JPH07135134A - 縮小投影露光装置 - Google Patents
縮小投影露光装置Info
- Publication number
- JPH07135134A JPH07135134A JP5145294A JP14529493A JPH07135134A JP H07135134 A JPH07135134 A JP H07135134A JP 5145294 A JP5145294 A JP 5145294A JP 14529493 A JP14529493 A JP 14529493A JP H07135134 A JPH07135134 A JP H07135134A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exposure
- mask
- light
- exposure light
- optical path
- 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
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Landscapes
- Projection-Type Copiers In General (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体製造の露光工程において孤立パターン
の焦点深度を向上させる方法として焦点をずらして２回
露光する方法が知られている。この方法の工程簡略化と
簡略化による精度向上を目的とする。 【構成】 図１のようにマスクと投影レンズの間でレン
ズに近いところにマスクと平行にフィルターをいれる。
このフィルターには市松模様状に透明部材が部分的に形
成されてある。透明部材を通った光束と通らない高速で
は光路長が変わり、これを透過した光は光軸状にウエハ
面近傍で２つの焦点を結ぶ。
の焦点深度を向上させる方法として焦点をずらして２回
露光する方法が知られている。この方法の工程簡略化と
簡略化による精度向上を目的とする。 【構成】 図１のようにマスクと投影レンズの間でレン
ズに近いところにマスクと平行にフィルターをいれる。
このフィルターには市松模様状に透明部材が部分的に形
成されてある。透明部材を通った光束と通らない高速で
は光路長が変わり、これを透過した光は光軸状にウエハ
面近傍で２つの焦点を結ぶ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体素子等の製作にお
ける縮小投影露光方法および装置に関するものである。
ける縮小投影露光方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体の回路パターンを形成する露光工
程において、現在縮小投影露光装置が広く用いられてい
る。従来の投影露光法においては、露光光学系の焦点深
度は投影レンズの開口数と露光波長に強く依存してい
た。
程において、現在縮小投影露光装置が広く用いられてい
る。従来の投影露光法においては、露光光学系の焦点深
度は投影レンズの開口数と露光波長に強く依存してい
た。
【０００３】投影レンズの焦点深度はその開口数の２乗
に反比例するので、解像度を向上するために開口数を大
きくすると、それにともない、焦点深度は浅くなってし
まう。このため、基板表面の凸凹段差によって生ずる障
害への対応が次第に困難になってきている。比較的詳細
なパターンによって生ずる段差による障害については、
これまでの周知の多層レジスト法による平坦化によって
対処されてきた。しかし大面積パターンによって生じた
段差を完全に平坦化することが出来ず段差の上部もしく
は下部に、結像不良が生ずるのは避けられなかった。
に反比例するので、解像度を向上するために開口数を大
きくすると、それにともない、焦点深度は浅くなってし
まう。このため、基板表面の凸凹段差によって生ずる障
害への対応が次第に困難になってきている。比較的詳細
なパターンによって生ずる段差による障害については、
これまでの周知の多層レジスト法による平坦化によって
対処されてきた。しかし大面積パターンによって生じた
段差を完全に平坦化することが出来ず段差の上部もしく
は下部に、結像不良が生ずるのは避けられなかった。
【０００４】この問題を解決するために、段差が表面上
に依存しなくても、十分高い精度で微小なパターンを形
成でき、レンズの開口数が大きくなっても、光学系の実
質的な焦点深度の低下を防止し、段差の上部と下部に、
結像不良を生ずること無しに良好な微細パターンを形成
する方法として、焦点深度を向上させるために焦点位置
を光軸方向と平行にずらして複数回露光する多重焦点露
光法が特開昭６３−４２１２２号公報に記載されてい
る。異なる結像点を有する光を合成することにより、単
一像点の場合に比べ光強度コントラストの絶対値は減少
するものの、より広い範囲に一定水準以上のコントラス
トを維持することができ、段差による障害に対応するこ
とができる。また結像点間の距離を適宜選択することに
より光軸方向の所望の範囲以内で一定の光強度コントラ
ストが得られる。
に依存しなくても、十分高い精度で微小なパターンを形
成でき、レンズの開口数が大きくなっても、光学系の実
質的な焦点深度の低下を防止し、段差の上部と下部に、
結像不良を生ずること無しに良好な微細パターンを形成
する方法として、焦点深度を向上させるために焦点位置
を光軸方向と平行にずらして複数回露光する多重焦点露
光法が特開昭６３−４２１２２号公報に記載されてい
る。異なる結像点を有する光を合成することにより、単
一像点の場合に比べ光強度コントラストの絶対値は減少
するものの、より広い範囲に一定水準以上のコントラス
トを維持することができ、段差による障害に対応するこ
とができる。また結像点間の距離を適宜選択することに
より光軸方向の所望の範囲以内で一定の光強度コントラ
ストが得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述の多重焦点露光法
は１プロセスに複数回露光工程があり、スループットが
低下する。また、複数回の露光の重ね合わせの精度を制
御する必要があり、ステージの精度が求められる。本発
明の目的は露光工程を増やすことなく１回の露光だけ
で、現在の装置上のステージ精度のまま、レンズの開口
数が大きくなっても、光学系の実質的な焦点深度の低下
を防止し、段差の上部と下部に、結像不良を生ずること
無しに良好な微細パターンを形成することができる投影
露光方法及び装置を提供することである。
は１プロセスに複数回露光工程があり、スループットが
低下する。また、複数回の露光の重ね合わせの精度を制
御する必要があり、ステージの精度が求められる。本発
明の目的は露光工程を増やすことなく１回の露光だけ
で、現在の装置上のステージ精度のまま、レンズの開口
数が大きくなっても、光学系の実質的な焦点深度の低下
を防止し、段差の上部と下部に、結像不良を生ずること
無しに良好な微細パターンを形成することができる投影
露光方法及び装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の縮小投影露光方
法は縮小投影露光方法において、マスクと投影レンズの
間に配置された光路長が部分的に異なる光学手段より露
光光に光路差を生じさせ、ウエハ面近傍の光軸上に同時
に２つ以上の焦点を結び露光することを特徴とする。
法は縮小投影露光方法において、マスクと投影レンズの
間に配置された光路長が部分的に異なる光学手段より露
光光に光路差を生じさせ、ウエハ面近傍の光軸上に同時
に２つ以上の焦点を結び露光することを特徴とする。
【０００７】本発明の縮小投影露光装置はウエハ上の感
光体を感光させ得る波長光をマスクに照射し、露光光の
もとで投射光学系を介して前記マスクとほぼ共役になる
ように配置された前記ウエハ上に前記マスクのパターン
を投影する縮小投影露光装置において、前記マスクと前
記投影光学系の間に前記露光光の光路長が部分的に異な
る光学手段を配置したことを特徴とする。
光体を感光させ得る波長光をマスクに照射し、露光光の
もとで投射光学系を介して前記マスクとほぼ共役になる
ように配置された前記ウエハ上に前記マスクのパターン
を投影する縮小投影露光装置において、前記マスクと前
記投影光学系の間に前記露光光の光路長が部分的に異な
る光学手段を配置したことを特徴とする。
【０００８】また、ウエハ上の感光体を感光させ得る波
長光をマスクに照射し、露光光のもとで投射光学系を介
して前記マスクとほぼ共役になるように配置された前記
ウエハ上に前記マスクのパターンを投影する縮小投影露
光装置において、前記マスクと前記投影露光光学系の間
に透明な基板上に透明部材を部分的に形成したフィルタ
ーを配置したことを特徴とする。
長光をマスクに照射し、露光光のもとで投射光学系を介
して前記マスクとほぼ共役になるように配置された前記
ウエハ上に前記マスクのパターンを投影する縮小投影露
光装置において、前記マスクと前記投影露光光学系の間
に透明な基板上に透明部材を部分的に形成したフィルタ
ーを配置したことを特徴とする。
【０００９】
【作用】マスクと投影レンズの間に部分的に光路長が異
なる光学手段を配置することにり光路長が異なる部分を
通った光束によって１回の露光によりレジスト面近傍で
のマスクパターンが多重に結層し、この合成光により、
より広い範囲に一定水準以上のコントラストを維持する
ことができ、焦点深度向上する。
なる光学手段を配置することにり光路長が異なる部分を
通った光束によって１回の露光によりレジスト面近傍で
のマスクパターンが多重に結層し、この合成光により、
より広い範囲に一定水準以上のコントラストを維持する
ことができ、焦点深度向上する。
【００１０】部分的に光路長が異なる光学手段として
は、例えば透明な基板上に部分的に透明部材を形成し光
路差を生じさせたフィルターなどを用いる。
は、例えば透明な基板上に部分的に透明部材を形成し光
路差を生じさせたフィルターなどを用いる。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の実施例を示す断面図である。
マスク１１と投影レンズ１３の間の投影レンズに近いと
ころに、露光光の光路差が部分的に異なるフィルター１
２を配置し、露光を行う。実施例で用いたフィルター１
２を図２に示す。フィルター１２は図２のように市松模
様状構造であって、透明基板の上に斜線部２２のように
透明部材をパターンニングをしたものである。フィター
１２の断面図を図３に示す。本実施例では透明基板とし
てガラス基板３２を用いて、透明部材として塗布ガラス
３１を用いた。
マスク１１と投影レンズ１３の間の投影レンズに近いと
ころに、露光光の光路差が部分的に異なるフィルター１
２を配置し、露光を行う。実施例で用いたフィルター１
２を図２に示す。フィルター１２は図２のように市松模
様状構造であって、透明基板の上に斜線部２２のように
透明部材をパターンニングをしたものである。フィター
１２の断面図を図３に示す。本実施例では透明基板とし
てガラス基板３２を用いて、透明部材として塗布ガラス
３１を用いた。
【００１２】２重露光の場合について図４を用いて説明
すると、マスク１１と投影レンズ１３の間のフィルター
１２によって露光光の光路長を部分的に変え、露光光は
焦点距離のそれぞれ異なる露光光４５及び露光光４６と
なり、露光光４５による第１の焦点４３及び露光光４６
による第２の焦点４４が得られる。この２つの露光光の
合成光により１回の露光でレジスト４１面近傍でマスク
パターンは２重に結合し焦点深度を向上させることがで
きる。
すると、マスク１１と投影レンズ１３の間のフィルター
１２によって露光光の光路長を部分的に変え、露光光は
焦点距離のそれぞれ異なる露光光４５及び露光光４６と
なり、露光光４５による第１の焦点４３及び露光光４６
による第２の焦点４４が得られる。この２つの露光光の
合成光により１回の露光でレジスト４１面近傍でマスク
パターンは２重に結合し焦点深度を向上させることがで
きる。
【００１３】縮小投影露光装置の縮小率を１／５、マス
ク・ウエハ間の距離をａ、マクス１１から投影レンズ１
３の主点とウエハ１４から前記主点までの距離をそれぞ
れｂ、ｃとする。また、フィルター１２を入れたとき、
フィルター１２による光路長増加分を含むマスク１１と
前記主点間の距離をｄ、また焦点距離がレンズ方向にｅ
短くなったとすると以下の式が成り立つ。
ク・ウエハ間の距離をａ、マクス１１から投影レンズ１
３の主点とウエハ１４から前記主点までの距離をそれぞ
れｂ、ｃとする。また、フィルター１２を入れたとき、
フィルター１２による光路長増加分を含むマスク１１と
前記主点間の距離をｄ、また焦点距離がレンズ方向にｅ
短くなったとすると以下の式が成り立つ。
【００１４】ａ＝ｂ＋ｃ １／ｂ＋１／ｃ＝１／ｄ＋１／（ｃ−ｅ） ｂ＝５ｃ また塗布ガラスの厚さをＴ、屈折率をｎとすると光路差
Ｘは次のようになる。
Ｘは次のようになる。
【００１５】Ｘ＝ｄ−ｂ＝（１−１／ｎ）Ｔ これらの式からＴ、ａ、ｅ、ｎの関係は次式のようにな
る。
る。
【００１６】 Ｔ＝２５ａｅｎ／（ｎ−１）（ａ−３６ｅ） マスク・ウエハ間の距離ａ＝８００ｍｍ、焦点位置シフ
ト量ｅ＝０．０４ｍｍ、屈折率ｎ＝１．５を代入すると
塗布ガラスの厚さとして約０．３ｍｍが得られる。
ト量ｅ＝０．０４ｍｍ、屈折率ｎ＝１．５を代入すると
塗布ガラスの厚さとして約０．３ｍｍが得られる。
【００１７】簡単のために、実施例として一度に２重露
光を行うための２つの光路差を持つフィルターを用いて
説明したが、異なる３つ以上の光路差を持つフィルター
を用いることにより多重露光も行うことができることは
言うまでもない。また、光路長が異なる部分は面積が互
いに等しく、広範囲に均一に配置され、回折に影響を与
えないことが望ましい。
光を行うための２つの光路差を持つフィルターを用いて
説明したが、異なる３つ以上の光路差を持つフィルター
を用いることにより多重露光も行うことができることは
言うまでもない。また、光路長が異なる部分は面積が互
いに等しく、広範囲に均一に配置され、回折に影響を与
えないことが望ましい。
【００１８】本発明は透明基板としてガラス基板に限定
されることなく別の透過性の良い材料に変えても良い。
また、透明部材として塗布ガラスに限定されることなく
別の透過性の良い材料に変えても良い。また、フィルタ
ーのパターンは市松模様に限定されることはない。
されることなく別の透過性の良い材料に変えても良い。
また、透明部材として塗布ガラスに限定されることなく
別の透過性の良い材料に変えても良い。また、フィルタ
ーのパターンは市松模様に限定されることはない。
【００１９】また、光路長が部分的に異なる光学手段と
しては透明基板にエッチングなどの方法で段差を形成し
て、部分的に光路差が異なるようにフィルターでも良
い。
しては透明基板にエッチングなどの方法で段差を形成し
て、部分的に光路差が異なるようにフィルターでも良
い。
【００２０】本発明では、焦点深度向上のために複数回
行なっていた露光工程を１回にすることができ、更に複
数回の露光の重ね合わせの精度を制御する必要がなく、
現状のステージの精度で焦点深度を向上することがで
き、解像度を良くするために開口数の大きくしも、段差
の上部と下部に結像不良を生ずること無しに良好な微細
パターンを形成することができる。
行なっていた露光工程を１回にすることができ、更に複
数回の露光の重ね合わせの精度を制御する必要がなく、
現状のステージの精度で焦点深度を向上することがで
き、解像度を良くするために開口数の大きくしも、段差
の上部と下部に結像不良を生ずること無しに良好な微細
パターンを形成することができる。
【００２１】
【発明の効果】本発明により、一回の露光工程で焦点深
度向上をすることができるので、スループットと露光精
度が向上する。
度向上をすることができるので、スループットと露光精
度が向上する。
【図１】本発明の第１の実施例を示す図である。
【図２】実施例で用いたフィルターを示す平面図であ
る。
る。
【図３】実施例で用いたフィルターを示す断面図であ
る。
る。
【図４】２重露光を行う場合の焦点を示す模式図であ
る。
る。
１１ マスク １２ フィルター １３ 投影レンズ １４ ウエハ １５ ステージ ２１ ガラス基板 ２２ 塗布ガラス ３１ 塗布ガラス ３２ ガラス基板 ４１ レジスト ４２ ウエハ ４３ 第１の焦点 ４４ 第２の焦点 ４５ 露光光 ４６ 露光光
Claims (3)
- 【請求項１】 縮小投影露光方法において、マスクと投
影レンズの間に配置した部分的に光路長が異なる光学手
段により露光光に光路差を生じさせ、ウエハ面近傍の光
軸上に同時に２つ以上の焦点を結び露光することを特徴
とする縮小投影露光方法。 - 【請求項２】 ウエハ上の感光体を感光させ得る波長光
をマスクに照射し、露光光のもとで投射光学系を介して
前記マスクとほぼ共役になるように配置された前記ウエ
ハ上に前記マスクのパターンを投影する縮小投影露光装
置において、前記マスクと前記投影光学系の間に前記露
光光の光路長が部分的に異なる光学手段を配置したこと
を特徴とする縮小投影露光装置。 - 【請求項３】 ウエハ上の感光体を感光させ得る波長光
をマスクに照射し、露光光のもとで投射光学系を介して
前記マスクとほぼ共役になるように配置された前記ウエ
ハ上に前記マスクのパターンを投影する縮小投影露光装
置において、前記マスクと前記投影光学系の間に透明な
基板上に透明部材を部分的に形成したフィルターを配置
したことを特徴とする縮小投影露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5145294A JPH07135134A (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 縮小投影露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5145294A JPH07135134A (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 縮小投影露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07135134A true JPH07135134A (ja) | 1995-05-23 |
Family
ID=15381821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5145294A Pending JPH07135134A (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 縮小投影露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07135134A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0389512A (ja) * | 1989-09-01 | 1991-04-15 | Hitachi Ltd | パターン露光装置 |
| JPH04101148A (ja) * | 1990-08-21 | 1992-04-02 | Nikon Corp | 露光方法及び方法，並びにデバイス製造方法 |
| JPH04179958A (ja) * | 1990-11-14 | 1992-06-26 | Nikon Corp | 投影露光装置および投影露光方法 |
-
1993
- 1993-06-17 JP JP5145294A patent/JPH07135134A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0389512A (ja) * | 1989-09-01 | 1991-04-15 | Hitachi Ltd | パターン露光装置 |
| JPH04101148A (ja) * | 1990-08-21 | 1992-04-02 | Nikon Corp | 露光方法及び方法，並びにデバイス製造方法 |
| JPH04179958A (ja) * | 1990-11-14 | 1992-06-26 | Nikon Corp | 投影露光装置および投影露光方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19950815 |