JPH0221131B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はIC，LSI等の製造過程で半導体ウエハ
上にマスク上の回路パターンを焼付けるために用
いられる露光装置の露光量を制御する方法に関す
る。

［従来の技術］ 通常、半導体露光装置では、光源の強度が所定
値の半分程度まで低下しても使用するため、従来
方法では露光量の過不足という問題が生じる。

このような従来装置の問題を図示例を用いて詳
細に説明する。

第１図は従来の露光量制御装置の一例を示すブ
ロツク図で１は光源、２は光源１によつて照明さ
れるマスクで、回路パターンが形成されている。
３はマスク２に近傍して置かれたウエハで、光源
１からの光によつてマスク２上の回路パターンが
その上面に焼付けられる。４は光源からの照明を
遮断するシヤツタ、５はシヤツタ４を通過した光
の強度を検出する光センサで、この光センサ５に
よつて検出された光強度はアンプ６によつて電圧
信号に変換される。７は電圧信号を周波数信号に
変換するＶ／Ｆコンバータ、８はＶ／Ｆコンバー
タ７からのパルス数をカウントするトータルカウ
ンタ、９はトータルカウンタ８によつてカウント
された値と露光量設定器１０の設定された値を比
較し、これらの値が一致した際、一致信号を発す
る比較回路である。１１はシヤツタ開閉指令器
で、露光開始指示によつてシヤツタ開指令信号を
発生し、シヤツタ駆動回路１２を作動させ、シヤ
ツタ４の開動作を開始させると共に、トータルカ
ウンタ８にカウント開始を指示する。また、比較
回路９からの一致信号によつてシヤツタ閉指令信
号を発生し、シヤツタ駆動回路１２を作動させ、
シヤツタ４の閉動作を開始させる。

［発明が解決しようとしている問題点］ この例では、露光量設定器１０にはシヤツタ４
の閉動作時間に対応するオーバ露光分を補正する
ため、オーバ露光分に対応した値を引いた値が記
憶されている。このため、光源１の強度が低下す
ると露光量の不足が生じる。このことをさらに詳
細に説明する。

第２図ａ，ｂ、は、光源１の強度が所定値の場
合と、所定値の1/2の場合のシヤツタ作動タイム
チヤートを示すもので、ハイレベルはシヤツタの
開状態、ローレベルはシヤツタ閉状態を示す。第
２図ａの如く、光源１の強度が所定値の場合、時
刻t₀で開動作を開始し、時刻t₁にシヤツタ４が開
動作を完了し、時刻t₂にシヤツタ開閉指令器１１
からシヤツタ閉指令信号が出る。これは比較回路
９が露光量設定器１０とカウンタ８の内容が一致
したことを検出して行われる。一定時間t₂〜t₃ま
での間にシヤツタ４の閉動作は完了する。通常シ
ヤツタ４の開動作時間（t₁−t₀）と閉動作時間
（t₃−t₂）は等しい。一点鎖線は光源の強度変化
を示す。今例えば光源１の強度が所定値のとき、
ウエハ３への適正露光量が「100」である場合、
前述の如くオーバ露光量に対応した値が例えば
「20」であつたとし、それを引いた値「80」に対
応したデジタル値を露光量設定器１０に記憶させ
る。時刻t₀でシヤツタ４が開き始め、t₁で全開す
る。この間Ｖ／Ｆコンバータ７が入力電圧に比例
した周波数のパルスを出力し、カウンタ８がこれ
を計数する。ここまでにカウンタ８は「20」を計
数するように設定される。t₁〜t₂期間は光源の強
度が一定即ちコンバータ７の入力電圧が一定であ
るから一定周波数のパルスをカウンタ８が計数
し、時刻t₂で20（t₀〜t₁）＋60（t₁〜t₂）＝80（t₂）と
なり、設定器１０に記憶された値「80」と一致す
るので比較回路９が一致信号をシヤツタON／
OFF指令器１１に送出し、シヤツタ駆動回路１
２が作動し、シヤツタ４が閉動作を開始する。こ
の後のt₂〜t₃で残露光量「20」に対応した値だけ
露光されることになり、総露光量として「100」
が達成され、適正露光量と完全に一致する。しか
し第２図ｂの如く光源の強度が1/2に低下した場
合でも先と同様に、設定器１０には「80」が記憶
されたままであり、時刻t₀から先と同様にカウン
タ８が検出パルスを計数し続け、カウンタ８が
「80」を計数した時刻t₄で比較回路９が一致信号
を出力し、シヤツタ４が閉じ始める。ここでシヤ
ツタ閉じ時間t₅−t₄とシヤツタ開き時間t₁−t₀は
一定であり、この間の光強度は先の1/2の値即ち
「10」であり、10（t₀〜t₁）＋70（t₁〜t₂）＝80（t₄）
の
次の時刻t₄〜t₅の間は「10」しかなく、総露光量
は80＋10＝90となり、適正露光量「100」には、
「10」即ち時刻t₅〜t₆の分だけ足りなくなるとい
う問題があつた。

またこのとき、光源の所定値に対してあらかじ
め「20」を差引くときの「20」という値を決定す
る際にもその計算は繁雑で、しかも光源の強度低
下に応じて計算し直して記憶させ直さなければな
らず極めて面倒であつた。また露光装置としての
スループツトの低下も免れ得なかつた。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもの
で、その目的は、光源の強度が低下した場合に
も、マスクを通したウエハの露光をシヤツタを用
いて高精度に制御し、その露光量を設定量に常に
一致させることのできる露光量制御方法を提供す
ることにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明は、マスクを
通してウエハを露光する際、その露光量が予め設
定されている設定量に一致するよりも補正量分だ
け早くシヤツタの閉動作を開始させる露光量制御
方法において、前記シヤツタを通過した光を検出
するセンサを設け、前記センサの出力に応じたデ
ジタル値を前記シヤツタの開動作開始時から前記
シヤツタの閉動作の作動遅れに見合う所定時間の
間だけ加算し、この加算デジタル値に基づいて前
記補正量が決定されている。

［実施例］ 以下、本発明を第３図以降に示した各実施例に
基づいて詳細に説明するが、本発明の各実施例で
前述の従来例と同一構成のものについては、同一
の符号を付して説明を省略する。第３図の第１の
実施例において、１３は光量補正用タイマ、１４
は光量補正用カウンタ、１５は２入力のアンドゲ
ートであり、補正用タイマ１３はＶ／Ｆコンバー
タの作動開始により作動開始し、シヤツタ４の閉
じ時間に対応した時間t₂〜t₃だけ出力を発生す
る。補正用タイマ１３はアンドゲート１５の一入
力端に接続している。また、アンドゲート１５の
他入力端にはＶ／Ｆコンバータ７の出力が加えら
れる。従つて、補正用カウンタ１４にはシヤツタ
４の閉じ時間t₂〜t₃に対応するパルス数がカウン
トされる。１６はトータルカウンタ８と補正用カ
ウンタ１４のカウント値をプラスする加算器で、
この加算器１６の加算値と露光量設定器１０に設
定された値が、比較回路９によつて比較される。
なお、本実施例では露光量設定器１０の設定値は
第１図の例と異なつて、適正露光値例えば「100」
が設定される。

第４図ａの如く光源が所定強度の場合、補正用
タイマ１３の設定時間t₂〜t₃の間即ち実際にはシ
ヤツタ開き時間中に「20」を補正用カウンタ１４
が計数し、加算器１６に印加する。したがつてカ
ウンタ８がシヤツタ動作開始時刻t₀から計数した
値が「80」になつたとき加算器１６の出力は
「100」となり、設定器１０に設定された値「100」
と一致し、この時刻がt₂となる。この時刻t₂は実
際の露光量「80」で設定量「100」より「20」少
ない時刻である。この時刻t₂からシヤツタ４が閉
じ動作を開始し、t₃で閉じ動作を停止する。この
t₂〜t₃期間の光量はシヤツタ開き時間中と同じく
「20」であり、80（t₀〜t₂）＋20（t₂〜t₃）＝100とな
り総露光量は設定した適正露光量と一致する。

また第４図ｂの如く光源の所定強度が1/2にな
つた場合、前述同様に補正用カウンタ１４が
「10」を計数し、加算器１６に印加する。カウン
タ８が「90」を計数したとき、前例同様に10＋90
＝100となり、比較回路９が一致信号を送出し、
前例同様にシヤツタ閉じ時間t₅〜t₆中に残り露光
量「10」を露光し終えて終了る。

第５図は本発明の第２の実施例である。

第３図の実施例と同様に、補正用タイマ１３は
Ｖ／Ｆコンバータ７の作動開始からシヤツタ４の
閉じ時間実際は開き時間に対応する時間だけ出力
をアンドゲート１５に出力する。この間、アンド
ゲート１５は光センサ５に入射した光源１の光の
強度に対応したパルス信号を出力する。補正用カ
ウンタ１４によつてパルス信号の数はカウントさ
れ、このカウント値は露光量設定器１０に入力さ
れる。露光量設定器１０には適正露光量に対応す
る値例えば100が設定されているが、この設定数
は補正用カウンタ１４のカウント値例えば「10」
だけ減算される。従つて、比較回路９において、
減算された設定値「90」とトータルカウンタ８の
カウント値「90」が比較される。以下は、第３図
の第１の実施例と同様であるので説明を省略す
る。

次に、マイコンを使用した本発明の第３の実施
例を第６図を使用して説明する。第３図の第１の
実施例との相異点は、比較回路９、シヤツタ開閉
指令器１１、アンドゲート１５及び加算器１６に
よる指令又は演算をCPUで行い、トータルカウ
ンタ８、補正用カウンタ１４としてはランダム・
アクセス・メモリRAM1を使用し、補正用タイ
マ１３としてはオシレータOSCとRAM2を使用
している点である。第３図の実施例と同機能を持
たせるため、第７図ａの〔メインルーチン〕、第
７図ｂの〔割込みルーチン〕を有している。露光
量制御は通常メイン側で動作し、割込みがあると
メインルーチンを一時休止して割込みルーチンに
とび、どの割込み処理であるかを判断し処理をす
る。それが終わると、再びメインルーチンに戻る
という動作をを繰り返しながら、露光量制御を終
了する。第６図において、Ｖ／Ｆコンバータの出
力とOSC13の出力が割込みに使用される。

次に、第７図ａ，ｂについて説明する。メイン
ルーチンに入ると、まずＶ／Ｆコンバータ７の出
力パルスを計数するRAM1をクリアする（ステ
ツプ１−１）、次にシヤツタ４を開き（ステツプ
１−２）、Ｖ／Ｆコンバータ７が作動するのを検
出する（ステツプ１−３）。Ｖ／Ｆコンバータ７
の作動検出はＶ／Ｆコンバータ７の出力による割
込み処理（ステツプ２−１，２）で、RAM1＝
０でなくなることで行う。Ｖ／Ｆコンバータ７が
作動を開始したら、シヤツタ４の閉じ時間に対応
した値をRAM2にセツトし（ステツプ１−４）、
RAM2＝０になるまでループをつくる（ステツ
プ１−５）。RAM2はOSC13の出力パルスによる
割込み処理でクリメントされる（ステツプ２−
３，４，５）。RAM2がセツトされてから『０』
になるまでの間、露光量に応じたＶ／Ｆコンバー
タ７の出力パルスの数も割込み処理によつて、
RAM1に計数されている。RAM2が『０』検出
されると、RAM1の値を２倍にする（ステツプ
（１−６）。これは、第３図の第１の実施例で、補
正用タイマ１３が作動している間の補正用カウン
タ１４の値とトータルカウンタ８の値を加算する
ことと等価の働きをしている。

その後、割込みルーチンではRAM2をＶ／Ｆ
コンバータ７の出力に応じてインクリメントす
る。メインルーチンでは露光量設定値を入力し、
RAM1と比較して同値になるとシヤツタ４を閉
じるための一致信号をシヤツタ駆動回路１２に出
力する（ステツプ１−７，８，９）。以下の動作
は前述の実施例と同様なので説明を省略する。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、光源強
度等の変化に関係なく、常にシヤツタの作動遅れ
に見合う補正量を正確に求めることができるの
で、マスクを通してウエハを露光する際、その露
光量が予め設定されている設定量に一致するより
も補正量分だけ早くシヤツタの閉動作を開始させ
る露光量制御方法において、常に高精度な露光量
の制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の露光量制御装置の一例のブロツ
ク図、第２図ａ，ｂは第１図例のシヤツタ作動タ
イムチヤートを示す図、第３図は本発明の露光量
制御装置の第１実施例を示すブロツク図、第４図
ａ，ｂは第３図の実施例のシヤツタ作動のタイム
チヤートを示す図、第５図は本発明の第２の実施
例を示すブロツク図、第６図は本発明の第３の実
施例を示すブロツク図、第７図ａ，ｂは第６図の
実施例の作動ルーチンを示し、第７図ａはメイン
ルーチンを示す図で、第７図ｂは割込みルーチン
を示す図である。 図中、１は光源、２はマスク、３はウエハ、４
はシヤツタ、５は光センサ、６はアンプ、７は
Ｖ／Ｆコンバータ、８はトータルカウンタ、９は
比較回路、１０は露光量設定器、１１はシヤツタ
開閉指令器、１２はシヤツタ駆動回路、１３は補
正用タイマ、１４は補正用カウンタ、１５はアン
ドゲートである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ マスクを通してウエハを露光する際、その露
   光量が予め設定されている設定量に一致するより
   も補正量分だけ早くシヤツタの閉動作を開始させ
   る露光量制御方法において、前記シヤツタを通過
   した光を検出するセンサを設け、前記センサの出
   力に応じたデジタル値を前記シヤツタの開動作開
   始時から前記シヤツタの閉動作の作動遅れに見合
   う所定時間の間だけ加算し、この加算デジタル値
   に基づいて前記補正量が決定されることを特徴と
   する露光量制御方法。