JP2576814B2 - 露光方法 - Google Patents
露光方法Info
- Publication number
- JP2576814B2 JP2576814B2 JP7149974A JP14997495A JP2576814B2 JP 2576814 B2 JP2576814 B2 JP 2576814B2 JP 7149974 A JP7149974 A JP 7149974A JP 14997495 A JP14997495 A JP 14997495A JP 2576814 B2 JP2576814 B2 JP 2576814B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- pattern
- original image
- exposure
- original
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はフォトリソグラフィ装置
に係り、特に凹凸面を有する基板上に微細なパターンを
形成するのに好適な露光装置に係る。
に係り、特に凹凸面を有する基板上に微細なパターンを
形成するのに好適な露光装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】従来の露光装置は一般に単一の平面上に
原画の像を転写するように構成されていた。しかし、近
年、多層からなる複雑な構造の部材や、微細機械構造部
材をリソグラフィーで製造するという要求が強まるにし
たがい、パターン形成の対象物は平面でなく、深い段差
を有するものも出現している。このような要求に対し
て、従来の装置を適用すると原画の一部がディフォーカ
ス（焦点ずれ）することになるので、微細なパターンを
転写することはできなかった。また、投影面が平坦でな
い場合に原画（レティクル）の一部が焦点ずれをおこす
問題を改善する手段としては、レティクルの露光パター
ンの領域を複数のレティクルに分割して設け、レティク
ルごとにレティクルパターンを投影露光面上に焦点を合
わせて露光する方法もある。しかし、この方法では投影
面上に所望のパターンを形成するために複数枚のレティ
クルを用いなければならないために、レティクル交換回
数が増加し、レティクル交換に要する時間が増加し、ス
ループットが低下するという問題がある。
原画の像を転写するように構成されていた。しかし、近
年、多層からなる複雑な構造の部材や、微細機械構造部
材をリソグラフィーで製造するという要求が強まるにし
たがい、パターン形成の対象物は平面でなく、深い段差
を有するものも出現している。このような要求に対し
て、従来の装置を適用すると原画の一部がディフォーカ
ス（焦点ずれ）することになるので、微細なパターンを
転写することはできなかった。また、投影面が平坦でな
い場合に原画（レティクル）の一部が焦点ずれをおこす
問題を改善する手段としては、レティクルの露光パター
ンの領域を複数のレティクルに分割して設け、レティク
ルごとにレティクルパターンを投影露光面上に焦点を合
わせて露光する方法もある。しかし、この方法では投影
面上に所望のパターンを形成するために複数枚のレティ
クルを用いなければならないために、レティクル交換回
数が増加し、レティクル交換に要する時間が増加し、ス
ループットが低下するという問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、解像
度を高くできる露光方法を提供することにある。
度を高くできる露光方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的は、原画のパタ
ーン領域内の一部に露光光を照明することによって前記
パターン領域内の一部に部分照明領域を形成し、前記部
分照明領域を前記パターン領域内で連続的に順次移動さ
せて前記部分照明領域内のパターンの像を順次基板上に
焦点合わせして縮小投影露光することにより、前記パタ
ーン領域のパターンの像を前記基板上に形成することを
特徴とする露光方法により達成される。
ーン領域内の一部に露光光を照明することによって前記
パターン領域内の一部に部分照明領域を形成し、前記部
分照明領域を前記パターン領域内で連続的に順次移動さ
せて前記部分照明領域内のパターンの像を順次基板上に
焦点合わせして縮小投影露光することにより、前記パタ
ーン領域のパターンの像を前記基板上に形成することを
特徴とする露光方法により達成される。
【０００５】
【０００６】
【実施例】以下に、本発明の参考例を図１により説明す
る。装置は、光源１，原画（レティクル）２，縮小レン
ズ３，基板４からなる露光光学系において、原画の一部
を遮光するシャッタ５とこれを駆動するためのアクチュ
エータ５１、および原画を光軸方向に変位するためのア
クチュエータ２１を備えている。また、これに付随して
基板の凹凸形状を予め検出するための光学的検出器６，
反射鏡６１があり、さらに基板の凹凸形状を記録し、そ
の形状にしたがってアクチュエータ５１および２１を適
切に制御するための電気回路７がある。
る。装置は、光源１，原画（レティクル）２，縮小レン
ズ３，基板４からなる露光光学系において、原画の一部
を遮光するシャッタ５とこれを駆動するためのアクチュ
エータ５１、および原画を光軸方向に変位するためのア
クチュエータ２１を備えている。また、これに付随して
基板の凹凸形状を予め検出するための光学的検出器６，
反射鏡６１があり、さらに基板の凹凸形状を記録し、そ
の形状にしたがってアクチュエータ５１および２１を適
切に制御するための電気回路７がある。
【０００７】以上の構成からなる装置において、凹凸の
ある基板上に微細なパターンをディフォーカスすること
なく焼付ける手順を、以下に順を追って述べる。まず、
基板４を装置の基板固定台８に載せ、基板の表面の凹凸
のプロファイルを測定する。測定にさいしては固定台８
の移動による走査と、光学的検出器６による高さの検出
値を用いて、電気回路７内に凹凸のプロフィルを記憶す
る。この形状は単純な２次元形状のデータとして格納す
ることもあるが必要に応じて３次元的なプロファイルを
記憶することもある。次に露光工程が行われる。原画２
とレンズ３の距離をａ、レンズと基板表面の距離をｂと
すると、原画上の単位寸法は、基板上に縮小率Ｎ＝ｂ／
ａ（Ｎ≦１）で投影される。もし基板面上の凹凸によ
り、寸法ｂがΔｂだけ変化した場合、パターンを正しく
基板４上に結像させるには基板を逆方向にΔｂだけ動か
すか、原画−レンズ間距離をΔａだけ動かせばよい。こ
こにΔａは次式で表される。
ある基板上に微細なパターンをディフォーカスすること
なく焼付ける手順を、以下に順を追って述べる。まず、
基板４を装置の基板固定台８に載せ、基板の表面の凹凸
のプロファイルを測定する。測定にさいしては固定台８
の移動による走査と、光学的検出器６による高さの検出
値を用いて、電気回路７内に凹凸のプロフィルを記憶す
る。この形状は単純な２次元形状のデータとして格納す
ることもあるが必要に応じて３次元的なプロファイルを
記憶することもある。次に露光工程が行われる。原画２
とレンズ３の距離をａ、レンズと基板表面の距離をｂと
すると、原画上の単位寸法は、基板上に縮小率Ｎ＝ｂ／
ａ（Ｎ≦１）で投影される。もし基板面上の凹凸によ
り、寸法ｂがΔｂだけ変化した場合、パターンを正しく
基板４上に結像させるには基板を逆方向にΔｂだけ動か
すか、原画−レンズ間距離をΔａだけ動かせばよい。こ
こにΔａは次式で表される。
【０００８】
【数１】
【０００９】縮小投影露光装置では、Ｎ≦１であるか
ら、Δａの絶対値はΔｂの絶対値より大きく、Ｎ＝１／
５の場合に約２５倍、Ｎ＝１／１０の場合に約１００倍
という大きな値になる。このことから、原画を動かし
て、ディフォーカスを補正する方が機構の精度の上で好
適であるといえる。原画を上下に動かすアクチュエータ
が図中の２１である。
ら、Δａの絶対値はΔｂの絶対値より大きく、Ｎ＝１／
５の場合に約２５倍、Ｎ＝１／１０の場合に約１００倍
という大きな値になる。このことから、原画を動かし
て、ディフォーカスを補正する方が機構の精度の上で好
適であるといえる。原画を上下に動かすアクチュエータ
が図中の２１である。
【００１０】原画の露光の１ショット分に相当する基板
上の領域には凹凸があるので、この領域を一度に全域露
光することはできない。電気回路７に格納された凹凸形
状のデータにしたがって原画の一部を遮光しながら、こ
れと同期させて原画を上下させることにより、原画の全
面が基板上でディフォーカスすることなく投影される。
なお、多数のショットに露光して１基板上に多数の素子
を形成する場合には、原画をある位置に固定して、一部
を遮光した原画を基板全域に露光し、次いで原画の位置
を変えて次の焦点位置で同様の操作を繰り返すことがス
ループット向上の上では効果的である。
上の領域には凹凸があるので、この領域を一度に全域露
光することはできない。電気回路７に格納された凹凸形
状のデータにしたがって原画の一部を遮光しながら、こ
れと同期させて原画を上下させることにより、原画の全
面が基板上でディフォーカスすることなく投影される。
なお、多数のショットに露光して１基板上に多数の素子
を形成する場合には、原画をある位置に固定して、一部
を遮光した原画を基板全域に露光し、次いで原画の位置
を変えて次の焦点位置で同様の操作を繰り返すことがス
ループット向上の上では効果的である。
【００１１】この結果１００μｍオーダーの凹凸のある
基板上にも、平坦な基板面上におけるパターン形成と同
程度の微細なパターン、すなわち、例えば波長３６５ｎ
ｍの光源、開口数０.４のレンズを用いて、最小寸法１
μｍ以下の微細なパターンが形成できる。
基板上にも、平坦な基板面上におけるパターン形成と同
程度の微細なパターン、すなわち、例えば波長３６５ｎ
ｍの光源、開口数０.４のレンズを用いて、最小寸法１
μｍ以下の微細なパターンが形成できる。
【００１２】以上に述べた参考例は一例にすぎず、各機
能部分を、他の代替手段で置きかえることができる。例
えば、シャッタ５は機械的なシャッタ機構の他、液晶マ
トリクスの遮光機能を応用したものに代えれば、複雑な
２次元形状にしたがって遮光することが容易になる。本
発明の一実施例としては、図１の構成において、光源１
と集光レンズ１１からなる照明系の中に、光学的に原画
と共役な位置にシャッタ機構を設けて原画を遮光する構
成を用いる。また、凹凸形状の検出手段も、エアマイク
ロメータ式のノズルの走査静電容量を検出する電極の走
査触針の走査等の代替手段がある。さらに、基板上への
結像を得るために原画を動かす代りに、光源１，集光レ
ンズ１１，レンズ３，基板固定台８の中の何れかを光軸
方向に動かしても同様の効果が得られる。また、基板上
の凹凸の形状が他のオフラインでの測定によって既知で
ある場合には、形状の情報を予め記憶させておくことに
より、先に述べた基板の凹凸の検出手段を用いずに、記
憶した情報にしたがって直接、シャッタと原画を駆動す
ることも可能である。
能部分を、他の代替手段で置きかえることができる。例
えば、シャッタ５は機械的なシャッタ機構の他、液晶マ
トリクスの遮光機能を応用したものに代えれば、複雑な
２次元形状にしたがって遮光することが容易になる。本
発明の一実施例としては、図１の構成において、光源１
と集光レンズ１１からなる照明系の中に、光学的に原画
と共役な位置にシャッタ機構を設けて原画を遮光する構
成を用いる。また、凹凸形状の検出手段も、エアマイク
ロメータ式のノズルの走査静電容量を検出する電極の走
査触針の走査等の代替手段がある。さらに、基板上への
結像を得るために原画を動かす代りに、光源１，集光レ
ンズ１１，レンズ３，基板固定台８の中の何れかを光軸
方向に動かしても同様の効果が得られる。また、基板上
の凹凸の形状が他のオフラインでの測定によって既知で
ある場合には、形状の情報を予め記憶させておくことに
より、先に述べた基板の凹凸の検出手段を用いずに、記
憶した情報にしたがって直接、シャッタと原画を駆動す
ることも可能である。
【００１３】特に、基板の断面の凹凸が奥行方向に均一
である場合には、シャッタとして２枚の板状シャッタの
走査で容易に機能を達することができることを付記して
おく。
である場合には、シャッタとして２枚の板状シャッタの
走査で容易に機能を達することができることを付記して
おく。
【００１４】なお、上記の例では原画と光軸方向に移動
したので、基板の凹凸の大きさによっては、縮小投影す
る倍率がわずかながら変化する。もし、パターンの絶対
寸法が必要な場合には、予め原画のパターンを縮小率の
変化に応じて伸縮させておく必要がある。一例として、
図２（ｂ）に示すような断面の段差１００を横切る２本
の平行な配線パターンの原画は、段差の上下面における
縮小率の差から、同図（ａ）の１０１、１０２の如く、
縮小率の補正を加えたものとなる。
したので、基板の凹凸の大きさによっては、縮小投影す
る倍率がわずかながら変化する。もし、パターンの絶対
寸法が必要な場合には、予め原画のパターンを縮小率の
変化に応じて伸縮させておく必要がある。一例として、
図２（ｂ）に示すような断面の段差１００を横切る２本
の平行な配線パターンの原画は、段差の上下面における
縮小率の差から、同図（ａ）の１０１、１０２の如く、
縮小率の補正を加えたものとなる。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、解像度の高い露光が可
能である。
能である。
【図１】本発明の参考例の装置の構成を示す断面図。
【図２】基板の段差による縮小率の変化を補正した原画
の例を示す図であり、（ａ）は原画の平面図、（ｂ）は
段差の断面図である。
の例を示す図であり、（ａ）は原画の平面図、（ｂ）は
段差の断面図である。
１…光源、２…原画、３…レンズ、４…基板、５…シャ
ッタ、１００…段差、１０３…原画の一部。
ッタ、１００…段差、１０３…原画の一部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒▲崎▼ 利栄 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 田中 伸司 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 高梨 明紘 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】原画のパターン領域内の一部に露光光を照
明することによって前記パターン領域内の一部に部分照
明領域を形成し、 前記部分照明領域を前記パターン領域内で連続的に順次
移動させて前記部分照明領域内のパターンの像を順次基
板上に焦点合わせして縮小投影露光することにより、前
記パターン領域のパターンの像を前記基板上に形成する
ことを特徴とする露光方法。 - 【請求項２】前記基板上に形成されるパターンと前記原
画のパターン領域のパターンとは略相似の形状をなすこ
とを特徴とする請求項１記載の露光方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7149974A JP2576814B2 (ja) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | 露光方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7149974A JP2576814B2 (ja) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | 露光方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60261070A Division JPH07105323B2 (ja) | 1985-11-22 | 1985-11-22 | 露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08172048A JPH08172048A (ja) | 1996-07-02 |
| JP2576814B2 true JP2576814B2 (ja) | 1997-01-29 |
Family
ID=15486704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7149974A Expired - Lifetime JP2576814B2 (ja) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | 露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2576814B2 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5186975A (ja) * | 1974-12-21 | 1976-07-30 | Ibm | |
| JPS57192929A (en) * | 1981-05-25 | 1982-11-27 | Hitachi Ltd | Projector provided with automatic focusing function |
| JPS6134941A (ja) * | 1984-07-26 | 1986-02-19 | Canon Inc | 合焦検知装置 |
-
1995
- 1995-06-16 JP JP7149974A patent/JP2576814B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5186975A (ja) * | 1974-12-21 | 1976-07-30 | Ibm | |
| JPS57192929A (en) * | 1981-05-25 | 1982-11-27 | Hitachi Ltd | Projector provided with automatic focusing function |
| JPS6134941A (ja) * | 1984-07-26 | 1986-02-19 | Canon Inc | 合焦検知装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08172048A (ja) | 1996-07-02 |
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