JPS61202437A - ステップアンドリピート露光方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は電子回路等のパターンが形成されているマスク
パターンをウェハ面上に光源としてエキシマレーザ−を
用いて転写露光する際、ウェハ面上へ常に適切なる露光
量を供給することのできる露光！！貢に関するものであ
る。

（従来の技術） 最近の半導体製造技術には電子回路の高集積化に伴い、
高密度の回路パターンが形成可能のりソグラフイ技術が
要求されている。

一般にマスク又はレチクル面上の回路パターンを投影光
学系を介してウェハ面上に転写する場合、ウェハ面上に
転写される回路パターンの解像線幅は光源の波長に比例
してくる。を九マスクとウェハと全密７＃あるいは数〜
数士ミクロン程度離して重ねて転写するいわゆるコンタ
クト法又はプロキクミテイ法の場合は解像力は波長の平
方根に比例する。この為波長２００〜３００ｎｖ！Ｌ　
の遠紫外（ディープＵＶ領域）の短い波長を発振する例
えば高圧水銀灯やキセノン水１）にう／プ等が用いられ
ている。しかしながらこれらの光源は低輝度で指向性も
なくしかもウニ八面上に塗布するフォトレジストの感光
性も低い為露光時間が長くなりスループットを低下させ
る原因となっていた。

一方最近エキグマ（ｅｘｅｉｍａｒ　）レーザーという
ディープＵＶ領域に発振波長を有する光源が開発され、
その高輝度性、単色性、指向性等の良さからりソグラフ
イ技術として有効である旨が種々報告されている。

現在市販されている蚤＜のエキシマレ−ｆ　−はレーザ
ー発振用の混合ガスをガスチャンバー内に封じ込め、循
環させて使用し、使用後は廃棄している。

混合ガスとしては例えばＦ２やＨＣｔ等の腐食性の強い
ハロゲン系ガスが使用されている。この為励起時の放電
の影響も加わり、ハロゲン系ガスがレーザー放電管の内
壁や放電用の電極と反応して不純物を形成し、経時的に
レーザー出力を劣下させる原因となっている。このハロ
ゲン分子の反応はレーザー光を発振しない場合でも常に
起っている。この為特にレーザー発振を長時間休止した
後にレーザー光を発振させる場合には前回のレーザー出
力とは無関係の不確定な出力エネルギーで発振してくる
。

そこでエキシマレーデ−を半導体製造用の露光装置に用
いる場合は、回路パターンの微細化に伴いウェハ面への
露光量の制＃を厳密に行なう必要性からレーザー出力の
変化を常に掌撮しておく必要がある。

（本発明の目的） 本発明は半導体製造用の露光装置に光源としてエキシマ
レーザ−を用い次場合、ウェハ面上へ常に適切なる露光
量を供給することのできる露光装置の提供を特徴とする 特に本発明においては長時間エキシミレーザーを休止し
た後においてもウェハ面上へ適切なる露光量管供給し、
回路パターンの微細化を可能とする露光装置の提供を目
的とする。

（本発明の土圧る特徴） ［−回路等のバター／が形成されているマスクパターン
をエヤシマレーザーからの光束により照明系を介して照
明し、前記マスクパターンをウニ八面上に転写露光する
際、前記マスクパターンの前記ウニ八面上への転写露光
前に前記エキシマレーザ−からの出力エネルギーヲ検出
手段により検出し、前記検出手段からの出力信号に基づ
いて露光量制御手段により前記ウニ八面上への露光量を
制御したことである。

その他の本発明の％徴は実施列において記載されている
。

（実施例） 第１図は本発明の露光装置の一実施例の概略図である。

図中１は光源としてのエキシマレーザ−１２は光学濃度
が数段階に切換可能となっている切換弐ＮＤフィルター
、３は開口径を任意に変化させることのできる可Ｋｇ口
部材、４は反射鏡、５は光路中の一部に配置され光量を
検出する検出手段、６はシャッター、７はエキシマレー
ザー１から発振された光束によりレチクルやマスク８ｔ
−照明する照明系、９はマスク８面上のマスクパターン
をウェハ１０面上に投影する為の投影系、ｌｌはウェハ
ｔｏ　１載置し、不図示の駆動手段により駆動可能とな
っているＸＹステージ、１２は定盤、１３はシャッター
６を駆動させる為４のロータリーソレノイド、１４の制
御手段でおる。

尚本冥施例に訃いてはマスク８とウェハ１０トの相対的
関係を整合する為のアライメント光学系が設けられてい
るが、同図では省略しである。

本実施例においてマスクパターンをウニ八面上へ投影露
光する際はまずシャッター６を閉じテオキエキシマレー
ザー１からパルス光を１つ若しくは数個発振させ、その
ときのパルス光の出力エネルギーを検出手段５で検出す
る。これによシエキシマレーザー１に封入されている混
合ガスの劣下のｓ度を知ることができる。そして検出手
段５からの出力信号に基づいて制御手段１４によりマス
ク８面上への照射光量を制御している。このときの制御
はエキシマレーザ−１の放電電圧を可変とする不図示の
電圧調整手段によシ若しくは切換弐ＮＤフィルター２に
よシ光学濃度を変えるか若しくは可変開口部材３の開口
径を変えて又はこれらの各要素を重複させて行うように
し九露光量制御手段によシ行っている。これＫより所定
量の光量でマスク８面上を照射している。次にロータリ
ーソレノイド１３によシシャッター６を開き、エヤシマ
レーザー１からのパルス光でマスクパターンを照射し投
影系によシマスクバターンをウェハ１０面上へ適切なる
露光量で投影露光している。

尚本実施例において切換弐ＮＤフィルター２、検出手段
５、シャッター６等はいずれもエヤシマレーザー１から
ウェハ１０に至る光路中の任意の位置に配置しても本発
明の目的を達成することができる。また可変開口部材３
は、ウェハの瞳位置或いはその光学的共役面ならいずれ
の位置に配置しても本発明の目的を達成することができ
る。

本実施例においてシャッター６は特に１）なくても良い
。九だしこのときは工命シマレーザーｉｔ発振させる際
ウェハ１０１　Ｘ　Ｙステーシカら外しておく必要があ
る。

本実施例のように光源としてエキシマレーザ−を用い、
所謂ステップアントリビード方式によシ繰シ返し露光を
行う場合エキシマレーザ−の発振パルス時間が例えば１
０〜２０ｎ式と短−こと金利用すればＸＹステージを停
止せずに連続送シしながら転写露光することが可能とな
る。

このような場合１回の露光量ｉｌ１着しくは数個のパル
ス光で行うようにすれば容易に高スループツト化を図る
ことができ好ましい。

尚本発明をマスクとウェハを密着させるいわゆるコンタ
クト法或いはマスクとウェハを数〜数十〇１ノ程度の僅
かの空間を隔てて配置し転写露光する所謂プロキシミテ
イ方法を用いたＩＩ元装置にも適用することができる。

（本発明の効果） 本発明によ１ばエキシマレーザ−の出力エネルギーが経
時的に変化しても常にウニ八面上へ適切なる露光量を供
給することのできる露光量ｆを達成することが出来る。

特に１パルス光の出力エネルギー又は複数のパルス光の
平均の出力エネルギーを検出しその検出結果に基づいて
ｌパルスで１回の露光を行うようにすれば容易に高スル
ープツト化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例の概略図である。 同図においてｌはエキシマレーザ−１２は切換式ＮＤフ
ィルター、３は可変開口部材、５は検出手段、６はシャ
ッター、７は照明系、８はマスク、９は投影系、１０は
ウェハ、１）はＸＹステージ、１２は定盤、１３はロー
タリーソレノイド、１４は制御手段で６る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）電子回路等のパターンが形成されているマスクパ
   ターンをエキシマレーザーからの光束により照明系を介
   して照明し、前記マスクパターンをウェハ面上に転写露
   光する際、前記マスクパターンの前記ウェハ面上への転
   写露光前に前記エキシマレーザーからの出力エネルギー
   を検出手段により検出し、前記検出手段からの出力信号
   に基づいて露光量制御手段により前記ウェハ面上への露
   光量を制御したことを特徴とする露光装置。
2. （２）前記露光量制御手段は前記エキシマレーザーの放
   電電圧を可変とする電圧調整手段若しくは光路中に配置
   した切換式ＮＤフィルター若しくは光路中に配置した可
   変開口部材の少なくとも１つの要素を有していることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の露光装置。
3. （３）前記マスクパターンの前記ウェハ面上への１回の
   転写露光を前記エキシマレーザーからの１つのパルス光
   で行つたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   露光装置。