JPH06120103A

JPH06120103A - 露光装置

Info

Publication number: JPH06120103A
Application number: JP4291945A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Koide; 博之小出; Kazuya Kikuchi; 一哉菊地
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-10-07
Filing date: 1992-10-07
Publication date: 1994-04-28

Abstract

(57)【要約】【目的】焼付露光量をより正確に制御できるように
し、さらに、より短い時間の露光を可能にする。【構成】被記録体を露光するための露光光を発する光
源と、該光源と被記録体間の露光光路上に設けた該光路
を開閉するためのシャッタと、該シャッタと被記録体間
の前記光路上の光強度を検出する光検出器と、該光検出
器の出力に基づきシャッタを駆動制御する制御手段とを
備えた露光装置において、該制御手段は、該光検出器の
出力に基づいてシャッタ開動作中の露光量を求める手段
と、開動作に要する時間に光源が発生する光量を検出す
る手段と、該シャッタ開動作中の露光量と開動作に要す
る時間に光源が発生する光量とに基づいて閉動作中の露
光量を求め、前記シャッタへの閉動作指令の発生タイミ
ングを補正する手段とを具備する。あるいは同様の露光
装置において、さらにもう１つのシャッタを有し、前記
制御手段は、前記光路を一方のシャッタを駆動して開放
し、その所定時間経過後に他方を駆動して閉成するよう
に各シャッタを駆動制御するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造用露光装置
に用いられる露光装置に関し、特にＩＣ〜ＬＳＩ等の製
造に使用される半導体回路パターン焼付露光量を最適に
しかつ焼付露光を高速にするための改良を施したものに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の露光装置は、特公昭６１−３４２
５２号に記載されているように、被記録体からの光また
は被記録体を照射する光の強度を光電検出器で検出し、
この検出値に対応する周波数の出力パルスを得て、この
パルスを計数し、所定のパルス数に達した際にシャッタ
を閉じる構成を有する。そしてシャッタは、１枚の回転
円板に遮光部と透光部を交互に設け、これを回転駆動す
ることにより、照明光の遮光状態および透光状態を制御
するものであり、このシャッタの作動遅れ時間、すなわ
ちシャッタの閉じ信号が発生してからシャッタが完全に
閉じるまでに被写体に照射される露光量による誤差を補
正するため、シャッタ開動作時にシャッタ作動遅れによ
る露光量に対応したパルス数を計数し、このパルス数を
考慮してシャッタ閉じ信号の発生タイミングを補正する
ようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、例えば、開動作、閉動作において、シャッ
タ羽根が光束を一定速で横切る場合など、シャッタ開動
作時の露光量に対応するパルス数と、シャッタ閉動作時
の露光量に対応するパルス数が等しい場合には、正確に
露光量を補正することができたが、それらが異なる場
合、焼付露光量が目標露光量と一致しないという欠点が
ある。すなわち、シャッタ開動作及び閉動作開始時のシ
ャッタの位置が露光のたびにばらつくと、シャッタ作動
遅れ時間とその間に得られる露光量、及びその補正のた
めのシャッタ開動作とシャッタ作動遅れ時間に対応する
パルス数がばらつき、結果として、露光のたびに露光量
がばらついてしまう。このため、シャッタの開動作及び
閉動作開始のシャッタと露光光軸の位置関係を露光のた
びに正確に合わせる必要があり、この位置決めが終了す
るまで、シャッタ動作が開始できず、シャッタ動作時間
と位置決め時間の合計より短い時間の露光ができないと
いう欠点がある。

【０００４】本発明の目的は、上記従来技術の欠点に鑑
み、露光量制御装置において、焼付露光量をより正確に
制御できるようにし、さらに、より短い時間の露光を可
能にすることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明では、被記録体を露光するための露光光を発する
光源と、該光源と被記録体間の露光光路上に設けた該光
路を開閉するためのシャッタと、該シャッタと被記録体
間の前記光路上の光強度を検出する光検出器と、該光検
出器の出力に基づきシャッタを駆動制御する制御手段と
を備えた露光装置において、該制御手段は、該光検出器
の出力に基づいてシャッタ開動作中の露光量を求める手
段と、開動作に要する時間に光源が発生する光量を検出
する手段と、該シャッタ開動作中の露光量と開動作に要
する時間に光源が発生する光量とに基づいて閉動作中の
露光量を求め、前記シャッタへの閉動作指令の発生タイ
ミングを補正する手段とを具備することを特徴とする。

【０００６】前記露光量を求める手段は、例えば、前記
光検出器の出力に対応する周波数の出力パルスを発生す
る電圧／周波数変換器を有し、このパルス数を計測する
ことにより露光量を算出するように構成したものであ
る。

【０００７】また、本発明の別の態様においては、被記
録体を露光するための露光光を発する光源と、該光源と
被記録体間の露光光路上に設けられおのおの該光路を開
放及び閉成することが可能な第１シャッタ及び第２シャ
ッタと、該光路上の光強度を検出する光検出器と、該検
出器の出力に基づき第１及び第２シャッタを駆動制御す
る制御手段とを具備し、該制御手段は、前記光路を前記
第１及び第２シャッタのうち一方を駆動して開放し、そ
の所定時間経過後に他方を駆動して閉成するように該第
１及び第２シャッタを駆動制御するものであることを特
徴とする。

【０００８】前記光検出器は、例えば、前記第１及び第
２シャッタより前記被記録体側に配置され、前記制御手
段は予め定めたシャッタ作動遅れ時間に得られる露光量
を計測し、その結果に基づき該露光量より小さな露光量
による露光を行うように制御するものである。あるい
は、前記光検出器は前記第１及び第２シャッタよりも光
源側に配置され、前記制御手段は目標露光量と該検出器
の出力に基づき露光時間を算出するものである。

【０００９】

【作用】この構成において、光検出器の出力に基づいて
シャッタ開動作中の露光量を求め、また、開動作に要す
る時間に光源が発生する光量を検出し、これらに基づい
て閉動作中の露光量を求め、シャッタへの閉動作指令の
発生タイミングを補正するようにしたため、開動作中の
露光量と閉動作中の露光量とが一致しない場合でも、開
動作に要する時間に光源が発生する光量からシャッタ開
動作中の露光量を引いたものを閉動作中の露光量とする
ことによって、より正確な露光量により露光が行われ
る。

【００１０】また、光路を第１及び第２シャッタのうち
一方を駆動して開放し、その所定時間経過後に他方を駆
動して閉成するように第１及び第２シャッタを駆動制御
するようにしたため、一方のシャッタの正確な位置決め
が完了する以前に他方のシャッタを駆動して閉成動作を
開始することができ、これにより、露光量制御精度を劣
化させることなく、より高速、短時間の露光が行われ
る。

【００１１】

【実施例】実施例１図１は、本発明の第１の実施例に係る半導体回路パター
ン焼付装置を示す。図中、１は光源となるランプ、２は
半導体回路パターンが形成されておりランプ１によって
照明されるマスク、３はマスク２の回路パターンがその
上面に形成されるウエハ、４はランプ１からの照明光を
遮断するシャッタ、５はシャッタ４を通過した光の強度
を検出する光センサ、６は光源１の光の強度を検出する
光センサ、７および８はそれぞれ光センサ５および６に
よって検出された光強度を電圧信号に変換するアンプ、
９および１０はそれぞれアンプ７および８からの電圧信
号を周波数信号に変換するＶ／Ｆコンバータ、１１およ
び１２はそれぞれＶ／Ｆコンバータ９および１０からの
周波数信号のパルス数をカウントするパルスカウンタ、
１３はパルスカウンタ１１および１２の出力に基づいて
露光制御を行うＣＰＵ、１４はＣＰＵ１３によって制御
されシャッタ４を開閉駆動する駆動回路、１５はＣＰＵ
１３に接続された露光量設定器、１６はＣＰＵ１３に接
続されたＲＡＭである。

【００１２】図３は、上記構成の露光装置による露光シ
ーケンスを示すフローチャートである。同図に示すよう
に、露光を開始すると、まず、露光すべき目標露光量が
露光量設定器１５よりＣＰＵ１３に与えられ、ＣＰＵ１
３はこれをＲＡＭ１６に格納し（ステップＳ０１）、シ
ャッタ駆動回路１４に対しシャッタ開指令を発生してシ
ャッタ４を駆動する（ステップＳ０２）。

【００１３】シャッタ４が開いてランプ１からの露光光
がシャッタ４を通過し、マスク２を通してウエハ３を照
明すると、光センサ５に入射する光の強度をアンプ７で
電圧信号に変換し、さらにＶ／Ｆコンバータ９によりパ
ルス列に変換し、このパルス数をパルスカウンタ１１に
より計数する（ステップＳ０３，Ｓ０５）。また、これ
と同時に、光源１の光の強度についても、光センサ６、
アンプ８、Ｖ／Ｆコンバータ１０、及びパルスカウンタ
１２を介して計数する（ステップＳ０４，Ｓ０５）。次
に、ＣＰＵ１３は、パルスカウンタ１１，１２の係数値
を読み（ステップＳ０６）、パルスカウンタ１１のパル
ス数からパルスカウンタ１２のパルス数を引いたパルス
数を閉動作時のシャッタ駆動遅れ露光量として求め、Ｒ
ＡＭ１６に格納しておいた目標露光量からこの閉動作時
の遅れ露光量を引いた露光量（補正露光量）を計算して
ＲＡＭ１６に格納する（ステップＳ０７）。

【００１４】次に、ＣＰＵ１３はパルスカウンタ１１の
計数値を読み（ステップＳ０８）、計数値がＲＡＭ１６
に格納した補正露光量と一致するまでループする（ステ
ップ０９）。両者が一致したら、ＣＰＵ１３はシャッタ
駆動回路１４に対しシャッタ閉指令を発生し（ステップ
Ｓ１０）、これによりシャッタ４が閉じて露光が終了す
る。

【００１５】図２はシャッタ４の構造例を示す。この例
は３枚の羽根１７を持つ円板をモータ１８で回転駆動さ
せる構成を有する。図２の状態は羽根１７により光１９
が遮断されている閉の状態であり、円板を６０度回転さ
せると開状態となり照明光１９が通過する。さらに６０
度回転させると羽根１７により照明光が遮断され閉状態
となる。

【００１６】さらに詳述すれば、図２のシャッタ羽根の
例の場合、開動作、閉動作はともにモータによる６０度
の回転制御によって行われ、同じ制御方法を用いた場
合、開動作と閉動作ではシャッタ羽根は時間に対して同
じ速度および回転角で動く。そして、シャッタの開動作
時の回転速度υが、 υ（θ）＝υ（６０°−θ）；０°≦θ≦３０° （１）を満たして制御されている場合の時間ｔに対する速度ｖ
を図４（ａ）に、回転角θを図４（ｂ）に、照度を図４
（ｃ）に示す。図４（ｂ）において、シャッタの閉動作
時の軌道とθ＝６０°の線に対して対称な曲線を点線で
表してある。（１）式が成立するようにシャッタ制御を
行った場合、開動作においては３０°の点に対して、閉
動作においては９０°の点に対して点対称となるように
シャッタは動くため、図４（ｂ）に示すように、開動作
時の露光量に係わる面積Ｓ₁ と閉動作時の露光量に係わ
る面積Ｓ₂ は等しくなる。このため開動作時の露光量Ｑ
_opnと閉動作時の露光量Ｑ_cls は一致し、したがって、
光センサ１によりＱ_opn を測定してＱ_cls を求め、露光
量を補正することができる。

【００１７】ところが、静止摩擦などの影響により、
（１）式の速度を満たすようなシャッタ羽根の位置制御
を行うことは困難であり、図５（ａ）に示すように、
（１）式が成立しない偏りを持った速度変化が生じるこ
とが多い。この場合の回転角θおよび被写体の照度を図
５（ｂ）および（ｃ）に示す。図５（ｂ）において、シ
ャッタ閉動作時の軌道と６０°の線に対して対称な曲線
を点線で表してある。

【００１８】この場合において開動作と閉動作に同じ制
御方法を用いると、シャッタ羽根は開動作と閉動作では
時間に対して同じ動きをするため、図５（ｂ）に示すよ
うに開動作時の露光量に係わる面積Ｓ₁ はＳ₁ ′と等し
くなる。したがって、Ｓ₁ の面積は、閉動作時の露光量
に係わる面積Ｓ₂ と異なり、図５（ｂ）の長方形５１の
面積をＳ₃ とすると、Ｓ₂ ＝Ｓ₃ −Ｓ₁ となる。以上か
ら、Ｓ₁ に対応する開動作時の焼付け露光量Ｑ_opn 、Ｓ
₂ に対応する閉動作時の露光量Ｑ_cls 、およびＳ₃ に対
応する光量Ｑ_lampの関係は、Ｑ_cls ＝Ｑ_lamp−Ｑ_opn （２）となる。ここで、Ｑ_lampは、シャッタ開動作中に光源か
ら発生する光量に等しい。

【００１９】このような場合、Ｑ_cls ＝Ｑ_opn とする従
来の補正方法では、焼付け露光量は目標露光量と一致し
ない。そこで、ここでは、センサ１により開動作時の露
光量Ｑ_opn を、センサ２により開動作時の光源からの光
量Ｑ_lampを計測し、これらの差から、Ｑ_cls を求めて露
光量補正を行い、目標露光量に近い焼付け露光を可能に
している。

【００２０】なお、ここでは、シャッタの前後に２つの
光センサを用いたが、光センサ１のみで閉動作時の露光
量Ｑ_cls を求めることも可能である。すなわち、図６に
示すように、まず光センサ１で開動作時の露光量Ｑ_opn
を求め、シャッタが開き終わった後、光センサ１で、開
動作に要する時間ｔ_opn と等時間、露光量Ｑ_lampを測定
し、これらからＱ_cls を求めることができる。また、図
７に示すように、シャッタが開き終わった後、ｔ_opn ／
ｎ時間のみ露光量Ｑ_lampを測定し、Ｑ_cls ＝ｎＱ_lamp−Ｑ_opn （３）より、Ｑ_cls を求めることもできる。

【００２１】実施例２図８は、本発明の第２の実施例に係る半導体回路パター
ン焼付装置を示す。図中、８１及び８２はランプ１から
の光を遮断する第１及び第２シャッタであり、それぞれ
ランプ１からマスク２及びウエハ３への光路上にあり、
それぞれ第１シャッタ駆動回路８３及び第２シャッタ駆
動回路８４により開閉動作を行い、第１及び第２の両方
のシャッタが開状態の時のみ、マスク２及びウエハ３が
ランプ１により照射される。他の、図１と同一の符号
は、図１の場合と同様の要素を意味する。

【００２２】照明光を遮断・透過制御するシャッタにつ
いて詳述すれば、従来の露光装置では、シャッタは本発
明におけるように第１シャッタ８１および第２シャッタ
８２の２つのシャッタではなく、いずれか一方のみで構
成されていた。シャッタの構造は図２に例示したが、照
明光束１９の大きさにより、遮光部（羽根）を１つ、２
つあるいは４つ有するものでもかまわない。図２で示す
状態は遮光部１７ａが照明光束１９を遮光している状態
で、この状態から、モータ１８が右に（左でもよい）６
０°だけ回転すると、照明光束１９は透光状態となり、
露光が開始される。次に、さらにモータ１８が右に６０
°だけ回転すると遮光部１７ｂが照明光速１９を遮光
し、露光が終了する。

【００２３】図９は第１シャッタ８１及び第２シャッタ
８２の遮光部を示す斜視図である。第１シャッタ８１及
び第２シャッタ８２は図２で説明したシャッタを２個相
対して配置してある。各シャッタを駆動するモータは省
略してある。第１シャッタ８１には遮光部Ａ、Ｂ、Ｃ
が、第２シャッタ８２には遮光部Ａ’、Ｂ’、Ｃ’があ
り、両者が同一の形状なので同一の速度での駆動が可能
である。図９で示す状態では、第２シャッタ８２は照明
光束１９に対し透光状態の位置にあるが、第１シャッタ
８１の遮光部Ａが照明光束１９を遮光しており、露光は
されない状態である。ここで第１シャッタ８１が右に
（左でもよい）６０°だけ回転すると照明光束１９は透
光状態をとなり、露光が開始される。次に第２シャッタ
８２が右に６０°回転すると、遮光部Ａ’が照明光束１
９を遮光し、露光が終了する。さらに次の露光を開始す
るには第２シャッタ８２をさらに右に６０°だけ回転さ
せればよく、この後、第１シャッタ８１を右に６０°だ
け回転させると遮光部Ｂが照明光束１９を遮光し、露光
が終了する。

【００２４】次に図２で示した単一のシャッタを用いた
従来の露光装置の露光量制御シーケンスを図１０に示
す。これが適用される露光制御系は図８における制御系
で第２シャッタ８２と第２シャッタ駆動回路８４が存在
しないか又は第２シャッタ８２は開状態のまま動作しな
いものと同等である。露光を開始すると、露光すべき目
標露光量が露光量設定器１５よりＣＰＵ１３に与えら
れ、ＣＰＵ１３は目標露光量をメモリ１６に格納し（ス
テップ５０１）、シャッタ駆動回路８３に対しシャッタ
開指令を発生し（ステップ５０２）、シャッタ８１を開
駆動する。シャッタ８１が開くと、ランプ１からの照明
光がシャッタ８１を通過し、マスク２を通してウエハ３
を照明すると同時に光センサ５に入射し、アンプ７で電
圧信号に変換され、さらにＶ／Ｆコンバータ９によりパ
ルス列に変換される。このパルス数はパルスカウンタ１
１により計数される。ＣＰＵ１３はシャッタ開指令を発
生した時刻よりシャッタ駆動遅れ時間の計測を開始する
（ステップ５０３）。この計測はシャッタ８１に閉駆動
指令が発生してから、閉駆動分の駆動角（６０°）だけ
駆動するのに要する時間だけ発振器８５の出力パルスを
計数することにより行われる。ＣＰＵ１３はこの計数が
終了すると（ステップ５０４）、パルスカウンタ１１の
計数値（シャッタ作動遅れ時間の露光量）を読み（ステ
ップ５０５）、メモリ１６に格納しておいた目標露光量
より、遅れ時間分露光量を引いた露光量（補正露光量）
を計算し、メモリ１６に格納する（ステップ５０６）。

【００２５】次にＣＰＵ１３はパルスカウンタ１１の計
数値を読み（ステップ５０７）、計数値がメモリ１６に
格納した補正露光量と一致するまでループする（ステッ
プ５０８）。両者が一致したらＣＰＵ１３はシャッタ駆
動回路８３に対しシャッタ閉指令を発生し（ステップ５
０９）、シャッタ８１の閉動作が完了したら（ステップ
５１０）露光終了である。

【００２６】次にこのシーケンスにおける露光中のシャ
ッタの動きと露光開口の光の挙動を図１１及び図１２を
用いて説明する。図１１はシャッタ円板８１と照明光束
が通過する露光開口８６の位置関係を示したものであ
り、図１１（ａ）は遮光部Ａによって開口８６が完全に
遮光された状態である。図１１（ｂ）は図１１（ａ）の
状態からシャッタ８１が右に６０°だけ回転し、開口８
６が完全に透光になった状態である。図１１（ｃ）は図
１１（ｂ）の状態からシャッタ８１がさらに６０°だけ
回転し、遮光部Ｂにより開口８６が完全に遮光された状
態である。

【００２７】図１２は露光開始から終了までのシャッタ
８１の動きと、開口８６の状態の変化を示すタイミング
チャートである。ここでは横軸に時間、縦軸にシャッタ
８１の駆動角及び開口８６の位置関係及び状態を示して
ある。ここで図１１（ａ）における開口８６に対する遮
光部Ａの左側端面の位置をシャッタ８１の基準位置０°
とし、右回りを正の角度と定める。図１２において、曲
線２１は図１１（ａ）におけるシャッタ８１の遮光部Ａ
の左端の動きを、また曲線２２は遮光部Ｂの上端の動き
を示したものである。また平行四辺形２３は露光時のシ
ャッタ８１の動きに伴う開口８６の状態で斜線部が露光
しているタイミングを、又斜線部の面積が露光量を示し
ている。

【００２８】時刻ｔ₀ より前にはシャッタ８１の遮光部
Ａ及びＢは０°及び−６０°の位置にある（図１１
（ａ）の状態）。時刻ｔ₀ にシャッタ８１に開指令が与
えられ、シャッタ８１が駆動しはじめるが、開口８６の
大きさはシャッタ８１の遮光部Ａの大きさより小さいの
で、実際に開口８６が開き始めるのは時刻ｔ₁ である。
さらにシャッタ８１の開始駆動が進み、時刻ｔ₂ になっ
たとき、シャッタ８１は開口８６を完全に開き、さらに
時刻ｔ₃ にシャッタ８１は時刻ｔ₀ から６０°だけ駆動
したことになる。ただし、シャッタ８１は可能なかぎり
高速で回転しており、しかも次に閉駆動をするときには
正確に６０°の位置にいる必要があるため、シャッタ８
１の停止及び位置決めが終了し、開動作が終了するのは
時刻ｔ₄ となる。

【００２９】この時点でのシャッタ８１の状態は図１１
（ｂ）で示す状態で、遮光部Ａは６０°、遮光部Ｂは０
°の位置にある。次に時刻ｔ₅ にシャッタ８１に閉指令
が与えられ閉駆動がはじまる。時刻ｔ₆ から開口８６は
シャッタ８１の遮光部Ｂにより遮光されはじめ、時刻ｔ
₇ において、完全に遮光される。さらに時刻ｔ₈ におい
て、シャッタ８１は時刻ｔ₅ からさらに６０°だけ駆動
し、時刻ｔ₉ においてシャッタ８１は停止及び位置決め
が終了する。

【００３０】ここで、シャッタ８１に閉指令を与える時
刻ｔ₅ から露光が完全に終了するまでに、図１２の二重
斜線部２３ａで示すだけの面積すなわち露光量が得られ
る。このためシャッタ８１に閉指令を発生する時刻ｔ₅
における露光量すなわちパルスカウンタ１１の計数値は
露光量設定器１５により与えられた値より前記二重斜線
部２３ａの面積で示すだけ小さいものでなくてはならな
い。このとき時刻ｔ₅から時刻ｔ₈ までの時間をシャッ
タ作動遅れ時間と呼び、シャッタ８１の開駆動時と閉駆
動時の駆動速度が等しいため露光開始時にシャッタ８１
に開指令が発生する時刻ｔ₀ よりシャッタ作動遅れ時間
だけの期間（時刻ｔ₀ からｔ₃ までの時間に相当する）
にパルスカウンタ１１に得られたパルス数（図１２の二
重斜線部２３ｂの面積）により前記二重斜線部２３ａの
値を予測している。

【００３１】いま、二重斜線部２３ａと２３ｂ部で得ら
れる露光量が一致すれば焼付露光量は露光量設定器１５
により与えられた目標露光量に一致するが、露光開始時
にシャッタ８１の遮光部Ａの位置が、開口８６に対して
基準位置０°より正の方向にずれた位置（すなわち開口
８６に近い位置）にあった場合、前記遮光部Ａが開口８
６を開きはじめる時刻は、時刻ｔ₁ より早まることにな
り、シャッタ８１に開指令が与えられる時刻ｔ₀ からｔ
₃ までのシャッタ作動遅れ時間に相当する期間に得られ
る露光量は前記二重斜面部２３ｂのものより大きくな
る。逆に、露光開始にシャッタ８１の遮光部Ａの位置
が、開口８６に対して基準位置０°より負の方向にずれ
た位置にあった場合、前記遮光部Ａが開口８６を開きは
じめる時刻は時刻ｔ₁ よりも遅れるため、時刻ｔ₀ から
ｔ₃ までの期間に得られる露光量は、前記二重斜線部２
３ｂのものより小さくなる。同様に、シャッタ８１に閉
指令が発生する時刻ｔ₅ に前記遮光部Ｂの位置が開口８
６に対し、基準位置０°より正の方向にずれた位置にあ
った場合、時刻ｔ₅ にシャッタ閉指令が発生して、前記
遮光部Ｂが開口８６を閉じはじめる時刻は時刻ｔ₆ より
早くなり、時刻ｔ₅ からｔ₈ までの期間に得られる露光
量は、前記二重斜線部２３ａのものより小さくなる。ま
た、時刻ｔ₅ に前記遮光部Ｂの位置が開口８６に対し、
基準位置０°より負の方向にずれた位置にあった場合、
前記遮光部Ｂが、開口８６を遮光しはじめる時刻は、時
刻ｔ₆ より遅くなり、時刻ｔ₅ からｔ₈ までの期間に得
られる露光量は前記二重斜線部２３ａのものより大きく
なる。

【００３２】このように露光の際に、開駆動開始時の前
記遮光部Ａと閉駆動開始時の前記遮光部Ｂの停止位置が
開口８６に対して正確に基準位置０°の位置にないと実
際の露光で得られる露光量が目標露光と一致しない。ま
た、露光のたびに前記停止位置が開口８６に対してばら
つくと、これにともなって露光のたびに露光量がばらつ
いてしまう。このため、シャッタ８１の開駆動及び閉駆
動終了時の停止位置は駆動のたびに正確に位置決めする
必要があるのである。

【００３３】このため、従来構成の露光装置では前記時
刻ｔ₀ にシャッタ８１の開指令を発生した後、時刻ｔ₄
においてシャッタ８１の開駆動が完全に終了するまで、
閉駆動が開始できなく、露光時間の下限及び露光可能な
露光量の下限はシャッタ８１の開駆動にかかる時間（前
記ｔ₀ からｔ₄ まで）に制限されていた。

【００３４】しかし、半導体焼付装置のような産業用の
露光装置においては、必要な露光量を得るにあたり、ラ
ンプ１のパワーを大きくして、露光時間を短くし、より
生産効率を向上させることが要求される。

【００３５】本発明ではこの要求に対応するため、従来
構成の露光装置に対し、第１シャッタ８１及び駆動回路
８３と第２シャッタ８２及び駆動回路８４を有する。図
１３は図８の露光装置における露光量計測シーケンスを
示すフローチャートである。この装置では、第１シャッ
タ８１及び第２シャッタ８２を独立に持っており、露光
を行うまえに一方のシャッタを開状態、他方を閉状態の
位置にあらかじめ駆動しておく必要がある。この準備シ
ーケンスを図１４に示す。すなわち、はじめに第１シャ
ッタを閉位置に駆動し（ステップ４０１）、次に第２シ
ャッタを開位置に駆動する（ステップ４０２）。

【００３６】次に図１３で示すシャッタ作動遅れ時間の
露光量計測シーケンスについて説明する。いま、前記図
１０で示した従来露光装置における露光シーケンスでは
ステップ５０６で補正露光量が計算できたと同時に、パ
ルスカウンタ１１の計数値が補正露光量と一致し、ステ
ップ５０９のシャッタ閉指令を発生した場合が制御でき
る最短時間の露光であり、このとき得られる露光量は、
シャッタ作動遅れ時間の露光量の２倍である。しかし、
本実施例における露光装置では、第１シャッタ８１及び
第２シャッタ８２を独立に持っているため、停止位置決
めを含めたシャッタの開駆動動作の完了を待つことなし
に、任意の時刻にシャッタの閉駆動を開始することが可
能である。このため目標露光量が、シャッタ作動遅れ時
間の露光量よりも小さい場合、露光量の制御方法を切り
換えなければならない。またシャッタ作動遅れ時間の露
光量をあらかじめ知っておく必要がある。この量は露光
装置の光源であるランプ１の光強度の劣化に伴って変化
するので常に最新の値を記憶しておく必要があり、装置
で初めて露光を行う場合及び、露光と露光との時間間隔
が大きく、その間にランプ１の光強度劣化が見込まれる
時には、計測しなおす必要がある。

【００３７】本計測シーケンスでは、計測を開始する
と、まず第１シャッタ８１と第２シャッタ８２の状態を
確認する（ステップ４０３）。第１シャッタが閉状態、
第２シャッタが開状態のとき、開駆動は第１シャッタ８
１、閉駆動は第２シャッタ８２で行うものとし（ステッ
プ４０４）、シャッタの状態が第１シャッタ８１と第２
シャッタ８２とで逆なときは、開、閉駆動も逆のシャッ
タで行うことを認識する（ステップ４０５）。次に、開
駆動を行うシャッタに開指令を発生し（ステップ４０
６）、シャッタ作動遅れ時間の計測を開始する（ステッ
プ４０７）。計測が終了したら（ステップ４０８）、パ
ルスカウンタ１１の計数値すなわちシャッタ作動遅れ時
間の露光量を読み込み、メモリ１６に格納する（ステッ
プ４０９）。この後、閉駆動を行うシャッタに閉指令を
発生し（ステップ４１０）、開、閉駆動共に駆動完了し
たら（ステップ４１１）計測シーケンスを終了する。

【００３８】次に図１５に示す本露光装置の露光シーケ
ンスについて説明する。ステップ４１２、４１３、４１
４における第１シャッタ８１を第２シャッタ８２の状態
により一方を開駆動に、他方を閉駆動に使うかを判断す
る処理は、図１３のシーケンスにおけるステップ４０
３、４０４、４０５と同等なので、説明を省略する。こ
の処理の次に、露光量設定器１１より与えられた目標露
光量をメモリ１６に格納する（ステップ４１５）。次
に、目標露光量と図１３のシーケンスで計測したシャッ
タ作動遅れ時間の露光量の２倍の値とを比較し（ステッ
プ４１６）、目標露光量の方が大きいか又は等しいと
き、従来露光装置と同じ露光量制御手法を用いて露光を
行う（ステップ４１７〜４２５）。この露光シーケンス
は前記図１０のステップ５０２以降の露光シーケンスに
対応する。これに対するステップ４１７以降の露光シー
ケンスの相異点は、第１シャッタ８１と第２シャッタ８
２があるため、ステップ４１７とステップ４２４におい
て、開駆動、閉駆動時にそれぞれ別のシャッタに駆動指
令していること、及びステップ４２０においてシャッタ
作動遅れ時間計測終了時に読み込んだパルスカウンタ１
１の計数値をメモリに格納していることである。この計
数値はシャッタ作動遅れ時間の露光量であり、露光を行
うたびにこの値を更新し、次回の露光における前記ステ
ップ４１６の判断の際、常に最新のデータを用いるため
に記憶するものである。テップ４１７以降のその他のシ
ーケンスについては前記図１０のステップ５０２以降の
シーケンスと同等なので説明を省略する。

【００３９】次に、ステップ４１６において目標露光量
が小さく、ステップ４２６に分岐した場合について説明
する。目標露光量がシャッタ作動遅れ時間の露光量の２
倍より小さい場合、露光中のパルスカウンタ１１の計数
値によりシャッタ閉指令発生のタイミングを検知するこ
とができない。ただし、シャッタ作動遅れ時間の露光量
がわかっていることと、実際の露光で得られる露光量
が、露光時間に比例することから、露光時間を計算によ
り求める。ここで求める露光時間（シャッタ開指令発生
時刻からシャッタ閉指令発生時刻までと定義する）を
Ｔ、目標露光量をＤ_S 、シャッタ作動遅れ時間をＴ_D 、
シャッタ作動遅れ時間の露光量をＤ_D とすると、Ｔ＝（Ｄ_S ／２Ｄ_D ）・Ｔ_D （４）より露光時間を求める（ステップ４２６）。次に開駆動
を行うシャッタに開指令を発生し（ステップ４２７）、
露光時間の計測を開始する（ステップ４２８）。露光時
間の計測が終了したら（ステップ４２９）、閉駆動を行
うシャッタに、閉指令を発生する（ステップ４３０）。
開駆動のシャッタ及び閉駆動のシャッタの駆動が終了し
たら（ステップ４３１）、パルスカウンタ１１の計算値
を読み込む（ステップ４３２）。この値は今回の露光で
得られた実際の露光量に等しい。この値より、シャッタ
作動遅れ時間の露光量を算出する。いまパルスカウンタ
１１の計数値すなわち実際に得られた露光量をＤ_R 、露
光時間をＴ、シャッタ作動遅れ時間をＴ_D とすると、こ
の露光におけるシャッタ作動遅れ時間の露光量に相当す
る値Ｄ_D ′はＤ_D ′＝（Ｔ_D ／２Ｔ）・Ｄ_R （５）より算出できる。こうして算出したデータをメモリに格
納し（ステップ４３３）次回の露光の際のステップ４１
６の判断のデータとする。

【００４０】半導体焼付装置のような露光装置では、１
回の焼付露光と次の焼付露光の間には、ウェハ３の交換
又はウェハ上での焼付箇所を変えるためにウェハ３が置
かれているステージを移動する作業が行われるため、シ
ャッタの駆動や停止位置の位置決め作業を行う時間に対
し、十分長い時間間隔がある。このため露光のたびに開
口８６に対しシャッタの停止位置決め動作を十分正確に
行うことができる。

【００４１】実際に本発明の装置を使用する場合は、ウ
エハ３が露光面にない状態で装置に電源を投入した後、
第１シャッタ８１と第２シャッタ８２の位置を確定させ
るため前記準備シーケンスを行い、次のシャッタ作動遅
れ時間の露光量計測シーケンスを行い、露光可能状態と
なる。その後、前記ウエハ３を露光面であるステージ上
に置き、露光を行うことになる。また、露光を行う際
に、前回の露光からの時間間隔が長く（数日間とか）、
その間、ランプ１の光強度の変化があると考えられる時
は、露光の直前に、シャッタ作動遅れ時間の露光量計測
シーケンスを行い、データを更新すれば、露光と露光の
間のランプ１の光強度の変化が、露光量制御精度に悪影
響を与えることを防止できる。

【００４２】実施例３前記実施例２において、第１シャッタ及び第２シャッタ
を持つ露光装置の露光量制御シーケンスについて述べた
が、図１５の露光シーケンスのステップ４１６におい
て、必ずしも目標露光量に応じて制御方法を切換える必
要はなく、ステップ４２６以降の方法に統一できる。そ
の場合の制御方法を図１６に示す。本露光シーケンスに
おいて、ステップ８０１、８０２、８０３、８０４は前
記図１５の露光シーケンスにおけるステップ４１２、４
１３、４１４、４１５と同等なので説明を省略する。次
に、前記（４）式の計算に従い、露光時間を計算する
（ステップ８０５）。次に、開駆動を行うシャッタに開
指令を発生し（ステップ８０６）、露光時間の計測を開
始する（ステップ８０７）。次にステップ８０５で算出
した露光時間と、シャッタ作動遅れ時間とを比較し（ス
テップ８０８）、露光時間の方が長い場合、シャッタ作
動遅れ時間の露光量を実測できるので、シャッタ作動遅
れ時間計測後（ステップ８０９、８１０）、パルスカウ
ンタ１１の計数値すなわちシャッタ作動遅れ時間の露光
量を読み込み、メモリに格納する（ステップ８１１）。
これに対し、露光時間の方がシャッタ作動遅れ時間より
短い場合、ステップ８０８より、露光時間の計測終了待
ちループ（ステップ８１２）に分岐する。いずれの場合
も露光時間の計測が終了したら、閉駆動を行うシャッタ
に、閉指令を発生する（ステップ８１３）。開駆動、閉
駆動動作共に完了したら（ステップ８１４）、再度、露
光時間とシャッタ作動遅れ時間とを比較し（ステップ８
１５）、露光時間の方が短い場合、シャッタ作動遅れ時
間の露光量が実測されていないので、パルスカウンタ１
１の計数値すなわち実際の露光量を読み込み（ステップ
８１６）、前記（５）式によりシャッタ駆動遅れ時間の
露光量を算出してメモリに格納する（ステップ８１
７）。以上にて１回の露光の露光シーケンス終了であ
る。

【００４３】実施例４さらにもう１つの実施例として前記光センサ５の配置が
異る例について説明する。図１７は、このセンサの配置
をかえた実施例の露光装置を示す。この露光装置と図８
で示した露光装置との相異点は、光センサ５が、露光光
路上でシャッタより光源側にある点で、他は同等であ
る。このため、第１シャッタ８１及び第２シャッタ８２
の状態にかかわらず、ランプ１からの光強度を、一定時
間のＶ／Ｆコンバータ９のパルスカウント値を計数する
ことにより知ることができるため、今まで示した例とち
がって、シャッタ作動遅れ時間の露光量を知る必要がな
く、前記図１３で示したシャッタ作動遅れ時間計測シー
ケンスが省略できる。

【００４４】この露光装置の露光シーケンスを図１８に
示す。このうち、ステップ１００１〜ステップ１００４
までのシーケンスは前記図１５の露光シーケンスのステ
ップ４１２〜ステップ４１５までと同等なので説明を省
略する。次に露光時間を算出する。いま算出しようとす
る露光時間をＴ、目標露光量をＤ_S 、センサ５で検出し
た光強度をＩとするとＴ＝（Ｄ_S ／Ｉ）（６）により、露光時間が算出できる（ステップ１００５）。
次に開駆動を行うシャッタに開指令を発生し（ステップ
１００６）、露光時間の計測を開始する（ステップ１０
０７）。露光時間の計測が終了したら、開駆動を行うシ
ャッタに開指令を発生し（ステップ１００９）、シャッ
タ開、閉駆動動作が完了すれば、一回の露光シーケンス
が終了である。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、開
動作時と閉動作時の露光量が等しくなるようなシャッタ
羽根の精密な制御を行わなくても、目標露光量に近い高
精度な露光制御を実現することができる。また、露光量
制御精度を劣化させることなくより高速・短時間の露光
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る半導体回路パタ
ーン焼付装置を示すブロック図である。

【図２】図１や図８の装置に用いられるシャッタの構
造例を示す斜視図である。

【図３】図１の露光装置による露光シーケンスを示す
フローチャートである。

【図４】開動作時と閉動作時の露光量が等しくなるよ
うにシャッタが制御された場合の図２のシャッタの速
度、回転角、照度の変化を示すグラフである。

【図５】開動作時と閉動作時の露光量が等しくならな
いようにシャッタが制御された場合の図２のシャッタの
速度、回転角、照度の変化を示すグラフである。

【図６】図１の装置において１つの測定回路で閉時間
の露光量を求める第１の方法を示す説明図である。

【図７】図１の装置において１つの測定回路で閉時間
の露光量を求める第２の方法を示す説明図である。

【図８】本発明の第２の実施例に係る露光装置のブロ
ック図である。

【図９】図８の装置に用いられるシャッタの構造を示
す斜視図である。

【図１０】単一のシャッタを用いた従来の露光装置の
露光量制御シーケンスを示すフローチャトである。

【図１１】図１０のシーケンスにおける露光中のシャ
ッタの動きと露光開口の光の挙動を示すための説明図で
ある。

【図１２】図１０のシーケンスにおける露光中のシャ
ッタの動きと露光開口の光の挙動を示すためのグラフで
ある。

【図１３】図８の露光装置における露光量計測シーケ
ンスを示すフローチャートである。

【図１４】図１３のシーケンスの準備シーケンスを示
すフローチャートである。

【図１５】図８の露光装置における露光シーケンスを
示すフローチャートである。

【図１６】本発明の第３の実施例に係る制御方法を示
すフローチャートである。

【図１７】本発明の第４の実施例に係る露光装置のブ
ロック図である。

【図１８】図１７の装置における他の露光シーケンス
を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１：ランプ、２：マスク、３：ウエハ、４，８１，８
２：シャッタ、５，６：光センサ、７，８：プリアン
プ、９，１０：Ｖ／Ｆコンバータ、１１，１２：パルス
カウンタ、１３：ＣＰＵ、１４，８３，８４：シャッタ
駆動回路、１５：露光量設定器、１６：ＲＡＭ、１７：
シャッタ羽根、１８：モータ、１９露光ビーム、８５：
発振器、８６：開口、Ａ，Ａ′，Ｂ，Ｂ′，Ｃ，Ｃ′：
シャッタ遮光部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被記録体を露光するための露光光を発す
る光源と、該光源と被記録体間の露光光路上に設けた該
光路を開閉するためのシャッタと、該シャッタと被記録
体間の前記光路上の光強度を検出する光検出器と、該光
検出器の出力に基づきシャッタを駆動制御する制御手段
とを備えた露光装置において、該制御手段は、該光検出
器の出力に基づいてシャッタ開動作中の露光量を求める
手段と、開動作に要する時間に光源が発生する光量を検
出する手段と、該シャッタ開動作中の露光量と開動作に
要する時間に光源が発生する光量とに基づいて閉動作中
の露光量を求め、前記シャッタへの閉動作指令の発生タ
イミングを補正する手段とを具備することを特徴とする
露光装置。
【請求項２】前記露光量を求める手段は、前記光検出
器の出力に対応する周波数の出力パルスを発生する電圧
／周波数変換器を有し、このパルス数を計測することに
より露光量を算出するように構成したものであることを
特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】被記録体を露光するための露光光を発す
る光源と、該光源と被記録体間の露光光路上に設けられ
おのおの該光路を開放及び閉成することが可能な第１シ
ャッタ及び第２シャッタと、該光路上の光強度を検出す
る光検出器と、該検出器の出力に基づき第１及び第２シ
ャッタを駆動制御する制御手段とを具備し、該制御手段
は、前記光路を前記第１及び第２シャッタのうち一方を
駆動して開放し、その所定時間経過後に他方を駆動して
閉成するように該第１及び第２シャッタを駆動制御する
ものであることを特徴とする露光装置。
【請求項４】前記光検出器は前記第１及び第２シャッ
タより前記被記録体側に配置され、前記制御手段は予め
定めたシャッタ作動遅れ時間に得られる露光量を計測
し、その結果に基づき該露光量より小さな露光量による
露光を行うように制御するものであることを特徴とする
請求項３記載の露光装置。
【請求項５】前記光検出器は前記第１及び第２シャッ
タよりも光源側に配置され、前記制御手段は目標露光量
と該検出器の出力に基づき露光時間を算出するものであ
ることを特徴とする請求項３記載の露光装置。