JP2010021211A - 走査露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 走査速度、パルス光の光強度分布にずれがあっても露光斑の少ない走査露光装置を提供する。
【解決手段】 本発明は、レチクル13と基板18とを走査しながら、基板18の走査方向に沿った光強度分布の形状が等脚台形であるパルス光で照明されたレチクル13のパターンを基板18に転写する走査露光装置であって、基板18が走査方向に単位量移動する間に基板18が受光するパルス数及び光強度分布の形状に応じて変化する基板上における露光斑と受光パルス数との関係を演算し、演算した前記関係における露光斑の大きさと傾きとがそれぞれの閾値以下となるように受光パルス数を制御する制御器を備える。
【選択図】図10
【解決手段】 本発明は、レチクル13と基板18とを走査しながら、基板18の走査方向に沿った光強度分布の形状が等脚台形であるパルス光で照明されたレチクル13のパターンを基板18に転写する走査露光装置であって、基板18が走査方向に単位量移動する間に基板18が受光するパルス数及び光強度分布の形状に応じて変化する基板上における露光斑と受光パルス数との関係を演算し、演算した前記関係における露光斑の大きさと傾きとがそれぞれの閾値以下となるように受光パルス数を制御する制御器を備える。
【選択図】図10
Description
本発明は、走査露光装置及びデバイス製造方法に関する。
半導体に所定の回路パターンを形成する方法として、リソグラフィによる加工方法がよく知られている。このリソグラフィは、回路パターンが形成されたレチクルを介して光を照射し、感光性有機膜(フォトレジスト)が塗布されている半導体基板(ウエハ)を所定のパターンに露光させる加工方法である。
近年、LSI(Large Scale Integrated circuit)等の高集積化に伴って、回路パターンの更なる微細化が要求されている。前述のリソグラフィによる加工方法において、加工精度を向上させるためには、露光を行う露光装置の解像度を向上させる必要がある。
露光装置の解像度(Resolution)は、以下の式に示すように、光源の波長λに比例し、また、レンズ(投影レンズ)の開口数NA(Numeric Aperture)に反比例することが知られている。なお、k1は、比例定数である。
Resolution=k1×(λ/NA)
したがって、露光装置の解像度を向上させるためには、光源の波長を短くするか、又は、レンズの開口数を増加させれば良いことになる。
Resolution=k1×(λ/NA)
したがって、露光装置の解像度を向上させるためには、光源の波長を短くするか、又は、レンズの開口数を増加させれば良いことになる。
光源の波長を短くするためにエキシマレーザを光源として使用している。パルス発振方式であるエキシマレーザを光源とした露光装置で走査露光を行う場合、露光量を目標値にするために、レチクルとウエハとの走査速度、レーザの発振周波数、1パルス当たりの照射エネルギを決めることになる。以下、この露光量の目標値を「目標積算露光量」という。
走査方向に矩形の強度分布を持つパルス光で露光する場合、レチクル(又はウエハ)を整数のパルス光で露光するときには、全ての露光領域に対して同数のパルス光が照射されるため、露光斑は生じない。
一方、照射領域の非走査方向において照度の不均一性が存在する等の場合、非走査方向のどの位置においても積算露光量が等しくなるようにするため、非走査方向の各位置における照明領域の走査方向の幅を変えている。しかし、このような場合には、パルス光の境界域の重なりにより、1パルス分の光量に露光斑が生じてしまう。この1パルス分の露光斑は、露光に用いるパルス数が多い(例えば数百パルス以上)場合にはさほど問題にならない。しかしながら、スループット向上のため露光に用いるパルス数を少なくしていくと、この1パルス分の露光斑が目標積算露光量に対して大きく影響を及ぼしてくる。
この1パルス分の露光斑を軽減する手法が、特許文献1に示されている。特許文献1は、境界領域の強度分布を走査方向に沿って緩やかに変化させた対称な台形状の強度分布で照明を行うことを提案している。また、特許文献1は、強度分布の少なくとも一方の端部から光強度が最高である点まで非線形に変化させた台形に近い形状で照明を行うことも提案している。
走査方向に沿って台形状、又は、台形に近い形状の強度分布であったとしても、走査速度とパルス光の走査方向における強度分布との関係により露光斑が生じることがある。そこで、ウエハ上の受光パルス数と露光斑との関係を予め求め、目標積算露光量に対して露光斑が少なくなるような受光パルス数を制御する露光量制御手法も提案されている(特許文献2参照)。
特開平08−236438号公報
特開平08−179514号公報
特許文献2に説明されている技術によって、露光斑が最も少なくなる受光パルス数を求めることができる。しかしながら、特許文献1にも説明されているように、非走査方向の各位置における照明領域の走査方向の幅(スリット幅)が異なる場合もある。そのため、非走査方向のある位置における走査方向の光強度分布に基づいて露光斑が少なくなるような受光パルス数を決定したとしても、非走査方向の位置によっては、露光斑が大きくなる可能性がある。
本発明は、走査速度、パルス光の光強度分布にずれがあっても露光斑の少ない走査露光装置を提供することを目的とする。
本発明は、レチクルと基板とを走査しながら、前記基板の走査方向に沿った光強度分布の形状が等脚台形であるパルス光で照明された前記レチクルのパターンを前記基板に転写する走査露光装置であって、前記基板が走査方向に単位量移動する間に前記基板が受光するパルス数及び前記光強度分布の形状に応じて変化する前記基板上における露光斑と前記受光パルス数との関係を演算し、演算した前記関係における露光斑の大きさと傾きとがそれぞれの閾値以下となるように前記受光パルス数を制御する制御器を備えることを特徴とする。
本発明によれば、走査速度、パルス光の光強度分布にずれがあっても露光斑の少ない走査露光装置を提供することができる。
[実施例]
図1に本発明に係る、レチクルと基板とを走査しながら、パルス光で照明されたレチクルのパターンを基板に転写する走査露光装置の一例の概略構成図を示す。光源(レーザ)1から放射された光束は、ビーム整形光学系2を通過して所定の形状に整形され、オプティカルインテグレータ3の光入射面に入射する。オプティカルインテグレータ3は複数の微小なレンズより構成されており、その光出射面の近傍には多数の2次光源が形成される。
図1に本発明に係る、レチクルと基板とを走査しながら、パルス光で照明されたレチクルのパターンを基板に転写する走査露光装置の一例の概略構成図を示す。光源(レーザ)1から放射された光束は、ビーム整形光学系2を通過して所定の形状に整形され、オプティカルインテグレータ3の光入射面に入射する。オプティカルインテグレータ3は複数の微小なレンズより構成されており、その光出射面の近傍には多数の2次光源が形成される。
絞りターレット4は、所定の絞りにより2次光源の面の大きさを制限する。絞りターレット4には、例えば、コヒーレンスファクタσ値を複数種設定するための円形開口面積が相異なる開口絞りや、輪帯照明用のリング形状絞り、4重極絞り等の番号付け(照明モード番号)された複数の絞りが埋設されている。そして、照明光の入射光源の形状を変える際に必要な絞りが選択され、光路に挿入される。光電変換装置6は、ハーフミラー5によって反射されたパルス光の一部をパルス当たりの光量として検出し、露光量演算部21ヘアナログ信号を出力する。
コンデンサレンズ7は、オプティカルインテグレータ3の出射面近傍の2次光源からの光束でブラインド8をケーラー照明している。ブラインド8の近傍にはスリット9が配設されていて、ブラインド8を照明している光のプロファイルを矩形又は円弧のような形状に形成する。ブラインド8とスリット9を通過したスリット光は、コンデンサレンズ10とミラー11を介してブラインド8の共役面であり、素子パターンが形成されたレチクル13上に照度と入射角が均一化された状態で結像する。ブラインド8の開口域は、レチクル13の所望のパターン露光領域と光学倍率比で相似形となっている。露光時において、ブラインド8は、レチクル13の露光域外を遮光しつつレチクルステージ14に対して光学倍率比で同期走査する。
レチクル13は、レチクルステージ14により保持されている。レチクル13を通過したスリット光は、投影光学系15を通り、レチクル13のパターン面と光学的共役面上の露光画角領域にスリット光として再度結像される。フォーカス検出系16は、基板ステージ(ウエハステージ)17に保持された基板(ウエハ)18上の露光面の高さや傾きを検出する。走査露光時には、フォーカス検出系16の情報を基に、ウエハステージ17がウエハ18の露光面を露光フィールド面と一致するように制御を行いながら、レチクルステージ14とウエハステージ17とは同期走行する。同時に、ウエハ18がスリット光により露光され、ウエハ18上のフォトレジスト層にパターンが転写される。ウエハステージ17上には、光電変換装置19が設置されており、露光画角上のスリット光のパルス光量が測定できる。
次に、本実施例の制御システムの構成を説明する。ステージ駆動制御系20は、露光面位置の制御まで含めた走査露光時のレチクルステージ14とウエハステージ17との同期走行の制御を行う。露光量演算部21は、光電変換装置6と光電変換装置19とによって光電変換された電気信号を論理値に変換して主制御系22に出力する。なお、光電変換装置6は露光中でも計測可能な構成となっている。光電変換装置19は露光工程前にウエハ18を照射するスリット光の光量を検出し、同時に光電変換装置6が検出する光量との相関を求める。この相関を用いて光電変換装置6は、その出力値をウエハ18上の光量に換算し、露光量制御用のモニタ光量としている。以下、このモニタ光量は、ウエハ上のパルス光量と同一視して説明し、光電変換装置6、光電変換装置19出力の露光量演算部21により変換される論理値(単位bit)は、パルス光量そのものを表す。
レーザ制御系(レーザ出力及び発振周波数決定手段)23は、所望のパルス光量に応じてトリガ信号、印加電圧信号をそれぞれ出力してレーザ1の発振周波数と出力エネルギを制御している。レーザ制御系23がトリガ信号、印加電圧信号を生成する際には、露光量演算部21からのパルス光量信号、主制御系22からの露光パラメータを用いている。
所望の露光パラメータ(特に目標積算露光量や必要積算露光量精度、又は絞り形状)は、マンマシンインターフェース若しくはメディアインターフェースとしての入力装置24より主制御系22に入力され、記憶部25に記憶される。また、光電変換装置6、光電変換装置19から得られた各結果や検出器間の結果の相関等は、表示部26に表示される。
主制御系22は、入力装置24からのデータと、露光装置固有のパラメータ及び各光電変換装置6,19が計測したデータから露光に必要なパラメータ群を算出し、レーザ制御系23やステージ駆動制御系20に伝達する。ここで、受光パルス数とは、ウエハ18が走査方向に単位量移動する間にウエハ18が受光するパルス数を意味し、ウエハ18上における1パルス毎のパルス光の相対的な変位量ΔXの逆数である。
次に、受光パルス数と露光斑との関係を事前に算出する方法について説明する。ウエハ18上での1パルス当たりの露光域の光強度分布は、ウエハステージ17上に配置された光電変換装置19により測定される。光電変換装置19はウエハ18の走査方向に沿って並んだラインセンサ、又は、ウエハ18の走査方向に走査可能なフォトセンサ等で構成され、その受光面が投影光学系15の像面とほぼ一致するように配される。主制御系22は、光電変換装置19の測定結果から、1パルス当たりの露光域の光強度分布を求め、この光強度分布から受光パルス数と露光斑との関係を演算する。主制御系22は、また、ステージ駆動制御系20及びレーザ制御系23に対して、目標の露光量を得るための、ステージ走査速度、パルス光の光量、及びレーザの発振周波数の条件設定及び制御を行う。主制御系22は、露光斑と受光パルス数との関係を演算し、受光パルス数を制御する制御器を構成している。
露光域の光強度分布としては、設計上の値(設計値)を使用しても良い。その場合、光強度分布は、手動で入力装置24より主制御系22に入力され、記憶部25に記憶される。
ウエハ18が、連続的にX方向に移動している時に、パルス光がウエハ18に断続的に照射されると、図2に示すように露光域が1パルス毎に変位量ΔXだけ変位し、露光が積算されていく。レーザの発振周波数をfとし、ウエハ18の移動スピードをvとすると、変位量ΔXは、次の式(1)で表される。
ΔX = v/f・・・(1)
走査方向のパルス光の光強度分布と、変位量ΔXの関係を示したのが図3である。図の横軸は、ウエハ18のX座標を示しており、縦軸は光強度を示している。ウエハ18は1パルス毎にΔXの区間ではe1からe8の露光量が積算される。このΔXの区間における積算露光量を示したのが図4である。図の横軸は、ウエハ18のX座標を示しており、縦軸は積算露光量を示している。図3に示したようなパルス光の光強度分布と変位量の関係では、ΔXの区間において、目標積算露光量Eoに対しEmaxからEminにわたる露光斑が生じる。
ΔX = v/f・・・(1)
走査方向のパルス光の光強度分布と、変位量ΔXの関係を示したのが図3である。図の横軸は、ウエハ18のX座標を示しており、縦軸は光強度を示している。ウエハ18は1パルス毎にΔXの区間ではe1からe8の露光量が積算される。このΔXの区間における積算露光量を示したのが図4である。図の横軸は、ウエハ18のX座標を示しており、縦軸は積算露光量を示している。図3に示したようなパルス光の光強度分布と変位量の関係では、ΔXの区間において、目標積算露光量Eoに対しEmaxからEminにわたる露光斑が生じる。
次に、図3に示したような走査方向に沿った光強度分布の形状が等脚台形であるパルス光の受光パルス数と露光斑との関係を、図5を用いて説明する。特許文献2に示されるように、露光斑Yは、露光領域の変位量ΔX、光強度が一定の部分の幅L2と光強度が緩やかにに変化する部分の幅L1とを用いて次式(2)のように求められる。
Y=
{Y1=σ×ΔX/(2×L1×(L1+L2))
又は、
Y2=ε×ΔX/(2×L1×(L1+L2))
の小さい方}・・・(2)
ここで、
σ:L1/ΔXの余り、又は、(ΔX−余り)の絶対量の小さい方・・・(3)
ε:(L1+L2)/ΔXの余り、又は、(ΔX−余り)の絶対量の小さい方・・・(4)
すなわち、基板上(ウエハ上)における露光斑Yは、受光パルス数(1/ΔX)及び光強度分布の形状(L1,L2)に応じて変化する。
Y=
{Y1=σ×ΔX/(2×L1×(L1+L2))
又は、
Y2=ε×ΔX/(2×L1×(L1+L2))
の小さい方}・・・(2)
ここで、
σ:L1/ΔXの余り、又は、(ΔX−余り)の絶対量の小さい方・・・(3)
ε:(L1+L2)/ΔXの余り、又は、(ΔX−余り)の絶対量の小さい方・・・(4)
すなわち、基板上(ウエハ上)における露光斑Yは、受光パルス数(1/ΔX)及び光強度分布の形状(L1,L2)に応じて変化する。
また上式(2)〜(4)を用いて、露光斑Y=0となる露光領域の変位量ΔXは、光強度が一定の部分の幅L2と光強度が緩やかにに変化する部分の幅L1により次式(5)、(6)のように求めることができる。
ΔX=(L1+L2)/N1・・・(5)
又は、
ΔX=L1/N2・・・(6)
ここで、N1及びN2は自然数である。すなわち、走査方向に沿って等脚台形形状の光強度分布を持つパルス光において、露光斑は、以下の場合に周期性を持って少なくなることが分かる。
・光強度が緩やかに変化する部分の幅L1と光強度が一定の部分の幅L2との和が、ウエハ18上における1パルス毎の変位量ΔXの自然数倍の場合
・光強度が緩やかに変化する部分L1が、ウエハ18上における1パルス毎の変位量ΔXの自然数倍の場合
図5においてL=5.5mm、L1=0.5mm、L2=4.5mmのときの受光パルス数と露光斑との関係を図6に示す。
ΔX=(L1+L2)/N1・・・(5)
又は、
ΔX=L1/N2・・・(6)
ここで、N1及びN2は自然数である。すなわち、走査方向に沿って等脚台形形状の光強度分布を持つパルス光において、露光斑は、以下の場合に周期性を持って少なくなることが分かる。
・光強度が緩やかに変化する部分の幅L1と光強度が一定の部分の幅L2との和が、ウエハ18上における1パルス毎の変位量ΔXの自然数倍の場合
・光強度が緩やかに変化する部分L1が、ウエハ18上における1パルス毎の変位量ΔXの自然数倍の場合
図5においてL=5.5mm、L1=0.5mm、L2=4.5mmのときの受光パルス数と露光斑との関係を図6に示す。
式(5)と式(6)とは、それぞれ次の式(7)、式(8)にように変形することができる。
1/ΔX=N1/(L1+L2)・・・(7)
1/ΔX=N2/L1・・・(8)
すなわち、変位量ΔXの逆数1/ΔXである受光パルス数が、短周期1/(L1+L2)で露光斑が少なくなるところと、長周期1/L1で露光斑が小さくなるところが存在することを示しており、この様子を図6に示す。図6より、短周期1/(L1+L2)で露光斑が少なくなるところは、周期が短いために受光パルス数が少しずれただけで急峻に露光斑が悪化することが分かる。それに対して、長周期1/L1で露光斑が少なくなるところは、周期が長いために受光パルス数が少しずれたところでも露光斑を少ないことが分かる。
1/ΔX=N1/(L1+L2)・・・(7)
1/ΔX=N2/L1・・・(8)
すなわち、変位量ΔXの逆数1/ΔXである受光パルス数が、短周期1/(L1+L2)で露光斑が少なくなるところと、長周期1/L1で露光斑が小さくなるところが存在することを示しており、この様子を図6に示す。図6より、短周期1/(L1+L2)で露光斑が少なくなるところは、周期が短いために受光パルス数が少しずれただけで急峻に露光斑が悪化することが分かる。それに対して、長周期1/L1で露光斑が少なくなるところは、周期が長いために受光パルス数が少しずれたところでも露光斑を少ないことが分かる。
そこで、長周期1/L1で露光斑が少なくなるところの一例である受光パルス数=4を目標としたときと、短周期1/(L1+L2)で露光斑が少なくなるところの一例である受光パルス数=5を目標としたときとに着目する。そのような場合における目標受光パルス数に対するずれと露光斑との関係を図7に示す。図7の横軸は、目標受光パルス数に対するずれ(%)を表わしており、5%のところは、目標受光パルス数=4のときなら、露光時に受光パルス数が5%大きい4.2になってしまっていることを示す。縦軸は、%表示の露光斑の大きさである。また、太線は、目標受光パルス数=4のときの目標受光パルス数に対するずれと露光斑との関係を示し、細線は、目標受光パルス数=5のときの目標受光パルス数に対するずれと露光斑との関係を示している。
ここで、受光パルス数1/ΔXは、式(1)より
1/ΔX = f/v・・・(9)
の関係がある。
1/ΔX = f/v・・・(9)
の関係がある。
受光パルス数1/ΔXが目標受光パルス数からずれるということは、レーザの発振周波数f又はステージ速度vが目標値に対して何らかの理由によりずれたことを意味する。
図7に示されるように、長周期1/L1で露光斑が少なくなる目標受光パルス数=4を採用すれば、目標受光パルス数に対するずれが発生しても、露光斑の悪化を、目標受光パルス数=5のときより鈍感かつ十分に小さくできる。逆に、短周期1/(L1+L2)で露光斑が少なくなる目標受光パルス数=5のときは、露光斑の悪化が目標受光パルス数に対するずれに対して敏感であるとも言える。
図7に示されるように、長周期1/L1で露光斑が少なくなる目標受光パルス数=4を採用すれば、目標受光パルス数に対するずれが発生しても、露光斑の悪化を、目標受光パルス数=5のときより鈍感かつ十分に小さくできる。逆に、短周期1/(L1+L2)で露光斑が少なくなる目標受光パルス数=5のときは、露光斑の悪化が目標受光パルス数に対するずれに対して敏感であるとも言える。
次に、照明領域の走査方向の幅であるスリット幅が非走査方向の位置によって異なる場合を想定する。非走査方向は、ウエハ上で走査方向と直交する方向である。ここで、走査露光装置は、スリット幅が異なっても光強度が緩やかに変化する部分の幅L1がほとんど変わらない手段を備えているとする。
先程と同様に、長周期1/L1で露光斑が少なくなる受光パルス数=4を目標としたときと、短周期1/(L1+L2)で露光斑が少なくなる受光パルス数=5を目標としたときに着目する。そして、今度はスリット幅のずれと露光斑との関係を図8に示す。図8の横軸は、スリット幅L=5.5mmに対するずれを表わしている。横軸が0%のところは、スリット幅L=5.5mm(L1=0.5mm、L2=4.5mm)を示す。また、横軸が5%のところは、スリット幅L=5.5mmに対して5%大きいL=5.775mm(L1=0.5mm、L2=4.775mm)を示す。縦軸は、露光斑の大きさを%で示したものである。また、太線は、長周期1/L1で露光斑が少なくなる目標受光パルス数=4のときの結果を示し、細線は、短周期1/(L1+L2)で露光斑が少なくなる目標受光パルス数=5のときの結果を示している。
図8に示されるように、目標受光パルス数=5と、短周期1/(L1+L2)で露光斑が少なくなるところを採用してしまうと、スリット幅が少し異なっただけでも、露光斑が大きく悪化してしまうことが確かめられる。
図9にも、スリット幅のずれによる受光パルス数と露光斑の大きさとの関係を示す。図9には、以下の3つのスリット幅における結果が示されている。
・スリット幅L=5.5mm(L1=0.5mm、L2=4.5mm)
・スリット幅L=6.0mm(L1=0.5mm、L2=5.0mm)
・スリット幅L=6.5mm(L1=0.5mm、L2=5.5mm)
図9からも、短周期1/(L1+L2)で露光斑が少なくなる目標受光パルス数=5のところは、スリット幅のずれにより露光斑が大きく悪化してしまうことが確かめられる。
・スリット幅L=5.5mm(L1=0.5mm、L2=4.5mm)
・スリット幅L=6.0mm(L1=0.5mm、L2=5.0mm)
・スリット幅L=6.5mm(L1=0.5mm、L2=5.5mm)
図9からも、短周期1/(L1+L2)で露光斑が少なくなる目標受光パルス数=5のところは、スリット幅のずれにより露光斑が大きく悪化してしまうことが確かめられる。
つまり、図7と図8と図9との結果より、受光パルス数を長周期1/L1の整数倍とする方が、受光パルス数のずれや、スリット幅が異なることが発生しても、露光斑の悪化の可能性を小さくすることができる。受光パルス数の使用可能範囲は、露光斑の大きさの閾値を0.1%に設定した場合、露光斑が少なくなる短周期1/(L1+L2)の1周期以上連続した範囲で露光斑の大きさを閾値以下とできるところとするのが好ましい。そのようにする理由は、短周期1/(L1+L2)の整数倍で出現する受光パルス数を選択しないようにするためである。
1/(L1+L2)は、L=5.5mm、L1=0.5mm、L2=4.5mmの場合、
1/(L1+L2)=1/(0.5+4.5)=0.2・・・(10)
となる。
1/(L1+L2)=1/(0.5+4.5)=0.2・・・(10)
となる。
図6に対して上述した受光パルス数領域を適用したものを図10として示す。図10に示されるように、短周期1/(L1+L2)で発生する、露光斑が少なくなる受光パルス領域が、ある程度除外されていることが確認できる。
例えば、露光斑の大きさの閾値である目標露光斑を0.05%以下と極端に少なく設定した場合について説明する。図10では、目標露光斑を0.05%以下である場合に、受光パルス数=4付近も受光パルス数領域となっている。しかし、目標露光斑を0.05%以下と極端に少なく設定した場合、受光パルス数=4付近では、受光パルス数が少し変動するだけで、露光斑の大きさの閾値である0.05%を超える事態が発生する。これは、露光斑の大きさの閾値が極端に少ないために、長周期1/L1で露光斑の大きさが小さくなるところであったとしても、露光斑の大きさが受光パルス数のずれに対して敏感すぎるからである。
したがって、露光斑の発生をできる限り抑制するためには、図10に示されるような露光斑と受光パルス数との関係における露光斑の大きさと傾きとがそれぞれの閾値以下となるような受光パルス数を選択する必要がある。図10の例でいえば、露光斑の受光パルス数に対する傾きが小さな受光パルス数=6付近、受光パルス数=8付近を選択するのが好ましい。
パルス光の光強度分布の形状が非走査方向におけるウエハ上の位置に応じて変化するとき、光強度分布の形状の変化に応じて露光斑が変化する。そのような場合、好ましい受光パルス数領域を見つけるために使用する光強度分布の形状は、パルス光の走査方向におけるの幅(スリット幅)が最小である位置における光強度分布の形状とすることが好ましい。式(2)、(3)、(4)より、スリット幅が最小の位置における光強度分布の形状に対応して最大の露光斑が発生する。したがって、スリット幅が最小である位置における光強度分布の形状を選択すると、非走査方向の全域で露光斑をほぼ目標値以下にする可能性が高くなる。
さらに、スリット幅については、非走査方向の照度斑を低減するように非走査方向の各位置でスリット幅を調整した後の幅、又は、調整目標幅を使用することがより望ましい。これは、スリット幅を調整した後の幅、又は、調整目標幅にて、実際の露光が実施される可能性が高いためである。
光強度が緩やかに変化する部分の幅L1、光強度が一定の部分の幅L2を算出する場合、L1はほぼ変化しないと仮定しうる。その場合、パルス光の非走査方向の強度分布設計値又は測定値から光強度が緩やかに変化する部分L1だけを抜き出しうる。そして、L1=一定として、調整した後のスリット幅L、又は、調整目標幅Lから次の式を使用して、光強度が一定の部分の幅L2を算出しても良い。
L2=L−2×L1・・・(11)
上述の手順により露光斑をほぼ目標値以下にする受光パルス数領域が見出しうる。その受光パルス数領域内の受光パルス数を使用すれば、スリット幅が非走査方向の各位置により異なっていても、露光斑を少なくしつつ、目標積算露光量を満たす可能性のある露光量制御を実現することができる。
L2=L−2×L1・・・(11)
上述の手順により露光斑をほぼ目標値以下にする受光パルス数領域が見出しうる。その受光パルス数領域内の受光パルス数を使用すれば、スリット幅が非走査方向の各位置により異なっていても、露光斑を少なくしつつ、目標積算露光量を満たす可能性のある露光量制御を実現することができる。
照明条件が変更されてパルス光の光強度分布の形状が変更されると、その都度、制御システムは、露光斑と受光パルス数との関係をあらためて演算し、露光斑を少なくする受光パルス数を選択する。
次に、上述の走査露光装置を利用した半導体集積回路素子、液晶表示素子等のデバイス製造方法を例示的に説明する。
デバイスは、前述の走査露光装置を用いて基板を露光する露光工程と、露光工程で露光された基板を現像する現像工程と、現像工程で現像された基板を加工する他の周知の工程とを経ることによって製造される。他の周知の工程は、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング工程などである。
1:レーザ、2:ビーム整形光学系、3:オプティカルインテグレータ、4:絞りターレット、5:ハーフミラー、6:光電変換装置、7:コンデンサレンズ、8:ブラインド、9:スリット、10:コンデンサレンズ、11:ミラー、12:コンデンサレンズ、13:レチクル、14:レチクルステージ、15:投影光学系、16:フォーカス検出系、17:ウエハステージ(基板ステージ)、18:ウエハ(基板)、19:光電変換装置、20:ステージ駆動制御系、21:露光量演算部、22:主制御系、23:レーザ制御系、24:入力装置、25:記憶部、26:表示部
Claims (6)
- レチクルと基板とを走査しながら、前記基板の走査方向に沿った光強度分布の形状が等脚台形であるパルス光で照明された前記レチクルのパターンを前記基板に転写する走査露光装置であって、
前記基板が走査方向に単位量移動する間に前記基板が受光するパルス数及び前記光強度分布の形状に応じて変化する前記基板上における露光斑と前記受光パルス数との関係を演算し、演算した前記関係における露光斑の大きさと傾きとがそれぞれの閾値以下となるように前記受光パルス数を制御する制御器を備えることを特徴とする走査露光装置。 - 前記光強度分布の形状が前記走査方向に直交する非走査方向における前記基板上の位置に応じて変化し、前記光強度分布の形状の変化に応じて前記露光斑が変化する場合において、前記制御器は、最大の露光斑が発生する前記非走査方向における位置での露光斑と前記受光パルス数との関係を演算することを特徴とする請求項1に記載の走査露光装置。
- 前記光強度分布の形状が前記走査方向に直交する非走査方向における前記基板上の位置に応じて変化し、前記光強度分布の形状の変化に応じて前記露光斑が変化する場合において、前記制御器は、前記パルス光の前記走査方向における幅が最小である前記位置における前記光強度分布の形状に対応する露光斑と前記受光パルス数との関係を演算することを特徴とする請求項1に記載の走査露光装置。
- 前記制御器は、前記露光斑が0.05%以下となるように前記受光パルス数を制御することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の走査露光装置。
- 前記光強度分布の形状が変更されたとき、前記制御器は、前記露光斑と前記受光パルス数との関係をあらためて演算し、演算した前記関係における露光斑とその傾きとに基づいて前記受光パルス数を制御することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の走査露光装置。
- 請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の走査露光装置を用いて基板を走査露光する工程と、
前記工程で走査露光された基板を現像する工程と、
を含むデバイス製造方法。
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