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JP3201025B2 - Exposure method and apparatus, and element manufacturing method - Google Patents
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JP3201025B2 - Exposure method and apparatus, and element manufacturing method - Google Patents

Exposure method and apparatus, and element manufacturing method

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JP3201025B2
JP3201025B2 JP33274592A JP33274592A JP3201025B2 JP 3201025 B2 JP3201025 B2 JP 3201025B2 JP 33274592 A JP33274592 A JP 33274592A JP 33274592 A JP33274592 A JP 33274592A JP 3201025 B2 JP3201025 B2 JP 3201025B2
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    • G03F7/7055Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体素子又は
液晶表示素子等をフォトリソグラフィー工程で製造する
際に、レチクルのパターンを感光基板上に露光するため
に使用される露光装置に関し、特に感光基板に対する露
光量を適正露光量にするための制御機構を備えた露光装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus used for exposing a reticle pattern onto a photosensitive substrate when, for example, a semiconductor device or a liquid crystal display device is manufactured by a photolithography process. The present invention relates to an exposure apparatus including a control mechanism for setting an exposure amount on a substrate to an appropriate exposure amount.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子又は液晶表示素子等の回路パ
ターンをフォトリソグラフィー工程で製造する際に、フ
ォトマスク又はレチクル(以下「レチクル」と総称す
る)のパターンを感光基板上に露光する露光装置(例え
ばステッパー)が使用されている。その感光基板とは、
半導体ウエハ又はガラス基板等の基板上にフォトレジス
ト等の感光材を塗布したものであり、この感光材上にレ
チクルのパターンが転写される。この場合、感光材には
適正露光量が定められているため、従来の露光装置で
は、次のようにして感光基板に対する露光量が適正露光
量になるような制御を行っていた。
2. Description of the Related Art When manufacturing a circuit pattern of a semiconductor element or a liquid crystal display element by a photolithography process, an exposure apparatus (hereinafter referred to as a "reticle") for exposing a pattern of a photomask or a reticle onto a photosensitive substrate. For example, a stepper is used. The photosensitive substrate
A photosensitive material such as a photoresist is applied on a substrate such as a semiconductor wafer or a glass substrate, and a reticle pattern is transferred onto the photosensitive material. In this case, since an appropriate exposure amount is determined for the photosensitive material, the conventional exposure apparatus controls the exposure amount on the photosensitive substrate to be an appropriate exposure amount as follows.

【0003】即ち、先ず、これから露光しようとするパ
ターンが描画されているレチクルを露光装置に搭載し、
適正焦点位置及び適正露光量を求めるために各条件を少
しずつ変化させて感光基板上への露光(テストプリン
ト)を行い、これにより形成された感光材上のパターン
を光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡等を用いて観察して最
適条件を求める。但し、予め最適条件が分かっているレ
チクルに対しては、この動作を行う必要はない。
That is, first, a reticle on which a pattern to be exposed is drawn is mounted on an exposure apparatus,
Exposure (test print) is performed on the photosensitive substrate while changing each condition little by little in order to obtain an appropriate focus position and an appropriate exposure amount, and the pattern formed on the photosensitive material is subjected to an optical microscope or a scanning electron microscope. Observe the optimum conditions by using the above method. However, this operation need not be performed for a reticle for which the optimum conditions are known in advance.

【0004】その後、実際に感光基板への露光を行う際
には、露光装置の照明光学系内に設けられた光電変換素
子よりなるインテグレータセンサを用いて露光量が制御
される。そのインテグレータセンサは、同じく照明光学
系内にあるオプティカルインテグレータとしてのフライ
アイレンズの2次光源形成面とほぼ共役な位置に配置さ
れており、そのフライアイレンズを介して感光基板側へ
照射される露光光の一部がビームスプリッターによりイ
ンテグレータセンサへ導かれる。この際に、予めインテ
グレータセンサの光電変換信号から感光基板上での露光
エネルギーへの変換係数を求めておき、インテグレータ
センサの光電変換信号を積分してその変換係数を乗ずる
ことにより、感光基板上の積算露光エネルギーが求めら
れる。そして、その積算露光エネルギーが適正露光量に
達したときに、露光光をシャッター等で遮蔽することに
より、感光基板への露光量の制御が行われる。
Thereafter, when actually exposing the photosensitive substrate, the exposure amount is controlled using an integrator sensor including a photoelectric conversion element provided in an illumination optical system of the exposure apparatus. The integrator sensor is arranged at a position substantially conjugate with a secondary light source forming surface of a fly-eye lens as an optical integrator also in the illumination optical system, and is irradiated to the photosensitive substrate side via the fly-eye lens. Part of the exposure light is guided to the integrator sensor by the beam splitter. At this time, the conversion coefficient from the photoelectric conversion signal of the integrator sensor to the exposure energy on the photosensitive substrate is obtained in advance, and the photoelectric conversion signal of the integrator sensor is integrated and multiplied by the conversion coefficient to obtain the conversion coefficient on the photosensitive substrate. An integrated exposure energy is required. Then, when the integrated exposure energy reaches an appropriate exposure amount, the exposure light on the photosensitive substrate is controlled by shielding the exposure light with a shutter or the like.

【0005】そして、従来の通常の照明光学系の場合に
は、インテグレータセンサの光電変換信号と感光基板上
での露光エネルギーとの関係はほぼ一定の単純なもので
あったため、従来の露光量制御方式でも良好な結果が得
られていた。これに関して、近年、LSI等の回路パタ
ーンの微細化が進み、より微細なパターンを高い解像度
で感光基板上に露光する要求が高まっている。それに応
えるための手法の1つは、投影光学系の開口数(N.A.)
を大きくすることであるが、それには限界があるため、
最近はそれ以外の次のような各種の試みがなされてい
る。
[0005] In the case of a conventional ordinary illumination optical system, the relationship between the photoelectric conversion signal of the integrator sensor and the exposure energy on the photosensitive substrate is almost constant and simple. Good results were also obtained with the method. In this regard, in recent years, circuit patterns such as LSIs have been miniaturized, and there has been an increasing demand for exposing finer patterns on a photosensitive substrate with high resolution. One of the techniques to respond to this is the numerical aperture (NA) of the projection optical system.
, But because it has its limits,
Recently, the following various other attempts have been made.

【0006】先ず、例えば特公昭62−50811号公
報に開示されている所謂位相シフト法と呼ばれる手法で
は、レチクルを通過する光の位相をずらすために、クロ
ムパターンの間等に位相膜を設けた位相シフトレチクル
を使用して露光が行われる。この位相シフト法では、照
明光学系のコヒーレンシィファクターである所謂σ値が
結像性能に大きな影響を与え、より微細なパターンの結
像を行うために、そのσ値は比較的小さい値に設定され
る。
First, in a method called a phase shift method disclosed in Japanese Patent Publication No. 62-50811, for example, a phase film is provided between chromium patterns or the like in order to shift the phase of light passing through a reticle. Exposure is performed using a phase shift reticle. In this phase shift method, the so-called σ value, which is a coherency factor of the illumination optical system, has a great influence on the imaging performance. In order to form a finer pattern, the σ value is set to a relatively small value. Is done.

【0007】また、実際の半導体素子は通常20層以上
の回路パターンを重ね合わせて形成されるが、その各層
の回路パターンで必要とされる解像度がそれぞれ異なる
ため、通常のレチクルと位相シフトレチクルとが混在す
る可能性が高い。従って、例えば特開平2−50417
号公報に開示されているように、σ値が可変である照明
光学系を有する露光装置が必要とされる。σ値の変更方
法としては、例えば照明光学系内のフライアイレンズの
射出面付近、即ち照明光学系のフーリエ変換面(瞳面)
の近傍に設けた開口絞りを開閉する方法が使用されてい
る。このようにσ値を変更した場合には、インテグレー
タセンサに入射する光量も当然変化して、露光量制御は
その変化後の光量に基づいてなされることになる。
Further, an actual semiconductor device is usually formed by superposing circuit patterns of 20 layers or more. However, since the resolution required for the circuit patterns of each layer is different, a normal reticle and a phase shift reticle are different from each other. Are likely to be mixed. Accordingly, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-50417
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-209, an exposure apparatus having an illumination optical system having a variable σ value is required. As a method of changing the σ value, for example, near the exit surface of the fly-eye lens in the illumination optical system, that is, the Fourier transform plane (pupil plane) of the illumination optical system
Is used to open and close an aperture stop provided in the vicinity of. When the σ value is changed in this manner, the amount of light incident on the integrator sensor naturally changes, and the exposure amount control is performed based on the changed amount of light.

【0008】他に照明光学系の構成を変えることによ
り、感光基板に露光されるパターンの結像特性を向上さ
せる手法として、輪帯照明法(例えば特開昭61−91
662号公報参照)又は所謂変形光源法(例えば特開平
4−268715号公報参照)と呼ばれる手法等も提案
されている。輪帯照明法においては、照明光学系のフー
リエ変換面における2次光源の分布が輪帯状となり、変
形光源法においては、照明光学系のフーリエ変換面にお
ける2次光源の分布が、転写対象とするパターンに応じ
て光軸の回りに配列される2個又は4個等の離散光源状
となる。従って、何れの照明法においても、通常の照明
法の場合と比べて照明光学系のフーリエ変換面での2次
光源の分布状態及びコヒーレンシィファクターが異なっ
ている。従って、インテグレータセンサに入射する光の
光量及び入射角の分布状態も変化している。
Another method for improving the imaging characteristics of a pattern exposed on a photosensitive substrate by changing the configuration of an illumination optical system is an annular illumination method (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-91).
662) or a so-called modified light source method (see, for example, JP-A-4-268715). In the annular illumination method, the distribution of the secondary light source on the Fourier transform surface of the illumination optical system becomes annular, and in the modified light source method, the distribution of the secondary light source on the Fourier transform surface of the illumination optical system is the transfer target. Two or four discrete light sources are arranged around the optical axis according to the pattern. Therefore, the distribution state and the coherency factor of the secondary light source on the Fourier transform surface of the illumination optical system are different from those of the ordinary illumination method in any of the illumination methods. Accordingly, the distribution of the amount of light incident on the integrator sensor and the angle of incidence is also changing.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術
において、照明光学系のフーリエ変換面における2次光
源の分布の変更により、インテグレータセンサに導かれ
る露光光の各光束の入射角の分布が変化すると、同じ受
光量でも入射角の分布によってインテグレータセンサの
光電変換信号が変化して、インテグレータセンサの感度
特性が変化する。そのため、インテグレータセンサの光
電変換信号から感光基板上の露光エネルギーを正確に算
出することが出来なくなるという不都合があった。
In the prior art as described above, the distribution of the incident angle of each light beam of the exposure light guided to the integrator sensor is changed by changing the distribution of the secondary light source on the Fourier transform plane of the illumination optical system. If it changes, the photoelectric conversion signal of the integrator sensor changes according to the distribution of the incident angle even for the same amount of received light, and the sensitivity characteristic of the integrator sensor changes. Therefore, there has been a disadvantage that the exposure energy on the photosensitive substrate cannot be accurately calculated from the photoelectric conversion signal of the integrator sensor.

【0010】本発明は斯かる点に鑑み、照明光学系のσ
値等を変更して、照明光学系のフーリエ変換面における
光量分布を変更した場合でも、感光基板に対する露光エ
ネルギーを適正露光量に制御できる露光方法及び装置を
提供することを目的とする。更に本発明は、その露光方
法を使用する素子製造方法を提供することをも目的とす
る。
[0010] In view of the above, the present invention has been developed in consideration of the σ of the illumination optical system.
An object of the present invention is to provide an exposure method and apparatus capable of controlling the exposure energy for a photosensitive substrate to an appropriate exposure amount even when the value or the like is changed to change the light amount distribution on the Fourier transform surface of the illumination optical system. Furthermore, the present invention
Another object of the present invention is to provide a device manufacturing method using the method.
You.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明による第1の露光
装置は、光源からの露光光でマスクを照明する照明光学
系と、その露光光を感光基板上に投射する投影光学系と
を備えた露光装置において、その照明光学系を通るその
露光光の一部を受光する第1光電検出手段(8)と、そ
の第1光電検出手段に入射するその露光光の入射角分布
の変化に応じて、その第1光電検出手段の出力信号から
その感光基板上での露光量を算出するための変換係数を
決定し、その変換係数に基づいてその感光基板上での露
光量を制御する露光量制御手段(4,9)とを備えたも
のである。この場合、その第1光電検出手段はその受光
面がその照明光学系のフーリエ変換面とほぼ共役に配置
されることが望ましい。また、その投影光学系を通るそ
の露光光を受光する第2光電検出手段(19)と、その
入射角分布の変化に応じて、その第2光電検出手段の検
出信号に基づくその投影光学系の結像特性の調整を補正
する結像特性制御手段とを更に備えることが望ましい。
また、本発明による第2の露光装置は、光源からの露光
光でマスクを照明する照明光学系と、その露光光を感光
基板上に投射する投影光学系とを備えた露光装置におい
て、その投影光学系を通るその露光光を受光する第2光
電検出手段(19)と、その第2光電検出手段に入射す
るその露光光の入射角分布の変化に応じて、その第2光
電検出手段の検出信号に基づくその投影光学系の結像特
性の調整を補正する結像特性制御手段とを備えたもので
ある。次に、本発明による第1の露光方法は、照明光学
系を通して光源からの露光光でマスクを照明するととも
に、投影光学系を介してその露光光で感光基板を露光す
る露光方法において、その照明光学系を通るその露光光
の一部を第1光電検出手段(8)で受光するとともに、
その第1光電検出手段に入射するその露光光の入射角分
布の変化に応じて、その第1光電検出手段の出力信号か
らその感光基板上での露光量を算出するための変換係数
を決定し、その変換係数に基づいてその感光基板上での
露光量を制御するものである。この場合、その投影光学
系を通るその露光光を第2光電検出手段(19)で受
するとともに、その入射角分布の変化に応じて、その第
2光電検出手段の検出信号に基づくその投影光学系の結
像特性の調整を補正することが望ましい。また、本発明
による第2の露光方法は、照明光学系を通して光源から
の露光光でマスクを照明するとともに、投影光学系を介
してその露光光で感光基板を露光する露光方法におい
て、その投影光学系を通るその露光光を第2光電検出手
段(19)で受光するとともに、その第2光電検出手段
に入射するその露光光の入射角分布の変化に応じて、そ
の第2光電検出手段の検出信号に基づくその投影光学系
の結像特性の調整を補正するものである。次に、本発明
による素子製造方法は、本発明の露光装置のいずれか、
又は本発明の露光方法のいずれかを用いたフォトリソグ
ラフィ工程を含むものである。 次に、本発明の第3の
光装置は、例えば図1に示すように、転写用のパターン
が形成されたマスク(13)を露光光で照明する照明光
学系(1,3,12)を有し、その転写用のパターンを
感光基板(15)上に露光すると共に、感光基板(1
5)上へのその露光光の積算露光量が適正露光量になる
ように制御を行う露光装置において、その照明光学系の
フーリエ変換面におけるその露光光の分布状態を入力す
る入力手段(22)と、この入力されたその露光光の分
布状態をその照明光学系で設定する照明状態可変手段
(10,5)とを有する。
SUMMARY OF THE INVENTION First exposure according to the present invention
The equipment consists of illumination optics that illuminates the mask with exposure light from a light source.
And a projection optical system that projects the exposure light onto a photosensitive substrate.
In an exposure apparatus provided with
First photoelectric detection means (8) for receiving a part of the exposure light;
Angle distribution of the exposure light incident on the first photoelectric detection means
From the output signal of the first photoelectric detection means
The conversion coefficient for calculating the exposure amount on the photosensitive substrate is
The exposure coefficient on the photosensitive substrate based on the conversion coefficient.
An exposure amount control means (4, 9) for controlling the amount of light;
It is. In this case, the first photoelectric detecting means is configured to
The surface is arranged almost conjugate with the Fourier transform surface of the illumination optical system
It is desirable to be done. Also, the light passing through the projection optical system
Second photoelectric detecting means (19) for receiving the exposure light of
According to the change of the incident angle distribution, the detection of the second photoelectric detecting means is performed.
Corrects the adjustment of the imaging characteristics of the projection optical system based on the output signal
It is desirable to further include an imaging characteristic control unit that performs the operation.
Further, the second exposure apparatus according to the present invention includes an
An illumination optical system that illuminates the mask with light, and the exposure light is exposed
An exposure apparatus having a projection optical system for projecting onto a substrate
And a second light receiving the exposure light passing through the projection optical system.
Charge detecting means (19) and the second photoelectric detecting means.
The second light in response to a change in the incident angle distribution of the exposure light.
Imaging characteristic of the projection optical system based on the detection signal of the electric detection means
Image quality control means for correcting the adjustment of the image quality.
is there. Next, the first exposure method according to the present invention employs illumination optics.
Illuminating the mask with exposure light from a light source through the system
Then, the photosensitive substrate is exposed to the exposure light through the projection optical system.
Exposure light passing through the illumination optical system in the exposure method
Is received by the first photoelectric detection means (8),
The incident angle of the exposure light incident on the first photoelectric detection means
In response to the change of the cloth, the output signal of the first photoelectric detection means
Conversion factor for calculating the amount of exposure on the photosensitive substrate
Is determined, and based on the conversion coefficient,
This controls the exposure amount. In this case, the projection optics
Receiving light the exposure light passing through the system at the second photoelectric detecting means (19)
And, depending on the change in the incident angle distribution,
(2) The connection of the projection optical system based on the detection signal of the photoelectric detection means
It is desirable to correct the adjustment of the image characteristics. In addition, the present invention
Is a method of exposing a light source through an illumination optical system.
The mask is illuminated with the exposure light of
Exposure method to expose the photosensitive substrate with the exposure light
And transmits the exposure light passing through the projection optical system to a second photoelectric detection means.
Receiving light at the stage (19) and the second photoelectric detecting means thereof;
In accordance with the change in the incident angle distribution of the exposure light
Projection optical system based on the detection signal of the second photoelectric detection means
The adjustment of the imaging characteristics is corrected. Next, the present invention
The device manufacturing method according to any one of the exposure apparatus of the present invention,
Or photolithography using any of the exposure methods of the present invention
It includes a luffy step. Next, as shown in FIG. 1, for example, as shown in FIG. 1, a third exposure device of the present invention includes an illumination optical system (1, 3, 12), the pattern for transfer is exposed on the photosensitive substrate (15), and the photosensitive substrate (1) is exposed.
5) Input means (22) for inputting a state of distribution of the exposure light on the Fourier transform surface of the illumination optical system in an exposure apparatus which controls the integrated exposure amount of the exposure light upward to an appropriate exposure amount. And illumination state changing means (10, 5) for setting the distribution state of the input exposure light by the illumination optical system.

【0012】更に、本発明の第3の露光装置は、その照
明光学系のフーリエ変換面と共役な面の近傍でその照明
光学系で生成されるその露光光の一部を受光する光電変
換手段(8)と、光電変換手段(8)の出力信号から感
光基板(15)上での露光量を求める際の変換係数を、
その照明光学系のフーリエ変換面におけるその露光光の
分布状態に対する関数として予め記憶し、光電変換手段
(8)の出力信号、入力手段(22)から入力されたそ
の露光光の分布状態及びその予め記憶された変換係数よ
り、感光基板(15)に対するその露光光の積算露光量
を算出する露光量演算手段(21)と、露光量演算手段
(21)で算出された積算露光量がその適正露光量に達
したときに、感光基板(15)への露光を停止する露光
量制御手段(4,9)とを有するものである。
Further, a third exposure apparatus of the present invention is a photoelectric conversion means for receiving a part of the exposure light generated by the illumination optical system near a plane conjugate with the Fourier transform plane of the illumination optical system. (8) and a conversion coefficient for obtaining the exposure amount on the photosensitive substrate (15) from the output signal of the photoelectric conversion means (8)
It is stored in advance as a function for the distribution state of the exposure light on the Fourier transform plane of the illumination optical system, and the output signal of the photoelectric conversion means (8), the distribution state of the exposure light input from the input means (22), and the Exposure amount calculating means (21) for calculating the integrated exposure amount of the exposure light to the photosensitive substrate (15) from the stored conversion coefficient, and the integrated exposure amount calculated by the exposure amount calculating means (21) is used to determine the proper exposure value. Exposure control means (4, 9) for stopping exposure to the photosensitive substrate (15) when the exposure amount is reached.

【0013】[0013]

【作用】斯かる本発明において、マスク(13)に応じ
て、その照明光学系を例えば通常の照明法、位相シフト
法に対応する照明法、輪帯照明法又は変形光源法等の何
れかの照明法に設定するためには、一例として入力手段
(22)から露光量演算手段(21)に対して、その照
明法におけるその照明光学系のフーリエ変換面(瞳面)
での露光光の分布状態を入力する。この場合、照明法が
変化すると、光電変換手段(8)で受光される露光光の
入射角の分布状態が変化するため、出力信号と感光基板
(15)での露光量との関係がずれて来る。
According to the present invention, according to the mask (13), its illumination optical system is changed to any one of an ordinary illumination method, an illumination method corresponding to a phase shift method, an annular illumination method, a modified light source method, and the like. In order to set the illumination method, for example, the input means (22) inputs the exposure amount calculation means (21) to the Fourier transform plane (pupil plane) of the illumination optical system in the illumination method.
Input the distribution state of the exposure light in the step. In this case, when the illumination method changes, the distribution state of the incident angle of the exposure light received by the photoelectric conversion means (8) changes, so that the relationship between the output signal and the exposure amount on the photosensitive substrate (15) is shifted. come.

【0014】そこで、露光量演算手段(21)は、その
照明光学系のフーリエ変換面におけるその露光光の分布
状態に対する関数として予め求めてある変換係数を用い
て、光電変換手段(8)の出力信号から感光基板(1
5)上の露光量を正確に求める。そして、その露光量の
積算値がその適正露光量に達したときに、露光量制御手
段(4,9)が露光を停止することにより、照明法に関
係なく常に感光基板(15)に対する積算露光量を適正
露光量にできる。
Therefore, the exposure calculating means (21) uses the conversion coefficient determined in advance as a function for the distribution state of the exposure light on the Fourier transform surface of the illumination optical system, and outputs the output of the photoelectric conversion means (8). From the signal, the photosensitive substrate (1
5) Obtain the above exposure amount accurately. Then, when the integrated value of the exposure amount reaches the appropriate exposure amount, the exposure amount control means (4, 9) stops the exposure, so that the integrated exposure to the photosensitive substrate (15) is always performed regardless of the illumination method. The amount can be set to an appropriate exposure amount.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明による露光装置の一実施例につ
き図面を参照して説明する。本実施例は、照明光学系の
照明法をレチクルに応じて変更できる投影露光装置に本
発明を適用したものである。図1は本実施例の投影露光
装置を示し、この図1において、水銀ランプ1から射出
された露光光は、楕円鏡2で集光された後、図示省略さ
れたインプットレンズによりほぼ平行光束に変換されて
フライアイレンズ3に入射する。露光光用の光源として
は、水銀ランプの他に、エキシマレーザー光源等を使用
できる。水銀ランプ1とフライアイレンズ3との間の光
路中にシャッター4を出し入れ自在に配置し、シャッタ
ー4により感光基板に対する露光量を制御する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the exposure apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, the present invention is applied to a projection exposure apparatus that can change the illumination method of the illumination optical system according to the reticle. FIG. 1 shows a projection exposure apparatus of the present embodiment. In FIG. 1, exposure light emitted from a mercury lamp 1 is condensed by an elliptical mirror 2 and then converted into a substantially parallel light beam by an input lens (not shown). The light is converted and enters the fly-eye lens 3. As a light source for the exposure light, an excimer laser light source or the like can be used in addition to a mercury lamp. A shutter 4 is disposed in an optical path between the mercury lamp 1 and the fly-eye lens 3 so as to be freely inserted and removed, and the shutter 4 controls an exposure amount on the photosensitive substrate.

【0016】フライアイレンズ3の後側(レチクル側)
焦点面には多数の2次光源が形成され、この2次光源形
成面に可変開口絞り5が配置されている。可変開口絞り
5の配置面は、本例の照明光学系のフーリエ変換面(瞳
面)でもあり、可変開口絞り5によりそのフーリエ変換
面での2次光源の分布状態を変更することにより、種々
のレチクルに対する照明法を最適化する。即ち、可変開
口絞り5により、照明光学系のコヒーレンシィファクタ
ー(σ値)を所望の値に設定できると共に、例えば輪帯
照明法又は所謂変形光源法等をも実現できるようになっ
ている。なお、可変開口絞り5の開口の形状及び大きさ
を変更する代わりに、別の開口絞りと交換するようにし
てもよい。
Rear side of fly-eye lens 3 (reticle side)
A number of secondary light sources are formed on the focal plane, and a variable aperture stop 5 is arranged on the secondary light source forming surface. The arrangement surface of the variable aperture stop 5 is also a Fourier transform surface (pupil surface) of the illumination optical system of the present example, and by changing the distribution state of the secondary light source on the Fourier transform surface by the variable aperture stop 5, Optimize the illumination method for the reticle. That is, the variable aperture stop 5 can set the coherency factor (σ value) of the illumination optical system to a desired value, and can also realize, for example, an annular illumination method or a so-called deformed light source method. Note that, instead of changing the shape and size of the aperture of the variable aperture stop 5, the aperture may be replaced with another aperture stop.

【0017】可変開口絞り5の開口を通過した露光光I
Lは、透過率が高く反射率が低いビームスプリッター6
に入射し、ビームスプリッター6で反射された露光光が
集光レンズ7により、光電変換素子(シリコンフォトダ
イード等)よりなるインテグレータセンサ8の受光面に
入射する。この場合、集光レンズ7により、可変開口絞
り5の配置面、即ち照明光学系のフーリエ変換面とイン
テグレータセンサ8の受光面とはほぼ共役になってい
る。インテグレータセンサ8の出力信号が露光量制御部
9に供給され、露光量制御部9はシャッター4の開閉動
作を制御する。また、照明系制御部10が可変開口絞り
5の開口の形状及び大きさを指示された状態に設定す
る。
Exposure light I passing through the aperture of the variable aperture stop 5
L is a beam splitter 6 having a high transmittance and a low reflectance.
And the exposure light reflected by the beam splitter 6 is incident on the light receiving surface of an integrator sensor 8 composed of a photoelectric conversion element (such as a silicon photodiode) by a condenser lens 7. In this case, the arrangement surface of the variable aperture stop 5, that is, the Fourier transform surface of the illumination optical system and the light receiving surface of the integrator sensor 8 are substantially conjugated by the condenser lens 7. The output signal of the integrator sensor 8 is supplied to the exposure control unit 9, and the exposure control unit 9 controls the opening and closing operation of the shutter 4. Also, the illumination system control unit 10 sets the shape and size of the aperture of the variable aperture stop 5 to the specified state.

【0018】ビームスプリッター6を透過した露光光I
Lが、ミラー11で垂直下方に反射された後、主コンデ
ンサーレンズ12により集光されてレチクル13を均一
な照度で照明する。レチクル13上に形成されているパ
ターンの像が、投影光学系14を介して所定の縮小倍率
で縮小されて、感光材が塗布されたウエハ15上に投影
露光される。
Exposure light I transmitted through beam splitter 6
After L is reflected vertically downward by the mirror 11, it is condensed by the main condenser lens 12 and illuminates the reticle 13 with uniform illuminance. The image of the pattern formed on the reticle 13 is reduced at a predetermined reduction magnification via the projection optical system 14, and is projected and exposed on a wafer 15 coated with a photosensitive material.

【0019】また、投影光学系14のフーリエ変換面
(瞳面)には可変開口絞り16が配置され、開口数制御
部17がその可変開口絞り16の開口の状態を制御する
ことにより、投影光学系14の開口数(N.A.)が所定の
値に設定される。ウエハ15はウエハステージ18上に
載置され、ウエハステージ18は、投影光学系14の光
軸に垂直な面内でウエハ15の位置決めを行うXYステ
ージ、及び投影光学系14の光軸の方向にウエハ15の
位置決めを行うZステージ等より構成されている。ま
た、ウエハステージ18上のウエハ15の近傍には光電
変換素子よりなる照射量モニタ19が配置され、投影光
学系14を通過する露光エネルギーを直接求める場合に
は、ウエハ15への露光動作に入る前に、照射量モニタ
19を投影光学系14の露光フィールドに移動して露光
光の測定を行う。
A variable aperture stop 16 is disposed on the Fourier transform plane (pupil plane) of the projection optical system 14, and a numerical aperture control unit 17 controls the state of the aperture of the variable aperture stop 16 so that the projection optical system 14 is controlled. The numerical aperture (NA) of the system 14 is set to a predetermined value. The wafer 15 is placed on a wafer stage 18. The wafer stage 18 is positioned on an XY stage for positioning the wafer 15 in a plane perpendicular to the optical axis of the projection optical system 14, and in the direction of the optical axis of the projection optical system 14. It comprises a Z stage for positioning the wafer 15 and the like. In addition, an irradiation amount monitor 19 made of a photoelectric conversion element is arranged near the wafer 15 on the wafer stage 18, and when the exposure energy passing through the projection optical system 14 is directly obtained, the exposure operation on the wafer 15 is started. Before that, the exposure monitor 19 is moved to the exposure field of the projection optical system 14 to measure the exposure light.

【0020】その照射量モニタ19の検出信号はレンズ
コントローラ20に供給され、レンズコントローラ20
の動作は中央制御装置21により制御される。中央制御
装置21は、露光量制御部9、照明系制御部10及び開
口数制御部17の動作を制御すると共に、露光量制御部
9からのシャッター4の開閉情報をレンズコントローラ
20に供給する。一般に、継続して投影光学系14内を
露光光が通過すると、露光光の照射エネルギーにより投
影光学系14を構成するレンズエレメントの配置や形状
等が変化して、投影光学系14の結像特性が時間的に変
動することが知られている。そこで、レンズコントロー
ラ20は、予め測定しておいた照射量モニタ19の検出
信号及び常時供給されるシャッター4の開閉情報から、
投影光学系14の結像特性の時間的変動を常時モニタし
ている。更に、レンズコントローラ20は、その投影光
学系14の結像特性の変動を所定の許容範囲内に収める
ように、その結像特性の補正を行う。
The detection signal from the irradiation amount monitor 19 is supplied to a lens controller 20 and the lens controller 20
Is controlled by the central controller 21. The central controller 21 controls the operations of the exposure controller 9, the illumination system controller 10, and the numerical aperture controller 17, and supplies the opening / closing information of the shutter 4 from the exposure controller 9 to the lens controller 20. In general, when the exposure light continuously passes through the projection optical system 14, the arrangement and shape of the lens elements constituting the projection optical system 14 change due to the irradiation energy of the exposure light, and the imaging characteristics of the projection optical system 14 are changed. Is known to fluctuate over time. Then, the lens controller 20 obtains the detection signal of the irradiation amount monitor 19 which has been measured in advance, and the opening / closing information of the shutter 4 which is constantly supplied.
The temporal variation of the imaging characteristics of the projection optical system 14 is constantly monitored. Further, the lens controller 20 corrects the imaging characteristic of the projection optical system 14 so that the fluctuation of the imaging characteristic falls within a predetermined allowable range.

【0021】投影光学系14の結像特性の時間的変動と
しては、例えば倍率変動とフォーカス変動とが挙げられ
る。倍率変動を補正するために、レンズコントローラ2
0は、投影光学系14中の一部のレンズ室の圧力を変化
させて、そのレンズ室の空気の屈折率を変化させるか、
又は投影光学系14中の一部のレンズを移動させる。ま
た、フォーカス変動を補正するためには、レンズコント
ローラ20は、不図示のフォーカス系に対してオフセッ
トを加えることにより、露光時にウエハステージ18の
投影光学系14の光軸方向の位置を所望の高さにする。
The temporal variation of the imaging characteristics of the projection optical system 14 includes, for example, a magnification variation and a focus variation. Lens controller 2 to correct magnification fluctuation
0 is to change the pressure of some lens chambers in the projection optical system 14 to change the refractive index of air in the lens chambers,
Alternatively, some lenses in the projection optical system 14 are moved. To correct the focus fluctuation, the lens controller 20 adds an offset to a focus system (not shown) so that the position of the wafer stage 18 in the optical axis direction of the projection optical system 14 at the time of exposure is set to a desired height. To

【0022】また、中央処理装置21にはキーボードよ
りなる入力装置22が接続されている。オペレータはキ
ーボード22から中央処理装置21に対して、照明光学
系のフーリエ変換面における2次光源の分布状態を指定
する。但し、入力装置22から中央処理装置21に対し
ては、レチクル13の種類及び転写対象とするパターン
の最小ピッチ等を入力することにして、中央処理装置2
1側でその情報から照明光学系のフーリエ変換面におけ
る最適な2次光源の分布状態を求めるようにしてもよ
い。なお、入力装置22としては、例えばCRTディス
プレイと所謂マウスとよりなる入力装置、又は各種露光
条件(例えば露光領域、露光エネルギー、フォーカス位
置のオフセット等)を格納してあるデータファイル等を
使用することもできる。また、図1では、露光量制御部
9とレンズコントローラ20とが中央処理装置21を介
して接続されているが、露光量制御部9及びレンズコン
トローラ20を最初から統合した制御部としておくこと
も可能である。
An input device 22 composed of a keyboard is connected to the central processing unit 21. The operator specifies the distribution state of the secondary light source on the Fourier transform plane of the illumination optical system from the keyboard 22 to the central processing unit 21. However, the type of the reticle 13 and the minimum pitch of the pattern to be transferred are input from the input device 22 to the central processing unit 21 so that the central processing unit 2
On the one side, the distribution state of the optimal secondary light source on the Fourier transform plane of the illumination optical system may be obtained from the information. As the input device 22, for example, an input device including a CRT display and a so-called mouse, or a data file storing various exposure conditions (eg, exposure area, exposure energy, focus position offset, etc.) may be used. Can also. In FIG. 1, the exposure control unit 9 and the lens controller 20 are connected via the central processing unit 21. However, the exposure control unit 9 and the lens controller 20 may be integrated as a control unit from the beginning. It is possible.

【0023】次に、本実施例の投影露光装置の露光動作
の一例につき説明する。先ず、図1において、レチクル
13が既に説明した位相シフトレチクルである場合に
は、照明光学系のσ値を小さくして露光を行う必要があ
る。そこで、オペレータは入力装置22を介して中央処
理装置21に、照明光学系のσ値を入力する。但し、入
力装置22からは、レチクル上のパターン密度と位相シ
フトレチクルか否かの情報を入力して、中央処理装置1
2が自動的にσ値を求めることも考えられる。中央処理
装置12はそのσ値を照明系制御部10に指定し、照明
系制御部10は、可変開口絞り5の開口径をそのσ値に
対応する値にする。
Next, an example of the exposure operation of the projection exposure apparatus of this embodiment will be described. First, in FIG. 1, when the reticle 13 is the phase shift reticle described above, it is necessary to perform exposure with a small σ value of the illumination optical system. Therefore, the operator inputs the σ value of the illumination optical system to the central processing unit 21 via the input device 22. However, from the input device 22, information on the pattern density on the reticle and whether or not the reticle is a phase shift reticle is input to the central processing unit 1
2 may automatically determine the σ value. The central processing unit 12 specifies the σ value to the illumination system control unit 10, and the illumination system control unit 10 sets the aperture diameter of the variable aperture stop 5 to a value corresponding to the σ value.

【0024】同様に、レチクル13が例えば通常のレチ
クルであり、且つパターンの最小ピッチが極めて小さい
ような場合には、照明光学系を輪帯照明法又は変形光源
法等に設定して露光を行う必要がある。そこで、オペレ
ータが入力装置22を介して中央処理装置21に、輪帯
照明法又は変形光源法等の指定を行うことにより、照明
系制御部10が可変開口絞り5の開口の形状を対応する
形状に設定する。
Similarly, when the reticle 13 is, for example, a normal reticle and the minimum pitch of the pattern is extremely small, exposure is performed by setting the illumination optical system to the annular illumination method or the modified light source method. There is a need. Then, the operator specifies the annular illumination method or the modified light source method or the like to the central processing unit 21 via the input device 22 so that the illumination system control unit 10 changes the shape of the opening of the variable aperture stop 5 to the corresponding shape. Set to.

【0025】このとき、可変開口絞り4を通過した露光
光の一部がビームスプリッター6で反射されてインテグ
レータセンサ8の受光面に入射し、インテグレータセン
サ8の光電変換信号が露光量制御部9に供給される。露
光量制御部9では、そのインテグレータセンサ8の光電
変換信号からウエハ15上の露光量(露光エネルギー)
を間接的に算出して、この露光量がウエハ15に対して
予め定められている適正露光量に達したときに、シャッ
ター4を閉じる。しかしながら、可変開口絞り5の開口
の形状及び大きさにより、インテグレータセンサ8に入
射する光束の入射角の分布が異なり、インテグレータセ
ンサ8の光電変換信号からウエハ15上の露光量を求め
る際の変換係数も異なる。そこで、予めその可変開口絞
り5の開口の形状及び大きさの関数として求められた変
換係数が、露光量制御部9に記憶されている。
At this time, part of the exposure light that has passed through the variable aperture stop 4 is reflected by the beam splitter 6 and enters the light receiving surface of the integrator sensor 8, and the photoelectric conversion signal of the integrator sensor 8 is sent to the exposure controller 9. Supplied. The exposure control unit 9 calculates the exposure (exposure energy) on the wafer 15 from the photoelectric conversion signal of the integrator sensor 8.
Is calculated indirectly, and when the exposure amount reaches a predetermined appropriate exposure amount for the wafer 15, the shutter 4 is closed. However, the distribution of the angle of incidence of the light beam incident on the integrator sensor 8 varies depending on the shape and size of the aperture of the variable aperture stop 5, and a conversion coefficient for obtaining the exposure amount on the wafer 15 from the photoelectric conversion signal of the integrator sensor 8. Is also different. Therefore, a conversion coefficient previously obtained as a function of the shape and size of the aperture of the variable aperture stop 5 is stored in the exposure control unit 9.

【0026】図2及び図3を参照して、具体的にその変
換係数が変化する様子について説明する。先ず、図2
(a)は、照明光学系のσ値が大きい場合、図2(b)
は照明光学系のσ値が小さい場合、図3は照明光学系が
変形光源法の場合をそれぞれ示し、インテグレータセン
サ8の受光面は可変開口絞り5の配置面とほぼ共役であ
る。例えば図2(a)と図2(b)とを比較すると、イ
ンテグレータセンサ8に対する入射光の入射角の分布
と、インテグレータセンサ8の受光面上の光スポットの
大きさとが変化することが分かる。また、図3において
も、インテグレータセンサ8の受光面上の光の入射角の
分布及び光の分布形状が変化している。
With reference to FIGS. 2 and 3, the manner in which the conversion coefficient changes will be specifically described. First, FIG.
FIG. 2A shows a case where the σ value of the illumination optical system is large.
3 shows the case where the σ value of the illumination optical system is small, and FIG. 3 shows the case where the illumination optical system uses the modified light source method. The light receiving surface of the integrator sensor 8 is almost conjugate with the arrangement surface of the variable aperture stop 5. For example, comparing FIG. 2A and FIG. 2B, it can be seen that the distribution of the incident angle of the incident light on the integrator sensor 8 and the size of the light spot on the light receiving surface of the integrator sensor 8 change. Also in FIG. 3, the distribution of the incident angle of the light on the light receiving surface of the integrator sensor 8 and the distribution shape of the light are changed.

【0027】インテグレータセンサ5としては、例えば
シリコンフォトダイオード(SPD)のような光電変換
素子が用いられているが、斯かる光電変換素子の光電変
換信号には一般に入射角による角度依存特性や受光面上
の位置による感度むらがある。そのため、図2又は図3
のように、照明光学系のフーリエ変換面における2次光
源の分布状態が変化すると、正確な露光量制御が行えな
いことになる。
As the integrator sensor 5, for example, a photoelectric conversion element such as a silicon photodiode (SPD) is used. The photoelectric conversion signal of such a photoelectric conversion element generally has an angle-dependent characteristic depending on the incident angle and a light receiving surface. There is uneven sensitivity due to the upper position. Therefore, FIG. 2 or FIG.
When the distribution state of the secondary light source on the Fourier transform surface of the illumination optical system changes as in the above, accurate exposure amount control cannot be performed.

【0028】そこで、図1の露光量制御部9では、中央
処理装置21が照明系制御部10に対して出力した2次
光源の分布情報を同時に得ることにより補正を行う。即
ち、露光量制御部9は、インテグレータセンサ8の出力
をそのまま用いるのでなく、2次光源の分布状態により
変化する一連の変換係数を予め求めておき、この変換係
数を用いてインテグレータセンサ8の光電変換信号から
ウエハ15上の露光量を算出する。そして、この露光量
の積算値に基づいて、シャッター4の開閉状態を制御す
ることで正確な露光量制御が可能となる。また、変形光
源法の他に例えば輪帯照明法を使用する場合にも、可変
開口絞り5の開口の状態が変化するため、同様の補正を
行うことで正確な露光量制御が可能となる。その可変開
口絞り5の開口を変化させる代わりに、その可変開口絞
り5を交換する場合も同様である。
Therefore, the exposure control unit 9 in FIG. 1 performs the correction by simultaneously obtaining the distribution information of the secondary light sources output from the central processing unit 21 to the illumination system control unit 10. That is, the exposure controller 9 does not use the output of the integrator sensor 8 as it is, but obtains in advance a series of conversion coefficients that change according to the distribution state of the secondary light source, and uses the conversion coefficients to calculate the photoelectric conversion of the integrator sensor 8. The exposure amount on the wafer 15 is calculated from the conversion signal. Then, by controlling the open / close state of the shutter 4 based on the integrated value of the exposure amount, accurate exposure amount control becomes possible. Also, in the case of using, for example, an annular illumination method in addition to the modified light source method, since the state of the aperture of the variable aperture stop 5 changes, accurate exposure amount control can be performed by performing the same correction. The same applies to the case where the variable aperture stop 5 is replaced instead of changing the aperture of the variable aperture stop 5.

【0029】さて、以上の実施例ではインテグレータセ
ンサ8の出力に対する補正を考えていたが、同じ現象が
照射量モニタ19に対しても起こる。即ち、例えばレチ
クル13として位相シフトレチクルを使用すると、レチ
クルを通過した後の露光光の0次成分が消え、回折され
た±1次回折光によってレチクルのパターン像が結像さ
れる。従って、照射量モニタ19に入射する光として
は、傾いて入る成分が多くなり、全く同じ光量が投影光
学系14を通過しても照射量モニタ19で得られる出力
が違うことになる。この場合も、露光量制御部9におけ
る補正と同じ様な補正をレンズコントローラ20で行え
ば良い。また、可変開口絞り16の状態によって同様な
補正を行うことも有効である。
In the above embodiment, the correction for the output of the integrator sensor 8 has been considered. However, the same phenomenon occurs for the dose monitor 19. That is, for example, when a phase shift reticle is used as the reticle 13, the 0th-order component of the exposure light after passing through the reticle disappears, and a pattern image of the reticle is formed by the diffracted ± 1st-order diffracted light. Accordingly, the light incident on the irradiation amount monitor 19 has many components that are inclined and the output obtained by the irradiation amount monitor 19 is different even if the same amount of light passes through the projection optical system 14. In this case, the lens controller 20 may perform the same correction as that performed by the exposure controller 9. It is also effective to perform similar correction depending on the state of the variable aperture stop 16.

【0030】なお、本発明は上述実施例に限定されず、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る
ことは勿論である。
The present invention is not limited to the above embodiment,
It goes without saying that various configurations can be taken without departing from the gist of the present invention.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明によれば、照明光学系のフーリエ
変換面における光量分布により、感光基板上での露光量
を求める際の変換係数を変えるようにしているので、照
明光学系のσ値等を変更して、照明光学系のフーリエ変
換面における光量分布を変更した場合でも、感光基板に
対する露光エネルギーを適正露光量に制御できる利点が
ある。従って、従来のように、照明光学系の変更を行う
度に、最適露光条件を求めるためのテストプリントを行
う必要もなくなる。
According to the present invention, the conversion coefficient for determining the amount of exposure on the photosensitive substrate is changed according to the light amount distribution on the Fourier transform surface of the illumination optical system. Even if the light amount distribution on the Fourier transform surface of the illumination optical system is changed by changing the above, there is an advantage that the exposure energy for the photosensitive substrate can be controlled to an appropriate exposure amount. Therefore, it is not necessary to perform a test print for obtaining the optimum exposure condition every time the illumination optical system is changed as in the related art.

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

【図1】本発明による露光装置の一実施例を示す構成図
である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of an exposure apparatus according to the present invention.

【図2】(a)は、照明光学系のσ値が大きい場合のイ
ンテグレータセンサ8へ至る光束の状態を示す光路図、
(b)は、照明光学系のσ値が小さい場合のインテグレ
ータセンサ8へ至る光束の状態を示す光路図である。
FIG. 2A is an optical path diagram showing a state of a light flux reaching an integrator sensor 8 when a σ value of an illumination optical system is large,
(B) is an optical path diagram showing a state of a light beam reaching the integrator sensor 8 when the σ value of the illumination optical system is small.

【図3】照明光学系が変形光源法である場合のインテグ
レータセンサ8へ至る光束の状態を示す光路図である。
FIG. 3 is an optical path diagram showing a state of a light beam reaching an integrator sensor 8 when the illumination optical system uses a modified light source method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 フライアイレンズ 4 シャッター 5 可変開口絞り 8 インテグレータセンサ 9 露光量制御部 10 照明系制御部 12 主コンデンサーレンズ 13 レチクル 14 投影光学系 15 ウエハ 16 可変開口絞り 19 照射量モニタ 20 レンズコントローラ 21 中央処理装置 22 入力装置 Reference Signs List 3 fly-eye lens 4 shutter 5 variable aperture stop 8 integrator sensor 9 exposure amount control unit 10 illumination system control unit 12 main condenser lens 13 reticle 14 projection optical system 15 wafer 16 variable aperture stop 19 irradiation amount monitor 20 lens controller 21 central processing unit 22 Input device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 G03F 7/20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/027 G03F 7/20

Claims (23)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 光源からの露光光でマスクを照明する照
明光学系と、前記露光光を感光基板上に投射する投影光
学系とを備えた露光装置において、 前記照明光学系を通る前記露光光の一部を受光する第1
光電検出手段と、 前記第1光電検出手段に入射する前記露光光の入射角分
布の変化に応じて、前記第1光電検出手段の出力信号か
ら前記感光基板上での露光量を算出するための変換係数
を決定し、前記変換係数に基づいて前記感光基板上での
露光量を制御する露光量制御手段とを備えたことを特徴
とする露光装置。
1. An exposure apparatus comprising: an illumination optical system for illuminating a mask with exposure light from a light source; and a projection optical system for projecting the exposure light onto a photosensitive substrate, wherein the exposure light passing through the illumination optical system First to receive part of
A photoelectric detection unit, for calculating an exposure amount on the photosensitive substrate from an output signal of the first photoelectric detection unit in accordance with a change in an incident angle distribution of the exposure light incident on the first photoelectric detection unit. An exposure control means for determining a conversion coefficient and controlling an exposure amount on the photosensitive substrate based on the conversion coefficient.
【請求項2】 前記第1光電検出手段はその受光面が前
記照明光学系のフーリエ変換面とほぼ共役に配置される
ことを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
2. An exposure apparatus according to claim 1, wherein said first photoelectric detecting means has a light receiving surface arranged substantially conjugate with a Fourier transform surface of said illumination optical system.
【請求項3】 前記投影光学系を通る前記露光光を受光
する第2光電検出手段と、 前記入射角分布の変化に応じて、前記第2光電検出手段
の検出信号に基づく前記投影光学系の結像特性の調整を
補正する結像特性制御手段とを更に備えることを特徴と
する請求項1又は2に記載の露光装置。
3. A second photoelectric detection means for receiving the exposure light passing through the projection optical system, and the projection optical system based on a detection signal of the second photoelectric detection means according to a change in the incident angle distribution. The exposure apparatus according to claim 1, further comprising: an imaging characteristic control unit configured to correct adjustment of the imaging characteristic.
【請求項4】 光源からの露光光でマスクを照明する照
明光学系と、前記露光光を感光基板上に投射する投影光
学系とを備えた露光装置において、 前記投影光学系を通る前記露光光を受光する第2光電検
出手段と、 前記第2光電検出手段に入射する前記露光光の入射角分
布の変化に応じて、前記第2光電検出手段の検出信号に
基づく前記投影光学系の結像特性の調整を補正する結像
特性制御手段とを備えたことを特徴とする露光装置。
4. A lighting optical system for illuminating a mask with exposure light from a light source, an exposure apparatus having a projection optical system for projecting the exposure light on the photosensitive substrate, the exposure light passing through the projection optical system And an imaging of the projection optical system based on a detection signal of the second photoelectric detection means according to a change in an incident angle distribution of the exposure light incident on the second photoelectric detection means. An exposure apparatus comprising: an imaging characteristic control unit that corrects adjustment of characteristics.
【請求項5】 前記第2光電検出手段は、前記投影光学
系に対してその像面側に配置される光電素子を含むこと
を特徴とする請求項3又は4に記載の露光装置。
Wherein said second photoelectric detecting means, an exposure apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that it comprises a photoelectric element arranged on the image plane side with respect to the projection optical system.
【請求項6】 前記投影光学系の開口数を可変とする絞
りを更に備え、前記開口数の変更によって前記入射角分
布が変化することを特徴とする請求項3〜5のいずれか
一項に記載の露光装置。
6. The projection optical system according to claim 3 , further comprising a stop for changing a numerical aperture of the projection optical system, wherein the incident angle distribution is changed by changing the numerical aperture. Exposure apparatus according to the above.
【請求項7】 前記照明光学系のフーリエ変換面上での
前記露光光の分布状態を変更する光学部材を更に備え、
前記分布状態の変更によって前記入射角分布が変化する
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の
露光装置。
7. An optical member for changing a distribution state of the exposure light on a Fourier transform surface of the illumination optical system,
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the incident angle distribution changes by changing the distribution state.
【請求項8】 前記光学部材は、前記感光基板上に転写
すべきパターンの情報に応じて前記分布状態を変更する
ことを特徴とする請求項7に記載の露光装置。
Wherein said optical member, an exposure apparatus according to claim 7, characterized in that to change the distribution state in accordance with the information of the pattern to be transferred onto the photosensitive substrate.
【請求項9】 前記光学部材は、前記照明光学系のコヒ
ーレンシィファクターが変更される、あるいは輪帯照明
法又は変形光源法が実施されるように前記分布状態を変
更することを特徴とする請求項7又は8に記載の露光装
置。
9. The optical member according to claim 1 , wherein the distribution state is changed such that a coherency factor of the illumination optical system is changed, or an annular illumination method or a modified light source method is performed. Item 7. The exposure apparatus according to Item 7 or 8.
【請求項10】 前記光学部材は、前記パターンのピッ
チに応じて、前記フーリエ変換面上で前記露光光を前記
照明光学系の光軸外に分布させることを特徴とする請求
項7〜9のいずれか一項に記載の露光装置。
10. The optical member according to claim 7, wherein the optical member distributes the exposure light on the Fourier transform plane outside the optical axis of the illumination optical system in accordance with a pitch of the pattern. The exposure apparatus according to claim 1.
【請求項11】 前記光学部材は、前記分布状態の変更
に用いられる複数の光学素子を含み、前記複数の光学素
子がそれぞれ交換されて前記照明光学系内に配置される
ことを特徴とする請求項7〜10のいずれか一項に記載
の露光装置。
11. The optical member includes a plurality of optical elements used for changing the distribution state, and the plurality of optical elements are respectively replaced and arranged in the illumination optical system. Item 11. The exposure apparatus according to any one of Items 7 to 10.
【請求項12】 前記照明光学系は、前記光源からの露
光光で前記フーリエ変換面上に2次光源を形成するオプ
ティカルインテグレータを含み、前記光学部材は、前記
2次光源の形状及び大きさを変更可能であることを特徴
とする請求項7〜11のいずれか一項に記載の露光装
置。
12. The illumination optical system includes an optical integrator for forming a secondary light source on the Fourier transform plane with the exposure light from the light source, the optical member, the shape and size of the secondary light source The exposure apparatus according to claim 7, wherein the exposure apparatus is changeable.
【請求項13】 請求項1〜12のいずれか一項に記載
の露光装置を用いたフォトリソグラフィ工程を含むこと
を特徴とする素子製造方法。
13. An element manufacturing method, comprising a photolithography step using the exposure apparatus according to claim 1. Description:
【請求項14】 照明光学系を通して光源からの露光光
でマスクを照明するとともに、投影光学系を介して前記
露光光で感光基板を露光する露光方法において、 前記照明光学系を通る前記露光光の一部を第1光電検出
手段で受光するとともに、前記第1光電検出手段に入射
する前記露光光の入射角分布の変化に応じて、前記第1
光電検出手段の出力信号から前記感光基板上での露光量
を算出するための変換係数を決定し、前記変換係数に基
づいて前記感光基板上での露光量を制御することを特徴
とする露光方法。
14. An exposure method for illuminating a mask with exposure light from a light source through an illumination optical system and exposing a photosensitive substrate with the exposure light via a projection optical system, wherein the exposure light passing through the illumination optical system is A part of the light is received by the first photoelectric detection means, and the first light is received in accordance with a change in the incident angle distribution of the exposure light incident on the first photoelectric detection means.
An exposure method comprising: determining a conversion coefficient for calculating an exposure amount on the photosensitive substrate from an output signal of a photoelectric detection unit; and controlling the exposure amount on the photosensitive substrate based on the conversion coefficient. .
【請求項15】 前記投影光学系を通る前記露光光を第
2光電検出手段で受光するとともに、前記入射角分布の
変化に応じて、前記第2光電検出手段の検出信号に基づ
く前記投影光学系の結像特性の調整を補正することを特
徴とする請求項14に記載の露光方法。
15. The projection optical system according to claim 2, wherein the exposure light passing through the projection optical system is received by a second photoelectric detection unit, and based on a detection signal of the second photoelectric detection unit in accordance with a change in the incident angle distribution. 15. The exposure method according to claim 14, wherein the adjustment of the image forming characteristics is corrected.
【請求項16】 照明光学系を通して光源からの露光光
でマスクを照明するとともに、投影光学系を介して前記
露光光で感光基板を露光する露光方法において、 前記投影光学系を通る前記露光光を第2光電検出手段で
受光するとともに、前記第2光電検出手段に入射する前
記露光光の入射角分布の変化に応じて、前記第2光電検
出手段の検出信号に基づく前記投影光学系の結像特性の
調整を補正することを特徴とする露光方法。
16. An exposure method for illuminating a mask with exposure light from a light source through an illumination optical system and exposing a photosensitive substrate with the exposure light via a projection optical system, wherein the exposure light passing through the projection optical system is An image of the projection optical system is received based on a detection signal of the second photoelectric detection unit in accordance with a change in an incident angle distribution of the exposure light incident on the second photoelectric detection unit, while being received by the second photoelectric detection unit. An exposure method, wherein the adjustment of characteristics is corrected.
【請求項17】 前記投影光学系の開口数の変更によっ
て前記入射角分布が変化することを特徴とする請求項1
4、15又は16に記載の露光方法。
17. The apparatus according to claim 1 , wherein the distribution of the incident angle is changed by changing a numerical aperture of the projection optical system.
The exposure method according to 4, 15 or 16.
【請求項18】 前記照明光学系のフーリエ変換面上で
の前記露光光の分布状態を変更することで前記入射角分
布が変化することを特徴とする請求項14〜17のいず
れか一項に記載の露光方法。
18. The method according to claim 14 , wherein the distribution of the incident light is changed by changing a distribution state of the exposure light on a Fourier transform plane of the illumination optical system. Exposure method according to the above.
【請求項19】 前記感光基板上に転写すべきパターン
の情報に応じて前記分布状態を変更することを特徴とす
る請求項18に記載の露光方法。
19. The exposure method according to claim 18, wherein the distribution state is changed according to information on a pattern to be transferred onto the photosensitive substrate.
【請求項20】 前記照明光学系のコヒーレンシィファ
クターが変更される、あるいは輪帯照明法又は変形光源
法が実施されるように前記分布状態を変更することを特
徴とする請求項18又は19に記載の露光装置。
20. The method according to claim 18, wherein the coherency factor of the illumination optical system is changed, or the distribution state is changed so that an annular illumination method or a modified light source method is performed. Exposure apparatus according to the above.
【請求項21】 前記パターンのピッチに応じて、前記
フーリエ変換面上で前記露光光を前記照明光学系の光軸
外に分布させることを特徴とする請求項18〜20のい
ずれか一項に記載の露光方法。
21. The method according to claim 18, wherein the exposure light is distributed outside the optical axis of the illumination optical system on the Fourier transform plane in accordance with a pitch of the pattern. Exposure method according to the above.
【請求項22】 前記分布状態の変更に用いられる複数
の光学素子をそれぞれ交換して前記照明光学系内に配置
することを特徴とする請求項18〜21のいずれか一項
に記載の露光方法。
22. The exposure method according to claim 18, wherein a plurality of optical elements used for changing the distribution state are exchanged and arranged in the illumination optical system. .
【請求項23】 請求項14〜22のいずれか一項に記
載の露光方法を用いたフォトリソグラフィ工程を含むこ
とを特徴とする素子製造方法。
23. A method for manufacturing an element, comprising a photolithography step using the exposure method according to any one of claims 14 to 22.
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