JPH04104255A

JPH04104255A - 縮小投影露光装置

Info

Publication number: JPH04104255A
Application number: JP2221347A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Morita; 正行森田
Original assignee: Hitachi ULSI Engineering Corp; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Solutions Technology Ltd
Priority date: 1990-08-24
Filing date: 1990-08-24
Publication date: 1992-04-06

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、縮小投影露光技術に関し、特に、半導体装置
の製造における露光工程に適用して有効な技術に関する
。

〔従来の技術〕

たとえば、メモリ素子などの半導体装置においては、現
在４ＭＤＲＡＭ　（デザイン・ルール；０８μｍ）が量
産体制にあり、その縮小投影露光技術には水銀ランプか
ら得られるｇ線（波長４３６ｎｍ）が一般に用いられて
いる。一方、より厳しいデザイン・ルール：０．５μｍ
）が適用される次期製品であるｌ　５ＭＤＲＡＭでは、
より波長が短く高解像度での露光が可能な１線の使用が
見込まれている。

そして、メモリ素子の高集積化、すなわちデザイン・ル
ールの厳格化に伴って、縮小投影露光装置は、それぞれ
のデザイン・ルールの製品に専用化されているのが現状
である。

なお、縮小投影露光装置については、たとえば株式会社
工業調査会、昭和６１年１１月１８日発行、「電子材料
Ｊ１９８６年１１月号別冊ＰＩＯ１〜Ｐ１０９、などの
文献に記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記の従来技術のように、各デザイン・ルー
ルの製品毎に縮小投影露光装置を専用化する場合には、
たとえばデザイン・ルールの異なる製品の普及の過渡期
などには、縮小投影露光装置などの設備を重複して用意
する必要があり、コスト高になるとともに、双方の製品
のために製造工程を切り替えるのに長時間を要し、製品
の需要動向の変化に機敏に対応できないという問題があ
る。

そこで、本発明の目的は、デザイン・ルールの切替を迅
速に行うことが可能な縮小投影露光技術を提供すること
にある。

本発明の他の目的は、低コストでデザイン・ルールの異
なる複数種の製品の露光需要を賄うことが可能な縮小投
影露光技術を提供することにある。

本発明の他の目的は、露光処理におけるスルーブツトを
向上させることが可能な縮小投影露光技術を提供するこ
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
。

〔課題を解決するための手段〕

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、下記のとおりである。

すなわち、本発明の縮小投影露光装置は、各々が同一ま
たは異なる波長の露光光を放射する複数の光源と、この
複数の光源に共通または個別に設けられた光学系と、露
光光が照射される被露光物の位置決めを行う試料台とで
構成されるものである。

〔作用〕

上記した本発明の縮小投影露光装置によれば、複数の光
源の中から、目的のデザイン・ルールを実現できる光源
を選択するだけでよく、デザイン・ルールの切替を迅速
に行うことができる。

また、光源を切り替えるだけで、実現し得るデザイン・
ルールの異なる複数種の縮小投影露光装置を重複して用
意する必要がないので、デザイン・ルールの異なる複数
種の製品の露光需要を、低コストで賄うことができる。

また、複数の光源の各々にそれぞれ光学系を設けるとと
もに、被露光物が載置される試料台を複数の光学系に共
通に設け、個々の光学系には異なる原版を装填すること
で、各光学系の露光位置に試料台に載置された被露光物
を順次位置決めして、異なる原版による露光操作を連続
して行わせることで、露光工程全体の所要時間を短縮す
ることができ、露光工程において単位時間当たりに処理
される被露光物の数、すなわちスループットが向上する
。

〔実施例１〕以下、図面を参照しながら、本発明の一実施例である縮
小投影露光装置の一例について、図面を参照しながら詳
細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例である縮小投影露光装置の
構成の一例を模式的に示す側面図である。

水平面内において移動自在な試料台１には、たとえば半
導体基板などの被露光物２が、ホトレジストなどの感光
物質が塗市された露光面を上向きにした所定の姿勢で載
置されている。

この試料台１の上方には、縮小投影レンズ３コンデンサ
レンズ４などからなる光学系が、試料台１に対して光軸
を垂直にして配胃されている。

また、コンデンサレンズ４と縮小投影レンズ３との間の
光軸上には、原版５が水平に介設されている。

この原版５は、たとえば透明なガラス基板に被着された
金属などからなる遮光膜の一部に、被露光物２に転写す
べき図示しない所望の透光パターンが、当該被露光物２
に転写される大きさに対して所定の倍率で拡大して形成
されている。

この場合、コンデンサレンズ４の上方には、複数の光源
６および光源７が、水平方向に移動自在に設けられてお
り、随時、いずれか一方を、コンデンサレンズ４の光軸
上に位置決めすることにより、当該光源６および光源７
の各々から放射される露光光６ａまたは露光光７ａの一
方を、後述のような被露光物２の露光作業に利用する構
造となっている。

光源６および光源７は、たとえば周知の水銀ランプから
なり、露光光６ａおよび露光光７ａとして、それぞれ、
たとえばｇ線（波長４３６１ｍ）および１線（波長３６
５ｎｍ）が得られるようになっている。

以下、本実施例の縮小投影露光装置の作用の一例につい
て詳細に説明する。

まず、被露光物２が、たとえば４ＭＤＲＡＭ　（デザイ
ン・ルール＝０．８μｍ）が形成される半導体基板の場
合には、光源６をコンデンサレンズ４の光軸上に位置さ
せる。

そして、試料台１を適宜移動させることにより、被露光
物２の所定の領域を、逐次、縮小投影レンズ３の光軸上
に位置決めする。

この状態で光源６から得られる露光光６ａ（波長４３６
ｎｍ）をコンデンサレンズ４によって集光して原版５に
導き、当該原版５の図示しない透光パターンを透過した
露光光６ａを、縮小投影レンズ３によって所望の倍率に
縮小して被露光物２の露光位置に照射する。

これにより、被露光物２０表面に塗着されている図示し
ないホトレジストが所望の大きさの所望のパターンに露
光される。

以降は、試料台１の移動および位置決め動作を繰り返し
て、上述の露光処理を被露光物２の全面に施す。

一方、被露光物２が、たとえば１６ＭＤＲＡＭ（デザイ
ン・ルール二０．５μｍ）が形成される半導体基板の場
合には、前記光源６から得られる露光光６ａよりも波長
が短くパターンの転写精度のより高い露光光７ａを放射
する光源７をコンデンサレンズ４の光軸上に移動させる
。

また、原版５として当該被露光物２用のものを装填する
。

以降は、前述と同様の露光処理を行う。

このように、本実施例の縮小投影露光装置によれば、複
数の光源６および７の切替によって、デザイン・ルール
の異なる被露光物２の露光処理を迅速に行うことができ
る。

また、デザイン・ルールの異なる被露光物毎に、実現で
きるデザイン・ルールの異なる高価な縮小投影露光装置
を重複して用意する必要がなく、低コストでデザイン・
ルールの異なる複数種の被露光物２の露光需要を賄うこ
とができる。

〔実施例２〕第２図は、本発明の他の実施例である縮小投影露光装置
の構成の一例を模式的に示す説明図である。

本実施例２の場合には、たとえばエキシマレーザ源など
からなる複数の光源１１．光源１２．光Ｒ１３，光源１
４が設けられ、その各々から放射される露光光１１ａ、
Ｉ先光１２ａ、露光光１３ａ、露光光１４ａの光路上に
、縮小投影レンズ３゜コンデンサレンズ４などからなる
光学系α、光学系β、光学系γ、光学系δを設けるとと
もに、被露光物２０が載置される試料台１０を、各光学
系に共通に設けたものである。

なお、複数の光源１１〜１４およびそれぞれに対応した
複数の光学系α〜光学系δは、第３図に示されるように
、矩形の頂点位置に光軸が位置するように配置されてお
り、ローダ部３１およびアンローダ部３２との間で、露
光処理前の被露光物２０の受は入れ、および露光処理後
の払い出しが行われるようになっている。

光源１１〜１４の各々に設けられた光学系α〜光学系δ
の各々には、それぞれ、異なる透光パターンが形成され
た原版ａ、原版す、原版Ｃ１原版ｄが装填されている。

また、被露光物２０は、第４図に示されるように、矩形
の複数の素子形成領域２０ａに区画されている。

以下、本実施例の縮小投影露光装置の作用の一例につい
て説明する。

まず、被露光物２０が載置される試料台１０を、光学系
αの直下に移動させ、被露光物２０の上の任意の素子形
成領域２０Ｈの一つを、当該光学系αの光軸上に位置決
めする。そして、露光光１１ａによって、原版ａに形成
されている露光パターンＡを、第４図に示される素子形
成領域２０ａの所定の領域にそれぞれ転写する。

その後、試料台１０を光学系βの直下に位置決めするこ
とによって、原版すの露光パターンＢを、同一の素子形
成領域２０ａの他の領域にそれぞれ転・写する。

同様に、光学系Ｔでは原版Ｃの露光パターンＣの転写を
行い、光学系δでは原版ｄの露光パターンＤの転写を順
次行う。

これにより、本実施例２の縮小投影露光装置の場合には
、比較的寸法の大きな素子形成領域２０ａにたいして、
複数種の露光パターンＡ−Ｄの転写を一回の露光作業で
済ますことができ、個々の露光パターンＡ−Ｄの各々を
個別の露光工程で行う場合に比較して、露光工程全体の
所要時間を短縮することが可能となり、スループットが
向上する。

以上本発胡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、そ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。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりで
ある。

すなわち、本発明になる縮小投影露光装置によれば、複
数の光源の中から、目的のデザイン・ルールを実現でき
る光源を選択するだけでよく、デザイン・ルールの切替
を迅速に行うことができる。

また、光源を切り替えるだけで、実現し得るデザイン・
ルールの異なる複数種の縮小投影露光装置を重複して用
意する必要がないので、デザイン・ルールの異なる複数
種の製品の需要を、低コストで賄うことができる。

また、複数の光源の各々にそれぞれ光学系を設けるとと
もに、被露光物が載置される試料台を複数の光学系に共
通に設け、個々の光学系には異なる原版を装填すること
で、各光学系の露光位置に試料台に載置された被露光物
を順次位置決めして、異なる原版による露光操作を連続
して行わせることで、露光工程全体の所要時間を短縮す
ることができ、露光工程において単位時間当たりに処理
される被露光物の数、すなわちスルーブツトが向上する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例である縮小投影露光装置の
構成の一例を模式的に示す側面図、第２図は、本発明の
他の実施例である縮小投影露光装置の構成の一例を模式
的に示す説明図、第３図はその動作の一例を説明する平
面図、第４図は、被露光物の一例を示す平面図である。ｌ・・・試料台、２・・・被露光物、３・・・縮小投影
レンズ、４・・・コンキ゛ンサレンズ、５・・・原版、
６・・・光源、６ａ・・・露光光、７・・・光源、７ａ
・・・露光光、１０・・・試料台、１１，１２．１３．
１４・・・光源、１１ａ　　１２ａ、１３ａ、１４ａ・
・・露光光、２０・・・被露光物、２０ａ・・・素子形
成領域、３１・・・ローダ部、３２・・・アンローダ部
、Ａ。Ｂ、Ｃ，Ｄ・・ｌ光パターン、ａ、ｂ、ｃ、ｄ・・・原
版、α、β、Ｔ、δ・・・光学系。第図第図

Claims

【特許請求の範囲】１、各々が同一または異なる波長の露光光を放射する複
数の光源と、この複数の光源に共通または個別に設けら
れた光学系と、前記露光光が照射される被露光物の位置
決めを行う試料台とからなることを特徴とする縮小投影
露光装置。２、複数の前記光源が水銀ランプであり、各々から波長
４３６ｎｍおよび波長３６５ｎｍの光を前記露光光とし
て取り出すことを特徴とする請求項１記載の縮小投影露
光装置。３、複数の前記光源が水銀ランプおよびエキシマレーザ
源からなることを特徴とする請求項１記載の縮小投影露
光装置。４、複数の前記光源が同一または異なる波長の前記露光
光を放射する複数のエキシマレーザ源からなることを特
徴とする請求項１記載の縮小投影露光装置。５、複数の前記光源と、この光源の各々に設けられた光
学系と、これらの光学系に共通に設けられた試料台とか
らなり、前記光学系の各々には異なる転写パターンが形
成された原版を装填し、前記試料台を複数の前記光学系
の直下に順次位置決めすることにより、複数種の転写パ
ターンを前記被露光物に転写することを特徴とする請求
項１記載の縮小投影露光装置。