JPH0547624A - 露光装置 - Google Patents
露光装置Info
- Publication number
- JPH0547624A JPH0547624A JP3200581A JP20058191A JPH0547624A JP H0547624 A JPH0547624 A JP H0547624A JP 3200581 A JP3200581 A JP 3200581A JP 20058191 A JP20058191 A JP 20058191A JP H0547624 A JPH0547624 A JP H0547624A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 原図基板のパターンの感光基板上での結像性
能を向上させる。 【構成】 照明光ＩＬの照射によって原図基板２のパタ
ーンから発生する回折光のうち、所定次数の回折光を選
択的に除去可能な透過率特性を有する角度フィルタ３
を、原図基板２と感光基板４との間に配置する。 【効果】 焦点深度を低下させる次数の回折光が感光基
板に到達するのを防止でき、実質的な焦点深度を大きく
することができる。
能を向上させる。 【構成】 照明光ＩＬの照射によって原図基板２のパタ
ーンから発生する回折光のうち、所定次数の回折光を選
択的に除去可能な透過率特性を有する角度フィルタ３
を、原図基板２と感光基板４との間に配置する。 【効果】 焦点深度を低下させる次数の回折光が感光基
板に到達するのを防止でき、実質的な焦点深度を大きく
することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子や液晶表示
素子製造のリソグラフィー工程に使用される露光装置、
特にプロキシミティー方式の露光装置に関するものであ
る。
素子製造のリソグラフィー工程に使用される露光装置、
特にプロキシミティー方式の露光装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図９はプロキシミティー方式の露光装置
の概略的な構成を示す模式図であって、照明系１から出
射した所定波長（ｇ線、ｉ線等）の照明光ＩＬは原図基
板（マスクまたはレチクル）２をほぼ均一な照度で照明
し、原図基板２の下面に形成されたパターンを感光基板
（半導体ウエハ等）４上に転写する。原図基板２は、石
英等のガラス基板に、遮光部材（クロム等）によりパタ
ーンを形成したものである。原図基板２と感光基板４と
は、その全面にわたって接触することなく、互いに極近
接した状態、例えば数十μｍ程度の間隔をあけて配置さ
れている。これは、複数の感光基板（もしくは感光基板
上の複数の部分領域）に対して原図基板２のパターンを
順次露光していく際に、原図基板２と感光基板４とが接
触して原図基板２のパターンが損傷を受けるのを防止す
るためである。ところで、原図基板２と感光基板４との
間には部材（例えば投影光学系）が何も存在しないの
で、照明光ＩＬの照射により原図基板２のパターンで回
折した光は全て感光基板４上に到達することになり、感
光基板上でのパターン像の結像性能に影響を与えてい
た。
の概略的な構成を示す模式図であって、照明系１から出
射した所定波長（ｇ線、ｉ線等）の照明光ＩＬは原図基
板（マスクまたはレチクル）２をほぼ均一な照度で照明
し、原図基板２の下面に形成されたパターンを感光基板
（半導体ウエハ等）４上に転写する。原図基板２は、石
英等のガラス基板に、遮光部材（クロム等）によりパタ
ーンを形成したものである。原図基板２と感光基板４と
は、その全面にわたって接触することなく、互いに極近
接した状態、例えば数十μｍ程度の間隔をあけて配置さ
れている。これは、複数の感光基板（もしくは感光基板
上の複数の部分領域）に対して原図基板２のパターンを
順次露光していく際に、原図基板２と感光基板４とが接
触して原図基板２のパターンが損傷を受けるのを防止す
るためである。ところで、原図基板２と感光基板４との
間には部材（例えば投影光学系）が何も存在しないの
で、照明光ＩＬの照射により原図基板２のパターンで回
折した光は全て感光基板４上に到達することになり、感
光基板上でのパターン像の結像性能に影響を与えてい
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如き従来技術においては、感光基板上で十分な解像度を
得るために許容される焦点ずれ量、いわゆる焦点深度(D
epth Of Focus)が小さいため、平面度が悪い感光基板
（特に基板の大口径化に伴って平面度が悪化している）
を使用できない、すなわち感光基板全面で原図基板との
ギャップ（間隔）を正確に設定することができず、基板
全面にわたって高解像のパターン露光を行うことができ
ないという問題点があった。さらに、感光基板そのもの
の平面度は良くても、立体的な構造を感光基板上に構築
していく場合には、同一露光時に解像できる基板上の凹
凸構造に制限がある、換言すれば凹凸構造における最大
段差は上記焦点深度によって比較的小さい値に制限され
ることになり、種々の凹凸構造をとるレイア（層）の全
てに対して高解像な露光を行うことは難しいという問題
点もあった。また、上述の如く焦点深度が小さいため
に、実用上の解像度が制約されるという深刻な問題があ
った。
如き従来技術においては、感光基板上で十分な解像度を
得るために許容される焦点ずれ量、いわゆる焦点深度(D
epth Of Focus)が小さいため、平面度が悪い感光基板
（特に基板の大口径化に伴って平面度が悪化している）
を使用できない、すなわち感光基板全面で原図基板との
ギャップ（間隔）を正確に設定することができず、基板
全面にわたって高解像のパターン露光を行うことができ
ないという問題点があった。さらに、感光基板そのもの
の平面度は良くても、立体的な構造を感光基板上に構築
していく場合には、同一露光時に解像できる基板上の凹
凸構造に制限がある、換言すれば凹凸構造における最大
段差は上記焦点深度によって比較的小さい値に制限され
ることになり、種々の凹凸構造をとるレイア（層）の全
てに対して高解像な露光を行うことは難しいという問題
点もあった。また、上述の如く焦点深度が小さいため
に、実用上の解像度が制約されるという深刻な問題があ
った。
【０００４】本発明は以上の問題点を考慮してなされた
もので、焦点深度を大きくすることができる露光装置を
得ることを目的としている。
もので、焦点深度を大きくすることができる露光装置を
得ることを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】かかる問題点を解決する
ため本発明においては、照明光を原図基板（２）にほぼ
均一に照射するための照明系１を有し、原図基板のパタ
ーンを感光基板（半導体ウエハや液晶基板等）４上に転
写する露光装置において、照明光の照射によって原図基
板（２）のパターンから発生する回折光のうち、所定次
数の回折光を選択的に除去する光学部材（角度フィルタ
３）を設ける。
ため本発明においては、照明光を原図基板（２）にほぼ
均一に照射するための照明系１を有し、原図基板のパタ
ーンを感光基板（半導体ウエハや液晶基板等）４上に転
写する露光装置において、照明光の照射によって原図基
板（２）のパターンから発生する回折光のうち、所定次
数の回折光を選択的に除去する光学部材（角度フィルタ
３）を設ける。
【０００６】
【作用】本発明においては、原図基板のパターンによっ
て回折した光のうち、所定次数の回折光を選択的に除去
する、換言すれば焦点深度の低下をもたらす次数の回折
光が感光基板に到達するのを防止し、残りの光を用いて
パターン露光を行っているので、実質的な焦点深度を大
きくすることが可能となっている。
て回折した光のうち、所定次数の回折光を選択的に除去
する、換言すれば焦点深度の低下をもたらす次数の回折
光が感光基板に到達するのを防止し、残りの光を用いて
パターン露光を行っているので、実質的な焦点深度を大
きくすることが可能となっている。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の第１の実施例による露光装置
の構成を示す模式図であって、図９と同じ機能、作用の
部材には同一の符号を付してある。図１において、照明
系１から出射した照明光ＩＬは原図基板２をほぼ均一な
照度で照明し、原図基板２の下面に形成されたパターン
を角度フィルタ３を介して感光基板４上に転写する。原
図基板２、角度フィルタ３、及び感光基板４は、その全
面にわたって接触することなく、互いに極近接した状態
で保持されている。
の構成を示す模式図であって、図９と同じ機能、作用の
部材には同一の符号を付してある。図１において、照明
系１から出射した照明光ＩＬは原図基板２をほぼ均一な
照度で照明し、原図基板２の下面に形成されたパターン
を角度フィルタ３を介して感光基板４上に転写する。原
図基板２、角度フィルタ３、及び感光基板４は、その全
面にわたって接触することなく、互いに極近接した状態
で保持されている。
【０００８】さて、角度フィルタ３は原図基板２のパタ
ーンによって発生した回折光のうち、原図基板２の下面
（パターン面）の法線とのなす角が所定の角度θ1 を越
える回折光は反射するとともに、角度θ1 以下の回折光
のみを透過する透過率特性をもっている。従って、本実
施例では角度フィルタ３を原図基板２と感光基板４との
間に配置することによって、焦点深度の低下をもたらす
回折角の大きい回折光が基板４上に到達するのを防止で
きる。
ーンによって発生した回折光のうち、原図基板２の下面
（パターン面）の法線とのなす角が所定の角度θ1 を越
える回折光は反射するとともに、角度θ1 以下の回折光
のみを透過する透過率特性をもっている。従って、本実
施例では角度フィルタ３を原図基板２と感光基板４との
間に配置することによって、焦点深度の低下をもたらす
回折角の大きい回折光が基板４上に到達するのを防止で
きる。
【０００９】図２は、本実施例で使用する角度フィルタ
３の透過率−角度特性を示しており、角度θ1 以下の回
折光は角度フィルタ３を透過することがわかる。このよ
うな特性をもつフィルタは、例えばガラス基板（石英
等）の表面に誘電体多層膜を形成すること等により、比
較的容易に作ることができる。ここで、基板４上に形成
すべきパターンの最小線幅をＬ（μｍ）、照明光ＩＬの
波長（平均値）をλ（μｍ）とすると、上記角度θ
1 は、 sinθ1 ＝０．８×λ／Ｌ なる関係式をほぼ満足するように設定されている。尚、
本実施例を適用するのに好適なレチクルパターンとして
は周期パターンやエッジパターン等がある。
３の透過率−角度特性を示しており、角度θ1 以下の回
折光は角度フィルタ３を透過することがわかる。このよ
うな特性をもつフィルタは、例えばガラス基板（石英
等）の表面に誘電体多層膜を形成すること等により、比
較的容易に作ることができる。ここで、基板４上に形成
すべきパターンの最小線幅をＬ（μｍ）、照明光ＩＬの
波長（平均値）をλ（μｍ）とすると、上記角度θ
1 は、 sinθ1 ＝０．８×λ／Ｌ なる関係式をほぼ満足するように設定されている。尚、
本実施例を適用するのに好適なレチクルパターンとして
は周期パターンやエッジパターン等がある。
【００１０】以上の実施例では、原図基板２と感光基板
４との間に極近接して角度フィルタ３を配置していた
が、例えば原図基板２に対して角度フィルタ３を接合し
ても、同様の効果が得られることを明らかである。但
し、例えばフィルタを誘電体多層膜で製作する場合に
は、予め接合部材（接着剤等）とフィルタ上面との干渉
効果を考慮して透過率−角度特性（図２）を決定してお
くことが望ましい。
４との間に極近接して角度フィルタ３を配置していた
が、例えば原図基板２に対して角度フィルタ３を接合し
ても、同様の効果が得られることを明らかである。但
し、例えばフィルタを誘電体多層膜で製作する場合に
は、予め接合部材（接着剤等）とフィルタ上面との干渉
効果を考慮して透過率−角度特性（図２）を決定してお
くことが望ましい。
【００１１】尚、フィルタ基板の材質はガラス等を始め
とする剛性の高いものである必要はなく、例えば薄い膜
状のものを用いても構わない。さらに、原図基板２のパ
ターン面に直接、誘電体膜を形成しても、上記実施例と
同様のフィルタ効果を得られることは言うまでもない。
また、上記関係式から明らかなように、原図基板２のパ
ターンの微細度（線幅Ｌに相当）に応じて上記角度θ1
が変動するので、原図基板の交換と同時に角度フィルタ
も、原図基板のパターン微細度に応じた最適なものに交
換できるように構成しておくことが望ましい。
とする剛性の高いものである必要はなく、例えば薄い膜
状のものを用いても構わない。さらに、原図基板２のパ
ターン面に直接、誘電体膜を形成しても、上記実施例と
同様のフィルタ効果を得られることは言うまでもない。
また、上記関係式から明らかなように、原図基板２のパ
ターンの微細度（線幅Ｌに相当）に応じて上記角度θ1
が変動するので、原図基板の交換と同時に角度フィルタ
も、原図基板のパターン微細度に応じた最適なものに交
換できるように構成しておくことが望ましい。
【００１２】次に、図３を参照して本発明の第２の実施
例を説明する。尚、本実施例と第１の実施例（図１）と
の差異は、互いに透過率−角度特性が異なる複数の角度
フィルタを交換可能に、原図基板２と感光基板４との間
に配置できるように構成している点である。図３におい
て、３種類の角度フィルタ３ａ〜３ｃ（３ａ、３ｂのみ
図示）は、例えば約１２０°間隔で、回転軸５ａを中心
として回転可能な円板５上に配置されている。尚、原図
基板２に対して角度フィルタ３ａ〜３ｃの各々を正確に
位置決め（配置）するため、円板５の駆動部（不図示）
にロータリーエンコーダ等を設けておくことが望まし
い。
例を説明する。尚、本実施例と第１の実施例（図１）と
の差異は、互いに透過率−角度特性が異なる複数の角度
フィルタを交換可能に、原図基板２と感光基板４との間
に配置できるように構成している点である。図３におい
て、３種類の角度フィルタ３ａ〜３ｃ（３ａ、３ｂのみ
図示）は、例えば約１２０°間隔で、回転軸５ａを中心
として回転可能な円板５上に配置されている。尚、原図
基板２に対して角度フィルタ３ａ〜３ｃの各々を正確に
位置決め（配置）するため、円板５の駆動部（不図示）
にロータリーエンコーダ等を設けておくことが望まし
い。
【００１３】図４〜図６は、本実施例で使用される３種
類の角度フィルタ３ａ〜３ｃの透過率−角度特性の一例
を示している。図４は角度フィルタ３ａの透過率−角度
特性を表しており、ここではθ2 ≦θ≦θ3 なる角度範
囲内の回折光のみが角度フィルタ３ａを通過して基板４
に到達することになる。図４では、特に０°付近での透
過率がほぼ零となっているため、原図基板２のパターン
によって発生した回折光のうち、角度θ3 を越える高次
回折光とともに、０次回折光が基板４に到達するのを防
止でき、焦点深度の向上に効果がある。
類の角度フィルタ３ａ〜３ｃの透過率−角度特性の一例
を示している。図４は角度フィルタ３ａの透過率−角度
特性を表しており、ここではθ2 ≦θ≦θ3 なる角度範
囲内の回折光のみが角度フィルタ３ａを通過して基板４
に到達することになる。図４では、特に０°付近での透
過率がほぼ零となっているため、原図基板２のパターン
によって発生した回折光のうち、角度θ3 を越える高次
回折光とともに、０次回折光が基板４に到達するのを防
止でき、焦点深度の向上に効果がある。
【００１４】図５は角度フィルタ３ｂの透過率−角度特
性を表しており、ここではθ4 ≦θ≦θ5 （但し、θ5
＞θ4 ＞θ3 とする）なる角度範囲の回折光のみが角度
フィルタ３ｂを通過して基板４に到達することになる。
図６は角度フィルタ３ｃの透過率−角度特性を表し、こ
こでは角度特性が一様、すなわち入射角度に関係なく全
ての光が基板４に到達することになり、従来通りの露光
を行う時に使用される。
性を表しており、ここではθ4 ≦θ≦θ5 （但し、θ5
＞θ4 ＞θ3 とする）なる角度範囲の回折光のみが角度
フィルタ３ｂを通過して基板４に到達することになる。
図６は角度フィルタ３ｃの透過率−角度特性を表し、こ
こでは角度特性が一様、すなわち入射角度に関係なく全
ての光が基板４に到達することになり、従来通りの露光
を行う時に使用される。
【００１５】次に、図７を参照して本発明の第３の実施
例について説明する。図７は本実施例で使用する感光基
板の一部分を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図で
ある。図７（ａ）、（ｂ）に示すように感光基板１０
は、例えば半導体素子製造の一工程での様子が示されて
おり、ここでは約５０μｍ程度の段差を有する凹凸構造
となっている。尚、上部１０ａには５μｍピッチのライ
ンアンドスペースパターンを転写する必要があるが、下
部１０ｂには比較的粗いピッチ（１０μｍ程度）のライ
ンアンドスペースパターンを転写すれば良いものとす
る。
例について説明する。図７は本実施例で使用する感光基
板の一部分を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図で
ある。図７（ａ）、（ｂ）に示すように感光基板１０
は、例えば半導体素子製造の一工程での様子が示されて
おり、ここでは約５０μｍ程度の段差を有する凹凸構造
となっている。尚、上部１０ａには５μｍピッチのライ
ンアンドスペースパターンを転写する必要があるが、下
部１０ｂには比較的粗いピッチ（１０μｍ程度）のライ
ンアンドスペースパターンを転写すれば良いものとす
る。
【００１６】図８は本実施例で使用される角度フィルタ
の一例を示しており、領域２０ａ、２０ｂはそれぞれ上
部１０ａ、下部１０ｂに対応している。すなわち、上部
１０ａに到達する光は角度フィルタ２０の領域２０ａを
通り、下部１０ｂに到達する光は領域２０ｂを通過する
ように、領域２０ａ、２０ｂは配置されている。ここ
で、領域２０ａの透過率−角度特性は、先に示した関係
式においてＬ＝５μｍを代入して得られた角度θ1 以下
の角度範囲で透過率が高く、角度θ1 を越える角度範囲
で透過率が低く（ほぼ零に）なるように定められてい
る。同様に領域２０ｂでは、上記関係式にＬ＝１０μｍ
を代入して得られた角度を基にして透過率−角度特性が
定められている。このような角度フィルタ２０を使用す
ることによって、上部１０ａでは高解像度が確保できる
とともに、下部１０ｂでは回折角の大きな回折光が除去
されて大きな焦点深度が得られるため、段差にかかわら
ず１０μｍの解像度が得られることになる。
の一例を示しており、領域２０ａ、２０ｂはそれぞれ上
部１０ａ、下部１０ｂに対応している。すなわち、上部
１０ａに到達する光は角度フィルタ２０の領域２０ａを
通り、下部１０ｂに到達する光は領域２０ｂを通過する
ように、領域２０ａ、２０ｂは配置されている。ここ
で、領域２０ａの透過率−角度特性は、先に示した関係
式においてＬ＝５μｍを代入して得られた角度θ1 以下
の角度範囲で透過率が高く、角度θ1 を越える角度範囲
で透過率が低く（ほぼ零に）なるように定められてい
る。同様に領域２０ｂでは、上記関係式にＬ＝１０μｍ
を代入して得られた角度を基にして透過率−角度特性が
定められている。このような角度フィルタ２０を使用す
ることによって、上部１０ａでは高解像度が確保できる
とともに、下部１０ｂでは回折角の大きな回折光が除去
されて大きな焦点深度が得られるため、段差にかかわら
ず１０μｍの解像度が得られることになる。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、原図基板
のパターンから発生する回折光のうち、所定次数の回折
光を選択的に除去する光学部材を設けるため、焦点深度
の低下をもたらす次数の回折光が感光基板に到達するの
を防止し、残りの光を用いてパターン露光を行っている
ので、実質的な焦点深度を大きくすることができる。
のパターンから発生する回折光のうち、所定次数の回折
光を選択的に除去する光学部材を設けるため、焦点深度
の低下をもたらす次数の回折光が感光基板に到達するの
を防止し、残りの光を用いてパターン露光を行っている
ので、実質的な焦点深度を大きくすることができる。
【図１】本発明の第１の実施例による露光装置の構成を
示す模式図。
示す模式図。
【図２】第１の実施例で使用される角度フィルタの透過
率−角度特性の一例を示す図。
率−角度特性の一例を示す図。
【図３】本発明の第２の実施例による露光装置の構成を
示す模式図。
示す模式図。
【図４】第２の実施例で使用される角度フィルタの透過
率−角度特性の一例を示す図。
率−角度特性の一例を示す図。
【図５】第２の実施例で使用される角度フィルタの透過
率−角度特性の一例を示す図。
率−角度特性の一例を示す図。
【図６】第２の実施例で使用される角度フィルタの透過
率−角度特性の一例を示す図。
率−角度特性の一例を示す図。
【図７】本発明の第３の実施例で使用される感光基板の
一部分を示す図。
一部分を示す図。
【図８】第３の実施例で使用される角度フィルタの構成
の一例を示す図。
の一例を示す図。
【図９】従来の露光装置の構成を示す模式図。
１ 照明系 ２ 原図基板 ３、２０ 角度フィルタ ４、１０ 感光基板
Claims (2)
- 【請求項１】 照明光を原図基板にほぼ均一に照射する
ための照明系を有し、前記原図基板のパターンを感光基
板上に転写する露光装置において、 前記照明光の照射によって前記パターンから発生する回
折光のうち、所定次数の回折光を選択的に除去する光学
部材を備えたことを特徴とする露光装置。 - 【請求項２】前記光学部材は、前記照明光の波長をλ、
前記原図基板の法線と前記パターンから発生する光との
なす角をθ、前記感光基板に形成すべきパターンの最小
線幅をＬとすると、 sinθ＝０．８×λ／Ｌ なる関係式を満たす角度θを超える回折光を除去するこ
とを特徴とする請求項１に記載の装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3200581A JPH0547624A (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3200581A JPH0547624A (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0547624A true JPH0547624A (ja) | 1993-02-26 |
Family
ID=16426723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3200581A Pending JPH0547624A (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0547624A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7195246B2 (en) | 2004-02-25 | 2007-03-27 | Mitsubishi Cable Industries, Ltd. | Sealing material |
| JP2013540349A (ja) * | 2010-09-30 | 2013-10-31 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | 投影露光システム及び投影露光方法 |
| WO2019093038A1 (ja) * | 2017-11-07 | 2019-05-16 | 富士フイルム株式会社 | 画像露光装置、及び画像露光方法 |
-
1991
- 1991-08-09 JP JP3200581A patent/JPH0547624A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7195246B2 (en) | 2004-02-25 | 2007-03-27 | Mitsubishi Cable Industries, Ltd. | Sealing material |
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| US9146475B2 (en) | 2010-09-30 | 2015-09-29 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Projection exposure system and projection exposure method |
| WO2019093038A1 (ja) * | 2017-11-07 | 2019-05-16 | 富士フイルム株式会社 | 画像露光装置、及び画像露光方法 |
| JPWO2019093038A1 (ja) * | 2017-11-07 | 2020-12-03 | 富士フイルム株式会社 | 画像露光装置、及び画像露光方法 |
| US11169451B2 (en) | 2017-11-07 | 2021-11-09 | Fujifilm Corporation | Image exposure device and image exposure method |
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