JPH0562883A - 照度分布補正機能付き投影露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マスク上のパターン形状に影響を受けること
なく基板上での照度分布を適正にする。 【構成】 基板５０１上の露光領域内での照度分布を測
定する照度分布測定手段５０２と、照度分布測定手段５
０２で測定した、マスクを載置しない状態での基板５０
１上の照度分布および基準面積の遮光部を有するテスト
マスク５０３を載置した状態での照度分布と、実マスク
５０５から反射される照明光の反射光量とに基づいて、
実マスク５０５を載置したときの基板５０１上の露光領
域内での照度分布を推定する推定手段５０４と、推定さ
れた照度分布に基づいて、実マスク５０５を載置した時
の基板５０１上の照度分布が予め定めた適正照度分布と
なるように、照明光学系５０６からの照明光の分布を補
正する補正手段５０７とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光源からの照明光をマ
スクに照射し、このマスクに形成されたパターンを基板
上に結像投影する投影露光装置に関し、とくに、基板
（ウエハやガラスプレート）上の照度分布の補正を精度
よく行なうように改良したものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の投影露光装置においては、ウエ
ハなどの基板上の照度分布にむらがあると、たとえばマ
スク上の同じ線幅のパターンであっても照度むらにより
焼き付けられる線幅が変ってしまう。そこで、従来は、
マスクがない状態で基板上の照度分布を計測し、その照
度分布が基板の露光領域内で均一になるように、照明光
学系を調節している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにして照度分布を補正しても次の理由により基板上で
照度むらが生じてしまう。照明光学系からマスクに入射
した光のうち、マスクの遮光部（クロム部）に入射した
光が反射して照明光学系に戻り、その光学部材で反射し
てマスクに再入射する。この再入射光により照度分布に
むらが生じる。

【０００４】本発明の目的は、マスク上のパターン形状
に影響を受けることなく基板上での照度分布を適正にす
ることのできる照度分布補正機能付き投影露光装置を提
供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】クレーム対応図である図
１に対応付けて本発明を説明すると、本発明に係る投影
露光装置は、基板５０１上の露光領域内での照度分布を
測定する照度分布測定手段５０２と、照度分布測定手段
５０２で測定した、マスクを載置しない状態での基板５
０１上の照度分布および基準面積の遮光部を有するテス
トマスク５０３を載置した状態での照度分布と、マスク
５０５から反射される照明光の反射光量とに基づいて、
マスク５０５を載置したときの基板５０１上の露光領域
内での照度分布を推定する推定手段５０４と、推定され
た照度分布に基づいて、マスク５０５を載置した時の基
板５０１上の照度分布が予め定めた適正照度分布となる
ように、照明光学系５０６からの照明光の分布を補正す
る補正手段５０７とを具備し、これにより、上述の目的
を達成する。請求項２における推定手段５０４は、マス
クを載置しない状態で照度分布測定手段５０２で測定さ
れた露光領域内の複数の点ｊでのそれぞれの照度値Ｐｏ
ｊと、テストマスク５０３を載置した状態で照度分布測
定手段５０２で測定された露光領域内の点ｊでのそれぞ
れの照度値Ｐｔｉｊとの差Ｄｉｊを演算する第１の演算
手段５０４Ａと、マスク５０５で露光を行なう際に用い
るマスクブラインド設定状態での、マスク５０５の領域
ｉからの反射光量と、露光領域内の複数点のそれぞれの
差Ｄｉｊとに基づいて、マスク５０５を載置した状態に
おける基板５０１上の露光領域内での照度分布を推定演
算する第２の演算手段５０４Ｂとを有する。請求項３に
おける第１の演算手段５０４Ａは、マスクの全域に照明
光を照射した場合の照度値Ｐｏｊと照度値Ｐｔｊとの差
Ｄｊを求めるものである。請求項４における第１の演算
手段５０４Ａは、それぞれ異なった領域ｉに反射率が既
知であるような基準面積の遮光部がそれぞれ設けられた
ｎ枚のテストマスク５０３をそれぞれ用い、マスク５０
５を載置しない状態で照度分布測定手段５０２により測
定された基板５０１上の複数点ｊの照度値Ｐｏｊと、ｎ
枚のテストマスクをそれぞれ載置した状態で照度分布測
定手段５０２により測定された基板５０１上の露光領域
内の複数点ｊのそれぞれのマスクごとの照度値Ｐｔｉｊ
との差Ｄｉｊの総和を求め、第２の演算手段５０４Ｂ
は、マスク５０５の反射光量と差Ｄｉｊの総和とに基づ
いて、マスク５０５を載置して使用する状態にマスクブ
ラインドを設定した状態における基板上の露光領域内で
の照度分布を推定演算するものである。請求項５におけ
る第１の演算手段５０４Ａは、それぞれ異なった領域ｉ
（ｉ＝１〜ｎ）に基準面積の遮光部がそれぞれ設けられ
た反射率が既知のテストマスク５０３を用い、マスクブ
ラインドにより、上記各テストマスクの遮光部ｉ以外の
領域を遮蔽した状態で測定された露光領域内の複数の点
ｊ（ｊ＝１〜ｍ）の照度値Ｐｉｊを照度変化量Ｄｉｊに
置き換え、第２の演算手段５０４Ｂは、マスク５０５の
反射光量と照度変化量Ｄｉｊの総和とに基づいて、マス
ク５０５を載置し、マスクブラインドを実使用時とした
状態における基板上の露光領域内での照度分布を推定演
算するものである。請求項６における第１の演算手段５
０４Ａは、照明光学系５０６を構成する各光学部材の各
面の曲率半径とその面の反射防止コーティングの反射率
の入射角度特性、およびマスクの反射光の光路より、マ
スク面の領域Ｒ１〜Ｒｎ（図７）からの反射光の光線追
跡をそれぞれ行ない、マスクの各部分Ｒｉからの反射光
が露光領域ｊに及ぼす光量の変化量Ｄｉｊを計算するも
のであり、第２の演算手段５０４Ｂは、マスク５０５の
反射光量と変化量Ｄｉｊの総和とに基づいて、マスク５
０５を載置した状態における基板５０１上の露光領域内
での照度分布を推定演算するものである。

【０００６】

【作用】本発明による第１の方法では、照度分布測定手
段５０２により、マスクを載置しない状態での基板５０
１上の照度分布および基準面積の遮光部を有するテスト
マスク５０３を載置した状態での照度分布を測定する。
推定手段５０４は、これらの照度分布と、マスク５０５
の各領域で反射される照明光の反射光量とに基づいて、
マスク５０５を載置したときの基板５０１上の露光領域
内での照度分布を推定する。本発明による第２の方法で
は、第１の演算手段は、照明光学系５０６の設計、製造
データを用いて、それぞれ異なった領域Ｒ１〜Ｒｎから
の反射光が照明光学系５０６を構成する各光学部材に反
射されて再度マスク５０５に入射する光量を計算する。
すなわち、マスク５０５上の領域Ｒｉからの反射光の光
線追跡を、照明光学系５０６の開口数、各光学部材の各
面の曲率半径、各面に施した反射防止コーティングの反
射率の入射角度特性を用いて行ない、その光線がマスク
５０５に再び入射するマスク５０５上での位置とその光
量を計算する。これを基板上の位置ｊでのマスクによる
照度変化量Ｄｉｊとする。第２の演算手段５０４Ｂは、
マスク５０５の反射光量と照度変化量Ｄｉｊの総和とに
基づいて、マスク５０５を載置した状態における基板上
の露光領域内での照度分布を推定演算する。補正手段５
０７は、推定された照度分布（の変位）に基づいて、マ
スク５０５を載置した時の基板５０１上の照度分布が予
め定めた適正照度分布となるように、照明光学系５０６
からの照明光の分布を補正する。

【０００７】

【実施例】図２〜図９により本発明に係る投影露光装置
の一実施例を説明する。図２は全体の構成図である。図
２において、超高圧水銀ランプ１１からの光束は楕円鏡
１２での反射により、コールドミラー１３によって反射
された後、楕円鏡１２の第２焦点上に収束され、集光レ
ンズ１４によってフライアイレンズ１６に入射する。こ
れら各要素で構成される光源からの照明光の光路中に
は、後述する３種類のパターンドフィルタ１５Ａ〜１５
Ｃを備えたフィルタ装置１５が配置される。

【０００８】また、図２において、フライアイレンズ１
６を通過した光束は第１リレーレンズ１７を通って複数
枚の可動ブレードからなるレチクルブラインド１８に達
する。ブラインド１８は、レチクル２２（パターン面）
と光学的にほぼ共役に配置されており、可動ブレードを
独立駆動することにより、レチクル２２上での照明領域
の形状、位置を任意に設定する。ここで、ブラインド１
８の開口面積（形状、位置）は付設したエンコーダ４２
（図４参照）により検出される。ブラインド１８で所望
の面積に制御された照明光は第２リレーレンズ１９、反
射鏡２０、コンデンサレンズ２１を経てレチクル２２上
に入射され、レチクル２２を照明する。この照明光は、
レチクル２２に形成されたパターンを投影光学系２３に
よりウエハ２４上に結像投影する。

【０００９】ウエハ２４はウエハステージ２５上に保持
されている。このウエハステージ２５は周知のように不
図示のＸＹステージ、Ｚステージおよびθステージ上に
設置されており、ウエハ２４をＸＹＺ方向に移動するこ
とはもとより、光軸回りに回転可能にされている。２
６，２７は、ウエハステージ２５のＸ方向およびＹ方向
の微小移動量を正確に測定する干渉計のミラーであり、
不図示のレーザ光が照射される。２８は、ウエハ２４の
露光領域（投影光学系２３によるレチクルパターンの投
影領域に相当）全体の照度を検出する照度計、２９は、
露光領域内の複数の点の照度を検出するピンホール型の
照度計である。なお、３０はレチクルアライメント顕微
鏡であり、レチクル２２の位置決め時に供される。

【００１０】パターンドフィルタ１５Ａ〜１５Ｃとフラ
イアイレンズ１６について図３により説明する。図３
（ａ）はパターンドフィルタ１５Ａ〜１５Ｃの平面図、
図（ｂ）はパターンドフィルタ１５Ａ〜１５Ｃとフライ
アイレンズ１６の側面図である。フライアイレンズ１６
は、断面が４角形状の多数の小レンズが組合されてな
り、その入射光側レンズ面１６ａの後側焦点はほぼ射出
光側レンズ面１６ｂの位置にあり、射出光側のレンズ面
１６ｂの前側焦点は入射光側レンズ面１６ａの位置にあ
る。このため、フライアイレンズ１６に入射する平行光
束は各小レンズの射出光側レンズ面１６ｂの近傍に集光
され、フライアイレンズ１６の射出面近傍には小レンズ
の数に等しい数の２次光源が形成される。各小レンズの
射出光側レンズ面１６ｂは各２次光源に対してフィール
ドレンズとして機能し、コンデンサレンズ２１によりフ
ライアイレンズ１６の入射面１６ａがレチクル面とほぼ
共役にされている。したがって、フライアイレンズ１６
の射出面近傍に形成される多数の２次光源からの光束が
それぞれレチクル２２に重畳してほぼ均一な照度で照明
される。また、コンデンサレンズ２１により、フライア
イレンズ１６の射出面近傍に形成された多数の２次光源
の像が投影光学系２３の入射瞳面上に投影され、いわゆ
るケラー照明によってウエハ面上においても均一な照明
が行なわれる。

【００１１】パターンドフィルタ１５Ａ〜１５Ｃはたと
えば透明な石英ガラス製の平行平面板であり、図３
（ａ）に示すように、パターンドフィルタ１５Ａ〜１５
Ｃには、たとえば、フライアイレンズ１６の多数の小レ
ンズのうちの２つの小レンズ、すなわち光軸対称な２つ
の小レンズ１６１、１６２に入射する光束の中央部分を
遮光する円形の遮光部１５１，１５２が形成されてい
る。遮光部はクロムなどの金属を蒸着するなどして形成
できる。このような２つの遮光部１５１，１５２を設け
ると、これらの遮光部の作用を受ける小レンズを通過し
た光束によって、レチクル２２の中央では円形の低輝度
部が生じる。レチクル２２上での輝度は、遮光する小レ
ンズの数Ｎと、パターンドフィルタ１５Ａ〜１５Ｃとフ
ライアイレンズ１６の入射面１６ａとの距離Ｄに依存す
るから、これらＮとＤを適宜変更することにより任意の
照度分布に補正できる。

【００１２】図４は図２に示した投影露光装置の制御系
を示す。４１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなる
マイクロコンピュータとその周辺回路とを含む制御回路
である。４２は、ブラインド１８の開度を検出するエン
コーダ、２８は、ウエハ２４の露光領域の照度を検出す
る照度センサ、２９は、露光領域内の複数の微小領域の
照度を検出するピンホール式の照度センサである。３０
は、レチクル２２をアライメントするために使用される
レチクルアライメント顕微鏡であり、レチクル２２上の
アライメントマークを検出するイメージセンサなどを有
する。これらの要素からの出力信号は制御回路４１に入
力される。４６は、パターンドフィルタ１５Ａ〜１５Ｃ
のいずれか１つを照明光路中に対して挿脱するためのア
クチュエータ、４７は、ブラインド１８の開口面積と位
置とを制御するアクチュエータであり、これらのアクチ
ュエータは制御回路４１からの指令により制御される。

【００１３】図５および図６は、照度分布を適正な分布
に補正するための手順例を示すフローチャートである。
手順を説明する前に、以下で使用するテストレチクルに
ついて図７により説明する。図７に示すように、ｎ枚の
テストレチクル２２−１〜２２−ｎが使用される。各テ
ストレチクルにはそれぞれ異なる領域Ｒ１〜Ｒｎに遮光
部を設けておく。すなわち、テストレチクル２２−１に
は領域Ｒ１に遮光部を、テストレチクル２２−２には領
域Ｒ２に遮光部を……、テストレチクル２２−ｎには領
域Ｒｎに遮光部をそれぞれ設ける。ここで、各遮光部は
既知の反射率のクロムを用いて作成され、その面積も既
知である。また、以下の説明においては、テストレチク
ル２２−ｉの領域Ｒｉを単に領域ｉと呼び、ウエハ上の
対応する領域も単に領域ｉと呼ぶ。また、ウエハ上には
領域ｉとは別に照度計測点として点ｊ（ｊ＝１〜ｍ）を
設定する。

【００１４】−図５− 図５のステップＳ１１において、ウエハ上の露光領域全
域に照明光が照射されるようにブラインド１８の開口を
アクチュエータ４７で調節する。ステップＳ１２におい
て、レチクル無しの状態で露光領域の複数点ｊの照度Ｐ
ｊをセンサ２９で検出する。センサ２９はＸＹステージ
２５により露光領域内の任意の計測点に移動して、各計
測点ｊ（ｊ＝１〜ｍ）での照度を計測することができ
る。なお、レチクル無しの状態とは露光領域全体がガラ
スのレチクルを載置した状態も含むものである。ステッ
プＳ１３において、テストレチクル２２−ｉをセットし
た状態で、レチクルブラインド１８を露光領域全面が露
光されるように設定し、露光領域の複数点の照度Ｐｒｉ
ｊをセンサ２９で検出する。ステップＳ１４において、
レチクルの各領域Ｒ１〜Ｒｎと対応するウエハ上の領域
Ｗ１〜Ｗｎ（不図示）のうち、セットされたテストレチ
クルの領域Ｒｉに対応する領域Ｗｉを除いた領域Ｗｊの
中心において、レチクル無しとの照度差Ｄijを演算す
る。

【００１５】たとえば、テストレチクル２２−１につい
て説明すると、テストレチクル２２−１をセットした時
の照度分布をＰｔ１ｊとすれば、領域Ｒ１に対応しない
ウエハ上の領域Ｗ２〜Ｗｎについて、Ｐｔ１ｊ−Ｐｊを
演算する。これが領域Ｒ１についての照度差Ｄ₁ｊであ
り、一般的にＤｉｊで表す。なお、テストレチクル２２
−ｉをセットしたときに、その露光領域ｉのみが照明さ
れるようにレチクルブラインドを設定し、ステップＳ１
４において、レチクルの各領域Ｒ１〜Ｒｎと対応するウ
エハ上の領域Ｗ１〜Ｗｎの照度を求め、この値を上記照
度差Ｄｉｊとしてもよい。なお、レチクルの領域数とウ
エハの領域数を等しいものとして説明したが、必ずしも
等しくなくてもよい。

【００１６】ステップＳ１５において、ｉ＝ｎと判定さ
れるまでステップＳ１１〜１４を繰り返す。ステップＳ
１６においては、レチクル無しの状態で、かつブライン
ド開口をテストレチクル２２−ｉの遮光領域に等しく
し、露光領域全体の照度Ｐｗｉ（ｉ＝１〜ｎ）をセンサ
２８で検出する。ステップＳ１７において、ｉ＝ｎと判
定されるまでステップＳ１６を繰り返す。ステップＳ１
８において、実レチクルをセットし、かつブラインド開
口をテストレチクル２２−ｉの遮光領域に等しくし、露
光領域全体の照度Ｐｗｒｉ（ｉ＝１〜ｎ）をセンサ２８
で検出する。ステップＳ１９において、実レチクル上の
領域ｉ（ｉ＝１〜ｎ）における遮光部の面積の比Ｖｉ
を、 Ｖｉ＝（Ｐｗｉ−Ｐｗｒｉ）／Ｐｗｉ として演算する。ステップＳ２０でｉ＝ｎと判定される
までステップＳ１７〜Ｓ１９を繰り返し行なう。

【００１７】そしてステップＳ２１において、露光時に
設定するブラインド開口面積Ａｂを露光データファイル
から読み出し、ステップＳ２２において、レチクル上の
領域ｉの面積中のブラインド開口部の割合Ｍｉを領域１
〜ｎまで演算する。図８により説明すると、実レチクル
での露光に用いるブラインド設定領域より、レチクル上
の領域ｉ（図８のハッチング部の面積Ｓｏ）について、
領域ｉ中のブラインド設定による露光領域部分（図８の
塗り潰し部の面積Ｓｉ）の比Ｓｉ／Ｓｏを計算すると、
割合Ｍｉが求まる。

【００１８】ステップＳ２３において、照度差Ｉijと、
実レチクルの領域ｉにおける遮光部の面積比Ｖｉと、各
領域ｉにおけるそれぞれのブラインド開口部の割合Ｍｉ
と、テストレチクルの反射率Ｒｏおよび実レチクルの反
射率Ｒとに基づいて、実レチクルの領域ｉからの反射光
がウエハ上の領域ｊに及ぼす照度の増加量Δｉｊを、 Δｉｊ＝Ｉij・Ｍｉ・（Ｒ／Ｒｏ）・Ｖｉ により演算する。そして、その総和

【数１】 を求めれば、実レチクルを用い、実際の露光ブラインド
開口を設定した場合のＷｊ（ｊ＝１〜ｎ）での照度変化
量を求めることができる。

【００１９】照度変化量、すなわち照度分布Ｄｊがたと
えば図９のＤ３のように求まったら、この照度分布が適
正な照度分布、たとえば図９のＤ０のようなフラットな
照度分布になるように、パターンドフィルタ１５Ａ〜１
５Ｃの中から図９のＤ２の特性のフィルタを選択し、そ
のフィルタをアクチュエータ４６で照明光学系の光路に
挿入する。したがって、従来はレチクル無しでＤ２の特
性に調節しても、レチクルを載置するとＤ１の特性にな
ってしまったが、本例によれば、Ｄ０のようなフラット
な特性にすることができる。

【００２０】以上ではテストレチクルの照明光学系側の
反射率Ｒ０と実レチクルの照明光学系側の反射率Ｒが既
知であるとして説明したが、次のようにして各反射率を
測定することもできる。露光光と同一の波長の光を反
射率が既知（Ｒ₁₀₀）の基板１００に照射し、その反射
光強度Ｉ₁₀₀をレチクルアライメント顕微鏡３０で計測
する。ついで、テストレチクル２００にも同様の光を照
射してその反射光強度Ｉ₂₀₀を計測する。ここで、テス
トレチクル２００の反射率をＲ₂₀₀とする時、両者の反
射光強度の比Ｋは、 Ｋ＝Ｉ₁₀₀／Ｉ₂₀₀ ＝Ｒ₁₀₀／Ｒ₂₀₀ と表せるから、未知の反射率Ｒ₂₀₀は、 Ｒ₂₀₀＝Ｒ₁₀₀／Ｋ により求めることができる。

【００２１】あるいは次のようにしてもよい。露光光
と同一の波長の光を反射率が既知の２種類の基板１０１
と１０２（それぞれの反射率Ｒ₁₀₁，Ｒ₁₀₂）と反射率Ｒ
₂₀₀が未知のテストレチクル２００に同時に照射し、そ
れぞれからの反射光強度Ｉ₁₀₁，Ｉ₁₀₂，Ｉ₂₀₀を計測す
る。そして、次式から反射率Ｒ₂₀₀を求める。 Ｒ₂₀₀＝Ｒ₁₀₂＋（Ｉ₂₀₀−Ｉ₁₀₂）・（Ｒ₁₀₁−Ｒ₁₀₂）／（Ｉ₁₀₁−Ｉ₁₀₂）

【００２２】なお、レチクルアライメント顕微鏡３０を
用いずに、投影露光装置とは別設の光強度センサを用い
て反射率を計測してもよい。

【００２３】以上では、レチクルの照明光学系側の反射
により発生する照度分布むらを補正する場合について説
明したが、レチクルの投影レンズ側の反射率を測定し、
レチクルの投影レンズ側の面で反射した光により発生す
る照度分布むらを上述したのと同様な手法により補正す
ることができる。この場合、さらに好ましくは、ウエハ
などの被露光基板面の反射率も測定し、ここで反射した
光が各部から反射して再入射することに起因する照度む
らを補正する。

【００２４】なお、以上の照度分布の測定とそれに伴う
照明光学系の補正操作は、実レチクルごとに行なえば、
ウエハごとにする必要はない。また、特定の実レチクル
に対する補正操作を記憶しておけば、すなわち、ある実
レチクルに対して使用するパターンドフィルタを１度決
定しておけば、実レチクルをセットするごとに計測と補
正操作を繰り返し行なう必要はない。さらに、照度分布
の補正をパターンドフィルタにより行なうこととした
が、これ以外の種々の補正方式が使用でき、たとえば、
コリメートレンズ１４を光軸に沿って移動させて行なう
ことも可能である。さらには、コリメートレンズ１４の
移動とパターンドフィルタとの組合せでもよい。また、
以上ではウエハに露光する場合について説明したが、被
露光基板はウエハに限られず、どのようなものでもよ
く、露光方式もどの様な方式でもよい。たとえば、プロ
キシミティ方式、コンタクト方式、ミラープロジェクシ
ョン方式などの露光方式が採用できる。

【００２５】なお、上の実施例ではテストレチクルを用
いてレチクル上の各領域ｉでの反射光が与える照度変化
を実測したが、以下のようにＤｉｊを計算することもで
きる。レチクルを照明する照明光学系の開口数より、レ
チクルのある点ｉに入射する照明光の角度範囲を求める
ことができる。この照明光を複数本の光線とみなし、そ
のそれぞれがレチクルの遮光部で、所定の反射率で反射
されるものとする。このそれぞれの光線を、照明光学系
を構成するガラス部材の位置とその表面の曲率半径の設
計データ、およびその表面に施されている反射防止コー
ティングの反射率の入射角度特性から、照明光学系の各
光学部材表面に入射する入射角を求め、その角度とコー
ティングの反射率特性とから、それぞれの光線が照明光
学系で反射され、再びレチクルに戻る位置と、その強度
を計算する。これにより、レチクル上の各点ｉで反射さ
れた照明光がウエハ上の各領域Ｗｉに対応するレチクル
上の領域Ｒｉに入射する光量、すなわち上記Ｄｉｊを求
めることができる。このＤｉｊを用いて各実レチクルに
ついて照度変化をそれぞれ求めてもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、実レチクルを載置した状態での照度分布を推定し
て補正するようにしたので、照明光学系から射出される
照明光それ自体の照度分布はもとより、実レチクルから
反射する光によって生じる照度むらをも確実に補正で
き、高精度の露光が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】クレーム対応図

【図２】本発明に係る投影露光装置の全体構成を示す斜
視図

【図３】パターンドフィルタとフライアイレンズを説明
する図

【図４】制御系を示すブロック図

【図５】照度分布補正手順を示すフローチャート

【図６】図５の続きのフローチャート

【図７】テストレチクルを説明する図

【図８】テストレチクルの遮光部領域ｉがブラインド設
定領域に占める割合を説明する図

【図９】照度分布特性を示す図

【符号の説明】

１１ 水銀ランプ １５ パターンドフィルタ装置 １５Ａ〜Ｃ パターンドフィルタ １６ フライアイレンズ １８ ブラインド ２２ レチクル ２３ 投影レンズ ２４ ウエハ ２５ ウエハステージ ２８ 照度センサ ２９ ピンホール式照度センサ ４１ 制御回路 ４２ ブラインド開口検出用エンコーダ ４６ パターンドフィルタ用アクチュエータ ４７ ブラインド用アクチュエータ ５０１ 基板 ５０２ 照度分布測定手段 ５０３ テストマスク ５０４ 推定手段 ５０４Ａ 第１の演算手段 ５０４Ｂ 第２の演算手段 ５０５ 実マスク ５０６ 照明光学系 ５０７ 補正手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの照明光を保持手段に載置され
   ているマスクに照射するための照明光学系を有し、 前記マスクに形成されたパターンをステージに保持され
   ている基板上に結像投影する投影露光装置において、 前記基板上の露光領域内での照度分布を測定する照度分
   布測定手段と、 前記照度分布測定手段で測定した、前記マスクを載置し
   ない状態での基板上の照度分布および基準面積の遮光部
   を有するテストマスクを載置した状態での照度分布と、
   前記マスクから反射される前記照明光の反射光量とに基
   づいて、前記マスクを載置したときの前記基板上の露光
   領域内での照度分布を推定する推定手段と、 前記推定された照度分布に基づいて、前記マスクを載置
   した時の基板上の照度分布が予め定めた適正照度分布と
   なるように、前記照明光学系からの照明光の分布を補正
   する補正手段とを具備することを特徴とする照度分布補
   正機能付き投影露光装置。
2. 【請求項２】 請求項１の投影露光装置において、前記
   推定手段は、 マスクを載置しない状態で前記照度分布測定手段で測定
   された露光領域内の複数の点ｊ（ｊ＝１〜ｍ）でのそれ
   ぞれの照度値Ｐｏｊと、前記テストマスクを載置した状
   態で前記照度分布測定手段で測定された露光領域内の点
   ｊでのそれぞれの照度値Ｐｔｉｊとの差Ｄｉｊを演算す
   る第１の演算手段と、 前記マスクで露光を行なう際に用いるマスクブラインド
   設定状態での、前記マスクの領域ｉ（ｉ＝１〜ｎ）から
   の反射光量と、露光領域内の複数点のそれぞれの前記差
   Ｄｉｊとに基づいて、前記マスクを載置した状態におけ
   る基板上の露光領域内での照度分布を推定演算する第２
   の演算手段とを有することを特徴とする照度分布補正機
   能付き投影露光装置。
3. 【請求項３】 請求項２の投影露光装置において、前記
   第１の演算手段は、 前記マスクの全域に照明光を照射した場合の前記照度値
   Ｐｏｊと照度値Ｐｔｊとの差Ｄｊを求めること特徴とす
   る照度分布補正機能付き投影露光装置。
4. 【請求項４】 請求項２の投影露光装置において、 前記第１の演算手段は、 それぞれ異なった領域ｉ（ｉ＝１〜ｎ）に反射率が既知
   であるような基準面積の遮光部がそれぞれ設けられたｎ
   枚のテストマスクをそれぞれ用い、 マスクを載置しない状態で前記照度分布測定手段により
   測定された基板上の複数点ｊの照度値Ｐｏｊと、前記ｎ
   枚のテストマスクをそれぞれ載置した状態で前記照度分
   布測定手段により測定された基板上の露光領域内の複数
   点ｊのそれぞれのマスクごとの照度値Ｐｔｉｊ（ｉ＝１
   〜ｎ）との差Ｄｉｊの総和を求め、 前記第２の演算手段は、 前記マスクの反射光量と前記差Ｄｉｊの総和とに基づい
   て、前記マスクを載置し、使用する状態にマスクブライ
   ンドを設定した状態における基板上の露光領域内での照
   度分布を推定演算することを特徴とする照度分布補正機
   能付き投影露光装置。
5. 【請求項５】 請求項２の投影露光装置において、 前記第１の演算手段は、 それぞれ異なった領域ｉ（ｉ＝１〜ｎ）に基準面積の遮
   光部がそれぞれ設けられた反射率が既知のテストマスク
   を用い、 マスクブラインドにより、前記各テストマスクの遮光部
   ｉ以外の領域を遮蔽した状態で測定された露光領域内の
   複数の点ｊ（ｊ＝１〜ｍ）のそれぞれの照度値Ｐｔｉｊ
   を照度変化量Ｄｉｊに置き換え、 前記第２の演算手段は、 前記マスクの反射光量と前記照度変化量Ｄｉｊの総和と
   に基づいて、前記マスクを載置し、マスクブラインドを
   実使用時とした状態における基板上の露光領域内での照
   度分布を推定演算することを特徴とする照度分布補正機
   能付き投影露光装置。
6. 【請求項６】 請求項２の投影露光装置において、 前記第１の演算手段は、 前記照明光学系を構成する各光学部材の各面の曲率半径
   とその面の反射防止コーティングの反射率の入射角度特
   性、および前記マスクの反射光の光路より、マスク面の
   領域Ｒ１〜Ｒｎからの反射光の光線追跡をそれぞれ行な
   い、前記マスクの各部分Ｒｉからの反射光が露光領域ｊ
   に及ぼす光量の変化量Ｄｉｊを計算し、前記第２の演算
   手段は、 前記マスクの反射光量と前記変化量Ｄｉｊの総和とに基
   づいて、前記マスクを載置した状態における基板上の露
   光領域内での照度分布を推定演算することを特徴とする
   照度分布補正機能付き投影露光装置。