【手続補正書】
【提出日】平成17年5月11日(2005.5.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過率が時間とともに変化する光学系を介して、前記露光光で照明されたパターンを感光性基板上に投影する投影露光方法において、
前記露光光と略同じ波長の光に対する前記光学系の透過率を複数の異なる時点で測定し、
前記測定された複数の透過率に基づいて、前記光学系の透過率の時間変化特性を予測して、その予測結果に基づいて前記感光性基板に前記パターンを投影することを特徴とする投影露光方法。
【請求項２】
請求項１に記載の投影露光方法において、
前記露光光と略同じ波長の光は前記露光光を発する光源から射出されることを特徴とする投影露光方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の投影露光方法において、
前記複数の異なる時点は、
前記露光光と略同じ波長の光を前記光学系に照射する前の時点、および前記露光光と略同じ波長の光を前記光学系に所定時間照射した後の時点を含み、前記両時点は前記パターンを前記感光性基板に投影する前の時点であることを特徴とする投影露光方法。
【請求項４】
請求項２に記載の投影露光方法において、
前記複数の異なる時点は、
前記露光光で照明された前記パターンを前記感光性基板に投影する前の時点、および前記露光光で照明された前記パターンを前記感光性基板に投影した後の時点を含むことを特徴とする投影露光方法。
【請求項５】
請求項２に記載の投影露光方法において、
前記複数の異なる時点は、
前記露光光で照明された前記パターンを一枚の前記感光性基板に投影する前の時点、前記露光光で照明された前記パターンを一枚の前記感光性基板に投影した後の時点を含むことを特徴とする投影露光方法。
【請求項６】
請求項２に記載の投影露光方法において、
前記複数の異なる時点は、
前記露光光で照明された前記パターンを前記感光性基板上の所定領域に投影する前の時点、前記露光光で照明された前記パターンを前記所定領域に投影した後の時点を含むことを特徴とする投影露光方法。
【請求項７】
請求項１〜６に記載の投影露光方法において、
前記光学系は、前記露光光で前記パターンを照明する照明光学系の一部と、前記照明光学系により照明された前記パターンを前記感光性基板上に投影する投影光学系とを有することを特徴とする投影露光方法。
【請求項８】
請求項１〜６に記載の投影露光方法において、
前記光学系は、前記露光光で前記パターンを照明する照明光学系を有し、
前記照明光学系の透過率の変動が前記光学系の透過率の変動に寄与する場合、前記露光光と略同じ波長の光に対する前記照明光学系の透過率を複数の異なる時点で測定して前記光学系の透過率の時間変化特性を予測することを特徴とする投影露光方法。
【請求項９】
請求項１〜６に記載の投影露光方法において、
前記光学系は、前記露光光で照明された前記パターンを前記感光性基板上に投影する投影光学系を有し、
前記投影光学系の透過率の変動が前記光学系の透過率の変動に寄与する場合、  前記露光光と略同じ波長の光に対する前記投影光学系の透過率を複数の異なる時点で測定して前記光学系の透過率の時間変化特性を予測することを特徴とする投影露光方法。
【請求項１０】
請求項１〜９の投影露光方法において、
前記予測された透過率の時間変化特性に基づいて、前記感光性基板上に照射される露光光の積算光量を前記感光性基板の感度に応じた適正値に制御することを特徴とする投影露光方法。
【請求項１１】
請求項１〜９の投影露光方法において、
前記予測された透過率の時間変化特性に基づいて、前記感光性基板上に照射される露光光の強度を調整することを特徴とする投影露光方法。
【請求項１２】
請求項７又は９の投影露光方法において、
前記露光用光源からパルスビームの露光光を出射して前記感光性基板上に前記パターンを投影する際、前記露光光に対して前記パターンが形成されたマスクを相対移動するのに同期して、前記マスクを介して前記投影光学系を通過する露光光に対して前記感光性基板を相対移動する場合には、前記透過率の時間変化特性に基づいて、前記感光性基板に入射する露光光の強度と、前記感光性基板の移動方向に関する前記感光性基板上での前記露光光の幅と、前記移動方向に関する前記感光性基板の移動速度と、前記露光用光源の発振周波数との少なくとも１つを調整して前記露光光の積算光量を前記感光性基板の感度に応じた適正値に制御することを特徴とする投影露光方法。
【請求項１３】
請求項１〜１２の投影露光方法において、
前記露光用光源から射出される露光光の照度と、前記感光性基板上での前記露光光の照度との比率に基づいて算出された複数個の透過率からその時間変化特性を算出することを特徴とする投影露光方法。
【請求項１４】
露光用光源からの露光光で照明されたパターンを感光性基板上に投影する光学系を備え、前記光学系の透過率が時間とともに変化する投影露光装置において、
前記露光光と略同じ波長の光に対する前記光学系の透過率を複数の異なる時点で測定する測定手段と、
前記測定された複数の透過率に基づいて、前記光学系の透過率の時間変化特性を予測する予測手段とを具備することを特徴とする投影露光装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の投影露光装置において、
前記露光光と略同じ波長の光は前記露光用光源から射出される露光光であることを特徴とする投影露光装置。
【請求項１６】
請求項１４又は１５に記載の投影露光装置において、
前記複数の異なる時点は、
前記露光光と略同じ波長の光を前記光学系に照射する前の時点、および前記露光光と略同じ波長の光を前記光学系に所定時間照射した後の時点を含み、前記両時点は前記パターンを前記感光性基板に投影する前の時点であることを特徴とする投影露光装置。
【請求項１７】
請求項１５に記載の投影露光装置において、
前記複数の異なる時点は、
前記露光光で照明された前記パターンを前記感光性基板に投影する前の時点、および前記露光光で照明された前記パターンを前記感光性基板に投影した後の時点を含むことを特徴とする投影露光装置。
【請求項１８】
請求項１５に記載の投影露光装置において、
前記複数の異なる時点は、
前記露光光で照明された前記パターンを一枚の前記感光性基板に投影する前の時点、前記露光光で照明された前記パターンを一枚の前記感光性基板に投影した後の時点を含むことを特徴とする投影露光装置。
【請求項１９】
請求項１５に記載の投影露光装置において、
前記複数の異なる時点は、
前記露光光で照明された前記パターンを前記感光性基板上の所定領域に投影する前の時点、前記露光光で照明された前記パターンを前記所定領域に投影した後の時点を含むことを特徴とする投影露光装置。
【請求項２０】
請求項１４〜１９に記載の投影露光装置において、
前記光学系は、前記露光光で前記パターンを照明する照明光学系の一部と、前記照明光学系により照明された前記パターンを前記感光性基板上に投影する投影光学系とを有することを特徴とする投影露光装置。
【請求項２１】
請求項１４〜１９に記載の投影露光装置において、
前記光学系は、前記露光光で前記パターンを照明する照明光学系を有し、
前記照明光学系の透過率の変動が前記光学系の透過率の変動に寄与する場合、前記測定手段は、前記露光光と略同じ波長の光に対する前記照明光学系の透過率を複数の異なる時点で測定し、前記予測手段はその複数回の測定結果に基づいて前記光学系の透過率の時間変化特性を予測することを特徴とする投影露光装置。
【請求項２２】
請求項１４〜１９に記載の投影露光装置において、
前記光学系は、前記露光光で照明された前記パターンを前記感光性基板上に投影する投影光学系を有し、
前記投影光学系の透過率の変動が前記光学系の透過率の変動に寄与する場合、  前記測定手段は、前記露光光と略同じ波長の光に対する前記投影光学系の透過率を複数の異なる時点で測定し、前記予測手段はその複数回の測定結果に基づいて前記光学系の透過率の時間変化特性を予測することを特徴とする投影露光装置。
【請求項２３】
請求項１４〜２２の投影露光装置において、
前記予測された透過率の時間変化特性に基づいて、前記感光性基板上に照射される露光光の積算光量を前記感光性基板の感度に応じた適正値に制御する積算露光量制御手段を具備することを特徴とする投影露光装置。
【請求項２４】
請求項１４〜２２の投影露光装置において、
前記予測された透過率の時間変化特性に基づいて、前記感光性基板上に照射される露光光の強度を調整する露光光強度調整手段を具備することを特徴とする投影露光装置。
【請求項２５】
請求項２０又は２２の投影露光装置において、
露光用光源からパルスビームの露光光を出射して前記感光性基板上に前記パターンを投影する際、前記露光光に対して前記パターンが形成されたマスクを相対移動するのに同期して、前記マスクを介して前記投影光学系を通過する露光光に対して前記感光性基板を相対移動する場合には、前記透過率の時間変化特性に基づいて、前記感光性基板に入射する露光光の強度と、前記感光性基板の移動方向に関する前記感光性基板上での前記露光光の幅と、前記移動方向に関する前記感光性基板の移動速度と、前記露光用光源の発振周波数との少なくとも１つを調整して前記露光光の積算光量を前記感光性基板の感度に応じた適正値に制御する制御手段を具備することを特徴とする投影露光装置。
【請求項２６】
請求項１４〜２５の投影露光装置において、
前記予測手段は、前記露光用光源から射出される露光光の照度と、前記感光性基板上での前記露光光の照度との比率に基づいて算出された複数個の透過率に基づいて前記透過率の時間変化特性を算出することを特徴とする投影露光装置。
【請求項２７】
露光用光源からの露光光で照明されたパターンを感光性基板上に投影する光学系を備え、前記光学系の透過率が時間とともに変化する投影露光装置で半導体デバイスを製造する方法において、
前記露光光と略同じ波長の光に対する前記光学系の透過率を複数の異なる時点で測定し、
前記測定された複数の透過率に基づいて前記光学系の透過率の時間変化特性を予測し、
その予測結果に基づいて前記感光性基板に前記パターンを投影して製造することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項２８】
透過率が時間とともに変化する光学系を介して、前記露光光で照明されたパターンを感光性基板上に投影する光学系の光洗浄方法において、
前記露光光と略同じ波長の光に対する前記光学系の透過率を複数の異なる時点で測定し、
前記測定された複数の透過率に基づいて、前記光学系の透過率の時間変化特性を予測しながら前記光学系を光洗浄することを特徴とする光学系の光洗浄方法。
【請求項２９】
請求項２８の光洗浄方法において、
前記複数の異なる時点は、前記露光光と略同じ波長の光を前記光学系に照射する前の時点、および前記露光光と略同じ波長の光を前記光学系に所定時間照射した後の時点を含み、前記両時点は前記パターンを前記感光性基板に投影する前の時点であることを特徴とする光学系の光洗浄方法。
【請求項３０】
所定のパターンが形成された原版に露光用光源から出射される露光光を照明する照明光学系と、この照明光学系により照明された前記原版のパターンを感光性基板に投影する投影光学系とを備え、前記照明光学系と前記投影光学系との少なくとも一方における透過率が時間とともに変化する投影露光装置において、
前記露光用光源から前記原版に照射される露光光の照度を検出する原版照度検出器と、
前記感光性基板上における露光光の照度を検出する基板照度検出器と、
前記原版照度検出器で検出された原版に照射される露光光の照度と前記基板照度検出器で検出された前記基板に照射される露光光の照度との比率を複数回算出して、前記照明光学系と前記投影光学系との少なくとも一方における透過率の時間変化特性を予測する予測手段と、
前記予測された時間変化特性と前記両照度の比率に基づいて、前記感光性基板に入射する露光光の積算光量を調節する制御装置とを備えることを特徴とする投影露光装置。
【請求項３１】
所定のパターンが形成された原版に露光用パルス光源から出射される露光光を照明する照明光学系と、この照明光学系により照明された前記原版のパターンを感光性基板に投影する投影光学系とを備え、前記照明光学系と前記投影光学系との少なくとも一方における透過率が時間とともに変化する投影露光装置において、
前記露光用光源から前記原版に照射される露光光の照度を検出する原版照度検出器と、
前記感光性基板上における露光光の照度を検出する基板照度検出器と、
前記原版照度検出器で検出された原版に照射される露光光の照度と前記基板照度検出器で検出された前記基板に照射される露光光の照度との比率を複数回算出して、前記照明光学系と前記投影光学系との少なくとも一方における透過率の時間変化特性を予測する予測手段と、
前記予測された時間変化特性と前記両照度の比率に基づいて、前記感光性基板に照射される露光光の積算光量が前記感光性基板に応じた適正値となるように、前記感光性基板に照射されるパルス露光光の強度とパルス数の少なくとも一方を調節する制御装置とを備えることを特徴とする投影露光装置。
【請求項３２】
所定のパターンが形成された原版に露光用パルス光源から出射される露光光を照明する照明光学系と、この照明光学系により照明された前記原版のパターンを感光性基板に投影する投影光学系とを備え、前記照明光学系と投影光学系との少なくとも一方における透過率が時間とともに変化する投影露光装置を用いた投影露光方法において、
前記露光用光源から射出される露光光の照度と、前記感光性基板上での前記露光光の照度との比率を複数回算出し、前記照明光学系と前記投影光学系との少なくとも一方における透過率の時間変化特性を予測する工程と、
前記露光用光源から射出される露光光の照度と、前記感光性基板上での前記露光光の照度との比率、および前記予測された透過率の時間変化特性に基づいて、前記感光性基板に入射するパルス露光光の強度とパルス数の少なくとも一方を調節する工程とを備えることを特徴とする投影露光方法。
【請求項３３】
露光用光源から射出される露光光で所定のパターンが形成された原板を照明する照明光学系と、該照明光学系により照明された前記原板のパターンを感光性基板上に投影する投影光学系とを備え、前記照明光学系と前記投影光学系との少なくとも一方における透過率が時間とともに変化する投影露光装置を用いた投影露光方法において、
前記露光用光源から射出される露光光の照度と、前記感光性基板上での前記露光光の照度との比率を複数回算出し、前記照明光学系と前記投影光学系との少なくとも一方における透過率の時間変化特性を予測する工程と、
前記露光用光源から射出される露光光の照度と、前記感光性基板上での前記露光光の照度との比率、および前記予測された透過率の時間変化特性に基づいて、前記感光性基板上に照射される露光光の強度を調整する工程とを備えることを特徴とする投影露光方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、透過率が時間とともに変化する光学系を介して、前記露光光で照明されたパターンを感光性基板上に投影する投影露光方法およびその投影露光装置に適用される。そして上述の目的は、露光光と略同じ波長の光に対する光学系の透過率を複数の異なる時点で測定し、測定された複数の透過率に基づいて、光学系の透過率の時間変化特性を予測して、その予測結果に基づいて感光性基板にパターンを投影することにより達成される。
露光用光源からの露光光により透過率を計測するのが好ましい。透過率の複数回の測定を、パターンを感光性基板に投影する前の時点、すなわち、露光光と略同じ波長の光を光学系に照射する前の時点、および露光光と略同じ波長の光を光学系に所定時間照射した後の時点で行なうことができる。また、透過率の複数回の測定を、露光光で照明されたパターンを感光性基板に投影する前の時点、および露光光で照明されたパターンを感光性基板に投影した後の時点としてもよい。
たとえば、複数の測定時点は、露光光で照明されたパターンを一枚の感光性基板に投影する前の時点、露光光で照明されたパターンを一枚の感光性基板に投影した後の時点である。あるいは、複数の測定時点は、露光光で照明されたパターンを感光性基板上の所定領域に投影する前の時点、露光光で照明されたパターンを所定領域に投影した後の時点である。
光学系が露光光でパターンを照明する照明光学系と、この照明光学系により照明されたパターンを感光性基板上に投影する投影光学系とを有する場合、透過率が変動する光学系についてのみ透過率時間変化を予測するのが好ましい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
以下、同様に４枚目以降のウエハを露光する際にも同様にして最新の３つのデータ組に基づいて透過率時間変化予測直線を算出し、その透過率時間変化予測直線にしたがって露光制御を行なう。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
なお、透過率時間予測特性を算出し、この予測特性に基づいて露光制御するための露光装置は、本実施の形態で説明した多数の構成要素を電気的、機械的または化学的に連結することで組み立てられる。
以上のように本実施の形態によれば、透過率時間変化予測特性を算出し、この予測特性に基づいて露光を制御するようにしたので、照明光学系や投影光学系の透過率が露光中や装置の停止中に変動しても感光性基板を適正に露光することができる。たとえば感光性基板上での照度を適正値に制御したり、感光性基板上での露光光の積算光量（露光ドーズ）を常に感光性基板の感度に応じた適正値に制御することができる。また、感光性基板を露光する条件やマスクを照明する条件などが変更されても、あるいは、投影光学系の瞳面上での露光光の強度分布、すなわち照明光学系内の２次光源の強度分布（すなわち、形状や大きさ）、感光性基板に転写すべきマスク上のパターン、および投影光学系の開口数の少なくとも１つが変更されても、露光処理中の透過率時間変化予測特性を算出するようにしたから、照明光学系や投影光学系の透過率の変化による感光性基板上での露光ドーズの変動を防止できる。さらに、露光前に露光光と略同じ波長の光を照射して透過率時間変化予測特性を算出するようにすれば、露光処理の前の光洗浄と同時に透過率時間変化予測特性を算出することができ、スループットの低下も防止される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、透過率時間変化予測特性を算出し、この予測特性に基づいて露光を制御するようにしたので、光学系の透過率が露光中や装置の停止中に変動しても感光性基板を適正に露光することができる。