JPH08236439A - エネルギー量制御装置、方法および該装置を用いた 露光装置、方法 - Google Patents
エネルギー量制御装置、方法および該装置を用いた 露光装置、方法Info
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- JPH08236439A JPH08236439A JP8024999A JP2499996A JPH08236439A JP H08236439 A JPH08236439 A JP H08236439A JP 8024999 A JP8024999 A JP 8024999A JP 2499996 A JP2499996 A JP 2499996A JP H08236439 A JPH08236439 A JP H08236439A
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
- G03F7/70566—Polarisation control
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- Lasers (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】露光光量などのエネルギー量を、要求される精
度に応じて制御することができるエネルギー量制御装置
を提供することを目的とする。 【解決手段】から発生してレチクル（３２）に達するパ
ルスエネルギー量の総和を所定の範囲内に制御する装置
において、パルスレーザ（１０）から複数のパルスエネ
ルギーを射出させ、偏光板やメッシュフィルタ等のエネ
ルギー調整手段（１６）によりパルスエネルギー量を調
整する。パルスエネルギー量の積算値の目標値への制御
精度と、パルスエネルギーのばらつきとを使って前記パ
ルス数の総和を最小化するように、制御装置（３８）は
パルスレーザとエネルギー調整手段との少なくとも一方
を制御する。スペックル低減の手法と組み合わせること
により、露光量制御とスペックル低減との両方を実現す
る装置が得られる。
度に応じて制御することができるエネルギー量制御装置
を提供することを目的とする。 【解決手段】から発生してレチクル（３２）に達するパ
ルスエネルギー量の総和を所定の範囲内に制御する装置
において、パルスレーザ（１０）から複数のパルスエネ
ルギーを射出させ、偏光板やメッシュフィルタ等のエネ
ルギー調整手段（１６）によりパルスエネルギー量を調
整する。パルスエネルギー量の積算値の目標値への制御
精度と、パルスエネルギーのばらつきとを使って前記パ
ルス数の総和を最小化するように、制御装置（３８）は
パルスレーザとエネルギー調整手段との少なくとも一方
を制御する。スペックル低減の手法と組み合わせること
により、露光量制御とスペックル低減との両方を実現す
る装置が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、適宜の感応物体に
対する照射エネルギー量の制御にかかるものであり、例
えば、露光光としてエキシマ等のパルスレーザを使用す
る露光装置の露光量制御に好適なエネルギー量制御装置
に関するものである。
対する照射エネルギー量の制御にかかるものであり、例
えば、露光光としてエキシマ等のパルスレーザを使用す
る露光装置の露光量制御に好適なエネルギー量制御装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のエネルギー量制御装置、例えば半
導体素子製造用の露光装置における露光光の制御手段装
置としては、特開昭６０−１６９１３６号公報に開示さ
れているものがある。この装置は、感応体（レジスト付
きウェハ等）へ与える露光エネルギーを、適正露光量よ
りわずかに少ない露光エネルギーを与える粗露光と、残
りの必要とされる露光エネルギーを与える修正露光との
２段階に分けることにより、全体として露光エネルギー
のばらつきを抑制するようにしたものである。
導体素子製造用の露光装置における露光光の制御手段装
置としては、特開昭６０−１６９１３６号公報に開示さ
れているものがある。この装置は、感応体（レジスト付
きウェハ等）へ与える露光エネルギーを、適正露光量よ
りわずかに少ない露光エネルギーを与える粗露光と、残
りの必要とされる露光エネルギーを与える修正露光との
２段階に分けることにより、全体として露光エネルギー
のばらつきを抑制するようにしたものである。
【０００３】すなわち、複数パルスで１ショットの露光
を行う場合、エネルギー量を小さくした最終パルスによ
って露光量を制御することにより、最適露光量を得るよ
うにしている。尚、ここで１ショットとは一括露光方式
の場合は、マスクを介してウェハ全体に露光エネルギー
が照射されることであり、ステップアンドリピート方式
の場合は、ウェハ上の部分的な領域に露光エネルギーが
照射されることである。
を行う場合、エネルギー量を小さくした最終パルスによ
って露光量を制御することにより、最適露光量を得るよ
うにしている。尚、ここで１ショットとは一括露光方式
の場合は、マスクを介してウェハ全体に露光エネルギー
が照射されることであり、ステップアンドリピート方式
の場合は、ウェハ上の部分的な領域に露光エネルギーが
照射されることである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような手段では、最終パルスに含まれるエネルギー量の
誤差（ばらつき）に対して何ら配慮をされていないた
め、要求される精度に応じて、適切な露光を行なうこと
ができないという不都合がある。また、上記公報に指摘
されているように、半導体素子製造のフォトリソグラフ
ィ工程における露光量の変動は、解像力や線幅の再現性
に重大な影響を与えるおそれがある。そして、他方で
は、集積回路の集積度は近年増々向上しており、解像度
等もより良いものが要求されるに至っている。従って、
露光エネルギーの制御にも、増々高い精度が必要とされ
ている。
ような手段では、最終パルスに含まれるエネルギー量の
誤差（ばらつき）に対して何ら配慮をされていないた
め、要求される精度に応じて、適切な露光を行なうこと
ができないという不都合がある。また、上記公報に指摘
されているように、半導体素子製造のフォトリソグラフ
ィ工程における露光量の変動は、解像力や線幅の再現性
に重大な影響を与えるおそれがある。そして、他方で
は、集積回路の集積度は近年増々向上しており、解像度
等もより良いものが要求されるに至っている。従って、
露光エネルギーの制御にも、増々高い精度が必要とされ
ている。
【０００５】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、露光光量などのエネルギー量を、要求される精
度に応じて制御することができるエネルギー量制御装置
を提供することを目的とするものである。
であり、露光光量などのエネルギー量を、要求される精
度に応じて制御することができるエネルギー量制御装置
を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【問題点を解決する為の手段】本発明は、エネルギー発
生源（１０）から発生して被照射物（３２、２８）に達
するパルスエネルギー量の総和を所定の範囲内に制御す
る装置において、エネルギー発生源（１０）からの複数
のパルスエネルギーを射出させる第１制御手段（３８）
と、被照射物に達するパルスエネルギー量を調整する調
整手段（１６、１８）と、パルスエネルギー量の積算値
の目標値への制御精度と、パルスの総和を最小化するよ
うに、第１制御手段と調整手段との少なくとも一方を制
御してパルスエネルギーのばらつきとを使ってパルスエ
ネルギー量の総和を所定の範囲内に調整する第２制御手
段（３８）を有することとした。
生源（１０）から発生して被照射物（３２、２８）に達
するパルスエネルギー量の総和を所定の範囲内に制御す
る装置において、エネルギー発生源（１０）からの複数
のパルスエネルギーを射出させる第１制御手段（３８）
と、被照射物に達するパルスエネルギー量を調整する調
整手段（１６、１８）と、パルスエネルギー量の積算値
の目標値への制御精度と、パルスの総和を最小化するよ
うに、第１制御手段と調整手段との少なくとも一方を制
御してパルスエネルギーのばらつきとを使ってパルスエ
ネルギー量の総和を所定の範囲内に調整する第２制御手
段（３８）を有することとした。
【０００７】本発明においては、エネルギー発生源から
出力されるパルスのエネルギー量のパルス毎のばらつき
と目標精度を考慮して、パルス数を最小化するようにエ
ネルギー調整量とおよび修正パルス数を決定しているの
で、露光光量などのエネルギー量を要求される精度に制
御することができる。
出力されるパルスのエネルギー量のパルス毎のばらつき
と目標精度を考慮して、パルス数を最小化するようにエ
ネルギー調整量とおよび修正パルス数を決定しているの
で、露光光量などのエネルギー量を要求される精度に制
御することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明によるエネルギー制
御装置の実施の形態の一例を、添付図面を参照しながら
詳細に説明する。図１は、本例のエネルギー量制御装置
の構成を示してある。また、図２には、主要部分の詳細
な構成例が示されている。
御装置の実施の形態の一例を、添付図面を参照しながら
詳細に説明する。図１は、本例のエネルギー量制御装置
の構成を示してある。また、図２には、主要部分の詳細
な構成例が示されている。
【０００９】これら図１及び図２において、露光光源で
あるエキシマレーザなどの外部トリガ可能なパルスレー
ザ１０から出力されたレーザ光は、拡大レンズ１２、対
物レンズ１４を各々透過して、エネルギー量調整手段１
６に入射するようになっている。エネルギー量調整手段
１６は、図２に示されているように、斜線部にレーザ光
があたり、回転制御装置１８によって制御される回転位
置により、その透過エネルギー量が制御される。なお、
回転量は、図示しないエンコーダなどによって検出され
るようになっている。
あるエキシマレーザなどの外部トリガ可能なパルスレー
ザ１０から出力されたレーザ光は、拡大レンズ１２、対
物レンズ１４を各々透過して、エネルギー量調整手段１
６に入射するようになっている。エネルギー量調整手段
１６は、図２に示されているように、斜線部にレーザ光
があたり、回転制御装置１８によって制御される回転位
置により、その透過エネルギー量が制御される。なお、
回転量は、図示しないエンコーダなどによって検出され
るようになっている。
【００１０】エネルギー量調整手段１６を透過したレー
ザ光は、ビームスプリッター２０に入射するようになっ
ている。ここでレーザ光は分割され、一方は集光レンズ
２２を透過して光量計測用の受光素子２４に入射し、他
方は可干渉除去装置２６に入射した後、更に光学的なイ
ンテグレータ（フライアイレンズ等）２８、コンデンサ
レンズ３０を透過してレチクル（マスクと同義）３２に
入射し、その後不図示の投影レンズを介して感光基板の
露光に使用されるようになっている。感光基板はｘｙ方
向に移動可能なステージ上に載置されている。
ザ光は、ビームスプリッター２０に入射するようになっ
ている。ここでレーザ光は分割され、一方は集光レンズ
２２を透過して光量計測用の受光素子２４に入射し、他
方は可干渉除去装置２６に入射した後、更に光学的なイ
ンテグレータ（フライアイレンズ等）２８、コンデンサ
レンズ３０を透過してレチクル（マスクと同義）３２に
入射し、その後不図示の投影レンズを介して感光基板の
露光に使用されるようになっている。感光基板はｘｙ方
向に移動可能なステージ上に載置されている。
【００１１】次に、上述した受光素子２４の出力は、ア
ンプ３４を介して、積算光量記憶装置３６に入力され、
ここで積算により得られた光量は、制御装置３８に入力
されるようになっている。制御装置３８は、入力された
データあるいは予め設定されたデータに基づいて、エネ
ルギー量調整手段１６の回転制御装置１８およびパルス
レーザ１０に制御指令を行なう機能を有する。
ンプ３４を介して、積算光量記憶装置３６に入力され、
ここで積算により得られた光量は、制御装置３８に入力
されるようになっている。制御装置３８は、入力された
データあるいは予め設定されたデータに基づいて、エネ
ルギー量調整手段１６の回転制御装置１８およびパルス
レーザ１０に制御指令を行なう機能を有する。
【００１２】すなわち、レチクル３２に達するレーザ光
量は、制御装置３８の指令により、パルスレーザ１０自
身に含まれるエネルギー変更手段（図示せず）と、エネ
ルギー量調整手段１６の回転量によって調整されるよう
に構成されている。ここで、エネルギー量調整手段１６
の具体例としては、調整量を連続的に設定できるものと
して偏光板があげられる。レーザ光が直線偏光である場
合、偏光板の回転量によって透過する光量は理想的には
０〜１００％の間で変化する。図３には、偏光板の回転
量と、透過光量との関係の一例が示されており、透過光
量変化は、偏光板の回転角度位置に関してＣＯＳカーブ
になる。
量は、制御装置３８の指令により、パルスレーザ１０自
身に含まれるエネルギー変更手段（図示せず）と、エネ
ルギー量調整手段１６の回転量によって調整されるよう
に構成されている。ここで、エネルギー量調整手段１６
の具体例としては、調整量を連続的に設定できるものと
して偏光板があげられる。レーザ光が直線偏光である場
合、偏光板の回転量によって透過する光量は理想的には
０〜１００％の間で変化する。図３には、偏光板の回転
量と、透過光量との関係の一例が示されており、透過光
量変化は、偏光板の回転角度位置に関してＣＯＳカーブ
になる。
【００１３】また、エネルギー量調整手段１６の別の具
体例としては、調整量を離散的に設定するものとして数
種類の荒さの異なるメッシュフィルタを切換可能な構造
にすることがあげられる。数種類のメッシュフィルタを
組み込んだエネルギー量調整手段１６の一例を図４に、
このときのエネルギー量調整手段１６の回転量と透過光
量の関係を図５に示す。図４において、円板１６’には
円周方向に６つの円形開口部が形成され、開口１６'aは
単なる透過孔で透過率は１００％であり、角度２πの位
置に対応する。そして荒さの異なるメッシュフィルタ１
６’ｂ、１６’ｃ、１６’ｄ、１６’ｅ、１６’ｆが設
けられ、夫々の透過光量は図５のように角度π／３毎に
順次小さくなるように定められる。
体例としては、調整量を離散的に設定するものとして数
種類の荒さの異なるメッシュフィルタを切換可能な構造
にすることがあげられる。数種類のメッシュフィルタを
組み込んだエネルギー量調整手段１６の一例を図４に、
このときのエネルギー量調整手段１６の回転量と透過光
量の関係を図５に示す。図４において、円板１６’には
円周方向に６つの円形開口部が形成され、開口１６'aは
単なる透過孔で透過率は１００％であり、角度２πの位
置に対応する。そして荒さの異なるメッシュフィルタ１
６’ｂ、１６’ｃ、１６’ｄ、１６’ｅ、１６’ｆが設
けられ、夫々の透過光量は図５のように角度π／３毎に
順次小さくなるように定められる。
【００１４】次に、エネルギー積算量を制御目標範囲に
制御するための手法について述べる。通常、パルス発光
型のレーザにおいては、パルスごとのエネルギー量はあ
る平均値のまわりにばらつく。今、露光位置（例えば投
影像面）でエネルギー量のパルス間平均値（例えば１０
０パルスの平均値）をＰａ、そのばらつき量をδＰとお
く。適正エネルギー量はＮを粗露光平均パルス数として
Ｎ・Ｐａで表現できるものとする。また、修正露光パル
ス数をｎ、エネルギー量の目標制御精度をＡ（１％の場
合、Ａ＝０．０１）とおく。本実施例においては、修正
露光時の積算エネルギー量のばらつきは、適正エネルギ
ー量（目標値）に対するばらつきにそのまま効く。そこ
で、修正露光エネルギー量の最大値Ｐ’は、
制御するための手法について述べる。通常、パルス発光
型のレーザにおいては、パルスごとのエネルギー量はあ
る平均値のまわりにばらつく。今、露光位置（例えば投
影像面）でエネルギー量のパルス間平均値（例えば１０
０パルスの平均値）をＰａ、そのばらつき量をδＰとお
く。適正エネルギー量はＮを粗露光平均パルス数として
Ｎ・Ｐａで表現できるものとする。また、修正露光パル
ス数をｎ、エネルギー量の目標制御精度をＡ（１％の場
合、Ａ＝０．０１）とおく。本実施例においては、修正
露光時の積算エネルギー量のばらつきは、適正エネルギ
ー量（目標値）に対するばらつきにそのまま効く。そこ
で、修正露光エネルギー量の最大値Ｐ’は、
【００１５】
【数１】
【００１６】であり、これをｎパルスにわけて修正露光
したときのばらつき量ＳＰ’は、
したときのばらつき量ＳＰ’は、
【００１７】
【数２】
【００１８】で表わされる。さらにエネルギー量制御精
度がＡ以下であることにより、式（２）から、
度がＡ以下であることにより、式（２）から、
【００１９】
【数３】
【００２０】これを整理すると式（３）が得られる。
【００２１】
【数４】
【００２２】エキシマレーザの場合、普通（δＰ／Ｐ
ａ）＝１０％程度であり、また、Ａを１％（０．０１）
とすると、式（３）より修正露光パルス数ｎが１のと
き、Ｎは１０以上、ｎが２のとき、Ｎは８以上となる。
すなわち、粗露光平均パルス数Ｎを大きくとれば、粗露
光完了時での積算エネルギー量のばらつきが少く修正露
光パルス数ｎは小さな値でよい。一方、スループットの
観点からは、総パルス数が小さい方がよいので、修正パ
ルス数ｎを複数パルスにしてＮを小さく押えることは意
味がある。ここで図６の１ショットにおける適正露光量
を得るまでの露光の様子を示す。この図に示すように本
実施例においては、粗露光時は受光素子２４、アンプ３
４を介して積算光量記憶装置３６で１パルス毎に積算光
量を計算レスト１パルスのエネルギー量のばらつきを考
慮して、次の１パルスによって積算値が制御目標値を超
える可能性が生じるところまで行なう。
ａ）＝１０％程度であり、また、Ａを１％（０．０１）
とすると、式（３）より修正露光パルス数ｎが１のと
き、Ｎは１０以上、ｎが２のとき、Ｎは８以上となる。
すなわち、粗露光平均パルス数Ｎを大きくとれば、粗露
光完了時での積算エネルギー量のばらつきが少く修正露
光パルス数ｎは小さな値でよい。一方、スループットの
観点からは、総パルス数が小さい方がよいので、修正パ
ルス数ｎを複数パルスにしてＮを小さく押えることは意
味がある。ここで図６の１ショットにおける適正露光量
を得るまでの露光の様子を示す。この図に示すように本
実施例においては、粗露光時は受光素子２４、アンプ３
４を介して積算光量記憶装置３６で１パルス毎に積算光
量を計算レスト１パルスのエネルギー量のばらつきを考
慮して、次の１パルスによって積算値が制御目標値を超
える可能性が生じるところまで行なう。
【００２３】具体的には適正露光量Ｎ・Ｐａで規格化し
た粗露光終了判定レベルＲｃを次の（４）式のように定
める。
た粗露光終了判定レベルＲｃを次の（４）式のように定
める。
【００２４】
【数５】
【００２５】そして実測した積算光量をＮ・Ｐａで割り
算した値が判定レベルＲｃを越えるまで粗露光を行なう
ようにする。この判定レベルＲｃに対応する積算値が本
発明における目標値よりも小さい所定値に相当する。こ
の粗露光の場合はエネルギー量調整手段１６（又は１
６’）の回転角を調整して、１００％（すなわち最大）
の透過率が得られるようにしておくとよい。そして最適
な粗露光パルス数Ｎ（Ｎ≧１）が得られるようにパルス
レーザ１０の出力エネルギー量を調整しておく。このよ
うにすれば、Ｎを小さく押えることができる。粗露光が
終了すると、それまでの光量積算値、制御目標値、精度
Ａ及びパルスエネルギーのばらつきδＰ／Ｐａに応じて
式（３）に基づいて修正パルス数と修正パルスのエネル
ギー量を決定する。エネルギー量に関しては調整手段１
６（又は１６’）を回転させて所定の透過率が得られる
ように設定する。そして、所定のパルス数で修正露光が
行なわれる。
算した値が判定レベルＲｃを越えるまで粗露光を行なう
ようにする。この判定レベルＲｃに対応する積算値が本
発明における目標値よりも小さい所定値に相当する。こ
の粗露光の場合はエネルギー量調整手段１６（又は１
６’）の回転角を調整して、１００％（すなわち最大）
の透過率が得られるようにしておくとよい。そして最適
な粗露光パルス数Ｎ（Ｎ≧１）が得られるようにパルス
レーザ１０の出力エネルギー量を調整しておく。このよ
うにすれば、Ｎを小さく押えることができる。粗露光が
終了すると、それまでの光量積算値、制御目標値、精度
Ａ及びパルスエネルギーのばらつきδＰ／Ｐａに応じて
式（３）に基づいて修正パルス数と修正パルスのエネル
ギー量を決定する。エネルギー量に関しては調整手段１
６（又は１６’）を回転させて所定の透過率が得られる
ように設定する。そして、所定のパルス数で修正露光が
行なわれる。
【００２６】具体的には、図３に示した回転偏光板１６
の場合は、先の式（３）により確認を行った上で修正パ
ルス数ｎを固定して、エネルギー量（透過率）を適切に
調整してやればよい。また図４に示した数種類のメッシ
ュフィルタを有する回転板１６’の場合には、修正露光
時のエネルギー調整量が図５のように離散的であるか
ら、制御精度Ａを達成するために、制御目標値と粗露光
終了時点の積算光量値の差（不足の露光量）に応じて、
メッシュフィルタの透過率と修正パルス数との適切な組
み合わせが存在することになる。この場合も、残りの修
正露光量をｎパルスで行なうとして、先の式（３）によ
り確認を行なうとよい。
の場合は、先の式（３）により確認を行った上で修正パ
ルス数ｎを固定して、エネルギー量（透過率）を適切に
調整してやればよい。また図４に示した数種類のメッシ
ュフィルタを有する回転板１６’の場合には、修正露光
時のエネルギー調整量が図５のように離散的であるか
ら、制御精度Ａを達成するために、制御目標値と粗露光
終了時点の積算光量値の差（不足の露光量）に応じて、
メッシュフィルタの透過率と修正パルス数との適切な組
み合わせが存在することになる。この場合も、残りの修
正露光量をｎパルスで行なうとして、先の式（３）によ
り確認を行なうとよい。
【００２７】ここで、修正露光時のエネルギー調整量ａ
と修正パルス数ｎの決定式について述べる。ここでエネ
ルギー調整量ａとは、粗露光時のパルス間平均エネルギ
ー（Ｐａ）に対する修正露光時のパルス間平均エネルギ
ーの比である。今、粗露光終了時の積算光量をＩとおく
と、
と修正パルス数ｎの決定式について述べる。ここでエネ
ルギー調整量ａとは、粗露光時のパルス間平均エネルギ
ー（Ｐａ）に対する修正露光時のパルス間平均エネルギ
ーの比である。今、粗露光終了時の積算光量をＩとおく
と、
【００２８】
【数６】
【００２９】かつ、
【００３０】
【数７】
【００３１】を満たすａ、ｎであれば、修正露光後の積
算光量は、適宜露光量Ｎ・Ｐａに対し、±Ａの制御精度
が保証されることになる。以上、本実施例により、各パ
ルスのエネルギー量の積算値を要求される精度に正確に
制御することができる。次に、露光装置として本発明を
適用した場合の具体的なシーケンスについて図７を用い
て説明する。
算光量は、適宜露光量Ｎ・Ｐａに対し、±Ａの制御精度
が保証されることになる。以上、本実施例により、各パ
ルスのエネルギー量の積算値を要求される精度に正確に
制御することができる。次に、露光装置として本発明を
適用した場合の具体的なシーケンスについて図７を用い
て説明する。
【００３２】まず、ステップ１００で適正露光量がオペ
レータにより入力される。次に、ステップ１０２で露光
面上での１パルスの平均エネルギーＰａの測定を行な
う。これは、図１、図２では不図示の感光基板が載置さ
れるべきＸＹステージ上に設置された光電センサ（照度
測定計）によりおこなわれ、複数パルスの平均により、
１パルスのエネルギーのばらつきの寄与を消去するもの
とする。この光電センサは予め較正されているものとす
れば、オペレータにより入力された適正露光量とから、
直ちに、粗露光平均パルス数Ｎが求まる（ステップ１０
４）。次に、Ｎが（３）式を満たしているか否かと判断
し（ステップ１０６）、満たしていない場合は、ステッ
プ１０８でエネルギー量調整手段１６（又は１６’）あ
るいはレーザ１０自体により、露光面でのエネルギーを
減衰させたのち、再度Ｐの測定に戻る。さて、Ｎが
（３）式を満たしている場合には、（４）式により、粗
露光終了判定レベルＲｃが求まる（ステップ１１０）。
そして、次にＸＹステージが移動して感光基板を所定位
置にアライメント後、粗露光が開始される。粗露光時は
１パルスごとに積算光量Ｉのチェックがおこなわれ（ス
テップ１１２、１１４）、粗露光終了判定レベルＲｃを
越えた時点で、修正露光に入る。この時、すでに露光量
制御精度が満たされているか否かを判断し（ステップ１
１６）、満たされていれば、修正露光は不要であるから
この位置での露光を終了し、次のステップ１１８に進
む。また、修正露光が必要な場合には、（５)(６）式よ
り、エネルギー調整量ａとパルス数ｎを決定後（ステッ
プ１２０）、修正露光をおこなう（ステップ１２２）。
次に、ステップ１１８において感光基板上の別の場所で
同様な露光をおこなうと判断された場合は、ステップ１
２４でａを１．０（１００％）にインシャライズ後、次
の露光に入る。また、感光基板上の必要な場所すべてで
露光が終了したときは、一連のシーケンスが終了するこ
ととなる。
レータにより入力される。次に、ステップ１０２で露光
面上での１パルスの平均エネルギーＰａの測定を行な
う。これは、図１、図２では不図示の感光基板が載置さ
れるべきＸＹステージ上に設置された光電センサ（照度
測定計）によりおこなわれ、複数パルスの平均により、
１パルスのエネルギーのばらつきの寄与を消去するもの
とする。この光電センサは予め較正されているものとす
れば、オペレータにより入力された適正露光量とから、
直ちに、粗露光平均パルス数Ｎが求まる（ステップ１０
４）。次に、Ｎが（３）式を満たしているか否かと判断
し（ステップ１０６）、満たしていない場合は、ステッ
プ１０８でエネルギー量調整手段１６（又は１６’）あ
るいはレーザ１０自体により、露光面でのエネルギーを
減衰させたのち、再度Ｐの測定に戻る。さて、Ｎが
（３）式を満たしている場合には、（４）式により、粗
露光終了判定レベルＲｃが求まる（ステップ１１０）。
そして、次にＸＹステージが移動して感光基板を所定位
置にアライメント後、粗露光が開始される。粗露光時は
１パルスごとに積算光量Ｉのチェックがおこなわれ（ス
テップ１１２、１１４）、粗露光終了判定レベルＲｃを
越えた時点で、修正露光に入る。この時、すでに露光量
制御精度が満たされているか否かを判断し（ステップ１
１６）、満たされていれば、修正露光は不要であるから
この位置での露光を終了し、次のステップ１１８に進
む。また、修正露光が必要な場合には、（５)(６）式よ
り、エネルギー調整量ａとパルス数ｎを決定後（ステッ
プ１２０）、修正露光をおこなう（ステップ１２２）。
次に、ステップ１１８において感光基板上の別の場所で
同様な露光をおこなうと判断された場合は、ステップ１
２４でａを１．０（１００％）にインシャライズ後、次
の露光に入る。また、感光基板上の必要な場所すべてで
露光が終了したときは、一連のシーケンスが終了するこ
ととなる。
【００３３】以上により、図７のようなフローチャート
に従えば、能率よく、要求された露光量制御精度でもっ
て露光をおこなうことができる。ところでエネルギー源
がレーザ光の場合、レーザ光の持つ可干渉性により露光
面においてスペックルと呼ばれる照度むらが生じること
がある。照度むらは半導体素子製造のフォトリソグラフ
ィ工程におけるパターン線幅のコントロールに重大な影
響を与える。そこで特開昭５９−２２６３１７号公報に
開示されているような手法でスペックを低減させること
も考えられている。本発明によるエネルギー量制御は、
このようなスペックル低減策と組み合わせて用いるとよ
り効果的である。
に従えば、能率よく、要求された露光量制御精度でもっ
て露光をおこなうことができる。ところでエネルギー源
がレーザ光の場合、レーザ光の持つ可干渉性により露光
面においてスペックルと呼ばれる照度むらが生じること
がある。照度むらは半導体素子製造のフォトリソグラフ
ィ工程におけるパターン線幅のコントロールに重大な影
響を与える。そこで特開昭５９−２２６３１７号公報に
開示されているような手法でスペックを低減させること
も考えられている。本発明によるエネルギー量制御は、
このようなスペックル低減策と組み合わせて用いるとよ
り効果的である。
【００３４】上記公報におけるスペックル低減策（イン
コヒーレント化）では、レーザ光を振動ミラー等により
一定周期で２次元振動（ラスタースキャン）させて、レ
ーザ光の照明光路をわずかにずらしていくものであり、
空間的にコヒーレンシィを低減させていくものである。
このような手法の照明系にエキシマレーザ光のようなパ
ルスエネルギーを通す場合は、ミラー等による２次元走
査に同期させて複数のパルスを照射することになる。通
常エキシマレーザの発振パルス幅は２０ｎＳｅｃ程度と
極めて短く、ミラー数を数十Ｈｚ程度で振動させたとし
てもエキシマレーザの１パルスはミラーの２次元振動周
期中は、あたかも静止しているようにふるまう。図８
は、先の特開昭５９−２２６３１７号公報に開示された
手法を用いたときに、レーザ光（パルス光）をスキャン
させて生じる投影レンズの瞳面での光源像（レーザスポ
ット）の様子を示す平面図である。投影レンズの瞳面ｅ
ｐにはオプチカルインテグレータ２８の射出端の像が形
成され、所謂ケーラー照明が行なわれるものとする。オ
プチカルインテグレータ２８に入射するパルスエネルギ
ーを平行光とし、その入射角がわずかに変化するように
ミラー等で偏向すると、インテグレータ２８を構成する
複数のレンズ素子（ロッドレンズ等）の各々の射出面に
できるスポット光ＳＰの位置も２次元的に変化する。ミ
ラー等の偏向角は極めて小さいため、小ミラーをピエゾ
素子でドライブする程度で十分である。図９はインテグ
レータ２８の１つのレンズ素子２８’の拡大図であり、
２次元走査の軌道ＳＬに沿って適宜パルス発光させ、１
回の走査中にスポット光ＳＰの位置を変えて点在させ
る。図９は模式的に示したものであり、実際のスポット
光ＳＰの大きさはレンズ素子２８’の端面の大きさ程度
に近づくこともある。図９では１回の走査で１１パルス
の発光がおこなわれている。またパルス発光の１走査期
間中の位置はレンズ素子２８’の端面中で規則的な位
置、ランダムな位置のいずれであってもよい。
コヒーレント化）では、レーザ光を振動ミラー等により
一定周期で２次元振動（ラスタースキャン）させて、レ
ーザ光の照明光路をわずかにずらしていくものであり、
空間的にコヒーレンシィを低減させていくものである。
このような手法の照明系にエキシマレーザ光のようなパ
ルスエネルギーを通す場合は、ミラー等による２次元走
査に同期させて複数のパルスを照射することになる。通
常エキシマレーザの発振パルス幅は２０ｎＳｅｃ程度と
極めて短く、ミラー数を数十Ｈｚ程度で振動させたとし
てもエキシマレーザの１パルスはミラーの２次元振動周
期中は、あたかも静止しているようにふるまう。図８
は、先の特開昭５９−２２６３１７号公報に開示された
手法を用いたときに、レーザ光（パルス光）をスキャン
させて生じる投影レンズの瞳面での光源像（レーザスポ
ット）の様子を示す平面図である。投影レンズの瞳面ｅ
ｐにはオプチカルインテグレータ２８の射出端の像が形
成され、所謂ケーラー照明が行なわれるものとする。オ
プチカルインテグレータ２８に入射するパルスエネルギ
ーを平行光とし、その入射角がわずかに変化するように
ミラー等で偏向すると、インテグレータ２８を構成する
複数のレンズ素子（ロッドレンズ等）の各々の射出面に
できるスポット光ＳＰの位置も２次元的に変化する。ミ
ラー等の偏向角は極めて小さいため、小ミラーをピエゾ
素子でドライブする程度で十分である。図９はインテグ
レータ２８の１つのレンズ素子２８’の拡大図であり、
２次元走査の軌道ＳＬに沿って適宜パルス発光させ、１
回の走査中にスポット光ＳＰの位置を変えて点在させ
る。図９は模式的に示したものであり、実際のスポット
光ＳＰの大きさはレンズ素子２８’の端面の大きさ程度
に近づくこともある。図９では１回の走査で１１パルス
の発光がおこなわれている。またパルス発光の１走査期
間中の位置はレンズ素子２８’の端面中で規則的な位
置、ランダムな位置のいずれであってもよい。
【００３５】このような手法の場合、ミラーによる１走
査の間に複数のパルスが打たれることで、レチクル３２
（又は感光基板）上で生じるスペックル縞が移動し、そ
の複数のパルスの積算後には照明むらが低減されるとい
うものである。このスペックル低減策と本実施例のエネ
ルギー量制御方式とを組み合わせる場合は、図６中の粗
露光動作時に行なうと効果的である。すなわち図６の粗
露光時の１パルス分のエネルギー量を、１回の２次元走
査中に打つ複数のパルスの合計エネルギー量に置き換え
て考えればよい。従って、この場合は１回の走査中に打
たれる各パルス毎のエネルギー量は図６の粗露光中のパ
ルスエネルギー量よりも十分小さくする必要がある。ま
たミラーによる２次元走査も複数回行なわれることもあ
る。
査の間に複数のパルスが打たれることで、レチクル３２
（又は感光基板）上で生じるスペックル縞が移動し、そ
の複数のパルスの積算後には照明むらが低減されるとい
うものである。このスペックル低減策と本実施例のエネ
ルギー量制御方式とを組み合わせる場合は、図６中の粗
露光動作時に行なうと効果的である。すなわち図６の粗
露光時の１パルス分のエネルギー量を、１回の２次元走
査中に打つ複数のパルスの合計エネルギー量に置き換え
て考えればよい。従って、この場合は１回の走査中に打
たれる各パルス毎のエネルギー量は図６の粗露光中のパ
ルスエネルギー量よりも十分小さくする必要がある。ま
たミラーによる２次元走査も複数回行なわれることもあ
る。
【００３６】そして修正露光時は照度むらに与える影響
は少ないので、粗露光時のような置き換えは行なわず、
図６中の修正露光時の１パルスは走査期間中の１パルス
と同じに扱えばよい。このようにするとスループットの
点で有利である。また、オプチカルインテグレータとビ
ームスキャンによりレーザ光をインコヒーレント化する
場合、特開昭５８−１４７７０８号公報に開示されてい
るように、オプチカルインテグレータを２段配置にする
とよい。このようにすると、１段のインテグレータに含
まれるレンズ素子をｍ個とすると、投影レンズの瞳面で
はｍ×ｍ個の２次光源像（レーザのスポット光）がで
き、照度均一性がより高精度になるからである。
は少ないので、粗露光時のような置き換えは行なわず、
図６中の修正露光時の１パルスは走査期間中の１パルス
と同じに扱えばよい。このようにするとスループットの
点で有利である。また、オプチカルインテグレータとビ
ームスキャンによりレーザ光をインコヒーレント化する
場合、特開昭５８−１４７７０８号公報に開示されてい
るように、オプチカルインテグレータを２段配置にする
とよい。このようにすると、１段のインテグレータに含
まれるレンズ素子をｍ個とすると、投影レンズの瞳面で
はｍ×ｍ個の２次光源像（レーザのスポット光）がで
き、照度均一性がより高精度になるからである。
【００３７】
【発明の効果】以上の様に本発明によれば、エネルギー
発生源から出力されるパルスのエネルギー量にパルス間
ばらつきがあったとしても、その積算値を目標値に対し
て要求される精度内に押えることができる。またばらつ
きと目標精度とを使って総露光パルス数の最小化をはか
ることができ、やはりスループットの観点から有利であ
る。
発生源から出力されるパルスのエネルギー量にパルス間
ばらつきがあったとしても、その積算値を目標値に対し
て要求される精度内に押えることができる。またばらつ
きと目標精度とを使って総露光パルス数の最小化をはか
ることができ、やはりスループットの観点から有利であ
る。
【００３８】また、エネルギー源がレーザ光の場合スペ
ックル対策と組み合わせることができ、積算値を要求さ
れる精度内とすることとスペックル対策との両立を計る
ことができる。
ックル対策と組み合わせることができ、積算値を要求さ
れる精度内とすることとスペックル対策との両立を計る
ことができる。
【図１】、
【図２】本発明の実施例によるエネルギー制御装置の構
成を表わす図。
成を表わす図。
【図３】エネルギーの連続的な調整手段の回転量と透過
光量の関係を表わすグラフ。
光量の関係を表わすグラフ。
【図４】エネルギーの離散的な調整手段としてのメッシ
ュフィルタの構成を示す平面図。
ュフィルタの構成を示す平面図。
【図５】図４に示した調整手段の回転量と透過光量の関
係を表わすグラフ。
係を表わすグラフ。
【図６】本実施例における露光の様子を示すタイミング
チャート図。
チャート図。
【図７】実際の露光動作時の具体的なシーケンスを表わ
すフローチャート図。
すフローチャート図。
【図８】オプチカルインテグレータの瞳面での様子を示
す平面図。
す平面図。
【図９】インテグレータの１つの素子の端面でのビーム
スキャンの様子を示す平面図。
スキャンの様子を示す平面図。
１０ パルスレーザ １６ エネルギー調整手段 ２０ ハーフミラー １８ エネルギー調整手段回転制御装置 ２４ 受光素子 ３６ 積算光量記憶装置 ３８ 制御装置
Claims (8)
- 【請求項１】 エネルギー発生源から発生して被照射物
に達するパルスエネルギー量の総和を所定の範囲内に制
御する装置において、 前記エネルギー発生源からの複数のパルスエネルギーを
射出させる第１制御手段と；前記被照射物に達するパル
スエネルギー量を調整する調整手段と；前記パルスエネ
ルギー量の積算値の目標値への制御精度と、前記パルス
エネルギーのばらつきとを使って、前記パルス数の総和
を最小化するように、前記第１制御手段と前記調整手段
との少なくとも一方を制御してパルスエネルギー量の総
和を所定の範囲内に調整する第２制御手段を有すること
を特徴とするエネルギー量制御装置。 - 【請求項２】 エネルギー発生源から発生して被照射物
に達するパルスエネルギー量の総和を所定の範囲内に制
御する装置を備え、マスクのパターンの像を基板上に形
成する露光装置において、 前記エネルギー発生源からの複数のパルスエネルギーを
射出させる第１制御手段と；前記被照射物に達するパル
スエネルギー量を調整する調整手段と；前記パルスエネ
ルギー量の積算値の目標値への制御精度と、前記パルス
エネルギーのばらつきとを使って、前記パルス数の総和
を最小化するように、前記第１制御手段と前記調整手段
との少なくとも一方を制御してパルスエネルギー量の総
和を所定の範囲内に調整する第２制御手段を有すること
を特徴とする露光装置。 - 【請求項３】前記調整手段は、調整量を連続的に可変と
する光学部材を含むことを特徴とする請求項１または２
記載の装置。 - 【請求項４】前記調整手段は、回転板と、該回転板に設
けられ互いに異なる減光率を有する複数の減光部材と、
該回転板を回転させる駆動装置とを有することを特徴と
する請求項１または２記載の装置。 - 【請求項５】 前記第１制御手段により前記エネルギー
発生源から射出されるパルスの数は、前記被照射物上で
生じるスペックル低減のために必要なパルス数を考慮し
て決定されることを特徴とする特許請求の範囲第１から
第４項記載の方法。 - 【請求項６】 エネルギー発生源から発生して被照射物
に達するパルスエネルギー量の総和を所定の範囲内に制
御する方法において、 前記エネルギー発生源からの複数のパルスエネルギーを
射出させる工程と；前記被照射物に達するパルスエネル
ギー量を調整する工程と；前記パルスエネルギー量の積
算値の目標値への制御精度と、前記パルスエネルギーの
ばらつきとを使って、前記パルス数の総和を最小化して
パルスエネルギー量の総和を所定の範囲内に制御する工
程とを有することを特徴とするエネルギー量制御方法。 - 【請求項７】 エネルギー発生源から発生して被照射物
に達するパルスエネルギー量の総和を所定の範囲内に制
御する装置を備え、マスクのパターンの像を基板上に形
成する露光方法において、 前記エネルギー発生源からの複数のパルスエネルギーを
射出させる工程と；前記被照射物に達するパルスエネル
ギー量を調整する工程と；前記パルスエネルギー量の積
算値の目標値への制御精度と、前記パルスエネルギーの
ばらつきとを使って、前記パルス数の総和を最小化して
パルスエネルギー量の総和を所定の範囲内に制御するた
めの工程とを有することを特徴とする露光方法。 - 【請求項８】 前記エネルギー発生源から射出されるパ
ルスの数は、前記被照射物上で生じるスペックル低減の
ために必要なパルス数を考慮して決定されることを特徴
とする特許請求の範囲第６から第７項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8024999A JPH08236439A (ja) | 1996-02-13 | 1996-02-13 | エネルギー量制御装置、方法および該装置を用いた 露光装置、方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8024999A JPH08236439A (ja) | 1996-02-13 | 1996-02-13 | エネルギー量制御装置、方法および該装置を用いた 露光装置、方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15265787A Division JP2773117B2 (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | 露光装置及び露光方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9120516A Division JP2979472B2 (ja) | 1997-05-12 | 1997-05-12 | 露光方法、半導体素子製造方法及び露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08236439A true JPH08236439A (ja) | 1996-09-13 |
Family
ID=12153680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8024999A Pending JPH08236439A (ja) | 1996-02-13 | 1996-02-13 | エネルギー量制御装置、方法および該装置を用いた 露光装置、方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08236439A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007329175A (ja) * | 2006-06-06 | 2007-12-20 | Toshiba Corp | 電流−電圧非直線抵抗体および避雷器 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60169136A (ja) * | 1984-02-14 | 1985-09-02 | Canon Inc | 露光装置 |
| JPS61154128A (ja) * | 1984-12-27 | 1986-07-12 | Canon Inc | 露光装置 |
-
1996
- 1996-02-13 JP JP8024999A patent/JPH08236439A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60169136A (ja) * | 1984-02-14 | 1985-09-02 | Canon Inc | 露光装置 |
| JPS61154128A (ja) * | 1984-12-27 | 1986-07-12 | Canon Inc | 露光装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007329175A (ja) * | 2006-06-06 | 2007-12-20 | Toshiba Corp | 電流−電圧非直線抵抗体および避雷器 |
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