JPH03211811A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は半導体製造用の露光装置に関し、特にレチクル
面一トに形成されている回路パターンを投影光学系によ
り投影面であるウェハ面に所定の倍率で投影露光する際
の該投影面内の照度及び照度分布を測定する照度測定手
段を設けた露光装置に関するものである。

（従来の技術） 最近の半導体製造技術は電子回路の高集積化に伴い解像
パターン線幅も例えば１μｍ以下となり、光学的な露光
装置においても従来に比べてより高解像力化されたもの
が要望されている。

般にレチクル面上の回路パターンを投影光学系を介して
ウェハ面（投影面）十に投影する際、回路パターンの解
像線幅は使用波長や投影光学系のＮ、Ａ等と共に投影面
上における照度分布の肉性の良否が大きく影響してくる
。

この為、従来の多くの露光装置ではウェハを載置するＸ
Ｙステージ面上又はその近傍に照度計を配置して投影面
トにおける照度分布を種々の方法により測定している。

例えば （イ）ウェハを載置するＸＹステージの一部に照度計を
装着しておき、必要に応じてＸＹステージ上の照度計を
投影面上に移動させて照度分布を測定する方法。

（ロ）ＸＹステージ面上の一部に測定に際して、その都
度照度計を載置し、ＸＹステージを移動させながら投影
面内の照度分布を測定する方法。

等が用いられている。

（発明が解決しようとする問題点） 投影面における照度分布を測定する方法のうち前記（イ
）の方法はＸＹステージ面上に照度計を常備する為ＸＹ
ステージが大型化し、ＸＹステージの駆動力が増加して
くる。この為、移動速度（加速度）を照度計を載置する
前と同様に設定しようとするとＸＹステージの加振力が
増大し、装置全体の振動が増大し、アライメント精度が
低下すると共に解像力が低下してくる。又露光装置の振
動が収束するまで待つとスルーブツトが低下しくるとい
う問題点かあった。

又、ＸＹステージ上に載置した照度計を投影領域全体に
わたり移動させねばならずＸＹステージの可動ストロー
クが増大すると共にＸＹステージの加工範囲が増大し高
精度な移動が難しくなってくるという問題点があった。

方、前記（ロ）の方法はＸＹステージの大型化及び可動
ストロークの増大化は防止されるが、測定の際にその都
度ウェハーチャックを取り外し、照度計をＸＹステージ
面上に装着しなければならずスルーブツトが低下すると
共にウェハーチャックの着脱操作の縁り返しによりウェ
ハーチャックと投影光学系の投影面との平行度が変化し
てきて、解像力が低下してくるという問題点があった。

本発明は露光装置内の照明系を構成する一要素のレチク
ル面である被照射面への照射範囲及び照射光量を規制す
る開口部を有する遮光板（マスキングブレード）と投影
面側の空間内の所定位置に配置した所定の大きさの受光
面を有する光検出手段とを用いることにより、投影面内
に右ける照度及び照度分布を迅速にしかも高精度に測定
することかでき高解像力の投影焼付けが可能な露光装置
の提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明の露光装置は、照明系からの光束を開口領域可変
の開口部を有した遮光板を介し被照射面上に載置した投
影物体を照明し、該投影物体な投影光学系により所定倍
率で投影面上に投影するようにした露光装置において、
該投影光学系の投影面側の空間的に所定の大きさの受光
面を有する光検出手段を配置し、該遮光板の開口部を該
照明系の光軸と直交する平面内で移動させることにより
、該投影光学系による投影面上の任意の位置における照
度又は／及び照度分布を測定するようにした照度測定手
段を設けたことを特徴としている。

この特徴により、受光面をウェハ面や投影光学系の像面
に正確に合わせなくても任意の位置の照度を正確に測定
することができる。

（実施例） 第１図は本発明の第１実施例の要部斜視図である。

同図において１は照明系であり、超高圧水銀灯やエキシ
マレーザ等の光源からの光束を均一化して射出している
。２は遮光板（マスキングブレード）であり、開口領域
可変の開口部２ａを有しており、照明系！からの光束を
部分的に通過させて後述する被照射面であるレチクル５
面上の照射領域を制限している。遮光板２は照明系１の
光軸に対する垂直平面内で移動可能又は開口部２ａの位
置か該垂直平面内で変位可能となるように構成されてい
る。

３は駆動手段であり、遮光板２又は開口部２ａが照明系
１の光軸と垂直平面内の有効光束内で任意に移動出来る
ようにしている。４はリレー光学系であり、遮光板２の
開口部２ａと投影物体（被照射物体）であるレチクル５
のパターン而とが共役関係となるようにしている。レチ
クル５面Ｆにはウェハ９に投影転写する為の回路パター
ンが石英等により成るレチクルトに数倍に拡大されて形
成されている。

６はレチクルステージであり、レチクル５を載置してい
る。７はレチクルハントであり、レチクル５をレチクル
ステージ６上に供給及びレチクルステージ６より回収し
ている。８は投影レンズ系であり、レチクル５面上の回
路パターンをウェハ９而−Ｆに縮少投影している。！０
はＸＹステージてあり、ウェハ９を載置しており不図示
の駆動手段により投影面内をＸＹ力方向移動している。

１１はウェハ供給ハンドであり、ウェハ９をＸＹステー
ジ１０上に供給している。１２はウェハ回収ハンドであ
り、ウェハ９をＸＹステージ１０から回収ｊノでいる。

１３は光検出手段であり、ＸＹステージ１０面上に載置
されており、本実施例では遮光板２の開口部２ａを全開
したときの１′、：Ｌ影しンズ系８による投影面（ウニ
へ面）上における照射範囲よりも大きな面積の均一の感
度を有する受光面を有している。１４は制御手段であり
、各ユニットの駆動操作を制御している。

本実施例においてレチクル５面上の回路パターンを投影
レンズ系８によりウェハ９而」二に投影露光する場合に
はウェハ供給ハント！１によりウニ八カセット（不図示
）からウェハ９をＸＹステージ１０而１−に供給する。

ウェハ９を載置したＸＹステージ１０は制御手段１４で
駆動制御されレチクル５とウェハ９との位置合わせが行
なわれる。

その後、照明系１からの露光光により照明されたレチク
ル５面上の回路パターンを投影レンズ系８によりウェハ
９面上に投影露光している。

このとき遮光板２の開口部２ａはレチクル５面上におい
て所望の回路パターンのみがウェハ９面上に投影される
ように駆動手段３により形状及び位置が制御され、これ
により不要な領域からの露光光が投影光学系に入射しな
いようにしている。

レチクル５とウェハ９との位置合わせから投影露光まで
の工程を複数回縁り返すことによりウェハ９全而にレチ
クル５面上の回路パターンを投影露光している。そして
ウェハ９全面の投影露光が終了したらウェハ回収ハンド
１２によりＸＹステージ１０からウェハ９を回収し、該
ウェハな装置外に搬出している。

次に投影レンズ系８による投影面内における照度又は／
及び照度分布を測定する場合にはレチクルハント７によ
りレチクル５とレチクルステージ６より搬出する。モし
てＸＹステージ１ｏを移動させ光検出手段１３の受光面
が投影レンズ系８による投影照射面全面を含むようにす
る。

本実施例では前述の如く光検出手段１３の受光面の大き
さを設定し遮光板２の開口部２ａを全開した状態におい
て、投影レンズ系８の開口に基づく投影面上の照射領域
が光検出手段１３の受光面内に含まれるように設定し、
光検出手段１３を固定にしていることを特徴としている
。

次いで駆動手段１３により遮光板２の開口部２ａの開口
径を投影面（ウェハ而）上における開口部２ａの投影像
が予め設定した大きさとなるように、即ち予め設定した
測定範囲となるように絞っている。

そして投影レンズ系８による投影面内の測定したい領域
に開口部２ａの投影像が位置するように駆動手段３によ
り遮光板２の開口部２ａを移動させる。

このような構成において照明系１からの露光光は遮光板
２の開口部２ａの大きさに制限された光束径となり、リ
レー系４を介し投影レンズ系８により、光検出手段１３
面上（測定位置）に所定の大きさの光束径で入射する。

即ち開口部２ａの投影像が光検出手段１３面上に形成さ
れる。これにより本実施例では投影面内における任意の
領域での照度を測定している。

又５駆動手段３により遮光板２の開口部２ａを移動させ
て開口部２ａの投影像が投影面内で移動するように構成
することにより、註投影而内での各点の照度と共に照度
分１（ｉの測定を可ｒ１εとしている。

この場合、例えば制御手段１４により開口部２ａの１２
影而（ウェハ而）上における１２影像の位置座標を求め
ながら各位置における照度を順次測定し、記録手段等に
記録しておけば投影面全面における照度分布を容易に測
定することができる。

本実施例においてレチクル５と遮光板２とを近接配置し
、リレー系４を省略して構成しても同様の効果を得るこ
とができる。又、投影レンズ８の代わりに凹面鏡と凸面
鏡を有するミラー系を用いても同様の効果を得ることが
できる。

本実施例において光検出手段１３の受光面の大きさか不
十分な為に投影面トの全照射領域を含むことができない
場合や受光面の入射位置による感度ムラがあるには、ま
ず開口部２ａの開口径と位置を決定する。その後、投影
面上における開口部２ａの投影像が受光面内に投影され
るように、又は受光面内の予め決めた領域に投影される
ようにｘｙステージの２次元方向の移動を計測するレー
ザ干渉計を利用してＸＹステージ１０を駆動制御し、そ
の領域での照度を測定するようにしても良い。そして開
口部２ａの位置を種々と変化させ、それに応じて光検出
手段１３の受光面をＸＹステージを駆動させて移動し、
投影面上における各点の照度分布を求めるようにしても
良い。

遮光板の開口領域の設定誤差を軽減する為や投影面上の
照度分布をより積度良く測定する為には、遮光板の開口
領域の投影面上における開口領域像の大きさと同程度、
又はそれよりも小さい複数の等しい開口領域を例えば格
子状に配置した第３図に示すようなピンホール板３１を
光検出手段１３の受光面上に載置すれば光検出手段１３
を固定した状態で投影面上における照度及び照度分布を
求めることができる。

本発明において光検出手段１３は必ずしもＸＹステージ
１３面上に載置し受光面と露光面を一致させる必要はな
く、光検出手段１３は開口部２ａを全開したときに、投
影レンズ系８により投影面上を照射する全露光光を受光
することが出来る位置であればどこに配置しても良い。

第２図は光検出手段１３をＸＹステージ１ｏの下方の投
影レンズ系８の下方に配置したときの本発明の一実施例
の要部概略図である。

本実施例において投影レンズ系８による投影面内におけ
る照度及び照度分布を測定するときは同図に示すように
ＸＹステージ１０を投影レンズ系を通過した光束を遮光
しない位置まで退避させている。これにより前述と同様
の方法により投影面上における照度及び照度分布を測定
している。

（発明の効果） 本発明によれば前述の如く照明系の一要素である開１１
部を有する遮光板と所定の大きさの受光面を有する光検
出手段を用い、遮光板の開口部の投影光学系による投影
像が測定Ｅｍ　（投影面）上を走査するように各要素を
構成することにより、ＸＹステージの大型化及び長スト
ローク化を防止し、投影面上における任意の領域の照度
及び照度分布を迅速にしかも高精度に測定することがで
き、高精度な投影焼付けが可能な露光装置を達成するこ
とかできる。

又、本発明によれば開口領域位置可変の開口部を有する
遮光板と所定の大きさの複数のピンホールを有するピン
ホール板を用い、遮光板の開口部の投影光学系による投
影像がピンホールに重なるように開口部を変位させるこ
とにより、投影面上における任意の領域の照度及び照度
分布を迅速にしかも高精度に測定することができる露光
装置を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部斜視図、第２図は第１
図の一部分を変更した本発明の他の−実施例の要部斜視
図、第３図は本発明の他の一実施例に係るピンホール板
である。 図中、１は照明系、２は遮光板（マスキングプレート）
、２ａは開口部、３は駆動手段、４はリレー系、５はレ
チクル、６はレチクルステージ、７はレチクルハント、
８は投影レンズ系、９はウェハ、１０はＸＹステージ、
１１はウェハ供給ハンド、１２はウェハ回収ハント、１
３は光検出手段、１４は制御手段、３１はピンホール板
である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）照明系からの光束を開口領域可変の開口部を有し
   た遮光板を介し被照射面上に載置した投影物体を照明し
   、該投影物体を投影光学系により所定倍率で投影面上に
   投影するようにした露光装置において、該投影光学系の
   投影面側の空間的に所定の大きさの受光面を有する光検
   出手段を配置し、該遮光板の開口部を該照明系の光軸と
   直交する平面内で移動させることにより、該投影光学系
   による投影面上の任意の位置における照度又は／及び照
   度分布を測定するようにした照度測定手段を設けたこと
   を特徴とする露光装置。
2. （２）前記光検出手段は固定であることを特徴とする請
   求項１記載の露光装置。
3. （３）前記遮光板の開口部の位置を制御手段で指定位置
   に順次移動させ、該指定位置における前記光検出手段か
   らの出力信号を利用して投影面上における照度分布を求
   めたことを特徴とする請求項１記載の露光装置。
4. （４）前記照明系からの光束が前記光検出手段の受光面
   の略同じ領域に又は該受光面から外れないように該光検
   出手段の受光面を移動させたことを特徴とする請求項１
   記載の露光装置。
5. （５）前記光検出手段の受光面を前記投影光学系の光軸
   上の投影面以外の位置に配置したことを特徴とする請求
   項１記載の露光装置。
6. （６）前記遮光板を前記被照射面近傍に配置したことを
   特徴とする請求項１記載の露光装置。