JP2744274B2 - 照明装置、露光装置及び該露光装置を用いた半導体素子の製造方法 - Google Patents
照明装置、露光装置及び該露光装置を用いた半導体素子の製造方法Info
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- JP2744274B2 JP2744274B2 JP1031403A JP3140389A JP2744274B2 JP 2744274 B2 JP2744274 B2 JP 2744274B2 JP 1031403 A JP1031403 A JP 1031403A JP 3140389 A JP3140389 A JP 3140389A JP 2744274 B2 JP2744274 B2 JP 2744274B2
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- exposure apparatus
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Description
【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は照明装置に関するものであり、特にエキシマ
レーザ等のレーザを露光用光源として用いる露光装置に
好適に用いられる照明装置に関するものである。
レーザ等のレーザを露光用光源として用いる露光装置に
好適に用いられる照明装置に関するものである。
［従来技術］ 近年、LSIなどの集積回路の高集積化に伴ない、１μ
ｍ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。
ｍ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。
また、装置の解像線巾を更に細かくするために、遠紫
外域の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。
外域の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。
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ことが必要であり、この露光量制
御に関する技術は重要な技術である。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光モーター用
の受光素子で受光し、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ヤツターの開閉制御を
行なっている。
量でウエハを露光することが必要であり、この露光量制
御に関する技術は重要な技術である。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光モーター用
の受光素子で受光し、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ヤツターの開閉制御を
行なっている。
しかしながら、従来の露光装置では、ハーフミラーの
反射率（透過率）が露光光のＰ偏光成分及びＳ偏光成分
の各々に対して同じ値になっていないために、受光素子
上での照度とウエハ上での照度の比が必ずしも一定にな
らないことが判明した。これは、ハーフミラーに入射す
る露光光の偏光状態が常に一定ではないために生じるも
のであり、光源の偏光特性の変動や光源からハーフミラ
ーに至る光学系の作用に起因している。また、このよう
な問題は露光用光源としてエキシマレーザ等のレーザを
用いる露光装置において顕著に生じる。
反射率（透過率）が露光光のＰ偏光成分及びＳ偏光成分
の各々に対して同じ値になっていないために、受光素子
上での照度とウエハ上での照度の比が必ずしも一定にな
らないことが判明した。これは、ハーフミラーに入射す
る露光光の偏光状態が常に一定ではないために生じるも
のであり、光源の偏光特性の変動や光源からハーフミラ
ーに至る光学系の作用に起因している。また、このよう
な問題は露光用光源としてエキシマレーザ等のレーザを
用いる露光装置において顕著に生じる。
従って、従来の露光装置、特にレーザを露光用光源と
して用いる装置では、常時正確に露光量制御を行なうこ
とが困難であった。
して用いる装置では、常時正確に露光量制御を行なうこ
とが困難であった。
［発明の概要］ 本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであ
り、常時正確な光量制御を行うため、正確な光量測定が
可能な照明装置を提供することを目的とする。
り、常時正確な光量制御を行うため、正確な光量測定が
可能な照明装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本照明装置は、照明光の
光路中に設けたビームスプリッターと、該ビームスプリ
ッターを透過若しくは反射した照明光の一部の光量を測
定する受光手段とを有し、該受光手段が測定した光量と
ビームスプリッターを介して物体を照明する光量との比
が、ビームスプリッターに入射する前記照明光の偏光状
態に依らず実質的に一定となるようにしている。
光路中に設けたビームスプリッターと、該ビームスプリ
ッターを透過若しくは反射した照明光の一部の光量を測
定する受光手段とを有し、該受光手段が測定した光量と
ビームスプリッターを介して物体を照明する光量との比
が、ビームスプリッターに入射する前記照明光の偏光状
態に依らず実質的に一定となるようにしている。
本発明では、このような構成により、ビームスプリッ
ターに入射する照明光の偏光状態が変化しても、受光手
段が測定した照度と物体上での照度の比を常に一定の値
とすることができるため、正確に光量の測定を行うこと
が可能になる。
ターに入射する照明光の偏光状態が変化しても、受光手
段が測定した照度と物体上での照度の比を常に一定の値
とすることができるため、正確に光量の測定を行うこと
が可能になる。
また、エレキシマレーザなどのレーザから射出する光
の断面の強度分布を均一にするために、照明光の光路中
にイメージローテーターなどの可動の光学素子を効果的
に設置できる。即ち、従来の露光装置に用いられている
照明装置では、レーザからのレーザ光をイメージローテ
ーターで受け、このイメージローテーターから射出する
レーザ光の偏光面が刻々と変化することになるので、イ
メージローテーターからのレーザ光の一部をハーフミラ
ーなどビームスプリッターを介して受光しても、もはや
正確な光量測定はできなくなってしまうが、本発明では
このような問題が生じないので、スペックルパターンに
よる照度ムラを軽減するための可動光学素子を自由に設
置することができる。従って、本照明装置を露光装置に
用いると、均一な照度でウエハを露光することができ、
常時正確な露光量制御が可能な優れた露光装置を提供で
きる。
の断面の強度分布を均一にするために、照明光の光路中
にイメージローテーターなどの可動の光学素子を効果的
に設置できる。即ち、従来の露光装置に用いられている
照明装置では、レーザからのレーザ光をイメージローテ
ーターで受け、このイメージローテーターから射出する
レーザ光の偏光面が刻々と変化することになるので、イ
メージローテーターからのレーザ光の一部をハーフミラ
ーなどビームスプリッターを介して受光しても、もはや
正確な光量測定はできなくなってしまうが、本発明では
このような問題が生じないので、スペックルパターンに
よる照度ムラを軽減するための可動光学素子を自由に設
置することができる。従って、本照明装置を露光装置に
用いると、均一な照度でウエハを露光することができ、
常時正確な露光量制御が可能な優れた露光装置を提供で
きる。
以下、実施例に基づいて、本発明に関して詳述する。
［実施例］ 第１図は本発明の露光装置全体の構成図である。Ａは
露光光学系を有する露光装置本体を示す。１は所定の直
線偏光レーザ光を放射するKrFエキシマレーザであり、
防振クツシヨン４上のレーザ定盤３上に設置されたXYθ
ステージ２上に固定されている。Ｂはレーザ１からのレ
ーザ光20を露光装置本体１の光学系へ伝送する伝送系で
あり、図示されたミラー５を含む複数個の光学部品で構
成されている。この伝送系の詳細は後述する。６は照明
光学系、９は半導体素子製造用の回路パターンが描かれ
たレチクル、90はレチクルホルダ、10はレチクル９の回
路パターンを投影する為の投影レンズ、11はレンズ支持
台、12はウエハ、13はウエハ12を吸着固定するチヤツ
ク、14はXYステージ、15はステツパー定盤、16は防振ク
ツシヨンである。エキシマレーザ１から射出したレーザ
光20は、伝送系Ｂを通過して露光装置本体Ａの照明光学
系６に入射する。そして照明光学系６でビーム径を拡大
された後、レチクル９、投影レンズ10を経て、12のウエ
ハ上に到達する。照明光学系６と投影レンズ10から成る
露光用光学系は、ステツパー定盤15に固定されたレンズ
支持台11によってすべて一体化されて固定されているた
め、露光装置本体Ａ内での各光学系の相対位置は実質的
に不変である。レチクル９上には前述のように回路パタ
ーンが描かれており、レーザ光で照明することにより、
投影レンズ10を介して1/5に縮小されてウエハ12上に転
写される。
露光光学系を有する露光装置本体を示す。１は所定の直
線偏光レーザ光を放射するKrFエキシマレーザであり、
防振クツシヨン４上のレーザ定盤３上に設置されたXYθ
ステージ２上に固定されている。Ｂはレーザ１からのレ
ーザ光20を露光装置本体１の光学系へ伝送する伝送系で
あり、図示されたミラー５を含む複数個の光学部品で構
成されている。この伝送系の詳細は後述する。６は照明
光学系、９は半導体素子製造用の回路パターンが描かれ
たレチクル、90はレチクルホルダ、10はレチクル９の回
路パターンを投影する為の投影レンズ、11はレンズ支持
台、12はウエハ、13はウエハ12を吸着固定するチヤツ
ク、14はXYステージ、15はステツパー定盤、16は防振ク
ツシヨンである。エキシマレーザ１から射出したレーザ
光20は、伝送系Ｂを通過して露光装置本体Ａの照明光学
系６に入射する。そして照明光学系６でビーム径を拡大
された後、レチクル９、投影レンズ10を経て、12のウエ
ハ上に到達する。照明光学系６と投影レンズ10から成る
露光用光学系は、ステツパー定盤15に固定されたレンズ
支持台11によってすべて一体化されて固定されているた
め、露光装置本体Ａ内での各光学系の相対位置は実質的
に不変である。レチクル９上には前述のように回路パタ
ーンが描かれており、レーザ光で照明することにより、
投影レンズ10を介して1/5に縮小されてウエハ12上に転
写される。
ウエハ12は、ウエハチヤツク13上に真空吸着されてお
り、ウエハチヤツク13は、ステツパー定盤15上に設けら
れた可動のXYステージ４上に固定されている。ウエハ12
をXYステージ14により互いに直交するＸおよびＹの２方
向に搬送することができ、縮小されたパターンを、ウエ
ハ上の任意の位置に転写することができる。
り、ウエハチヤツク13は、ステツパー定盤15上に設けら
れた可動のXYステージ４上に固定されている。ウエハ12
をXYステージ14により互いに直交するＸおよびＹの２方
向に搬送することができ、縮小されたパターンを、ウエ
ハ上の任意の位置に転写することができる。
通常ウエハ12上には数十シヨツトの縮小パターンが転
写されるため、XYステージ14をＸまたはＹ方向に移動さ
せては、レーザ光を照射して転写をするという動作をく
り返し行うことになる。
写されるため、XYステージ14をＸまたはＹ方向に移動さ
せては、レーザ光を照射して転写をするという動作をく
り返し行うことになる。
また17はXYステージ14上に固接した光検出器から成る
照度計であり、XYステージ14を駆動することにより、投
影レンズ10の像面に位置付けられ、投影レンズ10の像面
における照度を測定する。この照度計17で測定される照
度がウエハ12面上での照度として見なされ、露光時の露
光量制御のための制御データとして用いられる。
照度計であり、XYステージ14を駆動することにより、投
影レンズ10の像面に位置付けられ、投影レンズ10の像面
における照度を測定する。この照度計17で測定される照
度がウエハ12面上での照度として見なされ、露光時の露
光量制御のための制御データとして用いられる。
第２図は第１図に示す照明光学系の部分的拡大図であ
る。第２図において、22は周知のオプテイカルインテグ
レータ、23はコンデンサーレンズ、24はハーフミラー
（ビームスプリツター）、25はマスキングブレード（視
野絞り）、26と120は各々絞り、27は受光素子、そして1
30が透明平行平板から成る補正用光学素子（補正手段）
を示している。
る。第２図において、22は周知のオプテイカルインテグ
レータ、23はコンデンサーレンズ、24はハーフミラー
（ビームスプリツター）、25はマスキングブレード（視
野絞り）、26と120は各々絞り、27は受光素子、そして1
30が透明平行平板から成る補正用光学素子（補正手段）
を示している。
第１図の伝送系Ｂからのレーザ光（露光光）は不図示
のインコヒーレント化光学系を経た後、オプライカルイ
ンテグレータ22に入射する。インコヒーレント光学系は
レーザ光を多数個の互いにインコヒーレントな光束に分
離するものであり、各々の光束がオプテイカルインテグ
ラータ22を構成する各棒状レンズと1:1に対応してい
る。従って、互いにインコヒーレントな各光束が対応す
る棒状レンズに入射し、オプテイカルインテグレータ22
の射出面には、棒状レンズの数に対応した互いにインコ
ヒーレントな２次光源が形成される。オプテイカルイン
テグレータ22の各々２次光源から射出する光束はコンデ
ンサレンズ23の作用で集光され、ハーフミラー24を介し
てマスキングブレード25の開口部を照明する。ハーフミ
ラー24に入射した光束の大部分はマスキングブレード25
に向かうが、一部の光束はハーフミラー24で反射されて
補正用光学素子130を介して受光素子26に入射する。マ
スキングブレード25は、レチクル９の回路パターン面と
光学的に共役な位置に開口部を形成する、４枚の可動遮
光板から成るマスキング機構であり、この開口部が存す
る面における照度とレチクル９の回路パターン面やウエ
ハ12面の照度の比はほぼ一定と見なすことができる。ま
た、この開口部と絞り26の位置は光学的に共役であり、
従って受光素子27はウエハ12面とほぼ等価な位置でレー
ザ光（露光光）の光量を測定することになる。更に、受
光素子27からの出力信号をコントローラー100に入力す
るために信号線127が配線されており、露光中にコント
ローラ100に入力される信号の積算値が所定の基準値と
比較される。そして両者の値が一致すると、コントロー
ラ100から不図示のシヤツター駆動回路へ“Shutter clo
se"の指令が送られ、露光動作が停止される。
のインコヒーレント化光学系を経た後、オプライカルイ
ンテグレータ22に入射する。インコヒーレント光学系は
レーザ光を多数個の互いにインコヒーレントな光束に分
離するものであり、各々の光束がオプテイカルインテグ
ラータ22を構成する各棒状レンズと1:1に対応してい
る。従って、互いにインコヒーレントな各光束が対応す
る棒状レンズに入射し、オプテイカルインテグレータ22
の射出面には、棒状レンズの数に対応した互いにインコ
ヒーレントな２次光源が形成される。オプテイカルイン
テグレータ22の各々２次光源から射出する光束はコンデ
ンサレンズ23の作用で集光され、ハーフミラー24を介し
てマスキングブレード25の開口部を照明する。ハーフミ
ラー24に入射した光束の大部分はマスキングブレード25
に向かうが、一部の光束はハーフミラー24で反射されて
補正用光学素子130を介して受光素子26に入射する。マ
スキングブレード25は、レチクル９の回路パターン面と
光学的に共役な位置に開口部を形成する、４枚の可動遮
光板から成るマスキング機構であり、この開口部が存す
る面における照度とレチクル９の回路パターン面やウエ
ハ12面の照度の比はほぼ一定と見なすことができる。ま
た、この開口部と絞り26の位置は光学的に共役であり、
従って受光素子27はウエハ12面とほぼ等価な位置でレー
ザ光（露光光）の光量を測定することになる。更に、受
光素子27からの出力信号をコントローラー100に入力す
るために信号線127が配線されており、露光中にコント
ローラ100に入力される信号の積算値が所定の基準値と
比較される。そして両者の値が一致すると、コントロー
ラ100から不図示のシヤツター駆動回路へ“Shutter clo
se"の指令が送られ、露光動作が停止される。
本実施例では、補正用光学素子130を光軸に対して傾
けて設置しており、この光学素子130の作用で、入射レ
ーザ光の偏光状態が変化してもハーフミラー24を透過し
たレーザ光のＰ偏光成分とＳ偏光成分（対ハーフミラー
24）の比とハーフミラー24で反射し受光素子27に入射す
るレーザ光のＰ偏光成分とＳ偏光成分の比（対ハーフミ
ラー24）がほぼ等しくなるようにしている。
けて設置しており、この光学素子130の作用で、入射レ
ーザ光の偏光状態が変化してもハーフミラー24を透過し
たレーザ光のＰ偏光成分とＳ偏光成分（対ハーフミラー
24）の比とハーフミラー24で反射し受光素子27に入射す
るレーザ光のＰ偏光成分とＳ偏光成分の比（対ハーフミ
ラー24）がほぼ等しくなるようにしている。
以下、補正用光学素子130の作用に関して第３図の原
理図を用いて詳述する。
理図を用いて詳述する。
第３図にはハーフミラー24と補正用光学素子130と光
検出器27が模式的に示されている。また、図中の符号T1
s,T1pは各々ハーフミラー24のＳ偏光成分の透過率とＰ
偏光成分の透過を、R1s,R1pは各々ハーフミラー24のＳ
偏光成分の反射率とＰ偏光成分の反射率を、T2s,T2pは
各々光学素子130のハーフミラー24に対するＳ偏光成分
の透過率とＰ偏光成分の透過率を、Ts,Tpはハーフミラ
ー24と光学素子130を介して受光素子27に入射するレー
ザ光のハーフミラー24に対するＳ偏光成分の透過率とＰ
偏光成分の透過率を示している。そしてTs＝R1s×T2s、
ＴP＝R1p×T2p、として表わすことができる。ここで上
記実施例ではTs/Tp＝T1s/T1p、即ちT2p/T2s＝（T1p×R1
s）／（T1s×R1p）………（１）となるように光学素子1
30を配置することにより、ハーフミラー24に入射の偏光
状態に依らずレチクル９又はウエハ12などの被照明面の
照度に対した一定の比率の照度を受光素子27の受光面に
与えている。
検出器27が模式的に示されている。また、図中の符号T1
s,T1pは各々ハーフミラー24のＳ偏光成分の透過率とＰ
偏光成分の透過を、R1s,R1pは各々ハーフミラー24のＳ
偏光成分の反射率とＰ偏光成分の反射率を、T2s,T2pは
各々光学素子130のハーフミラー24に対するＳ偏光成分
の透過率とＰ偏光成分の透過率を、Ts,Tpはハーフミラ
ー24と光学素子130を介して受光素子27に入射するレー
ザ光のハーフミラー24に対するＳ偏光成分の透過率とＰ
偏光成分の透過率を示している。そしてTs＝R1s×T2s、
ＴP＝R1p×T2p、として表わすことができる。ここで上
記実施例ではTs/Tp＝T1s/T1p、即ちT2p/T2s＝（T1p×R1
s）／（T1s×R1p）………（１）となるように光学素子1
30を配置することにより、ハーフミラー24に入射の偏光
状態に依らずレチクル９又はウエハ12などの被照明面の
照度に対した一定の比率の照度を受光素子27の受光面に
与えている。
本実施例では、予めハーフミラー24の入射レーザ光
（λ＝248.4nm）に対する偏光特性T1p,R1s,T1s,R1pを求
めておき、この特性に応じて光学素子130をセツアイン
グした。しかしながら、ハーフミラー24の偏光特性が明
らかでない場合には、ハーフミラー24のレーザ１側に偏
光板やλ/2板などの偏光素子を入れるなどして、入射レ
ーザ光の偏光状態を変化させてやり、入射レーザ光の偏
光状態がどんな状態でもウエハ12面上の照度と受光素子
27の受光面上での照度の比がほぼ一定となるように受光
素子27からの出力信号と照度系17（第１図参照）からの
出力信号をモニタしつつ光学素子130の位置を調整する
方法を採れば良い。
（λ＝248.4nm）に対する偏光特性T1p,R1s,T1s,R1pを求
めておき、この特性に応じて光学素子130をセツアイン
グした。しかしながら、ハーフミラー24の偏光特性が明
らかでない場合には、ハーフミラー24のレーザ１側に偏
光板やλ/2板などの偏光素子を入れるなどして、入射レ
ーザ光の偏光状態を変化させてやり、入射レーザ光の偏
光状態がどんな状態でもウエハ12面上の照度と受光素子
27の受光面上での照度の比がほぼ一定となるように受光
素子27からの出力信号と照度系17（第１図参照）からの
出力信号をモニタしつつ光学素子130の位置を調整する
方法を採れば良い。
補正用光学素子130の偏光特性は、透過率が大きい方
の偏光成分とこの偏光成分と直交する方向の偏光成分の
比が、ハーフミラー24の（T1p×R1s）と（T1s×R1p）の
比より大きくなければならない。従って例えば、後者の
比率が1:x（ｘ１）であった場合、前者の比率は1:x−
α（α０）とする。（T1p×R1s）と（T1s×R1p）の比
率が大きい場合は、偏光板のように、ある偏光成分とそ
れと直交する方向の偏光成分の透過率差が大きい光学素
子を使う必要があり、（T1p×R1s）と（T1s×R1p）の比
率が比較的小さい場合には本実施例のように平行平板を
傾けることにより生じる透過率差を利用する方法でも十
分である。
の偏光成分とこの偏光成分と直交する方向の偏光成分の
比が、ハーフミラー24の（T1p×R1s）と（T1s×R1p）の
比より大きくなければならない。従って例えば、後者の
比率が1:x（ｘ１）であった場合、前者の比率は1:x−
α（α０）とする。（T1p×R1s）と（T1s×R1p）の比
率が大きい場合は、偏光板のように、ある偏光成分とそ
れと直交する方向の偏光成分の透過率差が大きい光学素
子を使う必要があり、（T1p×R1s）と（T1s×R1p）の比
率が比較的小さい場合には本実施例のように平行平板を
傾けることにより生じる透過率差を利用する方法でも十
分である。
第４図は、第２図の一部分を立体的に示す斜視図であ
り、平行平板から成る補正用光学素子130のセツテイン
グ状態が容易にわかる。この光学素子130は、入射レー
ザ光（λ＝248.4nm）に対して高い透過率を具えた石英
（SiO2）から成るガラス板であり、この光学素子130の
透過率の角度（θ）依存性は概略第５図（Ａ）のように
なる。また第５図（Ｂ）は第５図（Ａ）に示す特性に基
づいて各偏光成分の透過率の比（S/P）を求めたもので
ある。このような光学素子130の偏光特性に基づいて、
ハーフミラー24の（T1p×R1s）と（T1s×R1P）の比が小
さく、例えば1:0.9だった場合には、光学素子をθ＝40
゜以上光軸に対し傾け、光軸を通信として回転させるこ
とにより回転角βを調整し、前記（１）式の条件に合う
ように光学素子130をセツテイングする。
り、平行平板から成る補正用光学素子130のセツテイン
グ状態が容易にわかる。この光学素子130は、入射レー
ザ光（λ＝248.4nm）に対して高い透過率を具えた石英
（SiO2）から成るガラス板であり、この光学素子130の
透過率の角度（θ）依存性は概略第５図（Ａ）のように
なる。また第５図（Ｂ）は第５図（Ａ）に示す特性に基
づいて各偏光成分の透過率の比（S/P）を求めたもので
ある。このような光学素子130の偏光特性に基づいて、
ハーフミラー24の（T1p×R1s）と（T1s×R1P）の比が小
さく、例えば1:0.9だった場合には、光学素子をθ＝40
゜以上光軸に対し傾け、光軸を通信として回転させるこ
とにより回転角βを調整し、前記（１）式の条件に合う
ように光学素子130をセツテイングする。
このような調整を実施可能にするために、本実施例の
露光装置では、補正用光学素子130のθ方向の傾きを調
整する機構と補正用光学素子130のβ方向の回転角を調
整する機構とを設けている。
露光装置では、補正用光学素子130のθ方向の傾きを調
整する機構と補正用光学素子130のβ方向の回転角を調
整する機構とを設けている。
また、本実施例では、ハーフミラー24と受光素子27の
間の光路中に補正用光学素子130を配しているが、ハー
フミラー24とマスキングブレード25の間の光路中に補正
用光学素子を設置しても良いし、双方の光路中に第１と
第２の補正用光学素子を設けても良い。一方、受光素子
27はハーフミラー24で反射したレーザ光を受光している
が、ハーフミラー24を透過したレーザ光を受光素子で受
光し、ハーフミラー24で反射したレーザ光をマスキング
ブレード25に向けるように構成しても良い。
間の光路中に補正用光学素子130を配しているが、ハー
フミラー24とマスキングブレード25の間の光路中に補正
用光学素子を設置しても良いし、双方の光路中に第１と
第２の補正用光学素子を設けても良い。一方、受光素子
27はハーフミラー24で反射したレーザ光を受光している
が、ハーフミラー24を透過したレーザ光を受光素子で受
光し、ハーフミラー24で反射したレーザ光をマスキング
ブレード25に向けるように構成しても良い。
第６図は本露光装置の照明光学系の他の実施例を示す
部分的概略図であり、第２図に示した光学系と同一部材
には同一符号が符してある。
部分的概略図であり、第２図に示した光学系と同一部材
には同一符号が符してある。
図中の符号60はイメージローテーターを示しており、
光軸を回転軸として回転できるように配置されている。
不図示の回転機構により、ウエハの露光中にイメージロ
ーテーター60が回転し、そこから射出するレーザ光を光
軸を回転軸として回転させる。エキシマレーザ１からの
レーザ光は不均一な断面強度分布をもつため、レーザ１
からのレーザ光で単純にレチクルを照明しても、オプラ
イカルインテグレータ22により形成される２次光源の輝
度分布が均一にならない。従って、レチクルの回路パタ
ーンを正確にウエハ上に転写することもできない。
光軸を回転軸として回転できるように配置されている。
不図示の回転機構により、ウエハの露光中にイメージロ
ーテーター60が回転し、そこから射出するレーザ光を光
軸を回転軸として回転させる。エキシマレーザ１からの
レーザ光は不均一な断面強度分布をもつため、レーザ１
からのレーザ光で単純にレチクルを照明しても、オプラ
イカルインテグレータ22により形成される２次光源の輝
度分布が均一にならない。従って、レチクルの回路パタ
ーンを正確にウエハ上に転写することもできない。
本実施例では、イメージローテーター60を用いてレー
ザ光を回転させるため、レーザ光の光束断面の強度分布
を均一化することができ、レチクルに回転パターンをウ
エハに転写する時の転写性能を向上することができる。
そしてイメージローテーター60が回転すると、そこから
射出するレーザ光の偏光状態も回転に応じて変化する
が、本実施例においては、補正用光学素子130をハーフ
ミラー24と受光素子27の間の光路中に設置しているた
め、前記実施例同様イメージローテーター60を回転させ
ても受光素子27により正確にウエハ面上における照度を
モニタすることができる。従って、常時精度良く露光量
制御を行なうことが可能になる。
ザ光を回転させるため、レーザ光の光束断面の強度分布
を均一化することができ、レチクルに回転パターンをウ
エハに転写する時の転写性能を向上することができる。
そしてイメージローテーター60が回転すると、そこから
射出するレーザ光の偏光状態も回転に応じて変化する
が、本実施例においては、補正用光学素子130をハーフ
ミラー24と受光素子27の間の光路中に設置しているた
め、前記実施例同様イメージローテーター60を回転させ
ても受光素子27により正確にウエハ面上における照度を
モニタすることができる。従って、常時精度良く露光量
制御を行なうことが可能になる。
以上説明した実施例では、投影光学系によりレチクル
（マスク）のパターンを投影する投影型の露光装置を示
していたが、本発明はこのような露光装置に限定されな
い。従って、コンタクト方式やプロキシミテイ方式によ
り露光を行なう露光装置にも本発明は適用可能であり、
露光用光源としてレーザを用いない型の露光装置や直線
偏光光以外の他の偏光光を放射する光源を用いる型の露
光装置に対しても適用される。
（マスク）のパターンを投影する投影型の露光装置を示
していたが、本発明はこのような露光装置に限定されな
い。従って、コンタクト方式やプロキシミテイ方式によ
り露光を行なう露光装置にも本発明は適用可能であり、
露光用光源としてレーザを用いない型の露光装置や直線
偏光光以外の他の偏光光を放射する光源を用いる型の露
光装置に対しても適用される。
［発明の効果］ 以上、本発明によれば、正確な光量測定が可能な照明
装置を提供することができる。
装置を提供することができる。
第１図は本露光装置の全体構成を示す概略図。 第２図は第１図に示す照明光学系の部分的拡大図。 第３図は補正用光学素子の補正原理を示すための説明
図。 第４図は補正用光学素子のセツテイング状態を示す斜視
図。 第５図（Ａ），（Ｂ）は各々補正用光学素子の偏光特性
を示すグラフ図。 第６図は本露光装置の照明光学系の他の実施例を示す部
分的概略図。 22……オプテイカルインテグレータ 23……コンデンサーレンズ 24……ハーフミラー 25……マスキングブレード 130……補正用光学素子 26,120……絞り 27……受光素子 127……信号線 100……コントローラ
図。 第４図は補正用光学素子のセツテイング状態を示す斜視
図。 第５図（Ａ），（Ｂ）は各々補正用光学素子の偏光特性
を示すグラフ図。 第６図は本露光装置の照明光学系の他の実施例を示す部
分的概略図。 22……オプテイカルインテグレータ 23……コンデンサーレンズ 24……ハーフミラー 25……マスキングブレード 130……補正用光学素子 26,120……絞り 27……受光素子 127……信号線 100……コントローラ
Claims (21)
- 【請求項１】照明光で物体を照明する照明装置におい
て、該照明光の光路中に設けたビームスプリッターと、
該ビームスプリッターを透過若しくは反射した前記照明
光の一部の光量を測定する受光手段とを有し、該受光手
段が測定した光量と前記ビームスプリッターを介して前
記物体を照明する光量との比が、前記ビームスプリッタ
ーに入射する前記照明光の偏光状態に依らず実質的に一
定となるようにする照明装置。 - 【請求項２】前記受光手段に入射する光と前記物体を照
明する光のＰ偏光成分とＳ偏光成分の比がほぼ等しくな
るように、前記ビームスプリッターを透過若しくは反射
した光の少なくとも一方の光路中に補正手段を配置する
特許請求の範囲（１）項記載の照明装置。 - 【請求項３】前記受光手段は、前記ビームスプリッター
を反射した前記照明光の一部を受光し、前記ビームスプ
リッターと前記受光手段の間の光路中に前記補正手段を
配置する特許請求の範囲（２）項記載の照明装置。 - 【請求項４】前記ビームスプリッターのＰ偏光成分に対
する透過率をT1P、反射率をR1P、Ｓ偏光成分に対する透
過率をT1S、反射率をR1S、前記補正手段のＰ偏光成分、
Ｓ偏光成分の透過率をそれぞれT2P、T2Sとした時、 T2P/T2S＝（T1P・R1S）／（T1S・R1P） を満足する特許請求の範囲（３）項の照明装置。 - 【請求項５】前記補正手段を光軸に対して傾けた透明平
行平板で構成する特許請求の範囲（２）〜（４）項記載
の照明装置。 - 【請求項６】前記光軸を回転軸として前記透明平行平板
を回転させる駆動機構を有する特許請求の範囲（５）項
記載の照明装置。 - 【請求項７】前記補正手段を偏光板で構成する特許請求
の範囲（２）〜（４）項記載の照明装置。 - 【請求項８】前記照明光は、エキシマレーザより発した
光である特許請求の範囲（１）〜（８）項記載の照明装
置。 - 【請求項９】前記エキシマレーザより発した照明光を回
転させる回転手段と、前記回転手段からの光を受けて複
数個の２次光源を形成する２次光源形成手段と、前記複
数個の２次光源からの光を集光する手段とを有する特許
請求の範囲（８）項記載の照明装置。 - 【請求項１０】受光手段が受けた光の強度に応じて、前
記物体を照明する光の量を制御する制御手段を有する特
許請求の範囲（１）〜（９）項記載の照明装置。 - 【請求項１１】マスクのパターンに応じてウエハを露光
するために、露光光で該マスクを照明する照明手段と、
該露光光の光路中に設けたビームスプリッターと、該ビ
ームスプリッターを透過若しくは反射した前記露光光の
一部の光量を測定する受光手段とを有し、該受光手段が
測定した光量と前記ビームスプリッターを介して前記ウ
エハを露光する光量との比が、前記ビームスプリッター
に入射する前記露光光の偏光状態に依らず実質的に一定
となるようにする露光装置。 - 【請求項１２】前記受光手段に入射する光と前記物体を
照明する光のＰ偏光成分とＳ偏光成分の比がほぼ等しく
なるように、前記ビームスプリッターを透過若しくは反
射した光の少なくとも一方の光路中に補正手段を配置す
る特許請求の範囲（11）項記載の露光装置。 - 【請求項１３】前記受光手段は、前記ビームスプリッタ
ーを反射した前記照明光の一部を受光し、前記ビームス
プリッターと前記受光手段の間の光路中に前記補正手段
を配置する特許請求の範囲（12）項記載の露光装置。 - 【請求項１４】前記ビームスプリッターのＰ偏光成分に
対する透過率をT1P、反射率をR1P、Ｓ偏光成分に対する
透過率をT1S、反射率をR1S、前記補正手段のＰ偏光成
分、Ｓ偏光成分の透過率をそれぞれT2P、T2Sとした時、 T2P/T2S＝（T1P・R1S）／（T1S・R1P） を満足する特許請求の範囲（13）項の露光装置。 - 【請求項１５】前記補正手段を光軸に対して傾けた透明
平行平板で構成する特許請求の範囲（12）〜（14）項記
載の露光装置。 - 【請求項１６】前記光軸を回転軸として前記透明平行平
板を回転させる駆動機構を有する特許請求の範囲（15）
項記載の露光装置。 - 【請求項１７】前記補正手段を偏光板で構成する特許請
求の範囲（12）〜（14）項記載の露光装置。 - 【請求項１８】前記露光光は、エキシマレーザより発し
た光である特許請求の範囲（11）〜（17）項記載の露光
装置。 - 【請求項１９】前記エキシマレーザより発した露光光を
回転させる回転手段と、前記回転手段からの光を受けて
複数個の２次光源を形成する２次光源形成手段と、前記
複数個の２次光源からの光を集光する手段とを有する特
許請求の範囲（18）項記載の露光装置。 - 【請求項２０】受光手段が受けた光の強度に応じて、前
記物体を照明する光の量を制御する制御手段を有する特
許請求の範囲（11）〜（19）項記載の露光装置。 - 【請求項２１】特許請求の範囲（11）〜（20）項記載の
露光装置を用いて、ウエハ面上に回路パターンを露光転
写し、半導体素子を製造することを特徴とする半導体素
子の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1031403A JP2744274B2 (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | 照明装置、露光装置及び該露光装置を用いた半導体素子の製造方法 |
| US08/207,254 US5475491A (en) | 1989-02-10 | 1994-03-08 | Exposure apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1031403A JP2744274B2 (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | 照明装置、露光装置及び該露光装置を用いた半導体素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02210811A JPH02210811A (ja) | 1990-08-22 |
| JP2744274B2 true JP2744274B2 (ja) | 1998-04-28 |
Family
ID=12330294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1031403A Expired - Lifetime JP2744274B2 (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | 照明装置、露光装置及び該露光装置を用いた半導体素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2744274B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6636295B2 (en) | 2000-03-31 | 2003-10-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure apparatus and device manufacturing method |
-
1989
- 1989-02-10 JP JP1031403A patent/JP2744274B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6636295B2 (en) | 2000-03-31 | 2003-10-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure apparatus and device manufacturing method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02210811A (ja) | 1990-08-22 |
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