專(zhuān)利名稱(chēng)：曝光裝置的檢查方法和曝光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體器件的制造工藝中使用的曝光裝置的檢查方法和用來(lái)簡(jiǎn)便地進(jìn)行該檢查方法的曝光裝置。
背景技術(shù)：
作為為了使半導(dǎo)體器件的成品率維持在高狀態(tài)的重要事情之一，可以舉出使在光刻工序中使用的曝光裝置保持正常的成像狀態(tài)。為此，人們就要求可以用簡(jiǎn)單的方法檢查、監(jiān)視曝光裝置的狀態(tài)的技術(shù)。在曝光裝置中，當(dāng)二次光源的形狀或輝度的分布改變時(shí)，與掩模圖案向基板面上的成像有關(guān)的特性就會(huì)變化。因此，對(duì)于曝光裝置的照明光學(xué)系統(tǒng)，也必須經(jīng)常檢查，使之保持同一狀態(tài)。
作為會(huì)對(duì)曝光裝置的成像特性造成影響的照明光學(xué)系統(tǒng)的誤差要因，除去二次光源的形狀或輝度的分布之外，還有要向光掩模入射的照明光作為一個(gè)整體斜向傾斜的現(xiàn)象(照明軸偏移)。
若用圖19說(shuō)明照明軸偏移的影響，則在未產(chǎn)生照明軸偏移的狀態(tài)(圖19(a))下，由于在晶片上已涂布了抗蝕劑的基板(感光基板)100處于像面101的狀態(tài)(最佳聚焦)下，用光102A進(jìn)行曝光得到的抗蝕劑圖案103A，與在從最佳聚焦多少散焦的狀態(tài)下，用光102B、102C進(jìn)行曝光得到的抗蝕劑圖案103B、103C之間沒(méi)有位置偏移，故就變成為不怕焦點(diǎn)變動(dòng)的裝置。另一方面，在產(chǎn)生照明軸偏移的狀態(tài)(圖19(B))下，歸因于感光基板100的散焦而使抗蝕劑圖案103A～103C的形成位置橫向地偏移，存在著作為曝光區(qū)域整體難于形成所希望的圖案的可能。這將成為使不合格品個(gè)數(shù)增加的原因。
這樣的缺點(diǎn)，可以采用對(duì)照明軸偏移進(jìn)行檢查，在確認(rèn)照明軸偏移的存在后，就使曝光裝置停止以進(jìn)行維修的辦法，防患于未然。以下，將二次光源的形狀、輝度分布、照明軸偏移的檢查綜括起來(lái)記為“照明光學(xué)系統(tǒng)的檢查”。
作為半導(dǎo)體器件的制造裝置的檢查方法，理想的是不使裝置停止并在短時(shí)間內(nèi)簡(jiǎn)便地進(jìn)行測(cè)量的方法。作為滿(mǎn)足這樣的條件的照明光學(xué)系統(tǒng)的檢查方法，在USP 5973771，或Proceedings of SPIE vol.3334，pp281-288中公開(kāi)了這樣的方法通過(guò)使用遮住周?chē)獾拈_(kāi)口圖案(針孔圖案)，在不與感光基板的表面共軛的位置上設(shè)置該開(kāi)口圖案并進(jìn)行曝光，在感光基板上形成二次光源的像，測(cè)量二次光源的形狀或輝度分布。在這些方法的情況下，通過(guò)使開(kāi)口圖案作為針孔照相機(jī)的透鏡發(fā)揮作用，將二次光源的像復(fù)制到感光基板上，通過(guò)觀察復(fù)制像可以進(jìn)行檢查。另一方面，在USP6048651中公開(kāi)了在使用波帶片而不是使用單純的開(kāi)口圖案取得二次光源的復(fù)制像進(jìn)行檢查的方法。
但是，即便是用在上述公報(bào)等中公開(kāi)的不論哪一種方法，也根本不可能知道照明軸偏移。這是因?yàn)橛捎谝诟泄饣迳闲纬傻膱D案是表示二次光源的輝度分布的像，不包括任何與投影光學(xué)系統(tǒng)有關(guān)的信息，所以不可能判斷對(duì)于投影光學(xué)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)照明光的垂直性得以保持與否。
作為在測(cè)量二次光源的形狀或輝度分布的同時(shí)，還測(cè)量照明軸偏移的方法，在特開(kāi)2000-21732中公開(kāi)了使用在已對(duì)周?chē)M(jìn)行了遮光的開(kāi)口圖案的內(nèi)部設(shè)置有衍射光柵的圖案(光柵針孔圖案，例如參看圖20)的方法。在該方法的情況下，利用由衍射光柵產(chǎn)生的衍射光，與二次光源的輝度分布同時(shí)地復(fù)制規(guī)定投影光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑的光闌的位置。
圖21是在感光基板上借助于該曝光形成的圖案的一個(gè)例子。0次衍射光的像110含有二次光源的輝度分布的信息。1次衍射光的像(輪廓像)111含有光闌的輪廓位置的信息。0次衍射光的像110的中央和光闌的輪廓像111的中央之間的位置偏移，表示照明軸偏移的量。
但是，若采用該方法，則必須將要在檢查中使用的光掩模上的衍射光柵的周期形成得非常地小。以下，具體地對(duì)這一點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。
在照明光學(xué)系統(tǒng)的檢查中使用的光掩模上的衍射光柵的周期，必須滿(mǎn)足與衍射光有關(guān)的2個(gè)限制條件，即必須滿(mǎn)足(1)0次衍射光的像和1次衍射光的像不重疊，(2)1次衍射光在光闌位置(光瞳邊緣)通過(guò)。
例如，在曝光波長(zhǎng)為193nm，投影縮小倍數(shù)為1/4的曝光裝置中，在要檢查將投影光學(xué)系統(tǒng)的射出側(cè)數(shù)值孔徑(NA)為0.68，相干因子(σ)為0.75的狀態(tài)的情況下，為滿(mǎn)足上述2個(gè)條件所必要的滿(mǎn)意的衍射光柵的周期將變成為大約0.64微米。如果將它換算成感光基板上的尺度，則將變成為半步距為0.08微米，比在現(xiàn)在正在進(jìn)行量產(chǎn)的半導(dǎo)體器件中使用的重復(fù)圖案的最小線(xiàn)條寬度0.13～0.11微米還小。
具有這樣的微細(xì)的圖案的光掩模的制作，需要高級(jí)的技術(shù)，因而價(jià)格會(huì)上漲。因此，若用現(xiàn)有的技術(shù)，要檢查曝光裝置的照明軸偏移而不增加價(jià)格是困難的。

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，作為在測(cè)量二次光源的形狀或輝度分布的同時(shí)，也測(cè)量照明軸偏移的曝光裝置的檢查方法，雖然人們知道使用在已對(duì)周?chē)M(jìn)行了遮光的開(kāi)口圖案的內(nèi)部設(shè)置了衍射光柵的圖案的方法，但是該方法卻存在著在檢查中要使用的光掩模的造價(jià)高的問(wèn)題。
本發(fā)明就是有鑒于上述情況而發(fā)明的，目的在于提供不增加成本而可以進(jìn)行照明軸偏移的檢查的曝光裝置的檢查方法和曝光裝置。
在本申請(qǐng)中公開(kāi)的發(fā)明中，簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)代表性的發(fā)明如下。即，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的曝光裝置的檢查方法是一種用照明光學(xué)系統(tǒng)對(duì)設(shè)置在第1設(shè)置裝置上的光掩模進(jìn)行照明，通過(guò)投影光學(xué)系統(tǒng)，將上述光掩模的圖案投影到設(shè)置在第2設(shè)置裝置上的基板上的曝光裝置的檢查方法，其特征在于具有如下工序作為上述基板將檢查用感光基板設(shè)置到上述第2設(shè)置裝置上，在該感光基板的表面和上述照明光學(xué)系統(tǒng)的二次光源的面在光學(xué)共軛狀態(tài)下，對(duì)上述感光基板進(jìn)行二次曝光的工序，在上述二次曝光的一次中，對(duì)不包括上述投影光學(xué)系統(tǒng)的光瞳邊緣的第1區(qū)域進(jìn)行照明，在另一次中，則對(duì)包括上述投影光學(xué)系統(tǒng)的光瞳的邊緣的第2區(qū)域進(jìn)行照明，而且作為上述第1區(qū)域和上述第2區(qū)域選擇彼此不重疊的區(qū)域；和根據(jù)對(duì)上述感光基板進(jìn)行顯影得到的圖案，檢查上述曝光裝置的照明軸偏移的工序。
在本發(fā)明中，進(jìn)行所謂使照明光學(xué)系統(tǒng)的二次光源的面和感光基板的表面變成為光學(xué)共軛狀態(tài)，對(duì)不包括投影光學(xué)系統(tǒng)的光瞳邊緣的第1區(qū)域進(jìn)行照明以使感光基板曝光，對(duì)包括投影光學(xué)系統(tǒng)的光瞳邊緣的第2區(qū)域進(jìn)行照明以使感光基板曝光的二次曝光，根據(jù)進(jìn)行了該二次曝光的感光基板進(jìn)行顯影得到的圖案，檢查曝光裝置的照明軸偏移。
在這里，在上述二個(gè)圖案中與前者的曝光對(duì)應(yīng)的圖案(第1圖案)，含有照明光學(xué)系統(tǒng)的信息，但卻不含有投影光學(xué)系統(tǒng)的信息。另一方面，與后者的曝光對(duì)應(yīng)的圖案(第2圖案)則含有照明光學(xué)系統(tǒng)和投影光學(xué)系統(tǒng)的信息。具體地說(shuō)，第2圖案的輪廓，含有投影光學(xué)系統(tǒng)的光瞳的邊緣的信息，上述第2圖案中那些比上述輪廓更靠?jī)?nèi)側(cè)的圖案，則含有照明光學(xué)系統(tǒng)的信息。
因此，照明軸的偏移(照明光學(xué)系統(tǒng)和投影光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)性的偏移)的檢查，可采用對(duì)第1圖案和第2圖案進(jìn)行比較的辦法進(jìn)行。此外，這樣的檢查，由于不使用昂貴的光柵針孔可以實(shí)施，故不會(huì)增加造價(jià)。對(duì)于這些點(diǎn)，在發(fā)明的實(shí)施細(xì)節(jié)中還要進(jìn)一步說(shuō)明。
此外，本發(fā)明涉及的曝光裝置，其特征在于具備設(shè)置有光掩模的第1設(shè)置裝置；用來(lái)對(duì)在設(shè)置在該第1設(shè)置裝置上的上述光掩模上形成的圖案進(jìn)行照明的照明光學(xué)系統(tǒng)；設(shè)置有基板的第2設(shè)置裝置；用來(lái)向已設(shè)置在該第2設(shè)置裝置上的上述基板上投影上述光掩模的像的投影光學(xué)系統(tǒng)；配置在上述照明光學(xué)系統(tǒng)的二次光源的面與上述投影光學(xué)系統(tǒng)之間的光路中，或配置在上述投影光學(xué)系統(tǒng)與上述基板之間的光路中的透鏡部件。
倘采用這樣的構(gòu)成，由于預(yù)先具備有本身為用來(lái)使照明光學(xué)系統(tǒng)的二次光源的面與感光基板的表面成為光學(xué)共軛狀態(tài)的部件的透鏡部件，故可以簡(jiǎn)便地進(jìn)行本發(fā)明的檢查方法。
本發(fā)明的上述以及其它的目的和特征，將會(huì)由本說(shuō)明書(shū)的講述和所附附圖了解明白。
如上所述，倘采用本發(fā)明，就可以實(shí)現(xiàn)不增加成本的可以進(jìn)行照明軸偏移的檢查的曝光裝置的檢查方法和曝光裝置。


圖1是顯示在本發(fā)明的實(shí)施方案1涉及的曝光裝置的檢查方法中使用的光掩模的平面圖。
圖2是模式性地顯示將該光掩模設(shè)置到作為檢查對(duì)象的眾所周知的曝光裝置內(nèi)的狀態(tài)的圖。
圖3是顯示使半導(dǎo)體器件曝光時(shí)的光掩模的圖案面的朝向的圖。
圖4是顯示在實(shí)施方案1中使用的二次光源的照明形狀的平面圖。
圖5是顯示在第1次和第2次曝光時(shí)從二次光源發(fā)出的光束的投影光學(xué)系統(tǒng)的光瞳面的位置和光闌位置的圖。
圖6是顯示在使用圖4的二次光源的照明形狀的情況下在感光基板上形成的抗蝕劑圖案的平面圖。
圖7是顯示在使用變形例的二次光源的照明形狀的情況下在感光基板上形成的抗蝕劑圖案的平面圖。
圖8是顯示本發(fā)明涉及的實(shí)施方案2的二次光源的照明形狀的平面圖。
圖9是顯示在使用圖8的二次光源的照明形狀的情況下在感光基板上形成的抗蝕劑圖案的平面圖。
圖10是為說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方案3涉及的曝光裝置的檢查方法的圖。
圖11是為了說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方案4涉及的曝光裝置的檢查方法的圖。
圖12是顯示在該曝光裝置的檢查方法中使用的感光基板的剖面圖。
圖13是顯示在該感光基板上形成的抗蝕劑圖案的平面圖。
圖14是顯示本發(fā)明的實(shí)施方案5的透鏡陣列的側(cè)視圖和頂視圖。
圖15是顯示為了進(jìn)行照明光學(xué)系統(tǒng)的檢查而將該透鏡陣列插入到光路中的曝光裝置的圖。
圖16是顯示圖14的透鏡陣列的變形例的側(cè)視圖和平面圖。
圖17是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方案6涉及的曝光裝置的檢查方法的圖。
圖18是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方案7涉及的曝光裝置的檢查方法的圖。
圖19是用來(lái)說(shuō)明曝光裝置的照明軸偏移的影響的圖。
圖20是顯示在現(xiàn)有的照明軸偏移的測(cè)量方法中使用的光柵針孔的平面圖。
圖21是顯示用現(xiàn)有的照明軸偏移的測(cè)量方法形成的感光基板上的圖案的平面圖。
符號(hào)說(shuō)明1 光掩模(圖案部件)2 圓形開(kāi)口部3 遮光膜11 光源12 曝光光13 照明光學(xué)系統(tǒng)14 二次光源15 電容透鏡16 掩模載置臺(tái)(第1設(shè)置裝置)17 投影光學(xué)系統(tǒng)18，18’感光基板19 基板載置臺(tái)(第2設(shè)置裝置)21，22 照明形狀31，33 光束位置32，34 光闌位置41 內(nèi)側(cè)圖案42 外側(cè)圖案43 投影光學(xué)系統(tǒng)的光闌的邊緣的像51，52 照明形狀61，62 圖案63 假想的圓70 透明基板
71 光致抗蝕劑72 鉻膜(反射膜)81，82 圖案83 投影光學(xué)系統(tǒng)的光闌的邊緣的像90，90’透鏡陣列(圖案部件)91 透鏡保持器92 透鏡93 臂(待避裝置)具體實(shí)施方式
以下，邊參看附圖邊說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方案。
(實(shí)施方案1)圖1是顯示在本發(fā)明的實(shí)施方案1涉及的曝光裝置的檢查方法中使用的檢查用光掩模(以下，簡(jiǎn)稱(chēng)為光掩模)的平面圖。
光掩模1，由厚度6.35mm(0.25英寸)的作為透明基板的石英基板(未畫(huà)出來(lái))，和在該石英基板上依次淀積上的鉻膜、氧化鉻膜的疊層膜構(gòu)成，包括具有直徑55微米的圓形開(kāi)口部2(開(kāi)口圖案)的遮光膜。上述石英基板的厚度并不限定于6.35mm，只要是在1mm或以上小于10mm的范圍內(nèi)即可。
從圓形開(kāi)口部2的邊緣算起在200微米或以?xún)?nèi)的區(qū)域上沒(méi)有別的圓形開(kāi)口部分。即，被設(shè)計(jì)成使得透過(guò)圓形開(kāi)口部2后的光，與透過(guò)了與圓形開(kāi)口部2不同的圓形開(kāi)口部后的光不會(huì)向同一地方照射。此外，在圓形開(kāi)口部2的內(nèi)部沒(méi)有衍射光柵等的遮光區(qū)域。
光掩模1，由于不具有微細(xì)的圖案，故制造是容易的。因此，光掩模1與現(xiàn)有的具有微細(xì)的衍射光柵圖案的光掩模相比，造價(jià)不會(huì)增加。
其次，對(duì)使用光掩模1的曝光裝置的檢查方法進(jìn)行說(shuō)明。
圖2是模式性地顯示將本實(shí)施方案的光掩模1設(shè)置到作為檢查對(duì)象的眾所周知的曝光裝置內(nèi)的狀態(tài)的圖。光掩模1作為針孔照相機(jī)發(fā)揮作用，借助于該光掩模1的作用，照明光學(xué)系統(tǒng)13的二次光源14的面和感光基板18的表面，變成為光學(xué)性地共軛狀態(tài)。
在圖2中，11表示KrF準(zhǔn)分子激光光源或水銀燈等的光源，從該光源11發(fā)出的曝光光12，經(jīng)由照明光學(xué)系統(tǒng)13后被整形，形成二次光源14。
在二次光源14的面上，設(shè)置圖中未示的多個(gè)孔眼掩模，使得可以選擇這些孔眼掩模中的任意一者。因此，二次光源14的照明形狀，就變成為與所選的孔眼掩模的開(kāi)口部(孔眼)對(duì)應(yīng)的形狀。
從二次光源14發(fā)出的通過(guò)了上述孔眼掩模后的光，經(jīng)由電容透鏡15，以大體上均一的照度，對(duì)設(shè)置在掩模載置臺(tái)16(第1設(shè)置裝置)上的光掩模1進(jìn)行照明。
通過(guò)光掩模1后的光借助于投影光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行聚光，向檢查用的感光基板18上投影光掩模1的圖案的像。感光基板18被設(shè)置在基板載置臺(tái)19(第2設(shè)置裝置)上。在這里，將投影光學(xué)系統(tǒng)17的縮小倍數(shù)M為1/4?？s小倍數(shù)M，通常為1/4或1/5。
在投影光學(xué)系統(tǒng)17的內(nèi)部有規(guī)定光瞳的大小的光闌，從投影光學(xué)系統(tǒng)17的中心軸遠(yuǎn)離開(kāi)來(lái)的光束在這里被遮光。因此，在照射在光闌的邊緣附近通過(guò)的這樣的光的情況下，就可以將表示光闌的邊緣的圖案復(fù)制到感光基板18上。從二次光源14發(fā)出的光束究竟要在投影光學(xué)系統(tǒng)17的光瞳的哪一個(gè)區(qū)域通過(guò)，由表示上述光闌的邊緣的圖案的復(fù)制位置判明。
感光基板18，包括直徑200mm的硅晶片，和已涂敷到該硅晶片上的正型光致抗蝕劑。也可以代替正型光致抗蝕劑使用負(fù)型光致抗蝕劑。本實(shí)施方案的檢查用的感光基板18，由于用通用品(硅晶片、光致抗蝕劑)構(gòu)成，故造價(jià)不會(huì)增加。
在本實(shí)施方案中，在檢查曝光裝置時(shí)，將光掩模1設(shè)置到曝光裝置內(nèi)，使照明光學(xué)系統(tǒng)13的二次光源14的面和感光基板18的表面為光學(xué)共軛狀態(tài)。
另外，在曝光半導(dǎo)體器件圖案時(shí)，二次光源14的面和投影光學(xué)系統(tǒng)17的光瞳面處于光學(xué)性地共軛關(guān)系，光掩模1的圖案面和感光基板18的表面處于共軛的關(guān)系。此時(shí)，二次光源14的面的光強(qiáng)度分布和光掩模1的圖案面上的像強(qiáng)度，可以用傅立葉變換對(duì)的關(guān)系表示。至于投影光學(xué)系統(tǒng)17的瞳面上的光強(qiáng)度分布和感光基板18的表面上的像強(qiáng)度，也可以用傅立葉變換對(duì)的關(guān)系表示。
在本實(shí)施方案中，如圖2所示，將光掩模1的圖案面的朝向，設(shè)置為與曝光半導(dǎo)體器件圖案時(shí)的朝向(圖3)相反，即反過(guò)來(lái)地設(shè)置。借助于此，就可以不使光掩模1的圖案面和感光基板18的表面變成為光學(xué)性地共軛狀態(tài)。
在這里，當(dāng)將光掩模1的圖案面和感光基板18的表面成為光學(xué)性地共軛狀態(tài)時(shí)，光掩模1的信息(圖案的形狀·尺寸)，就被反映到顯影感光基板18得到的抗蝕劑圖案上。照明軸偏移的檢查所必要的信息，是照明光學(xué)系統(tǒng)的信息和投影光學(xué)系統(tǒng)的信息，光掩模1的信息是不需要的。
在光掩模1的信息被反映于抗蝕劑圖案上的情況下，就需要區(qū)別光掩模1的信息與照明光學(xué)系統(tǒng)和投影光學(xué)系統(tǒng)的信息，因而存在著使檢查變得復(fù)雜起來(lái)之虞。因此，為了簡(jiǎn)便地進(jìn)行檢查，優(yōu)選不使光掩模1的信息反映在抗蝕劑圖案上。
另外，就如后述的實(shí)施方案5的情況那樣，在使用無(wú)圖案的光掩模1即使用透明基板的情況下，即便是使光掩模1和感光基板18成為光學(xué)性地共軛狀態(tài)也沒(méi)有問(wèn)題。
如上所述地將光掩模1設(shè)置在掩模載置臺(tái)16上，將感光基板18設(shè)置在基板載置臺(tái)19上，然后在光掩模1和感光基板9靜止的狀態(tài)下進(jìn)行曝光。該曝光是二次曝光，在二次光源14的照明形狀不同的2個(gè)狀態(tài)下分別各進(jìn)行1次。
圖4是顯示在本實(shí)施方案中使用的二次光源14的照明形狀的平面圖。圖14(a)顯示在第1次曝光中使用的照明形狀21，圖4(b)顯示在第2次曝光中使用的照明形狀22。以下，對(duì)使用這些照明形狀的二次曝光詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。
現(xiàn)在，假定在NA＝0.55，σ＝0.85的狀態(tài)下進(jìn)行某一半導(dǎo)體器件的某一層的圖案的曝光，在檢查在該狀態(tài)下的曝光裝置的情況下，要在NA＝0.55，σ＝0.85的狀態(tài)(狀態(tài)1)下進(jìn)行第1次的曝光。進(jìn)而，在該第1次的曝光中，使用照明形狀21(二次光源14的中心的位置得以出現(xiàn)的那樣的二次光源形狀)。
另外，σ是照明光學(xué)系統(tǒng)的射出側(cè)數(shù)值孔徑NAi11和投影光學(xué)系統(tǒng)17的入射側(cè)數(shù)值孔徑NAin的比(NAi11/NAin)。由于NAin＝NA×M(M為投影透鏡的縮小倍數(shù))，故也可以表示為σ＝NAi11/(NA·M)。由于上述NA(0.55)是投影光學(xué)系統(tǒng)17的射出側(cè)數(shù)值孔徑，σ＝0.85，M＝1/4，故NAin＝0.1375，NAi11＝0.116875。因此NAin＞NAi11。
第2次的曝光，在不使NA變化，使照明形狀21變更為照明形狀22的狀態(tài)(成為狀態(tài)2)下進(jìn)行。用第2次的曝光的照明形狀22進(jìn)行的照明，是輪帶照明，是輪帶的外周的大小比σ＝1大，而且，輪帶的內(nèi)周的大小比σ＝1小的輪帶照明。進(jìn)而，第2次的曝光的照明形狀22，要選擇為使得其不與第1次的曝光的照明形狀21重疊。
在這里，用數(shù)值孔徑的維數(shù)表示形成輪帶的內(nèi)周的光，與該光進(jìn)行入射的光掩模1的面的法線(xiàn)所構(gòu)成的角度θi2(與二次光源的內(nèi)周對(duì)應(yīng)的光的入射角)的數(shù)值NAi2(＝sinθin)，變成為比NAin還小。因此，在本實(shí)施方案的情況下，滿(mǎn)足不等式NAi1＞NAin＞NAi2。
考慮第1次的曝光NAi11＝0.116875，第2次曝光的輪帶照明的外周是比NAin＝0.1375還大的位置，內(nèi)周則為比NAin＝0.1375還小而且比NAi11＝0.116875還大的位置。具體地說(shuō)，例如，使第2次的曝光的輪帶照明的外周變成為NAi11＝0.15，使內(nèi)周變成為NAi11＝0.125。在該情況下，要投影到感光基板18上的二次光源14的像，就變成為其外側(cè)被投影光學(xué)系統(tǒng)17的光闌遮擋起來(lái)的像。換句話(huà)說(shuō)，投影光學(xué)系統(tǒng)17的光瞳的輪廓，被投影到感光基板18上。
圖5(a)示出了第1次曝光時(shí)從二次光源14發(fā)出的光束在投影光學(xué)系統(tǒng)17的光瞳面上的位置(光束位置)31和光闌位置32，圖5(b)示出了第2次的曝光時(shí)從二次光源14發(fā)出的光束在投影光學(xué)系統(tǒng)17的光瞳面上的位置(光束位置)33和光闌位置34。
在光瞳面上，在第1次曝光時(shí)光束要通過(guò)的第1區(qū)域和在第2次曝光時(shí)光束要通過(guò)的第2區(qū)域不重疊，第2次曝光時(shí)的光束復(fù)制光闌的輪廓。另外，在狀態(tài)1下進(jìn)行的曝光和在狀態(tài)2下進(jìn)行的曝光的順序也可以交換。此外，狀態(tài)1的曝光的曝光量和狀態(tài)2的曝光的曝光量為大體上同一值。
第1次、第2次的曝光結(jié)束后，就從曝光裝置中將感光基板18搬運(yùn)出來(lái)進(jìn)行顯影。圖6示出了在感光基板18上形成的抗蝕劑圖案?？刮g劑圖案，為包括在中央反映狀態(tài)1的照明形狀和輝度分布的圖案(以下，叫做內(nèi)側(cè)圖案)41，和處于該內(nèi)側(cè)圖案41的周?chē)?，反映狀態(tài)2的照明形狀和輝度分布的輪帶狀的圖案(以下，叫做外側(cè)圖案)42。在圖中，43是表示外側(cè)圖案42的外周的圓，即是表示投影光學(xué)系統(tǒng)17的光瞳的圓(投影光學(xué)系統(tǒng)17的光闌的邊緣的像)。
照明光學(xué)系統(tǒng)的檢查，可通過(guò)測(cè)定上述抗蝕劑圖案進(jìn)行。首先，二次光源14的形狀和輝度分布的檢查，可通過(guò)測(cè)量?jī)?nèi)側(cè)圖案41進(jìn)行。如果已用合適的曝光量進(jìn)行了曝光，由于將變成為高輝度的區(qū)域的抗蝕劑溶解，低輝度的區(qū)域的抗蝕劑不溶解的狀態(tài)，故可以以曝光量和抗蝕劑的溶解分布的關(guān)系為基礎(chǔ)，判明照明形狀和輝度分布。
另一方面，照明軸偏移的檢查，則可采用測(cè)量表示內(nèi)側(cè)圖案41的外周的圓的中心，和表示外側(cè)圖案42的外周的圓的中心之間的偏移的辦法進(jìn)行。在沒(méi)有照明軸偏移的理想的狀態(tài)下，2個(gè)圓的中心一致。
另一方面，在2個(gè)圓的中心的偏移不是0的情況下，意味著從二次光源14發(fā)出的光束在投影光學(xué)系統(tǒng)17的光瞳的中央偏移開(kāi)來(lái)的位置上通過(guò)。這意味著向投影光學(xué)系統(tǒng)17入射的照明光，是作為全體已變成為傾斜的狀態(tài)(照明軸偏移的狀態(tài))，而且2個(gè)圓的中心偏移越大則照明軸偏移越大。
在這里，如果設(shè)向光掩模1入射的光的軸(正確地說(shuō)，是向光掩模1入射的具有有限的擴(kuò)展的圓錐狀的光的中心軸)，和該光要入射的光掩模1的面的法線(xiàn)所構(gòu)成的角(向光掩模入射的具有有限的擴(kuò)展的圓錐狀的光的中心軸的傾斜度)為θ弧度，則照明軸偏移可以用下式(1)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
sinθ＝L×NA/R(1)L表示內(nèi)側(cè)圖案41的外周的圓和表示外側(cè)圖案42的外周的圓的中心間的距離R表示投影光學(xué)系統(tǒng)17的光瞳的圓的半徑由于L和R是可測(cè)定的，故若使用式(1)，則可以求得照明軸偏移的大小(sinθ)。照明軸偏移的方向，例如，可以用在以表示內(nèi)側(cè)圖案41的外周的圓的中心為原點(diǎn)的X-Y坐標(biāo)系中、表示外側(cè)圖案42的外周的圓的中心的X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)的值進(jìn)行評(píng)價(jià)。
在本實(shí)施方案中，雖然在狀態(tài)1、狀態(tài)2這2個(gè)狀態(tài)下進(jìn)行曝光，但是，作為檢查對(duì)象的狀態(tài)是狀態(tài)1，而并非狀態(tài)2的照明光學(xué)系統(tǒng)13的檢查。
進(jìn)行狀態(tài)2的曝光的目的在于，通過(guò)保持與狀態(tài)1同樣地進(jìn)行投影光學(xué)系統(tǒng)17的曝光，將在狀態(tài)1下的光闌的位置(投影光學(xué)系統(tǒng)17的信息)投影到抗蝕劑圖案上。因此，在狀態(tài)2中，即便是假定多少產(chǎn)生了照明軸偏移，只要在光束被投影到光闌上的狀態(tài)，對(duì)于測(cè)量來(lái)說(shuō)就沒(méi)有問(wèn)題。圖7示出了在這樣的情況下得到抗蝕劑圖案的一個(gè)例子。
如上所述，倘采用本發(fā)明，作為在檢查中使用的光掩模，通過(guò)代替在現(xiàn)有方法中一直使用的那種具有微細(xì)構(gòu)造的難于制造的光掩模，使用容易制造的光掩模1，就可以不增加成本地進(jìn)行曝光裝置的照明軸偏移的檢查。
另外，在本實(shí)施方案中，雖然將圓形開(kāi)口部2(針孔)的直徑作成為55微米，但是圓形開(kāi)口部2的直徑并不限定于此。以下就這一點(diǎn)進(jìn)一步進(jìn)行說(shuō)明。
為了正確地將二次光源14的像復(fù)制到感光基板18上，必須合適正確地形成圓形開(kāi)口部2的尺寸。這是因?yàn)槿缭摮叽邕^(guò)大，則感光基板18上的像的模糊增大，反之，如果過(guò)小，則像將歸因于衍射而變得模糊起來(lái)。
合適正確的圓形開(kāi)口部2的尺寸，與從圓形開(kāi)口部2到光掩模1的下表面的距離(光掩模1的透明基板的厚度)和曝光波長(zhǎng)有關(guān)。本發(fā)明者們通過(guò)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)在光掩模1的厚度為6.3mm，折射率約為1.5，曝光波長(zhǎng)為248nm(KrF準(zhǔn)分子激光的波長(zhǎng))的情況下，采用將圓形開(kāi)口部2的直徑設(shè)定為50-60微米的范圍內(nèi)的辦法，就可以在感光基板18上得到表示分辨率良好的二次光源14的像的抗蝕劑圖案。
另外，即使上述的50～60微米的直徑條件多少偏離的情況下，只要使用直徑在40微米或以上80微米或以下大小的圓形開(kāi)口部2，已確認(rèn)雖然有時(shí)有精度多少有些降低的情況，但可得到實(shí)用上必要的精度，可進(jìn)行檢查。
此外，在像本實(shí)施方案那樣，在光掩模1的表面(上表面)上設(shè)置圓形開(kāi)口部2以檢查曝光裝置的情況下，若設(shè)從圓形開(kāi)口部2到光掩模1的下表面的距離(透明基板的厚度)為D，曝光波長(zhǎng)為λ，透明基板的折射率為n，則圓形開(kāi)口部2的半徑r，可用下式給出。
r＝a(nDλ)1/2其中，a是0.5-0.6左右的值。
(實(shí)施方案2)本實(shí)施方案與實(shí)施方案1的不同點(diǎn)在于，使?fàn)顟B(tài)2的照明形狀變成為如圖8(b)所示，在縱橫4個(gè)方向都具有輝度分布的極大的照明形狀52。狀態(tài)2的照明形狀，如圖8(a)所示，是與圖4(a)的照明形狀21同樣的圓形的照明形狀51。
在該情況下，也與實(shí)施方案1同樣，要作成為使得狀態(tài)1的照明形狀51和狀態(tài)2的照明形狀52之間沒(méi)有重疊，變成為使與狀態(tài)2的照明形狀的最外周對(duì)應(yīng)的圓53的大小為比σ＝1還大的狀態(tài)，使與最內(nèi)周對(duì)應(yīng)的圓54的大小為比σ＝1還小的狀態(tài)。
在該情況下，要取得的抗蝕劑圖案，如圖9所示，成為包括在中央反映狀態(tài)1的照明形狀·輝度分布的圖案61，和處于該圖案61的周?chē)?，反映狀態(tài)2的照明形狀和輝度分布的4個(gè)圖案62的結(jié)構(gòu)。
描仿圖案62的外周的假想的圓63，相當(dāng)于實(shí)施方案1的圖6的圓43，示出了表示投影光學(xué)系統(tǒng)17的光瞳的圓(投影光學(xué)系統(tǒng)17的光闌的邊緣的像)。
曝光裝置的檢查方法，可采用將實(shí)施方案1的內(nèi)側(cè)圖案41、外側(cè)圖案42、圓43，分別換讀成圖案61、圖案62和圓43的辦法，與實(shí)施方案1同樣地進(jìn)行。
另外，在本實(shí)施方案中，雖然作成為在縱橫4個(gè)方向上具有輝度分布的極大的照明形狀52，但是從原理上說(shuō)只要是在3個(gè)方向上具有輝度分布的極大的照明形狀，就可以進(jìn)行測(cè)定。
(實(shí)施方案3)本實(shí)施方案與實(shí)施方案1不同點(diǎn)在于第1，如圖10所示，將光掩模1的圖案面的朝向，設(shè)定為與進(jìn)行半導(dǎo)體器件圖案曝光時(shí)的朝向相同。本實(shí)施方案的光掩模1，圓形開(kāi)口部的直徑為15微米，變得比實(shí)施方案1的情況下更小。就光掩模1來(lái)說(shuō)，其它的條件與實(shí)施方案1是相同的。
第2，在完全保持原狀的情況下，由于光掩模1的圖案面和感光基板18的表面變成為光學(xué)共軛狀態(tài)，故如圖10所示，使感光基板18的表面位置，從光掩模圖案的復(fù)制時(shí)的位置P1，在感光基板18的表面的法線(xiàn)方向上，向從遠(yuǎn)離投影光學(xué)系統(tǒng)17的方向移動(dòng)30微米，變成為光掩模1的圖案面和感光基板18的表面非光學(xué)共軛狀態(tài)。
像這樣地設(shè)置光掩模1和感光基板18，然后，在使光掩模1和感光基板18靜止的狀態(tài)下進(jìn)行曝光。該曝光，進(jìn)行在二次光源14的照明形狀不同的2個(gè)狀態(tài)下分別進(jìn)行1次地二次曝光。
第1次的曝光的光學(xué)條件，定為NA＝0.55，NAi11＝0.116875，在第2次的曝光中，則變成為NA＝0.55，外周NAi11＝0.15，內(nèi)周為NAi11＝0.125的輪帶照明。狀態(tài)1的曝光的曝光量和狀態(tài)2的曝光的曝光量大體上定為同一值。
在第1次、第2次的曝光結(jié)束后，從曝光裝置中搬運(yùn)出感光基板18以進(jìn)行顯影。在感光基板18上形成的抗蝕劑圖案，變成為與圖6的抗蝕劑圖案相似的圖案。上述抗蝕劑圖案，就變成為包括在中央形成的圓盤(pán)狀圖案，和位于圓盤(pán)狀的圖案的周?chē)妮啂畹膱D案的結(jié)構(gòu)。照明光學(xué)系統(tǒng)的檢查，可用與實(shí)施方案1所述的方法同樣的步驟進(jìn)行。
另外，在本實(shí)施方案中，雖然使感光基板18向從投影光學(xué)系統(tǒng)17遠(yuǎn)離開(kāi)去的方向移動(dòng)，但是即便是使之向投影光學(xué)系統(tǒng)靠近的方向移動(dòng)，使光掩模1的圖案面和感光基板18的表面變成為非光學(xué)共軛狀態(tài)，也可以得到同樣的效果。
另外，在本實(shí)施方案中，雖然將光掩模1的圓形開(kāi)口部(針孔)的直徑作成為15微米，但是圓形開(kāi)口部的直徑并不限定于15微米。以下進(jìn)一步對(duì)這一點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。
為了正確地將二次光源14的像復(fù)制到感光基板18上，必須合適正確地形成圓形開(kāi)口部2的尺寸。這是因?yàn)槿缭摮叽邕^(guò)大，則感光基板18上的像的模糊增大，反之，如果過(guò)小，則像將歸因于衍射而變得模糊起來(lái)。
合適正確的圓形開(kāi)口部2的尺寸，與從光掩模1的圖案面到感光基板18的表面的距離和曝光波長(zhǎng)有關(guān)。本發(fā)明者們通過(guò)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)感光基板18從P1偏移的距離(散焦距離)為約30微米，曝光波長(zhǎng)為248nm的情況下，通過(guò)將光掩模1的圓形開(kāi)口部的直徑設(shè)定為10-15微米的范圍內(nèi)，就可以在感光基板18上得到表示分辨率良好的二次光源14的像的抗蝕劑圖案。
另外，即便是從上述10-15微米的直徑條件多少偏移開(kāi)來(lái)的情況下，只要光掩模1的圓形開(kāi)口部的直徑在1微米或以上20微米或以下的范圍內(nèi)，雖然有時(shí)候精度會(huì)多少下降一點(diǎn)但已經(jīng)確認(rèn)仍可以得到實(shí)用上必要的精度，檢查是可能的。
(實(shí)施方案4)圖11是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方案4涉及的曝光裝置的檢查方法的圖。在本實(shí)施方案中，在使光掩模1的圖案面的朝向反過(guò)來(lái)地設(shè)定的同時(shí)，作為感光基板18’使用圖12所示的那種結(jié)構(gòu)的感光基板。
感光基板18’，是對(duì)曝光光(曝光波長(zhǎng))基本透明的材質(zhì)；如圖12所示，包括由熔融石英構(gòu)成的厚度1mm的薄的透明基板70；在該透明基板70的表面上設(shè)置的具有使曝光光(曝光波長(zhǎng))的一部分透過(guò)去那種程度的透明度的光致抗蝕劑(感光劑)71；在透明基板70的背面上設(shè)置的用來(lái)使該背面鏡面化以反射曝光光的鉻膜(反射膜)72。光致抗蝕劑71用涂敷法形成，鉻膜72則用蒸鍍法形成。
光掩模71，就如在實(shí)施方案1(圖1)中所說(shuō)明的那樣，具有圓形開(kāi)口部2，但是其直徑在這里為80微米。光掩模1的圖案面和感光基板18’的表面，處于光學(xué)共軛狀態(tài)。
用在實(shí)施方案3中所述的光學(xué)條件進(jìn)行第1次和第2次曝光。如圖12所示，到達(dá)了感光基板18’的表面上的曝光光，在感光光致抗蝕劑71以形成光掩模1的圖案的像(第1像)的同時(shí)，通過(guò)光致抗蝕劑71和透明基板70后在鉻膜72(感光基板18’的背面的鏡面)處反射，再次到達(dá)感光基板18’的表面，感光光致抗蝕劑71并形成像(第2像)。
在這里，由于光掩模1的圖案面與感光基板18’的表面處于光學(xué)共軛狀態(tài)，故光掩模1的圖案面與已形成了第1像的區(qū)域的感光基板18的表面處于光學(xué)共軛狀態(tài)。
但是，在感光基板18’的背面處進(jìn)行反射的光路，由于比在感光基板18’的表面處進(jìn)行反射的光路更長(zhǎng)，故光掩模1的圖案面與已形成了第2像的區(qū)域的感光基板18的表面不處于光學(xué)共軛狀態(tài)。
即，形成第2像的光，實(shí)質(zhì)上與實(shí)施方案3同樣，結(jié)果變成為對(duì)從光掩模圖案復(fù)制時(shí)的位置向從投影光學(xué)系統(tǒng)17遠(yuǎn)離開(kāi)來(lái)的方向移動(dòng)的感光基板18進(jìn)行曝光。
在第1次、第2次的曝光結(jié)束后，從曝光裝置中搬運(yùn)出感光基板18以進(jìn)行顯影。圖13示出了在感光基板18’上形成的抗蝕劑圖案?？刮g劑圖案的構(gòu)造為包括在中央具有與光掩模1的圖案的縮小像(第1像)對(duì)應(yīng)的圖案81；處于該圖案81的周?chē)?，與借助于在感光基板18’的背面的鏡面處反射的光進(jìn)行感光而形成的第2像對(duì)應(yīng)的圖案82。
在圖中，83是表示圖案82的外周的圓，即示出了投影光學(xué)系統(tǒng)的光闌的邊緣的像。此外，在2個(gè)圖案82中內(nèi)側(cè)的圓形圖案相當(dāng)于圖6的圖案41，外側(cè)的輪帶圖案則相當(dāng)于圖6的圖案42。
對(duì)圖案82用與在實(shí)施方案1中所述的方法同樣的步驟，進(jìn)行照明光學(xué)系統(tǒng)的檢查。這時(shí)，由于圖案81的直徑，將變成為圖案82的1/100或以下，故在圖案82的解析中不會(huì)變成為障礙。
(實(shí)施方案5)本實(shí)施方案與實(shí)施方案1的不同點(diǎn)在于代替光掩模1，使用圖14所示那樣的透鏡陣列90，使照明光學(xué)系統(tǒng)13的二次光源14的面和感光基板18的表面處于光學(xué)共軛狀態(tài)。此外，透鏡陣列90已被組裝到曝光裝置內(nèi)。
透鏡陣列90，包括對(duì)曝光光(曝光波長(zhǎng))透明的透鏡保持器91，和矩陣狀地固定到該透鏡保持器91上設(shè)置的多個(gè)透鏡92。圖14(a)是側(cè)視圖，圖14(b)是上平面圖。
透鏡保持器91，借助于由圖中未示的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制的臂93(待避裝置)進(jìn)行支持，使得其可插入到光路中去或從光路中退避出來(lái)。借助于此，透鏡陣列90，在已配置上的半導(dǎo)體器件圖案的曝光時(shí)就退避到光路以外，在進(jìn)行照明光學(xué)系統(tǒng)的檢查時(shí)，就如圖15所示被插入到曝光光的光路中去。
這時(shí)，透鏡保持器91，被插入到光掩模1的表面的上方，以使得已配置有透鏡92的面(透鏡面)與感光基板18的表面平行另外，在這里，光掩模1僅僅是不含有圖案的透明基板，可以省略。
此外，透鏡陣列90在光掩模的表面的上方，在對(duì)該表面垂直的方向上，被設(shè)置在離開(kāi)規(guī)定距離的位置上。規(guī)定距離，是對(duì)曝光波長(zhǎng)的光的透鏡92的焦點(diǎn)距離或與該規(guī)定距離大體上一致的距離(與焦點(diǎn)距離實(shí)質(zhì)上是同一距離)。采用將透鏡陣列90設(shè)置到這樣的位置上的辦法，就可以在感光基板18上形成鮮明的抗蝕劑圖案(像)。
在該狀態(tài)下，由于二次光源14的面和光掩模1的表面(下表面)變成為光學(xué)性地共軛，此外，光掩模的背面(下表面)與感光基板18的背面變成為光學(xué)性地共軛，故二次光源14的面和感光基板18的表面將變成為光學(xué)性地共軛。
另外，在不使用光掩模1(透明基板)的情況下，光掩模1(透明基板)為假想地存在的情況下，要將透鏡陣列90設(shè)定為使得焦點(diǎn)位于假想性的光掩模1(透明基板)的表面上。光掩模1雖然可以省略，但是實(shí)際上存在成為透鏡陣列90的定位基準(zhǔn)的光掩模1時(shí)，可以容易地正確地進(jìn)行定位。
在已插入了透鏡陣列90的狀態(tài)下，實(shí)施在實(shí)施方案1中所述的曝光方法，取得抗蝕劑圖案，然后，與實(shí)施方案1同樣，通過(guò)對(duì)抗蝕劑圖案進(jìn)行解析，就可以進(jìn)行照明光學(xué)系統(tǒng)的檢查。
此外，倘采用本實(shí)施方案，由于使裝置本身具有作為進(jìn)行曝光裝置的照明光學(xué)系統(tǒng)13的檢查所必須的機(jī)構(gòu)的透鏡陣列90和用來(lái)對(duì)之進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的未畫(huà)出來(lái)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，故與每當(dāng)進(jìn)行檢查時(shí)都要準(zhǔn)備檢查所必要的機(jī)構(gòu)的情況比較，可以簡(jiǎn)便地進(jìn)行檢查。
另外，在圖14、圖15中雖然畫(huà)出了具有厚度的透鏡92，但是即便是使用圓形開(kāi)口或波帶片也可以得到同樣的效果。
此外，在本實(shí)施方案中，由于使用了透鏡陣列90，故雖然可以一攬子地進(jìn)行曝光區(qū)域全體的檢查，但是即便是用1個(gè)透鏡，采用邊改變?cè)撏哥R的配置位置邊進(jìn)行多次曝光，然后進(jìn)行顯影的辦法，也可以得到同樣的檢查效果。在使用透鏡陣列90的情況下，可以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行檢查，另一方面，在使用1個(gè)透鏡的情況下，則可以削減裝置成本。
圖16示出了透鏡陣列90的變形例。該變形例的透鏡陣列90’，含有設(shè)置有透鏡92的區(qū)域?qū)ζ毓夤庾兂蔀橥该鲄^(qū)域，未設(shè)置透鏡92的區(qū)域?qū)ζ毓夤庾兂蔀檎诠鈪^(qū)域的透鏡保持器91。
這樣的透鏡陣列90’，作為透鏡保持器91，例如，可以采用使用含有透明基板、在該透明基板上形成的在要設(shè)置透鏡92的區(qū)域上具有開(kāi)口部的遮光膜的透鏡保持器的辦法實(shí)現(xiàn)。
倘使用這樣的透鏡陣列90’，則只有照射到已設(shè)置有透鏡92的區(qū)域的透鏡保持器91的表面上的曝光光，才會(huì)到達(dá)感光基板18上。為此，由于可以防止不需要的曝光光變成為雜散光而到達(dá)感光基板18上的現(xiàn)象，故可以防止由該雜散光引起的測(cè)定圖案的形狀劣化，可以進(jìn)行精度更高的測(cè)定。
(實(shí)施方案6)圖17是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方案6涉及的曝光裝置的檢查方法的圖。
本實(shí)施方案與實(shí)施方案5的不同點(diǎn)在于使透鏡陣列90的插入位置變成為照明光學(xué)系統(tǒng)12和投影光學(xué)系統(tǒng)17之間，具體地說(shuō)變成為光掩模1與投影光學(xué)系統(tǒng)17之間。在該情況下，要將透鏡陣列90插入到使距光掩模1的距離是透鏡92對(duì)曝光波長(zhǎng)的光的焦點(diǎn)距離的位置或與該距離大體上一致的位置上。
采用將透鏡陣列90插入到這樣的位置上的辦法，就可以進(jìn)行與實(shí)施方案5同樣的測(cè)定。此外，與實(shí)施方案5同樣的變形例也是可能的。
(實(shí)施方案7)圖18是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方案7的曝光裝置的檢查方法的圖。
本實(shí)施方案與實(shí)施方案6的不同點(diǎn)在于使透鏡陣列90的插入位置變成為投影光學(xué)系統(tǒng)17與感光基板18之間。在該情況下，采用將透鏡陣列90插入到透鏡92對(duì)曝光波長(zhǎng)的光的焦點(diǎn)到達(dá)感光基板18的表面或表面附近的位置上的辦法，就可以進(jìn)行與實(shí)施方案5同樣的測(cè)定。此外，與實(shí)施方案5同樣的變形例也是可能的。
另外，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方案。例如，在上述實(shí)施方案中，為了要使照明光學(xué)系統(tǒng)的二次光源的面和感光基板的表面變成為光學(xué)共軛狀態(tài)，雖然使用的是光掩模(針孔照相機(jī))1或透鏡陣列90，但是也可以使用別的圖案部件。
此外，在上述實(shí)施方案中包括種種階段的發(fā)明，借助于被公開(kāi)的多個(gè)構(gòu)成要素的適宜組合可以抽出種種的發(fā)明。例如，在即便是從在實(shí)施方案中所示的全部構(gòu)成要素中削除若干個(gè)構(gòu)成要素，也可以解決在發(fā)明要解決的課題的欄目中所述的課題的情況下，就可以將已削除了該構(gòu)成要素的構(gòu)成作為發(fā)明抽出。
除此之外，在不背離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行種種變形后予以實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種用照明光學(xué)系統(tǒng)對(duì)設(shè)置在第1設(shè)置裝置上的光掩模進(jìn)行照明，通過(guò)投影光學(xué)系統(tǒng)，將上述光掩模的圖案投影到設(shè)置在第2設(shè)置裝置上的基板上的曝光裝置的檢查方法，其特征在于具有如下工序作為上述基板將檢查用感光基板設(shè)置到上述第2設(shè)置裝置上，在該感光基板的表面和上述照明光學(xué)系統(tǒng)的二次光源的面在光學(xué)共軛狀態(tài)下，對(duì)上述感光基板進(jìn)行二次曝光的工序，在上述二次曝光的一次中，對(duì)不包括上述投影光學(xué)系統(tǒng)的光瞳的邊緣的第1區(qū)域進(jìn)行照明，在另一次中，則對(duì)包括上述投影光學(xué)系統(tǒng)的光瞳的邊緣的第2區(qū)域進(jìn)行照明，而且作為上述第1區(qū)域和上述第2區(qū)域選擇彼此不重疊的區(qū)域；和根據(jù)對(duì)上述感光基板進(jìn)行顯影得到的圖案，檢查上述曝光裝置的照明軸偏移的工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光裝置的檢查方法，其特征在于為了使上述感光基板的表面和上述照明光學(xué)系統(tǒng)的二次光源的面變成為光學(xué)共軛狀態(tài)，在上述照明光學(xué)系統(tǒng)與上述投影光學(xué)系統(tǒng)之間，或在上述投影光學(xué)系統(tǒng)和上述感光基板之間，設(shè)置已在表面上形成了圖案的圖案部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的曝光裝置的檢查方法，其特征在于上述圖案部件是檢查用光掩模，而且，該檢查用光掩模，以其已形成了圖案的面，與上述投影基板的表面為非光學(xué)共軛狀態(tài)，被設(shè)置在上述第1設(shè)置裝置上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的曝光裝置的檢查方法，其特征在于上述檢查用光掩模的上述圖案，含有對(duì)曝光光透明的圓形圖案。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的曝光裝置的檢查方法，其特征在于通過(guò)使已設(shè)置有上述圓形圖案的面面向上述二次光源的面，將上述檢查用光掩模設(shè)置在上述第1設(shè)置裝置上，使上述檢查用光掩模的已形成了上述開(kāi)口圖案的面和上述感光基板的表面成為非光學(xué)共軛狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的曝光裝置的檢查方法，其特征在于將上述開(kāi)口圖案的直徑，設(shè)定在40微米或以上80微米或以下的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的曝光裝置的檢查方法，其特征在于使已設(shè)置有上述圓形圖案的面面向上述投影光學(xué)系統(tǒng)的光瞳，將上述檢查用光掩模設(shè)置在上述第1設(shè)置裝置上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的曝光裝置的檢查方法，其特征在于通過(guò)對(duì)上述投影光學(xué)系統(tǒng)的光瞳和上述感光基板的表面之間的距離進(jìn)行控制，使上述檢查用光掩模的已形成了上述開(kāi)口圖案的面和上述感光基板的表面成為非光學(xué)共軛狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的曝光裝置的檢查方法，其特征在于作為上述感光基板，使用包括對(duì)曝光光透明的基板，和設(shè)置在該基板的與上述曝光光入射側(cè)的面相反的面上的，反射上述曝光光的反射膜的感光基板。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的曝光裝置的檢查方法，其特征在于將上述開(kāi)口圖案的直徑，設(shè)定在1微米或以上20微米或以下的范圍內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光裝置的檢查方法，其特征在于上述感光基板，包括硅晶片，和已涂敷到該硅晶片上的光致抗蝕劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的曝光裝置的檢查方法，其特征在于上述圖案部件是透鏡部件，而且，該透鏡部件被配置在上述照明光學(xué)系統(tǒng)的二次光源的面與上述投影光學(xué)系統(tǒng)之間的光路中，或配置在上述投影光學(xué)系統(tǒng)與上述感光基板之間的光路中。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光裝置的檢查方法，其特征在于在通過(guò)上述二次光源照明上述第2區(qū)域，以使上述感光基板曝光時(shí)，使上述二次光源的照明形狀成為輪帶狀。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光裝置的檢查方法，其特征在于在通過(guò)上述二次光源照明上述第2區(qū)域，以使上述感光基板曝光時(shí)，使上述二次光源的照明形狀變成為在3個(gè)方向上具有輝度的極大的形狀。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的曝光裝置的檢查方法，其特征在于上述投影光學(xué)系統(tǒng)的光瞳面的上述二次光源的照明形狀，滿(mǎn)足不等式NAi1＞NAin＞NAi2NAin上述投影光學(xué)系統(tǒng)的入射側(cè)數(shù)值孔徑NAi1上述照明光學(xué)系統(tǒng)的射出側(cè)數(shù)值孔徑NAi2用數(shù)值孔徑的維數(shù)表示的與上述二次光源的內(nèi)周對(duì)應(yīng)的光的入射角的數(shù)值
16.一種曝光裝置，其特征在于具備設(shè)置光掩模的第1設(shè)置裝置；用來(lái)對(duì)在設(shè)置在該第1設(shè)置裝置上的上述光掩模上形成的圖案進(jìn)行照明的照明光學(xué)系統(tǒng)；設(shè)置基板的第2設(shè)置裝置；用來(lái)向已設(shè)置在該第2設(shè)置裝置上的上述基板上，投影上述光掩模的像的投影光學(xué)系統(tǒng)；配置在上述照明光學(xué)系統(tǒng)的二次光源的面與上述投影光學(xué)系統(tǒng)之間的光路中，或配置在上述投影光學(xué)系統(tǒng)與上述基板之間的光路中的透鏡部件。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的曝光裝置，其特征在于上述透鏡部件，被設(shè)置在在上述光掩模的表面的上方對(duì)該表面垂直的方向上，或在上述基板的表面的上方對(duì)該表面垂直的方向上，離開(kāi)規(guī)定距離的位置上。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的曝光裝置，其特征在于上述規(guī)定距離，是實(shí)質(zhì)上與上述透鏡部件的焦點(diǎn)距離相同的距離。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的曝光裝置，其特征在于上述透鏡部件包括含有主面的基板、和設(shè)置在該基板的上述主面上的多個(gè)透鏡，而且，上述透鏡部件被設(shè)置為使得上述基板的上述主面和上述感光基板的表面變成為平行。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的曝光裝置，其特征在于在上述基板的上述主面中，未設(shè)置上述多個(gè)透鏡的區(qū)域，遮斷曝光光。
21.根據(jù)權(quán)利要求16-20中的任何一項(xiàng)所述的曝光裝置，其特征在于還具備使上述透鏡部件待避到曝光光的光路之外的待避裝置。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于不增加成本進(jìn)行曝光裝置的照明軸偏移的檢查。借助于光掩模1，使感光基板18的表面和二次光源14的面變成為光學(xué)共軛狀態(tài)，在該狀態(tài)下，對(duì)不包括投影光學(xué)系統(tǒng)17的光瞳的邊緣的區(qū)域，和與該區(qū)域不重疊的、包括投影光學(xué)系統(tǒng)17的光瞳的邊緣的區(qū)域進(jìn)行照明以使感光基板18曝光，然后，根據(jù)使感光基板18顯影得到的圖案對(duì)照明軸偏移進(jìn)行檢查。
文檔編號(hào)G03B17/24GK1488999SQ0315600
公開(kāi)日2004年4月14日 申請(qǐng)日期2003年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月30日
發(fā)明者福原和也, 井上壯一, 一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝