JPH10135123A - 投影露光装置及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法 - Google Patents
投影露光装置及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法Info
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- JPH10135123A JPH10135123A JP8303902A JP30390296A JPH10135123A JP H10135123 A JPH10135123 A JP H10135123A JP 8303902 A JP8303902 A JP 8303902A JP 30390296 A JP30390296 A JP 30390296A JP H10135123 A JPH10135123 A JP H10135123A
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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
- G03F7/70058—Mask illumination systems
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
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- G03F7/701—Off-axis setting using an aperture
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 投影光学系の瞳面上の有効光源分布を所望の
分布として、レチクル面上のパターンを投影光学系でウ
エハ面上に高解像度で投影露光することができる投影露
光装置及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法を得
ること。 【解決手段】 光源からの光束を照明系により被照射面
上のパターンを照明し、該パターンを投影光学系により
基板面上に投影し露光する投影露光装置において、該投
影光学系の瞳面上の有効光源分布を検出手段で求め、該
検出手段からの信号に基づいて光源位置調整機構によっ
て該光源の位置調整を行っていること。
分布として、レチクル面上のパターンを投影光学系でウ
エハ面上に高解像度で投影露光することができる投影露
光装置及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法を得
ること。 【解決手段】 光源からの光束を照明系により被照射面
上のパターンを照明し、該パターンを投影光学系により
基板面上に投影し露光する投影露光装置において、該投
影光学系の瞳面上の有効光源分布を検出手段で求め、該
検出手段からの信号に基づいて光源位置調整機構によっ
て該光源の位置調整を行っていること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は投影露光装置及びそ
れを用いた半導体デバイスの製造方法に関し、具体的に
は半導体デバイスの製造装置である所謂ステッパーにお
いて、レチクル面上のパターンを適切に照明し高い解像
力が容易に得られるようにしたものである。
れを用いた半導体デバイスの製造方法に関し、具体的に
は半導体デバイスの製造装置である所謂ステッパーにお
いて、レチクル面上のパターンを適切に照明し高い解像
力が容易に得られるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より半導体デバイス製造用の投影露
光装置においては、集積回路の高密度化に伴いレチクル
面上の回路パターンをウエハ面上に高い解像力で投影露
光できることが要求されている。回路パターンの投影解
像力を向上させる方法としては、これまで多くの場合、
露光波長を固定して光学系のＮＡ（開口数）を大きくし
ていく方法を用いていた。
光装置においては、集積回路の高密度化に伴いレチクル
面上の回路パターンをウエハ面上に高い解像力で投影露
光できることが要求されている。回路パターンの投影解
像力を向上させる方法としては、これまで多くの場合、
露光波長を固定して光学系のＮＡ（開口数）を大きくし
ていく方法を用いていた。
【０００３】しかし最近では露光波長をｇ線からｉ線に
変えて超高圧水銀灯を用いた露光法により解像力を向上
させる試みも種々と行なわれている。又、エキシマレー
ザーに代表される、更に短い波長の光を用いることによ
り解像力の向上を図る方法が種々と提案されている。短
波長の光を用いる効果は一般に波長に反比例する効果を
持っていることが知られており、波長を短くした分だけ
焦点深度は深くなる。
変えて超高圧水銀灯を用いた露光法により解像力を向上
させる試みも種々と行なわれている。又、エキシマレー
ザーに代表される、更に短い波長の光を用いることによ
り解像力の向上を図る方法が種々と提案されている。短
波長の光を用いる効果は一般に波長に反比例する効果を
持っていることが知られており、波長を短くした分だけ
焦点深度は深くなる。
【０００４】この他、本出願人はレチクル面上への照明
方法を変えることにより、即ちそれに応じて投影光学系
の瞳面上に形成される光強度分布（有効光源分布）を種
々と変えることにより、より解像力を高めた露光方法及
びそれを用いた投影露光装置を、例えば特願平５−４７
６２７号公報や特開平６−２０４１２３号公報等で提案
している。
方法を変えることにより、即ちそれに応じて投影光学系
の瞳面上に形成される光強度分布（有効光源分布）を種
々と変えることにより、より解像力を高めた露光方法及
びそれを用いた投影露光装置を、例えば特願平５−４７
６２７号公報や特開平６−２０４１２３号公報等で提案
している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】実際の半導体集積回路
の製造工程は、パターンの高い解像性能が必要とされる
工程、それほどパターンの解像性能は必要とされない工
程と種々様々である。又、レチクル面上に形成されてい
るパターン形状も水平方向、垂直方向の他に斜方向と種
々の形状のパターンがある。
の製造工程は、パターンの高い解像性能が必要とされる
工程、それほどパターンの解像性能は必要とされない工
程と種々様々である。又、レチクル面上に形成されてい
るパターン形状も水平方向、垂直方向の他に斜方向と種
々の形状のパターンがある。
【０００６】一般に投影光学系（投影レンズ）の瞳面上
の有効光源分布（光強度分布）が投影パターン像の像性
能（解像力）に大きく影響してくる。この為、現在の半
導体素子製造用の露光装置には各工程毎に最適な方法で
照明できる照明系が要望されている。そして投影光学系
の瞳面上での有効光源分布を精度良くモニターし、希望
する有効光源分布で照明するように各構成要素を適切に
設定し維持することが重要になっている。例えば、照明
系を構成する光源の設定位置が設計位置からずれている
と、照明系の他の要素が適切に配置されていても、瞳面
上で所望の有効光源分布を得るのが難しくなってくる。
の有効光源分布（光強度分布）が投影パターン像の像性
能（解像力）に大きく影響してくる。この為、現在の半
導体素子製造用の露光装置には各工程毎に最適な方法で
照明できる照明系が要望されている。そして投影光学系
の瞳面上での有効光源分布を精度良くモニターし、希望
する有効光源分布で照明するように各構成要素を適切に
設定し維持することが重要になっている。例えば、照明
系を構成する光源の設定位置が設計位置からずれている
と、照明系の他の要素が適切に配置されていても、瞳面
上で所望の有効光源分布を得るのが難しくなってくる。
【０００７】本発明は、投影光学系の瞳面上での有効光
源分布を高精度に測定し、該瞳面上の有効光源分布が所
望の分布となるように照明系を構成する光源の位置調整
を行うことによって投影パターンの線幅や方向性等に対
して最適な有効光源分布が得られ、レチクル面上の各種
のパターンをウエハ面上に高い解像力で容易に露光転写
することができる投影露光装置及びそれを用いた半導体
デバイスの製造方法の提供を目的とする。
源分布を高精度に測定し、該瞳面上の有効光源分布が所
望の分布となるように照明系を構成する光源の位置調整
を行うことによって投影パターンの線幅や方向性等に対
して最適な有効光源分布が得られ、レチクル面上の各種
のパターンをウエハ面上に高い解像力で容易に露光転写
することができる投影露光装置及びそれを用いた半導体
デバイスの製造方法の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の投影露光装置
は、 （１−１）光源からの光束を照明系により被照射面上の
パターンを照明し、該パターンを投影光学系により基板
面上に投影し露光する投影露光装置において、該投影光
学系の瞳面上の有効光源分布を検出手段で求め、該検出
手段からの信号に基づいて光源位置調整機構によって該
光源の位置調整を行っていることを特徴としている。
は、 （１−１）光源からの光束を照明系により被照射面上の
パターンを照明し、該パターンを投影光学系により基板
面上に投影し露光する投影露光装置において、該投影光
学系の瞳面上の有効光源分布を検出手段で求め、該検出
手段からの信号に基づいて光源位置調整機構によって該
光源の位置調整を行っていることを特徴としている。
【０００９】特に、(1-1-1) 前記検出手段は前記投影光
学系の瞳面上に設けた検出器からの信号、又は該瞳面と
光学的に共役な位置に設けた検出器からの信号を用い
て、該瞳面上の有効光源分布を求めていること、(1-1-
2) 前記照明系は前記光源からの光束を集光して２次光
源を形成し、該２次光源を前記投影光学系の瞳面近傍に
結像する光学系と、該２次光源からの射出光束を制限す
る絞りとを有しており、該絞りの開口径を変化させたと
き又は該絞りを光軸と直交する面内で移動させたときの
前記被照射面又は前記基板面上に設けた検出器からの信
号を用いて、該瞳面上の有効光源分布を求めていること
等を特徴としている。
学系の瞳面上に設けた検出器からの信号、又は該瞳面と
光学的に共役な位置に設けた検出器からの信号を用い
て、該瞳面上の有効光源分布を求めていること、(1-1-
2) 前記照明系は前記光源からの光束を集光して２次光
源を形成し、該２次光源を前記投影光学系の瞳面近傍に
結像する光学系と、該２次光源からの射出光束を制限す
る絞りとを有しており、該絞りの開口径を変化させたと
き又は該絞りを光軸と直交する面内で移動させたときの
前記被照射面又は前記基板面上に設けた検出器からの信
号を用いて、該瞳面上の有効光源分布を求めていること
等を特徴としている。
【００１０】本発明の投影露光方法は、 （２−１）光源からの光束を照明系により被照射面上の
パターンを照明し、該パターンを投影光学系により基板
面上に投影し露光する投影露光方法において、該投影光
学系の瞳面上の有効光源分布を検出手段で求め、該検出
手段からの信号に基づいて光源位置調整機構によって該
光源の位置調整を行う位置調整工程を利用していること
を特徴としている。
パターンを照明し、該パターンを投影光学系により基板
面上に投影し露光する投影露光方法において、該投影光
学系の瞳面上の有効光源分布を検出手段で求め、該検出
手段からの信号に基づいて光源位置調整機構によって該
光源の位置調整を行う位置調整工程を利用していること
を特徴としている。
【００１１】特に、(2-1-1) 前記瞳面上の有効光源分布
が所望の分布となるように前記位置調整工程を複数回繰
り返して行っていることを特徴としている。
が所望の分布となるように前記位置調整工程を複数回繰
り返して行っていることを特徴としている。
【００１２】本発明の半導体デバイスの製造方法は、 （３−１）光源からの光束を照明系によりレチクル面上
のパターンを照明し、該パターンを投影光学系によりウ
エハ面上に投影し露光した後に、該ウエハを現像処理工
程を介して半導体デバイスを製造する際、該投影光学系
の瞳面上の有効光源分布を検出手段で求め、該検出手段
からの信号に基づいて光源位置調整機構によって該光源
の位置調整を行っていることを特徴としている。
のパターンを照明し、該パターンを投影光学系によりウ
エハ面上に投影し露光した後に、該ウエハを現像処理工
程を介して半導体デバイスを製造する際、該投影光学系
の瞳面上の有効光源分布を検出手段で求め、該検出手段
からの信号に基づいて光源位置調整機構によって該光源
の位置調整を行っていることを特徴としている。
【００１３】特に、(3-1-1) 前記検出手段は前記投影光
学系の瞳面上に設けた検出器からの信号、又は該瞳面と
光学的に共役な位置に設けた検出器からの信号を用い
て、該瞳面上の有効光源分布を求めていること、(3-1-
2) 前記照明系は前記光源からの光束を集光して２次光
源を形成し、該２次光源を前記投影光学系の瞳面近傍に
結像する光学系と、該２次光源からの射出光束を制限す
る絞りとを有しており、該絞りの開口径を変化させたと
き又は該絞りを光軸と直交する面内で移動させときの前
記被照射面又は前記基板面上に設けた検出器からの信号
を用いて、該瞳面上の有効光源分布を求めていること等
を特徴としている。
学系の瞳面上に設けた検出器からの信号、又は該瞳面と
光学的に共役な位置に設けた検出器からの信号を用い
て、該瞳面上の有効光源分布を求めていること、(3-1-
2) 前記照明系は前記光源からの光束を集光して２次光
源を形成し、該２次光源を前記投影光学系の瞳面近傍に
結像する光学系と、該２次光源からの射出光束を制限す
る絞りとを有しており、該絞りの開口径を変化させたと
き又は該絞りを光軸と直交する面内で移動させときの前
記被照射面又は前記基板面上に設けた検出器からの信号
を用いて、該瞳面上の有効光源分布を求めていること等
を特徴としている。
【００１４】（３−２）光源からの光束を照明系により
レチクル面上のパターンを照明し、該パターンを投影光
学系によりウエハ面上に投影し露光した後に、該ウエハ
を現像処理工程を介して半導体デバイスを製造する際、
該投影光学系の瞳面上の有効光源分布を検出手段で求
め、該検出手段からの信号に基づいて光源位置調整機構
によって該光源の位置調整を行う位置調整工程を利用し
ていることを特徴としている。
レチクル面上のパターンを照明し、該パターンを投影光
学系によりウエハ面上に投影し露光した後に、該ウエハ
を現像処理工程を介して半導体デバイスを製造する際、
該投影光学系の瞳面上の有効光源分布を検出手段で求
め、該検出手段からの信号に基づいて光源位置調整機構
によって該光源の位置調整を行う位置調整工程を利用し
ていることを特徴としている。
【００１５】特に、(3-2-1) 前記瞳面上の有効光源分布
が所望の分布となるように前記位置調整工程を複数回繰
り返して行っていることを特徴としている。
が所望の分布となるように前記位置調整工程を複数回繰
り返して行っていることを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態１の要部
概略図である。
概略図である。
【００１７】図中、２は楕円鏡である。１は光源として
の発光管であり、紫外線及び遠紫外線等を放射する高輝
度の発光部１ａを有している。Ｔ１は光源位置調整機構
であり（以下「調整機構」という。）、光源１を保持し
光源１を後述する瞳面１４上の有効光源分布に基づいて
３次元的に移動させて、その位置を調整している。調整
機構Ｔ１によって発光部１ａは初期位置として楕円鏡２
の第１焦点近傍の所定位置に配置している。３はコール
ドミラーであり、多層膜より成り、大部分の赤外光を透
過すると共に大部分の紫外光を反射させている。楕円鏡
２はコールドミラー３を介して第２焦点４近傍に発光部
１ａの発光部像（光源像）１ｂを形成している。
の発光管であり、紫外線及び遠紫外線等を放射する高輝
度の発光部１ａを有している。Ｔ１は光源位置調整機構
であり（以下「調整機構」という。）、光源１を保持し
光源１を後述する瞳面１４上の有効光源分布に基づいて
３次元的に移動させて、その位置を調整している。調整
機構Ｔ１によって発光部１ａは初期位置として楕円鏡２
の第１焦点近傍の所定位置に配置している。３はコール
ドミラーであり、多層膜より成り、大部分の赤外光を透
過すると共に大部分の紫外光を反射させている。楕円鏡
２はコールドミラー３を介して第２焦点４近傍に発光部
１ａの発光部像（光源像）１ｂを形成している。
【００１８】５は光学系であり、コンデンサーレンズや
ズームレンズ等から成り、第２焦点４近傍に形成した発
光部像１ｂをオプティカルインテグレータ６の入射面６
ａに結像させている。オプティカルインテグレータ６は
複数の微小レンズ（ハエの眼レンズ）６−ｉ（ｉ＝１〜
Ｎ）を２次元的に所定のピッチで配列して構成してお
り、その射出面６ｂ近傍に２次光源を形成している。
ズームレンズ等から成り、第２焦点４近傍に形成した発
光部像１ｂをオプティカルインテグレータ６の入射面６
ａに結像させている。オプティカルインテグレータ６は
複数の微小レンズ（ハエの眼レンズ）６−ｉ（ｉ＝１〜
Ｎ）を２次元的に所定のピッチで配列して構成してお
り、その射出面６ｂ近傍に２次光源を形成している。
【００１９】７は絞りであり、通常のσ絞りや、図２
（Ａ），（Ｂ）に示すような投影レンズ１３の瞳面１４
上の光強度分布を変化させる輪帯照明用絞りや４重極照
明用絞り等から成っている。７ｐはアクチエーターであ
り、絞り７を切り替えている。７ａは虹彩絞りであり、
図２（ｃ）に示すような複数の絞り板より成っており、
アクチエーター７ｐにより絞り７と切替えられるように
なっている。７ａｐはアクチエーターであり、虹彩絞り
７ａの開口径を変化させている。
（Ａ），（Ｂ）に示すような投影レンズ１３の瞳面１４
上の光強度分布を変化させる輪帯照明用絞りや４重極照
明用絞り等から成っている。７ｐはアクチエーターであ
り、絞り７を切り替えている。７ａは虹彩絞りであり、
図２（ｃ）に示すような複数の絞り板より成っており、
アクチエーター７ｐにより絞り７と切替えられるように
なっている。７ａｐはアクチエーターであり、虹彩絞り
７ａの開口径を変化させている。
【００２０】本実施形態では、虹彩絞り７ａを用いるこ
とにより、集光レンズ８に入射する光束を種々と変えて
投影光学系１３の瞳面１４上の光強度分布、即ち有効光
源分布を測定し、その測定結果に基づいて調整機構Ｔ１
によって光源１の位置調整を行い、所定の有効光源が得
られるようにしている。
とにより、集光レンズ８に入射する光束を種々と変えて
投影光学系１３の瞳面１４上の光強度分布、即ち有効光
源分布を測定し、その測定結果に基づいて調整機構Ｔ１
によって光源１の位置調整を行い、所定の有効光源が得
られるようにしている。
【００２１】尚、この時通常のσ絞りと有効光源分布測
定用の虹彩絞り７ａとを共有して、切り替えなしの虹彩
絞り７ａだけの構成をしても良い。又、図２（Ａ），
（Ｂ）に示すような、変形照明等の絞りの効果を含む有
効光源分布を測定したいときには、その変形照明等の絞
りの直後に虹彩絞りを置き、有効光源分布を測定しても
良い。
定用の虹彩絞り７ａとを共有して、切り替えなしの虹彩
絞り７ａだけの構成をしても良い。又、図２（Ａ），
（Ｂ）に示すような、変形照明等の絞りの効果を含む有
効光源分布を測定したいときには、その変形照明等の絞
りの直後に虹彩絞りを置き、有効光源分布を測定しても
良い。
【００２２】８は集光レンズである。オプティカルイン
テグレータ６の射出面６ｂ近傍の２次光源から射出した
複数の光束は集光レンズ８で集光され、ミラー９で反射
させてマスキングブレード１０に指向し、該マスキング
ブレード１０面を均一に照明している。マスキングブレ
ード１０は複数の可動の遮光板より成り、任意の開口形
状が形成されるようにしている。
テグレータ６の射出面６ｂ近傍の２次光源から射出した
複数の光束は集光レンズ８で集光され、ミラー９で反射
させてマスキングブレード１０に指向し、該マスキング
ブレード１０面を均一に照明している。マスキングブレ
ード１０は複数の可動の遮光板より成り、任意の開口形
状が形成されるようにしている。
【００２３】１１は結像レンズであり、マスキングブレ
ード１０の開口形状を被照射面としてのレチクル１２面
に転写し、レチクル１２面上の必要な領域を均一に照明
している。
ード１０の開口形状を被照射面としてのレチクル１２面
に転写し、レチクル１２面上の必要な領域を均一に照明
している。
【００２４】１３は投影光学系（投影レンズ）であり、
レチクル１２面上の回路パターンをウエハチャックに載
置したウエハ（基板）１５面上に縮小投影している。１
４は投影光学系１３の瞳面である。１６は検出手段とし
ての検出器であり、例えば紫外線検出器より成ってい
る。紫外線検出器１６は、その受光面がウエハ１５と略
同一平面上に位置するように設けている。
レチクル１２面上の回路パターンをウエハチャックに載
置したウエハ（基板）１５面上に縮小投影している。１
４は投影光学系１３の瞳面である。１６は検出手段とし
ての検出器であり、例えば紫外線検出器より成ってい
る。紫外線検出器１６は、その受光面がウエハ１５と略
同一平面上に位置するように設けている。
【００２５】尚、紫外線検出器１６はウエハ１５と共役
面であるレチクル１２面上に設けられている場合もあ
る。
面であるレチクル１２面上に設けられている場合もあ
る。
【００２６】１８は演算手段であり、検出器１６からの
出力信号を利用して瞳面１４上の有効光源分布を求めて
いる。１９は表示手段であり、演算手段１８で演算し求
めた瞳面１４上の有効光源分布を表示している。
出力信号を利用して瞳面１４上の有効光源分布を求めて
いる。１９は表示手段であり、演算手段１８で演算し求
めた瞳面１４上の有効光源分布を表示している。
【００２７】本実施形態における光学系では、発光部１
ａと第２焦点４とオプティカルインテグレータ６の入射
面６ａが略共役関係となっている。又、マスキングブレ
ード１０とレチクル１２とウエハ１５が共役関係となっ
ている。又、絞り７と投影光学系１３の瞳面１４とが略
共役関係となっている。
ａと第２焦点４とオプティカルインテグレータ６の入射
面６ａが略共役関係となっている。又、マスキングブレ
ード１０とレチクル１２とウエハ１５が共役関係となっ
ている。又、絞り７と投影光学系１３の瞳面１４とが略
共役関係となっている。
【００２８】本実施形態では以上のような構成により、
レチクル１２面上のパターンをウエハ１５面上に縮小投
影露光している。そして所定の現像処理過程を経て半導
体デバイス（半導体素子）を製造している。
レチクル１２面上のパターンをウエハ１５面上に縮小投
影露光している。そして所定の現像処理過程を経て半導
体デバイス（半導体素子）を製造している。
【００２９】次に本実施形態において、絞り７の射出瞳
７ｂ、即ち投影光学系１３の瞳面１４での照度分布であ
る有効光源分布を測定する方法について説明する。
７ｂ、即ち投影光学系１３の瞳面１４での照度分布であ
る有効光源分布を測定する方法について説明する。
【００３０】有効光源分布を測定する場合には、虹彩絞
り７ａの開口を閉じた状態（或いは最も絞った状態）か
ら徐々に開けていき、その状態ごとの照度を紫外線検出
器１６で測定して行なっている。
り７ａの開口を閉じた状態（或いは最も絞った状態）か
ら徐々に開けていき、その状態ごとの照度を紫外線検出
器１６で測定して行なっている。
【００３１】図３（Ａ）は虹彩絞り７ａの開口を徐々に
開けていった時のウエハ面上の照度Ｉを開口の半径ｒの
関数として図示したものである。この場合は、例として
照度Ｉは半径ｒの２次関数として表わされている（Ｉ＝
Ｃπｒ2 ，Ｃは定数である。）。図３（Ｂ）は虹彩絞り
７ａの径を模式的に表わしている。
開けていった時のウエハ面上の照度Ｉを開口の半径ｒの
関数として図示したものである。この場合は、例として
照度Ｉは半径ｒの２次関数として表わされている（Ｉ＝
Ｃπｒ2 ，Ｃは定数である。）。図３（Ｂ）は虹彩絞り
７ａの径を模式的に表わしている。
【００３２】虹彩絞り７ａの開口の半径をｒとし、その
時の紫外線検出器１６で測定される照度の値をＩ（ｒ）
とする。この時有効光源分布は投影光学系１３の光軸に
対して回転対称な分布であるとする（例えば、通常の照
明、輪帯照明の時がこの場合である。）と、有効光源分
布の相対強度半径ｒの関数ｆ（ｒ）で表わされる。
時の紫外線検出器１６で測定される照度の値をＩ（ｒ）
とする。この時有効光源分布は投影光学系１３の光軸に
対して回転対称な分布であるとする（例えば、通常の照
明、輪帯照明の時がこの場合である。）と、有効光源分
布の相対強度半径ｒの関数ｆ（ｒ）で表わされる。
【００３３】もしも虹彩絞り７ａの開口の半径をΔｒず
つ変化させて照度Ｉを測定すると、有効光源の相対強度
ｆ（ｒ）は照度Ｉ（ｒ）を用いて、 ｆ（ｒ）＝（Ｉ（ｒ＋Δｒ）−Ｉ（ｒ））／（２πｒΔｒ） ・・・・・・・・（式１ ）と表わされる。
つ変化させて照度Ｉを測定すると、有効光源の相対強度
ｆ（ｒ）は照度Ｉ（ｒ）を用いて、 ｆ（ｒ）＝（Ｉ（ｒ＋Δｒ）−Ｉ（ｒ））／（２πｒΔｒ） ・・・・・・・・（式１ ）と表わされる。
【００３４】虹彩絞り７ａを連続的に変化させる時はΔ
ｒが微小量とみなすことができ、 ｆ（ｒ）＝１／（２πｒ）ｄＩ／ｄｒ ・・・・・・・・（式２） のように、相対強度ｆ（ｒ）は照度Ｉの微分値で表わさ
れる。
ｒが微小量とみなすことができ、 ｆ（ｒ）＝１／（２πｒ）ｄＩ／ｄｒ ・・・・・・・・（式２） のように、相対強度ｆ（ｒ）は照度Ｉの微分値で表わさ
れる。
【００３５】図３（Ｃ）は（式２）を用いて、有効光源
の相対強度ｆ（ｒ）を求め図示したものである。このよ
うに、照度Ｉが２次関数の時は有効光源の相対強度ｆ
（ｒ）は定数、即ち一様な有効光源分布であることがわ
かる。実際に有効光源分布を求めるには、演算手段１８
により照度Ｉ（ｒ）の測定結果より（式１）又は（式
２）を用いて相対強度ｆ（ｒ）を求めている。
の相対強度ｆ（ｒ）を求め図示したものである。このよ
うに、照度Ｉが２次関数の時は有効光源の相対強度ｆ
（ｒ）は定数、即ち一様な有効光源分布であることがわ
かる。実際に有効光源分布を求めるには、演算手段１８
により照度Ｉ（ｒ）の測定結果より（式１）又は（式
２）を用いて相対強度ｆ（ｒ）を求めている。
【００３６】次に本実施形態において表示手段１９に表
示した有効光源分布をモニターしながら、光源１の位置
を調整機構Ｔ１によって図１のｚ方向に移動させると、
相対強度ｆ（ｒ）が変化してくる。ここで予め決定され
ている所望の有効光源分布に対するｆ１（ｒ）と、光源
１を移動させて測定したｆ（ｒ）を比較して、ｆ（ｒ）
＝ｆ１（ｒ）となるように、調整機構Ｔ１によって光源
１の位置合わせを行う位置調整工程を利用している。
示した有効光源分布をモニターしながら、光源１の位置
を調整機構Ｔ１によって図１のｚ方向に移動させると、
相対強度ｆ（ｒ）が変化してくる。ここで予め決定され
ている所望の有効光源分布に対するｆ１（ｒ）と、光源
１を移動させて測定したｆ（ｒ）を比較して、ｆ（ｒ）
＝ｆ１（ｒ）となるように、調整機構Ｔ１によって光源
１の位置合わせを行う位置調整工程を利用している。
【００３７】例えば、図３（Ａ）に示したように、虹彩
絞り７ａを２つの半径ｒ１，ｒ２において照度Ｉ１，Ｉ
２を測定し、その比率Ｉ１／Ｉ２が所定の値になるよう
に光源１の位置を調整している。又、必要に応じて位置
調整工程を繰り返して行っている。
絞り７ａを２つの半径ｒ１，ｒ２において照度Ｉ１，Ｉ
２を測定し、その比率Ｉ１／Ｉ２が所定の値になるよう
に光源１の位置を調整している。又、必要に応じて位置
調整工程を繰り返して行っている。
【００３８】図１４はこのときの位置調整工程のフロー
チャートである。図１４のフローチャートは図１に示し
た実施形態の光源位置調整について示してある。ステッ
プ１で虹彩絞り径ｒ＝ｒminとし、ステップ２で虹彩絞
りに径ｒを設定し、ステップ３で照度計で照度Ｉ（ｒ）
を測定する。ステップ４で絞り径ｒを判断し、ｒ＜ｒma
xの場合には、ステップ５で絞り径ｒを変更し、ステッ
プ２，３を繰り返す。絞り径ｒ＝ｒmaxの場合には、全
測定が終了したので、測定結果からステップ６で有効光
源分布ｆ（ｒ）を計算し、ステップ７でｆ（ｒ）を表示
する。ステップ８でｆ（ｒ）を所望の有効光源分布ｆ
（ｒ）と比較し、一致していない場合には、ステップ９
でランプ位置を調整し、ステップ１から８までの有効光
源分布測定を繰り返す。ステップ８で測定されたｆ
（ｒ）がｆ１（ｒ）と一致した場合には、ランプ位置の
調整工程が終了する。
チャートである。図１４のフローチャートは図１に示し
た実施形態の光源位置調整について示してある。ステッ
プ１で虹彩絞り径ｒ＝ｒminとし、ステップ２で虹彩絞
りに径ｒを設定し、ステップ３で照度計で照度Ｉ（ｒ）
を測定する。ステップ４で絞り径ｒを判断し、ｒ＜ｒma
xの場合には、ステップ５で絞り径ｒを変更し、ステッ
プ２，３を繰り返す。絞り径ｒ＝ｒmaxの場合には、全
測定が終了したので、測定結果からステップ６で有効光
源分布ｆ（ｒ）を計算し、ステップ７でｆ（ｒ）を表示
する。ステップ８でｆ（ｒ）を所望の有効光源分布ｆ
（ｒ）と比較し、一致していない場合には、ステップ９
でランプ位置を調整し、ステップ１から８までの有効光
源分布測定を繰り返す。ステップ８で測定されたｆ
（ｒ）がｆ１（ｒ）と一致した場合には、ランプ位置の
調整工程が終了する。
【００３９】本実施形態では、照度Ｉ（ｒ）を測定する
のにウエハ位置付近に配置した紫外線検出器１６を用い
たが、この紫外線検出器１６はレチクル１２位置付近に
あっても良い。図１では、光源は水銀ランプ等の高圧ラ
ンプとしたが、エキシマレーザー等の紫外線光源でも良
い。本実施形態において、有効光源分布が光軸に対して
回転非対称の時は、有効光源分布は虹彩絞りの開口の半
径ｒにおいて平均化されたものとなる。
のにウエハ位置付近に配置した紫外線検出器１６を用い
たが、この紫外線検出器１６はレチクル１２位置付近に
あっても良い。図１では、光源は水銀ランプ等の高圧ラ
ンプとしたが、エキシマレーザー等の紫外線光源でも良
い。本実施形態において、有効光源分布が光軸に対して
回転非対称の時は、有効光源分布は虹彩絞りの開口の半
径ｒにおいて平均化されたものとなる。
【００４０】本実施形態では以上のようにして、投影光
学系１３の瞳面１４上での有効光源分布を求めることに
より、レチクル１２面上のパターンをウエハ１５面上に
投影露光する際の有効光源分布（照明モード）が適切に
設定できるように光源１の位置を調整し、投影パターン
像の解像力の向上を効果的に図っている。
学系１３の瞳面１４上での有効光源分布を求めることに
より、レチクル１２面上のパターンをウエハ１５面上に
投影露光する際の有効光源分布（照明モード）が適切に
設定できるように光源１の位置を調整し、投影パターン
像の解像力の向上を効果的に図っている。
【００４１】次に、本発明の実施形態２について説明す
る。
る。
【００４２】本実施形態では、有効光源分布が光軸に対
して回転非対称の時を対象としている。構成は図１の実
施形態１と略同じであるので、以下、図１を用いて説明
する。
して回転非対称の時を対象としている。構成は図１の実
施形態１と略同じであるので、以下、図１を用いて説明
する。
【００４３】本実施形態では図１において、虹彩絞り７
ａの代わりに図４に示すような、***絞り７ｂを用いて
いる。***絞り７ｂは***（小開口）７ｃを有した絞り
である。７ｂｐ，７ｂｐｐは各々アクチエーターであ
り、***絞り７ｂを図の軸ｘ，ｙに沿って、即ち光軸と
直交する面内で動かしている。
ａの代わりに図４に示すような、***絞り７ｂを用いて
いる。***絞り７ｂは***（小開口）７ｃを有した絞り
である。７ｂｐ，７ｂｐｐは各々アクチエーターであ
り、***絞り７ｂを図の軸ｘ，ｙに沿って、即ち光軸と
直交する面内で動かしている。
【００４４】この様に***絞り７ｂを動かすことによ
り、オプティカルインテグレータ６の全ての場所から出
る光を***７ｃによりスキャンし、透過する光束を変え
ることができる。***を動かす度に紫外線検出器１６で
照度を測定すると、***７ｃの位置に対応する有効光源
が測定でき、***７ｃのスキャンによって有効光源分布
が測定できる。又、変形照明等の絞りの効果を含む有効
光源分布を測定したい時には、その変形照明等の絞りの
直後に***絞り７ｂを置き、有効光源を測定すれば良
い。
り、オプティカルインテグレータ６の全ての場所から出
る光を***７ｃによりスキャンし、透過する光束を変え
ることができる。***を動かす度に紫外線検出器１６で
照度を測定すると、***７ｃの位置に対応する有効光源
が測定でき、***７ｃのスキャンによって有効光源分布
が測定できる。又、変形照明等の絞りの効果を含む有効
光源分布を測定したい時には、その変形照明等の絞りの
直後に***絞り７ｂを置き、有効光源を測定すれば良
い。
【００４５】今、***７ｃの中心の座標を（ｘ，ｙ）と
し、この時紫外線検出器１６で測定される照度の値をＩ
（ｘ，ｙ）とする。絞りの面積は実施形態１の場合と違
って一定（***の面積は一定）であるから、有効光源の
相対強度ｆ（ｘ，ｙ）は照度Ｉ（ｘ，ｙ）に比例する。
従って、照度Ｉ（ｘ，ｙ）の分布が有効光源分布に対応
することになる。***７ｃの面積を小さくして、***７
ｃをスキャンするピッチも小さくすれば、より精度良く
有効光源分布が測定できる。
し、この時紫外線検出器１６で測定される照度の値をＩ
（ｘ，ｙ）とする。絞りの面積は実施形態１の場合と違
って一定（***の面積は一定）であるから、有効光源の
相対強度ｆ（ｘ，ｙ）は照度Ｉ（ｘ，ｙ）に比例する。
従って、照度Ｉ（ｘ，ｙ）の分布が有効光源分布に対応
することになる。***７ｃの面積を小さくして、***７
ｃをスキャンするピッチも小さくすれば、より精度良く
有効光源分布が測定できる。
【００４６】本実施形態では、このようにして測定され
た有効光源分布の２次元的な分布から、演算手段１８に
より有効光源分布の対称性を計算している。例えば、ｘ
＞０の範囲の有効光源分布の測定値の和をＩｘ＋、同様
にｘ＜０の範囲の有効光源分布の測定値の和をＩｘ−と
した場合、Ｉｘ＋＝Ｉｘ−となるように調整機構Ｔ１に
よって光源１のｘ方向に関する位置を調整している。
又、ｙ方向についても同様な方法で光源１の位置を調整
することによって光軸に対して対称な有効光源を得てい
る。
た有効光源分布の２次元的な分布から、演算手段１８に
より有効光源分布の対称性を計算している。例えば、ｘ
＞０の範囲の有効光源分布の測定値の和をＩｘ＋、同様
にｘ＜０の範囲の有効光源分布の測定値の和をＩｘ−と
した場合、Ｉｘ＋＝Ｉｘ−となるように調整機構Ｔ１に
よって光源１のｘ方向に関する位置を調整している。
又、ｙ方向についても同様な方法で光源１の位置を調整
することによって光軸に対して対称な有効光源を得てい
る。
【００４７】本実施形態では、照度を測定するのにウエ
ハ位置付近の紫外線検出器を用いたが、この紫外線検出
器はレチクル１２位置付近にあっても良い。
ハ位置付近の紫外線検出器を用いたが、この紫外線検出
器はレチクル１２位置付近にあっても良い。
【００４８】図５は本発明の実施形態３の要部概略図で
ある。
ある。
【００４９】図１の実施形態１，２では有効光源分布の
測定用の絞り７ａ，７ｂを投影光学系１３の瞳面１４と
略共役な照明系内の位置に設けている。これに対して本
実施形態では、該絞りを投影光学系１３の瞳面１４近傍
に設けている点が実施形態１，２と異なっており、その
他の構成は同じである。尚、図５において図１で示した
要素と同一要素には同符番を付している。
測定用の絞り７ａ，７ｂを投影光学系１３の瞳面１４と
略共役な照明系内の位置に設けている。これに対して本
実施形態では、該絞りを投影光学系１３の瞳面１４近傍
に設けている点が実施形態１，２と異なっており、その
他の構成は同じである。尚、図５において図１で示した
要素と同一要素には同符番を付している。
【００５０】本実施形態では瞳面１４の位置付近に虹彩
絞り１７ａを配置し、実施形態１のように虹彩絞り１７
ａを動かす度にウエハ１５の位置付近におかれた紫外線
検出器１６で照度を測定し、演算手段１８により（式
１）又は（式２）により有効光源分布を求め、このとき
の測定結果に応じて調整機構Ｔ１によって光源１の位置
を調整している。
絞り１７ａを配置し、実施形態１のように虹彩絞り１７
ａを動かす度にウエハ１５の位置付近におかれた紫外線
検出器１６で照度を測定し、演算手段１８により（式
１）又は（式２）により有効光源分布を求め、このとき
の測定結果に応じて調整機構Ｔ１によって光源１の位置
を調整している。
【００５１】又、瞳面１４の位置付近に***絞り１７ｂ
を配置した場合は、実施形態２のように***絞り７ｂを
動かす度にウエハの位置付近におかれた紫外線検出器１
６で照度を測定することにより有効光源分布を求めるこ
とができる。***絞り１７ｂを瞳面１４付近に配置した
場合には、実際に露光する時にはこの***絞りをアクチ
エーター１７ｐで切り替えて実際に露光する時に用いる
絞りを入れている。
を配置した場合は、実施形態２のように***絞り７ｂを
動かす度にウエハの位置付近におかれた紫外線検出器１
６で照度を測定することにより有効光源分布を求めるこ
とができる。***絞り１７ｂを瞳面１４付近に配置した
場合には、実際に露光する時にはこの***絞りをアクチ
エーター１７ｐで切り替えて実際に露光する時に用いる
絞りを入れている。
【００５２】図６は本発明の実施形態４の要部概略図で
ある。
ある。
【００５３】本実施形態は図１の実施形態１に比べて全
反射ミラー９の代わりに反射率が高く透過率が低いハー
フミラー９ａを用い、ハーフミラー９ａを介して絞り７
（即ち投影光学系１３の瞳面１４）と共役な位置にＣＣ
Ｄ等の検出手段としての検出器１００を設けて投影光学
系１３の瞳面１４上での有効光源分布を求めており、レ
チクル又はウエハ面上に紫外線検出器１６を用いていな
い点が異なっており、その他の構成は略同じである。
反射ミラー９の代わりに反射率が高く透過率が低いハー
フミラー９ａを用い、ハーフミラー９ａを介して絞り７
（即ち投影光学系１３の瞳面１４）と共役な位置にＣＣ
Ｄ等の検出手段としての検出器１００を設けて投影光学
系１３の瞳面１４上での有効光源分布を求めており、レ
チクル又はウエハ面上に紫外線検出器１６を用いていな
い点が異なっており、その他の構成は略同じである。
【００５４】図６において、１０１はピンホールであ
り、アクチエーター１０２によって光軸と直交する面内
で移動可能となっている。本実施形態では、ピンホール
カメラの原理により絞り７上の光源像を検出器１００面
上に形成している。そしてピンホール１０１を光軸と直
交する面内で移動させて、これより演算手段１８で投影
光学系１３の瞳面１４上での有効光源分布を求め、この
ときの測定結果に基づいて表示手段１９に表示した分布
をモニターしながら調整機構Ｔ１によって光源１の位置
調整を行っている。尚、必要に応じて検出器１００もピ
ンホール１０１と同様に移動させている。
り、アクチエーター１０２によって光軸と直交する面内
で移動可能となっている。本実施形態では、ピンホール
カメラの原理により絞り７上の光源像を検出器１００面
上に形成している。そしてピンホール１０１を光軸と直
交する面内で移動させて、これより演算手段１８で投影
光学系１３の瞳面１４上での有効光源分布を求め、この
ときの測定結果に基づいて表示手段１９に表示した分布
をモニターしながら調整機構Ｔ１によって光源１の位置
調整を行っている。尚、必要に応じて検出器１００もピ
ンホール１０１と同様に移動させている。
【００５５】図７は本発明の実施形態５の一部分の要部
概略図である。
概略図である。
【００５６】本実施形態では図６の実施形態４に比べて
ハーフミラー９ａの後方にレンズ部９ｂを配置して、ハ
ーフミラー９ａを通過した光束を検出器１００面上に導
光している。そして検出器１００と絞り７とが略共役関
係となるようにしている。そして検出器１００で絞り７
面上の照度分布を測定して有効光源分布を求めている。
本実施形態では、レンズ部９ｂを配置することにより、
全ての像高での有効光源の重ね合わせを測定している。
ハーフミラー９ａの後方にレンズ部９ｂを配置して、ハ
ーフミラー９ａを通過した光束を検出器１００面上に導
光している。そして検出器１００と絞り７とが略共役関
係となるようにしている。そして検出器１００で絞り７
面上の照度分布を測定して有効光源分布を求めている。
本実施形態では、レンズ部９ｂを配置することにより、
全ての像高での有効光源の重ね合わせを測定している。
【００５７】図８，図９，図１０は各々本発明の実施形
態６，７，８の一部分の要部概略図である。
態６，７，８の一部分の要部概略図である。
【００５８】図８の実施形態６では図６の実施形態４に
比べて、反射率が低く透過率が高いハーフミラー９ｄを
用いて、ハーフミラー９ｄからの反射光をピンホール１
０１を介して検出器１００で検出している点が異なって
おり、その他の構成は同じである。
比べて、反射率が低く透過率が高いハーフミラー９ｄを
用いて、ハーフミラー９ｄからの反射光をピンホール１
０１を介して検出器１００で検出している点が異なって
おり、その他の構成は同じである。
【００５９】図９の実施形態７では図６の実施形態４に
比べて、反射率が低く透過率が高いハーフミラー９ｄを
絞り７（不図示）と集光レンズ８との間に配置し、ハー
フミラー９ｄからの反射光をピンホール１０１を介して
検出器１００で検出している点が異なっており、その他
の構成は同じである。
比べて、反射率が低く透過率が高いハーフミラー９ｄを
絞り７（不図示）と集光レンズ８との間に配置し、ハー
フミラー９ｄからの反射光をピンホール１０１を介して
検出器１００で検出している点が異なっており、その他
の構成は同じである。
【００６０】図１０の実施形態８では図６の実施形態４
に比べて、反射率が低く透過率が高いハーフミラー９ｄ
を結像レンズ１１とレチクル１２との間に配置し、ハー
フミラー９ｄからの反射光をピンホール１０１を介して
検出器１００で検出している点が異なっており、その他
の構成は同じである。
に比べて、反射率が低く透過率が高いハーフミラー９ｄ
を結像レンズ１１とレチクル１２との間に配置し、ハー
フミラー９ｄからの反射光をピンホール１０１を介して
検出器１００で検出している点が異なっており、その他
の構成は同じである。
【００６１】尚、実施形態４〜８において、検出器１０
０としてＣＣＤ等の２次元検出器や受光面が複数に分割
されたセンサを用いて、個々のセンサ間の出力の比率を
計算することによって一度に有効光源分布を測定するよ
うにしても良い。又このような２次元分布を測定するこ
とができる検出器１００を用いるときには、ピンホール
１０１をウエハ１５面と同じ高さになるような位置に配
置しても良い。
０としてＣＣＤ等の２次元検出器や受光面が複数に分割
されたセンサを用いて、個々のセンサ間の出力の比率を
計算することによって一度に有効光源分布を測定するよ
うにしても良い。又このような２次元分布を測定するこ
とができる検出器１００を用いるときには、ピンホール
１０１をウエハ１５面と同じ高さになるような位置に配
置しても良い。
【００６２】検出器１００における有効光源分布は実際
には、図１１（Ａ）のように個々のハエの目レンズの像
の集まりとなっている。図１１（Ａ）はハエの目レンズ
が５×５（合計２５個）の小さなレンズからできている
場合を図示したものであるが、図のように５×５（合計
２５個）のそれぞれの領域のみに照度があることがわか
る。
には、図１１（Ａ）のように個々のハエの目レンズの像
の集まりとなっている。図１１（Ａ）はハエの目レンズ
が５×５（合計２５個）の小さなレンズからできている
場合を図示したものであるが、図のように５×５（合計
２５個）のそれぞれの領域のみに照度があることがわか
る。
【００６３】従って、個々のハエの目レンズの数だけの
検出器をマトリックス状に並べた検出器（図１１
（Ｂ））を用いても、有効光源分布が測定できることが
わかる。又、ハエの目レンズの数だけ検出器を揃えなく
ても、主要な部分のみを測定しても良い。例えば、図１
１（Ｂ）において、検出器１，５，２１，２５，１３
（又は３，１１，１５，２３，１３）の４すみと中心の
５つの検出器のみでも良い。
検出器をマトリックス状に並べた検出器（図１１
（Ｂ））を用いても、有効光源分布が測定できることが
わかる。又、ハエの目レンズの数だけ検出器を揃えなく
ても、主要な部分のみを測定しても良い。例えば、図１
１（Ｂ）において、検出器１，５，２１，２５，１３
（又は３，１１，１５，２３，１３）の４すみと中心の
５つの検出器のみでも良い。
【００６４】又、アクチエーター１０２を作動させるこ
とにより、ピンホール１０１を動かして軸上ばかりでな
く軸外の有効光源分布も測定できる。この時にピンホー
ルを動かしたことにより検出器の受光領域から有効光源
の像がはみ出てしまう場合には、ピンホールの動きに合
わせて検出器１００を動かせば良い。
とにより、ピンホール１０１を動かして軸上ばかりでな
く軸外の有効光源分布も測定できる。この時にピンホー
ルを動かしたことにより検出器の受光領域から有効光源
の像がはみ出てしまう場合には、ピンホールの動きに合
わせて検出器１００を動かせば良い。
【００６５】図１２は本実施形態の方法により測定し表
示手段１９に表示した有効光源分布の一例である。この
図の場合は、図２（Ｂ）の４重極照明に対応する有効光
源分布となっている。このように２次元的に有効光源分
布を測定し、表示手段１９に表示した有効光源分布をモ
ニターしながら、有効光源分布が所望の分布となるよう
に調整機構Ｔ１によって光源１の位置調整を行ってい
る。
示手段１９に表示した有効光源分布の一例である。この
図の場合は、図２（Ｂ）の４重極照明に対応する有効光
源分布となっている。このように２次元的に有効光源分
布を測定し、表示手段１９に表示した有効光源分布をモ
ニターしながら、有効光源分布が所望の分布となるよう
に調整機構Ｔ１によって光源１の位置調整を行ってい
る。
【００６６】以上の実施形態の何れの場合においても、
この方法によりウエハに到達する光量（露光量）もモニ
ターでき、露光計としても使用することができる。
この方法によりウエハに到達する光量（露光量）もモニ
ターでき、露光計としても使用することができる。
【００６７】図１３は本発明に係る光源位置調整機構Ｔ
１の一例を示す説明図である。
１の一例を示す説明図である。
【００６８】同図において、光源１は水銀ランプのよう
な放電灯から成り、片側の電極部が保持部材１ｃで保持
されている。図に示すように保持部材１ｃに連結された
ｘｙｚ方向に光源１を移動させるつまみ０ｘ，０ｙ，０
ｚを回して、それぞれの方向の位置を有効光源分布の測
定結果に応じて調整している。尚、つまみ０ｘ，０ｙ，
０ｚをモータ等で回転させるようにしても良い。光源１
がエキシマレーザのようなレーザ光源の場合の光源の位
置調整は、レーザビームの位置と照明光学系内の光学素
子の相対位置を調整するようにしている。
な放電灯から成り、片側の電極部が保持部材１ｃで保持
されている。図に示すように保持部材１ｃに連結された
ｘｙｚ方向に光源１を移動させるつまみ０ｘ，０ｙ，０
ｚを回して、それぞれの方向の位置を有効光源分布の測
定結果に応じて調整している。尚、つまみ０ｘ，０ｙ，
０ｚをモータ等で回転させるようにしても良い。光源１
がエキシマレーザのようなレーザ光源の場合の光源の位
置調整は、レーザビームの位置と照明光学系内の光学素
子の相対位置を調整するようにしている。
【００６９】次に上記説明した投影露光装置を利用した
半導体デバイスの製造方法の実施形態を説明する。
半導体デバイスの製造方法の実施形態を説明する。
【００７０】図１５は半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等
の半導体チップ、或いは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造
のフローを示す。ステップ１（回路設計）では半導体デ
バイスの回路設計を行なう。ステップ２（マスク製作）
では設計した回路パターンを形成したマスクを製作す
る。
の半導体チップ、或いは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造
のフローを示す。ステップ１（回路設計）では半導体デ
バイスの回路設計を行なう。ステップ２（マスク製作）
では設計した回路パターンを形成したマスクを製作す
る。
【００７１】一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリ
コン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４
（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマ
スクとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ
上に実際の回路を形成する。
コン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４
（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマ
スクとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ
上に実際の回路を形成する。
【００７２】次のステップ５（組立て）は後工程と呼ば
れ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ
５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久
性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体
デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
れ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ
５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久
性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体
デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００７３】図１６は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ
上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオ
ン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１
５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ
上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオ
ン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１
５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。
【００７４】ステップ１６（露光）では上記説明した露
光装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露
光する。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現
像する。ステップ１８（エッチング）では現像したレジ
スト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト
剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを
取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによ
って、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
光装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露
光する。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現
像する。ステップ１８（エッチング）では現像したレジ
スト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト
剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを
取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによ
って、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【００７５】本実施形態の製造方法を用いれば、従来は
製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを製造する
ことができる。
製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを製造する
ことができる。
【００７６】
【発明の効果】本発明によれば以上のように、投影光学
系の瞳面上での有効光源分布を高精度に測定し、該瞳面
上の有効光源分布が所望の分布となるように照明系を構
成する光源の位置調整を行うことによって投影パターン
の線幅や方向性等に対して最適な有効光源分布が得ら
れ、レチクル面上の各種のパターンをウエハ面上に高い
解像力で容易に露光転写することができる投影露光装置
及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法を達成する
ことができる。
系の瞳面上での有効光源分布を高精度に測定し、該瞳面
上の有効光源分布が所望の分布となるように照明系を構
成する光源の位置調整を行うことによって投影パターン
の線幅や方向性等に対して最適な有効光源分布が得ら
れ、レチクル面上の各種のパターンをウエハ面上に高い
解像力で容易に露光転写することができる投影露光装置
及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法を達成する
ことができる。
【図１】 本発明の実施形態１の要部概略図
【図２】 図１の絞りの説明図
【図３】 図１の開口絞りの径と照度との関係を示す説
明図
明図
【図４】 本発明の実施形態２に係る絞りの説明図
【図５】 本発明の実施形態３の要部概略図
【図６】 本発明の実施形態４の要部概略図
【図７】 本発明の実施形態５の一部分の要部概略図
【図８】 本発明の実施形態６の一部分の要部概略図
【図９】 本発明の実施形態の一部分の要部概略図
【図１０】 本発明の実施形態８の一部分の要部概略図
【図１１】 本発明に係る検出器と有効光源分布との関
係を示す説明図
係を示す説明図
【図１２】 本発明において測定された有効光源分布の
説明図
説明図
【図１３】 本発明に係る調整機構の説明図
【図１４】 本発明の動作のフローチャート
【図１５】 本発明の半導体素子の製造方法のフローチ
ャート
ャート
【図１６】 本発明の半導体素子の製造方法のフローチ
ャート
ャート
１ 光源 ２ 楕円鏡 ３ コールドミラー ５ 光学系 ６ オプティカルインテグレータ ７ 絞り ７ａ 虹彩絞り ８ 集光レンズ ９ ミラー ９ａ ハーフミラー １０ マスキングブレード １１ 結像レンズ １２ レチクル １３ 投影光学系 １４ 瞳面 １５ レチクル １６，１００ 検出器 １８ 演算手段 １９ 表示手段 １０１ ピンホール Ｔ１ 調整機構
Claims (10)
- 【請求項１】 光源からの光束を照明系により被照射面
上のパターンを照明し、該パターンを投影光学系により
基板面上に投影し露光する投影露光装置において、該投
影光学系の瞳面上の有効光源分布を検出手段で求め、該
検出手段からの信号に基づいて光源位置調整機構によっ
て該光源の位置調整を行っていることを特徴とする投影
露光装置。 - 【請求項２】 前記検出手段は前記投影光学系の瞳面上
に設けた検出器からの信号、又は該瞳面と光学的に共役
な位置に設けた検出器からの信号を用いて、該瞳面上の
有効光源分布を求めていることを特徴とする請求項１の
投影露光装置。 - 【請求項３】 前記照明系は前記光源からの光束を集光
して２次光源を形成し、該２次光源を前記投影光学系の
瞳面近傍に結像する光学系と、該２次光源からの射出光
束を制限する絞りとを有しており、該絞りの開口径を変
化させたとき又は該絞りを光軸と直交する面内で移動さ
せたときの前記被照射面又は前記基板面上に設けた検出
器からの信号を用いて、該瞳面上の有効光源分布を求め
ていることを特徴とする請求項１の投影露光装置。 - 【請求項４】 光源からの光束を照明系により被照射面
上のパターンを照明し、該パターンを投影光学系により
基板面上に投影し露光する投影露光方法において、該投
影光学系の瞳面上の有効光源分布を検出手段で求め、該
検出手段からの信号に基づいて光源位置調整機構によっ
て該光源の位置調整を行う位置調整工程を利用している
ことを特徴とする投影露光方法。 - 【請求項５】 前記瞳面上の有効光源分布が所望の分布
となるように前記位置調整工程を複数回繰り返して行っ
ていることを特徴とする請求項４の投影露光方法。 - 【請求項６】 光源からの光束を照明系によりレチクル
面上のパターンを照明し、該パターンを投影光学系によ
りウエハ面上に投影し露光した後に、該ウエハを現像処
理工程を介して半導体デバイスを製造する際、該投影光
学系の瞳面上の有効光源分布を検出手段で求め、該検出
手段からの信号に基づいて光源位置調整機構によって該
光源の位置調整を行っていることを特徴とする半導体デ
バイスの製造方法。 - 【請求項７】 前記検出手段は前記投影光学系の瞳面上
に設けた検出器からの信号、又は該瞳面と光学的に共役
な位置に設けた検出器からの信号を用いて、該瞳面上の
有効光源分布を求めていることを特徴とする請求項６の
半導体デバイスの製造方法。 - 【請求項８】 前記照明系は前記光源からの光束を集光
して２次光源を形成し、該２次光源を前記投影光学系の
瞳面近傍に結像する光学系と、該２次光源からの射出光
束を制限する絞りとを有しており、該絞りの開口径を変
化させたとき又は該絞りを光軸と直交する面内で移動さ
せたときの前記被照射面又は前記基板面上に設けた検出
器からの信号を用いて、該瞳面上の有効光源分布を求め
ていることを特徴とする請求項６の半導体デバイスの製
造方法。 - 【請求項９】 光源からの光束を照明系によりレチクル
面上のパターンを照明し、該パターンを投影光学系によ
りウエハ面上に投影し露光した後に、該ウエハを現像処
理工程を介して半導体デバイスを製造する際、該投影光
学系の瞳面上の有効光源分布を検出手段で求め、該検出
手段からの信号に基づいて光源位置調整機構によって該
光源の位置調整を行う位置調整工程を利用していること
を特徴とする半導体デバイスの製造方法。 - 【請求項１０】 前記瞳面上の有効光源分布が所望の分
布となるように前記位置調整工程を複数回繰り返して行
っていることを特徴とする請求項９の半導体デバイスの
製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP30390296A JP3610175B2 (ja) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | 投影露光装置及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法 |
| US08/959,301 US6040894A (en) | 1996-10-29 | 1997-10-28 | Projection exposure apparatus and device manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30390296A JP3610175B2 (ja) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | 投影露光装置及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10135123A true JPH10135123A (ja) | 1998-05-22 |
| JP3610175B2 JP3610175B2 (ja) | 2005-01-12 |
Family
ID=17926649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30390296A Expired - Fee Related JP3610175B2 (ja) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | 投影露光装置及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6040894A (ja) |
| JP (1) | JP3610175B2 (ja) |
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| JP2002217093A (ja) * | 2001-01-23 | 2002-08-02 | Canon Inc | 半導体製造装置 |
| JP2002222753A (ja) * | 2001-01-26 | 2002-08-09 | Canon Inc | 露光装置及び露光装置の光源位置調整方法 |
| JP2003510638A (ja) * | 1999-09-17 | 2003-03-18 | バージス プリント ゲーエムベーハー | 光を波長分別する装置および方法 |
| JP2003092253A (ja) * | 2001-09-18 | 2003-03-28 | Nikon Corp | 照明光学系、露光装置、及びマイクロデバイスの製造方法 |
| US7092071B2 (en) | 2002-02-13 | 2006-08-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure apparatus and method, and device fabricating method using the same |
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| US6741338B2 (en) | 1999-02-10 | 2004-05-25 | Litel Instruments | In-situ source metrology instrument and method of use |
| JP4521896B2 (ja) | 1999-06-08 | 2010-08-11 | キヤノン株式会社 | 照明装置、投影露光装置及びデバイス製造方法 |
| JP2001196293A (ja) | 2000-01-14 | 2001-07-19 | Canon Inc | 露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 |
| JP3631094B2 (ja) * | 2000-03-30 | 2005-03-23 | キヤノン株式会社 | 投影露光装置及びデバイス製造方法 |
| JP4545874B2 (ja) * | 2000-04-03 | 2010-09-15 | キヤノン株式会社 | 照明光学系、および該照明光学系を備えた露光装置と該露光装置によるデバイスの製造方法 |
| JP2002110540A (ja) * | 2000-09-01 | 2002-04-12 | Asm Lithography Bv | リソグラフィ装置を操作する方法、リソグラフィ装置、デバイス製造方法、およびそれによって製造されるデバイス |
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| EP1426826A3 (en) | 2002-12-02 | 2006-12-20 | ASML Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| TWI281099B (en) * | 2002-12-02 | 2007-05-11 | Asml Netherlands Bv | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| JP2005302825A (ja) * | 2004-04-07 | 2005-10-27 | Canon Inc | 露光装置 |
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| WO2008061681A2 (de) * | 2006-11-21 | 2008-05-29 | Carl Zeiss Smt Ag | Beleuchtungsoptik für die projektions-mikrolithografie sowie mess- und überwachungsverfahren für eine derartige beleuchtungsoptik |
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| DE102009046098A1 (de) | 2009-10-28 | 2011-05-05 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Katadioptrisches Projektionsobjektiv mit einer reflektiven optischen Komponente und einer Messeinrichtung |
| CN102466976A (zh) * | 2010-11-11 | 2012-05-23 | 上海微电子装备有限公司 | 用于光刻设备的照明***及方法 |
| DE102013204466A1 (de) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Messung einer optischen Symmetrieeigenschaft an einer Projektionsbelichtungsanlage |
| CN111885311B (zh) * | 2020-03-27 | 2022-01-21 | 东莞埃科思科技有限公司 | 红外摄像头曝光调节的方法、装置、电子设备及存储介质 |
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| JP3102077B2 (ja) * | 1991-08-09 | 2000-10-23 | キヤノン株式会社 | 半導体デバイスの製造方法及び投影露光装置 |
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1996
- 1996-10-29 JP JP30390296A patent/JP3610175B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-10-28 US US08/959,301 patent/US6040894A/en not_active Expired - Lifetime
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