JP2001102293A - Aligner and method of exposure, and manufacturing method of device - Google Patents
Aligner and method of exposure, and manufacturing method of deviceInfo
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- JP2001102293A JP2001102293A JP28167199A JP28167199A JP2001102293A JP 2001102293 A JP2001102293 A JP 2001102293A JP 28167199 A JP28167199 A JP 28167199A JP 28167199 A JP28167199 A JP 28167199A JP 2001102293 A JP2001102293 A JP 2001102293A
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- 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、露光装置及び露光
方法、並びにデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、
半導体素子、液晶表示素子等を製造するに際してリソグ
ラフィ工程で用いられる露光装置及び露光方法、並びに
その露光方法を用いてデバイスを製造するデバイス製造
方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus, an exposure method, and a device manufacturing method.
The present invention relates to an exposure apparatus and an exposure method used in a lithography process when manufacturing a semiconductor element, a liquid crystal display element, and the like, and a device manufacturing method for manufacturing a device using the exposure method.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、半導体素子、液晶表示素子等
の電子デバイスを製造するためのリソグラフィ工程で
は、基板上にデバイスパターンを形成する種々の露光装
置が用いられている。近年においては、半導体素子等の
高集積化に伴い、高いスループットで微細パターンを精
度良くウエハ又はガラスプレート等の基板(以下、「ウ
エハ」と総称する)上に形成可能なステップ・アンド・
リピート方式の縮小投影露光装置(いわゆるステッパ)
やこのステッパに改良を加えたステップ・アンド・スキ
ャン方式の走査型露光装置(いわゆるスキャニング・ス
テッパ)等の投影露光装置が主として用いられている。2. Description of the Related Art Conventionally, in a lithography process for manufacturing an electronic device such as a semiconductor device or a liquid crystal display device, various exposure apparatuses for forming a device pattern on a substrate have been used. In recent years, along with the high integration of semiconductor elements and the like, a step-and-step method capable of forming a fine pattern with high throughput and high precision on a substrate such as a wafer or a glass plate (hereinafter collectively referred to as “wafer”).
Repeat type reduction projection exposure apparatus (so-called stepper)
A projection exposure apparatus such as a step-and-scan type scanning exposure apparatus (a so-called scanning stepper) obtained by improving this stepper is mainly used.
【0003】この種の投影露光装置においては、ウエハ
面に照射される露光光の量(積算露光量)が適正露光量
に対して過不足であると、形成されるパターンの線幅が
細くなったり太くなったりして所望の線幅のパターンを
得ることができず、結果的に最終製品である電子デバイ
スが不良品となってしまう。従って、この種の投影露光
装置においては、ウエハ面に照射される積算露光量を適
正露光量となるように制御する必要がある。In this type of projection exposure apparatus, if the amount of exposure light irradiated on the wafer surface (integrated exposure amount) is too small or too small relative to the proper exposure amount, the line width of the formed pattern becomes small. As a result, the desired line width pattern cannot be obtained due to thickening or thickening, and as a result, the electronic device as the final product becomes defective. Therefore, in this type of projection exposure apparatus, it is necessary to control the integrated exposure amount applied to the wafer surface so as to be an appropriate exposure amount.
【0004】従来の投影露光装置においては、予め、照
明光学系内を通過する露光光のエネルギ量(以下、便宜
上「照明系内エネルギ量」と呼ぶ)と、ウエハ面、すな
わち像面上に照射される露光光のエネルギ量(以下、便
宜上「像面エネルギ量」と呼ぶ)との相関関係を求め、
その相関関係に基づいて照明系内エネルギ量を像面エネ
ルギ量に変換するための変換係数(α値と呼ばれる)を
決定する。そして、実際の露光時には、インテグレータ
センサと呼ばれる光センサを用いて前記照明系内エネル
ギ量を検出し、この検出結果と前記α値とに基づいて、
像面エネルギ量を算出し、この算出結果に基づいてウエ
ハ面上の各点に照射される積算露光量が適正露光量とな
るような露光量制御が行われていた。In a conventional projection exposure apparatus, the amount of energy of exposure light passing through the illumination optical system (hereinafter referred to as “energy amount in the illumination system” for convenience) and irradiation on the wafer surface, that is, the image surface, are determined in advance. Correlation with the amount of exposure light energy (hereinafter referred to as “image surface energy amount” for convenience)
Based on the correlation, a conversion coefficient (called an α value) for converting the energy amount in the illumination system into the image surface energy amount is determined. At the time of actual exposure, the amount of energy in the illumination system is detected using an optical sensor called an integrator sensor, and based on the detection result and the α value,
The amount of image plane energy is calculated, and based on the calculation result, exposure amount control is performed such that the integrated exposure amount applied to each point on the wafer surface becomes an appropriate exposure amount.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】半導体素子等は年々高
集積化しており、このため露光装置にもより一層の解像
力の向上が要求されるようになっている。ステッパ等の
投影露光装置の解像力を向上させる方法として、投影光
学系の開口数(N.A.)を増加する方法、及び露光波
長を短波長化する方法等が代表的に挙げられるが、開口
数の増加は焦点深度の狭小化の要因となるため、解像力
向上の最も有効な方法は露光波長の短波長化であると言
える。As semiconductor elements and the like are becoming more and more highly integrated year by year, exposure apparatuses are required to have higher resolution. Typical methods for improving the resolving power of a projection exposure apparatus such as a stepper include a method of increasing the numerical aperture (NA) of a projection optical system and a method of shortening the exposure wavelength. Since an increase in the number causes a reduction in the depth of focus, it can be said that the most effective method for improving the resolving power is to shorten the exposure wavelength.
【0006】このような理由により、最近では、弗化ク
リプトンエキシマレーザ(KrFエキシマレーザ)に続
く露光光源として、193nmの出力波長を持つ弗化ア
ルゴンエキシマレーザ(ArFエキシマレーザ)が注目
されてきている。この弗化アルゴンエキシマレーザを露
光光源とした場合、実用最小線幅(デバイスルール)
0.18μm〜0.13μmにまで及ぶ微細パターンを
有するマイクロデバイスの大量生産が可能であろうと言
われている。For these reasons, an argon fluoride excimer laser (ArF excimer laser) having an output wavelength of 193 nm has recently been receiving attention as an exposure light source following a krypton excimer laser (KrF excimer laser). . When this argon fluoride excimer laser is used as the exposure light source, the practical minimum line width (device rule)
It is said that mass production of micro devices having fine patterns ranging from 0.18 μm to 0.13 μm will be possible.
【0007】一方、ArFエキシマレーザのような短波
長の光を露光光に用いた場合、投影光学系等の光学系の
透過率が時間的に無視できないレベルで変化することが
最近になって確認されている。この理由としては、いわ
ゆる光洗浄効果などが考えられ、この光洗浄効果はKr
Fエキシマレーザを光源とする場合にも生じていたもの
であるから、その挙動はある程度判明している。しか
し、現実問題として、ArFエキシマレーザを光源とす
る場合の上記の透過率の時間的変動を、光洗浄効果のみ
で説明することは困難である。従って、現時点で、上記
透過率変動を十分な精度で予測することは困難である。On the other hand, it has recently been confirmed that when short-wavelength light such as an ArF excimer laser is used as exposure light, the transmittance of an optical system such as a projection optical system changes at a time level that cannot be ignored. Have been. The reason for this is considered to be the so-called light cleaning effect.
The behavior has been clarified to some extent because it also occurred when an F excimer laser was used as a light source. However, as a practical problem, it is difficult to explain the above-described temporal variation of the transmittance when the ArF excimer laser is used as a light source only by the light cleaning effect. Therefore, at present, it is difficult to predict the transmittance variation with sufficient accuracy.
【0008】また、上述した投影光学系の透過率変動が
確認されたことは、前述した従来の露光量制御方法が近
い将来には破綻を来すことを意味する。従来のインテグ
レータセンサの検出値とα値(一定値)とを用いた露光
量制御は、インテグレータセンサと像面(ウエハ面)と
の間の光学系(主として投影光学系)の透過率が不変で
あることを前提として成り立っていたからである。The fact that the transmittance variation of the projection optical system described above is confirmed means that the above-mentioned conventional exposure amount control method will fail in the near future. In the conventional exposure amount control using the detection value of the integrator sensor and the α value (constant value), the transmittance of the optical system (mainly the projection optical system) between the integrator sensor and the image plane (wafer surface) does not change. This is because it was established on the premise that there was something.
【0009】このような理由により、ArFエキシマレ
ーザ光等の真空紫外域に属する波長の光を光源とする露
光装置であっても、積算露光量を高精度に制御すること
ができる新技術の開発が今や急務となっている。For these reasons, a new technology has been developed which can control the integrated exposure amount with high accuracy even in an exposure apparatus using light having a wavelength belonging to the vacuum ultraviolet region such as ArF excimer laser light as a light source. Is now urgently needed.
【0010】本発明は、かかる事情の下になされたもの
で、その第1の目的は、より高精度な露光量制御を実現
することができる露光装置及び露光方法を提供すること
にある。The present invention has been made under such circumstances, and a first object of the present invention is to provide an exposure apparatus and an exposure method that can realize more accurate exposure amount control.
【0011】また、本発明の第2の目的は、高集積度の
マイクロデバイスの生産性を向上させることができるデ
バイス製造方法を提供することにある。A second object of the present invention is to provide a device manufacturing method capable of improving the productivity of highly integrated microdevices.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、マスク(R)に形成されたパターンを基板(W)に
転写する露光装置(10)であって、エネルギビームに
より前記マスクを照明する照明光学系(12)と;前記
マスクから出射される前記エネルギビームを前記基板に
投射する投影光学系(PL)と;前記照明光学系内部を
通る前記エネルギビームのエネルギ量を検出する第1の
光センサ(46)と;前記投影光学系内の少なくとも一
部を通った前記エネルギビームのエネルギ量を検出する
第2の光センサ(27)と;前記第1、第2の光センサ
の検出値に基づいて、露光中に前記基板に与えられる積
算エネルギ量を制御する露光量制御装置(50)とを備
える。According to a first aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus (10) for transferring a pattern formed on a mask (R) to a substrate (W). An illumination optical system (12) for illuminating; a projection optical system (PL) for projecting the energy beam emitted from the mask onto the substrate; and a detection of an energy amount of the energy beam passing through the interior of the illumination optical system. A first optical sensor (46); a second optical sensor (27) for detecting an energy amount of the energy beam having passed through at least a part of the projection optical system; and a first optical sensor (46). An exposure controller (50) for controlling an amount of integrated energy applied to the substrate during exposure based on the detected value.
【0013】これによれば、第1の光センサにより照明
光学系内部を通るエネルギビームのエネルギ量が検出さ
れ、第2の光センサにより投影光学系の少なくとも一部
を通ったエネルギビームのエネルギ量が検出される。そ
して、露光量制御装置によって、両検出結果に基づい
て、露光中に基板に与えられる積算エネルギ量が制御さ
れる。ここで、第1の光センサから基板面(像面)まで
の光路中のエネルギビームの透過率が変動した場合、こ
の変動は、第2の光センサの検出値を第1の光センサの
検出値で除して規格化した値に、ほぼ正確に反映され
る。すなわち、第1の光センサの検出値が一定である場
合に、第2の光センサの検出値が変動したものとする
と、この変動は前記エネルギビームの光路中の透過率の
変動がほぼそのまま反映されたものである。従って、露
光量制御装置が、第1、第2の光センサの検出値に基づ
いて、露光中に基板に与えられる積算露光量を制御する
本発明によれば、結果的に前記光路中の透過率変動を実
質的に相殺して高精度な露光量制御を行うことが可能と
なる。According to this, the energy amount of the energy beam passing through the illumination optical system is detected by the first optical sensor, and the energy amount of the energy beam passing through at least a part of the projection optical system is detected by the second optical sensor. Is detected. Then, the amount of integrated energy applied to the substrate during exposure is controlled by the exposure amount control device based on the two detection results. Here, when the transmittance of the energy beam in the optical path from the first optical sensor to the substrate surface (image surface) fluctuates, this fluctuation is caused by the detection value of the second optical sensor being detected by the first optical sensor. The value normalized by dividing by the value is almost exactly reflected. That is, if the detection value of the second optical sensor fluctuates when the detection value of the first optical sensor is constant, the fluctuation reflects the fluctuation of the transmittance of the energy beam in the optical path almost directly. It was done. Therefore, according to the present invention, in which the exposure amount control device controls the integrated exposure amount given to the substrate during the exposure based on the detection values of the first and second optical sensors, as a result, the transmission in the optical path It is possible to perform high-precision exposure control by substantially canceling the rate fluctuation.
【0014】また、本発明によれば、基板にパターンを
転写している最中であっても常に第1、第2の光センサ
によってエネルギビームのエネルギ量を検出することが
でき、これらの検出結果に基づいて上述した積算露光量
の制御が可能となるので、露光中に光学系透過率の変動
を予測して積算露光量制御を行う場合に比べて、一層高
精度な積算露光量の制御が可能となる。According to the present invention, the amount of energy of the energy beam can be always detected by the first and second optical sensors even during the transfer of the pattern to the substrate. Since the above-described control of the integrated exposure amount can be performed based on the result, the control of the integrated exposure amount can be performed with higher accuracy than in the case where the change in the optical system transmittance is predicted during the exposure and the integrated exposure amount control is performed. Becomes possible.
【0015】この場合において、請求項2に記載の発明
の如く、前記露光量制御装置(50)は、前記第1、第
2の光センサ(46,27)の検出値に基づいて、前記
第1の光センサの検出値を前記基板上のエネルギ量に換
算する換算係数を補正することとすることができる。か
かる場合には、前述の如く、第1の光センサから基板面
(像面)までの光路中のエネルギビームの透過率が変動
した場合、この変動は、第2の光センサの検出値を第1
の光センサの検出値で除して規格化した値に、ほぼ正確
に反映されるので、この値を用いて前記換算係数を補正
することにより、前述した従来技術と同様にして複雑な
演算を行うことなく基板上のエネルギ量を正確に算出す
ることができ、第1の光センサの検出値とその補正後の
換算係数とを用いて積算露光量の制御を精度良く行なう
ことが可能となる。In this case, as in the second aspect of the present invention, the exposure amount control device (50) is configured to control the exposure amount based on the detection values of the first and second optical sensors (46, 27). A conversion coefficient for converting a detection value of the first optical sensor into an energy amount on the substrate may be corrected. In such a case, as described above, when the transmittance of the energy beam in the optical path from the first optical sensor to the substrate surface (image surface) fluctuates, this fluctuation causes the detection value of the second optical sensor to change to the second value. 1
Since the value is almost accurately reflected on the value normalized by dividing by the detection value of the optical sensor, by using this value to correct the conversion coefficient, a complicated operation can be performed in the same manner as in the above-described conventional technique. It is possible to accurately calculate the amount of energy on the substrate without performing the operation, and it is possible to accurately control the integrated exposure amount using the detection value of the first optical sensor and the conversion coefficient after the correction. .
【0016】請求項1及び2に記載の各発明に係る露光
装置において、請求項3に記載の発明の如く、前記第2
の光センサ(27)は、前記投影光学系(PL)を構成
する光学素子群の内の前記投影光学系の像面に光学的に
最も近い光学素子に対して照射されるエネルギビームに
対応するエネルギ量を検出しても良い。かかる場合に
は、第2の光センサと像面間の光路上に、エネルギビー
ム透過率の変化の一因となる光学素子が全く存在しない
ので、上述した第2の光センサの検出値を第1の光セン
サの検出値で除して規格化した値は、第1の光センサか
ら像面までの光路中のエネルギビームの透過率変化をよ
り一層正確に反映した値となり、一層高精度な積算露光
量の制御が可能になる。In the exposure apparatus according to each of the first and second aspects of the present invention, as in the third aspect of the present invention, the second
The optical sensor (27) corresponds to an energy beam applied to an optical element optically closest to the image plane of the projection optical system in the optical element group constituting the projection optical system (PL). The energy amount may be detected. In such a case, there is no optical element contributing to the change in the energy beam transmittance on the optical path between the second optical sensor and the image plane. The value normalized by dividing by the detection value of the first optical sensor is a value that more accurately reflects the change in the transmittance of the energy beam in the optical path from the first optical sensor to the image plane, and is more accurate. Control of the integrated exposure amount becomes possible.
【0017】請求項4に記載の発明は、エネルギビーム
により照明光学系(12)を介してパターンが形成され
たマスク(R)を照明し、前記パターンを投影光学系
(PL)を介して基板(W)に転写する露光方法におい
て、前記パターンを前記投影光学系を介して前記基板に
転写する際に、前記照明光学系内部を通るエネルギビー
ムの第1のエネルギ量と前記投影光学系の少なくとも一
部を通ったエネルギビームの第2のエネルギ量とをそれ
ぞれモニタしつつ、該モニタ結果に基づいて前記基板に
与えられる積算エネルギ量を制御することを特徴とす
る。According to a fourth aspect of the present invention, a mask (R) on which a pattern is formed is illuminated by an energy beam via an illumination optical system (12), and the pattern is projected onto a substrate via a projection optical system (PL). In the exposure method for transferring to (W), when the pattern is transferred to the substrate via the projection optical system, at least a first energy amount of an energy beam passing through the illumination optical system and at least the projection optical system. While monitoring the second energy amount of the energy beam passing through a part thereof, the integrated energy amount applied to the substrate is controlled based on the monitoring result.
【0018】これによれば、パターンを投影光学系を介
して基板に転写する際に、照明光学系内部を通るエネル
ギビームのエネルギ量と投影光学系の少なくとも一部を
通ったエネルギビームのエネルギ量とをそれぞれモニタ
しつつ、該モニタ結果に基づいて基板に与えられる積算
エネルギ量を制御するので、請求項1に記載の発明の所
で述べたのと同様の理由により、結果的に照明光学系内
部から基板面(像面)までの光路中のエネルギビームの
透過率変動を実質的に相殺して高精度な露光量制御を行
うことが可能となる。According to this, when the pattern is transferred to the substrate via the projection optical system, the energy amount of the energy beam passing through the illumination optical system and the energy amount of the energy beam passing through at least a part of the projection optical system And the amount of integrated energy applied to the substrate is controlled based on the monitoring result, so that the illumination optical system is consequently controlled for the same reason as described in the first aspect of the present invention. Highly accurate exposure amount control can be performed by substantially canceling the transmittance fluctuation of the energy beam in the optical path from the inside to the substrate surface (image surface).
【0019】この場合において、請求項5に記載の発明
の如く、前記投影光学系の像面に照射される前記エネル
ギビームの第3のエネルギ量の検出を、前記第1、第2
のエネルギ量の検出とほぼ同時に実行し、その検出結果
に基づいて露光中の前記第1のエネルギ量の検出結果を
前記像面上に与えられるエネルギ量に換算する換算係数
を較正するキャリブレーションを、所定のタイミングで
繰り返すことを更に行うこととしても良い。かかる場合
には、所定のタイミングで換算係数を較正するキャリブ
レーションが繰り返されるので、長期的に見た場合に発
生する第1、第2のエネルギ量の検出結果の相関関係に
基づいては補正できない、換算係数の経時的な変化を考
慮に入れた積算エネルギ量の調整が可能となり、より高
精度な露光量制御を実現することが可能となる。In this case, the detection of the third energy amount of the energy beam applied to the image plane of the projection optical system is performed by the first and second detection means.
Is performed almost at the same time as the detection of the energy amount, and a calibration for calibrating a conversion coefficient for converting the detection result of the first energy amount during exposure to the energy amount given on the image plane based on the detection result. , May be further repeated at a predetermined timing. In such a case, since the calibration for calibrating the conversion coefficient is repeated at a predetermined timing, it cannot be corrected based on the correlation between the detection results of the first and second energy amounts generated in a long term. In addition, the integrated energy amount can be adjusted in consideration of the change over time of the conversion coefficient, and more accurate exposure amount control can be realized.
【0020】請求項6に記載の発明は、リソグラフィ工
程を含むデバイス製造方法であって、前記リソグラフィ
工程において、請求項4及び5のいずれかに記載の露光
方法を用いてデバイスパターンを基板上に転写すること
を特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method including a lithography step. In the lithography step, a device pattern is formed on a substrate by using the exposure method according to any one of the fourth and fifth aspects. It is characterized by transferring.
【0021】これによれば、リソグラフィ工程で、請求
項4及び5に記載の各発明に係る露光方法を用いてデバ
イスパターンが基板上に転写されるので、基板上の積算
露光量を高精度に制御しながら精度良く、露光が行われ
ることとなる。従って、高集積度のマイクロデバイスの
歩留まりを向上して、その生産性を向上させることが可
能となる。According to this, in the lithography step, the device pattern is transferred onto the substrate using the exposure method according to each of the fourth and fifth aspects of the present invention. Exposure is performed accurately while controlling. Therefore, it is possible to improve the yield of highly integrated microdevices and improve the productivity.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図1
〜図3に基づいて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG.
【0023】図1には、本実施形態の露光装置10の概
略構成が示されている。この露光装置10は、露光用光
源に弗化アルゴンエキシマレーザ光源(出力波長193
nm)を用いたステップ・アンド・スキャン方式の走査
型投影露光装置、すなわちいわゆるスキャニング・ステ
ッパである。FIG. 1 shows a schematic configuration of an exposure apparatus 10 of the present embodiment. The exposure apparatus 10 uses an argon fluoride excimer laser light source (output wavelength 193) as an exposure light source.
nm) and a step-and-scan type scanning projection exposure apparatus, that is, a so-called scanning stepper.
【0024】この露光装置10は、光源16及び照明光
学系12から成る照明系、この照明系からの露光光EL
により照明されるマスクとしてのレチクルRを保持する
レチクルステージRST、レチクルRから出射された露
光光ELを基板としてのウエハW上に投射する投影光学
系PL、ウエハWを保持するZチルトステージ58が搭
載された基板ステージとしてのウエハステージWST、
及びこれらの制御系等を備えている。The exposure apparatus 10 includes an illumination system including a light source 16 and an illumination optical system 12, and exposure light EL from the illumination system.
A reticle stage RST for holding a reticle R as a mask illuminated by a reticle, a projection optical system PL for projecting exposure light EL emitted from the reticle R onto a wafer W as a substrate, and a Z tilt stage 58 for holding the wafer W A wafer stage WST as a mounted substrate stage,
And a control system for them.
【0025】前記光源16は、実際には、照明光学系1
2の各構成要素及びレチクルステージRST、投影光学
系PL、及びウエハステージWST等から成る露光装置
本体が収納されたチャンバ11が設置されたクリーンル
ームとは別のクリーン度の低いサービスルームに設置さ
れており、チャンバ11にビームマッチングユニットと
呼ばれる光軸調整用光学系を少なくとも一部に含む不図
示の引き回し光学系を介して接続されている。なお、光
源としてKrFエキシマレーザ光源(出力波長248n
m)等の紫外光源、あるいはF2レーザ光源(出力波長
157nm)、その他の真空紫外光を発するパルス光源
を用いても良い。The light source 16 is actually used in the illumination optical system 1.
2 is installed in a low-clean service room separate from the clean room in which the chamber 11 in which the exposure apparatus main body including the reticle stage RST, the projection optical system PL, and the wafer stage WST is housed. The chamber 11 is connected to a chamber 11 via a drawing optical system (not shown) including at least a part of an optical axis adjusting optical system called a beam matching unit. The light source is a KrF excimer laser light source (output wavelength 248 n).
m) or an F 2 laser light source (output wavelength: 157 nm), or another pulsed light source that emits vacuum ultraviolet light.
【0026】図2には、光源16の内部が、主制御装置
50とともに示されている。光源16は、レーザ共振器
16a、ビームスプリッタ16b、エネルギモニタ16
c、エネルギコントローラ16d及び高圧電源16e等
を有する。FIG. 2 shows the inside of the light source 16 together with the main controller 50. The light source 16 includes a laser resonator 16a, a beam splitter 16b, an energy monitor 16
c, an energy controller 16d, a high voltage power supply 16e, and the like.
【0027】レーザ共振器16aからパルス的に放出さ
れたレーザビームLBは、透過率が高くわずかな反射率
を有するビームスプリッタ16bに入射し、ビームスプ
リッタ16bで反射されたレーザビームLBが光電変換
素子より成るエネルギモニタ16cに入射し、エネルギ
モニタ16cからの光電変換信号が不図示のピークホー
ルド回路を介して出力ESとしてエネルギコントローラ
16dに供給されている。The laser beam LB emitted in a pulse form from the laser resonator 16a enters a beam splitter 16b having a high transmittance and a small reflectance, and the laser beam LB reflected by the beam splitter 16b is converted into a photoelectric conversion element. And the photoelectric conversion signal from the energy monitor 16c is supplied to the energy controller 16d as an output ES via a peak hold circuit (not shown).
【0028】通常の発光時には、エネルギコントローラ
16dは、エネルギモニタ16cの出力ESが、主制御
装置50より供給された制御情報TS中の1パルスあた
りのエネルギの目標値に対応した値となるように、高圧
電源16eでの電源電圧をフィードバック制御する。ま
た、エネルギコントローラ16dは、レーザ共振器16
aに供給されるエネルギを高圧電源16eを介して制御
することにより発振周波数をも変更する。すなわち、エ
ネルギコントローラ16dは、主制御装置50からの制
御情報TSに応じて光源16の発振周波数を主制御装置
50で指示された周波数に設定するとともに、光源16
での1パルスあたりのエネルギが主制御装置50で指示
された値となるように高圧電源16eの電源電圧のフィ
ードバック制御を行う。また、光源16内のビームスプ
リッタ16bの外側には、主制御装置50からの制御情
報に応じてレーザビームLBを遮光するためのシャッタ
16fも配置されている。At the time of normal light emission, the energy controller 16d sets the output ES of the energy monitor 16c to a value corresponding to the target value of energy per pulse in the control information TS supplied from the main controller 50. The power supply voltage of the high-voltage power supply 16e is feedback-controlled. Further, the energy controller 16d includes a laser resonator 16d.
The oscillation frequency is also changed by controlling the energy supplied to a through the high-voltage power supply 16e. That is, the energy controller 16d sets the oscillation frequency of the light source 16 to the frequency specified by the main control device 50 according to the control information TS from the main control device 50, and
The feedback control of the power supply voltage of the high-voltage power supply 16e is performed so that the energy per pulse in the above becomes the value instructed by the main controller 50. Further, a shutter 16f for shielding the laser beam LB in accordance with control information from the main controller 50 is also provided outside the beam splitter 16b in the light source 16.
【0029】前記照明光学系12は、ビーム整形光学系
18、エネルギ粗調器20、オプティカルインテグレー
タ(ホモジナイザ)としてのフライアイレンズ22、照
明系開口絞り板24、ビームスプリッタ26、第1リレ
ーレンズ28A、第2リレーレンズ28B、固定レチク
ルブラインド30A、可動レチクルブラインド30B、
光路折り曲げ用のミラーM及びコンデンサレンズ32等
を備えている。なお、フライアイレンズ22の代わりに
オプティカルインテグレータとしてのロッドレンズを用
いても良い。The illumination optical system 12 includes a beam shaping optical system 18, an energy rough adjuster 20, a fly-eye lens 22 as an optical integrator (homogenizer), an illumination system aperture stop plate 24, a beam splitter 26, and a first relay lens 28A. , A second relay lens 28B, a fixed reticle blind 30A, a movable reticle blind 30B,
A mirror M for bending the optical path and a condenser lens 32 are provided. Note that a rod lens as an optical integrator may be used instead of the fly-eye lens 22.
【0030】前記ビーム整形光学系18は、チャンバ1
1に設けられた光透過窓17を介して不図示のビームマ
ッチングユニットに接続されている。このビーム整形光
学系18は、光源16でパルス発光され光透過窓17を
介して入射したレーザビームLBの断面形状を、該レー
ザビームLBの光路後方に設けられたフライアイレンズ
22に効率良く入射するように整形するもので、例えば
シリンダレンズやビームエキスパンダ(いずれも図示省
略)等で構成される。The beam shaping optical system 18 includes the chamber 1
1, and is connected to a beam matching unit (not shown) via a light transmission window 17 provided in the light emitting device. The beam shaping optical system 18 efficiently inserts the cross-sectional shape of the laser beam LB that is pulsed by the light source 16 and enters through the light transmission window 17 into the fly-eye lens 22 provided behind the optical path of the laser beam LB. It is formed of, for example, a cylinder lens and a beam expander (both not shown).
【0031】前記エネルギ粗調器20は、ビーム整形光
学系18後方のレーザビームLBの光路上に配置され、
ここでは、回転板34の周囲に透過率(1−減光率)の
異なる複数個(例えば6個)のNDフィルタ(図1では
そのうちの2個のNDフィルタ36A、36Bが示され
ている)を配置し、その回転板34を駆動モータ38で
回転することにより、入射するレーザビームLBに対す
る透過率を100%から等比級数的に複数段階で切り替
えることができるようになっている。駆動モータ38
は、後述する主制御装置50によって制御される。な
お、その回転板34と同様の回転板を2段配置し、2組
のNDフィルタの組み合わせによってより細かく透過率
を調整できるようにしても良い。The energy rough adjuster 20 is disposed on the optical path of the laser beam LB behind the beam shaping optical system 18.
Here, a plurality (for example, six) of ND filters (for example, six) having different transmittances (1-dimming rate) around the rotating plate 34 (two of the ND filters 36A and 36B are shown in FIG. 1). And by rotating the rotary plate 34 with the drive motor 38, the transmittance for the incident laser beam LB can be switched from 100% in geometric progression in a plurality of steps. Drive motor 38
Is controlled by a main controller 50 described later. Note that a rotary plate similar to the rotary plate 34 may be arranged in two stages so that the transmittance can be more finely adjusted by a combination of two sets of ND filters.
【0032】前記フライアイレンズ22は、エネルギ粗
調器20から出たレーザビームLBの光路上に配置さ
れ、レチクルRを均一な照度分布で照明するためにその
射出端に多数の点光源から成る面光源(2次光源)を形
成する。この2次光源から射出されるレーザビームを以
下においては、「露光光EL」と呼ぶものとする。The fly-eye lens 22 is disposed on the optical path of the laser beam LB emitted from the energy rough adjuster 20, and includes a number of point light sources at its exit end to illuminate the reticle R with a uniform illuminance distribution. A surface light source (secondary light source) is formed. Hereinafter, the laser beam emitted from the secondary light source is referred to as “exposure light EL”.
【0033】フライアイレンズ22の射出面の近傍に、
円板状部材から成る照明系開口絞り板24が配置されて
いる。この照明系開口絞り板24には、等角度間隔で、
例えば通常の円形開口より成る開口絞り、小さな円形開
口より成りコヒーレンスファクタであるσ値を小さくす
るための開口絞り、輪帯照明用の輪帯状の開口絞り、及
び変形光源法用に複数の開口を偏心させて配置して成る
変形開口絞り(図1ではこのうちの2種類の開口絞りの
みが図示されている)等が配置されている。この照明系
開口絞り板24は、後述する主制御装置50により制御
されるモータ等の駆動装置40により回転されるように
なっており、これによりいずれかの開口絞りが露光光E
Lの光路上に選択的に設定される。In the vicinity of the exit surface of the fly-eye lens 22,
An illumination system aperture stop plate 24 made of a disk-shaped member is arranged. This illumination system aperture stop plate 24 is provided at equal angular intervals,
For example, an aperture stop composed of a normal circular aperture, an aperture stop composed of small circular apertures for reducing the σ value which is a coherence factor, a ring-shaped aperture stop for annular illumination, and a plurality of apertures for a modified light source method. A modified aperture stop which is eccentrically arranged (only two types of aperture stops are shown in FIG. 1) and the like are arranged. The illumination system aperture stop plate 24 is configured to be rotated by a drive device 40 such as a motor controlled by a main control device 50 described later.
It is selectively set on the optical path of L.
【0034】照明系開口絞り板24から出た露光光EL
の光路上に、反射率が小さく透過率の大きなビームスプ
リッタ26が配置され、さらにこの後方の光路上に、固
定レチクルブラインド30A及び可動レチクルブライン
ド30Bを介在させて第1リレーレンズ28A及び第2
リレーレンズ28Bから成るリレー光学系が配置されて
いる。Exposure light EL emitted from illumination system aperture stop plate 24
A beam splitter 26 having a small reflectance and a large transmittance is arranged on the optical path of the first relay lens 28A and the second relay lens 28A and the second relay lens 28B on the optical path behind the fixed reticle blind 30A and the movable reticle blind 30B.
A relay optical system including a relay lens 28B is provided.
【0035】固定レチクルブラインド30Aは、レチク
ルRのパターン面に対する共役面から僅かにデフォーカ
スした面に配置され、レチクルR上の照明領域IARを
規定する矩形開口が形成されている。また、この固定レ
チクルブラインド30Aの近傍に走査方向の位置及び幅
が可変の開口部を有する可動レチクルブラインド30B
が配置され、走査露光の開始時及び終了時にその可動レ
チクルブラインド30Bを介して照明領域IARを更に
制限することによって、不要な部分の露光が防止される
ようになっている。The fixed reticle blind 30A is arranged on a plane slightly defocused from a conjugate plane with respect to the pattern plane of the reticle R, and has a rectangular opening defining an illumination area IAR on the reticle R. Further, a movable reticle blind 30B having an opening whose position and width in the scanning direction are variable near the fixed reticle blind 30A.
Is arranged at the start and end of the scanning exposure so as to further limit the illumination area IAR via the movable reticle blind 30B, thereby preventing exposure of unnecessary portions.
【0036】リレー光学系を構成する第2リレーレンズ
28B後方の露光光ELの光路上には、当該第2リレー
レンズ28Bを通過した露光光ELをレチクルRに向け
て反射する折り曲げミラーMが配置され、このミラーM
後方の露光光ELの光路上にコンデンサレンズ32が配
置されている。On the optical path of the exposure light EL behind the second relay lens 28B constituting the relay optical system, a bending mirror M for reflecting the exposure light EL passing through the second relay lens 28B toward the reticle R is arranged. And this mirror M
A condenser lens 32 is arranged on the optical path of the rear exposure light EL.
【0037】このようにして構成された照明系12の作
用を簡単に説明すると、エキシマレーザ光源16からパ
ルス発光されたレーザビームLBは、ビーム整形光学系
18に入射して、ここで後方のフライアイレンズ22に
効率良く入射するようにその断面形状が整形された後、
エネルギ粗調器20に入射する。そして、このエネルギ
粗調器20のいずれかのNDフィルタを透過したレーザ
ビームLBは、フライアイレンズ22に入射する。これ
により、フライアイレンズ22の射出端に前記2次光源
が形成される。この2次光源から射出された露光光EL
は、照明系開口絞り板24上のいずれかの開口絞りを通
過した後、透過率が大きく反射率が小さなビームスプリ
ッタ26に至る。このビームスプリッタ26を透過した
露光光ELは、第1リレーレンズ28Aを経て固定レチ
クルブラインド30Aの矩形開口部及び可動レチクルブ
ラインド30Bを通過した後、第2リレーレンズ28B
を通過してミラーMによって光路が垂直下方に折り曲げ
られた後、コンデンサレンズ32を経て、レチクルステ
ージRST上に保持されたレチクルR上の矩形の照明領
域IARを均一な照度分布で照明する。The operation of the illumination system 12 configured as described above will be briefly described. A laser beam LB pulse-emitted from an excimer laser light source 16 enters a beam shaping optical system 18 where a rear fly-back beam is emitted. After its cross-sectional shape is shaped so as to efficiently enter the eye lens 22,
The light enters the energy rough adjuster 20. Then, the laser beam LB that has passed through one of the ND filters of the energy rough adjuster 20 enters the fly-eye lens 22. Thus, the secondary light source is formed at the exit end of the fly-eye lens 22. Exposure light EL emitted from this secondary light source
After passing through one of the aperture stops on the illumination system aperture stop plate 24, the light reaches a beam splitter 26 having a large transmittance and a small reflectance. The exposure light EL transmitted through the beam splitter 26 passes through the first relay lens 28A, the rectangular opening of the fixed reticle blind 30A and the movable reticle blind 30B, and then the second relay lens 28B
, The optical path is bent vertically downward by the mirror M, and then passes through the condenser lens 32 to illuminate the rectangular illumination area IAR on the reticle R held on the reticle stage RST with a uniform illuminance distribution.
【0038】一方、ビームスプリッタ26で反射された
露光光ELは、集光レンズ44を介してシリコンフォト
ダイオードやGaN系結晶を有する受光素子から成る第
1の光センサとしてのインテグレータセンサ46で受光
され、該インテグレータセンサ46の光電変換信号(検
出エネルギ量に応じた電気信号)が不図示のピークホー
ルド回路及びA/D変換器を介して出力DS〔digit/pu
lse〕として主制御装置50に供給されるようになって
いる。On the other hand, the exposure light EL reflected by the beam splitter 26 is received via a condenser lens 44 by an integrator sensor 46 as a first optical sensor comprising a light receiving element having a silicon photodiode or a GaN-based crystal. The photoelectric conversion signal (electric signal corresponding to the detected energy amount) of the integrator sensor 46 is output via a peak hold circuit (not shown) and an A / D converter to output DS [digit / pu].
[lse] to the main controller 50.
【0039】前記レチクルステージRST上にはレチク
ルRが載置され、不図示のバキュームチャック等を介し
て吸着保持されている。レチクルステージRSTは、水
平面(XY平面)内で微小駆動可能であるとともに、レ
チクルステージ駆動部49によって走査方向(ここで
は、図1の紙面左右方向であるY方向とする)に所定ス
トローク範囲で走査されるようになっている。この走査
中のレチクルステージRSTの位置は、レチクルステー
ジRST上に固定された移動鏡52Rを介して外部のレ
ーザ干渉計54Rによって計測され、このレーザ干渉計
54Rの計測値が主制御装置50に供給されるようにな
っている。A reticle R is mounted on the reticle stage RST, and is held by suction via a vacuum chuck (not shown). The reticle stage RST can be finely driven in a horizontal plane (XY plane), and is scanned by a reticle stage driving unit 49 in a predetermined stroke range in a scanning direction (here, the Y direction which is the horizontal direction in FIG. 1). It is supposed to be. The position of reticle stage RST during scanning is measured by external laser interferometer 54R via movable mirror 52R fixed on reticle stage RST, and the measured value of laser interferometer 54R is supplied to main controller 50. It is supposed to be.
【0040】なお、レチクルRに用いる材質は、使用す
る光源(露光波長)によって使い分ける必要がある。す
なわち、KrFエキシマレーザ光源やArFエキシマレ
ーザ光源を光源とする場合は、合成石英を用いることが
できるが、F2レーザ光源を用いる場合は、ホタル石、
あるいはフッ素ドープ石英などで形成する必要がある。The material used for the reticle R needs to be properly selected depending on the light source (exposure wavelength) used. That is, when a light source of KrF excimer laser light source or the ArF excimer laser light source can be used synthetic quartz, the case of using the F 2 laser light source, fluorite,
Alternatively, it must be formed of fluorine-doped quartz or the like.
【0041】前記投影光学系PLは、両側テレセントリ
ックな光学配置に成るように配置された共通のZ軸方向
の光軸AXを有する複数枚のレンズエレメントから構成
されている。また、この投影光学系PLとしては、投影
倍率が例えば1/4や1/5等のものが使用されてい
る。このため、前記の如くして、露光光ELによりレチ
クルR上の照明領域IARが照明されると、そのレチク
ルRに形成されたパターンが投影光学系PLによって前
記投影倍率で縮小された像が表面にレジスト(感光剤)
が塗布されたウエハW上のスリット状の露光領域IAに
投影され転写される。The projection optical system PL is composed of a plurality of lens elements having a common optical axis AX in the Z-axis direction arranged in a telecentric optical arrangement on both sides. As the projection optical system PL, one having a projection magnification of, for example, 1/4 or 1/5 is used. For this reason, when the illumination area IAR on the reticle R is illuminated by the exposure light EL as described above, the image formed on the reticle R is reduced in size by the projection optical system PL at the projection magnification by the projection optical system PL. Resist (photosensitive agent)
Is projected and transferred to the slit-shaped exposure area IA on the wafer W on which is coated.
【0042】また、投影光学系PLの鏡筒内部の下端部
近傍の像面に対して共役点でない位置に、透過率が例え
ば97〜99%程度のビームスプリッタBSが設けられ
ており、このビームスプリッタBSの反射光路上に、第
2の光センサとしてのサブインテグレータセンサ27が
設けられている。このサブインテグレータセンサ27と
しては、種々のタイプのセンサが利用可能であるが、こ
こでは、インテグレータセンサ46と同様の受光素子か
ら成り、同様に露光光ELを受光して光電変換し、その
光電変換信号(検出エネルギ量に応じた電気信号)を不
図示のピークホールド回路及びA/D変換器を介して主
制御装置50に供給するようになっている。A beam splitter BS having a transmittance of, for example, about 97 to 99% is provided at a position which is not a conjugate point with respect to an image plane near the lower end of the inside of the lens barrel of the projection optical system PL. A sub-integrator sensor 27 as a second optical sensor is provided on the reflected optical path of the splitter BS. Various types of sensors can be used as the sub-integrator sensor 27. Here, the sub-integrator sensor 27 includes a light receiving element similar to the integrator sensor 46, similarly receives the exposure light EL, performs photoelectric conversion, and performs photoelectric conversion. A signal (electric signal corresponding to the detected energy amount) is supplied to the main controller 50 via a peak hold circuit (not shown) and an A / D converter.
【0043】この場合、図1からも明らかなように、イ
ンテグレータセンサ46と同様に、サブインテグレータ
センサ27は、ウエハWにパターンを転写している最中
であっても、投影光学系PL内の大部分を通過しウエハ
Wに向かって進む露光光ELのエネルギ量(像面での露
光光ELのエネルギ量にほぼ等しい)を常時検出するこ
とが可能となっている。In this case, as is clear from FIG. 1, similarly to the integrator sensor 46, the sub-integrator sensor 27 is provided in the projection optical system PL even when the pattern is being transferred onto the wafer W. It is possible to always detect the energy amount of the exposure light EL that passes through most of the light toward the wafer W (substantially equal to the energy amount of the exposure light EL on the image plane).
【0044】なお、露光光ELとしてArFエキシマレ
ーザ光やKrFエキシマレーザ光を用いる場合には、投
影光学系PLを構成する各レンズエレメントとして合成
石英やホタル石を用いることができるが、F2レーザ光
を用いる場合には、この投影光学系PLに使用されるレ
ンズの材質は、全てホタル石が用いられる。[0044] In the case of using an ArF excimer laser beam, KrF excimer laser light as exposure light EL, it is possible to use synthetic quartz and fluorite as the lens elements constituting the projection optical system PL, F 2 laser When light is used, fluorite is used as the material of the lenses used in the projection optical system PL.
【0045】前記ウエハステージWSTは、ウエハステ
ージ駆動部56により走査方向であるY軸方向及びこれ
に直交するX軸方向に2次元駆動されるようになってい
る。このウエハステージWST上には、Zチルトステー
ジ58が搭載され、該Zチルトステージ58上に、不図
示のウエハホルダを介してウエハWが真空吸着等により
保持されている。Zチルトステージ58は、ウエハWの
Z方向の位置(フォーカス位置)を調整すると共に、X
Y平面に対するウエハWの傾斜角を調整する機能を有す
る。また、ウエハステージWSTの位置は、Zチルトス
テージ58上に固定された移動鏡52Wを介して外部の
レーザ干渉計54Wにより計測され、このレーザ干渉計
54Wの計測値が主制御装置50に供給されるようにな
っている。The wafer stage WST is two-dimensionally driven by a wafer stage driving section 56 in the Y-axis direction, which is the scanning direction, and the X-axis direction, which is orthogonal thereto. On the wafer stage WST, a Z tilt stage 58 is mounted, and the wafer W is held on the Z tilt stage 58 by vacuum suction or the like via a wafer holder (not shown). The Z tilt stage 58 adjusts the position (focus position) of the wafer W in the Z direction and
It has a function of adjusting the tilt angle of the wafer W with respect to the Y plane. Further, the position of wafer stage WST is measured by an external laser interferometer 54W via movable mirror 52W fixed on Z tilt stage 58, and the measured value of laser interferometer 54W is supplied to main controller 50. It has become so.
【0046】また、Zチルトステージ58(又はウエハ
ステージWST)上には、投影光学系PLを通過し、像
面を照射する露光光ELのエネルギ量を検出するための
照射量モニタ59が、その受光面をほぼウエハWの表面
と同一高さとして設定されている。この照射量モニタ5
9としてもインテグレータセンサ46と同様の受光素子
を有する光センサが用いられている。この照射量モニタ
59の光電変換信号は、インテグレータセンサ46の光
電変換信号DS、サブインテグレータセンサ27の光電
変換信号CSと同様に主制御装置50へ供給されるよう
になっている。On the Z tilt stage 58 (or wafer stage WST), an irradiation amount monitor 59 for detecting the energy amount of the exposure light EL that passes through the projection optical system PL and irradiates the image plane is provided. The light receiving surface is set to be substantially the same height as the surface of the wafer W. This irradiation dose monitor 5
As 9, an optical sensor having a light receiving element similar to the integrator sensor 46 is used. The photoelectric conversion signal of the irradiation amount monitor 59 is supplied to the main controller 50 in the same manner as the photoelectric conversion signal DS of the integrator sensor 46 and the photoelectric conversion signal CS of the sub-integrator sensor 27.
【0047】制御系は、図1中、制御装置としての前記
主制御装置50によって主に構成される。主制御装置5
0は、CPU(中央演算処理装置)、ROM(リード・
オンリ・メモリ)、RAM(ランダム・アクセス・メモ
リ)等からなるいわゆるマイクロコンピュータ(又はワ
ークステーション)を含んで構成され、露光動作が的確
に行なわれるように、例えば、レチクルRとウエハWの
同期走査、ウエハWのステッピング、露光タイミング等
を統括して制御する。また、本実施形態では、主制御装
置50は、後述するように走査露光の際のウエハWに対
する積算露光量の制御も行う。The control system is mainly constituted by the main control device 50 as a control device in FIG. Main controller 5
0 is a CPU (Central Processing Unit), ROM (Read
And a so-called microcomputer (or workstation) including a memory (only memory), a random access memory (RAM), and the like. For example, synchronous scanning of the reticle R and the wafer W is performed so that the exposure operation is performed accurately. , Stepping of the wafer W, exposure timing, and the like. Further, in the present embodiment, main controller 50 also controls the integrated exposure amount for wafer W during scanning exposure, as described later.
【0048】具体的には、前記主制御装置50は、例え
ば走査露光時には、レチクルRがレチクルステージRS
Tを介して+Y方向(又は−Y方向)に速度VR=Vで
走査されるのに同期して、ウエハステージWSTを介し
てウエハWが露光領域IAに対して−Y方向(又は+Y
方向)に速度VW=β・V(βはレチクルRからウエハ
Wに対する投影倍率)で走査されるように、レーザ干渉
計54R、54Wの計測値に基づいてレチクルステージ
駆動部49、ウエハステージ駆動部56をそれぞれ介し
てレチクルステージRST、ウエハステージWSTの位
置及び速度をそれぞれ制御する。また、ステッピングの
際には、主制御装置50ではレーザ干渉計54Wの計測
値に基づいてウエハステージ駆動部56を介してウエハ
ステージWSTの位置を制御する。More specifically, the main controller 50 controls the reticle R to move the reticle stage RS
In synchronization with scanning at a speed V R = V in the + Y direction (or −Y direction) via T, the wafer W is moved relative to the exposure area IA in the −Y direction (or + Y direction) via the wafer stage WST.
Reticle stage driving unit 49 and wafer stage driving based on the measured values of laser interferometers 54R and 54W so that scanning is performed in the direction (direction) at a speed V W = β · V (β is a projection magnification from reticle R to wafer W). The position and speed of the reticle stage RST and the wafer stage WST are controlled via the units 56, respectively. At the time of stepping, main controller 50 controls the position of wafer stage WST via wafer stage driving unit 56 based on the measurement value of laser interferometer 54W.
【0049】更に、主制御装置50では、上記の走査露
光時には、露光条件及びレジスト感度に応じて決定され
た積算露光量をウエハWに与えるため、制御情報TSを
光源16に供給することによって、光源16の発振周波
数(発光タイミング)、及び発光パワー等を制御した
り、あるいは、エネルギ粗調器20をモータ38を介し
て制御することにより、レチクルRに照射される露光光
ELの光量調整を行う。なお、ウエハW上へ与えられる
積算露光量の制御については更に後述する。また、主制
御装置50では、照明系開口絞り板24を駆動装置40
を介して制御し、更にステージ系の動作情報に同期して
可動レチクルブラインド30Bの開閉動作を制御する。Further, the main controller 50 supplies control information TS to the light source 16 in order to provide the wafer W with the integrated exposure amount determined according to the exposure condition and the resist sensitivity at the time of the above scanning exposure. By controlling the oscillation frequency (light emission timing) and light emission power of the light source 16 or controlling the energy rough adjuster 20 via the motor 38, the light amount of the exposure light EL applied to the reticle R can be adjusted. Do. The control of the integrated exposure amount applied to the wafer W will be further described later. In the main control device 50, the illumination system aperture stop plate 24 is connected to the drive device 40.
, And further controls the opening and closing operation of the movable reticle blind 30B in synchronization with the operation information of the stage system.
【0050】このように本実施形態では、主制御装置5
0が、露光コントローラ(露光量制御装置)及びステー
ジコントローラ(ステージ制御装置)の役目をも有して
いる。なお、これらのコントローラを主制御装置50と
は別に設けても良いことは勿論である。As described above, in this embodiment, the main controller 5
0 also has a role of an exposure controller (exposure amount control device) and a stage controller (stage control device). It is needless to say that these controllers may be provided separately from main controller 50.
【0051】次に、上述のような露光装置10による露
光動作の流れについて図1を中心にして簡単に説明す
る。Next, a flow of the exposure operation by the above-described exposure apparatus 10 will be briefly described with reference to FIG.
【0052】まず、主制御装置50の管理の下、不図示
のレチクルローダ、ウエハローダによって、レチクルロ
ード、ウエハロードが行なわれ、また、レチクル顕微
鏡、ウエハステージWST上の基準マーク板、オフアク
シス・アライメント検出系(いずれも図示省略)等を用
いて、レチクルアライメント、ベースライン計測(アラ
イメント検出系の検出中心から投影光学系PLの光軸距
離の計測)等の準備作業が所定の手順で行なわれる。First, under the control of main controller 50, a reticle loader and a wafer loader (not shown) perform reticle loading and wafer loading, and a reticle microscope, a reference mark plate on wafer stage WST, off-axis alignment, and the like. Preparatory operations such as reticle alignment and baseline measurement (measurement of the optical axis distance of the projection optical system PL from the detection center of the alignment detection system) are performed by a predetermined procedure using a detection system (both not shown).
【0053】その後、主制御装置50により、不図示の
アライメント検出系を用いてウエハWに対するEGA
(エンハンスト・グローバル・アライメント)等のアラ
イメント計測が実行される。このような動作においてウ
エハWの移動が必要な場合には、主制御装置50が、ウ
エハステージWST(ウエハW)を所定の方向に移動さ
せる。このようなアライメント計測の終了後、以下のよ
うにしてステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が
行なわれる。Thereafter, main controller 50 performs EGA on wafer W using an alignment detection system (not shown).
An alignment measurement such as (enhanced global alignment) is performed. When movement of wafer W is necessary in such an operation, main controller 50 moves wafer stage WST (wafer W) in a predetermined direction. After the completion of such alignment measurement, the exposure operation of the step-and-scan method is performed as follows.
【0054】この露光動作にあたって、まず、ウエハW
のXY位置が、ウエハW上の最初のショット領域(ファ
ースト・ショット)の露光のための走査開始位置となる
ように、ウエハステージWSTが移動される。同時に、
レチクルRのXY位置が、走査開始位置となるように、
レチクルステージRSTが移動される。そして、主制御
装置50がウエハ干渉計54Wによって計測されたウエ
ハWの位置情報、及びレチクル干渉計54Rによって計
測されたレチクルRの位置情報に基づき、レチクルR
(レチクルステージRST)とウエハW(ウエハステー
ジWST)とを同期移動させることにより、走査露光が
行なわれる。In this exposure operation, first, the wafer W
The wafer stage WST is moved so that the XY position of the wafer stage becomes the scanning start position for exposing the first shot area (first shot) on the wafer W. at the same time,
The XY position of the reticle R becomes the scanning start position,
Reticle stage RST is moved. Then, main controller 50 controls reticle R based on position information of wafer W measured by wafer interferometer 54W and position information of reticle R measured by reticle interferometer 54R.
Scanning exposure is performed by synchronously moving (reticle stage RST) and wafer W (wafer stage WST).
【0055】このようにして、1つのショット領域に対
するレチクルパターンの転写が終了すると、ウエハステ
ージWSTが1ショット領域分だけステッピングされ
て、次のショット領域に対する走査露光が行なわれる。
このようにして、ステッピングと走査露光とが順次繰り
返され、ウエハW上に必要なショット数のパターンが転
写される。そして、このようなステップ・アンド・スキ
ャン方式の露光をウエハWを交換する毎に、その交換後
のウエハに対して繰り返し行うことにより、多数枚のウ
エハの露光が行われる。When the transfer of the reticle pattern to one shot area is completed, wafer stage WST is stepped by one shot area, and scanning exposure is performed for the next shot area.
In this way, the stepping and the scanning exposure are sequentially repeated, and the required number of shot patterns are transferred onto the wafer W. Then, each time the wafer W is replaced, the exposure of a large number of wafers is performed by repeatedly performing the step-and-scan exposure on the replaced wafer.
【0056】なお、上述のようにして露光が行われる間
に、ウエハW上の各点に与えられる露光光ELの積算光
量、すなわち積算露光量は、後述するようにして、主制
御装置50によって制御される。During the exposure as described above, the integrated light amount of the exposure light EL given to each point on the wafer W, that is, the integrated exposure amount is controlled by the main controller 50 as described later. Controlled.
【0057】ここで、主制御装置50により、走査露光
中に行なわれる積算露光量の制御方法について説明す
る。Here, a method of controlling the integrated exposure amount performed during the scanning exposure by the main controller 50 will be described.
【0058】前提として、インテグレータセンサ46の
出力DSは、予め像面上に載置された不図示の基準照度
計の出力に対して較正(キャリブレーション)され、こ
のキャリブレーションが終了したインテグレータセンサ
46の出力DSに対してサブインテグレータセンサ27
の出力及び照射量モニタ59の出力も予め較正(キャリ
ブレーション)されているものとする。従って、インテ
グレータセンサ46の出力に基づいて像面上に与えられ
る光量(エネルギ量)を算出するための変換係数α値は
予め求められ、メモリ51内に格納されているものとす
る。また、光源16内のエネルギモニタ16cの出力も
インテグレータセンサ46の出力DSに対して予め較正
(キャリブレーション)されているものとする。また、
ここでは、説明を簡略化する観点から、レチクルRのパ
ターン領域内にはパターンがほぼ均等な分布で存在し、
レチクルRの透過率は部分的に偏りがないものとする。
このように仮定しても、一般的なメモリ等を製造するた
めのレチクルでは、特に問題はないものと考えられる。As a premise, the output DS of the integrator sensor 46 is calibrated (calibrated) with respect to the output of a reference illuminometer (not shown) mounted on the image plane in advance, and the integrator sensor 46 after this calibration is completed. Sub-integrator sensor 27 for output DS
And the output of the dose monitor 59 are also calibrated in advance. Therefore, it is assumed that a conversion coefficient α value for calculating the amount of light (energy amount) given on the image plane based on the output of the integrator sensor 46 is obtained in advance and stored in the memory 51. It is also assumed that the output of the energy monitor 16c in the light source 16 is also calibrated in advance with respect to the output DS of the integrator sensor 46. Also,
Here, from the viewpoint of simplifying the description, the pattern exists in the pattern region of the reticle R with a substantially uniform distribution,
It is assumed that the transmittance of the reticle R is partially unbiased.
Even with this assumption, it is considered that there is no particular problem in a reticle for manufacturing a general memory or the like.
【0059】主制御装置50では、第1枚目のウエハW
の第1ショット領域の露光のための走査を開始する直前
に、ウエハが投影光学系PLの直下に存在しない状態
で、露光光ELをレチクルRに照射し、このときのイン
テグレータセンサ46の出力DS0、サブインテグレー
タセンサ27の出力CS0を検出し、それらをそれぞれ
のセンサ出力の初期値としてメモリ51内に格納すると
ともに、両者の比γ0を次式(1)により算出してメモ
リ51に格納する。 γ0=CS0/DS0 ……(1)In the main controller 50, the first wafer W
Immediately before the scanning for exposure of the first shot area starts, the reticle R is irradiated with the exposure light EL in a state where the wafer is not directly below the projection optical system PL, and the output DS of the integrator sensor 46 at this time is output. 0, detects the output CS 0 of the sub integrator sensor 27, they stores in memory 51 as the initial value for each sensor output, calculates the ratio of the two gamma 0 by the following equation (1) in the memory 51 Store. γ 0 = CS 0 / DS 0 (1)
【0060】そして、その後上述した走査露光を開始
し、以後、各ショット領域の露光の度毎に、インテグレ
ータセンサ46の出力DS、サブインテグレータセンサ
27の出力CSを所定のサンプリング間隔で取り込み、
その都度、次式(2)により出力CSを出力DSで規格
化した値γを算出する。 γ=CS/DS ……(2)Then, the above-described scanning exposure is started, and thereafter, the output DS of the integrator sensor 46 and the output CS of the sub-integrator sensor 27 are fetched at predetermined sampling intervals for each exposure of each shot area.
In each case, a value γ obtained by normalizing the output CS with the output DS is calculated by the following equation (2). γ = CS / DS (2)
【0061】ここで、γとγ0との比γ/γ0は、インテ
グレータセンサ46からサブインテグレータセンサ27
までの光路、すなわち、ビームスプリッタ26からビー
ムスプリッタBSまでの光路における露光光ELの透過
率(光学系透過率)の変動をほぼそのまま反映した値と
なっている。また、本実施形態では、ビームスプリッタ
BSが投影光学系PLの鏡筒内部の下端部近傍に設けら
れているので、上記のインテグレータセンサ46からサ
ブインテグレータセンサ27までの光路の透過率は、イ
ンテグレータセンサ46から像面までの光路の透過率に
ほぼ等しくなっているので、結果的に、上記比γ/γ0
を逐次算出することにより、インテグレータセンサ46
から像面までの光路の透過率の時間的変化をモニタする
ことができる。[0061] Here, the ratio gamma / gamma 0 of gamma and gamma 0, sub integrator sensor 27 from the integrator sensor 46
, That is, the variation of the transmittance (optical system transmittance) of the exposure light EL in the optical path from the beam splitter 26 to the beam splitter BS is reflected almost as it is. Further, in this embodiment, since the beam splitter BS is provided near the lower end inside the lens barrel of the projection optical system PL, the transmittance of the optical path from the integrator sensor 46 to the sub-integrator sensor 27 is determined by the integrator sensor Since the transmittance is almost equal to the transmittance of the optical path from 46 to the image plane, the ratio γ / γ 0
Are sequentially calculated, the integrator sensor 46
It is possible to monitor the temporal change in the transmittance of the optical path from to the image plane.
【0062】そこで、主制御装置50では、露光中常時
上述のようにしてインテグレータセンサ46から像面ま
での光路の透過率の時間的変化をモニタし、式(3)に
よりα値を逐次補正するとともに、その補正後のα値
α’を用いて式(4)によりインテグレータセンサ46
による処理量、すなわちインテグレータセンサ46の出
力により間接的に求められる像面における露光光ELの
光量(平均パルスエネルギ密度)P〔mJ/(cm2・p
ulse)〕を算出する。 α’=α×γ/γ0 ……(3) P=DS×α’ ……(4)Accordingly, the main controller 50 monitors the temporal change of the transmittance of the optical path from the integrator sensor 46 to the image plane during the exposure as described above, and sequentially corrects the α value by the equation (3). At the same time, the integrator sensor 46 is calculated by the equation (4) using the corrected α value α ′.
, That is, the amount of exposure light EL (average pulse energy density) P [mJ / (cm 2 · p) on the image plane indirectly obtained from the output of the integrator sensor 46.
ulse)] is calculated. α ′ = α × γ / γ 0 (3) P = DS × α ′ (4)
【0063】そして、このインテグレータセンサ46の
出力により間接的に求められる像面における露光光EL
の光量Pに基づいて像面(すなわちウエハW)上の各点
に与えるべき積算エネルギ量、すなわちウエハWの各点
に照射される積算露光量の制御を以下のようにして行
う。The exposure light EL on the image plane is obtained indirectly by the output of the integrator sensor 46.
The amount of integrated energy to be given to each point on the image plane (that is, the wafer W), that is, the amount of integrated exposure applied to each point on the wafer W, is controlled in the following manner based on the light amount P.
【0064】すなわち、本実施形態の露光装置10のよ
うなレーザ光源(パルス光源)を有する走査型露光装置
では、ウエハWの走査速度(スキャン速度)をVW、ウ
エハW上のスリット状の露光領域IAの走査方向の幅
(スリット幅)をD、レーザ光源のパルスの繰り返し周
波数をFとすると、パルス発光間にウエハWが移動する
間隔はVW/Fであるため、ウエハ上の1点当たりに照
射すべき露光光ILのパルス数(露光パルス数)Nは次
式(5)で表される。That is, in a scanning type exposure apparatus having a laser light source (pulse light source) such as the exposure apparatus 10 of the present embodiment, the scanning speed (scanning speed) of the wafer W is set to V W , and the slit-shaped exposure on the wafer W is performed. If the width (slit width) of the region IA in the scanning direction is D and the repetition frequency of the pulse of the laser light source is F, the interval at which the wafer W moves between pulse emission is V W / F. The number of pulses (number of exposure pulses) N of the exposure light IL to be irradiated per is expressed by the following equation (5).
【0065】 N=D/(VW/F) ……(5)N = D / (V W / F) (5)
【0066】平均パルスエネルギ密度がPであるから、
ウエハ上の1点当たりに与えられるべきエネルギ量、す
なわち積算露光量(積算エネルギ量)Sは、次式(6)
で表される。Since the average pulse energy density is P,
The energy amount to be given per one point on the wafer, that is, the integrated exposure amount (integrated energy amount) S is given by the following equation (6).
It is represented by
【0067】 S=N×P=P×D/(VW/F) ……(6)S = N × P = P × D / (V W / F) (6)
【0068】従って、主制御装置50では、走査露光時
に上記(6)式で示される積算露光量Sが、レジスト感
度等に応じて予め設定される設定露光量と一致するよう
に、スリット幅D、スキャン速度VW、レーザ光源のパ
ルスの繰り返し周波数F、インテグレータセンサ46の
出力から間接的に求められる像面における露光光ELの
光量、すなわち平均パルスエネルギ密度Pの少なくとも
1つを制御することにより、ウエハW上の各点に与えら
れる積算露光量をほぼ設定露光量に一致させることが可
能である。なお、応答速度の問題から走査露光中にスリ
ット幅Dを調整することには難点があるので、スキャン
速度VW、レーザ光源のパルスの繰り返し周波数F、像
面における露光光ELの平均パルスエネルギ密度Pのい
ずれかあるいはこれらの任意の組み合わせを制御すれば
良い。Therefore, the main controller 50 sets the slit width D so that the integrated exposure amount S expressed by the above equation (6) at the time of scanning exposure coincides with the preset exposure amount set in advance according to the resist sensitivity and the like. By controlling at least one of the scan speed V W , the pulse repetition frequency F of the laser light source, and the amount of exposure light EL on the image plane indirectly obtained from the output of the integrator sensor 46, that is, the average pulse energy density P. It is possible to make the integrated exposure amount given to each point on the wafer W substantially coincide with the set exposure amount. Since there is a difficulty in adjusting the slit width D during scanning exposure due to the problem of the response speed, the scanning speed V W , the pulse repetition frequency F of the laser light source, and the average pulse energy density of the exposure light EL on the image plane Any one of P or an arbitrary combination thereof may be controlled.
【0069】ここで、本実施形態の特徴を明らかにする
ため、インテグレータセンサ46の出力DSによる処理
量、すなわちインテグレータセンサ46の出力から間接
的に求められる像面における露光光ELの光量(露光
量:上記の平均パルスエネルギ密度)Pの算出につい
て、従来技術と比較しながら、具体例を用いて説明す
る。Here, in order to clarify the features of the present embodiment, the amount of processing by the output DS of the integrator sensor 46, that is, the amount of exposure light EL on the image plane indirectly obtained from the output of the integrator sensor 46 (the amount of exposure) : Calculation of the above average pulse energy density) P will be described using a specific example while comparing with the conventional technique.
【0070】例えば初期条件として、インテグレータセ
ンサDSの出力がa〔digit/pulse〕のときに、変換係
数がα〔mJ/(cm2・digit)〕であるものとする。
そして、露光中にインテグレータセンサ46から像面ま
での間の光路中の光学素子の透過率が仮に1/2に変化
した場合を想定する。このような場合、像面上に実際に
与えられる露光量(パルスエネルギ密度)P1は、イン
テグレータセンサ46の出力が、例えば2aだとして、
P1=2a×(1/2)×α=aα(=A)となる。For example, as an initial condition, it is assumed that when the output of the integrator sensor DS is a [digit / pulse], the conversion coefficient is α [mJ / (cm 2 · digit)].
Then, it is assumed that the transmittance of the optical element in the optical path from the integrator sensor 46 to the image plane during the exposure temporarily changes to 1 /. In such a case, the exposure amount (pulse energy density) P 1 actually given on the image plane is determined assuming that the output of the integrator sensor 46 is, for example, 2a.
P 1 = 2a × (1 /) × α = aα (= A)
【0071】この場合、従来技術による場合には、α値
が一定として制御が行われるので、像面における露光量
P2は、P2=2a×α=2aα(=2A)であるものと
して、上述した積算露光量の制御が行われる結果、像面
上の積算露光量S’は、S’=S×A/(2A)=S/
2となるように制御されてしまう。In this case, in the case of the prior art, since the control is performed with the α value kept constant, the exposure amount P 2 on the image plane is P 2 = 2a × α = 2aα (= 2A). As a result of the above-described control of the integrated exposure amount, the integrated exposure amount S ′ on the image plane is given by S ′ = S × A / (2A) = S /
It is controlled to be 2.
【0072】これに対して、本実施形態の場合、前述し
た比γ/γ0がγ/γ0=1/2となって、結果的に透過
率が1/2に変化したことが確実に検出され、上記式
(3)、(4)により、 α’=α×1/2=α/2 ……(3)’ P=2a×α/2=aα=A=P1 ……(4)’ となって、透過率変化後の像面上の露光量をインテグレ
ータセンサ46の処理量Pとして正確に算出することが
でき、結果的に像面上の積算露光量は、設定露光量に一
致するように制御される。On the other hand, in the case of the present embodiment, the above-mentioned ratio γ / γ 0 is γ / γ 0 = 1 /, and as a result, the transmittance is surely changed to 1 /. Is detected, and according to the above equations (3) and (4), α ′ = α × 1/2 = α / 2 (3) ′ P = 2a × α / 2 = aα = A = P 1 (4) ) ′, The exposure amount on the image surface after the transmittance change can be accurately calculated as the processing amount P of the integrator sensor 46, and as a result, the integrated exposure amount on the image surface becomes equal to the set exposure amount. Controlled to match.
【0073】以上説明したように、本実施形態による
と、主制御装置50により、インテグレータセンサ46
及びサブインテグレータセンサ27の出力が常時モニタ
され、これらのモニタ結果に基づいてインテグレータセ
ンサ46から像面までの光路中の露光光ELの透過率の
変動に対応する像面上の露光量Pが簡単な演算により正
確に算出される。そして、この露光量Pに基づいてウエ
ハW上の各点に対する積算露光量の制御が行われるの
で、結果的に前記光路中の透過率変動の影響を実質的に
相殺して高精度な露光量制御が行われることとなる。な
お、上記インテグレータセンサ46及びサブインテグレ
ータセンサ27の出力のモニタは必ずしも常時行う必要
はなく、定期的に(比較的短い間隔毎に)行うようにし
ても良い。この場合には、例えば、サブインテグレータ
センサ27を光路上に出し入れするなどして行うことが
できる。As described above, according to the present embodiment, main controller 50 controls integrator sensor 46.
And the output of the sub-integrator sensor 27 is constantly monitored. Based on these monitoring results, the exposure amount P on the image plane corresponding to the change in the transmittance of the exposure light EL in the optical path from the integrator sensor 46 to the image plane is easily determined. It is accurately calculated by a simple calculation. Then, since the control of the integrated exposure amount for each point on the wafer W is performed based on the exposure amount P, as a result, the effect of the transmittance fluctuation in the optical path is substantially cancelled, and the high-precision exposure amount is achieved. Control will be performed. The outputs of the integrator sensor 46 and the sub-integrator sensor 27 need not always be monitored, but may be monitored periodically (at relatively short intervals). In this case, for example, the sub-integrator sensor 27 can be moved in and out of the optical path.
【0074】また、本実施形態では、ウエハW上にレチ
クルRのパターンを転写している最中であっても、常に
インテグレータセンサ46及びサブインテグレータセン
サ27によって露光光ELの光量(エネルギ量)を検出
することができ、これらの検出結果に基づいて上述した
積算露光量の制御が可能となるので、露光中に光学系透
過率の変動を予測して積算露光量制御を行う場合に比べ
て、一層高精度な積算露光量の制御が可能となる。Further, in the present embodiment, even while the pattern of the reticle R is being transferred onto the wafer W, the light amount (energy amount) of the exposure light EL is always controlled by the integrator sensor 46 and the sub-integrator sensor 27. It is possible to detect and control the integrated exposure amount described above based on these detection results, so that compared with the case where the integrated exposure amount control is performed by predicting a change in the optical system transmittance during exposure. It is possible to control the integrated exposure amount with higher accuracy.
【0075】なお、上記実施形態では、投影光学系PL
の鏡筒内部の下端部近傍にビームスプリッタBSを配置
し、このビームスプリッタBSで分岐された露光光EL
の光量をサブインテグレータセンサ27で検出する場合
について説明したが、本発明がこれに限定されないこと
は勿論である。例えば、投影光学系PLを構成する光学
素子(レンズ等)の内、像面に光学的に最も近い光学素
子と像面との間に、ミラー等を配置してそのミラーの反
射光路上に第2の光センサを設け、この第2の光センサ
によって前記像面に光学的に最も近い光学素子に対して
照射されるエネルギビームに対応するエネルギ量を検出
するようにしても良い。このようにすると、第2の光セ
ンサと像面間の光路上に、エネルギビーム透過率変化の
一因となる光学素子が全く存在しないので、上述した第
2の光センサの検出値を第1の光センサ(インテグレー
タセンサ46)の検出値で除して規格化した値は、第1
の光センサから像面までの光路中のエネルギビームの透
過率変化をより一層正確に反映した値となり、一層高精
度な積算露光量の制御が可能になる。但し、この場合、
単に像面に光学的に最も近い光学素子と像面との間に、
ミラー等を配置すると、像面にミラー等自身の影が映り
露光精度を悪化させる原因となりかねないので、レチク
ルのパターン領域外に所定の開口部を設け、該開口部か
ら投影光学系PL内に入射した露光光ELの光路上のウ
エハW上の露光領域以外の場所に配置されたミラーによ
り反射する構成とすることが望ましい。このように、レ
チクルのパターン領域外の開口部から入射した露光光E
Lを検出する方法によれば、例えばレチクルRのパター
ンの分布、あるいはその透過率に位置によるバラツキが
あるような場合にも、その影響を極力受けることなく、
第2の光センサにより露光光ELのエネルギ量を正確に
検出することが可能となる。In the above embodiment, the projection optical system PL
A beam splitter BS is disposed near the lower end of the lens barrel, and the exposure light EL split by the beam splitter BS is provided.
Although the case in which the light amount is detected by the sub-integrator sensor 27 has been described, it is a matter of course that the present invention is not limited to this. For example, a mirror or the like is arranged between the optical element optically closest to the image plane and the image plane among the optical elements (lenses and the like) constituting the projection optical system PL, and the mirror is arranged on the reflection optical path of the mirror. Two optical sensors may be provided, and the second optical sensor may detect an energy amount corresponding to an energy beam applied to an optical element optically closest to the image plane. With this configuration, there is no optical element contributing to the change in the energy beam transmittance on the optical path between the second optical sensor and the image plane. The value normalized by dividing by the detection value of the optical sensor (integrator sensor 46) is
This value more accurately reflects the change in the transmittance of the energy beam in the optical path from the optical sensor to the image plane, and the integrated exposure amount can be controlled with higher accuracy. However, in this case,
Simply between the optical element optically closest to the image plane and the image plane,
When a mirror or the like is arranged, a shadow of the mirror or the like itself is reflected on an image plane, which may cause a deterioration in exposure accuracy.Therefore, a predetermined opening is provided outside the pattern area of the reticle, and the opening is inserted into the projection optical system PL. It is desirable to adopt a configuration in which the light is reflected by a mirror disposed at a position other than the exposure region on the wafer W on the optical path of the incident exposure light EL. Thus, the exposure light E incident from the opening outside the pattern region of the reticle is
According to the method of detecting L, for example, even when the distribution of the pattern of the reticle R or the transmittance thereof varies depending on the position, it is not affected as much as possible.
The energy amount of the exposure light EL can be accurately detected by the second optical sensor.
【0076】あるいは、上記実施形態中のビームスプリ
ッタBS及びサブインテグレータセンサ27に代えて、
光電増倍管(フォトマルチプライヤ)等の光エネルギを
電気的信号に変換する検出器や、レンズ表面からの反射
光や散乱光を検出するダイヤモンド薄膜製の光量検出器
を設け、これらの検出器を用いて像面に光学的に最も近
いレンズエレメントに対して照射されるエネルギビーム
に対応するエネルギ量を検出するようにしても良い。な
お、これらの検出器からの出力が小さい場合には、光源
パルスとの位相敏感検出を行うことも有効である。Alternatively, instead of the beam splitter BS and the subintegrator sensor 27 in the above embodiment,
A photomultiplier tube (photomultiplier) and other detectors that convert light energy into electrical signals, and a diamond thin-film light amount detector that detects reflected and scattered light from the lens surface are provided. May be used to detect the amount of energy corresponding to the energy beam applied to the lens element optically closest to the image plane. When the output from these detectors is small, it is also effective to perform phase-sensitive detection with the light source pulse.
【0077】しかしながら、第2の光センサは、投影光
学系PLの下端部近傍に限らず、その他の部分に設けて
も良い。要は、投影光学系内部の少なくとも一部を通っ
た露光光ELのエネルギ量を検出できる構成であれば良
い。かかる場合であっても、第1の光センサ(インテグ
レータセンサ46)からその第2の光センサまでの光路
における透過率の変動を、上記実施形態で説明した手法
によりモニタできるので、透過率が一定であることを前
提として基板上に与える積算露光量の制御を行う場合、
あるいは露光中の光学系透過率の変動を予測する場合に
比べれば、精度の良い積算露光量の制御が可能だからで
ある。However, the second optical sensor is not limited to the vicinity of the lower end of the projection optical system PL, but may be provided in other parts. In short, any configuration may be used as long as the energy amount of the exposure light EL that has passed through at least a part of the inside of the projection optical system can be detected. Even in such a case, the variation of the transmittance in the optical path from the first optical sensor (integrator sensor 46) to the second optical sensor can be monitored by the method described in the above embodiment, so that the transmittance is constant. When controlling the integrated exposure amount given on the substrate on the assumption that
Alternatively, it is possible to control the integrated exposure amount with higher accuracy than in the case where the fluctuation of the optical system transmittance during the exposure is predicted.
【0078】なお、上記では、特に説明をしなかった
が、上記実施形態で説明したインテグレータセンサ4
6、サブインテグレータセンサ27の出力に基づく、α
値の補正及び、その補正後のα値を用いた像面における
露光量の算出は、透過率の変動を予測する予測制御の場
合に比べれば明らかに精度の良いものではあるが、像面
上の露光量を直接的に計測しているものではない。従っ
て、長期的には多少の誤差が生じてしまう。このため、
上記実施形態の露光装置10において、図3に示される
ような、インテグレータセンサ46、サブインテグレー
タセンサ27、照射量モニタ59による露光光ELの同
時計測を所定のタイミングで繰り返し、その同時計測の
度毎に、その計測結果A1、A2、A3(図3参照)に基
づいて、各センサ出力の相関関係を較正するとともに、
露光中のインテグレータセンサ46の出力を像面上に与
えられるエネルギ量に換算する換算係数を較正するよう
になっている。従って、インテグレータセンサ46、サ
ブインテグレータセンサ27の検出結果の相関関係に基
づいては補正できない、長期的に見た場合に発生する、
上記換算係数の経時的な変化を考慮に入れた積算エネル
ギ量の調整が可能となり、より高精度な積算露光量制御
を実現することが可能となる。なお、上記の所定のタイ
ミングとしては、所定枚数のウエハの露光が終了した度
毎、あるいは前述した比γ/γ0が所定値以上となった
タイミング毎等が考えられる。Although not specifically described above, the integrator sensor 4 described in the above embodiment is not described.
6. α based on the output of the subintegrator sensor 27
The correction of the value and the calculation of the exposure amount on the image plane using the α value after the correction are clearly more accurate than the case of the prediction control for predicting the variation of the transmittance, Is not directly measured. Therefore, some errors occur in the long term. For this reason,
In the exposure apparatus 10 of the above embodiment, the simultaneous measurement of the exposure light EL by the integrator sensor 46, the sub-integrator sensor 27, and the irradiation amount monitor 59 is repeated at a predetermined timing as shown in FIG. Then, based on the measurement results A 1 , A 2 , A 3 (see FIG. 3), the correlation between the sensor outputs is calibrated,
A conversion coefficient for converting the output of the integrator sensor 46 during exposure into the amount of energy given on the image plane is calibrated. Therefore, it cannot be corrected based on the correlation between the detection results of the integrator sensor 46 and the sub-integrator sensor 27, and occurs when viewed in the long term.
The integrated energy amount can be adjusted in consideration of the change over time of the conversion coefficient, and more accurate integrated exposure amount control can be realized. The predetermined timing may be each time exposure of a predetermined number of wafers is completed, or each time the ratio γ / γ 0 becomes equal to or more than a predetermined value.
【0079】また、上記では特に説明をしなかったが、
本実施形態のように、200nm以下の露光波長により
露光を行う装置の場合には、光束通過部分にはN2ガ
ス、若しくはヘリウム、アルゴン、クリプトン等の不活
性ガスなどの露光光の吸収の小さいガス(低吸収性ガ
ス)を充填させあるいはフローさせたり、該光束通過部
分を真空にする等の処置が必要となる。Although not specifically described above,
In the case of an apparatus that performs exposure with an exposure wavelength of 200 nm or less as in this embodiment, the light beam passing portion has a small absorption of exposure light such as N 2 gas or an inert gas such as helium, argon, or krypton. It is necessary to take measures such as filling or flowing gas (low-absorbing gas), and vacuuming the light beam passage portion.
【0080】なお、上記実施形態では投影光学系PLと
して、屈折光学系を用いる場合について説明したが、こ
れに限らず、反射光学素子のみからなる反射系、又は反
射光学素子と屈折光学素子とを有する反射屈折系(カタ
ッディオプトリック系)を採用しても良い。波長200
nm程度以下の真空紫外光(VUV光)を用いる露光装
置では、投影光学系として反射屈折系を用いることも考
えられる。この反射屈折型の投影光学系としては、例え
ば特開平8―171054号公報、特開平10−201
95号公報などに開示される、反射光学素子としてビー
ムスプリッタと凹面鏡とを有する反射屈折系、又は特開
平8−334695号公報並びに特開平10−3039
号公報などに開示される、反射光学素子としてビームス
プリッタを用いずに凹面鏡などを有する反射屈折系を用
いることができる。In the above embodiment, the case where a refraction optical system is used as the projection optical system PL has been described. However, the present invention is not limited to this, and a reflection system consisting of only a reflection optical element or a reflection optical element and a refraction optical element may be used. A catadioptric system (catadioptric system) may be employed. Wavelength 200
In an exposure apparatus using vacuum ultraviolet light (VUV light) of about nm or less, a catadioptric system may be used as the projection optical system. Examples of the catadioptric projection optical system include, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 8-170154 and 10-201.
No. 95, etc., a catadioptric system having a beam splitter and a concave mirror as a reflection optical element, or JP-A-8-33469 and JP-A-10-3039.
A catadioptric system having a concave mirror or the like can be used as a reflective optical element without using a beam splitter as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-163,036.
【0081】この他、米国特許第5,031,976
号、第5,488,229号、及び第5,717,51
8号に開示される、複数の屈折光学素子と2枚のミラー
(凹面鏡である主鏡と、屈折素子又は平行平面板の入射
面と反対側に反射面が形成される裏面鏡である副鏡)と
を同一軸上に配置し、その複数の屈折光学素子によって
形成されるレチクルパターンの中間像を、主鏡と副鏡と
によってウエハ上に再結像させる反射屈折系を用いても
良い。この反射屈折系では、複数の屈折光学素子に続け
て主鏡と副鏡とが配置され、照明光が主鏡の一部を通っ
て副鏡、主鏡の順に反射され、さらに副鏡の一部を通っ
てウエハ上に達することになる。In addition, US Pat. No. 5,031,976
No. 5,488,229 and 5,717,51
No. 8 discloses a plurality of refractive optical elements and two mirrors (a primary mirror that is a concave mirror, and a sub-mirror that is a back mirror in which a reflective surface is formed on the side opposite to the incident surface of the refractive element or the parallel flat plate). ) May be arranged on the same axis, and a catadioptric system may be used in which an intermediate image of the reticle pattern formed by the plurality of refractive optical elements is re-imaged on the wafer by the primary mirror and the secondary mirror. In this catadioptric system, a primary mirror and a secondary mirror are arranged following a plurality of refractive optical elements, and illumination light is reflected through a part of the primary mirror in the order of a secondary mirror and a primary mirror. Part to reach the wafer.
【0082】さらに、反射屈折型の投影光学系として
は、例えば円形イメージフィールドを有し、かつ物体面
側、及び像面側が共にテレセントリックであるととも
に、その投影倍率が1/4倍又は1/5倍となる縮小系
を用いても良い。また、この反射屈折型の投影光学系を
備えた走査型露光装置の場合、照明光の照射領域が投影
光学系の視野内でその光軸をほぼ中心とし、かつレチク
ル又はウエハの走査方向とほぼ直交する方向に沿って延
びる矩形スリット状に規定されるタイプであっても良
い。かかる反射屈折型の投影光学系を備えた走査型露光
装置によれば、例えば波長157nmのF2レーザ光を
露光用照明光として用いても100nmL/Sパターン
程度の微細パターンをウエハ上に高精度に転写すること
が可能である。The catadioptric projection optical system has, for example, a circular image field, is telecentric on both the object side and the image side, and has a projection magnification of 1/4 or 1/5. A double reduction system may be used. Further, in the case of a scanning exposure apparatus having this catadioptric projection optical system, the irradiation area of the illumination light is substantially centered on its optical axis within the field of view of the projection optical system, and is substantially in the scanning direction of the reticle or wafer. It may be of a type defined in a rectangular slit shape extending along the orthogonal direction. According to a scanning exposure apparatus provided with such a catadioptric projection optical system, for example, a high accuracy 100 Nml / S pattern about fine patterns using a F 2 laser beam having a wavelength of 157nm as exposure illumination light on the wafer Can be transferred to
【0083】なお、上記実施形態では本発明が露光用照
明光ELとして、ArFエキシマレーザ光(波長193
nm)、あるいはF2レーザ光(波長157nm)等の
レーザ光を用いる露光装置に適用された場合について説
明したが、これに限らず、例えば、DFB半導体レーザ
又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視
域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム(又はエル
ビウムとイットリビウムの両方)がドープされたファイ
バーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に
波長変換した高調波を露光用照明光とする露光装置にも
本発明は好適に適用することができる。In the above embodiment, the present invention uses ArF excimer laser light (wavelength 193) as the exposure illumination light EL.
nm) or an exposure apparatus using laser light such as F 2 laser light (wavelength 157 nm). However, the present invention is not limited to this. For example, an infrared region oscillated from a DFB semiconductor laser or a fiber laser, Alternatively, a single-wavelength laser beam in the visible region is amplified by, for example, a fiber amplifier doped with erbium (or both erbium and yttrium), and a harmonic converted from a wavelength into ultraviolet light using a nonlinear optical crystal is used as exposure illumination light. The present invention can be suitably applied to the exposure apparatus described above.
【0084】例えば、単一波長レーザの発振波長を1.
51〜1.59μmの範囲内とすると、発生波長が18
9〜199nmの範囲内である8倍高調波、又は発生波
長が151〜159nmの範囲内である10倍高調波が
出力される。特に発振波長を1.544〜1.553μ
mの範囲内とすると、発生波長が193〜194nmの
範囲内の8倍高調波、即ちArFエキシマレーザ光とほ
ぼ同一波長となる紫外光が得られ、発振波長を1.57
〜1.58μmの範囲内とすると、発生波長が157〜
158nmの範囲内の10倍高調波、即ちF2レ−ザ光
とほぼ同一波長となる紫外光が得られる。For example, the oscillation wavelength of a single-wavelength laser is set to 1.
When the wavelength is in the range of 51 to 1.59 μm, the generated wavelength is 18
An eighth harmonic having a wavelength in the range of 9 to 199 nm or a tenth harmonic having a generation wavelength in the range of 151 to 159 nm is output. Especially the oscillation wavelength is 1.544 to 1.553 μm
m, an 8th harmonic having a generation wavelength in the range of 193 to 194 nm, that is, ultraviolet light having substantially the same wavelength as the ArF excimer laser light is obtained, and the oscillation wavelength is set to 1.57.
When it is within the range of 1.58 μm, the generated wavelength is 157 to
The 10th harmonic within the range of 158 nm, that is, ultraviolet light having substantially the same wavelength as the F 2 laser light is obtained.
【0085】また、発振波長を1.03〜1.12μm
の範囲内とすると、発生波長が147〜160nmの範
囲内である7倍高調波が出力され、特に発振波長を1.
099〜1.106μmの範囲内とすると、発生波長が
157〜158μmの範囲内の7倍高調波、即ちF2レ
ーザ光とほぼ同一波長となる紫外光が得られる。この場
合、単一波長発振レーザとしては例えばイットリビウム
・ドープ・ファイバーレーザを用いることができる。The oscillation wavelength is set to 1.03 to 1.12 μm
, A 7th harmonic whose output wavelength is in the range of 147 to 160 nm is output.
When the wavelength is in the range of 099 to 1.106 μm, a 7th harmonic having a generated wavelength in the range of 157 to 158 μm, that is, ultraviolet light having substantially the same wavelength as the F 2 laser light is obtained. In this case, as the single-wavelength oscillation laser, for example, an ytterbium-doped fiber laser can be used.
【0086】なお、上記実施形態では、本発明がステッ
プ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置に適用され
た場合について説明したが、本発明の適用範囲がこれに
限定されることはなく、ステッパ等の静止型露光装置に
おいても好適に適用できるものである。In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a step-and-scan type scanning exposure apparatus has been described. However, the scope of the present invention is not limited to this. The present invention can be suitably applied to a static exposure apparatus such as the one described above.
【0087】なお、上記実施形態の投影露光装置は、複
数のレンズから構成される照明光学系、投影光学系を露
光装置本体に組み込み光学調整するとともに、多数の機
械部品からなるレチクルステージやウエハステージを露
光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、更に総合
調整(電気調整、動作確認等)をすることにより製造す
ることができる。この場合、その露光装置の製造は温度
及びクリーン度が管理されたクリーンルームで行うこと
が望ましい。In the projection exposure apparatus of the above embodiment, the illumination optical system composed of a plurality of lenses and the projection optical system are incorporated in the main body of the exposure apparatus for optical adjustment, and a reticle stage and a wafer stage composed of many mechanical parts are provided. Can be manufactured by attaching wires and pipes to the exposure apparatus main body, and performing overall adjustment (electrical adjustment, operation confirmation, etc.). In this case, it is desirable to manufacture the exposure apparatus in a clean room in which temperature and cleanliness are controlled.
【0088】また、本発明は、半導体製造用の露光装置
に限らず、液晶表示素子などを含むディスプレイの製造
に用いられるデバイスパターンをガラスプレート上に転
写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられるデ
バイスパターンをセラミックウエハ上に転写する露光装
置、及び撮像素子(CCDなど)の製造に用いられる露
光装置などにも適用することができる。また、半導体素
子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、E
UV露光装置、X線露光装置、及び電子線露光装置など
で使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガ
ラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写
する露光装置などにも本発明を適用できる。The present invention is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor, but is also applicable to an exposure apparatus for transferring a device pattern used for manufacturing a display including a liquid crystal display element onto a glass plate and a thin film magnetic head. The present invention can also be applied to an exposure apparatus for transferring a device pattern to be transferred onto a ceramic wafer, an exposure apparatus used for manufacturing an imaging device (such as a CCD), and the like. Also, not only micro devices such as semiconductor elements, but also light exposure devices, E
The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern onto a glass substrate or a silicon wafer for manufacturing a reticle or a mask used in a UV exposure apparatus, an X-ray exposure apparatus, an electron beam exposure apparatus, and the like. .
【0089】《デバイス製造方法》次に上述したリソグ
ラフィシステム(露光装置)及び露光方法をリソグラフ
ィ工程で使用したデバイスの製造方法の実施形態につい
て説明する。<< Device Manufacturing Method >> Next, an embodiment of a device manufacturing method using the above-described lithography system (exposure apparatus) and exposure method in a lithography process will be described.
【0090】図4には、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)の製造例のフローチャートが示されて
いる。図4に示されるように、まず、ステップ401
(設計ステップ)において、デバイスの機能・性能設計
(例えば、半導体デバイスの回路設計等)を行い、その
機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、
ステップ402(マスク製作ステップ)において、設計
した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、
ステップ403(ウエハ製造ステップ)において、シリ
コン等の材料を用いてウエハを製造する。FIG. 4 shows a flow chart of an example of manufacturing devices (semiconductor chips such as ICs and LSIs, liquid crystal panels, CCDs, thin-film magnetic heads, micromachines, etc.). As shown in FIG. 4, first, step 401
In the (design step), a function / performance design of the device (for example, a circuit design of a semiconductor device) is performed, and a pattern design for realizing the function is performed. Continued
In step 402 (mask manufacturing step), a mask on which the designed circuit pattern is formed is manufactured. on the other hand,
In step 403 (wafer manufacturing step), a wafer is manufactured using a material such as silicon.
【0091】次に、ステップ404(ウエハ処理ステッ
プ)において、ステップ401〜ステップ403で用意
したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソ
グラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成
する。次いで、ステップ405(デバイス組立てステッ
プ)において、ステップ404で処理されたウエハを用
いてデバイス組立てを行う。このステップ405には、
ダイシング工程、ボンディング工程、及びパッケージン
グ工程(チップ封入)等の工程が必要に応じて含まれ
る。Next, in step 404 (wafer processing step), using the mask and the wafer prepared in steps 401 to 403, an actual circuit or the like is formed on the wafer by lithography or the like, as described later. . Next, in step 405 (device assembly step), device assembly is performed using the wafer processed in step 404. In this step 405,
Steps such as a dicing step, a bonding step, and a packaging step (chip encapsulation) are included as necessary.
【0092】最後に、ステップ406(検査ステップ)
において、ステップ405で作成されたデバイスの動作
確認テスト、耐久テスト等の検査を行う。こうした工程
を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。Finally, step 406 (inspection step)
In step S405, inspections such as an operation check test and a durability test of the device created in step 405 are performed. After these steps, the device is completed and shipped.
【0093】図5には、半導体デバイスにおける、上記
ステップ404の詳細なフロー例が示されている。図5
において、ステップ411(酸化ステップ)においては
ウエハの表面を酸化させる。ステップ412(CVDス
テップ)においてはウエハ表面に絶縁膜を形成する。ス
テップ413(電極形成ステップ)においてはウエハ上
に電極を蒸着によって形成する。ステップ414(イオ
ン打ち込みステップ)においてはウエハにイオンを打ち
込む。以上のステップ411〜ステップ414それぞれ
は、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、
各段階において必要な処理に応じて選択されて実行され
る。FIG. 5 shows a detailed flow example of step 404 in the semiconductor device. FIG.
In step 411 (oxidation step), the surface of the wafer is oxidized. In step 412 (CVD step), an insulating film is formed on the wafer surface. In step 413 (electrode forming step), electrodes are formed on the wafer by vapor deposition. In step 414 (ion implantation step), ions are implanted into the wafer. Each of the above steps 411 to 414 constitutes a pre-processing step in each stage of wafer processing.
At each stage, it is selected and executed according to necessary processing.
【0094】ウエハプロセスの各段階において、上述の
前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程
が実行される。この後処理工程では、まず、ステップ4
15(レジスト形成ステップ)において、ウエハに感光
剤を塗布する。引き続き、ステップ416(露光ステッ
プ)において、上で説明したリソグラフィシステム(露
光装置)及び露光方法によってマスクの回路パターンを
ウエハに転写する。次に、ステップ418(エッチング
ステップ)において、レジストが残存している部分以外
の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そし
て、ステップ419(レジスト除去ステップ)におい
て、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除
く。In each stage of the wafer process, when the above-mentioned pre-processing step is completed, the post-processing step is executed as follows. In this post-processing step, first, in step 4
In 15 (resist forming step), a photosensitive agent is applied to the wafer. Subsequently, in step 416 (exposure step), the circuit pattern of the mask is transferred onto the wafer by the lithography system (exposure apparatus) and the exposure method described above. Next, in step 418 (etching step), the exposed members other than the portion where the resist remains are removed by etching. Then, in step 419 (resist removing step), unnecessary resist after etching is removed.
【0095】これらの前処理工程と後処理工程とを繰り
返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターン
が形成される。By repeating these pre-processing and post-processing steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.
【0096】以上説明した本実施形態のデバイス製造方
法を用いれば、露光工程(ステップ416)において上
記実施形態の露光装置及びその露光方法が用いられるの
で、ウエハ上の積算露光量を高精度に制御しながら、紫
外域、あるいは真空紫外域の短波長のエネルギビームに
より高い解像力で露光を行うことができる。従って、微
細パターンを有する高集積度のマイクロデバイスの生産
性を向上させることが可能となる。If the device manufacturing method of the present embodiment described above is used, the exposure apparatus and the exposure method of the above embodiment are used in the exposure step (step 416), so that the integrated exposure amount on the wafer can be controlled with high precision. Meanwhile, exposure can be performed with a high resolution by an energy beam having a short wavelength in an ultraviolet region or a vacuum ultraviolet region. Therefore, it is possible to improve the productivity of a highly integrated microdevice having a fine pattern.
【0097】[0097]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1〜3に記
載の各発明によれば、露光光路中の光学系の透過率変化
の影響を実質的に相殺して高精度な露光量制御を実現す
ることができるという優れた効果がある。As described above, according to each of the first to third aspects of the present invention, the effect of the change in the transmittance of the optical system in the exposure light path is substantially canceled to control the exposure amount with high accuracy. There is an excellent effect that can be realized.
【0098】また、請求項4及び5に記載の各発明によ
れば、露光光路中の光学系の透過率変化の影響を実質的
に相殺して高精度な露光量制御を実現することができる
露光方法が提供される。Further, according to each of the fourth and fifth aspects of the present invention, it is possible to realize high-precision exposure control by substantially canceling out the influence of the transmittance change of the optical system in the exposure light path. An exposure method is provided.
【0099】また、請求項6に記載の発明によれば、高
集積度のマイクロデバイスの生産性を向上させることが
できる。According to the invention described in claim 6, the productivity of a highly integrated microdevice can be improved.
【図1】本発明の一実施形態に係る露光装置の構成を概
略的に示す図である。FIG. 1 is a view schematically showing a configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1の光源の内部構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an internal configuration of the light source of FIG.
【図3】図1の露光装置における光センサ間のキャリブ
レーションを説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining calibration between optical sensors in the exposure apparatus of FIG. 1;
【図4】本発明に係るデバイス製造方法を説明するため
のフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart for explaining a device manufacturing method according to the present invention.
【図5】図4のステップ404の詳細な処理の一例を示
すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a detailed process of step 404 in FIG. 4;
10…露光装置、12…照明光学系、27…サブインテ
グレータセンサ(第2の光センサ)、46…インテグレ
ータセンサ(第1の光センサ)、50…主制御装置(露
光量制御装置)、PL…投影光学系、R…レチクル(マ
スク)、W…ウエハ(基板)。10 Exposure device, 12 Illumination optical system, 27 Sub-integrator sensor (second optical sensor), 46 Integrator sensor (first optical sensor), 50 Main control device (exposure amount control device), PL Projection optical system, R: reticle (mask), W: wafer (substrate).
Claims (6)
写する露光装置であって、 エネルギビームにより前記マスクを照明する照明光学系
と;前記マスクから出射される前記エネルギビームを前
記基板に投射する投影光学系と;前記照明光学系内部を
通る前記エネルギビームのエネルギ量を検出する第1の
光センサと;前記投影光学系内の少なくとも一部を通っ
た前記エネルギビームのエネルギ量を検出する第2の光
センサと;前記第1、第2の光センサの検出値に基づい
て、露光中に前記基板に与えられる積算エネルギ量を制
御する露光量制御装置とを備える露光装置。1. An exposure apparatus for transferring a pattern formed on a mask onto a substrate, comprising: an illumination optical system for illuminating the mask with an energy beam; and projecting the energy beam emitted from the mask onto the substrate. A first optical sensor for detecting an energy amount of the energy beam passing through the illumination optical system; a second optical sensor for detecting an energy amount of the energy beam passing at least partially in the projection optical system; An exposure apparatus comprising: a second optical sensor; and an exposure controller that controls an integrated amount of energy applied to the substrate during exposure based on detection values of the first and second optical sensors.
の光センサの検出値に基づいて、前記第1の光センサの
検出値を前記基板上のエネルギ量に換算する換算係数を
補正することを特徴とする請求項1に記載の露光装置。2. The exposure control device according to claim 1, wherein
2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein a conversion coefficient for converting a detection value of the first optical sensor into an amount of energy on the substrate is corrected based on a detection value of the optical sensor.
を構成する光学素子群の内の前記投影光学系の像面に光
学的に最も近い光学素子に照射されるエネルギビームに
対応するエネルギ量を検出することを特徴とする請求項
1又は2に記載の露光装置。3. The second optical sensor corresponds to an energy beam applied to an optical element optically closest to an image plane of the projection optical system in an optical element group forming the projection optical system. The exposure apparatus according to claim 1, wherein an amount of energy is detected.
てパターンが形成されたマスクを照明し、前記パターン
を投影光学系を介して基板に転写する露光方法におい
て、 前記パターンを前記投影光学系を介して前記基板に転写
する際に、前記照明光学系内部を通る前記エネルギビー
ムの第1のエネルギ量と前記投影光学系の少なくとも一
部を通った前記エネルギビームの第2のエネルギ量とを
それぞれモニタしつつ、該モニタ結果に基づいて前記基
板に与えられる積算エネルギ量を制御することを特徴と
する露光方法。4. An exposure method for illuminating a mask on which a pattern is formed with an energy beam via an illumination optical system and transferring the pattern to a substrate via a projection optical system, wherein the pattern is transmitted via the projection optical system. Monitoring the first energy amount of the energy beam passing through the illumination optical system and the second energy amount of the energy beam passing through at least a part of the projection optical system when transferring the image onto the substrate. And controlling the amount of integrated energy applied to the substrate based on the monitoring result.
エネルギビームの第3のエネルギ量の検出を、前記第
1、第2のエネルギ量の検出とほぼ同時に実行し、その
検出結果に基づいて前記第1のエネルギ量の検出結果を
露光中に前記像面上に与えられる前記エネルギ量に換算
する換算係数を較正するキャリブレーションを、所定の
タイミングで繰り返すことを更に行うことを特徴とする
請求項4に記載の露光方法。5. The detection of a third energy amount of the energy beam applied to the image plane of the projection optical system is performed substantially simultaneously with the detection of the first and second energy amounts, and the detection result is obtained. The method further comprises: repeating, at a predetermined timing, calibration for calibrating a conversion coefficient for converting the detection result of the first energy amount to the energy amount given on the image plane during exposure based on the first energy amount. The exposure method according to claim 4, wherein
法であって、 前記リソグラフィ工程において、請求項4又は5に記載
の露光方法を用いてデバイスパターンを基板上に転写す
ることを特徴とするデバイス製造方法。6. A device manufacturing method including a lithography step, wherein in the lithography step, a device pattern is transferred onto a substrate by using the exposure method according to claim 4 or 5. .
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
JP28167199A JP2001102293A (en) | 1999-10-01 | 1999-10-01 | Aligner and method of exposure, and manufacturing method of device |
US10/435,031 US6850313B2 (en) | 1999-10-01 | 2003-05-12 | Exposure method, exposure apparatus and its making method, device manufacturing method, and device |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28167199A JP2001102293A (en) | 1999-10-01 | 1999-10-01 | Aligner and method of exposure, and manufacturing method of device |
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- 1999-10-01 JP JP28167199A patent/JP2001102293A/en active Pending
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