JP3109946B2 - 露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents
露光装置及びデバイス製造方法Info
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- JP3109946B2 JP3109946B2 JP05159055A JP15905593A JP3109946B2 JP 3109946 B2 JP3109946 B2 JP 3109946B2 JP 05159055 A JP05159055 A JP 05159055A JP 15905593 A JP15905593 A JP 15905593A JP 3109946 B2 JP3109946 B2 JP 3109946B2
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- bending mirror
- optical axis
- optical
- plane
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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
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
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】本発明は露光装置、特にＩＣやＬ
ＳＩ等の半導体デバイスやＣＣＤ等の撮像デバイスや液
晶パネル等の表示デバイスや磁気ヘッド等のデバイスを
製造するために使用される投影露光装置に関する。
ＳＩ等の半導体デバイスやＣＣＤ等の撮像デバイスや液
晶パネル等の表示デバイスや磁気ヘッド等のデバイスを
製造するために使用される投影露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】デバイスパタ−ンを等倍または縮小倍率
で投影露光する走査型投影露光装置は、画面サイズを大
きくするため、図２（Ａ）や図２（Ｂ）に示す通り、走
査方向と平行な方向が狭く、走査方向と直交する方向が
広い露光領域を設定している。また、ステッパ−と呼ば
れる縮小投影露光装置は、図３（Ａ）に示す円形の露光
領域をとらず、図３（Ｂ）に示す形状の有効露光領域を
決め、図３（Ｃ）に示す正方形の領域、図３（Ｄ）に示
す長方形の領域を、露光領域としている。
で投影露光する走査型投影露光装置は、画面サイズを大
きくするため、図２（Ａ）や図２（Ｂ）に示す通り、走
査方向と平行な方向が狭く、走査方向と直交する方向が
広い露光領域を設定している。また、ステッパ−と呼ば
れる縮小投影露光装置は、図３（Ａ）に示す円形の露光
領域をとらず、図３（Ｂ）に示す形状の有効露光領域を
決め、図３（Ｃ）に示す正方形の領域、図３（Ｄ）に示
す長方形の領域を、露光領域としている。
【０００３】従って、殆どの露光装置は、ほぼ長方形状
（図２（Ａ）や図３（Ｂ）の形状を含む。）の露光領域
を備える。
（図２（Ａ）や図３（Ｂ）の形状を含む。）の露光領域
を備える。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この露光装置は小型化
のために光源から半導体基板までの光路を一直線にせ
ず、折り曲げミラ−により折り曲げている。この折り曲
げミラ−は、通常多層膜により構成されているので、入
射角度の差が大きな光線間で反射率を一定に保つことは
困難である。また、そのような多層膜が設計値上できた
としても、広い範囲で一様に膜を付けることは困難であ
り、例えばミラ−の周辺部は中心部とは反射率が違って
しまう。
のために光源から半導体基板までの光路を一直線にせ
ず、折り曲げミラ−により折り曲げている。この折り曲
げミラ−は、通常多層膜により構成されているので、入
射角度の差が大きな光線間で反射率を一定に保つことは
困難である。また、そのような多層膜が設計値上できた
としても、広い範囲で一様に膜を付けることは困難であ
り、例えばミラ−の周辺部は中心部とは反射率が違って
しまう。
【０００５】この折り曲げミラ−の反射率の不均一性
は、露光領域での露光むらになる。
は、露光領域での露光むらになる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は露光むら
を小さくできる露光装置を提供することにある。
を小さくできる露光装置を提供することにある。
【０００７】本発明の露光装置は、上記目的を達成する
為に、オプティカルインテグレーターからの光で第１物
体のパターンを照明することにより該第１物体のパター
ンを第２物体上に投影する露光装置において、前記オプ
ティカルインテグレーターから前記第２物体に至る光路
中に多層膜を備えた光路折り曲げミラーを有し、前記光
路折り曲げミラーの光束入射側の光軸と光束反射（出
射）側の光軸とが成す平面と平行な方向を前記平面と直
交する方向に比べ狭く露光領域を設定することを特徴と
している。
為に、オプティカルインテグレーターからの光で第１物
体のパターンを照明することにより該第１物体のパター
ンを第２物体上に投影する露光装置において、前記オプ
ティカルインテグレーターから前記第２物体に至る光路
中に多層膜を備えた光路折り曲げミラーを有し、前記光
路折り曲げミラーの光束入射側の光軸と光束反射（出
射）側の光軸とが成す平面と平行な方向を前記平面と直
交する方向に比べ狭く露光領域を設定することを特徴と
している。
【０００８】本発明の露光装置を用いれば、ＩＣやＬＳ
Ｉ等の半導体デバイスやＣＣＤ等の撮像デバイスや液晶
パネル等の表示デバイスや磁気ヘッド等のデバイスを正
確に製造することができる。
Ｉ等の半導体デバイスやＣＣＤ等の撮像デバイスや液晶
パネル等の表示デバイスや磁気ヘッド等のデバイスを正
確に製造することができる。
【０００９】
【実施例】図１は本発明の一実施例である半導体素子製
造用縮小投影露光装置を示す。
造用縮小投影露光装置を示す。
【００１０】図１において、エキシマレ−ザや水銀ラン
プ等の露光光源１からの光束はビ−ム整形光学系２によ
り所望の形状に整形され、ハエノ目レンズ等のオプティ
カルインテグレ−タ３の光入射面に指向される。ハエノ
目レンズは複数の微小なレンズの集まりから成るもので
あり、その光射出面近傍に複数の２次光源が形成され
る。４はコンデンサ−レンズであり、コンデンサ−レン
ズ４によりオプティカルインテグレ−タ３の２次光源か
らの光束で視野絞り５をケ−ラ−照明している。視野絞
り５は、コンデンサ−レンズ６、折り曲げミラ−７、コ
リメ−タレンズ８によってレチクル９と光学的に共役と
なっている。従って、視野絞り５の開口の形状を変化さ
せることによりレチクル９面上の照明領域（露光領域）
の形、寸法を変更できる。
プ等の露光光源１からの光束はビ−ム整形光学系２によ
り所望の形状に整形され、ハエノ目レンズ等のオプティ
カルインテグレ−タ３の光入射面に指向される。ハエノ
目レンズは複数の微小なレンズの集まりから成るもので
あり、その光射出面近傍に複数の２次光源が形成され
る。４はコンデンサ−レンズであり、コンデンサ−レン
ズ４によりオプティカルインテグレ−タ３の２次光源か
らの光束で視野絞り５をケ−ラ−照明している。視野絞
り５は、コンデンサ−レンズ６、折り曲げミラ−７、コ
リメ−タレンズ８によってレチクル９と光学的に共役と
なっている。従って、視野絞り５の開口の形状を変化さ
せることによりレチクル９面上の照明領域（露光領域）
の形、寸法を変更できる。
【００１１】１０は投影光学系であり、レチクル９に描
かれた回路パタ−ンを半導体基板１１に縮小投影してい
る。本実施例においては装置の大型化を避けるため照明
系内に折り曲げミラ−を配置しており、折り曲げミラ−
の反射面に対して入射する光束側の光軸と反射する光束
側の光軸とが成す平面と平行な方向を前記平面と直交す
る方向に比べ狭くなるよう露光領域を設定している。こ
の露光装置は、２次光源を形成するオプティカルインテ
グレ−タ３と半導体基板１１の間の光路中では、光軸に
垂直な任意の平面について、光の入射角度、光軸と入射
位置間の距離はレチクル９面上の照明位置に依存し、レ
チクル９面上の照明位置の光軸からの距離に比例して入
射角度、光軸と入射位置間の距離が大きくなる。任意の
平面がレチクルまたはその共役面に近い時には主に光軸
と入射位置間の距離が大きくなり、任意の平面がレチク
ルまたはその共役面に遠い時には主に入射角度が大きく
なる。
かれた回路パタ−ンを半導体基板１１に縮小投影してい
る。本実施例においては装置の大型化を避けるため照明
系内に折り曲げミラ−を配置しており、折り曲げミラ−
の反射面に対して入射する光束側の光軸と反射する光束
側の光軸とが成す平面と平行な方向を前記平面と直交す
る方向に比べ狭くなるよう露光領域を設定している。こ
の露光装置は、２次光源を形成するオプティカルインテ
グレ−タ３と半導体基板１１の間の光路中では、光軸に
垂直な任意の平面について、光の入射角度、光軸と入射
位置間の距離はレチクル９面上の照明位置に依存し、レ
チクル９面上の照明位置の光軸からの距離に比例して入
射角度、光軸と入射位置間の距離が大きくなる。任意の
平面がレチクルまたはその共役面に近い時には主に光軸
と入射位置間の距離が大きくなり、任意の平面がレチク
ルまたはその共役面に遠い時には主に入射角度が大きく
なる。
【００１２】まず、レチクル９面上の照明位置に依存し
て光軸と入射位置間の距離が大きくなるレチクルまたは
その共役面に近い平面に折り曲げミラ−を配置した場合
について説明する。
て光軸と入射位置間の距離が大きくなるレチクルまたは
その共役面に近い平面に折り曲げミラ−を配置した場合
について説明する。
【００１３】任意の平面に入射する光束に対し、折り曲
げミラ−に入射する光束は折り曲げる方向に対して折り
曲げ角度に相当する分だけ大きくなる（入射光軸とミラ
−面が４５。の場合はル−ト２倍）。折り曲げミラ−の
反射面に対して入射する光束側の光軸と反射する光束側
の光軸とがなす平面と平行な方向を前記平面と直交する
方向に比べ狭くなる露光領域を設定した場合と、逆に広
くなる露光領域を設定した場合を考えると、広くした場
合のほうが反射面の形状がより長円形状になり、反射面
中心から反射を保証する位置までの距離の最大値がより
大きくなる。従って、ミラ−のコ−ティングを行なう
際、より大きな範囲を保証しなくてはならなず製造上難
しくなる。
げミラ−に入射する光束は折り曲げる方向に対して折り
曲げ角度に相当する分だけ大きくなる（入射光軸とミラ
−面が４５。の場合はル−ト２倍）。折り曲げミラ−の
反射面に対して入射する光束側の光軸と反射する光束側
の光軸とがなす平面と平行な方向を前記平面と直交する
方向に比べ狭くなる露光領域を設定した場合と、逆に広
くなる露光領域を設定した場合を考えると、広くした場
合のほうが反射面の形状がより長円形状になり、反射面
中心から反射を保証する位置までの距離の最大値がより
大きくなる。従って、ミラ−のコ−ティングを行なう
際、より大きな範囲を保証しなくてはならなず製造上難
しくなる。
【００１４】次にレチクル面上の照明位置に依存して入
射角度が大きくなるレチクルまたはその共役面に遠い平
面に折り曲げミラ−を配置した場合について説明する。
射角度が大きくなるレチクルまたはその共役面に遠い平
面に折り曲げミラ−を配置した場合について説明する。
【００１５】図４に示すように折り曲げミラ−の反射面
に対して入射する光束側の光軸と反射する光束側の光軸
とが成す平面と平行な方向をＨ方向とし、前記平行な方
向（前記平面）と直交する方向をＶ方向とすると、折り
曲げミラ−に入射するする角度とレチクル面上での照明
位置（パタ−ン）との関係は、図５に示すように、光軸
からの距離が同じであるＨ方向に位置するのパターンは
Ｖ方向のそれに比べ反射面に入射する角度変化が大きい
（Ｖ方向はこの構成ではほとんど４５度である。）。
に対して入射する光束側の光軸と反射する光束側の光軸
とが成す平面と平行な方向をＨ方向とし、前記平行な方
向（前記平面）と直交する方向をＶ方向とすると、折り
曲げミラ−に入射するする角度とレチクル面上での照明
位置（パタ−ン）との関係は、図５に示すように、光軸
からの距離が同じであるＨ方向に位置するのパターンは
Ｖ方向のそれに比べ反射面に入射する角度変化が大きい
（Ｖ方向はこの構成ではほとんど４５度である。）。
【００１６】折り曲げミラ−は吸収が少ない誘電体多層
膜が用いられるが、誘電体多層膜は反射率の入射角度依
存性がある。その一例を図６に示す。
膜が用いられるが、誘電体多層膜は反射率の入射角度依
存性がある。その一例を図６に示す。
【００１７】図５と図６より、レチクル面上でのパター
ンの位置の違いによる半導体基板（ウエハー）に到達す
る光の強度分布が変わる。その様子を図７に示す。図７
における光強度分布は露光むら（照度むら）と同じであ
り、被露光領域内の線幅の均一性を劣化させる。図７か
ら理解できる通り、折り曲げミラ−の反射面を光軸に対
し傾斜させているため、Ｖ方向に比べＨ方向の方が、光
軸からの距離に応じた範囲が広がるほど線幅の不均一性
が大きくなる。
ンの位置の違いによる半導体基板（ウエハー）に到達す
る光の強度分布が変わる。その様子を図７に示す。図７
における光強度分布は露光むら（照度むら）と同じであ
り、被露光領域内の線幅の均一性を劣化させる。図７か
ら理解できる通り、折り曲げミラ−の反射面を光軸に対
し傾斜させているため、Ｖ方向に比べＨ方向の方が、光
軸からの距離に応じた範囲が広がるほど線幅の不均一性
が大きくなる。
【００１８】本実施例においては、折り曲げミラ−を照
明系内に配置しているが、投影光学系内に配置してもい
い。
明系内に配置しているが、投影光学系内に配置してもい
い。
【００１９】また本実施例においては、折り曲げミラ−
を一個配置しているが、複数の折り曲げミラ−を配置し
てもいい。
を一個配置しているが、複数の折り曲げミラ−を配置し
てもいい。
【００２０】次に図１の投影露光装置を利用した半導体
素子の製造方法の実施例を説明する。図８は半導体装置
（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネルやＣＣ
Ｄ）の製造フロ−を示す。ステップ１（回路設計）では
半導体装置の回路設計を行なう。ステップ２（マスク製
作）では設計した回路パタ−ンを形成したマスク（レチ
クル３０４）を製作する。一方、ステップ３（ウエハ−
製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハ−（ウエハ
−３０６）を製造する。ステップ４（ウエハ−プロセ
ス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハ−
とを用いて、リソグラフィ−技術によってウエハ−上に
実際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は
後工程と呼ばれ、ステップ４よって作成されたウエハ−
を用いてチップ化する工程であり、アッセンブリ工程
（ダイシング、ボンデイ ング）、パッケ−ジング工程
（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）で
はステップ５で作成された半導体装置の動作確認テス
ト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経
て半導体装置が完成し、これが出荷（ステップ７）され
る。
素子の製造方法の実施例を説明する。図８は半導体装置
（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネルやＣＣ
Ｄ）の製造フロ−を示す。ステップ１（回路設計）では
半導体装置の回路設計を行なう。ステップ２（マスク製
作）では設計した回路パタ−ンを形成したマスク（レチ
クル３０４）を製作する。一方、ステップ３（ウエハ−
製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハ−（ウエハ
−３０６）を製造する。ステップ４（ウエハ−プロセ
ス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハ−
とを用いて、リソグラフィ−技術によってウエハ−上に
実際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は
後工程と呼ばれ、ステップ４よって作成されたウエハ−
を用いてチップ化する工程であり、アッセンブリ工程
（ダイシング、ボンデイ ング）、パッケ−ジング工程
（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）で
はステップ５で作成された半導体装置の動作確認テス
ト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経
て半導体装置が完成し、これが出荷（ステップ７）され
る。
【００２１】図９は上記ウエハ−プロセスの詳細なフロ
−を示す。ステップ１１（酸化）ではウエハ−（ウエハ
−３０６）の表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶ
Ｄ）ではウエハ−の表面に絶縁膜を形成する。ステップ
１３（電極形成）ではウエハ−上に電極を蒸着によって
形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）ではウエハ
−にイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）
ではウエハ−にレジスト（感材）を塗布する。ステップ
１６（露光）では上記投影露光装置によってマスク（レ
チクル３０４）の回路パタ−ンの像でウエハ−を露光す
る。ステップ１７（現像）では露光したウエハ−を現像
する。ステップ１８（エッチング）では現像したレジス
ト以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥
離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取
り除く。これらステップを繰り返し行なうことによりウ
エハ−上に回路パタ−ンが形成される。
−を示す。ステップ１１（酸化）ではウエハ−（ウエハ
−３０６）の表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶ
Ｄ）ではウエハ−の表面に絶縁膜を形成する。ステップ
１３（電極形成）ではウエハ−上に電極を蒸着によって
形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）ではウエハ
−にイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）
ではウエハ−にレジスト（感材）を塗布する。ステップ
１６（露光）では上記投影露光装置によってマスク（レ
チクル３０４）の回路パタ−ンの像でウエハ−を露光す
る。ステップ１７（現像）では露光したウエハ−を現像
する。ステップ１８（エッチング）では現像したレジス
ト以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥
離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取
り除く。これらステップを繰り返し行なうことによりウ
エハ−上に回路パタ−ンが形成される。
【００２２】本実施例の製造方法を用いれば、従来は難
しかった高集積度の半導体素子を製造することが可能に
なる。
しかった高集積度の半導体素子を製造することが可能に
なる。
【００２３】
【発明の効果】以上、本発明によれば、露光むらを小さ
くできる。
くできる。
【図１】本発明の一実施例を示す図である。
【図２】走査型投影露光装置の露光領域（照明範囲）を
説明するための図である。
説明するための図である。
【図３】ステッパ−の露光領域（照明範囲）を説明する
ための図である。
ための図である。
【図４】露光領域（照明範囲）とＨ、Ｖ方向の関係を説
明するための図である。
明するための図である。
【図５】照明位置（パタ−ン位置）とミラ−への入射角
の関係を示す説明図である。
の関係を示す説明図である。
【図６】誘電体多層膜の反射率の角度依存性を示す説明
図である。
図である。
【図７】パターンの位置による強度分布と位相変化を示
す説明図である。
す説明図である。
【図８】半導体素子の製造工程を示すフロ−チャ−ト図
である。
である。
【図９】図８の工程中のウエハ−プロセスの詳細を示す
フロ−チャ−ト図である。
フロ−チャ−ト図である。
２ ビ−ム整形光学系 ３ オプティカルインテグレータ ４ コンデンサーレンズ ５ 視野絞り ６ コンデンサーレンズ ７ 折り曲げミラ− ８ コリメ−タレンズ ９ レチクル １０ 投影レンズ １１ 半導体基板
Claims (2)
- 【請求項１】 オプティカルインテグレーターからの光
で第１物体のパターンを照明することにより該第１物体
のパターンを第２物体上に投影する露光装置において、
前記オプティカルインテグレーターから前記第２物体に
至る光路中に多層膜を備えた光路折り曲げミラーを有
し、前記光路折り曲げミラーの光束入射側の光軸と光束
反射側の光軸とが成す平面と平行な方向を前記平面と直
交する方向に比べ狭く露光領域を設定することを特徴と
する露光装置。 - 【請求項２】 請求項１の露光装置により、マスクのデ
バイスパターンを基板上に転写する段階を有することを
特徴とするデバイス製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05159055A JP3109946B2 (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | 露光装置及びデバイス製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05159055A JP3109946B2 (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | 露光装置及びデバイス製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07135147A JPH07135147A (ja) | 1995-05-23 |
| JP3109946B2 true JP3109946B2 (ja) | 2000-11-20 |
Family
ID=15685241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05159055A Expired - Lifetime JP3109946B2 (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | 露光装置及びデバイス製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3109946B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7884239B2 (en) | 2004-02-10 | 2011-02-08 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Catalyst for producing α,β-unsaturated carboxylic acid and method for preparation thereof, and method for producing α,β-unsaturated carboxylic acid |
-
1993
- 1993-06-29 JP JP05159055A patent/JP3109946B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7884239B2 (en) | 2004-02-10 | 2011-02-08 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Catalyst for producing α,β-unsaturated carboxylic acid and method for preparation thereof, and method for producing α,β-unsaturated carboxylic acid |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07135147A (ja) | 1995-05-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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