JPH08306619A - 露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半値波長幅の異なる２つの光源を用いてレチ
クル面上の回路パターンをウエハ面上に高いコントラス
トで投影露光することのできる露光装置及びそれを用い
たデバイスの製造方法を得ること。 【構成】 光源手段から発した露光光で照明した第１物
体面上のパターンを第２物体面上に露光転写する際、該
光源手段は半値波長幅の異なった光束を出射する２つの
光源からの光束を混合して出射していること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は露光装置及びそれを用い
たデバイスの製造方法に関し、例えばＩＣ，ＬＳＩ，Ｃ
ＣＤ，液晶パネル，磁気ヘッド等の各種のデバイスの製
造装置である所謂ステッパーにおいて、光源手段からの
露光光で照明したフォトマスクやレチクル等の原板（以
下「レチクル」という。）上の回路パターンを感光剤を
塗布したウエハ面上に投影転写し、デバイスを製造する
際に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】最近の半導体デバイスの製造技術におい
ては、露光波長をｇ線からｉ線に変えて超高圧水銀灯を
用いた露光法により解像力を向上させる試みが種々と行
われている。またエキシマレーザに代表される更に短い
波長のパルス光を用いることにより解像力の向上を図る
方法が種々と提案されている。

【０００３】レチクル面上の回路パターンを投影光学系
（投影レンズ）でウエハ面上に投影露光する投影露光方
式においては微細化、つまり解像線幅［Ｒｅ］とその時
の焦点深度［ＤＯＦ］は次の２つの式（１），（２）で
表現される。

【０００４】 解像線幅：Ｒｅ＝ｋ１・λ／ＮＡ ‥‥‥（１） 焦点深度：ＤＯＦ＝±ｋ２・λ／２ＮＡ² ‥‥‥（２） ここで、λは露光光の波長、ＮＡは投影レンズの開口
数、ｋ１とｋ２はレジストプロセスによって決まる係数
でプロセス係数である。露光装置（方法）として解像線
幅Ｒｅを小さくしていく手段としては高ＮＡ化と短波長
化がある。高ＮＡ化によりＮＡに逆比例して解像線幅は
小さくなっていくが、同時に焦点深度の方はＮＡの２乗
に逆比例して更に小さくなっていく。焦点深度は大きい
のが望ましいので高ＮＡ化には、おのずと限界がある。

【０００５】この為、最近は微細化の過程で露光波長が
段階的に短波長化してきている。例えばｇ線からｉ線へ
更にはＤｅｅｐＵＶと変化してきている。ＤｅｅｐＵＶ
の第１世代として光源にＫｒＦエキシマレーザ（＝２４
８ｎｍ）があり、第２世代としてはＡｒＦエキシマレー
ザ（＝１９３ｎｍ）がある。

【０００６】このエキシマレーザは高出力で発光スペク
トル幅の狭い遠紫外領域のパルスレーザ光を発振する。
エキシマレーザを半導体デバイスの製造装置に用いたと
きにはウエハに塗布するフォトレジストの感光性が良
く、露光時間が短くなり、この結果、スループットが高
くなるという特長がある。

【０００７】しかしながらエキシマレーザはパルス発振
レーザであることや、その他の理由により必ずしも露光
光源として理想的な光源とは言えない。短波長化によっ
て露光システムが被る最大の問題は、その短波長を透過
するレンズ材料（以下「硝材」と称す）が石英の１種類
に限定されることである（理論上では蛍石もＤｅｅｐＵ
Ｖ光を透過するが、技術的な理由により実用化できる見
通しはなく、現在は候補から除外されている。）。

【０００８】難しい説明は省略するとして単一の硝材し
か使用できないことはレンズ設計上で色収差を補正する
ことが難しくなる。色収差の補正が難しいということは
適切な解像性能を得る為には極めて狭い波長幅の光しか
利用できないことを意味している。これがエキシマレー
ザが光源の候補となる１つの理由である。

【０００９】レンズの材質の屈折率は波長によって異な
る。これが複数の単レンズを組み合わせた投影レンズの
色収差の発生の原因となっている。ミラー系では反射の
法則が波長に依存しない。ミラーだけを組み合わせた投
影光学系としては「オフナーの光学系」の１：１投影系
がある。

【００１０】一方、屈折系（レンズ）と反射系（ミラ
ー）を組み合わせたカタディオプトリック系と呼ばれる
投影光学系も数多く提案されている。カタディオプトリ
ック投影光学系はミラーの特長を生かしてレンズだけで
構成した投影光学系に比べて色収差の発生が少ない。

【００１１】例えば色収差の許容値として０．２５μｍ
の解像性能を目的とするレンズ投影系が１ｐｍ前後の許
容値しかないのに対してカタディオプトリック光学系で
は２桁近く改善されて１００ｐｍ前後の波長幅が許容さ
れる。それでも例えばＸｅＨｇランプの波長２５０ｎｍ
近辺のスペクトルから１００ｐｍの光を切り出しても露
光に供するに十分なエネルギーは得られず、やはりエキ
シマレーザを用いることに変わりはない。

【００１２】しかしフルバンドが３００ｐｍのエキシマ
レーザを１００ｐｍに狭めるか１ｐｍまで狭帯化するか
という点では大きな差異が生ずる。デバイスの高集積度
化は線幅の微細化以上の比率で進行している為、ステッ
パーのような１ステップで数チップ分を繰り返し露光す
るシステムにとってはデバイスの世代が進む毎に１回の
露光領域の拡大を余儀なくされる。ＤｅｅｐＵＶが期待
される０．２５μｍルール、つまり２５６Ｍ ＤＲＡＭ
世代では２面取りのために□２８ｍｍ前後の露光エリア
が要求される。円形の開口を有する投影レンズでいえば
縮小側でφ４０ｍｍの開口径の投影レンズとなる。Ｄｅ
ｅｐＵＶ用レンズで使用される高純度の溶融石英材料は
ｉ線やｇ線用レンズ硝材と比べると、はるかに高価であ
る。同じ露光領域をより小さく安いレンズで達成する為
にスキャン方式が提案されている。これは例えばφ２
８．５ｍｍの開口径のレンズの５×２８ｍｍのスリット
状の部分だけを用いてウエハとレチクルを投影倍率の速
度比で逆方向にスキャンする方法である。こうすれば

【００１３】

【数１】 のサイズの投影レンズで同一の露光エリアを得ることが
できる。

【００１４】以上指摘したＤｅｅｐＵＶ露光装置の方向
と課題を以下に説明する。ＤｅｅｐＵＶの投影光学系と
しては大きな色収差が許容できるカタディオプトリック
系が望ましく、露光方法としては安くコンパクトな光学
系が使えるスキャン露光が望ましい。カタディオプトリ
ック光学系により１００ｐｍ前後の波長幅が許容される
ということは設計波長を中心にした、ごく狭い帯域にエ
ネルギーが集中した光源が必要である。例えば２５０ｎ
ｍ近辺の波長ならば当面の光源の第１候補はｋｒＦエキ
シマレーザであり、第２の候補としてはＡｒイオンレー
ザの２倍高調波が挙げられる。

【００１５】ここで２つの光源の特長を比較して見ると
以下のとおりになる。まずどちらの光源も「レーザ」と
しての共通の特長を持っている。ビーム射出であること
は小さな口径の光学系で簡便に光を引き回すことができ
て、なおかつ光を無駄に逃がさない（利用効率が高い）
という利点がある。

【００１６】一方コヒーレンシィが高いことによって発
生する干渉縞とスペックルの発生という面では均一な照
明を要求される露光装置にとって欠点となる。一般論と
して波長帯域が広いほどコヒーレンシィは低くなる。干
渉縞やスペックルを軽減する為の光学系については多数
の提案がなされている。しかし露光装置で要求される±
１％以下の照度ムラのレベルでは静的な対策だけでは不
十分であり、動的な対策、つまり光と感光体との相対位
置を動かして静的なムラを平滑化する手法が併用される
のが一般的である（その意味ではステッパーの静止露光
よりは前記スキャン露光の方が有利である。）。

【００１７】エキシマレーザはＡｒイオンレーザよりも
コヒーレンシィは低い点で有利であるが、パルスレーザ
である為に時間的な平滑化という点では不利である。露
光装置では照度ムラと同時に露光量も厳しく管理されな
ければならず、その要求精度はやはり±１％以下であ
る。エキシマレーザはパルス発振の為に露光量がデジタ
ル的になってしまうこと、パルス毎の出力ばらつきが大
きいこと等の理由により露光量制御が連続発振レーザよ
りも困難になる。

【００１８】これらの対策としては露光のパルス毎出力
制御や露光タイミング制御等、様々な提案がなされてい
る。しかし制御する為には「計測の正しさ」が前提とな
る。連続発振レーザでは緩やかに変動する光量に追従す
る光電変換素子と増幅回路や積分回路等でモニターすれ
ば良く、ダイナミックレンジも僅かな範囲が保証されて
いれば良い。

【００１９】エキシマレーザではゼロからピーク値まで
をカバーするダイナミックレンジと２０ｎｓｅｃという
極短パルスを積分する広帯域の積分器が必要となり、計
測精度の保証は、はるかに困難になる。エキシマレーザ
はパルス発振レーザであり、その発振周波数はおよそ５
００Ｈｚで１パルスの発光時間は約２０ｎｓｅｃであ
る。これらは１０万分の１の時間しか発光していないこ
とを意味しており、仮に矩形のパルス形状とすると１ｍ
Ｗの平均出力のレーザでも単位時間当たりのエネルギー
は１００Ｊになることを意味している。

【００２０】実際にはピークの大きなパルス形状をして
いるから瞬間的なエネルギーは更に大きくなる。このパ
ルス光が照明光学系や投影光学系を透過するとき硝材や
光学薄膜にダメージを与える。エキシマレーザは理想光
源に近いから光学系を透過する中で必ず点に集光する箇
所が出てくる。集光点近傍ではエネルギーが集中する為
に特にダメージが大きくなる。これがエキシマレーザを
光源として用いる場合の問題点の１つである。連続発振
レーザではこのような問題を回避できる。

【００２１】Ａｒイオンレーザの２倍高調波は現時点で
は露光装置に必要な十分なエネルギーは得られていな
い。一方、エキシマレーザは十分な出力を有している。
エキシマレーザの自然発光波長幅は半値全幅（半値波長
幅，以下「ＦＷＨＭ」ともいう。）で３００ｐｍであ
る。これを例えばカタディオプトリック光学系の為に１
００ｐｍのＦＷＨＭにするには狭帯化かフィルタリング
する必要がある。当然ながら光量が低下してくる。更に
屈折系だけの投影レンズの為に１ｐｍまでＦＷＨＭを狭
めようとすると狭帯化するしかなく、更に光量が低下し
てくる。これらの関係を図２に示す。

【００２２】当然ながら一定のアウトプットを得ようと
すれば狭帯化する程大きな発振器が必要となり、更に複
雑な狭帯化の光学系が付加されて相乗的に大きく複雑な
光源となる。

【００２３】前述した投影系の許容波長幅という概念は
一義的に決まっているものではない。投影系の設計上の
最良結像は特定点の波長にしかなく、その波長から外れ
た波長では像コントラストは低下するものであり、その
低下量を許容値として許容しているに過ぎない。

【００２４】図３（Ａ）に示すように設計値の近傍に Ｉ＝ｆ（λ） という形で分布するスペクトルがあった場合、投影パタ
ーン像のコントラストの低下の度合いは、例えば ｛ｆ（λ）×｜δλ｜｝ の積分値で表される（以上の説明は概念説明であり、実
際には個々の投影系の軸上色収差の特性によって異なる
式が与えられる。）。従って、１つのコントラストを得
る為の波長分布は１種類ではなく、図３（Ｂ）や図３
（Ｃ）に示すように無数の分布形状が存在する。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】従来の露光装置におい
て波長２５０ｎｍ以下の光を露光光として用いた場合に
は、 （イ）投影光学系を構成する各要素（硝材）や光学薄膜
に損傷が生じること （ロ）露光量の制御が難しいこと （ハ）露光光の利用効率の向上を図るのが難しいこと （ニ）良好なるコントラストの投影パターン像を得るの
が難しいこと 等の問題点があった。

【００２６】本発明は、レチクル面上の回路パターンを
照明する光源手段を適切に設定することによりレチクル
面上への露光量の制御を高精度に行い、且つ投影パター
ン像のコントラストの向上を図った露光装置及びそれを
用いたデバイスの製造方法の提供を目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明の露光装置は、光
源手段から発した露光光で照明した第１物体面上のパタ
ーンを第２物体面上に露光転写する際、該光源手段は半
値波長幅の異なった光束を出射する２つの光源からの光
束を混合して出射していることを特徴としている。

【００２８】特に、前記２つの光源からの光束の出力比
を調整する調整手段を設けたことや、前記２つの光源を
パルス発振レーザと連続発振レーザより構成したこと等
を特徴としている。

【００２９】本発明のデバイス製造方法は、光源手段か
ら発した露光光で照明したレチクル面上のパターンをウ
エハ面上に露光転写した後に該ウエハを現像処理工程を
介してデバイスを製造する際、該光源手段は半値波長幅
の異なった光束を出射する２つの光源からの光束を混合
して出射していることを特徴としている。

【００３０】特に、前記２つの光源からの光束の出力比
を調整していることや、前記２つの光源をパルス発振レ
ーザと連続発振レーザより構成したこと等を特徴として
いる。

【００３１】

【実施例】図１は本発明の実施例１の要部概略図であ
る。本実施例は光源手段としてエキシマレーザ等のパル
ス発振型のパルス光源（パルスレーザ）１からの光束に
Ａｒイオンレーザなどの連続発振でスペクトル幅がパル
ス光源１からの光束に比べて十分狭いレーザ光源３１か
らの光束を重畳させた露光光を用いてスリットスキャン
露光方式を利用してレチクルＲ面上のパターンをウエハ
Ｗ面上に投影露光する投影露光装置に適用した場合を示
している。

【００３２】図１においてエキシマレーザ等のパルス光
源（パルスレーザ）１には第１光源制御部１８を介しコ
ントローラ１６を接続している。この第１光源制御部１
８は装置全体の動作を制御するコントローラ１６からの
指令信号に応じてパルス光源１の発振を制御している。
第１光源制御部１８の内部にはパルスレーザ１からの光
量を制御できる第１光量制御部（不図示）を設けてい
る。又パルスレーザ１からの光量の光量制御手段として
粗調用として第１光源制御部１８と微調用の第３光源制
御部１９を設けて第１光源制御部１８はパルス光源１の
パルス発光の為の印加電圧を制御している。この第１光
源制御部１８はコントローラ１６からの指令信号に基づ
いてパルス光源１に対する印加電圧を制御してパルス光
源１からの射出されるパルス光の強度を発振毎に調整し
ている。

【００３３】パルス光源１は発振媒質にＫｒＦガスを用
い、ガスの封入されるレーザチャンバを挟んで２枚の共
振器ミラーを有する光源より成っている。そしてレーザ
チャンバ内の放電電極に印加する電圧を制御することに
より、射出されるパルスエネルギーをコントロールして
いる。パルス光源１の共振器内部には波長幅をコントロ
ールするような狭帯域波長安定化機構はなく、ＫｒＦエ
キシマの基本的なレーザ発振スペクトルを持ったレーザ
光を得ている。パルス光源１から射出されるレーザ光
は、通常レーザチャンバ内の電極の配置形状の断面形状
である矩形形状であり、レーザ光はビーム整形光学系２
により所望の形状に整形している。

【００３４】ビーム整形光学系２はシリンドリカルレン
ズやビームエキスパンダ等のレンズ群により構成され、
後段の光学系に効率良く入射できるようにビーム断面が
正方形になるように整形している。ビーム整形光学系２
により整形したレーザビームは減光部３に入射してい
る。減光部３は入射したレーザビームに対する透過率を
０％から１００％まで段階的或は連続的に変化させるこ
とにより、入射したレーザビームの光量を所望の割合で
減衰させている。

【００３５】減光部３の減光方式として透過率の異なる
誘電体ミラーを何種類か組み合わせたものを使用してい
る。例えば透過率が異なる誘電体ミラーを５枚用意して
１５通りの透過率を設定している。又連続的に透過率を
可変させる場合は干渉フィルタ、或はエタロン等を回転
させて所望の透過率を設定するようにしている。

【００３６】減光部３において所望の減衰を受けたレー
ザビームは干渉パターンを低減し、平滑化するインコヒ
ーレント光学系４を経て重畳光学系３４に入射してい
る。インコヒーレント光学系４には入射したレーザビー
ムをハーフミラーを用いて波面分割し、干渉しない程度
まで光路長差をつけて重ねる光学系とレーザビームの干
渉パターンを平均化する為、光学楔を回転させる機構と
を内蔵している。

【００３７】Ａｒイオンレーザ３１には第２光源制御部
３８を介し、コントローラ１６を接続している。この第
２光源制御部３８は装置全体の動作を制御するコントロ
ーラ１６からの指令信号に応じてＡｒイオンレーザ３１
の発振光量を制御している。Ａｒイオンレーザ３１の内
部にはレーザ出力光量が一定になるように、発振出力が
一定になるように出力が検知できるセンサが内蔵されて
おり、第２光源制御部３８からの指令出力となるように
制御している。

【００３８】Ａｒイオンレーザ３１から射出されるレー
ザ光は、通常ガウス分布の丸形状であり、レーザ光はビ
ーム整形光学系３２により所望の形状に整形している。
ビーム整形光学系３２はビームエキスパンダ等のレンズ
群により構成され、後段の重畳光学系３４に効率良く入
射できるようにエキシマレーザの断面形状に合わせて整
形している。

【００３９】ビーム整形光学系３２を出たレーザビーム
は干渉パターンを低減し、平滑化するインコヒーレント
光学系３３に入射している。インコヒーレント光学系３
３はフライアイレンズ５に入射するレーザビームの入射
角を高速に変化させることにより干渉縞を低減するもの
であり、レーザビームはインコヒーレント光学系３３を
経て全反射ミラー３４で反射して重畳光学系３４に入射
している。インコヒーレント光学系３３は入射したレー
ザビームをＸ方向及びＹ方向の２方向に高速で振動する
２つのガルバノミラーで構成している。

【００４０】重畳光学系３４は異なる２方向から来たレ
ーザビームを重ね合わせており、偏光ビームスプリッタ
を内蔵している。パルスレーザ１からのレーザ光及びＡ
ｒイオンレーザ３１からのレーザ光を重畳光学系３４に
入射する前に直線偏光にしておき、パルスレーザ光は透
過し、光軸が９０度異なった角度で入射するＡｒイオン
レーザからのレーザ光を反射して両ビーム光を重ね合わ
せている。

【００４１】本実施例においてハーフミラー等を用いて
も２つのレーザ光を重ねても良いが、効率を最適にする
為に偏光ビームスプリッタを採用している。重畳光学系
３４で重ね合わせたレーザ光はフライアイレンズ５を経
て透過率が高く、反射率が低いビームスプリッタ６に入
射し、リレーレンズ７（７ａ，７ｂ）を通過し折り曲げ
ミラー９及びコンデンサーレンズ１０を経てレチクルＲ
のパターン領域の一部をスリット状の照明領域で照明し
ている。レチクルＲは稼働するレチクルステージ１１上
に配置している。

【００４２】レチクルＲのパターン領域で回折されたレ
ーザ光は縮小型の投影光学系ＬＡを介してウエハＷ上の
フォトレジスト層にレチクルＲのパターン像を結像す
る。レチクルＲ上のスリット状の照明領域と共役なウエ
ハＷ上のスリット領域は回路パターン像が投影されてい
る。ウエハＷはウエハステージ１２の上に配置され、レ
チクルステージ１１の走査方向と逆方向に走査すること
により露光を行っている。

【００４３】スリットスキャン露光方式で露光を行う
際、コントローラ１６からの指令に基づきレチクルステ
ージ制御部２１がレチクルステージ１１を介してスリッ
ト状の照明領域に対してレチクルＲを走査するのと同期
してウエハステージ制御部２２がウエハステージ１２を
介してウエハＷをスリット上の露光領域に対して走査し
ている。

【００４４】一方フライアイレンズ５から射出し、ビー
ムスプリッタ６で反射したレーザビームは集光光学系１
４により受光センサ（受光素子）１５の受光面に集光し
ている。受光素子１５はエキシマレーザ１からのパルス
毎の光量とエキシマレーザ１が発振していないときのＡ
ｒイオンレーザ３１からの光量を測定することにより、
ウエハＷに露光される光量をコントローラ１６内に順次
積算している。エキシマレーザ１による露光光量の計測
はＡｒイオンレーザ３１の露光による光量を合算して計
測しているが、エキシマレーザ１の発振していないとき
のＡｒイオンレーザ３１の計測値をＡｒイオンレーザ３
１による光量とし、オフセットとして差し引いている。

【００４５】尚、本実施例において露光ムラを、より低
減する為に受光センサ１５からのパルスレーザ１のパル
ス毎のエネルギー変動に基づいて第１光源制御部１８を
パルス毎にコントロールしても良い。又光源としてパル
スレーザと連続発振レーザの２つを用いたが、２つ以上
の光源を用いて、それらの光源からの光束を混合して用
いても良い。

【００４６】次に本実施例を用いて露光する場合のプロ
セスについて説明する。制作したい半導体デバイス（デ
バイス）が一番クリティカルな解像力が要求される場
合、露光光としてのレーザ光のスペクトル幅は狭い方が
望ましい。その場合、プロセス使用するレジストが決ま
り、ウエハＷに必要な露光量が求められると、スペクト
ル幅のごく狭いＡｒイオンレーザ３１を最大限活用する
ことになる。

【００４７】コントローラ１６の指令により第２光源制
御部３８はＡｒイオンレーザ３１に最大出力を要求す
る。そして同時にウエハＷへ露光の必要光量からＡｒイ
オンレーザ３１からの光量を差し引いた露光量がエキシ
マレーザ１による露光量になるように第１光源制御部１
８及び第３光源制御部１９に指令を与えている。

【００４８】エキシマレーザ１はパルス発振レーザであ
る為、制御できる出力範囲は非常に狭い。その為、コン
トローラ１６はエキシマレーザ１の出力制御範囲を越え
た場合には減光部３で所定の減衰を与えられるように第
３光源制御部１９に指令を与え、露光量が適正値になる
ようにコントロールしている。

【００４９】プロセスがあまりクリティカルな場合でな
い時はエキシマレーザ１からの出力を有効に利用する。
Ａｒイオンレーザ３１からの出力を必要最低限にし（場
合によってはｏｆｆ）、同様に残りの露光量をエキシマ
レーザ１からの出力になるようにしている。

【００５０】図３に示すようにエキシマレーザ１からの
出力を第１光源制御部１８及び第３光源制御部１９を用
いて制御してウエハＷ上に露光されるレーザ光のスペク
トル幅を図３（Ｂ）や図３（Ｄ）のように任意に可変し
てそれぞれ図３（Ｃ）（ＦＷＨＭが２００ｐｍ）及び図
３（Ｅ）（ＦＷＨＭが１００ｐｍ）のスペクトルと等価
なスペクトルとしている。投影レンズＬＡの解像性能か
ら見れば図３（Ｂ）と図３（Ｃ），図３（Ｅ）と図３
（Ｄ）は略同じと考えられる。

【００５１】以上のように本実施例では２種類の性質の
異なるＤｅｅｐＵＶ露光用の光源を混用して用いてい
る。このときのＤｅｅｐＵＶ露光の場合で実用的な組み
合わせとしては実施例で広帯域（３００ｐｍ）のエキシ
マレーザとＡｒイオンレーザの２倍高調波を併用してい
る。

【００５２】図３（Ａ）に示すように広帯域ＫｒＦエキ
シマレーザの波長幅は半値全幅ＦＷＨＭは３００ｐｍで
あり、一方Ａｒイオンレーザの２倍高調波のＦＷＨＭは
０．１ｐｍ以下である。この２種類の光源を混用して図
３（Ｂ）に示すような波長−光強度特性を得ている。こ
の光を用いて色収差特性を持つ投影光学系によりパター
ンを投影した場合に得られるコントラスト［Ｃ］は

【００５３】

【数２】 となる。同じコントラスト［Ｃ］の値を得る為のｆ
（λ）の形状は無数にある。

【００５４】例えば図３（Ｂ）から得られるコントラス
トは図３（Ｃ）のＦＷＨＭ＝２００ｐｍのガウス分布の
光と等価であり、更にＡｒイオンレーザの相対強度を上
げて図３（Ｄ）のように調整すれば図３（Ｅ）のような
ＦＷＨＭ＝１００ｐｍのガウス分布と等価な光を作るこ
とができる。

【００５５】本実施例ではこのような方法で作った等価
的に１００ｐｍのスペクトル幅を持った光源を用いるこ
とによりエキシマレーザ単独で狭帯域化して得られた光
源に比べ、 ピークエネルギー密度が低くなり、光学的ダメージ回
避できる 露光量制御精度が向上できる エキシマレーザを狭帯域化する必要がなく、単純化で
きる 光学的に十分な結像性能を得ることができる 等の特長を有している。

【００５６】次に上記説明した露光装置を利用したデバ
イス（半導体デバイス）の製造方法の実施例を説明す
る。

【００５７】図４は半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の
半導体チップ、或いは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造の
フローを示す。

【００５８】ステップ１（回路設計）では半導体デバイ
スの回路設計を行なう。ステップ２（マスク製作）では
設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一
方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を
用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセ
ス）は前工程と呼ばれ、前記用意したマスクとウエハを
用いてリソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路
を形成する。

【００５９】次のステップ５（組立）は後工程と呼ば
れ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ
５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久
性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体
デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。

【００６０】図５は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
を示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化
させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁
膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上
に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン
打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では前記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。

【００６１】ステップ１７（現像）では露光したウエハ
を現像する。ステップ１８（エッチング）では現像した
レジスト以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジス
ト剥離）ではエッチングがすんで不要となったレジスト
を取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことに
よってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。本
実施例の製造方法を用いれば、従来は製造が難しかった
高集積度の半導体デバイスを容易に製造することができ
る。

【００６２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、パルスレ
ーザ１と連続発振するＡｒイオンレーザ３１を露光装置
の露光光に併用し、これにより １．ピークエネルギーの高いパルスレーザの露光に関わ
るエネルギーが相対的に低減できる為、硝材や光学薄膜
のダメージが回避できる。 ２．パルスレーザのパルスばらつきを相対的に軽減でき
る為、エネルギー露光量制御の精度を向上させることが
できる。 ３．エキシマレーザを狭帯域化する必要がない為、レー
ザ発振器から射出されるエネルギーをフィルタリングや
ナローイングにより、ロスすることがない。 ４．パルスレーザ側の発振出力を調整すれば特殊なフィ
ルタリングやナローイング手段の調整なしに実質的な波
長幅可変手段を提供できる。それにより結像のコントラ
スト＝結像性能を調整する機能を提供できる。 等の効果を有した露光装置及びそれを用いたデバイスの
製造方法を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の要部概略図

【図２】図１のエキシマレーザの特性の説明図

【図３】本発明に係るレーザ光の半値波長幅の説明図

【図４】本発明に係るデバイスの製造方法のフローチャ
ート

【図５】本発明に係るデバイスの製造方法のフローチャ
ート

【符号の説明】

１ パルスレーザ ３ 減光器 １１ レチクルステージ １２ ウエハステージ ３１ Ａｒイオンレーザ ３４ 重畳光学系 ＬＡ 投影光学系 Ｒ レチクル Ｗ ウエハ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源手段から発した露光光で照明した第
   １物体面上のパターンを第２物体面上に露光転写する
   際、該光源手段は半値波長幅の異なった光束を出射する
   ２つの光源からの光束を混合して出射していることを特
   徴とする露光装置。
2. 【請求項２】 前記２つの光源からの光束の出力比を調
   整する調整手段を設けたことを特徴とする請求項１の露
   光装置。
3. 【請求項３】 前記２つの光源をパルス発振レーザと連
   続発振レーザより構成したことを特徴とする請求項１の
   露光装置。
4. 【請求項４】 前記パルス発振レーザをエキシマレーザ
   より構成したことを特徴とする請求項３の露光装置。
5. 【請求項５】 前記エキシマレーザをＫｒＦエキシマレ
   ーザより構成し、前記連続発振レーザをＡｒイオンレー
   ザの２倍高調波より構成していることを特徴とする請求
   項４の露光装置。
6. 【請求項６】 光源手段から発した露光光で照明したレ
   チクル面上のパターンをウエハ面上に露光転写した後に
   該ウエハを現像処理工程を介してデバイスを製造する
   際、該光源手段は半値波長幅の異なった光束を出射する
   ２つの光源からの光束を混合して出射していることを特
   徴とするデバイスの製造方法。
7. 【請求項７】 前記２つの光源からの光束の出力比を調
   整していることを特徴とする請求項６のデバイスの製造
   方法。
8. 【請求項８】 前記２つの光源をパルス発振レーザと連
   続発振レーザより構成したことを特徴とする請求項６の
   デバイスの製造方法。
9. 【請求項９】 前記パルス発振レーザをエキシマレーザ
   より構成したことを特徴とする請求項８のデバイスの製
   造方法。
10. 【請求項１０】 前記エキシマレーザをＫｒＦエキシマ
    レーザより構成し、前記連続発振レーザをＡｒイオンレ
    ーザの２倍高調波より構成していることを特徴とする請
    求項９のデバイスの製造方法。