JP2000232049A - Aligner and device manufacturing method - Google Patents
Aligner and device manufacturing methodInfo
- Publication number
- JP2000232049A JP2000232049A JP11031148A JP3114899A JP2000232049A JP 2000232049 A JP2000232049 A JP 2000232049A JP 11031148 A JP11031148 A JP 11031148A JP 3114899 A JP3114899 A JP 3114899A JP 2000232049 A JP2000232049 A JP 2000232049A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- slit
- illumination light
- exposure
- optical system
- projection optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はスキャン方式の露光
装置およびこれを用いることができるデバイス製造方法
に関し、特に、露光中に発生する非点収差のような光学
性能の変化を低減するようにしたものに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning type exposure apparatus and a device manufacturing method using the same, and more particularly, to a method for reducing a change in optical performance such as astigmatism occurring during exposure. About things.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来よりスキャン動作によりレチクル上
のパターンをウエハ上に露光転写するスキャン方式の半
導体露光装置が知られている。図13は一般的なスキャ
ン方式の半導体露光装置の要部概略図である。この露光
装置は、同図に示すように、レチクル50上のパターン
200の一部に対して連続光光源もしくはパルス光光源
を用いた照明系によりスリット状照明光束201による
照明を行ない、パターン200の一部の像を投影系60
によりウエハ61上に縮小投影する。そしてこのとき、
レチクル50およびウエハ61を、投影系60とスリッ
ト状照明光束201に対して、投影系60の縮小比率と
同じ速度比率で矢印202および203で示されるよう
に互いに逆方向にスキャンさせながら、レチクル50の
全面のパターンをウエハ61上の1チップ領域または複
数チップ領域に転写する。2. Description of the Related Art Conventionally, a scan type semiconductor exposure apparatus for exposing and transferring a pattern on a reticle onto a wafer by a scanning operation has been known. FIG. 13 is a schematic view of a main part of a general scan type semiconductor exposure apparatus. The exposure apparatus illuminates a part of the pattern 200 on the reticle 50 with a slit-like illumination light beam 201 by an illumination system using a continuous light source or a pulsed light source, as shown in FIG. Projection system 60
To reduce and project on the wafer 61. And at this time,
While scanning the reticle 50 and the wafer 61 with respect to the projection system 60 and the slit-shaped illumination light beam 201 at the same speed ratio as the reduction ratio of the projection system 60, as shown by arrows 202 and 203, the reticle 50 and the wafer 61 are scanned. Is transferred to one or more chip areas on the wafer 61.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来のスキャン方式の
半導体露光装置では、前述のように、スリット状照明を
実施しているため、投影レンズのレチクルおよびウエハ
に近いレンズでは、露光中のスキャン方向とスリット方
向とで温度上昇の変化の仕方が異なる。この現象は特に
i線を露光光とした場合に問題となる。As described above, in the conventional scanning type semiconductor exposure apparatus, the slit-shaped illumination is performed, so that the projection direction of the reticle and the lens close to the wafer cannot be changed in the scanning direction during the exposure. The method of changing the temperature rise differs between the slit direction and the slit direction. This phenomenon becomes a problem particularly when i-line is used as exposure light.
【0004】すなわち、レンズの硝材としては石英がよ
く用いられ、石英の透過率は95%程度(t=10m
m)であるが、石英の熱伝達率は1.4[W/m・K]
(0℃)程度であり、他の硝材、例えば蛍石の10.3
[W/m・K](0℃)に比較して小さく、熱を逃がし
にくい。さらに問題なのは、屈折率の温度変化が大きこ
とである。石英の屈折率の温度変化は、21×10
-6[1/℃]程度であり、他の硝材、例えば蛍石の−
3.4×10-6[1/℃]に比較して大きい。このた
め、スキャン方式の半導体露光装置では、細長いスリッ
ト状照明を実施しているので、露光中に、スキャン方向
とスリット方向とでフォーカス位置の変化が生じてしま
い、いわゆる露光非点収差が発生してしまう。That is, quartz is often used as a lens glass material, and the transmittance of quartz is about 95% (t = 10 m
m), but the heat transfer coefficient of quartz is 1.4 [W / m · K].
(0 ° C.) and other glass materials such as fluorite 10.3
Smaller than [W / m · K] (0 ° C.), it is difficult to release heat. Even more problematic is the large change in refractive index with temperature. The temperature change of the refractive index of quartz is 21 × 10
-6 [1 / ° C.], and other glass materials such as fluorite
It is larger than 3.4 × 10 −6 [1 / ° C.]. For this reason, in the scan type semiconductor exposure apparatus, since the slit-shaped illumination is performed, the focus position changes between the scan direction and the slit direction during exposure, and so-called exposure astigmatism occurs. Would.
【0005】上記問題の解決方法としては、本出願人に
より、非点収差を補正するための2枚の平行平面板を、
光軸に対してお互いに逆方向に、同じ量だけ傾ける方法
等が提案されている。また、露光による非点収差の発生
に対しては、設計レベルから解決する試みが行なわれて
いる。これは、設計段階において、シミュレーションに
より、投影レンズ内の各レンズの各位置に入射する光エ
ネルギ密度を計算し、この値から、各レンズの各位置に
おける温度上昇を求め、この結果から、各レンズの各位
置における形状変形およびインデックス変化を求め、こ
の結果から、最終的な光学性能変化を求め、これを設計
段階で最小にするというものである。[0005] As a solution to the above problem, the present applicant has proposed two parallel flat plates for correcting astigmatism.
A method of tilting the optical axis in the opposite direction by the same amount has been proposed. Attempts to solve astigmatism due to exposure have been made from the design level. This is because, in the design stage, the light energy density incident on each position of each lens in the projection lens is calculated by simulation, and the temperature rise at each position of each lens is obtained from this value. The shape deformation and the index change at each position are determined, and the final optical performance change is determined from these results, and this is minimized at the design stage.
【0006】本発明の目的は、このような従来技術の問
題点に鑑み、露光装置およびデバイス製造方法におい
て、スキャン露光中に発生する投影光学系の光学性能の
変化を簡便な構成により減少させることにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to reduce the change in the optical performance of a projection optical system during scanning exposure by a simple configuration in an exposure apparatus and a device manufacturing method in view of the problems of the prior art. It is in.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明の露光装置は、スリット状の照明光および投影光
学系に対し、原板および基板をスキャン移動させなが
ら、前記原板のパターンを前記投影光学系を介して前記
基板上にスキャン露光するスキャン方式の露光装置にお
いて、前記スキャン露光中に発生する前記投影光学系の
光学性能の変化が小さくなるように前記スリット状照明
光の形状および照度分布をそれぞれ設定する可変スリッ
トおよび光学手段を具備することを特徴とする。すなわ
ち、投影光学系内の特定レンズの光束通過領域の温度分
布が均一化するように、スリット状照明光の形状および
照度分布を設定する。In order to achieve this object, an exposure apparatus according to the present invention projects a pattern of an original plate while scanning and moving an original plate and a substrate with respect to a slit-like illumination light and a projection optical system. In a scan type exposure apparatus that performs scan exposure on the substrate via an optical system, a shape and an illuminance distribution of the slit-shaped illumination light so that a change in optical performance of the projection optical system generated during the scan exposure is reduced. Are provided with a variable slit and an optical means for respectively setting That is, the shape and the illuminance distribution of the slit-shaped illumination light are set such that the temperature distribution in the light beam passage area of the specific lens in the projection optical system becomes uniform.
【0008】また、本発明のデバイス製造方法は、スリ
ット状の照明光および投影光学系に対し、原板および基
板をスキャン移動させながら、前記原板のパターンを前
記投影光学系を介して前記基板上にスキャン露光する工
程を有するデバイス製造方法において、前記スキャン露
光中に発生する前記投影光学系の光学性能の変化が小さ
くなるように前記スリット状照明光の形状および照度分
布を設定することを特徴とする。Further, according to the device manufacturing method of the present invention, the pattern of the original plate is placed on the substrate via the projection optical system while scanning and moving the original plate and the substrate with respect to the slit-shaped illumination light and the projection optical system. In a device manufacturing method having a step of scanning exposure, the shape and illuminance distribution of the slit-like illumination light are set such that a change in optical performance of the projection optical system occurring during the scan exposure is reduced. .
【0009】これによれば、スキャン露光中に発生する
投影光学系の光学性能の変化が小さくなるようにスリッ
ト状照明光の形状および照度分布を設定するようにした
ため、投影光学系内に特別な機構を設けることなく、従
来の露光装置が照明光学系において有する可変スリッ
ト、およびズームレンズのような光学手段により、スキ
ャン露光中に発生する投影光学系の光学性能の変化が軽
減される。According to this, the shape and the illuminance distribution of the slit-shaped illumination light are set so that the change in the optical performance of the projection optical system that occurs during the scanning exposure is reduced. Without providing a mechanism, a change in the optical performance of the projection optical system that occurs during scan exposure is reduced by a variable slit and an optical unit such as a zoom lens that the conventional exposure apparatus has in the illumination optical system.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施形態に係る
露光装置は、前記スリット状照明光の形状および照度分
布の設定を行なうためのデータであって、前記スキャン
露光を行なう場合の、前記スリット状照明光による前記
原板面の照度、前記スリット状照明光の前記原板につい
ての透過率、または前記スリット状照明光の前記原板に
よる平均回折率あるいはこれらの組合せに関するものを
得るデータ取得手段を備える。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An exposure apparatus according to a preferred embodiment of the present invention is characterized in that data for setting the shape and illuminance distribution of the slit-like illumination light is used for performing the scan exposure. Data acquisition means for obtaining the illuminance of the original plate surface by the shape illumination light, the transmittance of the slit-shaped illumination light with respect to the original plate, the average diffraction rate of the slit-shaped illumination light by the material, or a combination thereof.
【0011】あるいは、前記スキャン移動を行なうため
に前記基板を保持して移動する基板ステージ上に設けら
れ、前記スキャン露光を行なう場合のスキャン方向の前
記原板による前記スリット状照明光の回折の程度を計測
する回折センサであって、前記スリット状照明光に対応
する長さを有するスリットと、このスリットの下方にお
いてこのスリットと平行な複数のライン上において光を
検出する手段とを有するものと、この回折センサの計測
結果に基づいて、前記スリット状照明光の形状および照
度分布の設定を行なうためのデータを取得するデータ取
得手段とを備える。Alternatively, the degree of diffraction of the slit-like illumination light by the original plate in the scan direction when performing the scan exposure is provided on a substrate stage that holds and moves the substrate to perform the scan movement. A diffraction sensor for measuring, which has a slit having a length corresponding to the slit-shaped illumination light, and a means for detecting light on a plurality of lines parallel to the slit below the slit, and A data acquisition unit configured to acquire data for setting a shape and an illuminance distribution of the slit-shaped illumination light based on a measurement result of the diffraction sensor.
【0012】さらに、前記データ取得手段が得たデータ
に基づいて前記可変スリットおよび光学手段を駆動して
前記スリット状照明光の形状および照度分布の設定を行
なう手段を備える。Further, there is provided means for driving the variable slit and the optical means based on the data obtained by the data acquisition means to set the shape and illuminance distribution of the slit-like illumination light.
【0013】前記可変スリットおよび光学手段は、前記
スキャン露光に際して前記投影光学系の光軸中心近傍を
通過する前記スリット状照明光の部分の光エネルギ密度
がその両側の部分より小さくなるように、前記スリット
状照明光の形状および照度分布を設定し、これにより、
前記投影光学系の非点収差を軽減する。The variable slit and the optical means are arranged so that the light energy density of the slit-shaped illumination light passing through the vicinity of the center of the optical axis of the projection optical system at the time of the scanning exposure is smaller than the portions on both sides thereof. By setting the shape and illuminance distribution of the slit-shaped illumination light,
The astigmatism of the projection optical system is reduced.
【0014】本発明の好ましい実施形態に係るデバイス
製造方法では、前記スリット状照明光の形状および照度
分布の設定は、前記スキャン露光に際して前記投影光学
系の光軸中心近傍を通過する前記スリット状照明光の部
分の光エネルギ密度がその両側の部分より小さくなるよ
うに行なう。そして、前記スリット状照明光の形状およ
び照度分布の設定の後、実際の基板の露光を行なう前
に、透明なダミーの原板を用い、これに前記スリット状
照明光を照射して、前記投影光学系下の被露光面に対応
する面における前記スリット状照明光のエネルギ分布を
測定し、この結果に基づき、必要に応じて、前記スリッ
ト状照明光の形状または照度分布の微調整を行なう。以
下、本発明の実施形態を、実施例を通じてより具体的に
説明する。In the device manufacturing method according to a preferred embodiment of the present invention, the shape of the slit-like illumination light and the illuminance distribution are set by the slit-like illumination passing near the center of the optical axis of the projection optical system during the scan exposure. The operation is performed so that the light energy density of the light portion is smaller than that of the portions on both sides thereof. Then, after setting the shape and illuminance distribution of the slit-shaped illumination light and before performing actual exposure of the substrate, a transparent dummy original plate is used, and the slit-shaped illumination light is applied to the original plate to form the projection optical system. The energy distribution of the slit-like illumination light on the surface corresponding to the surface to be exposed under the system is measured, and the shape or the illuminance distribution of the slit-like illumination light is finely adjusted as necessary based on the result. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described more specifically through examples.
【0015】[0015]
【実施例】図1は、本発明の一実施例に係る半導体露光
装置の全体図である。同図において、1は放電灯であっ
て図4のような分光出力特性を有するi線ランプ、2は
i線ランプ1の電源である点灯装置、3は放電灯1の光
束を集光するための楕円ミラー、4は半導体露光装置の
停止中に光束を遮断するための遮閉板、5は遮閉板4を
駆動するモータ、6は数10nm程度の中帯域i線フィ
ルタ、7は通常露光動作時に1ショット露光動作毎に開
閉動作を行なう高速露光シャッタ、8はアークモニタ結
像レンズ、9〜12はハーフミラー、13はミラー、1
4と15は峡帯域i線フィルタ、16は中帯域i線フィ
ルタ、17は峡帯域g線フィルタ、18は楕円ミラー3
の分光反射率とほぼ同等な分光透過率を有する広帯域フ
ィルタ、19はアーク形状を計測するためのCCDカメ
ラである。20〜23はそれぞれ峡帯域i線フィルタ1
5、中帯域i線フィルタ16、峡帯域g線フィルタ1
7、広帯域フィルタ18を透過してきた光エネルギを計
測するための光検出器であり、それぞれ峡帯域i線検出
器、中帯域i線検出器、峡帯域g線検出器、広帯域検出
器ということとする。24は高速露光シャッタ7からの
反射光を計測するための光検出器、25は要素1〜24
を内部に保持しているランプハウスである。FIG. 1 is an overall view of a semiconductor exposure apparatus according to one embodiment of the present invention. In the figure, 1 is an i-line lamp having a spectral output characteristic as shown in FIG. 4, 2 is a lighting device which is a power source of the i-line lamp 1, and 3 is a device for collecting a light beam of the discharge lamp 1. An elliptical mirror, 4 a closing plate for blocking a light beam while the semiconductor exposure apparatus is stopped, 5 a motor for driving the closing plate 4, 6 a middle band i-line filter of about several tens nm, and 7 a normal exposure. A high-speed exposure shutter for opening and closing each shot during the operation, 8 is an arc monitor imaging lens, 9 to 12 are half mirrors, 13 is a mirror,
Reference numerals 4 and 15 denote a gorge band i-line filter, 16 a middle band i-line filter, 17 a gorge band g-line filter, and 18 an elliptical mirror 3.
And a broadband filter 19 having a spectral transmittance substantially equal to the spectral reflectance of the CCD, and a CCD camera 19 for measuring the arc shape. 20 to 23 are gorge band i-line filters 1 respectively.
5, Middle band i-line filter 16, Gorge band g-line filter 1
7. Photodetectors for measuring the light energy transmitted through the broadband filter 18, which are referred to as a gorge band i-line detector, a middle band i-line detector, a gorge band g-line detector, and a broadband detector, respectively. I do. 24 is a photodetector for measuring the reflected light from the high-speed exposure shutter 7, and 25 is an element 1 to 24
Is a lamp house holding the inside.
【0016】また、30はi線ランプ1のアーク形状を
最適な大きさでハエノ目34の前端に結像するための第
1ズームレンズ、31はズームレンズ30を駆動するた
めのモータ、32は最終的に露光波長を決定している帯
域幅が数nmの峡帯域i線フィルタ、33はミラー、3
4はハエノ目、35は照明系のシグマ値を設定するため
の絞り、36はレチクル面における中心部と周囲部の照
度分布を調整するための第2ズームレンズ、37は第2
ズームレンズ36を駆動するためのモータ、38は第2
ズームレンズ36からの光束の約1%程度を光検出器3
9に導入する平行平板、39はレチクル面中央部と共役
位置に配置されているレチクル面照度検出器、40はレ
チクル面からの反射光を集光するための集光レンズ、4
1は集光レンズ40によって集光されたレチクル反射光
を計測するためのレチクル反射光検出器、42は矢印5
7方向に移動可能な、レチクル上の露光領域をスキャン
方向に制限するマスキングブレード、43はレチクル上
のスリット状の露光領域を形成するためのスリット、4
4と46はコンデンサレンズ、そして45はミラーであ
る。Reference numeral 30 denotes a first zoom lens for forming an image of the arc shape of the i-line lamp 1 at an optimum size on the front end of the fly's eye 34, 31 denotes a motor for driving the zoom lens 30, and 32 denotes a motor. Finally, an i-band filter having a bandwidth of several nm that determines the exposure wavelength is provided with a mirror 33, a mirror 3,
4 is a fly's eye, 35 is an aperture for setting the sigma value of the illumination system, 36 is a second zoom lens for adjusting the illuminance distribution of the central portion and the peripheral portion on the reticle surface, and 37 is a second zoom lens.
A motor for driving the zoom lens 36;
About 1% of the light beam from the zoom lens 36 is
Reference numeral 9 denotes a parallel flat plate, 39 denotes a reticle surface illuminance detector arranged at a position conjugate with the center of the reticle surface, and 40 denotes a condensing lens for collecting light reflected from the reticle surface.
1 is a reticle reflected light detector for measuring the reticle reflected light condensed by the condenser lens 40, and 42 is an arrow 5
A masking blade movable in seven directions to limit the exposure area on the reticle in the scanning direction; 43 is a slit for forming a slit-like exposure area on the reticle;
4 and 46 are condenser lenses, and 45 is a mirror.
【0017】また、47はレチクル面およびウエハ面の
パターン画像を計測するための顕微鏡であり、露光光束
位置外に退避移動可能なようになっている。ここで、4
8は結像レンズ、49はCCDカメラである。50はレ
チクル、51はレチクルと同じ厚さのダミーレチクル、
52はレチクル50およびダミーレチクル51を搭載し
て矢印59の方向にスキャン動作可能なレチクルステー
ジである。60はレチクル50内のパターンをウエハ6
1の上面位置に縮小投影する投影レンズ、61はウエ
ハ、62はウエハを真空吸着して保持するためのウエハ
チャック、63はウエハチャック62を垂直方向および
チルト方向に駆動してウエハ61の上面を投影レンズ6
0の像面に一致させるためのθZステージ、64はθZ
ステージ63上に取付け可能な照度ムラ測定器、65は
θZステージ63上に取り付けられている基準マークブ
ロック、66はθZステージ63上に取り付けられてい
るレチクル回折光センサ、67はθZステージ63をス
キャン方向(矢印58方向)およびスキャン方向と直行
な方向に移動可能なウエハステージである。Reference numeral 47 denotes a microscope for measuring a pattern image on the reticle surface and the wafer surface, which is capable of retracting and moving outside the exposure light beam position. Where 4
8 is an imaging lens, and 49 is a CCD camera. 50 is a reticle, 51 is a dummy reticle having the same thickness as the reticle,
Reference numeral 52 denotes a reticle stage on which the reticle 50 and the dummy reticle 51 are mounted and which can scan in the direction of arrow 59. Numeral 60 designates the pattern in the reticle 50 as the wafer 6
1, a projection lens for reducing and projecting on the upper surface position, 61 a wafer, 62 a wafer chuck for holding the wafer by vacuum suction, and 63 a wafer chuck 62 driven in the vertical and tilt directions to move the upper surface of the wafer 61 Projection lens 6
ΘZ stage for matching with 0 image plane, 64 is θZ
Illuminance unevenness measuring instrument mountable on stage 63, 65 is a reference mark block mounted on θZ stage 63, 66 is a reticle diffracted light sensor mounted on θZ stage 63, 67 scans θZ stage 63 The wafer stage is movable in a direction (direction of an arrow 58) and in a direction perpendicular to the scanning direction.
【0018】また、70はi線ランプ1のアーク形状を
計測する画像処理装置、71は照明系制御部、72は半
導体露光装置の全体制御部、73は半導体露光装置の全
体制御部72から駆動指令を受けてレチクルステージ5
2、θZステージ63、ウエハステージ67を駆動する
ためのドライバ部、74はレチクル面およびウエハ面の
パターン画像を計測するための画像処理装置、75は半
導体露光装置の操作部であるコンソールである。Reference numeral 70 denotes an image processing device for measuring the arc shape of the i-ray lamp 1, 71 denotes an illumination system control unit, 72 denotes a general control unit of the semiconductor exposure apparatus, and 73 denotes a drive from the general control unit 72 of the semiconductor exposure device. Reticle stage 5 upon receiving command
2, a driver unit for driving the θZ stage 63 and the wafer stage 67; 74, an image processing device for measuring pattern images on the reticle surface and the wafer surface; and 75, a console as an operation unit of the semiconductor exposure apparatus.
【0019】図2は高速露光シャッタ7の詳細図であ
る。同図において、80は回転駆動により露光光束を遮
断および開放するための、導電性を有する金属材料のシ
ャッタ羽根、81はシャッタ羽根80の回転軸、82
(斜線部)は露光光束、83はシャッタ羽根80を回転
駆動するためのACサーボモータ、84はモータ固定
板、85と86はシャッタ羽根80を挟むように配置さ
れている、導電性を有する金属材料の遮閉板、87、8
8および89は遮閉板85と86をモータ固定板84か
ら電気的に絶縁して保持するためのスペーサ、90は非
接触型温度計である。FIG. 2 is a detailed view of the high-speed exposure shutter 7. In the figure, reference numeral 80 denotes a shutter blade made of a conductive metal material for cutting off and opening an exposure light beam by rotational driving; 81, a rotating shaft of the shutter blade 80;
(Shaded area) is an exposure light flux, 83 is an AC servomotor for rotating and driving the shutter blade 80, 84 is a motor fixing plate, and 85 and 86 are conductive metal disposed so as to sandwich the shutter blade 80. Material shielding plate, 87, 8
Numerals 8 and 89 are spacers for electrically insulating and holding the shielding plates 85 and 86 from the motor fixing plate 84, and 90 is a non-contact type thermometer.
【0020】図3は可変スリット部43の詳細図であ
る。100a〜100kおよび101a〜101kは矢
印方向に駆動可能な上部スリット板および下部スリット
板、102a〜102kおよび103a〜103kは上
記スリット板のガイド部、104a〜l04kおよび1
05a〜105kは上記スリット板と一体で移動する回
転可能突起部、106と107は上記回転可能突起部を
貫通して各スリットを連結しているバネ板、110〜1
13および120〜123は特定のスリット板を駆動す
るモータである。FIG. 3 is a detailed view of the variable slit section 43. 100a to 100k and 101a to 101k are upper slit plates and lower slit plates that can be driven in the directions of arrows, 102a to 102k and 103a to 103k are guide portions of the slit plates, 104a to 104k and 1
Reference numerals 05a to 105k denote rotatable projections that move integrally with the slit plate, and reference numerals 106 and 107 denote spring plates that penetrate the rotatable projection and connect the slits.
Reference numerals 13 and 120 to 123 denote motors for driving a specific slit plate.
【0021】図4はi線ランプ1の分光出力を示すグラ
フである。本実施例では、図4の分光出力中、365n
m付近の、図示してあるi線部分のみを、峡帯域i線フ
ィルタ32により抜き出して使用している。なお、図示
してある、436nm付近の分光出力をg線という。FIG. 4 is a graph showing the spectral output of the i-line lamp 1. In the present embodiment, in the spectral output of FIG.
Only the illustrated i-line portion near m is extracted by the gorge band i-line filter 32 and used. It should be noted that the spectral output near 436 nm shown in FIG.
【0022】図5は楕円ミラー3の分光反射率を示すグ
ラフである。楕円ミラー3は320nm〜400nm程
度の光束のみ反射するような特性をもっている。FIG. 5 is a graph showing the spectral reflectance of the elliptical mirror 3. The elliptical mirror 3 has such a characteristic that it reflects only a light beam of about 320 nm to 400 nm.
【0023】図6の波線および実線は、各々中帯域i線
フィルタ6および峡帯域i線フィルタ32のカット特性
であり、中帯域i線フィルタ6のカット特性は、峡帯域
i線フィルタ32のカット特性を数十nm広げたものに
なっている。The dashed line and the solid line in FIG. 6 are the cut characteristics of the middle band i-line filter 6 and the gorge band i-line filter 32, respectively. The characteristics are expanded by several tens of nm.
【0024】図7はレチクル回折光センサ66を示す斜
視図であり、130は投影レンズ60の像面にθZステ
ージ63により駆動可能なスリット板、131は露光ス
リットとほぼ同じ長さを有する幅0.3mm程度のスリ
ット、132〜136はレチクル回折光を検出するため
の光検出器である。FIG. 7 is a perspective view showing the reticle diffraction optical sensor 66. Reference numeral 130 denotes a slit plate that can be driven by the θZ stage 63 on the image plane of the projection lens 60, and reference numeral 131 denotes a width 0 having substantially the same length as the exposure slit. Slits of about 0.3 mm and 132 to 136 are photodetectors for detecting reticle diffracted light.
【0025】図8は一般的なi線ランプの投入電力と純
度の関係を示すグラフである。同図にも示すように、i
線ランプは投入電力を増やすと、純度は減少する。FIG. 8 is a graph showing the relationship between the input power and the purity of a general i-line lamp. As shown in FIG.
The purity of a wire lamp decreases as the input power is increased.
【0026】図9(a)は従来の半導体露光装置のスリ
ット内照度分布であり、理想的にはスリット方向の全て
の位置におけるスキャン方向の照度分布が全て同じにな
るようにしている(図中の斜線部分Sa、Sb、Scの
形状が全て同一)。FIG. 9A shows the illuminance distribution in the slit of the conventional semiconductor exposure apparatus. Ideally, the illuminance distributions in the scanning direction at all positions in the slit direction are all the same (FIG. 9A). (The shapes of the hatched portions Sa, Sb, Sc are all the same.)
【0027】図9(b)は、本実施例におけるスリット
内照度分布であり、第2ズームレンズ36と可変スリッ
ト43により、投影レンズ60内で露光中に発生する露
光非点収差を軽減するために必要なスリット形状および
照度分布を形成可能にしている。FIG. 9B shows the illuminance distribution in the slit in the present embodiment, in which the second zoom lens 36 and the variable slit 43 reduce exposure astigmatism generated during exposure in the projection lens 60. The slit shape and the illuminance distribution required for the illumination can be formed.
【0028】図10(a)および(b)はi線ランプ1
の半径方向および電極方向のi線強度分布であり、本実
施例の照明系では、図10(a)で示す半径方向のi線
強度分布がハエノ目34の入射側にズームレンズ30に
より投影されるようになっている。FIGS. 10A and 10B show an i-line lamp 1.
In the illumination system of this embodiment, the i-line intensity distribution in the radial direction shown in FIG. 10A is projected by the zoom lens 30 on the incident side of the fly's eye 34. It has become so.
【0029】本実施例の半導体露光装置は従来の半導体
露光装置に下記の機能を追加したものである。 A.i線ランプの異常検出 B.i線ランプのアーク形状補正機能 C.峡帯域i線フィルタおよび高速露光シャッタの耐久
性向上 D.i線ランプの純度管理 E.露光シャッタ羽根の反射率検出 F.露光シャッタ羽根の変形検出 G.非点収差低減 H.高精度積算露光量制御The semiconductor exposure apparatus according to the present embodiment is obtained by adding the following functions to the conventional semiconductor exposure apparatus. A. Abnormality detection of i-line lamp B. B. Arc shape correction function for i-line lamp D. Improvement of durability of i-line filter and high-speed exposure shutter E. Purity control of i-line lamp F. Detection of reflectance of exposure shutter blade G. Detection of deformation of exposure shutter blade Astigmatism reduction High precision integrated exposure control
【0030】以下に各機能毎に説明を行なう。 A.i線ランプの異常検出 本実施例の半導体露光装置は、図1に示すように、峡帯
域i線検出器20と峡帯域g線検出器22をランプハウ
ス25内に備えており、照明系制御部71の内部のCP
U(図示せず)の動作により、i線ランプ1の点灯後、
i線ランプ1の放電が安定してから、各検出器のアナロ
グ信号出力を数mSec毎に取り込み、ADコンバータ
(図示せず)でディジタル化して、メモリ(図示せず)
内に計測データとして記憶していく。CPUは、上記動
作と並行して、メモリ内に記憶した各検出器の計測デー
タについて、以下の判断を常時行なっている。The following is a description of each function. A. As shown in FIG. 1, the semiconductor exposure apparatus according to the present embodiment includes a gorge band i-ray detector 20 and a gorge band g-line detector 22 in a lamp house 25, and controls the illumination system. CP inside unit 71
By the operation of U (not shown), after the i-line lamp 1 is turned on,
After the discharge of the i-line lamp 1 is stabilized, the analog signal output of each detector is taken in every several mSec, digitized by an AD converter (not shown), and stored in a memory (not shown).
And stored as measurement data. In parallel with the above operation, the CPU constantly makes the following determination on the measurement data of each detector stored in the memory.
【0031】各検出器の計測データが所定許容範囲内
に入っているか 各検出器の計測データの変動が所定許容範囲に入って
いるか 各検出器の計測データの比率が所定許容範囲に入って
いるか 上記確認の結果、CPUが異常の発生を確認をした場合
には、即時、点灯装置2にi線ランプ1の消灯指令を出
し、かつ、全体制御部72にこの異常を通知する。全体
制御部72はこの異常通知を受け取ると、装置の運転を
停止し、警報と表示を行なう。以上の動作により、不完
全な露光プロセスを続行する可能性をなくし、また、i
線ランプ1の破裂等の事故も回避可能となる。Whether the measurement data of each detector is within a predetermined allowable range, whether the fluctuation of the measurement data of each detector is within a predetermined allowable range, or whether the ratio of the measurement data of each detector is within a predetermined allowable range As a result of the above confirmation, when the CPU confirms the occurrence of the abnormality, the CPU immediately issues an instruction to turn off the i-line lamp 1 to the lighting device 2 and notifies the overall control unit 72 of the abnormality. When receiving the abnormality notification, the overall control unit 72 stops the operation of the apparatus, and performs an alarm and a display. The above operation eliminates the possibility of continuing an incomplete exposure process, and
Accidents such as the rupture of the wire lamp 1 can also be avoided.
【0032】B.i線ランプ1のアーク形状補正機能 従来の半導体露光装置は、本実施例の半導体露光装置と
同様に、その照明系内部に開口径を変更可能な可変絞り
35を有しており、この絞りの大きさに対応するハエノ
目34の一部に、i線ランプ1のアークをズームレンズ
30により最適な大きさにして投影するようにしてい
る。ところが、図10(a)および(b)で表現される
ような、i線ランプ1のアーク形状および大きさは、ラ
ンプメーカ差、部品差(製造誤差)、投入電力差により
常に一定のものではなく、従来の方法では、常にi線ラ
ンプ1の光束を有効に、かつ安定して活用しているとは
言えない。B. Arc shape correction function of i-line lamp 1 A conventional semiconductor exposure apparatus has a variable aperture 35 whose aperture diameter can be changed inside its illumination system, similarly to the semiconductor exposure apparatus of the present embodiment. The arc of the i-line lamp 1 is projected by the zoom lens 30 to an optimum size on a part of the fly's eye 34 corresponding to the size. However, the arc shape and size of the i-line lamp 1 as represented in FIGS. 10A and 10B are not always constant due to differences between lamp makers, parts (manufacturing errors), and input power differences. In other words, it cannot be said that the conventional method always uses the light flux of the i-ray lamp 1 effectively and stably.
【0033】そこで、本実施例の半導体露光装置では、
図1に示すように、CCDカメラ19をランプハウス2
5内に備え、i線ランプ1のアーク形状を水平方向から
計測可能なようにしており、i線ランプ1の点灯後、放
電が安定してから、アーク形状および大きさの計測を行
なっている。この実際の計測は、画像処理装置70によ
り行なわれており、画像処理装置70はアーク画像をC
CDカメラ19から入力すると、この画像の中で最大輝
点の位置を特定し、この位置における水平方向の強度分
布を求める。この強度分布は図10(a)に示すような
形状のものである。次に画像処理装置70は、この強度
分布の半値幅(ピークの半分の幅)を求め、アーク半径
値として照明系制御部71に送り込む。照明系制御部7
1内のCPU(図示せず)は、上記アーク半径値を受け
取ると、基準i線ランプのアーク半径値と比較し、最適
でないと判断した場合には、これが最適な大きさで、ハ
エノ目34の入射部に投影されるように、ズームレンズ
30の駆動を行なう。Therefore, in the semiconductor exposure apparatus of this embodiment,
As shown in FIG. 1, the CCD camera 19 is connected to the lamp house 2.
5 so that the arc shape of the i-line lamp 1 can be measured from the horizontal direction. After the i-line lamp 1 is turned on, the discharge is stabilized and the arc shape and the size are measured. . This actual measurement is performed by the image processing device 70, and the image processing device 70
When input from the CD camera 19, the position of the brightest point in this image is specified, and the horizontal intensity distribution at this position is determined. This intensity distribution has a shape as shown in FIG. Next, the image processing device 70 obtains a half-value width (half-width of the peak) of the intensity distribution and sends it to the illumination system control unit 71 as an arc radius value. Lighting system controller 7
When the CPU (not shown) receives the above arc radius value, it compares the arc radius value with the arc radius value of the reference i-line lamp. Of the zoom lens 30 so as to be projected on the incident portion of the zoom lens 30.
【0034】また、本実施例の半導体露光装置は、上記
動作を常時行なっており、定照度モード等で、i線ラン
プ1に対する投入電力が変わり、アーク形状が変わった
場合でも、自動的に最適なアーク形状をハエノ目34の
入射部に投影するようになっている。Further, the semiconductor exposure apparatus of the present embodiment always performs the above operation, and automatically adjusts the optimum power even when the input power to the i-line lamp 1 changes and the arc shape changes in the constant illuminance mode or the like. An arc shape is projected onto the entrance of the fly's eye 34.
【0035】C.峡帯域i線フィルタおよび高速露光シ
ャッタの耐久性向上 本実施例の半導体露光装置では、実際の露光光は、図4
の分光出力特性を有するi線ランプ1の光束から、図5
に示すような、長波長カット特性を有する楕円ミラー3
を用いて、320〜400nmの範囲の光束を抜き出
し、さらに、図6の波線で示す特性の、中帯域i線フィ
ルタ6により、i線付近の数十nm幅の光束を抜き出
し、さらに、図6の実線で示す特性の、峡帯域i線フィ
ルタ32により、i線付近の数nm幅の光束を抜き出す
ようにしている。このため、実際の露光光に極めて近い
波長帯域の光束のみがシャッタ羽根80または峡帯域i
線フィルタ32に入射するようになっている。C. 4. Improving the durability of the gorge band i-line filter and the high-speed exposure shutter In the semiconductor exposure apparatus of this embodiment, the actual exposure light
5 from the luminous flux of the i-ray lamp 1 having the spectral output characteristic of FIG.
Elliptical mirror 3 having a long wavelength cut characteristic as shown in FIG.
The light flux in the range of 320 to 400 nm is extracted using, and the light flux having a width of several tens of nm near the i-line is extracted by the middle band i-line filter 6 having the characteristics indicated by the dashed line in FIG. A luminous flux having a width of several nm near the i-line is extracted by the gorge band i-line filter 32 having the characteristic indicated by the solid line. For this reason, only the luminous flux in the wavelength band very close to the actual exposure light is emitted from the shutter blade 80 or the gorge band i.
The light enters the line filter 32.
【0036】D.i線ランプの純度管理 本実施例の半導体露光装置では、従来、ジョブとは独立
であったi線ランプ1の電力制御方法を、コンソール7
5から、ジョブ毎に設定可能にしている。具体的な電力
制御方法は下記の通りである。D. i-line Lamp Purity Management In the semiconductor exposure apparatus of the present embodiment, the power control method of the i-line lamp
From 5, the setting can be made for each job. The specific power control method is as follows.
【0037】1.定入力モード 従来の定入力モードと同様、i線ランプ1に対する投入
電力を指定する。ほぼ純度一定となるが、純度計測等は
実行しない。1. Constant input mode As in the conventional constant input mode, the input power to the i-line lamp 1 is specified. Although the purity is almost constant, the purity measurement and the like are not performed.
【0038】2.定照度モード 従来の定照度モードと同様、像面照度を指定する。但
し、照度が一定になるように、i線ランプ1に対する投
入電力を制御しているため、純度は変化してしまう。投
入電力を変更するタイミングは、ウエハ毎、ジョブ毎の
指定が可能である。2. Constant illuminance mode Specify the image plane illuminance as in the conventional constant illuminance mode. However, since the input power to the i-line lamp 1 is controlled so that the illuminance is constant, the purity changes. The timing of changing the input power can be specified for each wafer or each job.
【0039】3.定純度モード 本実施例で追加したモードであり、i線ランプ1の純度
を指定する。純度計測により投入電力を制御して指定純
度を保つ。投入電力を変更するタイミングは、ウエハ
毎、ジョブ毎の指定が可能である。3. Constant purity mode This is a mode added in this embodiment, in which the purity of the i-line lamp 1 is specified. The specified power is maintained by controlling the input power by measuring the purity. The timing of changing the input power can be specified for each wafer or each job.
【0040】以下に本実施例で追加した、上記「3.定
純度モード」について説明を行なう。本実施例の半導体
露光装置では、図1に示すように、i線波長±10nm
程度の光束を計測する中帯域i線検出器21と、i線波
長±数nm程度の光束を計測する峡帯域i線検出器20
とを設けており、照明系制御部71の内部のCPU(図
示せず)の動作により、i線ランプ1の点灯後、i線ラ
ンプ1の放電が安定してから、各検出器のアナログ信号
出力を数mSec毎に取り込んで、ADコンバータ(図
示せず)でディジタル化してから、各検出器の計測デー
タの比率計算、つまり純度の計算を行なっている。この
純度計算結果が所定純度に対して許容範囲を超えた場合
には、指定タイミングにおいて、投入電力許容範囲を超
えない範囲でi線ランプ1に対する投入電力を制御する
ことにより、目標純度を達成するようにしている。The above-mentioned “3. Constant purity mode” added in this embodiment will be described below. In the semiconductor exposure apparatus of this embodiment, as shown in FIG.
Middle band i-ray detector 21 for measuring the luminous flux of the order, and gorge band i-ray detector 20 for measuring the luminous flux of the i-line wavelength ± several nm
After the i-line lamp 1 is turned on and the discharge of the i-line lamp 1 is stabilized by the operation of the CPU (not shown) inside the illumination system control unit 71, the analog signal of each detector is The output is taken in every several mSec, digitized by an AD converter (not shown), and then the ratio calculation of the measurement data of each detector, that is, the purity is calculated. If the purity calculation result exceeds the allowable range with respect to the predetermined purity, the target purity is achieved by controlling the input power to the i-line lamp 1 within a range not exceeding the input power allowable range at the designated timing. Like that.
【0041】なお、指定純度を達成するための投入電力
が、投入電力許容範囲を超える場合には、全体制御部7
2に露光動作続行不能を通知する。全体制御部72はこ
の通知を受け取ると、装置の運転を停止し、警報と表示
を行なう。If the input power for achieving the specified purity exceeds the allowable input power range, the overall control unit 7
2 is notified that the exposure operation cannot be continued. When receiving the notification, the overall control unit 72 stops the operation of the apparatus, and performs an alarm and a display.
【0042】E.露光シャッタ羽根の反射率検出 本実施例の半導体露光装置では「C.峡帯域i線フィル
タおよび高速露光シャッタの耐久性向上」で示したよう
な露光シャッタ保護対策を実施しているが、これだけで
は完全な保護になっているとは言えない。何故ならば、
シャッタ羽根80の冷却エアに不純物が混入し、これが
シャッタ羽根80の表面に付着してシャッタ羽根80の
表面反射率を下げ、熱吸収の増加が起きる可能性がある
からである。E. Detecting Reflectance of Exposure Shutter Blades In the semiconductor exposure apparatus of the present embodiment, exposure shutter protection measures such as those described in "C. Improvement of durability of i-band filter and high-speed exposure shutter" are implemented. It is not completely protected. because,
This is because impurities are mixed in the cooling air of the shutter blades 80, which may adhere to the surface of the shutter blades 80, reduce the surface reflectance of the shutter blades 80, and increase heat absorption.
【0043】そこで、本実施例では、図1に示すよう
に、楕円ミラー3で集光される光束と同じ帯域の波長を
直接検出する広帯域検出器23と、シャッタ羽根80か
らの反射光を検出する光検出器24とを設け、i線ラン
プ1の点灯後、i線ランプ1の放電が安定してから、遮
閉板4が開放状態の時に、照明系制御部71内部のCP
U(図示せず)の動作により、各検出器のアナログ信号
出力を数mSec毎に取り込んでADコンバータ(図示
せず)でディジタル化してから、各検出器の計測データ
の比率計算、つまりシャッタ羽根80の表面反射率の計
算を行なっている。この反射率の計算結果が所定値に対
して許容範囲を超えた場合には、即時、点灯装置2にi
線ランプ1の消灯指令を出し、かつ全体制御部72にこ
の異常を通知する。全体制御部72はこの異常通知を受
け取ると、装置の運転を停止し、警報と表示を行なう。Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 1, a broadband detector 23 for directly detecting a wavelength in the same band as a light beam condensed by the elliptical mirror 3, and a reflected light from the shutter blade 80 are detected. After the i-line lamp 1 is turned on and the discharge of the i-line lamp 1 is stabilized, when the shielding plate 4 is in the open state, the CP inside the illumination system control unit 71 is provided.
By the operation of U (not shown), the analog signal output of each detector is taken in every several mSec and digitized by an AD converter (not shown), and then the ratio calculation of the measurement data of each detector, that is, the shutter blade The calculation of the surface reflectance of No. 80 is performed. When the calculation result of the reflectance exceeds the allowable range with respect to the predetermined value, the lighting device 2
It issues a command to turn off the line lamp 1 and notifies the overall control unit 72 of this abnormality. When receiving the abnormality notification, the overall control unit 72 stops the operation of the apparatus, and performs an alarm and a display.
【0044】F.露光シャッタ羽根の変形検出 また、本実施例の半導体露光装置では、露光シャッタ7
に対し、上記対策以外に、シャッタ羽根80と周囲部材
との接触検出を行なっている。これは、シャッタ羽根8
0の変形を起こす原因としては、前述の熱変形以外に、
ユーザ若くはサービスマンの誤ったメインテナンス、製
造ミス、輸送時の機械的なダメージ等が想定されるから
である。F. Detection of Deformation of Exposure Shutter Blade In the semiconductor exposure apparatus of this embodiment, the exposure shutter 7
In addition, in addition to the above countermeasures, contact detection between the shutter blade 80 and the surrounding members is performed. This is the shutter blade 8
The cause of the zero deformation is, besides the above-mentioned thermal deformation,
This is because erroneous maintenance of a user or a serviceman, a manufacturing error, mechanical damage during transportation, and the like are assumed.
【0045】そこで、本実施例では、図2に示すよう
に、シャッタ羽根80を導電性の金属材料とし、かつ開
口部周辺の遮閉板85と86も導電性の金属材料とし、
これらを絶縁材のスペーサ87、88および89で電気
的に絶縁した状態で保持している。一方、照明系制御部
71の内部のCPU(図示せず)は、シャッタ羽根80
と遮閉板85および86の電気的な接触を常時監視して
おり、もし、電気的な接触が検出された場合には、即
時、点灯装置2にi線ランプ1の消灯指令を出し、か
つ、全体制御部72にこの異常を通知する。全体制御部
72はこの異常通知を受け取ると、装置の運転を停止
し、警報と表示を行なう。In this embodiment, as shown in FIG. 2, the shutter blades 80 are made of a conductive metal material, and the shielding plates 85 and 86 around the openings are also made of a conductive metal material.
These are held in a state of being electrically insulated by insulating spacers 87, 88 and 89. On the other hand, a CPU (not shown) inside the illumination system control unit 71 includes a shutter blade 80
And constantly monitors the electrical contact of the shielding plates 85 and 86, and if an electrical contact is detected, immediately issues a command to the lighting device 2 to turn off the i-line lamp 1, and , The abnormality is notified to the overall control unit 72. When receiving the abnormality notification, the overall control unit 72 stops the operation of the apparatus, and performs an alarm and a display.
【0046】なお、本実施例ではシャッタ羽根80と直
接に電気的接続をするのが困難であるため、図2に示す
ACサーボモータ83の匡体と、遮閉板85および86
との間の電気的な接触を検出するようにしている。In this embodiment, since it is difficult to make an electrical connection directly with the shutter blade 80, the housing of the AC servomotor 83 shown in FIG.
To detect electrical contact between them.
【0047】G.露光非点収差軽減 本実施例の半導体露光装置は露光中に発生する非点収差
を軽減する機能を有している。本実施例は投影レンズ設
計段階において、各照明モード毎に、露光による非点収
差発生を最小にするスリット形状およびスリット形状内
照度分布を求めておき、これを半導体露光装置上で実現
するものである。G. Exposure Astigmatism Reduction The semiconductor exposure apparatus of the present embodiment has a function of reducing astigmatism generated during exposure. In the present embodiment, in the projection lens design stage, for each illumination mode, a slit shape and an illuminance distribution in the slit shape that minimize astigmatism due to exposure are obtained, and this is realized on a semiconductor exposure apparatus. is there.
【0048】従来の半導体露光装置のスリット形状およ
びスリット形状内照度分布の例を図9(a)に示す。こ
の図からも明らかなように、従来の半導体露光装置で
は、スリット方向の積算露光量を均一化する目的で、ス
リット上の各点における、スキャン方向の照度分布が同
じになるようにしている。つまり、図9(a)における
斜線部分Sa、Sb、Scの形状がほぼ同じになるよう
にしている。また、従来の半導体露光装置では、スリッ
ト方向の照度分布が均一でない場合に、スリット方向の
積算露光量を均一化する目的で、スリット上の各点にお
けるスリット幅を可変にすることにより、スキャン方向
の照度積算量が同じになるように工夫されたものもあ
る。つまり、この場合には、図9(a)における、斜線
部分Sa、Sb、Scの面積がほぼ同じになるようにし
ている。FIG. 9A shows an example of the slit shape and the illuminance distribution in the slit shape of a conventional semiconductor exposure apparatus. As is clear from this figure, in the conventional semiconductor exposure apparatus, the illuminance distribution in the scanning direction at each point on the slit is made equal in order to make the integrated exposure amount in the slit direction uniform. That is, the shapes of the hatched portions Sa, Sb, and Sc in FIG. 9A are substantially the same. Further, in the conventional semiconductor exposure apparatus, when the illuminance distribution in the slit direction is not uniform, the slit width at each point on the slit is made variable in order to make the integrated exposure amount in the slit direction uniform. There is also a device devised so that the integrated amount of illuminance becomes the same. That is, in this case, the areas of the hatched portions Sa, Sb, and Sc in FIG. 9A are set to be substantially the same.
【0049】本実施例の半導体露光装置は、上記従来例
と類似の構成を有しているが、その目的は全く異なる。
本実施例の半導体露光装置では、スリット形状、および
スリット形状内照度分布が任意に設定可能になってお
り、この機能により、露光中に発生する非点収差等を軽
減する。The semiconductor exposure apparatus of the present embodiment has a configuration similar to that of the above-described conventional example, but the purpose is completely different.
In the semiconductor exposure apparatus of the present embodiment, the slit shape and the illuminance distribution in the slit shape can be set arbitrarily, and this function reduces astigmatism and the like generated during exposure.
【0050】図9(b)は、ある照明モードに対する、
露光非点収差を軽減するために最適なスリット形状およ
びスリット形状内照度分布の例を示す。同図のスリット
照明は、レチクルやウエハに近いレンズにおいて、レン
ズ中心付近を通過する光束の光エネルギ密度を下げ、光
束が通過する領域内において、レンズ中心付近と周辺部
との温度差が大きくならないようにしている。また、上
記露光非点収差の発生は当然、レチクル面照度、レチク
ル透過率、レチクル平均回折率に依存するものであるた
め、本実施例では、これらの計測結果も、スリット形状
およびスリット形状内照度分布の決定に使用している。
この様子を以下に述べる。FIG. 9 (b) shows the state of a certain illumination mode.
An example of a slit shape optimal for reducing exposure astigmatism and an illuminance distribution in the slit shape will be described. In the slit illumination shown in the figure, in a lens close to a reticle or a wafer, the light energy density of a light beam passing near the center of the lens is reduced, and the temperature difference between the vicinity of the lens center and the peripheral portion does not increase in a region where the light beam passes. Like that. In addition, since the occurrence of the exposure astigmatism naturally depends on the reticle surface illuminance, the reticle transmittance, and the reticle average diffraction rate, in the present embodiment, these measurement results also indicate the illuminance in the slit shape and the slit shape. Used to determine distribution.
This is described below.
【0051】図7は本実施例の半導体露光装置のθZス
テージ63上に搭載されているレチクル回折センサ66
を示す。レチクル回折センサ66はスキャン方向のレチ
クル回折の程度を計測するものである。同図において、
131は露光スリット長と同等の長さを有する幅0.3
mm程度のスリットであり、132〜136は各々光検
出部である。ここで、レチクル上の露光パターンに微細
なパターンが多いほど周辺の光検出器への入射光エネル
ギが多くなる。FIG. 7 shows a reticle diffraction sensor 66 mounted on the θZ stage 63 of the semiconductor exposure apparatus of this embodiment.
Is shown. The reticle diffraction sensor 66 measures the degree of reticle diffraction in the scanning direction. In the figure,
131 is a width 0.3 having a length equivalent to the exposure slit length.
The slits are about mm, and 132 to 136 are photodetectors. Here, as the number of fine patterns in the exposure pattern on the reticle increases, the incident light energy on the peripheral photodetector increases.
【0052】本実施例の半導体露光装置では、レチクル
50が最初にレチクルステージ52上に設定されると、
レチクル平均回折率、およびレチクル透過率の測定が行
なわれる。この測定は実際の露光と同じ照明モード(照
明系σ設定または変形照明)で行なわれる。この時、レ
チクル回折センサ66は、露光光束のほぼ中央位置で静
止して、レチクル50をスキャン動作している間に入射
してくる光エネルギを積分計測する。このレチクル回折
センサ66の各センサ132〜136の積分計測値の比
率から、設定されているレチクルの平均回折率が計算さ
れる。In the semiconductor exposure apparatus of the present embodiment, when the reticle 50 is first set on the reticle stage 52,
The measurement of the reticle average diffraction rate and the reticle transmittance is performed. This measurement is performed in the same illumination mode as the actual exposure (illumination system σ setting or modified illumination). At this time, the reticle diffraction sensor 66 stops at almost the center position of the exposure light beam, and integrates and measures the light energy incident while the reticle 50 is scanning. From the ratio of the integral measurement values of the sensors 132 to 136 of the reticle diffraction sensor 66, the set average reticle diffraction index is calculated.
【0053】また、上記計測中、照明系内のレチクル面
照度検出器39も積分計測を行なっており、レチクル回
折センサ66の各センサ132〜136の積分出力の総
和と、レチクル面照度検出器39の積分計測値の比率か
ら、レチクル透過率も算出される。以上の計測により、
レチクル平均回折率とレチクル透過率が求められる。本
実施例の半導体露光装置では、実際のウエハの露光動作
に入る直前にレチクル面照度検出器39により、レチク
ル面照度の計測も行なうようにしている。During the measurement, the reticle surface illuminance detector 39 in the illumination system also performs integral measurement, and the sum of the integrated outputs of the sensors 132 to 136 of the reticle diffraction sensor 66 and the reticle surface illuminance detector 39 The reticle transmittance is also calculated from the ratio of the integral measurement values of. By the above measurement,
The reticle average diffraction rate and the reticle transmittance are determined. In the semiconductor exposure apparatus of this embodiment, the reticle surface illuminance is also measured by the reticle surface illuminance detector 39 immediately before the actual wafer exposure operation is started.
【0054】以上の動作により、設定されたレチクル5
0のレチクル平均回折率、レチクル透過率、および現在
設定している照明モードでのレチクル面照度が解るた
め、露光非点収差を最小にするためのスリット形状およ
びスリット形状内照度分布の算出が可能となる。なお、
この決定のための計算量は膨大なものとなるため、本実
施例の半導体露光装置では、本体制御部72内のメモリ
上に、設計段階において各照明モード毎に計算した、レ
チクル平均回折率、レチクル透過率、レチクル面照度
と、最適スリット形状およびスリット形状内照度分布の
代表的なデータを予め用意しておき、前述のレチクル平
均回折率、レチクル透過率、レチクル面照度の計測値か
ら補間計算により、容易に最適スリット形状およびスリ
ット形状内照度分布が求められるようにしている。By the above operation, the set reticle 5
Since the reticle average diffraction index and reticle transmittance of 0 and the reticle surface illuminance in the currently set illumination mode are known, it is possible to calculate the slit shape and the illuminance distribution in the slit shape to minimize exposure astigmatism. Becomes In addition,
Since the amount of calculation for this determination is enormous, in the semiconductor exposure apparatus of this embodiment, the reticle average diffraction index calculated for each illumination mode at the design stage is stored in a memory in the main body control unit 72. Reticle transmittance, reticle surface illuminance, and representative data of the optimal slit shape and illuminance distribution in the slit shape are prepared in advance, and interpolation calculation is performed from the measured values of the reticle average diffraction rate, reticle transmittance, and reticle surface illuminance described above. Thus, the optimum slit shape and the illuminance distribution in the slit shape can be easily obtained.
【0055】前記最適スリット形状およびスリット形状
内照度分布が決定されると、これらのデータは、本体制
御部72から照明系制御部71に送られ、照明系制御部
71は、図3の可変スリット43のモータ110〜11
3および120〜123を駆動することにより、最適ス
リット形状を実現し、また、第2ズームレンズ36のモ
ータ37を駆動することにより、最適スリット形状内照
度分布を実現する。When the optimum slit shape and the illuminance distribution in the slit shape are determined, these data are sent from the main body control unit 72 to the illumination system control unit 71, and the illumination system control unit 71 43 motors 110 to 11
By driving 3 and 120 to 123, an optimum slit shape is realized, and by driving the motor 37 of the second zoom lens 36, an optimum illuminance distribution in the slit shape is realized.
【0056】本実施例の半導体露光装置は上記動作後、
レチクルステージ52を移動することにより、透明なダ
ミーレチクル51を照明領域に移動させ、最適スリット
形状およびスリット形状内照度分布が実現されているか
を、照度ムラ測定器64を用いて計測する。この照度ム
ラ測定器64は、スキャン方向に長い計測範囲を有する
リニアCCDセンサであり、これを像面位置に移動させ
て、スリット上の1点のスキャン方向の光エネルギ分布
を計測する。この後、上記計測をスリット上の複数点で
実施し、最適値が実現されていることの確認を行ない、
もし、誤差がある場合には、可変スリット43および第
2ズームレンズ36の微調整を実施する。なお、当然、
スリット方向の積算露光量の均一化のため、ここで実現
されたスキャン方向の光エネルギ分布は、スキャン方向
に積分すると、どのスリット位置においても同じ値にな
るべきものである。After the above operation, the semiconductor exposure apparatus of this embodiment
By moving the reticle stage 52, the transparent dummy reticle 51 is moved to the illumination area, and the optimal slit shape and the illuminance distribution in the slit shape are measured using the illuminance unevenness measuring device 64. The illuminance unevenness measuring device 64 is a linear CCD sensor having a long measurement range in the scanning direction, and moves it to an image plane position to measure the light energy distribution of one point on the slit in the scanning direction. Thereafter, the above measurement is performed at a plurality of points on the slit, and it is confirmed that the optimum value is realized.
If there is an error, fine adjustment of the variable slit 43 and the second zoom lens 36 is performed. Of course,
In order to make the integrated exposure amount in the slit direction uniform, the light energy distribution in the scan direction realized here should have the same value at any slit position when integrated in the scan direction.
【0057】以上の設定が完了すると、本実施例の半導
体露光装置は、レチクルステージ52をスキャンスター
ト位置に戻し、次に示す「H.高精度積算露光量制御」
のためのレチクル反射率計測に移る。When the above setting is completed, the semiconductor exposure apparatus of this embodiment returns the reticle stage 52 to the scan start position, and executes the following "H. High-precision integrated exposure amount control".
Move to reticle reflectivity measurement for
【0058】なお、本実施例では、露光非点収差の変化
をさらに最小にするために、露光中においても、投影レ
ンズ60に入射する総光エネルギを光検出器39の出力
値とレチクル透過率とから計算し、露光中に最適スリッ
ト照明形状および光エネルギ分布の微調整を自動的に実
行するようにしている。また、本実施例の半導体露光装
置では、一定時間毎に、図1で示す顕微鏡47を露光領
域に挿入し、θZステージ63上に取り付けられている
基準マークブロック上の縦、横パターンをCCDカメラ
49で計測し、露光非点収差が確実に許容範囲に収まっ
ていることを確認可能なようにしている。In this embodiment, in order to further minimize the change in exposure astigmatism, the total light energy incident on the projection lens 60 is determined by the output value of the photodetector 39 and the reticle transmittance even during exposure. , And fine adjustment of the optimum slit illumination shape and light energy distribution is automatically performed during exposure. Further, in the semiconductor exposure apparatus of the present embodiment, the microscope 47 shown in FIG. 1 is inserted into the exposure area at regular intervals, and the vertical and horizontal patterns on the reference mark block mounted on the θZ stage 63 are read by a CCD camera. Measurement is made at 49 so that it can be confirmed that the exposure astigmatism is surely within an allowable range.
【0059】H.高精度積算露光量制御 本実施例の半導体露光装置では、前記「G.露光非点収
差軽減」のためのスリット形状およびスリット形状内照
度分布の決定後、積算露光量制御をより高精度に実施す
るのに必要なレチクル反射計測に入る。以下に、レチク
ル反射計測および実際の露光動作の説明を行なう。H. High Accuracy Integrated Exposure Amount Control In the semiconductor exposure apparatus of the present embodiment, after determining the slit shape and the illuminance distribution in the slit shape for “G. Enter the reticle reflection measurement necessary to perform The reticle reflection measurement and the actual exposure operation will be described below.
【0060】(1)照明系制御部71から点灯装置2に
対してi線ランプ1に投入する指令電力を伝え、点灯装
置2はこの指令電力をi線ランプ1に投入する。(1) The illumination system control unit 71 transmits a command power to the i-line lamp 1 to the lighting device 2, and the lighting device 2 supplies the command power to the i-line lamp 1.
【0061】(2)次に、レチクルステージ52をスキ
ャンスタート位置に移動させ、この時のレチクル面照度
検出器39の計測値を基準照度として記憶しておく。な
お、レチクルステージ52がスキャンスタート位置にあ
る場合には、照明系からの光束は照明系に戻らないよう
になっている。すなわち、レチクル反射光が全くレチク
ル面照度検出器39に戻っていない状態である。(2) Next, the reticle stage 52 is moved to the scan start position, and the measured value of the reticle surface illuminance detector 39 at this time is stored as a reference illuminance. When the reticle stage 52 is at the scan start position, the luminous flux from the illumination system does not return to the illumination system. That is, the reticle reflected light has not returned to the reticle surface illuminance detector 39 at all.
【0062】(3)レチクルステージ52を、通常露光
時よりも十分遅いスピードで全露光領域についてスキャ
ン動作させ、各レチクル位置毎のレチクル面照度検出器
39の計測値を、照明系制御部71内のメモリに記憶す
る。(3) The reticle stage 52 scans the entire exposure area at a speed sufficiently slower than that during the normal exposure, and the measured value of the reticle surface illuminance detector 39 for each reticle position is stored in the illumination system controller 71. In the memory.
【0063】(4)照明系制御部71内のCPUは、上
記計測後、レチクル各位置におけるレチクル面照度検出
器39の計測値から、上記(2)で計測した計測値の引
き算を実行し、これをレチクル反射計測値として、レチ
クル各位置毎にメモリに記憶する。(4) After the measurement, the CPU in the illumination system controller 71 subtracts the measurement value measured in (2) from the measurement value of the reticle surface illuminance detector 39 at each position of the reticle. This is stored in a memory for each reticle position as a reticle reflection measurement value.
【0064】(5)以上の計測後、本実施例の半導体露
光装置は、実際のウエハ処理動作に入る。実際のウエハ
処理では、まず、ウエハの搬入と並行して、上記(2)
と同様の動作を実行し、現在のレチクル面照度を計測
し、このレチクル面照度から、目標露光量を達成するた
めに必要なスキャンスピードを決定する。また、このレ
チクル面照度と、上記(2)で求めた基準照度の比率を
計算し、この比率から、上記(4)で求めたレチクル反
射計測値を補正計算し、現在のレチクル反射計測値とし
て、レチクル各位置毎にメモリに記憶する。(5) After the above measurement, the semiconductor exposure apparatus of this embodiment starts an actual wafer processing operation. In the actual wafer processing, first, in parallel with the loading of the wafer, the above (2)
, The current reticle surface illuminance is measured, and from this reticle surface illuminance, the scan speed required to achieve the target exposure amount is determined. Further, the ratio of the reticle surface illuminance to the reference illuminance obtained in the above (2) is calculated, and from this ratio, the reticle reflection measurement value obtained in the above (4) is corrected and calculated, and the current reticle reflection measurement value Is stored in the memory for each position of the reticle.
【0065】(6)上記動作後、本実施例の半導体露光
装置は、プリアライメント計測、ファインアライメント
計測、フォーカス計測等を実行した後、レチクル50お
よびウエハ61を投影系60の縮小比率と同じ速度比率
で、矢印59および58のように、互いに逆方向にスキ
ャンさせながら、レチクル50の全面のパターンをウエ
ハ61上の1チップ領域に転写していくスキャン露光動
作をスタートする。(6) After the above operation, the semiconductor exposure apparatus of the present embodiment executes pre-alignment measurement, fine alignment measurement, focus measurement, etc., and then moves the reticle 50 and wafer 61 at the same speed as the reduction ratio of the projection system 60. As shown by arrows 59 and 58, a scan exposure operation for transferring the pattern on the entire surface of the reticle 50 to one chip area on the wafer 61 while scanning in the opposite directions is started.
【0066】(7)スキャン露光動作がスタートし、各
ステージが露光領域の直前に来た時に、高速露光シャッ
タ7を開放させる。(7) The high-speed exposure shutter 7 is opened when the scan exposure operation starts and each stage comes immediately before the exposure area.
【0067】(8)高速露光シャッタ7を開放させる
と、レチクル面照度検出器39でレチクル面照度が計測
可能になる。ここで、本実施例の半導体露光装置では、
上記レチクル面照度検出器39の計測値をレチクル面照
度とはせず、この計測値から、上記(5)で求めた、現
在のレチクル位置毎のレチクル反射計測値を引き算した
値をレチクル面照度とし、この値が常に上記(5)で記
憶した現在のレチクル面照度と同じになるように点灯装
置2の電力制御を行なう。この動作はスキャン露光動作
中続行する。(8) When the high-speed exposure shutter 7 is opened, the reticle surface illuminance detector 39 can measure the reticle surface illuminance. Here, in the semiconductor exposure apparatus of the present embodiment,
The measured value of the reticle surface illuminance detector 39 is not regarded as the reticle surface illuminance, and the reticle surface illuminance is a value obtained by subtracting the reticle reflection measurement value for each current reticle position obtained in (5) from the measured value. The power control of the lighting device 2 is performed so that this value always becomes the same as the current reticle surface illuminance stored in the above (5). This operation continues during the scan exposure operation.
【0068】(9)スキャン露光動作が完了すると、点
灯装置2に対する電力指令値を上記(1)で指令した投
入電力指令値に固定し、高速露光シャッタ7を閉じる。(9) When the scan exposure operation is completed, the power command value for the lighting device 2 is fixed to the input power command value specified in (1), and the high-speed exposure shutter 7 is closed.
【0069】以上の動作により1ショット分の露光動作
が完了し、同様な動作を繰り返すことによりウエハ全面
へのスキャン露光を完了させる。The exposure operation for one shot is completed by the above operation, and the same operation is repeated to complete the scan exposure on the entire surface of the wafer.
【0070】<デバイス製造方法の実施例>次に上記説
明した露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を
説明する。図11は微小デバイス(ICやLSI等の半
導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マ
イクロマシン等)の製造のフローを示す。ステップ1
(回路設計)ではデバイスのパターン設計を行なう。ス
テップ2(マスク製作)では設計したパターンを形成し
たマスクを製作する。一方、ステップ3(ウエハ製造)
ではシリコンやガラス等の材料を用いてウエハを製造す
る。ステップ4(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、
上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技
術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステ
ップ5(組立て)は後工程と呼ばれ、ステップ4によっ
て作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程で
あり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディン
グ)、パッケージング工程(チップ封入)等の工程を含
む。ステップ6(検査)ではステップ5で作製された半
導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査
を行なう。こうした工程を経て、半導体デバイスが完成
し、これが出荷(ステップ7)される。<Embodiment of Device Manufacturing Method> Next, an embodiment of a device manufacturing method using the above-described exposure apparatus will be described. FIG. 11 shows a flow of manufacturing micro devices (semiconductor chips such as ICs and LSIs, liquid crystal panels, CCDs, thin-film magnetic heads, micromachines, etc.). Step 1
In (Circuit Design), a device pattern is designed. Step 2 is a process for making a mask on the basis of the designed pattern. Step 3 (wafer manufacturing)
Then, a wafer is manufactured using a material such as silicon or glass. Step 4 (wafer process) is called a pre-process,
An actual circuit is formed on the wafer by lithography using the prepared mask and wafer. 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 processes such as an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (chip encapsulation). including. 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).
【0071】図12は上記ウエハプロセス(ステップ
4)の詳細なフローを示す。ステップ11(酸化)では
ウエハの表面を酸化させる。ステップ12(CVD)で
はウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ13(電極
形成)ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ス
テップ14(イオン打込み)ではウエハにイオンを打ち
込む。ステップ15(レジスト処理)ではウエハにレジ
ストを塗布する。ステップ16(露光)では上記説明し
た露光装置または露光方法によってマスクの回路パター
ンをウエハの複数のショット領域に並べて焼付露光す
る。ステップ17(現像)では露光したウエハを現像す
る。ステップ18(エッチング)では現像したレジスト
像以外の部分を削り取る。ステップ19(レジスト剥
離)ではエッチングが済んで不要となったレジストを取
り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによっ
て、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。FIG. 12 shows a detailed flow of the wafer process (step 4). Step 11 (oxidation) oxidizes the wafer's surface. Step 12 (CVD) forms an insulating film on the wafer surface. Step 13 (electrode formation) forms electrodes on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. In step 15 (resist processing), a resist is applied to the wafer. Step 16 (exposure) uses the above-described exposure apparatus or exposure method to align and print the circuit pattern of the mask on a plurality of shot areas of the wafer. Step 17 (development) develops the exposed wafer. In step 18 (etching), portions other than the developed resist image are removed. In step 19 (resist stripping), unnecessary resist after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.
【0072】本実施例の生産方法を用いれば、従来は製
造が難しかった大型のデバイスを低コストに製造するこ
とができる。By using the production method of this embodiment, a large-sized device, which has been conventionally difficult to produce, can be produced at low cost.
【0073】[実施例の変形例]本発明は、上述実施例
に限定されず、適宜変形して実施することができる。た
とえば、上述実施例の半導体露光装置では、ズームレン
ズにより中心部と周辺部のスリット内照度分布を制御し
ていたが、この代わりに、スリット方向とスキャン方向
とで独立に照度分布を制御可能な機構を用いて、より非
点収差を低減することも可能である。また、レチクルと
ほぼ共役な位置に、透過率が場所により異なるフィルタ
を挿入することによって、より非点収差を低減すること
も可能である。[Modifications of the Embodiments] The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be implemented with appropriate modifications. For example, in the semiconductor exposure apparatus of the above-described embodiment, the illuminance distribution in the slits at the center and the periphery is controlled by the zoom lens. Instead, the illuminance distribution can be independently controlled in the slit direction and the scan direction. It is also possible to further reduce astigmatism by using a mechanism. Further, by inserting a filter having a transmittance different from place to place at a position substantially conjugate with the reticle, it is possible to further reduce astigmatism.
【0074】また、上述実施例では、i線ランプを光源
に用いたスキャン方式の半導体露光装置に本発明を適用
した場合について述べたが、これに限らず、本発明は、
他の連続光光源を用いたスキャン方式の半導体露光装
置、エキシマレーザ等のパルス光光源を用いたスキャン
方式の半導体露光装置、ステッパ方式の半導体露光装置
等にも容易に適用可能である。In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a scan type semiconductor exposure apparatus using an i-line lamp as a light source has been described. However, the present invention is not limited to this.
The present invention can be easily applied to a scan type semiconductor exposure apparatus using another continuous light source, a scan type semiconductor exposure apparatus using a pulsed light source such as an excimer laser, and a stepper type semiconductor exposure apparatus.
【0075】さらに、上述実施例では露光非点収差に着
目して述べたが、投影レンズ設計段階におけるシミュレ
ーションにおいて、非点収差以外の収差、または非点収
差と他の収差の軽減のために本発明と同様なことを実施
可能である。Further, in the above embodiment, the exposure astigmatism has been described. However, in the simulation at the stage of designing the projection lens, the astigmatism other than the astigmatism or the astigmatism and other aberrations are reduced. The same thing as the invention can be carried out.
【0076】[0076]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、投
影光学系内に露光非点収差のための特別な機構を設ける
必要なく、露光非点収差等を軽減することができる。As described above, according to the present invention, it is possible to reduce exposure astigmatism and the like without providing a special mechanism for exposure astigmatism in the projection optical system.
【0077】また、従来のスキャン方式の露光装置が、
照度ムラの補正を目的として備える可変スリットやズー
ムレンズを最大限に活用して、露光非点収差等を軽減す
ることができる。Further, a conventional scanning type exposure apparatus is
Exposure astigmatism and the like can be reduced by making the best use of a variable slit and a zoom lens provided for the purpose of correcting illuminance unevenness.
【図1】 本発明の一実施例に係る半導体露光装置の全
体図である。FIG. 1 is an overall view of a semiconductor exposure apparatus according to one embodiment of the present invention.
【図2】 図1の装置における高速露光シャッタの詳細
図である。FIG. 2 is a detailed view of a high-speed exposure shutter in the apparatus of FIG.
【図3】 図1の装置における可変スリット部の詳細図
である。FIG. 3 is a detailed view of a variable slit unit in the apparatus of FIG.
【図4】 図1の装置におけるi線ランプの分光出力を
示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a spectral output of an i-line lamp in the apparatus of FIG.
【図5】 図1の装置における楕円ミラーの分光反射率
を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the spectral reflectance of an elliptical mirror in the apparatus of FIG.
【図6】 図1の装置における中帯域i線フィルタおよ
び峡帯域i線フィルタのカット特性を示すグラフであ
る。6 is a graph showing cut characteristics of a middle band i-line filter and a gorge band i-line filter in the apparatus of FIG. 1;
【図7】 図1の装置におけるθZステージ上に搭載さ
れているレチクル回折センサを示す斜視図である。7 is a perspective view showing a reticle diffraction sensor mounted on a θZ stage in the apparatus shown in FIG.
【図8】 i線ランプの投入電力と純度の関係を示すグ
ラフである。FIG. 8 is a graph showing a relationship between input power of an i-line lamp and purity.
【図9】 従来および図1の半導体露光装置におけるス
リット内照度分布の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of the illuminance distribution in the slit in the conventional and the semiconductor exposure apparatus of FIG. 1;
【図10】 図1の装置におけるi線ランプの半径方向
および電極方向のi線強度分布を示すグラフである。10 is a graph showing the i-line intensity distribution of the i-line lamp in the radial direction and the electrode direction in the apparatus of FIG.
【図11】 本発明の露光装置を利用できるデバイス製
造方法を示すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart illustrating a device manufacturing method that can use the exposure apparatus of the present invention.
【図12】 図11中のウエハプロセスの詳細なフロー
チャートである。FIG. 12 is a detailed flowchart of a wafer process in FIG. 11;
【図13】 従来の半導体露光装置の説明図である。FIG. 13 is an explanatory view of a conventional semiconductor exposure apparatus.
1:i線ランプ、2:点灯装置、3:楕円ミラー、4:
遮閉板、5:モータ、6:中帯域i線フィルタ、7:高
速露光シャッタ、8:アークモニタ結像レンズ、9〜1
2:ハーフミラー、13:ミラー、14,15:峡帯域
i線フィルタ、16:中帯域i線フィルタ、17:峡帯
域g線フィルタ、18:広帯域フィルタ、19:CCD
カメラ、20:峡帯域i線検出器、21:中帯域i線検
出器、22:峡帯域g線検出器、23:広帯域検出器、
24:光検出器、25:ランプハウス、30:第1ズー
ムレンズ、31:モータ、32:峡帯域i線フィルタ、
33:ミラー、34:ハエノ目、35:絞り、36:第
2ズームレンズ、37:モータ、38:平行平板、3
9:レチクル面照度検出器、40:集光レンズ、41:
レチクル反射光検出器、42:マスキングブレード、4
3:スリット、44,46:コンデンサレンズ、45:
ミラー、47:顕微鏡、48:結像レンズ、49:CC
Dカメラ、50:レチクル、51:ダミーレチクル、5
2:レチクルステージ、60:投影レンズ、61:ウエ
ハ、62:ウエハチャック、63:θZステージ、6
4:照度ムラ測定器、65:基準マークブロック、6
6:レチクル回折光センサ、67:ウエハステージ、7
0:画像処理装置、71:照明系制御部、72:全体制
御部、73:ドライバ部、74:画像処理装置、75:
コンソール、80:シャッタ羽根、81:シャッタ羽根
の回転軸、82(斜線部):露光光束、83:ACサー
ボモータ、84:モータ固定板、85,86:遮閉板、
87〜89:スペーサ、90:非接触型温度計、100
a〜100k:上部スリット板、101a〜101k:
下部スリット板、102a〜102k,103a〜10
3k:ガイド部、104a〜104k,105a〜10
5k:回転可能突起部、106,107:バネ板、11
0〜113,120〜123:モータ、200:パター
ン、201:スリット状照明。1: i-line lamp, 2: lighting device, 3: elliptical mirror, 4:
Blocking plate, 5: motor, 6: middle band i-line filter, 7: high-speed exposure shutter, 8: arc monitor imaging lens, 9-1
2: Half mirror, 13: Mirror, 14, 15: Gorge band i-line filter, 16: Middle band i-line filter, 17: Gorge band g-line filter, 18: Broad band filter, 19: CCD
Camera, 20: Gorge band i-ray detector, 21: Mid band i-ray detector, 22: Gorge band g-ray detector, 23: Broad band detector,
24: photodetector, 25: lamp house, 30: first zoom lens, 31: motor, 32: gorge band i-line filter,
33: mirror, 34: fly-eye, 35: aperture, 36: second zoom lens, 37: motor, 38: parallel flat plate, 3
9: reticle surface illuminance detector, 40: condenser lens, 41:
Reticle reflected light detector, 42: masking blade, 4
3: slit, 44, 46: condenser lens, 45:
Mirror, 47: microscope, 48: imaging lens, 49: CC
D camera, 50: reticle, 51: dummy reticle, 5
2: reticle stage, 60: projection lens, 61: wafer, 62: wafer chuck, 63: θZ stage, 6
4: Illuminance unevenness measuring instrument, 65: Reference mark block, 6
6: reticle diffraction light sensor, 67: wafer stage, 7
0: Image processing device, 71: Illumination control unit, 72: Overall control unit, 73: Driver unit, 74: Image processing device, 75:
Console, 80: shutter blade, 81: rotating shaft of shutter blade, 82 (shaded portion): exposure light beam, 83: AC servomotor, 84: motor fixing plate, 85, 86: shielding plate,
87 to 89: spacer, 90: non-contact type thermometer, 100
a to 100k: upper slit plate, 101a to 101k:
Lower slit plate, 102a-102k, 103a-10
3k: guide part, 104a-104k, 105a-10
5k: rotatable projection, 106, 107: spring plate, 11
0 to 113, 120 to 123: motor, 200: pattern, 201: slit illumination.
Claims (8)
対し、原板および基板をスキャン移動させながら、前記
原板のパターンを前記投影光学系を介して前記基板上に
スキャン露光するスキャン方式の露光装置において、前
記スキャン露光中に発生する前記投影光学系の光学性能
の変化が小さくなるように前記スリット状照明光の形状
および照度分布をそれぞれ設定する可変スリットおよび
光学手段を具備することを特徴とする露光装置。1. A scanning type exposure apparatus for scanning and exposing a pattern of an original onto a substrate via a projection optical system while scanning and moving an original and a substrate with respect to a slit-shaped illumination light and a projection optical system. A variable slit and an optical unit that respectively set a shape and an illuminance distribution of the slit-shaped illumination light so that a change in optical performance of the projection optical system that occurs during the scan exposure is reduced. Exposure equipment.
分布の設定を行なうためのデータであって、前記スキャ
ン露光を行なう場合の、前記スリット状照明光による前
記原板面の照度、前記スリット状照明光の前記原板につ
いての透過率、または前記スリット状照明光の前記原板
による平均回折率あるいはこれらの組合せに関するもの
を得るデータ取得手段を備えることを特徴とする請求項
1に記載の露光装置。2. Data for setting the shape and illuminance distribution of the slit-like illumination light, wherein the illuminance of the original plate surface by the slit-like illumination light and the slit-like illumination when performing the scan exposure 2. The exposure apparatus according to claim 1, further comprising a data acquisition unit configured to obtain a transmittance of the light with respect to the original plate, an average diffraction ratio of the slit illumination light by the original plate, or a combination thereof.
板を保持して移動する基板ステージ上に設けられ、前記
スキャン露光を行なう場合のスキャン方向の前記原板に
よる前記スリット状照明光の回折の程度を計測する回折
センサであって、前記スリット状照明光に対応する長さ
を有するスリットと、このスリットの下方においてこの
スリットと平行な複数のライン上において光を検出する
手段とを有するものと、この回折センサの計測結果に基
づいて、前記スリット状照明光の形状および照度分布の
設定を行なうためのデータを取得するデータ取得手段と
を備えることを特徴とする請求項1に記載の露光装置。3. The degree of diffraction of the slit-like illumination light by the original plate in a scanning direction when performing the scan exposure is provided on a substrate stage that holds and moves the substrate to perform the scan movement. A diffraction sensor for measuring, which has a slit having a length corresponding to the slit-shaped illumination light, and a means for detecting light on a plurality of lines parallel to the slit below the slit, and 2. The exposure apparatus according to claim 1, further comprising a data acquisition unit configured to acquire data for setting a shape and an illuminance distribution of the slit-shaped illumination light based on a measurement result of the diffraction sensor. 3.
いて前記可変スリットおよび光学手段を駆動して前記ス
リット状照明光の形状および照度分布の設定を行なう手
段を備えることを特徴とする請求項2または3に記載の
露光装置。4. The apparatus according to claim 1, further comprising means for driving said variable slit and optical means based on the data obtained by said data acquisition means to set the shape and illuminance distribution of said slit-shaped illumination light. 4. The exposure apparatus according to 2 or 3.
記スキャン露光に際して前記投影光学系の光軸中心近傍
を通過する前記スリット状照明光の部分の光エネルギ密
度がその両側の部分より小さくなるように、前記スリッ
ト状照明光の形状および照度分布を設定し、これによ
り、前記投影光学系の非点収差を軽減するものであるこ
とを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の露
光装置。5. The variable slit and the optical means such that the light energy density of a portion of the slit-shaped illumination light passing near the optical axis center of the projection optical system at the time of the scan exposure is smaller than portions on both sides thereof. The shape and the illuminance distribution of the slit-shaped illumination light are set, thereby reducing astigmatism of the projection optical system. Exposure equipment.
対し、原板および基板をスキャン移動させながら、前記
原板のパターンを前記投影光学系を介して前記基板上に
スキャン露光する工程を有するデバイス製造方法におい
て、前記スキャン露光中に発生する前記投影光学系の光
学性能の変化が小さくなるように前記スリット状照明光
の形状および照度分布を設定することを特徴とするデバ
イス製造方法。6. A device manufacturing method comprising: scanning and exposing a pattern of the original plate onto the substrate via the projection optical system while scanning and moving the original plate and the substrate with respect to the slit-shaped illumination light and the projection optical system. A method of setting the shape and illuminance distribution of the slit-shaped illumination light so that a change in optical performance of the projection optical system occurring during the scan exposure is reduced.
分布の設定は、前記スキャン露光に際して前記投影光学
系の光軸中心近傍を通過する前記スリット状照明光の部
分の光エネルギ密度がその両側の部分より小さくなるよ
うに行なうことを特徴とする請求項6に記載のデバイス
製造方法。7. The setting of the shape and illuminance distribution of the slit-like illumination light is such that the light energy density of the slit-like illumination light passing through the vicinity of the center of the optical axis of the projection optical system at the time of the scan exposure is adjusted on both sides thereof. 7. The device manufacturing method according to claim 6, wherein the process is performed so as to be smaller than a portion.
分布の設定の後、実際の基板の露光を行なう前に、透明
なダミーの原板を用い、これに前記スリット状照明光を
照射して、前記投影光学系下の被露光面に対応する面に
おける前記スリット状照明光のエネルギ分布を測定し、
この結果に基づき、必要に応じて前記スリット状照明光
の形状または照度分布の微調整を行なうことを特徴とす
る請求項6または7に記載のデバイス製造方法。8. After setting the shape and illuminance distribution of the slit-like illumination light, and before performing actual exposure of the substrate, a transparent dummy original plate is used, and the slit-like illumination light is applied to this. Measure the energy distribution of the slit-like illumination light on a surface corresponding to the surface to be exposed under the projection optical system,
8. The device manufacturing method according to claim 6, wherein the shape or illuminance distribution of the slit-shaped illumination light is finely adjusted as needed based on the result.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11031148A JP2000232049A (en) | 1999-02-09 | 1999-02-09 | Aligner and device manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11031148A JP2000232049A (en) | 1999-02-09 | 1999-02-09 | Aligner and device manufacturing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000232049A true JP2000232049A (en) | 2000-08-22 |
Family
ID=12323364
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11031148A Pending JP2000232049A (en) | 1999-02-09 | 1999-02-09 | Aligner and device manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000232049A (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005167232A (en) * | 2003-11-13 | 2005-06-23 | Nikon Corp | Variable slit apparatus, lighting device, exposure system, and manufacturing method of devices |
JP2006134932A (en) * | 2004-11-02 | 2006-05-25 | Nikon Corp | Variable slit device, illumination optical device, aligner, and method of exposure |
JP2008219010A (en) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | Asml Netherlands Bv | Device manufacturing method, computer program and lithographic apparatus |
JP2009164355A (en) * | 2008-01-07 | 2009-07-23 | Canon Inc | Scanning exposure apparatus and method of manufacturing device |
CN101923293A (en) * | 2009-05-29 | 2010-12-22 | Asml控股股份有限公司 | Be used to shine drift-compensated lithographic equipment of homogeneity correction and homogeneity and method |
CN102736443A (en) * | 2011-04-13 | 2012-10-17 | Asml控股股份有限公司 | Double EUV illumination uniformity correction system and method |
JP2014110408A (en) * | 2012-12-04 | 2014-06-12 | Canon Inc | Exposure method, exposure device, and method of manufacturing article |
CN107807494A (en) * | 2016-09-09 | 2018-03-16 | 佳能株式会社 | Lamp optical system, exposure device and article manufacturing method |
-
1999
- 1999-02-09 JP JP11031148A patent/JP2000232049A/en active Pending
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005167232A (en) * | 2003-11-13 | 2005-06-23 | Nikon Corp | Variable slit apparatus, lighting device, exposure system, and manufacturing method of devices |
JP4581639B2 (en) * | 2003-11-13 | 2010-11-17 | 株式会社ニコン | Variable slit apparatus, illumination apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method |
JP2006134932A (en) * | 2004-11-02 | 2006-05-25 | Nikon Corp | Variable slit device, illumination optical device, aligner, and method of exposure |
JP2008219010A (en) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | Asml Netherlands Bv | Device manufacturing method, computer program and lithographic apparatus |
US8068212B2 (en) | 2007-03-05 | 2011-11-29 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus configured to compensate for variations in a critical dimension of projected features due to heating of optical elements |
JP2009164355A (en) * | 2008-01-07 | 2009-07-23 | Canon Inc | Scanning exposure apparatus and method of manufacturing device |
CN101923293A (en) * | 2009-05-29 | 2010-12-22 | Asml控股股份有限公司 | Be used to shine drift-compensated lithographic equipment of homogeneity correction and homogeneity and method |
CN102736443A (en) * | 2011-04-13 | 2012-10-17 | Asml控股股份有限公司 | Double EUV illumination uniformity correction system and method |
JP2012222363A (en) * | 2011-04-13 | 2012-11-12 | Asml Holding Nv | Euv lighting uniformity double correction system and method |
JP2014110408A (en) * | 2012-12-04 | 2014-06-12 | Canon Inc | Exposure method, exposure device, and method of manufacturing article |
CN107807494A (en) * | 2016-09-09 | 2018-03-16 | 佳能株式会社 | Lamp optical system, exposure device and article manufacturing method |
CN107807494B (en) * | 2016-09-09 | 2021-05-11 | 佳能株式会社 | Illumination optical system, exposure apparatus, and article manufacturing method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3862438B2 (en) | Scanning exposure apparatus, scanning exposure method, and device manufacturing method | |
JP3186011B2 (en) | Projection exposure apparatus and device manufacturing method | |
JP3093528B2 (en) | Scanning exposure equipment | |
US4811055A (en) | Projection exposure apparatus | |
JP3395280B2 (en) | Projection exposure apparatus and method | |
JP3610175B2 (en) | Projection exposure apparatus and semiconductor device manufacturing method using the same | |
JP3254916B2 (en) | Method for detecting coma of projection optical system | |
US5864433A (en) | Astigmatism-correcting optical system, projection exposure apparatus using the optical system and device manufacturing method | |
US20050179881A1 (en) | Exposure apparatus and method | |
TW583515B (en) | Exposure apparatus | |
US8345221B2 (en) | Aberration measurement method, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP2000232049A (en) | Aligner and device manufacturing method | |
JP3624048B2 (en) | Illuminance measurement method | |
JPH07130636A (en) | Position detector and manufacture of semiconductor element using same | |
US6519024B2 (en) | Exposure apparatus and device manufacturing apparatus and method | |
US6063530A (en) | Control of critical dimensions through measurement of absorbed radiation | |
JP3958261B2 (en) | Optical system adjustment method | |
JP2000216074A (en) | Aligner and device manufacturing equipment | |
JP2009141154A (en) | Scanning exposure apparatus and method of manufacturing device | |
US6765649B2 (en) | Exposure apparatus and method | |
JP2003318095A (en) | Flame measuring method and flare measuring device, aligning method and aligner, and method for adjusting aligner | |
JP2000208400A (en) | Aligner and fabrication of device | |
JP2000208399A (en) | Aligner and fabrication of device | |
JP3313932B2 (en) | Projection exposure equipment | |
JP2000208398A (en) | Aligner and fabrication of device |