択さ
れる。このうち露光パルス数とは、可変視野絞り12に
よって規定されるレチクル16上の照明領域と投影光学
系23に関して共役な領域(すなわち、照明領域内に存
在するレチクル16のパターンの一部の像が投影される
領域)を、ウェハ25上の1点がその走査方向に沿って
横切る間にその1点に照射されるパルス光の数である。
【0027】なお、図1中のタレット板TPの代わり
に、例えば複数のスリットをそれぞれ有する2枚のプレ
ートを対向して配置し、その2枚のプレートをスリット
の配列方向に相対移動してパルス光の強度を調整するも
のでもよい。
【0028】この実施形態では、光源制御回路45によ
るArFエキシマレーザ光源1の発振強度の調整と、タ
レット板TPによるパルス光の透過率(減光率)の調整
との少なくとも一方によって、レチクル16すなわちウ
ェハ25上でのパルス光の強度を調整できるようになっ
ている。
【0029】ミラー5は、レチクル16とウェハ25と
を同期移動してレチクル16のパターンの像でウェハ2
5を露光している間、モータMT2によって回転してい
る(この技術については、例えば特開平7−14235
4号公報参照)。このミラー5の回転により、走査露光
中、可変視野絞り12によって規定されるレチクル16
上の照明領域内でスペックルなどの干渉縞が移動し、こ
れによってウェハ25上でのパルス光の積算光量分布が
ほぼ均一化される。
【0030】この方法では、メインコントローラ40に
制御されたミラー5の回転に伴って、レチクル16上の
1点がその走査方向に沿ってその照明領域を横切る間に
その干渉縞を一回移動させる。また、照明領域内で干渉
縞が走査方向、およびその走査方向と直交する方向にそ
れぞれ移動するように反射ミラー5を振動させることが
好ましい。なお、照明領域内で干渉縞をレチクル16の
走査方向に沿って移動させるときは、前後一対のパルス
発光の間にレチクル16が移動する距離を考慮し、レチ
クル16上の1点が照明領域を横切る間にその1点と干
渉縞との位置関係が適宜変化するように、そのパルス発
光間での反射ミラー5の振り角、すなわち干渉縞の移動
量を決定する。
【0031】フライアイレンズ6は、多数のレンズ素子
が束ねられて構成されており、このフライアイレンズ6
の出射端面側には、これを構成するレンズ素子の数に対
応した多数の光源像(2次光源)が形成される。
【0032】なお、この実施形態では、フライアイレン
ズ6を1つ設けているが、例えば特開平1−25953
3号公報に開示されているように、反射ミラー5とタレ
ット板TPとの間に、第2のフライアイレンズを設けて
もよく、さらにはフライアイレンズ6の代わりに内面反
射型のロッド状の光学部材を束ねたオプティカルインテ
グレータを用いてもよい。
【0033】フライアイレンズ6により多数の2次光源
が形成される位置近傍には、2次光源の形状および大き
さの少なくとも一方を調節するためのタレット板7が設
けられている。
【0034】このタレット板7は、石英性の透明基板か
らなり、図2に示すように、互いに形状と大きさの少な
くとも一方が異なる複数の開口絞り7a〜7fが形成さ
れている。これらのうち、円形開口を持つ3つの開口絞
り7a〜7cは、σ値(コヒレーント・ファクタ)を積
極的に変化させるためのものである。また、3つの変形
開口を持つ開口絞り7d〜7fは投影光学系23の解像
力(焦点深度)を向上させるためのものである。開口校
り7d、7eは、互いに輪帯比(輪帯開口の内径と外径
の比)の異なる開口を持つ絞りであり、残りの1つの開
口絞り7fは、4つの偏心した2次光源領域を形成する
ために4つの偏心した開口を持つ絞りである。
【0035】ここで、σ値について簡単に説明してお
く。図1に示すように、照明光学系の光路中に挿入され
たタレット板7上の開口絞りの最周縁(最外径)から光
軸AXに平行に進行する主光線Riにより決定される照
明光学系の開口数をNAi(=sinθi)とし、投影
光学素23の開口絞りEpの最周縁から光軸AXに平行
に進行する主光線R0により決定される投影光学系23
の照明光学系側の開口数をNA0(=sinθ0)とす
るとき、σ値はσ=NAi/NA0で定義される。一般
的に、光リソグラフィー工程における投影露光装置のσ
値は、0.3〜0.8の範囲に設定されるように構成さ
れている。
【0036】このタレット板7は、メインコントローラ
40によって制御されているモータ8にて回転駆動さ
れ、ウェハ25上に転写すべきレチクル16のパターン
に応じて1つの開口絞りが選択されて照明光学系の光路
中に挿入される。
【0037】可変視野絞り12は、レチクル16上の照
明領域を規定するが、この照明領域は、レチクル16の
走査方向の幅がパターン領域よりも狭くなっており、か
つ走査方向と直交する方向の幅がパターン領域よりも広
くなっている。さらに照明領域は、投影光学系23の光
軸AXを中心とし、投影光学系23の円形のイメージフ
ィールド内でその直径に沿って延びている。
【0038】また、メインコントローラ40によって制
御されたモータMT3によって可変視野絞り12を構成
する少なくとも1つのブレードを移動することにより、
可変視野絞り12の矩形開口の形状や大きさを変更でき
るようになっている。特に、矩形開口の短手方向の幅を
変更すると、レチクル16上での照明領域の走査方向の
幅が変化し、これにより走査露光にウェハ25上の1点
に照射される複数のパルス光の積算光量(露光ドーズ)
を調整することが可能となる。これは、投影光学系23
に関してレチクル16上の照明領域と共役な矩形領域を
ウェハ25上の1点がその走査方向に沿って横切る間に
その1点に照射されるパルス光の数が結果的に変更され
るためである。
【0039】また、この実施形態では、前述したように
光源制御回路45から送出されるトリガパルスによって
ArFエキシマレーザ光源1の発振周波数を変更でき、
これにより走査露光中にウェハ25上の1点に照射され
る複数のパルス光の積算光量を調整することが可能とな
っている。さらに、ウェハ25(およびレチクル16)
の走査速度を変更することによっても、走査露光中にウ
ェハ25上の1点に照射される複数のパルス光の積算光
量を調整できる。これも前述と同様に、発振周渡数や走
査速度の変更により、レチクル16上の照明榎域と共役
な投影領域をウェハ25上の1点がその走査方向に沿っ
て横切る間にその1点に照射されるパルス光の数が変更
されるためである。
【0040】以上の説明からも明らかなように、このよ
うな走査型の露光装置では、ウェハ25上でのパルス光
の強度と、走査露光中にウェハ25上の各点にそれぞれ
照射されるパルス光の数との少なくとも一方を調整し、
これによってレチクル16のパターン像で露光されるウ
ェハ25上の領域内の各点にそれぞれ照射される複数の
パルス光の積算光量を、ウェハ25上のフォトレジスト
の感度に応じた適正値に制御している。すなわち、この
実施形態では、ArFエキシマレーザ光源1の発振強
度、パルス光の透過率(減光率)、ウェハ25上でのパ
ルス光の幅、光源1の発振周波数、およびウェハ25の
走査速度の少なくとも1つを調整して、ウェハ25上の
各点での露光ドーズをその適正値に、あるいはその露光
ドーズの制御精度を要求精度(例えば±1〜2%)内に
設定できる。
【0041】投影光学系23の本体部分70は、全て屈
析性のレンズ等の光学素子で構成されており、投影光学
系23の瞳(入射瞳)の位置には開口絞りEpが配置さ
れている。この開口絞りEpは、投影光学系23の開口
数を変更できるように、メインコントローラ40に制御
された絞り駆動装置61によって開口の大きさを適宜変
更できる構造になっている。なお、投影光学系23内の
開口絞りEpと照明光学系内の可変開口絞り7a〜7g
とは、光学的に共役な位置に配置される。
【0042】投影光学系23の本体部分70に配置され
た特定のレンズ70aは、メインコントローラ40に制
御されたレンズ駆動装置62によって適宜移動可能とな
っており、このようなレンズ70aの移動により、偏心
コマ収差以外の収差、投影倍率、および焦点位置の少な
くとも1つが調整される。
【0043】投影光学系23を構成する調整装置80
は、本体部分70とウェハ25との間に配置されて本体
部分70で生じた球面収差を補正する平行平面板81を
備える。この平行平面板81は、投影光学系23の光軸
AXにほぼ垂直に配置されているが、メインコントロー
ラ40に制御された平行板駆動装置63によって適宜移
動可能となっている。例えば、平行平面板81を光軸A
Xに垂直な面から僅かに傾けることにより、本体部分7
0で生じた偏心コマ収差のみを独立して補正することが
できる。すなわち、平行平面板81の法線が光軸AXと
なす傾き角と平行平面板81のこのような傾きの方向と
の少なくとも一方を調整することによって、他の球面収
差等から独立して投影光学系23の偏心コマ収差のみを
独立して補正することができる。このような偏心コマ収
差の補正は、ウェハ25の露光条件の変化に応じて適宜
再調整が行われる。具体的には、露光条件として、2次
光源の大きさ・形状、タレット板7の開口絞り7a〜7
fの開口形状の変更、レチクル16上のパターンの種
類、および投影光学系23の開口数の少なくとも1つを
変更した場合、平行板駆動装置63を駆動して投影光学
系23の偏心コマ収差が最小限となるような補正を行
う。
【0044】レチクル16は、レチクルホルダ17によ
りレチクルステージ18に保持固定される。レチクルス
テージ18は、図1の紙面と直交する面内に沿って2次
元的に移動するようにベース22に取り付けられてい
る。レチクルホルダ17にはミラー21が設置され、レ
ーザ干渉計20からのレーザ光がミラー21で反射され
てレーザ干渉計20に人射する。このようなレーザ干渉
計20により、レチクルステージ18の位置が計測され
る。この位置情報は、メインコントローラ40に入力さ
れ、この位置情報に基づいてメインコントローラ40は
レチクルステージ駆動用モータ19を駆動してレチクル
16の位置、走査露光中のレチクル16の速度等を制御
している。
【0045】ウェハ25は、ウェハホルダ26によりウ
ェハステージ27に保持固定される。ウェハステージ2
7は、図1の紙面と直交する面内に沿って2次元的に移
動するように設けられている。ウェハステージ27には
ミラー31が設置され、レーザ干渉計30からのレーザ
光がミラー31で反射されてレーザ干渉計30に入射す
る。このようなレーザ干渉計30によりウェハステージ
27の位置が計測される。この位置情報はメインコント
ローラ40に入力され、この位置情報に基づいてメイン
コントローラ40はウェハステージ駆動用モータ29を
駆動してウェハ25の位置および走査中のウェハ25の
速度などを制御している。ウェハステージ27上には照
度センサ(光電検出器)28が設けられ、ウェハ25に
照射される露光光の照度が検出される。この照度センサ
28の検出信号はメインコントローラ40に入力され
る。
【0046】この実施形態の投影露光装置では、照明光
学系を窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気中に配設する。
そのため、たとえば特開平6−260385号公報に開
示されているように、図示しない照明光学系の筐体に不
活性ガスを供給する不活性ガス供給装置と、筐体から汚
染された不活性ガスを排出する不活性ガス排出装置とが
設けられる。また、投影光学系23を構成する複数の光
学素子間に形成される複数の空間にも窒素ガスなどの不
活性ガスを供給し、汚染された不活性がスを複数の空間
から排出される。そのため、不活性ガス供給装置41と
不活性ガス排出装置42が設けられ、ガス供給装置41
は、パイプ43を介して投影光学素23の内部へ乾燥し
た窒素などの不活性ガスを供給し、また排出装置42は
投影光学系23の内部の気体をパイプ44を介して外部
へ排出する。
【0047】図3は、投影光学系23の下端部に配置さ
れる調整装置80の構造を説明する図である。図3
(a)は側方の断面構造を模式的に示し、図3(b)
は、側面の構造を示す。図示のように、調整装置80
は、平行平面板81を内部に保持固定するための金具で
ある第1部材82と、この第1部材82と本体部分70
との間に配置される金具である第2部材83とを備え
る。
【0048】第1部材82と第2部材83とは、光軸A
Xに垂直な面から僅かに傾いた摺り合わせ面86を介し
て摺動可能に連結されており、両部材82、83を光軸
AXの回りに相対的に回転させることにより、光軸AX
に対する平行平面板81の法線の傾き角を調節できるよ
うになっている。なお、光軸AXと摺り合わせ面86と
の傾き角は、平行平面板81の法線の光軸AXに対する
最大の傾き角の1/2に設定されている。つまり、図示
の状態から第1部材82が第2部材83に対して180
゜回転すると、平行平面板81の法線の光軸AXに対す
る傾き角は、光軸AXと摺り合わせ面86との傾き角の
2倍となる。
【0049】第2部材83と本体部分70とは、光軸A
Xに垂直な摺り合わせ面87を介して摺動可能に連結さ
れており、第2部材83および本体部分70を光軸AX
の回りに相対的に回転させることにより、光軸AXに対
する平行平面板81の法線の傾き方向が調節可能になっ
ている。
【0050】第1部材82と第2部材83との相対的な
回転位置は、第1部材82の上端周囲に設けた目盛環8
4を、第2部材83の下端の一箇所に設けた指標89で
読み取ることにより視覚的に検出することができる。ま
た、第2部材83の本体部分70との相対的な回転位置
は、第2部材83の上端周囲に設けた目盛環87を、本
体部分70の下端の一箇所に設けた指標89で読み取る
ことにより視覚的に検出することができる。
【0051】平行板駆動装置63に設けた第1駆動部6
3aは、第1部材82と第2部材83との相対的な回転
位置を調整して、平行平面板81を光軸AXに垂直な面
から所望の角度だけ傾ける。これにより、本体部分70
で生じた特定方向の偏心コマ収差のみを独立して補正す
ることができる。一方、第2駆動部63bは、第1部材
82と本体部分70との相対的な回転位置を調整して、
平行平面板81の傾き方向を適宜設定する。これによ
り、偏心コマ収差の補正方向を調節することができる。
なお、第1部材82と第2部材83との相対的な回転位
置や、第1部材82と本体部分70との相対的な回転位
置は、両駆動部63a、63bによる駆動量をモニタす
ることにより電気的に検出することもできる。例えば、
第1部材82と第2部材83との相対的な回転位置を両
駆動部63aの駆動量に基づいて検出することにより、
この回転位置を第1部材82の傾き角に換算することが
できる。
【0052】なお、図示を省略しているが、第1部材8
2と第2部材83とを光軸AXを中心にした任意の角度
で確実に固定できるように、第1部材82側に固定用の
ビス長穴が加工されており、さらに、第2部材83と本
体部分70とを光軸AXを中心にした任意の角度で確実
に固定できるように、第2部材83側に固定用のビス長
穴が加工されている。
【0053】図4は、第1部材82に保持されている平
行平面板81の傾き角と偏心コマ収差の発生および補正
との関係を概念的に説明する図である。例えば、実線で
示すように平行平面板81とウェハ25とが平行になっ
ている場合、本体部分70からの露光用のレーザ光LB
はウェハ25上の点P1に結像するものとする。この状
態から平行平面板81を2点鎖線で示すように僅かに傾
けると、露光用のレーザ光LBは、偏心コマ収差によっ
て点P1に結像しなくなる。具体的には、レーザ光LB
のうち光軸AXに沿って進行してきた光は、平行平面板
81によって平行移動して点P1の近傍の点P2に結像
するが、レーザ光LBのうち開口角で進行してきた光
は、平行平面板81の比較的大きな作用を受けて平行移
動し、点P2よりも点P1から離れた点P3に結像す
る。つまり、本体部分70によって偏心コマ収差が生じ
ていなかったとしても、平行平面板81を傾けることに
よって偏心コマ収差が生じてしまう。このことは、当初
2点鎖線で示すレーザ光LBのような偏心コマ収差が生
じていた場合、平行平面板81を時計方向に回転させる
ことによって偏心コマ収差を補正できることを意味す
る。
【0054】〔第2実施形態〕図5は、第2実施形態の
投影露光装置の要部を概念的に説明する図である。な
お、第2実施形態の装置は、第1実施形態の装置の変形
であるので、変形の要部のみを説明する。
【0055】第2実施形態の投影露光装置では、調整装
置80に設けた平行平面板81を光軸AXに垂直な面に
対して傾けるための手段として、マイクロメータヘッド
182とアクチュエータ183とからなる微調機構を設
けている。この微調機構によれば、平行平面板81を本
体部分の光軸AXの回りに回転させることがなく、他の
収差を発生させる可能性を低くすることができる。
【0056】投影光学系を構成する本体部分70の下部
に固定された台座185は、図示を省略する装置に案内
されて平行平板保持室186に対して光軸方向に相対的
に移動可能となっている。台座185と平行平板保持室
186との距離は、台座185の周囲3箇所に固定され
た3つのマイクロメータヘッド182をアクチュエータ
183によって駆動することによって調節できる。この
際、各マイクロメータヘッド182の駆動量を不均等に
して台座185の下面からのスピンドル184の突出量
を異なるものとすれば、平行平板保持室186に固定保
持された平行平面板81を光軸AXに垂直な面に対して
任意の方向に任意の角度だけ傾けることができる。な
お、マイクロメータヘッド182の駆動量と平行平面板
81の傾き角および方向とは一定の関係にあるので、必
要な傾き角および方向をメインコントローラ40に設定
することにより予め求めてある計算式に従って各マイク
ロメータヘッド182の駆動量を算出することができ
る。
【0057】図6(a)は、図5に示す投影光学系の平
面図であり、図6(b)は、投影光学系の下部に設けた
平行平板保持室186の平面図である。マイクロメータ
ヘッド182は、図6(a)に示すように、本体部分7
0の下端に固定した台座185の周囲を均等に区分する
位置に配置されている。また、マイクロメータヘッド1
82のスピンドル184は、平行平板保持室186に対
し、図6(b)に示すような位置で当接する。すなわ
ち、平行平板保持室186上に台座185および本体部
分70が3点支持された状態で載置されていることにな
る。
【0058】図5に戻って、コンデンサ光学系15とレ
チクル16との間には光量その他の照明条件を検出する
センサ14が配置されている。このセンサ14で検出さ
れた照明条件の変化は、メインコントローラ40に伝達
される。メインコントローラ40は、センサ14等で検
出された照明条件の変化に応じてアクチュエータ183
を駆動し、平行平面板81の傾き角および方向を適宜調
節する。
【0059】以上、実施形態に即してこの発明を説明し
たが、この発明は、上記実施形態に限定されるものでは
ない。例えば、第1実施形態において、平行平面板81
の傾き角および方向を調節する第1および第2部材8
2、83の回転や、第2実施形態において、マイクロメ
ータヘッド182の駆動は、作業者が手作業によって行
うことができる。ただし、第1および第2実施形態のよ
うに露光条件の変化に応じて自動的に平行平面板81を
傾けて、作業者を介することなく収差補正を行う方が、
スループットの低下を引き起こすなく焼き付けが可能で
あるという点で有利である。
【0060】
【発明の効果】上記課題を解決するため、本発明の投影
露光装置は、前記投影光学系部分の前記感光基板側に前
記投影光学系部分の光軸にほぼ垂直に配置される平行平
面板と、前記投影光学系部分の光軸に対する前記平行平
面板の法線の傾き角と前記平行平面板の傾き方向との少
なくとも一方を調整する調整装置とを備えるので、投影
光学系部分によって生じた偏心コマ収差を他の収差から
独立して簡易に補正することができ、偏心コマ収差の補
正によって他の収差を相対的に悪化させるという副作用
が生じにくい。
【0061】また、好ましい態様によれば、前記マスク
のパターンに応じて2次光源の大きさと形状との少なく
とも一方を変更する照明光学系を更に備え、前記調整装
置が、前記2次光源の変更に連動して前記平行平面板の
傾き角及び傾き方向の少なくとも一方を調整するので、
2次光源の変動にともなって照明条件が変化し、偏心コ
マ収差の補正の前提条件が変化した場合にも、かかる前
提条件の変化に対応して偏心コマ収差を最適に補正する
ことができ、露光装置の露光性能の悪化を効果的に防止
できる。
【0062】また、別の態様によれば、マスクのパター
ンで感光基板を露光する投影露光装置において、前記マ
スクと前記感光基板のそれぞれとほぼ直交する光軸に沿
って配列される複数の光学素子と前記感光基板側に配置
される平行平面板とを有する投影光学系と、前記感光基
板の露光条件の変更に応じて前記平行平面板を移動して
投影光学系の収差を調整する調整装置とを備えることと
しているので、露光条件が変化した場合にかかる前提条
件の変化に対応して偏心コマ収差等を補正することがで
き、露光装置の露光性能の悪化を効果的に防止できる。
【0063】また、好ましい態様によれば、前記調整装
置が、前記平行平面板を実質的に回転させることなく前
記投影光学系の光軸と垂直な面に対して相対的に傾けて
前記投影光学系の偏心コマ収差を調整するので、露光条
件の変動にともなって、偏心コマ収差の補正の前提条件
が変化した場合にかかる前提条件の変化に対応して偏心
コマ収差を最適に補正することができ、露光装置の露光
性能の悪化を効果的に防止できる。
【0064】また、好ましい態様によれば、偏心コマ収
差以外の前記投影光学系の収差、投影倍率、及び焦点位
置の少なくとも1つを調整するために、前記投影光学系
の複数の光学素子の少なくとも1つを移動する駆動装置
を更に備えるので、偏心コマ収差を最適に補正しつつ投
影光学系による結像を最適なものとすることができる。
【0065】また、好ましい態様によれば、前記マスク
のパターンに応じて2次光源の大きさと形状との少なく
とも一方を変更する照明光学系と、前記照明光学系の開
口数を可変とする開口絞りとを更に備え、前記感光基板
の露光条件が、前記2次光源の大きさと形状、前記マス
ク上のパターンの種類、及び前記投影光学系の開口数の
少なくとも1つを含むので、偏心コマ収差等を最適に補
正しつつ、上記のような各種露光条件を適宜変更するこ
とができる。
【0066】また、別の態様によれば、マスクのパター
ンで感光基板を露光する投影露光装置において、前記マ
スクと前記感光基板のそれぞれとほぼ直交する光軸に沿
って配列される平行平面板を有する投影光学系と、前記
投影光学系の光軸と垂直な面に対して前記平行平面板を
傾ける駆動機構とを備えるので、露光条件の変動にとも
なって、偏心コマ収差の補正の前提条件が変化した場合
にかかる前提条件の変化に対応して偏心コマ収差を最適
に補正することができ、露光装置の露光性能の悪化を効
果的に防止できる。
【0067】また、好ましい態様によれば、前記投影光
学系の投影倍率に応じた速度比で前記マスクと前記感光
基板とを同期移動するステージシステムを更に備え、前
記ステージシステムを駆動して、前記マスクのパターン
で前記感光基板を走査露光するので、偏心コマ収差等を
最適に補正し、かつ、露光むらを防止できる。
【0068】本発明の投影露光方法は、投影光学系を介
してマスクのパターンで感光基板を露光する投影露光方
法において、第1工程における前記光強度分布の変更に
連動して、前記投影光学系の前記感光基板側に配置され
る平行平面板を移動する第2工程とを含むので、露光条
件の変化に伴って光ビームの前記投影光学系の瞳面上で
の光強度分布に変更が生じた場合にこれに対応して偏心
コマ収差等を補正することができ、露光性能の悪化を効
果的に防止できる。
【0069】また、好ましい態様によれば、前記第1工
程が前記マスクのパターンに応じて2次光源の大きさと
形状との少なくとも一方を変更するので、偏心コマ収差
等を最適に補正し、かつ、露光むらを防止できる。
【0070】また、好ましい態様によれば、前記第2工
程が前記平行平面板を実質的に回転させることなく前記
投影光学系の光軸と垂直な面に対して相対的に傾けて前
記投影光学系の偏心コマ収差を調整するので、露光条件
が変化しても露光性能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態の投影露光装置の構造を示した図
である。
【図2】図1の投影露光装置に組み込まれるタレット板
の構造を説明する図である。
【図3】図1の投影露光装置に設けた調整装置の構造を
説明する図である。
【図4】図3の調整装置に固定保持された平行平面板の
傾斜と偏心コマ収差との関係を説明する図である。
【図5】第2実施形態の投影露光装置の構造を示した図
である。
【図6】図5の投影露光装置に設けた調整装置の要部の
構造を説明する図である。
【符号の説明】
1 ArFエキシマレーザ光源 4 ビーム整形光学系 5 反射ミラー 6 フライアイレンズ 7 タレット板 9 ビームスプリッタ 11,13 リレーレンズ 12 可変視野絞り 14 反射ミラー 16 レチクル 23 投影光学系 25 ウェハ 40 メインコントローラ 70 本体部分 80 調整装置 62 レンズ駆動装置 63 平行板駆動装置 100 チャンバ

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 感光基板にマスクのパターンを投影する
    投影光学系部分と、 前記投影光学系部分の前記感光基板側に前記投影光学系
    部分の光軸にほぼ垂直に配置される平行平面板と、 前記投影光学系部分の光軸に対する前記平行平面板の法
    線の傾き角と前記平行平面板の傾き方向との少なくとも
    一方を調整する調整装置とを備えることを特徴とする投
    影露光装置。
  2. 【請求項2】 前記マスクのパターンに応じて2次光源
    の大きさと形状との少なくとも一方を変更する照明光学
    系を更に備え、 前記調整装置は、前記2次光源の変更に連動して、前記
    平行平面板の傾き角及び傾き方向の少なくとも一方を調
    整することを特徴とする請求項1記載の投影露光装置。
  3. 【請求項3】 マスクのパターンで感光基板を露光する
    投影露光装置において、 前記マスクと前記感光基板のそれぞれとほぼ直交する光
    軸に沿って配列される複数の光学素子と、前記感光基板
    側に配置される平行平面板とを有する投影光学系と、 前記感光基板の露光条件の変更に応じて、前記平行平面
    板を移動して投影光学系の収差を調整する調整装置とを
    備えたことを特徴とする投影露光装置。
  4. 【請求項4】 前記調整装置は、前記平行平面板を実質
    的に回転させることなく前記投影光学系の光軸と垂直な
    面に対して相対的に傾けて前記投影光学系の偏心コマ収
    差を調整することを特徴とする請求項3記載の投影露光
    装置。
  5. 【請求項5】 偏心コマ収差以外の前記投影光学系の収
    差、投影倍率、及び焦点位置の少なくとも1つを調整す
    るために、前記投影光学系の複数の光学素子の少なくと
    も1つを移動する駆動装置を更に備えたことを特徴とす
    る請求項4記載の投影露光装置。
  6. 【請求項6】 前記マスクのパターンに応じて2次光源
    の大きさと形状との少なくとも一方を変更する照明光学
    系と、 前記照明光学系の開口数を可変とする開口絞りとを更に
    備え、 前記感光基板の露光条件は、前記2次光源の大きさと形
    状、前記マスク上のパターンの種類、及び前記投影光学
    系の開口数の少なくとも1つを含むことを特徴とする請
    求項3から請求項5のいずれか記載の投影露光装置。
  7. 【請求項7】 マスクのパターンで感光基板を露光する
    投影露光装置において、 前記マスクと前記感光基板のそれぞれとほぼ直交する光
    軸に沿って配列される平行平面板を有する投影光学系
    と、 前記投影光学系の光軸と垂直な面に対して前記平行平面
    板を傾ける駆動機構とを備えたことを特徴とする投影露
    光装置。
  8. 【請求項8】 前記投影光学系の投影倍率に応じた速度
    比で前記マスクと前記感光基板とを同期移動するステー
    ジシステムを更に備え、 前記ステージシステムを駆動して、前記マスクのパター
    ンで前記感光基板を走査露光することを特徴とする請求
    項1から請求項7のいずれかに記載の投影露光装置。
  9. 【請求項9】 投影光学系を介してマスクのパターンで
    感光基板を露光する投影露光方法において、 2次光源から出射して前記マスクを通過する光ビームの
    前記投影光学系の瞳面上での光強度分布を変更する第1
    工程と、 前記光強度分布の変更に連動して、前記投影光学系の前
    記感光基板側に配置される平行平面板を移動する第2工
    程とを含むことを特徴とする投影露光方法。
  10. 【請求項10】 前記第1工程は、前記マスクのパター
    ンに応じて2次光源の大きさと形状との少なくとも一方
    を変更することを特徴とする請求項9記載の投影露光方
    法。
  11. 【請求項11】 前記第2工程は、前記平行平面板を実
    質的に回転させることなく前記投影光学系の光軸と垂直
    な面に対して相対的に傾けて前記投影光学系の偏心コマ
    収差を調整することを特徴とする請求項9又は請求項1
    0記載の投影露光方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004020868A (ja) * 2002-06-14 2004-01-22 Canon Inc 投影光学系における光学要素の保持装置、該保持装置による光学調整方法、該保持装置を有する露光装置、露光方法、デバイス製造方法
US8582081B2 (en) 2003-03-26 2013-11-12 Carl Zeiss Smt Gmbh Device for the low-deformation replaceable mounting of an optical element
JP2014120682A (ja) * 2012-12-18 2014-06-30 Canon Inc 露光装置、露光方法及びデバイス製造方法
JP2015522838A (ja) * 2012-05-24 2015-08-06 エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. リソグラフィ装置およびデバイス製造方法
US10168603B2 (en) 2013-12-27 2019-01-01 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Optical member driving apparatus and projection type image display apparatus

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004020868A (ja) * 2002-06-14 2004-01-22 Canon Inc 投影光学系における光学要素の保持装置、該保持装置による光学調整方法、該保持装置を有する露光装置、露光方法、デバイス製造方法
US8582081B2 (en) 2003-03-26 2013-11-12 Carl Zeiss Smt Gmbh Device for the low-deformation replaceable mounting of an optical element
JP2015522838A (ja) * 2012-05-24 2015-08-06 エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. リソグラフィ装置およびデバイス製造方法
US9529269B2 (en) 2012-05-24 2016-12-27 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
JP2014120682A (ja) * 2012-12-18 2014-06-30 Canon Inc 露光装置、露光方法及びデバイス製造方法
US10168603B2 (en) 2013-12-27 2019-01-01 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Optical member driving apparatus and projection type image display apparatus

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