JP2877111B2 - 回路パターン製造方法および露光装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーザ光源を備えた
露光方法、或いはレーザ光を用いたウエハ、マスクのリ
ペア装置等の処理方法に関するものであり、特に半導体
集積回路の製造におけるリソグラフィー工程において、
マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して半導
体ウエハ等の感光基板上に焼付ける回路パターンの製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ステップ・アンド・リピート方式の縮小
投影型露光装置、所謂ステッパーは、半導体集積回路の
製造におけるリソグラフィー工程において中心的役割を
担うようになっている。このステッパーは、マスク或い
はレチクル（以下、レチクルと呼ぶ）に形成された回路
パターンを縮小投影レンズ（以下、単に投影レンズと呼
ぶ）を介し、レジストが塗布された半導体ウエハ等の感
光基板（以下、ウエハと呼ぶ）上の局所領域を順次露光
する。近年、半導体集積回路の集積度はますます高くな
り、これに伴い回路の最小線幅はサブ・ミクロン程度で
形成されることが要求されるようになってきた。このた
め、現在ではサブ・ミクロンの線幅のリソグラフィーに
好適であるとして、紫外域で発光する高輝度、高出力の
ＫｒＦレーザ等のエキシマレーザを露光用光源とするス
テッパーが注目されている。

【０００３】ところで、波長が３６５ｎｍ（Ｈｇランプ
の１線）より短い紫外域レーザであるエキシマレーザを
露光用照明光とする投影レンズに使用できる材料は、合
成石英、ホタル石等に限定される。しかも、エキシマレ
ーザのスペクトル幅が半値幅で０．３〜０．４ｎｍ程度
あるため、例えば石英レンズのみで構成された投影レン
ズでは色収差が生じてしまう。このため、２種類以上の
硝材を組み合わせた色消しレンズを使用することになる
が、ホタル石等の結晶材料の形状（大きさ）、研磨特性
には問題があり、レンズ設計及び製造上かなりの制限を
受けることとなる。これに対して、露光光としてスペク
トル幅の半値幅の極めて狭い光（例えば、０．０１〜
０．００５ｎｍ以下まで狭帯域化された光）を用いれ
ば、上述の色消しレンズを用いずに石英レンズのみの単
一硝材による投影レンズを製作することが可能となり、
投影レンズ等の設計及び製造の困難性が大幅に改善され
る。

【０００４】そこで、このようなエキシマレーザ装置を
備えたステッパーでは、一般にエキシマレーザ装置にフ
ァブリペローエタロン（以下、単にエタロンと呼ぶ）、
グレーティング等の波長選択素子を設けてエキシマレー
ザの波長を０．００３〜０．００５ｎｍまで狭帯域化
し、色収差の発生を防止することにより高解像の露光を
行うことが考えられている。しかし、エキシマレーザ装
置から発振されるレーザ光の波長は、レーザ発振開始直
後等ではかなり大きく変動する。また、レーザ光の波長
がある程度安定した後でも、波長選択素子が機械的振
動、温度、湿度、気圧等の影響をうけるために波長変動
が生じてしまう。従って、このような波長変動、即ちレ
ーザ光の中心波長の設定波長に対する波長変動量が所定
の許容変動範囲（例えば、±０．００１ｎｍ）を越える
と、エキシマレーザ用の投影レンズはある特定の波長の
みで収差補正されているため、この波長変動に伴い投影
倍率、焦点位置、ディストーション等の変動が生じて高
解像で露光を行うことができなくなる。このため、エキ
シマレーザの波長の安定化、即ち中心波長を設定波長と
一致させると共に、波長変動量を所定の許容変動範囲以
内に抑えることが重要となる。そこで、エキシマレーザ
の波長が安定化するように波長選択素子の制御を行い、
波長変動による投影倍率、焦点位置、ディストーション
の変動等の発生を防止する対策が必要になる。例えば、
波長選択素子としてファブリベローエタロンを用いる場
合には、水銀ランプ等の基準波長に基づいて設定される
設定波長に対するレーザ光の中心波長の波長変動量に応
じて、適宜波長選択用のエタロンをフィードバック制度
によりレーザ光の光軸に対して傾斜させる。これより、
レーザ光の波長シフトが安定化されて、常に最良の解像
特性でレチクルの回路パターンがウエハ上に形成され
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、この種
のエキシマレーザ装置を備えたステッパーでは、レーザ
光の波長特性の安定化（中心波長と波長幅の安定化）が
重要となり、波長特性のわずかな不安定が投影倍率、焦
点位置、ディストーション変動等の発生原因となる。例
えば、所定時間以上発振が停止した後のレーザ発振再開
直後等ではレーザ光の波長変動が大きく、この状態で、
レチクルの回路パターンをウエハ上に転写しても高精度
（高解像）の回路パターンを得ることは出来ない。特
に、露光中に波長選択素子が機械的振動等の影響を受け
波長変動を起こすと、この波長変動に伴う投影倍率、焦
点位置変動等が生じたままレジストが不必要に感光され
たり、或いはウエハ上に不良の回路パターンが焼付けら
れてしまうことになる。

【０００６】そのため、ステッパーが所定時間以上レー
ザ光源側に対して、発振指令（トリガ信号）を送らない
間、例えばレチクルやウエハの交換、レチクル、ウエハ
間のアライメント実行中等には、ステッパーからの指令
によりレーザ光源は、そのレーザ光出口に設けられたシ
ャッターを閉じ、低い周波数（例えば１〜２Ｈｚ）で自
己発振して波長安定化制御を行うことにより、ステッパ
ーからの発振指令再開時（露光開始時）に波長変動が生
じないようにしている。

【０００７】ところが、このような方式では、ステッパ
ー側がエキシマレーザ光源を使用しない間は、常にエキ
シマレーザ光源を自己発振（ダミー発振）させることに
なるので、レーザ光源内の光学部品や、高電圧制御回路
用の部品（サイラトロン等）の寿命、或いはエキシマ用
のレーザガスの寿命をいたずらに短くしないように、可
能な限り低い周波数で自己発振が行われるように設定さ
れている。

【０００８】しかしながら、その低い周波数は、通常あ
る一定の値に決定されている。このため何らかの原因
（レーザ光源又はステッパー本体の機械的な振動、ノイ
ズの混入、エタロンの制御不良等）によって、絶対波
長、スペクトル幅、パルスエネルギー等のビーム品質が
突然劣化すること（波長ロックの外れ等）がある。ビー
ム品質については、レーザ光源側で分光器、ディテクタ
ー等でモニターしているため、１パルスの発光で直ちに
劣化したか否かを知ることもできるが、劣化の程度が大
きいと、ビーム品質を安定化するエタロン等のトラッキ
ング制御が不能となり、レーザ光源がダウンしてしま
う。このため、オペレータがその都度エキシマレーザ光
源の立ち上げ動作、ステッパーのオペレーションのやり
直しを行わなければならないといった問題があった。

【０００９】また、ダミー発振中の周波数を高くすれ
ば、ビーム品質の劣化の急激な変化を高速に検出するこ
とができるので、エタロンのトラッキング制御（波長ロ
ック）を比較的早く元に戻すことが可能である。しかし
ながら、ダミー発振を必要とする期間は、ステッパー側
のシーケンスやトラブル（例えばウエハローディング中
のウエハのつまり等）に応じて様々に変化するため、そ
の間、高い周波数でダミー発振し続けることは寿命の点
で極めて不利である。

【００１０】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
であり、レーザ光源がレーザ光の品質を安定化するため
に自己発振している間、或いは加工装置の処理動作中
に、ビーム品質が規格以下に劣化して異常と判断された
としても、レーザ光源を極力ダウンさせることなく短時
間のうちにビーム品質を元に戻すと共に、レーザ光源の
寿命の低下を極めて小さく抑えたスル−プットの高い回
路パターンの製造方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決する為の手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の露光装置は、パルスビームを発振するビ
ーム源（１０）と、該ビーム源（１０）からのパルスビ
ームを使って基板（Ｗ）を露光する露光システム（Ｍ１
〜Ｍ５、ＰＬ、３０Ｘ、３０Ｙ、３２Ｘ、３２Ｙ、３４
など）とを備えた露光装置であって、パルスビームの光
路を遮断する遮へい部材（ＳＨ）と、パルスビームの少
なくとも一部をモニタして前記パルスビームの品質異常
を検知して品質異常信号を出力する異常検知手段（１１
４、１２３）と、異常検知手段から出力される品質異常
信号に基づいてパルスビームの品質調整を行う調整手段
（１０４、１０８、１１６）と、異常検知手段から品質
異常信号が出力されないときに、遮へい部材（ＳＨ）に
よりパルスビームの光路を遮断した状態で、パルスビー
ムの品質を安定化するのに必要な低い周波数（１〜２Ｈ
ｚ程度）でビーム源（１０）を自己発振させるととも
に、異常検知手段から品質異常信号が出力されるとき
に、遮へい部材（ＳＨ）によりパルスビームの光路を遮
断した状態で、パルスビームの品質を復帰させるために
前述の低い周波数よりも高い周波数（２００Ｈｚ程度）
でビーム源（１０）を自己発振させるビーム制御系（１
２２）とを備えている。

【００１２】また請求項２の回路パターン製造方法は、
ビーム源（１０）からのパルスビームでマスク（Ｒ）を
照明し、マスク（Ｒ）の回路パターンの像を基板（Ｗ）
に露光する回路パターン製造方法であって、パルスビー
ムの品質の良否を判定するステップと、パルスビームの
品質が良と判定されるときに、パルスビームの光路を遮
断した状態で、パルスビームの品質を安定化するのに必
要な低い周波数（１〜２Ｈｚ）でパルスビームを自己発
振させるステップと、パルスビームの品質が否と判定さ
れるときに、パルスビームの光路を遮断した状態で、そ
の低い周波数よりも高い周波数（２００Ｈｚ）でパルス
ビームを自己発振させてパルスビームの品質を復帰させ
るステップとを含んでいる。請求項１、２の発明によれ
ば、パルスビームが自己発振しているときのパルス発振
数が少なくなるので、ビーム源の部品の寿命を延ばすこ
とができるばかりでなく、パルスビームの品質に異常が
生じてもパルスビームの品質を短時間に復帰させること
ができる。

【００１３】また請求項４の露光装置は、パルスビーム
を発振するビーム源（１０）と、該ビーム源からパルス
ビームを用いて基板（Ｗ）を露光する露光システム（Ｍ
１〜Ｍ５、ＰＬ、３０Ｘ、３０Ｙ、３２Ｘ、３２Ｙ、３
４など）とを備えた露光装置であって、パルスビームの
品質に異常がないかどうか判定する異常判定手段（１１
４、１２３）と、パルスビームに異常があると判定され
た場合に、パルスビームを異常状態から復帰させるため
の調整動作を行うビーム調整手段（１０４、１０８、１
１６）と、異常判定手段でパルスビームの品質が異常と
判定されたときから時間の計測を開始するとともに、ビ
ーム調整手段の調整動作中に前記計測される時間が予め
設定した時間を超えたかどうかを判定する時間判定手段
（１２または４０）と、該時間判定手段の判断結果に基
づいて露光システムの動作を制御する露光制御系（４
０）とを備えている。また請求項８の回路パターン製造
方法は、パルスビームでマスク（Ｒ）を照明し、該マス
クの回路パターンの像を基板（Ｗ）上に露光する回路パ
ターン製造方法であって、パルスビームの品質の良否を
判定するステップと、パルスビームの品質が異常と判定
されたときに、パルスビームの品質復帰動作を始めるス
テップと、パルスビームの品質が異常と判定されたとき
からの時間を計測するステップと、品質復帰動作中にそ
の計測される時間が予め設定した時間を超えたかどうか
を判定するステップとを含んでいる。さらに請求項１０
の露光装置は、パルスビームを発振するビーム源（１
０）と、該ビーム源からパルスビームを用いて基板を露
光する露光システム（Ｍ１〜Ｍ５、ＰＬ、３０Ｘ、３０
Ｙ、３２Ｘ、３２Ｙ、３４など）とを備えた露光装置で
あって、パルスビームの品質に異常がないかどうか判定
する異常判定手段（１１４、１２３）と、パルスビーム
に異常があると判定された場合に、パルスビームを異常
状態から復帰させるための調整動作を行うビーム調整手
段（１０４、１０８、１１６）と、そのビーム調整手段
の調整動作に要する時間を判断するとともに、その判断
結果に基づいて露光システムの動作を制御する露光制御
系（４０）とを備えている。またさらに請求項１２の回
路パターン製造方法は、パルスビームを用いてマスク
（Ｒ）の回路パターンの像を基板（Ｗ）上に露光する回
路パターン製造方法であって、パルスビームの品質の良
否を判定するステップと、パルスビームの品質が異常と
判定されたときに、パルスビームの品質復帰動作を開始
するとともにパルスビームの品質復帰に要する時間を判
断するステップとを含んでいる。請求項４、８、１０、
１２の発明によれば、パルスビームの品質の復帰に長い
時間がかかる場合は、パルスビームを使用しない露光動
作を行うなどの対策を講ずることができ、全体としての
稼働率、スループットの低下を抑えることができる。ま
た請求項１５の回路パターン製造方法は、ビーム源（１
０）パルスビームを用いてマスク（Ｒ）の回路パターン
の像を基板（Ｗ）上に露光する回路パターン製造方法で
あって、パルスビームの品質の良否を判定するステップ
と、パルスビームの品質が異常と判定されたときに、パ
ルスビームを自己発振させながらパルスビームの品質復
帰動作を行うステップと、パルスビームの異常の種類の
応じて、パルスビームの品質復帰動作中のパルスビーム
の自己発振周波数を設定するステップとを含んでいる。
さらに請求項１７の回路パターン製造方法は、ビーム源
（１０）パルスビームを用いてマスク（Ｒ）のパターン
の像を基板（Ｗ）上に露光する回路パターン製造方法で
あって、パルスビームの品質の良否を判定するステップ
と、パルスビームの品質が異常と判定されたときに、パ
ルスビームを自己発振させながらパルスビームの品質復
帰動作を行うステップと、パルスビームの異常の程度の
応じて、前記パルスビームの品質復帰動作中の前記パル
スビームの自己発振周波数を設定するステップとを含ん
でいる。請求項１５、１７の発明によれば、ビーム源の
部品劣化を抑えつつ、パルスビームの品質を短時間に復
帰させることができる。

【００１４】本発明では、加工装置側のシーケンス上で
所定時間以上に渡ってレーザ光源からのレーザ光を使用
しない間は、レーザ光源側のシャッター等を閉じて、低
い周波数域、例えば１〜２Ｈｚ程度でレーザ光源を自己
発振（励起）させる。これによって、レーザ光源側は絶
対波長、ビームエネルギー、スペクトル幅等のビーム品
質を規格内に安定化させることができる。

【００１５】さらに本発明では、ビーム品質が規格外に
なったことを検知して品質異常信号を出力し、この品質
異常信号が出力された時は、シャッター等を閉じた状態
にして、１〜２Ｈｚ程度の低い周波数域よりも高い周波
数周波数域でレーザ光源を自己発振させることで、品質
異常時の復帰動作を高速に行うようにしている。本発明
では、レーザ光源からのレーザ光のビーム品質が異常に
なったことを表す品質異常信号を発生させ、この異常信
号が出力されている間は、加工装置側がレーザ光を用い
たシーケンスを再開しないように待機させることができ
る。

【００１６】しかも、加工処理がシーケンス上で中断し
ている間のダミー発振の周波数域は、レーザ光源の寿命
とビーム品質調整手段（波長安定化素子、放電電圧設定
回路等）の制御特性等とを考慮して、極力低い周波数に
しておき、品質異常信号が出力された時は、そのダミー
発振の周波数域を高めることによって、高速にビーム品
質調整手段を作動させて、ビーム品質を元の状態に戻す
ことができる。

【００１７】通常、レーザ光源が加工装置に対してスタ
ンバイ状態になっている時は自己発振が継続しているの
で、ビーム品質異常を起こすことは稀である。そのた
め、スタンバイ状態の時に品質異常信号に応答して高い
周波数域でダミー発振したとしても、レーザガスの寿命
中における総パルス数の増加はそれ程大きくなく、レー
ザ光源の寿命を極端に短くすることはない。

【００１８】なお、本願発明をわかりやすく説明するた
めに図面を用いて説明したが、本願発明が一実施例を表
わす図面に限定されるものではないことはいうまでもな
い。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施例による露
光装置全体の構成を示す斜視図である。１０はエキシマ
レーザ光源の本体部であり、内部には希ガスハライド等
の混合ガスが封入されたレーザチャンバー、共振のため
のフロントミラー（透過性）とリアミラー、波長狭帯化
のための波長選択素子（回折格子、プリズム、エタロン
等）、発振波長の絶対値をモニターするための分光器、
レーザパワーのモニター用のディテクター、及びシャッ
ターＳＨ等が設けられている。

【００２０】エキシマレーザ光源１０からのパルス光は
可動ミラーＭ1 、固定ミラーＭ2 を介してビーム成形光
学系１４に入射して所定の断面形状、サイズに成形され
る。ビーム成形光学系１４からのエキシマレーザ光は駆
動部１６によって所定角度内で揺動する揺動ミラーＭ3
で反射された後、オプチカルインテグレータとして機能
するフライ・アイレンズＦＬに入射し、多数の２次光源
像（スポット光）に変換される。フライ・アイレンズＦ
Ｌの各エレメントレンズの射出側にできたエキシマビー
ムの各スポット光はビームスプリッターＢＳ1 、ＢＳ2
を透過し、コンデンサーレンズ系２４によって、レチク
ルブラインド（可変照明視野絞り）ＲＢ上でほぼ一様な
強度分布となるように重ね合わされる。レチクルブライ
ンドＲＢを通ったエキシマ光はレンズ系２６、固定ミラ
ーＭ4 、主コンデンサーレンズ２８、及び固定ミラーＭ
5 を介してレチクルＲの回路パターン領域を照明する。
ここで、レチクルブラインドＲＢはレンズ系２６と主コ
ンデンサーレンズ２８とによって、レチクルＲと共役に
なっている。レチクルＲは専用のレチクルアライメント
系３０Ｘ、３０Ｙによって装置本体に対してＸ、Ｙ、θ
方向に位置決めされている。レチクルＲの回路パターン
の像は投影レンズＰＬによってウエハＷ上に縮小投影さ
れる。ウエハＷはＸステージ３２Ｘ上に載置され、この
Ｘステージ３２Ｘはベース上をＹ方向に移動するＹステ
ージ３２Ｙ上をＸ方向に移動する。これによってウエハ
Ｗは投影像面に沿って２次元移動し、ステップ・アンド
・リピート方式の露光等が行われる。またＸステージ３
２Ｘ上には、ウエハＷとほぼ同じ高さで、透過型の基準
スリットをもつ基準マーク板ＦＭが設けられている。そ
して基準マーク板ＦＭの下にはＸステージ３２Ｘに固定
されたミラー（不図示）が設けられている。この基準マ
ーク板ＦＭは、可動ミラーＭ1 が図示の位置から退避し
た時、エキシマレーザ光源１０からのパルス光を、複数
のミラー及びＹステージ３２Ｙ上に固定されたミラーＭ
6 を介して下面から受けるように配置されている。ミラ
ーＭ5 に入射するエキシマビームはほぼ平行光束で、Ｙ
軸と平行であり、ミラーＭ6 によってＸ方向に直角に反
射され、基準マーク板ＦＭの下のミラーで垂直に上方へ
反射される。従って、Ｘステージ３２Ｘ、Ｙステージ３
２Ｙどのように移動しても、エキシマビームは必ず基準
マーク板ＦＭの下面に入射する。

【００２１】ところで、ウエハＷのアライメント（マー
ク検出）は、オフ・アクシス方式のウエハアライメント
系３４で行われる。ウエハアライメント系３４はウエハ
Ｗ上のレジスト層を感光させない波長域の照明光（一様
照明、又はスポット光）を用いて、ウエハＷ上の特定位
置のアライメントマークを光電検出する。さらに、ウエ
ハアライメント系３４は投影レンズＰＬに対して一定の
位置関係で固定されているが、ウエハＷ上のマークの検
出中心（アライメント系内の指標やスポット光）と、レ
チクルＲの回路パターンの投影像の中心との相対位置関
係は、レチクルＲの交換の毎にわずかに異なってくるた
め、基準マーク板ＦＭを用いて、その相対位置関係を計
測できるようにしてある。そのために、照明系の光路中
に配置されたビームスプリッターＢＳ2 を介して、基準
マーク板ＦＭの発光スリットからのパルス光を一部分岐
させ、レンズ系２０を通して光電素子（フォトマル等）
２２で受光する。この光電素子２２の受光面は、レンズ
系２４、２６、２８等によって投影レンズＰＬの瞳面
（入射瞳若しくは出射瞳）とほぼ共役に配置されてい
る。また、投影レンズＰＬの入射瞳には、フライ・アイ
レンズＦＬによって形成された多数の２次光源の像を結
像させて、ケーラー照明を行っている。

【００２２】さて、上記の構成において、可動ミラーＭ
１とレーザ光源１０との間には、露光装置（ステッパ
ー）本体を収納するサーマルチャンバーの隔壁があり、
レーザ光源１０はサーマルチャンバーの外部に設置され
ている。また、ステッパー本体は主制御装置４０によっ
て統括制御され、ＸＹステージ３２Ｘ、３２Ｙの移動、
レチクルアライメント系３０Ｘ、３０Ｙによるレチクル
Ｒの位置決め、ウエハアライメント系３４によるウエハ
Ｗの位置検出動作、レチクルブラインＲＢの設定、光電
素子２２と基準マーク板ＦＭを使った一連の相対位置関
係のチェック動作、ビームスプリッターＢＳ１で反射さ
れたパルス光の一部を受光する光電素子１８を用いた露
光量制御動作、或いは振動ミラーＭ２の振動によるスペ
ックル（エキシマビームの可干渉性によって生じる干渉
縞等）低減動作等を実行する。

【００２３】尚、ＸＹステージ３２Ｘ、３２Ｙの位置は
レーザ干渉式測長器（干渉計）によって座標値として逐
次計測されており、この座標値は主制御装置４０にも入
力され、各種位置計測に使われる。以上のステッパー側
の構成は、本発明ではあくまでも一例に過ぎず、それに
限られるものではない。ここで、図２を参照して、ビー
ム品質の１つの要因である波長安定化の方式を説明す
る。図２はエキシマレーザ光源１０内の構造を示したも
ので、レーザチャンバー１００を挟んでフロントミラー
１０２とリアミラー１０６とが共振条件を満たすように
配置され、波長狭帯化及び安定化のためのエタロン１０
４がリアミラー１０６とレーザチャンバー１００との間
に傾斜可能に設けられる。レーザチャンバー１００内の
電極には、制御系１２から高電圧がパルス状に印加さ
れ、それによって１パルスのレーザ発振が起こる。フロ
ントミラー１０２から射出したレーザビームはビームス
プリッター１１０で一部分が反射され、ビームスプリッ
ター１１２でさらに反射されて波長変化モニター用の分
光器１１４に入射する。分光器１１４はモニター用エタ
ロン、回折格子等から成り、参照用の光ＭＢ（Ｈｇラン
プ等の特定の輝線）を用いて、射出されたエキシマレー
ザ光ＬＢの絶対波長の変化を計測する。計測された変動
量は制御系１２へ送られると共に、エタロン１０４の傾
斜駆動用のモータ１０８のコントロール回路１１６へ送
出される。コントロール回路１１６は計測された絶対波
長の変動量がほぼ零になるように、エタロン１０４を傾
斜させるべくモータ１０８を駆動する。また、コントロ
ール回路１１６は制御系１２へ駆動状態を表す信号を出
力すると共に、制御系１２からのオフセット信号等の指
令も入力する。尚、光電ディテクター１１８は発振され
たエキシマレーザＬＢの１パルス毎の光量（又はピーク
レベル）を計測するものであり、制御系１２はディテク
ター１１８からの信号に基づいて、レーザチャンバー１
００内の電極に加える高電圧を調整しながら、ほぼ一定
のばらつき幅の中に光量が入るように制御している。こ
の光量調整もビーム品質を一定にするための作業の１つ
である。

【００２４】以上の構成において、波長安定化のために
はレーザチャンバー１００のパルス発振が必要であり、
例えば露光処理、計測処理等のためにステッパー側で数
Ｈｚ〜５００Ｈｚ程度のパルス発振を必要としている時
は、その発振によって波長安定化のフィードバックルー
プが働き、ほぼ理想的な安定度が得られる。ところが、
レーザチャンバー１００の発振が中断されてしまうと、
それ以降は波長安定化ループが働かず、ある一定時間を
おいて次に発振される１パルス目の波長は大きくずれて
いることがある。そこで、図１に示したシャッターＳＨ
を閉じて、レーザ光源１０を１〜２Ｈｚ程度で自己発振
させて波長安定化ループを常に働かせ、波長ロック及び
高電圧調整による光量安定化等を行うのである。

【００２５】さて本実施例では、ステッパー側の主制御
装置４０とレーザ光源側の制御系１２との間に、新たに
４本のインターフェイス信号を設け、協調制御ができる
ようにした。もちろん、その他のインターフェイス信号
も当然に設けられているが、本発明に関するものに限っ
て図示してある。４本のインターフェイス信号の名称と
機能は次の通りである。

【００２６】信号ＥＸＴ．ＴＲＧ．（ＥＸＴＥＲＮＡＬ
ＴＲＩＧＧＥＲ） ステッパー本体からエキシマレーザ光源へのレーザ光放
出のトリガ信号であり、レーザ光源側は本信号のエッジ
検出に応答してレーザチャンバー内の電極間に放電を起
こしてレーザ光を放出する。トリガ信号１つが、１パル
スのレーザ光放出に対応する。

【００２７】信号ＳＴＥＰ．ＳＴ（ＳＴＥＰＰＥＲ Ｓ
ＴＡＴＵＳ） ステッパー本体からエキシマレーザ光源へ、その動作モ
ードを指令するレベル信号であり、Ｌｏの時、エキシマ
レーザ光源１０はステッパー本体からのＥＸＴ．ＴＲ
Ｇ．信号に同期してレーザ光を１パルスずつ放出する。
本信号がＨｉの時は、レーザ光源１０はシャッターＳＨ
を閉じ、通常時は適当な低い周波数（例えば１〜２Ｈ
ｚ）で自己発振し、絶対波長等のロック、光量安定化の
ための放電電圧セット等の動作を行う。

【００２８】信号ＳＨＵＴ．ＳＴ．（ＳＨＵＴＴＥＲ
ＳＴＡＴＵＳ） エキシマレーザ光源１０からステッパー本体へのエキシ
マレーザ内のシャッター位置を示すレベル信号であり、
本実施例では開でＨｉ、閉でＬｏレベルとなる。レベル
を変化させるタイミングは、シャッターＳＨを閉じる際
は完全にシャッターＳＨが閉じてからＨｉ→Ｌｏに変化
し、開く時は完全に開いてからＬｏ→Ｈｉに変化させ
る。

【００２９】信号ＢＥＡＭ ＲＤＹ（ＢＥＡＭ ＲＥＡＤ
Ｙ） エキシマレーザ光源１０側からステッパー本体へ出力さ
れるビーム品質の良否を表す２値信号（本発明のビーム
品質異常信号）であり、発振されるレーザ光の絶対波
長、パルスエネルギー、スペクトル幅等の各品質要素が
全て許容値（ステッパーの露光又は計測に適合した規
格）内の時はＬｏレベル（ＯＫ）になり、品質要素のい
ずれかが許容値から外れた時はＨｉレベル（ＮＧ）にな
る。

【００３０】以上、本件発明に関連した４つのインター
フェイス信号に基づいて、本実施例ではレーザ光源側と
ステッパー本体側との協調制御が行われる。さて、図３
はレーザ光源１０側の制御系１２の構成を示すブロック
図であり、図２中の部材と同じものには同一の符号を付
してある。図２に示したレーザチャンバー１００内には
放電用の主電極１００Ａ、１００Ｂが設けられ、高圧放
電回路１２０によって数十ＫＶ程度までの高圧パルスが
印加される。放電電圧調整回路１２１は、図２中のパワ
ーディテクター１１８で計測されたパルスエネルギーが
目標値に対して一定の範囲内にあるか否かを判定して、
パルスエネルギーがその範囲よりも低い場合は主電極１
００Ａ、１００Ｂへの印加電圧を上昇させ、高い場合は
印加電圧を降下させる。また、この調整回路１２１は計
測されたパルスエネルギーが一定の範囲内にある時は、
異常検知回路１２３に正常（ＯＫ）であることを表す信
号ＳＳ1 を出力する。異常検知回路１２３は、さらに分
光器１１４から出力された信号ＳＳ2 を入力する。この
信号ＳＳ2 発振されたレーザ光ＬＢの絶対波長が目標値
に正確にロックされているか否かを表すものである。さ
らに異常検知回路１２３は、レーザ光のスペクトル幅が
設定値に対してずれているか否かを表す信号ＳＳ3 も入
力する。この信号ＳＳ3は分光器１１４で作り出すこと
ができる。分光器１１４としてモニター用エタロンを用
いる場合は、このモニター用エタロンにレーザ光を発散
角をもたせて入射させ、その干渉縞（輪帯状）の直径の
変化を計測することで波長変化がモニターでき、その干
渉縞（明線）１本の太さ変化を計測することでスペクト
ル幅変化がモニターできる。

【００３１】以上、３つの信号ＳＳ1 、ＳＳ2 、ＳＳ3
はレーザ光のビーム品質を決めるための要素であり、異
常検知回路１２３は、これら３つの信号ＳＳ1 、ＳＳ2
、ＳＳ3 のうち１つでも異常を表す時は信号ＢＥＡＭ
ＲＤＹをＨｉレベル（ＮＧ）にセットする。一方、高圧
放電回路１２０に印加されるトリガ信号ＳＧは、切替え
スイッチの作用で、ステッパー本体側から信号ＥＸＴ．
ＴＲＧとして与えられる場合と、発振回路１２２から与
えられる場合とに択一的に切り替えられる。このスイッ
チ切替えは、ステッパー本体側からの信号ＳＴＥＰ．Ｓ
Ｔ．に応答して行われる。

【００３２】発振回路１２２はレーザ光源１０の自己発
振のために設けられたものであるが、本実施例ではその
発振周波数をある範囲内で択一的、又は連続に変えられ
るようにしてある。この範囲の上限は、レーザ光源１０
が安定に発振し得る最高値で決定され、レーザ光源によ
っても異なるが、２００〜５００Ｈｚ程度である。この
最高発振周波数は、ステッパー側がウエハＷ上の１ショ
ットを複数パルス（数十パルス以上）で露光する時に、
スループットを最大にするために要求される値でもあ
る。また発振回路１２２の下限の周波数は、レーザ光源
１０からのレーザ光がステッパー側で全く利用されない
期間、即ち待機モード中におけるダミー発振をどれ位の
パルス間隔（秒）で行うかによって決まる。ダミー発振
のパルス間隔は、図２に示した波長安定化ループが安定
した精度でトラッキング（追従ロック）を行える範囲内
で、最も長くなるように定められている。即ちダミー発
振時は周波数を極力低くしてレーザチャンバー内のガス
や光学部品、又は電気部品（高圧用スイッチ等）の寿命
を延ばすように定められ、その周波数は通常１〜２Ｈｚ
程度である。そこで本実施例では、発振回路１２２の最
高発振周波数を２００Ｈｚ、最低発振周波数を１Ｈｚと
し、その間で任意に発振周波数を可変できるようにして
ある。

【００３３】さらに本実施例では、異常検知回路１２３
からの信号ＢＥＡＭ ＲＤＹに応答して、信号ＢＥＡＭ
ＲＤＹがＬｏレベル（ＯＫ）の時は、発振回路１２２が
最低発振周波数、若しくはそれ以上の数倍までの周波数
（１〜５Ｈｚ）でトリガ信号ＳＧを出力するようにし、
信号ＢＥＡＭ ＲＤＹがＨｉレベル（ＮＧ）の時は最高
発振周波数、若しくはそれ以下の数分の一までの周波数
（２００〜４０Ｈｚ）のうちの１つでトリガ信号を出力
するように、発振回路１２２内に制御部を設けておく。
波長ロックミス等の異常が生じた時の復帰は高速である
ことが望ましいので、信号ＢＥＡＭ ＲＤＹがＮＧの時
は通常最高発振周波数でトリガ信号ＳＧを出力するのが
良い。

【００３４】尚、レーザチャンバー１００内のガスの寿
命が迫っている時等は、前回のガス交換時からの発振総
パルス数のカウント値に応じて最高周波数よりも落とし
た周波数でトリガ信号ＳＧを出力するようにして、各パ
ルス光毎の品質（特にパルスエネルギー）を保つように
しても良い。また図３において、信号ＳＴＥＰ．ＳＴ．
は図１中のシャッターＳＨの開閉に使われ、シャッター
ＳＨの位置検出系が信号ＳＨＵＴ．ＳＴ．を制御系１２
を介してステッパー側へ出力するものとする。

【００３５】次に本実施例の制御動作について説明する
が、その前に本実施例のステッパーにおける露光動作と
アライメント動作の夫々について簡単に説明する。ウエ
ハＷ上の１つのショット領域は、スペックル低減と露光
量制御精度との関係で、数十パルス以上で露光される。
スペックル低減は、フライ・アイレンズＦＬを使うこと
によって生じる像面上の干渉縞を、揺動ミラーＭ3 を微
小角度ずつ偏向しつつレーザパルスを発振させること
で、干渉縞をピッチ方向に微動させ、１ショットの露光
完了後にウエハＷ上の干渉縞のコントラストを実用上影
響がない程度（コントラスト値として±１％程度）まで
抑える方式で行われる。この場合、像面（ウエハ面）上
で干渉縞のコントラストを低減させるのに必要な揺動ミ
ラーＭ3 の揺れ角（半周期）αと、その揺れ角αとの間
で必要なレーザパルス光の数Ｎｐとは、実験等によって
一義的に決まっている。

【００３６】一方、１ショットの適正露光量Ｅｖもレジ
ストの種類、厚さ等によって自ずと決まっているため、
スペックル低減に必要なパルス数Ｋ・Ｎｐ（Ｋは揺動ミ
ラーＭ3 の振れ角αの半周期毎に１ずつ増える整数）と
の兼ね合いで、１パルス毎の平均パルスエネルギーＥｐ
を減光フィルター等で設定して露光する必要がある。露
光の際は、光電素子１８で検出した各パルス光の実エネ
ルギーを積算して適正露光量に達したか品かをモニター
する。或いは、フライ・アイレンズＦＬの手前に高速可
変減光フィルターを設け、パルス数Ｋ・Ｎｐ、振れ角α
の条件を満たした状態で、パルス発光毎に光電素子１８
によって検出されたエネルギーを逐次積算し、その実績
算値をその時点での目標積算値（計算値）と比較し、実
積算値と目標積算値との差分に応じて次のパルス発光の
エネルギーを高速可変減光フィルター、若しくはレーザ
光源１０の放電電圧調整回路１２１で微調していく方法
でも良い。以上露光動作中のレーザ発振は、ステッパー
側からの信号ＥＸＴ．ＴＲＧ．によって行われるが、信
号ＥＸＴ．ＴＲＧ．の周波数はスループット向上のため
に極力最高発振周波数（２００Ｈｚ）に近づくように設
定される。

【００３７】また、エキシマレーザ光を使うアライメン
ト動作としては、基準マーク板ＦＭの透過スリットをＸ
Ｙステージによって投影像面内で一次元にスリット長手
方向と交差する方向に走らせ、そのスリット像をレチク
ルＲ上の透過スリットマークに結像させ、このスリット
マークを透過したエキシマレーザ光をミラーＭ5 、コン
デンサーレンズ２８、ミラーＭ4 、レンズ系２６、２
４、ビームスプリッターＢＳ2 を介して光電素子２２で
受け、レチクルＲのスリットマークの投影位置をＸＹス
テージの移動座標系上で認識する。この際、エキシマレ
ーザ光源１０は、ステッパー側のレーザ干渉計からの計
測パルスに応答してパルス発振するように、信号ＥＸ
Ｔ．ＴＲＧ．を出力する。レーザ干渉計は、ＸＹステー
ジ３２Ｘ、３２Ｙが例えば０．０１μｍ移動するたび
に、計測パルス（アップダウンパルス）を出力するの
で、主制御装置４０はこの計測パルスを適当に分周して
信号ＥＸＴ．ＴＲＧ．を作る。そして、光電素子２２か
らの光電信号レベルは、パルス光の発振後にＡ／Ｄ変換
器によってデジタルサンプリングされ、各パルス発光毎
にメモリ内にアドレス順に記憶される。このアドレスが
ＸＹステージの座標位置と一義的に対応している。但
し、エキシマレーザ光のエネルギーは、１パルス毎に±
数％〜数十％程度のばらつきがあるため、例えばエキシ
マレーザ光源１０内のパワーディテクター１１８からの
光電信号を各パルス発光毎に取り込み、光電素子２２の
光電信号のレベルを割算器等で規格化することが必要で
ある。尚、規格化のための参照用ディテクターはステッ
パー本体内に設けても良く、具体的には図１中のステー
ジ上のミラーＭ６ の近傍に設けたビームスプリッター
で分岐されたパルス光を受光するようにしても良い。こ
の基準マーク板ＦＭを発光させる際は、レーザ干渉計か
らのアップダウンパルスに応答してトリガ信号ＳＧが作
られるので、ステージ３２Ｘ、３２Ｙの移動速度はトリ
ガ信号ＳＧが最高発振周波数（２００Ｈｚ）以上になら
ないように制御される。

【００３８】以上の動作によって、レチクルＲのスリッ
トマーク（若しくはレチクル中心点）の投影位置がＸＹ
ステージの移動座標系の値として規定される。さらに、
基準マーク板ＦＭ上のスリット等をウエハアライメント
系３４の検出中心でとられた時のＸＹステージの位置を
レーザ干渉計で読み取ることによって、レチクルＲの投
影像中心とウエハアライメント系３４の検出中心との移
動座標系における相対位置関係が規定される。

【００３９】以上の動作以外に、テストレチクルを用い
た投影レンズＰＬの各種光学特性のチェック、投影レン
ズＰＬの最良結像面位置のチェック等においても、基準
マーク板ＦＭを用いるシーケンスがあり、この場合もス
テッパー本体側からの信号ＥＸＴ．ＴＲＧ．に応答して
レーザ光源１０がトリガされる。このようにレーザ光源
１０からのレーザ光を用いる各種シーケンスでも、その
うちレーザ光のパルスを連続してトリガする動作は間欠
的であり、その間欠時間が最低発振周波数に対応した周
期よりも長くなる時は、その長さによってはレーザ光源
１０のダミー発振が必要になることもある。

【００４０】次に、図４、図５を参照して本実施例の動
作を説明する。図４は、ビーム品質がＮＧとならない通
常の場合（信号ＢＥＡＭ ＲＤＹがＬｏレベル）の動作
例を示すタイムチャート図である。図４（Ａ）、
（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｆ）は夫々信号ＳＴＥＰ．ＳＴ．、
信号ＳＨＵＴ．ＳＴ．、信号ＥＸＴ．ＴＲＧ．、信号Ｂ
ＥＡＭ ＲＤＹの状態、図４（Ｂ）はエキシマレーザ光
源１０のシャッターＳＨの位置状態、図４（Ｅ）はエキ
シマレーザ光源１０の制御系１２内の発振回路１２２に
よる自己発振パルスのトリガ状態を表す。

【００４１】さて図４（Ａ）において、信号ＳＴＥＰ．
ＳＴ．がＬｏレベルの時の期間Ａ及びＣは、通常のウエ
ハ露光の実行を示し、Ｈｉレベルの時の期間Ｂは、ステ
ッパー本体がエキシマレーザ光源１０に対して数秒、若
しくはそれ以上の間、発光トリガを送出しない動作、例
えばウエハ交換、レチクルアライメント系３０Ｘ、３０
Ｙによるレチクルアライメント、ウエハアライメント系
３４によるウエハアライメント等の動作を実行している
状態を示す。期間Ａでは、１枚のウエハＷに対してステ
ップ・アンド・リピート方式で各ショット毎に露光が繰
り返されるが、この時図４（Ｄ）に示した信号ＥＸＴ．
ＴＲＧ．のトリガパルス列は、図３中のスイッチを介し
て高圧放電回路１２０に印可され、そのパルス列の各集
合Ｓが１ショット分の露光に対応している。尚、ショッ
トとショットの間のステッピング時間は通常１秒以下で
ある。

【００４２】さて、ステッパーが１枚のウエハに対する
露光（期間Ａ）を終了すると、制御系４０は信号ＳＴＥ
Ｐ．ＳＴ．を（）のようにＬｏからＨｉに変える。こ
れを認識したエキシマレーザ光源１０は、シャッターＳ
Ｈを閉じ始め（）、シャッターＳＨが完全に閉じた時
点で信号ＳＨＵＴ．ＳＴ．をＬｏにする（）と共に、
高圧放電回路１２０を発振回路１２２からのトリガ信号
ＳＧに接続するように切り替えた後、数Ｈｚ以下の低い
周波数（例えば最低発振周波数）で自己発振を開始して
（）、パルスエネルギー、絶対波長等のロック（フィ
ードバック制御）を行う。

【００４３】ステッパー本体は、この間（期間Ｂ）にエ
キシマレーザ光源を使用しない動作（例えばウエハ交
換、ウエハアライメント等）を行い、次のウエハＷの露
光準備が完了した時点で信号ＳＴＥＰ．ＳＴ．をＨｉか
らＬｏに変える（）。これを認識したエキシマレーザ
光源の制御系１２は、自己発振用の発振回路１２２を停
止させて高圧放電回路１２０のトリガ入力信号ＳＧを信
号ＥＸＴ．ＴＲＧ．側に切替えた後、シャッターＳＨを
開き始め（）、シャッターＳＨが完全に開いた時点で
信号ＳＨＵＴ．ＳＴ．をＬｏ→Ｈｉに変える（）。

【００４４】これを認識したステッパー本体は、次のウ
エハＷに対する露光動作を開始すべく、信号ＥＸＴ．Ｔ
ＲＧ．としてトリガパルス列の集合Ｓを各ショット毎に
出力する（期間Ｃ）。尚、パルス列の集合ＳとＳの間
は、ＸＹステージ３２Ｘ、３２Ｙのステッピングであ
る。以上の動作において、期間Ｂでは低い周波数（１〜
２Ｈｚ）でトリガ信号ＳＧが発生し、この間、高圧放電
回路１２０は調整回路１２１の働きで所定のパルスエネ
ルギーに維持されるように動作する。同時に波長安定化
ループも動作し、レーザ光の絶対波長が一定に保たれ
る。この間、異常検知回路１２３はビーム品質を決める
信号ＳＳ1 、ＳＳ2 、ＳＳ3 をモニターし続けるが、図
４の場合、いずれも正常を表しているため、期間Ｂ中の
信号ＢＥＡＭ ＲＤＹはＬｏレベル（ＯＫ）のままであ
る。

【００４５】図５は、エキシマレーザ光源が自己発振中
にビーム品質がＮＧになった時の動作を示すタンミング
チャート図であり、図５（Ａ）〜（Ｆ）の夫々は図４
（Ａ）〜（Ｆ）と同じものを表している。図５（Ａ）、
（Ｂ）、（Ｃ）のように、信号ＳＴＥＰ．ＳＴ．がＨｉ
レベル、シャッター位置が閉、信号ＳＨＵＴ．ＳＴ．が
Ｌｏレベル（閉）の自己発振モードの時、発振回路１２
２は低い周波数でトリガ信号ＳＧを発生している。その
モード中、異常検知回路１２３が信号ＳＳ1 、ＳＳ2 、
ＳＳ3 のいずれか１つに異常を発見すると、図５（Ｆ）
のように信号ＢＥＡＭ ＲＤＹはＯＫ（Ｌｏレベル）か
らＮＧ（Ｈｉレベル）に反転する（）。信号ＢＥＡＭ
ＲＤＹがＮＧになると、発振回路１２２は予め設定さ
れた高い周波数（ビーム品質を最短時間で復帰させるの
に適した値）、例えば最高発振周波数２００Ｈｚでトリ
ガ信号ＳＧを発生するように切り替えられ（）、ビー
ム品質の高速復帰が行われる。

【００４６】本実施例で例示したエキシマレーザ光源１
０の場合、ビーム品質が異常になる主たる要因が、波長
安定化のサーボロック外れにあることが実験的に判って
いる場合、図２中のエタロン１０４の傾斜を微小量だけ
変えつつエキシマレーザ光を発振させ、分光器１１４で
逐次その絶対波長をモニターして、エタロン１０４の傾
きを目標位置に追い込む動作が行われる。この時、サー
ボロックが外れる程エキシマビームの波長が大きくずれ
ている時は、サーボロックがかかるまで多数パルスを必
要するため、図５（Ｅ）ののように自己発振周波数を
高くすることによって高速にロック状態に追い込むこと
ができる。

【００４７】こうして、ビーム品質（絶対波長）が正常
に戻ると、制御系１２の異常検知回路１２３は信号ＢＥ
ＡＭ ＲＤＹをＬｏレベル（ＯＫ）に反転する（）。
これによって発振回路１２２は元の低い周波数でトリガ
信号ＳＧを発生し、正常時のダミー発振が再開される。
以上、図５中の〜までの間は、ステッパー本体側が
エキシマレーザ光源１０をアクセスしない動作を実行し
ているため、ビーム品質の異常検出及び正常復帰動作は
ステッパーの動作シーケンスとは全く無関係に実行され
る。

【００４８】次に、図５（Ｆ）に示すように再びビーム
品質異常が発生して信号ＢＥＡＭ ＲＤＹがＮＧになる
（）と、上述と同様に高速復帰のための高い周波数の
トリガ信号ＳＧでレーザ光源１０がダミー発振する
（）。このダミー発振の途中、即ち信号ＢＥＡＭ Ｒ
ＤＹがＮＧ（Ｈｉレベル）の時に、ステッパー側がレー
ザ光源１０をアクセスするタイミング（）になったも
のとする。

【００４９】この場合、ステッパー側の制御系４０は信
号ＳＴＥＰ．ＳＴ．をＬｏレベルに変える前に信号ＢＥ
ＡＭ ＲＤＹをモニターし、信号ＢＥＡＭ ＲＤＹがＮＧ
（Ｈｉレベル）の時は信号ＳＴＥＰ．ＳＴ．のＬｏレベ
ルの反転を中止して、信号ＢＥＡＭ ＲＤＹをモニター
し続ける。一方、レーザ光源側は信号ＢＥＡＭ ＲＤＹ
がＮＧであることから、ビーム品質の高速復帰を実行し
続け、ビーム品質が元に戻ると信号ＢＥＡＭ ＲＤＹを
Ｌｏレベル（ＯＫ）にする（）。これに応答して発振
回路１２２は元の低い周波数（１〜２Ｈｚ）に切り替え
られる。

【００５０】ところが、信号ＢＥＡＭ ＲＤＹをモニタ
ーし続けていたステッパーの制御系４０は、信号ＢＥＡ
Ｍ ＲＤＹがＬｏレベル（ＯＫ）に変わり次第、信号Ｓ
ＴＥＰ．ＳＴ．をＬｏレベル（ＥＸＰＯＳＵＲＥ）に変
える（）ため、高圧放電回路１２０へのトリガ信号Ｓ
Ｇはステッパー本体側からの信号ＥＸＴ．ＴＲＧ．に切
り替わる。そしてレーザ光源側では、信号ＳＴＥＰ．Ｓ
Ｔ．のＬｏレベルへの変化に応答してシャッターＳＨを
開き始め（）、完全に開いた時点で信号ＳＨＵＴ．Ｓ
Ｔ．をＬｏレベルからＨｉレベル（開）に変化させ（
）、これを検知したステッパーの制御系４０はウエハ
に対する露光動作を開始すべく、信号ＥＸＴ．ＴＲＧ．
として各ショット毎にトリガパルス列の集合Ｓを出力す
る（ ）。

【００５１】以上、図５の動作では次のウエハ露光に入
る前のスタンバイモードでの高速復帰について述べた
が、ウエハ交換中、又はレチクル交換時等にレーザ光源
１０をアクセスする必要がある場合の動作についても全
く同じであり、レーザ光源１０をアクセスする時はステ
ッパーの制御系４０が信号ＢＥＡＭ ＲＤＹをモニター
してから信号ＳＴＥＰ．ＳＴ．のＬｏレベルに切替えを
行うようにすれば良い。

【００５２】次に本発明の第２の実施例を図６を参照し
て説明するが、第１の実施例と異なる点は信号ＢＥＡＭ
ＲＤＹの認識を自己発振（ダミー発振）モード以外、
即ち信号ＥＸＴ．ＴＲＧ．による発振モード時にも行う
ようにした点であり、基本的な装置構成は図１、図２、
図３と同じである。図６は、ステッパーがウエハ上のシ
ョット領域Ｓ1 、Ｓ2 ・・・を次々に露光している途中
で、ビーム品質異常が生じた場合の各信号の状態を表
し、図６（Ａ）〜（Ｆ）の夫々は図４又は図５の（Ａ）
〜（Ｆ）と同じものである。

【００５３】ショット領域Ｓ1 、Ｓ2 までは信号ＳＴＥ
Ｐ．ＳＴ．がＬｏレベル、信号ＢＥＡＭ ＲＤＹがＬｏ
レベル（ＯＫ）であるため、信号ＥＸＴ．ＴＲＧ．によ
る発振モードで正常に露光が進む。ところがショット領
域Ｓ3 の露光中に、何らかの原因でビーム品質以上が発
生すると、異常検知回路１２３は信号ＢＥＡＭ ＲＤＹ
を直ちにＮＧに変える（）。ステッパーの制御系４０
は信号ＥＸＴ．ＴＲＧ．として１パルスを出力する直前
に信号ＢＥＡＭ ＲＤＹをモニターし、信号ＢＥＡＭ Ｒ
ＤＹがＮＧ（Ｈｉレベル）の時は直ちに信号ＥＸＴ．Ｔ
ＲＧ．の高圧放電回路１２０への送出を中断する。同時
に、制御系４０はその時のショット領域Ｓ３の座標位置
（ステージ干渉計の計測値）、ショット領域Ｓ3 に与え
られたそれまでの露光量、干渉縞（スペックル）低減の
ための振動ミラーＭ3 の最終パルス発光時の角度等を記
憶して、ビーム品質異常が正常に戻った時のショット領
域Ｓ３に対する露光再開に備える。そして制御系４０は
信号ＳＴＥＰ．ＳＴ．をＨｉレベル（ＮＯＴ ＥＸ
Ｐ．）に変える（）。レーザ光源側はこれを受けてシ
ャッターＳＨを閉じ始め（）、シャッターＳＨが完全
に閉じた時点で信号ＳＨＵＴ．ＳＴ．をＬｏレベル
（閉）に変える（）。

【００５４】一方発振回路１２２は、図７に示したよう
に信号ＢＥＡＭ ＲＤＹ以外に信号ＳＨＵＴ．ＳＴ．と
信号ＳＴＥＰ．ＳＴ．とをコントロール信号として入力
する構成にしておき、信号ＳＨＵＴ．ＳＴ．をインバー
タＧＴ1 で反転させた信号と、信号ＳＴＥＰ．ＳＴ．と
の論理積（ＡＮＤ）をアンドゲートＧＴ2 で求め、その
アンド信号がＨｉレベルの時だけ自己発振するように制
御する。或いはアンドゲートＧＴ２の出力レベルでスイ
ッチＳｗの切替えを行うようにし、アンド信号がＨｉレ
ベルの時スイッチＳｗを発振回路１２２側に切り替える
ようにしても良い。

【００５５】この構成によって、発振回路１２２からの
トリガ信号ＳＧは信号ＳＨＵＴ．ＳＴ．が閉になった時
点（）から高圧放電回路１２０に印可され、ビーム品
質復帰動作に入る（）。この際、発振回路１２２の発
振周波数は、信号ＢＥＡＭＲＤＹが既にＮＧ（Ｈｉレベ
ル）になっているため、始めから高い周波数（例えば最
高発振周波数２００Ｈｚ）に切り替えられている。

【００５６】品質復帰動作中、ステッパー側は信号ＢＥ
ＡＭ ＲＤＹをモニターし、復帰動作が完了して信号Ｂ
ＥＡＭ ＲＤＹがＯＫ（Ｌｏレベル）に変化する（）
と、直ちに信号ＳＴＥＰ．ＳＴ．をＬｏレベル（ＥＸＰ
ＯＳＵＲＥ）に戻す（）。これに対応してレーザ光源
側では発振回路１２２の発振を停止し、スイッチＳｗを
信号ＥＸＴ．ＴＲＧ．側に切り替えると共に、シャッタ
ーＳＨを開き始める（）。シャッターＳＨが完全に開
くと、制御系１２は信号ＳＨＵＴ．ＳＴ．をＨｉレベル
（開）に変える（）。ステッパー側では信号ＳＨＵ
Ｔ．ＳＴ．がＨｉレベルに変化した直後から、信号ＥＸ
Ｔ．ＴＲＧ．のパルス列を出力し始め、ショット領域Ｓ
3 に対する露光の続きから露光動作を再開する（ ）。

【００５７】以上、第２の実施例によれば、ステッパー
側がレーザ光源１０をアクセスする動作を実行中であっ
ても、ビーム品質の異常に対応できるため、露光中のウ
エハを不良にすることがなくなり、歩留りを向上でき
る。以上、本発明の第１、第２の実施例の動作を組み合
わせれば、レーザ光源側のビーム品質異常によるダウン
の確率が極めて小さくなり、露光装置全体としての可動
率を高くすることができる。また各実施例で示したステ
ッパーには、投影レンズＰＬを介してウエハマークを検
出するＴＴＬ方式（或いはＴＴＲ方式）のアライメント
系が設けられていないが、これは従来のステッパーと同
様の方式で適宜設けることができる。

【００５８】次に、本発明の第３の実施例による動作例
を図８、図９を参照して説明する。図８は、ウエハＷ上
でＸ方向に並んだ一列分のショット領域Ｓ2 、Ｓ3 、Ｓ
4 、Ｓ5 ・・・の配置を示し、各ショット領域にはアラ
イメントマークＭＸｎ、ＭＹｎが付随して形成されてい
るものとする。図９は、図６のタイミングチャートと同
じ信号の変化状態を表したものであり、同図中タイミン
グ、、、、、 は図６の場合と同じ意味を表
す。

【００５９】さて、第２の実施例（図６）で説明したよ
うに、ウエハへの露光動作がビーム品質異常のためにシ
ョット領域Ｓ3 の途中で中断されてしまうと、図９
（Ｅ）のように発振回路１２２は高い周波数で自己発振
する（）。ところがこの間、ステッパー側がその状態
（ＸＹステージ３２Ｘ、３２Ｙのショット領域Ｓ3 の露
光位置での停止等）で待機していると、信号ＢＥＡＭ
ＲＤＹがＮＧからＯＫに戻る（）までの時間は、その
まま１枚のウエハ処理時間に加算されてしまい、スルー
プット低下を招く。

【００６０】そこで本実施例では、制御系４０（又は制
御系１２）に、ビーム品質異常がどの程度重要であるか
を判定する回路、或いはソフトウエア（プログラム）を
持たせる。この判定手段は信号ＢＥＡＭ ＲＤＹがＮＧ
（Ｈｉレベル）になった時点からの時間を計時し、その
値が予め設定した時間値（例えば１ショット分の露光時
間、或いはステッピング時間）を越える（タイムオーバ
ー）か否かをモニターするものである。この判定手段に
よってビーム品質の高速復帰動作中（信号ＢＥＡＭ Ｒ
ＤＹがＮＧ中）にタイムオーバーが検知される（ ）
と、ステッパー側はＸＹステージ３２Ｘ、３２Ｙを移動
させて、次のショット領域Ｓ4 のアライメント動作、具
体的にはマークＭＸ4 、ＭＹ4 をＴＴＬ方式、又はオフ
・アクシス方式のアライメント系で検出して、ショット
領域Ｓ4 の露光位置を精密に決定する動作に移行する。
図９（Ａ）の期間Ｔａは隣接したショット領域Ｓ4 に対
するアライメント動作（露光位置の決定までの動作）の
時間を表す。

【００６１】一方、発振回路１２２の高い周波数での自
己発振は、期間Ｔａが始まって暫くした時点（）で、
信号ＢＥＡＭ ＲＤＹのＮＧからＯＫへの復帰（）に
応答して中止されるが、この時ステッパー側はアライメ
ント動作を行っており、信号ＳＴＥＰ．ＳＴ．はＨｉレ
ベル（ＮＯＴ ＥＸＰ．）のままである。従って発振回
路１２２は、信号ＢＥＡＭ ＲＤＹがＯＫになった時点
（）から低い周波数（１〜２Ｈｚ）に切り替えられて
自己発振を続けていく。

【００６２】こうして期間Ｔａが終了する（ ）と、ス
テッパー側は信号ＢＥＡＭ ＲＤＹの状態をチェック
し、ＯＫ（Ｌｏレベル）であることを確認すると、ＸＹ
ステージ３２Ｘ、３２Ｙを前のショット領域Ｓ3 の露光
位置に戻す。この位置は、露光が中断された時点で干渉
計によって予め記憶されているため、極めて高精度に再
現することができる。図９（Ａ）の期間ＴｂはＸＹステ
ージ３２Ｘ、３２Ｙを戻す時間であり、ＸＹステージが
ショット領域Ｓ3 の露光位置に静止すると、再度信号Ｂ
ＥＡＭ ＲＤＹのＬｏレベルを確認して信号ＳＴＥＰ．
ＳＴ．をＬｏレベル（ＥＸＰＯＳＵＲＥ）に変える
（）。その後は図６の場合と同様に動作し、ショット
領域Ｓ3 の露光の続きを行う。次にショット領域Ｓ4 へ
ステッピングする時は、レーザ干渉計の計測値をモニタ
ーしつつ、期間Ｔａ中に決定しておいた露光位置にＸＹ
ステージを位置決めすれば良い。

【００６３】以上本実施例は、ウエハ上の各ショット領
域の露光直前に、そのショット領域のマークを検出して
アライメントするダイ・バイ・ダイ方式（イーチ・ショ
ット・アライメント）において特に有効である。また、
信号ＢＥＡＭ ＲＤＹがＮＧになっている間にアライメ
ント動作を開始するショット領域は、必ずしも隣接した
ものに限られず、離れていても良い。さらにその間にア
ライメントすべきショット領域は複数であっても良い。

【００６４】ところで、ウエハ上のいくつかのショット
領域について予めサンプルアライメントを行い、統計的
な手法を用いてウエハ上の全てのショット領域の露光位
置を演算で求めてから、ＸＹステージのステッピングだ
けで露光するエンハンスメント・グローバル・アライメ
ント（ＥＧＡ）法が、例えば特開昭６１−４４４２９号
公報又は特開昭６２−８４５１６号公報で知られてい
る。

【００６５】ＥＧＡ法と本実施例の動作を組み合わせる
場合、図９（Ａ）中の期間Ｔａでアライメント動作を行
うショット領域を、露光中断中のショット領域Ｓ3 にし
て、ＥＧＡ法で算出された露光位置（ＸＹステージ３２
Ｘ、３２Ｙの停止位置）と、ショット領域Ｓ3 に付随し
たマークＭＸ3 、ＭＹ3 の位置の実測値とを比較して、
大きな誤差がないか否かを確認することができる。さら
に期間Ｔａ中のアライメントショットを、ＥＧＡ法でサ
ンプルアライメントされなかったショット領域（１つ若
しくは複数）にして、精度の確認をすることもできる。

【００６６】以上本実施例では、制御系１２、又は４０
にタイマーを設けて信号ＢＥＡＭ ＲＤＹがＮＧになっ
てからの時間をカウントするようにしたが、このタイマ
ーは信号ＢＥＡＭ ＲＤＹがＯＫになった時点でクリア
されるように構成される。そこでそのカウント値が極め
て大きくなった時（例えば６０秒以上の時）に、初めて
エマージェンシィ信号を出力してレーザ光源（若しくは
ステッパー）をダウンさせても良い。

【００６７】さらに本実施例では、ビーム品質の異常の
程度を信号ＢＥＡＭ ＲＤＹのＮＧの経過時間で捉えて
いたが、他の方法によっても良い。例えば、信号ＢＥＡ
Ｍ ＲＤＹがＮＧになった時、レーザ光源側の分光器１
１４から絶対波長の変動量に関する情報を制御系４０に
読み込むように構成する。そして制御系４０内にはその
変動量が過大であってビーム品質を高速復帰させたとし
ても長時間かかるのか、又はその変動量が少なくて高速
復帰が短時間（例えば１ショット分の露光時間、或いは
ステッピング時間）に済むのかを判定する手段（ハード
ウエア、又はソフトウエア）を組み込んでおく。そし
て、この判定手段が品質復帰に長時間かかると判断した
時は、信号ＢＥＡＭ ＲＤＹがＮＧになった後で、信号
ＳＨＵＴ．ＳＴ．がＬｏレベル（閉）になってから直ち
にアライメント動作等のエキシマレーザ光を用いない動
作を開始するようにシーケンスを組んでおく。このよう
にすると、さらにウエハ処理時間を短縮することができ
る。またレーザ光源側からステッパー側へ、ビーム品質
異常の重度の程度を表すインターフェイス信号を送出す
るようにしても良い。

【００６８】以上本実施例では、１つのショット領域の
露光中にビーム品質異常が起きたものとしたが、ステッ
プ・アンド・リピート方式のステッピング中にビーム品
質異常が起きた場合も全く同じ動作を実行させることが
できる。次に第４の実施例について図１０を参照して説
明するが、これは第３の実施例で説明した判定手段の考
え方を発展させたものである。図１０で判定部１３０
は、絶対波長の変動量に関する情報Ａ1 、スペクトル幅
の変化量に関する情報Ａ2、及びパルスエネルギーに関
する情報Ａ3 を入力し、これらの情報Ａ1 、Ａ2 、Ａ3
の夫々から図３中に示した信号ＳＳ1 、ＳＳ2 、ＳＳ3
に相当する信号を作り出し、その信号のうちいずれか１
つでも規格外の時は信号ＢＥＡＭ ＲＤＹをＨｉレベル
に変化させる異常検知回路１２３を含んでいる。

【００６９】さらに判定部１３０は、情報Ａ1 、Ａ2 、
Ａ3 の種類やその程度に応じた判定結果情報ＦＤＡを発
振回路１２２とステッパー側とに出力する。発振回路１
２２は情報ＦＤＡに応じて最低周波数と最高周波数との
間で発振周波数を段階的、又は連続的に変化させること
ができる。例えば情報Ａ1 に基づく判定結果で信号ＢＥ
ＡＭ ＲＤＹがＮＧになったものとすると、この時判定
部１３０は、波長変動量の程度から波長安定化のサーボ
ロックの外れ具合を、例えば３段階で評価し、最も外れ
具合が大きい場合は、発振回路１２２が最高発振周波数
（２００Ｈｚ）で自己発振するような情報ＦＤＡを出力
する。同様に波長ロックの外れ具合が中間程度の場合
は、自己発振の周波数が最高発振周波数よりも低い値
（例えば１００Ｈｚ程度）になるように発振回路１２２
を制御する。そして波長ロックの外れ具合が軽い場合
は、さらに低い周波数（例えば５０Ｈｚ程度）になるよ
うに発振回路１２２を制御する。

【００７０】また情報Ａ3 （パルスエネルギー量）に基
づく判定としては、設定値と計測値との差を求め、その
差が規格で定められている幅からどれ位外れているかを
評価し、その評価結果に応じて発振回路１２２の自己発
振周波数を変えるようにする。情報Ａ1 とＡ3 の両方で
ビーム品質がＮＧになった場合は、それらの評価結果か
ら最も高い周波数になるものを選び、それを発振回路１
２２にセットすれば良い。

【００７１】尚、スペクトル幅に関する情報Ａ２につい
ては、狭帯化されたレーザ光のスペクトル幅が０．００
３〜０．００５ｎｍ程度と極めて狭いため、この程度
（例えば０．００３ｎｍ）の分解能でスペクトル幅変化
をモニターできるセンサー系から得る必要がある。スペ
クトル幅を変化させる１つの要因は、狭帯化用の光学素
子（エタロン、グレーティング等）の劣化にある。エタ
ロンを用いた狭帯化の場合、エタロンのギャップ不良に
よってスペクトル幅が変化する。

【００７２】そこで図１１のように、エタロンを構成す
る２枚の平行な石英板（透過性反射膜付き）１０４Ａ、
１０４Ｂの夫々を保持する金物１４０Ａ、１４０Ｂの間
に、引張りバネ１４１、ピエゾ素子１４２等から成るギ
ャップ調整機構を周囲複数ヶ所に設け、ピエゾ素子１４
２を適当にドライブすることで、２枚の石英板１０４
Ａ、１０４Ｂのギャップ量や平行度を微調するようにす
る。そしてレーザ光源をダミー発振させては、分光器１
１４内に設けられた高分解能のスペクトル幅センサー等
によってスペクトル幅の変化をモニターしつつ、ピエゾ
素子１４２を微小量だけ駆動させ、スペクトル幅が最も
狭くなるように追い込む。この場合、スペクトル幅を元
に戻すには、多数のパルス発光が必要となり、従って発
振回路１２２からのトリガ信号ＳＧの周波数はできるだ
け高い方が良い。

【００７３】このため、判定部１３０は情報Ａ2 （スペ
クトル幅の変化量）に応じて発振回路１２２の発振周波
数を変化させても良いが、実用的には規格値以上のスペ
クトル幅変化が検知されたら、直ちに最高発振周波数に
セットしてピエゾ素子１４２の駆動を早めるようにした
方が良い。以上本実施例においては、ビーム品質異常を
起こした要因、又は異常の程度に応じてレーザ光源のダ
ミー発振周波数を最低発振周波数（例えば１Ｈｚ）から
最高発振周波数（例えば２００Ｈｚ）までの間で変化さ
せるようにしたので、より短い時間でビーム品質を復帰
させることができるといった利点がある。

【００７４】以上、本発明の各実施例を説明したが、各
実施例で共通した信号ＢＥＡＭ ＲＤＹを使うことによ
って、ダミー発振中のトリガ信号の周波数は上限（例え
ば２００Ｈｚ）を越さない限り比較的自由に設定するこ
とができる。極端な場合、トリガ信号は周波数として定
義できない１パルスであっても良い。例えば信号ＢＥＡ
Ｍ ＲＤＹがＮＧかどうかをチェックするために、発振
回路１２２から１パルスのトリガ信号を高圧放電回路１
２０に送ってダミー発光させ、このダミー発光によって
分光器１１４でビーム品質の異常（規格からのずれ）が
どの程度なのかを知り、その結果に基づいてオープン制
御でエタロン１０４の傾斜角を変化させる等の復帰動作
にしても良い。この場合、オープン制御で復帰動作を行
うため、原理的には１パルスのダミー発光で良い訳であ
るが、実用的にはオープン制御完了後にさらに１パルス
のダミー発光を行って、ビーム品質が元に戻ったこと
（信号ＢＥＡＭ ＲＤＹがＯＫ）を確認するのが良い。
この時１パルス目と２パルス目の間隔は、ビーム品質を
復帰させるオープン制御系の応答時間よりは長くする必
要がある。従って１パルス目と２パルス目の間隔（時
間）は、予め決められた周波数の逆数（周期）として定
義されるものではない。

【００７５】またビーム品質を規格内に安定化しておく
ための最低発振周波数についても、そのパルス（トリ
ガ）間隔は一定の場合のみに限定されるものではない。
例えばオープン制御によって１パルスのダミー発光でビ
ーム品質を復帰できる場合、確認のための２パルス目の
ダミー発光によってビーム品質がＯＫとなったことを検
知したら、次のダミー発光までの時間を数秒以上にする
こともできる。

【００７６】その他、ダミー発振用の発振回路を２つ設
け、一方の発振回路はビーム品質を維持する波長サーボ
ロック等が外れるか否かの極めて低い周波数（例えば
０．５Ｈｚ）の第１トリガ信号（間隔２秒のパルス）を
発振するようにし、他方の発振回路は第１トリガ信号の
１パルスによるダミー発光によって信号ＢＥＡＭ ＲＤ
ＹがＮＧになった時に、１パルス、又は連続した複数パ
ルスから成る第２トリガ信号を第１トリガ信号の次のパ
ルスまでの間に出力するように構成する。そして第１ト
リガ信号と第２トリガ信号との論理和（ＯＲ）をとって
高圧放電回路１２０のトリガ信号としても良い。

【００７７】尚、以上の各実施例では、レーザ光源がス
テッパー側からアクセスされない待機中のダミー発振は
全てレーザ光源側の発振回路１２２で行うとしたが、こ
の発振回路１２２と同等の機能をステッパー側に設け、
信号ＥＸＴ．ＴＲＧ．によってレーザ光源をダミー発振
させても良い。さらにレーザ光源側に設けられたシャッ
ターＳＨはステッパー本体内に設けても良く、極端な場
合、投影レンズＰＬとウエハＷの間に出し入れ可能に配
置しても良い。またステッパーが露光動作中に信号ＢＥ
ＡＭ ＲＤＹがＮＧになった時、シャッターＳＨを閉じ
る代わりに、ＸＹステージ３２Ｘ、３２Ｙを移動させて
ウエハＷを投影レンズＰＬの投影視野外（レーザ光の光
路外）に退避させても良い。この場合、ＸＹステージ３
２Ｘ上のウエハ以外の部分にレチクルＲのパターン像が
投射されることになるので、その部分にパターン像全体
を受光する光電センサーを固定しておけば、ダミー発振
中のパルスエネルギーを投影レンズＰＬの結像面位置で
チェックすることができる。

【００７８】

【発明の効果】以上本発明によれば、ビーム品質の異常
に対応できるため、回路パターン製造中の基板を不良に
することがなく歩留まりを向上することができる。ま
た、本発明によれば、レーザ光のビーム品質が異常とな
った場合、レーザ光源を極力ダウンさせることなく元の
規格内に品質を戻すことができる。

【００７９】またレーザ光が加工装置側で使用されない
間、レーザ光源をダミー発振させる際、ダミー発振のパ
ルス数を極めて少なくすることができると同時に、ビー
ム品質に異常が生じた時には、速やかにビーム品質の復
帰が可能である。一般にこの種のパルスレーザ光源内の
ガス寿命や光学部品、電気部品の寿命はパルス数で決ま
るため、実際の加工（露光）に寄与するパルス数を相対
的に増大させることができる。

【００８０】さらに、レーザ光源がビーム品質異常を検
知して復帰動作をしている間、加工装置側ではレーザ光
を用いない動作を一部先行して実行することができるた
め、全体としての稼働率、スループットの低下を極めて
小さく抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による露光装置の全体的
な構成を示す斜視図。

【図２】レーザ光源内の波長狭帯化及び安定化のための
構成を示す斜視図。

【図３】第１の実施例によるレーザ光源側の制御系の構
成を示すブロック図。

【図４】正常動作時の各種信号の状態を示すタイミング
チャート図。

【図５】第１の実施例におけるビーム品質異常の復帰動
作時の各種信号の状態を示すタイミングチャート図。

【図６】第２の実施例によるビーム品質復帰動作時の各
種信号の状態を示すタイミングチャート図。

【図７】第２の実施例に好適な回路を示すブロック図。

【図８】ウエハ上のショット領域の配列を示す平面図。

【図９】本発明の第３の実施例によるビーム品質復帰動
作時の各種信号の状態を示すタイミングチャート図。

【図１０】本発明の第４の実施例による制御系の構成を
示すブロック図。

【図１１】エタロンのギャップ調整機構の構造を模式的
に示す断面図である。

【符号の説明】

Ｒ・・・レチクル、ＰＬ・・・投影レンズ、Ｗ・・・ウ
エハ、ＳＨ・・・シャッター、１０・・・レーザ光源本
体、１２・・・レーザ光源制御系、３０Ｘ、３０Ｙ・・
・レチクルアライメント系、３２Ｘ、３２Ｙ・・・ＸＹ
ステージ、３４・・・ウエハアライメント系、４０・・
・ステッパー制御系、１００・・・レーザチャンバー、
１０４・・・エタロン、１１４・・・分光器、１１８・
・・パワーディテクター、１２０・・・高圧放電回路、
１２１・・・放電電圧調整回路、１２２・・・発振回
路、１２３・・・異常検知回路、１３０・・・異常判定
部。

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パルスビームを発振するビーム源と、該ビ
   ーム源からのパルスビームを使って基板を露光する露光
   システムとを備えた露光装置において、 前記パルスビームの光路を遮断する遮へい部材と、 前記パルスビームの少なくとも一部をモニタして前記パ
   ルスビームの品質異常を検知して品質異常信号を出力す
   る異常検知手段と、 前記異常検知手段から出力される前記品質異常信号に基
   づいて前記パルスビームの品質調整を行う調整手段と、 前記異常検知手段から前記品質異常信号が出力されない
   ときに、前記遮へい部材により前記パルスビームの光路
   を遮断した状態で、前記パルスビームの品質を安定化す
   るのに必要な低い周波数で前記ビーム源を自己発振させ
   るとともに、前記異常検知手段から前記品質異常信号が
   出力されるときに、前記遮へい部材により前記パルスビ
   ームの光路を遮断した状態で、前記パルスビームの品質
   を復帰させるために前記低い周波数よりも高い周波数で
   前記ビーム源を自己発振させるビーム制御系と、 を備えたことを特徴とする露光装置。
2. 【請求項２】ビーム源からのパルスビームでマスクを照
   明し、該マスクの回路パターンの像を基板上に露光する
   回路パターン製造方法において、 前記パルスビームの品質の良否を判定するステップと、 前記パルスビームの品質が良と判定されるときに、前記
   パルスビームの光路を遮断した状態で、前記パルスビー
   ムの品質を安定化するのに必要な低い周波数で前記パル
   スビームを自己発振させるステップと、 前記パルスビームの品質が否と判定されるときに、前記
   パルスビームの光路を遮断した状態で、前記低い周波数
   よりも高い周波数で前記パルスビームを自己発振させて
   前記パルスビームの品質を復帰させるステップと、 を含むことを特徴とする回路パターン製造方法。
3. 【請求項３】前記パルスビームの品質は、前記パルスビ
   ームのエネルギー、絶対波長、スペクトル幅のうちの少
   なくとも一つを含むことを特徴とする請求項２に記載の
   方法。
4. 【請求項４】パルスビームを発振するビーム源と、該ビ
   ーム源からパルスビームを用いて基板を露光する露光シ
   ステムとを備えた露光装置において、 前記パルスビームの品質に異常がないかどうか判定する
   異常判定手段と、 前記パルスビームに異常があると判定された場合に、前
   記パルスビームを異常状態から復帰させるための調整動
   作を行うビーム調整手段と、 前記異常判定手段で前記パルスビームの品質が異常と判
   定されたときから時間の計測を開始するとともに、前記
   ビーム調整手段の調整動作中に前記計測される時間が予
   め設定した時間を超えたかどうかを判定する時間判定手
   段と、 該時間判定手段の判断結果に基づいて前記露光システム
   の動作を制御する露光制御系と、 を備えたことを特徴とする露光装置。
5. 【請求項５】前記パルスビームの品質は、前記パルスビ
   ームのエネルギー、絶対波長、スペクトル幅のうちの少
   なくとも一つを含むことを特徴とする請求項４に記載の
   装置。
6. 【請求項６】前記計測される時間が予め設定した時間を
   超えたと判定された場合に、前記ビーム源をダウンさせ
   ることを特徴とする請求項４に記載の装置。
7. 【請求項７】前記計測される時間が予め設定した時間を
   超えたと判定された場合に、前記露光制御系は、前記露
   光システムにビーム源からのパルスビームを使わない動
   作を行わせることを特徴とする請求項４または５に記載
   の装置。
8. 【請求項８】パルスビームでマスクを照明し、該マスク
   の回路パターンの像を基板上に露光する回路パターン製
   造方法において、 前記パルスビームの品質の良否を判定するステップと、 前記パルスビームの品質が異常と判定されたときに、前
   記パルスビームの品質復帰動作を始めるステップと、 前記パルスビームの品質が異常と判定されたときからの
   時間を計測するステップと、 前記品質復帰動作中に、前記計測される時間が予め設定
   した時間を超えたかどうかを判定するステップと、 を含むことを特徴とする回路パターン製造方法。
9. 【請求項９】前記パルスビームの品質は、前記パルスビ
   ームのエネルギー、絶対波長、スペクトル幅のうちの少
   なくとも一つを含むことを特徴とする請求項８に記載の
   方法。
10. 【請求項１０】パルスビームを発振するビーム源と、該
    ビーム源からパルスビームを用いて基板を露光する露光
    システムとを備えた露光装置において、 前記パルスビームの品質に異常がないかどうか判定する
    異常判定手段と、 前記パルスビームに異常があると判定された場合に、前
    記パルスビームを異常状態から復帰させるための調整動
    作を行うビーム調整手段と、 前記ビーム調整手段の調整動作に要する時間を判断する
    とともに、その判断結果に基づいて前記露光システムの
    動作を制御する露光制御系と、 を備えることを特徴とする露光装置。
11. 【請求項１１】前記露光制御系は、前記調整動作に要す
    る時間に基づいて前記露光システムでパルスビームを使
    わない動作を行わせることを特徴とする請求項１０に記
    載の露光装置。
12. 【請求項１２】パルスビームを用いてマスクの回路パタ
    ーンの像を基板上に露光する回路パターン製造方法にお
    いて、 前記パルスビームの品質の良否を判定するステップと、 前記パルスビームの品質が異常と判定されたときに、前
    記パルスビームの品質復帰動作を開始するとともに、前
    記パルスビームの品質復帰に要する時間を判断するステ
    ップと、 を含むことを特徴とする回路パターン製造方法。
13. 【請求項１３】前記パルスビームの品質は、前記パルス
    ビームのエネルギー、絶対波長、スペクトル幅のうちの
    少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１２に記
    載の方法。
14. 【請求項１４】前記パルスビームの品質の変動量に応じ
    て、前記パルスビームの品質復帰に要する時間を判断す
    ることを特徴とする請求項１２または１３に記載の方
    法。
15. 【請求項１５】ビーム源からのパルスビームを用いてマ
    スクの回路パターンの像を基板上に露光する回路パター
    ン製造方法において、 前記パルスビームの品質の良否を判定するステップと、 前記パルスビームの品質が異常と判定されたときに、前
    記パルスビームを自己発振させながら前記パルスビーム
    の品質復帰動作を行うステップと、 前記パルスビームの異常の種類の応じて、前記パルスビ
    ームの品質復帰動作中の前記パルスビームの自己発振周
    波数を設定するステップと、 を含むことを特徴とする回路パターン製造方法。
16. 【請求項１６】前記パルスビームの異常の種類は、前記
    パルスビームのエネルギー、絶対波長、スペクトル幅の
    うちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１
    ５の露光方法。
17. 【請求項１７】ビーム源からのパルスビームを用いてマ
    スクのパターンの像を基板上に露光する回路パターン製
    造方法において、 前記パルスビームの品質の良否を判定するステップと、 前記パルスビームの品質が異常と判定されたときに、前
    記パルスビームを自己発振させながら前記パルスビーム
    の品質復帰動作を行うステップと、 前記パルスビームの異常の程度の応じて、前記パルスビ
    ームの品質復帰動作中の前記パルスビームの自己発振周
    波数を設定するステップと、 を含むことを特徴とする回路パターン製造方法。
18. 【請求項１８】前記パルスビームの品質は、前記パルス
    ビームのエネルギー、絶対波長、スペクトル幅のうちの
    少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１７に記
    載の方法。