JPS6220314A - 光線照射装置 - Google Patents
光線照射装置Info
- Publication number
- JPS6220314A JPS6220314A JP60158138A JP15813885A JPS6220314A JP S6220314 A JPS6220314 A JP S6220314A JP 60158138 A JP60158138 A JP 60158138A JP 15813885 A JP15813885 A JP 15813885A JP S6220314 A JPS6220314 A JP S6220314A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical axis
- fresnel zone
- wafer
- irradiated
- illuminance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- G03F7/70058—Mask illumination systems
Landscapes
- 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)
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】
［技術分野１
本発明は、光線照射技術、特に、土、導体装置の製造に
おり−するウェハの露光技術に適用して有効な技術に関
する。
おり−するウェハの露光技術に適用して有効な技術に関
する。
［背景技術］
一般に、半導体装置の製造においてしＪ、たとえばシリ
７ンなどの半導体からなる基板、ずなわらウェハに所定
の半導体素子を形成する過程で、原版であるフ−ｉｌ”
マスクやレチクルなどに形成された所定の回路パターン
などをウェハに転写するため縮小投影露光装置が用いら
れる場合がある。
７ンなどの半導体からなる基板、ずなわらウェハに所定
の半導体素子を形成する過程で、原版であるフ−ｉｌ”
マスクやレチクルなどに形成された所定の回路パターン
などをウェハに転写するため縮小投影露光装置が用いら
れる場合がある。
すなわち、水銀ランプなどの光源から得られ４）光線を
放物面鏡などを用いて捕集し、所定の光学系を経て所定
のパターンが形成された１ノｙ〜クルなどを透過させ、
さらに縮小Ｉメンズなどで所定の倍率に縮小した後、感
光剤であるフ第１〜レジストなどが塗布されたウェハに
照射して感光させ１．レチクルなどに形成された所定の
パターンをウェハに転写させるものである。
放物面鏡などを用いて捕集し、所定の光学系を経て所定
のパターンが形成された１ノｙ〜クルなどを透過させ、
さらに縮小Ｉメンズなどで所定の倍率に縮小した後、感
光剤であるフ第１〜レジストなどが塗布されたウェハに
照射して感光させ１．レチクルなどに形成された所定の
パターンをウェハに転写させるものである。
一方、上記の場合、光源から得られる光線の光軸に垂直
な平面内における照度分布は、光軸付近が最も大きくな
り、光軸を中心とした正規分布をなすのが普通であり、
ウェハに塗布されたフォトレジストにおける露光の度合
が、照射される光線の光軸付近と周辺部などで差異を生
じ、過度に露光される光軸付近においてフォトレジスト
の膜厚の低下を生じたり、ウェハに転写されたパターン
の各部において寸法にばらつきを生じるなどの不具合が
ある。
な平面内における照度分布は、光軸付近が最も大きくな
り、光軸を中心とした正規分布をなすのが普通であり、
ウェハに塗布されたフォトレジストにおける露光の度合
が、照射される光線の光軸付近と周辺部などで差異を生
じ、過度に露光される光軸付近においてフォトレジスト
の膜厚の低下を生じたり、ウェハに転写されたパターン
の各部において寸法にばらつきを生じるなどの不具合が
ある。
このため、たとえば最も照度の大な光軸付近の光線が遮
断されるように光路内に所定の遮蔽物などを設け、光軸
に垂直な平面内における照度分布を均一化することが考
えられるが、ウェハに照射される光量の総和が低下され
、露光に長時間を要するなどして露光作業における生産
性が低下されるなどの欠点があることを本発明者は見い
だした。
断されるように光路内に所定の遮蔽物などを設け、光軸
に垂直な平面内における照度分布を均一化することが考
えられるが、ウェハに照射される光量の総和が低下され
、露光に長時間を要するなどして露光作業における生産
性が低下されるなどの欠点があることを本発明者は見い
だした。
なお、ウェハの露光技術について説明されている文献と
しては、株式会社工業調査会、昭和５８年１１月１５日
発行「電子材料Ｊ １９Ｂ４年別冊、Ｐ７２〜Ｐ７８が
ある。
しては、株式会社工業調査会、昭和５８年１１月１５日
発行「電子材料Ｊ １９Ｂ４年別冊、Ｐ７２〜Ｐ７８が
ある。
［発明の目的］
本発明の目的は、均一な照度で被照射物に光線を照射す
ることが可能な光線照射技術を提供することにある。
ることが可能な光線照射技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他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明らかになるであろう
。
明細書の記述および添付図面から明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、つぎの通りである。
を簡単に説明すれば、つぎの通りである。
すなわち、光源から被照射物に至る光路の途中に、光軸
を中心とする所定の基準図形の周を中央部として、該基
準図形の内部側および外部側にフレネルゾーンが形成さ
れたフレネルゾーン部を設けることにより、被照射物に
照射される光線の光軸に垂直な平面内における光線の照
度分布が、前記基準図形の周に対応する位置において最
大となるドーナツ状になるようにして、被照射物に照射
される光線の全体の光量の低下を招くことなく、被照射
物に照射される光線の照度分布が均一になるようにした
ものである。
を中心とする所定の基準図形の周を中央部として、該基
準図形の内部側および外部側にフレネルゾーンが形成さ
れたフレネルゾーン部を設けることにより、被照射物に
照射される光線の光軸に垂直な平面内における光線の照
度分布が、前記基準図形の周に対応する位置において最
大となるドーナツ状になるようにして、被照射物に照射
される光線の全体の光量の低下を招くことなく、被照射
物に照射される光線の照度分布が均一になるようにした
ものである。
［実施例１］
第１図は、本発明の一実施例である露光装置の要部を取
り出して示す説明図である。
り出して示す説明図である。
同図において、左右方向および紙面に垂直な方向に移動
自在なＸＹテーブル１の上には、所定のフォトレジスト
などが全面にわたって塗布されたウェハ２ （被照射物
）が載置されるように構成されている。
自在なＸＹテーブル１の上には、所定のフォトレジスト
などが全面にわたって塗布されたウェハ２ （被照射物
）が載置されるように構成されている。
そして、ＸＹテーブル１の上方に光軸がウェハ２の平面
に対して垂直となるように設けられた縮小レンズ３の光
軸がウェハ２の所定の部位に一致されるように、ＸＹテ
ーブルｌに載置されたウェハ２が水平面内において逐次
移動される構造とされている。
に対して垂直となるように設けられた縮小レンズ３の光
軸がウェハ２の所定の部位に一致されるように、ＸＹテ
ーブルｌに載置されたウェハ２が水平面内において逐次
移動される構造とされている。
さらに、前記縮小レンズ３の上方には、ウェハ２に転写
すべき所定のパターンが形成されたレチクル４およびコ
ンデンサレンズ５が縮小レンズ３の光軸と同軸上に設け
られている。
すべき所定のパターンが形成されたレチクル４およびコ
ンデンサレンズ５が縮小レンズ３の光軸と同軸上に設け
られている。
そして、水銀ランプ６（光源）から放射され、放物面鏡
７によって捕捉された光線は、フレネルゾーン反射鏡８
（フレネルゾーン部）および反射鏡９によって順次反
射されてコンデンサレンズ５に入射され、コンデンサレ
ンズ５に入射された光線は、レチクル４および縮小レン
ズ３を経てウェハ２の表面に到達され、レチクル４に形
成された、たとえば配線構造などのパターンが所定の倍
率に縮小されてウェハ２の表面に転写され、ウェハ２の
表面に塗布されたフォトレジストが所定のパターンに感
光される構造とされている。
７によって捕捉された光線は、フレネルゾーン反射鏡８
（フレネルゾーン部）および反射鏡９によって順次反
射されてコンデンサレンズ５に入射され、コンデンサレ
ンズ５に入射された光線は、レチクル４および縮小レン
ズ３を経てウェハ２の表面に到達され、レチクル４に形
成された、たとえば配線構造などのパターンが所定の倍
率に縮小されてウェハ２の表面に転写され、ウェハ２の
表面に塗布されたフォトレジストが所定のパターンに感
光される構造とされている。
この場合、フレネルゾーン反射鏡８の反射面には、第２
図に示されるように光軸を中心とする所定の半径の基準
円Ｃ（基準図形）の円周が中央部となるようにフレネル
ゾーンをなす図形１０が同心円状に複数形成され、フレ
ネルゾーン反射鏡８によって反射された後、所定の光学
系をへてウェハ２に照射される光線の光路における照度
の分布が基準円Ｃの円周位置を最大としてドーナツ状に
なるように構成されている。
図に示されるように光軸を中心とする所定の半径の基準
円Ｃ（基準図形）の円周が中央部となるようにフレネル
ゾーンをなす図形１０が同心円状に複数形成され、フレ
ネルゾーン反射鏡８によって反射された後、所定の光学
系をへてウェハ２に照射される光線の光路における照度
の分布が基準円Ｃの円周位置を最大としてドーナツ状に
なるように構成されている。
すなわち、第３図に示されるように、基準円Ｃの内部に
おいては１、光線の光軸に垂直な平面内にお＋ｔ ４照
度５）布が光軸からの距離に関係なくほぼ均一化された
後、ウェハ２！こ照射されることよなる。
おいては１、光線の光軸に垂直な平面内にお＋ｔ ４照
度５）布が光軸からの距離に関係なくほぼ均一化された
後、ウェハ２！こ照射されることよなる。
また、前記基準円Ｃの径は所望の大きさに設定可能なも
のである。
のである。
この結果、照度分布が、たとえば光軸付近を最大として
正規分布をなす光線によ、って露光することに起因して
、照度の大な光軸（＝ｊ近のフォトレジストの膜厚減少
や、光軸イ」近と周辺部とに対応する位置に形成される
パターンの寸法にばらつきを生じることなどが防止され
、均一な露光結果が得られる。
正規分布をなす光線によ、って露光することに起因して
、照度の大な光軸（＝ｊ近のフォトレジストの膜厚減少
や、光軸イ」近と周辺部とに対応する位置に形成される
パターンの寸法にばらつきを生じることなどが防止され
、均一な露光結果が得られる。
さらに、たとえば光路の一部に遮蔽物４設けることなく
照度の均一化が行われるため、照度の均一化による全体
としての光量の減少がなく、迅速な露光作業が可能とな
る。
照度の均一化が行われるため、照度の均一化による全体
としての光量の減少がなく、迅速な露光作業が可能とな
る。
以下、本実施例の作用について説明する。
はじめに、ＸＹテーブル１の上に載置されたウェハ２の
所定の部位が、縮小レンズ３の光軸に一致されるように
ＸＹテーブル１が適宜駆動される。
所定の部位が、縮小レンズ３の光軸に一致されるように
ＸＹテーブル１が適宜駆動される。
次に、氷ｆｌＲランプ６が点灯され、所定の時間ウゴハ
２の所定の部位が露光され、レヂクル４に形成された所
定のパターンはウェハ２の表面に塗布されたフォトレジ
ストの所定の部位に転写される。
２の所定の部位が露光され、レヂクル４に形成された所
定のパターンはウェハ２の表面に塗布されたフォトレジ
ストの所定の部位に転写される。
そして、ＸＹテーブルｌを所定のピッチで逐次移動させ
つつ上記の露光操作を繰り返すごとによって、ウェハ２
の全面にわたって所定のパターンが転写される。
つつ上記の露光操作を繰り返すごとによって、ウェハ２
の全面にわたって所定のパターンが転写される。
この場合、水銀ランプ６からウェハ２に至る光路の途中
に位置されるフレネルゾーン反射鏡８の反射面に（５よ
、第２図に示されるように光軸を中心とする所定の≧１
′径の基準円Ｃの円周が中央部となるように〕Ｉ／ネル
ゾーンをなす図形１ｏが同心円状に複数形成され、フレ
ネルゾーン反射鏡８によって反射された後、所定の光学
系を経てウェハ２に照射される光線の光路における照度
の分布が基準円Ｃの円周位置を最大としてドーナツ状に
なるように構成されている。
に位置されるフレネルゾーン反射鏡８の反射面に（５よ
、第２図に示されるように光軸を中心とする所定の≧１
′径の基準円Ｃの円周が中央部となるように〕Ｉ／ネル
ゾーンをなす図形１ｏが同心円状に複数形成され、フレ
ネルゾーン反射鏡８によって反射された後、所定の光学
系を経てウェハ２に照射される光線の光路における照度
の分布が基準円Ｃの円周位置を最大としてドーナツ状に
なるように構成されている。
すなわち、第３図に示されるように、基準円Ｃの内部に
おいては、光線の光軸に垂直な平面内における照度分布
が光軸からの距離に関係なくほぼ均一化された後、ウェ
ハ２に照射されることとなる。
おいては、光線の光軸に垂直な平面内における照度分布
が光軸からの距離に関係なくほぼ均一化された後、ウェ
ハ２に照射されることとなる。
この結果、照度分布が、たとえば光軸付近を最大として
正規分布をなす光線によって露光することに起因して、
照度の大な光軸イ」近において露光されるフ才１−１ノ
ジストの膜厚減少や、光軸付近と周辺部とに対応する位
置に転写されるパターンの寸法にばらつきを生じること
などが防止され、均一な露光結果が得られる。
正規分布をなす光線によって露光することに起因して、
照度の大な光軸イ」近において露光されるフ才１−１ノ
ジストの膜厚減少や、光軸付近と周辺部とに対応する位
置に転写されるパターンの寸法にばらつきを生じること
などが防止され、均一な露光結果が得られる。
さらに、たとえば光路の一部に遮蔽物を設りることなく
照度の均一化が行われるため、照度の均一化による全体
としての光量の減少がなく、光量の低下に起因する露光
時間の延長が回避され、迅速な露光作業が可能となり、
露光工程における生産性が向上される。
照度の均一化が行われるため、照度の均一化による全体
としての光量の減少がなく、光量の低下に起因する露光
時間の延長が回避され、迅速な露光作業が可能となり、
露光工程における生産性が向上される。
なお、フレネルゾーン反射鏡８と反射鏡９の位置は互い
に逆であっても良い。
に逆であっても良い。
［実施例２］
第２図は、本発明の他の実施例である露光装置の要部を
取り出して示す説明図である。
取り出して示す説明図である。
本実施例２においては、水銀ランプ６から放射され、放
物面鏡７によって捕集された光線が回折格子１１ （フ
レネルゾーン部）を透過された後にコンデンサレンズ５
に入射されるところが前記実施例１と異なる。
物面鏡７によって捕集された光線が回折格子１１ （フ
レネルゾーン部）を透過された後にコンデンサレンズ５
に入射されるところが前記実施例１と異なる。
すなわち、回折格子１１には、第５図に示されるように
光軸を中心とする所定の半径の基準円Ｃの円周が中央部
となるようにフレネルゾーンをなす回折溝１０ａが同心
円状に複数形成され、前記実施例１の場合と同様に、回
折格子１１を透過される光線の光路における照度の分布
が光軸を中心とする基準円Ｃの円周位置を最大としてド
ーナツ状になるように構成されているものである。
光軸を中心とする所定の半径の基準円Ｃの円周が中央部
となるようにフレネルゾーンをなす回折溝１０ａが同心
円状に複数形成され、前記実施例１の場合と同様に、回
折格子１１を透過される光線の光路における照度の分布
が光軸を中心とする基準円Ｃの円周位置を最大としてド
ーナツ状になるように構成されているものである。
この結果、照度分布が、たとえば光軸付近を最大として
正規分布をなす光線によって露光することに起因して、
照度の大な光軸付近において露光されるフォトレジスト
の膜厚減少や、光軸付近と周辺部とに対応する位置に転
写されるパターンの寸法にばらつきを生じることなどが
防止され、均一な露光結果が得られる。
正規分布をなす光線によって露光することに起因して、
照度の大な光軸付近において露光されるフォトレジスト
の膜厚減少や、光軸付近と周辺部とに対応する位置に転
写されるパターンの寸法にばらつきを生じることなどが
防止され、均一な露光結果が得られる。
［効果］
ｆｌ、ｌ、光源から被照射物に至る光路の途中に、光軸
を中心とする所定の基準図形の周を中央部として、該基
準図形の内部側および外部側にフレネルゾーンが形成さ
れたフレネルゾーン部が設けられているため、被照射物
に照射される光線の光軸に垂直な平面内における照度分
布が前記基準図形の周に対応する位置が最大となるよう
なドーナツ状にすることが可能となり、全体の光量の低
下を招くことなく被照射物に照射される光線の照度分布
を均一化できる。
を中心とする所定の基準図形の周を中央部として、該基
準図形の内部側および外部側にフレネルゾーンが形成さ
れたフレネルゾーン部が設けられているため、被照射物
に照射される光線の光軸に垂直な平面内における照度分
布が前記基準図形の周に対応する位置が最大となるよう
なドーナツ状にすることが可能となり、全体の光量の低
下を招くことなく被照射物に照射される光線の照度分布
を均一化できる。
（２）、前記（１）の結果、照度分布が、たとえば光軸
付近を最大として正規分布をなす光線によって露光する
ことなどに起因して、照度の大な光軸付近において露光
されるフォトレジストの膜厚減少や、光軸付近と周辺部
とに対応する位置に転写されるパターンの寸法にばらつ
きを生しることなどが防止され、露光されるパターンの
寸法精度が向上される。
付近を最大として正規分布をなす光線によって露光する
ことなどに起因して、照度の大な光軸付近において露光
されるフォトレジストの膜厚減少や、光軸付近と周辺部
とに対応する位置に転写されるパターンの寸法にばらつ
きを生しることなどが防止され、露光されるパターンの
寸法精度が向上される。
（３）、前記（１）の結果、光量の低下に起因する露光
時間の延長が回避され、迅速な露光作業が可能となる。
時間の延長が回避され、迅速な露光作業が可能となる。
（４）、前記（１）〜（３）の結果、半導体装置の製造
における生産性が向上される。
における生産性が向上される。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、羊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。
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、羊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、基準図形の形状としては、円に限らず、楕円
や多角形であっても良い。
や多角形であっても良い。
被照射物としては、ウェハに限らずフォトマスクあるい
はレチクルなどであっても良い。
はレチクルなどであっても良い。
［利用分野］
以」二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ウニハの露光技術
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、光軸に垂直な断面内における照度の分布
が均一であることを要求される光線照射技術に広く適用
できる。
明をその背景となった利用分野であるウニハの露光技術
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、光軸に垂直な断面内における照度の分布
が均一であることを要求される光線照射技術に広く適用
できる。
第１図は、本発明の実施例１である露光装置の要部を取
り出して示す説明図、 第２図は、フレネルゾーン反射鏡の反射面を示す平面図
、 第３図は、本発明の実施例である露光装置の照度分布を
示す線図、 第４図は、本発明の実施例２である露光装置の要部を取
り出して示す説明図、 第５図は、本発明の実施例２における回折格子の平面図
である。 ■・・・ＸＹテーブル、２・・・ウェハ（被照射物）、
３・・・縮小レンズ、４・・・レチクル、５・・・コン
デンサレンズ、６・・・水露艮ランフ。 （光源）、７・・・放物面鏡、８・・・フレネルゾーン
反射鏡（フレネルゾーン部）、９・・・反射鏡、１０・
・・図形、１０ａ・・・回折溝、１１・・・回折格子（
フレネルゾーン部）。 第 １ 図 第 ２ 図 第 ３ 重箱
４ 図 、／６゛ ・←−＝＝−＋−４ 第 ５ ν１
り出して示す説明図、 第２図は、フレネルゾーン反射鏡の反射面を示す平面図
、 第３図は、本発明の実施例である露光装置の照度分布を
示す線図、 第４図は、本発明の実施例２である露光装置の要部を取
り出して示す説明図、 第５図は、本発明の実施例２における回折格子の平面図
である。 ■・・・ＸＹテーブル、２・・・ウェハ（被照射物）、
３・・・縮小レンズ、４・・・レチクル、５・・・コン
デンサレンズ、６・・・水露艮ランフ。 （光源）、７・・・放物面鏡、８・・・フレネルゾーン
反射鏡（フレネルゾーン部）、９・・・反射鏡、１０・
・・図形、１０ａ・・・回折溝、１１・・・回折格子（
フレネルゾーン部）。 第 １ 図 第 ２ 図 第 ３ 重箱
４ 図 、／６゛ ・←−＝＝−＋−４ 第 ５ ν１
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、光源から被照射物に至る光路の途中に、光軸を中心
とする所定の基準図形の周を中央部として、該基準図形
の内部側および外部側にフレネルゾーンが形成されたフ
レネルゾーン部が設けられてなることを特徴とする光線
照射装置。 ２、前記基準図形が円であり該基準円の内部側および外
部側に同心円状にフレネルゾーンが形成されることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の光線照射装置。 ３、前記フレネルゾーン部が反射鏡であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の光線照射装置。 ４、前記フレネルゾーン部が回折格子であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の光線照射装置。 ５、前記被照射物がウエハであり、前記光線照射装置が
露光装置であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の光線照射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60158138A JPS6220314A (ja) | 1985-07-19 | 1985-07-19 | 光線照射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60158138A JPS6220314A (ja) | 1985-07-19 | 1985-07-19 | 光線照射装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6220314A true JPS6220314A (ja) | 1987-01-28 |
Family
ID=15665098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60158138A Pending JPS6220314A (ja) | 1985-07-19 | 1985-07-19 | 光線照射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6220314A (ja) |
-
1985
- 1985-07-19 JP JP60158138A patent/JPS6220314A/ja active Pending
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