JPS6323316A - 露光量制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

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

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

このような従来装置の問題を図示例を用いて詳細に説明
する。

第１図は従来の露光量制御装置の一例を示すブロック図
で１は光源、２は光源１によって照明されるマスクで、
回路パターンが形成されている。

３はマスク２に近傍して置かれたウェハで、光源１から
の光によってマスク２上の回路パターンがその上面に焼
付けられる。４は光源からの照明を遮断するシャッタ、
５はシャッタ４を通過した光の強度を検出する光センサ
で、この先センサ５によって検出された光強度はアンプ
６によって電圧信号に変換される。７は電圧信号を周波
数信号に、変換スるＶ／Ｆコンバータ、８はＶ／Ｆコン
バータ７からのパルス数をカウントするトータルカウン
タ、９はトータルカウンタ８によってカウントされた値
と露光量設定器１０の設定された値を比較し、これらの
値が一致した際、一致信号を発する比較回路である。１
１はシャツタ開閉指令器で、露光開始指示によってシャ
ツタ開指令信号を発生し、シャッタ駆動回路１２を作動
させ、シャッタ４の開動作を開始させると共に、トータ
ルカウンタ８にカウント開始を指示する。また、比較回
路９からの一致信号によってシャツタ閉指令信号を発生
し、シャッタ駆動回路１２を作動させ、シャッタ４の閉
動作を開始させる。

この例では、露光量設定器１０にはシャッタ４の閉動作
時間に対応するオーバ露光分を補正するため、オーバ露
光分に対応した値を引いた値が記憶されている。このた
め、光源１の強度が低下すると露光量の不足が生じる。

このことをさらに１詳細に説明する。

、第２図（ａ）、（ｂ）、は、光源１の強度が所定値の
場合と、所定値の１７２の場合のシャッタ作動タイムチ
ャートを示すもので、ハイレベルはシャッタの開状態、
ローレベルはシャツタ閉状態を示す。第２図（ａ）の如
く、光源１の強度が所定値の場合、時刻ｔｏで開動作を
開始し、時刻１、にシャッタ４が開動作を完了し、時刻
ｔ２にシャツタ開閉指令器１１からシャツタ閉指令信号
が出る。これは比較回路９が露光量設定器１０とカウン
タ８の内容が一致したことを検出して行われる。一定時
間ｔ２〜ｔ、までの間にシャッタ４の開動作は完了する
。通常シャッタ４の開動作時間（ｔｌ　−ｔｏ　）と閉
動作時間（ｔ３−ｔ、’）は等しい。−点鎖線は光源の
強度変化を示す。今例えば光源１の強度が所定値のとき
、ウェハ３へえの適正露光量がｒｌｏＯＪである場合、
前述の如くオーバ露光量に対応した値が例えば「２０」
であったとし、それを引いた値ｒ８０」に対応したデジ
タル値を露光量設定器１０に記憶させる。

時刻上〇でシャッタ４が開き始め、ｔｌで全開する。こ
の間Ｖ／Ｆコンバータ７が入力電圧に比例した周波数の
パルスを出力し、カウンタ８がこれを計数する。ここま
でにカウンタ８は「２０」を計数するように設定される
。ｔ　Ｉ””　ｔ　２期間は光源の強度が一定部ちコン
パ−タフの入力電圧が一定であるから一定周波数のパル
スをカウンタ８が計数し、時刻ｔ２で２０　（ｔｏ　＝
ｔｔ　）　＋６０（１＋〜ｔ２）＝ａｏ　（ｔ２　）と
なり、設定器１０に記憶された値「８０」と一致するの
で比較回路９が一致信号をシャッタＯＮ１０　Ｆ　Ｆ指
令器１１に送出し、シャッタ駆動回路１２が作動し、シ
ャッタ４が閉動作を開始する。この後のｔ２〜ｔ８間で
残霜光量「２０」に対応した値だけ露光されることにな
り、総露光量として「１００」が達成され、適正露光量
と完全に一致する。しかし第２図（ｂ）の如く光源の強
度が％に低下した場合でも先と同様に、設定器１０には
「８０」が記憶されたままであり、時刻ｔｏから先と同
様にカウンタ８が検出パルスを計数し続け、カウンタ８
が「８０」を計数した時刻ｔ４で比較回路９が一致信号
を出力し、シャッタ４が閉じ始める。

ここでシャッタ閉じ時間１．−１４とシャッタ開き時間
ｔ、−ｔｏは一定であり、この間の光強度は先の％の値
即ち「１０」であり、１０（ｔｏ〜ｔ、　）　＋７０　
（ｔ、〜ｔ２）　＝８０　（ｔ４　）の次の時刻ｔ４〜
ｔｓの間は「１０」しがなく、総露光量は８０＋１０＝
９０となり、適正露光量ｒｌｏＯＪには「１０」即ち時
刻ｔ、〜ｔ６の分だけ足りなくなるという問題があった
。

またこのとき、光源の所定値に対してあらかじめ「２０
」を差引くときのｒ２０」という値を決定する際にもそ
の計算は繁雑で、しかも光源の強度低下に応じて計算し
直して記憶させ直さなければならず極めて面倒であった
。また露光装置としてのスルーブツトの低下も免れ得な
かった。

本発明は以上に鑑み、適正露光量即ち前例の場合、ｒ　
１００’　Ｊを一度記憶させれば光１原の強度が低下し
て使用不能になるまで前記設定値を記憶させ直さなくて
も良い露光量制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は上記記憶された適
正露光量を露光動作時の光検出値に基づいて補正するか
もしくは適正露光量は変えないで光検出値を補正するよ
うにしたものである。

以下、本発明を第３図以降に示した各実施例に基づいて
詳細に説明するが、本発明の各実施例で前述の従来例と
同一構成のものについては、同一の符号を付して説明を
省略する。第３図の第１の実施例において、１３は光量
補正用タイマ、１４は光量補正用カウンタ、１５は２人
力のアンドゲートであり、補正用タイマ１３はＶ／Ｆコ
ンバータの作動開始により作動開始し、シャッタ４の閉
じ時間に対応した時間ｔ２〜ｔ３だけ出力を発生する。

補正用タイマ１３はアンドゲート１５の一入力端に接続
している。また、アンドゲート１５の他入力端にはＶ／
Ｆコンバータ７の出力が加えられる。従って、補正用カ
ウンタ１４にはシャッタ４の閉じ時間ｔ２〜ｔ３に対応
するパルス数がカウントされる。１６はトータルカウン
タ８と補正用カウンタ１４のカウント値をプラスする加
算器で、この加算器１６の加算値と露光量設定器１０に
設定された値が、比較回路９によって比較される。なお
、本実施例では露光量設定器１０の設定値は第１図の例
と異なって、適正露光値例えばｒｌｏＯＪが設定される
。

第４図（ａ）の如く光源が所定強度の場合、補正用タイ
マ１３の設定時間ｔ２〜ｔ３の間即ち実際にはシャッタ
開き時間中に「２ｏ」を補正用カウンタ１４が計数し、
加算器１６に印加する。

したがってカウンタ８がシャッタ動作開始時刻上〇から
計数した値が「８０」になったとき加算器１６の出力は
ｒｌｏＯＪとなり、設定器１０に設定された値ｒｌｏＯ
Ｊ　と一致し、この時刻がｔ２となる。この時刻ｔ２は
実際の露光量「８０」で設定量ｒｌｏＯＪより「２０」
少ない時刻である。この時刻ｔ２からシャッタ４が閉じ
動作を開始し、ｔ、で閉じ動作を停止する。このｔ２〜
ｔ３期間の光量はシャッタ開き時間中と同じ（ｒ２０Ｊ
であり、８０　（ｔｏ〜ｔ２）＋２０（ｔ２〜ｔ３）＝
１００となり総露光量は設定した適正露光量と一致する
。

また第４図（ｂ）の如く光源の所定強度が％になった場
合、前述同様に補正用カウンタ１４が「１０」を計数し
、加算器１６に印加する。カウンタ８が「９０」を計数
したとき、前例同様に１０＋９０＝１００となり、比較
回路９が一致信号を送出し、前例同様にシャッタ閉じ時
間ｔ、〜ｔ６中に残り露光量「１０」を露光し終えて終
了る。

第５図は本発明の第２の実施例である。

第３図の実施例と同様に、補正用タイマ１３はＶ／Ｆコ
ンバータ７の作動開始からシャッタ４の閉じ時間実際は
開き時間に対応する時間だけ出力をアンドゲート１５に
出力する。この間、アンドゲート１５は光センサ５に入
射した光源１の光の強度に対応したパルス信号を出力す
る。補正用カウンタ１４によってパルス信号の数はカウ
ントされ、このカウント値は露光量設定器１０に人力さ
れる。露光量設定器１０には適正露光量に対応する値例
えば１００が設定されているが、この設定数は補正用カ
ウンタ１４のカウント値例えば「１０」だけ減算される
。従って、比較回路９において、減算された設定値「９
０」とトータルカウンタ８のカウント値「９０」が比較
される。

以下は、第３図の第１の実施例と同様であるので説明を
省略する。

次に、マイコンを使用した本発明の第３の実施例を第６
図を使用して説明する。第３図の第１の実施例との相異
点は、比較回路９、シャツタ開閉指令器１１、アンドゲ
ート１５及び加算器１６による指令又は演算をＣＰＵで
行い、トータルカウンタ８、補正用カウンタ１４として
はランダム・アクセス・メモリＲＡＭＩを使用し、補正
用タイマ１３としてはオシレータＯ８ＣとＲＡＭ２を使
用している点である。第３図の実施例と同機能を持たせ
るため、第７図（ａ）の〔メインルーチン〕、第７図（
ｂ）の〔割込みルーチン）を有している。露光量制御は
通常メイン側で動作し、割込みがあるとメインルーチン
を一時休止して割込みルーチンにとび、どの割込み処理
であるかを判断し処理をする。それが終わると、再びメ
インルーチンに戻るという動作をを繰り返しながら、露
光量制御を終了する。第６図において、Ｖ／Ｆコンバー
タ７の出力と０ＳＣ１３の出力が割込みに使用される。

次に、第７図（ａ）、（ｂ）について説明する。メイン
ルーチンに入ると、まずＶ／Ｆコンバータ７の出力パル
スを計数するＲＡＭＩをクリアする（ステップｔ−ｉ）
、次にシャッタ４を開き（ステップ１−２）、Ｖ／Ｆコ
ンバータ７が作動するのを検出する（ステップ１−３）
。Ｖ／Ｆコンバータ７の（’１４１Ｊ検出はＶ／Ｆコン
バータ７の出力による割込み処理（ステップ２−１．２
）で、ＲＡＭ１＝Ｏでなくなることで行う。Ｖ／Ｆコン
バータ７が作動を開始したら、シャッタ４の閉じ時間に
対応した値をＲＡＭ２にセットしくステップ１−４）、
ＲＡＭ２＝Ｏになるまでループをつくる（ステップ１−
５）。ＲＡＭ２は○５Ｃ１３の出力パルスによる割込み
処理でクリメントされる（ステップ２−３．４．５）。

ＲＡＭ２がセットされてから「０」になるまでの間、露
光量に応じたＶ／Ｆコンバータ７の出力パルスの数も割
込み処理によって、ＲＡＭＩに計数されている。ＲＡＭ
２がｒＪ検出サすルト、ＲＡ　Ｍ　１　ノ値を２倍にす
る（ステップ１−６）。これは、第３図の第１の実施例
で、補正用タイマ１３が作動している間の補正用カウン
タ１４の値とトータルカウンタ８の値を加算することと
等価の働きをしている。

その後、割込みルーチンではＲＡＭ２をＶ／Ｆコンバー
タ７の出力に応じてインクリメントする。メインルーチ
ンでは露光量設定値を入力し、ＲＡＭＩと比較して同値
になるとシャッタ４を閉じるための一致信号をシャッタ
駆動回路１２に出力する（ステップ１−７．８．９）。

以下の動作は前述の実施例と同様なので説明を省略する
。

以上の如く本発明は適正露光量を一度記憶させたら再設
定の必要がなく、したがって操作性が向上しかつ常に一
定の露光量が得られるものである。また、本発明は適正
露光量を得るための補正値をシャッタ動作中に検出し、
これによりリアルタイムでシャッタの開動作開始時点を
制御するので、斯る露光量制御を高速に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

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

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）マスクの回路パターンをウェハ上に焼付ける露光
   装置において、光源の強度に関連した露光量に対応した
   第１の値に露光開始時からの所定時間内の光量に対応し
   た第２の値を加えた第３の値と、適正露光量に対応して
   記憶された第４の値とからウエハへの露光時間を設定し
   たことを特徴とする露光量制御方法。
2. （２）マスクの回路パターンをウェハ上に焼付ける露光
   装置において、適正露光量に対応して記憶された第１の
   値から露光開始時からの所定時間内の光量に対応した第
   ２の値を引いた第３の値と、光源の強度に関連した露光
   量に対応した第４の値とからウエハへの露光時間を設定
   したことを特徴とする露光量制御方法。
3. （３）マスクの回路パターンをウェハ上に焼付ける露光
   装置において、露光開始時からの所定時間内の光量に対
   応した第１の値を２倍した第２の値に光源の強度に関連
   した露光量に対応した第３の値を加えた第４の値と、適
   正露光量に対応して記憶された第５の値とからウエハへ
   の露光時間を設定したことを特徴とする露光量制御方法
   。