(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スキャンニングフォトリソグラフィ装置で使用される、ランプの不安定性を検出するシステムにおいて、
第１の検出器と第２の検出器と計算手段とを有しており、
前記第１の検出器は、画像面でのイルミネーション領域内の所定の第１の横方向位置に配設され、前記第１の検出器は、イルミネーション強度プロファイル及びスキャン方向に沿って検出される第１のイルミネーション強度を表す第１の出力信号を送出する第１の出力側を有しており、
前記第２の検出器は、前記画像面での前記イルミネーション領域内の所定の第２の横方向位置に配設され、前記第２の検出器は、イルミネーション強度プロファイル及びスキャン方向に沿って検出される第２のイルミネーション強度を表す第２の出力信号を送出する第２の出力側を有しており、
前記計算手段は、前記第１及び第２の検出器に接続されていて、前記第１の出力信号と前記第２の出力信号との間の関係を計算し、該計算により、ランプの不安定性が検出され、
前記第１の出力信号と前記第２の出力信号との間の前記関係は比である
ことを特徴とするランプの不安定性を検出するシステム。
【請求項２】
所定の第１の横方向位置と所定の第２の横方向位置は、予期された最大イルミネーション強度の位置から等距離である請求項１記載のランプの不安定性を検出するシステム。
【請求項３】
所定の第１の横方向位置と所定の第２の横方向位置は、予期された、実質的に１／２のイルミネーション強度の位置での予期された最大イルミネーション強度位置の各側に配設されている請求項１記載のランプの不安定性を検出するシステム。
【請求項４】
更にシステムコントローラ手段を有しており、該システムコントローラ手段は、前記計算手段に接続されていて、比が所定範囲からずれたかどうかを決定する請求項１記載のランプの不安定性を検出するシステム。
【請求項５】
更にディスプレイを有しており、該ディスプレイによって、比が所定範囲からずれたことが決定された場合に、警告メッセージが表示される請求項４記載のランプの不安定性を検出するシステム。
【請求項６】
前記システムコントローラ手段は、比が所定範囲からずれたことが決定された場合に、処理を停止させる請求項４記載のランプの不安定性を検出するシステム。
【請求項７】
スキャニングフォトリソグラフィ装置で使用される、ランプの安定性を検出するシステムにおいて、
検出器アレイと比手段とコントローラ手段とを有しており、
前記検出器アレイは、イルミネーション領域を交差する方向に配設されており、前記検出器アレイは、第１の検出器と第２の検出器を有しており、前記第１の検出器と第２の検出器は、所定の距離だけ離して配設されており、前記第１の検出器と第２の検出器は、それぞれ、イルミネーション強度プロファイルに沿って選択された位置であって、スキャン方向に配置されている該選択位置でのイルミネーション領域の強度を示す検出器信号を供給し、
前記比手段は、前記第１の検出器と第２の検出器に接続されていて、前記第１の検出器と第２の検出器によって供給された検出器信号の比を計算するようにされており、
前記コントローラ手段は、比を示す比信号を受信して、該比が所定範囲から逸脱したかどうかを決定し、該決定により、ランプの安定性が決定される
ことを特徴とするランプの安定性を検出するシステム。
【請求項８】
前記検出器アレイは、画像面に対して共役面に配設されている請求項７記載のランプの安定性を検出するシステム。
【請求項９】
第１の検出器と第２の検出器は、予期される最大イルミネーション強度の位置から等距離である所定の距離だけ相互に離して配設されている請求項７記載の所定のランプの安定性を検出するシステム。
【請求項１０】
第１の検出器と第２の検出器は、予期される最大イルミネーション強度の実質的に１／２のイルミネーション強度の位置に所定の距離だけ相互に離して配設する請求項９記載のランプの安定性を検出するシステム。
【請求項１１】
更に、前記コントローラ手段に接続されたディスプレイが設けられており、該ディスプレイにより、比が所定範囲から逸脱した場合に警告メッセージが表示される請求項７記載のランプの安定性を検出するシステム。
【請求項１２】
比が所定範囲から逸脱した場合に、前記コントローラ手段は、パーツの製造を停止する請求項７記載のランプの安定性を検出するシステム。
【請求項１３】
半導体装置の製造用のフォトリソグラフィで使用される、ランプの不安定性を検出するシステムにおいて、
アークランプと、イルミネーション光学部材と投影光学部材と第１の検出器と第２の検出器と比回路とシステムコントローラとディスプレイとを有しており、
前記イルミネーション光学部材は、前記アークランプからの電磁放射を集め、
前記イルミネーション光学部材は、矩形のイルミネーション領域を形成し、前記矩形のイルミネーション領域は、横方向の幅と所定の横方向イルミネーション強度プロファイルを有しており、
前記投影光学部材は、レチクルの画像をウェファ面のウェファ上に投射し、
前記第１の検出器は、前記ウェファ面に対して共役面に配設され、前記矩形のイルミネーション領域の幅に沿った第１の所定距離の第１の箇所であって、前記所定の横方向イルミネーション強度プロファイル及びスキャン方向に沿った該第１の箇所にて第１のイルミネーション強度を検出し、前記第１の所定距離での前記第１のイルミネーション強度を示す第１の信号を供給し、
前記第２の検出器は、ウェファ面に対して共役面に配設され、前記矩形イルミネーション領域の幅に沿った第２の所定距離の第２の箇所であって、前記所定の横方向イルミネーション強度プロファイル及びスキャン方向に沿った該第２の箇所にて第２のイルミネーション強度を検出し、前記第２の所定距離での前記第２のイルミネーション強度を示す第２の信号を供給し、
前記比回路は、前記第１及び第２の検出器に接続されていて、前記第１及び第２の検出器の比を供給し、
前記システムコントローラは、前記比回路に接続されており、前記システムコントローラは、前記比が、所定の上限乃至下限から逸脱する時点を検出し、
前記ディスプレイは、前記システムコントローラに接続されており、前記ディスプレイは、前記所定の上限又は下限のどちらかから逸脱した場合にメッセージを表示し、
該表示によって、ランプの不安定性が検出されてシステムのパフォーマンスが改善される
ことを特徴とするランプの不安定性を検出するシステム。
【請求項１４】
第１の所定距離及び第２の所定距離は、イルミネーション領域の予期される最大強度から等距離である請求項１３記載のランプの不安定性を検出するシステム。
【請求項１５】
第１の所定距離及び第２の所定距離は、イルミネーション領域の横方向イルミネーション強度プロファイルの実質的に最大傾斜に応じた位置に等しい請求項１４記載のランプの不安定性を検出するシステム。
【請求項１６】
半導体装置の製造に使用されるスキャンニングフォトリソグラフィ装置で使用される、ランプの安定性を検出するシステムにおいて、
アークランプとイルミネーション光学部材と投影部材と第１の検出器と第２の検出器とマルチプレックス回路と比回路と比較器回路とシステムコントローラとディスプレイとを有しており、
前記イルミネーション光学部材は、前記アークランプからの電磁放射を集め、前記イルミネーション光学部材は、矩形のイルミネーション領域を形成し、前記矩形のイルミネーション領域は、横方向の幅と所定の横方向イルミネーション強度プロファイルを有しており、
前記投影部材は、レチクルの画像をウェファ面のウェファ上に投影し、
前記第１の検出器は、前記ウェファ面に対して共役面に配設され、該配設の際、イルミネーション強度プロファイルの、スキャン方向に沿った及び予期される第１の最大傾斜位置に応じた前記矩形のイルミネーション領域の幅に沿った第１の位置で、予期される最大イルミネーション強度位置から第１の所定横方向距離の箇所に配設されており、前記第１の検出器は、前記第１の位置での第１のイルミネーション強度を示す第１の信号を供給し、
前記第２の検出器は、ウェファ面に対して共役面に配設され、該配設の際、前記イルミネーション強度プロファイルの、スキャン方向に沿った及び予期される第２の最大傾斜位置に応じた前記矩形イルミネーション領域の幅に沿った第２の位置で、予期される最大イルミネーション強度位置から第２の所定横方向距離の箇所に配設されており、前記第２の検出器は、前記第２の所定距離での第２のイルミネーション強度を示す第２の信号を供給し、
前記マルチプレックス回路は、前記第１及び第２の検出器に接続されており、前記マルチプレックス回路は、第１及び第２の位置の各々での前記第１及び第２のイルミネーション強度を示す前記第１及び第２の信号に応じた第１及び第２の出力信号を送出する第１及び第２の出力側を有しており、
前記比回路は、前記マルチプレックス回路の前記第１及び第２の出力側に接続されており、
前記比較器回路は、前記第１及び第２の検出器の１つ及び前記マルチプレックス回路に接続されており、前記比較器回路は、前記第１及び第２の検出器の１つによってイルミネーションが受光されない場合に、前記マルチプレックス回路が前記比回路に信号を供給するのを阻止し、該阻止によって、誤差のある比信号が送出されるのが阻止され、
前記システムコントローラは、前記比回路に接続されており、前記システムコントローラは、前記比出力信号が、所定の上限乃至下限の外側に逸脱する時点を検出し、
前記ディスプレイは、前記システムコントローラに接続されており、前記ディスプレイは、前記比出力信号が、前記所定の上限乃至下限のどちらかの外側に逸脱した場合にメッセージを表示し、
該表示によって、ランプの不安定性が検出されてシステムのパフォーマンスが改善される
ことを特徴とするランプの安定性を検出するシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ランプの不安定性を検出するシステム及びランプの安定性を検出するシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウェファの製造の際、フォトリソグラフィ又はマイクロリソグラフィが一般的に使われている。所定のマイクロリソグラフィシステムでは、ショートアークランプ（水銀／キセノン（Ｈｇ（Ｘｅ））アークランプ等）が、レチクルの画像を投射光学部材を介して感光レジストが塗布されたウェファ上に投影するためのイルミネーション源として使用される。一般的には、アークランプの小さな領域、ほぼ０．０５ｃｍ２が、レチクルの画像をウェファ上に投影するためのイルミネーション領域を提供するのに使用される。イルミネーション領域は、一般的には、所定の横方向のイルミネーションの強度プロファイルを有する矩形形状である。所定のイルミネーションの強度プロファイルを維持することは、ウェファ面での許容可能な画質を達成する際には所望であることが屡々である。しかし、アークランプは、イルミネーション領域に不安定な影響を及ぼすようになることが時としてある。従って、アークランプをモニタするために種々の検出器が開発されてきている。一般的には、これらの検出器は、アークランプを直接的に監視し、アークランプ自体の何らかの不安定性乃至変化をモニタする。しかし、アークランプ自体での変化は、ウェファで受光されるイルミネーション領域に影響を及ぼしたり、又は、及ぼさなかったりすることがある。従って、前述の検出器は、不安定なランプ特性を示すことが屡々であるが、検出された不安定性は、実際には、逆にイルミネーション領域に、従って、ウェファの画質に影響を及ぼすことはない。付加的に、前述の検出器によって検出されないことがあるランプでの種々の変化の結果、ウェファでのイルミネーション領域が不所望な状態となり、画質に影響することがある。従って、アークランプベースのイルミネーションシステムを利用するマイクロリソグラフィシステムにおいて、アークランプの変化乃至不安定性が、ウェファでのイルミネーション領域に実際に影響を及ぼすかどうか、従って、画質に影響を及ぼすかどうか決定するために、アークランプを一層正確にモニタする必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、ウェファ面又はその共役面でのイルミネーション領域をモニタすることにある。
【０００４】
本発明の別の課題は、不安定なランプを検出してフォトリソグラフィに使用することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明によると、
第１の検出器と第２の検出器と計算手段とを有しており、
前記第１の検出器は、画像面でのイルミネーション領域内の所定の第１の横方向位置に配設され、前記第１の検出器は、イルミネーション強度プロファイルおよびスキャン方向に沿って検出される第１のイルミネーション強度を表す第１の出力信号を送出する第１の出力側を有しており、
前記第２の検出器は、前記画像面での前記イルミネーション領域内の所定の第２の横方向位置に配設され、前記第２の検出器は、イルミネーション強度プロファイルおよびスキャン方向に沿って検出される第２のイルミネーション強度を表す第２の出力信号を送出する第２の出力側を有しており、
前記計算手段は、前記第１及び第２の検出器に接続されていて、前記第１の出力信号と前記第２の出力信号との間の関係を計算し、該計算により、ランプの不安定性が検出される
ことによって解決される。
また、検出器アレイと比手段とコントローラ手段とを有しており、
前記検出器アレイは、イルミネーション領域を交差する方向に配設されており、前記検出器アレイは、第１の検出器と第２の検出器を有しており、前記第１の検出器と第２の検出器は、所定の距離だけ離して配設されており、前記第１の検出器と第２の検出器は、それぞれ、イルミネーション強度プロファイルに沿って選択された位置であって、スキャン方向に配置されている該選択位置でのイルミネーション領域の強度を示す検出器信号を供給し、
前記比手段は、前記第１の検出器と第２の検出器に接続されていて、前記第１の検出器と第２の検出器によって供給された検出器信号の比を計算するようにされており、
前記コントローラ手段は、比を示す比信号を受信して、該比が所定範囲から逸脱したかどうかを決定し、該決定により、ランプの安定性が決定される
ことにより解決される。
また、半導体装置の製造用のフォトリソグラフィで使用される、ランプの不安定性を検出するシステムにおいて、
アークランプと、イルミネーション光学部材と投影光学部材と第１の検出器と第２の検出器と比回路とシステムコントローラとディスプレイとを有しており、
前記イルミネーション光学部材は、前記アークランプからの電磁放射を集め、
前記イルミネーション光学部材は、矩形のイルミネーション領域を形成し、前記矩形のイルミネーション領域は、横方向の幅と所定の横方向イルミネーション強度プロファイルを有しており、
前記投影光学部材は、レチクルの画像を前記ウェファ面のウェファ上に投射し、
前記第１の検出器は、前記ウェファ面に対して共役面に配設され、前記矩形のイルミネーション領域の幅に沿った第１の所定距離の第１の箇所であって、前記所定の横方向イルミネーション強度プロファイル及びスキャン方向に沿った該第１の箇所にて第１のイルミネーション強度を検出し、前記第１の所定距離での前記第１のイルミネーション強度を示す第１の信号を供給し、
前記第２の検出器は、ウェファ面に対して共役面に配設され、前記矩形イルミネーション領域の幅に沿った第２の所定距離の第２の箇所であって、前記所定の横方向イルミネーション強度プロファイル及びスキャン方向に沿った該第２の箇所にて第２のイルミネーション強度を検出し、前記第２の所定距離での前記第２のイルミネーション強度を示す第２の信号を供給し、
前記比回路は、前記第１及び第２の検出器に接続されていて、前記第１及び第２の検出器の比を供給し、
前記システムコントローラは、前記比回路に接続されており、前記システムコントローラは、前記比が、所定の上限乃至下限から逸脱する時点を検出し、
前記ディスプレイは、前記システムコントローラに接続されており、前記ディスプレイは、前記所定の上限又は下限のどちらかから逸脱した場合にメッセージを表示し、
該表示によって、ランプの不安定性が検出されてシステムのパフォーマンスが改善されること
により解決される。
また、半導体装置の製造に使用されるスキャンニングフォトリソグラフィ装置で使用される、ランプの安定性を検出するシステムにおいて、
アークランプとイルミネーション光学部材と投影部材と第１の検出器と第２の検出器とマルチプレックス回路と比回路と比較器回路とシステムコントローラとディスプレイとを有しており、
前記イルミネーション光学部材は、前記アークランプからの電磁放射を集め、前記イルミネーション光学部材は、矩形のイルミネーション領域を形成し、前記矩形のイルミネーション領域は、横方向の幅と所定の横方向イルミネーション強度プロファイルを有しており、
前記投影部材は、レチクルの画像をウェファ面のウェファ上に投影し、
前記第１の検出器は、前記ウェファ面に対して共役面に配設され、該配設の際、イルミネーション強度プロファイルの、スキャン方向に沿った及び予期される第１の最大傾斜位置に応じた前記矩形のイルミネーション領域の幅に沿った第１の位置で、予期される最大イルミネーション強度位置から第１の所定横方向距離の箇所に配設されており、前記第１の検出器は、前記第１の位置での第１のイルミネーション強度を示す第１の信号を供給し、
前記第２の検出器は、ウェファ面に対して共役面に配設され、該配設の際、前記イルミネーション強度プロファイルの、スキャン方向に沿った及び予期される第２の最大傾斜位置に応じた前記矩形イルミネーション領域の幅に沿った第２の位置で、予期される最大イルミネーション強度位置から第２の所定横方向距離の箇所に配設されており、前記第２の検出器は、前記第２の所定距離での第２のイルミネーション強度を示す第２の信号を供給し、
前記マルチプレックス回路は、前記第１及び第２の検出器に接続されており、前記マルチプレックス回路は、第１及び第２の位置の各々での前記第１及び第２のイルミネーション強度を示す前記第１及び第２の信号に応じた第１及び第２の出力信号を送出する第１及び第２の出力側を有しており、
前記比回路は、前記マルチプレックス回路の前記第１及び第２の出力側に接続されており、
前記比較器回路は、前記第１及び第２の検出器の１つ及び前記マルチプレックス回路に接続されており、前記比較器回路は、前記第１及び第２の検出器の１つによってイルミネーションが受光されない場合に、前記マルチプレックス回路が前記比回路に信号を供給するのを阻止し、該阻止によって、誤差のある比信号が送出されるのが阻止され、前記システムコントローラは、前記比回路に接続されており、
前記システムコントローラは、前記比出力信号が、所定の上限乃至下限の外側に逸脱する時点を検出し、前記ディスプレイは、前記システムコントローラに接続されており、前記ディスプレイは、前記比出力信号が、前記所定の上限乃至下限のどちらかの外側に逸脱した場合にメッセージを表示し、
該表示によって、ランプの不安定性が検出されてシステムのパフォーマンスが改善されることにより解決される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明は、ランプ安定性検出システムであり、このシステムで用いられている検出器アレイは、矩形イルミネーション領域を横方向に交差するように、ウェファの面に、又は、ウェファの画像面の共役面に配設されている。検出器アレイは、イルミネーション領域を横方向に交差するイルミネーションの強度プロファイルの急峻な傾斜の近傍で所定間隔によって分けられた２つの位置でのイルミネーション強度をサンプリングする。２つの検出器からの信号の比が計算されてモニタされる。所定のイルミネーションの強度プロファイルを変化させるランプの変化の結果、２つの検出器信号の比が変化する。この変化は、システムコントローラによって検出され、このシステムコントローラは、この変化が所定の限界の外側に逸脱した場合に、オペレータにランプをチェックし、又は、そのウェファを更に処理するのを停止させるようにメッセージを提供する。
【０００７】
２つの検出器が、ウェファ面の矩形イルミネーション領域内の所定横方向位置に有効に配設されている。２つの検出器からの各信号の比が計算される。この比は、イルミネーション領域、従って、画質に作用するイルミネーション領域の質及び何らかのランプ不安定性を示す。フォトリソグラフィ装置では、ショートアーク水銀キセノンランプによって、レチクルの画像をフォトレジストを塗布したサブストレート又はウェファ上に投影するためのイルミネーションを供給する。所望のイルミネーション強度プロファイルは、ランプの不安定性に対して高感度を有している。この不安定性は、所望の不安定性プロファイルを変化し、それは、画質、従って、得られる製品にとって逆の効果を及ぼす。イルミネーション強度プロファイルに縦方向に沿った所定位置から受信した信号の比によって、不安定ランプの検出が改善される。検出器は、イルミネーション強度プロファイルの比較的急峻な傾斜の位置に配設される。
【０００８】
イルミネーション領域の予期されるイルミネーションの強度プロファイルに沿った所定の横方向間隔に、２つの検出器が配設されている点は、本発明の特徴要件である。
【０００９】
２つの検出器の出力の比が計算されて、ランプの安定性を指示するのに使用されるという点は、本発明の他の特徴要件である。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明について、図示の実施例を用いて説明する。
【００１１】
図１には、本発明を利用するマイクロリソグラフィ又はフォトリソグラフィ装置が略示されている。ランプ１０（例えば、水銀キセノンショートアークランプ）は、アーク部１２（電磁放射を供給するのに使用されるか又はイルミネーション光学部材１４に対するイルミネーション部である）を有している。イルミネーション光学部材１４は、横方向イルミネーションの強度プロファイルを持った所定のイルミネーション領域内でのイルミネーションを条件付ける。イルミネーション領域は、レチクルステージ１８に取り付けられたレチクル１６の画像を投影するのに使われる。投影光学部材２０は、レチクル１６の画像をウェファ面のフォトレジストを塗布したウェファ２２上に投影する。フォトレジストを塗布したウェファ２２は、ウェファステージ２４上に配置される。スキャンニングフォトリソグラフィシステムでは、レチクルステージ１８とウェファステージ２４は、共に同期して動く。有利には、投影光学部材２０によって、比を低減することができる。イルミネーション領域の部分は、ウェファ面の画像面を形成し、検出器２６に結合されている。検出器２６は、少なくとも２つの別個の検出器を有する検出器アレイにすることができる。これら２つの検出器の出力側は、比計算器２８に供給される。比計算器２８の出力側は、システム制御部３０に供給される。有利には、検出器２６は、ウェファ面に結合して配設されるが、検出器２６は、フォトリソグラフィシステムの構造に依存して、レチクル又はウェファの近傍に配設される。イルミネーション領域又はウェファの画像面の画像を、検出器２６が一層適切に配設される所望又は都合のよい箇所に結合すると所望であることが屡々である。
【００１２】
図２には、図１に示されている、ランプ１０及びイルミネーション光学部材１４によって形成される矩形イルミネーション領域３４が一層明瞭に示されている。イルミネーション領域３４は、横幅Ｗと縦長を有している。このイルミネーション領域３４は、レチクルの画像をフォトレジストを塗布した基板又はウェファ上に投射する。矩形のイルミネーション領域３４は、レチクルの画像が再生されるべきウェファ面の部分を示す。スキャンニングフォトリソグラフィシステムでは、ウェファ３２の部分は、ｘ方向にスキャンされ（矢印３８によって示されている）、レチクルと同時にイルミネーション領域３４を横切って、ウェファ全体が完全に露光されるようにスキャンされる。ウェファ面のイルミネーション領域３６の横部分は、直接又は間接的に検出器に結合されており、この結合器は、ランプ１０及びイルミネーション光学部材１４によって形成されたイルミネーションの強度プロファイルに沿って選択された位置でイルミネーション強度を検出するように構成されている。
【００１３】
図３は、図１に示された、ランプ１０及びイルミネーション光学部材１４から通常のように得られた有利な又は予期されたイルミネーションの強度プロファイルを示す遠近斜視図である。波形４０は、イルミネーションの強度プロファイルを示す。イルミネーションの強度プロファイルは、イルミネーションスロット又は矩形イルミネーション領域を横方向に交差するｘ軸に沿って増減する。イルミネーション領域又はスロットに縦方向に沿って、イルミネーションの強度は比較的均一である。ｘ軸は、横方向の大きさを示し、ｙ軸は、縦方向の大きさを示し、Ｉ軸では、イルミネーション強度が示されている。図３に示されている有利なイルミネーションの強度プロファイルは、有利な露光を得るのには所望であり、従って、製品の品質を一層良くすることができ、又は、比較的高い歩留まりでウェファを製造することができる。
【００１４】
図４Ａには、図３に示されているように、横方向ｘ方向に、イルミネーション強度プロファイルを一層明瞭に示す図である。波形４２は、安定ランプ用の、所望の、又は予期されるイルミネーションの強度プロファイルを示す。このイルミネーションの強度プロファイルは、点４４で最大イルミネーション強度である。点４６は、点４４での最大イルミネーション強度のほぼ１／２のイルミネーション強度を示す。点４８は、イルミネーション領域内の所定の横方向位置ｘ１でのイルミネーション強度を示す。点５０は、イルミネーション領域内の第２の所定の横方向位置ｘ２でのイルミネーション強度を示す。これらほぼ１／２の強度の位置、点４８及び５０では、波形４２の傾斜は、比較的急峻又は大きい。この傾斜は、一般的に、これら１／２強度の位置、点４８及び５０で最大である。付加的に、点４８及び５０でのイルミネーション強度の比は、ほぼ等しく、従って、１である。比較的急峻な点４８及び５０の傾斜の結果、イルミネーションの強度プロファイルの変化又は横方向のずれに対して特に感度が高い比にすることができるようになる。従って、イルミネーションの強度プロファイルに沿って横方向に配設された検出器の有利な位置は、予期されるイルミネーションの強度プロファイルの傾斜が急峻又は大きい位置である。これにより、ランプの何らかの不安定性を検出する感度が増大する。
【００１５】
図４Ｂには、不安定なランプから生じることがあるイルミネーションの強度プロファイルが示されている。このイルミネーションの強度プロファイルは、ランプのフリッカー又は他の不所望なランプ特性の結果として変化乃至シフトされる。従って、イルミネーションの強度プロファイルの、このような変化は不所望であり、画質にとっては逆効果を及ぼす。波形５２は、図３に示されているように、ｘ方向でのイルミネーション領域幅を横方向に交差するイルミネーションの強度プロファイルを示す。点５４は、ｘ軸に沿った２つの横方向位置ｘ１及びｘ２間に最早対称的に配置されない、変化又はシフトされたイルミネーションの強度プロファイルの最大強度を示す。点５８は、横方向位置ｘ１でのイルミネーション強度を示す。点６０は、横方向位置ｘ２でのイルミネーション強度を示す。点５８でのイルミネーション強度は、点５６で識別される値を有しており、点６０でのイルミネーション強度は、点６２で識別される値を有している。点５６及び６２でのイルミネーション強度値は、最早等しくなく、明らかに１とは異なる比を有している。
【００１６】
図５は、本発明のブロック図である。検出器アレイ６４は、前述の図に示されているように、イルミネーション領域の位置を横方向の大きさに亘って受光するように配設されている。検出器アレイ６４は、どんなサイズのアレイでもよく、例えば、１×３５の検出器アレイでよいが、イルミネーションの強度プロファイルの幅に沿った所定の横方向距離に配設されたアレイエレメントは２つしか使う必要がない。例えば、第１の検出器６６は、図４Ａ及び４Ｂの位置ｘ１に相応して、第１の横方向位置に配設してもよく、第２の検出器６８は、図４Ａ及び４Ｂの位置ｘ２に相応して、第２の横方向位置に配設してもよい。それに応じて、第１及び第２の検出器６６及び６８は、中心点での予期される最大イルミネーション強度の各側方からイルミネーション強度の光を受光する。従って、検出器６６及び６８は、イルミネーションの強度プロファイルの予期される最大イルミネーション強度位置から等間隔に配設される。有利には、これら検出器は、イルミネーションの強度プロファイル内の予期される最大イルミネーション強度のほぼ１／２の光を受光するように配設されるか、又は、イルミネーションの強度プロファイルの傾斜が大きい、又は、比較的急峻である箇所、有利には、最大又は最も急峻な箇所に配設される。こうすることによって、イルミネーションの強度プロファイルの何らかの変化を検出する際に、本発明の感度を最大にすることができる。検出器６６は、その位置でのイルミネーション強度を示す出力信号Ｂを出力し、検出器６８は、その位置でのイルミネーション強度を示す出力信号Ａを出力する。出力信号Ａ及びＢは、比計算器７０に入力される。比計算器７０は、信号ＡとＢとの比を計算する。この比は、システムコントローラ７２に入力される。このシステムコントローラ７２は、許容し得る所定範囲の比により予めプログラムされる。計算された比が、この所定範囲外になったら、そのことは、このランプの検出された不安定性によって、画質、従って、製造される半導体装置の質に影響が及ぼされることがあるということである。その際、システムコントローラ７２は、信号をメッセージディスプレイ７４に供給し、このメッセージディスプレイによって、オペレータに停止処理、チェック又はランプ交換を促す警告メッセージが提供される。択一選択的には、比計算器７０からの比が、許容し得る所定範囲から逸脱した場合に、システムコントローラ７２は、自動的に処理を遮断するようにしてもよい。
【００１７】
図６には、比計算器７０の出力信号が図示されている。波形７６には、時間に亘って比が示されている。この比の値は、ほぼ１に接近するが、ランプの安定性に依存して１からずれる傾向がある。警告上限値７８及び警告下限値８０は、所定の、又は、画質が影響される点で実験的に決定された限界に基づいて決定するとよい。波形７６によって表される比の値が警告上限値７８の上に上昇したり、又は、警告下限値８０の下に下降したりした場合には、メッセージ又は信号がユーザに提供されて、ランプをチェックしたり、ランプを取り替えたりするように指示される。付加的に、情報遮断限界値８２及び下方遮断限界値８４は、波形７６によって示される比が所定の遮断限界値８２及び８４に達すると、処理を自動的に遮断するように設定されている。
【００１８】
図７には、本発明を実施する際に使われる回路のブロック図が示されている。入力側８６は、検出器の１つ、例えば、図５に示されている検出器６６から信号を受信する。入力側８８は、図５に示された検出器６８のような、他の検出器から信号を受信する。この検出器からの、これらの信号は、増幅器９０及び９２によって増幅される。増幅器９０及び９２の出力信号は、マルチプレックス回路９４に供給される。マルチプレックス回路９４の出力信号は、各検出器でのイルミネーションプロファイルの強度を表わす。比回路９６の出力信号は、増幅器９８に供給されてから、出力側１００に供給される。この出力側１００の信号は、その検出器でのイルミネーションの強度プロファイルの強度を表す信号の比を示す信号である。それから、出力側１００の信号は、図５に示されているようなシステムコントローラに供給される。また、比較器回路１０２が設けられている。比較器回路１０２は、信号がない場合、例えば、イルミネーションシステム内でシャッタが閉じられて、イルミネーション光が検出器に供給されない場合に、比計算を阻止するために、検出器のうちの１つの増幅信号からの入力信号を受信する。従って、その際、比較器回路１０２は、マルチプレックス回路９４を指示して、比回路９６に信号を供給しないようにする。つまり、比が計算されて、誤差信号が出力側１００に供給されてしまうのを阻止する。図７には、本発明の比を計算するために使うことができる回路を構成するブロック図しか示されていない。比を計算するための、たくさんの種々異なった特定の回路構成が当業者には公知であり、本発明を実施する際に使うことができる。本発明は、２つの検出器の出力信号の比を計算するための何らかの特定の回路構成に限定されない。
【００１９】
従って、本発明によると、イルミネーションの強度プロファイルの横方向寸法に沿って検出器位置を選択し、検出されたイルミネーション強度の比を計算する際に、フォトリソグラフィ装置に使われるショートアークランプの安定性を実時間でモニターするための簡単且つ正確な装置を提供することができる。これにより、ウェファ処理を改善し、不所望なダウン時間を阻止し、又は、不安定なランプに起因して、画質が所望の状態よりも小さい場合に、処理が続行されるのを阻止することができる。付加的に、ウェファ面に対する共役面でのイルミネーションの強度プロファイルを検出して、比を計算することによって、ランプの安定性を損なってしまうたくさんのエラーを回避することができる。本発明によると、ランプの不安定性を一層正確に決定したり、画質にとって効果的な何らかの電位を迅速且つ簡単に得ることができる。これにより、システムのパフォーマンス、スループット、歩留まりを著しく改善することができる。
【００２０】
従って、本発明について、有利な実施例を用いて説明したが、当業者にとっては、本発明の技術思想と領域から逸脱しない限りで、種々の変形実施例が可能である。
【００２１】
【効果】
本発明の利点は、画質に影響を及ぼすことがある処理の間、イルミネーション上の問題点が検出されるということにある。
【００２２】
本発明の利点は、画質に実際に影響を及ぼすランプの不安定性を検出することができるということにある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を利用したマイクロリソグラフィシステムの略図
【図２】  ウェファ面又はその共役面の矩形イルミネーション領域の略図
【図３】  矩形イルミネーション領域のイルミネーション強度プロファイルの遠近斜視図
【図４】  Ａはイルミネーションプロファイル及び検出器位置を示す図、Ｂは不安定ランプのイルミネーション強度プロファイルを示す図
【図５】  本発明のブロック図
【図６】  本発明の比出力信号を示す図
【図７】  本発明に使用される一般的な回路構成を示すブロック図
【符号の説明】
１０  ランプ
１２  アーク部
１４  イルミネーション光学部材
１６  レチクル
１８  レチクルステージ
２０  投影光学部材
２２  ウェファ
２４  ウェファステージ
２６  検出器
２８  比計算器
３０  システム制御部
３２  ウェファ
３４  イルミネーション領域
３６  イルミネーション領域
３８  矢印
４０  波形
【図１】
0004179663.tif 000002
【図２】
0004179663.tif 000003
【図３】
0004179663.tif 000004
【図４】
0004179663.tif 000005
【図５】
0004179663.tif 000006
【図６】
0004179663.tif 000007
【図７】
0004179663.tif 000008