JPH088154A - 露光装置 - Google Patents
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- JPH088154A JPH088154A JP13349594A JP13349594A JPH088154A JP H088154 A JPH088154 A JP H088154A JP 13349594 A JP13349594 A JP 13349594A JP 13349594 A JP13349594 A JP 13349594A JP H088154 A JPH088154 A JP H088154A
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- illuminance
- mercury lamp
- ultraviolet rays
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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
- G03F7/70091—Illumination settings, i.e. intensity distribution in the pupil plane or angular distribution in the field plane; On-axis or off-axis settings, e.g. annular, dipole or quadrupole settings; Partial coherence control, i.e. sigma or numerical aperture [NA]
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Light Sources And Details Of Projection-Printing Devices (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】水銀ランプの使用経過時間によるスループット
低下を防止する露光装置を実現する。 【構成】本発明の露光装置は、半導体基板19に対応し
て、水銀ランプ1と、水銀ランプ点灯装置2と、照度制
御部3と、シャッター駆動制御部4と、照度センサ5
と、モータ6と、シャッター7と、収光レンズ8と、ハ
ーフミラー9と、楕円鏡10と、反射ミーラー11およ
び15と、照明光学レンズ系12と、露光絞り13と、
リレーレンズ14と、コンデンサレンズ16と、フォト
マスク17と、投影レンズ18と、ステージ20とを備
えて構成され、照度制御部3においては、照度センサ5
による初期照度計測値と、所定の使用時間経過後の照度
計測値とが比較されて照度低下率が計算され、当該低下
率回復用の補正値が計算出力されて、水銀ランプ1の点
灯電流または供給電圧が制御調整される。
低下を防止する露光装置を実現する。 【構成】本発明の露光装置は、半導体基板19に対応し
て、水銀ランプ1と、水銀ランプ点灯装置2と、照度制
御部3と、シャッター駆動制御部4と、照度センサ5
と、モータ6と、シャッター7と、収光レンズ8と、ハ
ーフミラー9と、楕円鏡10と、反射ミーラー11およ
び15と、照明光学レンズ系12と、露光絞り13と、
リレーレンズ14と、コンデンサレンズ16と、フォト
マスク17と、投影レンズ18と、ステージ20とを備
えて構成され、照度制御部3においては、照度センサ5
による初期照度計測値と、所定の使用時間経過後の照度
計測値とが比較されて照度低下率が計算され、当該低下
率回復用の補正値が計算出力されて、水銀ランプ1の点
灯電流または供給電圧が制御調整される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は露光装置に関し、特に半
導体装置の製造用として用いられる露光装置に関する。
導体装置の製造用として用いられる露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の露光装置の一構成例を図7に示
す。当該露光装置は、図7に示されるように、半導体基
板19に対応して、水銀ランプ1と、水銀ランプ点射装
置2と、シャッター駆動制御部4と、照度センサ5と、
モーダ6と、シャッター7と、収光レンズ8と、ハーフ
ミラー9と、楕円鏡10と、反射ミーラー11および1
5と、照明光学レンズ系12と、露光絞り13と、リレ
ーレンズ14と、コンデンサレンズ16と、フォトマス
ク17と、投影レンズ18と、ステージ20とを備えて
構成される。
す。当該露光装置は、図7に示されるように、半導体基
板19に対応して、水銀ランプ1と、水銀ランプ点射装
置2と、シャッター駆動制御部4と、照度センサ5と、
モーダ6と、シャッター7と、収光レンズ8と、ハーフ
ミラー9と、楕円鏡10と、反射ミーラー11および1
5と、照明光学レンズ系12と、露光絞り13と、リレ
ーレンズ14と、コンデンサレンズ16と、フォトマス
ク17と、投影レンズ18と、ステージ20とを備えて
構成される。
【0003】図7において、水銀ランプ1より発光され
る紫外線は、楕円鏡10により集光されて、反射ミラー
11、シャッター7、照明光学レンズ系12、露光絞り
13、ハーフミラー9、リレーレンズ14、反射ミラー
15およびコンデンサレンズ16を経由して、フォトマ
スク17に照射される。そして、この紫外線照射を受け
たフォトマスク17上の半導体装置の回路パターンは、
当該紫外線により投影レンズ18を介して半導体基板1
9上のフォトレジストに転写される。この従来の露光装
置に用いられる水銀ランプの寿命は約2000時間程度
であるが、図8に示されるように、当該水銀ランプ1に
よる紫外線の照度は使用時間とともに低下し、2000
時間経過後においては、約30%の低下率となってい
る。しかしながら、従来の露光装置においては、半導体
基板19上のフォトレジストに対して、常に一定量の露
光エネルギーの紫外線照射を必要とするために、使用過
程においてフォトマスク17に照射される紫外線の照度
が低下した場合には、ハーフミラー9によりピックアッ
プされる紫外線を収光レンズ8により照度センサ5に入
力し、当該照度センサ5の出力値を受けて、シャッター
駆動制御部4によりシャッター7の開放時間を、図10
に示されるように制御調整するという方法が採られてい
る。
る紫外線は、楕円鏡10により集光されて、反射ミラー
11、シャッター7、照明光学レンズ系12、露光絞り
13、ハーフミラー9、リレーレンズ14、反射ミラー
15およびコンデンサレンズ16を経由して、フォトマ
スク17に照射される。そして、この紫外線照射を受け
たフォトマスク17上の半導体装置の回路パターンは、
当該紫外線により投影レンズ18を介して半導体基板1
9上のフォトレジストに転写される。この従来の露光装
置に用いられる水銀ランプの寿命は約2000時間程度
であるが、図8に示されるように、当該水銀ランプ1に
よる紫外線の照度は使用時間とともに低下し、2000
時間経過後においては、約30%の低下率となってい
る。しかしながら、従来の露光装置においては、半導体
基板19上のフォトレジストに対して、常に一定量の露
光エネルギーの紫外線照射を必要とするために、使用過
程においてフォトマスク17に照射される紫外線の照度
が低下した場合には、ハーフミラー9によりピックアッ
プされる紫外線を収光レンズ8により照度センサ5に入
力し、当該照度センサ5の出力値を受けて、シャッター
駆動制御部4によりシャッター7の開放時間を、図10
に示されるように制御調整するという方法が採られてい
る。
【0004】図8および図9に示されるのは、従来例に
おける、水銀ランプの使用時間と水銀ランプ照度の変化
特性(図8)の補正前および補正後の対比と、水銀ラン
プの使用時間とスループットの変化特性(図9)の補正
前および補正後の対比とを示す図である。
おける、水銀ランプの使用時間と水銀ランプ照度の変化
特性(図8)の補正前および補正後の対比と、水銀ラン
プの使用時間とスループットの変化特性(図9)の補正
前および補正後の対比とを示す図である。
【0005】なお、特開平2−106917号公報にお
いて提案されている露光装置においては、所定の半導体
集積回路パターンが、フォトマスクを介して投影光学系
に入射される照明光のエネルギー量に応じた第1の情報
を入力する手段と、前記パターンの半導体基板に対する
露光時間と非露光時間とに基づいて、当該半導体基板に
対する露光時間率に関する第2の情報を予め算出すると
ともに、当該第2の情報と前記第1の情報とに基づいて
前記投影光学系に蓄積され得るエネルギー量に関する第
3の情報を予め算出する手段と、予め設定された前記投
影光学系の許容蓄積エネルギー量に関する第4の情報と
前記第3の情報とを比較して、当該比較結果に基づいて
前記照明光の照度を調整する照度調整手段とを備えるこ
とを特徴としており、また、当該提案においては、前記
フォトマスクを介して行われる露光条件と前記エネルギ
ー線の照度に応じた値とに基づいて、前記投影光学系に
蓄積され得るエネルギー量に対応する第1の値を算出
し、予め設定された許容蓄積エネルギー量に対応する第
2の値との大小関係を算出する演算手段と、当該演算手
段による演算結果に基づいて、前記エネルギー源、もし
くは前記露光動作条件の許容範囲内において、前記第1
の値が前記第2の値以下で最大となるように前記エネル
ギー線の照度を調整する調整手段とを備えてもよいとし
ている。
いて提案されている露光装置においては、所定の半導体
集積回路パターンが、フォトマスクを介して投影光学系
に入射される照明光のエネルギー量に応じた第1の情報
を入力する手段と、前記パターンの半導体基板に対する
露光時間と非露光時間とに基づいて、当該半導体基板に
対する露光時間率に関する第2の情報を予め算出すると
ともに、当該第2の情報と前記第1の情報とに基づいて
前記投影光学系に蓄積され得るエネルギー量に関する第
3の情報を予め算出する手段と、予め設定された前記投
影光学系の許容蓄積エネルギー量に関する第4の情報と
前記第3の情報とを比較して、当該比較結果に基づいて
前記照明光の照度を調整する照度調整手段とを備えるこ
とを特徴としており、また、当該提案においては、前記
フォトマスクを介して行われる露光条件と前記エネルギ
ー線の照度に応じた値とに基づいて、前記投影光学系に
蓄積され得るエネルギー量に対応する第1の値を算出
し、予め設定された許容蓄積エネルギー量に対応する第
2の値との大小関係を算出する演算手段と、当該演算手
段による演算結果に基づいて、前記エネルギー源、もし
くは前記露光動作条件の許容範囲内において、前記第1
の値が前記第2の値以下で最大となるように前記エネル
ギー線の照度を調整する調整手段とを備えてもよいとし
ている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の露光装
置においては、図7に示される露光装置の場合、水銀ラ
ンプの照度が低下するに伴ない、フォトマスクに照射さ
れる露光エネルギー量を一定に保持するためには、露光
時間、即ちシャッター開放時間を長くする必要があり、
このためにスループットが低下するという欠点がある。
特に、露光装置を複数台用いて運用する半導体装置の量
産工場等においては、水銀ランプの使用時間が長くなる
に従い、このスループットの低下により、当該露光装置
による露光処理能力が低下するという欠点がある。
置においては、図7に示される露光装置の場合、水銀ラ
ンプの照度が低下するに伴ない、フォトマスクに照射さ
れる露光エネルギー量を一定に保持するためには、露光
時間、即ちシャッター開放時間を長くする必要があり、
このためにスループットが低下するという欠点がある。
特に、露光装置を複数台用いて運用する半導体装置の量
産工場等においては、水銀ランプの使用時間が長くなる
に従い、このスループットの低下により、当該露光装置
による露光処理能力が低下するという欠点がある。
【0007】また、特開平2−106917号公報にお
いて提案されている露光装置の場合には、本発明とは、
その構成、目的および効果のぞれぞれにおいて差異があ
り、また、事前ならびに運用過程を含み、構成上種々の
演算装置を必要とする点において、露光装置のシステム
構成を煩雑化させるという欠点がある。
いて提案されている露光装置の場合には、本発明とは、
その構成、目的および効果のぞれぞれにおいて差異があ
り、また、事前ならびに運用過程を含み、構成上種々の
演算装置を必要とする点において、露光装置のシステム
構成を煩雑化させるという欠点がある。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1の発明の露光装置
は、半導体装置の製造過程において、半導体基板上のフ
ォトレジストに対して一定量の露光エネルギーを照射す
る露光装置において、新規に装着された水銀ランプより
発光される紫外線の照度を計測する照度センサより出力
される初期照度計測値と前記水銀ランプの所定使用時間
経過後における前記照度センサより出力される照度計測
値とを比較して、前記水銀ランプによる紫外線の照度低
下率を演算出力する第1の機能と、前記照度低下率を回
復させるために必要となる当該水銀ランプの点灯電流の
補正値または当該水銀ランプに対する供給電圧の補正値
の何れか一方を演算出力する第2の機能と、前記点灯電
流の補正値または前記供給電圧の補正値を受けて、前記
水銀ランプの点灯電流または供給電圧を制御調整し、当
該水銀ランプより発光される紫外線による照度を増大さ
せるように制御する第3の機能とを有する照度制御手段
を、少なくとも前記紫外線の照度を一定に保持するため
の手段として備えることを特徴としている。
は、半導体装置の製造過程において、半導体基板上のフ
ォトレジストに対して一定量の露光エネルギーを照射す
る露光装置において、新規に装着された水銀ランプより
発光される紫外線の照度を計測する照度センサより出力
される初期照度計測値と前記水銀ランプの所定使用時間
経過後における前記照度センサより出力される照度計測
値とを比較して、前記水銀ランプによる紫外線の照度低
下率を演算出力する第1の機能と、前記照度低下率を回
復させるために必要となる当該水銀ランプの点灯電流の
補正値または当該水銀ランプに対する供給電圧の補正値
の何れか一方を演算出力する第2の機能と、前記点灯電
流の補正値または前記供給電圧の補正値を受けて、前記
水銀ランプの点灯電流または供給電圧を制御調整し、当
該水銀ランプより発光される紫外線による照度を増大さ
せるように制御する第3の機能とを有する照度制御手段
を、少なくとも前記紫外線の照度を一定に保持するため
の手段として備えることを特徴としている。
【0009】また、第2の発明の露光装置は、半導体装
置の製造過程において、半導体基板上のフォトレジスト
に対して一定量の露光エネルギーを照射する露光装置に
おいて、新規に装着された水銀ランプより発光される紫
外線の照度を計測する照度センサより出力される初期照
度計測値と前記水銀ランプの所定使用時間経過後におけ
る前記照度センサより出力される照度計測値とを比較し
て、前記水銀ランプによる紫外線の照度低下率を演算出
力する第1の機能と、前記照度低下率を回復させるため
に必要となる前記紫外線の照明光学経路に挿入される透
過率可変フィルタの透過率の補正値を演算出力する第2
の機能と、前記透過率の補正値を受けて前記透過率可変
フィルタの透過率を制御調整し、前記水銀ランプより発
光される紫外線による照度を増大させるように制御する
第3の機能とを有する照度制御手段を、少なくとも前記
紫外線の照度を一定に保持するための手段として備える
ことを特徴としている。
置の製造過程において、半導体基板上のフォトレジスト
に対して一定量の露光エネルギーを照射する露光装置に
おいて、新規に装着された水銀ランプより発光される紫
外線の照度を計測する照度センサより出力される初期照
度計測値と前記水銀ランプの所定使用時間経過後におけ
る前記照度センサより出力される照度計測値とを比較し
て、前記水銀ランプによる紫外線の照度低下率を演算出
力する第1の機能と、前記照度低下率を回復させるため
に必要となる前記紫外線の照明光学経路に挿入される透
過率可変フィルタの透過率の補正値を演算出力する第2
の機能と、前記透過率の補正値を受けて前記透過率可変
フィルタの透過率を制御調整し、前記水銀ランプより発
光される紫外線による照度を増大させるように制御する
第3の機能とを有する照度制御手段を、少なくとも前記
紫外線の照度を一定に保持するための手段として備える
ことを特徴としている。
【0010】更にまた、第3の発明の露光装置は、半導
体装置の製造過程において、半導体基板上のフォトレジ
ストに対して一定量の露光エネルギーを照射する露光装
置において、新規に装着された水銀ランプより発光され
る紫外線の照度を計測する照度センサより出力される初
期照度計測値と前記水銀ランプの所定使用時間経過後に
おける前記照度センサより出力される照度計測値とを比
較して、前記水銀ランプによる紫外線の照度低下率を演
算出力する第1の機能と、前記照度低下率を回復させる
ために必要となる当該水銀ランプの点灯電流の補正値ま
たは当該水銀ランプに対する供給電圧の補正値の何れか
一方を演算出力する第2の機能と、前記点灯電流の補正
値または前記供給電圧の補正値を受けて、前記水銀ラン
プの点灯電流または供給電圧を制御調整し、当該水銀ラ
ンプより発光される紫外線による照度を増大させるよう
に制御する第3の機能と、前記照度低下率を回復させる
ために必要となる前記紫外線の照明光学経路に挿入され
る透過率可変フィルタの透過率の補正値を演算出力する
第4の機能と、前記透過率の補正値を受けて前記透過率
可変フィルタの透過率を制御調整し、前記水銀ランプよ
り発光される紫外線による照度を増大させるように制御
する第5の機能とを有し、前記第2および第3の機能
と、前記第4および第5の機能とを併用する照度制御手
段を、少なくとも前記紫外線の照度を一定に保持するた
めの手段として備えることを特徴としている。
体装置の製造過程において、半導体基板上のフォトレジ
ストに対して一定量の露光エネルギーを照射する露光装
置において、新規に装着された水銀ランプより発光され
る紫外線の照度を計測する照度センサより出力される初
期照度計測値と前記水銀ランプの所定使用時間経過後に
おける前記照度センサより出力される照度計測値とを比
較して、前記水銀ランプによる紫外線の照度低下率を演
算出力する第1の機能と、前記照度低下率を回復させる
ために必要となる当該水銀ランプの点灯電流の補正値ま
たは当該水銀ランプに対する供給電圧の補正値の何れか
一方を演算出力する第2の機能と、前記点灯電流の補正
値または前記供給電圧の補正値を受けて、前記水銀ラン
プの点灯電流または供給電圧を制御調整し、当該水銀ラ
ンプより発光される紫外線による照度を増大させるよう
に制御する第3の機能と、前記照度低下率を回復させる
ために必要となる前記紫外線の照明光学経路に挿入され
る透過率可変フィルタの透過率の補正値を演算出力する
第4の機能と、前記透過率の補正値を受けて前記透過率
可変フィルタの透過率を制御調整し、前記水銀ランプよ
り発光される紫外線による照度を増大させるように制御
する第5の機能とを有し、前記第2および第3の機能
と、前記第4および第5の機能とを併用する照度制御手
段を、少なくとも前記紫外線の照度を一定に保持するた
めの手段として備えることを特徴としている。
【0011】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【0012】図1は本発明の第1の実施例を示すシステ
ム構成図である。図1に示されるように、本実施例は、
半導体基板19に対応して、水銀ランプ1と、水銀ラン
プ点灯装置2と、照度制御部3と、シャッター駆動制御
部4と、照度センサ5と、モータ6と、シャッター7
と、収光レンズ8と、ハーフミラー9と、楕円鏡10
と、反射ミーラー11および15と、照明光学レンズ系
12と、露光絞り13と、リレーレンズ14と、コンデ
ンサレンズ16と、フォトマスク17と、投影レンズ1
8と、ステージ20とを備えて構成される。図1と図7
との対比により明らかなように、本実施例と従来例との
差異は、本実施例においては、照度センサ5の照度計測
出力値の入力に対応して、水銀ランプ点灯装置2および
シャッター駆動制御部4に対して、それぞれ個別の制御
信号を出力する照度制御部3が付加されていることであ
る。また、図2は、本実施例におけるフォトマスク17
に対する照度制御の手順を示すフローチャートである。
以下、図1および図2を参照して、本実施例の動作につ
いて説明する。
ム構成図である。図1に示されるように、本実施例は、
半導体基板19に対応して、水銀ランプ1と、水銀ラン
プ点灯装置2と、照度制御部3と、シャッター駆動制御
部4と、照度センサ5と、モータ6と、シャッター7
と、収光レンズ8と、ハーフミラー9と、楕円鏡10
と、反射ミーラー11および15と、照明光学レンズ系
12と、露光絞り13と、リレーレンズ14と、コンデ
ンサレンズ16と、フォトマスク17と、投影レンズ1
8と、ステージ20とを備えて構成される。図1と図7
との対比により明らかなように、本実施例と従来例との
差異は、本実施例においては、照度センサ5の照度計測
出力値の入力に対応して、水銀ランプ点灯装置2および
シャッター駆動制御部4に対して、それぞれ個別の制御
信号を出力する照度制御部3が付加されていることであ
る。また、図2は、本実施例におけるフォトマスク17
に対する照度制御の手順を示すフローチャートである。
以下、図1および図2を参照して、本実施例の動作につ
いて説明する。
【0013】図1において、水銀ランプ1より発光され
る紫外線は、楕円鏡10により集光されて、反射ミラー
11、シャッター7、照明光学レンズ系12、露光絞り
13、ハーフミラー9、リレーレンズ14、反射ミラー
15およびコンデンサレンズ16を経由して、フォトマ
スク17に照射される。そして、この紫外線照射を受け
たフォトマスク17上の半導体装置の回路パターンは、
当該紫外線により投影レンズ18を介して半導体基板1
9上のフォトレジストに転写される。
る紫外線は、楕円鏡10により集光されて、反射ミラー
11、シャッター7、照明光学レンズ系12、露光絞り
13、ハーフミラー9、リレーレンズ14、反射ミラー
15およびコンデンサレンズ16を経由して、フォトマ
スク17に照射される。そして、この紫外線照射を受け
たフォトマスク17上の半導体装置の回路パターンは、
当該紫外線により投影レンズ18を介して半導体基板1
9上のフォトレジストに転写される。
【0014】水銀ランプ1が新品に交換されて、新たに
点灯された時点においては、まず水銀ランプ点灯装置2
より、照度制御部3に対して照度測定を指令する制御信
号が出力される。次いで照度制御部3からはシャッター
駆動制御部4に対してシャッターを開放する指令が出力
される(図2におけるステップ101)。これにより、
水銀ランプ1より発光される紫外線は、照度センサ5に
より受光することが可能な状態となり、水銀ランプ1の
初期照度が計測される。この場合に、ハーフミラー9に
おいては、約98%の紫外線が透過してリレーレンズに
入力され、残りの約2%の紫外線はハーフミラー9にお
いて反射されて、収光レンズ8により集光されて照度セ
ンサ5に受光される。照度センサ5においては、収光レ
ンズ8より受光される紫外線を受けて、ハーフミラー9
を透過する紫外線光量により規定される照度を示す出力
信号が生成されて初期照度計測が行われ、照度制御部3
に入力されるとともに、シャッター駆動制御部4に入力
されて初期照度計測データとして格納される。次いで、
予め任意の照度測定インターバルが指定入力されている
照度制御部3においては、当該指定の照度測定インター
バルに対応する水銀ランプ点灯使用時間に到達すると、
前記初期照度計測と同様の手順により、照度計測が行わ
れる(ステップ102)。照度制御部3においては、運
用に伴なう現時点における照度計測値と、既に格納され
ている前述の初期照度計測値とが比較照合されて、紫外
線の照度低下率の計算が行われる(ステップ103)。
この照度低下率を基にして、水銀ランプ1による照度
を、水銀ランプ1の交換直後における前記初期照度の状
態に達するまで上昇させるために必要な水銀ランプ1の
点灯電流または供給電圧に対する補正量が演算される。
この補正値は、水銀ランプ点灯装置2に入力され、水銀
ランプ1における点灯電流または水銀ランプ1に対する
供給電圧が補正制御されて、低下した照度が上昇される
(ステップ104、105および106)。次いで、前
述のステップ101の場合と同様に、水銀ランプ点灯装
置2より、照度制御部3に対して照度測定を指令する制
御信号が出力され、照度制御部3からはシャッター駆動
制御部4に対してシャッターを開放する指令が出力され
て(ステップ107)、これにより、前記ステップ10
2の場合と同様に、水銀ランプ1より発光される紫外線
による照度が計測される(ステップ108)。このステ
ップ108において計測された補正により上昇した照度
が、所定の許容照度の範囲内に収まっているか否かが判
定されて(ステップ109)、収まっている場合には照
度の補正処理は終了となり、また前記許容照度の範囲内
に収まっていない場合には、再度、水銀ランプ1の点灯
電流または供給電圧に対する補正量が演算されて(ステ
ップ110)、ステップ104に戻り、以降の処理が継
続実行される。
点灯された時点においては、まず水銀ランプ点灯装置2
より、照度制御部3に対して照度測定を指令する制御信
号が出力される。次いで照度制御部3からはシャッター
駆動制御部4に対してシャッターを開放する指令が出力
される(図2におけるステップ101)。これにより、
水銀ランプ1より発光される紫外線は、照度センサ5に
より受光することが可能な状態となり、水銀ランプ1の
初期照度が計測される。この場合に、ハーフミラー9に
おいては、約98%の紫外線が透過してリレーレンズに
入力され、残りの約2%の紫外線はハーフミラー9にお
いて反射されて、収光レンズ8により集光されて照度セ
ンサ5に受光される。照度センサ5においては、収光レ
ンズ8より受光される紫外線を受けて、ハーフミラー9
を透過する紫外線光量により規定される照度を示す出力
信号が生成されて初期照度計測が行われ、照度制御部3
に入力されるとともに、シャッター駆動制御部4に入力
されて初期照度計測データとして格納される。次いで、
予め任意の照度測定インターバルが指定入力されている
照度制御部3においては、当該指定の照度測定インター
バルに対応する水銀ランプ点灯使用時間に到達すると、
前記初期照度計測と同様の手順により、照度計測が行わ
れる(ステップ102)。照度制御部3においては、運
用に伴なう現時点における照度計測値と、既に格納され
ている前述の初期照度計測値とが比較照合されて、紫外
線の照度低下率の計算が行われる(ステップ103)。
この照度低下率を基にして、水銀ランプ1による照度
を、水銀ランプ1の交換直後における前記初期照度の状
態に達するまで上昇させるために必要な水銀ランプ1の
点灯電流または供給電圧に対する補正量が演算される。
この補正値は、水銀ランプ点灯装置2に入力され、水銀
ランプ1における点灯電流または水銀ランプ1に対する
供給電圧が補正制御されて、低下した照度が上昇される
(ステップ104、105および106)。次いで、前
述のステップ101の場合と同様に、水銀ランプ点灯装
置2より、照度制御部3に対して照度測定を指令する制
御信号が出力され、照度制御部3からはシャッター駆動
制御部4に対してシャッターを開放する指令が出力され
て(ステップ107)、これにより、前記ステップ10
2の場合と同様に、水銀ランプ1より発光される紫外線
による照度が計測される(ステップ108)。このステ
ップ108において計測された補正により上昇した照度
が、所定の許容照度の範囲内に収まっているか否かが判
定されて(ステップ109)、収まっている場合には照
度の補正処理は終了となり、また前記許容照度の範囲内
に収まっていない場合には、再度、水銀ランプ1の点灯
電流または供給電圧に対する補正量が演算されて(ステ
ップ110)、ステップ104に戻り、以降の処理が継
続実行される。
【0015】次に、本発明の第2の実施例について説明
する。図3は本発明の第2の実施例を示すシステム構成
図である。図2に示されるように、本実施例は、半導体
基板19に対応して、水銀ランプ1と、水銀ランプ点灯
装置2と、照度制御部3と、シャッター駆動制御部4
と、照度センサ5と、モータ6と、シャッター7と、収
光レンズ8と、ハーフミラー9と、楕円鏡10と、反射
ミーラー11および15と、照明光学レンズ系12と、
露光絞り13と、リレーレンズ14と、コンデンサレン
ズ16と、フォトマスク17と、投影レンズ18と、ス
テージ20と、透過率可変フィルタ21とを備えて構成
されている。図1と図3との対比により明らかなよう
に、本実施例と第1の実施例との差異は、本実施例にお
いては、新たに透過率可変フィルタ21が付加されてお
り、且つ照度センサ5の照度計測出力値の入力に対応し
て、照度制御部3からはシャッター駆動制御部4および
透過率可変フィルタ21に対して、それぞれ個別の制御
信号を出力されており、照度制御部3からの水銀ランプ
点灯装置2に対する制御信号が削除されていることであ
る。即ち、本実施例においては、第1の実施例とは異な
り、照度を制御する手段として、水銀ランプ1による照
度を可変とする代りに、照明光学レンズ系12の前段に
配置される透過率可変フィルタ21を設けて、この透過
率可変フィルタ21による紫外線の透過率を制御するこ
とにより、当該紫外線による照度を所定値に保持するこ
とを特徴としている。
する。図3は本発明の第2の実施例を示すシステム構成
図である。図2に示されるように、本実施例は、半導体
基板19に対応して、水銀ランプ1と、水銀ランプ点灯
装置2と、照度制御部3と、シャッター駆動制御部4
と、照度センサ5と、モータ6と、シャッター7と、収
光レンズ8と、ハーフミラー9と、楕円鏡10と、反射
ミーラー11および15と、照明光学レンズ系12と、
露光絞り13と、リレーレンズ14と、コンデンサレン
ズ16と、フォトマスク17と、投影レンズ18と、ス
テージ20と、透過率可変フィルタ21とを備えて構成
されている。図1と図3との対比により明らかなよう
に、本実施例と第1の実施例との差異は、本実施例にお
いては、新たに透過率可変フィルタ21が付加されてお
り、且つ照度センサ5の照度計測出力値の入力に対応し
て、照度制御部3からはシャッター駆動制御部4および
透過率可変フィルタ21に対して、それぞれ個別の制御
信号を出力されており、照度制御部3からの水銀ランプ
点灯装置2に対する制御信号が削除されていることであ
る。即ち、本実施例においては、第1の実施例とは異な
り、照度を制御する手段として、水銀ランプ1による照
度を可変とする代りに、照明光学レンズ系12の前段に
配置される透過率可変フィルタ21を設けて、この透過
率可変フィルタ21による紫外線の透過率を制御するこ
とにより、当該紫外線による照度を所定値に保持するこ
とを特徴としている。
【0016】図4は、本実施例において新たに付加され
ている透過率可変フィルタ21の一例の構成を示す概念
図であり、図4に示されるように、透過率可変フィルタ
21は、回転円盤上に配置されるフィルタ211 、21
2 、213 、214 、215、216 、217 および2
18 より成り、これらのフィルタの透過率は、本例にお
いては、それぞれ100%、97.5%、95%、9
2.5%、90%、87.5%、85%および82.5
%に設定されている。これらのフィルタ211 〜218
は、金属メッシュ構造により形成され、その紫外線透過
率は、メッシュの疎密の度合により調整されており、従
来用いられている石英ガラスに薄膜をコーティングした
フィルタに見られるような、透過率の経時変化が全くな
いという点において大きなメリットがある。図5
(a)、(b)および(c)には、それぞれ上記のフィ
ルタ212 、216 および218 の概念図が示されてい
る。
ている透過率可変フィルタ21の一例の構成を示す概念
図であり、図4に示されるように、透過率可変フィルタ
21は、回転円盤上に配置されるフィルタ211 、21
2 、213 、214 、215、216 、217 および2
18 より成り、これらのフィルタの透過率は、本例にお
いては、それぞれ100%、97.5%、95%、9
2.5%、90%、87.5%、85%および82.5
%に設定されている。これらのフィルタ211 〜218
は、金属メッシュ構造により形成され、その紫外線透過
率は、メッシュの疎密の度合により調整されており、従
来用いられている石英ガラスに薄膜をコーティングした
フィルタに見られるような、透過率の経時変化が全くな
いという点において大きなメリットがある。図5
(a)、(b)および(c)には、それぞれ上記のフィ
ルタ212 、216 および218 の概念図が示されてい
る。
【0017】また、図6は、本実施例におけるフォトマ
スク17に対する照度制御の手順を示すフローチャート
である。以下、図3、図4、図5および図6を参照し
て、本実施例の動作について説明する。
スク17に対する照度制御の手順を示すフローチャート
である。以下、図3、図4、図5および図6を参照し
て、本実施例の動作について説明する。
【0018】図3において、水銀ランプ1より発光され
る紫外線は、楕円鏡10により集光されて、反射ミラー
11、シャッター7、透過率可変フィルタ21、照明光
学レンズ系12、露光絞り13、ハーフミラー9、リレ
ーレンズ14、反射ミラー15およびコンデンサレンズ
16を経由して、フォトマスク17に照射される。そし
て、この紫外線照射を受けたフォトマスク17上の半導
体装置の回路パターンは、当該紫外線により投影レンズ
18を介して半導体基板19上のフォトレジストに転写
される。
る紫外線は、楕円鏡10により集光されて、反射ミラー
11、シャッター7、透過率可変フィルタ21、照明光
学レンズ系12、露光絞り13、ハーフミラー9、リレ
ーレンズ14、反射ミラー15およびコンデンサレンズ
16を経由して、フォトマスク17に照射される。そし
て、この紫外線照射を受けたフォトマスク17上の半導
体装置の回路パターンは、当該紫外線により投影レンズ
18を介して半導体基板19上のフォトレジストに転写
される。
【0019】第1の実施例の場合と同様に、水銀ランプ
1が新品に交換されて、新たに点灯された時点において
は、まず水銀ランプ点灯装置2より、照度制御部3に対
して照度測定を指令する制御信号が出力される。次いで
照度制御部3からはシャッター駆動制御部4に対してシ
ャッターを開放する指令が出力される(図6におけるス
テップ101)。これにより、水銀ランプ1より発光さ
れる紫外線は、照度センサ5により受光することが可能
な状態となり、水銀ランプ1の初期照度が計測される。
この場合に、ハーフミラー9においては、約98%の紫
外線が透過してリレーレンズに入力され、残りの約2%
の紫外線はハーフミラー9において反射されて、収光レ
ンズ8により集光されて照度センサ5に受光される動作
については、前述の第1の実施例の場合と同様である。
照度センサ5からは、紫外線により規定される照度を示
す出力信号が生成されて初期照度計測が行われ、照度制
御部3に入力されるとともに、シャッター駆動制御部4
に入力されて初期照度計測値として格納される。次い
で、予め任意の照度測定インターバルが指定入力されて
いる照度制御部3においては、当該指定の照度測定イン
ターバルに対応する水銀ランプ点灯使用時間に到達する
と、前記初期照度計測の場合と同様の手順により、照度
計測が行われる(ステップ102)。照度制御部3にお
いては、現時点における照度計測値と、既に格納されて
いる初期照度計測値とが比較照合されて、紫外線による
照度低下率の計算が行われる(ステップ103)。この
照度低下率を基にして、水銀ランプ1による照度を、水
銀ランプ1の交換直後における前記初期照度の状態に達
するまで上昇させるように、透過率可変フィルタ21
(図4および図5参照)における回転位置設定値に対す
る補正値が演算される(ステップ201)。この回転位
置補正値は、照度制御部3より透過率可変フィルタ21
に入力されて、当該フィルタの回転位置が変更修正され
(ステップ202)、当該透過率可変フィルタ21を透
過してゆく紫外線の光量が補正制御されて、低下した水
銀ランプ1による照度が上昇される(ステップ104、
105および106)。次いで、前述のステップ101
の場合と同様に、水銀ランプ点灯装置2より、照度制御
部3に対して照度測定を指令する制御信号が出力され、
照度制御部3からはシャッター駆動制御部4に対してシ
ャッターを開放する指令が出力されて(ステップ10
7)、これにより、前記ステップ102の場合と同様
に、水銀ランプ1より発光される紫外線による照度が計
測される(ステップ108)。このステップ108にお
いて計測された補正により上昇した照度が、所定の許容
照度の範囲内に収まっているか否かが判定され(ステッ
プ109)、許容照度の範囲内に収まっている場合には
照度の補正処理は終了となり、また前記許容照度の範囲
内に収まっていない場合には、再度、透過率可変フィル
タ21における回転位置補正量が演算されて(ステップ
203)、ステップ201に戻り、以降の処理が継続実
行される。
1が新品に交換されて、新たに点灯された時点において
は、まず水銀ランプ点灯装置2より、照度制御部3に対
して照度測定を指令する制御信号が出力される。次いで
照度制御部3からはシャッター駆動制御部4に対してシ
ャッターを開放する指令が出力される(図6におけるス
テップ101)。これにより、水銀ランプ1より発光さ
れる紫外線は、照度センサ5により受光することが可能
な状態となり、水銀ランプ1の初期照度が計測される。
この場合に、ハーフミラー9においては、約98%の紫
外線が透過してリレーレンズに入力され、残りの約2%
の紫外線はハーフミラー9において反射されて、収光レ
ンズ8により集光されて照度センサ5に受光される動作
については、前述の第1の実施例の場合と同様である。
照度センサ5からは、紫外線により規定される照度を示
す出力信号が生成されて初期照度計測が行われ、照度制
御部3に入力されるとともに、シャッター駆動制御部4
に入力されて初期照度計測値として格納される。次い
で、予め任意の照度測定インターバルが指定入力されて
いる照度制御部3においては、当該指定の照度測定イン
ターバルに対応する水銀ランプ点灯使用時間に到達する
と、前記初期照度計測の場合と同様の手順により、照度
計測が行われる(ステップ102)。照度制御部3にお
いては、現時点における照度計測値と、既に格納されて
いる初期照度計測値とが比較照合されて、紫外線による
照度低下率の計算が行われる(ステップ103)。この
照度低下率を基にして、水銀ランプ1による照度を、水
銀ランプ1の交換直後における前記初期照度の状態に達
するまで上昇させるように、透過率可変フィルタ21
(図4および図5参照)における回転位置設定値に対す
る補正値が演算される(ステップ201)。この回転位
置補正値は、照度制御部3より透過率可変フィルタ21
に入力されて、当該フィルタの回転位置が変更修正され
(ステップ202)、当該透過率可変フィルタ21を透
過してゆく紫外線の光量が補正制御されて、低下した水
銀ランプ1による照度が上昇される(ステップ104、
105および106)。次いで、前述のステップ101
の場合と同様に、水銀ランプ点灯装置2より、照度制御
部3に対して照度測定を指令する制御信号が出力され、
照度制御部3からはシャッター駆動制御部4に対してシ
ャッターを開放する指令が出力されて(ステップ10
7)、これにより、前記ステップ102の場合と同様
に、水銀ランプ1より発光される紫外線による照度が計
測される(ステップ108)。このステップ108にお
いて計測された補正により上昇した照度が、所定の許容
照度の範囲内に収まっているか否かが判定され(ステッ
プ109)、許容照度の範囲内に収まっている場合には
照度の補正処理は終了となり、また前記許容照度の範囲
内に収まっていない場合には、再度、透過率可変フィル
タ21における回転位置補正量が演算されて(ステップ
203)、ステップ201に戻り、以降の処理が継続実
行される。
【0020】なお、上記の実施例の説明においては、前
記第1および第2の実施例を、それぞれ独立した露光装
置として構成した場合の実施例として動作説明を行って
いるが、本発明は、これらの第1および第2の実施例を
併用して形成される露光装置に対しても有効に適用され
ることは云うまでもない。
記第1および第2の実施例を、それぞれ独立した露光装
置として構成した場合の実施例として動作説明を行って
いるが、本発明は、これらの第1および第2の実施例を
併用して形成される露光装置に対しても有効に適用され
ることは云うまでもない。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、水銀ラ
ンプにより発光される露光用の紫外線によるフォトマス
クに対する照度を、所定の照度センサにより計測し、当
該計測照度を参照して、当該照度の低下分を水銀ランプ
に対する点灯電流/供給電圧を調整する方法、照明光学
系における透過率を調整する方法、またはこれらの両方
法の併用を含む方法の、何れかの方法により前記フォト
マスクに対する照度を常に所定値に保持することによ
り、水銀ランプの使用経過時に対応して発生するスルー
プットの低下を防止することが可能となり、従来例に対
比して、少なくとも5%以上スルーブットを向上させる
ことができるという効果がある。
ンプにより発光される露光用の紫外線によるフォトマス
クに対する照度を、所定の照度センサにより計測し、当
該計測照度を参照して、当該照度の低下分を水銀ランプ
に対する点灯電流/供給電圧を調整する方法、照明光学
系における透過率を調整する方法、またはこれらの両方
法の併用を含む方法の、何れかの方法により前記フォト
マスクに対する照度を常に所定値に保持することによ
り、水銀ランプの使用経過時に対応して発生するスルー
プットの低下を防止することが可能となり、従来例に対
比して、少なくとも5%以上スルーブットを向上させる
ことができるという効果がある。
【0022】また、このスループットの向上により、半
導体装置の量産工場等における露光装置による露光処理
能力の低下を改善することができるという効果があり、
更に、構成上単一の演算装置を必要とするのみであり、
露光装置のシステム構成の煩雑化を排除することができ
るという効果がある。
導体装置の量産工場等における露光装置による露光処理
能力の低下を改善することができるという効果があり、
更に、構成上単一の演算装置を必要とするのみであり、
露光装置のシステム構成の煩雑化を排除することができ
るという効果がある。
【図1】本発明の第1の実施例を示すシステム構成図で
ある。
ある。
【図2】第1の実施例における照度制御手順のフローチ
ャートを示す図である。
ャートを示す図である。
【図3】本発明の第2の実施例を示すシステム構成図で
ある。
ある。
【図4】第2の実施例における透過率可変フィルタの構
造を示す概念図である。
造を示す概念図である。
【図5】第2の実施例における透過率可変フィルタを形
成するフィルタの構造を示す概念図である。
成するフィルタの構造を示す概念図である。
【図6】第2の実施例における照度制御手順のフローチ
ャートを示す図である。
ャートを示す図である。
【図7】従来例を示すシステム構成図である。
【図8】従来例における水銀ランプの使用時間と水銀ラ
ンプ照度の変化特性を示す図である。
ンプ照度の変化特性を示す図である。
【図9】従来例における水銀ランプの使用時間とスルー
プットの変化特性を示す図である。
プットの変化特性を示す図である。
【図10】従来例における照度制御特性を示す図であ
る。
る。
1 水銀ランプ 2 水銀ランプ点灯装置 3 照度制御部 4 シャッター駆動制御部 5 照度センサ 6 モータ 7 シャッター 8 収光レンズ 9 ハーフミラー 10 楕円鏡 11、15 反射ミラー 12 照明光学レンズ系 13 露光絞り 14 リレーレンズ 16 コンデンサレンズ 17 フォトマスク 18 投影レンズ 19 半導体基板 20 ステージ 21 透過率可変フィルタ 211 〜218 フィルタ 101〜110、201〜203 ステップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/30 515 D 516 C
Claims (3)
- 【請求項1】 半導体装置の製造過程において、半導体
基板上のフォトレジストに対して一定量の露光エネルギ
ーを照射する露光装置において、 新規に装着された水銀ランプより発光される紫外線の照
度を計測する照度センサより出力される初期照度計測値
と前記水銀ランプの所定使用時間経過後における前記照
度センサより出力される照度計測値とを比較して、前記
水銀ランプによる紫外線の照度低下率を演算出力する第
1の機能と、前記照度低下率を回復させるために必要と
なる当該水銀ランプの点灯電流の補正値または当該水銀
ランプに対する供給電圧の補正値の何れか一方を演算出
力する第2の機能と、前記点灯電流の補正値または前記
供給電圧の補正値を受けて、前記水銀ランプの点灯電流
または供給電圧を制御調整し、当該水銀ランプより発光
される紫外線による照度を増大させるように制御する第
3の機能とを有する照度制御手段を、少なくとも前記紫
外線の照度を一定に保持するための手段として備えるこ
とを特徴とする露光装置。 - 【請求項2】 半導体装置の製造過程において、半導体
基板上のフォトレジストに対して一定量の露光エネルギ
ーを照射する露光装置において、 新規に装着された水銀ランプより発光される紫外線の照
度を計測する照度センサより出力される初期照度計測値
と前記水銀ランプの所定使用時間経過後における前記照
度センサより出力される照度計測値とを比較して、前記
水銀ランプによる紫外線の照度低下率を演算出力する第
1の機能と、前記照度低下率を回復させるために必要と
なる前記紫外線の照明光学経路に挿入される透過率可変
フィルタの透過率の補正値を演算出力する第2の機能
と、前記透過率の補正値を受けて前記透過率可変フィル
タの透過率を制御調整し、前記水銀ランプより発光され
る紫外線による照度を増大させるように制御する第3の
機能とを有する照度制御手段を、少なくとも前記紫外線
の照度を一定に保持するための手段として備えることを
特徴とする露光装置。 - 【請求項3】 半導体装置の製造過程において、半導体
基板上のフォトレジストに対して一定量の露光エネルギ
ーを照射する露光装置において、 新規に装着された水銀ランプより発光される紫外線の照
度を計測する照度センサより出力される初期照度計測値
と前記水銀ランプの所定使用時間経過後における前記照
度センサより出力される照度計測値とを比較して、前記
水銀ランプによる紫外線の照度低下率を演算出力する第
1の機能と、前記照度低下率を回復させるために必要と
なる当該水銀ランプの点灯電流の補正値または当該水銀
ランプに対する供給電圧の補正値の何れか一方を演算出
力する第2の機能と、前記点灯電流の補正値または前記
供給電圧の補正値を受けて、前記水銀ランプの点灯電流
または供給電圧を制御調整し、当該水銀ランプより発光
される紫外線による照度を増大させるように制御する第
3の機能と、前記照度低下率を回復させるために必要と
なる前記紫外線の照明光学経路に挿入される透過率可変
フィルタの透過率の補正値を演算出力する第4の機能
と、前記透過率の補正値を受けて前記透過率可変フィル
タの透過率を制御調整し、前記水銀ランプより発光され
る紫外線による照度を増大させるように制御する第5の
機能とを有し、前記第2および第3の機能と、前記第4
および第5の機能とを併用する照度制御手段を、少なく
とも前記紫外線の照度を一定に保持するための手段とし
て備えることを特徴とする露光装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13349594A JPH088154A (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13349594A JPH088154A (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 露光装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH088154A true JPH088154A (ja) | 1996-01-12 |
Family
ID=15106109
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13349594A Pending JPH088154A (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 露光装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH088154A (ja) |
Cited By (5)
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---|---|---|---|---|
JP2010072571A (ja) * | 2008-09-22 | 2010-04-02 | Orc Mfg Co Ltd | 放電ランプを備えた照明装置および照明方法 |
WO2013031632A1 (ja) * | 2011-09-02 | 2013-03-07 | 株式会社オーク製作所 | 露光用調光装置 |
JP2013054180A (ja) * | 2011-09-02 | 2013-03-21 | Orc Manufacturing Co Ltd | 露光用調光装置 |
JP2013134316A (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Orc Manufacturing Co Ltd | 露光用調光装置 |
WO2013147052A1 (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-03 | 株式会社オーク製作所 | 放電ランプを備えた照明装置 |
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JPS6346726A (ja) * | 1986-08-15 | 1988-02-27 | Hitachi Electronics Eng Co Ltd | ランプ電源制御回路 |
JPH02106917A (ja) * | 1988-10-17 | 1990-04-19 | Nikon Corp | 露光装置及び露光方法 |
-
1994
- 1994-06-16 JP JP13349594A patent/JPH088154A/ja active Pending
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