JP2973737B2 - 露光方法およびその実施に用いる露光装置 - Google Patents
露光方法およびその実施に用いる露光装置Info
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- G—PHYSICS
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- 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
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
- G03F7/70866—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of mask or workpiece
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- 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、半導体装置の製造に
おいて、マスク上のパターンを半導体基板に転写する露
光方法、およびその実施に用いる露光装置に関するもの
である。
おいて、マスク上のパターンを半導体基板に転写する露
光方法、およびその実施に用いる露光装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】ＶＬＳＩ製造工程の内でリソグラフィは
十数回繰り返し使用され、リソグラフィ、特に露光にお
ける技術レベルはＶＬＳＩの集積度および性能を直接決
定するものである。図３は従来の露光装置の概略構造を
示す側面図である。図において１は光源，２は光源から
放射された紫外光（以下、光と称す）を分岐するハーフ
ミラー，３はハーフミラー２によって分岐された光を検
出して強度を計る積算光量計，４は露光時間を調整する
シャッター，５は光を平行束にするコンデンサレンズ
系，６はマスク，７は投影レンズ系として、例えばマス
ク６を透過した光を縮小する縮小投影レンズ系，８はス
テージ，９はステージ８上に載置された被処理基板とし
てのウエハである。
十数回繰り返し使用され、リソグラフィ、特に露光にお
ける技術レベルはＶＬＳＩの集積度および性能を直接決
定するものである。図３は従来の露光装置の概略構造を
示す側面図である。図において１は光源，２は光源から
放射された紫外光（以下、光と称す）を分岐するハーフ
ミラー，３はハーフミラー２によって分岐された光を検
出して強度を計る積算光量計，４は露光時間を調整する
シャッター，５は光を平行束にするコンデンサレンズ
系，６はマスク，７は投影レンズ系として、例えばマス
ク６を透過した光を縮小する縮小投影レンズ系，８はス
テージ，９はステージ８上に載置された被処理基板とし
てのウエハである。
【０００３】基本的な動作を以下に説明する。高圧水銀
ランプ等の光源１から放射された光はハーフミラー２に
よって分岐され、積算光量計３とシャッター４へ向か
う。積算光量計３で検出された光が所要の強度を満たし
ていれば、ハーフミラー２を透過してシャッター４へ向
かった光は、シャッター４で露光時間を調整されてコン
デンサレンズ系５に入射する。コンデンサレンズ系５で
光は平行束に調整され、マスク６に照射される。マスク
６上のパターンは縮小投影レンズ系７を通して１／５〜
１／１０に縮小され、ステージ８上に置いたウエハ９面
上に結像する。
ランプ等の光源１から放射された光はハーフミラー２に
よって分岐され、積算光量計３とシャッター４へ向か
う。積算光量計３で検出された光が所要の強度を満たし
ていれば、ハーフミラー２を透過してシャッター４へ向
かった光は、シャッター４で露光時間を調整されてコン
デンサレンズ系５に入射する。コンデンサレンズ系５で
光は平行束に調整され、マスク６に照射される。マスク
６上のパターンは縮小投影レンズ系７を通して１／５〜
１／１０に縮小され、ステージ８上に置いたウエハ９面
上に結像する。
【０００４】露光場所の移動はステップアンドリピート
方式でステージ８上のウエハ９を移動する。シャッター
４を閉じてウエハ９を露光位置まで移動し、所定の露光
時間のみシャッター４を開いて露光を行い、その後同様
にウエハ９上の次の露光箇所を露光する。１枚のウエハ
に露光する回数は５０〜９０回で、１０〜２５枚のウエ
ハを連続して露光処理する。
方式でステージ８上のウエハ９を移動する。シャッター
４を閉じてウエハ９を露光位置まで移動し、所定の露光
時間のみシャッター４を開いて露光を行い、その後同様
にウエハ９上の次の露光箇所を露光する。１枚のウエハ
に露光する回数は５０〜９０回で、１０〜２５枚のウエ
ハを連続して露光処理する。
【０００５】上記のような従来の露光装置を用いた露光
では、ウエハ９への露光と同期してマスク６にも光源１
からの光が入射する。図４は図３に示す従来の縮小投影
露光装置を用いて露光時間４００ｍｓで、１秒毎の露光
処理を、ウエハ１枚当たり８６回、連続２４枚のウエハ
について実施したときのマスク６の温度変化を示したも
のである。図に示す様に露光開始からマスク６の温度は
徐々に上昇し、所定の時間を経過すると定常温度に収束
する。この場合、１０枚目のウエハを処理するまでマス
ク６の温度が上昇し、その後一定となる。
では、ウエハ９への露光と同期してマスク６にも光源１
からの光が入射する。図４は図３に示す従来の縮小投影
露光装置を用いて露光時間４００ｍｓで、１秒毎の露光
処理を、ウエハ１枚当たり８６回、連続２４枚のウエハ
について実施したときのマスク６の温度変化を示したも
のである。図に示す様に露光開始からマスク６の温度は
徐々に上昇し、所定の時間を経過すると定常温度に収束
する。この場合、１０枚目のウエハを処理するまでマス
ク６の温度が上昇し、その後一定となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の露光装置を用い
た露光は以上のように行われているためウエハ９への露
光開始とともにマスク６の温度が徐々に上昇してその後
定常状態となる。マスク６の温度が上昇するとマスク６
上のパターンに歪みが発生するが、温度の上昇とともに
歪みも成長するため、マスク６の温度が定常状態となる
までの露光処理は歪みが成長中であるマスク６上のパタ
ーンをウエハ９に転写することになる。このためウエハ
９への露光処理毎にウエハ９に転写される歪みが異なり
転写の寸法精度の安定性が悪い等の問題点があった。
た露光は以上のように行われているためウエハ９への露
光開始とともにマスク６の温度が徐々に上昇してその後
定常状態となる。マスク６の温度が上昇するとマスク６
上のパターンに歪みが発生するが、温度の上昇とともに
歪みも成長するため、マスク６の温度が定常状態となる
までの露光処理は歪みが成長中であるマスク６上のパタ
ーンをウエハ９に転写することになる。このためウエハ
９への露光処理毎にウエハ９に転写される歪みが異なり
転写の寸法精度の安定性が悪い等の問題点があった。
【０００７】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、露光時にウエハに転写されるマ
スクパターンの熱による歪みを全て同一にして、設計時
にその歪みを考慮することによって転写寸法精度の向上
した露光方法、およびそれに用い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、露光時にウエハに転写されるマ
スクパターンの熱による歪みを全て同一にして、設計時
にその歪みを考慮することによって転写寸法精度の向上
した露光方法、およびそれに用いる露光装置を得ること
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に係る露光方法
は、被処理基板への露光に先だって、予めマスクへ光
（または放射線）照射を行い、該光照射が、上記マスク
の温度が上昇して上記被処理基板への露光時の露光量に
おける上記マスクの収束温度に達するまで、投影レンズ
系および上記被処理基板には照射せず上記マスクのみに
連続的に照射するものである。
は、被処理基板への露光に先だって、予めマスクへ光
（または放射線）照射を行い、該光照射が、上記マスク
の温度が上昇して上記被処理基板への露光時の露光量に
おける上記マスクの収束温度に達するまで、投影レンズ
系および上記被処理基板には照射せず上記マスクのみに
連続的に照射するものである。
【０００９】またこの発明に係る露光装置は、シャッタ
ーが、マスクと投影レンズ系との間に備えられ、被処理
基板への露光に先だって、上記シャッターが所定の時間
連続的に閉じられて、上記投影レンズ系および上記被処
理基板は照射されず上記マスクのみへ上記光（または放
射線）が照射されるものである。
ーが、マスクと投影レンズ系との間に備えられ、被処理
基板への露光に先だって、上記シャッターが所定の時間
連続的に閉じられて、上記投影レンズ系および上記被処
理基板は照射されず上記マスクのみへ上記光（または放
射線）が照射されるものである。
【００１０】
【作用】この発明における露光方法は、被処理基板への
露光に先だって、予めマスクのみに光（または放射線）
を所定の時間、連続的に照射してマスクの温度を収束温
度まで、すなわち定常状態になるまで上昇させる。この
とき、被処理基板および投影レンズ系には光が照射され
ないようにする。このため、マスクの温度上昇とともに
発生して成長するマスク上のパターンの熱による歪み
を、十分に成長させて一定の状態にした後に、被処理基
板への露光を開始することができる。また、マスクを定
常状態にするまでの間に、投影レンズ系に光による余分
な影響を与えることもない。従って同一の歪みを持った
マスクパターンを再現性よく被処理基板へ転写すること
ができ、設計段階で前もって歪みを考慮すれば、転写寸
法精度が向上し、所望のパターンが安定して得られる。
露光に先だって、予めマスクのみに光（または放射線）
を所定の時間、連続的に照射してマスクの温度を収束温
度まで、すなわち定常状態になるまで上昇させる。この
とき、被処理基板および投影レンズ系には光が照射され
ないようにする。このため、マスクの温度上昇とともに
発生して成長するマスク上のパターンの熱による歪み
を、十分に成長させて一定の状態にした後に、被処理基
板への露光を開始することができる。また、マスクを定
常状態にするまでの間に、投影レンズ系に光による余分
な影響を与えることもない。従って同一の歪みを持った
マスクパターンを再現性よく被処理基板へ転写すること
ができ、設計段階で前もって歪みを考慮すれば、転写寸
法精度が向上し、所望のパターンが安定して得られる。
【００１１】また、この発明における露光装置は、光源
からの光（または放射線）を開閉によって透過および遮
断させて制御するシャッターが、マスクと投影レンズ系
との間に備えられ、被処理基板への露光に先だって、シ
ャッターが所定の時間連続的に閉じられてマスクへ光
（または放射線）が照射される。シャッターを閉じた状
態で露光すると、シャッターの上方にあるマスクには光
が照射されるが、シャッターの下方にある投影レンズ系
および被処理基板には光は照射されない。このため被処
理基板への露光に先だってマスクのみに光を照射してマ
スクの温度を上昇させることができ、前述したように転
写寸法精度が向上する。また、投影レンズ系およびそれ
より下方に、光による余分な影響を与えることなくマス
クのみに光を照射してマスクの温度を上昇させることが
できる。
からの光（または放射線）を開閉によって透過および遮
断させて制御するシャッターが、マスクと投影レンズ系
との間に備えられ、被処理基板への露光に先だって、シ
ャッターが所定の時間連続的に閉じられてマスクへ光
（または放射線）が照射される。シャッターを閉じた状
態で露光すると、シャッターの上方にあるマスクには光
が照射されるが、シャッターの下方にある投影レンズ系
および被処理基板には光は照射されない。このため被処
理基板への露光に先だってマスクのみに光を照射してマ
スクの温度を上昇させることができ、前述したように転
写寸法精度が向上する。また、投影レンズ系およびそれ
より下方に、光による余分な影響を与えることなくマス
クのみに光を照射してマスクの温度を上昇させることが
できる。
【００１２】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。なお、従来の技術の説明と重複する部分は、適宜
その説明を省略する。図１はこの発明の実施例による露
光装置の概略構造を示す側面図である。図において１〜
３，５〜９は従来のものと同じもの，１０はマスク６と
縮小投影レンズ系７の間に設けられたシャッターであ
る。
する。なお、従来の技術の説明と重複する部分は、適宜
その説明を省略する。図１はこの発明の実施例による露
光装置の概略構造を示す側面図である。図において１〜
３，５〜９は従来のものと同じもの，１０はマスク６と
縮小投影レンズ系７の間に設けられたシャッターであ
る。
【００１３】上記のように構成される露光装置によっ
て、露光する方法を以下に示す。光源１から放射された
光はハーフミラー２によって積算光量計３とコンデンサ
レンズ系５に分岐される。コンデンサレンズ系５を透過
した光はマスク６に入射する。ここで露光開始から所定
の時間、シャッター１０は閉じた状態で露光を続ける。
この間にマスク６は温度が上昇して収束温度に収束し定
常状態に入る。次にマスク６の温度が安定した後、シャ
ッター１０の開閉によりウエハ９への露光時間を制御し
て、従来と同様にマスク６のパターンを縮小投影レンズ
系７を透過させてステージ８上のウエハ９に転写する。
て、露光する方法を以下に示す。光源１から放射された
光はハーフミラー２によって積算光量計３とコンデンサ
レンズ系５に分岐される。コンデンサレンズ系５を透過
した光はマスク６に入射する。ここで露光開始から所定
の時間、シャッター１０は閉じた状態で露光を続ける。
この間にマスク６は温度が上昇して収束温度に収束し定
常状態に入る。次にマスク６の温度が安定した後、シャ
ッター１０の開閉によりウエハ９への露光時間を制御し
て、従来と同様にマスク６のパターンを縮小投影レンズ
系７を透過させてステージ８上のウエハ９に転写する。
【００１４】このように露光を行った際のマスク６の温
度変化とウエハ９の露光処理時間との関係を図２に示
す。シャッター１０を閉じた状態でマスク６に露光する
と、マスク６の温度は上昇し１０分程度で収束温度に収
束して定常状態に入る。その後シャッター１０の開閉に
よりウエハ９への露光時間を制御して、例えば、ウエハ
９、１枚当たり８６回、２４枚のウエハ９に露光処理を
施すと、図２に示す様にウエハ９を露光処理中のマスク
６の温度は一定となっている。
度変化とウエハ９の露光処理時間との関係を図２に示
す。シャッター１０を閉じた状態でマスク６に露光する
と、マスク６の温度は上昇し１０分程度で収束温度に収
束して定常状態に入る。その後シャッター１０の開閉に
よりウエハ９への露光時間を制御して、例えば、ウエハ
９、１枚当たり８６回、２４枚のウエハ９に露光処理を
施すと、図２に示す様にウエハ９を露光処理中のマスク
６の温度は一定となっている。
【００１５】マスク６上のパターンの熱による歪みは、
マスク６の温度上昇とともに発生して成長し、温度が一
定の状態となると歪みも一定の状態となる。このためウ
エハ９への露光に先だってマスク６の温度を上昇させて
一定にしておくと、マスク６のパターンの歪みも一定の
状態となり、その後ウエハ９へ露光する際には、同一の
歪みを持つマスク６のパターンが再現性よくウエハ９に
転写される。この歪みは一定であるため設計段階で考慮
でき補正されたマスク６のパターンを使用できるので、
ウエハ９には安定して所望のパターンが転写される。
マスク６の温度上昇とともに発生して成長し、温度が一
定の状態となると歪みも一定の状態となる。このためウ
エハ９への露光に先だってマスク６の温度を上昇させて
一定にしておくと、マスク６のパターンの歪みも一定の
状態となり、その後ウエハ９へ露光する際には、同一の
歪みを持つマスク６のパターンが再現性よくウエハ９に
転写される。この歪みは一定であるため設計段階で考慮
でき補正されたマスク６のパターンを使用できるので、
ウエハ９には安定して所望のパターンが転写される。
【００１６】また、この実施例では、シャッター１０を
マスク６と縮小投影レンズ系７との間に設けたため、マ
スク６より下方に余分な光による影響を与えることなく
マスク６の温度を上昇させることができる。
マスク６と縮小投影レンズ系７との間に設けたため、マ
スク６より下方に余分な光による影響を与えることなく
マスク６の温度を上昇させることができる。
【００１７】なお、上記実施例では縮小光学系における
露光について示したが、近接露光やＸ線リソグラフィに
おける露光方法に適用しても良い。
露光について示したが、近接露光やＸ線リソグラフィに
おける露光方法に適用しても良い。
【００１８】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、マスク
の温度を予め収束温度まで上昇させるようにしたので、
同一の歪みを持つマスクのパターンを再現性よく被処理
基板に転写することができ転写寸法精度が向上し所望の
パターンが安定して得られる。
の温度を予め収束温度まで上昇させるようにしたので、
同一の歪みを持つマスクのパターンを再現性よく被処理
基板に転写することができ転写寸法精度が向上し所望の
パターンが安定して得られる。
【図１】 この発明の一実施例による露光装置の構造を
示す側面図である。
示す側面図である。
【図２】 この発明の一実施例による露光方法における
マスクの温度変化を示す図である。
マスクの温度変化を示す図である。
【図３】 従来の露光装置の構造を示す側面図である。
【図４】 従来の露光方法におけるマスクの温度変化を
示す図である。
示す図である。
１ 光源、６ マスク、７ 投影レンズ系、８ ステー
ジ、 ９ 被処理基板としてのウエハ、１０ シャッター。
ジ、 ９ 被処理基板としてのウエハ、１０ シャッター。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 7/20 521
Claims (2)
- 【請求項１】 マスク上のパターンを投影レンズ系によ
り被処理基板へ投影する露光方法において、上記被処理
基板への露光に先だって、予め上記マスクへ光（または
放射線）照射を行い、該光照射が、上記マスクの温度が
上昇して上記被処理基板への露光時の露光量における上
記マスクの収束温度に達するまで、上記投影レンズ系お
よび上記被処理基板には照射せず上記マスクのみに連続
的に照射するものであることを特徴とする露光方法。 - 【請求項２】 光源からの光（または放射線）を、開閉
によって透過および遮断させるシャッターを有して制御
し、マスク上のパターンを投影レンズ系により被処理基
板へ投影する露光装置において、上記シャッターが、上
記マスクと上記投影レンズ系との間に備えられ、上記被
処理基板への露光に先だって、上記シャッターが所定の
時間連続的に閉じられて、上記投影レンズ系および上記
被処理基板は照射されず上記マスクのみへ上記光（また
は放射線）が照射されることを特徴とする露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4272829A JP2973737B2 (ja) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | 露光方法およびその実施に用いる露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4272829A JP2973737B2 (ja) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | 露光方法およびその実施に用いる露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06124871A JPH06124871A (ja) | 1994-05-06 |
| JP2973737B2 true JP2973737B2 (ja) | 1999-11-08 |
Family
ID=17519352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4272829A Expired - Lifetime JP2973737B2 (ja) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | 露光方法およびその実施に用いる露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2973737B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004228456A (ja) * | 2003-01-27 | 2004-08-12 | Canon Inc | 露光装置 |
| DE102011113521A1 (de) * | 2011-09-15 | 2013-01-03 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Mikrolithographische Projektionsbelichtungsanlage |
-
1992
- 1992-10-12 JP JP4272829A patent/JP2973737B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06124871A (ja) | 1994-05-06 |
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