JP2849944B2 - 露光装置及びエネルギー制御装置並びに半導体素子の製造方法 - Google Patents
露光装置及びエネルギー制御装置並びに半導体素子の製造方法Info
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- JP2849944B2 JP2849944B2 JP2181397A JP18139790A JP2849944B2 JP 2849944 B2 JP2849944 B2 JP 2849944B2 JP 2181397 A JP2181397 A JP 2181397A JP 18139790 A JP18139790 A JP 18139790A JP 2849944 B2 JP2849944 B2 JP 2849944B2
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- Japan
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- energy
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- pulses
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は露光装置に関し、特に半導体露光装置に関す
る。また、エネルギー制御装置並びに半導体素子の製造
方法に関する。
る。また、エネルギー制御装置並びに半導体素子の製造
方法に関する。
［従来の技術］ 半導体素子製造技術は高集積化、微細化の一途を辿
り、光学的な露光方式も高解像力のレンズの開発等でま
すますその領域を拡げつつある。このような露光装置に
おいて、マスク又はレチクルの回路パターンをウエハ上
に転写して焼き付ける場合、ウエハ上に焼き付けられる
回路パターンの解像線巾は光源の波長に比例するため、
近年では遠紫外（Deep UV）領域の短い波長の光源が用
いられている。しかしながら、これらの光源は遠紫外領
域においては出力が低く、またウエハ上に塗布されるフ
ォトレジスト材の感光性も低いので、露光時間が長くな
り、スループットが小さくなる。
り、光学的な露光方式も高解像力のレンズの開発等でま
すますその領域を拡げつつある。このような露光装置に
おいて、マスク又はレチクルの回路パターンをウエハ上
に転写して焼き付ける場合、ウエハ上に焼き付けられる
回路パターンの解像線巾は光源の波長に比例するため、
近年では遠紫外（Deep UV）領域の短い波長の光源が用
いられている。しかしながら、これらの光源は遠紫外領
域においては出力が低く、またウエハ上に塗布されるフ
ォトレジスト材の感光性も低いので、露光時間が長くな
り、スループットが小さくなる。
一方、近年エキシマ（excimer）レーザという高出力
の遠紫外領域での光源が露光装置において有力な手段と
なることが知得されている。しかしながら、エキシマレ
ーザは従来の重水素ランプやXe−Hgランプと異なってパ
ルス発振方式であり、従って従来のアナログ的な露光量
制御方式すなわちシャッターを用いてタイマーで設定さ
れる時間を制御する方式等を用いることができない。
の遠紫外領域での光源が露光装置において有力な手段と
なることが知得されている。しかしながら、エキシマレ
ーザは従来の重水素ランプやXe−Hgランプと異なってパ
ルス発振方式であり、従って従来のアナログ的な露光量
制御方式すなわちシャッターを用いてタイマーで設定さ
れる時間を制御する方式等を用いることができない。
そこで、以前よりパルス露光による露光制御の方法が
提案されている。
提案されている。
例えば特開昭60−169136号公報においては、最終の露
光用光が他の露光用光に比べて小さいエネルギーを有す
るように、露光用光の有するエネルギーを制御する方法
が提案されている。
光用光が他の露光用光に比べて小さいエネルギーを有す
るように、露光用光の有するエネルギーを制御する方法
が提案されている。
［発明が解決しようとしている課題］ しかしながら、エキシマレーザの場合、１パルスの出
力のばらつきは±５％或はそれ以上に達する。
力のばらつきは±５％或はそれ以上に達する。
そのため、特開昭60−169136号公報の場合、最後の１
パルスのエネルギーを大きく変える必要があるが、レー
ザ自体の出力エネルギーを変える方法を用いた場合、レ
ーザの励起電圧を大きくしすぎるとレーザ或いは励起回
路が破壊され、逆に励起電圧を小さくしすぎるとレーザ
が発振しなくなる。そのため、レーザー自体の出力エネ
ルギを大きく変えることは一般的に大変困難である。ま
た、フィルタ等でレーザの出力エネルギーを制御する方
法を用いても、レーザの出力エネルギーを大きく減衰さ
せる場合、フィルタ等でのエネルギーの吸収が大きくな
り、フィルタが劣化するなどの問題がある。
パルスのエネルギーを大きく変える必要があるが、レー
ザ自体の出力エネルギーを変える方法を用いた場合、レ
ーザの励起電圧を大きくしすぎるとレーザ或いは励起回
路が破壊され、逆に励起電圧を小さくしすぎるとレーザ
が発振しなくなる。そのため、レーザー自体の出力エネ
ルギを大きく変えることは一般的に大変困難である。ま
た、フィルタ等でレーザの出力エネルギーを制御する方
法を用いても、レーザの出力エネルギーを大きく減衰さ
せる場合、フィルタ等でのエネルギーの吸収が大きくな
り、フィルタが劣化するなどの問題がある。
本発明の目的は、このような従来技術の問題点に鑑
み、パルス化されたレーザ光を用いて露光を行なう露光
装置において、無理なくより高精度の露光量制御を行な
えるようにすることにある。
み、パルス化されたレーザ光を用いて露光を行なう露光
装置において、無理なくより高精度の露光量制御を行な
えるようにすることにある。
［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の露光装置は、レーザ
パルス光を発生するレーザ発生手段と、複数のレーザパ
ルス光によって１ショット分の原版のパターンを基板上
に露光転写する際に露光量をパルス毎に検出する露光量
検出手段と、１ショットの露光転写に要する全露光量か
ら前記露光量検出手段で検出される既に露光した露光量
を差し引いた残りの露光量を１ショットの露光転写に要
する総パルス数から既に発光した既発光パルス数を差し
引いた残りのパルス数で除すことにより次のレーザパル
ス光による露光量を算出する算出手段と、前記算出手段
で算出された算出露光量に基づいて前記次のレーザパル
ス光による露光量を制御する露光量制御手段を具備す
る。
パルス光を発生するレーザ発生手段と、複数のレーザパ
ルス光によって１ショット分の原版のパターンを基板上
に露光転写する際に露光量をパルス毎に検出する露光量
検出手段と、１ショットの露光転写に要する全露光量か
ら前記露光量検出手段で検出される既に露光した露光量
を差し引いた残りの露光量を１ショットの露光転写に要
する総パルス数から既に発光した既発光パルス数を差し
引いた残りのパルス数で除すことにより次のレーザパル
ス光による露光量を算出する算出手段と、前記算出手段
で算出された算出露光量に基づいて前記次のレーザパル
ス光による露光量を制御する露光量制御手段を具備す
る。
制御手段は、露光量の算出に際しては、過去の前記レ
ーザ発生手段の使用状態のデータをさらに考慮するのが
好ましい。また、制御手段は、露光量の算出に際して
は、先ず、配光特性が均一となる露光を得るのに必要な
パルス数を算出し、その数の整数倍で１ショットの露光
が終わるように１パルスのエネルギーと１ショットの露
光に必要な総パルス数とを算出する。さらに、制御手段
は、露光量可変手段を介してレーザ出力エネルギーを設
定する前にもレーザ発生手段のエネルギーチャージをす
ることのできる手段を有する。レーザ発生手段は、エキ
シマレーザを有するものが使用できる。
ーザ発生手段の使用状態のデータをさらに考慮するのが
好ましい。また、制御手段は、露光量の算出に際して
は、先ず、配光特性が均一となる露光を得るのに必要な
パルス数を算出し、その数の整数倍で１ショットの露光
が終わるように１パルスのエネルギーと１ショットの露
光に必要な総パルス数とを算出する。さらに、制御手段
は、露光量可変手段を介してレーザ出力エネルギーを設
定する前にもレーザ発生手段のエネルギーチャージをす
ることのできる手段を有する。レーザ発生手段は、エキ
シマレーザを有するものが使用できる。
また、本発明のエネルギー制御装置は、レーザパルス
光を発生する発生手段と、複数のレーザパルス光によっ
て基板を露光する際に露光のエネルギーをパルス毎に積
算して検出するエネルギー検出手段と、目標とする総エ
ネルギーから前記エネルギー検出手段で検出される既に
露光したエネルギーを差し引いた残りのエネルギーを前
記基板の露光に要する総パルス数から既に発光した既発
光パルス数を差し引いた残りのパルス数で除すことによ
り次のレーザパルス光による露光のエネルギーを算出す
る算出手段と、前記算出手段で算出された算出エネルギ
ーに基づいて前記次のレーザパルス光による露光のエネ
ルギーを制御するエネルギー制御手段を具備する。
光を発生する発生手段と、複数のレーザパルス光によっ
て基板を露光する際に露光のエネルギーをパルス毎に積
算して検出するエネルギー検出手段と、目標とする総エ
ネルギーから前記エネルギー検出手段で検出される既に
露光したエネルギーを差し引いた残りのエネルギーを前
記基板の露光に要する総パルス数から既に発光した既発
光パルス数を差し引いた残りのパルス数で除すことによ
り次のレーザパルス光による露光のエネルギーを算出す
る算出手段と、前記算出手段で算出された算出エネルギ
ーに基づいて前記次のレーザパルス光による露光のエネ
ルギーを制御するエネルギー制御手段を具備する。
制御手段は、エネルギーの算出に際しては、過去の前
記レーザ発生手段の使用状態のデータをさらに考慮する
のが好ましい。また、制御手段は、エネルギーの算出に
際しては、先ず、配光特性が均一となる照明を得るのに
必要なパルス数を算出し、その数の整数倍で前記総エネ
ルギーに達するように１パルスのエネルギーと前記総エ
ネルギーに達するのに必要な総パルス数とを算出する。
さらに、前記制御手段は、エネルギー可変手段を介して
レーザ出力エネルギーを設定する前にもレーザ発生手段
のエネルギーチャージをすることのできる手段を有する
ことができる。この場合も、レーザ発生手段は、エキシ
マレーザを有するものが使用できる。
記レーザ発生手段の使用状態のデータをさらに考慮する
のが好ましい。また、制御手段は、エネルギーの算出に
際しては、先ず、配光特性が均一となる照明を得るのに
必要なパルス数を算出し、その数の整数倍で前記総エネ
ルギーに達するように１パルスのエネルギーと前記総エ
ネルギーに達するのに必要な総パルス数とを算出する。
さらに、前記制御手段は、エネルギー可変手段を介して
レーザ出力エネルギーを設定する前にもレーザ発生手段
のエネルギーチャージをすることのできる手段を有する
ことができる。この場合も、レーザ発生手段は、エキシ
マレーザを有するものが使用できる。
さらに、本発明の半導体素子の製造方法は、複数のレ
ーザパルス光によって１ショット分の原版のパターンを
基板上に露光転写する際に露光量をパルス毎に積算して
検出する露光量検出工程と、１ショットの露光転写に要
する全露光量から前記露光量検出工程で検出される既に
露光した露光量を差し引いた残りの露光量を、１ショッ
トの露光転写に要する総パルス数から既に発光した既発
光パルス数を差し引いた残りのパルス数で除すことによ
り次のレーザパルス光による露光量を算出する算出工程
と、前記算出露光量に基づいて前記次のレーザパルス光
による露光量を制御する露光量制御工程を具備する。
ーザパルス光によって１ショット分の原版のパターンを
基板上に露光転写する際に露光量をパルス毎に積算して
検出する露光量検出工程と、１ショットの露光転写に要
する全露光量から前記露光量検出工程で検出される既に
露光した露光量を差し引いた残りの露光量を、１ショッ
トの露光転写に要する総パルス数から既に発光した既発
光パルス数を差し引いた残りのパルス数で除すことによ
り次のレーザパルス光による露光量を算出する算出工程
と、前記算出露光量に基づいて前記次のレーザパルス光
による露光量を制御する露光量制御工程を具備する。
ここで、露光量の算出に際しては、先ず、配光特性が
均一となる露光を得るのに必要なパルス数を算出し、そ
の数の整数倍で１ショットの露光が終わるように１パル
スのエネルギーと１ショットの露光に必要な総パルス数
とを算出することができる。また、レーザ光は、エキシ
マレーザ光が使用できる。
均一となる露光を得るのに必要なパルス数を算出し、そ
の数の整数倍で１ショットの露光が終わるように１パル
スのエネルギーと１ショットの露光に必要な総パルス数
とを算出することができる。また、レーザ光は、エキシ
マレーザ光が使用できる。
［作用］ 本発明によれば、各レーザ出力パルスについて、露光
エネルギーを計測し、目標露光量と前回までの積算露光
エネルギーから残りの露光量を求め、この残りの露光量
から次の１パルスのエネルギーを算出して各パルス毎に
露光エネルギーを制御するようにしたため、最後の数パ
ルスのエネルギーを大きく変える必要がなく、無理なく
各ショットごとに正確な露光量制御が行なわれる。
エネルギーを計測し、目標露光量と前回までの積算露光
エネルギーから残りの露光量を求め、この残りの露光量
から次の１パルスのエネルギーを算出して各パルス毎に
露光エネルギーを制御するようにしたため、最後の数パ
ルスのエネルギーを大きく変える必要がなく、無理なく
各ショットごとに正確な露光量制御が行なわれる。
［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
第１図は本発明の特徴を最もよく表わす露光装置の構
成図である。同図において、１は例えばKrFやArFが封入
され、パルス化されたレーザ光を発光するエキシマレー
ザ光源である。２はエキシマレーザ光源が発するレーザ
光を所望のビーム形状に整形し光束の配光特性を均一に
して出射する照明系であり、ビーム整形光学系、オプテ
ィカルインテグレータ、コリメータレンズ、ミラー等に
より構成される。Ｍは照明系２の出射光路上に配置さ
れ、集積回路パターンが形成されたマスク又はレチク
ル、３は投影光学系、Ｗはウエハであり、マスクＭに形
成された集積回路パターンは投影光学系３を介してウエ
ハＷ上に投影露光されるようになっている。４はミラ
ー、５はセンサーであり、照明系２が射出する光束の一
部はミラー４によってセンサ５の光電変換面に入射され
る。６はセンサ５に入射した１パルスの光を積算する光
量積算回路である。センサ５と光量積算回路６は正しい
エネルギーを検出するように校正されている。７はCPU
であり、光量積算回路６から１パルスのエネルギーの信
号がエキシマレーザ１を発光させる毎に入力される。CP
U7はレーザ制御部８を介してエキシマレーザ１に対し発
光指令等の制御指令および発光エネルギー設定を行な
う。
成図である。同図において、１は例えばKrFやArFが封入
され、パルス化されたレーザ光を発光するエキシマレー
ザ光源である。２はエキシマレーザ光源が発するレーザ
光を所望のビーム形状に整形し光束の配光特性を均一に
して出射する照明系であり、ビーム整形光学系、オプテ
ィカルインテグレータ、コリメータレンズ、ミラー等に
より構成される。Ｍは照明系２の出射光路上に配置さ
れ、集積回路パターンが形成されたマスク又はレチク
ル、３は投影光学系、Ｗはウエハであり、マスクＭに形
成された集積回路パターンは投影光学系３を介してウエ
ハＷ上に投影露光されるようになっている。４はミラ
ー、５はセンサーであり、照明系２が射出する光束の一
部はミラー４によってセンサ５の光電変換面に入射され
る。６はセンサ５に入射した１パルスの光を積算する光
量積算回路である。センサ５と光量積算回路６は正しい
エネルギーを検出するように校正されている。７はCPU
であり、光量積算回路６から１パルスのエネルギーの信
号がエキシマレーザ１を発光させる毎に入力される。CP
U7はレーザ制御部８を介してエキシマレーザ１に対し発
光指令等の制御指令および発光エネルギー設定を行な
う。
ここで、第５図を用いて照明系２を詳細に説明する。
この図において、501はエキシマレーザ１からのレーザ
光を整形するビーム整形モジュール、502はレーザ光に
光路差を与えるためのインコヒーレントモジュールで、
インコヒーレントモジュール502からのレーザ光はフラ
イアイレンズ503を通過した後、フィルタ504上に集光す
る。フィルタ504上に一旦集光したレーザ光は、コンデ
ンサレンズ505を通過した後、２枚のクサビ形プリズム5
06で偏向される。そして、レーザ光はコンデンサレンズ
507を通り、絞り508上で点光源（レーザスポット）509
を形成する。２枚のクサビ形プリズム506は、軸511を中
心にそれぞれ逆方向に回転し、その回転位置によって絞
り508上にできる点光源509の位置が変化する。例えば、
２枚のクサビ形プリズム506を3:2の速度比で逆方向に回
転すると、点光源509の軌跡は絞り508の面上で第６図に
示すようなリサージュ形を描く。この後、レーザ光はコ
ンデンサレンズ510、マスキングブレード（不図示）、
結像レンズ（不図示）を通ってマスクＭに照射される。
この図において、501はエキシマレーザ１からのレーザ
光を整形するビーム整形モジュール、502はレーザ光に
光路差を与えるためのインコヒーレントモジュールで、
インコヒーレントモジュール502からのレーザ光はフラ
イアイレンズ503を通過した後、フィルタ504上に集光す
る。フィルタ504上に一旦集光したレーザ光は、コンデ
ンサレンズ505を通過した後、２枚のクサビ形プリズム5
06で偏向される。そして、レーザ光はコンデンサレンズ
507を通り、絞り508上で点光源（レーザスポット）509
を形成する。２枚のクサビ形プリズム506は、軸511を中
心にそれぞれ逆方向に回転し、その回転位置によって絞
り508上にできる点光源509の位置が変化する。例えば、
２枚のクサビ形プリズム506を3:2の速度比で逆方向に回
転すると、点光源509の軌跡は絞り508の面上で第６図に
示すようなリサージュ形を描く。この後、レーザ光はコ
ンデンサレンズ510、マスキングブレード（不図示）、
結像レンズ（不図示）を通ってマスクＭに照射される。
次に、この構成における露光量制御を第２図に基づい
て説明する。第２図はCPU7による露光量制御のフローチ
ャートである。あるショットについて露光を開始する
と、まずステップ100において発光パルス回数ｍに０を
セットするとともに残り露光量Ja(m-1)に初期値（目標
露光量Ja）を設定し、ステップ101において目標露光量J
aを１パルス当りの標準露光量Jsで除して露光に必要な
総パルス数Ｐを算出する。この除算の余りＬは上記条件
で露光したときの理論上の不足パルス数（０≦Ｌ＜１）
である。
て説明する。第２図はCPU7による露光量制御のフローチ
ャートである。あるショットについて露光を開始する
と、まずステップ100において発光パルス回数ｍに０を
セットするとともに残り露光量Ja(m-1)に初期値（目標
露光量Ja）を設定し、ステップ101において目標露光量J
aを１パルス当りの標準露光量Jsで除して露光に必要な
総パルス数Ｐを算出する。この除算の余りＬは上記条件
で露光したときの理論上の不足パルス数（０≦Ｌ＜１）
である。
次にステップ102において、目標露光量Jaを総パルス
数Ｐで除して最初の１パルスの設定エネルギーJeを算出
する。理論的にはこの設定エネルギーJeでこのパルス数
Ｐだけ露光すれば丁度目標露光量Jaになる。
数Ｐで除して最初の１パルスの設定エネルギーJeを算出
する。理論的にはこの設定エネルギーJeでこのパルス数
Ｐだけ露光すれば丁度目標露光量Jaになる。
次に、ステップ103において、エキシマレーザ１に対
しレーザ制御部８を通して１パルスの設定エネルギーJe
を設定し、そしてステップ104において、エキシマレー
ザ制御部８を通して１パルスの発光指令を出す。
しレーザ制御部８を通して１パルスの設定エネルギーJe
を設定し、そしてステップ104において、エキシマレー
ザ制御部８を通して１パルスの発光指令を出す。
次に、ステップ105でエキシマレーザ１の発光回数を
カウントアップし、ステップ106でセンサ５および光量
積算回路６を通して１パルス当りのエネルギーJtを検出
する。
カウントアップし、ステップ106でセンサ５および光量
積算回路６を通して１パルス当りのエネルギーJtを検出
する。
次に、ステップ107では前回までの残り露光量Ja(m-1)
と今回の１パルス当りのエネルギーJtによって今の残り
露光量Jamを算出する。
と今回の１パルス当りのエネルギーJtによって今の残り
露光量Jamを算出する。
次に、ステップ108において、残り露光量Jamと、総パ
ルス数Ｐと露光を開始してからの発光パルス数ｍから次
の１パルスの設定エネルギーJeを算出する。
ルス数Ｐと露光を開始してからの発光パルス数ｍから次
の１パルスの設定エネルギーJeを算出する。
次のステップ109では、露光に必要な総パルス数Ｐと
露光を開始してからの発光パルス回数ｍとを較べて、同
数になると次のショット位置における露光へ移り、総パ
ルス数Ｐに満たない場合はステップ103へ戻る。このよ
うにして発光パルス数ｍが総パルス数Ｐになるまでステ
ップ103〜108を繰り返す。
露光を開始してからの発光パルス回数ｍとを較べて、同
数になると次のショット位置における露光へ移り、総パ
ルス数Ｐに満たない場合はステップ103へ戻る。このよ
うにして発光パルス数ｍが総パルス数Ｐになるまでステ
ップ103〜108を繰り返す。
この実施例によれば、精度の高い露光制御が可能にな
るだけでなく、エキシマレーザ１の充電圧の変化量を小
さく抑えることができる。これによってエキシマレーザ
の劣化を防ぐことができる。
るだけでなく、エキシマレーザ１の充電圧の変化量を小
さく抑えることができる。これによってエキシマレーザ
の劣化を防ぐことができる。
なお、エキシマレーザ１のエネルギー変動が大きいと
考えられる場合は、ステップ109でパルス数を較べるだ
けでなく、露光エネルギーも調べその量によっては総パ
ルス数Ｐを変えるのが好ましい。また、レーザー制御部
８によるエキシマレーザ１に対するエネルギー指定に際
しては、そのエネルギー量をシリアル通信で送っても、
パラレル通信で送ってもよいが、露光時間の短縮のため
エキシマレーザの、発振周波数が今後上がって来ると考
えられる。そのため、アナログ電圧によるエネルギー指
定が良いと思われる。また、発振周波数のアップに伴な
い、発光エネルギーを指定する前から発光のためのエキ
シマレーザ１のエネルギーチャージが可能な機能も必須
である。
考えられる場合は、ステップ109でパルス数を較べるだ
けでなく、露光エネルギーも調べその量によっては総パ
ルス数Ｐを変えるのが好ましい。また、レーザー制御部
８によるエキシマレーザ１に対するエネルギー指定に際
しては、そのエネルギー量をシリアル通信で送っても、
パラレル通信で送ってもよいが、露光時間の短縮のため
エキシマレーザの、発振周波数が今後上がって来ると考
えられる。そのため、アナログ電圧によるエネルギー指
定が良いと思われる。また、発振周波数のアップに伴な
い、発光エネルギーを指定する前から発光のためのエキ
シマレーザ１のエネルギーチャージが可能な機能も必須
である。
一方、光束の配光特性を均一にするために、レーザ光
を１パルスずつ振ることによって１パルス毎に作られる
点光源（光源像）509を円周上やリサージュ形上等に配
置する場合がある。この場合、１回に配置する点光源50
9の数（円、または、リサージュ形を完結するために必
要なパルス数）と配置する回数を決める必要がある場合
がある。そこで、上記実施例では最初に総パルス数を決
定して、そのパルス数になるように露光していることか
ら、これを少し変形し、以下のようにしてパルス数を決
めることも可能である。
を１パルスずつ振ることによって１パルス毎に作られる
点光源（光源像）509を円周上やリサージュ形上等に配
置する場合がある。この場合、１回に配置する点光源50
9の数（円、または、リサージュ形を完結するために必
要なパルス数）と配置する回数を決める必要がある場合
がある。そこで、上記実施例では最初に総パルス数を決
定して、そのパルス数になるように露光していることか
ら、これを少し変形し、以下のようにしてパルス数を決
めることも可能である。
すなわち、第２図に示したステップ101を第３図に示
すステップ201および202に置き換え、ステップ201にお
いては目標露光量Jaを１パルス当りの標準露光量Jsおよ
び１回（例えば、第６図の始点から終点までの１サイク
ル）に配置する点光源の数Ｓで除して点光源を配置する
回数Ｎを算出する。この場合、上記条件で露光したとき
の理論上の不足配置回数（０≦Ｌ＜１）Ｌが最小になる
ように１回に配置する点光源の数Ｓと点光源を配置する
回数Ｎを決定する。そして、ステップ202においては、
１回に配置する点光源の数Ｓに点光源を配置する回数Ｎ
を乗じて総パルス数Ｐを算出する。
すステップ201および202に置き換え、ステップ201にお
いては目標露光量Jaを１パルス当りの標準露光量Jsおよ
び１回（例えば、第６図の始点から終点までの１サイク
ル）に配置する点光源の数Ｓで除して点光源を配置する
回数Ｎを算出する。この場合、上記条件で露光したとき
の理論上の不足配置回数（０≦Ｌ＜１）Ｌが最小になる
ように１回に配置する点光源の数Ｓと点光源を配置する
回数Ｎを決定する。そして、ステップ202においては、
１回に配置する点光源の数Ｓに点光源を配置する回数Ｎ
を乗じて総パルス数Ｐを算出する。
なお上述においては、直接エキシマレーザ１の出力エ
ネルギーを変えるようにしているが、エキシマレーザ１
の出力エネルギーは変えないでフィルタ等をレーザ光の
光路に配置してレーザの出力エネルギーを変化させるよ
うにしてもよい。
ネルギーを変えるようにしているが、エキシマレーザ１
の出力エネルギーは変えないでフィルタ等をレーザ光の
光路に配置してレーザの出力エネルギーを変化させるよ
うにしてもよい。
第４図はレーザの充電電圧を一定にしたときの、レー
ザのガス交換をしてからの時間とレーザ出力エネルギー
との関係を示すグラフである。このように、エキシマレ
ーザ１にCPU7がレーザー制御部８を通して設定した１パ
ルスの設定エネルギーJeと、CPU7がセンサー５および光
量積算回路６を通して検出した実際のエネルギーJtとの
関係が時間とともに変動する場合がある。これはエキシ
マレーザ１の出力エネルギーが変化したためで、この原
因としては充填ガスの劣化、ウインドの曇り、電極の劣
化等がある。そのため、この場合、レーザのガス交換か
らの時間、ガス交換してからのレーザ発光回数、ウイン
ドの曇り具合、レーザの電極の劣化具合、前回までの設
定エネルギーJeと実際のエネルギーJtとの関係等をデー
タベース化して、それらのデータを使って実際のエネル
ギーJtが必要なエネルギーに一致するように設定エネル
ギーJeを決定する機能が必須である。
ザのガス交換をしてからの時間とレーザ出力エネルギー
との関係を示すグラフである。このように、エキシマレ
ーザ１にCPU7がレーザー制御部８を通して設定した１パ
ルスの設定エネルギーJeと、CPU7がセンサー５および光
量積算回路６を通して検出した実際のエネルギーJtとの
関係が時間とともに変動する場合がある。これはエキシ
マレーザ１の出力エネルギーが変化したためで、この原
因としては充填ガスの劣化、ウインドの曇り、電極の劣
化等がある。そのため、この場合、レーザのガス交換か
らの時間、ガス交換してからのレーザ発光回数、ウイン
ドの曇り具合、レーザの電極の劣化具合、前回までの設
定エネルギーJeと実際のエネルギーJtとの関係等をデー
タベース化して、それらのデータを使って実際のエネル
ギーJtが必要なエネルギーに一致するように設定エネル
ギーJeを決定する機能が必須である。
［発明の効果］ 以上説明したように、所定露光量からすでに露光した
露光量を差し引いた残り露光量から、次の１パルスのレ
ーザ出力エネルギーを算出し、そのエネルギー量で露光
するようにしたため、無理なく高精度の露光量制御を行
うことができる。
露光量を差し引いた残り露光量から、次の１パルスのレ
ーザ出力エネルギーを算出し、そのエネルギー量で露光
するようにしたため、無理なく高精度の露光量制御を行
うことができる。
第１図は、本発明の一実施例に係る縮小投影型の露光装
置すなわち所謂ステッパーの概略構成図、 第２図は、第１図の装置の露光量制御のフローチャー
ト、 第３図は、第１図の装置の他の露光量制御の一部を表わ
すフローチャート、 第４図は、充電電圧を一定にしたときの時間とレーザ出
力エネルギーとの関係を示すグラフ、 第５図は、本実施例に照明系を詳細に示す図、そして、 第６図は、点光源の配置例を示す図である。 1:エキシマレーザ、2:照明系、3:投影光学系、4:ミラ
ー、5:フォトセンサ、6:光量積算回路、7:CPU、8:レー
ザ制御部、M:マスク、W:ウエハ。
置すなわち所謂ステッパーの概略構成図、 第２図は、第１図の装置の露光量制御のフローチャー
ト、 第３図は、第１図の装置の他の露光量制御の一部を表わ
すフローチャート、 第４図は、充電電圧を一定にしたときの時間とレーザ出
力エネルギーとの関係を示すグラフ、 第５図は、本実施例に照明系を詳細に示す図、そして、 第６図は、点光源の配置例を示す図である。 1:エキシマレーザ、2:照明系、3:投影光学系、4:ミラ
ー、5:フォトセンサ、6:光量積算回路、7:CPU、8:レー
ザ制御部、M:マスク、W:ウエハ。
Claims (13)
- 【請求項１】レーザパルス光を発生するレーザ発生手段
と、複数のレーザパルス光によって１ショット分の原版
のパターンを基板上に露光転写する際に露光量をパルス
毎に検出する露光量検出手段と、１ショットの露光転写
に要する全露光量から前記露光量検出手段で検出される
既に露光した露光量を差し引いた残りの露光量を１ショ
ットの露光転写に要する総パルス数から既に発光した既
発光パルス数を差し引いた残りのパルス数で除すことに
より次のレーザパルス光による露光量を算出する算出手
段と、前記算出手段で算出された算出露光量に基づいて
前記次のレーザパルス光による露光量を制御する露光量
制御手段を具備することを特徴とする露光装置。 - 【請求項２】前記制御手段は、露光量の算出に際して
は、過去の前記レーザ発生手段の使用状態のデータをさ
らに考慮する、請求項１記載の露光装置。 - 【請求項３】前記制御手段は、露光量の算出に際して
は、先ず、配光特性が均一となる露光を得るのに必要な
パルス数を算出し、その数の整数倍で１ショットの露光
が終わるように１パルスのエネルギーと１ショットの露
光に必要な総パルス数とを算出する、請求項１記載の露
光装置。 - 【請求項４】前記制御手段は、露光量可変手段を介して
レーザ出力エネルギーを設定する前にもレーザ発生手段
のエネルギーチャージをすることのできる手段を有す
る、請求項１記載の露光装置。 - 【請求項５】前記レーザ発生手段は、エキシマレーザを
有する請求項１記載の露光装置。 - 【請求項６】レーザパルス光を発生するレーザ発生手段
と、複数のレーザパルス光によって基板を露光する際に
露光のエネルギーをパルス毎に積算して検出するエネル
ギー検出手段と、目標とする総エネルギーから前記エネ
ルギー検出手段で検出される既に露光したエネルギーを
差し引いた残りのエネルギーを前記基板の露光に要する
総パルス数から既に発光した既発光パルス数を差し引い
た残りのパルス数で除すことにより次のレーザパルス光
による露光のエネルギーを算出する算出手段と、前記算
出手段で算出された算出エネルギーに基づいて前記次の
レーザパルス光による露光のエネルギーを制御するエネ
ルギー制御手段を具備することを特徴とするエネルギー
制御装置。 - 【請求項７】前記制御手段は、エネルギーの算出に際し
ては、過去の前記レーザ発生手段の使用状態のデータを
さらに考慮する、請求項６記載のエネルギー制御装置。 - 【請求項８】前記制御手段は、エネルギーの算出に際し
ては、先ず、配光特性が均一となる照明を得るのに必要
なパルス数を算出し、その数の整数倍で前記総エネルギ
ーに達するように１パルスのエネルギーと前記総エネル
ギーに達するのに必要な総パルス数とを算出する、請求
項６記載のエネルギー制御装置。 - 【請求項９】前記制御手段は、エネルギー可変手段を介
してレーザ出力エネルギーを設定する前にもレーザ発生
手段のエネルギーチャージをすることのできる手段を有
する、請求項６記載のエネルギー制御装置。 - 【請求項１０】前記レーザ発生手段は、エキシマレーザ
を有する請求項６記載のエネルギー制御装置。 - 【請求項１１】複数のレーザパルス光によって１ショッ
ト分の原版のパターンを基板上に露光転写する際に露光
量をパルス毎に積算して検出する露光量検出工程と、１
ショットの露光転写に要する全露光量から前記露光量検
出工程で検出される既に露光した露光量を差し引いた残
りの露光量を、１ショットの露光転写に要する総パルス
数から既に発光した既発光パルス数を差し引いた残りの
パルス数で除すことにより次のレーザパルス光による露
光量を算出する算出工程と、前記算出露光量に基づいて
前記次のレーザパルス光による露光量を制御する露光量
制御工程を具備することを特徴とする半導体素子の製造
方法。 - 【請求項１２】露光量の算出に際しては、先ず、配光特
性が均一となる露光を得るのに必要なパルス数を算出
し、その数の整数倍で１ショットの露光が終わるように
１パルスのエネルギーと１ショットの露光に必要な総パ
ルス数とを算出する、請求項11記載の半導体素子の製造
方法。 - 【請求項１３】前記レーザ光は、エキシマレーザ光であ
る請求項11記載の半導体素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2181397A JP2849944B2 (ja) | 1990-07-11 | 1990-07-11 | 露光装置及びエネルギー制御装置並びに半導体素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2181397A JP2849944B2 (ja) | 1990-07-11 | 1990-07-11 | 露光装置及びエネルギー制御装置並びに半導体素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0469660A JPH0469660A (ja) | 1992-03-04 |
| JP2849944B2 true JP2849944B2 (ja) | 1999-01-27 |
Family
ID=16100031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2181397A Expired - Lifetime JP2849944B2 (ja) | 1990-07-11 | 1990-07-11 | 露光装置及びエネルギー制御装置並びに半導体素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2849944B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0748009B1 (en) * | 1995-06-05 | 2002-12-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Output control method for excimer laser |
| JP3591922B2 (ja) * | 1995-07-17 | 2004-11-24 | キヤノン株式会社 | 光量測定装置 |
| JPH09129550A (ja) | 1995-08-30 | 1997-05-16 | Canon Inc | 露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 |
| JPH0969492A (ja) * | 1995-08-31 | 1997-03-11 | Canon Inc | 照明方法及び露光方法及びそれを用いた露光装置 |
| KR100210569B1 (ko) * | 1995-09-29 | 1999-07-15 | 미따라이 하지메 | 노광방법 및 노광장치, 그리고 이를 이용한 디바이스제조방법 |
| JP3459742B2 (ja) * | 1996-01-17 | 2003-10-27 | キヤノン株式会社 | 露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 |
| JP2002373839A (ja) | 2001-06-13 | 2002-12-26 | Canon Inc | 照明装置、露光装置及び露光方法 |
-
1990
- 1990-07-11 JP JP2181397A patent/JP2849944B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0469660A (ja) | 1992-03-04 |
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| JPH059933B2 (ja) |
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