JP2526983B2 - 露光装置 - Google Patents
露光装置Info
- Publication number
- JP2526983B2 JP2526983B2 JP63102683A JP10268388A JP2526983B2 JP 2526983 B2 JP2526983 B2 JP 2526983B2 JP 63102683 A JP63102683 A JP 63102683A JP 10268388 A JP10268388 A JP 10268388A JP 2526983 B2 JP2526983 B2 JP 2526983B2
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- exposure
- light
- light source
- wafer
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- Expired - Lifetime
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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
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
- G03F7/70575—Wavelength control, e.g. control of bandwidth, multiple wavelength, selection of wavelength or matching of optical components to wavelength
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は集積回路の製造に用いられるエキシマレーザ
等を光源とする露光装置に関するものである。
等を光源とする露光装置に関するものである。
［従来の技術］ クリプトンフロライド（KrF）等のエキシマレーザを
光源とする遠紫外線（deepUV）領域の露光装置は、0.5
μｍ以下のパターンを形成するリソグラフィー工程の主
力装置になる可能性が強いものとして注目されており、
特に投影レンズの光学材料として透過率の高い石英だけ
を使用し、エキシマレーザの発振スペクトル幅を自然発
振状態よりも狭くして光源として用いたタイプの露光装
置は早期実用化が期待されている。
光源とする遠紫外線（deepUV）領域の露光装置は、0.5
μｍ以下のパターンを形成するリソグラフィー工程の主
力装置になる可能性が強いものとして注目されており、
特に投影レンズの光学材料として透過率の高い石英だけ
を使用し、エキシマレーザの発振スペクトル幅を自然発
振状態よりも狭くして光源として用いたタイプの露光装
置は早期実用化が期待されている。
かかる露光装置におけるエキシマレーザ光源の共振器
内には波長選択手段としてエタロンやプリスム、グレー
ティング等の分散素子が配置されており、発振するスペ
クトルの中心は共振器内に入れた前記分散素子の波長選
択性で決まる。また、投影レンズを石英のみで構成した
場合、色収差が発生し、特定のスペクトルでしか収差が
補正されないため、発振スペクトルの中心が特定の設定
値から限られた範囲外へシフトすると投影倍率が変化し
たり、合焦しなくなったりする。即ち、かかる露光装置
においては発振スペクトル中心の安定化を図ることが重
要である。
内には波長選択手段としてエタロンやプリスム、グレー
ティング等の分散素子が配置されており、発振するスペ
クトルの中心は共振器内に入れた前記分散素子の波長選
択性で決まる。また、投影レンズを石英のみで構成した
場合、色収差が発生し、特定のスペクトルでしか収差が
補正されないため、発振スペクトルの中心が特定の設定
値から限られた範囲外へシフトすると投影倍率が変化し
たり、合焦しなくなったりする。即ち、かかる露光装置
においては発振スペクトル中心の安定化を図ることが重
要である。
従来、この種の露光装置における波長の制御はパルス
光の波長を検出して、この検出信号に基づいて行われて
いるので、波長の安定化を図るには対象物に光を照射し
ない期間でも露光時と同様にパルス光を発振し続けるこ
とが望ましい。
光の波長を検出して、この検出信号に基づいて行われて
いるので、波長の安定化を図るには対象物に光を照射し
ない期間でも露光時と同様にパルス光を発振し続けるこ
とが望ましい。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、エキシマレーザの共振器内部のガスや内部と
外部を分離する窓、その他の分光素子（エタロン，プリ
ズム等）、電気素子等の部品の寿命は発振パルス数によ
って限定されており、上記のように常に露光時と同様に
エキシマレーザを発振させておくことは現実的ではな
い。即ち、これらの消耗品や部品の寿命が早く尽き、短
いサイクルで交換又はクリーニングをしなければならな
くなってしまい、ランニングコストがかさむ上、たびた
び交換のために露光装置の運転を停止しなければならず
スループットも低下する。
外部を分離する窓、その他の分光素子（エタロン，プリ
ズム等）、電気素子等の部品の寿命は発振パルス数によ
って限定されており、上記のように常に露光時と同様に
エキシマレーザを発振させておくことは現実的ではな
い。即ち、これらの消耗品や部品の寿命が早く尽き、短
いサイクルで交換又はクリーニングをしなければならな
くなってしまい、ランニングコストがかさむ上、たびた
び交換のために露光装置の運転を停止しなければならず
スループットも低下する。
この発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、
部品等の消耗を早めることなく、常に発振スペクトル中
心を所定の値に維持できる露光装置を提供することを目
的とするものである。
部品等の消耗を早めることなく、常に発振スペクトル中
心を所定の値に維持できる露光装置を提供することを目
的とするものである。
［課題を解決するための手段］ この発明においては、対象物への光の照射期間以外の
期間に、予め測定されたパルス光の波長変化が一定範囲
を越える所定の時間が経過する前に光源から間欠的にパ
ルス光を発振させ、所定の値に波長を制御するようにし
たことによって上記の課題を達成している。
期間に、予め測定されたパルス光の波長変化が一定範囲
を越える所定の時間が経過する前に光源から間欠的にパ
ルス光を発振させ、所定の値に波長を制御するようにし
たことによって上記の課題を達成している。
［作用］ 本発明においては、対象物に光を照射しない期間に、
パルス光の波長変化が一定範囲以上となる所定の時間が
経過する前に光源から間欠的にパルス光を発振させるの
で、このパルス光の波長を波長検出手段によって検出
し、該検出信号に基づいて波長を所定の値に制御するこ
とができる。このため、非露光時において光学素子の熱
的な変形等でスペクトルの中心がシフトしてしまうのを
防いで、常に波長を所定の値に維持しておくことができ
る。
パルス光の波長変化が一定範囲以上となる所定の時間が
経過する前に光源から間欠的にパルス光を発振させるの
で、このパルス光の波長を波長検出手段によって検出
し、該検出信号に基づいて波長を所定の値に制御するこ
とができる。このため、非露光時において光学素子の熱
的な変形等でスペクトルの中心がシフトしてしまうのを
防いで、常に波長を所定の値に維持しておくことができ
る。
ここで、パルス光の波長変化が一定範囲を越える時間
は、光源の構成に依存して定まる値であり、予め測定し
て露光制御部等に記憶してある。そして、この時間は通
常数分程度であるので、非露光時におけるパルス光の発
振周波数は、露光時の周波数に比較して２桁以上も低い
値となる。このため、非露光時の発振による共振器内部
のガスや分光素子、放電電極やスイッチング素子等の部
品の消耗がほとんどない。このようにして、本発明では
部品の消耗を早めることなく、常にスペクトルの中心を
所定の値に維持しておくことができ、露光時には速やか
に所定の波長の光を照射することができる。
は、光源の構成に依存して定まる値であり、予め測定し
て露光制御部等に記憶してある。そして、この時間は通
常数分程度であるので、非露光時におけるパルス光の発
振周波数は、露光時の周波数に比較して２桁以上も低い
値となる。このため、非露光時の発振による共振器内部
のガスや分光素子、放電電極やスイッチング素子等の部
品の消耗がほとんどない。このようにして、本発明では
部品の消耗を早めることなく、常にスペクトルの中心を
所定の値に維持しておくことができ、露光時には速やか
に所定の波長の光を照射することができる。
なお、非露光時におけるパルス光の発振は、前述した
ように波長変化が一定範囲を越える前に行なえばよく、
必ずしも周期的である必要はない。
ように波長変化が一定範囲を越える前に行なえばよく、
必ずしも周期的である必要はない。
［実施例］ 第１図は本発明の実施例を示す構成図である。1,2は
エキシマレーザの共振器ミラーであり、スペクトル幅を
狭帯域にするためのエタロン3,4および放電部を具備し
たエキシマレーザを励起する為のガス室（チューブ）５
が間に介装されている。かかるエキシマレーザ光源から
発振されるビームＢの波長はエキシマレーザのゲインで
決まるスペクトル幅内にあり、前記エタロン３と４のビ
ームＢに対する角度により決る波長選択性により、最終
的に決定される。
エキシマレーザの共振器ミラーであり、スペクトル幅を
狭帯域にするためのエタロン3,4および放電部を具備し
たエキシマレーザを励起する為のガス室（チューブ）５
が間に介装されている。かかるエキシマレーザ光源から
発振されるビームＢの波長はエキシマレーザのゲインで
決まるスペクトル幅内にあり、前記エタロン３と４のビ
ームＢに対する角度により決る波長選択性により、最終
的に決定される。
エキシマレーザ光源発振したビームＢはビームスプリ
ッター６により一部が反射され、反射されたビームＢは
波長モニター12に導かれる。波長モニター12は定められ
た波長に対する発振波長の偏差を求める機能を持ち、露
光制御部10からの信号に制御される波長制御装置11に波
長の偏差を出力する。そして、この波長制御装置11は入
力された偏差に応じてエタロン３又は４の角度を所定量
変化させて波長の制御を行なう。
ッター６により一部が反射され、反射されたビームＢは
波長モニター12に導かれる。波長モニター12は定められ
た波長に対する発振波長の偏差を求める機能を持ち、露
光制御部10からの信号に制御される波長制御装置11に波
長の偏差を出力する。そして、この波長制御装置11は入
力された偏差に応じてエタロン３又は４の角度を所定量
変化させて波長の制御を行なう。
一方、ビームスプリッター６を通過したビームは、露
光制御部10に制御される第１照明光学系７に入射する。
この第１照明光学系７はビームの強度を所定の減衰率で
減衰させる可変減衰器を有し、強度分布の均一化やビー
ムサイズの拡大を行なう機能も備えている。次に第１照
明光学系７を出たビームは、反射ミラー８で反射され、
第２照明系（メインコンデンサーレンズ等を含む）９を
経てレチクルＲ上を照明する。そして、レチクルＲの下
部に形成されたパターンは投影レンズＬによって縮小投
影されてウエハＷ上に結像投影される。
光制御部10に制御される第１照明光学系７に入射する。
この第１照明光学系７はビームの強度を所定の減衰率で
減衰させる可変減衰器を有し、強度分布の均一化やビー
ムサイズの拡大を行なう機能も備えている。次に第１照
明光学系７を出たビームは、反射ミラー８で反射され、
第２照明系（メインコンデンサーレンズ等を含む）９を
経てレチクルＲ上を照明する。そして、レチクルＲの下
部に形成されたパターンは投影レンズＬによって縮小投
影されてウエハＷ上に結像投影される。
ここで、ウエハＷは露光制御部10からの信号によって
動作するウエハローダ13により自動的に搬送され、人手
に触れないでウエハホルダーWHへの設定、取り外しが行
われる。また、ウエハＷはウエハホルダWHに吸着された
状態でウエハステージWSにより２次元（XY）方向及び高
さ（Ｚ）方向の移動がなされ、１枚のウエハＷについ
て、アライメント動作の後にステップアンドリピートの
動作、即ちウエハステージWSの移動と露光の繰返しが行
なわれる。
動作するウエハローダ13により自動的に搬送され、人手
に触れないでウエハホルダーWHへの設定、取り外しが行
われる。また、ウエハＷはウエハホルダWHに吸着された
状態でウエハステージWSにより２次元（XY）方向及び高
さ（Ｚ）方向の移動がなされ、１枚のウエハＷについ
て、アライメント動作の後にステップアンドリピートの
動作、即ちウエハステージWSの移動と露光の繰返しが行
なわれる。
第２図はエキシマレーザ発光のタイムチャートであ
る。まず、露光状態T1ではウエハステージWSのステップ
動作毎にエキシマレーザ光源の最高の繰返し周波数で複
数のパルス光（e1とe2）が発振され、ウエハＷの所定の
領域が露光される。１枚のウエハＷの全てのショット領
域に対して露光が済むと、ウエハＷは次のウエハＷと交
換されアライメント等のシーケンスに入る。図ではこの
非露光期間（アイドリング期間）をＩで示しているが、
本実施例においては、この間に波長変化が所定の範囲以
上となる時間が経過する前に光源からパルス光を発振さ
せる。即ち、露光時よりも小さな繰返し周波数でアイド
リング発振させておく。例えば、露光時の発振周波数を
200〜500Hzとすると、アイドリング発振時の周波数は１
〜2Hz程度でよく、この程度の周波数では光学部材等の
消耗はほとんどない。なお、かかるアイドリング発振時
には、発振したパルス光が、アライメント中又は待機中
のウエハＷに届かないように、光路中の適宜の位置に設
けたシャッターを動作させる等して光遮断する必要があ
る。
る。まず、露光状態T1ではウエハステージWSのステップ
動作毎にエキシマレーザ光源の最高の繰返し周波数で複
数のパルス光（e1とe2）が発振され、ウエハＷの所定の
領域が露光される。１枚のウエハＷの全てのショット領
域に対して露光が済むと、ウエハＷは次のウエハＷと交
換されアライメント等のシーケンスに入る。図ではこの
非露光期間（アイドリング期間）をＩで示しているが、
本実施例においては、この間に波長変化が所定の範囲以
上となる時間が経過する前に光源からパルス光を発振さ
せる。即ち、露光時よりも小さな繰返し周波数でアイド
リング発振させておく。例えば、露光時の発振周波数を
200〜500Hzとすると、アイドリング発振時の周波数は１
〜2Hz程度でよく、この程度の周波数では光学部材等の
消耗はほとんどない。なお、かかるアイドリング発振時
には、発振したパルス光が、アライメント中又は待機中
のウエハＷに届かないように、光路中の適宜の位置に設
けたシャッターを動作させる等して光遮断する必要があ
る。
続いて次のウエハＷの露光状態T2に入ると１領域ずつ
の露光がf1,f2,f3…のパルス光群によりなされるが、ア
イドリング時Ｉにおける発光パルスを用いて波長を常に
制御しているので、露光開始時における波長の誤差がな
く精度の高い露光ができる。また、露光状態T2では発光
パルスが非常に多いので、この波長を検出することによ
り波長制御が問題なく行われる。
の露光がf1,f2,f3…のパルス光群によりなされるが、ア
イドリング時Ｉにおける発光パルスを用いて波長を常に
制御しているので、露光開始時における波長の誤差がな
く精度の高い露光ができる。また、露光状態T2では発光
パルスが非常に多いので、この波長を検出することによ
り波長制御が問題なく行われる。
なお、本発明において非露光時に発振されるパルス光
は、波長制御だけでなく、出力エネルギーの制御にも利
用でき、出力エネルギーの安定化を図ることもできる。
また、非露光時の発振の際に何等かの異常が発見されれ
ば、ウエハの露光の前に異常の原因を調べ適切な対処を
することができ、露光装置の可動率を向上させるととも
に、不良の発生を未然に防止することができる。
は、波長制御だけでなく、出力エネルギーの制御にも利
用でき、出力エネルギーの安定化を図ることもできる。
また、非露光時の発振の際に何等かの異常が発見されれ
ば、ウエハの露光の前に異常の原因を調べ適切な対処を
することができ、露光装置の可動率を向上させるととも
に、不良の発生を未然に防止することができる。
［発明の効果］ 以上の様に本発明によれば、非露光時に、波長の変化
が所定の範囲を越える時間が経過する前にパルス光を発
振させ、この波長を検出して波長の制御を行っているの
で、部品やガスの消耗を早めることなく、波長を常に所
定の値に維持することができる。このため、かかる露光
装置を用いれば露光開始時に波長の誤差を生じることが
なく、投影レンズの極めて良好な結像特性が安定して得
られる。また、露光開始時において波長の制御が正常に
行われるまでの待ち時間がなくなるので、スループット
も向上する。
が所定の範囲を越える時間が経過する前にパルス光を発
振させ、この波長を検出して波長の制御を行っているの
で、部品やガスの消耗を早めることなく、波長を常に所
定の値に維持することができる。このため、かかる露光
装置を用いれば露光開始時に波長の誤差を生じることが
なく、投影レンズの極めて良好な結像特性が安定して得
られる。また、露光開始時において波長の制御が正常に
行われるまでの待ち時間がなくなるので、スループット
も向上する。
第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は第
１図に示された実施例の発光状態を示すタイムチャート
である。 ［主要部分の符号の説明］ 1,2……エキシマレーザ共振器ミラー 3,4……エタロン 11……波長制御装置 12……波長検出手段 Ｒ……レチクル Ｌ……投影レンズ Ｗ……ウエハ
１図に示された実施例の発光状態を示すタイムチャート
である。 ［主要部分の符号の説明］ 1,2……エキシマレーザ共振器ミラー 3,4……エタロン 11……波長制御装置 12……波長検出手段 Ｒ……レチクル Ｌ……投影レンズ Ｗ……ウエハ
Claims (1)
- 【請求項１】光源から発振されたパルス光の波長を検出
する波長検出手段を有し、該検出信号に基づいて波長を
所定の値に制御して、ほぼ一定の波長の光を対象物に照
射する露光装置において、前記対象物への光の照射期間
以外の期間に、予め測定されたパルス光の波長変化が一
定範囲を越える所定の時間が経過する前に前記光源から
間欠的にパルス光を発振させ、前記所定の値に波長を制
御するようにしたことを特徴とする露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63102683A JP2526983B2 (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | 露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63102683A JP2526983B2 (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | 露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01274152A JPH01274152A (ja) | 1989-11-01 |
| JP2526983B2 true JP2526983B2 (ja) | 1996-08-21 |
Family
ID=14334034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63102683A Expired - Lifetime JP2526983B2 (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | 露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2526983B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3444350B2 (ja) * | 1999-11-17 | 2003-09-08 | ウシオ電機株式会社 | エキシマレーザ装置 |
| JP5157004B2 (ja) * | 2006-07-04 | 2013-03-06 | 株式会社小松製作所 | 狭帯域化レーザのスペクトル幅調整方法 |
| JP5580256B2 (ja) * | 2011-07-11 | 2014-08-27 | 株式会社小松製作所 | 狭帯域化レーザのスペクトル幅調整方法 |
| JP5730428B2 (ja) * | 2014-05-07 | 2015-06-10 | 株式会社小松製作所 | 狭帯域化レーザ装置及びそのスペクトル幅調整方法 |
-
1988
- 1988-04-27 JP JP63102683A patent/JP2526983B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01274152A (ja) | 1989-11-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |