JPH08192287A - 露光用光源装置及びレーザ露光装置 - Google Patents
露光用光源装置及びレーザ露光装置Info
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- JPH08192287A JPH08192287A JP7005138A JP513895A JPH08192287A JP H08192287 A JPH08192287 A JP H08192287A JP 7005138 A JP7005138 A JP 7005138A JP 513895 A JP513895 A JP 513895A JP H08192287 A JPH08192287 A JP H08192287A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、露光面上の照明強度の均一性を高め
ること。 【構成】Ｈｇ−Ｘｅアークランプ１１から放射されたラ
ンプ光Ｑａとパルスレーザ発振器１２から出力されたレ
ーザ光Ｑｅとをビーム合成光学系２１により同一光路上
に合成して露光光Ｑｐとして出力し、この露光光Ｑｐ
を、マスク２を通過させ投影光学系によりウエハ６上に
結像し、マスク２に形成されたマスクパターンをウエハ
６に転写する。
ること。 【構成】Ｈｇ−Ｘｅアークランプ１１から放射されたラ
ンプ光Ｑａとパルスレーザ発振器１２から出力されたレ
ーザ光Ｑｅとをビーム合成光学系２１により同一光路上
に合成して露光光Ｑｐとして出力し、この露光光Ｑｐ
を、マスク２を通過させ投影光学系によりウエハ６上に
結像し、マスク２に形成されたマスクパターンをウエハ
６に転写する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光を用いた露光
用光源装置、及びレーザ光を用いた露光光をマスクを通
過して投影光学系により被処理体上に結像し、このマス
クに形成されたマスクパターンを被処理体に転写するレ
ーザ露光装置に関する。
用光源装置、及びレーザ光を用いた露光光をマスクを通
過して投影光学系により被処理体上に結像し、このマス
クに形成されたマスクパターンを被処理体に転写するレ
ーザ露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は反射屈折系の露光装置の基本構成
図である。露光光は、スリット１により円弧状に切り出
されてマスク２に照射される。この露光光としては、ラ
ンプ光源から放射されるＵＶ光又はディープＵＶ光が用
いられている。例えば、可視光線のｇ線（波長４３６ｎ
ｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）、近紫外線のうち波長２
４０〜２５５ｎｍを放射するＨｇ−Ｘｅランプが用いら
れている。
図である。露光光は、スリット１により円弧状に切り出
されてマスク２に照射される。この露光光としては、ラ
ンプ光源から放射されるＵＶ光又はディープＵＶ光が用
いられている。例えば、可視光線のｇ線（波長４３６ｎ
ｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）、近紫外線のうち波長２
４０〜２５５ｎｍを放射するＨｇ−Ｘｅランプが用いら
れている。
【０００３】露光光が照射されたとき、マスク２は、矢
印（イ）方向に直線走査されているので、円弧状の露光
光は、マスク２に対して走査照射される。このマスク２
を通過した露光光は、台形ミラー３の一面で反射し、凹
面鏡４及び凸面鏡５を介して台形ミラー３の他面で反射
して被処理体としての半導体ウエハ（以下、ウエハと省
略する）６上に結像される。
印（イ）方向に直線走査されているので、円弧状の露光
光は、マスク２に対して走査照射される。このマスク２
を通過した露光光は、台形ミラー３の一面で反射し、凹
面鏡４及び凸面鏡５を介して台形ミラー３の他面で反射
して被処理体としての半導体ウエハ（以下、ウエハと省
略する）６上に結像される。
【０００４】このウエハ６は、マスク２と同期して矢印
（ロ）方向に移動しているので、マスク２に形成されて
いるマスクパターンがウエハ６上に転写される。なお、
マスク２とウエハ６とは、凹面鏡４及び凸面鏡５の光軸
に対して対称な位置に配置され、円弧状のスリット１に
よる露光光７のもとで、マスク２とウエハ６とは、倍率
を確保する速度で走査してウエハ６上に２次元パターン
を形成するものとなっている。
（ロ）方向に移動しているので、マスク２に形成されて
いるマスクパターンがウエハ６上に転写される。なお、
マスク２とウエハ６とは、凹面鏡４及び凸面鏡５の光軸
に対して対称な位置に配置され、円弧状のスリット１に
よる露光光７のもとで、マスク２とウエハ６とは、倍率
を確保する速度で走査してウエハ６上に２次元パターン
を形成するものとなっている。
【０００５】しかしながら、上記装置では、露光光の一
部をスリット１を用いて円弧状に切り出すので、露光に
用いられる露光光の強度が低下し、これに伴って露光処
理のスループットも低下する。
部をスリット１を用いて円弧状に切り出すので、露光に
用いられる露光光の強度が低下し、これに伴って露光処
理のスループットも低下する。
【０００６】この露光光強度の低下を解決するために、
ランプ光源よりも強度の高いエキシマレーザ装置を用い
ることが行われている。ところが、エキシマレーザ装置
を上記露光装置の露光光源に適用し、順次走査しながら
露光を行うためには、露光面内での露光光の強度を均一
に確保する必要があるが、エキシマレーザ装置は、パル
ス発振してエキシマレーザ光を出力するものである為、
各パルス毎のエキシマレーザ光のエネルギーのばらつき
を±１％台まで抑える必要がある。
ランプ光源よりも強度の高いエキシマレーザ装置を用い
ることが行われている。ところが、エキシマレーザ装置
を上記露光装置の露光光源に適用し、順次走査しながら
露光を行うためには、露光面内での露光光の強度を均一
に確保する必要があるが、エキシマレーザ装置は、パル
ス発振してエキシマレーザ光を出力するものである為、
各パルス毎のエキシマレーザ光のエネルギーのばらつき
を±１％台まで抑える必要がある。
【０００７】しかしながら、現在あるエキシマレーザ装
置の各パルス毎のエキシマレーザ光のエネルギーのばら
つきは、±３％程度であり、到底露光装置の光源として
適用することは困難である。
置の各パルス毎のエキシマレーザ光のエネルギーのばら
つきは、±３％程度であり、到底露光装置の光源として
適用することは困難である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】以上のようにランプ光
源からの露光光を円弧状に切り出すものでは露光光の強
度が低下し、これを解決するためにエキシマレーザ装置
を用いたものでは、ウエハ６面上の露光光の強度を均一
に確保する必要があるが、現在あるエキシマレーザ装置
の各パルス毎のエネルギーのばらつきは、±３％程度で
あり、ばらつき±１％台とする露光装置の光源として適
用することは到底困難である。
源からの露光光を円弧状に切り出すものでは露光光の強
度が低下し、これを解決するためにエキシマレーザ装置
を用いたものでは、ウエハ６面上の露光光の強度を均一
に確保する必要があるが、現在あるエキシマレーザ装置
の各パルス毎のエネルギーのばらつきは、±３％程度で
あり、ばらつき±１％台とする露光装置の光源として適
用することは到底困難である。
【０００９】そこで本発明は、露光面上の照明強度の均
一性を高めることができる露光用光源装置を提供するこ
とを目的とする。又、本発明は、露光面上の照明強度の
均一性を高めることができるレーザ露光装置を提供する
ことを目的とする。
一性を高めることができる露光用光源装置を提供するこ
とを目的とする。又、本発明は、露光面上の照明強度の
均一性を高めることができるレーザ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】請求項１によれば、少な
くとも１つのランプ光源と、レーザ光を出力する少なく
とも１つのレーザ発振器と、ランプ光源から放射された
ランプ光とレーザ発振器から出力されたレーザ光とを同
一光路上に合成するビーム合成光学系と、を備えて上記
目的を達成しようとする露光用光源装置である。
くとも１つのランプ光源と、レーザ光を出力する少なく
とも１つのレーザ発振器と、ランプ光源から放射された
ランプ光とレーザ発振器から出力されたレーザ光とを同
一光路上に合成するビーム合成光学系と、を備えて上記
目的を達成しようとする露光用光源装置である。
【００１１】請求項２によれば、ランプ光源及びレーザ
発振器は、互いにほぼ同一波長のランプ光及びレーザ光
を出力する。請求項３によれば、ビーム合成光学系は、
ランプ光源から放射されたランプ光を２方向に分岐する
とともにレーザ発振器から出力されたレーザ光と各分岐
方向の各光路と同一光路上に分岐する第１のビームスプ
リッタと、この第１のビームスプリッタの２つの分岐方
向にそれぞれ配置された各ミラーと、これらミラーで反
射するランプ光及びレーザ光を入射して同一光路上に合
成出力する第２のビームスプリッタと、から構成されて
いる。
発振器は、互いにほぼ同一波長のランプ光及びレーザ光
を出力する。請求項３によれば、ビーム合成光学系は、
ランプ光源から放射されたランプ光を２方向に分岐する
とともにレーザ発振器から出力されたレーザ光と各分岐
方向の各光路と同一光路上に分岐する第１のビームスプ
リッタと、この第１のビームスプリッタの２つの分岐方
向にそれぞれ配置された各ミラーと、これらミラーで反
射するランプ光及びレーザ光を入射して同一光路上に合
成出力する第２のビームスプリッタと、から構成されて
いる。
【００１２】請求項４によれば、マスクを通過した露光
光を投影光学系により被処理体上に結像し、マスクに形
成されたマスクパターンを被処理体に転写する露光装置
において、少なくとも１つのランプ光源と、このランプ
光源の波長とほぼ同一波長のレーザ光を出力する少なく
とも１つのレーザ発振器と、ランプ光源から放射された
ランプ光とレーザ発振器から出力されたレーザ光とを同
一光路上に合成して露光光とするビーム合成光学系と、
を備えて上記目的を達成しようとするレーザ露光装置で
ある。
光を投影光学系により被処理体上に結像し、マスクに形
成されたマスクパターンを被処理体に転写する露光装置
において、少なくとも１つのランプ光源と、このランプ
光源の波長とほぼ同一波長のレーザ光を出力する少なく
とも１つのレーザ発振器と、ランプ光源から放射された
ランプ光とレーザ発振器から出力されたレーザ光とを同
一光路上に合成して露光光とするビーム合成光学系と、
を備えて上記目的を達成しようとするレーザ露光装置で
ある。
【００１３】請求項５によれば、ランプ光源及びレーザ
発振器は、互いにほぼ同一波長のランプ光及びレーザ光
を出力する。請求項６によれば、ビーム合成光学系は、
ランプ光源から放射されたランプ光を２方向に分岐する
とともにレーザ発振器から出力されたレーザ光と各分岐
方向の各光路と同一光路上に分岐する第１のビームスプ
リッタと、この第１のビームスプリッタの２つの分岐方
向にそれぞれ配置された各ミラーと、これらミラーで反
射するランプ光及びレーザ光を入射して同一光路上に合
成して露光光として出力する第２のビームスプリッタ
と、から構成されている。
発振器は、互いにほぼ同一波長のランプ光及びレーザ光
を出力する。請求項６によれば、ビーム合成光学系は、
ランプ光源から放射されたランプ光を２方向に分岐する
とともにレーザ発振器から出力されたレーザ光と各分岐
方向の各光路と同一光路上に分岐する第１のビームスプ
リッタと、この第１のビームスプリッタの２つの分岐方
向にそれぞれ配置された各ミラーと、これらミラーで反
射するランプ光及びレーザ光を入射して同一光路上に合
成して露光光として出力する第２のビームスプリッタ
と、から構成されている。
【００１４】
【作用】請求項１によれば、少なくとも１つのランプ光
源から放射されたランプ光と少なくとも１つのレーザ発
振器から出力されたレーザ光とを、ビーム合成光学系に
より同一光路上に合成し、露光光として出力する。
源から放射されたランプ光と少なくとも１つのレーザ発
振器から出力されたレーザ光とを、ビーム合成光学系に
より同一光路上に合成し、露光光として出力する。
【００１５】請求項２によれば、ランプ光源から放射さ
れるランプ光とレーザ発振器から出力されるレーザ光と
の各波長は、同一波長であり、これらランプ光及びレー
ザ光が同一光路上に合成されて露光光として出力され
る。
れるランプ光とレーザ発振器から出力されるレーザ光と
の各波長は、同一波長であり、これらランプ光及びレー
ザ光が同一光路上に合成されて露光光として出力され
る。
【００１６】請求項３によれば、ランプ光を第１のビー
ムスプリッタにより２方向に分岐し、これと共にレーザ
光を同ビームスプリッタによりランプ光の各分岐方向と
同一方向に分岐し、これら２つに分岐した各ランプ光及
び各レーザ光をそれぞれ各ミラーにより反射して第２の
ビームスプリッタに導き、このビームスプリッタにより
各ランプ光及び各レーザ光を同一光路上に合成して露光
光として出力する。
ムスプリッタにより２方向に分岐し、これと共にレーザ
光を同ビームスプリッタによりランプ光の各分岐方向と
同一方向に分岐し、これら２つに分岐した各ランプ光及
び各レーザ光をそれぞれ各ミラーにより反射して第２の
ビームスプリッタに導き、このビームスプリッタにより
各ランプ光及び各レーザ光を同一光路上に合成して露光
光として出力する。
【００１７】請求項４によれば、少なくとも１つのラン
プ光源から放射されたランプ光と少なくとも１つのレー
ザ発振器から出力されたレーザ光とをビーム合成光学系
により同一光路上に合成して露光光として出力し、この
露光光を、マスクを通過させ投影光学系により被処理体
上に結像し、マスクに形成されたマスクパターンを被処
理体に転写する。
プ光源から放射されたランプ光と少なくとも１つのレー
ザ発振器から出力されたレーザ光とをビーム合成光学系
により同一光路上に合成して露光光として出力し、この
露光光を、マスクを通過させ投影光学系により被処理体
上に結像し、マスクに形成されたマスクパターンを被処
理体に転写する。
【００１８】請求項５によれば、ランプ光源及びレーザ
発振器からほぼ同一波長のランプ光及びレーザ光を出力
し、これらランプ光及びレーザ光をビーム合成光学系に
より同一光路上に合成して露光光として露光処理に用い
る。
発振器からほぼ同一波長のランプ光及びレーザ光を出力
し、これらランプ光及びレーザ光をビーム合成光学系に
より同一光路上に合成して露光光として露光処理に用い
る。
【００１９】請求項６によれば、ランプ光を第１のビー
ムスプリッタにより２方向に分岐し、これと共にレーザ
光を同ビームスプリッタによりランプ光の各分岐方向と
同一方向に分岐し、これら２つに分岐した各ランプ光及
び各レーザ光をそれぞれ各ミラーにより反射して第２の
ビームスプリッタに導き、このビームスプリッタにより
各ランプ光及び各レーザ光を同一光路上に合成して露光
光とし、この露光光を露光処理に用いる。
ムスプリッタにより２方向に分岐し、これと共にレーザ
光を同ビームスプリッタによりランプ光の各分岐方向と
同一方向に分岐し、これら２つに分岐した各ランプ光及
び各レーザ光をそれぞれ各ミラーにより反射して第２の
ビームスプリッタに導き、このビームスプリッタにより
各ランプ光及び各レーザ光を同一光路上に合成して露光
光とし、この露光光を露光処理に用いる。
【００２０】
(1) 以下、本発明の第１の実施例について図面を参照し
て説明する。なお、図６と同一部分には同一符号を付し
てその詳しい説明は省略する。図１はレーザ露光装置の
構成図である。
て説明する。なお、図６と同一部分には同一符号を付し
てその詳しい説明は省略する。図１はレーザ露光装置の
構成図である。
【００２１】このレーザ露光装置には、露光光を放射す
る露光用光源装置１０が設けられている。この露光用光
源装置１０は、ランプ光源としてのＨｇ−Ｘｅアークラ
ンプ１１及びパルスレーザ発振器１２が備えられてい
る。
る露光用光源装置１０が設けられている。この露光用光
源装置１０は、ランプ光源としてのＨｇ−Ｘｅアークラ
ンプ１１及びパルスレーザ発振器１２が備えられてい
る。
【００２２】このうちＨｇ−Ｘｅアークランプ１１は、
波長０．２４〜０．２５５μｍの光を放射するものであ
り、このＨｇ−Ｘｅアークランプ１１の背面側には凹面
鏡１３が配置され、かつ放射光の光路上には光学レンズ
１４が配置されている。
波長０．２４〜０．２５５μｍの光を放射するものであ
り、このＨｇ−Ｘｅアークランプ１１の背面側には凹面
鏡１３が配置され、かつ放射光の光路上には光学レンズ
１４が配置されている。
【００２３】一方、パルスレーザ発振器１２は、Ｈｇ−
Ｘｅアークランプ１１の波長とほぼ同一の波長０．２４
８μｍのＫｒＦエキシマレーザである。このパルスレー
ザ発振器１２は、図２に示すようにレーザ本体１３内に
ＫｒＦ等のガスレーザ媒質を封入した気密容器１４が設
けられ、この気密容器１４の両端部にそれぞれ高反射鏡
１５、出力鏡１６が設けられている。
Ｘｅアークランプ１１の波長とほぼ同一の波長０．２４
８μｍのＫｒＦエキシマレーザである。このパルスレー
ザ発振器１２は、図２に示すようにレーザ本体１３内に
ＫｒＦ等のガスレーザ媒質を封入した気密容器１４が設
けられ、この気密容器１４の両端部にそれぞれ高反射鏡
１５、出力鏡１６が設けられている。
【００２４】このうち気密容器１４内には、１対の主電
極（不図示）が配置されて放電部１７が形成されてい
る。又、この放電部１７の各主電極には、電源１８が接
続され、この電源１８から各主電極に対して電気エネル
ギーが供給されるようになっている。
極（不図示）が配置されて放電部１７が形成されてい
る。又、この放電部１７の各主電極には、電源１８が接
続され、この電源１８から各主電極に対して電気エネル
ギーが供給されるようになっている。
【００２５】ガス供給排気装置１９は、気密容器１４内
のＫｒＦ等のガスレーザ媒質を循環させる機能を有して
いる。制御装置２０は、電源１８を動作制御するととも
にガス供給配置装置１９を動作制御する機能を有してい
る。
のＫｒＦ等のガスレーザ媒質を循環させる機能を有して
いる。制御装置２０は、電源１８を動作制御するととも
にガス供給配置装置１９を動作制御する機能を有してい
る。
【００２６】これらＨｇ−Ｘｅアークランプ１１の放射
光Ｑａ及びパルスレーザ発振器１２から出力されたレー
ザ光Ｑｅは、ビーム合成光学系２１により同一光路上に
合成されて露光光として出力されるものとなっている。
光Ｑａ及びパルスレーザ発振器１２から出力されたレー
ザ光Ｑｅは、ビーム合成光学系２１により同一光路上に
合成されて露光光として出力されるものとなっている。
【００２７】このビーム合成光学系２１は、Ｈｇ−Ｘｅ
アークランプ１１の光路及びパルスレーザ発振器１２の
光路のそれぞれ交わるところに第１のビームスプリッタ
２２が配置されている。すなわち、第１のビームスプリ
ッタ２２に対し、Ｈｇ−Ｘｅアークランプ１１及びパル
スレーザ発振器１２は、それぞれ直角方向に配置されて
いる。
アークランプ１１の光路及びパルスレーザ発振器１２の
光路のそれぞれ交わるところに第１のビームスプリッタ
２２が配置されている。すなわち、第１のビームスプリ
ッタ２２に対し、Ｈｇ−Ｘｅアークランプ１１及びパル
スレーザ発振器１２は、それぞれ直角方向に配置されて
いる。
【００２８】この第１のビームスプリッタ２２は、Ｈｇ
−Ｘｅアークランプ１１から放射されたランプ光Ｑａを
２方向に分岐し、これと共にパルスレーザ発振器１２か
ら出力されたレーザ光Ｑｅをランプ光Ｑａの分岐方向と
同一方向にそれぞれ分岐する機能を有している。
−Ｘｅアークランプ１１から放射されたランプ光Ｑａを
２方向に分岐し、これと共にパルスレーザ発振器１２か
ら出力されたレーザ光Ｑｅをランプ光Ｑａの分岐方向と
同一方向にそれぞれ分岐する機能を有している。
【００２９】この第１のビームスプリッタ２２の各分岐
方向には、それぞれ全反射鏡２３、２４が配置され、さ
らにこれら全反射鏡２３、２４の反射方向の交わるとこ
ろに第２のビームスプリッタ２５が配置されている。
方向には、それぞれ全反射鏡２３、２４が配置され、さ
らにこれら全反射鏡２３、２４の反射方向の交わるとこ
ろに第２のビームスプリッタ２５が配置されている。
【００３０】この第２のビームスプリッタ２５は、各全
反射鏡２３、２４でそれぞれ反射するランプ光Ｑａ及び
レーザ光Ｑｅを入射して同一光路上に合成して露光光Ｑ
ｐとして出力する機能を有している。
反射鏡２３、２４でそれぞれ反射するランプ光Ｑａ及び
レーザ光Ｑｅを入射して同一光路上に合成して露光光Ｑ
ｐとして出力する機能を有している。
【００３１】なお、露光光Ｑｐの光路上には、全反射鏡
２６が配置され、露光光Ｑｐをスリット１に導くものと
なっている。次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。
２６が配置され、露光光Ｑｐをスリット１に導くものと
なっている。次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。
【００３２】Ｈｇ−Ｘｅアークランプ１１から放射され
たランプ光Ｑａは、光学レンズ１４により平行光に成形
されて第１のビームスプリッタ２１に入射する。これと
共にパルスレーザ発振器１２から出力されたパルスのレ
ーザ光Ｑｅも同じく第１のビームスプリッタ２２に入射
する。
たランプ光Ｑａは、光学レンズ１４により平行光に成形
されて第１のビームスプリッタ２１に入射する。これと
共にパルスレーザ発振器１２から出力されたパルスのレ
ーザ光Ｑｅも同じく第１のビームスプリッタ２２に入射
する。
【００３３】この第１のビームスプリッタ２２は、ラン
プ光Ｑａを２方向に分岐し、これと共にレーザ光Ｑｅを
ランプ光Ｑａの分岐方向と同一方向にそれぞれ分岐す
る。これに分岐された各ランプ光Ｑａ及び各レーザ光Ｑ
ｅは、それぞれ全反射鏡２３、２４で全反射して第２の
ビームスプリッタ２５に入射する。
プ光Ｑａを２方向に分岐し、これと共にレーザ光Ｑｅを
ランプ光Ｑａの分岐方向と同一方向にそれぞれ分岐す
る。これに分岐された各ランプ光Ｑａ及び各レーザ光Ｑ
ｅは、それぞれ全反射鏡２３、２４で全反射して第２の
ビームスプリッタ２５に入射する。
【００３４】この第２のビームスプリッタ２５は、各全
反射鏡２３、２４でそれぞれ反射した各ランプ光Ｑａ及
び各レーザ光Ｑｅを入射して同一光路上に合成して露光
光Ｑｐとして出力する。
反射鏡２３、２４でそれぞれ反射した各ランプ光Ｑａ及
び各レーザ光Ｑｅを入射して同一光路上に合成して露光
光Ｑｐとして出力する。
【００３５】この露光光Ｑｐは、スリット１により円弧
状に切り出されてマスク２に照射される。このときマス
ク２は、矢印（イ）方向に直線走査されているので、円
弧状の露光光は、マスク２に対して走査照射される。
状に切り出されてマスク２に照射される。このときマス
ク２は、矢印（イ）方向に直線走査されているので、円
弧状の露光光は、マスク２に対して走査照射される。
【００３６】このマスク２を通過した露光光Ｑｐは、台
形ミラー３の一面で反射し、凹面鏡４及び凸面鏡５を介
して台形ミラー３の他面で反射してウエハ６上に結像さ
れる。
形ミラー３の一面で反射し、凹面鏡４及び凸面鏡５を介
して台形ミラー３の他面で反射してウエハ６上に結像さ
れる。
【００３７】このウエハ６は、マスク２と同期して矢印
（ロ）方向に移動しているので、マスク２に形成されて
いるマスクパターンがウエハ６上に転写される。このよ
うにＨｇ−Ｘｅアークランプ１１から放射されたランプ
光Ｑａとパルスレーザ発振器１２から出力されたパルス
のレーザ光Ｑｅとを混合してウエハ６に照射すると、ウ
エハ６面上におけるエネルギー密度のばらつきを均一に
できる。
（ロ）方向に移動しているので、マスク２に形成されて
いるマスクパターンがウエハ６上に転写される。このよ
うにＨｇ−Ｘｅアークランプ１１から放射されたランプ
光Ｑａとパルスレーザ発振器１２から出力されたパルス
のレーザ光Ｑｅとを混合してウエハ６に照射すると、ウ
エハ６面上におけるエネルギー密度のばらつきを均一に
できる。
【００３８】ここで、ウエハ６面上におけるエネルギー
密度のばらつきについて従来の露光装置と比較して説明
する。図３はレーザ光を用いた従来の露光装置における
レーザ光のパルスエネルギー及びそのレーザパルス毎の
露光エリアを示している。
密度のばらつきについて従来の露光装置と比較して説明
する。図３はレーザ光を用いた従来の露光装置における
レーザ光のパルスエネルギー及びそのレーザパルス毎の
露光エリアを示している。
【００３９】同図に示すようにレーザ光の平均エネルギ
ーＥo （ｍＪ）、最大エネルギーＥ1 （ｍＪ）、最小エ
ネルギーＥ2 （ｍＪ）とし、露光エリアの面積をＢ（cm
2 ）とすると、レーザ光の１パルス当りの露光エリアに
おける平均エネルギー密度Ａo は、 Ａo ＝Ｅo ／Ｂ（ｍＪ／cm2 ） …(1) 最大エネルギー密度Ａ1 は、 Ａ1 ＝Ｅ1 ／Ｂ（ｍＪ／cm2 ） …(2) 最小エネルギー密度Ａ2 は、 Ａ2 ＝Ｅ2 ／Ｂ（ｍＪ／cm2 ） …(3) となる。
ーＥo （ｍＪ）、最大エネルギーＥ1 （ｍＪ）、最小エ
ネルギーＥ2 （ｍＪ）とし、露光エリアの面積をＢ（cm
2 ）とすると、レーザ光の１パルス当りの露光エリアに
おける平均エネルギー密度Ａo は、 Ａo ＝Ｅo ／Ｂ（ｍＪ／cm2 ） …(1) 最大エネルギー密度Ａ1 は、 Ａ1 ＝Ｅ1 ／Ｂ（ｍＪ／cm2 ） …(2) 最小エネルギー密度Ａ2 は、 Ａ2 ＝Ｅ2 ／Ｂ（ｍＪ／cm2 ） …(3) となる。
【００４０】従って、ウエハ６上のレジストを感光する
のに必要なエネルギー密度をＡ（ｍＪ／cm2 ）としたと
き、各露光エリアでのエネルギー密度のばらつきは、 ｛（Ａ1 −Ａ2 ）／Ａo ｝×１００（％） …(4) 但し、Ａo 及びＡはほぼ等しい により表される。
のに必要なエネルギー密度をＡ（ｍＪ／cm2 ）としたと
き、各露光エリアでのエネルギー密度のばらつきは、 ｛（Ａ1 −Ａ2 ）／Ａo ｝×１００（％） …(4) 但し、Ａo 及びＡはほぼ等しい により表される。
【００４１】例えば、Ｅo ＝１０ｍＪ、Ｂ＝０．５cm
2 、Ｅ1 ＝１０．３ｍＪ、Ｅ2 ＝９．７ｍＪ、Ａo ＝Ａ
＝２０ｍＪ／cm2 とすれば、 ｛（Ａ1 −Ａ2 ）／Ａo ｝×１００＝６％（±３％） となる。
2 、Ｅ1 ＝１０．３ｍＪ、Ｅ2 ＝９．７ｍＪ、Ａo ＝Ａ
＝２０ｍＪ／cm2 とすれば、 ｛（Ａ1 −Ａ2 ）／Ａo ｝×１００＝６％（±３％） となる。
【００４２】これに対して図４は上記本発明のレーザ露
光装置における各露光エリア毎のランプ光Ｑａ及びレー
ザ光Ｑｅの各エネルギーを示している。すなわち、レー
ザ光Ｑｅの平均エネルギーＥo （ｍＪ）、最大エネルギ
ーＥ1（ｍＪ）、最小エネルギーＥ2 （ｍＪ）とし、各
露光エリア毎におけるランプエネルギー密度Ａ4 （ｍＪ
／cm2 ）である。
光装置における各露光エリア毎のランプ光Ｑａ及びレー
ザ光Ｑｅの各エネルギーを示している。すなわち、レー
ザ光Ｑｅの平均エネルギーＥo （ｍＪ）、最大エネルギ
ーＥ1（ｍＪ）、最小エネルギーＥ2 （ｍＪ）とし、各
露光エリア毎におけるランプエネルギー密度Ａ4 （ｍＪ
／cm2 ）である。
【００４３】この場合、各露光エリアのエネルギー密度
のばらつきは、 ｛（Ａ1 −Ａ2 ）／（Ａo ＋Ａ4 ）｝×１００（％） …(5) により表される。但し、Ａo 及びＡはほぼ等しい。
のばらつきは、 ｛（Ａ1 −Ａ2 ）／（Ａo ＋Ａ4 ）｝×１００（％） …(5) により表される。但し、Ａo 及びＡはほぼ等しい。
【００４４】例えば、ランプエネルギー密度Ａ4 を１０
ｍＪ／cm2 、Ａo を２０ｍＪ／cm2とすると、エネルギ
ー密度のばらつきは、 ｛（Ａ1 −Ａ2 ）／（Ａo ＋Ａ4 ）｝×１００（％）＝４％（±２％） となる。 …(6) 但し、ランプエネルギー密度Ａ4 と露光エリアにおける
平均エネルギー密度Ａo との合計Ａ4 ＋Ａo は、Ａにほ
ぼ等しくする必要があるので、この条件下でのエネルギ
ー密度のばらつきは、 ｛（Ａ1 −Ａ2 ）／（Ａo ＋Ａ4 ）｝×（１／２）×（３／２） ＝３％（±１．５％） …(7) となる。
ｍＪ／cm2 、Ａo を２０ｍＪ／cm2とすると、エネルギ
ー密度のばらつきは、 ｛（Ａ1 −Ａ2 ）／（Ａo ＋Ａ4 ）｝×１００（％）＝４％（±２％） となる。 …(6) 但し、ランプエネルギー密度Ａ4 と露光エリアにおける
平均エネルギー密度Ａo との合計Ａ4 ＋Ａo は、Ａにほ
ぼ等しくする必要があるので、この条件下でのエネルギ
ー密度のばらつきは、 ｛（Ａ1 −Ａ2 ）／（Ａo ＋Ａ4 ）｝×（１／２）×（３／２） ＝３％（±１．５％） …(7) となる。
【００４５】この式(7) において（１／２）は（Ａ1 −
Ａ2 ）が半分になることを表し、（３／２）は（Ａo ＋
Ａ4 ）が３／２になることを表している。このように第
１の実施例においては、Ｈｇ−Ｘｅアークランプ１１か
ら放射されたランプ光Ｑａとパルスレーザ発振器１２か
ら出力されたレーザ光Ｑｅとをビーム合成光学系２１に
より同一光路上に合成して露光光Ｑｐとして出力し、こ
の露光光Ｑｐを、マスク２を通過させ投影光学系により
ウエハ６上に結像し、マスク２に形成されたマスクパタ
ーンをウエハ６に転写するようにしたので、マスク２と
ウエハ６とを順次走査しながら露光を行っても、レーザ
光Ｑｅの各パルス毎のエネルギーにばらつきがあって
も、ウエハ６面上におけるエネルギー密度のばらつきを
±１．５％に抑えることができ、露光面内での露光光の
強度を均一に確保できる。
Ａ2 ）が半分になることを表し、（３／２）は（Ａo ＋
Ａ4 ）が３／２になることを表している。このように第
１の実施例においては、Ｈｇ−Ｘｅアークランプ１１か
ら放射されたランプ光Ｑａとパルスレーザ発振器１２か
ら出力されたレーザ光Ｑｅとをビーム合成光学系２１に
より同一光路上に合成して露光光Ｑｐとして出力し、こ
の露光光Ｑｐを、マスク２を通過させ投影光学系により
ウエハ６上に結像し、マスク２に形成されたマスクパタ
ーンをウエハ６に転写するようにしたので、マスク２と
ウエハ６とを順次走査しながら露光を行っても、レーザ
光Ｑｅの各パルス毎のエネルギーにばらつきがあって
も、ウエハ６面上におけるエネルギー密度のばらつきを
±１．５％に抑えることができ、露光面内での露光光の
強度を均一に確保できる。
【００４６】従って、ほぼ同一波長のＨｇ−Ｘｅアーク
ランプ１１及びパルスレーザ発振器１２を用い、これら
のランプ光Ｑａ及びレーザ光Ｑｅをビーム合成光学系２
１により合成出力することにより、マスク２とウエハ６
とを順次走査しながらマスク２を通過した露光光Ｑｐを
投影光学系によりウエハ６上に結像し、マスク２に形成
されたマスクパターンをウエハ６に転写する露光装置に
適した露光光源として適用できる。 (2) 次に本発明の第２の実施例について説明する。
ランプ１１及びパルスレーザ発振器１２を用い、これら
のランプ光Ｑａ及びレーザ光Ｑｅをビーム合成光学系２
１により合成出力することにより、マスク２とウエハ６
とを順次走査しながらマスク２を通過した露光光Ｑｐを
投影光学系によりウエハ６上に結像し、マスク２に形成
されたマスクパターンをウエハ６に転写する露光装置に
適した露光光源として適用できる。 (2) 次に本発明の第２の実施例について説明する。
【００４７】図５は、図６に示す露光装置に適用する露
光用光源装置の構成図である。複数のＨｇ−Ｘｅアーク
ランプ３０−１〜３０−ｎが設けられるとともに１つの
パルスレーザ発振器１２が設けられている。
光用光源装置の構成図である。複数のＨｇ−Ｘｅアーク
ランプ３０−１〜３０−ｎが設けられるとともに１つの
パルスレーザ発振器１２が設けられている。
【００４８】これらＨｇ−Ｘｅアークランプ３０−１〜
３０−ｎ及びパルスレーザ発振器１２は、ほぼ同一波長
のランプ光及びレーザ光を出力するものとなっている。
これらＨｇ−Ｘｅアークランプ３０−１〜３０−ｎの光
放射方向にはそれぞれ光学レンズ３１−１〜３１−ｎが
配置され、かつ各Ｈｇ−Ｘｅアークランプ３０−１〜３
０−ｎの光放射方向とパルスレーザ発振器１２の光路と
の交わるところには、それぞれ光学レンズ３１−１〜３
１−ｎを介して各第１のビームスプリッタ３２−１〜３
２−ｎが配置されている。
３０−ｎ及びパルスレーザ発振器１２は、ほぼ同一波長
のランプ光及びレーザ光を出力するものとなっている。
これらＨｇ−Ｘｅアークランプ３０−１〜３０−ｎの光
放射方向にはそれぞれ光学レンズ３１−１〜３１−ｎが
配置され、かつ各Ｈｇ−Ｘｅアークランプ３０−１〜３
０−ｎの光放射方向とパルスレーザ発振器１２の光路と
の交わるところには、それぞれ光学レンズ３１−１〜３
１−ｎを介して各第１のビームスプリッタ３２−１〜３
２−ｎが配置されている。
【００４９】又、これら第１のビームスプリッタ３２−
１〜３２−ｎのうちビームスプリッタ３２−１の一方の
分岐方向に全反射鏡３３が配置され、かつ残りの各ビー
ムスプリッタ３２−２〜３２−ｎの一方の分岐方向にそ
れぞれ第２のビームスプリッタ３２−１〜３２−ｍが配
置されている。
１〜３２−ｎのうちビームスプリッタ３２−１の一方の
分岐方向に全反射鏡３３が配置され、かつ残りの各ビー
ムスプリッタ３２−２〜３２−ｎの一方の分岐方向にそ
れぞれ第２のビームスプリッタ３２−１〜３２−ｍが配
置されている。
【００５０】又、第１のビームスプリッタ３２−ｎの他
方の分岐方向には全反射鏡３５が配置され、この全反射
鏡３５の反射方向でかつ第２のビームスプリッタ３４−
ｍの出力方向には、第２のビームスプリッタ３４−ｎが
配置されている。
方の分岐方向には全反射鏡３５が配置され、この全反射
鏡３５の反射方向でかつ第２のビームスプリッタ３４−
ｍの出力方向には、第２のビームスプリッタ３４−ｎが
配置されている。
【００５１】このような構成であれば、各Ｈｇ−Ｘｅア
ークランプ３０−１〜３０−ｎから放射された光は、そ
れぞれ各第１のビームスプリッタ３２−１〜３２−ｎに
より２方向に分岐され、かつ各全反射鏡３３、３５及び
各第２のビームスプリッタ３４−１〜３４−ｍを通って
第２のビームスプリッタ３４−ｎに到達する。
ークランプ３０−１〜３０−ｎから放射された光は、そ
れぞれ各第１のビームスプリッタ３２−１〜３２−ｎに
より２方向に分岐され、かつ各全反射鏡３３、３５及び
各第２のビームスプリッタ３４−１〜３４−ｍを通って
第２のビームスプリッタ３４−ｎに到達する。
【００５２】一方、パルスレーザ発振器１２から出力さ
れたレーザ光は、各第１のビームスプリッタ３２−１〜
３２−ｎにより２方向に分岐され、かつ各全反射鏡３
３、３５及び各第２のビームスプリッタ３４−１〜３４
−ｍを通って第２のビームスプリッタ３４−ｎに到達す
る。
れたレーザ光は、各第１のビームスプリッタ３２−１〜
３２−ｎにより２方向に分岐され、かつ各全反射鏡３
３、３５及び各第２のビームスプリッタ３４−１〜３４
−ｍを通って第２のビームスプリッタ３４−ｎに到達す
る。
【００５３】これにより、第２のビームスプリッタ３４
−ｎからは、各Ｈｇ−Ｘｅアークランプ３０−１〜３０
−ｎから放射された光とレーザ光との合成光が、露光光
として出力される。
−ｎからは、各Ｈｇ−Ｘｅアークランプ３０−１〜３０
−ｎから放射された光とレーザ光との合成光が、露光光
として出力される。
【００５４】このような露光用光源装置であれば、高い
均一性を有しかつエネルギー密度の高い露光光を得るこ
とができる。従って、この露光用光源装置を用いて露光
処理すれば、例えばウエハ６における露光面内での露光
光の強度を均一に確保でき、スループットを高めること
ができる。
均一性を有しかつエネルギー密度の高い露光光を得るこ
とができる。従って、この露光用光源装置を用いて露光
処理すれば、例えばウエハ６における露光面内での露光
光の強度を均一に確保でき、スループットを高めること
ができる。
【００５５】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、露
光面上の照明強度の均一性を高めることができる露光用
光源装置を提供できる。又、本発明によれば、露光面上
の照明強度の均一性を高めることができるレーザ露光装
置を提供できる。
光面上の照明強度の均一性を高めることができる露光用
光源装置を提供できる。又、本発明によれば、露光面上
の照明強度の均一性を高めることができるレーザ露光装
置を提供できる。
【図１】本発明に係わる第１の実施例のレーザ露光装置
を示す構成図。
を示す構成図。
【図２】パルスレーザ発振器の構成図。
【図３】従来装置のエネルギー密度を示す模式図。
【図４】本発明装置によるエネルギー密度を示す模式
図。
図。
【図５】本発明に係わる第２の実施例の露光用光源装置
を示す構成図。
を示す構成図。
【図６】従来の露光装置の構成図。
１…スリット、２…マスク、３…台形ミラー、４…凹面
鏡、５…凸面鏡、６…半導体ウエハ（ウエハ）、１０…
露光用光源装置、１１，３０−１〜３０−ｎ…Ｈｇ−Ｘ
ｅアークランプ、１２…パルスレーザ発振器、２１…ビ
ーム合成光学系、２２…第１のビームスプリッタ、２
３，２４…全反射鏡、２５…第２のビームスプリッタ。
鏡、５…凸面鏡、６…半導体ウエハ（ウエハ）、１０…
露光用光源装置、１１，３０−１〜３０−ｎ…Ｈｇ−Ｘ
ｅアークランプ、１２…パルスレーザ発振器、２１…ビ
ーム合成光学系、２２…第１のビームスプリッタ、２
３，２４…全反射鏡、２５…第２のビームスプリッタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/027
Claims (6)
- 【請求項１】 少なくとも１つのランプ光源と、 レーザ光を出力する少なくとも１つのレーザ発振器と、 前記ランプ光源から放射されたランプ光と前記レーザ発
振器から出力されたレーザ光とを同一光路上に合成する
ビーム合成光学系と、を具備したことを特徴とする露光
用光源装置。 - 【請求項２】 ランプ光源及びレーザ発振器は、互いに
ほぼ同一波長のランプ光及びレーザ光を出力することを
特徴とする請求項１記載の露光用光源装置。 - 【請求項３】 ビーム合成光学系は、ランプ光源から放
射されたランプ光を２方向に分岐するとともにレーザ発
振器から出力されたレーザ光と前記各分岐方向の各光路
と同一光路上に分岐する第１のビームスプリッタと、 この第１のビームスプリッタの２つの分岐方向にそれぞ
れ配置された各ミラーと、 これらミラーで反射する前記ランプ光及び前記レーザ光
を入射して同一光路上に合成出力する第２のビームスプ
リッタと、から構成されたことを特徴とする請求項１記
載の露光用光源装置。 - 【請求項４】 マスクを通過した露光光を投影光学系に
より被処理体上に結像し、前記マスクに形成されたマス
クパターンを前記被処理体に転写する露光装置におい
て、 少なくとも１つのランプ光源と、 このランプ光源の波長とほぼ同一波長のレーザ光を出力
する少なくとも１つのレーザ発振器と、 前記ランプ光源から放射されたランプ光と前記レーザ発
振器から出力されたレーザ光とを同一光路上に合成して
前記露光光とするビーム合成光学系と、を具備したこと
を特徴とするレーザ露光装置。 - 【請求項５】 ランプ光源及びレーザ発振器は、互いに
ほぼ同一波長のランプ光及びレーザ光を出力することを
特徴とする請求項４記載のレーザ露光装置。 - 【請求項６】 ビーム合成光学系は、ランプ光源から放
射されたランプ光を２方向に分岐するとともにレーザ発
振器から出力されたレーザ光と前記各分岐方向の各光路
と同一光路上に分岐する第１のビームスプリッタと、 この第１のビームスプリッタの２つの分岐方向にそれぞ
れ配置された各ミラーと、 これらミラーで反射する前記ランプ光及び前記レーザ光
を入射して同一光路上に合成して露光光として出力する
第２のビームスプリッタと、から構成されたことを特徴
とする請求項４記載のレーザ露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7005138A JPH08192287A (ja) | 1995-01-17 | 1995-01-17 | 露光用光源装置及びレーザ露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7005138A JPH08192287A (ja) | 1995-01-17 | 1995-01-17 | 露光用光源装置及びレーザ露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08192287A true JPH08192287A (ja) | 1996-07-30 |
Family
ID=11602959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7005138A Pending JPH08192287A (ja) | 1995-01-17 | 1995-01-17 | 露光用光源装置及びレーザ露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08192287A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6861614B1 (en) | 1999-07-08 | 2005-03-01 | Nec Corporation | S system for the formation of a silicon thin film and a semiconductor-insulating film interface |
| CN113759672A (zh) * | 2021-09-07 | 2021-12-07 | 昆山龙腾光电股份有限公司 | 曝光系统及曝光方法 |
-
1995
- 1995-01-17 JP JP7005138A patent/JPH08192287A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6861614B1 (en) | 1999-07-08 | 2005-03-01 | Nec Corporation | S system for the formation of a silicon thin film and a semiconductor-insulating film interface |
| US7312418B2 (en) | 1999-07-08 | 2007-12-25 | Nec Corporation | Semiconductor thin film forming system |
| CN113759672A (zh) * | 2021-09-07 | 2021-12-07 | 昆山龙腾光电股份有限公司 | 曝光系统及曝光方法 |
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