JPH0139207B2 - - Google Patents

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JPH0139207B2
JPH0139207B2 JP56004153A JP415381A JPH0139207B2 JP H0139207 B2 JPH0139207 B2 JP H0139207B2 JP 56004153 A JP56004153 A JP 56004153A JP 415381 A JP415381 A JP 415381A JP H0139207 B2 JPH0139207 B2 JP H0139207B2
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JP
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exposure
light
sample stage
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conversion means
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Toshio Matsura
Kyoichi Suwa
Toshuki Shimizu
Shoichi Tanimoto
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Nikon Corp
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    • 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
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P95/00—Generic processes or apparatus for manufacture or treatments not covered by the other groups of this subclass

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  • 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)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は照明光射出部による露光面の光強度お
よび強度分布を測定する照度計を備えたIC製造
用露光焼付装置、特に投影光学系を用いた投影型
露光装置に関する。
一般に、投影型露光装置では高い照明の均一性
が要求されている。特に近年、ICの集積度が増
してパターン線幅が1μｍ近くになるに従つて、
上記要求は益々強くなつてきて、照明の不均一性
がパターン線幅の不揃いや線幅の制御に大きく影
響してくるようになつた。
原理的には、露光面ないし照明部の光強度を測
定するには単に照明部に照度計を設置して測定
し、強度分布については照明部において微小面積
の照度計を２次元的または１次元的に移動させる
かまたは何箇所かの位置で測光して露光面内の光
強度分布を求めればよい。
しかし、従来、露光焼付装置の光強度を測定す
るには照明光射出部（例えば投影レンズの射出
部）と試料台との間の空間に照度計を設置して行
い、また強度分布の測定は照度計を２次元的或い
は１次元的移動機構を有する設置台に取付けて行
つてきた。が、ここで測定した光強度または強度
分布は、あくまで照明光射出部と試料台との中間
のものであつて露光面すなわち、実際にパターン
を焼付けるウエハ面上でのデータではない。さら
に、最近の露光焼付装置は構造が複雑で、照度計
や移動機構付き照度計が上記空間に設置できない
場合もある。
以上の如き理由のため、真の測定を行うには露
光焼付装置の一部を分解して照度計を設置せざる
を得ない。すなわち、試料台を取りはずすとか照
明系全体を取りはずすとかして露光面と照度計の
測光面を一致させて照度計を取り付けなければな
らない。
従つて、現実には装置製造時に照明系の特性試
験として光強度および強度分布を測定している。
しかし、この測定も、完成した装置のものとはず
れた位置または全く別な位置で相対的な値を測定
しているに過ぎない。
以上のように、実際の露光面内において真の光
強度および強度分布を任意の時点で測定するのは
不可能に近いといつた欠点が従来存在していた。
よつて、本発明の目的は、これらの欠点を解決
して、焼付け用の照明光の真の光強度および強度
分布が容易に測定可能な照度測定器を備えた投影
型露光装置を得ることである。
以下本発明を実施例に沿つて説明する。
第１図はIC製造用縮小投影露光焼付装置とし
ての本発明の実施例を示す。集光レンズ１を通つ
た照明光によつてレチクル２が照明され、レチク
ル２上のICパターンは縮小投影レンズ３によつ
て所定の露光面に結像投影される。２次元的に移
動可能な試料台ステージ５に載置されたウエハ６
の表面は露光面と一致しているため、ICパター
ンの像がウエハ６上に縮小投影される。なお、図
中４投影レンズ３の瞳である。こうしてレチクル
２上のICパターンがウエハ６上に露光される。
さらに照度計７が試料台ステージ５に固設されて
いる。
第２図は試料台ステージ５を上から見た平面図
である。試料台ステージ５は不図示のXY可動機
構を持つており、Ｘ軸干渉計８とＹ軸干渉計９に
よつて試料台ステージ５の位置は0.02μｍ程度の
単位で求め得る。試料台ステージ５は干渉計８，
９からの位置情報により不図示の計算機によつて
プログラム制御することも可能である。本実施例
では照明露光領域１０は最大約10×10mm（〜14mm
φ）であるものとする。
第３図は本実施例による光電変換手段としての
照度計７、ウエハ６、試料台ステージ５の側断面
を拡大したものである。照度計７の上面測光面と
ウエハ６の上面はほぼ一致するように設置されて
いる。照度計７には図のような0.5mmφ程度の穴
（ピンホール７ａ）があいており、この穴７ａを
通過した光を光電変換素子１２によつて電気信号
にして強度を求める。この光強度を測定するため
には、試料台ステージ５を干渉計８，９に従つて
動かして照度計７を露光領域１０の下に持つてい
き測定する。露光領域１０の下で試料台ステージ
５を２次元的に移動し、干渉計８，９によつて試
料台ステージ５の位置を測定すると容易に露光領
域１０内の光強度分布を得ることができる。
第４図は露光領域１０を照度計７が矢印のよう
に移動した場合に得られる光強度分布の例を示
す。試料台ステージ５を２次元的に移動すること
により、強度分布も２次元的に求め得る。
本実施例は干渉計付きステージを用いた例であ
るが、干渉計ではなくリニアスケール等の位置の
情報を得られる測長器が付いていても勿論良い。
またピンホール７ａは、光電変換素子１２への
受光領域を微小面積に制御するためのものであ
り、光強度分布の測定の分解能、すなわち露光領
域１０の大きさに対する穴の大きさは必要によつ
て任意に定め得る。また、穴はピンホールに限ら
れるものではなく、光電変換素子の受光面を遮光
するような遮光板に微小幅のスリツトを設けてお
いてもよい。
ところで、本発明では照明露光領域１０内の光
強度および強度分布を随時確認できるため、これ
を照明用ランプの劣化の判断に適用できる。ラン
プの劣化の判断は、従来、照明光の一部または露
光に使わない部分の光強度を測定して行うか、或
いは単に点灯時間だけで寿命判断してランプ変換
を行つてきた。この前者の方法の測定では、一般
に照明光の端の一部または外側をモニタしている
ため、実際に露光に使われる光強度との値との間
に差を生じることが多い。また、後者は単なる目
安に過ぎない。しかし、本発明の実施例による照
度計を備えた露光焼付装置によれば、真の光強度
すなわち露光面上の光強度を測定できるので、こ
の値をランプの劣化の判断に用いることができ
る。
一般に、このような露光焼付装置は計算機によ
つて各動作が制御されている。そこで、計算機に
光強度分布を測定するためのプログラムをあらか
じめ用意しておけば、露光焼付装置の適当な動作
中（例えばウエハの変換動作時）に、露光面の光
強度および強度分布が測定でき、かつ強度分布の
時間的変化も知ることができる。さらに試料台ス
テージ５を移動して、露光領域１０の対角線上を
照度計７のピンホール７ａが通るようにして、こ
のとき得られた強度分布（第４図に示したような
特性）から、計算処理によつて測定と同時に露光
領域１０の照明光の均一性を表わすデータを作成
することもできる。また、この照度計はレチクル
の真の露光領域の大きさを確認するためにも使え
る。すなわち、照度計７を移動して光強度の分布
特性（第４図）の立上りと降下を検出し、そのと
きの試料台ステージ５の位置座標（干渉計８，９
より求められる）から、真の露光領域、すなわち
実際のパターン焼付領域の大きさを測定すればよ
い。これはレチクルの有効面積（パターン領域）
が小さく（ウエハ上での露光領域が10mm×10mm角
よりも小さくなる場合）、レチクルアパーチヤ
（レチクルのパターン領域のみ開口されるような
遮光枠である遮光板枠）でレチクルの周囲を遮光
するとき、完全に遮光されたか否かを確認する場
合に極めて有効である。
尚、他の実施例として、第５図Ａ，Ｂの如く１
次元または２次元のフオトセンサ１１，１２を用
いてもよい。１次元フオトセンサ１１を用いる場
合は、試料台ステージ５をフオトセンサ１１の長
手方向と直交する方向に移動するだけでよい。さ
らに２次元フオトセンサ１２を用いる場合は、露
光領域１０にフオトセンサ１２がくるように干渉
計８，９に従つて試料台ステージ５を移動した
後、フオトセンサ１２を電気的に走査するだけで
光強度分布が求められる。
このように本発明によれば、可動ステージと一
体に取付けた照度計であるので装置を分解或いは
停止することなく、任意の時点で容易に光強度分
布を得ることができるという利点がある。また、
実際に露光されるウエハ面と照度計の測定面が一
致しているため、露光時と全く同じ条件で真の光
強度および強度分布を得ることができるという利
点もある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による実施例の原理図、第２図
は試料台部の平面図、第３図は第１図の照度計の
存在する近辺の拡大断面図、第４図は光強度分布
のグラフ、第５図Ａは照度計として１次元フオト
センサを使用した例の図、第５図Ｂは２次元フオ
トセンサを使用した例の図である。 〔主要部分の符号の説明〕、試料台……５、照
度計……７，１０，１２、微小開口部……７ａ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 所望の形状の照明光を投影光学系によつて所
    定の露光面に結像投影する照明光射出部と、該露
    光面に被露光基板の表面がほぼ一致するように該
    被露光基板を保持するとともに前記照明光射出部
    に対して２次元移動する試料台とを備えた投影型
    露光装置において、 前記露光面での光強度を測定するために、前記
    照明光射出部からの光を受ける測光面を有し、該
    測光面を前記被露光基板の表面位置とほぼ一致さ
    せるように前記試料台の一部に設けた光電変換手
    段と；前記照明光射出部からの光と前記光電変換
    手段の測光面との相対的な位置を計測する位置計
    測手段とを備え、前記露光面内の任意の位置にお
    ける光強度を検出することを特徴とする投影型露
    光装置。 ２ 前記位置計測手段は前記試料台の２次元的な
    位置を計測するための測長器を有し、 前記光電変換手段の測光面には前記照明光射出
    部からの光の照射領域よりも小さな面積に規定さ
    れた受光部が形成され、該受光部と前記照射領域
    とが相対的に走査されるように前記試料台を順次
    移動させたとき、前記測長器によつて計測される
    前記試料台の位置と前記光電変換手段から得られ
    る出力とに基づいて、前記照射領域の光強度分布
    を計測することを特徴とする特許請求の範囲第１
    項記載の装置。 ３ 前記光電変換手段は、複数の受光部を有し、
    該複数の受光部の夫々からの出力情報と、前記位
    置計測手段によつて計測される相対位置とに基づ
    いて、前記露光面の光強度分布を検出することを
    特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。 ４ 前記光電変換手段は、前記複数の受光部を２
    次元的に配置した２次元フオトセンサよりなるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の装
    置。 ５ 前記光電変換手段の測光面を、前記試料台の
    被露光基板の載置部以外のところに配置したこと
    を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。 ６ ２次元的に移動可能な試料台に載置された被
    露光基板に、レチクルの所定のパターン形状を投
    影光学系を介して結像投影する投影型露光装置に
    おいて、 前記投影光学系による露光面での光強度を測定
    するために、前記投影光学系からの光を受ける測
    光面を有し、該測光面を前記被露光基板の表面位
    置とほぼ一致させるように前記試料台の一部に設
    けた光電変換手段と；前記試料台の２次元的な位
    置を計測する位置計測手段と；前記レチクルの照
    明領域を規定するための開口を有する遮光枠とを
    設け、前記光電変換手段の測光面を前記位置計測
    手段からの位置情報により前記露光面に位置さ
    せ、前記光電変換手段から得られる出力と前記位
    置計測手段から得られる位置情報に基づいて、前
    記遮光枠により規定される露光領域の範囲、もし
    くは前記レチクルのパターン形状を検知すること
    を特徴とする投影型露光装置。 ７ 前記光電変換手段の測光面には、前記投影光
    学系により前記露光面に投影された前記露光領域
    もしくは前記パターン形状よりも小さな面積に規
    定された受光部が形成され、該受光部と前記露光
    領域もしくはパターン形状とが相対的に走査され
    るように前記試料台を移動させて前記露光領域の
    範囲もしくはパターン形状を検知することを特徴
    とする特許請求の範囲第５項記載の装置。
JP56004153A 1981-01-14 1981-01-14 Exposing and baking device for manufacturing integrated circuit with illuminometer Granted JPS57117238A (en)

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