JP2711194B2 - 露光装置 - Google Patents
露光装置Info
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- JP2711194B2 JP2711194B2 JP3282145A JP28214591A JP2711194B2 JP 2711194 B2 JP2711194 B2 JP 2711194B2 JP 3282145 A JP3282145 A JP 3282145A JP 28214591 A JP28214591 A JP 28214591A JP 2711194 B2 JP2711194 B2 JP 2711194B2
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- Japan
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- mask
- wafer
- exposure
- pattern
- light
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- 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)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は露光装置に関し、特に
凹凸のある対象物に写真製版の技術を用いてパターンを
作るための露光装置に関するものである。
凹凸のある対象物に写真製版の技術を用いてパターンを
作るための露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図６は、半導体の製造時における従来の
写真製版における露光装置の構成図を示す。図におい
て、１は図示しない光源から発せられたレーザ光、４は
レーザ光１を発散させるためのレンズ、５は所定のパタ
ーンが形成されたマスク、２はマスク５を通過した光を
ウェハ７上のチップ８に投影するためのプロジェクショ
ンレンズである。
写真製版における露光装置の構成図を示す。図におい
て、１は図示しない光源から発せられたレーザ光、４は
レーザ光１を発散させるためのレンズ、５は所定のパタ
ーンが形成されたマスク、２はマスク５を通過した光を
ウェハ７上のチップ８に投影するためのプロジェクショ
ンレンズである。
【０００３】次に動作について説明する。レーザ光１が
レンズ４を通してマスク５に当たり、マスク５に形成さ
れたパターンがプロジェクションレンズ２を通してウェ
ハ７のチップ８に投影され、マスク５のパターンにてチ
ップ８が露光される。
レンズ４を通してマスク５に当たり、マスク５に形成さ
れたパターンがプロジェクションレンズ２を通してウェ
ハ７のチップ８に投影され、マスク５のパターンにてチ
ップ８が露光される。
【０００４】図７(a) 〜（d)は図６の露光装置を用いて
どのように半導体ウェハ７が加工されていくかを詳細に
示すプロセスフローの一例であり、図において、１はレ
ーザ光であり、５ａはマスク５上の光を透過する部分
を、また５ｂは光を透過しない部分を示す。１１はこれ
から加工しようとするウェハ７表面に形成されたレジス
ト、１２は現像されてレジストが取り除かれた部分、１
３はウェハ上でエッチングされた部分、１４は最後にレ
ジストが除去された部分である。なお図７(a) ではレン
ズ２，４は省略されている。また図７(a) 〜(d) の工程
をそれぞれ露光，現像，エッチング，レジスト除去工程
と呼ぶ。
どのように半導体ウェハ７が加工されていくかを詳細に
示すプロセスフローの一例であり、図において、１はレ
ーザ光であり、５ａはマスク５上の光を透過する部分
を、また５ｂは光を透過しない部分を示す。１１はこれ
から加工しようとするウェハ７表面に形成されたレジス
ト、１２は現像されてレジストが取り除かれた部分、１
３はウェハ上でエッチングされた部分、１４は最後にレ
ジストが除去された部分である。なお図７(a) ではレン
ズ２，４は省略されている。また図７(a) 〜(d) の工程
をそれぞれ露光，現像，エッチング，レジスト除去工程
と呼ぶ。
【０００５】以下プロセスフローについて説明する。図
７(a) の露光工程において、マスク５の部分５ａを通っ
た光１がレジスト１１を感光する。次いで図７(b) の現
像工程において、感光されたレジストが部分１２のよう
に取り除かれる。次いで図７(c) のエッチング工程にお
いて、レジストが取り除かれてウェハ面がむき出しにな
った部分１３だけがエッチングされる。そして図７(d)
において、レジスト１４が除去されて加工が完了する。
７(a) の露光工程において、マスク５の部分５ａを通っ
た光１がレジスト１１を感光する。次いで図７(b) の現
像工程において、感光されたレジストが部分１２のよう
に取り除かれる。次いで図７(c) のエッチング工程にお
いて、レジストが取り除かれてウェハ面がむき出しにな
った部分１３だけがエッチングされる。そして図７(d)
において、レジスト１４が除去されて加工が完了する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の露光装置は以上
のように構成されていたが、近年、半導体の集積度が高
まり、それにともなって平面上に回路を作るというイメ
ージから、空間的に回路を配置するというイメージに変
わってきた。すなわち１つのチップを作るのに必要な写
真製版工程の回数も増えてきて、後の工程にいくほど下
地のウェハに凹凸が増えてくることとなる。このため、
従来の技術では、プロジェクションレンズの焦点深度よ
り大きい凹凸のあるウェハの全面に焦点を合わせて露光
することができなかった。
のように構成されていたが、近年、半導体の集積度が高
まり、それにともなって平面上に回路を作るというイメ
ージから、空間的に回路を配置するというイメージに変
わってきた。すなわち１つのチップを作るのに必要な写
真製版工程の回数も増えてきて、後の工程にいくほど下
地のウェハに凹凸が増えてくることとなる。このため、
従来の技術では、プロジェクションレンズの焦点深度よ
り大きい凹凸のあるウェハの全面に焦点を合わせて露光
することができなかった。
【０００７】図３を用いて詳述すると、１３ａ，１３ｂ
は基板７のこれからエッチングしたい部分、１２ａ，１
２ｂはレジスト１１の感光させて取り除く部分、１５は
基板１の段差、１６はプロジェクションレンズ（図示せ
ず）の焦点深度である。このように基板７表面にできた
段差１５がプロジェクションレンズの焦点深度１６より
大きい場合、除去したいレジスト１２ａ，１２ｂ同時に
焦点を合わせて露光することができなかった。
は基板７のこれからエッチングしたい部分、１２ａ，１
２ｂはレジスト１１の感光させて取り除く部分、１５は
基板１の段差、１６はプロジェクションレンズ（図示せ
ず）の焦点深度である。このように基板７表面にできた
段差１５がプロジェクションレンズの焦点深度１６より
大きい場合、除去したいレジスト１２ａ，１２ｂ同時に
焦点を合わせて露光することができなかった。
【０００８】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、凹凸のある対象物の全面に焦点
をあわせて露光することができる露光装置を得ることを
目的とする。
ためになされたもので、凹凸のある対象物の全面に焦点
をあわせて露光することができる露光装置を得ることを
目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明に係る露光装置
は、露光対象物表面の凹凸形状のパターンの情報と、露
光対象物表面に投影すべき２次元パターンの情報とに基
づいて作製されたマスクを備え、露光対象物表面に、上
記マスクを通して光を照射するとともに、該照射光と同
一位相の参照光を照射して該露光対象物表面に３次元的
な投影パターンを形成するようにしたものである。
は、露光対象物表面の凹凸形状のパターンの情報と、露
光対象物表面に投影すべき２次元パターンの情報とに基
づいて作製されたマスクを備え、露光対象物表面に、上
記マスクを通して光を照射するとともに、該照射光と同
一位相の参照光を照射して該露光対象物表面に３次元的
な投影パターンを形成するようにしたものである。
【００１０】
【作用】この発明においては、マスクに予め露光対象物
表面の凹凸形状のパターンが見込まれているので、露光
対象物表面にはその凹凸形状を加味した３次元的な投影
パターンが得られる。
表面の凹凸形状のパターンが見込まれているので、露光
対象物表面にはその凹凸形状を加味した３次元的な投影
パターンが得られる。
【００１１】
【実施例】以下、この発明の一実施例による露光装置を
図について説明する。図１は本発明の露光装置の原理を
説明するための図であり、図において、図６と同一符号
は同一または相当部分を示し、１７ａはハーフミラー、
１７ｂはミラーであり、４ａ，４ｂはこれらミラーで反
射されたレーザ光を発散させるレンズ、１８はホログラ
ムのマスク、１９は所定の大きさの窓を有する遮光膜で
あり、例えば１つのチップ８の大きさに窓が開かれてい
る。
図について説明する。図１は本発明の露光装置の原理を
説明するための図であり、図において、図６と同一符号
は同一または相当部分を示し、１７ａはハーフミラー、
１７ｂはミラーであり、４ａ，４ｂはこれらミラーで反
射されたレーザ光を発散させるレンズ、１８はホログラ
ムのマスク、１９は所定の大きさの窓を有する遮光膜で
あり、例えば１つのチップ８の大きさに窓が開かれてい
る。
【００１２】次に動作について説明する。図示しない光
源から発せられたレーザ光１はハーフミラー１７ａによ
って２分され、１つはレンズ４ａでホログラムのマスク
１８を通ってウェハ７上に達する。もう１つはミラー１
７ｂで反射されて、レンズ４ｂを通ってウェハ７上に達
する。そしてこれら２つの光はウェハ７上で干渉しあっ
て、予め計算されたウェハ７の凹凸の全面に焦点のあっ
た像を露光する。
源から発せられたレーザ光１はハーフミラー１７ａによ
って２分され、１つはレンズ４ａでホログラムのマスク
１８を通ってウェハ７上に達する。もう１つはミラー１
７ｂで反射されて、レンズ４ｂを通ってウェハ７上に達
する。そしてこれら２つの光はウェハ７上で干渉しあっ
て、予め計算されたウェハ７の凹凸の全面に焦点のあっ
た像を露光する。
【００１３】以下、露光光について詳述すると、図２は
ホログラムのマスク１８とウェハ７の位置関係を示し、
ホログラムのマスク面はｚ＝０上にある。またウェハ面
の凹凸の情報はｚ軸の値として表されている。いま、ホ
ログラムのマスク１８上の１点２０を座標Ａ（ｘ0 ，ｙ
0 ，０）と表す。また座標Ａ点でのホログラムのマスク
１８の情報をｇ（ｘ0 ，ｙ0）と表す。さらに２１は凹
凸のあるウェハ７面上の１点で座標Ｂ（ｘi ，ｙi ，ｚ
i ）と表す。また座標Ｂ点で実現したい光の分布をｕ
（ｘi ，ｙi ，ｚi ）と表す。１９は２つの座標ＡＢ間
の距離である。
ホログラムのマスク１８とウェハ７の位置関係を示し、
ホログラムのマスク面はｚ＝０上にある。またウェハ面
の凹凸の情報はｚ軸の値として表されている。いま、ホ
ログラムのマスク１８上の１点２０を座標Ａ（ｘ0 ，ｙ
0 ，０）と表す。また座標Ａ点でのホログラムのマスク
１８の情報をｇ（ｘ0 ，ｙ0）と表す。さらに２１は凹
凸のあるウェハ７面上の１点で座標Ｂ（ｘi ，ｙi ，ｚ
i ）と表す。また座標Ｂ点で実現したい光の分布をｕ
（ｘi ，ｙi ，ｚi ）と表す。１９は２つの座標ＡＢ間
の距離である。
【００１４】いま、座標ＡＢ間の距離１９をｒとし、レ
ーザ光の波長をλ、波数をｋ（＝２π／λ）とすると、
ホログラムのマスク１８の情報ｇ（ｘ0 ，ｙ0 ）とウェ
ハ７面での光の分布ｕ（ｘi ，ｙi，ｚi ）との間の関
係は次のようになる。
ーザ光の波長をλ、波数をｋ（＝２π／λ）とすると、
ホログラムのマスク１８の情報ｇ（ｘ0 ，ｙ0 ）とウェ
ハ７面での光の分布ｕ（ｘi ，ｙi，ｚi ）との間の関
係は次のようになる。
【００１５】
【数１】
【００１６】この式を満たすような情報ｇ（ｘ0 ，
ｙ0 ）を、例えばコンピュータ等を用いて数値計算で求
めることで、フーリエ変換して得られたホログラムのマ
スクとなる。
ｙ0 ）を、例えばコンピュータ等を用いて数値計算で求
めることで、フーリエ変換して得られたホログラムのマ
スクとなる。
【００１７】そして図１に示すように、このホログラム
のマスク１８を用い、ミラー１７ａで反射された光と、
ミラー１７ｂで反射された参照光とをウエハ上で干渉さ
せることにより、図３のような段差があっても、該各部
分において段差の大小に応じた焦点深度を用いて露光が
行われることとなり、従ってウェハ全面に焦点を合わせ
て露光することができる。
のマスク１８を用い、ミラー１７ａで反射された光と、
ミラー１７ｂで反射された参照光とをウエハ上で干渉さ
せることにより、図３のような段差があっても、該各部
分において段差の大小に応じた焦点深度を用いて露光が
行われることとなり、従ってウェハ全面に焦点を合わせ
て露光することができる。
【００１８】このように本実施例によれば、ウェハ７の
凹凸形状の情報と、ウェハ７に投影すべき２次元パター
ンの情報とをフーリエ変換して得られたマスク１８を用
いて露光を行うようにしたので、ウエハ７での投影パタ
ーンは、その表面の凹凸に応じて各所で最適な焦点深度
を有する形状となり、大きな段差部を有するウェハでも
全面に焦点を合わせて露光することができる。
凹凸形状の情報と、ウェハ７に投影すべき２次元パター
ンの情報とをフーリエ変換して得られたマスク１８を用
いて露光を行うようにしたので、ウエハ７での投影パタ
ーンは、その表面の凹凸に応じて各所で最適な焦点深度
を有する形状となり、大きな段差部を有するウェハでも
全面に焦点を合わせて露光することができる。
【００１９】なお、光学系の構成は図１に示すものに限
られるものではなく、ホログラムマスクを用いて凹凸の
あるウェハの全面に焦点が合わせられるような構成であ
ればよく、例えばレーザ光１をハーフミラー１７ａを用
いて２分せずに、他の光源から同一位相を有するレーザ
光を参照光として照射するようにしてもよい。
られるものではなく、ホログラムマスクを用いて凹凸の
あるウェハの全面に焦点が合わせられるような構成であ
ればよく、例えばレーザ光１をハーフミラー１７ａを用
いて２分せずに、他の光源から同一位相を有するレーザ
光を参照光として照射するようにしてもよい。
【００２０】次に本発明の応用例について説明する。上
記実施例では凹凸のある対象物として半導体ウェハを用
いて説明したが、図４または図５に示すように半導体ウ
ェハ以外のものに用いることもできる。すなわち、図４
において、２３は円柱形の棒である。このようにするこ
とで、円柱形の対象物２３の全面に焦点を合わせて露光
することができる。円柱の側を回転させることによっ
て、円柱の全周にわたって露光することができる。これ
によって円柱２３を例えばビスの形に加工することがで
きる。
記実施例では凹凸のある対象物として半導体ウェハを用
いて説明したが、図４または図５に示すように半導体ウ
ェハ以外のものに用いることもできる。すなわち、図４
において、２３は円柱形の棒である。このようにするこ
とで、円柱形の対象物２３の全面に焦点を合わせて露光
することができる。円柱の側を回転させることによっ
て、円柱の全周にわたって露光することができる。これ
によって円柱２３を例えばビスの形に加工することがで
きる。
【００２１】また、図５において、２４は予めおおざっ
ぱな形に加工してたプラスチック等の露光対象物を示
し、凹凸のある表面を正確に加工することで、例えば、
プラスチックの表面に木の手ざわりを与えたりすること
ができる。
ぱな形に加工してたプラスチック等の露光対象物を示
し、凹凸のある表面を正確に加工することで、例えば、
プラスチックの表面に木の手ざわりを与えたりすること
ができる。
【００２２】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る露光装置
によれば、露光対象物表面の凹凸形状のパターンの情報
と、露光対象物表面に投影すべき２次元パターンの情報
とに基づいてマスクを作製したから、マスク自体に予め
対象物の凹凸を見込んで作られるので、このマスクを用
いて露光すれば凹凸のある露光対象物の全面に焦点を合
わせて露光することができ、高集積化に適した露光を行
うことができるという効果がある。
によれば、露光対象物表面の凹凸形状のパターンの情報
と、露光対象物表面に投影すべき２次元パターンの情報
とに基づいてマスクを作製したから、マスク自体に予め
対象物の凹凸を見込んで作られるので、このマスクを用
いて露光すれば凹凸のある露光対象物の全面に焦点を合
わせて露光することができ、高集積化に適した露光を行
うことができるという効果がある。
【図１】この発明の一実施例による露光装置の原理的な
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図２】この発明の一実施例による露光装置の露光原理
を示す図である。
を示す図である。
【図３】従来の問題点を説明するための図である。
【図４】この発明の一実施例による露光装置の応用例を
示す図である。
示す図である。
【図５】この発明の一実施例による露光装置のさらなる
応用例を示す図である。
応用例を示す図である。
【図６】従来の露光装置の構成を示す図である。
【図７】従来の露光装置による写真製版工程を示す図で
ある。
ある。
１ レーザ光 ４ レンズ ７ ウェハ（対象物） ８ チップ １１ レジスト １５ 段差 １７ａ ハーフミラー １７ｂ ミラー １８ ホログラムのマスク １９ 所定の窓を開いた遮光板
Claims (1)
- 【請求項１】 露光対象物を選択的に露光して所定の露
光パターンを形成する露光装置において、 上記露光対象物表面の凹凸形状のパターンの情報と、前
記露光対象物表面に投影すべき２次元パターンの情報と
に基づいて作製されたマスクを備え、 上記露光対象物表面に、上記マスクを通して光を照射す
るとともに、該照射光と同一位相の参照光を照射して該
露光対象物表面に３次元的な投影パターンを形成するよ
うにしたことを特徴とする露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3282145A JP2711194B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3282145A JP2711194B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0594935A JPH0594935A (ja) | 1993-04-16 |
| JP2711194B2 true JP2711194B2 (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=17648695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3282145A Expired - Fee Related JP2711194B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2711194B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001053876A1 (en) | 2000-01-19 | 2001-07-26 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser machinning device |
| KR100676345B1 (ko) * | 2005-03-03 | 2007-02-01 | 한국오므론전장주식회사 | 정음형 릴레이 |
| US8896808B2 (en) | 2006-06-21 | 2014-11-25 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and method |
-
1991
- 1991-09-30 JP JP3282145A patent/JP2711194B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0594935A (ja) | 1993-04-16 |
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