JPH1187232A - Aligner and manufacture of device using the same - Google Patents

Aligner and manufacture of device using the same

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JPH1187232A
JPH1187232A JP9254386A JP25438697A JPH1187232A JP H1187232 A JPH1187232 A JP H1187232A JP 9254386 A JP9254386 A JP 9254386A JP 25438697 A JP25438697 A JP 25438697A JP H1187232 A JPH1187232 A JP H1187232A
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exposure
illumination
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light source
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洋 佐藤
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健一郎 篠田
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make feasible of projecting a pattern on a reticle face on a wafer surface in high resolving power by a method, wherein the optical position of a component member of illumination system is adjusted, based on the measured results of the photointensity distribution on the pupil face in an optical system, the deviation and gradient of main exposure light, the angle distribution of irradiated light on the reticle, and the like. SOLUTION: A lens system 6 is manipulated according to the detection results by an illumination meter 24, so as to adjust the lightintensity distribution on a pupil face and the asymmetry to the exposure optical axis. At this time, a masking blade 12 makes deviations in the main exposure light to appear on a plane displaced form the exposure surface in the exposure optical axis direction, while the illumination meter 24 measures the deviations in the main light at this time. Moreover, the illumination meter 24 detects the gradient of the main light to the optical axis La of the optical system (5-16) to manipulate the lens system 6 based on the signals from optical system for adjusting the gradient of the main exposure light. In such a constitution, when the angular distribution of the illumination light is deviated from the optical system 16, the positions of respective elements in the illumination system are adjusted so that the illumination light having the dominant characteristics are emitted.

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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus and a method of manufacturing a device using the same, and more particularly, to a pattern on a first object plane provided with a surface to be illuminated on a second object plane by a projection optical system. When the projection exposure is performed, the light intensity distribution (illuminance distribution) and the telecentricity (deviation of the center of gravity of the light beam or deviation of the center of the effective light source) on the irradiated surface are appropriately set to easily obtain a high resolution. This is suitable when manufacturing a device by using an and repeat method or a step and scan method.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近の半導体素子製造用の投影露光装置
では、超LSI等の高集積化に伴い、投影露光装置とし
てこれまで以上に高解像度のパターンが形成できる装置
が要求されるようになってきている。
2. Description of the Related Art In a recent projection exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device, an apparatus capable of forming a pattern with a higher resolution than ever has been demanded as a projection exposure apparatus in accordance with high integration of a super LSI or the like. Is coming.

【0003】このような要求を満たす投影露光装置とし
て本出願人は例えば特開平5−47629号公報や特開
平6−204123号公報において、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を用いた投影露
光装置を提案している。このような照明法では、照明系
中に設けている開口絞りの開口形状を変更することで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、所謂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、被照射面を照明するようにし
ている。
As a projection exposure apparatus which satisfies such demands, the present applicant has disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Hei 5-47629 and Hei 6-204123 a super-resolution imaging technique called oblique incidence illumination or a phase shift mask. Have proposed a projection exposure apparatus. In such an illumination method, σ is changed by changing the aperture shape of an aperture stop provided in the illumination system.
Value (the ratio of the NA of the projection optical system to the NA of the illumination optical system) or form a secondary light source having a special shape such as a so-called annular shape or quadrupole shape to illuminate the irradiated surface. I am trying to do it.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】最近の超LSI等の高
集積化を目的とした半導体素子製造用の投影露光装置に
は回路パターンの焼き付けに極めて高い転写が要求され
ている。この要求を満足させる1つの要素に投影光学系
に入射する照明光の角度分布を適切にすることがある。
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、像のズレとして
現われてくる。
In recent years, a projection exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device for high integration of a super LSI or the like has been required to have extremely high transfer for printing a circuit pattern. One element that satisfies this requirement may have an appropriate angular distribution of illumination light incident on the projection optical system.
If illumination light having a predetermined angle relationship cannot be supplied to the projection optical system, an image shift appears when the wafer is defocused.

【0005】これは数回の工程を経ることにより、段差
が生じたウエハーに重ね合わせて回路パターンを露光す
る際、像のズレが生じることを意味しており、半導体素
子製造において歩留りが悪化する。
This means that an image shift occurs when a circuit pattern is exposed while being superimposed on a wafer having a step due to several steps, and the yield is deteriorated in the manufacture of semiconductor devices. .

【0006】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光学的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。これは各々照明モードで光路が異
なるため、照明系を構成する各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。
Conventionally, in many projection exposure apparatuses, the optical position of each element of the illumination system is adjusted so that illumination light having the most optimal angle characteristic can be supplied in a standard illumination mode A.
However, the illumination mode A such as the oblique incidence illumination method and the small σ value
When the illumination mode B was changed to a different illumination mode, the angle of the illumination light was not always appropriate when the components of the illumination system were the same as the illumination mode A. This is because the optical path differs in each illumination mode, and the influence of unevenness of the antireflection film of each optical element constituting the illumination system and eccentricity of the lens system differ.

【0007】本発明は、光学系の瞳面の光強度分布、露
光光の主光線のずれ、露光光の主光線の傾き具合、被照
射面(レチクル)上に照射される照射光の角度分布等を
測定し、さらにその測定結果を基に照明系を構成する一
部の部材の光学的位置を調整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照明光を最適な角度で供
給することができ、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することができ
る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。
According to the present invention, there is provided a light intensity distribution on a pupil plane of an optical system, a shift of a principal ray of exposure light, a degree of inclination of a principal ray of exposure light, and an angular distribution of irradiation light irradiated on a surface to be irradiated (reticle). The illumination light is supplied at the optimal angle even if the illumination mode and illumination conditions are changed by adjusting the optical position of some parts of the illumination system based on the measurement results. It is an object of the present invention to provide an exposure apparatus capable of stably projecting various patterns on a reticle surface onto a wafer surface with a high resolution and a method for manufacturing a device using the same.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の露光装置は、 (1-1) 光源から放射した露光光でパターンを照明し、該
パターンを露光面に設けた基板面上に光学系を利用して
露光する露光装置において、露光面における照度分布を
測定するために該露光面にその受光部を一致させて該露
光面及び露光光軸方向に沿って移動する照度計と、該露
光面の光源側に配された、該露光面における露光範囲を
規制する、開口の大きさが可変であるマスキング手段と
を設け、該マスキング手段により該露光面から該露光光
軸方向に変位した平面に該光学系の瞳面の光強度分布が
現れるように該露光範囲を規制し、該照度計の受光部を
該平面に一致させて該照度計を該平面に沿って移動させ
ることにより該光強度分布を測定することを特徴として
いる。
An exposure apparatus according to the present invention comprises: (1-1) illuminating a pattern with exposure light emitted from a light source, and utilizing an optical system on a substrate surface provided with the pattern on the exposure surface. An illuminometer that moves along the direction of the exposure surface and the exposure optical axis by aligning its light receiving portion with the exposure surface in order to measure the illuminance distribution on the exposure surface, and a light source for the exposure surface. A masking means having a variable aperture size, which regulates an exposure range on the exposure surface, disposed on the side of the exposure surface, and the masking means displaces the optical system from the exposure surface in a plane displaced in the direction of the exposure optical axis. The exposure range is regulated so that the light intensity distribution on the pupil plane of the system appears, and the light intensity distribution is adjusted by moving the illuminometer along the plane by aligning the light receiving unit of the illuminometer with the plane. It is characterized by measuring.

【0009】(1-2) 光源から放射した露光光でパターン
を照明し、該パターンを露光面に設けた基板面上に光学
系を利用して露光する露光装置において、露光面におけ
る照度分布を測定するために該露光面にその受光部を一
致させて該露光面及び露光光軸方向に沿って移動する照
度計と、該露光面の光源側に配された、該露光面におけ
る露光範囲を規制する、開口の大きさが可変であるマス
キング手段とを設け、該マスキング手段により該露光面
から該露光光軸方向に変位した平面に露光光の主光線の
ずれが現れるように該露光範囲を規制し、該照度計の受
光部を該平面に一致させて該照度計を該平面に沿って移
動させることにより該主光線のずれを測定することを特
徴としている。
(1-2) In an exposure apparatus that illuminates a pattern with exposure light emitted from a light source and exposes the pattern on a substrate surface provided on the exposure surface by using an optical system, an illuminance distribution on the exposure surface is determined. An illuminometer that moves along the exposure surface and the exposure optical axis direction with its light receiving portion aligned with the exposure surface for measurement, and an exposure range on the exposure surface, which is disposed on the light source side of the exposure surface. A masking means for regulating the size of the aperture is provided, and the masking means adjusts the exposure range so that a shift of a principal ray of the exposure light appears on a plane displaced in the direction of the exposure optical axis from the exposure surface. The displacement of the principal ray is measured by regulating the light receiving unit of the illuminometer so as to coincide with the plane and moving the illuminometer along the plane.

【0010】(1-3) 光源から放射した露光光でパターン
を照明し、該パターンを露光面に設けた基板面上に光出
射側がテレセントリックな光学系を用いて露光する露光
装置において、該露光光の主光線の該光学系の光軸に対
する傾き具合を検出する検出器と、該検出器からの検出
結果に応じて該露光光の主光線の傾角を調節することに
より該露光光の主光線を該光学系の光軸と平行にする調
整手段と、該調整手段の調節により生じる該露光面での
照度むらを補正する補正手段とを有することを特徴とし
ている。
(1-3) An exposure apparatus for illuminating a pattern with exposure light emitted from a light source and exposing the pattern on a substrate surface provided on the exposure surface using an optical system whose light emission side is telecentric. A detector for detecting the degree of inclination of the chief ray of light with respect to the optical axis of the optical system, and adjusting the inclination angle of the chief ray of the exposure light according to the detection result from the detector to thereby adjust the chief ray of the exposure light. And an adjusting means for making the light parallel to the optical axis of the optical system, and a correcting means for correcting uneven illuminance on the exposure surface caused by adjustment of the adjusting means.

【0011】(1-4) 光源から放射され光学系の瞳面を介
した露光光でパターンを露光面に設けた基板面上に露光
する露光装置において、該瞳面での光強度分布の非対称
性を検出する検出器と、該検出器からの検出結果に応じ
て該瞳面の該光源側で該露光光を調節することにより該
瞳面での光強度分布を露光光軸に関して対称にする調節
手段と、該調節手段の調節により生じる該露光面での照
度むらを補正する補正手段とを有することを特徴として
いる。
(1-4) In an exposure apparatus for exposing a pattern on a substrate surface provided on an exposure surface with exposure light radiated from a light source and passing through a pupil surface of an optical system, asymmetry of light intensity distribution on the pupil surface A light intensity distribution on the pupil plane symmetrical with respect to the exposure light axis by adjusting the exposure light on the light source side of the pupil plane according to a detection result from the detector. It is characterized by comprising adjusting means, and correcting means for correcting uneven illuminance on the exposure surface caused by adjustment of the adjusting means.

【0012】本発明の投影露光装置は、 (2-1) 光源から放射した光束で照明系を介して被照射面
上のパターンを照明し、該パターンを投影光学系により
基板面上に投影し露光する投影露光装置において、該被
照射面又はそれと光学的共役面から光軸方向に所定量離
れた位置に照度計を設け、該照度計により照明光の角度
分布を求め該照度計からの信号に基づいて該照明系を構
成する一部の部材もしくは光源位置(もしくはその両
方)を回動させて又は光軸と直交する平面内に駆動させ
て、照明光の角度分布を調整していることを特徴として
いる。
The projection exposure apparatus according to the present invention comprises: (2-1) illuminating a pattern on a surface to be irradiated with a light beam emitted from a light source via an illumination system, and projecting the pattern on a substrate surface by a projection optical system. In a projection exposure apparatus that performs exposure, an illuminometer is provided at a position separated by a predetermined amount in the optical axis direction from the irradiated surface or an optically conjugate surface thereof, and an angle distribution of illumination light is obtained by the illuminometer, and a signal from the illuminometer is obtained. The angle distribution of the illumination light is adjusted by rotating some of the members constituting the illumination system and / or the position of the light source (or both) or driving the illumination system in a plane perpendicular to the optical axis based on It is characterized by.

【0013】(2-2) 光源から放射した光束で照明系を介
して被照射面上のパターンを照明し、該パターンを投影
光学系により基板面上に投影し露光する投影露光装置に
おいて、該照明系は該被照射面と光学的共役面に該被照
射面の大きさを制限するマスキング手段を有しており、
該マスキング手段又はそれと光学的共役面から光軸方向
に所定量離れた位置に照度計を設け、該照度計により照
明光の角度分布を求め該照度計からの信号に基づいて該
照明系を構成する一部の部材もしくは光源位置(もしく
はその両方)を回動させて又は光軸と直交する平面内に
駆動させて、照明光の角度分布を調整していることを特
徴としている。
(2-2) A projection exposure apparatus for illuminating a pattern on an irradiation surface with a light beam emitted from a light source via an illumination system, and projecting and exposing the pattern onto a substrate surface by a projection optical system. The illumination system has masking means for limiting the size of the irradiated surface to the irradiated surface and the optically conjugate surface,
An illuminometer is provided at a position separated by a predetermined amount in the optical axis direction from the masking means or an optical conjugate plane thereof, and the illumination system is configured based on a signal from the illuminometer by obtaining an angular distribution of illumination light by the illuminometer. It is characterized in that the angular distribution of the illumination light is adjusted by rotating some of the members and / or the light source positions (or both) or driving them in a plane perpendicular to the optical axis.

【0014】(2-3) 光源から放射した光束で照明系を介
して被照射面上のパターンを照明し、該パターンを投影
光学系により基板面上に投影し露光する投影露光装置に
おいて、該照明系は複数の2次光源を形成する2次光源
形成手段と、該被照射面の大きさを制限するマスキング
手段を有しており、該マスキング手段又はそれと光学的
共役面から光軸方向に所定量離れた位置に照度計を設
け、該照度計により照明光の角度分布を求め該照度計か
らの信号に基づいて該照明系を構成する一部の部材また
は光源位置(もしくはその両方)を回動させて又は光軸
と直交する平面内に駆動させて、照明光の角度分布を調
整していることを特徴としている。
(2-3) A projection exposure apparatus which illuminates a pattern on a surface to be irradiated with a light beam emitted from a light source via an illumination system, and projects and exposes the pattern on a substrate surface by a projection optical system. The illumination system has secondary light source forming means for forming a plurality of secondary light sources, and masking means for limiting the size of the surface to be illuminated, and is provided in the optical axis direction from the masking means or an optically conjugate plane thereof. An illuminometer is provided at a position separated by a predetermined amount, an angle distribution of illumination light is obtained by the illuminometer, and a part of the illumination system and / or a light source position (or both) constituting the illumination system is determined based on a signal from the illuminometer. It is characterized in that the angle distribution of the illumination light is adjusted by rotating or driving in a plane perpendicular to the optical axis.

【0015】特に、 (2-3-1) 前記一部の部材は前記2次光源形成手段の光入
射面側に設けられたレンズ系より成っていること。
In particular, (2-3-1) the part of the members comprises a lens system provided on the light incident surface side of the secondary light source forming means.

【0016】(2-3-2) 前記一部の部材は前記2次光源形
成手段の光入射面側に設けられた平行平面板より成って
いること。
(2-3-2) The part of the members is formed of a plane-parallel plate provided on the light incident surface side of the secondary light source forming means.

【0017】(2-3-3) 前記一部の部材は前記2次光源形
成手段の光入射面側に設けられた断面が楔形状の光学部
材より成っていること。
(2-3-3) The part of the member is a wedge-shaped optical member provided on the light incident surface side of the secondary light source forming means.

【0018】(2-3-4) 前記一部の部材は前記2次光源形
成手段の光入射面側に設けられた開口径が一定又は可変
の絞り部材より成っていること。等を特徴としている。
(2-3-4) The part of the member is formed of a diaphragm member having a constant or variable aperture diameter provided on the light incident surface side of the secondary light source forming means. And so on.

【0019】この他、構成要件(2-1) 〜(2-3) におい
て、 (2-3-5) 前記照度計からの信号に基づいて主制御装置に
よって前記被照射面又はそれと光学的共役面の照度ムラ
を測定し、該主制御装置からの信号に基づいて前記照明
系の光路中に設けた照度ムラ補正機構によって該照度ム
ラを補正していることを特徴としている。
In addition, in the constitutional requirements (2-1) to (2-3), (2-3-5) the main control unit based on a signal from the illuminometer causes the illuminated surface or an optically conjugate with the illuminated surface. The illuminance unevenness of a surface is measured, and the illuminance unevenness is corrected by an illuminance unevenness correction mechanism provided in an optical path of the illumination system based on a signal from the main controller.

【0020】本発明のデバイスの製造方法は、 (3-1) 構成(1-1)〜(1-4) の露光装置、又は構成(2-1)
〜(2-3) 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。
The method for manufacturing a device according to the present invention comprises the steps of: (3-1) an exposure apparatus having the constitutions (1-1) to (1-4);
After projecting and exposing a pattern on a reticle surface onto a wafer surface by a projection optical system using the projection exposure apparatus of any one of (1) to (2-3), the device is manufactured through a developing process of the wafer. And

【0021】[0021]

【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。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic view of a main part of a first embodiment of the present invention. This embodiment shows a case in which the present invention is applied to a step-and-repeat type or step-and-scan type projection exposure apparatus for lithography of submicron or quarter micron or less.

【0022】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は楕
円ミラー2の第2焦点又はその近傍4に結像される。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
又はその近傍4に発光部1aの発光部像(光源像)1b
を形成している。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an arc tube as a light source such as a mercury lamp, which has a high-luminance light emitting portion 1a which emits ultraviolet rays, far ultraviolet rays and the like. The light emitting section 1a is disposed at the first focal point of the elliptical mirror 2 or in the vicinity thereof. The light emitting section 1a is imaged at the second focal point of the elliptical mirror 2 or at the vicinity 4 thereof. 3
Denotes a cold mirror, which is formed of a multilayer film and transmits most infrared light and reflects most ultraviolet light. The elliptical mirror 2 has a light-emitting portion image (light source image) 1b of the light-emitting portion 1a at or near the second focal point 4 via the cold mirror 3.
Is formed.

【0023】5は光学系であり、コンデンサーレンズや
コリメーターレンズ、そしてズームレンズなどから成
り、第2焦点又はその近傍4に形成した発光部像1bを
レンズ系(調整手段)6を介してオプティカルインテグ
レータ(2次光源形成手段)7の入射面7aに結像させ
ている。
Reference numeral 5 denotes an optical system, which includes a condenser lens, a collimator lens, and a zoom lens. The light emitting unit image 1b formed at or near the second focal point 4 is optically transmitted through a lens system (adjustment means) 6. An image is formed on an incident surface 7a of an integrator (secondary light source forming means) 7.

【0024】レンズ系6は被照射面(例えばレチクル
面)に入射する照明光の入射角度を調整する調整手段と
しての作用を有しており、レンズ系駆動装置32により
光軸方向及び光軸に垂直な平面に沿って2次元的に駆動
可能となっている。
The lens system 6 has a function as an adjusting means for adjusting an incident angle of illumination light incident on a surface to be irradiated (for example, a reticle surface). It can be driven two-dimensionally along a vertical plane.

【0025】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次元的に所定ピッチで配
列して構成しており、その射出面7b近傍に複数の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3
3により、絞りの大きさ及び形状を可変としている。
The optical integrator 7 has a cross section of 4
A plurality of angular minute lenses are two-dimensionally arranged at a predetermined pitch, and a plurality of secondary light sources are formed near the exit surface 7b. An aperture 8 is arranged near the exit surface 7b of the optical integrator 7, and the aperture driving mechanism 3
3, the size and shape of the stop are made variable.

【0026】本実施形態では本出願人が先の特開平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。
In this embodiment, the applicant of the present invention disclosed in the
As proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 47626 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-47640, a pupil plane 17 of the projection optical system 16 is selected and used by selecting an aperture having a different aperture shape according to the pattern shape on the reticle 14. Are variously changed.

【0027】9は照度ムラ補正手段(補正手段)であ
り、駆動装置34で被照射面14上の照度ムラの補正を
行う。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近傍の複数の2次光源から射出し
た複数の光束を集光し、ミラー11で反射させて被照射
面としてのマスキングブレード12面を重畳照射して、
その面を均一に照明している。
Reference numeral 9 denotes illuminance unevenness correction means (correction means), which corrects illuminance unevenness on the surface 14 to be illuminated by the driving device 34. A condensing lens 10 condenses a plurality of light beams emitted from a plurality of secondary light sources in the vicinity of an emission surface 7b of the optical integrator 7, reflects the light beam on a mirror 11, and superimposes a masking blade 12 surface as an irradiation surface. Irradiate,
The surface is uniformly illuminated.

【0028】マスキングブレード12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、ウエハ1
8面上の露光範囲を規制している。13は結像レンズで
あり、マスキングブレード12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。
The masking blade 12 is made up of a plurality of movable light shielding plates, and the masking blade driving device 31 forms an arbitrary opening shape so that the wafer 1
The exposure range on eight surfaces is regulated. Reference numeral 13 denotes an imaging lens which transfers an opening shape of the masking blade 12 to a surface of a reticle 14 as a surface to be irradiated, and uniformly illuminates a required area on the surface of the reticle 14. The reticle 14 is held by a reticle stage 15.

【0029】16はレチクル14面上の回路パターンを
縮小投影する投影光学系(投影レンズ)であり、射出テ
レセントリック系より成っている。17は投影光学系1
6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(基板)であり、露光面に位置してい
る。19はウエハ18を保持し光軸方向に動くウエハチ
ャック、20はウエハチャック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20が置かれる定盤で
ある。XYステージ20は後述する照明光の角度特性を
測定する為に光軸La方向に所定量上下できる構造にな
っている。
Reference numeral 16 denotes a projection optical system (projection lens) for projecting a circuit pattern on the reticle 14 in a reduced scale, and comprises an emission telecentric system. 17 is a projection optical system 1
The pupil 6 and 18 are a wafer (substrate) on which the circuit pattern on the reticle 14 is projected and transferred, and are located on the exposure surface. 19 is a wafer chuck that holds the wafer 18 and moves in the optical axis direction, 20 is an XY stage that holds the wafer chuck 19 and moves two-dimensionally along a plane orthogonal to the optical axis, 21
Is a surface plate on which the projection lens 16 and the XY stage 20 are placed. The XY stage 20 has a structure that can move up and down by a predetermined amount in the direction of the optical axis La in order to measure the angular characteristics of the illumination light described later.

【0030】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
面とマスキングブレード12とレチクル14とウエハ面
18とが互いに共役関係である。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。
In the optical system according to the present embodiment, the light emitting section 1
a, the second focal point 4, the incident surface of the optical integrator 7, the masking blade 12, the reticle 14, and the wafer surface 18 have a conjugate relationship with each other. Further, the exit surface of the stop 8 and the pupil surface 17 of the projection optical system 16 have a substantially conjugate relationship.

【0031】22,23はウエハ18の表面の光軸方向
に関する位置(高さ)情報を検出するための面位置検出
装置の一部分を示し、22はウエハ18を斜方向から照
明する照明装置、23はウエハ18の表面からの反射光
を受け、ウエハ18の面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。
Reference numerals 22 and 23 denote a part of a surface position detecting device for detecting position (height) information on the surface of the wafer 18 in the optical axis direction. Reference numeral 22 denotes an illuminating device for illuminating the wafer 18 from an oblique direction. Reference numeral denotes a light receiving device that receives light reflected from the surface of the wafer 18 and outputs a signal corresponding to the surface position of the wafer 18. Reference numeral 28 denotes a control device that controls the lighting device 22 and the light receiving device 23.

【0032】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からの出力を受け、XYステ
ージ20の移動を制御する駆動装置である。
25 is a reflecting mirror fixedly mounted on the XY stage 20, 26 is a laser interferometer for irradiating the reflecting surface of the reflecting mirror 25 with a laser beam to detect the displacement of the XY stage 20,
Reference numeral 27 denotes a driving device that receives an output from the laser interferometer 26 and controls the movement of the XY stage 20.

【0033】尚、駆動装置27は制御装置28からウエ
ハ18の表面高さに関する面位置情報を受け、ウエハチ
ャック19を光軸方向に動かすことにより、ウエハ18
の表面を投影レンズ系16によるレチクル14のデバイ
スパターンの結像面に合致させている。
The driving device 27 receives surface position information on the surface height of the wafer 18 from the control device 28, and moves the wafer chuck 19 in the optical axis direction, thereby causing the wafer 18 to move.
Is matched with the image plane of the device pattern of the reticle 14 by the projection lens system 16.

【0034】24はウエハ18面上に入射する照明光の
角度分布及びその面上の照度分布を検出するためのディ
テクター(照度計,検出器)であり、ウエハ18面に受
光部を一致させて照射画面領域内を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29に送っている。又、照度計2
4は光軸La方向に移動可能となっている。
Reference numeral 24 denotes a detector (illuminance meter, detector) for detecting the angular distribution of the illumination light incident on the surface of the wafer 18 and the illuminance distribution on the surface. The illumination light is received while moving in the irradiation screen area together with the driving of the XY stage 20, and a signal corresponding to the output is sent to the detection device 29. Also, illuminometer 2
Reference numeral 4 is movable in the direction of the optical axis La.

【0035】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る。
Reference numeral 30 denotes each device 27, 28, 29, 31,
It is a main controller that controls 32, 33, and 34, and information from the detector 29 is input to the main controller 30.

【0036】尚、本実施形態ではマスキングブレード1
2は、その開口形状を変えて図2に示す露光面18aか
ら露光光軸La方向に変位した平面18bに光学系の瞳
面(17又は絞り8)の光強度分布が現れるようにして
いる。
In this embodiment, the masking blade 1
Reference numeral 2 changes the aperture shape so that the light intensity distribution on the pupil plane (17 or the stop 8) of the optical system appears on a plane 18b displaced in the direction of the exposure optical axis La from the exposure plane 18a shown in FIG.

【0037】照度計24は、瞳面の光強度分布及び光強
度分布の露光光軸に対する非対称性を測定している。そ
して照度計24からの検出結果に基づいてレンズ系(調
整手段)6を駆動させて瞳面の光強度分布及びその露光
光軸に対する非対称性を調整している。
The illuminometer 24 measures the light intensity distribution on the pupil plane and the asymmetry of the light intensity distribution with respect to the exposure optical axis. The lens system (adjustment means) 6 is driven based on the detection result from the illuminometer 24 to adjust the light intensity distribution on the pupil plane and its asymmetry with respect to the exposure optical axis.

【0038】又、本実施形態ではマスキングブレード1
2は、その開口形状を変えて図2に示す露光面18aか
ら露光光軸La方向に変位した平面18bに露光光の主
光線のずれが現れるようにしている。照度計24はこの
ときの主光線のずれを測定している。
In this embodiment, the masking blade 1
Reference numeral 2 changes the shape of the opening so that the principal ray of the exposure light appears on the plane 18b displaced in the direction of the exposure optical axis La from the exposure surface 18a shown in FIG. The illuminometer 24 measures the shift of the principal ray at this time.

【0039】又、本実施形態では照度計(検出器)24
は露光光の主光線の光学系(5〜16)の光軸Laに対
する傾き具合を検出している。そして照度計24からの
信号に基づいてレンズ系(調整手段)6を駆動させて露
光光の主光線の傾角を調整している。
In this embodiment, the illuminometer (detector) 24
Detects the inclination of the principal ray of the exposure light with respect to the optical axis La of the optical system (5 to 16). The lens system (adjustment means) 6 is driven based on the signal from the illuminometer 24 to adjust the tilt angle of the principal ray of the exposure light.

【0040】次に本実施形態における投影光学系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の倍率より求めてい
る。
Next, a method for measuring the angular distribution of the illumination light emitted from the projection optical system 16 in this embodiment will be described. The angle distribution of the illumination light incident on the projection optical system 16 is obtained from the angle distribution of the emitted illumination light and the magnification of the projection optical system 16.

【0041】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
測定する場合には、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12を駆動して開口12aを小さ
く制限する。このとき図2に示すようにディテクター2
4をほぼ光軸Laの位置に移動すると共に、実際のウエ
ハ面からの位置18aから所定距離だけ下方に位置させ
る。
First, the first method will be described. For example, when measuring the angular distribution of the illumination light at the center of the screen (the position of the optical axis La), the masking blade driving device 31 drives the masking blade 12 so that the illumination light is transmitted only slightly at the position of the optical axis La. The opening 12a is limited to a small size. At this time, as shown in FIG.
4 is moved substantially to the position of the optical axis La, and at the same time, is located at a predetermined distance below the position 18a from the actual wafer surface.

【0042】マスキングブレード12によって制限され
た開口12aからの照明光のみが露光面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2
4に光が到達する。このときの光強度を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。
Only the illumination light from the opening 12a limited by the masking blade 12 forms an image on the exposure surface 18a once, and then the detector 2 reflects the irradiation angle.
Light reaches 4. The light intensity at this time is changed to the XY stage 2
0 is measured two-dimensionally by the detector 24, and the result is plotted two-dimensionally.

【0043】これによって、照明光の角度分布を判定し
ている。露光面18a上の光軸La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12の微小開口部12a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
20を2次元的に移動させ、所定距離だけ露光面18a
から下方に位置させて計測すれば良い。
Thus, the angular distribution of the illumination light is determined. When it is desired to measure the angular distribution of the illumination light at a point other than on the optical axis La on the exposure surface 18a, the minute opening 12a of the masking blade 12 is set at a position corresponding to the point to be measured within the masking blade plane. The XY stage 20 is two-dimensionally moved so that the position of the detector 24 becomes the measurement position, and the exposure surface 18a is moved by a predetermined distance.
The measurement may be performed by positioning the device downward from.

【0044】次に第2の方法について説明する。第2の
方法ではディテクター24の代わりに図3に示すような
遮光板41とCCD42を用いている。
Next, the second method will be described. In the second method, a light shielding plate 41 and a CCD 42 as shown in FIG.

【0045】図3において41は中心にピンホールを備
えた遮光板、42はCCD等の光電変換素子アレイであ
る。遮光板41はウエハ18面と同一平面内に設定され
ており、CCD42は遮光板41のピンホールを透過し
た光を受けるよう遮光板41の下方の所定量離れた位置
に置いてある。
In FIG. 3, reference numeral 41 denotes a light shielding plate having a pinhole at the center, and reference numeral 42 denotes a photoelectric conversion element array such as a CCD. The light-shielding plate 41 is set in the same plane as the surface of the wafer 18, and the CCD 42 is located at a predetermined distance below the light-shielding plate 41 so as to receive light transmitted through the pinhole of the light-shielding plate 41.

【0046】例えば画面中心(光軸位置)における照明
光の角度分布を測定する場合、遮光板41のピンホール
41aが光軸Laの位置になるようにXYステージ20
を移動させる。このときピンホール41aによって制限
された照明光のみが照射角度を反映したままCCD42
に到達する。この受光したCCD42の各画素の光強度
の測定結果を2次元分布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。
For example, when measuring the angular distribution of the illumination light at the center of the screen (optical axis position), the XY stage 20 is set such that the pinhole 41a of the light shielding plate 41 is positioned at the optical axis La.
To move. At this time, only the illumination light limited by the pinhole 41a reflects the irradiation angle while the CCD 42
To reach. The angle distribution of the illumination light is determined by plotting the measurement results of the light intensity of each pixel of the received CCD 42 in a two-dimensional distribution.

【0047】ウエハ面18上の光軸La上以外の点で照
明光の角度分布を測定したい場合には、遮光板41のピ
ンホール41aの位置が測定位置になるようにXYステ
ージ20を2次元的に移動させて計測すれば良い。
When it is desired to measure the angle distribution of the illumination light at a point on the wafer surface 18 other than on the optical axis La, the XY stage 20 is two-dimensionally set so that the position of the pinhole 41a of the light shielding plate 41 is at the measurement position. It is only necessary to move it and measure it.

【0048】次に第3の方法について説明する。第3の
方法では例えば画面中心(光軸位置)及び画面内の格子
状に位置する点の照明光の角度分布を測定しており、こ
のときは図4(B)に示すような微小な大きさの透過パ
ターン14aを設けたレチクル14を用意している。こ
のレチクル14を図4(A)に示すようにレチクルステ
ージ15上にセットし、ディテクター24をウエハ面1
8の照射領域の測定したい位置に移動すると共に、実際
の露光面18aから所定距離だけ下方に位置させる。
Next, the third method will be described. In the third method, for example, the angular distribution of the illumination light at the center of the screen (optical axis position) and at points located in a lattice shape in the screen is measured. In this case, a minute size as shown in FIG. A reticle 14 provided with a transparent pattern 14a is prepared. The reticle 14 is set on a reticle stage 15 as shown in FIG.
8 is moved to a position to be measured in the irradiation area, and is also located at a predetermined distance below the actual exposure surface 18a.

【0049】図4(B)に示すレチクル14によって制
限された照明光のみが露光面18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20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。
Only the illumination light limited by the reticle 14 shown in FIG. 4B once forms an image on the exposure surface 18, and then the light reaches the detector 24 while reflecting the irradiation angle. The light intensity is measured by the detector 24 while moving the XY stage 20 two-dimensionally, and the result is plotted two-dimensionally to determine the angular distribution of the illumination light.

【0050】また、レチクル15の近傍にピンホールを
設けた遮光板を用意し、それをレチクル15面と同一の
平面内で移動させる機構を用いても、上記と同様の測定
が可能である。このようにして測定された照明光の角度
分布は絞り8の開口における光強度分布や投影光学系1
6の瞳面17での光強度分布に対応しているので、レチ
クル14のウエハ18への像形成に大きく影響を与える
2次光源形状(有効光源分布)の計測とみなすことがで
きる。
The same measurement as described above can be performed by preparing a light-shielding plate provided with a pinhole near the reticle 15 and moving the light-shielding plate in the same plane as the reticle 15 surface. The angular distribution of the illumination light measured in this manner is based on the light intensity distribution at the aperture of the stop 8 and the projection optical system 1.
Since this corresponds to the light intensity distribution on the pupil plane 17 of No. 6, it can be regarded as a measurement of the secondary light source shape (effective light source distribution) that greatly affects the image formation of the reticle 14 on the wafer 18.

【0051】図2,図4のディテクター24はCCDを
用いても良い。このとき照度ムラ測定における光量検出
はCCD24の各画素の出力の総和として得られ、照明
光の角度分布測定時にはCCD24の各画素の2次元分
布的出力が角度分布の出力となる。
The detector 24 in FIGS. 2 and 4 may use a CCD. At this time, the light quantity detection in the illuminance unevenness measurement is obtained as the sum of outputs of the respective pixels of the CCD 24, and when measuring the angular distribution of the illumination light, the two-dimensional distribution output of the respective pixels of the CCD 24 becomes the output of the angular distribution.

【0052】図2〜図4で照明光の角度分布検出として
CCDを用いた場合、デバイスパターンからの光の投影
レンズ系16の瞳面17での光強度分布は、駆動装置3
4を用いて瞳面17と光学的に共役な絞り8の大きさを
何段階かに変化させ、各段階におけるCCDからの各画
素の出力の総和を検出することによっても検出できる。
この場合、CCDの代わりにフォトダイオードを用いて
も良い。
When a CCD is used for detecting the angle distribution of the illumination light in FIGS. 2 to 4, the light intensity distribution of the light from the device pattern on the pupil plane 17 of the projection lens system 16 is determined by the driving device 3.
4, the size of the stop 8 optically conjugate to the pupil plane 17 is changed in several steps, and the total output of each pixel from the CCD in each step is detected.
In this case, a photodiode may be used instead of the CCD.

【0053】図2〜図4において照明光の角度分布検出
としてCCDを用いた場合には、1次元CCD、2次元
CCDのどちらも適用可能である。また、1次元CCD
の代わりに別のラインセンサーを用いたり、2次元CC
Dの代わりに図5(A)〜(D)に示すような分割セン
サーを用いても良い。
In FIGS. 2 to 4, when a CCD is used for detecting the angular distribution of the illumination light, either a one-dimensional CCD or a two-dimensional CCD can be applied. One-dimensional CCD
Use another line sensor instead of
Instead of D, a split sensor as shown in FIGS. 5A to 5D may be used.

【0054】以上の方法により角度分布を測定した結
果、照明光の角度分布がずれている場合がある(テレセ
ン度のずれ)。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。
As a result of measuring the angular distribution by the above method, the angular distribution of the illuminating light may be deviated (deviation of telecentricity). In particular, in many projection exposure apparatuses, the position of each element of the illumination system is adjusted so that illumination light having the most angular characteristics can be supplied in a standard illumination mode A.

【0055】しかしながら、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
偏心の影響が異なり、斜入射照明法や小σ値等の照明モ
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
可能性がある。
However, since the light path is different in each illumination mode, the influence of the unevenness of the antireflection film of the optical element and the eccentricity of the lens system are different. If the components of the illumination system are the same as in the illumination mode A, the angle of the illumination light may not always be appropriate.

【0056】次にこのように照明光の角度分布がずれて
いる(テレセン度がずれている)場合の補正方法を示
す。図6(B),(D)に示す図は照度計によって各々
の場合の角度分布を測定した場合の2次元的イメージを
表している。
Next, a correction method in the case where the angular distribution of the illumination light is shifted (the telecentricity is shifted) will be described. FIGS. 6B and 6D show two-dimensional images when the angular distribution in each case is measured by an illuminometer.

【0057】光軸La上において図6(A),(B)に
示すように角度分布がずれている場合、入射光の方向を
修正するには、ウエハ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。
When the angular distribution is shifted on the optical axis La as shown in FIGS. 6A and 6B, the direction of the incident light can be corrected by correcting the incident surface of the wafer 18 and the incident surface of the optical integrator 7. Since 7a is conjugate, the direction of the light beam incident on the optical integrator 7 may be changed.

【0058】本実施形態ではレンズ系6を光軸に対し、
垂直な平面に沿って2次元的に移動させることにより図
6(C),(D)に示すようにこの作用を実現させてい
る。
In this embodiment, the lens system 6 is moved with respect to the optical axis.
This effect is realized as shown in FIGS. 6C and 6D by moving two-dimensionally along a vertical plane.

【0059】この実施形態における照明光角度分布ずれ
を補正する手順を図7のフローチャートで示す。
FIG. 7 is a flowchart showing a procedure for correcting the deviation of the illumination light angle distribution in this embodiment.

【0060】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から得られた照明光の角度分布のずれ量をもと
に主制御装置30はレンズ系6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3
2は主制御装置30からの信号に基づきレンズ系6を所
定方向・所定量だけ2次元的に駆動させる。駆動後、再
度照明光の角度分布測定を行い、最適値になっていたら
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。
The projection optical system 16 using the mechanism described above is used.
The angular distribution on the optical axis of the illumination light incident on is measured. The main controller 30 calculates the direction and amount of movement of the lens system 6 based on the deviation amount of the angular distribution of the illumination light obtained from the detection device 29, and outputs a signal corresponding to the driving direction and the driving amount to the lens. It is sent to the system drive unit 32. Lens system driving device 3
2 drives the lens system 6 two-dimensionally in a predetermined direction and a predetermined amount based on a signal from the main controller 30. After the driving, the angular distribution of the illumination light is measured again, and if the value reaches the optimum value, the process proceeds to the next step. If not, repeat the above procedure until the optimal value is reached.

【0061】照明光の角度分布が最適になったら、今度
はディテクター24を用いて被照射面14(ウエハ面1
8)上の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7aでの照
度分布が変化するため、被照射面(ウエハー面18)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主制
御装置30で演算を行い、照度ムラ補正機構9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。
When the angle distribution of the illumination light is optimized, the surface to be irradiated 14 (wafer surface 1) is
8) The above-mentioned illuminance unevenness is measured to confirm whether or not the standard value is satisfied. This is because driving the lens system 6 changes the illuminance distribution on the incident surface 7a of the optical integrator 7, and the illuminance distribution on the irradiated surface (wafer surface 18) may be deteriorated. If the illuminance unevenness satisfies the standard value, the process ends. If the illuminance non-uniformity does not satisfy the standard value, the main controller 30 performs an operation based on the measured value, and the illuminance non-uniformity correction mechanism 9 is driven by the driving device 34 to correct the illuminance non-uniformity. Thereafter, the illuminance unevenness measurement is performed again. If the measured value satisfies the standard value, the procedure is terminated. If not, the procedure of illuminance unevenness correction is executed until the standard value is satisfied.

【0062】本実施形態における照度ムラ補正手段8は
本出願人が、例えば特開平8−19384号で提案し
た、照明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
面板を用いたり、又は特開平9−36026号公報で提
案しているオプティカルインテグレータ7の入射面にN
Dフィルター等の光学フィルターを設け、その光学フィ
ルターを駆動させて補正するなどの手段を用いている。
The illuminance non-uniformity correcting means 8 in this embodiment is a wedge-shaped optical element or a tilted optical element coated with a coating having a different transmittance depending on the incident angle of the illumination light proposed by the present applicant, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei. The plane of incidence may be replaced by a parallel plane plate, or the entrance surface of the optical integrator 7 proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-36026
An optical filter such as a D filter is provided, and a means for driving and correcting the optical filter is used.

【0063】上記では照射光の角度分布の補正にレンズ
系6を光軸に垂直な平面に沿って2次元的に動かす場合
を説明したが、図8に示すように照明系の光路中に設け
たある程度の厚みを持った平行平面板51を所定角度に
してオプティカルインテグレータ7への入射位置を動か
すという方法でも良い。
The case where the lens system 6 is moved two-dimensionally along a plane perpendicular to the optical axis to correct the angular distribution of the irradiation light has been described above. However, as shown in FIG. 8, the lens system 6 is provided in the optical path of the illumination system. A method in which the parallel flat plate 51 having a certain thickness is set at a predetermined angle to move the position of incidence on the optical integrator 7 may be used.

【0064】又照射光の角度分布の補正には図9に示す
ように、ある角度を持った楔形状の光学部材52を光路
上に挿脱して、オプティカルインテグレータ7への入射
位置を動かすという方法でも良い。
In order to correct the angular distribution of the irradiation light, as shown in FIG. 9, a method in which a wedge-shaped optical member 52 having a certain angle is inserted into and removed from the optical path, and the incident position on the optical integrator 7 is moved. But it is good.

【0065】又照射光の角度分布の補正には、多少の光
量の損失はあるものの、図10に示すように光学系5と
光源1との間に絞り53を設け、その絞り53を光軸L
aに垂直な平面に沿って2次元的に駆動させてオプティ
カルインテグレータ7への入射位置を動かすという方法
でも良い。
In correcting the angular distribution of the irradiation light, although there is some loss of light amount, a stop 53 is provided between the optical system 5 and the light source 1 as shown in FIG. L
A method of moving the incident position on the optical integrator 7 by two-dimensionally driving it along a plane perpendicular to “a” may be used.

【0066】本実施形態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、本発明はステップアンド
スキャン型の走査型投影露光装置にも同様に適用可能で
ある。
Although this embodiment shows a step-and-repeat type projection exposure apparatus, the present invention is similarly applicable to a step-and-scan type scanning projection exposure apparatus.

【0067】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んら機構的に異なる
ものではない。
In this embodiment, the light source for forming the effective light source is a mercury lamp. However, the formation of the effective light source by a laser or the like is not mechanically different from this embodiment.

【0068】図11は本発明の実施形態2を示す光学構
成の概略図である。光源であるランプ1より放射される
照明光は、楕円鏡2により反射集光され、第2焦点位置
4に光源像を形成する。第2焦点位置4で形成された光
源像は、コンデンサーレンズ等の光学系5a、光学系
6、そして光学系5bによりフライアイレンズ7の入射
面7aに結像される。
FIG. 11 is a schematic diagram of an optical configuration showing the second embodiment of the present invention. Illumination light emitted from a lamp 1 as a light source is reflected and condensed by an elliptical mirror 2 to form a light source image at a second focal position 4. The light source image formed at the second focal position 4 is formed on the incident surface 7a of the fly-eye lens 7 by an optical system 5a such as a condenser lens, an optical system 6, and an optical system 5b.

【0069】レンズ系6は、レンズ系駆動系32により
光軸方向及び光軸に垂直な平面に沿って2次元的に駆動
可能となっている。その結果、フライアイレンズ7に入
射する光束の位置を調整する作用を有し、最終的にはレ
チクル14面とそれに共役なウエハ18面に入射する光
束の入射角度を調整し、照度分布とテレセン度を補正す
る作用を有している。
The lens system 6 can be driven two-dimensionally by the lens system drive system 32 along the optical axis direction and a plane perpendicular to the optical axis. As a result, it has the function of adjusting the position of the light beam incident on the fly-eye lens 7, and finally adjusts the incident angle of the light beam incident on the reticle 14 surface and the wafer 18 surface conjugate with it, thereby obtaining the illuminance distribution and telecentricity. It has the effect of correcting the degree.

【0070】フライアイレンズ7は複数の微小レンズを
2次元的に配列構成したもので、その射出面7b近傍に
は複数の2次光源が形成される。フライアイレンズ7の
射出面7bで形成された2次光源はリレーコンデンサ光
学系61によりレチクル14面上に重畳照射される。
The fly-eye lens 7 has a structure in which a plurality of minute lenses are two-dimensionally arranged, and a plurality of secondary light sources are formed near the exit surface 7b. The secondary light source formed on the exit surface 7b of the fly-eye lens 7 is superimposedly irradiated onto the reticle 14 by the relay condenser optical system 61.

【0071】16はレチクル14面上の回路パターンを
縮小投影する投影光学系、20はウエハ18を保持しつ
つ光軸と直交する平面に沿って2次元的に動くXYステ
ージである。XYステージ20はウエハ18面に入射す
る光束の角度特性を測定するために所定量上下に動かせ
る構造になっている。
Reference numeral 16 denotes a projection optical system for reducing and projecting a circuit pattern on the surface of the reticle 14, and reference numeral 20 denotes an XY stage which holds the wafer 18 and moves two-dimensionally along a plane orthogonal to the optical axis. The XY stage 20 has a structure in which the XY stage 20 can be moved up and down by a predetermined amount in order to measure an angular characteristic of a light beam incident on the surface of the wafer 18.

【0072】24はウエハ18面上の照度分布を測定す
る為の受光器であり、ウエハ18面内の照射画面領域内
をXYステージ20の駆動と共に移動しながら計測し、
その出力に対応した信号を照度分布検出装置29に送っ
ている。
Numeral 24 denotes a light receiver for measuring the illuminance distribution on the surface of the wafer 18, which is measured while moving along with the driving of the XY stage 20 in the irradiation screen area on the surface of the wafer 18.
A signal corresponding to the output is sent to the illuminance distribution detecting device 29.

【0073】62はウエハ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(検出器)
である。レチクル14面上に微小開口部を設け、その開
口部を通過し、ウエハ18上に到達する光束の光量を検
出することで像の位置を測定している。
Reference numeral 62 denotes a detector (detector) for detecting the position of an image based on the amount of light incident near the surface of the wafer 18.
It is. A minute opening is provided on the surface of the reticle 14, and the position of the image is measured by detecting the amount of light flux passing through the opening and reaching the wafer 18.

【0074】よって、ディテクター62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
の度に像の位置を計測することで、デフォーカスによる
像位置のシフトからテレセン度を導出している。ディテ
クター62からの信号はテレセン度検出系63に送られ
る。
Therefore, the telecentricity is derived from the shift of the image position due to the defocusing by measuring the position of the image each time the detector 62 is defocused together with the XY stage 20 in the direction of the optical axis La. The signal from the detector 62 is sent to the telecentricity detection system 63.

【0075】照度分布検出装置29とテレセン度検出系
63からの情報(規格値からのズレ量)は主制御装置3
0に送られる。主制御装置30は、照度分布とテレセン
度を同時に規格内に抑えるためには、レンズ系6とラン
プ1をどの方向にどれだけ動かすべきかを演算する。演
算結果の信号はレンズ系駆動装置32とランプ駆動系6
4に送られ、レンズ系6もしくはランプ1(もしくはそ
の両方)を駆動させることで、照度分布とテレセン度を
同時に規格内に抑える機構となっている。
The information (the amount of deviation from the standard value) from the illuminance distribution detecting device 29 and the telecentricity detecting system 63 is transmitted to the main controller 3.
Sent to 0. The main controller 30 calculates in what direction and how much the lens system 6 and the lamp 1 should be moved in order to simultaneously suppress the illuminance distribution and the telecentricity within the standard. The signal of the calculation result is transmitted to the lens driving device 32 and the lamp driving system 6.
4, the lens system 6 and / or the lamp 1 (or both) are driven, so that the illuminance distribution and the telecentricity are simultaneously suppressed within the standard.

【0076】図12は、投影光学系16から射出する光
束のテレセン度と照度分布を所望の規格値内に補正する
ための第1の手順を示すフローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart showing a first procedure for correcting the telecentricity and the illuminance distribution of the light beam emitted from the projection optical system 16 to a desired standard value.

【0077】任意の照明モード(NA/σ条件やAnn
ular条件など)に露光装置を設定し、照度分布とテ
レセン度を測定する(ステップ101)。測定結果がと
もに規格内であれば(ステップ102)、その照明モー
ドにおける最適な状態(レンズ系6とランプ1の状態)
を保存して(ステップ103)、補正を終了する(ステ
ップ104)。
Any illumination mode (NA / σ condition, Ann
The exposure apparatus is set to (ull conditions), and the illuminance distribution and the telecentricity are measured (step 101). If both the measurement results are within the standard (step 102), the optimal state in the illumination mode (the state of the lens system 6 and the lamp 1)
Is stored (step 103), and the correction is terminated (step 104).

【0078】測定結果が規格外であるとき、照度分布と
テレセン度がそれぞれ照明領域内でどの方向にどれだけ
ずれているかを検出し、その情報をもとに主制御装置3
0がレンズ系6とランプ1の最適位置を演算する。演算
結果に基づき、レンズ系6とランプ1は、照度分布とテ
レセン度が規格内になるような位置に駆動調整される
(ステップ105)。これで、規格内におさまれば、そ
のときのレンズ系6とランプ1の状態を保存して補正を
終了する(ステップ104)。規格外のときは、再度上
記手順を繰り返す。
When the measurement result is out of the standard, it is detected in which direction and how much the illuminance distribution and the telecentricity are deviated in the illumination area, and based on the information, the main controller 3 is detected.
0 calculates the optimal position of the lens system 6 and the lamp 1. Based on the calculation result, the lens system 6 and the lamp 1 are driven and adjusted to positions where the illuminance distribution and the telecentricity are within the standard (step 105). If the values are within the standard, the states of the lens system 6 and the lamp 1 at that time are saved, and the correction is completed (step 104). If not, repeat the above procedure.

【0079】なお、主制御装置30に演算させるため、
レンズ系6とランプ1の駆動方向、駆動量に対する照度
分布変化の敏感度とテレセン度変化の敏感度を把握して
おく必要がある。
Incidentally, in order for the main control device 30 to calculate,
It is necessary to know the sensitivity of the change in the illuminance distribution and the sensitivity of the change in the telecentricity with respect to the drive direction and the drive amount of the lens system 6 and the lamp 1.

【0080】図13は、投影光学系16から射出する光
束のテレセン度と照度分布を所望の規格値内に補正する
ための第2の手順を示すフローチャートである。
FIG. 13 is a flowchart showing a second procedure for correcting the telecentricity and the illuminance distribution of the light beam emitted from the projection optical system 16 to a desired standard value.

【0081】任意の照明モード(NA/σ条件やAnn
ular条件など)に露光装置を設定し、照度分布とテ
レセン度を測定する(ステップ201)。測定結果がと
もに規格内であれば(ステップ202)、その照明モー
ドにおける最適な状態(レンズ系5とランプ1の状態)
を保存して(ステップ203)、補正を終了する(ステ
ップ204)。
Any illumination mode (NA / σ condition, Ann
The exposure apparatus is set to (ull conditions), and the illuminance distribution and the telecentricity are measured (step 201). If both the measurement results are within the standard (step 202), the optimal state in the illumination mode (the state of the lens system 5 and the lamp 1)
Is stored (step 203), and the correction is terminated (step 204).

【0082】測定結果が規格外であるとき、照度分布と
テレセン度かそれぞれ照明領域内でどの方向にどれだけ
ずれているかを検出し、その情報をもとに主制御装置3
0がレンズ系6の最適位置を演算する。演算結果に基づ
き、レンズ系6は照度分布とテレセン度が規格内になる
ように駆動調整される(ステップ205)。規格内にお
さまれば(ステップ206)、そのときのレンズ系6と
ランプ1の状態を保存して(ステップ203)、補正を
終了する(ステップ204)。
When the measurement result is out of the standard, the illuminance distribution and the telecentricity are detected in which direction and how much each is shifted in the illumination area, and the main controller 3 is determined based on the information.
0 calculates the optimum position of the lens system 6. Based on the calculation result, the drive of the lens system 6 is adjusted so that the illuminance distribution and the telecentricity are within the standard (step 205). If it is within the standard (step 206), the state of the lens system 6 and the lamp 1 at that time is stored (step 203), and the correction is terminated (step 204).

【0083】レンズ系6の駆動調整だけでは補正しきれ
ない場合、照度分布とテレセン度がそれぞれ照明領域内
でどの方向にどれだけずれているかを検出し、その情報
をもとに主制御装置30がランプ1の最適位置を演算す
る。演算結果に基づき、ランプ1は駆動調整され、照度
分布とテレセン度を規格内におさまるよう駆動調整する
(ステップ207)。
If the correction cannot be made only by adjusting the driving of the lens system 6, it is detected in which direction and how much the illuminance distribution and the telecentricity are deviated in the illumination area, and the main controller 30 is controlled based on the information. Calculates the optimum position of the lamp 1. Based on the calculation result, the driving of the lamp 1 is adjusted, and the driving is adjusted so that the illuminance distribution and the telecentricity fall within the standard (step 207).

【0084】ランプ1の駆動調整でも規格外である場合
は(ステップ208)、レンズ系6で駆動調整を行い、
以下収束するまでレンズ系6とランプ1の駆動調整を繰
り返す。
If the drive adjustment of the lamp 1 is also out of the standard (step 208), the drive adjustment is performed by the lens system 6, and
Thereafter, the drive adjustment of the lens system 6 and the lamp 1 is repeated until convergence.

【0085】なお、主制御装置30に演算させるため、
レンズ系6とランプ1の駆動方向、駆動量に対する照度
分布変化の敏感度とテレセン度変化の敏感度を把握して
おく必要がある。
Incidentally, in order for the main control device 30 to calculate,
It is necessary to know the sensitivity of the change in the illuminance distribution and the sensitivity of the change in the telecentricity with respect to the drive direction and the drive amount of the lens system 6 and the lamp 1.

【0086】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例を説明する。
Next, an embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device using the above-described projection exposure apparatus will be described.

【0087】図14は半導体デバイス(ICやLSI等
の半導体チップ、或は液晶パネルやCCD等)の製造の
フローチャートである。
FIG. 14 is a flowchart for manufacturing a semiconductor device (a semiconductor chip such as an IC or an LSI, or a liquid crystal panel or a CCD).

【0088】本実施例においてステップ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。
Step 1 (circuit design) in this embodiment
Now, the circuit design of the semiconductor device will be performed. Step 2
In (mask production), a mask on which a designed circuit pattern is formed is produced.

【0089】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。
On the other hand, in step 3 (wafer manufacture), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4
The (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the prepared mask and wafer.

【0090】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。
The next step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process of forming a semiconductor chip using the wafer produced in step 4, and includes an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (chip encapsulation). And the like.

【0091】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。
In step 6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device manufactured in step 5 are performed. Through these steps, a semiconductor device is completed and shipped (step 7).

【0092】図15は上記ステップ4のウエハプロセス
の詳細なフローチャートである。まずステップ11(酸
化)ではウエハの表面を酸化させる。ステップ12(C
VD)ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。
FIG. 15 is a detailed flowchart of the wafer process in step 4 described above. First, in step 11 (oxidation), the surface of the wafer is oxidized. Step 12 (C
In VD), an insulating film is formed on the wafer surface.

【0093】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。
In step 13 (electrode formation), electrodes are formed on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. Step 15
In (resist processing), a photosensitive agent is applied to the wafer. Step 16 (exposure) uses the above-described exposure apparatus to print and expose the circuit pattern of the mask onto the wafer.

【0094】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。
In step 17 (development), the exposed wafer is developed. In step 18 (etching), portions other than the developed resist are removed. In step 19 (resist stripping), the resist that has become unnecessary after the etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

【0095】尚本実施例の製造方法を用いれば高集積度
の半導体デバイスを容易に製造することができる。
The use of the manufacturing method of this embodiment makes it possible to easily manufacture a highly integrated semiconductor device.

【0096】[0096]

【発明の効果】本発明によれば以上のように、光学系の
瞳面の光強度分布、又は露光光の主光線のずれ、又は露
光光の主光線の傾き、又は被照射面(レチクル)上に照
射される照射光の角度分布等を測定し、さらにその測定
結果を基に照明系を構成する一部の部材の光学的位置を
調整することにより照明モードや照明条件を種々と変更
しても照明光を最適な角度で供給することができ、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
い解像力で投影することができる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。
According to the present invention, as described above, the light intensity distribution on the pupil plane of the optical system, the shift of the principal ray of the exposure light, the inclination of the principal ray of the exposure light, or the irradiated surface (reticle) The angle distribution and the like of the irradiating light irradiating on the top are measured, and the illumination mode and the illumination conditions are variously changed by adjusting the optical positions of some members constituting the illumination system based on the measurement results. An exposure apparatus capable of supplying illumination light at an optimum angle, and capable of stably projecting various patterns on a reticle surface onto a wafer surface with a high resolution, and a device manufacturing method using the same. Can be achieved.

【0097】この他本発明によれば、投影光学系に入射
する照明光の角度を測定することが可能になると共に、
角度分布のずれ、特に照明モードを変更して生じた角度
分布のずれを用意に補正することができる露光装置及び
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。
In addition, according to the present invention, it is possible to measure the angle of illumination light incident on the projection optical system,
It is possible to achieve an exposure apparatus and a device manufacturing method using the same, which can easily correct a deviation of an angular distribution, particularly a deviation of an angular distribution caused by changing an illumination mode.

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

【図1】本発明の実施形態1の光学系の概略図FIG. 1 is a schematic diagram of an optical system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の一部分の説明図FIG. 2 is an explanatory view of a part of FIG.

【図3】実施形態1の別形態例を示す説明図FIG. 3 is an explanatory diagram showing another example of the first embodiment;

【図4】実施形態1の別形態例と使用するレチクルを示
す説明図
FIG. 4 is an explanatory view showing another example of the first embodiment and a reticle to be used;

【図5】実施形態1の分割センサーの構成例を示す説明
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a split sensor according to the first embodiment.

【図6】実施形態1の照明光角度分布のずれを具体的に
補正する形態を示す説明図
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a mode of specifically correcting a deviation of the illumination light angle distribution according to the first embodiment.

【図7】実施形態1の照明光角度分布を補正するときの
補正手順を示すフローチャート
FIG. 7 is a flowchart illustrating a correction procedure when correcting the illumination light angle distribution according to the first embodiment.

【図8】実施形態1の別形態例を示す説明図FIG. 8 is an explanatory view showing another example of the first embodiment.

【図9】実施形態1の別形態例を示す説明図FIG. 9 is an explanatory view showing another example of the first embodiment.

【図10】実施形態1の別形態例を示す説明図FIG. 10 is an explanatory view showing another example of the first embodiment.

【図11】本発明の実施形態2の光学系の概略図FIG. 11 is a schematic diagram of an optical system according to a second embodiment of the present invention.

【図12】本発明の実施形態2の照度分布とテレセン度
を共に補正する為の第1の手順を示すフローチャート
FIG. 12 is a flowchart illustrating a first procedure for correcting both the illuminance distribution and the telecentricity according to the second embodiment of the present invention.

【図13】本発明の実施形態2の照度分布とテレセン度
を共に補正する為の第2の手順を示すフローチャート
FIG. 13 is a flowchart illustrating a second procedure for correcting both the illuminance distribution and the telecentricity according to the second embodiment of the present invention.

【図14】本発明のデバイスの製造方法のフローチャー
FIG. 14 is a flowchart of a device manufacturing method of the present invention.

【図15】本発明のデバイスの製造方法のフローチャー
FIG. 15 is a flowchart of a device manufacturing method according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 レンズ系 7 オプティカルインテグレータ 8 絞り 9 照度ムラ補正手段 10 レンズ 11 ミラー 12 マスキングブレード 13 レンズ 14 レチクル 15 レチクルステージ 16 投光光学系(投影レンズ) 17 投影レンズ瞳 18 ウエハ 19 ウエハチャック 20 XYステージ 21 定盤 24 ディテクター 41 ピンホール付遮光板 42 2次元センサー 51 平行平面板 52 楔形状光学素子 53 絞り 61 リレーコンデンサ光学系 62 検出器 63 テレセン度検出系 64 ランプ駆動系 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mercury lamp (light source) 2 Elliptical mirror 3 Cold mirror 4 Second focus of elliptical mirror 2 Optical system 6 Lens system 7 Optical integrator 8 Aperture 9 Illumination unevenness correction means 10 Lens 11 Mirror 12 Masking blade 13 Lens 14 Reticle 15 Reticle stage Reference Signs List 16 Projection optical system (projection lens) 17 Projection lens pupil 18 Wafer 19 Wafer chuck 20 XY stage 21 Surface plate 24 Detector 41 Shield plate with pinhole 42 Two-dimensional sensor 51 Parallel plane plate 52 Wedge-shaped optical element 53 Aperture 61 Relay condenser Optical system 62 Detector 63 Telecentricity detection system 64 Lamp drive system

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源から放射した露光光でパターンを照
明し、該パターンを露光面に設けた基板面上に光学系を
利用して露光する露光装置において、露光面における照
度分布を測定するために該露光面にその受光部を一致さ
せて該露光面及び露光光軸方向に沿って移動する照度計
と、該露光面の光源側に配された、該露光面における露
光範囲を規制する、開口の大きさが可変であるマスキン
グ手段とを設け、該マスキング手段により該露光面から
該露光光軸方向に変位した平面に該光学系の瞳面の光強
度分布が現れるように該露光範囲を規制し、該照度計の
受光部を該平面に一致させて該照度計を該平面に沿って
移動させることにより該光強度分布を測定することを特
徴とする露光装置。
1. An exposure apparatus for illuminating a pattern with exposure light emitted from a light source and exposing the pattern on a substrate surface provided on the exposure surface by using an optical system to measure an illuminance distribution on the exposure surface. An illuminometer that moves its light-receiving part along the exposure surface along the exposure surface and the exposure optical axis direction, and is disposed on the light source side of the exposure surface, and regulates an exposure range on the exposure surface. Masking means having a variable aperture size, and the masking means adjusts the exposure range so that the light intensity distribution on the pupil plane of the optical system appears on a plane displaced from the exposure surface in the direction of the exposure optical axis. An exposure apparatus, wherein the light intensity distribution is measured by regulating the light receiving unit of the illuminometer so as to coincide with the plane and moving the illuminometer along the plane.
【請求項2】 光源から放射した露光光でパターンを照
明し、該パターンを露光面に設けた基板面上に光学系を
利用して露光する露光装置において、露光面における照
度分布を測定するために該露光面にその受光部を一致さ
せて該露光面及び露光光軸方向に沿って移動する照度計
と、該露光面の光源側に配された、該露光面における露
光範囲を規制する、開口の大きさが可変であるマスキン
グ手段とを設け、該マスキング手段により該露光面から
該露光光軸方向に変位した平面に露光光の主光線のずれ
が現れるように該露光範囲を規制し、該照度計の受光部
を該平面に一致させて該照度計を該平面に沿って移動さ
せることにより該主光線のずれを測定することを特徴と
する露光装置。
2. An exposure apparatus which illuminates a pattern with exposure light emitted from a light source and exposes the pattern on a substrate surface provided on the exposure surface by using an optical system to measure an illuminance distribution on the exposure surface. An illuminometer that moves its light-receiving part along the exposure surface along the exposure surface and the exposure optical axis direction, and is disposed on the light source side of the exposure surface, and regulates an exposure range on the exposure surface. A masking means having a variable size of the opening, the masking means regulates the exposure range such that a shift of a principal ray of the exposure light appears on a plane displaced in the direction of the exposure optical axis from the exposure surface, An exposure apparatus for measuring a shift of the chief ray by moving a light receiving unit of the illuminometer along the plane and moving the illuminometer along the plane.
【請求項3】 光源から放射した露光光でパターンを照
明し、該パターンを露光面に設けた基板面上に光出射側
がテレセントリックな光学系を用いて露光する露光装置
において、該露光光の主光線の該光学系の光軸に対する
傾き具合を検出する検出器と、該検出器からの検出結果
に応じて該露光光の主光線の傾角を調節することにより
該露光光の主光線を該光学系の光軸と平行にする調整手
段と、該調整手段の調節により生じる該露光面での照度
むらを補正する補正手段とを有することを特徴とする露
光装置。
3. An exposure apparatus for illuminating a pattern with exposure light emitted from a light source and exposing the pattern on a substrate surface provided on the exposure surface using a telecentric optical system on the light emission side. A detector for detecting the degree of inclination of the light beam with respect to the optical axis of the optical system; and adjusting the inclination angle of the chief ray of the exposure light in accordance with the detection result from the detector to thereby convert the chief ray of the exposure light to the optical axis. An exposure apparatus comprising: adjusting means for making the light axis parallel to the optical axis of the system; and correcting means for correcting uneven illuminance on the exposure surface caused by adjustment of the adjusting means.
【請求項4】 光源から放射され光学系の瞳面を介した
露光光でパターンを露光面に設けた基板面上に露光する
露光装置において、該瞳面での光強度分布の非対称性を
検出する検出器と、該検出器からの検出結果に応じて該
瞳面の該光源側で該露光光を調節することにより該瞳面
での光強度分布を露光光軸に関して対称にする調節手段
と、該調節手段の調節により生じる該露光面での照度む
らを補正する補正手段とを有することを特徴とする露光
装置。
4. An exposure apparatus for exposing a pattern on a substrate surface provided on an exposure surface with exposure light emitted from a light source and passing through a pupil surface of an optical system, wherein an asymmetry of light intensity distribution on the pupil surface is detected. Adjusting means for adjusting the exposure light on the light source side of the pupil surface in accordance with the detection result from the detector to make the light intensity distribution on the pupil surface symmetric with respect to the exposure optical axis. An exposure apparatus comprising: correction means for correcting uneven illuminance on the exposure surface caused by adjustment of the adjustment means.
【請求項5】 光源から放射した光束で照明系を介して
被照射面上のパターンを照明し、該パターンを投影光学
系により基板面上に投影し露光する投影露光装置におい
て、該被照射面又はそれと光学的共役面から光軸方向に
所定量離れた位置に照度計を設け、該照度計により照明
光の角度分布を求め該照度計からの信号に基づいて該照
明系を構成する一部の部材もしくは光源位置(もしくは
その両方)を回動させて又は光軸と直交する平面内に駆
動させて、照明光の角度分布を調整していることを特徴
とする投影露光装置。
5. A projection exposure apparatus for illuminating a pattern on a surface to be irradiated with a light beam emitted from a light source via an illumination system, and projecting and exposing the pattern onto a substrate surface by a projection optical system. Alternatively, an illuminometer is provided at a position away from the optical conjugate plane by a predetermined amount in the optical axis direction, and an angle distribution of illumination light is obtained by the illuminometer, and a part configuring the illumination system based on a signal from the illuminometer. A projection exposure apparatus in which the angle distribution of the illumination light is adjusted by rotating the member or the light source position (or both) or driving the member in a plane perpendicular to the optical axis.
【請求項6】 光源から放射した光束で照明系を介して
被照射面上のパターンを照明し、該パターンを投影光学
系により基板面上に投影し露光する投影露光装置におい
て、該照明系は該被照射面と光学的共役面に該被照射面
の大きさを制限するマスキング手段を有しており、該マ
スキング手段又はそれと光学的共役面から光軸方向に所
定量離れた位置に照度計を設け、該照度計により照明光
の角度分布を求め該照度計からの信号に基づいて該照明
系を構成する一部の部材もしくは光源位置(もしくはそ
の両方)を回動させて又は光軸と直交する平面内に駆動
させて、照明光の角度分布を調整していることを特徴と
する投影露光装置。
6. A projection exposure apparatus which illuminates a pattern on a surface to be irradiated with a light beam emitted from a light source via an illumination system, and projects and exposes the pattern on a substrate surface by a projection optical system. An illuminometer which has masking means for limiting the size of the irradiated surface on the surface to be irradiated and the optically conjugate surface, and which is separated by a predetermined amount in the optical axis direction from the masking means or the optically conjugate surface; The angle distribution of the illumination light is obtained by the illuminometer, and some of the members constituting the illumination system and / or the position of the light source (or both) are rotated based on the signal from the illuminometer, or A projection exposure apparatus, wherein the projection exposure apparatus is driven in an orthogonal plane to adjust an angular distribution of illumination light.
【請求項7】 光源から放射した光束で照明系を介して
被照射面上のパターンを照明し、該パターンを投影光学
系により基板面上に投影し露光する投影露光装置におい
て、該照明系は複数の2次光源を形成する2次光源形成
手段と、該被照射面の大きさを制限するマスキング手段
を有しており、該マスキング手段又はそれと光学的共役
面から光軸方向に所定量離れた位置に照度計を設け、該
照度計により照明光の角度分布を求め該照度計からの信
号に基づいて該照明系を構成する一部の部材または光源
位置(もしくはその両方)を回動させて又は光軸と直交
する平面内に駆動させて、照明光の角度分布を調整して
いることを特徴とする投影露光装置。
7. A projection exposure apparatus that illuminates a pattern on an irradiation surface with a light beam emitted from a light source via an illumination system, and projects and exposes the pattern on a substrate surface by a projection optical system. A secondary light source forming means for forming a plurality of secondary light sources; and a masking means for limiting the size of the illuminated surface, wherein the mask is separated from the masking means or an optically conjugate plane by a predetermined amount in the optical axis direction. Illuminometer is provided at a position where the illuminometer determines the angular distribution of the illumination light, and based on a signal from the illuminometer, some of the members constituting the illumination system and / or the light source position (or both) are rotated. A projection exposure apparatus wherein the angle distribution of the illumination light is adjusted by driving the illumination light in a plane perpendicular to the optical axis.
【請求項8】 前記一部の部材は前記2次光源形成手段
の光入射面側に設けられたレンズ系より成っていること
を特徴とする請求項7の投影露光装置。
8. The projection exposure apparatus according to claim 7, wherein said part of the members comprises a lens system provided on the light incident surface side of said secondary light source forming means.
【請求項9】 前記一部の部材は前記2次光源形成手段
の光入射面側に設けられた平行平面板より成っているこ
とを特徴とする請求項7の投影露光装置。
9. The projection exposure apparatus according to claim 7, wherein said partial member is formed of a plane-parallel plate provided on a light incident surface side of said secondary light source forming means.
【請求項10】 前記一部の部材は前記2次光源形成手
段の光入射面側に設けられた断面が楔形状の光学部材よ
り成っていることを特徴とする請求項7の投影露光装
置。
10. The projection exposure apparatus according to claim 7, wherein said part of said member is a wedge-shaped optical member provided on a light incident surface side of said secondary light source forming means.
【請求項11】 前記一部の部材は前記2次光源形成手
段の光入射面側に設けられた開口径が一定又は可変の絞
り部材より成っていることを特徴とする請求項7の投影
露光装置。
11. A projection exposure apparatus according to claim 7, wherein said part of said member is formed by a stop member having a fixed or variable aperture provided on a light incident surface side of said secondary light source forming means. apparatus.
【請求項12】 前記照度計からの信号に基づいて主制
御装置によって前記被照射面又はそれと光学的共役面の
照度ムラを測定し、該主制御装置からの信号に基づいて
前記照明系の光路中に設けた照度ムラ補正機構によって
該照度ムラを補正していることを特徴とする請求項5か
ら11のいずれか1項記載の投影露光装置。
12. A main controller measures illuminance non-uniformity of the illuminated surface or its optically conjugate surface based on a signal from the illuminometer, and an optical path of the illumination system based on a signal from the main controller. 12. The projection exposure apparatus according to claim 5, wherein the illuminance unevenness is corrected by an illuminance unevenness correction mechanism provided therein.
【請求項13】 請求項1から4のいずれか1項記載の
露光装置、又は請求項5から12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。
13. A pattern on a reticle surface is projected on a wafer by a projection optical system using the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 4 or the projection exposure apparatus according to any one of claims 5 to 12. A method for manufacturing a device, comprising: after projecting and exposing on a surface, manufacturing a device on the wafer through a developing process.
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