JP2925268B2 - Energy amount control device and method - Google Patents

Energy amount control device and method

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JP2925268B2
JP2925268B2 JP2223269A JP22326990A JP2925268B2 JP 2925268 B2 JP2925268 B2 JP 2925268B2 JP 2223269 A JP2223269 A JP 2223269A JP 22326990 A JP22326990 A JP 22326990A JP 2925268 B2 JP2925268 B2 JP 2925268B2
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、感応物体に対する照射エネルギー量を制御
するエネルギー量制御装置及び方法に関し、特に半導体
製造装置において、パルスレーザーからの光束を用いて
レクチルやウエハ等を照明し露光する際の露光量制御に
用いて好適なエネルギー量制御装置及び方法に関するも
のである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an energy amount control apparatus and method for controlling an irradiation energy amount to a sensitive object, and particularly to a reticle using a light beam from a pulse laser in a semiconductor manufacturing apparatus. The present invention relates to an energy amount control device and method suitable for controlling the exposure amount when illuminating a wafer or a wafer for exposure.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

最近の半導体電子回路は、高集積化、微細化の一途を
辿っている。また、光学的な露光方式も高解像力のレン
ズの開発等でますますその領域を拡げつつある。このよ
うな半導体製造における露光装置において、マスクまた
はレクチルの回路パターンをウエハ面上に転写、焼付け
る場合、ウエハ面上に焼付けられる回路パターンの解像
線巾は露光光の波長に比例するため、従来では、このよ
うな装置の光源として紫外線用ではHgランプを、またデ
イープ紫外線用では超高圧Xe−Hgを使用している。
2. Description of the Related Art Recent semiconductor electronic circuits have been increasingly integrated and miniaturized. In addition, the optical exposure system has been expanding its area by development of a lens with high resolution. In an exposure apparatus for manufacturing such a semiconductor, when a circuit pattern of a mask or a reticle is transferred onto a wafer surface and printed, the resolution line width of the circuit pattern printed on the wafer surface is proportional to the wavelength of the exposure light. Conventionally, an Hg lamp has been used as a light source for such a device for ultraviolet light, and an ultra-high pressure Xe-Hg has been used for deep ultraviolet light.

しかし、かかる光ではウエハ上に塗布されているレジ
ストの感度が弱く、このため長い露光時間を必要とし、
作業性に乏しいという問題点があった。
However, with such light, the sensitivity of the resist applied on the wafer is weak, so that a long exposure time is required,
There was a problem that workability was poor.

一方、近年エキシマ(excimer)レーザーという高出
力の遠紫外領域を発振波長とする光源が各方面で使用さ
れている。このエキシマレーザーは高輝度性、単色性そ
して可干渉距離が短いことから半導体製造の際の露光装
置の光源として大変有効である。
On the other hand, in recent years, a light source having an oscillation wavelength in a high-output far-ultraviolet region called an excimer laser has been used in various fields. This excimer laser is very effective as a light source for an exposure apparatus in semiconductor manufacturing because of its high brightness, monochromaticity and short coherence length.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

ところで、エキシマレーザーを露光装置の照明光学系
の光源として用い、ウエハ面上へ照射されるエネルギー
量を調整しようとする場合、エキシマレーザの励起方式
は放電励起方式であるので放電励起電圧を制御すること
によって行なうことが考えられる。しかし、このような
方法では、励起電圧が大きくなりすぎるとレーザあるい
は励起回路が破壊され、逆に励起電圧が小さくなりすぎ
るとレーザが発振しなくなる等の問題が生じるので、励
起電圧を制御して照射エネルギー量を高精度に調整する
ことは一般に大変困難であった。
By the way, when the excimer laser is used as the light source of the illumination optical system of the exposure apparatus and the amount of energy applied to the wafer surface is to be adjusted, the excitation voltage of the excimer laser is controlled by the discharge excitation method, so the discharge excitation voltage is controlled. This can be done by doing However, in such a method, if the excitation voltage is too high, the laser or the excitation circuit is broken, and if the excitation voltage is too low, the laser does not oscillate. It is generally very difficult to adjust the irradiation energy amount with high accuracy.

また、エキシマレーザは大出力のパルス発振であり、
発光時間も10〜20msec程度と非常に短いため、照射時間
を制御することにより精密に照射エネルギー量を制御す
ることも難しい。
Excimer lasers are high-power pulse oscillations,
Since the light emission time is very short, about 10 to 20 msec, it is difficult to control the irradiation energy amount precisely by controlling the irradiation time.

また、NDフイルターを用いて照射エネルギー量の調整
を行なう方法も考えられている。しかしこの方法におい
ても、フイルターを各パルス発光の間隔の間で光路中に
出入りさせる場合には、フイルターを移動させる移動装
置のモータの立ち上げ時間を極力短くするために、モー
タを大型化させなければならないという問題がある。
A method of adjusting the irradiation energy amount using an ND filter has also been considered. However, even in this method, when the filter is moved into and out of the optical path between each pulse emission, the motor must be enlarged in order to minimize the startup time of the motor of the moving device for moving the filter. There is a problem that must be.

本発明はこのような問題に鑑み、常に安定した状態で
しかも長時間にわたり照射エネルギー量を適切な値に制
御でき、また、簡易な構成のエネルギー量制御装置を提
供することを目的とする。特に、本発明においては、ウ
エハ面上のフオトレジスト等の感光性材料面へ回路パタ
ーンをパルス発光光を用いて投影露光する露光装置の露
光量制御に用いて好適なエネルギー量制御装置及び方法
の提供を目的とする。
In view of such a problem, an object of the present invention is to provide an energy amount control device having a simple configuration, which can always control the irradiation energy amount to an appropriate value in a stable state for a long time. In particular, in the present invention, an energy amount control apparatus and method suitable for use in exposure amount control of an exposure apparatus for projecting and exposing a circuit pattern onto a photosensitive material surface such as a photoresist on a wafer surface by using pulsed light emission. For the purpose of providing.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上述の課題を解決するため、本発明のエネルギー量制
御装置は、放射エネルギーをパルス状に発生するエネル
ギー源と、前記放射エネルギーが照射面に照射される割
合を状態に応じて変化させるエネルギー可変部材と、少
なくとも前記放射エネルギーの前記照射面への照射が開
始されてから前記照射面に所定エネルギー量が照射され
るまでの間、前記エネルギー可変部材の状態を変化させ
るために前記エネルギー可変部材を停止させることなく
連続的に駆動しつづける駆動手段と、前記エネルギー可
変部材の状態に応じて前記エネルギー源のエネルギー発
生タイミングを制御する制御手段を有することを特徴と
している。
In order to solve the above-described problem, an energy amount control device of the present invention includes an energy source that generates radiant energy in a pulsed form, and an energy variable member that changes a rate at which the radiant energy is applied to an irradiation surface according to a state. And stopping the energy variable member in order to change the state of the energy variable member at least from when the irradiation of the radiation surface to the irradiation surface is started until the predetermined energy amount is irradiated to the irradiation surface. It is characterized by having a driving means for continuously driving without causing it to operate and a control means for controlling the energy generation timing of the energy source according to the state of the energy variable member.

本発明のエネルギー量制御装置では、前記放射エネル
ギーが前記照射面に照射される割合は、前記エネルギー
可変部材の位置または姿勢に応じて変化するものである
とより好ましい。また、前記エネルギー可変部材は、そ
れぞれ透過率の異なる複数の半透過部材、それぞれ透過
率の異なる複数の半透過面が形成された光学ブロック、
それぞれ反射率の異なる複数の反射面、アパーチャース
トップ、または干渉フィルターを有しても良い。
In the energy amount control device according to the present invention, it is more preferable that a ratio of the radiant energy applied to the irradiation surface changes according to a position or a posture of the energy variable member. Further, the energy variable member, a plurality of semi-transmissive members having different transmittances, an optical block formed with a plurality of semi-transmissive surfaces each having a different transmittance,
It may have a plurality of reflecting surfaces, aperture stops, or interference filters, each having a different reflectance.

また、本発明のエネルギー量制御方法は、エネルギー
源からパルス状に発生される放射エネルギーが照射面に
照射される割合を状態に応じて変化させるエネルギー可
変部材を準備し、少なくとも前記放射エネルギーの前記
照射面への照射が開始されてから前記照射面に所定エネ
ルギー量が照射されるまでの間、前記エネルギー可変部
材の状態を変化させるために前記エネルギー可変部材を
停止させることなく連続的に駆動しつづけ、前記エネル
ギー可変部材の状態に応じて前記エネルギー源のエネル
ギー発生タイミングを制御することを特徴としている。
Further, the energy amount control method of the present invention prepares an energy variable member that changes the ratio of radiant energy generated in a pulse form from an energy source to an irradiation surface according to a state, and at least the radiant energy of the radiant energy is adjusted. From the start of irradiation to the irradiation surface until the irradiation surface is irradiated with the predetermined energy amount, the energy variable member is continuously driven without stopping in order to change the state of the energy variable member. Subsequently, the energy generation timing of the energy source is controlled according to the state of the energy variable member.

本発明のエネルギー量制御方法では、前記放射エネル
ギーが前記照射面に照射される割合は、前記エネルギー
可変部材の位置または姿勢に応じて変化するものである
とより好ましい。また、前記エネルギー可変部材はそれ
ぞれ透過率の異なる複数の半透過部材を有しても良い。
In the energy amount control method of the present invention, it is more preferable that a ratio of the radiant energy applied to the irradiation surface changes in accordance with a position or a posture of the energy variable member. Further, the energy variable member may include a plurality of semi-transmissive members having different transmittances.

〔実施例〕〔Example〕

第1図、第2図および第3図は、本発明の第1の実施
例を示す概略構成図である。第1図において、1は指向
性の良いパルスレーザーであるエキシマレーザー、2は
エネルギー量制御部、3はエネルギー量制御部2を駆動
するための駆動制御部、4はエネルギー量制御を行なう
ためにエキシマレーザー1および駆動制御部3をコント
ロールする中央制御装置、5は第1のレンズ群である照
明光学系、6は一部の光を透過する反射鏡、7は反射鏡
6から一部透過された光の光量すなわちエネルギー量を
測定する受光素子を含む監視装置、8はレクチル、9は
ウエハが保持される被投影面、10はレクチル8のパター
ンを被投影面9に投影するための第2のレンズ群である
投影光学系、11はエキシマレーザー1から出射された露
光光の被投影面9までの光路の光軸である。
FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 3 are schematic diagrams showing a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is an excimer laser which is a pulse laser having good directivity, 2 is an energy control unit, 3 is a drive control unit for driving the energy control unit 2, and 4 is an energy control unit. A central controller for controlling the excimer laser 1 and the drive controller 3; 5, an illumination optical system as a first lens group; 6, a reflecting mirror that transmits some light; A monitoring device including a light receiving element for measuring the amount of light, that is, the amount of energy of the light, 8 a reticle, 9 a projection surface on which a wafer is held, and 10 a second surface for projecting the pattern of the reticle 8 onto the projection surface 9. A projection optical system 11, which is a lens group, has an optical axis of an optical path to exposure surface 9 of exposure light emitted from excimer laser 1.

第2図は、第1図のエネルギー量制御部2の詳細図で
ある。第2図においては、21は光軸11をさえぎっている
回転板、26は回転板21を光軸11に実質的に平行な軸を中
心として回転させるためのモーター、27はモーター26の
回転速度と位置(回転角度)を検知するためのエンコー
ダーである。モーター26、エンコーダー27はそれぞれ駆
動制御装置3に接続されている。
FIG. 2 is a detailed view of the energy control unit 2 of FIG. In FIG. 2, reference numeral 21 denotes a rotating plate intercepting the optical axis 11, 26 denotes a motor for rotating the rotating plate 21 about an axis substantially parallel to the optical axis 11, and 27 denotes a rotation speed of the motor 26. And an encoder for detecting the position (rotation angle). The motor 26 and the encoder 27 are connected to the drive control device 3, respectively.

第3図は、第2図のエネルギー量制御部2を光軸11の
方向(第2図紙面左右方向)からみた図である。第3図
において、22は回転板21にあいている貫通穴、23は回転
板21にあいている貫通穴に取り付けられ、入射したエネ
ルギー量(エキシマレーザー1からの露光光)の3/4が
透過するNDフイルター、24は回転板21にあいている貫通
穴に取り付けられ、入射したエネルギー量の1/2が透過
するNDフイルター、25は回転板21にあいている貫通穴に
取り付けられ、入射したエネルギー量の1/4が透過するN
Dフイルターである。
FIG. 3 is a view of the energy control unit 2 in FIG. 2 as viewed from the direction of the optical axis 11 (the left-right direction in FIG. 2). In FIG. 3, reference numeral 22 denotes a through hole formed in the rotating plate 21, and reference numeral 23 denotes a through hole formed in the rotating plate 21, and 3/4 of the incident energy amount (exposure light from the excimer laser 1) is used. The transmitting ND filter, 24, is mounted in a through hole opened in the rotating plate 21, and the ND filter transmitting half of the incident energy is transmitted, and the 25 is mounted in a through hole opened in the rotating plate 21, and N that transmits 1/4 of the energy
It is a D filter.

貫通穴22、NDフイルター23、NDフイルター24およびND
フイルター25は回転板21の回転中心に対して4等分(90
度間隔)に配置されており、貫通穴22、NDフイルター2
3、NDフイルター24およびNDフイルター25の各々の中心
は回転板21の回転により光軸11の中心を通るようになっ
ている。また、前記貫通穴22の、NDフイルター22、24、
25と前記エンコーダーの回転角度信号との対応は、あら
かじめ中央制御装置4に記憶されている。
Through hole 22, ND filter 23, ND filter 24 and ND
The filter 25 is divided into four equal parts (90
At intervals), through holes 22, ND filters 2
3. The center of each of the ND filter 24 and the ND filter 25 passes through the center of the optical axis 11 by the rotation of the rotating plate 21. Further, the ND filters 22, 24,
The correspondence between 25 and the rotation angle signal of the encoder is stored in the central controller 4 in advance.

上記構成において、モーター26はエンコーダー27から
の回転速度フイードバツク信号に基づいた駆動制御部3
からの駆動指令信号により所定の一定速度で回転してい
る。そして、エネルギー量制御部2の回転板21はこのモ
ーター26によって回転している。ここで被露光面9に対
し所定の適正露光量(以下、露光エネルギー量と呼ぶ)
で露光を行なう場合には、中央制御装置4は駆動制御部
3を通してエンコーダ27からの回転板21の回転角度信号
を検出し、最初に貫通穴22が光軸11上に合致するタイミ
ングでエキシマレーザー1がパルス発光するようにエキ
シマレーザー1に指令をあたえる。この場合、エキシマ
レーザー1の発光タイミングは、その発光されたパルス
光が常に貫通穴22を通過するようにモーター26の回転に
対して同期をとっている。そして、監視装置7によっ
て、エキシマレーザー1で発光された各々のパルスのパ
ルスエネルギー量(ウエハの実際の露光量に対応する
量)の測定および測定値の積算を行ない、必要な積算す
なわち露光エネルギー量に達したら、中央制御装置4が
エキシマレーザー1の発光を停止させる。これらの判断
は中央制御装置4で行なわれ、また前記パルスエネルギ
ー量の積算は中央制御装置4で行なっても良い。
In the above configuration, the motor 26 is driven by the drive control unit 3 based on the rotation speed feedback signal from the encoder 27.
Is rotated at a predetermined constant speed by a drive command signal from The rotating plate 21 of the energy control unit 2 is rotated by the motor 26. Here, a predetermined appropriate exposure amount (hereinafter, referred to as an exposure energy amount) for the surface 9 to be exposed.
In the case of performing the exposure, the central control unit 4 detects the rotation angle signal of the rotary plate 21 from the encoder 27 through the drive control unit 3, and the excimer laser is first detected at the timing when the through hole 22 coincides with the optical axis 11. A command is issued to the excimer laser 1 so that the pulse 1 emits light. In this case, the emission timing of the excimer laser 1 is synchronized with the rotation of the motor 26 so that the emitted pulse light always passes through the through hole 22. Then, the monitoring device 7 measures the pulse energy amount (the amount corresponding to the actual exposure amount of the wafer) of each pulse emitted by the excimer laser 1 and integrates the measured values, and the necessary integration, that is, the exposure energy amount Is reached, the central controller 4 stops the emission of the excimer laser 1. These determinations are made by the central control unit 4, and the integration of the pulse energy amount may be made by the central control unit 4.

ところが、この状態では露光エネルギー量の制御は露
光パルスの数でしか制御できていない。例えば、100パ
ルスと101パルスでは1%の差があるが、このままで
は、100.5パルス分の露光を行なうという制御はできな
い。
However, in this state, the control of the exposure energy amount can be controlled only by the number of exposure pulses. For example, there is a 1% difference between 100 pulses and 101 pulses, but it is not possible to control to perform exposure for 100.5 pulses.

そこで、本実施例の装置では、露光中あと1パルス以
下のパルスエネルギー量で必要な露光エネルギー量に達
すると判断された段階で、監視装置7および中央制御装
置4により不足露光エネルギー量を演算し、0パルス相
当、1/4パルス相当、1/2パルス相当、3/4パルス相当お
よび1パルス相当のパルスエネルギー量のうち上記不足
露光エネルギー量に最も近いものを選択し、例えばその
選択結果が0パルス相当であれば最終パルスの発光を中
止する。また、上記選択結果が1/4パルス相当であれば
回転板21に取り付けられたNDフイルター25の中心が光軸
11を通るタイミングに最終の1パルスが発光するようエ
ンコーダ27からの回転角度信号に基づいて中央制御装置
4からエキシマレーザー1に指令をあたえる。同様にし
て、上記選択結果が1/2パルス相当であれば回転板21に
取り付けられたNDフイルター24の中心が光軸11を通るタ
イミングに最終の1パルスが発光するようエンコーダ27
からの回転角度信号に基づいて中央制御装置4からエキ
シマレーザー1に指令をあたえ、上記選択結果が3/4パ
ルス相当であれば回転板21に取り付けられたNDフイルタ
ー23の中心が光軸11を通るタイミングに最終の1パルス
が発光するようエンコーダ27からの回転角度信号に基づ
いて中央制御装置4からエキシマレーザー1に指令をあ
たえる。上記選択結果が1パルス相当であれば回転板21
にあいている貫通穴22の中心が光軸11を通るタイミング
に最終の1パルスが発光するようエンコーダ27からの回
転角度信号に基づいて中央制御装置4からのエキシマレ
ーザー1に指令をあたえる。以上の様にして、1/4パル
ス分のエネルギー量を単位とする露光エネルギー量制御
を、エキシマレーザ1で発光されるパルス光のエネルギ
ー量を特に調整しなくとも行なうことができる。
Therefore, in the apparatus of the present embodiment, when it is determined that the required exposure energy is reached with the pulse energy of one pulse or less during the exposure, the underexposure energy is calculated by the monitoring device 7 and the central control device 4. , 0 pulse equivalent, 1/4 pulse equivalent, 1/2 pulse equivalent, 3/4 pulse equivalent, and 1 pulse equivalent pulse energy amount, select the one closest to the above-mentioned insufficient exposure energy amount. If the pulse is equivalent to 0 pulses, the emission of the last pulse is stopped. If the above selection result is equivalent to 1/4 pulse, the center of the ND filter 25 attached to the rotating plate 21 is positioned at the optical axis.
The central controller 4 gives a command to the excimer laser 1 based on the rotation angle signal from the encoder 27 so that the last one pulse is emitted at the timing passing through 11. Similarly, if the selection result is equivalent to 1/2 pulse, the encoder 27 emits the last one pulse at the timing when the center of the ND filter 24 attached to the rotating plate 21 passes through the optical axis 11.
The central controller 4 gives a command to the excimer laser 1 based on the rotation angle signal from the ND filter 23 attached to the rotating plate 21 if the above selection result is equivalent to 3/4 pulse. The central controller 4 gives a command to the excimer laser 1 based on the rotation angle signal from the encoder 27 so that the last one pulse is emitted at the passing timing. If the above selection result is equivalent to one pulse, the rotating plate 21
A command is given to the excimer laser 1 from the central controller 4 based on the rotation angle signal from the encoder 27 so that the last pulse is emitted at the timing when the center of the through hole 22 passes through the optical axis 11. As described above, the exposure energy amount control using the energy amount of 1/4 pulse as a unit can be performed without particularly adjusting the energy amount of the pulse light emitted by the excimer laser 1.

ここで、上に述べた露光動作の総発光パルス数をnパ
ルスとすると、回転板21は一定速度で回転しているか
ら、1パルス目からn−1パルス目までの各発光パルス
の時間間隔は回転板21が1回転する時間に等しく一定で
ある。この時間をtとすれば、n−1パルス目とnパル
ス目の時間間隔はt/4の整数倍となる。
Here, assuming that the total number of light emission pulses in the above-described exposure operation is n pulses, the rotating plate 21 is rotating at a constant speed, so that the time interval between each light emission pulse from the first pulse to the (n-1) th pulse is obtained. Is equal to the time during which the rotary plate 21 makes one rotation. Assuming that this time is t, the time interval between the (n-1) th pulse and the nth pulse is an integral multiple of t / 4.

なお、上述の実施例では回転板21を一定速度で回転さ
せていたが、駆動装置3によりモーター26の回転速度を
制御して加減速を行なったり、回転速度の変動に自由度
を持たせておくことも可能である。この場合も上に述べ
たのと同様にして、貫通穴22、NDフイルター23、NDフイ
スター24およびNDフイルター25の各々の中心が回転板21
の回転により光軸11の中心を通るタイミングでパルス発
光するように同期をとった指令を中央制御装置4からエ
キシマレーザー1にあたえることとすればよい。
In the above-described embodiment, the rotating plate 21 is rotated at a constant speed. However, the driving device 3 controls the rotation speed of the motor 26 to perform acceleration / deceleration, or allows the rotation speed to have a degree of freedom. It is also possible to put. In this case, the center of each of the through hole 22, the ND filter 23, the ND filter 24, and the ND filter 25 is set in the same manner as described above.
The central controller 4 may give a command synchronized to the excimer laser 1 so as to emit a pulse at a timing passing through the center of the optical axis 11 by the rotation of.

また、上述の実施例では回転板21の1回転中に貫通穴
22が1箇所であったが、上記貫通穴22を回転板21に複数
設ければ、エキシマレーザ1で発生したパルス光をその
ままウエハに照射する際に、エキシマレーザー1の発光
間隔中に回転板21が1回転する必要がなくなるので、回
転板21の回転速度を低下させることが可能になる。
Further, in the above-described embodiment, the through hole is formed during one rotation of the rotating plate 21.
However, if a plurality of the through holes 22 are provided in the rotating plate 21, the pulse light generated by the excimer laser 1 can be directly irradiated onto the wafer when the excimer laser 1 emits light. Since the rotation of the rotating plate 21 is not required, the rotating speed of the rotating plate 21 can be reduced.

さらに、上述の実施例では一露光動作の最終パルス発
光でエネルギー量補正を行なったが、最終パルスに限ら
ず複数のパルス発光でエネルギー量補正を行なうことも
可能である。例えば、貫通穴22と3種類の透過率のNDフ
イルターすなわち1/8透過NDフイルター、1/4透過NDフイ
ルター、1/2透過NDフイルターを使用して補正を行なう
場合、1/16パルス相当のエネルギー量の分解能で露光エ
ネルギー量が制御可能となる。
Further, in the above-described embodiment, the energy amount is corrected by the last pulse emission of one exposure operation. However, the energy amount can be corrected by a plurality of pulse emissions, not limited to the last pulse. For example, when the correction is performed using the through-hole 22 and the ND filters having three kinds of transmittances, that is, the 1 / 8-transmission ND filter, the 1 / 4-transmission ND filter, and the 1 / 2-transmission ND filter, the correction is equivalent to 1/16 pulse. The exposure energy amount can be controlled with the resolution of the energy amount.

以下、この場合の本実施例の動作を、第10図に示した
フローチヤートを用いて詳細に説明する。なお、この場
合、第3図において、23は1/2透過NDフイルター、24は1
/4透過NDフイルター、25は1/8透過NDフイルターであ
る。
Hereinafter, the operation of this embodiment in this case will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG. In this case, in FIG. 3, 23 is a 1/2 transmission ND filter, and 24 is 1
/ 4 transmission ND filter, 25 is a 1/8 transmission ND filter.

第10図のフローチヤートにおいて、ステツプ101で
は、レクチル8のパターンを被投影面9に保持されてい
るウエハに焼付けるために必要な適正露光量Aと、エキ
シマレーザー1で発光されるパルス光の1パルスの発光
量、即ち1パルスの発光でウエハが露光される量Cを設
定する。適正露光量Aと1パルス発光量Cは中央制御装
置4に対して設定され、中央制御装置4は1パルス発光
量Cが設定されると、エキシマレーザー1の1回の発光
量が設定された値となるようにエキシマレーザー1に対
して発光調整指令信号を発生する。
In the flowchart of FIG. 10, in step 101, the proper exposure amount A necessary for printing the pattern of the reticle 8 on the wafer held on the projection surface 9 and the pulse light emitted by the excimer laser 1 are shown. A light emission amount of one pulse, that is, an amount C by which the wafer is exposed by one pulse of light emission is set. The proper exposure amount A and the one-pulse light emission amount C are set for the central controller 4. When the one-pulse light emission amount C is set, the central controller 4 sets one light emission amount of the excimer laser 1. A light emission adjustment command signal is generated to the excimer laser 1 so that the value becomes a value.

この後、露光開始指令が発生されると、中央制御装置
4はステップ102で駆動制御装置3を介してモータ26に
よる回転板21の回転を開始させる。露光開始時にはエキ
シマレーザー1で発光したパルス光をフイルタ23、24、
25で減衰させることなく、そのまま露光用に利用した方
がスループツトの面からも好ましいので、ステツプ103
ではエンコーダ27からの回転角度信号に基づいて回転板
21の貫通穴22の中心が光軸11に一致した時、即ち貫通穴
21が露光光路内の時、ステツプ104に進むような判断処
理が行なわれる。ステツプ103で貫通穴22の中心が光軸1
1に一致したと判断されると、ステツプ104でエキシマレ
ーザー1の発光が行なわれ、この1パルス光による実際
の露光量が監視装置7により測定されて、その測定値が
現在までの実露光量Bとしてステツプ105で積算され
る。この後、ステツプ106では設定された適正露光量A
と実露光量Bの差(以下、露光不足量と呼ぶ)が1パル
ス発光量、即ち1パルス露光量Cより小さいかどうかが
判断され、そうでなければステツプ103に戻って上述の
動作を繰り返す。
Thereafter, when an exposure start command is issued, the central controller 4 starts the rotation of the rotary plate 21 by the motor 26 via the drive controller 3 in step 102. At the start of exposure, the pulse light emitted by the excimer laser 1 is filtered by filters 23, 24,
Since it is preferable from the viewpoint of throughput that it is preferable to use for exposure without attenuating by 25, step 103
In the rotary plate based on the rotation angle signal from the encoder 27
When the center of the through hole 22 of 21 coincides with the optical axis 11, that is, the through hole
When 21 is within the exposure light path, a determination process is performed so that the process proceeds to step 104. In step 103, the center of the through hole 22 is the optical axis 1
If it is determined that they coincide with each other, the excimer laser 1 is emitted in step 104, and the actual exposure amount by this one pulse light is measured by the monitoring device 7, and the measured value is the actual exposure amount up to the present. B is integrated in step 105. Thereafter, in step 106, the set proper exposure amount A
It is determined whether or not the difference between the actual exposure amount B and the actual exposure amount B (hereinafter referred to as an underexposure amount) is smaller than the one-pulse light emission amount, that is, the one-pulse exposure amount C. If not, the process returns to step 103 to repeat the above operation. .

ステツプ106で、露光不足量(A−B)が1パルス露
光量Cより小さいと判断されると、ステツプ107に進
み、ここで露光不足量(A−B)が1パルス露光量Cの
15/16以上かどうかが判断される。この判断は、本実施
例ではフイルタを用いた調整露光は1パルス露光量Cの
1/8までしかできないので、露光不足量(A−B)が1
パルス露光量Cの15/16以上の場合には、フイルタ23、2
4、25を用いた調整露光を行なうより、貫通穴22を通し
て再度1パルス露光した方が、露光終了時の最終露光不
足量(A−B)がより小さくなると考えて設けられてい
る。
If it is determined in step 106 that the underexposure amount (AB) is smaller than the one-pulse exposure amount C, the process proceeds to step 107, where the underexposure amount (AB) is equal to the one-pulse exposure amount C.
It is determined whether it is 15/16 or more. This determination is based on the fact that the adjustment exposure using the filter in this embodiment is performed for one pulse exposure amount C.
Since only 1/8 is possible, the underexposure amount (AB) is 1
When the pulse exposure amount C is 15/16 or more, the filters 23 and 2
It is provided that the final exposure shortage (AB) at the end of the exposure is smaller when one pulse exposure is performed again through the through hole 22 than when the adjustment exposure using the steps 4 and 25 is performed.

ステツプ107で、露光不足量(A−B)が1パルス露
光量Cの15/16以上であると判断されると、ステツプ108
で貫通穴21が露光光路に一致したかどうかが判断され、
それらが一致した時にステツプ109でエキシマレーザー
1が設定された発光量Cに基づいて発光される。この
後、ステツプ110で、この時の監視装置7の測定値が実
露光量Bとして積算され、ステツプ111に進む。ステツ
プ111では、露光不足量(A−B)が1パルス露光量C
の1/16より大きいか小さいかが判断され、それが1パル
ス露光量Cの1/16以下である場合には、ステツプ115で
モータ26による回転板21の回転を停止させた後、ステツ
プ116で露光終了となる。これは露光不足量(A−B)
が1パルス露光量Cの1/16以下である場合には、フイル
タ25を用いた1パルス露光量Cの1/8の露光を追加して
行なうよりは、そのままで露光を終了させた方が、露光
終了時の最終露光不足量(A−B)がより小さくなるか
らである。
If it is determined in step 107 that the underexposure amount (AB) is 15/16 or more of the one-pulse exposure amount C, step 108
It is determined whether the through hole 21 coincides with the exposure optical path,
When they match, in step 109 the excimer laser 1 emits light based on the set light emission amount C. Thereafter, at step 110, the measured value of the monitoring device 7 at this time is integrated as the actual exposure amount B, and the routine proceeds to step 111. In step 111, the underexposure amount (A−B) is set to one pulse exposure amount C.
It is determined whether it is larger than 1/16 or smaller than 1/16. If the difference is smaller than 1/16 of the one-pulse exposure amount C, the rotation of the rotary plate 21 by the motor 26 is stopped in step 115, and then in step 116 Exposure ends with. This is the amount of underexposure (AB)
Is less than 1/16 of the 1-pulse exposure C, it is better to terminate the exposure as it is than to additionally perform 1/8 of the 1-pulse exposure C using the filter 25. This is because the final exposure shortage (AB) at the end of exposure becomes smaller.

一方、ステツプ111で、露光不足量(A−B)が1パ
ルス露光量Cの1/16より大きいと判断された場合には、
1/8透過NDフイルタ25を用いた露光を追加して行なうた
めに、ステツプ112に進み、エンコーダ27からの回転角
度信号に基づいてフイルタ25が露光光路に一致したと判
断された時、ステツプ113でエキシマレーザー1を発光
させ、その時の監視装置7の計測値をステツプ114で実
露光量Bに積算し、この後、ステツプ111に戻る。この
ステツプ112〜114の動作シーケンスは、ステツプ111で
露光不足量(A−B)が1パルス露光量Cの1/16以下で
あると判断されるまで繰返される。
On the other hand, if it is determined in step 111 that the underexposure amount (AB) is larger than 1/16 of the one pulse exposure amount C,
In order to additionally perform exposure using the 1/8 transmission ND filter 25, the process proceeds to step 112, and when it is determined based on the rotation angle signal from the encoder 27 that the filter 25 matches the exposure optical path, step 113 is performed. The excimer laser 1 is made to emit light, and the measured value of the monitoring device 7 at that time is integrated into the actual exposure amount B in step 114, and thereafter, the process returns to step 111. The operation sequence of steps 112 to 114 is repeated until it is determined in step 111 that the underexposure amount (AB) is 1/16 or less of the one pulse exposure amount C.

ところで、ステツプ107で、露光不足量(A−B)が
1パルス露光量Cの15/16より小さいと判断されると、
シーケンスはステツプ120に進み、以降フイルタ23、2
4、25を用いた調整露光シーケンスが実行される。調整
露光シーケンスは、調整露光が効率よく行なわれる様
に、1/2透過NDフイルター23を用いた露光、1/4透過NDフ
イルター24を用いた露光、1/8透過NDフイルター25を用
いた露光の順に優先度が決定されている。
If it is determined in step 107 that the underexposure amount (AB) is smaller than 15/16 of the one-pulse exposure amount C,
The sequence proceeds to step 120, whereafter the filters 23, 2
The adjustment exposure sequence using 4 and 25 is executed. The adjustment exposure sequence includes exposure using a 1/2 transmission ND filter 23, exposure using a 1/4 transmission ND filter 24, and exposure using a 1/8 transmission ND filter 25 so that the adjustment exposure is performed efficiently. Are determined in the order of.

調整露光シーケンスでは、先ずステツプ120で、露光
不測量(A−B)が1パルス露光量Cの1/2以上である
かどうかが判断される。もし、そうであるならば、1/2
透過NDフイルタ23を用いた露光を行なうためにステツプ
121に進み、ここで、エンコーダ27からの回転角度信号
に基づいてフイルタ23が露光光路に一致したと判断され
た時、ステツプ122でエキシマレーザ1を発光させ、そ
の時の監視装置7の計測値をステツプ123で実露光量B
に積算する。この後、ステツプ120に戻り、ステツプ120
で露光不測量(A−B)が1パルス露光量Cの1/2より
小さいと判断されるまで、この動作を繰返す。
In the adjustment exposure sequence, first, in step 120, it is determined whether or not the exposure non-measurement amount (AB) is equal to or more than 1/2 of the one-pulse exposure amount C. If so, 1/2
Step to perform exposure using the transmission ND filter 23
At 121, when it is determined that the filter 23 coincides with the exposure optical path based on the rotation angle signal from the encoder 27, the excimer laser 1 is emitted at step 122, and the measurement value of the monitoring device 7 at that time is obtained. Actual exposure amount B in step 123
To be integrated. After this, return to step 120,
This operation is repeated until it is determined that the unexposed quantity (AB) is smaller than 1/2 of the one-pulse exposure quantity C.

一方、ステツプ120で、露光不足量(A−B)が1パ
ルス露光量Cの1/2より小さいと判断されると、ステツ
プ130に進み、ここで、露光不足量(A−B)が1パル
ス露光量Cの1/4以上であるかどうかが判断される。も
し、そうであるならば、1/4透過NDフイルタ24を用いた
露光を行なうためにステツプ131に進み、ここで、エン
コーダ27からの回転角度信号に基づいてフイルタ24が露
光光路に一致したと判断された時、ステツプ132でエキ
シマレーザー1を発光させ、その時の監視装置7の計画
値をステツプ133で実露光量Bに積算する。この後、ス
テツプ130に戻り、ステツプ130で露光不足量(A−B)
が1パルス露光量Cの1/4より小さいと判断されるま
で、この動作を繰返す。
On the other hand, if it is determined in step 120 that the underexposure amount (AB) is smaller than 1/2 of the one-pulse exposure amount C, the process proceeds to step 130, where the underexposure amount (AB) is set to 1 It is determined whether or not the pulse exposure amount C is 1/4 or more. If so, the process proceeds to step 131 to perform exposure using the 1/4 transmission ND filter 24, where the filter 24 matches the exposure optical path based on the rotation angle signal from the encoder 27. When it is determined, the excimer laser 1 is emitted in step 132, and the planned value of the monitoring device 7 at that time is added to the actual exposure amount B in step 133. Thereafter, the process returns to step 130, where the amount of underexposure (AB) is determined.
This operation is repeated until it is determined that is smaller than 1/4 of the one pulse exposure amount C.

また、ステツプ130で、露光不足量(A−B)が1パ
ルス露光量Cの1/4より小さいと判断されると、ステツ
プ140に進み、ここで、露光不足量(A−B)が1パル
ス露光量Cの1/8以上であるかどうかが判断される。も
し、そうであるならば、1/8透過NDフイルタ25を用いた
露光を行なうためにステツプ141に進み、ここで、エン
コーダ27からの回転角度信号に基づいてフイルタ25が露
光光路に一致したと判断された時、ステツプ142でエキ
シマレーザー1を発光させ、その時の監視装置7の計測
値をステツプ143で実露光量Bに積算する。この後、ス
テツプ140に戻り、ステツプ140で露光不足量(A−B)
が1パルス露光量Cの1/8より小さいと判断されるま
で、この動作を繰返す。
When it is determined in step 130 that the underexposure amount (AB) is smaller than 1/4 of the one-pulse exposure amount C, the process proceeds to step 140, where the underexposure amount (AB) is set to 1 It is determined whether the pulse exposure amount C is 1/8 or more. If so, the process proceeds to step 141 to perform exposure using the 1/8 transmission ND filter 25, where the filter 25 matches the exposure optical path based on the rotation angle signal from the encoder 27. When the judgment is made, the excimer laser 1 is emitted in step 142, and the measured value of the monitoring device 7 at that time is added to the actual exposure amount B in step 143. Thereafter, the process returns to step 140, where the amount of underexposure (AB) is determined.
This operation is repeated until it is determined that is smaller than 1/8 of the one pulse exposure amount C.

また、ステツプ140で、露光不足量(A−B)が1パ
ルス露光量Cの1/8より小さいと判断されると、ステツ
プ120〜143までの調整露光シーケンスが終了してステツ
プ111に進み、ステツプ111以降の最終調整露光シーケン
スが実行される。ステツプ111以降の動作は、上述した
ように行なわれ、露光不足量(A−B)が1パルス露光
量Cの1/16以下となった時、ステツプ115でモータ26に
よる回転板21の回転を停止した後、露光を終了する。な
お、第1図に示す露光装置が、ステツプアンドリピート
タイプの所謂ステツパの場合には、ウエハ上の各シヨツ
ト領域の露光が終了する毎に回転板21の回転を停止させ
る必要はなく、例えばウエハ上の全シヨツト領域の露光
が終了するまで回転を継続させておいても良い。また、
回転板21は常に回転しているようにしても良い。
If it is determined in step 140 that the underexposure amount (AB) is smaller than 1/8 of the one-pulse exposure amount C, the adjustment exposure sequence in steps 120 to 143 is completed, and the process proceeds to step 111. The final adjustment exposure sequence after step 111 is executed. The operations after step 111 are performed as described above. When the underexposure amount (AB) becomes 1/16 or less of the one pulse exposure amount C, the rotation of the rotary plate 21 by the motor 26 is performed at step 115. After stopping, the exposure ends. In the case where the exposure apparatus shown in FIG. 1 is a step-and-repeat type so-called stepper, it is not necessary to stop the rotation of the rotary plate 21 each time exposure of each shot area on the wafer is completed. The rotation may be continued until the exposure of all the above shot areas is completed. Also,
The rotating plate 21 may be constantly rotating.

また、上述の実施例では3種類の透過率のNDフイルタ
ーを用いているが、これは限定されるものではない。露
光調整の段階の数に応じて、1種類であっても複数であ
ってもまた同一の透過率のNDフイルターが複数あっても
よい。
Further, in the above-described embodiment, three types of ND filters having transmittance are used, but the present invention is not limited to this. Depending on the number of exposure adjustment steps, there may be one type, a plurality of types, or a plurality of ND filters having the same transmittance.

さらに、上述の実施例ではNDフイルターを使用したが
これをハーフミラーに置き換え不要エネルギー量を反射
させることとしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the ND filter is used. However, the ND filter may be replaced with a half mirror to reflect an unnecessary energy amount.

以上述べたように、この第1の実施例によれば、エキ
シマレーザーを使った露光装置において、光路中を貫通
穴およびNDフイルターが連続的に出入するように貫通穴
およびNDフイルターを設けた回転板を露光中常に回転さ
せエキシマレーザーの発光と上記回転板の位置の同期を
とするという簡単なシステムで、最適なエネルギー量制
御を行なうことができる。
As described above, according to the first embodiment, in the exposure apparatus using the excimer laser, the rotary apparatus provided with the through hole and the ND filter so that the through hole and the ND filter continuously enter and exit in the optical path. The optimum energy amount control can be performed by a simple system in which the plate is constantly rotated during exposure to synchronize the emission of the excimer laser with the position of the rotary plate.

次に、本発明の第2の実施例につき説明する。この実
施例は第1図の構成におけるエネルギー量制御部2とし
て第4図に示すものを用いた例である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment is an example in which the one shown in FIG. 4 is used as the energy control unit 2 in the configuration of FIG.

第4図において、30はエキシマレーザー1から出射さ
れた光を透過させる光学部材で四角形断面を持つキユー
ブである。31はキユーブ20の一面、33は面31と対向する
面であり面31と平行である。32はキユーブ30の一面であ
り31と垂直である。34は面32と対向する面であり面32で
平行である。35はキユーブ30の断面の中心にある回転中
心(紙面に垂直な方向の軸の回りに沿う回転)であり、
キユーブ30は不図示のアクチユエーターおよび駆動制御
装置により回転中心35を中心として回転している。そし
て、エキシマレーザー1から出射される光の光軸11が回
転中心35と垂直な位置にエキシマレーザー1が配置され
ている。
In FIG. 4, reference numeral 30 denotes an optical member for transmitting light emitted from the excimer laser 1 and having a rectangular cross section. 31 is one surface of the tube 20, and 33 is a surface facing the surface 31 and is parallel to the surface 31. 32 is one side of the cube 30 and is perpendicular to 31. 34 is a surface facing the surface 32 and is parallel to the surface 32. 35 is the center of rotation at the center of the cross section of the cube 30 (rotation along an axis perpendicular to the plane of the paper),
The cube 30 is rotated about a rotation center 35 by an actuator (not shown) and a drive control device. The excimer laser 1 is disposed at a position where the optical axis 11 of the light emitted from the excimer laser 1 is perpendicular to the rotation center 35.

ここで、面31に垂直に入射した光はキユーブ30を透過
し、面33に垂直でかつ入射エネルギー量のほぼ100%の
エネルギー量で出射する。同様に面33に垂直に入射した
光はキユーブ30を透過し、面31に垂直でかつ入射エネル
ギー量のほぼ100%のエネルギー量で出射する。一方、
面32に垂直に入射した光はキユーブ30を透過し、面34に
垂直でかつ入射エネルギー量の1/2のエネルギー量で出
射するように、面32および面34には半透過膜を付してあ
る。同様に面34に垂直に入射した光はキユーブ30を透過
し、面32に垂直でかつ入射エネルギー量の1/2のエネル
ギー量で出射する。
Here, the light that is perpendicularly incident on the surface 31 passes through the cube 30 and exits perpendicularly to the surface 33 with an energy amount of almost 100% of the incident energy amount. Similarly, light incident perpendicular to the surface 33 passes through the cube 30 and exits perpendicular to the surface 31 with an energy amount of almost 100% of the incident energy amount. on the other hand,
A semi-transmissive film is provided on the surfaces 32 and 34 so that light incident perpendicular to the surface 32 passes through the cube 30 and exits perpendicular to the surface 34 with an energy amount of 1/2 of the incident energy amount. It is. Similarly, light incident perpendicular to the surface 34 passes through the cube 30 and exits perpendicularly to the surface 32 with half the energy of the incident energy.

上記構成において、被露光面9に対し所定の露光エネ
ルギー量で露光を行なう場合には、中央制御装置4はキ
ユーブ30の軸35を中心にした回転を開始させた後、エキ
シマレーザー1から出射される光の光軸11が面31、32、
33、34に垂直に入射するタイミングでエキシマレーザー
1が発光するよう同期をとる。この場合、上記4種類の
面とそれぞれの面に入射するレーザー光のパルス数とを
組合せことにより、エキシマレーザーの1パルス当りの
エネルギー量の1/2の単位で全露光エネルギー量を決定
することが可能となる。すなわち、エキシマレーザー1
の1パルス当りのエネルギー量の1/2の単位のエネルギ
ー量でエネルギー量制御を行なうことができる。なお、
本実施例は四角形断面のキユーブ30を使用したが、他の
多面体を用いてもよい。次に他の多面体の実施例を示
す。
In the above configuration, when performing exposure on the surface 9 to be exposed with a predetermined amount of exposure energy, the central controller 4 starts rotation of the cube 30 about the axis 35 and then emits the light from the excimer laser 1. The optical axis 11 of the light
Synchronization is performed so that the excimer laser 1 emits light at the timing when the light is vertically incident on 33 and 34. In this case, the total exposure energy amount is determined in a unit of 1/2 of the energy amount per one pulse of the excimer laser by combining the above four types of surfaces with the number of laser light pulses incident on each surface. Becomes possible. That is, excimer laser 1
In this case, the energy amount can be controlled with an energy amount of 1/2 of the energy amount per one pulse. In addition,
In the present embodiment, the cube 30 having a rectangular cross section is used, but another polyhedron may be used. Next, examples of other polyhedrons will be described.

第5図は本発明の第3の実施例を示す。この実施例は
上述の第2の実施例の四角形断面のキユーブ30を五角形
断面にした実施例であり、第5図は第1図のエネルギー
量制御部2の詳細図である。
FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention. This embodiment is an embodiment in which the cube 30 having a rectangular cross section of the above-described second embodiment is formed into a pentagonal cross section, and FIG. 5 is a detailed view of the energy amount control unit 2 in FIG.

第5図において、40はエキシマレーザー1から出射さ
れた光の光束、41は正五角形断面をもちエキシマレーザ
ー光40が透過する光学部材、42は光学部材41の正五角形
の重心に位置する回転中心である。光学部材41は、露光
中、軸42を中心として常に回転している。
In FIG. 5, reference numeral 40 denotes a light beam of light emitted from the excimer laser 1, 41 denotes an optical member having a regular pentagonal cross section and through which the excimer laser light 40 passes, and 42 denotes a rotation center located at the center of gravity of the regular pentagon of the optical member 41. It is. The optical member 41 is always rotating around the axis 42 during exposure.

上記構成において、エキシマレーザー1は光束40が常
に同一光路を通るような光学部材41の一回転中に存在す
る5点の位置においてのみ発光するよう同期がとられて
いる。これにより光束40は常に同一光路を維持して射出
することができる。また、光学部材41の一回転中に存在
する5点の位置でのみ発光するということは光学部材41
内に5種類の光路をもつということである。ここで、光
学部材41の光束が出入りする5面に適切な半透過膜が配
されるよう処理することにより、上記5種類の光路に対
して5種類の透過率をあたえることができる。そして、
上記光学部材41の1回転中に存在する上記5点の位置で
のそれぞれの透過率を事前に知り、エキシマレーザー1
を上記5点のうちどの点で何回発光するかを中央制御装
置4により演算することにより、エキシマレーザー1の
1パルス当りのエネルギー量以下の単位でのエネルギー
量制御を可能としている。
In the above configuration, the excimer laser 1 is synchronized so as to emit light only at five positions existing during one rotation of the optical member 41 such that the light beam 40 always passes through the same optical path. Thus, the light beam 40 can always be emitted while maintaining the same optical path. In addition, the fact that light is emitted only at five positions existing during one rotation of the optical member 41 means that the optical member 41 does not emit light.
Has five types of optical paths. Here, by performing processing so that an appropriate semi-transmissive film is disposed on the five surfaces of the optical member 41 through which the light beam enters and exits, five types of transmittance can be given to the five types of optical paths. And
The transmittance at each of the five positions existing during one rotation of the optical member 41 is known in advance, and the excimer laser 1 is used.
The central controller 4 calculates which of the above five points and how many times the light is emitted, thereby making it possible to control the energy amount in units equal to or less than the energy amount per pulse of the excimer laser 1.

第6図は、本発明の第4の実施例を示す。本実施例は
第2の実施例の透過光に対して反射光を利用した実施例
であり、第6図は第1図のエネルギー量制御部2の詳細
図である。
FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention. This embodiment is an embodiment in which reflected light is used for transmitted light of the second embodiment, and FIG. 6 is a detailed view of the energy amount control unit 2 in FIG.

第6図において、50はエキシマレーザー1から出射さ
れた光を反射させる光学部材で正四角形断面を持つキユ
ーブである。51はキユーブ50の一面、53は面51と対向す
る面であり面51と平行である。52はキユーブ50の一面で
あり面51と垂直である。54は面52と対向する面であり面
52と平行である。55はキユーブ50の断面の中心にある回
転中心であり、キユーブ50は不図示のアクチユエーター
および駆動制御装置により、少なくとも露光中は、回転
中心55を中心として常に回転している。
In FIG. 6, reference numeral 50 denotes an optical member which reflects light emitted from the excimer laser 1 and has a square cross section. Reference numeral 51 denotes one surface of the tube 50, and 53 denotes a surface facing the surface 51 and is parallel to the surface 51. Reference numeral 52 denotes one surface of the tube 50, which is perpendicular to the surface 51. 54 is a surface facing the surface 52 and is a surface
Parallel to 52. Reference numeral 55 denotes a rotation center at the center of the cross section of the tube 50. The tube 50 is always rotated about the rotation center 55 at least during exposure by an actuator and a drive control device (not shown).

ここで、面51および面53は入射エネルギー量に対して
100%反射する全反射ミラー、面52は入射エネルギー量
に対して50%反射するハーフミラー、面54は入射エネル
ギー量に対して25%反射するハーフミラーである。
Here, the surface 51 and the surface 53 are
The surface 52 is a half mirror that reflects 50% of the incident energy, and the surface 54 is a half mirror that reflects 25% of the incident energy.

上記構成において、披露光面9に対し所定の露光エネ
ルギー量で露光を行なう場合には、中央制御装置4は先
ず、エキシマレーザー1から出射される光の光軸11が回
転中のキユーブ50の全反射面である面51および面53に対
し45゜となる位置のタイミングに同期をとって、エキシ
マレーザー1を連続的に発光させる。それらの光は面51
および面53で90゜方向にまげられ、第1図に示す照明光
学系5に入射される。そして、第1の実施例と同様に監
視装置7および中央制御装置4により不足露光エネルギ
ー量を演算し、不足露光エネルギー量が1パルス相当以
下に達した段階で上記連続的発光を停止して、0パルス
相当、1/4パルス相当、1/2パルス相当、3/4パルス相当
および1パルス相当のエネルギー量のうち上記不足露光
エネルギー量に最も近いものを選択し、例えばその選択
結果が0パルス相当であれば最終パルスの発光を中止す
る。また、上記選択結果が1/4パルス相当であれば回転
しているキユーブ50の面54が光軸11と45゜の位置になる
タイミングに同期をとって1パルス発光する。上記選択
結果が1/2パルス相当であれば面52が光軸11と45゜の位
置になるタイミングに同期をとって1パルス発光する。
上記選択結果が3/4パルス相当であれば、面52が光軸11
と45゜の位置になるタイミングに同期をとって1パルス
発光させ、さらに面54が光軸11と45゜の位置になるタイ
ミングに同期をとって1パルス発光する。このようにし
て露光エネルギー量制御を行なう。
In the above configuration, when performing exposure on the exposure surface 9 with a predetermined amount of exposure energy, the central controller 4 first sets the optical axis 11 of the light emitted from the excimer laser 1 to the entirety of the rotating tube 50. The excimer laser 1 is made to emit light continuously in synchronization with the timing of a position at 45 ° with respect to the surfaces 51 and 53 which are reflection surfaces. Those lights are on surface 51
Then, the light is turned in the direction of 90 ° by the surface 53 and is incident on the illumination optical system 5 shown in FIG. Then, as in the first embodiment, the monitoring device 7 and the central control device 4 calculate the underexposure energy amount, and stop the continuous light emission when the underexposure energy amount has reached one pulse or less, Select the energy closest to the insufficient exposure energy amount among the energy amounts equivalent to 0 pulse, 1/4 pulse, 1/2 pulse, 3/4 pulse and 1 pulse. For example, the selection result is 0 pulse If so, emission of the last pulse is stopped. If the selection result is equivalent to 1/4 pulse, one pulse is emitted in synchronization with the timing at which the surface 54 of the rotating tube 50 is positioned at 45 ° with the optical axis 11. If the above selection result is equivalent to 1/2 pulse, one pulse is emitted in synchronization with the timing at which the surface 52 is positioned at 45 ° with the optical axis 11.
If the above selection result is equivalent to 3/4 pulse, the surface 52 is
One pulse is emitted in synchronism with the timing at which the optical axis 11 and the optical axis 11 are at 45 °. In this way, the exposure energy amount is controlled.

この実施例は、エキシマレーザーを使った露光装置に
おいて光路中に反射率の異なる複数のハーフミラーを設
けそれらを光路中から出し入れし、上記複数のハーフミ
ラーの位置とエキシマレーザーの発光の同期をとること
によりエネルギー量制御を行なうようにしたものであ
る。
In this embodiment, in an exposure apparatus using an excimer laser, a plurality of half mirrors having different reflectivities are provided in the optical path, and they are put in and out of the optical path, and the positions of the plurality of half mirrors and the emission of the excimer laser are synchronized. Thus, energy amount control is performed.

第7図および第8図は、本発明の第5の実施例を示
す。第7図および第8図は第1図のエネルギー量制御部
2の詳細図であり、第8図は第7図の光軸11の方向から
見た側面図である。
7 and 8 show a fifth embodiment of the present invention. 7 and 8 are detailed views of the energy amount control unit 2 in FIG. 1, and FIG. 8 is a side view as viewed from the direction of the optical axis 11 in FIG.

第7図および第8図において、11aは光軸11の断面、4
0aは光束40の最外周部分の断面、61は回転する事によ
り、光束40を完全に遮光および全く遮光しない位置を持
ち、その回転途中では遮光量を無段階に変えられるアパ
ーチヤーストツプの機能を持つ回転板である。60は回転
板61の回転中心である。
7 and 8, 11a is a cross section of the optical axis 11, 4
0a is a cross section of the outermost peripheral portion of the light beam 40, 61 has a position where the light beam 40 is completely blocked or not blocked at all by rotating, and the amount of light blocked can be changed steplessly during the rotation. It is a rotating plate with. Reference numeral 60 denotes a rotation center of the rotating plate 61.

上記構成において、回転板61はモーター26によって露
光中連続的に回転しており、中央制御装置4はエンコー
ダー27および駆動制御部3により回転板61の位置を検出
している。ここで、中央制御装置4が所定の露光エネル
ギー量を被露光面9に必要としたとき、中央制御装置4
はエンコーダー27および駆動制御部3により回転板61の
位置を検知し、回転板61が光束40の通過を全く遮光しな
い位置で連続的にパルス発光するようにエキシマレーザ
ー1に指令をあたえる。そして、監視装置7によってエ
ネルギー量を測定し、露光中あと1パルス下の露光エネ
ルギーで必要エネルギー量に達する段階で連続的な発光
を停止し、監視装置7および中央制御装置4により不足
露光エネルギー量を演算し、上記不足露光エネルギー量
に等価のエネルギー量が通過する回転板61の位置で、調
整用の1パルスが発光するように中央制御装置4よりエ
キシマレーザー1に指令をあたえる。以上のように、上
記回転板61とエキシマレーザー1の発光のタイミングを
とる事によりエネルギー量制御が可能となる。
In the above configuration, the rotating plate 61 is continuously rotated by the motor 26 during the exposure, and the central controller 4 detects the position of the rotating plate 61 by the encoder 27 and the drive control unit 3. Here, when the central controller 4 requires a predetermined exposure energy amount on the surface 9 to be exposed, the central controller 4
Detects the position of the rotary plate 61 by the encoder 27 and the drive control unit 3 and gives a command to the excimer laser 1 so that the rotary plate 61 continuously emits a pulse at a position where the light beam 40 does not block the passage of the light flux 40 at all. Then, the energy amount is measured by the monitoring device 7, continuous emission is stopped when the required energy amount is reached with the exposure energy one pulse lower during the exposure, and the insufficient exposure energy amount is monitored by the monitoring device 7 and the central control device 4. The central controller 4 gives a command to the excimer laser 1 so that one pulse for adjustment is emitted at the position of the rotary plate 61 where an energy amount equivalent to the underexposure energy amount passes. As described above, the timing of the emission of the rotating plate 61 and the excimer laser 1 makes it possible to control the energy amount.

第9図は、本発明の第6の実施例を示す。第9図は第
1図のエネルギー量制御部2の詳細図である。
FIG. 9 shows a sixth embodiment of the present invention. FIG. 9 is a detailed view of the energy amount control unit 2 of FIG.

第9図おいて、70は光の入射角に応じて透過エネルギ
ー量が変化する干渉フイルター、71は干渉フイルターが
運動する回転中心であり、紙面に対して垂直な直線軸で
ある。干渉フイルター70は不図示のアクチユエーターに
より回転中心71を中心として所定角度内で往復回転運動
している。干渉フイルター70は、上記往復回転運動内で
は光束40をけらない十分な大きさを持っている。また、
不図示のセンサーにより光軸11に対する干渉フイルター
70の角度は常時検知されている。
In FIG. 9, reference numeral 70 denotes an interference filter in which the amount of transmitted energy changes according to the incident angle of light, and reference numeral 71 denotes a rotation center at which the interference filter moves, which is a linear axis perpendicular to the paper surface. The interference filter 70 is reciprocatingly rotated within a predetermined angle around a rotation center 71 by an actuator (not shown). The interference filter 70 is large enough not to block the light beam 40 in the reciprocating rotational movement. Also,
Interference filter for optical axis 11 by sensor not shown
70 angles are constantly detected.

上記構成において、干渉フイルター70は露光中連続的
に往復回転運動しており、中央制御装置4が所定のエネ
ルギー量を被露光面9に必要としたときには、中央制御
装置4は不図示のセンサーにより干渉フイルター70の位
置を検知し、透過エネルギー量が最大のタイミングで連
続的にパルス発光するようにエキシマレーザー1に指令
をあたえる。
In the above configuration, the interference filter 70 is continuously reciprocatingly rotating during the exposure, and when the central control device 4 needs a predetermined amount of energy on the surface 9 to be exposed, the central control device 4 uses a sensor (not shown). The position of the interference filter 70 is detected, and an instruction is given to the excimer laser 1 so that the amount of transmitted energy is continuously pulsed at the maximum timing.

そして、監視装置7によって各々のパルスのエネルギ
ー量を測定および積算し、露光中あと1パルス以下の露
光エネルギーで必要エネルギー量に達する段階で発光を
一度停止し、監視装置7および中央制御装置4により不
足エネルギー量を演算し、上記不足エネルギー量に等価
のエネルギー量が通過する干渉フイルター70の角度で最
終1パルスが発光するよう中央制御装置4よりエキシマ
レーザー1に指令をあたえる。
Then, the energy amount of each pulse is measured and integrated by the monitoring device 7, the light emission is stopped once when the required energy amount is reached with the exposure energy of one pulse or less during the exposure, and the monitoring device 7 and the central control device 4 The under-energy amount is calculated, and the central control unit 4 gives a command to the excimer laser 1 so that the last pulse is emitted at the angle of the interference filter 70 through which the energy amount equivalent to the under-energy amount passes.

また、最終1パルスのみで補正するのではなく、監視
装置7で常に測定しているのであるからそれ以前の複数
のパルスから補正を行ない目的の総エネルギー量になる
ように制御を行なう事も可能である。この場合、干渉フ
イルター70の往復回転運動の範囲を小さくして透過エネ
ルギー量が最も減少する時の透過率が大きくても可能で
ある。すなわち、干渉フイルター70の透過エネルギー量
を0付近にするには大きな角度変化をあたえなければな
らず、干渉フイルター70が光束40をけらないためには干
渉フイルターを大きくする必要があり、また総露光時間
を短くするにはエキシマレーザー1の発光間隔を短くす
る必要があり干渉フイルターの往復回転運動を高速にす
ることが必要になってしまうからである。
In addition, since the measurement is always performed by the monitoring device 7 instead of the correction using only the last one pulse, it is possible to perform the correction from a plurality of pulses before that so that the target total energy amount can be controlled. It is. In this case, it is possible to reduce the range of the reciprocating rotational movement of the interference filter 70 and increase the transmittance when the amount of transmitted energy is minimized. In other words, a large angle change must be given to make the transmitted energy amount of the interference filter 70 close to 0, and the interference filter needs to be large in order for the interference filter 70 not to block the light beam 40. In order to shorten the time, it is necessary to shorten the light emission interval of the excimer laser 1, and it is necessary to increase the reciprocating rotational movement of the interference filter at a high speed.

また、光路中に複数の干渉フイルターを設け、それら
の往復回転運動の同期をとる事により、1枚の干渉フイ
ルターの往復回転運動の移動量が小さく1枚当りの透過
エネルギー量の減少が小さくても、光が複数枚の干渉フ
イルターを通る事により大きな減衰を得る事が可能であ
る。以上述べたように、本実施例は光路中に往復回転運
動する干渉フイルターを設け、干渉フイルターの角度と
エキシマレーザー発光の同期をとるという簡単な構成で
エネルギー量制御を行なうようにしたものである。な
お、この干渉フイルターは反射型のものでもよい。
Also, by providing a plurality of interference filters in the optical path and synchronizing the reciprocating rotational movements of the interference filters, the amount of movement of the reciprocating rotational movement of one interference filter is small, and the decrease in the amount of transmitted energy per sheet is small. However, it is possible to obtain a large attenuation by passing light through a plurality of interference filters. As described above, in the present embodiment, the interference filter that reciprocates in the optical path is provided, and the energy amount is controlled with a simple configuration that synchronizes the angle of the interference filter with the emission of the excimer laser. . The interference filter may be of a reflection type.

以上、6種類の実施例を述べたが、これらを複数組合
せる事も十分に可能である。また、先に述べたようにエ
キシマレーザーの励起電圧を制御して出力エネルギーを
大きく変える事は困難であるが、若干変化させる事は不
可能でなく、エキシマレーザーの出力エネルギーを変化
させる事と本発明とを組み合わせる事により、さらに効
率の良いエネルギー量制御が可能となる。
The six embodiments have been described above, but it is sufficiently possible to combine a plurality of them. As described above, it is difficult to greatly change the output energy by controlling the excitation voltage of the excimer laser, but it is not possible to slightly change the output energy. By combining with the invention, more efficient energy amount control becomes possible.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明によれば、常に安定した
状態でしかも長時間にわたり照射エネルギー量を適切な
値に制御することのできる簡易な構成のエネルギー量制
御装置が提供される。特に、本発明に係るエネルギー量
制御装置はウエハ面上のフオトレジスト等の感光性材料
面へ回路パターンを投影露光する際に用いて好適であ
る。
As described above, according to the present invention, there is provided an energy amount control device having a simple configuration capable of always controlling the irradiation energy amount to an appropriate value in a stable state for a long time. In particular, the energy control apparatus according to the present invention is suitable for use when projecting and exposing a circuit pattern onto a photosensitive material surface such as a photoresist on a wafer surface.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例に係るエネルギー量制御装置
を適用した露光装置の全体のシステム構成図、 第2図および第3図は第1の実施例に係るエネルギー量
制御部の詳細図、 第4図は第2の実施例に係るエネルギー量制御部の詳細
図、 第5図は第3の実施例に係るエネルギー量制御部の詳細
図、 第6図は第4の実施例に係るエネルギー量制御部の詳細
図、 第7図および第8図は第5の実施例に係るエネルギー量
制御部の詳細図、 第9図は第6の実施例に係るエネルギー量制御部の詳細
図、 第10図は第1の実施例の動作を説明するためのフローチ
ヤートである。 1……エキシマレーザ、 2……エネルギー量制御装置、 4……中央制御装置、 21……回転板。
FIG. 1 is an overall system configuration diagram of an exposure apparatus to which an energy control apparatus according to one embodiment of the present invention is applied, and FIGS. 2 and 3 are detailed views of an energy control section according to the first embodiment. Fig. 4 is a detailed view of the energy control section according to the second embodiment, Fig. 5 is a detailed view of the energy control section according to the third embodiment, and Fig. 6 is a view according to the fourth embodiment. 7 and 8 are detailed diagrams of the energy amount control unit according to the fifth embodiment, FIG. 9 is a detailed diagram of the energy amount control unit according to the sixth embodiment, FIG. 10 is a flowchart for explaining the operation of the first embodiment. 1. Excimer laser 2. Energy control device 4. Central control device 21. Rotating plate.

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】放射エネルギーをパルス状に発生するエネ
ルギー源と、前記放射エネルギーが照射面に照射される
割合を状態に応じて変化させるエネルギー可変部材と、
少なくとも前記放射エネルギーの前記照射面への照射が
開始されてから前記照射面に所定エネルギー量が照射さ
れるまでの間、前記エネルギー可変部材の状態を変化さ
せるために前記エネルギー可変部材を停止させることな
く連続的に駆動しつづける駆動手段と、前記エネルギー
可変部材の状態に応じて前記エネルギー源のエネルギー
発生タイミングを制御する制御手段を有することを特徴
とするエネルギー量制御装置。
1. An energy source for generating radiant energy in a pulse form, an energy variable member for changing a rate of irradiation of the radiant energy onto an irradiation surface in accordance with a state,
Stopping the energy variable member in order to change the state of the energy variable member at least from when the irradiation of the radiation surface to the irradiation surface is started until the predetermined amount of energy is irradiated to the irradiation surface. An energy amount control device, comprising: a driving unit that continuously drives the energy source without any change; and a control unit that controls timing of generating energy of the energy source according to a state of the energy variable member.
【請求項2】前記放射エネルギーが前記照射面に照射さ
れる割合は、前記エネルギー可変部材の位置または姿勢
に応じて変化することを特徴とする請求項1記載のエネ
ルギー量制御装置。
2. The energy amount control device according to claim 1, wherein a rate at which the radiant energy is irradiated on the irradiation surface changes according to a position or a posture of the energy variable member.
【請求項3】前記エネルギー可変部材はそれぞれ透過率
の異なる複数の半透過部材を有することを特徴とする請
求項1記載のエネルギー量制御装置。
3. The energy control apparatus according to claim 1, wherein said energy variable member has a plurality of semi-transmissive members having different transmittances.
【請求項4】前記エネルギー可変部材はそれぞれ透過率
の異なる複数の半透過面が形成された光学ブロックを有
することを特徴とする請求項1記載のエネルギー量制御
装置。
4. The energy amount control device according to claim 1, wherein the energy variable member has an optical block on which a plurality of semi-transmission surfaces having different transmittances are formed.
【請求項5】前記エネルギー可変部材はそれぞれ反射率
の異なる複数の反射面を有することを特徴とする請求項
1記載のエネルギー量制御装置。
5. An energy control apparatus according to claim 1, wherein said energy variable member has a plurality of reflection surfaces having different reflectivities.
【請求項6】前記エネルギー可変部材はアパーチャース
トップを有することを特徴とする請求項1記載のエネル
ギー量制御装置。
6. The energy control device according to claim 1, wherein the energy variable member has an aperture stop.
【請求項7】前記エネルギー可変部材は干渉フィルター
を有することを特徴とする請求項1記載のエネルギー量
制御装置。
7. The energy control device according to claim 1, wherein said energy variable member has an interference filter.
【請求項8】エネルギー源からパルス状に発生される放
射エネルギーが照射面に照射される割合を状態に応じて
変化させるエネルギー可変部材を準備し、少なくとも前
記放射エネルギーの前記照射面への照射が開始されてか
ら前記照射面に所定エネルギー量が照射されるまでの
間、前記エネルギー可変部材の状態を変化させるために
前記エネルギー可変部材を停止させることなく連続的に
駆動しつづけ、前記エネルギー可変部材の状態に応じて
前記エネルギー源のエネルギー発生タイミングを制御す
ることを特徴とするエネルギー量制御方法。
8. An energy variable member for changing a rate of irradiation of radiant energy generated in a pulse form from an energy source to an irradiation surface according to a state is provided, and at least irradiation of the irradiation surface with the radiant energy is performed. From the start until the irradiation surface is irradiated with the predetermined energy amount, the energy variable member is continuously driven without stopping in order to change the state of the energy variable member, and the energy variable member is Controlling the energy generation timing of the energy source according to the state of the energy source.
【請求項9】前記放射エネルギーが前記照射面に照射さ
れる割合は、前記エネルギー可変部材の位置または姿勢
に応じて変化することを特徴とする請求項8記載のエネ
ルギー量制御方法。
9. The energy amount control method according to claim 8, wherein a rate at which the radiant energy is applied to the irradiation surface changes according to a position or a posture of the energy variable member.
【請求項10】前記エネルギー可変部材はそれぞれ透過
率の異なる複数の半透過部材を有することを特徴とする
請求項8記載のエネルギー量制御方法。
10. The energy control method according to claim 8, wherein the energy variable member has a plurality of semi-transmissive members having different transmittances.
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