JPH0519293B2 - - Google Patents
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- JPH0519293B2 JPH0519293B2 JP2288367A JP28836790A JPH0519293B2 JP H0519293 B2 JPH0519293 B2 JP H0519293B2 JP 2288367 A JP2288367 A JP 2288367A JP 28836790 A JP28836790 A JP 28836790A JP H0519293 B2 JPH0519293 B2 JP H0519293B2
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- excimer laser
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- wafer
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 7
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- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
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Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体露光装置で行なわれている露光
方法に関する。
方法に関する。
半導体技術は高集積化、微細化の一途を辿り、
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。このような露
光装置において、マスクまたはレチクルの回路パ
ターンをウエハ上に転写、焼付ける場合には、ウ
エハ上に焼付けられる回路パターンの解像線巾は
光源の波長に比例するため、近年では遠紫外
（Deep UV）領域の短い波長の光源が用いられて
いる。
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。このような露
光装置において、マスクまたはレチクルの回路パ
ターンをウエハ上に転写、焼付ける場合には、ウ
エハ上に焼付けられる回路パターンの解像線巾は
光源の波長に比例するため、近年では遠紫外
（Deep UV）領域の短い波長の光源が用いられて
いる。
従来この種の遠紫外線光源としては、重水素ラ
ンプやXe−Hgランプが知られているが、これら
の光源は直流または交流点灯した場合も原則的に
は連続点灯を特徴とする。従つて露光量の制御は
シヤツターを用いて行なわれタイマーで設定する
時間制御方式とか、露光光量を積分してある一定
値に達するまで照射し続ける積算露光計方式とい
つた時間制御的な制御方法が用いられていた。し
かしながらこれらの光源は遠紫外領域においては
出力が低く、またウエハ上に塗布されるフオトレ
ジスト材の感光性も低いので、露光時間が長くな
り、スループツトが小さくなる。
ンプやXe−Hgランプが知られているが、これら
の光源は直流または交流点灯した場合も原則的に
は連続点灯を特徴とする。従つて露光量の制御は
シヤツターを用いて行なわれタイマーで設定する
時間制御方式とか、露光光量を積分してある一定
値に達するまで照射し続ける積算露光計方式とい
つた時間制御的な制御方法が用いられていた。し
かしながらこれらの光源は遠紫外領域においては
出力が低く、またウエハ上に塗布されるフオトレ
ジスト材の感光性も低いので、露光時間が長くな
り、スループツトが小さくなる。
一方、近年エキシマ（excimer）レーザという
高出力のdeep UV領域での光源が露光装置に対
して有力な手段となる事が知得されている。しか
しながらエキシマレーザは従来の重水素ランプ、
Xe−Hgランプと異なつてパルス発振方式であ
り、このレーザパルスの幅を制御することは極め
て困難である。従つて従来の時間制御的な露光量
制御方式は全く適応しない。
高出力のdeep UV領域での光源が露光装置に対
して有力な手段となる事が知得されている。しか
しながらエキシマレーザは従来の重水素ランプ、
Xe−Hgランプと異なつてパルス発振方式であ
り、このレーザパルスの幅を制御することは極め
て困難である。従つて従来の時間制御的な露光量
制御方式は全く適応しない。
本発明は、エキシマレーザに特有のパルス発光
という特徴に鑑て、最適な露光方法を提供するこ
とを目的とする。
という特徴に鑑て、最適な露光方法を提供するこ
とを目的とする。
本発明の露光方法は、エキシマレーザ光源から
のエキシマレーザパルス光でマスクを介してウエ
ハを露光する露光方式において、 前記エキシマレーザ光源と前記マスクの間に配
置されているオプテイカルインテグレータを通過
したエキシマレーザパルス光の少なくとも一部を
フオトセンサで検出することにより、前記マスク
を介した前記ウエハの露光に必要な前記エキシマ
レーザ光源からのエキシマレーザパルス光のパル
ス数を予め決定し、 この決定されたパルス数に基づいて前記エキシ
マレーザ光源からのエキシマレーザパルス光の発
光を制御して前記マスクを介した前記ウエハの露
光を行なう。
のエキシマレーザパルス光でマスクを介してウエ
ハを露光する露光方式において、 前記エキシマレーザ光源と前記マスクの間に配
置されているオプテイカルインテグレータを通過
したエキシマレーザパルス光の少なくとも一部を
フオトセンサで検出することにより、前記マスク
を介した前記ウエハの露光に必要な前記エキシマ
レーザ光源からのエキシマレーザパルス光のパル
ス数を予め決定し、 この決定されたパルス数に基づいて前記エキシ
マレーザ光源からのエキシマレーザパルス光の発
光を制御して前記マスクを介した前記ウエハの露
光を行なう。
エキシマレーザパルス光をフオトセンサで検出
することにより、ウエハの露光に必要なエキシマ
レーザパルス光のパルス数が決定されるので、正
確に制御された露光が行なわれる。
することにより、ウエハの露光に必要なエキシマ
レーザパルス光のパルス数が決定されるので、正
確に制御された露光が行なわれる。
以下図面を参照して本発明の実施例について説
明する。
明する。
第１図は本発明を用いた縮小投影型の露光装
置、いわゆるステツパの一例の概略構成図であ
り、第２図は第１図の照明光学系２の概略構成図
である。
置、いわゆるステツパの一例の概略構成図であ
り、第２図は第１図の照明光学系２の概略構成図
である。
第１図においてエキシマレーザ１は、例えば
KrFや、XeClが封入され、パルス化されたレー
ザ光を発光する光源であり、それぞれ248nm
（KrF）、308nm（XeCl）遠紫外領域の波長の光を
発生する。
KrFや、XeClが封入され、パルス化されたレー
ザ光を発光する光源であり、それぞれ248nm
（KrF）、308nm（XeCl）遠紫外領域の波長の光を
発生する。
第２図において照明光学系２は、トーリツクレ
ンズのようなビーム整形光学系２１、蝿の目レン
ズのようなオプテイカルインテグレータ２２、コ
リメータレンズ２３、ミラー２４より構成され、
これらの光学系２１，２２，２３は、遠紫外領域
の光が透過するように、石英（SiO2）、蛍石
（CaF2）などの材料で形成される。ビーム整形光
学系２１は、市販されているエキシマレーザの光
は通常矩形であるので所望の形状に整形するため
のものであり、オプテイカルインテグレータ２２
は、光束の配光特性を均一にするためのものであ
る。
ンズのようなビーム整形光学系２１、蝿の目レン
ズのようなオプテイカルインテグレータ２２、コ
リメータレンズ２３、ミラー２４より構成され、
これらの光学系２１，２２，２３は、遠紫外領域
の光が透過するように、石英（SiO2）、蛍石
（CaF2）などの材料で形成される。ビーム整形光
学系２１は、市販されているエキシマレーザの光
は通常矩形であるので所望の形状に整形するため
のものであり、オプテイカルインテグレータ２２
は、光束の配光特性を均一にするためのものであ
る。
第１図に戻つて、照明光学系２の光路に沿つ
て、集積回路パターンが形成されたマスクＭまた
はレチクルが配置され、更に投影光学系３、ウエ
ハＷが配置されている。投影光学系３も照明光学
系２と同様に、遠紫外領域の光を透過する材料で
形成される。なお、縮小投影には投影レンズ以外
に反射結像系も使用できる。
て、集積回路パターンが形成されたマスクＭまた
はレチクルが配置され、更に投影光学系３、ウエ
ハＷが配置されている。投影光学系３も照明光学
系２と同様に、遠紫外領域の光を透過する材料で
形成される。なお、縮小投影には投影レンズ以外
に反射結像系も使用できる。
照明光学系２の光路にはミラー４が配置され、
ミラー４により反射される光路には紫外用のフオ
トセンサ５が配置されている。このフオトセンサ
５はエキシマレーザ１の近傍あるいはエキシマレ
ーザ１からウエハＷまでの光路内に配置してもよ
いが、上記光学系の少なくとも一部を透過した位
置の方が正確に光量を検出できる。フオトセンサ
５の出力は、予めフオトレジストの感度が入力さ
れた光量積算回路６に入力され、この回路６によ
り演算される光量は中央処理装置（CPU）７に
入力されて、ウエハＷのフオトレジスト材を露光
するのに十分な出力およびパルス数に達するに必
要な値が演算される。レーザ制御部８はCPU７
からの演算結果に基づいてエキシマレーザ１を駆
動し、制御された出力およびパルス数の光により
マスクＭのパターンがウエハＷに露光される。
ミラー４により反射される光路には紫外用のフオ
トセンサ５が配置されている。このフオトセンサ
５はエキシマレーザ１の近傍あるいはエキシマレ
ーザ１からウエハＷまでの光路内に配置してもよ
いが、上記光学系の少なくとも一部を透過した位
置の方が正確に光量を検出できる。フオトセンサ
５の出力は、予めフオトレジストの感度が入力さ
れた光量積算回路６に入力され、この回路６によ
り演算される光量は中央処理装置（CPU）７に
入力されて、ウエハＷのフオトレジスト材を露光
するのに十分な出力およびパルス数に達するに必
要な値が演算される。レーザ制御部８はCPU７
からの演算結果に基づいてエキシマレーザ１を駆
動し、制御された出力およびパルス数の光により
マスクＭのパターンがウエハＷに露光される。
上記実施例の動作を詳述すると、エキシマレー
ザは出力が高いために１パルスの露光で十分な場
合がある。この場合には露光は各シヨツト毎に一
回ずつ１パルスの発光を行なうように制御する。
また、エキシマレーザは、レーザ制御部８への入
力値を変える事により自由に出力を変える事がで
きるので、フオトセンサ５からの出力をフイード
バツクしてやれば安定した露光を行なうことが可
能となる。
ザは出力が高いために１パルスの露光で十分な場
合がある。この場合には露光は各シヨツト毎に一
回ずつ１パルスの発光を行なうように制御する。
また、エキシマレーザは、レーザ制御部８への入
力値を変える事により自由に出力を変える事がで
きるので、フオトセンサ５からの出力をフイード
バツクしてやれば安定した露光を行なうことが可
能となる。
しかし、一方ではエキシマレーザの各パルス毎
の出力のバラツキは±５％あるいはそれ以上に達
する事も知られている。従つて、ステツパなどで
最も微細な加工を行なう数種の工程においては１
シヨツト当り１パルスだけの露光ではこのバラツ
キ量も問題となる事があり得る。この場合には、
エキシマレーザの出力は前述のようにある範囲内
で任意に出力調整可能なので、出力を低下させ、
より多くのパルス数で露光を完了するように制御
すれば安定した露光量を得る事ができる。例え
ば、ｍ回のパルス数で露光し、露光不足量に応じ
た出力の１パルスを加えるなどの方法を選び得
る。
の出力のバラツキは±５％あるいはそれ以上に達
する事も知られている。従つて、ステツパなどで
最も微細な加工を行なう数種の工程においては１
シヨツト当り１パルスだけの露光ではこのバラツ
キ量も問題となる事があり得る。この場合には、
エキシマレーザの出力は前述のようにある範囲内
で任意に出力調整可能なので、出力を低下させ、
より多くのパルス数で露光を完了するように制御
すれば安定した露光量を得る事ができる。例え
ば、ｍ回のパルス数で露光し、露光不足量に応じ
た出力の１パルスを加えるなどの方法を選び得
る。
エキシマレーザの発光の繰り返し周波数は市販
のもので200Hz〜300Hzと非常に高速であるため、
このようにしても従来のアライナーに対しスルー
プツトは向上する。例えば１シヨツト当り平均10
パルスの露光が行なわれ、パルス出力のバラツキ
によりそのパルス数が９から11の間でバラツクと
しても、露光時間は0.04〜0.05秒の間に全て納ま
る事になる。現行のステツパの露光が0.3秒前後
かかつている事を考慮すれば、この値は一桁小さ
い値であり、露光量の安定が得られ、スループツ
トは向上する。露光を20パルスで行なうとして
も、露光時間は0.1秒程で完了する事になり、従
来のものに対する改善は明らかである。
のもので200Hz〜300Hzと非常に高速であるため、
このようにしても従来のアライナーに対しスルー
プツトは向上する。例えば１シヨツト当り平均10
パルスの露光が行なわれ、パルス出力のバラツキ
によりそのパルス数が９から11の間でバラツクと
しても、露光時間は0.04〜0.05秒の間に全て納ま
る事になる。現行のステツパの露光が0.3秒前後
かかつている事を考慮すれば、この値は一桁小さ
い値であり、露光量の安定が得られ、スループツ
トは向上する。露光を20パルスで行なうとして
も、露光時間は0.1秒程で完了する事になり、従
来のものに対する改善は明らかである。
尚ここで、１シヨツトとは、ウエハ全面露光の
場合はこのウエハを全面露光するのに十分な露光
をいい、またウエハの各チツプ毎に露光を行なう
ステツプアンドリピート方式の場合には１チツプ
を露光するのに十分な露光また、スリツト露光を
行なう場合は１スリツト幅を露光するのに十分な
露光をいう。
場合はこのウエハを全面露光するのに十分な露光
をいい、またウエハの各チツプ毎に露光を行なう
ステツプアンドリピート方式の場合には１チツプ
を露光するのに十分な露光また、スリツト露光を
行なう場合は１スリツト幅を露光するのに十分な
露光をいう。
また本発明は第１図に示すようなレンズによる
投影露光装置だけでなく、ミラー投影型や、コン
タクト又はプロキシミテイ方式の露光装置にも適
用することができる。
投影露光装置だけでなく、ミラー投影型や、コン
タクト又はプロキシミテイ方式の露光装置にも適
用することができる。
以上述べて来たようにエキシマレーザのパルス
光を検出して露光を行なうパルス数を予め決定
し、該パルス数に基づいて露光を行なうことによ
り、露光を正確に制御された安定したものとする
ことができる効果がある。
光を検出して露光を行なうパルス数を予め決定
し、該パルス数に基づいて露光を行なうことによ
り、露光を正確に制御された安定したものとする
ことができる効果がある。
第１図は、本発明を用いた一例の概略構成図、
第２図は、第１図の照明光学系の概略構成図であ
る。 １……エキシマレーザ、２……照明光学系、３
……投影光学系、４……ミラー、５……フオトセ
ンサ、６……光量積算回路、７……中央処理装置
（CPU）、８……レーザ制御部、Ｍ……マスク、
Ｗ……ウエハ。
第２図は、第１図の照明光学系の概略構成図であ
る。 １……エキシマレーザ、２……照明光学系、３
……投影光学系、４……ミラー、５……フオトセ
ンサ、６……光量積算回路、７……中央処理装置
（CPU）、８……レーザ制御部、Ｍ……マスク、
Ｗ……ウエハ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ エキシマレーザ光源からのエキシマレーザパ
ルス光を介してウエハを露光する露光方法におい
て、 前記エキシマレーザ光源と前記マスクの間に配
置されているオプテイカルインテグレータを通過
したエキシマレーザパルス光の少なくとも一部を
フオトセンサで検出することにより、前記マスク
を介した前記ウエハの露光に必要な前記エキシマ
レーザ光源からのエキシマレーザパルス光のパル
ス数を予め決定し、 この決定されたパルス数に基づいて前記エキシ
マレーザ光源からのエキシマレーザパルス光の発
光を制御して前記マスクを介した前記ウエハの露
光を行なうことを特徴とする露光方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2288367A JPH03196512A (ja) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | 露光方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2288367A JPH03196512A (ja) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | 露光方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59015044A Division JPS60162258A (ja) | 1984-02-01 | 1984-02-01 | 露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03196512A JPH03196512A (ja) | 1991-08-28 |
| JPH0519293B2 true JPH0519293B2 (ja) | 1993-03-16 |
Family
ID=17729289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2288367A Granted JPH03196512A (ja) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | 露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03196512A (ja) |
-
1990
- 1990-10-29 JP JP2288367A patent/JPH03196512A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03196512A (ja) | 1991-08-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |