JPS59222844A - マスクの投影複写装置 - Google Patents

マスクの投影複写装置

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JPS59222844A
JPS59222844A JP59057494A JP5749484A JPS59222844A JP S59222844 A JPS59222844 A JP S59222844A JP 59057494 A JP59057494 A JP 59057494A JP 5749484 A JP5749484 A JP 5749484A JP S59222844 A JPS59222844 A JP S59222844A
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JP
Japan
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mask
laser
dye
copying apparatus
projection copying
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Pending
Application number
JP59057494A
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English (en)
Inventor
ヴエルナ−・ヴエ−・タバレリ
エルンスト・レ−バツハ
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BERUNAA BUEE TABARERI
TABARELLI WERNER W
Original Assignee
BERUNAA BUEE TABARERI
TABARELLI WERNER W
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Publication date
Application filed by BERUNAA BUEE TABARERI, TABARELLI WERNER W filed Critical BERUNAA BUEE TABARERI
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/7055Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
    • G03F7/70575Wavelength control, e.g. control of bandwidth, multiple wavelength, selection of wavelength or matching of optical components to wavelength
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
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    • G03F7/70583Speckle reduction, e.g. coherence control or amplitude/wavefront splitting

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Lasers (AREA)

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】 本発明は、フォト−ラッカーで被覆された加工片上への
マスク投影複写装置に関し、詳言すれば、マスクの照射
のため、可視光を発するレーザが設けられる、集積回路
の製造のため半導体基板上へのマスク投影複写装置に関
するものである。
投影レンズによってマスクのフォトリングラフ再生のた
めレーザを使用することが基本的に可能であることは既
に説明されている(ソリッド・ステート・テクノロジー
、1980年8月の第115ないし第121頁、ラコン
バート等による「レーザ・プロジェクション・プリンテ
ィング」参照)。クリプトンレーザによって発生される
記載された場合において、加工片の照射を行なう光のニ
ーヒレンスは一方で使用される光学系の高解像能になる
が他方で光学的ノイズの入射にまたは「シミ」として一
般に示さする結像誤差になった。合理的な妥協に達する
ために、クリプトンレーザによって発生される光の空間
的ニーヒレンスは照射工程中光源を動かすことにより部
分的に無効にされるべきで、そのために、実用において
はビーム路に配置された回転ミラーが使用された。
一般に、投影リングラフィ用の可視光を発出するレーザ
の使用による経験から、結論は従来の水銀ランプに比し
て、ニーヒレンスの一定の増加が解像能の改善に合理的
であるように達成される。
しかしながら、太き過ぎる空間的ニーヒレンスの不利益
な影響のため、この点において比較的狭い限界が設定さ
れかつその上、レーザ光のニーヒレンスの必要な減少は
実質的な装置コストと連係する。これらの理由のため、
投影リングラフィにおける可視レーザ光の応用は今日ま
で進歩されていないが、むしろ開発は紫外波長領域にお
いて、もっばらレーザを使用することに発展されている
これはまた解像能を増大する目的で発生したが、この増
大は解像能が波長を減じながら増大するという事実に依
存する。
本来、非点ビーム源のシミュレーション用回転ミラーの
使用はレーザ光源の太き過ぎる空間的ニーヒレントを減
じるために唯一の手段ではない。
とくに、ダイレーザは始動からそれらが放出された放射
の帯域幅が広げられるのでクリプトンレーザより小さな
ニーヒレントを有するように調整されることができる。
しかしながら、ダイレーザは同様に相当な出費を要し、
そして循環流体量の必要な制御に関連して問題がないわ
けではない。どんなことがあっても、従来の光源に比し
て露出時間の減少が達成し得、かつそれゆえ解像能の増
大に関する所望の限定された可能性は水銀ランプの立証
された使用から出発するような不十分な誘因である。
意外にも、ダイレーザの使用は、加工片に達する光の強
さが十分に高いならば、期待された利点および欠点以上
かつそれらを越える決定的な改良゛をもたらすことが見
い出された。
水銀ランプの使用におけると同様に、加工片を被覆する
薄いラッカ一層中の定常波の発生の回避は問題を呈する
。対応する干渉作用がより強いニーヒレント照射の場合
に増大されることが期待される。しかしながら、全く予
期せずに、ラッカ一層を通過する光の強度の十分な増大
により、対応する減少が観察された干渉作用に発生する
ことが見い色された。この現象に関して可能な1つの説
明はラッカ一層中の定常波の実用的消滅が記録されるハ
イパワー強度により光活性化合物(フォトアクティブコ
ンパウンド)の分子は光子が分子に衝突するとき、まれ
に接地状態にあるという事実に存する。
したがって本発明は達成されたパワー強度が十分に高い
ならば投影リソグラフィにおけるダイレーザの使用が顕
著な新規の利点を持ち来たすという認識から発展してい
る。これはレーザ用の対応してより強力なポンプ光源の
使用を要求する。したがって、本発明によれば、フォト
ラッカー上へのマスクの投影複写のためにエキシマレー
ザまたはフラッシュライトによってボンピングされるダ
イレーザを使用することが提供される。この方法におい
て、1ないし5MW/cJの範囲の必要なパワー強度が
容易に達成し得る。
ダイレーザ使用の特別な利点はダイ(染料)の適宜な選
択により、かつ高精度での、調整可能なグリッド、フィ
ルタまたはプリズムの使用により、可視光の領域におけ
る実用的に所望のすべての波長を発生することができる
ということに存する。
したがって、波長は既存の光学系の特性に適合させるこ
とができる。本発明による光源の使用は、したがって、
水銀の2つの強力な可視スペクトル線の1つに、すなわ
ち、405nmまたは436nmのいずれかに適合され
る既存の投影レンズに関連してとくに可能である。最初
の場合に、スチルベンまたはスチルベン誘導体が染料と
して役立ち、かつ第2の場合にはクマリンまたはクマリ
ン誘導体が染料として役立つ。
比較的広い帯域のダイレーザのさらに他の利点は発出さ
れた放射の半分の幅が高解像能と光学的ノイズの回避と
の間の所望の妥協を達成するために容易に変更されるこ
とができるということに存する。
照射全領域において、はぼ同一の光の強さが存すること
を保証するために、分光ガラスロッドをビーム路に設け
ることができ、このビーム路内でレーザから到来するビ
ームは出光が完全に均一に分布されるように十分な回数
屈折される。
以下に本発明を添付図面に基づき詳細に説明する0 第1図は木兄・明を理解するのに重要なフォトリングラ
フィ装置の部分を示す。詳細は後述するダイレーザ1か
らの光はレンズ6を通って、分光ロッド7に達し、かつ
これからマスク14の前方に置かれたレンズ系13.1
3’に入光する。マスク14の開口を通過する光は、従
来のかつしたがって図示してない方法で、矢印15の方
向に、投影レンズに進み、該投影レンズを通してマスク
14の縮小像が該マスクのパターンが複写される加工片
上に投影される。
ダイレーザ1はポンプ20によって駆動されるパルプ9
を含み、該パルプ9を通って、レーザ材料として適する
ダイ溶液が循環する。冷却ユニット21は溶液の過度の
高温を阻止する。ミラー16および半透明ミラー12は
ダイセルから到来する放射をそれに反射する。パルプ9
は内方ミラー付き長円形ケース19によって囲繞される
。パルプは長円形断面の焦点に置かれかつ他方にフラッ
シュランプ2が置かれ、その結果その光はパルプ9に集
中される。
パルプ9内のダイがフラッシュランプ2からの光によっ
て照射されると、それは、その波長および帯域幅が、そ
れ自体ありふれたかつ以下で詳述される方法において、
プリズム5によって調整されることができるレーザビー
ムを放出すべく励起される。半透明ミラー12を通過す
る光は、それが分光ガラスロッド7に分岐して入射する
ようにまずレンズ6によって集光される。ガラスロンド
ア内のレーザビームの焦点合わせはその破壊に至る。ロ
ッド7は像形成対物レンズの入口開口の均一な照射のた
め光源の多数のミラー像を生じる。
対物レンズ16′とともにレンズ13によって、ロッド
7の端数がマスク14上に結像される。マスク14に衝
突する光の量はフォトダイオード18によって測定され
る。このダイオードにより、フラッシュランプ2の電源
は所望の光量が加工片に当たるような方法において制御
される。この目的のため菌1図の下方部分に略示された
電気回路を使用する。これは実質上貯蔵コンデンサ22
からなり、その容量は、例えば、20μFにすることが
でき、かつサイリスタ24を通って2.5KVまで調整
することができる。充電過程は制御ユニット25により
支配されかつ充電回路26を介して行なわれる。露光過
程は、サイリスタ29を導通させる放電回路2Bを介し
て、遅延回路27によって課せられる遅延により実施さ
れる。フェライトコア30は発生されたパルスを減衰す
る。
フォトダイオード18によって連続的に測定された光量
が一定の合計値に達したことが微量液体計(ドシメータ
)31において立証されると直ぐに放電回路33は短絡
サイリスタ52を解放し、該サイリスタ32はコンデン
サ22を短絡しかつしたがって放電を急激に遮断する。
電源34(10xv)は弱い細流放電を連続して維持し
、その結果フラッシュランプ内には常にベースイオン化
が存在し、そして主放電が再生可能にかつ遅延なく生ず
る。
第2図による配置は第1図の配置に対応するがポンピン
グ光11がフラッシュランプでなくエキシマレーザ(図
示せず)によって発生されることが異なっている。ダイ
レーザ用ポンプ源としてのエキシマレーザの使用はよく
知られており、かつ−例はレーザ・アンド・エレクトロ
ーオプテイク(第4/1979)の[レーザ・イン・デ
ア@7オーシユンク」バスティングによる論文に記載さ
れている。エキシマレーザから到来する光11はダイ溶
液を含んでいるパルプ9の軸線上に筒状レンズ10によ
って集中される。放出光の波長の決定にはグリッド3を
使用する。これは、その傾斜が放出された波長を決定す
るエシュレット(階段状)グリッドを意味する( 19
77年、シュプリンガーフエアラーク社発行のエフ・ピ
ー・シエファにヨル「ダイ・レーザ」参照)。レンズ配
置8はグリッド3に当たるビームを広げるのに役立つ。
したがって、一方でグリッドは固く束ねられたビームに
よシ破壊されることが阻止されかつ他方でグリッドの出
来るだけ多くの線が光に衝突し、それにより解像能が増
大されることが保証される。
グリッド3から出口方向に反射される光の帯域幅はグリ
ッド定数に依存し、かつそれゆえグリッドをよシ広い線
間隔を有するものと賃換することにより増大されかつよ
り細かいグリッドに変えることにより減少されることが
できる0 第3図は、グリッド6の代りに、ファプリーベロΦエタ
ロンまたは干渉フィルタを使用できることを示す0これ
らは、その傾斜が反射後入射方向にミラー16によって
反射される放射の波長を決定する平らな二重屈折石英板
からなる0帯域幅は石英板の伝導度に依存し、かつした
がって可変伝導度のフィルタの選択的使用によって同様
に調整されることができる。
ダイレーザ放射の波長および帯域幅の決定のためにプリ
ズムが使用されるならば、2つの調整方法を利用するこ
とができる0ワズウオース(Wadsvrorth)法
(第4図)において、プリズム5はミラー17と堅固に
接続されそしてそれとともに矢印の方向に回動する。入
射角εはブリュスタ(Brewster)角に等しく、
1つの分極方向においてすべての光が伝達される。プリ
ズム5によって伝達される光の分散により、特別な波長
の光のみがレーザ光の放出に予め必要である入射ビーム
と反対の方向に正確にミラー17および16によって反
射される。その特別な波長に関係なく、示された配置は
調整され、平行な入射ビームが常に前記配置によって光
学軸に対して平行に配置され、その結果逆放射状態がこ
れらすべてのビームに関して実現される。
比較し得る方法において、第5図に示したアツベプリズ
ムは調整された角度位置に依存する該プリズム自体に種
々の波長の元を反射する。ビームの偏差は光学軸に対し
て常に直角であシ、その結果ここでは、また、前述した
実施例におけるように、ミラー16が所定位置に固着さ
れることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はフラッシュ2ングによってポンピングされるダ
イレーザを備えた実施例を示す略図、第2図、第3図、
第4図および第5図は、ポンピンク光の発生にエキシマ
レーザが使用されるダイレーザの波長の調整に関する種
々の可能性を示す略図である。 図中、符号1はダイレーザ、2はフラッシュライト(エ
キシマレーザ)、6はグリッド、5はプリズム、7は分
光ロッド、8はレンズ配置、9はパルプ、10は筒状レ
ンズ、12は半透明ミラー、15.13’はレンズ系、
14はマスク、16.17はミラー、18はフォトダイ
オード、24.29゜321dサイリスタである0

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)集積回路の製造のために、フォト−ラッカーで被
    覆された加工片上に、とくに半導体基板上にマスクを投
    影複写する装置において、マスクの照射のために、可視
    光を放出するレーザが設けられ該レーザがエキシマレー
    ザまたはフラッシュランプによってボンピングされるダ
    イレーザであることを特徴とするマスクの投影複写装置
    0(2)前記ダイレーザは調整可能なグリッド、フィル
    タまたは波長の調整用プリズムからなることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項に記載のマスクの投影複写装置
    。 (8)前記ダイレーザはダイセルから到来する光ビーム
    をこれがグリッド、フィルタまたはプリズムに当たる前
    に広げるレンズ配置からなることを特徴とする特許請求
    の範囲第2項に記載のマスクの投影複写装置。 (4)−組の交換可能なグリッド、フィルタまたはプリ
    ズムが放出された放射の半分の幅の調整のために設けら
    れることを特徴とする特許請求の範囲第2項に記載のマ
    スクの投影複写装置。 (5)−組の交換可能なグリッド、フィルタまたはプリ
    ズムが放出された放射の半分の幅の調整のために設けら
    れることを特徴とする特許請求の範囲第6項に記載のマ
    スクの投影複写装置。 (6)さらに、分光ガラスバーに入射するとき放出され
    た放射を分岐させるためのレンズからなることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項に記載のマスクの投影複写装
    置。 (γンダイ用溶媒として水が使用されることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項に記載のマスクの投影複写装置
    。 (8) 395nmと415nmとの間の波長によるマ
    スクの照射のため、スチルベンまたはスチルベン誘導体
    がダイレーザの染料として設けられることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項に記載のマスクの投影複写装置。 (9) 425nmと445nmとの間の波長によるi
    スフの照射のため、クマリンまたはクマリン誘導体がダ
    イレーザの染料として設けられることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項に記載のマスクの投影複写装置。 (10)さらに、マスクに与えられる光量の測定のため
    の測定機構からなり、そしてダイレーザのボンピング用
    フラッシュライトの使用により、フラッシュ放電の先行
    消滅のため、サイリスタ回路が設けられることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項に記載のマスクの投影複写装
    置。 (1刀さらに、マスクに与えられる光量の測定のための
    測定機構からなシ、そしてダイレーザのボンピング用エ
    キシマレーザの使用により、該エキシマレーザの各パル
    ス列の最後のパルスがその強度において減じられること
    ができることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
    のマスクの投影複写装置。
JP59057494A 1983-05-25 1984-03-27 マスクの投影複写装置 Pending JPS59222844A (ja)

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