JPH11214297A

JPH11214297A - 露光方法及び露光装置

Info

Publication number: JPH11214297A
Application number: JP10027743A
Authority: JP
Inventors: Yoshiki Kida; 佳己木田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1998-01-26
Filing date: 1998-01-26
Publication date: 1999-08-06

Abstract

(57)【要約】【課題】露光停止により無意味にスループットが低下
するのを防止する。【解決手段】露光に先立って、基板に対してパターン
を連続して転写するための諸条件が決定され、この決定
された諸条件に基づいて、パターン転写中における照明
光の光特性が所定の規格から外れた時の露光手順とし
て、所定枚数の基板の露光終了まで露光を続行するか露
光を一時的に停止するかの手順が設定される（図２ステ
ップ１１６〜１２０）。そして、露光中に照明光の光特
性が所定の規格から外れた時に、設定された露光手順に
基づいてパターンが基板に転写される。ここで、上記の
露光手順として、所定枚数の基板の露光終了まで露光を
続行する手順が設定された場合、所定枚数の基板の露光
処理が終了するまで露光が停止することがなく、露光停
止により無意味にスループットが低下するのを防止する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、露光方法及び露光
装置に係り、さらに詳しくは、半導体素子、液晶表示素
子等を製造する際に、リソグラフィ工程で用いられる露
光方法及び露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体素子等を製造するため
のリソグラフィ工程では、レチクル又はフォトマスク
（以下「レチクル」と総称する）のパターンをウエハ又
はガラスプレ−ト等の基板上に投影光学系を介して投影
倍率β（βは例えばｌ／４又はｌ／５等）で縮小転写す
るステッパ、スキャニングステッパ等の露光装置が使用
されている。

【０００３】かかるステッパ等の露光装置の露光用の照
明光としては、従来超高圧水銀ランプの紫外域の輝線
（ｇ線、ｉ線等）が用いられていたが、近年における半
導体素子の高集積化に伴い、ウエハ上にできるだけ高集
積度のバタ−ンを焼き付けるため、露光の解像カを上げ
る必要からより短波長のＫｒＦエキシマレーザ光（波長
２４８ｎｍ）やＡｒＦエキシマレ−ザ光（波長ｌ９３ｎ
ｍ）等のエキシマレーザ光を発する希ガス・ハロゲンレ
ーザ光源の一種であるエキシマレーザ光源が露光光源と
して用いられるようになってきた。周知の如く、このよ
うな短波長域のエキシマレーザ光を使用した場合、主と
して材料の透過率の問題から、投影光学系のレンズに利
用できる素材は現時点では合成石英や蛍石等のフッ化物
結晶等の材料に限られている。

【０００４】しかし、投影光学系にこのような石英や蛍
石等のレンズを使用した場合には、実質的に色収差の補
正が難しいので、色収差の発生による結像性能の劣化を
防ぐために、エキシマレ−ザ光の発振スペクトル幅を狭
める、いわゆる波長の狭帯化が必要となる。この波長の
狭帯化は、例えばプリズムとグレーティング（回折格
子）とを組み合わせたものや、エタロン等の光学素子を
使用して行われ、露光中投影光学系に供給されるエキシ
マレ−ザ光の波長のスぺクトル幅を常に所定の波長幅に
収めると同時に、その中心波長を所定の波長に維持する
ための、いわゆる波長安定化のための制御が必要とな
る。そして、最近の遠紫外域のエキシマレーザ光を使用
する露光装置では、狭帯化による波長帯域幅（スぺクト
ル幅）については、挟帯化しない前の自然発振スペクト
ル幅の約ｌ／３００に相当する１ｐｍ（＝ｌ×ｌ
Ｏ^-12）程度の精度が要求され、波長安定化による中心
波長の誤差については、±０．２５ｐｍ程度の精度が要
求されている。また、当然のことながら、露光量の制御
もこれらの装置には要求される。

【０００５】このため、このようなエキシマレーザ等の
希ガス・ハロゲンレーザ光源を露光光源とする露光装置
では、上記の波長安定化制御及び露光量制御のために、
レーザ光の波長及びエネルギをエキシマレーザ光源側の
ビームモニタ機構が監視しており、露光に不適当なパル
ス（所定の規格から外れたパルス）となったときには、
ビームモニタ機構から露光処理中断の通知が露光装置の
制御系になされると同時に、エキシマレーザ光源側がセ
ルフリカバリ（自己回復）又はインジェクションを行う
ようになっていた。これに関し、例えば、特開平１−１
０６４２６号公報には、露光中にレーザ光の波長及びス
ペクトル幅を波長モニタにより監視し、波長モニタがそ
のレーザ光の異常を検知した場合に、露光光の光路上に
設けられたシャッタを閉じ、露光光が基板上に照射され
るのを遮り、自己回復動作を行い、そのレーザ光の波長
及びスペクトル幅等が正常に復帰した場合に、その中断
したショット領域の露光を再開する技術が開示されてい
る。

【０００６】ここで、「セルフリカバリ（自己回復）」
とは、レーザ発光中レーザビームが規格から外れた場合
にレーザ光源が自己回復モードに入り、ビームの自己回
復（安定化）を試みる動作を指し、通常回復までに３０
秒から１分程度の時間を要する。また、インジェクショ
ンとは、レーザ発振が安定しなくなると、フッ素ガス
（Ｆ₂ガス）をレーザチャンバ内に導入してレーザ発振
の安定化を計る動作を意味する。

【０００７】また、エキシマレーザ光を露光用の照明光
として用いる場合、ウエハ等の基板上にはレジストとし
て化学増幅型ポジレジストが塗布される。この化学増幅
型ポジレジストはその反応過程で酸を増感剤として用い
るため、露光現像工程において増感剤である酸が中和反
応によって消失するのを防ぐ意味から環境中のアルカリ
雰囲気の排除が必要である。そのため、露光装置と現像
装置とをいわゆるインライン構成で結ぶと共に、各装置
にアルカリ雰囲気を除去するいわゆるケミカルフィルタ
を装着した上で工程時聞を管理することにより安定した
プロセスを維持していくよう配慮されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来のエ
キシマレーザ光源等を露光光源とする露光装置では、露
光量制御性能の向上を重視する観点から、レーザ光源側
のビームモニタ機構が露光に不適当なパルスを検出した
場合に、直ちにセルフリカバリあるいはインジェクショ
ンを行うようになっていた。

【０００９】しかしながら、露光中に上記のセルフリカ
バリあるいはインジェクション等の動作が行われると、
その間ウエハ等の基板の露光が出来なくなるため、レー
ザ光が所定の規格から外れたときに無条件にこれらの動
作を行うことは、単にスループットを低下させるのみで
必ずしも最善の策とならない場合もある。

【００１０】すなわち、通常半導体素子を製造する場合
には、異なる回路パターンを基板上に幾層にも積み重ね
て形成する必要があるが、これらの層（レイヤ）の中に
は厳しい線幅制御性が要求されるクリティカルレイヤの
他、あまり厳しい線幅制御性が要求されないラフレイヤ
も存在し、後者のラフレイヤの場合には、レーザ光が所
定の規格から少し位外れても露光不良にならない場合も
あり得るからである。

【００１１】また、上記特開平１−１０６４２６号公報
に記載の如く、基板上のあるショット領域の露光の途中
でレーザ光が所定の規格から外れた場合に露光を停止
し、自己回復後にそのショットの露光を再開しても１０
０％露光不良となる場合もある。これは、例えば、焦点
深度の向上を図るべく、１ショットの露光中にウエハを
投影光学系の光軸方向に移動しながら露光を行う露光方
法の場合や、上記スキャニング・ステッパのようにレチ
クルと基板とを投影光学系に対して１次元方向に相対走
査しながらレチクルパターンを基板上に転写する場合が
該当する。かかる場合に露光を停止することは、単なる
時間の無駄である。

【００１２】さらには、前述のエキシマレ−ザ光の波長
やスペクトル幅の異常による復帰動作等の通常露光工程
で考慮されていないような工程時間が割り込んできた場
合、これが原因となって基板上に塗布されたレジスト
（上記化学増幅型レジスト等）のライフタイム（寿命）
が尽き、再度レジスト塗布工程から処理をやり直さなけ
ればならいという不都合もある。また、通常いわゆるロ
ット単位で基板の処理は行われるため、ロット処理の途
中でインジェクション又はガス交換（通常１０分程度の
時間を要する）が行われることは、レジスト寿命に大き
く影響する。

【００１３】本発明は、かかる事情の下になされたもの
で、その第１の目的は、照明光の光特性の異常に起因す
る露光停止により無意味にスループットが低下するのを
防止することができる露光方法及び露光装置を提供する
ことにある。

【００１４】また、本発明の第２の目的は、所定枚数の
基板の露光処理の途中でインジェクション又はガス交換
が行われるのを防止して処理の高速化を図ることができ
る露光方法及び露光装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、光源（１）からの照明光（ＩＬ）をマスク（Ｒ）に
照射し、前記マスクに形成されたパターンを投影光学系
（ＰＬ）を介して所定枚数の基板（Ｗ）に対して順次転
写する露光方法であって、前記基板に対してパターンを
転写するための諸条件を決定する第１工程と；前記決定
された諸条件に基づいて、前記パターン転写中における
前記照明光の光特性が所定の規格から外れた時の露光手
順として、前記所定枚数の基板の露光終了まで露光を続
行するか、露光を一時的に停止し前記照明光の光特性を
規格内に収めた後露光を再開するかの手順を設定する第
２工程と；前記所定枚数の基板の露光中に照明光の光特
性が所定の規格から外れた時に、前記設定された露光手
順に基づいて前記パターンを前記基板に転写する第３工
程とを含む。

【００１６】これによれば、露光に先立って、所定枚数
の基板に対してパターンを転写するための諸条件が決定
され、この決定された諸条件に基づいて、パターン転写
中における照明光の光特性が所定の規格から外れた時の
露光手順として、所定枚数の基板の露光終了まで露光を
続行するか露光を一時的に停止し照明光の光特性を規格
内に収めた後露光を再開するかの手順が設定される。そ
して、露光中に照明光の光特性が所定の規格から外れた
時に、前記設定された露光手順に基づいてパターンが基
板に転写される。ここで、上記の露光手順として、所定
枚数の基板の露光終了まで露光を続行する手順が設定さ
れた場合、所定枚数の基板の露光処理が終了するまで露
光動作が停止することがなくなる。従って、照明光の光
特性の異常に起因する露光停止により無意味にスループ
ットが低下するのを防止することができる。なお、本明
細書において「所定枚数」は１枚をも含む概念である。

【００１７】この場合において、前記諸条件は、請求項
２に記載の発明の如く、前記基板（Ｗ）に塗布された感
光剤の寿命が短いことを含んでいても良く、あるいは、
請求項３に記載の発明の如く、前記諸条件は、露光量制
御精度が厳しくないことを含んでいても良く、あるいは
請求項４に記載の発明の如く、前記諸条件は、前記パタ
ーンの転写中に前記基板を前記投影光学系の光軸方向に
移動させる露光方式であるということを含んでいても良
い。

【００１８】請求項２に記載の発明の如く、感光剤の寿
命が短い場合には、露光を途中で停止すると、感光剤の
寿命が尽きて基板上に感光剤を塗り直す段階から工程を
やり直さなければならいので、これを防止する必要があ
り、また、請求項３に記載の発明の如く、露光量制御精
度が厳しくない場合には、露光中に照明光の光特性が所
定の規格から多少外れても必ずしも露光不良とならない
場合があるからであり、更に請求項４に記載の発明の如
く、パターンの転写中に基板を投影光学系の光軸方向に
移動させる露光方式の場合、露光を中断すると光特性が
規格から外れた状態で露光を続行する場合に比べても明
らかに露光不良が発生し易いので露光を中断することは
無意味にスループットを低下させるからこれを防止する
必要があるためである。

【００１９】また、上記請求項１に記載の露光方法にお
いて、請求項５に記載の発明の如く、前記所定枚数と
は、１ロットに相当する枚数であることが望ましい。通
常ロット単位で基板の処理は行われるため、１ロットに
ついては同一条件で露光が行われることが望ましいから
である。

【００２０】また、請求項１に記載の露光方法におい
て、光特性は種々考えられるが、請求項６に記載の発明
の如く、前記光特性は、波長、スペクトル幅、及びエネ
ルギの少なくとも何れか１つであっても良い。

【００２１】請求項７に記載の発明は、希ガス・ハロゲ
ンレーザ光源（１）からのパルス照明光（ＩＬ）をマス
ク（Ｒ）に照射して前記マスクに形成されたパターンを
感光剤が塗布された所定枚数の基板（Ｗ）に順次転写す
る露光方法であって、所定枚数の基板の連続処理に先立
って、前記希ガス・ハロゲンレーザ光源のガス交換又は
ハロゲンガス注入を行ってからそれまでに光源から出射
したパルス数を記憶する第１工程と；前記所定枚数の基
板の連続処理に必要な第１のパルス数（Ｎ_all）を算出
する第２工程と；前記算出された第１のパルス数と次回
のガス交換又はハロゲンガス注入までに前記希ガス・ハ
ロゲンレーザ光源から出射できる第２のパルス数（Ｎ）
とを比較する第３工程とを含む。

【００２２】これによれば、所定枚数の基板の連続処理
に先立って、希ガス・ハロゲンレーザ光源のガス交換又
はハロゲンガス注入を行ってからそれまでに光源から出
射したパルス数が記憶され、所定枚数の基板の連続処理
に必要な第１のパルス数が算出される。そして、この算
出された第１のパルス数と，次回のガス交換又はハロゲ
ンガス注入までに前記希ガス・ハロゲンレーザ光源から
出射できる第２のパルス数（これは、希ガス・ハロゲン
レーザ光源のガス交換又はハロゲンガス注入を行ってか
らそれまでに光源から出射したパルス数に基づいて算出
できる）とが比較される。従って、この比較結果に応じ
て、所定枚数の基板の連続処理中に希ガス・ハロゲンレ
ーザ光源のガス交換又はハロゲンガス注入が行われる可
能性の有無を判断することが可能になり、適切な処置を
講ずることにより、所定枚数の基板の露光処理の途中で
インジェクション又はガス交換が行われるのを防止して
処理の高速化を図ることができる。

【００２３】この場合において、請求項８に記載の発明
の如く、前記第１のパルス数は、前記所定枚数、基板１
枚当たりのショット数、１ショット当たりの必要パルス
数を少なくとも考慮して算出されることが望ましく、ま
た、請求項９に記載の発明の如く、前期第１のパルス数
は、露光量チェック及びマスクアライメントを更に考慮
して算出しても良い。

【００２４】上記請求項７〜９に記載の各発明におい
て、請求項１０に記載の発明の如く、前記第３工程の比
較の結果、前記第１のパルス数が前記第２のパルス数よ
り少ない場合に、前記所定枚数の基板の連続処理中に前
記ガス交換又はハロゲンガス注入のため前記露光が停止
される可能性がある旨の警告を発する第４工程を更に含
んでいても良く、あるいは請求項１１に記載の発明の如
く、前記第３工程の比較の結果、前記第１のパルス数が
前記第２のパルス数より少ない場合に、ガス交換又はハ
ロゲンガス注入を実行する第４工程を更に含んでいても
良い。

【００２５】請求項１２に記載の発明は、光源（１）か
らの照明光（ＩＬ）をマスク（Ｒ）に照射し、前記マス
クに形成されたパターンを投影光学系（ＰＬ）を介して
所定枚数の基板（Ｗ）に対して順次転写する露光装置で
あって、前記所定枚数の基板に対してパターンを転写す
るための諸条件に基づいて、前記パターン転写中におけ
る前記照明光の光特性が所定の規格から外れた時の露光
手順が予め設定され記憶された記憶装置（２０）と；前
記照明光の光特性を監視するビームモニタ機構（２２）
と；前記パターン転写中に、前記ビームモニタ機構（２
２）からの出力に基づき前記光特性が所定の規格から外
れたことを検知したときに、前記設定された露光手順に
基づいて、前記パターンを前記基板に転写する制御装置
（２０）とを備える。

【００２６】これによれば、記憶装置に、所定枚数の基
板に対してパターンを転写するための諸条件に基づいて
予め設定されたパターン転写中における照明光の光特性
が所定の規格から外れた時の露光手順が記憶されてい
る。この露光手順としては、例えば所定枚数の基板の露
光終了まで露光を続行するか露光を一時的に停止して光
特性を規格内に収めた後に露光を再開するかの手順が設
定される。そして、制御装置では、前記パターン転写中
に、照明光の光特性を監視するビームモニタ機構の出力
に基づきその光特性が所定の規格から外れたことを検知
したときに、設定された露光手順に基づいてパターンを
基板に転写する。このため、上記の露光手順として、所
定枚数の基板の露光終了まで露光を続行する手順が設定
された場合、所定枚数の基板の露光処理が終了するまで
露光動作が停止することがなく、露光停止により無意味
にスループットが低下するのを防止することができる。

【００２７】請求項１３に記載の発明は、マスク（Ｒ）
に形成されたパターンを感光剤が塗布された所定枚数の
基板（Ｗ）に順次転写する露光装置であって、前記マス
クにパルス照明光（ＩＬ）を照射する希ガス・ハロゲン
レーザ光源（１）と；所定枚数の基板（Ｗ）を連続処理
するに先立って、前記希ガス・ハロゲンレーザ光源のガ
ス交換又はハロゲンガス注入を行ってからそれまでに光
源から出射したパルス数を記憶する第１の機能と、前記
所定枚数の基板の連続処理に必要な第１のパルス数（Ｎ
_all）を算出する第２の機能と、前記算出された第１の
パルス数と次回のガス交換又はハロゲンガス注入までに
出射できる第２のパルス数（Ｎ）とを比較する第３の機
能とを有する演算処理装置（２０）とを備える。

【００２８】これによれば、演算処理装置により、所定
枚数の基板の連続処理に先立って、希ガス・ハロゲンレ
ーザ光源のガス交換又はハロゲンガス注入を行ってから
それまでに光源から出射したパルス数が記憶され、所定
枚数の基板の連続処理に必要な第１のパルス数が算出さ
れる。また、演算処理装置によりこの算出された第１の
パルス数と，次回のガス交換又はハロゲンガス注入まで
に希ガス・ハロゲンレーザ光源から出射できる第２のパ
ルス数（これは、希ガス・ハロゲンレーザ光源のガス交
換又はハロゲンガス注入を行ってからそれまでに光源か
ら出射したパルス数に基づいて算出できる）とが比較さ
れる。従って、この比較結果に応じて、所定枚数の基板
の連続処理中に希ガス・ハロゲンレーザ光源のガス交換
又はハロゲンガス注入が行われる可能性の有無を判断す
ることが可能になり、適切な処置を講ずることにより、
所定枚数の基板の露光処理の途中でインジェクション又
はガス交換が行われるのを防止して処理の高速化を図る
ことができる。

【００２９】この場合において、請求項１４に記載の発
明の如く、前記演算処理装置（２０）は、前記所定枚
数、基板１枚当たりのショット数、及び１ショット当た
りの必要パルス数を少なくとも考慮して前記第１のパル
ス数を算出することが望ましいが、請求項１５に記載の
発明の如く、前記演算処理装置（２０）は、露光量チェ
ック及びマスクアライメントを更に考慮して前記第１の
パルス数を算出するようにしても良い。

【００３０】上記請求項１３〜１５に記載の各発明にお
いて、請求項１６に記載の発明の如く、前記第１のパル
ス数が前記第２のパルス数より少ない場合に、前記所定
枚数の基板の連続処理中に前記ガス交換又はハロゲンガ
ス注入のため装置が停止される可能性がある旨の警告を
発する制御装置（２０）を更に備えていても良いが、請
求項１７に記載の発明の如く、前記第１のパルス数が前
記第２のパルス数より少ない場合に、ガス交換又はハロ
ゲンガス注入を実行する制御装置（２０）を更に備えて
いることがより望ましい。

【００３１】

【発明の実施の形態】《第１の実施形態》以下、本発明
の第１の実施形態を図１、図２に基づいて説明する。

【００３２】図１には、第１の実施形態に係る露光装置
１０の構成が概略的に示されている。この露光装置１０
は、いわゆるステップ・アンド・スキャン方式の走査型
露光装置である。

【００３３】この露光装置１０は、光源１、照明光学系
１２及びミラー１４等を含む照明系、マスクとしてのレ
チクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、投影光学
系ＰＬ、基板としてのウエハＷを保持してＸＹ面内を２
次元移動するウエハステージＷＳＴ、及びこれらの制御
系等を備えている。

【００３４】光源１としては、希ガス・ハロゲンレーザ
光源の一種であるＫｒＦエキシマレーザ装置、又はＡｒ
Ｆエキシマレーザ装置が用いられている。この光源１は
パルス発振型の光源であり、光源１としては、この他、
波長１５７ｎｍのＦ₂エキシマレーザ光を発するＦ₂エ
キシマレーザ装置、銅蒸気レーザ光源、又はＹＡＧレー
ザの高調波発生装置等が使用できる。この光源１は、狭
帯化モジュール２と、不図示のレーザ電源を含むレーザ
チャンバ３とから構成されている。挟帯化モジュール２
は、プリズムと回折格子とを組み合わせたものや、エタ
ロン（Fabry-Perot etalon）といった２枚の平面鏡を平
行に配置した干渉型の帯域フィルタ等の光学素子から構
成されており、光源１から射出されるレーザビームのス
ペクトル幅を、ここでは自然発振スペクトル幅の約１／
１００〜１／３００程度に狭めて出力する。この場合、
光源１から中心波長λ₀（設計波長）でスペクトル幅Ｓ
₀（設計スペクトル幅）のレーザビームが出力されるも
のとする。そこで、以下の説明では、このレーザビーム
を適宜「パルス照明光ＩＬ」と呼ぶ。

【００３５】この光源１から出射されるパルス照明光Ｉ
Ｌの光路後方には、該パルス照明光ＩＬを殆ど透過させ
一部を反射する透過率９７パーセント程度のビームスプ
リッタ１６が配置され、このビームスプリッタ１６で反
射されたパルス照明光ＩＬが後述するビームモニタ機構
２２に入射するようになっている。

【００３６】前記レーザチャンバ３内には、所定の混合
比のレーザガス（これは媒体ガスである希ガスｋｒ（又
はＡｒ）、ハロゲンガスＦ₂及びバッファガスであるＨ
ｅから成る）Ｇが充填されている。このレーザチャンバ
３には、バルブ４を介して不図示の排気系の一部を成す
排気管６が接続されている。また、このレーザチャンバ
３には、バルブ５、ガス管７及びバルブ８を介してｋｒ
（又はＡｒ）、Ｆ₂、ＨｅなどのガスボンベＧＢが接続
されている。前記バルブ４、５、８は主制御装置２０に
よってその開閉が制御されるようになっている。

【００３７】主制御装置２０では、インジェクション
（ハロゲンガス注入時）にはハロゲンガスボンベＧＢに
接続されたバルブ８及びバルブ５を開いてフッ素ガスＦ
₂をチャンバ３内に供給する。この際に、主制御装置２
０ではフッ素ガスがチャンバ３内に過剰に供給されるの
を防止するため、ガス供給系及びバルブ８の操作等を所
定の基準で行うようになっている。

【００３８】また、ガス交換の際には、主制御装置２０
ではバルブ４を開いて劣化したレーザガスＧの全部を排
出し、さらに大気圧以下に排気するために不図示の真空
ポンプを作動させる。そして、排気が終了した後、バル
ブ４を閉じ、適当な減圧弁によりガスボンベＧＢ中の上
記各ガスが所定の圧力に減圧されるように接続されてい
るバルブ８及びバルブ５を適宜開閉し、上記各ガスをチ
ャンバ３内に供給する。この際、主制御装置２０ではチ
ャンバ３内のレーザガスＧが所定の混合比及び圧力にな
るように調整する。また、一部ガス交換を行う際には、
劣化したレーザガスＧの一部をバルブ４を開いて排出
し、減少した分のレーザガスＧをバルブ８及び５を適宜
開閉することにより補充する。この際、主制御装置２０
ではチャンバ３内のレーザガスＧが所定の混合比及び圧
力になるように調整する。

【００３９】前記照明光学系１２は、ビーム整形光学
系、減光部、フライアイレンズ、視野絞り、リレーレン
ズ、及びコンデンサレンズ等の光学系（いずれも図示せ
ず）を含んで構成されている。ここで、光源１、ビーム
スプリッタ１６、照明光学系１２及びミラー１４等を含
んで構成される照明系の作用について簡単に説明する。

【００４０】光源１から射出されたパルス照明光ＩＬ
は、ビームスプリッタ１６に入射しその一部（９７％程
度）が透過して照明光学系１２に入射する。この照明光
学系１２内では、パルス照明光ＩＬは、ビーム整形光学
系によってビームの断面形状が整形され、レーザビーム
の透過率を複数段階で切り換える減光部を介してフライ
アイレンズに至り、ここを通過してその照度分布が均一
な光となって、レチクルＲ上の照明領域ＩＡＲを規定す
る視野絞り（レチクルブラインド）を照明する。そし
て、この視野絞りの開口を通過したパルス照明光ＩＬは
リレーレンズ及びコンデンサーレンズ等を介してミラー
１４に達し、ここで下方に折り曲げられた後、レチクル
Ｒ上の上記視野絞りで規定された照明領域ＩＡＲを均一
な照度で照明する。

【００４１】一方、前記残り（３％程度）のパルス照明
光ＩＬは、ハーフミラー１６で反射され、パルス照明光
ＩＬの波長及びスペクトル幅等の光特性を検出するビー
ムモニタ機構２２に入射し、ビームモニタ機構２２によ
りパルス照明光ＩＬの波長、スペクトル幅が計測され、
その計測値に基づく信号（計測信号）が主制御装置２０
に出力されるようになっている。ビームモニタ機構２２
は、例えばギャップが可変のエタロン板を有する波長測
定器を含んで構成される。このビームモニタ機構２２の
検出結果に基づいて前記挟帯化モジュール２が、主制御
装置２０により後述するようにして制御されるようにな
っている。なお、ビームモニタ機構２２を上記波長測定
器と光量センサとを含んで構成し、パルス照明光ＩＬの
波長、スペクトル幅に加え、エネルギをも計測するよう
にしても勿論良い。

【００４２】前記レチクルステージＲＳＴ上にはレチク
ルＲが、例えば真空吸着により固定されている。なお、
レチクルＲに用いる材質は、使用する光源によって使い
分ける必要がある。すなわち、ＫｒＦエキシマレーザ装
置やＡｒＦエキシマレーザ装置を光源とする場合は、合
成石英を用いることができるが、Ｆ₂エキシマレーザ光
を用いる場合は、蛍石で形成する必要がある。

【００４３】レチクルステージＲＳＴは、レチクルベー
ス２３上をリニアモータ等で構成されたレチクル駆動部
４１により駆動され、照明光学系１２の光軸ＩＸ（後述
する投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに一致）に垂直な平面内
で所定の走査方向（ここではＹ軸方向とする）に所定ス
トロークの範囲内で移動可能となっている。このレチク
ルステージＲＳＴは、レチクルＲの全面が少なくとも照
明光学系１２の光軸ＩＸを横切ることができるだけの移
動ストロークを有している。また、レチクルステージＲ
ＳＴは、レチクルＲを位置決めするため、Ｘ軸方向及び
ＸＹ平面に直交するＺ軸回りの回転方向にも微少駆動可
能に構成されている。

【００４４】レチクルステージＲＳＴの位置は、不図示
のレチクルレーザ干渉計システムによって例えば０．５
〜１ｎｍ程度の分解能で常時計測されており、この干渉
計システムからのレチクルステージＲＳＴの位置情報
は、ステージ制御系２４を介して主制御装置２０に送ら
れ、主制御装置２０ではレチクルステージＲＳＴの位置
情報に基づいてステージ制御系２４及びレチクル駆動系
４１を介してレチクルステージＲＳＴを制御する。な
お、レチクルレーザ干渉計システムの測長軸は、例えば
走査方向に２軸、非走査方向には１軸設けられる。

【００４５】また、この場合、不図示のレチクルアライ
メント系により所定の基準位置にレチクルＲが精度良く
位置決めされるように、レチクルステージＲＳＴの初期
位置が決定されるため、レチクルステージＲＳＴ上に設
けられた不図示の反射面の位置をレチクル干渉計システ
ムにより計測するだけでレチクルＲの位置を十分高精度
に計測したことになる。

【００４６】前記投影光学系ＰＬは、レチクルステージ
ＲＳＴの図１における下方に配置され、その光軸ＡＸ
（照明光学系の光軸ＩＸに一致）の方向がＺ軸方向とさ
れている。この投影光学系ＰＬは、ここでは両側テレセ
ントリックな光学配置となるように光軸ＡＸ方向に沿っ
て所定間隔で配置された複数枚のレンズエレメントから
成る屈折光学系が使用されている。この投影光学系ＰＬ
は所定の投影倍率、例えば１／４（あるいは１／５）を
有する縮小光学系である。このため、照明光学系からの
照明光ＩＬによってレチクルＲの照明領域ＩＡＲが照明
されると、このレチクルＲを通過した照明光ＩＬによ
り、投影光学系ＰＬを介して前記照明領域ＩＡＲ部分の
レチクルＲの回路パターンの一部の像（部分倒立像）が
表面にフォトレジストが塗布されたウエハＷ上に縮小投
影される。

【００４７】なお、パルス照明光ＩＬとしてＫｒＦエキ
シマレーザ光やＡｒＦエキシマレーザ光を用いる場合に
は、投影光学系ＰＬを構成する各レンズエレメントとし
ては合成石英等を用いることができるが、Ｆ₂エキシマ
レーザ光を用いる場合には、この投影光学系ＰＬに使用
されるレンズの材質は、全て蛍石が用いられる。

【００４８】前記ウエハステージＷＳＴは、不図示のベ
ース上を走査方向であるＹ軸方向（図１における左右方
向）及びこれに直交するＸ軸方向（図１における紙面直
交方向）に移動可能なＸＹステージ１８と、このＸＹス
テージ１８上に設けられたＺステージ１７とを備えてい
る。

【００４９】ＸＹステージ１８は、実際には、２次元平
面モータ等によって前記ベース上でＸＹ２次元方向に駆
動されるようになっており、また、Ｚステージ１７は、
不図示の駆動機構によりＺ方向に所定範囲（例えば１０
０μｍの範囲）内で駆動されるようになっているが、図
１ではこれらの２次元平面モータ、駆動機構等が代表し
てウエハ駆動装置４２として図示されている。

【００５０】Ｚステージ１７上に不図示のウエハホルダ
を介してウエハＷが吸着保持されている。また、Ｚステ
ージ１７上には、いわゆるベースライン計測等のための
各種基準マークが形成された基準マーク板ＦＭがその表
面がウエハＷとほぼ同一高さとなるようにして固定され
ている。また、Ｚステージ１７（即ちウエハＷ）のＸＹ
面内の位置は、不図示のウエハレーザ干渉計システムに
よって例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時計測さ
れており、この干渉計システムからのＺステージ１７の
位置情報は、ステージ制御系２４及びこれを介して主制
御装置２０に送られ、主制御装置２０ではＺステージ１
７の位置情報に基づいてステージ制御系２４及びウエハ
駆動装置４２を介してウエハＷをＸＹ面内で位置制御す
る。

【００５１】なお、ウエハレーザ干渉計システムの測長
軸は、例えば走査方向に１軸、非走査方向には２軸設け
られる。

【００５２】更に、本実施形態の露光装置１０では、不
図示の保持部材を介して投影光学系ＰＬに一体的に取り
付けられた、オートフォーカス検出系（１９ａ、１９
ｂ）が設けられている。このオートフォーカス検出系と
しては、ウエハＷに斜めから検出ビームを照射する照射
光学系１９ａと、この検出ビームのウエハＷ面からの反
射光を受光する受光光学系１９ｂとを備え、ウエハＷの
Ｚ方向の位置を検出する斜入射光式の焦点位置検出系が
用いられている。このオートフォーカス検出系（１９
ａ、１９ｂ）としては、例えば特公平８−２１５３１号
公報等に開示された焦点位置検出系が用いられる。

【００５３】この他、本実施形態の露光装置１０では、
ウエハＷ上の各ショット領域に付設された不図示のアラ
イメントマークを検出するためのオフアクシス方式のア
ライメント系２６が投影光学系ＰＬの側方に設けられて
いる。主制御装置２０では、次に説明する走査露光に先
立ってアライメント系２６を用いてウエハＷ上のアライ
メントマークの位置検出を行い、この検出結果に基づい
てステージ制御系２４を介してレチクル駆動系４１及び
ウエハ駆動装置４２によりレチクルＲとウエハＷとの位
置合わせ（アライメント）を行うようになっている。

【００５４】次に、本実施形態の露光装置１０における
走査露光の原理について簡単に説明する。レチクルＲの
走査方向（Ｙ軸方向）に対して垂直な方向に長手方向を
有する長方形（スリット状）の照明領域ＩＡＲでレチク
ルＲが照明され、レチクルＲは露光時に−Ｙ方向に速度
Ｖ_Rで走査（スキャン）される。照明領域ＩＡＲ（中心
は光軸ＡＸとほぼ一致）は投影光学系ＰＬを介してウエ
ハＷ上に投影され、照明領域ＩＡＲに共役なスリット状
の投影領域、すなわち露光領域ＩＡが形成される。ウエ
ハＷはレチクルＲとは倒立結像関係にあるため、ウエハ
Ｗは速度Ｖ_Rの方向とは反対方向（＋Ｙ方向）にレチク
ルＲに同期して速度Ｖ_Wで走査され、ウエハＷ上のショ
ット領域の全面が露光可能となっている。この走査露光
の際の、レチクルＲとウエハＷ、すなわちレチクルステ
ージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとが、主制御装置２
０からの指示に応じてステージ制御系２４によってレチ
クル駆動部４１、駆動装置４２を介して正確に投影光学
系ＰＬの縮小倍率に応じた速度比Ｖ_W／Ｖ_Rで同期移動
されるようになっており、レチクルＲのパターン領域の
パターンがウエハＷ上のショット領域上に正確に縮小転
写される。また、走査（スキャン）することによりレチ
クルＲ上のパターン領域全面が照明され、レチクルＲの
パターン領域の全面がウエハＷ上に逐次転写されるよう
になっている。

【００５５】本実施形態の露光装置１０では、上記のよ
うなウエハＷ上のショット領域に対する走査露光による
レチクルパターンの転写と、次ショット領域の走査開始
位置へのステッピング動作とを繰り返し行うことによ
り、ステップ・アンド・スキャン方式の露光が行われ、
ウエハＷ上の全ショット領域にレチクルパターンが転写
されるようになっている。

【００５６】次に、１ロットのウエハに対する露光を行
う場合の動作について、主制御装置２０内ＣＰＵの主要
な制御アルゴリズムを示す図２のフローチャートに沿っ
て説明する。この制御アルゴリズムに対応するプログラ
ムは主制御装置２０内のＲＯＭに記憶されている。

【００５７】また、この図２のフローチャートの処理に
先立って、レチクルＲのパターンの転写条件、すなわち
露光条件が設定され、プロセスプログラムと呼ばれるデ
ータファイル内に記録されている。以下においては、レ
ーザビーム（パルス照明光）ＩＬの光特性として波長及
びスペクトル幅を用いて説明する。

【００５８】まず、ステップ１００において、ウエハＷ
をＺステージ１７上にロードする。このウエハＷのロー
ドは、不図示のウエハローダとウエハステージＷＳＴ上
の不図示のウエハ受け渡し機構とを用いて行われる。

【００５９】次のステップ１０２において、例えば、ウ
エハＷ上の予め選択された所定個数のショット領域（サ
ンプルショット）に付設されたウエハマークの座標位置
をアライメント系２６を用いて計測し、この計測結果を
統計処理してウエハＷ上の各ショット領域の配列座標を
算出するエンハンスト・グローバル・アライメント（Ｅ
ＧＡ）を行う。その後、ステップ１０４でショット領域
の露光順序を示す変数ｉに１を設定する。

【００６０】次のステップ１０６において、上記ステッ
プ１０２のアライメント結果に基づいてウエハステージ
ＷＳＴをそのｉ番目（ここでは１番目）のショット領域
の露光のための走査開始位置に移動させた後、そのｉ番
目のショット領域に対する前述した走査露光を開始す
る。この走査露光は、主制御装置２０からの指示に応じ
ステージ制御系２４によってレチクル駆動部４１及びウ
エハ駆動装置４２を介して行われるが、この際、レチク
ルＲとウエハＷとが等速同期状態に達すると、光源１が
点灯され、そのｉ番目のショット領域への露光が開始さ
れる。露光開始に伴い、ステップ１０８において、パル
ス照明光（レーザビーム）ＩＬの中心波長λ及びスペク
トル幅Ｓを測定する。このステップ１０８における測定
は、パルス照明光ＩＬの波長等を計測するビームモニタ
機構２２の計測信号に基づいてパルス照明光ＩＬの波長
λ及びスペクトル幅Ｓを算出することによりなされる。

【００６１】次のステップ１１０において、上記で算出
したパルス照明光ＩＬの波長λ及びスペクトル幅Ｓに基
づき、波長λの設計値λ₀からの波長差Δλ（＝｜λ−
λ₀｜）、及びスペクトル幅Ｓの設計値Ｓ₀からの差Δ
Ｓ（＝｜Ｓ−Ｓ₀｜）を算出する。

【００６２】次のステップ１１２では、上記ステップ１
１０で算出した波長差Δλと、予め設定された中心波長
からのずれの許容範囲Δλ_Pとの比較、及びスペクトル
幅の差ΔＳと予め設定された許容範囲ΔＳ_Pとの比較を
行う。そして、このステップ１１２の判断が肯定された
場合、すなわち波長差Δλ及びスペクトル幅の差ΔＳが
共に許容範囲内にある場合には、ステップ１３４に移行
し、露光終了までの時間と、ビームモニタ機構２２によ
る計測時間とを比較することにより測定を終了すべきか
否かを判断する。そして、この判断が否定された場合、
すなわち露光終了までの時間の方が長いときには、ステ
ップ１０８に戻って上記のパルス照明光（レーザビー
ム）ＩＬの波長及びスペクトル幅測定以降の処理・判断
を繰り返す。一方、このステップ１３４における判断が
肯定された場合、すなわち計測時間よりも露光終了まで
の時間の方が短くなった場合には、ステップ１３６に移
行する。そして、ステップ１３６でｉ番目のショット領
域の露光を終了した後、ステップ１３８でショット領域
の露光順序を示す変数ｉを１インクリメント（「ｉ＋
１」→「ｉ」）する。

【００６３】一方、上記ステップ１１２における判断が
否定された場合、すなわち波長差Δλが許容範囲Δλ_P
を越えるか、又はスペクトル幅の差ΔＳが許容範囲ΔＳ
_Pを越えるかして、少なくとも一方が許容範囲を外れた
場合には、ステップ１１４に進み、現在露光中のｉ番目
のショット領域のショット番号（またはその位置）を記
憶すると共に、オペレータにその情報を通知すべく、例
えばそのショット番号を不図示のディスプレイ上に表示
する。

【００６４】次のステップ１１６では、ウエハＷに塗布
されているレジストの種類の情報（これは、予めプロセ
スファイルの中に関連する情報が露光条件の１つとして
記憶されている）に基づいてそのレジストの寿命が短い
か否かを判断する。そして、このステップ１１６におけ
る判断が肯定された場合には、ステップ１１８に進み、
現在のレイヤがいわゆるラフレイヤであるか否か（要求
される線幅制御制が緩いか否か）をプロセスプログラム
に基づいて判断する。そして、この判断が肯定された場
合、すなわち、レジスト寿命が短く、かつラフレイヤで
ある場合は、前述したステップ１３４に進む。すなわ
ち、この場合には、光源１の発光は停止されず露光動作
が続行されることになる。

【００６５】一方、上記ステップ１１６及びステップ１
１８のいずれか一方の判断が否定された場合には、ステ
ップ１２０に移行し、現在の露光がいわゆるＤＰ露光で
あるか否かをプロセスプログラムに基づいて判断する。
ここで、ＤＰ露光とは、焦点深度の向上を図るべく、１
ショットの露光中にウエハを投影光学系の光軸方向に移
動しながら露光を行う露光方法を意味し、かかる場合に
は露光を途中で停止すると、１００パーセント露光不良
を招くとともに単なる時間の無駄となる。従って、この
ステップ１２０の判断が肯定された場合には、ステップ
１３４に移行する。この場合にも、光源１の発光は停止
されず露光動作が続行されることになる。

【００６６】この一方、上記ステップ１２０の判断が否
定された場合、具体的には、レジストの寿命は長く、ク
リティカルレイヤ（厳しい線幅制御が要求されるレイ
ヤ）であり、かつＤＰ露光ではない通常の露光が行われ
る場合には、露光を停止してパルス照明光ＩＬの光特性
を許容範囲内に回復させる必要があるため、ステップ１
２４に移行して露光動作を停止するとともに光源１の狭
帯化モジュール２に対して自己回復（セルフリカバリ）
を指示する。ここで、「露光動作の停止」とは光源１の
パルス発光を継続した状態で、ステージ制御系２４によ
るステージの位置制御（レチクルステージＲＳＴとウエ
ハステージＷＳＴとの同期制御）の解除及びオートフォ
ーカス動作等の解除を意味する。この露光動作の停止に
よって、例えばレチクルステージＲＳＴ及びウエハステ
ージＷＳＴは独立にそれぞれ露光終了位置に向けて減速
しながら移動する。

【００６７】自己回復の指示に応じ、光源１の狭帯化モ
ジュール２によりパルス照明光ＩＬの波長及びスペクト
ル幅が許容範囲内となるように、自己回復モードによる
自己回復が開始される。ここで、この自己回復の際には
特開平９−１８０９８４号公報に開示されるうように、
ウエハＷ上のｉ番目のショット領域に対するパルス照明
光ＩＬの照射は継続される。これは、走査型露光装置の
場合、ショット領域の露光途中で露光動作が停止された
場合、１００パーセント露光不良となるので、例えば、
特開平１−１０６４２６号公報に記載の如く、ウエハ上
のあるショット領域の露光の途中でレーザ光が所定の規
格から外れた場合にシャッタ等を用いてそのショット領
域に対するパルス照明光ＩＬの照射を停止しても意味が
ないからである。

【００６８】次に、ステップ１２６及びステップ１２８
で一定時間だけ自己回復されるのを待つが、一定時間内
に自己回復しなかった場合（ステップ１２８の判断が肯
定された場合）には、ステップ１３０に進んで前述の如
くしてインジェクション（フッ素ガスの注入）を行った
後、ステップ１３２に進んで、上記ステップ１１４でオ
ペレータに通知したｉ番目のショット番号のショットを
不良ショットとして指定した後、ステップ１３８に移行
する。この不良ショットの指定は、そのショットｉが不
良ショットである旨を、不図示のディスプレイに表示す
るとともにリソグラフィシステムの露光装置全体の管理
を行う不図示のホストコンピュータ（集中制御系）に通
知することによりなされる。この通知により、ホストコ
ンピュータではその不良ショットに関する情報を記憶
し、不良ショットが形成されたウエハが次のレイヤの露
光のため再び同じ露光装置又は露光装置群内の別の露光
装置で処理される場合に、記憶された不良ショットが露
光の対象ショット領域から除外されるように各露光装置
の主制御装置に指令する。また、ホストコンピュータで
は以降の露光工程におけるレチクルとウエハとの位置合
わせの際、不良ショットのウエハマークを使用しないよ
うに各露光装置の主制御装置に指令が出される。従っ
て、例えば特開昭６１−４４４２９号公報で開示されて
いるように、ＥＧＡ方式でウエハのアライメントが行わ
れるような場合には、不良ショットがＥＧＡ方式のサン
プルショットから除外されるため、重ね合わせ精度が向
上する。更に、その不良ショットには露光が行われない
ため無駄な露光時間を省くことができる。

【００６９】この一方、一定時間内に自己回復に成功
し、ステップ１２６の判断が肯定された場合は、上記ス
テップ１３２に移行して、上記ステップ１１４でオペレ
ータに通知したｉ番目のショット番号のショットを不良
ショットとして指定した後、ステップ１３８に移行す
る。

【００７０】前述の如く、ステップ１３８ではショット
領域の露光順序を示す変数ｉを１インクリメントする。
次のステップ１４０では、ウエハＷ上の全てのショット
領域への露光が終了したかどうかを判断する。そして、
このステップ１４０の判断が否定された場合には、全て
のショット領域の露光が終了するまでステップ１０６〜
１４０の処理・判断を繰り返し、全てのショット領域の
露光が終了すると、ステップ１４２でウエハＷをＺステ
ージ１７上からアンロードする。

【００７１】次のステップ１４４で所定枚数（ここでは
１ロットの枚数、例えば２５枚）のウエハＷへの露光を
終了したか否かを判断する。そして、このステップ１４
４にける判断が否定された場合は再びステップ１００に
戻り、１ロットのウエハへの露光が終了するまでステッ
プ１００〜１４４の処理・判断を繰り返し、１ロットの
ウエハの露光を終了し、ステップ１４４の判断が肯定さ
れると、本ルーチンの一連の処理を終了する。

【００７２】上記１ロットの露光処理の途中でセルフリ
カバリ等を行うことなく、露光処理を続行した場合に
は、全ての露光処理（ロットの処理）を終えた後にセル
フリカバリ又はインジェクションを行うことは言うまで
もない。

【００７３】以上説明したように、本第１の実施形態に
係る露光装置および露光方法によると、予め（露光に先
立って）、所定枚数（１ロットの枚数に相当）のウエハ
Ｗに対してパターンを連続して転写するための諸条件、
具体的には、「レジストの寿命が短く、かつラフレイ
ヤであるか（露光量制御が厳しくないか）、ＤＰ露光
か」が決定されている。そして、この決定された諸条件
に基づいて、パターン転写中における照明光ＩＬの光特
性が所定の規格から外れた時の露光手順として、１ロッ
トのウエハの露光終了まで露光を続行する手順（ステッ
プ１１６→１１８→１３４、ステップ１１６→１２０→
１３４、ステップ１１６→１１８→１２０→１３４）、
及び露光を一時的に停止して照明光ＩＬの光特性を規格
内に復帰させた後に露光を再開する手順（ステップ１１
６→１２０→１２４→１２６……、ステップ１１６→１
１８→１２０→１２４→１２６……）がそれぞれ設定さ
れている。

【００７４】そして、露光中に照明光の光特性が所定の
規格から外れた時に、前記設定された露光手順に基づい
てパターンがウエハに転写される。

【００７５】従って、上記の露光手順として、１ロット
のウエハの露光終了まで露光を続行する手順が設定され
た場合、１ロットのウエハの露光処理が終了するまで露
光動作が停止することがなく、露光停止により無意味に
スループットが低下するのを防止することができる。す
なわち、スループットを優先すべき場合に、スループッ
トを優先させることができる。

【００７６】ここで、ウエハＷに対してパターンを連続
して転写するための諸条件として、「レジストの寿命
が短く、かつラフレイヤであるか（露光量制御が厳しく
ないか）、ＤＰ露光か」が決定されているのは次の理
由による。レジスト（感光剤）の寿命が短い場合には、
露光を途中で停止すると、レジストの寿命が尽きてウエ
ハ上にレジストを塗り直す段階から工程をやり直さなけ
ればならいので、これを防止する必要があるからであ
る。しかし、クリティカルレイヤの場合には、レジスト
のパルス照明光ＩＬの光特性が規格外となった状態で露
光を続行すると露光不良となるので、ラフレイヤのとき
のみ露光を続行することとしたものである。

【００７７】また、ＤＰ露光の場合には、露光を中断す
ると光特性が規格から外れた状態で露光を続行する場合
に比べても明らかに露光不良が発生し易いので、露光を
中断することは無意味にスループットを低下させること
につながるからこれを防止するためである。

【００７８】また、所定枚数を１ロットに相当する枚数
であるとしたのは、通常ロット単位で基板の処理が行わ
れるため、１ロットについては同一条件で露光が行われ
ることが望ましいからである。

【００７９】ところで、上記の如く、本実施形態では、
スループットを優先すべき時には、パルス照明光が規格
外となっても露光を続行することから、その規格外とな
ったｉ番目のショット以降のショット領域について現像
処理後にパターンの良否を、顕微鏡等の線幅計測装置な
どで確認することが望ましい。かかる確認は、本実施形
態の場合には、ステップ１１４でｉ番目のショットのシ
ョット番号がオペレータに通知されるので、簡単に行う
ことができる。

【００８０】なお、必ずしも上記フローチャートのよう
なシーケンスを採用しないで、例えば、パルス照明光が
規格外となったことを確認した場合に、そのウエハの残
りショットについては、露光を続行し、そのウエハの全
ショットに対する露光が終了してウエハ交換が行われる
際に、レーザの自己回復（又はインジェクション）を行
うシーケンスを採用しても良い。

【００８１】なお、上記実施形態では、光源１としてエ
キシマレーザ装置が使用されたが、本発明はエキシマレ
ーザ装置に限らず、他の光源を使用する場合にも適用可
能である。

【００８２】《第２の実施形態》次に、本発明の第２の
実施形態を図３に基づいて説明する。この実施形態は、
前述した第１の実施形態と比べて、主制御装置２０内の
ＣＰＵの制御アルゴリズムがわずかに異なるのみで、装
置構成等は同様である。従って、如何においては、主制
御装置２０内のＣＰＵの制御アルゴリズムの一部を示す
図３のフローチャートに基づいて、この異なる点を中心
に説明する。

【００８３】この図３のフローチャートは、前述した図
２のフローチャートのステップ１００の前に挿入される
３つのステップの処理を示したものである。前提条件と
して、光源１のガス交換を行ってから射出したパルス数
又はインジェクションを行ってから射出したパルス数は
前回以前の露光時にカウントされ、主制御装置２０内の
メモリに記憶されているものとする。

【００８４】まず、ステップ９４において、１ロットの
ウエハの露光処理に必要なパルス数Ｎ_allを次式（１）
又は（２）に基づいて算出する。

【００８５】Ｎ_all＝Ｎ_w×Ｎ_s×Ｎ_p ………（１）ここで、Ｎ_wは所定枚数（ここでは１ロットのウエハ枚
数）、Ｎ_sは１ウエハ当りのショット数、Ｎ_pは１ショ
ット露光する為に必要なパルス数でレジスト感度から計
算で求められるものである。

【００８６】Ｎ_all＝Ｎ_c＋Ｎ_Alg＋Ｎ_w×Ｎ_s×Ｎ_p ……（２）ここで、Ｎ_w、Ｎ_s、Ｎ_pは上記と同様であり、Ｎ_cは
露光量チェックのために必要なパルス数であり、Ｎ_Alg
はレチクルアライメントに要するパルス数である。すな
わち、式（２）のＮ_allはウエハの露光には使わない
が、ロット処理に必要なレーザパルス数をも考慮したも
のである。

【００８７】次のステップ９６では次にガス交換又はイ
ンジェクションを行うまでに出射可能なパルス数Ｎが上
記の１ロットのウエハの露光処理に必要なパルス数Ｎ
_allより少ないか否かを判断する。ここで、次にガス交
換又はインジェクションを行うまでに照射可能なパルス
数Ｎは、前回以前の露光時にカウントされ、主制御装置
２０内のメモリに記憶されている光源１のガス交換を行
ってから出射したパルス数又はインジェクションを行っ
てから射出したパルス数に基づいて算出されるものであ
る。そして、この判断が否定された場合には、１ロット
のウエハの露光処理中にガス交換又はインジェクション
が行われる可能性はないので、前述した図２のステップ
１００以降と同様の露光処理ルーチンへ移行する。一
方、上記ステップ９６における判断が肯定された場合、
すなわちガス交換又はインジェクションを行うまでに射
出可能なパルス数が上記パルス数Ｎ_allより少ない場
合、ロット処理中にガス交換またはインジェクションが
行われる可能性があるため、かかる事態が生じるのを防
止すべく、ロット処理開始に先立ち、ガス交換またはイ
ンジェクションを前述した如くして行った後、前述した
図２のステップ１００以降と同様の露光処理ルーチンへ
移行する。なお、ガス交換を作業者がマニュアルで行う
ような場合には、ガス交換またはインジェクションを主
制御装置２０が自動的に行う代わりに、ロット処理中に
ガス交換またはインジェクションが行われる可能性のあ
る旨をディスプレイ等に表示して警告を行い、作業者に
手動によるガス交換等の処理を促すようにすれば良い。

【００８８】この場合、ステップ９８の処理により、ロ
ット処理中に光源１のガス交換又はインジェクションの
ために露光装置の動作が停止することがなくなり、ロッ
ト処理の高速化によるスループットの向上が可能であ
る。また、ステップ９８の処理により、露光処理ルーチ
ンにおいては、前述したステップ１２６、１２８、１３
０のようなステップは不要である。但し、この場合は、
ビームモニタ機構２２ではパルス数をカウントする必要
がある。

【００８９】以上説明した本第２の実施形態によると、
前述した第１の実施形態と同等の効果を得られる他、ロ
ット処理中にインジェクション等のために装置の動作が
停止することが完全になくなるので、例えばクリティカ
ルレイヤにおける通常露光時においても処理の高速化を
図ることができ、スループットの向上が可能である。

【００９０】これまでの説明から明らかなように、上記
第１、第２の実施形態では主制御装置２０によって制御
装置及び演算処理装置が構成されている。

【００９１】なお、上記第１、第２実施形態では本発明
が走査型露光装置に適用された場合について説明した
が、これに限らず、ステッパ等の静止型露光装置であっ
ても本発明は好適に適用できるものである。

【００９２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜６に記
載の各発明によれば、照明光の光特性の異常に起因する
露光停止により無意味にスループットが低下するのを防
止することができる露光方法を提供することができる。

【００９３】また、請求項７〜１１に記載の各発明によ
れば、所定枚数の基板の露光処理の途中でインジェクシ
ョン又はガス交換が行われるのを防止して処理の高速化
を図ることができる露光方法を提供することができる。

【００９４】また、請求項１２に記載の発明によれば、
照明光の光特性の異常に起因する露光停止により無意味
にスループットが低下するのを防止することができると
いう優れた効果がある。

【００９５】また、請求項１３〜１７に記載の各発明に
よれば、所定枚数の基板の露光処理の途中でインジェク
ション又はガス交換が行われるのを防止して処理の高速
化を図ることができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係る露光装置の概略構成を示
す図である。

【図２】図１の主制御装置内ＣＰＵの主要な制御アルゴ
リズムを示すフローチャートである。

【図３】第２の実施形態に係る主制御装置内ＣＰＵの制
御アルゴリズムの主要部を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１エキシマレーザ装置（光源、希ガス・ハロゲンレー
ザ光源）ＩＬパルス照明光（照明光）Ｒレチクル（マスク）ＰＬ投影光学系Ｗウエハ（基板）２０主制御装置（制御装置、演算処理装置）２２ビームモニタ機構

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源からの照明光をマスクに照射し、前
記マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して所
定枚数の基板に対して順次転写する露光方法であって、前記所定枚数の基板に対してパターンを転写するための
諸条件を決定する第１工程と；前記決定された諸条件に
基づいて、前記パターン転写中における前記照明光の光
特性が所定の規格から外れた時の露光手順として、前記
所定枚数の基板の露光終了まで露光を続行するか、露光
を一時的に停止し前記照明光の光特性を規格内に収めた
後露光を再開するかの手順を設定する第２工程と；前記
所定枚数の基板の露光中に照明光の光特性が所定の規格
から外れた時に、前記設定された露光手順に基づいて前
記パターンを前記基板に転写する第３工程とを含む露光
方法。
【請求項２】前記諸条件は、前記基板に塗布された感
光剤の寿命が短いことを含むことを特徴とする請求項１
に記載の露光方法。
【請求項３】前記諸条件は、露光量制御精度が厳しく
ないことを含むことを特徴とする請求項１に記載の露光
方法。
【請求項４】前記諸条件は、前記パターンの転写中に
前記基板を前記投影光学系の光軸方向に移動させる露光
方式であることを含むことを特徴とする請求項１に記載
の露光方法。
【請求項５】前記所定枚数とは、１ロットに相当する
枚数であることを特徴とする請求項１に記載の露光方
法。
【請求項６】前記光特性は、波長、スペクトル幅、及
びエネルギの少なくとも何れか１つであることを特徴と
する請求項１に記載の露光方法。
【請求項７】希ガス・ハロゲンレーザ光源からのパル
ス照明光をマスクに照射して前記マスクに形成されたパ
ターンを感光剤が塗布された所定枚数の基板に順次転写
する露光方法であって、所定枚数の基板の連続処理に先立って、前記希ガス・ハ
ロゲンレーザ光源のガス交換又はハロゲンガス注入を行
ってからそれまでに光源から出射したパルス数を記憶す
る第１工程と；前記所定枚数の基板の連続処理に必要な
第１のパルス数を算出する第２工程と；前記算出された
第１のパルス数と次回のガス交換又はハロゲンガス注入
までに前記希ガス・ハロゲンレーザ光源から出射できる
第２のパルス数とを比較する第３工程とを含む露光方
法。
【請求項８】前記第１のパルス数は、前記所定枚数、
基板１枚当たりのショット数、及び１ショット当たりの
必要パルス数を少なくとも考慮して算出されることを特
徴とする請求項７に記載の露光方法。
【請求項９】前記第１のパルス数は、露光量チェック
及びマスクアライメントを更に考慮して算出されること
を特徴とする請求項８に記載の露光方法。
【請求項１０】前記第３工程の比較の結果、前記第１
のパルス数が前記第２のパルス数より少ない場合に、前
記所定枚数の基板の連続処理中に前記ガス交換又はハロ
ゲンガス注入のため前記露光が停止される可能性がある
旨の警告を発する第４工程を更に含むことを特徴とする
請求項７〜９のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項１１】前記第３工程の比較の結果、前記第１
のパルス数が前記第２のパルス数より少ない場合に、ガ
ス交換又はハロゲンガス注入を実行する第４工程を更に
含むことを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記
載の露光方法。
【請求項１２】光源からの照明光をマスクに照射し、
前記マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して
所定枚数の基板に対して順次転写する露光装置であっ
て、前記所定枚数の基板に対してパターンを転写するための
諸条件に基づいて、前記パターン転写中における前記照
明光の光特性が所定の規格から外れた時の露光手順が予
め設定され記憶された記憶装置と；前記照明光の光特性
を検出するビームモニタ機構と；前記パターン転写中
に、前記ビームモニタ機構の出力に基づき前記光特性が
所定の規格から外れたと判断したときに前記設定された
露光手順に基づいて、前記パターンを前記基板に転写す
る制御装置とを備える露光装置。
【請求項１３】マスクに形成されたパターンを感光剤
が塗布された所定枚数の基板上に順次転写する露光装置
であって、前記マスクにパルス照明光を照射する希ガス・ハロゲン
レーザ光源と；所定枚数の基板を連続処理するに先立っ
て、前記希ガス・ハロゲンレーザ光源のガス交換又はハ
ロゲンガス注入を行ってからそれまでに光源から出射し
たパルス数を記憶する第１の機能と、前記所定枚数の基
板の連続処理に必要な第１のパルス数を算出する第２の
機能と、前記算出された第１のパルス数と次回のガス交
換又はハロゲンガス注入までに出射できる第２のパルス
数とを比較する第３の機能とを有する演算処理装置とを
備える露光装置。
【請求項１４】前記演算処理装置は、前記ロットの枚
数、基板１枚当たりのショット数、及び１ショット当た
りの必要パルス数を少なくとも考慮して前記第１のパル
ス数を算出することを特徴とする請求項１３に記載の露
光装置。
【請求項１５】前記演算処理装置は、露光量チェック
及びマスクアライメントを更に考慮して前記第１のパル
ス数を算出することを特徴とする請求項１４に記載の露
光装置。
【請求項１６】前記第１のパルス数が前記第２のパル
ス数より少ない場合に、前記所定枚数の基板の連続処理
中に前記ガス交換又はハロゲンガス注入のため装置が停
止される可能性がある旨の警告を発する制御装置を更に
備えることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか一
項に記載の露光装置。
【請求項１７】前記第１のパルス数が前記第２のパル
ス数より少ない場合に、ガス交換又はハロゲンガス注入
を実行する制御装置を更に備えることを特徴とする請求
項１３〜１５のいずれか一項に記載の露光装置。