(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の受光素子を有する光強度測定手段と、
パルス光により照明された照明領域に対して、前記光強度測定手段を所定の走査方向に相対的に走査する走査手段とを有し、
前記走査手段によって前記光強度測定手段を前記被測定領域に対して相対的に走査しながら前記複数の受光素子が順次受光する光強度を各受光素子毎に測定する光量測定装置であって、
前記複数の受光素子は、少なくとも前記走査方向に並んで配置されており、
前記複数の受光素子の走査方向の素子間隔が前記照明領域の走査方向の幅に対して小さく、
前記光強度測定手段の前記照明領域に対する１パルス光毎の相対的な変位量が、前記複数の受光素子の前記走査方向の素子間隔の整数倍であり、且つ前記複数の受光素子の前記走査方向の長さよりも小さいことを特徴とする光量測定装置。
【請求項２】
複数の受光素子を有する光強度測定手段と、
パルス光により照明された照明領域に対して、前記光強度測定手段を所定の走査方向に相対的に走査する走査手段とを有し、
前記走査手段によって前記光強度測定手段を前記被測定領域に対して相対的に走査しながら前記複数の受光素子が順次受光する光強度を各受光素子毎に測定する光量測定装置であって、
前記複数の受光素子は、少なくとも前記走査方向に並んで配置されており、
前記複数の受光素子の前記照明領域に対する１パルス光毎の相対的な変位量が、前記複数の受光素子の前記走査方向の素子間隔の整数分の１であることを特徴とする光量測定装置。
【請求項３】
前記光強度測定手段による測定結果を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶された測定結果に基づいて前記複数の受光素子間の感度ばらつきを補正する補正手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光量測定装置。
【請求項４】
複数の受光素子を照明領域に対して相対的に走査し、前記各受光素子の測定値から、該各受光素子の感度ばらつきを検出する感度ばらつきの検出方法であって、
パルス光により前記照明領域が形成され、前記複数の受光素子の走査方向の素子間隔が前記照明領域の走査方向の幅に対して小さい場合において、前記複数の受光素子の前記照明領域に対する１パルス光毎の相対的な変位量が、前記複数の受光素子の走査方向の素子間隔の整数倍であり、且つ前記複数の受光素子の走査方向の長さよりも小さいことを特徴とする感度ばらつきの検出方法。
【請求項５】
複数の受光素子を照明領域に対して相対的に走査し、前記各受光素子の測定値から、該各受光素子の感度ばらつきを検出する感度ばらつきの検出方法であって、
パルス光により前記照明領域が形成される場合において、前記複数の受光素子の前記照明領域に対する１パルス光毎の相対的な変位量が、前記複数の受光素子の走査方向の素子間隔の整数分の１であることを特徴とする感度ばらつきの検出方法。
【請求項６】
前記複数の受光素子は、少なくとも前記走査方向に並んでいることを特徴とする請求項４又は５記載の感度ばらつきの検出方法。
【請求項７】
請求項１乃至３いずれかに記載の光量測定装置を用いて露光量を測定することを特徴とする露光装置。
【請求項８】
光源より発せられた光の照明領域に対し、レチクル及びウエハを同期させて相対的に走査する走査手段を有し、前記照明領域よりも広い前記マスク及びウエハ上の被照明領域を照明し、前記マスク上に形成された転写パターンを前記ウエハに露光転写する露光装置において、
少なくとも走査方向に並んでいる複数の受光素子よりなる光強度測定手段と、該光強度測定手段を前記照明領域に対して相対的に走査しながら照明し、前記複数の受光素子が順次受光する光強度を各受光素子毎に記憶する記憶手段とを有することを特徴とする露光装置。
【請求項９】
前記光強度測定手段と前記記憶手段を用いて露光量分布を測定する露光量分布測定手段を有することを特徴とする請求項８記載の露光装置。
【請求項１０】
パルス光源と、該パルス光源より発した複数のパルス光が順次形成する照明領域に対し、レチクル及びウエハを同期させて相対的に走査する走査手段とを有し、前記照明領域を前記マスク及びウエハ上で相対的に変位させながら重ね合わせ、前記照明領域よりも広い前記マスク及びウエハ上の被照明領域を照明し、前記マスクに形成された転写パターンを前記ウエハに露光転写する露光装置において、
少なくとも走査方向に並んだ複数の受光素子よりなる光強度測定手段を有し、前記光強度測定手段を前記照明領域に対して相対的に走査しながら照明し、前記複数の受光素子が順次受光する前記複数のパルス光の光強度を各受光素子毎に記憶手段に記憶し、該記憶手段に記憶された情報を用いて前記被照明領域の露光量分布を求めることを特徴とする露光装置。
【請求項１１】
パルス光源と、該パルス光源より発した複数のパルス光が順次形成する照明領域に対し、レチクル及びウエハを同期させて相対的に走査する走査手段とを有し、前記照明領域を前記マスク及びウエハ上で相対的に変位させながら重ね合わせ、前記照明領域よりも広い前記マスク及びウエハ上の被照明領域を照明し、前記マスクに形成された転写パターンを前記ウエハに露光転写する露光装置において、少なくとも走査方向に並んだ複数の受光素子よりなる光強度測定手段を有し、該光強度測定手段を前記照明領域に対して静止して照明し、各受光素子に入射した前記パルス光の光強度を各パルス光毎に記憶手段に記憶し、該記憶手段に記憶された前記光強度を実露光時における前記照明領域の相対的な変位量に応じた分だけずらして積算させ前記被照明領域の露光量分布を求めることを特徴とする露光装置。
【請求項１２】
前記複数の受光素子間の感度ばらつきを補正する補正手段を有することを特徴とする請求項７乃至１１記載の露光装置。
【請求項１３】
前記光強度測定手段は、１次元ラインセンサであることを特徴とする請求項７乃至１２記載の露光装置。
【請求項１４】
前記光強度測定手段は、２次元エリアセンサであることを特徴とする請求項７乃至１２記載の露光装置。
【請求項１５】
パルス光により照明された照明領域に対し、レチクル及びウエハを同期させて相対的に走査させることにより、前記マスク上に形成された転写パターンを前記ウエハに露光転写する露光装置であって、
複数の受光素子を有する光強度測定手段と、
前記照明領域に対して、前記光強度測定手段を所定の走査方向に相対的に走査する走査手段とを有し、
前記走査手段によって前記光強度測定手段を前記被測定領域に対して相対的に走査しながら前記複数の受光素子が順次受光する光強度を各受光素子毎に測定しており、
前記複数の受光素子は、少なくとも前記走査方向に並んで配置されており、
前記複数の受光素子の走査方向の素子間隔が前記照明領域の走査方向の幅に対して小さく、
前記光強度測定手段の前記照明領域に対する１パルス光毎の相対的な変位量が、前記複数の受光素子の前記走査方向の素子間隔の整数倍であり、且つ前記複数の受光素子の前記走査方向の長さよりも小さいことを特徴とする露光装置。
【請求項１６】
パルス光により照明された照明領域に対し、レチクル及びウエハを同期させて相対的に走査させることにより、前記マスク上に形成された転写パターンを前記ウエハに露光転写する露光装置であって、
複数の受光素子を有する光強度測定手段と、
パルス光により照明された照明領域に対して、前記光強度測定手段を所定の走査方向に相対的に走査する走査手段とを有し、
前記走査手段によって前記光強度測定手段を前記被測定領域に対して相対的に走査しながら前記複数の受光素子が順次受光する光強度を各受光素子毎に測定しており、
前記複数の受光素子は、少なくとも前記走査方向に並んで配置されており、
前記複数の受光素子の前記照明領域に対する１パルス光毎の相対的な変位量が、前記複数の受光素子の走査方向の素子間隔の整数分の１であることを特徴とする露光装置。
【請求項１７】
前記露光装置はウエハを載置するウエハステージを備えており、
前記光強度測定手段が、前記ウエハステージ上に配置されていることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の露光装置。
【請求項１８】
パルス光により照明された照明領域に対し、レチクル及びウエハを同期させて相対的に走査させることにより、前記マスク上に形成された転写パターンを前記ウエハに露光転写する露光装置であって、
前記露光装置はウエハを載置するウエハステージと、
複数の受光素子を含み、前記パルス光によるウエハステージ上の光強度を測定する光強度測定手段とを有しており、
前記複数の受光素子間の感度のばらつきを、請求項４乃至６いずれかに記載の感度ばらつきの検出方法を用いて検出することを特徴とする露光装置。
【請求項１９】
前記光強度測定手段による測定結果を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶された測定結果に基づいて前記複数の受光素子間の感度ばらつきを補正する補正手段を有することを特徴とする請求項１５乃至１８いずれかに記載の露光装置。
【請求項２０】
複数の受光素子を有する光強度測定手段と、
パルス光により照明された照明領域に対して、前記光強度測定手段を所定の走査方向に相対的に走査する走査手段とを有し、
前記走査手段によって前記光強度測定手段を前記被測定領域に対して相対的に走査しながら前記複数の受光素子が順次受光する光強度を各受光素子毎に測定する光量測定装置であって、
前記複数の受光素子は、少なくとも前記走査方向に並んで配置されており、
前記複数の受光素子の前記照明領域に対する１パルス光毎の相対的な変位量が、前記走査方向の前記複数の受光素子全体の長さより短いことを特徴とする光量測定装置。
【請求項２１】
複数の受光素子を有する光強度測定手段と、
パルス光により照明された照明領域に対して、前記光強度測定手段を所定の走査方向に相対的に走査する走査手段とを有し、
前記走査手段によって前記光強度測定手段を前記被測定領域に対して相対的に走査しながら前記複数の受光素子が順次受光する光強度を各受光素子毎に測定する光量測定装置であって、
前記複数の受光素子は、少なくとも前記走査方向に並んで配置されており、
前記複数の受光素子の前記照明領域に対する１パルス光毎の相対的な変位量が、前記複数の受光素子の前記走査方向の素子間隔よりも短いことを特徴とする光量測定装置。
【請求項２２】
請求項２０又は２１に記載の光量測定装置を用いて露光量を測定することを特徴とする露光装置。
【請求項２３】
前記パルス光により照明された照明領域に対し、レチクル及びウエハを同期させて相対的に走査させることにより、前記マスク上に形成された転写パターンを前記ウエハに露光転写する露光装置であって、
前記光量測定装置が前記基板が載置されるウエハステージ上に設けられていることを特徴とする請求項２２記載の露光装置。
【請求項２４】
請求項７乃至１９及び２２いずれかに記載の露光装置を用いてデバイスを製造することを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光量測定装置に関し、特に、この光量測定装置を用いて、１ショットの露光領域の露光量分布を測定することにより、ウエハに適切な露光量を与えることが可能な走査型露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスをフォトリソグラフィー技術を用いて製造する際、レチクルのパターンを投影光学系を介してフォトレジストが塗布されたウエハ上に露光する投影露光装置が使用されている。近年、半導体デバイス１個当たりのチップパターンが、より大型化、微細化する傾向にあり、そのため露光領域が大きく、且つ高解像度の投影露光装置が求められている。
【０００３】
露光領域の大面積化という要求に応えて、スリット状の照明領域に対し、レチクルとウエハを同期させて走査させることにより、照明領域よりも大きいレチクルのパターンをウエハ上に露光転写する走査型露光装置が開発されている。
【０００４】
一方、高解像度の実現は光源波長の短波長化によってなされ、従来の光源である水銀ランプに換えてエキシマレーザが用いられようとしている。エキシマレーザは遠紫外領域で高出力であるものの、従来の光源とは異なり、パルス発光のレーザであるという特徴をもつ。
【０００５】
【発明が解決しようとしている課題】
エキシマレーザのようなパルスレーザを光源とした走査型露光装置では、光源の出力変動、発光タイミングのずれ、ステージの位置ずれなどの様々な要因によって、露光領域の走査方向の露光量分布が変化する。したがって、走査型露光装置では、走査方向の露光量分布を測定すること、及びその測定結果からウエハに与える露光量の制御を行い、露光領域における露光ムラを抑えることが重要な課題である。
【０００６】
走査型露光装置で露光量を測定するには、従来のステッパ等に搭載されている照度計を用いる方法が考えられる。照度計は、受光部に微小開口を有する光強度検出器であり、受光部の高さとウエハ面の高さが一致するようウエハステージ上に設置されている。
【０００７】
この照度計を一回走査して露光することによって、一つの微小領域における露光量が測定できる。次に照度計を走査方向の他の位置に移動させて再び走査露光し、露光量を測定する。この動作を繰り返し行うことにより、マトリクス状あるいはライン状に複数の微小領域の露光量が測定できる。
【０００８】
しかしながら、前述したようにエキシマレーザは発光毎に出力の変動があるため、走査露光の度にある微小領域における露光量は変化する。上記の方法では、露光量の測定に当たって複数回の走査露光を行っているので、露光量がばらつく範囲を測定することはできても、露光領域内の露光量分布を測定することはできない。したがって、露光量分布を測定するには、一回の走査で露光量を測定しなければならない。
【０００９】
本発明は上述したような問題点に鑑み、ウエハ上の露光量分布を測定できる走査型露光装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願第１発明の光量測定装置は、複数の受光素子よりなる光強度測定手段と、該光強度測定手段を被測定領域に対して相対的に走査する走査手段と、該走査手段によって前記光強度測定手段を前記被測定領域に対して相対的に走査しながら前記複数の受光素子が順次受光する光強度を各受光素子毎に記憶する記憶手段とを有し、該記憶手段に記憶された情報を用いて光量を測定する光量測定装置であって、前記複数の受光素子は、少なくとも走査方向に並んでいることを特徴としている。また、本願第１発明の光量測定装置において、前記複数の受光素子間の感度ばらつきを補正する補正手段を有する。
【００１１】
本願第２発明の感度ばらつきの検出方法は、走査方向に並んで配置された複数の受光素子を照明領域に対して前記走査方向に相対的に走査し、前記各受光素子の測定値から、該各受光素子の感度ばらつきを検出することを特徴としている。
【００１２】
本願第３発明の感度ばらつきの検出方法は、複数の受光素子を照明領域に対して相対的に走査し、前記各受光素子の測定値から、該各受光素子の感度ばらつきを検出する感度ばらつきの検出方法であって、パルス光により前記照明領域が形成され、前記複数の受光素子の走査方向の素子間隔が前記照明領域の走査方向の幅に対して十分に小さい場合において、前記複数の受光素子の前記照明領域に対する１パルス光毎の相対的な変位量が、前記複数の受光素子の走査方向の素子間隔の整数倍であり、且つ前記複数の受光素子の走査方向の長さよりも小さいことを特徴としている。
【００１３】
本願第４発明の感度ばらつきの検出方法は、複数の受光素子を照明領域に対して相対的に走査し、前記各受光素子の測定値から、該各受光素子の感度ばらつきを検出する感度ばらつきの検出方法であって、パルス光により前記照明領域が形成される場合において、前記複数の受光素子の前記照明領域に対する１パルス光毎の相対的な変位量が、前記複数の受光素子の走査方向の素子間隔の整数分の１であることを特徴としている。また、本願第３発明或いは本願第４発明において、前記複数の受光素子は、少なくとも走査方向に並んでいる。
【００１４】
本願第５発明の露光装置は、本願第１発明の光量測定装置を用いて露光量を測定する。
【００１５】
本願第６発明の露光装置は、光源より発せられた光の照明領域をマスク及びウエハに対して相対的に走査する走査手段を有し、前記照明領域よりも広い前記マスク及びウエハ上の被照明領域を照明し、前記マスク上に形成された転写パターンを前記ウエハに露光転写する露光装置において、少なくとも走査方向に並んでいる複数の受光素子よりなる光強度測定手段と、該光強度測定手段を前記照明領域に対して相対的に走査しながら照明し、前記複数の受光素子が順次受光する光強度を各受光素子毎に記憶する記憶手段とを有することを特徴としている。また、本願第６発明において、前記光強度測定手段と前記記憶手段を用いて露光量分布を測定する露光量分布測定手段を有する。
【００１６】
本願第７発明の露光装置は、パルス光源と、該パルス光源より発した複数のパルス光が順次形成する照明領域をマスク及びウエハに対して相対的に走査する走査手段とを有し、前記照明領域を前記マスク及びウエハ上で相対的に変位させながら重ね合わせ、前記照明領域よりも広い前記マスク及びウエハ上の被照明領域を照明し、前記マスクに形成された転写パターンを前記ウエハに露光転写する露光装置において、少なくとも走査方向に並んだ複数の受光素子よりなる光強度測定手段を有し、前記光強度測定手段を前記照明領域に対して相対的に走査しながら照明し、前記複数の受光素子が順次受光する前記複数のパルス光の光強度を各受光素子毎に記憶手段に記憶し、該記憶手段に記憶された情報を用いて前記被照明領域の露光量分布を求めることを特徴としている。
【００１７】
本願第８発明の露光装置は、パルス光源と、該パルス光源より発した複数のパルス光が順次形成する照明領域をマスク及びウエハに対して相対的に走査する走査手段とを有し、前記照明領域を前記マスク及びウエハ上で相対的に変位させながら重ね合わせ、前記照明領域よりも広い前記マスク及びウエハ上の被照明領域を照明し、前記マスクに形成された転写パターンを前記ウエハに露光転写する露光装置において、少なくとも走査方向に並んだ複数の受光素子よりなる光強度測定手段を有し、該光強度測定手段を前記照明領域に対して静止して照明し、各受光素子に入射した前記パルス光の光強度を各パルス光毎に記憶手段に記憶し、該記憶手段に記憶された前記光強度を実露光時における前記照明領域の相対的な変位量に応じた分だけずらして積算させ前記被照明領域の露光量分布を求めることを特徴としている。また、本願第５、６、７、８発明において、前記複数の受光素子間の感度ばらつきを補正する補正手段を有する。また、本願第５、６、７、８発明において、前記光強度測定手段は、１次元ラインセンサであっても良いし、２次元エリアセンサであっても良い。
【００１８】
本願第９発明は、本願第５乃至第８発明の走査型露光装置を用いてデバイスを製造することを特徴とするデバイス製造方法である。
【００１９】
本願第５乃至第８発明の露光装置及び本願第９発明のデバイス製造方法を用いることにより、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体デバイス、液晶デバイス、ＣＣＤ等の撮像デバイス、磁気ヘッド等のデバイスを正確に製造することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の特徴を最もよく表す走査型露光装置の図である。１はエキシマレーザ等のパルス光源である。２はパルス光源１から発振されたパルス光のビーム形状を整えるための、シリンドリカルレンズ、ビームエキスパンダ等で構成されたビーム整形光学系である。３はパルス光源１からのパルス光の光量を調節するためのＮＤフィルタ等の減光手段である。４はパルス光源１からのパルス光の可干渉性を低減させて、レチクル１１を均一に照明するためのインコヒーレント均一化光学系である。
【００２１】
５はパルス光の一部を光検出器１６に入射させ、大部分を透過させるビームスプリッタである。６は視野絞り７を均一に照明するための第１リレーレンズであり、光検出器１６の受光面と視野絞り７は共役の関係にある。７は矩形に光束を絞る視野絞りであり、８は第２リレーレンズ、９は光路を曲げるためのミラー、１０はコンデンサーレンズである。８、９、１０によって、レチクル１１を均一に照明し、視野絞り７はレチクル１１と共役の関係である。レチクル１１は実際の露光時には転写されるべきパターンが描かれているが、本実施例では照明領域の光強度分布、および露光領域の露光量分布を測定するため、パターンが描かれていないレチクルがレチクルステージ１２に搭載されている。もしくはレチクル１１を取り外しておく。１３は、レチクル１１のパターンをウエハ１４に縮小投影する投影レンズである。
【００２２】
１５はウエハ１４が搭載されるウエハステージである。１７は照明領域内の光強度分布、および露光領域内の露光量分布を測定する照度計である。照度計１７の受光部には走査方向に一次元に配列された受光素子が採用されている。この受光部は、ウエハ面と高さが一致するようにウエハステージ１５上に照度計１７を設置している。１８は、光検出器１６と照度計１７からの出力を取り込み、演算を行い、レチクルステージ１２とウエハステージ１５を制御し、パルス光源１の発光タイミングを制御するコントローラ、１９はコントローラ１８のデータを記憶するメモリである。
【００２３】
以上の構成により、照明領域における光強度分布を測定する場合には、図２（ａ）に示すように、照度計１７の受光素子が照明領域の走査方向の長さをカバーする位置に来るように、コントローラ１８によりウエハステージ１５の位置を制御し、パルス光源１を発光させる。そして、メモリ１９に格納してあった各受光素子の感度ばらつきの補正係数（補正係数の求め方は後述する）を読み出して、それぞれ対応する受光素子の測定値を除算することによって、各受光素子間の感度ばらつきが測定値に与えた影響を除去する。このようにして、走査方向に一列に配列された受光素子毎の前記測定値が照明領域の走査方向における光強度分布として得られる。更に、受光素子を走査方向と直角方向に移動させた位置で前述の測定を繰り返すことによって、照明領域全域の光強度分布が得られる。
【００２４】
また、露光領域の走査方向における露光量分布の測定を行う場合にも、図２（ｂ）に示すように照度計１７の受光素子が露光領域の走査方向の長さをカバーできる位置に来るようにコントローラ１８がウエハステージ１５を走査開始位置に停止させる。コントローラ１８がウエハステージ１５を走査させ、パルス光源１を発光させて照度計１７に対して露光を行う。露光中、パルス毎に照度計１７の各受光素子の出力値を積算していき、図２（ｃ）に示した露光終了後、メモリ１９に格納してあった各受光素子の感度ばらつきの補正係数を読み出して、それぞれ対応する受光素子の測定値を除算し、各受光素子間の感度ばらつきが測定値に与えた影響を除去する。このようにして、走査方向に一列に配列された受光素子毎の前記測定値が露光領域の走査方向における露光量分布として得られる。
【００２５】
以下に、照度計１７の受光素子間の感度ばらつきの補正方法を示す。
【００２６】
この補正方法は、各受光素子に等しい露光量を与えることによって、受光素子の出力の違いから感度ばらつきの補正係数を求めるという方法である。等しい露光量を各受光素子に与えるには、１パルス毎の照度計１７の走査方向の変位量が、素子間隔の整数倍で且つ受光素子全体の長さよりも短い距離、もしくは素子間隔の整数分の一ずつの距離でパルス露光を行えばよい。そしてパルス光源の出力変動を補正し、照明領域の走査方向における断面の光強度を積算した露光量を各受光素子に与える。
【００２７】
受光素子の例としては、ＣＣＤラインセンサやフォトダイオード・アレイが挙げられる。本実施例では、走査方向の長さが３０ｍｍ以上のものを使用する。また、露光量分布を十分に分解できるように、素子間隔２０μｍ、走査方向と直角方向の幅２０μｍ程度のものが考えられる。
【００２８】
以下に素子数Ｍ、素子間隔ｐの受光素子を照度計１７に採用した場合の各受光素子間の感度ばらつきの補正係数を求める手順を図３のフローチャート、図４の動作説明図を用いて説明する。
【００２９】
ステップ１では、まず図４（ａ）に示すように、全受光素子が照明領域にかからない位置に静止させておく。初期値として、１番目の受光素子から照明領域までの距離をＬ０、パルス光源１が一回発光する間にウエハステージ１５が走査する間隔をＰ、全受光素子が照明領域を通過するまでの走査距離をＬとする。すなわち、ラインセンサの感度ムラを補正するのにステージを走査する範囲および走査条件をセットする。
【００３０】
ここでＬ０はウエハステージ１５が走査し始めて一定の速度に達するのに十分な距離であり、Ｐは素子間隔ｐの整数倍もしくは整数分の一ずつの距離である。
【００３１】
ステップ２で、コントローラ１８がウエハステージ１５の走査を開始させる。
【００３２】
ステップ３では、ウエハステージ１５が一定速度に達したか判断する。Ｎｏならば、ステップ４に行き、Ｙｅｓならば、ステップ５に進む。
【００３３】
ステップ４では、ウエハステージ１５が所望の速度になるように速度を調整する。
【００３４】
ステップ５では、受光素子が照明領域にかかる前に、コントローラ１８はパルス光源１に第１回目の発光をさせる。このとき、パルス光源１の発光回数をｉ＝１にセットし、以降コントローラ１８でｉをカウントしていく。そして、パルス光源１の一部の出力をモニタしている光検出器１６からの出力をコントローラ１８で取り込み、メモリ１９に測定値Ｅ１として保存する。
【００３５】
ステップ６では、ウエハステージ１５が受光素子間隔ｐで決まる一定値Ｐ（素子間隔の整数倍または整数分の１）だけ動いたら、パルス光源１に２回目の発光をさせる。各受光素子の出力Ｖｋ２（ｋは受光素子の順番位置：１≦ｋ≦Ｍ）と光検出器１６からの出力Ｅ２をコントローラ１８が取り込み、メモリ１９に保存する。
【００３６】
以後、ウエハステージ１５が一定間隔分Ｐだけ走査するたびにパルス光源１を発光させ（ｉは発光回数）、各受光素子の出力Ｖｋｉおよび光検出器１６の出力Ｅｉをコントローラ１８に取り込み、メモリ１９に保存する。
【００３７】
ステップ７では、図４（ｂ）に示すように、受光素子が照明領域を通過するまでの走査距離Ｌだけ、ウエハステージ１５が走査したならば、ステップ８に進む。
【００３８】
ステップ８では、メモリ１９からＥｉ、Ｖｋｉを呼び出す。Ｅ１を基準としてパルス光源の出力ばらつきの補正係数αｉ＝Ｅｉ／Ｅ１を求める。αｉでＶｋｉを除算すると、パルスパルス光源１の出力ばらつきの影響によるＶｋｉの変動が除かれる。
【００３９】
次に、ｋ番目の受光素子の出力の積算値はΣ（Ｖｋｉ／αｉ）と表せる。ここで、Σ（Ｖｋｉ／αｉ）は照明領域の走査方向における断面の光強度分布を積算した値となり、１からＭ番目までの受光素子それぞれにおける積算値Σ（Ｖ１ｉ／αｉ）、・・・、Σ（ＶＭｉ／αｉ）は、受光素子間の感度ばらつきが無ければ等しくなる。すなわち、これらΣ（Ｖｋｉ／αｉ）の値の違いが感度ばらつきに相当する。したがって、受光素子の１番目（ｋ＝１）の積算値Σ（Ｖ１ｉ／αｉ  ）で他の受光素子の積算値を規格化することによって、受光素子間の感度ばらつきの補正係数βｋ＝Σ（Ｖｋｉ／αｉ）／Σ（Ｖ１ｉ／αｉ）が得られる。そして、これら補正係数をメモリ１９に保存する。
【００４０】
ステップ９で、補正係数を求める手順を終了する。
【００４１】
また、上記実施例ではラインセンサの感度ばらつき補正係数を求めるときに、照度計１７を走査して測定したが、ウエハステージを素子間隔の整数倍または整数分の１だけ、照度計１７を移動させ、停止した時点でパルス露光を行うという動作でも、ラインセンサの感度ばらつき補正係数を求めることが可能である。そのうえ、停止した位置で複数回の露光を行って積算露光を行えば、光源の出力変動による影響を平均化させる効果も生じる。
【００４２】
本実施例に関して、ウエハ面上の照明領域の形状が図２に示すように矩形状であっても、図５に示すように照明領域の形状が円弧状であっても、走査方向に直角方向の照明領域の長さが３０ｍｍ程度であるのに対して、照度計１７の受光素子の走査方向に直角方向の幅が２０μｍと非常に小さいため、照明領域の形状に関係なく照度分布、および露光量分布の測定が可能である。
【００４３】
上記実施例では受光素子の長さを、走査方向の露光領域をカバーできる長さ（３０ｍｍ以上）としたが、この長さを照明領域の走査方向の長さ（５ｍｍ程度）がカバーできる長さに短くしても露光量分布の測定が可能である。この場合には、照度計を走査させずに走査方向の照明領域をカバーする位置に静止させた状態で露光を行い、照明領域の照度分布を測定する。パルス露光毎に各受光素子からの出力の測定値を保存しておき、露光終了後に、パルス毎の測定値を実露光時の各パルス発光毎のウエハステージの変位量に相当する素子数分ずらして積算することによって、露光量分布が求められる。
【００４４】
また、図６に示すように、照明領域の走査方向における断面の光強度分布形状が矩形状（図６（ａ））であっても、台形状（図６（ｂ））であっても、ガウス分布状（図６（ｃ））であっても、走査方向の照明領域の幅が５ｍｍ程度であるのに対して、照時計１７の受光素子の走査方向の幅が２０μｍと非常に小さいため、それぞれの光分布形状の変化を十分分解でき、照明領域の走査方向における断面の光強度分布の形状にかかわらず、照明領域の光強度分布、および露光量分布の測定が可能である。
【００４５】
上記の実施例では、光源にパルス光源を用いているが、水銀ランプやＹＡＧレーザ等の連続発光する光源を用いた場合においても、前述の受光素子間の感度ばらつきの補正係数を求める方法と、受光部に一次元に配列された受光素子を採用した照度計を用いることによって、光源の出力が変動することによる影響を受けずに露光領域の露光量分布の測定が可能な露光装置を実現できる。
【００４６】
以上の実施例では、走査方向に一次元に配列された受光素子を照度計に採用したが、走査方向および走査方向に直角な方向に二次元に配列された受光素子を採用しても、前述の受光素子間の感度ばらつきを補正する方法を用いて、露光領域の露光量分布を実露光と同条件で測定できる露光装置を実現できる。
【００４７】
次に図１の投影露光装置を利用した半導体デバイスの製造方法の実施例を説明する。図７は半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネルやＣＣＤ）の製造フローを示す。ステップ７１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ７２（マスク製作）では設計した回路パターンを形成したマスク（レチクル１１）を製作する。一方、ステップ７３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハ（ウエハ１４）を製造する。ステップ７４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハとを用いて、リソグラフィー技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ７５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ７４によって作成されたウエハを用いてチップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ７６（検査）ではステップ７５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７７）される。
【００４８】
図８は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップ８１（酸化）ではウエハ（ウエハ１４）の表面を酸化させる。ステップ８２（ＣＶＤ）ではウエハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ８３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ８４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ８５（レジスト処理）ではウエハにレジスト（感材）を塗布する。ステップ８６（露光）では上記投影露光装置によってマスク（レチクル１１）の回路パターンの像でウエハを露光する。ステップ８７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ８８（エッチング）では現像したレジスト以外の部分を削り取る。ステップ８９（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらステップを繰り返し行うことによりウエハ上に回路パターンが形成される。
【００４９】
本実施例の製造方法を用いれば、従来は難しかった高集積度の半導体デバイスを製造することが可能になる。
【００５０】
【発明の効果】
以上の説明のように本発明の光量測定装置を走査型露光装置に用いることにより、従来の走査型露光装置では不可能であった露光領域の走査方向における露光量分布の測定を、実露光と同条件で測定することが可能になり、ウエハに適切な露光量を与えることができ、均一に露光することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した走査型露光装置全体のシステム構成図である。
【図２】照明領域の光強度分布、及び露光領域の露光量分布を測定する場合の説明図である。
【図３】受光素子間の感度ばらつきの補正係数を求める際のフローチャートである。
【図４】受光素子間の感度ばらつきの補正係数と求める際の動作説明図である。
【図５】円弧状の照明領域を示した図である。
【図６】照明領域の走査方向における断面の光強度分布の形状を示した図である。
【図７】半導体デバイスの製造工程を示す図である。
【図８】図７の工程中のウエハプロセスの詳細を示す図である。
【符号の説明】
１  パルス光源
２  ビーム整形光学系
３  減光手段
４  インコヒーレント・均一化光学系
５  ビームスプリッタ
６  第１リレーレンズ
７  視野絞り
８  第２リレーレンズ
９  ミラー
１０  コンデンサーレンズ
１１  レチクル
１２  レチクルステージ
１３  投影レンズ
１４  ウエハ
１５  ウエハステージ
１６  光検出器
１７  照度計
１８  コントローラ
１９  メモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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