JP2015087517A - Exposure equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、露光装置の光源、およびその使用方法に関する。 The present invention relates to a light source of an exposure apparatus and a method for using the same.
近年、液晶表示素子などのディスプレイは、大型化、高精細化が望まれている。そのため、液晶表示素子等の製造装置に対する要求精度はますます高くなっている。特に、これらの素子を製造する上で重要なのは、パターンを形成するために用いられる露光装置である。 In recent years, displays such as liquid crystal display elements have been desired to have a large size and high definition. Therefore, the required accuracy for manufacturing equipment such as liquid crystal display elements is increasing. Particularly important in manufacturing these elements is an exposure apparatus used for forming a pattern.
従来の液晶露光装置は、光源として大出力のランプが使用されている。露光装置は、高い生産性を実現するため、露光光の高照度化を達成する必要がある。この従来の液晶露光装置においては、光源として大出力のランプを複数個構成することで、露光光の高照度化を実現している（特許文献１）。 A conventional liquid crystal exposure apparatus uses a high output lamp as a light source. The exposure apparatus needs to achieve high illuminance of exposure light in order to achieve high productivity. In this conventional liquid crystal exposure apparatus, high illumination intensity of exposure light is realized by configuring a plurality of high output lamps as light sources (Patent Document 1).
また、別の公知技術としては、光源として、固体素子を複数個配置した方法も提案されている。特許文献２によると、ランプは、投入電力に対する発光効率が低い、ランプの寿命が短い、といった課題を抱えており、その解決の手段として固体素子による光源が提案されている。 As another known technique, a method in which a plurality of solid elements are arranged as a light source has been proposed. According to Patent Document 2, the lamp has problems such as low luminous efficiency with respect to input power and short lamp life, and a light source using a solid element has been proposed as a means for solving the problem.
一方、ガラスプレートへ転写するパターンの微細化が進められることで、各製造工程への要求精度はより厳しくなり、CD均一性（critical dimension uniformity)を一定に維持することが困難になってくる。例えば、レジストの厚みむらによって生じるCD(critical dimension)の不均一性がパターンの解像不良を起こすことで、製品の歩留りを低下させる。 On the other hand, as the pattern transferred to the glass plate is further miniaturized, the accuracy required for each manufacturing process becomes more severe, and it becomes difficult to maintain the CD uniformity (critical dimension uniformity) constant. For example, non-uniformity of CD (critical dimension) caused by unevenness of resist thickness causes poor pattern resolution, thereby reducing product yield.
これらの解決手段の一つとして、光源の出力の強弱によって、ガラスプレート上の場所毎に露光量を変える技術（以下、Active Dose Control）が提案されている(特許文献３参照）。 As one of these solutions, there has been proposed a technique (hereinafter, referred to as Active Dose Control) in which the exposure amount is changed for each location on the glass plate depending on the intensity of the output of the light source (refer to Patent Document 3).
しかし、ランプを光源とする従来の露光装置において、Active Dose Control を実現することは難しい。 However, it is difficult to realize Active Dose Control in a conventional exposure apparatus using a lamp as a light source.
その要因として、Active Dose Controlを実現するためには、ステージの走査速度に対して、光源の出力応答速度が十分に早くなければならない。 As a factor, in order to realize Active Dose Control, the output response speed of the light source must be sufficiently faster than the scanning speed of the stage.
Active Dose Controlで必要となる光源の出力応答速度について詳しく説明する。 The output response speed of the light source required for Active Dose Control will be described in detail.
図１は、ガラスプレート上の場所毎に露光量を変える技術(Active Dose Control)に関する説明図である。 FIG. 1 is an explanatory diagram regarding a technique (Active Dose Control) for changing an exposure amount for each place on a glass plate.
図１（b）は、ガラスプレートに配置した露光画角（Y=800[mm], X=450[mm]）を走査露光する概略図である。露光画角とは、１度の走査駆動で、マスクパターンを焼き付けるサイズである。以後、露光画角もしくはショットと表現する。実際の製造工程においては、１枚のガラスプレートを４ショット以上から８ショット以下程度に分割して配置される。走査露光は、同図の露光光に対して、光が均一に照射されるよう、ガラスプレートを走査駆動させている。 FIG. 1B is a schematic view for scanning exposure of an exposure angle of view (Y = 800 [mm], X = 450 [mm]) arranged on a glass plate. The exposure field angle is a size at which a mask pattern is printed by one scanning drive. Hereinafter, the exposure angle of view or shot is expressed. In the actual manufacturing process, a single glass plate is divided into 4 shots or more and 8 shots or less. In the scanning exposure, the glass plate is scanned and driven so that the exposure light shown in FIG.
図１(a)は、１ショット内の目標露光量の例を示す。Active Donse Controlは、同図に示すように、ガラスプレートの場所毎に目標露光量を変えるように制御する技術である。 FIG. 1A shows an example of the target exposure amount in one shot. As shown in the figure, Active Donse Control is a technique for controlling so as to change the target exposure amount for each location of the glass plate.
Active Dose Controlにおける露光量制御手段は、光源の出力の強弱である。よって、図１（a)に示した目標露光量の変化に、光源の出力変化が追従しなければならない。同図中(a)のΔdose/Δlは、１ショット内の目標露光量の変化量を示す。例えば、同図に示したΔdose/Δlの最大値が0.05[%/mm]、ガラスプレートの駆動速度が500[mm/sec]の場合、光源に要求される出力応答速度は、およそ25[%/sec]以上となる。 The exposure amount control means in Active Dose Control is the intensity of the light source output. Therefore, the change in the output of the light source must follow the change in the target exposure amount shown in FIG. In the figure, Δdose / Δl in (a) indicates a change amount of the target exposure amount in one shot. For example, when the maximum value of Δdose / Δl shown in the figure is 0.05 [% / mm] and the driving speed of the glass plate is 500 [mm / sec], the output response speed required for the light source is about 25 [% / sec] or more.
しかし、ランプを出力応答速度はガラスプレートの駆動速度やActive Dose Controlで要求されるΔdose/Δlに対して低いがために、Active Dose Controlを実現することが困難であった。 However, since the output response speed of the lamp is lower than the driving speed of the glass plate and Δdose / Δl required for Active Dose Control, it is difficult to realize Active Dose Control.
一方で、特許文献２では、発光ダイオードなどの固体素子を露光光とした露光装置を提供している。発光ダイオードなどの出力応答速度はランプに比べて早く、Active Dose Controlを実現することは容易である。しかしながら、固体素子は、ランプに比べて照度が低い。そのため液晶露光装置の光源として固体素子を用いると、デバイスの生産性が大きく低下する課題があった。 On the other hand, Patent Document 2 provides an exposure apparatus using a solid element such as a light emitting diode as exposure light. The output response speed of light emitting diodes is faster than that of lamps, and it is easy to realize Active Dose Control. However, the illuminance of the solid element is lower than that of the lamp. Therefore, when a solid element is used as the light source of the liquid crystal exposure apparatus, there is a problem that the productivity of the device is greatly reduced.
そこで、本発明は、装置の生産性を低下させることなく、光源の出力応答特性の優れた液晶露光装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a liquid crystal exposure apparatus with excellent output response characteristics of a light source without reducing the productivity of the apparatus.
その目的を達成するために、本発明の一側面としての露光装置は、マスクと被露光基板とを露光ビ−ムで前記マスクのパタ−ンを前記被露光基板上に順次投影する露光装置において
前記被露光基板に露光光を照射する主光源と、
前記被露光基板に露光光を照射する光源であって、前記主光源と出力応答特性が異なる補助光源と、
前記主光源と前記補助光源の射出光を検出する光電センサと、
前記被露光基板に照射される露光光の強度を変更する露光量制御部と、
を有することを特徴とする。
In order to achieve the object, an exposure apparatus according to one aspect of the present invention is an exposure apparatus that sequentially projects a mask pattern onto a substrate to be exposed by using an exposure beam on the mask and the substrate to be exposed. A main light source for irradiating the exposure substrate with exposure light;
A light source for irradiating the substrate to be exposed with exposure light, an auxiliary light source having different output response characteristics from the main light source,
A photoelectric sensor for detecting light emitted from the main light source and the auxiliary light source;
An exposure amount controller that changes the intensity of exposure light applied to the substrate to be exposed;
It is characterized by having.
そこで、本発明は、装置の生産性を低下させることなく、光源の出力応答特性の優れた液晶露光装置を提供することができる。 Therefore, the present invention can provide a liquid crystal exposure apparatus with excellent output response characteristics of a light source without reducing the productivity of the apparatus.
以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
〔第1実施形態〕
図２は本発明の第１実施形態の露光装置の図である。本実施形態の露光装置は、図２に示すように、主光源２０１、補助光源２０２、主光源点灯装置２０３、補助光源点灯装置２０４、光合成部２０５、ハエの目レンズ２０６、コンデンサーレンズ２０７、光電センサ２０８、視野絞り２０９、リレー系２１０−２１２、マスク２１３、投影露光系２１４−２１７、プレート２１８、露光量制御系２１９、メイン演算ユニット２２０で構成する。
[First embodiment]
FIG. 2 is a diagram of the exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the exposure apparatus of this embodiment includes a main light source 201, an auxiliary light source 202, a main light source lighting device 203, an auxiliary light source lighting device 204, a light combining unit 205, a fly-eye lens 206, a condenser lens 207, a photoelectric sensor. A sensor 208, a field stop 209, a relay system 210-212, a mask 213, a projection exposure system 214-217, a plate 218, an exposure amount control system 219, and a main arithmetic unit 220 are included.
主光電２０１は、プレート２１８を露光する露光光源である。主光源２０１は、プレート２１８を駆動・保持するプレートステージ（不図示）が最大速度で走査露光可能
な照度を満足する。例えば、プレートステージの最大走査速度が、500[mm/sec]、プレートへの露光量が50[mJ/cm2]の場合、プレート面照度が25000[mW×mm /cm2]以上になる光源を選択する。選定可能な光源素子としては、水銀ランプが挙げられる。同図では、主光源を１つ構成としているが、照度が不足している場合には、２つ以上の組み合わせで構成してもよい。
The main photoelectric 201 is an exposure light source that exposes the plate 218. The main light source 201 satisfies the illuminance at which a plate stage (not shown) that drives and holds the plate 218 can be scanned and exposed at the maximum speed. For example, if the maximum scanning speed of the plate stage is 500 [mm / sec] and the exposure amount to the plate is 50 [mJ / cm2], select a light source with a plate surface illumination of 25000 [mW × mm / cm2] or higher. To do. A mercury lamp is mentioned as a light source element which can be selected. In the figure, one main light source is configured, but when the illuminance is insufficient, it may be configured by a combination of two or more.
補助光源２０２は、プレート２１８を露光する露光光源である。補助光源２０２は、ガラスプレート上の場所毎に設定された目標露光量の変化に追従可能な出力応答速度を満足する。図１(a)は、ガラスプレート上の場所毎に設定された目標露光量の一例を示す。例えば、図１(a)に示したΔdose/Δlの最大値が0.05[%/mm]、ステージの走査速度が500[mm/sec]の場合、補助光源２０２には、出力応答速度が25[%/sec]以上の光源を選択する。また、補助光源の最大照度が、Active Dose ControlによるCDの補正レンジを決定する要因となる。そのため、補助光源２０２の照度は、主光源の照度の１０％以上が望ましい。補助光源の照度を主光源の１０％以上を満足することで、走査露光中の露光量を１０％近く可変させることが可能となる。選定可能な光源素子としては、半導体レーザ、発光ダイオード素子、エキシマレーザが挙げられる。同図では、補助光源を１つ構成としているが、照度が不足している場合には、２つ以上の組み合わせで構成してもよい。また、半導体レーザ、発光ダイオード素子は、照度が非常に小さい。その場合、補助光源は半導体レーザ、および発光ダイオード素子を１次元若しくは２次元アレイ状に配置してもよい。 The auxiliary light source 202 is an exposure light source that exposes the plate 218. The auxiliary light source 202 satisfies an output response speed capable of following the change in the target exposure amount set for each place on the glass plate. Fig.1 (a) shows an example of the target exposure amount set for every place on a glass plate. For example, when the maximum value of Δdose / Δl shown in FIG. 1A is 0.05 [% / mm] and the scanning speed of the stage is 500 [mm / sec], the auxiliary light source 202 has an output response speed of 25 [ Select a light source of [% / sec] or higher. In addition, the maximum illuminance of the auxiliary light source is a factor that determines the CD correction range by Active Dose Control. Therefore, the illuminance of the auxiliary light source 202 is desirably 10% or more of the illuminance of the main light source. When the illuminance of the auxiliary light source satisfies 10% or more of the main light source, the exposure amount during scanning exposure can be varied by nearly 10%. Examples of selectable light source elements include semiconductor lasers, light emitting diode elements, and excimer lasers. In the figure, one auxiliary light source is configured, but when the illuminance is insufficient, it may be configured by a combination of two or more. Further, the illuminance of the semiconductor laser and the light emitting diode element is very small. In that case, the auxiliary light source may be a one-dimensional or two-dimensional array of semiconductor lasers and light-emitting diode elements.
主光源点灯装置２０３は、主光源２０１の照度制御あるいは電力制御を行う。目標値は、露光量制御部２１９にて演算された結果に基づく。 The main light source lighting device 203 performs illuminance control or power control of the main light source 201. The target value is based on the result calculated by the exposure control unit 219.
例えば、主光源２０１が、水銀ランプの場合、主光源点灯装置２０３は、露光量制御部２１９から目標電力を受ける。そして、主光源点灯装置２０３は、ランプ電流を監視しながら、所望の電力になるよう、ランプの電極へ印加する電圧を制御する。 For example, when the main light source 201 is a mercury lamp, the main light source lighting device 203 receives target power from the exposure amount control unit 219. The main light source lighting device 203 controls the voltage applied to the electrode of the lamp so as to obtain a desired power while monitoring the lamp current.
補助光源点灯装置２０４は、補助光源２０３の照度制御あるいは電力制御を行う。目標値は、露光量制御部２１９にて演算された結果に基づく。 The auxiliary light source lighting device 204 performs illuminance control or power control of the auxiliary light source 203. The target value is based on the result calculated by the exposure control unit 219.
例えば、補助光源２０２がエキシマレーザの場合、補助光源点灯装置２０４は、露光量制御部２１９から電圧指令値を受ける。そして、補助光源点灯装置２０４は、プラズマを発生させる電極へ指令された電圧を印加し所望の出力を得る。 For example, when the auxiliary light source 202 is an excimer laser, the auxiliary light source lighting device 204 receives a voltage command value from the exposure amount control unit 219. Then, the auxiliary light source lighting device 204 applies a commanded voltage to an electrode for generating plasma to obtain a desired output.
また、補助光源２０４が複数の発光ダイオード素子から構成される場合、補助光源点灯装置は、露光量制御部２１９から駆動Ｄｕｔｙを受ける。そして、補助光源点灯装置２０４は、発光ダイオード素子を指定されたＤｕｔｙで駆動する。Ｄｕｔｙの制御には、例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation)制御を用いる。 In addition, when the auxiliary light source 204 includes a plurality of light emitting diode elements, the auxiliary light source lighting device receives a drive duty from the exposure amount control unit 219. Then, the auxiliary light source lighting device 204 drives the light emitting diode element with the designated duty. For duty control, for example, PWM (Pulse Width Modulation) control is used.
光合成部２０５は、主光源２０１および補助光源２０２より照射された光を合成して、ハエの目レンズ２０６の光入射面に入射させる。 The light combining unit 205 combines the light emitted from the main light source 201 and the auxiliary light source 202 and causes the light to enter the light incident surface of the fly-eye lens 206.
ハエの目レンズ２０６は、複数の微小なレンズより構成されており、その光出射面近傍には多数の２次光源を形成する。 The fly-eye lens 206 is composed of a plurality of minute lenses, and a large number of secondary light sources are formed in the vicinity of the light emitting surface thereof.
コンデンサーレンズ２０７は、視野絞り２０９をケーラー照明する。つまり、ハエの目レンズ２０６とコンデンサーレンズ２０７によって、視野絞り２０９を均一に照明するものである。 The condenser lens 207 performs Koehler illumination on the field stop 209. That is, the field stop 209 is uniformly illuminated by the fly-eye lens 206 and the condenser lens 207.
光電センサ２０８は、視野絞り２０９に照射された一部の光を計測する。光電センサ２０８の計測は、プレート面の照度モニターとして使用される。つまり、光電センサ２０８は、あらかじめステージ上に構成される不図示の照度センサで校正されており、プレート露光時は光電センサ２０８の出力に基づいて露光量制御が行われる。計測した結果は、露光量制御部２１９へ転送される。 The photoelectric sensor 208 measures a part of the light emitted to the field stop 209. The measurement of the photoelectric sensor 208 is used as an illuminance monitor on the plate surface. That is, the photoelectric sensor 208 is calibrated in advance by an illuminance sensor (not shown) configured on the stage, and exposure control is performed based on the output of the photoelectric sensor 208 during plate exposure. The measured result is transferred to the exposure amount control unit 219.
視野絞り２０９は、マスク２１３およびプレート２１８を照明するスリット（開口）形状を形成する。スリット（開口）形状は、円弧若しくは扇型で構成しうる。 The field stop 209 forms a slit (opening) shape that illuminates the mask 213 and the plate 218. The shape of the slit (opening) can be an arc or a fan shape.
視野絞り２０９に形成された円弧若しくは扇型の露光光は、リレーレンズ２１０、ミラー２１１、リレーレンズ２１２によって、被照射面であるマスク２１３上に結像される。これにより、マスク２１３には、所望の円弧若しくは扇型で、照明領域内の全ての点において照度が均一である光が照明される。 The arc-shaped or fan-shaped exposure light formed on the field stop 209 is imaged on the mask 213 that is the irradiated surface by the relay lens 210, the mirror 211, and the relay lens 212. As a result, the mask 213 is illuminated with light having a uniform arc or fan shape and uniform illuminance at all points in the illumination area.
マスク２１３は、プレート２１８に転写するパターンが形成されている。マスク２１３は、不図示のマスクステージに保持され、走査露光時には、プレート２１８と同期をとりつつ駆動制御が行われる。 A pattern to be transferred to the plate 218 is formed on the mask 213. The mask 213 is held on a mask stage (not shown), and drive control is performed in synchronization with the plate 218 during scanning exposure.
ミラー２１４，２１５、凹面鏡２１７、凸面鏡２１６は、マスク２１３から照射されたパターンを忠実にプレート２１８面へ結像する。 The mirrors 214 and 215, the concave mirror 217, and the convex mirror 216 faithfully image the pattern irradiated from the mask 213 onto the plate 218 surface.
露光量制御部２１９は、演算部（ＣＰＵ）、アナログ検出部（Ａ／Ｄコンバータ）を含む電子デバイスによって構成される。露光量制御部２１９は、プレート２１８へ適正な露光量を制御する機能を有し、光電センサ２０８の計測結果をモニタしながら、プレート２１８の露光量が適正露光量になるよう、主光源点灯装置２０３および補助光源点灯装置２０４へ目標指令値を設定する。 The exposure amount control unit 219 is configured by an electronic device including a calculation unit (CPU) and an analog detection unit (A / D converter). The exposure amount control unit 219 has a function of controlling an appropriate exposure amount to the plate 218, and monitors the measurement result of the photoelectric sensor 208 so that the exposure amount of the plate 218 becomes an appropriate exposure amount. A target command value is set in 203 and the auxiliary light source lighting device 204.
メイン演算ユニット２２０は、露光装置全体のシーケンス制御や、ユーザインターフェイス、など装置全般の機能を担う。露光量制御部２１９に対しては、露光量制御に関る光源の目標照度を算出を行っている。 The main arithmetic unit 220 is responsible for overall apparatus functions such as sequence control of the entire exposure apparatus and user interface. For the exposure control unit 219, the target illuminance of the light source related to the exposure control is calculated.
図３、図４を用いて露光量制御方法について詳しく説明する。 The exposure amount control method will be described in detail with reference to FIGS.
図３は、露光量制御のブロック図を示す。 FIG. 3 shows a block diagram of exposure amount control.
同図の目標照度３０１は、プレート２１８へ照射する光源の目標照度である。目標照度は、露光工程によって決定されるプレートへの露光量とプレートステージの走査速度から、メイン演算ユニット２２０によって求められる。算出した目標照度は、露光量制御部２１９へ走査露光動作毎に設定される。図４（a)は、１度の走査露光で必要な光源の目標照度を示し、例えば露光量制御部２１９は、走査露光動作毎に同図のような時系列データが設定される。 The target illuminance 301 in the figure is the target illuminance of the light source that irradiates the plate 218. The target illuminance is obtained by the main arithmetic unit 220 from the exposure amount to the plate determined by the exposure process and the scanning speed of the plate stage. The calculated target illuminance is set to the exposure amount control unit 219 for each scanning exposure operation. FIG. 4A shows the target illuminance of the light source necessary for one scanning exposure. For example, the exposure amount control unit 219 sets time-series data as shown in the figure for each scanning exposure operation.
光電センサ出力３０２は、光電センサ２０８の計測値である。 The photoelectric sensor output 302 is a measurement value of the photoelectric sensor 208.
最小照度算出部３０３は、目標最小照度３０４を算出する。図４(a)に、目標照度と目標最小照度の関係を示す。目標最小照度３０４は、目標照度３０１の最小値に対して、数％低めに設定する。低めに設定する目的は、主光源や補助光源の出力変動を考慮するためであり、この設定幅は実際に構成するハードウェアに依存する。 The minimum illuminance calculation unit 303 calculates a target minimum illuminance 304. FIG. 4A shows the relationship between the target illuminance and the target minimum illuminance. The target minimum illuminance 304 is set a few percent lower than the minimum value of the target illuminance 301. The purpose of setting a lower value is to consider output fluctuations of the main light source and auxiliary light source, and this setting range depends on the hardware actually configured.
主光源指令値算出部３０５は、目標最小照度３０４から主光源点灯装置に設定する主光源指令値３０６を算出する。主光源指令値３０６は、図４(b)に示すような、光源の指令値に対する照度特性と、最小照度算出部３０３から入力される目標最小照度３０４とで求める。光源の指令値に対する照度特性は予め計測しておき、主光源指令値算出部に補正テーブルを記憶しておくものとする。また、光源の指令値に対する照度特性が経時変化する場合には、定期的に光源の指令値に対する照度特性を取得して、主光源指令値算出部の補正テーブルを更新してもよい。例えば、ランプの照度特性が経時変化する要因としては、電極の劣化によって入力する電力に対して、光出力が低下する現象が知られている。 The main light source command value calculation unit 305 calculates a main light source command value 306 to be set in the main light source lighting device from the target minimum illuminance 304. The main light source command value 306 is obtained from the illuminance characteristic with respect to the command value of the light source and the target minimum illuminance 304 input from the minimum illuminance calculation unit 303 as shown in FIG. It is assumed that the illuminance characteristic with respect to the command value of the light source is measured in advance, and the correction table is stored in the main light source command value calculation unit. When the illuminance characteristic with respect to the command value of the light source changes with time, the illuminance characteristic with respect to the command value of the light source may be periodically acquired and the correction table of the main light source command value calculation unit may be updated. For example, as a factor that the illuminance characteristics of a lamp change with time, a phenomenon is known in which the light output decreases with respect to the input power due to electrode deterioration.
制御偏差３０７は、目標照度３０１と光電センサ出力３０２の差分を示す。 A control deviation 307 indicates a difference between the target illuminance 301 and the photoelectric sensor output 302.
補助光源ＰＩＤ演算部は、制御偏差３０７から、補助光源指令値３０９を求める。
ＰＩＤ制御に係る補正係数は、予め計測しておき、補助光源ＰＩＤ制御部に記憶しておく。
The auxiliary light source PID calculation unit obtains an auxiliary light source command value 309 from the control deviation 307.
The correction coefficient related to PID control is measured in advance and stored in the auxiliary light source PID control unit.
以上の制御系で露光量制御を実施した結果を図4(c)に示す。主光源は、目標最小照度から決定された指令値にて発光制御を行う。本制御系では、主光源に対してフィードバック制御ループが形成されていないため、主光源の出力が変動してもその補正は行われない。一方、補助光源は、光電センサ出力にて補助光源をフィードバック制御されている。
そのため、補助光源は目標照度と主光源による照度との差分と一致するように制御される。
FIG. 4 (c) shows the result of exposure amount control performed by the above control system. The main light source performs light emission control with a command value determined from the target minimum illuminance. In this control system, no feedback control loop is formed with respect to the main light source, so that the correction is not performed even if the output of the main light source fluctuates. On the other hand, the auxiliary light source is feedback-controlled by the photoelectric sensor output.
Therefore, the auxiliary light source is controlled to match the difference between the target illuminance and the illuminance by the main light source.
以上示したように、本実施形態に係る露光装置の構成によれば、装置の生産性を落とすことなく、出力応答特性の優れた光源を得ることができる。 As described above, according to the configuration of the exposure apparatus according to the present embodiment, a light source having excellent output response characteristics can be obtained without reducing the productivity of the apparatus.
出力応答特性の優れた光源は、Active Dose Controlの実現を可能とし、結果的に装置の生産性を落とすことなく、ＣＤの均一性を向上させ、製品歩留り向上に寄与する。 A light source with excellent output response characteristics makes it possible to realize Active Dose Control, and as a result, improves CD uniformity and contributes to an improvement in product yield without reducing the productivity of the apparatus.
また、本実施形態は、Active Dose Controlに実現手段のみならず、ショット毎に光源の照度を変更する露光制御にも有用な手段である。 Further, the present embodiment is not only a means for realizing Active Dose Control but also a means useful for exposure control for changing the illuminance of the light source for each shot.
〔第２実施形態〕
つぎに、図５に基づいて本発明の第２実施形態の露光装置について説明する。図５は本発明の第２実施形態の露光装置の図である。本実施形態の露光装置は、図５に示すように、主光源２０１、補助光源２０２、主光源点灯装置２０３、補助光源点灯装置２０４、光合成部２０５、ハエの目レンズ２０６、コンデンサーレンズ２０７、視野絞り２０９、リレー系２１０−２１２、マスク２１３、投影露光系２１４−２１７、プレート２１８、露光量制御系２１９、メイン演算ユニット２２０、主光源用光電センサ５０１、補助光源用光電センサ５０２で構成する。
[Second Embodiment]
Next, an exposure apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram of an exposure apparatus according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the exposure apparatus of the present embodiment includes a main light source 201, an auxiliary light source 202, a main light source lighting device 203, an auxiliary light source lighting device 204, a light synthesis unit 205, a fly-eye lens 206, a condenser lens 207, a field of view. The aperture 209, the relay system 210-212, the mask 213, the projection exposure system 214-217, the plate 218, the exposure amount control system 219, the main arithmetic unit 220, the main light source photoelectric sensor 501, and the auxiliary light source photoelectric sensor 502 are configured.
主光源用光電センサ５０１は、主光源２０１から光合成部２０５へ照射する光の一部の照度特性が経時変化光を切り出して検出する。補助光源用光電センサ５０２は、補助光源２０２から光合成部２０５へ照射する光の一部を切り出して検出する。主光源用光電センサ５０１と補助光源用光電センサ５０２は、プレート面の照度モニターとして使用される。つまり、光電センサ２０８は、あらかじめステージ上に構成される不図示の照度センサで校正されており、プレート露光時は光電センサ２０８の出力に基づいて露光量制御が行われる。計測した結果は、露光量制御部２１９へ転送される。 The main light source photoelectric sensor 501 cuts out and detects the time-dependent light of the illuminance characteristic of a part of the light emitted from the main light source 201 to the light combining unit 205. The auxiliary light source photoelectric sensor 502 cuts out and detects part of the light emitted from the auxiliary light source 202 to the light combining unit 205. The main light source photoelectric sensor 501 and the auxiliary light source photoelectric sensor 502 are used as illuminance monitors on the plate surface. That is, the photoelectric sensor 208 is calibrated in advance by an illuminance sensor (not shown) configured on the stage, and exposure control is performed based on the output of the photoelectric sensor 208 during plate exposure. The measured result is transferred to the exposure amount control unit 219.
図６、図７を用いて露光量制御方法について詳しく説明する。 The exposure amount control method will be described in detail with reference to FIGS.
図６は、露光量制御のブロック図を示す。 FIG. 6 is a block diagram of exposure amount control.
同図の目標照度３０１は、プレート２１８へ照射する光源の目標照度である。目標照度は、露光工程によって決定されるプレートへの露光量とプレートステージの走査速度から、メイン演算ユニット２２０によって求められる。算出した目標照度３０１は、露光量制御部２１９へ走査露光動作毎に設定される。図７（a)は、１度の走査露光で必要な光源の目標照度を示し、例えば露光量制御部２１９は、走査露光動作毎に同図のような時系列データが設定される。 The target illuminance 301 in the figure is the target illuminance of the light source that irradiates the plate 218. The target illuminance is obtained by the main arithmetic unit 220 from the exposure amount to the plate determined by the exposure process and the scanning speed of the plate stage. The calculated target illuminance 301 is set to the exposure amount control unit 219 for each scanning exposure operation. FIG. 7A shows the target illuminance of the light source necessary for one scanning exposure. For example, the exposure amount control unit 219 sets time-series data as shown in the figure for each scanning exposure operation.
光電センサ出力６０１は、主光源用光電センサ５０１の計測値である。 The photoelectric sensor output 601 is a measured value of the main light source photoelectric sensor 501.
光電センサ出力６０２は、主光源用光電センサ５０２の計測値である。 The photoelectric sensor output 602 is a measurement value of the main light source photoelectric sensor 502.
最小照度算出部３０３は、目標最小照度３０４を算出する。図７(a)に、目標照度と目標最小照度の関係を示す。目標最小照度３０４は、目標照度３０１の最小値に対して、数％低めに設定する。低めに設定する目的は、主電源や補助電源の出力変動を考慮するためであり、この設定幅は実際に構成するハードウェアに依存する。 The minimum illuminance calculation unit 303 calculates a target minimum illuminance 304. FIG. 7A shows the relationship between the target illuminance and the target minimum illuminance. The target minimum illuminance 304 is set a few percent lower than the minimum value of the target illuminance 301. The purpose of setting a lower value is to take into account output fluctuations of the main power supply and auxiliary power supply, and this setting range depends on the hardware actually configured.
制御偏差Ａ６０３は、目標最小照度３０４と光電センサ出力６０１の差分を示す。 A control deviation A603 indicates a difference between the target minimum illuminance 304 and the photoelectric sensor output 601.
主光源ＰＩＤ演算部６０５は、制御偏差Ａ６０３から、主光源指令値３０６を求める。
ＰＩＤ制御に係る補正係数は、予め計測しておき、補助光源ＰＩＤ制御部に記憶しておく。
The main light source PID calculation unit 605 obtains a main light source command value 306 from the control deviation A603.
The correction coefficient related to PID control is measured in advance and stored in the auxiliary light source PID control unit.
制御偏差Ｂ６０４は、同図に示した通り目標照度３０１と目標最小照度３０４と光電センサ出力６０２とで求められる。 The control deviation B 604 is obtained from the target illuminance 301, the target minimum illuminance 304, and the photoelectric sensor output 602 as shown in FIG.
補助光源ＰＩＤ演算部３０８は、制御偏差Ｂ６０４から、補助光源指令値３０９を求める。ＰＩＤ制御に係る補正係数は、予め計測しておき、補助光源ＰＩＤ制御部に記憶しておく。 The auxiliary light source PID calculation unit 308 obtains an auxiliary light source command value 309 from the control deviation B604. The correction coefficient related to PID control is measured in advance and stored in the auxiliary light source PID control unit.
以上の制御系で露光量制御を実施した結果を図７(b)に示す。主光源は、光電センサ出力にて主光源をフィードバック制御することで、主光源の照度が、目標最小照度と一致するように制御される。補助光源は、光電センサ出力にて補助光源をフィードバック制御することで、補助光源の照度が、目標照度と目標最小照度の差分に一致するように制御される。 FIG. 7B shows the result of exposure amount control performed by the above control system. The main light source is controlled so that the illuminance of the main light source matches the target minimum illuminance by feedback-controlling the main light source with the photoelectric sensor output. The auxiliary light source is controlled so that the illuminance of the auxiliary light source matches the difference between the target illuminance and the target minimum illuminance by feedback-controlling the auxiliary light source with the photoelectric sensor output.
以上示したように、本実施形態に係る露光装置の構成によれば、装置の生産性を落とすことなく、出力応答特性の優れた光源を得ることができる。また、第１実施形態において、主光源はフィードバック制御されていない。主光源の出力が変動した場合には、補助光源側で変動分を補正する必要があった。第２実施形態では、主光源、補助光源毎に光電センサを設け、主光源に対してもフィードバック制御を実現している。そのため、補助光源は、主光源の変動分を補正する必要がなり、補助光源の出力をより小さくすることが可能となる。 As described above, according to the configuration of the exposure apparatus according to the present embodiment, a light source having excellent output response characteristics can be obtained without reducing the productivity of the apparatus. In the first embodiment, the main light source is not feedback-controlled. When the output of the main light source fluctuated, it was necessary to correct the fluctuation on the auxiliary light source side. In the second embodiment, a photoelectric sensor is provided for each main light source and auxiliary light source, and feedback control is also realized for the main light source. Therefore, the auxiliary light source needs to correct the fluctuation of the main light source, and the output of the auxiliary light source can be further reduced.
出力応答特性の優れた光源は、Active Dose Controlの実現を可能とし、結果的に装置の生産性を落とすことなく、ＣＤの均一性を向上させ、製品歩留り向上に寄与する。 A light source with excellent output response characteristics makes it possible to realize Active Dose Control, and as a result, improves CD uniformity and contributes to an improvement in product yield without reducing the productivity of the apparatus.
また、本実施形態は、Active Dose Controlに実現手段のみならず、ショット毎に光源の照度を変更する露光制御にも有用な手段である。 Further, the present embodiment is not only a means for realizing Active Dose Control but also a means useful for exposure control for changing the illuminance of the light source for each shot.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
２０１ 主光源
２０２ 補助光源
２０８ 光電センサ
２１９ 露光量制御部
201 Main light source 202 Auxiliary light source 208 Photoelectric sensor 219 Exposure control unit
Claims (6)
前記被露光基板に露光光を照射する主光源と、
前記被露光基板に露光光を照射する光源であって、前記主光源と出力応答特性が異なる補助光源と、
前記主光源と前記補助光源の射出光を検出する光電センサと、
前記被露光基板に照射される露光光の強度を変更する露光量制御部と、
を有することを特徴とする露光装置。 A main light source for irradiating the substrate to be exposed with exposure light in an exposure apparatus for sequentially projecting the pattern of the mask onto the substrate to be exposed with an exposure beam on the mask and the substrate to be exposed;
A light source for irradiating the substrate to be exposed with exposure light, an auxiliary light source having different output response characteristics from the main light source,
A photoelectric sensor for detecting light emitted from the main light source and the auxiliary light source;
An exposure amount controller that changes the intensity of exposure light applied to the substrate to be exposed;
An exposure apparatus comprising:
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019536111A (en) * | 2016-11-29 | 2019-12-12 | シャンハイ マイクロ エレクトロニクス イクイプメント（グループ）カンパニー リミティド | System and method for controlling the exposure of a light source |
| KR20220079549A (en) | 2019-10-11 | 2022-06-13 | 가부시키가이샤 브이 테크놀로지 | Lighting apparatus for proximity exposure apparatus, LED unit, proximity exposure apparatus, and exposure method of proximity exposure apparatus |
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2013
- 2013-10-30 JP JP2013225237A patent/JP2015087517A/en active Pending
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