JP2016206399A - Exposure equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、立体ワーク(露光対象物)の表面上にフォトリソグラフィ技術を利用して回路等のパターンを形成する際の露光装置に関し、特に立体ワークの側面に露光可能な露光装置に関する。 The present invention relates to an exposure apparatus for forming a pattern such as a circuit on the surface of a three-dimensional workpiece (exposure target) using a photolithography technique, and more particularly to an exposure apparatus capable of exposing a side surface of a three-dimensional workpiece.
従来からフォトリソグラフィ技術では、露光用マスクに描画されたパターンが平行光により立体ワークの上面及び/又は下面に垂直に投影され、立体ワーク上に塗布されたレジスト等が露光され、その露光された部分か、その逆に露光されていない部分がエッチングにより除去されて転写パターンを形成する。その際の露光装置としては、一般的に露光用マスクを立体ワークの光源側に接触又は近接させるマスクアライナー、又は、露光用マスクのパターンを等倍又は縮小して立体ワーク上に繰り返しステップ露光するステッパーが用いられている。 Conventionally, in a photolithography technique, a pattern drawn on an exposure mask is projected perpendicularly on the upper surface and / or lower surface of a three-dimensional workpiece by parallel light, and a resist applied on the three-dimensional workpiece is exposed and exposed. The portion, or vice versa, is removed by etching to form a transfer pattern. As an exposure apparatus at that time, in general, a mask aligner that brings an exposure mask into contact with or close to the light source side of the three-dimensional workpiece, or a pattern of the exposure mask is subjected to repeated step exposure on the three-dimensional workpiece with the same or reduced magnification A stepper is used.
また、また、水晶振動子等の一部の立体ワークでは、立体ワークの上面及び/又は下面に限らず、側面にもパターンを形成することから、立体ワークの側面を垂直に露光する露光装置が知られている。(例えば、特許文献1参照)。 In addition, in some three-dimensional works such as a crystal resonator, a pattern is formed not only on the upper surface and / or the lower surface of the three-dimensional work but also on the side surface. Are known. (For example, refer to Patent Document 1).
また、例えば、断面が台形や直方体形状の立体ワークの上面や側面に対してその立体ワークの斜め上から傾斜させて露光(傾斜露光)させるために、光源、露光光学系、立体ワーク(又は立体ワークを載せたステージ/テーブル)の少なくとも一つを光軸に対して傾けて設置することで傾斜露光させることができる露光装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。 In addition, for example, in order to expose the upper surface or side surface of a three-dimensional workpiece having a trapezoidal or rectangular parallelepiped shape from an oblique upper side of the three-dimensional workpiece (tilt exposure), a light source, an exposure optical system, a three-dimensional workpiece (or a three-dimensional workpiece) There is known an exposure apparatus capable of performing tilt exposure by tilting at least one of a stage / table on which a work is placed) with respect to the optical axis (see, for example, Patent Document 2).
また、例えば、露光用の投影ビームを横切ってビームを90°変化させるように光軸に対して約45°に傾けられたミラー付ブレードを移動させる露光装置が知られている(例えば、特許文献3を参照)
Further, for example, an exposure apparatus that moves a blade with a mirror tilted at about 45 ° with respect to the optical axis so as to change the
また、一般的なフィルム面(結像面)と、レンズ主面と、撮影対象物面とが平行平面で交わることがないカメラに対して、シャインプルーフの原理(側面から見たフィルム面とレンズ主面とが延長線上の一点で交わるように傾いて配置される時、ピントが合っている物面(物体面)の延長線はやはりその一点で交わるという原理)に基づいて設計された蛇腹式の大、中型のシャインプルーフカメラが知られている。 In addition, for a camera in which a general film surface (imaging surface), the lens main surface, and the object surface to be photographed do not intersect in a parallel plane, the Scheimpflug principle (film surface and lens viewed from the side) A bellows type designed based on the principle that when the main surface is tilted so that it intersects at one point on the extension line, the extension line of the focused object surface (object surface) also intersects at that one point) Large and medium sized proof proof cameras are known.
しかしながら、上述したような傾斜露光を実施するためには、露光光の光源及び光学系を傾斜させるか、あるいは立体ワーク側を傾斜させて固定する必要があり、そのための複雑な装置が追加設置されて露光装置が大型化/複雑化/高コスト化する。また、露光光に対して被露光面が垂直面でなく傾斜した面であると、被露光面の傾斜方向に沿って焦点位置が変動し、焦点合わせの制御が複雑になり、立体ワークの側面にほぼ均一な光強度の露光光を照射する制御が難しくなる。そこでさらに、立体ワークを傾斜させる場合は、立体ワークを立体ワーク載置用ステージ平面上にフラットに置く場合に比べて、傾斜した下端側を含む自重により支持部への負荷が増加することになり、その際に立体ワークの傾斜方向の剛性が不足していると変形することになり、それによっても焦点位置が変動するので露光装置の位置決め精度が低下することがある。また、シャインプルーフの原理を応用して結像面を傾斜させることで、物体面の像を変形させずに結像させる場合、物体面(露光用マスクパターン)の像(回路パターン等)をシャインプルーフの原理に従う所定角度で傾斜させて保持させる必要がある。そのためには傾斜角度を所定角度に保持できる専用の保持手段(マスクホルダ等)が必要になり、保持手段を所定角度毎に製作することになる。すると保持手段の数が増加し設計と管理が煩雑になり、作業工数が増加しコストも増加する。 However, in order to perform the tilt exposure as described above, it is necessary to tilt the light source and the optical system of the exposure light or tilt the solid work side and fix it, and a complicated apparatus for that purpose is additionally installed. As a result, the exposure apparatus becomes larger / complex / higher cost. In addition, if the exposed surface is not a vertical surface but an inclined surface with respect to the exposure light, the focal position varies along the inclined direction of the exposed surface, and the focusing control becomes complicated, and the side surface of the three-dimensional work Therefore, it is difficult to control the exposure light having substantially uniform light intensity. Therefore, when the three-dimensional work is inclined, the load on the support portion is increased due to its own weight including the inclined lower end side, compared to the case where the three-dimensional work is placed flat on the three-dimensional work placement stage plane. In this case, if the rigidity of the three-dimensional workpiece in the tilt direction is insufficient, the three-dimensional workpiece is deformed, and the focal position fluctuates accordingly, which may reduce the positioning accuracy of the exposure apparatus. Also, when the image of the object plane is tilted by applying the Scheinproof principle and the image of the object plane is not deformed, the image (circuit pattern, etc.) of the object plane (exposure mask pattern) is shine. It is necessary to incline and hold at a predetermined angle according to the proof principle. For this purpose, a dedicated holding means (such as a mask holder) capable of holding the tilt angle at a predetermined angle is required, and the holding means is manufactured at every predetermined angle. As a result, the number of holding means increases, the design and management become complicated, the number of work steps increases, and the cost also increases.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、露光光の光源、露光光学系、あるいは立体ワークを傾斜させることなく、垂直を含む任意角度の立体ワークの側面にマスク上のパターンを露光させることができ、さらに立体ワークの側面露光に必要な工数、時間及びコストを抑制でき、さらに立体ワークを露光用ステージ面上に平坦に置くことができ、露光装置の位置決め精度の低下を抑制でき、従来からの露光用マスクの保持手段を使用することができる露光方法の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a pattern on a mask is formed on the side surface of a solid work at an arbitrary angle including vertical without tilting the light source of exposure light, the exposure optical system, or the solid work. It can be exposed, and the man-hours, time, and cost required for side exposure of a 3D workpiece can be reduced, and the 3D workpiece can be placed flat on the exposure stage surface, preventing a decrease in positioning accuracy of the exposure apparatus. An object of the present invention is to provide an exposure method that can use a conventional means for holding an exposure mask.
上記目的を達成するために、本発明の露光装置は、照明光の主光線(例えば、光学系の中心部の場合は光軸を通る光線であり、中心部以外の場合は光軸に平行で当該照明領域の中心を通る光線)に対して任意角度の表面を有する立体ワークの表面を露光可能な投影露光装置であって、照明光の主光線に対して直角に配置される露光用マスクパターンと、露光用マスクパターンを通過した照明光を、主光線に対して所定の傾斜角度で、複数の立体ワーク上の各々の結像面に向けて反射させる反射面を有するミラーと、を少なくとも有し、露光用マスクパターンと対応するミラーとにより、露光可能幅内の複数の立体ワークの側面に対して同時にパターン露光を実施する。 In order to achieve the above object, the exposure apparatus of the present invention is a principal ray of illumination light (for example, a ray that passes through the optical axis in the case of the central portion of the optical system, and is parallel to the optical axis in the case other than the central portion). A projection exposure apparatus capable of exposing the surface of a three-dimensional workpiece having a surface at an arbitrary angle with respect to a light beam passing through the center of the illumination area, and an exposure mask pattern arranged at a right angle to the principal light beam of the illumination light And at least a mirror having a reflecting surface that reflects the illumination light that has passed through the exposure mask pattern toward each imaging plane on the plurality of three-dimensional workpieces at a predetermined inclination angle with respect to the principal ray. Then, pattern exposure is simultaneously performed on the side surfaces of a plurality of three-dimensional workpieces within the exposure width by the exposure mask pattern and the corresponding mirror.
好ましくは、本発明の露光装置の露光用マスクパターンは、結像面の各傾斜角に応じて物体面のパターンが延伸されて結像される量に対応させて、物体面のパターンを結像時に延伸される方向について予め縮小させて形成するようにするとよい。 Preferably, the exposure mask pattern of the exposure apparatus according to the present invention forms an image on the object surface in accordance with the amount of the object surface pattern that is stretched and imaged in accordance with each inclination angle of the image formation surface. In some cases, it may be formed by reducing in advance the direction of stretching.
好ましくは、本発明の露光装置のミラーは、反射面を回動可能であるようにするとよい。 Preferably, in the mirror of the exposure apparatus of the present invention, the reflecting surface can be rotated.
好ましくは、本発明の露光装置のミラーは、複数の反射面を有し、露光用マスクパターンは、各反射面に対応するマスクパターン面を有するようにするとよい。 Preferably, the mirror of the exposure apparatus of the present invention has a plurality of reflection surfaces, and the exposure mask pattern has a mask pattern surface corresponding to each reflection surface.
好ましくは、本発明の露光装置が、複数の反射面への照射光を部分遮光して照射光を選択可能な照明ブラインドを有するようにするとよい。 Preferably, the exposure apparatus of the present invention may have an illumination blind that can partially select the irradiation light by partially blocking the irradiation light to the plurality of reflecting surfaces.
好ましくは、本発明の露光装置のミラーの各反射面は、異なる方向に複数の表面を有する立体ワークの各表面に向けて、対応する照明光を反射可能に向けられるようにするとよい。 Preferably, each reflecting surface of the mirror of the exposure apparatus according to the present invention is configured to be able to reflect the corresponding illumination light toward each surface of the three-dimensional workpiece having a plurality of surfaces in different directions.
好ましくは、本発明の露光装置の露光用マスクパターンは、複数列分が平行に配置され、対応する前記ミラーも複数列分が平行に配置されるようにするとよい。 Preferably, the exposure mask pattern of the exposure apparatus of the present invention is arranged such that a plurality of rows are arranged in parallel, and the corresponding mirror is also arranged in a plurality of rows in parallel.
本発明の露光装置によれば、照明光の主光線に対して直角に配置される露光用マスクパターンと、露光用マスクパターンを通過した照明光を、主光線に対して所定の傾斜角度で、複数の立体ワーク上の各々の結像面に向けて反射させる反射面を有するミラーと、を少なくとも有することで、立体ワーク側面にマスクパターンを結像させ露光する際に必要な工数、時間及びコストを抑制することができる。また、本発明の露光装置によれば、立体ワーク側面にマスクパターンを結像させる場合であっても、立体ワークを斜めに保持する必要が無く、露光用ステージ面上に平坦に置くことができるので、露光装置の位置決め精度の低下を抑制できる。 According to the exposure apparatus of the present invention, the exposure mask pattern arranged at right angles to the chief ray of the illumination light, and the illumination light that has passed through the exposure mask pattern at a predetermined inclination angle with respect to the chief ray, By having at least a mirror having a reflecting surface that reflects toward each imaging surface on a plurality of three-dimensional workpieces, man-hours, time, and cost required for imaging and exposing a mask pattern on the side surface of the three-dimensional workpiece Can be suppressed. Further, according to the exposure apparatus of the present invention, even when a mask pattern is imaged on the side surface of the three-dimensional work, it is not necessary to hold the three-dimensional work obliquely and can be placed flat on the exposure stage surface. Therefore, it is possible to suppress a decrease in positioning accuracy of the exposure apparatus.
以下、本発明に係る立体ワークの露光方法、露光装置、及び露光用マスクパターンの実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of a three-dimensional workpiece exposure method, an exposure apparatus, and an exposure mask pattern according to the present invention will be described with reference to the drawings.
<周辺技術説明>
図1は、ステッパー等の投影露光する一般的な投影露光装置における光学系の概略構成を縦断面的に示した概要図である。主光線100は,二次発光面51から出射され物体面10を照明する照明光200の主光線である。二次発光面51から主光線100を中心として放出された照明光200は、コンデンサーレンズ52を通過すると、ケーラー照明手段により、主光線100に垂直で結像面30と平行な平面である照明面60を均一に照明する。この光学系は、物体側のテレセントリック光学系になっている。照明面60には、露光されるパターンが描画されたレチクルマスク等の露光用マスクが配置され、主光線100に垂直で結像面30と平行な平面である物体面10となる。従って、照明面60と物体面10とは一致する。
<Description of peripheral technology>
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an optical system in a general projection exposure apparatus that performs projection exposure, such as a stepper, in a longitudinal section. The
二次発光面51は、不図示の露光装置のランプ(光源)等の発光点からの光が、インテグレータ等の光学系を通過することで、均一な照明が可能な照明光(露光光)に変換された発光面である。照明光の光源としては、例えばi線(波長365nm)又はg線(波長436nm)を放出する高圧水銀灯の出力光を光学系により平行光にして出力したもの、KrFエキシマレーザー(波長248nm)、ArFエキシマレーザー(波長193nm)等) が用いられる。
The secondary
物体面10は、主光線100に垂直な照明面60と一致する平面であり、露光される露光用マスクが配置される。投影レンズアセンブリ20は、物体面10側の第1レンズ21と、結像面30側の第2レンズ22と、両レンズ間で照明光200について、限られた開口数の光のみを通過させて制限する絞り23を有し、絞り23上の何れの経路の光の光路長も同じになるように設計/製造される。物体面10を透過した照明光200は投影レンズアセンブリ20に達し、投影レンズアセンブリ20により、物体面10上のパターンが主光線100に垂直で物体面10と平行な平面である結像面30に結像される。この光学系は、像側のテレセントリック光学系になっており、限定された開口数の光のみで結像する。
The
物体面10上の直径の一端近傍に位置する第1の点をA1とし、物体面10上の中心に位置して主光線100との交点となる第2の点をA2とし、物体面10上の直径の他端近傍に位置する第3の点をA3とする。主光線110は,物体面10上の第1の点A1から出射され対応する結像面30上の第1の点A1’に結像される第1照明光210の主光線である。同様に主光線120は,物体面10上の第2の点A2から出射され対応する結像面30上の第2の点A2’に結像される第2照明光220の主光線であり、主光線130は,物体面10上の第3の点A3から出射され対応する結像面30上の第3の点A3’に結像される第3照明光230の主光線である。
A first point located near one end of the diameter on the
図2は、図1の投影露光装置における投影レンズアセンブリの前後を抜き出して示した概要図である。点D1は、絞り23の開口における直径の一端の点である。点D2は、絞り23の開口平面における主光線120と交叉する中心の点であり、この点D2は、主光線110と主光線130も斜めに交叉する。点D3は、絞り23の開口における前記直径(点D1を含む)の他端の点である。
FIG. 2 is a schematic view showing the front and rear of the projection lens assembly in the projection exposure apparatus of FIG. The point D1 is a point at one end of the diameter at the opening of the
第1照明光210は、第1の点A1から出射され、投影レンズアセンブリ20を介して対応する結像面30上の第1の点A1’に結像される。同様に、第2照明光220は、第2の点A2から出射され、投影レンズアセンブリ20を介して対応する結像面30上の第2の点A2’に結像され、第3照明光230は、第3の点A3から出射され、投影レンズアセンブリ20を介して対応する結像面30上の第3の点A3’に結像される。
The
ここで投影レンズアセンブリ20内の照明光について、より詳しく説明する。物体面10上の点A1から出た照明光は、投影レンズアセンブリ20内の物体側の第1レンズ21を通過し、絞り23に到達する。絞り23では、通過する照明光を、点D1〜D3の直径の範囲の光のみが通過し、これ以外の領域は通過できないように制限する。従って、この絞り23により、物体面10上の点A1、A2、A3から出た照明光は、ある限られた開口数の光のみが絞り23を通過することになる。
Here, the illumination light in the
絞り23の開口において、物体面10上の点A1からの照明光のうち主光線110を通る照明光は、主光線110と絞り23の開口の中心部で交わる点D2を通過する。絞り23を通過する残りの照明光は、絞り23の一端部(点D1)と他端部(点D3)の間を通過する。同様にして物体面10上の点A2、A3から出た照明光も、主光線110を通る照明光は点D2を通過し、残りの照明光は点D1と点D3の間を通過する。
In the aperture of the
図2に示したように、投影レンズアセンブリ20の物体側の光学系は、絞り23の中心部である点D2を通過する照明光が物体面10上の点A1、A2、A3の各点においてその物体面10を垂直に通過する光学系、すなわち、物体側テレセントリック光学系となっている。一般的にこのように物体側テレセントリック光学系に構成されることが多い。さらに、絞り23を通過した照明光は、投影レンズアセンブリ20内の第2レンズ22を通過し、投影レンズアセンブリ20から出射され、結像面30上の点A1’、A2’、A3’に結像する。この時、絞り23により限定された照明光になっていることから、ある限られた開口数にて結像をすることになる。特に絞り23の中心D2を通過する照明光がA1’、A2’、A3’の各点で結像面に垂直である光学系、すなわち、像側テレセントリック光学系に構成されることが多い。
As shown in FIG. 2, the optical system on the object side of the
投影レンズアセンブリ20は、物体面10上の点A1からの照明光を結像面30上の点A1’に結像させる時、絞り23上の点D1、 D2、 D3のどの経路を通った照明光であっても、各光路長が同じになるように設計製造される。同様にA2からA2’、 A3からA3’に結像する場合も、絞り23上の点D1、 D2、 D3のどの経路を通った時も同じ光路長になっている。ここで、点A1から出射して、D1、 D2、 D3の何れかの経路を通り、点A1’に結像する照明光を、絞り23上の点D1、 D2、 D3のどの経路を通った照明光でも各光路長は同じであるので「光路長1」とする。同様にして、点A2から出射して点A2’に結像する照明光を「光路長2」、点A3から出射して点A3’に結像する照明光を「光路長3」とする。すると、絞り23上のD1、 D2、 D3の何れかの経路を通る各光路長1〜3には以下の等式が成り立つ。
When the
光路長1 : A1D1A1’=A1D2A1’=A1D3A1’・・・(1)
光路長2 : A2D1A2’=A2D2A2’=A2D3A2’・・・(2)
光路長3 : A3D1A3’=A3D2A3’=A3D3A3’・・・(3)
Optical path length 1: A1D1A1 ′ = A1D2A1 ′ = A1D3A1 ′ (1)
Optical path length 2: A2D1A2 ′ = A2D2A2 ′ = A2D3A2 ′ (2)
Optical path length 3: A3D1A3 ′ = A3D2A3 ′ = A3D3A3 ′ (3)
さらに、物体面10が平面であり、結像面30が平面であり、物体面10と結像面30が平行という条件を満足する場合、光路長1=光路長2=光路長3となり、物体面10から結像面30までの全ての光路長がほぼ等しくなる。また、各光路長が等しくならない場合、つまり、物体面10上の点A1、A2、A3の各点を微小領域光路長1、光路長2、光路長3が平面上で微小に異なる理由は、例えば、投影レンズアセンブリ20の第1レンズ21と第2レンズ22等において、いわゆる光学収差の中に像面湾曲が微小に存在するためである。
Further, when the
図3は、図2における物体面10上の点A1、A2、A3の各点の周囲に微小領域の物体面を設けた場合を示した概要図である。物体面10上の点A1の周囲に例えば円形の微小平面領域を設定し、その微少平面領域における点A1を通過するひとつの直径の両端に点B1、C1を設定する。そして物体面10上の直径B1A1C1を含み、主光線110に垂直な微少平面領域を設定して第1微小物体面11とする。同様にして結像面30側においても、結像面30上の点A1’の周囲に例えば円形の微小平面領域を設定し、その微少平面領域における点A1’を通過するひとつの直径の両端に点B1’、C1’を設定する。そして結像面30上の直径B1’A1’C1’を含み、主光線110に垂直な微少平面領域を設定して第1微小結像面31とする。すると第1微小物体面11を通過した第1テレセントリック光310は、投影レンズアセンブリ20を介して、第1微小結像面31上に結像する。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a case where an object surface of a minute region is provided around each point A1, A2, and A3 on the
同様にして、物体面10上の点A2、A3の周囲に各々直径B2A2C2を含む第2微小物体面12と、直径B3A3C3を含第3微小物体面13を設定し、結像面30上の点A2’、A3’の周囲に各々直径B2’A2’C2’を含む第2微小物体面32と、直径B3’A3’C3’を含む第3微小物体面33を設定する。すると第2微小物体面12を通過した第2テレセントリック光320は、投影レンズアセンブリ20を介して、第2微小結像面32上に結像し、第3微小物体面13を通過した第3テレセントリック光330は、投影レンズアセンブリ20を介して、第3微小結像面33上に結像する。
Similarly, the second
この時、投影レンズアセンブリ20の像面湾曲が無視できるほど小さいならば、絞り23上の点D2を少なくとも通る各光路長4〜6には以下の等式が成り立つ。
At this time, if the curvature of field of the
光路長4 : A1D2A1’=B1D2B1’=C1D2C1’・・・(4)
光路長5 : A2D2A2’=B2D2B2’=C2D2C2’・・・(5)
光路長6 : A3D2A3’=B3D2B3’=C3D2C3’・・・(6)
Optical path length 4: A1D2A1 ′ = B1D2B1 ′ = C1D2C1 ′ (4)
Optical path length 5: A2D2A2 ′ = B2D2B2 ′ = C2D2C2 ′ (5)
Optical path length 6: A3D2A3 ′ = B3D2B3 ′ = C3D2C3 ′ (6)
図4は、図3における微小物体面を傾けないで微小結像面を所定傾斜角で傾けて結像させた場合を示した概要図である。なお、本明細書において、傾斜角は特に記載のない限り、水平面に対する傾斜角ではなく、主光線に対する傾斜角とする。この微小結像面を傾斜させて結像させる場合は、投影レンズアセンブリ20の焦点深度を含む結像性能が保存される範囲において成り立つ。より具体的には、例えば、第1微小結像面31aは、所定傾斜角θ1で仮想第1微小結像面31zを傾けて結像される。同様にして、第2微小結像面32aは、所定傾斜角θ2で仮想第2微小結像面32zを傾けて結像され、第3微小結像面33aを所定傾斜角θ3で仮想第3微小結像面33zを傾けて結像される。しかし、図4の場合は、物体面の像が、本来なら仮想の各微少結像面に結像されるところを、実際の結像面の各傾斜角に応じて、その傾斜方向に延伸されるように歪んで結像されることになる。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a case where an image is formed by tilting a minute imaging plane at a predetermined inclination angle without tilting the minute object surface in FIG. In the present specification, unless otherwise specified, the inclination angle is not an inclination angle with respect to a horizontal plane but an inclination angle with respect to a principal ray. When an image is formed by inclining the minute imaging plane, the imaging performance including the depth of focus of the
これを避けるには、結像面の各傾斜角に応じて物体面のパターンが延伸されて結像される量に対応させて、物体面のパターンを結像時に延伸される方向について予め縮小させて形成することで対応が可能となる。以下の物体面のパターンは、特に記載のない限りは予め結像時に延伸される方向に縮小されたものとする。 In order to avoid this, the object surface pattern is reduced in advance in the direction in which the object surface pattern is extended in accordance with the amount of the object surface pattern that is extended and imaged according to each inclination angle of the image forming surface. It becomes possible to respond by forming. The following pattern of the object plane is assumed to have been reduced in advance in the direction of stretching during imaging unless otherwise specified.
図5(a)、(b)では、ワーク71の側面31a露光時におけるワーク71の照明光(露光光)200に対する角度θと、ワーク71の高さhと、焦点深度Dの範囲400と、により露光可能幅Wが変化する様子を示す図である。図5(c)では、照明光(露光光)200の角度θをより狭角にすることで、各ワーク71の間隔w2が狭い場合でも側面露光が可能になることを示している。また図5(c)では、露光可能幅Wは各ワークの幅w1と各ワーク71の間隔w2によっても変動することがわかる。
5A and 5B, the angle θ of the
照明光量の減少は、照明光(露光光)200に対する角度θが90°すなわち直角の場合を基準として、例えば元の光量が100mWとすると、以下の式のようにして求められる。
(1)θ=90°の場合:100×sin90°=100mW
(2)θ=45°の場合:100×sin45°=70mW
(3)θ=30°の場合:100×sin30°=50mW
The decrease in the amount of illumination light can be obtained by the following equation, assuming that the original light amount is 100 mW, for example, when the angle θ with respect to the illumination light (exposure light) 200 is 90 °, that is, a right angle.
(1) When θ = 90 °: 100 ×
(2) When θ = 45 °: 100 × sin45 ° = 70 mW
(3) When θ = 30 °: 100 ×
露光時間t∝(1/sinθ)
寸法の伸びE∝(1/sinθ)
露光可能幅Wの中心点におけるsinnθをδとすると、
δ=(θ/2)/cosθ
露光可能幅W=2(δ―h/2)/tanθ
Exposure time t∝ (1 / sinθ)
Dimensional elongation E∝ (1 / sinθ)
When sinnθ at the center point of the exposure possible width W is δ,
δ = (θ / 2) / cos θ
Exposure width W = 2 (δ−h / 2) / tan θ
D=I(0.5λ)/(NA)↑2
D=R/k(NA)↑2・・・但し(k:0.6〜0.7)
λ:0.365nm、NA:0.04とすると
限界解像力R:5μm、焦点深度D:±100μm
限界解像力R:10μm、焦点深度D:±200μm
限界解像力R:20μm、焦点深度D:±400μm
限界解像力R:30μm、焦点深度D:±800μm
となり、限界解像力Rが増加すると焦点深度Dも増加する
D = I (0.5λ) / (NA) ↑ 2
D = R / k (NA) ↑ 2 ... (k: 0.6 to 0.7)
When λ: 0.365 nm and NA: 0.04, limiting resolution R: 5 μm, depth of focus D: ± 100 μm
Limit resolution R: 10 μm, depth of focus D: ± 200 μm
Limit resolution R: 20 μm, depth of focus D: ± 400 μm
Limit resolution R: 30 μm, depth of focus D: ± 800 μm
And the depth of focus D increases as the critical resolution R increases.
<第1実施形態>
図6は、図4の微小な領域の照明光を、表面反射ミラーにて方向を変更することで、微小結像面の傾斜角を任意の傾斜角に変換して結像させることが可能であることを示した第1実施形態の概要図である。より詳しくは、図6では、図4に示したような第1微小物体面11、第2微小物体面12、第3微小物体面13等の物体面10の微小な領域から出射した照明光について、投影レンズアセンブリ20を通過した後のその照明光を表面反射ミラー41、42、43にて方向を変更することで、傾斜角が垂直や水平等の任意の傾斜角の第1微小結像面31b(仮想第1微小結像面31zを傾けた傾斜角が垂直)、第2微小結像面32b(仮想第2微小結像面32zを傾けた傾斜角が水平)、第3微小結像面33b(仮想第3微小結像面33zを傾けた傾斜角が垂直)上に結像させることが可能であることを示している。
<First Embodiment>
In FIG. 6, it is possible to change the direction of the illumination light in the minute area of FIG. 4 with the surface reflection mirror, thereby converting the tilt angle of the minute image plane to an arbitrary tilt angle and form an image. It is a schematic diagram of a 1st embodiment showing that there is. More specifically, in FIG. 6, illumination light emitted from a minute region of the
なお、本実施形態の場合も物体面のパターンについては、実際の結像面の各傾斜角に応じて、その傾斜方向に延伸されるように歪んで結像される量に対応させて、物体面のパターンを結像時に延伸される方向について予め対応する分だけ寸法と形状を縮小させて形成する。この物体面のパターンを結像時に延伸される方向に縮小させて形成することは、以下の全ての実施形態について特に記載のない限りは同様とする。 In the case of the present embodiment as well, the object plane pattern corresponds to the amount of the image formed by being distorted so as to be stretched in the tilt direction according to each tilt angle of the actual image plane. The surface pattern is formed by reducing the size and shape by a corresponding amount in the direction to be stretched at the time of image formation. The formation of the object surface pattern by reducing it in the extending direction at the time of image formation is the same unless otherwise specified in all of the following embodiments.
以下、説明を容易にするために、図6における投影レンズアセンブリ20の倍率β=1とする。図6において、垂直面である第1微小結像面31bに結像させる場合は、例えば、第1表面反射ミラー41の傾斜角θ1”=−(θ1)/2=−22.5°にすることで、左斜め上側からの照射光により結像させることができる。垂直面である第3微小結像面33bに結像させる場合は、例えば、第3表面反射ミラー43の傾斜角θ3”=−(θ3)/2=+22.5°にすることで、右斜め上側からの照射光により結像させることができる。水平面である第2微小結像面32bに結像させる場合は、例えば、第2表面反射ミラー42の傾斜角θ2”=−(θ2)/2=+22.5°にすることで、右斜め上側からの照射光により結像させることができる。
Hereinafter, for ease of explanation, the magnification β of the
<第2実施形態>
図7は、図6の第1〜3微小物体面11〜13からの照射光を所定傾斜角θ1”=±22.5°の第1〜3表面反射ミラー41〜43により反射させて垂直面の微小結像面31b〜33bに結像させることが、所定傾斜角θ1”=±22.5°以外の表面反射ミラーを使用しても可能であることを示した第2実施形態の概要図である。図7においても、説明を容易にするために、投影レンズアセンブリ20の倍率β=1とする。
Second Embodiment
FIG. 7 shows a vertical plane in which irradiation light from the first to third minute object surfaces 11 to 13 of FIG. 6 is reflected by the first to third
図7において、垂直面である第1微小結像面31cに結像させる場合は、例えば、第1表面反射ミラー41cの傾斜角θ1”=−(θ1)/2=−22.5°にすることで、左斜め上側からの照射光により結像させることができる。垂直面である第3微小結像面33cに結像させる場合は、例えば、第3表面反射ミラー43cの傾斜角θ3”=−(θ3)/2=−30°にすることで、左斜め上側からの照射光により結像させることができる。水平面である第2微小結像面32cに結像させる場合は、例えば、第2表面反射ミラー42cの傾斜角θ2”=−(θ2)/2=―15°にすることで、右斜め上側からの照射光により結像させることができる。
In FIG. 7, when forming an image on the first
<第3実施形態>
図8は、図6のように構成された露光システムにおける物体面上の任意の微小物体面への照明光の供給を選択的に切り替える場合の照明光学系の構成を示した第3実施形態の概要図である。図8における全般的な照明光の供給は、基本的に図1に示したような二次発光面51、コンデンサーレンズ52等を有する通常の照明光学系を使用すればよい。微小物体面への照明光(露光光)の供給を切り替えるには、露光システムにおける物体面10の光源(二次発光面51)側に、目的の微小物体面以外への照明光を遮光し、目的の微小物体面のみに照明光を供給することが可能な照明領域選択開口部54を有する部分的遮光機構の照明ブラインド53を使用する。照明ブラインド53は、照明領域選択開口部54の位置を不図示の制御装置と駆動装置により移動させることにより、左斜め上側からの照射光による垂直面である第1微小結像面31bへの結像と、右斜め上側からの照射光による垂直面である第3微小結像面33bへの結像と、右斜め上側からの照射光による水平面である第2微小結像面32bへの結像を切り替えて露光することが可能である。
<Third Embodiment>
FIG. 8 shows the configuration of the illumination optical system in the case where the illumination light supply to an arbitrary minute object surface on the object surface is selectively switched in the exposure system configured as shown in FIG. FIG. In general, the illumination light supply in FIG. 8 may be performed by using a normal illumination optical system having the secondary
図1に示したように物体面が水平であれば物体面10=照明面60であり、図6に示したような微小物体面11には、微小物体面11と同じ平面で水平である第1微少照明面61が対応する。同様にして、微小物体面12には、微小物体面12と同じ平面で水平である第2微少照明面62が対応し、微小物体面13には、微小物体面13と同じ平面で水平である第3微少照明面63が対応する。図8では、照明ブラインド53により、照明領域選択開口部54で第1微少照明面61のみに照明光を供給し、第1微少照明面61以外(例えば、第2微少照明面62、第3微少照明面63等)への照明光を遮光している。従って、図8に示された場合では、照明ブラインド53を切り替えることで、第1微少照明面61のみを照射することにより、微小物体面11(マスク)上のパターンのみを通過した第1テレセントリック光310を、投影レンズアセンブリ20を介して、垂直面である第1微小結像面31bへ左斜め上側からの照射光により結像させることができる。
As shown in FIG. 1, if the object surface is horizontal, the
同様にして、照明ブラインド53を切り替えることで、第2微少照明面62のみを照射することにより、微小物体面12(マスク)上のパターンのみを通過した第2テレセントリック光320を、投影レンズアセンブリ20を介して、水平面である第2微小結像面32bへ右斜め上側からの照射光により結像させることができる。さらに、照明ブラインド53を切り替えることで、第3微少照明面63のみを照射することにより、微小物体面13(マスク)上のパターンのみを通過した第3テレセントリック光330を、投影レンズアセンブリ20を介して、垂直面である第3微小結像面33bへ右斜め上側からの照射光により結像させることができる。このように照明ブラインド53を切り替える制御を、一般的な投影露光装置のXYZ回転ステージの制御と共に実施することで、例えば、直方体(六面体)形状、又は、側面を有するような厚みのある平板形状の立体ワークにおける上面に加えて4側面の表面上に、マスク上の回路パターン等を投影露光させ、フォトリソグラフィの手法により回路パターン等を形成することが可能になる。
Similarly, by switching the
<第4実施形態>
図9は、図8の第1〜第3微小物体面11〜13(マスク)と第1〜第3表面反射ミラー41b〜43bをそれぞれ一体化させた構成を示した第4実施形態の概要図である。部品の一体化は、実際の投影露光装置に本発明を適用する場合に、設計上からや、制御の容易化/効率化や部品点数を減少させるために考慮されるものである。
<Fourth embodiment>
FIG. 9 is a schematic diagram of the fourth embodiment showing a configuration in which the first to third minute object surfaces 11 to 13 (mask) and the first to third
図9では、図8の物体面60(第1微少照明面61、第2微少照明面62、第3微少照明面63等を含む)に対応する位置にマスク15が設けられ、マスク15における図8の第1微小物体面11と第3微小物体面13に対応する位置に同様な第1マスクパターン16と第3マスクパターン18が一体に保持され、さらに図9には不図示であるが、それらと直交する位置に図12に示されるように同様な第2マスクパターン17と第4マスクパターン19が一体に保持される。各マスクパターン16〜19にはライン状にパターンが刻まれており、図9では、左斜め上側からの照射光により垂直面である第1結像面36に結像させることができるマスクパターン16と、右斜め上側からの照射光により垂直面である第3結像面38へ結像させることができる第3マスクパターン18が、それぞれマスク15に保持されている。
In FIG. 9, a
4面反射ミラー45は、四角錐形の上部を切り取った4つの側面を有する四角錐台形であり、主光線120と同軸に設置され、その4つの側面に図8の第1〜第3表面反射ミラー41b〜43bと同様な角度で、第1反射面46b、第2反射面47b、図9には不図示で図12に示された第3反射面48b、第4反射面49bが一体に設けられたミラーである。
The four-
第1立体ワーク71は、例えば、上面と下面とそれらと直角な4側面(第1結像面36、第2結像面37、第3結像面38、第4結像面39)を有する直方体(六面体)であり、各面上にはマスク上の回路パターン等が投影露光され、フォトリソグラフィの手法により回路パターン等を形成することが可能な立体ワークである。
The first three-
XYZ回転ステージ80は、露光装置で露光される第1立体ワーク71等を載置して露光のための位置決めをするステージであり、例えば、立体ワークを載置した状態でX方向、Y方向、Z方向に移動可能であり、更に回転可能なXYZ回転ステージである。従って、第1立体ワーク71は、XYZ回転ステージ80上に保持されてXYZ回転方向に移動可能である。第1立体ワーク71は、4面反射ミラー45を用いて側面露光する場合には、通常、主光線が傾斜して入射することで第1立体ワーク71を投影レンズアセンブリ20に近づける必要があり、Z方向に持ち上げられる。
The XYZ
第1立体ワーク71の位置等のアライメントは、投影レンズアセンブリ20付近に設置されたアライメントカメラ90によって検出された位置情報に基づいて、不図示のコンピュータ等の制御手段により調整される。
The alignment such as the position of the first three-
図9に示された場合では、照明ブラインド53を切り替えることで、マスク15上の第1マスクパターン16のみを照射することにより、第1マスクパターン16のみを通過した第1テレセントリック光310を、投影レンズアセンブリ20を介して、垂直面である第1立体ワーク71の第1結像面36へ左斜め上側からの照射光により結像させることができる。なお、本実施形態の場合も、各マスクパターン16、18と各結像面36、38を傾斜させても結像させることができる場合は、投影レンズアセンブリ20の焦点深度を含む結像性能が保存される範囲において成り立つ。
In the case shown in FIG. 9, the first
さらに図9に示された場合では、同様に照明ブラインド53を切り替えるとともに、XYZ回転ステージ80により第1立体ワーク71の位置をアライメントすることで、第3マスクパターン18のみを照射することにより、第3マスクパターン18のみを通過した第3テレセントリック光330を、垂直面である第1立体ワーク71の第3結像面38へ右斜め上側からの照射光により結像させることができる。
Further, in the case shown in FIG. 9, the
さらに図9に加えて図12を参照することで示されるように、同様に照明ブラインド53を切り替えるとともに、により第1立体ワーク71の位置をアライメントすることで、第2マスクパターン17のみを照射することにより、第2マスクパターン17のみを通過した第2テレセントリック光320を、垂直面である第2結像面37へ斜め上側からの照射光により結像させることができ、同様にして、第4マスクパターン19のみを照射することにより、第4マスクパターン19のみを通過した第4テレセントリック光340を、垂直面である第4結像面39へ斜め上側からの照射光により結像させることができる。
Furthermore, as shown by referring to FIG. 12 in addition to FIG. 9, the
例えば、図9における第1立体ワーク71の左側面である第1結像面36へ左斜め上側からの照射光により結像させる場合、第1立体ワーク71の位置が、4面反射ミラー45の第1反射面46bで反射された左斜め上側からの照射光により、第1立体ワーク71の左側の第1結像面36を結像できる位置となるように、XYZ回転ステージ80を、アライメントカメラ90の位置情報に基づき移動させる。それとともに、照明ブラインド53を、マスク15上の第1マスクパターン16のみを照射するように切り替える。その後、二次発光面51が所望の露光量になるようランプのシャッターを稼働し光らせる。これにより、第1マスクパターン16のみを第1立体ワーク71の垂直な左側面である第1結像面36へ露光することができる。
For example, in the case where an image is formed on the
次に、図9における第1立体ワーク71の右側面である第3結像面38へ右斜め上側からの照射光により結像させる場合、第1立体ワーク71の位置が、4面反射ミラー45の第2反射面47bで反射された右斜め上側からの照射光により、第1立体ワーク71の右側の第3結像面38を結像できる位置となるように、XYZ回転ステージ80を、アライメントカメラ90の位置情報に基づき移動させる。それとともに、照明ブラインド53を、マスク15上の第3マスクパターン18のみを照射するように切り替える。その後、二次発光面51が所望の露光量になるようランプのシャッターを稼働し光らせる。これにより、第3マスクパターン18のみを第1立体ワーク71の垂直な右側面である第3結像面38へ露光することができる。
Next, when an image is formed on the
図10(a)〜図10(f)は、図9に示された露光におけるXYZ回転ステージ80上の第1立体ワーク71が複数であり、かつ、所定のルールに従って配列されている場合に行われるステップアンドリピート露光におけるXYZ回転ステージ80の動作と照明ブラインド53による照明光の切り替えを示す図である。図10(a)〜図10(f)のXYZ回転ステージ80上には、第1立体ワーク71、第2立体ワーク72、第3立体ワーク73が所定の間隔を空けて配列されている。
10A to 10F are performed when there are a plurality of first
まず、図10(a)では、XYZ回転ステージ80上の左端の第1立体ワーク71における垂直な左側面である第1結像面36に対して、第1マスクパターン16のみを通過した第1テレセントリック光310が照射され、第1立体ワーク71の第1結像面36が露光される。次の図10(b)では、XYZ回転ステージ80を各ワークの間隔に相当する分の所定距離だけ左に移動させて、真ん中の第2立体ワーク72における垂直な左側面である第1結像面36に対して、第1マスクパターン16のみを通過した第1テレセントリック光310が照射され、第2立体ワーク72の第1結像面36が露光される。さらに次の図10(c)では、XYZ回転ステージ80をもう一度各ワークの間隔に相当する分の所定距離だけ左に移動させて、右端の第3立体ワーク73における垂直な左側面である第1結像面36に対して、第1マスクパターン16のみを通過した第1テレセントリック光310が照射され、第3立体ワーク73の第1結像面36が露光される。以上の動作を1列に配置された立体ワークの数だけステップアンドリピート露光で繰り返し、1列の最後に配置された立体ワークの最後の第1結像面36が露光されたら、その最後の立体ワークにおける垂直な右側面である第3結像面38に対して、第3マスクパターン18のみを通過した第3テレセントリック光330を照射できる位置まで、XYZ回転ステージ80を左に移動させる。この移動は、ステップアンドリピート時の移動距離よりも大きくなる場合がある。
First, in FIG. 10A, the
次に、図10(d)では、XYZ回転ステージ80上の右端の第3立体ワーク73における垂直な右側面である第3結像面38に対して、第3マスクパターン18のみを通過した第3テレセントリック光330が照射され、第3立体ワーク73の第3結像面38が露光される。次の図10(e)では、XYZ回転ステージ80を各ワークの間隔に相当する分の所定距離だけ右に移動させて、真ん中の第2立体ワーク72における垂直な右側面である第3結像面38に対して、第3マスクパターン18のみを通過した第3テレセントリック光330が照射され、第3立体ワーク73の第3結像面38が露光される。さらに次の図10(f)では、XYZ回転ステージ80をもう一度各ワークの間隔に相当する分の所定距離だけ右に移動させて、左端の第1立体ワーク71における垂直な右側面である第3結像面38に対して、第3マスクパターン18のみを通過した第3テレセントリック光330が照射され、第1立体ワーク71の第3結像面38が露光される。以上の動作を1列に配置された立体ワークの数だけステップアンドリピート露光で繰り返し、1列の最後に配置された立体ワークの最後の第3結像面38が露光されたら、次の立体ワークの列に移動して、上記処理を繰り返し、未処理の列が無くなったら処理を終了する。
Next, in FIG. 10D, the
図11(a)と図11(b)は、XYZ回転ステージ80上の複数の立体ワークの形状と配列の例を示す図である。図11(a)で、XYZ回転ステージ80上に所定の等間隔で繰り返し配列された立体ワーク71a〜78aは、ステップアンドリピート露光が可能な間隔で繰り返し配列された正立方体であり、特に、各正立方体の各露光面が一直線上に配置されているのがステップアンドリピート露光をする上で望ましい。図11(b)で、XYZ回転ステージ80上に所定の等間隔で繰り返し配列された立体ワーク71b〜76bは、長方体であり、ステップアンドリピート露光が可能な間隔で繰り返し配列された正立方体であり、特に、各正立方体の各露光面が一直線上に配置されているのがステップアンドリピート露光をする上で望ましい。
FIGS. 11A and 11B are diagrams showing examples of shapes and arrangements of a plurality of three-dimensional workpieces on the XYZ
図12は、複数の立体ワーク71c〜75cの4方向側面を1台の露光機で露光する場合の構成を示す図である。マスク15上には、4方向の第1マスクパターン16〜第4マスクパターン19が、図9に示したようなそれぞれに必要な方向で傾斜角45°で設置されている。各マスクパターン16〜19は、横長の長方形で、一列に並んだ複数のワークの同じ側の各側面に露光可能であるように、複数の同一パターンが一列に設けられていることが望ましい。投影レンズアセンブリ20の下にある表面反射ミラー45は、図9のところでも説明したように四角錐台形の形状をしており、それぞれの面が主光線120またはそれと平行な軸線に対して22,5°(水平面に対して67.5°)になるように加工されている。第1マスクパターン16〜第4マスクパターン19が、第1結像面36〜第4結像面39に投影されるように各部が構成されている。4方向の第1マスクパターン16〜第4マスクパターン19は、不図示の照明ブラインド(図8または図9の符号53)により、各々個別に遮光することが可能になっている。図12のようにマスク15上に4方向のマスクパターンを設置し、4方向に反射可能な表面反射ミラー45とXYZ回転ステージ80を適切に制御して、ステップアンドリピート露光をそれぞれ4方向で行うことで、立体ワーク71c〜75cの4方向の側面を1台の露光機にて露光することが可能となりコストと露光の工数を低減させることができる。
FIG. 12 is a diagram showing a configuration in the case where the four-direction side surfaces of a plurality of three-
図13は、マスクパターンにより、整列された複数のワークの同一方向の側面にステップアンドリピート露光により一括露光する方法を示す図である。図13(a)では図中左端部から第1縦列の各ワークの右側面410に対して、図9、図10,図12に示したように斜め左上からの照明光より露光を行う。次に図13(b)に示したように図中左端部から第2縦列の各ワークの右側面420に対して斜め左上からの照明光より露光を行い、さらにその次に、図13(c)に示したように図中左端部から第3縦列の各ワークの右側面430に対して斜め左上からの照明光より露光を行う。同様の作業を次の縦列に対しても繰り返し、最終的に図13(d)に示したように図中右端部から第1縦列の各ワークの右側面490に対して斜め左上からの照明光より露光を行い図中全ワークの右側面に対する露光を実施する。
FIG. 13 is a diagram illustrating a method of performing batch exposure by step-and-repeat exposure on the same side surface of a plurality of aligned workpieces using a mask pattern. In FIG. 13A, the
その後、図13(e)では図中上端部から第1横列の各ワークの手前側面510に対して、図9、図10,図12に示したように斜め手前上からの照明光より露光を行う。次に図13(f)に示したように図中上端部から第2横列の各ワークの手前側面520に対して斜め手前上からの照明光より露光を行い、さらにその次に、図13(g)に示したように図中上端部から第3横列の各ワークの手前側面530に対して斜め手前上からの照明光より露光を行う。同様の作業を次の横列に対しても繰り返し、最終的に図13(h)に示したように図中下端部から第1横列の各ワークの手前側面590に対して斜め手前上からの照明光より露光を行い図中全ワークの手前側面に対する露光を実施する。この作業を各ワークの残りの面に対しても繰り返すことで、各ワークの全側面に対して露光を実施することができる。
Thereafter, in FIG. 13 (e), the
<第5実施形態>
図14は、マスクパターンを複数列設け、さらに対応するミラーを同方向に複数列設けることで、マスクパターンによる一列の露光を、複数列一括で実施できることを示す図である。図14(a)に示したようにマスク15にワークの右側露光用の第3マスクパターン18a、18b、18cを平行配置し、同様にワークの左側露光用の第1マスクパターン16a、16b、16cを平行配置する。また、図14(b)に示したように各ワークの左側面露光用の第1ミラー41c、42c、43cを平行配置し、各ワークの右側面露光用の第3ミラー41d、42d、43dを平行配置する。このように構成することで、マスクパターンを通過した照明光200による一列の露光を、複数列一括で実施することができ、ステップアンドリピートの回数を減らすことができ、露光時間を短縮させることができる。
<Fifth Embodiment>
FIG. 14 is a diagram showing that a plurality of rows of mask patterns are provided, and a plurality of rows of corresponding mirrors are provided in the same direction, so that one row of exposure with the mask pattern can be performed in a plurality of rows. As shown in FIG. 14A, the third mask patterns 18a, 18b, 18c for the right exposure of the workpiece are arranged in parallel on the
このようにして本発明の各実施形態の露光装置では、露光光の光源、露光光学系、あるいは立体ワークを傾斜させることなく、垂直を含む任意角度の立体ワークの側面にマスク上のパターンを露光させることができるので、露光に必要な工数と時間、コスト、及びマスク数を抑制でき、さらに立体ワークを露光用ステージ面上に平坦に置くことができ、露光装置の位置決め精度の低下を抑制できる。 As described above, in the exposure apparatus of each embodiment of the present invention, the pattern on the mask is exposed on the side surface of the solid work at an arbitrary angle including the vertical without tilting the light source of the exposure light, the exposure optical system, or the solid work. Therefore, it is possible to reduce the man-hours, time, cost, and number of masks required for exposure, and furthermore, it is possible to place a three-dimensional work flat on the exposure stage surface, and to suppress a decrease in positioning accuracy of the exposure apparatus. .
また、上記した本発明を応用することにより、1立体ワークセットにおける4側面同時露光とさらに上面露光も可能になり、イン領域をステップ&リピート露光することが可能になり、側面に傾斜露光する場合の最小線幅を細くすることができ、既存の投影露光レンズを使用することができ、既存の投影露光レンズでも大きなウエハに対応することが可能になるので、コストアップを抑制できる。 In addition, by applying the above-described present invention, it becomes possible to simultaneously expose four sides in a one-dimensional work set and further expose a top surface, to allow step-and-repeat exposure of the in area, and to incline expose the side surface. The minimum line width can be reduced, an existing projection exposure lens can be used, and even an existing projection exposure lens can cope with a large wafer, thereby suppressing an increase in cost.
10 (主光線に垂直な)物体面、
11 (主光線に垂直な)第1微少物体面、
11a (第1傾斜角θ1の)第1微少物体面、
11b、11c (第1傾斜角−θ1の)第1微少物体面、
12 (主光線に垂直な)第2微少物体面、
12a (第2傾斜角θ2の)第2微少物体面、
12b (第2傾斜角−θ1の)第2微少物体面、
12c (第2傾斜角θ2の)第2微少物体面、
13 (主光線に垂直な)第3微少物体面、
13a (第3傾斜角θ3の)第3微少物体面、
13b (第3傾斜角θ1の)第3微少物体面、
13c (第3傾斜角θ3の)第3微少物体面、
15 マスク、
16 第1マスクパターン、
17 第2マスクパターン、
18 第3マスクパターン、
19 第4マスクパターン、
20 投影レンズアセンブリ、
21 第1レンズ、
22 第2レンズ、
23 絞り、
30 結像面、
31 第1微少結像面、
31a (第1傾斜角θ1’の)第1微少結像面、
31b、31c (第1反射角θ1”の)第1微少結像面、
32 第2微少結像面、
32a (第2傾斜角θ2’の)第2微少結像面、
32b (第1反射角θ1”の)第2微少結像面、
32c (第2反射角θ2”の)第2微少結像面、
33 第3微少結像面、
33a (第3傾斜角θ3’の)第3微少結像面、
33b (第1反射角θ1”のミラー(反射面)で反射した)第3微少結像面、
33c (第3反射角θ3”のミラー(反射面)で反射した)第3微少結像面、
34b (第1反射角θ1”のミラー(反射面)で反射した)第4微少結像面、
36 (第1反射角θ1”のミラー(反射面)で反射した)第1結像面、
37 (第1反射角θ1”のミラー(反射面)で反射した)第2結像面、
38 (第1反射角θ1”のミラー(反射面)で反射した)第3結像面、
39 (第1反射角θ1”のミラー(反射面)で反射した)第4結像面、
41b、41c (第1反射角θ1”の)第1ミラー、
42b (第1反射角−θ1”の)第2ミラー、
42c (第2反射角θ2”の)第2ミラー、
43b (第1反射角−θ1”の)第3ミラー、
43c (第3反射角θ3”の)第3ミラー、
45 4面反射ミラー、
46b (4面反射ミラーの)第1反射面、
47b (4面反射ミラーの)第2反射面、
48b (4面反射ミラーの)第3反射面、
49b (4面反射ミラーの)第4反射面、
51 二次発光面、
52 コンデンサーレンズ、
53 照明ブラインド、
54 照明領域選択開口部、
60 (主光線に垂直な)照明面、
61 (主光線に垂直な)第1微少照明面、
62 (主光線に垂直な)第2微少照明面、
63 (主光線に垂直な)第3微少照明面、
71、71a、71b、71c、 第1立体ワーク、
72、72a、72b、72c、 第2立体ワーク、
73、73a、73b、73c、 第3立体ワーク、
74、74a、74b、74c、 第4立体ワーク、
75、75a、75b、75c、 第5立体ワーク、
76、76a、76b、76c、 第6立体ワーク、
77、77a、77b、77c、 第7立体ワーク、
78、78a、78b、78c、 第8立体ワーク、
80 XYZ回転ステージ、
90 アライアントカメラ、
100 (二次発光面から出射される照明光の)主光線、
110 (点A1から出射される照明光の)第1主光線、
120 (点A2から出射される照明光の)第2主光線、
130 (点A3から出射される照明光の)第3主光線、
200 照明光、
210 (点A1から出射される)第1照明光、
220 (点A2から出射される)第2照明光、
230 (点A3から出射される)第3照明光、
310 (第1微少物体面を通過する)第1テレセントリック光、
320 (第2微少物体面を通過する)第2テレセントリック光、
330 (第3微少物体面を通過する)第3テレセントリック光、
A1 物体面(照明面)上の(直径の一端近傍の)第1の点、
A2 物体面(照明面)上の(中心の)第2の点、
A3 物体面(照明面)上の(直径の他端近傍の)第3の点、
A1’ 結像面30上の(直径の一端近傍の)第1の点、
A2’ 結像面30上の(中心の)第2の点、
A3’ 結像面30上の(直径の他端近傍の)第3の点、
D1 (絞りの)開口直径の一端、
D2 (絞りの)開口中心、
D2 (絞りの)開口直径の他端、
θ1 (第1微少物体面の)第1傾斜角、
θ2 (第2微少物体面の)第2傾斜角、
θ3 (第3微少物体面の)第3傾斜角、
θ1’ (第1微少結像面の)第1傾斜角、
θ2’ (第2微少結像面の)第2傾斜角、
θ3’ (第3微少結像面の)第3傾斜角、
θ1” (第1ミラーの)第1反射角(=|(θ1)|/2)
θ2” (第2ミラーの)第2反射角(=|(θ2)|/2)
θ3” (第3ミラーの)第3反射角(=|(θ3)|/2)
10 object plane (perpendicular to chief ray),
11 First minute object plane (perpendicular to chief ray),
11a A first minute object surface (of a first inclination angle θ1),
11b, 11c The first minute object surface (of the first inclination angle −θ1),
12 Second micro-object surface (perpendicular to the chief ray),
12a, a second minute object surface (with a second inclination angle θ2),
12b a second minute object surface (of second inclination angle −θ1),
12c a second minute object surface (of the second inclination angle θ2),
13 Third micro-object surface (perpendicular to chief ray),
13a A third minute object surface (with a third inclination angle θ3),
13b A third minute object surface (with a third inclination angle θ1),
13c A third minute object surface (with a third inclination angle θ3),
15 mask,
16 First mask pattern,
17 Second mask pattern,
18 Third mask pattern,
19 Fourth mask pattern,
20 projection lens assembly;
21 first lens,
22 Second lens,
23 Aperture,
30 imaging plane,
31 1st micro imaging surface,
31a A first micro-imaging plane (of the first tilt angle θ1 ′),
31b, 31c first micro-imaging plane (of the first reflection angle θ1 ″),
32 Second micro-imaging plane,
32a, a second micro-imaging plane (with a second tilt angle θ2 ′),
32b, a second minute imaging plane (of the first reflection angle θ1 ″),
32c, a second micro-imaging plane (with a second reflection angle θ2 ″),
33 Third micro-imaging plane,
33a, a third micro-imaging plane (with a third tilt angle θ3 ′),
33b, a third micro-imaging surface (reflected by a mirror (reflection surface) having a first reflection angle θ1 ″),
33c, a third micro-imaging surface (reflected by a mirror (reflection surface) having a third reflection angle θ3 ″),
34b, a fourth micro-imaging surface (reflected by a mirror (reflection surface) having a first reflection angle θ1 ″),
36 a first imaging surface (reflected by a mirror (reflecting surface) having a first reflection angle θ1 ″),
37 a second imaging surface (reflected by a mirror (reflecting surface) having a first reflection angle θ1 ″),
38 a third imaging plane (reflected by a mirror (reflecting surface) having a first reflection angle θ1 ″),
39, a fourth image plane (reflected by a mirror (reflection surface) having a first reflection angle θ1 ″),
41b, 41c first mirror (with a first reflection angle θ1 ″),
42b, a second mirror (of the first reflection angle −θ1 ″),
42c, a second mirror (with a second reflection angle θ2 ″),
43b, a third mirror (with a first reflection angle −θ1 ″),
43c third mirror (with a third reflection angle θ3 ″),
45 Four-sided reflection mirror,
46b The first reflecting surface (of the four-surface reflecting mirror),
47b second reflective surface (of a four-surface reflective mirror),
48b the third reflective surface (of the four-surface reflective mirror),
49b, the fourth reflective surface (of the four-surface reflective mirror),
51 secondary light emitting surface,
52 condenser lens,
53 Lighting blinds,
54 illumination area selection opening,
60 illumination surface (perpendicular to chief ray),
61 First micro-illumination surface (perpendicular to chief ray),
62 a second micro-illumination surface (perpendicular to the chief ray),
63 Third micro-illuminated surface (perpendicular to chief ray),
71, 71a, 71b, 71c, first solid work,
72, 72a, 72b, 72c, second solid work,
73, 73a, 73b, 73c, third solid work,
74, 74a, 74b, 74c, fourth solid work,
75, 75a, 75b, 75c, fifth solid work,
76, 76a, 76b, 76c, sixth solid work,
77, 77a, 77b, 77c, seventh solid work,
78, 78a, 78b, 78c, eighth solid work,
80 XYZ rotary stage,
90 Alliant camera,
100 chief ray (of the illumination light emitted from the secondary light emitting surface),
110 First chief ray (of illumination light emitted from point A1),
120, the second principal ray (of the illumination light emitted from point A2),
130 third chief ray (of illumination light emitted from point A3),
200 Illumination light,
210 first illumination light (emitted from point A1),
220 second illumination light (emitted from point A2),
230 third illumination light (emitted from point A3),
310 first telecentric light (passing through the first minute object surface);
320 second telecentric light (passing through the second minute object surface);
330 third telecentric light (passing through the third minute object surface),
A1 a first point (near one end of the diameter) on the object plane (illumination plane),
A2 (center) second point on the object surface (illumination surface),
A3 A third point (near the other end of the diameter) on the object surface (illumination surface),
A first point (near one end of the diameter) on the
A2 ′ a second point (in the center) on the
A3 ′ a third point (near the other end of the diameter) on the
One end of the D1 (diaphragm) aperture diameter,
D2 (aperture) aperture center,
D2 the other end of the aperture diameter (of the diaphragm),
θ1 the first tilt angle (of the first minute object surface),
θ2 is the second inclination angle (of the second minute object surface),
θ3, the third tilt angle (of the third minute object surface),
θ1 ′, the first tilt angle (of the first micro-imaging plane),
θ2 ′, the second tilt angle (of the second microimaging plane),
θ3 ′ the third tilt angle (of the third micro-imaging plane),
θ1 ″ first reflection angle (of the first mirror) (= | (θ1) | / 2)
θ2 ″ second reflection angle (of the second mirror) (= | (θ2) | / 2)
θ3 ″ (third mirror) third reflection angle (= | (θ3) | / 2)
Claims (7)
前記主光線に対して直角に配置される露光用マスクパターンと、
前記露光用マスクパターンを通過した照明光を、前記主光線に対して所定の傾斜角度で前記立体ワーク上の結像面に向けて反射させる反射面を有するミラーと、
を少なくとも有し、
前記露光用マスクパターンと対応する前記ミラーとにより、露光可能幅内の複数の立体ワークの側面に対して同時にパターン露光を実施する投影露光装置。 A projection exposure apparatus capable of exposing a surface of a three-dimensional workpiece having a surface at an arbitrary angle with respect to a principal ray of illumination light,
An exposure mask pattern disposed perpendicular to the principal ray;
A mirror having a reflection surface that reflects the illumination light that has passed through the exposure mask pattern toward the imaging surface on the three-dimensional workpiece at a predetermined inclination angle with respect to the principal ray;
Having at least
A projection exposure apparatus that simultaneously performs pattern exposure on the side surfaces of a plurality of three-dimensional workpieces within an exposure-permitted width, using the exposure mask pattern and the corresponding mirror.
前記露光用マスクパターン上の任意の点から前記結像面上の前記点に対応する点までの異なる経路を通過する各光路長が等しくなるように設定される
請求項1に記載の投影露光装置。 The first inclination angle and the second inclination angle are:
The projection exposure apparatus according to claim 1, wherein the optical path lengths passing through different paths from an arbitrary point on the exposure mask pattern to a point corresponding to the point on the imaging plane are set to be equal. .
請求項1又は2に記載の投影露光装置。 The projection exposure apparatus according to claim 1, wherein the mirror is capable of rotating a reflection surface around the principal ray.
前記露光用マスクパターンは、前記各反射面に対応するマスク面を有する
請求項1〜3の何れか1項に記載の投影露光装置。 The mirror has a plurality of the reflective surfaces;
The projection exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure mask pattern has a mask surface corresponding to each of the reflection surfaces.
請求項4に記載の投影露光装置。 The projection exposure apparatus according to claim 4, further comprising: an illumination blind capable of partially shielding the irradiation light on the plurality of reflecting surfaces and selecting the irradiation light.
請求項5に記載の投影露光装置。 The projection exposure apparatus according to claim 5, wherein each reflection surface of the mirror is directed to reflect corresponding illumination light toward each surface of the three-dimensional workpiece having a plurality of surfaces in different directions.
請求項1〜6の何れか1項に記載の投影露光装置。 The projection exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure mask pattern includes a plurality of rows arranged in parallel, and the corresponding mirror also includes a plurality of rows arranged in parallel.
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