JPH06333801A - 露光装置 - Google Patents

露光装置

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JPH06333801A
JPH06333801A JP5144215A JP14421593A JPH06333801A JP H06333801 A JPH06333801 A JP H06333801A JP 5144215 A JP5144215 A JP 5144215A JP 14421593 A JP14421593 A JP 14421593A JP H06333801 A JPH06333801 A JP H06333801A
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JP
Japan
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light
exposure
exposure light
mask
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP5144215A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeru Akao
茂 赤尾
Keiichi Kimura
景一 木村
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPH06333801A publication Critical patent/JPH06333801A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 露光光のガウス型強度分布による照度むらを
低減すると共にスペックルノイズの発生を抑え、また最
小線幅に対して光を絞る必要がなく、さらに小型化を図
る。 【構成】 コリメーションレンズ4により露光光源1か
ら射出した光束2を平行光にし、そして平行光にされた
光束2を、光軸変更手段50によってマスク9上に形成
されたパターン10に対してラスタ走査を行う。このラ
スタ走査に際し、コリメーションレンズ11によって光
束2をマスク9上に形成されたパターン10に対して垂
直照射する。これにより、光の持つガウス型強度分布に
よる照度むらが低減し、また光を集合させることから基
板露光面上でのスペックルノイズが殆ど発生しない。さ
らにマスク上のパターン領域に対して光束2をラスタ走
査されることから、基板上への投影露光に関する機構の
小型化が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マスク上のパターンを
光学系を用いて基板上に投影露光する露光装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来よりレクチルを含むマスク上のパタ
ーンを別置された基板上へ投影露光する方式として、ス
テッパ方式およびミラープロジェクション・アライナ方
式が用いられている。
【0003】ステッパ方式は例えば縮小投影型露光装置
の光学系(I)写真工業 10/1983(著者:安西
暁氏)に詳しい。ミラープロジェクション・アライナ
方式はレクチルを含むマスクと基板を一体で移動させ、
マスク幅を持つスリット状の光束をマスク上で一方向で
走査させることにより露光を行うものである。この方式
は、「最新液晶ディスプレイの製造装置と応用技術」
(監修:小林俊介氏 発行:ミマツデータシステム)第
8章LCD製造装置 第1項 ミラープロジェクション露
光装置(著者:吉成 秀樹氏)に詳しい。電子ビーム描
画方式は「超LSI技術」(著者:垂井 康夫氏 発
行:オーム社)に詳しい。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の露光装置にあっては次のような問題点があった。す
なわち、ステッパ方式では、レクチルを含むマスク上の
パターンを露光する場合、スループットを上げるために
1ショットの露光領域をできる限り大きくすることが考
えられるが、1ショットの露光領域を大きくする程、露
光光が持つガウス型強度分布のために露光領域の中心部
とその周辺とで照度むらが大きくなってしまう。このた
め、通常、照度むらを低減し、強度分布を一様にするた
めのインテグレータと呼ばれる光学素子を用いて光整形
を行う必要がある。また、1ショットの露光領域を大き
くすることにより、スペックルノイズが生じやすくな
る。
【0005】また、ミラープロジェクション・アライナ
方式では、レクチルを含むマスクと基板を一体で移動を
行うためのステージが必要となり、装置全体が複雑大型
化になる。
【0006】そこで本発明は、露光光のガウス型強度分
布による照度むらを低減できると共にスペックルノイズ
の発生を抑え、さらに小型化を図ることができる露光装
置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため本発
明による露光装置は、露光光を発生する露光光発生手段
と、この露光光発生手段より発せられた露光光を平行光
に修正する平行光修正手段と、この平行光修正手段によ
り平行光に修正された露光光の進行方向を所定の範囲内
で変化させる光軸変更手段と、この光軸変更手段により
変化された露光光をマスク上のパターン領域に対して垂
直照射する垂直照射手段と、前記マスクを透過した露光
光を基板上に結像させる投影光学手段とを備えたことを
特徴とする。
【0008】好ましい態様として、前記露光光発生手段
は、空間的にガウス強度分布(以下、単にガウス分布と
いう)を有する露光光を発生するものであることを特徴
とする。
【0009】また、前記平行光修正手段は、コリメーシ
ョンレンズであることを特徴とする。
【0010】また、前記光軸変更手段は、2つの反射手
段と、これら反射手段を動作させる駆動手段とを有する
ことを特徴とする。
【0011】
【作用】本発明では、平行光修正手段により露光光発生
手段より射出した露光光が平行光に修正される。また、
平行光にされた露光光が光軸変更手段によりマスク上の
パターン領域に対してラスタ走査される。さらに、マス
ク上のパターン領域に対するラスタ走査において、露光
光が垂直照射手段にて垂直照射される。
【0012】したがって、平行光にされた露光光を用い
てレチクルを含むマスク上に描かれたパターンの上を走
査し、隣り合う露光光の走査間隔を制御することがで
き、光の持つガウス型強度分布による照度むらが低減す
る。また、光を集合させることから基板露光面上でのス
ペックルノイズの発生が殆どない。また、基板を固定し
た状態でマスク上のパターン領域に対して露光光のラス
タ走査を行うので、基板上への投影露光に関する機構の
小型化が図れる。
【0013】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。 実施例1.図1は本発明の露光装置の一実施例を示す構
成図である。この露光装置は光走査光学系に2つのガル
バノミラーを用いた等倍投影露光装置である。
【0014】1は水銀ランプあるいはレーザ等の露光光
源であり、ガウス分布を有する光束(露光光)を発生す
る。2は露光光源1より射出した光束、3は集光レン
ズ、4はコリメーションレンズであり、集光レンズ3を
透過した光束2を平行光にする。5,6の各々はガルバ
ノミラーであり、駆動装置7,8により駆動される。
【0015】これらガルバノミラー5,6およびモータ
7,8により図2に示すようなラスタ走査が行われ、コ
リメーションレンズ4を透過して平行光にされた光束2
がマスク9(レチクルを含む)上のパターン領域10に
相当するコリメーションレンズ11上の範囲12に照射
される。この場合、X方向の走査がガルバノミラー5に
より行われ、Y方向の走査がガルバノミラー6により行
われる。
【0016】コリメーションレンズ11は光束2がマス
ク9上に形成されているパターン10に垂直に照射する
ようにするものである。13は投影光学系であり、マス
ク9を透過した光束2を基板14上に結像させる。
【0017】上記露光光源1は露光光発生手段に対応
し、上記コリメーションレンズ4は平行光修正手段に対
応する。また、上記ガルバノミラー5,6は反射手段に
対応し、上記駆動装置7,8は駆動手段に対応する。ま
た、上記ガルバノミラー5,6および上記駆動装置7,
8は光軸変更手段50を構成する。また、上記マスク9
はパターン基板に対応し、上記パターン10は露光パタ
ーンに対応する。また、上記コリメーションレンズ11
は垂直照射手段に対応し、上記投影光学系13は投影光
学手段に対応する。
【0018】ここで、本発明において、光の持つガウス
型強度分布による照度むらは、図3に示すように隣り合
う走査線の間隔dとビーム径Wxによって決定すること
ができる。走査方向xに対して平行な光の横モードの強
度分布は、連続光として一定とし、走査方向xに対して
垂直方向yの走査線1本の横モード強度分布f(x)
は、ガウス分布に近似させ、断面の総エネルギーを1と
すると、式(1)で与えられる。この場合、xは露光光
中心からの距離である。
【0019】
【数1】
【0020】図3に示す断面100において、式(1)
で示した強度分布を持つ光を間隔dで走査することによ
り得られる露光領域内の各点での合成した強度101
は、式(2)で与えられる。この場合、kは走査線の本
数である。
【0021】
【数2】
【0022】図4に、式(2)を用いて光の総エネルギ
ーを1、走査線の間隔d=18mm、ビーム系Wx=2
0mmにした場合における基板上で合成された光強度の
軌跡を実線で示す。このときの照度むらΔIは、最大光
強度Iに対して1%以下になる。
【0023】次に動作について説明する。露光光源1か
ら射出した光束2は、集光レンズ3により集光され、さ
らにコリメーションレンズ4により平行光にされる。そ
して、平行光にされた光束2はガルバノミラー5,6お
よび駆動装置7,8によるラスタ走査によりコリメーシ
ョンレンズ11上の範囲12に照射される。
【0024】この範囲12に亘って照射された光束2は
コリメーションレンズ11にてマスク9上に形成されて
いるパターン10に垂直に照射される。そして、マスク
9を透過した光束2は投影光学系13により基板14上
に結像される。
【0025】実施例2.この実施例は図5に示すよう
に、ガルバノミラー6と、このガルバノミラー6を駆動
する駆動装置8と、ポリゴンミラー15と、このポリゴ
ンミラー15を駆動する駆動装置16とから構成される
光軸変更手段51を有している点が上記実施例1と異な
っている。
【0026】この光軸変更手段51は、コリメーション
レンズ4により平行光にされた光束2を図6に示すラス
タ走査によりパターン10の領域に相当するコリメーシ
ョンレンズ11上の範囲12に照射する。この場合、X
方向の走査をポリゴンミラー15により行い、Y方向の
走査をガルバノミラー6により行う。
【0027】実施例3.この実施例は図7に示すよう
に、ポリゴンミラー15,17と、これらポリゴンミラ
ー15,17を駆動する駆動装置16,18とから構成
される光軸変更手段52を有している点が上記実施例1
と異なっている。
【0028】この光軸変更手段52は、コリメーション
レンズ4により平行光にされた光束2を図8に示すラス
タ走査によりパターン10の領域に相当するコリメーシ
ョンレンズ11上の範囲12に照射する。この場合、X
方向の走査をポリゴンミラー15により行い、Y方向の
走査をポリゴンミラー17により行う。
【0029】なお、上記実施例ではレクチルを含むマス
クを用いることから、電子ビーム描画装置のように基板
に直接描画する場合と比べて最小線幅に対して光を絞る
必要がない。したがって、線幅が細くなればなるほど描
画時間が長くなることはなく、スループットが悪くなる
ことはない。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、隣り合う露光光の走査
間隔を制御することができるので、平行光とした露光光
でパターン領域を走査するようにしたので、露光基板全
面における露光光のガウス型強度分布による照度むらを
低減することができる。これにより、強度分を均一にす
るためのインテグレータと呼ばれる光学素子を照明光学
系から取り除くことができる。
【0031】また、露光光を集合して用いるので、スペ
ックルノイズが殆ど生じない。さらに、基板を固定した
状態でマスク上のパターン領域に対して露光光のラスタ
走査を行うので、従来のレクチルを含むマスクと基板を
一体で移動を行うためのステージを必要とするミラープ
ロジェクション・アライナ方式と比べて装置全体の小型
化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る露光装置の一実施例を示す構成図
である。
【図2】同実施例のラスタ走査を示す平面図である。
【図3】本発明に関する照度むらの決定方法を説明する
ための波形図である。
【図4】本発明に関する基板上に投影される露光の強度
を説明するための波形図である。
【図5】本発明に係る露光装置の他の実施例を示す構成
図である。
【図6】同実施例のラスタ走査を示す平面図である。
【図7】本発明に係る露光装置の他の実施例を示す構成
図である。
【図8】同実施例のラスタ走査を示す平面図である。
【符号の説明】
1 露光光源(露光光発生手段) 4 コリメーションレンズ(平行光修正手段) 5,6 ガルバノミラー(反射手段) 7,8,16,18 駆動装置(駆動手段) 9 マスク 10 パターン領域 11 コリメーションレンズ(垂直照射手段) 13 投影光学系(投影光学手段) 15,17 ポリゴンミラー(反射手段) 50,51,52 光軸変更手段

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 露光光を発生する露光光発生手段と、 前記露光光発生手段より発せられた露光光を平行光に修
    正する平行光修正手段と、 前記平行光修正手段により平行光に修正された露光光の
    進行方向を所定の範囲内で変化させる光軸変更手段と、 前記光軸変更手段により変化された露光光をマスク上の
    パターン領域に対して垂直照射する垂直照射手段と、 前記マスクを透過した露光光を基板上に結像させる投影
    光学手段と、 を備えたことを特徴とする露光装置。
  2. 【請求項2】 前記露光光発生手段は、空間的にガウス
    強度分布を有する露光光を発生するものであることを特
    徴とする請求項1記載の露光装置。
  3. 【請求項3】 前記平行光修正手段は、コリメーション
    レンズであることを特徴とする請求項1又は請求項2い
    ずれかの項記載の露光装置。
  4. 【請求項4】 前記光軸変更手段は、2つの反射手段
    と、これら反射手段を動作させる駆動手段とを有するこ
    とを特徴とする請求項1、請求項2又は請求項3いずれ
    かの項記載の露光装置。
JP5144215A 1993-05-24 1993-05-24 露光装置 Pending JPH06333801A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002151391A (ja) * 2000-11-10 2002-05-24 Canon Inc 走査型露光装置及びデバイス製造方法
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JP2015191132A (ja) * 2014-03-28 2015-11-02 株式会社Screenホールディングス 輝度分布測定装置、描画装置および輝度分布測定方法

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