JPH11195597A - 走査型露光装置 - Google Patents

走査型露光装置

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JPH11195597A
JPH11195597A JP10012022A JP1202298A JPH11195597A JP H11195597 A JPH11195597 A JP H11195597A JP 10012022 A JP10012022 A JP 10012022A JP 1202298 A JP1202298 A JP 1202298A JP H11195597 A JPH11195597 A JP H11195597A
Authority
JP
Japan
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scanning
exposure
sensitivity
light
slit
Prior art date
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Pending
Application number
JP10012022A
Other languages
English (en)
Inventor
Chigusa Oouchi
千種 大内
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Publication of JPH11195597A publication Critical patent/JPH11195597A/ja
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板走査直交方向の照度ムラを正確に測定
し、均一な露光を行なって結像性能を向上させる。 【解決手段】 スリット状の照明領域に対し相対的に原
版と被露光基板とを同期して走査し被露光基板上に原版
の像を転写するとともに、前記照明領域の基板走査方向
の長さ以上の幅の受光面を有する光量センサを走査直交
方向に移動しながら光量を測定することによって前記照
明領域の走査直交方向の照度分布を測定する手段を有す
る走査型露光装置において、前記光量センサの受光面
に、走査直交方向各部の透過率が前記光量センサの該当
する位置の感度に反比例するマスクを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、IC、LSI、C
CD、液晶パネル、磁気ヘッドなどの各種デバイスを製
造するために使用される走査型露光装置に関し、特にウ
エハ等の被露光基板面上の露光領域の走査直交方向にお
ける露光ムラ分布を正確に測定することにより、ウエハ
に適切な露光量を与えることが可能な走査型露光装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体素子をフォトリソグラフィ技術を
用いて製造する際に、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上に露光す
る投影露光装置が使用されている。最近は半導体素子の
1個当たりのチップパターンが大型化する傾向にあり、
より大きい露光領域をもつ投影露光装置が求められてい
る。
【0003】かかる露光領域の大面積化という要求に対
応して、スリット状の照明領域に対し、レチクルとウエ
ハを同期させて走査させることにより、レチクル上のパ
ターンをウエハ上に転写するスリットスキャン方式の投
影露光装置すなわち走査型露光装置が開発されている。
【0004】パターン転写の際には、露光ムラが焼付性
能に大きな影響を与えるため、露光領域内における照度
ムラを計測し、露光量を制御する必要がある。走査型露
光装置においては、ウエハ上の一点の露光量はスリット
照明領域内の走査方向の照度の積算値で表されるから走
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露光量
は等しくなる。つまり、走査方向の同一線上の点の露光
量は全て等しくなる。しかし、走査直交方向の照度ムラ
に関しては直接、露光量のムラとなり焼付性能に大きな
影響を与える。
【0005】このため、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制御を行なう必要があり、
例えば、図4に示すような照度ムラ測定装置を搭載して
露光量制御を行なう走査型露光装置が従来から提案され
ている。
【0006】図4において、光源1から射出した光束は
第1コンデンサレンズ系2を介してマスキングブレード
3上に照射される。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
スクになっていて、照明領域がここで制限される。さら
に、マスキングブレード3とレチクル面は第2コンデン
サレンズ系4によって共役に配置されている。つまり、
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としてレチクル面上に結像される。さ
らに、スリット照明領域5は投影レンズ6によってウエ
ハ8上に結像される。実際の露光の際には、レチクルが
スリット照明領域の短辺方向に走査され、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パ
ターンが転写される。
【0007】この時、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ために以下の
ようにして露光量の制御が行なわれている。すなわち、
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が出される。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て、
例えば中心部が周辺部より大きな照度を持つ照度分布が
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
広くすることにより走査直交方向の照度ムラを低減する
ことができる。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構わない。
【0008】走査型露光装置においては、照度ムラ測定
装置としてスリット照明領域の走査方向の幅以上の受光
部を有する光量センサ11を搭載すれば、得られる光量
センサ出力は走査方向の積算光量に比例したものとなる
ので、走査直交方向15にだけ光量センサ11を移動さ
せれば、走査直交方向の各位置での光量センサ11の出
力から走査直交方向の照度分布を得ることができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな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。即ち、走査方向にセンサ11の受光幅が長くな
るに伴い、図3(a)に示すように、走査方向16に空
間的な感度ムラが増大してくる。走査方向の空間的な感
度ムラは、積算光量の計測誤差となり、走査直交方向の
照度ムラ計測誤差を生じる。その結果、露光量制御部1
4とマスキングブレードによる露光量の均一化が達成で
きないという問題が生じる。
【0010】本発明は、上述の従来例における問題点に
鑑みてなされたもので、ウエハ等の被露光基板上への露
光量を測定するための光量センサが基板走査方向に感度
ムラを有していても、基板走査直交方向の照度ムラを正
確に測定することを可能とし、露光量制御の精度および
結像性能を向上させることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では、スリット状の照明領域に対し相対的に
原版と被露光基板とを同期して走査し被露光基板上に原
版の像を転写するとともに、前記照明領域の基板走査方
向の長さ以上の幅の受光面を有する光量センサを走査直
交方向に移動しながら光量を測定することによって前記
照明領域の走査直交方向の照度分布を測定する手段を有
する走査型露光装置において、前記光量センサの受光面
に、走査直交方向各部の透過率が前記光量センサの該当
する位置の感度に反比例するマスクを設けたことを特徴
とする。
【0012】本発明の好ましい実施例において、前記マ
スクは前記走査直交方向各部の幅が前記光量センサの該
当する位置の感度に反比例するスリット状の開口を有す
ることを特徴とする。
【0013】
【作用】本発明によれば、光量センサの受光面に光量セ
ンサの局所的な感度に反比例するような透過率空間分布
を有するマスクを設置することによって、光量センサの
走査方向の感度ムラを補正する。この光量センサからの
出力を基に図4に示すような露光量制御部14からマス
キングブレードの幅を調整するように指令すれば、均一
な露光が得られる。
【0014】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図1は本発明の一実施例に係る走査型露光装置の構
成を示す。同図において、1は露光光の光源、2はマス
キングブレード3を照明する第1コンデンサレンズ系、
3はレチクル面上の照明領域5の形を決めるマスキング
ブレード、4はマスキングブレード3の像をレチクル面
上に結像する第2コンデンサレンズ系、5はレチクル面
上の照明領域、6は半導体露光の際レチクルのパターン
をウエハ8に転写する投影レンズ、7はウエハ面上の照
射領域、8はウエハ、9はウエハ8上の露光位置を決め
るステージ、11は光量センサ、12は光量センサ11
の空間的感度ムラを補正する感度調整マスク、13はス
テージ9をコントロールするステージ制御部、14はマ
スキングブレード3の形状を制御する露光量制御部であ
る。
【0015】光源1から放射された露光光は、コンデン
サレンズ系2を介してマスキングブレード3に達する。
マスキングブレード3の開口は第2コンデンサレンズ系
4によってレチクル面上の照明領域5に投影され、さら
に投影レンズ6によってウエハ面上の照射領域7に投影
される。走査直交方向15の照度分布が均一になるよう
マスキングブレード3の形状を調整する際は、照射領域
7に感度調整マスク12を有する光量センサ11が配置
され、光量センサ11は走査直交方向15に移動しなが
ら光量測定値を露光量制御部14に伝える。露光量制御
部14は光量センサ11の出力に応じてマスキングブレ
ード3の該当する箇所の幅を調節し、結果的にウエハ面
上の照射領域7で走査直交方向15の露光ムラをなく
す。図3に示すように感度調整マスク12の開口スリッ
ト301の幅Bは光量センサ11の該当する場所の感度
Aに反比例するようにしているので、スリッ卜301の
長手方向であるステージ9の走査方向16には光量セン
サ11の感度が補正されている。したがって露光光に走
査方向16の照度ムラが存在しても、光量センサ11か
らは常にウエハ露光時の露光量に比例した出力が得られ
る。
【0016】図2は感度調整マスク12の開口スリット
301の幅を決めるため光量センサ11の感度分布を測
定する方法の一例を具体的に示したものである。同図に
おいて、200は光量センサ11を感度分布を測定した
い方向に移動させるとともに移動量を出力する移動ステ
ージ、201は露光光と同じ波長で細いビームを発する
光源、202はハーフミラー、203は光源201の出
力変動をモニタする光パワーメータ、204は入力Aと
入力Bの比を出力する除算回路、205はxyプロッタ
である。
【0017】光源201からの光束はハーフミラー20
3で分岐され、一方は光量センサ11へ、他方は光パワ
ーメータ203へ照射される。光量センサ11は入射光
量と照射位置の感度の積に比例した電圧を出力する。光
パワーメータ203は光源201の出力に比例した出力
をするので、除算回路204で光量センサ11の出力と
光パワーメータ203の出力の比を出力すれば、光源2
01の出力変動を除去することができる。したがって移
動ステージ200の移動量と除算回路204の出力をx
yプロッタ205に入力すれば光量センサ11の感度分
布が得られる。
【0018】図3は以上のようにして求めた光量センサ
11の感度分布の一例(a)とそれに対応する感度調整
マスク12の形状(b)を示す。感度調整マスク12の
開口スリット幅Bは光量センサ11上の対応する場所の
感度Aと反比例している。
【0019】
【実施例の変形例】以上の実施例では、スリットの幅を
調節することによりマスクの所望の透過率分布を得た
が、当然ながらマスクとしては光量センサ11の空間的
感度分布に反比例する透過率を有する光学フィルタであ
ってもよい。
【0020】
【デバイス生産方法の実施例】次に上記説明した走査型
露光装置を利用したデバイスの生産方法の実施例を説明
する。図5は微小デバイス(ICやLSI等の半導体チ
ップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マイクロ
マシン等)の製造のフローを示す。ステップ1(回路設
計)ではデバイスのパターン設計を行なう。ステップ2
(マスク製作)では設計したパターンを形成したマスク
を製作する。一方、ステップ3(ウエハ製造)ではシリ
コンやガラス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、上記用意
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。次のステップ5
(組み立て)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。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。
【0021】図6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。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)では上記説明した照度ムラ測定装置を
有する走査型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。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像以外の部分を削り取る。ステップ
19(レジスト剥離)ではエッチングが済んで不要とな
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。
【0022】本実施例の生産方法を用いれば、従来は製
造が難しかった高集積度のデバイスを低コストに製造す
ることができる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ウエハ等の被露光基板上への露光量を測定するための光
量センサが基板走査方向に感度ムラを有していても、そ
の受光面の局所的感度に反比例した透過率分布を有する
マスクを設けることにより、走査直交方向の照度ムラを
正確に測定することが可能となり、その結果、露光量制
御の精度が向上し、結像性能の向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係る走査型露光装置の構
成を示す図である。
【図2】 光量センサの感度分布を測定する方法を示す
説明図である。
【図3】 光量センサの感度分布の一例とそれに対応す
る感度調整マスクの形状を示す説明図である。
【図4】 従来例に係る走査型露光装置の構成を示す図
である。
【図5】 微小デバイスの製造の流れを示す図である。
【図6】 図5におけるウエハプロセスの詳細な流れを
示す図である。
【符号の説明】
1:光源、2:第1コンデンサレンズ系、3:マスキン
グブレード、4:第2コンデンサレンズ系、5:レチク
ル上の照明領域、6:投影レンズ、7:ウエハ上の照明
領域、8:ウエハ、9:ステージ、11:光量センサ、
12:感度調整マスク、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、
200:移動ステージ、201:光源、202:ハーフ
ミラー、203:光パワーメータ、204:除算回路、
205:xyプロッタ、301:開口スリット。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スリット状の照明領域に対し相対的に原
    版と被露光基板とを同期して走査し被露光基板上に原版
    の像を転写する手段と、前記照明領域の基板走査方向の
    長さ以上の幅の受光面を有する光量センサを走査直交方
    向に移動しながら光量を測定することによって前記照明
    領域の走査直交方向の照度分布を測定する手段とを有す
    る走査型露光装置において、前記光量センサの受光面
    に、走査直交方向各部の透過率が前記光量センサの該当
    する位置の感度に反比例するマスクを設けたことを特徴
    とする走査型露光装置。
  2. 【請求項2】 前記光量センサの受光面に前記マスクが
    スリット状の開口を有し、該スリット状開口の幅が前記
    光量センサの該当する位置の感度に反比例していること
    を特徴とする請求項1に記載の走査型露光装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の露光装置を用
    いてデバイスを製造することを特徴とするデバイス製造
    方法。
JP10012022A 1998-01-06 1998-01-06 走査型露光装置 Pending JPH11195597A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6704090B2 (en) 2000-05-11 2004-03-09 Nikon Corporation Exposure method and exposure apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6704090B2 (en) 2000-05-11 2004-03-09 Nikon Corporation Exposure method and exposure apparatus
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