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JPH07211620A - 半導体露光装置 - Google Patents

半導体露光装置

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Publication number
JPH07211620A
JPH07211620A JP6006406A JP640694A JPH07211620A JP H07211620 A JPH07211620 A JP H07211620A JP 6006406 A JP6006406 A JP 6006406A JP 640694 A JP640694 A JP 640694A JP H07211620 A JPH07211620 A JP H07211620A
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JP
Japan
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laser light
harmonic
light
wafer
exposure
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6006406A
Other languages
English (en)
Inventor
Minoru Takeda
実 武田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Priority to KR1019950001018A priority patent/KR950033685A/ko
Priority to US08/377,545 priority patent/US5706076A/en
Publication of JPH07211620A publication Critical patent/JPH07211620A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 レジスト膜の感度に応じて、露光量を連続的
に調節することができる半導体露光装置を提供する。 【構成】 第４高調波発生装置１１２は、レーザ光源か
らのレーザ光により励起されて基本波のレーザ光を発振
し、上記基本波のレーザ光を第１の非線形光学結晶を備
える第１の共振器により第２高調波のレーザ光に波長変
換し、上記第２高調波のレーザ光を第２の非線形光学結
晶を備える第２の共振器により第４高調波のレーザ光に
波長変換して出力する。光量制御手段１１１は、上記レ
ーザ光源の出力を制御して上記第４高調波発生装置１１
２の第４高調波のレーザ光の出力を調節する。上記第４
高調波のレーザ光を使用してウェーハ１３３を露光す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レティクルを介して半
導体の回路パターンをウェーハに露光する半導体露光装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体露光装置は、集積度を高
めるために短波長の光源を使用して、ウェーハ上に塗布
された感光性被膜、所謂レジスト膜を露光している。し
かし、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡ
Ｍ）等の半導体メモリーの高集積化に伴い、半導体露光
装置は、より高い解像力が要求され露光用光源の短波長
化の研究がさかんになされている。光の波長をより短く
する方法として、例えば、エキシマレーザを光源として
使用する方法がある。このエキシマレーザは、通常希ガ
スとハロゲン系のガスとの組み合せからなる有害な混合
気体中の放電においてレーザ発振を行わせるようになっ
ており、その波長は、例えば、ＫｒＦで２４８ｎｍ、Ａ
ｒＦで１９３ｎｍである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記エキシマ
レーザは、パルス発振のガスレーザであるため、レーザ
光の空間的光強度分布にムラが大きく生じる。すなわち
パルス毎に強度分布が変化してしまい、また、そのパル
ス出力はパルス毎に大きく変動してしまうため露光量の
制御が困難である。また、上記エキシマレーザの波長領
域で使用できるレジスト膜の感度は、その種類によって
大きく異なり、高感度のものでは数発のレーザパルスで
感光するが、低感度のものでは数千パルスのレーザパル
スを必要とするものもある。このような上記レジスト膜
の感度に対応して、上記エキシマレーザの出力を連続的
に調節することは極めて困難である。また、低感度のレ
ジスト膜では露光時間が長くなり生産性の低下につなが
る。さらに、上記エキシマレーザでは、レーザ発振の安
定性を確保するために、ウェーハへの露光処理前に一定
時間発振させる必要があり、ウェーハを露光処理しない
期間、即ち、所謂アイドリング状態における消費電力の
損失を招いてしまう。
【０００４】そこで、本発明は、上述の如き従来の問題
点に鑑みてなされたものであり、レジスト膜の感度に応
じて、露光量を連続的に調節することができ、また、消
費電力を低減することができ、生産性を向上することが
できる半導体露光装置の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明に係る半導体露光装置は、励起用のレーザ
光を出射するレーザ光源と、該レーザ光源からのレーザ
光により励起されて基本波のレーザ光を発振し、該基本
波のレーザ光を第１の非線形光学結晶を備える第１の共
振器により第２高調波のレーザ光に波長変換し、該第２
高調波のレーザ光を第２の非線形光学結晶を備える第２
の共振器により第４高調波のレーザ光に波長変換して出
力する光源手段と、上記レーザ光源の出力を制御して上
記光源手段の第４高調波のレーザ光の出力を調節する光
量制御手段とを有し、該第４高調波のレーザ光によりウ
ェーハを露光することを特徴とする。
【０００６】また、本発明に係る半導体露光装置は、前
記光源手段から出力される第４高調波のレーザ光を遮断
するシャッターを備え、前記光量制御手段は、ウェーハ
への露光期間は上記ウェーハ上へ塗布された感光性被膜
の感度に対応した露光量まで上昇させて、露光期間以外
は光の発振の安定性を維持するのに必要な最低限の露光
量まで低下させると共に、上記露光期間に上記シャッタ
ーを開閉する制御を行うことを特徴とする。
【０００７】
【作用】本発明に係る半導体露光装置では、レーザ光源
は励起用のレーザ光を出射する。光源手段は、上記レー
ザ光源からのレーザ光により励起されて基本波のレーザ
光を発振し、上記基本波のレーザ光を第１の非線形光学
結晶を備える第１の共振器により第２高調波のレーザ光
に波長変換し、上記第２高調波のレーザ光を第２の非線
形光学結晶を備える第２の共振器により第４高調波のレ
ーザ光に波長変換して出力する。光量制御手段は、上記
レーザ光源の出力を制御して上記光源手段の第４高調波
のレーザ光の出力を調節する。上記第４高調波のレーザ
光を使用してウェーハを露光する
【０００８】また、本発明に係る半導体露光装置では、
前記光量制御手段は、ウェーハへの露光期間は、上記ウ
ェーハ上へ塗布された感光性被膜の感度に対応した露光
量まで上昇させてる。また、シャッターの開閉の制御を
行い、前記光源手段から第４高調波のレーザ光を出射し
て上記ウェーハを露光する。露光期間以外は、光の発振
の安定性を維持するのに必要な最低限の露光量まで低下
させる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明に係る半導体露光装置の一実施
例について図面を参照しながら説明する。
【００１０】上記半導体露光装置は、光リソグラフィー
技術を用い、光源からの露光用の光を、照明光学系と縮
小投影光学系を介してウェーハ上に塗布されたレジスト
膜に照射し、レティクルに形成されたパターン、所謂原
画パターンを、例えば、１／５に縮小して上記レジスト
膜に形成する装置である。
【００１１】上記半導体露光装置は、図１に示すよう
に、後述する第４高調波のレーザ光を出射するレーザ光
源部１１０と、上記レーザ光源部１１０からの出射光の
強度分布を均一化する均一化処理部１２０と、原画パタ
ーンを１／５に縮小したパターンをウェーハに形成する
露光処理部１３０と、上記ウェーハの所望の位置に上記
パターンを形成するための位置制御を行う制御部１４０
とで構成されている。
【００１２】上記レーザ光源部１１０は、第４高調波の
レーザ光を出力する光量を調節し、また、シャッター１
１３の開閉を制御する光量制御部１１１と、調節された
上記第４高調波のレーザ光を出射する第４高調波発生装
置１１２と、露光期間に上記光量制御部１１１の制御に
より開閉するシャッター１１３とで構成されている。
【００１３】上記均一化処理部１２０は、レーザ光のコ
ヒーレンシ、所謂可干渉性を低下させ、また、空間的な
光強度分布を均一化するインテグレータ１２１と、上記
インテグレータ１２１からのレーザ光の光路を９０゜曲
げるミラー１２２と、上記レーザ光のビーム整形を行う
コンデンサーレンズ１２３とで構成されている。上記イ
ンテグレータ１２１は、図示していないが、例えば、レ
ーザ光が有するコヒーレンシを低下させるコヒーレンシ
除去装置と、例えば、空間的な光強度分布を均一化する
フライアイレンズとを有している。
【００１４】上記露光処理部１３０は、原画パターンが
形成されたレティクル１３１と、上記原画パターンを１
／５に縮小した光学像を投影する縮小投影レンズ１３２
と、ウェーハ１３３を縦及び横方向に移動するＸＹステ
ージ１３４とで構成されている。ここで、上記ウェーハ
１３３には、例えば、パターンをウェーハ上の所定の位
置に正しく転写するためのマークが設けられている。
【００１５】上記制御部１４０は、上記露光処理部１３
０のウェーハ１３３からの戻り光を検出するレーザ干渉
計１４１と、その検出に基いて上記露光処理部１３０の
ＸＹステージ１３４を動かすステージコントローラー１
４２とで構成されている。
【００１６】ここで、第４高調波のレーザ光を出射する
レーザ光源部１１０に関して図２を用いて説明する。
【００１７】上記レーザ光源部１１０の第４高調波発生
装置１１２は、図２に示すように、励起用のレーザ光を
出射するレーザ光源１０と、上記レーザ光源１０からの
レーザ光により励起されて基本波のレーザ光を発振する
基本波発生部２０と、上記基本波のレーザ光を第２高調
波のレーザ光に波長変換する第１の非線形光学結晶を備
える第２高調波発生部３０と、上記第２高調波発生部３
０から出射する第２高調波のレーザ光に位相変調を施す
位相変調部４０と、上記第２高調波のレーザ光を第４高
調波のレーザ光に波長変換して出力する第２の非線形光
学結晶を備える第４高調波発生部５０と、上記第４高調
波のレーザ光の発振条件を満たすように上記第４高調波
発生部５０の制御を行う制御部４０とで構成されてい
る。
【００１８】上記レーザ光源１０は、波長８０８ｎｍの
励起用のレーザ光を出射するものである。また、上記基
本波発生部２０は、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧからなるレー
ザ媒体であり、上記レーザ光により励起されて、波長１
０６４ｎｍの基本波のレーザ光を発振するものである。
【００１９】上記第２高調波発生部３０は第１の共振器
であって、上記基本波のレーザ光の波長で共振させるた
めの凹面鏡３１と平面鏡３３と、上記凹面鏡１７と平面
鏡１９の間に設けられた第１の非線形光学結晶３２とで
構成されている。上記第１の非線形光学結晶３２は、例
えば、ＫＴｉＯＰＯ4からなり、上記基本波のレーザ光
を第２の高調波のレーザ光に波長変換するものである。
また、平面鏡３３の反射面は完全に光を反射するように
なっており、凹面鏡３１の反射面は第２高調波のレーザ
光のみ透過できるようになっている。この平面鏡３３と
凹面鏡３１によって、入射した上記基本波のレーザ光の
波長で共振する。ここで、上記平面鏡３３と上記凹面鏡
３１の間に上記第１の非線形光学結晶３２が備えられて
いるため、上記基本波のレーザ光の波長は非線形光学効
果により変換される。従って、上記凹面鏡３１からは、
波長５３２ｎｍの第２高調波のレーザ光が取り出され
る。
【００２０】上記位相変調部４０は、上記第２高調波の
レーザ光に位相変調を施す位相変調器４２と、上記位相
変調器４２へ入射した光の戻りを防ぐための光アイソレ
ータ４１とで構成されている。上記位相変調器４２は、
例えば、電気光学効果素子を用いたものである。この位
相変調器４２には、後述する制御部６０により検出され
た位置誤差が供給される。この位置誤差を基にして上記
第２高調波のレーザ光に、上記制御部６０の光量検出の
ための位相変調を施すものである。例えば、上記第２高
調波のレーザ光の周波数は約５００〜６００ＴＨZであ
り、１０ＴＨZの位相変調を施す。
【００２１】上記第４高調波発生部５０は第２の共振器
であって、上記第２高調波のレーザ光の波長で共振させ
る凹面鏡５１と凹面鏡５３と、上記凹面鏡５１と凹面鏡
５３の間に設けられた第２の非線形光学結晶５２と、上
記凹面鏡５１と凹面鏡５３に対するように備えられた平
面鏡５４と平面鏡５５とで構成されている。上記第２の
非線形光学結晶５２は、例えば、バリウムボレート（Ｂ
ＢＯ）からなり、上記第２の高調波のレーザ光を第４の
高調波のレーザ光に波長変換するものである。また、凹
面鏡５１と凹面鏡５３の各反射面は第４高調波のレーザ
光のみ透過できるようになっている。さらに、上記凹面
鏡５１は、レーザ発振条件を満たすように後述する制御
部６０により光軸方向に駆動されるようになっている。
また、共振におけるレーザ光の光路長を大きくするため
に、平面鏡５４と平面鏡５５を上記凹面鏡５１と凹面鏡
５３に対するように備えられている。上記凹面鏡５１と
凹面鏡５３により、上記第２高調波のレーザ光の波長で
共振する。ここで、上記凹面鏡５１と凹面鏡５３の間に
上記第２の非線形光学結晶５２が備えられているため、
上記第２高調波のレーザ光の波長は非線形光学効果によ
り変換される。従って、上記凹面鏡５１と上記凹面鏡５
３から波長２２６ｎｍの第４の高調波のレーザ光が取り
出される。
【００２２】ここで、上記第４高調波発生部５０は、２
枚の凹面鏡が対向してなる、所謂ファブリーペロー共振
器を用いている。この共振器は、光路位相差が２πのと
き共振し、共振位相付近で反射位相が大きく変化する。
この位相変化を利用して共振器の周波数制御を行うこと
が、デリバー ロッキング（Ｄｒｅｖｅｒ Ｌｏｃｋｉ
ｎｇ）として、“レーザ フェーズ アンド フレクエ
ンシー スタビリゼーション ユージング アン オプ
ティカル リゾネーター”（Ｒ．Ｗ．Ｐ．Ｄｒｅｖｅ
ｒ，ｅｔ ａｌ．“Ｌａｓｅｒ Ｐｈａｓｅ ａｎｄ
Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ Ｕ
ｓｉｎｇ ａｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｒｅｓｏｎａｔｏ
ｒ” Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｂ ３１．９
７−１０５（１９８３））等に開示されており、上記第
４高調波発生部５０はこの技術を利用している。
【００２３】上記制御部６０は、上記第４高調波のレー
ザ光の光量を検出する光検出器６１と、その検出された
光量を基に位置誤差検出を高精度なものにするロッキン
グ回路６２と、上記位置誤差を基にしてレーザ発振条件
を満たすように上述の第４高調波発生部５０の凹面鏡５
１を駆動させるボイルコイルモータ６３とで構成されて
いる。上記光検出器６１は、例えばフォトダイオードか
らなるものである。また、上記ロッキング回路６２によ
り検出された位置誤差は、上記ボイルボイルコイルモー
タ６３へ供給されるとともに、上述の位相変調部４０の
位相変調器４２にも供給される。上記ボイルコイルモー
タ６３は、上記位置誤差がゼロとなるように上記第４高
調波発生部５０の凹面鏡５１を光軸方向に駆動するもの
である。
【００２４】このような構成をした上記第４高調波発生
装置１１２を用いて第４高調波のレーザ光を発生させ
る。具体的に言うと、レーザ光源１０は励起用のレーザ
光を出射する。上記レーザ光は、１／４波長板７１によ
り、直線偏光の状態から円偏光の状態となる。そのレー
ザ光は、基本波発生部２０へ入射する。上記基本波発生
部２０、即ちＮｄ：ＹＡＧからなるレーザ媒体は、上記
レーザ光により励起されて基本波のレーザ光を発振す
る。上記基本波のレーザ光は、エタロン７１により帯域
が狭められる。その帯域が狭められた基本波のレーザ光
はピンポール７３を介して、上記基本波のレーザ光の一
部が取り出される。その基本波のレーザ光は平面鏡７４
で反射し、第１の共振器である第２高調波発生部３０へ
入射する。上記第２高調波発生部３０は上記基本波のレ
ーザ光の波長で共振し、また、そのレーザ光に第１の非
線形光学結晶３２を用いて波長変換を施す。従って、上
記第２高調波発生部３０から第２高調波のレーザ光が取
り出される。上記第２高調波のレーザ光は、ミラー７５
で９０°に曲げられ、集光レンズ７６を介して位相変調
部４０へ入射する。上記位相変調部４０により位相変調
が施された第２高調波のレーザ光は、集光レンズ７７を
介して第２の共振器である第４高調波発生部５０へ入射
する。上記第４高調波発生部５０は上記第２高調波のレ
ーザ光の波長で共振し、また、そのレーザ光に第２の非
線形光学結晶５２を用いて波長変換を施す。上記第４高
調波発生部５０からは光量検出のための光として、ま
た、露光のための光として第４高調波のレーザ光が各々
取り出される。この第４高調波のレーザ光は、上記レー
ザ光源１０から出射されるレーザ光の光量にほぼ比例し
て出射される。制御部６０は、上記光量検出のための光
として取り出された第４高調波のレーザ光を基にして、
上記第４高調波発生部５０におけるレーザ光の光路長が
共振点となる長さになるように上記第４高調波発生部５
０を制御する。
【００２５】上述のような構成にすることにより、励起
用のレーザ光の光量を調節することにより、露光用のレ
ーザ光である第４高調波のレーザ光の光量を調節するこ
とができる。
【００２６】尚、基本波発生部２０におけるレーザ媒体
としては、Ｎｄ：ＹＡＧに限定されるものではなく、Ｎ
ｄ：ＶＯ4、Ｎｄ：ＢＥＬ、ＬＮＰ等がある。また、第
１の非線形結晶光学素子３２及び第２の非線形結晶光学
素子５２としては、ＫＴＰやＢＢＯの他に、ＬＮ、ＱＰ
Ｍ、ＬＢＯ、ＫＮ等がある。
【００２７】上述の第４高調波発生装置１１２からの第
４高調波のレーザ光を用いてウェーハを露光する動作を
再び図１を用いて説明する。
【００２８】レーザ光源部１１０の光量制御部１１１
は、予め第４高調波発生装置１１２から出射されるレー
ザ光の光量が露光処理部１３０のウェーハ１３３のレジ
スト膜の感度に対応した露光量まで上昇するように、上
述した第４高調波発生装置１１２のレーザ光源１０（図
２）から出射される励起用のレーザ光の光量を調節す
る。このとき、後述する制御部１４０は、露光処理部１
３０のＸＹステージ１３４を縦、及び横に移動させ、上
記ウェーハ１３３の露光すべきチップ（チップａとす
る。）が正しく露光されるように位置制御する。上記第
４高調波発生装置１１２から出射されるレーザ光の光量
が上記ウェーハ１３３のレジスト膜の感度に対応した露
光量まで上昇し、上記ウェーハ１３３の位置が固定され
ると、上記光量制御部１１１は、シャッター１１３を開
ける。従って、上記第４高調波発生装置１１２からは、
上記ウェーハ１３３のレジスト膜の感度に対応した露光
量のレーザ光がシャッター１１３を介して出射される。
上記レーザ光は、均一化処理部１２０へ入射する。
【００２９】上記均一化処理部１２０のインテグレータ
１２１は、上述したようにコヒーレンシ除去装置とフラ
イアイレンズを有している。上記均一化処理部１２０へ
入射したレーザ光は、コヒーレンシ除去装置で可干渉性
が除去される。また、上記フライアイレンズは、複眼的
にまとめられた角柱状レンズで構成されている。上記可
干渉性が除去されたレーザ光を上記フライアイレンズに
透過させる。これにより、上記レーザ光に空間的な光強
度分布の均一化が施される。可干渉性が除去され空間的
な光強度分布の均一化が施されたレーザ光は、ミラー１
２２で９０゜曲げられ、コンデンサーレンズ１２３へ入
射する。上記コンデンサーレンズ１２３は、上記レーザ
光のビーム整形を行い光強度分布が均一な直径２００ｍ
ｍ程度のレーザ光を生成する。このレーザ光は、露光処
理部１３０へ入射する。
【００３０】上記露光処理部１３０へ入射したレーザ光
は、レティクル１３１を介して縮小投影レンズ１３２に
入射する。上記縮小投影レンズ１３２は、上記レティク
ル１３１に形成されたパターンを１／５に縮小し、上記
ウェーハ１３３へ投影する。従って、上記ウェーハ１３
３のチップａに微細パターンが形成される。
【００３１】上記チップａの露光が完了すると、上記レ
ーザ光源部１１０の光量制御部１１１は、シャッター１
１３を閉じる。上記シャッター１１３は、第４高調波発
生装置１１２からの第４高調波のレーザ光を遮断する。
【００３２】制御部１４０は、次に露光するチップ（チ
ップｂとする。）の位置制御を行う。レーザ干渉計１４
１は、上記ウェーハ１３３からの戻り光を検出する。ス
テージコントローラー１４２は、この検出された光を基
にアライメントの位置決めを行い上記ＸＹステージ１３
４を移動させ、チップｂが正しく露光されるように位置
制御する。
【００３３】上記ウェーハ１３３のチップｂの位置が固
定されると、上記レーザ光源部１１０の光量制御部１１
１はシャッター１１３を開ける。上記第４高調波発生装
置１１２からは、シャッター１１３を介して第４高調波
のレーザ光が出射される。上記ウェーハ１３３のチップ
ｂは、チップａの場合と同様に正しく露光される。チッ
プｂの露光が完了すると、上記レーザ光源部１１０の光
量制御部１１１はシャッター１１３を再び閉じる。
【００３４】上述のようにして、この半導体露光装置
は、アライメントを制御すると共に、シャッターの開閉
を制御しながら１チップ毎に露光を繰り返し行い、パタ
ーンをウェーハ全体に正確に転写する。
【００３５】ここで、１枚目のウェーハの露光が完了す
ると、上記レーザ光源部１１０の光量制御部１１１は、
第４高調波発生装置１１２から出射されるレーザ光の光
量が発振安定性を維持するのに必要な最低限の出力まで
低下するように、第４高調波発生装置１１２のレーザ光
源１０から出射される励起用のレーザ光の光量を調節す
る。次のウェーハの露光時は、再び上記レーザ光源部１
１０の光量制御部１１１は、第４高調波発生装置１１２
から出射されるレーザ光の光量が、上記ウェーハのレジ
スト膜の感度に対応した露光量まで上昇するように、第
４高調波発生装置１１２のレーザ光源１０から出射され
る励起用のレーザ光の光量を調節する。
【００３６】具体的に、図３を用いて、レジスト膜の感
度の異なる３枚のウェーハを各々露光した場合のレーザ
光の光量の履歴に関して説明をする。上記レジスト膜を
レジスト膜Ａ、レジスト膜Ｂ、レジスト膜Ｃとする。例
えば、上記レジスト膜の感度、所謂必要露光エネルギー
をレジスト膜Ｂ＞レジスト膜Ｃ＞レジスト膜Ａとする。
また、上記レーザ光の光量とは、レーザ光源部１１０の
光量制御部１１１が、第４高調波発生装置１１２のレー
ザ光源１０から出射される励起用のレーザ光の光量を調
節することにより第４高調波発生装置１１２から出射さ
れるレーザ光の光量のことである。
【００３７】まず、レジスト膜Ａのウェーハの露光を開
始する前のアイドリング期間ｔ1は、上記レーザ光の光
量を発振安定性を維持するのに必要な最低限の出力Ｐ0
まで低下させておく。次にレジスト膜Ａのウェーハを露
光するために、上記レーザ光の光量を上記レジスト膜Ａ
の感度に対応した出力ＰAまで上昇させる。レジスト膜
Ａの露光期間ｔAは、上記レーザ光の光量をＰAに保ち、
シャッター１１３を開閉しながら１チップ毎露光する。
上記レジスト膜Ａのウェーハの露光が完了すると、再び
上記レーザ光の光量をＰ0まで低下させ、次のウェーハ
を露光するまでのアイドリング期間ｔ2は、上記レーザ
光の光量をＰ0に保つ。
【００３８】次に、レジスト膜Ｂのウェーハを露光する
ために、上記レーザ光の光量を、上記レジスト膜Ｂの感
度に対応した出力ＰBまで上昇させる。レジスト膜Ｂの
露光期間ｔBは、上記レーザ光の光量をＰBに保ち、シャ
ッター１１３を開閉しながら１チップ毎露光する。ここ
で、レジスト膜Ｂの感度は、上述したように３つのウェ
ーハの中で必要露光エネルギーを最も要するものであ
る。この時、上記レーザ光の光量Ｐ3を、増大させる。
レジスト膜Ｂの露光期間ｔBは上記レーザ光の光量をＰ3
に保ち、シャッター１１３を開閉しながら１チップ毎露
光する。上記レジスト膜Ｂのウェーハの露光が完了する
と、再び上記レーザ光の光量をＰ0まで低下させ、次の
ウェーハを露光するまでのアイドリング期間ｔ3は、上
記レーザ光の光量をＰ0に保つ。
【００３９】レジスト膜Ｃのウェーハの場合も同様にし
て、露光期間ｔCは、上記レーザ光の光量を、上記レジ
スト膜Ｃの感度に対応した出力ＰCに上昇させて露光す
る。レジスト膜Ｃのウェーハの露光が完了すると、同様
にして、上記レーザ光の光量をＰ0まで低下させ、次の
ウェーハを露光するまでのアイドリング期間ｔ4は、上
記レーザ光の光量をＰ0に保つ。
【００４０】上述のように、光量制御部１１１は、レー
ザ光源１１から出射される励起用のレーザ光の光量を調
節することによって、第４高調波発生装置１１２から出
射される第４高調波のレーザ光の光量を、上記各レジス
ト膜の感度、即ち、レジスト膜Ｂ＞レジスト膜Ｃ＞レジ
スト膜Ａに応じてＰB＞ＰC＞ＰAとなるように連続的に
調節することができる。従って、レジスト膜の感度に応
じて露光量を連続的に調節することができる。
【００４１】また、アイドリング期間ｔ1、ｔ2、ｔ3、
ｔ4においては、レーザ光の出力をその発振安定性を維
持するのに必要な最低限の出力Ｐ0まで低下させる。上
記レーザ光の出力の発振性は、アイドリング期間におい
ても維持されるため、上記アイドリング期間から露光処
理へ移行しても即座に所定のレーザ光の出力まで上昇さ
せることができる。このため、レーザ光の出力が所定の
出力まで上昇するまで待機することなく即座に露光処理
を行うことができる。また、アイドリング期間に次のウ
ェーハを露光するために、一定時間レーザ光を発振させ
る必要がなくなる。従って、アイドリング期間における
消費電力を低減することができる。また、生産工程にお
いての時間短縮を図ることができるため、生産性を向上
させることができる。
【００４２】さらに、必要露光エネルギーの大きいレジ
スト膜Ｂへは、レーザ出力Ｐ3を増大させることにより
露光時間ｔBを短縮する。従って、露光時間の短縮を図
ることができるため、生産性を向上させることができ
る。
【００４３】
【発明の効果】本発明に係る半導体露光装置では、レー
ザ光源は励起用のレーザ光を出射する。光源手段は、上
記レーザ光源からのレーザ光により励起されて基本波の
レーザ光を発振し、上記基本波のレーザ光を第１の非線
形光学結晶を備える第１の共振器により第２高調波のレ
ーザ光に波長変換し、上記第２高調波のレーザ光を第２
の非線形光学結晶を備える第２の共振器により第４高調
波のレーザ光に波長変換して出力する。光量制御手段
は、上記レーザ光源の出力を制御して上記光源手段の第
４高調波のレーザ光の出力を調節する。上記第４高調波
のレーザ光によりウェーハを露光する。これにより、レ
ジスト膜の感度に応じて露光量を連続的に調節すること
ができる。
【００４４】また、本発明に係る半導体露光装置では、
前記光量制御手段は、ウェーハへの露光期間は、上記ウ
ェーハ上へ塗布された感光性被膜の感度に対応した露光
量まで上昇させてる。また、シャッターの開閉の制御を
行い、前記光源手段から第４高調波のレーザ光を出射し
て上記ウェーハに露光する。露光期間以外は、光の発振
の安定性を維持するのに必要な最低限の露光量まで低下
させる。これにより、消費電力を低減することができ、
生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る半導体露光装置の実施例の構成を
示す図である。
【図２】上記半導体露光装置の光源手段として用いた第
４高調波発生装置の構成を示す図である。
【図３】本発明に係る半導体露光装置の実施例のレーザ
光の出力の履歴を表した図である。
【符号の説明】
１０ レーザ光源 ２０ 基本波発生部 ３０ 第２高調波発生部 ３２ 第１の非線形光学結晶 ４０ 位相変調部 ５０ 第４高調波発生部 ５２ 第２の非線形光学結晶 ６０ 制御部 １１０ レーザ光源 １１１ 光量制御部 １１２ 第４高調波発生装置 １１３ シャッター １２０ 均一化処理部 １２１ インテグレータ １２３ コンデンサーレンズ １３０ 露光処理部 １３１ レティクル １３２ 縮小投影レンズ １３３ ウェーハ １３４ ＸＹステージ １４０ 制御部 １４１ レーザ干渉計 １４２ ステージコントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｓ 3/109

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 励起用のレーザ光を出射するレーザ光源
    と、 該レーザ光源からのレーザ光により励起されて基本波の
    レーザ光を発振し、該基本波のレーザ光を第１の非線形
    光学結晶を備える第１の共振器により第２高調波のレー
    ザ光に波長変換し、該第２高調波のレーザ光を第２の非
    線形光学結晶を備える第２の共振器により第４高調波の
    レーザ光に波長変換して出力する光源手段と、 上記レーザ光源の出力を制御して上記光源手段の第４高
    調波のレーザ光の出力を調節する光量制御手段とを有
    し、 該第４高調波のレーザ光によりウェーハを露光すること
    を特徴とする半導体露光装置。
  2. 【請求項２】 前記光源手段から出力される第４高調波
    のレーザ光を遮断するシャッターを備え、 前記光量制御手段は、ウェーハへの露光期間は上記ウェ
    ーハ上へ塗布された感光性被膜の感度に対応した露光量
    まで上昇させて、露光期間以外は光の発振の安定性を維
    持するのに必要な最低限の露光量まで低下させると共
    に、上記露光期間に上記シャッターを開閉する制御を行
    うことを特徴とする請求項１記載の半導体露光装置。
JP6006406A 1994-01-25 1994-01-25 半導体露光装置 Withdrawn JPH07211620A (ja)

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