JP2829252B2 - 露光装置用組立式光束調整器具 - Google Patents
露光装置用組立式光束調整器具Info
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- JP2829252B2 JP2829252B2 JP7047584A JP4758495A JP2829252B2 JP 2829252 B2 JP2829252 B2 JP 2829252B2 JP 7047584 A JP7047584 A JP 7047584A JP 4758495 A JP4758495 A JP 4758495A JP 2829252 B2 JP2829252 B2 JP 2829252B2
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- 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
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- G03F7/70058—Mask illumination systems
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体製造のリソグ
ラフィ工程におけるマスクパターンの縮小投影露光装置
に用いる光束調整器具に関し、特に多様なパターン形状
に適合するように露光用の光束分布を自由に調整可能に
して、微細パターンの形成およびイメージの分解能を向
上させる組立式光束調整器具に関する。
ラフィ工程におけるマスクパターンの縮小投影露光装置
に用いる光束調整器具に関し、特に多様なパターン形状
に適合するように露光用の光束分布を自由に調整可能に
して、微細パターンの形成およびイメージの分解能を向
上させる組立式光束調整器具に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的なリソグラフィ工程におけるマス
クパターンの縮小投影露光法では、光の回折現象の影響
を最小限にして投影像の鮮明度を向上させるため、光束
分布の調整（変形照明）を光が斜めに入射される形態の
原理等を利用して行い、微細パターンを形成している。
クパターンの縮小投影露光法では、光の回折現象の影響
を最小限にして投影像の鮮明度を向上させるため、光束
分布の調整（変形照明）を光が斜めに入射される形態の
原理等を利用して行い、微細パターンを形成している。
【０００３】上記光束分布調整法（変形照明法）を利用
したリソグラフィ工程においては、微細パターンの程度
および注文型半導体等のような複雑なマスクパターン形
成時にパターンの形態、パターン線幅のライン／スペー
ス割合に従って、いろいろな光束調整器具（変形照明器
具）を特殊に製作してその都度適宜なものを使用してい
る。
したリソグラフィ工程においては、微細パターンの程度
および注文型半導体等のような複雑なマスクパターン形
成時にパターンの形態、パターン線幅のライン／スペー
ス割合に従って、いろいろな光束調整器具（変形照明器
具）を特殊に製作してその都度適宜なものを使用してい
る。
【０００４】すなわち、感光膜が塗布されているウエハ
にパターンを形成するためには、まず、マスクの微細パ
ターンに従ってその形状に合うように光束調整器具（変
形照明器具）を選択してマスクに光を照射しなければ、
微小パターンの正確な分解能を得ることができないた
め、上記のようにいろいろな種類のパターン形態に合う
固定式形態の各種タイプの光束調整器具（変形照明器
具）を予め作っておいて、それらを使用目的に従って適
宜選択交換して使用している。
にパターンを形成するためには、まず、マスクの微細パ
ターンに従ってその形状に合うように光束調整器具（変
形照明器具）を選択してマスクに光を照射しなければ、
微小パターンの正確な分解能を得ることができないた
め、上記のようにいろいろな種類のパターン形態に合う
固定式形態の各種タイプの光束調整器具（変形照明器
具）を予め作っておいて、それらを使用目的に従って適
宜選択交換して使用している。
【０００５】ここで、従来の光束調整器具を利用して露
光する方式の例を図３および図４を参照して簡単に説明
すると、次のとおりである。
光する方式の例を図３および図４を参照して簡単に説明
すると、次のとおりである。
【０００６】図３は、従来の技術による光束調整器具
（変形照明器具）を利用した縮小投影露光装置の概略を
示す側面図であり、図４は、従来の技術による光束調整
器具の構成を示す平面図である。図中、符号１は光、２
は光束調整器具（変形照明器具）、３はコンデンサレン
ズ、４はホトマスク、５はプロジェクションレンズ、６
はウエハ、７は外側銅板、７ａは円形透過孔をそれぞれ
示す。
（変形照明器具）を利用した縮小投影露光装置の概略を
示す側面図であり、図４は、従来の技術による光束調整
器具の構成を示す平面図である。図中、符号１は光、２
は光束調整器具（変形照明器具）、３はコンデンサレン
ズ、４はホトマスク、５はプロジェクションレンズ、６
はウエハ、７は外側銅板、７ａは円形透過孔をそれぞれ
示す。
【０００７】図示のとおり、水銀ランプ（図示せず）か
ら出た光１は、所定形状の光束調整器具２を通過する。
ここで、上記光束調整器具２は、図４に示すとおり、銅
板７に光が透過するよう所定の大きさを有する円形透過
孔７ａを形成し、上記円形透過孔７ａ内には十字形状を
形成して一定部分の光を遮断することにより、分解能と
焦点深度のマージンを大きくしている。
ら出た光１は、所定形状の光束調整器具２を通過する。
ここで、上記光束調整器具２は、図４に示すとおり、銅
板７に光が透過するよう所定の大きさを有する円形透過
孔７ａを形成し、上記円形透過孔７ａ内には十字形状を
形成して一定部分の光を遮断することにより、分解能と
焦点深度のマージンを大きくしている。
【０００８】上記光束調整器具２を透過した光１は、特
定波長の光を通過させるフィルタ（図示せず）を通過し
てコンデンサレンズ３により収束されて強度が増加す
る。ここで、上記コンデンサレンズ３は、光度を一定に
維持するために前後に動いたり、レンズの焦点調節を適
宜にすることにより、微細な光度変化を調節する。さら
に、上記光１を所定パターンが形成されているホトマス
ク４に照射すると、そのマスクパターンをプロジェクシ
ョンレンズ５により縮小投影して、ウエハ６上の感光膜
を露光することにより、パターンを形成するのである。
定波長の光を通過させるフィルタ（図示せず）を通過し
てコンデンサレンズ３により収束されて強度が増加す
る。ここで、上記コンデンサレンズ３は、光度を一定に
維持するために前後に動いたり、レンズの焦点調節を適
宜にすることにより、微細な光度変化を調節する。さら
に、上記光１を所定パターンが形成されているホトマス
ク４に照射すると、そのマスクパターンをプロジェクシ
ョンレンズ５により縮小投影して、ウエハ６上の感光膜
を露光することにより、パターンを形成するのである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のとお
り一連の経路を経てウエハ６上にパターンを形成するリ
ソグラフィー工程では、パターン密度やマスクの置かれ
た位置に従って光束調整器具の形態を異にしなければな
らない必要があるため、パターン形状ごとにそれに合う
新たな光束調整器具を別途に作成しなければならなかっ
た。さらに、上記マスクの多様なパターン形成の要求に
従って投光する従来の光束調整器具は、それぞれが固定
的であるため、多様な照射原理を確保し難いのみなら
ず、形状が限定されているため、使用および選択が多様
でないので、露光原理を最大限に満足させることができ
なかった。このように、従来の光束調整器具は、微細パ
ターンの形態に従って多様な種類の調整器具を作ってお
かなければならず、そのために製作時間および費用が多
く所要され、また保管のための空間を占める嵩が大きい
という問題点を含んでいた。
り一連の経路を経てウエハ６上にパターンを形成するリ
ソグラフィー工程では、パターン密度やマスクの置かれ
た位置に従って光束調整器具の形態を異にしなければな
らない必要があるため、パターン形状ごとにそれに合う
新たな光束調整器具を別途に作成しなければならなかっ
た。さらに、上記マスクの多様なパターン形成の要求に
従って投光する従来の光束調整器具は、それぞれが固定
的であるため、多様な照射原理を確保し難いのみなら
ず、形状が限定されているため、使用および選択が多様
でないので、露光原理を最大限に満足させることができ
なかった。このように、従来の光束調整器具は、微細パ
ターンの形態に従って多様な種類の調整器具を作ってお
かなければならず、そのために製作時間および費用が多
く所要され、また保管のための空間を占める嵩が大きい
という問題点を含んでいた。
【００１０】したがって、この発明は、上記の諸問題点
を解決するために案出したもので、マスクに形成された
多様な微細パターン形状に合うように調整器具形態を自
由に可変させて照射することにより、微細パターンの形
成および分解能の向上を可能とする組立式光束調整器具
装置を提供することにより、製作時間および費用の節約
ならびに保管場所の削減を実現することを目的とする。
を解決するために案出したもので、マスクに形成された
多様な微細パターン形状に合うように調整器具形態を自
由に可変させて照射することにより、微細パターンの形
成および分解能の向上を可能とする組立式光束調整器具
装置を提供することにより、製作時間および費用の節約
ならびに保管場所の削減を実現することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明による組立式光
束調整器具は、ウエハの感光膜にパターンを形成する縮
小投影露光装置において、上記目的を達成するために、
光源から出た光をホトマスクの形状に合うように透過さ
せることにより、照射強度を高めるよう所定形状を形成
して、上記光を透過させる構造とするもので、その中央
部に所定の大きさの透過孔が形成された外側銅板と、上
記外側銅板の透過孔の外周近傍に具備され、上記透過孔
の実質開口半径を可変とすべく上記透過孔の中心点から
対角方向へ移動可能な少なくとも一つの透過孔覆いと、
上記透過孔覆いの下方部横軸に具備されて前後移動する
少なくとも一つの横棒型内側覆いと、上記横棒型内側覆
いと交差するように上記外側銅板覆いの下方部縦軸に具
備されて左右移動する少なくとも一つの縦棒型内側覆い
を含んで成っている。
束調整器具は、ウエハの感光膜にパターンを形成する縮
小投影露光装置において、上記目的を達成するために、
光源から出た光をホトマスクの形状に合うように透過さ
せることにより、照射強度を高めるよう所定形状を形成
して、上記光を透過させる構造とするもので、その中央
部に所定の大きさの透過孔が形成された外側銅板と、上
記外側銅板の透過孔の外周近傍に具備され、上記透過孔
の実質開口半径を可変とすべく上記透過孔の中心点から
対角方向へ移動可能な少なくとも一つの透過孔覆いと、
上記透過孔覆いの下方部横軸に具備されて前後移動する
少なくとも一つの横棒型内側覆いと、上記横棒型内側覆
いと交差するように上記外側銅板覆いの下方部縦軸に具
備されて左右移動する少なくとも一つの縦棒型内側覆い
を含んで成っている。
【００１２】
【実施例】以下、添付の図１および図２を参照して、こ
の発明の実施例について詳細に説明する。図１は、この
発明による組立式光束調整器具を利用した縮小投影露光
装置の一実施例の概略を示す側面図であり、図２は、こ
の発明による組立式光束調整器具の一実施例の構成を示
す平面図である。図面において、７は外側銅板、７ａは
透過孔、８は透過孔覆い、９および１０は移動式横棒型
内側覆い、１１および１２は移動式縦棒型内側覆い、１
３は光束調整器具の切断側面視を示す。
の発明の実施例について詳細に説明する。図１は、この
発明による組立式光束調整器具を利用した縮小投影露光
装置の一実施例の概略を示す側面図であり、図２は、こ
の発明による組立式光束調整器具の一実施例の構成を示
す平面図である。図面において、７は外側銅板、７ａは
透過孔、８は透過孔覆い、９および１０は移動式横棒型
内側覆い、１１および１２は移動式縦棒型内側覆い、１
３は光束調整器具の切断側面視を示す。
【００１３】この発明による組立式光束調整器具は、半
導体製造工程のうちリソグラフィ工程でパターン形成に
用いられる縮小投影露光装置の一部分をなす光束調整器
具を可変型とすることにより、多様な形状の微細パター
ンの形成および分解能の向上を実現するために具現した
もので、上記光束調整器具をフライアイレンズ(fly-eye
lens)とコンデンサレンズとの間に装着して微細パター
ンを形成することができるように使用する。この光束調
整器具の構成は、図２に示すとおり、外側銅板７の中央
部に所定の大きさの円形に切開した透過孔７ａが形成さ
れ、上記外側銅板７の下方にはその透過孔７ａの外周近
傍（縁の内側）に扇形状の透過孔覆い８が少なくとも一
つ具備されている。
導体製造工程のうちリソグラフィ工程でパターン形成に
用いられる縮小投影露光装置の一部分をなす光束調整器
具を可変型とすることにより、多様な形状の微細パター
ンの形成および分解能の向上を実現するために具現した
もので、上記光束調整器具をフライアイレンズ(fly-eye
lens)とコンデンサレンズとの間に装着して微細パター
ンを形成することができるように使用する。この光束調
整器具の構成は、図２に示すとおり、外側銅板７の中央
部に所定の大きさの円形に切開した透過孔７ａが形成さ
れ、上記外側銅板７の下方にはその透過孔７ａの外周近
傍（縁の内側）に扇形状の透過孔覆い８が少なくとも一
つ具備されている。
【００１４】この発明の図示の実施例においては、上記
透過孔覆い８を四つに分割して、上記透過孔７ａの中心
点から対角方向へ遠近移動可能にして透過孔の外周近傍
を所定部分程覆うことにより、透過孔の実質開口半径Ｒ
の大きさを可変とした構造を示している。したがって、
上記透過孔覆い８の可変は、ＮＡ（ニューメリカルアパ
ーチャ）およびステッパのσ（光のコヒーレンス因子）
を変更させて、形成しようとする微細パターンに合うよ
うに露光させるのに適しているのである。
透過孔覆い８を四つに分割して、上記透過孔７ａの中心
点から対角方向へ遠近移動可能にして透過孔の外周近傍
を所定部分程覆うことにより、透過孔の実質開口半径Ｒ
の大きさを可変とした構造を示している。したがって、
上記透過孔覆い８の可変は、ＮＡ（ニューメリカルアパ
ーチャ）およびステッパのσ（光のコヒーレンス因子）
を変更させて、形成しようとする微細パターンに合うよ
うに露光させるのに適しているのである。
【００１５】さらに、上記透過孔覆い８の下方には、横
軸に所定の大きさを有する移動式横棒型内側覆いの上層
９と下層１０が所定幅に重ねられており、上記横棒型内
側覆い９および１０の下側には、縦軸に所定の大きさを
有する移動式縦棒型内側覆いの上層１１と下層１２が同
様に互いに重ねられて具備されている。ここで、上記横
棒型内側覆い９、１０および縦棒型内側覆い１１、１２
は、ウエハパターン層の位置および形態に従って前後・
左右に移動可能である。
軸に所定の大きさを有する移動式横棒型内側覆いの上層
９と下層１０が所定幅に重ねられており、上記横棒型内
側覆い９および１０の下側には、縦軸に所定の大きさを
有する移動式縦棒型内側覆いの上層１１と下層１２が同
様に互いに重ねられて具備されている。ここで、上記横
棒型内側覆い９、１０および縦棒型内側覆い１１、１２
は、ウエハパターン層の位置および形態に従って前後・
左右に移動可能である。
【００１６】上記構造において、横棒型内側覆い９、１
０の幅を固定して、縦棒型内側覆い１１、１２の幅を変
形すると、上記ウエハ上にＹ（前後）軸長手方向を有す
るパターンの分解能および焦点深度を向上させることが
でき、逆に上記ウエハ上のパターンがＸ（左右）軸長手
方向であるものについては、縦棒型内側覆い１１、１２
を固定して、横棒型内側覆い９、１０の幅を変形するこ
とにより、分解能および焦点深度を向上させることがで
きる。上記透過孔覆い８と、上記横棒型内側覆い９、１
０および縦棒型内側覆い１１、１２の移動は、外部から
物理的力を加えて使用したり、所定の動力装置を付加利
用して駆動させたりして、任意に移動させることができ
る。
０の幅を固定して、縦棒型内側覆い１１、１２の幅を変
形すると、上記ウエハ上にＹ（前後）軸長手方向を有す
るパターンの分解能および焦点深度を向上させることが
でき、逆に上記ウエハ上のパターンがＸ（左右）軸長手
方向であるものについては、縦棒型内側覆い１１、１２
を固定して、横棒型内側覆い９、１０の幅を変形するこ
とにより、分解能および焦点深度を向上させることがで
きる。上記透過孔覆い８と、上記横棒型内側覆い９、１
０および縦棒型内側覆い１１、１２の移動は、外部から
物理的力を加えて使用したり、所定の動力装置を付加利
用して駆動させたりして、任意に移動させることができ
る。
【００１７】上記のとおり構成された光束調整器具を利
用して縮小投影露光を行う使用状態を、図１を参照して
考察してみると、次のとおりである。水銀ランプ（図示
せず）から発する光束は、ホトマスク４の微細パターン
形態に応じて光束調整器具１３に具備された透過孔覆い
８をまず移動させて調節し、次いで横棒型内側覆い９、
１０と縦棒型内側覆い１１、１２を順次に前後・左右に
移動させて調節する。
用して縮小投影露光を行う使用状態を、図１を参照して
考察してみると、次のとおりである。水銀ランプ（図示
せず）から発する光束は、ホトマスク４の微細パターン
形態に応じて光束調整器具１３に具備された透過孔覆い
８をまず移動させて調節し、次いで横棒型内側覆い９、
１０と縦棒型内側覆い１１、１２を順次に前後・左右に
移動させて調節する。
【００１８】上記光束調整器具の覆いの隙間を通って透
過した光束は、フィルタ（図示せず）で特定波長のみを
透過させた後、照射強度を調節するコンデンサレンズ３
で集められる。ここで、上記コンデンサレンズ３で集め
られた照射強度の非均質性をウエハ上に均質に到達する
ようにするために、上記光束調整器具１３から透過して
きた光１の分布形状が上記マスク６のパターンに合うよ
うに形成する。そして、上記コンデンサレンズ３を透過
した光１は、上記ホトマスク４の微細パターンの形態に
従って強弱の光１をプロジェクションレンズ５が縮小し
て透過させることにより、上記ウエハ６に達すると、上
記透過光は上記ウエハ６に塗布された感光膜を反応させ
て微細パターンを形成するようになるのである。なお、
０次、＋１次、−１次は、光の回折次数である。
過した光束は、フィルタ（図示せず）で特定波長のみを
透過させた後、照射強度を調節するコンデンサレンズ３
で集められる。ここで、上記コンデンサレンズ３で集め
られた照射強度の非均質性をウエハ上に均質に到達する
ようにするために、上記光束調整器具１３から透過して
きた光１の分布形状が上記マスク６のパターンに合うよ
うに形成する。そして、上記コンデンサレンズ３を透過
した光１は、上記ホトマスク４の微細パターンの形態に
従って強弱の光１をプロジェクションレンズ５が縮小し
て透過させることにより、上記ウエハ６に達すると、上
記透過光は上記ウエハ６に塗布された感光膜を反応させ
て微細パターンを形成するようになるのである。なお、
０次、＋１次、−１次は、光の回折次数である。
【００１９】この際、露光途中においても上記銅板など
を外部の動力を利用して動くようにすれば、照射領域の
時分割指定をすることもできる。
を外部の動力を利用して動くようにすれば、照射領域の
時分割指定をすることもできる。
【００２０】
【発明の効果】上記のとおり構成されて作用するこの発
明は、マスクパターン形態に従って適宜に移動させて使
用することにより、パターン画像の分解能を向上させる
ことができるので、光学器機またはキャムコーダ、カメ
ラの機能に適用できる。さらに、従来の固定式の光束調
整器具が有する設置空間が必要でないのみならず、簡単
に製作・組み立てて使用することにより、製作時間およ
び費用を節減することができる効果がある。
明は、マスクパターン形態に従って適宜に移動させて使
用することにより、パターン画像の分解能を向上させる
ことができるので、光学器機またはキャムコーダ、カメ
ラの機能に適用できる。さらに、従来の固定式の光束調
整器具が有する設置空間が必要でないのみならず、簡単
に製作・組み立てて使用することにより、製作時間およ
び費用を節減することができる効果がある。
【図１】 この発明による組立式光束調整器具を利用し
た縮小投影露光装置の一実施例の概略を示す側面図であ
る。
た縮小投影露光装置の一実施例の概略を示す側面図であ
る。
【図２】 この発明による組立式光束調整器具の一実施
例の構成を示す平面図である。
例の構成を示す平面図である。
【図３】 従来技術による固定式光束調整器具を利用し
た縮小投影露光装置の概略を示す側面図である。
た縮小投影露光装置の概略を示す側面図である。
【図４】 従来技術による固定式光束調整器具の構成を
示す平面図である。
示す平面図である。
１…光、２…光束調整器具、３…コンデンサレンズ、４
…ホトマスク、５…プロジェクションレンズ、６…ウエ
ハ、７…外側銅板、７ａ…透過孔、８…外側銅板覆い、
９、１０…横棒型内側覆い、１１、１２…縦棒型内側覆
い、１３…光束調整器具
…ホトマスク、５…プロジェクションレンズ、６…ウエ
ハ、７…外側銅板、７ａ…透過孔、８…外側銅板覆い、
９、１０…横棒型内側覆い、１１、１２…縦棒型内側覆
い、１３…光束調整器具
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−275315（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−177008（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−325998（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−45221（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−120114（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−29197（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−179958（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−304076（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/027
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体ウエハプロセス用の縮小投影露光
装置において、ホトマスクの形状に合わせるべく光束分
布を調整する光束調整器具であって、 中央部に所定の大きさの透過孔が形成された外側銅板
と、 上記外側銅板の透過孔の外周近傍に具備され、上記透過
孔の実質開口半径を可変とすべく上記透過孔の中心点か
ら対角方向へ移動可能な少なくとも一つの透過孔覆い
と、 上記透過孔覆いの下端部横軸に具備されて前後移動する
少なくとも一つの横棒型内側覆いと、 上記横棒型内側覆いと交差するように上記外側銅板覆い
の縦軸に具備されて左右移動する少なくとも一つの縦棒
型内側覆いとを含んで成ることを特徴とする組立式光束
調整器具。 - 【請求項２】 請求項１に記載の組立式光束調整器具で
あって、 上記透過孔覆いは、所定の大きさを有する扇形状に形成
されていることを特徴とするもの。 - 【請求項３】 請求項１に記載の組立式光束調整器具で
あって、 上記横棒型内側覆いおよび縦棒型内側覆いは、所定個数
が互いに重ねられるように形成されてマージン幅を調節
できるようにしたことを特徴とするもの。
Applications Claiming Priority (2)
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