JPS6312134A - 露光装置及びそれを用いた回路の製造方法 - Google Patents
露光装置及びそれを用いた回路の製造方法Info
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- JPS6312134A JPS6312134A JP61155827A JP15582786A JPS6312134A JP S6312134 A JPS6312134 A JP S6312134A JP 61155827 A JP61155827 A JP 61155827A JP 15582786 A JP15582786 A JP 15582786A JP S6312134 A JPS6312134 A JP S6312134A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 9
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- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 29
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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
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）
本発明は露光装置に関し、特にＩＣ，ＬＳＩ等の集積回
路の製作においてマスク若しくはレチクル面上のパター
ンを投影光学系によりウェハ面上に投影露光する際に好
適な露光装置に関するものである。
路の製作においてマスク若しくはレチクル面上のパター
ンを投影光学系によりウェハ面上に投影露光する際に好
適な露光装置に関するものである。
（従来の技術）
従来より集積回路の製作においてレチクル面上のパター
ンをウェハ面上に転写し露光する方式としては大別して
２方式が用いられている。
ンをウェハ面上に転写し露光する方式としては大別して
２方式が用いられている。
一つはステップ・アンド・リピート方式と呼ばれるもの
でありウェハ面を複数に分割し、分割したウェハ面に順
次レチクル面上のパターンを投影し露光していく方式で
ある。この方式は１シヨツト露光が終了したらウェハを
所定量移動させて再度投影露光を行うという動作を繰り
返すことによりウェハ全面の露光を行うもので所謂静的
な露光とウェハ載置用のステージの動的な駆動とを組み
合わせた方式である。
でありウェハ面を複数に分割し、分割したウェハ面に順
次レチクル面上のパターンを投影し露光していく方式で
ある。この方式は１シヨツト露光が終了したらウェハを
所定量移動させて再度投影露光を行うという動作を繰り
返すことによりウェハ全面の露光を行うもので所謂静的
な露光とウェハ載置用のステージの動的な駆動とを組み
合わせた方式である。
他の１つは特開昭５２−５５４４号公報等で提案されて
いるスキャン方式と呼ばれるものである。この方式は投
影光学系の収差が特に良好に補正された特定領域（リン
グ状となる。）のみを用いて被写体面と結像面に各々対
応するマスクとウェハを各々同時に走査して投影露光す
る方式である。
いるスキャン方式と呼ばれるものである。この方式は投
影光学系の収差が特に良好に補正された特定領域（リン
グ状となる。）のみを用いて被写体面と結像面に各々対
応するマスクとウェハを各々同時に走査して投影露光す
る方式である。
最近は集積回路の微細化に伴い高解像力が比較的容易に
得られるステップ・アンド・リピート方式が注目されて
いる。この方式では１回の露光で露光できる面積即ち画
面寸法は投影光学系の性能に依存してくる。一般に投影
光学系の高解像力化を図ろうとする程画面寸法は小さく
なってくる。
得られるステップ・アンド・リピート方式が注目されて
いる。この方式では１回の露光で露光できる面積即ち画
面寸法は投影光学系の性能に依存してくる。一般に投影
光学系の高解像力化を図ろうとする程画面寸法は小さく
なってくる。
即ち投影光学系には
という経験則がある。この事は換言すれば投影光学系を
１つの情報伝送手段とすれば送り得る情報量は一定であ
るという事に対応する。
１つの情報伝送手段とすれば送り得る情報量は一定であ
るという事に対応する。
集積回路のパターンがより高密度化している現在では投
影光学系の情報伝送量を増大させ、将来のデバイスに対
応出来るシステムを構築することが重要となフてきてい
る。
影光学系の情報伝送量を増大させ、将来のデバイスに対
応出来るシステムを構築することが重要となフてきてい
る。
現在、高密度の集積回路の製作において光学設計上、画
面寸法が限定されている最も重要な要素の１つに投影光
学系の像面弯曲がある。一般にこの像面弯曲な少なくし
、像面の平坦化を図り、画面寸法の拡大を図ろうとする
とハローと呼ばれる高次の軸外球面収差が増加し、この
ハローが投影解像力を低下させる原因となっている。こ
の為投影光学系の画面寸法の拡大を図るのが大変困難と
なっている。
面寸法が限定されている最も重要な要素の１つに投影光
学系の像面弯曲がある。一般にこの像面弯曲な少なくし
、像面の平坦化を図り、画面寸法の拡大を図ろうとする
とハローと呼ばれる高次の軸外球面収差が増加し、この
ハローが投影解像力を低下させる原因となっている。こ
の為投影光学系の画面寸法の拡大を図るのが大変困難と
なっている。
この他つニへ面上に投影される画面寸法を制御する要因
としてウェハの平面度がある。特にウェハは薄く、しか
も処理工程を複数同経るので部分的に反りが生じること
が多い。このときの反りは露光面積が大きくなる程、問
題となってくる。そしてこの反りが焦点深度を外れてく
るとパターンの投影解像力を大きく低下させる原因とな
ってくる。
としてウェハの平面度がある。特にウェハは薄く、しか
も処理工程を複数同経るので部分的に反りが生じること
が多い。このときの反りは露光面積が大きくなる程、問
題となってくる。そしてこの反りが焦点深度を外れてく
るとパターンの投影解像力を大きく低下させる原因とな
ってくる。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は新しい露光方式を採用することにより実質的に
レチクルの画面寸法の拡大を図り高解像力を有しつつ、
かつ又ウェハの平面度を補正しながら安定してレチクル
面上のパターンをウニ八面上に投影露光することのでき
る露光装置の提供を目的とする。
レチクルの画面寸法の拡大を図り高解像力を有しつつ、
かつ又ウェハの平面度を補正しながら安定してレチクル
面上のパターンをウニ八面上に投影露光することのでき
る露光装置の提供を目的とする。
（問題点を解決する為の手段）
レチクル面上のパターンを投影光学系によりウニ八面上
に投影露光する際前記レチクル面を部分的に走査しなが
ら順次照明すると共に、走査に同期させて、前記投影光
学系の像面弯曲等の光学特性及び前記ウェハの平面度に
応じて前記ウェハ若しくはレチクルの少なくとも一方を
前記結像光学系の光軸方向に移動させたことである。
に投影露光する際前記レチクル面を部分的に走査しなが
ら順次照明すると共に、走査に同期させて、前記投影光
学系の像面弯曲等の光学特性及び前記ウェハの平面度に
応じて前記ウェハ若しくはレチクルの少なくとも一方を
前記結像光学系の光軸方向に移動させたことである。
この他の本発明の特徴は実施例において記載されている
。
。
（実施例）
第１図は本発明の一実施例の概略図である。
図中１は楕円鏡、２は楕円鏡１の第１焦点近傍に配置さ
れている水銀灯やレーザー等の光源で、光源２からの光
束は楕円鏡１により集光されて第１照明系３に導光され
、本実施例に従う露光の基本単位となる走査用の開口４
を所定の角度分布を有しつつ照明している。開口４を通
過した光束は反射鏡２０で反射し、走査用の２つの振動
鏡５゜６で各々反射した後第２照明系７゛によりレチク
ル８面上を照明する。本実施例では２つの振動鏡のフレ
の影響を同一にする為、５と６の間にレンズ系７が配置
されている。尚走査用の開口４は均一照明するように第
２照明系７°により略レチクル８面上に結像されている
。振動鏡５，６で反射した開口４を通過した光束は振動
鏡５，６の振動に合わせてレチクル８面上を走査しなが
ら照明する。第２図はこのときの走査照明の様子を示す
一実施例の説明図である。同図において４°は開口４の
第２照明系７°によるレチクル８面上に形成された開口
像である。この開口像４゛は同図に示す矢印の如くレチ
クル８面上を螺旋状に走査することによりレチクル８全
面の露光を行っている。
れている水銀灯やレーザー等の光源で、光源２からの光
束は楕円鏡１により集光されて第１照明系３に導光され
、本実施例に従う露光の基本単位となる走査用の開口４
を所定の角度分布を有しつつ照明している。開口４を通
過した光束は反射鏡２０で反射し、走査用の２つの振動
鏡５゜６で各々反射した後第２照明系７゛によりレチク
ル８面上を照明する。本実施例では２つの振動鏡のフレ
の影響を同一にする為、５と６の間にレンズ系７が配置
されている。尚走査用の開口４は均一照明するように第
２照明系７°により略レチクル８面上に結像されている
。振動鏡５，６で反射した開口４を通過した光束は振動
鏡５，６の振動に合わせてレチクル８面上を走査しなが
ら照明する。第２図はこのときの走査照明の様子を示す
一実施例の説明図である。同図において４°は開口４の
第２照明系７°によるレチクル８面上に形成された開口
像である。この開口像４゛は同図に示す矢印の如くレチ
クル８面上を螺旋状に走査することによりレチクル８全
面の露光を行っている。
再び第１図にいおいて９は投影光学系でレチクル８面上
のパターンをウニへ面上に投影している。本実施例にお
いて投影光学系の投影倍率は縮少若しくは等倍で構成さ
れている。１０はウェハでステージ１１上に載置されて
いる。ステージ１１はｘ、ｙ、ｚ方向の駆動装置１２，
１３゜１４により各々の方向及び不図示の駆動装置によ
りθ方向に駆動可能となっている。１６は光軸外、即ち
オフアクシスの位置に設けたオートフォーカス検出系で
あり投影光学系９のピント位置に対するウェハ１０の表
面状態、即ち平面度を測定している。
のパターンをウニへ面上に投影している。本実施例にお
いて投影光学系の投影倍率は縮少若しくは等倍で構成さ
れている。１０はウェハでステージ１１上に載置されて
いる。ステージ１１はｘ、ｙ、ｚ方向の駆動装置１２，
１３゜１４により各々の方向及び不図示の駆動装置によ
りθ方向に駆動可能となっている。１６は光軸外、即ち
オフアクシスの位置に設けたオートフォーカス検出系で
あり投影光学系９のピント位置に対するウェハ１０の表
面状態、即ち平面度を測定している。
尚オートフォーカス検出系は露光域を広くとる為に複数
個設けても良い。又１つの場合は予めステージを駆動さ
せて予備計測をし、ウェハ１０面上の平面度を測定して
おき後述する駆動制御装置１５にその出力信号を入力さ
せておいても良い。
個設けても良い。又１つの場合は予めステージを駆動さ
せて予備計測をし、ウェハ１０面上の平面度を測定して
おき後述する駆動制御装置１５にその出力信号を入力さ
せておいても良い。
１５は振動鏡５，６の振動に同期させて更にオートフォ
ーカス検出系１６からの出力信号を用いて２方向の駆動
装置１４を駆動させる為の駆動制御装置である。
ーカス検出系１６からの出力信号を用いて２方向の駆動
装置１４を駆動させる為の駆動制御装置である。
本実施例の特徴はレチクル８全面を一度ではなく開口像
４゛で走査照明して露光することにある。
４゛で走査照明して露光することにある。
又本実施例では１回の露光において開口像４゜のレチク
ル８面上の走査位置に対応させて駆動装置１４によりス
テージ１１をＺ軸方向、即ち投影光学系９の光軸Ｓ方向
へ駆動させていることである。このときのＺ軸方向の駆
動量は予め求めておいた投影光学系９の光学特性、例え
ば像面弯曲特性と合致させ、更にオートフォーカス検出
系により予め求めたウェハ１０の平面度若しくは開口像
４゛のレチクル８面上の走査と同期させて求めたウェハ
１０の平面度を補正するように駆動制御装置１５により
振動ｍ５．６の振動による走査と同期させて制御してい
る。
ル８面上の走査位置に対応させて駆動装置１４によりス
テージ１１をＺ軸方向、即ち投影光学系９の光軸Ｓ方向
へ駆動させていることである。このときのＺ軸方向の駆
動量は予め求めておいた投影光学系９の光学特性、例え
ば像面弯曲特性と合致させ、更にオートフォーカス検出
系により予め求めたウェハ１０の平面度若しくは開口像
４゛のレチクル８面上の走査と同期させて求めたウェハ
１０の平面度を補正するように駆動制御装置１５により
振動ｍ５．６の振動による走査と同期させて制御してい
る。
例えばウェハ１０が理想的な平面状態で配置されている
旨の信号がオートフォーカス検出系より得られ、即ち平
面度が０であったとする。このときは投影光学系９の像
面弯曲のみを考慮し、その像面弯曲が第３図に示す如く
形成されており開口像４′がウニへ面１０面上光軸Ｓか
ら距ｆｉａ離れた位置Ａ１に投影されているとする。こ
のとき本実施例ではステージ１１を光軸Ｓ中心を露光し
たときに比べ距離すだけ投影光学系９側へ駆動した後露
光するようにしている。
旨の信号がオートフォーカス検出系より得られ、即ち平
面度が０であったとする。このときは投影光学系９の像
面弯曲のみを考慮し、その像面弯曲が第３図に示す如く
形成されており開口像４′がウニへ面１０面上光軸Ｓか
ら距ｆｉａ離れた位置Ａ１に投影されているとする。こ
のとき本実施例ではステージ１１を光軸Ｓ中心を露光し
たときに比べ距離すだけ投影光学系９側へ駆動した後露
光するようにしている。
又ウェハ１０の平面度が０でなく部分的に反りがあれば
、その量に応じて距ｇｂの値を制御した後露光するよう
にしている。
、その量に応じて距ｇｂの値を制御した後露光するよう
にしている。
これにより大画面を一括露光するとき問題となるウェハ
の反りや傾き等を良好に補正している。
の反りや傾き等を良好に補正している。
以上のように本実施例では投影光学系９の像面特性等の
焦点深度に依存する光学特性に関する信号を予め求め駆
動制御装置１５に人力しておき、これとオートフォーカ
ス検出系により得られるウェハの平面度に関する信号か
ら駆動装置によるウェハの光軸方向の移動量を演算し、
この演算結果に基ついてウェハを移動させている。
焦点深度に依存する光学特性に関する信号を予め求め駆
動制御装置１５に人力しておき、これとオートフォーカ
ス検出系により得られるウェハの平面度に関する信号か
ら駆動装置によるウェハの光軸方向の移動量を演算し、
この演算結果に基ついてウェハを移動させている。
従って本実施例によれば従来では光学性能上使用するこ
とのできない領域、即ち光軸からの距離ａの領域でも光
軸Ｓの位置と略同様に高解像力のパターン像を得ること
が可能となり実質的に画面寸法の拡大を図った投影光学
系を達成することができる。
とのできない領域、即ち光軸からの距離ａの領域でも光
軸Ｓの位置と略同様に高解像力のパターン像を得ること
が可能となり実質的に画面寸法の拡大を図った投影光学
系を達成することができる。
尚本実施例においてオートフォーカス検出系は投影光学
系９の一部若しくは全部を介するように設けても良く、
又全く独立に設けても良い。
系９の一部若しくは全部を介するように設けても良く、
又全く独立に設けても良い。
本実施例においてウェハ１０の載置用のステージ１１を
走査と同期させて駆動させる代わりにレチクル８を走査
と同期させて光軸Ｓ方向に駆動させるようにしても良い
。
走査と同期させて駆動させる代わりにレチクル８を走査
と同期させて光軸Ｓ方向に駆動させるようにしても良い
。
本実施例において走査は連続的に行っても又不連続的に
行っても良い。
行っても良い。
本実施例では開口像４°をレチクル８面上で螺旋形とな
るように走査した場合を示したが走査方式はどのような
方式を用いても良い。
るように走査した場合を示したが走査方式はどのような
方式を用いても良い。
第４図は本実施例に適用可能な走査方式の一実施例の説
明図である。同図（Ａ）はラスター走査方式、同図（Ｂ
）は往復走査方式、同図（Ｃ）は正方形型走査方式であ
る。いずれの走査方式でも走査用の開口像４°のレチク
ル面若しくはウニ八面上の位置と投影光学系の相対関係
さえわかれば、レチクル若しくはウェハの駆動量を予め
求めることか出来るので容易に露光時の制御をすること
かできる。
明図である。同図（Ａ）はラスター走査方式、同図（Ｂ
）は往復走査方式、同図（Ｃ）は正方形型走査方式であ
る。いずれの走査方式でも走査用の開口像４°のレチク
ル面若しくはウニ八面上の位置と投影光学系の相対関係
さえわかれば、レチクル若しくはウェハの駆動量を予め
求めることか出来るので容易に露光時の制御をすること
かできる。
又開口４の形状は円形に限らず正方形、長方形等で構成
しても良い。又本発明は（Ｄ）の様にスリット状の露光
に対しても同様に適用することができる。この場合には
駆動はスリット内の平均値により決定される。
しても良い。又本発明は（Ｄ）の様にスリット状の露光
に対しても同様に適用することができる。この場合には
駆動はスリット内の平均値により決定される。
（本発明の効果）
レチクル面上を部分的に開口により走査照明し、このと
きの走査に同期させてレチクル若しくはウェハを投影光
学系の光軸方向へ移動させることにより、投影光学系の
像面弯曲及び軸外の高次の球面収差によるハローを効率
良く改善し、光学設計上の制約を克服し、更にウェハの
非平面性を補正することにより実質的に画面寸法の拡大
を図った露光装置を達成することができる。又今後増々
高密度化していく集積回路の製作に好適な露光装置の構
築が可能となる。
きの走査に同期させてレチクル若しくはウェハを投影光
学系の光軸方向へ移動させることにより、投影光学系の
像面弯曲及び軸外の高次の球面収差によるハローを効率
良く改善し、光学設計上の制約を克服し、更にウェハの
非平面性を補正することにより実質的に画面寸法の拡大
を図った露光装置を達成することができる。又今後増々
高密度化していく集積回路の製作に好適な露光装置の構
築が可能となる。
第１図は本発明の一実施例の概略図、第２図。
第４図は各々本発明に係る走査方式の説明図、第３図は
本発明に係る投影光学系の像面弯曲の説明図である。 図中１は楕円鏡、２は光源、３は第１照明系、４は走査
用の開口、５，６は各々振動鏡、７′は第２照明系、８
はレチクル、９は投影光学系、１０はウェハ、１１はス
テージ、１２，１３゜１４は各々駆動装置、１５は駆動
制御装置、１６はオートフォーカス検出系である。 特許出願人 キャノン株式会社 兜 １ 匡 曳２図 范 ３ 圓
本発明に係る投影光学系の像面弯曲の説明図である。 図中１は楕円鏡、２は光源、３は第１照明系、４は走査
用の開口、５，６は各々振動鏡、７′は第２照明系、８
はレチクル、９は投影光学系、１０はウェハ、１１はス
テージ、１２，１３゜１４は各々駆動装置、１５は駆動
制御装置、１６はオートフォーカス検出系である。 特許出願人 キャノン株式会社 兜 １ 匡 曳２図 范 ３ 圓
Claims (2)
- （１）レチクル面上のパターンを投影光学系によりウェ
ハ面上に投影露光する際前記レチクル面を部分的に走査
しながら順次照明すると共に、走査に同期させて、前記
投影光学系の光学特性及び前記ウェハの平面度に応じて
前記ウェハ若しくはレチクルの少なくとも一方を前記結
像光学系の光軸方向に移動させたことを特徴とする露光
装置。 - （２）前記ウェハの平面度を前記投影光学系のオフアク
シスの位置に設けたオートフォーカス検出系より求めた
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
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61155827A JP2506616B2 (ja) | 1986-07-02 | 1986-07-02 | 露光装置及びそれを用いた回路の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61155827A JP2506616B2 (ja) | 1986-07-02 | 1986-07-02 | 露光装置及びそれを用いた回路の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6312134A true JPS6312134A (ja) | 1988-01-19 |
| JP2506616B2 JP2506616B2 (ja) | 1996-06-12 |
Family
ID=15614358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61155827A Expired - Lifetime JP2506616B2 (ja) | 1986-07-02 | 1986-07-02 | 露光装置及びそれを用いた回路の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2506616B2 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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