JPH10270345A - Scanning exposure method and scanning type exposure apparatus - Google Patents
Scanning exposure method and scanning type exposure apparatusInfo
- Publication number
- JPH10270345A JPH10270345A JP9088907A JP8890797A JPH10270345A JP H10270345 A JPH10270345 A JP H10270345A JP 9088907 A JP9088907 A JP 9088907A JP 8890797 A JP8890797 A JP 8890797A JP H10270345 A JPH10270345 A JP H10270345A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exposure
- light source
- scanning
- energy
- pulse
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- 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
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 設定露光量のいかんにかかわらず常に最短時
間で露光を行なう。
【解決手段】 走査露光の際には、設定露光量と計測さ
れた平均パルスエネルギとの関係により定まる1点当た
りの露光パルス数に応じて、主制御装置50によってマ
スクRと感光基板Wとの最大走査速度とパルスレーザ光
源16の最大発振周波数との少なくとも一方を維持する
ように、光源16の発振周波数が制御される。このた
め、設定露光量が小さく、発振周波数もそれほど高くす
る必要がない高感度領域では、設定露光量に無関係にス
キャン最高速での走査露光が可能となる。一方、設定露
光量が大きくなると、発振周波数もそれに応じて高くし
なければならいが、発振周波数は最大発振周波数が上限
であるから、設定露光量が大きく、スキャン最高速を維
持できない低感度領域では、発振周波数を最大発振周波
数に設定して、露光が行われることとなる。
(57) [Summary] [Problem] To always perform exposure in the shortest time regardless of the set exposure amount. SOLUTION: At the time of scanning exposure, a main controller 50 controls a mask R and a photosensitive substrate W according to the number of exposure pulses per point determined by the relationship between a set exposure amount and a measured average pulse energy. The oscillation frequency of the light source 16 is controlled so as to maintain at least one of the maximum scanning speed and the maximum oscillation frequency of the pulse laser light source 16. Therefore, in a high sensitivity region where the set exposure amount is small and the oscillation frequency does not need to be so high, scanning exposure at the highest scanning speed can be performed regardless of the set exposure amount. On the other hand, when the set exposure amount becomes large, the oscillation frequency must be increased accordingly.However, since the oscillation frequency is the upper limit of the maximum oscillation frequency, in a low sensitivity region where the set exposure amount is large and the maximum scanning speed cannot be maintained. The exposure is performed by setting the oscillation frequency to the maximum oscillation frequency.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、走査露光方法及び
走査型露光装置に係り、更に詳しくは、例えば半導体素
子、液晶表示素子、撮像素子(CCD等)又は薄膜磁気
ヘッド等を製造するためのリソグラフィ工程中で使用さ
れるパルスレーザ光源を用いた走査露光方法及び走査型
露光装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning exposure method and a scanning exposure apparatus, and more particularly, to a method for manufacturing a semiconductor device, a liquid crystal display device, an image pickup device (CCD or the like), a thin film magnetic head, and the like. The present invention relates to a scanning exposure method and a scanning exposure apparatus using a pulse laser light source used in a lithography process.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より半導体素子等を製造する際に、
マスクとしてのレチクルのパターンを投影光学系を介し
てフォトレジストが塗布されたウエハ(又はガラスプレ
ート等)上の各ショット領域に転写露光する投影露光装
置が使用されている。斯かる投影露光装置における1つ
の基本的な機能として、ウエハの各ショット領域内の各
点に対する積算露光量(積算露光エネルギ)を適正範囲
内に収めるための露光量制御機能がある。2. Description of the Related Art Conventionally, when manufacturing semiconductor devices and the like,
2. Related Art A projection exposure apparatus that transfers and exposes a pattern of a reticle as a mask to each shot area on a wafer (or a glass plate or the like) coated with a photoresist via a projection optical system is used. One basic function of such a projection exposure apparatus is an exposure amount control function for keeping the integrated exposure amount (integrated exposure energy) for each point in each shot area of the wafer within an appropriate range.
【0003】従来のステッパーのような一括露光型の投
影露光装置(ウエハ上のショット領域にレチクルパター
ンの露光を行なう際に、ウエハが搭載されたウエハステ
ージを静止した状態で一括して露光を行なう装置)で
は、露光光源として超高圧水銀ランプのような連続光
源、又はエキシマレーザ光源のようなパルスレーザ光源
の何れを使用する場合でも、露光量制御方法としては基
本的にはカットオフ制御が採用されていた。このカット
オフ制御では、感光材料(フォトレジスト)が塗布され
たウエハへの露光光の照射中にその露光光の一部を分岐
してインテグレータセンサと呼ばれる光電検出器に導
き、このインテグレータセンサを介して間接的にウエハ
上での露光量を検出し、この検出結果の積算値が当該感
光材料で必要とされる積算露光量(以下、「設定露光
量」と呼ぶ)に対応する所定のレベル(クリティカルレ
ベル)を超えるまでレーザ発光を続ける(連続光の場合
にはクリティカルレベルを超えたらシャッタを閉め始め
る)というような制御が行われる。[0003] A batch exposure type projection exposure apparatus such as a conventional stepper (when performing exposure of a reticle pattern on a shot area on a wafer, exposure is performed collectively while a wafer stage on which the wafer is mounted is stationary). In the case of using either a continuous light source such as an ultra-high pressure mercury lamp or a pulsed laser light source such as an excimer laser light source as the exposure light source, cutoff control is basically used as the exposure control method. It had been. In this cut-off control, while the exposure light is being irradiated on the wafer coated with the photosensitive material (photoresist), a part of the exposure light is branched and guided to a photoelectric detector called an integrator sensor. Indirectly, the exposure amount on the wafer is detected, and the integrated value of the detection result is a predetermined level (hereinafter, referred to as “set exposure amount”) corresponding to the integrated exposure amount required for the photosensitive material (hereinafter, referred to as “set exposure amount”). The control is such that laser emission is continued until the critical level is exceeded (in the case of continuous light, the shutter is started to close when the critical level is exceeded).
【0004】更に、露光光源としてパルスレーザ光源を
用いる場合においては、パルスレーザ光毎にエネルギの
ばらつきを有するため、或る一定数(以下、「最小露光
パルス数」と呼ぶ)以上の複数のパルスレーザ光で露光
することにより、所望の露光量制御精度再現性を得てい
る。この場合、例えば高感度レジストを露光する際に
は、設定露光量が小さいため、パルスレーザ光源からの
レーザ光をそのまま使用したのでは、最小露光パルス数
以上での露光ができなくなる。そこで、このように設定
露光量が小さいときには、例えば光路に設置された減光
手段によりパルスレーザ光を減光することにより、最小
露光パルス数以上のパルス数で露光できるようにしてい
た。Further, when a pulse laser light source is used as an exposure light source, since a pulse laser beam has energy variation, a plurality of pulses of a certain number or more (hereinafter referred to as "minimum exposure pulse number") or more are used. Exposure with laser light achieves desired exposure amount control accuracy reproducibility. In this case, for example, when exposing a high-sensitivity resist, since the set exposure amount is small, if the laser light from the pulsed laser light source is used as it is, it becomes impossible to perform exposure with more than the minimum number of exposure pulses. Therefore, when the set exposure amount is small, the pulse laser beam is dimmed by, for example, a dimming unit provided in the optical path, so that exposure can be performed with a pulse number equal to or more than the minimum exposure pulse number.
【0005】更に近年では、投影光学系に対する負担を
あまり重くすることなく、より大面積のパターンを高精
度にウエハ上に転写できるようにするために、レチクル
のパターンの一部を投影光学系を介してウエハ上に投影
した状態で、レチクル及びウエハを投影光学系に対して
同期して走査することによりレチクルのパターンをウエ
ハ上の各ショット領域に逐次転写露光する、ステップ・
アンド・スキャン方式等の走査型の投影露光装置も開発
されている。このような走査露光型の装置では、ウエハ
上の1点だけに着目した露光量制御が適用できないため
に、上述のカットオフ制御が適用できない。そこで、従
来は第1の制御方式として、単純に各パルス照明光の光
量を積算して露光量制御を行う方式(オープン露光量制
御方式)が使用されていた。また、第2の制御方式とし
て、例えば、特開平6ー252022号公報に開示され
るような、ウエハ上で走査方向に対してスリット状の露
光領域(レチクル上のスリット状の照明領域に共役な領
域であって、ウエハはこの領域に対して相対走査され
る)に含まれる領域に対する積算露光量をパルス照明光
毎にリアルタイムで計測し、その積算露光量に基づいて
次のパルス照明光の目標エネルギを個別に算出して、各
パルス照明光のエネルギを制御する方式(パルス毎露光
量制御方式)も考えられているが、そのアルゴリズムが
複雑である。In recent years, in order to transfer a pattern of a larger area onto a wafer with high accuracy without excessively increasing the burden on the projection optical system, a part of the pattern of the reticle is transferred to the projection optical system. In which the reticle and the wafer are sequentially transferred and exposed to each shot area on the wafer by synchronously scanning the reticle and the wafer with respect to the projection optical system in a state where the reticle and the wafer are projected on the wafer.
Scanning projection exposure apparatuses such as the AND scan method have also been developed. In such a scanning exposure type apparatus, the above-described cutoff control cannot be applied because the exposure amount control focusing on only one point on the wafer cannot be applied. Therefore, conventionally, as a first control method, a method of simply integrating the light amounts of the respective pulsed illumination lights to perform exposure control (open exposure control method) has been used. As a second control method, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-252022, a slit-shaped exposure area (a conjugate with a slit-shaped illumination area on a reticle) is provided in a scanning direction on a wafer. Area, the wafer is scanned relative to this area), the integrated exposure amount is measured in real time for each pulse illumination light, and the target of the next pulse illumination light is measured based on the integrated exposure amount. A method of individually calculating energy and controlling the energy of each pulsed illumination light (pulse exposure amount control method) has been considered, but the algorithm is complicated.
【0006】前者の第1の制御方式においては、所望の
露光量制御の直線性を得るために次の関係が成立するよ
うに、即ち、露光パルス数が整数になるように、パルス
エネルギを微調する必要がある。In the former first control method, the pulse energy is finely adjusted so that the following relationship is satisfied in order to obtain the desired linearity of the exposure amount control, that is, the number of exposure pulses is an integer. There is a need to.
【0007】 (設定露光量)=(パルス数)×(1パルスの平均エネルギ) ……(1) ここで、1パルスの平均エネルギは露光直前にインテグ
レータセンサにて計測される値である。このため、光路
中にパルスエネルギ微変調器が設けられていた。(Set exposure amount) = (Number of pulses) × (Average energy of one pulse) (1) Here, the average energy of one pulse is a value measured by an integrator sensor immediately before exposure. For this reason, a pulse energy fine modulator has been provided in the optical path.
【0008】図11(A)、(B)には従来のエネルギ
微変調器の一例が示されている。この内、図11(A)
に示されるダブル・グレーティング方式の微変調器では
パルス発光されるレーザビームLBの光路上に、所定ピ
ッチで透過部と遮光部とが形成された固定の格子板72
と、格子のピッチ方向に移動自在な可動の格子板74と
が重ねて配置され、2枚の格子板72,74の相対的な
位置をずらすことによって、レーザビームLBに対する
透過率が微変調できるようになっている。また、図11
(B)に示される微変調器では、レーザビームLBの光
路上に、それぞれ両面に反射防止コーティングが施され
た2枚のガラスプレート76,78が、対称に可変の傾
斜角θで傾斜した状態で配置されている。そして、ガラ
スプレート76,78の透過率がレーザビームLBの入
射角に応じて変化する特性を利用して、傾斜角θを制御
することによって、レーザビームLBに対する全体の透
過率を微調整している。この他、光源であるレーザ自体
の設定エネルギを変調する例もある。FIGS. 11A and 11B show an example of a conventional energy fine modulator. Of these, FIG.
In the fine grating modulator of the double grating system shown in FIG. 1, a fixed grating plate 72 in which transmission portions and light shielding portions are formed at a predetermined pitch on the optical path of the laser beam LB to be pulsed.
And a movable grid plate 74 that is movable in the pitch direction of the grid are superposed, and the transmittance of the laser beam LB can be finely modulated by shifting the relative positions of the two grid plates 72, 74. It has become. FIG.
In the fine modulator shown in (B), two glass plates 76 and 78 each having an antireflection coating applied to both surfaces are inclined symmetrically at a variable inclination angle θ on the optical path of the laser beam LB. It is arranged in. Then, by utilizing the characteristic that the transmittance of the glass plates 76 and 78 changes according to the incident angle of the laser beam LB, the overall transmittance for the laser beam LB is finely adjusted by controlling the inclination angle θ. I have. In addition, there is an example in which the set energy of the laser itself, which is the light source, is modulated.
【0009】ところで、走査型露光装置の場合には、次
の式も満足しなければいけない。 V=Ws/N×f ……(2) 上式において、Vはウエハ(ウエハステージ)の走査露
光時の走査速度、Wsはウエハ面上でのスリット状露光
領域の走査方向の幅(スリット幅)、Nは1点当たりの
露光パルス数、fはレーザ発振周波数を示す。In the case of a scanning exposure apparatus, the following equation must be satisfied. V = Ws / N × f (2) In the above equation, V is the scanning speed during scanning exposure of the wafer (wafer stage), and Ws is the width of the slit-like exposure area on the wafer surface in the scanning direction (slit width). ), N is the number of exposure pulses per point, and f is the laser oscillation frequency.
【0010】従来の露光シーケンスの流れとしては、露
光量が設定され、像面上平均エネルギが計測され、1点
当たりのパルス数が算出され、定数として扱っているス
リット幅Ws、レーザ発振周波数fより、走査速度Vが
決められていた。この場合において、レーザ発振周波数
fは、露光装置のステージ制御システムの性能(機構的
な性能を含む)によって規定される最高走査速度(スキ
ャン最高速)によって律速される最高発振周波数f0 に
固定されていた。In the flow of the conventional exposure sequence, the exposure amount is set, the average energy on the image plane is measured, the number of pulses per point is calculated, the slit width Ws treated as a constant, and the laser oscillation frequency f Thus, the scanning speed V was determined. In this case, the laser oscillation frequency f is fixed to the maximum oscillation frequency f 0 that is determined by the maximum scanning speed (the maximum scanning speed) defined by the performance (including the mechanical performance) of the stage control system of the exposure apparatus. I was
【0011】すなわち、従来の走査型露光装置では、ス
リット幅Wsは光学設計上から定まる固定値であり、レ
ーザ発振周波数fもステージ制御システムの性能上で定
まるスキャン最高速Vmax に対応する最高発振周波数f
0 に固定されていた(f=f0 であった)ことから、1
点当たりの露光パルス数Nが最小露光パルス数Nminで
あるとき、すなわちN=Nmin であるときに、(2)式
の関係から走査速度VがVmax に定められるようになっ
ていた。[0011] That is, in the conventional scanning exposure apparatus, the slit width Ws is a fixed value determined from optical design, maximum oscillating corresponding to the laser oscillation frequency f also scan fastest V max determined by the performance of the stage control system Frequency f
Since it was fixed at 0 (f = f 0 ), 1
When the exposure pulse number N per point is minimum exposure pulse number N min, i.e. when it is N = N min, (2) the scanning speed V from the relation of expression had become as defined in V max.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】ところで、走査型露光
装置の場合も、前述した一括型露光装置と同様に、所定
の露光量再現性を得るために、1点当たり、ある一定の
数(最小露光パルス数)以上の複数のパルスレーザ光に
て露光する必要がある。この場合も、例えば高感度レジ
ストを露光する際のように設定露光量が小さいときに
は、例えば光路上に設置された減光手段(エネルギ粗調
器)によりパルスレーザ光を減光し、最小露光パルス条
件を満たすようにしている。By the way, in the case of the scanning type exposure apparatus as well, in order to obtain a predetermined exposure dose reproducibility, a certain number (minimum) It is necessary to perform exposure with a plurality of pulse laser beams equal to or more than the number of exposure pulses. Also in this case, when the set exposure amount is small, for example, when exposing a high-sensitivity resist, the pulse laser beam is dimmed by, for example, a dimming means (energy coarse adjuster) installed on the optical path, and the minimum exposure pulse We meet the conditions.
【0013】この場合のエネルギ粗調器としては、例え
ば図11(C)に示されるような、レボルバと呼ばれる
回転自在の円板80上に透過率(=1−減光率)の異な
る複数個のNDフィルタ84を配置したものを、1又は
複数段配置して成るエネルギ粗調器が用いられ、それぞ
れのレボルバ80を回転することにより、入射するレー
ザビームLBに対する透過率を100%から複数段階
(図11(C)の場合は6×6=36段階)で切り換え
るようになっていた。すなわち、かかるエネルギ粗調器
による透過率の設定は、離散的なもの(通常、等比級数
的)になっている。As the energy rough adjuster in this case, for example, as shown in FIG. 11C, a plurality of discs having different transmittances (= 1-dimming rate) are provided on a rotatable disk 80 called a revolver. An ND filter 84 is arranged in one or more stages, and an energy rough adjuster is used. By rotating each revolver 80, the transmittance for the incident laser beam LB can be changed from 100% to several stages. (6 × 6 = 36 steps in the case of FIG. 11C). That is, the setting of the transmittance by the energy rough adjuster is discrete (usually in a geometric series).
【0014】このため、設定露光量によっては、それに
対応した(比例した)減光率を設定することが困難な場
合があり、かかる設定露光量の場合には、設定露光量に
対応した減光率以下での減光率の組み合わせの内で最も
近い減光率となるようなNDフィルタを選択する他な
く、1点当たりの露光パルス数Nを、NDフィルタ透過
率の離散分(理想的な連続可変エネルギ変調器で設定さ
れる設定露光量に対応した減光率からの差分)だけ最小
露光パルス数Nmin より大きな値に設定するしかなかっ
た。従って、(2)式の関係から明らかなように、走査
速度Vを常に最高速Vmax に維持することができず、結
果的に露光時間Texp (=Ws/V)がNDフィルタ透
過率の離散分余計にかかることになり、ある設定露光量
では理想的なスループットが低下していた。すなわち、
設定露光量(S0 )と露光時間(Texp )との関係は、
図5中に示される点線のようになっていた。For this reason, depending on the set exposure amount, it may be difficult to set a corresponding (proportional) dimming rate, and in the case of such a set exposure amount, the dimming ratio corresponding to the set exposure amount may be difficult. Without selecting an ND filter that provides the closest dimming rate among combinations of dimming rates below the rate, the number N of exposure pulses per point is determined by the discrete amount of the ND filter transmittance (ideal It has to be set to a value larger than the minimum exposure pulse number Nmin by the difference from the dimming rate corresponding to the set exposure amount set by the continuously variable energy modulator. Therefore, (2) As is clear from the relationship of the formula, it can not maintain the scanning speed V always the maximum speed V max, resulting in the exposure time T exp (= Ws / V) of ND filter permeability As a result, it takes extra time for the discrete amount, and the ideal throughput is reduced at a certain set exposure amount. That is,
The relationship between the set exposure amount (S 0 ) and the exposure time (T exp ) is
It was like the dotted line shown in FIG.
【0015】本発明は、かかる事情の下になされたもの
で、請求項1に記載の発明の目的は、高感度領域及び低
感度領域にかかわらず常に最短時間で露光を行なうこと
が可能な走査露光方法を提供することにある。The present invention has been made under such circumstances, and an object of the present invention is to provide a scanning apparatus capable of always performing exposure in the shortest time regardless of a high sensitivity area and a low sensitivity area. An object of the present invention is to provide an exposure method.
【0016】また、請求項2に記載の発明の目的は、減
光手段の離散的な減光率の影響を受けることなく、高感
度領域において常に最短時間で露光を行なうことができ
るとともに低感度領域においてもスループットを向上さ
せることが可能な走査型露光装置を提供することにあ
る。It is another object of the present invention to perform exposure in a high sensitivity region in the shortest time without being affected by the discrete dimming rate of the dimming means, and to achieve low sensitivity. An object of the present invention is to provide a scanning exposure apparatus capable of improving the throughput even in a region.
【0017】また、請求項3に記載の発明の目的は、特
に高感度露光領域において、露光中のパルスエネルギが
変動した際に、走査速度を維持した状態で、次ショット
に対し所望の積算露光量を得るような露光を行なうこと
が可能な走査露光方法を提供することにある。It is still another object of the present invention to provide a method for producing a desired integrated exposure for the next shot while maintaining the scanning speed when the pulse energy during exposure fluctuates, particularly in a high sensitivity exposure region. It is an object of the present invention to provide a scanning exposure method capable of performing exposure to obtain an amount.
【0018】また、請求項4に記載の発明の目的は、特
に高感度露光領域において、露光中のパルスエネルギが
変動した際に、走査速度を維持した状態で、次ショット
に対し所望の積算露光量を得るような露光を行なうこと
が可能な走査型露光装置を提供することにある。It is still another object of the present invention to provide a method for producing a desired integrated exposure for the next shot while maintaining a scanning speed when a pulse energy during exposure is changed, particularly in a high sensitivity exposure region. It is an object of the present invention to provide a scanning exposure apparatus capable of performing exposure to obtain an amount.
【0019】[0019]
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、パルスレーザ光源(16)からのパルス光によりマ
スク(R)上の所定の照明領域を照明し、前記マスク
(R)と感光基板(W)とを投影光学系(PL)に対し
て相対走査しつつ、前記マスク(R)に形成されたパタ
ーンを感光基板(W)上に逐次投影露光する走査露光方
法であって、前記パルスレーザ光源(16)からのパル
ス光の平均パルスエネルギを計測する工程と;設定され
た露光量と前記計測された平均パルスエネルギとの関係
により定まる1点当たりの露光パルス数に応じて、走査
露光の際に、前記マスク(R)と感光基板(W)との最
大走査速度と前記パルスレーザ光源(16)の最大発振
周波数との少なくとも一方を維持するように、前記パル
スレーザ光源の発振周波数を制御する工程とを含む。According to the first aspect of the present invention, a predetermined illumination area on a mask (R) is illuminated by pulsed light from a pulse laser light source (16), and the mask (R) is exposed to light. A scanning exposure method for sequentially projecting and exposing a pattern formed on the mask (R) onto a photosensitive substrate (W) while relatively scanning the substrate (W) with respect to a projection optical system (PL); Measuring the average pulse energy of the pulsed light from the pulse laser light source (16); and scanning according to the number of exposure pulses per point determined by the relationship between the set exposure amount and the measured average pulse energy. At the time of exposure, the oscillation frequency of the pulse laser light source is maintained so as to maintain at least one of the maximum scanning speed of the mask (R) and the photosensitive substrate (W) and the maximum oscillation frequency of the pulse laser light source (16). And a step of controlling the number.
【0020】これによれば、走査露光に先立ち、パルス
レーザ光源からのパルス光の平均パルスエネルギが計測
され、走査露光の際には、設定された露光量と計測され
た平均パルスエネルギとの関係により定まる1点当たり
の露光パルス数に応じて、マスクと感光基板との最大走
査速度とパルスレーザ光源の最大発振周波数との少なく
とも一方を維持するように、パルスレーザ光源の発振周
波数が制御される。すなわち、本発明によれば、従来は
固定値であったパルスレーザ光源の発振周波数fが、露
光パルス数Nに応じて、マスクと感光基板との最大走査
速度(スキャン最高速)又はパルスレーザ光源の最大発
振周波数の少なくとも一方を維持するように制御され
る。このため、設定露光量が小さく、最大速度を得るの
に必要な発振周波数が最大発振周波数以内の領域では、
少なくとも設定露光量に無関係にスキャン最高速での走
査露光が可能となり、スループットを最も高く維持する
ことが可能になる。この場合、パルスレーザ光源の発振
周波数は、前述した(2)式の関係に基づいてが制御さ
れる。一方、設定露光量が大きくなると、レーザ発振周
波数もそれに応じて高くしなければならいが、レーザ発
振周波数は上限である最大発振周波数以上に高くはでき
ない。従って、設定露光量が大きく、スキャン最高速を
維持できない領域(本明細書では、この領域を「低感度
領域」と呼ぶ)では、レーザ発振周波数を最大発振周波
数に設定して、前述した(2)式の関係に基づいて定ま
る走査速度にて露光が行われることとなる。この場合、
(2)式から明らかなように、最大発振周波数をfmax
とすると、走査速度は従来の(fmax /f0 )倍とな
り、1点当たりの露光時間が従来のf0/fmaxに抑さえ
られ、明らかにfmax ≧f0 であるから、低感度領域に
おいてもスループットは向上する。また、仮に、パルス
レーザ光源のエネルギが連続的に変調可能である場合を
考えても、fmax ≧f0 であるから、最高走査速度で露
光できる設定露光量の幅が従来よりも広くなる。According to this, prior to the scanning exposure, the average pulse energy of the pulse light from the pulse laser light source is measured, and at the time of the scanning exposure, the relationship between the set exposure amount and the measured average pulse energy is measured. The oscillation frequency of the pulse laser light source is controlled so as to maintain at least one of the maximum scanning speed between the mask and the photosensitive substrate and the maximum oscillation frequency of the pulse laser light source according to the number of exposure pulses per point determined by . That is, according to the present invention, the oscillation frequency f of the pulse laser light source, which has been a fixed value in the past, changes the maximum scanning speed between the mask and the photosensitive substrate (the highest scanning speed) or the pulse laser light source according to the number N of exposure pulses. Is controlled so as to maintain at least one of the maximum oscillation frequencies. For this reason, in the region where the set exposure amount is small and the oscillation frequency necessary to obtain the maximum speed is within the maximum oscillation frequency,
Scanning exposure can be performed at the highest scanning speed regardless of at least the set exposure amount, and the throughput can be maintained at the highest. In this case, the oscillation frequency of the pulse laser light source is controlled based on the relationship of the above-described equation (2). On the other hand, when the set exposure amount increases, the laser oscillation frequency must be increased accordingly. However, the laser oscillation frequency cannot be higher than the maximum oscillation frequency which is the upper limit. Therefore, in an area where the set exposure amount is large and the maximum scanning speed cannot be maintained (this area is referred to as a “low sensitivity area” in this specification), the laser oscillation frequency is set to the maximum oscillation frequency, and the above-described (2) The exposure is performed at a scanning speed determined based on the relationship of the expression (1). in this case,
As is clear from equation (2), the maximum oscillation frequency is set to f max
Then, the scanning speed becomes (f max / f 0 ) times the conventional one, and the exposure time per point is suppressed to the conventional f 0 / f max , and clearly f max ≧ f 0 , so that the low sensitivity is obtained. Throughput also improves in the area. Also, even if the energy of the pulse laser light source can be continuously modulated, since f max ≧ f 0 , the range of the set exposure amount that can be exposed at the maximum scanning speed becomes wider than before.
【0021】請求項2に記載の発明は、パルスレーザ光
源(16)からのパルス光によりマスク(R)上の所定
の照明領域を照明し、前記マスク(R)と感光基板
(W)とを投影光学系(PL)に対して相対走査しつ
つ、前記マスク(R)に形成されたパターンを感光基板
(W)上に逐次投影露光する走査型露光装置であって、
前記マスク(R)を保持して所定の走査方向に移動可能
なマスクステージ(RST)と;前記感光基板(W)を
保持して少なくとも前記走査方向に移動可能な基板ステ
ージ(14)と;前記マスクステージ(RST)と基板
ステージ(14)とを前記投影光学系(PL)に対して
所定の速度比で相対走査するステージ制御系(48、5
0、54R、54W、56)と;前記パルスレーザ光源
(16)の発振周波数を変更する周波数変更手段(16
d)と;前記パルスレーザ光源(16)からのパルス光
を減光する減光率が離散的な減光手段(20)と;前記
減光手段(20)によって減光された前記パルスレーザ
光源(16)からのパルス光の平均パルスエネルギを計
測するエネルギ計測手段(46)と;設定された露光量
と平均パルスエネルギとの関係により定まる1点当たり
の露光パルス数に応じて、前記ステージ制御系(48、
50、54R、54W、56)による前記両ステージ
(RST、14)の最大走査速度と前記パルスレーザ光
源(16)の最大発振周波数との少なくとも一方を維持
するように前記周波数変更手段(16d)を制御する制
御手段(50)とを有する。According to a second aspect of the present invention, a predetermined illumination area on a mask (R) is illuminated by pulsed light from a pulse laser light source (16), and the mask (R) and the photosensitive substrate (W) are illuminated. A scanning type exposure apparatus for sequentially projecting and exposing a pattern formed on said mask (R) onto a photosensitive substrate (W) while relatively scanning with respect to a projection optical system (PL),
A mask stage (RST) holding the mask (R) and movable in a predetermined scanning direction; a substrate stage (14) holding the photosensitive substrate (W) and movable at least in the scanning direction; A stage control system (48, 5) that relatively scans the mask stage (RST) and the substrate stage (14) at a predetermined speed ratio with respect to the projection optical system (PL).
0, 54R, 54W, 56); frequency changing means (16) for changing the oscillation frequency of the pulse laser light source (16).
d) ;; dimming means (20) having a discrete dimming rate for dimming the pulsed light from the pulse laser light source (16); and the pulse laser light source dimmed by the dimming means (20). Energy measuring means (46) for measuring the average pulse energy of the pulse light from (16); and the stage control according to the number of exposure pulses per point determined by the relationship between the set exposure amount and the average pulse energy. System (48,
50, 54R, 54W, 56), the frequency changing means (16d) to maintain at least one of the maximum scanning speed of the two stages (RST, 14) and the maximum oscillation frequency of the pulse laser light source (16). Control means (50) for controlling.
【0022】これによれば、設定露光量が小さく、減光
率0%(透過率100%)の状態では、最小露光パルス
数が確保できないような場合、減光手段によりパルスレ
ーザ光源からのパルス光が減光される。この減光手段に
よって減光されたパルスレーザ光源からのパルス光の平
均パルスエネルギがエネルギ計測手段によって計測され
る。但し、減光手段の減光率が離散的なため、設定露光
量と前記計測された平均パルスエネルギとで定まる1点
当たりの露光パルス数は、常に最小露光パルス数になる
とは限らず、最小露光パルス数より多くなる場合が殆ど
である。そこで、制御手段では、上記1点当たりの露光
パルス数に応じて、ステージ制御系による両ステージの
最大走査速度とパルスレーザ光源の最大発振周波数との
少なくとも一方を維持するように周波数変更手段を制御
する。According to this, in the case where the set exposure amount is small and the dimming rate is 0% (transmittance is 100%), if the minimum number of exposure pulses cannot be secured, the dimming means uses the pulse from the pulse laser light source. Light is dimmed. The average pulse energy of the pulsed light from the pulse laser light source that has been dimmed by the dimming means is measured by the energy measuring means. However, since the dimming rate of the dimming means is discrete, the number of exposure pulses per point determined by the set exposure amount and the measured average pulse energy is not always the minimum exposure pulse number. In most cases, the number is larger than the number of exposure pulses. Therefore, the control means controls the frequency changing means so as to maintain at least one of the maximum scanning speed of both stages and the maximum oscillation frequency of the pulse laser light source by the stage control system according to the number of exposure pulses per point. I do.
【0023】すなわち、本発明によれば、従来は固定値
であったパルスレーザ光源の発振周波数fが、制御手段
によって、露光パルス数Nに応じて、ステージ制御系に
よる両ステージの最大走査速度(スキャン最高速)又は
パルスレーザ光源の最大発振周波数の少なくとも一方を
維持するように、周波数変更手段を介して制御される。
このため、設定露光量が小さく、レーザ発振周波数もそ
れほど高くする必要がない高感度領域では、減光率の離
散分に起因して1点当たりの露光パルス数が増加しても
それに比例して周波数変更手段を介してレーザ発振周波
数が増加変更されるので、設定露光量に無関係に、露光
時に、ステージ制御系により両ステージがスキャン最高
速で走査されることとなり、スループットを最も高く維
持することが可能になる。この場合、パルスレーザ光源
の発振周波数は、前述した(2)式の関係に基づいてが
制御される。一方、設定露光量が大きくなると、1点当
たりの露光パルス数が増えてレーザ発振周波数もそれに
応じて高くしなければならいが、レーザ発振周波数は上
限である最大発振周波数以上に高くはできない。従っ
て、設定露光量が大きく、スキャン最高速を維持できな
い低感度領域(この領域では減光手段による減光率を0
%(透過率100%)に設定する)では、レーザ発振周
波数を最大発振周波数に設定して、前述した(2)式の
関係に基づいて定まる走査速度にて露光が行われること
となる。この場合、(2)式から明らかなように、最大
発振周波数をfmax とすると、走査速度は従来の(f
max /f0)倍となり、1点当たりの露光時間が従来の
f0/fmaxに抑さえられ、明らかにfmax ≧f0 である
から、低感度領域においてもスループットは向上する。
また、仮に、パルスレーザ光源のエネルギが連続的に変
調可能である場合を考えても、fmax ≧f0 であるか
ら、最高走査速度で露光できる設定露光量の幅が従来よ
りも広くなる。That is, according to the present invention, the oscillation frequency f of the pulse laser light source, which was conventionally a fixed value, is changed by the control means in accordance with the exposure pulse number N to the maximum scanning speed (both stages) of both stages by the stage control system. Control is performed via the frequency changing means so as to maintain at least one of the highest scanning frequency or the maximum oscillation frequency of the pulse laser light source.
For this reason, in a high sensitivity region where the set exposure amount is small and the laser oscillation frequency does not need to be so high, even if the number of exposure pulses per point increases due to the discrete amount of the dimming rate, it increases in proportion to the increase. Since the laser oscillation frequency is increased and changed via the frequency changing means, both stages are scanned at the highest scanning speed by the stage control system during exposure regardless of the set exposure amount, and the throughput is maintained at the highest. Becomes possible. In this case, the oscillation frequency of the pulse laser light source is controlled based on the relationship of the above-described equation (2). On the other hand, when the set exposure amount increases, the number of exposure pulses per point increases, and the laser oscillation frequency must be increased accordingly. However, the laser oscillation frequency cannot be higher than the maximum oscillation frequency, which is the upper limit. Accordingly, a low sensitivity area where the set exposure amount is large and the maximum scanning speed cannot be maintained (in this area, the light reduction rate by the light reduction means is 0%).
% (Set to 100% transmittance)), the laser oscillation frequency is set to the maximum oscillation frequency, and exposure is performed at a scanning speed determined based on the relationship of the above equation (2). In this case, as is apparent from equation (2), assuming that the maximum oscillation frequency is f max , the scanning speed is equal to the conventional (f
max / f 0 ), and the exposure time per point is suppressed to the conventional value f 0 / f max , and obviously f max ≧ f 0 , so that the throughput is improved even in the low-sensitivity region.
Also, even if the energy of the pulse laser light source can be continuously modulated, since f max ≧ f 0 , the range of the set exposure amount that can be exposed at the maximum scanning speed becomes wider than before.
【0024】請求項3に記載の発明は、パルスレーザ光
源(16)からのパルス光によりマスク(R)を照明
し、当該マスク(R)と感光基板(W)とを投影光学系
(PL)に対して相対走査しつつ、前記マスク(R)に
形成されたパターンを感光基板(W)上の複数のショッ
ト領域に順次投影露光する走査露光方法において、前記
感光基板(W)上の各ショット領域に対する前記マスク
パターンの露光の度毎に、前記パルスレーザ光源(1
6)の平均パルスエネルギを検出するとともにそれまで
の積算露光量を算出し、前記パルスレーザ光源(16)
の平均パルスエネルギが変動したとき、直前のショット
領域の積算露光量に基づいて、必要な1点当たりの露光
パルス数を確保すべく、前記パルスレーザ光源(16)
の発振周波数を制御することを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, a mask (R) is illuminated by pulse light from a pulse laser light source (16), and the mask (R) and the photosensitive substrate (W) are projected onto a projection optical system (PL). A scanning exposure method of sequentially projecting and exposing a pattern formed on the mask (R) to a plurality of shot areas on a photosensitive substrate (W) while relatively scanning with respect to each of the shots on the photosensitive substrate (W). Each time the mask pattern is exposed to an area, the pulse laser light source (1
6) detecting the average pulse energy and calculating the integrated exposure amount up to that time;
When the average pulse energy of the pulse laser light source fluctuates, the pulse laser light source (16) is used to secure the necessary number of exposure pulses per point based on the integrated exposure amount of the immediately preceding shot area.
Is characterized by controlling the oscillation frequency of.
【0025】これによれば、感光基板上の各ショット領
域に対するマスクパターンの露光の度毎に、パルスレー
ザ光源の平均パルスエネルギを検出するとともにそれま
での積算露光量を算出する。そして、パルスレーザ光源
の平均パルスエネルギが変動したとき、直前のショット
領域の積算露光量に基づいて、必要な1点当たりの露光
パルス数を確保すべく、パルスレーザ光源の発振周波数
を制御する。このように、本発明によれば、感光基板上
の各ショット領域に対するマスクパターンの露光が順次
行われている場合に、パルスレーザ光源の平均パルスエ
ネルギが変動し、その変動の結果、積算露光量が許容で
きない程度の誤差が生じるようになった場合において、
必要な1点当たりの露光パルス数、すなわち設定露光量
と計測された平均パルスエネルギとで定まる1点当たり
の露光パルス数を確保すべく、直前のショット領域の積
算露光量に基づいて、パルスレーザ光源の発振周波数が
制御される。この結果、前述した(2)式から明らかな
ように、走査速度を変更することなく、露光パルス数を
変更することにより、例えば高感度領域においてスキャ
ン最高速で露光を行なっていた場合において、あるショ
ット領域の露光中又は露光後にパルスレーザ光源の平均
パルスエネルギが変動した場合、これに影響を受けるこ
となく、次ショットに対してはスキャン最高速を維持し
たまま所望の積算露光量を得るような露光が可能であ
る。According to this, every time the mask pattern is exposed to each shot area on the photosensitive substrate, the average pulse energy of the pulse laser light source is detected and the integrated exposure up to that time is calculated. Then, when the average pulse energy of the pulse laser light source fluctuates, the oscillation frequency of the pulse laser light source is controlled based on the integrated exposure amount of the immediately preceding shot area in order to secure the required number of exposure pulses per point. As described above, according to the present invention, when the exposure of the mask pattern to each shot area on the photosensitive substrate is sequentially performed, the average pulse energy of the pulse laser light source fluctuates. If an error occurs that is unacceptable,
In order to secure the required number of exposure pulses per point, that is, the number of exposure pulses per point determined by the set exposure amount and the measured average pulse energy, the pulse laser is determined based on the integrated exposure amount of the immediately preceding shot area. The oscillation frequency of the light source is controlled. As a result, as is apparent from the above equation (2), by changing the number of exposure pulses without changing the scanning speed, for example, in the case where exposure is performed at the highest scanning speed in a high-sensitivity region, there are certain cases. If the average pulse energy of the pulse laser light source fluctuates during or after exposure of the shot area, the desired integrated exposure amount can be obtained for the next shot while maintaining the maximum scanning speed without being affected by this. Exposure is possible.
【0026】請求項4に記載の発明は、パルスレーザ光
源(16)からのパルス光によりマスク(R)を照明
し、当該マスク(R)と感光基板(W)とを投影光学系
(PL)に対して相対走査しつつ、前記マスク(R)に
形成されたパターンを感光基板(W)上の複数のショッ
ト領域に順次投影露光する走査型露光装置であって、前
記パルスレーザ光源(16)の発振周波数を変更する周
波数変更手段(16d)と;前記パルスレーザ光源(1
6)からのパルス光の平均パルスエネルギを計測するエ
ネルギ計測手段(46)と;前記感光基板(W)上の各
ショット領域に対する前記マスクパターンの露光の度毎
に、前記パルスレーザ光源(16)の平均パルスエネル
ギを検出するとともにそれまでの積算露光量を算出し、
前記パルスレーザ光源の平均パルスエネルギが変動した
とき、直前のショット領域の積算露光量に基づいて、必
要な1点当たりの露光パルス数を確保すべく、前記周波
数変更手段(16d)を制御する制御手段(50)とを
有する。According to a fourth aspect of the present invention, the mask (R) is illuminated by pulse light from the pulse laser light source (16), and the mask (R) and the photosensitive substrate (W) are projected onto the projection optical system (PL). A scanning type exposure apparatus for sequentially projecting and exposing a pattern formed on said mask (R) to a plurality of shot areas on a photosensitive substrate (W) while relatively scanning with said pulse laser light source (16). Frequency changing means (16d) for changing the oscillation frequency of the pulse laser light source (1).
Energy measuring means (46) for measuring the average pulse energy of the pulsed light from (6); and the pulse laser light source (16) for each exposure of the mask pattern to each shot area on the photosensitive substrate (W). , And the integrated exposure amount up to that is calculated,
When the average pulse energy of the pulse laser light source fluctuates, control is performed to control the frequency changing means (16d) based on the integrated exposure amount in the immediately preceding shot area so as to secure the required number of exposure pulses per point. Means (50).
【0027】これによれば、エネルギ計測手段によりパ
ルスレーザ光源からのパルス光の平均パルスエネルギが
計測される。制御手段では、感光基板上の各ショット領
域に対するマスクパターンの露光の度毎に、エネルギ計
測手段を介してパルスレーザ光源の平均パルスエネルギ
を検出するとともにそれまでの積算露光量を算出し、パ
ルスレーザ光源の平均パルスエネルギが変動したとき、
直前のショット領域の積算露光量に基づいて、必要な1
点当たりの露光パルス数を確保すべく、周波数変更手段
を制御する。このように、本発明によれば、感光基板上
の各ショット領域に対するマスクパターンの露光が順次
行われている場合に、パルスレーザ光源の平均パルスエ
ネルギが変動し、その変動の結果、積算露光量が許容で
きない程度の誤差が生じるようになったとき、必要な1
点当たりの露光パルス数、すなわち設定露光量と計測さ
れた平均パルスエネルギとで定まる1点当たりの露光パ
ルス数を確保すべく、直前のショット領域の積算露光量
に基づいて、パルスレーザ光源の発振周波数が制御され
る。従って、走査速度を変更することなく、露光パルス
数を変更することにより、例えば高感度領域においてス
キャン最高速で露光を行なっていた場合において、ある
ショット領域の露光中又は露光後にパルスレーザ光源の
平均パルスエネルギが変動した場合、これに影響を受け
ることなく、次ショットに対してはスキャン最高速を維
持したまま所望の積算露光量を得るような露光が可能と
なる。According to this, the average pulse energy of the pulse light from the pulse laser light source is measured by the energy measuring means. The control means detects the average pulse energy of the pulse laser light source through the energy measuring means and calculates the integrated exposure amount up to that time every time the mask pattern is exposed to each shot area on the photosensitive substrate. When the average pulse energy of the light source fluctuates,
Based on the integrated exposure amount of the immediately preceding shot area,
The frequency changing means is controlled to secure the number of exposure pulses per point. As described above, according to the present invention, when the exposure of the mask pattern to each shot area on the photosensitive substrate is sequentially performed, the average pulse energy of the pulse laser light source fluctuates. When the error occurs to an unacceptable degree,
In order to secure the number of exposure pulses per point, that is, the number of exposure pulses per point determined by the set exposure amount and the measured average pulse energy, oscillation of the pulse laser light source is performed based on the integrated exposure amount of the immediately preceding shot area. The frequency is controlled. Therefore, by changing the number of exposure pulses without changing the scanning speed, for example, in the case where exposure was performed at the highest scanning speed in a high-sensitivity region, the average of the pulsed laser light source during or after exposure of a certain shot region was exposed. When the pulse energy fluctuates, exposure to obtain the desired integrated exposure amount can be performed for the next shot while maintaining the maximum scanning speed without being affected by the fluctuation.
【0028】[0028]
《第1の実施形態》以下、本発明の第1の実施形態を図
1ないし図6に基づいて説明する。<< First Embodiment >> A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【0029】図1には、第1の実施形態の走査型露光装
置10の概略構成が示されている。この走査型露光装置
10は、露光用光源にパルスレーザ光源としてのエキシ
マレーザ光源を用いたステップ・アンド・スキャン方式
の走査型露光装置である。FIG. 1 shows a schematic configuration of a scanning exposure apparatus 10 according to the first embodiment. The scanning exposure apparatus 10 is a step-and-scan type scanning exposure apparatus using an excimer laser light source as a pulse laser light source as an exposure light source.
【0030】この走査型露光装置10は、エキシマレー
ザ光源16を含む照明系12、この照明系12により照
明されるマスクとしてのレチクルRを保持して所定の走
査方向に移動するマスクステージとしてのレチクルステ
ージRST、レチクルRのパターンを感光基板としての
ウエハW上に投影する投影光学系PL、ウエハWを保持
して水平面(XY平面内)を移動するXYステージ1
4、及びこれらの制御系等を備えている。The scanning exposure apparatus 10 includes an illumination system 12 including an excimer laser light source 16 and a reticle R as a mask stage which holds a reticle R illuminated by the illumination system 12 and moves in a predetermined scanning direction. A stage RST, a projection optical system PL for projecting the pattern of the reticle R onto a wafer W as a photosensitive substrate, and an XY stage 1 that holds the wafer W and moves on a horizontal plane (within an XY plane).
4 and a control system for them.
【0031】前記照明系12は、エキシマレーザ光源1
6、ビーム整形光学系18、エネルギ粗調器20、フラ
イアイレンズ22、照明系開口絞り板24、ビームスプ
リッタ26、第1リレーレンズ28A、第2リレーレン
ズ28B、固定レチクルブラインド30A、可動レチク
ルブラインド30B、光路折り曲げ用のミラーM及びコ
ンデンサレンズ32等を備えている。The illumination system 12 includes the excimer laser light source 1
6, beam shaping optical system 18, energy rough adjuster 20, fly-eye lens 22, illumination system aperture stop plate 24, beam splitter 26, first relay lens 28A, second relay lens 28B, fixed reticle blind 30A, movable reticle blind 30B, a mirror M for bending the optical path, a condenser lens 32, and the like.
【0032】ここで、この照明系12の上記構成各部に
ついて説明する。エキシマレーザ光源16としては、K
rFエキシマレーザ光源(発振波長248nm)、又は
ArFエキシマレーザ光源(発振波長193nm)等が
使用される。なお、このエキシマレーザ光源16に代え
て、金属蒸気レーザ光源やYAGレーザの高調波発生装
置等のパルス光源を露光光源として使用しても良い。Here, the components of the illumination system 12 will be described. As the excimer laser light source 16, K
An rF excimer laser light source (oscillation wavelength 248 nm), an ArF excimer laser light source (oscillation wavelength 193 nm), or the like is used. Instead of the excimer laser light source 16, a pulse light source such as a metal vapor laser light source or a harmonic generator of a YAG laser may be used as the exposure light source.
【0033】ビーム整形光学系18は、エキシマレーザ
光源16からパルス発光されたレーザビームLBの断面
形状を、該レーザビームLBの光路後方に設けられたフ
ライアイレンズ22に効率よく入射するように整形する
もので、例えばシリンダレンズやビームエキスパンダ
(いずれも図示省略)等で構成される。The beam shaping optical system 18 shapes the cross-sectional shape of the laser beam LB pulsed from the excimer laser light source 16 so that the laser beam LB efficiently enters a fly-eye lens 22 provided behind the optical path of the laser beam LB. It is composed of, for example, a cylinder lens and a beam expander (both not shown).
【0034】エネルギ粗調器20は、ビーム整形光学系
18後方のレーザビームLBの光路上に配置され、ここ
では、回転板34の周囲に透過率(=1−減光率)の異
なる複数個(例えば6個)のNDフィルタ(図1ではそ
の内の2個のNDフィルタ36A、36Dが示されてい
る)を配置し、その回転板34を駆動モータ38で回転
することにより、入射するレーザビームLBに対する透
過率を100%から等比級数的に複数段階で切り換える
ことができるようになっている。駆動モータ38は、後
述する主制御装置50によって制御される。なお、その
回転板34と同様の回転板を2段配置し、2組のNDフ
ィルタの組み合わせによってより細かく透過率を調整で
きるようにしてもよい(図11(C)参照)。The energy rough adjuster 20 is disposed on the optical path of the laser beam LB behind the beam shaping optical system 18. Here, a plurality of energy adjusters 20 are provided around the rotating plate 34 with different transmittances (= 1−dimming rate). The ND filters (for example, six) (two ND filters 36A and 36D are shown in FIG. 1) are arranged, and the rotating plate 34 is rotated by a drive motor 38, so that the incident laser is The transmittance for the beam LB can be switched from 100% in geometric progression in a plurality of stages. The drive motor 38 is controlled by a main controller 50 described later. Note that a rotary plate similar to the rotary plate 34 may be arranged in two stages so that the transmittance can be more finely adjusted by a combination of two sets of ND filters (see FIG. 11C).
【0035】前記フライアイレンズ22は、エネルギ粗
調器20後方のレーザビームLBの光路上に配置され、
レチクルRを均一な照度分布で照明するために多数の2
次光源を形成する。この2次光源から射出されるレーザ
ビームを以下においては、「パルス照明光IL」と呼ぶ
ものとする。The fly-eye lens 22 is disposed on the optical path of the laser beam LB behind the energy rough adjuster 20,
In order to illuminate the reticle R with a uniform illuminance distribution, a large number of 2
The next light source is formed. Hereinafter, the laser beam emitted from the secondary light source is referred to as “pulse illumination light IL”.
【0036】フライアイレンズ22の射出面の近傍に、
円板状部材から成る照明系開口絞り板24が配置されて
いる。この照明系開口絞り板24には、等角度間隔で、
例えば通常の円形開口より成る開口絞り、小さな円形開
口より成りコヒーレンスファクタであるσ値を小さくす
るための開口絞り、輪帯照明用の輪帯状の開口絞り、及
び変形光源法用に複数の開口を偏心させて配置して成る
変形開口絞り(図1ではこのうちの2種類の開口絞りの
みが図示されている)等が配置されている。この照明系
開口絞り板24は、後述する主制御装置50により制御
されるモータ等の駆動装置40により回転されるように
なっており、これによりいずれかの開口絞りがパルス照
明光ILの光路上に選択的に設定される。In the vicinity of the exit surface of the fly-eye lens 22,
An illumination system aperture stop plate 24 made of a disk-shaped member is arranged. This illumination system aperture stop plate 24 is provided at equal angular intervals,
For example, an aperture stop composed of a normal circular aperture, an aperture stop composed of small circular apertures for reducing the σ value that is a coherence factor, a ring-shaped aperture stop for annular illumination, and a plurality of apertures for a modified light source method. A modified aperture stop which is eccentrically arranged (only two types of aperture stops are shown in FIG. 1) and the like are arranged. The illumination system aperture stop plate 24 is configured to be rotated by a driving device 40 such as a motor controlled by a main controller 50 described later, so that one of the aperture stops is positioned on the optical path of the pulse illumination light IL. Is set selectively.
【0037】照明系開口絞り板24後方のパルス照明光
ILの光路上に、反射率が小さく透過率の大きなビーム
スプリッタ26が配置され、更にこの後方の光路上に、
固定レチクルブラインド30A及び可動レチクルブライ
ンド30Bを介在させて第1リレーレンズ28A及び第
2リレーレンズ28Bから成るリレー光学系が配置され
ている。On the optical path of the pulsed illumination light IL behind the illumination system aperture stop plate 24, a beam splitter 26 having a small reflectance and a large transmittance is arranged.
A relay optical system including a first relay lens 28A and a second relay lens 28B is disposed with a fixed reticle blind 30A and a movable reticle blind 30B interposed therebetween.
【0038】固定レチクルブラインド30Aは、レチク
ルRのパターン面に対する共役面から僅かにデフォーカ
スした面に配置され、レチクルR上の照明領域42Rを
規定する矩形開口が形成されている。また、この固定レ
チクルブラインド30Aの近傍に走査方向の位置及び幅
が可変の開口部を有する可動レチクルブラインド30B
が配置され、走査露光の開始時及び終了時にその可動レ
チクルブラインド30Bを介して照明領域42Rを更に
制限することによって、不要な部分の露光が防止される
ようになっている。The fixed reticle blind 30A is disposed on a plane slightly defocused from a plane conjugate to the pattern plane of the reticle R, and has a rectangular opening defining an illumination area 42R on the reticle R. In addition, a movable reticle blind 30B having an opening whose position and width in the scanning direction are variable near the fixed reticle blind 30A.
Is arranged, and at the start and end of the scanning exposure, the illumination area 42R is further restricted via the movable reticle blind 30B, so that exposure of an unnecessary portion is prevented.
【0039】リレー光学系を構成する第2リレーレンズ
28B後方のパルス照明光ILの光路上には、当該第2
リレーレンズ28Bを通過したパルス照明光ILをレチ
クルRに向けて反射する折り曲げミラーMが配置され、
このミラーM後方のパルス照明光ILの光路上にコンデ
ンサレンズ32が配置されている。On the optical path of the pulse illumination light IL behind the second relay lens 28B constituting the relay optical system, the second
A folding mirror M that reflects the pulsed illumination light IL that has passed through the relay lens 28B toward the reticle R is disposed,
A condenser lens 32 is arranged on the optical path of the pulse illumination light IL behind the mirror M.
【0040】このようにして構成された照明系12の作
用を簡単に説明すると、エキシマレーザ光源16からパ
ルス発光されたレーザビームLBは、ビーム整形光学系
18に入射して、ここで後方のフライアイレンズ22に
効率よく入射するようにその断面形状が整形された後、
エネルギ粗調器20に入射する。そして、このエネルギ
粗調器20のいずれかのNDフィルタを透過したレーザ
ビームLBは、フライアイレンズ22に入射する。これ
により、フライアイレンズ22の射出端に多数の2次光
源が形成される。この多数の2次光源から射出されたパ
ルス照明光ILは、照明系開口絞り板24上のいずれか
の開口絞りを通過した後、透過率が大きく反射率が小さ
なビームスプリッタ26に至る。このビームスプリッタ
26を透過した露光光としてのパルス照明光ILは、第
1リレーレンズ28Aを経て固定レチクルブラインド3
0Aの矩形の開口部及び可動レチクルブラインド30B
を通過した後、第2リレーレンズ28Bを通過してミラ
ーMによって光路が垂直下方に折り曲げられた後、コン
デンサレンズ32を経て、レチクルステージRST上に
保持されたレチクルR上の矩形の照明領域42Rを均一
な照度分布で照明する。The operation of the illumination system 12 configured as described above will be briefly described. A laser beam LB pulse-emitted from an excimer laser light source 16 enters a beam shaping optical system 18 where a rear fly-back beam is emitted. After its cross-sectional shape is shaped so as to efficiently enter the eye lens 22,
The light enters the energy rough adjuster 20. Then, the laser beam LB that has passed through one of the ND filters of the energy rough adjuster 20 enters the fly-eye lens 22. Thus, a number of secondary light sources are formed at the exit end of the fly-eye lens 22. After passing through one of the aperture stops on the illumination system aperture stop plate 24, the pulsed illumination light IL emitted from the many secondary light sources reaches a beam splitter 26 having a large transmittance and a small reflectance. The pulse illumination light IL as the exposure light transmitted through the beam splitter 26 passes through the first relay lens 28A, and passes through the fixed reticle blind 3
0A rectangular opening and movable reticle blind 30B
After passing through the second relay lens 28B, the optical path is bent vertically downward by the mirror M, and then passes through the condenser lens 32, and then passes through the condenser lens 32 to form a rectangular illumination area 42R on the reticle R held on the reticle stage RST. Is illuminated with a uniform illuminance distribution.
【0041】一方、ビームスプリッタ26で反射された
パルス照明光ILは、集光レンズ44を介して光電変換
素子よりなるインテグレータセンサ46で受光され、イ
ンテグレータセンサ46の光電変換信号が、不図示のピ
ークホールド回路及びA/D変換器を介して出力DS
(digit/pulse)として主制御装置50に供給される。イ
ンテグレータ46としては、例えば遠紫外域で感度があ
り、且つエキシマレーザ光源16のパルス発光を検出す
るために高い応答周波数を有するPIN型のフォトダイ
オード等が使用できる。このインテグレータセンサ46
の出力DSと、ウエハWの表面上でのパルス照明光IL
の照度(露光量)との相関係数は予め求められて、主制
御装置50に併設されたメモリ51内に記憶されてい
る。On the other hand, the pulsed illumination light IL reflected by the beam splitter 26 is received by an integrator sensor 46 composed of a photoelectric conversion element via a condenser lens 44, and the photoelectric conversion signal of the integrator sensor 46 has a peak (not shown). Output DS via hold circuit and A / D converter
(Digit / pulse) is supplied to the main controller 50. As the integrator 46, for example, a PIN-type photodiode or the like having sensitivity in the deep ultraviolet region and having a high response frequency for detecting pulse emission of the excimer laser light source 16 can be used. This integrator sensor 46
And the pulse illumination light IL on the surface of the wafer W
The correlation coefficient with the illuminance (exposure amount) is obtained in advance and stored in the memory 51 provided with the main controller 50.
【0042】前記レチクルステージRST上にレチクル
Rが載置され、不図示のバキュームチャック等を介して
吸着保持されている。レチクルステージRSTは、水平
面(XY平面)内で微小駆動可能であるとともに、レチ
クルステージ駆動部48によって走査方向(ここでは図
1の紙面左右方向であるY方向とする)に所定ストロー
ク範囲で走査されるようになっている。この走査中のレ
チクルステージRSTの位置は、レチクルステージRS
T上に固定された移動鏡52Rを介して外部のレーザ干
渉計54Rによって計測され、このレーザ干渉計54R
の計測値が主制御装置50に供給されるようになってい
る。A reticle R is mounted on the reticle stage RST, and is held by suction via a vacuum chuck (not shown). The reticle stage RST is finely drivable in a horizontal plane (XY plane), and is scanned by a reticle stage driving unit 48 in a predetermined stroke range in a scanning direction (here, the Y direction which is the horizontal direction in FIG. 1). It has become so. The position of the reticle stage RST during this scanning is the same as that of the reticle stage RS.
Measurement is performed by an external laser interferometer 54R via a movable mirror 52R fixed on T, and the laser interferometer 54R
Are supplied to the main controller 50.
【0043】前記投影光学系PLは、両側テレセントリ
ックな光学配置になるように配置された共通のZ軸方向
の光軸AXを有する複数枚のレンズエレメントから構成
されている。また、この投影光学系PLとしては、投影
倍率α(αは例えば1/4又は1/5)のものが使用さ
れている。このため、前記の如くして、パルス照明光I
LによりレチクルR上の照明領域42Rが照明される
と、そのレチクルRに形成されたパターンが投影光学系
PLによって投影倍率αで縮小された像が表面にレジス
ト(感光剤)が塗布されたウエハW上のスリット状の露
光領域42Wに投影露光される。The projection optical system PL is composed of a plurality of lens elements having a common optical axis AX in the Z-axis direction arranged to have a telecentric optical arrangement on both sides. The projection optical system PL has a projection magnification α (α is, for example, 4 or 5). Therefore, as described above, the pulsed illumination light I
When the illumination area 42R on the reticle R is illuminated by L, an image obtained by reducing the pattern formed on the reticle R by the projection optical system PL at the projection magnification α is coated on the surface with a resist (photosensitive agent). Projection exposure is performed on the slit-shaped exposure area 42W on W.
【0044】前記XYステージ14は、ウエハステージ
駆動部56によってXY面内で走査方向であるY方向及
びこれに直交するX方向(図1における紙面直交方向)
に2次元駆動されるようになっている。このXYステー
ジ14上に、Zチルトステージ58が搭載され、このZ
チルトステージ58上に不図示のウエハホルダを介して
ウエハWが真空吸着等により保持されている。Zチルト
ステージ58は、ウエハWのZ方向の位置(フォーカス
位置)を調整すると共に、XY平面に対するウエハWの
傾斜角を調整する機能を有する。また、XYステージ1
4の位置は、Zチルトステージ58上に固定された移動
鏡52Wを介して外部のレーザ干渉計54Wにより計測
され、このレーザ干渉計54Wの計測値が主制御装置5
0に供給されるようになっている。The XY stage 14 is scanned by the wafer stage driving unit 56 in the Y direction which is the scanning direction in the XY plane and the X direction orthogonal thereto (the direction perpendicular to the plane of FIG. 1).
Are driven two-dimensionally. On the XY stage 14, a Z tilt stage 58 is mounted.
The wafer W is held on the tilt stage 58 via a wafer holder (not shown) by vacuum suction or the like. The Z tilt stage 58 has a function of adjusting the position (focus position) of the wafer W in the Z direction and adjusting the inclination angle of the wafer W with respect to the XY plane. Also, XY stage 1
4 is measured by an external laser interferometer 54W via a movable mirror 52W fixed on a Z tilt stage 58, and the measured value of the laser interferometer 54W is
0 is supplied.
【0045】制御系は、図1中、制御手段としての主制
御装置50によって主に構成される。主制御装置50
は、CPU(中央演算処理装置)、ROM(リード・オ
ンリ・メモリ)、RAM(ランダム・アクセス・メモ
リ)等から成るいわゆるマイクロコンピュータ(又はミ
ニコンピュータ)を含んで構成され、露光動作が的確に
行われるように、例えばレチクルRとウエハWの同期走
査、ウエハWのステッピング、露光タイミング等を統括
して制御する。The control system is mainly constituted by a main controller 50 as a control means in FIG. Main controller 50
Is configured to include a so-called microcomputer (or minicomputer) including a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like, so that the exposure operation can be performed accurately. As described above, for example, synchronous scanning of the reticle R and the wafer W, stepping of the wafer W, exposure timing, and the like are collectively controlled.
【0046】具体的には、主制御装置50は、例えば走
査露光時には、レチクルRがレチクルステージRSTを
介して+Y方向(又は−Y方向)に速度VR で走査され
るのに同期して、XYステージ14を介してウエハWが
露光領域42Wに対して−Y方向(又は+Y方向)に速
度α・VR (αはレチクルRからウエハWに対する投影
倍率)で走査されるように、レーザ干渉計54R、54
Wの計測値に基づいてレチクルステージ駆動部48、ウ
エハステージ駆動部56をそれぞれ介してレチクルステ
ージRST、XYステージ14の位置及び速度をそれぞ
れ制御する。また、ステッピングの際には、主制御装置
50ではレーザ干渉計54Wの計測値に基づいてウエハ
ステージ駆動部56を介してXYステージ14の位置を
制御する。このように、本第1の実施形態では、主制御
装置50、レーザ干渉計54R、54W、レチクルステ
ージ駆動部48、ウエハステージ駆動部56によって、
ステージ制御系が構成されている。[0046] Specifically, the main controller 50, for example, at the time of scanning exposure, in synchronism with the reticle R is scanned at a speed V R in via the reticle stage RST + Y direction (or the -Y direction), as the wafer W via the XY stage 14 is scanned in the -Y direction with respect to the exposure area 42W (or + Y direction) (the alpha projection magnification to the wafer W from the reticle R) velocity alpha · V R, the laser interferometer 54R, 54 in total
Based on the measured value of W, the position and speed of reticle stage RST and XY stage 14 are controlled via reticle stage drive unit 48 and wafer stage drive unit 56, respectively. Further, at the time of stepping, main controller 50 controls the position of XY stage 14 via wafer stage driving unit 56 based on the measurement value of laser interferometer 54W. As described above, in the first embodiment, the main controller 50, the laser interferometers 54R and 54W, the reticle stage driving unit 48, and the wafer stage driving unit 56
A stage control system is configured.
【0047】また、主制御装置50では、制御情報TS
をエキシマレーザ光源16に供給することによって、エ
キシマレーザ光源16の発光タイミング、及び発光パワ
ー等を制御する。また、主制御装置50は、エネルギ粗
調器20、照明系開口絞り板24をモータ38、駆動装
置40をそれぞれ介して制御し、更にステージ系の動作
情報に同期して可動レチクルブラインド30Bの開閉動
作を制御する。このように本実施形態では、主制御装置
50が、露光コントローラ及びステージコントローラの
役目をも有している。これらのコントローラを主制御装
置50とは別に設けても良いことは勿論である。In the main control unit 50, the control information TS
Is supplied to the excimer laser light source 16, thereby controlling the light emission timing and the light emission power of the excimer laser light source 16. Further, main controller 50 controls energy rough adjuster 20 and illumination system aperture stop plate 24 via motor 38 and drive device 40, respectively, and further opens and closes movable reticle blind 30B in synchronization with stage system operation information. Control behavior. As described above, in the present embodiment, the main controller 50 also has a role of an exposure controller and a stage controller. Needless to say, these controllers may be provided separately from main controller 50.
【0048】次に、本実施形態の走査型露光装置10の
露光量制御系の構成について図2に基づいて説明する。Next, the configuration of the exposure control system of the scanning exposure apparatus 10 of the present embodiment will be described with reference to FIG.
【0049】図2には、図1の走査型露光装置10の露
光量制御に関連する構成部分が取り出して示されてい
る。この図2に示されるように、エキシマレーザ光源1
6の内部には、レーザ共振器16a、ビームスプリッタ
16b、エネルギモニタ16c、エネルギコントローラ
16d及び高圧電源16e等が設けられている。FIG. 2 shows components of the scanning exposure apparatus 10 shown in FIG. As shown in FIG. 2, the excimer laser light source 1
6, a laser resonator 16a, a beam splitter 16b, an energy monitor 16c, an energy controller 16d, a high-voltage power supply 16e, and the like are provided.
【0050】図2において、レーザ共振器16aからパ
ルス的に放出されたレーザビームは、透過率が高く僅か
な反射率を有するビームスプリッタ16bに入射し、ビ
ームスプリッタ16bを透過したレーザビームLBが外
部に射出される。また、ビームスプリッタ16bで反射
されたレーザビームが光電変換素子より成るエネルギモ
ニタ16cに入射し、エネルギモニタ16cからの光電
変換信号が不図示のピークホールド回路を介して出力E
Sとしてエネルギコントローラ16dに供給されてい
る。エネルギモニタ16cの出力ESに対応するエネル
ギの制御量の単位は(mJ/pulse)である。通常の発光
時には、エネルギコントローラ16dは、エネルギモニ
タ16cの出力ESが、主制御装置50より供給された
制御情報TS中の1パルス当たりのエネルギの目標値に
対応した値となるように、高圧電源16eでの電源電圧
をフィードバック制御する。また、エネルギコントロー
ラ16dは、レーザ共振器16aに供給されるエネルギ
を高圧電源16eを介して制御することにより発振周波
数をも変更する。すなわち、エネルギコントローラ16
dは、主制御装置50からの制御情報TSに応じてエキ
シマレーザ光源16の発振周波数を主制御装置50で指
示された周波数に設定するとともに、エキシマレーザ光
源16での1パルス当たりのエネルギが主制御装置50
で指示された値となるように高圧電源16eの電源電圧
のフィードバック制御を行なう。In FIG. 2, a laser beam emitted in a pulse form from a laser resonator 16a is incident on a beam splitter 16b having a high transmittance and a small reflectance, and a laser beam LB transmitted through the beam splitter 16b is externally transmitted. Injected into. The laser beam reflected by the beam splitter 16b enters an energy monitor 16c composed of a photoelectric conversion element, and a photoelectric conversion signal from the energy monitor 16c is output via a peak hold circuit (not shown).
S is supplied to the energy controller 16d. The unit of the control amount of the energy corresponding to the output ES of the energy monitor 16c is (mJ / pulse). During normal light emission, the energy controller 16d operates the high-voltage power supply so that the output ES of the energy monitor 16c becomes a value corresponding to the target value of energy per pulse in the control information TS supplied from the main controller 50. The power supply voltage at 16e is feedback-controlled. The energy controller 16d also changes the oscillation frequency by controlling the energy supplied to the laser resonator 16a via the high-voltage power supply 16e. That is, the energy controller 16
d sets the oscillation frequency of the excimer laser light source 16 to the frequency instructed by the main controller 50 according to the control information TS from the main controller 50, and the energy per pulse of the excimer laser light source 16 is Control device 50
The feedback control of the power supply voltage of the high-voltage power supply 16e is performed so as to have the value specified by.
【0051】また、エキシマレーザ光源16内のビーム
スプリッタ16bの外側には、主制御装置50からの制
御情報に応じてレーザビームLBを遮光するためのシャ
ッタ16fも配置されている。Outside the beam splitter 16b in the excimer laser light source 16, a shutter 16f for blocking the laser beam LB in accordance with control information from the main controller 50 is also provided.
【0052】更に、後述する制御テーブルの作成時に
は、エネルギモニタ16cの出力ESがエネルギコント
ローラ16dを介して主制御装置50に供給され、主制
御装置50では、エネルギコントローラ16cの出力E
Sとインテグレータセンサ46の出力DSとの相関関係
を求める。そして、走査露光時に主制御装置50は、所
定の制御情報TSをエネルギコントローラ16cに送っ
て、エキシマレーザ光源16にパルス発光を行わしめ、
各パルス照明光毎にインテグレータセンサ46からの出
力DSを積算して、順次ウエハW上の各点での積算露光
量を求める。この各点の積算露光量がウエハW上のフォ
トレジストに対する設定露光量となるように、主制御装
置50はエネルギ粗調器20における透過率の調整、及
びエキシマレーザ光源16における1パルス当たりのエ
ネルギの微調整をウエハの露光前に行う。Further, when a control table described later is created, the output ES of the energy monitor 16c is supplied to the main controller 50 via the energy controller 16d, and the main controller 50 outputs the output ES of the energy controller 16c.
The correlation between S and the output DS of the integrator sensor 46 is determined. Then, at the time of scanning exposure, the main controller 50 sends predetermined control information TS to the energy controller 16c to cause the excimer laser light source 16 to perform pulse emission,
The output DS from the integrator sensor 46 is integrated for each pulsed illumination light, and the integrated exposure amount at each point on the wafer W is sequentially obtained. Main controller 50 adjusts the transmittance of energy rough adjuster 20 and adjusts the energy per pulse of excimer laser light source 16 so that the integrated exposure amount at each point becomes the set exposure amount for the photoresist on wafer W. Fine adjustment before exposure of the wafer.
【0053】次に、上記のようにして構成された走査型
露光装置10における露光量制御動作の一例について説
明する。Next, an example of an exposure amount control operation in the scanning exposure apparatus 10 configured as described above will be described.
【0054】始めに、露光量制御の前提となる制御テー
ブルの作成手順を説明する。ここでは、インテグレータ
センサ46を中心にして制御テーブルを作成するため、
エキシマレーザ光源16内のエネルギモニタ16cの出
力ESの単位(エネルギ制御量の単位)を(mJ/puls
e)と仮定する。上述のように、インテグレータセンサ4
6の出力DSの単位(エネルギ制御量の単位)は(digi
t/pulse)である。First, a procedure for creating a control table which is a premise of exposure amount control will be described. Here, since the control table is created around the integrator sensor 46,
The unit of the output ES (unit of the energy control amount) of the energy monitor 16c in the excimer laser light source 16 is (mJ / pulse).
Assume e). As described above, the integrator sensor 4
The unit of output DS 6 (unit of energy control amount) is (digi
t / pulse).
【0055】ここで、インテグレータセンサ46の出力
DSは、図1のZチルトステージ58上で像面(即ち、
ウエハの表面)と同じ高さに設置された不図示の基準照
度計の出力に対して予め較正(キャリブレーション)さ
れているものとする。その基準照度計のデータ処理単位
は(mJ/(cm2 ・pulse))なる物理量であり、イン
テグレータセンサ46の較正とは、インテグレータセン
サ46の出力DS(digit/pulse)を、像面上の露光量
(mJ/(cm2 ・pulse))に変換するための変換係
数、或いは変換関数を得ることである。この変換係数、
或いは変換関数を用いると、インテグレータセンサ46
の出力DSより間接的に像面上に与えられている露光量
を計測できることになる。そこで、以下の説明では、イ
ンテグレータセンサ46の出力DSより間接的に求めら
れる像面上での露光量を、インテグレータセンサ46に
よる処理量P(mJ/(cm2 ・pulse))として説明す
る。Here, the output DS of the integrator sensor 46 is applied to an image plane (ie, an image plane) on the Z tilt stage 58 in FIG.
It is assumed that the output of a reference illuminometer (not shown) installed at the same height as the surface of the wafer has been calibrated in advance. The data processing unit of the reference illuminometer is a physical quantity of (mJ / (cm 2 · pulse)). Calibration of the integrator sensor 46 means that the output DS (digit / pulse) of the integrator sensor 46 is obtained by exposing the image on the image plane. To obtain a conversion coefficient or a conversion function for converting into a quantity (mJ / (cm 2 · pulse)). This conversion factor,
Alternatively, if a conversion function is used, the integrator sensor 46
Can be measured indirectly from the output DS. Therefore, in the following description, the exposure amount on the image plane indirectly obtained from the output DS of the integrator sensor 46 will be described as the processing amount P (mJ / (cm 2 · pulse)) by the integrator sensor 46.
【0056】今、求めようとしているのは、像面上の露
光量、即ち、インテグレータセンサ46の処理量P(m
J/(cm2 ・pulse))と、エキシマレーザ光源16内
のエネルギモニタ16cの出力ES(mJ/pulse)との
相関関係である。そのための前提条件として、図1のエ
キシマレーザ光源16からのレーザビームLBの1パル
ス当たりのエネルギEは、所定の中心エネルギE0 にて
安定化されるものとする。また、エネルギ粗調器20に
おける透過率を100%(開放)に設定するものとす
る。Now, what is to be obtained is the exposure amount on the image plane, that is, the processing amount P (m) of the integrator sensor 46.
J / (cm 2 · pulse)) and the output ES (mJ / pulse) of the energy monitor 16c in the excimer laser light source 16. As a precondition for this, it is assumed that the energy E per pulse of the laser beam LB from the excimer laser light source 16 in FIG. 1 is stabilized at a predetermined center energy E 0 . Also, the transmittance in the energy rough adjuster 20 is set to 100% (open).
【0057】そして、レーザビームLBのエネルギE
を、その中心エネルギE0 の上下に次のように変化させ
る。但し、相関データ取りに用いるデータ数をNDATAと
している。Then, the energy E of the laser beam LB
Is changed above and below the center energy E 0 as follows. However, the number of data used for acquiring correlation data is N DATA .
【0058】 E=E0 {1±(i/NDATA)×ER /E0 } ……(3) ここで、ER は必要となるエネルギ変調レンジであり、
典型的にはER /E0は0.02〜0.03である。ま
た、iは整数であり、iの値は例えば、0〜NDATAの範
囲で変化させる。E = E 0 {1 ± (i / N DATA ) × E R / E 0 } (3) where E R is a necessary energy modulation range,
Typically, E R / E 0 is 0.02 to 0.03. In addition, i is an integer, and the value of i is changed in a range of 0 to N DATA , for example.
【0059】そして、実際にiの値を変化させながらエ
キシマレーザ光源16にパルス発光を行わせて、インテ
グレータセンサ46の処理量Pの値Pi と、エネルギモ
ニタ16cの出力ESの値Ei とを相関データ(Pi ,
Ei )として記録する。1つのデータは1パルスの結果
でも複数パルスの平均値でも、同時計測されたデータで
あればどちらでもよい。Then, by causing the excimer laser light source 16 to perform pulse emission while actually changing the value of i, the value P i of the processing amount P of the integrator sensor 46 and the value E i of the output ES of the energy monitor 16c are calculated. To the correlation data (P i ,
Record as E i ). One data may be a result of one pulse, an average value of a plurality of pulses, or any data as long as it is data measured simultaneously.
【0060】図3には、このようにして得られた相関デ
ータ(Pi ,Ei )が示されている。この図3におい
て、横軸はインテグレータセンサ46の処理量の値
Pi 、縦軸はエネルギモニタ16cの出力の値Ei であ
る。そして、例えば図3の相関データを補間して、イン
テグレータセンサ46の処理量P(mJ/(cm2 ・pul
se))からエネルギモニタ16cの出力ES(mJ/pu
lse)を算出するための変換関数f(P)を求めるか、又
はその処理量Pからその出力ESを求めるための変換係
数を求め、その変換関数f(P)又は変換係数を制御テ
ーブルとして図1のメモリ51に記憶する。その後、主
制御装置50では、その制御テーブル、及びインテグレ
ータセンサ46の処理量Pに基づいて対応するエネルギ
モニタ16cの出力ESを正確に算出することができ
る。FIG. 3 shows the correlation data (P i , E i ) thus obtained. In FIG. 3, the horizontal axis represents the processing amount value P i of the integrator sensor 46, and the vertical axis represents the output value E i of the energy monitor 16c. Then, for example, the correlation data of FIG. 3 is interpolated to obtain the processing amount P (mJ / (cm 2 · pul) of the integrator sensor 46.
se)) to the output ES (mJ / pu) of the energy monitor 16c.
1se) or a conversion coefficient for obtaining the output ES from the processing amount P, and the conversion function f (P) or the conversion coefficient is used as a control table. 1 in the memory 51. Thereafter, the main controller 50 can accurately calculate the corresponding output ES of the energy monitor 16c based on the control table and the processing amount P of the integrator sensor 46.
【0061】以下の説明では、簡単のためインテグレー
タセンサ46とエネルギモニタ16cとの相関が非常に
リニアであり、相関データ(Pi ,Ei )が図3中の実
線の直線で示されるような1次関数で表され、そのオフ
セットは0とみなすことができ、その傾きを変換係数β
として扱えるものとする。即ち、インテグレータセンサ
46の処理量P(mJ/(cm2 ・pulse))、及び変換
係数βを用いて、次式よりエネルギモニタ16cの出力
ES(mJ/pulse)を算出できるものと仮定する。In the following description, for simplicity, the correlation between the integrator sensor 46 and the energy monitor 16c is very linear, and the correlation data (P i , E i ) is as shown by the solid straight line in FIG. It is represented by a linear function, the offset of which can be regarded as 0, and the slope of which is expressed by a conversion coefficient β
It can be treated as That is, it is assumed that the output ES (mJ / pulse) of the energy monitor 16c can be calculated from the following equation using the processing amount P (mJ / (cm 2 · pulse)) of the integrator sensor 46 and the conversion coefficient β.
【0062】 ES=β・P ……(4) そこで、主制御装置50では図3の相関データより例え
ば最小自乗近似によってその変換係数βを求め、この変
換係数βを制御テーブルとしてメモリ51内に記憶す
る。これによって制御テーブルの作成が完了する。ES = β · P (4) Then, main controller 50 obtains a conversion coefficient β from the correlation data of FIG. 3 by, for example, least squares approximation, and stores this conversion coefficient β as a control table in memory 51. Remember. This completes the creation of the control table.
【0063】次に、本実施形態の走査型露光装置10の
基本的な露光量制御シーケンスについて、主制御装置5
0内のCPUの制御アルゴリズムを示す図4のフローチ
ャートを参照して説明する。なお、エキシマレーザ光源
16からのレーザビームLBに対するエネルギ粗調器2
0による透過率は、単に露光パルス数が必要露光パルス
数以上になるように設定すればよいため、ここでは、レ
ーザビームLBのエネルギの微変調動作に着目して説明
する。Next, with respect to the basic exposure control sequence of the scanning exposure apparatus 10 of the present embodiment, the main controller 5
A description will be given with reference to the flowchart of FIG. The energy rough adjuster 2 for the laser beam LB from the excimer laser light source 16
Since the transmittance based on 0 may be simply set so that the number of exposure pulses is equal to or greater than the required number of exposure pulses, the following description focuses on the fine modulation operation of the energy of the laser beam LB.
【0064】まず、以下の説明で用いる量を次のように
定義する。First, the quantities used in the following description are defined as follows.
【0065】(a)S0 :オペレータが設定するウエハ
W上のフォトレジストに対して与えるべき露光量(設定
露光量)。 (b)N:ウエハ上の1点当たりに照射されるパルス照
明光ILのパルス数(露光パルス数)。 (c)p:露光前にインテグレータセンサ46にて間接
的に計測される像面上の平均パルスエネルギ密度(mJ
/(cm2 ・pulse))。 (d)At :設定された露光量に対する実際のウエハ上
の各ショット領域内での平均露光量誤差の目標誤差(露
光量目標値精度)。 (e)Pt :インテグレータセンサ46を基準とした設
定パルスエネルギ(mJ/(cm2 ・pulse))。 (f)Et :エキシマレーザ光源16が主制御装置50
から受けたレーザビームLBのエネルギ設定値(mJ/
pulse)。即ち、(4)式に対応して次式が成立してい
る。 Et =β・Pt ……(5)(A) S 0 : Exposure amount (set exposure amount) to be given to the photoresist on wafer W set by the operator. (B) N: pulse number (exposure pulse number) of the pulse illumination light IL irradiated per one point on the wafer. (C) p: average pulse energy density (mJ) on the image plane measured indirectly by the integrator sensor 46 before exposure
/ (Cm 2 · pulse)). (D) A t: target error (exposure amount target value precision) of the average exposure amount error in each shot area on the actual wafer for the set exposure amount. (E) P t : Set pulse energy (mJ / (cm 2 · pulse)) based on the integrator sensor 46. (F) Et : Excimer laser light source 16 is the main controller 50
Set value of laser beam LB received from (mJ /
pulse). That is, the following equation is established corresponding to equation (4). E t = β · P t (5)
【0066】(g)Vmax :XYステージ14のスキャ
ン最高速(mm/s)。 (h)Nmin :1点当たりの最小露光パルス数。 (i)Ws;ウエハ面での実効的な露光スリット幅(m
m)。 (j)fmax :エキシマレーザ光源16の実際の最高発
振周波数(Hz)。(G) V max : The maximum scanning speed of the XY stage 14 (mm / s). (H) N min : minimum number of exposure pulses per point. (I) Ws; effective exposure slit width (m
m). (J) f max : the actual maximum oscillation frequency (Hz) of the excimer laser light source 16.
【0067】また、前提条件として、レーザ発振周波数
fの中立値をf0 とする。f0 は以下の式より算出され
る。これは従来の露光量制御における、固定発振周波数
と同じである。As a precondition, the neutral value of the laser oscillation frequency f is assumed to be f 0 . f 0 is calculated by the following equation. This is the same as the fixed oscillation frequency in the conventional exposure amount control.
【0068】 f0 =Vmax ×Nmin /Ws ……(6) また、本実施形態ではf0<fmaxであり、f0<f<f
maxの範囲で発振周波数が変調可能になっているものと
する。F 0 = V max × N min / Ws (6) In the present embodiment, f 0 <f max and f 0 <f <f
It is assumed that the oscillation frequency can be modulated in the range of max .
【0069】また、エネルギ粗調器20の透過率は設定
露光量全般での露光時間を最小にするために、離散透過
率は等比数列になるように設計されているものとする。
この公比をrとしたとき、本実施形態ではr<f0/f
maxであるとする。It is assumed that the transmittance of the energy rough adjuster 20 is designed so that the discrete transmittance becomes a geometric progression in order to minimize the exposure time over the entire set exposure amount.
Assuming that the common ratio is r, in the present embodiment, r <f 0 / f
Let it be max .
【0070】そして、通常の露光量制御シーケンスは以
下のようになる。The normal exposure control sequence is as follows.
【0071】先ず、図4のステップ100において、オ
ペレータによりコンソール等の入出力装置62(図1参
照)を介して設定露光量SO が設定されるのを待ち、設
定露光量S0 が設定されると、次のステップ101に進
み、設定露光量S0 に応じてレーザビームLBの1パル
ス当たりのエネルギ設定値Et を中心エネルギEO に設
定する。First, in step 100 of FIG. 4, the process waits for the operator to set the set exposure amount S O via the input / output device 62 (see FIG. 1) such as a console, and then sets the set exposure amount S 0. If that, the process proceeds to the next step 101, set in the center energy E O energy setpoint E t per pulse of the laser beam LB in accordance with the set exposure amount S 0.
【0072】次のステップ102ではエキシマレーザ光
源16に複数回(例えば数100回)パルス発光を行わ
せて、インテグレータセンサ46の出力を積算すること
によって、間接的にウエハW上での平均パルスエネルギ
密度p(mJ/(cm2 ・pulse))を計測する。この計
測は、例えば、レチクル可動ブラインド30Bを駆動し
て、その開口を完全に閉じ、照明光ILがレチクルR側
に達するのを阻止した状態で行われる。勿論、XYステ
ージ14を駆動してウエハWを退避させた状態で行なっ
ても良い。In the next step 102, the excimer laser light source 16 is made to emit pulses a plurality of times (for example, several hundred times), and the output of the integrator sensor 46 is integrated to indirectly average the pulse energy on the wafer W. The density p (mJ / (cm 2 · pulse)) is measured. This measurement is performed, for example, in a state where the reticle movable blind 30B is driven to completely close its opening, and the illumination light IL is prevented from reaching the reticle R side. Of course, it may be performed in a state where the XY stage 14 is driven to retract the wafer W.
【0073】次のステップ103では次式より露光パル
ス数Nを算出する。 N=cint(S0/p) ……(7) ここで、関数cintは小数点以下1桁目の値の四捨五
入を表すものとする。In the next step 103, the number N of exposure pulses is calculated from the following equation. N = cint (S0 / p) (7) Here, the function cint represents the rounding of the value of the first digit after the decimal point.
【0074】次のステップ104でその露光パルス数N
が、必要な露光量制御再現精度を得るための最小露光パ
ルス数Nmin 以上であるかどうかを判断する。ここで、
最小露光パルス数Nmin は、例えば予め計測されて装置
定数として設定されているパルスエネルギのばらつき
(3σの値)δpの平均パルスエネルギ密度pに対する
比δp/pに基づいて求められる値である。In the next step 104, the number of exposure pulses N
Is greater than or equal to the minimum number N min of exposure pulses for obtaining the required exposure amount control reproduction accuracy. here,
The minimum exposure pulse number N min is a value obtained based on, for example, the ratio δp / p of the pulse energy variation (3σ value) δp measured in advance and set as a device constant to the average pulse energy density p.
【0075】そして、このステップ104における判断
が否定された場合、すなわち露光パルス数Nが最小露光
パルス数Nmin より小さい場合には、ステップ105に
移行して、図1のエネルギ粗調器20のNDフィルタに
より設定可能な透過率の中からS0 /(Nmin ×p)に
最も近く、かつN≧Nmin を満足するような透過率を選
択して設定した後、上記ステップ102、103の処理
を再び行ない、このようにしてステップ104の判断が
肯定された場合又は当初からステップ104の判断が肯
定された場合(N≧Nmin の場合)には、ステップ10
6に移行して、次式より露光量目標値精度の実測値A
tgt を算出する。If the determination at step 104 is denied, that is, if the number N of exposure pulses is smaller than the minimum number Nmin of exposure pulses, the routine proceeds to step 105, where the energy coarse controller 20 of FIG. After selecting and setting the transmittance closest to S 0 / (N min × p) from among the transmittances that can be set by the ND filter and satisfying N ≧ N min , The processing is performed again, and if the determination in step 104 is affirmed in this way or if the determination in step 104 is affirmed from the beginning (if N ≧ N min ), step 10
6, the actual measurement value A of the exposure target value accuracy is obtained from the following equation.
Calculate tgt .
【0076】 Atgt =ABS(1−pN/S0 ) ……(8) ここで、関数ABSは絶対値を求める関数である。[0076] A tgt = ABS (1-pN / S 0) ...... (8) where the function ABS is a function for obtaining the absolute values.
【0077】次のステップ107ではエキシマレーザ光
源16におけるパルスエネルギの微変調が必要であるか
否か、すなわち露光量目標値精度の実測値Atgt が上述
した露光量目標値精度At 以上であるか否かを判断す
る。そして、この判断が否定された場合、すなわち実測
値Atgt が露光量目標値精度At より小さいときには、
ステップ109に移行し、スキャン速度V=スキャン最
高速(Vmax )としてレーザ発振周波数fを次式により
算出する。In the next step 107, it is determined whether or not fine modulation of the pulse energy in the excimer laser light source 16 is necessary, that is, the actual measurement value Atgt of the exposure target value accuracy is equal to or more than the exposure target value accuracy At described above. It is determined whether or not. When the judgment is negative, that is, when the measured value A tgt is smaller than the exposure amount target value precision A t is
In step 109, the laser oscillation frequency f is calculated by the following equation with the scan speed V = the maximum scan speed (V max ).
【0078】 f=int(Vmax×N/Ws) ……(9) ここで、関数int(a)は、実数aを超えない最大の
整数を表すものとする。F = int (V max × N / Ws) (9) Here, the function int (a) represents the largest integer not exceeding the real number a.
【0079】一方、ステップ107の判断が肯定された
場合、すなわちAtgt ≧At である場合には、パルスエ
ネルギの微変調が必要であるため、ステップ108に移
行する。このステップ108では、まず、次式よりイン
テグレータセンサ46を基準とした設定パルスエネルギ
Pt (mJ/(cm2 ・pulse))を算出する。 Pt =S0 /cint(S0 /p) …(10)[0079] On the other hand, if the determination in step 107 is affirmative, i.e., if it is A tgt ≧ A t because fine modulation of the pulse energy is needed, the process proceeds to step 108. In step 108, first calculates the set relative to the integrator sensor 46 by the following equation pulse energy P t (mJ / (cm 2 · pulse)). P t = S 0 / cint (S 0 / p) (10)
【0080】次いで、メモリ51内に制御テーブルとし
て保持している変換係数βを用いて、(5)式よりエキ
シマレーザ光源16でのレーザビームLBのエネルギ設
定値Et (mJ/pulse )を算出し、このエネルギ設定
値Et をエネルギコントローラ16dに供給した後、ス
テップ109に進み、前記の如くスキャン速度V=スキ
ャン最高速(Vmax )としてレーザ発振周波数fを算出
する。Next, the energy set value E t (mJ / pulse) of the laser beam LB at the excimer laser light source 16 is calculated from the equation (5) using the conversion coefficient β held as a control table in the memory 51. and, after supplying the energy setpoint E t to the energy controller 16d, the process proceeds to step 109 to calculate the laser oscillation frequency f as the scan speed V = scan fastest as the (V max).
【0081】次のステップ110では、上で算出したレ
ーザ発振周波数fがレーザの持つ最大発振周波数fmax
以下であるか否かを判断する。そして、この判断が肯定
された場合には、ステップ111に進み、エネルギコン
トローラ16dを介してレーザ発振周波数を上で算出し
た値に設定するとともにスキャン目標速度(スキャン速
度)をスキャン最高速Vmax に設定する。一方、上記ス
テップ110の判断が否定された場合は、ステップ11
2に移行する。このステップ112では、上で算出した
レーザ発振周波数の設定は不可能であるから、エネルギ
コントローラ16dを介してレーザ発振周波数fを最大
発振周波数fmax に設定した後、ステップ113に進ん
で、スキャン速度Vを次式に基づいて設定する。In the next step 110, the laser oscillation frequency f calculated above is the maximum oscillation frequency f max of the laser.
It is determined whether or not: When the judgment is affirmative, the process proceeds to step 111, the laser oscillation frequency scanning target velocity (scanning speed) and sets the value calculated above to scan fastest V max via the energy controller 16d Set. On the other hand, if the determination in step 110 is negative, step 11
Move to 2. In this step 112, it is impossible to set the laser oscillation frequency calculated above. Therefore, after setting the laser oscillation frequency f to the maximum oscillation frequency f max via the energy controller 16d, the process proceeds to step 113, where the scan speed is set. V is set based on the following equation.
【0082】 V=Ws×fmax /N ……(11) そして、ステップ114では、それまでのステップで定
まった設定条件(V、f、Pt )にて露光を行なう。V = Ws × f max / N (11) In step 114, exposure is performed under the set conditions (V, f, P t ) determined in the steps up to that point.
【0083】図5には、上で説明した図4のフローチャ
ートに従った露光量制御シーケンスにおける設定露光量
(S0 )と1点当たりの露光時間(Texp )の関係が示
されている。この図5において、実線は本実施形態の場
合を示し、点線は比較のために、従来の場合を示したも
のである。FIG. 5 shows the relationship between the set exposure amount (S 0 ) and the exposure time per point (T exp ) in the exposure amount control sequence according to the flowchart of FIG. 4 described above. In FIG. 5, a solid line shows the case of the present embodiment, and a dotted line shows a conventional case for comparison.
【0084】この図5から明らかなように、本実施形態
によると、高感度レジストに対応した領域(設定露光量
S0 ≦PNmin ・(fmax/f0) の領域)において、エ
ネルギ粗調器20の離散的な減光率の影響を受けること
なく、常に(設定露光量S0の値にかかわらず)スキャ
ン最高速(Vmax )にて露光が可能になり、露光時間
(Texp )が最小になる。また、低感度レジストに対応
する領域(設定露光量S0 >PNmin ・(fmax/f0)
の領域)でも、レーザの持つ最大発振周波数fma x での
露光となるために、従来例を示す点線の傾き∂T/∂N
=1/f0 と、本実施形態を示す実線の傾き∂T/∂N
=1/fmax とを比較すると明らかなように、露光時間
が短縮する。即ち、広範囲の設定露光領域スループット
としても最大を得ることが可能となる。また、そのスキ
ャン最高速で露光できる設定露光量の範囲もS0 =PN
min からPNmin ・(fmax/f0) に拡大される。As is apparent from FIG. 5, according to the present embodiment, in the region corresponding to the high-sensitivity resist (the region of the set exposure amount S 0 ≤ PN min · (f max / f 0 )), the energy is roughly adjusted. The exposure can always be performed at the maximum scanning speed (V max ) (independent of the value of the set exposure amount S 0 ) without being affected by the discrete dimming rate of the detector 20, and the exposure time (T exp ) Is minimized. Further, a region corresponding to the low-sensitivity resist (set exposure amount S 0 > PN min · (f max / f 0 ))
But the region), to become exposed at the maximum oscillation frequency f ma x with the laser, the gradient of the dotted line showing a conventional example ∂T / ∂N
= 1 / f 0 and the gradient ΔT / ΔN of the solid line indicating the present embodiment.
As is clear from comparison with = 1 / fmax , the exposure time is shortened. That is, it is possible to obtain the maximum as the throughput of the set exposure area in a wide range. Also, the range of the set exposure amount that can be exposed at the highest scanning speed is S 0 = PN
min to PN min · (f max / f 0 ).
【0085】さらに、本実施形態では、エキシマレーザ
光源16のパルスエネルギを微変調しているため、高
速、且つ高精度にウエハWに対するレーザビームLBの
露光量を制御でき、ウエハW上の各点で所望の積算露光
量を得ることができる。Further, in this embodiment, since the pulse energy of the excimer laser light source 16 is finely modulated, the exposure amount of the laser beam LB to the wafer W can be controlled at high speed and with high accuracy. Thus, a desired integrated exposure amount can be obtained.
【0086】ところで、上で説明した露光量制御シーケ
ンスは、像面照度の低い照明条件の場合により一層大き
な効果を発揮する。照明系開口絞り板24等による照明
条件変更時のパワーロスに対しては、エネルギ伝送効率
を落とさないような照明光学系が提案されているが、照
明条件間差が零であるような完全な系は達成困難であ
り、照度(平均パルスエネルギ)の照明条件間差は避け
られない。Incidentally, the exposure amount control sequence described above exerts a greater effect in the case of an illumination condition with a low image plane illuminance. An illumination optical system that does not reduce the energy transmission efficiency has been proposed for the power loss when the illumination condition is changed by the illumination system aperture stop plate 24 or the like. However, a complete system in which the difference between the illumination conditions is zero is proposed. Is difficult to achieve, and a difference between illumination conditions of illuminance (average pulse energy) is inevitable.
【0087】ここで、一例として、平均パルスエネルギ
が最大となる標準照明条件に対する効率をE(E<1)
とした照明条件を例にとって、本実施形態の露光量制御
シーケンスが一層大きな効果を発揮することの一例を図
6を用いて説明する。この図6では、説明の簡略化を図
るべく透過率が連続可変のアッテネータ(変調器)が使
用されているものとする。Here, as an example, the efficiency with respect to the standard illumination condition in which the average pulse energy is maximized is E (E <1).
An example in which the exposure amount control sequence of the present embodiment exerts a greater effect will be described with reference to FIG. In FIG. 6, it is assumed that an attenuator (modulator) whose transmittance is continuously variable is used to simplify the description.
【0088】従来シーケンスでの標準照明条件において
は、図6中にケース1で示されるように、その照明条件
の1点当たりの最小露光時間は(Ws/Vmax )=(N
min/f0 )であり、その最小露光時間で露光できる最
大露光量はPNmin と表せる。それに対して、効率Eの
照明条件では、最小露光時間で露光できる最大露光量
は、図6中にケース2で示されるように、EPNmin と
なって、効率Eの小さな照明条件では設定露光量全般で
のスループットが良くなかった。Under the standard illumination condition in the conventional sequence, as shown in case 1 in FIG. 6, the minimum exposure time per point under the illumination condition is (Ws / V max ) = (N
min / f 0 ), and the maximum exposure amount that can be exposed in the minimum exposure time can be expressed as PN min . On the other hand, under the illumination condition of the efficiency E, the maximum exposure amount that can be exposed in the minimum exposure time is EPN min as shown in a case 2 in FIG. Overall throughput was not good.
【0089】これに対し、本実施形態のシーケンスを上
記効率Eの照明条件に適応すると、図6中のケース3に
示されるように、最小露光時間はWs/Vmax であり、
従来例の場合と変わらないが、その最小露光時間で露光
できる最大の設定露光量S0はEPNmin×(fmax/f
0 )と拡大され、これはケース1で示される従来シーケ
ンスでの標準照明条件における最大の設定露光量S0 =
PNmin により大きくなっている。これは、本実施形態
では、レーザ発振周波数(繰り返し周波数)を上げるこ
とによって実効的な照度を上げ、照明条件の変更による
平均パルスエネルギの低下分を補うことが可能だからで
ある。このように、上記のシーケンスによると、照度の
低い照明条件において、発振周波数fの変調できる範囲
(EPNmin ≦S0 <EPNmin(fmax/f0 ))で露
光時間が短縮され、低感度領域全般でスループットが改
善される。[0089] In contrast, when the sequence of this embodiment is adapted to light conditions in the efficiency E, as shown in case 3 of FIG. 6, the minimum exposure time is Ws / V max,
Although not different from the case of the conventional example, the maximum set exposure amount S 0 that can be exposed in the minimum exposure time is EPN min × (f max / f
0 ), which is the maximum set exposure amount S 0 = under the standard illumination condition in the conventional sequence shown in Case 1.
Increased by PN min . This is because, in the present embodiment, the effective illuminance can be increased by increasing the laser oscillation frequency (repetition frequency), and the decrease in the average pulse energy due to the change in the illumination conditions can be compensated. As described above, according to the above sequence, the exposure time is shortened in the range where the oscillation frequency f can be modulated (EPN min ≦ S 0 <EPN min (f max / f 0 )) under the illumination condition of low illuminance, and the low sensitivity Throughput is improved throughout the area.
【0090】なお、上記実施形態では、エキシマレーザ
光源16のパルスエネルギを微変調する場合について説
明したが、本発明がこれに限定されるものではなく、こ
れに代えて、又はこれとともにエネルギ微変調器とし
て、前述した図11(A)、(B)に示されるようなエ
ネルギ微変調器を用いてパルスエネルギを微変調するよ
うにしても良いことは勿論である。この場合には、当該
微変調器が、例えば図1のエネルギ粗調器20とフライ
アイレンズ22との間のレーザビームLBの光路上に配
置されるとともに、ウエハW上の各点で所望の積算露光
量が得られるように主制御装置50によってこれが制御
されることとなる。In the above embodiment, the case where the pulse energy of the excimer laser light source 16 is finely modulated has been described. However, the present invention is not limited to this, and the energy fine modulation may be performed instead or together with this. Of course, the pulse energy may be finely modulated using an energy fine modulator as shown in FIGS. 11A and 11B described above. In this case, the fine modulator is arranged, for example, on the optical path of the laser beam LB between the energy rough adjuster 20 and the fly-eye lens 22 in FIG. This is controlled by main controller 50 so that the integrated exposure amount is obtained.
【0091】《第2の実施形態》次に、本発明の第2の
実施形態を図7ないし図10に基づいて説明する。ここ
で、前述した第1の実施形態と同一若しくは同等の構成
部分については同一の符号を用いるとともに、その説明
を簡略にし若しくは省略するものとする。<< Second Embodiment >> Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, the same reference numerals are used for the same or equivalent components as those in the first embodiment, and the description thereof will be simplified or omitted.
【0092】図7には、本第2の実施形態に係る走査型
露光装置70の構成が概略的に示されている。この走査
型露光装置70は、エネルギ微変調器を用いてパルスエ
ネルギの微変調を行な点が、エキシマレーザ光源16の
出力パルスエネルギそのものを微変調する前述した第1
の実施形態の走査型露光装置10とは異なる。FIG. 7 schematically shows the configuration of a scanning exposure apparatus 70 according to the second embodiment. The point of performing fine modulation of the pulse energy using the energy fine modulator is that the scanning exposure apparatus 70 finely modulates the output pulse energy itself of the excimer laser light source 16.
This is different from the scanning exposure apparatus 10 of the embodiment.
【0093】このため、この走査型露光装置70では、
図7に示されるように、エネルギ粗調器20とフライア
イレンズ22との間のレーザビームLBの光路上に、エ
ネルギ微変調器21が設けられている。このエネルギ微
変調器21としては、例えば前述した図11(A)に示
されるダブル・グレーティング方式の微変調器や、図1
1(B)に示される2枚のそれぞれ入射角に応じて透過
率が微調整される光学フィルタ板と、この2枚の光学フ
ィルタ板の交差角を所定範囲で調整する駆動装置とから
成るエネルギ微変調器を用いることができる。このエネ
ルギ微変調器21による微調量TF が主制御装置50に
よって制御される。For this reason, in this scanning type exposure apparatus 70,
As shown in FIG. 7, an energy fine modulator 21 is provided on the optical path of the laser beam LB between the rough energy adjuster 20 and the fly-eye lens 22. As the energy fine modulator 21, for example, the above-described double grating type fine modulator shown in FIG.
An energy filter comprising two optical filter plates whose transmittance is finely adjusted according to the respective incident angles, and a drive device for adjusting the crossing angle of the two optical filter plates within a predetermined range as shown in FIG. Fine modulators can be used. The fine control amount TF by the energy fine modulator 21 is controlled by the main controller 50.
【0094】なお、エネルギ微変調器21として、例え
ばラマン−ナス回折(デバイ・シアース効果)等を利用
する音響光学変調器を用い、この音響光学変調器での変
調状態を制御することにより透過光量を連続的に変化さ
せるようにしても良い。As the energy fine modulator 21, for example, an acousto-optic modulator utilizing Raman-Nass diffraction (Debye-Shears effect) or the like is used, and by controlling the modulation state of this acousto-optic modulator, the amount of transmitted light can be increased. May be changed continuously.
【0095】図8には、そのエネルギ微変調器21内の
駆動装置(図示省略)に対する外部からの制御量と透過
率の変化量との関係が直線Qとして示されている。この
図8において、射出されるレーザビームの光量を入射す
るレーザビームの光量で除算して得られる透過率を微調
量TF としている。本実施形態では、微調量TF の調整
範囲は所定の最小値Tmin から最大値Tmax 間での連続
する範囲であり、内部の駆動装置に対する制御量を中央
値(中立点)に設定することにより、微調量TF は、最
小値Tmin と最大値Tmax との中央値T0 になるように
調整されている。更に、エネルギ微変調器21をリセッ
トした場合には、制御量が中立点に設定され、微調量T
F が中央値T0 に設定されるようになっている。FIG. 8 shows, as a straight line Q, the relationship between the amount of control of the driving device (not shown) in the energy fine modulator 21 from the outside and the amount of change in transmittance. In FIG. 8, the transmittance obtained by dividing the light amount of the emitted laser beam by the light amount of the incident laser beam is defined as a fine adjustment amount TF . In the present embodiment, the adjustment range of the fine adjustment amount TF is a continuous range from a predetermined minimum value Tmin to a maximum value Tmax , and the control amount for the internal driving device is set to a central value (neutral point). by fine metering T F is adjusted to the center value T 0 of the minimum value T min and a maximum value T max. Further, when the energy fine modulator 21 is reset, the control amount is set to the neutral point, and the fine adjustment amount T
F is set to the median T 0 .
【0096】その他の部分の構成等は、主制御装置50
内CPUの制御アルゴリズムが異なる点を除けば、前述
した第1の実施形態の走査型露光装置装置10と同様に
なっている。The configuration of the other parts is the same as that of main controller 50.
The configuration is the same as that of the scanning exposure apparatus 10 of the first embodiment except that the control algorithm of the CPU is different.
【0097】次に、本実施形態の走査型露光装置70の
基本的な露光量制御シーケンスについて、主制御装置5
0内のCPUの制御アルゴリズムを示す図9及び図10
のフローチャートを参照して説明する。なお、エキシマ
レーザ光源16からのレーザビームLBに対するエネル
ギ粗調器20による透過率は、単に露光パルス数が必要
露光パルス数以上になるように設定すればよいため、こ
こでは、レーザビームLBのエネルギの微変調動作に着
目して説明する。Next, with respect to the basic exposure control sequence of the scanning type exposure apparatus 70 of the present embodiment, the main controller 5
9 and 10 showing the control algorithm of the CPU within 0
This will be described with reference to the flowchart of FIG. Note that the transmittance of the laser beam LB from the excimer laser light source 16 by the energy rough adjuster 20 may be simply set so that the number of exposure pulses is equal to or more than the required number of exposure pulses. The following description focuses on the fine modulation operation described above.
【0098】本実施形態における露光量制御は、各ショ
ット領域内ではパルスカウント方式で行われるが、ショ
ット領域間で所定のエネルギ変調が行われるものであ
る。The exposure amount control in this embodiment is performed by a pulse count method in each shot area, but a predetermined energy modulation is performed between shot areas.
【0099】先ず、図9のステップ201において、オ
ペレータによりコンソール等の入出力装置62(図7参
照)を介して、ウエハW上で露光対象とする多数のショ
ット領域の例えば中心座標(露光位置)、各ショット領
域への露光を行う際のウエハWの走査方向への移動距離
(走査長)L、およびウエハW上の1点当りに照射すべ
き目標積算露光量(設定露光量)S0 (mJ/cm2 )
等が設定されるのを待つ。そして、設定露光量S0 等が
設定されると、次のステップ202に進み、エキシマレ
ーザ光源16に複数回(例えば数100回)パルス発光
を行わせて、インテグレータセンサ46の出力を積算す
ることによって、間接的にウエハW上での平均パルスエ
ネルギ密度p(mJ/(cm2 ・pulse))を計測する。
この計測は、例えば、レチクル可動ブラインド30Bを
駆動して、その開口を完全に閉じ、照明光ILがレチク
ルR側に達するのを阻止した状態で行われる。勿論、X
Yステージ14を駆動してウエハWを退避させた状態で
行なっても良い。なお、上記の平均パルスエネルギ密度
を計測する際に、レーザビームLBのパルスエネルギの
標準偏差の3倍(3σ)の値(ばらつき)δPの平均パ
ルスエネルギ密度pに対する比δP/pを求めることも
可能である。First, in step 201 of FIG. 9, for example, center coordinates (exposure positions) of a number of shot areas to be exposed on the wafer W by the operator via the input / output device 62 (see FIG. 7) such as a console. The movement distance (scan length) L of the wafer W in the scanning direction when performing exposure to each shot area, and the target integrated exposure amount (set exposure amount) S 0 to be irradiated per point on the wafer W (set exposure amount) S 0 ( mJ / cm 2 )
Wait for setting etc. Then, when the set exposure amount S 0 and the like are set, the process proceeds to the next step 202, where the excimer laser light source 16 performs pulse emission a plurality of times (for example, several hundred times) to integrate the output of the integrator sensor 46. Indirectly, the average pulse energy density p (mJ / (cm 2 · pulse)) on the wafer W is measured.
This measurement is performed, for example, in a state where the reticle movable blind 30B is driven to completely close its opening, and the illumination light IL is prevented from reaching the reticle R side. Of course, X
The operation may be performed in a state where the Y stage 14 is driven to retract the wafer W. When measuring the above average pulse energy density, the ratio δP / p of the value (variation) δP of three times (3σ) the standard deviation of the pulse energy of the laser beam LB to the average pulse energy density p may be obtained. It is possible.
【0100】次のステップ203では前述したステップ
103と同様にして露光パルス数Nを算出する。In the next step 203, the number N of exposure pulses is calculated in the same manner as in step 103 described above.
【0101】この露光パルス数Nの算出に続き、図示は
省略したが、主制御装置50内のCPUでは、例えば予
め計測されて装置定数として設定されているパルスエネ
ルギのばらつき(3σの値)δPの平均パルスエネルギ
密度pに対する比δP/pに基づいて、ウエハW上の各
ショット領域内での積算露光量のばらつきを所定の許容
値以内に抑さえるために必要な最小露光パルス数Nmin
を求める。なお、上記ステップ202で求めたδP/p
に基づいて最小露光パルス数Nmin を求めるようにして
も良い。本実施形態のように、1つのエキシマレーザ光
源16からのパルス光を順次露光する方式では、ウエハ
上の1点当りの積算露光量Sの分布は、例えば特開平8
−250402号公報に開示されているように、平均値
がNpで3σの値がN1/2 ・δPの正規分布となる。ま
た、ウエハW上の各ショット領域内での積算露光量の再
現性をA0 とし、ウエハW上の各点で必要とされる積算
露光量の再現性をArep とすると、複数パルスの積算露
光量の再現性をそのArep内に収めるのに必要な最小露
光パルス数Nmin は次の条件を満たすように定められ
る。Following the calculation of the number N of exposure pulses, although not shown, the CPU in the main control device 50 has, for example, a variation (3σ value) δP in pulse energy measured in advance and set as a device constant. Based on the ratio δP / p to the average pulse energy density p, the minimum number N min of exposure pulses required to suppress the variation of the integrated exposure amount within each shot area on the wafer W within a predetermined allowable value.
Ask for. Note that δP / p obtained in step 202 above
The minimum number of exposure pulses N min may be obtained based on In the method of sequentially exposing the pulse light from one excimer laser light source 16 as in this embodiment, the distribution of the integrated exposure amount S per point on the wafer is, for example, as disclosed in
As disclosed in JP-A-250402, a normal distribution having an average value of Np and a value of 3σ of N 1/2 · δP is obtained. Further, if the reproducibility of the integrated exposure amount in each shot area on the wafer W is A 0 and the reproducibility of the integrated exposure amount required at each point on the wafer W is A rep , The minimum number N min of exposure pulses required to keep the reproducibility of the exposure amount within the region A rep is determined so as to satisfy the following condition.
【0102】 Nmin ≧[(δP/P)2 /A0 ]2 ……(12) 次のステップ204で上記ステップ203で算出した露
光パルス数Nが、必要な露光量制御再現精度を得るため
の最小露光パルス数Nmin 以上であるかどうかを判断す
る。N min ≧ [(δP / P) 2 / A 0 ] 2 (12) In the next step 204, the exposure pulse number N calculated in the above step 203 is used to obtain necessary exposure amount control reproduction accuracy. Is determined to be not less than the minimum exposure pulse number Nmin .
【0103】そして、このステップ204における判断
が否定された場合、すなわち露光パルス数Nが最小露光
パルス数Nmin より小さい場合には、ステップ205に
移行して、図7のエネルギ粗調器20のNDフィルタに
より設定可能な透過率の中からS0 /(Nmin ×p)に
最も近く、かつN≧Nmin を満足するような透過率を選
択して設定した後、上記ステップ202、203の処理
を再び行ない、このようにしてステップ204の判断が
肯定された場合又は当初からステップ204の判断が肯
定された場合(N≧Nmin の場合)には、ステップ20
6に移行して、前述したステップ106と同様にして露
光量目標値精度の実測値Atgt を算出する。If the determination in step 204 is denied, that is, if the number N of exposure pulses is smaller than the minimum number Nmin of exposure pulses, the routine proceeds to step 205, where the energy coarse controller 20 of FIG. After selecting and setting the transmittance closest to S 0 / (N min × p) from among the transmittances that can be set by the ND filter and satisfying N ≧ N min , the above steps 202 and 203 The processing is performed again, and if the determination in step 204 is affirmed in this way or if the determination in step 204 is affirmed from the beginning (if N ≧ N min ), step 20 is performed.
Then, the flow goes to 6 to calculate the actual measurement value Atgt of the exposure target value accuracy in the same manner as in step 106 described above.
【0104】次のステップ207ではパルスエネルギの
微変調が必要であるか否か、すなわち露光量目標値精度
の実測値Atgt が上述した露光量目標値精度At 以上で
あるか否かを判断する。そして、この判断が否定された
場合、すなわち実測値Atgtが露光量目標値精度At よ
り小さいときには、ステップ209に移行し、スキャン
速度V=スキャン最高速(Vmax )としてレーザ発振周
波数fを前述したステップ109と同様にして算出す
る。すなわち、スキャン速度V=スキャン最高速(V
max )としてレーザ発振周波数fを前述した(9)式に
より算出する。これにより、露光パルス数Nが最小露光
パルスNmin より大きい分だけ、レーザ発信周波数fを
増やしてスキャン最高速Vmax を維持するのである。In the next step 207, it is determined whether or not fine modulation of the pulse energy is necessary, that is, whether or not the actually measured value Atgt of the exposure target value accuracy is equal to or greater than the above-described exposure target value accuracy At. I do. When the judgment is negative, that is, when the measured value A tgt is smaller than the exposure amount target value precision A t, the process proceeds to step 209, scan speed V = scan fastest to (V max) as the laser oscillation frequency f It is calculated in the same manner as in step 109 described above. That is, scan speed V = scan maximum speed (V
The laser oscillation frequency f is calculated by the above-mentioned equation (9) as max ). Thus, the exposure pulse number N is the minimum exposure pulse N min by larger amount, is to maintain the scan fastest V max by increasing the laser oscillator frequency f.
【0105】一方、ステップ207における判断が肯定
された場合は、ステップ208に進み、図7のエネルギ
微変調器21での微調量TF を次式のように設定するこ
とにより、平均パルスエネルギpの値を調整した後、ス
テップ209に移行する。 TF =S0 /(pN) ……(13)On the other hand, if the determination in step 207 is affirmative, the routine proceeds to step 208, where the fine adjustment amount TF in the energy fine modulator 21 in FIG. After adjusting the value, the process proceeds to step 209. T F = S 0 / (pN) (13)
【0106】エネルギ微変調器21における微調量(透
過率)TF は、図8を参照して既に説明したように最小
値Tmin と最大値Tmax との間で変化するが、上述の最
小露光パルス数Nmin 、及び露光量目標値精度At を用
いて最大値Tmax 、及び最小値Tmin はそれぞれ次のよ
うに表すことができる。The fine adjustment amount (transmittance) T F in the energy fine modulator 21 changes between the minimum value T min and the maximum value T max as described above with reference to FIG. maximum value T max by using the exposure pulse number N min, and the exposure amount target value precision a t, and the minimum value T min can be respectively expressed as follows.
【0107】 Tmax =(Nmin +1)(1−At )/Nmin ……(14A) Tmin =Nmin (1+At )/(Nmin +1) ……(14B) また、初期状態、及びリセット時での微調量TF の値
は、(Tmax+Tmin)/2、即ちT0 に設定される。T max = (N min +1) (1−A t ) / N min (14A) T min = N min (1 + A t ) / (N min +1) (14B) and the value of the fine amount T F at the time of reset is set to (T max + T min) / 2, i.e., T 0.
【0108】次のステップ210では、上で算出したレ
ーザ発振周波数fがレーザの持つ最大発振周波数fmax
以下であるか否かを判断する。そして、この判断が肯定
された場合には、ステップ211に進み、エネルギコン
トローラ16dを介してレーザ発振周波数を上で算出し
た値に設定するとともにスキャン目標速度(スキャン速
度)をスキャン最高速Vmax に設定する。一方、上記ス
テップ210の判断が否定された場合は、ステップ21
2に移行する。このステップ212では、上で算出した
レーザ発振周波数の設定は不可能であるから、エネルギ
コントローラ16dを介してレーザ発振周波数fを最大
発振周波数fmax に設定した後、ステップ213に進ん
で、スキャン速度Vを前述したステップ113と同様に
して設定する。In the next step 210, the laser oscillation frequency f calculated above is the maximum oscillation frequency f max of the laser.
It is determined whether or not: When the judgment is affirmative, the process proceeds to step 211, the laser oscillation frequency scanning target velocity (scanning speed) and sets the value calculated above to scan fastest V max via the energy controller 16d Set. On the other hand, if the determination in step 210 is negative, step 21
Move to 2. In this step 212, it is impossible to set the laser oscillation frequency calculated above. Therefore, after setting the laser oscillation frequency f to the maximum oscillation frequency f max via the energy controller 16d, the process proceeds to step 213, where the scan speed is set. V is set in the same manner as in step 113 described above.
【0109】以上により初期設定が行われたため、次の
ステップ214(図10のステップ214)では、ウエ
ハW上の指定されたショット領域に、設定された露光量
で走査露光方式でレチクルRのパターン像を露光する。Since the initial setting has been performed as described above, in the next step 214 (step 214 in FIG. 10), the pattern of the reticle R is set in the designated shot area on the wafer W by the scanning exposure method with the set exposure amount. Expose the image.
【0110】この走査露光中に、主制御装置50内のC
PUではインテグレータセンサ46を介して、エキシマ
レーザ光源16からのレーザビームLBによるウエハW
上の当該ショット領域上での積算露光量を算出する。こ
の場合、ウエハW上の各点に対する露光パルス数はNで
あるため、図7の露光領域42Wに対してウエハW上の
当該ショット領域が走査されている期間に、インテグレ
ータセンサ46からのパルス的な光電変換信号をNパル
ス分ずつM回(Mは2以上の整数)積算して順次積算露
光量Sを算出する。これにより、ウエハW上のY方向に
ほぼ等間隔で配置されたM個の位置Yj (j=1〜M)
での積算露光量Sj が算出される。なお、この積算露光
量Sj の具体的な算出方法については、例えば特開平8
−250402号公報等に開示されているので、ここで
は、詳細な説明については省略する。During this scanning exposure, C in the main controller 50
In the PU, the wafer W by the laser beam LB from the excimer laser light source 16 via the integrator sensor 46
The integrated exposure amount on the above shot area is calculated. In this case, since the number of exposure pulses for each point on the wafer W is N, the pulse from the integrator sensor 46 during the scan of the exposure area 42W in FIG. These photoelectric conversion signals are integrated M times for each N pulses (M is an integer of 2 or more) to sequentially calculate an integrated exposure amount S. Thereby, M positions Y j (j = 1 to M) arranged at substantially equal intervals in the Y direction on the wafer W.
Integrated exposure amount S j in is calculated. Note that a specific method of calculating the integrated exposure amount Sj is described in, for example,
Since it is disclosed in -250402 and the like, a detailed description is omitted here.
【0111】次のステップ215において、次式よりM
個の積算露光量Sj の平均値Srstを算出すると共に、
その露光中での平均パルスエネルギp’を算出する。In the next step 215, M
The average value S rst of the integrated exposure amounts S j is calculated, and
The average pulse energy p 'during the exposure is calculated.
【0112】 Srst =(S1 +S2 +…+SM )/M ……(15) p’=Srst /N ……(16) 次のステップ216では、露光されたショット領域での
実際の積算露光量の平均値Srst の目標積算露光量S0
に対する誤差である目標値誤差ABS(Srst/S0 −
1)が上述の露光量目標値精度At より大きいか否かを
判断する。そして、この判断が肯定される場合、すなわ
ちその目標値誤差が露光量目標値精度At を超える場合
には、ステップ217に進み、必要な露光量の補正量を
算出する。具体的には、レーザビームLBのパルス毎の
補正後の露光量を現在の露光量で除算して得た値である
補正量Tadd を次のように設定する。S rst = (S 1 + S 2 +... + S M ) / M (15) p ′ = S rst / N (16) In the next step 216, the actual value in the exposed shot area is calculated. Target integrated exposure amount S 0 of average value S rst of integrated exposure amounts
Target value error ABS (S rst / S 0 −
1) is equal to or greater than the above-described exposure amount target value precision A t. Then, if the determination is affirmative, that is, the target value error if it exceeds exposure amount target value precision A t, the process proceeds to step 217, calculates a correction amount of exposure required. More specifically, the correction amount Tadd , which is a value obtained by dividing the corrected exposure amount for each pulse of the laser beam LB by the current exposure amount, is set as follows.
【0113】 Tadd =S0 /Srst ……(17) この場合、露光が終了したショット領域に対するエネル
ギ粗調器20における露光量の粗調量(透過率)TR 、
及びエネルギ微変調器21における露光量の微調量TF
の値は前ショット領域の情報としてメモリ51内に格納
されている。T add = S 0 / S rst (17) In this case, the coarse adjustment amount (transmittance) T R of the exposure amount in the energy rough adjuster 20 for the shot area where the exposure has been completed,
And fine adjustment amount T F of the exposure amount in energy fine modulator 21
Is stored in the memory 51 as information of the previous shot area.
【0114】そこで、次のステップ218では、エネル
ギ微変調器21の微調量TF にその補正量Tadd を乗じ
て得られる値が、エネルギ微変調器21の調整可能範囲
内にあるかどうかを次式に基づいて判断する。Therefore, in the next step 218, it is determined whether or not the value obtained by multiplying the fine adjustment amount TF of the energy fine modulator 21 by the correction amount Tadd is within the adjustable range of the energy fine modulator 21. It is determined based on the following equation.
【0115】 Tmin ≦Tadd ・TF ≦Tmax ……(18) そして、(18)式が成立するときには、ステップ219
に進んでエネルギ微変調器21の微調量TF をTadd・
TF(=TF ’とする)に変更した後、ステップ230
に移行する。このステップ230では、露光すべきショ
ット領域が残っているかどうかを判断し、露光すべきシ
ョット領域があるときにはステップ214に戻って、新
たに設定されたエネルギ微変調器21の微調量TF ’の
もとで、走査露光方式で露光を行う。この際に、露光量
は直前のショット領域での実際の積算露光量に基づいて
補正されているため、得られる積算露光量は目標積算露
光量(設定露光量)S0 に近いものとなる。T min ≦ T add · TF ≦ T max (18) Then, when the equation (18) is satisfied, step 219 is performed.
And then adjusts the fine adjustment amount T F of the energy fine modulator 21 to T add ·
After changing to T F (= T F ′), step 230
Move to In this step 230, it is determined whether or not a shot area to be exposed remains, and if there is a shot area to be exposed, the process returns to step 214 to determine the fine adjustment amount T F ′ of the newly set energy fine modulator 21. First, exposure is performed by a scanning exposure method. At this time, the exposure amount because it is corrected based on the actual accumulated exposure amount at the immediately preceding shot area, the integrated exposure amount obtained becomes close to the target integrated exposure amount (set exposure amount) S 0.
【0116】一方、上記ステップ216における判断が
否定された場合、すなわち目標値誤差ABS(Srst /
S0 −1)が露光量目標値精度At 以下であるときに
は、露光条件を変える必要がないため直接ステップ23
0に移行して、次のショット領域への露光が行われる。
そして、露光すべきショット領域が尽きたときに本ルー
チンの一連の処理が終了する。On the other hand, if the determination in step 216 is negative, that is, if the target value error ABS (S rst /
S 0 when -1) is less than the exposure amount target value precision A t is directly because there is no need to change the exposure conditions Step 23
The state shifts to 0, and exposure to the next shot area is performed.
Then, when the shot area to be exposed is exhausted, a series of processing of this routine ends.
【0117】この一方、上記ステップ218において、
微調量TF と補正量Tadd との積が(18)式の範囲内に
ないときには、ステップ220に移行して、ウエハW上
の1点当りの露光パルス数Nを次式のN’に変更する。
なお、平均パルスエネルギp’は(16)式で求められる
実際の平均パルスエネルギである。On the other hand, in step 218,
When the product of the fine adjustment amount T F and the correction amount T add is not within the range of the expression (18), the process proceeds to step 220, and the number N of exposure pulses per one point on the wafer W is changed to N ′ in the following expression. change.
The average pulse energy p 'is the actual average pulse energy obtained by the equation (16).
【0118】 N’=cint(S0 /p’) ……(19) そして、次のステップ221では、補正後の露光パルス
数N’が、必要最小露光パルス数Nmin 以上であるかど
うかを判定し、この判断が否定された場合、すなわち
N’がNmin より小さいときには、ステップ222でエ
ネルギ微変調器21をリセットして、微調量TF を中央
値T0 に設定した後、図9のステップ205に戻って
N’≧Nmin となるようにエネルギ粗調器20の粗調量
を調整してから、ステップ202に戻る。[0118] N '= cint (S 0 / p') ...... (19) Then, in the next step 221, the exposure pulse number N 'after the correction is, whether it is the required minimum number of exposure pulses N min or more If the determination is negative, that is, if N ′ is smaller than N min , the energy fine modulator 21 is reset in step 222 and the fine adjustment amount TF is set to the median value T 0 , and then FIG. Then, the process returns to step 205 to adjust the coarse adjustment amount of the energy coarse adjuster 20 so that N ′ ≧ N min, and then returns to step 202.
【0119】一方、ステップ221の判断が肯定された
場合、すなわちN’≧Nmin が成立するときには、ステ
ップ223に移行して補正後の予想される積算露光量
N’・p’の目標積算露光量S0 に対する誤差である目
標値誤差が上述の露光量目標値精度At より大きいか否
かを次式に基づいて判断する。On the other hand, if the determination at step 221 is affirmative, that is, if N ′ ≧ N min is satisfied, the routine proceeds to step 223, where the target integrated exposure of the expected integrated exposure amount N ′ · p ′ after correction is performed. the amount target value error is an error with respect to S 0 is determined based on whether or not larger than the above-described exposure amount target value precision a t the following equation.
【0120】 ABS(N’・p’/S0 −1)>At ……(20) そして、上記判断が肯定された場合、すなわち目標値誤
差が露光量目標値精度At を超えたときには、ステップ
224に進んで必要な露光量の補正量を算出する。具体
的には、エネルギ微変調器21における微調量TF が次
のTF ’に変更される。[0120] ABS (N '· p' / S 0 -1)> A t ...... (20) Then, if the determination is affirmative, that is, when the target value error exceeds the exposure amount target value precision A t is Then, the process proceeds to step 224 to calculate the necessary exposure amount correction amount. Specifically, the fine adjustment amount TF in the energy fine modulator 21 is changed to the next TF '.
【0121】 TF ’=TF ・S0 /(N’p’) ……(21) そして、次のステップ225〜ステップ229におい
て、前述したステップ209〜ステップ213と同様の
処理を行なう。すなわち、スキャン速度を最高速にした
状態で新たな露光パルス数N’に対応するレーザ発振周
波数fを算出し、この算出したfがレーザ最大発振周波
数fmax 以下であればエネルギコントローラを介してそ
の周波数にレーザ発振周波数を変更するとともに、スキ
ャン速度をスキャン最高速Vmax に設定し、算出したf
がレーザ最大発振周波数fmax を超えていれば、レーザ
発振周波数をレーザ最大発振周波数fmax に変更すると
ともに、fmax 及びN’に応じたスキャン速度Vを設定
する。その後、動作はステップ230に移行して次のシ
ョット領域への露光が行われる。T F ′ = T F · S 0 / (N′p ′) (21) Then, in the next step 225 to step 229, the same processing as the above-described step 209 to step 213 is performed. That is, the laser oscillation frequency f corresponding to the new exposure pulse number N 'is calculated in the state where the scan speed is set to the highest speed, and if the calculated f is equal to or lower than the laser maximum oscillation frequency fmax, the laser oscillation frequency is calculated via the energy controller. with changing the lasing frequency to, set the scan speed to scan fastest V max, calculated f
Is larger than the laser maximum oscillation frequency f max , the laser oscillation frequency is changed to the laser maximum oscillation frequency f max , and the scan speed V according to f max and N ′ is set. Thereafter, the operation shifts to step 230 to perform exposure on the next shot area.
【0122】一方、ステップ223における判断が否定
された場合、すなわち予想される目標値誤差ABS
(N’・p’/S0 −1)が露光量目標値精度At 以下
である場合は、エネルギ微変調器21の設定は変える必
要がないので、直接ステップ225以下に移行して、上
記と同様にしてレーザ発振周波数、スキャン速度の設定
が行われ、その後ステップ230に移行して次のショッ
ト領域への露光が行われる。On the other hand, if the determination in step 223 is negative, that is, the expected target value error ABS
(N '· p' / S 0 -1) if is equal to or less than the exposure amount target value precision A t, there is no need to set the energy fine modulator 21 changes, the process proceeds directly to step 225 below, the The laser oscillation frequency and the scan speed are set in the same manner as described above. Thereafter, the flow shifts to step 230 to perform exposure on the next shot area.
【0123】以上のように図9及び図10に示されるフ
ローチャートに従った露光量制御シーケンスによれば、
ステップ215〜230(ステップ222を除く)に示
されるように、ウエハW上のショット間の露光量安定性
を得るために、個々のショット領域への露光の間に、イ
ンテグレータセンサ46の出力に基づいて積算露光量デ
ータ(ランニングウインドウデータ)を取得し、その結
果直前のショットの平均積算露光量が許容値外であると
きは、直前に露光したショット領域で計測された積算露
光量に基づいてエネルギ微変調器21における微調量T
F を調整してパルスエネルギの補正が行われることか
ら、各ショット領域への積算露光量を正確に目標積算露
光量に近づけることができる。As described above, according to the exposure amount control sequence according to the flowcharts shown in FIGS. 9 and 10,
As shown in Steps 215 to 230 (excluding Step 222), in order to obtain exposure stability between shots on the wafer W, the exposure of each shot area is controlled based on the output of the integrator sensor 46. When the integrated exposure amount data (running window data) is acquired through the above operation and the average integrated exposure amount of the immediately preceding shot is out of the allowable range, the energy is calculated based on the integrated exposure amount measured in the shot area exposed immediately before. Fine adjustment amount T in fine modulator 21
Since the pulse energy is corrected by adjusting F , the integrated exposure amount for each shot area can be accurately brought close to the target integrated exposure amount.
【0124】また、上記実施形態によると、高感度レジ
ストが塗布された1枚のウエハWの露光(この場合、ス
キャン最高速で走査露光が行われる)の途中でレーザ光
源16の平均パワーが大きく変動、即ち1パルス分に相
当する分のパワー変動が生じ、微変調器21の微調ダイ
ナミックレンジ外となった場合(ステップ218の判断
が否定される場合)に、低下前と同一の露光量を得るた
めに、ステップ220でウエハ上の1点の露光パルス数
が変更され、例えばパルス数N→(N+1)なる変更が
算出されたときにおいても、ステップ225においてレ
ーザ光源16の発振周波数fが前のショットの(N+
1)/N倍に設定されるので、結果的にスキャン速度を
変更することなく、所望の露光量を得ることが可能とな
る。従って、かかる場合であっても露光時間の増大がな
く、スループットを維持することができる。According to the above embodiment, the average power of the laser light source 16 is increased during the exposure of one wafer W coated with the high-sensitivity resist (in this case, the scanning exposure is performed at the highest scanning speed). When the fluctuation, that is, the power fluctuation corresponding to one pulse, occurs and is out of the fine adjustment dynamic range of the fine modulator 21 (when the judgment of step 218 is denied), the same exposure amount as before the reduction is applied. In order to obtain the same, the number of exposure pulses at one point on the wafer is changed in step 220. For example, even when the change of the number of pulses N → (N + 1) is calculated, the oscillation frequency f of the laser light source 16 is increased in step 225. Shot of (N +
1) Since it is set to be / N times, a desired exposure amount can be obtained without changing the scanning speed as a result. Therefore, even in such a case, the exposure time does not increase and the throughput can be maintained.
【0125】また、上記のような露光量制御は、次に実
際にステップ202のようにエキシマレーザ光源16か
らのレーザビームの平均パルスエネルギを計測する(こ
れを「エネルギチェック」と呼ぶ)まで繰り返される。
但し、ステップ221→ステップ222→ステップ20
5の流れによりエネルギ粗調器20における粗調量TR
を変更する際には、ステップ202でエネルギチェック
が行われるが、このようにショット領域への露光の間に
エネルギ粗調器20における粗調量TR を変更する頻度
はかなり低いものである。また、通常のエネルギチェッ
クは、ウエハを交換する毎、又はウエハのロットを交換
する毎等の間隔で行われる。従って、例えば1枚のウエ
ハへの露光の間では通常エネルギチェックを行う必要が
なく、露光工程のスループット(単位時間当りのウエハ
の処理枚数)はかかる点においても高く維持されてい
る。The above exposure amount control is repeated until the average pulse energy of the laser beam from the excimer laser light source 16 is actually measured (this is called “energy check”) at step 202. It is.
However, step 221 → step 222 → step 20
5, the coarse adjustment amount T R in the energy rough adjuster 20 is obtained.
When changing the is the energy check is performed in step 202, the frequency of this change the coarse metering T R in rough energy adjuster 20 during exposure to the shot area is quite low. The normal energy check is performed at intervals such as every time a wafer is exchanged or each time a wafer lot is exchanged. Therefore, for example, it is not necessary to perform an energy check during the exposure of one wafer, and the throughput of the exposure process (the number of processed wafers per unit time) is kept high in this respect.
【0126】なお、上記ステップ215では(15)式よ
りM個の積算露光量Sj (j=1〜M)の全体の平均値
Srst を算出しているが、これに代えて終わりからm個
(m<M)の積算露光量Sj の平均値Srst’ を用いて
もよい。これにより、エキシマレーザ光源16のより短
期的な出力変動に対応した露光量制御を行うことが可能
になる。In step 215, the average value S rst of the M integrated exposure amounts S j (j = 1 to M) is calculated from equation (15). Average value S rst 'of the integrated exposure amounts S j (m <M) May be used. Thus, it is possible to perform exposure amount control corresponding to a short-term output fluctuation of the excimer laser light source 16.
【0127】更に、本第2の実施形態では、パルスエネ
ルギの変調器としてエネルギ粗調器20及びエネルギ微
変調器21が使用されているが、これに限らず、前述し
た第1の実施形態と同様にエキシマレーザ光源16の電
力(印加電圧)を制御するようにしても良いことは勿論
である。この場合、例えばエネルギ微変調器21の初期
状態での微調量(透過率)T0 に基づく(1−T0 )分
のエネルギ損失がなくなるため、全体としてエネルギの
利用効率が向上する。Furthermore, in the second embodiment, the energy coarse adjuster 20 and the energy fine modulator 21 are used as pulse energy modulators. However, the present invention is not limited to this. Similarly, it goes without saying that the power (applied voltage) of the excimer laser light source 16 may be controlled. In this case, for example, there is no energy loss of (1−T 0 ) based on the fine adjustment amount (transmittance) T 0 in the initial state of the energy fine modulator 21, so that the energy use efficiency is improved as a whole.
【0128】また、上記実施形態ではステップ216、
217に示されるように、積算露光量の平均値Srst が
許容値を超えたときに露光量を補正しているが、平均値
Srs t が許容値以内である場合にも、各ショット領域へ
の露光毎に連続してその平均値Srst のデータを蓄積
し、平均値Srst に増加又は減少傾向がある場合には、
その平均値Srst が許容値を超える前に予め露光量を補
正するようにしてもよい。このような予測制御により、
積算露光量が許容値外になるショット領域の個数が減少
する利点がある。In the above embodiment, step 216,
As shown in 217, but to correct the exposure amount when the average value S rst integrated exposure amount exceeds the allowable value, when the average value S rs t is within the allowable value even each shot area The data of the average value S rst is continuously accumulated for each exposure to. If the average value S rst has a tendency to increase or decrease,
The exposure amount may be corrected in advance before the average value Srst exceeds the allowable value. With such predictive control,
There is an advantage that the number of shot areas where the integrated exposure amount is out of the allowable value is reduced.
【0129】更に、上記実施形態では各ショット領域へ
の露光の間にエネルギ微変調器21等を介して露光量の
変調を行っているが、各パルス露光の間にそれまでの部
分的な積算露光量に基づいてエネルギ微変調器21等を
介して露光量を変調してもよい。これにより、各ショッ
ト領域での積算露光量をより正確に目標積算露光量に近
付けることができる。Further, in the above embodiment, the exposure amount is modulated via the energy fine modulator 21 or the like during the exposure to each shot area, but the partial integration up to that time is performed during each pulse exposure. The exposure amount may be modulated via the energy fine modulator 21 or the like based on the exposure amount. Thus, the integrated exposure amount in each shot area can be more accurately brought close to the target integrated exposure amount.
【0130】[0130]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に記載の
発明によれば、高感度領域及び低感度領域にかかわらず
常に最短時間で露光を行なうことが可能な走査露光方法
が提供される。As described above, according to the first aspect of the present invention, there is provided a scanning exposure method capable of always performing exposure in the shortest time regardless of the high sensitivity area and the low sensitivity area. .
【0131】また、請求項2に記載の発明によれば、減
光手段の離散的な減光率の影響を受けることなく、高感
度領域において常に最短時間で露光を行なうことができ
るとともに低感度領域においてもスループットを向上さ
せることができるという従来にない優れた走査型露光装
置を提供することができる。According to the second aspect of the present invention, exposure can always be performed in the shortest time in a high sensitivity region without being affected by the discrete dimming rate of the dimming means, and the low sensitivity can be obtained. It is possible to provide an unprecedented excellent scanning exposure apparatus capable of improving throughput even in a region.
【0132】また、請求項3に記載の発明によれば、特
に高感度露光領域において、露光中のパルスエネルギが
変動した際に、走査速度を維持した状態で、次ショット
に対し所望の積算露光量を得るような露光を行なうこと
ができる走査露光方法が提供される。According to the third aspect of the present invention, in a high sensitivity exposure region, when the pulse energy during exposure varies, the desired integrated exposure for the next shot is maintained while maintaining the scanning speed. There is provided a scanning exposure method capable of performing a quantitative exposure.
【0133】また、請求項4に記載の発明によれば、特
に高感度露光領域において、露光中のパルスエネルギが
変動した際に、走査速度を維持した状態で、次ショット
に対し所望の積算露光量を得るような露光を行なうこと
ができるという優れた走査型露光装置を提供することが
できる。According to the fourth aspect of the present invention, particularly in a high sensitivity exposure area, when the pulse energy during exposure varies, the desired integrated exposure for the next shot is maintained while maintaining the scanning speed. It is possible to provide an excellent scanning type exposure apparatus capable of performing exposure to obtain an amount.
【図1】第1の実施形態に係る走査型露光装置の構成を
概略的に示す図である。FIG. 1 is a view schematically showing a configuration of a scanning exposure apparatus according to a first embodiment.
【図2】図1の装置の露光量制御系の構成を概略的に示
すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram schematically showing a configuration of an exposure amount control system of the apparatus of FIG.
【図3】インテグレータセンサの処理量とエネルギモニ
タの出力との相関データの一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of correlation data between a processing amount of an integrator sensor and an output of an energy monitor.
【図4】第1の実施形態に係る主制御装置内CPUの露
光量制御アルゴリズムを示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart illustrating an exposure amount control algorithm of a CPU in a main control device according to the first embodiment.
【図5】図4のフローチャートに従った露光量制御シー
ケンスにおける設定露光量(S0 )と1点当たりの露光
時間(Texp )の関係を比較例とともに示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a set exposure amount (S 0 ) and an exposure time per point (T exp ) together with a comparative example in an exposure amount control sequence according to the flowchart of FIG.
【図6】標準照明条件に対する効率をE(E<1)とし
た照明条件を取り上げて、図4の露光量制御シーケンス
が一層大きな効果を発揮することの一例を説明するため
の図である。FIG. 6 is a diagram for explaining an example in which the exposure amount control sequence of FIG. 4 exerts a greater effect by taking an illumination condition where the efficiency with respect to the standard illumination condition is E (E <1).
【図7】第2の実施形態に係る走査型露光装置の構成を
概略的に示す図である。FIG. 7 is a view schematically showing a configuration of a scanning exposure apparatus according to a second embodiment.
【図8】第2の実施形態に係るエネルギ微変調器内の駆
動装置に対する外部からの制御量と透過率の変化量との
関係を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between a control amount from outside of a driving device in an energy fine modulator according to a second embodiment and a change amount of transmittance.
【図9】第2の実施形態に係る主制御装置内CPUの露
光量制御アルゴリズムの一部を示すフローチャートであ
る。FIG. 9 is a flowchart illustrating a part of an exposure amount control algorithm of a CPU in a main control device according to a second embodiment.
【図10】第2の実施形態に係る主制御装置内CPUの
露光量制御アルゴリズムの残りの一部を示すフローチャ
ートである。FIG. 10 is a flowchart illustrating the remaining part of the exposure control algorithm of the CPU in the main control device according to the second embodiment.
【図11】(A)及び(B)はエネルギー微変調器の一
例をそれぞれ示す図、(C)はエネルギ粗調器の一例を
示す図である。11A and 11B are diagrams each showing an example of an energy fine modulator, and FIG. 11C is a diagram showing an example of an energy coarse modulator.
10 走査型露光装置 14 XYステージ(基板ステージ) 16 エキシマレーザ光源(パルスレーザ光源) 16d エネルギコントローラ(周波数変更手段) 20 エネルギ粗調器(減光手段) 46 インテグレータセンサ(エネルギ計測手段) 48 レチクルステージ駆動部(ステージ制御系の一
部) 50 主制御装置(ステージ制御系の一部、制御手段) 54R レーザ干渉計(ステージ制御系の一部) 54W レーザ干渉計(ステージ制御系の一部) 56 ウエハステージ駆動部(ステージ制御系の一部) 70 走査型露光装置 R レチクル(マスク) W 感光基板 PL 投影光学系 RST レチクルステージ(マスクステージ)DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Scanning exposure apparatus 14 XY stage (substrate stage) 16 Excimer laser light source (pulse laser light source) 16d Energy controller (frequency changing means) 20 Energy rough adjuster (darkening means) 46 Integrator sensor (energy measuring means) 48 reticle stage Drive unit (part of stage control system) 50 Main controller (part of stage control system, control means) 54R Laser interferometer (part of stage control system) 54W Laser interferometer (part of stage control system) 56 Wafer stage driving unit (part of stage control system) 70 Scanning exposure apparatus R Reticle (mask) W Photosensitive substrate PL Projection optical system RST Reticle stage (mask stage)
Claims (4)
マスク上の所定の照明領域を照明し、前記マスクと感光
基板とを投影光学系に対して相対走査しつつ、前記マス
クに形成されたパターンを感光基板上に逐次投影露光す
る走査露光方法であって、 前記パルスレーザ光源からのパルス光の平均パルスエネ
ルギを計測する工程と;設定された露光量と前記計測さ
れた平均パルスエネルギとの関係により定まる1点当た
りの露光パルス数に応じて、走査露光の際に、前記マス
クと感光基板との最大走査速度と前記パルスレーザ光源
の最大発振周波数との少なくとも一方を維持するよう
に、前記パルスレーザ光源の発振周波数を制御する工程
とを含む走査露光方法。An illumination area on a mask is illuminated by a pulsed light from a pulse laser light source, and a pattern formed on the mask is scanned while the mask and the photosensitive substrate are relatively scanned with respect to a projection optical system. A scanning exposure method for sequentially projecting and exposing on a photosensitive substrate, comprising: a step of measuring an average pulse energy of pulsed light from the pulse laser light source; and a step of measuring a relationship between a set exposure amount and the measured average pulse energy. In accordance with the determined number of exposure pulses per point, during the scanning exposure, the pulse laser is used to maintain at least one of a maximum scanning speed between the mask and the photosensitive substrate and a maximum oscillation frequency of the pulse laser light source. Controlling the oscillation frequency of the light source.
マスク上の所定の照明領域を照明し、前記マスクと感光
基板とを投影光学系に対して相対走査しつつ、前記マス
クに形成されたパターンを感光基板上に逐次投影露光す
る走査型露光装置であって、 前記マスクを保持して所定の走査方向に移動可能なマス
クステージと;前記感光基板を保持して少なくとも前記
走査方向に移動可能な基板ステージと;前記マスクステ
ージと基板ステージとを前記投影光学系に対して所定の
速度比で相対走査するステージ制御系と;前記パルスレ
ーザ光源の発振周波数を変更する周波数変更手段と;前
記パルスレーザ光源からのパルス光を減光する減光率が
離散的な減光手段と;前記減光手段によって減光された
前記パルスレーザ光源からのパルス光の平均パルスエネ
ルギを計測するエネルギ計測手段と;設定された露光量
と平均パルスエネルギとの関係により定まる1点当たり
の露光パルス数に応じて、前記ステージ制御系による前
記両ステージの最大走査速度と前記パルスレーザ光源の
最大発振周波数との少なくとも一方を維持するように前
記周波数変更手段を制御する制御手段とを有する走査型
露光装置。2. A predetermined illumination area on a mask is illuminated by pulsed light from a pulsed laser light source, and a pattern formed on the mask is scanned while the mask and the photosensitive substrate are relatively scanned with respect to a projection optical system. What is claimed is: 1. A scanning exposure apparatus for sequentially projecting and exposing on a photosensitive substrate, comprising: a mask stage holding the mask and movable in a predetermined scanning direction; and a substrate holding the photosensitive substrate and movable at least in the scanning direction. A stage control system for relatively scanning the mask stage and the substrate stage with respect to the projection optical system at a predetermined speed ratio; frequency changing means for changing an oscillation frequency of the pulse laser light source; Dimming means for dimming the pulsed light from the light source; and an average of the pulsed light from the pulsed laser light source which is dimmed by the dimming means. Energy measuring means for measuring the pulse energy; the maximum scanning speed of the two stages by the stage control system and the pulse laser in accordance with the number of exposure pulses per point determined by the relationship between the set exposure amount and the average pulse energy. A control unit for controlling the frequency changing unit so as to maintain at least one of a maximum oscillation frequency of the light source.
マスクを照明し、当該マスクと感光基板とを投影光学系
に対して相対走査しつつ、前記マスクに形成されたパタ
ーンを感光基板上の複数のショット領域に順次投影露光
する走査露光方法において、 前記感光基板上の各ショット領域に対する前記マスクパ
ターンの露光の度毎に、前記パルスレーザ光源の平均パ
ルスエネルギを検出するとともにそれまでの積算露光量
を算出し、 前記パルスレーザ光源の平均パルスエネルギが変動した
とき、直前のショット領域の積算露光量に基づいて、必
要な1点当たりの露光パルス数を確保すべく、前記パル
スレーザ光源の発振周波数を制御することを特徴とする
走査露光方法。3. A mask formed by illuminating a mask with pulsed light from a pulsed laser light source and relatively scanning the mask and the photosensitive substrate with respect to a projection optical system. In a scanning exposure method of sequentially projecting and exposing a shot area, each time the mask pattern is exposed to each shot area on the photosensitive substrate, an average pulse energy of the pulse laser light source is detected and an integrated exposure amount up to that is detected. When the average pulse energy of the pulse laser light source fluctuates, the oscillation frequency of the pulse laser light source is changed based on the integrated exposure amount of the immediately preceding shot area to secure the required number of exposure pulses per point. A scanning exposure method characterized by controlling.
マスクを照明し、当該マスクと感光基板とを投影光学系
に対して相対走査しつつ、前記マスクに形成されたパタ
ーンを感光基板上の複数のショット領域に順次投影露光
する走査型露光装置であって、 前記パルスレーザ光源の発振周波数を変更する周波数変
更手段と;前記パルスレーザ光源からのパルス光の平均
パルスエネルギを計測するエネルギ計測手段と;前記感
光基板上の各ショット領域に対する前記マスクパターン
の露光の度毎に、前記パルスレーザ光源の平均パルスエ
ネルギを検出するとともにそれまでの積算露光量を算出
し、前記パルスレーザ光源の平均パルスエネルギが変動
したとき、直前のショット領域の積算露光量に基づい
て、必要な1点当たりの露光パルス数を確保すべく、前
記周波数変更手段を制御する制御手段とを有する走査型
露光装置。4. A mask formed by illuminating a mask with pulsed light from a pulsed laser light source and scanning the mask and the photosensitive substrate relative to a projection optical system while simultaneously scanning a plurality of patterns formed on the photosensitive substrate. A scanning type exposure apparatus for sequentially projecting and exposing a shot area, comprising: frequency changing means for changing an oscillation frequency of the pulse laser light source; and energy measuring means for measuring an average pulse energy of pulse light from the pulse laser light source; Each time the mask pattern is exposed to each shot area on the photosensitive substrate, the average pulse energy of the pulse laser light source is detected and the integrated exposure amount up to that is calculated, and the average pulse energy of the pulse laser light source is calculated. When it fluctuates, secure the required number of exposure pulses per point based on the integrated exposure amount of the immediately preceding shot area Order, scanning exposure apparatus and a control means for controlling the frequency changing means.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9088907A JPH10270345A (en) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | Scanning exposure method and scanning type exposure apparatus |
| KR1019980008191A KR19980080158A (en) | 1997-03-24 | 1998-03-12 | Scan exposure method and scanning exposure apparatus |
| US09/351,173 US6538723B2 (en) | 1996-08-05 | 1999-07-12 | Scanning exposure in which an object and pulsed light are moved relatively, exposing a substrate by projecting a pattern on a mask onto the substrate with pulsed light from a light source, light sources therefor, and methods of manufacturing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9088907A JPH10270345A (en) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | Scanning exposure method and scanning type exposure apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10270345A true JPH10270345A (en) | 1998-10-09 |
Family
ID=13956026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9088907A Pending JPH10270345A (en) | 1996-08-05 | 1997-03-24 | Scanning exposure method and scanning type exposure apparatus |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10270345A (en) |
| KR (1) | KR19980080158A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002103766A1 (en) * | 2001-06-13 | 2002-12-27 | Nikon Corporation | Scanning exposure method and scanning exposure system, and device production method |
| US6891175B2 (en) | 2000-08-01 | 2005-05-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure apparatus and device manufacturing method using the same |
| JP2009267400A (en) * | 2008-04-29 | 2009-11-12 | Nikon Corp | Correction filter, illumination optical system, exposure device, and method for manufacturing device |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100598095B1 (en) | 2003-07-10 | 2006-07-07 | 삼성전자주식회사 | Exposure equipment |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06232030A (en) * | 1993-02-01 | 1994-08-19 | Nikon Corp | Exposure method and exposure apparatus |
| JPH06252022A (en) * | 1993-02-24 | 1994-09-09 | Nikon Corp | Exposure control device |
| JPH06267862A (en) * | 1993-03-15 | 1994-09-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Vapor growth method for iii-v compound semiconductor |
| JPH08179514A (en) * | 1994-12-22 | 1996-07-12 | Canon Inc | Aligner and exposure method |
| JPH08250402A (en) * | 1995-03-15 | 1996-09-27 | Nikon Corp | Scanning exposure method and apparatus |
| JPH08339954A (en) * | 1995-06-13 | 1996-12-24 | Canon Inc | Illumination method, illumination device, and exposure apparatus using the same |
| JPH097923A (en) * | 1995-06-20 | 1997-01-10 | Canon Inc | Illumination device and scanning exposure apparatus using the same |
| JPH09190966A (en) * | 1996-01-08 | 1997-07-22 | Canon Inc | Scanning exposure apparatus and device manufacturing method using the same |
| JPH10223513A (en) * | 1997-02-12 | 1998-08-21 | Nikon Corp | Scanning exposure equipment |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07333167A (en) * | 1994-06-08 | 1995-12-22 | Canon Inc | Surface condition inspection apparatus and exposure apparatus using the same |
| JPH0933443A (en) * | 1995-07-24 | 1997-02-07 | Canon Inc | Inspection apparatus and device manufacturing method using the same |
-
1997
- 1997-03-24 JP JP9088907A patent/JPH10270345A/en active Pending
-
1998
- 1998-03-12 KR KR1019980008191A patent/KR19980080158A/en not_active Abandoned
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06232030A (en) * | 1993-02-01 | 1994-08-19 | Nikon Corp | Exposure method and exposure apparatus |
| JPH06252022A (en) * | 1993-02-24 | 1994-09-09 | Nikon Corp | Exposure control device |
| JPH06267862A (en) * | 1993-03-15 | 1994-09-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Vapor growth method for iii-v compound semiconductor |
| JPH08179514A (en) * | 1994-12-22 | 1996-07-12 | Canon Inc | Aligner and exposure method |
| JPH08250402A (en) * | 1995-03-15 | 1996-09-27 | Nikon Corp | Scanning exposure method and apparatus |
| JPH08339954A (en) * | 1995-06-13 | 1996-12-24 | Canon Inc | Illumination method, illumination device, and exposure apparatus using the same |
| JPH097923A (en) * | 1995-06-20 | 1997-01-10 | Canon Inc | Illumination device and scanning exposure apparatus using the same |
| JPH09190966A (en) * | 1996-01-08 | 1997-07-22 | Canon Inc | Scanning exposure apparatus and device manufacturing method using the same |
| JPH10223513A (en) * | 1997-02-12 | 1998-08-21 | Nikon Corp | Scanning exposure equipment |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6891175B2 (en) | 2000-08-01 | 2005-05-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure apparatus and device manufacturing method using the same |
| WO2002103766A1 (en) * | 2001-06-13 | 2002-12-27 | Nikon Corporation | Scanning exposure method and scanning exposure system, and device production method |
| JP2009267400A (en) * | 2008-04-29 | 2009-11-12 | Nikon Corp | Correction filter, illumination optical system, exposure device, and method for manufacturing device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR19980080158A (en) | 1998-11-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3235078B2 (en) | Scanning exposure method, exposure control device, scanning type exposure device, and device manufacturing method | |
| JP3617558B2 (en) | Exposure amount control method, exposure apparatus, and element manufacturing method | |
| US6538723B2 (en) | Scanning exposure in which an object and pulsed light are moved relatively, exposing a substrate by projecting a pattern on a mask onto the substrate with pulsed light from a light source, light sources therefor, and methods of manufacturing | |
| JP3316704B2 (en) | Projection exposure apparatus, scanning exposure method, and element manufacturing method | |
| JPWO2002103766A1 (en) | Scanning exposure method, scanning type exposure apparatus, and device manufacturing method | |
| JPH08250402A (en) | Scanning exposure method and apparatus | |
| JP2001144004A (en) | Exposure method, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
| US6603533B2 (en) | Irradiation control method and apparatus for pulsed light source used in exposure apparatus | |
| JP4392879B2 (en) | Projection exposure apparatus and device manufacturing method | |
| JP2001345245A (en) | Exposure method, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
| JP2000235945A (en) | Scanning exposure apparatus and scanning exposure method | |
| JPH11251239A (en) | Illuminance distribution measuring method, exposure method and device manufacturing method | |
| KR19980018569A (en) | Scan exposure method and scanning exposure apparatus | |
| JPH10270345A (en) | Scanning exposure method and scanning type exposure apparatus | |
| JP2979541B2 (en) | Exposure control apparatus, exposure method and apparatus | |
| JP2985089B2 (en) | Exposure control apparatus, exposure apparatus and method | |
| JP2773117B2 (en) | Exposure apparatus and exposure method | |
| JPH1012957A (en) | Beam control apparatus and exposure apparatus using the same | |
| JP3316759B2 (en) | Projection exposure method and apparatus, and element manufacturing method | |
| JPH1083953A (en) | Exposure amount adjustment method and scanning exposure apparatus | |
| JP3344477B2 (en) | Scanning exposure method, laser device, scanning type exposure device, and device manufacturing method | |
| JPH10284363A (en) | Slit width determination method and exposure amount control method | |
| JP3296484B2 (en) | Scanning exposure method, scanning type exposure apparatus, and device manufacturing method | |
| JP2001203141A (en) | Exposure device and light source device | |
| JP2005086172A (en) | Integrated light amount unevenness measuring method, exposure method, and device manufacturing method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040316 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051118 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051125 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060403 |