JPS61189636A - キセノン・水銀放電灯による半導体ウエハ−の露光方法 - Google Patents
キセノン・水銀放電灯による半導体ウエハ−の露光方法Info
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- JPS61189636A JPS61189636A JP60029292A JP2929285A JPS61189636A JP S61189636 A JPS61189636 A JP S61189636A JP 60029292 A JP60029292 A JP 60029292A JP 2929285 A JP2929285 A JP 2929285A JP S61189636 A JPS61189636 A JP S61189636A
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- semiconductor wafer
- discharge lamp
- mercury discharge
- light
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70008—Production of exposure light, i.e. light sources
- G03F7/70016—Production of exposure light, i.e. light sources by discharge lamps
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、紫外線を利用して例えば半導体ウェハーに対
して図形パターンが描かれたフォトマスクを介して露光
を行なうための露光方法に関するものである。
して図形パターンが描かれたフォトマスクを介して露光
を行なうための露光方法に関するものである。
集積回路、大規模集積回路、超大規模集積回路等の半導
体デバイスの製造においては、例えばシリコンウェハー
より成る基板の表面に設けた酸化シリコン膜の一部を、
回路パターン等の図形パターンに従って除去するために
、ホトエツチングが行なわれる。このホトエツチングに
おいては、シリコン基板上の酸化シリコン膜上にホトレ
ジスト膜を形成し、これに紫外線によるパターン像を露
光する工程が通常必要とされる。そして露光後、チップ
処理が行なわれ、その後、エツチングされた酸化シリコ
ン膜を介して、拡散、イオン打込み等の回路形成のため
の処理がシリコン基板に対してなされる。
体デバイスの製造においては、例えばシリコンウェハー
より成る基板の表面に設けた酸化シリコン膜の一部を、
回路パターン等の図形パターンに従って除去するために
、ホトエツチングが行なわれる。このホトエツチングに
おいては、シリコン基板上の酸化シリコン膜上にホトレ
ジスト膜を形成し、これに紫外線によるパターン像を露
光する工程が通常必要とされる。そして露光後、チップ
処理が行なわれ、その後、エツチングされた酸化シリコ
ン膜を介して、拡散、イオン打込み等の回路形成のため
の処理がシリコン基板に対してなされる。
半導体ウェハーは通常円形であり、その表面領域は縦横
に配列された微小区域に区画され、これらの微小区域が
後に分割されて各々が半導体デバイスを構成するチップ
となる。１枚の半導体ウェハーの大きさは直径で３イン
チ、５インチ、６インチ程度のものが一般的であるが、
半導体ウェハーは、その製造技術の進歩に伴い大型化す
る傾向にある。
に配列された微小区域に区画され、これらの微小区域が
後に分割されて各々が半導体デバイスを構成するチップ
となる。１枚の半導体ウェハーの大きさは直径で３イン
チ、５インチ、６インチ程度のものが一般的であるが、
半導体ウェハーは、その製造技術の進歩に伴い大型化す
る傾向にある。
１枚の半導体ウェハーの全面を一時に露光せしめて各々
チップとされる多数の全微小区域を一度に焼付ける露光
方法においては、大出力の水銀灯が必要でありそのため
露光装置が大型となること、しかも半導体ウェハーの露
光領域における照度を均一なものとするためには相当高
度な技術を要すること、さらには半導体ウェハーが大型
になるに従って半導体ウェハーが彎曲し易くなるため投
影像の焦点合わせが困難になること、などの問題点があ
り、結局半導体ウェハーの大型化傾向に適応することが
困難である。
チップとされる多数の全微小区域を一度に焼付ける露光
方法においては、大出力の水銀灯が必要でありそのため
露光装置が大型となること、しかも半導体ウェハーの露
光領域における照度を均一なものとするためには相当高
度な技術を要すること、さらには半導体ウェハーが大型
になるに従って半導体ウェハーが彎曲し易くなるため投
影像の焦点合わせが困難になること、などの問題点があ
り、結局半導体ウェハーの大型化傾向に適応することが
困難である。
このようなことから、最近１枚の半導体ウェハーにおい
て、縦横に配列された微小区域の各々を１個ずつ順次露
光せしめてパターンを順次焼付けるステップ露光方式が
提案された。このようなステップ露光方式によれば、１
回の露光においては、微小区域１個分の面積を露光すれ
ばよく、このため小出力の水銀灯を用いることが可能と
なって露光装置が小型になること、しかも１回の露光面
積が小さいので半導体ウェハーの露光領域の照度の均一
化が容易であること、さらには１回の露光面積が小さく
て彎曲の影響が少ないため投影像の焦点合せを１回の露
光の度毎に容易に達成できること、などの大きな利益が
得られ、結局高い精度でパターンの焼付けを行なうこと
ができる。
て、縦横に配列された微小区域の各々を１個ずつ順次露
光せしめてパターンを順次焼付けるステップ露光方式が
提案された。このようなステップ露光方式によれば、１
回の露光においては、微小区域１個分の面積を露光すれ
ばよく、このため小出力の水銀灯を用いることが可能と
なって露光装置が小型になること、しかも１回の露光面
積が小さいので半導体ウェハーの露光領域の照度の均一
化が容易であること、さらには１回の露光面積が小さく
て彎曲の影響が少ないため投影像の焦点合せを１回の露
光の度毎に容易に達成できること、などの大きな利益が
得られ、結局高い精度でパターンの焼付けを行なうこと
ができる。
そして半導体ウェハー上にフォトマスクの図形パターン
の縮小像を焼付けるためには露光用光学系として縮小用
投影レンズ系を用いるのが構成が簡単で有利であり、こ
の縮小用投影レンズ系は露光用光源から半導体ウェハー
に至る光路中に介挿されて用いられる。従来用いられて
いる縮小用投影レンズ系は、主として４３６ｎｍの光の
透過率が高いものが一般的であり、これに対応して露光
用光源としても放射光のピーク波長が４３６ｎｍである
超高圧水銀灯が用いられている。
の縮小像を焼付けるためには露光用光学系として縮小用
投影レンズ系を用いるのが構成が簡単で有利であり、こ
の縮小用投影レンズ系は露光用光源から半導体ウェハー
に至る光路中に介挿されて用いられる。従来用いられて
いる縮小用投影レンズ系は、主として４３６ｎｍの光の
透過率が高いものが一般的であり、これに対応して露光
用光源としても放射光のピーク波長が４３６ｎｍである
超高圧水銀灯が用いられている。
しかして近年半導体デバイスの集積度をさらに高くする
ことが望まれ、そのためには図形パターンの焼付線幅を
さらに細くすることが必要であって露光装置の解像度を
さらに一層向上せしめることが必要である。しかしなが
ら、従来用いられている超高圧水銀灯においては、従来
用いられている縮小用投影レンズ系の光透過率に適応す
るよう放射光の最大ピークの波長が主として４３６ｎｍ
であって、このような特性の放射光を露光に用いる場合
には解像度は１μｍ程度が限界であって、解像度をさら
に向上せしめるためには放射光の最大ピ−クの波長がさ
らに短いことが必要である。
ことが望まれ、そのためには図形パターンの焼付線幅を
さらに細くすることが必要であって露光装置の解像度を
さらに一層向上せしめることが必要である。しかしなが
ら、従来用いられている超高圧水銀灯においては、従来
用いられている縮小用投影レンズ系の光透過率に適応す
るよう放射光の最大ピークの波長が主として４３６ｎｍ
であって、このような特性の放射光を露光に用いる場合
には解像度は１μｍ程度が限界であって、解像度をさら
に向上せしめるためには放射光の最大ピ−クの波長がさ
らに短いことが必要である。
しかし最近ムご至るまで縮小用投影レンズ系においては
４３６ｎｍ以下の短波長光を効率的に透過するものが得
られておらず、このためレンズ系を用いずにミラーを組
合わせて短波長光を効率的に反射するよう構成した光学
系を用いて半導体ウェハーの露光領域の全体を一括して
露光する方法が開発された。しかしながらこのような方
法では光学系の構成が複雑となる問題点がある。
４３６ｎｍ以下の短波長光を効率的に透過するものが得
られておらず、このためレンズ系を用いずにミラーを組
合わせて短波長光を効率的に反射するよう構成した光学
系を用いて半導体ウェハーの露光領域の全体を一括して
露光する方法が開発された。しかしながらこのような方
法では光学系の構成が複雑となる問題点がある。
ところが極最近３６５ｎｍの短波長光を効率的に透過す
るレンズが開発され、このため縮小用投影レンズ系を用
いて解像度を向上せしめることが可能な情況になってき
ている。しかしながら露光用光源として用いられている
従来の超高圧水銀灯においては、３６５ｎｍの短波長光
の放射効率が低くて効率的な露光を達成することができ
ない。
るレンズが開発され、このため縮小用投影レンズ系を用
いて解像度を向上せしめることが可能な情況になってき
ている。しかしながら露光用光源として用いられている
従来の超高圧水銀灯においては、３６５ｎｍの短波長光
の放射効率が低くて効率的な露光を達成することができ
ない。
本発明は以上の如き事情に基づいてなされたものであっ
て、その目的は、縮小用投影レンズ系を用いて集積度の
高い図形パターンの縮小像を鮮明とができるキセノン・
水銀放電灯による半導体ウェハーの露光方法を提供する
ことにある。
て、その目的は、縮小用投影レンズ系を用いて集積度の
高い図形パターンの縮小像を鮮明とができるキセノン・
水銀放電灯による半導体ウェハーの露光方法を提供する
ことにある。
本発明キセノン・水銀放電灯による半導体ウェハーの露
光方法は、主発光成分としてキセノンと水銀とを封入し
てなり、放射光の最大ピークの波長が３６５ｎｍである
キセノン・水銀放電灯から放射される光により、波長３
６５ｎｍの光の透過率が高いレンズ系及びフォトマスク
を介して紫外線感光剤の塗布された半導体ウェハー上を
露光してマスクパターンの縮小像を当該半導体ウェハー
上に焼付けることを特徴とする。
光方法は、主発光成分としてキセノンと水銀とを封入し
てなり、放射光の最大ピークの波長が３６５ｎｍである
キセノン・水銀放電灯から放射される光により、波長３
６５ｎｍの光の透過率が高いレンズ系及びフォトマスク
を介して紫外線感光剤の塗布された半導体ウェハー上を
露光してマスクパターンの縮小像を当該半導体ウェハー
上に焼付けることを特徴とする。
斯かる方法によれば、集積度の高い図形パターンの縮小
像を鮮明にしかも効率的に半導体ウェハー上に焼付ける
ことができる。
像を鮮明にしかも効率的に半導体ウェハー上に焼付ける
ことができる。
以下図面を参照しながら本発明の実施例を詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明方法が適用される半導体ウェハー露光装
置の概略を示す。第１図において、１は露光用光源であ
るキセノン・水銀放電灯である。
置の概略を示す。第１図において、１は露光用光源であ
るキセノン・水銀放電灯である。
このキセノン・水銀放電灯１はそのアークが集光鏡２の
焦点に位置するよう取付けられている。このキセノン・
水銀放電灯ｌよりの光は集光鏡２によって集光され、プ
ロジェクションレンズ３、バンドフィルター４、縮小用
結像コンデンサレンズ５を介して、回路パターンが措か
れたフォトマスク６に投射され、このフォトマスク６に
よる光像が、基台（図示せず）に保持された、その上面
に紫外線感光剤よりなるフォトレジスト膜が形成された
半導体ウェハー７に投影され、これにより半導体ウェハ
ー７にフォトマスク６に対応した回路パターンが縮小さ
れた状態で焼付けられる。
焦点に位置するよう取付けられている。このキセノン・
水銀放電灯ｌよりの光は集光鏡２によって集光され、プ
ロジェクションレンズ３、バンドフィルター４、縮小用
結像コンデンサレンズ５を介して、回路パターンが措か
れたフォトマスク６に投射され、このフォトマスク６に
よる光像が、基台（図示せず）に保持された、その上面
に紫外線感光剤よりなるフォトレジスト膜が形成された
半導体ウェハー７に投影され、これにより半導体ウェハ
ー７にフォトマスク６に対応した回路パターンが縮小さ
れた状態で焼付けられる。
前記キセノン・水銀放電灯１は、主発光成分として例え
ば０．１〜５気圧（室温）のキセノンと封入部の単位体
積当り例えば１〜３０ｗ／ｃｃ（室温）の水銀を封入し
てなり、その放射光の最大ピークの波長は３６５ｎｍで
ある。そして前記プロジェクションレンズ３及び縮小用
結像コンデンサレンズ５はいずれも波長３６５ｎｍの光
の透過率が高いガラス材料からなり、プロジェクション
レンズ３及び縮小用結像コンデンサレンズ５は波長３６
５ｎｍの光に対する透過率が高い石英ガラスを使用して
いる。
ば０．１〜５気圧（室温）のキセノンと封入部の単位体
積当り例えば１〜３０ｗ／ｃｃ（室温）の水銀を封入し
てなり、その放射光の最大ピークの波長は３６５ｎｍで
ある。そして前記プロジェクションレンズ３及び縮小用
結像コンデンサレンズ５はいずれも波長３６５ｎｍの光
の透過率が高いガラス材料からなり、プロジェクション
レンズ３及び縮小用結像コンデンサレンズ５は波長３６
５ｎｍの光に対する透過率が高い石英ガラスを使用して
いる。
前記バンドフィルター４は、波長３６５ｎｍの光の透過
率が高いガラス材料からなり、透過光のピーク波長が３
６５ｎｍとなるものであり、このピーク波長を含む狭い
波長領域の光を高い透過率例えば９０％以上で透過する
と共に露光に不要な波長の光成分を実質上カットするも
のである。
率が高いガラス材料からなり、透過光のピーク波長が３
６５ｎｍとなるものであり、このピーク波長を含む狭い
波長領域の光を高い透過率例えば９０％以上で透過する
と共に露光に不要な波長の光成分を実質上カットするも
のである。
本発明の一例においては次のようにして半導体ウェハー
の露光を行なう。例えば第１図に示した装置において、
キセノン・水銀放電灯１を消費電力が例えば定格消費電
力となるように一定の電力で連続点灯状態とし、露光量
規制シャッター８を開閉してキセノン・水銀放電灯１か
ら放射される光を、フォトマスク６を介して一定時間半
導体つエバー７の露光位置にある微小区域に照射して露
光を行なう。
の露光を行なう。例えば第１図に示した装置において、
キセノン・水銀放電灯１を消費電力が例えば定格消費電
力となるように一定の電力で連続点灯状態とし、露光量
規制シャッター８を開閉してキセノン・水銀放電灯１か
ら放射される光を、フォトマスク６を介して一定時間半
導体つエバー７の露光位置にある微小区域に照射して露
光を行なう。
露光量の規制においては、シャッター８の開いている時
間を適宜設定することによって、半導体ウェハー７にお
ける露光量を必要な規定値に適合せしめることができる
。例えば第２図に示すように、シャ、ター８によって露
光時板外はキセノン・水銀放電灯１からの放射光を遮断
して半導体ウェハー７への光照射を阻止し、露光時には
シャッター８の開いている時間Ｔｓが例えばｌＯＯ〜４
００１１１ＳｅＣの範囲内で一定値となるようにシャッ
ター８の開閉動作を制御する。
間を適宜設定することによって、半導体ウェハー７にお
ける露光量を必要な規定値に適合せしめることができる
。例えば第２図に示すように、シャ、ター８によって露
光時板外はキセノン・水銀放電灯１からの放射光を遮断
して半導体ウェハー７への光照射を阻止し、露光時には
シャッター８の開いている時間Ｔｓが例えばｌＯＯ〜４
００１１１ＳｅＣの範囲内で一定値となるようにシャッ
ター８の開閉動作を制御する。
半導体ウェハー７においては、縦横に並ぶ多数の微小区
域Ｐに区画して、これらの微小区域Ｐの１個１個をＸ方
向及びこれと直角なＸ方向の移動を組合わせて順位露光
位置にステップ的に移動して当該露光位置に一旦静止せ
しめた状態で露光を行なう。シャッター８が開閉するこ
とによって１回の露光が終了し、半導体ウェハー７の１
つの微小区域Ｐにパターンが焼付けられる。そしてシャ
ッター８が閉じている期間中に次に露光すべき微小区域
Ｐが露光位置に到達するように半導体ウェハー７をステ
ップ移動せしめ、そして同様にして第３図は、キセノン
・水銀放電灯１の具体的構成の一例を示し、１０１は石
英ガラス製の封体、１０２Ａ。
域Ｐに区画して、これらの微小区域Ｐの１個１個をＸ方
向及びこれと直角なＸ方向の移動を組合わせて順位露光
位置にステップ的に移動して当該露光位置に一旦静止せ
しめた状態で露光を行なう。シャッター８が開閉するこ
とによって１回の露光が終了し、半導体ウェハー７の１
つの微小区域Ｐにパターンが焼付けられる。そしてシャ
ッター８が閉じている期間中に次に露光すべき微小区域
Ｐが露光位置に到達するように半導体ウェハー７をステ
ップ移動せしめ、そして同様にして第３図は、キセノン
・水銀放電灯１の具体的構成の一例を示し、１０１は石
英ガラス製の封体、１０２Ａ。
１０２Ｂは口金、１０３．１０４はそれぞれ電極棒、１
０５゜１０６はそれぞれ陽極体、陰極体である。封体１
０１の内部には、主発光成分として例えば、０．１〜５
気圧（室温）のキセノンと封入部の単位体積当り例えば
１〜３０■／ｃｃ（室温）の水銀が封入されている。
０５゜１０６はそれぞれ陽極体、陰極体である。封体１
０１の内部には、主発光成分として例えば、０．１〜５
気圧（室温）のキセノンと封入部の単位体積当り例えば
１〜３０■／ｃｃ（室温）の水銀が封入されている。
前記陽極体１０５は、第４図に拡大して示すように、大
径円柱状の胴部５１と、この胴部５１からテーパ状に伸
びてその先端面５２が平坦面である先端部５３とにより
構成され、一方陰極体１０６は、同じく第４図に拡大し
て示すように柱状部６１とこの柱状部６１からコーン状
に形成されて伸びる先端部６２とにより構成されている
。
径円柱状の胴部５１と、この胴部５１からテーパ状に伸
びてその先端面５２が平坦面である先端部５３とにより
構成され、一方陰極体１０６は、同じく第４図に拡大し
て示すように柱状部６１とこの柱状部６１からコーン状
に形成されて伸びる先端部６２とにより構成されている
。
斯かるキセノン・水銀放電灯１の具体的設計の一例を下
記に示す。
記に示す。
定格消費電力； ５００Ｗ （２５Ｖ、２ＯＡ
）陽極体形状 胴部５１の外径り、； ６龍先端面５
２の直径Ｄ２ ； ２ｖａ先端部５
３の開き角α；９０度 陰極体形状 柱状部６１の外径Ｄ３ ； ２．５ｍ
電極間距離Ｌ ； ３．０曹ｌ
主発光成分 既述の如き特定圧力のキセノンと特定割合の水銀とを主
発光成分とするキセノン・水銀放電灯１においては、３
６５ｎｍの放射強度が大きくて焼付線幅の小さい焼付が
可能であると共に露光時間の短縮を図ることができ、し
かも３６５ｎｍの前後の波長の光の放射強度が急激に低
下して３６５ｎｍのピーク領域の半値幅が狭く、このた
めレンズ系における色収差が少なくて焦点深度が大きく
なって焦点合わせが容易となる。一方、従来の超高圧水
銀灯においては、４３６ｎｍの放射強度に比して３６５
ｎｍの放射強度が低いため集積度の高い焼付を行なう場
合には光の利用効率が低くて効率的な露光を行なうこと
ができない。実際、従来の超高圧水銀灯において、水銀
の封入量を種々変えて放射特性を調べる実験を行なった
ところ、水銀の封入量を少なくして点灯時の水銀圧力を
小さくすると全体的に放射強度が小さくなり、逆に水銀
の封入量を多くして点灯時の水銀圧力を大きくすると封
体が破裂しない範囲内では３６５ｎｍの放射強度は依然
として低く、結局超高圧水銀灯では３６５ｎｍの放射強
度を高くすることが困難であった。これに対して主発光
成分となる封入ガスの種類及び量を種々変えて放射特性
を調べる実験を行なったところ、室温下における封入圧
力が例えば０６１〜５気圧となるキセノンと、室温下に
おける封入量が封入部の単位体積当り例えば、１〜３０
■／ ｃｃとなる水銀とを封入してなるキセノン・水銀
放電灯が３６５ｎｍの放射強度が高く、しかも急峻なピ
ークを有していることが見出された。
）陽極体形状 胴部５１の外径り、； ６龍先端面５
２の直径Ｄ２ ； ２ｖａ先端部５
３の開き角α；９０度 陰極体形状 柱状部６１の外径Ｄ３ ； ２．５ｍ
電極間距離Ｌ ； ３．０曹ｌ
主発光成分 既述の如き特定圧力のキセノンと特定割合の水銀とを主
発光成分とするキセノン・水銀放電灯１においては、３
６５ｎｍの放射強度が大きくて焼付線幅の小さい焼付が
可能であると共に露光時間の短縮を図ることができ、し
かも３６５ｎｍの前後の波長の光の放射強度が急激に低
下して３６５ｎｍのピーク領域の半値幅が狭く、このた
めレンズ系における色収差が少なくて焦点深度が大きく
なって焦点合わせが容易となる。一方、従来の超高圧水
銀灯においては、４３６ｎｍの放射強度に比して３６５
ｎｍの放射強度が低いため集積度の高い焼付を行なう場
合には光の利用効率が低くて効率的な露光を行なうこと
ができない。実際、従来の超高圧水銀灯において、水銀
の封入量を種々変えて放射特性を調べる実験を行なった
ところ、水銀の封入量を少なくして点灯時の水銀圧力を
小さくすると全体的に放射強度が小さくなり、逆に水銀
の封入量を多くして点灯時の水銀圧力を大きくすると封
体が破裂しない範囲内では３６５ｎｍの放射強度は依然
として低く、結局超高圧水銀灯では３６５ｎｍの放射強
度を高くすることが困難であった。これに対して主発光
成分となる封入ガスの種類及び量を種々変えて放射特性
を調べる実験を行なったところ、室温下における封入圧
力が例えば０６１〜５気圧となるキセノンと、室温下に
おける封入量が封入部の単位体積当り例えば、１〜３０
■／ ｃｃとなる水銀とを封入してなるキセノン・水銀
放電灯が３６５ｎｍの放射強度が高く、しかも急峻なピ
ークを有していることが見出された。
第５図、第６図、第７図はそれぞれ定格消費電力が２０
０ Ｗ 、 ５００ Ｗ 、 ７５０ Ｗである本発明
に用いるキ七ノン・水銀放電灯における放射特性を示す
分光特性図であり、第８図、第９図、第１Ｏ図はそれぞ
れ定格消費電力が２００ Ｗ 、 ５００ Ｗ 、 ７
５０ Ｗである従来の超高圧水銀灯における放射特性を
示す分光特性図である。これらを比較してみると、下記
第１表にも示すように、本発明に用いるキセノン・水銀
放電灯は、従来の超高圧水銀灯に比して、３６５ｒ＋ｍ
の放射強度が約１．７〜２．３倍と大きく、また３６５
ｎ＋ａのピーク領域の半値幅も約０．７〜０．８と小さ
くて急峻なピークを有し、そしてピーク領域以外のすそ
領域の放射強度が約１７２と小さく、結局上記の如きキ
セノン・水銀放電灯を露光用光源として用い、波長３６
５ｎｍの光の透過率が高いレンズ系によりマスクパター
ンの縮小像を半導体ウェハー７に投影して露光すること
により、解像度を０．８μｍにまで向上せしめることが
できて集積度の高いパターンの焼付を実行することがで
き、しかも焼付に要する時間も従来の０．５〜０．６倍
程度に短縮することが可能となり効率的な露光を行なう
ことができる。
０ Ｗ 、 ５００ Ｗ 、 ７５０ Ｗである本発明
に用いるキ七ノン・水銀放電灯における放射特性を示す
分光特性図であり、第８図、第９図、第１Ｏ図はそれぞ
れ定格消費電力が２００ Ｗ 、 ５００ Ｗ 、 ７
５０ Ｗである従来の超高圧水銀灯における放射特性を
示す分光特性図である。これらを比較してみると、下記
第１表にも示すように、本発明に用いるキセノン・水銀
放電灯は、従来の超高圧水銀灯に比して、３６５ｒ＋ｍ
の放射強度が約１．７〜２．３倍と大きく、また３６５
ｎ＋ａのピーク領域の半値幅も約０．７〜０．８と小さ
くて急峻なピークを有し、そしてピーク領域以外のすそ
領域の放射強度が約１７２と小さく、結局上記の如きキ
セノン・水銀放電灯を露光用光源として用い、波長３６
５ｎｍの光の透過率が高いレンズ系によりマスクパター
ンの縮小像を半導体ウェハー７に投影して露光すること
により、解像度を０．８μｍにまで向上せしめることが
できて集積度の高いパターンの焼付を実行することがで
き、しかも焼付に要する時間も従来の０．５〜０．６倍
程度に短縮することが可能となり効率的な露光を行なう
ことができる。
但し第１表中、「超高圧水銀灯」は従来用いられている
超高圧水銀灯であり、「キセノン・水銀放電灯」は本発
明に用いるキセノン・水銀放電灯である。そして「放射
強度比」は本発明に用いるキセノン・水銀放電灯の放射
強度が従来用いられている超高圧水銀灯の放射強度の何
倍になっているかを示す値である。
超高圧水銀灯であり、「キセノン・水銀放電灯」は本発
明に用いるキセノン・水銀放電灯である。そして「放射
強度比」は本発明に用いるキセノン・水銀放電灯の放射
強度が従来用いられている超高圧水銀灯の放射強度の何
倍になっているかを示す値である。
実際、上記の如き構成のキセノン・水銀放電灯を露光用
光源として組込んでなる第１図に示した構成の半導体ウ
ェハー露光装置を用い、キセノン・水銀放電灯を消費電
力が定格消費電力５００Ｗの一定値になるように点灯し
ながらシャッター８の開いている時間Ｔｓを２００ｍ５
ｅｃの一定時間となるような条件下で、ステップ露光方
式によりシリコンウェハーに対し、回路パターンの露光
を行なったところ、焼付線幅が最小０．８μｍの集積度
の高い回路パターンを鮮明に焼付けることができた。
光源として組込んでなる第１図に示した構成の半導体ウ
ェハー露光装置を用い、キセノン・水銀放電灯を消費電
力が定格消費電力５００Ｗの一定値になるように点灯し
ながらシャッター８の開いている時間Ｔｓを２００ｍ５
ｅｃの一定時間となるような条件下で、ステップ露光方
式によりシリコンウェハーに対し、回路パターンの露光
を行なったところ、焼付線幅が最小０．８μｍの集積度
の高い回路パターンを鮮明に焼付けることができた。
次に本発明の他の実施例を説明する。本発明の他の例に
おいては次のようにして半導体ウェハーの露光を行なう
。例えば第１図に示した装置において、キセノン・水銀
放電灯１を、これに電力を常時供給して連続点灯状態と
したうえで、第１１図（イ）に消費電力の波形の一例を
示すように、キセノン・水銀放電灯１へ供給する電力を
点灯用電源装置９によって制御することにより、キセノ
ン・水銀放電灯ｌの消費電力が高いレベル例えば当該キ
セノン・水銀放電灯１の定格消費電力の約１．３〜２．
５倍程度のレベルとなる高レベルのステップ八と、キセ
ノン・水銀放電灯１の消費電力が低いレベル例えば定格
消費電力またはこれに近いレベルとなる低レベルのステ
ップＢとを周期的に交互に繰返し、高レベルのステップ
Ａの各々においてシャッター８を開閉してキセノン・水
銀放電灯１から放射される光を、フォトマスク６を介し
て一定時間半導体つエバー７の露光位置にある微小区域
Ｐに照射して露光を行なう。
おいては次のようにして半導体ウェハーの露光を行なう
。例えば第１図に示した装置において、キセノン・水銀
放電灯１を、これに電力を常時供給して連続点灯状態と
したうえで、第１１図（イ）に消費電力の波形の一例を
示すように、キセノン・水銀放電灯１へ供給する電力を
点灯用電源装置９によって制御することにより、キセノ
ン・水銀放電灯ｌの消費電力が高いレベル例えば当該キ
セノン・水銀放電灯１の定格消費電力の約１．３〜２．
５倍程度のレベルとなる高レベルのステップ八と、キセ
ノン・水銀放電灯１の消費電力が低いレベル例えば定格
消費電力またはこれに近いレベルとなる低レベルのステ
ップＢとを周期的に交互に繰返し、高レベルのステップ
Ａの各々においてシャッター８を開閉してキセノン・水
銀放電灯１から放射される光を、フォトマスク６を介し
て一定時間半導体つエバー７の露光位置にある微小区域
Ｐに照射して露光を行なう。
露光量の規制においては、消費電力が高レベルとなるス
テップＡによってキセノン・水銀放電灯１が点灯されて
いる状態においてシャッター８を設定された時間だけ開
いた状態とすることにより半導体ウェハー７における露
光量を必要な規定値に適合せしめることができる。例え
ば第１１図（ロ）に示すように、消費電力が高レベルと
なるステップＡの各々においてシャッター８の開いてい
る時間Ｔｓが例えば１００〜４００ｍ５ｅｃの範囲内で
一定値となるようにシャッター８の開閉動作を制御する
。
テップＡによってキセノン・水銀放電灯１が点灯されて
いる状態においてシャッター８を設定された時間だけ開
いた状態とすることにより半導体ウェハー７における露
光量を必要な規定値に適合せしめることができる。例え
ば第１１図（ロ）に示すように、消費電力が高レベルと
なるステップＡの各々においてシャッター８の開いてい
る時間Ｔｓが例えば１００〜４００ｍ５ｅｃの範囲内で
一定値となるようにシャッター８の開閉動作を制御する
。
消費電力が高レベルとなるステップＡの各々における時
間Ｔａは例えば２００〜４００ｍ５ｅｃの範囲内の一定
値とし、かつ消費電力が低レベルとなるステップＢの各
々における時間Ｔｂは例えば４００ｍ５ｅｃ程度の一定
値とする。
間Ｔａは例えば２００〜４００ｍ５ｅｃの範囲内の一定
値とし、かつ消費電力が低レベルとなるステップＢの各
々における時間Ｔｂは例えば４００ｍ５ｅｃ程度の一定
値とする。
半４体ウェハー７においては、微小区域Ｐの１個１個を
順次露光位置にステップ的に移動して当該露光位置に一
旦静止せしめた状態で露光を行なう。シャッター８が開
閉することによって１回の露光が終了し、半導体ウェハ
ー７の１つの微小区域Ｐにパターンが焼付けられる。そ
してシャッター８が閉じている期間中に次に露光すべき
微小区域Ｐが露光位置に到達するように半導体ウェハー
７をステップ移動せしめ、そして同様にして露光を繰返
す。
順次露光位置にステップ的に移動して当該露光位置に一
旦静止せしめた状態で露光を行なう。シャッター８が開
閉することによって１回の露光が終了し、半導体ウェハ
ー７の１つの微小区域Ｐにパターンが焼付けられる。そ
してシャッター８が閉じている期間中に次に露光すべき
微小区域Ｐが露光位置に到達するように半導体ウェハー
７をステップ移動せしめ、そして同様にして露光を繰返
す。
既述と同様の構成で定格消費電力が９００ Ｗであるキ
セノン・水銀放電灯を露光用光源として組込んでなる第
１図に示した構成の半導体ウェハー露光装置を用い、ス
テップＡの各々における消費電力がｌ１００Ｗで当該ス
テップＡの各々の時間間隔Ｔａが２００ｍ５ｅｃ、ステ
ップＢの各々における消費電力が７５０Ｗで当該ステッ
プＢの各々の時罰間隔Ｔｂが４００ｍ５ｅｃとなるよう
にキセノン・水銀放電灯の点灯状態を制御し、ステップ
Ａの各々においてシャとなるような条件下で、ステップ
露光方式によりシリコンウェハーに対し回路パターンの
露光を行なったことろ、焼付線幅が最小０．８μｍの集
積度の高い回路パターンを鮮明に焼付けることができ、
しかも焼付に要する時間が短くて処理効率が向上し、そ
のうえキセノン・水銀放電灯による電力の浪費が少なく
て節電効果の大きいものであった。
セノン・水銀放電灯を露光用光源として組込んでなる第
１図に示した構成の半導体ウェハー露光装置を用い、ス
テップＡの各々における消費電力がｌ１００Ｗで当該ス
テップＡの各々の時間間隔Ｔａが２００ｍ５ｅｃ、ステ
ップＢの各々における消費電力が７５０Ｗで当該ステッ
プＢの各々の時罰間隔Ｔｂが４００ｍ５ｅｃとなるよう
にキセノン・水銀放電灯の点灯状態を制御し、ステップ
Ａの各々においてシャとなるような条件下で、ステップ
露光方式によりシリコンウェハーに対し回路パターンの
露光を行なったことろ、焼付線幅が最小０．８μｍの集
積度の高い回路パターンを鮮明に焼付けることができ、
しかも焼付に要する時間が短くて処理効率が向上し、そ
のうえキセノン・水銀放電灯による電力の浪費が少なく
て節電効果の大きいものであった。
このような露光方法によれば、さらに次のような効果が
奏される。キセノン・水銀放電灯の放射光が露光に利用
されない期間においては、消費電力が低レベルとなるス
テップＢによりキセノン・水銀放電灯を点灯するため、
キセノン・水銀放電灯による電力の浪費を大幅に小さく
することがで、きるうえシャッターの過熱損傷を防止す
ることができ、しかもキセノン・水銀放電灯は低レベル
のステップＢにおける小さな消費電力を定格消費電力と
するものを用いることができるうえ高レベルのステップ
Ａではキセノン・水銀放電灯の消費電力を大きくするの
で必要な露光量を得ることができ、従って半導体ウェハ
ーの露光を小型なキセノン・水銀放電灯で良好に行なう
ことができる。この結果露光装置の占存容禎が小さくな
るので、露光装置が配置されるクリーンルームなどのメ
ンテナンスに必要なコストが小さく、結局半導体デバイ
スの製造コストを大幅に低減化することが可能となる。
奏される。キセノン・水銀放電灯の放射光が露光に利用
されない期間においては、消費電力が低レベルとなるス
テップＢによりキセノン・水銀放電灯を点灯するため、
キセノン・水銀放電灯による電力の浪費を大幅に小さく
することがで、きるうえシャッターの過熱損傷を防止す
ることができ、しかもキセノン・水銀放電灯は低レベル
のステップＢにおける小さな消費電力を定格消費電力と
するものを用いることができるうえ高レベルのステップ
Ａではキセノン・水銀放電灯の消費電力を大きくするの
で必要な露光量を得ることができ、従って半導体ウェハ
ーの露光を小型なキセノン・水銀放電灯で良好に行なう
ことができる。この結果露光装置の占存容禎が小さくな
るので、露光装置が配置されるクリーンルームなどのメ
ンテナンスに必要なコストが小さく、結局半導体デバイ
スの製造コストを大幅に低減化することが可能となる。
本発明は、主発光成分としてキセノンと水銀とを封入し
てなり、放射光の最大ピークの波長が３６５ｎｍである
キセノン・水銀放電灯から放射される光により、波長３
６５ｎｍの光の透過率が高いレンズ系及びフォトマスク
を介して紫外線感光剤の塗布された半導体ウェハー上を
露光してマスクパターンの縮小像を当該半導体ウェハー
上に焼付けることを特徴とするキセノン・水銀放電灯に
よる半導体ウェハーの露光方法であるから、キセノン・
水銀放電灯においては、３６５ｎｍの放射強度が大きい
ため、短い露光時間で焼付線幅が小さくて集積度の
てなり、放射光の最大ピークの波長が３６５ｎｍである
キセノン・水銀放電灯から放射される光により、波長３
６５ｎｍの光の透過率が高いレンズ系及びフォトマスク
を介して紫外線感光剤の塗布された半導体ウェハー上を
露光してマスクパターンの縮小像を当該半導体ウェハー
上に焼付けることを特徴とするキセノン・水銀放電灯に
よる半導体ウェハーの露光方法であるから、キセノン・
水銀放電灯においては、３６５ｎｍの放射強度が大きい
ため、短い露光時間で焼付線幅が小さくて集積度の
第１図は半導体ウェハー露光装置の一例の概略を模式的
に示す説明図、第２図は一実施例における、消費電力の
波形とシャッターの開閉動作との関係を示す説明図、第
３図はキセノン・水銀放電灯の一例を示す説明図、第４
図は第３図に示したキセノン・水銀放電灯の要部を拡大
して示す説明図、第５図、第６図、第７図はそれぞれ定
格消費電力が２００Ｗ、５００Ｗ、７５０Ｗである本発
明に用いるキセノン・水銀放電灯における放射特性を示
す分光特性図、第８図、第９図、第１０図はそれぞれ定
格消費電力が２００ Ｗ 、 ５００ Ｗ 、 ７５０
Ｗである従来用いられている超高圧水銀灯における放
射特性を示す分光特性図、第１１図（イ）、（ロ）はそ
れぞれ他の実施例における消費電力の波形を示す説明図
及びシャッターの開閉動作を示す説明図である。 １・・・キセノン・水銀放電灯 ２・・・集光鏡 ３・・・プロジェクションレンズ ４・・・バンドフィルター ５・・・縮小用結像コンデンサレンズ ６・・・フォトマスク ７・・・半導体ウェハー８
・・・シャッター ９・・・点灯用電源装置Ｐ・
・・微小区域 １０１・・・封体１０５・・・
陽極体 １０６・・・陰極体儂１図 拳３図 第４図 羊５図 華８図 ノ瞬１劃すＳＳ：クノシシ（り−ソＰて゛ １７．３４
９ ＩＪＷｔｃｍ２・ｎｒｎ ｉｌｎｍ）学
６図 業９図 ’ｊ；ＸＨＲＪＩニアに７１’−４’？−３７，７３９
０Ｗ／Ｃｍ２・ｎｍ Ｊ４（ｎｍ）孝７図 第１０図 ｇ膚壱すし蛇、フルスケールで・５２．１５５ ｕＷｔ
ｃｍ２・ｎｒｎ Ｊ−ｆ（（ｎｍ）手続補正書（
自発） 昭和６０年８月３日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 １、事件の表示 昭和６０年特許願第２９２９２号 ２、発明の名称 キセノン・水銀放電灯による 半導体ウェハーの露光方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区大手町２丁目６番１号朝日東
海ビル１９階 名称 ウシオ電機株式会社 ６、補正の内容 １）明細書第１５頁第５行中「これら」を下記のように
訂正する。 「これら第５図〜第１０図の曲線は、ランプから１ｍ離
間した位置における放射強度を測定することによって得
られたものである。これら」２）同第１６頁下から第４
行中「である。」を下記のように訂正する。
に示す説明図、第２図は一実施例における、消費電力の
波形とシャッターの開閉動作との関係を示す説明図、第
３図はキセノン・水銀放電灯の一例を示す説明図、第４
図は第３図に示したキセノン・水銀放電灯の要部を拡大
して示す説明図、第５図、第６図、第７図はそれぞれ定
格消費電力が２００Ｗ、５００Ｗ、７５０Ｗである本発
明に用いるキセノン・水銀放電灯における放射特性を示
す分光特性図、第８図、第９図、第１０図はそれぞれ定
格消費電力が２００ Ｗ 、 ５００ Ｗ 、 ７５０
Ｗである従来用いられている超高圧水銀灯における放
射特性を示す分光特性図、第１１図（イ）、（ロ）はそ
れぞれ他の実施例における消費電力の波形を示す説明図
及びシャッターの開閉動作を示す説明図である。 １・・・キセノン・水銀放電灯 ２・・・集光鏡 ３・・・プロジェクションレンズ ４・・・バンドフィルター ５・・・縮小用結像コンデンサレンズ ６・・・フォトマスク ７・・・半導体ウェハー８
・・・シャッター ９・・・点灯用電源装置Ｐ・
・・微小区域 １０１・・・封体１０５・・・
陽極体 １０６・・・陰極体儂１図 拳３図 第４図 羊５図 華８図 ノ瞬１劃すＳＳ：クノシシ（り−ソＰて゛ １７．３４
９ ＩＪＷｔｃｍ２・ｎｒｎ ｉｌｎｍ）学
６図 業９図 ’ｊ；ＸＨＲＪＩニアに７１’−４’？−３７，７３９
０Ｗ／Ｃｍ２・ｎｍ Ｊ４（ｎｍ）孝７図 第１０図 ｇ膚壱すし蛇、フルスケールで・５２．１５５ ｕＷｔ
ｃｍ２・ｎｒｎ Ｊ−ｆ（（ｎｍ）手続補正書（
自発） 昭和６０年８月３日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 １、事件の表示 昭和６０年特許願第２９２９２号 ２、発明の名称 キセノン・水銀放電灯による 半導体ウェハーの露光方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区大手町２丁目６番１号朝日東
海ビル１９階 名称 ウシオ電機株式会社 ６、補正の内容 １）明細書第１５頁第５行中「これら」を下記のように
訂正する。 「これら第５図〜第１０図の曲線は、ランプから１ｍ離
間した位置における放射強度を測定することによって得
られたものである。これら」２）同第１６頁下から第４
行中「である。」を下記のように訂正する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）主発光成分としてキセノンと水銀とを封入してなり
、放射光の最大ピークの波長が３６５ｎｍであるキセノ
ン・水銀放電灯から放射される光により、波長３６５ｎ
ｍの光の透過率が高いレンズ系及びフォトマスクを介し
て紫外線感光剤の塗布された半導体ウェハー上を露光し
てマスクパターンの縮小像を当該半導体ウェハー上に焼
付けることを特徴とするキセノン・水銀放電灯による半
導体ウェハーの露光方法。 ２）キセノン・水銀放電灯が、主発光成分として０．１
〜５気圧（室温）のキセノンと封入部の単位体積当り１
〜３０ｍｇ／ｃｃ（室温）の水銀とを封入してなること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のキセノン・水
銀放電灯による半導体ウェハーの露光方法。 ３）キセノン・水銀放電灯から半導体ウェハーに至る光
路中に、透過光のピーク波長が３６５ｎｍであるフィル
ターを介挿して露光を行なう特許請求の範囲第１項記載
のキセノン・水銀放電灯による半導体ウェハーの露光方
法。 ４）キセノン・水銀放電灯からの光を露光量規制シャッ
ターにより遮断している期間中に半導体ウェハーに至る
光路の軸に直角な方向へ半導体ウェハーをステップ移動
して半導体ウェハーの微小区域毎に順次露光を行なう特
許請求の範囲第１項記載のキセノン・水銀放電灯による
半導体ウェハーの露光方法。 ５）キセノン・水銀放電灯を連続して点灯した状態で消
費電力が低レベルの点灯状態と高レベルの点灯状態とを
交互に繰返して点灯させ、少なくても低レベルの点灯状
態の期間中キセノン・水銀放電灯からの光を露光量規制
シャッターにより遮断してこの遮断期間中に半導体ウェ
ハーに至る光路の軸に直角な方向へ半導体ウェハーをス
テップ移動し、高レベルの点灯状態のときのキセノン・
水銀放電灯から放射される光により半導体ウェハーの微
小区域毎に順次露光を行なう特許請求の範囲第１項記載
のキセノン・水銀放電灯による半導体ウェハーの露光方
法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60029292A JPS61189636A (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | キセノン・水銀放電灯による半導体ウエハ−の露光方法 |
| DE19853527855 DE3527855A1 (de) | 1985-02-19 | 1985-08-02 | Belichtungsverfahren fuer eine halbleiterscheibe mittels einer mit seltenem gas und quecksilber gefuellten entladungslampe |
| FR858511890A FR2577695B1 (fr) | 1985-02-19 | 1985-08-02 | Procede d'exposition d'une pastille a semi-conducteur au moyen d'une lampe a luminescence a gaz rare-mercure |
| GB08519449A GB2171214B (en) | 1985-02-19 | 1985-08-02 | Method of exposing semiconductor wafer by rare gas-mercury discharge lamp |
| US06/761,682 US4732842A (en) | 1985-02-19 | 1985-08-02 | Exposure method of semiconductor wafer by rare gas-mercury discharge lamp |
| NL8600303A NL8600303A (nl) | 1985-02-19 | 1986-02-07 | Werkwijze voor het belichten van een plak halfgeleidermateriaal. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60029292A JPS61189636A (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | キセノン・水銀放電灯による半導体ウエハ−の露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61189636A true JPS61189636A (ja) | 1986-08-23 |
| JPH0317213B2 JPH0317213B2 (ja) | 1991-03-07 |
Family
ID=12272167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60029292A Granted JPS61189636A (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | キセノン・水銀放電灯による半導体ウエハ−の露光方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4732842A (ja) |
| JP (1) | JPS61189636A (ja) |
| DE (1) | DE3527855A1 (ja) |
| FR (1) | FR2577695B1 (ja) |
| GB (1) | GB2171214B (ja) |
| NL (1) | NL8600303A (ja) |
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| JPH0273230A (ja) * | 1988-09-08 | 1990-03-13 | Optrex Corp | 基板のパターニング法 |
| JPH02246206A (ja) * | 1989-03-20 | 1990-10-02 | Ushio Inc | 半導体ウエハー露光方法と露光用水銀灯 |
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|---|---|---|---|---|
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| US4988918A (en) * | 1988-06-23 | 1991-01-29 | Toshiba Lighting And Technology Corporation | Short arc discharge lamp |
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| DE4432315A1 (de) * | 1994-09-12 | 1996-03-14 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | Quecksilberdampf-Kurzbogenlampe |
| JPH08148407A (ja) * | 1994-11-21 | 1996-06-07 | Nikon Corp | 照明光学装置 |
| US5796468A (en) * | 1995-11-02 | 1998-08-18 | Lg Semicon Co., Ltd. | Apparatus used to align and mark wafers |
| KR0179855B1 (ko) * | 1995-11-02 | 1999-03-20 | 문정환 | 마킹장치가 구비된 얼라이너 |
| DE19729219B4 (de) | 1997-07-09 | 2004-02-19 | Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH | Hochdruckentladungslampe mit gekühlter Elektrode sowie entsprechende Elektrode |
| JP3346291B2 (ja) | 1998-07-31 | 2002-11-18 | ウシオ電機株式会社 | 誘電体バリア放電ランプ、および照射装置 |
| JP2000188085A (ja) | 1998-12-22 | 2000-07-04 | Ushio Inc | ショートアーク型水銀ランプおよび紫外線発光装置 |
| TW563347B (en) * | 2002-06-13 | 2003-11-21 | Veutron Corp | Compensation light souce to compensate the optical attenuation caused by optical path and the design method thereof |
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| GB2596574A (en) * | 2020-07-01 | 2022-01-05 | Ceravision Ltd | Lamp for emitting UV-B radiation & luminaire |
Family Cites Families (14)
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|---|---|---|---|---|
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| US3573456A (en) * | 1967-07-26 | 1971-04-06 | Opto Mechanisms Inc | High resolution projection means for printing micro circuits on photoresist material |
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