JP2008118061A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】必要に応じて照明用の光束の強度分布を変更することができる露光装置を提供する。
【解決手段】光源からの光でレチクルを照明する照明光学系と、前記レチクルのパターンを基板に投影する投影光学系を備える露光装置であって、前記照明光学系は、前記レチクルと光学的に共役な位置からずれた位置に配置されて前記レチクルを照明する光束の強度分布を制御する遮光部材と、前記遮光部材を前記照明光学系の光路に挿脱する駆動部とを有することを特徴とする露光装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光源からの光で基板を露光する露光装置に関する。

近年、ＩＣやＬＳＩ等の半導体デバイスの高集積化が進み、かかる半導体デバイスを製造する露光装置には露光性能（解像度やスループット等）の向上が要求されている。そして、解像度の向上のため投影光学系の高ＮＡ化が進められている。また、１つの半導体デバイスのチップパターンは大型化する傾向にあり、露光装置においては、レチクル（マスク）上のより大きな面積をウェハに露光すること（転写パターンの大面積化）も要求されている。

転写パターンの大面積化の要求に応えるために、レチクルとウェハ上の各ショットとを相対的に走査させて露光する走査型露光装置が主流となっている。このような露光装置は、レチクル上での走査方向の露光量を一定にするために、レチクルの共役面からデフォーカスした位置にスリットを配置し、ショット毎の走査方向の照度分布（強度分布）を台形形状にしている。なお、近年では、露光装置の高解像度化を図る超解像技術（ＲＥＴ）として変形照明法が注目されており、照明モードに応じてスリットの幅を変更し、照度分布を最適な台形形状に調整する露光装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

一方、露光装置の解像度の向上に伴って、装置のキャリブレーション、例えば、レチクルとウェハとの位置合わせ（アライメント）の精度の向上が必須となる。図９を参照して、従来の露光装置におけるレチクルとウェハとの位置合わせについて説明する。図９は、従来の露光装置１０００の構成を示す概略ブロック図である。但し、図９では、レチクルとウェハとの位置合わせに必要な構成要素のみを図示する。

露光装置１０００は、同期走査するレチクルステージ１１００とウェハステージ１２００上に、レチクル基準プレート１１１０とウェハ基準プレート１２１０とを各々有する。なお、レチクル基準プレート１１１０上には、図１０に示すように、Ｘ方向の直線開口パターン１１１２Ａ及びＹ方向の直線開口パターン１１１２Ｂからなるアライメントパターン１１１２が配置されている。同様に、ウェハ基準プレート１２１０上には、Ｘ方向の直線開口パターン及びＹ方向の直線開口パターンからなるアライメントパターン１２１２が配置されている。ここで、Ｘ方向は走査方向に垂直な方向、Ｙ方向は走査方向、Ｚ方向は光軸に平行な方向とする。ここで、図１０は、露光装置１０００のレチクルステージ１１００の近傍を示す拡大斜視図である。

レチクルＲＴとウェハＷＦとの位置合わせでは、まず、レチクルＲＴとレチクル基準プレート１１１０とを位置合わせし、更に、ウェハＷＦとウェハ基準プレート１２１０とを位置合わせする。次いで、レチクル基準プレート１１１０とウェハ基準プレート１２１０とを位置合わせする。具体的には、照明光学系を用いてレチクル基準プレート１１１０上のアライメントパターン１１１２を照明し、アライメントパターン１１１２からの光束を、投影光学系１５００を介してウェハ基準プレート１２１０に結像させる。このとき、ウェハ基準プレート１２１０上に投影されたレチクル基準プレート１１１０上のアライメントパターン１１１２の像は、ウェハ基準プレート１２１０上のアライメントパターン１２１２を透過する。アライメントパターン１２１２を透過した光束は、フォトダイオード１３００で検出され、かかる光束の光量に基づいて、レチクル基準プレート１１１０ウェハ基準プレート１２１０の位置合わせが行われる。これにより、レチクルＲＴとウェハＷＦとの位置合わせが間接的に保証される。

また、アライメント精度及びスループットを向上させるために、図１１に示すように、アライメントパターン１１１２を直接配置したレチクルＲＴＡも提案されている。レチクルＲＴＡは、ウェハステージ１２００と直接位置合わせをすることができるためアライメント精度の向上が見込める。更に、Ｘ方向の直線開口パターン１１１２Ａ及びＹ方向の直線開口パターン１１１２Ｂを対に配置しているため同時に照明することができ、Ｘ方向及びＹ方向の位置合わせを同時に行うことができるので、スループットを向上させることができる。また、アライメントパターン１１１２は、露光エリアの走査方向に平行な辺に沿って配置されているため、露光エリアを狭めることもない。ここで、図１１は、レチクルＲＴＡの構成を示す概略平面図である。
特開２００５−０１２１６９号公報

しかしながら、露光装置は、露光時と同様に、台形形状の強度分布（照度分布）を有する照明光でレチクル上のアライメントパターンを照明すると、十分なアライメント精度（キャリブレーション精度）を得ることができない場合がある。

図１２及び図１３を参照して、露光装置において、十分なアライメント精度が得られない原因について詳細に説明する。図１２は、レチクルＲＴＡの概略斜視図であって、レチクルＲＴＡ上のアライメントマーク１１１２を台形形状の強度分布を有する照明光で照明した場合を示している。図１２に示すように、直線開口パターン１１１２Ａと直線開口パターン１１１２Ｂとが走査方向に沿って配置されている。投影光学系の高ＮＡ化が進むと、ウェハ基準プレート上の（直線開口パターン１１１２Ａ及び１１１２Ｂに対応する）アライメントパターンを透過した光束も大きく広がることになる。従って、かかる光束を検出するフォトダイオードを大型化、或いは、直線開口パターン１１１２Ａ及び１１１２Ｂに対応するアライメントパターンを透過した光束を各々検出する２つのフォトダイオードとの間隔を広げる必要がある。これに伴って、直線開口パターン１１１２Ａと直線開口パターン１１１２Ｂとの間隔を広げなければならず、この場合は、アライメントパターン１１１２が照明光の台形形状の強度分布の斜辺領域で照明されることがある。ここで、照明光の台形形状の強度分布の斜辺領域とは、照明光が半分影になっている領域である。このような領域でアライメントを行うと、アライメント精度（キャリブレーション精度）が低下するという問題が発生する。

アライメントパターンの像は、光量の重心位置に結像される。従って、図１３（ａ）に示すように、均一な強度分布の照明光でアライメントパターン１１１２を照明した場合、フォーカス位置で結像位置ＩＰａであれば、デフォーカス位置でも結像位置ＩＰａに結像され、横ずれは起こらない。一方、図１３（ｂ）に示すように、台形形状の強度分布の斜辺領域でアライメントパターン１１１２を照明した場合、照明光が半分影になっているため、光量の重心位置がずれてしまう。即ち、フォーカス位置では結像位置ＩＰａであったものが、デフォーカス位置では結像位置ＩＰａに横ずれし、ウェハステージ上のアライメントパターンのＺ方向誤差がアライメント誤差となり、アライメント精度が低下してしまう。ここで、図１３は、レチクルＲＴＡ上のアライメントパターン１１１２を台形形状の強度分布の斜辺領域で照明した場合にアライメント精度が低下することを説明するための図である。

そこで、本発明は、例えば、必要に応じて照明用の光束の強度分布を変更することができる露光装置を提供することを例示的目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての露光装置は、光源からの光でレチクルを照明する照明光学系と、前記レチクルのパターンを基板に投影する投影光学系を備える露光装置であって、前記照明光学系は、前記レチクルと光学的に共役な位置からずれた位置に配置されて前記レチクルを照明する光束の強度分布を制御する遮光部材と、前記遮光部材を前記照明光学系の光路に挿脱する駆動部とを有することを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、例えば、必要に応じて照明用の光束の強度分布を変更することができる露光装置を提供することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の一側面としての露光装置について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。ここで、図１は、本発明の露光装置１の構成を示す概略ブロック図である。

露光装置１は、レチクル３０とウェハ５０上の各ショットとを相対的に走査させてレチクル３０のパターンをウェハ５０に露光する走査型の投影露光装置である。露光装置１は、照明装置と、レチクル３０を保持するレチクルステージ３５と、投影光学系４０と、ウェハ５０を保持するウェハステージ６０と、ウェハ基準プレート７０と、フォトダイオード８０とを有する。

照明装置は、光源部１０と照明光学系２０とを有し、転写用の回路パターンが形成されたレチクル３０を照明する。

光源部１０は、例えば、光源としてエキシマレーザー等のパルスレーザーを使用し、パルス光を供給する。

照明光学系２０は、レチクル３０を照明する光学系である。照明光学系２０は、本実施形態では、ミラー２１と、ビーム整形光学系２２と、ミラー２３と、オプティカルインテグレーター２４と、コンデンサーレンズ２５と、遮光部材２６と、マスキングブレード２７と、ミラー２８と、結像レンズ２９とを有する。

照明光学系２０において、光源部１０から射出した光束は、ミラー２１を介して、ビーム整形光学系２２に導かれる。ビーム整形光学系２２は、入射した光束をインコヒーレント化すると共に、所定の形状に整形する。

ビーム整形光学系２２から射出した光束は、ミラー２３を介して、オプティカルインテグレーター２４の入射面２４ａに入射する。オプティカルインテグレーター２４は、複数の微小なレンズからなるハエの目レンズで構成され、射出面２４ｂの近傍に２次的な光源を形成する。

オプティカルインテグレーター２４からの光束は、コンデンサーレンズ２５及び遮光部材２６を介して、マスキングブレード２７を照明する。遮光部材２６は、レチクル３０と光学的に共役な位置（本実施形態では、マスキングブレード２７）から光軸方向に所定の距離だけずれた位置に配置され、レチクル３０を照明する光束の強度分布（レチクル３０における照度分布）を制御する。遮光部材２６は、駆動部２６ａによって駆動され、照明光学系２０の光路に挿脱可能に構成される。駆動部２６ａは、例えば、アクチュエータなどで構成される。駆動部２６ａは、露光時には、図２（ａ）に示すように、照明光学系２０の光路中に遮光部材２６を挿入し、非露光時には、図２（ｂ）に示すように、照明光学系２０の光路から遮光部材２６を取り出す（退避させる）。これにより、遮光部材２６は、露光時には、露光むらを低減させるために走査方向の強度分布が台形形状になる（図２（ａ）参照）ように、コンデンサーレンズ２５からの光束の一部を遮光する。図２は、照明光学系２０の光路に対する遮光部材２６の位置と強度分布との関係を示す図である。また、遮光部材２６は、非露光時には、照明光学系２０の光路外に退避する（即ち、コンデンサーレンズ２５からの光束を遮光しない）ため、強度分布は均一な矩形形状になる（図２（ｂ）参照）。ここで、非露光時とは、レチクル３０が配置される面である投影光学系４０の物体面に配置された後述する測定用パターン（アライメントマーク３２や開口パターン９１２ａ）の照明時である。即ち、非露光時とは、例えば、レチクル３０とウェハ５０とのアライメント時（即ち、レチクル３０又はレチクルステージ３５とウェハステージ６０との位置関係の測定時）や投影光学系４０の波面収差の測定時などである。

マスキングブレード２７は、独立に駆動する４つの遮光板で構成されており、レチクル３０上の照明領域を制限する。マスキングブレード２７は、レチクル３０と光学的に共役な位置に配置されている。従って、レチクル３０上の照明領域の輪郭部の強度分布は、遮光部材２６が照明光学系２０の光路中に配置された場合、所定の勾配を有する台形形状となる。マスキングブレード２７を照明した光束は、ミラー２８及び結像レンズ２９を介して、レチクルステージ３５に支持されたレチクル３０を照明する。

レチクル３０は、回路パターンを有し、レチクルステージ３５に支持及び駆動される。レチクル３０から発せられた回折光は、投影光学系４０を介して、ウェハ５０に投影される。露光装置１は、走査型露光装置であるため、レチクル３０とウェハ５０を投影光学系４０の縮小倍率比の速度比で走査することによって、レチクル３０のパターンをウェハ５０に転写する。また、レチクル３０は、図１１に示したレチクルＲＴＡと同様に、ウェハ５０との位置合わせに使用するアライメントマーク（測定用パターン）３２を有する。なお、アライメントマーク３２については、レチクル３０とウェハ５０との位置合わせと共に後で詳細に説明する。

レチクルステージ（第１のステージ）３５は、レチクル３０を保持及び駆動する。レチクルステージ３５は、当業界周知のいかなる構成をも適用することができる。

投影光学系４０は、レチクル３０のパターンをウェハ５０に投影する光学系である。投影光学系４０としては、屈折系、反射屈折系、又は反射系を使用することができる。

ウェハ５０は、ウェハステージ６０に支持及び駆動される。本実施形態では、基板としてウェハを用いているが、ガラスプレートなど他の基板を用いることもできる。ウェハ５０には、フォトレジストが塗布されている。

ウェハステージ（第２のステージ）６０は、ウェハ５０を保持及び駆動する。ウェハステージ６０は、当業界周知のいかなる構成をも適用でき、６軸同軸を有することが好ましい。

ウェハ基準プレート７０は、ウェハステージ６０上に配置される。ウェハ基準プレート７０は、レチクル３０との位置合わせに使用するアライメントマーク７２を有する。なお、アライメントマーク７２は、レチクル３０上のアライメントマーク３２に対して投影光学系４０の縮小倍率分だけ縮小されている。

フォトダイオード８０は、ウェハステージ６０に組み込まれ、ウェハ基準プレート７０上のアライメントマーク７２を透過した光束の光量を検出する。

ここで、露光装置１におけるレチクル３０とウェハ５０との位置合わせについて説明する。なお、本実施形態では、アライメントマーク３２はレチクル３０に形成されているため、レチクル３０とウェハ５０を保持するウェハステージ６０との位置関係を測定することによって、レチクル３０とウェハ５０との位置合わせを間接的に保証する。但し、レチクル３０を保持するレチクルステージ３５上にアライメントマーク３２を有するレチクル基準プレートが配置された場合には、レチクルステージ３５とウェハステージ６０との位置関係を測定する。

露光装置１は、レチクル３０とウェハ５０との位置合わせにおいて、照明装置（光源部１０及び照明光学系２０）からの光束を用いて、レチクル３０上のアライメントマーク３２を照明する。このとき、遮光部材２６は、照明光学系２０の光路外に取り出されており、アライメントマーク３２を照明する照明光は、台形形状の強度分布ではなく、矩形形状の（均一な）強度分布となっている。

また、レチクル３０上のアライメントマーク３２は、図３に示すように、Ｘ方向の開口パターン３２Ａと、Ｙ方向の開口パターン３２Ｂとを含み、２種類の開口パターン３２Ａ及び３２Ｂは、走査方向に平行な辺に対になって配置される。なお、本実施形態では、開口パターン３２Ａは、走査方向に垂直な第１の開口パターンであり、開口パターン３２Ｂは、走査方向に平行な第２の開口パターンである。上述したように、高ＮＡ化が進むと開口パターン３２Ａと３２Ｂの間隔が広がるが、本実施形態では、遮光部材２６を照明光路外に取り出すことによって、開口パターン３２Ａと３２Ｂは、矩形形状の強度分布を有する照明光で同時に照明することができる。このように、光が影となっていない（即ち、）均一な矩形形状の強度分布を有する照明光でアライメントマーク３２を照明することで、フォトダイオード８０におけるデフォーカス位置での結像位置の横ずれが生じることを防止することができる。これにより、アライメント精度の低下を防止することができる。なお、図３に示すように、レチクル３０上に配置されたアライメントマーク３２（開口パターン３２Ａ及び３２Ｂ）を照明するために、非露光時は、露光時の照明領域（即ち、露光エリア）よりも非走査方向に広げなければならない。ここで、図３は、レチクル３０上のアライメントマーク３２と照明光の強度分布との関係を示す図である。

均一な矩形形状の強度分布を有する照明光を形成する（即ち、遮光部材２６を照明光学系２０の光路から取り出す）ために必要な遮光部材２６の駆動量について説明する。ここで、マスキングブレード２７上の開口数をＮＡ_ＭＢ、遮光部材２６が形成するスリットの位置とマスキングブレード２７の位置とのずれ量（デフォーカス量）をｚとする。この場合、遮光部材２６の駆動量がｚ×ＮＡ_ＭＢ以上であれば、均一な矩形形状の強度分布を有する照明光を形成することができる。換言すれば、駆動部２６ａは、遮光部材２６を少なくともｚ×ＮＡ_ＭＢだけ駆動する必要がある。

レチクル３０上のアライメントマーク３２を通過した光束は、投影光学系４０を介して、ウェハ基準プレート７０上のアライメントマーク７２に結像する。図４は、ウェハ基準プレート７０上のアライメントマーク７２とフォトダイオード８０との位置関係を示す概略斜視図である。アライメントマーク７２は、図４に示すように、Ｘ方向の開口パターン７２Ａと、Ｙ方向の開口パターン７２Ｂとを含み、２種類の開口パターン７２Ａ及び７２Ｂは、走走査方向に平行に配置される。また、フォトダイオード８０は、Ｘ方向の開口パターン７２Ａを透過した光束の光量を検出するフォトダイオード８０Ａと、Ｙ方向の開口パターン７２Ｂを透過した光束の光量を検出するフォトダイオード８０Ｂとを含む。このような構成において、ウェハステージ６０を駆動しながらフォトダイオード８０で光量を検出し、かかる光量の変化に基づいて、レチクル３０とウェハ５０との位置合わせを行う。

まず、ウェハステージ６０をＸ、Ｙ及びＺ方向に駆動させ、レチクル３０上のアライメントマーク３２の像とウェハ基準プレート７０上のアライメントマーク７２との相対位置を変化させる。ここで、アライメントマーク３２は、開口パターン３２Ａ及び３２Ｂを含み、アライメントマーク７２は、開口パターン７２Ａ及び７２Ｂを含む。このとき、ウェハステージ６０の各位置において、フォトダイオード８０（フォトダイオード８０Ａ及び８０Ｂ）で検出される光量をプロットする。図５は、フォトダイオード８０で検出される光量をプロットした結果である。図５（ａ）は、ウェハステージ６０をＸ、Ｙ方向に移動させた（レチクル３０上のアライメントマーク３２とウェハ基準プレート７０上のアライメントマーク７２との相対位置をＸ、Ｙ方向に移動させた）場合にフォトダイオード８０で検出される光量を示す。一方、図５（ｂ）は、ウェハステージ６０をＺ方向に移動させた（レチクル３０上のアライメントマーク３２とウェハ基準プレート７０上のアライメントマーク７２との相対位置をＺ方向に移動させた）場合にフォトダイオード８０で検出される光量を示す。

図５（ａ）を参照するに、フォトダイオード８０で検出される光量が最大になる位置が、レチクル３０とウェハ基準プレート７０とのＸ、Ｙ方向の位置（即ち、レチクル３０とウェハ５０との位置）が一致した位置となる。同様に、図５（ａ）を参照するに、フォトダイオード８０で検出される光量が最大になる位置が、ベストフォーカス位置となる。これにより、専用の観察光学系（例えば、レチクル３０やウェハ５０の位置を観察する観察光学系）が不要となる。また、投影光学系４０を一回だけ通過した光束を用いるため、投影光学系４０を構成する光学素子の透過率が低いＦ_２レーザーやＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光を光源とする露光装置でも計測が可能となる。

露光装置１では、上述したように、レチクル３０とウェハ５０との位置関係の測定時（非露光時）に、駆動部２６ａを介して、遮光部材２６を照明光学系２０の光路から取り出すことができる。これにより、レチクル３０上の開口パターン３２Ａ及び３２Ｂは、均一な矩形形状の強度分布を有する照明光で同時に照明される。光束が影になっていない矩形形状の強度分布を有する照明光でアライメントマーク３２を照明することで、デフォーカス位置での結像位置の横ずれが生じず、アライメント精度が低下することがない。

なお、図４に示すように、ウェハ基準プレート７０上のアライメントマーク７２とフォトダイオード８０との距離をｄ、開口パターン７２Ａ及び７２Ｂの大きさをＭ、投影光学系４０の開口数をＮＡ_ｐｏと定義する。この場合、フォトダイオード８０Ａとフォトダイオード８０Ｂとの間隔Ｌは、２×（ｄ×ＮＡ_ｐｏ＋Ｍ／２）以上となる。従って、投影光学系４０の高ＮＡ化に伴って、フォトダイオード８０Ａとフォトダイオード８０Ｂとの間隔Ｌは広がり、結果として、対となったレチクル３０上の開口パターン３２Ａと開口パターン３２Ｂとの間隔も広がることとなる。

露光装置１の動作において、まず、レチクル３０とウェハ５０との位置合わせを行う。レチクル３０とウェハ５０との位置合わせは、上述したように、遮光部材２６を照明光学系２０の光路から取り出し、矩形形状の強度分布を有する照明光でレチクル３０上のアライメントマーク３２を照明しながら、ウェハステージ６０を駆動する。そして、ウェハ基準プレート７０上のアライメントマーク７２を透過した光の光量をフォトダイオード８０で検出し、かかる検出結果に基づいて、レチクル３０とウェハ５０との位置を合わせる。露光装置１では、デフォーカス位置での結像位置の横ずれが生じず、レチクル３０とウェハ５０との位置を高精度に一致させることができる。

次いで、レチクル３０のパターンをウェハ５０に露光する。光源部１０から射出した光束は、照明光学系２０によりレチクル３０を照明する。なお、レチクル３０のパターンをウェハ５０に露光する際には、上述したように、遮光部材２６は照明光学系２０の光路中に配置されており、レチクル３０は、台形形状の強度分布を有する照明光で照明される。レチクル３０を通過してレチクルのパターンを反映する光は投影光学系４０によりウェハ５０に結像される。露光装置１は、上述したように、レチクル３０とウェハ５０との位置合わせが高精度に行われており、高いスループットで高品位なデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。

以下、図６を参照して、他のキャリブレーションの一例として投影光学系４０の波面収差の測定及び調整について説明する。図６は、本発明の一側面としての露光装置１Ａの構成を示す概略ブロック図である。

露光装置１Ａは、露光装置１と同様な構成を有するが、図６に示すように、波面収差調整機構９０を更に有する。波面収差調整機構９０は、投影光学系４０の波面収差を測定し、かかる測定結果に基づいて、投影光学系４０の波面収差を調整する。波面収差調整機構９０は、投影光学系４０の波面収差を測定する測定部９１０と、投影光学系４０の波面収差を調整する調整部９２０とを有する。

測定部９１０は、レチクルステージ３５に配置された投影光学系４０の波面収差を測定するための波面収差測定用レチクル９１２と、ウェハステージ６０に搭載された受光部９１４とを有する。なお、波面収差測定用レチクル９１２は、波面収差測定用マーク（測定用パターン）９１２ａを有する。また、受光部９１４は、開口パターン９１４ａを有するパターン基板９１４ｂと、フーリエ変換レンズ９１４ｃと、２次元ＣＣＤセンサー９１４ｄとを有する。

投影光学系４０の波面収差の測定では、まず、投影光学系４０を介して、波面収差測定用レチクル９１２上の波面収差測定用マーク９１２ａの像を、パターン基板９１４ｂ上の開口パターン９１４ａの位置に投影する。パターン基板９１４ｂ上の開口パターン９１４ａを通過した光束は、フーリエ変換レンズ９１４ｃによって、投影光学系４０の瞳と共役な位置に配置された２次元ＣＣＤセンサー９１４ｄに導光される。２次元ＣＣＤセンサー９１４ｄは、受光した光束を光電変換し、２次元ＣＣＤセンサー９１４ｄからの出力信号に基づいて、投影光学系４０の波面収差が算出される。なお、波面収差の測定は、一般には、シアリング干渉計などを用いた方法が知られており、ここでの詳細な説明は省略する。

調整部９２０は、測定部９１０と接続し、測定部９１０の測定結果に基づいて、投影光学系４０の波面収差を調整する。例えば、調整部９２０は、投影光学系４０の光学素子（特に、波面収差に影響するレンズ）を光軸方向及び光軸周りに駆動する駆動機構を有し、測定部９１０の測定結果に従って、投影光学系４０の光学素子を駆動して、波面収差を調整する。

このような投影光学系４０の波面収差において、従来では、波面収差測定用レチクル９１２（波面収差測定用マーク９１２ａ）を露光時に用いる照明光、即ち、台形形状の強度分布を有する照明光で照明していた。従って、従来では、強度分布が均一である台形形状の上底部の位置でしか投影光学系４０の波面収差を測定することができなかった。

一方、露光装置１Ａでは、投影光学系４０の波面収差時に、遮光部材２６を照明光学系２０の光路から取り出すことができる。これにより、波面収差測定用レチクル９１２（波面収差測定用マーク９１２ａ）は、均一な矩形形状の強度分布を有する照明光で照明される。従って、露光装置１Ａは、投影光学系４０の結像領域内の任意の位置の波面収差を測定することができる。換言すれば、露光装置１Ａは、投影光学系４０の波面収差を従来よりも早く測定することができ、投影光学系４０の波面収差を短時間で調整することができる。

次に、図７及び図８を参照して、露光装置１又は１Ａを利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図7は、デバイス（半導体デバイスや液晶デバイス）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体デバイスの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（レチクル製作）では、設計した回路パターンを形成したレチクルを製作する。ステップ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、レチクルとウェハを用いてリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。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。

図８は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置１又は１Ａによってレチクルの回路パターンをウェハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重の回路パターンが形成される。かかるデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置１又は１Ａを使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

本発明の一側面としての露光装置の構成を示す概略ブロック図である。 図１に示す露光装置において、照明光学系の光路に対する遮光部材の位置と強度分布との関係を示す図である。 図１に示す露光装置において、レチクル上のアライメントパターンと照明光の強度分布との関係を示す図である。 図１に示す露光装置において、ウェハ基準プレート上のアライメントパターンとフォトダイオードとの位置関係を示す概略斜視図である。 図１に示す露光装置のフォトダイオードで検出される光量をプロットした結果である。 本発明の一側面としての露光装置の構成を示す概略ブロック図である。 デバイスの製造を説明するためのフローチャートである。 図７に示すステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。 従来の露光装置の構成を示す概略ブロック図である。 従来の露光装置のレチクルステージの近傍を示す拡大斜視図である。 アライメントパターンを直接配置したレチクルの構成を示す概略平面図である。 図１１に示すレチクルの概略斜視図である。 図１１に示すレチクル上のアライメントパターンを台形形状の強度分布の斜辺領域で照明した場合にアライメント精度が低下することを説明するための図である。

符号の説明

１ 露光装置
１０ 光源部
２０ 照明光学系
２４ オプティカルインテグレーター
２６ 遮光部材
２６ａ 駆動部
２７ マスキングブレード
３０ レチクル（原版）
３２ アライメントマーク
３２Ａ Ｘ方向の開口パターン
３２Ｂ Ｙ方向の開口パターン
４０ 投影光学系
５０ ウェハ（基板）
６０ ウェハステージ
７０ ウェハ基準プレート
７２ アライメントマーク
７２Ａ Ｘ方向の開口パターン
７２Ｂ Ｙ方向の開口パターン
８０、８０Ａ及び８０Ｂ フォトダイオード
１Ａ 露光装置
９０ 波面収差調整機構
９１０ 測定部
９１２ 波面収差測定用レチクル
９１２ａ 波面収差測定用マーク
９１４ 受光部
９１４ａ 開口パターン
９１４ｂ パターン基板
９１４ｃ フーリエ変換レンズ
９１４ｄ ２次元ＣＣＤセンサー
９２０ 調整部

Claims (8)

1. 光源からの光でレチクルを照明する照明光学系と、前記レチクルのパターンを基板に投影する投影光学系を備える露光装置であって、
   前記照明光学系は、前記レチクルと光学的に共役な位置からずれた位置に配置されて前記レチクルを照明する光束の強度分布を制御する遮光部材と、
   前記遮光部材を前記照明光学系の光路に挿脱する駆動部とを有することを特徴とする露光装置。
2. 前記駆動部は、前記基板の露光時には前記照明光学系の光路中に前記遮光部材を挿入して前記レチクルを照明する光束の強度分布を制御し、前記レチクルが配置される面である前記投影光学系の物体面に配置された測定用パターンの照明時には前記照明光学系の光路中から前記遮光部材を取り出すことを特徴とする請求項１記載の露光装置。
3. 前記測定用パターンの照明時は、前記レチクル又は前記レチクルを保持する第１のステージと前記基板を保持する第２のステージとの位置関係を測定するときであることを特徴とする請求項２記載の露光装置。
4. 前記レチクルと前記基板とは相対的に走査され、
   前記測定用パターンは、前記レチクルの走査方向に平行な辺に配置されたアライメントマークであることを特徴とする請求項３記載の露光装置。
5. 前記アライメントマークは、前記走査方向に垂直な第１の開口パターンと、
   前記走査方向に平行な第２の開口パターンとを含み、
   前記遮光部材を通過した光束は、前記第１の開口パターンと前記第２の開口パターンを同時に照明することを特徴とする請求項４記載の露光装置。
6. 前記遮光部材を通過した光束は、前記測定用パターンの照明時において、前記測定用パターン上で均一な強度分布を有することを特徴とする請求項２記載の露光装置。
7. 前記測定用パターンの照明時は、前記投影光学系の波面収差の測定時であることを特徴とする請求項２記載の露光装置。
8. 請求項１乃至７のうちいずれか一項記載の露光装置を用いて基板を露光するステップと、
   露光された前記基板を現像するステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。

Images