JPH0418454B2 - - Google Patents
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- JPH0418454B2 JPH0418454B2 JP56157524A JP15752481A JPH0418454B2 JP H0418454 B2 JPH0418454 B2 JP H0418454B2 JP 56157524 A JP56157524 A JP 56157524A JP 15752481 A JP15752481 A JP 15752481A JP H0418454 B2 JPH0418454 B2 JP H0418454B2
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- optical system
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 27
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 11
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 11
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 26
- 101100269850 Caenorhabditis elegans mask-1 gene Proteins 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
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- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
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
- G03F7/70058—Mask illumination systems
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Light Sources And Details Of Projection-Printing Devices (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はプロジエクシヨンアライナに関し、特
にウエーハ上での露光照度の安定化を図つた照度
制御装置を備えたプロジエクシヨンアライナに関
するものである。
にウエーハ上での露光照度の安定化を図つた照度
制御装置を備えたプロジエクシヨンアライナに関
するものである。
ホトリソグラフイ工程のパターン露光に際して
現状ではプロジエクシヨンとコンタクトの比は
１：１マスクパターン像を投影光学系を介しウエ
ーハ上に結像させるプロジエクシヨンアライナが
使用されるが、良好な焼付を行なうためにはウエ
ーハ上における照度を安定に保持する必要があ
り、このためプロジエクシヨンアライナには照度
制御装置を付設している。この照度制御装置は理
想的にはウエーハ表面に実際に照射されている光
をセンサにて検出し、この検出値を基準値と比較
した結果に基づいてランプ光量等にフイードバツ
ク制御する構成であることが好ましいが、ウエー
ハ面近傍でのセンサによる検出はマスクパターン
が影になることから、現実的には困難であり、し
たがつてセンサは光学系内の他の部位に設置せざ
るを得ないのが実情である。
現状ではプロジエクシヨンとコンタクトの比は
１：１マスクパターン像を投影光学系を介しウエ
ーハ上に結像させるプロジエクシヨンアライナが
使用されるが、良好な焼付を行なうためにはウエ
ーハ上における照度を安定に保持する必要があ
り、このためプロジエクシヨンアライナには照度
制御装置を付設している。この照度制御装置は理
想的にはウエーハ表面に実際に照射されている光
をセンサにて検出し、この検出値を基準値と比較
した結果に基づいてランプ光量等にフイードバツ
ク制御する構成であることが好ましいが、ウエー
ハ面近傍でのセンサによる検出はマスクパターン
が影になることから、現実的には困難であり、し
たがつてセンサは光学系内の他の部位に設置せざ
るを得ないのが実情である。
このため、従来ではセンサをランプの近傍ある
いは照度光学系の凹面鏡近傍に配置しているが、
これらの位置は光学系全体からみれば上流側（ラ
ンプに近い側）の位置であり、ここから更に多数
の光学素子を通過してウエーハに到る実光量を正
確に把握することができないという問題がある。
また、前述のセンサ位置は光学系における結像位
置とは無関係に設定しているためウエハに到達す
る全光量を検出することができないという問題も
ある。したがつて、従来のプロジエクシヨンアラ
イナでは実測で±４〜５％の照度変動は避けられ
ず、高品質ウエーハ製作の障害となつている。
いは照度光学系の凹面鏡近傍に配置しているが、
これらの位置は光学系全体からみれば上流側（ラ
ンプに近い側）の位置であり、ここから更に多数
の光学素子を通過してウエーハに到る実光量を正
確に把握することができないという問題がある。
また、前述のセンサ位置は光学系における結像位
置とは無関係に設定しているためウエハに到達す
る全光量を検出することができないという問題も
ある。したがつて、従来のプロジエクシヨンアラ
イナでは実測で±４〜５％の照度変動は避けられ
ず、高品質ウエーハ製作の障害となつている。
したがつて本発明の目的のマスクの直近位置に
照度モニタ用センサを配置して照度制御装置を構
成することにより、ウエーハ上の照度に最も近い
状態の照度を検出してこれらを制御でき、これに
よりウエーハ上での照度変動を抑制して高品質の
ウエーハ製作を可能にしたプロジエクシヨンアラ
イナを提供することにある。
照度モニタ用センサを配置して照度制御装置を構
成することにより、ウエーハ上の照度に最も近い
状態の照度を検出してこれらを制御でき、これに
よりウエーハ上での照度変動を抑制して高品質の
ウエーハ製作を可能にしたプロジエクシヨンアラ
イナを提供することにある。
本発明の要旨は、光源と、照明用光学系と、結
像用光学系とを有し、前記光源から出た光が前記
照明用光学系、準備されたフオトマスクおよび前
記結像用光学系の順で通過し、前記フオトマスク
のマスクパターンを準備された半導体ウエハ上に
投影するための投影露光装置であつて、前記照明
光学系を通過した前記光が前記半導体ウエハ上に
至る途中において前記光の照度を検出するための
照度モニタ用センサおよび前記光源近傍には前記
光源の輝度を検出するための調光用センサを有
し、前記照度モニタ用センサの検出照度に基づ
き、輝度の設定値を求める演算器、その演算器に
より求められた輝度の設定値と、前記Ｉ−Ｖ変換
および平均値アンプを通した調光用センサの検出
出力とを比較する比較器と、その比較器の出力に
基づき前記光源の輝度が前記設定値となるように
制御する制御部とを備えたことを特徴とする投影
露光装置にある。
像用光学系とを有し、前記光源から出た光が前記
照明用光学系、準備されたフオトマスクおよび前
記結像用光学系の順で通過し、前記フオトマスク
のマスクパターンを準備された半導体ウエハ上に
投影するための投影露光装置であつて、前記照明
光学系を通過した前記光が前記半導体ウエハ上に
至る途中において前記光の照度を検出するための
照度モニタ用センサおよび前記光源近傍には前記
光源の輝度を検出するための調光用センサを有
し、前記照度モニタ用センサの検出照度に基づ
き、輝度の設定値を求める演算器、その演算器に
より求められた輝度の設定値と、前記Ｉ−Ｖ変換
および平均値アンプを通した調光用センサの検出
出力とを比較する比較器と、その比較器の出力に
基づき前記光源の輝度が前記設定値となるように
制御する制御部とを備えたことを特徴とする投影
露光装置にある。
以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明す
る。
る。
図は本発明のプロジエクシヨンアライナの全体
構成図の一例であり、１は所定のパターンを形成
したマスク、２はこのマスクパターンを焼付露光
するウエーハであつて、照明用光学系３にてマス
ク１を照明し、結像用光学系４にてマスクパター
ンをウエーハ表面に結像する。照明用光学系３
は、ランプ５より発する光をコンデンサレンズ６
を通してランプ像を拡大した上で赤外線カツトミ
ラー（コールドミラー）８を通し、一旦レンズ９
にてスリツト１０上に集束させる。そして更に、
スリツト１０を通過した光をレンズ１１、平面鏡
１２、凹面鏡１３、レンズ１４にてマスク１上に
スリツト光として結像させ、マスクの移動によつ
てマスク上を走査させるよう構成する。また、結
像用光学系４は平面鏡１５，１６，１７、凹面鏡
１８、凸面鏡１９によつてマスクパターンをウエ
ーハ２表面に結像し得るように構成している。
構成図の一例であり、１は所定のパターンを形成
したマスク、２はこのマスクパターンを焼付露光
するウエーハであつて、照明用光学系３にてマス
ク１を照明し、結像用光学系４にてマスクパター
ンをウエーハ表面に結像する。照明用光学系３
は、ランプ５より発する光をコンデンサレンズ６
を通してランプ像を拡大した上で赤外線カツトミ
ラー（コールドミラー）８を通し、一旦レンズ９
にてスリツト１０上に集束させる。そして更に、
スリツト１０を通過した光をレンズ１１、平面鏡
１２、凹面鏡１３、レンズ１４にてマスク１上に
スリツト光として結像させ、マスクの移動によつ
てマスク上を走査させるよう構成する。また、結
像用光学系４は平面鏡１５，１６，１７、凹面鏡
１８、凸面鏡１９によつてマスクパターンをウエ
ーハ２表面に結像し得るように構成している。
照度制御装置２０は、前記マスク１の直近位置
に照度モニタ用のセンサ２１を配設し、かつラン
プ５の近傍には調光用センサ２２を配設してい
る。この調光用センサ２２の出力はＩ−Ｖ変換２
３、平均値アンプ２４を通して比較値としてマイ
クロコンピユータ２５内の比較器２６に入力す
る。一方、照度モニタ用のセンサ２１の出力は照
度に基づいて演算器２７にて演算して設定値２８
とし、これを前記比較器２６に入力する。この点
についてさらに詳述する。まず、照度：Ｉ、輝
度：Ｋ、輝度の設定値：Krefとする。
に照度モニタ用のセンサ２１を配設し、かつラン
プ５の近傍には調光用センサ２２を配設してい
る。この調光用センサ２２の出力はＩ−Ｖ変換２
３、平均値アンプ２４を通して比較値としてマイ
クロコンピユータ２５内の比較器２６に入力す
る。一方、照度モニタ用のセンサ２１の出力は照
度に基づいて演算器２７にて演算して設定値２８
とし、これを前記比較器２６に入力する。この点
についてさらに詳述する。まず、照度：Ｉ、輝
度：Ｋ、輝度の設定値：Krefとする。
(a) 輝度Ｋと照度Ｉは同じランプのものであるか
ら、一般に次の関数関係にあることは自明事項
である。
ら、一般に次の関数関係にあることは自明事項
である。
Ｉ＝Ｆ(K) （Ｆ：関数）
(b) 比較器（コパレータ）はその機能から当然Ｋ
＝Krefであり、それゆえ次の関数に表わすこ
とができる。
＝Krefであり、それゆえ次の関数に表わすこ
とができる。
Ｉ＝Ｆ(K)＝Ｆ（Kref）
(c) 本発明における照度制御装置２０は、照度Ｉ
を目標値ITに合わせるものであることは明らか
であるから、次の関係が言える。
を目標値ITに合わせるものであることは明らか
であるから、次の関係が言える。
Ｉ→IT＝Ｆ（［Kref］T）
以上のことにより、
(a) 演算器２７においては、Ｆの逆関数F-1（Ｋ
＝Ｆ(I)）から［Kref］Tを求める。
＝Ｆ(I)）から［Kref］Tを求める。
(b) かかる演算器２７の演算に基づき、設定値２
８は［Kref］T（＝F-1（IT））となる。
８は［Kref］T（＝F-1（IT））となる。
(c) この設定値２８と平均値アンプ２４の出力値
とを比較器２６で比較し、制御部３１は輝度が
Kref（→［Kref］T）となるように制御する。
とを比較器２６で比較し、制御部３１は輝度が
Kref（→［Kref］T）となるように制御する。
以上の如くこの比較器２６の出力は電源２９と
トランス３０との間に介装してトランスの１次電
圧を制御する制御部（スライダツクやSCR）３
１に入力し、トランスの２次電圧を変化してラン
プ５の輝度を変化するようにしている。
トランス３０との間に介装してトランスの１次電
圧を制御する制御部（スライダツクやSCR）３
１に入力し、トランスの２次電圧を変化してラン
プ５の輝度を変化するようにしている。
以上の構成によればランプ５の光はコンデンサ
レンズ６、スリツト１０、凹面鏡１３等の照明用
光学系３にてランプ光のスリツト像をマスク１上
に結像し、マスクパターンを新たな光源として構
成する。そして、結像用光学系４は各種の鏡によ
りマスクパターン像をウエーハ２上に結像し、マ
スクパターンをウエーハに縮小露光するのであ
る。このとき、照度制御装置２０はランプ５の輝
度を調光用センサ２２にて検出してその増幅した
平均値を比較器２６に入力する。一方、同時に照
度モニタ用センサ２１はマスク１の直前位置の照
度を検出し、これを演算して設定値として比較器
２６に入力する。そして、両者を比較することに
より、マイクロコンピユータ２５は制御部３１を
制御してランプ５に印加される電圧、すなわちラ
ンプ５の輝度を制御するものである。これによ
り、ランプ輝度はマスク上における照度が常に一
定となるように増減制御され、マスクの定照度を
可能にするのである。
レンズ６、スリツト１０、凹面鏡１３等の照明用
光学系３にてランプ光のスリツト像をマスク１上
に結像し、マスクパターンを新たな光源として構
成する。そして、結像用光学系４は各種の鏡によ
りマスクパターン像をウエーハ２上に結像し、マ
スクパターンをウエーハに縮小露光するのであ
る。このとき、照度制御装置２０はランプ５の輝
度を調光用センサ２２にて検出してその増幅した
平均値を比較器２６に入力する。一方、同時に照
度モニタ用センサ２１はマスク１の直前位置の照
度を検出し、これを演算して設定値として比較器
２６に入力する。そして、両者を比較することに
より、マイクロコンピユータ２５は制御部３１を
制御してランプ５に印加される電圧、すなわちラ
ンプ５の輝度を制御するものである。これによ
り、ランプ輝度はマスク上における照度が常に一
定となるように増減制御され、マスクの定照度を
可能にするのである。
したがつて、本例によれば照度変動に対する影
響の大きいレンズ等の透過型の光学素子を通過し
た光をモニタ用として検出し、以後の光は照度変
動に対する影響の小さい鏡によりウエーハ上に照
射されることになるので、モニタ用の照度はウエ
ーハ上の照度とよく対応した照度を検出でき、こ
れにより照度制御装置２０によるウエーハ上での
照度変動を極めて小さなものにできる。また、本
例ではモニタ用のセンサ２１はランプのスリツト
光が結像される位置に配設しているため、ウエハ
上に到達する全光量に対する照度を検出すること
ができ、モニタによる設定値を更に安定なものと
して制御精度を高めることができるのである。
響の大きいレンズ等の透過型の光学素子を通過し
た光をモニタ用として検出し、以後の光は照度変
動に対する影響の小さい鏡によりウエーハ上に照
射されることになるので、モニタ用の照度はウエ
ーハ上の照度とよく対応した照度を検出でき、こ
れにより照度制御装置２０によるウエーハ上での
照度変動を極めて小さなものにできる。また、本
例ではモニタ用のセンサ２１はランプのスリツト
光が結像される位置に配設しているため、ウエハ
上に到達する全光量に対する照度を検出すること
ができ、モニタによる設定値を更に安定なものと
して制御精度を高めることができるのである。
なお、前例では照度モニタ用センサをマスクの
直前の直近位置に配置しているが、マスクの非パ
ターン部に穴を設け、この穴の直後位置にセンサ
を配置するようにしてもよい。
直前の直近位置に配置しているが、マスクの非パ
ターン部に穴を設け、この穴の直後位置にセンサ
を配置するようにしてもよい。
ここで、本発明者が実際に行なつたところウエ
ーハ上での照度変動を±２％以下に低減でき、こ
れにより3μｍプロセス製品に適用した場合３±
0.3μｍの寸法精度を維持することができた。
ーハ上での照度変動を±２％以下に低減でき、こ
れにより3μｍプロセス製品に適用した場合３±
0.3μｍの寸法精度を維持することができた。
以上のように本発明のプロジエクシヨンアライ
ナは、照度制御装置の照度モニタ用センサをマス
クの直近位置に配設しているので、照明用光学系
の光学素子による照度変動を抑制でき、これによ
りウエーハ上での照度変動を防止して良好な露光
を可能とし、高品質のウエーハを高歩留りで製作
することができるという効果を奏する。
ナは、照度制御装置の照度モニタ用センサをマス
クの直近位置に配設しているので、照明用光学系
の光学素子による照度変動を抑制でき、これによ
りウエーハ上での照度変動を防止して良好な露光
を可能とし、高品質のウエーハを高歩留りで製作
することができるという効果を奏する。
図は本発明の一実施例の構成図である。
１……マスク、２……ウエーハ、３……照明用
光学系、４……結像用光学系、５……ランプ、２
０……照度制御装置、２１……照度モニタ用セン
サ、２２……調光用センサ、２５……マイクロコ
ンピユータ、２６……比較器、２９……電源、３
１……制御部。
光学系、４……結像用光学系、５……ランプ、２
０……照度制御装置、２１……照度モニタ用セン
サ、２２……調光用センサ、２５……マイクロコ
ンピユータ、２６……比較器、２９……電源、３
１……制御部。
Claims (1)
- １ 光源と、照明用光学系と、結像用光学系とを
有し、前記光源から出た光を前記照明用光学系、
準備されたフオトマスクそして前記結像用光学系
の順で通過せしめ、前記フオトマスクのマスクパ
ターンを準備された半導体ウエハ上に投影するた
めの投影露光装置であつて、前記フオトマスクに
近接した位置に配置された前記光の照度を検出す
るための照度モニタ用センサと、前記光源に近接
した位置に配置された前記光源の輝度を検出する
ための調光用センサと、前記照度モニタ用センサ
の検出照度に基づき、輝度の設定値を求める演算
器と、その演算器により求められた輝度の設定値
とＩ−Ｖ変換および平均値アンプを通した調光用
センサの検出出力とを比較する比較器と、その比
較器の出力に基づき前記光源の輝度が前記設定値
となるように制御する制御部とを備えたことを特
徴とする投影露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56157524A JPS5858730A (ja) | 1981-10-05 | 1981-10-05 | 投影露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56157524A JPS5858730A (ja) | 1981-10-05 | 1981-10-05 | 投影露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5858730A JPS5858730A (ja) | 1983-04-07 |
| JPH0418454B2 true JPH0418454B2 (ja) | 1992-03-27 |
Family
ID=15651547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56157524A Granted JPS5858730A (ja) | 1981-10-05 | 1981-10-05 | 投影露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5858730A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6119940A (ja) * | 1984-07-07 | 1986-01-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 吸気及び排気方法 |
| JPS6120322A (ja) * | 1984-07-07 | 1986-01-29 | Ushio Inc | 水銀灯による半導体ウエハ−材料の露光方法 |
| JPS6146023A (ja) * | 1984-08-10 | 1986-03-06 | Ushio Inc | 超高圧水銀灯による半導体ウエハ−材料の露光方法 |
| JP2902272B2 (ja) * | 1993-08-27 | 1999-06-07 | 株式会社三協精機製作所 | 磁気カードリーダ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51126071A (en) * | 1975-04-25 | 1976-11-02 | Hitachi Ltd | Mask pattern printing method and the equipment |
| JPS57101839A (en) * | 1980-12-18 | 1982-06-24 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Exposure device for wafer or photomask |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5775533U (ja) * | 1980-10-27 | 1982-05-10 |
-
1981
- 1981-10-05 JP JP56157524A patent/JPS5858730A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51126071A (en) * | 1975-04-25 | 1976-11-02 | Hitachi Ltd | Mask pattern printing method and the equipment |
| JPS57101839A (en) * | 1980-12-18 | 1982-06-24 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Exposure device for wafer or photomask |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5858730A (ja) | 1983-04-07 |
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