(57)【要約】【課題】光学像を光電変換して、電子ビーム像によって露光を行露光装置において、光電変換効率むらが露光量むらとなり、線幅制御性が悪化してしまう。【解決手段】強度分布を形成する手段を有し、強度分布を持った照明光を照射することによって、光電変換効率の分布を補正する。【選択図】図１
2005347572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光マスクの像を光電変換面に投影して電子ビーム像へ変換し、基板へ転写する露光装置であって、
前記電子ビームの前記基板上における強度分布を均一化するために、前記光マスクを照明するための光源と前記光電変換面との間に、前記光電変換面へ投影される照明光の強度分布を補正する手段を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記照明光強度分布を補正する手段が、前記光電変換面の変換効率分布に基づいて透過率分布を形成された透過材であることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記照明光強度分布を補正する手段が、マイクロミラーアレイと、該マイクロミラーアレイの個々のミラーの反射角度を調整する手段および個々のミラーの反射時間を調整する手段の少なくとも一方とを含むことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項４】
前記照明光強度分布を補正する手段が、液晶素子と、該液晶素子各部における光の透過量を調整する手段とを含むことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項５】
スポット光光源と、該スポット光を前記光マスクへ向けて反射する反射ミラーと、該反射ミラーを微小角度変動させることによって前記スポット光により前記光マスクの露光範囲を走査させる手段とを備え、前記照明光強度分布を補正する手段は、前記反射ミラーの角度に応じて光源の強度を調整する手段および照明位置に応じてミラー走査速度を調整する手段の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項６】
前記基板面における電子ビームの強度分布を計測する手段を備え、その計測結果に基づいて前記調整を行うことを特徴とする請求項３〜５のいずれか１つに記載の露光装置。
【請求項７】
光源からの照明光を電子ビームに変換する光電変換面を有し、前記電子ビームを用いて基板を露光する露光装置であって、
前記基板上での電子ビームの強度分布に基づいて、前記光源からの照明光の強度分布を調整することを特徴とする露光装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、露光された前記基板を現像する工程とを有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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル等の表示素子、磁気ヘッド等の検出素子、およびＣＣＤ等の撮像素子といった各種デバイスの製造に用いられる露光装置に関し、特に、探針を用いた露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路の高密度、高速化に伴い、集積回路のパターン線幅が縮小され、半導体製造方法にも一層の高性能化が求められている。このため、半導体製造工程中のリソグラフィ工程のうち、レジストパターンの形成に用いる露光装置も、ＫｒＦレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ２レーザ（１５７ｎｍ）といった紫外線を利用したものが開発されており、今後ますます光の短波長化が進み、現在は波長１０ｎｍ程度のＥＵＶ光を利用した露光装置の開発が世界的に進められている。
露光に供する光の波長が短くなることは、解像度が上がるというメリットがあるが、一方では、光学系を構成するレンズ材料の開発、製造や、光の通路を不活性ガスで置換するための設備など、装置コストが爆発的に上昇するという問題が生じている。
【０００３】
微細化が可能な技術として、電子ビームを使った電子ビーム露光があるが、この技術は、ウエハに直接パターンを描画していくため、一枚のウエハを露光するために非常に長時間が必要であり、非常に生産性が低い。さらに、ビームでパターンを描画していく直描方式であるため、非常に複雑な制御系が必要となっており、従来のパターンを形成した原版（マスク）を投影することで転写する露光方式に比べて、描画エラーが発生する確率が高いため、非常に高い信頼性が要求されてしまう。生産性が非常に低いため、現状では、試作用もしくは非常に生産数の少ない特殊用途のデバイス製造に適用できるのみであり、ＭＰＵ、メモリ、システムＬＳＩなどの大量生産されるデバイスの製造には適用できないという問題がある。
【０００４】
電子ビーム露光方式の高スループット化を目的として、マスクを用いた露光方式が提案されている。その一つが、従来の光露光と同じマスクを用いて、パターンを光電変換面へ投影し、光電変換面で電子ビームへ変換された電子ビーム像をウエハ面に投影する方式（以下、光電変換露光と称する）である（特許文献１）。  
【０００５】
従来の光電変換露光装置の基本構成を図８を用いて説明する。図において、１００１は、露光すべき回路パターンが描画された原版であるレチクルで、ステッパなどの従来の光露光装置と同等なものである。１００２は、レチクル１００１のパターンを投影するための光源であり、ハロゲンランプやレーザである。１００３は、レチクルのパターンが描画された面へ照明光を照射するための照明光学系である。１００４は、レチクルのパターンを光電変換面１００６へ投影するための投影光学系である。投影光学系は、倍率を有しており、レチクルパターンを１／４程度に縮小して、光電変換面１００６に投影する。
【０００６】
１００５は、真空部分と大気部分を隔離し、さらに、光を透過する材質から成る真空封止窓である。１００６は、光電変換面であり、ＣｓＩなどの光電変換材料から形成されている。光電変換面１００６は、一面にレチクルパターンが結像し、その対向する面からは、パターンに応じた形の電子が発生するものである。１００７は、光電変換面から発生した電子を加速するための加速電極であり、数ｋＶ以上の電圧が印加されている。１００８は、電子レンズ系であり、光電変換面から発生した電子像をウエハ１００９の表面に結像する働きを有する。電子レンズ系１００８も倍率を有しており、光電変換面からの電子ビーム像を縮小して、ウエハ面に投影することが出来る。１００９は、ウエハであり、表面にレジストが塗布されており、電子ビームが入射することによって露光され、パターンを形成するものである。１０１０は、ＸＹステージであり、ウエハ全面を逐次露光を行うために、ウエハ面に沿った方向に移動することが出来る。１０１１は、真空チャンバである。電子ビームは、真空中で無ければ減衰してしまうため、大気雰囲気と隔離するためのものである。まとめると、光源１００２から出た光がレチクル１００１を照射し、レチクルパターンを光電変換面１００６に縮小投影する。投影されたパターンに従って電子が発生し、加速電極１００７によって加速され、電子レンズ系１００８でウエハ面１００９に縮小投影される。以上のプロセスによって、レチクルパターンがウエハに転写される。
光電変換露光装置は、以上の構成によって、複雑な制御系を必要とせずに、高解像度を達成可能な電子ビーム露光が、高スループットで実現できるとするものである。
【特許文献１】英国特許第２１６４７８７Ａ号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来例では、光電変換面に投影された像は、それぞれ特定の光電変換面に対応して電子に変換させる。そのため、光学像の強度分布が均一であっても、光電変換面の変換効率が均一でない場合には、発生する電子の強度に２次元的なむらが発生し、そのむらがそのまま露光量むらとなってしまい、線幅均一性にむらが発生してしまうという問題があった。
本発明は、上述の従来例における問題点を解消することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため本発明では、光マスクの像を光電変換面に投影して電子ビーム像へ変換し、基板へ転写する露光装置であって、前記光マスクを照明するための光源と前記光電変換面との間に、前記光電変換面へ投影される光の強度分布を補正する手段を備えることを特徴とする。
光強度分布を補正する手段としては、前記光電変換面の変換効率分布に基づいて透過率分布を形成された透過材を用いることができる。また、マイクロミラーアレイや液晶素子等のシャッタまたは透光量制御素子とそれを駆動する手段により前記透過率分布を形成してもよい。さらにミラー走査型の照明光学系を用いた場合には、走査用ミラーの走査速度または光源の強度を光マスク面の走査位置に応じて制御することによっても照明光強度分布を形成することができる。
また、本発明に係る他の露光装置は、光源からの照明光を電子ビームに変換する光電変換面を有し、前記電子ビームを用いて基板を露光する露光装置であって、前記基板上での電子ビームの強度分布に基づいて、前記光源からの照明光の強度分布を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、光マスク像を光電変換面に投影し、電子ビーム像へ変換し基板へ転写する露光装置において、照射光強度分布を補正した照明光を光電変換面へ照射するようにしたため、この補正を光電変換面光電変換素子の変換効率分布に基づいて行うことにより、光電変換面上の位置によって、変換効率にばらつきがある場合においても、均一な電子ビーム強度を得ることでき、より均一な露光強度分布を得ることにより、線幅均一性の高い光電変換露光を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施態様を列挙する。
［実施態様１］  光マスク像を光電変換面に投影し、電子ビーム像へ変換し基板へ転写する露光装置において、光電変換素子の変換効率分布に基づいて、照射光強度分布を形成した照明光を照射することを特徴とする露光装置。
上記装置構成によって、光電変換面が位置によって、変換効率にばらつきがある場合においても、均一な電子ビーム強度を得ることでき、より均一な露光強度分布を得ることにより、線幅均一性の高い光電変換露光を行うことができる。
【００１１】
［実施態様２］  実施態様１の露光装置であって、照明光強度分布を透過率分布を有した透過材によって作成することを特徴とする露光装置。
［実施態様３］  実施態様１の露光装置であって、照明光強度分布をマイクロミラーアレイによって作成することを特徴とする露光装置。
［実施態様４］  実施態様３であって、マイクロミラーアレイの個々のミラーの反射角度を調整する手段、もしくは、個々のミラーの反射時間を調整する手段の、いずれか一方もしくは両方によって、照明光強度分布を作成することを特徴とする露光装置。
［実施態様５］  実施態様１の露光装置であって、照明光強度分布を液晶によって作成することを特徴とする露光装置。
［実施態様６］  実施態様１の露光装置であって、反射ミラーを微小角度変動させることによって露光ビームの方向を変えて、照明光を光マスクに照射し、露光範囲を走査する手段を有し、さらに反射ミラーの角度に応じて光源の強度を変える手段、もしくは、照明位置に応じてミラー走査速度を変える手段のいずれか一方もしくは、両方によって、照明光強度分布を作成することを特徴とする露光装置。
【実施例】
【００１２】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
［第１の実施例］
図１は、本発明の第１の実施例に係る光電変換露光装置の構成を示す。同図の露光装置は、原版(光マスク）に描画されたパターンを光電変換面で電子ビームに変換して、ウエハ面に投影露光する装置である。構成を順に説明する。
１は、回路パターンが形成されたレチクルである。レチクル１は、従来から用いられている光露光装置であるステッパやスキャナと同等なものであり、ガラス基板にＣｒなどでパターンが形成されているものである。２は、光電変換面であり、上面に光が入射した時には、同じ位置の裏面（図では下面）から電子を放出する役割を持つ。材質は、ＣｓＩなどからなり、膜状をしている。
【００１３】
３は、ウエハであり、レジストが表面に塗布されており、電子が入射することによって、感光し、現像することでパターンが形成される。４は、レチクル１上のパターンを光電変換面２に投影するための光源である。５は集光レンズ、６は補正フィルタであり、レチクル面へ照射される照明光の強度を面内で補正するためのものである。７は、照明光学系の視野絞りである。パターンに応じて、最適な照明条件を得るために、開口は可変となっている。８は、開口絞りである。９は、照明レンズである。１０は、レチクル１が設置されるレチクルチャックである。１１は、レチクルステージであり、レチクル面に平行な方向にレチクルを移動させる役割を持つ。レチクルチャック１０は、レチクルステージ１１に載置されていて、レチクルステージ１１を駆動することで、レチクル１を移動させる。１２は、投影レンズ系であり、レチクル上のパターンを光電変換面へ投影するための光学系である。倍率を有しており、縮小投影する場合もある。
【００１４】
１３は、真空窓である。電子レンズ系などを内蔵する真空部分と、レチクルなどを有する大気部分とを隔離するために、気密性が高く、光を透過する材質で作られている。１４は、光電変換面から出た電子像をウエハ面に投影するための、電子レンズ系である。光電変換面に出来た像を縮小し、ウエハ面に結像させるものである。１５は、ウエハステージである。レチクルパターンを複数ショット露光し、ウエハ全面を露光するために、ウエハ３をステップ移動させる役割と、大きなショットパターンを分割して露光するときに、ウエハ３をステップもしくはスキャン移動させる役割を持つ。１６は、真空チャンバである。真空チャンバ１６は、光電変換面２および電子レンズ系１４からウエハステージ１５までが内部に配置されており、電子ビームが通る軌道を高真空に保つ役割を持っている。１７は、ウエハステージ１５に一体に保持された強度センサである。強度センサ１７は、電子ビームの強度を計測するためのもので、受光部にはピンホールが形成されており、ウエハステージ１５によって移動しながら強度計測を行うことによって強度の２次元分布を計測すること可能にしている。
【００１５】
上記構成での露光の手順を説明する。レチクル１にパターンが描画された領域は、光電変換面２に投影できる画角よりも大きい。レチクルステージが画角分を順時ステップ送りしながら、パターン全面を露光する。ウエハステージ１５は、装置の縮小倍率に基づいて、同様にステップ送りされる。パターン全面の転写が完了すると、ウエハステージ１５のみステップ移動して、次のショットの露光位置へ移動する。そして、同様にパターンを順次ステップ移動しながら露光する。全てのショットを露光完了したら、ウエハを取り替え、露光を行う。ここでは、露光毎にステップ送りする露光方法を説明したが、レチクルステージ１１とウエハステージ１５を同期させ、連続的に両者を走査しながら露光してもよい。
【００１６】
補正フィルタ６の役割について説明する。補正フィルタが無い場合、照明光は、均一な強度分布でレチクル面を照射する。レチクル面と光電変換面は、投影レンズ系で共役な位置になっており、レチクルパターンが光電変換面に結像する。光電変換面には、強度分布の無い像が結ばれることになる。光電変換面は、結像された像の強度分布に従って電子を放出する。光電変換面の光を電子に変換する変換効率が面内で均一であれば、均一な電子ビームによって像が形成される。しかし、光電変換面の変換効率は面内で分布をもっているため、光の像が均一な強度分布を持っていたとしても、電子ビーム像は、変換効率のむらに起因した強度むらを生じてしまう。強度むらがある場合、レジストに入射する電子線の強度が、位置によって違いが生じる。露光量のむらは、線幅均一性むらの原因となるため、光電変換面の変換効率のむらがあると、露光画角内で線幅均一性のむらを生じることになってしまう。補正フィルタ６は、光電変換効率の高い部分の照明光強度を下げることで照明光の分布をつくり、レチクルパターンの光電変換面で形成される像に強度分布を形成する。その結果、光電変換効率のむらが打ち消され、均一な強度分布をもった電子ビーム像が光電変換面から発生させることができる。そのため、線幅が均一な転写が可能となる。
【００１７】
光電変換面の変換効率のむらを計測する方法を次に説明する。
第一の方法は、レジスト残膜率を利用する方法である。レジストをウエハに塗布し、照明光を照射して露光し、現像した時には、露光量に応じて、残存するレジストの厚さが変化する。レジストの残膜率と露光量の関係を特性曲線と言う。図２にネガレジストの場合の特性曲線を表したグラフを示した。グラフの横軸は、露光量であり、縦軸は、レジスト残膜率である。残膜率は、現像後に残存するレジストの厚さを、元のレジスト厚さで除した値である。露光量が小さい場合は、レジストは全く残らないが、ある程度の露光量になると、露光量に応じて残膜率が変化する。それ以上の露光量になると、レジストは１００％残る。
【００１８】
このレジスト残膜率を利用した変換効率むらの計測手順は、以下の通りである。
ウエハにレジスト塗布し、塗布されたレジスト厚を膜厚計などで計測する。次に、そのウエハを、装置に補正フィルタ６とレチクル１がない状態で露光する。ウエハが静止した状態で、露光量以外の条件は同じまま、露光量を変化させながら、複数ショットの逐次露光を行う。その後、ウエハを現像し、各露光ショット内の特定位置を膜厚計測する。その結果から、露光量毎の残膜率を計算し、図２のレジストの特性曲線を得る。次に露光後のウエハ内でレジストの特性曲線の残膜率が０．５程度の露光量のショットについて、レジスト残膜厚を２次元で詳細に計測する。その結果から、露光画角内の露光量分布を算出する。この結果が、光電変換効率の分布に起因した露光量むらである。
【００１９】
計測された露光量むらに基づいて、補正フィルタ６を作成する。例えば、計測された分布に基づいて比較的透過率の低い層（透過率制御層）を有する基板を準備し、むらの逆数に相当する露光量分布となるように電子ビーム直描機で露光し、レジストの３次元的な形状を作成し、エッチングを行うなどして、透過率制御層の厚さの分布を形成する。
【００２０】
作成した補正フィルタ６は、装置内の所定の位置に設置される。その結果、レチクル面には、光電変換効率のむらを補正する強度分布を有した照明光が照射されることになり、結果として、強度分布のない電子ビーム像がウエハ面に形成できるようになる。なお、補正フィルタは、照明光学系の視野絞りの位置に設置される必要がある。装置には、光学的に最適な位置に設置するために、設置位置の微調整手段（不図示）を有している。光軸方向と光軸に対して垂直な平面内の並進および回転方向の調整が可能となっている。
【００２１】
上記の説明では、レジスト残膜率から計測されるむらは、光電変換効率むらであるとしたが、厳密には、光源４および集光レンズ５に起因した強度むらをも含んだものとなっている。上記のフィルタはそれらも含んだ補正を行っているので、光源４および集光レンズ５に起因した照度むらがあっても同時に補正されてしまうため、特に問題はない。
なお、レジストの特性曲線は一度計測しておけばよいため、特性曲線が既知の場合には、露光量を変化させて、何ショットも露光する必要は無く、適切な露光量で１ショットのみ露光を行い、残膜厚を計測するだけでよい。
【００２２】
次にもう一つの計測方法を説明する。図１において、１７は強度センサであり、受光面はピンホールが形成されている。そのため、ウエハステージ１５を走査しながら強度計測を行うことで、２次元の強度分布を容易に計測できる。補正フィルタ６およびレチクル１が無い状態で照明光を照射し、電子ビームを発生させる。レチクルパターンが無いので、露光画角全域から電子ビームが出射される状態となる。この状態で強度センサ１７を用いて強度分布を計測する。その結果、画角内の強度分布が計測される。この計測結果に基づいて、補正フィルタ６を作成する。以下の手順は上述と同様である。
【００２３】
［第２の実施例］
図３に本発明の第２の実施例を示した。第１の実施例と同じく光電変換露光装置である。
第１の実施例と共通または対応する役割を持つものは、同じ符号を付した。説明も省略する。第１の実施例との違いは、補正フィルタ６の配置である。第１の実施例においては、視野絞り７の位置に補正フィルタを配置したが、本実施例では、レチクル１より下流の位置に配置している。真空窓１３の直上に配置する形とした。そのため、投影光学系を構成するレンズ１２ｂを真空チャンバ１６内部に追加し、レチクル面と補正フィルタ面と光電変換面を光学的に共役の位置に配置した。その他については、第１の実施例と全く同等である。補正フィルタ６を上記の位置に配置することによって、交換作業を容易としたものである。
【００２４】
［第３の実施例］
図４に本発明の第３の実施例を示した。第１、第２の実施例と同様に光電変換露光装置である。図中の符号のうち、図１に示したものと共通または対応する部材には、同じ符号を付して説明を省略する。第１の実施例と本実施例との違いは、照明光学系のみである。第１の実施例において、視野絞り７と補正フィルタ６を配した位置に、液晶パネル１８を設置したものである。１９は、液晶パネル設置部であり、装置に液晶パネル１８を固定するためのものである。第１の実施例の装置では、強度分布を透過率の分布で補正したのに対して、本装置では、液晶パネルの各位置の開口時間に分布をもたせることで、補正を達成している。つまり、光電変換効率が低く、電子ビームの強度が低い部分は、露光時間を長くとることによって、均一な強度を得るものである。液晶は、光を透過するか、遮光するかの制御が、微細な単位で可能であるため、細かな制御が可能となる。さらに、露光に必要の無い領域を遮光するための視野絞りも液晶で兼用することができるため、視野絞りも不要となる。
【００２５】
強度むらの計測時には、液晶全体を光を透過する状態に設定し、照明光を照射して計測を行う。
液晶の要素ごとに露光時間を制御するための、液晶制御部２０が設置されており、液晶制御部２０に露光量むらを入力することにより、液晶制御部２０が露光時間を設定することにより補正を行う。
液晶パネルを利用したことで、光電変換効率むらが経時変化してしまった場合などにも、フィルタをその都度作成する必要が無いため、装置のランニングコストを低くでき、また装置の稼働率も落ちないというメリットがある。
【００２６】
［第４の実施例］
図５に本発明の第４の実施例を示した。上述の実施例と同様に光電変換露光装置である。
図中の符号のうち、第１から第３の実施例で説明したものと共通または対応する役割を持つ物に対しては、同じ符号を付した。説明も省略する。第１〜第３の実施例と本実施例との違いは、照明光学系のみである。照明光学系の構成を説明する。この構成は、照明光学系の視野絞りの位置にマイクロミラーアレイ２１を配置したものである。光源４からの露光光をビームスプリッタ２４で反射させ、マイクロミラーアレイ２１に照射する。反射した光は、ビームスプリッタ２４を直進し、開口絞り８および照明レンズ９を透過してレチクル１１を照射する。
【００２７】
マイクロミラーアレイ２１は、大きさ１０μｍ程度の小さなミラーが多数格子状に配置されており、個々のミラーは、マイクロミラー制御部２３によって、それぞれ独立に反射角度を調整することが可能となっている。光源から入射する光の角度に対してミラー反射面を垂直にした場合は、全ての光がレチクル面に入射することになる。また、ミラーを傾け、開口絞り８の外に反射させれば（図中、点線矢印）、そのミラーの部分（ピクセル）は、光がレチクルに入射しない。ミラーの角度がその中間にあるときは、その角度に応じて、開口絞り８を通過する光量が変化するために、レチクル面は、その分だけ照度が低下して照明される。ミラーの角度を制御することによって、照明光の強度分布を形成することが可能となっている。
【００２８】
本装置では、マイクロミラーアレイのミラー角度に分布をもたせることで、光電変換面の光電変換効率のむらの補正を達成している。つまり、光電変換効率が高く、電子ビームの強度が高い部分は、よりミラーを傾け、照明光強度を下げることによって、均一な強度を得るものである。マイクロミラーデバイスの１ピクセルは１０μｍ程度であるため、微細な補正が可能である。露光に必要の無い領域を遮光するための視野絞りもマイクロミラーで兼用することができるため、視野絞りも不要となる。
【００２９】
強度むらの計測時には、全てのマイクロミラーを全反射状態にして、照明光を照射する。計測結果を各々のミラーの角度に反映させるため、マイクロミラー制御部２３にデータを入力し、補正値を設定する。言うまでもないが、マイクロミラーアレイ内のミラーそれぞれに反射率のばらつきがあったとしても、そのばらつきも同時に補正される。マイクロミラーアレイを利用したことで、光電変換効率むらが経時変化してしまった場合などにも、フィルタをその都度作成する必要が無いため、装置のランニングコストを低くでき、また装置の稼働率も落ちないというメリットがある。上記では、マイクロミラーの角度を変えることによって、照明光の強度分布を作った例を示したが、ミラーを反射と遮光の２値のみで制御し、それぞれのピクセルの露光時間を変化させることによって、見かけ上の強度分布を作ることによっても、光電変換効率のむらを補正することが可能である。
【００３０】
［第５の実施例］
図６に本発明の第５の実施例を示した。ここまでで述べた第１〜第４の実施例と同様に光電変換露光装置である。図中の符号のうち、第１〜第４の実施例で説明したものと同じ役割を持つ物に対しては、同じ符号を付した。図では、説明のために、装置の主要構成部分を抜き出して、鳥瞰図にして示したものである。第１〜第４の実施例と本実施例との違いは、照明光学系のみである。
【００３１】
照明光学系の構成のみを説明する。図６において、２７は、光源ユニットであり、内部は、レーザ光源とレーザを集光するレンズから構成されており、パルス発光するものである。２５は、振動ミラーであり、振動機構２６に連結されており、図中に矢印で示したように、２軸に微小角度振動する。微小角度振動することによって、レチクル面の露光画角領域に照明光を照射するものである。２８は、光源、ミラー制御部である。レーザ光源ユニット２７から発せられるレーザのパルスごとの強度とそのパルスに対応したミラー角度を制御するためのものであり、レーザパルスの強度と振動ミラー２７の角度を同期して制御することが可能となっている。
【００３２】
図７に振動ミラー２５周辺を描いた図を示した。光源から発せられたレーザ光２９は、振動ミラー２５で反射し、レチクル１へ入射する。ミラーが２軸に振動することで、レーザ光は３０で示した矩形のスキャン領域を走査する。スキャン領域３０のレチクルパターンは、図６に示す投影光学系１２によって、光電変換面２に投影され、電子パターンに変換される。つまり、スキャン領域３０および光電変換面２は露光画角に相当する。レーザ光で高速にスキャンしながら、レチクル１は、連続走査し、パターン領域３１全体が露光される。レーザのスキャン速度は、レチクルの走査速度に対して十分に早く、レーザ光は、スキャン領域の全面に照射される。ここでは、レチクルとウエハを同期させ、連続走査することにより、パターン領域３１内でスキャン領域３０を移動しながら露光を行っているが、露光画角ごとにレチクルおよびウエハをステップ送りして露光を行っても良い。
【００３３】
ところで、振動ミラーの角度によって、スキャン領域のどの点にレーザ光が照射されるかは、一意的に決まる。光源はパルス光であり、パルスごとにミラーが微小角度移動して、露光画角を順時照明光が照らすことになる。露光画角の位置ごとに照明光のパルス強度を制御することで、露光画角内に照明光の強度分布を作ることが可能となっている。
本装置では、振動ミラーの角度と、パルス光を光源に使用し、パルスごとにレーザ光源の強度を制御することで、光電変換面の持つ光電変換効率のむらの補正を達成している。つまり、光電変換効率が低く、電子ビームの強度が低い部分には、光源のパルス強度を上げることによって、均一な電子ビーム像の強度を得るものである。レーザスポットの径を絞り、ミラーの角度分解能を上げれば、微細な補正が可能である。露光に必要の無い領域を遮光するためにミラーの振幅を制限すれば、視野絞りも振動ミラーで兼用することができるため、視野絞りも不要となる。
【００３４】
強度むらの計測時には、光源のレーザパルスの強度を一定に保って、照明光を照射する。計測結果を光源を振動ミラーに反映させるため、光源、ミラー制御部２８にデータを入力し、補正値を設定する。振動ミラーによる画角内走査とパルスごとの強度制御を利用したことで、光電変換効率むらが経時変化してしまった場合などにも、フィルタをその都度作成する必要が無いため、装置のランニングコストを低くでき、また装置の稼働率も落ちないというメリットがある。
【００３５】
さて、上記の強度分布作成方法は、レーザ光源のパルス強度を変えることによって、照明光の強度分布を形成していたが、光源の強度を一定のまま、ミラーの振動速度を変えて、照明光が照射される時間を変えることによって、照明光強度に見かけ上の分布を形成してもよい。ウエハステージとレチクルステージを連続走査して、ウエハを露光する場合は、ミラーの振動速度の変化に応じて、レチクルステージとウエハステージの走査速度を変える。また、露光画角毎に、レチクルステージ、ウエハステージをステップ移動送りしながら、レチクルパターンを転写する方法でも良い。
【００３６】
［第６の実施例］
次に、この露光装置を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図９は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造のフローを示す。
ステップ１（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２（マスク製作）では設計したパターンを形成したマスクを製作する。
一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクが設置された露光装置とウエハを用いて、リソグラフィ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５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の組み立て工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製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、ステップ７でこれを出荷する。
【００３７】
上記ステップ４のウエハプロセスは以下のステップを有する。ウエハの表面を酸化させる酸化ステップ、ウエハ表面に絶縁膜を成膜するＣＶＤステップ、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する電極形成ステップ、ウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込みステップ、ウエハに感光剤を塗布するレジスト処理ステップ、上記の露光装置によって回路パターンをレジスト処理ステップ後のウエハに焼付露光する露光ステップ、露光ステップで露光したウエハを現像する現像ステップ、現像ステップで現像したレジスト像以外の部分を削り取るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト剥離ステップ。これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施例に係る光電変換露光装置の構成を示す図である。
【図２】レジスト特性曲線の一例を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施例に係る光電変換露光装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の第３の実施例に係る光電変換露光装置の構成を示す図である。
【図５】本発明の第４の実施例に係る光電変換露光装置の構成を示す図である。
【図６】本発明の第５の実施例に係る光電変換露光装置の構成を示す図である。
【図７】図６における振動ミラーを説明する図である。
【図８】従来技術を説明する図である。
【図９】デバイスの製造プロセスのフローを説明する図である。
【符号の説明】
【００３９】
１：レチクル
２：光電変換面
３：ウエハ
４：光源
５：集光レンズ
６：補正フィルタ
７：視野絞り
８：開口絞り
９：照明レンズ
１４：電子レンズ系
１５：ウエハステージ
１８：液晶パネル
２１：マイクロミラーアレイ
２４：ビームスプリッタ
２５：振動ミラー
【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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【図９】
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