JPH03196512A - 露光方法 - Google Patents
露光方法Info
- Publication number
- JPH03196512A JPH03196512A JP2288367A JP28836790A JPH03196512A JP H03196512 A JPH03196512 A JP H03196512A JP 2288367 A JP2288367 A JP 2288367A JP 28836790 A JP28836790 A JP 28836790A JP H03196512 A JPH03196512 A JP H03196512A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- excimer laser
- exposure
- light
- wafer
- pulses
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野Ｊ
本発明は半導体露光装置で行なわれている露光方法に関
する。
する。
［従来の技術〕
半導体技術は高集積化、微細化の一途を辿り、光学的な
露光方式も高解像力のレンズの開発等でますますその領
域を拡げつつある。このような露光装置において、マス
クまたはレチクルの回路パターンをウェハ上に転写、焼
付ける場合には、ウェハ上に焼付けられる回路パターン
の解像線巾は光源の波長に比例するため、近年では遠紫
外（Ｄｅｅｐ ＵＶ）領域の短い波長の光源が用いら
れている。
露光方式も高解像力のレンズの開発等でますますその領
域を拡げつつある。このような露光装置において、マス
クまたはレチクルの回路パターンをウェハ上に転写、焼
付ける場合には、ウェハ上に焼付けられる回路パターン
の解像線巾は光源の波長に比例するため、近年では遠紫
外（Ｄｅｅｐ ＵＶ）領域の短い波長の光源が用いら
れている。
従来この種の遠紫外線光源としては、重水素ランプやＸ
ｅ−Ｈｇランプが知られているが、これらの光源は直流
または交流点灯した場合も原則的には連続点灯を特徴と
する。従って露光量の制御はシャッターを用いて行なわ
れタイマーで設定する時間制御方式とか、露光光量を積
分しである一定値に達するまで照射し続ける積算露光計
方式といった時間制御的な制御方法が用いられていた。
ｅ−Ｈｇランプが知られているが、これらの光源は直流
または交流点灯した場合も原則的には連続点灯を特徴と
する。従って露光量の制御はシャッターを用いて行なわ
れタイマーで設定する時間制御方式とか、露光光量を積
分しである一定値に達するまで照射し続ける積算露光計
方式といった時間制御的な制御方法が用いられていた。
しかしながらこれらの光源は遠紫外領域においては出力
が低く、またウェハ上に塗布されるフォトレジスト材の
感光性も低いので、露光時間が長くなり、スループット
が小さくなる。
が低く、またウェハ上に塗布されるフォトレジスト材の
感光性も低いので、露光時間が長くなり、スループット
が小さくなる。
一方、近年エキシマ（ｅｘｃｉｍｅｒ）レーザという高
出力のｄｅｅｐ ＵＶ領域での光源が露光装置に対し
て有力な手段となる事が知得されている。しかしながら
エキシマレーザは従来の重水素ランプ、Ｘｅ−Ｈｇラン
プと異なってパルス発振方式であり、このレーザパルス
の幅を制御することは極めて困難である。従って従来の
時間制御的な露光量制御方式は全く適応しない。
出力のｄｅｅｐ ＵＶ領域での光源が露光装置に対し
て有力な手段となる事が知得されている。しかしながら
エキシマレーザは従来の重水素ランプ、Ｘｅ−Ｈｇラン
プと異なってパルス発振方式であり、このレーザパルス
の幅を制御することは極めて困難である。従って従来の
時間制御的な露光量制御方式は全く適応しない。
本発明は、エキシマレーザに特有のパルス発光という特
徴に鑑で、最適な露光方法を提供することを目的とする
。
徴に鑑で、最適な露光方法を提供することを目的とする
。
［課題を解決するための手段〕
本発明の露光方法は、エキシマレーザ光源からのエキシ
マレーザパルス光でマスクを介してウェハを露光する露
光方法において、 前記エキシマレーザ光源と前記マスクの間に配置されて
いるオブティカルイ〕／テグレータを通過したエキシマ
レーザパルス光の少なくとも一部をフォトセンサで検出
することにより、前記マスクを介した前記ウニへの露光
に必要な前記エキシマレーザ光源からのエキシマレーザ
パルス光のパルス数を予め決定し、 この決定されたパルス数に基づいて前記エキシマレーザ
光源からのエキシマレーザパルス光の発光を制御して前
記マスクを介した前記ウェハの露光を行なう。
マレーザパルス光でマスクを介してウェハを露光する露
光方法において、 前記エキシマレーザ光源と前記マスクの間に配置されて
いるオブティカルイ〕／テグレータを通過したエキシマ
レーザパルス光の少なくとも一部をフォトセンサで検出
することにより、前記マスクを介した前記ウニへの露光
に必要な前記エキシマレーザ光源からのエキシマレーザ
パルス光のパルス数を予め決定し、 この決定されたパルス数に基づいて前記エキシマレーザ
光源からのエキシマレーザパルス光の発光を制御して前
記マスクを介した前記ウェハの露光を行なう。
〔作 用１
エキシマレーザパルス光をフォトセンサで検出すること
により、ウェハの露光に必要なエキシマレーザパルス光
のパルス数が決定されるので、正確に制御された露光が
行なわれる。
により、ウェハの露光に必要なエキシマレーザパルス光
のパルス数が決定されるので、正確に制御された露光が
行なわれる。
［実施例］
以下図面を参照して本発明の実施例について説明する。
第１図は、本発明を用いた縮小投影型の露光装置、いわ
ゆるステッパの一例の概略構成図であり、第２図は第１
図の照明光学系２の概略構成図である。
ゆるステッパの一例の概略構成図であり、第２図は第１
図の照明光学系２の概略構成図である。
第１図においてエキシマレーザ１は、例えばＫｒＦや、
Ｘｅ（、ｊ？が封入され、パルス化されたレーザ光を発
光する光源であり、それぞれ２４８ｎｍ （ＫｒＦ）、
３０８ｎｍ （ＸｅＣ１）の遠紫外領域の波長の光を発
生する。
Ｘｅ（、ｊ？が封入され、パルス化されたレーザ光を発
光する光源であり、それぞれ２４８ｎｍ （ＫｒＦ）、
３０８ｎｍ （ＸｅＣ１）の遠紫外領域の波長の光を発
生する。
第２図において照明光学系２は、トーリックレンズのよ
うなビーム整形光学系２１、蝿の目レンズのようなオブ
ティカルインテグレータ２２、コリメータレンズ２３、
ミラー２４より構成され、これらの光学系２１．２２．
２３は、遠紫外領域の光が透過するように、石英（Ｓ
ｉ Ｏ□）、蛍石（ＣａＦ２）などの材料で形成される
。ビーム整形光学系２１は、市販されているエキシマレ
ーザの光は通常矩形であるので所望の形状に整形するた
めのものであり、オブティカルインテグレータ２２は、
光束の配光特性を均一にするためのものである。
うなビーム整形光学系２１、蝿の目レンズのようなオブ
ティカルインテグレータ２２、コリメータレンズ２３、
ミラー２４より構成され、これらの光学系２１．２２．
２３は、遠紫外領域の光が透過するように、石英（Ｓ
ｉ Ｏ□）、蛍石（ＣａＦ２）などの材料で形成される
。ビーム整形光学系２１は、市販されているエキシマレ
ーザの光は通常矩形であるので所望の形状に整形するた
めのものであり、オブティカルインテグレータ２２は、
光束の配光特性を均一にするためのものである。
第１図に戻って、照明光学系２の光路に沿って、集積回
路パターンが形成されたマスクＭまたはレチクルが配置
され、更に投影光学系３、ウェハＷが配置されている。
路パターンが形成されたマスクＭまたはレチクルが配置
され、更に投影光学系３、ウェハＷが配置されている。
投影光学系３も照明光学系２と同様に、遠紫外領域の光
を透過する材料で形成される。なお、縮小投影には投影
レンズ以外に反射結像系も使用できる。
を透過する材料で形成される。なお、縮小投影には投影
レンズ以外に反射結像系も使用できる。
照明光学系２の光路にはミラー４が配置され、ミラー４
により反射される光路には紫外用のフォトセンサ５が配
置されている。このフォトセンサ５はエキシマレーザ１
の近傍あるいはエキシマレーザ１からウェハＷまでの光
路内に配置してもよいが、上記光学系の少なくとも一部
を透過した位置の方が正確に光量を検出できる。フォト
センサ５の出力は、予めフォトレジストの感度が入力さ
れた光量積算回路６に入力され、この回路６により演算
される光量は中央処理装置（ＣＰＵ）７に入力されて、
ウェハＷのフォトレジスト材を露光するのに十分な出力
およびパルス数に達するに必要な値が演算される。レー
ザ制御部８はＣＰＵ７からの演算結果に基づいてエキシ
マレーザ１を駆動し、制御された出力およびパルス数の
光によりマスクＭのパターンがウェハＷに露光される。
により反射される光路には紫外用のフォトセンサ５が配
置されている。このフォトセンサ５はエキシマレーザ１
の近傍あるいはエキシマレーザ１からウェハＷまでの光
路内に配置してもよいが、上記光学系の少なくとも一部
を透過した位置の方が正確に光量を検出できる。フォト
センサ５の出力は、予めフォトレジストの感度が入力さ
れた光量積算回路６に入力され、この回路６により演算
される光量は中央処理装置（ＣＰＵ）７に入力されて、
ウェハＷのフォトレジスト材を露光するのに十分な出力
およびパルス数に達するに必要な値が演算される。レー
ザ制御部８はＣＰＵ７からの演算結果に基づいてエキシ
マレーザ１を駆動し、制御された出力およびパルス数の
光によりマスクＭのパターンがウェハＷに露光される。
上記実施例の動作を詳述すると、エキシマレーザは出力
が高いために１パルスの露光で十分な場合がある。この
場合には露光は各ショット毎に一回ずつ１パルスの発光
を行なうように制御する。
が高いために１パルスの露光で十分な場合がある。この
場合には露光は各ショット毎に一回ずつ１パルスの発光
を行なうように制御する。
また、エキシマレーザは、レーザ制御部８への入力値を
変える事により自由に出力を変える事ができるので、フ
ォトセンサ５からの出力をフィードバックしてやれば安
定した露光を行なうことが可能となる。
変える事により自由に出力を変える事ができるので、フ
ォトセンサ５からの出力をフィードバックしてやれば安
定した露光を行なうことが可能となる。
しかし、一方ではエキシマレーザの各パルス毎の出力の
バラツキは±５％あるいはそれ以上に達する事も知られ
ている。従って、ステッパなどで最も微細な加工を行な
う数種の工程においては１ショット当り１パルスだけの
露光ではこのバラツキ量も問題となる事があり得る。こ
の場合には、エキシマレーザの出力は前述のようにある
範囲内で任意に出力調整可能なので、出力を低下させ、
より多くのパルス数で露光を完了するように制御すれば
安定した露光量を得る事ができる。例えば、ｍ回のパル
ス数で露光し、露光不足量に応じた出力の１パルスを加
えるなどの方法を選び得る。
バラツキは±５％あるいはそれ以上に達する事も知られ
ている。従って、ステッパなどで最も微細な加工を行な
う数種の工程においては１ショット当り１パルスだけの
露光ではこのバラツキ量も問題となる事があり得る。こ
の場合には、エキシマレーザの出力は前述のようにある
範囲内で任意に出力調整可能なので、出力を低下させ、
より多くのパルス数で露光を完了するように制御すれば
安定した露光量を得る事ができる。例えば、ｍ回のパル
ス数で露光し、露光不足量に応じた出力の１パルスを加
えるなどの方法を選び得る。
エキシマレーザの発光の繰り返し周波数は市販のもので
２００ Ｈｚ〜３００Ｈｚと非常に高速であるため、こ
のようにしても従来のアライナ−に対しスルーブツトは
向上する０例えば１ショット当り平均１０パルスの露光
が行なわれ、パルス出力のバラツキによりそのパルス数
が９から１１の間でバラツクとしても、露光時間は０．
０４〜０．０５秒の間に全て納まる事になる。現行のス
テッパの露光が０．３秒前後かかっている事を考慮すれ
ば、この値は一桁小さい値であり、露光量の安定が得ら
れ、スルーブツトは向上する。露光を２０パルスで行な
うとしても、露光時間は０．１秒程で完了する事になり
、従来のものに対する改善は明らかである。
２００ Ｈｚ〜３００Ｈｚと非常に高速であるため、こ
のようにしても従来のアライナ−に対しスルーブツトは
向上する０例えば１ショット当り平均１０パルスの露光
が行なわれ、パルス出力のバラツキによりそのパルス数
が９から１１の間でバラツクとしても、露光時間は０．
０４〜０．０５秒の間に全て納まる事になる。現行のス
テッパの露光が０．３秒前後かかっている事を考慮すれ
ば、この値は一桁小さい値であり、露光量の安定が得ら
れ、スルーブツトは向上する。露光を２０パルスで行な
うとしても、露光時間は０．１秒程で完了する事になり
、従来のものに対する改善は明らかである。
尚ここで、１シヨツトとは、ウェハ全面露光の場合はこ
のウェハを全面露光するのに十分な露光をいい、またウ
ェハの各チップ毎に露光を行なういわゆるステップアン
ドリピート方式の場合には１チツプを露光するのに十分
な露光また、スリット露光を行なう場合はｌスリット幅
を露光するのに十分な露光をいう。
のウェハを全面露光するのに十分な露光をいい、またウ
ェハの各チップ毎に露光を行なういわゆるステップアン
ドリピート方式の場合には１チツプを露光するのに十分
な露光また、スリット露光を行なう場合はｌスリット幅
を露光するのに十分な露光をいう。
また本発明は第１図に示すようなレンズによる投影露光
装置だけでなく、ミラー投影型や、コンタクト又はプロ
キシミテイ方式の露−光装置にも適用することができる
。
装置だけでなく、ミラー投影型や、コンタクト又はプロ
キシミテイ方式の露−光装置にも適用することができる
。
［発明の効果］
以上述べて来たようにエキシマレーザのパルス光を検出
して露光を行なうパルス数を予め決定し、該パルス数に
基づいて露光を行なうことにより、露光を正確に制御さ
れた安定したものとすることができる効果がある。
して露光を行なうパルス数を予め決定し、該パルス数に
基づいて露光を行なうことにより、露光を正確に制御さ
れた安定したものとすることができる効果がある。
第１図は、本発明を用いた一例の概略構成図、第２図は
、第１図の照明光学系の概略構成図である。 １・・・エキシマレーザ、 ２・・・照明光学系、 ３・・・投影光学系、 ４・・・ミラー ５・・・フォトセンサ、 ６・・・光量積算回路、 ７・・・中央処理装置（ｃｐｕ） ８・・・レーザ制御部、 Ｍ・・・マスク、 Ｗ・・・ウェハ。
、第１図の照明光学系の概略構成図である。 １・・・エキシマレーザ、 ２・・・照明光学系、 ３・・・投影光学系、 ４・・・ミラー ５・・・フォトセンサ、 ６・・・光量積算回路、 ７・・・中央処理装置（ｃｐｕ） ８・・・レーザ制御部、 Ｍ・・・マスク、 Ｗ・・・ウェハ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、エキシマレーザ光源からのエキシマレーザパルス光
を介してウェハを露光する露光方法において、 前記エキシマレーザ光源と前記マスクの間に配置されて
いるオプティカルインテグレータを通過したエキシマレ
ーザパルス光の少なくとも一部をフォトセンサで検出す
ることにより、前記マスクを介した前記ウェハの露光に
必要な前記エキシマレーザ光源からのエキシマレーザパ
ルス光のパルス数を予め決定し、 この決定されたパルス数に基づいて前記エキシマレーザ
光源からのエキシマレーザパルス光の発光を制御して前
記マスクを介した前記ウェハの露光を行なうことを特徴
とする露光方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2288367A JPH03196512A (ja) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | 露光方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2288367A JPH03196512A (ja) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | 露光方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59015044A Division JPS60162258A (ja) | 1984-02-01 | 1984-02-01 | 露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03196512A true JPH03196512A (ja) | 1991-08-28 |
| JPH0519293B2 JPH0519293B2 (ja) | 1993-03-16 |
Family
ID=17729289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2288367A Granted JPH03196512A (ja) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | 露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03196512A (ja) |
-
1990
- 1990-10-29 JP JP2288367A patent/JPH03196512A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0519293B2 (ja) | 1993-03-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |