KR100317684B1 - An exposure dose control device, a scanning type exposure device, and a device manufacturing method using these devices - Google Patents

An exposure dose control device, a scanning type exposure device, and a device manufacturing method using these devices Download PDF

Info

Publication number
KR100317684B1
KR100317684B1 KR1019940021502A KR19940021502A KR100317684B1 KR 100317684 B1 KR100317684 B1 KR 100317684B1 KR 1019940021502 A KR1019940021502 A KR 1019940021502A KR 19940021502 A KR19940021502 A KR 19940021502A KR 100317684 B1 KR100317684 B1 KR 100317684B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
exposure
scanning direction
substrate
pulse
width
Prior art date
Application number
KR1019940021502A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR950006961A (en
Inventor
스즈끼가즈야끼
Original Assignee
시마무라 테루오
가부시키가이샤 니콘
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 시마무라 테루오, 가부시키가이샤 니콘 filed Critical 시마무라 테루오
Publication of KR950006961A publication Critical patent/KR950006961A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100317684B1 publication Critical patent/KR100317684B1/en

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/7055Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
    • G03F7/70558Dose control, i.e. achievement of a desired dose

Abstract

본 발명은 펄프 광원을 사용해서 슬리트 스캔 노광 방식으로 노광을 행하는 노광 장치에 적용했을 경우에, 감광 기판상에서 항상 소망의 노광량 또는 조도 균일성을 얻는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to always obtain a desired exposure amount or uniformity of illumination on a photosensitive substrate when applied to an exposure apparatus that performs exposure in a slit scan exposure system using a pulp light source.

슬리트 형상의 조명 영역의 주사방향의 조도 분포를 사다리꼴 형상으로 하고, 이 사다리꼴 형상의 조도 분포 양측 경사부의 웨이퍼상에서의 주사방향으로의 폭의 1/2 의 길이를 각각 ΔD1및 ΔD2로 하고, 이들의 평균치를 ΔD12라 한다. 또, 그 조명 영역의 1/2 폭을 D, 웨이퍼상의 각 점에서 적산 노광량을 소정의 정밀도내로 제어하기 위해 필요한 최소의 노광 펄스 수를 Nmin으로 할때,의 관계를 충족한다.The illuminance distribution on the scanning direction of the illumination area of the sleeve-like agent, and a trapezoidal shape, and the length of 1/2 of the width in the scanning direction of the wafer on the light intensity distribution on both sides of the inclined portion is a trapezoidal shape with each 1 ΔD and ΔD 2 , And the average value thereof is referred to as? D 12 . In addition, D-half the width of the illumination area, when the minimum number of exposure pulses required for controlling the light exposure integrator within a predetermined accuracy in the respective points on the wafer as N min, Lt; / RTI >

Description

노광량 제어 장치, 주사형 노광 장치, 이들 장치를 이용한 소자 제조 방법An exposure dose control device, a scanning type exposure device, and a device manufacturing method using these devices

본 발명은 예컨대 펄스 광원을 노광 광원으로 하여 직사각형 또는 원호 형상등의 조명 영역을 조명하고, 그 조명 영역에 대해서 마스크 및 감광 기판을 동기해서 주사함으로써 마스크상의 패턴을 감광 기판상에 노장하는 소위 슬릿 스캔 노광 방식의 노광 장치에 있어서, 감광 기판으로의 노광량 및 조도 균일성을 소정의 범위내로 제어하는 경우에 적용하기에 적합한 노광량 제어 장치에 관한 것이다.In the present invention, for example, a so-called slit scan, in which an illumination region such as a rectangular or arcuate shape is illuminated by using a pulse light source as an exposure light source, and a pattern on the mask is projected onto the photosensitive substrate by scanning the mask and the photosensitive substrate in synchronism with the illumination region, The present invention relates to an exposure amount control apparatus suitable for application in the case of controlling an exposure amount and a luminance uniformity to a photosensitive substrate within a predetermined range in an exposure type exposure apparatus.

종래부터, 반도체 소자, 액정 표시 소자 또는 박막 자기 헤드 등을 포토리소그래피 기술을 사용해서 제조할때에, 포토마스크 또는 레티클 (이하, 레티클이라 총칭한다) 의 패턴을 투영 광학계를 거쳐서, 포토레지스트 등이 도포된 웨이퍼 또는 글래스 플레이트 등의 감광 기판상에 노장하는 투영 노광 장치가 사용되고 있다. 최근에는, 반도체 소자의 1 개의 칩 패턴 등이 대형화하는 경향에 있고, 투영 노광 장치에 있어서는, 레티클상의 보다 큰 면적의 패턴을 감광 기판상에 노광하는 대면적화가 추구되고 있다.2. Description of the Related Art Conventionally, when a semiconductor device, a liquid crystal display element, a thin film magnetic head, or the like is manufactured by using a photolithography technique, a pattern of a photomask or a reticle (hereinafter collectively referred to as a reticle) A projection exposure apparatus that projects a coated wafer or a photosensitive plate such as a glass plate is used. In recent years, one chip pattern or the like of a semiconductor device tends to be enlarged. In a projection exposure apparatus, a larger area for exposing a pattern of a larger area on a reticle onto a photosensitive substrate is sought.

또, 반도체 소자 등의 패턴이 미세화되는데 대응해서, 투영 광학계의 해상도를 향상하는 것도 추구되고 있으나, 투영 광학계의 해상도를 향상시키기 위해서는, 투영 광학계의 노광 필드를 크게 하는 것이 설계상 혹은 제조상 어렵다는 문제점이 있다. 특히, 투영 광학계로서, 반사 굴절계를 사용하는 경우에는, 무수차의 노광 필드의 형상이 원호 형상의 영역으로 되는 일도 있다.In order to improve the resolution of the projection optical system, it is difficult to increase the exposure field of the projection optical system in terms of design or manufacture, in order to improve the resolution of the projection optical system in response to the miniaturization of the pattern of the semiconductor element or the like have. Particularly, when a reflective refraction system is used as the projection optical system, the shape of the exposure field of the aberration aberration may be an arc-shaped region.

이러한 전사 대상 패턴의 대면적화 및 투영 광학계 노광 필드의 제한에 대응하기 위하여, 예컨대, 직사각형, 원호형상 또는 6각형 등의 조명 영역 (이것을 슬릿 형상의 조명 영역이라 함) 에 대해서 레티클 및 감광 기판을 동기해서 주사함으로써, 레티클의 그 슬릿 형상의 조명 영역보다 넓은 면적의 패턴을 감광 기판상에 노광하는 소위 슬릿 스캔 노광 방식의 투영 노광 장치가 개발되고 있다. 일반적으로 투영 노광 장치에 있어서는, 감광 기판상의 감광재에 대한 적정 노광량 및 조도 균일성의 조건이 정해져 있기 때문에, 슬릿 스캔 노장 방식의 투영 노장 장치에 있어서도, 감광 기판에 대한 노광량을 적정 노광량에 대해서 소정의 허용 범위내로 합치시킴과 동시에 웨이퍼에 대한 노광광의 조도 균일성을 소정의 수준으로 유지하기 위한 노광량 제어 장치가 설치되어 있다.In order to cope with the enlargement of the transfer target pattern and the limitation of the exposure field of the projection optical system, the reticle and the photosensitive substrate are synchronized with respect to an illumination area (such as a slit-shaped illumination area) of a rectangular, A so-called slit scan exposure type projection exposure apparatus has been developed in which a pattern having a larger area than that of the slit-shaped illumination region of the reticle is exposed on the photosensitive substrate. In general, in the projection exposure apparatus, the conditions of the proper exposure amount and the uniformity of the light intensity for the photosensitive material on the photosensitive substrate are determined. Therefore, even in the projection type artillery apparatus of the slit scan knockout type, the exposure amount for the photosensitive substrate is set to a predetermined There is provided an exposure amount control device for maintaining the illumination uniformity of the exposure light with respect to the wafer at a predetermined level.

또, 최근에는, 감광 기판상에 노광하는 패턴의 해상도를 높이는 것도 요구되고 있는데, 해상도를 높이기 위한 수법중 하나가 노광광의 단파장화이다. 이에 관해서, 현재 사용할 수 있는 광원중에서, 발광되는 광의 파장이 짧은 것은, 엑시머 레이저 광원, 금속 증기 레이저 광원 등의 펄스 발진형 레이저 광원 (펄스 광원) 이 있다. 그라나, 수은 램프 등의 연속 발광형의 광원과 달리 펄스 광원에서는 발광되는 펄스광의 노광 에너지 (펄스 광량) 가 펄스 발광마다 소정의 범위내에서 변동하게 되는 특성이 있다.In recent years, it is also required to increase the resolution of a pattern to be exposed on a photosensitive substrate. One of the methods for increasing the resolution is to shorten the exposure light. In this regard, among the light sources currently available, there is a pulse oscillation type laser light source (pulse light source) such as an excimer laser light source, a metal vapor laser light source, or the like in which the wavelength of emitted light is short. (Pulse light quantity) of the pulse light emitted by the pulse light source fluctuates within a predetermined range for each pulse light emission, unlike a continuous light emission type light source such as a prism, a granna, or a mercury lamp.

따라서, 펄스 광원으로부터의 펄스광의 감광 기판상에서의 펄스 광량을 <p>, 그 펄스광의 펄스 광량의 변동 범위를 Δp 로 하여, 종래의 노광량 제어 장치에서는 그 펄스 광량의 변동을 나타내는 파라미터 Δp/<p> 가 정규 분포가 되는 것 (사실상 랜덤인)으로 되어 있다. 그리고, 펄스광에 의한 슬릿 형상의 조명 영역과 공역(共投)인 노광 영역에 대해서 상대적으로 주사되는 감광 기판상의 주사 방향에 소정폭을 갖는 영역 (이것을 펄스수 적산 영역이라 한다) 에 조사되는 펄스광의 수를 N 이라고 하면, 노광 종료후의 적산 노광량의 변동분이 (Δp/<p>)/Nl/2로 되는 것을 이용해서, 그 적산 노광량이 소정의 허용 범위내에서 적정 노광량에 달하도록 제어하고 있었다Therefore, the conventional exposure amount control apparatus sets the parameter? P / < p, which indicates the fluctuation of the pulse light amount, to? P, where? P is the pulse light amount of the pulsed light from the pulsed light source on the photosensitive substrate, > Is a normal distribution (in fact, random). Then, a pulse irradiated to a region having a predetermined width in the scanning direction on the photosensitive substrate (which is referred to as a pulse number integration region) scanned relative to the slit-shaped illumination region by pulse light and the exposure region which is a conjugate projection If the number of lights is N, control is performed so that the integrated exposure amount reaches the appropriate exposure amount within a predetermined allowable range by using the fact that the variation of the integrated exposure amount after exposure is (? P / <p>) / N l / 2 there was

또, 미국 특허 제 4,822,975 호에 개시되어 있는 바와 같이, 감광 기판 또는 레티클의 위치를 측장(測長)하는 것으로서, 그 측장 결과에 동기하여 발광 트리거신호를 송출해서 노광하는 방식의 경우에는, 노광 장치측의 요인으로서, 측장 장치(레이저 간섭계 등)에서의 실측을 시작하는 시점으로부터 측장 결과를 출력하기까지의 시간의 변동이 고려된다.Also, as disclosed in U.S. Patent No. 4,822,975, in the case of a method of measuring the position of a photosensitive substrate or a reticle and exposing the photosensitive substrate or reticle by emitting a light emission trigger signal in synchronization with the measurement result, A variation in time from the start of the actual measurement in the measurement instrument (laser interferometer or the like) to the output of the measurement result is taken into account.

이러한 발광 위치 변동은, 주사 노장후의 감괌 기판상에서 국소적으로 적산노광량이 큰 영역이나 작은 영역을 발생시킬 가능성이 있다. 왜냐하면, 슬릿 형상의 조명 영역내의 광 강도가 주사 방향의 전후에 있는 비조명 영역으로부터 계단함수적으로 0 으로부티 100% 로 상승한다고 가정했을 경우, 감광 기판상에서의 슬릿형상의 노광 영역의 주사 방향폭을 D 로 해서, 감광 기판이 주사 방향으로 상기 D 만큼 이동할때마다 펄스 발광을 수행하는 것으로 하면 (상술의 펄스수 적산 영역에 조사되는 펄스수 N 이 1 인 경우에 상당한다), 그 인접하는 펄스수 적산 영역간의 이음부에서의 적산 노광량이 감광 기판의 위치 결정 정밀도에 의해서 2배로 되거나, 0 으로 될 가능성이 있기 때문이다.Such a fluctuation of the light emission position may cause a region having a large integrated exposure amount locally or a small region locally on the gauge-silvered substrate after the scan embedding. This is because, assuming that the light intensity in the slit-shaped illumination area rises from the non-illumination area before and after the scanning direction stepwise to zero to 100%, the scanning direction width of the slit- (Corresponding to the case where the number of pulses N irradiated to the above-described pulse number integration area is 1), and the adjacent pulse This is because the integrated exposure amount at the joints between the integrating areas may be doubled or become 0 due to the positioning accuracy of the photosensitive substrate.

이에 관해서, 수은 램프와 같은 연속 발광의 광원을 사용하여 비주사 방향으로 화면 (칩 패턴)을 잇는 경우 (펄스 광원을 사용해서 주사 방향으로 펄스수 N 이 1 인 경우와 등가) 에 대해서는 미국 특허 제 3,538,828 호에 있어서, 슬릿 형상의 노광 영역을 주사 방향으로 적분한 광강도 분포의 비주사 방향 (즉, 화면을 잇는 방향) 의 형상을 등변사다리꼴 형상으로 하는 수법이 개시되어 있다. 이 수법을, 감광 기판강의 작점에 조사되는 펄스수 N 이 1 인 경우에 적용함으포써, 이음매에서 적산 노광량이 변동한다는 문제점을 경감할 수 있다. 또, 실질적으로 상기 미국 특히 제 3,538,828 호에 개시되어 있는 내용으로도 분명하지만, 펄스 광원을 사용해서 주사 방향으로 펄스수 N 이 1 로 노광해갈때에. 화면 이음의 방향(주사 방향) 의 조도 분포를 이등변 삼각형 형상 또는 등변사다리꼴 형상으로 하는 방법이 미국 특히 제 4,822,975 호에 개시되어 있다.Regarding this, regarding a case where a screen (chip pattern) is connected in the non-scanning direction by using a continuous light emission source such as a mercury lamp (equivalent to the case where the number of pulses N is 1 in the scanning direction using a pulse light source) 3,538,828 discloses a technique of making a shape of a light intensity distribution obtained by integrating a slit-shaped exposure area in a scanning direction in a non-scanning direction (that is, a direction connecting the screen) into an isosceles trapezoidal shape. This method is applied to the case where the pulse number N irradiated to the point of the photosensitive substrate steel is 1, so that it is possible to alleviate the problem that the integrated exposure amount fluctuates at the joint. In addition, when the number of pulses N is 1 in the scanning direction by using a pulsed light source, it is apparent that the content is substantially disclosed in the above US Patent No. 3,538,828. A method of making the illuminance distribution in the direction of the screen joint (scanning direction) into an isosceles triangle shape or an isosceles trapezoid shape is disclosed in US 4,822,975.

상기와 같은 종래 기술에 있어서는, 슬릿 형상의 조명 영역의 주사 방향으로의 광강도폭의 절반과 발광 위치 간격이 같은 경우 (펄스수 적산 영역에서, 펄스수 N 이 1 인 경우) 에 대해서 정성적으로 대응할 수 있을 뿐이고, 소망의 노광량 및조도 균일성을 얻기 위한 조건이 분명하하는 않았다. 또한, 감광 기판상의 각 펄스수 적산 영역에서, 펄스수 N을 2 이상으로 해서 복수 펄스를 중첩하여 노광해가는 경우에 대해서도, 소망의 노광량 및 조도 균일성을 얻기 위한 조건이 분명하지는 않았다.In the above-described conventional technique, when the half of the light intensity width in the scanning direction of the slit-shaped illumination area and the light-emission position interval are equal (in the pulse number integration area, the number of pulses N is 1) And the conditions for obtaining the desired exposure amount and uniformity of illumination have not been clarified. The conditions for obtaining a desired exposure amount and uniformity of luminance were not clear even in the case of exposing a plurality of pulses with the pulse number N being 2 or more in each pulse number integration area on the photosensitive substrate.

본 발명은, 펄스 광원을 사용해서 슬릿 스캔 노광 방식으로 노광을 행하는 노광 장치에 적용했을 경우에, 감광 기판상에서 항상 소망의 노광량 또는 조도 균일성이 얻어질 수 있는 노광량 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an exposure control apparatus capable of always obtaining a desired exposure amount or uniformity of illumination on a photosensitive substrate when applied to an exposure apparatus that performs exposure in a slit scan exposure system using a pulse light source do.

도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 슬릿 스캔 노광 방식의 투영 노광 장치를 나타내는 구성도이다.FIG. 1 is a configuration diagram showing a projection exposure apparatus of a slit scan exposure system according to an embodiment of the present invention.

도 2 는 본 발명의 일실시예에 있어서 노광 동작의 일예를 나타내는 순서도이다.2 is a flowchart showing an example of an exposure operation in an embodiment of the present invention.

도 3a 는 본 발명의 실시예에 있어서 펄스 광량의 분포 상태를 나타내는 도면이다.FIG. 3A is a diagram showing the distribution state of the pulse light amount in the embodiment of the present invention. FIG.

도 3b 는 본 발명의 실시예에 있어서 발광 타이밍의 분포 상태를 나타내는 도면이다.FIG. 3B is a diagram showing a distribution state of light emission timings in the embodiment of the present invention. FIG.

도 4 는 본 발명의 실시예의 웨이퍼의 노광면상에서의 펄스광에 의한 조도 분포를 나타내는 도면이다.4 is a view showing the illuminance distribution by the pulse light on the exposure surface of the wafer in the embodiment of the present invention.

도 5 는 본 발명에 따른 실시예의 펄스 광원에 공급되는 발광 트리거 펄스를 나타내는 타이밍도이다.5 is a timing chart showing an emission trigger pulse supplied to the pulse light source according to the embodiment of the present invention.

도 6 은 웨이퍼상의 어떤 쇼트 영역 (shot area) 과 슬릿 형상의 노장 영역을 나타내는 확대 평면도이다.6 is an enlarged plan view showing a certain shot area on the wafer and a slit-shaped arcuate area.

*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*Description of the Related Art [0002]

1: 펄스 광원 2: 빈 정형 광학계1: pulse light source 2: binocular optical system

3: 광량 조정 수단 13: 주제어계3: Light amount adjusting means 13:

14: 연산부 21: 트리거 제어부14: Operation unit 21: Trigger control unit

22: 입출력 수단 23: 메모리22: input / output means 23: memory

본 발명에 의한 노광량 제어 장치는, 펄스 광원으로부터의 펄스광을 소정의 조명 영역에 조명하여, 전사용의 패틴이 형성된 마스크 및 감광성의 기판을 동기해서 소정의 조명 영역에 대해서 상대적으로 주사하면서, 마스크의 패틸을 기판상에 순차 노광할때에, 기판으로의 그 펄스 광의 적산 노장량을 소정의 정밀도내로 제어하기 위한 장치에 있어서, 소정 조명 영역의 주사 방향의 조도 분포를 사다리꼴 형상으로 하고, 이 사다리꼴 형상의 조도 분포의 양측 경사부의 기판상에서의 주사 방향폭의 1/2 길이의 평균치를 ΔDl2라 하며, 소정의 조명 영역의 조도 분포의 기판상에서의 주사 방향의 폭의 절반값을 D 라 하고, 기판상에서의 각점에서 적산 노광량을 소정의 정밀도내로 제어하기 위해 필요한 최소의 노광 펄스수를 Nmin이라 할때, 적어도 다음의 조건을 필요 조건으로서 충족하도록 한 것이다.The exposure amount control device according to the present invention is an exposure amount control device that illuminates pulsed light from a pulsed light source in a predetermined illumination area and synchronizes the mask on which the transfer patina is formed and the photosensitive substrate relative to a predetermined illumination area, Wherein the illuminance distribution in the scanning direction of the predetermined illumination area is set to a trapezoidal shape, and the trapezoidal shape of the trapezoidal shape referred to the average value of one-half the length of the scanning direction of width on both sides of board-shaped inclined portion of the light intensity distribution of ΔD and l2, d d, and the half of the width of the scanning direction on the substrate of the illumination distribution on the predetermined illumination region, the minimum number of exposure pulses required for controlling the light exposure integrator within a predetermined accuracy at each point on the substrate to as N min, at least the following Condition as a necessary condition.

이 경우, 소정 조명 영역 (24) 의 조도 분포의 양측 경사부의 기판 (W) 상에서의 주사 방향폭의 1/2 길이를 각각 ΔDl및 ΔD2라 하고, 기판 (W) 상의 주사 방향으로의 조도 얼룩의 허용치를 [Uscan]max로 할 때, 다시 다음의 조건을 만족하는 것이 바람직하다.In this case, the half lengths of the widths in the scanning direction on the substrate W in both side inclined portions of the illuminance distribution of the predetermined illumination region 24 are denoted by? D 1 and? D 2 , respectively, When the allowable value of the smear is set to [U scan ] max , it is preferable to satisfy the following condition again.

또, 소정의 조명 영역 (24)을 조명하기 위한 시야 조리개 (7)를 기판 (W) 의 노광면과 광학적으로 공역인 위치에서 소정량 디포커스(defocus)해서 배치함으로써, 소정의 조명 영역 (24) 의 기판 (W) 상에서의 주사 방향의 조도 분포를 사다리꼴 형상으로 해도 좋다.The visual field stop 7 for illuminating the predetermined illumination area 24 is defocused at a predetermined position at a position optically conjugate with the exposure surface of the substrate W so that a predetermined illumination area 24 May have a trapezoidal shape in the scanning direction on the substrate W.

이러한 본 발명에 의하면, 소정의 조명 영역 (슬릿 형상의 조정 영역) 의 기판 (W) 상에서의 주사 방향의 조도 분포를, 애컨대 도 4 에 나타낸 바와 같이 사다리꼴 형상으로 한다. 도 4 에서는, 기판 (W) 상에서의 사다리꼴 형상의 조도 분포의 주사 방향으로의 폭의 절반 (조도가 최대치의 1/2 로 되는 점사이의 폭)을 D, 그 조도 분포의 경사부 (에지부) 의 주사 방향의 폭의 1/2을 각각 ΔDl및 ΔD2로 하고 있다. 그리고, 폭 ΔDl및 폭 ΔD2의 평균치인 ΔD12가, 조건식 (A)을 필요 조건으로서 충족할 때는, 기판 (W) 상의 모든 점은 적어도 1 펄스는 조도 분포의 경사부 (에지부)에서 노광되는 것이 되고, 주사 방향에서의 적산 노광량의 변동(조도 균일성의 열화분)을 1 펄스분의 노광 에너지 미만으로 할 수가 있다.According to the present invention, the illuminance distribution in the scanning direction on the substrate W in the predetermined illumination area (slit-shaped adjustment area) is made trapezoidal as shown in Fig. In Fig. 4, D is the width of the trapezoidal shape of the illuminance distribution on the substrate W in the scanning direction (width between points where the illuminance is 1/2 of the maximum value), D is the inclination Of the width in the scanning direction are denoted by? D l and? D 2 , respectively. Then, the width of the ΔD l and width average of ΔD 12 of ΔD 2, when the conditions of equations (A) to satisfy a requirement, all points on the substrate (W) is at least one pulse in the inclined portion (edge portion) of the light intensity distribution And the fluctuation of the integrated exposure amount in the scanning direction (thermal uniformity of illumination uniformity) can be made less than the exposure energy for one pulse.

상기 조도 분포의 양측 경사부의 주사 방향의 폭의 1/2 인 ΔDl및 ΔD2의 평균치 ΔDl2에 대해서는, 조건식 (A) 이 부과되었지만, 양측의 폭 ΔD1및 ΔD2의 비율 (대칭성)에 대해서도 소정의 조건이 필요하게 된다. 즉, 평균치 ΔD12를 정한 것만으로는, 예컨대, 한쪽의 경사부의 폭 ΔD1이 매우 작고, 다른 쪽의 경사부의 폭 ΔD2이 클 경우에는, 주사 방향으로 적산 노광량의 변동이 주기적으로 생길 우려가 있다. 그래서, 이들 폭 ΔD1및 ΔD2의 대칭성에 대해 조건식 (B)를 부과함으로써, 주사 방향의 적산 노광량의 변동 (조도 분포의 변동)이 [Uscan]max이하로 된다.For a width of one-half the average value ΔD and ΔD l l2 of ΔD 2 of the illumination distribution of the scan direction either side inclined section, a conditional expression (A) is charged, but, width ΔD 1 and the ratio (symmetry) of the two sides 2 ΔD A predetermined condition is also required. That is, by simply determined by the average value ΔD 12, for example, when the width ΔD 1 of the inclined portion side is very small, it is larger in width ΔD 2 inclined portion on the other side is, the variation in the integrated amount of exposure in the scanning direction concerned occur periodically have. Thus, by imposing the conditional expression (B) on the symmetry of the widths? D 1 and? D 2 , the fluctuation of the integrated exposure amount in the scanning direction (fluctuation of the illuminance distribution) becomes equal to or smaller than [U scan ] max .

또, 소정의 조명 영역 (24)을 조명하기 위한 시야 조리개 (7)를, 기판 (w)의 노광면과 광학적으로 공역인 위치로부터 소정량 디포커스해서 배치함으로써, 소정의 조명 영역 (24) 의 기판 (W) 상에서의 주사 방향의 조도 분포를 사다리꼴 형상으로 한 경우에는, 간단한 구성으로 그 사다리꼴 형상의 조도 분포의 경사부의 폭의 1/2 의 평균치 ΔD12의 값을 소망의 값으로 설정할 수 있다. 또한, 사다리꼴 형상의 조도 분포의 양측 경사부의 폭의 1/2 인 ΔD1및 ΔD2의 값은 대략 동일하게 되고, 대칭성이 양호하다.By disposing the field stop 7 for illuminating the predetermined illumination area 24 with a predetermined amount of defocus from a position optically conjugate with the exposure surface of the substrate w, may set the value in the case of the illuminance distribution on the scanning direction in a trapezoidal shape, a simple structure with the average value of the width of the inclined portion of the light intensity distribution trapezoidal 1/2 ΔD 12 on the substrate (W) to a desired value . Further, the values of? D 1 and? D 2 , which are 1/2 of the widths of both inclined portions of the trapezoidal roughness distribution, are substantially the same, and the symmetry is good.

이하, 본 발명의 일실시예에 대해 도면을 참조해서 설명한다. 본 실시예는 광원으로서 엑시머 레이저 광원 등의 펄스 발진형의 노팡 광원을 갖는 슬릿 스캔노광 방식의 투영 노광 장치의 노광량 제어계에 본 발명을 적용한 것이다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment applies the present invention to an exposure amount control system of a projection exposure apparatus of a slit scan exposure type having a pulse oscillation type canopy light source such as an excimer laser light source as a light source.

도 1 은 본 실시예의 투영 노광 장치를 나타내고, 도 1 에 있어서, 펄스 발진형의 펄스 광원으로부터 사출된 레이저 빔은, 원통형 렌즈나 빔 익스팬더 (beam expander) 등으로 구성되는 빔 정형 광학계 (2) 에 의해, 후속의 플라이아이 렌즈(4) 에 효율적으로 입사하도록 빔의 단면 형상이 정형된다. 범 정형 광학계 (2)로부터 사출된 레이저 빔은 광량 조정 수단 (3) 으로 입사한다. 광량 조정 수단(3) 은 투과율의 조조부(粗調部)와 미조부(微調部)를 갖는 것으로 한다. 광량조정 수단 (3) 으로부터 사출된 레이저 빔은 플라이아이 렌즈 (4) 에 입사한다. 플라이아이 렌즈 (4) 는, 후속의 시야 조리개 (7) 및 레티클 (R)을 균일한 조도로 조명하기 위한 것이다.1 shows a projection exposure apparatus of this embodiment. In Fig. 1, a laser beam emitted from a pulse oscillation type pulse light source is incident on a beam shaping optical system 2 composed of a cylindrical lens or a beam expander The cross-sectional shape of the beam is shaped so as to efficiently enter the subsequent fly-eye lens 4. The laser beam emitted from the stepped optical system 2 is incident on the light amount adjusting means 3. [ The light amount adjusting means 3 has a coarse adjustment portion and a fine adjustment portion of the transmittance. The laser beam emitted from the light amount adjusting means (3) enters the fly-eye lens (4). The fly-eye lens 4 is for illuminating the subsequent visual field stop 7 and the reticle R with uniform illumination.

플라이아이 렌즈 (4) 로부터 사출되는 페이저 빔은 반사율이 작고 투과율이 큰 빔 스플리터 (5) 에 입사하고, 빔 스플리터 (5)를 통과한 레이저 빔은, 제 1 릴레이 렌즈 (6) 에 의해 시야 조리개 (7) 상을 균일한 조도로 조명한다. 본 실시예의 시야 조리개 (7) 의 개구부의 형상은 장방형이다.The phaser beam emitted from the fly-eye lens 4 is incident on the beam splitter 5 having a small reflectance and a high transmittance. The laser beam having passed through the beam splitter 5 is reflected by the first relay lens 6, (7) illuminates the image with a uniform illuminance. The shape of the opening of the field stop 7 in this embodiment is rectangular.

시야 조리개 (7)를 통과한 레이저 빔은, 제 2 릴레이 렌즈 (8), 벤딩 미러(9), 및 메인 콘덴서 렌즈 (10)를 거쳐서, 레티클 스테이지 (11) 상의 레티클 (R)을 균일한 조도로 조명한다. 시야 조리개 (7) 와 레티클 (R) 의 패턴 형성면과 웨이퍼 (W) 의 노광면과는 공역이며, 시야 조리개 (7) 의 개구부와 공역인 레티클(R) 상의 장방형 슬릿 형상의 조명 영역 (24) 에 레이저 빔이 조사된다. 시야 조리개 (7) 의 개구부의 형상을 구동부 (도시 생략)를 거쳐서 변화시킴으로써,그 슬릿 형상의 조명 영역 (24) 의 형상을 조정할 수도 있다.The laser beam having passed through the field stop 7 passes the reticle R on the reticle stage 11 through the second relay lens 8, the bending mirror 9 and the main condenser lens 10 to a uniform illumination . A rectangular slit-like illumination area 24 (see FIG. 1) on the reticle R, which is conjugate with the pattern formation surface of the field stop 7 and the reticle R and the exposure surface of the wafer W and which is conjugate with the opening of the field stop 7 ) Is irradiated with a laser beam. The shape of the slit-shaped illumination area 24 can be adjusted by changing the shape of the opening of the field stop 7 through a driving part (not shown).

레티클(R) 상의 슬릿형상의 조명 영역 (24) 내의 패턴 이미지가 투영 광학계(15)를 거쳐서 웨이퍼 (W) 상에 투영 노광된다. 슬릿 형상의 조명 영역 (24) 과 투영 광학계 (15) 에 관해서 공역인 영역을, 슬릿 형상의 노광 영역 (24W) 으로 한다. 그리고, 투영 광학계 (15) 의 광축에 평행으로 Z 축을 잡아, 그 광축에 수직인 평면내에서 슬릿 형상의 조명 영역 (24) 에 대한 레티클 (R) 의 주사 방향을 X 방향으로 하면, 레티클 스테이지 (11) 는 레티클 스테이지 구동부 (12) 에 의해 X 방향으로 주사된다. 레티클 스테이지 구동부 (12) 는, 장치 전체의 동작을 제어하는 주제어계 (13) 에 의해 제어되고 있다. 또, 레티클 스테이지 구동부 (12) 에는, 레티클 스테이지 (11) 의 X 방향의 좌표를 검출하기 위한 측장(測長) 장치 (레이저 간섭계 등) 가 구비되어, 이에 의해 계측된 레티클 스테이지 (11) 의 X 좌표가 주제어계 (13) 에 공급퇴고 있다.The pattern image in the slit shaped illumination area 24 on the reticle R is projected and exposed on the wafer W via the projection optical system 15. [ An area that is conjugate to the slit-shaped illumination area 24 and the projection optical system 15 is defined as a slit-shaped exposure area 24W. When the Z axis is held parallel to the optical axis of the projection optical system 15 and the scanning direction of the reticle R with respect to the slit-shaped illumination area 24 in the plane perpendicular to the optical axis is set as the X direction, 11 are scanned in the X direction by the reticle stage driving unit 12. [ The reticle stage driving unit 12 is controlled by a main controller 13 that controls the operation of the whole apparatus. The reticle stage driving section 12 is provided with a length measuring device (laser interferometer or the like) for detecting the coordinates of the reticle stage 11 in the X direction, The coordinates are supplied and returned to the main control system (13).

한편, 웨이퍼 (W) 는 웨이퍼 홀더 (16)를 거쳐서, 적어도 X 방향 (도 1 에서는 좌우 방향) 으로 주사가능한 XY 스테이지 (17) 상에 놓여 있다. 도면에서는 생략되었지만, XY 스테이지 (17) 와 웨이퍼 홀더 (16) 와의 사이에는, 웨이퍼 (W)를 Z 방향으로 위치 결정하는 Z 스테이지 등이 장비되어 있다. 슬릿 스캔 노광시에는, 레티클 (R) 이 +X 방향 (또는 -X 방향) 으로 주사되는데에 동기해서, XY 스테이지 (17)를 거쳐서 웨이퍼 (W) 는 노광 영역 (24W) 에 대해서 -X 방향 (또는 X 방향) 으로 주사된다. 주제어계(13) 가 웨이퍼 스테이지 구동부 (18)를 거처서 그 XY 스테이지 (17) 의 동작을 제어한다. 웨이퍼 스테이지 구동부 (18) 에는, XY 스테이지(17) 의 X 방향 및 Y 방향의 좌표를 검출하기 위한 측장 장치 (레이저 간섭계 등) 가 구비되며, 이에 의해 계측된 XY 스테이지 (17) 의 X 좌표 및 Y 좌표가 주제어계 (13) 에 공급되고 있다.On the other hand, the wafer W is placed on the XY stage 17 which can be scanned in at least the X direction (left and right direction in Fig. 1) via the wafer holder 16. [ Although not shown in the drawing, a Z stage or the like for positioning the wafer W in the Z direction is provided between the XY stage 17 and the wafer holder 16. In the slit scanning exposure, the wafer W is moved in the -X direction (in the -X direction) with respect to the exposure area 24W through the XY stage 17 in synchronism with the reticle R being scanned in the + X direction Or X direction). The main control system 13 controls the operation of the XY stage 17 through the wafer stage driving unit 18. [ The wafer stage driving unit 18 is provided with a measuring apparatus (laser interferometer or the like) for detecting the X and Y coordinates of the XY stage 17 and measures the X coordinate and the Y coordinate of the XY stage 17 The coordinates are supplied to the main control system 13.

또, 빔 스플리터 (5) 에서 반사된 레이저 빔은, 광전 변환 소자로 이루어진 노광량 모니터 (19) 로 수장되어, 노광량 모니터 (19) 의 광전 변환 신호가 증폭기 (20)를 거쳐서 연산부 (14) 로 공급된다. 노광량 모니터 (19) 의 광전 변환 신호와 웨이퍼 (W) 의 노광면상에서의 펄스 노광광의 조도와의 관계는 미리 구해져있다. 즉, 노광량 모니터 (19) 의 광전 변환 신호는 미리 교정되어 있다.The laser beam reflected by the beam splitter 5 is captured by an exposure amount monitor 19 composed of a photoelectric conversion element so that the photoelectrically converted signal of the exposure amount monitor 19 is supplied to the arithmetic unit 14 via the amplifier 20 do. The relationship between the photoelectric conversion signal of the exposure amount monitor 19 and the illuminance of the pulse exposure light on the exposure surface of the wafer W is obtained in advance. That is, the photoelectric conversion signal of the exposure amount monitor 19 is calibrated in advance.

연산부 (14), 노광량 모니터 (19) 의 광전 변환 신호로부터, 펄스 광원 (1)으로부터 출력되는 펄스광의 펄스광량의 변동 뿐만 아니라, 각 펄스광의 발광 타이밍도 계측한다. 이들 펄스 광량의 변동 및 발광 타이밍의 변동은 주제어계 (13)로 공급된다. 또, 노장시에는 연산부 (14) 는, 각 펄스광마다의 광전 변환 신호를 적산해서, 웨이퍼 (W) 로의 적산 노광량을 구해서 주제어계 (13) 로 공급한다.Not only the fluctuation of the pulse light quantity of the pulse light outputted from the pulse light source 1 but also the light emission timing of each pulse light is measured from the photoelectric conversion signal of the calculation section 14 and the exposure amount monitor 19. [ The variation of the pulse light quantity and the variation of the light emission timing are supplied to the main control system 13. At the time of breakage, the arithmetic unit 14 obtains the integrated exposure amount to the wafer W by integrating the photoelectric conversion signals for each pulse light, and supplies the integrated exposure amount to the main controller 13.

주제어계 (13) 는, 트리거 제어부 (21)를 거쳐서 펄스 광원 (1)에 발광 트리거 신호 (TP)를 공급함으로써, 펄스 광원 (1) 의 타이밍을 제어한다. 또, 트리거 제어부 (21)로부터 펄스 광원 (1) 에 발광 트리거 신호 (TP)를 송출한 타이밍과, 연산부 (14) 에서 검출되는 수광 타이밍에 의해, 연산부 (14) 는 펄스 광원(1) 에 발광 트리거가 공급되고나서, 실제로 펄스 광원 (1) 이 발광할때까지의 시간의 변동, 즉, 펄스 광원 (1) 의 발광 타이밍의 변동을 구할 수가 있다. 또, 주제어계 (13)는, 필요에 따라 펄스 광원 (1) 의 출력 파워를 조정하든가, 또는 광량 조정수단 (3) 에 있어서 투과율을 조정한다. 오퍼레이터는 입출력 수단(22)을 거쳐서 주제어계 (13) 에 레티클 (R) 의 패턴 정보 등을 입력할 수 있으며, 또한 주제어계 (13) 에는 각종 정보를 축적할 수 있는 메모리 (23) 가 갖추어져 있다.The main control system 13 controls the timing of the pulse light source 1 by supplying the light emission trigger signal TP to the pulse light source 1 via the trigger control unit 21. [ The arithmetic section 14 calculates the light emission amount of the pulse light source 1 based on the timing at which the light emission trigger signal TP is transmitted from the trigger control section 21 to the pulse light source 1 and the light reception timing detected by the arithmetic section 14. [ The variation of the time until the pulse light source 1 actually emits, that is, the variation of the light emission timing of the pulse light source 1 can be obtained after the trigger is supplied. The main control system 13 adjusts the output power of the pulse light source 1 as necessary or adjusts the transmittance in the light amount adjusting means 3. [ The operator can input the pattern information of the reticle R to the main controller 13 through the input / output means 22 and the main controller 13 has the memory 23 capable of storing various kinds of information .

또, 본 출원인에 의해 1994년 3월 14일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 제 08/209,269 호에 기재되어 있는 바와 같이, 펄스 광원을 사용해서 슬릿 스캔 노광방식으로 노광을 행할 경우에는, 감광 기판의 위치에 대한 펄스 광원의 발광 타이밍의 변동 (이하, 발광 위치 변동이라 함) 이 적산 노광량의 변동 원인이 된다. 발광 위치 변동의 요인중 광원측의 요인으로서는, 펄스 광원에 발광 트리거 신호를 송출하고 나서 그 펄스 광원이 실제로 발광하기까지의 시간의 변동이 있다. 한편, 노광 장치측의 요인으로서는, 상술한 미국 특허 출원 번호 제 08/209,269 호에 기재되어 있는 바와 같이, 각각 일정 속도로 기판과 레티클을 동기해서 주사하고, 발광 트리거 신호를 동일 시간 간격으로 송출해서 노광하는 방식의 경우에는, 주사 속도가 고르지 않다.In addition, as described in U.S. Patent Application Serial No. 08 / 209,269 filed on March 14, 1994 by the present applicant, when exposure is performed by a slit scan exposure method using a pulse light source, The fluctuation of the emission timing of the pulse light source with respect to the position (hereinafter referred to as the emission position fluctuation) causes fluctuations in the integrated exposure dose. As factors of the light source side among the factors of the light emission position variation, there is a variation in the time from the emission of the light emission trigger signal to the pulse light source until the pulse light source actually emits light. On the other hand, as a factor of the exposure apparatus side, as described in the above-mentioned U.S. Patent Application Serial No. 08 / 209,269, the substrate and the reticle are scanned at a constant speed in synchronization with each other, and the light emission trigger signal is transmitted at the same time interval In the case of the exposure method, the scanning speed is not uniform.

상술한 변동이나 속도 불균일에 의한 영향을 저감하는 것을 이하에 서술한다.It is described below that the influence due to the fluctuation or speed variation is reduced.

다음에, 도 2 의 순서도를 참조해서 본 예에서 레터클 (R) 의 패턴을 웨이퍼(W) 상에 노광하는 경우의 동작의 일예에 대하여 설명한다. 우선, 도 2 의 스텝(101) 에 있어서. 오퍼레이터는 입출력 수단 (22)을 거쳐서 주제어제 (13) 에, 웨이퍼면에서의 소망 노광량 S(mJ/㎠)을 설정한다. 다음에 스텝 (102) 에 있어서, 주제어계 (13) 는, 트리거 제어부 (21) 에 더미 발광의 지시를 준다. 이후, 웨이퍼(W) 가 노광되지 않는 장소 (노광 영역 (24W) 밖의 영역) 로 물러난 상태로, 펄스 광원 (1) 의 시험적인 발광 (더미 발광)이 행하여진다. 더미 발광에서는 예컨대 100 펄스 정도의 펄스광이 발광되어, 노광량 모니터 (19)에서 검출되는 광전 변환 신호로부터 알 수 있는 펄스 광량의 분포 및 발광 타이밍의 분포는 도 3a및 도 3b 에 나타낸 바와 같이 모두 대략 정규 분포형이 된다.Next, an example of the operation in the case of exposing the letter W (R) pattern onto the wafer W in this example will be described with reference to the flowchart of Fig. First, in step 101 of FIG. The operator sets the desired exposure amount S (mJ / cm2) on the wafer surface to the subject agent 13 via the input / output means 22. [ Next, in step 102, the main control system 13 instructs the trigger control unit 21 to emit dummy light. Thereafter, the test light emission (dummy light emission) of the pulse light source 1 is performed in a state where the wafer W is retreated to a place where the wafer W is not exposed (an area outside the exposure area 24W). In the dummy light emission, for example, approximately 100 pulses of pulse light are emitted, and the distribution of the pulse light amount and the distribution of the light emission timings, which are known from the photoelectric conversion signals detected by the exposure amount monitor 19, It becomes a normal distribution type.

도 3a 는 상기 더미 발광에 의해 측정되는 각 펄스광의 펄스 광량 p (웨이퍼의 노광면상에서 환산한 양) 의 값 (mJ/㎠) 의 분포를 나타내고, 도 3b 는 상기 더미 발광에 의해 측정되는 펄스 광원 (1) 의 발광 타이밍 δ (sec) 의 분포를 나타낸다. 그리고, 스텝 (103) 에 있어서 연산부 (14) 는, 도 3a 에 나타낸 펄스 광량 (p) 의 분포 데이터로부터 웨이퍼의 노광면상에서의 평균 펄스 광량 <p> (mJ/㎠· pulse)을 구하며, 도 3b 에 나타낸 발광 타이밍 (δ) 의 분포 데이터로부터 발광 타이밍의 변동의 평균치 <δ>를 구한다.3A shows a distribution of the pulse light amount p (amount converted on the exposure surface of the wafer) (mJ / cm 2) of each pulse light measured by the dummy light emission, and FIG. 3B shows a distribution (Sec) of the light-emitting element 1 according to the present invention. In step 103, the arithmetic unit 14 obtains the average pulse light quantity p (mJ / cm2 占 pulse) on the exposure surface of the wafer from the distribution data of the pulse light quantity p shown in Fig. 3A, The average value < [delta] > of the variation of the light emission timing is obtained from the distribution data of the light emission timing delta shown in Fig.

그후, 스텝 (104) 에 있어서, 연산부 (14) 는 도 3a 에 나타낸 펄스 광량(p) 의 분포 데이터로부터, 표준 편차의 3배 (3α)에서의 펄스 광량의 편차 Δp를 구해서, 도 3b 에 나타낸 발광 타이밍 ( δ)의 분포 데이터로부터, 표준 편차의 3배에서의 발광 타이밍의 편차 Δδ를 구한다. 그리고, 연산부 (14)는, 펄스 광량의 변동분 (Δp/<p>) 및 발광 타이밍의 변동 (Δδ/<δ>)을 산출한다.Thereafter, in step 104, the arithmetic unit 14 obtains the deviation? P of the pulse light quantity at three times (3?) Of the standard deviation from the distribution data of the pulse light quantity p shown in Fig. 3A, From the distribution data of the emission timing delta, the deviation DELTA delta of the emission timing at three times the standard deviation is obtained. Then, the calculating section 14 calculates the variation? P /? P> of the pulse light quantity and the variation? Delta /?> Of the light emission timing.

다음에, 스텝 (105) 에 있어서, 입출력 수단 (22)을 거치서 지정된 소망의 노광량 S(mJ/㎠) 가 주제어계 (13) 로부터 연산부 (14) 로 송출되고, 연산부 (14)는, 그 소망의 노광량 (S) 및 스텝 (103) 에서 산출한 평균 펄스 광량 <p>을 사용해서 다음식으로부터 노광 펄스수 N을 산출한다.Next, in step 105, the desired exposure amount S (mJ / cm2) designated through the input / output means 22 is sent from the main control system 13 to the calculation unit 14, The number of exposure pulses N is calculated from the following equation using the desired exposure amount S and the average pulse light amount <p> calculated in step 103. [

여기서, int(A) 는 실수 (A) 의 소수점 이하를 제거하여 얻은 정수를 나타내고 있다. 또, 메모리 (23)로부터 주제어계 (13)를 거쳐서 연산부 (14) 로, 웨이퍼면상에서의 슬릿 형상 노장 영역 (24W) 의 주사 방향의 폭 D (cm) 와 , 펄스 광원 (1) 의 발진 주파수 f (Hz) 의 정보가 보내져, 연산부 (14) 는 식 1 에 의해 구한 노광 펄스수 N, 폭 D 및 주파수 f를 사용해서 다음식으로 웨이퍼면상에서의 주사 속도 v (cm/sec)를 구한다.Here, int (A) represents an integer obtained by subtracting the decimal part of the real number (A). The width D (cm) in the scanning direction of the slit-shaped open area 24W on the wafer surface and the width D (cm) of the slit-shaped open area 24W on the wafer surface from the memory 23 via the main controller 13, information on f (Hz) is sent to the arithmetic unit 14. The arithmetic unit 14 obtains the scanning speed v (cm / sec) on the wafer surface using the number of exposure pulses N, the width D,

그후의 스텝 (106) 에 있어서, 연산부 (14) 는, 웨이퍼 (W) 의 노광면에서의 적산 노광량 및 조도 균일성을 소정의 정밀도내로 제어하기 위해 필요한 최소의 노광 펄스수 (Nmin)를 산출하지만, 그 연산식에 대해서는 후에 상세히 설명한다. 노광 펄스수 (N) 및 최소의 노광 펄스수 (Nmin) 는 주제어계 (13) 에 공급된다.In the subsequent step 106, the arithmetic unit 14 calculates the minimum number of exposure pulses N min necessary for controlling the integrated exposure dose and the illumination uniformity on the exposure surface of the wafer W within a predetermined precision However, the calculation formula will be described later in detail. The number of exposure pulses N and the minimum number of exposure pulses N min are supplied to the main controller 13.

또한, 펄스 광량의 변동분 (Δp/<p>) 및 발광 타이밍의 편차 Δδ가 모두 작을 경우에는, 미리 구해둔 펄스 광량의 변동분 (Δp/<p>), 및 발광 타이밍의 편차 Δδ 로부터 정해지는 최소의 노광 펄스수 (Nmin)를 메모리 (23) 에 저장함으로써,스텝 (104) 의 동작을 생략하고, 스텝 (106) 에서는 그 최소의 노장 펄스수 (Nmin)를 메모리 (23) 로부터 판독해도 된다.Further, when both of the variation amount? P / <p> of the pulse light amount and the variation?? Of the light emission timing are all small, the variation amount? P / The operation of step 104 is omitted by storing the number of exposure pulses N min in the memory 23 and the minimum number of pulse repetitions N min in the step 106 is read out from the memory 23 do.

다음에, 스텝 (107) 에 있어서, 주제어계 (13)는 노광 펄스수 (N) 와 최소의 노광 펄스수 (Nmin)를 비교하여, N<Nmin인 경우에는 스텝 (108) 로 이행하고, 주제어계 (13) 는 도 1 의 광량 조정 수단(3) 의 투과율을 거칠게 저하시킨다(대략적으로 조정한다). 그후, 스텝 (102 내지 107) 까지를 반복해서, 재차 노광 펄스수(N) 와 최소의 노광 펄스수 (Nmin)를 비교한다. 따라서, 최종적으로이 되도록 광량 조정 수단 (3) 의 투과율이 설정된다. 투과율을 대략적으로 조정하는 수단의 일예로서는, 일본 특개소 63-316430 호 공보나 미국 특허 제 4,970,546 호에 개시되어 있는 바와 같은 터릿 플레이트(turret plate)에 복수의 투과율을 갖는 ND 필터를 장착한 장치 등이 있다.Next, at the step 107, the main control system 13 compares the exposure pulse number (N) and the minimum number of exposure pulses (N min), the case of N <N min, the processing proceeds to step 108 , The main control system 13 roughly reduces (roughly adjusts) the transmittance of the light amount adjusting means 3 in Fig. Then, steps 102 to 107 are repeated to compare the number of exposure pulses N and the minimum number of exposure pulses N min again. Therefore, The transmittance of the light amount adjusting means 3 is set. As an example of means for roughly adjusting the transmittance, a device equipped with a ND filter having a plurality of transmittances on a turret plate as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-316430 and U.S. Patent No. 4,970,546 .

다음에, 스텝 (107)에서으로 된 경우는, 스텝 (109) 로 이행해서 펄스광의 광량을 미세 조정한다. 즉, 식 1 에 있어서, S/<p> 가 정수가 되도록, 평균 펄스 광량 <p> 의 미세 조정을 행한다. 이때에, 스텝 (105) 에 있어서, 식 1 로부터 구한 노광 펄스수 (N) 에 따라 주사 속도 (v) 도 정했기 때문에, 노광 펄스수 (N) 의 값을 바꾸지 않도록, 즉, 평균·펄스 광량 <p>을 조금만 크게 하는 방향으로, 펄스 광량의 미세 조정을 행하는 것이 바람직하다. 역으로, 펄스 광량의 미세 조정에 의해 평균 펄스 광량 <p> 이 약간 작아지는 것에 의해서, 노광 펄스수 (N) 가 N+l 로 되어 버릴때에는, 주사 속도 (v)를 다시 식 2 에 따라 다시 구해서 하면된다.Next, in step 107, , The process proceeds to step 109 to finely adjust the light amount of the pulse light. That is, fine adjustment of the average pulse light amount < p > is performed so that S / < p > At this time, since the scanning speed v is also determined in accordance with the number N of exposing pulses obtained from the equation 1 in step 105, the value of the exposure pulse number N is not changed, it is preferable to perform fine adjustment of the pulse light amount in the direction of slightly increasing <p>. Conversely, when the number of exposure pulses N becomes N + 1 as the average pulse light amount <p> becomes slightly smaller by fine adjustment of the pulse light amount, the scanning speed v is again You can get it.

펄스광의 에너지를 미세 조정하기 위한 광량 미세 조정 수단의 일예로서는, 일본 특개평 2-135723 호 공보 (1989.11.16자로 출원된 미국 특허 출원 번호 제 438,091 호) 에 개시되어 있는 바와 같이, 펄스광의 광로를 따라 배치됨과 동시에 동일 피치로 라인 앤드 스페이스 패턴이 형성된 2매의 격자와, 이들 2매의 격자를 약간 횡으로 벗어나도록 하는 기구로서 이루어지는 수단 등을 들 수 있다. 2 매의 격자를 사용할 경우 제 1 격자의 밝은 부분과 제 2 격자의 밝은 부분이 겹친 영역의 펄스광이 웨이퍼 (W) 측에 조사되기 때문에, 그들 2 매의 격자의 상대적인 횡방향으로의 벗어남량을 조정함으로써, 웨어퍼 (W) 측에 조사되는 펄스 광량을 미세하게 조정할 수가 있다.As an example of the light amount fine adjustment means for finely adjusting the energy of the pulse light, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-135723 (U.S. Patent Application No. 438,091 filed on November 16, 1989) Two gratings which are arranged along the same line and in which a line and space pattern is formed at the same pitch, and means constituted by a mechanism for displacing these two gratings slightly transversely. When two gratings are used, the pulse light in the area where the bright portion of the first grating overlaps with the bright portion of the second grating is irradiated to the wafer W side. Therefore, the relative amount of deviation of the two gratings in the lateral direction It is possible to finely adjust the pulse light amount irradiated to the wiper W side.

그후, 스텝 (110) 에 있어서, 주제어계 (13) 는 레티클 스테이지 (11) 및 웨이퍼측의XY 스테이지 (17)를 거쳐서 레티클 (R) 및 웨이퍼 (W) 의 주사를 개시시킨다. 도 1 에 있어서, 예컨대, 레티클 (R) 이 X 방향으로 주사될때에는 웨이퍼 (W) 는 -X 방향으로 주사된다. 또, 본 예에서는, 레티클 (R) 및 웨이피 (W) 의 주사 속도 (웨이피 (W) 의 노광면에서의 환산치) v 는 식 2 에 의해 정해져 있으나, 주사 개시후에 웨이퍼측의 XY 스테이지 (17) 의 주사 속도가 주사 속도 (v) 에 달할때까지의 셋팅시간을 To 로 한다.The main control system 13 starts scanning of the reticle R and the wafer W via the reticle stage 11 and the XY stage 17 on the wafer side. In Fig. 1, for example, when the reticle R is scanned in the X direction, the wafer W is scanned in the -X direction. In this example, although the scanning speed v (conversion value on the exposure surface of the wafer W) of the reticle R and the wafer W is determined by the equation 2, after the start of scanning, the XY stage on the wafer side To is the set time until the scanning speed of the scanning optical system 17 reaches the scanning speed v.

본 실시예에서는 펄스 광원 (1) 의 발광 트리거는, "미국 특허 출원 번호 제 08/209,269, 1994.3.14"에 개시되어 있는 바와 같이 동일 시간 간격으로 발광하는 것으로 한다. 여기에서 주사 개시시에 시간 t를 0으로 리셋해서 파라미터 j를 0으로 리셋한 후, 스텝 (111) 에 나타낸 바와 같이, 주제어계 (13) 는, 시간 t 가 (To +jΔT) 로 되었을때에, 트리거 제어부 (21)를 거쳐서 펄스 광원 (1) 에 발광 트리거 신호 (TP)를 온 (하이 레벨 "1" 의 펄스) 으로 한다. 이에 응해서, 펄스 광원 (1)에서는 1 개의 펄스광을 발생하고, 레티클 (R) 의 패턴이 웨이퍼 (W) 상에 노광된다.In this embodiment, the light emission trigger of the pulse light source 1 is assumed to emit light at the same time intervals as disclosed in " U.S. Patent Application Serial No. 08 / 209,269, 1994.3.14 ". Here, at the start of scanning, the time t is reset to 0 and the parameter j is reset to 0. Then, as shown in step 111, the main control system 13, when the time t becomes (To + j? T) , The light emission trigger signal TP is turned on (pulse of high level " 1 ") to the pulse light source 1 via the trigger control section 21. [ In response to this, the pulse light source 1 generates one pulse light, and the pattern of the reticle R is exposed on the wafer W. [

도 5 는 본 실시예의 발광 트리거 신호 (TP)를 나타내고, 도 5 에 나타낸 바와 같이, 발광 트리거 신호 (TP) 는 시간 t 가 To 에 달한 시점에서부터 일정주기 ΔT에서 온된다. 따라서, 펄스 광원 (1)은 일정의 주기 ΔT로 발광하는 것이 되어, 펄스 광원 (1) 의 발진 주파수 f 는 1/ΔT 로 나타내어진다. 상기 발진주파수 f 는 미리 메모리 (23) 에 기억되어 있는 값이다. 그후, 스텝 (112)에서 파라미터 (j) 에 1을 가산해서, 스텝 (113)에서 파마미터 j 가 정수 (Nt) 에 도달해 있지 않은 경우에는, 스텝 (111)에서 펄스 광원 (1) 의 발광을 행하는 깃에 의해, 펄스 광원 (1) 에서는 NT개의 펄스광의 발광이 일정의 주파수 f 로 (일정의 주기 ΔT로) 행하여진다.5 shows the light-emission trigger signal TP of this embodiment. As shown in Fig. 5, the light-emission trigger signal TP is turned on at a certain period DELTA T from the point of time t reaching To. Therefore, the pulse light source 1 emits light at a constant period DELTA T, and the oscillation frequency f of the pulse light source 1 is represented by 1 / DELTA T. The oscillation frequency f is a value stored in the memory 23 in advance. When the parameter j is not equal to the integer Nt in step 113 and the parameter j is 1 in step 112, the process proceeds to step 111 where the pulse light source 1 emits light The pulsed light source 1 emits N T pulsed light at a constant frequency f (at a constant cycle? T).

도 1 에 있어서, 웨이퍼 (W) 상의 1 개의 쇼트 영역의 주사 방향 (X 방향)의 폭을 L1, 노광 영역 (24W) 의 주사 방향의 폭을 D 로 하면, 펄스 광원 (1) 의 발광의 1 주기에서 웨이퍼 (W) 가 주사되는 거리는 v/f 이기 때문에, 펄스장의 발광수 (NT) 의 최소치는 다음과 같이 된다.1, assuming that the width in the scanning direction (X direction) of one shot area on the wafer W is L1 and the width in the scanning direction of the exposure area 24W is D, Since the distance that the wafer W is scanned in the cycle is v / f, the minimum value of the number of light emissions N T in the pulse field is as follows.

실제로는 주사의 개시시 및 종료시에 소정수의 펄스광이 부가된다. 그리고, 스텝 (113) 에 있어서, 발광된 펄스수가 NT에 도달했을때에, 스텝 (114) 로 이행해서 주제어계 (13) 는 레티클 (R) 및 웨이퍼 (W) 의 주사 및 노광을 종료한다.In practice, a predetermined number of pulsed light beams are added at the start and end of the scanning. When the number of emitted pulses reaches N T in step 113, the routine proceeds to step 114, where the main routine 13 finishes the scanning and exposure of the reticle R and the wafer W .

이에 의해, 레티클 (R) 상의 1 쇼트분의 전패턴이 웨이퍼 (W) 상의 하나의 쇼트 영역에 노광된다. 이 경우, 본 예에서는, 펄스 광원 (1) 의 발광은 레티클 스테이지 (11) 의 X 좌표 및 웨이퍼측의 XY 스테이지 (17) 의 X 좌표와는 관계없이 일정의 주파수에서 행하여진다. 단, 레티클 스테이지 (11) 및 XY 스테이지 (17)는 각각 일정 속도로 주사되고 있다. 그 때문에, 본 예에서의 발광 위치 변동(웨이피 (W) 의 위치에 대한 펄스 광원 (1) 의 발광 타이밍의 변동)에는, 스텝(104)에서 구한 발광 타이밍의 변동 <δ> 에, 스텝 (105)에서 식 2 로부터 구한 주사 속도 v를 곱한 값과, 속도 변동이 영향을 주게 된다.Thereby, the entire pattern of one shot on the reticle R is exposed to one shot area on the wafer W. [ In this case, in this example, the light emission of the pulse light source 1 is performed at a constant frequency irrespective of the X coordinate of the reticle stage 11 and the X coordinate of the XY stage 17 on the wafer side. However, the reticle stage 11 and the XY stage 17 are scanned at a constant speed, respectively. Therefore, in the light emission position fluctuation (fluctuation of the light emission timing of the pulse light source 1 with respect to the position of the woby W) in this example, the fluctuation of the light emission timing obtained in step 104 < 105) multiplied by the scanning speed v obtained from the equation (2), and the speed fluctuation.

다음에, 도 2 의 스텝 (106) 에 있어서, 최소의 노광 펄스수 Nmin을 산출하는 방법에 대하여 상술한다. 우선, 도 1 의 시야 조리개 (7) 에 의해 형성되는 조명 시야 (조명 영역 (24)) 및 웨이퍼 (W) 상의 노광 영역 (24W) 의 주사 방향의 단면을 따르는 조도 분포는, 근사적으로 사다리꼴 형상을 이루고 있는 것으로 한다.Next, a method for calculating the minimum number of exposure pulses N min in step 106 of FIG. 2 will be described in detail. First, the illuminance distribution (illumination region 24) formed by the field stop 7 in FIG. 1 and the illuminance distribution along the cross section of the exposure region 24W on the wafer W in the scanning direction are approximately in a trapezoidal shape .

주사 방향의 단면을 따르는 조도 분포를 사다리꼴 형상으로 하는 방법에 대해서는 후술한다.A method of forming the trapezoidal shape of the illuminance distribution along the cross section in the scanning direction will be described later.

도 4 는 각 펄스광마다 주사 방향의 단면을 따르는 조도 분포를 사다리꼴 형상으로 근사했을 경우의 조도의 X 방향으로의 분포 곡선 (25A, 25B, 25C)을 나타낸다. 실제로는 노광 영역 (24W) 의 주사 방향의 폭은 수 mm이며, 조도의 희미한 부분의 폭 ΔD 는 100 ∼수 100㎛ 정도이므로, 도 4 에 나타낸 주사 방향의 단면을 따르는 조도 분포는 대략 장방형의 분포이다. 분포 곡선 (25A, 25B, 25C) 의 피크값은 각각 pl, p2, p3이며, 분포 곡선 (25A. 25B. 25C) 에 있어서, 각각의 값이 피크값의 1/2 로 되는 위치에서 주사 방향의 폭은 공통으로 D 가 되어 있다. 이 폭의 1/2 인 D를 노광 영역 (24W) 의 주사 방향의 폭으로 생각할 수 있다.Fig. 4 shows distribution curves 25A, 25B and 25C in the X direction of the illuminance when the illuminance distribution along the cross section in the scanning direction is approximated to a trapezoid shape for each pulse light. Actually, since the width of the exposure area 24W in the scanning direction is several millimeters and the width? D of the faint part of the roughness is about 100 to several hundreds of micrometers, the roughness distribution along the cross- to be. The peak values of the distribution curves 25A, 25B and 25C are p 1 , p 2 and p 3 , respectively, and in the distribution curve 25A, 25B and 25C, And the width in the scanning direction is D in common. D, which is half the width, can be considered as the width in the scanning direction of the exposure area 24W.

또, 도 4 에 있어서, 펄스 광량의 변동에 의해 제 1 펄스째 (분포 곡선(25A)), 제 2 펄스째 (분포 곡선 (25B)), 제 3 펄스째 (분포 곡선 (25C)) 의 피크 광량은 각각 변화해 있고, 또 발광 위치의 변동에 의해 각 펄스광의 발광 간격도 일정하지 않게 되어 있다. 여기서, 제 1 펄스째의 분포 곡선 (25A) 의 양측의 경사부에 있어서, 각각 값이 피크값이 l/2 이하의 영역 (폭 ΔD1및 ΔD2의 영역)에 대해, 제 2 펄스째 이후 겹쳐서 노광되는 펄스수를 N1및 N2로 놓으면, 다음식이 성립한다.4, the peak of the first pulse (distribution curve 25A), the second pulse (distribution curve 25B), and the third pulse (distribution curve 25C) The amount of light varies, and the light emission interval of each pulse light is not constant due to the variation of the light emission position. Here, with respect to the first pulse second distribution in the inclined portion of either side of the curve (25A), each value is the peak value of l / 2 area under the (width ΔD 1 and scope of ΔD 2), first after the 2nd pulse When the number of overlapped and exposed pulses is set to N 1 and N 2 , the following equation is established.

즉, 폭 D 의 노광 영역을 주사하는 사이에 노광되는 펄스수가 식 l 로 표시되는 N 이기 때문에, 폭 ΔD1, 폭 ΔD2, 폭 2ΔD1, 및 폭 2ΔD2, 의 영역에는 각각의 폭에 비레하는 수만큼의 펄스수가 노광되는 결과를 가져온다.That is, since the N represented by a pulse number of formula l which is exposed between for scanning the exposure area of width D, the width ΔD 1, the width ΔD 2, width 2ΔD 1, and the width 2ΔD 2, is inversely related to the width of each of the regions of The number of pulses corresponding to the number of pulses is exposed.

단, 웨이퍼상의 각 펄스수 적산 영역에 있어서, 사다리꼴 형상의 조도 분포의 양측 경사부의 중앙 (1/2폭 D를 결정하는 위치) 의 노광 광에 의해서 노장되는 점의 근방에 대해 착안했기 때문에, 폭 2ΔD1및 폭 2ΔD2의 영역에서의 펄스수는 각각 (2N1+1) 및 (2N2+1) 로 했다.However, since attention is focused on the vicinity of a point embossed by the exposure light at the center (the position for determining the 1/2 width D) of both inclined portions of the trapezoidal shape illuminance distribution in each pulse number accumulation region on the wafer, 2ΔD 1 and the width of the pulses in the region of 2ΔD 2 was set to each of (2N 1 +1) and (2N 2 +1).

다음에, 슬릿 조명 영역의 1/2폭 D 는 본 출원인에 의한 발명인 특원평 5-14483 호에 개시되어 있는 바와같이, 미리 주사 방향에 수직인 비주사 방향 (Y 방향) 의 복수개소에서 1/2 폭을 측정해두고, 그 평균치를 <p> 로 둔다. 이때, 펄스 광원(1) 의 펄스 발광의 1주기 사이에 웨이퍼 (W) 가 주사방향으로 이동하는 거리인 펄스 발광 간격 Xs는 다음과 같이 된다.Next, the 1/2 width D of the slit illumination area is set to 1/2 at a plurality of positions in the non-scanning direction (Y direction) perpendicular to the scanning direction in advance, as disclosed in Japanese Patent Application No. 5-14483, 2 width is measured, and the average value is set to < p >. At this time, the pulse light emission interval Xs, which is the distance that the wafer W moves in the scanning direction during one period of the pulse light emission of the pulse light source 1, is as follows.

이때에, 비주사 방향의 어떤 위치에 있어서 사다리꼴 형상의 조도분포를 갖는 노광 영역 (24W) 의 실제적 1/2폭 D 와, 이 1/2폭의 비주사 방향으로의 평균 계측치 <D> 와의 차 ΔX 는 다음과 같이 된다.At this time, the difference between the actual 1/2 width D of the exposure region 24W having a trapezoidal illumination distribution at a certain position in the non-scanning direction and the average measured value < D > ΔX is as follows.

통상, 이 차 ΔX는, 도 1에서의 시야 조리개 (7)의 치수 정밀도, 조명계의 수차, 및 l/2 폭의 평균치 <D> 의 측정 정밀도로부터 발생한다.Generally, this difference DELTA X arises from the measurement accuracy of the dimensional accuracy of the field stop 7 in Fig. 1, the aberration of the illumination system, and the average value < D > of the l / 2 width.

여기서, 펄스 광원 (1) 이 i 번째에 발생할 때의 펄스광의 웨이퍼 (W) 상에서의 노장 에너지를 pi로 하고, i 번째의 발광이 행하여질 때의 웨이퍼 (W) 의 주사 방향 (X 방향) 의 실제 위치의 목표로 하는 위치로부터의 오프셋(offset) (발광 위치 오프셋)를 αi으로 한다. 그리고, 그 발광 위치 오프셋 αi의 평균치 및 변동분을 각각 <α> 및 Δα 로 하면, 슬릿 형상의 노광 영역 (24W) 에 대해서 웨이퍼 (W)를 주사한 후의 X 방향으로의 조도 분포 I(X)(mJ/cm2) 는, 폭 2ΔD1인 경사부의 중점을 X=0 로 놓으면, 다음과 같이 된다.Here, assuming that the stray energy on the wafer W of the pulse light when the pulse light source 1 occurs at the i-th time is p i and the scanning direction (X direction) of the wafer W when the i- (Light emitting position offset) from the target position of the actual position of the light emitting element is set to? I. (X) in the X direction after the wafer W is scanned with respect to the slit-shaped exposure region 24W, when the average value and the variation of the light emission position offset i are respectively < alpha > and DELTA alpha, (mJ / cm 2 ), the center point of the inclined portion having the width 2ΔD 1 is set as X = 0, as follows.

또는, 사다리꼴 형상의 조도 분포의 경사부에서는, 1 펄스도 노광되지 않는 웨이퍼 (W) 상의 점에 대해서는, 조도분포 I(X) 는 다음과 같이 된다.Alternatively, with respect to a point on the wafer W where one pulse is not exposed, the illuminance distribution I (X) is as follows at an inclined portion of the trapezoidal shape illuminance distribution.

이때, 주사방향의 노광량 및 조도 균일성의 정밀도 U(X) 는, 펄스 에너지 pi 및 발광 위치 오프셋 αi의 변동분도 고려하면, 식 7, 식 8에서 약간 번거로운 계산후에 다음식과 같이 된다. 단, 위치 X가 다른 것과, 발광 위치 오프셋 α의 평균치 <α> 가 다른 것은 등가이기 대문에, <α>=0 으로 하고 있다.At this time, the exposure amount in the scanning direction and the accuracy U (X) of the luminance uniformity are given by the following equations after slightly cumbersome calculation in Equation 7 and Equation 8, taking into account the variation of the pulse energy pi and the light emission position offset? I. However, it is equivalent that the position X is different from the other and the average value < alpha > of the light emission position offset alpha is different.

또는, 사다리꼴 형상의 조도 분포의 경사부에서는, 1 펄스도 노광되지 않은 웨이퍼 (W) 상의 점에 대해서 정밀도 U(X) 는 다음과 같이 된다.Alternatively, in the inclined portion of the trapezoidal shape of the illuminance distribution, the accuracy U (X) is as follows with respect to the point on the wafer W where no pulse is exposed.

또한, 조도 분포의 좌우의 경사부가 대략 대칭으로서, 다음과 같이 근사한 다.The right and left inclined portions of the illuminance distribution are approximately symmetrical and approximate as follows.

이 근사에 의해, 식 9 는 다음과 같이 간략화된다.By this approximation, Equation 9 is simplified as follows.

식 12 의 우변의 제 2 항은 웨이퍼 (W) 상의 각 펄스수 적산 영역에서의 노광량 제어 재현 정밀도 Arep를 나타내고 있다. 이 노광량 제어 재현 정밀도 Arep는 다음의 조건식을 충족시킬 필요가 있다.The second term on the right side of Expression (12) represents the exposure amount control reproduction accuracy A rep in the pulse number accumulation region on the wafer (W). This exposure control control reproduction accuracy A rep needs to satisfy the following conditional expression.

식 13의 부등식의 우변은 (식 10) 으로부터 얻어지는 노광량 제어 재현 정밀도와 같게 된다. 또 식 13 으로부터 노광 펄스수 N 은 다음과 같이된다.The right side of the inequality in Equation 13 becomes equal to the exposure amount control reproducibility obtained from (Equation 10). From equation (13), the number of exposure pulses N is as follows.

여기에서, 소망의 노광량 제어 재현 정밀도 [Arep]max를 1% (표준 편차의 3배인 3σ로) 놓고, 펄스 에너지의 변동 (Δp/<p>)을 5% (3σ로)로 하면, 식 14 로부터 펄스수 N 에 대해서,(펄스) 의 관계가 얻어진다. 따라서, 각 펄스수 적산 영역에서의 최소 노광 펄스수 Nmin을 25 펄스로 설정하면 된다. 단, 실제로는, 펄스 광원 (1) 이 갖는 코히어런시가 높을 때에는, 본 출원인에 의한 미국 특히 제 4,970,546 호에 개시되어 있는 바와 같이, 간섭 패턴이나 스페클 (speckle) 패턴에 의한 콘트라스트 (contrast) 의 저감에 필요한 펄스수를 가산해서 최소 노광 펄스수 Nmin가 결정된다.Here, assuming that the variation (? P / <p>) of the pulse energy is 5% (at 3?) By setting the desired exposure control reproduction reproduction accuracy [A rep ] max to 1% (with 3σ being three times the standard deviation) As to the number of pulses N from 14, (Pulse) is obtained. Therefore, the minimum number of exposure pulses N min in each pulse number integration area may be set to 25 pulses. However, in practice, when the coherence of the pulse light source 1 is high, as disclosed in the US Patent No. 4,970,546 by the present applicant, the contrast due to the interference pattern or the speckle pattern ) Is added to the minimum number of exposure pulses N min .

다음에, 식 12의 우변 제 3 항내의 (l/N)(l/2)1{(2N1+1)/ΔD1-(2N2+1)/ΔD2} X의 항은, 사다리꼴 형상 조도 분포의 양측 경사부의 비대칭성에 의해서 발생하는 각 펄스수 적산 영역내에서의 주사 방향으로의 조도 균일성의 열화분이다.Next, the term of (l / N) (1/2) 1 {(2N 1 +1) / D 1 - (2N 2 +1) / D 2 } X in the third right- Is the thermal spraying uniformity in the scanning direction in each pulse number accumulation area caused by the asymmetry of the inclined portions on both sides of the illuminance distribution.

또, 우변 제 3 항내의 (1/N){(2N12+1)/(2ΔD12)}ΔX의 항은 식 6에 나타낸1/2 폭의 차 ΔX 에 의해서 발생하는 노광량 바이어스 (비주사 방향으로 차 ΔX가 일정한 경우), 또는 비주사 방향으로의 조도 균일성의 열화분 (비주사 방향으로 차 ΔX 가 일정하지 않은 경우) 이다.The term of (1 / N) ((2N 12 +1) / (2ΔD 12 )} ΔX in the third term of the right side is the exposure amount bias generated by the difference ΔX of width 1/2 shown in the equation X is constant), or the thermal spray uniformity in the non-scanning direction (when the difference DELTA X in the non-scanning direction is not constant).

또, 식 12 의 우변 제 4 항은, 우변 제 3 항의 재현 정밀도이며, 펄스 에너지의 변동 (Δp/<p>)뿐 아니라, 발광 위치 오프셋의 변동 Δα도 주사방향으로의 조도 균일성의 열화의 재현 정밀도에 기여한다. 여기에서, 주사방향으로의 조도 균일성의 열화분을 Uscan, 노광량 바이어스 또는 비주사 방향으로의 조도 균일성의 열화분을 UBias, (Uscan+UBias) 의 재현 정밀도를 Ascan이라하면, 다음의 관계가 성립한다.The fourth term on the right side of Expression 12 is the reproduction precision of the third term on the right side and not only the pulse energy variation (? P / <p>), but also the fluctuation DELTA alpha of the light emission position offset represents the deterioration of the luminance uniformity in the scanning direction Contributes to precision. Assuming here that the thermal spraying uniformity in the scanning direction is U scan , the exposure amount bias or the thermal spraying uniformity in the non-scanning direction is U Bias , and the reproduction precision of (U scan + U Bias ) is A scan , .

여기에서 식 15 및 식 16 에 나타낸 주사 방향으로의 조도 균일성의 열화분 Uscan, 및 노광량 바이어스 또는 비주사 방향으로의 조도 균일성의 열화분 UBias는, 조도 균일성 및 노광량 바이어스에 기여하는데, 그 상태를 제 6 도에 나타낸다.Here the illuminance uniformity of heat in the scanning direction shown in equation 15 and equation 16 pots U scan, and the amount of exposure bias or illumination uniformity of heat pollen of the non-scanning direction U Bias is to contribute to the illumination uniformity and exposure bias, and The state is shown in FIG.

제 6 도는, 도 1 의 웨이퍼 (W) 상의 어떤 쇼트 영역 (26) 의 상태를 나타내고, 이 쇼트 영역 (26) 의 X 방향의 우측에 슬릿 형상의 노광영역 (24W)이 형성되어 있다. 설명의 편의상, 상기 노광 영역 (24W)의 형상은 비주사 방향(Y 방향)의 중앙부에서 주사방향의 폭이 좁아져 가는 것으로 하고 있다. 즉 양단부에서의 주상방향의 폭은 (<D>+ΔX) 로 되고, Y방향의 중앙부에서의 주사 방향의 폭은 (<D>-ΔX) 로 되어 있다.6 shows a state of a shot area 26 on the wafer W in Fig. 1, and a slit-shaped exposure area 24W is formed on the right side of the shot area 26 in the X direction. For convenience of explanation, the shape of the exposure region 24W is such that the width in the scanning direction becomes narrower at the central portion in the non-scanning direction (Y direction). That is, the width of the columnar direction at both ends is (<D> + ΔX), and the width in the scanning direction at the center in the Y direction is (<D> -ΔX).

노광 영역 (24W)에 대해서 X 방향으로 폭 L1의 쇼트 영역 (26)을 주사함으로써, 쇼트 영역 (26) 내에 레티클 (R) 의 패턴이 순차 투영 노광된다. 또, 펄스 광원의 하나의 발광 주기의 사이에 웨이퍼가 X 방향으로 이동하는 간격을 Xs 로 하면, 쇼트 영역 (26)을 X 방향으로 폭 Xs 에서 구분한 영역 271, 272, 273,… 이 각각 펄스수 적산 영역이다. 이 경우, 식 15 로 나타내어지는 주사방향으로의 조도 균일성의 열화분 Uscan은 도 6 의 각 펄스수 적산 영역 271, 272, …마다 주기적으로 주사방향으로 발생하는 조도 불균일이다. 또, 식 16 에서 표시된 노광량 바이어스 또는 비주사 방향으로의 조도 균일성의 열화분 UBias는, 노광 영역 (24W) 내 (조사 필드내) 에서의 주사 방향의 조도 적산치가, 노광 영역(24W) 의 주사 방향의 1/2 폭에 비례하는 경우에는, 웨이퍼상의 쇼트 영역(26) 내의 비주사 방향으로의 조도 불균일로 되어 나타난다.The pattern of the reticle R is sequentially projected and exposed in the shot area 26 by scanning the shot area 26 having the width L1 in the X direction with respect to the exposure area 24W. If the interval at which the wafer moves in the X direction during one light emission period of the pulse light source is Xs, the regions 27 1 , 27 2 , 27 3 , ..., and 27 2 , Are the pulse number integration areas. In this case, the thermal spray U scan of the uniformity of illumination in the scanning direction represented by the equation (15) corresponds to the pulse number integrating areas 27 1 , 27 2 , ..., The irregularity of illumination occurring periodically in the scanning direction. The exposure amount bias shown in the expression (16) or the uniformity uniformity thermal uniformity U Bias in the non-scanning direction can be calculated by the following equation: U Bias in the exposure area 24W (in the irradiation field) Direction, the unevenness of illumination in the non-scanning direction in the shot area 26 on the wafer appears.

구체적으로, 도 6 에 있어서, 노광 영역 (24W) 내에서 주사 방향의 폭이(<D>+ΔX)∼<D> 와 같이 평균치 <D> 보다도 넓은 영역을 통과하는 쇼트 영역 (26) 내의 부분 영역 (26a) 및 (26c) 에서는 노광 과다로 되고, 노광 영역 (24W) 내에서 주사 방향의 폭이 <D>∼(<D>-ΔX) 와 같이 평균치 <D> 보다도 좁은 영역을통과하는 쇼트 영역 (26) 내의 분분 영역 (26b) 내애서는 노광 부족으로 된다. 또, 주사 방향의 폭이 <D> 로 되는 노광 영역 (24W)을 통과하는 직선상의 부분 영역, 즉 쇼트 영역 (26) 상에서 Y 좌표가 Y1및 Y2의 직선상에서는, 적산 노광량이 적정 노광량이 된다.Specifically, in FIG. 6, a portion in the shot region 26 passing through a region wider in the scanning direction in the exposure region 24W than the average value <D>, such as (D) + ΔX to D Excess exposure occurs in the regions 26a and 26c and exposure is carried out in the exposure region 24W through the region passing through the region narrower than the average value <D> such that the width in the scanning direction is from <D> to <D> Within the fraction area 26b in the area 26, the exposure becomes insufficient. On the straight line partial area passing through the exposure area 24W having the width in the scanning direction <D>, that is, on the straight line of the Y coordinate Y 1 and Y 2 on the shot area 26, the appropriate exposure amount do.

또한, 도 6의 노장 영역 (24W) 의 주사 방향의 조도 분포는, 실제로는 도 4 에 나타낸 바와 같이 사다리꼴 형상으로 되어 있다. 이와같이 조도 분포를 사다리꼴 형상으로 하는 방법의 일예는, 후에 상세히 설명하는 바와 같이 도 1 에 있어서 시야 조리개 (7)를 레티클 (R) 의 패턴 형성면 및 웨이퍼 (W) 의 노광면과 공역인 면에서 디포커스시키는 것이다. 이와 같이 시야 조리개 (7) 의 디포커스에 의해, 노광 영역 (24W) 의 주사 방향의 조도 분포를 사다리꼴 형상으로 할 경우에, 그 사다리꼴 형상의 조도 분포의 경사부는 시야 조리개 (7) 의 에지부의 투영 이미지의 희미한 부분이 되기 때문에, 이하에서는 그 조도분포의 경사부를, 노광 영역 (24W) 의 에지부의 희미한 부분이라 부르고, 그 경사부의 주사 방향의 폭을 희미한 부분의 폭이라 한다.In addition, the illuminance distribution in the scanning direction of the elongated region 24W in Fig. 6 is actually trapezoidal as shown in Fig. One example of such a method of making the illuminance distribution into a trapezoidal shape is as shown in Fig. 1 in which the field stop 7 is moved in the direction of the pattern forming surface of the reticle R and in the plane conjugate with the exposure surface of the wafer W Defocus. When the illuminance distribution in the scanning direction of the exposure area 24W is made trapezoidal by the defocus of the field stop 7 as described above, the inclined portion of the trapezoidal illuminance distribution is projected on the edge of the field stop 7 The oblique portion of the illuminance distribution is referred to as a faint portion of the edge portion of the exposure region 24W and the width of the oblique portion in the scanning direction is called the width of the faint portion.

따라서, 우선 식 16 으로부터, 슬릿 형상의 노광 영역 (24W) 에서의 주사 방향의 에지부의 희미한 부분의 폭의 허용치를 구한다. 식 4 및 식 11 을 고려하면, 식 16 다음과 같이 된다. 단, 노광량 바이어스 또는 비주사 방향으로의 조도 균일성의 열화분 UBias의 허용치를 [UBias]max로 놓았다.Therefore, the allowable value of the width of the faint portion of the edge portion in the scanning direction in the slit-shaped exposure region 24W is obtained from Expression (16). Considering Equation 4 and Equation 11, Equation 16 is as follows. However, the permissible value of the exposure dose bias or the uniformity of the uniformity U bias in the non-scanning direction was set to [U Bias ] max .

또는 식 16 은 다음과 같이 된다.Or Equation 16 is as follows.

식 18로부터 차 ΔX의 조건식인 다음의 식 20이 얻어지고, 식 19 로부터 노광 영역 (24W) 의 양측의 희미한 부분의 폭의 1/2 의 평균치 ΔD12의 조건식인 다음의 식 21 이 얻어진다.Is the following formula 20 in which the difference ΔX condition is obtained from equation 18, the exposure area (24W) faint width of 1/2 of the condition of the following equation 21, the average value ΔD 12 of the parts on both sides of the equation 19 is obtained from.

식 21 이 항상 성립하기 위해서는, 다음의 관계가 필요하다.In order for Equation 21 to always hold, the following relationship is necessary.

지금, 슬릿 형상의 노광 영역 (24W) 의 주사 방향의 1/2 폭 D를 5mm, 노광량 바이어스 또는 비주사 방향으로의 조도 균일성의 열화분 UBias의 허용치 [UBias]max를0.5% 호 하면, 식 20 으로부터가 된다. 또, 최소 노광 펄스수 Nmin에 대해서,로 놓으면, 식 22 로부터 평균치 ΔD12가 얻어진다.If the half width D in the scanning direction of the slit-shaped exposure area 24W is 5 mm and the allowable value U Bias max of the hot plate U Bias in the exposure amount bias or in the non-scanning direction is 0.5% From equation 20 . In addition, with respect to the minimum number N min exposure pulse, , The average value DELTA D &lt; 12 &gt; Is obtained.

또한, 식 9 로부터,이기 때문에, 식 15 는 다음과 같이 된다.From Equation 9, , Equation (15) becomes as follows.

이 식의 우변은, N=Nmin, 또한N1= 0, N2= 0 일 때 최대로 된다. 그래서, 식 23에서 N=Nmin, 또한 N1= 0, N2= 0 으로 놓으면, 다음의 관계가 얻어진다.The right side of this equation becomes maximum when N = N min , and N 1 = 0 and N 2 = 0. Thus, release from the formula 23 with N = N min, also N 1 = 0, N 2 = 0, the following relation is obtained.

식 24으로부터, 슬릿 형상의 노장 영역 (24W) 에서의 주사 방향의 양측 에지부의 희미한 부분의 폭의 1/2 인 ΔD1및 ΔD2(도 4 참조) 의 대칭성이 구해지게 된다. 여기서, 주사 방향으로의 조도 균일성의 열화분 Uscan의 허용치를 [Ussan]max로 놓으면, 식 24 는 다음과 같다.From equation (24), the symmetry of? D 1 and? D 2 (see FIG. 4), which is 1/2 of the width of the faint part of both edge portions in the scanning direction in the slit-like elongated region 24W, is obtained. Here, if the permissible value of the thermal spraying uniformity U scan in the scanning direction is set to [U ssan ] max , Expression 24 is as follows.

이것이, 노광 영역 (24W) 의 주사방향의 양측 에지부의 희미한 부분에 대한 대칭성의 조건이다. 예컨대, Uscan의 허용치 [Uscan]max를 0.2% 로 하여, 최소 노광 펄스수 Nmin을 25, 폭의 평균치 ΔD12를 100㎛라 하면, 식 25 는 다음과 같이 된다.This is a condition for symmetry with respect to the faint part of the both side edge parts in the scanning direction of the exposure area 24W. For example, supposing that the allowable value of the U scan [U scan ] max is 0.2%, the minimum number of exposure pulses N min is 25, and the average value of the width ΔD 12 is 100 μm, Expression 25 is as follows.

마지막으로, 식 17에 식 4, 식 15. 식 16을 대입해서, 다음식이 얻어진다.Finally, by substituting the equations (4) and (15) into the equations (17), the following equations are obtained.

X=-ΔD12, N12=0 일 때, 식 27 의 우변은 최대로 되기 때문에, 식 27 은 다음과 같이 된다.When X = -ΔD 12 and N 12 = 0, the right side of equation (27) becomes maximum, so equation (27) becomes as follows.

이 Ascan의 허용치를 [Ascan]max로 놓으면, 식 28 은 다음과 같이 변형할 수 있다.When the tolerance of this scan is set to [A scan ] max , Equation 28 can be modified as follows.

여기서, 최소 노광 펄스수 Nmin을 25, 노광 영역 (24W) 의 1/2 폭 D를 5mm, 펄스 에너지의 변동 (Δp/<p>)을 5% 로 하고, [Uscan]max을 0.2%, [UBias]max를 0.5%, [Ascan]max를 0.5%로 놓으면, 식 29 는 다음과 같이 된다.Here, the minimum exposure pulse number N min of 25, half the width D of the exposure area (24W) 5mm, and the variation of the energy pulse (Δp / <p>) with 5%, the [U scan] max 0.2% , [U Bias ] max is set to 0.5%, and [A scan ] max is set to 0.5%, equation (29) becomes as follows.

이에 의해, 발광 위치의 오프셋의 변동 (발광 위치의 불균일) Δα의 규격 (허용치) 이 얻어진다.Thereby, the standard deviation (tolerance) of the variation of the offset of the light emission position (nonuniformity of the light emission position) is obtained.

이상의 식 14, 식 20, 식 21, 식 25, 식 29를 사용해서, [Arep]max, [UBias]max, [Uscan]max, [Ascan]maxD, 및 (Δp/<p>)를 주면, 최소 노광 펄스수 Nmin, 노광 영역 (24W) 의 사다리꼴 형상의 조도분포의 주사방향의 1/2 폭의 차 |ΔX|, 그 조도분포의 양측의 희미한 부분의 폭의 1/2 의 평균치 ΔDl2, 그 양측의 희미한 부분의 대칭성 |(l/ΔD1)-(1/ΔD2)|, 및 발광 위치의 오프셋의 변동 Δα의 허용치가 구해진다.[A rep ] max , [U Bias ] max , [U scan ] max , [A scan ] max D, and (Δp / <p |), The minimum number of exposure pulses N min , the difference |? X | between the widths in the scanning direction of the trapezoidal shape of the illuminance distribution in the exposure region 24W, the width of the faint portions on both sides of the illuminance distribution, 2 the average value of ΔD l2, the symmetry of light parts of the both sides of | (l / ΔD 1) - (1 / ΔD 2) | a, and the allowable value of variation Δα of the offset of the light emission position is obtained.

다음에, 노광 영역 (24W) 의 주사방향의 조도 분포의 양측 경사부를 형성하는 방법에 대해서 설명한다. 우선, 제 1 의 방법은 도 4 에 나타낸 바와 같은 사다리꼴 형상의 투과율 분포를 갖도록 노광광과 같은 파장의 광에 대해서 투명한 기판 (석영 등) 의 위에, 크롬 등의 불투명 물질의 막두께를 변화시켜서 피착한 마스크 (광학필터)를 사용하는 방법을 들 수 있다. 이 마스크를 도 1의 시야 조리개 (7) 에 조명 시야 조리개로서 밀착해서 설치하면 된다.Next, a description will be given of a method of forming both inclined portions of the illuminance distribution in the scanning direction of the exposure area 24W. First, the first method is to change the film thickness of an opaque material such as chromium on a substrate (quartz or the like) transparent to light having the same wavelength as the exposure light so as to have a trapezoidal transmittance distribution as shown in Fig. 4, A method using a mask (optical filter) can be mentioned. This mask may be provided in close contact with the field stop 7 in Fig. 1 as an illumination field stop.

또, 제 2 의 방법으로서는 단면을 따르는 직사각형 형상의 투과율 분포를 갖는 조명시야 조리개를 레티클 (R) 의 패턴 형성면 또는 웨이퍼 (W) 의 노광면과 공역인 위치로부터 디포커스시켜서 설치하는 방법을 들 수 있다. 이때, 시야 조리개 (7) 상의 한점으로부터 말하는 광이, 웨이퍼 (W) 의 노광면상에서 반경 Δr 의 원형으로 희미해진다고 하면, 슬릿 형상의 노광 영역 (24W) 의 주사방향 (X 방향) 의 단면을 따르는 조도 분포의 에지부 형상은, 그 조도 분포를 X/Δr 의 함수 I(X/Δr) 로 표시하는 것으로 하면, 다음과 같이 된다.As a second method, there is a method in which an illumination field stop having a rectangular transmittance distribution along the cross section is defocused from a pattern formation surface of the reticle R or a position conjugate to the exposure surface of the wafer W . At this time, if the light from one point on the field stop 7 is blurred in a circular form with a radius? R on the exposed surface of the wafer W, the light flux passing through the cross section in the scanning direction (X direction) Assuming that the illuminance distribution of the edge portion of the illuminance distribution is represented by a function I (X /? R) of X /? R, the following is obtained.

단, 식 30 에서는 노광 에너지 p 는 1 로 규격화되어 있다. 이 식 30 을 X/Δr 에 대해서 원점 0 의 둘레에 테일러 전개하면, 다음과 같다.However, in expression (30), the exposure energy p is normalized to 1. The equation 30 is expanded by Taylor expansion around the origin 0 with respect to X /? R.

식 31 과 식 7 를 비교하면, (π/2)Δr12와 2ΔD12가 대응관계에 있다. 따라서, 식 21 로부터 구해지는 조도 분포의 희미한 부분의 폭의 1/2 의 평균치 ΔD12의 조건에 대해, 다음의 조건이 성립하도록 그 점형상의 희미한 부분의 반경 Δr를 정하면 된다.Comparing Equation 31 and Equation 7, (? / 2)? R 12 and 2? D 12 correspond to each other. Therefore, with respect to the condition of the average value? D 12 of 1/2 of the width of the faint part of the illuminance distribution obtained from equation (21), the radius? R of the faint part of the point shape may be determined so that the following condition is satisfied.

상술한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 펄스 광원 (1) 이 갖는 펄스 에너지의 변동뿐 아니라, 발광 타이밍의 변동도 고려하여 노광량 제어를 행하기 때문에, 노광량 및 조도 균일성의 제어 정밀도가 향상되는 잇점이 있다. 또, 펄스 광원(1)의 발광 트리거를 일정 주기로 그 펄스 광원(1)에 공급해, 노광시의 마스크 (R) 및 웨이퍼 (W)의 각각의 주사속도도 일정하게 하고 있기 때문에, 레이저 간섭계 등의 측장 장치로부터의 측장 결과의 판독 타이밍의 변동의 영향이 경감되어, 노광량 및조도 균일성의 제어 정밀도가 더욱 향상된다.As described above, according to the present embodiment, since the exposure amount control is performed in consideration of not only the pulse energy of the pulse light source 1 but also the fluctuation of the light emission timing, the advantage of improving the control accuracy of the exposure amount and the luminance uniformity . Since the light emission trigger of the pulse light source 1 is supplied to the pulse light source 1 at regular intervals and the scanning speed of each of the mask R and the wafer W at the time of exposure is made constant, The influence of the fluctuation in the reading timing of the measurement result from the measuring apparatus is alleviated, and the control accuracy of the exposure amount and the luminance uniformity is further improved.

또한, 상술한 실시예는 본 발명을 투영 광학계를 설치한 투영 노장 장치에 적용한 것이나, 그 이외에 예컨대, 반사식의 투영 노장 장치, 프록시미티(proximity) 방식의 노장 장치, 또는 콘택트 방식의 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수가 있다. 이와 같이 본 발명은 상술의 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 각종의 구성을 취할 수 있다.In addition, the above-described embodiments are examples in which the present invention is applied to a projection exposure apparatus provided with a projection optical system, and in addition, a projection type projection apparatus, a proximity type projection apparatus, or a contact type exposure apparatus The present invention can be applied. As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.

이상에 의하면, 펄스 광원을 노광 광원으로 하는 주사형 노광 장치에 있어서, 소망의 노광량 및 조도 균일성 정밀도를 얻기 위한 조건식에 따라서, 소정의(슬릿 형상의) 조명 영역 조도분포의 기판상에서의 주사 방향의 양측 경사부의 폭의 평균치 조건을 정하고 있기 때문에, 비주사 방향에서의 노광량 또는 조도 분포의 균일성을 양호하게 유지하기 위한 필요조건이 충족된다.According to the above, in a scanning type exposure apparatus using a pulsed light source as an exposure light source, in accordance with a conditional expression for obtaining a desired exposure amount and illumination uniformity accuracy, a predetermined (slit-shaped) The necessary condition for satisfactorily maintaining the uniformity of the exposure amount or the illuminance distribution in the non-scanning direction is satisfied.

또, 그 조도분포의 주사방향의 양측 경사부 폭의 대칭성의 조건을 정한 경우에는, 주사방향에서의 노광량 또는 조도 분포의 균일성이 양호하게 된다.When the conditions of the symmetry of the widths of the inclined portions at both sides in the scanning direction of the illuminance distribution are set, the uniformity of the exposure amount or the illuminance distribution in the scanning direction becomes good.

또, 그 소정의 조명 영역을 조명하기 위한 시야 조리개를, 기판의 노광면과 광학적으로 공역인 위치에서 소정량 디포커스해서 배치하는 것에 의해, 그 소정의 조명 영역의 그 기판상에서의 주사방향의 조도분포를 사다리꼴 형상으로 한 경우에는, 간단한 구성으로 조도 분포를 사다리꼴 형상으로 할 수 있음과 동시에, 그 사다리꼴 형상의 조도 분포의 양측 경사부 폭을 용이하게 소망의 값으로 설정할 수 있는 잇점이 있다.By disposing the field stop for illuminating the predetermined illumination area with a predetermined amount of defocus at a position optically conjugate with the exposure surface of the substrate, the illuminance in the scanning direction on the substrate of the predetermined illumination area In the case where the distribution has a trapezoidal shape, the illuminance distribution can be formed into a trapezoidal shape with a simple configuration, and the widths of both inclined portions of the trapezoidal shape of the illuminance distribution can be easily set to a desired value.

Claims (11)

펄스 광원으로부터의 펄스광을 소정의 조명 영역에 조명하고, 전사용의 패턴이 형성된 마스크 및 감광성의 기판을 동기해서 상기 소정의 조명 영역에 대해서 상대적으로 주사하면서, 상기 마스크의 패턴을 상기 기판상에 순차 노광할 때에, 상기 기판으로의 상기 펄스광의 적산 노광량을 소정의 정밀도내로 제어하기 위한 장치에 있어서,The mask pattern is irradiated onto the substrate while the pulse light from the pulse light source is illuminated in a predetermined illumination area and the mask on which the transfer pattern is formed and the photosensitive substrate are scanned relative to the predetermined illumination area, An apparatus for controlling an integrated exposure dose of pulse light to a substrate within a predetermined precision in sequential exposure, 상기 소정의 조명 영역의 주사 방향의 조도 분포를 사다리꼴 형상으로 하고 상기 사다리꼴 형상의 조도분포 양측 경사부의 상기 기판상에서의 주사방향의 폭의 1/2 의 길이의 평균치를 ΔD12로 하며, 상기 소정의 조명 영역의 조도분포의 상기 기판상에서의 주사방향의 1/2 폭을 D 로 하고, 상기 기판상의 각 점에서 적산 노광량을 소정의 정밀도내로 제어하기 위해 필요한 최소의 노광 펄스수를 Nmin로 했을때,And the illuminance distribution on the scanning direction of the predetermined illuminated area to one-half the length of the average value of the width of the scanning direction on the substrate in a trapezoidal shape and light intensity distribution on both sides of the inclined portion to the trapezoidal shape ΔD 12, wherein the predetermined the half width of the scanning direction on the substrate of the illumination distribution on the illumination region to D and, when the minimum number of exposure pulses required for controlling the light exposure integrator within a predetermined precision at each point on the substrate as N min , 의 관계를 충족시키는 것을 특징으로 하는 노광량 제어 장치.Of the exposure amount control unit. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 소정의 조명 영역의 조도 분포 양측 경사부의 상기 기판상에서의 주사방향으로의 폭의 1/2 의 길이를 각각 ΔD1및 ΔD2로 하고, 상기 기판상의 주사방향으로의 조도 불균일의 허용치를 [Uscan]max로 할 때.Assuming that the length of one half of the width in the scanning direction of the illuminance distribution on both sides of the illuminance distribution of the predetermined illumination area is ΔD 1 and ΔD 2 respectively and the permissible value of the illuminance unevenness in the scanning direction on the substrate is represented by [ scan ] max . 의 관계를 충족하는 것을 특징으로 하는 노광량 제어 장치.Of the exposure amount control unit. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 소정의 조명 영역을 조명하기 위한 시야 조리개를 상기 기판의 노광면과 광학적으로 공역인 위치에서 소정량 디포커스해서 배치함으로써, 상기 소정의 조명 영역의 상기 기판상에서의 주사방향의 조도 분포를 사다리꼴 형상으로 하는 것을 특징으로 하는 노광량 제어 장치.Wherein the illuminance distribution in the scanning direction on the substrate of the predetermined illumination area is set to a trapezoidal shape in the scanning direction on the substrate by disposing a field stop for illuminating the predetermined illumination area in a predetermined amount defocused at a position optically conjugate with the exposure surface of the substrate The exposure amount control device comprising: 펄스 광원으로부터의 펄스광을 소정의 조명 영역에 조명하고, 상기 소정의 조명 영역에 대하여 노광대상의 기판을 주사 방향으로 이동하면서, 상기 기판을 주사 노광하는 주사형 노광 장치에 있어서,A scanning type exposure apparatus for scanning a substrate with a pulsed light from a pulse light source in a predetermined illumination area and moving the substrate to be exposed in the scanning direction with respect to the predetermined illumination area, 상기 조명 영역의 상기 주사 방향의 조도 분포를 거의 사다리꼴 형상으로 하고,The illuminance distribution in the scanning direction of the illumination region is substantially trapezoidal, 상기 사다리꼴 형상의 조도 분포의 양측 경사부의 상기 주사 방향의 폭의 1/2 의 길이의 평균치를 ΔD12, 상기 조도 분포의 최대 조도의 1/2 로 규정되는 상기 조명 영역의 상기 주사 방향의 폭의 절반값의 차에 관한 값을 |ΔX|, 상기 주사 방향과 교차하는 비주사 방향에 관한 조도 균일성의 열화의 허용치를 [UBias]max,상기 기판에 대한 적산 노광량의 정밀도를 소정의 범위내에서 제어하기 위하여 필요한 최소의 노광 펄스수를 Nmin로 하여,Wherein an average value of a length of one half of the width of the scanning direction of both inclined portions of the trapezoidal shape illuminance distribution is? D 12 , and a width of the illumination region in the scanning direction defined by 1/2 of the maximum illuminance of the illuminance distribution Wherein a value relating to a half value difference is |? X |, a tolerance for degradation of illumination uniformity in a non-scanning direction intersecting with the scanning direction is defined as [U Bias ] max , and an accuracy of an integrated exposure amount for the substrate is set within a predetermined range to the minimum number of exposure pulses required for controlling to N min, 조건식Conditional expression 를 만족하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광 장치.Of the exposure apparatus. 제 4 항에 있어서, 상기 조도 분포의 양측 경사부의 폭의 대칭성을 상기 최소 노광 펄스수 Nmin에 기초하여 규정하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광 장치.5. The scanning-type exposure apparatus according to claim 4, wherein the symmetry of the widths of both inclined portions of the illuminance distribution is defined based on the minimum exposure pulse number Nmin . 제 4 항에 있어서, 상기 조도 분포의 양측 경사부의 폭의 대칭성을 상기 주사 방향의 조도 균일성의 열화의 허용치에 기초하여 규정하는 것들 특징으로 하는 주사형 노광 장치.The scanning exposure apparatus according to claim 4, wherein the symmetry of the widths of both side inclined portions of the illuminance distribution is defined based on a tolerance of deterioration of illuminance uniformity in the scanning direction. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한항에 있어서, 상기 최소 노광 펄스수 Nmin은 상기 펄스 광원으로부터 사출된 펄스광의 광량의 변동에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 노광량 제어 장치.The exposure amount control apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the minimum exposure pulse number Nmin is determined based on a variation in the amount of pulsed light emitted from the pulse light source. 제 1 항 내지·제 3 항중 어느 한항에 있어서, 상기 최소 노광 펄스수 Nmim은 상기 기판의 위치에 대한 상기 펄스 광원의 발광 타이밍의 변동에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 노광량 제어 장치.4. The exposure amount control apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the minimum exposure pulse number Nmim is determined based on a variation in light emission timing of the pulse light source with respect to the position of the substrate. 제 1 항 또는 제 4 항에 기재된 장치를 이용한 소자 제조 방법.A method of manufacturing a device using the device according to any one of claims 1 to 4. 제 4 항 내지 제 6 항중 어느 한항에 있어서, 상기 최소 노광 펄스수 Nmin은 상기 펄스 광원으로부터 사출된 펄스광의 광량의 변동에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 주사형 노광 장치.The scanning exposure apparatus according to any one of claims 4 to 6, wherein the minimum number of exposure pulses N min is determined based on a variation in the amount of pulsed light emitted from the pulse light source. 제 4 항 내지 제 6 항중 어느 한항에 있어서, 상기 최소 노광 펄스수 Nmin은 상기 기판의 위치에 대한 상기 펄스 광원의 발광 타이밍의 변동에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 주사형 노광 장치.The scanning-type exposure apparatus according to any one of claims 4 to 6, wherein the minimum number of exposure pulses N min is determined based on a variation in light emission timing of the pulse light source with respect to the position of the substrate.
KR1019940021502A 1993-08-26 1994-08-26 An exposure dose control device, a scanning type exposure device, and a device manufacturing method using these devices KR100317684B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP93-211246 1993-08-26
JP21124693A JP3348928B2 (en) 1993-08-26 1993-08-26 Scanning exposure method, scanning type exposure apparatus, and exposure amount control apparatus

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990053917A Division KR100312882B1 (en) 1993-08-26 1999-11-30 A sacnning exposure apparatus and a method of manufacturing a device using the method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR950006961A KR950006961A (en) 1995-03-21
KR100317684B1 true KR100317684B1 (en) 2002-04-06

Family

ID=16602723

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019940021502A KR100317684B1 (en) 1993-08-26 1994-08-26 An exposure dose control device, a scanning type exposure device, and a device manufacturing method using these devices
KR1019990053917A KR100312882B1 (en) 1993-08-26 1999-11-30 A sacnning exposure apparatus and a method of manufacturing a device using the method

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990053917A KR100312882B1 (en) 1993-08-26 1999-11-30 A sacnning exposure apparatus and a method of manufacturing a device using the method

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP3348928B2 (en)
KR (2) KR100317684B1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0614124A3 (en) * 1993-02-01 1994-12-14 Nippon Kogaku Kk Exposure apparatus.
JP2682523B2 (en) * 1995-11-22 1997-11-26 日本電気株式会社 Exposure method and monitor pattern
JP4458329B2 (en) 2003-12-26 2010-04-28 キヤノン株式会社 Exposure apparatus and device manufacturing method
KR101217159B1 (en) * 2006-06-23 2012-12-31 엘지디스플레이 주식회사 TFT manufacturing method
DE102009030501A1 (en) 2009-06-24 2011-01-05 Carl Zeiss Smt Ag Imaging optics for imaging an object field in an image field and illumination optics for illuminating an object field

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63190332A (en) * 1987-02-03 1988-08-05 Nikon Corp Device for regulating quantity of light
JPH01274022A (en) * 1988-04-27 1989-11-01 Nikon Corp Light quantity adjustor
JPH02208919A (en) * 1989-02-08 1990-08-20 Canon Inc Irradiation light quantity controller
JPH04148527A (en) * 1990-10-12 1992-05-21 Fujitsu Ltd Control method of exposure amount

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63190332A (en) * 1987-02-03 1988-08-05 Nikon Corp Device for regulating quantity of light
JPH01274022A (en) * 1988-04-27 1989-11-01 Nikon Corp Light quantity adjustor
JPH02208919A (en) * 1989-02-08 1990-08-20 Canon Inc Irradiation light quantity controller
JPH04148527A (en) * 1990-10-12 1992-05-21 Fujitsu Ltd Control method of exposure amount

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0766103A (en) 1995-03-10
JP3348928B2 (en) 2002-11-20
KR100312882B1 (en) 2001-11-05
KR950006961A (en) 1995-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100300621B1 (en) EXPOSURE DEVICE, EXPOSURE METHOD, EXPOSURE CONTROL APPARATUS, EXPOSURE CONTROL METHOD, LASER DEVICE, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD
US6104474A (en) Apparatus and method for controlling scanning exposure of photosensitive substrate
KR100358544B1 (en) Scanning type exposure method and apparatus
JP3617558B2 (en) Exposure amount control method, exposure apparatus, and element manufacturing method
JP2773147B2 (en) Exposure apparatus positioning apparatus and method
KR100328004B1 (en) A scanning exposure method, a scanning type exposure apparatus, and a method of manufacturing a device
JP3265503B2 (en) Exposure method and apparatus
US5742376A (en) Projection exposure apparatus and projection exposure method
US5483056A (en) Method of projecting exposure with a focus detection mechanism for detecting first and second amounts of defocus
KR100297269B1 (en) Scanning exposure method, scanning type exposure apparatus, and method of manufacturing a device
KR20010086320A (en) Exposure method and apparatus, and method of manufacturing device
US4799791A (en) Illuminance distribution measuring system
JP3360760B2 (en) Exposure amount unevenness measurement method, exposure method and exposure apparatus
JP4392879B2 (en) Projection exposure apparatus and device manufacturing method
KR100307058B1 (en) A scanning exposure method, a scanning type exposure apparatus, and a method of manufacturing a device
KR100317684B1 (en) An exposure dose control device, a scanning type exposure device, and a device manufacturing method using these devices
JPH10229038A (en) Exposure amount control method
JP3316697B2 (en) Projection optical apparatus, laser apparatus, scanning exposure apparatus, scanning exposure method, and device manufacturing method using the method
WO2000057459A1 (en) Exposure method and apparatus
JPH0933344A (en) Quantity-of-light measuring device
JP3244075B2 (en) Scanning exposure method and device manufacturing method
JPH06232030A (en) Method and device for exposure
JP2000036457A (en) Exposure control method and aligner thereof
JP3295244B2 (en) Positioning device
KR19980080158A (en) Scan exposure method and scanning exposure apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A107 Divisional application of patent
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20051123

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee