JP2002162750A - 露光装置 - Google Patents
露光装置Info
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- JP2002162750A JP2002162750A JP2000359394A JP2000359394A JP2002162750A JP 2002162750 A JP2002162750 A JP 2002162750A JP 2000359394 A JP2000359394 A JP 2000359394A JP 2000359394 A JP2000359394 A JP 2000359394A JP 2002162750 A JP2002162750 A JP 2002162750A
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- 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
- G03F7/70408—Interferometric lithography; Holographic lithography; Self-imaging lithography, e.g. utilizing the Talbot effect
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 小さい単位露光領域の重ね合わせにより長尺
範囲の均一露光を可能とした露光装置を提供する。 【解決手段】 レーザ光源１の出力光ビームＡ０は、分
岐光学系４によって、二つの光ビームＡ１，Ａ２に分岐
され、それぞれコリメートレンズ系５，６に導入され
る。コリメートレンズ系５，６は、２分岐された出力光
ビームＡ１，Ａ２をそれぞれのビーム径を拡大してコリ
メートすると共に所定角度で交差するコリメート光Ａ
３，Ａ４を発生する。これらのコリメート光Ａ３，Ａ４
の交差部に、ステージ１０上のワーク９上に周期パター
ンを露光するための光強度分布がガウシアン分布を示す
干渉縞が発生される。ステージ１０を重ね合わせ露光エ
ネルギー分布が一定になるピッチでステップ的に駆動し
て、ワーク９のある範囲を干渉縞走査制御によるつなぎ
合わせにより露光する。
範囲の均一露光を可能とした露光装置を提供する。 【解決手段】 レーザ光源１の出力光ビームＡ０は、分
岐光学系４によって、二つの光ビームＡ１，Ａ２に分岐
され、それぞれコリメートレンズ系５，６に導入され
る。コリメートレンズ系５，６は、２分岐された出力光
ビームＡ１，Ａ２をそれぞれのビーム径を拡大してコリ
メートすると共に所定角度で交差するコリメート光Ａ
３，Ａ４を発生する。これらのコリメート光Ａ３，Ａ４
の交差部に、ステージ１０上のワーク９上に周期パター
ンを露光するための光強度分布がガウシアン分布を示す
干渉縞が発生される。ステージ１０を重ね合わせ露光エ
ネルギー分布が一定になるピッチでステップ的に駆動し
て、ワーク９のある範囲を干渉縞走査制御によるつなぎ
合わせにより露光する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、フォトリソグラ
フィ工程に用いられる露光装置に係り、特に微細周期構
造を持つスケール等の加工に適用して有用な露光装置に
関する。
フィ工程に用いられる露光装置に係り、特に微細周期構
造を持つスケール等の加工に適用して有用な露光装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、半導体集積回路等の微細加工
技術に適用される露光方法として、縮小投影露光、電子
ビーム（ＥＢ）露光等が一般に用いられている。また、
回折格子等の微細な繰り返しパターンの加工に適した露
光法としては、レーザ光等のコヒーレント光を用いた光
波干渉露光（ホログラフィック露光）がある。これは、
レーザ出力光を２光波に分岐し、それぞれの光波を露光
に適したビーム径になるうに拡大コリメートした後に交
差させて、その公差領域に生じる干渉縞を利用してワー
クを露光するものである。
技術に適用される露光方法として、縮小投影露光、電子
ビーム（ＥＢ）露光等が一般に用いられている。また、
回折格子等の微細な繰り返しパターンの加工に適した露
光法としては、レーザ光等のコヒーレント光を用いた光
波干渉露光（ホログラフィック露光）がある。これは、
レーザ出力光を２光波に分岐し、それぞれの光波を露光
に適したビーム径になるうに拡大コリメートした後に交
差させて、その公差領域に生じる干渉縞を利用してワー
クを露光するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のホログ
ラフィック露光法には、次のような問題があった。 平行波面の露光ビームは、光強度がガウシアン分布を
有する。このため、広範囲を均一に露光するためには、
ビーム径を必要な露光範囲以上にまで大きく拡大するこ
とが必要になる。その結果、長尺のスケール等の露光装
置を作るには、光学部品が高価になり、場合によっては
光学部品の製造が困難である。 ビーム径を拡大することにより、そのビーム径内で空
気屈折率変動等の環境変動による光路長変化が生じるた
め、均一な周期構造の露光が難しく、また均一な周期構
造を露光するためには安定した環境が必要となる。 更に、との関連で広範囲の均一露光のためにはレー
ザ出力光の一部しか使用できないことから、長い露光時
間が必要となり、フォトレジストの安定性や選択性が問
題になる。露光時間を短くするために光量を大きくしよ
うとすると、光源が高価なものとなってしまう。 ホログラフィック露光に限らず、他の露光法でも同様
であるが、長尺の繰り返しパターンを露光する際につな
ぎ露光を行うと、周期構造の不均一性が生じる。
ラフィック露光法には、次のような問題があった。 平行波面の露光ビームは、光強度がガウシアン分布を
有する。このため、広範囲を均一に露光するためには、
ビーム径を必要な露光範囲以上にまで大きく拡大するこ
とが必要になる。その結果、長尺のスケール等の露光装
置を作るには、光学部品が高価になり、場合によっては
光学部品の製造が困難である。 ビーム径を拡大することにより、そのビーム径内で空
気屈折率変動等の環境変動による光路長変化が生じるた
め、均一な周期構造の露光が難しく、また均一な周期構
造を露光するためには安定した環境が必要となる。 更に、との関連で広範囲の均一露光のためにはレー
ザ出力光の一部しか使用できないことから、長い露光時
間が必要となり、フォトレジストの安定性や選択性が問
題になる。露光時間を短くするために光量を大きくしよ
うとすると、光源が高価なものとなってしまう。 ホログラフィック露光に限らず、他の露光法でも同様
であるが、長尺の繰り返しパターンを露光する際につな
ぎ露光を行うと、周期構造の不均一性が生じる。
【０００４】この発明は、上記事情を考慮してなされた
もので、小さい単位露光領域の重ね合わせにより長尺範
囲の均一露光を可能とした露光装置を提供することを目
的としている。
もので、小さい単位露光領域の重ね合わせにより長尺範
囲の均一露光を可能とした露光装置を提供することを目
的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明に係る露光装置
は、露光すべきワークを搭載するステージと、前記ワー
クに対して光強度分布がガウシアン分布を持つ光ビーム
を照射する露光用光源と、前記ワークのある範囲を均一
露光するために前記ステージをステップ的に駆動して、
前記露光用光源からの光ビームによる複数回の露光をオ
ーバラップさせるステージ駆動装置と、を備えたことを
特徴とする。
は、露光すべきワークを搭載するステージと、前記ワー
クに対して光強度分布がガウシアン分布を持つ光ビーム
を照射する露光用光源と、前記ワークのある範囲を均一
露光するために前記ステージをステップ的に駆動して、
前記露光用光源からの光ビームによる複数回の露光をオ
ーバラップさせるステージ駆動装置と、を備えたことを
特徴とする。
【０００６】この発明によると、光強度がガウシアン分
布を持つ露光光ビームの径を大きくすることなく、その
様な露光光ビームをオーバラップさせながら多重露光す
ることにより、広い範囲にわたって均一露光を行うこと
が可能になる。露光光ビーム径をそれほど大きくする必
要がないから、露光光学系の構成は簡単で且つ安定性の
高いものとなる。
布を持つ露光光ビームの径を大きくすることなく、その
様な露光光ビームをオーバラップさせながら多重露光す
ることにより、広い範囲にわたって均一露光を行うこと
が可能になる。露光光ビーム径をそれほど大きくする必
要がないから、露光光学系の構成は簡単で且つ安定性の
高いものとなる。
【０００７】特にこの発明をホログラフィック露光に適
用した場合には、露光用光源は、コヒーレント光源と、
このコヒーレント光源の出力光ビームを２分岐する分岐
光学系と、この分岐光学系により２分岐された出力光ビ
ームをそれぞれのビーム径を拡大してコリメートすると
共に所定角度で交差させることにより、ワーク上に周期
パターンを露光する干渉縞を発生させる二つのコリメー
トレンズ系とを備えて構成される。そして、ステージ駆
動装置は、ワークのある範囲で露光強度分布が一定にな
るようにステージをステップ的に駆動して、複数回の露
光をオーバラップさせる。
用した場合には、露光用光源は、コヒーレント光源と、
このコヒーレント光源の出力光ビームを２分岐する分岐
光学系と、この分岐光学系により２分岐された出力光ビ
ームをそれぞれのビーム径を拡大してコリメートすると
共に所定角度で交差させることにより、ワーク上に周期
パターンを露光する干渉縞を発生させる二つのコリメー
トレンズ系とを備えて構成される。そして、ステージ駆
動装置は、ワークのある範囲で露光強度分布が一定にな
るようにステージをステップ的に駆動して、複数回の露
光をオーバラップさせる。
【０００８】そして、ステージ駆動による複数回の各露
光の干渉縞を重ね合わせ、つなぎ合わせるために、干渉
縞走査制御を行う。具体的には、干渉縞走査制御手段と
して、分岐光学系により２分岐される出力光ビームの光
路長差を可変して露光干渉縞を走査するための光路長差
可変用アクチュエータと、ワークに照射される干渉縞の
位相、周期及び強度を検出する干渉縞検出器と、ステー
ジの移動距離を測定する測長器と、干渉縞検出器及び測
長器の出力に基づいて光路長差可変用アクチュエータを
制御して露光干渉縞を走査し安定化させるコントローラ
とを備える。この様に、均一露光のためのステージのス
テップ駆動と、各干渉縞露光について前回露光の干渉縞
履歴に重ね合わせる干渉縞の走査制御とを行うことによ
り、長尺の周期構造パターンを均一に露光することが可
能になる。
光の干渉縞を重ね合わせ、つなぎ合わせるために、干渉
縞走査制御を行う。具体的には、干渉縞走査制御手段と
して、分岐光学系により２分岐される出力光ビームの光
路長差を可変して露光干渉縞を走査するための光路長差
可変用アクチュエータと、ワークに照射される干渉縞の
位相、周期及び強度を検出する干渉縞検出器と、ステー
ジの移動距離を測定する測長器と、干渉縞検出器及び測
長器の出力に基づいて光路長差可変用アクチュエータを
制御して露光干渉縞を走査し安定化させるコントローラ
とを備える。この様に、均一露光のためのステージのス
テップ駆動と、各干渉縞露光について前回露光の干渉縞
履歴に重ね合わせる干渉縞の走査制御とを行うことによ
り、長尺の周期構造パターンを均一に露光することが可
能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施例を説明する。図１は、この発明の実施例による
ホログラフィック露光装置の構成を示している。この露
光装置の露光用光源は、コヒーレント光源としてのレー
ザ光源１と、その出力光ビームＡ０を２分岐する分岐光
学系４と、この分岐光学系４により２分岐された出力光
ビームＡ１，Ａ２をそれぞれのビーム径を拡大してコリ
メートすると共に所定角度で交差させることにより、ワ
ーク９上に周期パターンを露光する干渉縞を発生させる
二つのコリメートレンズ系５，６とを備えて構成されて
いる。
の実施例を説明する。図１は、この発明の実施例による
ホログラフィック露光装置の構成を示している。この露
光装置の露光用光源は、コヒーレント光源としてのレー
ザ光源１と、その出力光ビームＡ０を２分岐する分岐光
学系４と、この分岐光学系４により２分岐された出力光
ビームＡ１，Ａ２をそれぞれのビーム径を拡大してコリ
メートすると共に所定角度で交差させることにより、ワ
ーク９上に周期パターンを露光する干渉縞を発生させる
二つのコリメートレンズ系５，６とを備えて構成されて
いる。
【００１０】ミラー２ａ〜２ｆは、光ビームの光路を偏
向する光路偏向デバイスである。レーザ光源１は、直線
偏光レーザであって、その出力光ビームＡ０は、ミラー
２ａ，２ｂにより光路が偏向されて、分岐光学系４に入
る。ミラー２ａ，２ｂの間に配置されたインターロック
シャッター３は、安全目的のシャッターであり、必ずし
も必要ではない。
向する光路偏向デバイスである。レーザ光源１は、直線
偏光レーザであって、その出力光ビームＡ０は、ミラー
２ａ，２ｂにより光路が偏向されて、分岐光学系４に入
る。ミラー２ａ，２ｂの間に配置されたインターロック
シャッター３は、安全目的のシャッターであり、必ずし
も必要ではない。
【００１１】ミラー２ｂにより光路偏向された出力光ビ
ームは、１／２波長板４１を通って偏光ビームスプリッ
タ４２に入り、一つの直線偏光成分が分岐光ビームＡ２
として取り出され、他方は透過する。偏光ビームスプリ
ッタ４２を透過した成分は、更に偏光ビームスプリッタ
４３及び１／４波長板４４を通り、ミラー３５で反射さ
れて同じ光路を戻る。このとき、１／４波長板４４の往
復により位相が９０°回転して、偏光ビームスプリッタ
４３により、先の分岐光ビームＡ２と同じ偏光成分の分
岐光ビームＡ１が得られる。
ームは、１／２波長板４１を通って偏光ビームスプリッ
タ４２に入り、一つの直線偏光成分が分岐光ビームＡ２
として取り出され、他方は透過する。偏光ビームスプリ
ッタ４２を透過した成分は、更に偏光ビームスプリッタ
４３及び１／４波長板４４を通り、ミラー３５で反射さ
れて同じ光路を戻る。このとき、１／４波長板４４の往
復により位相が９０°回転して、偏光ビームスプリッタ
４３により、先の分岐光ビームＡ２と同じ偏光成分の分
岐光ビームＡ１が得られる。
【００１２】この分岐光学系４の端部のミラー４５は、
小型のＰＺＴを用いたリニアアクチュエータ４６に取り
付けられている。このアクチュエータ４６は、フリンジ
（干渉縞）走査用である。即ち、分岐光ビームＡ１，Ａ
２のうち、一方の分岐光ビームＡ１の光路長をこのアク
チュエータ３６により微小変化させることによって、二
つの分岐光Ａ１，Ａ２の干渉による干渉縞を走査するこ
とを可能としている。
小型のＰＺＴを用いたリニアアクチュエータ４６に取り
付けられている。このアクチュエータ４６は、フリンジ
（干渉縞）走査用である。即ち、分岐光ビームＡ１，Ａ
２のうち、一方の分岐光ビームＡ１の光路長をこのアク
チュエータ３６により微小変化させることによって、二
つの分岐光Ａ１，Ａ２の干渉による干渉縞を走査するこ
とを可能としている。
【００１３】二つの分岐光ビームＡ１，Ａ２は、それぞ
れミラー２ｆ，２ｅにより光路偏向されて、コリメート
レンズ系５，６に入射される。コリメートレンズ系５
は、入射マイクロレンズ５１とピンポールからなる空間
フィルタ５２及びコリメートレンズ５３を有し、マイク
ロレンズ５１でビーム径を拡大した後、コリメートレン
ズ５３でコリメートされた光ビームＡ３を得る。コリメ
ートレンズ系６も同様に、入射マイクロレンズ６１とピ
ンポールからなる空間フィルタ６２及びコリメートレン
ズ６３を有し、マイクロレンズ５６１でビーム径を拡大
した後、コリメートレンズ６３でコリメートされた光ビ
ームＡ４を得る。
れミラー２ｆ，２ｅにより光路偏向されて、コリメート
レンズ系５，６に入射される。コリメートレンズ系５
は、入射マイクロレンズ５１とピンポールからなる空間
フィルタ５２及びコリメートレンズ５３を有し、マイク
ロレンズ５１でビーム径を拡大した後、コリメートレン
ズ５３でコリメートされた光ビームＡ３を得る。コリメ
ートレンズ系６も同様に、入射マイクロレンズ６１とピ
ンポールからなる空間フィルタ６２及びコリメートレン
ズ６３を有し、マイクロレンズ５６１でビーム径を拡大
した後、コリメートレンズ６３でコリメートされた光ビ
ームＡ４を得る。
【００１４】これらのコリメートレンズ系５，６は、そ
の光軸が２θの角度で交差するように配置され、二つの
分岐光ビームＡ１，Ａ２から得られる拡大されたコリメ
ート光ビームＡ３，Ａ４を２θの角度で交差させる。こ
れにより、ワーク９の上部で二つの光ビームＡ３，Ａ４
の干渉による干渉縞が生成され、これがワーク９に露光
光として照射されることになる。なお、分岐光学系４及
び二つのコリメートレンズ系５，６の部分は、一点鎖線
で示したように安定化チャンバ７に収容されて、分岐後
の光路の安定化、露光光の安定化が図られる。
の光軸が２θの角度で交差するように配置され、二つの
分岐光ビームＡ１，Ａ２から得られる拡大されたコリメ
ート光ビームＡ３，Ａ４を２θの角度で交差させる。こ
れにより、ワーク９の上部で二つの光ビームＡ３，Ａ４
の干渉による干渉縞が生成され、これがワーク９に露光
光として照射されることになる。なお、分岐光学系４及
び二つのコリメートレンズ系５，６の部分は、一点鎖線
で示したように安定化チャンバ７に収容されて、分岐後
の光路の安定化、露光光の安定化が図られる。
【００１５】コリメータレンズ系６側の光路偏向用ミラ
ー２ｅは、ＰＺＴを用いたアクチュエータ６４に取り付
けられている。このアクチュエータ６４は、干渉縞周期
補正用である。即ちこのアクチュエータ６４により、コ
リメータレンズ系６に入射する光ビームの角度を微小角
度変化させ、これにより、二つの光ビームＡ３，Ａ４の
交差角２θを微小角度δθだけ変化させて、干渉縞周期
を変化させることを可能としている。
ー２ｅは、ＰＺＴを用いたアクチュエータ６４に取り付
けられている。このアクチュエータ６４は、干渉縞周期
補正用である。即ちこのアクチュエータ６４により、コ
リメータレンズ系６に入射する光ビームの角度を微小角
度変化させ、これにより、二つの光ビームＡ３，Ａ４の
交差角２θを微小角度δθだけ変化させて、干渉縞周期
を変化させることを可能としている。
【００１６】ワーク９は、ステージ１０に搭載されてい
る。ワーク９の上部には露光用シャッタ８が設けられて
いる。ステージ１０は図では省略したレールに沿って、
ステージ駆動回路１４により図の矢印ｘ方向にステップ
的に駆動されるようになっている。
る。ワーク９の上部には露光用シャッタ８が設けられて
いる。ステージ１０は図では省略したレールに沿って、
ステージ駆動回路１４により図の矢印ｘ方向にステップ
的に駆動されるようになっている。
【００１７】露光照射位置の近傍には、干渉縞の位相、
周期及び強度を検出するための干渉縞検出器１２が配置
されている。具体的には、干渉縞検出器１２は、ワーク
９の上部に浮いた状態で固定されている。干渉縞検出器
１２で検出された干渉縞位相データ等はコントローラ１
６に送られる。また、ワーク９の位置を測定する測長器
１３が設けられ、その測定データもコントローラ１６に
送られる。そしてコントローラ１６は、干渉縞検出器１
２の検出データ及び、測長器１３により測定されるワー
ク静止後の位置データに基づいて、アクチュエータ４６
を制御することにより、２分岐光ビームの光路長差を制
御する。即ち、ｘ方向のステージ１０のステップ移動に
伴う各露光における干渉縞の走査と安定化制御を行っ
て、干渉縞露光のつなぎ合わせを行う。
周期及び強度を検出するための干渉縞検出器１２が配置
されている。具体的には、干渉縞検出器１２は、ワーク
９の上部に浮いた状態で固定されている。干渉縞検出器
１２で検出された干渉縞位相データ等はコントローラ１
６に送られる。また、ワーク９の位置を測定する測長器
１３が設けられ、その測定データもコントローラ１６に
送られる。そしてコントローラ１６は、干渉縞検出器１
２の検出データ及び、測長器１３により測定されるワー
ク静止後の位置データに基づいて、アクチュエータ４６
を制御することにより、２分岐光ビームの光路長差を制
御する。即ち、ｘ方向のステージ１０のステップ移動に
伴う各露光における干渉縞の走査と安定化制御を行っ
て、干渉縞露光のつなぎ合わせを行う。
【００１８】ステージ１０にはまた、ＰＺＴからなる角
度補正用アクチュエータ１１が設けられ、またワーク９
の真直度（ピッチング角度）を検出する角度測定器１５
が設けられている。コントローラ１６は、角度測定器１
５の出力を監視して、ステップ＆リピートによる各露光
に先立って、ワーク９が一定の姿勢を保持するようにア
クチュエータ１１を制御する。
度補正用アクチュエータ１１が設けられ、またワーク９
の真直度（ピッチング角度）を検出する角度測定器１５
が設けられている。コントローラ１６は、角度測定器１
５の出力を監視して、ステップ＆リピートによる各露光
に先立って、ワーク９が一定の姿勢を保持するようにア
クチュエータ１１を制御する。
【００１９】更にコントローラ１６は、干渉縞検出器１
２の出力を監視して、干渉縞周期の変動に対して、アク
チュエータ６４を制御して露光角の調整による干渉縞周
期の調整を行う。またコントローラ１６は、露光干渉縞
の重ね合わせ（干渉縞走査）とは独立に、均一露光分布
のためのステージ１０のステップ駆動の制御を行う。具
体的には、照射露光分布（設計値又は測定値）に対し
て、積算露光強度分布が一定になるような移動量でステ
ージ１０をステップ駆動することになる。
２の出力を監視して、干渉縞周期の変動に対して、アク
チュエータ６４を制御して露光角の調整による干渉縞周
期の調整を行う。またコントローラ１６は、露光干渉縞
の重ね合わせ（干渉縞走査）とは独立に、均一露光分布
のためのステージ１０のステップ駆動の制御を行う。具
体的には、照射露光分布（設計値又は測定値）に対し
て、積算露光強度分布が一定になるような移動量でステ
ージ１０をステップ駆動することになる。
【００２０】図２は、二つのコヒーレントなコリメート
光Ａ３，Ａ４の交差により干渉縞が形成される様子を示
している。レーザ光源１の波長をλ、光波Ａ３，Ａ４の
交差角を上述のように２θとし、屈折率をｎとすると、
干渉縞周期Ｐは、Ｐ＝λ／（２ｎｓｉｎθ）で表され
る。得られる干渉光強度はガウシアン分布を有する。こ
の様な干渉光を、重ね合わせ干渉縞位相と、ステップ露
光時間を制御しながら、重ね合わせ後の露光エネルギー
分布が一定になるようにステージを移動することによ
り、スケールの長尺露光が可能になる。
光Ａ３，Ａ４の交差により干渉縞が形成される様子を示
している。レーザ光源１の波長をλ、光波Ａ３，Ａ４の
交差角を上述のように２θとし、屈折率をｎとすると、
干渉縞周期Ｐは、Ｐ＝λ／（２ｎｓｉｎθ）で表され
る。得られる干渉光強度はガウシアン分布を有する。こ
の様な干渉光を、重ね合わせ干渉縞位相と、ステップ露
光時間を制御しながら、重ね合わせ後の露光エネルギー
分布が一定になるようにステージを移動することによ
り、スケールの長尺露光が可能になる。
【００２１】具体的な露光工程では、ステージ１０のス
テップ駆動と共に、露光シャッター８の開閉制御が行わ
れる。即ち、コントローラ１６は、干渉縞検出器１２に
より検出される干渉縞が安定状態にあることを確認し
て、露光シャッター８を開いて、露光エネルギーがある
値になるまで露光をする。そして、露光シャツター８を
閉じてステップ露光を終了し、ステージ１０を一定距離
送る。以下、同様の動作の繰り返しとなる。
テップ駆動と共に、露光シャッター８の開閉制御が行わ
れる。即ち、コントローラ１６は、干渉縞検出器１２に
より検出される干渉縞が安定状態にあることを確認し
て、露光シャッター８を開いて、露光エネルギーがある
値になるまで露光をする。そして、露光シャツター８を
閉じてステップ露光を終了し、ステージ１０を一定距離
送る。以下、同様の動作の繰り返しとなる。
【００２２】図３は、そのようなつなぎ露光による干渉
光強度（エネルギー）分布を示している。即ち、ガウシ
アン分布を有する干渉露光光ａ１，ａ２，ａ３，…を一
定の送り移動量で送りながら多重露光することにより、
トータルの露光光強度ｂは、ある範囲Ｌで均一になる。
この範囲Ｌが、スケール等の周期構造デバイスの有効長
に達するように繰り返し露光を行うことによって、長尺
の周期構造の露光が可能になる。
光強度（エネルギー）分布を示している。即ち、ガウシ
アン分布を有する干渉露光光ａ１，ａ２，ａ３，…を一
定の送り移動量で送りながら多重露光することにより、
トータルの露光光強度ｂは、ある範囲Ｌで均一になる。
この範囲Ｌが、スケール等の周期構造デバイスの有効長
に達するように繰り返し露光を行うことによって、長尺
の周期構造の露光が可能になる。
【００２３】以上のようにこの実施例によると、ガウシ
アン分布を有する干渉露光光を重ね合わせて露光するこ
とにより、長尺の周期構造デバイスに対し均一な露光強
度で露光することが可能になる。しかも単位露光領域は
小さいから、光学系を小さいものとすることができ、露
光装置を小型で低コスト且つ安定性の高いものとするこ
とができる。また、単位露光光の重ね合わせを利用する
ので、レーザ光源が小さいものでもトータルとして大き
な露光強度が得られるから、露光時間の短縮が図られ、
また光源の選択性が高いものとなる。更に、干渉縞のつ
なぎ露光に際して、光路長を制御して干渉縞走査による
露光の安定化制御を行い、露光角の安定化制御を行うこ
とで、高性能の周期構造デバイスを作ることが可能にな
る。
アン分布を有する干渉露光光を重ね合わせて露光するこ
とにより、長尺の周期構造デバイスに対し均一な露光強
度で露光することが可能になる。しかも単位露光領域は
小さいから、光学系を小さいものとすることができ、露
光装置を小型で低コスト且つ安定性の高いものとするこ
とができる。また、単位露光光の重ね合わせを利用する
ので、レーザ光源が小さいものでもトータルとして大き
な露光強度が得られるから、露光時間の短縮が図られ、
また光源の選択性が高いものとなる。更に、干渉縞のつ
なぎ露光に際して、光路長を制御して干渉縞走査による
露光の安定化制御を行い、露光角の安定化制御を行うこ
とで、高性能の周期構造デバイスを作ることが可能にな
る。
【００２４】この発明は上記実施例に限られない。例え
ば、露光角制御、或いは真直度制御等は、本質的ではな
く、光学系やワークの駆動機構が安定に作られていれ
ば、必要がない。また実施例では干渉露光を説明した
が、この発明はこれにも限定されない。即ち干渉露光に
限らず、単位の露光光がガウシアン分布を持つ場合にこ
れをつなぎ合わせて均一な多重露光を行うことは、例え
ば通常の縮小投影露光装置にも適用することが可能であ
る。
ば、露光角制御、或いは真直度制御等は、本質的ではな
く、光学系やワークの駆動機構が安定に作られていれ
ば、必要がない。また実施例では干渉露光を説明した
が、この発明はこれにも限定されない。即ち干渉露光に
限らず、単位の露光光がガウシアン分布を持つ場合にこ
れをつなぎ合わせて均一な多重露光を行うことは、例え
ば通常の縮小投影露光装置にも適用することが可能であ
る。
【００２５】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、光
強度がガウシアン分布を持つ露光光ビームの径を大きく
することなく、その様な露光光ビームをオーバラップさ
せながら多重露光することにより、広い範囲にわたって
均一露光を行うことが可能になる。露光光ビーム径をそ
れほど大きくする必要がないから、露光光学系の構成は
簡単で且つ安定性の高いものとなる。
強度がガウシアン分布を持つ露光光ビームの径を大きく
することなく、その様な露光光ビームをオーバラップさ
せながら多重露光することにより、広い範囲にわたって
均一露光を行うことが可能になる。露光光ビーム径をそ
れほど大きくする必要がないから、露光光学系の構成は
簡単で且つ安定性の高いものとなる。
【図１】 この発明の実施例による露光装置の構成を示
す図である。
す図である。
【図２】 同実施例による干渉縞露光の原理を示す図で
ある。
ある。
【図３】 同実施例による長尺露光の露光強度分布を示
す図である。
す図である。
１…レーザ光源、２ａ〜２ｆ…光路偏向ミラー、４…分
岐光学系、５，６…コリメートレンズ系、７…安定化チ
ャンバ、８…シャッタ、９…ワーク、１０…ステージ、
１１…アクチュエータ、１２…干渉縞検出器、１３…測
長器、１４…ステージ駆動回路、１５…角度測定器、１
６…コントローラ。
岐光学系、５，６…コリメートレンズ系、７…安定化チ
ャンバ、８…シャッタ、９…ワーク、１０…ステージ、
１１…アクチュエータ、１２…干渉縞検出器、１３…測
長器、１４…ステージ駆動回路、１５…角度測定器、１
６…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 21/30 ５２８
Claims (6)
- 【請求項１】 露光すべきワークを搭載するステージ
と、 前記ワークに対して光強度分布がガウシアン分布を持つ
光ビームを照射する露光用光源と、 前記ワークのある範囲を均一露光するために前記ステー
ジをステップ的に駆動して、前記露光用光源からの光ビ
ームによる複数回の露光をオーバラップさせるステージ
駆動装置と、を備えたことを特徴とする露光装置。 - 【請求項２】 前記露光用光源は、コヒーレント光源
と、このコヒーレント光源の出力光ビームを２分岐する
分岐光学系と、この分岐光学系により２分岐された出力
光ビームをそれぞれのビーム径を拡大してコリメートす
ると共に所定角度で交差させることにより、前記ワーク
上に周期パターンを露光する干渉縞を発生させる二つの
コリメートレンズ系とを有し、 前記ステージ駆動装置は、前記ワークのある範囲で露光
強度分布が一定になるように前記ステージをステップ的
に駆動して、複数回の露光をオーバラップさせるもので
あり、且つ前記複数回の露光における干渉縞をつなぎ合
わせるべく各露光内の干渉縞を走査制御する干渉縞走査
制御手段を有することを特徴とする請求項１記載の露光
装置。 - 【請求項３】 前記干渉縞走査制御手段は、 前記分岐光学系により２分岐される出力光ビームの光路
長差を可変して露光干渉縞を走査するための光路長差可
変用アクチュエータと、 前記ワークに照射される干渉縞の位相、周期及び強度を
検出する干渉縞検出器と、 前記ステージの移動距離を測定する測長器と、 前記干渉縞検出器及び測長器の出力に基づいて前記光路
長差可変用アクチュエータを制御して露光干渉縞を走査
し安定化させるコントローラとを有することを特徴とす
る請求項２記載の露光装置。 - 【請求項４】 前記ステージの角度変動を検出する角度
検出器と、前記ステージの角度補正を行う角度補正用ア
クチュエータとを有し、 前記コントローラは、露光制御に先立って前記角度検出
器の出力に基づいて前記角度補正用アクチュエータを制
御することを特徴とする請求項３記載の露光装置。 - 【請求項５】 前記二つのコリメートレンズ系の一方
に、出力光ビームの交差角を調整して干渉縞周期を補正
するための干渉縞周期補正用アクチュエータが設けられ
ていることを特徴とする請求項２記載の露光装置。 - 【請求項６】 前記分岐光学系及び二つのコリメートレ
ンズ系は、安定化チャンバに収容されていることを特徴
とする請求項２記載の露光装置。
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| JP2002162750A true JP2002162750A (ja) | 2002-06-07 |
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- 2000-11-27 JP JP2000359394A patent/JP4514317B2/ja not_active Expired - Fee Related
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