JPH0622193B2 - 露光装置 - Google Patents

露光装置

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JPH0622193B2
JPH0622193B2 JP61127595A JP12759586A JPH0622193B2 JP H0622193 B2 JPH0622193 B2 JP H0622193B2 JP 61127595 A JP61127595 A JP 61127595A JP 12759586 A JP12759586 A JP 12759586A JP H0622193 B2 JPH0622193 B2 JP H0622193B2
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    • 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
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/7085Detection arrangement, e.g. detectors of apparatus alignment possibly mounted on wafers, exposure dose, photo-cleaning flux, stray light, thermal load
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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】 [発明の属する技術分野] 本発明は、露光装置、特に光源位置制御装置を備えた露
光装置に関する。
[従来技術] 従来、半導体露光装置のランプの位置合せは、第6図に
示すように、ランプの陰極または陽極の像をピンホール
板13とアークモニタ板14を用いて目視しながら所定の位
置に合せる方法をとっていた。すなわち、同図におい
て、ランプ9からの光束の一部はハーフミラー(または
コールドミラー)11を透過して取り出され、ミラー12で
反射された後、ピンホール板13のピンホールを通過し、
ランプ9が正規の位置にあればアークモニター板14上に
像を作る。アークモニター板14とピンホール板13は2次
光源であるオプテイカル・インテグレータ1の強度分布
が対称になるような位置にランプ9が来た時にアークモ
ニタ板の所定の位置に結像するようにされている。2次
光源の強度分布が非対称だと像性能に悪影響をおよぼす
ことになる。そこで、作業者は、ランプの陰極または陽
極の像がこのアークモニター板14上の所定の位置に来る
様にランプ位置を調整していた。こうすることでハーフ
ミラー11で反射されオフテイカル・インテグレータ1を
経由し、ミラー2で反射され、コンデンサレンズ3でマ
スク4面に集光される光のマスク4面での照度むらを除
去できる。
ところが、この方法では2次光源であるオプテイカル・
インテグレータ1の強度分布を直接モニターしていてな
いので、ランプ9がアークモニター板14上で正規の位置
にあったとしても2次光源の強度分布が対称とならない
場合が起こり得るという欠点があった。これは楕円ミラ
ー10の焦点位置からオプテイカル・インテグレータ1の
中心までの光軸と、ミラー12、ピンホール板13およびア
ークモニター板14の軸とが例えば光学系の経時変化、環
境変化等によりずれている場合に起こり得る。
また、アークモニター板14上での像は鮮明でなく、又、
これを目視だけで正確な位置に合せることは、きわめて
困難であった。
更に、ランプが精密に正視の位置にないとマスク4面の
照度のむらが無視できない程大きいので、従来は、先ず
精度の悪いアークモニター板14上での大凡の位置合せを
行なった後、マスク4面の照度分布を測定しながらラン
プ位置の微調整を行なっていたため、ランプの位置合せ
はかなり面倒であった。
[発明の目的] 本発明は、上述の従来形における問題点に鑑み2次光源
であるオプテイカル・インテグレータの強度分布を直接
モニターして、2次光源の強度分布を対称とすること
で、被照射面での照度分布が対称となって照度のむらが
小さくなりかつまた照度を最大にする様にランプ位置を
正確にかつ容易に合わせることを可能とする光源位置制
御装置を備えた露光装置を提供することを目的とする。
[実施例] 第1図に本発明の1実施例に用いる強度分布検出部の概
略図を示す。1は2次光源であるところのオプテイカル
・インテグレータ、2は透過率1〜2%のハーフミラー
である。ハーフミラー2で反射された光はコンデンサレ
ンズ3でマスク4面に集光される。また、ハーフミラー
2を透過した光束8a,8bはコンデンサレンズ5で集
光されてマスク4の面の中心と共役な点にピンホールを
持つピンホール板6を通過し、受光素子7に入射する。
ランプ位置を合せる場合には、受光素子7の出力をモニ
ターしながら光軸に対して対称となる光束8a,8bが
同じ強度となる様にランプ位置に調整すればよい。
第2図に受光素子7の使用例を示す。ここでは受光素子
として第2図(a)のような4分割のフオートデイテク
タを用いる例を示す。2次光源の強度分布が対称となる
には第2図(a)の4分割されたフオトデイテクタの分
割面AとC、BとDに入射する光の強度が等しくなれば
よい。すなわちランプ位置の合せ方は、具体的には第2
図(b)のように、フオートデイテクタ出力を解析部2
0に入力し、増巾解析結果としての出力のA−CとB−
DとA+B+C+Dをモニターして、光軸に垂直な平面
内での直交する軸方向の位置をA−CとB−Dが0とな
る様に調整し、光軸方向はA+B+C+Dが最大になる
ように調整する。受光素子7は光源が正規の位置にある
時にはA−CとB−Dが0となる位置にあらかじめ設置
されている。A+B+C+Dを最大の状態にすることで
絶対照度を大きくし照明効率をよくできる。
なお、受光素子についてはこの他にCCDエリアセンサ
ーを用いるようにしてもよい。
第3図は、本発明を半導体露光装置に実施した例を示
す。9は光源であるところの水銀ランプで、ランプ9の
アーク中心は楕円ミラー10の第1焦点に位置する。ま
た、楕円ミラー10の第2焦点にはオプテイカル・インテ
グレータ1を配置する。11はミラーである。1のオプテ
イカル・インテグレータ以下解析部20までの構成は先に
述べたとおりである。図のマスク4の下には図示されて
いない、焼付けられるべきウエハを保持する部材があ
る。
受光素子7より出力され入力先の解析部20で増巾、解析
されて出力された信号は信号伝達手段28を経由してスラ
イド駆動源制御部30に入力される。制御部30は入力信号
に応じて駆動部40中のスライド駆動源25,26,27に指令
信号を、信号伝達手段29を経由して送る。第4図に駆動
部40の1例の詳細図を示す。駆動源25,26,27はそれぞ
れ一方向スライド用のスライド22,23,24をスライド方
向に指令信号に応じて駆動制御する。駆動源は、例えば
スライドに付いているナツト部をボールネジシステムに
よってスライド方向に押引することでスライドを駆動す
る。スライド22はスライド23を図面Z方向にスライドさ
せる為の不図示のガイドを有し、又駆動源26を固定支持
している。同様にスライド24は、スライド22を図面Y方
向にスライドさせるための不図示のガイドを有し、また
駆動源25を固定支持している。スライド24を図面X方向
にスライドさせるためのガイドと駆動源27は不図示の露
光装置本体に設置された固定支持部50に設けられあるい
は固定支持されている。このようにスライド22,23,24
はX,Y,Zスライドシステムを形成する。ガイドは例
えばリニアベアリングシステムでよい。ここでスライド
23のスライド方向は光軸と平行方向、スライド22,24の
スライド方向は光軸と垂直かつ互いに垂直方向であり、
受光素子7の分割面のA−C方向とそれに垂直なB−D
方向はそれぞれスライド22,24が移動した時光源9から
の光によるA,CおよびB,Dのそれぞれの出力比変化が
最も大きくなるように向きを調節されている。制御部30
はA−C>0の時、Aの出力がCの出力に比べて相対的
に小さくなる方向にスライド22を駆動するように駆動源
25を制御しこの移動の間A−CをモニタしA−C=0と
なった時駆動源25を停止させる。この時行きすぎてA−
C<0となった時は前と逆方向にスライド22を駆動して
A−C=0になった時停止させるようにしてもよい。ま
たある程度許容範囲を設け、この中に来た時停止させる
ようにしてもよい。最初にA−C<0の時はこれと逆の
要領で制御する。またB−D≠0の時は駆動源27を前記
と同様の要領で制御部30が制御する。更に制御部30は、
駆動源26を制御して光源9が光軸方向の定められた一定
区間を移動するようにし、その時の各点でのA+B+C
+Dの値を記憶して、このうちの最大値を判別して記
憶、再び光源9を一定区間、A+B+C+Dの値をモニ
タしながら移動させ、A+B+C+Dの値が記憶した最
大値になった時に光源9が停止するようにする。スライ
ド23と22の対向部分に不図示のリニアポテンシヨメータ
等スライド23の位置情報を検出する手段を設け、これか
ら制御部30に信号伝達手段31を介して位置情報を送り、
この情報に基づいて制御部30は光源9が一定区間を移動
するよう駆動源26を駆動させる。一定区間は最小でも、
絶対強度最大の点が常に含まれるような大きさおよび位
置にとる。以上の制御方法を第5図に示した。
第5図に示した制御方法のうち以降の過程は必要がな
ければ除いてもよい。この場合までの過程終了後すぐ
にSTART状態にもどるようなループにすれば光源の位置
を常に監視制御する事ができ、例えば不慮の事故等で使
用中に光源が許容範囲外にずれてもすぐに範囲内にもど
すことが可能で、1旦装置を停止させて位置調整を行っ
たり、照度むらが大きい状態でそのまま作業を続けたり
するような事がなく、スループツトが向上する。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によって2次光源からの直
接光を受光素子で受けこの受光素子の出力によって自動
的にランプの位置を調整しているため光源としてのラン
プを被照射面例えばマスク面での照度分布が対称でむら
のない位置に正確にかつ容易に位置合せすることが可能
となった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の1実施例に用いる強度分布検出部を示
す概略図、第2図(a)は同実施例の受光素子の例の平
面図、第2図(b)は同受光素子の1例の構造概略図、
第3図は本発明の1実施例の光源位置制御装置を用いた
半導体露光装置を示す概略図、第4図は光源駆動部の1
例を示す斜視図、第5図は該1実施例の制御装置の作動
方法を示すフローチヤート、第6図は従来の光源位置を
調整する為の手段を有する半導体露光装置の概略図であ
る。 図中; 1:オプテイカルインテグレータ 5:コンデンサレンズ 6:ピンホール板 7:受光素子 9:ランプ 10:楕円ミラー 20:解析部 30:駆動源制御部 40:光源駆動部である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源からの光で2次光源を形成し、該2次
    光源からの光でマスク面を照明する露光装置において、
    前記マスク面及び前記マスク面と共役な平面とは異なる
    位置で前記2次光源からの光束を受光し、前記2次光源
    の強度分布を検出する検出手段と、該検出手段による検
    出結果に応じて前記2次光源の強度分布が光軸に関して
    対称になるよう前記光源の位置を調整する調整手段とを
    有することを特徴とする露光装置。
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