JPH097943A - 投影光学装置 - Google Patents
投影光学装置Info
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- JPH097943A JPH097943A JP8205566A JP20556696A JPH097943A JP H097943 A JPH097943 A JP H097943A JP 8205566 A JP8205566 A JP 8205566A JP 20556696 A JP20556696 A JP 20556696A JP H097943 A JPH097943 A JP H097943A
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
- G03F7/70883—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of optical system
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザ光源による投影レンズの照明光吸収に
よる光学特性の変動分を検出して、その光学特性の変動
分に対応した結像状態の変化を補正する。 【解決手段】 投影光学装置は、パルスレーザ光を射出
する光源部と該パルスレーザ光の波長特性を調整してマ
スクＲを照明するためのパルス照明光を生成する波長制
御部とを含むレーザ照明手段１； 感光基板Ｗに対する
パルス照明光を制御する手段と； 投影光学系６通るパ
ルス照明光に応じた積算光量を所定のタイミング毎に検
出するために、パルス照明光のー部を検出するフオトデ
ィデクタと； 該検出された積算光量に基づいて投影光
学系６の光学特性の変化を計算し、照明光吸収によって
生じる投影光学系６の光学特性の変動分に対応した前記
結像状態の変化を補正する補正手段１２備えた。
よる光学特性の変動分を検出して、その光学特性の変動
分に対応した結像状態の変化を補正する。 【解決手段】 投影光学装置は、パルスレーザ光を射出
する光源部と該パルスレーザ光の波長特性を調整してマ
スクＲを照明するためのパルス照明光を生成する波長制
御部とを含むレーザ照明手段１； 感光基板Ｗに対する
パルス照明光を制御する手段と； 投影光学系６通るパ
ルス照明光に応じた積算光量を所定のタイミング毎に検
出するために、パルス照明光のー部を検出するフオトデ
ィデクタと； 該検出された積算光量に基づいて投影光
学系６の光学特性の変化を計算し、照明光吸収によって
生じる投影光学系６の光学特性の変動分に対応した前記
結像状態の変化を補正する補正手段１２備えた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、集積回路製造に用
いられる露光装置で、特に露光用光源に狭帯化レーザを
用いた投影光学装置の結像特性の向上に関するものであ
る。
いられる露光装置で、特に露光用光源に狭帯化レーザを
用いた投影光学装置の結像特性の向上に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】結像特性を変化させる要因（大気圧、温
度、露光光の照明等）を測定し、それに基いて結像特性
を補正する技術としては、例えば特開昭５８−１８６２
号公報に開示されているように、投影レンズ内のー部の
レンズ間隔を密封し、その空気圧力を調整することによ
り、倍率、焦点位置等の結像特性を補正する方法が知ら
れている。
度、露光光の照明等）を測定し、それに基いて結像特性
を補正する技術としては、例えば特開昭５８−１８６２
号公報に開示されているように、投影レンズ内のー部の
レンズ間隔を密封し、その空気圧力を調整することによ
り、倍率、焦点位置等の結像特性を補正する方法が知ら
れている。
【０００３】また、上記要因のうち大気圧の変化による
焦点変動を補正する方法としては、特開昭６１−１８８
９２８号公報に示されているように斜入射光式焦点検出
系に大気圧変化に応じたオフセットを加えていく方式も
知られている。
焦点変動を補正する方法としては、特開昭６１−１８８
９２８号公報に示されているように斜入射光式焦点検出
系に大気圧変化に応じたオフセットを加えていく方式も
知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする問題点】上記の従来の技術で
は、結像特性を変動させる要因としては、主に投影レン
ズに影響を及ぼすものとして大気圧、チャンバー内の温
度変化、投影レンズの露光光源の吸収等が考えられてい
た。一方、微細化するパターンに対応して、照明用光源
の短波長化が計られ、近年紫外域でパワーのあるエキシ
マレーザを光源とする投影光学装置が開発されている。
この種の装置の中には、投影レンズの色収差を解決する
ため光源のレーザ波長を狭帯化して用いているものがあ
る。狭帯化には、エタロン等の光学素子が用いられてい
るが、これらの光学素子も大気圧、チャンバー温度の変
動により影響を受け、狭帯化すべき波長に変動を与え
る。一般にこの種の投影レンズは狭帯化された特定の波
長のみに対して最良に色収差補正されているため、波長
変動が生じると倍率、焦点位置等に無視しえない変動が
生ずる。さらに投影レンズ自体の光学特性の変動を補正
する必要もある。
は、結像特性を変動させる要因としては、主に投影レン
ズに影響を及ぼすものとして大気圧、チャンバー内の温
度変化、投影レンズの露光光源の吸収等が考えられてい
た。一方、微細化するパターンに対応して、照明用光源
の短波長化が計られ、近年紫外域でパワーのあるエキシ
マレーザを光源とする投影光学装置が開発されている。
この種の装置の中には、投影レンズの色収差を解決する
ため光源のレーザ波長を狭帯化して用いているものがあ
る。狭帯化には、エタロン等の光学素子が用いられてい
るが、これらの光学素子も大気圧、チャンバー温度の変
動により影響を受け、狭帯化すべき波長に変動を与え
る。一般にこの種の投影レンズは狭帯化された特定の波
長のみに対して最良に色収差補正されているため、波長
変動が生じると倍率、焦点位置等に無視しえない変動が
生ずる。さらに投影レンズ自体の光学特性の変動を補正
する必要もある。
【０００５】上記の従来技術では、これらの点が考慮さ
れていないため、露光用のエキシマレーザ光の波長変動
に起因する結像特性、投影光学系の光学特性を補正でき
ないという問題点があった。
れていないため、露光用のエキシマレーザ光の波長変動
に起因する結像特性、投影光学系の光学特性を補正でき
ないという問題点があった。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】上記問題点の解決の為
に本発明の投影光学装置は、パルスレーザ光を射出する
光源部と該パルスレーザ光の波長特性を調整してマスク
Ｒを照明するためのパルス照明光を生成する波長制御部
とを含むレーザ照明手段１； 感光基板Ｗに対するパル
ス照明光を制御する手段と； 投影光学系６通るパルス
照明光に応じた積算光量を所定のタイミング毎に検出す
るために、パルス照明光のー部を検出するフオトディデ
クタと； 該検出された積算光量に基づいて投影光学系
６の光学特性の変化を計算し、照明光吸収によって生じ
る投影光学系６の光学特性の変動分に対応した前記結像
状態の変化を補正する補正手段１２備えた。
に本発明の投影光学装置は、パルスレーザ光を射出する
光源部と該パルスレーザ光の波長特性を調整してマスク
Ｒを照明するためのパルス照明光を生成する波長制御部
とを含むレーザ照明手段１； 感光基板Ｗに対するパル
ス照明光を制御する手段と； 投影光学系６通るパルス
照明光に応じた積算光量を所定のタイミング毎に検出す
るために、パルス照明光のー部を検出するフオトディデ
クタと； 該検出された積算光量に基づいて投影光学系
６の光学特性の変化を計算し、照明光吸収によって生じ
る投影光学系６の光学特性の変動分に対応した前記結像
状態の変化を補正する補正手段１２備えた。
【０００７】
【作用】本発明においては、結像特性の波長変動による
変動分を結像特性補正機構にフィードバックコントロー
ルしているため、波長変動による結像特性変動をキャン
セルすることができる。結像特性の変動は、以下のよう
な過程で生じる。すなわち大気圧、環境温度等が変化す
ると、レーザ光の狭帯化素子も狭帯化すべき波長特性が
わずかではあるがシフトする。この波長シフトによって
投影光学系が備えている色収差特性に依存した収差（焦
点ずれ、倍率変化等）が生じる。この収差によって基坂
上に投影されるパターンのピントがずれてきたり、大き
さ（倍率）がわずかではあるが変化したりする。本発明
は、このピントずれ、ないしは倍率変化を補正し、常に
最良の状態で安定した投影露光ができるようにしたもの
である。
変動分を結像特性補正機構にフィードバックコントロー
ルしているため、波長変動による結像特性変動をキャン
セルすることができる。結像特性の変動は、以下のよう
な過程で生じる。すなわち大気圧、環境温度等が変化す
ると、レーザ光の狭帯化素子も狭帯化すべき波長特性が
わずかではあるがシフトする。この波長シフトによって
投影光学系が備えている色収差特性に依存した収差（焦
点ずれ、倍率変化等）が生じる。この収差によって基坂
上に投影されるパターンのピントがずれてきたり、大き
さ（倍率）がわずかではあるが変化したりする。本発明
は、このピントずれ、ないしは倍率変化を補正し、常に
最良の状態で安定した投影露光ができるようにしたもの
である。
【０００８】
【発明の実施の形態】第１図は本発明の実施例によるレ
ーザ光を用いた投影露光装置の構成を示す図である。露
光用の光源として狭帯化されたレーザ光源１を用いる。
レーザ光源１の内部には波長狭帯化用の光学素子２２が
含まれている。レーザ光源１から射出したレーザ光はシ
ャッター２を通過した後、光強度を一様化する照明光学
系３に入射する。照明光学系３を射出したー様強度のレ
ーザ光はミラー４で折り曲げられ、コンデンサーレンズ
５を通過後、石英等により作られたレチクルＲを照射す
る。レチクルＲの下面には回路パターンＰＴが形成さ
れ、このパターンＰＴを通過した照明光は石英等により
作られた投影レンズ６を通ってウェハＷに達する。投影
レンズ６は所定の結像特性でパターンＰＴの像をウェハ
Ｗ上に結像する。このウェハＷはウェハチャック７上に
真空吸着され、ウェハチャック７は水平方向（Ｘ、Ｙ方
向）及び垂直方向（投影レンズ６の光軸ＡＸに沿った方
向）へ移動可能なウェハステージ８上に設けられてい
る。ウェハＷの垂直方向の移動はオートフォーカスのた
めに行なわれ、モータ１５により駆動制御される。また
ウェハステージ８（ウェハＷ）の水平方向の座標位置は
レーザ光波干渉式側長器（以下干渉計とする）１６によ
って検出される。
ーザ光を用いた投影露光装置の構成を示す図である。露
光用の光源として狭帯化されたレーザ光源１を用いる。
レーザ光源１の内部には波長狭帯化用の光学素子２２が
含まれている。レーザ光源１から射出したレーザ光はシ
ャッター２を通過した後、光強度を一様化する照明光学
系３に入射する。照明光学系３を射出したー様強度のレ
ーザ光はミラー４で折り曲げられ、コンデンサーレンズ
５を通過後、石英等により作られたレチクルＲを照射す
る。レチクルＲの下面には回路パターンＰＴが形成さ
れ、このパターンＰＴを通過した照明光は石英等により
作られた投影レンズ６を通ってウェハＷに達する。投影
レンズ６は所定の結像特性でパターンＰＴの像をウェハ
Ｗ上に結像する。このウェハＷはウェハチャック７上に
真空吸着され、ウェハチャック７は水平方向（Ｘ、Ｙ方
向）及び垂直方向（投影レンズ６の光軸ＡＸに沿った方
向）へ移動可能なウェハステージ８上に設けられてい
る。ウェハＷの垂直方向の移動はオートフォーカスのた
めに行なわれ、モータ１５により駆動制御される。また
ウェハステージ８（ウェハＷ）の水平方向の座標位置は
レーザ光波干渉式側長器（以下干渉計とする）１６によ
って検出される。
【０００９】さて本実施例では結像特性として投影レン
ズ６の倍率と焦点位置とを考える。そして結像特性の変
動補正方法としては、先に掲げた特開昭５８−１８６２
号公報、特開昭６１−１８３９２８号公報に開示された
技術と同じ方法を探るものとする。従って本実施例で
は、倍率補正機構として投影レンズ６中の選択された空
気室１２内の圧力を圧力調整器１１により適宜調整する
構成を設ける。空気室１２は倍率補正に通した２枚もし
くはそれ以上のレンズ素子の間隔を密封したもので、投
影レンズ６のレンズ構成、光学的なタイプによって、最
適な場所が選ばれる。空気室１２の圧力を変えると、空
気間隔のインデックスが微小量変化するため、投影レン
ズ全体としての倍率が微小変化する。このような圧力制
御の場合、焦点位置（最良精援面〕の変化も起り得る
が、複数の空気室を選択的に組み合わせて１つの密封さ
れた制御空間を作ることによって、圧力制御時の焦点位
置の変化を小さく押え、適当な倍率変化量を得ることが
できる。
ズ６の倍率と焦点位置とを考える。そして結像特性の変
動補正方法としては、先に掲げた特開昭５８−１８６２
号公報、特開昭６１−１８３９２８号公報に開示された
技術と同じ方法を探るものとする。従って本実施例で
は、倍率補正機構として投影レンズ６中の選択された空
気室１２内の圧力を圧力調整器１１により適宜調整する
構成を設ける。空気室１２は倍率補正に通した２枚もし
くはそれ以上のレンズ素子の間隔を密封したもので、投
影レンズ６のレンズ構成、光学的なタイプによって、最
適な場所が選ばれる。空気室１２の圧力を変えると、空
気間隔のインデックスが微小量変化するため、投影レン
ズ全体としての倍率が微小変化する。このような圧力制
御の場合、焦点位置（最良精援面〕の変化も起り得る
が、複数の空気室を選択的に組み合わせて１つの密封さ
れた制御空間を作ることによって、圧力制御時の焦点位
置の変化を小さく押え、適当な倍率変化量を得ることが
できる。
【００１０】圧力調整器１１は空気室１２の圧力がコン
トローラ９から指示された圧力値を保つように制御する
ものであり、例えば特開昭６０−２３９０２３号公報に
開示されているようなべローズポンプと電磁弁とを組み
合わせたもので構成される。一方、焦点位置の補正機構
としては、投影レンズ６とウェハＷの距離をー定に保つ
機構にオフセットを持たせる構成を設ける。まず投影レ
ンズ６とウェハＷの距離をー定に保つ機構を以下に説明
する。ＬＢＤ、集光レンズ等からなる投光器１３よりウ
ェハＷに斜めに結像光線を入射し、ＳＰＤ、集光レンズ
等からなる受光器１４によりウェハＷからの反射光を受
ける。ウェハＷが光軸ＡＸ方向の所定位置からずれてい
る場合、反射光がシフトし、ずれ量を検出することがで
きる。ずれ量の信号はコントローラ９に送られ、コント
ローラ９はウェハＷが所定位置に来るまで、ウェハステ
ージ８を光軸方向へ駆動するモーター１５に信号を送
り、常に投影レンズ６とウェハＷの間隔を一定に保つ。
このような構成においてオフセットを与えるには、反射
光の光路を光学素子（平行平板ガラス）によりシフトさ
せるか、ずれ量の信号に電気的にオフセットを加える等
の方法で実現できる。このように焦点位置の補正を空気
室の圧力調整によらず、焦点検出系の方に検出位置がオ
フセットするような補正を加えるようにしたのは、ウェ
ハステージ８の光軸ＡＸ方向のストロークが圧力制御に
より後面をシフトさせる場合にくらべて小さいこと、ウ
ェハの厚みむら、ウェハ内のそりやうねりによるフラッ
トネスの程度等を考慮したからである。
トローラ９から指示された圧力値を保つように制御する
ものであり、例えば特開昭６０−２３９０２３号公報に
開示されているようなべローズポンプと電磁弁とを組み
合わせたもので構成される。一方、焦点位置の補正機構
としては、投影レンズ６とウェハＷの距離をー定に保つ
機構にオフセットを持たせる構成を設ける。まず投影レ
ンズ６とウェハＷの距離をー定に保つ機構を以下に説明
する。ＬＢＤ、集光レンズ等からなる投光器１３よりウ
ェハＷに斜めに結像光線を入射し、ＳＰＤ、集光レンズ
等からなる受光器１４によりウェハＷからの反射光を受
ける。ウェハＷが光軸ＡＸ方向の所定位置からずれてい
る場合、反射光がシフトし、ずれ量を検出することがで
きる。ずれ量の信号はコントローラ９に送られ、コント
ローラ９はウェハＷが所定位置に来るまで、ウェハステ
ージ８を光軸方向へ駆動するモーター１５に信号を送
り、常に投影レンズ６とウェハＷの間隔を一定に保つ。
このような構成においてオフセットを与えるには、反射
光の光路を光学素子（平行平板ガラス）によりシフトさ
せるか、ずれ量の信号に電気的にオフセットを加える等
の方法で実現できる。このように焦点位置の補正を空気
室の圧力調整によらず、焦点検出系の方に検出位置がオ
フセットするような補正を加えるようにしたのは、ウェ
ハステージ８の光軸ＡＸ方向のストロークが圧力制御に
より後面をシフトさせる場合にくらべて小さいこと、ウ
ェハの厚みむら、ウェハ内のそりやうねりによるフラッ
トネスの程度等を考慮したからである。
【００１１】ところで第１図のレーザ光源１は、通常第
２図に示すように波長補正機格を有している。レーザチ
ューブ２０の両端側には反射鏡２１、２３が配置され、
反射鏡２３からレーザ光が射出される。レーザチューブ
２０と反射鏡２１との間には、狭帯化素子としてエタロ
ン（間隔可変の２枚の平行平板ガラス）２２が設けられ
ている。そして反射鏡２３から射出したレーザ光のー部
はビームスブリッター２４で取り出され、波長測定用の
エタロン（間隔固定の２枚の平行平板ガラス）２５に入
射し、フォトダイオードアレ一等のディテクター２６で
受光される。ディテクター２６の受光面にはエタロン２
５によって生じた干渉縞形成され、ディテクター２６は
干渉縞が所定の状態からずれると、そのずれを波長の設
定値からの変化（シフト）として検出する。ディテクタ
ー２６によって検出されたずれ量はコントローラ２７に
出力され、コントローラ２７は、そのすれ量がほぼ零に
補正されるようにエタロン２２の間隔（もしくはレーザ
光束に対する傾き）を調整する。
２図に示すように波長補正機格を有している。レーザチ
ューブ２０の両端側には反射鏡２１、２３が配置され、
反射鏡２３からレーザ光が射出される。レーザチューブ
２０と反射鏡２１との間には、狭帯化素子としてエタロ
ン（間隔可変の２枚の平行平板ガラス）２２が設けられ
ている。そして反射鏡２３から射出したレーザ光のー部
はビームスブリッター２４で取り出され、波長測定用の
エタロン（間隔固定の２枚の平行平板ガラス）２５に入
射し、フォトダイオードアレ一等のディテクター２６で
受光される。ディテクター２６の受光面にはエタロン２
５によって生じた干渉縞形成され、ディテクター２６は
干渉縞が所定の状態からずれると、そのずれを波長の設
定値からの変化（シフト）として検出する。ディテクタ
ー２６によって検出されたずれ量はコントローラ２７に
出力され、コントローラ２７は、そのすれ量がほぼ零に
補正されるようにエタロン２２の間隔（もしくはレーザ
光束に対する傾き）を調整する。
【００１２】これによって反射鏡２３から取り出される
レーザ光の波長はー定値に制御される訳である。ところ
でエタロン２５は通常大気中に置かれ、空気の屈折率が
変化（すなわち大気圧が変化）すると、エタロン内の空
気間隔の光路長が微小に変化し、測定波長が真の値（真
空中の絶対波長）から変化することになる。このためエ
タロン２２もずれて制御され、エタロン２５の大気圧変
化に応じた測定ずれ分だけ出力波長（真空中の絶対波
長〕がずれることになる。もちろん、狭帯化用のエタロ
ン２２が大気中にある場合も空気の屈折率の影響を受け
るため、全く同様に波長ずれが生じる。このことは波長
補正機構の持たないレーザ光源では、大気圧変化による
波長シフトの主原因となる。
レーザ光の波長はー定値に制御される訳である。ところ
でエタロン２５は通常大気中に置かれ、空気の屈折率が
変化（すなわち大気圧が変化）すると、エタロン内の空
気間隔の光路長が微小に変化し、測定波長が真の値（真
空中の絶対波長）から変化することになる。このためエ
タロン２２もずれて制御され、エタロン２５の大気圧変
化に応じた測定ずれ分だけ出力波長（真空中の絶対波
長〕がずれることになる。もちろん、狭帯化用のエタロ
ン２２が大気中にある場合も空気の屈折率の影響を受け
るため、全く同様に波長ずれが生じる。このことは波長
補正機構の持たないレーザ光源では、大気圧変化による
波長シフトの主原因となる。
【００１３】空気の屈折率は気圧と気温の関数で決ま
り、この種の装置が設置される大気圧範囲、チャンバー
温度範囲では、それぞれ比例関係にあると考えてよい。
そこで本実施例では第１図に示すようにエタロン２２、
２５付近の大気圧と気温を測定器１０により測定し、そ
の結果をコントローラ９に送り、倍率補正機構、焦点位
置補正機構を補正するようにした。
り、この種の装置が設置される大気圧範囲、チャンバー
温度範囲では、それぞれ比例関係にあると考えてよい。
そこで本実施例では第１図に示すようにエタロン２２、
２５付近の大気圧と気温を測定器１０により測定し、そ
の結果をコントローラ９に送り、倍率補正機構、焦点位
置補正機構を補正するようにした。
【００１４】次に本実施例の動作について説明する。コ
ントローラ９は、レーザ光の波長変化に対する倍率及び
焦点位置の変化率（変化特性）を、実験もしくはシミュ
レーソョン計算等で求め、内部のメモリに記憶させてい
る。従ってコントローラ９は測定器１０からの測定信号
（環境情報）に基づいて投影レンズ６を通るレーザ光の
波長変動量を算出しメモリに記憶された変化率に基いて
倍率、焦点位置の補正量（変化量）を算出する。尚、波
長変化に対する倍率、焦点位置の変化が比例関係にある
と考えられる場合、メモリに記憶する変化特性は比例定
数のみとなり、比例関係にない場合は、変化特性のテー
ブル又は関数式等の形で記憶される。さて、倍率変化に
対する補正量が算出されると、コントローラ９は圧力調
整器１１に補正値（目標圧力値）を出力する。倍率は空
気室１２の内部圧力と外気の圧力との差圧に比例するこ
とから、圧力調整器１１は倍率変化を打ち消すような差
圧が生じるように空気室１２の圧力を制御する。
ントローラ９は、レーザ光の波長変化に対する倍率及び
焦点位置の変化率（変化特性）を、実験もしくはシミュ
レーソョン計算等で求め、内部のメモリに記憶させてい
る。従ってコントローラ９は測定器１０からの測定信号
（環境情報）に基づいて投影レンズ６を通るレーザ光の
波長変動量を算出しメモリに記憶された変化率に基いて
倍率、焦点位置の補正量（変化量）を算出する。尚、波
長変化に対する倍率、焦点位置の変化が比例関係にある
と考えられる場合、メモリに記憶する変化特性は比例定
数のみとなり、比例関係にない場合は、変化特性のテー
ブル又は関数式等の形で記憶される。さて、倍率変化に
対する補正量が算出されると、コントローラ９は圧力調
整器１１に補正値（目標圧力値）を出力する。倍率は空
気室１２の内部圧力と外気の圧力との差圧に比例するこ
とから、圧力調整器１１は倍率変化を打ち消すような差
圧が生じるように空気室１２の圧力を制御する。
【００１５】この内部圧力と外気圧との差圧に比例する
定数も、あらかじめ求められてコントローラ９の内部に
記憶されている。もちろん、この関係が比例しないもの
であれば、適当な関数による近似又はテーブルを用意し
ておけばよい。一方、焦点位置補正に関しては、同様に
コントローラ９によって焦点変動量が算出され、この焦
点変動にウェハＷの表面が追従するようなオフセット信
号を受光器１４に出力する。すなわち斜入射光式位置検
出系によって合焦点と検出される高さ位置を、測定器１
０からの測定信号に基いて順次オフセットさせてやる。
以上の方式により、波長変動に対する結像特性（倍率、
焦点位置）の変動を補正することができる。
定数も、あらかじめ求められてコントローラ９の内部に
記憶されている。もちろん、この関係が比例しないもの
であれば、適当な関数による近似又はテーブルを用意し
ておけばよい。一方、焦点位置補正に関しては、同様に
コントローラ９によって焦点変動量が算出され、この焦
点変動にウェハＷの表面が追従するようなオフセット信
号を受光器１４に出力する。すなわち斜入射光式位置検
出系によって合焦点と検出される高さ位置を、測定器１
０からの測定信号に基いて順次オフセットさせてやる。
以上の方式により、波長変動に対する結像特性（倍率、
焦点位置）の変動を補正することができる。
【００１６】以上の実施例では、結像特性を悪化させる
原因として波長変動のみを考えたが、本来、補正機構は
投影レンズ自体の光学特性の変動を補正するために考え
られたものであり、実際は、波長変動に対する補正と投
影レンズの光学特性に対する補正とは併用して行なわれ
る。投影レンズの光学特性の補正を簡単に以下に説明す
る。光学特性変動の要因としては、大気圧、気温、照明
光の吸収等が考えられる。大気圧、気温に関しては波長
変動の場合と同様に、変動と比例関係にあると考えて光
学特性の変動を算出する。照明光の吸収に関しては、例
えば特開昭６０−７８４５４号公報に開示されているよ
うに投影レンズの照明光吸収特性をあらかじめ求め、シ
ャッターの開閉情報等により吸収量を算出し変動量を求
める。以上により求めた変動量の代数和が総変動量であ
る。これに、前記の波長変動による変動量をさらに加
え、その量を前記の波長変動で述べたと同様に補正をし
てやれば波長変動補正と投影レンズの光学特性補正が行
なえる。大気圧、気温に関しては、比例定数を実験的に
求める場合、変動は波長変動によるものと、投影レンズ
の光学特性変動によるものの和があらわれるため、両者
合わせた比例定数がはじめから求まり、これを使えばよ
い。
原因として波長変動のみを考えたが、本来、補正機構は
投影レンズ自体の光学特性の変動を補正するために考え
られたものであり、実際は、波長変動に対する補正と投
影レンズの光学特性に対する補正とは併用して行なわれ
る。投影レンズの光学特性の補正を簡単に以下に説明す
る。光学特性変動の要因としては、大気圧、気温、照明
光の吸収等が考えられる。大気圧、気温に関しては波長
変動の場合と同様に、変動と比例関係にあると考えて光
学特性の変動を算出する。照明光の吸収に関しては、例
えば特開昭６０−７８４５４号公報に開示されているよ
うに投影レンズの照明光吸収特性をあらかじめ求め、シ
ャッターの開閉情報等により吸収量を算出し変動量を求
める。以上により求めた変動量の代数和が総変動量であ
る。これに、前記の波長変動による変動量をさらに加
え、その量を前記の波長変動で述べたと同様に補正をし
てやれば波長変動補正と投影レンズの光学特性補正が行
なえる。大気圧、気温に関しては、比例定数を実験的に
求める場合、変動は波長変動によるものと、投影レンズ
の光学特性変動によるものの和があらわれるため、両者
合わせた比例定数がはじめから求まり、これを使えばよ
い。
【００１７】本実施例では、狭帯化の光学素子としてエ
タロンを例に挙げたが、他にもグレーディング、プリズ
ム等が考えられる。これらについても本実施例と全く同
様に考えることができる。また、本実施例では、波長変
動の要因として気圧と気温を考えたが、他にも変動要因
として狭帯化用光学素子（又は波長測定素子）の温度、
空気の温度等が考えられる。素子温度についてはレーザ
点灯後安定すればほぼー定と考えてよく、湿度も屈折率
への影響が小さく無視できるが、本実施例と同様に補正
することも可能である。
タロンを例に挙げたが、他にもグレーディング、プリズ
ム等が考えられる。これらについても本実施例と全く同
様に考えることができる。また、本実施例では、波長変
動の要因として気圧と気温を考えたが、他にも変動要因
として狭帯化用光学素子（又は波長測定素子）の温度、
空気の温度等が考えられる。素子温度についてはレーザ
点灯後安定すればほぼー定と考えてよく、湿度も屈折率
への影響が小さく無視できるが、本実施例と同様に補正
することも可能である。
【００１８】補正機構として、本実施例では倍率につい
ては投影レンズ１内の空気室１２の圧力調整により、焦
点位置については斜入射光によるウェハＷの位置検出機
構にオフセットを持たせることによる方法を例として挙
げたが、他の方法も考えられる。例えば、投影レンズ中
のレンズ間隔を変える方法、レチクルと投影レンズの間
隔を変える方法、投影レンズの上方または下方に２枚の
平行平板ガラス置き内部の圧力を変える方法等が考えら
れる。
ては投影レンズ１内の空気室１２の圧力調整により、焦
点位置については斜入射光によるウェハＷの位置検出機
構にオフセットを持たせることによる方法を例として挙
げたが、他の方法も考えられる。例えば、投影レンズ中
のレンズ間隔を変える方法、レチクルと投影レンズの間
隔を変える方法、投影レンズの上方または下方に２枚の
平行平板ガラス置き内部の圧力を変える方法等が考えら
れる。
【００１９】本実施例で、補正する結像特性として倍率
と焦点位置を考えたが、他にも像面湾曲、ディストーシ
ョン等を同時に補正することも考えられる。この場合、
補正項目ごとに独立して補正できる補正機構が必要であ
る。また、投影レンズの照明光吸収による光学特性の変
動分については、シャッター２の開閉情報に基いて補正
できるが、レーザ光源１がエキシマレーザのようにパル
ス化された光の場合、シャッター２がなくとも発振させ
るパルス数、各パルス毎の光量に基づいて露光制御が可
能である。この場合は、投影レンズ６を通るパルス化レ
ーザ光の一部を所定時間（例えば５秒）間隔で光量積分
し、その積分値に基いて所定時間間隔に光学特性の変動
履歴を算出していくようにする。この際、光量積分は所
定時間（５秒）毎にクリアされ、次の所定時間に関する
光量積分が開始される。このようにすれば、エキシマレ
ーザ光の各パルス毎の光量むら（±５％程度）の影響を
受けず、投影レンズの照明光吸収による光学特性変動を
測定できる。また所定時間（５秒）毎の光量積分値を求
めるためのフォトディテクタは、ウェハＷに対して適正
露光量を与えるように働くインテグレータセンサーと兼
用して使うとよい。
と焦点位置を考えたが、他にも像面湾曲、ディストーシ
ョン等を同時に補正することも考えられる。この場合、
補正項目ごとに独立して補正できる補正機構が必要であ
る。また、投影レンズの照明光吸収による光学特性の変
動分については、シャッター２の開閉情報に基いて補正
できるが、レーザ光源１がエキシマレーザのようにパル
ス化された光の場合、シャッター２がなくとも発振させ
るパルス数、各パルス毎の光量に基づいて露光制御が可
能である。この場合は、投影レンズ６を通るパルス化レ
ーザ光の一部を所定時間（例えば５秒）間隔で光量積分
し、その積分値に基いて所定時間間隔に光学特性の変動
履歴を算出していくようにする。この際、光量積分は所
定時間（５秒）毎にクリアされ、次の所定時間に関する
光量積分が開始される。このようにすれば、エキシマレ
ーザ光の各パルス毎の光量むら（±５％程度）の影響を
受けず、投影レンズの照明光吸収による光学特性変動を
測定できる。また所定時間（５秒）毎の光量積分値を求
めるためのフォトディテクタは、ウェハＷに対して適正
露光量を与えるように働くインテグレータセンサーと兼
用して使うとよい。
【００２０】以上本発明によれば、光源の波長変動にと
もなう結像特性の変動を計算し、補正機構により補正す
るため波長変動の影響が結像特性に及ばないという効果
がある。また、投影光学系の照明光吸収による光学特性
が補正される。さらに、もともと補正機構を持った装置
については、大きな改造をすることなく簡単に実現でき
る利点もある。
もなう結像特性の変動を計算し、補正機構により補正す
るため波長変動の影響が結像特性に及ばないという効果
がある。また、投影光学系の照明光吸収による光学特性
が補正される。さらに、もともと補正機構を持った装置
については、大きな改造をすることなく簡単に実現でき
る利点もある。
【図１】本発明の実施例による縮小投影露光装置の構成
を示す概略図
を示す概略図
【図２】波長補正機構を持つレーザ光源の構成を示す図
である。
である。
Ｒ…レチクル、 Ｗ…ウェハ、１…レーザ光源、 ６
…投影レンズ、９…コントローラ、１０…測定器、１１
…圧力調整器、１４…受光器（ウェハ位置検出器）、２
０…レーザチューブ、２２…挟帯化エタロン、２５…波
長測定用エタロン
…投影レンズ、９…コントローラ、１０…測定器、１１
…圧力調整器、１４…受光器（ウェハ位置検出器）、２
０…レーザチューブ、２２…挟帯化エタロン、２５…波
長測定用エタロン
Claims (3)
- 【請求項１】 所定のパターンが形成されたマスクを照
明し、該パターンを投影光学系を介して、感光基板上に
所定の結像状態で結像させる投影光学装置において、 パルスレーザ光を射出する光源部と該パルスレーザ光の
波長特性を調整して前記マスクを照明するためのパルス
照明光を生成する波長制御部とを含むレーザ照明手段
と；前記感光基板に対するパルス照明光を制御する手段
と；前記投影光学系を通るパルス照明光に応じた積算光
量を所定のタイミング毎に検出するために、前記パルス
照明光のー部を検出するフオトディデクタと；該検出さ
れた積算光量に基づいて前記投影光学系の光学特性の変
化を計算し、照明光吸収によって生じる前記投影光学系
の光学特性の変動分に対応した前記結像状態の変化を補
正する補正手段とを備えたことを特徴とする投影光学装
置。 - 【請求項２】 前記露光量を制御する手段は前記感光基
板に適正露光量を与えるように働くインテグレータセン
サを含み、該インテグレータセンサを前記フオトディテ
クタと兼用したことを特徴とする特許請求の範囲第１頃
に記載の装置。 - 【請求項３】 前記補正手段は、前記投影光学系内の空
気室の圧力を調整する方式、前記感光基板に対する焦点
位置をオフセットさせる方式、前記投影光学系内のレン
ズ間隔を変更する方式、或は前記マスクと前記投影光学
系との間隔を変更する方式の少なくとも１つの方式を含
むことを特徴とする特許請求の範囲第１頃に記載の装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8205566A JP2705694B2 (ja) | 1996-08-05 | 1996-08-05 | 投影光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8205566A JP2705694B2 (ja) | 1996-08-05 | 1996-08-05 | 投影光学装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62166014A Division JP2590891B2 (ja) | 1987-07-02 | 1987-07-02 | 投影光学装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH097943A true JPH097943A (ja) | 1997-01-10 |
| JP2705694B2 JP2705694B2 (ja) | 1998-01-28 |
Family
ID=16509021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8205566A Expired - Lifetime JP2705694B2 (ja) | 1996-08-05 | 1996-08-05 | 投影光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2705694B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006041524A (ja) * | 2004-07-23 | 2006-02-09 | Asml Netherlands Bv | リソグラフィ装置およびデバイス製造方法 |
| JP2013084933A (ja) * | 2011-09-27 | 2013-05-09 | Asml Netherlands Bv | リソグラフィ装置及びデバイス製造方法 |
-
1996
- 1996-08-05 JP JP8205566A patent/JP2705694B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006041524A (ja) * | 2004-07-23 | 2006-02-09 | Asml Netherlands Bv | リソグラフィ装置およびデバイス製造方法 |
| JP2013084933A (ja) * | 2011-09-27 | 2013-05-09 | Asml Netherlands Bv | リソグラフィ装置及びデバイス製造方法 |
| US9207547B2 (en) | 2011-09-27 | 2015-12-08 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2705694B2 (ja) | 1998-01-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
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