JPH11249316A - Light source output control method, light source device, exposing method and aligner - Google Patents

Light source output control method, light source device, exposing method and aligner

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JPH11249316A
JPH11249316A JP10069402A JP6940298A JPH11249316A JP H11249316 A JPH11249316 A JP H11249316A JP 10069402 A JP10069402 A JP 10069402A JP 6940298 A JP6940298 A JP 6940298A JP H11249316 A JPH11249316 A JP H11249316A
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JP
Japan
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shutter
light source
output
output control
closing operation
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JP10069402A
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Japanese (ja)
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Shigeru Hirukawa
茂 蛭川
Reiko Shimizu
玲子 清水
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the influence of the irregular operation of a shutter and to restrain the dispersion of the line width of a resist pattern formed on a wafer by controlling output from a light source in accordance with the state of the progress of the opening/closing operation of the shutter. SOLUTION: Luminous flux from a mercury lamp 2 is made incident on a beam splitter 4, the luminous flux reflected by the beam splitter 4 is condensed on the other focal position of an elliptical mirror 3, and the shutter 9 is arranged at the focal position. The rotating position of a shutter blade is measured by a rotary encoder 8. The dispersion of the operation of the shutter is known about 3 ms after issuing an opening/closing command for the shutter. Based on the shutter position obtained after 3 ms, supply power to the mercury lamp 2 is changed for only 9 ms from 3 ms to 12 ms after starting closing operation. Even when the supply power is changed, the output of the mercury lamp 2 does not follow the change immediately, so that such a change ratio that integrated exposure may be always its standard value is experimentally obtained.

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、投影露光装置の露
光光源などの光源の出力の制御に関し、特に一括露光型
の露光装置の積算露光量の制御に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to control of the output of a light source such as an exposure light source of a projection exposure apparatus, and more particularly to control of the integrated exposure amount of a batch exposure type exposure apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子、薄膜磁気ヘッド、液晶表示
素子等の製造工程のうちのリソグラフィ工程では、投影
露光装置が用いられる。投影露光装置に要求される性能
の一つに、レジスト上に形成されるパターンの線幅の均
一性がある。レジストパターンの線幅を一定の範囲に収
めるためには、フォーカスの安定性に代表されるパター
ン像の形状の安定性と共に、レジストに与えられる積算
露光エネルギーの安定性が重要である。露光装置には走
査型の露光装置と一括露光型の露光装置があるが、この
うち一括露光型の露光装置では、レジストに与えられる
積算露光量を一定に保つために、例えば次の手法が用い
られていた。
2. Description of the Related Art A projection exposure apparatus is used in a lithography step in a process of manufacturing a semiconductor device, a thin film magnetic head, a liquid crystal display device, and the like. One of the performances required for a projection exposure apparatus is the uniformity of the line width of a pattern formed on a resist. In order to keep the line width of the resist pattern within a certain range, the stability of the integrated exposure energy given to the resist is important together with the stability of the shape of the pattern image represented by the stability of focus. There are two types of exposure equipment: scanning exposure equipment and one-shot exposure equipment. Among these, one-shot exposure equipment uses the following method, for example, to keep the integrated exposure amount given to the resist constant. Had been.

【0003】光源からの光量を計測する第1のセンサ
と、光源からの光束を通過・遮断するシャッターと、シ
ャッターを通過した光量を計測する第2のセンサを設け
る。そして予め第2のセンサを用いて、全開停止位置に
あるシャッターに閉鎖指令を発してから、全閉停止位置
となるまでの、閉鎖動作期間中の積算露光量の基準値E
A0を求めておく。次いで実際の個々の露光ショットにお
いて、シャッターを通過した光量eを第2のセンサにて
計測し、これを積算して積算露光量Eを算出する。そし
てレジストごとに定められた基準積算露光量をE0とし
たとき、シャッターを通過した積算露光量Eが、ES
A0になった時点で、シャッターの閉鎖指令を発する。
このように制御することにより、積算露光量Eを基準積
算露光量E0に一致させることができる。
[0003] A first sensor for measuring the amount of light from the light source, a shutter for passing and blocking the light beam from the light source, and a second sensor for measuring the amount of light passing through the shutter are provided. Then, using the second sensor in advance, the reference value E of the integrated exposure amount during the closing operation period from issuing a close command to the shutter at the fully open stop position until reaching the fully closed stop position.
Find A0 . Next, in each actual exposure shot, the light amount e that has passed through the shutter is measured by the second sensor, and this is integrated to calculate the integrated exposure amount E. When the reference integrated exposure amount determined for each resist is E 0 , the integrated exposure amount E that has passed through the shutter is E S
When EA0 is reached, a shutter close command is issued.
By controlling in this manner, it is possible to match the integrated exposure amount E to the reference integrated exposure amount E 0.

【0004】この制御手法における誤差要因としては、
第1の誤差要因として、シャッターに閉鎖指令が発せら
れてから後の光源の出力の変動があり、第2の誤差要因
として、シャッター動作のばらつきがある。このうち、
第1の誤差要因である光源の出力変動については、上記
第1のセンサを用いて常に光源の出力を計測し、光源の
出力にフィードバックをかけることにより、その変動量
を小さくすることができる。これに対して、第2の誤差
要因であるシャッター動作のばらつきについては、それ
を小さくする試みしか行われてこなかった。しかし全体
の基準積算露光量E0に占める閉鎖動作中の積算露光量
A0の割合はもともと小さいから、実際の閉鎖動作中の
積算露光量EAに多少の変動があっても、著しい不都合
を招くという訳ではなかった。
The error factors in this control method include:
A first error factor is a fluctuation in the output of the light source after a shutter close command is issued, and a second error factor is a variation in shutter operation. this house,
With respect to the output fluctuation of the light source, which is the first error factor, the fluctuation amount can be reduced by constantly measuring the output of the light source using the first sensor and applying feedback to the output of the light source. On the other hand, as for the variation of the shutter operation, which is the second error factor, only an attempt has been made to reduce the variation. But since the ratio of the integrated exposure amount E A0 in closing operation occupying the reference integrated exposure amount E 0 of the total originally small, even if there is some variation in the actual integrated exposure amount E A during closing operation, a significant disadvantage It was not an invitation.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかるに近年、スルー
プットの向上を図るために、光源からの光量は増加され
つつあり、また、感光剤であるフォトレジストの感度も
高くなってきている。このため、全体の基準積算露光量
0に占める閉鎖動作中の積算露光量EA0の割合も高く
なってきている。したがって、光源の出力変動をいかに
安定させても、シャッターの閉鎖動作にばらつきがある
と、ウエハヘの積算露光量Eのばらつきが生じ、この結
果ショット毎のレジスト線幅のばらつきが生じ、ひいて
は作製された半導体素子などの動作不良の原因となるお
それがある。本発明はこのような問題を解決し、シャッ
ターの動作ムラの影響を極力小さくし、ウエハ上に形成
されるレジストパターンの線幅のばらつきを小さくする
ことができる光源出力制御方法を提供することを課題と
する。本発明はまた、この光源出力制御方法を用いた光
源装置、露光方法及び露光装置を提供することを課題と
する。
However, in recent years, in order to improve the throughput, the amount of light from a light source is increasing, and the sensitivity of a photoresist as a photosensitive agent is also increasing. Therefore, the ratio of the integrated exposure amount E A0 in closing operation to the whole of the reference integrated exposure amount E 0 also been increasing. Therefore, no matter how stable the output fluctuation of the light source, if there is a variation in the closing operation of the shutter, a variation in the integrated exposure amount E to the wafer occurs, and as a result, a variation in the resist line width for each shot occurs, and as a result, the manufacturing is completed. There is a possibility that this may cause malfunction of the semiconductor element or the like. The present invention has been made to solve the above problem, and to provide a light source output control method capable of minimizing the influence of shutter operation unevenness and reducing the line width variation of a resist pattern formed on a wafer. Make it an issue. Another object of the present invention is to provide a light source device, an exposure method, and an exposure apparatus using the light source output control method.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであり、すなわち、シャッター
を有する光源の出力を制御する光源出力制御方法におい
て、シャッターの位置を計測するシャッター位置センサ
を設け、シャッターの閉鎖動作の進行の遅速に応じて、
光源の出力を制御することを特徴とする光源出力制御方
法である。本発明はまた、光源と、光源の出力を制御す
る光源出力制御装置と、光源からの光束を通過・遮断す
るシャッターとを有する光源装置において、光源装置
は、シャッターの位置を計測するシャッター位置センサ
を有し、光源出力制御装置は、シャッターの閉鎖動作の
進行の遅速に応じて、光源の出力を制御するように構成
されたことを特徴とする光源装置である。本発明はま
た、照明光学系によって投影原版上のパターンを照明
し、パターンを透過した光束を投影光学系によって感光
基板上に結像することにより、前記パターンを感光基板
上に転写する露光方法において、照明光学系の中に、少
なくとも光源と、光源の出力を制御する光源出力制御装
置と、光源からの光束を通過・遮断するシャッターと、
シャッターの位置を計測するシャッター位置センサとを
設け、光源出力制御装置によって、シャッターの閉鎖動
作の進行の遅速に応じて光源の出力を制御しながら、露
光することを特徴とする露光方法である。本発明はま
た、照明光学系によって投影原版上のパターンを照明
し、パターンを透過した光束を投影光学系によって感光
基板上に結像することにより、前記パターンを感光基板
上に転写する露光装置において、照明光学系は、光源
と、光源の出力を制御する光源出力制御装置と、光源か
らの光束を通過・遮断するシャッターと、シャッターの
位置を計測するシャッター位置センサとを有し、光源出
力制御装置は、シャッターの閉鎖動作の進行の遅速に応
じて、光源の出力を制御するように構成されたことを特
徴とする露光装置である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. That is, in a light source output control method for controlling an output of a light source having a shutter, a shutter position for measuring a position of the shutter is provided. A sensor is provided, and according to the speed of progress of the closing operation of the shutter,
A light source output control method characterized by controlling the output of a light source. The present invention also provides a light source device including a light source, a light source output control device that controls the output of the light source, and a shutter that passes and blocks a light beam from the light source, wherein the light source device has a shutter position sensor that measures the position of the shutter. And the light source output control device is configured to control the output of the light source in accordance with the speed of progress of the closing operation of the shutter. The present invention also relates to an exposure method for illuminating a pattern on a projection original with an illumination optical system, and forming an image of a light beam transmitted through the pattern on a photosensitive substrate by a projection optical system, thereby transferring the pattern onto the photosensitive substrate. In the illumination optical system, at least a light source, a light source output control device that controls the output of the light source, and a shutter that passes and blocks a light beam from the light source,
An exposure method comprising: providing a shutter position sensor for measuring a position of a shutter; and performing exposure while controlling an output of a light source in accordance with a slow progress of a shutter closing operation by a light source output control device. The present invention is also directed to an exposure apparatus that illuminates a pattern on a projection original with an illumination optical system and forms a light flux transmitted through the pattern on a photosensitive substrate by a projection optical system to transfer the pattern onto the photosensitive substrate. The illumination optical system includes a light source, a light source output control device that controls the output of the light source, a shutter that passes and blocks a light beam from the light source, and a shutter position sensor that measures the position of the shutter. The exposure apparatus is configured to control an output of a light source in accordance with a speed of progress of a closing operation of a shutter.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面によっ
て説明する。図1は本発明の一実施例による一括露光型
の露光装置を示す構成図である。電源(不図示)から電
力を供給され、ランプ制御装置1によって制御された出
力2.5kWの水銀灯2は、楕円鏡3の一方の焦点位置
に配置されている。水銀灯2からの光束は、ビームスプ
リッタ4に入射しており、ビームスプリッタ4に入射し
た光束のうち、ビームスプリッタ4を透過した光束は、
i線のみを透過する光学フィルタ(不図示)を通過し、
集光レンズ5によって集光されて光量センサ6に入射し
ている。他方、ビームスプリッタ4で反射した光束は、
楕円鏡3の他方の焦点位置に集光され、この焦点位置に
シャッター9が配置されている。シャッター9は複数枚
の羽根を有し、この羽根を回転することによって光束を
通過・遮断するように構成されている。シャッター羽根
の回転位置は、ロータリーエンコーダ8によって計測さ
れている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing a batch exposure type exposure apparatus according to one embodiment of the present invention. A 2.5 kW mercury lamp 2 supplied with power from a power supply (not shown) and controlled by the lamp control device 1 is arranged at one focal position of the elliptical mirror 3. The luminous flux from the mercury lamp 2 is incident on the beam splitter 4, and among the luminous fluxes incident on the beam splitter 4, the luminous flux transmitted through the beam splitter 4 is:
passes through an optical filter (not shown) that transmits only i-line,
The light is condensed by the condenser lens 5 and enters the light amount sensor 6. On the other hand, the light beam reflected by the beam splitter 4 is
Light is condensed at the other focal position of the elliptical mirror 3, and a shutter 9 is arranged at this focal position. The shutter 9 has a plurality of blades, and is configured to pass or block a light beam by rotating the blades. The rotation position of the shutter blade is measured by the rotary encoder 8.

【0008】シャッター9を通過した光束は、干渉フィ
ルタ10にてi線以外の成分を取り除かれ、インプット
レンズ11にて整形された後、フライアイレンズ12に
入射し、フライアイレンズ12の射出面の近傍に多数の
2次光源像を結像する。フライアイレンズ12の射出面
の近傍には、照明系開口絞り13が配置されており、本
実施例では、開口絞りレボルバ13aに複数種類の開口
絞り13を取り付けて、相互に切り替えて使用できるよ
うに構成されている。照明系開口絞り13を通過した光
束は、第1リレーレンズ14を通過して、ビームスプリ
ッタ15に入射している。ビームスプリッタ15にて反
射された一部の光束は、集光レンズ16によって集光さ
れてインテグレータセンサ17に入射している。ビーム
スプリッタ15を透過した光束は、開口絞り13のフー
リエ変換面に配置された投影式レチクルブラインド18
を通過し、更に第2リレーレンズ19を通過した後、ブ
ラインド18の共役面に配置されたレチクル20を照明
している。レチクル20上のパターン21は、投影レン
ズ22によりウエハステージ23上に載置されたウエハ
24上に投影される。レチクル20はレチクルステージ
RSTに保持され、レチクルステージRSTは不図示の
レチクル駆動系により2次元に移動可能となっている。
ウエハステージ23も不図示のウエハ駆動系により2次
元に移動可能となっている。
The light beam that has passed through the shutter 9 is filtered by an interference filter 10 to remove components other than the i-line, shaped by an input lens 11, then enters a fly-eye lens 12, and exits from the fly-eye lens 12. Are formed in the vicinity of. An illumination system aperture stop 13 is arranged near the exit surface of the fly-eye lens 12, and in this embodiment, a plurality of types of aperture stops 13 are attached to an aperture stop revolver 13a so that they can be switched and used. Is configured. The light beam that has passed through the illumination system aperture stop 13 passes through the first relay lens 14 and is incident on the beam splitter 15. A part of the light beam reflected by the beam splitter 15 is condensed by a condenser lens 16 and is incident on an integrator sensor 17. The luminous flux transmitted through the beam splitter 15 is projected onto a projection type reticle blind 18 arranged on the Fourier transform surface of the aperture stop 13.
After passing through the second relay lens 19, the reticle 20 arranged on the conjugate plane of the blind 18 is illuminated. The pattern 21 on the reticle 20 is projected by a projection lens 22 on a wafer 24 placed on a wafer stage 23. Reticle 20 is held by reticle stage RST, and reticle stage RST can be moved two-dimensionally by a reticle drive system (not shown).
The wafer stage 23 can also be moved two-dimensionally by a wafer drive system (not shown).

【0009】図2にシャッター9の閉鎖動作の進行状態
と、そのときのインテグレータセンサ17の比出力Tを
示す。すなわち図2の横軸はシャッター閉鎖指令後の時
間を示し、縦軸のうち、曲線Sは、エンコーダ8で計測
したシャッター羽根の相対的な位置を示す。シャッター
羽根の相対的な位置Sは、全開停止位置(以下単に全開
位置という。)をS=1とし、全閉停止位置(以下単に
全閉位置という。)をS=0に規格化した値である。ま
た曲線Tは、インテグレータセンサ17の比出力を示
す。インテグレータセンサの比出力Tとは、シャッター
羽根の位置Sが全開位置(S=1)にあるときの出力A
を1に規格化した値である。シャッターが全閉位置(S
=0)にあるときには、インテグレータセンサの出力A
はA=0であり、したがって比出力TもT=0である。
FIG. 2 shows the progress of the closing operation of the shutter 9 and the specific output T of the integrator sensor 17 at that time. That is, the horizontal axis in FIG. 2 indicates the time after the shutter closing command, and the curve S on the vertical axis indicates the relative position of the shutter blade measured by the encoder 8. The relative position S of the shutter blades is a value obtained by standardizing a fully open stop position (hereinafter simply referred to as a fully open position) to S = 1 and a fully closed stop position (hereinafter simply referred to as a fully closed position) to S = 0. is there. A curve T indicates the specific output of the integrator sensor 17. The specific output T of the integrator sensor is the output A when the position S of the shutter blade is at the fully open position (S = 1).
Is normalized to 1. When the shutter is fully closed (S
= 0), the output A of the integrator sensor
Is A = 0, and therefore the specific output T is also T = 0.

【0010】ここで、実際のシャッター9の動作をみる
と、図3に示すように、シャッターの動作が曲線S0
示されるように順調に動作し、インテグレータセンサ1
7の比出力Tも曲線T0で示されるように順調に減少す
る場合もあるが、シャッターの動作が曲線S1で示され
るように途中で一旦動作が遅くなり、インテグレータセ
ンサ17の比出力の減少も曲線T1で示されるように遅
い場合もある。このシャッター9の閉鎖指令後、シャッ
ターが完全に閉じるまでのインテグレータセンサ17の
出力Aの総和がエネルギーEAに相当するため、シャッ
ター動作のばらつきは露光量制御の精度に影響すること
がわかる。
Here, when the actual operation of the shutter 9 is viewed, as shown in FIG. 3, the operation of the shutter operates smoothly as shown by the curve S 0 , and the integrator sensor 1
7 may also decrease steadily as shown by the curve T 0 , but the operation of the shutter is temporarily delayed halfway as shown by the curve S 1 , and the specific output T of the integrator sensor 17 is reduced. reduced as it may slow as indicated by the curve T 1. After closing command of the shutter 9, since the total of the output A of the integrator sensor 17 until the shutter is completely closed is equivalent to the energy E A, variations in the shutter operation is seen to affect the exposure amount control accuracy.

【0011】図3に示すようなシャッター動作のバラツ
キは、シャッターの閉鎖指令後、3ms程度で明らかに
なる。そこで、シャッターの閉鎖動作を何回か繰り返
し、各回の閉鎖動作について、3ms後のシャッターの
位置S3msと、閉鎖動作期間中の積算露光量EAとの関係
を求める。この関係とは、3ms後のシャッター位置S
3msが標準的な位置S3ms・0にあれば、積算露光量EA
標準的な積算露光量EA0に一致し、3ms後のシャッタ
ー位置S3msが標準的な位置S3ms・0よりも開側にあれ
ば、積算露光量EAは標準的な積算露光量EA0よりも大
きく、3ms後のシャッター位置S3msが標準的な位置
3ms・0よりも閉側にあれば、積算露光量EAは標準的な
積算露光量EA0よりも小さい、という関係となる。
The variation in the shutter operation as shown in FIG. 3 becomes apparent about 3 ms after the shutter closing command. Therefore, the closing operation of the shutter repeated several times, for each round of the closing operation, determine the position S 3 ms of the shutter after 3 ms, the relationship between the integrated exposure amount E A during the closing operation period. This relationship means that the shutter position S after 3 ms
If 3ms is a standard position S 3ms · 0, the integrated exposure amount E A coincides with standard integrated exposure amount E A0, from the position S 3ms · 0 Shutter position S 3ms it is standard after 3ms if the open side, the integrated exposure amount E a is greater than the standard integrated exposure amount E A0, if the closing side than the position S 3 ms · 0 shutter position S 3 ms is standard after 3 ms, the integrated exposure the amount E a is less than the standard integrated exposure amount E A0, the relationship.

【0012】そこで、閉鎖動作期間中の積算露光量EA
がその標準値EA0と一致するように、3ms後のシャッ
ター位置S3msに基づいて、閉鎖動作開始後3msから
12msまでの9ms間だけ、水銀灯2への供給電力P
を変更する。すなわちシャッターの閉鎖動作開始後3m
sまでは、水銀灯への供給電力Pは一定値P0に保たれ
ているが、3msから12msまでの供給電力Pを一定
値P3-12msに変更する。ここで、供給電力の変更比率C
を、 C=P3-12ms/P0 とすると、Cは3ms後のシャッター位置S3msの関数
C(S3ms)となる。すなわち、3ms後のシャッター
位置S3msが標準的な位置S3ms・0にあれば、変更比率C
は1であり、シャッター位置S3msが標準的な位置S
3ms・0よりも開側にあれば、変更比率Cは1以下であ
り、シャッター位置S3msが標準的な位置S3ms・0よりも
閉側にあれば、変更比率Cは1以上である。
Accordingly, the integrated exposure amount E A during the closing operation period
Is equal to the standard value E A0 , based on the shutter position S 3 ms after 3 ms, the power supply P to the mercury lamp 2 for only 9 ms from 3 ms to 12 ms after the start of the closing operation.
To change. That is, 3 m after the shutter closing operation starts
Until s, the supply power P to the mercury lamp is maintained at a constant value P 0 , but the supply power P from 3 ms to 12 ms is changed to a constant value P 3-12 ms. Here, the change ratio C of the supplied power
The, C = When P 3-12ms / P 0, C is the shutter position after 3 ms S 3 ms function C (S 3ms). That is, if the shutter position S 3ms after 3 ms is at the standard position S 3ms · 0 , the change ratio C
Is 1 and the shutter position S 3 ms is the standard position S
If the shutter position S 3ms is closer to the open side than 3 ms · 0 , the change ratio C is 1 or less. If the shutter position S 3ms is closer than the standard position S 3ms · 0 , the change ratio C is 1 or more.

【0013】シャッターの閉鎖指令後3msの時点で、
水銀灯への供給電力をP0からP3-12msに変更しても、
水銀灯の出力は直ちには追従しないから、積算露光量E
Aが常にその標準値EA0になるような変更比率Cは、実
験的に求める。このようにして求められた変更比率C
(S3ms)の一例を図4に示す。こうして求められた変
更比率C(S3ms)は、ランプ制御装置1内の記憶装置
1aに格納される。記憶装置1a内への格納の態様とし
ては、テーブル形式とすることもできるし、折れ線近似
などの近似式とすることもできる。変更比率C
(S3ms)の値は、シャッター9の個々の羽根ごとに値
を保管することが好ましい。
At 3 ms after the shutter closing command,
Also the power supplied to the mercury lamp to change from P 0 to P 3-12ms,
Since the output of the mercury lamp does not immediately follow, the integrated exposure amount E
The change ratio C such that A always becomes the standard value E A0 is experimentally obtained. The change ratio C thus obtained
FIG. 4 shows an example of (S 3 ms ). The change ratio C (S 3ms ) thus determined is stored in the storage device 1a in the lamp control device 1. The form of storage in the storage device 1a may be a table format or an approximate expression such as a broken line approximation. Change ratio C
The value of (S 3ms ) is preferably stored for each blade of the shutter 9.

【0014】実際の露光に際しては、シャッター閉鎖指
令後3msの時点でエンコーダ9によってシャッターの
位置S3msを読み取り、記憶装置1a内に格納された関
係C(S3ms)に基づいて変更比率Cを求め、その時点
でのランプへの供給電力P0にこの変更比率を乗じて、
ランプへの供給電力の変更値P3-12msを計算する。そし
て以降は、3msから12msまでの9ms間だけ、ラ
ンプへの供給電力を変更電力P3-12msに変更し、12m
sの時点で元の基準電力P0に戻す。なお、実際にはラ
ンプ電源の応答性のため、ランプ出力は急激には変化し
ない。
At the time of actual exposure, at 3 ms after the shutter closing command, the encoder 9 reads the shutter position S 3 ms , and obtains the change ratio C based on the relationship C (S 3 ms ) stored in the storage device 1 a. , By multiplying the power supply P 0 to the lamp at that time by this change ratio,
The change value P 3-12 ms of the power supplied to the lamp is calculated. After that, the power supplied to the lamp is changed to the changed power P 3-12 ms for only 9 ms from 3 ms to 12 ms, and
At time s, the original reference power P 0 is restored. Actually, the lamp output does not change suddenly due to the responsiveness of the lamp power supply.

【0015】この方法により、水銀ランプを制御した場
合の動作状態を図4に示す。同図中、S0、T0、R
0は、シャッターの閉鎖動作が標準的な場合のシャッタ
ー閉鎖指令後の各時間tにおけるそれぞれシャッターの
相対位置、インテグレータセンサ17の比出力、光量セ
ンサ6の比出力を示す。これに対してS1、T1、R
1は、シャッターの閉鎖動作が標準的な場合よりも遅れ
た場合のシャッターの相対位置、インテグレータセンサ
17の比出力、光量センサ6の比出力を示し、S2
2、R2は、シャッターの閉鎖動作が標準的な場合より
も速い場合のシャッターの相対位置、インテグレータセ
ンサ17の比出力、光量センサ6の比出力を示す。
FIG. 4 shows an operation state when the mercury lamp is controlled by this method. In the figure, S 0 , T 0 , R
0 indicates the relative position of the shutter, the specific output of the integrator sensor 17, and the specific output of the light amount sensor 6 at each time t after the shutter closing command when the shutter closing operation is standard. On the other hand, S 1 , T 1 , R
1, the relative position of the shutter when the shutter closing operation is delayed than standard, specific power of the integrator sensor 17, indicates the specific power of the light amount sensor 6, S 2,
T 2 and R 2 indicate the relative position of the shutter, the specific output of the integrator sensor 17, and the specific output of the light amount sensor 6 when the shutter closing operation is faster than the standard case.

【0016】同図に示されるように、シャッター動作が
標準的な場合よりも速いために、閉鎖指令後にシャッタ
ーを通過する積算露光量EAが標準的な積算露光量EA0
よりも少なくなる場合にはランプ出力を増加し、逆にシ
ャッター動作が標準的な場合よりも遅いために、閉鎖指
令後にシャッターを通過する積算露光量EAが標準的な
積算露光量EA0よりも多くなる場合には、ランプ出力を
減少しており、これにより、それぞれシャッターを通過
する積算露光量EAが、ランプ出力制御をしない場合に
比べて、標準的な積算露光量EA0に近づくことが分か
る。
[0016] As shown in the drawing, in faster than if the shutter operation is standard, the integrated exposure amount E A that passes through the shutter after closing command standard integrated exposure amount E A0
Increase lamp output to be fewer than for slower than shuttering conversely standard, the integrated exposure amount E A that passes through the shutter after closing command than standard integrated exposure amount E A0 If also increases, which reduces the lamp power, thereby, the integrated exposure amount E a that passes through the shutter, respectively, as compared with the case of not the lamp output control, approach the standard integrated exposure amount E A0 You can see that.

【0017】暫定的な検討によると、ウエハ面上の照度
を1200mW/cm2とし、ウエハに対する基準積算
露光量E0を50mJ/cm2とした場合に、従来の方法
では積算露光量Eの制御精度はレンジで±1.0%であ
ったが、本実施例によれば積算露光量Eの精度を±0.
3%で制御することができた。なお、上記実施例では、
シャッター前で光束を分岐して光量センサ6によってラ
ンプ出力を計測しているが、ランプ出力そのものは計測
する必要は特になく、したがって光量センサ6は設けな
くとも良い。
According to a preliminary study, when the illuminance on the wafer surface is 1200 mW / cm 2 and the reference integrated exposure amount E 0 for the wafer is 50 mJ / cm 2 , the control of the integrated exposure amount E in the conventional method is performed. Although the accuracy was ± 1.0% in the range, according to the present embodiment, the accuracy of the integrated exposure amount E was ± 0.1%.
It could be controlled at 3%. In the above embodiment,
Although the luminous flux is branched before the shutter and the lamp output is measured by the light amount sensor 6, it is not particularly necessary to measure the lamp output itself, and therefore the light amount sensor 6 may not be provided.

【0018】また、上記実施例ではシャッター閉鎖指令
後、3ms後のシャッター動作状態を計測したが、シャ
ッター動作開始後、動作ばらつきが明瞭になり、かつ、
ランプ出力制御に十分な時間が残される条件であれば、
3ms後に限定されるものではない。また、ランプ出力
を変化させる時間は上記実施例では9msとしたが、こ
れも9msに限定されるものではなく、次のショットの
露光開始までに、ランプ出力が基準電力P0に戻って、
十分に安定しているような時間であれば、どのような時
間でもよい。もっとも、シャッターの閉鎖動作が進むに
つれて、ウエハに届くエネルギーが減少するため、変更
電力に長時間保っても意味はない。
In the above embodiment, the shutter operation state was measured 3 ms after the shutter closing command, but after the shutter operation started, the operation variation became clear, and
If there is enough time left for lamp output control,
It is not limited after 3 ms. Further, the time for changing the lamp output is set to 9 ms in the above embodiment, but this is not limited to 9 ms, and the lamp output returns to the reference power P 0 before the start of exposure of the next shot.
Any time may be used as long as the time is sufficiently stable. However, since the energy reaching the wafer decreases as the shutter closing operation proceeds, it is meaningless to maintain the changed power for a long time.

【0019】また、図3に示したエンコーダ位置S3ms
とランプへの供給電力の変更比率Cとの関係は、ランプ
電源の応答特性とシャッターの開口率に依存するため、
図3に示した関係はその条件によつて変動する。さら
に、ランプの種類は上記の2.5kW出力の高圧水銀灯
に限るものではなく、他の出力を用いてもよく、またi
線以外の他の輝線を用いてもよい。また、投影光学系に
ついてもレンズで構成されている必要はなく、反射鏡を
用いたものでもよい。さらには投影光学系は必要なく、
コンタクト方式、またはプロキシミティ方式の露光装置
であってもよい。また、上述の実施例をレチクルを保持
するレチクルステージとウエハを保持するウエハステー
ジとを同期して所定の走査方向に移動させながら露光を
行う、いわゆる走査型の露光装置に適用しても良い。こ
れにより、シャッターの開閉に影響されることなく、露
光量制御を行うことが可能となり、安定した露光量を得
られるまでの時間が短くなって、スループットが向上す
る。
The encoder position S 3ms shown in FIG.
And the change ratio C of the power supplied to the lamp depends on the response characteristics of the lamp power supply and the aperture ratio of the shutter.
The relationship shown in FIG. 3 varies depending on the conditions. Further, the type of lamp is not limited to the above-mentioned high-pressure mercury lamp of 2.5 kW output, and other outputs may be used.
A bright line other than the line may be used. Further, the projection optical system does not need to be constituted by a lens, but may be a system using a reflecting mirror. Furthermore, there is no need for a projection optical system,
An exposure apparatus of a contact type or a proximity type may be used. Further, the above-described embodiment may be applied to a so-called scanning type exposure apparatus which performs exposure while moving a reticle stage holding a reticle and a wafer stage holding a wafer in a predetermined scanning direction in synchronization. As a result, the exposure amount can be controlled without being affected by the opening and closing of the shutter, and the time until a stable exposure amount is obtained is shortened, and the throughput is improved.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上のように本発明では、シャッターの
閉鎖動作の進行状態を計測し、基準の進行状態と実際の
進行状態とを比較し、基準の進行状態からの動作のズレ
に応じて光源の出力を増減させている。したがってウエ
ハ等に与える積算露光量を精度良く安定させることがで
きる光源出力制御方法と、この光源出力制御方法を用い
た光源装置、露光方法及び露光装置が提供された。
As described above, according to the present invention, the progress of the shutter closing operation is measured, the reference progress is compared with the actual progress, and the operation is shifted according to the deviation of the operation from the reference progress. The output of the light source is increased or decreased. Accordingly, there have been provided a light source output control method capable of accurately stabilizing an integrated exposure amount given to a wafer or the like, and a light source device, an exposure method, and an exposure apparatus using the light source output control method.

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

【図1】本発明の一実施例による投影露光装置を示す概
略図である。
FIG. 1 is a schematic view showing a projection exposure apparatus according to one embodiment of the present invention.

【図2】シャッターの閉鎖動作期間中のシャッター位置
とインテグレータセンサの比出力を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a shutter position and a specific output of an integrator sensor during a shutter closing operation period.

【図3】シャッターの閉鎖動作の進行のばらつきと、そ
れによるインテグレータセンサの比出力のばらつきを示
す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing variation in progress of a shutter closing operation and variation in specific output of an integrator sensor due to the variation.

【図4】閉鎖指令後3msでのシャッターの位置とラン
プへの供給電力の変更比率との関係を示す説明図であ
る。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship between a position of a shutter and a change ratio of power supplied to a lamp at 3 ms after a close command.

【図5】本発明の一実施例による制御を行ったときの、
シャッター位置とインテグレータセンサの比出力と、光
量センサの比出力とを示す説明図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a case where control according to an embodiment of the present invention is performed.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a shutter position, a specific output of an integrator sensor, and a specific output of a light amount sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ランプ制御装置 1a…記憶装置 2…水銀灯 3…楕円鏡 4…ビームスプリッタ 5…レンズ 6…光量センサ 8…エンコーダ 9…シャッター 10…干渉フィルタ 11…インプットレンズ 12…フライアイレ
ンズ 13…照明系開口絞り 13a…開口絞りレ
ボルバ 14…第1リレーレンズ 15…ビームスプリ
ッタ 16…集光レンズ 17…インテグレー
タセンサ 18…投影式レチクルブラインド 19…第2リレーレ
ンズ 20…レチクル 21…レチクルパタ
ーン 22…投影レンズ 23…ウエハステー
ジ 24…ウエハ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Lamp control device 1a ... Storage device 2 ... Mercury lamp 3 ... Elliptical mirror 4 ... Beam splitter 5 ... Lens 6 ... Light amount sensor 8 ... Encoder 9 ... Shutter 10 ... Interference filter 11 ... Input lens 12 ... Fly-eye lens 13 ... Illumination system Aperture stop 13a Aperture stop revolver 14 First relay lens 15 Beam splitter 16 Condenser lens 17 Integrator sensor 18 Projection reticle blind 19 Second relay lens 20 Reticle 21 Reticle pattern 22 Projection lens 23 ... wafer stage 24 ... wafer

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】シャッターを有する光源の出力を制御する
光源出力制御方法において、 前記シャッターの位置を計測するシャッター位置センサ
を設け、 前記シャッターの閉鎖動作の進行の遅速に応じて、前記
光源の出力を制御することを特徴とする光源出力制御方
法。
1. A light source output control method for controlling an output of a light source having a shutter, comprising: a shutter position sensor for measuring a position of the shutter; and an output of the light source according to a speed of progress of a closing operation of the shutter. Controlling the light source output.
【請求項2】前記シャッターの閉鎖動作の指令の後、一
定時間経過後のシャッターの位置を計測し、 該一定時間経過後のシャッターの位置に基づいて、前記
光源の出力を制御することを特徴とする請求項1記載の
光源出力制御方法。
2. The method according to claim 1, further comprising: measuring a position of the shutter after a lapse of a predetermined time after the command to close the shutter, and controlling an output of the light source based on the position of the shutter after the lapse of the predetermined time. The light source output control method according to claim 1, wherein
【請求項3】前記シャッターの閉鎖動作の指令の後、シ
ャッターが全閉状態となるまでの間にシャッターを通過
する積算光量が一定となるように、前記光源の出力を制
御することを特徴とする請求項1又は2記載の光源出力
制御方法。
3. The output of the light source is controlled such that the integrated light amount passing through the shutter is constant until the shutter is fully closed after the command to close the shutter. The light source output control method according to claim 1 or 2, wherein:
【請求項4】光源と、該光源の出力を制御する光源出力
制御装置と、前記光源からの光束を通過・遮断するシャ
ッターとを有する光源装置において、 該光源装置は、前記シャッターの位置を計測するシャッ
ター位置センサを有し、 前記光源出力制御装置は、前記シャッターの閉鎖動作の
進行の遅速に応じて、前記光源の出力を制御するように
構成されたことを特徴とする光源装置。
4. A light source device comprising a light source, a light source output control device for controlling the output of the light source, and a shutter for passing and blocking a light beam from the light source, wherein the light source device measures the position of the shutter. A light source output control device configured to control an output of the light source according to a speed of progress of a closing operation of the shutter.
【請求項5】照明光学系によって投影原版上のパターン
を照明し、該パターンを透過した光束を投影光学系によ
って感光基板上に結像することにより、前記パターンを
前記感光基板上に転写する露光方法において、 前記照明光学系の中に、少なくとも光源と、該光源の出
力を制御する光源出力制御装置と、前記光源からの光束
を通過・遮断するシャッターと、該シャッターの位置を
計測するシャッター位置センサとを設け、 前記光源出力制御装置によって、前記シャッターの閉鎖
動作の進行の遅速に応じて前記光源の出力を制御しなが
ら、露光することを特徴とする露光方法。
5. An exposure for transferring a pattern on a photosensitive substrate by illuminating a pattern on a projection original with an illumination optical system and forming a light beam transmitted through the pattern on a photosensitive substrate by a projection optical system. In the method, at least a light source, a light source output control device for controlling an output of the light source, a shutter for passing / blocking a light beam from the light source, and a shutter position for measuring a position of the shutter are provided in the illumination optical system. An exposure method, comprising: providing a sensor; and performing the exposure while controlling the output of the light source in accordance with the progress of the closing operation of the shutter by the light source output control device.
【請求項6】照明光学系によって投影原版上のパターン
を照明し、該パターンを透過した光束を投影光学系によ
って感光基板上に結像することにより、前記パターンを
前記感光基板上に転写する露光装置において、 前記照明光学系は、光源と、該光源の出力を制御する光
源出力制御装置と、前記光源からの光束を通過・遮断す
るシャッターと、該シャッターの位置を計測するシャッ
ター位置センサとを有し、 前記光源出力制御装置は、前記シャッターの閉鎖動作の
進行の遅速に応じて、前記光源の出力を制御するように
構成されたことを特徴とする露光装置。
6. Exposure for illuminating a pattern on a projection original with an illumination optical system and forming an image of a light beam transmitted through the pattern on a photosensitive substrate by a projection optical system, thereby transferring the pattern onto the photosensitive substrate. In the apparatus, the illumination optical system includes a light source, a light source output control device that controls an output of the light source, a shutter that passes and blocks a light beam from the light source, and a shutter position sensor that measures a position of the shutter. An exposure apparatus, wherein the light source output control device is configured to control an output of the light source in accordance with a speed of progress of a closing operation of the shutter.
JP10069402A 1998-03-03 1998-03-03 Light source output control method, light source device, exposing method and aligner Pending JPH11249316A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100621623B1 (en) * 2004-03-05 2006-09-13 삼성전자주식회사 Blind unit of projection exposure system

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