JPS60168147A - 露光装置 - Google Patents

露光装置

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JPS60168147A
JPS60168147A JP59024093A JP2409384A JPS60168147A JP S60168147 A JPS60168147 A JP S60168147A JP 59024093 A JP59024093 A JP 59024093A JP 2409384 A JP2409384 A JP 2409384A JP S60168147 A JPS60168147 A JP S60168147A
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eye lens
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OAK SEISAKUSHO KK
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    • 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
    • G03F7/70583Speckle reduction, e.g. coherence control or amplitude/wavefront splitting
    • 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
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Light Sources And Details Of Projection-Printing Devices (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (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】 この発明はフォトレジストン塗布したワークにマスクの
パターン乞焼付ける無光装置に関するものである。一般
にこのようTKk光装置には密層型露光装置、近接型露
光装置及び投影8!!蕗光装置等がある。この発明は近
接型露光装置に関し大面積の露光面?要求され、プロキ
シミテイギャップを設けて5〜10μm前後のパターン
精度が要求されるワークの製造に適した近接型路光装置
Y提供するものである。
第1図は従来の近接型無光装置ン示j概略構成図である
。フォトレジストが塗布されたワークlf)表面上方に
は所定比MD離隔してマスク2が配置されており、マス
ク2のパターンは露光光束3をワーク1上に投影し焼付
けられるようK Txっている。4は水tibKの光源
であり、そこから出た放射光線は一対の楕円凹面鏡5に
より反射集光される。集光された路光光束3は最初のコ
ールドミラー6により露光に要求される紫外線のみが反
射され、フライアイレンズ7を通り、更に次のコールド
ミラー6を辿りコリメーターレンズ8により平行光線と
なる。このような平行光線の露光光束3はマスク2上に
照射される。ワークlとマスク2との間にはグロキシミ
テイギャップDが設けられマスク2がワーり1のレジス
ト面に接触しないように装着される。なお7ライアイレ
ンズ7は露光光束3を露光面全域に渡って一様な明るさ
にするための機能乞持っている。ここで光源4は一般に
クセノン−水銀ランプが使用されており、その放射光は
・365nm 、400nmおよび435 nmの輝線
スペクトルを含むものである。これらの輝線は部分的に
位相が揃っており、干渉性即ちコヒーレントな光線とな
って各輝線とも全放射細巾に1〜5%のコヒーレント光
の存在が認められる。
第2図はワーク1とマスク2との位置関係乞拡大して示
しており、マスク2にはパターンを構成するスリット、
即ち切抜部9か形成されている。この切抜部9の@v−
gとすると無光光束3はマスク2の端面(エツジ)にお
いて回折しレジスト面上にフレンネル回折模様乞生じる
。したがって、例えば355 nmの輝線はエツジ直下
からの幾何学的距離Xが変るとそのXK対して明暗の°
′しま″(コントラスト)を生じる。
”しま″乞生ずる条件式は露光光束30波長ビλ、グロ
キシミテイギャップYD、前記エツジ直下からの距離i
Xとすると、 となる。このときmは自然数1.2.3・・・・・・で
あり、D〉λ(即ちキャップDは400μm程度のとき
λは0.4μm程度である)として近似ン採用している
上記両式に現わされる位置にml暗の対照楔様乞生じる
。2次元の例えば第3図何1に示されるマスク2のパタ
ーンは、ワーク1の上では同図(ロ)に示すように周縁
部、特にコーナ一部に凸凹の歪みン生じる。露光光束3
は完全なコヒーレントな光線ではないとはいえ1〜5%
程度藤棚でコヒーレント性を有するため、パターン製造
上マスク2のワーク1への両現性、解像性に幾影脣ン及
ぼしている。このようにしてマスク2の焼付は工程にお
いて大きな問題点となっていた。
一万露光光線の干渉性を排し、電子l#JPxwを光源
としたり、無収差投影光学系を採用したりした露光装置
も既に開発されている。しかしながらこのような露光装
置は複雑なレンズ系や、装置Z制御するため高度な電子
回路が必要となり結果的に高価な露光装置となってし筐
うという問題点があった。
この発明は従来の問題点に着目してなされたもので露光
光束を遮断するシャッターに同期して、露光中に適当回
数回転を行うフライアイレンズン光学系の一部に採用す
ることにより上記問題点を解決することを目的としてい
る。以下この発明乞図面及び原理図に基づいて説明する
第4図乃至第8図において、箱体11には光源としての
水銀灯12が所定の寛気配称Y施されて設けられており
、この水銀幻12はショートアークタイプ、例えば寛憔
間の距離が1mm はどのもので出力は2141 KW
である。強力な紫外線光臨としては希薄水銀気体中の放
電により生ずる光が最も簡便なものである。水銀灯12
ン囲むように楕円凹面fi13が箱体11に固設されて
おり、楕円凹面鏡13は第4図中上方に向けて開口部1
4馨有している。
開口部14に対面する位置で箱体11の上方には第1ミ
ラー15が設けられており、この第1ミラー15の中心
点と開口部14の中心点とは略同−線上に位置するとと
もに、第1ミラー150反射面は、これら中心点乞結ぶ
線即ち入射光線と所定角度@斜している。楕円凹面鏡1
3と第1ミラー15とは第1の光学系ン構成している。
第1ミラー15からの反射光線に対面する位置で箱体1
1の側壁16にはフライアイレンズ17が後述するよう
に回転自在に設けられており、フライアイレンズ17の
中心点と第1ミラー15の中心点とは略同−直線上に位
置している。
フライアイレンズ17と第1ミラー15との間にはシャ
ッター18が介在し、箱体11に取付けられており、こ
のシャッター18は減速機付のヒステリシスモータ19
により駆動されるようになっている。
フライアイレンズ17の後面に対面する位置で相体11
には第2ミラー20が設けられており、この第2ミラー
20の中心点と7ライアイレンズ17の中心点とは略同
−線上に位置するとともに、第2ミラー200反射面は
、これら中心点ケ結ぶ緑、即ち入射光線と所定角度傾斜
している。したがって、シャッター18とフライアイレ
ンズ17とは第1ミラー15と第2ミラー20との間に
介装されている。第2ミラー20からの反射光線に対面
する位置で相体11の上方には大型のコリメーターミラ
ー21が殴られており、第2ミラー20の中心点とコリ
メーターミラー21の中心点とは略同−直線上に位置す
るとともに、コリメーターミラー21からの反射光は相
体11の下面に略垂直に向うように取付けられている。
第2ミラー20とコリメーターミラー21とは第2の光
学系ン構成している。このコリメーターミラー21は第
2ミラー20からの入射光を平行光線にして反射するも
ので4 Q Q mm以上の径のものが実用化されてお
り、透過型のコンデンサレンズに較べて製作が容意であ
るとともにより安価に入手できる。
22は表面に7オトレジストが塗布されたワークであり
、このワーク22の上面には所定のパターンが描かれた
マスク23が滴定のプロキシミテイギャツプDYもって
平行に配設されている。これらワーク22とマスク23
とは公知のチャック(図示せず)により保持されており
、これらの表面はコリメーターミラー21から入射され
る光線に対して垂直となっている。
次に第5図はフライアイレンズ17およびその周辺部乞
拡大して示す図であり、25は側壁16に固設された基
板である。この基&25の一端部には真円の貫通孔26
が形成されており、この貫通孔26には環状のスリーブ
27が回転自在に挿入されている。
このスリーブ27の内周にはホルダ28の一端部が同軸
に回転自在に押入されており、このホルダ28は内周部
に7ライアイレンズ17を保持している。このフライア
イレンズ17は味巻状の多数のレンズ29を束ねたもの
であり;例えば25本〜50本のレンズ群により構成さ
れている。
30はホルダ28の他端部が回転自在に押入された押え
用の上方スリーブであり、この上方スリーブ30は押え
板31等により基板25に固定されている。
これらスリーブ27と上方スリーブ30との間でホルダ
28の外周面32には後述するベルトが係合するための
規則的な凸条部等が形成されており、ホルダ28の上端
面には凸レンズ33を内装した中空の円筒部34か同軸
方向に固看されている。
したがって7ライアイレンメ17は、これらスリーブ2
7と、上方スリーブ30)aj介して側壁16に回転自
在に支持されている。
基板25の他端部には支%&35がボルト等により取付
けられており、この支持板35には制御可能なインダク
ションモータ36が装着されている。このインダクショ
ンモータ36は減速機37に連結されており、減速機3
7の出力軸38は基板25と支持板350間に突出して
いる。
この出力軸38には外周面に凸条部が形成されたプーリ
ー39が同軸に固定されており、このプーリー39とホ
ルダ28の外周面32との間には内方に凹条部を有する
駆動ベルト40が巻回されている。
したがってインダクションモータ36の回転により、フ
ライアイレンズ17及び凸レンズ33は基板25に対し
てスリーブ27.上方スリーブ30を介して回転するよ
うになっている。
また、シャッター18を駆動するモータ19と、このイ
ンダクションモータ36とは図示外の制御回路により所
定の関係で回転制御されろようになっている。
次にこの発明の作用について説明する。
水鋏灯12乞出た鼻先光線は楕円凹面腓13により反射
集光されて第1ミラー15に光束が絞られて入射される
。第1ミラー15により反射された露光光束りはシャッ
ター18を通り、凸レンズ33に入る。露光光束りは凸
レンズ33によりフライアイレンズ17の各レンズ29
の一端面にのみこまれるようにやや収束される フライアイレンズ17Y出た露光光束りは第2ミラー2
0に入射し、所定の反射角乞もってコリメーターミラー
21に向って反射される。
第6図、第7図に示すように、フライアイレンズ17の
直前の仮想半間r上の照度分布は第6図の同心円状にな
っている。これはアーク像が楕円凹鋭13により拡大さ
れて、その像が投影されるからである。点Ot中心にし
てP円内の照度を100とすると、0円内は80.1−
を円内は60およびS円内は50等のようになっている
。次に露光光束りがフライアイレンズ17の個々のレン
ズ29に入射すると次のような作用ン受ける。今レンズ
29(aa)について考察すると、レンズ29(aa)
後面の仮想平面B上には同心円p、u、ti、sの4分
の1の部分、buちa領域がB平面全域に渡って投影さ
れる(第6図)。同様にして第7図に示すようにレンズ
29(bb)はb領域、レンズ29(cc)+IC領域
、レンズ29(dd)はd領域を平面B上に投影する。
このようにして照度分布の個よりか全域に拡大され重ね
られるため、レンズ29の数ケ増JP丁ことにより平面
B上の照度が全体的に均一となる。
したがって、第2ミラー20に入射1−る露光光束3は
均一な照度分布となっており、この露光光束3はコリメ
ーターミラー21に向って反射される。コリメーターミ
ラー21ではこの露光光束3Z平行光紬(コリメート)
としてマスク23上に照射する。このとぎ図示外の制御
回路によりインダクションモータ36が駆動され、減速
された出力軸38はプーリー39.駆動ベルト40乞介
してフライアイレンズ17乞回転させる。
そしてシャッター18の露光時間はヒステリシスモータ
190回転数により制御されるが、この壽光時間に対し
てフライアイレンズ17の回転数ケ制御回路により任意
に設定することができる。例えは露光時間1秒に対して
毎秒4回転等のように設定できる。
このようにして水銀灯12ン出た露光光束りはその中に
輝線スペクトル、即ちコヒーレントな成分yh%有して
いるが、フライアイレンズ17の各レンズ29Y通過す
るときに、まずその一部が位相ケ乱され、史に7ライア
イレンズ17乞回転させることにより、残りのコヒーレ
ントな輝線スペクトルも殆んど非コヒーレントな先組に
転候されてしま丁。
そして非コヒーレントな露光光束りがマスク23に照射
され、マスク23上のパターンはワーク22上に干渉じ
まY生することな(焼付けられる。
発明者の実験によれは、第8図に示すように、マスク2
3上のパターン幅が5〜30μmで、グロキシミテイギ
ャップ10〜400μmK設定し、矩形パターン(イ)
をワーク22上に焼付けたとき、7ライアイレンズ17
を回転させない場合は、同図(口1のような焼付パター
ンが得られ、−万、7ライアイレンズ177所定スピー
ドで(ロ)転させると、同図e−1に示すような周辺部
の境界が明確な焼付はパターンが得られた。
この発明の露光装置により製造されるパターンは大きな
ワークサイズでかつプロキシミテイギャップン設定して
焼付けなければならない格子10μm前後のパターン精
度の要求されるワーク、%に液晶用、サーマルプリンタ
ー用、又はハイブリッドIC用パターンの製造に適して
いる。
以上説明してきたように、この発明によれば、フライア
イレンズを回転させることにより、非干渉性の強力な面
光諒が得られることになり、高解像力をもちかつ太面稼
の露光が可能な安価で取扱の簡単な露光装置ltを提供
できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の近接型結党装filを示″f概略構成因
、第2図は干渉の涼埋ン説明する図、第3図は従来の露
光装置で得られたマスクの焼付図、であり、第4図はこ
の発明の結党装R’l示す部分断面正面図、第5図はこ
の発明の要部拡大艶面図、第6図は照度分布ン示す図、
第7図は照度分布の一様化?説明する図、第8図はこの
発明の勝光装諏で得られたマスクの焼付図で′ある。 12・・・水釦灯(光源) 15・・・第1ミラー17
・・・フライアイレンズ 18・・・シャッター20・
・・第2ミラー 21・・・コリメーターミラー22・
・・ウェハ 23・・・マスク L・・・無光光束 オ、1図 手続補正書(自発) 昭和59年2月160 特許庁長官殿 (特許庁審判長 殿) (f6許庁審査篇 殿) 1 事件の表示 昭和59年2月10日出願の特許願2
 発明の名称 露 光 装 置 3 補正をする省 事件との関係 出願人 住所 東京都町布市調布ケ丘3丁目34番1号氏名 株
式会社 オーク製作Pfr(外 名)4 代理人 5 昭和 年 月 1」 手続令甫正書(白丸2 昭和59年 6月lcI日 (特許庁審査官 殿) l、事件の表示 特願昭59−24093号2、発明の
名称 露 光 装 置 3、 補正をする者 事件との関係 出願人 住所 氏名 株式会社オーク製作所 (外 名)4、代理人 住所 〒101東京都千代田区東神田2丁目1番11号
6、補正の内容 (イ)第8頁6行目のrDJをrEJに訂正する。 (U)第11頁10行目のrrJを「γ」に訂正する。 (ハ)第11頁14行目の「0円」を「Q円」に訂正す
る。 (=)第11頁20行目の[B上には同心円P、O,R
jを「β上には同心円P、Q、RJに訂正する。 (ホ)第12頁1行目のrBJを「β」に訂正する。 (へ)第12頁4行目のrBJを「β」に訂正する。 (ト)第12頁2行目の−B」を「β」に訂正する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 結党光緑乞発生する光源と、この結党光緑ン集光する第
    1の光学系と、この第1の光学系によって集光された光
    束乞入射させ露光面へ投影する第2の光学系及びこの第
    2の光学系から投影される光束を反射コリメー:・した
    露光光束によりマスク上のパターン?ワークに焼付ける
    無光装置において、前記第1の光学系と前記第2の光学
    系との間にシャッターと、このシャッターに運動して結
    党中虐当回数だけ回転するフライアイレンズとを介装し
    たこと乞特徴とする路光装置。
JP59024093A 1984-02-10 1984-02-10 露光装置 Granted JPS60168147A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59024093A JPS60168147A (ja) 1984-02-10 1984-02-10 露光装置
US06/615,032 US4577959A (en) 1984-02-10 1984-05-29 Exposure apparatus

Applications Claiming Priority (1)

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JP59024093A JPS60168147A (ja) 1984-02-10 1984-02-10 露光装置

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JPH0322975B2 JPH0322975B2 (ja) 1991-03-28

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