JPH0620922A - 縮小投影露光装置 - Google Patents
縮小投影露光装置Info
- Publication number
- JPH0620922A JPH0620922A JP4176874A JP17687492A JPH0620922A JP H0620922 A JPH0620922 A JP H0620922A JP 4176874 A JP4176874 A JP 4176874A JP 17687492 A JP17687492 A JP 17687492A JP H0620922 A JPH0620922 A JP H0620922A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light source
- value
- line width
- diaphragm
- dense
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- 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)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 限界解像力及び焦点深度を良好にするか疎密
線幅差を最小にするかのいずれにもできる縮小投影露光
装置を提供する。 【構成】 光源と、その光を受光し投光すべく設けられ
た光学素子と、その光学素子からの投光をウェハー上に
照射すべく、同軸上に順次に設けられたコンデンサレン
ズ６と、ガラス・マスク７と、投影レンズ９とを備え、
さらに、前記光源と前記ガラス・マスク７との間に可変
式絞り２を設け、かつこの可変式絞り２に、コヒーレン
トシグマの値を切換えるべく絞りの変更を指令できる縮
小投影露光装置１。
線幅差を最小にするかのいずれにもできる縮小投影露光
装置を提供する。 【構成】 光源と、その光を受光し投光すべく設けられ
た光学素子と、その光学素子からの投光をウェハー上に
照射すべく、同軸上に順次に設けられたコンデンサレン
ズ６と、ガラス・マスク７と、投影レンズ９とを備え、
さらに、前記光源と前記ガラス・マスク７との間に可変
式絞り２を設け、かつこの可変式絞り２に、コヒーレン
トシグマの値を切換えるべく絞りの変更を指令できる縮
小投影露光装置１。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置の製造工
程におけるフォトリソグラフィ−技術に関し、更に詳し
くは、フォトリソグラフィー工程で露光光をウェハー上
に塗布されたフォトレジストに照射して所望のレジスト
パターンを形成するに際して用いられる縮小投影露光装
置に関するものである。
程におけるフォトリソグラフィ−技術に関し、更に詳し
くは、フォトリソグラフィー工程で露光光をウェハー上
に塗布されたフォトレジストに照射して所望のレジスト
パターンを形成するに際して用いられる縮小投影露光装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、微細なレジストパターンを形成す
るために縮小投影露光装置を使用している。この装置に
よれば、実寸の５倍ないし１０倍のパターンを持つガラ
ス・マスク（レティクルといわれる）に水銀ランプの光
が当てられ、レティクル上に描かれているパターンが投
影レンズで１／５ないし１／１０に縮小されて、ウエハ
ー上のフォトレジストに映される。レティクル上のパタ
ーンが実寸の５倍ないし１０倍になっているので、レテ
ィクル上の最小線幅はウェハー上の５倍ないし１０倍と
緩くて済む。また、ウェハー全体への露光、ウェハーの
高さ（焦点）合わせ及びマスク合わせ等も自動化されて
いるので精度が高く、スループットも高い。
るために縮小投影露光装置を使用している。この装置に
よれば、実寸の５倍ないし１０倍のパターンを持つガラ
ス・マスク（レティクルといわれる）に水銀ランプの光
が当てられ、レティクル上に描かれているパターンが投
影レンズで１／５ないし１／１０に縮小されて、ウエハ
ー上のフォトレジストに映される。レティクル上のパタ
ーンが実寸の５倍ないし１０倍になっているので、レテ
ィクル上の最小線幅はウェハー上の５倍ないし１０倍と
緩くて済む。また、ウェハー全体への露光、ウェハーの
高さ（焦点）合わせ及びマスク合わせ等も自動化されて
いるので精度が高く、スループットも高い。
【０００３】そして、さらに限界解像力や焦点深度を良
好にする目的で縮小投影露光装置の波長、開口数、コヒ
ーレントシグマ（投影光学系の入射角の正弦に対するコ
ンデンサー光学系の入射角の正弦の比をいう）を最適化
する方法がとられている。
好にする目的で縮小投影露光装置の波長、開口数、コヒ
ーレントシグマ（投影光学系の入射角の正弦に対するコ
ンデンサー光学系の入射角の正弦の比をいう）を最適化
する方法がとられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、縮小投
影露光装置の解像限界に近いパターンを形成しようとし
たとき、すなわち、線幅が同一でスペース幅が異なるパ
ターンを形成しようとしたとき、線幅を正確に同一にす
ること（疎密線幅差を０にすること）が難しい。これは
前記の限界解像力と焦点深度の最適化によって得た光学
形の装置では改善されない。
影露光装置の解像限界に近いパターンを形成しようとし
たとき、すなわち、線幅が同一でスペース幅が異なるパ
ターンを形成しようとしたとき、線幅を正確に同一にす
ること（疎密線幅差を０にすること）が難しい。これは
前記の限界解像力と焦点深度の最適化によって得た光学
形の装置では改善されない。
【０００５】その理由は、限界解像力と焦点深度を良好
にすれば疎密線幅差が大きくなり、逆に疎密線幅差を小
さくすれば、限界解像力と必要焦点深度が得られなくな
るという問題があるからである。この発明は、このよう
な問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成により、必
要に応じて、限界解像力と焦点深度を良好にしたり疎密
線幅差を最小にしたりすることができる縮小投影露光装
置を提供する。
にすれば疎密線幅差が大きくなり、逆に疎密線幅差を小
さくすれば、限界解像力と必要焦点深度が得られなくな
るという問題があるからである。この発明は、このよう
な問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成により、必
要に応じて、限界解像力と焦点深度を良好にしたり疎密
線幅差を最小にしたりすることができる縮小投影露光装
置を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、光源と、こ
の光源の光を受光し投光すべく設けられた光学素子と、
その光学素子からの投光をウェハー上に照射すべく、同
軸上に順次に設けられたコンデンサレンズ、ガラス・マ
スク及び投影レンズとを備え、さらに、前記光源と前記
ガラス・マスクとの間に可変式絞りを設け、かつ疎密線
幅差を最小にする場合にはコヒーレントシグマの値を大
きい値に切換え設定させるべく前記可変式絞りに絞りの
変更を指令する司令部を設けてなる縮小投影露光装置で
ある。
の光源の光を受光し投光すべく設けられた光学素子と、
その光学素子からの投光をウェハー上に照射すべく、同
軸上に順次に設けられたコンデンサレンズ、ガラス・マ
スク及び投影レンズとを備え、さらに、前記光源と前記
ガラス・マスクとの間に可変式絞りを設け、かつ疎密線
幅差を最小にする場合にはコヒーレントシグマの値を大
きい値に切換え設定させるべく前記可変式絞りに絞りの
変更を指令する司令部を設けてなる縮小投影露光装置で
ある。
【０００７】すなわち、この発明は、従来固定式であっ
た絞りを可変式の絞りにすると共に限界解像力と焦点深
度とを良好にするときには可変式絞りをより絞った値に
し、疎密線幅差を最小にするときには、コヒーレントシ
グマの値を大きい値に切換えるべく絞りを変えられるよ
うにすることによって、各工程での異なる要求に応える
ことができるようにするものである。可変式絞りに絞り
の切換えを指令する司令部としては、マイクロコンピュ
ータ又は電子回路が用いられる。
た絞りを可変式の絞りにすると共に限界解像力と焦点深
度とを良好にするときには可変式絞りをより絞った値に
し、疎密線幅差を最小にするときには、コヒーレントシ
グマの値を大きい値に切換えるべく絞りを変えられるよ
うにすることによって、各工程での異なる要求に応える
ことができるようにするものである。可変式絞りに絞り
の切換えを指令する司令部としては、マイクロコンピュ
ータ又は電子回路が用いられる。
【０００８】可変式絞りとしては、通常光学系で使用さ
れるものであれば使用できるが、開口形状が矩形又は円
形の絞りで開口広さが可変であり光を散乱しないものが
良い。可変式絞りを所定の程度まで絞ると、大きな限界
解像力や焦点深度が得られるが、一方絞りを所定の値ま
で開くとコヒーレントシグマ（σ＝ｓｉｎθ1／ｓｉｎ
θ2，θ1はコンデンサー光学系の入射角、θ2は投影光
学系のそれである）の値が大きくなり、実施例で詳述す
るごとく小さな疎密線幅差（密集パターンと疎パターン
との線幅差）が得られる。
れるものであれば使用できるが、開口形状が矩形又は円
形の絞りで開口広さが可変であり光を散乱しないものが
良い。可変式絞りを所定の程度まで絞ると、大きな限界
解像力や焦点深度が得られるが、一方絞りを所定の値ま
で開くとコヒーレントシグマ（σ＝ｓｉｎθ1／ｓｉｎ
θ2，θ1はコンデンサー光学系の入射角、θ2は投影光
学系のそれである）の値が大きくなり、実施例で詳述す
るごとく小さな疎密線幅差（密集パターンと疎パターン
との線幅差）が得られる。
【０００９】したがって、この発明による縮小投影露光
装置によれば、司令部により可変式絞りの絞り程度を切
換え、それによって半導体装置を製造する工程で、限界
解像力や焦点深度が必要な工程と、疎密線幅差を最小に
抑える工程を区別し、それぞれの工程の必要性に対応す
ることができる。
装置によれば、司令部により可変式絞りの絞り程度を切
換え、それによって半導体装置を製造する工程で、限界
解像力や焦点深度が必要な工程と、疎密線幅差を最小に
抑える工程を区別し、それぞれの工程の必要性に対応す
ることができる。
【００１０】
【実施例】以下、図に示す実施例に基づきこの発明を詳
述する。なお、これによってこの発明が限定されるもの
ではない。図１はこの発明の一実施例を示す縮小投影露
光装置の概略図である。図１において、縮小投影露光装
置１は、光源としての水銀ランプ４と、楕円面鏡３と、
一対の光学素子としての受光鏡１１と、投光鏡１２と、
それらの間に設けられたミキサーレンズ５と、ウェハー
１０上に照射すべく、同軸上に順次設けられた、コンデ
ンサレンズ６と、レティクル（ガラス・マスク）７と、
投影レンズ９と、可変式絞り２と、この絞りの絞り程度
を切換えるべく指令するマイクロコンピュータからなる
司令部１３とからなる。この実施例では可変式絞り２は
受光鏡１１とミキサーレンズ５の間に設けられている
が、ミキサーレンズ５とティクル７との間に設けること
もできる。なお、符号８は投影レンズの入射瞳を示す。
述する。なお、これによってこの発明が限定されるもの
ではない。図１はこの発明の一実施例を示す縮小投影露
光装置の概略図である。図１において、縮小投影露光装
置１は、光源としての水銀ランプ４と、楕円面鏡３と、
一対の光学素子としての受光鏡１１と、投光鏡１２と、
それらの間に設けられたミキサーレンズ５と、ウェハー
１０上に照射すべく、同軸上に順次設けられた、コンデ
ンサレンズ６と、レティクル（ガラス・マスク）７と、
投影レンズ９と、可変式絞り２と、この絞りの絞り程度
を切換えるべく指令するマイクロコンピュータからなる
司令部１３とからなる。この実施例では可変式絞り２は
受光鏡１１とミキサーレンズ５の間に設けられている
が、ミキサーレンズ５とティクル７との間に設けること
もできる。なお、符号８は投影レンズの入射瞳を示す。
【００１１】そして、θ1はコンデンサー光学系の入射
角で、θ2は投影光学系の入射角である。したがって、
コヒーレントシグマσは で表され、開口数ＮＡは ＮＡ＝Ｓｉｎθ2 （２） で表わされる。
角で、θ2は投影光学系の入射角である。したがって、
コヒーレントシグマσは で表され、開口数ＮＡは ＮＡ＝Ｓｉｎθ2 （２） で表わされる。
【００１２】図１において、θ2を一定（すなわち開口
数ＮＡの値が一定）とすると可変式絞りを大きく開くほ
どθ1が大きくなり（１）式で明らかなようにコヒーレ
ントシグマσの値は大きくなる。逆に可変式絞りを小さ
く開くほどσの値は小さくなる。なお、（１）及び
（２）式から明らかなようにσ及びＮＡの単位はなく、
その値は唯の数値だけである。
数ＮＡの値が一定）とすると可変式絞りを大きく開くほ
どθ1が大きくなり（１）式で明らかなようにコヒーレ
ントシグマσの値は大きくなる。逆に可変式絞りを小さ
く開くほどσの値は小さくなる。なお、（１）及び
（２）式から明らかなようにσ及びＮＡの単位はなく、
その値は唯の数値だけである。
【００１３】図２は、疎密線幅に関するレジストパター
ンの一例を示す。２１は密集パターンを示し、その線幅
をＷｐで表している。２２は疎パターンを示し、その線
幅をＷｉで表している。この場合、疎密線幅差△Ｗは △Ｗ＝Ｗｐ−Ｗｉ で定義される。ここで、各線幅Ｗｐ、Ｗｉ及び疎密線幅
差△Ｗの単位はいずれもμｍである図３は、コヒーレン
トシグマσに対する疎密線幅差△Ｗの変化を示してい
る。
ンの一例を示す。２１は密集パターンを示し、その線幅
をＷｐで表している。２２は疎パターンを示し、その線
幅をＷｉで表している。この場合、疎密線幅差△Ｗは △Ｗ＝Ｗｐ−Ｗｉ で定義される。ここで、各線幅Ｗｐ、Ｗｉ及び疎密線幅
差△Ｗの単位はいずれもμｍである図３は、コヒーレン
トシグマσに対する疎密線幅差△Ｗの変化を示してい
る。
【００１４】横軸にコヒーレントシグマσの値（単位な
し）を取り、縦軸に疎密線幅差△Ｗの値（単位μｍ）を
取っている。そして、光源として使用した水銀ランプ４
（図１に示す）のスペトル線のうちｉ線（ｉ−ＬＩＮ
Ｅ）による露光で、開口数ＮＡが０．５（ＮＡ＝０．
５）の場合を示している。また、図中の各折線は所望パ
ターンの線幅［例えば実線──は線幅が０．４０μｍ
（ＬＷ＝０．４）］を示している。
し）を取り、縦軸に疎密線幅差△Ｗの値（単位μｍ）を
取っている。そして、光源として使用した水銀ランプ４
（図１に示す）のスペトル線のうちｉ線（ｉ−ＬＩＮ
Ｅ）による露光で、開口数ＮＡが０．５（ＮＡ＝０．
５）の場合を示している。また、図中の各折線は所望パ
ターンの線幅［例えば実線──は線幅が０．４０μｍ
（ＬＷ＝０．４）］を示している。
【００１５】図３において明らかなように、コヒーレン
トシグマσの値が大きくなるほど疎密線幅差が小さい値
になっていくのがよくわかる。すなわち、ＮＡ＝０．
５，σ＝０．６のｉ線の縮小投影露光装置で０．５μｍ
幅加工の焦点深度から最適化を行った光学系では、その
０．５μｍパターンの疎密線幅差△Ｗは図３から明らか
なように−０．０３５μｍ（σ＝０．６の縦線と一点鎖
線との交点の値）であるが、コヒーレントシグマσの値
を大きくして、σ＝０．８にすると、△Ｗの値は０（σ
＝０．８の縦線と一点鎖線との交点の値）に近い。
トシグマσの値が大きくなるほど疎密線幅差が小さい値
になっていくのがよくわかる。すなわち、ＮＡ＝０．
５，σ＝０．６のｉ線の縮小投影露光装置で０．５μｍ
幅加工の焦点深度から最適化を行った光学系では、その
０．５μｍパターンの疎密線幅差△Ｗは図３から明らか
なように−０．０３５μｍ（σ＝０．６の縦線と一点鎖
線との交点の値）であるが、コヒーレントシグマσの値
を大きくして、σ＝０．８にすると、△Ｗの値は０（σ
＝０．８の縦線と一点鎖線との交点の値）に近い。
【００１６】このように、σの値を０．８にすること
で、△Ｗを線幅０．４μｍまで０．０１μｍ以下にする
ことができる。
で、△Ｗを線幅０．４μｍまで０．０１μｍ以下にする
ことができる。
【００１７】
【発明の効果】この発明によれば、絞りを切換えること
ができるようにしたので、深く絞って大きな限界解像力
や焦点深度を得ることができる一方、コヒーレントシグ
マの値を必要に応じて変えることができ、疎密線幅差を
最小に抑えることができる。したがって、この発明によ
る縮小投影露光装置は、半導体装置の製造工程におい
て、限界解像力や焦点深度が必要な工程でも、最小の疎
密線幅差が必要な工程でもその工程毎の要求に対応でき
る。
ができるようにしたので、深く絞って大きな限界解像力
や焦点深度を得ることができる一方、コヒーレントシグ
マの値を必要に応じて変えることができ、疎密線幅差を
最小に抑えることができる。したがって、この発明によ
る縮小投影露光装置は、半導体装置の製造工程におい
て、限界解像力や焦点深度が必要な工程でも、最小の疎
密線幅差が必要な工程でもその工程毎の要求に対応でき
る。
【図１】この発明の一実施例を示す縮小投影露光装置で
ある。
ある。
【図２】疎密線幅に関するレジストパターンの１例であ
る。
る。
【図３】コヒーレントシグマに対する疎密線幅差の変化
を表すグラフである。
を表すグラフである。
１ 縮小投影露光装置 ２ 可変式絞り ３ 楕円面鏡 ４ Ｈｇランプ ５ ミキサーレンズ ６ コンデンサレンズ ７ レティクル（ガラス・マスク） ８ 投影レンズの入射瞳 ９ 投影レンズ １０ ウェハー １１ 受光鏡 １２ 投光鏡 １３ 司令部
Claims (1)
- 【請求項１】 光源と、この光源の光を受光し投光すべ
く設けられた光学素子と、その光学素子からの投光をウ
ェハー上に照射すべく、同軸上に順次に設けられたコン
デンサレンズ、ガラス・マスク及び投影レンズとを備
え、さらに、前記光源と前記ガラス・マスクとの間に可
変式絞りを設け、かつ疎密線幅差を最小にする場合に
は、コヒーレントシグマの値を大きい値に切換え設定さ
せるべく前記可変式絞りに絞りの変更を指令する司令部
を設けてなる縮小投影露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4176874A JPH0620922A (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | 縮小投影露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4176874A JPH0620922A (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | 縮小投影露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0620922A true JPH0620922A (ja) | 1994-01-28 |
Family
ID=16021295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4176874A Pending JPH0620922A (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | 縮小投影露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0620922A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002035588A1 (fr) * | 2000-10-25 | 2002-05-02 | Sony Corporation | Procede de production de dispositif semiconducteur et systeme de production de ce dispositif |
| KR100350763B1 (ko) * | 1999-05-04 | 2002-08-28 | 주식회사 하이닉스반도체 | 광학 조명계의 시그마값 변화 측정 마스크 및 그 측정방법 |
| KR100546160B1 (ko) * | 1999-04-16 | 2006-01-24 | 주식회사 하이닉스반도체 | 광학 조명계의 시그마값 변화 측정방법 |
| US7073924B2 (en) * | 2000-03-30 | 2006-07-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Projection exposure apparatus with line width calculator controlled diaphragm unit |
-
1992
- 1992-07-03 JP JP4176874A patent/JPH0620922A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100546160B1 (ko) * | 1999-04-16 | 2006-01-24 | 주식회사 하이닉스반도체 | 광학 조명계의 시그마값 변화 측정방법 |
| KR100350763B1 (ko) * | 1999-05-04 | 2002-08-28 | 주식회사 하이닉스반도체 | 광학 조명계의 시그마값 변화 측정 마스크 및 그 측정방법 |
| US7073924B2 (en) * | 2000-03-30 | 2006-07-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Projection exposure apparatus with line width calculator controlled diaphragm unit |
| US7123346B2 (en) | 2000-03-30 | 2006-10-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Projection exposure apparatus with line width calculator controlled diaphragm unit |
| WO2002035588A1 (fr) * | 2000-10-25 | 2002-05-02 | Sony Corporation | Procede de production de dispositif semiconducteur et systeme de production de ce dispositif |
| KR100844809B1 (ko) * | 2000-10-25 | 2008-07-09 | 소니 가부시끼 가이샤 | 반도체 장치의 제조 방법 및 반도체 장치의 제조 시스템 |
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