JPH11317349A - 投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 - Google Patents
投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レチクル面上のパターンを種々な照明モード
で照明しても常に高い解像力が得られる投影露光装置及
びそれを用いたデバイスの製造方法を得ること。 【解決手段】 パターンが形成されたレチクルを照明す
る照明光学系と、該パターンを基板上に投影する投影光
学系と、該投影光学系に入射する照明光の角度分布を測
定する測定手段とを有し、該測定手段の測定結果に基づ
いて、前記照明光学系の一部の光学部材を光軸方向に移
動させることにより、前記投影光学系に入射する照明光
の角度分布を光軸中心に倍率的に変化させること。
で照明しても常に高い解像力が得られる投影露光装置及
びそれを用いたデバイスの製造方法を得ること。 【解決手段】 パターンが形成されたレチクルを照明す
る照明光学系と、該パターンを基板上に投影する投影光
学系と、該投影光学系に入射する照明光の角度分布を測
定する測定手段とを有し、該測定手段の測定結果に基づ
いて、前記照明光学系の一部の光学部材を光軸方向に移
動させることにより、前記投影光学系に入射する照明光
の角度分布を光軸中心に倍率的に変化させること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は投影露光装置及びそ
れを用いたデバイスの製造方法に関し、具体的には被照
射面を設けた第１物体面上のパターンを投影光学系によ
り第２物体面上に投影露光する際、被照射面での光強度
分布（照度分布）及びテレセン度（光束の重心位置のず
れ又は有効光源の中心のずれ）を適切に設定し、高い解
像度が容易に得られるステップアンドリピート方式又は
ステップアンドスキャン方式を利用してデバイスを製造
する際に好適なものである。
れを用いたデバイスの製造方法に関し、具体的には被照
射面を設けた第１物体面上のパターンを投影光学系によ
り第２物体面上に投影露光する際、被照射面での光強度
分布（照度分布）及びテレセン度（光束の重心位置のず
れ又は有効光源の中心のずれ）を適切に設定し、高い解
像度が容易に得られるステップアンドリピート方式又は
ステップアンドスキャン方式を利用してデバイスを製造
する際に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の製造用の投影露光装置で
は、超ＬＳＩの高集積化に伴い、投影露光装置にはこれ
まで以上に高解像度が要求されるようになってきてい
る。このために、斜入射照明や位相シフトマスクと呼ば
れる超解像結像技術が提案されている。このような照明
法では、照明光学系の開口絞りを変更することでσ値
（投影光学系のＮＡと照明光学系のＮＡの比）を小さく
したり、輪帯形状や四重極形状のような特殊な形状の２
次光源を形成している。
は、超ＬＳＩの高集積化に伴い、投影露光装置にはこれ
まで以上に高解像度が要求されるようになってきてい
る。このために、斜入射照明や位相シフトマスクと呼ば
れる超解像結像技術が提案されている。このような照明
法では、照明光学系の開口絞りを変更することでσ値
（投影光学系のＮＡと照明光学系のＮＡの比）を小さく
したり、輪帯形状や四重極形状のような特殊な形状の２
次光源を形成している。
【０００３】また、半導体素子の製造用の投影露光装置
ではテレセントリック光学系になっており、ウエハーな
どの基板がデフォーカスしても投影パターン像のズレが
ほとんど生じないようになっている。
ではテレセントリック光学系になっており、ウエハーな
どの基板がデフォーカスしても投影パターン像のズレが
ほとんど生じないようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】最近の超ＬＳＩの高集
積化に伴い、回路パターンの焼き付けには極めて高い転
写が要求されており、投影光学系に入射する照明光の角
度分布をこれまで以上に適切にすることがより重要とな
ってきている。投影光学系に所定の角度関係を持つ照明
光を供給できないと、ウエハーをデフォーカスした際の
投影パターン像のズレとして現れてくる。
積化に伴い、回路パターンの焼き付けには極めて高い転
写が要求されており、投影光学系に入射する照明光の角
度分布をこれまで以上に適切にすることがより重要とな
ってきている。投影光学系に所定の角度関係を持つ照明
光を供給できないと、ウエハーをデフォーカスした際の
投影パターン像のズレとして現れてくる。
【０００５】光軸中心に倍率的な照明光の入射角度のズ
レ（以後、倍率テレセン、および倍率テレセンのズレ、
と呼ぶ）はウエハーをデフォーカスした際、焼き付けれ
られたパターンに倍率成分のズレが生じさせる。この概
念図を図２に示す。
レ（以後、倍率テレセン、および倍率テレセンのズレ、
と呼ぶ）はウエハーをデフォーカスした際、焼き付けれ
られたパターンに倍率成分のズレが生じさせる。この概
念図を図２に示す。
【０００６】図２において１６は投影光学系、１８は基
板（ウエハ）、Ｌａは光軸である。シフト的な照明光の
入射角度のズレ（以後、軸上テレセン、および軸上テレ
センのズレ、と呼ぶ）はウエハー１８をデフォーカスし
た際、焼き付けれられたパターンにシフトしたズレを生
じさせる。この概念図を図３に示す。
板（ウエハ）、Ｌａは光軸である。シフト的な照明光の
入射角度のズレ（以後、軸上テレセン、および軸上テレ
センのズレ、と呼ぶ）はウエハー１８をデフォーカスし
た際、焼き付けれられたパターンにシフトしたズレを生
じさせる。この概念図を図３に示す。
【０００７】従来多くの投影露光装置ではある標準的な
照明モードＡで最も最適な角度特性の照明光が供給でき
るように照明系の各要素の位置を調整している。しかし
ながら、斜入射照明法や小σ値等の照明モードＡとは異
なる照明モードＢに変えたときには、照明系の各要素が
照明モードＡと同じでは必ずしも照明光の角度が適切と
はならなかった。これは各々の照明モードで光路が異な
るため、光学素子の反射防止膜のムラやレンズ系の偏心
の影響が異なることによる。
照明モードＡで最も最適な角度特性の照明光が供給でき
るように照明系の各要素の位置を調整している。しかし
ながら、斜入射照明法や小σ値等の照明モードＡとは異
なる照明モードＢに変えたときには、照明系の各要素が
照明モードＡと同じでは必ずしも照明光の角度が適切と
はならなかった。これは各々の照明モードで光路が異な
るため、光学素子の反射防止膜のムラやレンズ系の偏心
の影響が異なることによる。
【０００８】投影露光装置においては、光学素子に用い
られている反射防止膜の効果が光線の角度により異なる
ため、照明モードを切り替えることにより倍率テレセン
のズレが生じていた。また同様に照明モードを切り替え
ると、ミラーによる折り返しでの反射ムラや光学系の偏
心の影響が異なってくるため、軸上テレセンのズレも発
生していた。
られている反射防止膜の効果が光線の角度により異なる
ため、照明モードを切り替えることにより倍率テレセン
のズレが生じていた。また同様に照明モードを切り替え
ると、ミラーによる折り返しでの反射ムラや光学系の偏
心の影響が異なってくるため、軸上テレセンのズレも発
生していた。
【０００９】また、このような倍率テレセンや軸上テレ
センを光学系の駆動によって補正すると、被照射面での
照度分布も変化を起こしてしまい、照度ムラが悪化して
しまうという問題が発生する。これらを同時に補正する
ことは従来の露光装置では困難であった。
センを光学系の駆動によって補正すると、被照射面での
照度分布も変化を起こしてしまい、照度ムラが悪化して
しまうという問題が発生する。これらを同時に補正する
ことは従来の露光装置では困難であった。
【００１０】本発明は、照明モードや照明条件を種々と
変更した際に発生する倍率テレセンのズレ、および軸上
テレセンのズレを互いに独立に補正することによって、
照明光を最適な角度で供給することができ、高解像度の
パターン像が得られる投影露光装置及びそれを用いたデ
バイスの製造方法の提供を目的とする。
変更した際に発生する倍率テレセンのズレ、および軸上
テレセンのズレを互いに独立に補正することによって、
照明光を最適な角度で供給することができ、高解像度の
パターン像が得られる投影露光装置及びそれを用いたデ
バイスの製造方法の提供を目的とする。
【００１１】また、これらを補正するための一手段とし
て、照射光の角度分布を測定する機能を用い、その測定
結果を元にフィードバック補正を行えるようにしてい
る。
て、照射光の角度分布を測定する機能を用い、その測定
結果を元にフィードバック補正を行えるようにしてい
る。
【００１２】さらに、以上のようなテレセンのズレを補
正することによって発生した照度ムラを、テレセン補正
の機能とは独立に補正する機構を構成することで、被照
射面での照度均一性をも保ち、レチクル面上の各種のパ
ターンをウエハー面上に安定して高い解像力で投影でき
る投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法の
提供を目的とする。
正することによって発生した照度ムラを、テレセン補正
の機能とは独立に補正する機構を構成することで、被照
射面での照度均一性をも保ち、レチクル面上の各種のパ
ターンをウエハー面上に安定して高い解像力で投影でき
る投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法の
提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の投影露光装置
は、 (1-1) パターンが形成されたレチクルを照明する照明光
学系と、該パターンを基板上に投影する投影光学系と、
該投影光学系に入射する照明光の角度分布を測定する測
定手段とを有し、該測定手段の測定結果に基づいて、前
記照明光学系の一部の光学部材を光軸方向に移動させる
ことにより、前記投影光学系に入射する照明光の角度分
布を光軸中心に倍率的に変化させることを特徴としてい
る。
は、 (1-1) パターンが形成されたレチクルを照明する照明光
学系と、該パターンを基板上に投影する投影光学系と、
該投影光学系に入射する照明光の角度分布を測定する測
定手段とを有し、該測定手段の測定結果に基づいて、前
記照明光学系の一部の光学部材を光軸方向に移動させる
ことにより、前記投影光学系に入射する照明光の角度分
布を光軸中心に倍率的に変化させることを特徴としてい
る。
【００１４】特に、 (1-1-1) 前記照明光学系はオプティカルインテグレー
タと被照射面を制限するためのマスキング手段を有し、
前記光学部材は該オプティカルインテグレータとマスキ
ング手段との間にあるレンズ部材であること。
タと被照射面を制限するためのマスキング手段を有し、
前記光学部材は該オプティカルインテグレータとマスキ
ング手段との間にあるレンズ部材であること。
【００１５】(1-1-2) 前記照明光学系は照明条件を変
更した際に発生する投影光学系に入射する照明光の角度
分布の倍率的変化が補正可能であるとともに、投影光学
系に入射する照明光の角度分布のシフト的変化、又は被
照射面上の照度分布の変化の両方の変化、あるいは少な
くとも一方の変化の計３項目あるいは計２項目の変化を
互いに独立に補正する機能を有していること。
更した際に発生する投影光学系に入射する照明光の角度
分布の倍率的変化が補正可能であるとともに、投影光学
系に入射する照明光の角度分布のシフト的変化、又は被
照射面上の照度分布の変化の両方の変化、あるいは少な
くとも一方の変化の計３項目あるいは計２項目の変化を
互いに独立に補正する機能を有していること。
【００１６】(1-1-3) 前記照明光学系は前記オプティ
カルインテグレータに入射する照明光の角度を変更する
変更手段を有し、該変更手段は照明条件を変更した際
に、前記投影光学系に入射する照明光の角度分布をある
所定の方向へほぼ一律にシフトさせていること。
カルインテグレータに入射する照明光の角度を変更する
変更手段を有し、該変更手段は照明条件を変更した際
に、前記投影光学系に入射する照明光の角度分布をある
所定の方向へほぼ一律にシフトさせていること。
【００１７】(1-1-4) 前記変更手段は前記オプティカ
ルインテグレータの光源側に設けた光学系と、該光学系
を移動、もしくは挿脱する機構を有していること。
ルインテグレータの光源側に設けた光学系と、該光学系
を移動、もしくは挿脱する機構を有していること。
【００１８】(1-1-5) 前記測定手段からの結果をフィ
ードバックして前記光学部材を駆動し、照明光の角度分
布を補正すること。
ードバックして前記光学部材を駆動し、照明光の角度分
布を補正すること。
【００１９】(1-1-6) 前記測定手段は、前記マスクキ
ング手段又はマスキング手段の光学的共役面に対し所定
の量だけ光軸方向に移動させた位置であって、前記基板
上に設けられた照度計、あるいは撮像素子を有している
こと。
ング手段又はマスキング手段の光学的共役面に対し所定
の量だけ光軸方向に移動させた位置であって、前記基板
上に設けられた照度計、あるいは撮像素子を有している
こと。
【００２０】(1-1-7) 前記測定手段は前記基板近傍に
設けた光量検知手段を有し、該光量検知手段は微小開口
のレチクルパターンを基板上に投影し、該レクチルパタ
ーンの被照射面におけるフォーカス毎の像ずれを検知し
ていること。
設けた光量検知手段を有し、該光量検知手段は微小開口
のレチクルパターンを基板上に投影し、該レクチルパタ
ーンの被照射面におけるフォーカス毎の像ずれを検知し
ていること。
【００２１】(1-1-8) 前記測定手段は、微小開口のレ
チクルパターンを基板上に投影露光し、レジスト等の感
光材を塗布した基板に焼き付けられたレチクルパターン
のフォーカス毎の像ズレをＳＥＭ（走査電子顕微鏡）等
で観察する構成を有していること。
チクルパターンを基板上に投影露光し、レジスト等の感
光材を塗布した基板に焼き付けられたレチクルパターン
のフォーカス毎の像ズレをＳＥＭ（走査電子顕微鏡）等
で観察する構成を有していること。
【００２２】(1-1-9) 前記投影露光装置は前記照明光
の角度を変更する変更手段の位置および状態を検出する
検出機構と記憶する記憶機構を有し、必要に応じて前記
変更手段を記憶された最適な位置に駆動させているこ
と。
の角度を変更する変更手段の位置および状態を検出する
検出機構と記憶する記憶機構を有し、必要に応じて前記
変更手段を記憶された最適な位置に駆動させているこ
と。
【００２３】(1-1-10) 前記投影光学系に入射する照明
光の角度分布を光軸中心に倍率的に変化させたときに発
生する被照射面の照度分布変化を補正する補正手段を有
すること。等を特徴としている。
光の角度分布を光軸中心に倍率的に変化させたときに発
生する被照射面の照度分布変化を補正する補正手段を有
すること。等を特徴としている。
【００２４】本発明のデバイスの製造方法は、 (2-1)構成(1-1) のいずれか１項記載の投影露光装置を
用いてレチクル面上のパターンを投影光学系によりウエ
ハ面上に投影露光した後、該ウエハを現像処理工程を介
してデバイスを製造していることを特徴としている。
用いてレチクル面上のパターンを投影光学系によりウエ
ハ面上に投影露光した後、該ウエハを現像処理工程を介
してデバイスを製造していることを特徴としている。
【００２５】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態１の要部
概略図である。本実施形態はサブミクロンやクオーター
ミクロン以下のリソグラフィー用のステップアンドリピ
ート方式、又はステップアンドスキャン方式の投影露光
装置に適用した場合を示している。
概略図である。本実施形態はサブミクロンやクオーター
ミクロン以下のリソグラフィー用のステップアンドリピ
ート方式、又はステップアンドスキャン方式の投影露光
装置に適用した場合を示している。
【００２６】図中、１は水銀ランプ等の光源としての発
光管であり、紫外線及び遠紫外線等を放射する高輝度の
発光部１ａを有している。発光部１ａは楕円ミラー２の
第１焦点又はその近傍に配置している。発光部１ａは、
その第２焦点４に結像される。
光管であり、紫外線及び遠紫外線等を放射する高輝度の
発光部１ａを有している。発光部１ａは楕円ミラー２の
第１焦点又はその近傍に配置している。発光部１ａは、
その第２焦点４に結像される。
【００２７】３はコールドミラーであり、多層膜より成
り、大部分の赤外光を透過すると共に大部分の紫外線を
反射させている。楕円ミラー２はコールドミラー３を介
して第２焦点４又はその近傍に発光部１ａの発光部像
（光源像）１ｂを形成している。
り、大部分の赤外光を透過すると共に大部分の紫外線を
反射させている。楕円ミラー２はコールドミラー３を介
して第２焦点４又はその近傍に発光部１ａの発光部像
（光源像）１ｂを形成している。
【００２８】５は光学系であり、コンデンサーレンズや
コリメータレンズそしてズームレンズなどから成り、第
２焦点４又はその近傍に形成した発光部像１ｂを光学系
６を介して、オプティカルインテグレータ７の入射面７
ａに結像させている。光学系６は光学系駆動装置３４に
より移動、もしくは挿脱可能となっている。
コリメータレンズそしてズームレンズなどから成り、第
２焦点４又はその近傍に形成した発光部像１ｂを光学系
６を介して、オプティカルインテグレータ７の入射面７
ａに結像させている。光学系６は光学系駆動装置３４に
より移動、もしくは挿脱可能となっている。
【００２９】オプティカルインテグレータ７は断面が４
角形状の複数の微小レンズを２次元的に所定のピッチで
配列して構成しており、その射出面７ｂ近傍に２次光源
を形成している。オプティカルインテグレータ７の射出
面７ｂ近傍には絞り８が配置され、絞り駆動機構３３に
より、絞り８の大きさ及び形状を可変としている。
角形状の複数の微小レンズを２次元的に所定のピッチで
配列して構成しており、その射出面７ｂ近傍に２次光源
を形成している。オプティカルインテグレータ７の射出
面７ｂ近傍には絞り８が配置され、絞り駆動機構３３に
より、絞り８の大きさ及び形状を可変としている。
【００３０】本実施形態では本出願人が先に特開平５−
４７６２６号公報や特開平５−４７６４０号公報等で提
案しているように、レチクル１４上のパターン形状に応
じて開口形状の異なった絞りを選択して用いて、投影光
学系１６の瞳面１７に形成される光強度分布を種々と変
えている。
４７６２６号公報や特開平５−４７６４０号公報等で提
案しているように、レチクル１４上のパターン形状に応
じて開口形状の異なった絞りを選択して用いて、投影光
学系１６の瞳面１７に形成される光強度分布を種々と変
えている。
【００３１】９はレンズ部材（光学部材）であり、駆動
装置３２によって光軸方向に移動させることによって照
明光の角度分布を光軸中心に倍率的に変化させている。
１０は集光レンズであり、オプティカルインテグレータ
７の射出面７ｂ近傍の２次光源から射出した複数の光束
を集光し、被照射面としてのマスキングブレード１１面
を均一に照射（重畳照射）している。マスキングブレー
ド１１は複数の可動の遮光板より成り、マスキングブレ
ード駆動装置３１により、任意の開口形状が形成される
ようにしてレチクル１４面上の照明範囲を規制してい
る。
装置３２によって光軸方向に移動させることによって照
明光の角度分布を光軸中心に倍率的に変化させている。
１０は集光レンズであり、オプティカルインテグレータ
７の射出面７ｂ近傍の２次光源から射出した複数の光束
を集光し、被照射面としてのマスキングブレード１１面
を均一に照射（重畳照射）している。マスキングブレー
ド１１は複数の可動の遮光板より成り、マスキングブレ
ード駆動装置３１により、任意の開口形状が形成される
ようにしてレチクル１４面上の照明範囲を規制してい
る。
【００３２】１３は結像レンズであり、途中ミラー１２
での反射を経てマスキングブレード１１の開口形状を被
照射面としてのレチクル１４面に転写し、レチクル１４
面上の必要な領域を均一に照明している。レチクル１４
はレチクルステージ１５によって保持されている。
での反射を経てマスキングブレード１１の開口形状を被
照射面としてのレチクル１４面に転写し、レチクル１４
面上の必要な領域を均一に照明している。レチクル１４
はレチクルステージ１５によって保持されている。
【００３３】１６はレチクル１４上のパターンをウエハ
（基板）１８に縮小投影する投影光学系（投影レン
ズ）、１７は投影光学系の瞳、１８はレチクル１４上の
回路パターンが投影転写されるウエハー（基板）、１９
はウエハー１８を保持し光軸方向に動くウエハーチャッ
ク、２０はウエハーチャック１９を保持して光軸と直交
する平面に沿って２次元的に動くＸＹステージ、２１は
投影レンズ１６やＸＹステージが置かれる定盤を示す。
（基板）１８に縮小投影する投影光学系（投影レン
ズ）、１７は投影光学系の瞳、１８はレチクル１４上の
回路パターンが投影転写されるウエハー（基板）、１９
はウエハー１８を保持し光軸方向に動くウエハーチャッ
ク、２０はウエハーチャック１９を保持して光軸と直交
する平面に沿って２次元的に動くＸＹステージ、２１は
投影レンズ１６やＸＹステージが置かれる定盤を示す。
【００３４】ＸＹステージ２０は後述する作用のため、
所定量以上光軸方向に上下できる構造になっている。
所定量以上光軸方向に上下できる構造になっている。
【００３５】本実施形態における光学系では、発光部１
ａと第２焦点４とオプティカルインテグレータ７の入射
面７ａとマスキングブレード１１とレチクル１４とウエ
ハー面１８とが共役関係である。また、絞り８の射出面
と投影光学系１６の瞳面１７とが略共役関係となってい
る。
ａと第２焦点４とオプティカルインテグレータ７の入射
面７ａとマスキングブレード１１とレチクル１４とウエ
ハー面１８とが共役関係である。また、絞り８の射出面
と投影光学系１６の瞳面１７とが略共役関係となってい
る。
【００３６】２２、２３はウエハー１８の表面の光軸方
向に関する位置（高さ）を検出するための面位置検出装
置を示し、２２はウエハー１６を照明する照明装置、２
３はウエハー１８からにの表面からの反射光を受け、ウ
エハー１８の位置に応じた信号を出力する受光装置であ
る。２８は照明装置２２と受光装置２３を制御する制御
装置である。
向に関する位置（高さ）を検出するための面位置検出装
置を示し、２２はウエハー１６を照明する照明装置、２
３はウエハー１８からにの表面からの反射光を受け、ウ
エハー１８の位置に応じた信号を出力する受光装置であ
る。２８は照明装置２２と受光装置２３を制御する制御
装置である。
【００３７】２５はＸＹステージ２０上に固設された反
射鏡、２６は反射鏡２５の反射面にレーザー光を当てて
ＸＹステージ２０の変位量を検出するレーザー干渉計、
２７はレーザー干渉計２６の出力を受け、ＸＹステージ
２０の移動を制御する駆動装置である。
射鏡、２６は反射鏡２５の反射面にレーザー光を当てて
ＸＹステージ２０の変位量を検出するレーザー干渉計、
２７はレーザー干渉計２６の出力を受け、ＸＹステージ
２０の移動を制御する駆動装置である。
【００３８】尚、駆動装置２７は制御装置２８を介して
ウエハー１８の表面高さに関する面位置情報を受け、ウ
エハーチャック１９を光軸方向に動かすことにより、ウ
エハー１８の表面を投影レンズ系１６によるレチクル１
４のデバイスパターンの結像面に合致させている。
ウエハー１８の表面高さに関する面位置情報を受け、ウ
エハーチャック１９を光軸方向に動かすことにより、ウ
エハー１８の表面を投影レンズ系１６によるレチクル１
４のデバイスパターンの結像面に合致させている。
【００３９】２４はウエハー１８面上の照明光の角度分
布及び照度分布を検出するための測定手段の一要素を構
成するディテクター（照度計、検出器）であり、照射画
面領域内をＸＹステージ２０の駆動と共に移動しながら
照明光を受光し、その出力に対応した信号を検出装置２
９に送っている。
布及び照度分布を検出するための測定手段の一要素を構
成するディテクター（照度計、検出器）であり、照射画
面領域内をＸＹステージ２０の駆動と共に移動しながら
照明光を受光し、その出力に対応した信号を検出装置２
９に送っている。
【００４０】３０は、各装置２７、２８、２９、３１、
３２、３３、３４を制御する主制御装置であり、主制御
装置３０には、検出装置２９からの情報が入力されてい
る。本実施形態では光源１からレチクル１４に至る各要
素は照明光学系の一要素を構成している。
３２、３３、３４を制御する主制御装置であり、主制御
装置３０には、検出装置２９からの情報が入力されてい
る。本実施形態では光源１からレチクル１４に至る各要
素は照明光学系の一要素を構成している。
【００４１】本実施形態の投影露光装置は、照明条件を
変更した際に発生する、 ・投影光学系に入射する照明光の倍率テレセンのズレを
補正するとともに、それに加えて ・投影光学系に入射する照明光の軸上テレセンのズレ ・被照射面上の照度分布の変化 の変化量を互いに独立に補正する機能を設けたことを特
徴としている。
変更した際に発生する、 ・投影光学系に入射する照明光の倍率テレセンのズレを
補正するとともに、それに加えて ・投影光学系に入射する照明光の軸上テレセンのズレ ・被照射面上の照度分布の変化 の変化量を互いに独立に補正する機能を設けたことを特
徴としている。
【００４２】本発明による投影露光装置は、オプティカ
ルインテグレータ７と被照射面を制限するためのマスキ
ング手段１１との間にあるレンズ部材９を駆動させるこ
とにより、照明光学系の他の性能を実質的に変化させる
ことなく、投影光学系に入射する照明光の角度分布を光
軸中心に倍率的に変化させ、倍率テレセンを補正する機
構になっている。
ルインテグレータ７と被照射面を制限するためのマスキ
ング手段１１との間にあるレンズ部材９を駆動させるこ
とにより、照明光学系の他の性能を実質的に変化させる
ことなく、投影光学系に入射する照明光の角度分布を光
軸中心に倍率的に変化させ、倍率テレセンを補正する機
構になっている。
【００４３】また、軸上テレセンのズレに関しても、オ
プティカルインテグレータ７より光源１側に設けられた
光学系６の調整あるいは挿脱により、前記オプティカル
インテグレータ７への入射光束の角度を可変とすること
で、補正することができるようになっている。
プティカルインテグレータ７より光源１側に設けられた
光学系６の調整あるいは挿脱により、前記オプティカル
インテグレータ７への入射光束の角度を可変とすること
で、補正することができるようになっている。
【００４４】加えて、投影光学系１６に入射する照明光
の角度分布を測定手段２４で検知し、その結果をもとに
前記機構によりテレセンのズレを補正させることを行う
とともに、倍率テレセンや軸上テレセン補正のため駆動
した光学要素によって発生した照度ムラを、上記補正手
段とは独立な機構を用いて補正する機構を有している。
の角度分布を測定手段２４で検知し、その結果をもとに
前記機構によりテレセンのズレを補正させることを行う
とともに、倍率テレセンや軸上テレセン補正のため駆動
した光学要素によって発生した照度ムラを、上記補正手
段とは独立な機構を用いて補正する機構を有している。
【００４５】次に本実施形態における測定手段による投
影光学系１６から射出する照明光の角度分布の測定方法
を示す。尚、投影光学系１６へ入射する照明光の角度分
布は射出する照明光の角度分布と投影光学系１６の倍率
等から求めている。
影光学系１６から射出する照明光の角度分布の測定方法
を示す。尚、投影光学系１６へ入射する照明光の角度分
布は射出する照明光の角度分布と投影光学系１６の倍率
等から求めている。
【００４６】まず第１の方法について説明する。例えば
画面中心（光軸Ｌａ位置）における照明光の角度分布を
測定する場合、光軸Ｌａの位置のみ僅かに照明光が透過
するように、マスキングブレード駆動装置３１によりマ
スキングブレード１１を制限する。このとき図４に示す
ようにディテクター２４をほぼ光軸Ｌａ上の位置に移動
すると共に、実際のウエハー面１８ａから光軸Ｌａ方向
に所定距離だけ下方に位置させる。マスキングブレード
１１によって制限された照明光のみがウエハー面１８ａ
で一旦結像し、その後照射角度を反映したままディテク
ター２４に光が到達する。この光強度をＸＹステージ２
０を２次元的に動かしながらディテクター２４で測定
し、その結果を２次元的にプロットすることによって、
照明光の角度分布を判定している。
画面中心（光軸Ｌａ位置）における照明光の角度分布を
測定する場合、光軸Ｌａの位置のみ僅かに照明光が透過
するように、マスキングブレード駆動装置３１によりマ
スキングブレード１１を制限する。このとき図４に示す
ようにディテクター２４をほぼ光軸Ｌａ上の位置に移動
すると共に、実際のウエハー面１８ａから光軸Ｌａ方向
に所定距離だけ下方に位置させる。マスキングブレード
１１によって制限された照明光のみがウエハー面１８ａ
で一旦結像し、その後照射角度を反映したままディテク
ター２４に光が到達する。この光強度をＸＹステージ２
０を２次元的に動かしながらディテクター２４で測定
し、その結果を２次元的にプロットすることによって、
照明光の角度分布を判定している。
【００４７】ウエハー面上１８ａの光軸上以外の点で照
明光の角度分布を測定したい場合には、測定したい点の
マスキングブレード面内に対応する位置にマスキングブ
レード１１の微小開口部を設定するとともに、ディテク
ター２４の位置が測定位置になるようにＸＹステージ２
０を２次元的に移動させ、所定距離だけウエハー面から
下方に位置させて計測すればよい。
明光の角度分布を測定したい場合には、測定したい点の
マスキングブレード面内に対応する位置にマスキングブ
レード１１の微小開口部を設定するとともに、ディテク
ター２４の位置が測定位置になるようにＸＹステージ２
０を２次元的に移動させ、所定距離だけウエハー面から
下方に位置させて計測すればよい。
【００４８】その他、ディテクター２４の代わりにＣＣ
Ｄ（撮像素子）を用いる方法や、ウエハー面上でピンホ
ールを備えた遮光板とＣＣＤ等を用いて、照明光の角度
分布を判定する方法でもよい。これらに関する詳細な方
法については、 本出願人が先に特願平９−２５４３８６
号で提案した方法を用いることができる。
Ｄ（撮像素子）を用いる方法や、ウエハー面上でピンホ
ールを備えた遮光板とＣＣＤ等を用いて、照明光の角度
分布を判定する方法でもよい。これらに関する詳細な方
法については、 本出願人が先に特願平９−２５４３８６
号で提案した方法を用いることができる。
【００４９】次に第２の方法について説明する。
【００５０】図５に示すようにレチクル１４には微小開
口のレチクルパターン（マーク）が設けてある。５１は
ウエハー１８面近傍に入射する光量からの像の位置を検
出するためのディテクターである。レチクル１４上に設
けられた微小開口のレチクルパターン（マーク）を通過
し、ウエハー１８上に到達する光束の光量をディテクタ
ー５１で検出することでパターン像の位置を測定してい
る。
口のレチクルパターン（マーク）が設けてある。５１は
ウエハー１８面近傍に入射する光量からの像の位置を検
出するためのディテクターである。レチクル１４上に設
けられた微小開口のレチクルパターン（マーク）を通過
し、ウエハー１８上に到達する光束の光量をディテクタ
ー５１で検出することでパターン像の位置を測定してい
る。
【００５１】これによって、ディテクター５１をＸＹス
テージ２０と共に光軸Ｌａ方向にデフォーカスさせなが
ら、その度に像の位置を検出することで、デフォーカス
による像位置のシフトから投影光学系１６のテレセン度
のズレを検出している。
テージ２０と共に光軸Ｌａ方向にデフォーカスさせなが
ら、その度に像の位置を検出することで、デフォーカス
による像位置のシフトから投影光学系１６のテレセン度
のズレを検出している。
【００５２】次に第３の方法について説明する。
【００５３】レジスト等の感光材を塗布したウエハにレ
チクルパターンを投影露光する。この際に、ショット毎
に所定量フォーカスを変化させながら露光する。露光終
了後に現像したウエハーを、ＳＥＭ（走査電子顕微鏡）
等で所定パターンの像の位置を異なるフォーカス間で観
察・比較する。この所定の像のフォーカス毎のシフト量
から投影光学系１６のテレセン度のズレを検出してい
る。
チクルパターンを投影露光する。この際に、ショット毎
に所定量フォーカスを変化させながら露光する。露光終
了後に現像したウエハーを、ＳＥＭ（走査電子顕微鏡）
等で所定パターンの像の位置を異なるフォーカス間で観
察・比較する。この所定の像のフォーカス毎のシフト量
から投影光学系１６のテレセン度のズレを検出してい
る。
【００５４】以上のように測定した結果、投影光学系１
６の倍率および軸上テレセン度のズレが生じている場合
がある。特に、多くの投影露光装置ではある標準的な照
明モードＡで最も最適な角度特性の照明光が供給できる
ように照明系の各要素の位置を調整している。しかしな
がら、各々の照明モードを用いると、それぞれ光路が異
なるため、光学素子の反射防止膜の角度特性やムラ、レ
ンズ系の偏心の影響が異なる。この為、例えば斜入射照
明法や小σ値等の照明モードＡと異なる照明モードＢに
変えたときには、照明系の各要素が照明モードＡと同じ
では必ずしも照明光の角度が適切とはならないときがあ
る。
６の倍率および軸上テレセン度のズレが生じている場合
がある。特に、多くの投影露光装置ではある標準的な照
明モードＡで最も最適な角度特性の照明光が供給できる
ように照明系の各要素の位置を調整している。しかしな
がら、各々の照明モードを用いると、それぞれ光路が異
なるため、光学素子の反射防止膜の角度特性やムラ、レ
ンズ系の偏心の影響が異なる。この為、例えば斜入射照
明法や小σ値等の照明モードＡと異なる照明モードＢに
変えたときには、照明系の各要素が照明モードＡと同じ
では必ずしも照明光の角度が適切とはならないときがあ
る。
【００５５】次に図２・図６（Ａ）に示すように照明光
の角度分布がずれている（倍率テレセンがずれている）
場合の補正方法を示す。
の角度分布がずれている（倍率テレセンがずれている）
場合の補正方法を示す。
【００５６】ここでレンズ部材９は光軸方向に移動する
ことによって、倍率テレセンがほぼリニアに変化する機
構を有している。また、駆動機構と共に倍率テレセンは
変化するが、それ以外の性能（照明ＮＡ、有効光源の均
一性等）は実質的に変化しないようになっている。これ
により、レンズ部材９は光軸方向に移動することによっ
て、その他の性能とは独立に倍率テレセンのズレを補正
することができるようになっている。このときの倍率テ
レセンがレンズ部材９の駆動により可変となる概略図を
図６（Ａ）に、倍率テレセンの動きを図６（Ｂ）に示し
た。
ことによって、倍率テレセンがほぼリニアに変化する機
構を有している。また、駆動機構と共に倍率テレセンは
変化するが、それ以外の性能（照明ＮＡ、有効光源の均
一性等）は実質的に変化しないようになっている。これ
により、レンズ部材９は光軸方向に移動することによっ
て、その他の性能とは独立に倍率テレセンのズレを補正
することができるようになっている。このときの倍率テ
レセンがレンズ部材９の駆動により可変となる概略図を
図６（Ａ）に、倍率テレセンの動きを図６（Ｂ）に示し
た。
【００５７】この実施例における倍率テレセンのズレを
補正する手順を図７のフローチャートで示す。
補正する手順を図７のフローチャートで示す。
【００５８】上記で示した機構を用いて投影光学系１６
に入射する照明光の光軸上の角度分布を測定する。検出
装置２９から得られた倍率テレセンのズレ量をもとに制
御装置３０はレンズ部材９の動かすべき方向および量を
演算して、その駆動方向および駆動量に対応した信号を
レンズ系駆動装置３２に送る。レンズ系駆動装置３２は
信号に基づきレンズ部材９を所定方向・所定量だけ光軸
方向に駆動させる。駆動後再度照明光の角度分布測定を
行い、倍率テレセンのズレが最適補正値になっていたら
次のステップへ進む。そうでない場合は最適値になるま
で上記の手順を繰り返す。
に入射する照明光の光軸上の角度分布を測定する。検出
装置２９から得られた倍率テレセンのズレ量をもとに制
御装置３０はレンズ部材９の動かすべき方向および量を
演算して、その駆動方向および駆動量に対応した信号を
レンズ系駆動装置３２に送る。レンズ系駆動装置３２は
信号に基づきレンズ部材９を所定方向・所定量だけ光軸
方向に駆動させる。駆動後再度照明光の角度分布測定を
行い、倍率テレセンのズレが最適補正値になっていたら
次のステップへ進む。そうでない場合は最適値になるま
で上記の手順を繰り返す。
【００５９】次に、図３・図８（Ａ）に示すように軸上
テレセンがずれている場合、入射光の方向を修正するに
は、ウエハー１８面上とオプティカルインテグレータ７
の入射面７ａが共役であるから、オプティカルインテグ
レータ７に入射する光束の方向を変えてやれば良い。
テレセンがずれている場合、入射光の方向を修正するに
は、ウエハー１８面上とオプティカルインテグレータ７
の入射面７ａが共役であるから、オプティカルインテグ
レータ７に入射する光束の方向を変えてやれば良い。
【００６０】本実施形態では変更手段としての光学系６
を移動、もしくは挿脱することにより、この作用を実現
させている（図８（Ｂ））。
を移動、もしくは挿脱することにより、この作用を実現
させている（図８（Ｂ））。
【００６１】この実施形態における軸上テレセンのズレ
を補正する手順を図９のフローチャートで示しており、
具体的な方法は本出願人が先に提出した特願平９−２５
４３８６号で提案した方法を用いることができる。
を補正する手順を図９のフローチャートで示しており、
具体的な方法は本出願人が先に提出した特願平９−２５
４３８６号で提案した方法を用いることができる。
【００６２】また、照明光の角度分布測定値において、
倍率テレセンのズレと軸上テレセンのズレが同時に生じ
ていることも考えられる。この場合は、照明光の入射角
度のズレを、倍率テレセン成分および軸上テレセン成分
に分解し、それぞれに対し、上記の手順を組み合わせて
補正を行えばよい。テレセンのズレの測定値からの倍率
テレセンのズレ、および軸上テレセンのズレの分離は、
倍率成分を表す関数と、シフト成分を表す関数による最
小二乗法等の演算により、容易に行うことができる。
倍率テレセンのズレと軸上テレセンのズレが同時に生じ
ていることも考えられる。この場合は、照明光の入射角
度のズレを、倍率テレセン成分および軸上テレセン成分
に分解し、それぞれに対し、上記の手順を組み合わせて
補正を行えばよい。テレセンのズレの測定値からの倍率
テレセンのズレ、および軸上テレセンのズレの分離は、
倍率成分を表す関数と、シフト成分を表す関数による最
小二乗法等の演算により、容易に行うことができる。
【００６３】照明光の角度分布が最適になったら、ディ
テクター２４を用いて照度ムラの測定を行い、規格値を
満足しているかどうか確認を行う。レンズ系６を駆動し
たことにより、オプティカルインテグレータ７の入射面
での照度分布が変化するため、被照射面（ウエハー面１
８）での照度分布が悪化する可能性があるからである。
照度ムラが規格値を満たしていれば終了する。もし照度
ムラが規格値を満足していなければ、その測定値をもと
に制御装置３０で演算を行い、レンズ６を駆動装置３４
で駆動させて照度ムラを補正する。その後再度照度ムラ
測定を行い、規格値を満たしていれば終了、そうでない
場合は規格値を満足するまで照度ムラ補正の手順を実行
する。
テクター２４を用いて照度ムラの測定を行い、規格値を
満足しているかどうか確認を行う。レンズ系６を駆動し
たことにより、オプティカルインテグレータ７の入射面
での照度分布が変化するため、被照射面（ウエハー面１
８）での照度分布が悪化する可能性があるからである。
照度ムラが規格値を満たしていれば終了する。もし照度
ムラが規格値を満足していなければ、その測定値をもと
に制御装置３０で演算を行い、レンズ６を駆動装置３４
で駆動させて照度ムラを補正する。その後再度照度ムラ
測定を行い、規格値を満たしていれば終了、そうでない
場合は規格値を満足するまで照度ムラ補正の手順を実行
する。
【００６４】照度ムラ補正手段としては本出願人が特開
平０９−１９０９６９号で提案した、照射光の入射角度
によって透過率が異なるコーティングを施したクサビ状
の光学素子あるいは傾けた平行平面板を絞り８に設ける
方法がある。この方法を用いれば、照明モードの切替に
伴い、照度ムラの補正効果も切り替えられるため、絞り
８に装着した光学素子を最適に設定しておくことで、照
度ムラを最適化できる。
平０９−１９０９６９号で提案した、照射光の入射角度
によって透過率が異なるコーティングを施したクサビ状
の光学素子あるいは傾けた平行平面板を絞り８に設ける
方法がある。この方法を用いれば、照明モードの切替に
伴い、照度ムラの補正効果も切り替えられるため、絞り
８に装着した光学素子を最適に設定しておくことで、照
度ムラを最適化できる。
【００６５】他の照度ムラ補正手段として図１１に示す
ような、本出願人が特願平０９−１２６３３５号で提案
したオプティカルインテグレータ７の入射面７ａにＮＤ
フィルター等の光学フィルター６１を設け、その光学フ
ィルター６１を駆動させて補正する手段（不図示）が適
用できる。照明モード変更の際にこの光学フィルター６
１を最適位置へ駆動させれば、照度ムラを最小化するこ
とが可能となる。
ような、本出願人が特願平０９−１２６３３５号で提案
したオプティカルインテグレータ７の入射面７ａにＮＤ
フィルター等の光学フィルター６１を設け、その光学フ
ィルター６１を駆動させて補正する手段（不図示）が適
用できる。照明モード変更の際にこの光学フィルター６
１を最適位置へ駆動させれば、照度ムラを最小化するこ
とが可能となる。
【００６６】以上の照度ムラ補正手段の例はステップア
ンドリピート型の投影露光装置を示しているが、ステッ
プアンドスキャン型の走査型投影露光装置の場合にはレ
チクルステージ１５およびＸＹステージ２０と同期して
走査されるマスキングブレード１１の近傍に、スリット
幅がスキャン方向に任意に可変であるスリットを設ける
ことによって照度ムラ補正を行える。この手段による照
度ムラの補正の方法の概略図を図１２に示す。あるスリ
ット位置でのスキャンによる積算露光量をＩ0，Ｉ1 と
する。それに対応する位置の可変スリット７１の幅を各
々Ｄ0 ，Ｄ1としたとき、 Ｉ0 ＊Ｄ0 ＝ Ｉ1 ＊Ｄ1 となるように決めることによって、スキャンした際に被
照射面における積算露光量、すなわち照度分布を均一に
できる。
ンドリピート型の投影露光装置を示しているが、ステッ
プアンドスキャン型の走査型投影露光装置の場合にはレ
チクルステージ１５およびＸＹステージ２０と同期して
走査されるマスキングブレード１１の近傍に、スリット
幅がスキャン方向に任意に可変であるスリットを設ける
ことによって照度ムラ補正を行える。この手段による照
度ムラの補正の方法の概略図を図１２に示す。あるスリ
ット位置でのスキャンによる積算露光量をＩ0，Ｉ1 と
する。それに対応する位置の可変スリット７１の幅を各
々Ｄ0 ，Ｄ1としたとき、 Ｉ0 ＊Ｄ0 ＝ Ｉ1 ＊Ｄ1 となるように決めることによって、スキャンした際に被
照射面における積算露光量、すなわち照度分布を均一に
できる。
【００６７】以上の倍率テレセン・軸上テレセンの直列
的な補正手順、およびそれらの補正により生じた照度ム
ラの補正手順を図１０のフローチャートに示す。
的な補正手順、およびそれらの補正により生じた照度ム
ラの補正手順を図１０のフローチャートに示す。
【００６８】本実施形態は有効光源形成のための光源が
水銀ランプによるものを図示しているが、レーザー等に
よる有効光源形成も本実施形態と何ら機構的に異なるも
のではない。
水銀ランプによるものを図示しているが、レーザー等に
よる有効光源形成も本実施形態と何ら機構的に異なるも
のではない。
【００６９】次に上記説明した投影露光装置を利用した
半導体デバイスの製造方法の実施形態を説明する。
半導体デバイスの製造方法の実施形態を説明する。
【００７０】図１３は半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等
の半導体チップ、或いは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造
のフローを示す。
の半導体チップ、或いは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造
のフローを示す。
【００７１】ステップ１（回路設計）では半導体デバイ
スの回路設計を行なう。ステップ２（マスク製作）では
設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。
スの回路設計を行なう。ステップ２（マスク製作）では
設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。
【００７２】一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリ
コン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４
（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、前記用意したマ
スクとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ
上に実際の回路を形成する。
コン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４
（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、前記用意したマ
スクとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ
上に実際の回路を形成する。
【００７３】次のステップ５（組立）は後工程と呼ば
れ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。
れ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。
【００７４】ステップ６（検査）ではステップ５で作製
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これが出荷（ステップ７）される。
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００７５】図１４は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。
【００７６】ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に
電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打
込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では前記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。
電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打
込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では前記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。
【００７７】ステップ１７（現像）では露光したウエハ
を現像する。ステップ１８（エッチング）では現像した
レジスト以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジス
ト剥離）ではエッチングがすんで不要となったレジスト
を取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことに
よってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
を現像する。ステップ１８（エッチング）では現像した
レジスト以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジス
ト剥離）ではエッチングがすんで不要となったレジスト
を取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことに
よってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【００７８】本実施形態の製造方法を用いれば、従来は
製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを容易に製
造することができる。
製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを容易に製
造することができる。
【００７９】
【発明の効果】本発明によれば以上のように各要素を特
定することによって、照明モードや照明条件を種々と変
更した際に発生する倍率テレセンのズレ、および軸上テ
レセンのズレを互いに独立に補正することによって、照
明光を最適な角度で供給することができ、高解像度のパ
ターン像が得られる投影露光装置及びそれを用いたデバ
イスの製造方法を達成することができる。
定することによって、照明モードや照明条件を種々と変
更した際に発生する倍率テレセンのズレ、および軸上テ
レセンのズレを互いに独立に補正することによって、照
明光を最適な角度で供給することができ、高解像度のパ
ターン像が得られる投影露光装置及びそれを用いたデバ
イスの製造方法を達成することができる。
【００８０】また、これらを補正するための一手段とし
て、照射光の角度分布を測定する機能を用い、その測定
結果を元にフィードバック補正を行えるようにしてい
る。
て、照射光の角度分布を測定する機能を用い、その測定
結果を元にフィードバック補正を行えるようにしてい
る。
【００８１】さらに、以上のようなテレセンのズレを補
正することによって発生した照度ムラを、テレセン補正
の機能とは独立に補正する機構を構成することで、被照
射面での照度均一性をも保ち、レチクル面上の各種のパ
ターンをウエハー面上に安定して高い解像力で投影でき
る投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法を
達成することができる。
正することによって発生した照度ムラを、テレセン補正
の機能とは独立に補正する機構を構成することで、被照
射面での照度均一性をも保ち、レチクル面上の各種のパ
ターンをウエハー面上に安定して高い解像力で投影でき
る投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法を
達成することができる。
【００８２】この他本発明によれば、投影光学系に入射
する露光光の角度分布、または露光光 の入射角度のズ
レを測定し、その測定結果を元に照明系を構成する一部
の光学部材を駆動 あるいは挿脱することにより、照明
モードや照明条件を種々と変更しても倍率テレセンお
よび軸上テレセンのズレを互いに独立に最小とし、併せ
て発生する照度ムラを補正するこ とが可能となり、レ
チクル面上の各種のパターンをウエハー上に安定して高
い解像力で投 影することができる投影露光装置を達成
することができる。
する露光光の角度分布、または露光光 の入射角度のズ
レを測定し、その測定結果を元に照明系を構成する一部
の光学部材を駆動 あるいは挿脱することにより、照明
モードや照明条件を種々と変更しても倍率テレセンお
よび軸上テレセンのズレを互いに独立に最小とし、併せ
て発生する照度ムラを補正するこ とが可能となり、レ
チクル面上の各種のパターンをウエハー上に安定して高
い解像力で投 影することができる投影露光装置を達成
することができる。
【図１】本発明の実施形態の光学系の概略図
【図２】本発明に係る倍率テレセンのズレを示す説明図
【図３】本発明に係る軸上テレセンのズレを示す説明図
【図４】本発明の実施形態の照明光の角度分布の測定方
法を示す説明図
法を示す説明図
【図５】本発明の他の実施形態例を示す説明図
【図６】本発明に係る倍率テレセン補正機構の要部概略
図
図
【図７】本発明の実施形態の倍率テレセンの補正手順を
示すフローチャート
示すフローチャート
【図８】本発明に係る軸上テレセン補正機構の要部概略
図
図
【図９】本発明に係る軸上テレセンの補正手順を示すフ
ローチャート
ローチャート
【図１０】本発明に係る倍率テレセン・軸上テレセン・
照度ムラの補正を直列的に行うフローチ ャート
照度ムラの補正を直列的に行うフローチ ャート
【図１１】本発明に係る光学フィルターを用いた照度ム
ラ補正手段を示す説明図
ラ補正手段を示す説明図
【図１２】本発明に係る走査露光装置の場合の照度ムラ
補正手段を示す説明図
補正手段を示す説明図
【図１３】本発明のデバイスの製造方法のフローチャー
ト
ト
【図１４】本発明のデバイスの製造方法のフローチャー
ト
ト
１ 水銀ランプ（光源） ２ 楕円ミラー ３ コールドミラー ４ 楕円ミラー２ の第２ 焦点 ５ 光学系 ６ 光学系 ７ オプティカルインテグレータ ８ 絞り ９ レンズ部材 １０ レンズ １１ マスキングブレード １２ ミラー １３ 結像レンズ １４ レチクル １５ レチクルステージ １６ 投影光学系（投影レンズ） １７ 投影レンズ瞳 １８ ウエハー １９ ウエハーチャック ２０ ＸＹステージ ２１ 定盤 ２４ ディテクター ５１ ディテクター ６１ 光学フィルター ６２ 透過率調整部（ＮＤフィルター） ７１ 可変スリット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/30 ５２８
Claims (12)
- 【請求項１】 パターンが形成されたレチクルを照明す
る照明光学系と、該パターンを基板上に投影する投影光
学系と、該投影光学系に入射する照明光の角度分布を測
定する測定手段とを有し、該測定手段の測定結果に基づ
いて、前記照明光学系の一部の光学部材を光軸方向に移
動させることにより、前記投影光学系に入射する照明光
の角度分布を光軸中心に倍率的に変化させることを特徴
とする投影露光装置。 - 【請求項２】 前記照明光学系はオプティカルインテグ
レータと被照射面を制限するためのマスキング手段を有
し、前記光学部材は該オプティカルインテグレータとマ
スキング手段との間にあるレンズ部材であることを特徴
とする請求項１の投影露光装置。 - 【請求項３】 前記照明光学系は照明条件を変更した際
に発生する投影光学系に入射する照明光の角度分布の倍
率的変化が補正可能であるとともに、投影光学系に入射
する照明光の角度分布のシフト的変化、又は被照射面上
の照度分布の変化の両方の変化、あるいは少なくとも一
方の変化の計３項目あるいは計２項目の変化を互いに独
立に補正する機能を有していることを特徴とする請求項
１又は２の投影露光装置。 - 【請求項４】 前記照明光学系は前記オプティカルイン
テグレータに入射する照明光の角度を変更する変更手段
を有し、該変更手段は照明条件を変更した際に、前記投
影光学系に入射する照明光の角度分布をある所定の方向
へほぼ一律にシフトさせていることを特徴とする請求項
３の投影露光装置。 - 【請求項５】 前記変更手段は前記オプティカルインテ
グレータの光源側に設けた光学系と、該光学系を移動、
もしくは挿脱する機構を有していることを特徴とする請
求項４の投影露光装置。 - 【請求項６】 前記測定手段からの結果をフィードバッ
クして前記光学部材を駆動し、照明光の角度分布を補正
することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項の
投影露光装置。 - 【請求項７】 前記測定手段は、前記マスクキング手段
又はマスキング手段の光学的共役面に対し所定の量だけ
光軸方向に移動させた位置であって、前記基板上に設け
られた照度計、あるいは撮像素子を有していることを特
徴とする請求項６の投影露光装置。 - 【請求項８】 前記測定手段は前記基板近傍に設けた光
量検知手段を有し、該光量検知手段は微小開口のレチク
ルパターンを基板上に投影し、該レクチルパターンの被
照射面におけるフォーカス毎の像ずれを検知しているこ
とを特徴とする請求項６の投影露光装置。 - 【請求項９】 前記測定手段は、微小開口のレチクルパ
ターンを基板上に投影露光し、レジスト等の感光材を塗
布した基板に焼き付けられたレチクルパターンのフォー
カス毎の像ズレをＳＥＭ（走査電子顕微鏡）等で観察す
る構成を有していることを特徴とする請求項６の投影露
光装置。 - 【請求項１０】 前記投影露光装置は前記照明光の角度
を変更する変更手段の位置および状態を検出する検出機
構と記憶する記憶機構を有し、必要に応じて前記変更手
段を記憶された最適な位置に駆動させていることを特徴
とする請求項４又は５の投影露光装置。 - 【請求項１１】 前記投影光学系に入射する照明光の角
度分布を光軸中心に倍率的に変化させたときに発生する
被照射面の照度分布変化を補正する補正手段を有するこ
とを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項の投影露
光装置。 - 【請求項１２】 請求項１から１１のいずれか１項記載
の投影露光装置を用いてレチクル面上のパターンを投影
光学系によりウエハ面上に投影露光した後、該ウエハを
現像処理工程を介してデバイスを製造していることを特
徴とするデバイスの製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP13617098A JP3937580B2 (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | 投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 |
| US09/300,845 US6768546B2 (en) | 1998-04-30 | 1999-04-28 | Projection exposure apparatus and device manufacturing method using the same |
| KR1019990015752A KR19990083636A (ko) | 1998-04-30 | 1999-04-30 | 투영노광장치와이것을사용한디바이스제조방법 |
| KR1020020027246A KR20020041395A (ko) | 1998-04-30 | 2002-05-17 | 투영노광장치와 이것을 사용한 디바이스제조방법 |
| KR10-2003-0070178A KR100485314B1 (ko) | 1998-04-30 | 2003-10-09 | 투영노광장치와 이것을 사용한 디바이스제조방법 |
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|---|---|---|---|
| JP13617098A JP3937580B2 (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | 投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 |
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| JPH11317349A true JPH11317349A (ja) | 1999-11-16 |
| JP3937580B2 JP3937580B2 (ja) | 2007-06-27 |
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ID=15168969
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|---|---|---|---|
| JP13617098A Expired - Fee Related JP3937580B2 (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | 投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 |
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