JPH10294262A - 投影露光装置 - Google Patents
投影露光装置Info
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- JPH10294262A JPH10294262A JP9102010A JP10201097A JPH10294262A JP H10294262 A JPH10294262 A JP H10294262A JP 9102010 A JP9102010 A JP 9102010A JP 10201097 A JP10201097 A JP 10201097A JP H10294262 A JPH10294262 A JP H10294262A
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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
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- 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
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- 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
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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】ステージ上に既知の反射率を有する反射面を設
けることなく感光基板の反射率を算出して投影レンズに
入射する照明エネルギを演算する。 【解決手段】投影レンズ５にレチクルＲを介して入射さ
れる照明光の第１のエネルギと少なくとも感光基板Ｗか
らの反射により投影レンズ５に入射される照明光の第２
のエネルギとを算出して補正装置３０により投影レンズ
５の結像特性を補正する。エネルギ線検出器１１は、投
影レンズ５の視野内に位置した物体により反射されたエ
ネルギ線を受光して比例した検出信号を出力する。投影
レンズ５を感光基板Ｗに対向させたときに反射エネルギ
線検出器１１から発生する電気信号Ｉ（ｍＷ）、パター
ンのないレチクルＲと投影レンズ５を介して感光基板Ｗ
に入射する露光パワーＰ（ｍＷ／ｃｍ2）、投影レンズ
５の透過率ＴL、クロム反射率Ｒｒｃ、ブラインド面積
Ｓｂ（ｃｍ2）、レチクル透過面積Ｓｒ（ｃｍ2）、レチ
クルガラス反射率Ｒｒｇ、投影レンズ反射率ＲLに基づ
いて感光基板の反射率を算出して、エネルギ演算を行な
う。
けることなく感光基板の反射率を算出して投影レンズに
入射する照明エネルギを演算する。 【解決手段】投影レンズ５にレチクルＲを介して入射さ
れる照明光の第１のエネルギと少なくとも感光基板Ｗか
らの反射により投影レンズ５に入射される照明光の第２
のエネルギとを算出して補正装置３０により投影レンズ
５の結像特性を補正する。エネルギ線検出器１１は、投
影レンズ５の視野内に位置した物体により反射されたエ
ネルギ線を受光して比例した検出信号を出力する。投影
レンズ５を感光基板Ｗに対向させたときに反射エネルギ
線検出器１１から発生する電気信号Ｉ（ｍＷ）、パター
ンのないレチクルＲと投影レンズ５を介して感光基板Ｗ
に入射する露光パワーＰ（ｍＷ／ｃｍ2）、投影レンズ
５の透過率ＴL、クロム反射率Ｒｒｃ、ブラインド面積
Ｓｂ（ｃｍ2）、レチクル透過面積Ｓｒ（ｃｍ2）、レチ
クルガラス反射率Ｒｒｇ、投影レンズ反射率ＲLに基づ
いて感光基板の反射率を算出して、エネルギ演算を行な
う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体メモリある
いはＬＣＤパネル等のパターンを投影露光する投影露光
装置に関する。
いはＬＣＤパネル等のパターンを投影露光する投影露光
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の投影露光装置では、たとえば水
銀ランプからの照明光のうち露光波長（たとえばｇ線）
を取り出してレチクル上に照射し、レチクルを通過する
光束を投影レンズを介してウエハ上に結像して各種パタ
ーンを投影露光している。したがって、ウエハからの反
射光は投影レンズに再入射し、その入射エネルギにより
投影レンズの結像特性（倍率、焦点位置）が変動する場
合がある。
銀ランプからの照明光のうち露光波長（たとえばｇ線）
を取り出してレチクル上に照射し、レチクルを通過する
光束を投影レンズを介してウエハ上に結像して各種パタ
ーンを投影露光している。したがって、ウエハからの反
射光は投影レンズに再入射し、その入射エネルギにより
投影レンズの結像特性（倍率、焦点位置）が変動する場
合がある。
【０００３】特願昭６２−１８３５２２号公報には、こ
のような結像特性を補正することを目的とした投影露光
装置が開示されている。すなわち、特願昭６２−１８３
５２２号公報に開示されている投影露光装置では、投影
レンズに入射するエネルギを測定して結像特性の変動を
算出し、投影レンズ中の所定のレンズ室の空気圧を調整
して結像特性（倍率）を補正する。そのため、この投影
露光装置では、ウエハステージ上の２点に反射率が既知
の反射面を設け、投影レンズをそれぞれの反射面に対向
させたときの反射光量を検出して、式（２）からウエハ
の反射率ＲPを算出し、式（３）から投影レンズに入射
する照射エネルギＥ（ｍＷ）を算出している。
のような結像特性を補正することを目的とした投影露光
装置が開示されている。すなわち、特願昭６２−１８３
５２２号公報に開示されている投影露光装置では、投影
レンズに入射するエネルギを測定して結像特性の変動を
算出し、投影レンズ中の所定のレンズ室の空気圧を調整
して結像特性（倍率）を補正する。そのため、この投影
露光装置では、ウエハステージ上の２点に反射率が既知
の反射面を設け、投影レンズをそれぞれの反射面に対向
させたときの反射光量を検出して、式（２）からウエハ
の反射率ＲPを算出し、式（３）から投影レンズに入射
する照射エネルギＥ（ｍＷ）を算出している。
【０００４】
【数２】 ウエハ反射率ＲP＝ＲL＋｛(Ｉ−ＩL)/(ＩH−ＩL)}＊(ＲH−ＲL)…（２） ただし、 ＲH：第１の反射面の反射率（既知） ＲL：第２の反射面の反射率（既知、ＲH＞ＲL） Ｉ：ウエハの反射による検出器信号（ｍＷ） ＩH：第１の反射面からの反射による検出器信号（ｍ
Ｗ） ＩL：第２の反射面からの反射による検出器信号（ｍ
Ｗ）
Ｗ） ＩL：第２の反射面からの反射による検出器信号（ｍ
Ｗ）
【０００５】
【数３】 照射エネルギＥ（ｍＷ）＝Ｐ・Ｓr（１＋ＲP）…（３） ただし、 Ｐ：露光パワー（ｍＷ／ｃｍ2） Ｓr：レチクル透過面積（ｃｍ2）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＬＣＤパネ
ル等の露光装置は、処理能力増大のために、感光基板
寸法の増大や投影露光領域の増大を追求している。と
ころが上述した従来の技術では、反射率測定のために少
なくとも２つの既知の反射率を有する反射面を感光基板
搭載ステージ上に形成し、かつステージは反射面を投影
露光領域まで可動できるものである必要性がある。した
がって、とくに長方形もしくは正方形であるＬＣＤガラ
ス基板にあっては、感光基板搭載領域外に既知の反射面
を形成するには、基板搭載ステージのストロークを大き
くする必要があり、装置寸法が必要以上に大きくなる。
ル等の露光装置は、処理能力増大のために、感光基板
寸法の増大や投影露光領域の増大を追求している。と
ころが上述した従来の技術では、反射率測定のために少
なくとも２つの既知の反射率を有する反射面を感光基板
搭載ステージ上に形成し、かつステージは反射面を投影
露光領域まで可動できるものである必要性がある。した
がって、とくに長方形もしくは正方形であるＬＣＤガラ
ス基板にあっては、感光基板搭載領域外に既知の反射面
を形成するには、基板搭載ステージのストロークを大き
くする必要があり、装置寸法が必要以上に大きくなる。
【０００７】反射面を感光基板搭載領域内に設け、基板
搭載前にあらかじめ計測する方法も考えられるが、この
場合は、感光基板と反射面の両方を焦点位置にあわせる
ためのＺステージのストローク確保、もし〈は反射面の
上下動機能が必要となる。また、感光基板はステージ面
に面吸着してその平面度を維持しているが、感光基板搭
載領域内に最大投影露光領域を満たす面積の反射面が２
つ以上存在する場合、該当箇所の吸着ができないために
平面度の維持が困難となる。また、透明な感光基板を露
光するにあたり、反射面からの戻り光がパターン形成に
影響をおよぼすことも考えられる。
搭載前にあらかじめ計測する方法も考えられるが、この
場合は、感光基板と反射面の両方を焦点位置にあわせる
ためのＺステージのストローク確保、もし〈は反射面の
上下動機能が必要となる。また、感光基板はステージ面
に面吸着してその平面度を維持しているが、感光基板搭
載領域内に最大投影露光領域を満たす面積の反射面が２
つ以上存在する場合、該当箇所の吸着ができないために
平面度の維持が困難となる。また、透明な感光基板を露
光するにあたり、反射面からの戻り光がパターン形成に
影響をおよぼすことも考えられる。
【０００８】本発明の目的は、ステージ上に既知の反射
率を有する反射面を設けることなく感光基板の反射率を
算出して投影レンズに入射する照射エネルギを演算する
ことができる投影露光装置を提供することにある。
率を有する反射面を設けることなく感光基板の反射率を
算出して投影レンズに入射する照射エネルギを演算する
ことができる投影露光装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】実施の形態の図に対応づ
けて説明すると、請求項１の発明は図１において、レチ
クルＲを照明する照明装置１と、そのレチクルＲを透過
した照明光によりレチクルＲ上のパターンを感光基板上
に投影露光する投影レンズ５と、投影レンズ５の結像特
性を補正する補正装置３０と、投影レンズ５の瞳とほぼ
共役な位置において、投影レンズ５の視野内に位置した
物体により反射されたエネルギ線を入射して、その量に
応じた電気信号を発生する反射エネルギ線検出器１１
と、投影レンズ５にレチクルＲを介して入射される照明
光の第１のエネルギと少なくとも感光基板Ｗからの反射
により投影レンズ５に入射される照明光の第２のエネル
ギとを算出し、少なくともその算出結果に基づいて投影
レンズ５の結像特性を補正するように補正装置３０Ｗ０
制御する制御回路３１とを具備する投影露光装置に適用
される。そして上述の目的は、投影レンズ５を感光基板
Ｗに対向させたときに反射エネルギ線検出器１１から発
生する電気信号Ｉ、パターンのないレチクルと投影レン
ズを介して感光基板に入射する照明光の単位面積当りの
入射エネルギＰ、投影レンズ５の透過率ＴL、クロム反
射率ＲRC、ブラインド面積Ｓｂ、レチクル透過面積Ｓ
ｒ、レチクルガラス反射率Ｒrg、投影レンズ反射率ＲL
に基づいて算出された感光基板Ｗの反射率ＲPに基づい
て第２のエネルギを算出することにより達成される。請
求項２の発明は、
けて説明すると、請求項１の発明は図１において、レチ
クルＲを照明する照明装置１と、そのレチクルＲを透過
した照明光によりレチクルＲ上のパターンを感光基板上
に投影露光する投影レンズ５と、投影レンズ５の結像特
性を補正する補正装置３０と、投影レンズ５の瞳とほぼ
共役な位置において、投影レンズ５の視野内に位置した
物体により反射されたエネルギ線を入射して、その量に
応じた電気信号を発生する反射エネルギ線検出器１１
と、投影レンズ５にレチクルＲを介して入射される照明
光の第１のエネルギと少なくとも感光基板Ｗからの反射
により投影レンズ５に入射される照明光の第２のエネル
ギとを算出し、少なくともその算出結果に基づいて投影
レンズ５の結像特性を補正するように補正装置３０Ｗ０
制御する制御回路３１とを具備する投影露光装置に適用
される。そして上述の目的は、投影レンズ５を感光基板
Ｗに対向させたときに反射エネルギ線検出器１１から発
生する電気信号Ｉ、パターンのないレチクルと投影レン
ズを介して感光基板に入射する照明光の単位面積当りの
入射エネルギＰ、投影レンズ５の透過率ＴL、クロム反
射率ＲRC、ブラインド面積Ｓｂ、レチクル透過面積Ｓ
ｒ、レチクルガラス反射率Ｒrg、投影レンズ反射率ＲL
に基づいて算出された感光基板Ｗの反射率ＲPに基づい
て第２のエネルギを算出することにより達成される。請
求項２の発明は、
【数４】 ＲP＝(Ｉ/Ｐ)・(1/(ＴL・Ｓr))−(１/ＴL 2)・(Ｒrc((Ｓb/Ｓr)−１)＋Ｒrg＋Ｒ …（４） ただし、 ＲP：感光基板反射率 Ｉ：投影レンズ５を感光基板Ｗに対向させたときに反射
エネルギ線検出器１１から発生する電気信号 Ｐ：パターンのないレチクルと投影レンズを介して感光
基板に入射する単位面積当りの入射エネルギ ＴL：投影レンズ透過率 Ｒrc：クロム反射率 Ｓb：ブラインド面積 Ｓr：レチクル透過面積 Ｒrg：レチクルガラス反射率 ＲL：投影レンズ反射率 に基づいて感光基板Ｗの反射率を算出するものである。
請求項３の発明は、制御回路３１により、レチクルＲを
透過する照明光の割合が所定値以上か否かを判定し、所
定値以上の場合には第１および第２のエネルギの和を投
影レンズ５への照射エネルギとし、所定未満の場合に
は、第１のエネルギを投影レンズ５への照射エネルギと
して補正を行なうものである。これにより、レチクルク
ロム反射率をレチクルごとに変更することなく固定値と
しても、投影レンズへの照射エネルギによる結像特性へ
の影響を精度よく制御することができる。
エネルギ線検出器１１から発生する電気信号 Ｐ：パターンのないレチクルと投影レンズを介して感光
基板に入射する単位面積当りの入射エネルギ ＴL：投影レンズ透過率 Ｒrc：クロム反射率 Ｓb：ブラインド面積 Ｓr：レチクル透過面積 Ｒrg：レチクルガラス反射率 ＲL：投影レンズ反射率 に基づいて感光基板Ｗの反射率を算出するものである。
請求項３の発明は、制御回路３１により、レチクルＲを
透過する照明光の割合が所定値以上か否かを判定し、所
定値以上の場合には第１および第２のエネルギの和を投
影レンズ５への照射エネルギとし、所定未満の場合に
は、第１のエネルギを投影レンズ５への照射エネルギと
して補正を行なうものである。これにより、レチクルク
ロム反射率をレチクルごとに変更することなく固定値と
しても、投影レンズへの照射エネルギによる結像特性へ
の影響を精度よく制御することができる。
【００１０】以上の課題を解決するための手段の項では
実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が実施の
形態に限定されるものではない。、
実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が実施の
形態に限定されるものではない。、
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は、本発明にかかわる投影露
光装置の概略構成図である。
光装置の概略構成図である。
【００１２】水銀放電灯１からの露光光は楕円鏡２で集
光された後、露光量制御用のシャッタ３を通り、オプチ
カルインテグレータ（不図示）で照度を均一化されて、
主コンデンサレンズ（不図示）を介してレチクルＲを照
明する。照明視野絞り（いわゆるレチクルブラインド）
４はレチクルＲ上の露光すべきでないパターン部分を任
意の形状で遮光する。放電灯１の発光強度がほぼ一定と
すれば、シャッタ３の開時間をシャッタコントローラ３
２で制御することにより常に一定の露光量を得ることが
できる。
光された後、露光量制御用のシャッタ３を通り、オプチ
カルインテグレータ（不図示）で照度を均一化されて、
主コンデンサレンズ（不図示）を介してレチクルＲを照
明する。照明視野絞り（いわゆるレチクルブラインド）
４はレチクルＲ上の露光すべきでないパターン部分を任
意の形状で遮光する。放電灯１の発光強度がほぼ一定と
すれば、シャッタ３の開時間をシャッタコントローラ３
２で制御することにより常に一定の露光量を得ることが
できる。
【００１３】レチクルＲは、Ｘ方向，Ｙ方向、およびθ
回転方向に微動する図示しないレチクルステージに保持
されている。レチクルＲを透過した光は投影レンズ５に
よってウエハＷ上へ結像投影される。レチクルＲの初期
位置の設定は、レチクルＲ周辺のアライメントマークを
光電検出するレチクルアライメント系（不図示）からの
マーク検出信号に基づいて、レチクルステージを微動す
ることによって行なわれる。
回転方向に微動する図示しないレチクルステージに保持
されている。レチクルＲを透過した光は投影レンズ５に
よってウエハＷ上へ結像投影される。レチクルＲの初期
位置の設定は、レチクルＲ周辺のアライメントマークを
光電検出するレチクルアライメント系（不図示）からの
マーク検出信号に基づいて、レチクルステージを微動す
ることによって行なわれる。
【００１４】レチクルＲの露光用のパターン部を透過し
た露光光は投影レンズ５に入射し、感光基板としてのウ
エハＷ上にパターンの投影像が結像される。ウエハＷは
Ｚステージ６上に載置され、Ｚステージ６はＸＹステー
ジ７上に上下動（投影レンズ５の光軸方向）可能に設け
られている。ＸＹステージ７はモータなどの駆動部によ
り、投影レンズ５の投影結像面と平行に２次元移動す
る。Ｚステージ６にはＸＹステージ７の２次元位置を検
出するためのレーザ干渉計（不図示）からのレーザ光束
ＬＢを垂直に反射させる移動鏡８（他方の移動鏡は不図
示）が固定されている。Ｚステージ６上には、各種のア
ライメントの際の基準とするための基準マークが設けら
れている。
た露光光は投影レンズ５に入射し、感光基板としてのウ
エハＷ上にパターンの投影像が結像される。ウエハＷは
Ｚステージ６上に載置され、Ｚステージ６はＸＹステー
ジ７上に上下動（投影レンズ５の光軸方向）可能に設け
られている。ＸＹステージ７はモータなどの駆動部によ
り、投影レンズ５の投影結像面と平行に２次元移動す
る。Ｚステージ６にはＸＹステージ７の２次元位置を検
出するためのレーザ干渉計（不図示）からのレーザ光束
ＬＢを垂直に反射させる移動鏡８（他方の移動鏡は不図
示）が固定されている。Ｚステージ６上には、各種のア
ライメントの際の基準とするための基準マークが設けら
れている。
【００１５】圧力調整器３０は、投影レンズ５自体の結
像特性（倍率、焦点位置）を微小量制御するために設け
られる。そのため、圧力調整器３０は、投影レンズ５の
露光光の透過による結像特性の変動を時々刻々補正し得
るような圧力制御値を主制御系３１から入力し、これに
応答して投影レンズ５内の所定の空気空間（空気室）の
圧力を調整する。
像特性（倍率、焦点位置）を微小量制御するために設け
られる。そのため、圧力調整器３０は、投影レンズ５の
露光光の透過による結像特性の変動を時々刻々補正し得
るような圧力制御値を主制御系３１から入力し、これに
応答して投影レンズ５内の所定の空気空間（空気室）の
圧力を調整する。
【００１６】主制御系３１には、シャッタ３の開閉動作
や露光時間を制御するシャッタ制御系３２に開放信号を
与えるとともに、単位時間（たとえば５秒）内における
シャッタ３の開状態と閉状態とのデューテイに対応した
信号をシャッタ制御系３２に入力する。主制御系３１
は、環境情報（大気圧値、温度値）も加味して、シャッ
タ開閉信号に基づいて投影レンズ５の露光光の入射によ
る倍率変動量、焦点変動量を推定し、この変動量を補正
する圧力値を算出する。
や露光時間を制御するシャッタ制御系３２に開放信号を
与えるとともに、単位時間（たとえば５秒）内における
シャッタ３の開状態と閉状態とのデューテイに対応した
信号をシャッタ制御系３２に入力する。主制御系３１
は、環境情報（大気圧値、温度値）も加味して、シャッ
タ開閉信号に基づいて投影レンズ５の露光光の入射によ
る倍率変動量、焦点変動量を推定し、この変動量を補正
する圧力値を算出する。
【００１７】ウエハＷからの反射光や投影レンズ５の上
面の反射光などはミラー１０で光電検出器１１に導かれ
る。ここで、ミラー１０は投影レンズ５の瞳と略共役な
位置の近傍に配置される。ミラー１０としては、単なる
素ガラス、光源側の面を反射防止コートし、投影レンズ
側を素ガラスのままとし、投影レンズ側をハーフミラー
にしたものなどが使用できる。なお、光電検出器１１の
受光面は投影レンズ５の瞳と正確に共役関係にあること
が望ましい。
面の反射光などはミラー１０で光電検出器１１に導かれ
る。ここで、ミラー１０は投影レンズ５の瞳と略共役な
位置の近傍に配置される。ミラー１０としては、単なる
素ガラス、光源側の面を反射防止コートし、投影レンズ
側を素ガラスのままとし、投影レンズ側をハーフミラー
にしたものなどが使用できる。なお、光電検出器１１の
受光面は投影レンズ５の瞳と正確に共役関係にあること
が望ましい。
【００１８】このように構成された投影露光装置により
投影レンズに入射されるエネルギを算出して投影レンズ
の結像特性を補正する手順について説明する。感光基板
Ｗからの反射を考慮しない場合、投影レンズ５に照射さ
れるエネルギＥは次式（５）で与えられる。
投影レンズに入射されるエネルギを算出して投影レンズ
の結像特性を補正する手順について説明する。感光基板
Ｗからの反射を考慮しない場合、投影レンズ５に照射さ
れるエネルギＥは次式（５）で与えられる。
【００１９】
【数５】 照射エネルギＥ（ｍＷ）＝Ｐ・Ｓr……（５） ただし、 Ｐ：露光パワー（ｍＷ／ｃｍ2）であり、素通しのレチ
クルガラスおよび投影光学系１４を透過した基板ステー
ジ上で測定した露光パワー Ｓr：レチクル透過面積（ｃｍ2）
クルガラスおよび投影光学系１４を透過した基板ステー
ジ上で測定した露光パワー Ｓr：レチクル透過面積（ｃｍ2）
【００２０】しかしながら、現実には感光基板からの反
射エネルギを受けるため、照射エネルギＥ（ｍＷ）は次
式（６）で表される。
射エネルギを受けるため、照射エネルギＥ（ｍＷ）は次
式（６）で表される。
【数６】 照射エネルギＥ（ｍＷ）＝Ｐ・Ｓr（１＋ＲP）…（６） ただし、 ＲP：感光基板の反射率
【００２１】一方、反射エネルギ検出器１１が受光して
出力する検出信号Ｉ（ｍＷ）は次式（７）で表される。
出力する検出信号Ｉ（ｍＷ）は次式（７）で表される。
【数７】 検出信号Ｉ(ｍＷ）＝Ｐ〔(１/ＴL)・｛(Ｒrc(Ｓb−Ｓr)＋Ｒrg・Ｓr＋ＲL・Ｓr) ｝ ＋ＴL・ＲP・Ｓr〕 …（７） ただし、 ＴL：レンズ透過率 Ｒrc：レチクル上に塗布されたクロムの反射率 Ｒrg：レチクルガラスの反射率 ＲL：投影レンズのレンズの反射率 Ｓb：ブラインド面積（ｃｍ2）
【００２２】式（７）において、Ｐ(１/ＴL)は、露光パ
ワーＰがもともと素通しレチクルＲと投影レンズ５を透
過した後の露光パターンてあるから、レチクルＲに照射
される露光パワーを逆算した露光パワーである。ここ
で、この露光パワーをＰＡとして以下説明する。ＰＡ＊
Ｒrc(Ｓb−Ｓr)は、光源からレチクルＲに照射される照
明光がレチクルＲのクロム部分（パターン部分）から反
射して検出器１１に入射するエネルギである。ＰＡ＊Ｒ
rg・Ｓrは、光源からレチクルＲに照射される照明光が
レチクルＲのガラス部分（非パターン部分）から反射し
て検出器１１に入射するエネルギである。ＰＡ＊ＲL・
Ｓrは、投影レンズ５の上面からの反射光がレチクルＲ
を介して検出器１１に入射するエネルギである。Ｐ＊Ｔ
L・ＲP・Ｓrは、光源からレチクルＲと投影レンズ５を
通ってウエハＷに入射して反射する反射光がレチクルＲ
を透過して検出器１１に入射するエネルギである。
ワーＰがもともと素通しレチクルＲと投影レンズ５を透
過した後の露光パターンてあるから、レチクルＲに照射
される露光パワーを逆算した露光パワーである。ここ
で、この露光パワーをＰＡとして以下説明する。ＰＡ＊
Ｒrc(Ｓb−Ｓr)は、光源からレチクルＲに照射される照
明光がレチクルＲのクロム部分（パターン部分）から反
射して検出器１１に入射するエネルギである。ＰＡ＊Ｒ
rg・Ｓrは、光源からレチクルＲに照射される照明光が
レチクルＲのガラス部分（非パターン部分）から反射し
て検出器１１に入射するエネルギである。ＰＡ＊ＲL・
Ｓrは、投影レンズ５の上面からの反射光がレチクルＲ
を介して検出器１１に入射するエネルギである。Ｐ＊Ｔ
L・ＲP・Ｓrは、光源からレチクルＲと投影レンズ５を
通ってウエハＷに入射して反射する反射光がレチクルＲ
を透過して検出器１１に入射するエネルギである。
【００２３】感光基板Ｗの反射率ＲPは検出器１１の検
出信号Ｉに基づいて次式（８）で算出することができ
る。
出信号Ｉに基づいて次式（８）で算出することができ
る。
【数８】 ウエハ反射率ＲP＝(Ｉ/Ｐ)・(1/(ＴL・Ｓr))−(１/ＴL 2)・(Ｒrc((Ｓb/Ｓr)−１) ＋Ｒrg＋ＲL） …（８）
【００２４】したがって、本発明においては、２つの既
知の反射面を用いずに（８）式によりウエハ反射率ＲP
を算出するために、（８）式の各データをあらかじめ主
制御系３１に記憶しておく。すなわち、露光パワーＰ、
投影レンズ５の透過率ＴL、クロム反射率Ｒrc、ブライ
ンド面積Ｓb、レチクル透過面積Ｓr、レチクルガラス反
射率Ｒrg、レンズ反射率ＲLが主制御系３１に記憶され
る。
知の反射面を用いずに（８）式によりウエハ反射率ＲP
を算出するために、（８）式の各データをあらかじめ主
制御系３１に記憶しておく。すなわち、露光パワーＰ、
投影レンズ５の透過率ＴL、クロム反射率Ｒrc、ブライ
ンド面積Ｓb、レチクル透過面積Ｓr、レチクルガラス反
射率Ｒrg、レンズ反射率ＲLが主制御系３１に記憶され
る。
【００２５】次に、このようなデータをどのように記憶
するかについて説明する。 露光パワーＰは（５）式で説明したとおりであり、パ
ターン露光を行なう前の準備期間に記憶する。 ブラインド開ロ面積Ｓbはレチクルデータ作成時に登
録される。
するかについて説明する。 露光パワーＰは（５）式で説明したとおりであり、パ
ターン露光を行なう前の準備期間に記憶する。 ブラインド開ロ面積Ｓbはレチクルデータ作成時に登
録される。
【００２６】レチクル透過面積Ｓr（ｃｍ2）は、式
（５）の計算を行なうためにもともと登録して記憶され
ている。すなわち、露光用のレチクル・データ作成段階
において、既知の露光パワーＰＫの照明光を所定のブラ
インド開口で規制し、その通過光をレチクルＲと投影レ
ンズ５を介してステージ１５上に配置されたエネルギ検
出器（図１中には記載せず）で受光して検出信号ＩＫを
得ることにより、次式（９）で算出できる。
（５）の計算を行なうためにもともと登録して記憶され
ている。すなわち、露光用のレチクル・データ作成段階
において、既知の露光パワーＰＫの照明光を所定のブラ
インド開口で規制し、その通過光をレチクルＲと投影レ
ンズ５を介してステージ１５上に配置されたエネルギ検
出器（図１中には記載せず）で受光して検出信号ＩＫを
得ることにより、次式（９）で算出できる。
【数９】 レチクル透過面積Ｓr＝α・ＩＫ／ＰＫ…（９） ただし、 α：定数
【００２７】投影レンズ５のレンズ透過率ＴL、反射
率ＲLは、設計値データとして予め記憶することができ
る。あるいは、露光装置製造後に測定したデータとして
記憶してもよい。 レチクルのガラス面の反射率Ｒrgはレチクルによらず
ほぼ一定として記憶することができる。
率ＲLは、設計値データとして予め記憶することができ
る。あるいは、露光装置製造後に測定したデータとして
記憶してもよい。 レチクルのガラス面の反射率Ｒrgはレチクルによらず
ほぼ一定として記憶することができる。
【００２８】レチクルのクロム（パターン）の反射率
Ｒrcは、反射コート等によりレチクル個々に相違する。
そこで、次のようにして予め記憶することができる。 ［１］レチクル作成メーカの反射率データを記憶する。 ［２］ステージ６上の感光基板吸着面での反射率Ｒｓｔ
を予め測定しておき、レチクル透過面積Ｓｒを測定する
際に、感光基板吸着面からの反射エネルギによる検出器
１１の検出信号Ｉ(ｍＷ）を入手し、上式（８）式でＲP
にＲｓｔを代入してクロム面射率Ｒｒｃを算出する。
Ｒrcは、反射コート等によりレチクル個々に相違する。
そこで、次のようにして予め記憶することができる。 ［１］レチクル作成メーカの反射率データを記憶する。 ［２］ステージ６上の感光基板吸着面での反射率Ｒｓｔ
を予め測定しておき、レチクル透過面積Ｓｒを測定する
際に、感光基板吸着面からの反射エネルギによる検出器
１１の検出信号Ｉ(ｍＷ）を入手し、上式（８）式でＲP
にＲｓｔを代入してクロム面射率Ｒｒｃを算出する。
【００２９】［３］レチクル面の指定位置にクロムパタ
ーン面を形成し、投影露光装置に反射率測定装置を予め
設けておき、露光処理前に反射率Ｒrcを測定して記憶す
る。
ーン面を形成し、投影露光装置に反射率測定装置を予め
設けておき、露光処理前に反射率Ｒrcを測定して記憶す
る。
【００３０】図２はこの種の反射率測定装置の一例を示
す。図２において、レチクルステージの近傍に、放電灯
１の照明光をレチクル上に導いて照射する光ケーブル７
１の光投光面を配置するとともに、その光のレチクルク
ロム７３からの反射光を受光する反射率センサ７２を配
置する。そして、この反射率センサ７２の受光信号Ｉｓ
を主制御系３１に入力して次式（１１）によりクロム反
射率Ｒｒｃを算出する。
す。図２において、レチクルステージの近傍に、放電灯
１の照明光をレチクル上に導いて照射する光ケーブル７
１の光投光面を配置するとともに、その光のレチクルク
ロム７３からの反射光を受光する反射率センサ７２を配
置する。そして、この反射率センサ７２の受光信号Ｉｓ
を主制御系３１に入力して次式（１１）によりクロム反
射率Ｒｒｃを算出する。
【数１０】 クロム面反射率Ｒｒｃ＝〔１／｛Ｐ・（１／ＴL）｝〕・Ｉｓ…（１０） ただし、 Ｐ：上述した露光パワー ＴL：投影レンズの透過率 Ｉｓ：反射率センサ７２の検出信号（ｍＷ）
【００３１】［４］感光基板の反射によるエネルギ誤差
による倍率／フオーカスの許容精度いかんによっては、
レチクルＣｒ（クロム）の反射率Ｒrcを固定値として算
出してもよい。
による倍率／フオーカスの許容精度いかんによっては、
レチクルＣｒ（クロム）の反射率Ｒrcを固定値として算
出してもよい。
【００３２】ところで、レチクルＣｒの反射率Ｒrcの固
体差による感光基板の反射率の計測誤差は、ブラインド
面積Ｓbに大きく依存し、とくにレチクル透過面積Ｓrが
小さい場合（レチクル透過率が大きい場合）に影響が大
きくなる。また一方で、レチクル透過面積Ｓrが小さい
場合は投影レンズ５に蓄積されるエネルギが小さくなる
ため、感光基板の反射率ＲPそのものの影響も小さくな
る。すなわち、感光基板からの反射光により投影レンズ
５に入射するエネルギが小さくなれば、その反射光によ
る結像特性の変動も無視することができる。そこで、レ
チクルＣｒの反射率Ｒrcを固定値とした上で、レチクル
透過率（レチクル透過面積Ｓｒ／ブラインド面積Ｓｂ）
にしきい値を設け、レチクル透過率がしきい値以上のと
きに感光基板の反射率ＲPも考慮した上記エネルギ算出
を行ない、しきい値未満の場合にはかかるエネルギ算出
を行なわないようなアルゴリズムを採用することもでき
る。
体差による感光基板の反射率の計測誤差は、ブラインド
面積Ｓbに大きく依存し、とくにレチクル透過面積Ｓrが
小さい場合（レチクル透過率が大きい場合）に影響が大
きくなる。また一方で、レチクル透過面積Ｓrが小さい
場合は投影レンズ５に蓄積されるエネルギが小さくなる
ため、感光基板の反射率ＲPそのものの影響も小さくな
る。すなわち、感光基板からの反射光により投影レンズ
５に入射するエネルギが小さくなれば、その反射光によ
る結像特性の変動も無視することができる。そこで、レ
チクルＣｒの反射率Ｒrcを固定値とした上で、レチクル
透過率（レチクル透過面積Ｓｒ／ブラインド面積Ｓｂ）
にしきい値を設け、レチクル透過率がしきい値以上のと
きに感光基板の反射率ＲPも考慮した上記エネルギ算出
を行ない、しきい値未満の場合にはかかるエネルギ算出
を行なわないようなアルゴリズムを採用することもでき
る。
【００３３】図３によりさらに説明する。直線Ａは、任
意のプラインド開口面積および任意の感光基板の反射率
において、感光基板からの反射光をエネルギ算出に加味
しない場合のレチクル透過率に対する、倍率／フォーカ
ス誤差を表す。すなわち、レチクルを透過する光が増え
ると倍率／フォーカス誤差が大きくなることを示してい
る。直線Ｂは、レチクルＣｒの反射率Ｒrcを固定値とし
て感光基板からの反射光をエネルギ算出に加味した場合
における、レチクル透過率に対する倍率／フオーカス誤
差の最大値を表している。すなわち、レチクルを透過す
る光が増えると倍率／フォーカス誤差が小さくなること
を示している。図３のＴｈで示されるレチクル透過率を
しきい値として感光基板の反射率ＲPをエネルギ算出に
用いる範囲を制限する場合の手順例を図４に示す。
意のプラインド開口面積および任意の感光基板の反射率
において、感光基板からの反射光をエネルギ算出に加味
しない場合のレチクル透過率に対する、倍率／フォーカ
ス誤差を表す。すなわち、レチクルを透過する光が増え
ると倍率／フォーカス誤差が大きくなることを示してい
る。直線Ｂは、レチクルＣｒの反射率Ｒrcを固定値とし
て感光基板からの反射光をエネルギ算出に加味した場合
における、レチクル透過率に対する倍率／フオーカス誤
差の最大値を表している。すなわち、レチクルを透過す
る光が増えると倍率／フォーカス誤差が小さくなること
を示している。図３のＴｈで示されるレチクル透過率を
しきい値として感光基板の反射率ＲPをエネルギ算出に
用いる範囲を制限する場合の手順例を図４に示す。
【００３４】図４のステップＳ１において、予め測定し
て記憶してあるレチクル透過面積Ｓｒとブラインド開口
面積Ｓｂを読み込んでレチクル透過率を算出し、その透
過率としきい値Ｔｈの大小関係を比較する。透過率がし
きい値Ｔｈ以上の場合はステップＳ２において、レチク
ル反射率ＲPを上記式（８）に基づいて演算し、ステッ
プＳ３において、Ｅ＝Ｐ・Ｓｒ（１＋ＲP）で照射エネ
ルギを演算する。しきい値Ｔｈ未満の場合にはステップ
Ｓ４においてレチクル反射率ＲPをエネルギ算出演算に
使用しないものとし、Ｅ＝Ｐ・Ｓｒで照射エネルギを演
算する。そして、ステップＳ５において、ステップＳ３
または４で演算された照射エネルギを加味して圧力制御
演算を行なう。
て記憶してあるレチクル透過面積Ｓｒとブラインド開口
面積Ｓｂを読み込んでレチクル透過率を算出し、その透
過率としきい値Ｔｈの大小関係を比較する。透過率がし
きい値Ｔｈ以上の場合はステップＳ２において、レチク
ル反射率ＲPを上記式（８）に基づいて演算し、ステッ
プＳ３において、Ｅ＝Ｐ・Ｓｒ（１＋ＲP）で照射エネ
ルギを演算する。しきい値Ｔｈ未満の場合にはステップ
Ｓ４においてレチクル反射率ＲPをエネルギ算出演算に
使用しないものとし、Ｅ＝Ｐ・Ｓｒで照射エネルギを演
算する。そして、ステップＳ５において、ステップＳ３
または４で演算された照射エネルギを加味して圧力制御
演算を行なう。
【００３５】なお、以上では投影レンズの結像特性をそ
のレンズ室内の圧力調整によって行なうようにしたが、
レンズ自体を移動して行なったり、レンズ移動と圧力調
整とを併用してもよい。
のレンズ室内の圧力調整によって行なうようにしたが、
レンズ自体を移動して行なったり、レンズ移動と圧力調
整とを併用してもよい。
【００３６】
（１）以上詳細に説明したように、本発明によれば、従
来使用していなかったレチクルクロムの反射率を予め記
憶することにより感光基板の反射率を算出してエネルギ
演算を行なうようにしたので、基板ステージ上の２点の
反射率から基板反射率を求める従来例に問題となった欠
点を解決できる。 （２）請求項３の発明によれば、レチクル透過率の大き
さに応じて感光基板の反射光による投影レンズの結像特
性への影響を考慮し、影響が大きくなる場合に感光基板
からの反射エネルギも加味して投影レンズへ照射される
エネルギを算出するようにしたので、レチクルクロムの
反射率をレチクルごとに設定せずに固定値を使用した場
合でも、照射エネルギによる結像特性への影響を精度よ
く制御することが出来る。
来使用していなかったレチクルクロムの反射率を予め記
憶することにより感光基板の反射率を算出してエネルギ
演算を行なうようにしたので、基板ステージ上の２点の
反射率から基板反射率を求める従来例に問題となった欠
点を解決できる。 （２）請求項３の発明によれば、レチクル透過率の大き
さに応じて感光基板の反射光による投影レンズの結像特
性への影響を考慮し、影響が大きくなる場合に感光基板
からの反射エネルギも加味して投影レンズへ照射される
エネルギを算出するようにしたので、レチクルクロムの
反射率をレチクルごとに設定せずに固定値を使用した場
合でも、照射エネルギによる結像特性への影響を精度よ
く制御することが出来る。
【図１】本発明による投影露光装置の構成を示す図
【図２】レチクルクロム反射率測定装置を説明する図
【図３】レチクル透過率と倍率／フォーカス誤差の関係
を示すグラフ
を示すグラフ
【図４】レチクル透過率の大きさに応じて基板からの反
射光をエネルギ演算に使用するかしないかを判定して圧
力制御する場合のフローチャート
射光をエネルギ演算に使用するかしないかを判定して圧
力制御する場合のフローチャート
５ 投影レンズ ６ Ｚステージ ７ ＸＹステージ １１ 検出器 ３０ 圧力調整器 ３１ 主制御系
Claims (3)
- 【請求項１】レチクルを照明する照明装置と、 前記レチクルを透過した照明光により前記レチクル上の
パターンを前記感光基板上に投影露光する投影レンズ
と、 前記投影レンズの結像特性を補正する補正装置と、 前記投影レンズの瞳とほぼ共役な位置において、前記投
影レンズの視野内に位置した物体により反射されたエネ
ルギ線を入射して、その量に応じた電気信号を発生する
反射エネルギ線検出器と、 前記投影レンズにレチクルを介して入射される照明光の
第１のエネルギと少なくとも前記感光基板からの反射に
より前記投影レンズに入射される照明光の第２のエネル
ギとを算出し、少なくともその算出結果に基づいて前記
投影レンズの結像特性を補正するように前記補正装置を
制御する制御回路とを具備する投影露光装置において、 前記制御回路は、前記投影レンズを前記感光基板に対向
させたときに前記反射エネルギ線検出器から発生する電
気信号、パターンのないレチクルと投影レンズを介して
感光基板に入射する照明光の単位面積当りの入射エネル
ギ、投影レンズの透過率、クロム反射率、ブラインド面
積、レチクル透過面積、レチクルガラス反射率、および
レンズ反射率に基づいて算出された前記感光基板の反射
率に基づいて前記第２のエネルギを算出することを特徴
とする投影露光装置。 - 【請求項２】請求項１記載の投影露光装置において、 【数１】 ＲP＝(Ｉ/Ｐ)・(1/(ＴL・Ｓr))−(１/ＴL 2)・(Ｒrc((Ｓb/Ｓr)−１)＋Ｒrg＋ＲL ）…（１） ただし、 ＲP：感光基板反射率 Ｐ：感光基板に入射する単位面積当りの入射エネルギ ＴL：投影レンズ透過率 Ｒrc：クロム反射率 Ｓb：ブラインド面積 Ｓr：レチクル透過面積 Ｒrg：レチクルガラス反射率 ＲL：投影レンズ反射率 に基づいて前記感光基板の反射率を算出することを特徴
とする投影露光装置。 - 【請求項３】請求項１記載の投影露光装置において、 前記制御回路は、前記レチクルを透過する前記照明光の
割合が所定値以上か否かを判定し、所定値以上の場合に
は前記第１および第２のエネルギの和を前記投影レンズ
への照射エネルギとし、所定未満の場合には、前記第１
のエネルギを前記投影レンズへの照射エネルギとして前
記補正を行なうことを特徴とする投影露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9102010A JPH10294262A (ja) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | 投影露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9102010A JPH10294262A (ja) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | 投影露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10294262A true JPH10294262A (ja) | 1998-11-04 |
Family
ID=14315805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9102010A Pending JPH10294262A (ja) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | 投影露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10294262A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002373840A (ja) * | 2001-06-14 | 2002-12-26 | Fuji Electric Co Ltd | 露光装置および露光方法 |
| JP2008153402A (ja) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Canon Inc | 露光装置及びデバイス製造方法 |
-
1997
- 1997-04-18 JP JP9102010A patent/JPH10294262A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002373840A (ja) * | 2001-06-14 | 2002-12-26 | Fuji Electric Co Ltd | 露光装置および露光方法 |
| JP2008153402A (ja) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Canon Inc | 露光装置及びデバイス製造方法 |
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