JP2591481B2 - 半導体装置の露光方法 - Google Patents
半導体装置の露光方法Info
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- JP2591481B2 JP2591481B2 JP6122031A JP12203194A JP2591481B2 JP 2591481 B2 JP2591481 B2 JP 2591481B2 JP 6122031 A JP6122031 A JP 6122031A JP 12203194 A JP12203194 A JP 12203194A JP 2591481 B2 JP2591481 B2 JP 2591481B2
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
Landscapes
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の露光方法
に関し、特に露光量を正確に制御する技術に関するもの
である。
に関し、特に露光量を正確に制御する技術に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の露光において、エキシマレ
ーザ等のパルス発振レーザを用いた場合の露光量制御
は、一般に適正露光量よりも僅かに少ない露光量を与え
る粗露光と、残りの必要とされる露光量を与える修正露
光の２段階で行われている。この種従来技術の例とし
て、特開昭６１−１５４１２８号公報にて開示されたも
の（第１の従来例）を図６、図７を参照して説明する。
図６は、その縮小投影型露光装置の概略図であり、また
図７は、その露光量制御フローを示す流れ図である。
ーザ等のパルス発振レーザを用いた場合の露光量制御
は、一般に適正露光量よりも僅かに少ない露光量を与え
る粗露光と、残りの必要とされる露光量を与える修正露
光の２段階で行われている。この種従来技術の例とし
て、特開昭６１−１５４１２８号公報にて開示されたも
の（第１の従来例）を図６、図７を参照して説明する。
図６は、その縮小投影型露光装置の概略図であり、また
図７は、その露光量制御フローを示す流れ図である。
【０００３】照明光学系６２の光路内には、集積回路パ
ターンが形成されたマスクＭまたはレチクルが配置さ
れ、さらに投影光学系６３、ウェハＷが配置されてい
る。照明光学系６２の光路にはミラー６４が設置され、
ミラー６４により反射される光路には紫外線のフォトセ
ンサ６５が配置されている。
ターンが形成されたマスクＭまたはレチクルが配置さ
れ、さらに投影光学系６３、ウェハＷが配置されてい
る。照明光学系６２の光路にはミラー６４が設置され、
ミラー６４により反射される光路には紫外線のフォトセ
ンサ６５が配置されている。
【０００４】このフォトセンサ６５の出力は予めフォト
レジストの感度の入力された光量積算回路６６に入力さ
れ、さらに適正露光量と積算露光量を比較する比較回路
６７を介して中央処理装置（ＣＰＵ）６８に入力され、
ウェハＷのフォトレジスト材を露光するのに必要なパル
ス数が演算される。レーザ出力制御部６９はＣＰＵ６８
の演算結果に基づいてエキシマレーザ光源６１を駆動
し、必要に応じ制御された出力の光によりマスクＭのパ
ターンがウェハＷに露光される。なお、必要に応じ照明
系効率制御部７０において、ＣＰＵ６８の演算結果に基
づいて照明系の効率が制御される。この場合には、照明
光学系６２において、ＮＤフィルタ（Neutral Density
filter）等を用いて減光を行う。
レジストの感度の入力された光量積算回路６６に入力さ
れ、さらに適正露光量と積算露光量を比較する比較回路
６７を介して中央処理装置（ＣＰＵ）６８に入力され、
ウェハＷのフォトレジスト材を露光するのに必要なパル
ス数が演算される。レーザ出力制御部６９はＣＰＵ６８
の演算結果に基づいてエキシマレーザ光源６１を駆動
し、必要に応じ制御された出力の光によりマスクＭのパ
ターンがウェハＷに露光される。なお、必要に応じ照明
系効率制御部７０において、ＣＰＵ６８の演算結果に基
づいて照明系の効率が制御される。この場合には、照明
光学系６２において、ＮＤフィルタ（Neutral Density
filter）等を用いて減光を行う。
【０００５】ここで、エキシマレーザは出力が高いため
１パルスの露光で十分な場合が考えられるが、エキシマ
レーザの各パルス間の出力のばらつきは±５％あるいは
それ以上に達することが知られ、従って、１ショット当
たり１パルスだけの露光では正確な露光量制御ができな
いためレーザの出力を低下させ、１ショット当たり複数
のパルス数で露光を完了する方式が取られている。この
とき最終パルスの露光により、積算露光量は正確に適正
露光量には一致することはなく、アンダーまたオーバー
になる。１パルス当たりのエネルギーを落とすことによ
って、実際の露光量と適正露光量との差を小さくするこ
とができ、また、出力を可変にして修正露光において、
低エネルギーパルスによる露光を行うようにして偏差を
小さくすることもできる。そこで、この従来例では、最
後まで一定レベルのパルスで露光することもでき、ま
た、最後の１乃至数パルスのエネルギーを他のパルスよ
り一定値低レベルとすることもできるようになってい
る。
１パルスの露光で十分な場合が考えられるが、エキシマ
レーザの各パルス間の出力のばらつきは±５％あるいは
それ以上に達することが知られ、従って、１ショット当
たり１パルスだけの露光では正確な露光量制御ができな
いためレーザの出力を低下させ、１ショット当たり複数
のパルス数で露光を完了する方式が取られている。この
とき最終パルスの露光により、積算露光量は正確に適正
露光量には一致することはなく、アンダーまたオーバー
になる。１パルス当たりのエネルギーを落とすことによ
って、実際の露光量と適正露光量との差を小さくするこ
とができ、また、出力を可変にして修正露光において、
低エネルギーパルスによる露光を行うようにして偏差を
小さくすることもできる。そこで、この従来例では、最
後まで一定レベルのパルスで露光することもでき、ま
た、最後の１乃至数パルスのエネルギーを他のパルスよ
り一定値低レベルとすることもできるようになってい
る。
【０００６】出力レベルが最後まで一定である場合につ
いてその動作を説明すると、図７に示すように、エネル
ギーＥ1 のパルスでｎ回露光した後、ｎ・Ｅ1 と設定露
光量Ｅ0 とを比較し（ステップ７３）、ｎ・Ｅ1 がＥ0
に等しいかこれより大きければ、露光を終了し、そうで
なければ、（ｎ＋１）・Ｅ1 とＥ0 と比較する（ステッ
プ７４）。（ｎ＋１）Ｅ1 の方が大きくなければ、露光
を行い（ステップ７７）、ｎに１を加え（ステップ７
８）た後、ステップ７３に戻って同様の動作を繰り返
す。
いてその動作を説明すると、図７に示すように、エネル
ギーＥ1 のパルスでｎ回露光した後、ｎ・Ｅ1 と設定露
光量Ｅ0 とを比較し（ステップ７３）、ｎ・Ｅ1 がＥ0
に等しいかこれより大きければ、露光を終了し、そうで
なければ、（ｎ＋１）・Ｅ1 とＥ0 と比較する（ステッ
プ７４）。（ｎ＋１）Ｅ1 の方が大きくなければ、露光
を行い（ステップ７７）、ｎに１を加え（ステップ７
８）た後、ステップ７３に戻って同様の動作を繰り返
す。
【０００７】ステップ７４において、（ｎ＋１）Ｅ1 の
方が大きければ、ステップ７５に移り、（Ｅ0 −ｎＥ
1 ）と｛（ｎ＋１）Ｅ1 −Ｅ0 ｝を比較する。（Ｅ0 −
ｎＥ1）の方が大きいか等しければ、ステップ７６でも
う１度露光した後、露光を終了し、そうでなければ、露
光を終了する。
方が大きければ、ステップ７５に移り、（Ｅ0 −ｎＥ
1 ）と｛（ｎ＋１）Ｅ1 −Ｅ0 ｝を比較する。（Ｅ0 −
ｎＥ1）の方が大きいか等しければ、ステップ７６でも
う１度露光した後、露光を終了し、そうでなければ、露
光を終了する。
【０００８】また、特開昭６３−８１８８２号公報に開
示されている例（第２の従来例）では、レーザ光が直線
偏光であることを利用し、偏光板をレーザ光の光路中に
設置し、積算露光量と設定露光量との差に応じて偏光板
の回転量を決定し、これによって透過光量を調整してい
る。
示されている例（第２の従来例）では、レーザ光が直線
偏光であることを利用し、偏光板をレーザ光の光路中に
設置し、積算露光量と設定露光量との差に応じて偏光板
の回転量を決定し、これによって透過光量を調整してい
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述した第１の従来例
では、レーザ光源の出力パワーを変えているが、エキシ
マレーザの出力は放電させる際に加える電圧によって決
まり電圧があるしきい値以下では放電しなくなるため、
低出力時のレーザ発振は不安定で制御が困難である。ま
た、露光光路中にＮＤフィルタを設置することによって
光量を落とす例では、露光中にＮＤフィルタを挿入する
ことは不可能であるため、レーザエネルギーを可変とす
るためには一旦露光を中止し、ＮＤフィルタ挿入後に露
光を再開する等しなければならず、スループットの低下
が問題となる。
では、レーザ光源の出力パワーを変えているが、エキシ
マレーザの出力は放電させる際に加える電圧によって決
まり電圧があるしきい値以下では放電しなくなるため、
低出力時のレーザ発振は不安定で制御が困難である。ま
た、露光光路中にＮＤフィルタを設置することによって
光量を落とす例では、露光中にＮＤフィルタを挿入する
ことは不可能であるため、レーザエネルギーを可変とす
るためには一旦露光を中止し、ＮＤフィルタ挿入後に露
光を再開する等しなければならず、スループットの低下
が問題となる。
【００１０】したがって、露光途中でパルスの出力レベ
ルを変化させるにはエキシマレーザ自身の出力レベルを
調整しなければならないことになるが、レーザ光源自身
の出力レベル調整では高精度の調整は困難である。さら
に、第１の従来例は、積算露光量やパルス間の出力ばら
つき等に関係なく所定のレベルのレーザ光で露光する
（露光の最終段階で出力レベルを下げる場合にも予め定
められたレベルのパルスを用いる）ものであるため、露
光回数が多くなる可能性が高くなるほか正確な露光量の
制御ができないという欠点があった。
ルを変化させるにはエキシマレーザ自身の出力レベルを
調整しなければならないことになるが、レーザ光源自身
の出力レベル調整では高精度の調整は困難である。さら
に、第１の従来例は、積算露光量やパルス間の出力ばら
つき等に関係なく所定のレベルのレーザ光で露光する
（露光の最終段階で出力レベルを下げる場合にも予め定
められたレベルのパルスを用いる）ものであるため、露
光回数が多くなる可能性が高くなるほか正確な露光量の
制御ができないという欠点があった。
【００１１】また、第２の従来例は、偏光板を回転させ
て制御する機械的手段を用いるものであるため、誤差が
大きくなるという欠点があるほか、レーザのパルス発振
の周波数が高いとき偏光板の回転速度が追いつかなくな
る可能性がある。また、全てのパルスについて出力調整
を行うものであるため、出力の調整範囲が広くなり、低
レベルの出力を精度よくコントロールすることが困難で
あるという欠点もあり、結果的に正確な露光量の制御が
困難であった。
て制御する機械的手段を用いるものであるため、誤差が
大きくなるという欠点があるほか、レーザのパルス発振
の周波数が高いとき偏光板の回転速度が追いつかなくな
る可能性がある。また、全てのパルスについて出力調整
を行うものであるため、出力の調整範囲が広くなり、低
レベルの出力を精度よくコントロールすることが困難で
あるという欠点もあり、結果的に正確な露光量の制御が
困難であった。
【００１２】而して、最近ではフォトレジストが高感度
化してきており、そのため、露光量の正確なコントロー
ルが極めて重要になってきている。本発明は、このよう
な状況に鑑みてなされたものであって、その目的とする
ところは、第１に、露光量を正確に制御しうるようにす
ることであり、第２に、高速に露光制御を行いうるよう
にして、高いスループットを実現できるようにすること
である。
化してきており、そのため、露光量の正確なコントロー
ルが極めて重要になってきている。本発明は、このよう
な状況に鑑みてなされたものであって、その目的とする
ところは、第１に、露光量を正確に制御しうるようにす
ることであり、第２に、高速に露光制御を行いうるよう
にして、高いスループットを実現できるようにすること
である。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、設定露光量よりも小さな露光量の
パルス化されたレーザ光を発生するレーザ光源（１）
と、一対の電極を有し、該一対の電極に印加される電圧
に応じて入射光の偏光状態を変化させる電気光学素子と
該電気光学素子（２２１〜２２４）の出力光の入力され
る偏光板（２２５）とを備え、前記レーザ光の透過率を
変化させる光透過率可変手段（２２）と、前記レーザ光
による露光量を積算して検出する露光量検出手段（６）
と、を有する露光装置を用いる露光方法であって、 （イ）前記露光量検出手段の検出値と、最大誤差を加味
した予想露光量との和が前記設定露光量を超えるまで
は、露光量の検出を行いつつ一定の光量での露光を継続
する過程と、 （ロ）露光光の光量が、前記設定露光量と前記露光量検
出手段の検出した積算露光量との差から露光量の最大誤
差を減じたものとなるように前記光透過率可変手段を制
御して露光を行う過程と、 （ハ）最後に、露光光の光量が、前記設定露光量と前記
露光量検出手段の検出した積算露光量との差となるよう
に前記光透過率可変手段を制御して露光を行う過程と、
を含み前記第（ロ）の過程が１乃至複数回行われること
を特徴とする半導体装置の露光方法、が提供される。
め、本発明によれば、設定露光量よりも小さな露光量の
パルス化されたレーザ光を発生するレーザ光源（１）
と、一対の電極を有し、該一対の電極に印加される電圧
に応じて入射光の偏光状態を変化させる電気光学素子と
該電気光学素子（２２１〜２２４）の出力光の入力され
る偏光板（２２５）とを備え、前記レーザ光の透過率を
変化させる光透過率可変手段（２２）と、前記レーザ光
による露光量を積算して検出する露光量検出手段（６）
と、を有する露光装置を用いる露光方法であって、 （イ）前記露光量検出手段の検出値と、最大誤差を加味
した予想露光量との和が前記設定露光量を超えるまで
は、露光量の検出を行いつつ一定の光量での露光を継続
する過程と、 （ロ）露光光の光量が、前記設定露光量と前記露光量検
出手段の検出した積算露光量との差から露光量の最大誤
差を減じたものとなるように前記光透過率可変手段を制
御して露光を行う過程と、 （ハ）最後に、露光光の光量が、前記設定露光量と前記
露光量検出手段の検出した積算露光量との差となるよう
に前記光透過率可変手段を制御して露光を行う過程と、
を含み前記第（ロ）の過程が１乃至複数回行われること
を特徴とする半導体装置の露光方法、が提供される。
【００１４】そして、好ましくは、前記第（２）の過程
が、前記設定露光量と前記露光量検出手段の検出した積
算露光量との差が予め定められた許容誤差以下になるま
で繰り返されるか、あるいは、予め定められた回数だけ
行われる。 また、好ましくは、前記電気光学素子として
液晶素子もしくはカー効果素子が用いられる。
が、前記設定露光量と前記露光量検出手段の検出した積
算露光量との差が予め定められた許容誤差以下になるま
で繰り返されるか、あるいは、予め定められた回数だけ
行われる。 また、好ましくは、前記電気光学素子として
液晶素子もしくはカー効果素子が用いられる。
【００１５】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は、本発明による半導体装置の露光方法を説明
するための半導体装置の露光装置の構成を示すブロック
図である。また、図２（ａ）は、図１の照明光学系２の
構成例を示すブロック図であり、図２（ｂ）は、図２
（ａ）中の光透過率可変装置２２の構成例を示すブロッ
ク図である。図１に示すように、エキシマレーザ光源１
から出力されたレーザ光は照明光学系２に入る。なお、
レーザはエキシマレーザに限らずパルス発振のものであ
れば使用できる。
る。図１は、本発明による半導体装置の露光方法を説明
するための半導体装置の露光装置の構成を示すブロック
図である。また、図２（ａ）は、図１の照明光学系２の
構成例を示すブロック図であり、図２（ｂ）は、図２
（ａ）中の光透過率可変装置２２の構成例を示すブロッ
ク図である。図１に示すように、エキシマレーザ光源１
から出力されたレーザ光は照明光学系２に入る。なお、
レーザはエキシマレーザに限らずパルス発振のものであ
れば使用できる。
【００１６】図２（ａ）に示すように、照明光学系２
は、ビーム整形光学系２１、光透過率可変装置２２、オ
プティカルインテグレータ２３、コリメータレンズ２
４、ミラー２５によって構成されている。ビーム整形光
学系２１はビームの形を所望の形にするものであり、オ
プティカルインテグレータ２３は光束の配光特性を均一
にするものである。また、光透過率可変装置２２は、入
射光の透過率を制御する装置であり、これにより露光光
の強度が調整される。
は、ビーム整形光学系２１、光透過率可変装置２２、オ
プティカルインテグレータ２３、コリメータレンズ２
４、ミラー２５によって構成されている。ビーム整形光
学系２１はビームの形を所望の形にするものであり、オ
プティカルインテグレータ２３は光束の配光特性を均一
にするものである。また、光透過率可変装置２２は、入
射光の透過率を制御する装置であり、これにより露光光
の強度が調整される。
【００１７】図２（ｂ）に示されるように、光透過率可
変装置２２は、例えば、液晶パネルと偏光板２２５を用
いた光シャッタによって構成される。液晶パネルは、透
明導電膜２２２の形成された一対の透明ガラス基板２２
１をシール材２２３を介して結合し、その間隙内に液晶
２２４を充填したものである。液晶パネルの出力側面に
は偏光板２２５が配置されている。エキシマレーザの出
射光は直線偏光であるため、光入射側には偏光板は必要
ないが、より正確に光透過率を制御するためには入射側
にも配置するようにしてもよい。
変装置２２は、例えば、液晶パネルと偏光板２２５を用
いた光シャッタによって構成される。液晶パネルは、透
明導電膜２２２の形成された一対の透明ガラス基板２２
１をシール材２２３を介して結合し、その間隙内に液晶
２２４を充填したものである。液晶パネルの出力側面に
は偏光板２２５が配置されている。エキシマレーザの出
射光は直線偏光であるため、光入射側には偏光板は必要
ないが、より正確に光透過率を制御するためには入射側
にも配置するようにしてもよい。
【００１８】液晶パネルに入射された直線偏光は、透明
導電膜２２２間に印加された電圧に応じて旋光される。
これにより偏光板２２５から出射される光の透過率は変
化する。光透過率は０〜１００％の範囲で連続的に制御
が可能であり、印加電圧と光透過率の関係を予め求めて
おくことにより、所望の透過光強度を精度よく実現する
ことができる。この方式によれば、レーザ光源自身のの
出力を変える方法に比べ、高精度にパルスエネルギーを
変えることができる。また、偏光板を回転させる方法に
比べ、機械的誤差がないため、高精度でしかも高速に光
透過光強度を変化させることができる。
導電膜２２２間に印加された電圧に応じて旋光される。
これにより偏光板２２５から出射される光の透過率は変
化する。光透過率は０〜１００％の範囲で連続的に制御
が可能であり、印加電圧と光透過率の関係を予め求めて
おくことにより、所望の透過光強度を精度よく実現する
ことができる。この方式によれば、レーザ光源自身のの
出力を変える方法に比べ、高精度にパルスエネルギーを
変えることができる。また、偏光板を回転させる方法に
比べ、機械的誤差がないため、高精度でしかも高速に光
透過光強度を変化させることができる。
【００１９】なお、液晶パネルばかりでなく、例えばカ
ー効果素子のように印加電圧の応じて入射光の偏光状態
を変化させることができるものであれば、偏光板との組
合せにより光透過率を調整することができるので、光透
過率可変装置２２を構成するのに用いることができる。
また、本実施例では光透過率可変装置２２をオプティカ
ルインテグレータ２３の直前に設置したが、これに限ら
ず光透過率可変装置２２は照明光学系２の中のどの位置
に設置してもよい。
ー効果素子のように印加電圧の応じて入射光の偏光状態
を変化させることができるものであれば、偏光板との組
合せにより光透過率を調整することができるので、光透
過率可変装置２２を構成するのに用いることができる。
また、本実施例では光透過率可変装置２２をオプティカ
ルインテグレータ２３の直前に設置したが、これに限ら
ず光透過率可変装置２２は照明光学系２の中のどの位置
に設置してもよい。
【００２０】図１に戻って、照明光学系２の光路に沿っ
て、集積回路パターンが形成されたマスクＭまたはレチ
クルが配置され、次に投影光学系３、ウェハＷが配置さ
れている。ここで縮小投影には投影レンズ系以外にも反
射結像系も使用できる。照明光学系２より出射された光
の一部はミラー４により反射されフォトセンサ５に入射
する。フォトセンサ５の出力は予め設定露光量の入力さ
れた光量積算回路６に入力され、さらに積算露光量と設
定露光量が比較される比較回路７を介してＣＰＵ８に入
力される。
て、集積回路パターンが形成されたマスクＭまたはレチ
クルが配置され、次に投影光学系３、ウェハＷが配置さ
れている。ここで縮小投影には投影レンズ系以外にも反
射結像系も使用できる。照明光学系２より出射された光
の一部はミラー４により反射されフォトセンサ５に入射
する。フォトセンサ５の出力は予め設定露光量の入力さ
れた光量積算回路６に入力され、さらに積算露光量と設
定露光量が比較される比較回路７を介してＣＰＵ８に入
力される。
【００２１】光透過率制御部１０は、ＣＰＵ８の演算結
果に基づいて照明光学系２内の光透過率可変装置２２の
作動を制御する。光透過率制御部１０の動作例について
は後述する。また、レーザ制御部９はＣＰＵ８の演算結
果に基づいてエキシマレーザ光源１の発振を制御する。
果に基づいて照明光学系２内の光透過率可変装置２２の
作動を制御する。光透過率制御部１０の動作例について
は後述する。また、レーザ制御部９はＣＰＵ８の演算結
果に基づいてエキシマレーザ光源１の発振を制御する。
【００２２】次に、上述した露光装置を用いた露光方法
の第１の実施例について図３を参照して説明する。な
お、図３（ａ）は、この実施例の動作を説明するための
フローチャートであり、図３（ｂ）は、この実施例にお
ける露光の最終段階でのパルスの波形図である。まず、
ステップ３１において、１パルス当たりの当初のエネル
ギーＥ1 を決める。この当初設定値Ｅ1 は、設定露光量
Ｅ0 よりも小さい値であることは勿論であるが、さらに
エキシマレーザの出力のばらつき誤差を考えて、露光時
間に大きく影響しない範囲で小さい値が望ましい。ま
た、レーザの都合により予め設定されている場合には改
めて設定し直す必要はない。
の第１の実施例について図３を参照して説明する。な
お、図３（ａ）は、この実施例の動作を説明するための
フローチャートであり、図３（ｂ）は、この実施例にお
ける露光の最終段階でのパルスの波形図である。まず、
ステップ３１において、１パルス当たりの当初のエネル
ギーＥ1 を決める。この当初設定値Ｅ1 は、設定露光量
Ｅ0 よりも小さい値であることは勿論であるが、さらに
エキシマレーザの出力のばらつき誤差を考えて、露光時
間に大きく影響しない範囲で小さい値が望ましい。ま
た、レーザの都合により予め設定されている場合には改
めて設定し直す必要はない。
【００２３】次に、１パルス露光を行い（ステップ３
２）、積算露光量Ｅａを算出する（ステップ３３）。次
に、Ｅａと、設定値Ｅ1 にエキシマレーザパルスのエネ
ルギー最大誤差ｘを加味したもの（１＋ｘ）Ｅ1 との和
｛Ｅａ＋（１＋ｘ）Ｅ1 ｝とＥ0 とを比較し（ステップ
３４）、｛Ｅａ＋（１＋ｘ）Ｅ1 ｝の方が小さければ、
ステップ３２に戻ってさらに１パルス露光し、｛Ｅａ＋
（１＋ｘ）Ｅ1 ｝の方が大きくなるか等しくなるまでこ
の動作を繰り返す。ここで、ｘはパルスエネルギーの設
定値に対する最大誤差を示す数字であり、例えば、設定
値に対して±５％の誤差が見込まれるとき、ｘは０．０
５となる。
２）、積算露光量Ｅａを算出する（ステップ３３）。次
に、Ｅａと、設定値Ｅ1 にエキシマレーザパルスのエネ
ルギー最大誤差ｘを加味したもの（１＋ｘ）Ｅ1 との和
｛Ｅａ＋（１＋ｘ）Ｅ1 ｝とＥ0 とを比較し（ステップ
３４）、｛Ｅａ＋（１＋ｘ）Ｅ1 ｝の方が小さければ、
ステップ３２に戻ってさらに１パルス露光し、｛Ｅａ＋
（１＋ｘ）Ｅ1 ｝の方が大きくなるか等しくなるまでこ
の動作を繰り返す。ここで、ｘはパルスエネルギーの設
定値に対する最大誤差を示す数字であり、例えば、設定
値に対して±５％の誤差が見込まれるとき、ｘは０．０
５となる。
【００２４】ステップ３４において、｛Ｅａ＋（１＋
ｘ）Ｅ1 ｝の方が大きくなるか等しくなったら、１パル
ス当たりのエネルギー設定値Ｅ1 を、Ｅ0 −Ｅａとし
（ステップ３５）、更にステップ３６において、最後の
露光を行って露光を終了する。この実施例の露光方法で
は、図３（ｂ）に示されるように、最後の１パルスを除
いて等しいエネルギーレベルのパルスによって露光が行
われ、最後の１パルスによって露光量の不足分が補充さ
れる。本実施例によれば、パルスエネルギー誤差を考慮
して露光を行っているため、考慮しない場合のようにレ
ーザ出力の誤差により積算露光量が設定露光値Ｅ0 を越
えてしまう事態を回避することができ、この誤差を考慮
しない場合に比べて高精度に露光量を制御することがで
きる。
ｘ）Ｅ1 ｝の方が大きくなるか等しくなったら、１パル
ス当たりのエネルギー設定値Ｅ1 を、Ｅ0 −Ｅａとし
（ステップ３５）、更にステップ３６において、最後の
露光を行って露光を終了する。この実施例の露光方法で
は、図３（ｂ）に示されるように、最後の１パルスを除
いて等しいエネルギーレベルのパルスによって露光が行
われ、最後の１パルスによって露光量の不足分が補充さ
れる。本実施例によれば、パルスエネルギー誤差を考慮
して露光を行っているため、考慮しない場合のようにレ
ーザ出力の誤差により積算露光量が設定露光値Ｅ0 を越
えてしまう事態を回避することができ、この誤差を考慮
しない場合に比べて高精度に露光量を制御することがで
きる。
【００２５】次に、図４を参照して本発明の露光方法の
第２の実施例について説明する。なお、図４（ａ）は、
この実施例の動作を説明するためのフローチャートであ
り、図４（ｂ）は、この第２の実施例における露光の最
終段階でのパルスの波形図である。まず、ステップ４１
において、１パルス当たりの当初のエネルギーＥ1 を設
定し、続いて、１パルス露光を行い（ステップ４２）、
積算露光量Ｅａを算出する（ステップ４３）。次に、Ｅ
ａと、設定値の最大誤差を加味した値（１＋ｘ）Ｅ1 と
の和｛Ｅａ＋（１＋ｘ）Ｅ1 ｝とＥ0 とを比較し（ステ
ップ４４）、｛Ｅａ＋（１＋ｘ）Ｅ1 ｝の方が小さけれ
ば、ステップ４２に戻ってさらに１パルス露光し、｛Ｅ
ａ＋（１＋ｘ）Ｅ1 ｝の方が大きくなるか等しくなるま
で同様の動作を繰り返す。
第２の実施例について説明する。なお、図４（ａ）は、
この実施例の動作を説明するためのフローチャートであ
り、図４（ｂ）は、この第２の実施例における露光の最
終段階でのパルスの波形図である。まず、ステップ４１
において、１パルス当たりの当初のエネルギーＥ1 を設
定し、続いて、１パルス露光を行い（ステップ４２）、
積算露光量Ｅａを算出する（ステップ４３）。次に、Ｅ
ａと、設定値の最大誤差を加味した値（１＋ｘ）Ｅ1 と
の和｛Ｅａ＋（１＋ｘ）Ｅ1 ｝とＥ0 とを比較し（ステ
ップ４４）、｛Ｅａ＋（１＋ｘ）Ｅ1 ｝の方が小さけれ
ば、ステップ４２に戻ってさらに１パルス露光し、｛Ｅ
ａ＋（１＋ｘ）Ｅ1 ｝の方が大きくなるか等しくなるま
で同様の動作を繰り返す。
【００２６】ステップ４４において、｛Ｅａ＋（１＋
ｘ）Ｅ1 ｝の方が大きくなるか等しくなったら、１パル
ス当たりのエネルギー設定値Ｅ1 を、（１−ｘ）（Ｅ0
−Ｅａ）に設定し直し（ステップ４５）、続いて、１パ
ルス露光を行い（ステップ４６）、積算露光量Ｅａを算
出する（ステップ４７）。次に、（Ｅ0 −Ｅａ）と許容
誤差εとを比較し（ステップ４８）、（Ｅ0 −Ｅａ）の
方が大きければ、ステップ４５に戻って、（Ｅ0 −Ｅ
ａ）の方がεより小さくなるまで同様の動作を繰り返
す。
ｘ）Ｅ1 ｝の方が大きくなるか等しくなったら、１パル
ス当たりのエネルギー設定値Ｅ1 を、（１−ｘ）（Ｅ0
−Ｅａ）に設定し直し（ステップ４５）、続いて、１パ
ルス露光を行い（ステップ４６）、積算露光量Ｅａを算
出する（ステップ４７）。次に、（Ｅ0 −Ｅａ）と許容
誤差εとを比較し（ステップ４８）、（Ｅ0 −Ｅａ）の
方が大きければ、ステップ４５に戻って、（Ｅ0 −Ｅ
ａ）の方がεより小さくなるまで同様の動作を繰り返
す。
【００２７】ステップ４８において、（Ｅ0 −Ｅａ）の
方がεより小さくなったら、１パルス当たりのエネルギ
ー設定値Ｅ1 を、（Ｅ0 −Ｅａ）とし（ステップ４
９）、さらにステップ５０において、最後の露光を行っ
て露光を終了する。この実施例の露光方法では、図４
（ｂ）に示されるように、最後の数パルスを除いて等し
いエネルギーレベルのパルスによって露光が行われ、最
後にエネルギーレベルの漸減する数パルスによって、一
定レベルのパルスによる露光での不足光量分が補充され
る。この実施例によれば、先の第１の実施例の場合に起
こる可能性のある、最後の１パルスによって不足分を補
正しきれないケースを防ぐことができる。
方がεより小さくなったら、１パルス当たりのエネルギ
ー設定値Ｅ1 を、（Ｅ0 −Ｅａ）とし（ステップ４
９）、さらにステップ５０において、最後の露光を行っ
て露光を終了する。この実施例の露光方法では、図４
（ｂ）に示されるように、最後の数パルスを除いて等し
いエネルギーレベルのパルスによって露光が行われ、最
後にエネルギーレベルの漸減する数パルスによって、一
定レベルのパルスによる露光での不足光量分が補充され
る。この実施例によれば、先の第１の実施例の場合に起
こる可能性のある、最後の１パルスによって不足分を補
正しきれないケースを防ぐことができる。
【００２８】次に、図５を参照して本発明の露光方法の
第３の実施例について説明する。なお、図５は、この実
施例の動作を説明するためのフローチャートである。こ
の実施例において、ステップ５１〜ステップ５４の過程
は、先の第２の実施例のステップ４１〜ステップ４４の
過程と同じであるので、説明を省略する。ステップ５４
において、｛Ｅａ＋（１＋ｘ）Ｅ1 ｝の方がＥ0 より大
きくなるか等しくなったら、ステップ５５に移り、露光
回数ｎを０にセットする。
第３の実施例について説明する。なお、図５は、この実
施例の動作を説明するためのフローチャートである。こ
の実施例において、ステップ５１〜ステップ５４の過程
は、先の第２の実施例のステップ４１〜ステップ４４の
過程と同じであるので、説明を省略する。ステップ５４
において、｛Ｅａ＋（１＋ｘ）Ｅ1 ｝の方がＥ0 より大
きくなるか等しくなったら、ステップ５５に移り、露光
回数ｎを０にセットする。
【００２９】次に、１パルス当たりのエネルギー設定値
Ｅ1 を、（１−ｘ）（Ｅ0 −Ｅａ）に設定し直し（ステ
ップ５６）、続いて、１パルス露光を行い（ステップ５
７）、積算露光量Ｅａを算出する（ステップ５８）。次
に、ｎをインクリメントし（ステップ５９）、ｎと設定
値Ｎとを比較する（ステップ６０）。ｎがＮに等しくな
ければ、ステップ５６に戻って、ｎがＮに等しくなるま
で同様の動作を繰り返す。
Ｅ1 を、（１−ｘ）（Ｅ0 −Ｅａ）に設定し直し（ステ
ップ５６）、続いて、１パルス露光を行い（ステップ５
７）、積算露光量Ｅａを算出する（ステップ５８）。次
に、ｎをインクリメントし（ステップ５９）、ｎと設定
値Ｎとを比較する（ステップ６０）。ｎがＮに等しくな
ければ、ステップ５６に戻って、ｎがＮに等しくなるま
で同様の動作を繰り返す。
【００３０】ステップ６０において、ｎがＮに等しくな
ったら、１パルス当たりのエネルギー設定値Ｅ1 を、Ｅ
0 −Ｅａとし（ステップ６１）、さらにステップ６２に
おいて、最後の露光を行って露光を終了する。この実施
例の露光方法では、図４（ｂ）に示される第２の実施例
の場合と同様に、最後の数パルスを除いて等しいエネル
ギーレベルのパルスによって露光が行われ、最後にエネ
ルギーレベルの漸減する数パルスによって一定レベルの
パルスによる露光での不足光量分が補充される。
ったら、１パルス当たりのエネルギー設定値Ｅ1 を、Ｅ
0 −Ｅａとし（ステップ６１）、さらにステップ６２に
おいて、最後の露光を行って露光を終了する。この実施
例の露光方法では、図４（ｂ）に示される第２の実施例
の場合と同様に、最後の数パルスを除いて等しいエネル
ギーレベルのパルスによって露光が行われ、最後にエネ
ルギーレベルの漸減する数パルスによって一定レベルの
パルスによる露光での不足光量分が補充される。
【００３１】以上好ましい実施例について説明したが、
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本願発
明の要旨を変更しない範囲内において各種の変更が可能
である。例えば、実施例では、レンズを用いた投影露光
装置を用いる場合について説明したが、この方式による
ものばかりでなく、ミラー投影型やコンタクトまたはプ
ロキシミティ方式の露光装置にも本発明は適用が可能で
ある。
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本願発
明の要旨を変更しない範囲内において各種の変更が可能
である。例えば、実施例では、レンズを用いた投影露光
装置を用いる場合について説明したが、この方式による
ものばかりでなく、ミラー投影型やコンタクトまたはプ
ロキシミティ方式の露光装置にも本発明は適用が可能で
ある。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による半導
体装置の露光方法は、照明光学系内に印加電圧により偏
光状態を変化させることのできる電気光学素子を配置
し、これにより露光の最終段階でのパルス波高値を制御
するものであるので、半導体装置の露光を高い精度の露
光量において高速に行うことができるようになる。した
がって、本発明によれば、半導体装置を歩留り高くかつ
高いスループットで製造することが可能となる。
体装置の露光方法は、照明光学系内に印加電圧により偏
光状態を変化させることのできる電気光学素子を配置
し、これにより露光の最終段階でのパルス波高値を制御
するものであるので、半導体装置の露光を高い精度の露
光量において高速に行うことができるようになる。した
がって、本発明によれば、半導体装置を歩留り高くかつ
高いスループットで製造することが可能となる。
【図１】本発明による半導体装置の露光方法の実施例を
説明するための露光装置の構成を示すブロック図。
説明するための露光装置の構成を示すブロック図。
【図２】図１の露光装置における照明光学系２の構成を
示すブロック図。
示すブロック図。
【図３】本発明による半導体装置の露光方法の第１の実
施例を説明するためのフローチャートとパルス波形図。
施例を説明するためのフローチャートとパルス波形図。
【図４】本発明による半導体装置の露光方法の第２の実
施例を説明するためのフローチャートとパルス波形図。
施例を説明するためのフローチャートとパルス波形図。
【図５】本発明による半導体装置の露光方法の第３の実
施例を説明するためのフローチャート。
施例を説明するためのフローチャート。
【図６】半導体装置の露光装置の第１の従来例を示すブ
ロック図。
ロック図。
【図７】図６の露光装置の動作を説明するためのフロー
チャート。
チャート。
１、６１ エキシマレーザ光源 ２、６２ 照明光学系 ３、６３ 投影光学系 ４、２５、６４ ミラー ５、６５ フォトセンサ ６、６６ 光量積算回路 ７、６７ 比較回路 ８、６８ ＣＰＵ ９ レーザ制御部 １０ 光透過率制御部 ２１ ビーム整形光学系 ２２ 光透過率可変装置 ２３ オプティカルインテグレータ ２４ コリメータレンズ ６９ レーザ出力制御部 ７０ 照明系効率制御部 ２２１ 透明ガラス基板 ２２２ 透明導電膜 ２２３ シール材 ２２４ 液晶 ２２５ 偏光板
Claims (5)
- 【請求項１】 設定露光量よりも小さな露光量のパルス
化されたレーザ光を発生するレーザ光源と、 一対の電極を有し、該一対の電極に印加される電圧に応
じて入射光の偏光状態を変化させる電気光学素子と該電
気光学素子の出力光の入力される偏光板とを備え、前記
レーザ光の透過率を変化させる光透過率可変手段と、 前記レーザ光による露光量を積算して検出する露光量検
出手段と、 を有する露光装置を用いる露光方法であって、 （１）前記露光量検出手段の検出値と、最大誤差を加味
した予想露光量との和が前記設定露光量を超えるまで
は、露光量の検出を行いつつ一定の光量での露光を継続
する過程と、 （２）露光光の光量が、前記設定露光量と前記露光量検
出手段の検出した積算露光量との差から露光量の最大誤
差を減じたものとなるように前記光透過率可変手段を制
御して露光を行う過程と、 （３）最後に、露光光の光量が、前記設定露光量と前記
露光量検出手段の検出した積算露光量との差となるよう
に前記光透過率可変手段を制御して露光を行う過程と、 を含み前記第（２）の過程が１乃至複数回行われる こと
を特徴とする半導体装置の露光方法。 - 【請求項２】 前記第（２）の過程が、前記設定露光量
と前記露光量検出手段の検出した積算露光量との差が予
め定められた許容誤差以下になるまで繰り返されること
を特徴とする請求項１記載の半導体装置の露光方法。 - 【請求項３】 前記第（２）の過程が、予め定められた
回数だけ行われることを特徴とする請求項１記載の半導
体装置の露光方法。 - 【請求項４】 前記電気光学素子が液晶素子であること
を特徴とする請求項１記載の半導体装置の露光方法。 - 【請求項５】 前記電気光学素子がカー効果素子である
ことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の露光方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6122031A JP2591481B2 (ja) | 1994-05-12 | 1994-05-12 | 半導体装置の露光方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6122031A JP2591481B2 (ja) | 1994-05-12 | 1994-05-12 | 半導体装置の露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07307281A JPH07307281A (ja) | 1995-11-21 |
| JP2591481B2 true JP2591481B2 (ja) | 1997-03-19 |
Family
ID=14825886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6122031A Expired - Fee Related JP2591481B2 (ja) | 1994-05-12 | 1994-05-12 | 半導体装置の露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2591481B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10116766A (ja) * | 1996-10-11 | 1998-05-06 | Canon Inc | 露光装置及びデバイス製造方法 |
| US20060164711A1 (en) * | 2005-01-24 | 2006-07-27 | Asml Holding N.V. | System and method utilizing an electrooptic modulator |
| US7683300B2 (en) * | 2006-10-17 | 2010-03-23 | Asml Netherlands B.V. | Using an interferometer as a high speed variable attenuator |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0758678B2 (ja) * | 1984-02-14 | 1995-06-21 | キヤノン株式会社 | 露光装置 |
| JPS6381882A (ja) * | 1986-09-25 | 1988-04-12 | Nikon Corp | エネルギ−量制御装置 |
| JPS63313819A (ja) * | 1987-06-17 | 1988-12-21 | Hitachi Ltd | 露光装置 |
-
1994
- 1994-05-12 JP JP6122031A patent/JP2591481B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07307281A (ja) | 1995-11-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |