JPH0429212B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は投影露光装置、特に半導体製造分野で
レチクル（フオトマスク）に形成されているパタ
ーンをウエハに投影露光する装置に関する。

半導体素子（例えばIC、LSI、VLSI等）の製
造過程では、レチクル（フオトマスク）に形成さ
れている微細なパターンを半導体ウエハにウエハ
上に欠陥を発生させることなく正確に投影露光す
ることが要求される。このような投影露光を可能
にする装置の一例としては、例えばステツパと呼
ばれる投影露光装置が知られている。ステツパは
レチクル上の１〜数個のマスクパターンを所定の
縮小率でウエハ上に投影し、ステツプアンドリピ
ート（繰り返し）露光によりウエハ全面にパター
ンを配列して焼付けている。

ところで、レチクル（フオトマスク）のパター
ン部以外の領域には焼付け光が透過しないように
クローム等が蒸着されている。これはパターン部
以外の領域を焼付け光が通過し、この焼付け光が
ウエハを露光すると、ウエハ上のパターン部に何
等かの欠陥が発生する恐れがあるからである。特
に、ステツパではパターン部以外の領域を通過し
てきた焼付け光はウエハ上で隣接して投影焼付け
されるパターンに有害な露光を与えることにな
り、そのパターンに重大な欠陥を発生させてしま
う。しかし、レチクルの蒸着面にはピンホールや
何等かの損傷がある場合がある。

このため、従来より、ウエハ上に有害な焼付け
光が到達しないように焼付け光の照明光路中に遮
光手段を設けることが提案されてはいるが、実用
的に充分なものではなかつた。

第５図ａ，ｂは遮光板を有する投影露光装置
（例えばステツパ）の一例を示している。これら
の図において、２はレチクル、３はレチクルステ
ージ、４は投影レンズ、５はウエハであり、遮光
板１はレチクル２に形成された回路用パターン２
ａの損傷を防止するために、第５図ａではレチク
ル２の上側で光軸方向にａ、また、第５図ｂでは
レチクル２の下側で光軸方向にｂの距離をおいて
配置されている。従つて、遮光板１はレチクル２
のパターン２ａをウエハ５に焼付けるための光の
照明光路をけらないようにするために、第５図ａ
ではパターン２ａの領域からｃ、また、第５図ｂ
ではパターン２ａの領域からｄの距離だけその先
端１ａが離れるようにセツトしてある。

しかしながら、このようにレチクル２の傍に遮
光板１を設ける構成では、どうしてもレチクル２
のパターン面と遮光板をある程度離す必要が生じ
る。このため、レチクル２のパターンをウエハ５
上に投影した時に投影されたパターンの周辺部は
ボケることになり、この周辺部で強度ムラが生じ
る。また、このような遮光板をレチクル２の近傍
に設け、移動できるように構成すると、チリなど
が発生し易くなり、レチクル２のパターンなどが
汚染されてしまう。

従つて、レチクルのパターンをウエハ上に正確
に投影できない。

本発明はこのような事情に鑑みなされたもの
で、その目的は例えばレチクルのような第１物体
に形成されているパターンを例えばウエハのよう
な第２物体にパターン部の位置、形状、及びに大
きさに関係なく正確に投影露光することのできる
投影露光装置を提供することにある。

この目的を達成するために、本発明は、 光源と、該光源からの光を受けるオプテイカル
インテグレーターと、該オプテイカルインテグレ
ーターからの光で第１物体に形成されているパタ
ーンを第２物体に投影するための照明光路中に配
置される第１及び第２遮光板と、前記オプテイカ
ルインテグレーターからの光が通過する開口を前
記第１及び第２遮光板と共同して形成するための
前記第１及び第２遮光板に対して同一面側に位置
する第３及び第４遮光板と、前記第１、第２、第
３及び第４遮光板のそれぞれを移動させるための
駆動手段と、前記開口と前記パターンの位置を光
学的に共役するように前記開口と前記第１物体の
間に設けた結像光学系と、前記オプテイカルイン
テグレーターからの光を前記開口を集光し、前記
開口に均一に照明すべく前記オプイカルインテグ
レーターと前記開口の間に設けた集光光学系とを
有することを特徴とする。

以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に
説明する。

第１図は本発明の投影露光装置（例えばステツ
パ）の照明系の一例を示すもので、この照明系に
よりレチクル２２の下側の面Ｂに形成された回路
用パターン２２ａが焼付け光で照明される。な
お、この図では示していないが、レチクル２２の
下方には順に縮小投影レンズとウエハが配置され
ている。

超高圧水銀灯などの光源１１の近傍には光源１
１から放射された光束を有効に集光するための楕
円鏡１２が配置され、次いで光路に沿つて順に、
赤外光の大部分を透過し紫外光を反射するための
コールドミラー１３、光束の配光特性を均一にす
るためのオプテイカルインテグレータ１４、反射
鏡１５、コンデンサレンズ１６、反射鏡１７、遮
光装置１８、コンデンサレンズ１９、反射鏡２
０、コンデンサレンズ２１、レチクル２２が配置
されている。反射鏡１５，１７，２０はそれぞれ
光軸を直角に折曲げて照明系を小型化するための
ものであり、コンデンサレンズ１６（集光光学
系）は光源１１からの光をオプテイカルインテグ
レータ１４を介して集光して、遮光装置１８の遮
光面Ａを均一に照明するためのものである。

第３図は遮光装置１８の斜視図である。この遮
光装置１８は第１図に示すごとくコンデンサレン
ズ１９，２１（結像光学系）により、その遮光す
る面Ａがレチクル２２のパターン面Ｂと共役な関
係になるように配置されている。また、遮光装置
１８は不図示の遮光装置駆動機構により、レチク
ル２２の回路用パターン部２２ａ、もしくはレチ
クル２２の下方に配置されている露光を受けるウ
エハ（不図示）との回転方向の位置合わせのため
に、レチクル２２の回転に連動して第２図ａに矢
印で示す回転（θ）方向に回動可能であり、更に
レチクル２２を他のガラス等の透明部の厚さが異
なるレチクルに取替え、屈折力が変化した場合
に、上記の共役な関係を維持するために、第１図
に矢印で示す光軸方向に移動可能である。

第３図に戻つて遮光装置１８の構成を説明する
と、基板３０上には、モータ３１、モータ３１の
回転軸にそれぞれ固定されて回転可能な送りネジ
部３２、モータ３１及び送りネジ部３２の回転に
より所定方向（図示矢印方向）に移動可能な送り
ナツト部３３、及び送りナツト部３３上に固定さ
れ、かつ鋭利な側縁部（エツジ）３４ａを有する
遮光板３４がそれぞれ４組配置され、４個の側縁
部３４ａにより矩形の開口部３５を構成する。こ
の開口部３５の面は遮光装置１８の遮光面Ａと同
一面上にある。なお、第３図からも明らかな如
く、４枚の遮光板３４のうち第１及び第２遮光板
を移動方向と第３及び第４遮光板の移動方向はそ
れぞれ同じであるが、第１及び第２遮光板の移動
方向に対する第３及び第４遮光板の移動方向は異
なつている。また、第１及び第２遮光板に対して
第３及び第４遮光板は同一面側に配置されてい
る。４つのモータ３１は各遮光板３４ごとに独立
して設けられている。

第１図において、光源１１より放射された光束
は、光学素子１２，１３，１４，１５，１６，１
７の順に反射、屈折し、遮光装置１８の面Ａを均
一に照明する。遮光装置１８の開口部３５の外側
に照射された光束は、４つの遮光板３４によりけ
られ、開口部３５を通過した光束は、第１図にお
いて点線で示す如く、レチクル２２のパターン面
Ｂを照明する。ここで遮光装置１８の遮光面Ａと
レチクル２２のパターン面Ｂとは、光学的に共役
な関係に配置されているので、遮光装置１８の開
口部３５の縁部は、第２図ｂに点線で示すように
パターン面Ｂ上に鮮明な輪郭で投影され、レチク
ル２２の回路用パターン部２２ａの外側の領域を
完全に遮光することができる。また、レチクル２
２上に開口部３５の像が形成されるということ
は、実質的にレチクル２２と開口部３５とが密着
していることと等しい状態であり、先に第５図
ａ，ｂを用いて説明しような問題が解消できる。
その上、開口部３５がコンデンサレンズ１６を介
してオプテイカルインテグレータ１４からの光で
照明されているため、レチクル２２上の開口部３
５の像の照度分布は均一であり、レチクル２２上
を常に均一な照度で照明できる。

更に、遮光装置１８の開口部３５の領域及び位
置は、この照明系が装備される投影露光装置、例
えばステツパの電子処理部から、レチクル２２の
大きさにより出される信号により４つのモータ３
１のそれぞれが所定の回転をし、各モータ３１の
軸に連結されている４つの送りネジ３２により４
つの送りナツト３３がそれぞれ所定方向に移動
し、従つて４つの遮光板３４のそれぞれが各モー
タ３１によつて該信号に応じた位置へ移動するこ
とにより、光軸と直角方向に変化することができ
る。このような４枚の遮光板３４の移動、調整は
各遮光板３４ごとに設けられているモータ３１に
よつて同時に行うことも可能である。

これらにより、レチクル２２の回路用パターン
部２２ａの領域に合致した照明が可能となる。即
ち、照明系の有効照射範囲内で、電気的処理によ
り、レチクル２２に対する遮光の寸法、形状、位
置を無段階に選択することができる。また、第４
図ａに示す如く、遮光装置１８に凹形等の異なる
形状の遮光板３４ｂを２枚取り付けたり、或い
は、第４図ｂに示す如く、４枚の遮光板３４の外
に同様な遮光板３４ｃを新たに附加すれば、レチ
クル２２の矩形でない回路用パターンも投影露光
することができる。この照明系を装備したステツ
パでは、焼付を行うに際し、レチクル２２内に回
路パターンとテストパターンを混在させ、回路パ
ターンの焼付を行う時にはテストパターン部を遮
光して回路パターン部だけに焼付光を照射し、逆
にテストパターンの焼付を行う時には回路パター
ン部を遮光してテストパターン部だけに焼付光を
与えることも可能となる。

以上の如く、本発明によれば、照明系の照明範
囲（遮光範囲）の寸法、形状、位置を電気的な処
理により無段階に選択設定できるので、例えばレ
チクルのような第１物体に形成されているパター
ンを例えばウエハのような第２物体に正確に、且
つ欠陥が発生することなく投影露光することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の投影露光装置の一実施例の要
部を示す図、第２図ａ，ｂは本実施例の遮光装
置、レチクルの端面をそれぞれ示す図、第３図は
遮光装置を詳細に示す斜視図、第４図ａ，ｂは遮
光装置の変形例を示す図、第５図ａ，ｂはそれぞ
れ遮光装置を有する投影露光装置の例を示す図で
ある。 １８……遮光装置、２２……レチクル、３４…
…遮光板、３５……開口部、Ａ……遮光面、Ｂ…
…レチクルの回路用パターン面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 光源と、該光源からの光を受けるオプテイカ
   ルインテグレーターと、該オプテイカルインテグ
   レーターからの光で第２物体に形成されているパ
   ターンを第２物体に投影するための照明航路中に
   配置される第１及び第２遮光板と、前記オプテイ
   カルインテグレーターからの光が通過する開口を
   前記第１及び第２遮光板と共同して形成するため
   の前記第１及び第２遮光板に対して同一面側に位
   置する第３及び第４遮光板と、前記第１、第２、
   第３及び第４遮光板のそれぞれを移動させるため
   の駆動手段と、前記開口と前記パターンの位置を
   光学的に共役にするように前記開口と前記第１物
   体の間に設けた結像光学系と、前記オプテイカル
   インテグレーターからの光を前記開口に集光し、
   前記開口を均一に照明すべく前記オプテイカルイ
   ンテグレーターと前記開口の間に設けた集光光学
   系とを有することを特徴とする投影露光装置。