JPH025063A - 露光制御装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、全体的には写真平版（フォトリングラフィ）
における正確な露光制御に関するものであり、さらに特
定化するならば、雑音の多いパルス光源が用いられる時
の露光制御を最適化することに関するものである。

従来技術 写真平版（フォトリソグラフィ）は、プリント−非プリ
ント表面上にプリントするために写真によって作成され
た像を用いる石版（リトグラフィー）技術である。この
技術にはパルス化された光源が光感応表面を露光するの
に用いられる。標準的には、パルス化された光源はパル
ス間のエネルギー変動を有している。このパルスごとの
変動は正確な露光を難しいものとしている。

発光毎の平均エネルギーはその都度、そして別の要因に
よって変動するだめ、パルス化された源は付加的にやっ
かいなものとなっている。

これは正確な露光を維持することを難しくしている。加
えて、正確な露光は、既に不正確な露光に寄与している
多数回の発光を必要としない。

こうして、パルス化された光源を使う時には、正確な露
光を維持することには多くの問題が存在している。

露光量を制御するために用いられる普通の技術は、光感
応表面の露光に必要な、ショット回数または光ノ？ルス
の数を増加させることである。

多数のショットを用いれば、各ショットの変動を、適当
な露光を維持するのに限界的でないように見做すことが
できる。しかし、発光回数の増加は露光に要する時間を
増加させ、また、多くの場合にパルス化された光源をか
なり減衰させることか必要となっている。露光のために
必要なショット回数の増加は、露光を許容限界内に制御
することはできるが、しかし極めて非能率的なことであ
る。

パルス化された光源の平均パルスエネルギーを制御して
、その光量が露光のだめに必要な光量の正確な約数ない
し分数（何分の１）の値（Ｓｕｂｍｕｌｔｉｐｌｅ　）
となるような試みもされた。

この技術は、少ノイズの、またはパルス間エネルギー変
動が小さい、パルス化されたエネルギー源を必要とする
。少ノイズのパルス化された光源を用いたとしても、合
理的な程度の正確な露光を得るために要するショット回
数はまだ多く必要である。

前述の技術は、写真平版におけるパルス化された光源の
使用を大幅に増加させ、そしてまた露光を実現するのに
、いくらかの制御が可能とはなったが、それらは非能率
的な装置であることを明らかにしてきた。納得できる正
確な露光を得るためには、時間がかかり、そして普通、
ショットの回数で測られる、パルス源の寿命を短縮させ
る。

発明の目的 本発明の目的ないし課題とするところは上述の従来技術
の欠点を除去することにあり、それで、最少のショット
回数による正確な露光を提供することにある。

ノイズのある光パルス源をも許容する露光装置を提供す
ることが本発明の別の目的である。

過露光の可能性を最小にして、光パルス当りの最大寄与
を提供、実現することが本発明のさらに別の目的であ為
。

発明の構成 本発明は、パルス化された光源を用いる写真平版装置に
おいて正確に制御された露光を実施するための装置に関
するものである。パルス化された光源は標準的にはパル
ス化されたレーザーである。このパルス化された光は、
露光されるべき装置が照射される以前に光パルスを制御
的に減衰させる可変アッテネータ−を通過する。

光パルスの１部は、その影響を決めるために露光量″″
−−炙一って測定される・可変アッテネータ−とパルス
化された光源に接続されている制御器は、露光量モニタ
ーからの情報を用いて、望ましい露光の実施のだめに必
要となる最小減衰量を決定する。制御器は、最小のショ
ット回数で正確な露光を与えるのに必要な減衰量の総量
を決定するのに、光源のパルス間変動を配慮することが
できる。

パルス光源が長寿命となることが本発明の利点である。

光源を制御するのに、簡単な電源を利用することができ
るのが、本発明の別の利点である。

総置光時間が短縮され、結果として装置のスルージット
が向上することが本発明のさらに別の利点である。

パルス化された光源が制御可能々形で可変できる減衰量
を持つことが本発明の特徴点である。

光源が、一定の角速度を持つ、回転形アツテネーション
ホイールの位置に回連してディスチャージのタイミング
によって制御されることが本発明の別の特徴点である。

それらの、そして別の目的、利点および特長は以下のさ
らに詳細な説明によって明らかとなるであろう。

実施例 第１図は本発明を図示したものである。第１図から知ら
れるように、パルス化された光の源１０は、必要とされ
る時に光のパルスまたはショットを発光する。パルス化
された光の源１０は標準的には、エキシマ形、周波数て
い倍形またはフリーエレクトロン形のレーザーのような
、レーザーである。光源はプラズマ暗体ＸＵｘまたはＸ
線源であってもよい。光のパルスハ次に可変アッテネー
タ−２０を通過する。可変アッテネータ−２０は、光の
パルスまたはショットを予示的に減衰させることのでき
る、どのような型の材料であってもよい。例えば、音−
光およびボッケルセル素子、可変スペースのファプリー
ベローのエタロン、部分的に伝達するメツシュと貫通さ
れた板、部分的に伝達するまたは部分的に反射する光学
コーティングまたは表面、高吸収光学材料、および移動
プレートゝまたはシャッターのよう々幾何学的装置とを
含む電気−光学変調器であってもよい。誘電フィルムの
ような光学的コーティングの場合には、伝達度の変化は
、固定された素子を交換するか、または伝達勾配を持つ
、パルス化された光を横切る素子を移動させると同様、
減衰器素子を上下させることによって得ることができる
。これらすべての場合に、段階的な減衰量制御、または
連続的な可変制御のいずれもが可能である。段階的減衰
は、減衰の個別インターノクルによってアッテネータ−
２ｏの部分を変化させることによって得られる。これら
個別の減衰インターノ々ルは、等間隔にも、対数的にも
、あるいは特定用途に適合するあらゆる量とすることも
可能である。

光パルスが可変アッテネータ−２０を通過すると、光パ
ルスは露光量モニター３０に入る。

露光量モニター３０は必要以上の光パルスの伝達を減衰
させることはない。露光量モニター３０は可変アッテネ
ータ−２０を出て露光装置４０に渡される量を検出する
。露光装置４０に伝達される量を表わす値は、露光量モ
ニター３０によって制御器５０に伝えられる。

露光装置４０は一般的な現象のだめのフ第１・タジスト
コートされた基板上のマスクまたはレチクルの像の転写
、または直接的なフォトエツチング、フォトアブレーン
ヨンまたはフォトデポジション処理の種々の変形に用い
られている露光装置によって作られるイメーゾ・母ター
ンの転写のような、数々のイメージ転写装置のうちの、
どの１つであってもよい。

制御器５０は、ノクルス化された光の源１０、可変アッ
テネータ−２０，および露光量モニター３０と交信（情
報のやりとり）する。制御器５０は露光量モニター３０
から受けた情報を用いて、可変アッテネーター２０とパ
ルス化された光の源１０との共同動作を制御して、露光
装置４０に渡される露光を最適化させる。基本的には、
制御器は可変アッテネータ−２０で利用できる最小の減
衰量、しかも露光量が許容値を越えることによって過露
光の結果とならない可能性の高い減衰量、を選択するの
である。制御器５０は、現在条件下における・ぞルス化
された光の源の、実際の減衰されていないパルスエネル
ギー分配をも考慮に入れる。これは、露光量モニター３
０によって受は取られた情報から制御器５０によって連
続的にモニターされることが可能である。

制御器５０は種々の良く知られた回路によって構成する
ことができる。例えば、制御器５０は、数値プロセッサ
ー（インテル８０２８７のような）、プログラムメモリ
ー　データメモリパルスエネルギーモニター３０からの
データの入力のだめのアナログ−ディジタルコンパ−ク
ー（アナログジノ９イス７７４　１２ビツトＡＤＣのよ
うな）、可変アッテネータ−２０の位置をモニターする
ためのデイノタル入力、ノ々ルス源１０を作動させるた
めの、そして（付加的に）可変アッテネータ−を制御す
るためのディジタル出力、そして可変アッテネータ−を
制御するためのクロック（付加的に）、そして他の良く
知られた回路の間でのクロックまたは発振器と共に、マ
イクロプロセッサ−（インテル８０２８６のような）を
含むことができる。

制御器は種々の機能を実行するために構成される、捷た
けプログラムされることのできるＩＢＭ　ＰＣＡＴマイ
クロコンピュータ−のような、マイクロコンピュータ−
の形をとることもできる。内蔵しているか、まだは簡単
に作り出すことのできるソフトウェアおよびノ・−ドウ
エアを用いて、この方法で実行することのできる機能は
以下の通りであるが、しかしこれらは本発明を限定して
しまうものではない；すなわち、光源の多くのショット
を平均して、種々の素子を通って伝達された平均エネル
ギーを比較することによって各減衰素子の減衰程度を校
正し、そして蓄積し； 連続的なベース上で光源（およびそのｉ９　）レスエネ
ルギー分配関数）のパルスエネルギー出力を測定し、更
新して、それらを蓄積し； 望ましい露光量、アッテネータ−校正、および蓄積され
ているパルスエネルギー分配関数データを基に露光シー
ケンスを計画し； パルス化された源の各ショットによって露光装置に実際
に渡された露光エネルギーを測定し；露光シーケンスの
引き続く各ショットの累積露光実施を計算して、蓄積し
； 累積値と、望ましい合計露光量とを比較し；露光シーケ
ンスにおける次の光源に対する望ましい減衰量を選択し
； 適切な減衰量を調節または選択するために、モーターま
たは別の装置を制御し； 望捷しい減衰量を得るために、パルス化された源を作用
させる正確な時間を決め、そして望ましい時間（センサ
ー２８からのアッテネータ−インデックス情報を配慮し
て）作用命令を発し；そして、仕様化された（特定）許
容範囲内で、累積露光がクーケ゛ット露光に達しだ時に
最終的に露光シーケンスを終了させる。

露光許容値を維持しながら、本発明がどのようにショッ
ト回数を減らすかの簡単な例を以下に考慮する。・母ル
ス化された光源は、減衰されていない平均発光量ｆで動
作し、装置に関する望ましい露光量は、ｆよりもいくら
か大きい値である。パルス化された光源はノイズが多く
、そしてパルス間のエネルギー変動は高くて１１ｆであ
り、また低くて０．９ｆである。制御器５０は、露光量
モニター３０が累積露光をモニターしている間に、減衰
されていないショク）ｔたは／’ルスを供給し始める。

次に制御器５０ば、残りの露光量が１，１ｆよりも少な
くなった時にパルス化された光の源１０の作動を停止さ
せる。

さらに、制御器５０は可変アッテネータ−を位置決めし
て、パルス化された光の源１０がパルスを供給する前に
、それが残りの露光によって分割された１、１ｆの伝送
値を持つようにさぜる。

露光実施モニター３０は最終のパルスに関する情報を制
御器５０に送る。新しい、残りの露光量が計算されて、
そして制御器５０がパルス化された光の源１０に、別の
／Ｆルスを供給するよう命する前に新しい、残りの露光
量で分割され＆１．１ｆの値に再び調節される。このシ
ーケンスは、総露光量が仕様化された許容範囲内に入る
まで繰り返される。この実施例では、プラスまだはマイ
ナス０．５％の許容値は、望まれた、引き続くいかなる
非減衰露光のほとんど３回の減衰されたショットによっ
て得ることができる。

各付加的ショットは、強さの程度によって露光精度を改
善させることができる。前述の例は、連続的な可変アッ
テネータ−が用いられることを前提としていたが、段階
的なアッテネータ−が用いられるならば、同じ露光精度
に達するためにはいくらか多めのショットまだはパルス
の数が必要とされる。

第２図においては、本発明の別の実施例が図示されてい
る。第２図では、可変アッテネータ−２０ば、モーター
２４に取付けられたホイール２２を有している。モータ
ー２４はホイール２２を、個別のアッテネータ−２９が
パルス化された光の源１０によって発生された光パルス
の路中に選択的に位置取らせることができる。

ホール２６はホイール２２の周辺位置に沿って設けられ
、センサー２８がその位置を検出できるようになってい
る。センサー２８ば、光発散器−検出器対のような、ホ
ール２６の位置を検出することのできる、あらゆる型式
のセンサーであることが可能である。次にセンサー２８
は、ホイール２２の角度位置を制御器５０に伝える。

すると制御器５０は、選択されたアッテネータ−２９の
１つが光パルスの路中に位置した時に、パルス化された
光の源に、・ぞルスを発生させる。

第２図ではまた、露光量モニター３０を見ることができ
る。露光量モニター３０は、ビームスプリッタ−３２と
検出器３４を有している。

ビームスプリッタ−３２は光パルスの小部分を検出器３
４の方向に向け、その特定の光パルスのエネルギーまた
は露光量を計量させる。理想的には、露光量モニター３
０は露光装置４０に供給される露光量に影響を与えるこ
とはない。

どんな場合でも、エネルギー量モニターが露光装置４０
に供給される露光量に与えた小さ々影響は、制御器５０
において補償することができる。

固定されたアッテネータ−６０もまた、第２図に示され
ており、これはパルス化された光の源１０が、露光装置
＋Ｏによって必要とされるよりも大きな露光量を持つ光
のパルスを発する時に用いられる。アッテネータ−６０
によって、発せられた光パルスの路において、望ましい
露光量を得るのに多数の光パルスが必要となる程度にま
で、露光量が減衰される。アッテネータ−ホイール２０
は次に、最小のショツト数で望ましい露光許容値を得る
ことができるよう、位置決めされる。

第３図は、第２図で示された多数の個別段階アッテネー
タ−ホイール２２に代替することのできるホイールアッ
テネータ−の型式を図示したものである。第３図に示し
た連続形アツテネ−ター７０は、部分７２における高減
衰から、円周に沿って時計方向に減衰量が連続的に減少
して、部分７４における低減衰壕での範囲を有している
。この連続的な可変伝達アッテネータ−は、伝達される
ビームまたは光パルスを横切る、どのような空間的な伝
達勾配も、照度が−様な光学機器の光学設計によって許
容されている時に用いられる。この連続的可変伝達塵ア
ッテネータ−は、多層薄フイルムコーティングとして製
造することができる。

第４図は、第２図に示しだホイール２２の代わりに用い
るとと゛のできる別のアッテネータ−ホイールを示した
図である。第４図は多サイクルホイール８０を描いてい
る。このホイールは、それぞれ３つのアッテネータ−を
持つ２つの減衰サイクルを有している。アッテネータ−
８２は最小減衰量を有している。アッテネータ−８牛は
アッテネータ−８２よりも大きな減衰程度を持ち、そし
てアッテネータ−８６は最大減衰量を持っている。無減
衰部分８８は減衰ホイール８０上の減衰サイクルと離れ
ていて、そして光パルスを減衰さぜるととはない。ホイ
ール８０における多サイクルは、過度の制限のないレー
ザー発光の周期速度で用いられる。ホイール８０は、ホ
イール８０の１回転の間に少なくとも２回の発光をレー
ザーに許すととができる。

どのような数の多減衰サイクルも、各サイクルに関して
どのような数のアッテネータ−と共に用いることができ
ることは、理解されるであろう。第３図および第４図に
おけるホール２６は、ホイールの角度位置を決めるのに
用いられる。

第３図および第４図のホイールアッテネークーが遮光の
程度を変化させて描かれてはいても、この遮光は用いら
れている特定周波数における光パルスの減衰の程度を表
わすものであって、可視ス被りトルで観察しだ時の表現
ではない。

望ましい実施例が描かれ、別の実施例と共に説明された
が、当業技術者にとっては本発明の精神と範囲から離れ
ることなく種々の変形が可能であることは明らかであろ
う。

発明の効果 本発明は最少のショット回数によって正確な露光を提供
できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を示すブロック図であり、第２図は本発
明の実施例の絵画的な説明図であり、第３図は本発明の
１つの実施例に用いられる減衰ホイールの正面からの立
面図であり、第４図は本発明の別の実施例に用いられる
別の減衰ホイールの正面からの立面図である。 ｌＯ・りぐルス化された光源、２０・・・可変減衰器、
２２・・ホイール、２４・・・モーター　２６ホール、
２８・・・センサー　２９・・・減衰器、３０・・露光
量モニター　３２・・・スジリッター　３４・・検出器
、４ｏ・・・露光装置、５０・・制御器、６０・・・固
定減衰器、７０・・・減衰器、７２．７４減衰器部分、
８０・・ホイール、８２〜８６・減衰器、８８・・・無
減衰部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、パルス化された光の源と、 前記パルス化された光の源によつて発せられる光を可変
   的に減衰させるために、前記パルス化された光の源と露
   光されるべき装置との間に設けられた可変減衰装置と、
   減衰された光パルスの露光量をモニターするために、前
   記可変減衰装置と露光されるべき装置との間に設けられ
   た露光量モニター装置と、 前記パルス化された光の源によつて発せられる光の減衰
   量を前記可変減衰装置によつて制御し、それによつて前
   記パルス化された光の源からの光のパルスの最少化を達
   しながら露光が正確に制御されるように、前記露光量モ
   ニター装置、前記可変減衰装置、および前記パルス化さ
   れた光の源に配設された制御装置とを有することを特徴
   とする露光制御装置。 ２、前記パルス化された光の源がＸ線源であるような、
   特許請求の範囲第１項記載の露光制御装置。 ３、前記パルス化された光の源がプラズマ暗体ＸＵＶ源
   であるような、特許請求の範囲第１項記載の露光制御装
   置。 ４、前記パルス化された光の源がレーザーであるような
   、特許請求の範囲第１項記載の露光制御装置。 ５、前記レーザーがエキシマレーザーであるような、特
   許請求の範囲第４項記載の露光制御装置。 ６、前記レーザーが自由電子レーザーであるような、特
   許請求の範囲第４項記載の露光制御装置。 ７、前記レーザーが周波数てい倍型レーザーであるよう
   な、特許請求の範囲第４項記載の露光制御装置。 ８、前記可変減衰装置は、大減衰量から小減衰量までの
   可動形連続減衰勾配範囲を有しているような、特許請求
   の範囲第１項記載の露光制御装置。 ９、前記可変減衰装置は、 ホイールと、 前記ホイール上に環状に、前もつて決められた距離だけ
   離されて設けられた複数の個別減衰器と、 前記ホイールを回転させるための装置と、 そして、前記ホイールの角度位置を検出するための装置
   とを含むような、特許請求の範囲第１項記載の露光制御
   装置。 １０、前記複数の減衰器のそれぞれが、異なる減衰量を
   持つような、特許請求の範囲第９項記載の露光制御装置
   。 １１、前記複数の減衰器のそれぞれが、減衰量において
   対数ステップで異なつているような、特許請求の範囲第
   １０項記載の露光制御装置。 １２、前記複数の減衰器が、非減衰部分によつてグルー
   プに分けられているような、特許請求の範囲第９項記載
   の露光制御装置。 １３、前記グループのそれぞれが同じであるような、特
   許請求の範囲第１２項記載の露光制御装置。 １４、前記露光量モニター装置は、 ビームスプリッターと、 ビーム検出器とを有しているような、特許請求の範囲第
   １項記載の露光制御装置。 １５、さらに、前記パルス化された光の源によつて発せ
   られる光の通路中に位置決めされた固定減衰器を有する
   ような、特許請求の範囲第１項記載の露光制御装置。 １６、前記制御装置がさらに、減衰させられた後の、前
   記パルス化された光の源によつて供給された累積露光量
   を決めるための装置を有しているような、特許請求の範
   囲第１項記載の露光制御装置。 １７、前記制御装置がさらに、前記パルス化された光の
   源の最新の性能を基にした、パルス化された光の源のエ
   ネルギー分配関数を繰り返して計算するための装置を有
   しているような、特許請求の範囲第１６項記載の露光制
   御装置。 １８、前記制御装置がさらに、前記パルス化され光の源
   によつて発せられた、減衰された光 パルスの累積露光量を維持するために、前記露光量モニ
   ター装置に配属された累積量装置と、 前もつて決められた露光許容値内に収まるように、次の
   露光量に関して必要とされる減衰量を計算するために、
   前記累積量装置に配属された露光量計算装置と、 前記露光量計算装置によつて計算された減衰の程度に最
   も接近するよう、前記可変減衰装置から減衰量を選択す
   るための選択装置と、前記パルス化された光の源によつ
   て発せられた光の通路内に、前記可変減衰装置から選択
   された減衰量を移動させるために、前記可変減衰装置お
   よび前記選択装置に配属されている減衰移動装置と、 そして、前記パルス化された光の源からの光のパルスを
   可制御的に刺激（誘導放出）するためのパルス刺激（誘
   導放出）装置とを有しているような、特許請求の範囲第
   １項記載の露光制御装置。 １９、写真平版（フオトリソグラフイ）において用いら
   れる露光制御装置において、 各パルスにおける露光量が変動する、光の多重露光量を
   発することができる、パルス化されたレーザー光源と、 円周部分に沿つて等間隔に設けられた複数の開口であつ
   て、それら開口は前記パルス化されたレーザー光源から
   発せられた光の通路内に位置決めされることのできる開
   口、を持つホイールと、それぞれが多重露光量を異なる
   量だけ減衰させることができる複数の減衰器であつて、
   前記複数の減衰器のそれぞれは、前記複数の開口の各々
   に備えられる減衰器と、前記ホイールを回転させるため
   のモーターと、前記ホイールの角度位置を検出するため
   のセンサー装置と、減衰された後の多重露光量の通路内
   に位置決められたビームスプリッターと、 前記ビームスプリッターによつて供給された多重露光量
   の部分の通路内に位置決めされた検出器と、 減衰された多重露光量によつて生ずる累積露光量を測定
   するために前記検出器に結合した累積量装置と、 前記パルス化されたレーザー光源によつて発せられた、
   以前の露光量の数のパルスエネルギー分配を蓄積するた
   めの蓄積装置と、 前もつて決められた露光許容値内に収まるように次回の
   露光量のために必要な減衰量を計算するために、前記累
   積量装置および前記蓄積装置に配属された露光量計算装
   置と、 前記露光量計算装置によつて計算された減衰の程度に最
   も接近している、前記複数の減衰器から１つの減衰器を
   選択するための選択装置と、 前記パルス化されたレーザー光源から発せられた光の通
   路内に減衰器を位置決めするために、前記選択装置およ
   び前記モーターに配属されているモーター制御装置と、 そして、前記パルス化されたレーザー光源からの光のパ
   ルスを刺激するためのレーザーショット刺激（誘導放出
   ）装置とを有することを特徴とする露光制御装置。