JPS6076728A - Projecting and exposing device - Google Patents

Projecting and exposing device

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JPS6076728A
JPS6076728A JP58184438A JP18443883A JPS6076728A JP S6076728 A JPS6076728 A JP S6076728A JP 58184438 A JP58184438 A JP 58184438A JP 18443883 A JP18443883 A JP 18443883A JP S6076728 A JPS6076728 A JP S6076728A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
exposure
shutter
state
exposing
Prior art date
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Pending
Application number
JP58184438A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masashi Okada
正思 岡田
Akira Anzai
安西 暁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Nippon Kogaku KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp, Nippon Kogaku KK filed Critical Nikon Corp
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Publication of JPS6076728A publication Critical patent/JPS6076728A/en
Priority to US06/793,474 priority patent/US4624551A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems
    • GPHYSICS
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Abstract

PURPOSE:To make the thermal energy which projecting optical systems receive constant and to maintain the projecting optical systems always in a stable state by making light of the wavelength except the prescribed wavelength incident on the projecting optical systems so that the optical characteristics of the projecting optical systems in an exposing state and a non-exposing state are made roughly equal. CONSTITUTION:Light from a light source 1 is conducted to a double-faced mirror shutter 10' after the light of a (g) line is reflected by a cold mirror 3. The shutter 10' consists of a rotary shutter having a transmission part 10'a which allows incidence of the exposing light and puts projecting optical system 4-8 into the exposing state and a light shielding part 10'b which shuts the exposing light and puts the systems into a non-exposing state. The light of the (g) line is made incident on the reducing projection lens system 8 in the state of exposing and the light of an (e) line is made incident thereon in the state of non-exposing and therefore said system receives always the energy o the light by which the temp. of the lens system 8 for reduction projection is maintained constant and the optical characteristics, i.e., the magnification, etc. are eventually stabilized at the specified value.

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分IF) この発明は投影光学系を有する投影露光装置に関するも
のである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Portion IF of the Invention) The present invention relates to a projection exposure apparatus having a projection optical system.

(発明の1?景) 第1図は例えばウェハにレディフルの回路パターンの像
を露光する縮小投影n光装置の概略構成を示す。図にお
いて、光源1の光が楕円反射鏡2によって集光された後
、コールドミラー3により反射して、回転板からなるシ
ャッタ10を介してインテグレータ5、ミラー4、コン
デンサ・レンズ6を経て、レティクル7を照明し、レテ
ィクル7の回路パターンの像を縮小投影レンズ系8を介
してウェハ9上に結像するような投影式の露光装置を示
ず。なお11はウェハ9のパターン重ね合わせ用の顕微
鏡の照明光を導く照明用光学系である〇 一般に、この種の投影露光装置に用いられる投影レンズ
系は収差、倍率等が厳しく管理されて製造される。特に
縮小投影レンズ系8では露光範囲がウェハ9上で直径2
2朋程度となり、使用されるレンズも高解像、高開口数
を満たすために大口径となる。このため鏡筒自体もかな
り大きくなり、熱容量も大きくなる。
(Aspects of the Invention) FIG. 1 shows a schematic configuration of a reduction projection n-light device for exposing an image of a ready-made circuit pattern onto a wafer, for example. In the figure, after light from a light source 1 is focused by an elliptical reflector 2, it is reflected by a cold mirror 3, passes through a shutter 10 consisting of a rotating plate, an integrator 5, a mirror 4, a condenser lens 6, and then the reticle. A projection type exposure apparatus that illuminates the reticle 7 and forms an image of the circuit pattern of the reticle 7 onto the wafer 9 via the reduction projection lens system 8 is not shown. Note that 11 is an illumination optical system that guides the illumination light of the microscope for pattern overlay on the wafer 9. In general, the projection lens system used in this type of projection exposure apparatus is manufactured with aberrations, magnification, etc. strictly controlled. Ru. In particular, in the reduction projection lens system 8, the exposure range is 2 in diameter on the wafer 9.
The lens used has a large aperture to satisfy high resolution and high numerical aperture. For this reason, the lens barrel itself becomes quite large, and its heat capacity also increases.

通常のレンズにおいては、そのレンズを通過する光のエ
ネルギによって倍率等の光学特性が変化することはさけ
ど問題とはならない。
In a normal lens, it is not a problem that optical characteristics such as magnification change depending on the energy of light passing through the lens.

しかし、IC特に超LSIの製造段階においては、近年
パターンの線幅はより微細化が要求されるとともに、ウ
ェハ9へのパターンの重ね合わせ精度もチップ全面に渡
ってより高精度が要求されている。
However, in the manufacturing stage of ICs, especially VLSIs, in recent years, the line width of patterns has been required to be finer, and the overlay accuracy of patterns on the wafer 9 has also been required to be more precise over the entire surface of the chip. .

このためウェハ9上に焼き付けられたチップパターンに
対して、次に重ね焼きをするチップパターンの投影像に
倍率誤差が生じていると、チップパターンの一部で正確
な重ね合せが達成されていても、その他の部分では倍率
誤差に応じて、重ね合わせ精度が極度に低下してしまう
For this reason, if there is a magnification error in the projected image of the next chip pattern to be overprinted with respect to the chip pattern printed on the wafer 9, accurate overlay may not have been achieved in part of the chip pattern. However, in other parts, the overlay accuracy is extremely reduced depending on the magnification error.

この倍率誤差は、投影レンズ系の光学的なレンズ構成に
よっても異なるが、レンズ自体の温度、レンズとレンズ
間の空気温度あるいは鏡筒内側の温度変化によるものと
考えられる。
Although this magnification error varies depending on the optical lens configuration of the projection lens system, it is thought to be caused by the temperature of the lens itself, the air temperature between the lenses, or the temperature change inside the lens barrel.

そこでレンズ系を通過する光のエネルギによって倍率が
変化する状態を第2図に示す。この倍率が変化する状態
は次に示す方法で測定した。
FIG. 2 shows how the magnification changes depending on the energy of light passing through the lens system. The state in which the magnification changes was measured by the following method.

まず、第1図に示した従来の露光状〃Hとして、g線の
露光光束が縮小投影レンズ系8を通過しない状態で1乃
至2時間放置して、縮小投影レンズ系8の温度を安定さ
せる。その後レティクル7として本願出願人が特開昭5
8−86853号公報で開示したようなバーニヤ入りの
テス(・レティクルを載置する。テスト・レティクルは
レティクル上にIff&のマークを設け、この複数のマ
ークのうち1つのマークを投影光学系の光軸が通る位置
に設けたものであり、重ね焼きに際して光軸に通る位置
に設けたマークを基準として、焼付俄の任意の位置の絶
対的なずれ量が測定できるようにして、投影光学系の光
学特性を正確に測りうるようにしたものである。
First, in the conventional exposure condition H shown in FIG. 1, the temperature of the reduction projection lens system 8 is stabilized by leaving it for 1 to 2 hours in a state in which the g-line exposure light does not pass through the reduction projection lens system 8. . Later, as reticle 7, the applicant of the present application filed the patent application in JP-A No. 5
A test reticle with a vernier as disclosed in Publication No. 8-86853 is placed.The test reticle has an Iff& mark on the reticle, and one mark among the plurality of marks is exposed to the light of the projection optical system. This mark is placed at a position where the optical axis passes through, and during overprinting, it is possible to measure the absolute amount of deviation at any position during overprinting, using the mark provided at a position that passes through the optical axis as a reference. This allows optical properties to be measured accurately.

このテスト・レティクルを装置に載置した後に、短時間
だけシャッタ10を開として、テスト・レティクルのパ
ターンをウェハ9上に露光し、露光したウェハ9を現像
して、テスト・パターンのレジスト仰を表面に歿す。
After placing this test reticle on the device, the shutter 10 is opened for a short time to expose the pattern of the test reticle onto the wafer 9, and the exposed wafer 9 is developed to expose the resist surface of the test pattern. Fall to the surface.

テスト・レティクルはn先後露光装置から取りはずし、
この状態でシャッタ10を開いたままにして一定時間放
置する。
Remove the test reticle from the n-front exposure device,
In this state, the shutter 10 is left open for a certain period of time.

その後、再びテスト・レティクルとウエノ19を露光装
置に載置して、テスト・レティクルの投影像をウェハ9
上のパターンと重ね合わせて露光する。
After that, the test reticle and wafer 19 are placed on the exposure device again, and the projected image of the test reticle is transferred to the wafer 9.
Expose by overlaying it with the pattern above.

以上のことを一定時間例えば5分間隔毎に行なったのち
に、各時間間隔毎に重ね焼きしたウェハ9上のチップパ
ターンについて、チップ内の複数の位置でバーニヤを読
み取り、重ね合わせの状態をめる。
After performing the above steps for a certain period of time, for example, every 5 minutes, the chip pattern on the wafer 9 that has been overprinted at each time interval is read with a vernier at multiple positions within the chip to estimate the overlapping state. Ru.

この結果求めた倍率変化と縮小投影レンズ系8を露光光
束が通過した時間との関係を第2図に示す。
FIG. 2 shows the relationship between the magnification change obtained as a result and the time during which the exposure light flux passes through the reduction projection lens system 8.

図から明らかなように、露光開始時間t1で縮小投影レ
ンズ系8の倍率M里は時間とともに徐々に変化して、時
間t2で安定して倍率M2となることがわかった。すな
わち、この倍率変動量ΔMは投影レンズ系8に露光光束
が通ることによって、その光のエネルギによって投影レ
ンズ系8内部に温度上昇を招き、レンズ系の屈折率変化
が生じて倍率変化となるものと考えられる。なお第2図
で縦軸の倍率は、例えばチップ中心を正確に重ね合わせ
たときに、周辺でどの程度の重ね焼きのずれが生じてい
るかを表わしたものと等価である。また倍率変動量ΔM
は光源のランプの光強度によっても興なる。又、図に示
していないが焦点位置の変動も同時に起っている。
As is clear from the figure, the magnification M of the reduction projection lens system 8 gradually changes with time at the exposure start time t1, and becomes stable at the magnification M2 at the time t2. In other words, this magnification variation amount ΔM is due to the fact that when the exposure light beam passes through the projection lens system 8, the energy of the light causes a temperature rise inside the projection lens system 8, causing a change in the refractive index of the lens system, resulting in a change in magnification. it is conceivable that. Note that in FIG. 2, the magnification on the vertical axis is equivalent to, for example, a value that represents how much misalignment occurs in overprinting at the periphery when the centers of the chips are accurately overlapped. Also, the amount of magnification fluctuation ΔM
It also depends on the light intensity of the lamp as the light source. Although not shown in the figure, the focal position also changes at the same time.

第1図に示した従来の縮小投影露光装置においては、レ
ティクル7の像をウェハ9上に投影露光するにあたり、
シャッタ10で露光光を透過、遮光する借造となってお
り、露光光が縮小投影レンズ系8を通過している状態と
、通過していない状態yで光学特性の安定状態が異なり
、例えば倍率等で特にその過渡状態では前述のように前
祝できないものがある。このためIC特に超LSIのよ
うにパターンの線幅に微細化が要求され、パターンの重
ね合わせ精度もチップ全面に渡って高精度が要求される
製造段階においては、縮小投影レンズ系8の光学特性の
安定を図る必要がある。
In the conventional reduction projection exposure apparatus shown in FIG. 1, when projecting and exposing the image of the reticle 7 onto the wafer 9,
The shutter 10 transmits and blocks the exposure light, and the stable state of optical characteristics differs depending on whether the exposure light is passing through the reduction projection lens system 8 or not. As mentioned above, there are some cases in which it is not possible to celebrate in advance especially during the transitional state. Therefore, in the manufacturing stage of ICs, especially VLSIs, where miniaturization of pattern line width is required and high pattern overlay accuracy is required over the entire surface of the chip, the optical characteristics of the reduction projection lens system 8 are It is necessary to aim for stability.

(発明の目的) この発明は、上述した問題点を解消し、常に投影光学系
を安定状態に維持する投影露光装置を提供することを目
的とするものである。
(Object of the Invention) An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and provide a projection exposure apparatus that always maintains a projection optical system in a stable state.

(発明の概要) この発明の投影露光装置は、所定波長の露光光を発生す
る露光光発生手段と;露光光の入射によってマスク例え
ばレティクル上のパターンの光像を感光体例えばウェハ
上に結像する投影光学系と;この投影光学系への露光光
の入射を許して投影光学系を露光状態とし、また投影光
学系への露光光の入射を遮断して投影光学系を非露光状
態とするシャッタ等の切替手段と;少なくとも非露光状
態のとき前記所定波長以外の波長の光を投影光学系に入
射する光照射手段とを備えて、所定波長の露光光及び非
ν光波長を投影光学系に入射することによって投影光学
系が受ける熱的エネルギーを一定にして投影光学系の光
学特性の安定を図るものである。
(Summary of the Invention) A projection exposure apparatus of the present invention includes an exposure light generating means that generates exposure light of a predetermined wavelength; and an optical image of a pattern on a mask, for example, a reticle, is formed on a photoreceptor, for example, a wafer, by the incidence of the exposure light. a projection optical system that allows exposure light to enter the projection optical system to put the projection optical system in an exposed state; and also blocks the exposure light from entering the projection optical system to put the projection optical system in a non-exposed state. The projection optical system includes a switching means such as a shutter; and a light irradiation means for inputting light of a wavelength other than the predetermined wavelength into the projection optical system at least in a non-exposure state; The purpose is to stabilize the optical characteristics of the projection optical system by keeping the thermal energy received by the projection optical system by the incident light constant.

(実施例) この発明を実施例に基づいて詳細に説明する。(Example) This invention will be explained in detail based on examples.

第3図は、この発明の一実施例である縮小投影露光装置
の概略構成を示す。図において第1図に示した従来の縮
小投影露光装置の概略構成と同一符号は同−m栽部分を
示す。
FIG. 3 shows a schematic configuration of a reduction projection exposure apparatus which is an embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as in the schematic structure of the conventional reduction projection exposure apparatus shown in FIG. 1 indicate the same parts.

図において、露光光発生手段は光源1、楕円反射鏡2及
びコールドミラー3によって構成する。
In the figure, the exposure light generating means is composed of a light source 1, an elliptical reflecting mirror 2, and a cold mirror 3.

光源1は露光光例えば9mの光(波長436”m)及び
914以外の波長の光例えばe線の光(波長546%m
)を発生する水銀放電灯を用いる。コールドミラー3は
g線の光を選択して反射し他を透過させることができる
グイクロイックミラーである0 光源1からの光は楕円反射鏡2で集光された後、コール
ドミラー6によりg線の光が反射されて、両面ミラー・
シャッタ10′に導かれる。
The light source 1 emits exposure light such as 9m light (wavelength 436"m) and light with a wavelength other than 914m, such as e-line light (wavelength 546%m).
) using a mercury discharge lamp. The cold mirror 3 is a gicroic mirror that can selectively reflect g-line light and transmit the others.0 After the light from the light source 1 is focused by the elliptical reflector 2, the g-ray light is reflected by the cold mirror 6. The light of the line is reflected, creating a double-sided mirror.
It is guided to the shutter 10'.

両面ミラー・シャッタ10′は両面に反射鏡を設けたロ
ータリシャッタから成り、第4図に示すように露光光の
入射をWトシて投影光学系を鱈光状態とする透過部i 
o’aと、露光光の入射を遮断して投影光学系を非露光
状態とする遮光部1σtとを有する。投影光学系はオプ
チカル・インテグレータ5、ミラー4、コンデンサレン
ズ6及び縮小投影レンズ系8からなり、露光光によりレ
ティクル7のパターン像をウェハ9上に投影する。光照
射手段は光源1からのe線の光を選択反射するダイクル
イック・ミラー12、ミラー4”s絞り16及びレンズ
14から成り、両面ミラーシャッタ10′を介して、e
線の光を投影光学系へ導く。
The double-sided mirror/shutter 10' consists of a rotary shutter with reflecting mirrors on both sides, and as shown in FIG.
o'a, and a light shielding portion 1σt that blocks the incidence of exposure light and puts the projection optical system in a non-exposed state. The projection optical system includes an optical integrator 5, a mirror 4, a condenser lens 6, and a reduction projection lens system 8, and projects the pattern image of the reticle 7 onto the wafer 9 using exposure light. The light irradiation means consists of a dichroic mirror 12 that selectively reflects e-line light from the light source 1, a mirror 4"s aperture 16, and a lens 14, and e-ray light is emitted through a double-sided mirror shutter 10'.
Guides the line of light to the projection optical system.

両面ミラーシャッタ10′の遮光部10′b がコール
ド・ミラー6とインテグレータ5の間の光路中に位置す
る非露光時には、コールドミラー3で反射したg線の光
は、両面ミラーシャッタ10′の遮′光部10′bの表
面反射鏡により反射して、照明用光学系11に入射する
。一方ダイク四イックミラー12で反射したe線の光は
、ミラー4 a %レンズ14を通り、両面ミラーシャ
ッタ10′の裏面反射鏡により反射して、インテグレー
タ5に入射し、縮小投影レンズ系8に至る。両面ミラー
シャッタ10′が回転して、透過部10′aがコールド
ミラー3とインテグレータ5の光路中に位置する露光時
には、コールドミラー3から反射したg線の光がインテ
グレータ5を介して縮小投影レンズ系8に至り、この、
9線の光によりレティクル7のパターンがウェハ9上に
露光される。このときレンズ14からのe線の光は両面
ミラーシャッタ10′の透過部10′aを通り抜けるた
め、インチクレータ5及び縮小投影レンズ系8には入射
しない。尚、第3図において、ウェハ9は2次元移動可
能なステージ60に載置され、ステージ30はモータ等
を含む駆動部31によって制御される。
During non-exposure, when the light blocking portion 10'b of the double-sided mirror shutter 10' is located in the optical path between the cold mirror 6 and the integrator 5, the g-line light reflected by the cold mirror 3 is blocked by the double-sided mirror shutter 10'. The light is reflected by the surface reflecting mirror of the light section 10'b and enters the illumination optical system 11. On the other hand, the e-line light reflected by the Dyck mirror 12 passes through the mirror 4a% lens 14, is reflected by the back reflector of the double-sided mirror shutter 10', enters the integrator 5, and enters the reduction projection lens system 8. reach. During exposure when the double-sided mirror shutter 10' rotates and the transmission section 10'a is located in the optical path between the cold mirror 3 and the integrator 5, the g-line light reflected from the cold mirror 3 passes through the integrator 5 to the reduction projection lens. We arrive at Corollary 8, and this
The pattern of the reticle 7 is exposed onto the wafer 9 by nine lines of light. At this time, the e-line light from the lens 14 passes through the transmission section 10'a of the double-sided mirror shutter 10', and therefore does not enter the inch crater 5 and the reduction projection lens system 8. In FIG. 3, the wafer 9 is placed on a two-dimensionally movable stage 60, and the stage 30 is controlled by a drive unit 31 including a motor and the like.

第5図は第6図の装置において両面ミラー・シャッタ1
0′を制御して適正露光量を得るための回路と、絞り1
3の開口量を制御するための回路等の一例である。
Figure 5 shows the double-sided mirror shutter 1 in the apparatus shown in Figure 6.
0' to obtain the appropriate exposure amount, and the aperture 1
This is an example of a circuit etc. for controlling the opening amount of No. 3.

全体のシーケンスはマイク田・コンピュータ′(以下C
PUとする)100によって統括制御される。CPU1
00にはマイクロ・プロセッサ(MPU)やRAM、R
OM等のメモリ、外部とのインターフェイスのためのイ
ンプット・アウトプット・ボー) (I/Qボート)等
が含まれてしする。
The entire sequence is based on Mike Ta Computer' (hereinafter referred to as C
It is centrally controlled by the PU (PU) 100. CPU1
00 contains microprocessor (MPU), RAM, R
It includes memory such as OM, input/output/board (I/Q board) for interface with the outside, etc.

受光素子101は第6図ではコンデンサーレンズ6とレ
ティクル7との間の光路中で、レティクル7への直接の
照明光束を遮ぎらない周辺位置に配置されて、レティク
ル7の照明光の強度を検出する。
In FIG. 6, the light receiving element 101 is placed in the optical path between the condenser lens 6 and the reticle 7 at a peripheral position where it does not block the direct illumination beam to the reticle 7, and detects the intensity of the illumination light of the reticle 7. do.

増幅器102は受光素子101の光電出力を増幅して信
号S1を出力する。アナログ−デジタル変換器(以下、
ADCとする)103は信号S1をデジタル変換して、
そのデジタル値D゛1をCP U 1[IQ出力する。
The amplifier 102 amplifies the photoelectric output of the light receiving element 101 and outputs a signal S1. Analog-to-digital converter (hereinafter referred to as
ADC) 103 digitally converts the signal S1,
The digital value D'1 is output to CPU 1 [IQ].

また信号S1は電圧−周波数変換器(以下VFCとする
)104によってデジタル化され、信号S1の電圧に対
応した周波数のパルス信号S鵞を発生する。カウンター
105はパルス信号S:を加算計数する。ただし、カウ
ンター105はCPU100からのパルス的なスタート
信号S3に応答して、計数内容が零にクリアされる。
Further, the signal S1 is digitized by a voltage-frequency converter (hereinafter referred to as VFC) 104 to generate a pulse signal S having a frequency corresponding to the voltage of the signal S1. The counter 105 adds and counts the pulse signal S:. However, the counting contents of the counter 105 are cleared to zero in response to a pulse-like start signal S3 from the CPU 100.

一方、CPU100は所定の目標とする露光量に応じた
データD、を目標値セットレジスタ(以下単にレジスタ
とする)106に出力する。比較器107はカウンタ1
05の計数値データと、レジスタ106にセットされた
データD!とを比較して、一致したときに一致信号S4
を出力する。さて、スタート信号S3と一致信号S4は
シャッター10′のドライブ回路108に入力する。尚
、シャッター10’は第4図に示したように、ロータリ
ーシャッターであるため、ここではパルスモータ17に
より直結で回転されるものとする。従って、ドライブ回
路108はスタート信号S3に応答して、シャッター1
0′が%回転(45度)だけ回転するためのドライブパ
ルスをパルスモータ17に出力する。
On the other hand, the CPU 100 outputs data D corresponding to a predetermined target exposure amount to a target value set register (hereinafter simply referred to as register) 106. Comparator 107 is counter 1
05 count value data and data set in register 106 D! and when they match, a match signal S4 is sent.
Output. Now, the start signal S3 and the coincidence signal S4 are input to the drive circuit 108 of the shutter 10'. Incidentally, since the shutter 10' is a rotary shutter as shown in FIG. 4, it is assumed here that it is directly connected to and rotated by the pulse motor 17. Therefore, in response to the start signal S3, the drive circuit 108
A drive pulse for rotating 0' by % rotation (45 degrees) is output to the pulse motor 17.

これにより、シャッター10′は開放され、g線の光が
レチクル7を照射する。そして、ドライブ回路108は
一致信号S4に応答して、シャッター10′がさらに4
5°だけ回転するためのドライブパルスを出力し、シャ
ッター10′は閉成される。CPU100は第6図に示
した絞り13の開口量を決めるデータD3をドライブ回
路109に出力する。ドライブ回路109は絞り16を
駆動するモータ110に開口量に応じた駆動信号を出力
して、絞りの開口量を所定値にセットする。また、CP
U100は駆動部31にステージ3.0の移動のための
データD4も出力し、ステージ30のステッピング(歩
進)も制御する。
As a result, the shutter 10' is opened and the reticle 7 is irradiated with g-line light. Then, in response to the coincidence signal S4, the drive circuit 108 causes the shutter 10' to move further four times.
A drive pulse for rotating by 5° is output, and the shutter 10' is closed. The CPU 100 outputs data D3 that determines the aperture amount of the diaphragm 13 shown in FIG. 6 to the drive circuit 109. The drive circuit 109 outputs a drive signal according to the aperture amount to the motor 110 that drives the aperture 16, and sets the aperture amount of the aperture to a predetermined value. Also, C.P.
U100 also outputs data D4 for moving the stage 3.0 to the drive unit 31, and also controls the stepping of the stage 30.

次に、第3図、第5図を用いて本実施例による装置の動
作を説明する。まず、縮小投影レンズ系8のg線の光に
よる倍率変動と、elmの光による倍率変動とを両光線
の強度と対応づける操作を行なう。この対応づけは装置
の製造時にのみ行ない、その結果をCPU100のno
M噂に装置定数として記憶させておけばウェハ9のE売
時には必要とならない。しかしながら、光源1の光強度
の経時的な変化や、光源1を交換した場合を考慮すると
、装置の電源投入時に、その対応づけ(キャリブレーシ
ョン)を行なうことが望ましい。
Next, the operation of the apparatus according to this embodiment will be explained using FIGS. 3 and 5. First, an operation is performed in which the magnification variation due to the g-line light of the reduction projection lens system 8 and the magnification variation due to the ELM light are correlated with the intensity of both light beams. This correspondence is performed only when manufacturing the device, and the result is sent to the CPU 100 no.
If it is stored as a device constant in the M rumor, it will not be necessary when wafer 9 is sold E. However, considering changes in the light intensity of the light source 1 over time and the case where the light source 1 is replaced, it is desirable to perform the correspondence (calibration) when the device is powered on.

さて、このキャリブレーションを行なうのに先立って、
CPU100にはg線の光による倍率変動鰍ΔM9と、
g線の光の強度Bpとが記憶されている。これは第2図
で説明したような方法で、倍率がMlから瀾2まで変動
した量ΔMpをめると共に、時間t1からt、の間で、
g線の光の平均的な強度Byをめる。強度B、9の計測
は第5図のADCI Q 3により時間t1とt2の間
で一定時間毎にデジタル値D1を読み込み、それらデジ
タル値D□を平均することによって簡単にめられる。
Now, before performing this calibration,
The CPU 100 has a magnification variation ΔM9 due to g-line light,
The intensity Bp of g-line light is stored. This is the method explained in Fig. 2, which calculates the amount ΔMp by which the magnification fluctuates from Ml to 2, and calculates the amount ΔMp by which the magnification has changed from M1 to 2, and also calculates
Calculate the average intensity By of the g-line light. Intensities B and 9 can be easily measured by reading the digital value D1 at regular intervals between times t1 and t2 using the ADCI Q 3 shown in FIG. 5, and averaging these digital values D□.

電源投入後、CPU100は絞り13の開口量を最大に
するためのデータD3を出力して、e線の光が縮小投影
レンズ系8に、レティクル7を介さずに最大の光強度で
入射するようにする。尚、絞り1ろは、ここではe I
Iの光がレティクル7上で照射される面積を変えるもの
ではなく、常にレティクル7の全面を照射しつつ、光強
度だけを変化するように構成されている。こうして、絞
り13を最大開口にして、第2図の説明と同様の方法で
倍率変動量ΔMeと、そのときの平均的なegAの光の
強度Beとを測定する。この場合も、第5図のADC1
Q 3を用いる。この測定の際、シャッター10′を閉
じたまま一定時間放置しなければならないが、その時間
はCPU100によって制御される。このシャッター1
0′が閉じている間、e線の光は縮小投影レンズ系8に
入射し続ける。そして、その一定時間経過後、CPU1
00はテスト・レティクルの搬入要求信号を不図示の表
示装器に出力する。そして、手動、又は自動でテスト・
レティクルを装置に搬送した後、位置決めし露光を開始
する。その時点で、CPU100はデータハをレジスタ
106にセットし、スタート信号S3(スタート・パル
ス)を出力する。これによつ′Cカウンタ105がクリ
アされると共に、シャッター10′の開放が開始され、
■FC104からはパルス信号S2が発生する。従って
、カウンタ105の計数値はシャッター10′が開き始
めた時点からのg綜の光の光景積分値に相応する。そし
て、計数値とデータD2とが一致して、比較器107が
一致信号S4を出力すると、シャッター10′は45°
回転して閉成状態になる。そしてシャッター10′が開
いている間に、ウェハ9上のパターンとテスト・レティ
クルのパターンとが重ね焼きされる。このようにして、
CPU100はウエノ・9上にテスト・レティクルのパ
ターンを露光しては、一定時間e線の光の照射を繰り返
えし、e緑光の照射時に適当な時間間隔で、ADC1Q
 3のデータD1を読み込む。
After the power is turned on, the CPU 100 outputs data D3 for maximizing the aperture of the aperture 13 so that the e-line light enters the reduction projection lens system 8 with the maximum light intensity without passing through the reticle 7. Make it. In addition, the 1st aperture is e I here.
The area to which the I light is irradiated on the reticle 7 is not changed, but the entire surface of the reticle 7 is always irradiated, and only the light intensity is changed. In this way, the aperture 13 is set to its maximum aperture, and the magnification variation amount ΔMe and the average light intensity Be of egA at that time are measured in the same manner as described in FIG. In this case as well, ADC1 in FIG.
Use Q3. During this measurement, the shutter 10' must be left closed for a certain period of time, but this period is controlled by the CPU 100. This shutter 1
0' is closed, the e-line light continues to enter the reduction projection lens system 8. Then, after the certain period of time has passed, CPU1
00 outputs a test reticle carry-in request signal to a display device (not shown). Then, test manually or automatically.
After the reticle is transported to the device, it is positioned and exposure begins. At that point, the CPU 100 sets the data in the register 106 and outputs a start signal S3 (start pulse). As a result, the 'C counter 105 is cleared and the opening of the shutter 10' is started.
(2) The FC 104 generates a pulse signal S2. Therefore, the count value of the counter 105 corresponds to the scene integral value of the g-axis light from the time when the shutter 10' begins to open. When the count value and data D2 match and the comparator 107 outputs a match signal S4, the shutter 10' is rotated at 45°.
It rotates and becomes closed. While the shutter 10' is open, the pattern on the wafer 9 and the pattern on the test reticle are overprinted. In this way,
The CPU 100 exposes the pattern of the test reticle on Ueno 9, repeats irradiation with e-line light for a certain period of time, and at appropriate time intervals when e-green light is irradiated.
Read the data D1 of No.3.

以上のようにして、露光されたウェハを現像した後、バ
ーニアのレジスト像を顕微鏡等で読み取り、倍率変動量
ΔM eをめる。2M eはCPU100のメモリに格
納するように不図示の端末機器から入力する。もちろん
CPU100は強度Beも演算によりめ、メモリに格納
する。次にCPU100は983の光の強度とe線の光
の強度との対応を演算する。具体的には、 て、同一の倍率変動量を得るために必要なe線の光の強
度の割合がめられる。そこで、実際にウェハ9をステッ
プ・アンド・リピート方式で露光する際、ADClo、
’)によって9線の光の強度Bgを時々測定し、e線の
光の強度かに−Bgになるように、絞り1ろの開口量を
制御すればよい。このようにね4〜投影レンズ系8には
露光時にはg線の光が、非館売時にはemの光が入射さ
れるので、常時光のエネルギを受けることになり縮小投
影レンズ系8の湿度が一定となり、光学特性すなわち倍
率等は一定値に安定することになる。
After developing the exposed wafer in the manner described above, the vernier resist image is read with a microscope or the like, and the amount of variation in magnification ΔM e is calculated. 2M e is input from a terminal device (not shown) so as to be stored in the memory of the CPU 100. Of course, the CPU 100 also calculates the intensity Be and stores it in the memory. Next, the CPU 100 calculates the correspondence between the intensity of the 983 light and the intensity of the e-line light. Specifically, the ratio of e-line light intensity required to obtain the same amount of magnification variation can be determined. Therefore, when actually exposing the wafer 9 using the step-and-repeat method, ADClo,
'), the intensity Bg of the 9-line light may be measured from time to time, and the opening amount of the diaphragm 1 may be controlled so that the intensity of the e-line light becomes -Bg. In this way, G-line light is incident on the projection lens system 4 to 8 during exposure, and em light is incident on the projection lens system 8 during exposure, so it is constantly receiving light energy and the humidity in the reduction projection lens system 8 increases. Therefore, the optical characteristics, ie, the magnification, etc. are stabilized at a constant value.

次に第6図に、本発明の他の実施例を示す。Next, FIG. 6 shows another embodiment of the present invention.

第6図においてダイクロイック・ミラー12で反射され
たe線の光は楕円鏡2によって光7アイパー15の一方
の端面に集光する。光ファイバー15の他端には第3図
で示したような絞り13と、サブ・シャッターと、光学
レンズ等を含む光学ユニット16が接続されている。こ
の光学ユニット16を射出したe線光はコールドミラー
3aを透過して縮小投影レンズ系8に入射する。コール
ドミラー 3 aはインテグレータ5からのg線光を反
射する分光特性を有する。制御部18は第5図に示した
回路に、光学ユニット16内のサブ・シャッタの制御回
路を付加しただけのものである。サブ・シャッタの制御
回路は第5図に示したように、CPU100からの開閉
信号S、に応答して、サブ・シャッタ11!1を往復駆
動するソレノイド112に駆動信号を出力するドライブ
回路111から構成される。尚、第6図において、シャ
ッター10はパルスモータ17によって駆動され、従来
のシャッターと同様のものである。また、サブ・シャッ
ター113は基本的にはシャッター10の開閉と連動し
て開閉するようにCPU100によって制御されるが、
必らずしもそれだけに限られるものではない。このこと
については後述する′。従って、本実施例においても、
基本的には非露光時には、−emの光は光ファイバー1
5、光学ユニット16及びコールド・ミラー3aを介し
て縮小投影レンズ系8に入射し、露光時には、コールド
・ミラー6から反射したg線の光がシャッタ10.イン
ラグレータ5、コールド・ミラー3a及びコンデンサ・
レンズ6を介して縮小投影レンズ系8に入射するように
動作する。
In FIG. 6, the e-line light reflected by the dichroic mirror 12 is focused by the elliptical mirror 2 onto one end face of the light 7 eyeper 15. The other end of the optical fiber 15 is connected to an optical unit 16 including an aperture 13, a sub-shutter, an optical lens, etc. as shown in FIG. The e-ray light emitted from the optical unit 16 passes through the cold mirror 3a and enters the reduction projection lens system 8. The cold mirror 3a has a spectral characteristic of reflecting the g-line light from the integrator 5. The control section 18 is simply the circuit shown in FIG. 5 with the addition of a control circuit for the sub-shutter within the optical unit 16. As shown in FIG. 5, the sub-shutter control circuit includes a drive circuit 111 that outputs a drive signal to a solenoid 112 that drives the sub-shutter 11!1 back and forth in response to an opening/closing signal S from the CPU 100. configured. In FIG. 6, the shutter 10 is driven by a pulse motor 17 and is similar to a conventional shutter. Furthermore, the sub-shutter 113 is basically controlled by the CPU 100 to open and close in conjunction with the opening and closing of the shutter 10;
It is not necessarily limited to that. This will be discussed later. Therefore, also in this example,
Basically, during non-exposure, -em light is transmitted to the optical fiber 1.
5. The g-line light enters the reduction projection lens system 8 via the optical unit 16 and the cold mirror 3a, and during exposure, the g-line light reflected from the cold mirror 6 enters the shutter 10. Inlagrator 5, cold mirror 3a and capacitor
It operates so that the light enters the reduction projection lens system 8 via the lens 6.

次に第6図に示した実施例の具体的な動作を第7図の7
0−チャート図に基づいて説明する。まず始めに、サブ
・シャッター11!Iは開いているものとし、ウェハ9
はまだ露光装置に載置されていないものとする。露光動
作が始まると、CPU100はXテップ200でADC
l 03(7)7’−タD1を読み込み、allの光の
強度Beを記憶する。
Next, the specific operation of the embodiment shown in FIG.
The explanation will be based on a 0-chart diagram. First of all, sub shutter 11! Assume that I is open, and wafer 9
It is assumed that has not yet been placed on the exposure device. When the exposure operation starts, the CPU 100 uses the X step 200 to control the ADC.
l 03(7)7'-Data D1 is read and the intensity Be of all light is stored.

次にCPU100はステップ201で開閉信号Ssを出
力して、サブ・シャッター113を閉成し、ステップ2
02でスタート信号s3を出力してシャッター10をσ
9放する。このとき、第5図に示したカウンタ105、
レジスタ1o6、比較器107の働きによって、シャッ
ター10は目標とする露光量でrJFJ成するように制
御されるが、ここでシャッター10を開く目的は、受光
素子101にgmの光を照射することなので、シャッタ
ー1oが開放している時間は適当なものでよい。そして
、ステジブ203で一致信号S4の発生の有無を調べ、
一致信号S4が発生すると、次のステップ204に進み
、CPU100はADC103(7)データD皿を読み
込み記憶する。この際、一致信号s4に応答してシャッ
ター10の閉成が開始されるが、若干のタイムラグがあ
るために、ADC103はシャッター10の閉成動作の
開始直前に受光素子101が受光した11mの光の強度
をデジタル化する。従って、このステップ204で読み
込んだデータD1は1線の光の強度Bpに対応している
。次にCPU100はステップ205で、前記第1の実
施例でめたような定111Kを用いて、ステップ200
゜204で記憶した強度Be5Biから、Beとに−B
9とが等しいか否かを判断する。もし等しくない時はス
テップ206に進み、cptJlooはBeとI(・B
gの差に応じたデータD3を出力して、絞り13の開口
量を再セットする。この動作によって、8m光の強度と
、目先用のg線光の強度との対応が保たれる。
Next, in step 201, the CPU 100 outputs an opening/closing signal Ss to close the sub-shutter 113, and in step 2
At 02, the start signal s3 is output and the shutter 10 is set to σ.
9 Release. At this time, the counter 105 shown in FIG.
By the functions of the register 1o6 and the comparator 107, the shutter 10 is controlled to achieve rJFJ with the target exposure amount, but the purpose of opening the shutter 10 here is to irradiate the light receiving element 101 with light of gm. , the time period during which the shutter 1o is open may be set to an appropriate value. Then, the stage 203 checks whether a coincidence signal S4 is generated, and
When the coincidence signal S4 is generated, the process advances to the next step 204, and the CPU 100 reads and stores the data D from the ADC 103 (7). At this time, the closing of the shutter 10 is started in response to the coincidence signal s4, but since there is a slight time lag, the ADC 103 detects the 11 m of light received by the light receiving element 101 immediately before the start of the closing operation of the shutter 10. Digitize the intensity of. Therefore, the data D1 read in step 204 corresponds to the intensity Bp of one line of light. Next, in step 205, the CPU 100 uses the constant 111K as determined in the first embodiment.
From the intensity Be5Bi stored at ゜204, Be and -B
9 is equal or not. If they are not equal, proceed to step 206, and cptJloo is set to Be and I(・B
Data D3 corresponding to the difference in g is output, and the aperture amount of the diaphragm 13 is reset. This operation maintains the correspondence between the intensity of the 8m light and the intensity of the near-field G-line light.

次のステップ207でCPU1QQは開閉信号SI+を
出力して、サブ・シャッター113を開放する。これに
よって、8m光が縮小投影レンズ系8に入射するから、
露光時と同程度の光エネルギー(熱的エネルギー)を供
給されたことになり、倍率変動は生じない。その後、ス
テップ208でフォトレジストが塗布されたウェハ9を
露光装置の2次元郡動ステージ(不図示)に載置する。
In the next step 207, the CPU 1QQ outputs the opening/closing signal SI+ to open the sub-shutter 113. As a result, the 8m light enters the reduction projection lens system 8, so
This means that the same amount of light energy (thermal energy) as during exposure is supplied, and no magnification change occurs. Thereafter, in step 208, the wafer 9 coated with photoresist is placed on a two-dimensional movement stage (not shown) of the exposure apparatus.

そして、ステップ208では、ウェハ9上の所定額Hに
レティクル7のパターン倹を重ね合わせて露光すべく、
ステージを移動する。また、CPU100はそのウェハ
9に必要な最適な露光量に対応するデータD、をレジス
タ106にセットする。次に、CPU100はステップ
209で開閉信号Ssを出力して、サブ・シャッター1
13を閉じ、ステップ210でスタート信号S3を出し
てシャッター和を開放する。これによって、レティクル
7のパターン像がウェハ9上に露光される。そしてステ
ップ211で一致信号S4の発生の有無が判断され、一
致信号S4が発生すると、ステップ212に進みCPU
100は開閉信号Ssを出方して、サブ・シャッター1
16を開放する。もちろん、゛−一致信号S4発生する
と、ドライブ回路108の働きによって、シャッター1
0は閉じられる。そして、ステップ213ではウェハ9
上で繰り返しN回、露光を行なったか否かが判断され、
N回終了していればn光動作は全て終了する。N回の露
光が終了していなければ、ステップ214に進みCPU
100はステージを次の露光位置までステッピングさせ
て、再びステップ209がらねり返す。このステップ2
09〜ステツプ214の間、g線の光とe線の光とは第
8図のように交互に照射、非照射を繰り返し、時間的に
一定の光エネルギーが連続してレテイク/I/7を照射
することになる。すなわち、9線の光による1回の露光
時間tl中はelJの光の照射を遮断し、次の露光のた
めのステッピング時間t2中は、eaの光を照射するよ
うにする。
Then, in step 208, in order to overlay the pattern of the reticle 7 on a predetermined amount H on the wafer 9 and expose it,
Move the stage. Further, the CPU 100 sets data D corresponding to the optimal exposure amount required for the wafer 9 in the register 106. Next, the CPU 100 outputs the opening/closing signal Ss in step 209, and the sub-shutter 1
13, and in step 210, a start signal S3 is issued to open the shutter sum. As a result, the pattern image of the reticle 7 is exposed onto the wafer 9. Then, in step 211, it is determined whether or not the coincidence signal S4 is generated. When the coincidence signal S4 is generated, the process proceeds to step 212, and the CPU
100 outputs the opening/closing signal Ss and outputs the sub-shutter 1
16 is released. Of course, when the match signal S4 is generated, the drive circuit 108 causes the shutter 1 to
0 is closed. Then, in step 213, the wafer 9
It is determined whether or not exposure has been performed repeatedly N times above.
If it has been completed N times, all n-light operations have been completed. If the N exposures have not been completed, the process advances to step 214 and the CPU
Step 100 steps the stage to the next exposure position, and Step 209 loops around again. This step 2
Between step 09 and step 214, the g-line light and the e-line light are alternately irradiated and non-irradiated as shown in Fig. 8, and the temporally constant light energy is continuously applied to retake/I/7. It will be irradiated. That is, during one exposure time tl of 9-line light, the irradiation of the light elJ is interrupted, and during the stepping time t2 for the next exposure, the light ea is irradiated.

さて、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光
装置では、一枚のウェハに数10回露光を縁り返す。各
ステップにかかる時間が2乃至3秒の場合には、e線の
光を各ステップ毎に照射、非照射を繰り返さなくともよ
い。すなわち、第10図に示すように一枚のウェハを露
光する期間はe線の光強度を一定値Beに保ち、そのウ
ェハの露光が終了した後の非側光期間にはe線の光の強
度を増加するようにして、露光期間中に縮小投影レンズ
系8を通るg線及びe線の光の平均的な熱エネルギと非
露光中に縮小投影レンズ系を通るeiの光の熱エネルギ
とがほぼ等しくなるように制御して、縮小投影レンズ系
によって吸収されるエネルギが熱的に常時一定になるよ
うにする。なお、非露光期間の状態としては、例えばレ
ティクルやウェハの位置合わせ時あるいはウェハやレテ
ィクルの交換時などがあるが、レティクル交換時には、
レティクルを通さないで直接e 13の光が縮小投影レ
ンズ系に入射するた′め、e線の光の強度を低下させる
必要がある。
Now, in a step-and-repeat reduction projection exposure apparatus, one wafer is exposed several dozen times. When the time required for each step is 2 to 3 seconds, it is not necessary to repeat irradiation and non-irradiation of e-line light for each step. That is, as shown in Fig. 10, the e-line light intensity is kept at a constant value Be during the period when one wafer is exposed, and the e-line light intensity is kept at a constant value Be during the non-side light period after the exposure of the wafer is completed. With increasing intensity, the average thermal energy of the g-line and e-line light passing through the demagnifying projection lens system 8 during the exposure period and the thermal energy of the ei light passing through the demagnifying projection lens system 8 during the non-exposure period. are controlled so that they are approximately equal, so that the energy absorbed by the reduction projection lens system is always thermally constant. Note that the non-exposure period includes, for example, when aligning the reticle or wafer, or when replacing the wafer or reticle, but when replacing the reticle,
Since the e-line light directly enters the reduction projection lens system without passing through the reticle, it is necessary to reduce the intensity of the e-line light.

そこで、上記の動作を第9図のフローチャート図に基づ
いて具体的に説明する。露光動作のyR始に先立って第
7図のように、g線光の強度とeIIi!光の強度との
対応づけを行なうステップ200〜207は全く同様に
実行される。従って第9図ではステップ207以後の動
作について表わしである。ステップ207の後、CPU
100はステップ215に進み、絞り13の現在の開口
量、すなわち非露光期間中の開r] ffi A V 
tをメモリに記憶する。
Therefore, the above operation will be specifically explained based on the flowchart shown in FIG. Prior to the start of exposure operation yR, as shown in FIG. 7, the intensity of g-line light and eIIi! Steps 200 to 207 for making the correspondence with the light intensity are performed in exactly the same way. Therefore, FIG. 9 shows the operation after step 207. After step 207, the CPU
100 proceeds to step 215, where the current aperture amount of the aperture 13, that is, the aperture r during the non-exposure period] ffi A V
Store t in memory.

次にCPU100はステップ216でウェハ9を露光す
る際の露光時間t1とステッピング時間1.、及び先に
めたg線光の強度Bgと定数にとに基づいて、露光期間
中に照射するe線光の強度Beを演算する。その強度B
eは Be−に−13j9・ (−!=−>の演算によってt
l+t* まる。この演算式の意味を第10図により説明する。第
10図のように、1枚のウェハの露光期間中は、露光時
間(シャッター10が開いている時間)hとステッピン
グ時間t2とのデユーティ比に== 1 より、平均的なg線光の強度ByはB y −精箋−B
yとなる。そして非露光期間中に照射されるe線光の強
度Beが、露光期間中に強度Beに低下するものとする
と、(Be−Be)の値かに−89と等しくなければな
らない。よってBe−Be−に−nyとおいて、Be−
’に−89とすると、n e =に=B y・C;、4
1.)の式がまる。次にCPUI OOはX7−772
17に進み、強度Beに対応する絞り1′5の開口MA
V2を演i¥してメモリに記1.νIする。ステップ2
18は第7図のステップ208と同様にウェハ9を装置
にセットし、露光時間t1に対応したデータD2をレジ
スタ106にセットする。次に、CPU100はステッ
プ219で先に記憶した開口11Av2に相当するデー
タD3を出力して、絞り16の開口量をセットする。そ
のつてシャッター10が開き、ステップ211と同一の
ステップ221によってシャッター10のm成を検出し
、閉成が行なわれると、ステップ216と同一ステップ
222によって、ウェハ9上にN回露光したか否かが判
断され、NOのとき・ステップ214と同一のステップ
223によってステッピングが行なわれる。もちろんス
テッピング時間はtlであり、これはウェハ9上のチッ
プ・サイズとステージの移動速度によって予め計算でき
る値である。ステップ223の後、ステップ220から
繰り返される。こうして、ステップ222で1枚のウェ
ハの露光が完了すると、CPU’lQQはステップ22
4で、先に記憶した開口1Av1に和尚するデータハを
IB力して絞り13の開口量を元に戻し、強度Beのe
線光を照射する。
Next, in step 216, the CPU 100 determines the exposure time t1 and the stepping time 1. , and the intensity Be of the e-line light to be irradiated during the exposure period based on the previously determined intensity Bg of the g-line light and a constant. Its strength B
e becomes Be− by −13j9・(−!=−> operation t
l+t* round. The meaning of this arithmetic expression will be explained with reference to FIG. As shown in FIG. 10, during the exposure period for one wafer, the average g-line light is Strength By is B y - Seiki-B
It becomes y. Assuming that the intensity Be of the e-line light irradiated during the non-exposure period decreases to the intensity Be during the exposure period, the value of (Be-Be) must be equal to -89. Therefore, by adding -ny to Be-Be-, Be-
If ' is set to -89, then ne=B y・C;, 4
1. ) is complete. Next, CPUI OO is X7-772
17, the aperture MA of the aperture 1'5 corresponding to the intensity Be
Play V2 and record it in memory 1. νI. Step 2
Step 18 sets the wafer 9 in the apparatus in the same way as step 208 in FIG. 7, and sets the data D2 corresponding to the exposure time t1 in the register 106. Next, in step 219, the CPU 100 outputs data D3 corresponding to the aperture 11Av2 previously stored, and sets the aperture amount of the diaphragm 16. Then, the shutter 10 is opened, the m-position of the shutter 10 is detected in step 221 which is the same as step 211, and when the shutter 10 is closed, it is determined whether or not the wafer 9 has been exposed N times in step 222 which is the same as step 216. is determined, and if NO, stepping is performed in step 223, which is the same as step 214. Of course, the stepping time is tl, which is a value that can be calculated in advance based on the chip size on the wafer 9 and the moving speed of the stage. After step 223, the process is repeated from step 220. In this way, when the exposure of one wafer is completed in step 222, the CPU'lQQ
4, apply the data IB to the previously memorized aperture 1Av1 to return the opening amount of the diaphragm 13 to the original value, and set e of the intensity Be.
Irradiates a line of light.

さて、ステップ225では、引@続きウェハを露光する
か否かを判断し、NOのときは終了する。
Now, in step 225, it is determined whether or not to continue exposing the wafer, and if NO, the process ends.

次のウェハを露光するときは、ステップ226に進み、
副光時間t1とステッピング時間t2のデユーティを変
更するか否かを判断する。デユーティの変更がなければ
、ステップ218に進み、再び同様の順序でウェハの露
光が行なわれる。もしデユティを変更するなら、ステッ
プ216に進み、露光期間中に照射するe線光の強度B
eの演算から繰り返し実行される。
To expose the next wafer, proceed to step 226;
It is determined whether or not to change the duty of the sub-light time t1 and the stepping time t2. If there is no change in duty, the process proceeds to step 218, and the wafer is exposed again in the same order. If the duty is to be changed, the process proceeds to step 216, where the intensity B of the e-ray light irradiated during the exposure period is changed.
It is repeatedly executed starting from the calculation of e.

以上のように本発明の第6の実施例によれば、露光期間
中にもe線光を照射するので、サブ・シャッター113
を用いる必要がなく、構成及び動作が簡素化される利点
がある。このため、第6図に示した第1の実施例にも同
様に適用することができ、縮小投影レンズ系8の倍率変
動を押えるのに極めて有効である。
As described above, according to the sixth embodiment of the present invention, since e-line light is irradiated even during the exposure period, the sub-shutter 113
There is no need to use the above, and there is an advantage that the configuration and operation are simplified. Therefore, it can be similarly applied to the first embodiment shown in FIG. 6, and is extremely effective in suppressing variations in magnification of the reduction projection lens system 8.

その他の変形例として、露光装置で収光するウェハの全
てに対して、露光時間t1とステッピング時間t2とが
一定であるような場合は、非露光期間中にe IU光の
強度を初めからBeに設定しておき、1枚のウェハの露
光期間中はサブ・シャッター116でe IJ光の照射
を遮断するような構成としても、同様の効果が得られる
。ただし、この場合強度Beは、B e = K−B9
− K−Bg−5−に定t1−1−t。
As another modification, if the exposure time t1 and stepping time t2 are constant for all the wafers that are focused by the exposure device, the intensity of e IU light is changed from the beginning to Be during the non-exposure period. The same effect can be obtained even if the configuration is set such that the sub-shutter 116 blocks the e-IJ light irradiation during the exposure period of one wafer. However, in this case, the strength Be is Be = K-B9
- t1-1-t determined for K-Bg-5-.

める必要がある。It is necessary to

また、上記各実施例で光源1はg線光とels光との2
つを発生するものとした。このため発生するg線光とe
線光の強度そのものは別々に増減することができない。
In addition, in each of the above embodiments, the light source 1 has two types of g-line light and els light.
It is assumed that one occurs. Therefore, the g-ray light and e
The intensity of the line of light itself cannot be increased or decreased separately.

すなわち、露光光であるg線光の強度に対して、efa
光の強度を低下することは絞り13によって可能である
が、増加することは不可能である。もちろん、g線光の
光路中に何らかの絞りを設ければ不可能ではないが、こ
れは露光光の照度低下を招き、露光時間t1の増大によ
るスルーブツトの低下を引き起す。そこで、光源1とは
別の光源を設け、この光源からのelfJ光を例えば第
6図の光学ユニット16を介して縮小投影レンズ系8に
照射するようにしてもよい。この場合、その別光源から
のe線光の強度が、光源1からのe線光の強度よりも大
きいことが望ましいが必らずしもその必要はなく、光源
1からのe線光と別光源からのe線光とを合成した後、
光学ユニット16を介して射出するような構成にすれば
増強する分だけの光強度を発生ずる別光源を用意してお
くだけでよい。また、その別光源と光学ユニット16と
を組み合わせた光照射手段の配置は、必らずしもレティ
クル7の上方、すなわちg線光がレティクル7を照明す
る方向と同一方向からe線光が照明する位置に限られる
ものではない。例えば第11図に示すように、C線光の
強度を変えたり、シャッター10の開閉に応答して照射
、非照射を行なうように制御された光源部20をレティ
クル7の裏面側に設けて、光源部20からのe線の光1
2をレティクル7の裏面にあるりpム等のパターン層7
aに照射するようにする。光源部20から照射されたe
線の光!2はパターン層7aによって反射されて縮小投
影レンズ系8に入射して、縮小投影レンズ系8の倍率は
一定に保たれる。
That is, for the intensity of g-line light, which is exposure light, efa
It is possible to reduce the light intensity with the diaphragm 13, but it is not possible to increase it. Of course, it is not impossible to provide some sort of aperture in the optical path of the g-line light, but this will cause a decrease in the illuminance of the exposure light and cause a decrease in throughput due to an increase in the exposure time t1. Therefore, a light source other than the light source 1 may be provided, and the elfJ light from this light source may be irradiated onto the reduction projection lens system 8 via the optical unit 16 shown in FIG. 6, for example. In this case, it is desirable that the intensity of the e-line light from that other light source is greater than the intensity of the e-line light from light source 1, but it is not necessary; After combining the e-ray light from the light source,
If the configuration is such that the light is emitted through the optical unit 16, it is only necessary to prepare another light source that generates the light intensity corresponding to the amount of light to be intensified. Furthermore, the arrangement of the light irradiation means, which is a combination of another light source and the optical unit 16, does not necessarily mean that the e-line light illuminates from above the reticle 7, that is, from the same direction as the g-ray light illuminates the reticle 7. It is not limited to the location. For example, as shown in FIG. 11, a light source section 20 is provided on the back side of the reticle 7, which is controlled to change the intensity of the C-line light or to irradiate or not irradiate in response to opening and closing of the shutter 10. E-line light 1 from the light source section 20
2 on the back side of the reticle 7.
Make sure to irradiate the area a. e emitted from the light source section 20
Line of light! 2 is reflected by the pattern layer 7a and enters the reduction projection lens system 8, and the magnification of the reduction projection lens system 8 is kept constant.

また、上述の各実施例では、露光光をg線の光として、
非露光光をeI!Iの光としたが、露光光及び非Fg光
光の波長はこれに限定することはない。
Furthermore, in each of the above embodiments, the exposure light is g-line light,
eI non-exposure light! Although the wavelength of the exposure light and the non-Fg light is not limited to this.

感光材を感光させないような光例えば赤外線等はg線に
くらべて波長が長く、シかも物質の温度上昇に寄与する
熱エネルギが高く、縮小投影レンズ系の熱的安定を図る
光としては好都合である。
Light that does not sensitize photosensitive materials, such as infrared rays, has a longer wavelength than G-line and has a higher thermal energy that contributes to raising the temperature of the material, making it suitable as light for thermally stabilizing a reduction projection lens system. be.

また各実施例においては縮小投影光学系を用いて説明し
たか等倍投影レンズ、反射型投影光学系等を備えた露光
装置に適用しても同様に投影光学系の熱的安定を得るこ
とができる。
Furthermore, although each embodiment has been explained using a reduction projection optical system, thermal stability of the projection optical system can be similarly obtained even when applied to an exposure apparatus equipped with a 1-magnification projection lens, a reflective projection optical system, etc. can.

また、上記実施例で光源として水銀放電灯を用いたが、
パワーの大きいレーザ発振器からの、パルス・レーザ光
を用いてマスクのパターンをM光する場合、上述のよう
なシャッター10,10’は不要となる。その代り、1
回の筋先に1〜数パルスのレーザ光の励起があればよい
ので、そのパルス数や励起のタイミング等を決める手段
が収光状態と非露光状態とを切替える切替手段として作
用する。
In addition, although a mercury discharge lamp was used as a light source in the above example,
When the mask pattern is illuminated with M light using pulsed laser light from a high-power laser oscillator, the shutters 10 and 10' as described above are not required. Instead, 1
Since it is sufficient to excite one to several pulses of laser light at the tip of the laser beam, the means for determining the number of pulses, the timing of excitation, etc. acts as a switching means for switching between the light collection state and the non-exposure state.

さらに、非露光波長の光をパルス・レーザ光としても同
様の効果が得られる。そのときも、パルスの数やインタ
ーバルを制御することによって、非露光期間中の倍率を
一定に保つことができる。
Furthermore, the same effect can be obtained by using pulsed laser light as light with a non-exposure wavelength. Even then, by controlling the number and interval of pulses, the magnification during the non-exposure period can be kept constant.

また、レティクル7と縮小投影レンズ系8との間に非n
光波長の光を反射して投影レンズ系8に入射するダイク
四イックミラー等を設けるようにしても同様の効果が得
られる。
Further, there is a non-n
A similar effect can be obtained by providing a dike-quaternary mirror or the like that reflects light of the optical wavelength and enters the projection lens system 8.

(発明の効果) 以上述べたように、この発明によれば投影光学系を常に
一定のエネルギーが通るようになるので、投影光学系の
倍率が一定の値で安定し、ウェハ上への多層に渡る重ね
合わせが極めて精度よく行なうことができる。さらに投
影光学系の倍率だけでなく、結像面の光軸方向への変動
や像面湾曲、あるいは伶歪み等の光学特性を安定化する
効果がある。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, a constant amount of energy always passes through the projection optical system, so the magnification of the projection optical system is stabilized at a constant value, and it is possible to Superposition can be performed with extremely high accuracy. Furthermore, it has the effect of stabilizing not only the magnification of the projection optical system but also optical characteristics such as fluctuations of the imaging plane in the optical axis direction, field curvature, and distortion.

また、投影光学系の熱的安定を図るために投射する光が
露光光以外の波長の光であるため、位置合(lや、(箭
送巾に投影光学系の下にウェハが位置していても感光す
ることがないから、露光装置の動作に何ら制限を与えず
、スルーブツトの低下を引きおこすことがない利点もあ
る。
In addition, since the light projected to ensure thermal stability of the projection optical system has a wavelength other than the exposure light, it is important to note that the wafer is positioned below the projection optical system due to Since there is no exposure even when exposed to light, there is an advantage that there is no restriction on the operation of the exposure apparatus and no reduction in throughput is caused.

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

第1図は従来の縮小投影露光装置の構成図、第2図はレ
ンズ系における倍率の変化状態図、第3図は、この発明
実施例の構成図、第4図はシャッタの平面図、第5図は
第6図に示した実施例の制御ブ胃ツク図、第6図は、こ
の発明能の実施例の構成図、第7図は第6図に示した実
施例動作のフローチャート図、第8図は露光光である9
線光と非露光光であるe線光の強度分布図、第9図は第
3の実施例であるステップアンドリピート方式の動作を
示す〕四−チャード図、第10図は第3の実施例におけ
る露光光であるI線光と非露光光であるe線光の強度分
布図、第11図は、この発明のその他の実施例の部分構
成図である。 1・・・光源、2・・・楕円反射鏡、6,3a・・・コ
ールドミラー、4.4a・・・ミラー、5・・・インテ
グレータ、6・・・コンデンサレンズ、7・・・レティ
クル、8・・・縮小投影レンズ系、9・・・ウェハ、1
0・・・シャッタ、10′・・・両面ミラーシャッタ、
11・・・照明光学系、12・・・ダイクリイック・ミ
ラー、1ろ・・・絞り、14・・・レンズ、15・・・
光ファイバー、16・・・光学ユニット、17・・・シ
ャッタ・モータ、18・・・制御部、60・・・ステー
ジ、31・・・駆動部。
Fig. 1 is a block diagram of a conventional reduction projection exposure apparatus, Fig. 2 is a diagram of changes in magnification in a lens system, Fig. 3 is a block diagram of an embodiment of the present invention, and Fig. 4 is a plan view of a shutter. 5 is a control block diagram of the embodiment shown in FIG. 6, FIG. 6 is a block diagram of the embodiment of this invention, and FIG. 7 is a flowchart of the operation of the embodiment shown in FIG. 6. Figure 8 shows the exposure light9
Intensity distribution diagram of line light and e-line light, which is non-exposure light, FIG. 9 shows the operation of the step-and-repeat method which is the third embodiment] 4-Chard diagram, and FIG. 10 shows the third embodiment FIG. 11 is a diagram showing the intensity distribution of the I-line light, which is exposure light, and the e-line light, which is non-exposure light. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Light source, 2... Elliptical reflector, 6, 3a... Cold mirror, 4.4a... Mirror, 5... Integrator, 6... Condenser lens, 7... Reticle, 8... Reduction projection lens system, 9... Wafer, 1
0...Shutter, 10'...Double-sided mirror shutter,
11... Illumination optical system, 12... Dichlic mirror, 1... Aperture, 14... Lens, 15...
Optical fiber, 16... Optical unit, 17... Shutter motor, 18... Control unit, 60... Stage, 31... Drive unit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、 所定波長の露光光を発生する露光光発生手段と;
前記露光光の入射によってマスクの光像を感光体上に結
像する投影光学系と;該投影光学系への露光光の入射を
許す露光状態と、前記投影光学系への露光光の入射を遮
断する非露光状態とを切替える切替手段と;前記屈光状
態、および非露光状態における前記投影光学系の光学特
性をはぼ等しくする如く、前記所定波長以外の波長の光
を前記投影光学系に入射する光照射手段とを備えたこと
を特徴とする投影露光装置。 2、前記切替手段は前記露光光を通過及び遮断するシャ
ッターを備え、該シャッターは露光光入射面の裏面を反
射面とし、該反射面によって非露光状態のときに、前記
光照射手段からの非露光波長の光を前記投影光学系に入
射することとした特許請求の範囲第1項記載の投影露光
装置。 3、露光光発生手段が露光波長および非露光波長の光を
発生する光源と前記露光波長の光を投影光学系に導く光
学部材を有し、光照射手段が前記光源からの非露光波長
の光を投影光学系に導く光学部材を有する特許請求の範
囲第1項もしくは第2項記載の投影露光装置。
[Claims] 1. Exposure light generating means for generating exposure light of a predetermined wavelength;
a projection optical system that forms a light image of the mask on a photoreceptor by the incidence of the exposure light; an exposure state that allows the exposure light to enter the projection optical system; and an exposure state that allows the exposure light to enter the projection optical system; a switching means for switching between a non-exposed state and a non-exposed state; a switching device for transmitting light of a wavelength other than the predetermined wavelength to the projection optical system so as to make the optical characteristics of the projection optical system approximately equal in the light-reflecting state and the non-exposed state; 1. A projection exposure apparatus comprising: an incident light irradiation means. 2. The switching means includes a shutter that passes and blocks the exposure light, the shutter has a reflective surface on the back side of the exposure light incident surface, and the reflective surface prevents the light from the light irradiation means in the non-exposed state. 2. A projection exposure apparatus according to claim 1, wherein light having an exposure wavelength is incident on said projection optical system. 3. The exposure light generation means has a light source that generates light at the exposure wavelength and the non-exposure wavelength, and an optical member that guides the light at the exposure wavelength to the projection optical system, and the light irradiation means generates the light at the non-exposure wavelength from the light source. The projection exposure apparatus according to claim 1 or 2, further comprising an optical member for guiding the light to the projection optical system.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6363028A (en) * 1986-09-04 1988-03-19 Nikon Corp Illuminating optical device
JPH03249635A (en) * 1990-02-28 1991-11-07 Ushio Inc Exposure method and exposure device
JPH03249636A (en) * 1990-02-28 1991-11-07 Ushio Inc Exposure method and exposure device
JP2005243771A (en) * 2004-02-25 2005-09-08 Nikon Corp Aligner

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