JP2001148344A - 露光装置、エネルギ源の出力制御方法、該方法を用いるレーザ装置、及びデバイス製造方法 - Google Patents
露光装置、エネルギ源の出力制御方法、該方法を用いるレーザ装置、及びデバイス製造方法Info
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- JP2001148344A JP2001148344A JP2000228262A JP2000228262A JP2001148344A JP 2001148344 A JP2001148344 A JP 2001148344A JP 2000228262 A JP2000228262 A JP 2000228262A JP 2000228262 A JP2000228262 A JP 2000228262A JP 2001148344 A JP2001148344 A JP 2001148344A
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- 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
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
- G03F7/70558—Dose control, i.e. achievement of a desired dose
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Lasers (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 パルス状の露光ビームを出力するエネルギ源
を有する露光装置において、露光量制御精度を高めるこ
とを主な課題としている。 【解決手段】 パルス状の露光ビームを出力するエネル
ギ源３１と、エネルギ源３１から出力された露光ビーム
のエネルギをパルス毎に検出する検出装置２５と、直前
に出力されたパルスよりも以前に出力されたパルスにつ
いて検出装置２５により検出されたエネルギに基づき次
に出力するパルスのエネルギを制御する制御装置２６と
から構成する。
を有する露光装置において、露光量制御精度を高めるこ
とを主な課題としている。 【解決手段】 パルス状の露光ビームを出力するエネル
ギ源３１と、エネルギ源３１から出力された露光ビーム
のエネルギをパルス毎に検出する検出装置２５と、直前
に出力されたパルスよりも以前に出力されたパルスにつ
いて検出装置２５により検出されたエネルギに基づき次
に出力するパルスのエネルギを制御する制御装置２６と
から構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子や液晶
表示素子等の製造の分野において用いられる露光装置、
エネルギ源の出力制御方法、その方法を用いるレーザ装
置、及びデバイス製造方法に関する。
表示素子等の製造の分野において用いられる露光装置、
エネルギ源の出力制御方法、その方法を用いるレーザ装
置、及びデバイス製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、半導体素子、液晶表示素子、
撮像素子（ＣＣＤ等）や薄膜磁気ヘッド等をフォトリソ
グラフィ技術を用いて製造する際に、マスクとしてのレ
チクルのパターンの投影光学系を介した像をフォトレジ
スト等が塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）上
に投影露光する投影型の露光装置が使用されている。露
光装置における一つの基本的な機能として、ウエハの各
ショット領域内の各点に対する露光量（積算露光エネル
ギ）を適正範囲内に維持する露光量制御機能がある。
撮像素子（ＣＣＤ等）や薄膜磁気ヘッド等をフォトリソ
グラフィ技術を用いて製造する際に、マスクとしてのレ
チクルのパターンの投影光学系を介した像をフォトレジ
スト等が塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）上
に投影露光する投影型の露光装置が使用されている。露
光装置における一つの基本的な機能として、ウエハの各
ショット領域内の各点に対する露光量（積算露光エネル
ギ）を適正範囲内に維持する露光量制御機能がある。
【０００３】また、最近においては、ウエハ上に露光す
るパターンの解像度をより高めることが求められてお
り、解像度を高めるための一つの手法として露光光の短
波長化がある。これに関して、現在、露光用の光源とし
て使用することができる光源の中で、発光される光の波
長の短いものは、ＫｒＦエキシマレーザ若しくはＡｒＦ
エキシマレーザ等のエキシマレーザ光源、金属蒸気レー
ザ光源、又はＹＡＧレーザ光源等のパルス発振型のレー
ザ光源（パルス光源）である。しかしながら、水銀ラン
プ等の連続発光型の光源と異なり、パルス光源では発光
されるパルス光の露光エネルギ（パルスエネルギ）がパ
ルス発光毎にばらつくという特性がある。このため、パ
ルス光源を使用する場合の露光量制御においては、パル
スエネルギのばらつきを考慮することが要求される。
るパターンの解像度をより高めることが求められてお
り、解像度を高めるための一つの手法として露光光の短
波長化がある。これに関して、現在、露光用の光源とし
て使用することができる光源の中で、発光される光の波
長の短いものは、ＫｒＦエキシマレーザ若しくはＡｒＦ
エキシマレーザ等のエキシマレーザ光源、金属蒸気レー
ザ光源、又はＹＡＧレーザ光源等のパルス発振型のレー
ザ光源（パルス光源）である。しかしながら、水銀ラン
プ等の連続発光型の光源と異なり、パルス光源では発光
されるパルス光の露光エネルギ（パルスエネルギ）がパ
ルス発光毎にばらつくという特性がある。このため、パ
ルス光源を使用する場合の露光量制御においては、パル
スエネルギのばらつきを考慮することが要求される。
【０００４】このようなパルス光源をステッパーのよう
な一括露光型の投影露光装置に適用した場合における露
光量制御としては、露光光の光量を連続的にモニタする
ためのインテグレータセンサを使用した所謂カットオフ
制御が知られている。カットオフ制御においては、イン
テグレータセンサの計測結果が、目標露光量に対してパ
ルスエネルギのばらつきを考慮して定められた臨界レベ
ルを超えるまで、パルス光源の発光が繰り返される。さ
らに、インテグレータセンサの計測結果に応じて、パル
ス発光毎にパルスエネルギを調整する所謂パルス毎制御
も知られている。このパルス毎制御では、カットオフ制
御に比べて、ウエハ上の一点当たりの最小露光パルス数
（所要の露光量制御精度の再現性を得るための最小の露
光パルス数）を小さくすることができる。
な一括露光型の投影露光装置に適用した場合における露
光量制御としては、露光光の光量を連続的にモニタする
ためのインテグレータセンサを使用した所謂カットオフ
制御が知られている。カットオフ制御においては、イン
テグレータセンサの計測結果が、目標露光量に対してパ
ルスエネルギのばらつきを考慮して定められた臨界レベ
ルを超えるまで、パルス光源の発光が繰り返される。さ
らに、インテグレータセンサの計測結果に応じて、パル
ス発光毎にパルスエネルギを調整する所謂パルス毎制御
も知られている。このパルス毎制御では、カットオフ制
御に比べて、ウエハ上の一点当たりの最小露光パルス数
（所要の露光量制御精度の再現性を得るための最小の露
光パルス数）を小さくすることができる。
【０００５】ところで、露光量の制御精度を高める観点
からは、レーザ光源における次パルスの発光エネルギを
設定することが重要である。そのために、例えば、露光
装置においてインテグレータセンサによりエネルギ計測
が行われると、その計測値に基づいて次のパルスのため
のチャージ電圧の算出及び設定等が行われる。
からは、レーザ光源における次パルスの発光エネルギを
設定することが重要である。そのために、例えば、露光
装置においてインテグレータセンサによりエネルギ計測
が行われると、その計測値に基づいて次のパルスのため
のチャージ電圧の算出及び設定等が行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】近年においては、レー
ザ光源の繰り返し発光周波数が高くなっているので、上
述のようにレーザ光源の次のパルスの発光エネルギを設
定あるいは制御する場合、設定あるいは制御のための十
分な時間を得ることができず、制御精度が低くなること
がある。より特定的には、レーザ光源から所定の周期で
露光ビームを出力する際、直前に出力されたパルスのエ
ネルギの検出値を用いると、次に出力すべきパルスのエ
ネルギ値の算出が間に合わないことがある。また、直前
に出力されたパルスのエネルギの検出値を用いると、レ
ーザ光源の充電が間に合わないことがある。さらに、直
前に出力されたパルスのエネルギの検出値を用いると、
レーザ光源からの露光ビームの発射が間に合わないこと
がある。これは、レーザ光源に発振トリガを与えてから
実際に露光ビームが出力されるまでの発振遅れが生じる
ことがあるからである。
ザ光源の繰り返し発光周波数が高くなっているので、上
述のようにレーザ光源の次のパルスの発光エネルギを設
定あるいは制御する場合、設定あるいは制御のための十
分な時間を得ることができず、制御精度が低くなること
がある。より特定的には、レーザ光源から所定の周期で
露光ビームを出力する際、直前に出力されたパルスのエ
ネルギの検出値を用いると、次に出力すべきパルスのエ
ネルギ値の算出が間に合わないことがある。また、直前
に出力されたパルスのエネルギの検出値を用いると、レ
ーザ光源の充電が間に合わないことがある。さらに、直
前に出力されたパルスのエネルギの検出値を用いると、
レーザ光源からの露光ビームの発射が間に合わないこと
がある。これは、レーザ光源に発振トリガを与えてから
実際に露光ビームが出力されるまでの発振遅れが生じる
ことがあるからである。
【０００７】よって、本発明の目的は、パルス状の露光
ビームを出力するエネルギ源を有する露光装置におい
て、高精度な露光量制御を可能にすることである。ま
た、所望のエネルギをもったパルスビームを出力可能な
エネルギ源の出力制御方法を提供することも本発明の目
的である。さらに、所望のエネルギのレーザ光を出力可
能なパルス発射型のレーザ装置を提供することも本発明
の目的である。本発明の他の目的は以下の説明から明ら
かになる。
ビームを出力するエネルギ源を有する露光装置におい
て、高精度な露光量制御を可能にすることである。ま
た、所望のエネルギをもったパルスビームを出力可能な
エネルギ源の出力制御方法を提供することも本発明の目
的である。さらに、所望のエネルギのレーザ光を出力可
能なパルス発射型のレーザ装置を提供することも本発明
の目的である。本発明の他の目的は以下の説明から明ら
かになる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】以下、この項に示す例で
は、理解の容易化のため、本発明の各構成要件に実施形
態の図に示す代表的な参照符号を付して説明するが、本
発明の構成又は各構成要件は、これら参照符号によって
拘束されるものに限定されない。
は、理解の容易化のため、本発明の各構成要件に実施形
態の図に示す代表的な参照符号を付して説明するが、本
発明の構成又は各構成要件は、これら参照符号によって
拘束されるものに限定されない。
【０００９】本発明のある側面によると、パルス状の露
光ビームを出力するエネルギ源（３１）と、エネルギ源
（３１）から出力された露光ビームのエネルギをパルス
毎に検出する検出装置（２５）と、直前に出力されたパ
ルスのエネルギ情報を使わずに、その直前に出力された
パルスよりも以前に出力された少なくとも一つのパルス
についての検出装置（２５）により検出されたエネルギ
情報に基づき、次に出力するパルスのエネルギを制御す
る制御装置（２６）と、を備えた露光装置が提供され
る。
光ビームを出力するエネルギ源（３１）と、エネルギ源
（３１）から出力された露光ビームのエネルギをパルス
毎に検出する検出装置（２５）と、直前に出力されたパ
ルスのエネルギ情報を使わずに、その直前に出力された
パルスよりも以前に出力された少なくとも一つのパルス
についての検出装置（２５）により検出されたエネルギ
情報に基づき、次に出力するパルスのエネルギを制御す
る制御装置（２６）と、を備えた露光装置が提供され
る。
【００１０】この構成によると、制御装置（２６）が、
直前に出力されたパルスのエネルギ情報を使わずに、そ
の直前に出力されたパルスよりも以前に出力されたパル
スについてのエネルギ検出値に基づき次に出力するパル
スのエネルギを制御することができるので、十分な時間
を費やして次に出力するパルスのエネルギの設定あるい
は制御を行うことができ、露光量の制御精度が向上す
る。
直前に出力されたパルスのエネルギ情報を使わずに、そ
の直前に出力されたパルスよりも以前に出力されたパル
スについてのエネルギ検出値に基づき次に出力するパル
スのエネルギを制御することができるので、十分な時間
を費やして次に出力するパルスのエネルギの設定あるい
は制御を行うことができ、露光量の制御精度が向上す
る。
【００１１】望ましくは、制御装置（２６）は、直前に
出力されたパルスよりも１パルス前のパルスを含む少な
くとも一つのパルスについての検出装置（２５）により
検出されたエネルギに基づき、次に出力するパルスのエ
ネルギを制御する。
出力されたパルスよりも１パルス前のパルスを含む少な
くとも一つのパルスについての検出装置（２５）により
検出されたエネルギに基づき、次に出力するパルスのエ
ネルギを制御する。
【００１２】例えば、制御装置（２６）は、エネルギ源
（３１）から所定の周期で露光ビームを出力する際、直
前に出力されたパルスのエネルギの検出値を使うと次に
出力すべきパルスのエネルギ値の算出が間に合わない場
合に、その直前に出力されたパルスのエネルギの検出値
を使わずに、その直前に出力されたパルスよりも以前に
出力された少なくとも一つのパルスのエネルギの検出値
に基づき次に出力するパルスのエネルギを制御すること
ができる。
（３１）から所定の周期で露光ビームを出力する際、直
前に出力されたパルスのエネルギの検出値を使うと次に
出力すべきパルスのエネルギ値の算出が間に合わない場
合に、その直前に出力されたパルスのエネルギの検出値
を使わずに、その直前に出力されたパルスよりも以前に
出力された少なくとも一つのパルスのエネルギの検出値
に基づき次に出力するパルスのエネルギを制御すること
ができる。
【００１３】あるいは、制御装置（２６）は、エネルギ
源（３１）から所定の周期で露光ビームを出力する際、
直前に出力されたパルスのエネルギの検出値を使うとエ
ネルギ源（３１）の充電が間に合わない場合に、その直
前に出力されたパルスのエネルギの検出値を使わずに、
その直前に出力されたパルスよりも以前に出力された少
なくとも一つのパルスのエネルギの検出値に基づき次に
出力するパルスのエネルギを制御することができる。
源（３１）から所定の周期で露光ビームを出力する際、
直前に出力されたパルスのエネルギの検出値を使うとエ
ネルギ源（３１）の充電が間に合わない場合に、その直
前に出力されたパルスのエネルギの検出値を使わずに、
その直前に出力されたパルスよりも以前に出力された少
なくとも一つのパルスのエネルギの検出値に基づき次に
出力するパルスのエネルギを制御することができる。
【００１４】あるいは、制御装置（２６）は、エネルギ
源（３１）から所定の周期で露光ビームを出力する際、
直前に出力されたパルスのエネルギの検出値を使うとエ
ネルギ源（３１）からの露光ビームの発射が間に合わな
い場合に、その直前に出力されたパルスのエネルギの検
出値を使わずに、その直前に出力されたパルスよりも以
前に出力された少なくとも一つのパルスのエネルギの検
出値に基づき、次に出力するパルスのエネルギを制御す
ることができる。
源（３１）から所定の周期で露光ビームを出力する際、
直前に出力されたパルスのエネルギの検出値を使うとエ
ネルギ源（３１）からの露光ビームの発射が間に合わな
い場合に、その直前に出力されたパルスのエネルギの検
出値を使わずに、その直前に出力されたパルスよりも以
前に出力された少なくとも一つのパルスのエネルギの検
出値に基づき、次に出力するパルスのエネルギを制御す
ることができる。
【００１５】本発明の他の側面によると、パルス状の露
光ビームを出力するエネルギ源（３１）と、エネルギ源
（３１）からの露光ビームをパターンが形成されたマス
ク（１１）に導く照明系（６，８Ａ，９Ａ，９Ｂ，８
Ｂ，１０）と、マスク（１１）からのパターンの像を基
板（１４）上に投影する投影系（１３）とを備えた露光
装置が提供される。この露光装置は、照明系内でエネル
ギ源（３１）から出力された露光ビームのエネルギをパ
ルス毎に検出する検出装置（２５）と、基板（１４）に
対する積算露光量を制御するための露光制御装置（２
６）と、直前に出力されたパルスの検出されたエネルギ
情報を使わずに、直前に出力されたパルスよりも以前に
出力された少なくとも一つのパルスについての検出装置
（２５）により検出されたエネルギに基づき、次に出力
すべきパルスのエネルギ値を算出し、算出したエネルギ
値を含む制御信号を生成する露光制御装置（２６）と、
露光制御装置（２６）に通信インタフェース（３６）を
介して接続され、露光制御装置（２６）から送られる前
記制御信号に基づき、エネルギ源（３１）を制御するエ
ネルギ源制御装置（３４）と、を備えていることによっ
て特徴付けられる。
光ビームを出力するエネルギ源（３１）と、エネルギ源
（３１）からの露光ビームをパターンが形成されたマス
ク（１１）に導く照明系（６，８Ａ，９Ａ，９Ｂ，８
Ｂ，１０）と、マスク（１１）からのパターンの像を基
板（１４）上に投影する投影系（１３）とを備えた露光
装置が提供される。この露光装置は、照明系内でエネル
ギ源（３１）から出力された露光ビームのエネルギをパ
ルス毎に検出する検出装置（２５）と、基板（１４）に
対する積算露光量を制御するための露光制御装置（２
６）と、直前に出力されたパルスの検出されたエネルギ
情報を使わずに、直前に出力されたパルスよりも以前に
出力された少なくとも一つのパルスについての検出装置
（２５）により検出されたエネルギに基づき、次に出力
すべきパルスのエネルギ値を算出し、算出したエネルギ
値を含む制御信号を生成する露光制御装置（２６）と、
露光制御装置（２６）に通信インタフェース（３６）を
介して接続され、露光制御装置（２６）から送られる前
記制御信号に基づき、エネルギ源（３１）を制御するエ
ネルギ源制御装置（３４）と、を備えていることによっ
て特徴付けられる。
【００１６】本発明のさらに他の側面によると、エネル
ギ源（３１）から出力されたパルス状のビームのエネル
ギをパルス毎に検出し、直前に出力されたパルスの検出
されたエネルギ情報を使わずに、直前に出力されたパル
スよりも以前に出力された少なくとも一つのパルスにつ
いて検出されたエネルギに基づき、次に出力するパルス
のエネルギを制御することを特徴とするエネルギ源の出
力制御方法が提供される。本発明のさらに他の側面によ
ると、パルス状の露光ビームを出力するエネルギ源（３
１）と、エネルギ源（３１）からの露光ビームをパター
ンが形成されたマスク（１１）に導く照明系（６，８
Ａ，９Ａ，９Ｂ，８Ｂ，１０）と、マスク（１１）から
のパターンの像を基板（１４）上に投影する投影系（１
３）とを備えた露光装置が提供される。この露光装置
は、照明系内でエネルギ源（３１）から出力された露光
ビームのエネルギをパルス毎に検出する検出装置（２
５）と、基板（１４）に対する積算露光量を制御するた
めの露光制御装置（２６）と、露光制御装置（２６）に
通信インタフェース（３６）を介して接続され、直前に
出力されたパルスの検出されたエネルギ情報を使わず
に、その直前に出力されたパルスよりも以前に出力され
た少なくとも一つのパルスについての検出装置（２５）
により検出されたエネルギ情報に基づき決定された次に
出力すべきパルスのエネルギ値に応じて、エネルギ源
（３１）による次のパルスの発射を制御するエネルギ源
制御装置（３４、３５）とを備えたものである。この場
合、次に出力すべきパルスのエネルギー値は、露光制御
装置（２６）で決定してもよいし、エネルギ源制御装置
（３４、３５）で決定するようにしてもよい。本発明の
さらに他の側面によると、レーザ光を出力するパルス発
射型のエネルギ源（３１）と、エネルギ源（３１）から
連続的にレーザ光のパルスを出力する際、直前に出力さ
れたパルスの検出されたエネルギ情報を使わずに、それ
よりも以前に出力された少なくとも一つのパルスの検出
されたエネルギ情報に基づき決定された次のパルスの目
標エネルギーに応じてエネルギー源（３１）による次の
パルスの発射を制御するエネルギ源制御装置（３４、３
５）とを備えたレーザ装置が提供される。さらに本発明
の別の側面によると、エネルギ源（３１）から出力され
たパルス状の露光ビームをパターンが形成されたマスク
に導き、該マスクのパターンの像を基板上に投影するこ
とによって、その基板を露光するリソグラフィ工程を含
むデバイス製造方法が提供される。このデバイス製造方
法は、そのエネルギー源（３１）からパルス状の露光ビ
ームを連続的に発射し、そのエネルギ源（３１）から出
力された露光ビームのエネルギをパルス毎に検出し、そ
のエネルギー源（３１）から連続的に露光ビームを発射
しているときに、直前に出力されたパルスの検出された
エネルギ情報を使わずに、その直前に出力されたパルス
よりも以前に出力された少なくとも一つのパルスについ
ての検出されたエネルギ情報に基づいて、エネルギ源
（３１）による次のパルスの発射を制御するようにした
ものである。
ギ源（３１）から出力されたパルス状のビームのエネル
ギをパルス毎に検出し、直前に出力されたパルスの検出
されたエネルギ情報を使わずに、直前に出力されたパル
スよりも以前に出力された少なくとも一つのパルスにつ
いて検出されたエネルギに基づき、次に出力するパルス
のエネルギを制御することを特徴とするエネルギ源の出
力制御方法が提供される。本発明のさらに他の側面によ
ると、パルス状の露光ビームを出力するエネルギ源（３
１）と、エネルギ源（３１）からの露光ビームをパター
ンが形成されたマスク（１１）に導く照明系（６，８
Ａ，９Ａ，９Ｂ，８Ｂ，１０）と、マスク（１１）から
のパターンの像を基板（１４）上に投影する投影系（１
３）とを備えた露光装置が提供される。この露光装置
は、照明系内でエネルギ源（３１）から出力された露光
ビームのエネルギをパルス毎に検出する検出装置（２
５）と、基板（１４）に対する積算露光量を制御するた
めの露光制御装置（２６）と、露光制御装置（２６）に
通信インタフェース（３６）を介して接続され、直前に
出力されたパルスの検出されたエネルギ情報を使わず
に、その直前に出力されたパルスよりも以前に出力され
た少なくとも一つのパルスについての検出装置（２５）
により検出されたエネルギ情報に基づき決定された次に
出力すべきパルスのエネルギ値に応じて、エネルギ源
（３１）による次のパルスの発射を制御するエネルギ源
制御装置（３４、３５）とを備えたものである。この場
合、次に出力すべきパルスのエネルギー値は、露光制御
装置（２６）で決定してもよいし、エネルギ源制御装置
（３４、３５）で決定するようにしてもよい。本発明の
さらに他の側面によると、レーザ光を出力するパルス発
射型のエネルギ源（３１）と、エネルギ源（３１）から
連続的にレーザ光のパルスを出力する際、直前に出力さ
れたパルスの検出されたエネルギ情報を使わずに、それ
よりも以前に出力された少なくとも一つのパルスの検出
されたエネルギ情報に基づき決定された次のパルスの目
標エネルギーに応じてエネルギー源（３１）による次の
パルスの発射を制御するエネルギ源制御装置（３４、３
５）とを備えたレーザ装置が提供される。さらに本発明
の別の側面によると、エネルギ源（３１）から出力され
たパルス状の露光ビームをパターンが形成されたマスク
に導き、該マスクのパターンの像を基板上に投影するこ
とによって、その基板を露光するリソグラフィ工程を含
むデバイス製造方法が提供される。このデバイス製造方
法は、そのエネルギー源（３１）からパルス状の露光ビ
ームを連続的に発射し、そのエネルギ源（３１）から出
力された露光ビームのエネルギをパルス毎に検出し、そ
のエネルギー源（３１）から連続的に露光ビームを発射
しているときに、直前に出力されたパルスの検出された
エネルギ情報を使わずに、その直前に出力されたパルス
よりも以前に出力された少なくとも一つのパルスについ
ての検出されたエネルギ情報に基づいて、エネルギ源
（３１）による次のパルスの発射を制御するようにした
ものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の望ましい実施の形態を詳細に説明する。ここでは、
パルスエネルギ源としてエキシマレーザ光源を使用する
ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置におけ
る露光量制御に本発明が適用される。
明の望ましい実施の形態を詳細に説明する。ここでは、
パルスエネルギ源としてエキシマレーザ光源を使用する
ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置におけ
る露光量制御に本発明が適用される。
【００１８】図１は、本発明が適用されるステップ・ア
ンド・スキャン方式の投影露光装置の構成図である。エ
キシマレーザ光源１から出力されたパルス状の露光ビー
ムとしてのレーザビームＬＢは、シリンダレンズ及びビ
ームエキスパンダ等から構成されるビーム整形光学系２
により、後続のフライアイレンズ５に効率良く入射する
ようにビームの断面形状が整形される。光源１として
は、ＫｒＦ（波長２４８ｎｍ）、又はＡｒＦ（波長１９
３ｎｍ）等のエキシマレーザ光源を使用することができ
る。尚、パルスエネルギ源として、Ｆ2（波長１５７ｎ
ｍ）等のレーザ光源、金属蒸気レーザ光源やＹＡＧレー
ザの高調波発生装置等のパルス光源、さらには軟Ｘ線の
ような極短紫外光（ＥＵＶ光）のビーム発生装置を使用
する場合にも、本発明を適用することができる。
ンド・スキャン方式の投影露光装置の構成図である。エ
キシマレーザ光源１から出力されたパルス状の露光ビー
ムとしてのレーザビームＬＢは、シリンダレンズ及びビ
ームエキスパンダ等から構成されるビーム整形光学系２
により、後続のフライアイレンズ５に効率良く入射する
ようにビームの断面形状が整形される。光源１として
は、ＫｒＦ（波長２４８ｎｍ）、又はＡｒＦ（波長１９
３ｎｍ）等のエキシマレーザ光源を使用することができ
る。尚、パルスエネルギ源として、Ｆ2（波長１５７ｎ
ｍ）等のレーザ光源、金属蒸気レーザ光源やＹＡＧレー
ザの高調波発生装置等のパルス光源、さらには軟Ｘ線の
ような極短紫外光（ＥＵＶ光）のビーム発生装置を使用
する場合にも、本発明を適用することができる。
【００１９】光学系２から射出されたレーザビームＬＢ
は、エネルギ調整器としてのエネルギ粗調器３に入射す
る。粗調器３は、回転自在なレボルバ上に透過率が異な
る複数の光学的なフィルタを配置したものであり、その
レボルバを回転することにより、入射するレーザビーム
ＬＢに対する透過率を１００％から複数段階で切り替え
ることができるように構成されている。尚、そのレボル
バと同様のレボルバを直列に２段配置し、２段のフィル
タの組み合わせによってより細かく透過率を調整するこ
とができるようにしてもよい。
は、エネルギ調整器としてのエネルギ粗調器３に入射す
る。粗調器３は、回転自在なレボルバ上に透過率が異な
る複数の光学的なフィルタを配置したものであり、その
レボルバを回転することにより、入射するレーザビーム
ＬＢに対する透過率を１００％から複数段階で切り替え
ることができるように構成されている。尚、そのレボル
バと同様のレボルバを直列に２段配置し、２段のフィル
タの組み合わせによってより細かく透過率を調整するこ
とができるようにしてもよい。
【００２０】エネルギ粗調器３から射出されたレーザビ
ームＬＢは、光路折り曲げ用のミラーＭを介してフライ
アイレンズ５に入射する。フライアイレンズ５は、後述
のレチクル１１を均一な照度分布で照明するために多数
の２次光源を形成する。フライアイレンズ５の射出面に
は照明系の開口絞り６が配置され、開口絞り６内の２次
光源から射出されるパルス照明光ＩＬは、反射率が小さ
く且つ透過率が大きなビームスプリッタ７に入射し、ビ
ームスプリッタ７を透過した露光ビームとしてのパルス
照明光ＩＬは、第１リレーレンズ８Ａを経てレチクルブ
ラインド９Ａの矩形の開口部を通過する。レチクルブラ
インド９Ａは、レチクルのパターン面に対する共役面の
近傍に配置されている。また、レチクルブラインド９Ａ
の近傍には、走査方向の位置及び幅が可変の開口部を有
する可動ブラインド９Ｂが配置されており、走査露光の
開始時及び終了時には、可動ブラインド９Ｂを介して照
明領域をさらに制限することによって、不要な部分への
露光が防止される。
ームＬＢは、光路折り曲げ用のミラーＭを介してフライ
アイレンズ５に入射する。フライアイレンズ５は、後述
のレチクル１１を均一な照度分布で照明するために多数
の２次光源を形成する。フライアイレンズ５の射出面に
は照明系の開口絞り６が配置され、開口絞り６内の２次
光源から射出されるパルス照明光ＩＬは、反射率が小さ
く且つ透過率が大きなビームスプリッタ７に入射し、ビ
ームスプリッタ７を透過した露光ビームとしてのパルス
照明光ＩＬは、第１リレーレンズ８Ａを経てレチクルブ
ラインド９Ａの矩形の開口部を通過する。レチクルブラ
インド９Ａは、レチクルのパターン面に対する共役面の
近傍に配置されている。また、レチクルブラインド９Ａ
の近傍には、走査方向の位置及び幅が可変の開口部を有
する可動ブラインド９Ｂが配置されており、走査露光の
開始時及び終了時には、可動ブラインド９Ｂを介して照
明領域をさらに制限することによって、不要な部分への
露光が防止される。
【００２１】レチクルブラインド９Ａ及び可動ブライン
ド９Ｂを通過したパルス照明光ＩＬは、第２リレーレン
ズ８Ｂ及びコンデンサレンズ１０を経て、レチクルステ
ージ１５上に保持されたレチクル１１上の矩形の照明領
域１２Ｒを均一な照度分布で照明する。照明領域１２Ｒ
内のパターンを投影光学系１３を介して投影倍率α（α
は例えば１／４あるいは１／５）で縮小した像が、フォ
トレジストが塗布されたウエハ１４上の矩形の露光領域
（照野フィールド）１２Ｗに投影露光される。ウエハ１
４は、例えばシリコン又はＳＯＩ（ｓｉｌｉｃｏｎ ｏ
ｎ ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）等のウエハである。このウエ
ハ１４の露光を含むリソグラフィ工程を終えたウエハ１
４は、ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ
ング工程などを経て、半導体デバイスが製造される。
ド９Ｂを通過したパルス照明光ＩＬは、第２リレーレン
ズ８Ｂ及びコンデンサレンズ１０を経て、レチクルステ
ージ１５上に保持されたレチクル１１上の矩形の照明領
域１２Ｒを均一な照度分布で照明する。照明領域１２Ｒ
内のパターンを投影光学系１３を介して投影倍率α（α
は例えば１／４あるいは１／５）で縮小した像が、フォ
トレジストが塗布されたウエハ１４上の矩形の露光領域
（照野フィールド）１２Ｗに投影露光される。ウエハ１
４は、例えばシリコン又はＳＯＩ（ｓｉｌｉｃｏｎ ｏ
ｎ ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）等のウエハである。このウエ
ハ１４の露光を含むリソグラフィ工程を終えたウエハ１
４は、ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ
ング工程などを経て、半導体デバイスが製造される。
【００２２】以下、投影光学系１３の光軸ＡＸに平行に
Ｚ軸を取り、その光軸ＡＸに垂直な平面内で照明領域１
２Ｒに対するレチクル１１の走査方向（即ち図１の紙面
に平行な方向）をＹ方向、その走査方向に垂直な非走査
方向をＸ方向として説明する。
Ｚ軸を取り、その光軸ＡＸに垂直な平面内で照明領域１
２Ｒに対するレチクル１１の走査方向（即ち図１の紙面
に平行な方向）をＹ方向、その走査方向に垂直な非走査
方向をＸ方向として説明する。
【００２３】レチクルステージ１５は、レチクルステー
ジ駆動部１８によりＹ方向に駆動される。レチクルステ
ージ１５上に固定された移動鏡及び外部のレーザ干渉計
１６により計測されるレチクルステージ１５のＸ座標、
Ｙ座標及び回転角がステージコントローラ１７に供給さ
れ、ステージコントローラ１７は、供給された座標等に
基づいて、レチクルステージ駆動部１８を介してレチク
ルステージ１５の位置及び速度を制御する。
ジ駆動部１８によりＹ方向に駆動される。レチクルステ
ージ１５上に固定された移動鏡及び外部のレーザ干渉計
１６により計測されるレチクルステージ１５のＸ座標、
Ｙ座標及び回転角がステージコントローラ１７に供給さ
れ、ステージコントローラ１７は、供給された座標等に
基づいて、レチクルステージ駆動部１８を介してレチク
ルステージ１５の位置及び速度を制御する。
【００２４】ウエハ１４は、図示しないウエハホルダを
介してＺチルトステージ１９上に載置され、ステージ１
９はＸＹステージ２０上に載置されている。ＸＹステー
ジ２０は、Ｘ方向及びＹ方向にウエハ１４の位置決めを
行うと共に、Ｙ方向にウエハ１４を等速で移動させる
（走査する）。また、Ｚチルトステージ１９は、ウエハ
１４のＺ方向の位置（フォーカス位置）を調整すると共
に、ＸＹ平面に対するウエハ１４の傾斜角を調整する機
能を有する。Ｚチルトステージ１９上に固定された移動
鏡及び外部のレーザ干渉計２２により計測されるＸＹス
テージ２０のＸ座標、Ｙ座標及び回転角がステージコン
トローラ１７に供給され、コントローラ１７は、供給さ
れた座標等に基づいて、ウエハステージ駆動部２３を介
してＸＹステージ２０の位置及び速度を制御する。
介してＺチルトステージ１９上に載置され、ステージ１
９はＸＹステージ２０上に載置されている。ＸＹステー
ジ２０は、Ｘ方向及びＹ方向にウエハ１４の位置決めを
行うと共に、Ｙ方向にウエハ１４を等速で移動させる
（走査する）。また、Ｚチルトステージ１９は、ウエハ
１４のＺ方向の位置（フォーカス位置）を調整すると共
に、ＸＹ平面に対するウエハ１４の傾斜角を調整する機
能を有する。Ｚチルトステージ１９上に固定された移動
鏡及び外部のレーザ干渉計２２により計測されるＸＹス
テージ２０のＸ座標、Ｙ座標及び回転角がステージコン
トローラ１７に供給され、コントローラ１７は、供給さ
れた座標等に基づいて、ウエハステージ駆動部２３を介
してＸＹステージ２０の位置及び速度を制御する。
【００２５】ステージコントローラ１７の動作は、装置
全体を統括制御するメインコントローラ３０（図２参
照）によって制御されている。走査露光時には、レチク
ル１１がレチクルステージ１５を介して照明領域１２Ｒ
に対して＋Ｙ方向（又は−Ｙ方向）に速度ＶR で走査さ
れるのに同期して、ウエハ１４は、ＸＹステージ２０を
介して露光領域１２Ｗに対して−Ｙ方向（又は＋Ｙ方
向）に速度α・ＶR （αはレチクル１１からウエハ１４
に対する投影倍率）で走査される。
全体を統括制御するメインコントローラ３０（図２参
照）によって制御されている。走査露光時には、レチク
ル１１がレチクルステージ１５を介して照明領域１２Ｒ
に対して＋Ｙ方向（又は−Ｙ方向）に速度ＶR で走査さ
れるのに同期して、ウエハ１４は、ＸＹステージ２０を
介して露光領域１２Ｗに対して−Ｙ方向（又は＋Ｙ方
向）に速度α・ＶR （αはレチクル１１からウエハ１４
に対する投影倍率）で走査される。
【００２６】Ｚチルトステージ１９上のウエハ１４の近
傍には、光電変換素子からなる照度むらセンサ２１が設
けられており、センサ２１の受光面はウエハ１４の表面
と同じ高さに設定されている。センサ２１としては、遠
紫外域で感度があり且つパルス照明光を検出するために
高い応答周波数を有するＰＩＮ型のフォトダイオード等
を使用することができる。センサ２１の検出信号は、図
示しないピークホールド回路及びアナログ／デジタル
（Ａ／Ｄ）変換器を介して露光コントローラ２６に供給
される。
傍には、光電変換素子からなる照度むらセンサ２１が設
けられており、センサ２１の受光面はウエハ１４の表面
と同じ高さに設定されている。センサ２１としては、遠
紫外域で感度があり且つパルス照明光を検出するために
高い応答周波数を有するＰＩＮ型のフォトダイオード等
を使用することができる。センサ２１の検出信号は、図
示しないピークホールド回路及びアナログ／デジタル
（Ａ／Ｄ）変換器を介して露光コントローラ２６に供給
される。
【００２７】一方、ビームスプリッタ７で反射されたパ
ルス照明光ＩＬは、集光レンズ２４を介して光電変換素
子からなる検出装置としてのインテグレータセンサ２５
で受光され、インテグレータセンサ２５の光電変換信号
は、図示しないピークホールド回路及びＡ／Ｄ変換器を
介して出力ＤＳ（デジタル信号）として露光コントロー
ラ２６に供給される。
ルス照明光ＩＬは、集光レンズ２４を介して光電変換素
子からなる検出装置としてのインテグレータセンサ２５
で受光され、インテグレータセンサ２５の光電変換信号
は、図示しないピークホールド回路及びＡ／Ｄ変換器を
介して出力ＤＳ（デジタル信号）として露光コントロー
ラ２６に供給される。
【００２８】インテグレータセンサ２５の出力ＤＳと、
ウエハ１４の表面（像面）上でのパルス照明光ＩＬの単
位面積当たりのパルスエネルギ（露光量）との相関係数
は予め求められて露光コントローラ２６内に記憶されて
いる。露光コントローラ２６は、ステージコントローラ
１７からのステージ系の動作情報に同期して、制御情報
ＴＳをエキシマレーザ光源１に供給することによって、
光源１の発光タイミング及び発光パワー等を制御する。
さらに、露光コントローラ２６は、エネルギ粗調器３の
フィルタを切り替えることによって透過率を制御し、ス
テージコントローラ１７は、ステージ系の動作情報に同
期して可動ブラインド９Ｂの開閉動作を制御する。
ウエハ１４の表面（像面）上でのパルス照明光ＩＬの単
位面積当たりのパルスエネルギ（露光量）との相関係数
は予め求められて露光コントローラ２６内に記憶されて
いる。露光コントローラ２６は、ステージコントローラ
１７からのステージ系の動作情報に同期して、制御情報
ＴＳをエキシマレーザ光源１に供給することによって、
光源１の発光タイミング及び発光パワー等を制御する。
さらに、露光コントローラ２６は、エネルギ粗調器３の
フィルタを切り替えることによって透過率を制御し、ス
テージコントローラ１７は、ステージ系の動作情報に同
期して可動ブラインド９Ｂの開閉動作を制御する。
【００２９】図２は図１に示される露光装置の露光量制
御系を示すブロック図である。エキシマレーザ光源１
は、１つの独立したケーシングによって提供されてい
る。ビーム成形光学系２及びエネルギ粗調器３は他のケ
ーシング２７内に収容されており、フライアイレンズ５
（図２には図示せず）よりも下流側の部分は露光装置本
体２８の内部に収容されている。
御系を示すブロック図である。エキシマレーザ光源１
は、１つの独立したケーシングによって提供されてい
る。ビーム成形光学系２及びエネルギ粗調器３は他のケ
ーシング２７内に収容されており、フライアイレンズ５
（図２には図示せず）よりも下流側の部分は露光装置本
体２８の内部に収容されている。
【００３０】エキシマレーザ光源１は、エネルギ源とし
てのレーザチューブ（レーザ共振器）３１を含む。レー
ザチューブ３１からパルス的に放出されたレーザビーム
は、透過率が高くわずかな反射率を有するビームスプリ
ッタ３２に入射する。ビームスプリッタ３２を透過した
レーザビームは、ビーム成形光学系２及びエネルギ粗調
器３を介して露光装置本体２８に供給される。ビームス
プリッタ３２で反射されたレーザビームは、内部センサ
としての光電変換素子よりなるエネルギモニタ３３に入
射し、エネルギモニタ３３からの光電変換信号がトリガ
コントローラ３４に供給される。エネルギモニタ３３の
出力に対応するエネルギの制御量の単位は例えばｍＪ／
１パルスである。トリガコントローラ３４は、エネルギ
モニタ３３の出力及び露光コントローラ２６からの制御
情報（制御信号）ＴＳに基づき、マスタコントローラ３
５と制御情報のやりとりを行ってレーザチューブ３１内
の電源電圧を設定する。これによって、レーザチューブ
３１から射出されるレーザビームのパルスエネルギが設
定あるいは制御される。
てのレーザチューブ（レーザ共振器）３１を含む。レー
ザチューブ３１からパルス的に放出されたレーザビーム
は、透過率が高くわずかな反射率を有するビームスプリ
ッタ３２に入射する。ビームスプリッタ３２を透過した
レーザビームは、ビーム成形光学系２及びエネルギ粗調
器３を介して露光装置本体２８に供給される。ビームス
プリッタ３２で反射されたレーザビームは、内部センサ
としての光電変換素子よりなるエネルギモニタ３３に入
射し、エネルギモニタ３３からの光電変換信号がトリガ
コントローラ３４に供給される。エネルギモニタ３３の
出力に対応するエネルギの制御量の単位は例えばｍＪ／
１パルスである。トリガコントローラ３４は、エネルギ
モニタ３３の出力及び露光コントローラ２６からの制御
情報（制御信号）ＴＳに基づき、マスタコントローラ３
５と制御情報のやりとりを行ってレーザチューブ３１内
の電源電圧を設定する。これによって、レーザチューブ
３１から射出されるレーザビームのパルスエネルギが設
定あるいは制御される。
【００３１】この実施形態では、露光コントローラ２６
は、ウエハ１４に塗布されたレジスト感度に応じて、最
小露光パルス数Ｎmin以上となるように、走査露光中に
ウエハ１４上の各点に照射すべきパルス数、所謂露光パ
ルス数を決定する。また、走査露光中には、レーザチュ
ーブ３１から出力された露光ビームのエネルギは、イン
テグレータセンサ２５によりパルス毎に検出される。イ
ンテグレータセンサ２５の出力は露光コントローラ２６
に供給される。露光コントローラ２６では、直前に出力
されたパルスよりも一つ前に出力されたパルスについて
インテグレータセンサ２５により検出されたエネルギに
基づき、次に出力すべきパルスのエネルギ値が算出され
る。そして、露光コントローラ２６は、算出されたエネ
ルギ値を含む制御信号を生成し、この制御信号は制御情
報ＴＳの一部として通信インタフェース３６によりトリ
ガコントローラ３４へ送られる。通信インタフェース３
６としては高速のパラレルインタフェースを用いること
ができる。
は、ウエハ１４に塗布されたレジスト感度に応じて、最
小露光パルス数Ｎmin以上となるように、走査露光中に
ウエハ１４上の各点に照射すべきパルス数、所謂露光パ
ルス数を決定する。また、走査露光中には、レーザチュ
ーブ３１から出力された露光ビームのエネルギは、イン
テグレータセンサ２５によりパルス毎に検出される。イ
ンテグレータセンサ２５の出力は露光コントローラ２６
に供給される。露光コントローラ２６では、直前に出力
されたパルスよりも一つ前に出力されたパルスについて
インテグレータセンサ２５により検出されたエネルギに
基づき、次に出力すべきパルスのエネルギ値が算出され
る。そして、露光コントローラ２６は、算出されたエネ
ルギ値を含む制御信号を生成し、この制御信号は制御情
報ＴＳの一部として通信インタフェース３６によりトリ
ガコントローラ３４へ送られる。通信インタフェース３
６としては高速のパラレルインタフェースを用いること
ができる。
【００３２】従ってこの実施形態では、レーザチューブ
３１、インテグレータセンサ２５、露光コントローラ２
６、通信インタフェース３６及びトリガコントローラ３
４を含むエネルギセンサフィードバックが構成されるこ
ととなる。露光コントローラ２６及びトリガコントロー
ラ３４間の接続に高速仕様の通信インタフェース３６を
採用することによって、このフィードバックループにお
ける制御の応答性を高めることができる。
３１、インテグレータセンサ２５、露光コントローラ２
６、通信インタフェース３６及びトリガコントローラ３
４を含むエネルギセンサフィードバックが構成されるこ
ととなる。露光コントローラ２６及びトリガコントロー
ラ３４間の接続に高速仕様の通信インタフェース３６を
採用することによって、このフィードバックループにお
ける制御の応答性を高めることができる。
【００３３】特にこの実施形態では、露光コントローラ
２６では、直前に出力されたパルスではなく、その直前
に出力されたパルスよりも１パルス前のパルスについて
インテグレータセンサ２５により検出されたエネルギに
基づき次に出力するパルスのエネルギが制御される。こ
れをより特定的に説明する。
２６では、直前に出力されたパルスではなく、その直前
に出力されたパルスよりも１パルス前のパルスについて
インテグレータセンサ２５により検出されたエネルギに
基づき次に出力するパルスのエネルギが制御される。こ
れをより特定的に説明する。
【００３４】図３を参照すると、図２に示される露光量
制御系における波形図が示されている。トリガコントロ
ーラ３４が出力する発光トリガに基づきレーザチューブ
３１からパルス状のレーザ光が出力され、そのエネルギ
がパルス毎にインテグレータセンサ２５によって検出さ
れる。その検出値に基づき露光コントローラ２６が当該
エネルギ値を算出し、その算出値に基づいてトリガコン
トローラ３４がエネルギを設定する。従来技術による場
合、図３に破線で示されるように、レーザチューブ３１
に対して次のパルスのためのエネルギが設定され、この
場合、エネルギコントロールのために費やせる時間はΔ
ｔ１である。これに対して本実施形態では、図３に実線
で示されるように、レーザチューブ３１に対して次の次
のパルスのためのエネルギが設定されるので、エネルギ
コントロールのために費やせる時間はΔｔ２（＞Δｔ
１）となる。従って、レーザチューブ３１の発光周波数
を落とすことなく十分なエネルギ制御時間をトリガコン
トローラ３４に対して与えることができ、高精度な露光
制御が可能になる。
制御系における波形図が示されている。トリガコントロ
ーラ３４が出力する発光トリガに基づきレーザチューブ
３１からパルス状のレーザ光が出力され、そのエネルギ
がパルス毎にインテグレータセンサ２５によって検出さ
れる。その検出値に基づき露光コントローラ２６が当該
エネルギ値を算出し、その算出値に基づいてトリガコン
トローラ３４がエネルギを設定する。従来技術による場
合、図３に破線で示されるように、レーザチューブ３１
に対して次のパルスのためのエネルギが設定され、この
場合、エネルギコントロールのために費やせる時間はΔ
ｔ１である。これに対して本実施形態では、図３に実線
で示されるように、レーザチューブ３１に対して次の次
のパルスのためのエネルギが設定されるので、エネルギ
コントロールのために費やせる時間はΔｔ２（＞Δｔ
１）となる。従って、レーザチューブ３１の発光周波数
を落とすことなく十分なエネルギ制御時間をトリガコン
トローラ３４に対して与えることができ、高精度な露光
制御が可能になる。
【００３５】従って、例えば、直前に出力されたパルス
のエネルギの検出値を使うと次に出力すべきパルスのエ
ネルギ値の算出が間に合わない場合に、その直前に出力
されたパルスよりも以前に出力されたパルス（本実施形
態では１パルス前のパルス）のエネルギの検出値に基づ
き、次に出力するパルスのエネルギを制御することがで
きる。
のエネルギの検出値を使うと次に出力すべきパルスのエ
ネルギ値の算出が間に合わない場合に、その直前に出力
されたパルスよりも以前に出力されたパルス（本実施形
態では１パルス前のパルス）のエネルギの検出値に基づ
き、次に出力するパルスのエネルギを制御することがで
きる。
【００３６】また、直前に出力されたパルスのエネルギ
の検出値を使うとレーザチューブ３１の充電が間に合わ
ない場合に、その直前に出力されたパルスよりも以前に
出力されたパルス（本実施形態では１パルス前のパル
ス）のエネルギの検出値に基づき、次に出力するパルス
のエネルギを制御することができる。
の検出値を使うとレーザチューブ３１の充電が間に合わ
ない場合に、その直前に出力されたパルスよりも以前に
出力されたパルス（本実施形態では１パルス前のパル
ス）のエネルギの検出値に基づき、次に出力するパルス
のエネルギを制御することができる。
【００３７】さらに、直前に出力されたパルスのエネル
ギの検出値を使うとレーザチューブ３１からの露光ビー
ムの発射が間に合わない場合に、その直前に出力された
パルスよりも以前に出力されたパルス（本実施形態では
１パルス前のパルス）のエネルギの検出値に基づき、次
に出力するパルスのエネルギを制御することができる。
即ち、図３に示されるように、レーザチューブ３１に発
光トリガが与えられてから実際に露光ビームが出力され
るまでには通常一定の遅れ時間（発振遅れ）が生じるも
のであり、本発明を適用することによりこのような発振
遅れに起因する制御精度の低下を防止することができ
る。
ギの検出値を使うとレーザチューブ３１からの露光ビー
ムの発射が間に合わない場合に、その直前に出力された
パルスよりも以前に出力されたパルス（本実施形態では
１パルス前のパルス）のエネルギの検出値に基づき、次
に出力するパルスのエネルギを制御することができる。
即ち、図３に示されるように、レーザチューブ３１に発
光トリガが与えられてから実際に露光ビームが出力され
るまでには通常一定の遅れ時間（発振遅れ）が生じるも
のであり、本発明を適用することによりこのような発振
遅れに起因する制御精度の低下を防止することができ
る。
【００３８】尚、露光ビームの発振周期はウエハの適正
露光量によって変更される場合があるので、ウエハに適
正露光量を与えるために決定された発振周期（繰り返し
周波数）に応じて、直前のパルスのエネルギに基づく制
御を行うか、あるいはそれよりも以前に出力されたパル
スのエネルギに基づく制御を行うかを選択することがで
きるようにしても良い。また上記実施形態においては、
直前に発射されたパルスのエネルギー情報を使わずに、
それよりも一つ前に発射された１パルスのエネルギー情
報に基づいて次に発射されるパルスのエネルギーを制御
するようにしているが、直前に発射されたパルスよりも
以前に発射された複数のパルスのエネルギー情報を使う
ようにしてもよい。また、その直前に発射されたパルス
の一つ前のパルスのエネルギー情報を使わなくてもよ
い。すなわち、直前に発射されたパルスのエネルギー情
報を使わずに、それよりも以前に発射された少なくとも
一つのパルスのエネルギー情報に基づいて次に発射され
るパルスのエネルギーを制御すればよい。また、露光パ
ルス数がＮの場合、直前に発射されたパルスのエネルギ
ー情報を使わずに、それよりも前に連続的に発射された
Ｎ個のパルスのエネルギー情報を使って次のパルスのエ
ネルギーを制御してもよい。また、最小露光パルス数が
Ｎminの場合、直前に発射されたパルスのエネルギー情
報を使わずに、それよりも前に連続的に発射されたＮmi
n個のパルスのエネルギー情報を使って次のパルスのエ
ネルギーを制御してもよい。さらに上記実施形態におい
ては、次のパルスの目標エネルギーを露光装置の露光コ
ントローラ２６で求めていたが、次のパルスの発射のた
めの目標充電電圧値を求めるようにしてもよい。またイ
ンテグレータセンサ２５によって検出されたパルスのエ
ネルギー情報をエキシマレーザ光源１に直接入力し、次
のパルスの目標エネルギー、あるいは次のパルスを発射
するための目標充電電圧値をエキシマレーザ光源１内の
例えばマスタコントローラ３５で求めるようにしてもよ
い。
露光量によって変更される場合があるので、ウエハに適
正露光量を与えるために決定された発振周期（繰り返し
周波数）に応じて、直前のパルスのエネルギに基づく制
御を行うか、あるいはそれよりも以前に出力されたパル
スのエネルギに基づく制御を行うかを選択することがで
きるようにしても良い。また上記実施形態においては、
直前に発射されたパルスのエネルギー情報を使わずに、
それよりも一つ前に発射された１パルスのエネルギー情
報に基づいて次に発射されるパルスのエネルギーを制御
するようにしているが、直前に発射されたパルスよりも
以前に発射された複数のパルスのエネルギー情報を使う
ようにしてもよい。また、その直前に発射されたパルス
の一つ前のパルスのエネルギー情報を使わなくてもよ
い。すなわち、直前に発射されたパルスのエネルギー情
報を使わずに、それよりも以前に発射された少なくとも
一つのパルスのエネルギー情報に基づいて次に発射され
るパルスのエネルギーを制御すればよい。また、露光パ
ルス数がＮの場合、直前に発射されたパルスのエネルギ
ー情報を使わずに、それよりも前に連続的に発射された
Ｎ個のパルスのエネルギー情報を使って次のパルスのエ
ネルギーを制御してもよい。また、最小露光パルス数が
Ｎminの場合、直前に発射されたパルスのエネルギー情
報を使わずに、それよりも前に連続的に発射されたＮmi
n個のパルスのエネルギー情報を使って次のパルスのエ
ネルギーを制御してもよい。さらに上記実施形態におい
ては、次のパルスの目標エネルギーを露光装置の露光コ
ントローラ２６で求めていたが、次のパルスの発射のた
めの目標充電電圧値を求めるようにしてもよい。またイ
ンテグレータセンサ２５によって検出されたパルスのエ
ネルギー情報をエキシマレーザ光源１に直接入力し、次
のパルスの目標エネルギー、あるいは次のパルスを発射
するための目標充電電圧値をエキシマレーザ光源１内の
例えばマスタコントローラ３５で求めるようにしてもよ
い。
【００３９】なお、以上説明した実施形態は、本発明の
理解を容易にするために記載されたものであって、本発
明を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の実施の形態に開示された各要素は、本発明の
技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣
旨である。
理解を容易にするために記載されたものであって、本発
明を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の実施の形態に開示された各要素は、本発明の
技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣
旨である。
【００４０】例えば、上記の実施の形態では、ステップ
・アンド・スキャン方式の縮小投影型走査露光装置（ス
キャニング・ステッパー）についての説明としたが、例
えばレチクルとウエハとを静止させた状態でレチクルパ
ターンの全面に露光用照明光を照射して、そのレチクル
パターンが転写されるべきウエハ上の１つの区画領域
（ショット領域）を一括露光するステップ・アップ・リ
ピート方式の縮小投影型露光装置（ステッパー）、さら
にはミラープロジェクション方式やプロキシミティ方式
等の露光装置、その他のあらゆる形式の露光装置にも同
様に本発明を適用することが可能である。
・アンド・スキャン方式の縮小投影型走査露光装置（ス
キャニング・ステッパー）についての説明としたが、例
えばレチクルとウエハとを静止させた状態でレチクルパ
ターンの全面に露光用照明光を照射して、そのレチクル
パターンが転写されるべきウエハ上の１つの区画領域
（ショット領域）を一括露光するステップ・アップ・リ
ピート方式の縮小投影型露光装置（ステッパー）、さら
にはミラープロジェクション方式やプロキシミティ方式
等の露光装置、その他のあらゆる形式の露光装置にも同
様に本発明を適用することが可能である。
【００４１】また、半導体素子、液晶ディスプレイ、薄
膜磁気ヘッド、及び撮像素子（ＣＣＤなど）の製造に用
いられる露光装置だけでなく、レチクル、又はマスクを
製造するために、ガラス基板、又はシリコンウエハなど
に回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用で
きる。
膜磁気ヘッド、及び撮像素子（ＣＣＤなど）の製造に用
いられる露光装置だけでなく、レチクル、又はマスクを
製造するために、ガラス基板、又はシリコンウエハなど
に回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用で
きる。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
露光量の制御精度の高い露光装置、デバイス製造方法の
提供が可能となり、十分な線幅均一性等を得ることがで
きる。また本発明による所望のエネルギーをもったビー
ム（レーザ光）を出力可能なエネルギ源の出力制御方
法、レーザ装置の提供が可能になる。
露光量の制御精度の高い露光装置、デバイス製造方法の
提供が可能となり、十分な線幅均一性等を得ることがで
きる。また本発明による所望のエネルギーをもったビー
ム（レーザ光）を出力可能なエネルギ源の出力制御方
法、レーザ装置の提供が可能になる。
【図１】本発明が適用されるステップ・アンド・スキャ
ン方式の投影露光装置の実施形態を示す構成図である。
ン方式の投影露光装置の実施形態を示す構成図である。
【図２】図１に示される露光装置の露光量制御系を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図３】図２に示される露光量制御系における波形図で
ある。
ある。
【符号の説明】 １…エキシマレーザ光源 ２…ビーム成形光学系 ３…エネルギ粗調器 ５…フライアイレンズ ７…ビームスプリッタ １１…レチクル １３…投影光学系 １４…ウエハ １５…レチクルステージ １７…ステージコントローラ ２５…インテグレータセンサ ２６…露光コントローラ ２８…露光装置本体 ３１…レーザチューブ ３４…トリガコントローラ ３５…マスタコントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/30 ５２９
Claims (10)
- 【請求項１】 パルス状の露光ビームを出力するエネル
ギ源と、 前記エネルギ源から出力された露光ビームのエネルギを
パルス毎に検出する検出装置と、 直前に出力されたパルスのエネルギ情報を使わずに、そ
の直前に出力されたパルスよりも以前に出力された少な
くとも一つのパルスについての前記検出装置により検出
されたエネルギ情報に基づき、次に出力するパルスのエ
ネルギを制御する制御装置と、を備えたことを特徴とす
る露光装置。 - 【請求項２】 前記制御装置は、直前に出力されたパル
スよりも１パルス前のパルスを含む少なくとも一つのパ
ルスについての前記検出装置により検出されたエネルギ
情報に基づき、次に出力するパルスのエネルギを制御す
ることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。 - 【請求項３】 前記エネルギ源から所定の周期で露光ビ
ームを出力する際、直前に出力されたパルスのエネルギ
の検出値を使うと次に出力すべきパルスのエネルギ値の
算出が間に合わない場合に、その直前に出力されたパル
スのエネルギの検出値を使わずに、その直前に出力され
たパルスよりも以前に出力された少なくとも一つのパル
スのエネルギの検出値に基づき、前記制御装置が次に出
力するパルスのエネルギを制御することを特徴とする請
求項１に記載の露光装置。 - 【請求項４】 前記エネルギ源から所定の周期で露光ビ
ームを出力する際、直前に出力されたパルスのエネルギ
の検出値を使うと前記エネルギ源の充電が間に合わない
場合に、その直前に出力されたパルスのエネルギの検出
値を使わずに、その直前に出力された少なくとも一つの
パルスよりも以前に出力されたパルスのエネルギの検出
値に基づき、前記制御装置が次に出力するパルスのエネ
ルギを制御することを特徴とする請求項１に記載の露光
装置。 - 【請求項５】 前記エネルギ源から所定の周期で露光ビ
ームを出力する際、直前に出力されたパルスのエネルギ
の検出値を使うと前記エネルギ源からの露光ビームの発
射が間に合わない場合に、その直前に出力されたパルス
のエネルギの検出値を使わずに、その直前に出力された
パルスよりも以前に出力された少なくとも一つのパルス
のエネルギの検出値に基づき、前記制御装置が次に出力
するパルスのエネルギを制御することを特徴とする請求
項１に記載の露光装置。 - 【請求項６】 パルス状の露光ビームを出力するエネル
ギ源と、前記エネルギ源からの露光ビームをパターンが
形成されたマスクに導く照明系と、前記マスクからのパ
ターンの像を基板上に投影する投影系とを備えた露光装
置において、 前記照明系内で前記エネルギ源から出力された露光ビー
ムのエネルギをパルス毎に検出する検出装置と、 直前に出力されたパルスの検出されたエネルギ情報を使
わずに直前に出力されたパルスよりも以前に出力された
少なくとも一つのパルスについての前記検出装置により
検出されたエネルギ情報に基づき、次に出力すべきパル
スのエネルギ値を算出し、該算出したエネルギ値を含む
制御信号を生成する露光制御装置と、 前記露光制御装置に通信インタフェースを介して接続さ
れ、前記露光制御装置から送られる前記制御信号に基づ
き、前記エネルギ源を制御するエネルギ源制御装置と、
を備えたことを特徴とする露光装置。 - 【請求項７】 エネルギ源から出力されたパルス状のビ
ームのエネルギをパルス毎に検出し、 直前に出力されたパルスのエネルギ情報を使わずに、直
前に出力されたパルスよりも以前に出力された少なくと
も一つのパルスについて検出されたエネルギ情報に基づ
き、次に出力するパルスのエネルギを制御することを特
徴とするエネルギ源の出力制御方法。 - 【請求項８】 パルス状の露光ビームを出力するエネル
ギ源と、前記エネルギ源からの露光ビームをパターンが
形成されたマスクに導く照明系と、前記マスクからのパ
ターンの像を基板上に投影する投影系とを備えた露光装
置において、 前記照明系内で前記エネルギ源から出力された露光ビー
ムのエネルギをパルス毎に検出する検出装置と、 前記基板に対する積算露光量を制御するための露光制御
系と、 前記露光制御装置に通信インタフェースを介して接続さ
れ、直前に出力されたパルスの検出されたエネルギ情報
を使わずに、その直前に出力されたパルスよりも以前に
出力された少なくとも一つのパルスについての前記検出
装置により検出されたエネルギ情報に基づき決定された
次に出力すべきパルスのエネルギ値に応じて、前記エネ
ルギ源による次のパルスの発射を制御するエネルギ源制
御装置と、を備えたことを特徴とする露光装置。 - 【請求項９】レーザ光を出力するパルス発射型のエネル
ギ源と、 前記エネルギ源から連続的にレーザ光のパルスを出力す
る際、直前に出力されたパルスの検出されたエネルギ情
報を使わずに、それよりも以前に出力された少なくとも
一つのパルスの検出されたエネルギ情報に基づき決定さ
れた次のパルスの目標エネルギーに応じて前記エネルギ
ー源による前記次のパルスの発射を制御するエネルギ源
制御装置と、 を備えたことを特徴とするレーザ装置。 - 【請求項１０】 エネルギ源から出力されたパルス状の
露光ビームをパターンが形成されたマスクに導き、該マ
スクのパターンの像を基板上に投影することによって前
記基板を露光するリソグラフィ工程を含むデバイス製造
方法において、 前記エネルギー源からパルス状の露光ビームを連続的に
発射し、 前記エネルギ源から出力された露光ビームのエネルギを
パルス毎に検出し；前記エネルギー源から連続的に露光
ビームを発射しているときに、直前に出力されたパルス
の検出されたエネルギ情報を使わずに、その直前に出力
されたパルスよりも以前に出力された少なくとも一つの
パルスについての検出されたエネルギ情報に基づいて、
前記エネルギ源による次のパルスの発射を制御すること
を特徴とするデバイス製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000228262A JP2001148344A (ja) | 1999-09-09 | 2000-07-28 | 露光装置、エネルギ源の出力制御方法、該方法を用いるレーザ装置、及びデバイス製造方法 |
| US09/648,461 US6252650B1 (en) | 1999-09-09 | 2000-08-28 | Exposure apparatus, output control method for energy source, laser device using the control method, and method of producing microdevice |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25518199 | 1999-09-09 | ||
| JP11-255181 | 1999-09-09 | ||
| JP2000228262A JP2001148344A (ja) | 1999-09-09 | 2000-07-28 | 露光装置、エネルギ源の出力制御方法、該方法を用いるレーザ装置、及びデバイス製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001148344A true JP2001148344A (ja) | 2001-05-29 |
Family
ID=26542066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000228262A Pending JP2001148344A (ja) | 1999-09-09 | 2000-07-28 | 露光装置、エネルギ源の出力制御方法、該方法を用いるレーザ装置、及びデバイス製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6252650B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001148344A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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