JPH0689843A - 縮小投影露光装置の制御方法 - Google Patents
縮小投影露光装置の制御方法Info
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- JPH0689843A JPH0689843A JP4240363A JP24036392A JPH0689843A JP H0689843 A JPH0689843 A JP H0689843A JP 4240363 A JP4240363 A JP 4240363A JP 24036392 A JP24036392 A JP 24036392A JP H0689843 A JPH0689843 A JP H0689843A
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- Japan
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- reduction
- lens
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- reduction lens
- exposure apparatus
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- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Control Of Exposure In Printing And Copying (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Projection-Type Copiers In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】露光装置の露光エネルギー照射による、縮小レ
ンズの吸収発熱による、焦点位置または縮小倍率誤差
を、補正制御する。 【構成】露光光を７でモニター出力し、図２の２１のよ
うな露光ショット毎にパルス出力を得て、２２の充電電
圧を８にて常時計算し、その出力１０を用いて９により
補正する方式。 【効果】露光光をモニターし、高精度な補正制御が実現
できる。
ンズの吸収発熱による、焦点位置または縮小倍率誤差
を、補正制御する。 【構成】露光光を７でモニター出力し、図２の２１のよ
うな露光ショット毎にパルス出力を得て、２２の充電電
圧を８にて常時計算し、その出力１０を用いて９により
補正する方式。 【効果】露光光をモニターし、高精度な補正制御が実現
できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】半導体製造プロセス等における縮
小投影露光装置の制御方法に関する。
小投影露光装置の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、特開昭62−32613 号にて提案のよ
うに、「投影光学系の周囲の温度，湿度及び気圧を検出
して、投影光学系のピント位置補正量と倍率補正量を算
出し、光学系を調整する」方法、または特開昭60−7845
6 号にて提案のように、「投影レンズの一部のレンズ間
隙部に空気を流し、さらに大気圧や外気温の変化をモニ
ターして、投影レンズの他のレンズ間隙部の圧力を制御
して、投影倍率や結像面位置等の結像特性の安定化を図
る」方法がある。
うに、「投影光学系の周囲の温度，湿度及び気圧を検出
して、投影光学系のピント位置補正量と倍率補正量を算
出し、光学系を調整する」方法、または特開昭60−7845
6 号にて提案のように、「投影レンズの一部のレンズ間
隙部に空気を流し、さらに大気圧や外気温の変化をモニ
ターして、投影レンズの他のレンズ間隙部の圧力を制御
して、投影倍率や結像面位置等の結像特性の安定化を図
る」方法がある。
【０００３】しかし、これらは光学系の物理量を測定し
補正量を求めフィードバック制御する提案である。この
中で温度に注目すると、温度の安定かつ正確な計測が必
要である。また、安定性を維持するための較正手段が必
要になる。今後の微細パターン加工に入り、益々高精
度，高安定システムが必要となる。
補正量を求めフィードバック制御する提案である。この
中で温度に注目すると、温度の安定かつ正確な計測が必
要である。また、安定性を維持するための較正手段が必
要になる。今後の微細パターン加工に入り、益々高精
度，高安定システムが必要となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】照明光源から縮小レン
ズに印加される露光エネルギーにより、縮小レンズの温
度上昇を正確かつ安定に予測演算し、制御する方式を提
案する。
ズに印加される露光エネルギーにより、縮小レンズの温
度上昇を正確かつ安定に予測演算し、制御する方式を提
案する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】（１）照明光源から縮小
レンズに印加される露光エネルギーを計測し、露光エネ
ルギーが縮小レンズ内で熱に変換する率は、常に該縮小
レンズの温度に関係なく一定の比例関係にあるとの考え
に基づき、ステッパーに於ける露光エネルギーを、１シ
ョット毎のパルス状定電流源に置換し、該定電流源にレ
ンズの熱容量体模擬のコンデンサ容量と、レンズの放熱
系路模擬の放熱抵抗を並列に接続するとこにより、該コ
ンデンサーに充電する電圧を計算し、この電圧をもって
レンズ熱容量体の温度上昇分として等価する。
レンズに印加される露光エネルギーを計測し、露光エネ
ルギーが縮小レンズ内で熱に変換する率は、常に該縮小
レンズの温度に関係なく一定の比例関係にあるとの考え
に基づき、ステッパーに於ける露光エネルギーを、１シ
ョット毎のパルス状定電流源に置換し、該定電流源にレ
ンズの熱容量体模擬のコンデンサ容量と、レンズの放熱
系路模擬の放熱抵抗を並列に接続するとこにより、該コ
ンデンサーに充電する電圧を計算し、この電圧をもって
レンズ熱容量体の温度上昇分として等価する。
【０００６】（２）熱により誤差発生要因となる点が複
数ヶ所ある。その部位により時定数や影響レベルが異な
るため、複数の上記等価回路を設け、その和により補正
制御する方式とする。
数ヶ所ある。その部位により時定数や影響レベルが異な
るため、複数の上記等価回路を設け、その和により補正
制御する方式とする。
【０００７】（３）等価回路演算にサイクリックなデジ
タル化し、等価回路演算することにより、マイクロコン
ピューターソフトによる演算化し補正制御する。
タル化し、等価回路演算することにより、マイクロコン
ピューターソフトによる演算化し補正制御する。
【０００８】
【作用】１．縮小レンズに照射される露光エネルギーを
光センサーで計測し、その出力を定電流源に模擬し、こ
れに熱容量と放熱抵抗を模擬したコンデンサーと抵抗を
並列接続した時定数回路に等価し、該コンデンサーの充
電電圧をもって縮小レンズの温度上昇分に等価し、その
補正する方式とした。
光センサーで計測し、その出力を定電流源に模擬し、こ
れに熱容量と放熱抵抗を模擬したコンデンサーと抵抗を
並列接続した時定数回路に等価し、該コンデンサーの充
電電圧をもって縮小レンズの温度上昇分に等価し、その
補正する方式とした。
【０００９】２．熱影響が発生する部分は複数ヶ所にあ
り、各々異なる時定数を持つため、時定数が異なる複数
の等価回路を並列演算し、その演算出力の和で影響の補
正と制御する方式とした。
り、各々異なる時定数を持つため、時定数が異なる複数
の等価回路を並列演算し、その演算出力の和で影響の補
正と制御する方式とした。
【００１０】
【実施例】本発明の基本構成を図１に示す。縮小投影露
光装置は、照明光源１から発した露光エネルギーをシャ
ッタ２で開閉制御し、露光光３をＩＣ原画レチクル４に
照射し、縮小レンズ５にて縮小結像し、ウェハ６に焼付
ける。本発明の露光履歴制御は、光センサー７の出力を
演算ユニット８で演算し、露光条件の変動分を補正する
ため、焦点合わせおよび縮小倍率合わせ機構９に補正値
１０を与える補正方式を提供する。
光装置は、照明光源１から発した露光エネルギーをシャ
ッタ２で開閉制御し、露光光３をＩＣ原画レチクル４に
照射し、縮小レンズ５にて縮小結像し、ウェハ６に焼付
ける。本発明の露光履歴制御は、光センサー７の出力を
演算ユニット８で演算し、露光条件の変動分を補正する
ため、焦点合わせおよび縮小倍率合わせ機構９に補正値
１０を与える補正方式を提供する。
【００１１】図２に本発明の演算の等価回路で説明す
る。基本的に露光光３の一定の割合が５内部で光吸収さ
れ、熱に変換され、５の温度上昇を起こし、この結果５
の合焦点位置や固有の縮小倍率に、微小な変動を与え誤
差を生じている。この状況を電気回路に変換すると図２
のようになる。熱量の発生を定電流電源２１とする。こ
の信号は図１の光センサー７より得る。２１の定電流出
力を、５の熱容量模擬のコンデンサー２２と、５の放熱
経路模擬の放熱抵抗２３を並列に接続する。この時の２
２への充電電圧ＨＶが５に誤差を生じる温度値と等価す
る。図３に露光光３を連続印加および遮閉した時のＨＶ
の状況を示す。３１，３２，３３の順に露光エネルギー
を小さくすると、ＨＶは３４，３５，３６のように対応
し飽和値に達し、露光光を遮閉すると、一旦飽和したＨ
Ｖは再び指数関数的に０に戻る。この状況は、実際の縮
小レンズ５における誤差値の変動と一致している。実際
の露光動作中は、図４のようにウェハ６上のチップ毎に
露光光３を光パルス４１，４２，４３，４４のように印
加し、光パルス印加時とその間の遮閉時に充電と放電を
くり返し、４５のような履歴を辿る。この間の動作を図
５のように演算する。演算タイミングをｔ1，ｔ2，ｔ3・
・・・・とし、光センサー７の出力５１をそのタイミングに
サンプリングし、ＡＤ変換回路５２にてアナログ値をデ
ジタル値に変換し、累積回路５３にて５２出力を加算
し、その出力値ＨＶより放熱演算回路５４よりそのタイ
ミングの放電量を演算し、その出力５５を５３に減算値
として与え、その結果をＨＶ(ｔ)制御出力として出力
し、９に補正値を与える。この経過を図解すると、５１
のＡＤ変換値を熱の玉５６とし、Ｃの容量を有す容器５
７に溜めて行く。同時に排熱口５８より、放電抵抗Ｒに
よりＨＶに比例する熱の玉を排出する状況を演算化する
ものである。図６に演算タイムチャートを示す。演算タ
イミングｔｎにて、５２出力６１を、５３に加算６２
し、５４の出力値を５３にて減算６３し、その結果をこ
のｔｎサイクルにおける制御出力として６４を得る。次
に、ｔｎ＋１のタイミングにて同様演算動作をくり返
す。このようにサイクリックに演算をくり返し、刻々８
の出力とを得て９に補正値を与えて行く方式である。
る。基本的に露光光３の一定の割合が５内部で光吸収さ
れ、熱に変換され、５の温度上昇を起こし、この結果５
の合焦点位置や固有の縮小倍率に、微小な変動を与え誤
差を生じている。この状況を電気回路に変換すると図２
のようになる。熱量の発生を定電流電源２１とする。こ
の信号は図１の光センサー７より得る。２１の定電流出
力を、５の熱容量模擬のコンデンサー２２と、５の放熱
経路模擬の放熱抵抗２３を並列に接続する。この時の２
２への充電電圧ＨＶが５に誤差を生じる温度値と等価す
る。図３に露光光３を連続印加および遮閉した時のＨＶ
の状況を示す。３１，３２，３３の順に露光エネルギー
を小さくすると、ＨＶは３４，３５，３６のように対応
し飽和値に達し、露光光を遮閉すると、一旦飽和したＨ
Ｖは再び指数関数的に０に戻る。この状況は、実際の縮
小レンズ５における誤差値の変動と一致している。実際
の露光動作中は、図４のようにウェハ６上のチップ毎に
露光光３を光パルス４１，４２，４３，４４のように印
加し、光パルス印加時とその間の遮閉時に充電と放電を
くり返し、４５のような履歴を辿る。この間の動作を図
５のように演算する。演算タイミングをｔ1，ｔ2，ｔ3・
・・・・とし、光センサー７の出力５１をそのタイミングに
サンプリングし、ＡＤ変換回路５２にてアナログ値をデ
ジタル値に変換し、累積回路５３にて５２出力を加算
し、その出力値ＨＶより放熱演算回路５４よりそのタイ
ミングの放電量を演算し、その出力５５を５３に減算値
として与え、その結果をＨＶ(ｔ)制御出力として出力
し、９に補正値を与える。この経過を図解すると、５１
のＡＤ変換値を熱の玉５６とし、Ｃの容量を有す容器５
７に溜めて行く。同時に排熱口５８より、放電抵抗Ｒに
よりＨＶに比例する熱の玉を排出する状況を演算化する
ものである。図６に演算タイムチャートを示す。演算タ
イミングｔｎにて、５２出力６１を、５３に加算６２
し、５４の出力値を５３にて減算６３し、その結果をこ
のｔｎサイクルにおける制御出力として６４を得る。次
に、ｔｎ＋１のタイミングにて同様演算動作をくり返
す。このようにサイクリックに演算をくり返し、刻々８
の出力とを得て９に補正値を与えて行く方式である。
【００１２】本演算回路動作はそのまま計算機ソフト化
し、コンピュータ内で演算することは容易に実現でき
る。
し、コンピュータ内で演算することは容易に実現でき
る。
【００１３】また本発明実施を、図２のように単一の時
定数回路で説明したが、実際は５またはその支持構造な
ど、熱影響を受ける部署により大きさや時定数もある。
このため図７のように複数の定数による回路を設け、Ｈ
Ｖ1，ＨＶ2，・・・・・・ＨＶn を同時に演算し、各出力の和
の値で制御出力１０とすることにより、より精度が高い
補正演算が実現できる。
定数回路で説明したが、実際は５またはその支持構造な
ど、熱影響を受ける部署により大きさや時定数もある。
このため図７のように複数の定数による回路を設け、Ｈ
Ｖ1，ＨＶ2，・・・・・・ＨＶn を同時に演算し、各出力の和
の値で制御出力１０とすることにより、より精度が高い
補正演算が実現できる。
【００１４】また光センサー７は、通常縮小露光装置と
してシャッタ開の露光エネルギーを常に一定に制御する
ため、光量測定センサーをシャッター出力側に具備して
おり、その出力をそのまま本発明の光センサー７として
用いることもできる。
してシャッタ開の露光エネルギーを常に一定に制御する
ため、光量測定センサーをシャッター出力側に具備して
おり、その出力をそのまま本発明の光センサー７として
用いることもできる。
【００１５】
【発明の効果】（１）本方式は露光光そのものの瞬時値
を計測し、補正値の演算するため、縮小レンズそのもの
の微小温度変化を計測し、補正する方式に比べ、安定な
計測量をもとに演算制御できる。このため、正確，安定
かつ光の瞬時値に素早く応答補正値を得ることができ
る。
を計測し、補正値の演算するため、縮小レンズそのもの
の微小温度変化を計測し、補正する方式に比べ、安定な
計測量をもとに演算制御できる。このため、正確，安定
かつ光の瞬時値に素早く応答補正値を得ることができ
る。
【００１６】（２）従来、縮小露光装置が、露光強度が
変動しても露光エネルギーを一定に保つよう、シャッタ
開時間を制御するために具備している光量センサーを、
そのまま光センサーとして併用することが可能で、経済
的かつ簡素化できる。
変動しても露光エネルギーを一定に保つよう、シャッタ
開時間を制御するために具備している光量センサーを、
そのまま光センサーとして併用することが可能で、経済
的かつ簡素化できる。
【００１７】（３）演算方式がコンピュータソフト化し
やすく、簡単なソフトで実現できる。 （４）光センサーにより、露光量の瞬時値を所定間隔で
サイクリックにサンプリングし演算するため、露光量の
変動や、シャッター時間の変更や、装置運転の緩急不連
続状況にも、忠実に露光履歴に追従することができる。
やすく、簡単なソフトで実現できる。 （４）光センサーにより、露光量の瞬時値を所定間隔で
サイクリックにサンプリングし演算するため、露光量の
変動や、シャッター時間の変更や、装置運転の緩急不連
続状況にも、忠実に露光履歴に追従することができる。
【図１】本発明実施全体構成図。
【図２】本発明の演算の等価回路。
【図３】露光光の連続印加および遮閉の演算結果状況。
【図４】光パルス印加時の露光履歴演算状況。
【図５】露光履歴演算説明図。
【図６】演算タイムチャート図。
【図７】複数の定数回路による演算方式説明図。
１…照明光源、３…露光光、５…縮小レンズ、７…光セ
ンサー、８…演算ユニット、９…焦点合わせおよび縮小
率合わせ機構、２１…定電流電源、２２…熱容量模擬の
コンデンサ、２３…放熱経路模擬の放熱抵抗、５１…光
センサー出力、５２…ＡＤ変換回路、５３…累積回路、
５４…放熱演算回路。
ンサー、８…演算ユニット、９…焦点合わせおよび縮小
率合わせ機構、２１…定電流電源、２２…熱容量模擬の
コンデンサ、２３…放熱経路模擬の放熱抵抗、５１…光
センサー出力、５２…ＡＤ変換回路、５３…累積回路、
５４…放熱演算回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｇ０３Ｂ 27/72 Ｚ 8507−2Ｋ
Claims (4)
- 【請求項１】照明光源と、原画レチクルと、その投影像
を縮小投影する縮小レンズと、露光対象のウェハを保持
する機構を有するものに於いて、露光光の縮小レンズへ
の照射量を光センサーで検出し、その出力に基づいて演
算し、縮小レンズの合焦点位置変動、または縮小倍率の
変動分に等価量とし、補正することを特徴とする縮小投
影露光装置の履歴制御方法。 - 【請求項２】請求項１において、等価回路を複数個用
い、複数個の時定数回路に模擬し、これらの演算出力の
和の値で補正することを特徴とする縮小投影露光装置の
制御方法。 - 【請求項３】請求項１において、露光光の縮小レンズへ
の照射量を前記光センサーで検出し、この出力をアナロ
グ−デジタル変換し、所定時間間隔でサンプルした量を
累積加算し、同時に該加算値を上記放熱抵抗値で除算し
た値を該累積値より減算し、この値をもってコンデンサ
端子間に生じる充電電圧の演算値とすることを特徴とす
る縮小投影露光装置の制御方法。 - 【請求項４】請求項１において、前記光センサーの機能
に、露光装置が具備するシャッタ制御用の光量測定セン
サーの出力を使用することを特徴とする縮小投影露光装
置の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4240363A JPH0689843A (ja) | 1992-09-09 | 1992-09-09 | 縮小投影露光装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4240363A JPH0689843A (ja) | 1992-09-09 | 1992-09-09 | 縮小投影露光装置の制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0689843A true JPH0689843A (ja) | 1994-03-29 |
Family
ID=17058381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4240363A Pending JPH0689843A (ja) | 1992-09-09 | 1992-09-09 | 縮小投影露光装置の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0689843A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007139773A (ja) * | 2005-11-14 | 2007-06-07 | Carl Zeiss Smt Ag | 光学撮像システムの測定装置および操作方法 |
| JP2014007262A (ja) * | 2012-06-22 | 2014-01-16 | Canon Inc | 露光装置、露光方法及び物品の製造方法 |
| JP2014511011A (ja) * | 2011-03-31 | 2014-05-01 | サイマー リミテッド ライアビリティ カンパニー | Ｅｕｖ光源の熱作用を補償するためのシステム及び方法 |
-
1992
- 1992-09-09 JP JP4240363A patent/JPH0689843A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007139773A (ja) * | 2005-11-14 | 2007-06-07 | Carl Zeiss Smt Ag | 光学撮像システムの測定装置および操作方法 |
| JP2014511011A (ja) * | 2011-03-31 | 2014-05-01 | サイマー リミテッド ライアビリティ カンパニー | Ｅｕｖ光源の熱作用を補償するためのシステム及び方法 |
| JP2014007262A (ja) * | 2012-06-22 | 2014-01-16 | Canon Inc | 露光装置、露光方法及び物品の製造方法 |
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