JPH08181058A - 投影露光方法およびこれに用いる投影露光装置 - Google Patents
投影露光方法およびこれに用いる投影露光装置Info
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- JPH08181058A JPH08181058A JP6324741A JP32474194A JPH08181058A JP H08181058 A JPH08181058 A JP H08181058A JP 6324741 A JP6324741 A JP 6324741A JP 32474194 A JP32474194 A JP 32474194A JP H08181058 A JPH08181058 A JP H08181058A
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- projection exposure
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- 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
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
- G03F7/70883—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of optical system
- G03F7/70891—Temperature
Abstract
(57)【要約】
【構成】 スリットを通過させた照明光でフォトマスク
をスキャンしながら、その透過光を複数のレンズを有す
る投影光学系５を介してウェハへ導くことにより、該フ
ォトマスクのパターンをウェハに転写するに際して、前
記複数のレンズのうち少なくとも前記透過光の集中度が
相対的に高いレンズの温度を均一化する。該レンズの温
度を均一化するには、空気噴射ノズル１５によって、投
影光学系５における入射端レンズ１１、出射端レンズ１
２に向けて空気を噴射すればよい。 【効果】 ステップ・アンド・スキャン方式による投影
露光が、レンズの温度分布の偏りによる投影パターンの
歪を生じさせることなく行える。このため、微細化およ
び大口径化される半導体装置を製造するプロセスにおい
て、フォトリソグラフィ工程の信頼性が大幅に向上す
る。
をスキャンしながら、その透過光を複数のレンズを有す
る投影光学系５を介してウェハへ導くことにより、該フ
ォトマスクのパターンをウェハに転写するに際して、前
記複数のレンズのうち少なくとも前記透過光の集中度が
相対的に高いレンズの温度を均一化する。該レンズの温
度を均一化するには、空気噴射ノズル１５によって、投
影光学系５における入射端レンズ１１、出射端レンズ１
２に向けて空気を噴射すればよい。 【効果】 ステップ・アンド・スキャン方式による投影
露光が、レンズの温度分布の偏りによる投影パターンの
歪を生じさせることなく行える。このため、微細化およ
び大口径化される半導体装置を製造するプロセスにおい
て、フォトリソグラフィ工程の信頼性が大幅に向上す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造分野
等においてフォトリソグラフィに適用される投影露光方
法に関し、特に、いわゆるステップ・アンド・スキャン
方式の投影露光を、投影パターンを経時変化させずに行
える方法に関する。また、これに用いる投影露光装置に
関する。
等においてフォトリソグラフィに適用される投影露光方
法に関し、特に、いわゆるステップ・アンド・スキャン
方式の投影露光を、投影パターンを経時変化させずに行
える方法に関する。また、これに用いる投影露光装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造分野では、ハーフミク
ロン（０．５μｍ）・レベルのデザイン・ルールに基づ
く１６ＭＤＲＡＭが既に量産ラインに移行され、最近で
は、サブハーフミクロン（〜０．３５μｍ）・レベルの
デザイン・ルールに基づく６４ＭＤＲＡＭも一部量産が
開始されている。また、次世代の２５６ＭＤＲＡＭで必
要とされるクォーターミクロン（０．２５μｍ）・レベ
ルの加工についても検討が進められている。かかる微細
加工の進歩の鍵となった技術はフォトリソグラフィであ
り、従来の進歩は露光波長の短波長化、および縮小投影
露光装置（ステッパ）の縮小投影レンズの高開口数（Ｎ
Ａ）化によるところが大きい。
ロン（０．５μｍ）・レベルのデザイン・ルールに基づ
く１６ＭＤＲＡＭが既に量産ラインに移行され、最近で
は、サブハーフミクロン（〜０．３５μｍ）・レベルの
デザイン・ルールに基づく６４ＭＤＲＡＭも一部量産が
開始されている。また、次世代の２５６ＭＤＲＡＭで必
要とされるクォーターミクロン（０．２５μｍ）・レベ
ルの加工についても検討が進められている。かかる微細
加工の進歩の鍵となった技術はフォトリソグラフィであ
り、従来の進歩は露光波長の短波長化、および縮小投影
露光装置（ステッパ）の縮小投影レンズの高開口数（Ｎ
Ａ）化によるところが大きい。
【０００３】ところで、上記ステッパにおいては、半導
体集積回路のさらなる高集積化によるチップサイズの大
面積化に対応するため、１回の露光で露光される領域、
即ち露光エリアを拡大することが求められてきている。
体集積回路のさらなる高集積化によるチップサイズの大
面積化に対応するため、１回の露光で露光される領域、
即ち露光エリアを拡大することが求められてきている。
【０００４】従来より適用されているステップ・アンド
・リピート方式、即ち、少なくとも１個のチップを含む
露光エリアに対して一括露光を行い、この露光エリアを
基板上で次々に移動させていく方式においては、露光エ
リアを有効露光円の内側にしか形成できないため、露光
エリアの拡大を図るには、投影レンズを大口径化しなけ
ればならない。しかしながら、収差のない大口径レンズ
を製造することは、技術的にも価格的にも非常に困難で
ある。
・リピート方式、即ち、少なくとも１個のチップを含む
露光エリアに対して一括露光を行い、この露光エリアを
基板上で次々に移動させていく方式においては、露光エ
リアを有効露光円の内側にしか形成できないため、露光
エリアの拡大を図るには、投影レンズを大口径化しなけ
ればならない。しかしながら、収差のない大口径レンズ
を製造することは、技術的にも価格的にも非常に困難で
ある。
【０００５】そこで、ひとつの露光エリアを一括露光す
るのではなく、照明光をスキャンさせながら露光するこ
とにより上述の問題を解決する方式が考えられた。この
方式は、ステップ・アンド・スキャン方式と呼ばれ、光
源から出射されスリットを通過した照明光を、フォトマ
スクに対してスキャンさせながら、ウェハに対する露光
を行うものである。なお、実用的には、照明光学系と投
影光学系は固定したまま、フォトマスクとウェハとを同
期させながらその面内方向に移動させる。
るのではなく、照明光をスキャンさせながら露光するこ
とにより上述の問題を解決する方式が考えられた。この
方式は、ステップ・アンド・スキャン方式と呼ばれ、光
源から出射されスリットを通過した照明光を、フォトマ
スクに対してスキャンさせながら、ウェハに対する露光
を行うものである。なお、実用的には、照明光学系と投
影光学系は固定したまま、フォトマスクとウェハとを同
期させながらその面内方向に移動させる。
【０００６】このステップ・アンド・スキャン方式で
は、有効露光円の直径がそのまま露光エリアの幅とな
り、しかも露光エリアの長さはスキャンの距離で決まる
ため、ステップ・アンド・リピート方式とは異なり、投
影レンズを大口径化することなく、露光エリアを拡大す
ることが可能となる。
は、有効露光円の直径がそのまま露光エリアの幅とな
り、しかも露光エリアの長さはスキャンの距離で決まる
ため、ステップ・アンド・リピート方式とは異なり、投
影レンズを大口径化することなく、露光エリアを拡大す
ることが可能となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ステップ・
アンド・スキャン方式では、上述したように、スリット
を通過した照明光がフォトマスクを介して投影露光系に
入射されるため、投影光学系を構成する複数のレンズの
中でも、特に入射端および出射端のレンズや、入射瞳に
近いレンズにおいては、ある直径近傍に光が集中するこ
ととなる。そして、長時間に亘ってこの状態が続くと、
レンズ内の温度分布に偏りが生じ、レンズが不均一に膨
張するため、ウェハに投影されるパターンが歪むことと
なる。
アンド・スキャン方式では、上述したように、スリット
を通過した照明光がフォトマスクを介して投影露光系に
入射されるため、投影光学系を構成する複数のレンズの
中でも、特に入射端および出射端のレンズや、入射瞳に
近いレンズにおいては、ある直径近傍に光が集中するこ
ととなる。そして、長時間に亘ってこの状態が続くと、
レンズ内の温度分布に偏りが生じ、レンズが不均一に膨
張するため、ウェハに投影されるパターンが歪むことと
なる。
【０００８】ステップ・アンド・スキャン方式において
は、投影光学系を複数のレンズのみで構成するレンズ・
スキャン式の他に、該投影光学系を複数のミラーで構成
するミラー・スキャン式があるが、該ミラー・スキャン
式を適用した投影光学系においても、各種収差を補正す
るためにレンズが併用されているため、上述の問題が生
じてしまう。
は、投影光学系を複数のレンズのみで構成するレンズ・
スキャン式の他に、該投影光学系を複数のミラーで構成
するミラー・スキャン式があるが、該ミラー・スキャン
式を適用した投影光学系においても、各種収差を補正す
るためにレンズが併用されているため、上述の問題が生
じてしまう。
【０００９】そこで本発明は、かかる従来の実情に鑑み
て提案されたものであり、ステップ・アンド・スキャン
方式の投影露光を、レンズ内の温度分布の偏りによる投
影パターンの歪を生じさせることなく行える投影露光方
法を提供することを目的とする。また、これに用いる投
影露光装置を提供することを目的とする。
て提案されたものであり、ステップ・アンド・スキャン
方式の投影露光を、レンズ内の温度分布の偏りによる投
影パターンの歪を生じさせることなく行える投影露光方
法を提供することを目的とする。また、これに用いる投
影露光装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る投影露光方
法は、上述の目的を達成するために提案されたものであ
り、スリットを通過させた照明光でフォトマスクをスキ
ャンしながら、その透過光を複数のレンズを有する投影
光学系を介して基板へ導くことにより、該フォトマスク
のパターンを基板に転写する投影露光方法において、前
記複数のレンズのうち少なくとも前記透過光の集中度が
相対的に高いレンズの温度を均一化しながら、露光を行
うものである。
法は、上述の目的を達成するために提案されたものであ
り、スリットを通過させた照明光でフォトマスクをスキ
ャンしながら、その透過光を複数のレンズを有する投影
光学系を介して基板へ導くことにより、該フォトマスク
のパターンを基板に転写する投影露光方法において、前
記複数のレンズのうち少なくとも前記透過光の集中度が
相対的に高いレンズの温度を均一化しながら、露光を行
うものである。
【００１１】ここで、前記レンズの温度の均一化を行う
ためには、該レンズを強制冷却する方法、レンズが有す
る熱を該レンズ内で分散させる方法が挙げられる。
ためには、該レンズを強制冷却する方法、レンズが有す
る熱を該レンズ内で分散させる方法が挙げられる。
【００１２】このような投影露光を実現するための投影
露光装置は、フォトマスクと、該フォトマスクに対して
スリットを通過させた照明光を照射する照明光学系と、
複数のレンズから構成され、該フォトマスクからの透過
光を基板へ導く投影光学系とを備えたものであり、前記
複数のレンズのうち少なくとも前記透過光の集中度が相
対的に高いレンズに対する温度均一化手段を有するもの
であればよい。
露光装置は、フォトマスクと、該フォトマスクに対して
スリットを通過させた照明光を照射する照明光学系と、
複数のレンズから構成され、該フォトマスクからの透過
光を基板へ導く投影光学系とを備えたものであり、前記
複数のレンズのうち少なくとも前記透過光の集中度が相
対的に高いレンズに対する温度均一化手段を有するもの
であればよい。
【００１３】前記温度均一化手段としては、レンズに向
けて気体を噴射する気体噴射ノズルを有するものや、レ
ンズの周囲を取り囲む放熱体を有するもの等、レンズを
強制冷却できるものであって好適である。また、前記レ
ンズを光軸を中心として回転させるモータを有するもの
や、レンズの周囲を取り囲む断熱体を有するもの等、レ
ンズが有する熱を該レンズ内で分散させることができる
ものであって好適である。
けて気体を噴射する気体噴射ノズルを有するものや、レ
ンズの周囲を取り囲む放熱体を有するもの等、レンズを
強制冷却できるものであって好適である。また、前記レ
ンズを光軸を中心として回転させるモータを有するもの
や、レンズの周囲を取り囲む断熱体を有するもの等、レ
ンズが有する熱を該レンズ内で分散させることができる
ものであって好適である。
【００１４】
【作用】本発明を適用して、レンズの温度を均一化しな
がら露光を行えば、レンズの一部のみが膨張することが
ないため、基板に投影されるパターンを歪ませることが
ない。即ち、投影パターンの経時変化を防止しながら、
広い露光エリアに対する露光を行うことが可能となる。
がら露光を行えば、レンズの一部のみが膨張することが
ないため、基板に投影されるパターンを歪ませることが
ない。即ち、投影パターンの経時変化を防止しながら、
広い露光エリアに対する露光を行うことが可能となる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明に係る投影露光方法およびこれ
に用いる投影露光装置について、図面を参照しながら説
明する。
に用いる投影露光装置について、図面を参照しながら説
明する。
【００１６】先ず、以下の各実施例に用いたステップ・
アンド・スキャン方式の投影露光装置の概略的な構成を
図１に示す。この投影露光装置は、照明ユニット１に
て、図示しないＨｇランプから出射されたｉ線をコリメ
ータレンズ、ハエ目レンズを介し平行光として出射させ
た後、この光をスリット２を介してフォトマスク・ステ
ージ３上のフォトマスク４に通過させ、該フォトマスク
４のパターンを投影光学系５を介してウェハ・ステージ
６上のウェハ７に縮小投影するものである。
アンド・スキャン方式の投影露光装置の概略的な構成を
図１に示す。この投影露光装置は、照明ユニット１に
て、図示しないＨｇランプから出射されたｉ線をコリメ
ータレンズ、ハエ目レンズを介し平行光として出射させ
た後、この光をスリット２を介してフォトマスク・ステ
ージ３上のフォトマスク４に通過させ、該フォトマスク
４のパターンを投影光学系５を介してウェハ・ステージ
６上のウェハ７に縮小投影するものである。
【００１７】上記投影露光装置においては、照明ユニッ
ト１、スリット２、投影光学系５が固定されているのに
対し、フォトマスク・ステージ３はｘ軸方向に移動可能
となされている。上記スリット２の開口２ａは、ｙ軸方
向（紙面に垂直方向）にはフォトマスク４のｙ軸方向の
寸法より多少大きい幅（図示せず。）にて開口している
が、ｘ軸方向にはフォトマスク４のｘ軸方向の寸法より
狭いｗなる幅にて開口している。このため、フォトマス
ク・ステージ３を駆動してフォトマスク４をｘ軸プラス
（＋）方向へ移動させると、上記スリット２を通過した
ｗなる幅の照明光Ｌは、フォトマスク４上をｘ軸マイナ
ス（−）方向へスキャンすることとなる。
ト１、スリット２、投影光学系５が固定されているのに
対し、フォトマスク・ステージ３はｘ軸方向に移動可能
となされている。上記スリット２の開口２ａは、ｙ軸方
向（紙面に垂直方向）にはフォトマスク４のｙ軸方向の
寸法より多少大きい幅（図示せず。）にて開口している
が、ｘ軸方向にはフォトマスク４のｘ軸方向の寸法より
狭いｗなる幅にて開口している。このため、フォトマス
ク・ステージ３を駆動してフォトマスク４をｘ軸プラス
（＋）方向へ移動させると、上記スリット２を通過した
ｗなる幅の照明光Ｌは、フォトマスク４上をｘ軸マイナ
ス（−）方向へスキャンすることとなる。
【００１８】上記ウェハ・ステージ６は、ウェハ７をｘ
ｙ面内でに移動させるためのｘｙステージ８と、ｚ軸方
向に移動させるためのｚステージ９とから構成され、両
ステージ８，９の動作の組合せにより該ウェハ７を指定
された位置へ３次元的に移動させることを可能としてい
る。
ｙ面内でに移動させるためのｘｙステージ８と、ｚ軸方
向に移動させるためのｚステージ９とから構成され、両
ステージ８，９の動作の組合せにより該ウェハ７を指定
された位置へ３次元的に移動させることを可能としてい
る。
【００１９】このため、フォトマスク４とウェハ７をそ
れぞれｘ軸方向に移動させながら露光を行えば、ｗなる
幅の照明光Ｌをフォトマスク４にスキャンさせながら、
該照明光Ｌにて照らされた領域のパターンをウェハ７の
対応する領域に対して連続的に投影することができ、い
わゆるステップ・アンド・スキャン方式の投影露光が行
える。
れぞれｘ軸方向に移動させながら露光を行えば、ｗなる
幅の照明光Ｌをフォトマスク４にスキャンさせながら、
該照明光Ｌにて照らされた領域のパターンをウェハ７の
対応する領域に対して連続的に投影することができ、い
わゆるステップ・アンド・スキャン方式の投影露光が行
える。
【００２０】なお、上記ｚステージ９を移動させると、
上記投影光学系５から投影される結像の焦点面とウェハ
面との相対位置を変化させる、即ち、結像面を変化させ
ることもできる。
上記投影光学系５から投影される結像の焦点面とウェハ
面との相対位置を変化させる、即ち、結像面を変化させ
ることもできる。
【００２１】ところで、上述のようにしてフォトマスク
４に対して照明光Ｌがスキャンされると、投影光学系５
内でフォトマスク４のパターンが、１／４に縮小されて
ウェハ７に投影される。このような縮小投影を可能とす
るため、投影光学系５は、図２に示されるように、入射
端レンズ１１、出射端レンズ１２の他、入射瞳の近傍と
その周辺の複数のレンズよりなるレンズ群１３が外筒１
０内に配されてなる。
４に対して照明光Ｌがスキャンされると、投影光学系５
内でフォトマスク４のパターンが、１／４に縮小されて
ウェハ７に投影される。このような縮小投影を可能とす
るため、投影光学系５は、図２に示されるように、入射
端レンズ１１、出射端レンズ１２の他、入射瞳の近傍と
その周辺の複数のレンズよりなるレンズ群１３が外筒１
０内に配されてなる。
【００２２】なお、図２には、フォトマスク４からの透
過光の集中度を併せて示す。即ち、入射端レンズ１１，
出射端レンズ１２においては、透過光がスリット２の開
口２ａ形状に対応して、該レンズ１１，１２のある直径
近傍に集中する。また、レンズ群１３においては、入射
瞳に近い位置Ａのレンズでは透過光が該レンズのある直
径近傍に集中するが、入射瞳から離れた位置Ｂ，Ｃのレ
ンズでは透過光がレンズ全体に分散している。
過光の集中度を併せて示す。即ち、入射端レンズ１１，
出射端レンズ１２においては、透過光がスリット２の開
口２ａ形状に対応して、該レンズ１１，１２のある直径
近傍に集中する。また、レンズ群１３においては、入射
瞳に近い位置Ａのレンズでは透過光が該レンズのある直
径近傍に集中するが、入射瞳から離れた位置Ｂ，Ｃのレ
ンズでは透過光がレンズ全体に分散している。
【００２３】本発明では、投影光学系５を構成する複数
のレンズのうち少なくとも上述したような透過光の集中
度が高いレンズに対する温度均一化手段を設けた。
のレンズのうち少なくとも上述したような透過光の集中
度が高いレンズに対する温度均一化手段を設けた。
【００２４】実施例１ 本実施例では、レンズの温度を均一化するために、レン
ズに向けて空気を噴射するための空気噴射ノズルを設け
た例について、図３および図４を用いて説明する。
ズに向けて空気を噴射するための空気噴射ノズルを設け
た例について、図３および図４を用いて説明する。
【００２５】具体的には、図３に示されるように、外筒
１０の上方および下方に、入射端レンズ１１、出射端レ
ンズ１２に対してその空気噴射口が向けられた複数の空
気噴射ノズル１５を設けた。
１０の上方および下方に、入射端レンズ１１、出射端レ
ンズ１２に対してその空気噴射口が向けられた複数の空
気噴射ノズル１５を設けた。
【００２６】これらの空気噴射ノズル１５は、図示しな
い空気供給源にそれぞれ接続されると共に、該空気供給
源の下流側に設けられた図示しない流量コントローラに
よって、空気の流量がそれぞれ制御されるようになされ
ている。
い空気供給源にそれぞれ接続されると共に、該空気供給
源の下流側に設けられた図示しない流量コントローラに
よって、空気の流量がそれぞれ制御されるようになされ
ている。
【００２７】そして、各流量コントローラに設定された
空気の流量は、入射端レンズ１１、出射端レンズ１２内
の透過光が集中する領域（以下、光集中領域と記す。）
に向かうものほど多くなるようにした。即ち、図４に、
入射端レンズ１１に供給される空気の流量を矢印の太さ
で示すように、光集中領域１１ａに向かう空気の流量を
他の領域に向かう空気の流量よりも増やした。
空気の流量は、入射端レンズ１１、出射端レンズ１２内
の透過光が集中する領域（以下、光集中領域と記す。）
に向かうものほど多くなるようにした。即ち、図４に、
入射端レンズ１１に供給される空気の流量を矢印の太さ
で示すように、光集中領域１１ａに向かう空気の流量を
他の領域に向かう空気の流量よりも増やした。
【００２８】なお、これら空気噴射ノズル１５にて供給
される空気の流量は、予め、入射端レンズ１１および出
射端レンズ１２における温度特性と、空気噴射ノズル１
５による冷却特性とを測定しておき、これに基づいて設
定した。
される空気の流量は、予め、入射端レンズ１１および出
射端レンズ１２における温度特性と、空気噴射ノズル１
５による冷却特性とを測定しておき、これに基づいて設
定した。
【００２９】このようにして、空気噴射ノズル１５から
空気を供給すると、入射端レンズ１１および出射端レン
ズ１２に対する空冷がなされ、長時間に亘って露光を行
っても、各レンズ１１，１２の温度分布に偏りが生じる
ことがなかった。これにより、透過光の集中度が高いレ
ンズが不均一に膨張することがなくなり、ウェハに投影
されるパターンの経時変化が防止できた。
空気を供給すると、入射端レンズ１１および出射端レン
ズ１２に対する空冷がなされ、長時間に亘って露光を行
っても、各レンズ１１，１２の温度分布に偏りが生じる
ことがなかった。これにより、透過光の集中度が高いレ
ンズが不均一に膨張することがなくなり、ウェハに投影
されるパターンの経時変化が防止できた。
【００３０】実施例２ 本実施例では、レンズの温度を均一化するために、レン
ズの周囲に放熱体を設けた例について、図５を用いて説
明する。
ズの周囲に放熱体を設けた例について、図５を用いて説
明する。
【００３１】具体的には、図５に示されるように、外筒
１０の周囲を取り囲むごとく窒化アルミニウム（Ａｌ
Ｎ）よりなる放熱体２１を設けた。なお、この放熱体２
１は、その端部が液体窒素２２内に浸されることによ
り、外筒１０から奪った熱を外部へ逃がすような構成と
なされている。
１０の周囲を取り囲むごとく窒化アルミニウム（Ａｌ
Ｎ）よりなる放熱体２１を設けた。なお、この放熱体２
１は、その端部が液体窒素２２内に浸されることによ
り、外筒１０から奪った熱を外部へ逃がすような構成と
なされている。
【００３２】このような温度均一化手段が設けられた投
影露光装置を用いて、長時間に亘る露光を行ったとこ
ろ、投影光学系５のいずれのレンズも放熱体２１に熱が
奪われるため、入射端レンズ１１、出射端レンズ１２、
レンズ群１３内の入射瞳に近いレンズといった透過光の
集中度が高いレンズにおいても、レンズ内の温度分布に
偏りが生じることがなかった。
影露光装置を用いて、長時間に亘る露光を行ったとこ
ろ、投影光学系５のいずれのレンズも放熱体２１に熱が
奪われるため、入射端レンズ１１、出射端レンズ１２、
レンズ群１３内の入射瞳に近いレンズといった透過光の
集中度が高いレンズにおいても、レンズ内の温度分布に
偏りが生じることがなかった。
【００３３】実施例３ 本実施例では、レンズの温度を均一化するために、レン
ズを回転させるモータを設けた例について、図６および
図７を用いて説明する。
ズを回転させるモータを設けた例について、図６および
図７を用いて説明する。
【００３４】ここでは、透過光の集中度が高いレンズを
光軸を中心として回転させるために、外筒１０ごと回転
させた。具体的には、外筒１０の支持手段として、図６
に示されるような回転軸受け１８を外筒１０の外周面に
外嵌合させた。これにより、該外筒１０は回転可能に支
持される。
光軸を中心として回転させるために、外筒１０ごと回転
させた。具体的には、外筒１０の支持手段として、図６
に示されるような回転軸受け１８を外筒１０の外周面に
外嵌合させた。これにより、該外筒１０は回転可能に支
持される。
【００３５】また、外筒１０の回転駆動手段としては、
図７に示されるように、多極磁場を形成するマグネット
よりなるロータ１６と、該ロータ１６の周囲に配置され
たステータコイル１７とからなるモータを用いた。即
ち、ロータ１６を外筒１０の外周面に取り付け、この周
囲にステータコイル１７を配し、ステータコイル１７へ
の電流の印加によって、外筒１０ごとロータ１６を回転
可能とした。
図７に示されるように、多極磁場を形成するマグネット
よりなるロータ１６と、該ロータ１６の周囲に配置され
たステータコイル１７とからなるモータを用いた。即
ち、ロータ１６を外筒１０の外周面に取り付け、この周
囲にステータコイル１７を配し、ステータコイル１７へ
の電流の印加によって、外筒１０ごとロータ１６を回転
可能とした。
【００３６】このようにして、一定の回転速度にて外筒
１０を回転させると、透過光の集中度が高いレンズにお
いても、光集中領域が連続的に変化するために、レンズ
内の温度分布に偏りが生じることがなかった。
１０を回転させると、透過光の集中度が高いレンズにお
いても、光集中領域が連続的に変化するために、レンズ
内の温度分布に偏りが生じることがなかった。
【００３７】但し、本実施例を適用して長時間に亘って
露光を行うと、投影光学系５を構成する各レンズともレ
ンズ全面に亘って温度が上昇し、各レンズがそれぞれ全
面に亘って膨張する。このため、本実施例では、予めレ
ンズの膨張特性を測定しておき、これに基づいた補正を
しながら露光を行った。
露光を行うと、投影光学系５を構成する各レンズともレ
ンズ全面に亘って温度が上昇し、各レンズがそれぞれ全
面に亘って膨張する。このため、本実施例では、予めレ
ンズの膨張特性を測定しておき、これに基づいた補正を
しながら露光を行った。
【００３８】実施例４ 本実施例では、レンズの温度を均一化するために、レン
ズの周囲に断熱体を設けた例について、図８を用いて説
明する。
ズの周囲に断熱体を設けた例について、図８を用いて説
明する。
【００３９】具体的には、図８に示されるように、外筒
１０の周囲を取り囲むごとく多孔質セラミックスよりな
る断熱体２４を設けた。
１０の周囲を取り囲むごとく多孔質セラミックスよりな
る断熱体２４を設けた。
【００４０】このような温度均一化手段が設けられた投
影露光装置を用いて露光を行うと、始めは、透過光の集
中度が高いレンズにおける光集中領域の温度が上昇し、
該レンズ内の温度分布に偏りが生じたが、この熱がレン
ズ全域に伝わり飽和すると、レンズ内の温度分布が均一
化した。
影露光装置を用いて露光を行うと、始めは、透過光の集
中度が高いレンズにおける光集中領域の温度が上昇し、
該レンズ内の温度分布に偏りが生じたが、この熱がレン
ズ全域に伝わり飽和すると、レンズ内の温度分布が均一
化した。
【００４１】このため、本実施例においては、予め、各
レンズの温度を飽和させてから露光を開始した。これに
より、長時間に亘って露光を行っても、投影されるパタ
ーンの変形が起こらなかった。
レンズの温度を飽和させてから露光を開始した。これに
より、長時間に亘って露光を行っても、投影されるパタ
ーンの変形が起こらなかった。
【００４２】以上、本発明に係る投影露光方法およびこ
れに用いる投影露光装置について説明したが、本発明は
上述の実施例に限定されるものではない。例えば、実施
例２では、放電体２１としてＡｌＮを用いたが、ダイヤ
モンド、カーボン、酸化ベリリウム等、熱伝導率の高い
材料がいずれも代用できる。さらに、冷媒が循環するパ
イプを外筒１０の周囲に巻回させたり、ペルチェ効果を
利用して各レンズを冷却する等の変形も可能である。
れに用いる投影露光装置について説明したが、本発明は
上述の実施例に限定されるものではない。例えば、実施
例２では、放電体２１としてＡｌＮを用いたが、ダイヤ
モンド、カーボン、酸化ベリリウム等、熱伝導率の高い
材料がいずれも代用できる。さらに、冷媒が循環するパ
イプを外筒１０の周囲に巻回させたり、ペルチェ効果を
利用して各レンズを冷却する等の変形も可能である。
【００４３】また、実施例３のように外筒１０を回転さ
せるためには、外筒１０の外周にギア部を設け、これを
モータのスピンドルに設けられたギア部と噛合させて、
モータの駆動力を伝達させてもよい。また、超音波振動
を利用して物理的な進行波を生じさせる超音波モータ
を、外筒１０の回転させるための駆動力としてもよい。
せるためには、外筒１０の外周にギア部を設け、これを
モータのスピンドルに設けられたギア部と噛合させて、
モータの駆動力を伝達させてもよい。また、超音波振動
を利用して物理的な進行波を生じさせる超音波モータ
を、外筒１０の回転させるための駆動力としてもよい。
【００４４】また、実施例４では、断熱体２４として多
孔質セラミックスを用いたが、各種高分子材料や、発砲
スチロールのような熱伝導率の低い材料を用いてもよ
い。
孔質セラミックスを用いたが、各種高分子材料や、発砲
スチロールのような熱伝導率の低い材料を用いてもよ
い。
【００４５】その他、上述した投影露光装置において
は、照明光ＬとしてＨｇランプの輝線であるｉ線を用い
たが、同じくＨｇランプの輝線であるｇ線を用いたり、
ＫｒＦ等のエキシマレーザ光を用いる等の変更も可能で
ある。但し、エキシマレーザ光を用いる場合、実施例１
のように気体の噴射によって冷却するならば、光吸収の
大きい空気ではなく、Ｎ2 ガスを用いることが好まし
い。
は、照明光ＬとしてＨｇランプの輝線であるｉ線を用い
たが、同じくＨｇランプの輝線であるｇ線を用いたり、
ＫｒＦ等のエキシマレーザ光を用いる等の変更も可能で
ある。但し、エキシマレーザ光を用いる場合、実施例１
のように気体の噴射によって冷却するならば、光吸収の
大きい空気ではなく、Ｎ2 ガスを用いることが好まし
い。
【００４６】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に係る投影露光方法を適用すると、ステップ・アンド
・スキャン方式による投影露光を、レンズ内の温度分布
の偏りによる投影パターンの歪を生じさせることなく行
える。
明に係る投影露光方法を適用すると、ステップ・アンド
・スキャン方式による投影露光を、レンズ内の温度分布
の偏りによる投影パターンの歪を生じさせることなく行
える。
【００４７】このため、微細化および大口径化される半
導体装置のフォトリソグラフィ工程の信頼性を大幅に向
上させることが可能となる。
導体装置のフォトリソグラフィ工程の信頼性を大幅に向
上させることが可能となる。
【図１】本発明に適用されるステップ・アンド・スキャ
ン方式の投影露光装置の構成例を示す模式図である。
ン方式の投影露光装置の構成例を示す模式図である。
【図２】投影露光系の要部と透過光の集中度を示す模式
図である。
図である。
【図３】温度均一化手段として空気噴射ノズルを有する
投影露光系の要部を示す模式的断面図である。
投影露光系の要部を示す模式的断面図である。
【図４】空気噴射ノズルの配置と該空気噴射ノズルから
噴射される空気の流量を示す概念図である。
噴射される空気の流量を示す概念図である。
【図５】温度均一化手段として放熱体を有する投影露光
系の要部を示す模式的断面図である。
系の要部を示す模式的断面図である。
【図６】温度均一化手段として外筒を回転させるモータ
を有する投影露光系の要部を示す模式的断面図である。
を有する投影露光系の要部を示す模式的断面図である。
【図７】外筒を回転させるモータの構成を示す模式的平
面図である。
面図である。
【図８】温度均一化手段として断熱体を有する投影露光
系の要部を示す模式的断面図である。
系の要部を示す模式的断面図である。
１ 照明光学系 ２ スリット ４ フォトマスク ５ 投影光学系 ７ ウェハ １０ 外筒 １１ 入射端レンズ １２ 出射端レンズ １３ レンズ群 １５ 空気噴射ノズル １６ ロータ １７ ステータコイル ２１ 放熱体 ２２ 液体窒素 ２４ 断熱体
Claims (8)
- 【請求項１】 スリットを通過させた照明光でフォトマ
スクをスキャンしながら、その透過光を複数のレンズを
有する投影光学系を介して基板へ導くことにより、該フ
ォトマスクのパターンを基板に転写する投影露光方法に
おいて、 前記複数のレンズのうち少なくとも前記透過光の集中度
が相対的に高いレンズの温度を均一化しながら、露光を
行うことを特徴とする投影露光方法。 - 【請求項２】 前記レンズの温度の均一化を、該レンズ
を強制冷却することによって行うことを特徴とする請求
項１記載の投影露光方法。 - 【請求項３】 前記レンズの温度の均一化を、該レンズ
が有する熱を該レンズ内で分散させることによって行う
ことを特徴とする請求項１記載の投影露光方法。 - 【請求項４】 フォトマスクと、該フォトマスクに対し
てスリットを通過させた照明光を照射する照明光学系
と、複数のレンズから構成され、該フォトマスクからの
透過光を基板へ導く投影光学系とを備えた投影露光装置
において、 前記複数のレンズのうち少なくとも前記透過光の集中度
が相対的に高いレンズに対する温度均一化手段を有する
ことを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項５】 前記温度均一化手段が、前記レンズに向
けて気体を噴射する気体噴射ノズルを有することを特徴
とする請求項４記載の投影露光装置。 - 【請求項６】 前記温度均一化手段が、前記レンズの周
囲を取り囲む放熱体を有することを特徴とする請求項４
記載の投影露光装置。 - 【請求項７】 前記温度均一化手段が、前記レンズを光
軸を中心として回転させるモータを有することを特徴と
する請求項４記載の投影露光装置。 - 【請求項８】 前記温度均一化手段が、前記レンズの周
囲を取り囲む断熱体を有することを特徴とする請求項４
記載の投影露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6324741A JPH08181058A (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 投影露光方法およびこれに用いる投影露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6324741A JPH08181058A (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 投影露光方法およびこれに用いる投影露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08181058A true JPH08181058A (ja) | 1996-07-12 |
Family
ID=18169174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6324741A Withdrawn JPH08181058A (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 投影露光方法およびこれに用いる投影露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08181058A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19956354A1 (de) * | 1999-11-24 | 2001-06-13 | Zeiss Carl Fa | Optisches System sowie Verfahren zum Ausgleich von nicht rotationssymmetrischen Abbildungsfehlern in einem optischen System |
| EP1113337A2 (de) * | 1999-12-29 | 2001-07-04 | Carl Zeiss | Optische Anordnung |
| KR101380989B1 (ko) * | 2003-08-29 | 2014-04-04 | 가부시키가이샤 니콘 | 노광 장치 및 디바이스 제조 방법 |
-
1994
- 1994-12-27 JP JP6324741A patent/JPH08181058A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19956354A1 (de) * | 1999-11-24 | 2001-06-13 | Zeiss Carl Fa | Optisches System sowie Verfahren zum Ausgleich von nicht rotationssymmetrischen Abbildungsfehlern in einem optischen System |
| US6522392B1 (en) | 1999-11-24 | 2003-02-18 | Carl-Zeiss-Stiftung | Optical systems and methods of compensating rotationally non-symmetrical image defects in an optical system |
| DE19956354B4 (de) * | 1999-11-24 | 2004-02-19 | Carl Zeiss | Verfahren zum Ausgleich von nicht rotationssymmetrischen Abbildungsfehlern in einem optischen System |
| EP1113337A2 (de) * | 1999-12-29 | 2001-07-04 | Carl Zeiss | Optische Anordnung |
| DE19963587A1 (de) * | 1999-12-29 | 2001-07-19 | Zeiss Carl | Optische Anordnung |
| US6781668B2 (en) | 1999-12-29 | 2004-08-24 | Carl-Zeiss-Stiftung | Optical arrangement |
| DE19963587B4 (de) * | 1999-12-29 | 2007-10-04 | Carl Zeiss Smt Ag | Projektions-Belichtungsanlage |
| KR101380989B1 (ko) * | 2003-08-29 | 2014-04-04 | 가부시키가이샤 니콘 | 노광 장치 및 디바이스 제조 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020305 |