JPH097926A

JPH097926A - 照明装置及び露光装置

Info

Publication number: JPH097926A
Application number: JP7159425A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kurosawa; 博史黒沢; Takayasu Hasegawa; 敬恭長谷川; Keiji Yoshimura; 圭司吉村; Kunitaka Ozawa; 邦貴小澤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-06-26
Filing date: 1995-06-26
Publication date: 1997-01-10
Anticipated expiration: 2018-03-31
Also published as: US5914773A; JP3391940B2

Abstract

(57)【要約】【目的】発光強度を正確に制御でき、露光むらを低減
することが可能な照明装置及び露光装置を提供する。【構成】レーザ制御系１０３は、パルスレーザ光源１
の発光強度を制御する発光強度制御手段と、発光時刻を
制御する発光時刻制御手段を有している。第１露光量検
出器１４による検出結果に基づいた照度モニタ信号２０
３を反映してレーザ制御系１０３は、発光強度と発光時
刻の制御を行っている。同時に次回の発光強度を予測す
る予測制御も行っている。これにより露光むらを平坦化
し、精度よく露光を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は照明装置に関し、特にＩ
Ｃ、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
際に用いるエキシマレーザを光源とした走査型露光装置
に使用される照明装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】昨今、ＩＣパターンの大規模化、微細化
がますます求められてきている。前者の大規模化に応え
るために、スリット状の照明領域に対して、マスク及び
ウエハを同期して走査することによって広い面積を露光
する方式、所謂スリットスキャン方式を採用した走査型
露光装置が知られている。後者の微細化は、露光光の短
波長化によってなされ、従来の水銀ランプから遠紫外領
域の光を発するエキシマレーザが光源として用いられよ
うとしている。

【０００３】エキシマレーザは、上限値で約２．５ｍｓ
ｅｃの発光間隔に対して実際に発光している時間が数１
０ｎｓｅｃというパルス的な発光を行う光源である。ま
た、外部から与えられる制御量に対して、各発光パルス
毎における発光強度のばらつきが大きいという特徴を持
っている。

【０００４】更に、ＩＣパターンの大規模化、微細化に
伴ってパターン線幅管理精度が厳しくなり、ウエハの露
光むらにも厳しい精度が要求されている。例えば、２５
６ＭＤＲＡＭでは０．２５μｍの線幅加工精度が必要と
され、この場合許容されうる露光むらは１％前後と見積
もられている。

【０００５】エキシマレーザを光源とする走査型露光装
置において、露光むらを許容範囲に納めるために、エキ
シマレーザの充電電圧を変化させ発光強度を制御しなが
ら露光する方法が知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとしている課題】エキシマレーザの
発光強度は発光停止状態から発光させた場合、図１５に
示すように、与える制御量（発光間隔、充電電圧等）が
同じであっても過渡的に発光強度がスパイク状に変化す
る現象（以後、スパイク現象と呼ぶ）が存在する。スパ
イク現象の生じている領域ではウエハの露光を行わない
方法や、スパイク現象を生じさせないためエキシマレー
ザを連続発光させ続ける方法も考えられる。しかし、エ
キシマレーザのチューブは比較的短寿命であるため、発
光された光は有効に使用すべきであり、露光ショット間
の移動を行っている時間やマスクとのアライメントを行
っている時間は、発光を停止させていた方が望ましい。
そのため、各露光ショット間の発光を停止させた場合、
過渡的な強度変化を考慮した発光強度の制御方法が必要
になる。

【０００７】なお、本明細書において連続発光とは、パ
ルス発光を短い周期で繰り返し行うという意味で用いて
いる。

【０００８】しかしながら、前述のエキシマレーザの充
電電圧を変化させて発光強度を制御するという方法は、
充電電圧を加減できる範囲が充電電圧の７〜８％という
狭い範囲に過ぎない。更に、充電電圧と発光強度ばらつ
きの関係は図１６に示すように充電電圧が低くなるにつ
れて発光強度ばらつきが大きくなるため、スパイク現象
を完全に除去することは困難であった。

【０００９】本発明は、上述のような従来の技術の問題
点に鑑みて、レーザの発光当初から正確な露光量制御を
可能にする走査型露光装置を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願第１発明は、発光毎に発光強度の変動を伴うパ
ルス光源より発した複数のパルス光により物体を照明す
る照明装置において、前記パルス光の発光強度を制御す
る発光強度制御手段と、前記パルス光の発光時刻を制御
する発光時刻制御手段とを有し、前記発光強度と前記発
光時刻とを前記パルス光源が連続発光中に制御すること
を特徴とする照明装置である。

【００１１】本願第１発明の照明装置により、物体をむ
らなく均一に照明することができる。

【００１２】本願第２発明は、本願第１発明の照明装置
を有することを特徴とする露光装置である。

【００１３】本願第３発明は、本願第２発明の露光装置
を用いてデバイスを製造することを特徴とするデバイス
製造方法である。

【００１４】本願第２発明の露光装置及び本願第３発明
のデバイス製造方法により、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正確に製造することができる。

【００１５】本願第４発明は、本願第１発明の照明装置
を有することを特徴とする加工装置である。

【００１６】本願第４発明の加工装置により、被加工物
を正確に加工することができる。

【００１７】

【実施例】

（第１の実施例）図１は、本発明の一実施例を示す概略
図であり、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
スを製造する際に用いる露光装置を示す。

【００１８】エキシマレーザ等のパルス光を放射するパ
ルスレーザ光源１からの光束は、ビーム整形光学系２に
より所望の形状に整形され、ハエノ目レンズ等のオプテ
ィカルインテグレータ３の光入射面に指向される。ハエ
ノ目レンズは複数の微小なレンズの集まりからなるもの
であり、その光射出面近傍に複数の２次光源が形成され
る。コンデンサレンズ４は、オプティカルインテグレー
タ３の２次光源からの光束でマスキングブレード６をケ
ーラー照明している。ハーフミラー５より分割されたパ
ルス光の一部は、第１露光量検出器１４に指向される。
マスキングブレード６とレチクル９は、結像レンズ７と
ミラー８により共役な関係に配置されており、マスキン
グブレード６の開口の形状によりレチクル９における照
明領域の形と寸法が規定される。本実施例において、レ
チクル９における照明領域は、レチクル９の走査方向に
短手方向を設定した長方形のスリット形状である。１１
は投影レンズであり、レチクル９に描かれた回路パター
ンをウエハ１２に縮小投影している。ウエハステージ１
３上には第２露光量検出器１５が配置されており、この
第２露光量検出器１５により光学系を介した際のレーザ
の露光量をモニタする事ができる。１６は高速シャッタ
である。

【００１９】１０１は、レチクルステージ１０とウエハ
ステージ１３を投影レンズ１０の倍率と同じ比率で正確
に一定速度で移動させるように制御するためのステージ
駆動制御系である。１０２は露光量演算器であり、第１
露光量検出器１４及び第２露光量検出器１５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１０
４に送っている。レーザ制御系１０３は、所望の露光量
に応じてトリガ信号２０１、放電電圧信号２０２をエキ
シマレーザ１に対して出力し、レーザ出力、及び発光間
隔を制御する。トリガ信号２０１、放電電圧信号２０２
は、露光量演算器１０２からの照度モニタ信号２０３
や、ステージ駆動制御系からのステージの現在位置信号
２０４、主制御系１０４からの履歴情報などのパラメー
タに基づいて発信される。１０４はステージ駆動制御系
１０１、露光量演算器１０２、レーザ制御系１０３を統
括制御する主制御系である。主制御系１０４により強度
指令値信号２０５が発光強度の目標値としてレーザ制御
系１０３に与えられる。所望の露光量は、入力装置１０
５に装置使用者が手動で、あるいは自動的に入力する。
そして、第１露光量検出器１４、第２露光量検出器１５
の検出結果は、表示部１０６に表示することが可能であ
る。

【００２０】本実施例では、図１５に示したように各発
光パルス間の発光強度ばらつきが大きく、様々な周波数
成分を持っている場合に、周波数成分に応じて発光強度
制御と発光タイミング制御を使い分け、ウエハ上の露光
むらを平坦化する。

【００２１】図２に、本実施例のレーザ制御系１０３の
構成概念図を示す。

【００２２】ウエハステージ１３の現在位置もしくは目
標値を反映する現在位置信号２０４は、速度検出部２１
に入力され、速度信号に変換される。速度検出部２１か
ら出力された速度信号は所定のゲインＧｓｃ２２を乗算
されることにより、パルスレーザ光源１の基本的な発光
間隔を決定する基準値となり、概念上の加算器Ａ２３に
入力される。加算器Ａ２３の出力はトリガ生成器２４に
入力され、発光間隔値が実際のパルス間隔に反映された
トリガ信号２０１となって出力される。

【００２３】なお、概念上の加算器とは加算器としての
機能があればよいということであり、ハードウエアある
いはソフトウエアいずれかでその機能が実現できればよ
いということである。

【００２４】露光量演算器１０２から出力された照度モ
ニタ信号２０３は、サンプルホールド回路２５によって
ラッチされ、キャッシュメモリ２６に発光強度が記録さ
れる。キャッシュメモリ２６には走査露光による１ショ
ットを露光する間のすべての発光強度の計測値が記録さ
れる。キャッシュメモリ２６にストアされたデータは、
１ショット間強度計測テーブル２７として主制御系１０
４に転送される。サンプルホールド回路２５からの出力
は、他方では加算器Ｂ２８において乗算器２９の出力と
の差分をとられて偏差信号３０となる。偏差信号３０
は、可変周波数フィルタ（例えばローパスフィルタ）３
１に入力され、ゲインＧｗ３２を乗算されて加算器Ａ２
３に逆位相で入力される。３３は可変周波数フィルタ３
１の通過域指令信号であり、主制御系１０４から与えら
れる。

【００２５】このフィードバック（以下、ＦＢと略す）
機構により、発光強度ばらつきの低周波に当たる変動成
分に応じて発光タイミングを変更することができる。し
たがって、発光強度ばらつきの低周波成分に起因した露
光むらの平坦化が発光タイミング制御によってなされ
る。

【００２６】一方、偏差信号３０は、可変周波数フィル
タ３１よりも高い周波数領域を通過領域とする可変周波
数フィルタ３４に入力され、ゲインＧｃ３５を乗算され
て概念上の加算器Ｃ３６に逆位相で入力される。３７は
可変周波数フィルタ３４の通過域指令信号であり、主制
御系１０４から与えられる。

【００２７】このＦＢ機構により、発光強度ばらつきの
高周波に当たる変動成分に応じて発光強度を変更するこ
とができる。したがって、発光強度ばらつきの高周波成
分に起因した露光むらの平坦化が発光強度制御によって
なされる。

【００２８】なお、通過域指令信号３３、３７の設定配
分、及びゲインＧｗ３２、ゲインＧｃ３５の設定配分を
変化させることにより発光タイミング制御と発光強度制
御の比率配分及び切り替えが可能である。更に、通過域
指令信号３３、３７の配分を走査露光中に変化させるこ
とにより、ＦＢモードを変化させることも可能である。

【００２９】３８はテーブル読み出し同期信号であり、
フィードフォワード（以下、ＦＦと略す）テーブル３９
内のカウンタ（不図示）によりパルス数がカウントされ
る。カウントされたパルス数に応じて、所定のＦＦデー
タがＦＦテーブル３９から読み出され、主制御系１０４
から与えられた強度指令値信号２０５と共に、概念上の
乗算器２９に入力される。乗算器２９の出力は概念上の
加算器Ｃ３６に入力される。加算器Ｃ３６の出力はパル
スレーザ光源１に対する充電電圧信号２０２となる。

【００３０】スパイク補正テーブル４０は、図１５に示
したような非制御時における過渡特性から、こうした過
渡的変化を打ち消すように設定された時間毎（パルス
毎）の補正データであり、ＦＦテーブル３９にセットさ
れる。すなわち、ＦＦテーブル３９の値がスパイク現象
による目標強度との偏差を補正する値に設定されている
ので、ＦＦテーブル３９の値を強度指令値２０５に乗算
することによってレーザの発光強度は平坦化される。

【００３１】このＦＦ機構によって、スパイク現象によ
る積算露光量むらを低減することができる。

【００３２】同様の考え方で、ＦＦテーブルの読み出し
値を乗算器２９ではなく、加算器Ａ２３に与えてもよい
し、両者に共に与えてもよい。しかし加算器Ａ２３に対
するＦＦテーブルは、照明領域の強度分布の形状をパラ
メータとして考慮しなければならないため、異なるテー
ブルを用意する必要がある。

【００３３】なお５０、５１は、レーザ非制御時のスパ
イク波形を計測する際にオフにするスイッチであり、こ
の際に計測されたデータからオリジナルのＦＦテーブル
を作成する。

【００３４】図３に、スパイク現象を補正するためのＦ
Ｆテーブル作成のアルゴリズムを示す。

【００３５】１回の露光プロセスで計測した発光強度の
データは１ショット間強度計測テーブル２７としてキャ
ッシュメモリ２６から読み出され、フィルタ５１を介し
て加算器Ｅ５２に入力される。フィルタ５１は、強度計
測データのパルス軸方向のローパスフィルタであり、図
１０で示したような強度計測データから高周波成分の発
光強度ばらつきを取り除き、ライン１のようなプロファ
イルを取り出す役目を持っている。加算器Ｅ５２に入力
されたデータは、レーザ光源の目標出力値５３と比較さ
れ、減算結果をバッファ５４に格納する。バッファ５４
に蓄積されたデータは、マルチプライヤ５５によって所
定の倍率だけ乗算され、加算器Ｆ５６に入力される。

【００３６】一方、ＦＦテーブル３９に蓄積されたデー
タは、パルスレーザ光源１のスパイク補正のためのＦＦ
データとして一旦読み出された後、前回露光時のＦＦデ
ータ５７としてＦＦソーステーブル５８に転送される。
ＦＦソーステーブル５８に格納されたデータは、新しい
ＦＦテーブル３９を作るために加算器Ｆ５６に入力さ
れ、加算器Ｆ５６の出力は新しいＦＦテーブル３９とな
る。

【００３７】次に、スパイク現象を補正するためのＦＦ
テーブル作成のその他のアルゴリズムについて説明す
る。

【００３８】図４及び図５は、本実施例のパルスレーザ
光源１（具体的にはエキシマレーザ）の発光開始からの
パルス数と発光強度の関係を示した図である。レーザ制
御量（発光間隔、充電電圧等）及び今回の連続発光開始
から次回の連続発光開始までの時間（Ｔｗ）は、それぞ
れの図において等しく且つ一定であるが、各連続発光間
の発光停止時間を図４においてはＴａ、図５においては
Ｔｂと異ならせたものである。発明者らが行った実験に
より、発光停止時間が長くなるとスパイクの高さが高く
なることが分かっている。すなわちＴａ＞Ｔｂの時、Ｅ
ｍａｘ１＞Ｅｍａｘ２である。ｌｉｎｅ１、ｌｉｎｅ２
は複数のスパイク強度特性を平均化した、スパイク形状
を代表する曲線である。

【００３９】このようにスパイク形状は発光停止時間に
応じて変化するため、レーザ光源非制御時のスパイク波
形から導いたＦＦソーステーブルを発光停止時間に応じ
て補正し、ＦＦテーブルを作成する必要がある。その他
に、レーザ管球の温度、レーザの累積発光パルス数、１
回の連続発光時間、発光周波数、充電電圧等がＦＦテー
ブルに対して影響を与えるパラメータとして考えられ
る。

【００４０】ここで、テーブル補正パラメータ群として
連続発光時間とレーザの累積発光パルス数を考慮した場
合のＦＦソーステーブルの補正式を示す。

【００４１】レーザ光源非制御時のｋ番目のパルス光の
発光強度計測値をｍ（ｋ）、レーザ光源非制御時の発光
強度の指令値をＩ０、レーザ光源非制御時の発光停止時
間をＴ０、実際に露光する際の発光停止時間をＴｘ、レ
ーザの累積発光パルス数をＮ、補正パラメータ計測時の
累積発光パルス数をＮｍとすれば、ｋ番目のＦＦテーブ
ルのデータは以下のようになる。

【００４２】Ｃ（ｋ）＝（Ｉ０／ｍ（ｋ））×（α
（Ｔ０／Ｔｘ））× ｅｘｐ（−（Ｎ−Ｎｍ）／τ）ここで、αは発光停止時間とスパイクの高さの相関を比
例関係とみた時の比例定数、τはレーザ光源の強度減衰
の時定数である。

【００４３】図６にスパイク現象を補正するための、Ｆ
Ｆテーブルを作成するフローチャートを示す。

【００４４】ステップ６０１〜６０４は、レーザ光源非
制御時のスパイク波形を計測する手順である。ステップ
６０１では、スイッチ５０、５１をオフにすることによ
り、照度モニタ信号２０３から生成されるＦＢ信号とＦ
Ｆテーブル３９から送られるＦＦ信号を切断し、パルス
レーザ光源１が一定の充電電圧、一定の発光間隔で発光
を行うようにする。ステップ６０２において発光を開始
し、発光強度を各パルス光において第１露光量検出器１
４もしくは第２露光量検出器１５で計測する。ステップ
６０３では、計測された発光強度を逐次キャッシュメモ
リー２６に格納する。パルスレーザ光源１の発光は走査
露光１ショット分に必要なパルス数だけ行われ、図４、
５のように複数回行われる。所望の精度が得られる程度
に計測を行ったら、ステップ６０４において非制御時の
発光を終了する。

【００４５】ステップ６０５において、レチクル９及び
ウエハ１２を走査露光開始位置まで移動し、ウエハ１２
の露光プロセスに入る。ステップ６０６では、切断され
ていたスイッチ５０、５１を接続し、再びＦＦ制御、Ｆ
Ｂ制御が行える状態になる。ステップ６０７では、ＦＦ
テーブル３９に格納するためのデータＣ（ｋ）を前述の
式に基づいて計算する。Ｔ０にはレーザ光源非制御時の
スパイク波形を計測する際の発光停止時間（例えば、図
４におけるＴａ）が、パラメータＴｘにはステップ６０
４が終了してから露光を開始するステップ６０８直前ま
での予測される時間ｔ１が代入される。

【００４６】第１ショット以降は、ステップ６０９にお
いて次の露光ショットが走査露光開始できる位置までレ
チクル９及びウエハ１２を移動させる。ステップ６１０
において、次の露光ショットが開始されるまで発光が停
止する時間ｔｍを予測し、Ｃ（ｋ）のパラメータＴｘに
代入する。ｔｍは、各露光ショットのウエハ１２上の位
置に対応して時間が異なる。ステップ６１１では最後の
ショットが終了したかどうかを判断し、最後でなければ
６０８に戻る。

【００４７】図７にスパイク現象を補正するための、Ｆ
Ｆテーブルを作成するフローチャートのその他の例を示
す。

【００４８】ステップ７０１〜７０４は、レーザ光源非
制御時のスパイク波形を計測する手順であり図６におけ
る６０１〜６０４とほぼ同様である。異なる点は、ステ
ップ７０１でスイッチ５０、５１をオフにすると同時に
高速シャッタ１６を閉じている。このため、発光強度の
計測は第１露光量検出器１４によって行われる。７０５
からはウエハステージ１４とレチクルステージ１３が走
査露光開始位置まで移動し、ウエハーの露光プロセスに
入る。

【００４９】ステップ７０６において高速シャッタ１６
が閉じていてかつ、制御がかけられていない状態でレー
ザ発光が行われ、所定の数すなわちテーブル補正倍率を
十分な精度で計算できる数のパルス光が発光され、発光
強度を第１露光量検出器１４で計測する。ステップ７０
７において、露光が開始する直前までにステップ７０６
において計測した発光強度計測データを代表する近似曲
線を求め、この近似曲線におおよそ合致するようにＦＦ
ソーステーブルを伸縮するテーブル補正倍率を計算し、
補正されたＦＦテーブルを作成する。更にステップ７０
７とプロセスを並行してステップ７０８において、スイ
ッチ５０、５１をオンにすると同時に高速シャッタ１６
を開く。ステップ７０９でＦＦテーブルから読み出した
値に基づいて走査露光を行う。露光が終わるとステップ
７１０において次の露光ショットが走査露光開始できる
位置までレチクル９及びウエハ１２を移動させる。ステ
ップ７１１で、最後のショットが終了したかどうかを判
断し、最後でなければステップ７１２において高速シャ
ッターを閉じ、ステップ７０６からの過程を再び繰り返
す。

【００５０】このようにして、スパイク補正のためのＦ
Ｆデータは常に更新されていくので、レーザ光源のチュ
ーブの経時変化等が起こってスパイクの形状が変化して
も、スパイク補正テーブルはその変化に自動的に追従す
るようになる。

【００５１】（第２の実施例）次に本発明の第２の実施
例について説明する。

【００５２】本実施例の走査型露光装置の構成は、図１
に示した第１の実施例で説明したものと同じであるの
で、説明は省略する。

【００５３】図８に、本実施例のレーザ制御系１０３の
構成概念図を示す。図２に示した第１の実施例と同符号
のものは同じ機能を有しており、以下に第１の実施例と
異なる点について説明する。

【００５４】サンプルホールド回路２５からの出力は加
算器Ｂ２８に入力し、乗算器２９の出力との差分をとら
れて偏差信号３０となる。偏差信号３０はゲインＧｗ３
２を乗算され、加算器Ａ２３に入力される。ゲインＧｗ
３２のゲインは、コンパレータ４１からのゲインコント
ロール信号４２によって制御されている。コンパレータ
４１は、主制御系１０４から与えられた閾値指令信号４
３（Ｃ０）と充電電圧信号２０２を比較監視しており、
充電電圧信号２０２に応じてゲインを変更している。

【００５５】コンパレータ４１への入力信号（本実施例
では充電電圧信号２０２）とゲインコントロール信号４
２との関係の一例を図９に示す。本実施例において、ゲ
インコントロール信号４２はＨｉとＬｏの２通りの値の
みをとっているが、充電電圧信号２０２とゲインコント
ロール信号４２との関係を連続的な曲線で変化させる応
用例も考えられる。さらに閾値指令信号４３とゲインコ
ントロール信号４２の配分を露光中に変化させることに
より、ＦＢモードを変化させることも可能である。

【００５６】以上説明したように、本実施例は、目標強
度との偏差量に応じて変化する充電電圧信号２０２の絶
対値に基づいて、発光強度制御と発光タイミング制御の
混合比率を制御することによって、露光むらを平坦化す
ることができる。

【００５７】次にスパイク現象を低減するための本実施
例のＦＦ機構について説明する。

【００５８】パルス数に応じて、所定のＦＦデータがＦ
Ｆテーブル３９から読み出され、主制御系１０４から与
えられた強度指令値信号２０５と共に、概念上の乗算器
２９に入力される。加算器Ｃ３６には、乗算器２９の出
力を２倍にしたものとサンプルホールド回路２５からの
出力を逆位相にしたものが入力される。そして、加算器
Ｃ３６の出力がパルスレーザ光源１に対する充電電圧信
号２０２となる。

【００５９】このＦＦ機構によって、スパイク現象を低
減することができる。

【００６０】同様の考え方で、ＦＦテーブルの読み出し
値を乗算器２９ではなく、加算器Ａ２３に与えてもよい
し、両者に共に与えてもよい。

【００６１】また、スパイク補正テーブルを作成するた
めのアルゴリズムも、第１の実施例に示したものと同じ
である。ただし、レーザ光源非制御時のスパイク波形を
計測する際には、強度指令値２０５が直接充電電圧信号
２０２になるべく図８の場合とは逆にスイッチ５２を切
り替える必要がある。

【００６２】（第３の実施例）次に本発明の第３の実施
例について説明する。

【００６３】本実施例の走査型露光装置の構成も、図１
に示した第１の実施例で説明したものと同じであるの
で、説明は省略する。

【００６４】図１０に、本実施例のレーザ制御系１０３
の構成概念図を示す。第１、第２の実施例と同符号のも
のは同じ機能を有しており、以下に前述の実施例と異な
る点について説明する。

【００６５】本実施例が第２の実施例と異なる点は、充
電電圧信号２０２がスライサ４４によって制御されてい
る点である。スライサ４４は、図１１に示したような入
出力関係を持ち、閾値は主制御系１０４からの閾値指令
信号４５によって決定される。

【００６６】また、発光間隔の制御に関しては、コンパ
レータ４１に入力される信号が第２の実施例では充電電
圧信号２０２であったのに対して、本実施例では加算器
Ｃ２９からの出力信号が入力され、閾値指令信号４３と
比較してゲインコントロール信号４２を出力している。
なお、コンパレータ４１への入力信号（本実施例では加
算器Ｃ２９の出力信号）とゲインコントロール信号４２
との関係は、第２の実施例で用いた図５と同じものであ
る。更に、加算器Ａ２３に対するＦＢ機構も第２の実施
例と同じものである。

【００６７】本実施例においては、閾値指令信号４３と
閾値指令信号４５は同じ値を用いているが、異なった値
でもよい。

【００６８】本実施例のＦＢ機構、ＦＦ機構によって、
露光むらを平坦化することができる。

【００６９】また第１、第２の実施例と同様に、ＦＦテ
ーブルの読み出し値を乗算器２９ではなく、加算器Ａ２
３に与えてもよいし、両者に共に与えてもよい。

【００７０】そして、スパイク補正テーブルを作成する
ためのアルゴリズムも、第１の実施例に示したものと同
じである。

【００７１】（第４の実施例）次に本発明の第４の実施
例について説明する。

【００７２】本実施例の走査型露光装置の構成は、図１
に示した第１の実施例で説明したものと同じであるの
で、説明は省略する。

【００７３】図１２に、本実施例のレーザ制御系１０３
の構成概念図を示す。第１、第２、第３の実施例と同符
号のものは同じ機能を有しており、以下に前述した実施
例と異なる点について説明する。

【００７４】本実施例では、発光タイミング制御のみが
ＦＢ機構を有しており、発光タイミング制御、発光強度
制御が独立して行われている。このような形態でも露光
むらを平坦化することができる。更に、本実施例に示し
たものとは逆に発光タイミング制御がＦＦ機構を、発光
強度制御がＦＢ機構を有するようなものでも同様な効果
が得られるのは言うまでもない。

【００７５】そして、スパイク補正テーブルを作成する
ためのアルゴリズムも、第１の実施例に示したものと同
じである。

【００７６】なお、第１乃至第４の実施例においては走
査型露光装置を例にあげ説明してきたが、ステッパ等の
非走査型の露光装置にも本発明は適用できるものであ
る。更には露光装置に限らず、パルスレーザ光源を有す
る照明装置や加工装置にも適用できるものであり、照明
むらや加工むらを低減することができる。

【００７７】（第５の実施例）次に、本発明の露光装置
を利用した半導体デバイスの製造方法の実施例を説明す
る。

【００７８】図１３は半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等
の半導体チップ、液晶パネルやＣＣＤ）の製造フローを
示す。ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回
路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では設計した
回路パターンを形成したマスク（レチクル９）を制作す
る。一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の
材料を用いてウエハ（ウエハ１２）を製造する。ステッ
プ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意し
たマスクとウエハとを用いて、リソグラフィー技術によ
ってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５
（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作
成されたウエハを用いてチップ化する工程であり、アッ
センブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケー
ジング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６
（検査）ではステップ５で作成された半導体デバイスの
動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうし
た工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ス
テップ７）される。

【００７９】図１４は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハ（ウエハ１
２）の表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では
ウエハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極
形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ス
テップ１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち
込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハにレジ
スト（感材）を塗布する。ステップ１６（露光）では上
記露光装置によってマスク（レチクル９）の回路パター
ンの像でウエハを露光する。ステップ１７（現像）では
露光したウエハを現像する。ステップ１８（エッチン
グ）では現像したレジスト以外の部分を削り取る。ステ
ップ１９（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要
となったレジストを取り除く。これらステップを繰り返
し行うことによりウエハ上に回路パターンが形成され
る。

【００８０】本実施例の製造方法を用いれば、従来は難
しかった高集積度の半導体デバイスを製造することが可
能になる。

【００８１】

【発明の効果】本発明によれば、発光強度を正確に制御
でき、露光むらを低減することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の走査型露光装置の概略図である。

【図２】第１の実施例における露光装置のレーザ制御系
の構成概念図である。

【図３】スパイク補正テーブルを作成するためのアルゴ
リズムを示した図である。

【図４】連続発光を繰り返すレーザ光源の過渡的な発光
強度の変化と減衰曲線（ライン１）を示した図である。

【図５】連続発光を繰り返すレーザ光源の過渡的な発光
強度の変化と減衰曲線（ライン１）を示した図である。

【図６】フィードフォワードテーブルを作成するフロー
チャートの一例である。

【図７】フィードフォワードテーブルを作成するフロー
チャートのその他の例である。

【図８】第２の実施例における露光装置のレーザ制御系
の構成概念図である。

【図９】第２の実施例におけるコンパレータの入出力特
性を示した図である。

【図１０】第３の実施例における露光装置のレーザ制御
系の構成概念図である。

【図１１】第３の実施例におけるスライサの入出力特性
を示した図である。

【図１２】第４の実施例における露光装置のレーザ制御
系の構成概念図である。

【図１３】半導体デバイスの製造工程を示す図である。

【図１４】図１３の工程中のウエハプロセスの詳細を示
す図である。

【図１５】エキシマレーザ光源の発光開始からの過渡的
な強度変化を表した図である。

【図１６】レーザの充電電圧と発光強度ばらつきの関係
を示した図である。

【符号の説明】

１パルスレーザ光源２ビーム整形光学系３オプティカルインテグレータ４コンデンサレンズ５ハーフミラー６マスキングブレード７結像レンズ８ミラー９レチクル１０レチクルステージ１１投影レンズ１２ウエハ１３ウエハステージ１４第１露光量検出器１５第２露光量検出器１６高速シャッタ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１０５入力装置１０６表示部２０１トリガ信号２０２充電電圧信号２０３照度モニタ信号２０４現在位置信号２０５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

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光毎に発光強度の変動を伴うパルス光
源より発した複数のパルス光により物体を照明する照明
装置において、前記パルス光の発光強度を制御する発光
強度制御手段と、前記パルス光の発光時刻を制御する発
光時刻制御手段とを有し、前記発光強度と前記発光時刻
とを前記パルス光源が連続発光中に制御することを特徴
とする照明装置。
【請求項２】前記パルス光の発光強度を検出する発光
強度検出手段を有し、該発光強度検出手段の検出結果に
応じて、前記発光強度を制御することを特徴とする請求
項１記載の照明装置。
【請求項３】前記パルス光の発光強度を検出する発光
強度検出手段を有し、該発光強度検出手段の検出結果に
応じて、前記発光時刻を制御することを特徴とする請求
項１、２記載の照明装置。
【請求項４】前記パルス光の発光強度を検出する発光
強度検出手段を有し、該発光強度検出手段の検出結果に
基づいた前記パルス光の発光強度の変動の周波数成分に
応じて、前記発光強度制御手段と前記発光時刻制御手段
とを使い分けることを特徴とする請求項１記載の照明装
置。
【請求項５】前記パルス光の発光強度を予測する発光
強度予測手段を有し、該発光強度予測手段の予測値に応
じて、前記発光強度を制御することを特徴とする請求項
１乃至４記載の照明装置。
【請求項６】前記パルス光の発光強度を予測する発光
強度予測手段を有し、該発光強度予測手段の予測値に応
じて、前記発光時刻を制御することを特徴とする請求項
１乃至５記載の照明装置。
【請求項７】前記パルス光の発光強度を検出する発光
強度検出手段を有し、該発光強度検出手段の検出結果に
応じて、前記発光強度予測手段の予測値を更新すること
を特徴とする請求項５、６記載の照明装置。
【請求項８】前記発光強度制御手段は、前記パルス光
源に充電する充電電圧を制御することにより発光強度を
制御することを特徴とする請求項１乃至７記載の照明装
置。
【請求項９】前記パルス光源は、エキシマレーザであ
ることを特徴とする請求項１乃至８記載の照明装置。
【請求項１０】請求項１乃至９記載の照明装置を有す
ることを特徴とする露光装置。
【請求項１１】前記パルス光源より発した複数のパル
ス光が順次形成する照明領域をマスク及びウエハに対し
て相対的に走査する走査手段を有し、前記照明領域を前
記マスク及びウエハ上で変位させながら重ね合わせ、前
記照明領域よりも広い領域を照明し、前記マスクに形成
された転写パターンを前記ウエハに露光転写することを
特徴とする請求項１０記載の露光装置。
【請求項１２】請求項１０、１１記載の露光装置を用
いてデバイスを製造することを特徴とするデバイスの製
造方法。
【請求項１３】請求項１乃至９記載の照明装置を有す
ることを特徴とする加工装置。