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JP2002198281A - Illuminating device and projection aligner using it - Google Patents

Illuminating device and projection aligner using it

Info

Publication number
JP2002198281A
JP2002198281A JP2000392662A JP2000392662A JP2002198281A JP 2002198281 A JP2002198281 A JP 2002198281A JP 2000392662 A JP2000392662 A JP 2000392662A JP 2000392662 A JP2000392662 A JP 2000392662A JP 2002198281 A JP2002198281 A JP 2002198281A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
polarization
laser
polarized light
coefficient
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000392662A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayasu Hasegawa
敬恭 長谷川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2000392662A priority Critical patent/JP2002198281A/en
Publication of JP2002198281A publication Critical patent/JP2002198281A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an illuminating device that easily calibrates the measurement system of output light from an excimer laser, accurately measures the quantity of light, and accurately controls the amount of exposure, and to provide a projection aligner using the illuminating device. SOLUTION: There are provided a polarization separation means, a P-polarization detection means, an S-polarization detection means, an optical system, and a control means in the aligner. In the polarization separation means, P-, and S-polarization components are separated from one of luminous fluxes that is separated by a luminous flux separation means provided in the light path of the luminous flux that is radiated from a light source. In the P-polarization detection means, the P-polarization component that is separated by the polarization separation means is detected. In the S- polarization detection means, the S-polarization component is detected. In the optical system, a specific surface is illuminated by the other luminous flux that is separated by the luminous flux separation means. In the control means, a coefficient for correcting polarization characteristics in an optical system is obtained by a signal obtained by both the detection means when the polarization state of the polarization light entering the P- and S-polarization detection means is changed, the intensity of light entering the specific surface is obtained, and the output of the light source is subjected to drive control.

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】本発明は照明装置及びそれを
用いた投影露光装置に関し、例えばICやLSI等の半
導体デバイスやCCD等の撮像デバイスや液晶パネル等
の表示デバイスや磁気ヘッド等のデバイスを製造する際
に、マスクやレチクル(以下「レチクル」と総称す
る。)面上の電子回路パターンをウエハー面上に投影光
学系を介して投影露光又は走査露光し、高集積度のデバ
イスを得るリソグラフィー工程に好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an illumination device and a projection exposure apparatus using the same, for example, a semiconductor device such as an IC or LSI, an imaging device such as a CCD, a display device such as a liquid crystal panel, or a device such as a magnetic head. In manufacturing, lithography to obtain a highly integrated device by projecting or exposing an electronic circuit pattern on a mask or a reticle (hereinafter collectively referred to as a “reticle”) through a projection optical system on a wafer surface. It is suitable for the process.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、LSIなどの集積回路(デバイ
ス)の高集積化に伴い、1μm以下の微細パターンを正
確にウエハ上に形成することができる露光装置が使用さ
れている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the increasing integration of integrated circuits (devices) such as LSIs, an exposure apparatus capable of accurately forming a fine pattern of 1 μm or less on a wafer has been used.

【0003】また、露光装置で得られるパターン像の解
像線幅を更に細かくするために、露光光として遠紫外域
で大強度の光を放射するエキシマレーザを露光用光源と
して搭載した露光装置の開発も盛んに行なわれている。
In order to further reduce the resolution line width of a pattern image obtained by the exposure apparatus, an exposure apparatus equipped with an excimer laser that emits high-intensity light in the deep ultraviolet region as exposure light is used as an exposure light source. Development is also active.

【0004】一般に投影光学系を有した露光装置を用い
て微細な回路パターンの転写を行なうにはウエハ面への
露光量を適切に設定することが重要になってくる。
In general, in order to transfer a fine circuit pattern using an exposure apparatus having a projection optical system, it is important to appropriately set an exposure amount on a wafer surface.

【0005】この為、このような露光装置においては、
予め決められた露光量でウエハを露光するようにしてお
り、この露光量制御に関する技術が従来より種々と提案
されている。通常、露光量制御を行なうためには、露光
光の光路中にハーフミラーを設け、ハーフミラーで反射
した反射光若しくはハーフミラーを透過した透過光のい
ずれか一方を露光量モニター用の受光素子(光検出器)
で受光し、この受光素子からの出力信号に応じて露光光
の光路中に設置したシャッターの開閉、レーザの発光・
停止、レーザの設定エネルギの制御などにより、露光量
制御を行なっている。
Therefore, in such an exposure apparatus,
A wafer is exposed at a predetermined exposure amount, and various techniques relating to this exposure amount control have been conventionally proposed. Usually, in order to control the exposure amount, a half mirror is provided in the optical path of the exposure light, and either one of the reflected light reflected by the half mirror or the transmitted light transmitted through the half mirror is used as a light receiving element for monitoring the exposure amount ( Photo detector)
In response to the output signal from the light receiving element, opening and closing a shutter installed in the optical path of the exposure light,
Exposure amount control is performed by stopping and controlling the set energy of the laser.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ウエハ面上で最適な露
光量を得る為の露光量の制御を行なう方法として、露光
光の光路中にハーフミラーを設け、ハーフミラーを介し
た光を光検出器で検出して行う方法がある。一般にこの
ハーフミラーの反射率(透過率)は、露光光のP偏光と
S偏光に対して異なった値を示す。また、ハーフミラー
により分離した露光光に関してもウエハ面上に到達する
までの光路中に設けた光学部品の偏光特性により、露光
量を計測する受光素子面と露光光を照射するウエハ面と
では露光光のP偏光とS偏光の成分比が異なる。特に受
光素子面に至る光路中に設けた光学部材とウエハ面に至
る光路中に設けた光学部材が異なってくると、偏光成分
比が大きく異なってくる場合がある。従って、光源とな
るレーザの偏光状態が時々刻々と変化する場合には、受
光素子に入射する光の光量とウエハ面上の露光量の比が
変動することになり、受光素子で検出した値からではウ
エハ面に入射する露光量を正確にモニターすることがで
きない。
As a method of controlling an exposure amount to obtain an optimum exposure amount on a wafer surface, a half mirror is provided in an optical path of exposure light, and light passing through the half mirror is detected. There is a method of detecting by using a container. Generally, the reflectance (transmittance) of this half mirror shows different values for the P-polarized light and the S-polarized light of the exposure light. Also, the exposure light separated by the half mirror is exposed on the light receiving element surface for measuring the exposure amount and the wafer surface for irradiating the exposure light by the polarization characteristics of the optical components provided in the optical path until reaching the wafer surface. The component ratios of P-polarized light and S-polarized light are different. In particular, if the optical member provided in the optical path to the light receiving element surface differs from the optical member provided in the optical path to the wafer surface, the polarization component ratio may greatly differ. Therefore, when the polarization state of the laser serving as the light source changes every moment, the ratio of the amount of light incident on the light receiving element to the exposure amount on the wafer surface changes, and the value detected by the light receiving element is changed. In this case, the amount of exposure incident on the wafer surface cannot be accurately monitored.

【0007】特開平8−236439号公報では露光量
の調整量を連続的に設定できる方法として偏光板を露光
光路中に設ける方式を開示している。又、特開平1−2
20825号公報では2分割した偏光光束を90度回転
させて、合成する手段により光学的偏光特性を除去しよ
うとする方式を開示している。これらの方法を使用した
場合には、前者では光量調整のために偏光度が変化し高
精度な露光量の計測が難しくなる。又、後者では2分割
した光が透過・反射する光学素子の固差により完全な無
偏光化を行うことはむずかしい。また、遠紫外域で大強
度の光を放射するエキシマレーザを露光用光源として搭
載した露光装置では使用される硝子部品は、高透過率且
つ長時間の露光に対しても透過率低下の少ない耐紫外線
性のある硝子部品が要求されるものの、現在のところ、
この要求を完全に維持することが難しい。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-236439 discloses a method in which a polarizing plate is provided in an exposure optical path as a method for continuously setting an adjustment amount of an exposure amount. Also, Japanese Patent Laid-Open No. 1-2
Japanese Patent No. 20825 discloses a method in which a polarized light beam divided into two is rotated by 90 degrees and an optical polarization characteristic is removed by a combining unit. When these methods are used, in the former method, the degree of polarization changes for light amount adjustment, and it becomes difficult to measure the exposure amount with high accuracy. In the latter case, it is difficult to completely depolarize the light due to the difference in the optical elements that transmit and reflect the two divided lights. Further, glass components used in an exposure apparatus equipped with an excimer laser that emits high-intensity light in the deep ultraviolet region as an exposure light source have a high transmittance and a low transmittance with a small decrease in transmittance even for long-time exposure. Although UV glass parts are required, at present,
It is difficult to completely maintain this requirement.

【0008】本発明は露光光の偏光状態の変化に影響を
受けずに、ウエハ面に入射する露光量を高精度に制御
し、高集積度の回路パターンが容易に得られる照明装置
及びそれを用いた投影露光装置の提供を目的とする。
According to the present invention, there is provided an illuminating apparatus capable of easily controlling a light exposure amount incident on a wafer surface without being affected by a change in the polarization state of exposure light to easily obtain a highly integrated circuit pattern. It is intended to provide a projection exposure apparatus used.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明の照明装
置は光源と、該光源から放射された光束の光路中に設け
た光束分離手段と、該光束分離手段を透過又は反射した
光束のうち一方の光束からP偏光成分とS偏光成分を分
離する偏光分離手段と、該偏光分離手段で分離したP偏
光成分を検出するP偏光検出手段と、S偏光成分を検出
するS偏光検出手段と、該光束分離手段を透過又は反射
した光束のうちの他方の光束で所定面上を照明する光学
系と、該P偏光検出手段とS偏光検出手段に入射する偏
光光の偏光状態を変えたときに双方の検出手段で得られ
る信号を用いて、該光学系の偏光特性を補正する為の係
数を求め、この係数を用いて、所定面上に入射する光強
度を求めて該光源の出力を駆動制御する制御手段とを有
していることを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an illumination apparatus comprising: a light source; a light beam separating means provided in an optical path of a light beam emitted from the light source; and a light beam transmitted or reflected by the light beam separating means. Polarization separating means for separating a P-polarized component and an S-polarized component from one of the light beams, P-polarized light detecting means for detecting the P-polarized light component separated by the polarized light separating means, and S-polarized light detecting means for detecting the S-polarized light component When an optical system that illuminates a predetermined surface with the other light beam of the light beam transmitted or reflected by the light beam separating device, and the polarization state of polarized light incident on the P-polarized light detecting device and the S-polarized light detecting device is changed. Using the signals obtained by both detection means, a coefficient for correcting the polarization characteristics of the optical system is obtained, and using this coefficient, the intensity of light incident on a predetermined surface is obtained, and the output of the light source is obtained. Control means for controlling the drive. It is set to.

【0010】請求項2の発明の照明装置は光源手段と、
該光源手段から放射した光束の光路中に配置され、反射
光と透過光に光束を分離する為の光束分離手段と、該光
束分離手段で分離した光束の一方をP偏光とS偏光に分
離する偏光分離手段と、該偏光分離手段で分離したP偏
光の光強度を検出するP偏光検出手段と、S偏光の光強
度を検出するS偏光検出手段と、該光束分離手段で分離
した光束の他方を用いて、被照射面を照射する光学系
と、該P偏光検出手段とS偏光検出手段で得られた各信
号に対して、該光学系による偏光特性を補正する為の係
数をかけて、該被照射面上を照射する照射強度を求め、
求めた該照射強度を用いて、該光源手段の出力を制御す
る制御手段を有していることを特徴としている。
The lighting device according to the second aspect of the present invention includes a light source means,
A light beam separating unit for separating the light beam into reflected light and transmitted light, and one of the light beams separated by the light beam separating unit into P-polarized light and S-polarized light; Polarized light separating means, P polarized light detecting means for detecting the light intensity of P polarized light separated by the polarized light separating means, S polarized light detecting means for detecting the light intensity of S polarized light, and the other of the light beams separated by the light beam separating means Using an optical system that irradiates the surface to be irradiated, and each signal obtained by the P-polarized light detection means and the S-polarized light detection means, multiplied by a coefficient for correcting the polarization characteristics of the optical system, Obtain the irradiation intensity for irradiating the irradiated surface,
It is characterized by having control means for controlling the output of the light source means using the obtained irradiation intensity.

【0011】請求項3の発明は請求項1又は2の発明に
おいて前記制御手段は前記P偏光検出手段で得られる出
力値に係数をかけた値と、前記S偏光検出手段で得られ
た出力値に係数をかけた値との和より得られる合計値を
用いて、該光源手段の出力を制御していることを特徴と
している。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the control means multiplies a value obtained by multiplying an output value obtained by the P-polarized light detecting means by a coefficient with an output value obtained by the S-polarized light detecting means. The output of the light source means is controlled by using a total value obtained from the sum of a value obtained by multiplying the coefficient by a coefficient.

【0012】請求項4の発明は請求項1又は2の発明に
おいて前記光源手段はレーザを有し、前記制御手段は該
レーザの放電電圧(設定エネルギ)を変えることで、レ
ーザの偏光度を変化させて、前記係数を算出することを
特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect, the light source means has a laser, and the control means changes the degree of polarization of the laser by changing a discharge voltage (set energy) of the laser. In this case, the coefficient is calculated.

【0013】請求項5の発明は請求項1又は2の発明に
おいて前記光源手段はレーザを有し、前記制御手段は、
該レーザの発光周波数を変えることで、レーザの偏光度
を変化させて、前記係数を算出することを特徴としてい
る。
According to a fifth aspect of the present invention, in the first or second aspect, the light source means has a laser, and the control means comprises:
The coefficient is calculated by changing the degree of polarization of the laser by changing the emission frequency of the laser.

【0014】請求項6の発明は請求項1又は2の発明に
おいて前記光源手段はレーザを有し、前記制御手段は数
時間以上、該レーザの発光を続け、ガス劣化やガス交
換、インジェクション等により偏光度が変化する現象を
利用することで、前記係数を算出することを特徴として
いる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the first or second aspect, the light source means has a laser, and the control means keeps emitting the laser light for several hours or more, by gas deterioration, gas exchange, injection or the like. The coefficient is calculated by utilizing a phenomenon in which the degree of polarization changes.

【0015】請求項7の発明は請求項1又は2の発明に
おいて前記光源手段はレーザを有し、前記制御手段は該
レーザの発光パルス数を指定し、発光・停止を繰り返す
ことで、偏光度が変化する現象を利用して、前記係数を
算出することを特徴としている。
According to a seventh aspect of the present invention, in the first or second aspect, the light source means has a laser, and the control means designates the number of light emission pulses of the laser, and repeats light emission and stop, thereby obtaining a polarization degree. The coefficient is calculated using a phenomenon in which the coefficient changes.

【0016】請求項8の発明は請求項1又は2の発明に
おいて前記光源手段はレーザを有し、前記光源手段と前
記光束分離手段との間の光路中に偏光板を取り付け、前
記制御手段は、該偏光板によりレーザの偏光度を変化さ
せて、前記係数を算出することを特徴としている。
According to an eighth aspect of the present invention, in the first or second aspect, the light source means has a laser, and a polarizing plate is mounted in an optical path between the light source means and the light beam separating means. The coefficient is calculated by changing the degree of polarization of the laser by the polarizing plate.

【0017】請求項9の発明は請求項1又は2の発明に
おいて前記制御手段は、前記係数の算出を定期的に行う
ことにより、透過率・反射率等の光学系の特性変動を定
期的に校正することを特徴としている。
According to a ninth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the control means periodically calculates the coefficient so as to periodically change the characteristic of the optical system such as transmittance and reflectance. It is characterized by calibration.

【0018】請求項10の発明の照明装置はレーザから
放射したレーザ光を用い照明系で被照射面を照射する照
明装置において、レーザ光を光束分離手段で参照光と照
明光に分離し、該参照光を偏光分離手段でP偏光とS偏
光に分離し、このうちP偏光の光強度をP偏光検出手段
で検出し、S偏光の光強度をS偏光検出手段で検出し、
制御手段により、P偏光検出手段とS偏光検出手段の出
力を該照明系に使用される光学部品の偏光特性を補正す
るように係数をかけ、それらの和をとることにより、被
照射面上の光強度を求め、光強度が所望の値になるよう
に、該レーザの出力強度を制御することを特徴としてい
る。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided an illuminating apparatus for irradiating an illuminated surface with an illumination system using laser light emitted from a laser, wherein the laser light is separated into reference light and illumination light by a light beam separating means. The reference light is separated into P-polarized light and S-polarized light by polarization separation means, of which the light intensity of P-polarized light is detected by P-polarized light detection means, and the light intensity of S-polarized light is detected by S-polarized light detection means,
The control means multiplies the outputs of the P-polarized light detecting means and the S-polarized light detecting means by a coefficient so as to correct the polarization characteristics of the optical components used in the illumination system, and takes the sum of the coefficients to obtain the sum on the surface to be illuminated. Light intensity is obtained, and the output intensity of the laser is controlled so that the light intensity has a desired value.

【0019】請求項11の発明は請求項10の発明にお
いて前記レーザから放射されるレーザ光の偏光度を変化
させ、被射面上の光強度を求める際に使用する係数を校
正することを特徴としている。
The eleventh aspect of the present invention is characterized in that, in the tenth aspect of the present invention, the degree of polarization of the laser light emitted from the laser is changed to calibrate a coefficient used when obtaining the light intensity on the surface to be irradiated. And

【0020】請求項12の発明の露光装置は請求項1か
ら11のいずれか1項の発明において請求項1乃至11
いずれか1項記載の照明装置を用いて、該照明装置にお
ける被照射面に設けたレチクルを照射し、該レチクルに
形成されたパターンを投影光学系によりウエハ面上に、
投影露光していることを特徴としている。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus according to any one of the first to eleventh aspects.
Using the illumination device according to any one of the above, irradiates a reticle provided on the surface to be irradiated in the illumination device, the pattern formed on the reticle on the wafer surface by the projection optical system,
It is characterized by projection exposure.

【0021】請求項13の発明は請求項12の発明にお
いて前記ウエハを載置するウエハステージ上で偏光板に
より露光光を偏光分離することでP偏光かS偏光のどち
らか一方をモニタし、同成分の偏光を参照光モニタで計
測し、投影光学系の透過率変化を定期的にモニタするこ
とを特徴としている。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the twelfth aspect of the present invention, one of the P-polarized light and the S-polarized light is monitored by separating the exposure light by a polarizing plate on a wafer stage on which the wafer is mounted. It is characterized in that the polarization of the component is measured by a reference light monitor, and changes in the transmittance of the projection optical system are periodically monitored.

【0022】請求項14の発明のデバイスの製造方法は
請求項12又は13の露光装置を用いてレチクル面上の
パターンを該ウエハ面上に投影露光する工程と、露光さ
れた該ウエハ面上の感光材を現像する工程とを有するこ
とを特徴としている。
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method, comprising: projecting a pattern on a reticle surface onto the wafer surface using the exposure apparatus according to the twelfth or thirteenth aspect; Developing a photosensitive material.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】図1は本発明の実施形態1の構成
概略図である。本実施形態は連続発振レーザ又はパルス
レーザの光源から射出する光束を照明光学系(照明手
段)を介してレチクル(第1物体)に照射し、レチクル
上に形成している回路パターンを投影レンズ(投影光学
系)によって感光体を塗布した基板(第2物体)上に走
査しながら縮小投影して焼き付ける走査型露光装置を示
しており、IC,LSI等の半導体デバイス、CCD等
の撮像デバイス、磁気ヘッド等のデバイスを製造する際
に好適なものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a first embodiment of the present invention. In the present embodiment, a reticle (first object) is irradiated with a light beam emitted from a light source of a continuous wave laser or a pulsed laser via an illumination optical system (illuminating means), and a circuit pattern formed on the reticle is projected onto a projection lens ( A scanning type exposure apparatus that performs reduction projection while scanning onto a substrate (second object) coated with a photoreceptor by a projection optical system and prints the semiconductor device, such as a semiconductor device such as an IC or LSI, an imaging device such as a CCD, or a magnetic device. This is suitable for manufacturing a device such as a head.

【0024】本実施形態は光源手段の出力に関する設定
エネルギを変化させて補正係数を算出する場合を示して
いる。
This embodiment shows a case where the correction coefficient is calculated by changing the set energy relating to the output of the light source means.

【0025】図1において、エキシマレーザ等の連続発
振光又は、パルス光を放射する光源(光源手段)1から
の光束はビーム整形光学系2により所望の形状に整形さ
れ、ハエの目レンズ等のオプティカルインテグレータ3
の光入射面3aに指向される。
In FIG. 1, a light beam from a light source (light source means) 1 which emits continuous wave light or pulse light such as an excimer laser is shaped into a desired shape by a beam shaping optical system 2, and a fly-eye lens or the like is used. Optical integrator 3
Is directed to the light incident surface 3a.

【0026】以下、本実施形態においては光源1として
パルスレーザを用いた場合について示すか、連続発振レ
ーザを用いた場合にも同様に適用することができる。ハ
エの目レンズ3は複数の微小なレンズを2次元的に配列
して構成しており、その光射出面3b近傍に複数の2次
光源が形成される。4はコンデンサレンズであり、コン
デンサレンズ4はハーフミラーから成る光束分離手段5
を介しオプティカルインテグレータ3の光射出面3b近
傍の2次光源からの光束でマスキングブレード(可動ス
リット)6をケーラー照明している。
The present embodiment will be described below with reference to the case where a pulse laser is used as the light source 1, or the same can be applied to the case where a continuous wave laser is used. The fly-eye lens 3 is configured by arranging a plurality of minute lenses two-dimensionally, and a plurality of secondary light sources are formed near the light exit surface 3b. Reference numeral 4 denotes a condenser lens, and the condenser lens 4 is a light beam separating means 5 composed of a half mirror.
The masking blade (movable slit) 6 is Koehler-illuminated with a light beam from a secondary light source near the light exit surface 3b of the optical integrator 3 via the optical integrator 3.

【0027】マスキングブレード6を照明した光束は結
像レンズ7、ミラー8を介してレチクル(被照射面)9
を照明している。結像レンズ7、ミラー8、等は照明系
の一部を構成している。
The luminous flux illuminating the masking blade 6 passes through an imaging lens 7 and a mirror 8 to form a reticle (surface to be irradiated) 9.
Lighting. The imaging lens 7, the mirror 8, and the like constitute a part of the illumination system.

【0028】マスキングブレード6とレチクル9は結像
レンズ7とミラー8により共役な関係に配置されてお
り、マスキングブレード6の開口の形状によりレチクル
9における照明領域の形と寸法が規定される。レチクル
9における照明領域はレチクル9の走査方向に短手方向
を設定した長方形のスリット形状を備える。11は投影
光学系であり、レチクル9に描かれた回路パターンをウ
エハ12に縮小投影している。101はレチクルステー
ジ10とウエハステージ13を投影光学系11の倍率と
同じ比率で正確に一定速度で移動させるように制御する
ためのステージ駆動制御系である。
The masking blade 6 and the reticle 9 are arranged in a conjugate relationship with the image forming lens 7 and the mirror 8, and the shape and size of the illumination area on the reticle 9 are determined by the shape of the opening of the masking blade 6. The illumination area of the reticle 9 has a rectangular slit shape with a short direction set in the scanning direction of the reticle 9. Reference numeral 11 denotes a projection optical system, which projects a circuit pattern drawn on the reticle 9 onto a wafer 12 in a reduced size. Reference numeral 101 denotes a stage drive control system for controlling the reticle stage 10 and the wafer stage 13 to move accurately at a constant speed at the same ratio as the magnification of the projection optical system 11.

【0029】尚、本実施形態においてステップアンドス
キャン方式の代わりにステップアンドリピート方式の露
光装置として、レチクル面上のパターンをウエハ面上に
一括露光するようにしても良い。
In this embodiment, instead of the step-and-scan method, a step-and-repeat type exposure apparatus may be used to expose the pattern on the reticle surface onto the wafer surface at a time.

【0030】ウエハステージ13上には光検出器B,1
5を設置しており、これにより投影レンズ11を介して
レーザ光の光量及び積算露光量を計測している。
On the wafer stage 13, the photodetectors B, 1
5 for measuring the amount of laser light and the integrated exposure amount via the projection lens 11.

【0031】14は露光量検出ユニット(光検出ユニッ
ト)Aであり、ハーフミラー5により分割されたレーザ
光の一部の光束をレンズ15を介してモニタしている。
Reference numeral 14 denotes an exposure amount detection unit (light detection unit) A, which monitors, via a lens 15, a part of the laser beam split by the half mirror 5.

【0032】光検出器ユニットAからの信号は露光量演
算器102に入力される。
The signal from the photodetector unit A is input to the exposure calculator 102.

【0033】露光量演算器102は光検出器ユニットA
や光検出器Bによって光電変換された電気信号をレーザ
制御系103に照度モニタ信号203として出力してい
る。
The exposure calculator 102 is a photodetector unit A
And an electrical signal photoelectrically converted by the photodetector B is output to the laser control system 103 as an illuminance monitor signal 203.

【0034】又、主制御系104に出力し、主制御系1
04内の記憶手段に記憶している。
The signal is output to the main control system 104 and the main control system 1
04 in the storage means.

【0035】レーザ制御系103は所望の露光量に応じ
てトリガー信号201、放電電圧信号202により、レ
ーザの1パルスエネルギ、及び、発光間隔を制御する。
トリガー信号201,放電電圧信号202を生成する際
には,露光量演算器102からの照度モニター信号20
3やステージ駆動制御系101からのステージの現在位
置信号、主制御系104からの履歴情報などがパラメー
タとして用いられている。
The laser control system 103 controls one pulse energy of the laser and a light emission interval by a trigger signal 201 and a discharge voltage signal 202 according to a desired exposure amount.
When generating the trigger signal 201 and the discharge voltage signal 202, the illuminance monitor signal 20 from the exposure calculator 102 is used.
3 and the stage current position signal from the stage drive control system 101, history information from the main control system 104, and the like are used as parameters.

【0036】また、所望の露光量は入力装置105によ
り入力され、光量検出器ユニットA14、光量検出器B
I5から得られた結果は表示部106により表示をする
ことが可能である。
The desired exposure amount is input by the input device 105, and the light amount detector unit A14 and the light amount detector B
The result obtained from I5 can be displayed on the display unit 106.

【0037】図2は光量検出ユニットA14の詳細図で
ある。ハーフミラー5で分離し、レンズ15を介した参
照光をローションプリズム(偏光分離手段)18を透過
させることで、P偏光(紙面に対して垂直方向に偏光方
向を有する)とS偏光(紙面内に偏光方向を有する)に
分離する。この分離した光をそれぞれセンサS(S偏光
検出手段)16,センサP(P偏光検出手段)17によ
り受光し、P偏光を受光するセンサP17の出力をSpou
t、S偏光を受光するセンサS16の出力をSsoutとす
る。この時、各センサは事前に感度校正されていること
が望ましい。また、ローションプリズム18のS偏光の
透過率をTrs,P偏光の透過率をTrpとする。ローション
プリズム18に入射する前のP偏光の強度Pp,S偏光
の強度Psはそれぞれ以下の様に表すことができる。
FIG. 2 is a detailed view of the light amount detection unit A14. The light is separated by the half mirror 5, and the reference light passing through the lens 15 is transmitted through a lotion prism (polarization separating means) 18 so that the P-polarized light (having a polarization direction perpendicular to the paper surface) and the S-polarized light (in the paper surface) Polarization direction). The separated light is received by a sensor S (S-polarized light detecting means) 16 and a sensor P (P-polarized light detecting means) 17, respectively, and the output of the sensor P17 that receives P-polarized light is represented by Spou.
t, the output of the sensor S16 that receives S-polarized light is Ssout. At this time, it is desirable that the sensitivity of each sensor be calibrated in advance. The transmittance of the S-polarized light of the lotion prism 18 is Trs, and the transmittance of the P-polarized light is Trp. The intensity Pp of P-polarized light before entering the lotion prism 18 and the intensity Ps of S-polarized light can be respectively expressed as follows.

【0038】 (式1) Pp=Spout/Trp (式2) Ps=Ssout/Trs そして、ハーフミラー5のP偏光、S偏光に対する反射
率をR5p,R5s,P偏光、S偏光に対する透過率をT5p,T
5sとするとハーフミラー5からの透過光強度はP ou
tは (式3) P out =P p/R5p*T5p+Ps/R5s*T5s と求めることができる。また、このハーフミラー5を透
過した後のレンズ等の光学系のP偏光、S偏光に対する
透過率をT6p,T6sとした場合、ウエハ12面上への照射
強度(即ち光検出器Bで検出される光強度)をPwoutと
すると (式4) P wout =A*Spout+B*Ssout A=T5p*T6p/(Trp*R5p),B=T5s*T6s/(Trs*R5s) となる。
(Equation 1) Pp = Spout / Trp (Equation 2) Ps = Ssout / Trs Then, the reflectivity of the half mirror 5 for P-polarized light and S-polarized light is R5p, and the transmittance for R-polarized light and S-polarized light is T5p. , T
If 5 s, the transmitted light intensity from the half mirror 5 is P ou
t can be obtained by (Equation 3) P out = P p / R5p * T5p + Ps / R5s * T5s When the transmittance of the optical system such as a lens after transmission through the half mirror 5 to the P-polarized light and the S-polarized light is T6p and T6s, the irradiation intensity on the surface of the wafer 12 (that is, detected by the photodetector B). (Light intensity) is Pwout (Equation 4) Pwout = A * Spout + B * Ssout A = T5p * T6p / (Trp * R5p), B = T5s * T6s / (Trs * R5s)

【0039】このように、ウエハ12面上の照射強度を
(式4)より求めることができる。(式4)の反射率・
透過率で決まる係数A,Bを設計値を元に導出しても良
い。しかし、設計値から導出した場合、製造誤差・経時
変化により、正確な値を求めることは難しい。そこで、
本実施形態ではレーザ制御系103により、レーザ1か
らの出力を制御することにより、レーザ光の偏光度を変
化させ、係数A・Bを導出し高精度な露光を可能にす
る。レーザ制御系103により充電電圧(設定エネル
ギ)を変化させた場合、偏光度が変化する。本実施例で
はこの現象を利用して、係数A・Bを求めている。
As described above, the irradiation intensity on the surface of the wafer 12 can be obtained from (Equation 4). The reflectance of (Equation 4)
The coefficients A and B determined by the transmittance may be derived based on design values. However, when it is derived from the design value, it is difficult to obtain an accurate value due to manufacturing errors and changes over time. Therefore,
In the present embodiment, the output from the laser 1 is controlled by the laser control system 103 to change the degree of polarization of the laser light, to derive the coefficients A and B, and to enable highly accurate exposure. When the charging voltage (set energy) is changed by the laser control system 103, the degree of polarization changes. In this embodiment, the coefficients A and B are obtained by utilizing this phenomenon.

【0040】以上のように本実施形態ではハーフミラー
5により分離した参照光をローションプリズム18でP
偏光とS偏光に分離して各強度をセンサ16,17で測
定し、それぞれの測定結果Ssout,Spoutにウエハ面まで
の光学部品の偏光特性を補正するように係数A,Bをか
け、それらの和をとることで露光光の強度を求める。こ
の露光光強度の値を元に照明装置の制御を行うことによ
り、偏光の影響を受けない高精度な露光量制御を実現し
ている。また、補正係数を装置上で容易に校正すること
ができるように構成することで、硝子部品の特性変動に
対処している。
As described above, in the present embodiment, the reference light separated by the half mirror 5 is
Separately into polarized light and s-polarized light, the respective intensities are measured by sensors 16 and 17, and the respective measurement results Ssout and Spout are multiplied by coefficients A and B so as to correct the polarization characteristics of the optical components up to the wafer surface. The intensity of the exposure light is obtained by taking the sum. By controlling the illumination device based on the value of the exposure light intensity, highly accurate exposure amount control not affected by polarization is realized. In addition, the configuration is such that the correction coefficient can be easily calibrated on the apparatus, thereby coping with the characteristic fluctuation of the glass component.

【0041】次に係数A,Bの導出方法について説明す
る。
Next, a method for deriving the coefficients A and B will be described.

【0042】図3に示すようにレーザの設定エネルギ
(レーザ発光パルス数)を変化させる。1サンプルを1
00パルス分のデータの平均値として、表示し、10サ
ンプル毎に設定エネルギを変化させた。左軸に光検出器
B15で得られるレーザ光の相対値(○)を示し、照射
中に3段階のエネルギの設定変更を行った。この時の設
定エネルギを変化させた場合の偏光度(■)(四角の黒
塗りで示している。)の経過を右軸に値を示した。この
ように、レーザのエネルギを変化させれば、偏光度は変
化する。エキシマレーザからの光を照射した場合、レン
ズ等の硝材の透過率・反射率は必ずしも一定ではない。
しかし、レーザ照射中に過渡的に変化するものではな
い。そこで、ウエハステージ13上に設けた光検出器B
の出力をSwout、露光量/参照光量の比をTとした時、 (式5) T=Swout / (A*Spout十B*Ssout) と表すことができる。この比Tの値の変動が最も滑らか
になる(近似曲線に対し、ばらつきが最も少なくなる)
ように、係数A,Bの値を算出する。本実施形態ではレ
ーザの設定エネルギを変化させたが、レーザの放電電圧
の設定を変化させた場合にも同じように偏光度が変化す
る現象は発生するので、同様に係数A,Bの値を算出す
ることが可能である。
As shown in FIG. 3, the set energy of the laser (the number of laser emission pulses) is changed. One sample for one
The data was displayed as an average value of data for 00 pulses, and the set energy was changed every 10 samples. The relative value (相 対) of the laser beam obtained by the photodetector B15 is shown on the left axis, and the energy setting was changed in three stages during irradiation. The right axis represents the progress of the degree of polarization (■) (shown by black squares) when the set energy was changed at this time. As described above, when the energy of the laser is changed, the degree of polarization changes. When light from an excimer laser is irradiated, the transmittance and reflectance of a glass material such as a lens are not always constant.
However, it does not change transiently during laser irradiation. Therefore, the photodetector B provided on the wafer stage 13
Is expressed as Swout and the ratio of exposure amount / reference light amount is represented by T. (Equation 5) T = Swout / (A * Spout + B * Ssout) The variation of the value of the ratio T becomes the smoothest (the variation is the smallest with respect to the approximate curve).
Thus, the values of the coefficients A and B are calculated. In the present embodiment, the set energy of the laser is changed. However, when the setting of the discharge voltage of the laser is changed, a phenomenon that the degree of polarization changes similarly occurs, so that the values of the coefficients A and B are similarly changed. It is possible to calculate.

【0043】尚、レーザ1とハーフミラー5との間の光
路中に通過するレーザ光の偏光度を変化させる偏光度、
変換部材(例えば偏光板)を配置しても良い。
A degree of polarization that changes the degree of polarization of the laser light passing through the optical path between the laser 1 and the half mirror 5;
A conversion member (for example, a polarizing plate) may be provided.

【0044】露光量/参照光量の比を従来の方式と本実
施例の場合で比較した図を図4に示す。従来方式(■)
では偏光度の変化に伴って比が大きく変化しているのに
対し、本実施例の方式(○)では非常に安定した結果を
示している。
FIG. 4 is a diagram comparing the ratio of the exposure amount / reference light amount between the conventional method and the present embodiment. Conventional method (■)
While the ratio greatly changes with the change in the degree of polarization, the method (方式) of the present embodiment shows a very stable result.

【0045】このような係数導出の処理を定期的に行う
ことで、レーザ光の照射により変動する硝子部品の特性
変動に対して対処するようにしている。
By periodically performing such coefficient derivation processing, it is possible to cope with the characteristic fluctuation of the glass component which fluctuates due to the irradiation of the laser beam.

【0046】次に本発明の実施形態2について説明す
る。本実施形態は、レーザ光の発光周波数を変化させて
補正係数を算出する場合を示している。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment shows a case where the correction coefficient is calculated by changing the emission frequency of the laser light.

【0047】実施形態1ではレーザの設定エネルギを変
化させた場合の調整方式を示した。この方式の場合、使
用するセンサのリニアリティ(入射光量対センサ出力の
関係)が校正されている場合には問題ないが、校正が行
われていない場合、センサヘの入射エネルギ量の違いか
ら、誤差が生ずる場合がある。
The first embodiment has described the adjustment method when the set energy of the laser is changed. In this method, there is no problem if the linearity (the relationship between the amount of incident light and the sensor output) of the sensor to be used is calibrated, but if calibration is not performed, the error due to the difference in the amount of incident energy to the sensor will cause an error. May occur.

【0048】そこで、本実施形態ではレーザの発光周波
数を変化させることで、偏光度を変化させ、実施形態1
と同様に補正係数A,Bを求めている。
Therefore, in the present embodiment, the degree of polarization is changed by changing the emission frequency of the laser.
Similarly, correction coefficients A and B are obtained.

【0049】図5に示すようにレーザの発光周波数を変
化させる。1サンプルを100パルス分のデータの平均
値として表示し、10サンプル毎に発光周波数を変化さ
せた。左軸に発光周波数(○)を示し、照射中に3段階
の発光周波数変更を行った。この時の発光周波数を変化
させた場合の偏光度(■)の経過を右軸に値を示した。
このように、レーザの発光周波数を変化させれば、偏光
度は変化する。そこで、実施形態1と同様に露光量/参
照光量の比のばらつきが近似曲線に対し最も少なくなる
ように、係数A,Bの値を算出する。
As shown in FIG. 5, the emission frequency of the laser is changed. One sample was displayed as an average value of data for 100 pulses, and the emission frequency was changed every 10 samples. The emission frequency (O) is shown on the left axis, and the emission frequency was changed in three stages during irradiation. The right axis represents the progress of the degree of polarization (■) when the emission frequency was changed at this time.
As described above, when the light emission frequency of the laser is changed, the degree of polarization changes. Therefore, as in the first embodiment, the values of the coefficients A and B are calculated so that the variation in the ratio of the exposure amount / reference light amount is minimized with respect to the approximate curve.

【0050】露光量/参照光量の比を従来の方式と本実
施形態の場合で比較した図を図6に示す。従来方式
(■)では偏光度の変化に伴って比が大きく変化してい
るのに対し、本実施例の方式(○)では非常に安定じた
結果を示している。
FIG. 6 shows a comparison of the ratio of the exposure amount / reference light amount between the conventional method and the present embodiment. In the conventional method (■), the ratio greatly changes with the change in the degree of polarization, whereas the method (○) of the present embodiment shows a very stable result.

【0051】次に本発明の実施形態3について説明す
る。本実施形態はレーザ光の数時間照射による補正係数
を算出する場合を示している。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. This embodiment shows a case where a correction coefficient is calculated by irradiating a laser beam for several hours.

【0052】レーザを数時間連続で発光し続けた際、レ
ーザチャンバ内のガスが劣化してくる。このときのガス
劣化を抑えるためガスを注入すると、偏光度が変化す
る。本実施形態では、この現象を利用して補正係数A,
Bを導出する。
When the laser continuously emits light for several hours, the gas in the laser chamber deteriorates. When a gas is injected to suppress gas deterioration at this time, the degree of polarization changes. In the present embodiment, the correction coefficient A,
B is derived.

【0053】図7に示すよう数時間レーザを発光し続け
る。(図の場合、10時間程度であるが、実際には、ガ
ス劣化に伴って数時間毎にガス注入を行うため、数時間
の測定で良い。)この場合、偏光度はガス劣化に伴って
減少し、ガス注入により初期値近くまで戻る。このよう
に、レーザを数時間発光させることで発生する偏光度の
変化を利用して、式5の補正係数を算出する。これまで
の実施形態と同様に露光量/参照光量の比の近似曲線に
対しばらつきが最も少なくなるように、係数A,Bの値
を算出する。
As shown in FIG. 7, the laser is continuously emitted for several hours. (In the case of the figure, it is about 10 hours, but actually, gas injection is performed every several hours due to gas deterioration, so measurement of several hours is sufficient.) In this case, the degree of polarization is accompanied by gas deterioration. It decreases and returns to near the initial value by gas injection. As described above, the correction coefficient of Equation 5 is calculated using the change in the degree of polarization generated by emitting the laser for several hours. As in the previous embodiments, the values of the coefficients A and B are calculated so as to minimize the variation with respect to the approximate curve of the ratio of the exposure amount / reference light amount.

【0054】露光量/参照光量の比を従来の方式と本実
施形態の場合で比較した図を図8に示す。従来方式
(■)では偏光度の変化に伴って比が大きく変化してい
るのに対し、本実施形態の方式(O)では非常に安定し
た結果を示している。
FIG. 8 shows a comparison of the ratio of the exposure amount / reference light amount between the conventional method and the present embodiment. In the conventional method (■), the ratio greatly changes according to the change in the degree of polarization, whereas the method (O) of the present embodiment shows a very stable result.

【0055】この他にも、レーザの発光パルス数を設定
し、パルス数だけ発光後、停止、そして再度パルス数だ
け発光という動作を繰り返すことで、偏光度が変化する
現象が発生する。この現象を利用して、式5の補正係数
を算出してもよい。
In addition, by setting the number of laser light emission pulses, emitting light for the number of pulses, stopping, and repeating light emission for the number of pulses again, a phenomenon occurs in which the degree of polarization changes. By utilizing this phenomenon, the correction coefficient of Equation 5 may be calculated.

【0056】これまでの実施形態ではレーザの発光条件
を変化させることにより、偏光度を変化させることで、
式5の補正係数を算出してきた。このような方式、以外
の方式としては参照光と露光光を分離する前に(レーザ
1とハーフミラー5との間)偏光板を挿入・利用するこ
とで偏光度を変化させることにより、式5の補正係数を
算出することも可能である。
In the embodiments described above, the degree of polarization is changed by changing the light emission conditions of the laser.
The correction coefficient of Equation 5 has been calculated. As a method other than such a method, a method of changing the degree of polarization by inserting and using a polarizing plate (between the laser 1 and the half mirror 5) before separating the reference light and the exposure light is used. Can be calculated.

【0057】また、いくつかの補正係数の導出方法を併
用して求めることにより、より正確な補正係数を求める
ことが可能である。
Further, a more accurate correction coefficient can be obtained by obtaining the correction coefficient in combination with several derivation methods.

【0058】図9は本発明の実施形態4の投影光学系1
1近傍の要部概略図である。本実施形態は図1の実施形
態1に比べて、光検出器Bの構成が異なっている。
FIG. 9 shows a projection optical system 1 according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. This embodiment differs from the first embodiment in FIG. 1 in the configuration of the photodetector B.

【0059】本実施形態では投影光学系11の透過率変
化をモニタするため、光検出器Bをウエハステージ13
により露光領域に移動し、レーザ1の発振に応じて光検
出器Bと光検出ユニットAの計測結果から、投影光学系
11の透過率をモニタする。光検出器Bではウエハ12
上に到達するP偏光またはS偏光成分のみをモニタでき
るよう、偏光板41を配置し、同偏光成分のみを光検出
ユニットAでモニタすることで、偏光にだまされない投
影光学系の透過率測定を可能にしている。
In this embodiment, in order to monitor the change in the transmittance of the projection optical system 11, the photodetector B is connected to the wafer stage 13.
Moves to the exposure region, and monitors the transmittance of the projection optical system 11 from the measurement results of the photodetector B and the photodetection unit A according to the oscillation of the laser 1. In the photodetector B, the wafer 12
The polarizing plate 41 is arranged so that only the P-polarized or S-polarized component that reaches the upper side can be monitored, and only the same polarized component is monitored by the light detection unit A, so that the transmittance measurement of the projection optical system that is not deceived by the polarized light can be performed. Making it possible.

【0060】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を説明する。
Next, a method of manufacturing a semiconductor device using the above-described projection exposure apparatus will be described.

【0061】図10は半導体デバイス(ICやLSI等
の半導体チップ、或は液晶パネルやCCD等)の製造フ
ロ−チャートである。
FIG. 10 is a manufacturing flowchart of a semiconductor device (a semiconductor chip such as an IC or an LSI, or a liquid crystal panel or a CCD).

【0062】本実施例においてステップ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
(マスク制作)では設計した回路パターンを形成したマ
スクを制作する。
Step 1 (circuit design) in this embodiment
Now, the circuit design of the semiconductor device will be performed. Step 2
(Mask production) produces a mask on which the designed circuit pattern is formed.

【0063】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、前記用意したマ
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。
On the other hand, in step 3 (wafer manufacturing), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4
The (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the prepared mask and wafer.

【0064】次のステップ5(組立)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。
The next step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process of forming a semiconductor chip using the wafer prepared in step 4, and includes an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (chip encapsulation). And the like.

【0065】ステップ6(検査)ではステップ5で製作
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。
In step 6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device manufactured in step 5 are performed. Through these steps, a semiconductor device is completed and shipped (step 7).

【0066】図11は上記ステップ4のウエハプロセス
の詳細なフローチャートである。まずステップ11(酸
化)ではウエハの表面を酸化させる。ステップ12(C
VD)ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。
FIG. 11 is a detailed flowchart of the wafer process in step 4 described above. First, in step 11 (oxidation), the surface of the wafer is oxidized. Step 12 (C
In VD), an insulating film is formed on the wafer surface.

【0067】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15
(レジスト処理)ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ16(露光)では前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。
In step 13 (electrode formation), electrodes are formed on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. Step 15
In (resist processing), a photosensitive agent is applied to the wafer. Step 16 (exposure) uses the above-described exposure apparatus to print and expose the circuit pattern of the mask onto the wafer.

【0068】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)ではエッチングがす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。
In step 17 (development), the exposed wafer is developed. In step 18 (etching), portions other than the developed resist are removed. In step 19 (resist stripping), the resist that has become unnecessary after the etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

【0069】尚本実施例の製造方法を用いれば高集積度
の半導体デバイスを容易に製造することができる。
By using the manufacturing method of this embodiment, a highly integrated semiconductor device can be easily manufactured.

【0070】[0070]

【発明の効果】本発明によれば露光光の偏光状態の変化
に影響を受けずに、ウエハ面に入射する露光量を高精度
に制御し、高集積度の回路パターンが容易に得られる照
明装置及びそれを用いた投影露光装置を達成することが
できる。
As described above, according to the present invention, the amount of light incident on the wafer surface can be controlled with high precision without being affected by the change in the polarization state of the exposure light, and a highly integrated circuit pattern can be easily obtained. An apparatus and a projection exposure apparatus using the same can be achieved.

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

【図1】本発明の実施形態1の要部概略図FIG. 1 is a schematic diagram of a main part of a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の一部分の拡大説明図FIG. 2 is an enlarged explanatory view of a part of FIG. 1;

【図3】本発明に係るレーザのレーザエネルギと偏光度
の説明図
FIG. 3 is an explanatory diagram of the laser energy and the degree of polarization of the laser according to the present invention.

【図4】従来と本発明におけるレーザパルス数での露光
量と参照光量の比の説明図
FIG. 4 is an explanatory diagram of a ratio between an exposure amount and a reference light amount in the number of laser pulses according to the related art and the present invention.

【図5】本発明に係るレーザのレーザ発光周波数と偏光
度の説明図
FIG. 5 is a diagram illustrating the laser emission frequency and the degree of polarization of the laser according to the present invention.

【図6】従来と本発明におけるパルス数での露光量と参
照光量の比の説明図
FIG. 6 is an explanatory diagram of a ratio between an exposure amount and a reference light amount in the number of pulses according to the related art and the present invention.

【図7】時間経過による光学部材の偏光度の変化の説明
FIG. 7 is an explanatory diagram of a change in the degree of polarization of the optical member over time.

【図8】従来と本発明における時間経過による光学部材
の偏光度の変化の説明図
FIG. 8 is a diagram illustrating a change in the degree of polarization of an optical member over time in the related art and the present invention.

【図9】本発明の実施形態4の一部分の概略図FIG. 9 is a schematic view of a part of Embodiment 4 of the present invention.

【図10】本発明のデバイスの製造方法のフローチャー
FIG. 10 is a flowchart of a device manufacturing method of the present invention.

【図11】本発明のデバイスの製造方法のフローチャー
FIG. 11 is a flowchart of a device manufacturing method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザの光源 2 ビーム整形光学系 3 オプティカルインテグレータ 4 コンデンサーレンズ 6 マスキングブレード 7 結像レンズ 8 ミラー 9 レチクル 11 投影レンズ 12 半導体基板 10 レチクルステージ 13 ウエハステージ 201 トリガー信号 202 充電電圧信号 101 ステージ駆動制御系 102 露光量演算器 103 レーザ制御系 104 主制御系 105 入力装置 108 表示器 5 光束分離手段(ハーフミラー) 18 偏光分離手段 15 レンズ 16 S偏光検出手段 17 P偏光検出手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser light source 2 Beam shaping optical system 3 Optical integrator 4 Condenser lens 6 Masking blade 7 Imaging lens 8 Mirror 9 Reticle 11 Projection lens 12 Semiconductor substrate 10 Reticle stage 13 Wafer stage 201 Trigger signal 202 Charge voltage signal 101 Stage drive control system Reference Signs List 102 Exposure amount calculator 103 Laser control system 104 Main control system 105 Input device 108 Display 5 Light flux separation means (half mirror) 18 Polarization separation means 15 Lens 16 S polarization detection means 17 P polarization detection means

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源と、該光源から放射された光束の光
路中に設けた光束分離手段と、該光束分離手段を透過又
は反射した光束のうち一方の光束からP偏光成分とS偏
光成分を分離する偏光分離手段と、該偏光分離手段で分
離したP偏光成分を検出するP偏光検出手段と、S偏光
成分を検出するS偏光検出手段と、該光束分離手段を透
過又は反射した光束のうちの他方の光束で所定面上を照
明する光学系と、該P偏光検出手段とS偏光検出手段に
入射する偏光光の偏光状態を変えたときに双方の検出手
段で得られる信号を用いて、該光学系の偏光特性を補正
する為の係数を求め、この係数を用いて、所定面上に入
射する光強度を求めて該光源の出力を駆動制御する制御
手段とを有していることを特徴とする照明装置。
1. A light source, a light beam separating means provided in an optical path of a light beam emitted from the light source, and a P-polarized component and an S-polarized component from one of the light beams transmitted or reflected by the light beam separating device. Polarization separating means for separating, P-polarized light detecting means for detecting the P-polarized light component separated by the polarized light separating means, S-polarized light detecting means for detecting the S-polarized light component, and light flux transmitted or reflected by the light flux separating means. An optical system that illuminates a predetermined surface with the other light beam of the above, using a signal obtained by both detection means when changing the polarization state of the polarized light incident on the P polarization detection means and S polarization detection means, Control means for obtaining a coefficient for correcting the polarization characteristic of the optical system, obtaining the intensity of light incident on a predetermined surface using the coefficient, and controlling the output of the light source. Lighting device characterized by the following.
【請求項2】 光源手段と、該光源手段から放射した光
束の光路中に配置され、反射光と透過光に光束を分離す
る為の光束分離手段と、該光束分離手段で分離した光束
の一方をP偏光とS偏光に分離する偏光分離手段と、該
偏光分離手段で分離したP偏光の光強度を検出するP偏
光検出手段と、S偏光の光強度を検出するS偏光検出手
段と、該光束分離手段で分離した光束の他方を用いて、
被照射面を照射する光学系と、該P偏光検出手段とS偏
光検出手段で得られた各信号に対して、該光学系による
偏光特性を補正する為の係数をかけて、該被照射面上を
照射する照射強度を求め、求めた該照射強度を用いて、
該光源手段の出力を制御する制御手段を有していること
を特徴とする照明装置。
2. A light source means, a light beam separating means arranged in an optical path of a light beam emitted from the light source means for separating the light beam into reflected light and transmitted light, and one of the light beams separated by the light beam separating means Polarization separation means for separating light into P-polarized light and S-polarized light, P-polarized light detection means for detecting the light intensity of the P-polarized light separated by the polarization separation means, S-polarized light detection means for detecting the light intensity of the S-polarized light, Using the other of the light beams separated by the light beam separation means,
An optical system for irradiating the surface to be irradiated, and each signal obtained by the P-polarized light detecting means and the S-polarized light detecting means, are multiplied by a coefficient for correcting the polarization characteristics of the optical system. Obtain the irradiation intensity to irradiate the upper, using the obtained irradiation intensity,
An illumination device comprising a control unit for controlling an output of the light source unit.
【請求項3】 前記制御手段は前記P偏光検出手段で得
られる出力値に係数をかけた値と、前記S偏光検出手段
で得られた出力値に係数をかけた値との和より得られる
合計値を用いて、該光源手段の出力を制御していること
を特徴とする請求項1又は2の照明装置。
3. The control means is obtained from the sum of a value obtained by multiplying an output value obtained by the P-polarized light detecting means by a coefficient and a value obtained by multiplying the output value obtained by the S-polarized light detecting means by a coefficient. The lighting device according to claim 1, wherein the output of the light source unit is controlled using the total value.
【請求項4】 前記光源手段はレーザを有し、前記制御
手段は該レーザの放電電圧(設定エネルギ)を変えるこ
とで、レーザの偏光度を変化させて、前記係数を算出す
ることを特徴とする請求項1又は2の照明装置。
4. The light source means has a laser, and the control means changes the degree of polarization of the laser by changing the discharge voltage (set energy) of the laser to calculate the coefficient. 3. The lighting device according to claim 1, wherein
【請求項5】 前記光源手段はレーザを有し、前記制御
手段は、該レーザの発光周波数を変えることで、レーザ
の偏光度を変化させて、前記係数を算出することを特徴
とする請求項1又は2の照明装置。
5. The apparatus according to claim 1, wherein said light source means has a laser, and said control means calculates said coefficient by changing a degree of polarization of said laser by changing an emission frequency of said laser. 1 or 2 lighting devices.
【請求項6】 前記光源手段はレーザを有し、前記制御
手段は数時間以上、該レーザの発光を続け、ガス劣化や
ガス交換、インジェクション等により偏光度が変化する
現象を利用することで、前記係数を算出することを特徴
とする請求項1又は2の照明装置。
6. The light source means has a laser, and the control means keeps emitting the laser light for several hours or more, utilizing a phenomenon in which the degree of polarization changes due to gas deterioration, gas exchange, injection, or the like. The lighting device according to claim 1, wherein the coefficient is calculated.
【請求項7】 前記光源手段はレーザを有し、前記制御
手段は該レーザの発光パルス数を指定し、発光・停止を
繰り返すことで、偏光度が変化する現象を利用して、前
記係数を算出することを特徴とする請求項1又は2の照
明装置。
7. The light source means has a laser, and the control means designates the number of light emission pulses of the laser, and repeats light emission and stop, thereby utilizing the phenomenon that the degree of polarization changes, and thereby calculating the coefficient. The lighting device according to claim 1, wherein the calculation is performed.
【請求項8】 前記光源手段はレーザを有し、前記光源
手段と前記光束分離手段との間の光路中に偏光板を取り
付け、前記制御手段は、該偏光板によりレーザの偏光度
を変化させて、前記係数を算出することを特徴とする請
求項1又は2の照明装置。
8. The light source means has a laser, a polarizing plate is mounted in an optical path between the light source means and the light beam separating means, and the control means changes the degree of polarization of the laser by the polarizing plate. The lighting device according to claim 1, wherein the coefficient is calculated.
【請求項9】 前記制御手段は、前記係数の算出を定期
的に行うことにより、透過率・反射率等の光学系の特性
変動を定期的に校正することを特徴とする請求項1又は
2の照明装置。
9. The method according to claim 1, wherein the control unit periodically calculates the coefficient to periodically calibrate a characteristic change of the optical system such as a transmittance and a reflectance. Lighting equipment.
【請求項10】 レーザから放射したレーザ光を用い照
明系で被照射面を照射する照明装置において、レーザ光
を光束分離手段で参照光と照明光に分離し、該参照光を
偏光分離手段でP偏光とS偏光に分離し、このうちP偏
光の光強度をP偏光検出手段で検出し、S偏光の光強度
をS偏光検出手段で検出し、制御手段により、P偏光検
出手段とS偏光検出手段の出力を該照明系に使用される
光学部品の偏光特性を補正するように係数をかけ、それ
らの和をとることにより、被照射面上の光強度を求め、
光強度が所望の値になるように、該レーザの出力強度を
制御することを特徴とする照明装置。
10. An illumination device for irradiating a surface to be illuminated with an illumination system using laser light emitted from a laser, wherein the laser light is separated into reference light and illumination light by a light beam separation means, and the reference light is separated by a polarization separation means. The light is separated into P-polarized light and S-polarized light. Of these, the light intensity of P-polarized light is detected by P-polarized light detecting means, and the light intensity of S-polarized light is detected by S-polarized light detecting means. The output of the detection means is multiplied by a coefficient so as to correct the polarization characteristics of the optical components used in the illumination system, and by taking the sum thereof, the light intensity on the illuminated surface is obtained.
An illumination device, wherein the output intensity of the laser is controlled so that the light intensity becomes a desired value.
【請求項11】 前記レーザから放射されるレーザ光の
偏光度を変化させ、被射面上の光強度を求める際に使用
する係数を校正することを特徴とする請求項10の照明
装置。
11. The illumination device according to claim 10, wherein the degree of polarization of the laser light emitted from the laser is changed to calibrate a coefficient used when obtaining the light intensity on the surface to be irradiated.
【請求項12】 請求項1乃至11いずれか1項記載の
照明装置を用いて、該照明装置における被照射面に設け
たレチクルを照射し、該レチクルに形成されたパターン
を投影光学系によりウエハ面上に、投影露光しているこ
とを特徴とする露光装置。
12. A reticle provided on a surface to be illuminated in the illuminating device is illuminated using the illuminating device according to claim 1, and a pattern formed on the reticle is projected onto a wafer by a projection optical system. An exposure apparatus that performs projection exposure on a surface.
【請求項13】 前記ウエハを載置するウエハステージ
上で偏光板により露光光を偏光分離することでP偏光か
S偏光のどちらか一方をモニタし、同成分の偏光を参照
光モニタで計測し、投影光学系の透過率変化を定期的に
モニタすることを特徴とする請求項12の露光装置。
13. A P-polarized light or an S-polarized light is monitored by polarizing and separating an exposure light by a polarizing plate on a wafer stage on which the wafer is mounted, and the polarization of the same component is measured by a reference light monitor. 13. The exposure apparatus according to claim 12, wherein a change in transmittance of the projection optical system is periodically monitored.
【請求項14】 請求項12又は13の露光装置を用い
てレチクル面上のパターンを該ウエハ面上に投影露光す
る工程と、露光された該ウエハ面上の感光材を現像する
工程とを有することを特徴とするデバイスの製造方法。
14. A step of projecting and exposing a pattern on a reticle surface onto the wafer surface using the exposure apparatus according to claim 12 or a step of developing a photosensitive material on the exposed wafer surface. A method for manufacturing a device, comprising:
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