JPS59218729A - 投影露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明はホトリソグラフィ技術のパターン焼付に用いて
好適な投影露光装置に関し、特に照明光学系に改良を施
した装置に関するものである。

〔背景技術〕

ホトマスクに形成した所定のパターン像をウェーハ表面
に投影露光する装置として１：１プロジエクシ＝１／ア
ライナが使用されている（たとえば、特願昭５４−８６
９２６号参照）。しかしながら、この種のアライナでは
所謂結像光学系に球面状の凸面鏡や凹面鏡を使用してい
るため、露光ムラやその他の理由から光源には円弧状の
スリット光が必要とされる。したがって、これまではＵ
字型水銀ランプを屈折光学系を利用してこれを所要の半
径の円弧状照明にしたもの、或いは点光源を回転二次面
鏡を利用して円弧状照明にしたもの等が提案され実用化
されている。

しかしながら、前者のものは屈折光学系を使用している
ために紫外線の透過率、特に遠紫外の透過率が低く、紫
外線伝達効率が低くなって露光時間が長くなるという問
題がある。また、後者にあっては得られた照明のメリジ
オナル方向とサジタル方向で開口数（Ｎ、Ａ、）が異な
り、特にサジタル光束のＮ、Ａ、が極端に低くなって投
影像の解像力が低いという問題がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は紫外線の伝達効率が大きく、しかも所望
のＮ、Ａ、を充分な高さで得ることができ、これにより
投影作業効率の向上及び投影パターンの解像度の向上を
図ることができる投影露光装置を提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、中心軸圧対して互に対向するように２個の回
転放物面鏡を配設し、その一方の焦点にＵ字型水銀ラン
プを、他方の焦点罠スリットを夫々設けかつ両者間に絞
りを置くことにより、回転放物面鏡の設定および絞りの
調節によって所望の半径でかつ所望のＮ、Ａ、の円弧状
照明を得ることができ、また屈折光学系を全く使用しな
いことから紫外線の伝達率を向上をも達成するものであ
る。

〔実施例〕

第１図は本発明の投影露光装置の全体構成図、第２図お
よび第３図はその要部を示す斜視図と側面図である。図
において、ｌは所定のパターンを有する被投影物として
のホトマスク、２はこのホトマスクパターンを投影露光
するウェーハであり、これらは平面Ｘ方向、Ｙ方向に移
動できるコ字状の走査台３の上部と下部に夫々支持され
ている。

前記ホトマスクｌの上部にはホトマスク１を照明する第
１照明光学系４が配置され、またホトマスクｌとウェー
ハ２の間にはホトマスクパターンをウェーハ２表面に結
像するための結像光学系５が配置されている。

前記結像光学系５は、１：１の投影を行なうもので、大
口径の凹面鏡６と、小口径の凸面鏡７および２枚の平面
鏡８，９とを有し、平面鏡８−凹面鏡６−凸面鏡７−凹
面鏡６一平面鏡９の反射を行なうことにより屈折光学系
を全く使用せずにホトマスクパターンをウェーハ２表面
にＪｌ）する。

前記第１照明光学系４は、第２図に合わせて示すように
Ｕ字型水銀ラングミｏと、２個の回転放物面鏡１１．１
２と、スリット１３および絞り１４とを有している。前
記Ｕ字型水銀ランプｌＯは、中心線りに対して半径ｒの
円弧位置に配置される。

前記一方の回転放物面鏡１１は、第３図に示すように前
記水銀ランプ１０を焦点とする放物線を中心軸り回りに
回転させた構成としている。一方、これに対向配置した
他方の回転放物面鏡１２は、中心軸りに対し７て半径Ｒ
の円弧状をスリット１３を焦点とした放物線を中心軸り
回りに回転させた構成としている。また、前記絞り１４
は両回転放物面鏡１１．１２の間に設けてあり、その開
閉によって光束を適宜絞るようになっている。

以上の構成によれば、水銀ランプ１０から射出された紫
外光は回転放物面鏡１１により反射されて図示左方へ向
けられるが、このとき放物面鏡１１の焦点位置に水銀ラ
ンプが配置されているので反射光は中心軸りを含む面内
では平行でかつこれと直角な面では中心軸りに向かう光
線となる。するとこの反射光は他方の回転放物面鏡１２
により再び反射されて下方に向けられるが、このとき放
物面鏡１２に入射する光は中心軸りを含む面内では平行
でかつこれと直角な面では中心軸りから放射される方向
であるために、反射光はその焦点に置かれたスリン）１
３に沿うような中心軸りに対して半径Ｒの円弧状に集束
される。

したがって、このスリット１３を通過した光でさらに第
２照明光学系Ｊ５を介しホトマスクｌを照明し、結像光
学系５によりホトマスクのパターンをウェーハ２表面に
円弧状に投影する。そして、走査台３を移動してホトマ
スク１の全面を走査することにより投影露光を完了する
ことができる。

そして、このとき絞り１４ａの開度な第２図に示すよう
に調節すれば、平行光束を任意に調節でき、この光束幅
を大きくすれば回転放物面鏡１２によってスリット１３
に集束される光の角度θ（第３図）を大きくでき、メリ
ジオナル方向のＮ。

Ａ、を大きなものにできる。また第２図に示すように絞
り１４ｂの開度を調節することと、２枚の回転放物面鏡
の半径比を変えることでサジタル方向のＮ、Ａ、を調節
できる。また、回転放物面鏡１２の中心軸りに対する回
転半径を太き（して第３図の鎖線のようにしかつこれに
合わせてスリット１３の径もＷと大きくすれば、半径ビ
の円弧状照明光を得ることができ、結局所望の径の照明
光を得ることができる。更に、水銀ランプｌＯからスリ
ット１３の間に屈折光学系を全く使用していないので紫
外線、特に遠紫外線の透過率の低下がなく、紫外線伝達
効率を向上できる。

〔効果〕

（１）照明光学系をＵ字型水銀ランプ、２個の回転放物
面鏡、絞りおよびスリットで構成しているので、回転放
物面鏡の回転半径を変えるだけで任意の半径の円弧状照
明光を得ることができる。

（２）両回転放物面鏡の間に絞りを設け、絞りの開度に
応じて光束を調節できるので、スリットに入射する照明
光のＮ、Ａ、を任意に調節でき、Ｎ、Ａ。

を大きくして解像度を向上できる。

（３）水銀ランプとスリットの光学路には屈折光学系を
全く使用していないので、紫外光の透過率が低くなるこ
ともなく、紫外線伝達率を向上して投影露光時間の短縮
、即ち投影露光作業の効率の向上を達成する。

以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。たとえば、回転放物面
鏡は近似的に球面あるいは回転楕円鏡であってもよく、
この場合には絞りの位置を適宜調整すれば実用上支障は
ない。

〔利用分野〕

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体製造用のマス
クアライナに適用した場合について説明したが、それに
限定されるものではなく、写真技術一般に適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体構成図、第２図は照明
光学系の斜視図、 第３図はその側面詳細図である。 ｌ・・・ホトマスク、２・・・ウエーノ１．４・・・第
１照明光学系、訃・・結像光学系、ｉｏ・・・Ｕ字型水
銀ランプ、１１．１２・・・回転放物面鏡、１３・・・
スリット、１４．１４ａ、１４ｂ・・・絞り、１５・・
・第２照明光学系。 −１３ト 第　　１　　図 第　　２　　図 ！ 第　　３　　図　　　ゝ、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被投影体を照明する照明光学系の中心軸に対して互
   に対向するように２個の回転放物面鏡を配設すると共に
   、これら回転放物面鏡の各焦点位置にＵ字型水銀ランプ
   と円弧状スリットを配設し。 かつ両回転数物面鏡開に絞りを配設したことを特徴とす
   る投影露光装置。 ２、回転放物面鏡は夫々中心軸を回転中心とした構成と
   してなる特許請求の範囲第１項記載の投影露光装置。 ３、絞りはその開口数を調節できる特許請求の範囲第１
   項又は第２項記載の投影露光装置。