JPH1097988A - Aligner - Google Patents

Aligner

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JPH1097988A
JPH1097988A JP8272885A JP27288596A JPH1097988A JP H1097988 A JPH1097988 A JP H1097988A JP 8272885 A JP8272885 A JP 8272885A JP 27288596 A JP27288596 A JP 27288596A JP H1097988 A JPH1097988 A JP H1097988A
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JP
Japan
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exposure
light source
light
exposure apparatus
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP8272885A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Kurosawa
博史 黒沢
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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
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Publication of JPH1097988A publication Critical patent/JPH1097988A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging

Landscapes

  • 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

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a means for reproducing unevenness of integrating exposure amount at an arbitrary place with in a shot by providing a function for recording the time of pulse light source's light-emission. SOLUTION: A clock 115 constitutes a time base for taking a time log during one short exposure. The clock 115 is reset by a reset signal 110 from a main control system 104 as soon as a synchronous scan exposure sequence between a wafer stage 14 and a reticule stage 13 is stated. A light emission time recording device 112 records a time data 111 when, an instant, triggered by a trigger signal 16 and an illuminance data 116 of the first exposure amount detector 12. The light emission time recording device 112 temporality store the record data corresponding to the number of light emissions of a light source 1 required for exposure in one shot. After completion of one shot exposure, the light emission time recording device 112 transfers a light emission time log 113 to the main control system 104. With this, distribution of integrated exposure amount in shot is calculated, for exposure amount control with high precision.

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、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
装置に関し、特に、露光光源としてパルス光源を用い、
かつパルス光源の発光ログ機能を設けた露光装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus used for manufacturing semiconductor devices such as ICs and LSIs, liquid crystal devices, imaging devices such as CCDs, and devices such as magnetic heads. Using
The present invention also relates to an exposure apparatus provided with a light emission log function of a pulse light source.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の静止露光型エキシマステッパにお
いては、ウエハステージ上に取り付けられた照度センサ
で積算露光量だけを求める構成になっており、露光画角
が光源によって均一に照射される条件においては露光性
能を達成するための十分な機能を満たしていた。
2. Description of the Related Art In a conventional static exposure type excimer stepper, an illuminance sensor mounted on a wafer stage is used to obtain only an integrated exposure amount. Had sufficient functions to achieve exposure performance.

【0003】パルス光源を用いた走査露光の従来の技術
としては、感光基板上の積算露光量を所定の値になるよ
うに制御する方法として、露光させるパルス数と個々の
パルスのエネルギーを制御する方法と、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な
どが紹介されている。
As a conventional technique of scanning exposure using a pulse light source, a method of controlling an integrated exposure amount on a photosensitive substrate to a predetermined value includes controlling the number of pulses to be exposed and the energy of each pulse. A method and a method of controlling the interval between individual pulses to be exposed in the scanning exposure apparatus are introduced.

【0004】例えば、特開平4−69660号では最初
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。
For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-69660, for each pulse from the first pulse, the exposure amount of the next one pulse is calculated from the remaining exposure amount obtained by subtracting the already exposed exposure amount from the total exposure amount. A method for controlling the exposure amount varying means has been proposed.

【0005】同様に、特開平5−62876号では、残
存光量の1パルスあたりの平均エネルギーと複数回前ま
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ーに
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。
Similarly, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-62876, the average energy per pulse of the residual light amount and the average one pulse exposure amount up to a plurality of times before are compared for each pulse. A method of changing a control parameter to match the average energy per pulse has been proposed.

【0006】また他方において特願平7−74092号
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方法を提案している。同
時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てい
る。
On the other hand, in Japanese Patent Application No. 7-74092, an exposure amount of each pulsed light is monitored while keeping a scanning speed constant in a slit scanning type exposure apparatus, and the next exposure is performed according to the measured intensity of the exposure amount. A method of temporally changing the light emission timing of the pulse light is proposed. At the same time, by making the intensity distribution of the slit light in the scanning direction have a gradual change in the boundary region, consideration is given to prevent the above-described deterministic error of the integrated exposure amount from occurring.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
にあげたような走査露光装置においては1ショットの露
光が行われる間、局所的な照射エリアが時間を追って移
動する方式なので、ショット内での積算露光量分布は静
止露光装置のようにショット内の代表点を一カ所計測し
ただけではショット全体の積算露光量を正確に計測して
いるとは言えない。従って走査露光に適合した積算露光
量むらをショット内の任意の場所において計測し、露光
装置におけるショット内の積算露光量むらおよび積算露
光量を検証する手段が求められていた。
However, in a scanning exposure apparatus as described in the prior art, a local irradiation area moves with time during one-shot exposure. The integrated exposure amount distribution cannot be said to accurately measure the integrated exposure amount of the entire shot by measuring only one representative point in the shot as in a static exposure apparatus. Accordingly, there has been a demand for a means for measuring the integrated exposure unevenness suitable for scanning exposure at an arbitrary position in a shot and verifying the integrated exposure unevenness and the integrated exposure amount in the shot in an exposure apparatus.

【0008】本発明は、積算露光量むらをショット内の
任意の場所において再現する手段を提供することを目的
とする。特に、ウエハに対しパルス発光による露光ビー
ムスリットを走査させて露光する走査露光装置におい
て、実際に露光したショット上における積算露光量の分
布状態をウエハを現像することなしに露光履歴データか
ら再現する機能を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide means for reproducing the unevenness of the integrated exposure amount at an arbitrary position in a shot. In particular, in a scanning exposure apparatus that exposes a wafer by scanning an exposure beam slit by pulsed light emission, the function of reproducing the distribution state of the integrated exposure amount on shots actually exposed from exposure history data without developing the wafer The purpose is to provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段および作用】上記の目的を
達成するため本発明では、原版上の特定の範囲を照射す
るパルス光源と、基板を搭載し該パルス光源からの照射
光に対して垂直な平面を移動可能な基板ステージを有す
る露光装置に、パルス光源の発光した時間を記録する機
能を持たせたことを特徴とする。好ましくは、さらに、
パルス光源の発光した時刻における基板ステージの位置
を記録もしくは計算する機能、パルス光源の発光した時
間と対応して、該発光における照度センサで計測した照
度データを計測および記録する機能を持たせ、時間軸を
媒介としてステージ上のショットの位置と光源からの照
射光の照射位置および強度を関連づけることによって走
査露光ショット内の積算露光量むらを忠実に計測するア
クイジション機能と、積算露光量むらを最小限に抑える
機能を持たせる。
In order to achieve the above object, the present invention provides a pulse light source for irradiating a specific area on an original, a substrate mounted on a plate, and a light source perpendicular to the irradiation light from the pulse light source. An exposure apparatus having a substrate stage capable of moving on a flat surface is provided with a function of recording a light emitting time of a pulse light source. Preferably, further,
The function of recording or calculating the position of the substrate stage at the time of emission of the pulse light source, the function of measuring and recording the illuminance data measured by the illuminance sensor in the emission corresponding to the emission time of the pulse light source, and Acquisition function that faithfully measures the integrated exposure unevenness in the scanning exposure shot by associating the position of the shot on the stage with the irradiation position and intensity of the irradiation light from the light source via the axis, and minimizes the integrated exposure unevenness Have the function to suppress.

【0010】[0010]

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。実施例1 図1は、本発明の一実施例に係る走査露光装置の概略の
構成を示す。図1において、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、ハエの目レ
ンズ等で構成された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。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Embodiment 1 FIG. 1 shows a schematic configuration of a scanning exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a light beam from a pulse laser light source 1 that emits pulse light such as an excimer laser is shaped into a desired shape by a beam shaping optical system 2, and is incident on an optical integrator 3 configured with a fly-eye lens or the like. Oriented to the plane.

【0011】ハエの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。4はコンデンサレンズであり、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可動スリット6をケーラー照明して
いる。
The fly-eye lens is composed of a group of a plurality of minute lenses.
A secondary light source is formed. Reference numeral 4 denotes a condenser lens.
The movable slit 6 is Koehler-illuminated with the light beam from the next light source.

【0012】可動スリット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、可動
スリット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。18はボイスコイルモー
タであり、可動スリット6を光軸方向に移動制御するこ
とができる。このスリット6は実際には前記レチクル9
と共役な位置より僅かにずらしてあり、スリット6によ
って形成される露光強度プロファイルは図5に示すよう
な台形形状をしている。スリットが光軸に沿って移動す
ると、露光強度プロファイルは図5の51や52のよう
に変化する。図1において、10は投影光学系であり、
レチクル9に描かれた回路パターンを半導体基板11に
縮小投影している。レチクル9はレチクルステージ13
に固定され、投影光学系10を介してウエハステージ1
4上に固定された半導体基板11に対して所望の場所に
アライメントされ走査露光される。
The movable slit 6 and the reticle 9 are arranged in a conjugate relationship with the imaging lens 7 and the mirror 8, and the shape and size of the illumination area on the reticle 9 are defined by the shape of the opening of the movable slit 6. Reference numeral 18 denotes a voice coil motor, which can control the movement of the movable slit 6 in the optical axis direction. This slit 6 is actually the reticle 9
The exposure intensity profile formed by the slit 6 has a trapezoidal shape as shown in FIG. As the slit moves along the optical axis, the exposure intensity profile changes as indicated by 51 and 52 in FIG. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a projection optical system;
The circuit pattern drawn on the reticle 9 is reduced and projected on the semiconductor substrate 11. Reticle 9 is reticle stage 13
And the wafer stage 1 via the projection optical system 10.
The semiconductor substrate 11 fixed on the substrate 4 is aligned at a desired position and scanned and exposed.

【0013】ウエハステージ14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光源1の露光量をモニタ
することができる。101はレチクルステージ13とウ
エハステージ14を制御するためのステージ駆動制御系
である。12は第1露光量検出器であり、ハーフミラー
5により分割されたパルス光の一部の光束をモニタして
いる。
A second exposure detector 15 is disposed on the wafer stage 14, and the second exposure detector 15 can monitor the exposure of the laser light source 1 via the optical system. . Reference numeral 101 denotes a stage drive control system for controlling the reticle stage 13 and the wafer stage 14. Reference numeral 12 denotes a first exposure amount detector which monitors a partial light beam of the pulse light split by the half mirror 5.

【0014】102は露光量演算器であり、第1露光量
検出器12や第2露光量検出器15によって光電変換さ
れた電気信号をディジタル値に変換して主制御系104
に送っている。第1露光量検出器12は露光装置本体に
固定され、露光中でも強度計測ができるため、半導体基
板11に露光された露光光の積算値を見積もるために用
いられる。第2露光量検出器15は、ウエハステージ1
4上に搭載され、スリット光の任意の場所における強度
を計測することができるので、スリットから照射される
露光光の強度プロファイルを計測するために用いられ
る。第2露光量検出器15は、ウエハ露光中の光源1か
らの照射光強度を計測することはできない。レーザ制御
系103は所望の露光量に応じてトリガ信号16、充電
電圧信号17を生成し、レーザのパルスエネルギーおよ
び発光間隔を制御する。トリガ信号16および充電電圧
信号17を生成する際には、露光量演算器からの照度モ
ニタ信号108と主制御系からのレーザー光源の発光回
数履歴情報等がパラメータとして用いられている。
An exposure calculator 102 converts an electric signal photoelectrically converted by the first exposure detector 12 and the second exposure detector 15 into a digital value, and converts the electric signal into a digital value.
Sent to. The first exposure amount detector 12 is fixed to the exposure apparatus main body, and can measure the intensity even during the exposure. Therefore, the first exposure amount detector 12 is used for estimating the integrated value of the exposure light exposed on the semiconductor substrate 11. The second exposure amount detector 15 is connected to the wafer stage 1
4 is used to measure the intensity profile of the exposure light emitted from the slit since the intensity of the slit light can be measured at an arbitrary position. The second exposure amount detector 15 cannot measure the irradiation light intensity from the light source 1 during wafer exposure. The laser control system 103 generates a trigger signal 16 and a charging voltage signal 17 according to a desired exposure amount, and controls the pulse energy and the light emission interval of the laser. When the trigger signal 16 and the charging voltage signal 17 are generated, the illuminance monitor signal 108 from the exposure calculator and the information on the number of times of light emission of the laser light source from the main control system are used as parameters.

【0015】また、露光量および露光量むらの許容値は
マンマシンインターフェースもしくは、メディアインタ
ーフェースである入力装置105により入力される。第
1露光量検出器12および第2露光量検出器15から得
られた結果や積算露光量の見積り値は表示部106によ
り表示をすることが可能である。主制御系104は入力
装置105から与えられたデータと露光装置固有のパラ
メータおよび、第1露光量検出器12および第2露光量
検出器15等の計測機構で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
ステージ駆動制御系101に伝達する。115はクロッ
クであり、1ショット露光中のタイムログをとるための
タイムベースとなる。クロック115はウエハステージ
14とレチクルステージ13の同期走査露光シーケンス
が開始した瞬間に主制御系104からのリセット信号1
10によってリセットされる。112は発光時刻記録器
であり、トリガ信号16によりトリガされた瞬間の時間
データ111と第1露光量検出器12の照度データ11
6を記録する。発光時刻記録器112は1ショット内の
露光に必要な光源1の発光回数に対応した記録データを
一時的に保持することができる。1ショットの露光が完
了すると、発光時刻記録器112は発光時間ログ113
を主制御系104に転送する。
The exposure value and the allowable value of the exposure value unevenness are input by an input device 105 which is a man-machine interface or a media interface. The result obtained from the first exposure amount detector 12 and the second exposure amount detector 15 and the estimated value of the integrated exposure amount can be displayed on the display unit 106. The main control system 104 uses the data supplied from the input device 105, the parameters unique to the exposure device, and the data measured by the measurement mechanisms such as the first exposure amount detector 12 and the second exposure amount detector 15 to perform scanning exposure. The parameter group is calculated and transmitted to the laser control system 103 and the stage drive control system 101. A clock 115 serves as a time base for taking a time log during one-shot exposure. The clock 115 resets the reset signal 1 from the main control system 104 at the moment when the synchronous scanning exposure sequence of the wafer stage 14 and the reticle stage 13 starts.
Reset by 10. Reference numeral 112 denotes a light-emission time recorder, which stores time data 111 at the moment triggered by the trigger signal 16 and illuminance data 11 of the first exposure detector 12.
Record 6. The light emission time recorder 112 can temporarily hold recording data corresponding to the number of light emissions of the light source 1 required for exposure within one shot. When the exposure of one shot is completed, the light emission time recorder 112 outputs the light emission time log 113.
To the main control system 104.

【0016】図2は図1の発光時刻記録器112が主制
御系104に転送する1ショット分の発光時間ログの内
容である。それぞれの行において光源の発光に対応した
発光時刻と発光強度が記録されるようになっている。通
常のエキシマレーザ光源は、レーザチューブのガス濃度
の非均一性によって、充電電圧を一定の状態で放電した
場合でも5%前後の発光強度のばらつきが存在する。従
って、指令充電電圧に対して光源の発光強度が許容でき
る範囲内に収まっているかどうかは、上記記録を参照す
ることによって検証することが可能である。
FIG. 2 shows the contents of the one-shot emission time log transferred from the emission time recorder 112 to the main control system 104 in FIG. In each row, the light emission time and the light emission intensity corresponding to the light emission of the light source are recorded. An ordinary excimer laser light source has a variation in light emission intensity of about 5% due to the non-uniformity of the gas concentration in the laser tube even when discharging is performed at a constant charging voltage. Therefore, whether or not the light emission intensity of the light source falls within an allowable range with respect to the command charging voltage can be verified by referring to the above record.

【0017】さらに、レーザー光源の電極に印加する電
圧の充電がまれに失敗して(途中で放電する)しまう場
合があり、こうした場合、光源はトリガ信号16を与え
ても発光しない。上記記録を参照することにより、光源
がトリガ信号が来たにも拘らず発光しなかった場合も
(ミスファイヤ)検知することができる。
Further, charging of the voltage applied to the electrode of the laser light source may rarely fail (discharge on the way). In such a case, the light source does not emit light even when the trigger signal 16 is supplied. By referring to the above record, it is possible to detect the case where the light source does not emit light even though the trigger signal is received (misfire).

【0018】図3はウエハステージのアクイジションデ
ータテーブルである。ウエハステージ14の位置はサー
ボクロック毎の現在位置のデータをステージ駆動制御系
101に読み込まれるようになっている。すなわち図3
に示すような、サーボクロックに仕切られた時間ごとの
ウエハステージ位置座標が1ショット毎に得られるよう
になっている。通常、ウエハステージ14のアクイジシ
ョンデータのサンプル間隔と光源1の発光タイミングは
同期していないので、上記時間軸を基準にレーザの発光
が起こった時刻とその時のウエハステージの位置を結び
つけることをしようとした場合、光源1の発光タイミン
グにおけるウエハステージの位置を上記アクイジション
データに補完する必要がある。
FIG. 3 is an acquisition data table of the wafer stage. The position of the wafer stage 14 is such that data of the current position for each servo clock is read into the stage drive control system 101. That is, FIG.
As shown in FIG. 7, the coordinates of the wafer stage position for each time period divided by the servo clock can be obtained for each shot. Normally, the sampling interval of the acquisition data of the wafer stage 14 and the light emission timing of the light source 1 are not synchronized, so that the time at which the laser light emission occurs and the position of the wafer stage at that time will be linked with reference to the time axis. In this case, it is necessary to complement the position of the wafer stage at the light emission timing of the light source 1 with the above acquisition data.

【0019】図4は、サーボクロック毎に得られるウエ
ハステージのアクイジションデータから補完して光源1
の発光時間tnにおけるウエハステージの位置を求める
図である。ウエハステージは走査露光中は一定速度で動
いているので、1次関数補完で十分である。
FIG. 4 shows a light source 1 supplemented from the wafer stage acquisition data obtained for each servo clock.
FIG. 4 is a diagram for finding a position of a wafer stage during a light emission time tn. Since the wafer stage moves at a constant speed during the scanning exposure, linear function complementation is sufficient.

【0020】上記補完方法によれば、1ショットの露光
が終了した後、露光時刻記録器112とステージ駆動制
御系101から発光時間ログデータ113とウエハステ
ージのアクイジションデータを主制御系104に転送
し、時間軸を基準にレーザの発光が起こったときのウエ
ハステージの位置を結びつけることが可能である。すな
わち実際の露光中において、光源1の発光ごとの露光光
の強度プロファイルがウエハステージ上のどこに照射さ
れたかを表現することが可能になる(図6)。
According to the above complementing method, after the exposure of one shot is completed, the light emission time log data 113 and the wafer stage acquisition data are transferred from the exposure time recorder 112 and the stage drive control system 101 to the main control system 104. It is possible to link the position of the wafer stage when the laser emission occurs with reference to the time axis. That is, during the actual exposure, it is possible to express where the intensity profile of the exposure light for each emission of the light source 1 is irradiated on the wafer stage (FIG. 6).

【0021】図5はウエハステージ結像面上における露
光光強度のプロファイルである。パルスレーザ光源の時
間的に非連続な露光光照射をスムーズにつなげるため、
積極的にプロファイルの裾野の形状をなまらせている。
この裾野の幅は図1の可動スリット6を露光光軸上でレ
チクル共役面からデフォーカス方向に移動させることに
よって変化させることができる。デフォーカス量が大き
いほどグレーゾーンの幅rが大きくなり、積算露光量は
むらが平坦化される方向になる。しかし、露光光が通過
する投影光学系の幅はr+wで表現されるので、投影レ
ンズの口径が固定されている以上rを大きくしたければ
スリット幅wを狭くするしかない。
FIG. 5 is a profile of the exposure light intensity on the image plane of the wafer stage. In order to smoothly connect the temporally discontinuous exposure light irradiation of the pulse laser light source,
The shape of the base of the profile is aggressively smoothed.
The width of this foot can be changed by moving the movable slit 6 in FIG. 1 from the reticle conjugate plane in the defocus direction on the exposure optical axis. As the defocus amount increases, the width r of the gray zone increases, and the integrated exposure amount is in a direction in which the unevenness is flattened. However, since the width of the projection optical system through which the exposure light passes is represented by r + w, if the diameter of the projection lens is fixed and if r is to be increased, the slit width w must be reduced.

【0022】このような既知のプロファイルを持った露
光光で走査露光を行った時の積算露光量を見積もるため
の概念図が図6である。図6において、任意の位置Xn
における積算露光量は図中の点線のように、Xnの位置
において横切る台形プロファイルの高さの合計に相当す
る。光源の発光制御は均一な積算露光量を達成するため
の積算露光量制御手段として、第1露光量検出器12の
検出量に応じて充電電圧17を加減するような電圧制御
方式や、トリガ信号16のタイミングを加減するような
発光タイミング制御方式があげられる。一定速度で走査
露光を行なうならば、前者の場合図4におけるウエハス
テージの位置は等間隔になり、結果として図6の隣り合
う台形プロファイルの間隔は同じになり、プロファイル
の最大強度だけが変化する。後者の場合、間隔とプロフ
ァイルの最大強度の双方が変化する。
FIG. 6 is a conceptual diagram for estimating the integrated exposure amount when scanning exposure is performed with exposure light having such a known profile. In FIG. 6, an arbitrary position Xn
Is equivalent to the sum of the heights of the trapezoidal profiles crossing at the position of Xn as shown by the dotted line in the figure. The light emission control of the light source is performed as an integrated exposure amount control means for achieving a uniform integrated exposure amount, such as a voltage control method for adjusting the charging voltage 17 according to the detection amount of the first exposure amount detector 12, or a trigger signal. There is a light emission timing control method that adjusts the timing of the sixteenth timing. If scanning exposure is performed at a constant speed, in the former case, the positions of the wafer stages in FIG. 4 will be at equal intervals, and as a result, the intervals between adjacent trapezoidal profiles in FIG. 6 will be the same, and only the maximum intensity of the profile will change. . In the latter case, both the spacing and the maximum intensity of the profile change.

【0023】図7は図6の概念図を基に任意の場所での
積算露光量を再現した図である。この再現は図1の主制
御系104において行なわれる。すなわち図6における
台形の高さ(照度)の積算量をx軸の位置に関して求め
たものである。図7によれば、レーザ光源の発光タイミ
ングと強度のログから得られる情報から計算上で積分処
理を行なうことによって、走査露光中の各場所ごとにお
ける積算露光量の形状が把握できるようになる。
FIG. 7 is a diagram in which the integrated exposure amount at an arbitrary location is reproduced based on the conceptual diagram of FIG. This reproduction is performed in the main control system 104 of FIG. That is, the integrated amount of the height (illuminance) of the trapezoid in FIG. 6 is obtained with respect to the position on the x-axis. According to FIG. 7, the shape of the integrated exposure amount at each location during the scanning exposure can be grasped by performing the integration process on the calculation from the information obtained from the emission timing and intensity log of the laser light source.

【0024】以上のように、パルスレーザの一発発光ご
との照度と時間を記録する機能、およびレーザ発光した
時刻におけるステージの位置を記録もしくは計算する機
能を持たせ、これら2つの機能から得られるログデータ
から、時間軸を基準に照度データとウエハステージの位
置データを結びつけ、ショット内に置ける積算露光量の
分布を計算する。また、これによって得られた積算露光
量からトータルな積算露光量や積算露光量むらを制御す
るパラメータ(走査速度、発光強度指令値またはスリッ
トプロファイルなど)を調整する。これにより、より高
精度の露光量制御を行なうことができる。
As described above, the functions of recording the illuminance and the time for each emission of the pulse laser and the function of recording or calculating the position of the stage at the time of the laser emission are provided, and these functions are obtained. From the log data, the illuminance data and the position data of the wafer stage are linked on the basis of the time axis, and the distribution of the integrated exposure amount placed in the shot is calculated. Further, parameters (scanning speed, emission intensity command value, slit profile, etc.) for controlling the total integrated exposure amount and the integrated exposure amount unevenness are adjusted based on the integrated exposure amount obtained as described above. As a result, more accurate exposure amount control can be performed.

【0025】一方、発光時刻における照度データを主制
御系において解析することにより、1ショット露光中の
ミスファイヤ(不発)の有無の確認を行なうことができ
る。主制御系はこのミスファイヤの有無を見つけ出し当
該露光ショットもしくはチップの露光失敗を検出し、プ
ロセスJOBデータを構成することができる。
On the other hand, by analyzing the illuminance data at the light emission time in the main control system, it is possible to confirm the presence or absence of misfire (unexpected) during one-shot exposure. The main control system can detect the presence or absence of the misfire, detect the exposure failure of the exposure shot or the chip, and configure process job data.

【0026】実施例2 図8は、本発明の第2の実施例に係る、ウエハステージ
を走査することなくウエハ上の積算露光量分布を見積も
るデータフローである。ハードウエア構成は実施例1と
同じである。すなわち、図8において、図2に説明した
と同様の発光時間ログ801は、一時的に露光量演算器
102に蓄積され、1ショット分の発光が終了した後に
主制御系104に転送される。ウエハステージ走査速度
802はウエハステージを実際に走査させてウエハを露
光する場合に用いる走査速度vであり、積算露光量を求
める際にウエハステージを駆動する必要はない。積算露
光量の演算804は図4において説明したような発光時
間tmにおけるウエハステージの位置Xmを走査速度と
走査開始点X0から計算で求めることができる(Xm=
X0+v*tm)。この関係から実施例1と同様に図6
に示したような積算露光量を求める手順をたどることが
可能であり、露光ショット内の積算露光量803が求め
られる。本実施例においてレーザ光源1からの露光光の
照度検出に用いるセンサは実施例1と同様に装置内の固
定点に取り付けられたセンサである第1露光量検出器1
2であってもよいし、ステージ上に取り付けられた移動
可能なセンサである第2露光量検出器15であってもよ
い。第1露光量検出器で行なう場合よりも、結像レンズ
7やミラー8、レチクル9投影レンズ10などの光学素
子を経由した後の露光光強度を計測するポジションに配
置されている第2露光量検出器15で照度検出を行なっ
た方が計測精度的に好ましい。
Embodiment 2 FIG. 8 is a data flow for estimating an integrated exposure dose distribution on a wafer without scanning a wafer stage according to a second embodiment of the present invention. The hardware configuration is the same as in the first embodiment. That is, in FIG. 8, the light emission time log 801 similar to that described in FIG. 2 is temporarily stored in the exposure calculator 102, and is transferred to the main control system 104 after light emission for one shot is completed. The wafer stage scanning speed 802 is a scanning speed v used when exposing a wafer by actually scanning the wafer stage, and it is not necessary to drive the wafer stage when calculating the integrated exposure amount. The calculation 804 of the integrated exposure amount can be obtained by calculating the position Xm of the wafer stage at the light emission time tm from the scanning speed and the scanning start point X0 as described with reference to FIG.
X0 + v * tm). From this relationship, as in the first embodiment, FIG.
It is possible to follow the procedure for obtaining the integrated exposure amount as shown in (1), and obtain the integrated exposure amount 803 in the exposure shot. In this embodiment, the sensor used for detecting the illuminance of the exposure light from the laser light source 1 is a first exposure detector 1 which is a sensor attached to a fixed point in the apparatus as in the first embodiment.
The second exposure amount detector 15 may be a movable sensor mounted on the stage. The second exposure amount disposed at a position for measuring the exposure light intensity after passing through optical elements such as the imaging lens 7, the mirror 8, the reticle 9, and the projection lens 10, as compared with the case where the first exposure amount detector performs the operation. It is preferable that the illuminance is detected by the detector 15 in terms of measurement accuracy.

【0027】0.25μmの線幅加工精度を実現するた
めの積算露光量むらの許容値は1%前後と見積もられて
いる。図7において再生した積算露光量むらの量が許容
値を超える場合は、注目した露光位置における受光パル
ス数を増やすことにより、積算露光量むらを減らすこと
ができる。それには、単純に最大強度im(図5)と
ウエハステージの走査速度を落とすことにより受光パル
ス数を増やす方法、およびスリット裾野の幅r(図
5)を広げる方法(レンズの直径が限定されるので結果
的に裾野を広げるとスリット幅Wが狭くなる)などが考
えられる。両者の方法とも、光源の露光に供する1パル
スあたりの照射エネルギーを制限することになり、露光
装置の生産性の目安であるスループットを低下させる要
因となるため、必要最低限のimもしくはrの変更を行
うことになる。
It is estimated that the allowable value of the integrated exposure unevenness for realizing a line width processing accuracy of 0.25 μm is around 1%. In the case where the reproduced amount of the integrated exposure unevenness in FIG. 7 exceeds the allowable value, the integrated exposure amount unevenness can be reduced by increasing the number of light receiving pulses at the exposure position of interest. For this purpose, a method of increasing the number of received light pulses by simply lowering the maximum intensity im (FIG. 5) and the scanning speed of the wafer stage, and a method of increasing the width r of the slit foot (FIG. 5) (the diameter of the lens is limited) As a result, if the foot is widened, the slit width W becomes narrower). In both methods, the irradiation energy per pulse used for exposure of the light source is limited, which causes a decrease in throughput which is a measure of the productivity of the exposure apparatus. Will be done.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、パルス
光源の1パルス発光ごとの時間を記録する機能を持たせ
ることにより、積算露光量むらを算出することができ
る。特に、基板に対しパルス発光による露光ビームスリ
ットを走査させて露光する走査露光装置においては、パ
ルスレーザの一発発光ごとの照度と時間を記録する機
能、およびレーザ発光した時刻におけるステージの位置
を記録もしくは計算する機能を持たせる。そして、これ
ら2つの機能から得られるログデータから、時間軸を基
準に照度データとウエハステージの位置データを結びつ
け、ショット内に置ける積算露光量の分布を計算する。
さらに、これによって得られた積算露光量からトータル
な積算露光量や積算露光量むらを制御するパラメータ
(走査速度、発光強度指令値またはスリットプロファイ
ルなど)を調整する。これにより、実際に露光したショ
ット内各所における積算露光量の分布状態を基板を現像
することなしに露光履歴データから再現することができ
る。
As described above, according to the present invention, it is possible to calculate the accumulated exposure unevenness by providing the function of recording the time for each pulse emission of the pulse light source. In particular, in a scanning exposure apparatus that exposes a substrate by scanning an exposure beam slit by pulsed light emission, a function of recording illuminance and time for each pulsed light emission of a pulsed laser, and a position of a stage at the time of laser emission. Or have a function to calculate. Then, from the log data obtained from these two functions, the illuminance data and the position data of the wafer stage are linked based on the time axis, and the distribution of the integrated exposure amount in the shot is calculated.
Further, parameters (scanning speed, light emission intensity command value, slit profile, etc.) for controlling the total integrated exposure amount and the unevenness of the integrated exposure amount are adjusted based on the obtained integrated exposure amount. This makes it possible to reproduce the distribution state of the integrated exposure amount at various points in the actually exposed shot from the exposure history data without developing the substrate.

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

【図1】 本発明の一実施例に係る走査露光装置の概略
の構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a scanning exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1の装置における発光時間ログの内容の一
例を示すテーブルである。
FIG. 2 is a table showing an example of the content of a light emission time log in the apparatus of FIG.

【図3】 図1の装置におけるウエハステージのアクイ
ジションデータテーブルである。
FIG. 3 is an acquisition data table of a wafer stage in the apparatus of FIG. 1;

【図4】 図1の装置におけるウエハステージの位置X
mと時間tmとの関係を示すグラフである。
FIG. 4 shows a position X of a wafer stage in the apparatus shown in FIG.
6 is a graph showing a relationship between m and time tm.

【図5】 ウエハステージ結像面上における露光光強度
のプロファイルを示す図である。
FIG. 5 is a view showing a profile of exposure light intensity on a wafer stage imaging surface.

【図6】 図1の装置における積算露光量を見積もるた
めの概念図である。
6 is a conceptual diagram for estimating an integrated exposure amount in the apparatus of FIG.

【図7】 図6の概念図を基に任意の場所での積算露光
量を再現した図である。
FIG. 7 is a diagram reproducing an integrated exposure amount at an arbitrary position based on the conceptual diagram of FIG. 6;

【図8】 本発明の第2の実施例に係るデータフロー図
である。
FIG. 8 is a data flow diagram according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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:、6:可動スリット、7:結像レンズ7、8:ミラ
ー、9:レチクル、10:投影光学系、11:半導体基
板、12:第1露光量検出器、13:レチクルステー
ジ、14:ウエハステージ、15:第2露光量検出器、
16:トリガ信号、17:充電電圧信号、18:ボイス
コイルモータ、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、108:照度
モニタ信号、109:、110:リセット信号、11
1:時間データ、112:発光時刻記録器、113:発
光時間ログ、115:クロック。
1: pulse laser light source, 2: beam shaping optical system, 3:
Optical integrator, 4: Condenser lens,
5 :, 6: movable slit, 7: imaging lens 7, 8: mirror, 9: reticle, 10: projection optical system, 11: semiconductor substrate, 12: first exposure amount detector, 13: reticle stage, 14: Wafer stage, 15: second exposure amount detector,
16: trigger signal, 17: charging voltage signal, 18: voice coil motor, 101: stage drive control system, 102:
Exposure calculator 103: laser control system, 104: main control system, 105: input device, 106: display unit, 108: illuminance monitor signal, 109 :, 110: reset signal, 11
1: time data, 112: emission time recorder, 113: emission time log, 115: clock.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 原版上の特定の範囲を照射するパルス光
源と、基板を搭載し該パルス光源からの照射光に対して
垂直な平面を移動可能な基板ステージを有する露光装置
において、 前記パルス光源の発光した時間を記録する手段を具備す
ることを特徴とする露光装置。
An exposure apparatus comprising: a pulse light source for irradiating a specific area on an original; and a substrate stage on which a substrate is mounted and which can move on a plane perpendicular to irradiation light from the pulse light source. An exposure apparatus comprising means for recording a time at which light is emitted.
【請求項2】 前記露光装置は、さらに前記パルス光源
の発光した時刻における基板ステージの位置を記録もし
くは計算する手段を具備することを特徴とする請求項1
記載の露光装置。
2. The exposure apparatus according to claim 1, further comprising means for recording or calculating a position of the substrate stage at a time when the pulse light source emits light.
Exposure apparatus according to the above.
【請求項3】 原版上の特定の範囲を照射するパルス光
源と、基板を搭載し該パルス光源からの照射光に対して
垂直な平面を移動可能な基板ステージを有する露光装置
において、 前記パルス光源の照度を計測するための少なくとも1つ
の照度センサを具備し、該パルス光源の発光した時間と
対応して、該発光における該照度センサで計測した照度
データを記録する手段を具備することを特徴とする露光
装置。
3. An exposure apparatus comprising: a pulse light source for irradiating a specific area on an original; and a substrate stage mounted with a substrate and movable on a plane perpendicular to irradiation light from the pulse light source. At least one illuminance sensor for measuring the illuminance of the light source, and a means for recording illuminance data measured by the illuminance sensor in the light emission, in correspondence with the emission time of the pulse light source. Exposure equipment.
【請求項4】 前記照度センサは、露光装置上の固定点
であって、前記基板の露光中でも照度計測可能な位置に
取り付けられていることを特徴とする請求項3記載の露
光装置。
4. The exposure apparatus according to claim 3, wherein the illuminance sensor is a fixed point on the exposure apparatus, and is mounted at a position where illuminance can be measured even during exposure of the substrate.
【請求項5】 前記照度センサは、少なくとも1次元方
向の光電素子が配置されたセンサアレイであることを特
徴とする請求項4記載の露光装置。
5. The exposure apparatus according to claim 4, wherein the illuminance sensor is a sensor array in which photoelectric elements in at least one dimension are arranged.
【請求項6】 前記パルス光源の発光した時間と該パル
ス光源の発光した時刻における基板ステージの位置と該
発光における照度データから、該基板ステージ上の位置
と該パルス光源による露光光の照射量とを関連付ける手
段を具備することを特徴とする請求項3〜5のいずれか
に記載の露光装置。
6. A position on the substrate stage, an irradiation amount of exposure light by the pulse light source, and a position of the substrate stage at a time when the pulse light source emits light, a position of the substrate stage at a time when the pulse light source emits light, and illuminance data in the light emission. The exposure apparatus according to any one of claims 3 to 5, further comprising means for associating
【請求項7】 前記光源が発光した時の露光光照射量デ
ータと前記基板ステージ上の位置を関連付けた結果から
前記基板上のショット内における積算露光量分布を計算
上で再現する手段を具備することを特徴とする請求項6
の露光装置。
7. A means for calculating and reproducing an integrated exposure amount distribution in a shot on the substrate from a result of associating exposure light irradiation amount data when the light source emits light with a position on the substrate stage. 7. The method according to claim 6, wherein
Exposure equipment.
【請求項8】 露光スリットにより限定される照射領域
下を原版および基板を同期して走査することによって、
原版上のパターンを基板上に投影する走査露光装置にお
いて、請求項7の再現結果を用いて前記露光スリットの
幅およびプロファイルを調整する手段を具備することを
特徴とする走査露光装置。
8. By synchronously scanning the original and the substrate under an irradiation area defined by an exposure slit,
A scanning exposure apparatus for projecting a pattern on an original onto a substrate, comprising: means for adjusting the width and profile of the exposure slit using the reproduction result of claim 7.
【請求項9】 前記パルス光源による特定の照射領域下
を原版および基板を同期して走査することによって、原
版上のパターンを基板上に投影する走査露光装置におい
て、請求項7の再現結果を用いて前記同期走査の速度を
調整する手段を具備することを特徴とする走査露光装
置。
9. A scanning exposure apparatus for projecting a pattern on an original onto a substrate by synchronously scanning an original and a substrate under a specific irradiation area by the pulsed light source, using the reproduction result of claim 7 A scanning exposure apparatus, comprising: means for adjusting the speed of the synchronous scanning by means of the scanning exposure apparatus.
【請求項10】 前記照度データを1ショット内の発光
にわたって参照して、レーザー発光の不発を検出し、当
該ショットの露光失敗を検出する手段をさらに具備する
ことを特徴とする請求項3記載の走査露光装置。
10. The apparatus according to claim 3, further comprising: means for referring to the illuminance data over light emission within one shot, detecting misfire of laser light emission, and detecting exposure failure of the shot. Scanning exposure equipment.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005086172A (en) * 2003-09-11 2005-03-31 Nikon Corp Method of measuring nonuniformity of integrated light quantity, exposure method and method for manufacturing device
JP2007025646A (en) * 2005-06-13 2007-02-01 Olympus Corp Scanning laser microscope apparatus
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JP2018528456A (en) * 2015-07-16 2018-09-27 エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. Lithographic apparatus and method

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