JPH06510632A - 照射装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、電子素子を製造するために使用されるレチクルおよびマスクのよう なモデルを作製するための、または製造に必要なフォトリソグラフィ工程の間、 ウェハおよび基板を直接照射するための、または感光層を含む構造を直接照射す るための照射装置または露光装置に関するものであり、前記照射または露光装置 は光源およびパターン発生器を含む。

この発明は特に、モデル、レチクルおよびマスク、の作製に関し、または半導体 製造、集積回路の製造、ハイプリ・１・製造およびフラン１−スクリーンの製造 とともに、照射方法か用いられる場合の同様の製造方法の分野における測微計範 囲の直接照射に関するものである。この発明は特に、゛１′−導体製造の分野で 半導体ウェハの直接照射に用いられるように、かつハイブリッ１へおよびホンデ ィング技術の分野て基板の直接照射に用いられるように適合された照射装置に関 するものである。

フすトリック′ラフィによる回路の製造のためとともに、マスクの製造および半 導体製品の直接照射のための照射テンプＬ−−１−であるレチクルを作製するた めに、レーザ光源または水銀灯を３む電子ヒーム描画装置、レーザビームユニッ トおよび光学パターン発生器が使用される。先行技術による光学パターン発生器 は、機械的長方形シールドによつ−と（こよってＰＪＴ里の構造を作製する。作 製されるべき構造の複雑性により、必要とされる照射長方形の数が定められ、ひ いては構造のための描画時間または露光時間が定められる。これらの公知のパタ ーン発生器によって作製され得る構造の精度はひいては、使用される機械的長方 形シールドの精度によって限定される。

先行技術によるレーザビームユニットの場合、照射されるへき表面はレーザビー ムによってラスタされる。ラスタ工程に必要とされるシリアルデータフローのた めに、このようなし−ザヒームユニットの描画速度または照射速度は限定される 。さらに、このようなレーザビームユニットは機械光学のために高額の投資を必 要とする。

先行技術に用いられる電子ビームユニットは、電子感応性の特別なフォトレジス トシステムの照射にしが用いられることかできず、上述のレーザビームユニット と比較すると、電子ヒームユニットはさらに真空技術の使用を必要とする。した かって、電子ビームユニットは極めて高額の資本出費および作業コストを必要と する。

Ｂ　−Ｗ　・プリン力（Ｂ、Ｗ、Ｂｒ１ｎ）ｔｅｒ　）他による技術発行物、５ ＰＩＥ（Ｄ予稿集、１９８９年、第１０１８巻（７）　ｒ７り７−イブ・マトリ ックスアドレスされた空間光変調器に用いられる薄い粘弾性層の変形作用（Ｄｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｂｅｈａｖｉｏｒ　ｏｆｔｈｉｎ　ｖｉｓｃｏｅｌａｓｔ ｉｃ　１ａｙｅｒｓ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ａｎ　ａｃｔｉｖｅ、ｍａｔｒｉｘ−ａ ｄｄｒｅｓｓｅｄ　５ｐａｔｉａｌ　ｌｉｇｈｔ　ｗｏｄｕｌａｔｏｒ　）　Ｊ は、テレビ画像の生成、または画像表示のためのアクティブ・マトリ・クラスア ドレスされた粘弾性表面光変調器を含む反射性光学シュリーレン系の使用を既に 開示している。この表面光変調器は、その光か適切な光学系を介して表面光変調 器の表面上に垂直方向に達する永久光源を含む。表面光変調器の表面領域は、制 御電極のアドレッシングに応答して変形されるよう適合されており、それによっ て表面上に達する光か、アドレスされた表面素子の場合は回折光として、アドレ スされていない表面素子の場合は非回折光として反射される。

非回折光は光源に戻るであろうか、回折光はテレビ画面または画像表示領域上で の画像生成のために光学シュリーレン系を介して使用されるであろう。

テキサス・インスツルメント（Ｔｅｘａｓ　［ｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ　）の発行 物、ＪＭＦ　００８二０２６０、Ｉ　Ｏ／８７は、その反射面が電気的にアｌル ス可能、かつ機械的に変形可能な複数のリートからなる表面光変調器を開示して ０る。

予備公開されていない、先行の国際特許出願ＰＣＴ／ＤＥ９１１００３７５号は 、モデルを作製するための、まｔこは電子素子を直接照射するための照射装置を 説明しており、前記照射装置は光源とパターン発生器とを含む。ノくターン発生 器は光学ソユリーレン系とアクティブ・マトリ・ソクスアトレス可能な表面光変 調器とを含み、この表面光変調器は反射面を含む粘弾性制御層を有する。ンユリ ーレン系のシュリーレンレンズと投影レンズとの間にはミラー装置か配置され、 このミラー装置は好ましくは二重機能を行ない、すなわち光源から表面光変調器 上に入来した光を偏向させ、反射された非回折光をフィルタ処理して除去するた めのフィルタ装置としての機能を果たすために使用される。シュリーレンレンズ は表面光変調器に近接して配置される。変位可能に適合された位置決めテーブル は、その上にモデルまたは電子素子を受ける。この照射装置では、集束手段によ って光か光源からミラー装置を介し、表面光変調器上に導入され、この集束手段 はミラー装置の前方にあるビーム経路内に配置され、ミラー装置上に光源から入 来する光を集束する。すなわち、この照射装置か使用される場合、表面光変調器 に照射を行なうための虚像の点光源かミラー装置の位置で必然的に生成され、そ の結果照射装置の構造設計と、そのミラー装置およびフィルタ装置の配置か限定 される。

この先行技術を基礎として、この発明の目的は、モデルを作製するための、また は電子素子を直接照射するための照射装置を提供することであり、前記照射装置 は構造が単純であり、シーサヒームシステムまたは電子ビームシステムと比較し て露光時間または描画時間を短縮することかできる。

この目的は、請求項１に記載の照射装置によって達成される。

この発明によると、電子素子を製造するために使用されるモデルを作製するため の、またはそれらの製造に必要とされるフォトリソグラフィ工程の間ウエノ１ま たは基板を直接照射するための、または感光層を含む構造を直接照射するための 照射装置は、光源とパターン発生器とを含み、パターン発生器は光学シュリーレ ン系およびアクティブ・マトリックスアドレス可能な光変調器を含む。この表面 光変調器は反射面を設けられ、そのアドレスされた表面領域は入射光を回折し、 そのアドレスされていない表面領域は入射光を反射する。ソユリーレン系は、表 面光変調器の側に配置されたシュリーレンレンズと、表面光変調器と対面しない 投影レンズと、それらのレンズの間に配置され、光源から入来した光を表面光変 調器の表面上に向けるミラー装置とを含む。ソユリーレンレンズは表面光変調器 から前記レンズの焦点距離よりも短い距離に配置される。照射装置は集束装置を 含み、集束装置は、ミラー装置から間隔を開けられた少なくとも１つの点に光源 からの光を集束し、かつその点をミラー装置で反射することによって少なくとも １つの虚像の点光源と関連付ける。シュリーレンレンズと投影レンズとの間にあ る虚像の点光源の回折画像面で、フィルタ装置は次のような性質の構造設計を与 えられる。すなわち、表面光変調器のアドレスされた表面領域によって反射され た回折光をいわゆるネガティブモードてフィルタ処理して除去し、アｉ・レスさ れていない表面領域によって反射された非回折光を投影レンズを介してモデル、 電子素子、もしくは構造へ達することかできるようにするか、または表面光変調 器のアドレスされていない表面領域によって反射された非回折光をいわゆるポジ ティブモートてフィルタ処理して除去し、アドレスされた表面領域によって反射 された回折光を投影レンズを介してモデル、電子素子、もしくは構造に達するこ とができるようにする。照射装置はさらに変位可能な位置決めテーブルか設けら れ、この位置決めテーブル上には、表面光変調器の表面領域の鮮明な画像をモデ ル、電子素子、または構造上に形成することかできるような態様で、モデル、電 子素子、または構造を適所に固定することかてきる。

この発明の本質的局面に従うと、この発明に従った照射装置の光源はパルス化さ れたレーザ光源であり、このレーザ光源のパルス持続期間は、位置決めテーブル の変位率で分割された作製されるべき構造の最小寸法よりも短い。この実施例に 基づくと、位置決めテーブルか本質的に連続して変位している間、この発明に従 った照射装置では、モデル、電子素子、または構造にストロボのような照射を行 なうことかでき、それによって極めて高速の描画速度および露光速度か達成され る。

個々のレーザ光パルスの照射強度か高いにも関わらず、この発明は、たとえばテ レビ画面の場合のように、照射強度が極めて低い使用の場合しか、先行技術に使 用される型の表面光変調器を使用しない。しかし、この発明に従った照射装置の シーサ光パルスか持続期間の短いパルスのみであるという事実に鑑みると、表面 光変調器は依然として熱要件を満たすであろう。表面光変調器の迅速なプログラ ム可能性またはアドレス可能性に基づくと、作製されるへき構造全体の連続した ２つの部分画像の間での位置決めテーブルの変位移動の間、前記表面光変調器を 再びプログラムまたはアドレスすることかできる。これによって、反復構造を有 する半導体ウェハの直接照射の場合に短い露光パルスンーケンスが可能となるだ けでなく、表面光変調器の迅速な再プログラム可能性に基づいた不規則な構造の 作製も可能になるであろう。

この発明に従った照射装置のさらなる発展が従属項に開示される。

この発明に従った照射装置の好ましい実施例か、添付の図面を参照して以下によ り詳細に説明される。

図１は、この発明に従った照射装置の全構造の概略図を示す。

図２は、この発明に従った照射装置の第１の実施例の詳細図を示す。

図３は、この発明に従った照射装置の第２の実施例の詳細図を示す。

図４は、この発明に従った照射装置の第３の実施例の詳細ＩＡを示す。

図１に示される照射装置には、その全体に参照番号「Ｉ」が付されており、電子 素子製造のだめのレチクルおよびマスクのようなモデルを作製する役割、または 基板もしくは感光層を含む構造の直接照射を行なう役割を果たす。

この発明に従った照射装置１はエキシマレーザ光源２を含む。このエキシマレー ザ光源は、紫外線領域内の波長が約４５０ないし１５０ｎｍであるガス放出レー ザ装置であり、１パルス当たり極めて高い光強度で、かつ高い繰返し率で、光パ ルスを制御可能な態様に発する。エキシマレーザ光源２は照射光学ユニット４を 介してパターン発生器３に接続される。照射光学ユニット４は、エキシマレーザ 光源２の光アパーチャが表面光変調器の表面に適合されるような態様で、エキシ マレーザ光源２がら入来した光を表面光変調器１３に与える機能を果たし、表面 光変調器１３はパターン発生器３の一部を形成し、これより後に説明される。図 ２および３に関して下に説明される好ましい実施例の場合、照射光学ユニット４ はその構造自体が公知であるレンズ系によって規定される。

投影光学ユニット５によって、パターン発生器は後で詳細に説明される態様でモ デル６上にパターンの画像を形成し、前記モデル６はｘ−ｙ−〇位置決めテーブ ルによって保持される。

投影光学ユニット５はパターン発生器３によって作製されたパターンの画像をモ デル６上に形成するだけでなく、画像形成の際、所望の倍率拡大または縮小を行 ない、所望であれば、モデル６上に画像をオートフォーカスするものである。

既に説明したとおり、モデルはたとえはレチクルまたはマスクであり得る。始め にも説明された直接照射の場合、ｘ−ｙ−〇位置決めテーブル７は、モデル６の 代わりに、照射が行なわれるへき半導一体ウェハ、フォトリソグラフィによって 形成されるへき他のエレメント、または描画されるへき、もしくは照射されるべ き感光層を含む構造を保持する。

位置決めテーブル７は防振支持構造８上に配置される。

・この支持構造８の上には、追加モデル６、半導体素子、または照射が行なわれ るべき構造のためのローディングおよびアンローディングステーション９が設け られ得る。ローディングおよびアンローディングステーション９には、半導体製 造技術の分野で通常使用され、かつ照射が行なわれる・＼きモデルもしくは基板 を、または他の半導体素子を、位置決めテーブル７に自動的に装填するのに適し た構造設計か与えられる。

制御コンピュータ１０および関連の制御エレクトロニクス１１は、露光装置のた めのすへての制御機能を行なう。

制御コンピュータｊＯおよび制御エレクトロニクス１１は特に、コンピュータ制 御による位置決めテーブルの位置合わせを目的として、位置決めテーブル７と交 信する。制御コンピュータＩＯは、モデル６上に連続的に部分画像を形成してそ の結果、露光された全体構造を得るために、位置決めテーブル７のそれぞれの制 御位置に応答して、パターン発生器３をそれぞれプログラムし、かつアトルスす る。

磁気テープユニットまたはＬＡＮインタフェース（図示せず）がデータキャリヤ として使用される。

図２かられかるように、パターン発生器３は、２次元光変調器とも称される表面 光変調器１３を含み、さらに、表面光変調器と対面するシュリーレンレンズ１５ と、表面光変調器１３と対面しない投影レンズＩ６と、シュリーレンレンズ１５ と投影レンズ１６との間に配置されたミラー装置Ｉ７とを含む光学シュリーレン 系も含む。開示される好ましい実施例ではミラー装置は半反射ミラーとして示さ れ、半反射ミラー１７とレンズ１５、Ｉ６の光軸の交点が、前記シュリーレンレ ンズ１５の黒子面から距離ａだけシュリーレンレンズ１５に向って変位されるよ うな態様で、レンズ１５．１６の光軸に対して４５°の角度をなすように配置さ れる。

シュリーレンレンズ１５は、表面光変調器１３からその焦点距離よりも短い距離 に配置される。

ミラー装置１７の前方にあるビーム経路内に配置される照射光学ユニットは、前 述したエキシマレーザ光源２に加えて、ビーム拡大光学系４ａ、４ｂおよび集束 光学系４ｃを含み、集束光学系は図示される好ましい実施例では光を１点Ｐに集 束させる。光か光軸に対して対称に導入されるこの関係に示される配置では、光 軸とミラー装置Ｉ７との交点からのこの点Ｐの距離は、光軸とミラー装置１７と の前記交点と、ソユリーレンレンズＩ５の黒子面との間の距離ａに対応する。

すなわち、この関係に示される実施例では、ミラー装置１７と集束装置４Ｃとは 、集束手段の焦点Ｐか、ミラー装置１７で、点Ｐを反射させることによって虚像 の点光源Ｐ′と関連付けるように配置され、前記虚像の点光源Ｐ′はこの実施例 ではシュリーレンレンズ１５の黒子面内に位置付けられる。したかって、虚像の 点光源Ｐ′の回折画像もンユリーレンレンズＩ５の黒子面内に位置付けられ、そ れによって望ましくない次数の回折をフィルタ処理して除去するために使用され 、回折画像面内に位置付けられるフィルタ装ｆｔ１８は、この実施例でシュリー レンレンズ１５の黒子面内に配置される。

図２に従った実施例では、集束装置４Ｃの焦点Ｐは、反射により焦点と関連付け られた虚像の点光源Ｐ′がシュリーレンレンズの黒子面内に位置付けられるよう に、ミラー装置ｔ＋７に対して配置される。この構造設計とは別に、集束装置４ ｃの焦点を変位させて、それと関連付けられた虚像の点光源Ｐ′を、前記シュリ ーレンレンズの方へシュリーレンレンズ１５の黒子面よりも遠方に変位させるこ とかできる。それによって、虚像の点光源Ｐ′の回折画像面がそれぞれの表面領 域＋９ａ、１９ｂ、・・・は平坦てあろう。

１、　Ｎ　＋−１ｖｈスゼ゛ｊ、−ノボニー８”？′−１＋　Ｍ　／　Ｉ＋、々 枯署ＩＱ＋千車シュリーレンレンズ１５の黒子面から投影レンズ１６の方へ変位 するという効果がもたらされる。フィルタ装置１８か回折画像面内に配置されね ばならないということを考慮すると、現在説明されている実施例の前記フィルタ 装置１８もまた、投影レンズ１６の方へ、図２に示される構造設計よりも遠方に 変位させ、前記フィルタ装置１８を回折画像面内に位置決めせねはならない。

表面光変調器Ｉ３は、ノユリーレンレンズ１５に対し反射面１９によって封止さ れている粘弾性制御層１８を含み、前記反射面はたとえは金属膜によって形成さ れる。さらに、表面光変調器Ｉ３はいわゆるアクティブ・アドレシングマトリッ クス２０を含み、この７１〜リツクスは関連の制御電極対を有するＭＯＳトラン ソスタのモノリシック集積アレイから構成され得る。典型的には、アドレシング マトリックス２０は２０００Ｘ２０００個の画素を含むであろう。

アドレシングマトリックス２ｏの反射面１９の画素または表面領域１９ａ、１９ ｂ、・・・の各々は、一対または数対の電極を有する２つのトランジスタと接続 され、粘弾性層１８およびその反射面１９とともに、■または数格子の繰返しか らなる回折格子を各々形成する。

表面領域１９ａ、１９ｂ、・・・が、それぞれの表面領域の電極対の２つの電極 に対向電圧（論理ＮＪ）を印加することによってアドレスされる場合、反射面Ｉ ９はほぼ正弦曲線状の断面を呈するであろう。アドレスされなければ、きる。

し１（）ｖｐｏ＊−ノアイノで−ｒ（番よ、ノイルｙ茨直１１ｊｌよ表面光変調 器１３から入来した０次光をフィルタ処理して除去し、より高次の回折光のうち 少な（とも１つか通過できるように構成され、それによってアドレスされる変調 器領域に対応する表面光変調器１３の投影領域は、照射されるべき感光層６上へ の照射によって結像される。

上述の構成とは別に、いわゆるネガティブモードを実現するために、フィルタ装 置１８は、光変調器１３から入来した０次光しか通過させないようにも構成され 得、これは図２に示される。したがって、表面光変調器１３のアドレスされてい ない表面領域１９ａ、１９ｂ、・・・によって反射された非回折光しか、投影レ ンズＩ６を介してモデル６または電子素子または構造に達することかできず、そ れによってネガティブモードの投影画像はアドレスされていない領域に対応する であろう。

図２を参照して今説明されたシステムでは、レーザ光源２から光学ユニット４お よびミラー装置１７を介するシステムへの光の導入は、レンズ１５および１６の 光軸に対して対称的に行なわれ、それにより虚像の点光源Ｐ′から入来し、光変 調器１３上に達する光は前記表面光変調器＋３上に本質的に垂直に達するであろ う。

しかし、図３に関して以下に説明されるように、光か非対称的に導入された場合 、光の入射を斜角で得ることかてる八　１　マーロル刀（リレ’ｏＪ−１”ｌ　 ’（１７Ｊｔ　ご聞　乙Ｖノ六〃ＩＢ　＋７１１１ｗ　ＡＪ　ＩＬＬ〜９Ｑｌａ ３に従った実施例では、前記図３のミラー装置を規定する半反射ミラーＩ７か４ ５°の角度から外れた角度で配置される。集束装置４ｃの焦点Ｐの半反射ミラー １７からの距離は、この場合も点Ｐと関連づけられた虚像の点光源Ｐ′かシュリ ーレンレンズＩ５の黒子面に位置付けられるように選択される。しかし、半反射 ミラーＩ７の傾きのために、虚像の点光源Ｐ′はここてはレンズ１５．１６の光 軸の外側に位置付けられるであろう。これには、虚像の点光源Ｐ′の光か斜角で の入射で表面光変調器＋３上に達するという効果かあるであろう。

シャッタとして構成され、０次光をフィルタ処理して除去するために使用される フィルタ装置１８は、光軸に関して虚像の点光源Ｐ′と対称的に位置決めされる 。

横方向スペクトルの１次、２次および３次回折は、投影レンズ１６によって受け られ、投影テーブル７上に配置されたモデル６上に結像される。

図３に示される配置の場合のように、動作モードがいわゆるポジティブモードで ある場合、構造が微細な投影か得られる。たとえは図２に示される対称配置が使 用される場合、投影レンズ１６の開口数のために回折次数か小さいものしか結像 されず、それによってその投影の微細構造が比較的強く際立つ。てきるたけ同質 であり、かつ光微細構造だけを存する照射を得るためには、より高次数のうち可 能な最大次数のものか結像過程に含まれねばならないてあろう。図３に従った非 対称配置か使用される場合、スペクトルの両側のうち一方からのより高次の回折 か投影レンズ１６の変化しない入射瞳によって結像され、それによって形成さ第 １る像の同質性か改善される。

図３に従った実施例とともに示されている型のミラーである、半反射ミラーの使 用とは別に、集束装置４Ｃから入来する光かミラー装置上に達する図３に示され ている領域たけにミラーか設けられ、１次ないし３次の回折が通過できるように 残りの領域を開放することも可能である。

図２および３に従った実施例では、レーザ光源２から入来する光は１点Ｐだけで 集束され、虚像の点光源Ｐ′　１点か前記点Ｐに対応する。

上述とは別に、複数の本質的に点対称の点光源（９個の点光源）か図４に従った 第３の実施例で形成され、前記点光源は各々表面光変調器１３の表面全体に照射 を与える。

この目的のために、照射光学ユニット４は、ビーム拡大光学系４ａおよび４ｂに 加えて、２つの円柱レンズ系群２１ないし２３．２４ないし２６を含み、それら は互いに垂直方向に配置される。

ビーム経路内に前方で位置付けられた円柱レンズ２１．２２．２３は、相構造と 平行に、少なくともｙ方向に配向され、最初に述へた前記円柱レンズの後に続く 円柱レンズ２４．２５．２６は、相構造と直角に配置される。一方が他方の後ろ に置かれるこれらの円柱レンズ系は、光を９個の点に集束し、それらの点のうち ３つの点すなわちＰｌ、Ｐ２、Ｐ３か図面に示される。半反射ミラーによって規 定されたミラー装置１７に対する焦点ＰＩ、Ｐ２、Ｐ３の位置は、前記ミラー装 置１７によって反射される場合、シュリーレンレンズ１５の黒子面に位置付けら れた点光源ＰＩ’、Ｐ２’、Ｐ３’とそれらの焦点を関連づけるような性質のも のである。

動作中、すへての実施例の位置決めテーブル７は予め定められた移動方向に連続 して移動し、この移動の間、結像されるべき全体構造の重なった部分画像の画像 が、エキシマレーザ光源２をパルス化することによってモデル６上に形成される であろう。

表面光変調器１３のアドレシングマトリックス２０は通常、機能を行なうことか できない複数の画素を含む。

ポジティブモードて動作しているシステムでは、論理「０」かこれらの欠陥画素 に作用する。

ネガティブモートて動作しているシステムでは、これらの欠陥画素はもはや反射 を行なわないように処理される。

それは、たとえはそれらの画素を彩色することによって、またはその反射面を破 壊することによって行なわれることかできる。

モデル６上の構造は各々、部分画像を重ねることによって形成されるので、照射 されるべき構造の各部分が、作業順に１個の画素骨、または作業順に表面領域１ つ分、少なくとも１回確実に照射される。

パルス化されたエキシマレーザ光源２のパルス持続期間は、位置決めテーブル７ の変位率で分割された、形成されるべき構造の最小寸法よりも短いので、位置決 めテーブル７の連続変位の際に照射された全体構造の形成は不鮮明とはならない であろう。

アドレシングマトリックス２０を制御するためのデータ構造は本質的に、先行技 術に従ったラスク配向されたレーザビームまたは電子ビームユニットを制御する ためのデータ構造に対応する。この発明に従った照射装置の使用により生じた本 質的な利点は、大量のデータを伝送するのに必要とされる時間が、アドレシング マトリックス２０の細分に基づき、かつたとえば１６または３２個の細片からな るサブマトリックスの並列プログラミングに基づき、はぼ任意の程度にまで短縮 されるという事実に見られるへきである。アドレスマトリックス２０を含む、こ の発明に従った照射袋ｆｆ１ｌのさらなる利点は、シリコンウェハ上の集積回路 の規則的配列のような反復構造に照射を与える目的のために、アＩ・レシングマ トリックス２０はたった一度しかプログラムする必要がなく、プログラムされた 画像はすべての同一構造に対してたった一度しか記憶される必要がないという事 実に見られるへきである。

この発明に従った照射装置ｌには、自動校正システムおよび直接描画の場合のモ デル６の微調整のためのシステムを設けることかできる。この目的のために、基 準マークか位置決めテーブル７およびモデル６上に付され、アドレシングマトリ ックス２０がプログラム可能な基準マークとして用いられる。自ｆｆｉ！Ｉ　第 ２正によって、投影光学ユニット５の拡大倍率拡大誤差やすべての位置決め誤差 を補償することかできる。

１、事件の表示 国際出願番号：　ＰＣＴ／ＤＥ９１１００８５９２、発明の名称 照射装置 ３、特許出願人 住　所　ドイツ連邦共和国、８０６３６　ミュンヘン、レオンロツドシュトラー セ、５４ 代表者　シュベルト、ヘルムット 国　籍　ドイツ連邦共和国 ４、代理人 住　所　大阪市北区南森町２丁目１番２９号　住友銀行南森町ビル電話　大阪（ ０６）３６１−２０２１ 氏名弁理士（６４７４）深見久部・′。

１９９３年　８月　５日 ６、添付書類の目録 ソユリーレンレンズと投影レンズとの間にはミラー装置が配置され、このミラー 装置は好ましくは二重機能を行ない、すなわち光源から表面光変調器上に入来し た光を偏向させ、反射された非回折光をフィルタ処理して除去するためのフィル タ装置としての機能を果たすために使用される。シュリーレンレンズは表面光変 調器に近接して配置される。変位可能に適合された位置決めテーブルは、その上 にモデルまたは電子素子を受ける。この照射装置では、集束手段によって光か光 源からミラー装置を介し、表面光変調器上に導入され、この集束手段はミラー装 置の前方にあるビーム経路内に配置され、ミラー装置上に光源から入来する光を 集束する。すなわち、この照射装置か使用される場合、表面光変調器に照射を行 なうための虚像の点光源かミラー装置の位置で必然的に生成され、その結果照射 装置の構造設計と、そのミラー装置およびフィルタ装置の配置か限定される。

ＵＳ−Ａ−４，６７５，７０２号は、たとえば感光膜を露光するために用いられ ることができ、かついわゆる「フォトプロッタ」として構成され得る表面露光装 置を開示する。この露光装置は、たとえば液晶層からなる、制御可能なライト・ マトリックス・バルブを介して注かれる本質的に平行な光束を発生するための光 源を含み、それによって露光されるへきてない感光膜の領域が規定される。

ＵＳ−Ａ−４，７２８，１８５号は、光学プリンタ内で光変調器とともに用いら れることかできるシュリーレン結像系を扱う。ライトバルブ自体は、電子工学的 にアドレス可能な表面光バルブとして構成されることができる。公知の照射装置 は、棒形光変調器のアドレスされた部分しか感光層上に結像されないように配置 される。

ＵＳ−Ａ−４，５９２，６４８号は、半導体材料上の感光層上にモデルの像を形 成するのに用いられ、かつ変位可能な位置決めテーブルか設けられた照射装置を 開示する。

この先行技術を基礎として、この発明の目的は、モデルを作製するための、また は電子素子を直接照射するための照射装置を提供することであり、前記照射装置 は構造か単純であり、レーザビームシステムまたは電子ビームシステムと比較し て露光時間または描画時間を短縮することができる。

この目的は、請求項１に記載の照射装置によって達成される。

（ＪＸ下＃白） 請求の範囲 １、を子素子の製造に用いられるモデルを作製するための、またはそれらの製造 に必要とされるフォトリソグラフイエ程の際ウェハまたは基板を直接照射するた めの、または感光層を含む構造を直接照射するための照射装置であって、光源（ ２）とパターン発生器（３）とを含み、パターン発生器（３）は光学シュリーレ ン系（１４）と、アクティブ・マトリックスアドレス可能な表面光変調器（１３ ）とを含み、 表面光変調器（１３）は反射面（１９）を有し、そのアドレスされた表面領域（ １９ａ、１９ｂ、・・・）は回折光として入射光を反射し、そのアドレスされて いない表面領域（１９ａ、１９ｂ、・・・）は非回折光として入射光を反射し、 シュリーレン系（１４）は、表面光変調器（Ｉ３）の側に配置されたシュリーレ ンレンズ（１５）と、表面光変調器（Ｉ３）と対面しない投影レンズ（１６）と 、それらのレンズ（１５，１６）の間に配置され、かつ光源（２）から入来する 光を表面光変調器（１３）の表面（１９）上に向けるミラー装置（１７，１７ａ ）とを含み、ソユリーレンレンズ（１５）は表面光変調器（１３）から前記レン ズの焦点距離より短い距離に配置され、集束手段（４ｃ）が、ミラー装置（１７ ）から間隔を開けられた少なくとも１つの点（Ｐ）に光源（２）から入来する光 を集束し、かつその点（Ｐ）をミラー装置（１７）で反射することによって少な くとも１つの虚像の点光源（Ｐ′）と関連付けるように適応させるために設けら れ、フィルタ装置（１８）が、シュリーレンレンズ（１５）と投影レンズ（１６ ）との間で、虚像の点光源（Ｐ′）の回折画像面内に配置され、前記フィルタ装 置（１８）は、表面光変調器（１３）のアドレスされた表面領域によって反射さ れた回折光をフィルタ処理して除去し、アドレスされていない表面領域によって 反射された非回折光を、投影レンズ（ＩＯ）を介し、モデル（６）、または電子 素子、または構造へ到達させることがてきるか、または表面光変調器（１３）の アドレスされていない表面領域によって反射された非回折光をフィルタ処理して 除去し、アドレスされた表面領域によって反射された回折光を、投影レンズ（１ ６）を介し、モデル（６）、または電子素子、または構造へ到達させることがで きるような性質の構造設計を有し、 表面光変調器（１３）の表面領域（１９ａ、１９ｂ、・・・）の鮮明な画像か、 モデル（６）、ディスク、基板、または構造」ニに形成され得るように、モデル （６）、ディスク、基板、または構造か適所に固定され得る変位可能な位置決め テーブル（７）が設けられ、 光源はパルス化されたレーザ光源（２）であり、そのパルス持続期間か、位置決 めテーブル（７）の変位率によって分割された作製されるべきモデル、ディスク 、基板または構造の最小構造寸法よりも短かくなるように構成され、位置決めテ ーブルの変位の間、モデル（６）、ディスク、基板または構造は、表面光変調器 （１３）の十分なアドレシングによって複数の部分画像から構成される、照射装 置。

２、ミラー装置は、レンズ（１５，１６）によって定められた光軸に対して４５ °の角度て配置される半反射ミラー（１７）によって規定される、請求項１に記 載の照射装置。

３、フィルタ装置（１８）はシュリーレンレンズ（１５）の黒子面に配置され、 集束装置（４ｃ）は点（Ｐ）を生成し、そこで、ミラー装置ｔ（１７）での反射 によって、点（Ｐ）と関係付けられることかできる虚像の点光源（Ｐ′）が、シ ュリーレンレンズ（１５）の黒子面内に位置付けられるような、ミラー装置から の距離で、光源（２）からの光が集束される、請求項１または２に記載の照射装 置。

４、集束装置（４ｃ）は点（Ｐ）を生成し、そこでミラー装置（１７）での反射 によって点（Ｐ）と関係付けられることができる虚像の点光源（Ｐ′）か、シュ リーレンレンズの方向にシュリーレンレンズ（１５）の黒子面に対して第１の変 位を行なうことによって生成されるような、ミラー装置からの距離で、交点（２ ）からの光が集束され、フィルタ装置（１８）は、投影レンズ（１６）の方向に シュリーレンレンズ（１５）の黒子面に対して第２の変位を行なうことによって 配置され、前記第２の変位は前記第１の変位に依存する、請求項１ないし２に記 載の照射装置。

５、集束装置（４ｃ）および／またはミラー装置（１７）は、非回折光がレンズ （１５，１６）の光軸に対して角度をなして反射されるように、表面光変調器（ １３）の表面（１９）上に斜角で光が達するように配置され、フィルタ装置（１ ８）は−次回折光および／またはより高次の回折光の横方向のスペクトルを投影 レンズ（１６）へ到達させ、他方、０次光をフィルタ処理して除去することがで きる、請求項Ｉないし４の１つに記載の照射装置。

６、パルス化されたレーザ光源はエキシマレーザ光源（２）である、請求項１な いし５０１つに記載の照射装置。

７、表面光変調器（１３）の各表面領域は、各々が一対の制御電極、または数対 の制御電極を設けられた２つのトランジスタを接続させ、それぞれの表面領域の アドレシングに応答して、反射面および前記反射面によって覆われた粘弾性制御 層とともに１つまたはいくつかの回折格子を形成するであろう、請求項１ないし ６の１つに記載の照射装置。

８、ウェハまたは基板のための自動ローディングおよびアンローディング装置が 設けられ、それによって一群のウェハまたは基板の完全自動照射を行なうことが できる、請求項１ないし７の１つに記載の照射装置。

９、予備調整手段または微調整手段か設けられ、それによって製造工程の間、基 板に繰返し正確な照射を与えることができる、請求項１ないし８の１つに記載の 照射装置。

１０、表面光変調器（１３）は、予備調整および微調整の際、プログラム可能な 基準マークとして使用される、請求項９に記載の照射装置。

１１、表面光変調器（Ｉ３）の反射面は液晶層で覆われ、電気的にアドレス可能 な表面領域（１９ａ、１９ｂ、・・・）によって、位相変位、およびしたがって 入射光の回折が生じる、請求項１ないしＩＯの１つに記載の照射装置。

１２、表面光変調器（１３）にはアドレス可能な機械的エレメントから構成され る反射面が設けられ、前記エレメントの折曲げにより、位相変位、およびしたが って、光の回折が生じるであろう、請求項Ｉないし１１の１つに記載の照射装置 。

１３、機械的エレメントは、折曲げられるように適応され、かつ反射面が設けら れたリードである、請求項Ｉ２に記載の照射装置。

ｔａｍ　ｒｃＴ、１ｓ入Ｚ　ｌ　ｕ　１０８１１１１　ｎｕａ＋＋ｏｎ　ｅＮ　 ｓψ閲ａ　＆ｈｅｅ　ＩＩ　Ｉ　Ｉ　ｕｌ　Ｖ　ｌ　’＋９■ フロントページの続き （５１）　Ｉｎｔ、Ｃ１，５識別記号　庁内整理番号ＧＯ３Ｆ　１１００　Ｚ　 ７３６９−２Ｈ７／２０　５２１　７３１６−２Ｈ （７２）発明者　ヘス、グンター ドイツ連邦共和国、４１００　デュースブルク、１、リチャード・バーブナ−・ シュトラーセ、１１２ Ｉ （７２）発明者　ゲーナー、アンドレアスドイツ連邦共和国、４１００　デュー スブルク、１、カメルシュトラーセ、８９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．電子素子の製造に用いられるモデルを作製するための、またはそれらの製造 に必要とされるフォトリソグラフィ工程の際ウエハまたは基板を直接照射するた めの、または感光層を含む構造を直接照射するための照射装置であって、光源（ ２）とパターン発生器（３）とを含み、パターン発生器（３）は光学シュリーレ ン系（１４）と、アクティブ・マトリックスアドレス可能な表面光変調器（１３ ）とを含み、 表面光変調器（１３）は反射面（１９）を有し、そのアドレスされた表面領域（ １９ａ、１９ｂ、・・・）は回折光として入射光を反射し、そのアドレスされて いない表面領域（１９ａ、１９ｂ、・・・）は非回折光として入射光を反射し、 シュリーレン系（１４）は、表面光変調器（１３）の側に配置されたシュリーレ ンレンズ（１５）と、表面光変調器（１３）と対面しない投影レンズ（１６）と 、それらのレンズ（１５、１６）の間に配置され、かつ光源（２）から入来する 光を表面光変調器（１３）の表面（１９）上に向けるミラー装置（１７、１７ａ ）とを含み、シュリーレンレンズ（１５）は表面光変調器（１３）から前記レン ズの焦点距離より短い距離に配置され、集束手段（４ｃ）が、ミラー装置（１７ ）から間隔を開けられた少なくとも１つの点（Ｐ）に光源（２）から入来する光 を集束し、かつその点（Ｐ）をミラー装置（１７）で反射することによって少な くとも１つの虚像の点光源（Ｐ′）と関連付けるように適応させるために設けら れ、フィルタ装置（１８）が、シュリーレンレンズ（１５）と投影レンズ（１６ ）との間で、虚像の点光源（Ｐ′）の回折画像面内に配置され、前記フィルタ装 置（１８）は、表面光変調器（１３）のアドレスされた表面領域（１９ａ、１９ ｂ、・・・）によって反射された回折光をフィルタ処理して除去し、アドレスさ れていない表面領域（１９ａ、１９ｂ、・・・）によって反射された非回折光を 、投影レンズ（１６）を介し、モデル（６）、または電子素子、または構造へ到 達させることができるか、または表面光変調器（１３）のアドレスされていない 表面領域（１９ａ、１９ｂ、・・・）によって反射された非回折光をフィルタ処 理して除去し、アドレスされた表面領域（１９ａ、１９ｂ、・・・）によって反 射された回折光を、投影レンズ（１６）を介し、モデル（６）、または電子素子 、または構造へ到達させることができるような性質の構造設計を有し、 表面光変調器（１３）の表面領域（１９ａ、１９ｂ、・・・）の鮮明な画像が、 モデル（６）、または電子素子、または構造上に形成され得るように、モデル（ ６）または電子素子、または構造が適所に固定され得る変位可能な位置決めテー ブル（７）が設けられる、照射装置。 ２．ミラー装置は、レンズ（１５、１６）によって定められた光軸に対して４５ °の角度で配置される半反射ミラー（１７）によって規定される、請求項１に記 載の照射装置。 ３．光源はパルス化されたレーザ光源（２）であり、パルス化されたレーザ光源 （２）のパルス持続期間は、位置決めテーブル（７）の変位率によって分割され た、作製されるべきモデル、または電子素子、または構造の最小構造寸法よりも 短く、 位置決めテーブルの変位の間、モデル（６）、または電子素子、または構造は、 表面光変調器（１３）の十分なアドレシングによる複数の部分画像から構成され る、請求項１または２に記載の照射装置。 ４．フィルタ装置（１８）はシュリーレンレンズ（１５）の焦平面に配置され、 集束装置（４ｃ）は点（Ｐ）を生成し、そこでミラー装置（１７）での反射によ って、点（Ｐ）と関係付けられることができる虚像の点光源（Ｐ′）が、シュリ ーレンレンズ（１５）の焦平面内に位置付けられるような、ミラー装置からの距 離で、光源（２）からの光が集束される、請求項１ないし３の１つに記載の照射 装置。 ５．集束装置（４ｃ）は点（Ｐ）を生成し、そこでミラー装置（１７）での反射 によって点（Ｐ）と関係付けられることができる虚像の点光源（Ｐ′）が、シュ リーレンレンズの方向にシュリーレンレンズ（１５）の焦平面に対して第１の変 位を行なうことによって生成されるような、ミラー装置からの距離で、交点（２ ）からの光が集束され、フィルタ装置（１８）は、投影レンズ（１６）の方向に シュリーレンレンズ（１５）の焦平面に対して第２の変位を行なうことによって 配置され、前記第２の変位は前記第１の変位に依存する、請求項１ないし３の１ つに記載の照射装置。 ６．集束装置（４ｃ）および／またはミラー装置（１７）は、非回折光がレンズ （１５、１６）の光軸に対して角度をなして反射されるように、表面光変調器（ １３）の表面（１９）上に斜角で光が達するように配置され、フィルタ装置（１ ８）は一次回折光および／またはより高次の回折光の横方向のスペクトルを投影 レンズ（１６）へ到達させ、他方、０次光をフィルタ処理して除去することがで きる、請求項１ないし５の１つに記載の照射装置。 ７．パルス化されたレーザ光源はエキシマレーザ光源（２）てある、請求項３に 記載の照射装置。 ８．表面光変調器（１３）の各表面領域（１９ａ、１９ｂ、・・・）は、各々が 一対の制御電極、または数対の制御電極を設けられた２つのトランジスタと接続 され、それぞれの表面領域（１９ａ、１９ｂ、・・・）のアドレシングに応答し て、反射面（１９）および前記反射面によって覆われた粘弾性制御層（１８）と ともに１つまたはいくつかの回折格子を形成するてあろう、請求項１ないし７の １つに記載の照射装置。 ９．ウエハまたは基板のための自動ローディングおよびアンローディング装置が 設けられ、それによって一群のウエハまたは基板の完全自動照射を行なうことが できる、請求項１ないし８の１つに記載の照射装置。 １０．予備調整手段または微調整手段が設けられ、それによって製造工程の間、 基板に繰返し正確な照射を与えることができる、請求項１ないし９の１つに記載 の照射装置。 １１．表面光変調器（１３）は、予備調整および微調整の際、プログラム可能な 基準マークとして使用される、請求項１０に記載の照射装置。 １２．表面光変調器（１３）の反射面は液晶層で覆われ、電気的にアドレス可能 な表面領域（１９ａ、１９ｂ、・・・）によって、位相変位、およびしたがって 入射光の回折が生じる、請求項１ないし１１の１つに記載の照射装置。 １３．表面光変調器（１３）にはアドレス可能な機械的エレメントから構成され る反射面が設けられ、前記エレメントの折曲げにより、位相変位、およびしたが って、光の回折が生じるであろう、請求項１ないし１２の１つに記載の照射装置 。 １４．機械的エレメントは、折曲げられるように適応され、かつ反射面が設けら れたリードである、請求項１３に記載の照射装置。