JPH10229044A - 露光装置および該露光装置を用いた半導体デバイスの製造方法 - Google Patents

露光装置および該露光装置を用いた半導体デバイスの製造方法

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JPH10229044A
JPH10229044A JP9307953A JP30795397A JPH10229044A JP H10229044 A JPH10229044 A JP H10229044A JP 9307953 A JP9307953 A JP 9307953A JP 30795397 A JP30795397 A JP 30795397A JP H10229044 A JPH10229044 A JP H10229044A
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light source
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Osamu Tanitsu
修 谷津
Kayo Sugiyama
香葉 杉山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光源装置と露光装置本体とを別の構造体で支
持しても被露光面における照度分布が各構造体の変形お
よび変位の影響を受けにくい構成の露光装置。 【解決手段】 第1の構造体(B)によって支持された
光源手段(1)と、第1の構造体と隔絶された第2の構
造体(A)によって支持された照明光学系(3,4)
と、第1の構造体によって支持された第1集光系(2
a)と、第2の構造体によって支持された第2集光系
(2b)とを備えている。照明光学系は、第2集光系を
介した光を入射させる入射側にマスク(5)と共役な所
定面を有し、光源手段の射出面と所定面とは第1集光系
および第2集光系により光学的にほぼ共役に構成されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は露光装置および該露
光装置を用いた半導体デバイスの製造方法に関し、特に
エキシマレーザー光源を用いた露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体素子や液晶表示素子等を製造する
ための露光装置は、全体的にかなり大きな装置であり、
設置のための所要床面積は大きい。一般に、露光装置で
は光源として水銀ランプやレーザー光源などが用いられ
るが、特にエキシマレーザー光源のようなレーザー光源
は、水銀ランプのような光源と比較してはるかに巨大な
発光装置である。したがって、特にエキシマレーザー光
源を用いる露光装置では、光源装置を露光装置本体とは
別配置にする必要がある。そこで、半導体製造装置のた
めのクリーンルームの有効活用の観点から、占有面積の
大きいエキシマレーザー光源をクリーンルームの階下に
あるクリーン度の低い部屋に設置する場合がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】露光装置では、マスク
を重畳的に均一照明するためにオプティカルインテグレ
ータを用いており、このオプティカルインテグレータを
光源からの光で効率良く照明しなければならない。しか
しながら、上述のようにエキシマレーザー光源と露光装
置本体とが別の床版に設置されているような場合、床版
の変形および変位によりオプティカルインテグレータを
照明する光束が位置ずれし、その結果、被露光面である
感光性基板上において照度分布の均一性が悪化したり照
度が低下したりする。
【0004】また、エキシマレーザー光源と露光装置本
体とが同じ床版から間隔を隔てて設置されたグレーティ
ング上に固設され、床版とグレーティングとの間の空間
がパイプスペースとして利用されることがある。この場
合、床版よりも変形し易いグレーティングの変形などに
よりオプティカルインテグレータを照明する光束が位置
ずれして、被露光面である感光性基板上において照度分
布の均一性が悪化したり照度が低下したりすることが考
えられる。また、グレーティングを介して同じ床版によ
って支持されたエキシマレーザー光源と露光装置本体と
の間における空間の有効利用が望まれる。
【0005】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、光源装置と露光装置本体とを別の構造体で支
持しても、被露光面における照度分布が各構造体の変形
および変位の影響を受けにくい構成を有する露光装置お
よび該露光装置を用いた半導体デバイスの製造方法を提
供することを目的とする。また、光源装置と露光装置本
体とを例えばグレーティングを介して同じ構造体で支持
する場合においても、被露光面における照度分布がグレ
ーティングや構造体の変形などの影響を受けにくい構成
を有し、且つ光源装置と露光装置本体との間の空間を有
効利用することのできる露光装置および該露光装置を用
いた半導体デバイスの製造方法を提供することを目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、第1の構造体によって支持され
た光源手段と、前記第1の構造体と実質的に隔絶された
第2の構造体によって支持されて前記光源手段からの光
に基づいてマスクを照明する照明光学系と、前記第1の
構造体によって支持されて前記光源手段からの光を集光
するための第1集光系と、前記第2の構造体によって支
持されて前記第1集光系を介して一旦集光された光を前
記照明光学系へ導くための第2集光系とを備え、前記照
明光学系は、前記第2集光系を介した光を入射させる入
射側に前記マスクと共役な所定面を有し、前記光源手段
の射出面と前記所定面とは、前記第1集光系および前記
第2集光系により光学的にほぼ共役に構成され、前記マ
スクに形成された所定のパターンを感光性基板上に露光
することを特徴とする露光装置を提供する。
【0007】本発明の好ましい態様によれば、前記照明
光学系は、前記第2集光系を介した光に基づいて多数の
光源像を形成するためのオプティカルインテグレータ
と、前記オプティカルインテグレータを介して形成され
た前記多数の光源像からの光を集光して前記マスクを重
畳的に照明するためのコンデンサー光学系とを有し、前
記オプティカルインテグレータは、その入射面が前記所
定面とほぼ一致するように配置されている。また、前記
光源手段は、エキシマレーザー光源を有し、前記第1集
光系は、前記エキシマレーザー光源からの平行光束を集
光し、前記第2集光系は、前記第1集光系を介して一旦
集光した光束を再び平行光束に変換することが好まし
い。
【0008】また、本発明の別の局面によれば、光束を
供給するための光源手段と、該光源手段からの光束に基
づいて、所定のパターンが形成されたマスクを照明する
ための照明光学系とを備え、前記マスクのパターンを感
光性基板に投影する露光装置において、前記光源手段と
前記照明光学系との間の光路中には、前記光源手段から
の光束を集光するための第1集光系と、該第1集光系を
介して一旦集光された光束を前記照明光学系へ導くため
の第2集光系とが配置され、前記第1集光系を支持する
ための第1支持体と、該第1支持体とは独立な支持構造
を有し前記第2集光系を支持するための第2支持体とが
設けられていることを特徴とする露光装置を提供する。
【0009】また、本発明のさらに別の局面によれば、
上述のような本発明の露光装置を用いて、前記マスクに
形成された所定のパターンを前記感光性基板上に露光す
る露光工程を含むことを特徴とする、半導体デバイスの
製造方法を提供する。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の一形態によれば、第1集
光系および第2集光系が、たとえばエキシマレーザー光
源のような光源手段のレーザー射出面とオプティカルイ
ンテグレータの入射面とをほぼ共役に結ぶリレー光学系
を構成している。そして、リレー光学系を構成する一方
の第1集光系は、エキシマレーザー光源とともに第1の
構造体によって支持されている。また、リレー光学系を
構成する他方の第2集光系は、オプティカルインテグレ
ータとともに、第1の構造体と実質的に隔絶された第2
の構造体によって支持されている。したがって、実施例
において後述するように、光源装置と露光装置本体とを
別の構造体で支持しても、光源手段の光射出面とオプテ
ィカルインテグレータの入射面とをほぼ共役に結ぶリレ
ー光学系の作用により、被露光面における照度分布が各
構造体の変形および変位の影響を受けにくい構成を実現
することができる。その結果、本発明の露光装置では、
被露光面において均一な照度分布を得ることができ、安
定した良好な露光を行うことができる。したがって、本
発明の露光装置を用いることにより、良好な半導体デバ
イスを製造することができる。
【0011】本発明の実施例を、添付図面に基づいて説
明する。図1は、本発明の第1実施例にかかる露光装置
の構成を概略的に示す図である。図1の露光装置は、光
源手段として、たとえば248nmまたは193nmの
波長光を射出するエキシマレーザー光源1を備えてい
る。エキシマレーザー光源1から水平方向に供給された
平行光束は、折り曲げミラーM1によって鉛直方向に偏
向された後、第1集光レンズ2aに入射する。第1集光
レンズ2aを介して一旦集光した光束は、第2集光レン
ズ2bを介して再び平行光束となって、折り曲げミラー
M2に入射する。折り曲げミラーM2によって水平方向
に偏向された光束は、たとえば一対のシリンドリカルレ
ンズからなるビームエキスパンダ8に入射する。
【0012】ビームエキスパンダ8では、後述のオプテ
ィカルインテグレータ3の入射面の形状と光束の形状と
がほぼ一致するように、光軸AXに垂直な面内において
光束を二次元的に拡大する。ビームエキスパンダ8を介
して整形された光束は、たとえばフライアイレンズのよ
うなオプティカルインテグレータ3に入射する。オプテ
ィカルインテグレータ3に入射した光束は、オプティカ
ルインテグレータ3を構成する複数のレンズエレメント
により二次元的に分割され、その後側焦点位置に複数の
光源像を形成する。複数の光源像からの光束は、コンデ
ンサーレンズ4に入射する。
【0013】コンデンサーレンズ4により集光された光
束は、折曲げミラーM3で反射された後、所定のパター
ンが形成されたマスク5を重畳的に照明する。マスク5
を透過した光束は、投影光学系6を介して、感光性基板
であるウエハ7上にマスク5のパターン像を形成する。
なお、マスク5は、投影光学系6の光軸に対して垂直な
平面内においてマスクステージ(不図示)上に載置され
ている。一方、ウエハ7は、投影光学系6の光軸に対し
て垂直な平面内において二次元的に移動可能なウエハス
テージ(不図示)上に載置されている。
【0014】こうして、投影光学系6に対してウエハス
テージをひいてはウエハ7を移動させながら露光を行う
ことにより、ウエハ7上の各露光領域にマスク6のパタ
ーンを逐次転写することができる。なお、第1実施例で
は、折り曲げミラーM1および第1集光レンズ2aは、
支持体11によって支持されている。そして、エキシマ
レーザー光源1および支持体11(ひいては折り曲げミ
ラーM1および第1集光レンズ2a)は、第1の構造体
である下階の床版Bによって支持されている。
【0015】一方、折り曲げミラーM2はオプティカル
インテグレータ3を含む露光装置本体10によって支持
され、第2集光レンズ2bは支持体12によって支持さ
れている。そして、露光装置本体10および支持体12
(ひいては第2集光レンズ2b)は、第1の構造体と実
質的に隔絶された第2の構造体である上階の床版Aによ
って支持されている。また、図1において破線で示すよ
うに、エキシマレーザー光源1と支持体11との間、支
持体11と支持体12との間、および露光装置本体10
と支持体12との間には、伝搬する光が空気ゆらぎの影
響を直接受けることのないように、たとえばフレキシブ
ルなパイプ部材が設けられている。なお、後述の図3お
よび図4においては、この種のパイプ部材の図示を省略
している。
【0016】図2は、図1のエキシマレーザー光源1か
らオプティカルインテグレータ3までの展開光路図であ
って、本発明の作用を説明する図である。図2では、折
り曲げミラーM1、M2およびビームエキスパンダ8の
図示を省略している。図2(a)において、エキシマレ
ーザー光源1から光軸AXに沿って射出された平行光束
(図中実線で示す)は、焦点距離f1を有する第1集光
レンズ2aに入射する。第1集光レンズ2aを介して光
軸AX上の点Fに一旦集光した光束は、焦点距離f2を
有する第2集光レンズ2bを介して再び平行光束とな
り、オプティカルインテグレータ3に入射する。
【0017】なお、第1集光レンズ2aの前側焦点面に
エキシマレーザー光源1のレーザー射出面が配置され、
第2集光レンズ2bの後側焦点面にオプティカルインテ
グレータ3の入射面が配置されている。すなわち、第1
集光レンズ2aおよび第2集光レンズ2bは、エキシマ
レーザー光源1のレーザー射出面とオプティカルインテ
グレータ3の入射面とを光学的に共役に結んでいる。し
たがって、エキシマレーザー光源1が光軸AXに対して
傾いて設置された場合でも、エキシマレーザー光源1か
ら光軸AXに対して傾いて射出された平行光束(図中破
線で示す)は、角度ずれを起こしても位置ずれすること
なくオプティカルインテグレータ3の入射面に達するこ
とになる。
【0018】第1実施例では、上述したように、エキシ
マレーザー光源1および第1集光レンズ2aが下階の床
版Bによって支持され、第2集光レンズ2bおよびオプ
ティカルインテグレータ3が上階の床版Aによって支持
されている。したがって、図3に示すように、下階の床
版Bに対して上階の床版Aが水平方向に所定量dだけ変
位すると、第1集光レンズ2aの光軸AX1と第2集光
レンズ2bの光軸AX2とが所定量dだけ水平方向にず
れてしまう。すなわち、図3の状態に対応する展開光路
図である図2(b)において、第1集光レンズ2aの光
軸AX1と第2集光レンズ2bの光軸AX2とが所定量
dだけ図中鉛直方向にずれてしまう。しかしながら、図
2(a)において破線で示す光束のように、図2(b)
において第2集光レンズ2bを介した光束は、θ=d/
f2の角度ずれが発生するが位置ずれすることなくオプ
ティカルインテグレータ3の入射面に達する。実際の設
計では、床版の相対変位量dに比べて第2集光レンズ2
bの焦点距離f2がはるかに大きくなるため、角度ずれ
量θが被露光面での照度分布に与える影響は無視し得る
程度に小さい。
【0019】一方、図4に示すように、露光装置本体の
重量などにより上階の床版Aが下側に凸面を向けるよう
に変形すると、第1集光レンズ2aの光軸AX1に対し
て第2集光レンズ2bの光軸AX2が所定角αだけ傾い
てしまう。すなわち、図4の状態に対応する展開光路図
である図2(c)において、第1集光レンズ2aの光軸
AX1に対して第2集光レンズ2bの光軸AX2が所定
角αだけ傾いてしまう。しかしながら、この場合、図2
(c)に示すように、光軸AX1に対して相対的に僅か
に傾いた第2集光レンズ2bを介した光束は、角度ずれ
および位置ずれをほとんど起こすことなく、オプティカ
ルインテグレータ3の入射面に達する。したがって、第
2集光レンズ2bの光軸AX2の傾きが被露光面での照
度分布に与える影響は無視し得る程度に小さい。なお、
実際には、床版Bに対して床版Aが水平方向に相対的に
僅かに変位するとともに床版Bに対して床版Aが相対的
に僅かに傾くが、図2(b)の状態と図2(c)の状態
とから類推して、被露光面での照度分布に与える影響は
無視し得る程度に小さいことがわかる。
【0020】以上のように、第1実施例では、第1集光
レンズ2aおよび第2集光レンズ2bが、エキシマレー
ザー光源1のレーザー射出面とオプティカルインテグレ
ータ3の入射面とを共役に結ぶリレーレンズ系を構成し
ている。そして、リレーレンズ系を構成する一方の第1
集光レンズ2aがエキシマレーザー光源1と一体的に床
版Bによって支持され、リレーレンズ系を構成する他方
の第2集光レンズ2bがオプティカルインテグレータ3
と一体的に床版Bによって支持されている。したがっ
て、上述のように、床版Bに対して床版Aが水平方向に
相対的に僅かに変位するとともに床版Bに対して床版A
が相対的に僅かに傾いても、エキシマレーザー光源1の
レーザー射出面とオプティカルインテグレータ3の入射
面とを共役に結ぶリレーレンズ系の作用により、被露光
面であるウエハ8上において均一な照度分布を得ること
ができる。その結果、第1実施例の露光装置では、安定
した良好な露光を行うことができる。
【0021】図5は、本発明の第2実施例にかかる露光
装置の構成を概略的に示す図である。第2実施例は、第
1実施例と類似の構成を有する。しかしながら、第2実
施例では、一部の構成要素の配置および支持形態が第1
実施例とは相違している。すなわち、第2実施例では、
エキシマレーザー光源1から水平左方向に供給された平
行光束は、折り曲げミラーM1によって鉛直上方に偏向
された後、折り曲げミラーM2に入射する。折り曲げミ
ラーM2によって水平左方向に偏向された光束は、第1
集光レンズ2aに入射する。
【0022】第1集光レンズ2aを介して一旦集光した
光束は、第2集光レンズ2bを介して再び平行光束とな
って、露光装置本体10内のビームエキスパンダ8に入
射する。なお、折り曲げミラーM1、折り曲げミラーM
2および第1集光レンズ2aは支持体20によって支持
され、第2集光レンズ2bは支持体20とは独立な支持
構造を有する支持体21によって支持されている。ま
た、図5において破線で示すように、エキシマレーザー
光源1と支持体20との間、支持体20と支持体21と
の間、および露光装置本体10と支持体21との間に
は、伝搬する光が空気ゆらぎの影響を直接受けることの
ないように、フレキシブルなパイプ部材が設けられてい
る。
【0023】第2実施例では、図5に示すように、エキ
シマレーザー光源1、支持体20(ひいては折り曲げミ
ラーM1、折り曲げミラーM2および第1集光レンズ2
a)、支持体21(ひいては第2集光レンズ2b)、お
よび露光装置本体10が、たとえばグレーティングGの
ような構造体によって支持されている。また、グレーテ
ィングGは、床版Aによって支持されている。したがっ
て、換言すると、エキシマレーザー光源1、第1集光レ
ンズ2a、第2集光レンズ2bおよび露光装置本体10
は、グレーティングGを介して同一の構造体すなわち床
版Aによって支持されている。なお、グレーティングG
と床版Aとの間の空間は、パイプスペースとして利用さ
れている。
【0024】また、第2実施例では第1実施例と同様
に、第1集光レンズ2aおよび第2集光レンズ2bが、
エキシマレーザー光源1のレーザー射出面とオプティカ
ルインテグレータ3の入射面とを共役に結ぶリレーレン
ズ系を構成している。すなわち、第1集光レンズ2aの
焦点距離をf1とし、第2集光レンズ2bの焦点距離を
f2とすると、エキシマレーザー光源1のレーザー射出
面と第1集光レンズ2aとは光軸に沿って距離f1だけ
間隔を隔て、第1集光レンズ2aと第2集光レンズ2b
とは光軸に沿って距離(f1+f2)だけ間隔を隔て、
第2集光レンズ2bとオプティカルインテグレータ3の
入射面とは光軸に沿って距離f2だけ間隔を隔ててい
る。
【0025】以上のように、第2実施例では、第1集光
レンズ2aおよび第2集光レンズ2bがエキシマレーザ
ー光源1のレーザー射出面とオプティカルインテグレー
タ3の入射面とを共役に結ぶリレーレンズ系を構成して
いるので、エキシマレーザー光源1が角度ずれを起こし
ても位置ずれすることなくオプティカルインテグレータ
3の入射面を良好に照明することができる。また、第1
集光レンズ2aがエキシマレーザー光源1に比較的近接
した支持体20によって支持され、第2集光レンズ2b
が露光装置本体10に比較的近接した支持体21によっ
て支持されているので、床版Aや変形し易いグレーティ
ングGがある程度変形してエキシマレーザー光源1と露
光装置本体10との間に相対的な変位が発生しても、エ
キシマレーザー光源1のレーザー射出面とオプティカル
インテグレータ3の入射面とを共役に結ぶリレーレンズ
系の作用により、被露光面であるウエハ8上において均
一な照度分布を得ることができる。さらに、支持体20
と支持体21との間において光軸が高い位置に設定され
ているため、支持体20と支持体21とフレキシブルな
パイプ部材とグレーティングGとによって規定される空
間C(図中破線で示す)に物を配置したり、空間Cを介
して人が通過したりすることによって、空間の有効利用
を図ることができる。
【0026】図6は、本発明の第3実施例にかかる露光
装置の構成を概略的に示す図である。第3実施例は第2
実施例と類似の構成を有するが、一部の構成要素の配置
および支持形態が第2実施例とは相違している。すなわ
ち、第3実施例では、エキシマレーザー光源1から水平
左方向に供給された平行光束は、折り曲げミラーM1に
よって鉛直下方に偏向された後、折り曲げミラーM2に
入射する。折り曲げミラーM2によって水平左方向に偏
向された光束は、第1集光レンズ2aに入射する。
【0027】第1集光レンズ2aを介して一旦集光した
光束は、第2集光レンズ2bを介して再び平行光束とな
り、折り曲げミラーM3に入射する。折り曲げミラーM
3によって鉛直上方に偏向された平行光束は、折り曲げ
ミラーM4によって水平左方向に偏向された後に、露光
装置本体10内のビームエキスパンダ8に入射する。な
お、第1集光レンズ2a、折り曲げミラーM1および折
り曲げミラーM2は、支持体20によって支持されてい
る。また、第2集光レンズ2b、折り曲げミラーM3お
よび折り曲げミラーM4は、支持体20とは独立な支持
構造を有する支持体21によって支持されている。ま
た、図6において破線で示すように、エキシマレーザー
光源1と支持体20との間、支持体20と支持体21と
の間、および露光装置本体10と支持体21との間に
は、伝搬する光が空気ゆらぎの影響を直接受けることの
ないように、フレキシブルなパイプ部材が設けられてい
る。
【0028】また、第3実施例では、図6に示すよう
に、エキシマレーザー光源1および露光装置本体10
は、たとえばグレーティングGのような構造体によって
支持されている。また、グレーティングG、支持体20
(ひいては折り曲げミラーM1、折り曲げミラーM2お
よび第1集光レンズ2a)および支持体21(ひいては
第2集光レンズ2b、折り曲げミラーM3および折り曲
げミラーM4)は、床版Aによって支持されている。し
たがって、換言すると、エキシマレーザー光源1および
露光装置本体10はグレーティングGを介して、第1集
光レンズ2aおよび第2集光レンズ2bはグレーティン
グGを介することなく、最終的には同一の構造体すなわ
ち床版Aによって支持されている。
【0029】第3実施例では、第1実施例および第2実
施例と同様に、第1集光レンズ2aおよび第2集光レン
ズ2bが、エキシマレーザー光源1のレーザー射出面と
オプティカルインテグレータ3の入射面とを共役に結ぶ
リレーレンズ系を構成している。すなわち、第1集光レ
ンズ2aの焦点距離をf1とし、第2集光レンズ2bの
焦点距離をf2とすると、エキシマレーザー光源1のレ
ーザー射出面と第1集光レンズ2aとは光軸に沿って距
離f1だけ間隔を隔て、第1集光レンズ2aと第2集光
レンズ2bとは光軸に沿って距離(f1+f2)だけ間
隔を隔て、第2集光レンズ2bとオプティカルインテグ
レータ3の入射面とは光軸に沿って距離f2だけ間隔を
隔てている。
【0030】以上のように、第3実施例では、第1集光
レンズ2aおよび第2集光レンズ2bがエキシマレーザ
ー光源1のレーザー射出面とオプティカルインテグレー
タ3の入射面とを共役に結ぶリレーレンズ系を構成して
いるので、エキシマレーザー光源1が角度ずれを起こし
ても位置ずれすることなくオプティカルインテグレータ
3の入射面を良好に照明することができる。また、第1
集光レンズ2aがエキシマレーザー光源1に比較的近接
した支持体20によって支持され、第2集光レンズ2b
が露光装置本体10に比較的近接した支持体21によっ
て支持されているので、床版Aや変形し易いグレーティ
ングGがある程度変形してエキシマレーザー光源1と露
光装置本体10との間に相対的な変位が発生しても、エ
キシマレーザー光源1のレーザー射出面とオプティカル
インテグレータ3の入射面とを共役に結ぶリレーレンズ
系の作用により、被露光面であるウエハ8上において均
一な照度分布を得ることができる。さらに、支持体20
と支持体21との間において光軸がグレーティングGよ
りも低い位置に設定されているため、支持体20と支持
体21とグレーティングGとによって規定される空間D
を有効に使用することによって、空間の有効利用を図る
ことができる。
【0031】なお、第2実施例および第3実施例では、
エキシマレーザー光源1、第1集光レンズ2a、第2集
光レンズ2bおよび露光装置本体10が、最終的には同
一の構造体すなわち床版Aによって支持されている。し
かしながら、第2実施例および第3実施例において、第
1実施例と同様に、エキシマレーザー光源1と第1集光
レンズ2aとを第1の構造体(たとえば床版A)によっ
て支持し、第2集光レンズ2bと露光装置本体10とを
第1の構造体とは実質的に隔絶された第2の構造体(た
とえば別の床版B)によって支持することもできる。
【0032】ところで、上述の各実施例の露光装置によ
る露光の工程(フォトリソグラフィ工程)を経たウエハ
は、現像する工程、現像したレジスト以外の部分を除去
するエッチングの工程、エッチングの工程後の不要なレ
ジストを除去するレジスト除去の工程等を経てウエハプ
ロセスが終了する。ウエハプロセスが終了すると、実際
の組立工程において、焼き付けられた回路毎にウエハを
切断してチップ化するダイシングの工程、各チップに配
線等を付与するボンディングの工程、各チップ毎にパッ
ケージングするパッケージングの工程等を経て、最終的
にLSIのような半導体デバイスが製造される。なお、
上述の各実施例では、露光装置を用いたフォトリソグラ
フィ工程により半導体素子を製造する例を示したが、露
光装置を用いたフォトリソグラフィ工程によって、液晶
表示素子、薄膜磁気ヘッド、撮像素子(CCD素子等)
のような他の半導体デバイスを良好に製造することがで
きる。
【0033】また、上述の各実施例では、光源手段とし
て平行光束を射出するエキシマレーザーを使用した例を
示したが、照明光を供給する一般の光源手段を用いた露
光装置に対しても本発明を適用することができる。さら
に、上述の各実施例では、リレーレンズ系(2a,2
b)とオプティカルインテグレータ3との間の光路中に
ビームエキスパンダ8を配置しているが、第1集光レン
ズ2aの焦点距離f1と第2集光レンズ2bの焦点距離
f2との比率を適当に設定することにより、ビームエキ
スパンダ8の設置を省略することもできる。
【0034】また、上述の各実施例では、投影光学系に
対してウエハだけを二次元的に移動させながらウエハの
各露光領域にマスクパターンを露光するステップアンド
リピート方式の露光装置に本発明を適用している。しか
しながら、投影光学系に対してウエハおよびマスクを相
対的に移動させながらウエハの各露光領域にマスクパタ
ーンをスキャン露光するステップアンドスキャン方式の
露光装置に本発明を適用することもできる。また、投影
光学系に対してウエハおよびマスクを相対的に移動させ
ながらウエハの露光領域全体にマスクパターンを一括的
に露光するスキャン方式の露光装置に本発明を適用する
こともできる。
【0035】さらに、上述の各実施例では、フライアイ
レンズからなるオプティカルインテグレータを用いた例
を説明しているが、フライアイレンズに代えてたとえば
内面反射型のロッド型のオプティカルインテグレータを
用いることもできる。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の露光装置
では、光源装置と露光装置本体とを別の構造体で支持し
ても、被露光面における照度分布が各構造体の変形およ
び変位の影響を受けにくい。また、光源装置と露光装置
本体とを例えばグレーティングを介して同じ構造体で支
持する場合においても、被露光面における照度分布がグ
レーティングや構造体の変形などの影響を受けにくい。
その結果、被露光面において均一な照度分布を得ること
ができ、安定した良好な露光を行うことができる。した
がって、本発明の露光装置を用いることにより、良好な
半導体デバイスを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例にかかる露光装置の構成を
概略的に示す図である。
【図2】図1のエキシマレーザー光源1からオプティカ
ルインテグレータ3までの展開光路図であって、本発明
の作用を説明する図である。
【図3】図1において下階の床版Bに対して上階の床版
Aが水平方向に所定量dだけ変位した状態を示す図であ
る。
【図4】図1において露光装置本体の重量などにより上
階の床版Aが下側に凸面を向けるように変形した状態を
示す図である。
【図5】本発明の第2実施例にかかる露光装置の構成を
概略的に示す図である。
【図6】本発明の第3実施例にかかる露光装置の構成を
概略的に示す図である。
【符号の説明】
1 エキシマレーザー光源 2a,2b 集光レンズ 3 オプティカルインテグレータ 4 コンデンサーレンズ 5 マスク 6 投影光学系 7 ウエハ 8 ビームエキスパンダ 10 露光装置本体 11、12、20、21 支持体 A、B 床版 AX 光軸

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の構造体によって支持された光源手
    段と、 前記第1の構造体と実質的に隔絶された第2の構造体に
    よって支持されて前記光源手段からの光に基づいてマス
    クを照明する照明光学系と、 前記第1の構造体によって支持されて前記光源手段から
    の光を集光するための第1集光系と、 前記第2の構造体によって支持されて前記第1集光系を
    介して一旦集光された光を前記照明光学系へ導くための
    第2集光系とを備え、 前記照明光学系は、前記第2集光系を介した光を入射さ
    せる入射側に前記マスクと共役な所定面を有し、 前記光源手段の射出面と前記所定面とは、前記第1集光
    系および前記第2集光系により光学的にほぼ共役に構成
    され、 前記マスクに形成された所定のパターンを感光性基板上
    に露光することを特徴とする露光装置。
  2. 【請求項2】 前記照明光学系は、前記第2集光系を介
    した光に基づいて多数の光源像を形成するためのオプテ
    ィカルインテグレータと、 前記オプティカルインテグレータを介して形成された前
    記多数の光源像からの光を集光して前記マスクを重畳的
    に照明するためのコンデンサー光学系とを有し、 前記オプティカルインテグレータは、その入射面が前記
    所定面とほぼ一致するように配置されていることを特徴
    とする請求項1に記載の露光装置。
  3. 【請求項3】 前記光源手段は、エキシマレーザー光源
    を有し、 前記第1集光系は、前記エキシマレーザー光源からの平
    行光束を集光し、 前記第2集光系は、前記第1集光系を介して一旦集光し
    た光束を再び平行光束に変換することを特徴とする請求
    項1または2に記載の露光装置。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の
    露光装置を用いて、 前記マスクに形成された所定のパターンを前記感光性基
    板上に露光する露光工程を含むことを特徴とする、半導
    体デバイスの製造方法。
  5. 【請求項5】 光束を供給するための光源手段と、該光
    源手段からの光束に基づいて、所定のパターンが形成さ
    れたマスクを照明するための照明光学系とを備え、前記
    マスクのパターンを感光性基板に投影する露光装置にお
    いて、 前記光源手段と前記照明光学系との間の光路中には、前
    記光源手段からの光束を集光するための第1集光系と、
    該第1集光系を介して一旦集光された光束を前記照明光
    学系へ導くための第2集光系とが配置され、 前記第1集光系を支持するための第1支持体と、該第1
    支持体とは独立な支持構造を有し前記第2集光系を支持
    するための第2支持体とが設けられていることを特徴と
    する露光装置。
  6. 【請求項6】 前記光源手段、前記照明光学系、前記第
    1支持体、および前記第2支持体は、同一の構造体によ
    って支持されていることを特徴とする請求項5に記載の
    露光装置。
  7. 【請求項7】 前記光源手段および前記第1支持体は第
    1の構造体によって支持され、 前記照明光学系および前記第2支持体は、前記第1の構
    造体とは実質的に隔絶された第2の構造体によって支持
    されていることを特徴とする請求項5に記載の露光装
    置。
  8. 【請求項8】 前記照明光学系は、前記第2集光系を介
    した光に基づいて多数の光源像を形成するためのオプテ
    ィカルインテグレータと、該オプティカルインテグレー
    タを介して形成された前記多数の光源像からの光を集光
    して前記マスクを重畳的に照明するためのコンデンサー
    光学系とを有することを特徴とする請求項5乃至7のい
    ずれか1項に記載の露光装置。
  9. 【請求項9】 前記照明光学系は、前記第2集光系を介
    した光束を入射させる入射側に前記マスクと共役な所定
    面を有し、 前記光源手段の射出面と前記所定面とは、前記第1集光
    系および前記第2集光系により光学的にほぼ共役に構成
    されていることを特徴とする請求項5乃至8のいずれか
    1項に記載の露光装置。
  10. 【請求項10】 請求項5乃至9のいずれか1項に記載
    の露光装置を用いて、前記マスクに形成された所定のパ
    ターンを前記感光性基板上に露光する露光工程を含むこ
    とを特徴とする、半導体デバイスの製造方法。
JP9307953A 1996-12-13 1997-10-22 露光装置および該露光装置を用いた半導体デバイスの製造方法 Pending JPH10229044A (ja)

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