JP2001203141A - Aligner and light source device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aligner which detects illumination light from a light source device, while energy loss is reduced, dispenses with the calibration of a detection result by using an outer monitor and improves exposure efficiency and to provide the light source device. SOLUTION: A laser light source 20 emitting a prescribed laser beam LB, an illumination optical system 12 working the laser beam LB into illumination light IL having a uniform illuminance distribution and a projection optical system projecting the image of a pattern formed on a reticle on a wafer by the irradiation of illumination light IL are installed. An aperture 51, shaping the outer shape of the laser beam LB by making the beam pass through a prescribed opening 51a, is installed in the laser light source 20. Plural monitors 56 detecting the laser beam LB are arranged, so that the opening 51a of the aperture 51 is surrounded.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体素
子、液晶表示素子、撮像素子（ＣＣＤ等）または薄膜磁
気ヘッド等のマイクロデバイス、レチクルまたはフォト
マスク等のマスクを製造するためのフォトリソグラフィ
工程で使用される露光装置に関するものである。また、
この種の露光装置において、マスクを露光するために用
いられるレーザ光を出射する光源装置に関するものであ
る。The present invention relates to a photolithography process for manufacturing a micro device such as a semiconductor device, a liquid crystal display device, an imaging device (CCD or the like) or a thin film magnetic head, a reticle or a mask such as a photo mask. The present invention relates to an exposure apparatus to be used. Also,
In this type of exposure apparatus, the present invention relates to a light source device that emits a laser beam used for exposing a mask.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来のこの種の露光装置における光源装
置としては、例えば図７に示すような構成のものが知ら
れている。すなわち、この従来構成においては、光源装
置を構成するレーザ光源６１から出射されたレーザ光Ｌ
Ｂが、ビーム整形光学系６２及びフライアイレンズ６３
を含む照明光学系を介して、所定の断面形状に整形され
るとともに、均一な照度分布を有するように加工され
る。そして、このように成形加工された照明光ＩＬが、
ビームスプリッタ６４等を介して、図示しないレチクル
に照射されるようになっている。2. Description of the Related Art As a light source device in a conventional exposure apparatus of this type, for example, a light source device having a configuration as shown in FIG. 7 is known. That is, in this conventional configuration, the laser light L emitted from the laser light source 61 constituting the light source device is used.
B is a beam shaping optical system 62 and a fly-eye lens 63
Is processed into a predetermined cross-sectional shape and to have a uniform illuminance distribution via an illumination optical system including. And the illumination light IL thus formed is
The reticle (not shown) is irradiated via a beam splitter 64 and the like.

【０００３】前記レーザ光源６１の内部には、混合ガス
を封入するとともに一対の電極６５ａを対向配置してな
る放電チャンバ６５、共振のためのフロントミラー６６
とリアミラー６７、及び波長狭帯域化のためのエタロン
等よりなる分光素子６８が設けられている。放電チャン
バ６５の両側には、矩形状の開口部６９ａを有する一対
のアパーチャ６９が配設されている。そして、放電チャ
ンバ６５の電極６５ａ間で発振されたレーザ光ＬＢが、
このアパーチャ６９の開口部６９ａを繰り返し通過する
ことにより所定の外形形状に整形されて、レーザ光源６
１から出射されるようになっている。[0003] Inside the laser light source 61, a discharge chamber 65 in which a mixed gas is sealed and a pair of electrodes 65a are arranged facing each other, a front mirror 66 for resonance.
, A rear mirror 67, and a spectral element 68 made of an etalon or the like for narrowing the wavelength band. On both sides of the discharge chamber 65, a pair of apertures 69 having a rectangular opening 69a are provided. Then, the laser beam LB oscillated between the electrodes 65a of the discharge chamber 65 is
The laser light source 6 is shaped into a predetermined outer shape by repeatedly passing through the opening 69a of the aperture 69.
1 is emitted.

【０００４】前記レーザ光源６１内においてフロントミ
ラー６６の外側には、ハーフミラー７０及びシャッタ７
１が配設され、レチクルに対する照明光ＩＬの照射及び
停止時に、シャッタ７１が開閉されるようになってい
る。そして、ハーフミラー７０に狭帯域化及び整形後の
レーザ光ＬＢが入射されると、その大部分は透過されて
シャッタ７１を介してレーザ光源６１外に出射され、そ
の一部分が反射されてモニタ７２に導かれるようになっ
ている。A half mirror 70 and a shutter 7 are provided outside the front mirror 66 in the laser light source 61.
The shutter 71 is opened and closed when the reticle is irradiated with the illumination light IL and stopped. When the narrowed and shaped laser light LB is incident on the half mirror 70, most of the laser light LB is transmitted and emitted to the outside of the laser light source 61 through the shutter 71, and a part thereof is reflected to the monitor 72. Is to be led to.

【０００５】前記モニタ７２は、受光するレーザ光ＬＢ
をモニタして、そのレーザ光ＬＢのエネルギー量、中心
波長及びスペクトル幅に関する各パルス毎の検出信号Ｒ
Ｓをコントローラ７３に出力する。コントローラ７３
は、レチクルにレーザ光ＬＢを照射する通常の照射状態
になる直前に、放電チャンバ６５から出射されるレーザ
光ＬＢのエネルギー量、中心波長及びスペクトル幅が、
主制御系７４より供給される制御情報ＣＳ中の１パルス
当たりのエネルギー量等の目標値に対応した値となるよ
うに制御する。The monitor 72 receives a laser beam LB
Is monitored, and a detection signal R for each pulse regarding the energy amount, center wavelength, and spectrum width of the laser beam LB is obtained.
S is output to the controller 73. Controller 73
Immediately before the reticle is irradiated with the laser beam LB in a normal irradiation state, the energy amount, center wavelength, and spectrum width of the laser beam LB emitted from the discharge chamber 65 are:
The control is performed such that the control information CS supplied from the main control system 74 has a value corresponding to a target value such as an energy amount per pulse or the like.

【０００６】すなわち、コントローラ７３は、高圧電源
７５から放電チャンバ６５に供給される印加電圧を設定
変更して、放電チャンバ６５から出射されるレーザ光Ｌ
Ｂのエネルギー量を前記検出信号ＲＳによりモニタす
る。また、コントローラ７３は、前記制御情報ＣＳに基
づいて放電チャンバ６５における発振周波数を変更す
る。さらに、コントローラ７３は、モータ等の駆動部７
６を介して分光素子６８の傾斜を変更して、レーザ光Ｌ
Ｂの中心波長及びスペクトル幅を調整する。そして、そ
れらの値を、モニタ７２を介して前記検出信号ＲＳによ
りモニタするようになっている。That is, the controller 73 changes the setting of the applied voltage supplied from the high-voltage power supply 75 to the discharge chamber 65, and changes the laser light L emitted from the discharge chamber 65.
The energy amount of B is monitored by the detection signal RS. Further, the controller 73 changes the oscillation frequency in the discharge chamber 65 based on the control information CS. Further, the controller 73 includes a driving unit 7 such as a motor.
6, the inclination of the spectroscopic element 68 is changed, and the laser light L
Adjust the center wavelength and spectrum width of B. These values are monitored by the detection signal RS via the monitor 72.

【０００７】また、前記シャッタ７１が開かれて、レチ
クルにレーザ光ＬＢを照射する照射状態に移行すると、
ビームスプリッタ６４で反射されたレーザ光ＬＢの一部
がインテグレータセンサ７７で受光される。この照射状
態においては、コントローラ７３は、インテグレータセ
ンサ７７から主制御系７４を介して入力されるパルス発
振毎の照射エネルギーに関する照射エネルギー信号ＥＳ
に基づいて、高圧電源７５から放電チャンバ６５に供給
される印加電圧をパルス発振毎に制御する。なお、その
照射状態では、レーザ光源６１内のモニタ７２は、ハー
フミラー７０を介してレーザ光ＬＢの一部を検出して、
放電チャンバ６５自体の性能変動を監視するようになっ
ている。Further, when the shutter 71 is opened to shift to an irradiation state in which the reticle is irradiated with the laser beam LB,
A part of the laser beam LB reflected by the beam splitter 64 is received by the integrator sensor 77. In this irradiation state, the controller 73 controls the irradiation energy signal ES regarding the irradiation energy for each pulse oscillation input from the integrator sensor 77 via the main control system 74.
, The applied voltage supplied from the high-voltage power supply 75 to the discharge chamber 65 is controlled for each pulse oscillation. In the irradiation state, the monitor 72 in the laser light source 61 detects a part of the laser light LB via the half mirror 70, and
The performance fluctuation of the discharge chamber 65 itself is monitored.

【０００８】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来構
成では、レーザ光源６１内において、放電チャンバ６５
から出射されるレーザ光ＬＢの一部をハーフミラー７０
で分岐してモニタ７２に導いて、レーザ光ＬＢのエネル
ギー量、中心波長及びスペクトル幅をモニタするように
なっている。このため、放電チャンバ６５から出射され
るレーザ光ＬＢ中で、ハーフミラー７０を介してモニタ
に供される分だけエネルギー損失が生じるという問題が
あった。However, in the above-described conventional configuration, the discharge chamber 65 is provided in the laser light source 61.
A part of the laser beam LB emitted from the half mirror 70
The laser beam LB is guided to the monitor 72 to monitor the energy amount, the center wavelength, and the spectrum width of the laser beam LB. For this reason, there is a problem that in the laser beam LB emitted from the discharge chamber 65, energy is lost by an amount provided to the monitor via the half mirror 70.

【０００９】また、ハーフミラー７０に曇り等が生じて
反射率が変動した場合には、モニタしているエネルギー
量等が変動することになり、そのフィードバック制御の
結果として、実際のパルス毎のエネルギー量等がシフト
していくことになる。よって、従来構成では、レーザ光
源６１の外側の光路内に適宜外部モニタを挿入して、レ
ーザ光ＬＢのエネルギー量等を検出し、その検出結果に
基づいて、内部モニタ７２の検出結果の較正を行うよう
にしていた。従って、この較正に必要な時間を、露光装
置のメンテナンス時間として確保する必要があって、露
光装置の露光効率の低下を招くという問題があった。When the reflectivity fluctuates due to fogging or the like in the half mirror 70, the monitored energy amount fluctuates, and as a result of the feedback control, the actual energy per pulse is changed. The amount etc. will shift. Therefore, in the conventional configuration, an external monitor is appropriately inserted into the optical path outside the laser light source 61 to detect the energy amount and the like of the laser beam LB, and based on the detection result, calibrate the detection result of the internal monitor 72. Had to do it. Therefore, it is necessary to secure the time required for the calibration as the maintenance time of the exposure apparatus, which causes a problem that the exposure efficiency of the exposure apparatus is reduced.

【００１０】本発明は、このような従来の技術に存在す
る問題点に着目してなされたものである。その目的とし
ては、光源装置から出射される照明光を、エネルギー損
失が生じることなく検出することができるとともに、外
部モニタを用いたその検出結果の較正を省略して、露光
効率を向上させることができる露光装置を提供すること
にある。The present invention has been made by paying attention to such problems existing in the prior art. Its purpose is to be able to detect the illumination light emitted from the light source device without causing energy loss and to omit the calibration of the detection result using an external monitor to improve the exposure efficiency. It is an object of the present invention to provide an exposure apparatus capable of performing the above-described steps.

【００１１】本発明のその他の目的としては、前記のよ
うな露光装置のための光源装置を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a light source device for the above exposure apparatus.

【００１２】[0012]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、所定の照明光を出射する
光源装置と、その照明光を均一な照度分布を有するよう
に加工してマスク上に照射する照明光学系と、その照明
光の照射により前記マスク上に形成された所定のパター
ンの像を基板上に投影する投影光学系とを備えた露光装
置において、前記光源装置から出射される照明光の外形
形状を、所定の開口部を通過させることにより整形する
整形手段を備え、その開口部の周辺に前記照明光を検出
する検出手段を配置したことを特徴とするものである。In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a light source device for emitting predetermined illumination light, and the illumination light is processed so as to have a uniform illuminance distribution. An exposure optical system comprising: an illumination optical system configured to irradiate the mask onto the substrate; and a projection optical system configured to project an image of a predetermined pattern formed on the mask onto the substrate by irradiating the illumination light. A shaping means for shaping the outer shape of the illumination light emitted from the lens by passing through a predetermined opening, and a detecting means for detecting the illumination light arranged around the opening. It is.

【００１３】この請求項１に記載の発明では、整形手段
の開口部の周辺にてカットされる照明光を利用して、そ
の開口部の周辺に配置された検出手段により照明光の検
出が行われる。よって、照明光の検出をエネルギー損失
が生じることなく行うことができる。また、検出用の照
明光を内部モニタに誘導するためのハーフミラーを省略
できて、照明光の検出結果にハーフミラーの反射率変動
の影響が及ぶことがない。従って、外部モニタを用いた
検出結果の較正を行う必要がなくて、露光効率を向上さ
せることができる。According to the first aspect of the present invention, the illumination light is cut around the opening of the shaping means, and the detection of the illumination light is performed by the detection means arranged around the opening. Will be Therefore, it is possible to detect the illumination light without causing energy loss. Further, a half mirror for guiding the illumination light for detection to the internal monitor can be omitted, and the detection result of the illumination light is not affected by the change in the reflectance of the half mirror. Therefore, it is not necessary to calibrate the detection result using the external monitor, and the exposure efficiency can be improved.

【００１４】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記検出手段を、前記開口部を取り囲
むように複数配置したことを特徴とするものである。こ
の請求項２に記載の発明では、照明光に揺らぎが生じて
いる場合でも、その揺らぎの状態を加味して、開口部の
周辺の複数箇所で照明光の検出を正確に行うことができ
る。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a plurality of the detecting means are arranged so as to surround the opening. According to the second aspect of the present invention, even when the illumination light fluctuates, it is possible to accurately detect the illumination light at a plurality of locations around the opening, taking into account the state of the fluctuation.

【００１５】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の発明において、前記光源装置が、所定
のレーザ光をパルス発光するものであることを特徴とす
るものである。According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the light source device emits a predetermined laser beam in pulses.

【００１６】この請求項３に記載の発明では、例えば極
めて微細な半導体素子を製造する際の照明光として、パ
ルス発光する例えばＫｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキ
シマレーザ、Ｆ２レーザ等を使用する場合に、その照明
光の検出構成として最適である。According to the third aspect of the present invention, for example, when a KrF excimer laser, an ArF excimer laser, an F2 laser, or the like, which emits pulses, is used as illumination light for manufacturing an extremely fine semiconductor element, It is optimal as a configuration for detecting illumination light.

【００１７】請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求
項３のうちいずれか一項に記載の発明において、前記整
形手段は前記光源装置内に配置された一次整形手段を含
み、前記検出手段をその一次整形手段上に配置したこと
を特徴とするものである。According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the shaping means includes a primary shaping means disposed in the light source device. The detection means is arranged on the primary shaping means.

【００１８】この請求項４に記載の発明では、非露光時
にシャッタの閉鎖等によって、光源装置からのレーザ光
の出射を停止するようにした露光装置において、実露光
に先立って光源装置内で照明光を検出して、所定の発光
状態に容易に調整することができる。According to the fourth aspect of the present invention, in an exposure apparatus in which laser light emission from a light source device is stopped by closing a shutter or the like during non-exposure, illumination in the light source device prior to actual exposure is performed. Light can be detected and easily adjusted to a predetermined light emitting state.

【００１９】請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求
項３のうちいずれか一項に記載の発明において、前記整
形手段は前記照明光学系内に配置された二次整形手段を
含み、前記検出手段をその二次整形手段上に配置したこ
とを特徴とするものである。According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the shaping means includes a secondary shaping means disposed in the illumination optical system. , Wherein the detecting means is arranged on the secondary shaping means.

【００２０】この請求項５に記載の発明では、照明光を
マスクに近い位置で、実際の露光により近い状態にてよ
り正確に検出することができる。請求項６に記載の発明
は、請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載の発
明において、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記
光源装置における発光状態を調整する調整手段を備えた
ことを特徴とするものである。According to the fifth aspect of the present invention, the illumination light can be more accurately detected at a position close to the mask in a state closer to the actual exposure. According to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fifth aspects, an adjusting means for adjusting a light emitting state in the light source device based on a detection result of the detecting means. It is characterized by having.

【００２１】この請求項６に記載の発明では、検出手段
による照明光の検出結果に基づいて、調整手段により光
源装置の発光状態を容易に調整することができる。請求
項７に記載の発明は、請求項４〜請求項６のうちいずれ
か一項に記載の発明において、前記検出手段は、前記照
明光における中心波長及びスペクトル幅の少なくとも一
方を検出するための第１検出手段と、前記照明光におけ
るエネルギー量を検出するための第２検出手段とを含
み、前記第１検出手段を前記光源装置内に配置された一
次整形手段上に配置したことを特徴とするものである。According to the sixth aspect of the present invention, the light emission state of the light source device can be easily adjusted by the adjusting means based on the detection result of the illumination light by the detecting means. According to a seventh aspect of the present invention, in the invention according to any one of the fourth to sixth aspects, the detecting means is configured to detect at least one of a center wavelength and a spectral width of the illumination light. A first detection unit; and a second detection unit for detecting an energy amount of the illumination light, wherein the first detection unit is disposed on a primary shaping unit disposed in the light source device. Is what you do.

【００２２】この請求項７に記載の発明では、照明光の
中心波長、スペクトル幅及びエネルギー量の各情報を容
易かつより正確に検出することができる。請求項８に記
載の発明は、基板を露光するために用いられるレーザ光
を出射する光源装置において、前記基板に照射されるレ
ーザ光の外形形状を規定するための開口部を有する整形
手段と、その開口部の周辺に配置され、前記レーザ光を
検出する検出手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。According to the seventh aspect of the invention, it is possible to easily and more accurately detect information on the center wavelength, the spectral width, and the energy amount of the illumination light. The invention according to claim 8 is a light source device that emits a laser beam used for exposing a substrate, a shaping unit having an opening for defining an outer shape of the laser beam applied to the substrate, Detecting means for detecting the laser light, which is arranged around the opening.

【００２３】この請求項８に記載の発明では、請求項１
と同様に作用するものである。請求項９に記載の発明
は、請求項８に記載の発明において、前記検出手段の検
出結果に基づいて、レーザ光の中心波長、スペクトル
幅、エネルギー量の少なくとも一つを調整する調整手段
を備えたことを特徴とするものである。According to the eighth aspect of the present invention, there is provided the first aspect.
Works in the same way as. According to a ninth aspect of the present invention, in the invention of the eighth aspect, there is provided an adjusting means for adjusting at least one of a center wavelength, a spectral width, and an energy amount of the laser beam based on a detection result of the detecting means. It is characterized by having.

【００２４】この請求項９に記載の発明では、請求項６
と同様に作用するものである。According to the ninth aspect, in the sixth aspect,
Works in the same way as.

【００２５】[0025]

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下に、本発明
を半導体素子製造用の露光装置に具体化した第１実施形
態について図１〜図５に基づいて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) A first embodiment in which the present invention is embodied in an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device will be described below with reference to FIGS.

【００２６】図１には、第１実施形態の露光装置１１の
概略構成が示されている。この露光装置１１は、照明光
のもととなるパルス状のレーザ光を出射するレーザ装置
を用いたステップ・アンド・スキャン方式の走査露光型
の露光装置である。この露光装置１１は、照明光学系１
２、レチクルステージ１３、投影光学系１４、ウエハス
テージ１５及び主制御系１６を備えている。FIG. 1 shows a schematic configuration of an exposure apparatus 11 of the first embodiment. The exposure apparatus 11 is a step-and-scan type scanning exposure type exposure apparatus using a laser device that emits a pulsed laser beam as a source of illumination light. The exposure apparatus 11 includes an illumination optical system 1
2, a reticle stage 13, a projection optical system 14, a wafer stage 15, and a main control system 16.

【００２７】前記照明光学系１２は、光源装置を構成す
るレーザ光源２０、ビーム整形光学系２１、フライアイ
レンズ２２、開口絞り板２３、ビームスプリッタ２４、
第１リレーレンズ２５Ａ、第２リレーレンズ２５Ｂ、固
定レチクルブラインド２６Ａ、可動レチクルブラインド
２６Ｂ、ミラー２７及びコンデンサレンズ２８等を備え
ている。The illumination optical system 12 includes a laser light source 20, a beam shaping optical system 21, a fly-eye lens 22, an aperture stop plate 23, a beam splitter 24,
It includes a first relay lens 25A, a second relay lens 25B, a fixed reticle blind 26A, a movable reticle blind 26B, a mirror 27, a condenser lens 28, and the like.

【００２８】前記レーザ光源２０としては、ＸｅＣｌエ
キシマレーザ光源（発振波長３０８ｎｍ）、ＫｒＦエキ
シマレーザ光源（発振波長２４８ｎｍ）、またはＡｒＦ
エキシマレーザ光源（発振波長１９３ｎｍ）、Ｆ₂レー
ザ光源（発振波長１５７ｎｍ）等が使用される。As the laser light source 20, a XeCl excimer laser light source (oscillation wavelength 308 nm), a KrF excimer laser light source (oscillation wavelength 248 nm), or an ArF
An excimer laser light source (oscillation wavelength 193 nm), an F ₂ laser light source (oscillation wavelength 157 nm), and the like are used.

【００２９】前記ビーム整形光学系２１は、例えばシリ
ンダレンズやビームエキスパンダ等で構成され、レーザ
光源２０から発射され照明光ＩＬのもとをなすレーザ光
ＬＢの断面形状を、フライアイレンズ２２に効率よく入
射するように整形する。フライアイレンズ２２は、レー
ザ光ＬＢの照射により多数の二次光源を形成する複数の
レンズエレメントを有している。そして、このフライア
イレンズ２２は、その二次光源像をマスクとしてのレチ
クルＲ上で重畳させて照明光ＩＬの強度分布を均一化す
るためのオプチカルインテグレータとして機能する。The beam shaping optical system 21 is composed of, for example, a cylinder lens or a beam expander. The beam shaping optical system 21 applies the cross-sectional shape of the laser beam LB emitted from the laser light source 20 and forming the illumination light IL to the fly-eye lens 22. It is shaped so that it enters efficiently. The fly-eye lens 22 has a plurality of lens elements that form a number of secondary light sources by irradiating the laser beam LB. The fly-eye lens 22 functions as an optical integrator for superimposing the secondary light source image on the reticle R as a mask to make the intensity distribution of the illumination light IL uniform.

【００３０】前記開口絞り板２３は、円板状部材からな
り、前記フライアイレンズ２２の出射面の近傍に配置さ
れている。この開口絞り板２３には、例えば通常の円形
開口の他、小さな円形開口からなる小σ用開口、輪帯照
明用開口、前記照明光ＩＬの光軸から偏倚した位置に開
口された斜入射照明用開口等が形成されている。そし
て、この開口絞り板２３は、前記主制御系１６にて制御
されるモータ等の駆動装置３２により回転され、レチク
ルＲに対する照明条件を変更する役割を有している。The aperture stop plate 23 is formed of a disk-shaped member and is arranged near the exit surface of the fly-eye lens 22. In the aperture stop plate 23, for example, in addition to a normal circular aperture, an aperture for small σ composed of a small circular aperture, an aperture for annular illumination, and oblique incidence illumination opened at a position deviated from the optical axis of the illumination light IL. Openings and the like are formed. The aperture stop plate 23 is rotated by a driving device 32 such as a motor controlled by the main control system 16 and has a role of changing illumination conditions for the reticle R.

【００３１】前記ビームスプリッタ２４は、前記フライ
アイレンズ２２から出射された照明光ＩＬの大部分を透
過させるとともに、その照明光ＩＬの一部を反射させる
ようになっている。このビームスプリッタ２４で反射さ
れた照明光ＩＬは、集光レンズ３３を介して光電変換素
子よりなるインテグレータセンサ３４で受光される。そ
して、インテグレータセンサ３４から出力された光電変
換信号が、パルス毎の照射エネルギー信号ＥＳとして前
記主制御系１６に供給される。The beam splitter 24 transmits most of the illumination light IL emitted from the fly-eye lens 22 and reflects a part of the illumination light IL. The illumination light IL reflected by the beam splitter 24 is received by an integrator sensor 34 composed of a photoelectric conversion element via a condenser lens 33. Then, the photoelectric conversion signal output from the integrator sensor 34 is supplied to the main control system 16 as an irradiation energy signal ES for each pulse.

【００３２】このインテグレータセンサ３４としては、
例えば遠紫外域で感度があり、かつレーザ光源２０のパ
ルス発光を検出するために高い応答周波数を有するＰＩ
Ｎ型のフォトダイオード等が使用できる。このインテグ
レータセンサ３４からの照射エネルギー信号ＥＳと、後
述するウエハＷの表面上でのパルス照明光ＩＬのエネル
ギー量（露光量）との相関係数は予め求められて、前記
主制御系１６に併設されたメモリ３５内に記憶されてい
る。As the integrator sensor 34,
For example, PI having sensitivity in the deep ultraviolet region and having a high response frequency for detecting pulsed emission of the laser light source 20
An N-type photodiode or the like can be used. The correlation coefficient between the irradiation energy signal ES from the integrator sensor 34 and the energy amount (exposure amount) of the pulse illumination light IL on the surface of the wafer W, which will be described later, is obtained in advance and is provided in the main control system 16. Stored in the memory 35.

【００３３】前記第１リレーレンズ２５Ａと第２リレー
レンズ２５Ｂとの間に、固定レチクルブラインド２６Ａ
及び可動レチクルブラインド２６Ｂが介在されている。
この固定レチクルブラインド２６Ａは、レチクルＲ上に
おける照明領域を規定するための矩形開口を有してい
る。可動レチクルブラインド２６Ｂは、固定レチクルブ
ラインド２６Ａの近傍に配置され、走査方向の位置及び
幅が可変の開口部を有している。A fixed reticle blind 26A is provided between the first relay lens 25A and the second relay lens 25B.
And a movable reticle blind 26B.
The fixed reticle blind 26A has a rectangular opening for defining an illumination area on the reticle R. The movable reticle blind 26B is arranged near the fixed reticle blind 26A, and has an opening whose position and width in the scanning direction are variable.

【００３４】前記ミラー２７は、前記第２リレーレンズ
２５Ｂを通過したパルス照明光ＩＬの光路を折り曲げ
て、そのパルス照明光ＩＬをコンデンサレンズ２８を介
して、レチクルＲ上のパターン領域Ｒａに照射する。The mirror 27 bends the optical path of the pulse illumination light IL that has passed through the second relay lens 25B, and irradiates the pulse illumination light IL to the pattern area Ra on the reticle R via the condenser lens 28. .

【００３５】前記レチクルステージ１３は、前記照明光
学系１２により照明されるレチクルＲを、図示しないバ
キュームチャック等により吸着保持して所定の走査方向
に移動する役割を担っている。このレチクルステージ１
３は、水平面（ＸＹ平面）内で、レチクルステージ駆動
部３６により走査方向（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
１３の位置は、レチクルステージ１３上に固定された移
動鏡３７を介して外部のレーザ干渉計３８によって計測
され、このレーザ干渉計３８の計測値が前記主制御系１
６に供給されるようになっている。The reticle stage 13 plays a role of moving the reticle R illuminated by the illumination optical system 12 in a predetermined scanning direction by suction and holding the reticle R by a vacuum chuck or the like (not shown). This reticle stage 1
Reference numeral 3 indicates that the reticle stage driving unit 36 scans a horizontal plane (XY plane) within a predetermined stroke range in a scanning direction (here, ± Y direction, which is the horizontal direction in FIG. 1). . The position of the reticle stage 13 during the scanning is measured by an external laser interferometer 38 via a movable mirror 37 fixed on the reticle stage 13, and the measured value of the laser interferometer 38 is used as the main control system 1.
6 is supplied.

【００３６】前記投影光学系１４は、レチクルＲに形成
されたパターンの像を、表面にフォトレジスト（感光材
料）が塗布された基板としてのウエハＷ上に投影する役
割を担っている。この投影光学系１４は、両側テレセン
トリックな光学配置になるように配置され、Ｚ軸方向に
共通の光軸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１４としては、
投影倍率α（αは例えば１／４または１／５）のものが
使用されている。このため、照明光ＩＬによりレチクル
Ｒ上のパターン領域Ｒａが照明されると、そのパターン
領域Ｒａに形成されたパターンが投影光学系１４により
投影倍率αで縮小された像として、ウエハＷ上の露光領
域Ｗａに投影露光される。The projection optical system 14 has a role of projecting an image of the pattern formed on the reticle R onto a wafer W as a substrate having a surface coated with a photoresist (photosensitive material). The projection optical system 14 is arranged so as to have a telecentric optical arrangement on both sides, and includes a plurality of lens elements having a common optical axis AX in the Z-axis direction. Further, as the projection optical system 14,
A projection magnification α (α is, for example, １ ／ or ５) is used. For this reason, when the pattern area Ra on the reticle R is illuminated by the illumination light IL, the pattern formed on the pattern area Ra is exposed on the wafer W as an image reduced by the projection optical system 14 at the projection magnification α. The area Wa is projected and exposed.

【００３７】前記ウエハステージ１５は、ウエハＷを保
持して前記投影光学系１４との相対位置を変更するもの
である。このウエハステージ１５は、ウエハステージ駆
動部３９によって駆動されるＸＹステージ４０及びＺチ
ルトステージ４１とからなっている。ＸＹステージ４０
は、走査方向であるＹ方向（図１における水平方向）及
びこれに直交するＸ方向（図１における紙面直交方向）
に２次元移動可能となっている。The wafer stage 15 holds the wafer W and changes the position relative to the projection optical system 14. The wafer stage 15 includes an XY stage 40 and a Z tilt stage 41 driven by a wafer stage driving unit 39. XY stage 40
Is the Y direction (horizontal direction in FIG. 1), which is the scanning direction, and the X direction orthogonal thereto (the direction perpendicular to the plane of FIG. 1)
Can be moved two-dimensionally.

【００３８】Ｚチルトステージ４１は、前記ＸＹステー
ジ４０上に搭載され、Ｚ方向（図１における上下方向）
に移動可能かつ投影光学系１４の光軸ＡＸに対して傾斜
可能となっている。このＺチルトステージ４１上に、図
示しない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。そして、Ｚチルトステージ４１
は、ウエハＷのＺ方向の位置（フォーカス位置）を調整
するとともに、前記投影光学系１４の光軸ＡＸ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１５の位置は、Ｚチルトステージ４１上に固
定された移動鏡４２を介して外部のレーザ干渉計４３に
より計測され、このレーザ干渉計４３の計測値が前記主
制御系１６に供給される。The Z tilt stage 41 is mounted on the XY stage 40 and moves in the Z direction (vertical direction in FIG. 1).
And can be tilted with respect to the optical axis AX of the projection optical system 14. A wafer W is held on the Z-tilt stage 41 via a wafer holder (not shown) by vacuum suction or the like. And the Z tilt stage 41
Has a function of adjusting the position (focus position) of the wafer W in the Z direction and adjusting the inclination angle of the wafer W with respect to the optical axis AX of the projection optical system 14. The position of the wafer stage 15 is measured by an external laser interferometer 43 via a movable mirror 42 fixed on a Z tilt stage 41, and the measured value of the laser interferometer 43 is supplied to the main control system 16. Is done.

【００３９】前記主制御系１６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（またはミニコンピュータ）を含
んで構成されている。この主制御系１６は、露光動作が
的確に行われるように、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、
さらには走査露光時におけるレーザ光源２０の発振条件
等を統括して制御する。The main control system 16 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM
(Random access memory) and the like, so-called microcomputer (or minicomputer). The main control system 16 performs, for example, synchronous scanning of the reticle R and the wafer W, stepping of the wafer W, exposure timing,
Further, it controls the oscillation conditions of the laser light source 20 at the time of scanning exposure.

【００４０】具体的には、主制御系１６は、例えば走査
露光時において、レーザ干渉計３８，４３の計測値に基
づいて、レチクルステージ駆動部３６、ウエハステージ
駆動部３９をそれぞれ介して、レチクルステージ１３、
ＸＹステージ４０の位置及び移動速度をそれぞれ制御す
る。また、主制御系１６は、制御情報ＣＳをレーザ光源
２０に供給することによって、レーザ光源２０の発光タ
イミング、及び発光パワー（発光されるレーザ光ＬＢの
エネルギー）等を設定する。さらに、主制御系１６は、
駆動装置３２を介して照明光学系１２の開口絞り板２３
を回転制御するとともに、レチクルステージ１３及びウ
エハステージ１５の動作情報に同期して可動レチクルブ
ラインド２６Ｂの開閉動作を制御する。More specifically, the main control system 16 controls the reticle via the reticle stage driving unit 36 and the wafer stage driving unit 39 based on the measurement values of the laser interferometers 38 and 43, for example, during scanning exposure. Stage 13,
The position and the moving speed of the XY stage 40 are respectively controlled. Further, the main control system 16 supplies the control information CS to the laser light source 20, thereby setting the light emission timing of the laser light source 20, the light emission power (the energy of the emitted laser light LB), and the like. Further, the main control system 16
The aperture stop plate 23 of the illumination optical system 12 via the driving device 32
And the opening and closing operation of the movable reticle blind 26B in synchronization with the operation information of the reticle stage 13 and the wafer stage 15.

【００４１】次に、本実施形態の露光装置１１のレーザ
光源２０の内部構成及びその作用について説明する。図
２に示すように、前記レーザ光源２０の内部には、放電
チャンバ４７、フロントミラー４８、リアミラー４９、
エタロン５０、一次整形手段を構成する一対のアパーチ
ャ５１、シャッタ５２、コントローラ５３、高圧電源５
４及びモータ等よりなるエタロン駆動部５５が設けられ
ている。Next, the internal structure and operation of the laser light source 20 of the exposure apparatus 11 of the present embodiment will be described. As shown in FIG. 2, inside the laser light source 20, a discharge chamber 47, a front mirror 48, a rear mirror 49,
An etalon 50, a pair of apertures 51 constituting a primary shaping means, a shutter 52, a controller 53, a high voltage power supply 5
An etalon drive unit 55 including a motor 4 and a motor is provided.

【００４２】前記放電チャンバ４７には、複数のガス
（例えばＫｒＦエキシマレーザ光源の場合にはＫｒ、Ｆ
２ 等）が封入されている。また、放電チャンバ４７の
内部には、レーザ光ＬＢを発振させるための一対の電極
４７ａが設けられている。前記高圧電源５４は、コント
ローラ５３の制御の下で、放電チャンバ４７内の一対の
電極４７ａに所定の電圧を印加する。これにより、一対
の電極４７ａ間で放電が生じて、レーザ光ＬＢが発振さ
れるようになっている。The discharge chamber 47 contains a plurality of gases (for example, Kr, F in the case of a KrF excimer laser light source).
2 etc.) are enclosed. Further, inside the discharge chamber 47, a pair of electrodes 47a for oscillating the laser beam LB is provided. The high-voltage power supply 54 applies a predetermined voltage to a pair of electrodes 47a in the discharge chamber 47 under the control of the controller 53. As a result, a discharge is generated between the pair of electrodes 47a, and the laser beam LB is oscillated.

【００４３】前記フロントミラー４８及びリアミラー４
９は、放電チャンバ４７を挟んで配置され、放電チャン
バ４７内の電極４７ａ間で発振されたレーザ光ＬＢを共
振させるようになっている。エタロン５０は、リアミラ
ー４９と後方のアパーチャ５１との間に傾斜可能に配置
され、レーザ光ＬＢのスペクトル幅を所定値まで狭帯域
化する役割を担っている。The front mirror 48 and the rear mirror 4
Numeral 9 is arranged so as to sandwich the discharge chamber 47, and resonates the laser light LB oscillated between the electrodes 47a in the discharge chamber 47. The etalon 50 is disposed between the rear mirror 49 and the rear aperture 51 so as to be tiltable, and plays a role of narrowing the spectral width of the laser beam LB to a predetermined value.

【００４４】前記一対のアパーチャ５１は、放電チャン
バ４７の前面とフロントミラー４８との間、及び放電チ
ャンバ４７の後面とエタロン５０との間に配置され、そ
の中央には矩形状の開口部５１ａが形成されている。そ
して、レーザ光ＬＢがこの開口部５１ａを通過して往復
されることにより、その外形形状が所定形状に整形され
るようになっている。The pair of apertures 51 are arranged between the front surface of the discharge chamber 47 and the front mirror 48, and between the rear surface of the discharge chamber 47 and the etalon 50, and have a rectangular opening 51a at the center. Is formed. Then, the laser beam LB reciprocates through the opening 51a, so that its outer shape is shaped into a predetermined shape.

【００４５】すなわち、図３及び図４に示すように、放
電チャンバ４７の電極４７ａ間で発振されるレーザ光Ｌ
Ｂの外形形状が準矩形状（長円形状）であるのが、アパ
ーチャ５１の開口部５１ａを繰り返し通過することによ
って矩形状に整形される。なお、図４に示された破線
は、前記レーザ光ＬＢのエネルギーの等高線を示してい
る。そして、このレーザ光ＬＢは、その中心側ほどエネ
ルギー量が大きく、外側に行くに従ってエネルギー量が
小さくなっている。この場合、図５に示すようにレーザ
光ＬＢは、エネルギー量のピークの例えば１／ｅ２
(ここで、ｅは自然対数の底を示す）を閾値として、カ
ットされるようになっている。That is, as shown in FIGS. 3 and 4, the laser beam L oscillated between the electrodes 47a of the discharge chamber 47
The outer shape of B is a quasi-rectangular shape (elliptical shape), and is shaped into a rectangular shape by repeatedly passing through the opening 51 a of the aperture 51. The dashed line shown in FIG. 4 indicates a contour line of the energy of the laser beam LB. The laser beam LB has a larger energy amount toward the center and a smaller energy amount toward the outside. In this case, as shown in FIG. 5, the laser beam LB has, for example, 1 / e2 of the energy amount peak.
(Here, e indicates the base of the natural logarithm), and the cut is made.

【００４６】前記シャッタ５２は、主制御系１６からの
制御情報ＣＳに応じて開閉される。すなわち、レチクル
Ｒに対する照明光ＩＬの照射を停止する待機状態におい
ては、シャッタ５２が閉じられ、レーザ光源２０からビ
ーム整形光学系２１へのレーザ光ＬＢの出射が遮断され
る。一方、レチクルＲに対する照明光ＩＬの照射を行わ
れる照射状態においては、シャッタ５２が開かれ、レー
ザ光源２０からビーム整形光学系２１へレーザ光ＬＢが
出射されるようになっている。The shutter 52 is opened and closed according to control information CS from the main control system 16. That is, in a standby state in which the irradiation of the illumination light IL to the reticle R is stopped, the shutter 52 is closed, and the emission of the laser light LB from the laser light source 20 to the beam shaping optical system 21 is blocked. On the other hand, in an irradiation state in which the reticle R is irradiated with the illumination light IL, the shutter 52 is opened, and the laser light LB is emitted from the laser light source 20 to the beam shaping optical system 21.

【００４７】図２〜図４に示すように、前方側アパーチ
ャ５１の開口部５１ａの周辺には、４つの検出手段とし
てのモニタ５６が、開口部５１ａを上下及び左右から取
り囲むように配置されている。これらのモニタ５６は,
光電変換素子からなっている。そして、これらのモニタ
５６は、アパーチャ５１の開口部５１ａの周辺にてカッ
トされるレーザ光ＬＢの一部を利用して、レーザ光ＬＢ
のエネルギー量、中心波長及びスペクトル幅を各パルス
毎に検出し、それらの検出信号ＲＳをコントローラ５３
に出力するようになっている。As shown in FIGS. 2 to 4, around the opening 51a of the front aperture 51, monitors 56 as four detecting means are arranged so as to surround the opening 51a from above and below and from right and left. I have. These monitors 56
It consists of a photoelectric conversion element. Then, these monitors 56 use a part of the laser beam LB cut around the opening 51 a of the aperture 51 to generate the laser beam LB.
, The center wavelength and the spectrum width of each pulse are detected, and the detected signal RS is sent to the controller 53.
Output.

【００４８】前記コントローラ５３、高圧電源５４及び
エタロン駆動部５５は、放電チャンバ４７における発光
状態を調整するための調整手段を構成している。そし
て、コントローラ５３は、レチクルＲにレーザ光ＬＢを
照射する通常の照射状態になる直前に、放電チャンバ４
７から出射されるレーザ光ＬＢのエネルギー量、中心波
長及びスペクトル幅が、主制御系１６より供給される制
御情報ＣＳ中の１パルス当たりのエネルギー量等の目標
値に対応した値となるように調整制御するようになって
いる。The controller 53, the high-voltage power supply 54, and the etalon drive section 55 constitute an adjusting means for adjusting the light emission state in the discharge chamber 47. Then, immediately before the controller 53 enters the normal irradiation state of irradiating the reticle R with the laser beam LB, the discharge chamber 4
The energy amount, the center wavelength, and the spectrum width of the laser beam LB emitted from 7 are set to values corresponding to target values such as the energy amount per pulse in the control information CS supplied from the main control system 16. Adjustment control is performed.

【００４９】具体的には、コントローラ５３は、高圧電
源５４から放電チャンバ４７の電極４７ａに供給される
印加電圧を設定変更する。そして、コントローラ５３
は、放電チャンバ４７から出射されるレーザ光ＬＢのエ
ネルギー量を、前記モニタ５６を介して前記検出信号Ｒ
Ｓによりモニタする。また、コントローラ５３は、前記
制御情報ＣＳに基づいて放電チャンバ４７における発振
周波数を変更するとともに、エタロン駆動部５５を介し
てエタロン５０の傾斜を変更して、レーザ光ＬＢの中心
波長及びスペクトル幅を調整し、それらの値を前記検出
信号ＲＳによりモニタするようになっている。Specifically, the controller 53 changes the setting of the applied voltage supplied from the high voltage power supply 54 to the electrode 47a of the discharge chamber 47. And the controller 53
Calculates the amount of energy of the laser beam LB emitted from the discharge chamber 47 via the monitor 56 and the detection signal R
Monitor by S. Further, the controller 53 changes the oscillation frequency in the discharge chamber 47 based on the control information CS, and also changes the inclination of the etalon 50 via the etalon driving unit 55 to change the center wavelength and the spectral width of the laser beam LB. They are adjusted and their values are monitored by the detection signal RS.

【００５０】また、前記シャッタ５２が開かれて、レチ
クルＲにレーザ光ＬＢを照射する照射状態に移行する
と、ビームスプリッタ２４で反射されたレーザ光ＬＢの
一部がインテグレータセンサ３４で受光される。この照
射状態において、コントローラ５３は、インテグレータ
センサ３４から主制御系１６を介して入力されるパルス
発振毎の照射エネルギーに関する照射エネルギー信号Ｅ
Ｓに基づいて、高圧電源５４から放電チャンバ４７に供
給される印加電圧をパルス発振毎に制御する。なお、そ
の照射状態では、レーザ光源２０内のモニタ５６は、ア
パーチャ５１の開口部５１ａの周辺にてレーザ光ＬＢの
一部を検出して、放電チャンバ４７自体の性能変動を監
視するようになっている。When the shutter 52 is opened to shift to an irradiation state in which the reticle R is irradiated with the laser light LB, a part of the laser light LB reflected by the beam splitter 24 is received by the integrator sensor 34. In this irradiation state, the controller 53 controls the irradiation energy signal E regarding the irradiation energy for each pulse oscillation input from the integrator sensor 34 via the main control system 16.
Based on S, the applied voltage supplied from the high-voltage power supply 54 to the discharge chamber 47 is controlled for each pulse oscillation. In the irradiation state, the monitor 56 in the laser light source 20 detects a part of the laser light LB around the opening 51a of the aperture 51 and monitors the performance fluctuation of the discharge chamber 47 itself. ing.

【００５１】従って、本実施形態によれば、以下のよう
な効果を得ることができる。 （イ） この露光装置１１では、レーザ光源２０に、照
明光ＩＬのもとをなすレーザ光ＬＢの外形形状を所定の
開口部５１ａを通過させることにより整形するアパーチ
ャ５１が設けられている。そのアパーチャ５１の開口部
５１ａの周辺には、レーザ光ＬＢを検出するためのモニ
タ５６が配置されている。Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained. (A) In the exposure apparatus 11, the laser light source 20 is provided with an aperture 51 for shaping the outer shape of the laser light LB forming the source of the illumination light IL by passing it through a predetermined opening 51a. A monitor 56 for detecting the laser beam LB is arranged around the opening 51a of the aperture 51.

【００５２】このため、アパーチャ５１の開口部５１ａ
の周辺にてカットされるレーザ光ＬＢを利用して、その
開口部５１ａの周辺に配置されたモニタ５６によりレー
ザ光ＬＢの検出を行うことができる。よって、レーザ光
ＬＢの検出をエネルギー損失が生じることなく行うこと
ができる。Therefore, the opening 51a of the aperture 51
Using the laser beam LB cut around the laser beam LB, the monitor 56 disposed around the opening 51a can detect the laser beam LB. Therefore, detection of the laser beam LB can be performed without causing energy loss.

【００５３】また、従来構成のように、検出用のレーザ
光ＬＢを誘導するためのハーフミラーを省略することが
でき、レーザ光ＬＢの検出結果にハーフミラーの反射率
変動の影響が及ぶことを回避することができる。従っ
て、モニタ５６におけるモニタ結果の較正を省略するこ
とができて、露光効率を向上させることができる。Further, unlike the conventional configuration, the half mirror for guiding the detection laser beam LB can be omitted, and the detection result of the laser beam LB is affected by the change in the reflectance of the half mirror. Can be avoided. Therefore, the calibration of the monitor result on the monitor 56 can be omitted, and the exposure efficiency can be improved.

【００５４】（ロ） この露光装置１１では、前記モニ
タ５６がアパーチャ５１の開口部５１ａを取り囲むよう
に複数配置されている。このため、レーザ光ＬＢに揺ら
ぎが生じている場合でも、その揺らぎの状態を加味し
て、開口部５１ａの周辺の複数箇所でレーザ光ＬＢの検
出をより正確に行うことができる。(B) In the exposure apparatus 11, a plurality of monitors 56 are arranged so as to surround the opening 51a of the aperture 51. Therefore, even when the laser light LB fluctuates, the detection of the laser light LB can be performed more accurately at a plurality of locations around the opening 51a in consideration of the fluctuation state.

【００５５】（ハ） この露光装置１１では、前記レー
ザ光源２０から所定のレーザ光ＬＢがパルス発光される
ようになっている。このため、例えば極めて微細な半導
体素子を製造する際の照明光ＩＬとして、パルス光をな
す、例えばＫｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキシマレー
ザ、Ｆ２レーザ等のレーザ光ＬＢを使用する場合に、そ
のレーザ光ＬＢの検出構成として最適である。(C) In the exposure device 11, the laser light source 20 emits a predetermined laser beam LB in a pulsed manner. For this reason, for example, when a laser beam LB such as a KrF excimer laser, an ArF excimer laser, or an F2 laser is used as the illumination light IL for manufacturing an extremely fine semiconductor element, the laser beam LB Is optimal as a detection configuration.

【００５６】（ニ） この露光装置１１では、前記レー
ザ光ＬＢの外形形状を成形するためのアパーチャ５１が
レーザ光源２０内に配置され、前記モニタ５６がそのア
パーチャ５１上に配置されている。(D) In the exposure apparatus 11, an aperture 51 for shaping the outer shape of the laser beam LB is disposed in the laser light source 20, and the monitor 56 is disposed on the aperture 51.

【００５７】このため、非露光時にシャッタ５２の閉鎖
によりレーザ光源２０からのレーザ光ＬＢの出射を停止
するようにした露光装置１１において、実露光に先立っ
てレーザ光源２０内でレーザ光ＬＢを検出して、所定の
発光状態に容易に調整することができる。For this reason, in the exposure apparatus 11 in which the emission of the laser light LB from the laser light source 20 is stopped by closing the shutter 52 during non-exposure, the laser light LB is detected in the laser light source 20 prior to the actual exposure. Thus, it is possible to easily adjust to a predetermined light emitting state.

【００５８】（ホ） この露光装置１１では、前記モニ
タ５６によりレーザ光ＬＢの中心波長、スペクトル幅及
びエネルギー量が検出され、それらの検出結果に基づき
コントローラ５３を介して、レーザ光源２０における発
光状態が調整されるようになっている。(E) In the exposure apparatus 11, the monitor 56 detects the center wavelength, the spectral width, and the energy amount of the laser beam LB, and based on the detected results, the light emission state of the laser light source 20 via the controller 53. Is to be adjusted.

【００５９】このため、レーザ光ＬＢの中心波長、スペ
クトル幅及びエネルギー量の各情報をより正確に検出し
て、その検出結果に基づいてレーザ光源２０の発光状態
を容易に調整することができる。Therefore, it is possible to more accurately detect the information of the center wavelength, the spectrum width, and the energy amount of the laser beam LB, and to easily adjust the light emitting state of the laser light source 20 based on the detection result.

【００６０】（第２実施形態）次に、本発明の第２実施
形態について、前記第１実施形態と異なる部分を中心に
説明する。(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described focusing on parts different from the first embodiment.

【００６１】この第２実施形態においては、図２に示す
ように、レーザ光源２０の内部に一次整形手段としての
アパーチャ５１が設けられ、このアパーチャ５１の開口
部５１ａの周辺に第１検出手段としての４つのモニタ５
６が、開口部５１ａを取り囲むように配置されている。
また、レーザ光源２０の外部には第２検出手段としての
インテグレータセンサ３４が設けられ、フライアイレン
ズ２２から出射されたレーザ光ＬＢの一部がビームスプ
リッタ２４で反射されて、このインテグレータセンサ３
４で受光されるようになっている。In the second embodiment, as shown in FIG. 2, an aperture 51 as a primary shaping means is provided inside a laser light source 20, and a first detecting means is provided around an opening 51a of the aperture 51. 4 monitors 5
6 are arranged so as to surround the opening 51a.
Further, an integrator sensor 34 as a second detecting means is provided outside the laser light source 20, and a part of the laser light LB emitted from the fly-eye lens 22 is reflected by the beam splitter 24,
4 for receiving light.

【００６２】そして、モニタ５６により、レーザ光ＬＢ
の中心波長及びスペクトル幅が検出されて、その検出信
号ＲＳがコントローラ５３にフィードバックされる。ま
た、インテグレータセンサ３４により、レーザ光ＬＢの
エネルギー量が検出されて、その検出信号ＥＳが主制御
系１６を介してコントローラ５３にフィードバックされ
るようになっている。この検出信号ＥＳは、レチクルＲ
上のパターンの像をウエハＷ上に露光する実露光時に、
その実露光動作を制御するためにも用いられている。Then, the laser light LB is monitored by the monitor 56.
Is detected, and the detection signal RS is fed back to the controller 53. Further, the amount of energy of the laser beam LB is detected by the integrator sensor 34, and the detection signal ES is fed back to the controller 53 via the main control system 16. This detection signal ES is a reticle R
At the time of actual exposure for exposing the image of the pattern on the wafer W,
It is also used to control the actual exposure operation.

【００６３】従って、この第２の実施形態においても、
前記第１実施形態における（イ）〜（ハ）及び（ホ）に
記載の効果とほぼ同様の効果に加えて、以下のような効
果を得ることができる。Therefore, also in the second embodiment,
The following effects can be obtained in addition to the effects substantially similar to those described in (A) to (C) and (E) in the first embodiment.

【００６４】（ヘ） この露光装置１１では、レーザ光
ＬＢのエネルギー量を、実露光時の露光制御に用いられ
る照射エネルギー信号ＥＳを出力するインテグレータセ
ンサ３４で検出している。(F) In the exposure apparatus 11, the energy amount of the laser beam LB is detected by the integrator sensor 34 which outputs an irradiation energy signal ES used for exposure control in actual exposure.

【００６５】このため、レーザ光ＬＢのエネルギー量
を、実際の露光に近い状態にてより正確に検出すること
ができる。従って、レーザ光源２０において、実際の露
光時に即した制御を行うことができ、より正確な露光を
行うことができる。For this reason, the energy amount of the laser beam LB can be detected more accurately in a state close to the actual exposure. Therefore, in the laser light source 20, control can be performed in accordance with actual exposure, and more accurate exposure can be performed.

【００６６】（第３実施形態）次に、本発明の第３実施
形態について、前記第１実施形態と異なる部分を中心に
説明する。(Third Embodiment) Next, a third embodiment of the present invention will be described focusing on parts different from the first embodiment.

【００６７】この第３実施形態においては、図６に示す
ように、照明光学系１２内に配置された固定レチクルブ
ラインド２６Ａ及び可動レチクルブラインド２６Ｂによ
り、二次整形手段が構成されるとともに、レチクルＲ上
に照射される照明光ＩＬの外形形状を最終的に決定する
最終整形手段が構成されている。固定レチクルブライン
ド２６Ａの開口部２６ａの周辺には、検出手段としての
複数のモニタ５６が開口部２６ａを取り囲むように配置
されている。In the third embodiment, as shown in FIG. 6, the secondary reticle blind 26A and the movable reticle blind 26B disposed in the illumination optical system 12 constitute secondary shaping means, and the reticle R A final shaping means for finally determining the outer shape of the illumination light IL irradiated thereon is configured. A plurality of monitors 56 as detecting means are arranged around the opening 26a of the fixed reticle blind 26A so as to surround the opening 26a.

【００６８】そして、この照明光ＩＬのモニタ５６によ
り、レーザ光ＬＢの中心波長、スペクトル幅及びエネル
ギー量の各情報が検出され、それらの検出信号ＲＳが主
制御系１６を介してレーザ光源２０内のコントローラ５
３にフィードバックされるようになっている。Then, the monitor 56 of the illumination light IL detects each information of the center wavelength, the spectrum width and the energy amount of the laser light LB, and the detection signal RS of the information is transmitted to the laser light source 20 via the main control system 16. Controller 5
3 is fed back.

【００６９】従って、本実施形態によれば、前記第１実
施形態における（イ）〜（ハ）及び（ホ）に記載の効果
に加えて、以下のような効果を得ることができる。 （ト） この露光装置１１では、照明光学系１２内に配
置され、レチクルＲ上に照射される照明光ＩＬの外形形
状を最終的に決定するレチクルブラインド２６Ａ，２６
Ｂの固定レチクルブラインド２６Ａ上に、前記モニタ５
６が配置されている。Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects (A) to (C) and (E) in the first embodiment. (G) In the exposure apparatus 11, the reticle blinds 26A and 26 which are arranged in the illumination optical system 12 and finally determine the outer shape of the illumination light IL irradiated onto the reticle R.
On the fixed reticle blind 26A of B, the monitor 5
6 are arranged.

【００７０】このため、照明光ＩＬをレチクルＲに近い
位置で、実際の露光に近い状態にてより正確に検出する
ことができる。従って、レーザ光源２０において、実際
の露光時に即した制御を行うことができ、より正確な露
光を行うことができる。Therefore, the illumination light IL can be more accurately detected at a position near the reticle R in a state close to actual exposure. Therefore, in the laser light source 20, control can be performed in accordance with actual exposure, and more accurate exposure can be performed.

【００７１】（変更例）なお、前記本発明の各実施形態
は、以下のように変更してもよい。 ・ 前記各実施形態では、アパーチャ５１または固定レ
チクルブラインド２６Ａの開口部５１ａ，２６ａの周辺
に、４つのモニタ５６が開口部５１ａ，２６ａを取り囲
むように配置されている。これに対して、開口部５１
ａ，２６ａに、１つ〜３つまたは５つ以上等、実施形態
とは異なった数のモニタ５６を配置してもよい。(Modifications) Each embodiment of the present invention may be modified as follows. In the above embodiments, four monitors 56 are arranged around the openings 51a, 26a of the aperture 51 or the fixed reticle blind 26A so as to surround the openings 51a, 26a. In contrast, the opening 51
A different number of monitors 56 from the embodiment, such as one to three or five or more, may be arranged at a and 26a.

【００７２】ここで、前記モニタ５６の数を３つ以下に
した場合には、構成の簡素化を図ることができる。ま
た、前記モニタ５６の数を５つ以上にした場合には、レ
ーザ光ＬＢに揺らぎが生じているような場合に、そのレ
ーザ光ＬＢの状態を一層正確に検出することができる。Here, when the number of the monitors 56 is three or less, the configuration can be simplified. When the number of the monitors 56 is five or more, the state of the laser beam LB can be detected more accurately when the laser beam LB fluctuates.

【００７３】・ 前記各実施形態では、レーザ光源２０
内のアパーチャ５１上、または照明光学系１２内の固定
レチクルブラインド２６Ａ上にモニタ５６が配置されて
いる。これに対して、レーザ光源２０の出口側開口部の
周辺、あるいは開口絞り板２３の開口部の周辺等の他の
部分にモニタ５６を配置してもよい。In each of the above embodiments, the laser light source 20
The monitor 56 is arranged on the aperture 51 in the inside or on the fixed reticle blind 26A in the illumination optical system 12. On the other hand, the monitor 56 may be arranged around the exit side opening of the laser light source 20, or around the opening of the aperture stop plate 23.

【００７４】・ 前記各実施形態では、レーザ光ＬＢを
狭帯域化するためにエタロン５０及びリヤミラー４９を
設けた。これに対して、プリズム及びグレーティング素
子を設けて、レーザ光ＬＢを狭帯域化するようにしても
よい。In the above embodiments, the etalon 50 and the rear mirror 49 are provided to narrow the band of the laser beam LB. On the other hand, a prism and a grating element may be provided to narrow the band of the laser beam LB.

【００７５】・ 前記各実施形態では、レーザ光ＬＢと
してパルス光を使用したが、例えばＨｅ−Ｎｅレーザ、
炭酸ガスレーザ、金属蒸気レーザ、半導体レーザ、ファ
イバレーザ、半導体レーザ等の連続光レーザ、及び、こ
れらの高調波を使用してもよい。In each of the above embodiments, pulse light is used as the laser light LB. For example, a He-Ne laser,
A continuous light laser such as a carbon dioxide laser, a metal vapor laser, a semiconductor laser, a fiber laser, and a semiconductor laser, and a harmonic thereof may be used.

【００７６】・ 本発明の露光装置１１は、レチクルＲ
上のパターンを等倍であるいは拡大して、ウエハＷ上に
転写露光する露光装置に具体化してもよい。 ・ 本発明のレーザ光源２０は、レチクルＲ上のパター
ンの像をステップ・アンド・リピート方式でウエハＷ上
に転写露光する一括露光型の露光装置、また、例えばフ
ォトマスク上のパターンをガラスプレート上に転写露光
する液晶表示素子、この他、撮像素子（ＣＣＤ等）、薄
膜磁気ヘッド等のマイクロデバイス、レチクル、フォト
マスク等のマスク等を製造するための露光装置の光源装
置、さらに、例えばレーザ加工機用、計測器用、情報読
取用等の光源装置に具体化してもよい。The exposure apparatus 11 of the present invention uses a reticle R
The above pattern may be embodied in an exposure apparatus that transfers and exposes the pattern on the wafer W at an equal magnification or an enlargement. The laser light source 20 of the present invention is a batch exposure type exposure apparatus that transfers and exposes an image of a pattern on a reticle R onto a wafer W by a step-and-repeat method. Liquid crystal display device for transferring and exposing to the surface, other than this, a light source device of an exposure device for manufacturing a micro device such as an imaging device (CCD or the like), a thin film magnetic head, a reticle, a photomask, and the like. It may be embodied in a light source device for a machine, a measuring instrument, information reading, and the like.

【００７７】これらのように構成しても、前記各実施形
態に記載したのとほぼ同様な効果が得られる。次に、前
記各実施形態及び変更例から、さらに把握できる技術的
思想について、それらの効果とともに以下に記載する。With such a configuration, substantially the same effects as those described in the above embodiments can be obtained. Next, technical ideas that can be further grasped from the above embodiments and modified examples will be described below together with their effects.

【００７８】（１） 前記検出手段（５６）を、前記二
次整形手段のうちで前記マスク（Ｒ）上に照射される照
明光（ＩＬ）の外形形状を最終的に決定する最終整形手
段（２６Ａ）上に配置したことを特徴とする請求項５に
記載の露光装置。(1) The detection means (56) is used as a final shaping means (final shaping means) for finally determining the outer shape of the illumination light (IL) irradiated on the mask (R) among the secondary shaping means. 26. The exposure apparatus according to claim 5, wherein the exposure apparatus is disposed on the upper side.

【００７９】従って、この（１）に記載の発明によれ
ば、照明光をマスクに最も近い位置で、実際の露光によ
り近い状態にて一層正確に検出することができるという
効果が得られる。Therefore, according to the invention described in (1), an effect is obtained that the illumination light can be more accurately detected at a position closest to the mask in a state closer to the actual exposure.

【００８０】[0080]

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１及び請求
項８に記載の発明によれば、光源装置から出射される照
明光を、エネルギー損失が生じることなく検出すること
ができる。また、外部モニタを用いたその検出結果の較
正を行う必要がなくて、露光効率を向上させることがで
きる。As described in detail above, according to the first and eighth aspects of the present invention, the illumination light emitted from the light source device can be detected without causing energy loss. Further, it is not necessary to calibrate the detection result using an external monitor, so that the exposure efficiency can be improved.

【００８１】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の効果に加えて、照明光に揺らぎが生じて
いる場合でも、その揺らぎの状態を加味して、開口部の
周辺の複数箇所で照明光の検出を正確に行うことができ
る。According to the invention described in claim 2, according to claim 1
In addition to the effects of the invention described in (1), even when the illumination light fluctuates, the illumination light can be accurately detected at a plurality of locations around the opening in consideration of the fluctuation state.

【００８２】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
または請求項２に記載の発明の効果に加えて、例えば極
めて微細な半導体素子を製造する際の照明光として、パ
ルス発光する例えばＫｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキ
シマレーザ、Ｆ２ レーザを使用する場合に、その照明
光の検出構成として最適である。According to the invention described in claim 3, according to claim 1
In addition, in addition to the effect of the invention described in claim 2, for example, when using a KrF excimer laser, an ArF excimer laser, or an F2 laser that emits a pulse as illumination light for manufacturing an extremely fine semiconductor element, It is optimal as a configuration for detecting illumination light.

【００８３】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
〜請求項３のうちいずれか一項に記載の発明の効果に加
えて、非露光時にシャッタの閉鎖等によって、光源装置
からのレーザ光の出射を停止するようにした露光装置に
おいて、実露光に先立って光源装置内で照明光を検出し
て、所定の発光状態に容易に調整することができる。According to the invention set forth in claim 4, claim 1 is provided.
In addition to the effects of the invention according to any one of claims 3 to 3, in an exposure apparatus configured to stop emission of laser light from the light source device by closing a shutter or the like during non-exposure, Prior to this, the illumination light can be detected in the light source device and easily adjusted to a predetermined light emission state.

【００８４】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
〜請求項３のうちいずれか一項に記載の発明の効果に加
えて、照明光をマスクに近い位置で、実際の露光に近い
状態にてより正確に検出することができる。According to the invention set forth in claim 5, according to claim 1,
In addition to the effects of the invention described in any one of the third to third aspects, the illumination light can be more accurately detected at a position close to the mask and in a state close to actual exposure.

【００８５】請求項６及び請求項９に記載の発明によれ
ば、請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載の発
明の効果に加えて、検出手段による照明光の検出結果に
基づいて、調整手段により光源装置の発光状態を容易に
調整することができる。According to the sixth and ninth aspects of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the present invention, the detection result of the illuminating light by the detecting means can be reduced. Based on this, the light emitting state of the light source device can be easily adjusted by the adjusting means.

【００８６】請求項７に記載の発明によれば、請求項４
〜請求項６のうちいずれか一項に記載の発明の効果に加
えて、照明光の中心波長、スペクトル幅及びエネルギー
量の各情報を容易かつより正確に検出することができ
る。According to the invention of claim 7, according to claim 4,
In addition to the effects of the invention described in any one of the sixth to sixth aspects, it is possible to easily and more accurately detect information on the center wavelength, the spectrum width, and the energy amount of the illumination light.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】 第１及び第２実施形態の露光装置を示す概略
構成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an exposure apparatus according to first and second embodiments.

【図２】 図１のレーザ光源の内部構成を示す概略構成
図。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an internal configuration of the laser light source of FIG.

【図３】 図２の前方のアパーチャの周辺を拡大して示
す断面図。FIG. 3 is an enlarged sectional view showing the periphery of a front aperture in FIG. 2;

【図４】 図３のアパーチャの正面図。FIG. 4 is a front view of the aperture shown in FIG. 3;

【図５】 図３のアパーチャによって整形されたレーザ
光のプロファイルを示す図。FIG. 5 is a view showing a profile of a laser beam shaped by the aperture of FIG. 3;

【図６】 第３実施形態の露光装置を示す概略構成図。FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating an exposure apparatus according to a third embodiment.

【図７】 従来の露光装置のレーザ光源を示す概略構成
図。FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a laser light source of a conventional exposure apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１１…露光装置、１２…照明光学系、１４…投影光学
系、２０…光源装置を構成するレーザ光源、２６Ａ…二
次整形手段を構成する固定レチクルブラインド、２６ａ
…開口部、３４…第２検出手段を構成するインテグレー
タセンサ、５１…一次整形手段を構成するアパーチャ、
５１ａ…開口部、５３…調整手段を構成するコントロー
ラ、５４…調整手段を構成する高圧電源、５５…調整手
段を構成するエタロン駆動部、５６…検出手段及び第１
検出手段を構成するモニタ、ＩＬ…照明光、ＬＢ…照明
光のもとをなすレーザ光、Ｒ…マスクとしてのレチク
ル、Ｗ…基板としてのウエハ。DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Exposure apparatus, 12 ... Illumination optical system, 14 ... Projection optical system, 20 ... Laser light source which comprises a light source device, 26A ... Fixed reticle blind which comprises a secondary shaping means, 26a
... opening, 34 ... integrator sensor constituting second detecting means, 51 ... aperture constituting primary shaping means,
51a: opening, 53: controller constituting the adjusting means, 54: high-voltage power supply constituting the adjusting means, 55: etalon driving part constituting the adjusting means, 56: detecting means and first
A monitor constituting a detection means, IL: illumination light, LB: laser light forming an illumination light, R: reticle as a mask, W: wafer as a substrate.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H097 BB01 BB02 CA13 CA17 EA02 GB01 GB02 LA10 LA12 5F046 BA04 CA03 CA04 CB05 CB13 CB23 DA01 DB01 DC02  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H097 BB01 BB02 CA13 CA17 EA02 GB01 GB02 LA10 LA12 5F046 BA04 CA03 CA04 CB05 CB13 CB23 DA01 DB01 DC02

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 所定の照明光を出射する光源装置と、そ
の照明光を均一な照度分布を有するように加工してマス
ク上に照射する照明光学系と、その照明光の照射により
前記マスク上に形成された所定のパターンの像を基板上
に投影する投影光学系とを備えた露光装置において、 前記光源装置から出射される照明光の外形形状を、所定
の開口部を通過させることにより整形する整形手段を備
え、その開口部の周辺に前記照明光を検出する検出手段
を配置したことを特徴とする露光装置。1. A light source device for emitting predetermined illumination light, an illumination optical system for processing the illumination light so as to have a uniform illuminance distribution and irradiating the mask with the illumination light, and irradiating the mask with the illumination light A projection optical system for projecting an image of a predetermined pattern formed on the substrate onto a substrate, wherein the external shape of the illumination light emitted from the light source device is shaped by passing through a predetermined opening. An exposure apparatus, comprising: a shaping means for detecting the illumination light; and a detecting means for detecting the illumination light around the opening. 【請求項２】 前記検出手段を、前記開口部を取り囲む
ように複数配置したことを特徴とする請求項１に記載の
露光装置。2. An exposure apparatus according to claim 1, wherein a plurality of said detection means are arranged so as to surround said opening. 【請求項３】 前記光源装置が、所定のレーザ光をパル
ス発光するものであることを特徴とする請求項１または
請求項２に記載の露光装置。3. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the light source device emits predetermined laser light in pulses. 【請求項４】 前記整形手段は前記光源装置内に配置さ
れた一次整形手段を含み、前記検出手段をその一次整形
手段上に配置したことを特徴とする請求項１〜請求項３
のうちいずれか一項に記載の露光装置。4. The apparatus according to claim 1, wherein said shaping means includes a primary shaping means arranged in said light source device, and said detecting means is arranged on said primary shaping means.
The exposure apparatus according to claim 1. 【請求項５】 前記整形手段は前記照明光学系内に配置
された二次整形手段を含み、前記検出手段をその二次整
形手段上に配置したことを特徴とする請求項１〜請求項
３のうちいずれか一項に記載の露光装置。5. The apparatus according to claim 1, wherein said shaping means includes a secondary shaping means arranged in said illumination optical system, and said detecting means is arranged on said secondary shaping means. The exposure apparatus according to claim 1. 【請求項６】 前記検出手段の検出結果に基づいて、前
記光源装置における発光状態を調整する調整手段を備え
たことを特徴とする請求項１〜請求項５のうちいずれか
一項に記載の露光装置。6. The light source device according to claim 1, further comprising an adjusting unit that adjusts a light emitting state of the light source device based on a detection result of the detecting unit. Exposure equipment. 【請求項７】 前記検出手段は、前記照明光における中
心波長及びスペクトル幅の少なくとも一方を検出するた
めの第１検出手段と、前記照明光におけるエネルギー量
を検出するための第２検出手段とを含み、前記第１検出
手段を前記光源装置内に配置された一次整形手段上に配
置したことを特徴とする請求項４〜請求項６のうちいず
れか一項に記載の露光装置。7. The detecting means includes: first detecting means for detecting at least one of a center wavelength and a spectral width of the illumination light; and second detecting means for detecting an energy amount in the illumination light. The exposure apparatus according to any one of claims 4 to 6, wherein the first detection unit is disposed on a primary shaping unit disposed in the light source device. 【請求項８】 基板を露光するために用いられるレーザ
光を出射する光源装置において、 前記基板に照射されるレーザ光の外形形状を規定するた
めの開口部を有する整形手段と、 その開口部の周辺に配置され、前記レーザ光を検出する
検出手段とを備えたことを特徴とする光源装置。8. A light source device for emitting laser light used for exposing a substrate, comprising: a shaping means having an opening for defining an outer shape of the laser light irradiated on the substrate; A light source device, comprising: a detection unit that is disposed in the periphery and detects the laser light. 【請求項９】 前記検出手段の検出結果に基づいて、レ
ーザ光の中心波長、スペクトル幅、エネルギー量の少な
くとも一つを調整する調整手段を備えたことを特徴とす
る請求項８に記載の光源装置。9. The light source according to claim 8, further comprising adjusting means for adjusting at least one of a center wavelength, a spectrum width, and an energy amount of the laser beam based on a detection result of the detecting means. apparatus.