JPS60168026A - 投影露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は、マスクパターンを転写する半導体露光装置に
おいて、パルス発光型の光源を用いた場合の、転写向の
照射エネルギー分布を測定する照度分布測定装置および
その装置に関するものである。

〈従来技術〉 近年、ＩＣ，ＬＳＩの素子の線幅の微細化とともに素子
の線幅の均一化を図る必要があるため、半導体露光装置
における転写面での照射エネルギーの均一性が従来以上
に要求されてきている。従来、転写向の照度分布の測定
は、１個の光量検出２にをｉｌｌ、方面に沿って移動さ
せて行なっているが、この場合には、光源の時間的な輝
度変化が、空間的な照度分布の不均一性となって現われ
てしまうという欠点がある。

一方、光源は超高圧水銀ランプや超高圧キセノン水銀ラ
ンプを用い、ランプへの人力を一定にするか、又はラン
プの輝度を一定にするという従来の使用方法では、ラン
プの輝度変化は存在するとしても微少であり、そのため
転写面での照度分布測定値の誤差も微少であった。しか
しながら、最近では、光源の寿命を長くする為や高輝度
を得る為に、前記ランプへの入力電力を、焼付時（マス
クパターンの転写時）のみ高くするパルス型の発光光源
として使用したり、あるいはパルス発光１−る光源１例
えばエキシマレーザなどを用いることが多くなってきて
いる。この場合は、各パルスの発光エネルギーに無視で
きない差が存在するため、１個の光量検出器を転写面内
で移動させながら、照度分布を測定するという従来の方
法では、照度分布を正しく測定することができない。

〈目　的〉 本発明は、上記の欠点を除去し、転写面の照度分布測定
中に光源の輝度変化が存在しても、正確な照度分布を測
定することができる照度分布測定方法およびその装置を
提供することを目的とする。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

第１図は本発明の一実施例を示す。１は光源部で、楕円
形の曲面を有するミラーと超高圧水銀ランプ若しくは超
高圧キセノン水銀ランプとオプティカルインテグレータ
との組み合わせ、またはパルス発光する光源（たとえば
、エキシマレーザ）等で構成されており、出力端に２次
光源を形成する。２はコリメーターレンズで、光源部１
により形成された２次光源を用いて、平行光線を作り出
す機能なイ〕しており、６は該平行光線の光路を転換さ
せるための平面ミラー、４は基準光量検出器で、前記平
行光線の延長上、平面ミラー６を透過する光ｉｊｎ部１
からの光の輝度変化を検出するためのものである。また
、５は転写すべきパターンが配置されているマスク面、
６はマスク面５上のパターンを転写面に転写する為の投
影光学系、７は転写面、８は転写面光量検出器で、転写
面７における照度分布を測定するため、転写面７に沿っ
て平行に移動可能に配置されている。９は演算部で、基
準光量検出器４の出力と、転写面光量検出器８の出力と
を人力し、演算を行なって照度分布を出力する機能を持
っている。

次に、上記のように構成された装置の作動について説明
する。

まず、光源部１内の光源のパルス発光により発生したパ
ルス光、又は光源部１内に設けられた不図示のシャッタ
ーにより光量が制限されたパルス光は、光源部１の出力
端に２次光源を形成し、コリメーターレンズ２を通過し
て、そのほとんどの光は平面ミラー乙により光路を折り
まけられ、マスク面５を照明し、投影光学系６を介して
転写面７に集光する。この時、平面ミラー６の反射率は
１００％であることが効率上望ましいが、実際には１〜
２％の光を透過させるように平面ミラー６を作成してお
く。このわずかな透過光を、基準光量検出器４により検
知することにより、光源の輝度変化なモニターすること
ができる。これは、平面ミラー６の属性により、入射光
と透過光との関係が一２ｎ的に決まるからである。

次に、転写面光量検出器８の最初の位置を、照度分布を
表示する際に基準となる任意の位置に配置しておき、転
写面７の照度分布を測定すべき位置に順次移動させなが
ら光源部１よりパルス光を発生させ、該パルス光に同期
させて各位置での照度ヲモニターする。光源部１がらの
各パルス光の強度が変化すると、転写面７」二の照度も
それに応じて変化するが、転写面Ｚ上の各点の照度を測
定するのと同時に基準光量検出器４により平面ミラー３
を透過する前述の微弱光の光強度を測定しておくことに
より、光源部１からの各パルス光の強Ｉす変化に左右さ
れずに、転写面Ｚ上の照度分布を市しくめることができ
る。

これを定量的に説明すると、以下のとおりである。

今、光源部１からの第１回１」のパルス光（二よる基準
光量検出器４の出力をＳｏ　、転写面光量検出器８の出
力及び位置をそれぞれＩｏ、Ｘｏで表わし、第２回１］
以降の基準光量検出器４の出力をＳ＋、転写面光量検出
器８の出力及び位置なり　、　Ｘ＋　で表わすと、基準
位置Ｘｇに対する位置Ｘｓの照度比Ｕ１は、 Ｓｏ　旦　（ｒ　＝　２．３　＋・・・・）・・・・・
・・・・（１）Ｓ＋　Ｉ。

で表わせる。

すなわち、（１）式から明らかなように、（Ｓｏ／Ｓ＋
）の項は、転写面７の照度分布を測定すべき位置に順次
移動させながら光源部１よりパルス光を発生させる過程
において、該パルス光の強度が変化した場合にそれに応
じて変化する転写面７上の照度の変化（Ｉ＋／Ｉｏ）量
を、補正する働きがある。したがって、測定中の光源部
（光＃）１の輝度変化が大きくても、照度分布を正しく
測定することが可能となる。演算部９は、上記の（１）
式に測定値を代入し、照度比Ｕ＋を計算する為のもので
あるが、演算部９に多数のメモリを接続することにより
照度分布の基準点を変えることが可能である。つまり、
各測定点における各検出器４および８の出力値をメモリ
に納入しておき、測定が完了してから、基準にしたい任
意の位置Ｘ＋の時のＳ＋、ｈを、（１）式のＳｏ　、’
　Ｉｏ　の代わりに代入して、Ｘ！を除く各点の照度比
Ｕ！を計算すればよい。

本実施例では、平面ミラー６を透過した位置で光源部１
の輝度をモニターしており、マスク面５の影響を全く受
けないので、基準光量検出器４の出力を用いて、転写時
の露光社を制御することもできる。

また、第２図に示す他の実施例のように、転写ｌｆ＋ｉ
　７に２個の検出器Ａおよび８を配置し、一方を固定し
て基準光量検出器４とし、他方を可動式として）トム方
面光、１１検出器８とすれば、第１呵の実施例の場合と
同等の機能を１することになる。特にこの場合、平面ミ
ラー６は全く透過しない高反射ミラーでよい。

なお、基準光量検出器４の位置は、上記２つの実施例に
示された位置以外でも、光源のパルス光の強度をモニタ
ーできる位置であれば、どこでも良いことはもちろんで
ある。

さらに、上記２つの実施例では、投影光学系を用いた半
導体露光装置を示しであるが、コンタクト方法、あるい
はプロキンミテイ方法を用いた半導体露光装置でも可能
である。

〈効　果〉 本発明は、以ｉ二説明したように、転写面の照度分布を
測定する際に転写面に沿って平行に移動する転写面光ｌ
検出器の他に、光源からの照射エイ・ルギーの変化をモ
ニターする為の基準光量検出器を配置することにより、
光源から発せられる各ノくルス光の光強度の変化にかか
わらず、正しい照度分布を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、それぞれ、本発明の第１の実施
例および第２の実施例の概略構成図である。 １・・光源（部）、４・・・基準光量検出器。 ７・・・転写面、　８・・・転写面光量検出器。 ９・・・演算部。 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　パルス発光型の光源を用いて、マスクパターン
   を転写向に焼付ける半導体露光装置において前記転写向
   の照度分布を測定する際に、該転写向に沿って移動する
   第１の光量検出器と、前記光源の輝度をモニターする＄
   ２の光量検出器とを使用し、前記第１および第２の光量
   検出器による光ｈ１検出値に基いて照度分布をめるよう
   にしたことを特徴どする照度分布測定方法。
2. （２）　パルス発光型の光源を用いて、マスクパターン
   を転写向に焼付ける半導体露光装置において使用される
   前記転写面の照度分布を測定するだめの装置であって、
   該転写面に沿って移動する第１の光ｉｊ１検出器と、前
   記光源の輝度をモニターする第２の光量検出器とを有す
   ることを特徴どする照度分布測定装置。
3. （３）前記第２の光ｉ（、検出器を焼付は時の露光■、
   モニターとして併用するようにしたことを特徴とする特
   許請求の範囲第２項に記載の照度分布測定装置。