專利名稱：曝光裝置、曝光方法、以及器件制造方法
技術(shù)區(qū)域本發(fā)明涉及在制造半導(dǎo)體元件、液晶顯示元件、攝象元件、薄膜磁頭等各種微型器件的光刻工藝中使用的曝光裝置和曝光方法、以及采用該方法的器件制造方法。
背景技術(shù)：
在用光刻技術(shù)制造半導(dǎo)體元件、液晶顯示元件、攝象元件(CCD等)、薄膜磁頭等微型器件時(shí)，使用在涂布感光膠的圓片(或玻璃片)上通過投影光學(xué)系統(tǒng)對(duì)作為掩膜的標(biāo)線圖形象進(jìn)行投影曝光的曝光裝置。
在這樣的曝光裝置中，對(duì)應(yīng)于微型器件的微細(xì)化，為提高圓片上形成的圖形的析象清晰度，對(duì)曝光光縮短波長(zhǎng)。為此，作為曝光光，采用從高壓水源(日文水源)燈產(chǎn)生的g線(波長(zhǎng)為436nm)及i線(波長(zhǎng)為365nm)、到KrF激元激光(波長(zhǎng)為248nm)及ArF激元激光(波長(zhǎng)為193nm)。此外，近來，為對(duì)應(yīng)于高析象清晰度化，正在研究使用F2激光(波長(zhǎng)為157nm)。
F2激光起振的光是所謂的真空紫外線，在大氣中由氧及水、或有機(jī)物等物質(zhì)吸收，幾乎不能透過，所以，把它作為曝光光使用時(shí)，應(yīng)當(dāng)將其光路作成真空，或充填氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)稀有氣體以及氮(N2)等的157nm左右波長(zhǎng)的光透過的惰性氣體。
此外，在這樣的曝光裝置，出于為了把對(duì)圓片的各射入?yún)^(qū)域內(nèi)的各點(diǎn)的曝光量(累計(jì)曝光能量)維持在適當(dāng)范圍而進(jìn)行的曝光量控制、對(duì)曝光光(曝光區(qū)域)是否保持在照度均勻的適當(dāng)狀態(tài)的監(jiān)視、對(duì)光路在曝光光透過時(shí)是否被保持在合適的環(huán)境的監(jiān)視的目的，作為常設(shè)部件設(shè)置有各種光傳感器(光檢測(cè)器)，對(duì)曝光光的能量(照度，光量，強(qiáng)度等)進(jìn)行檢測(cè)。作為這樣的檢測(cè)用的光傳感器，從性能及成本角度考慮，通常使用硅光電二極管、焦電式或熱式的光量計(jì)。
這里，采用前述F2激光作為光源時(shí)，F(xiàn)2激光，在起振波長(zhǎng)157nm的真空紫外線(以下，通常稱為主光線)的同時(shí)，具有次后發(fā)生波長(zhǎng)630至720nm左右、不參與曝光的紅光(以下，常稱為副光線)的特性。該副光線的強(qiáng)度，在F2激光射出后即到達(dá)全體的5至10％左右。副光線幾乎不被構(gòu)成曝光光的光路的光學(xué)系統(tǒng)衰減，與主光線一起到達(dá)光傳感器上。
另外，作為光傳感器常用的前述的硅光電二極管、焦電式或熱式的光量計(jì)，對(duì)主光線和副光線的波長(zhǎng)都具有靈敏度，所以，也能檢測(cè)副光線，使參與曝光的主光線的光量的檢測(cè)不正確，因此，存在曝光量控制不能適當(dāng)進(jìn)行、不能形成高精度的圖形等問題。
此外，用光傳感器的檢測(cè)結(jié)果監(jiān)視光路上進(jìn)入大氣及發(fā)生雜質(zhì)時(shí)，主光線衰減大及副光線幾乎不衰減都可用光傳感器檢測(cè)，因此，即使出現(xiàn)故障應(yīng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)的場(chǎng)合，也會(huì)當(dāng)作沒問題被繼續(xù)處理，這是很成問題的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，即使在采用伴隨使基板感光的波長(zhǎng)的主光線起振接著發(fā)生不需要的副光線那樣的光源，也能正確地檢測(cè)主光線的能量，高精度地進(jìn)行曝光量控制及其他的故障監(jiān)視。
以下對(duì)此進(jìn)行說明。為了容易理解，在本發(fā)明的各重要構(gòu)件上帶上實(shí)施形態(tài)的圖中的參照符號(hào)，但本發(fā)明的各重要構(gòu)件，不以參照符號(hào)限定。
1.用來達(dá)到前述目的的本發(fā)明的曝光裝置，通過形成圖形的掩膜(R)對(duì)作為曝光對(duì)象的基板(W)進(jìn)行曝光，包括射出包含使前述基板感光的波長(zhǎng)的主光線(ML)以及隨該主光線的起振接著發(fā)生的與該主光線不同波長(zhǎng)的副光線(SL)的光源(12)，將來自前述光源的光經(jīng)前述掩膜導(dǎo)入前述基板的主光學(xué)系統(tǒng)，在至少含前述主光線的波長(zhǎng)帶域具有靈敏度的光傳感器(39，41)，以及設(shè)置在從前述光源到前述光傳感器的光路上、將前述主光線及前述副光線分離的分離裝置(F1至F3，F(xiàn)5，M1，M2)。
按照本發(fā)明，由于具備在從光源到光傳感器的光路上、將主光線及副光線分離的分離裝置，對(duì)光傳感器可僅使主光線入射，可完全檢測(cè)副光線，使產(chǎn)生的檢測(cè)誤差減低。
在前述曝光裝置具有從主光學(xué)系統(tǒng)、將前述光的一部分導(dǎo)入前述光傳感器的分路光學(xué)系統(tǒng)(26)的場(chǎng)合，將分離裝置(F1至F3，F(xiàn)5，M1，M2)設(shè)置在前述分路光學(xué)系統(tǒng)與前述光傳感器(41)間。由于在將光導(dǎo)入光傳感器的分路光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置分離裝置，送到主光學(xué)系統(tǒng)的光可不被該分離裝置衰減。
前述曝光裝置，還可具有根據(jù)以前述分離裝置(F1至F3，F(xiàn)5，M1，M2)分離的前述主光線、對(duì)前述基板(W)的累計(jì)光量進(jìn)行控制的控制裝置(40)。由于控制裝置能根據(jù)僅由光傳感器對(duì)主光線的檢測(cè)結(jié)果控制累計(jì)光量，可排除副光線的影響、進(jìn)行正確的控制。
在前述曝光裝置，可具備在避開由前述分路光學(xué)系統(tǒng)(26)分路的前述光的光路的第1位置(P1)及配置在相關(guān)光路的第2位置(P2)間有選擇地移動(dòng)前述分離裝置(F5)的移動(dòng)裝置(46)。此時(shí)，還可具備根據(jù)前述分離裝置移動(dòng)到前述第2位置時(shí)的前述光傳感器(41)的檢測(cè)結(jié)果，對(duì)前述分離裝置移動(dòng)到前述第1位置時(shí)的前述光傳感器(41)的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)正的補(bǔ)正裝置(45)。
如將分離裝置設(shè)定在第1位置(避開光路上的位置)用光傳感器檢測(cè)，主光線及副光線不分離狀態(tài)的光入射到光傳感器。另外，如將分離裝置設(shè)定在第2位置(光路上的位置)用光傳感器檢測(cè)，僅副光線入射到光傳感器。因此，根據(jù)兩者的檢測(cè)結(jié)果，可得到不含副光線的、主光線的正確的檢測(cè)結(jié)果。
作為前述分離裝置，可采用使含主光線的波長(zhǎng)的波長(zhǎng)帶域的光透過、使含前述副光線的波長(zhǎng)的波長(zhǎng)帶域的光衰減的濾光器(F1至F3)，或采用使含前述主光線的波長(zhǎng)的波長(zhǎng)帶域的光反射、使含前述副光線的波長(zhǎng)的波長(zhǎng)帶域的光透過的反射透過型的反射鏡(M1，M2)。這里，所謂“衰減”，包含完全遮光的情況，以及不完全遮光、使一部透過的情況(例如，其透過量小于光傳感器的最低檢測(cè)靈敏度那樣的情況)。
本發(fā)明，在使用F2激光光源作為前述光源時(shí)特別適合。即亦，如前所述，F(xiàn)2激光光源作為主光線起振157nm的光的同時(shí)，作為副光線發(fā)生紅光(波長(zhǎng)為630至720nm左右)，此時(shí)，可正確地僅檢測(cè)該紅光以外的主光線，結(jié)果，可適當(dāng)?shù)貙?shí)施對(duì)累計(jì)曝光量的控制，同時(shí)可提高對(duì)各種故障監(jiān)視的精度。
2.用來達(dá)到前述目的的本發(fā)明的曝光裝置，通過形成圖形的掩膜對(duì)作為曝光對(duì)象的基板(W)進(jìn)行曝光，包括射出包含使前述基板感光的波長(zhǎng)的主光線(ML)隨該主光線的起振接著發(fā)生的與該主光線不同波長(zhǎng)的副光線(SL)的光源(12)，將來自前述光源的光經(jīng)前述掩膜導(dǎo)入前述基板的主光學(xué)系統(tǒng)，在含有前述主光線及前述副光線的波長(zhǎng)的波長(zhǎng)帶域具有靈敏度的第1光傳感器(42)，在至少含有前述副光線的波長(zhǎng)帶域具有靈敏度的第2光傳感器(43)，以及配置在前述主光學(xué)系統(tǒng)的前述光的光路內(nèi)、將前述光的一部分導(dǎo)入前述第1光傳感器的第1分路光學(xué)系統(tǒng)，配置在前述主光學(xué)系統(tǒng)或前述第1分路光學(xué)系統(tǒng)的前述光的光路內(nèi)、將前述光的一部分導(dǎo)入前述第2光傳感器的第2分路光學(xué)系統(tǒng)，以及設(shè)置在前述第2分路光學(xué)系統(tǒng)與前述第2光傳感器間、將前述主光線及前述副光線分離的分離裝置(F4)。此時(shí)，還可具備根據(jù)前述第2光傳感器的檢測(cè)結(jié)果對(duì)前述第1光傳感器的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)正的補(bǔ)正裝置(44)。第2光傳感器可對(duì)前述主光線具有靈敏度。
在第1光傳感器上入射主光線與副光線不分離狀態(tài)的光。另外，可在第2光傳感器上僅入射副光線。因此，根據(jù)第2光傳感器的檢測(cè)結(jié)果對(duì)第1光傳感器的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)正，可得到不含副光線的、主光線的正確的檢測(cè)結(jié)果。
3.用來達(dá)到前述目的的本發(fā)明的曝光方法，采用包含使作為曝光對(duì)象的基板(W)感光的波長(zhǎng)的主光線(ML)以及與該主光線不同波長(zhǎng)的副光線(SL)的曝光光、通過形成圖形的掩膜(R)對(duì)該基板進(jìn)行曝光，從包含前述主光線及前述副光線的前述曝光光中將該副光線分離，檢測(cè)該分離后的曝光光的能量(光量，強(qiáng)度，照度等)，根據(jù)該檢測(cè)結(jié)果對(duì)前述基板的累計(jì)曝光量進(jìn)行控制。
此外，采用包含使作為曝光對(duì)象的基板(W)感光的波長(zhǎng)的主光線(ML)以及與該主光線不同波長(zhǎng)的副光線(SL)的曝光光、通過形成圖形的掩膜(R)對(duì)該基板進(jìn)行曝光的曝光方法，將包含前述主光線及前述副光線的前述曝光光的一部分路，從該分路的曝光光中將前述副光線分離，檢測(cè)該分離后的曝光光的能量，根據(jù)該檢測(cè)結(jié)果對(duì)前述基板的累計(jì)曝光量進(jìn)行控制。
此外，采用以包含使作為曝光對(duì)象的基板(W)感光的波長(zhǎng)的主光線(ML)以及與該主光線不同波長(zhǎng)的副光線(SL)的光為主的曝光光、通過形成圖形的掩膜(R)對(duì)該基板進(jìn)行曝光的曝光方法，檢測(cè)含前述主光線及前述副光線的前述曝光光的第1能量，從包含前述主光線及前述副光線的前述曝光光中將前述主光線分離，檢測(cè)分離前述主光線后的曝光光的第2能量，根據(jù)前述第2能量補(bǔ)正前述第1能量，根據(jù)補(bǔ)正的前述第1能量對(duì)前述基板的累計(jì)曝光量進(jìn)行控制。
按照本發(fā)明的曝光方法，可正確地檢測(cè)不含副光線的主光線。這一方法，對(duì)包含前述主光線及前述副光線的光是從F2激光光源射出的激光光的場(chǎng)合特別合適。
用來達(dá)到前述目的的本發(fā)明的器件制造方法，具有采用本發(fā)明的前述的曝光方法將前述掩膜的圖形的象轉(zhuǎn)寫到前述基板的步驟。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的相關(guān)的步驟及掃描方式的投影曝光裝置的整體構(gòu)成圖。
圖2是說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的第1說明紅光對(duì)策用的構(gòu)成圖。
圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的第1說明紅光對(duì)策的濾光器位置的變更例的構(gòu)成圖。
圖4是說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的第2說明紅光對(duì)策用的構(gòu)成圖。
圖5是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的第2說明紅光對(duì)策的分色鏡的構(gòu)成圖。
圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的第2說明紅光對(duì)策的分色鏡的位置的變更例的構(gòu)成圖。
圖7是說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的第3說明紅光對(duì)策用的構(gòu)成圖。
圖8是說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的第4說明紅光對(duì)策用的構(gòu)成圖。
具體實(shí)施形態(tài)以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說明。
(整體構(gòu)成)圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的相關(guān)的曝光裝置的整體構(gòu)成的圖。該曝光裝置，是步進(jìn)及掃描方式的縮小投影型曝光裝置。
在圖1，投影曝光裝置被設(shè)置在半導(dǎo)體制造工廠的某層的板B1的試驗(yàn)室內(nèi)。在該層下的板B2上的所謂機(jī)械室(多用空間)內(nèi)，設(shè)置著向?qū)由系耐队捌毓庋b置供給使曝光光透過的氣體、例如惰性氣體(本實(shí)施形態(tài)中是氦氣)用的儲(chǔ)氣瓶(供給裝置)32及回收·凈化該氣體的凈化裝置55等。
在板B1上的試驗(yàn)室內(nèi)，經(jīng)防振臺(tái)設(shè)置箱體11，在箱體11內(nèi)設(shè)置著作為照明光源的F2激光光源12(主光線的起振波長(zhǎng)為157nm)、包含在與曝光主體部間用來定位耦合光路的可移動(dòng)反射鏡等的光束耦合部件(BMU)13、以及內(nèi)部通過照明光的遮光性的管道14。F2激光光源12，具有在作為緩沖氣體的氦氣中混入氟(F2)并封入的激光起振器、及在該激光起振器的電極迭加電壓的高壓電源等。
箱體11的旁邊設(shè)置箱形的氣密性好的環(huán)境室15，環(huán)境室15內(nèi)通過衰減板的振動(dòng)用的防振臺(tái)將定盤16設(shè)置于板B1上，在定盤16上設(shè)置圓片平臺(tái)38。此外，從箱體11內(nèi)突出的管道14到環(huán)境室15內(nèi)部架設(shè)氣密性好的子室18，在子室18內(nèi)吸收照明光學(xué)系統(tǒng)的大部分。
曝光時(shí)，從箱體11內(nèi)的F2激光光源12射出的曝光光(主光線波長(zhǎng)為157nm)的曝光光(脈沖光)IL，經(jīng)BMU13及管道14的內(nèi)部到達(dá)子室18。在子室18內(nèi)，曝光光IL，經(jīng)過由光束擴(kuò)展器19、可變衰減器20、激光系統(tǒng)21、22等組成的光束整形光學(xué)系統(tǒng)，用折光用的反射鏡23反射，入射到作為光學(xué)積分器的自由目鏡24(用桿式透鏡代替自由目鏡也可以)。
自由目鏡24，為了以均勻的照度對(duì)后述的標(biāo)線R照明形成多個(gè)2次光源。自由目鏡24的射出面上配置照明用的開口膜片25，開口膜片25的2次光源射出的曝光光IL，射入反射率小且透過率大的光束分離器26。透過光束分離器26的曝光光IL，經(jīng)聚光鏡系統(tǒng)27通過標(biāo)線遮光機(jī)構(gòu)28的矩形的開口部。
標(biāo)線遮光機(jī)構(gòu)28被配置在對(duì)著標(biāo)線圖形面的工作面的旁邊。此外，標(biāo)線遮光機(jī)構(gòu)28內(nèi)，設(shè)置著具有槽形開口部的固定照明視野膜片(固定遮光機(jī)構(gòu))28A、以及與該固定遮光機(jī)構(gòu)不同的、可改變照明視野區(qū)域的掃描方向的幅度用的可動(dòng)遮光機(jī)構(gòu)28B。在掃描曝光開始及終了時(shí)，通過可動(dòng)遮光機(jī)構(gòu)對(duì)照明區(qū)域進(jìn)行限制，防止向不要的部分曝光。
用標(biāo)線遮光機(jī)構(gòu)28的固定遮光機(jī)構(gòu)整形成為槽形的曝光光IL，通過成象用的透鏡系統(tǒng)29、反射鏡30、及聚光鏡系統(tǒng)31，以一樣的強(qiáng)度分布照射標(biāo)線R的電路圖形區(qū)域上的槽形的照明區(qū)域。在本實(shí)施形態(tài)，從遮光性的管道14的射出面到主聚光鏡系統(tǒng)31被收納在子室18，從管道14的內(nèi)部到F2激光光源12的射出面的空間也以箱體11密閉起來。此外，在子室18及箱體11內(nèi)，從下面的氦儲(chǔ)氣瓶32經(jīng)配管33供給達(dá)到規(guī)定純度的受溫度控制的氦氣(He)。在配管33上設(shè)置開閉閥34及泵35，用未圖示的控制系統(tǒng)控制開閉閥34的開閉及泵35的動(dòng)作，對(duì)投影曝光裝置的供氦進(jìn)行開停切換。
用曝光光IL、通過投影光學(xué)系統(tǒng)PL將標(biāo)線R的照明區(qū)域內(nèi)的電路圖形的象轉(zhuǎn)寫到圓片W的保護(hù)層的槽形的曝光區(qū)域。該曝光區(qū)域，位于圓片W上的多個(gè)入射區(qū)域中的1個(gè)入射區(qū)域。本實(shí)施形態(tài)的投影光學(xué)系統(tǒng)PL，是折光系統(tǒng)(折射系統(tǒng))，能透過這樣短波長(zhǎng)的紫外線的材料僅限于螢石及石英等，因此，投影光學(xué)系統(tǒng)PL是反射折光系統(tǒng)，或作為反射系統(tǒng)，用投影光學(xué)系統(tǒng)PL可提高曝光光IL的透過率。以下，平行于投影光學(xué)系統(tǒng)PL的光軸AX取Z軸，垂直于Z軸的平面內(nèi)平行于圖1的紙面取X軸，垂直于圖1的紙面上取Y軸進(jìn)行說明。
標(biāo)線R，被保持在標(biāo)線平臺(tái)36上，標(biāo)線平臺(tái)36在標(biāo)線座37上以X方向(掃描方向)作等速移動(dòng)，同時(shí)，可載置X方向，Y方向使在回轉(zhuǎn)方向上微動(dòng)。標(biāo)線平臺(tái)36(標(biāo)線R)的2次元的位置，及回轉(zhuǎn)角，通過帶激光干涉計(jì)的未圖示的驅(qū)動(dòng)控制部件進(jìn)行控制。
另一方面，圓片W被保持在設(shè)置于圓片平臺(tái)38的未圖示的圓片架上。圓片平臺(tái)38設(shè)置在定盤16上。圓片平臺(tái)38，以自動(dòng)聚焦方式控制圓片W的焦點(diǎn)位置(Z方向的位置)及傾斜角，使圓片W的表面與投影光學(xué)系統(tǒng)PL的象面一致，同時(shí)，向圓片W的X方向等速掃描，及向X方向，Y方向的步進(jìn)。對(duì)圓片平臺(tái)38(圓片W)的2次元的位置，及回轉(zhuǎn)角，通過帶激光干涉計(jì)的未圖示的驅(qū)動(dòng)控制部件進(jìn)行控制。
掃描曝光時(shí)，通過標(biāo)線平臺(tái)36對(duì)曝光光IL的照明區(qū)域、標(biāo)線R與在+X方向(或-X方向)以速度Vr的掃描同步，通過圓片平臺(tái)38對(duì)曝光區(qū)域、圓片W在-X方向(或+X方向)以速度β·Vr(β是從標(biāo)線R到圓片W的投影倍率)掃描。
此外，設(shè)置標(biāo)線室51使包含照明光學(xué)系統(tǒng)與標(biāo)線R及標(biāo)線R與投影光學(xué)系統(tǒng)PL間的空間被覆蓋的同時(shí)，設(shè)置圓片室52使包含投影光學(xué)系統(tǒng)PL與圓片W間的部分的空間被覆蓋。
在投影光學(xué)系統(tǒng)PL的鏡筒內(nèi)部的空間(若干透鏡部件的空間)、標(biāo)線室51及圓片室52內(nèi)部，與箱體11及子室18同樣，通過從下面的氦儲(chǔ)氣瓶32來的配管33，供給達(dá)到規(guī)定濃度的受溫度控制的氦氣。此外，在環(huán)境室15內(nèi)，用未圖示的氮儲(chǔ)氣瓶供給氮?dú)狻?br> 在環(huán)境室15內(nèi)，從子室18、投影光學(xué)系統(tǒng)PL的鏡筒、標(biāo)線室51及圓片室52漏出來的氦氣，比環(huán)境室15內(nèi)的氮?dú)廨p，上升到天花板附近的空間。天花板附近的空間的氣體，除了氦氣，是氮?dú)夂铜h(huán)境室15的外部進(jìn)入的空氣的混合氣體。
在環(huán)境室15的側(cè)壁的該天花板附近，連接著配管53的一端，配管53的他端通過設(shè)在板B1的開口連接到下面的凈化裝置55。在板B1的底面?zhèn)鹊呐涔?3的中途，配置著吸引用的泵54(或電扇)，由配管53及泵54構(gòu)成回收系統(tǒng)，從環(huán)境室15的上部空間吸引的混合氣體被送到下面的凈化裝置55。
對(duì)凈化裝置55，圖示從略，它包括從混合氣體中除去微小灰塵及水分的集塵排水裝置、通過割熱壓縮冷卻將混合氣體冷卻到液體氮溫度并僅使氮液化分離氣態(tài)氦的冷卻分離裝置、將分離后的氦氣中殘留的污染物質(zhì)除去的化學(xué)過濾器。
用凈化裝置55凈化的氦氣，通過配管56及閥57返回氦氣儲(chǔ)氣瓶32，以備后用。
在本實(shí)施形態(tài)，曝光裝置主體17，由保持圓片W的圓片平臺(tái)38、投影光學(xué)系統(tǒng)PL、保持標(biāo)線R的標(biāo)線平臺(tái)36、照明光學(xué)系統(tǒng)的至少一部(例如，配置在環(huán)境室15內(nèi)的照明光學(xué)系統(tǒng)的一部)構(gòu)成。
(曝光量控制)在圓片平臺(tái)38上的圓片W的旁邊，設(shè)置著作為由光電轉(zhuǎn)換元件構(gòu)成的光傳感器的照度計(jì)39。該照度計(jì)39的受光面，設(shè)定為與圓片W的表面同高。作為照度計(jì)39，可采用在遠(yuǎn)紫外區(qū)域具有靈敏度且為了檢測(cè)脈沖照明光而具有高應(yīng)答頻率的硅光電二極管等。此外，作為照度計(jì)39，也可采用焦電式或熱式的光量計(jì)。照度計(jì)39的檢測(cè)信號(hào)，可通過未圖示的峰值電路及(模擬/數(shù)字)A/D轉(zhuǎn)換器供給到曝光控制器40。
另一方面，光束分離器26反射的曝光光IL，經(jīng)未圖示的集光透鏡使作為由光電轉(zhuǎn)換元件構(gòu)成的光傳感器的積分傳感器41受光，積分傳感器41的光電轉(zhuǎn)換信號(hào)，可通過未圖示的峰值電路及A/D轉(zhuǎn)換器作為輸出DS(數(shù)字信號(hào))供給到曝光控制器40。此外，作為積分傳感器41，可采用光電二極管、焦電式或熱式的光量計(jì)。此外，在本實(shí)施形態(tài)，有時(shí)將激光光源12到圓片W的光學(xué)系統(tǒng)稱為主光學(xué)系統(tǒng)，將由光束分離器26從主光學(xué)系統(tǒng)分路、到達(dá)積分傳感器41的光學(xué)系統(tǒng)稱為分路光學(xué)系統(tǒng)。
積分傳感器41的輸出DS，與圓片W的表面(象面)上的曝光光IL的每單位面積的脈沖能量(曝光量)的相關(guān)系數(shù)，可根據(jù)積分傳感器41的檢測(cè)值及照度計(jì)39的檢測(cè)值等預(yù)先求出，并記憶在曝光控制器40。求該相關(guān)系數(shù)的檢測(cè)，在曝光處理開始前或根據(jù)必要進(jìn)行。曝光控制器40，與來自未圖示的平臺(tái)控制器的平臺(tái)系統(tǒng)的動(dòng)作信息同步，通過將控制信息供給到激光光源12，控制光源12的發(fā)光時(shí)間及發(fā)光功率。此外，曝光控制器40，通過切換可變減光器20的濾光器控制透過率。未圖示的平臺(tái)控制器，與平臺(tái)系統(tǒng)的動(dòng)作信息同步，控制遮光機(jī)構(gòu)28的可動(dòng)遮光的開閉動(dòng)作。
然后，對(duì)掃描曝光時(shí)的基本的曝光量控制進(jìn)行說明。曝光控制器40，通過對(duì)積分傳感器41的輸出DS進(jìn)行直接反饋，對(duì)激光光源12的后面的脈沖發(fā)光時(shí)的脈沖能量的目標(biāo)值進(jìn)行設(shè)定。即亦，例如，根據(jù)由操作者輸入的、涂布在圓片W的保護(hù)膜的已知靈敏度、決定圓片W的各點(diǎn)的累計(jì)曝光量的目標(biāo)值的目標(biāo)曝光量S0、同時(shí)，根據(jù)激光光源12的脈沖能量的已知偏差、及預(yù)先設(shè)定的必要的曝光量控制再現(xiàn)精度，決定圓片W上的各點(diǎn)的曝光光IL的最小曝光脈沖數(shù)Nmin。
根據(jù)這些參數(shù)，曝光控制器40，對(duì)可變減光器20的透過率作適當(dāng)設(shè)定，使實(shí)際激光光源12以規(guī)定次數(shù)進(jìn)行脈沖發(fā)光，通過積分傳感器41檢測(cè)圓片W上的平均的脈沖能量P，將累計(jì)曝光量的目標(biāo)值S0除以這個(gè)檢測(cè)結(jié)果，求得曝光脈沖數(shù)N。此外，實(shí)際上S0/P不一定是整數(shù)，可以使用S0/P的整數(shù)化值。這里，為簡(jiǎn)單起見，取S0/P是整數(shù)進(jìn)行說明。
此外，如果求得的曝光脈沖數(shù)N已經(jīng)大于Nmin，照樣曝光移行。曝光脈沖數(shù)N小于Nmin時(shí)，曝光控制器40可在該曝光脈沖數(shù)N大于Nmin的范圍內(nèi)提高可變減光器20的透過率。此時(shí)的透過率為T時(shí)，曝光脈沖數(shù)N為(S0/(P，T))。這里，(S0/(P，T))不一定是整數(shù)，需要整數(shù)化，為簡(jiǎn)單起見，取整數(shù)。結(jié)果，每1脈沖的目標(biāo)能量為S0/N。
此外，取圖1中的圓片W上的槽形的曝光區(qū)域的掃描方向的幅度為D，取激光光源12的起振頻率(或脈沖重復(fù)周期的倒數(shù))為F，取掃描曝光時(shí)的圓片W的掃描速度為V，則脈沖發(fā)光間圓片W移動(dòng)的間隔為V/F，因此，該曝光脈沖數(shù)N可用下式表示。
N＝D/(V/F)…(1)即亦，如得到該曝光脈沖數(shù)N那樣，需要重新設(shè)定槽幅D，及起振頻率F等。但是，通常槽幅D是一定的，所以，可設(shè)定起振頻率F及掃描速度V中的至少一個(gè)，使(1)式成立，掃描速度V的信息被供給到平臺(tái)控制器。
此后的掃描曝光時(shí)，曝光控制器40，向激光光源12發(fā)出開始脈沖發(fā)光的指令后，作為一例，在發(fā)光脈沖數(shù)達(dá)到Nmin(或規(guī)定數(shù))前，積分傳感器41檢測(cè)的圓片W上的各脈沖能量的平均值為S0/N，使激光光源12以頻率F進(jìn)行脈沖發(fā)光。與此平行，曝光控制器40，通過每脈沖光從積分傳感器41的輸出DS求圓片W上的曝光量Pi，累計(jì)該曝光量Pi，求得圓片W上的實(shí)際的累計(jì)曝光量(移動(dòng)和)。此外，發(fā)光脈沖數(shù)達(dá)到Nmin后，控制激光光源12下面的脈沖發(fā)光時(shí)的迭加電壓，使接著一連串的Nmin脈沖的累計(jì)曝光量(移動(dòng)窗)ST通常為以下的目標(biāo)值。Nmin脈沖部分的時(shí)間可看作控制系統(tǒng)的單位時(shí)間。此外，這個(gè)電壓，考慮激光光源12的激光振蕩器內(nèi)的氣體狀態(tài)及激光振蕩器的狀態(tài)等后決定。
ST＝Nmin·(S0/N) …(2)
此外，k次，(k+1)次，(k+2)次，…的脈沖發(fā)光時(shí)，控制高壓電源的迭加電壓，進(jìn)行激光光源12中的每1脈沖的能量的微調(diào)整，使各自以前的Nmin脈沖部分的累計(jì)曝光量ST接近(2)式。這樣，在掃描曝光后的圓片W上的各點(diǎn)，以必要的曝光量控制精度加上目標(biāo)值S0的累計(jì)曝光量。
(對(duì)于紅光對(duì)策)本實(shí)施形態(tài)的光源，是采用氦氣作為緩沖氣體的F2激光光源，因此，在起振波長(zhǎng)157nm的主光線時(shí)次后也發(fā)生波長(zhǎng)630至720nm的紅光(副光線)。此外，本實(shí)施形態(tài)的各種光傳感器(照度計(jì)39，積分傳感器41)，采用對(duì)這樣的紅光具有靈敏度的光電二極管，因此，它的檢測(cè)值，不僅有參與曝光的主光線，而且也檢測(cè)包含不參與曝光的副光線，特別是，在主光線及副光線中，在光路中的衰減率不同(主光線高)，在檢測(cè)結(jié)果上產(chǎn)生誤差，在根據(jù)該檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行如前所述的曝光量控制時(shí)，有時(shí)得不到十分高精度的圖形。以下，對(duì)有關(guān)對(duì)策進(jìn)行說明。
(第1對(duì)策)圖2是表示第1的說明紅光對(duì)策的圖，表示出了圖1中的曝光裝置的主要部件。其中，分路光學(xué)系統(tǒng)中的曝光光的光路內(nèi)，即亦，在光束分離器26及積分傳感器41間設(shè)置濾光器F1。該濾光器F1，構(gòu)成時(shí)在螢石等的真空紫外線透過損失少的材料的一面或兩面上形成感應(yīng)體薄膜、感應(yīng)體多層膜、金屬薄膜、金屬多層膜、感應(yīng)體與金屬的復(fù)合膜，具有使含波長(zhǎng)157nm的波長(zhǎng)帶域的短波長(zhǎng)帶域(例如，190nm以下)的光透過，對(duì)含波長(zhǎng)630至720nm的波長(zhǎng)帶域的長(zhǎng)波長(zhǎng)帶域(例如，190nm以上)的光吸收、發(fā)散、或反射等光學(xué)特性的光學(xué)濾光器。此外，該濾光器F1，可采用法布里型振蕩器，棱鏡，衍射柵等以實(shí)現(xiàn)前述的光學(xué)特性。
從激光光源12射出、由光束分離器26反射的光包含波長(zhǎng)157nm的主光線ML及作為副光線SL的紅光，利用濾光器F1使主光線ML與副光線SL分離，同時(shí)，使副光線SL除去、讓主光線ML比例多的光透過。因此，在積分傳感器41上只有不含紅光的主光線入射，即使光傳感器41對(duì)紅光具有靈敏度，也能減少該紅光的影響對(duì)檢測(cè)造成的誤差。所以，可用該檢測(cè)結(jié)果更正確地進(jìn)行曝光量的控制。此外，用濾光器全部分離掉紅光是不可能的，因此，衰減到不對(duì)光傳感器41的檢測(cè)結(jié)果造成太大影響就行了。
此外，用光傳感器41的檢測(cè)結(jié)果，對(duì)由光束分離器26到投影光學(xué)系統(tǒng)PL的圓片側(cè)的光學(xué)部件間的光學(xué)材料(含透鏡27，構(gòu)成投影光學(xué)系統(tǒng)的多個(gè)透鏡及反射鏡30等)產(chǎn)生的曝光光的衰減率(含前述透鏡的透過率，反射鏡的反射率)、以及由存在于光學(xué)部件間的空間、收容標(biāo)線R的標(biāo)線室51內(nèi)的曝光吸光物質(zhì)(氧、二氧化碳等氣體、及水、有機(jī)物質(zhì)等)產(chǎn)生的曝光光的吸收率、或圓片面上的曝光區(qū)域內(nèi)的照度不勻進(jìn)行監(jiān)視時(shí)，可使這監(jiān)視的精度提高。
例如，當(dāng)圖1中的箱體11，子室18，投影光學(xué)系統(tǒng)PL的鏡筒等密封性降低導(dǎo)致外氣(氧，水等吸收主光線的曝光裝置設(shè)置環(huán)境的大氣)進(jìn)入其中之一的空間時(shí)，會(huì)導(dǎo)致通過該空間的主光線的透過率減低，所以，可檢測(cè)照度及光量隨時(shí)間的變化。此時(shí)，圓片平臺(tái)上的照度計(jì)39上有含主光線ML及副光線SL的光入射。
但是，紅光即使外氣進(jìn)入至少一個(gè)空間，紅光自身的透過率幾乎不變。因此，光傳感器41，為了檢測(cè)除去副光線SL后的主光線ML占比例多的光，即使光傳感器41對(duì)副光線SL及主光線ML都具有靈敏度，也能正確地檢測(cè)從光束分離器26到達(dá)光傳感器39的主光線ML占比例多的光的到達(dá)率(換言之，存在于光學(xué)材料及光路中的空間的吸光物質(zhì)的衰減率)。
即亦，對(duì)主光學(xué)系統(tǒng)的光路內(nèi)的至少一個(gè)空間有外氣進(jìn)入，在通過光學(xué)材料表面的曝光光的區(qū)域有輕微的污染，仍可進(jìn)行高精度的檢測(cè)。此外，在真空紫外線對(duì)配置在真空紫外線的光束分離器26到光傳感器39間的光學(xué)材料的表面停止照射時(shí)，存在于其空間的雜質(zhì)(這里指吸光物質(zhì))附著在光學(xué)材料的表面。但是，如果再開始真空紫外線的照射，附著在光學(xué)材料的表面的雜質(zhì)會(huì)脫離表面，發(fā)生所謂的光洗凈效果。在本實(shí)施形態(tài)，這樣的光洗凈效果可通過光傳感器39及光傳感器41的輸出正確確認(rèn)。
此外，將入射到照度計(jì)39的紅光從主光線分離，在主光學(xué)系統(tǒng)可另外設(shè)置相關(guān)的濾光器，使照度計(jì)39能夠檢測(cè)主光線ML占比例多的光。將相關(guān)濾光器設(shè)置在積分傳感器41及照度計(jì)39前面時(shí)，也可將相關(guān)濾光器作為積分傳感器41及照度計(jì)39的一部作一體設(shè)置。
此外，如圖3所示，照明光學(xué)系統(tǒng)的光路中可在光束擴(kuò)展器19的下行側(cè)(圓片W側(cè))設(shè)置濾光器F3。在這一構(gòu)成中，利用光束分離器26將濾光器F3設(shè)置于上行側(cè)(光源12側(cè))，因此，對(duì)于積分傳感器41及照度計(jì)39兩者，用1個(gè)濾光器采取對(duì)策，這在成本或光學(xué)特性上是有利(衰減少)的。此外，在光束擴(kuò)展器19的下行側(cè)配置濾光器F3，使曝光光的斷面面積通過光束擴(kuò)展器19擴(kuò)大，能量密度減低，所以，可延長(zhǎng)濾光器F3的壽命。但是，配置濾光器的位置，當(dāng)然也可以在比光束擴(kuò)展器19更上行側(cè)的位置(例如，圖3中以符號(hào)F2表示)。
此外，在前述實(shí)施形態(tài)中，只設(shè)置1個(gè)濾光器F3，將多個(gè)濾光器集中在光路上的一處，或分散配置都行。
(第2對(duì)策)圖4是表示第2的說明紅光對(duì)策的圖，表示出了圖1中的曝光裝置的主要部件。在本實(shí)施形態(tài)，與第1對(duì)策不同點(diǎn)是不采用濾光器F1，而是在作為分路光學(xué)系統(tǒng)的光束分離器26分路的光路內(nèi)、即亦，在光束分離器26與積分傳感器41間設(shè)置分色鏡M1。其他方面的構(gòu)成及作用與第1對(duì)策相同，說明從略。
分色鏡M1，具有使含波長(zhǎng)157nm左右的波長(zhǎng)帶域的短波長(zhǎng)帶域(例如，190nm以下)的光反射，對(duì)含波長(zhǎng)630至720nm左右的波長(zhǎng)帶域的長(zhǎng)波長(zhǎng)帶域(例如，190nm以上)的光透過的光學(xué)特性的反射透過型棱鏡。
分色鏡M1，如圖5所示，構(gòu)成時(shí)在螢石等的真空紫外線透過損失少的母材48的表面上形成由氟化物構(gòu)成的感應(yīng)體多層膜49，讓主光線ML反射，讓副光線(紅光)SL透過。
此外，作為變形例，不在分路光學(xué)系統(tǒng)的光路內(nèi)配置分色鏡M1，如圖6所示，可設(shè)置分色鏡M2以取代反射鏡23。按照這樣的構(gòu)成，分色鏡M2被配置在光束擴(kuò)展器19的下行側(cè)(圓片W側(cè))，與設(shè)置在光束擴(kuò)展器19的上行側(cè)(激光光源12側(cè))比較，曝光光的能量密度低，所以，可延長(zhǎng)分色鏡M2的壽命。但是，配置分色鏡的位置最好在光束擴(kuò)展器19的上行側(cè)。
此外，在前述實(shí)施形態(tài)，只設(shè)置1個(gè)分色鏡M2，將多個(gè)分色鏡分散配置在分路光學(xué)系統(tǒng)的曝光光的光路上，或與前述光學(xué)濾光器F1至F3組合設(shè)置也行。
(第3對(duì)策)圖7是表示第3的說明紅光對(duì)策的圖，表示了積分傳感器41及其周圍。在本實(shí)施形態(tài)，作為圖1的積分傳感器41，相互挨著配置2個(gè)同樣的光傳感器(與積分傳感器41相同)42，43。此外，在圖1，使由光束分離器26分路的分路光學(xué)系統(tǒng)再一分為二(等分)，使一方入射到光傳感器42，另一方入射到光傳感器43，在光傳感器43的光路上設(shè)置濾光器F4。
濾光器F4的光學(xué)特性與前述濾光器F1至F3幾乎相反，具有使含波長(zhǎng)630至720nm左右的波長(zhǎng)帶域的長(zhǎng)波長(zhǎng)帶域(例如，190nm以上)的光透過，對(duì)含波長(zhǎng)157nm左右的波長(zhǎng)帶域的短波長(zhǎng)帶域(例如，190nm以下)的光吸收、發(fā)散、或反射等光學(xué)特性。
作為濾光器F4，可采用化學(xué)硝子、合成石英、丙烯板、塑料板、氯化鈉板等，最好紅光的透過率高些。此外，對(duì)光傳感器43的光路上，可導(dǎo)入氧、水、二氧化碳、一氧化碳、有機(jī)物、硅化合物等使真空紫外線明顯衰減的氣體，封入設(shè)置在某種容器里。
在光傳感器42的受光面42A，入射含主光線ML及副光線SL兩者的光，在光傳感器43的受光面43A，入射由濾光器F4分離含主光線ML的副光線SL占比例多的光。
光傳感器42及光傳感器43各自的檢測(cè)值，被供給到補(bǔ)正裝置44。補(bǔ)正裝置44，從光傳感器42的檢測(cè)值(含主光線及副光線的檢測(cè)值)中減去光傳感器43的檢測(cè)值(只含副光線的檢測(cè)值)，算出主光線的光信息(例如，光強(qiáng)度，光量，照度等)的檢測(cè)值，將它作為積分傳感器41的檢測(cè)結(jié)果DS，向曝光控制器40供給。
本實(shí)施形態(tài)的濾光器F4，是從主光線ML分離副光線SL、使副光線SL透過的分離裝置，一般，使真空紫外線透過的物質(zhì)有限，而吸收真空紫外線的物質(zhì)則很多，因此，與讓真空紫外線透過、不讓紅光透過的濾光器F1至F3比較，構(gòu)成簡(jiǎn)單，成本也低。
此外，在前述說明中說的是，對(duì)一對(duì)光傳感器42、43，由光束分離器26從主光學(xué)系統(tǒng)分路出來的分路光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)一步被分路為二，并分別導(dǎo)入，但是，不將分路光學(xué)系統(tǒng)二分路，使光傳感器42、43的受光面42A、43A比分路光的斷面面積小，并同時(shí)將該分路光分別入射到受光面42A、43A的構(gòu)成也可以。
此外，在前述說明中，對(duì)積分傳感器41進(jìn)行了說明，對(duì)照度計(jì)39可適用于同樣的構(gòu)成。
(第4對(duì)策)圖8是表示第4的說明紅光對(duì)策的圖，表示了積分傳感器41及其周圍。在該對(duì)策中，具有與圖3幾乎同樣的構(gòu)成，將濾光器F5配置在積分傳感器41的受光面41A的前面以取代濾光器F3。該濾光器F5，與前述的濾光器F4同樣，分離主光線，只讓副光線透過，這里說明從略。
該濾光器F5，在構(gòu)成上可利用移動(dòng)裝置有選擇地移動(dòng)到位于積分傳感器41的受光面41A的前面的第2位置P2、及避開該第2位置的第1位置P1。即亦，濾光器F5被固定于座47，座47可通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)46作回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)46對(duì)濾光器F5進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使濾光器F5能夠在第1位置P1及第2位置P2間高速移動(dòng)。此外，作為移動(dòng)裝置，使濾光器F5在第1位置P1及第2位置P2間做直線滑動(dòng)也可以。
濾光器F5在第1位置P1時(shí)，在積分傳感器41的受光面41A入射含主光線ML及副光線SL兩者的光，另外，濾光器F5在第2位置P2時(shí)，在積分傳感器41的受光面41A入射由濾光器F5分離主光線ML的副光線SL占比例多的光，按照該對(duì)策，積分傳感器41的檢測(cè)值，可經(jīng)補(bǔ)正裝置45向曝光控制器40供給。補(bǔ)正裝置45，從濾光器F5在第1位置P1時(shí)積分傳感器41的檢測(cè)值(含主光線及副光線兩者的檢測(cè)值)中減去濾光器F5在第2位置P2時(shí)積分傳感器41的檢測(cè)值(只含副光線的檢測(cè)值)，算出主光線的檢測(cè)值，將它作為積分傳感器41的檢測(cè)結(jié)果DS，向曝光控制器40供給。
本實(shí)施形態(tài)的濾光器F5，與前述濾光器F4同樣，是從主光線ML分離副光線SL、使副光線SL透過的分離裝置，一般，使真空紫外線透過的物質(zhì)有限，而吸收真空紫外線的物質(zhì)則很多，因此，與讓真空紫外線透過、不讓紅光透過的濾光器F1至F3比較，構(gòu)成簡(jiǎn)單，成本也低。此外，這樣做，就不需要象前述第4那樣設(shè)置2個(gè)光傳感器(42，43)，使構(gòu)成更簡(jiǎn)單。
此外，由移動(dòng)裝置46，47對(duì)濾光器F5的位置的切換控制，利用未圖示的控制裝置，可使切換周期盡量快些。例如，激光光源12進(jìn)行的脈沖起振的每1脈沖都可以以位置P1，P2的切換周期進(jìn)行。由于曝光光的照度隨時(shí)間變化，以快速周期進(jìn)行切換可提高檢測(cè)結(jié)果的精度。此外，將檢測(cè)結(jié)果用于故障監(jiān)視時(shí)，可更快檢測(cè)故障的發(fā)生。
此外，在前述說明中，對(duì)積分傳感器41進(jìn)行了說明，對(duì)照度計(jì)39可適用于同樣的構(gòu)成。
(其他)前述說明的實(shí)施形態(tài)，有利于理解本發(fā)明，但本發(fā)明不限于此。因此，前述實(shí)施形態(tài)中揭示的內(nèi)容也包含屬于本發(fā)明技術(shù)范圍的全部設(shè)計(jì)變更及均等的內(nèi)容。
在以上說明中，作為對(duì)積分傳感器41或照度計(jì)39的說明，另外在曝光裝置還設(shè)置各種的光傳感器。例如，在圓片平臺(tái)38上，還設(shè)置照度計(jì)39以外的由同樣的光電轉(zhuǎn)換元件構(gòu)成的照度不勻傳感器，這樣的照度不勻傳感器也適用于本發(fā)明。
在本實(shí)施形態(tài)中使用的光傳感器的受光面上，配置著防護(hù)玻璃。該防護(hù)玻璃，是與構(gòu)成本實(shí)施形態(tài)的曝光裝置的光學(xué)系統(tǒng)的硝材同樣的材料。
該防護(hù)玻璃，被配置在光路內(nèi)的空間，即亦，以充滿惰性氣體的空間內(nèi)。為此，防護(hù)玻璃的表面，利用真空紫外線的照射的光洗凈效果，附著于玻璃表面的吸光物質(zhì)發(fā)生脫離。此外，在真空紫外線停止照射時(shí)，存在于其空間的吸光物質(zhì)附著在防護(hù)玻璃的表面。該吸光物質(zhì)，含有由構(gòu)成傳感器自身的各種元件(配線及電路基板等)發(fā)生的外氣。為此，由于吸光物質(zhì)的附著及光洗凈，可變動(dòng)光傳感器的輸出。為此，利用光洗凈效果，在吸光物質(zhì)不附著在防護(hù)玻璃表面的狀態(tài)檢測(cè)的曝光光的光信息被作為標(biāo)準(zhǔn)預(yù)先記憶，在規(guī)定的時(shí)間，可以將實(shí)際的檢測(cè)值與記憶的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。
此外，比較結(jié)果、值偏離時(shí)，可進(jìn)行校正。在校正傳感器時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)備具有與預(yù)先設(shè)置在曝光裝置的光傳感器同樣檢測(cè)靈敏度的基準(zhǔn)的光傳感器，根據(jù)該基準(zhǔn)的光傳感器的檢測(cè)結(jié)果，對(duì)設(shè)置在曝光裝置的光傳感器進(jìn)行校正。
如果是積分傳感器，也可以每1脈沖比較，此外，照度計(jì)在照度檢測(cè)時(shí)，例如，可在每次圓片交換時(shí)比較。
在前述實(shí)施形態(tài)，對(duì)以氦氣置換曝光光的光路的構(gòu)成進(jìn)行說明，但也可以用氮，氬，氖，氪等氣體，或它們的混合氣體、具有對(duì)真空紫外線吸收性少的特性的氣體(稱為惰性氣體)。此外，對(duì)曝光光的光路進(jìn)行若干分割，在各分割的光路氣體的種類不同也可以。例如，作為照明光學(xué)系統(tǒng)，標(biāo)線室，投影光學(xué)系統(tǒng)，圓片室，以氦氣置換投影光學(xué)系統(tǒng)，以氮?dú)庵脫Q照明光學(xué)系統(tǒng)，圓片室及標(biāo)線室。此外，不設(shè)置圓片室、在投影光學(xué)系統(tǒng)與圓片間平常流動(dòng)氣體的構(gòu)成也可以。
此外，作為構(gòu)成曝光裝置的光學(xué)系統(tǒng)的硝材，除螢石，石英等外，也可采用氟化鋰、氟化鎂、氟化鍶、鋰—鈣—鋁合金、及鋰—鍶—鋁合金等的結(jié)晶、以及鋯—鋇—鑭—鋁構(gòu)成的氟化玻璃、及含氟的石英玻璃、在氟中加氫的石英玻璃、含OH基的石英玻璃、氟中加OH基的石英玻璃等的改良石英。
此外，在前述說明中，對(duì)步進(jìn)及掃描方式的縮小投影型曝光裝置(掃描·分級(jí))進(jìn)行了說明，但在使標(biāo)線及圓片靜止的狀態(tài)對(duì)標(biāo)線圖形的全面用曝光光照射，使應(yīng)轉(zhuǎn)寫該標(biāo)線圖形的圓片上的1個(gè)區(qū)畫區(qū)域(入射區(qū)域)靜止曝光的步進(jìn)及升級(jí)·重復(fù)方式的縮小投影型曝光裝置(分級(jí))也能夠適用本發(fā)明。此外，升級(jí)·重復(fù)方式的縮小投影型曝光裝置及棱鏡投影定位儀等也能適用。
此外，本發(fā)明不僅適用于半導(dǎo)體元件及液晶顯示元件制造中使用的曝光裝置，而且適用于在等離子顯示器、薄膜磁頭、攝象元件(CCD等)、微機(jī)、DNA芯片等的制造上使用的的曝光裝置，以及用于制造標(biāo)線或圓片、在玻璃基板或硅圓片等上轉(zhuǎn)寫電路圖形的曝光裝置。即亦，本發(fā)明的適用范圍與曝光裝置的曝光方法及用途無關(guān)。
此外，在前述實(shí)施形態(tài)，作為曝光裝置的光源，以F2激光光源為例，如果是用于曝光的主光線以外的次后發(fā)生不要的光(副光線)的光源，也適用本發(fā)明。
前述的本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)中的曝光裝置(圖1)，可對(duì)圓片W進(jìn)行高精度高速的位置控制，實(shí)現(xiàn)提高生產(chǎn)率、以高的曝光精度進(jìn)行曝光，通過對(duì)以含光源12、濾光器F1至F5或分色鏡M1至M3的各種光學(xué)部件及含光學(xué)裝置構(gòu)成的照明光學(xué)系統(tǒng)、包含積分傳感器41及照度計(jì)39的能量控制系統(tǒng)、含標(biāo)線平臺(tái)36的保護(hù)校正系統(tǒng)、含圓片平臺(tái)38的圓片校正系統(tǒng)、投影光學(xué)系統(tǒng)PL等表示于圖1的各部件等進(jìn)行電氣的、機(jī)械的或光學(xué)的連接組合后，通過綜合調(diào)整(電氣調(diào)整，動(dòng)作確認(rèn)等)完成制造。此外，曝光裝置的制造，溫度及清潔度管理等最好在清潔的室里進(jìn)行。
使用本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的曝光裝置，進(jìn)行設(shè)備(IC及LSI等半導(dǎo)體芯片，液晶面板，CCD，薄膜磁頭，微機(jī)等)制造時(shí)，首先，在設(shè)計(jì)階段，進(jìn)行設(shè)備的功能設(shè)計(jì)(例如，半導(dǎo)體設(shè)備的電路設(shè)計(jì)等)，進(jìn)行實(shí)現(xiàn)該功能用的圖形設(shè)計(jì)。然后，在掩膜制作階段，制作形成設(shè)計(jì)的電路圖形的掩膜。另外，在圓片制造階段，用硅等材料制造圓片。
然后，在圓片處理階段，使用前述步驟中準(zhǔn)備的掩膜及圓片，利用石版技術(shù)在圓片上形成實(shí)際的電路。然后，在組裝階段，使用圓片處理階段處理過的圓片進(jìn)行芯片化。在組裝階段，包括裝配工序(切割，焊接)、包裝工序(芯片封入)等工序。最后，在檢查階段，進(jìn)行組裝階段制作的設(shè)備的動(dòng)作確認(rèn)試驗(yàn)，耐久性試驗(yàn)等的檢查。最后完成設(shè)備，出廠。
如前所述，按照本發(fā)明，在采用射出含參與曝光的主光線及與該主光線波長(zhǎng)不同的副光線的光的光源時(shí)，可正確檢測(cè)主光線的能量，結(jié)果，能獲得進(jìn)行高精度的曝光量控制及故障監(jiān)視的效果。
本申請(qǐng)內(nèi)容與2000年9月19日提出的日本專利申請(qǐng)2000-282980號(hào)中的主題有關(guān)，其全部?jī)?nèi)容在這里作為參照材料使用。
權(quán)利要求
1.一種曝光裝置，通過形成圖形的掩膜對(duì)作為曝光對(duì)象的基板進(jìn)行曝光，其特征在于，包括射出包含使所述基板感光的波長(zhǎng)的主光線以及隨該主光線的起振接著發(fā)生的與該主光線不同波長(zhǎng)的副光線的光源，將來自所述光源的光經(jīng)所述掩膜導(dǎo)入所述基板的主光學(xué)系統(tǒng)，在至少含所述主光線的波長(zhǎng)帶域具有靈敏度的光傳感器，以及設(shè)置在從所述光源到所述光傳感器的光路上、將所述主光線及所述副光線分離的分離裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的曝光裝置，其特征在于，具有配置在所述主光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)、將所述光的一部分導(dǎo)入所述光傳感器的分路光學(xué)系統(tǒng)，將所述分離裝置設(shè)置在所述分路光學(xué)系統(tǒng)與所述光傳感器間。
3.如權(quán)利要求1或2所述的曝光裝置，其特征在于，具有根據(jù)以所述分離裝置分離的所述主光線、對(duì)所述基板的累計(jì)光量進(jìn)行控制的控制裝置。
4.如權(quán)利要求2所述的曝光裝置，其特征在于，具備在避開由所述分路光學(xué)系統(tǒng)分路的所述光的光路的第1位置及配置在相關(guān)光路的第2位置間有選擇地移動(dòng)所述分離裝置的移動(dòng)裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的曝光裝置，其特征在于，還包括根據(jù)所述分離裝置移動(dòng)到所述第2位置時(shí)的所述光傳感器的檢測(cè)結(jié)果，對(duì)所述分離裝置移動(dòng)到所述第1位置時(shí)的所述光傳感器的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)正的補(bǔ)正裝置。
6.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的曝光裝置，其特征在于，所述分離裝置，是使含所述主光線的波長(zhǎng)的波長(zhǎng)帶域的光透過、使含所述副光線的波長(zhǎng)的波長(zhǎng)帶域的光衰減的濾光器。
7.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的曝光裝置，其特征在于，所述分離裝置，是使含所述主光線的波長(zhǎng)的波長(zhǎng)帶域的光反射、使含所述副光線的波長(zhǎng)的波長(zhǎng)帶域的光透過的反射透過型的反射鏡。
8.一種曝光裝置，通過形成圖形的掩膜對(duì)作為曝光對(duì)象的基板進(jìn)行曝光，其特征在于，包括射出包含使所述基板感光的波長(zhǎng)的主光線以及隨該主光線的起振接著發(fā)生的與該主光線不同波長(zhǎng)的副光線的光源，將來自所述光源的光經(jīng)所述掩膜導(dǎo)入所述基板的主光學(xué)系統(tǒng)，在含有所述主光線及所述副光線的波長(zhǎng)的波長(zhǎng)帶域具有靈敏度的第1光傳感器，在至少含有所述副光線的波長(zhǎng)帶域具有靈敏度的第2光傳感器，配置在所述主光學(xué)系統(tǒng)的所述光的光路內(nèi)、將所述光的一部分導(dǎo)入所述第1光傳感器的第1分路光學(xué)系統(tǒng)，配置在所述主光學(xué)系統(tǒng)或所述第1分路光學(xué)系統(tǒng)的所述光的光路內(nèi)、將所述光的一部分導(dǎo)入所述第2光傳感器的第2分路光學(xué)系統(tǒng)，以及設(shè)置在所述第2分路光學(xué)系統(tǒng)與所述第2光傳感器間、將所述主光線及所述副光線分離的分離裝置。
9.如權(quán)利要求8所述的曝光裝置，其特征在于，根據(jù)所述第2光傳感器的檢測(cè)結(jié)果對(duì)所述第1光傳感器的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)正的補(bǔ)正裝置。
10.如權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的曝光裝置，其特征在于，所述光源，是F2激光光源。
11.一種曝光方法，采用包含使作為曝光對(duì)象的基板感光的波長(zhǎng)的主光線以及與該主光線不同波長(zhǎng)的副光線的曝光光、通過形成圖形的掩膜對(duì)該基板進(jìn)行曝光，其特征在于，從包含所述主光線及所述副光線的所述曝光光中將該副光線分離，檢測(cè)該分離后的曝光光的能量，根據(jù)該檢測(cè)結(jié)果，對(duì)所述基板的累計(jì)曝光量進(jìn)行控制。
12.一種曝光方法，采用包含使作為曝光對(duì)象的基板感光的波長(zhǎng)的主光線以及與該主光線不同波長(zhǎng)的副光線的曝光光、通過形成圖形的掩膜對(duì)該基板進(jìn)行曝光，其特征在于，將包含所述主光線及所述副光線的所述曝光光的一部分分路，從該分路的曝光光中將所述副光線分離，檢測(cè)該分離后的曝光光的能量，根據(jù)該檢測(cè)結(jié)果，對(duì)所述基板的累計(jì)曝光量進(jìn)行控制。
13.一種曝光方法，采用包含使作為曝光對(duì)象的基板感光的波長(zhǎng)的主光線以及與該主光線不同波長(zhǎng)的副光線的曝光光、通過形成圖形的掩膜對(duì)該基板進(jìn)行曝光，其特征在于，檢測(cè)含所述主光線及所述副光線的所述曝光光的第1能量，從包含所述主光線及所述副光線的所述曝光光中將所述主光線分離，檢測(cè)分離所述主光線后的曝光光的第2能量，根據(jù)所述第2能量補(bǔ)正所述第1能量，根據(jù)補(bǔ)正的所述第1能量對(duì)所述基板的累計(jì)曝光量進(jìn)行控制。
14.如權(quán)利要求11，12或13所述的曝光方法，其特征在于，包含所述主光線及所述副光線的光，是從F2激光光源射出的激光光。
15.一種器件制造方法，其特征在于，具有采用如權(quán)利要求11至14任一項(xiàng)所述的曝光方法、將所述掩膜的圖形的象轉(zhuǎn)寫到所述基板的步驟。
全文摘要
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文檔編號(hào)G03F7/20GK1459124SQ01815808
公開日2003年11月26日 申請(qǐng)日期2001年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月19日
發(fā)明者長(zhǎng)坂博之, 白石直正 申請(qǐng)人:株式會(huì)社尼康