WO1998059364A1 - Aligneur de projection, son procede de fabrication, procede d'exposition dudit aligneur et procede de fabrication de composants au moyen de l'aligneur - Google Patents

Aligneur de projection, son procede de fabrication, procede d'exposition dudit aligneur et procede de fabrication de composants au moyen de l'aligneur Download PDF

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WO1998059364A1
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exposure
mask
projection
optical system
exposure apparatus
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PCT/JP1998/002840
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Yasuaki Tanaka
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Nikon Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to a projection exposure apparatus used for transferring a mask pattern onto a substrate via a projection optical system in a lithographic process for manufacturing a semiconductor element, a liquid crystal display element, or a thin film magnetic head, for example.
  • the present invention relates to a method for manufacturing the projection exposure apparatus, an exposure method using the projection exposure apparatus, and a method for manufacturing a circuit device using the projection exposure apparatus.
  • an exposure apparatus that handles the lithographic process (typically consisting of a resist coating process, an exposure process, and a resist development process) for manufacturing semiconductor devices Is required to further improve resolution, transfer fidelity, and the like.
  • lithographic process typically consisting of a resist coating process, an exposure process, and a resist development process
  • reduction projection optics with a projection magnification of 1Z5 times from the reticle to the wafer is mainly used as i-light with a wavelength of 365 nm out of the emission lines of mercury discharge lamps as illumination light for exposure.
  • a step-and-repeat type reduction projection exposure apparatus (stepper) using a system is often used.
  • the projection optics of the reduced projection optics has to be prevented from becoming extremely large with the increase in the size (chip size) of the circuit devices formed on the wafer.
  • the transmittance of the projection optical system to the illumination light for exposure is short.
  • the surface of the wafer is determined from the amount of illumination light branched in the illumination optical system and the transmittance.
  • Exposure was calculated.
  • the exposure time is controlled so that the integrated value of the calculated exposure amount becomes a predetermined value.
  • the calculated exposure amount is a constant value. The output of the light source or the scanning speed was controlled so that
  • this Ar r excimer laser light source When this Ar r excimer laser light source is used as an exposure light source, there are several oxygen absorption bands in the wavelength band of the spontaneous oscillation state of the ultraviolet pulse light. It is necessary to narrow the band to a wavelength avoiding the band. Furthermore, the illumination light path from the exposure light source to the reticle should be in an environment in which oxygen is not contained as much as possible in the projection light path from the reticle to the wafer. That is, most of those illumination light paths and the projection light path should be inert gas ( It is also necessary to replace with nitrogen gas or helium gas.
  • An example of a projection exposure apparatus using such an ArF excimer laser light source is disclosed in, for example, U.S. Pat. No. 5,559,584 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. No. 6-260 386).
  • the practical optical glass material having a desired transmittance to ultraviolet pulse light (wavelength 2 about 5 O nm or less) from an excimer laser light source as described above, at present, quartz (Si0 2) and E Only two of them are known, fluorite (fluorite: CaF 2 ).
  • quartz Si0 2
  • fluorite fluorite: CaF 2
  • magnesium fluoride and lithium fluoride are also known, but in order to use them as optical glass materials for projection exposure equipment, it is necessary to solve the problems of workability and durability. is there.
  • the projection optical system mounted on the projection exposure apparatus In addition to the W (refraction) system, a catadioptric system (catadioptric system) composed of a combination of a refraction optical element (lens element) and a reflection optical element (especially a concave mirror) is also used.
  • a catadioptric system composed of a combination of a refraction optical element (lens element) and a reflection optical element (especially a concave mirror) is also used.
  • refractive optical elements transmiss
  • two types of glass materials, quartz and fluorite are used as refractive optical elements. I have no choice.
  • the optical element is a refractive optical element or a reflective optical element
  • a multilayer film such as an anti-reflection film or a protective layer is deposited on the surface thereof, and the optical element is manufactured so that its performance as a single element is in a predetermined state.
  • the performance that should be particularly noted here is how large the absolute value of the transmittance of the single lens element or the absolute value of the reflectance of the single reflective optical element can be obtained.
  • both the light incident surface and the light exit surface are coated with an anti-reflection film or the like so as to maximize the transmittance.
  • a precise imaging optical system such as a projection optical system
  • 20 to 30 lens elements are used to satisfactorily correct various aberration characteristics, and the transmittance of each lens element is 100. Even if it is slightly lower than%, the transmittance of the whole projection optical system becomes considerably small (the attenuation rate of the whole projection optical system becomes considerably large). Even in a projection optical system including several reflecting optical elements, when the reflectance of each reflecting optical element is low, the transmittance of the entire projection optical system is low, and the attenuation factor of the entire projection optical system is considerably large.
  • the projection optical system has 25 lens elements that form the imaging optical path, and if the individual transmittance of each lens element is 96%, the transmittance ⁇ of the entire projection optical system is about 36%. ( ⁇ 0.96 25 ⁇ 1 0 0).
  • the transmittance of the projection optical system is low, should the intensity (energy) of illumination light for exposing the circuit pattern image of the reticle onto the wafer be increased, or should a more sensitive ultraviolet resist be used? If the countermeasures are not taken, the throughput will decrease due to the increase in the exposure time. Therefore, as a countermeasure that can be realized on the projection exposure apparatus side, it is conceivable to prepare a higher output excimer laser light source.
  • illumination light in the ultraviolet wavelength range such as KrF excimer laser light or ArF excimer laser light
  • the optical element in the projection optical system or the coating material of the optical element for example, an anti-reflection film
  • Such phenomena are caused by impurities contained in the gas (air, nitrogen gas, etc.) existing in the space in the projection optical path or the illumination optical path, and organic substances generated from adhesives for fixing the optical element to the lens barrel.
  • Substance molecules or impurities for example, water molecules, hydrocarbon molecules, or other substances that diffuse illumination light
  • the inner wall of the lens barrel painted surface for anti-reflection, etc.
  • Such a variation in transmittance changes the exposure dose to be given on the wafer from an appropriate value, and the transfer fidelity of a fine pattern having a design line width of about 0.25 to 0.18 im transferred on the wafer. May deteriorate.
  • a conventional projection exposure apparatus as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-135,723 (U.S. Pat. No. 5,191,374), an optical path in an illumination optical system is not disclosed. The light intensity of the illumination light is detected at a predetermined position, and the intensity (energy per pulse) of the pulse light from the excimer laser light source is adjusted based on the detected light intensity so that an appropriate exposure can be obtained.
  • the fluctuation of the transmittance of the illumination optical system and the projection optical system after the portion in the illumination optical path for detecting the intensity of the illumination light for controlling the exposure amount is not taken into account at all. Exposure control could not be performed.
  • the present invention provides a projection exposure apparatus that prevents deterioration of control accuracy of an exposure amount due to illuminance fluctuation (or pulse energy fluctuation) on a substrate caused by transmittance fluctuation of a projection optical system.
  • the first object is to provide a manufacturing method.
  • a second object of the present invention is to provide an exposure method that can obtain good exposure amount control accuracy using such a projection exposure apparatus.
  • a third object of the present invention is to provide a method of manufacturing a circuit device capable of forming a circuit pattern on a substrate with high transfer fidelity by using such a projection exposure apparatus.
  • the projection exposure apparatus is a projection exposure apparatus that irradiates a pattern formed on a mask with a predetermined exposure energy beam and projects an image of the pattern of the mask onto a substrate via a projection optical system.
  • the attenuation rate variation is a function of a total incident energy value incident on the projection optical system via the mask. Based on the transmittance of the mask, it is possible to calculate the total incident energy incident on the projection optical system via the mask.
  • the projection exposure apparatus may perform relative scanning between the exposure energy beam and the mask to project an image of a pattern of the mask onto the substrate. Using the relative position information between the exposure energy beam and the mask, the total incident energy incident on the projection optical system via the mask can be calculated.
  • the relative position information is an optical characteristic of the mask according to a relative position between the exposure energy beam and the mask.
  • the optical characteristics of the mask include the transmittance characteristics of the mask.
  • An incident energy measuring system for measuring the total incident energy incident on the projection optical system via the mask may be further provided.
  • an emission energy measurement system for measuring emission energy from the projection optical system may be further provided. Further, based on the measurement results of the incident energy measurement system and the emission energy measurement system, The variation in the attenuation rate may be obtained.
  • An exposure control system for controlling an exposure amount given on the substrate based on the fluctuation of the attenuation rate may be further provided.
  • the attenuation rate characteristic storage system may include, in addition to the attenuation rate of the projection optical system with respect to the total incident energy, the projection optical system with respect to an elapsed time after the irradiation of the exposure energy beam to the projection optical system is stopped.
  • the variation of the attenuation rate may be stored.
  • An energy beam having a wavelength in the ultraviolet region is used as the exposure energy beam.
  • the change in the transmittance of the lens element largely affects the optical characteristics of the projection optical system PL.
  • the attenuation rate fluctuates due to the change in the transmittance of the lens element.
  • a power dioptric system a catadioptric system
  • the change in the reflectance of the reflective optical element in addition to the change in the transmittance of the lens element causes the optical change of the projection optical system PL. This greatly affects the characteristics, and the attenuation factor of the projection optical system PL fluctuates due to the change in the transmittance of the lens element and the change in the reflectance of the reflective optical element.
  • the attenuation rate of the projection optical system PL is used.
  • the change in the attenuation factor of the projection optical system PL means the change in the transmittance in the case of the projection optical system PL using a dioptric system (refractive system). In the case of the used projection optical system PL, this means a change in transmittance and a change in reflectance.
  • the fluctuation of the attenuation rate of the projection optical system is stored as a function of the energy value of the total incident energy incident on the projection optical system, and the exposure is started at the time of actual exposure, that is, the irradiation of the exposure energy beam is started.
  • the attenuation rate of the projection optical system can be estimated with high accuracy almost in real time. it can. Therefore, by controlling the exposure amount so as to offset the change in the attenuation rate, the exposure amount due to the illuminance variation (or pulse energy variation) on the substrate caused by the variation in the attenuation rate of the projection optical system can be controlled. Control accuracy can be prevented from deteriorating.
  • the attenuation rate characteristic storage system stores the variation of the attenuation rate of the projection optical system with respect to the elapsed time after stopping the irradiation of the exposure energy beam.
  • a stage system for moving the mask and the substrate may be provided, and the mask and the substrate may be synchronously scanned with respect to the projection optical system via the stage system during exposure.
  • the present invention is applied to a scanning exposure type projection exposure apparatus.
  • the scanning speed may be controlled.
  • the method of manufacturing a projection exposure apparatus is directed to a projection exposure apparatus that irradiates a pattern formed on a mask with a predetermined exposure energy beam and projects an image of the pattern of the mask onto a substrate via a projection optical system.
  • the exposure method of the present invention is an exposure method of irradiating a pattern formed on a mask with a predetermined exposure energy beam, and projecting an image of the pattern of the mask onto a substrate via a projection optical system. Calculating the attenuation rate variation of the projection optical system according to the total incident energy incident on the projection optical system; andbased on the total incident energy value incident on the projection optical system via the mask and the attenuation rate variation. Determining the attenuation factor of the projection optical system.
  • a method of manufacturing a circuit device is a circuit device for manufacturing a predetermined circuit device by projecting an image of a pattern of a mask onto a substrate via a projection optical system.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a projection exposure apparatus used in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a partial function showing a state in which the dose monitor 32 is moved to the exposure area of the projection optical system PL in order to measure the transmittance (attenuation rate) of the projection optical system PL in the embodiment of the present invention. It is a block diagram including a block diagram.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the transmittance (attenuation) measurement operation and the exposure operation of the projection optical system PL according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a transmission (attenuation) measurement operation and an exposure operation of the projection optical system PL according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a transmission (attenuation) measurement operation and an exposure operation of the projection optical system PL according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a change in the transmittance (attenuation) of the projection optical system PL after the stop of the irradiation of the ultraviolet pulse light measured in the third embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of a process for forming a circuit pattern in the third embodiment.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of the projection exposure apparatus of the present embodiment.
  • the ultraviolet pulse light IL as the exposure light narrowed at a wavelength of 193 nm from the ArF excimer laser light source 1 is shown.
  • the light passes through a beam matching unit (BMU) 3 including a moving mirror and the like, and enters a variable attenuator 6 serving as an optical attenuator through a light-shielding pipe 5.
  • BMU beam matching unit
  • Exposure control unit for controlling the amount of exposure on the resist on the wafer 30 0 Force A / F Excimer Laser light source 1 Start and stop light emission, and control the output determined by the oscillation frequency and pulse energy, and variably reduce The extinction ratio for the ultraviolet pulse light in the optical device 6 is adjusted stepwise or continuously.
  • the present invention is also applicable to a case where r F excimer laser light having a wavelength of 248 nm or other laser light having a wavelength of about 250 nm or less is used as the exposure light.
  • the ultraviolet pulse light IL passed through the variable attenuator 6 is incident on the fly-eye lens 11 via a beam shaping optical system including lens systems 7A and 7B arranged along a predetermined optical axis.
  • the fly-eye lens 11 has one stage.
  • fly-eye lenses may be arranged in two stages in series.
  • An aperture stop system 12 of an illumination system is arranged on the exit surface of the fly-eye lens 11.
  • a circular aperture stop for normal illumination, an aperture stop for deformed illumination composed of a plurality of eccentric small apertures, an aperture stop for annular illumination, and the like are arranged to be switchable.
  • the ultraviolet pulse light IL emitted from the fly-eye lens 11 and passing through a predetermined aperture stop in the aperture stop system 12 is incident on a beam splitter 8 having a high attenuation factor and a low reflectance.
  • the ultraviolet pulse light reflected by the beam splitter 8 enters an integrator sensor 9 composed of a photoelectric detector, and a detection signal of the integrator sensor 9 is supplied to an exposure control unit 30.
  • the transmittance and reflectance of the beam splitter 8 are measured with high precision in advance and stored in the memory of the exposure control unit 30.
  • the exposure control unit 30 detects the integration sensor 9
  • the configuration is such that the amount of incident ultraviolet pulse light IL to the projection optical system PL and the integrated value thereof can be monitored indirectly from the signal.
  • a beam splitter 8A is arranged in front of the lens system 7A, and the beam splitter 8A is arranged.
  • the reflected light from A may be received by the photoelectric detector 9A, and the detection signal of the photoelectric detector 9A may be supplied to the exposure control unit 30.
  • the ultraviolet pulse light IL transmitted through the beam splitter 8 enters the fixed illumination field stop (fixed blind) 15 A in the reticle blind mechanism 16 via the condenser lens system 14.
  • the fixed blind 15A has a circular shape of the projection optical system PL as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-19613 (US Pat. No. 5,473,410). It has an opening arranged so as to extend in a linear slit shape or a rectangular shape (hereinafter, collectively referred to as “slit shape”) in the center perpendicular to the scanning exposure direction at the center of the field of view.
  • a movable blind 15 B for changing the width of the illumination visual field in the scanning exposure direction is provided separately from the fixed blind 15 A, and the movable blind 15 B is provided.
  • the scanning movement stroke of the reticle stage is reduced, and the width of the light-shielding band of the reticle R is reduced.
  • the information on the aperture ratio of the movable blind 15 B is also supplied to the exposure control unit 30, and the value obtained by multiplying the incident light amount obtained from the detection signal of the integrator sensor 9 by the aperture ratio is used for the projection optical system PL. This is the actual amount of incident light.
  • the ultraviolet pulse light IL shaped into a slit with the fixed blind 15 A of the reticle blind mechanism 16 is passed through the imaging lens system 17, the reflection mirror 18, and the main condenser lens system 19, and then becomes a reticle.
  • An illumination area similar to the slit-shaped opening of the fixed blind 15 A is radiated on the circuit pattern area of R with a uniform intensity distribution. That is, the arrangement surface of the opening of the fixed blind 15A or the opening of the movable blind 15B is different from the pattern surface of the reticle R by the combined system of the imaging lens system 17 and the main condenser lens system 19. It is almost conjugate.
  • the image of the circuit pattern in the illumination area of the reticle R is converted into a predetermined projection magnification ⁇ ( ⁇ is, for example, 1/4, 1Z5, etc.) through a bilateral telecentric projection optical system PL.
  • ⁇ is, for example, 1/4, 1Z5, etc.
  • the light is transferred to a slit-shaped exposure area of the resist layer on the wafer W arranged on the image plane of the projection optical system PL.
  • the exposure region is located on one of a plurality of shot regions on the wafer.
  • the projection optical system PL of this example is a dioptric system (refractive system), but it is needless to say that a catadioptric system (reflective system) can also be used.
  • the Z axis is taken parallel to the optical axis AX of the projection optical system PL
  • the X axis is taken in the scanning direction (in this case, the direction parallel to the paper in Fig. 1) in a plane perpendicular to the Z axis
  • the scanning direction is orthogonal In the non-scanning direction (Vertical direction) and the Y axis.
  • the reticle R is held by suction on the reticle stage 20 mm, and the reticle stage 2 OA can move at a constant speed in the X direction on the reticle base 20 B and can finely move in the X, Y, and rotation directions. It is mounted as follows.
  • the two-dimensional position and rotation angle of reticle stage 2 OA (reticle R) are measured in real time by a laser interferometer in drive control unit 22.
  • the drive motors such as linear motor and voice coil motor
  • Stage 2 Controls the scanning speed and position of the OA.
  • the wafer W is sucked and held on the Z tilt stage 24Z via the wafer holder WH, and the Z tilt stage 24Z moves two-dimensionally along the XY plane parallel to the image plane of the projection optical system PL.
  • the XY stage 24 is fixed on the XY, and the Z tilt stage 24 Z and the XY stage 24 XY constitute the wafer stage 24.
  • the Z tilt stage 24 Z controls the focus position (position in the Z direction) and the tilt angle of the wafer W, and the surface of the wafer W is controlled by an autofocus method and an auto-leveling method.
  • the XY stage 24XY performs uniform scanning of the wafer W in the X direction and stepping in the X and Y directions.
  • the two-dimensional position and rotation angle of the Z tilt stage 24Z (wafer W) are measured in real time by a laser interferometer in the drive control unit 25. Based on this measurement result and the control information from the main control system 27, the drive motor (such as a linear motor) in the drive control unit 25 controls the scanning speed and position of the XY stage 24XY.
  • the rotation error of wafer W is corrected by rotating reticle stage 2OA via main control system 27 and drive control unit 22.
  • the main control system 27 sends various information such as the movement position, movement speed, movement acceleration, and position offset of the reticle stage 20A and the XY stage 24XY to the drive control units 22 and 25. Then, at the time of scanning exposure, the reticle R is scanned in the + X direction (or —X direction) at the speed Vr through the reticle stage 2 OA with respect to the illumination area of the ultraviolet pulse light IL. The wafer W is moved in the X direction (or + X direction) with respect to the exposure area of the pattern image of the reticle R via the stage 24XY. The scanning is performed at the speed) 3 * V r (] 3 is the projection magnification from the reticle R to the wafer W).
  • the main control system 27 performs control for synchronizing the movement of each blade of the movable blind 16 B provided in the reticle blind mechanism 16 with the movement of the reticle stage 2 OA during scanning exposure. Do. Further, the main control system 27 sets various exposure conditions for scanning and exposing the resist in each shot area on the wafer W with an appropriate exposure amount, and executes the optimal exposure sequence in cooperation with the exposure control unit 30. I do. That is, when a command to start scanning exposure to one shot area on the wafer W is issued from the main control system 27 to the exposure control unit 30, the exposure control unit 30 receives the ArF excimer laser light source 1. At the same time, the integral value of the amount of light incident on the projection optical system PL via the integrator sensor 9 is calculated.
  • the integrated value is reset to 0 at the start of scanning exposure.
  • the exposure control unit 30 sequentially calculates the transmittance (attenuation rate) of the projection optical system PL from the integrated value of the incident light amount, as described later, and performs scanning exposure according to the transmittance (attenuation rate). Control the output of the ArF excimer laser light source 1 (oscillation frequency and pulse energy) and the dimming rate of the variable dimmer 6 so that the appropriate exposure can be obtained at each point of the resist on the wafer W to be subsequently processed. I do. Then, at the end of the scanning exposure to the shot area, the emission of the ArF excimer laser light source 1 is stopped.
  • an irradiation amount monitor 32 composed of a photoelectric detector is installed near the wafer holder WH on the Z tilt stage 24 Z in this example, and a detection signal of the irradiation amount monitor 32 is also supplied to the exposure control unit 30. Have been.
  • the irradiation amount monitor 32 has a light receiving surface large enough to cover the entire exposure area of the projection optical system PL, and drives the XY stage 24 XY to cover the light receiving surface of the exposure area of the projection optical system PL. By setting the position, the amount of ultraviolet pulse light IL that has passed through the projection optical system PL can be measured.
  • the transmittance (attenuation rate) of the projection optical system PL is measured using the detection signals of the integration overnight sensor 9 and the irradiation amount monitor 32.
  • the irradiation amount monitor 32 an uneven illuminance sensor having a pinhole-shaped light receiving portion for measuring the light amount distribution in the exposure area may be used.
  • the ArF excimer laser light source 1 since the ArF excimer laser light source 1 is used, the variable dimmer 6, the lens systems 7A and 7B, the fly-eye lens 11 and the main condenser lens A sub-chamber 35 is provided for shutting off each illumination light path up to the W system 19 from the outside air, and the entirety of the sub-chamber 35 is provided with a dry nitrogen gas (O2) having an extremely low oxygen content through a pipe 36. N 2 ).
  • dry nitrogen gas is supplied to the entire space inside the lens barrel of the projection optical system PL (space between a plurality of lens elements) via the pipe 37.
  • the supply of the dry nitrogen gas does not need to be performed so frequently after the air has been completely replaced once.
  • the transmittance caused by the adhesion of water molecules and hydrocarbon molecules from various substances (glass materials, coating materials, adhesives, paints, metals, ceramics, etc.) existing in the optical path to the surface of the optical element Considering the fluctuation, it is necessary to remove the impurity molecules by using a chemical filter and an electrostatic filter while forcing the temperature-controlled nitrogen gas to flow in the optical path.
  • a transmittance (attenuation rate) measuring system of the projection optical system PL in the projection exposure apparatus of the present embodiment with reference to FIG.
  • the XY stage 2 4 XY is driven and the light-receiving surface of the dose monitor 32 is exposed to the exposure area of the projection optical system PL.
  • the pulse light emission of the ArF excimer laser light source 1 is started, and a part of the ultraviolet pulse light IL incident on the beam splitter 8 is reflected, and is incident on the integer sensor 9 as the ultraviolet pulse light IL1. I do.
  • the ultraviolet pulse light IL 2 that has passed through the projection optical system PL enters the irradiation amount monitor 32, and the detection signal of the integrator sensor 9 and the detection signal of the irradiation amount monitor 32 are controlled in parallel by exposure control. Unit 30.
  • the detection signal of the integrator sensor 9 is supplied to a peak hold (P / H) circuit 61 and an analog / digital converter (hereinafter referred to as “AD C”) 62 in the exposure control unit 30.
  • the incident energy E i is directly supplied to the transmittance (attenuation) calculator 63 and the incident light amount integrating unit 64 as incident energy E i.
  • the direct transmittance (attenuation rate) calculation unit 63, the incident light amount integration unit 64, and the transmittance (attenuation rate) calculation unit 67 and the control unit 69 described later are each executed by a microprocessor. It represents functions on software, but it goes without saying that each of those functions may be implemented by hardware.
  • the detection signal of the irradiation dose monitor 32 is supplied to the transmittance (attenuation) calculator 63 as the transmission energy Eo via the peak hold circuit 65 and the ADC 66 in the exposure control unit 30 directly.
  • the rate (attenuation rate) T is supplied to the transmittance (attenuation rate) calculator 67.
  • the incident light amount integration unit 64 calculates the total incident energy e by integrating (accumulating) the incident energy E i for each incident ultraviolet pulse light, and calculates the transmittance (attenuation rate) of the calculated total incident energy e. Supply to part 67.
  • the total incident energy e is reset to 0 immediately before the start of pulse emission.
  • the transmittance (attenuation rate) calculation unit 67 calculates a function of the incident total energy e to which the supplied transmittance (attenuation rate) T is supplied (a second-order or higher-order function or an exponential function, etc.) T (e ) And store this function T (e) in memory 68.
  • the transmittance (attenuation rate) calculation unit 67 substitutes the total incident energy e supplied from the incident light amount integration unit 64 into the function T (e) read out from the memory 68 to obtain the current projection.
  • the transmittance (attenuation rate) T (now) of the optical system PL is obtained, and this transmittance (attenuation rate) T (now) is supplied to the control unit 69.
  • the incident energy Ei from the ADC 62 is also supplied to the control unit 69, and the control unit 69 uses the incident energy Ei and the transmittance (attenuation rate) T (now).
  • the output of the ArF excimer laser light source 1 and the transmittance of the variable dimmer 6 are controlled so that the exposure amount of the ultraviolet pulse light at each point of the resist on the wafer W becomes an appropriate exposure amount.
  • the change in the transmittance (attenuation rate) of the projection optical system PL is measured, and the scanning exposure is performed while controlling the exposure amount based on the measurement result, with reference to the flowchart in FIG. I will explain.
  • the measurement of the transmittance (attenuation rate) is performed, for example, at the start of the operation of the projection exposure apparatus or at the start of the exposure operation.
  • step 101 of FIG. 3 the light receiving surface of the irradiation amount monitor 32 is set to the exposure area of the projection optical system PL, and the total aperture of the fixed blind 15A and the movable blind 15B is set.
  • the rate is set to 100%.
  • the reticle R is removed from the reticle stage 2 OA, Scanning of reticle stage 20 A is not performed. Then, pulse emission of the ArF excimer laser light source 1 is started.
  • the exposure control unit 30 shown in FIG. 2 takes in the output signals of the integration sensor 9 and the dose monitor 32 in parallel to actually enter the projection optical system PL.
  • Incident energy E i corresponding to the energy that is transmitted
  • transmitted energy E o corresponding to the energy that actually passes through the projection optical system PL.
  • the incident light amount integration section 64 should use a sample hold circuit 'instead of the peak hold circuits 61 and 65 and sequentially integrate the detection signals at a predetermined sampling rate.
  • the direct transmittance (attenuation) calculator 63 may calculate the transmittance (attenuation) T at predetermined time intervals.
  • the transmittance (attenuation rate) calculation unit 67 in the exposure control unit 30 sets each of the measurement intervals so as to be sufficiently short with respect to the exposure time of one shot. Import the total incident energy e and the transmittance (attenuation rate) T at the measurement time.
  • step 105 the transmittance (attenuation rate) calculation section 67 calculates the transmittance (attenuation rate) T (e) of the projection optical system PL as a function of a series of total incident energy—e. It is stored in memory 68. This is equivalent to storing the state of the change of the transmittance (decay rate) of the projection optical system PL with respect to the incident energy Ei.
  • the function of the transmittance (decay rate) T (e) is used in step 109 during scanning exposure.
  • a step-and-scan projection exposure apparatus is used.
  • the exposure control can be performed using both the scanning speed and the light amount control of the exposure light source (including the dimming rate control of the variable dimmer 6).
  • a predetermined exposure amount determined from the resist sensitivity and the like is applied to the point during the time when the point passes through the slit-like exposure area by the projection optical system PL.
  • the scanning speed of the wafer stage 24 and the light amount of the exposure light source are controlled as described above.
  • E is the reference value of the output per unit time of the ArF excimer laser light source 1 (that is, the oscillation frequency X pulse energy). [W]. Further, hereinafter, the output is a value multiplied by the dimming rate in the variable dimmer 6. Then, the initial attenuation rate of the projection optical system PL is T0, the area of the slit-shaped exposure area is S [cm 2 ], the length of the exposure area in the scanning direction is L [mm], and the resist sensitivity is I [JZ cm]. 2 ], the initial value Vw of the scanning speed of the wafer stage 24 during scanning exposure. [mmZ sec] is as follows.
  • Vw 0 (Yes. ⁇ T 0 ) (I ⁇ S) (1)
  • scanning is performed while maintaining the relative positional relationship between the reticle R and the wafer W so that the wafer stage 24 has the scanning speed.
  • step 106 of FIG. 3 the reticle R is placed on the reticle stage 2OA as shown in FIG. 1, and the resist is applied to the wafer holder WH on the wafer stage 24.
  • the loaded wafer W is loaded.
  • scanning of the reticle stage 20A and the wafer stage 24 is started, and when the scanning is synchronized, A r
  • the pulse emission of the F excimer laser light source 1 is started, and the capture of the detection signal of the integration sensor 9 into the exposure control unit 30 is also started.
  • the movable blind 15B gradually opens, and transfer of the pattern image of the reticle R to the shot area on the wafer W is started.
  • the information on the total aperture ratio of the fixed blind 15A and the movable blind 15B is supplied to the incident light amount integration section 64 of FIG.
  • step 107 the incident energy E i is measured for each pulse emission via the integrator sensor 9, peak hold circuit 61, and ADC 62 in FIG. 2, and this incident energy E i is sequentially measured. It is supplied to the incident light quantity integration section 64. So in step 108 following this, the incident light amount integration unit 64 integrates the energy obtained by multiplying the incident energy E i supplied for each pulse emission by the aperture ratio at that time and calculates the total incident energy e up to that point. Then, the total incident energy e from the start of the exposure is supplied to the transmittance (attenuation rate) calculation unit 67.
  • the transmittance (attenuation) calculator 67 calculates the total incident energy e into a function T (e) (ie, transmittance data) representing the transmittance (attenuation) read from the memory 68. Then, at a predetermined time interval, the current transmittance (attenuation rate) T (now) of the projection optical system PL is calculated, and the calculated transmittance (attenuation rate) T (now) is supplied to the control unit 69. I do.
  • the frequency of this calculation should be sufficiently short for the exposure time of one shot. That is, the transmittance (attenuation) of the projection optical system PL is repeatedly calculated a plurality of times during the exposure time of one shot, and the current transmittance (attenuation) is always obtained almost in real time.
  • the control section 69 controls the output of the ultraviolet pulse light IL based on the supplied transmittance (attenuation rate) T (now).
  • the wafer W of the ultraviolet pulsed light IL The illuminance (energy per unit time, per unit area) on the surface (wafer surface) should be constant. That is, the Ar F excimer laser light source is designed to offset the change in the transmittance (attenuation) T (now) of the projection optical system PL (inversely proportional to the transmittance (attenuation) T (now)).
  • the value of the transmittance (attenuation rate) T (now) of the projection optical system PL at a certain time point t thus obtained is T
  • the initial transmittance (attenuation rate) of the projection optical system PL is T.
  • the reference value (initial value) of the output of Ar F excimer laser light source 1 is E.
  • the target output of the ArF excimer laser light source 1 for keeping the illuminance of the ultraviolet pulse light IL on the wafer surface constant is E (where E, is obtained as follows.
  • the control unit 69 adjusts the output of the ArF excimer laser light source 1 (oscillation frequency) so that the output of the ultraviolet pulse light IL passing through the variable dimmer 6 becomes the target output Et obtained from the equation (2). , And pulse energy) or the dimming rate in the variable dimmer 6.
  • the operation returns to steps 107 to 110 to calculate the transmittance (attenuation) of the projection optical system PL at predetermined time intervals.
  • the calculation of the target output E of the pulsed light IL ( and the output control of the ArF excimer laser light source 1) are performed.
  • the operation shifts from step 111 to step 112.
  • the emission of the ArF excimer laser light source 1 is stopped, and after the exposure for one shot is completed (step 113), the exposure operation for the next shot area is started (step 114)
  • the transmittance (attenuation) of the projection optical system PL is assumed to have almost recovered to the initial transmittance (attenuation) in step 106, and the transmittance (attenuation) is assumed. ) Is started.
  • the transmittance (attenuation rate) of the projection optical system PL is measured in almost real time based on the integrated value of the incident energy to the projection optical system PL measured via the integrator sensor 9. Since the output of the ArF excimer laser light source 1 is controlled based on the measurement result so that the illuminance of the ultraviolet pulse light IL on the wafer surface is constant, the transmittance of the projection optical system PL ( Even when the (attenuation rate) changes, the entire surface of each shot area on the wafer W can be exposed with an appropriate exposure amount.
  • the output of the ArF excimer laser light source 1 is controlled according to the transmittance (attenuation rate) of the projection optical system PL.
  • the exposure light source The output of E. If is constant, the transmittance (attenuation rate) T of the projection optical system PL. And the scanning speed Vw Q of the wafer stage 24 are in a proportional relationship. Therefore, when the transmittance (attenuation rate) T (now) of the projection optical system PL changes, the output of the exposure light source is fixed, and the output is proportional to the transmittance (attenuation rate) T (now).
  • the scanning speed of the wafer stage 24 may be controlled. However, this control can be performed in a range where the scanning speed does not reach the upper limit determined by the stage system.
  • the projection exposure apparatus shown in Fig. 1 is used, but the method of measuring the change in transmittance (attenuation) of the projection optical system PL is different. Therefore, the operation of measuring the change in the transmittance (attenuation) of the projection optical system PL and the scanning exposure operation in this example will be described with reference to the flowchart of FIG.
  • the reticle R to be actually exposed is used and the reticle R is scanned in the same manner as in the actual exposure.
  • the total amount of light incident on the projection optical system PL during scanning of the reticle R from the start of scanning to a certain arbitrary position is set to be the same at the time of measurement and at the time of scanning exposure.
  • Vm Ve.
  • the transmitted energy Eo measured via the irradiation amount monitor 32 is obtained by multiplying the incident light amount by the pattern transmittance of the reticle R and the transmittance (attenuation) of the projection optical system PL.
  • the pattern transmittance is known from the design data of the reticle R as a function of the position X of the reticle R, and the object to be determined is the transmittance (attenuation) of the projection optical system PL.
  • the pattern transmittance (transmittance) of the reticle R is determined by the position X
  • the transmittance (attenuation) T of the projection optical system PL can be obtained from the following equation. More precisely, the pattern transmittance function TR (X) is multiplied by the total aperture ratio of the fixed blind 15A and the movable blind 15B.
  • step 121 of FIG. 4 the light receiving surface of the irradiation amount monitor 32 is set in the exposure area of the projection optical system PL (see FIG. 2), the reticle R is placed on the reticle stage 2OA, and the reticle Stage 2 OA moves to the scanning start position.
  • design data (reticle data) of the reticle R is called from the host computer (not shown) by the main control system 27 in FIG. 1, for example, and the pattern transmittance corresponding to the position X of the reticle R in the scanning direction is read. TR (X) is calculated.
  • step 123 the scanning of the reticle stage 2OA (reticle R) is started and the emission of the ArF excimer laser light source 1 is started by the command of the main control system 27 as in the actual exposure. .
  • the reticle R is scanned in the + direction or the 1X direction to the scanning end position.
  • step 124 the position X of the reticle stage 20A measured via the drive control unit 22 is supplied to the main control system 27, and the pulse is emitted via the INTEGRA sensor 9 every pulse emission.
  • the incident energy E i measured is directly supplied to the transmittance (attenuation) calculation unit 63 and the incident light amount integration unit 64, and the transmitted energy E o measured via the irradiation amount monitor 32 is directly calculated. Transmittance (attenuation rate) Supplied to the calculator 63.
  • the main control system 27 calculates the current pattern transmittance TR (X) from the position X of the reticle stage 2OA in a cycle shorter than the pulse emission cycle, and directly calculates the calculated result as the transmittance.
  • the incident light amount integration unit 64 integrates (accumulates) the value obtained by multiplying the incident energy E i by the pattern transmittance TR (X) for each pulse emission, calculates the total incident energy e, and calculates the transmittance (attenuation rate).
  • Is supplied to the calculation unit 67 and the direct transmittance (attenuation) is calculated by the calculation unit 63 by substituting the incident energy E i and the transmitted energy E o into the equation (4) to obtain the transmittance (attenuation) of the projection optical system PL.
  • Rate) T is calculated, and the calculation result is supplied to the transmittance (attenuation rate) calculation unit 67.
  • step 125 Until the measurement is completed in the next step 126, that is, until the reticle scale moves to the scanning end position, the operation of step 125 is repeated at a predetermined time interval. 7, the transmittance (attenuation rate) calculation unit 67 calculates the transmittance (attenuation rate) T of the projection optical system PL as a function T (e) of the total incident energy e, and this function T ( e) is stored in the memory 68.
  • step 128 scanning of the reticle R and the wafer W is started in step 128 as shown in FIG. 1 in the same manner as in step 106 of FIG.
  • Light emission of the F excimer laser light source 1 is started.
  • step 129 the position X of the reticle R is measured by the drive control unit 22 at a predetermined cycle, and the incident energy E i is measured by the integrator sensor 9 every pulse emission.
  • the pattern transmittance TR (X) calculated from the position X of the reticle R is supplied to the incident light amount integration unit 64 of FIG.
  • the value obtained by multiplying the energy E i by the pattern transmittance TR (X) is integrated to calculate the total incident energy e, and the calculation result is supplied to the transmittance (attenuation) calculator 67.
  • the transmittance (attenuation rate) calculation unit 67 substitutes the total incident energy e into the function T (e) stored in the memory 68 in step 127 to substitute the current projection optical system PL
  • the transmittance (attenuation rate) T (now) is calculated, and the calculation result is supplied to the control unit 69.
  • step 131 the control section 69 cancels the fluctuation of the transmittance (attenuation rate) of the projection optical system PL in the same manner as in step 110, so that the illuminance of the ultraviolet pulse light IL on The output of the ArF excimer laser light source 1 or the dimming rate of the variable dimmer 6 is controlled so that Subsequent steps 132 to 135 are the same as steps 111 to 114, and the scanning exposure for the shot area and the preparation for exposure to the next shot area are performed.
  • the pattern transmittance of the reticle is also taken into consideration, the fluctuation of the transmittance (attenuation) of the projection optical system PL during actual scanning exposure can be detected with higher accuracy. Therefore, the control accuracy of the exposure amount is also improved.
  • the reticle R is assumed to be scanned in an arbitrary direction when the transmittance (attenuation) is measured, but a function T (e) representing the transmittance (attenuation) of the projection optical system PL depending on the scanning direction. ) May change slightly. Therefore, the functions Tl (e) and T2 (e) are obtained for each scanning direction, and the functions Tl (e) and T2 (e) are used depending on the scanning direction during scanning exposure. You may. Accordingly, even when the reticle pattern transmittance is not symmetric or the reticle substrate itself is not symmetrical, the exposure amount control is performed with high accuracy.
  • the projection exposure apparatus shown in Fig. 1 is used, but in this example, the fluctuation of the transmittance (attenuation rate) of the projection optical system PL after the stop of the irradiation of the ultraviolet pulse light IL is also measured. That is, in the first and second embodiments, the simple assumption is made that the transmittance (attenuation rate) of the projection optical system PL returns to the initial state immediately after stopping the irradiation of the ultraviolet pulse light IL. In addition, the change in the transmittance (attenuation rate) of the projection optical system PL was determined by considering only the irradiation for each scanning exposure.
  • the transmittance may not be sufficiently restored to the initial state after the end of the exposure of a certain shot and before the start of the exposure of the next shot.
  • a large change in transmittance is required because a large amount of exposure is required, and it is difficult for the transmittance to recover to the initial state between shots.
  • the stepping time between shots is shortened to improve the throughput of the device, the recovery of the transmittance between shots may become insufficient. It is necessary to consider the transmittance (attenuation rate) fluctuation of
  • steps 141 to 145 of FIG. 5 similarly to steps 101 to 105 of the first embodiment (steps 121 to 155 of the second embodiment). 27), the change in the transmittance (attenuation) of the projection optical system PL during irradiation with the ultraviolet pulsed light IL is measured, and the transmittance (attenuation) T as a function of the total incident energy e is measured. (e) is obtained and stored in the memory 68.
  • steps 147 to 150 a change in the transmittance (attenuation rate) of the projection optical system PL without irradiation is measured and expressed as a function of elapsed time.
  • step 146 the emission of the ArF excimer laser light source 1 is stopped in a state where the projection optical system PL is irradiated with the exposure amount obtained by adding a predetermined margin to the assumed maximum exposure amount, for example. I do. Then, the elapsed time t from the stop of light emission is measured in step 147, and the light of the minimum pulse number is instantaneously emitted to the ArF excimer laser light source 1 in Fig. 2 at predetermined time intervals in step 148.
  • the transmittance (attenuation rate) T is supplied to the transmittance (attenuation rate) calculation unit 67. This measurement of the attenuation rate is repeated a predetermined number of times, and when the measurement is completed, the operation shifts from step 149 to step 150, and the transmittance (attenuation rate) calculation section 67 calculates the transmittance of the projection optical system PL.
  • the transmittance (attenuation rate) T is approximated as a function T (t) of the elapsed time t from the stop of the emission of the ultraviolet pulse light IL, and this function T (t) is stored in the memory 68.
  • T (t) a function of the quadratic or higher order of the elapsed time t with an undetermined coefficient in advance, or an exponential function can be used.
  • the curve 70 C in Fig. 6 shows the transmission of the projection optical system PL after the irradiation of the ultraviolet pulse light IL was stopped.
  • the horizontal axis in Fig. 6 is the elapsed time t (hour) since the irradiation was stopped, and the vertical axis is the transmittance (decay rate).
  • T (relative value).
  • Curve 7 OA indicates the incident energy E i (relative value) instantaneously supplied for the measurement of the attenuation rate
  • curve 70 B indicates the transmittance measured corresponding to the incident energy E i. It shows over energy E o (relative value).
  • the transmittance (attenuation rate) T of the projection optical system PL recovers once and then gradually decreases.
  • the memory 68 stores a function T (t) of the elapsed time t approximating the curve 70C.
  • the main control system 27 in FIG. 1 irradiates the transmittance (attenuation rate) calculator 67 in FIG. 2 with the ultraviolet pulse light IL, or during stepping between shots, for example.
  • Information indicating whether irradiation of the ultraviolet pulse light IL has been interrupted is supplied.
  • the transmittance (attenuation rate) calculation unit 67 may determine whether irradiation is being performed based on the presence or absence of the incident energy E i from the ADC 62. In this way, in step 1 51 of FIG. 5, the transmittance (attenuation rate) calculation unit 67 determines whether or not the ultraviolet pulse light IL is being irradiated.
  • step 52 the total incident energy e from the incident light amount integration unit 64 is taken in at a predetermined time interval, and in step 1553, this total incident energy e and stored in the memory 68 in step 144.
  • T (e) the current transmittance (attenuation) T (now) of the projection optical system PL is obtained.
  • step 154 the output of the ultraviolet pulse light IL is controlled so as to cancel the change in the transmittance (attenuation rate) T (now) in the same manner as in step 110 of FIG. Until the scanning exposure is completed at 55, the operations of steps 152 to 154 are repeated.
  • step 155 the scanning exposure is completed, and in step 159, when exposure to one shot area is completed, it is determined in step 165 whether exposure to all shot areas is completed. If the exposure has not been completed, the flow returns to step 151. In this case, since the wafer stage 24 is stepping to move the next shot area to the scanning start position and the irradiation of the ultraviolet pulse light IL has been interrupted, the operation is performed from step 15 1 to step 1 The process proceeds to step 56, where the transmittance (attenuation rate) calculation unit 67 firstly receives the total incident energy supplied from the incident light amount integration unit 64 at that time.
  • the transmissivity (attenuation rate) TA of the current projection optical system PL is calculated from the energy e and the function T (e) stored in step 145.
  • the transmittance (attenuation rate) calculation unit 67 stores the elapsed time t from the interruption of the irradiation of the ultraviolet pulse light IL and the time in step 150. From the function T (t) obtained, the current transmittance (attenuation rate) TB of the projection optical system PL is calculated.
  • the transmittance (attenuation rate) calculation unit 67 calculates the current The actual transmittance (attenuation rate) T (now) of the projection optical system PL is calculated.
  • the initial value of the transmittance (attenuation) of the projection optical system PL is calculated by the equation (5).
  • Exposure amount control is performed as a fixed value. In this way, scanning exposure is performed on each shot area, and when the exposure on all shot areas is completed in step 160, the exposure operation ends in step 161.
  • the fluctuation of the transmittance (attenuation rate) of the projection optical system PL when the irradiation of the ultraviolet pulse light IL is interrupted between shots is taken into consideration, so that higher accuracy is achieved.
  • the exposure amount to each shot area on the wafer W is controlled.
  • step 171 of FIG. 7 the reticle R is loaded on the reticle stage 20A of FIG.
  • step 172 a metal film is vapor-deposited on the wafer to be exposed (wafer), and in step 173, a resist is applied on the metal film on the wafer W.
  • the wafer is loaded on the wafer stage 24 of the apparatus.
  • Step 174 similarly to the operations in Steps 151 to 161 in FIG.
  • the change in the transmittance (attenuation) of the projection optical system PL is canceled out, that is, the ultraviolet pulse on the wafer W is canceled.
  • the pattern image of the reticle R is exposed to each shot area on the wafer W by a scanning exposure method while controlling the amount of the ultraviolet pulse light IL so that the illuminance of the light IL is constant.
  • the resist on the wafer W is developed, and in Step 176, the metal film on the wafer W is etched using the resist pattern as a mask, and then the resist pattern is removed.
  • a desired circuit pattern is formed in each shot area on the wafer W.
  • the wafer W moves to a process of forming a circuit pattern of the next layer.
  • the desired circuit pattern is formed with high transfer fidelity in each shot area on the wafer W. You.
  • the present invention is applied to a step 'and' scan type projection exposure apparatus.
  • the present invention is applied to a case where exposure is performed by a step and repeat type projection exposure apparatus (stepper).
  • stepper for example, in a process corresponding to steps 110 and 111 in FIG. 3, the exposure time is controlled so that the integrated exposure amount to the shot area on the wafer becomes a predetermined value. Is controlled.
  • the change in the attenuation rate of the projection optical system from the start of exposure of the exposure energy beam shows a substantially constant change amount in accordance with the irradiation amount, and the change in the attenuation rate is determined in advance. Measured and memorized.
  • the change in the attenuation rate of the projection optical system is estimated from the amount of exposure energy beam incident on the projection optical system, and the exposure amount is controlled in accordance with the change in the attenuation rate.
  • the attenuation rate characteristic storage system stores, in addition to the rate of change of the attenuation rate of the projection optical system with respect to the total incident energy, the attenuation rate of the projection optical system with respect to the elapsed time after the interruption of the exposure energy beam irradiation.
  • the arithmetic system stores the two types of change rates of the attenuation rate stored in the attenuation rate characteristic storage system, the output of the incident energy integration system, and the time elapsed after the irradiation of the exposure energy beam was interrupted.
  • a constant illuminance can be obtained on a substrate surface, for example, in accordance with a change in attenuation factor of a projection optical system.
  • the exposure method of the present invention by using a scanning exposure type projection exposure apparatus, when measuring the change in the attenuation rate of the projection optical system, the attenuation rate in a state where the mask is actually used is measured. This prevents erroneous measurement of the change in the attenuation factor of the projection optical system due to the change in the amount of incident energy due to the difference in the pattern density of the mask, thereby improving the exposure amount control accuracy.
  • a circuit pattern can be formed on a substrate with high transfer fidelity using the projection exposure apparatus of the present invention.

Description

明 細 書 投影露光装置、 該装置の製造方法、 該装置を用いた露光方法、 及び該装置を用 いた回路デバイスの製造方法 発明の属する技術分野
本発明は、 例えば半導体素子、 液晶表示素子、 又は薄膜磁気ヘッド等を製造す るためのリソグラフイエ程でマスクパターンを投影光学系を介して基板上に転写 するために使用される投影露光装置、 この投影露光装置の製造方法、 この投影露 光装置を用いた露光方法、 及びこの投影露光装置を用いた回路デバイスの製造方 法に関する。
発明の背景
半導体デバイスの集積度及び微細度の向上に対応するため、 半導体デバイスを 製造するためのリソグラフイエ程 （代表的にはレジスト塗布工程、 露光工程、 及 びレジスト現像工程からなる） を担う露光装置においては、 解像力、 及び転写忠 実度等をより高めることが要求されている。 このように解像力、 及び転写忠実度 を高めるためには、 先ず基板としてのウェハ上に塗布されたレジストを適正露光 量で露光するための露光量制御を高精度に行う必要がある。
現在、 半導体デバイスの製造現場では、 主に水銀放電灯の輝線のうち波長 3 6 5 n mの i線を露光用の照明光として、 レチクルからウェハへの投影倍率が 1 Z 5倍の縮小投影光学系を用いたステップ'アンド · リピート方式の縮小投影露光 装置 （ステッパー） が多用されている。 また、 ここ数年の動向として、 ウェハ上 に形成される回路デバイスのサイズ （チップサイズ） の大型化に伴って縮小投影 光学系の投影視野が極端に大きくなるのを避けるために、 その投影光学系の物体 面側の視野内でレチクルを所定方向に等速走査しつつ、 その投影光学系の像面側 の視野内でウェハを対応する方向に縮小倍率と同じ速度比で等速走査することで、 レチクルの回路パターンの全体像をウェハ上の各領域に走査露光するステップ · アンド ·スキャン方式の縮小投影露光装置も注目されている。
従来の露光量制御では、 投影光学系の露光用の照明光に対する透過率は短時間 には変動しないものとして、 例えば露光直前の或る時点で計測した投影光学系の 透過率を用いて、 照明光学系内で分岐された照明光の光量とその透過率とからゥ ェハの表面での露光量を計算していた。 そして、 ステッパーであれば、 その計算 される露光量の積算値が所定値となるように露光時間を制御し、 ステップ ·アン ド ·スキャン方式であれば、 その計算される露光量が一定の値になるように光源 の出力、 又は走査速度を制御していた。
最近では、 露光波長を短波長化して解像力をより高めるために、 露光用の照明 光としてエキシマレーザ光源からの波長 2 5 0 n m程度以下の紫外パルス光を用 いたステップ'アンド · リピート方式、 及びステップ 'アンド 'スキャン方式の 投影露光装置が開発され、 波長 2 4 8 n mの K r Fエキシマレーザ光源を使用し た投影露光装置は製造ラインに本格的に投入され始めている。 更に、 より短波長 の波長 1 9 3 n mの紫外パルス光を出力する A r Fエキシマレ一ザ光源も開発さ れており、 これは今後の露光用光源として有望視されている。
この A r Fエキシマレーザ光源を露光光源として用いる場合、 その紫外パルス 光の自然発振状態での波長帯域内には酸素の吸収帯が幾つか存在するため、 パル ス光の波長特性をそれらの吸収帯を避けた波長に狭帯化することが必要となる。 更に、 露光光源からレチクルまでの照明光路内ゃレチクルからウェハまでの投影 光路内に極力酸素が含まれないような環境にすること、 即ちそれらの照明光路や 投影光路の大部分を不活性ガス （窒素ガスやヘリウムガス等） で置換することも 必要となる。 そのような A r Fエキシマレ一ザ光源を用いた投影露光装置の一例 は、 例えば米国特許第 5 , 5 5 9 , 5 8 4号 （特開平 6 - 2 6 0 3 8 5号公報、 特開平 6— 2 6 0 3 8 6号公報） に開示されている。
以上のようなエキシマレーザ光源からの紫外パルス光 （波長 2 5 O n m程度以 下） に対して所望の透過率を有する実用的な光学硝材としては、 現在の所、 石英 (Si02)とホ夕ル石 （蛍石： CaF2)との 2つが知られているだけである。 もちろん、 その他にフッ化マグネシウムやフッ化リチウム等も知られているが、 投影露光装 置用の光学硝材とするためには、 加工性の問題、 耐久性の問題等を解決しておく 必要がある。
これに関して、 投影露光装置に搭載される投影光学系としては、 ジォブトリツ W ク系 （屈折系） の他に、 屈折光学素子 （レンズ素子） と反射光学素子 （特に凹面 鏡） との組み合わせで構成したカタジォプトリック系 （反射屈折系） も使用され ている。 何れのタイプの投影光学系を採用するにしても、 屈折光学素子 （透過性 光学素子） を使うことには変わりなく、 現時点では屈折光学素子として石英とホ タル石との 2種類の硝材を使わざるを得ない。 更に屈折光学素子にしろ反射光学 素子にしろ、 その表面には反射防止膜や保護層等の多層膜が蒸着され、 光学素子 単体としての性能が所定の状態になるように製造されている。 ここで特に注目す べき性能は、 レンズ素子単体の透過率の絶対値、 あるいは反射光学素子単体の反 射率の絶対値がどの程度大きく取れるかである。
例えばレンズ素子単体の場合、 一般に光の入射面と射出面との 2面の両方に反 射防止膜等をコートし、 極力透過率を高めるように工夫されている。 投影光学系 のように精密な結像光学系においては、 各種の収差特性を良好に補正するために 使用するレンズ素子が 2 0〜3 0枚と多く、 各レンズ素子の透過率が 1 0 0 %よ り僅かに低いだけで投影光学系全体の透過率はかなり小さくなる （投影光学系全 体の減衰率はかなり大きくなる）。 また、 幾つかの反射光学素子を含む投影光学系 でも、 各反射光学素子の反射率が低いときには投影光学系全体の透過率も低くな り、 投影光学系全体の減衰率はかなり大きくなる。
例えば、 投影光学系の結像光路を構成するレンズ素子が 2 5枚の場合、 それら レンズ素子の個々の透過率を 9 6 %とすると、 投影光学系全体としての透過率 ε は約 3 6 % (^ 0 . 9 625Χ 1 0 0 ) とかなり小さくなる。 投影光学系の透過率が 低い場合に、 レチクルの回路パターン像をウェハ上に露光するための照明光の強 度 （エネルギー） の増大を図るか、 又はより感度の高い紫外線用レジストを使用 するかの対策を取らないと、 露光時間の増大によってスループッ卜が低下する。 そこで、 投影露光装置側で実現可能な対策として、 より高出力なエキシマレ一ザ 光源を用意することが考えられる。
ところが、 エキシマレーザ光源を用いた比較的フィールドサイズの大きい投影 露光装置によって各種の露光実験をしたところ、 紫外波長域の照明光 （K r Fェ キシマレーザ光、 又は A r Fエキシマレ一ザ光等） の照射によって、 短時間の間 に投影光学系内の光学素子、 あるいは光学素子のコート材 （例えば反射防止膜等 の薄膜） の透過率がダイナミックに変動するといつた新たな現象が発見された。 この現象は、 投影光学系内の光学素子のみならず、 レチクルを照明する照明光学 系の内の光学素子や、 レチクル （石英板） 自体についても全く同様に発生し得る ことが分かってきた。
そのような現象は、 投影光路内や照明光路内の空間に存在する気体 （空気、 窒 素ガス等） 中に含まれる不純物、 光学素子を鏡筒に固定するための接着剤等から 発生する有機物質の分子、 或いはその鏡筒の内壁 （反射防止用の塗装面等） から 発生する不純物 （例えば水分子、 炭化水素の分子、 又はこれら以外の照明光を拡 散する物質） が光学素子の表面に付着したり照明光路内に進入 （浮遊） すること で起こるものと考えられている。 その結果、 投影光学系の透過率 （減衰率） や照 明光学系の透過率 （減衰率） が比較的大きく変動するといつた不都合が生じる。 例えば上記のレンズ素子が 2 5枚で透過率 εが約 3 6 %の投影光学系で、 レン ズ素子単体の透過率が仮に一律に 1 %だけ低下したとすると、 投影光学系全体の 透過率 εは約 2 7 . 7 % (= 0 . 9 5 25Χ 1 0 0 ) に低下してしまう。
このような透過率の変動は、 ウェハ上に与えるべき露光量を適正値から異なら せ、 ウェハ上に転写される設計線幅 0 . 2 5〜0 . 1 8 i m程度の微細パターン の転写忠実度を劣化させる恐れがある。 従来の投影露光装置では、 例えば特開平 2— 1 3 5 7 2 3号公報 （米国特許第 5， 1 9 1， 3 7 4号） に開示されている ように、 照明光学系の光路内の所定の位置で照明光の光強度を検出し、 その光強 度に基づいて適正露光量が得られるようにエキシマレーザ光源からのパルス光の 強度 （1パルス当たりのエネルギー） を調整している。 このため従来の投影露光 装置では、 露光量制御のために照明光の強度を検出している照明光路内の部分以 降の照明光学系や投影光学系の透過率変動が全く加味されず、 正確な露光量制御 ができなくなる恐れがあつた。
また、 投影光学系に対する紫外パルス光の照射を停止した場合には、 次第にそ の投影光学系の透過率が回復 （変動） するという現象も見いだされている。 この ような場合に、 再び紫外パルス光の照射を開始して露光を再開すると、 投影光学 系の透過率が変動しているため、 正確な露光量制御が困難になる恐れがある。 発明の概要 本発明は斯かる点に鑑み、 投影光学系の透過率変動によって発生する基板上で の照度変動 （又はパルスエネルギー変動） に起因した露光量の制御精度の劣化を 防止した投影露光装置と、 その製造方法を提供することを第 1の目的とする。 更に本発明は、 そのような投影露光装置を用いて良好な露光量制御精度が得ら れる露光方法を提供することを第 2の目的とする。
更に本発明は、 そのような投影露光装置を用いて高い転写忠実度で回路パター ンを基板上に形成できる回路デバィスの製造方法を提供することを第 3の目的と する。
本発明による投影露光装置は、 マスクに形成されたパターンを所定の露光エネ ルギービームで照射し、 該マスクのパターンの像を投影光学系を介して基板上に 投影する投影露光装置において、 前記投影光学系に入射する入射総エネルギーに 応じた前記投影光学系の減衰率変動を記憶する減衰率特性記憶系と、 前記マスク を介して前記投影光学系に入射する入射総エネルギーを算出し、 該入射総エネル ギー値と減衰率特性記憶系に記憶された前記減衰率変動とに基づいて、 露光時に おける前記投影光学系の減衰率を求める系とを具備するものである。
前記減衰率変動は、 前記マスクを介して前記投影光学系に入射する入射総エネ ルギ一値の関数である。 前記マスクの透過率に基づいて、 前記マスクを介して前 記投影光学系に入射する入射総エネルギーを算出することができる。
前記投影露光装置は、 前記露光エネルギービームと前記マスクとを相対走査し て、 前記マスクのパターンの像を前記基板上に投影するものであってもよい。 前記露光エネルギービームと前記マスクとの相対位置情報を利用して、 前記マ スクを介して前記投影光学系に入射する入射総エネルギーを算出することもでき る。 前記相対位置情報は、 前記露光エネルギービームと前記マスクとの相対位置 に応じた前記マスクの光学特性である。 このマスクの光学特性は、 前記マスクの 透過率特性を含む。
前記マスクを介して前記投影光学系に入射する入射総エネルギーを計測する入 射エネルギー計測系を更に装備してもよい。 また、 前記投影光学系からの射出ェ ネルギーを計測する射出エネルギー計測系を更に装備してもよい。 さらに、 前記 入射エネルギー計測系と前記射出エネルギー計測系との計測結果に基づいて、 前 記減衰率変動を求めるようにしてもよい。 前記減衰率変動に基づいて、 前記基板 上に与えられる露光量を制御する露光制御系を更に装備してもよい。
前記減衰率特性記憶系は、 前記入射総エネルギーに対する前記投影光学系の減 衰率の他に、 前記露光エネルギービームの前記投影光学系への照射を停止した後 の経過時間に対する前記投影光学系の減衰率変動を記憶するようにしてもよい。 前記露光エネルギービームは、 紫外域の波長を有するエネルギービームが使用 される。
ここで、 投影光学系 P Lとしてジォプトリック系 （屈折系） を使用した場合、 主にそのレンズ素子の透過率の変化が投影光学系 P Lの光学的特性に大きく影響 を及ぼして、 投影光学系 P Lの減衰率がレンズ素子の透過率の変化によって変動 する。 一方、 投影光学系 P Lとして、 力夕ジォプトリック系 （反射屈折系） を使 用した場合、 そのレンズ素子の透過率の変化の他に反射光学素子の反射率の変化 が投影光学系 P Lの光学的特性に大きく影響を及ぼし、 投影光学系 P Lの減衰率 がレンズ素子の透過率の変化と反射光学素子の反射率の変化によって変動する。 したがって、 本明細書では、" 投影光学系 P Lの減衰率" を使用する。 そして、 この投影光学系 P Lの減衰率の変動は、 ジォプトリック系 （屈折系） を使用した 投影光学系 P Lの場合では、 透過率の変動を意味し、 力夕ジォプトリック系 （反 射屈折系） を使用した投影光学系 P Lの場合では、 透過率の変動と反射率の変動 を意味する。
斯かる本発明によれば、 投影光学系に入射する入射総エネルギーのエネルギー 値の関数として投影光学系の減衰率変動を記憶しておき、 実際の露光時には露光 開始、 即ち露光エネルギービームの照射開始時から投影光学系に入射するェネル ギ一を計測し、 このエネルギー値を先に記憶しておいた減衰率変動に代入するこ とによって、 ほぼリアルタイムで高精度に投影光学系の減衰率が推定できる。 し たがって、 減衰率の変化を相殺するように露光量を制御することによって、 投影 光学系の減衰率変動によって発生する基板上での照度変動 （又はパルスエネルギ 一変動） に起因した露光量の制御精度の劣化が防止できる。
また、 減衰率特性記憶系は、 露光エネルギービームの照射を停止した後の経過 時間に対する投影光学系の減衰率変動を記憶することが望ましい。 これによつて、 露光エネルギービームの照射の中断後に投影光学系の透過率、 反射率等の光学的 特性がすぐに十分回復しない場合でも、 高精度に投影光学系の減衰率の変化を推 定できる。
また、 マスク及び基板をそれぞれ移動するステージ系を備え、 露光時にそのス テージ系を介してそのマスク及びその基板をその投影光学系に対して相対的に同 期走査してもよい。 これは本発明を走査露光方式の投影露光装置に適用したこと を意味する。 この場合、 露光量を制御するためには、 露光光源の出力を制御する 他に、 走査速度を制御してもよい。
本発明の投影露光装置の製造方法は、 マスクに形成されたパターンを所定の露 光エネルギービームで照射し、 該マスクのパターンの像を投影光学系を介して基 板上に投影する投影露光装置の製造方法において、 前記投影光学系に入射する入 射総エネルギーに応じた前記投影光学系の減衰率変動を記憶する減衰率特性記憶 系を装備するステップと、 前記マスクを介して前記投影光学系に入射する入射総 エネルギーを算出し、 該入射総エネルギー値と減衰率特性記憶系に記憶された前 記減衰率変動とに基づいて、 露光時における前記投影光学系の減衰率を求める系 を装備するステップとを具備してなる。
また、 本発明の露光方法は、 マスクに形成されたパターンを所定の露光エネル ギービームで照射し、 該マスクのパターンの像を投影光学系を介して基板上に投 影する露光方法にして、 前記投影光学系に入射する入射総エネルギーに応じた前 記投影光学系の減衰率変動を求めることと、 前記マスクを介して前記投影光学系 に入射する入射総エネルギー値と前記減衰率変動とに基づいて、 前記投影光学系 の減衰率を求めることからなる。
ここで、 投影光学系の減衰率を計測する際に、 マスクのパターン存在率 （又は パターン透過率） で補償し、 基板に対する露光時に、 マスクのパターン存在率で 補償して得られる減衰率に基づいてその基板に対するその露光エネルギービーム の露光量を制御することが望ましい。 これによつて、 マスクのパターン存在率 （パ ターン透過率） の影響で投影光学系の減衰率が誤計測されることが防止される。 また、 本発明の回路デバイスの製造方法は、 マスクのパターンの像を投影光学 系を介して基板上に投影して所定の回路デバイスを製造するための回路デバイス の製造方法であって、 前記基板上に感光材料を塗布する第 1工程と、 前記マスク を介して前記投影光学系に入射する入射総エネルギーに対する前記投影光学系の 減衰率変動と、 該入射総エネルギーとに基づいて、 露光時における前記投影光学 系の減衰率を求め、 該減衰率を使って前記基板上への露光量を制御して前記マス クのパターンの像を前記基板に露光する第 2行程と、 前記基板の現像を行う第 3 行程とを有するものである。 これにより、 露光工程で適正な露光量が得られるた め、 回路パターンの転写忠実度が向上する。
図面の簡単な説明
図 1は本発明の実施の形態で使用される投影露光装置を示す概略構成図である。 図 2は本発明の実施の形態で投影光学系 P Lの透過率 （減衰率） の計測を行う ために、 照射量モニタ 3 2を投影光学系 P Lの露光領域に移動した状態を示す一 部機能ブロック図を含む構成図である。
図 3は本発明の第 1の実施の形態における投影光学系 P Lの透過率 （減衰率） 計測動作、 及び露光動作を示すフローチャートである。
図 4は本発明の第 2の実施の形態における投影光学系 P Lの透過率 （減衰率） 計測動作、 及び露光動作を示すフローチャートである。
図 5は本発明の第 3の実施の形態における投影光学系 P Lの透過率 （減衰率） 計測動作、 及び露光動作を示すフローチャートである。
図 6はその第 3の実施の形態で計測される紫外パルス光の照射停止以後の投影 光学系 P Lの透過率 （減衰率） の変化の一例を示す図である。
図 7はその第 3の実施の形態において回路パターンを形成する工程の一例を示 すフローチャートである。
発明を実施する最良の形態
以下、 本発明の第 1の実施の形態につき図面を参照して説明する。 本例は、 ス テツプ ·アンド ·スキャン方式の投影露光装置で露光を行う場合に本発明を適用 したものである。
図 1は、 本例の投影露光装置の概略構成を示し、 この図 1において、 A r Fェ キシマレーザ光源 1からの波長 1 9 3 n mで狭帯化された露光光としての紫外パ ルス光 I Lは、 露光装置本体との間で光路を位置的にマッチングさせるための可 動ミラー等を含むビームマッチングユニット （B MU) 3を通り、 遮光性のパイ プ 5を介して光アツテネー夕としての可変減光器 6に入射する。 ウェハ上のレジ ストに対する露光量を制御するための露光制御ュニット 3 0力 A r Fエキシマ レーザ光源 1の発光の開始及び停止、 並びに発振周波数、 及びパルスエネルギー で定まる出力を制御すると共に、 可変減光器 6における紫外パルス光に対する減 光率を段階的、 又は連続的に調整する。 なお、 露光光としては、 波長 2 4 8 n m の r Fエキシマレ一ザ光、 又はその他の波長 2 5 0 n m程度以下のレーザ光等 を使用する場合にも本発明が適用される。
可変減光器 6を通った紫外パルス光 I Lは、 所定の光軸に沿って配置されるレ ンズ系 7 A, 7 Bよりなるビーム整形光学系を経てフライアイレンズ 1 1に入射 する。 このように、 本例ではフライアイレンズ 1 1は 1段であるが、 照度分布均 一性を高めるために、 例えば特開平 1—2 3 5 2 8 9号公報 （米国特許第 5， 3 0 7 , 2 0 7号） に開示されているように、 フライアイレンズを直列に 2段配置 するようにしてもよい。 フライアイレンズ 1 1の射出面には照明系の開口絞り系 1 2が配置されている。 開口絞り系 1 2には、 通常照明用の円形の開口絞り、 複 数の偏心した小開口よりなる変形照明用の開口絞り、 輪帯照明用の開口絞り等が 切り換え自在に配置されている。 フライアイレンズ 1 1から射出されて開口絞り 系 1 2中の所定の開口絞りを通過した紫外パルス光 I Lは、 減衰率が高く反射率 が低いビ一ムスプリッ夕 8に入射する。 ビームスプリッ夕 8で反射された紫外パ ルス光は、 光電検出器よりなるインテグレ一タセンサ 9に入射し、 インテグレー 夕センサ 9の検出信号は露光制御ュニット 3 0に供給されている。
ビ一ムスプリッタ 8の透過率、 及び反射率は予め高精度に計測されて、 露光制 御ユニット 3 0内のメモリに記憶されており、 露光制御ユニット 3 0は、 インテ グレー夕センサ 9の検出信号より間接的に投影光学系 P Lに対する紫外パルス光 I Lの入射光量、 及びその積分値をモニタできるように構成されている。 なお、 投影光学系 P Lに対する入射光量をモニタするためには、 図 1中に 2点鎖線で示 すように、 例えばレンズ系 7 Aの前にビームスプリツ夕 8 Aを配置し、 このビー ムスプリッ夕 8 Aからの反射光を光電検出器 9 Aで受光し、 光電検出器 9 Aの検 出信号を露光制御ュニット 3 0に供給するようにしてもよい。 ビームスプリッ夕 8を透過した紫外パルス光 I Lは、 コンデンサレンズ系 1 4 を経てレチクルブラインド機構 1 6内の固定照明視野絞り （固定ブラインド） 1 5 Aに入射する。 固定ブラインド 1 5 Aは、 例えば特開平 4一 1 9 6 5 1 3号公 報 （米国特許第 5， 4 7 3 , 4 1 0号） に開示されているように、 投影光学系 P Lの円形視野内の中央で走査露光方向と直交した方向に直線スリット状、 又は矩 形状 （以下、 まとめて 「スリット状」 と言う） に伸びるように配置された開口部 を有する。 更に、 レチクルブラインド機構 1 6内には、 固定ブラインド 1 5 Aと は別に照明視野領域の走査露光方向の幅を可変とするための可動ブラインド 1 5 Bが設けられ、 この可動ブライント 1 5 Bによってレチクルステージの走査移動 ストロークの低減、 レチクル Rの遮光帯の幅の低減を図っている。 可動ブライン ド 1 5 Bの開口率の情報は露光制御ユニット 3 0にも供給され、 インテグレー夕 センサ 9の検出信号から求められる入射光量にその開口率を乗じた値が、 投影光 学系 P Lに対する実際の入射光量となる。
レチクルブラインド機構 1 6の固定ブラインド 1 5 Aでスリット状に整形され た紫外パルス光 I Lは、 結像用レンズ系 1 7、 反射ミラ一 1 8、 及び主コンデン サレンズ系 1 9を介して、 レチクル Rの回路パターン領域上で固定ブラインド 1 5 Aのスリツト状の開口部と相似な照明領域を一様な強度分布で照射する。 即ち、 固定ブラインド 1 5 Aの開口部、 又は可動ブラインド 1 5 Bの開口部の配置面は、 結像用レンズ系 1 7と主コンデンサレンズ系 1 9との合成系によってレチクル R のパターン面とほぼ共役となっている。
紫外パルス光 I Lのもとで、 レチクル Rの照明領域内の回路パターンの像が両 側テレセントリックな投影光学系 P Lを介して所定の投影倍率 β ( βは例えば 1 / 4 , 1 Z 5等） で、 投影光学系 P Lの結像面に配置されたウェハ W上のレジス 卜層のスリット状の露光領域に転写される。 その露光領域は、 ウェハ上の複数の ショット領域のうちの 1つのショット領域上に位置している。 本例の投影光学系 P Lは、 ジォプ卜リック系 （屈折系） であるが、 カタジォプトリック系 （反射屈 折系） も使用できることは言うまでもない。 以下、 投影光学系 P Lの光軸 A Xに 平行に Z軸を取り、 Z軸に垂直な平面内で走査方向 （ここでは図 1の紙面に平行 な方向） に X軸を取り、 走査方向に直交する非走査方向 （ここでは図 1の紙面に 垂直な方向） に Y軸を取って説明する。
このとき、 レチクル Rは、 レチクルステージ 20 Α上に吸着保持され、 レチク ルステージ 2 OAは、 レチクルベース 20 B上に X方向に等速移動できると共に、 X方向、 Y方向、 回転方向に微動できるように載置されている。 レチクルステー ジ 2 OA (レチクル R) の 2次元的な位置、 及び回転角は駆動制御ユニット 22 内のレーザ干渉計によってリアルタイムに計測されている。 この計測結果、 及び 装置全体の動作を統轄制御するコンピュータよりなる主制御系 27からの制御情 報に基づいて、 駆動制御ユニット 22内の駆動モータ （リニアモ一夕やボイスコ ィルモー夕等） は、 レチクルステージ 2 OAの走査速度、 及び位置の制御を行う。 —方、 ウェハ Wは、 ウェハホルダ WHを介して Zチルトステージ 24 Z上に吸 着保持され、 Zチルトステージ 24 Zは、 投影光学系 PLの像面と平行な XY平 面に沿って 2次元移動する XYステージ 24 XY上に固定され、 Zチルトステ一 ジ 24 Z及び XYステージ 24 XYよりウェハステージ 24が構成されている。 Zチル卜ステージ 24 Zは、 ウェハ Wのフォーカス位置 （Z方向の位置）、 及び傾 斜角を制御してウェハ Wの表面をオートフォーカス方式、 及びオートレべリング 方式で投影光学系 PLの像面に合わせ込み、 XYステージ 24XYはウェハ Wの X方向への等速走査、 及び X方向、 Y方向へのステッピングを行う。 Zチルトス テージ 24 Z (ウェハ W) の 2次元的な位置、 及び回転角は駆動制御ユニット 2 5内のレーザ干渉計によってリアルタイムに計測されている。 この計測結果及び 主制御系 27からの制御情報に基づいて、 駆動制御ュニット 25内の駆動モー夕 (リニアモー夕等） は、 XYステージ 24XYの走査速度、 及び位置の制御を行 う。 ウェハ Wの回転誤差は、 主制御系 27及び駆動制御ユニット 22を介してレ チクルステージ 2 OAを回転することで補正される。
主制御系 27は、 レチクルステージ 20 A、 及び XYステージ 24XYのそれ ぞれの移動位置、 移動速度、 移動加速度、 位置オフセット等の各種情報を駆動制 御ユニット 22及び 25に送る。 そして、 走査露光時には、 レチクルステージ 2 OAを介して紫外パルス光 I Lの照明領域に対してレチクル Rが +X方向 （又は — X方向） に速度 V rで走査されるのに同期して、 XYステージ 24XYを介し てレチクル Rのパターン像の露光領域に対してウェハ Wが— X方向 （又は +X方 向） に速度 )3 * V r ( ]3はレチクル Rからウェハ Wへの投影倍率） で走査される。 また、 主制御系 2 7は、 上述のレチクルブラインド機構 1 6内に設けられてい る可動ブラインド 1 6 Bの各ブレードの移動を走査露光時のレチクルステージ 2 O Aの移動と同期するための制御を行う。 更に主制御系 2 7は、 ウェハ W上の各 ショット領域のレジストを適正露光量で走査露光するための各種露光条件を設定 して、 露光制御ユニット 3 0とも連携して最適な露光シーケンスを実行する。 即 ち、 ウェハ W上の 1つのショット領域への走査露光開始の指令が主制御系 2 7か ら露光制御ュニッ卜 3 0に発せられると、 露光制御ュニット 3 0は A r Fエキシ マレーザ光源 1の発光を開始すると共に、 インテグレー夕センサ 9を介して投影 光学系 P Lに対する入射光量の積分値を算出する。 その積分値は走査露光開始時 に 0にリセットされている。 そして、 露光制御ユニット 3 0では、 後述のように その入射光量の積分値より投影光学系 P Lの透過率 （減衰率） を逐次算出し、 こ の透過率 （減衰率） に応じて、 走査露光後のウェハ W上のレジストの各点で適正 露光量が得られるように、 A r Fエキシマレーザ光源 1の出力 （発振周波数、 及 びパルスエネルギー） 及び可変減光器 6の減光率を制御する。 そして、 当該ショ ット領域への走査露光の終了時に、 A r Fエキシマレーザ光源 1の発光が停止さ れる。
また、 本例の Zチルトステージ 2 4 Z上のウェハホルダ WHの近傍には光電検 出器よりなる照射量モニタ 3 2が設置され、 照射量モニタ 3 2の検出信号も露光 制御ュニット 3 0に供給されている。 照射量モニタ 3 2は、 投影光学系 P Lによ る露光領域の全体を覆う大きさの受光面を備え、 X Yステージ 2 4 X Yを駆動し てその受光面を投影光学系 P Lの露光領域を覆う位置に設定することで、 投影光 学系 P Lを通過した紫外パルス光 I Lの光量を計測できる。 本例では、 インテグ レ一夕センサ 9及び照射量モニタ 3 2の検出信号を用いて投影光学系 P Lの透過 率 （減衰率） を計測する。 なお、 照射量モニタ 3 2の代わりに、 その露光領域内 での光量分布を計測するためのピンホール状の受光部を有する照度むらセンサを 使用してもよい。
本例では A r Fエキシマレ一ザ光源 1を用いているため、 パイプ 5内から可変 減光器 6、 レンズ系 7 A， 7 B、 更にフライアイレンズ 1 1〜主コンデンサレン W ズ系 1 9までの各照明光路を外気から遮断するサブチャンバ 3 5が設けられ、 そ のサブチャンバ 3 5内の全体には配管 3 6を通して酸素含有率を極めて低く抑え た乾燥窒素ガス（N2)が供給される。同様に、投影光学系 P Lの鏡筒内部の空間（複 数のレンズ素子間の空間） の全体にも配管 3 7を介して乾燥窒素ガスが供給され る。
その乾燥窒素ガスの供給は、 サブチャンバ 3 5や投影光学系 P Lの鏡筒の気密 性が高い場合は、 一度大気との完全な置換が行われた後はそれ程頻繁に行う必要 はない。 しかしながら、 光路内に存在する各種の物質 （硝材、 コ一卜材、 接着剤、 塗料、 金属、 セラミックス等） から生じる水分子や炭化水素分子等が光学素子の 表面に付着して起こる透過率 （減衰率） 変動を考慮すると、 温度制御された窒素 ガスを光路内で強制的にフローさせつつ、 ケミカルフィルタゃ静電フィル夕によ つてそれらの不純物分子を除去していくことも必要である。
次に、 本例の投影露光装置における投影光学系 P Lの透過率 （減衰率） 計測系 にっき図 2を参照して説明する。 投影光学系 P Lの透過率 （減衰率） 計測を行う 場合には、 図 2に示すように、 X Yステージ 2 4 X Yを駆動して照射量モニタ 3 2の受光面が投影光学系 P Lの露光領域に設定される。 そして、 A r Fエキシマ レーザ光源 1のパルス発光が開始されて、 ビームスプリッ夕 8に入射する紫外パ ルス光 I Lの一部が反射されて、 紫外パルス光 I L 1としてィンテグレー夕セン サ 9に入射する。 これと共に、 投影光学系 P Lを通過した紫外パルス光 I L 2は、 照射量モニタ 3 2に入射し、 インテグレー夕センサ 9の検出信号、 及び照射量モ 二夕 3 2の検出信号は並列に露光制御ュニット 3 0に取り込まれる。
図 2において、 インテグレー夕センサ 9の検出信号は、 露光制御ユニット 3 0 内でピークホールド （P /H) 回路 6 1、 及びアナログ ·デジタル変換器 （以下、 「AD C」 と呼ぶ） 6 2を介して入射エネルギ E iとして直接透過率 （減衰率） 計算部 6 3、 及び入射光量積分部 6 4に供給されている。 直接透過率 （減衰率） 計算部 6 3、 入射光量積分部 6 4、 及び後述の透過率 （減衰率） 演算部 6 7、 制 御部 6 9は、 本例ではそれぞれマイクロプロセッサによって実行されるソフトゥ エア上の機能を表すものであるが、 それらの機能をそれぞれハ一ドウエアで実現 してもよいことは言うまでもない。 W 一方、 照射量モニタ 32の検出信号は、 露光制御ュニット 30内でピークホ一 ルド回路 65、 及び ADC 66を介して透過エネルギ E oとして直接透過率 （減 衰率） 計算部 63に供給されている。 直接透過率 （減衰率） 計算部 63では、 透 過エネルギー Eoを入射エネルギー E iで除算して投影光学系 PLの透過率 （減 衰率） T (=EoZE i) を算出し、 算出した透過率 （減衰率） Tを透過率 （減 衰率） 演算部 67に供給する。 また、 入射光量積分部 64では、 入射する紫外パ ルス光毎に入射エネルギー E iを積分 （積算） して入射総エネルギー eを算出し、 算出した入射総エネルギー eを透過率 （減衰率） 演算部 67に供給する。 入射総 エネルギー eは、 パルス発光の開始直前に 0にリセットされている。 透過率 （減 衰率） 演算部 67は、 供給される透過率 （減衰率） Tを供給される入射総ェネル ギー eの関数 （2次以上の高次関数、 又は指数関数等） T (e) で近似し、 この 関数 T (e) をメモリ 68に格納する。 そして、 露光時に透過率 （減衰率） 演算 部 67は、 入射光量積分部 64から供給される入射総エネルギー eをそのメモリ 68から読み出された関数 T (e) に代入することによって現在の投影光学系 P Lの透過率 （減衰率） T (now) を求め、 この透過率 （減衰率） T (now) を制御部 69に供給する。 不図示であるが、 制御部 69には、 ADC 62からの 入射エネルギー E iも供給されており、 制御部 69では、 その入射エネルギー E i、 及び透過率 （減衰率） T (now) を用いてウェハ W上のレジストの各点で の紫外パルス光の露光量が適正露光量となるように A r Fエキシマレ一ザ光源 1 の出力、 及び可変減光器 6における透過率を制御する。
次に、 本例において投影光学系 PLの透過率 （減衰率） の変化を計測し、 その 計測結果に基づいて露光量制御を行いながら走査露光を行う場合の動作につき、 図 3のフローチャートを参照して説明する。 その透過率 （減衰率） の計測は、 例 えば投影露光装置の稼働開始時や露光動作開始時等に行われる。
先ず、 図 3のステップ 101において、 図 2に示すように、 照射量モニタ 32 の受光面が投影光学系 PLの露光領域に設定され、 固定ブラインド 15 A及び可 動ブラインド 15 Bの総合的な開口率が 100 %に設定される。 この例では、 投 影光学系 PLに対する入射エネルギーの最大値と透過率 （減衰率） との関係を求 めるのが目的であるため、 レチクル Rがレチクルステージ 2 OAから取り外され、 レチクルステージ 2 0 Aの走査も行われない。 そして、 A r Fエキシマレーザ光 源 1のパルス発光が開始される。
それに続くステップ 1 0 2において、 図 2の露光制御ュニッ卜 3 0ではインテ グレー夕センサ 9及び照射量モニタ 3 2の出力信号を並列に取り込むことによつ て、 投影光学系 P Lに実際に入射するエネルギーに対応する入射エネルギー E i、 及び投影光学系 P Lを実際に通過するエネルギーに対応する透過エネルギー E o が生成される。 そして、 パルス発光毎に、 図 2の入射光量積分部 6 4では、 入射 エネルギー E iを積分してそれまでの入射総エネルギー eを算出し、 直接透過率 (減衰率） 計算部 6 3では透過率 （減衰率） T (= E o / E i ) を算出する。 こ の動作は計測終了までパルス発光毎に連続的に実行される。 なお、 露光光が連続 光であれば、 ピークホールド回路 6 1， 6 5の変わりにサンプルホールド回路'を 使用して、 入射光量積分部 6 4では検出信号を所定のサンプリングレートで順次 積算すればよく、 直接透過率 （減衰率） 計算部 6 3では所定の時間間隔で透過率 (減衰率） Tを算出すればよい。
次に、 ステップ 1 0 3において、 露光制御ュニット 3 0内の透過率 （減衰率） 演算部 6 7では、 例えば 1ショッ卜の露光時間に対して十分短い間隔になるよう な計測間隔で、 各計測時点での入射総エネルギー e、 及び透過率 （減衰率） Tを 取り込む。 次のステップ 1 0 4では、 計測終了かどうかが判定されるが、 計測終 了時の入射総エネルギー eが 1ショッ卜の露光の間に蓄積される入射総エネルギ —に対して十分大きくなるように計測時間が設定されている。 計測時間は、 一例 として数 s e c〜数 1 0 s e cである。 そして、 ステップ 1 0 3の透過率 （減衰 率） 演算部 6 7による計測データの取り込み動作 （計算動作） を所定の計測間隔 で繰り返して、 所定の計測時間が経過した後、 動作はステップ 1 0 4からステツ プ 1 0 5に移行して、 透過率 （減衰率） 演算部 6 7では、 一連の入射総エネルギ —eの関数として投影光学系 P Lの透過率 （減衰率） T ( e ) を求めてメモリ 6 8に格納する。 これは、 入射エネルギー E iに対する投影光学系 P Lの透過率 （減 衰率） 変化の状態を記憶するのと等価である。 その透過率（減衰率） の関数 T ( e ) は走査露光中のステップ 1 0 9で使用される。
その後、 走査露光を行う場合、 ステップ ·アンド ·スキャン方式の投影露光装 置ではステップ'アンド ' リピート方式とは異なり、 露光量制御を走査速度と露 光光源の光量制御 （可変減光器 6の減光率制御を含む） との両方を用いて行うこ とが行われる。 即ち、 ウェハ上の 1点について考えると、 その点が投影光学系 P Lによるスリツ卜状の露光領域を通過する時間中に、 レジスト感度等から定まる 所定の露光量がその点に対して照射されるようにウェハステージ 2 4の走査速度 及び露光光源の光量を制御する。
ここで、 A r Fエキシマレーザ光源 1の単位時間当たりの出力 （即ち、 発振周 波数 Xパルスエネルギー） の基準値を E。 [W] とする。 更に、 以下ではその出力 は可変減光器 6での減光率を乗じた値とする。 そして、 投影光学系 P Lの初期減 衰率を T0、 スリット状の露光領域の面積を S [ c m2] , その露光領域の走査方向 の長さを L [mm] , レジスト感度を I [ J Z c m2] とすると、 走査露光時のゥェ ハステージ 2 4の走査速度の初期値 Vw。 [mmZ s e c ] は、 次のようになる。
Vw0= (い Ε。 · T0) （ I · S ) ( 1 )
走査露光開始直後には、 ウェハステージ 2 4がその走査速度となるように、 レ チクル Rとウェハ Wとの相対的な位置関係を維持しつつ走査が行われる。
即ち、 走査露光が開始されると、 図 3のステップ 1 0 6において、 図 1に示す ようにレチクルステージ 2 O A上にレチクル Rが載置され、 ウェハステージ 2 4 上のウェハホルダ WHにレジストが塗布されたウェハ Wがロードされる。 そして、 露光制御ュニット 3 0内で入射総エネルギー eが 0にリセッ卜された後、 レチク ルステージ 2 0 A及びウェハステージ 2 4の走査が開始され、 走査の同期が取ら れた時点で A r Fエキシマレ一ザ光源 1のパルス発光が開始され、 インテグレー 夕センサ 9の検出信号の露光制御ユニット 3 0への取り込みも開始される。 その 後、 次第に可動ブラインド 1 5 Bが開いてレチクル Rのパターン像のウェハ W上 の当該ショット領域への転写が開始される。 固定ブラインド 1 5 A、 及び可動ブ ラインド 1 5 Bの総合的な開口率の情報は、 図 2の入射光量積分部 6 4に供給さ れている。
そして、 ステップ 1 0 7において、 パルス発光毎に図 2のインテグレー夕セン サ 9、 ピークホールド回路 6 1、 及び AD C 6 2を介して入射エネルギー E i力 計測され、 この入射エネルギー E iが順次入射光量積分部 6 4に供給される。 そ れに続くステップ 108において、 入射光量積分部 64では、 パルス発光毎に供 給される入射エネルギー E iにそのときの開口率を乗じて得られるエネルギーを 積算してそれまでの入射総エネルギー eを求め、 この露光開始からの入射総エネ ルギー eを透過率 （減衰率） 演算部 67に供給する。 次のステップ 109におい て、 透過率 （減衰率） 演算部 67では、 メモリ 68から読み出した透過率 （減衰 率） を表す関数 T (e) (即ち、 透過率データ） にその入射総エネルギー eを代入 して、 所定の時間間隔で現在の投影光学系 PLの透過率 （減衰率） T (n ow) を算出し、 算出した透過率 （減衰率） T (n ow) を制御部 69に供給する。 こ の計算の頻度は、 1ショットの露光時間に対して十分短くなるようにする。 即ち、 1ショッ卜の露光時間中において、 複数回にわたって投影光学系 PLの透過率 （減 衰率） 計算を繰り返し、 常にほぼリアルタイムで現時点での透過率 （減衰率） を 求めるようにする。
次のステップ 1 10で、 制御部 69は、 供給された透過率 （減衰率） T (n o w) に基づいて紫外パルス光 I Lの出力を制御する。 ここでは、 ウェハステージ 24の走査速度 Vwを （1) 式の Vwoから変化させないものとすると、 ウェハ W 上の各点での露光量を一定にするためには、 紫外パルス光 I Lのウェハ Wの表面 (ウェハ面） での照度 （単位時間当たり、 単位面積当たりのエネルギー） を一定 にすればよい。 即ち、 投影光学系 PLの透過率 （減衰率） T (n ow) の変化を 相殺するように （その透過率 （減衰率） T (now) に反比例させて）、 Ar Fェ キシマレ一ザ光源 1の出力を変化させればよい。 具体的に、 そのようにして求め た或る時点 tにおける投影光学系 PLの透過率 （減衰率） T (now) の値を Tし 投影光学系 PLの初期透過率 （減衰率） を T。、 Ar Fエキシマレ一ザ光源 1の出 力の基準値 （初期値） を E。として、 ウェハ面での紫外パルス光 I Lの照度を一定 にするための A r Fエキシマレ一ザ光源 1の目標出力を E( とすると、 E,は以下 のように求められる。
Et=E0X (T0/T,) (2)
そこで、 制御部 69は、可変減光器 6を通過する紫外パルス光 I Lの出力が（2) 式より求めた目標出力 Etとなるように、 A r Fエキシマレーザ光源 1の出力 （発 振周波数、 及びパルスエネルギー）、 又は可変減光器 6での減光率を制御する。 次 に、 ステップ 1 1 1で走査露光が終了していないときには、 動作は再びステップ 1 0 7〜1 1 0に戻って所定の時間間隔で投影光学系 P Lの透過率 （減衰率） の 計算、 紫外パルス光 I Lの目標出力 E (の計算、 及び A r Fエキシマレ一ザ光源 1 の出力制御が行われる。 そして、 走査露光が終了したときには、 動作はステップ 1 1 1からステップ 1 1 2に移行して、 A r Fエキシマレ一ザ光源 1の発光が停 止され、 1ショット分の露光が終了した後 （ステップ 1 1 3 )、 次のショット領域 への露光動作が開始される （ステップ 1 1 4 )。 次のショット領域の露光開始時に は、 投影光学系 P Lの透過率 （減衰率） はステップ 1 0 6での初期透過率 （減衰 率） にほぼ回復しているものとして透過率 （減衰率） の計算が開始される。
このように本例によれば、 インテグレー夕センサ 9を介して計測される投影光 学系 P Lへの入射エネルギーの積分値に基づいて投影光学系 P Lの透過率 （減衰 率） をほぼリアルタイムで計測し、 この計測結果に基づいてウェハ面での紫外パ ルス光 I Lの照度が一定になるように A r Fエキシマレ一ザ光源 1の出力を制御 しているため、 投影光学系 P Lの透過率 （減衰率） が変化する場合でもウェハ W 上の各ショット領域の全面を適正露光量で露光できる。
なお、 上述の実施の形態では、 投影光学系 P Lの透過率 （減衰率） に応じて A r Fエキシマレーザ光源 1の出力を制御しているが、 （1 ) 式より分かるように、 露光光源の出力 E。が一定であれば、 投影光学系 P Lの透過率 （減衰率） T。とゥ ェハステージ 2 4の走査速度 VwQとは比例する関係にある。 そこで、 投影光学系 P Lの透過率 （減衰率） T ( n o w) が変化した場合には、 露光光源の出力を一 定にしておいて、 透過率 （減衰率） T ( n o w) に比例してウェハステージ 2 4 の走査速度を制御してもよい。 但し、 この制御は、 走査速度がステージ系で定ま る上限に達しない範囲で行うことができる。
次に、 本発明の第 2の実施の形態につき説明する。 本例でも図 1の投影露光装 置を使用するが、 投影光学系 P Lの透過率 （減衰率） の変化の計測方法が異なつ ている。 そこで、 本例における投影光学系 P Lの透過率 （減衰率） の変化の計測 動作、 及び走査露光動作につき、 図 4のフローチャートを参照して説明する。 本 例では投影光学系 P Lの透過率 （減衰率） 変化を計測する際に、 実際に露光する レチクル Rを使用してこれを実際の露光時と同様に走査させる。 この計測の際の 図 1のレチクルステージ 2 OA (レチクル R) の走査速度を Vm、 Ar Fエキシマ レーザ光源 1の出力を Em として、 それらの実際の走査露光時の走査速度を Ve、 出力を Eeとすると、 これらの間には以下の関係が成り立つようにする。
Vm/Em=Ve/Ee (3)
即ち、 走査開始から或る任意の位置までレチクル Rを走査する間に投影光学系 PLに入射する総光量が、 計測時と走査露光時とで同一になるようにする。 当然 ながら、 Vm=Ve となるのが望ましい。 なお、 この計測の際、 図 2の投影光学系 PLに実際に入射する光量は、 インテグレー夕センサ 9で計測される入射エネル ギ一 E iにレチクル Rのパターン透過率 （==照明領域内の透過部の面積 Zレチク ル R上の照明領域の面積） を掛け合わせた光量である。 なお、 パターン透過率は 1からパターン存在率を差し引いた値でもあるため、 このパターン存在率を使用 してもよい。 また、 照射量モニタ 32を介して計測される透過エネルギー Eoは、 入射する光量にレチクル Rのパターン透過率と、 投影光学系 PLの透過率 （減衰 率） とを掛け合わせたものとなる。 ここで、 パターン透過率はレチクル Rの設計 データよりレチクル Rの位置 Xの関数として既知であり、 求める対象は投影光学 系 PLの透過率 （減衰率） である。 そこで、 インテグレー夕センサ 9を介して計 測される入射エネルギー E i、 照射量モニタ 32を介して計測される透過エネル ギ一 Eoを用いて、 レチクル Rのパターン透過率 （透過率） を位置 Xの関数 TR (X)、 投影光学系 PLの透過率 （減衰率） を Tとすれば、 以下の式より投影光学 系 PLの透過率 （減衰率） Tが求まる。 より正確には、 そのパターン透過率の関 数 TR (X) には、 固定ブラインド 15 A及び可動ブラインド 15 Bの総合的な 開口率が乗じられている。
T= (1/TR (X)) X (Eo/E i) (4)
そこで、 先ず図 4のステップ 121において、 投影光学系 PLの露光領域に照 射量モニタ 32の受光面が設定され （図 2参照）、 レチクルステージ 2 OA上にレ チクル Rが載置され、 レチクルステージ 2 OAは走査開始位置に移動する。 次の ステップ 122において、 図 1の主制御系 27によって例えば不図示のホストコ ンピュー夕よりレチクル Rの設計データ （レチクルデータ） が呼び出され、 レチ クル Rの走査方向の位置 Xに対応するパターン透過率 TR (X) が算出される。 その後、 ステップ 1 2 3において、 主制御系 2 7の指令によって実際の露光時と 同様にレチクルステージ 2 O A (レチクル R ) の走査が開始され、 A r Fエキシ マレーザ光源 1の発光も開始される。 レチクル Rは +方向、 又は一 X方向に走査 終了位置まで走査される。
そして、 ステップ 1 2 4で、 駆動制御ュニット 2 2を介して計測されたレチク ルステ一ジ 2 0 Aの位置 Xが主制御系 2 7に供給され、 パルス発光毎にィンテグ レー夕センサ 9を介して計測される入射エネルギー E iが直接透過率 （減衰率） 計算部 6 3、 及び入射光量積分部 6 4に供給され、 照射量モニタ 3 2を介して計 測される透過エネルギー E oが直接透過率 （減衰率） 計算部 6 3に供給される。 次のステップ 1 2 5において、 主制御系 2 7は、 レチクルステージ 2 O Aの位置 Xよりパルス発光の周期より短い周期で現在のパターン透過率 T R ( X ) を算出 し、 算出結果を直接透過率 （減衰率） 計算部 6 3、 及び入射光量積分部 6 4に供 給する。 入射光量積分部 6 4では、 パルス発光毎に入射エネルギー E iにそのパ ターン透過率 T R ( X) を乗じた値を積分 （積算） して入射総エネルギー eを算 出して透過率 （減衰率） 演算部 6 7に供給し、 直接透過率 （減衰率） 計算部 6 3 では、 入射エネルギー E i、 及び透過エネルギー E oを （4 ) 式に代入して投影 光学系 P Lの透過率 （減衰率） Tを計算し、 計算結果を透過率 （減衰率） 演算部 6 7に供給する。 次のステップ 1 2 6で計測終了となるまで、 即ちレチクル尺が 走査終了位置まで移動するまで、 所定の時間間隔でステップ 1 2 5の動作が繰り 返され、 計測が終了したときにステップ 1 2 7に移行して、 透過率 （減衰率） 演 算部 6 7では、 投影光学系 P Lの透過率 （減衰率） Tを入射総エネルギー eの関 数 T ( e ) として求め、 この関数 T ( e ) をメモリ 6 8に格納する。
その後、 実際に走査露光を行う場合には、 ステップ 1 2 8において、 図 3のス テツプ 1 0 6と同様に、 図 1に示すようにレチクル R及びウェハ Wの走査が開始 されて、 A r Fエキシマレーザ光源 1の発光が開始される。 そして、 ステップ 1 2 9において、 所定周期で駆動制御ュニッ卜 2 2によりレチクル Rの位置 Xの計 測が行われ、 パルス発光毎にインテグレー夕センサ 9による入射エネルギー E i の計測が行われる。 そして、 レチクル Rの位置 Xより算出されるパターン透過率 T R ( X) が図 2の入射光量積分部 6 4に供給され、 入射光量積分部 6 4は入射 エネルギー E iにそのパターン透過率 TR (X) を乗じた値を積分して入射総ェ ネルギ一 eを計算し、 計算結果を透過率 （減衰率） 演算部 67に供給する。 ステ ップ 130において、 透過率 （減衰率） 演算部 67では、 ステップ 127でメモ リ 68に記憶された関数 T (e) にその入射総エネルギー eを代入して現在の投 影光学系 PLの透過率 （減衰率） T (n ow) を算出し、 算出結果を制御部 69 に供給する。 そして、 制御部 69では、 ステップ 131において、 ステップ 1 1 0と同様に投影光学系 PLの透過率 （減衰率） の変動を相殺してゥェ八 W上での 紫外パルス光 I Lの照度が一定となるように、 Ar Fエキシマレーザ光源 1の出 力、 又は可変減光器 6の減光率を制御する。 その後のステップ 132〜135は ステップ 1 1 1〜1 14と同様であり、 当該ショット領域への走査露光、 及び次 のショット領域への露光準備が行われる。
この例によれば、 レチクルのパターン透過率も考慮しているため、 実際の走査 露光時の投影光学系 PLの透過率 （減衰率） の変動をより高精度に検出できる。 従って、 露光量の制御精度も向上している。
なお、 上記の例では透過率 （減衰率） 計測時にはレチクル Rは任意の方向に走 査されるものとしているが、 走査方向によって投影光学系 PLの透過率 （減衰率） を表す関数 T (e) の形が微妙に変化する恐れもある。 そこで、 走査方向毎にそ の関数 T l (e), T2 (e) を求めておき、 走査露光時には走査方向に応じてそ の関数 T l (e), T 2 (e) を使い分けるようにしてもよい。 これによつて、 レ チクルのパターン透過率が対称でない場合や、 レチクルの基板自体の透過率が対 称でない場合等にも、 高精度に露光量制御が行われる。
次に、 本発明の第 3の実施の形態につき説明する。 本例でも図 1の投影露光装 置を使用するが、 本例では紫外パルス光 I Lの照射停止後の投影光学系 PLの透 過率 （減衰率） の変動をも計測する。 即ち、 上記の第 1及び第 2の実施の形態に おいては、 投影光学系 PLの透過率 （減衰率） が紫外パルス光 I Lの照射停止後 に直ちに初期の状態に戻るという前提で、 単純に 1回の走査露光毎の照射のみ考 慮して投影光学系 PLの透過率 （減衰率） の変化を求めていた。 しかし、 紫外パ ルス光 I Lの照射停止後の回復速度によっては或るショッ卜の露光終了後、 次の ショットの露光開始までに透過率が初期状態まで十分回復しないことがあり得る。 特に、 低感度レジストが使用されている場合には、 大きな露光量を必要とするた めに透過率の変化が大きくなつて、 ショット間で透過率が初期状態まで回復しに くくなり、 投影露光装置のスループッ卜の向上を図るためにショット間のステツ ビング時間等を短縮する場合にも、 ショット間での透過率の回復が不十分となる 恐れがあるため、 紫外パルス光 I Lの照射停止後の透過率 （減衰率） 変動を考慮 する必要がある。
そこで、 本例における投影光学系 P Lの透過率 （減衰率） の変化の計測動作、 及び走査露光動作につき、 図 5のフローチャートを参照して説明する。 本例では、 先ず図 5のステップ 1 4 1〜 1 4 5において、 第 1の実施の形態のステップ 1 0 1 - 1 0 5と同様に （第 2の実施の形態のステップ 1 2 1〜 1 2 7と同様でもよ い）、 紫外パルス光 I Lの照射中の投影光学系 P Lの透過率 （減衰率） の変化を計 測し、 入射総エネルギー eの関数としてその透過率 （減衰率） T ( e ) を求めて メモリ 6 8に記憶する。 次に、 ステップ 1 4 7〜 1 5 0において、 照射をしない 場合の投影光学系 P Lの透過率 （減衰率） の変化を計測して経過時間の関数で表 す。
具体的に、 ステップ 1 4 6で投影光学系 P Lに例えば想定される最大の露光量 に所定のマージンを加えた露光量が照射された状態で、 A r Fエキシマレーザ光 源 1の発光を停止する。 その後、 ステップ 1 4 7で発光停止からの経過時間 tを 計測し、 所定の時間間隔でステップ 1 4 8において、 図 2の A r Fエキシマレー ザ光源 1に瞬間的に最小パルス数の発光を行わせて、 直接透過率 （減衰率） 計算 部 6 3において、 透過エネルギー E 0及び入射エネルギー E iより投影光学系 P Lの透過率 （減衰率） T (= E o / E i ) を算出し、 この透過率 （減衰率） Tを 透過率 （減衰率） 演算部 6 7に供給する。 この減衰率の計測を所定回数繰り返し、 計測が終了したときに動作はステップ 1 4 9からステップ 1 5 0に移行して、 透 過率 （減衰率） 演算部 6 7では、 投影光学系 P Lの透過率 （減衰率） Tを紫外パ ルス光 I Lの発光停止からの経過時間 tの関数 T ( t ) として近似し、 この関数 T ( t ) をメモリ 6 8に記憶する。 その関数 T ( t ) としては、 予め係数を未定 とした経過時間 tの 2次以上の関数、 又は指数関数等を使用できる。
図 6の曲線 7 0 Cは、 紫外パルス光 I Lの照射停止後の投影光学系 P Lの透過 率 （減衰率） T (= E o / E i ) の変化の一例を示し、 この図 6の横軸は照射停 止からの経過時間 t (hour)で、 縦軸は透過率 （減衰率） T (相対値） である。 ま た、 曲線 7 O Aは、 減衰率計測用に瞬間的に供給される入射エネルギー E i (相 対値） を示し、 曲線 7 0 Bは、 その入射エネルギー E iに対応して計測される透 過エネルギー E o (相対値） を示している。 その曲線 7 0 Cより分かるように、 紫外パルス光 I Lの照射停止後には、 投影光学系 P Lの透過率 （減衰率） Tは一 度大きく回復した後、 次第に低下している。 メモリ 6 8には、 その曲線 7 0 Cを 近似した経過時間 tの関数 T ( t ) が記憶される。
その後の走査露光時には、 図 1の主制御系 2 7から図 2の透過率 （減衰率） 演 算部 6 7に対して紫外パルス光 I Lの照射中か、 又は例えばショット間のステツ ビング中で紫外パルス光 I Lの照射が中断されているかを示す情報が供給される。 又は、 透過率 （減衰率） 演算部 6 7では、 A D C 6 2からの入射エネルギー E i の有無によって照射中かどうかを判定してもよい。 このようにして、 図 5のステ ップ 1 5 1において、 透過率 （減衰率） 演算部 6 7では、 紫外パルス光 I Lが照 射中かどうかを判定し、 照射中であるときには、 ステップ 1 5 2において、 所定 の時間間隔で入射光量積分部 6 4からの入射総エネルギー eを取り込み、 ステツ プ 1 5 3において、 この入射総エネルギー e、 及びステップ 1 4 4でメモリ 6 8 に記憶された関数 T ( e ) より投影光学系 P Lの現在の透過率 （減衰率） T ( n o w) を求める。 そして、 以下のステップ 1 5 4で図 3のステップ 1 1 0と同様 にその透過率 （減衰率） T ( n o w) の変化を相殺するように紫外パルス光 I L の出力を制御し、 以下ステップ 1 5 5で走査露光が終了するまで、 ステップ 1 5 2〜1 5 4の動作が繰り返される。
その後、 ステップ 1 5 5で走査露光が終了し、 ステップ 1 5 9で 1つのショッ ト領域への露光が終了すると、 ステップ 1 6 0で全部のショット領域への露光が 終了したかどうかが判定され、 露光が終了していないときには、 ステップ 1 5 1 に戻る。 この場合には、 ウェハステージ 2 4が次のショット領域を走査開始位置 に移動するためにステッピング中であり、 紫外パルス光 I Lの照射は中断してい るため、 動作はステップ 1 5 1からステップ 1 5 6に移行して、 透過率 （減衰率） 演算部 6 7は先ずその時点で入射光量積分部 6 4から供給されている入射総エネ ルギー e、 及びステップ 145で記憶された関数 T (e) より、 現在の投影光学 系 PLの透過率 （減衰率） TAを計算する。 そして、 次のショット領域への走査 露光が始まる直前にステップ 157において、 透過率 （減衰率） 演算部 67は、 紫外パルス光 I Lの照射中断からこれまでの経過時間 t、 及びステップ 1 50で 記憶された関数 T (t) より現在の投影光学系 PLの透過率 （減衰率） TBを算 出する。 この場合、 経過時間 tが 0での透過率 （減衰率） T (0) の値を Tじと すると、 ステップ 158において、 透過率 （減衰率） 演算部 67では、 一例とし て次式より現在の投影光学系 PLの実際の透過率 （減衰率） T (now) を算出 する。
T (n ow) =TA - TB/TC (5)
そして、 次のショット領域への走査露光が開始されて動作がステップ 1 51か らステップ 1 52に移行したときには、 投影光学系 PLの透過率 （減衰率） の初 期値を （5) 式で定まる値として、 露光量制御を行う。 このようにして各ショッ ト領域への走査露光が行われ、 ステップ 160で全部のショッ卜領域への露光が 終了したときにステップ 161で露光動作が終了する。
このように本例によれば、 ショッ卜間で紫外パルス光 I Lの照射が中断されて いる際の投影光学系 P Lの透過率 （減衰率） の変動も考慮されるため、 より高精 度にウェハ W上の各ショット領域への露光量が制御される。
次に、 図 5の走査露光を実際にウェハ W上に回路パターンを形成する工程で用 いる場合の動作の一例につき、 図 7のフローチャートを参照して説明する。 先ず、 図 7のステップ 171において、 図 1のレチクルステージ 20 A上にレチクル R がロードされる。 次のステップ 172において、 露光対象のウェハ （ウェハ と する） 上に金属膜を蒸着し、 ステップ 173において、 そのウェハ W上の金属膜 上にレジストを塗布した後、 ウェハ Wを図 1の投影露光装置のウェハステージ 2 4上にロードする。 次に、 ステップ 174において、 図 5のステップ 15 1〜1 61までの動作と同様に、 投影光学系 PLの透過率 （減衰率） の変化を相殺する ように、 即ちウェハ W上での紫外パルス光 I Lの照度が一定となるように紫外パ ルス光 I Lの光量を制御しながら、 レチクル Rのパターン像を走査露光方式でゥ ェハ W上の各ショット領域に露光する。 その後、 ステップ 1 7 5において、 ウェハ W上のレジストの現像を行い、 ステ ップ 1 7 6でそのレジストパターンをマスクとしてウェハ W上の金属膜のエッチ ングを行った後、 レジストパターンを除去することによって、 所望の回路パ夕一 ンがウェハ W上の各ショット領域に形成される。 その後、 ウェハ Wは次のレイヤ の回路パターンの形成工程に移行する。 この際に本例では、 ウェハ W上の各ショ ット領域で最適な露光量が得られているため、 ウェハ W上の各ショッ卜領域に所 望の回路パターンが高い転写忠実度で形成される。
なお、 上記の実施の形態は、 本発明をステップ 'アンド 'スキャン方式の投影 露光装置に適用したものであるが、 本発明はステップ ·アンド · リピート方式の 投影露光装置 （ステッパー） で露光する場合にも適用することができる。 ステツ パーの場合には、 例えば図 3のステップ 1 1 0及び 1 1 1に対応する工程で、 ゥ ェハ上の当該ショット領域への積算露光量が所定の値になるように露光時間が制 御される。
なお、 本発明は上述の実施の形態に限定されず、 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。
本発明の投影露光装置によれば、 露光エネルギービームの照射開始からの投影 光学系の減衰率変化が照射量に応じてほぼ一定の変化量を示すことを利用して、 予めこの減衰率変化を計測して記憶している。 そして、 実際の露光時には投影光 学系に入射する露光エネルギービーム量から投影光学系の減衰率の変化を推定し、 この減衰率の変化に応じて露光量を制御しているため、 投影光学系の減衰率変動 によって発生する基板上での照度変動 （又はパルスエネルギー変動） に起因した 露光量の制御精度の劣化を防止できる利点がある。
また、 露光中の基板面上での露光量を計測するような新規のセンサーを追加す る必要がなく、 基板側のステージ付近のスペースの制約を受けることがない。 この場合、 減衰率特性記憶系は、 投影光学系の減衰率の総入射エネルギー量に 対する変化率の他に、 露光エネルギービームの照射を中断した後の経過時間に対 する投影光学系の減衰率の変化率を記憶し、 演算系は、 減衰率特性記憶系に記憶 されている減衰率の 2種類の変化率、 入射エネルギー量積算系の出力、 及び露光 エネルギービームの照射を中断した後の経過時間に基づいて逐次投影光学系の減 W 衰率を算出するときには、 露光エネルギービームの照射の中断後に投影光学系の 減衰率が十分に回復しない場合でも、 その投影光学系の減衰率の変化を正確に推 定できる。
また、 本発明をステップ'アンド ·スキャン方式のような走査露光方式の投影 露光装置に適用した場合、 走査露光方式では、 投影光学系の減衰率変動に応じて 例えば基板面で一定の照度が得られるように露光量を制御することで、 良好な露 光量制御精度が得られる。
さらに、 本発明の露光方法によれば、 走査露光方式の投影露光装置を用いて、 投影光学系の減衰率の変化の計測時に実際にマスクを使用した状態での減衰率を 計測することによって、 マスクのパターン密度の違いによる入射エネルギー量の 変動によって投影光学系の減衰率変化を誤計測することが防止され、 露光量制御 精度を向上させることができる。
また、 本発明の回路デバイスの製造方法によれば、 本発明の投影露光装置を用 いて高い転写忠実度で回路パターンを基板上に形成できる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . マスクに形成されたパターンを所定の露光エネルギービームで照射し、 該マ スクのパターンの像を投影光学系を介して基板上に投影する投影露光装置におい て、
前記投影光学系に入射する入射総エネルギーに応じた前記投影光学系の減衰率 変動を記憶する減衰率特性記憶系と、
前記マスクを介して前記投影光学系に入射する入射総エネルギーを算出し、 該 入射総エネルギー値と減衰率特性記憶系に記憶された前記減衰率変動とに基づい て、 露光時における前記投影光学系の減衰率を求める系とを具備してなることを 特徴とする投影露光装置。
2 . 請求項 1に記載の投影露光装置にして、
前記減衰率変動は、 前記マスクを介して前記投影光学系に入射する入射総エネ ルギー値の関数であることを特徴とする投影露光装置。
3 . 請求項 1に記載の投影露光装置にして、
前記マスクの透過率に基づいて、 前記マスクを介して前記投影光学系に入射す る入射総エネルギーを算出することを特徴とする投影露光装置。
4 . 請求項 1に記載の投影露光装置にして、
前記投影露光装置は、 前記露光エネルギービームと前記マスクとを相対走査し て、 前記マスクのパターンの像を前記基板上に投影することを特徴とする投影露 光装置。
5 . 請求項 4に記載の投影露光装置にして、
前記露光エネルギービームと前記マスクとの相対位置情報を利用して、 前記マ スクを介して前記投影光学系に入射する入射総エネルギーを算出することを特徴 とする投影露光装置。
6 . 請求項 4に記載の投影露光装置にして、
前記相対位置情報は、 前記露光エネルギービームと前記マスクとの相対位置に 応じた前記マスクの光学特性であることを特徴とする投影露光装置。
7 . 請求項 6に記載の投影露光装置にして、 前記マスクの光学特性は、 前記マスクの透過率特性を含むことを特徴とする投 影露光装置。
8 . 請求項 1に記載の投影露光装置にして、
前記マスクを介して前記投影光学系に入射する入射総エネルギーを計測する入 射エネルギー計測系を更に有することを特徴とする投影露光装置。
9 . 請求項 8に記載の投影露光装置にして、
前記投影光学系からの射出エネルギーを計測する射出エネルギー計測系を更に 有することを特徴とする投影露光装置。
1 0 . 請求項 9に記載の投影露光装置にして、
前記入射エネルギー計測系と前記射出エネルギー計測系との計測結果に基づい て、 前記減衰率変動を求めることを特徴とする投影露光装置。
1 1 . 請求項 8に記載の投影露光装置にして、
前記入射エネルギー計測系は、 前記露光エネルギービームと前記マスクとを相 対移動させた状態で、 前記マスクを介して前記投影光学系に入射する入射総エネ ルギーを計測することを特徴とする投影露光装置。
1 2 . 請求項 8に記載の投影露光装置にして、
前記投影露光装置は、 前記露光エネルギービームと前記マスクとを相対走査し て、 前記マスクのパターンの像を前記基板上に投影するものであり、 露光時と同 様に前記露光エネルギービームと前記マスクとを相対走査させながら前記マスク を介して前記投影光学系に入射する入射総エネルギーを計測することを特徴とす る投影露光装置。
1 3 . 請求項 1に記載の投影露光装置にして、
前記減衰率変動に基づいて、 前記基板上に与えられる露光量を制御する露光制 御系を更に有することを特徴とする投影露光装置。
1 4. 請求項 1 3に記載の投影露光装置にして、
前記減衰率特性記憶系は、 前記入射総エネルギーに対する前記投影光学系の減 衰率の他に、 前記露光エネルギービームの前記投影光学系への照射を停止した後 の経過時間に対する前記投影光学系の減衰率変動を記憶することを特徴とする投 影露光装置。
1 5 . 請求項 1 4に記載の投影露光装置にして、
前記減衰率特性記憶系に記憶されている 2種類の減衰率変動と、 前記投影光学 系に入射する入射総エネルギーと、 前記経過時間とを使って前記投影光学系の減 衰率を求めることを特徴とする投影露光装置。
1 6 . 請求項 1 5に記載の投影露光装置にして、
前記求めた減衰率に基づいて、 前記基板上に与えられる露光量を制御すること を特徴とする投影露光装置。
1 7 . 請求項 4に記載の投影露光装置にして、
前記マスク及び前記基板をそれぞれ移動するステージ系を備え、 露光時に前記 ステージ系を介して前記マスク及び前記基板を前記投影光学系に対して同期走査 することを特徴とする投影露光装置。
1 8 . 請求項 1に記載の投影露光装置にして、
前記露光エネルギービームは、 紫外域の波長を有するエネルギービームである ことを特徴とする投影露光装置。
1 9 . マスクに形成されたパターンを所定の露光エネルギービームで照射し、 該 マスクのパターンの像を投影光学系を介して基板上に投影する投影露光装置にお いて、
前記マスクを介して前記投影光学系に入射する入射総エネルギーに応じた前記 投影光学系の減衰率変動を記憶する減衰率特性記憶系を備えてなることを特徴と する投影露光装置。
2 0 . 請求項 1 9に記載の投影露光装置にして、
前記減衰率変動は、 前記マスクを介して前記投影光学系に入射する入射総エネ ルギー値の関数であることを特徴とする投影露光装置。
2 1 . 請求項 1 9に記載の投影露光装置にして、
前記マスクの透過率に基づいて、 前記マスクを介して前記投影光学系に入射す る入射総エネルギーを算出することを特徴とする投影露光装置。
2 2 . 請求項 1 9に記載の投影露光装置にして、
前記投影露光装置は、 前記露光エネルギービームと前記マスクとを相対走査し て、 前記マスクのパターンの像を前記基板上に投影することを特徴とする投影露 光装置。
2 3 . 請求項 2 2に記載の投影露光装置にして、
前記露光エネルギービームと前記マスクとの相対位置情報を利用して、 前記マ スクを介して前記投影光学系に入射する入射総エネルギーを算出することを特徴 とする投影露光装置。
2 4. 請求項 2 2に記載の投影露光装置にして、
前記相対位置情報は、 前記露光エネルギービームと前記マスクとの相対位置に 応じた前記マスクの光学特性であることを特徴とする投影露光装置。
2 5 . 請求項 2 4に記載の投影露光装置にして、
前記マスクの光学特性は、 前記マスクの透過率特性を含むことを特徴とする投 影露光装置。
2 6 . 請求項 1 9に記載の投影露光装置にして、
前記マスクを介して前記投影光学系に入射する入射総エネルギーを計測する入 射エネルギー計測系を更に有することを特徴とする投影露光装置。
2 7 . 請求項 2 6に記載の投影露光装置にして、
前記入射エネルギー計測系は、 前記露光エネルギービームと前記マスクとを相 対移動させた状態で、 前記マスクを介して前記投影光学系に入射する入射総エネ ルギーを計測することを特徴とする投影露光装置。
2 8 . 請求項 2 7に記載の投影露光装置にして、
前記投影露光装置は、 前記露光エネルギービームと前記マスクとを相対走査し て、 前記マスクのパターンの像を前記基板上に投影するものであり、 露光時と同 様に前記露光エネルギービームと前記マスクとを相対走査させながら前記マスク を介して前記投影光学系に入射する入射総エネルギーを計測することを特徴とす る投影露光装置。
2 9 . 請求項 1 9に記載の投影露光装置にして、
前記露光エネルギービームは、 紫外域の波長を有するエネルギービームである ことを特徴とする投影露光装置。
3 0 . マスクに形成されたパターンを所定の露光エネルギービームで照射し、 該 マスクのパターンの像を投影光学系を介して基板上に投影する投影露光装置の製 造方法において、
前記投影光学系に入射する入射総エネルギーに応じた前記投影光学系の減衰率 変動を記憶する減衰率特性記憶系を装備するステップと、
前記マスクを介して前記投影光学系に入射する入射総エネルギーを算出し、 該 入射総エネルギー値と減衰率特性記憶系に記憶された前記減衰率変動とに基づい て、 露光時における前記投影光学系の減衰率を求める系を装備するステップとを 具備してなることを特徴とする投影露光装置の製造方法。
3 1 . 請求項 3 0に記載の投影露光装置の製造方法にして、
前記製造方法によって製造された投影露光装置を使用して作られた基板。
3 2 . 請求項 3 0に記載の投影露光装置の製造方法にして、
前記減衰率変動は、 前記マスクを介して前記投影光学系に入射する入射総エネ ルギ一値の関数であることを特徴とする投影露光装置の製造方法。
3 3 . 請求項 3 0に記載の投影露光装置の製造方法にして、
前記マスクの透過率に基づいて、 前記マスクを介して前記投影光学系に入射す る入射総エネルギーを算出することを特徴とする投影露光装置の製造方法。
3 4. 請求項 3 0に記載の投影露光装置の製造方法にして、
前記露光エネルギービームと前記マスクとの相対位置情報を利用して、 前記マ スクを介して前記投影光学系に入射する入射総エネルギーを算出することを特徴 とする投影露光装置の製造方法。
3 5 . 請求項 3 4に記載の投影露光装置の製造方法にして、
前記相対位置情報は、 前記露光エネルギービームと前記マスクとの相対位置に 応じた前記マスクの光学特性であることを特徴とする投影露光装置の製造方法。
3 6 . 請求項 3 5に記載の投影露光装置の製造方法にして、
前記マスクの光学特性は、 前記マスクの透過率特性を含むことを特徴とする投 影露光装置の製造方法。
3 7 . 請求項 3 0に記載の投影露光装置の製造方法にして、
前記マスクを介して前記投影光学系に入射する入射総エネルギーを計測する入 射エネルギー計測系を装備するステップを更に有することを特徴とする投影露光 装置の製造方法。
3 8 . 請求項 3 0に記載の投影露光装置の製造方法にして、
前記投影光学系からの射出エネルギーを計測する射出エネルギー計測系を装備 するステップを更に有することを特徴とする投影露光装置の製造方法。
3 9 . 請求項 3 0に記載の投影露光装置の製造方法にして、
前記減衰率変動に基づいて、 前記基板上に与えられる露光量を制御する露光制 御系を装備するステップを更に有することを特徴とする投影露光装置の製造方法。
4 0 . 請求項 3 0に記載の投影露光装置の製造方法にして、
前記露光エネルギービームは、 紫外域の波長を有するエネルギービームである ことを特徴とする投影露光装置の製造方法。
4 1 . マスクに形成されたパターンを所定の露光エネルギービームで照射し、 該 マスクのパターンの像を投影光学系を介して基板上に投影する露光方法において、 前記投影光学系に入射する入射総エネルギーに応じた前記投影光学系の減衰率 変動を求めることと、
前記マスクを介して前記投影光学系に入射する入射総エネルギー値と前記減衰 率変動とに基づいて、 前記投影光学系の減衰率を求めることとを具備してなるこ とを特徴とする露光方法。
4 2 . 請求項 4 1に記載の露光方法にして、
前記マスクの透過率に基づいて、 前記マスクを介して前記投影光学系に入射す る入射総エネルギーを求めることを特徴とする露光方法。
4 3 . 請求項 4 1に記載の露光方法にして、
前記露光エネルギービームと前記マスクとの相対位置情報を利用して、 前記マ スクを介して前記投影光学系に入射する入射総エネルギーを求めることを特徴と する露光方法。
4 4 . 請求項 4 3に記載の露光方法にして、
前記相対位置情報は、 前記露光エネルギービームと前記マスクとの相対位置に 応じた前記マスクの光学特性であることを特徴とする露光方法。
4 5 . 請求項 4 4に記載の露光方法にして、
前記マスクの光学特性は、 前記マスクの透過率特性を含むことを特徴とする露 光方法。
4 6 . 請求項 4 1に記載の露光方法にして、
前記露光エネルギービームと前記マスクとを相対移動させた状態で、 前記マス クを介して前記投影光学系に入射する入射総エネルギーを計測することを特徴と する露光方法。
4 7 . 請求項 4 1に記載の露光方法にして、
前記減衰率変動に基づいて、 前記基板上に与えられる露光量を制御することを 更に有することを特徴とする露光方法。
4 8 . 請求項 4 1に記載の露光方法にして、
前記入射総エネルギーに対する前記投影光学系の減衰率変動と前記露光エネル ギ一ビームの前記投影光学系への照射を停止した後の経過時間に対する前記投影 光学系の減衰率変動との 2種類の減衰率変動を使って前記投影光学系の減衰率変 動を求めることを特徴とする露光方法。
4 9 . 請求項 4 1に記載の露光方法にして、
前記露光エネルギービームは、 紫外域の波長を有するエネルギービームである ことを特徴とする露光方法。
5 0 . マスクのパターンの像を投影光学系を介して基板上に投影して所定の回路 デバイスを製造するための回路デバイスの製造方法であって、
前記基板上に感光材料を塗布する第 1工程と、
前記マスクを介して前記投影光学系に入射する入射総エネルギーに対する前記 投影光学系の減衰率変動と、 該入射総エネルギーとに基づいて、 露光時における 前記投影光学系の減衰率を求め、 該減衰率を使って前記基板上への露光量を制御 して前記マスクのパターンの像を前記基板に露光する第 2行程と、
前記基板の現像を行う第 3行程とを具備することを特徴とする回路デバイスの 製造方法。
5 1 . 請求項 5 0に記載の回路デバイスの製造方法にして、
前記マスクと露光エネルギービームとの相対位置に応じた前記マスクの光学特 性に基づいて、 前記マスクを介して前記投影光学系に入射する入射総エネルギー を求めることを特徴とする回路デバイスの製造方法。
5 2 . マスクに形成されたパターンを所定の露光エネルギービームで照射し、 該 マスクのパターンの像を投影光学系を介して基板上に投影する露光方法において、 前記投影光学系に入射する入射総エネルギーに応じた前記投影光学系の減衰率 変動を求めることと、
前記投影光学系に入射する入射総エネルギーを前記マスクのパターン情報に基 づいて補正することと、
前記補正された入射総エネルギー値と前記減衰率変動とに基づいて、 前記投影 光学系の減衰率を求めることとを具備してなることを特徴とする露光方法。
5 3 . 請求項 5 2に記載の露光方法にして、
前記パターン情報は、 前記マスクの透過率を含むことを特徴とする露光方法。
5 4 . 請求項 5 2に記載の露光方法にして、
前記パターン情報は、 前記マスクのパターンの存在率を含むことを特徵とする 露光方法。
5 5 . 請求項 5 2に記載の露光方法にして、
前記パターン情報は、 前記露光エネルギービームと前記マスクとの相対位置に 応じた前記マスクの光学特性であることを特徴とする露光方法。
5 6 . 請求項 5 5に記載の露光方法にして、
前記マスクの光学特性は、 前記マスクの透過率特性を含むことを特徴とする露 光方法。
5 7 . 請求項 5 5に記載の露光方法にして、
前記マスクの光学特性は、 前記マスクのパターンの存在率を含むことを特徴と する露光方法。
5 8 . 請求項 5 2に記載の露光方法にして、
前記減衰率変動に基づいて、 前記基板上に与えられる露光量を制御することを 更に有することを特徴とする露光方法。
5 9 . 請求項 5 2に記載の露光方法にして、
前記露光エネルギービームは、 紫外域の波長を有するエネルギービームである ことを特徴とする露光方法。
6 0 . マスクに形成されたパターンを所定の露光エネルギービームで照射し、 該 マスクのパターンの像を投影光学系を介して基板上に投影する投影露光装置にお いて、
前記投影光学系への露光エネルギービームの照射を停止した後の経過時間に対 する前記投影光学系の減衰率変動を記憶する減衰率特性記憶系を備えてなること を特徴とする投影露光装置。
6 1 . 請求項 6 0に記載の投影露光装置にして、
前記減衰率変動は、 前記マスクへの露光エネルギービームの照射を停止してか らの経過時間の関数として近似したものであることを特徴とする投影露光装置。
6 2 . 請求項 6 0に記載の投影露光装置にして、
前記減衰率特性記憶系は、 前記投影光学系に入射する入射総エネルギーに応じ た前記投影光学系の減衰率変動も記憶することを特徴とする投影露光装置。
6 3 . 請求項 6 0に記載の投影露光装置にして、
前記露光エネルギービームは、 紫外域の波長を有するエネルギービームである ことを特徴とする投影露光装置。
6 4 . マスクに形成されたパターンを所定の露光エネルギービームで照射し、 該 マスクのパターンの像を投影光学系を介して基板上に投影する投影露光装置の製 造方法において、
前記投影光学系への露光エネルギービームの照射を中断した後にその経過時間 に応じた前記投影光学系の減衰率変動を記憶する減衰率特性記憶系を装備するス テツプと、
前記減衰率特性記憶系に記憶された前記減衰率変動と前記経過時間とに基づい て、 露光時における前記投影光学系の減衰率を求める系を装備するステップとを 具備してなることを特徴とする投影露光装置の製造方法。
6 5 . 請求項 6 4に記載の投影露光装置の製造方法にして、
前記製造方法によって製造された投影露光装置を使用して作られた基板。
6 6 . 請求項 6 4に記載の投影露光装置の製造方法にして、
前記減衰率変動に基づいて、 前記基板上に与えられる露光量を制御する露光制 御系を装備するステップを更に有することを特徴とする投影露光装置の製造方法。
6 7 . 請求項 6 4に記載の投影露光装置の製造方法にして、
前記露光エネルギービームは、 紫外域の波長を有するエネルギービームである ことを特徴とする投影露光装置の製造方法。
6 8 . マスクに形成されたパターンを所定の露光エネルギービームで照射し、 該 マスクのパターンの像を投影光学系を介して基板上に投影する露光方法において、 前記投影光学系への露光エネルギービームの入射を中断した後の経過時間に対 する前記投影光学系の減衰率変動を求めることと、
前記減衰率変動に基づいて前記基板への露光量を制御することとを具備してな ることを特徴とする露光方法。
6 9 . 請求項 6 8に記載の露光方法にして、
前記投影光学系への露光エネルギービームの入射の再開後に、 前記投影光学系 への入射総エネルギーに対する前記投影光学系の減衰率変動を求めることと、 前記中断時の減衰率変動と、 前記再開後の減衰率変動とに基づいて、 前記露光 量を制御することとを備えてなることを特徴とする露光方法。
7 0 . 請求項 6 8に記載の露光方法にして、
前記中断後の減衰率変動は、 前記マスクへの露光エネルギービームの照射を停 止してからの経過時間の関数として近似したものであることを特徴とする露光方 法。
7 1 . 請求項 6 8に記載の露光方法にして、
前記露光エネルギービームは、 紫外域の波長を有するエネルギービームである ことを特徴とする露光方法。
7 2 . マスクのパターンの像を投影光学系を介して基板上に投影して所定の回路 デバイスを製造するための回路デバイスの製造方法であって、
前記基板上に感光材料を塗布する第 1工程と、
前記マスクへの露光を中断してから所定時間経過後における前記投影光学系の 減衰率変動に基づいて露光時における投影光学系の減衰率を求め、 該減衰率を使 つて前記基板上への露光量を制御して前記マスクのパターン像を前記基板に露光 する第 2工程と、
前記基板の現像を行う第 3工程とを具備してなることを特徴とする回路デバ イスの製造方法。
7 3 . 請求項 7 2に記載の回路デバイスの製造方法にして、 前記マスクと前記露光エネルギービームとの相対位置に応じた前記マスクの光 学特性に基づいて、 前記マスクを介して前記投影光学系に入射する入射総ェネル ギーを求めることを特徴とする回路デバィスの製造方法。
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