JPH09190966A - 走査型露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 - Google Patents
走査型露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法Info
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- JPH09190966A JPH09190966A JP8018380A JP1838096A JPH09190966A JP H09190966 A JPH09190966 A JP H09190966A JP 8018380 A JP8018380 A JP 8018380A JP 1838096 A JP1838096 A JP 1838096A JP H09190966 A JPH09190966 A JP H09190966A
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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
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 パルスレーザを光源とする走査型露光装置の
積算露光量を一定とし、高解像度のパターンが得られる
走査型露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法を
得ること。 【解決手段】 パルス光源からの複数のパルス光を順次
マスク面上に照射し、該マスク上のパターンを基板上に
双方を相対的に走査して露光する際、該基板上を照射す
る複数のパルス光の積算露光量が一定量となるように該
パルス光の発光間隔を制御すると共に該パルス光のパル
スエネルギのバラツキに伴う積算露光量を調整手段で調
整していること。
積算露光量を一定とし、高解像度のパターンが得られる
走査型露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法を
得ること。 【解決手段】 パルス光源からの複数のパルス光を順次
マスク面上に照射し、該マスク上のパターンを基板上に
双方を相対的に走査して露光する際、該基板上を照射す
る複数のパルス光の積算露光量が一定量となるように該
パルス光の発光間隔を制御すると共に該パルス光のパル
スエネルギのバラツキに伴う積算露光量を調整手段で調
整していること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、走査型露光装置及
びそれを用いたデバイスの製造方法に関し、特にエキシ
マレーザ等のパルス発光するパルス光源からの複数のパ
ルス光を露光光として用いてＩＣ，ＬＳＩ等の半導体デ
バイス，液晶デバイス，ＣＣＤ等の撮像デバイス，磁気
ヘッド等のデバイスを製造する際のリソグリフィー工程
に好適なものである。
びそれを用いたデバイスの製造方法に関し、特にエキシ
マレーザ等のパルス発光するパルス光源からの複数のパ
ルス光を露光光として用いてＩＣ，ＬＳＩ等の半導体デ
バイス，液晶デバイス，ＣＣＤ等の撮像デバイス，磁気
ヘッド等のデバイスを製造する際のリソグリフィー工程
に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣパターンの微細化が要求される露光
装置においては、感光基板（ウエハ）に照射される露光
量には厳しい精度が要求されている。このうちパルス発
光するパルス光源、例えばエキシマレーザはパルス光強
度が一定していなくばらついている。この為エキシマレ
ーザからのパルス光を用いて感光基板を露光する露光装
置では感光基板上における積算露光量を一定値にするの
が大変難しいという問題点があった。
装置においては、感光基板（ウエハ）に照射される露光
量には厳しい精度が要求されている。このうちパルス発
光するパルス光源、例えばエキシマレーザはパルス光強
度が一定していなくばらついている。この為エキシマレ
ーザからのパルス光を用いて感光基板を露光する露光装
置では感光基板上における積算露光量を一定値にするの
が大変難しいという問題点があった。
【０００３】エキシマレーザはその発光が非連続的のパ
ルス光であり、上限値で数msec の発光間隔に対して実
際に発光している時間は数十ｎｓｅｃとなっている。
又、そのパルス光の光強度は一定していなく、各パルス
毎に大きく変化するという性質をもっている。
ルス光であり、上限値で数msec の発光間隔に対して実
際に発光している時間は数十ｎｓｅｃとなっている。
又、そのパルス光の光強度は一定していなく、各パルス
毎に大きく変化するという性質をもっている。
【０００４】光源にエキシマレーザを用いた露光装置で
は１ショットの露光に必要なパルス数が数１０から数１
００程度である。この為このときの複数のパルスの発光
量（発光エネルギ）がばらつくと積算露光量の誤差とな
ってくる。
は１ショットの露光に必要なパルス数が数１０から数１
００程度である。この為このときの複数のパルスの発光
量（発光エネルギ）がばらつくと積算露光量の誤差とな
ってくる。
【０００５】この為従来よりエキシマレーザを光源とし
て用いる露光装置では感光基板（ウエハ）上の積算露光
量を所定の値になるように種々な方法で制御している。
例えば露光させるパルス数と個々のパルスのエネルギを
制御する方法や走査露光装置において露光させる個々の
パルスの間隔を制御する方法等が提案されている。
て用いる露光装置では感光基板（ウエハ）上の積算露光
量を所定の値になるように種々な方法で制御している。
例えば露光させるパルス数と個々のパルスのエネルギを
制御する方法や走査露光装置において露光させる個々の
パルスの間隔を制御する方法等が提案されている。
【０００６】このうち、特開平４−６９６６０号公報で
は最初の１パルスから各パルス毎に全露光量から既に露
光した露光量を差し引いた残りの露光量から次の１パル
スの露光量を算出し露光量可変手段を制御する方法を提
案している。
は最初の１パルスから各パルス毎に全露光量から既に露
光した露光量を差し引いた残りの露光量から次の１パル
スの露光量を算出し露光量可変手段を制御する方法を提
案している。
【０００７】又特開平５−６２８７６号公報では残存光
量の１パルスあたりの平均エネルギと複数回前までの平
均１パルス露光量とをパルス毎に比較し、次回の露光量
が残存光量の１パルスあたりの平均エネルギに一致する
ように制御パラメータを変化させる方法を提案してい
る。
量の１パルスあたりの平均エネルギと複数回前までの平
均１パルス露光量とをパルス毎に比較し、次回の露光量
が残存光量の１パルスあたりの平均エネルギに一致する
ように制御パラメータを変化させる方法を提案してい
る。
【０００８】又特願平６−１１９９７１号公報ではスリ
ット走査型露光装置において走査速度を一定に保ちつ
つ、各パルス光による露光量をモニターし、計測された
露光量の強度に応じて次回のパルス光の発光タイミング
を時間的に前後させると共に走査方向におけるスリット
光の強度分布を境界領域において緩やかな変化を持たせ
ることによって上記の積算露光量の確定的な誤差が発生
しないように配慮した方法を提案している。
ット走査型露光装置において走査速度を一定に保ちつ
つ、各パルス光による露光量をモニターし、計測された
露光量の強度に応じて次回のパルス光の発光タイミング
を時間的に前後させると共に走査方向におけるスリット
光の強度分布を境界領域において緩やかな変化を持たせ
ることによって上記の積算露光量の確定的な誤差が発生
しないように配慮した方法を提案している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】パルス発光するパルス
光源からのパルス光強度が大きく変化する所謂スパイク
現象は、従来より発振開始時にのみ発生する現象である
と考えられていた。しかしながらエキシマレーザ等にお
いては連続発振中においてもスパイク現象が発生するこ
とがあるのが実験により確認されている。
光源からのパルス光強度が大きく変化する所謂スパイク
現象は、従来より発振開始時にのみ発生する現象である
と考えられていた。しかしながらエキシマレーザ等にお
いては連続発振中においてもスパイク現象が発生するこ
とがあるのが実験により確認されている。
【００１０】例えば図２（Ａ）に示すように発光間隔を
レーザの発振中に変化させた場合、図２（Ｂ）に示すよ
うな発振開始時に見られるスパイク現象が生じる。その
ためにパルス光強度のバラツキに対して発光間隔を制御
して補正するのが難しくなってくる。
レーザの発振中に変化させた場合、図２（Ｂ）に示すよ
うな発振開始時に見られるスパイク現象が生じる。その
ためにパルス光強度のバラツキに対して発光間隔を制御
して補正するのが難しくなってくる。
【００１１】本発明は、パルス光を放射するパルス光源
からの複数のパルス光で感光基板を露光する際にパルス
光強度の変化に伴う感光基板上の積算露光量のバラツキ
をパルス光の発光間隔を調整すると共にこの他の露光条
件を適切に設定することにより感光基板上の積算露光量
が常に一定となるようにし、高解像度のパターンが容易
に得られる走査型露光装置及びそれを用いたデバイスの
製造方法の提供を目的とする。
からの複数のパルス光で感光基板を露光する際にパルス
光強度の変化に伴う感光基板上の積算露光量のバラツキ
をパルス光の発光間隔を調整すると共にこの他の露光条
件を適切に設定することにより感光基板上の積算露光量
が常に一定となるようにし、高解像度のパターンが容易
に得られる走査型露光装置及びそれを用いたデバイスの
製造方法の提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の走査型露光装置
は、 （１−１）パルス光源からの複数のパルス光を順次マス
ク面上に照射し、該マスク上のパターンを基板上に双方
を相対的に走査して露光する際、該基板上を照射する複
数のパルス光の積算露光量が一定量となるように該パル
ス光の発光間隔を制御すると共に該パルス光のパルスエ
ネルギのバラツキに伴う積算露光量を調整手段で調整し
ていることを特徴としている。
は、 （１−１）パルス光源からの複数のパルス光を順次マス
ク面上に照射し、該マスク上のパターンを基板上に双方
を相対的に走査して露光する際、該基板上を照射する複
数のパルス光の積算露光量が一定量となるように該パル
ス光の発光間隔を制御すると共に該パルス光のパルスエ
ネルギのバラツキに伴う積算露光量を調整手段で調整し
ていることを特徴としている。
【００１３】（１−１−１）前記調整手段は前記パルス
光源に対する放電電圧又は／及び基準発光間隔を変えて
いること （１−１−２）前記調整手段は前記マスクと基板の走査
速度を変えてパルス数を調整していること等、を特徴と
している。
光源に対する放電電圧又は／及び基準発光間隔を変えて
いること （１−１−２）前記調整手段は前記マスクと基板の走査
速度を変えてパルス数を調整していること等、を特徴と
している。
【００１４】（１−２）パルス光を放射するパルス光源
からのパルス光を照明手段によりスリット状光束に整形
して第１物体面上のパターンを照明し、該第１物体面上
のパターンを投影光学系により可動ステージに載置した
第２物体面上に走査手段により該第１物体と該可動ステ
ージを該スリット状光束の短手方向に該投影光学系の撮
影倍率に対応させた速度比で同期させて走査させながら
投影露光する際、先に照射した複数のパルス光による該
第２物体面上の積算露光量に応じて次に照射するパルス
光の発光間隔を調整すると共に該発光間隔を調整したこ
とによるパルスエネルギのバラツキを調整手段で調整し
ていることを特徴としている。
からのパルス光を照明手段によりスリット状光束に整形
して第１物体面上のパターンを照明し、該第１物体面上
のパターンを投影光学系により可動ステージに載置した
第２物体面上に走査手段により該第１物体と該可動ステ
ージを該スリット状光束の短手方向に該投影光学系の撮
影倍率に対応させた速度比で同期させて走査させながら
投影露光する際、先に照射した複数のパルス光による該
第２物体面上の積算露光量に応じて次に照射するパルス
光の発光間隔を調整すると共に該発光間隔を調整したこ
とによるパルスエネルギのバラツキを調整手段で調整し
ていることを特徴としている。
【００１５】特に、 （１−２−１）前記調整手段は前記パルス光源に対する
放電電圧又は／及び基準発光間隔を変えていること （１−２−２）前記調整手段は前記マスクと基板の走査
速度を変えてパルス数を調整していること等、を特徴と
している。
放電電圧又は／及び基準発光間隔を変えていること （１−２−２）前記調整手段は前記マスクと基板の走査
速度を変えてパルス数を調整していること等、を特徴と
している。
【００１６】本発明のデバイスの製造方法は、前述の構
成要件（１−１）若しくは（１−２）の走査型露光装置
を用いて製造していることを特徴としている。
成要件（１−１）若しくは（１−２）の走査型露光装置
を用いて製造していることを特徴としている。
【００１７】
〈実施形態１〉図１は本発明の走査型露光装置の実施形
態１の構成概略図である。本実施形態はパルスレーザ等
の光源から射出する光束を照明光学系（照明手段）を介
してレチクル（第１物体）に照射し、レチクル上に形成
している回路パターンを投影レンズ（投影光学系）によ
って感光体を塗布した基板（第２物体）上に縮小投影し
て焼き付ける走査型露光装置を示しており、ＩＣ，ＬＳ
Ｉ等の半導体デバイス，ＣＣＤ等の撮像デバイス，磁気
ヘッド等のデバイスを製造する際に好適なものである。
態１の構成概略図である。本実施形態はパルスレーザ等
の光源から射出する光束を照明光学系（照明手段）を介
してレチクル（第１物体）に照射し、レチクル上に形成
している回路パターンを投影レンズ（投影光学系）によ
って感光体を塗布した基板（第２物体）上に縮小投影し
て焼き付ける走査型露光装置を示しており、ＩＣ，ＬＳ
Ｉ等の半導体デバイス，ＣＣＤ等の撮像デバイス，磁気
ヘッド等のデバイスを製造する際に好適なものである。
【００１８】図中、１は光源（光源手段）であり、エキ
シマレーザ等のパルスレーザで構成しており、パルス光
を放射している。２はビーム整形光学系であり、光源１
からの光束を所定の形状に整形してオプティカルインテ
グレータ３の光入射面３ａへ入射させている。オプティ
カルインテグレータ３は複数の微小なレンズより成る蠅
の眼レンズ等で構成しており、その光射出面３ｂの近傍
に複数の２次光源を形成している。４はコンデンサーレ
ンズであり、オプティカルインテグレータ３の光射出面
３ｂ近傍の２次光源からの光束で可動スリット（マスキ
ングブレード）６をケーラー照明している。
シマレーザ等のパルスレーザで構成しており、パルス光
を放射している。２はビーム整形光学系であり、光源１
からの光束を所定の形状に整形してオプティカルインテ
グレータ３の光入射面３ａへ入射させている。オプティ
カルインテグレータ３は複数の微小なレンズより成る蠅
の眼レンズ等で構成しており、その光射出面３ｂの近傍
に複数の２次光源を形成している。４はコンデンサーレ
ンズであり、オプティカルインテグレータ３の光射出面
３ｂ近傍の２次光源からの光束で可動スリット（マスキ
ングブレード）６をケーラー照明している。
【００１９】可動スリット６を照明した光束は結像レン
ズ７，ミラー８を介してレチクル９を照明している。可
動スリット６とレチクル９とは光学的に共役の位置関係
にあり、可動スリット６の開口の形状によりレチクル９
の照明領域の形と寸法を規定している。可動スリット６
には、例えばボイスコイルモーター（不図示）が設けら
れており、可動スリット６を光軸方向に移動制御する。
又、１２は露光量検出器Ａであり、ハーフミラー５によ
って分割されたパルス状の照明光の一部の光量を検出
し、露光量演算器１０２へ信号を出力している。
ズ７，ミラー８を介してレチクル９を照明している。可
動スリット６とレチクル９とは光学的に共役の位置関係
にあり、可動スリット６の開口の形状によりレチクル９
の照明領域の形と寸法を規定している。可動スリット６
には、例えばボイスコイルモーター（不図示）が設けら
れており、可動スリット６を光軸方向に移動制御する。
又、１２は露光量検出器Ａであり、ハーフミラー５によ
って分割されたパルス状の照明光の一部の光量を検出
し、露光量演算器１０２へ信号を出力している。
【００２０】尚、ビーム整形光学系２，オプティカルイ
ンテグレータ３，コンデンサーレンズ４，可動スリット
６，結像レンズ７，ミラー８等は照明光学系（照明手
段）の一要素を構成している。又、照明光学系の中には
不図示の減光手段があり、光源１からの光束の光量を多
段階に調整できる構成となっている。
ンテグレータ３，コンデンサーレンズ４，可動スリット
６，結像レンズ７，ミラー８等は照明光学系（照明手
段）の一要素を構成している。又、照明光学系の中には
不図示の減光手段があり、光源１からの光束の光量を多
段階に調整できる構成となっている。
【００２１】レチクル（第１物体）９はその上に回路パ
ターンを有していて、レチクルステージ１３に保持され
ている。１０は投影レンズ（投影光学系）であり、レチ
クル９の回路パターンを半導体基板（第２物体）１１上
に縮小投影している。半導体基板１１は例えばウエハで
あり、その表面には感光体であるレジストを塗布してお
り、３次元に変位するウエハステージに載置している。
ウエハ１１の表面は可動スリット６と共役の位置にあ
る。ウエハステージ１４上には露光量検出器Ｂ１５を設
置しており、これにより投影レンズ１０を介してパルス
レーザの露光量をモニタしている。
ターンを有していて、レチクルステージ１３に保持され
ている。１０は投影レンズ（投影光学系）であり、レチ
クル９の回路パターンを半導体基板（第２物体）１１上
に縮小投影している。半導体基板１１は例えばウエハで
あり、その表面には感光体であるレジストを塗布してお
り、３次元に変位するウエハステージに載置している。
ウエハ１１の表面は可動スリット６と共役の位置にあ
る。ウエハステージ１４上には露光量検出器Ｂ１５を設
置しており、これにより投影レンズ１０を介してパルス
レーザの露光量をモニタしている。
【００２２】１０１はステージ駆動制御系（走査手段）
であり、レチクルステージ１３とウエハステージ１４を
投影レンズ１０による結像倍率と同じ比率の速度で正確
に一定速度で互いに逆方向へ移動させるように制御す
る。
であり、レチクルステージ１３とウエハステージ１４を
投影レンズ１０による結像倍率と同じ比率の速度で正確
に一定速度で互いに逆方向へ移動させるように制御す
る。
【００２３】露光量演算器１０２は露光量検出器Ａ１２
や露光量検出器Ｂ１５によって光電変換された電気信号
を論理値に変換して主制御系１０４に出力する。尚、露
光量検出器Ａ１２は露光中でも強度計測ができるので、
スリットから照射される露光光の積算値を見積もるため
に用いられる。露光量検出器Ｂ１５は露光工程の最初に
おいて投影レンズ１０を透過してウエハを照射する光の
強度を検出し、これと露光量検出器Ａ１２が検出する光
の強度の相関を求めておき、各露光に際して露光量検出
器Ａ１２が検出する値を以上の相関を利用して補正し、
ウエハ上の積算露光量を求めている。
や露光量検出器Ｂ１５によって光電変換された電気信号
を論理値に変換して主制御系１０４に出力する。尚、露
光量検出器Ａ１２は露光中でも強度計測ができるので、
スリットから照射される露光光の積算値を見積もるため
に用いられる。露光量検出器Ｂ１５は露光工程の最初に
おいて投影レンズ１０を透過してウエハを照射する光の
強度を検出し、これと露光量検出器Ａ１２が検出する光
の強度の相関を求めておき、各露光に際して露光量検出
器Ａ１２が検出する値を以上の相関を利用して補正し、
ウエハ上の積算露光量を求めている。
【００２４】１０３はレーザ制御系であり、所望の露光
量に応じてトリガー信号１６，充電電圧信号１７を出力
して光源１のパルスエネルギー及び発光間隔（基準発光
間隔）を制御する。尚、レーザ制御系１０３がトリガー
信号１６，充電電圧信号１７を生成する際には露光量演
算器１０２からの照度モニタ信号１０８やステージ駆動
制御系１０１からのステージの現在位置信号１０７，主
制御系１０４からの履歴情報等をパラメータとして用い
ている。
量に応じてトリガー信号１６，充電電圧信号１７を出力
して光源１のパルスエネルギー及び発光間隔（基準発光
間隔）を制御する。尚、レーザ制御系１０３がトリガー
信号１６，充電電圧信号１７を生成する際には露光量演
算器１０２からの照度モニタ信号１０８やステージ駆動
制御系１０１からのステージの現在位置信号１０７，主
制御系１０４からの履歴情報等をパラメータとして用い
ている。
【００２５】又、所望の露光量及び露光量むらの許容値
はマンマシンインターフェース若しくはメディアインタ
ーフェースである入力部１０５より主制御系１０４へ入
力する。又、露光量検出器Ａ１２，露光量検出器Ｂ１５
から得られた結果や積算露光量の見積り値等は表示部１
０６に表示することができる。
はマンマシンインターフェース若しくはメディアインタ
ーフェースである入力部１０５より主制御系１０４へ入
力する。又、露光量検出器Ａ１２，露光量検出器Ｂ１５
から得られた結果や積算露光量の見積り値等は表示部１
０６に表示することができる。
【００２６】主制御系１０４は入力部１０５から与えた
データと露光装置固有のパラメータ及び露光量検出器Ａ
１２，Ｂ１５等の計測手段が計測したデータから走査露
光に必要なパラメータ群を算出しレーザ制御系１０３や
ステージ制御系１０１に伝達している。尚主制御系１０
４やステージ駆動制御系１０１等は調整手段の一要素を
構成している。
データと露光装置固有のパラメータ及び露光量検出器Ａ
１２，Ｂ１５等の計測手段が計測したデータから走査露
光に必要なパラメータ群を算出しレーザ制御系１０３や
ステージ制御系１０１に伝達している。尚主制御系１０
４やステージ駆動制御系１０１等は調整手段の一要素を
構成している。
【００２７】次に本実施形態において半導体基板１１上
における積算露光量の制御について図３のフローチャー
トを用いて説明する。
における積算露光量の制御について図３のフローチャー
トを用いて説明する。
【００２８】step101 ‥‥テストウエハ等の露光により
基板１１上のレジストを露光するのに必要な露光量を決
定する。
基板１１上のレジストを露光するのに必要な露光量を決
定する。
【００２９】step102 ‥‥step101で決定された必要露
光量に基づいてエキシマレーザ１の設定エネルギ，設定
パルス間隔（基準発光間隔），ブレード６のスリットの
幅，レチクルステージ及びウエハステージの移動速度が
決定される。尚、これらのパラメータは露光量むらを小
さくする為に必要な最低露光パルス数や発振周波数が可
変なことが考慮され、かつ、スループットができるだけ
高くなるように設定されている。必要な場合はＮＤフィ
ルタ等により光量を調整してもよい。
光量に基づいてエキシマレーザ１の設定エネルギ，設定
パルス間隔（基準発光間隔），ブレード６のスリットの
幅，レチクルステージ及びウエハステージの移動速度が
決定される。尚、これらのパラメータは露光量むらを小
さくする為に必要な最低露光パルス数や発振周波数が可
変なことが考慮され、かつ、スループットができるだけ
高くなるように設定されている。必要な場合はＮＤフィ
ルタ等により光量を調整してもよい。
【００３０】step103 ‥‥設定エネルギＥ0 に対応した
放電電圧Ｖ0 を印加する。
放電電圧Ｖ0 を印加する。
【００３１】step104 ‥‥露光開始前の所定の位置にウ
エハ、及び、レチクルが設定され、ウエハとレチクルの
相対位置が合わせられる。
エハ、及び、レチクルが設定され、ウエハとレチクルの
相対位置が合わせられる。
【００３２】step105 ‥‥位置合わせが完了した後、レ
チクルステージ及びウエハステージを移動させる。
チクルステージ及びウエハステージを移動させる。
【００３３】step106 ‥‥エキシマレーザ１の発振が行
われる。レチクル９の露光領域が照明光束の照射エリア
に入る前にレーザ１を発振させる場合にはレチクル９に
遮光領域を設けたり、レーザのシャッタを閉じておく等
してウエハ上に露光光が届かないようにしておくことが
望ましい。
われる。レチクル９の露光領域が照明光束の照射エリア
に入る前にレーザ１を発振させる場合にはレチクル９に
遮光領域を設けたり、レーザのシャッタを閉じておく等
してウエハ上に露光光が届かないようにしておくことが
望ましい。
【００３４】step107 ‥‥露光に使用されたパルス光の
エネルギＥi が検出される。
エネルギＥi が検出される。
【００３５】step108 ‥‥ここで、設定されているパル
ス露光エネルギＥ0 と実際に検出される露光エネルギＥ
i により次回のパルス光の発振時刻を決定する。そし
て、１ショットの露光（１回のスキャン）が終っていな
い場合は次のパルス光を計算された時刻に発振する。
ス露光エネルギＥ0 と実際に検出される露光エネルギＥ
i により次回のパルス光の発振時刻を決定する。そし
て、１ショットの露光（１回のスキャン）が終っていな
い場合は次のパルス光を計算された時刻に発振する。
【００３６】step109 ‥‥設定パルス間隔ＰＴ0 と次に
発光されるパルスの発光間隔ＰＴi，及び露光パルスエ
ネルギＥi とそのときの放電電圧Ｖi から次にｉ＋１番
目のパルスエネルギを推定し、パルスエネルギが同一に
なるように放電電圧を決定する。この処理内容は以下に
示すようになる。
発光されるパルスの発光間隔ＰＴi，及び露光パルスエ
ネルギＥi とそのときの放電電圧Ｖi から次にｉ＋１番
目のパルスエネルギを推定し、パルスエネルギが同一に
なるように放電電圧を決定する。この処理内容は以下に
示すようになる。
【００３７】設定パルス間隔ＰＴ0 において、露光パル
スエネルギＥi と発光間隔の差ΔＰＴとエネルギの増加
量ΔＥの間には図４に示すような関係があり、 Ｖi+1 ＝ｆ（ＰＴ0 ，ΔＰＴ，Ｖi ，Ｅi ） ‥‥‥（１） ΔＰＴ＝｜ＰＴ0 −ＰＴi ｜ のように示すことができる。このデータに基づいてｉ＋
１番目のｉ番目に対するエネルギ増加量ΔＥを推測し、
電圧−パルスエネルギの関係（図５）からｉ＋１番目の
放電電圧を決定する。
スエネルギＥi と発光間隔の差ΔＰＴとエネルギの増加
量ΔＥの間には図４に示すような関係があり、 Ｖi+1 ＝ｆ（ＰＴ0 ，ΔＰＴ，Ｖi ，Ｅi ） ‥‥‥（１） ΔＰＴ＝｜ＰＴ0 −ＰＴi ｜ のように示すことができる。このデータに基づいてｉ＋
１番目のｉ番目に対するエネルギ増加量ΔＥを推測し、
電圧−パルスエネルギの関係（図５）からｉ＋１番目の
放電電圧を決定する。
【００３８】step110 ‥‥事前に決定されているｉ番目
の放電電圧Ｖｉをレーザ１に設定し、 step106へ戻り、
発振を行う動作を１ショット（１スキャン）露光終了ま
で繰り返す。ただし、Ｖ1 については設定エネルギＥ0
に対応した放電電圧Ｖ0 を設定する。
の放電電圧Ｖｉをレーザ１に設定し、 step106へ戻り、
発振を行う動作を１ショット（１スキャン）露光終了ま
で繰り返す。ただし、Ｖ1 については設定エネルギＥ0
に対応した放電電圧Ｖ0 を設定する。
【００３９】尚、発振開始時には図２（Ｂ）に示すよう
なスパイク現象が見られるために、予めパルスエネルギ
を同一にするような各パルスに対応した放電電圧テーブ
ルを持つことが望ましい。また、レーザ１の設定エネル
ギは露光装置側の露光量検出系と校正がとれていること
が望ましく、レーザ１の設定エネルギに対応する平均露
光量を前もって計測しておくとよい。
なスパイク現象が見られるために、予めパルスエネルギ
を同一にするような各パルスに対応した放電電圧テーブ
ルを持つことが望ましい。また、レーザ１の設定エネル
ギは露光装置側の露光量検出系と校正がとれていること
が望ましく、レーザ１の設定エネルギに対応する平均露
光量を前もって計測しておくとよい。
【００４０】本実施形態では以上のようにしてパルス発
光間隔を変えると共にエキシマレーザへの放電電圧を調
整することにより感光基板面上での積算露光量が一定と
なるようにしている。
光間隔を変えると共にエキシマレーザへの放電電圧を調
整することにより感光基板面上での積算露光量が一定と
なるようにしている。
【００４１】次に本発明における感光基板面上での積算
露光量の制御方法に関する他の実施形態を説明する。尚
これらの実施形態では実施形態１と異なる構成について
のみ説明する。
露光量の制御方法に関する他の実施形態を説明する。尚
これらの実施形態では実施形態１と異なる構成について
のみ説明する。
【００４２】〈実施形態２〉実施形態１の図３に示すフ
ローチャートにおける step109では基準発光間隔に対す
る差分により印加電圧の補正を行った。これに対して本
実施形態では前々発と前発の発光間隔の差により電圧補
正を行い、その関係を以下に示すようにしている。
ローチャートにおける step109では基準発光間隔に対す
る差分により印加電圧の補正を行った。これに対して本
実施形態では前々発と前発の発光間隔の差により電圧補
正を行い、その関係を以下に示すようにしている。
【００４３】 Ｖi+1 ＝ｆ（ＰＴ0 ，ΔＰＴ，Ｖi ，Ｅi ） ‥‥‥（２） ΔＰＴ＝｜ＰＴi −ＰＴi-1 ｜ （２）式の関係から、実施形態１の電圧−パルスエネル
ギの関係を示す図４と同様の関係が見られる。又この方
式ではレーザのパルスが３発目以降の場合に適用でき、
２発目までは設定エネルギＥ0 に対応した放電電圧Ｖ0
を設定する。
ギの関係を示す図４と同様の関係が見られる。又この方
式ではレーザのパルスが３発目以降の場合に適用でき、
２発目までは設定エネルギＥ0 に対応した放電電圧Ｖ0
を設定する。
【００４４】〈実施形態３〉本実施形態ではレーザのパ
ルスエネルギばらつきから発光タイミングの制御幅を分
析し、その制御幅に応じてレーザのパルスエネルギの上
昇を分析し、設定パルスエネルギ、設定パルス間隔を修
正している。この方式により放電電圧を減少させること
で発光タイミングを振ることによるパルスエネルギの上
昇を抑え、発光間隔をのばすことにより積算露光量を最
適積算露光量に合わせ込んでいる。
ルスエネルギばらつきから発光タイミングの制御幅を分
析し、その制御幅に応じてレーザのパルスエネルギの上
昇を分析し、設定パルスエネルギ、設定パルス間隔を修
正している。この方式により放電電圧を減少させること
で発光タイミングを振ることによるパルスエネルギの上
昇を抑え、発光間隔をのばすことにより積算露光量を最
適積算露光量に合わせ込んでいる。
【００４５】図６は本実施形態の処理内容に関する露光
量制御のフローチャートである。
量制御のフローチャートである。
【００４６】step301 ‥‥テストウエハ等の露光により
基板上のレジストを露光するのに必要な露光量を決定す
る。
基板上のレジストを露光するのに必要な露光量を決定す
る。
【００４７】step302 ‥‥step301で決定された必要露
光量に基づいてエキシマレーザ１の設定エネルギ，設定
パルス間隔（基準発光間隔），ブレード６のスリットの
幅，レチクルステージ及びウエハステージの移動速度が
決定される。尚、これらのパラメータは露光量むらを小
さくするために必要な最低露光パルス数や発振周波数が
可変なことが考慮され、かつ、スループットができるだ
け高くなるように設定されている。必要な場合はＮＤフ
ィルタ等により光量を調整してもよい。
光量に基づいてエキシマレーザ１の設定エネルギ，設定
パルス間隔（基準発光間隔），ブレード６のスリットの
幅，レチクルステージ及びウエハステージの移動速度が
決定される。尚、これらのパラメータは露光量むらを小
さくするために必要な最低露光パルス数や発振周波数が
可変なことが考慮され、かつ、スループットができるだ
け高くなるように設定されている。必要な場合はＮＤフ
ィルタ等により光量を調整してもよい。
【００４８】step303 ‥‥パルスエネルギばらつきから
発光間隔の制御幅を決定する。
発光間隔の制御幅を決定する。
【００４９】step304 ‥‥発光間隔の制御幅とパルスエ
ネルギの上昇量とは図４に示したグラフと同様に制御幅
が大きくなるにつれて、パルスエネルギの上昇量は求め
られるので、 step303の制御幅からパルスエネルギの上
昇量を導出する。
ネルギの上昇量とは図４に示したグラフと同様に制御幅
が大きくなるにつれて、パルスエネルギの上昇量は求め
られるので、 step303の制御幅からパルスエネルギの上
昇量を導出する。
【００５０】step305 ‥‥放電電圧とパルスエネルギの
関係が発光間隔の制御幅によって変化し、放電電圧あた
りのパルスエネルギが上昇するので、放電電圧とパルス
エネルギの関係を発光間隔の制御幅に応じて修正する。
関係が発光間隔の制御幅によって変化し、放電電圧あた
りのパルスエネルギが上昇するので、放電電圧とパルス
エネルギの関係を発光間隔の制御幅に応じて修正する。
【００５１】step306 ‥‥step301の露光量から step30
2で決定したパラメータを再度決定する。
2で決定したパラメータを再度決定する。
【００５２】step307 ‥‥設定エネルギに基づいた放電
電圧Ｖ0 を導出し、電極に印加する。
電圧Ｖ0 を導出し、電極に印加する。
【００５３】step308 ‥‥露光開始前の所定の位置にウ
エハ、及び、レチクルが設定され、ウエハとレチクルの
相対位置が合わせられる。
エハ、及び、レチクルが設定され、ウエハとレチクルの
相対位置が合わせられる。
【００５４】step309 ‥‥位置合わせが完了した後、レ
チクルステージ及びウエハステージを移動させる。
チクルステージ及びウエハステージを移動させる。
【００５５】step310 ‥‥レーザ１の発振が開始され
る。レチクル９の露光領域が照明光束の照射エリアに入
る前にレーザ１を発振させる場合にはレチクル９に遮光
領域を設けたりレーザのシャッタを閉じておく等してウ
エハ上に露光光が届かないようにしておくことが望まし
い。
る。レチクル９の露光領域が照明光束の照射エリアに入
る前にレーザ１を発振させる場合にはレチクル９に遮光
領域を設けたりレーザのシャッタを閉じておく等してウ
エハ上に露光光が届かないようにしておくことが望まし
い。
【００５６】step311 ‥‥露光に使用されたパルス光の
エネルギＥi が検出される。
エネルギＥi が検出される。
【００５７】step312‥‥ここで、設定されているパル
ス露光エネルギＥ0 と実際に検出される露光エネルギＥ
i により次回のパルス光の発振時刻を決定する。そし
て、１ショットの露光（１回のスキャン）が終っていな
い場合は次のパルス光を計算された時刻に発振する。
ス露光エネルギＥ0 と実際に検出される露光エネルギＥ
i により次回のパルス光の発振時刻を決定する。そし
て、１ショットの露光（１回のスキャン）が終っていな
い場合は次のパルス光を計算された時刻に発振する。
【００５８】尚本実施形態では機能的には放電電圧の制
御と基準発光間隔の制御の２種類の方式を同時に行って
いるが、この処理内容の比率はスループット，及び露光
むらの条件から決定している。
御と基準発光間隔の制御の２種類の方式を同時に行って
いるが、この処理内容の比率はスループット，及び露光
むらの条件から決定している。
【００５９】〈実施形態４〉本実施形態では基準発光間
隔を変更したのに対し、レーザのパルスエネルギばらつ
きから発光タイミングの制御幅を分析し、その制御幅に
応じてレーザのパルスエネルギの上昇を分析し、ステー
ジのスキャン速度を変更することで適性積算露光量を得
ている。
隔を変更したのに対し、レーザのパルスエネルギばらつ
きから発光タイミングの制御幅を分析し、その制御幅に
応じてレーザのパルスエネルギの上昇を分析し、ステー
ジのスキャン速度を変更することで適性積算露光量を得
ている。
【００６０】図７に本実施形態の処理内容に関する露光
量制御のフローチャートを示す。図７のフローチャート
は図６に示したフローと略同じであるが、本フローチャ
ートは図６の step306の代わりに、 step406 ‥‥step401の露光量から step402で決定した
パラメータにおいて、設定エネルギ、ステージの走査速
度について再度決定する。といった処理を行っている点
が異なっているだけで、その他は同じである。
量制御のフローチャートを示す。図７のフローチャート
は図６に示したフローと略同じであるが、本フローチャ
ートは図６の step306の代わりに、 step406 ‥‥step401の露光量から step402で決定した
パラメータにおいて、設定エネルギ、ステージの走査速
度について再度決定する。といった処理を行っている点
が異なっているだけで、その他は同じである。
【００６１】
【発明の効果】本発明によれば以上のように、パルス光
を放射するパルス光源からの複数のパルス光で感光基板
を露光する際にパルス光強度の変化に伴う感光基板上の
積算露光量のバラツキをパルス光の発光間隔を調整する
と共にこの他の露光条件を適切に設定することにより感
光基板上の積算露光量が常に一定となるようにし、高解
像度のパターンが容易に得られる走査型露光装置及びそ
れを用いたデバイスの製造方法を達成することができ
る。
を放射するパルス光源からの複数のパルス光で感光基板
を露光する際にパルス光強度の変化に伴う感光基板上の
積算露光量のバラツキをパルス光の発光間隔を調整する
と共にこの他の露光条件を適切に設定することにより感
光基板上の積算露光量が常に一定となるようにし、高解
像度のパターンが容易に得られる走査型露光装置及びそ
れを用いたデバイスの製造方法を達成することができ
る。
【００６２】特に本発明によれば、レーザの発光間隔を
制御する際に実際に制御しようとする発光間隔のデータ
をもとに、 （イ）放電電圧 （ロ）基準発光間隔 （ハ）スキャン速度 等を制御することにより露光むらを抑えると共に適正積
算露光量に積算露光量を合わせ込むことができると共に
発光間隔制御に伴うレーザ出力上昇を利用した実施形態
３，４の場合には発光パルス数を減少させることができ
るので、レーザの消耗部品の寿命を延ばすことができ、
更にスループットを上昇させることができる等の効果が
得られる。
制御する際に実際に制御しようとする発光間隔のデータ
をもとに、 （イ）放電電圧 （ロ）基準発光間隔 （ハ）スキャン速度 等を制御することにより露光むらを抑えると共に適正積
算露光量に積算露光量を合わせ込むことができると共に
発光間隔制御に伴うレーザ出力上昇を利用した実施形態
３，４の場合には発光パルス数を減少させることができ
るので、レーザの消耗部品の寿命を延ばすことができ、
更にスループットを上昇させることができる等の効果が
得られる。
【図１】本発明の実施形態１の要部概略図
【図２】パルスレーザのスパイク現象の説明図
【図３】本発明の実施形態１のフローチャート
【図４】電圧とパルスエネルギの増加量との関係を示す
説明図
説明図
【図５】電圧とパルスエネルギとの関係を示す説明図
【図６】本発明の実施形態３のフローチャート
【図７】本発明の実施形態４のフローチャート
１ パルスレーザの光源 ９ レチクル（第１物体） １０ 投影レンズ １１ 半導体基板（第２物体） １３ レチクルステージ １４ ウエハステージ １６ トリガー信号 １７ 充電電圧信号 １０１ ステージ駆動制御系 １０２ 露光量演算器 １０３ レーザ制御系 １０４ 主制御系 １０７ ステージ位置 １０８ 照度モニタ信号 １０９ 強度指令値
フロントページの続き (72)発明者 小澤 邦貴 神奈川県川崎市中原区今井上町53番地 キ ヤノン株式会社小杉事業所内
Claims (7)
- 【請求項１】 パルス光源からの複数のパルス光を順次
マスク面上に照射し、該マスク上のパターンを基板上に
双方を相対的に走査して露光する際、該基板上を照射す
る複数のパルス光の積算露光量が一定量となるように該
パルス光の発光間隔を制御すると共に該パルス光のパル
スエネルギのバラツキに伴う積算露光量を調整手段で調
整していることを特徴とする走査型露光装置。 - 【請求項２】 前記調整手段は前記パルス光源に対する
放電電圧又は／及び基準発光間隔を変えていることを特
徴とする請求項１の走査型露光装置。 - 【請求項３】 前記調整手段は前記マスクと基板の走査
速度を変えてパルス数を調整していることを特徴とする
請求項１の走査型露光装置。 - 【請求項４】 パルス光を放射するパルス光源からのパ
ルス光を照明手段によりスリット状光束に整形して第１
物体面上のパターンを照明し、該第１物体面上のパター
ンを投影光学系により可動ステージに載置した第２物体
面上に走査手段により該第１物体と該可動ステージを該
スリット状光束の短手方向に該投影光学系の撮影倍率に
対応させた速度比で同期させて走査させながら投影露光
する際、先に照射した複数のパルス光による該第２物体
面上の積算露光量に応じて次に照射するパルス光の発光
間隔を調整すると共に該発光間隔を調整したことによる
パルスエネルギのバラツキを調整手段で調整しているこ
とを特徴とする走査型露光装置。 - 【請求項５】 前記調整手段は前記パルス光源に対する
放電電圧又は／及び基準発光間隔を変えていることを特
徴とする請求項４の走査型露光装置。 - 【請求項６】 前記調整手段は前記マスクと基板の走査
速度を変えてパルス数を調整していることを特徴とする
請求項４の走査型露光装置。 - 【請求項７】 請求項１から６の何れか１項記載の走査
型露光装置を用いてデバイスを製造していることを特徴
とするデバイスの製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8018380A JPH09190966A (ja) | 1996-01-08 | 1996-01-08 | 走査型露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 |
| EP96304045A EP0748009B1 (en) | 1995-06-05 | 1996-06-04 | Output control method for excimer laser |
| US08/658,078 US5757838A (en) | 1995-06-05 | 1996-06-04 | Output control method for excimer laser |
| DE69625126T DE69625126T2 (de) | 1995-06-05 | 1996-06-04 | Verfahren zur Kontrolle von Excimerlaserausgangsstrahlung |
| KR1019960019984A KR100239628B1 (ko) | 1995-06-05 | 1996-06-05 | 엑시머레이저 출력제어방법, 엑시머레이저, 노광장치와 방법, 및 디바이스 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8018380A JPH09190966A (ja) | 1996-01-08 | 1996-01-08 | 走査型露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09190966A true JPH09190966A (ja) | 1997-07-22 |
Family
ID=11970116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8018380A Pending JPH09190966A (ja) | 1995-06-05 | 1996-01-08 | 走査型露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09190966A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR970077120A (ko) * | 1996-05-24 | 1997-12-12 | 오노 시게오 | 노광 조건 측정 방법 |
| JPH10270345A (ja) * | 1997-03-24 | 1998-10-09 | Nikon Corp | 走査露光方法及び走査型露光装置 |
| US6753943B2 (en) | 2000-11-10 | 2004-06-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Scanning exposure apparatus and device manufacturing method using the same |
| US6762823B2 (en) | 2000-06-15 | 2004-07-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Illumination system and scanning exposure apparatus using the same |
| NL2001094C2 (nl) * | 2006-12-16 | 2011-01-31 | Xtreme Tech Gmbh | Werkwijze en inrichting voor het stabiliseren van het gemiddelde afgegeven stralingsvermogen van een gepulseerd uitgevoerde stralingsbron. |
-
1996
- 1996-01-08 JP JP8018380A patent/JPH09190966A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR970077120A (ko) * | 1996-05-24 | 1997-12-12 | 오노 시게오 | 노광 조건 측정 방법 |
| JPH10270345A (ja) * | 1997-03-24 | 1998-10-09 | Nikon Corp | 走査露光方法及び走査型露光装置 |
| US6762823B2 (en) | 2000-06-15 | 2004-07-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Illumination system and scanning exposure apparatus using the same |
| US6753943B2 (en) | 2000-11-10 | 2004-06-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Scanning exposure apparatus and device manufacturing method using the same |
| NL2001094C2 (nl) * | 2006-12-16 | 2011-01-31 | Xtreme Tech Gmbh | Werkwijze en inrichting voor het stabiliseren van het gemiddelde afgegeven stralingsvermogen van een gepulseerd uitgevoerde stralingsbron. |
| US7974321B2 (en) | 2006-12-16 | 2011-07-05 | Xtreme Technologies Gmbh | Method and arrangement for stabilizing the average emitted radiation output of a pulsed radiation source |
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