JPH0983057A - Quantity of energy controller and exposing system - Google Patents

Quantity of energy controller and exposing system

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JPH0983057A
JPH0983057A JP7238405A JP23840595A JPH0983057A JP H0983057 A JPH0983057 A JP H0983057A JP 7238405 A JP7238405 A JP 7238405A JP 23840595 A JP23840595 A JP 23840595A JP H0983057 A JPH0983057 A JP H0983057A
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JP
Japan
Prior art keywords
energy
pulse
energy amount
generation source
pulse energy
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7238405A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Youzou Fukagawa
容三 深川
Reiji Mitarai
礼治 御手洗
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP7238405A priority Critical patent/JPH0983057A/en
Publication of JPH0983057A publication Critical patent/JPH0983057A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Control Of Exposure In Printing And Copying (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a controller for controlling the quantity of energy highly accurately in a short time. SOLUTION: The controller for controlling the quantity of pulse energy by regulating the parameters (e.g. the voltage to be applied to an energy generation source) determining the quantity of pulse energy being oscillated from a pulse energy generation source 1 comprises means 7 for storing the relationship between the parameters and the quantity of pulse energy being oscillated from the pulse energy generation source 1 under that parameters while varying with time.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、エネルギ量制御装
置に関し、特にエキシマレーザを光源として用いる露光
装置等のエネルギ量制御に好適なエネルギ量制御装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an energy amount control device, and more particularly to an energy amount control device suitable for energy amount control of an exposure device using an excimer laser as a light source.

【0002】[0002]

【従来の技術】露光装置等の光源として用いられるエキ
シマレーザは、発振するパルス光(パルスエネルギ)毎
に±10%程度のエネルギ量のばらつきを有している
上、発振されるパルス光のエネルギ量の短期的、長期的
な低下現象が存在する。このエネルギ量の低下現象は、
チャンバ内部に密閉された活性物質(例えば、KrF、
ArF等)の混合ガスの劣化に起因する。一般に、パル
スレーザ光源に対する印加電圧(若しくはパルス光発振
時の充電電圧)と、その印加電圧のもとで発振されるパ
ルス光のエネルギ量との間には後述するような所定の関
係があり、印加電圧を決定することにより発振されるエ
ネルギ量は一義的に決まる。しかし、この関係に経時的
な変化(例えば、エキシマレーザのようなガスレーザに
あっては活性物質の混合ガスの劣化)が生じると、前述
の関係から次に射出すべきエネルギ量に対応する印加電
圧を決定しても、所望のエネルギ量を得ることができな
い。そのため、印加電圧の計測値とエネルギ量の計測値
とに基づいて、前述した関係に関する情報を所定の単位
パルス数毎、若しくは単位時間毎に更新し、発振される
パルス光のエネルギ量の短期的、長期的な低下を考慮し
たエネルギ量制御が知られている。
2. Description of the Related Art An excimer laser used as a light source for an exposure apparatus or the like has a variation in the amount of energy of about ± 10% for each oscillating pulse light (pulse energy), and the energy of the oscillating pulse light is large. There are short-term and long-term declines in quantity. This decrease in the amount of energy is
An active substance (eg KrF,
This is due to deterioration of a mixed gas of ArF, etc.). Generally, there is a predetermined relationship as described below between the applied voltage to the pulsed laser light source (or the charging voltage at the time of pulsed light oscillation) and the amount of energy of pulsed light oscillated under the applied voltage, The amount of energy oscillated is uniquely determined by determining the applied voltage. However, if this relationship changes over time (for example, in a gas laser such as an excimer laser, deterioration of a mixed gas of active substances), the applied voltage corresponding to the amount of energy to be emitted next from the above relationship is generated. , The desired amount of energy cannot be obtained. Therefore, based on the measured value of the applied voltage and the measured value of the energy amount, the information on the relationship described above is updated every predetermined unit pulse number or every unit time, and the short-term energy amount of the oscillated pulsed light is updated. The energy amount control considering the long-term decrease is known.

【0003】このエネルギ量制御について式を用いて説
明する。
This energy amount control will be described using equations.

【0004】印加電圧とその印加電圧のもとで発振され
るエネルギ量との関係は式(1)で示される。式(1)
では経時的変化を表した項が欠如しているため、経時的
変化についての情報は、実稼動中に計測したデータから
式(2)、(3)を用いて演算処理し、式(1)の係数
a,b,cを更新する。
The relationship between the applied voltage and the amount of energy oscillated under the applied voltage is expressed by equation (1). Equation (1)
However, since the term representing the change over time is lacking, the information on the change over time is calculated by using equations (2) and (3) from the data measured during actual operation to obtain the equation (1). The coefficients a, b and c of are updated.

【0005】 p=a+bv+cv2 (1)P = a + bv + cv 2 (1)

【0006】[0006]

【外1】 ここで、pはエネルギ量、vは印加電圧である。添字i
はデータの新しさを示しており、大きくなるにつれて過
去のデータとなる。また、γはいわゆる忘却係数で、1
より小さな正の実数である。
[Outside 1] Here, p is the amount of energy and v is the applied voltage. Subscript i
Indicates the freshness of the data, and becomes older as it gets larger. Further, γ is a so-called forgetting coefficient, which is 1
It is a smaller positive real number.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな方法では、情報を更新するために式(2)、(3)
の複雑な演算処理が必要となる。したがって、高い制御
精度を維持するため短い周期で情報の更新を行う場合
は、その都度、ある程度の演算に要する時間が必要にな
り、露光装置においてはスループット低化の要因ともな
り得た。
However, in such a method, the equations (2) and (3) are used to update the information.
Requires complex arithmetic processing. Therefore, when updating information in a short cycle to maintain high control accuracy, a time required for a certain amount of calculation is required each time, which may be a factor of lowering throughput in the exposure apparatus.

【0008】上述の問題点を解決すべく、本発明は、エ
ネルギ発生源における印加電圧(若しくは充電電圧)と
発振されるパルスエネルギのエネルギ量との経時的変化
も考慮した基礎式を設定することで、短時間に、高精度
なエネルギ量制御を達成することができるエネルギ量制
御装置を提供することを目的としている。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention sets a basic equation in consideration of changes with time in applied voltage (or charging voltage) in an energy generating source and energy amount of oscillated pulse energy. Then, it aims at providing the energy amount control apparatus which can achieve highly accurate energy amount control in a short time.

【0009】[0009]

【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、発振毎にエネルギ量の変動を伴う
パルスエネルギを発振するパルスエネルギ発生源を有
し、前記パルスエネルギのエネルギ量を決める前記パル
スエネルギ発生源に対する制御パラメータを調整するこ
とで前記パルスエネルギのエネルギ量を制御するエネル
ギ量制御装置において、前記制御パラメータと、該制御
パラメータのもとで前記パルスエネルギ発生源が発振す
るパルスエネルギの経時的に変化するエネルギ量との関
係式を記憶する記憶手段を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the first invention of the present application has a pulse energy generating source which oscillates pulse energy accompanied by fluctuation of energy amount for each oscillation, and the energy amount of the pulse energy. In the energy amount control device for controlling the energy amount of the pulse energy by adjusting the control parameter for the pulse energy generating source, the control parameter and the pulse energy generating source oscillate under the control parameter. It is characterized by having a storage means for storing a relational expression of the pulse energy and the amount of energy that changes with time.

【0010】本願第2発明は、発振毎にエネルギ量の変
動を伴うパルスエネルギを発振するパルスエネルギ発生
源を有し、前記パルスエネルギのエネルギ量を決める前
記パルスエネルギ発生源に対する制御パラメータを調整
することで前記パルスエネルギのエネルギ量を制御する
エネルギ量制御装置において、前記制御パラメータと、
該制御パラメータのもとで前記パルスエネルギ発生源が
発振するパルスエネルギのエネルギ量と、前記パルスエ
ネルギ発生源の発振履歴との関係式を記憶する記憶手段
を有することを特徴とする。
The second invention of the present application has a pulse energy generation source that oscillates pulse energy accompanied by fluctuations in energy amount for each oscillation, and adjusts a control parameter for the pulse energy generation source that determines the energy amount of the pulse energy. In the energy amount control device for controlling the energy amount of the pulse energy by the, the control parameter,
It is characterized by further comprising storage means for storing a relational expression between an energy amount of pulse energy oscillated by the pulse energy generation source under the control parameter and an oscillation history of the pulse energy generation source.

【0011】本願第3発明は、本願第1、第2発明のエ
ネルギ量制御装置を有し、該エネルギ量制御装置を用い
てマスクに形成された転写パターンをウエハに転写する
露光装置である。
A third invention of the present application is an exposure apparatus which has the energy amount control apparatus of the first and second inventions of the present application and which transfers the transfer pattern formed on the mask to the wafer by using the energy amount control apparatus.

【0012】本願第4発明は、本願第3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
の製造方法である。
A fourth invention of the present application is a device manufacturing method characterized by manufacturing a device using the exposure apparatus of the third invention of the present application.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1の実施例の
エネルギ量制御装置の概略的な構成を示すブロック図で
ある。ここでは最も簡単で基本的な構成とするべく、入
出力装置8から入力された所定の発振条件に従って、エ
キシマレーザ等のパルス発振型エネルギ発生源1から発
振されるパルスエネルギを被照射物体3に照射する構成
をとっている。
1 is a block diagram showing a schematic configuration of an energy amount control apparatus according to a first embodiment of the present invention. Here, in order to have the simplest and basic configuration, pulse energy oscillated from the pulse oscillation type energy generation source 1 such as an excimer laser is applied to the irradiation target object 3 according to a predetermined oscillation condition input from the input / output device 8. It is configured to irradiate.

【0014】図1において、印加電圧制御部11は、パ
ルス発振型エネルギ発生源1の高圧放電電源(印加電圧
に対応)を制御することにより、次に照射すべきパルス
エネルギのエネルギ量に対応する印加電圧(制御パラメ
ータ)をエネルギ発生源1に与え、パルス毎にエネルギ
量の調整を行うものである。トリガ制御部10は、エネ
ルギ発生源1にて必要な充電時間が経過した後、外部ト
リガパルスをエネルギ発生源1に送ってその発振(パル
ス数、発振間隔等)を制御する。ここで、トリガ制御部
10と印加電圧制御部11とは共に、主制御系9(後
述)から出力される指令信号に応じて動作する。尚、エ
ネルギ発生源1から発振されるパルスエネルギは、可干
渉性のレーザ光、非干渉性のパルス光、或いは電子線等
の光以外のパルスエネルギ等である。
In FIG. 1, the applied voltage control unit 11 controls the high-voltage discharge power source (corresponding to the applied voltage) of the pulse oscillation type energy generating source 1 to correspond to the energy amount of the pulse energy to be irradiated next. The applied voltage (control parameter) is applied to the energy generating source 1 to adjust the energy amount for each pulse. The trigger control unit 10 sends an external trigger pulse to the energy generation source 1 after the charging time required by the energy generation source 1 has elapsed, and controls its oscillation (pulse number, oscillation interval, etc.). Here, both the trigger control unit 10 and the applied voltage control unit 11 operate according to a command signal output from the main control system 9 (described later). The pulse energy oscillated from the energy generation source 1 is coherent laser light, incoherent pulse light, or pulse energy other than light such as an electron beam.

【0015】さて、エネルギ発生源1から射出されるエ
ネルギビームEBはビームスプリッタ2で分割され、エ
ネルギビームEBの大部分はここを通過して被照射物体
3に照射される。一方、ビームスプリッタ2で反射され
たエネルギビームEBの一部は、エネルギモニタ素子4
(例えばエキシマレーザにあっては、焦電型のパワーメ
ータやPINフォトダイオード等)に入射し、エネルギ
量に応じた信号を正確に出力する。モニタ素子4からの
出力信号はエネルギ量モニタ部5に入力し、ここで各パ
ルスエネルギ毎にエネルギ量に変換されていく。したが
って、モニタ素子4とエネルギ量モニタ部5とは本発明
のエネルギ量計測手段を構成し、被照射物体3に照射さ
れるエネルギビームと所定の関係で対応づけられる、即
ちビームスプリッター2の光学性能により一義的に定め
られるエネルギビームのエネルギ量を計測する。
The energy beam EB emitted from the energy generating source 1 is split by the beam splitter 2, and most of the energy beam EB passes through the beam splitter EB and irradiates the object 3 to be irradiated. On the other hand, a part of the energy beam EB reflected by the beam splitter 2 is part of the energy monitor element 4
(For example, in the case of an excimer laser, it is incident on a pyroelectric power meter, a PIN photodiode, etc.), and a signal corresponding to the amount of energy is accurately output. The output signal from the monitor element 4 is input to the energy amount monitor unit 5, where it is converted into an energy amount for each pulse energy. Therefore, the monitor element 4 and the energy amount monitor unit 5 constitute the energy amount measuring means of the present invention, and are associated with the energy beam with which the irradiation object 3 is irradiated in a predetermined relationship, that is, the optical performance of the beam splitter 2. The energy amount of the energy beam that is uniquely determined by is measured.

【0016】エネルギ量モニタ部5にて計測された実測
値(実測したエネルギ量に対応した値であれば良く、エ
ネルギ量自体である必要はない)は演算器6に送られ、
ここで各パルスエネルギ毎のエネルギ量が順次積算され
る一方、次に射出すべきパルスエネルギのエネルギ量に
対応したエネルギ発生源1に対する印加電圧を出力する
(詳細は後述する)。
The actual measurement value measured by the energy amount monitor unit 5 (a value corresponding to the actually measured energy amount, not the energy amount itself) is sent to the calculator 6.
Here, the energy amount for each pulse energy is sequentially integrated, and the applied voltage to the energy generation source 1 corresponding to the energy amount of the pulse energy to be emitted next is output (details will be described later).

【0017】尚、モニタ素子4は予めパワーメータによ
りエネルギビームの実際のエネルギ量とモニタ素子4の
感度との関係が求められ、メモリ7に記憶されている。
また、演算器6にて積算エネルギ量を求める代わりに、
エネルギ量モニタ部においてパルス毎のエネルギ量を順
次積算しても良く、この場合にはパルス毎の発振エネル
ギ量と積算エネルギ量とを演算器6に出力する。
The monitor element 4 has a relation between the actual energy amount of the energy beam and the sensitivity of the monitor element 4 which is previously obtained by a power meter and is stored in the memory 7.
Further, instead of calculating the integrated energy amount by the calculator 6,
The energy amount monitor unit may sequentially integrate the energy amount for each pulse, and in this case, the oscillation energy amount for each pulse and the integrated energy amount are output to the calculator 6.

【0018】演算器6は、エネルギ量モニタ部5にて検
出されるエネルギ量、あるいはパルス毎に順次積算して
求めた積算エネルギ量に基づき、公知の(例えば、特開
平5ー62876で示されたような)方法で次に照射す
べきパルスエネルギのエネルギ量を求める。そして、演
算器6は次に照射すべきエネルギ量に対応する印加電圧
を演算により決定し、主制御系9に送る。
The computing unit 6 is well known (for example, disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-62876) based on the energy amount detected by the energy amount monitor unit 5 or the integrated energy amount obtained by sequentially integrating each pulse. Then, the energy amount of the pulse energy to be irradiated next is obtained. Then, the calculator 6 determines the applied voltage corresponding to the amount of energy to be irradiated next, and sends it to the main control system 9.

【0019】主制御系9は、印加電圧制御部11とトリ
ガ制御部10の各々に、演算器6にて決定した印加電圧
及び発振トリガパルスの指令信号を出力する。入出力装
置8は、発振に必要な各種パラメータをオペレータから
受け付けると共に、必要に応じて最終パルスエネルギの
エネルギ量をオペレータに知らせる。また、メモリ7に
は入出力装置8から入力された発振動作、演算に必要な
各種パラメータ(定数)、テーブル等が記憶されてい
る。
The main control system 9 outputs a command signal of the applied voltage and the oscillation trigger pulse determined by the calculator 6 to each of the applied voltage control unit 11 and the trigger control unit 10. The input / output device 8 accepts various parameters required for oscillation from the operator and informs the operator of the energy amount of the final pulse energy as necessary. Further, the memory 7 stores the oscillation operation input from the input / output device 8, various parameters (constants) necessary for calculation, a table, and the like.

【0020】ここで、図1中にはエネルギ発生源1にお
けるエネルギ発振時の2枚の電極間の充電電圧(エネル
ギ発生源1に与えられる印加電圧と一義的に対応してい
る)を検出する手段(本発明の充電電圧計測手段)を図
示しておらず、本実施例では充電電圧計測手段がない場
合について述べることとする。尚、エネルギ発生源1に
充電電圧計測手段を設ける場合には、充電電圧計測手段
による計測結果を演算手段に取り込み、印加電圧の代わ
りに充電電圧を更新するだけで良いので、図1では説明
を省略する。
Here, in FIG. 1, the charging voltage between the two electrodes at the time of energy oscillation in the energy generating source 1 (which uniquely corresponds to the applied voltage applied to the energy generating source 1) is detected. Means (charging voltage measuring means of the present invention) is not shown, and in this embodiment, the case where there is no charging voltage measuring means will be described. In the case where the energy generation source 1 is provided with the charging voltage measuring means, it suffices to take the measurement result of the charging voltage measuring means into the computing means and update the charging voltage instead of the applied voltage. Omit it.

【0021】次に、本発明の中枢をなす印加電圧(若し
くは充電電圧)と発振されるエネルギ量との関係を表す
式について詳述する。
Next, the formula representing the relationship between the applied voltage (or charging voltage) and the amount of energy oscillated, which forms the core of the present invention, will be described in detail.

【0022】図2は発振されたパルスエネルギの短期的
な経時変化と長期的な経時変化の違いを説明すべく、印
加電圧を一定に保持した条件の下で複数回(図2ではn
回としている)のパルスエネルギで構成された複数列の
パルス列(図2ではk列としている)と各パルス列の間
の発振休止期間を示している。短期的な経時変化とは、
各パルス列のn回のパルスエネルギのエネルギ量が急激
に低減する現象を指しており、長期的な経時変化とは、
各パルス列の平均パルスエネルギ量が緩慢に低減してゆ
く現象を指している。
In order to explain the difference between the short-term temporal change and the long-term temporal change in the oscillated pulse energy, FIG.
FIG. 2 shows a pulse train of a plurality of trains (k trains in FIG. 2) composed of pulse energies and a period of oscillation pause between each pulse train. What is a short-term change over time?
It refers to the phenomenon that the energy amount of the pulse energy of n times of each pulse train is sharply reduced.
This is a phenomenon in which the average pulse energy amount of each pulse train gradually decreases.

【0023】このうち長期的な経時変化は、予め行われ
た実験等で求めた式(4)で予測できる。
Of these, the long-term change over time can be predicted by the equation (4) obtained by experiments conducted in advance.

【0024】 po(s)=qpoo/(s+q) (4) ここで、po(s)は第kパルス列の第一パルスのパル
スエネルギ量オフセット値に相当し、pooとqは予め
実験等で求めた定数であり、sは所定の時点からのパル
ス数である。
Po (s) = qpoo / (s + q) (4) Here, po (s) corresponds to the pulse energy amount offset value of the first pulse of the k-th pulse train, and poo and q are obtained in advance by experiments or the like. Is a constant and s is the number of pulses from a predetermined time point.

【0025】図3は、同一パルス列における印加電圧と
発振されるパルスエネルギのエネルギ量との関係の短期
的な経時変化の一例を示す図である。図3において、印
加電圧に対するエネルギ量は高次関数形になっている
が、印加電圧の設定範囲が狭いときは1次関数形で近似
することができる。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a short-term temporal change in the relationship between the applied voltage and the energy amount of pulse energy oscillated in the same pulse train. In FIG. 3, the energy amount with respect to the applied voltage has a high-order function type, but when the setting range of the applied voltage is narrow, it can be approximated with a linear function type.

【0026】これより、任意のパルス列における第n番
目のパルスエネルギ量pnは、m個まで過去に遡った発
振パルスエネルギ量piと、印加電圧vi(添字iは各
パルス列におけるパルスの序数で、1未満の時は無視さ
れる)、及び今回の印加電圧充電電圧vnから式(5)
で予測される。
Thus, the n-th pulse energy amount pn in an arbitrary pulse train is the oscillation pulse energy amount pi traced back to m in the past and the applied voltage vi (subscript i is the ordinal number of the pulse in each pulse train, 1). (Ignored if less than), and from the applied voltage charging voltage vn of this time, equation (5)
Predicted in.

【0027】[0027]

【外2】 尚、e、f、gは予め実験等で求められた定数であり、
po(s)は式(4)で求めた第一パルスのパルスエネ
ルギ量オフセット値である。
[Outside 2] Note that e, f, and g are constants obtained in advance by experiments,
po (s) is the pulse energy amount offset value of the first pulse obtained by the equation (4).

【0028】これより、式(5)から印加電圧若しくは
充電電圧vnについて解けば、以下のように表される。
From this, if the applied voltage or the charging voltage vn is solved from the equation (5), it can be expressed as follows.

【0029】[0029]

【外3】 よって、式(6)から次回に発振するパルスエネルギの
エネルギ量pnに対応する印加電圧vnを求めることが
できる。
[Outside 3] Therefore, the applied voltage vn corresponding to the energy amount pn of the pulse energy to be oscillated next time can be obtained from the equation (6).

【0030】次に、本発明の第2の実施例について説明
する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.

【0031】第2の実施例の装置構成は第1の実施例と
同一であるが、より精緻なパルスエネルギ制御が必要な
場合に対応すべく、発振パルスエネルギの長期的経時変
化に関し、予め行われた実験等で求めた式(7)で予測
する。
The device configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, but in order to cope with the case where more precise pulse energy control is required, a long-term temporal change of the oscillation pulse energy is performed in advance. It is predicted by the equation (7) obtained by the experiment etc.

【0032】[0032]

【外4】 ここで、po(s)は第kパルス列の第一パルスのパル
スエネルギ量オフセット値に相当し、qiとQiは予め
実験等で求めたn個とn−1個の定数であり(nは1よ
り大きい整数)、sは所定の時点からのパルス数であ
る。
[Outside 4] Here, po (s) corresponds to the pulse energy amount offset value of the first pulse of the k-th pulse train, and qi and Qi are n and n-1 constants obtained in advance by experiments or the like (n is 1 Larger integer), s is the number of pulses from a given point in time.

【0033】続いて、本発明の第3の実施例について説
明する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.

【0034】第3の実施例も装置構成は第1の実施例と
同一であるが、より精緻なパルスエネルギ制御が必要な
場合に対応すべく、発振パルスエネルギの短期的経時変
化に関し、予め行われた実験等で求めた式(8)で予測
する。
The device configuration of the third embodiment is also the same as that of the first embodiment, but in order to cope with the case where more precise pulse energy control is required, a short-term temporal change of the oscillation pulse energy is performed in advance. It is predicted by the equation (8) obtained by the experiment etc.

【0035】このとき、印加電圧若しくは充電電圧に対
して射出パルスエネルギ量が高次関数形(ここではk
次)になっていることを考慮して、任意のパルス列にお
ける第n番目のパルスエネルギ量を、式(8)で予測す
る。
At this time, the injection pulse energy amount has a higher-order function form (here, k
Next, the nth pulse energy amount in an arbitrary pulse train is predicted by the equation (8).

【0036】[0036]

【外5】 ここで、pnは各パルス列のパルスエネルギ量予測値で
あり、pi(添字iは各パルス列におけるパルスの序数
で、1未満の時は無視される)はエネルギ量計測手段で
計測されたパルスエネルギ量であり、viは過去の印加
電圧若しくは充電電圧でありe、f、gは予め実験等で
求められた定数であり、po(s)は式(4)若しくは
式(7)で求めた第一パルスのパルスエネルギ量オフセ
ット値である。
[Outside 5] Here, pn is the predicted value of the pulse energy amount of each pulse train, and pi (subscript i is the ordinal number of the pulse in each pulse train is ignored when less than 1) is the pulse energy amount measured by the energy amount measuring means. Where vi is a past applied voltage or charging voltage, e, f, and g are constants obtained in advance by experiments or the like, and po (s) is the first obtained by Equation (4) or Equation (7). It is the pulse energy amount offset value of the pulse.

【0037】よって、式(8)から所望の次パルス発振
エネルギ量pnに対応する印加電圧若しくは充電電圧v
nを一層精緻に求めることができる。
Therefore, from the equation (8), the applied voltage or the charging voltage v corresponding to the desired next pulse oscillation energy amount pn is obtained.
n can be obtained more precisely.

【0038】第1から第3の実施例に示したエネルギ制
御装置により、高速かつ高精度なエネルギ制御が可能に
なる。
The energy control devices shown in the first to third embodiments enable high-speed and highly accurate energy control.

【0039】次に本発明のエネルギ制御装置を、露光装
置に適用した例を示す。
Next, an example in which the energy control apparatus of the present invention is applied to an exposure apparatus will be shown.

【0040】図4は、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られる露光装置であ
る。エキシマレーザ等の光源101(図1に示したパル
ス型エネルギ発生源)から出射した光束は、ビーム整形
光学系102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103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104は、オ
プティカルインテグレータ103の2次光源からの光束
でマスキングブレード106をケーラー照明している。
ハーフミラー105(図1に示したビームスプリッタ
2)より分割されたパルス光の一部は、光量検出器11
2(図1に示したエネルギモニタ素子4及びエネルギモ
ニタ部5)に指向される。マスキングブレード106と
レチクル109は、結像レンズ107とミラー108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
106の開口の形状によりレチクル109における照明
領域の形と寸法が規定される。110は投影光学系であ
り、レチクル109に描かれた回路パターンをウエハ1
11に縮小投影している。
FIG. 4 shows an exposure apparatus used when manufacturing semiconductor devices such as ICs and LSIs, liquid crystal devices, image pickup devices such as CCDs, and devices such as magnetic heads. A light beam emitted from a light source 101 (a pulse type energy generating source shown in FIG. 1) such as an excimer laser is shaped into a desired shape by a beam shaping optical system 102, and is incident on a light incident surface of an optical integrator 103 such as a fly-eye lens. Be oriented. The fly-eye lens is composed of a collection of a plurality of minute lenses, and a plurality of secondary light sources are formed near the light exit surface thereof. The condenser lens 104 Koehler illuminates the masking blade 106 with the light flux from the secondary light source of the optical integrator 103.
Part of the pulsed light split by the half mirror 105 (the beam splitter 2 shown in FIG. 1) is detected by the light quantity detector 11
2 (energy monitor element 4 and energy monitor unit 5 shown in FIG. 1). The masking blade 106 and the reticle 109 are arranged in a conjugate relationship by the imaging lens 107 and the mirror 108, and the shape and size of the illumination area on the reticle 109 are defined by the shape of the opening of the masking blade 106. Reference numeral 110 denotes a projection optical system, which applies the circuit pattern drawn on the reticle 109 to the wafer 1
The reduced projection is made on 11.

【0041】113は光量演算器(図1に示した演算器
6)であり、光量検出器112からの信号に基づいて露
光量を演算する。レーザ制御系114(図1に示した主
制御系9、トリガ制御部10、印加電圧制御部11)
は、所望の露光量に応じてトリガ信号、印加電圧信号を
光源101に対して出力し、レーザ出力、及び発光間隔
を制御する。
Reference numeral 113 denotes a light quantity calculator (calculator 6 shown in FIG. 1), which calculates an exposure amount based on a signal from the light quantity detector 112. Laser control system 114 (main control system 9, trigger control unit 10, applied voltage control unit 11 shown in FIG. 1)
Outputs a trigger signal and an applied voltage signal to the light source 101 according to a desired exposure amount, and controls the laser output and the light emission interval.

【0042】本発明のエネルギ制御装置を露光装置に適
用することで、高速かつ高精度なエネルギ制御(露光量
制御)が可能になり、スループットの向上が図れる。
By applying the energy control device of the present invention to an exposure device, high-speed and highly-accurate energy control (exposure amount control) becomes possible and throughput can be improved.

【0043】なお、本実施例では投影光学系によりレチ
クルのパターンを投影する投影型の露光装置について説
明したが、エキシマレーザ等のパルスエネルギ発生源を
光源とする露光装置であれば、コンタクト方式、プロキ
シミティ方式、スリットスキャン方式等の様々な露光装
置に対して適用可能である。
In the present embodiment, the projection type exposure apparatus for projecting the pattern of the reticle by the projection optical system has been described. However, if the exposure apparatus uses a pulse energy generation source such as an excimer laser as a light source, a contact method, It is applicable to various exposure apparatuses such as the proximity method and the slit scan method.

【0044】次に、上述の露光装置を使用した半導体デ
バイスの製造方法の実施例を説明する。
Next, an embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device using the above-mentioned exposure apparatus will be described.

【0045】図5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11(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12(マスク制作)では設計し
た回路パターンを形成したマスク(レチクル109)を
制作する。一方、ステップ13(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111)を製造す
る。ステップ14(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15(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステ
ップ14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16(検査)ではステップ15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17)される。
FIG. 5 shows a manufacturing flow of semiconductor devices (semiconductor chips such as IC and LSI, liquid crystal panels and CCDs). In step 11 (circuit design), the circuit of the semiconductor device is designed. In step 12 (mask production), a mask (reticle 109) on which the designed circuit pattern is formed is produced. On the other hand, in step 13 (wafer manufacturing), a wafer (wafer 111) is manufactured using a material such as silicon. Step 14 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by the lithography technique using the mask and the wafer prepared above.
The next step 15 (assembly) is called a post-process, and is a process of forming a chip using the wafer prepared in step 14, and includes an assembly process (dicing, bonding), a packaging process (chip encapsulation) and the like. Including. In step 16 (inspection), the semiconductor device manufactured in step 15 undergoes inspections such as an operation confirmation test and a durability test. Through these steps, a semiconductor device is completed and shipped (step 17).

【0046】図6は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
を示す。ステップ21(酸化)ではウエハ(ウエハ11
1)の表面を酸化させる。ステップ22(CVD)では
ウエハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ23(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24(イオン打込み)ではウエハにイオンを打ち
込む。ステップ25(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26(露光)では上
記露光装置によってマスク(レチクル109)の回路パ
ターンの像でウエハを露光する。ステップ27(現像)
では露光したウエハを現像する。ステップ28(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29(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。
FIG. 6 shows a detailed flow of the wafer process. In step 21 (oxidation), a wafer (wafer 11
The surface of 1) is oxidized. In step 22 (CVD), an insulating film is formed on the surface of the wafer. In step 23 (electrode formation), electrodes are formed on the wafer by vapor deposition. In step 24 (ion implantation), ions are implanted in the wafer. In step 25 (resist processing), a resist (photosensitive material) is applied to the wafer. In step 26 (exposure), the exposure apparatus exposes the wafer with an image of the circuit pattern of the mask (reticle 109). Step 27 (Development)
Then, the exposed wafer is developed. In step 28 (etching), parts other than the developed resist are removed. In step 29 (resist stripping), the resist that is no longer needed after etching is removed. By repeating these steps, a circuit pattern is formed on the wafer.

【0047】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素子を製造することが可能に
なる。
By using the manufacturing method of this embodiment, it becomes possible to manufacture a highly integrated semiconductor device, which has been difficult in the past.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
短時間に、高精度なエネルギ量制御を達成することがで
きるエネルギ量制御装置を提供することができ、本発明
のエネルギ量制御装置を露光装置に使用すれば、スルー
プットが向上する。
As described above, according to the present invention,
It is possible to provide an energy amount control device capable of achieving highly accurate energy amount control in a short time, and if the energy amount control device of the present invention is used for an exposure apparatus, throughput is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のエネルギ量制御装置の概略的な構成を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an energy amount control device of the present invention.

【図2】発振されたエネルギ量の短期的な経時変化と長
期的な経時変化の違いを示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a difference between a short-term temporal change and a long-term temporal change of an oscillated energy amount.

【図3】同一パルス列における印加電圧と発振されるパ
ルスエネルギのエネルギ量との関係の短期的な経時変化
の一例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a short-term temporal change in the relationship between the applied voltage and the energy amount of pulse energy oscillated in the same pulse train.

【図4】本発明のエネルギ量制御装置を用いた露光装置
の概略図である。
FIG. 4 is a schematic view of an exposure apparatus using the energy amount control device of the present invention.

【図5】半導体デバイスの製造工程を示すフローチャー
トである。
FIG. 5 is a flowchart showing a semiconductor device manufacturing process.

【図6】図5の工程中のウエハプロセスの詳細を示すフ
ローチャートである。
6 is a flowchart showing details of a wafer process in the process of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 パルス発振型エネルギ発生源 2 ビームスプリッタ 3 被照射物体 4 モニタ素子 5 エネルギ量モニタ部 6 演算器 7 メモリ 8 入出力装置 9 主制御系 10 トリガ制御部 11 印加電圧制御部 1 Pulse Oscillation Type Energy Source 2 Beam Splitter 3 Irradiated Object 4 Monitor Element 5 Energy Amount Monitor Section 6 Calculator 7 Memory 8 Input / Output Device 9 Main Control System 10 Trigger Control Section 11 Applied Voltage Control Section

───────────────────────────────────────────────────── 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 H01S 3/225 H01L 21/30 516D H01S 3/223 E ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location H01S 3/225 H01L 21/30 516D H01S 3/223 E

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 発振毎にエネルギ量の変動を伴うパルス
エネルギを発振するパルスエネルギ発生源を有し、前記
パルスエネルギのエネルギ量を決める前記パルスエネル
ギ発生源に対する制御パラメータを調整することで前記
パルスエネルギのエネルギ量を制御するエネルギ量制御
装置において、前記制御パラメータと、該制御パラメー
タのもとで前記パルスエネルギ発生源が発振するパルス
エネルギの経時的に変化するエネルギ量との関係式を記
憶する記憶手段を有することを特徴とするエネルギ量制
御装置。
1. A pulse energy generation source that oscillates pulse energy with fluctuations in energy amount for each oscillation, and the pulse is obtained by adjusting a control parameter for the pulse energy generation source that determines the energy amount of the pulse energy. An energy amount control device for controlling an energy amount of energy stores a relational expression between the control parameter and an energy amount of pulse energy oscillated by the pulse energy generation source under the control parameter, which changes over time. An energy amount control device comprising storage means.
【請求項2】 発振毎にエネルギ量の変動を伴うパルス
エネルギを発振するパルスエネルギ発生源を有し、前記
パルスエネルギのエネルギ量を決める前記パルスエネル
ギ発生源に対する制御パラメータを調整することで前記
パルスエネルギのエネルギ量を制御するエネルギ量制御
装置において、前記制御パラメータと、該制御パラメー
タのもとで前記パルスエネルギ発生源が発振するパルス
エネルギのエネルギ量と、前記パルスエネルギ発生源の
発振履歴との関係式を記憶する記憶手段を有することを
特徴とするエネルギ量制御装置。
2. A pulse energy generation source that oscillates pulse energy with fluctuations in energy amount for each oscillation, and the pulse is adjusted by adjusting a control parameter for the pulse energy generation source that determines the energy amount of the pulse energy. In an energy amount control device for controlling the energy amount of energy, the control parameter, the energy amount of pulse energy oscillated by the pulse energy generation source under the control parameter, and the oscillation history of the pulse energy generation source An energy amount control device having storage means for storing a relational expression.
【請求項3】 前記パルスエネルギ発生源の発振履歴
は、ある時点から前記パルスエネルギ発生源が発振した
パルスエネルギの数であることを特徴とする請求項2記
載のエネルギ量制御装置。
3. The energy amount control apparatus according to claim 2, wherein the oscillation history of the pulse energy generation source is the number of pulse energies oscillated by the pulse energy generation source from a certain point in time.
【請求項4】 前記パルスエネルギ発生源の発振履歴
は、ある時点から前記パルスエネルギ発生源が発振した
パルスエネルギのエネルギ量であることを特徴とする請
求項2、3記載のエネルギ量制御装置。
4. The energy amount control device according to claim 2, wherein the oscillation history of the pulse energy generation source is an energy amount of pulse energy oscillated by the pulse energy generation source from a certain time point.
【請求項5】 前記パルスエネルギ発生源の発振履歴
は、ある時点から前記パルスエネルギ発生源を発振させ
た前記制御パラメータであることを特徴とする請求項2
乃至4記載のエネルギ量制御装置。
5. The oscillation history of the pulse energy generation source is the control parameter that oscillates the pulse energy generation source from a certain point of time.
The energy amount control device according to any one of claims 1 to 4.
【請求項6】 前記記憶手段に記憶された関係式を用い
て、次回に発振される前記パルスエネルギのエネルギ量
に対応する前記パルスエネルギ発生源への前記制御パラ
メータを決定する決定手段を有することを特徴とする請
求項1乃至5記載のエネルギ量制御装置。
6. A determination means for determining the control parameter for the pulse energy generation source corresponding to the energy amount of the pulse energy to be oscillated next time by using a relational expression stored in the storage means. The energy amount control device according to any one of claims 1 to 5, wherein:
【請求項7】 前記エネルギ発生源を発振したパルスエ
ネルギのエネルギ量を計測するエネルギ量計測手段を有
し、該エネルギ量計測手段によって計測された結果から
前記関係式を導出することを特徴とする請求項1乃至6
記載のエネルギ量制御装置。
7. An energy amount measuring means for measuring an energy amount of pulse energy oscillating the energy generating source, and the relational expression is derived from a result measured by the energy amount measuring means. Claims 1 to 6
The energy amount control device described.
【請求項8】 前記制御パラメータは、前記エネルギ発
生源に対する印加電圧であることを特徴とする請求項1
乃至7記載のエネルギ量制御装置。
8. The control parameter is a voltage applied to the energy generating source.
7. The energy amount control device according to 7 above.
【請求項9】 前記制御パラメータは、前記エネルギ発
生源におけるパルスエネルギを発振した時の充電電圧で
あることを特徴とする請求項1乃至7記載のエネルギ量
制御装置。
9. The energy amount control device according to claim 1, wherein the control parameter is a charging voltage when the pulse energy in the energy generation source is oscillated.
【請求項10】 前記エネルギ発生源は、エキシマレー
ザであることを特徴とする請求項1乃至9記載のエネル
ギ量制御装置。
10. The energy amount control apparatus according to claim 1, wherein the energy generation source is an excimer laser.
【請求項11】 請求項1乃至10記載のエネルギ量制
御装置を有し、該エネルギ量制御装置を用いてマスクに
形成された転写パターンをウエハに転写する露光装置。
11. An exposure apparatus comprising the energy amount control device according to claim 1 and transferring a transfer pattern formed on a mask onto a wafer by using the energy amount control device.
【請求項12】 請求項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。
12. A device manufacturing method comprising manufacturing a device using the exposure apparatus according to claim 11.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105334902A (en) * 2015-12-15 2016-02-17 天津津芯微电子科技有限公司 Laser control method and device and photolithographic system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105334902A (en) * 2015-12-15 2016-02-17 天津津芯微电子科技有限公司 Laser control method and device and photolithographic system

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