JPH04214612A - 投影露光装置 - Google Patents
投影露光装置Info
- Publication number
- JPH04214612A JPH04214612A JP2402027A JP40202790A JPH04214612A JP H04214612 A JPH04214612 A JP H04214612A JP 2402027 A JP2402027 A JP 2402027A JP 40202790 A JP40202790 A JP 40202790A JP H04214612 A JPH04214612 A JP H04214612A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exposure
- control system
- stage
- substrate
- optical axis
- 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.)
- Pending
Links
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 30
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
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- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体素子等における微
細加工に用いる投影露光装置に関するものである。
細加工に用いる投影露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】投影露光法においては、従来露光光学系
の焦点深度が、投影レンズの開口数と露光波長とに強く
依存していた。
の焦点深度が、投影レンズの開口数と露光波長とに強く
依存していた。
【０００３】即ち、投影レンズの焦点深度はその開口数
の２乗に反比例し、露光波長に比例するので、解像度の
向上のためレンズの高開口数化と露光光の短波長化とに
より、焦点深度は減少してきている。
の２乗に反比例し、露光波長に比例するので、解像度の
向上のためレンズの高開口数化と露光光の短波長化とに
より、焦点深度は減少してきている。
【０００４】このため投影レンズの像面歪と基板表面凹
凸段差の増大、及び基板の傾斜に対する対処が困難であ
った。
凸段差の増大、及び基板の傾斜に対する対処が困難であ
った。
【０００５】一方、焦点深度を拡げて表面凹凸段差の上
下でパターンを高精度に形成させるための技術の一つに
、マスクのパターンを基板上へ投影露光する際にレジス
ト膜上の同一位置において、各々光軸方向の異なる位置
に上記パターンを重ね露光する多重結像露光法が有る。
下でパターンを高精度に形成させるための技術の一つに
、マスクのパターンを基板上へ投影露光する際にレジス
ト膜上の同一位置において、各々光軸方向の異なる位置
に上記パターンを重ね露光する多重結像露光法が有る。
【０００６】この方法を用いた投影露光装置は、投影光
学系と、露光される基板を光軸と垂直な２方向へ移動さ
せるＸＹステージと、該基板を光軸方向へ移動させるＺ
ステージと、前記ＸＹステージを指定された位置へ駆動
するＸＹ制御系と、前記Ｚステージを指定された位置へ
駆動するＺ制御系と、露光用シャッタの開閉を制御する
露光シャッタ制御系とを備え、所望の形状を有するマス
クパターンを介してレジスト膜へ投影露光するとともに
光軸上の異なる位置に上記パターンを重ね露光するもの
である。
学系と、露光される基板を光軸と垂直な２方向へ移動さ
せるＸＹステージと、該基板を光軸方向へ移動させるＺ
ステージと、前記ＸＹステージを指定された位置へ駆動
するＸＹ制御系と、前記Ｚステージを指定された位置へ
駆動するＺ制御系と、露光用シャッタの開閉を制御する
露光シャッタ制御系とを備え、所望の形状を有するマス
クパターンを介してレジスト膜へ投影露光するとともに
光軸上の異なる位置に上記パターンを重ね露光するもの
である。
【０００７】即ち、これは光軸方向の異なる位置に結像
させた複数の像を合成させる方法であり、合成させる像
の数と各結像面の間隔を指定して露光する方法である。
させた複数の像を合成させる方法であり、合成させる像
の数と各結像面の間隔を指定して露光する方法である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】近年の半導体集積回路
の高集積化に伴い、パターンの微細化と基板表面の凹凸
段差の増大に対応するために、露光光学系としてはより
大きな焦点深度が必要になる。
の高集積化に伴い、パターンの微細化と基板表面の凹凸
段差の増大に対応するために、露光光学系としてはより
大きな焦点深度が必要になる。
【０００９】一方、解像度を向上させるには投影レンズ
の開口数を大きくするか露光光を短波長化する必要があ
るため、焦点深度は逆に減少しつつある。
の開口数を大きくするか露光光を短波長化する必要があ
るため、焦点深度は逆に減少しつつある。
【００１０】また、投影レンズの像面歪により結像面は
完全平面ではなく、また基板表面の傾斜があるため、露
光領域全面にわたり、表面凹凸段差に対応して焦点深度
を確保するのが必要がある。
完全平面ではなく、また基板表面の傾斜があるため、露
光領域全面にわたり、表面凹凸段差に対応して焦点深度
を確保するのが必要がある。
【００１１】更に、従来装置では光軸方向の異なる結像
位置の順序の指定ができないので、異なるマスクパター
ン、材料、プロセス等に応じた効果的な実質的焦点深度
の設定ができないという課題があった。
位置の順序の指定ができないので、異なるマスクパター
ン、材料、プロセス等に応じた効果的な実質的焦点深度
の設定ができないという課題があった。
【００１２】本発明の目的は、基板の平坦化によらず、
露光光学系の実効的焦点深度を増大させるための新しい
方法を得る装置を得て、基板の凹凸段差の増大や傾斜、
投影レンズの像面歪及び投影レンズの高開口数化、露光
光の短波長化等に伴う焦点深度の減少に効果的に対処す
る。
露光光学系の実効的焦点深度を増大させるための新しい
方法を得る装置を得て、基板の凹凸段差の増大や傾斜、
投影レンズの像面歪及び投影レンズの高開口数化、露光
光の短波長化等に伴う焦点深度の減少に効果的に対処す
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、露光光学系の実効的焦点深度の増大は、レジストを塗
布した基板上にパターンを露光する際、結像面を光軸上
におけるレジスト層に対して相対的に異なる複数の位置
に設定する。そして、所定の順序で段階的に所定量を露
光するために、光軸方向（Ｚ）制御系、露光シャッタ制
御系をコントロールする多重結像露光制御系を備えたこ
とを特徴とする。
、露光光学系の実効的焦点深度の増大は、レジストを塗
布した基板上にパターンを露光する際、結像面を光軸上
におけるレジスト層に対して相対的に異なる複数の位置
に設定する。そして、所定の順序で段階的に所定量を露
光するために、光軸方向（Ｚ）制御系、露光シャッタ制
御系をコントロールする多重結像露光制御系を備えたこ
とを特徴とする。
【００１４】
【作用】本発明における投影露光装置によれば、レジス
ト層に対して光軸上の異なる複数の位置で、段階的に露
光させるため、実質的に露光光学系の焦点深度が増大す
る。
ト層に対して光軸上の異なる複数の位置で、段階的に露
光させるため、実質的に露光光学系の焦点深度が増大す
る。
【００１５】また、光軸上での異なる複数の位置の露光
順序は、多重結像露光制御系により、マスクパターン、
材料、プロセス等に応じて適宜設定される。
順序は、多重結像露光制御系により、マスクパターン、
材料、プロセス等に応じて適宜設定される。
【００１６】
【実施例】次に本発明の実施例を図面とともに説明する
。
。
【００１７】図１に示す装置は、レチクル（１）、投影
光学系（２）、ＸＹステージ（３）とＺステージ（４）
とよりなる基板ステージ（以下Ｚ軸を光軸方向に、Ｘ軸
、Ｙ軸を光軸と垂直な平面内にとることにする。）、各
ステージの位置を感知するＸＹセンサ（５）とＺセンサ
（６）、装置全体の制御を行う制御系、及び通常の投影
露光装置に必要な各種構成要素により構成されている。
光学系（２）、ＸＹステージ（３）とＺステージ（４）
とよりなる基板ステージ（以下Ｚ軸を光軸方向に、Ｘ軸
、Ｙ軸を光軸と垂直な平面内にとることにする。）、各
ステージの位置を感知するＸＹセンサ（５）とＺセンサ
（６）、装置全体の制御を行う制御系、及び通常の投影
露光装置に必要な各種構成要素により構成されている。
【００１８】また、上記制御系は装置全体を統制する計
算機（７）及び前記計算機の命令により露光シャッタの
開閉を行う露光シャッタ制御系（８）と、前記ＸＹステ
ージを指定された位置に駆動するＸＹ制御系（９）と、
前記Ｚステージを指定された位置へ駆動するＺ制御系（
１０）と、基板位置の光軸方向だけへの移動及びシャッ
タ制御系（８）への指令を行う多重結像露光制御系（１
１）とを含む回路より構成されており、計算機（７）及
び各制御系はバスラインを介して接続されている。
算機（７）及び前記計算機の命令により露光シャッタの
開閉を行う露光シャッタ制御系（８）と、前記ＸＹステ
ージを指定された位置に駆動するＸＹ制御系（９）と、
前記Ｚステージを指定された位置へ駆動するＺ制御系（
１０）と、基板位置の光軸方向だけへの移動及びシャッ
タ制御系（８）への指令を行う多重結像露光制御系（１
１）とを含む回路より構成されており、計算機（７）及
び各制御系はバスラインを介して接続されている。
【００１９】尚、計算機（７）にはあらかじめ基板上の
露光位置と各露光位置における露光モードが記憶されて
いる。
露光位置と各露光位置における露光モードが記憶されて
いる。
【００２０】ここに露光モードとは、基板に対して異な
る結像面の数（露光回数）と、その光軸上の位置と各結
像面における露光量及び各結像面の露光順序をいう。
る結像面の数（露光回数）と、その光軸上の位置と各結
像面における露光量及び各結像面の露光順序をいう。
【００２１】また、露光モードが指定する上記結像面の
数が１の露光位置に対しては計算機（７）は通常のステ
ップ・アンド・リピ−ト式による露光を制御するが、上
記結像面数が２以上の露光位置に対しては、ＸＹステー
ジ（３）の駆動により基板上の当該位置を装置の露光領
域へ移動した後、露光シーケンスの制御を多重結像露光
制御系（１１）へ引き渡すように構成されている。
数が１の露光位置に対しては計算機（７）は通常のステ
ップ・アンド・リピ−ト式による露光を制御するが、上
記結像面数が２以上の露光位置に対しては、ＸＹステー
ジ（３）の駆動により基板上の当該位置を装置の露光領
域へ移動した後、露光シーケンスの制御を多重結像露光
制御系（１１）へ引き渡すように構成されている。
【００２２】以下、本発明を３段階で露光する３重露光
を例にとって説明する。
を例にとって説明する。
【００２３】多重結像露光制御系（１１）はＺステージ
（４）を駆動し、結像点の基板に対する位置を例えば図
２（ａ）に示したような位置に設定する。
（４）を駆動し、結像点の基板に対する位置を例えば図
２（ａ）に示したような位置に設定する。
【００２４】このときＺステージ（４）の移動に伴う基
板のＸＹ方向のずれは、ＸＹセンサ（５）を介してＸＹ
制御系（９）へフィードバックされ、ＸＹステージ（３
）の駆動により補正されるので基板位置の移動は光軸方
向だけになる。
板のＸＹ方向のずれは、ＸＹセンサ（５）を介してＸＹ
制御系（９）へフィードバックされ、ＸＹステージ（３
）の駆動により補正されるので基板位置の移動は光軸方
向だけになる。
【００２５】基板が正しく指定された位置へ設定された
ことを確認すると、多重結像露光制御系（１１）は当該
結像面位置に対して指定された時間の露光を行うように
、露光シャッタ制御系（８）へ指令し、１回目の露光が
行われる。
ことを確認すると、多重結像露光制御系（１１）は当該
結像面位置に対して指定された時間の露光を行うように
、露光シャッタ制御系（８）へ指令し、１回目の露光が
行われる。
【００２６】１回目の露光終了を確認後、多重結像露光
制御系（１１）は再び基板を光軸方向へ移動し、基板表
面に対する結像面の位置を例えば図２（ｂ）に示した位
置に設定して２回目の露光を行う。
制御系（１１）は再び基板を光軸方向へ移動し、基板表
面に対する結像面の位置を例えば図２（ｂ）に示した位
置に設定して２回目の露光を行う。
【００２７】引き続き、２回目の露光終了を確認後、同
様に基板表面に対する結像面の位置を例えば図２（ｃ）
に示した位置に設定して３回目の露光を行う。
様に基板表面に対する結像面の位置を例えば図２（ｃ）
に示した位置に設定して３回目の露光を行う。
【００２８】露光モードが指定する結像面数が更に多い
場合も同様に、基板に対する結像面位置の設定と露光順
序と露光量とを指定されたすべての結像面に対して繰返
し行う。
場合も同様に、基板に対する結像面位置の設定と露光順
序と露光量とを指定されたすべての結像面に対して繰返
し行う。
【００２９】基板上の当該同一位置に対して上記の動作
が全て完了した後、初めて計算機（７）はＸＹステージ
（３）を駆動し、基板上の次の露光指定位置を装置の露
光領域へ移動させる。
が全て完了した後、初めて計算機（７）はＸＹステージ
（３）を駆動し、基板上の次の露光指定位置を装置の露
光領域へ移動させる。
【００３０】
【発明の効果】上記のように本発明による投影露光装置
は、マスクパターンを基板上に投影露光する際に、上記
基板上の同一位置で上記基板に対する同一光軸上にあら
かじめ指定した少なくとも２点以上の異なる結像点を設
定し、上記結像点を指定した順序で各々の位置で露光さ
せる多重結像露光制御手段を有することにより、実効的
焦点深度を使用する材料、プロセス等に応じて効果的に
増大させることができる。 従って、投影レンズの高
開口数化、像面歪、基板表面の凹凸段差の増大に対処す
ることが可能になる。
は、マスクパターンを基板上に投影露光する際に、上記
基板上の同一位置で上記基板に対する同一光軸上にあら
かじめ指定した少なくとも２点以上の異なる結像点を設
定し、上記結像点を指定した順序で各々の位置で露光さ
せる多重結像露光制御手段を有することにより、実効的
焦点深度を使用する材料、プロセス等に応じて効果的に
増大させることができる。 従って、投影レンズの高
開口数化、像面歪、基板表面の凹凸段差の増大に対処す
ることが可能になる。
【００３１】また本発明による焦点深度の増加量は、使
用する材料、プロセス等により異なるが適切な露光条件
で露光することにより、１０パーセント以上の増大が可
能である。
用する材料、プロセス等により異なるが適切な露光条件
で露光することにより、１０パーセント以上の増大が可
能である。
【図１】本発明による投影露光装置の一実施例を示す構
成図。
成図。
【図２】３段階で露光する場合の結像面と基板の位置関
係の一例を示す説明図。
係の一例を示す説明図。
（１） レチクル
（２） 投影光学系
（３） ＸＹステージ
（４） Ｚステージ
（５） ＸＹセンサ
（６） Ｚセンサ
（８） 露光シャッタ制御系
（９） ＸＹ制御系
（１０） Ｚ制御系
（１１） 多重結像露光制御系
（１３） 基板
Claims (1)
- 【請求項１】投影光学系と、露光される基板を光軸と垂
直な２方向へ移動させるＸＹステージと、該基板を光軸
方向へ移動させるＺステージと、前記ＸＹステージを指
定された位置へ駆動するＸＹ制御系と、前記Ｚステージ
を指定された位置へ駆動するＺ制御系と、露光用シャッ
タの開閉を制御する露光シャッタ制御系とを備え、所望
の形状を有するマスクパターンを介してレジスト膜へ投
影露光するとともに光軸上の異なる位置に上記パターン
を重ね露光する投影露光装置において、Ｚステージの複
数の位置と、該位置に対応する露光量と、Ｚステージの
複数の位置への移動順序を関連づけて設定する多重結像
露光制御系を備えたことを特徴とする投影露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2402027A JPH04214612A (ja) | 1990-12-13 | 1990-12-13 | 投影露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2402027A JPH04214612A (ja) | 1990-12-13 | 1990-12-13 | 投影露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04214612A true JPH04214612A (ja) | 1992-08-05 |
Family
ID=18511836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2402027A Pending JPH04214612A (ja) | 1990-12-13 | 1990-12-13 | 投影露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04214612A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6218077B1 (en) * | 1998-10-26 | 2001-04-17 | Agere Systems Guardian Corp. | Method of manufacturing an integrated circuit using a scanning system and a scanning system |
| US7667821B2 (en) | 2004-06-04 | 2010-02-23 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Multi-focus scanning with a tilted mask or wafer |
-
1990
- 1990-12-13 JP JP2402027A patent/JPH04214612A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6218077B1 (en) * | 1998-10-26 | 2001-04-17 | Agere Systems Guardian Corp. | Method of manufacturing an integrated circuit using a scanning system and a scanning system |
| US7667821B2 (en) | 2004-06-04 | 2010-02-23 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Multi-focus scanning with a tilted mask or wafer |
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