JPH0513368B2 - - Google Patents

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JPH0513368B2
JPH0513368B2 JP60164211A JP16421185A JPH0513368B2 JP H0513368 B2 JPH0513368 B2 JP H0513368B2 JP 60164211 A JP60164211 A JP 60164211A JP 16421185 A JP16421185 A JP 16421185A JP H0513368 B2 JPH0513368 B2 JP H0513368B2
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exposure
wafer
layer
light
laser
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Bire Yoozefu
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HAIDERUBERUKU INSUTORUMENTSU GmbH
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HAIDERUBERUKU INSUTORUMENTSU GmbH
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Publication of JPH0513368B2 publication Critical patent/JPH0513368B2/ja
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    • 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
    • G03F7/70383—Direct write, i.e. pattern is written directly without the use of a mask by one or multiple beams
    • G03F7/704—Scanned exposure beam, e.g. raster-, rotary- and vector scanning
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • 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
    • G03F7/70375—Multiphoton lithography or multiphoton photopolymerization; Imaging systems comprising means for converting one type of radiation into another type of radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P76/00—Manufacture or treatment of masks on semiconductor bodies, e.g. by lithography or photolithography
    • H10P76/20—Manufacture or treatment of masks on semiconductor bodies, e.g. by lithography or photolithography of masks comprising organic materials
    • H10P76/204—Manufacture or treatment of masks on semiconductor bodies, e.g. by lithography or photolithography of masks comprising organic materials of organic photoresist masks
    • H10P76/2041—Photolithographic processes
    • H10P76/2042—Photolithographic processes using lasers

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  • 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)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Laser Surgery Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は特許請求の範囲第１項の上位概念に示
す高集積した半導体構成素子を製造するためのレ
ーザ光線リトグラフに関する。
従来の技術 この種のレーザ光線リトグラフはTREセミコ
ンダクタエクイツプメントコーポレーシヨン、カ
リホルニア、USA（TRE Semiconductor
Equipment Corporation、Californien、USA）
により開発および紹介された。
公知レーザ光線リトグラフによればホトラツカ
層へ所望のパターンを記録し、または書込むため
に使用するレーザ光線は露光光線の数の増大によ
つてできるだけ高い作業周波数を達成するため、
１次光線の繰返し分割によつて得られる。公知レ
ーザ光線リトグラフの欠点は１つにはすべての露
光光線の集束がただ１つの平面内にしか行われな
いことである。それゆえ公知レーザ光線リトグラ
フの使用はマスク製造は別としていずれにせよい
わゆる２段ホトラツカ法で作業する場合にしか可
能でなく、厚いホトラツカ層はウエハ凹凸を均ら
し、この均らしホトラツカ層の上に薄いもう１つ
のホトラツカ層を被覆し、これが最終的に所定パ
ターンの記録に使用される。さらに公知レーザ光
線リトグラフの場合光束の偏向をただ１つのレフ
レクタで行うので必要であるただ１つの平面内の
集束を保証するため、個々の光束を幾何学的に正
確に同じ長さの光路に導かなければならないのが
欠点である。
公知レーザ光線リトグラフの実現に必要な工業
的費用は著しく大きい。機能に適する調節のため
必要な作業はきわめて複雑であり、熟練した専門
家でなければ実施し得ない。それゆえ公知リトグ
ラフの使用はその限りにおいて現在まで研究室の
使用に制限された。その工業的使用は疑問を考え
られる。さらにこのリトグラフはせいぜい10MHz
の周波数での制御しか可能でないので、書込速度
が制限される。
半導体構成素子製造のため20MHzまでの高い作
業周波数を許容する電子ビームリトグラフも公知
である。しかしこのようなリトグラフは高価であ
り、故障しやすい複雑な真空装置を必要とする。
発明が解決しようとする問題点 それゆえ本発明の目的は高い作業周波数を許容
し、コンパクトで簡単な構造で実現することがで
き、その他ウエハ表面の直接露光も可能である首
記方式のレーザ光線リトグラフを得ることであ
る。
問題点を解決するための手段 この目的は本発明により特許請求の範囲第１項
の特徴部に記載の特徴によつて解決される。
作 用 本発明によるレーザ光線リトグラフによれば
40MHz信号による制御が可能であり、したがつて
全体の露光時間は電子ビームリトグラフと比較し
て1/2に、公知レーザ光線リトグラフと比較して
１／４に短縮される。本発明のレーザ光線リトグラ
フは調節の手数を必要とせず、製造過程の最適に
小さい錯乱円直径への自動的集束が可能である。
ホトラツカ層の露光によつて生ずるパターンの精
度はそれによつて著しく改善される。
特許請求の範囲第２項の特徴によつて概要を示
し、特許請求の範囲第３および４項の特徴によつ
て詳細に規定した形成によれば、本発明のレーザ
光線リトグラフはマルチチヤネル系として形成さ
れ、露光チヤネルの数に相当する倍数だけ上昇し
た作業速度が可能である。
特許請求の範囲第５項記載の特徴によつてウエ
ハの順次に露光するストリツプ状領域はそのパタ
ーンの細部にわたつて非常に正確に接続すること
が達成される。
実施例 次に発明の実施例を図面により説明する。
第１図に詳細に示す本発明によるレーザ光線リ
トグラフ１０はたとえばプレーナ法で多数の個々
の処理工程によつて製造する高密度集積半導体素
子の製造の枠内でウエハ１１の微細なパターンを
有する表面範囲を処理するたとえば蒸着法、拡散
法、打込法および酸化法の前処理のためウエハに
被覆するホトラツカ層のパターンに応ずる露光に
使用される。１つの露光工程（所定のパターンの
“書込”）後、次に現像工程で使用ホトラツカのタ
イプに応じてその露光部または未露光部がこれを
支持する層から除去され、ホトラツカ層の基板上
に残る部分がそれぞれ次の方法工程の範囲でマス
クとして使用される。ホトラツカ層の目的に応ず
る使用によればこの層はもう１つの層たとえば導
電金属層の支持体として使用することもできる。
その際同様ホトラツカのタイプに応じてホトラツ
カ層の露光部または未露光部といつしよにここに
被覆したもう１つの層の範囲はたとえばエツチン
グ工程でいつしよに除去される。
本発明によるレーザ光線リトグラフ１０によれ
ばそれぞれの製造工程に必要なホトラツカ層のき
わめて迅速な、パターンに忠実な露光が可能であ
る。
レーザリトグラフ１０の以下に記載する構造お
よび機能の詳細により同様本発明の目的に含まれ
ると考えられる目的に応ずる使用方法も説明され
る。
レーザ光線リトグラフ１０の第１図に示す実施
例によればこのリトグラフは１チヤネル系として
形成され、全体的に１２で示す１つのレーザ光束
がホトラツカ層に形成すべきパターンの露光に使
用される。このレーザ光束１２は顕微鏡対物レン
ズ１３によりウエハ１１の露光すべきホトラツカ
層の表面へ集光され、その際焦点内のレーザ光束
のガウスの強度プロフイルの半値幅に相当する錯
乱円は約0.25μｍの代表的直径を有する。
レーザ光束１２の強度は音−光変調器１４によ
り500：１の比で変化することができる。強度は
所要に応じて微細に段を付けることができる。
略示した送り装置１６によりウエハ１１は矢印
１７および１８によつて示したＸおよびＹ軸方向
に往復運動することができ、その際ウエハ送り装
置によるＸおよびＹ方向送り行程はウエハ全長面
をレーザ光束１２にさらすために十分な大きさで
ある。全体的に１９で示す第１光学走査装置によ
り250μｍの代表的値を有する顕微鏡対物レンズ
１３の視野内にレーザ光束１２または錯乱円２１
（第２図）のＸ方向に行われる行偏向が可能であ
る。露光工程の進行中にウエハ１１は送り装置１
６により一部実線、一部破線で示すジグザグ形ま
たは矩形波形軌道に沿つて顕微鏡対物レンズの下
を案内され、その際Ｙ方向の代表的送り速度は１
〜５mm／ｓである。Ｘ方向に著しく大きい速度た
とえば５ｍ／ｓの速度で行われるレーザ光束また
は錯乱円２１の同時に有効になる行偏向によつ
て、ウエハ１１がジグザグ軌道２２のＹ方向に拡
がる部分２３に沿つて動く間、レーザ光束により
ストリツプ状領域２４が走査され、この領域は行
偏向速度とＹ方向送り速度の適当な同調を前提と
してすべての位置が露光される。行偏向は第１図
に示す装置に備えた回転駆動可能の多角形ミラー
２６によつて達成され、これによつて錯乱円２１
は平行する行２７内を各ストリツプ状領域２４の
それぞれ１つの側縁２８から相対する側縁２９ま
で動く。ウエハ送り装置の特殊な形成によればＹ
方向の送り速度は順次に走査した隣接する２つの
行２７のＹ方向に測定した距離が錯乱円直径のほ
ぼ1/2、選択した実施例の場合したがつて0.125μ
ｍであるように調節される。
レーザ光束１２の明るさまたは明暗制御のため
備えた音−光変調器１４は40MHz信号で制御する
ことができ、すなわちレーザ光束の強度は１秒間
に４千万回変化する値に調節することができる。
Ｘ方向の像点距離0.125μｍに相当する１行27当り
2000像点を露光しようとする場合、１秒当り
20000行27を点状に露光することができ、その行
間距離は同様0.125μｍであり、露光のためＸおよ
びＹ方向に等距離の点および行ラスタが得られ
る。
それぞれのホトラツカ層の露光によつて得るべ
きパターンはコンピユータ３１と組合せたデイス
クメモリー３２に記録され、露光工程の進行とと
もに遂次コンピユータへ詰込まれ、コンピユータ
によつて音−光変調器１４の目的に適する制御の
ため処理される。コンピユータ３１はこの場合ウ
エハ送り装置１６から受信したウエハ１１の瞬間
位置に関する情報を含む中継信号ならびに行偏向
の瞬時値に関する情報を含み、かつ信号導線３
３，３４および行偏向中継導線３６を介してコン
ピユータに導入される中継信号によつてウエハ運
動またはレーザ光束１２の行走査運動と同期化さ
れる。
それぞれのホトラツカ層を露光するため、常用
ホトラツカが十分感ずる波長λ1＝270nｍのUV光
を発するアルゴンレーザ３７のUV発光が使用さ
れる。さらにアルゴンレーザは波長λ2＝514nｍ
の光線を発し、この光線はレーザ走査顕微鏡の方
式で動作する全体的に３８で示す第２走査装置に
よりいわゆる点像強度分布関数すなわちウエハ表
面の選択した点または領域で反射した光線の空間
的強度分布を求めるため使用される。この第２走
査装置３８は第１走査装置１９に対し非同期的に
著しく低い走査周波数で駆動される。ウエハ表面
から反射して第２走査装置３８の光路へ戻つた光
線は光電受信器とくにダイオードマトリツクス３
９の２次元的（2d）マトリツクス配置によつて
検出され、その際それぞれウエハ１１の１つの照
明された表面要素から戻つた光線の強度分布が測
定され、次の処理のため記録される。このように
検出した点像強度分布関数から以下に要点を簡単
に説明する公知のアルゴリズムを使用してコンピ
ユータ３１により測定した強度分布と４１で示す
走査光束の走査するウエハ表面への正確な集束の
ために特有な理想的点像強度分布関数との比較が
実施される。測定した点像強度分布関数が理想的
なそれと異なる場合、コンピユータ３１に後置し
た制御信号発信器４２が作動し、その出力信号に
よつていわゆる能動ミラー４３すなわち屈折力を
電気的に制御しうるミラーが制御され、このミラ
ーはレーザリトグラフ１０の露光光路内で、露光
レーザ光束１２が狭い許容差内で正確に露光すべ
きホトラツカ層の表面へ集束するように焦点補正
移動に作用する。このようにしてホトラツカ層の
露光経過中に露光レーザ光束の錯乱円２１のそれ
ぞれのホトラツカ層の表面への連続的自動的後調
節が達成される。この後調節は点像強度分布関数
のコンピユータ処理が一定時間を要するので、露
光すべきすべての点についてでなく、たとえば露
光すべき各行２７に対してのみ行われることは明
らかである。コンピユータ３１が第２走査装置３
８により得られる点像強度分布関数を処理する計
算法を簡単に説明するため、この計算法を図示し
た第３図を参照する。
この方法は繰返し法の実施にあり、これによれ
ばダイオードマトリツクス３９で求めた強度分布
（点像強度分布関数）Im（ｕ、ｖ）（ｕはダイオー
ドマトリツクスの行指数、ｖは列指数）を考慮し
ながら顕微鏡対物レンズ１３の入射ひとみ４４の
位置における走査光線の波面の測定した強度分布
Im（ｕ、ｖ）と一致する経過を計算する。
この場合顕微鏡対物レンズ１３の入射ひとみ４
４の位置（ｘ、ｙ）における光の場が位相係数
0（ｘ、ｙ）によつて示される平らな波面を有す
るという合理的仮定から出発する。波面Ｒ（ｘ、
ｙ）expik0（ｘ、ｙ）をこの系の伝達関数Ｆで
たたみこみ積分することによつて光学系の伝達関
数を考慮しながら顕微鏡対物レンズ１３の焦点平
面（露光するホトラツカ層の表面）における光場
の経過√（、）・expiγ（ｕ、ｖ）を計算す
る。振幅係数√（、）に測定から得た値√
Im（ｕ、ｖ）を代入し、逆関数F-1を使用するこ
とによつて焦点平面またはウエハ表面に対して計
算した光場経過に対しこの場の経過と一致する顕
微鏡対物レンズ１７の入射ひとみ４４における波
面の経過すなわちこれと一致する位相係数1
（ｘ、ｙ）が計算される。第１繰返し過程でこの
位相係数が入射ひとみの位置における光場の式の
ため適用され、再び前記のように顕微鏡対物レン
ズ１７の焦点平面における光場が計算される。さ
らに振幅係数に測定した強度値の平方根を代入
し、新たな位相係数2（ｘ、ｙ）を計算する。こ
のような繰返し過程を測定強度値Im（ｕ、ｖ）が
所定の限界内で計算強度値と一致するまで繰返
し、この方法で顕微鏡対物レンズの入射ひとみ４
４の位置における測定強度値と一致する波面が決
定される。繰返し法から得られる波面と、顕微鏡
対物レンズ１７の入射ひとみ４４における理想の
場合に対し推定した場の分布との比較からコンピ
ユータ３１および制御信号発信器４２により発し
うる制御信号を前記目的のために得ることができ
る。
基本的構造および重要な機能により説明したレ
ーザ光線リトグラフ１０をさらに次の構造および
機能の詳細によつて説明する。
第１図に鎖線で示す中心光線４６および周辺光
線４７，４８によつて表わしたアルゴンレーザ３
７の１次光線は光束断面約１mm2のほぼ平行の光束
である。この光束は能動ミラー４３を含む全体的
に４９で示す光束形成および焦点調節光学系によ
りレーザ光線の他の使用に適する光束形に形成さ
れ、光束断面は他の光学的処理のため存在する光
学装置へ適合され、露光するホトラツカ層の範囲
内でレーザ光束１２の焦点の意図的後調節、場合
により意図的デフオーカシングが行われる。コン
ピユータ３１により制御しうる錯乱円２１の拡大
のためのレーザ光束１２の意図的デフオーカシン
グは比較的幅の広い大表面領域を均一に露光しよ
うとする場合適当である。
能動ミラーは顕微鏡対物レンズの入射ひとみ４
４の平面に相当するひとみ平面４４ａに配置され
る。このミラーは図示の実施例では部分透過性た
とえば半透ミラー５１を介して照明され、この半
透ミラーは焦点距離の異なる２つの集光レンズ５
２および５３を有するテレセントリツクレンズ配
置により拡大したアルゴンレーザ３７の１次光線
４６，４７，４８を能動ミラー４３へ反射する。
能動ミラー４３によつて反射され、半透ミラー５
１を通過した周辺光線４７ｂおよび４８ｂで示す
光束は共通の焦点平面内に音−光変調器１４を配
置したもう１つのテレセントリツク配置のレンズ
５４および５６によりレーザ光束のすでに説明し
た他の使用に適する断面にもたらされ、この断面
をつて周辺光線４７ａおよび４８ａによつて示す
レーザ光束が光束形成光学系４９の出口５７から
出る。第４図に原理的構造を示す能動ミラー４３
はいわゆる箔ミラーとして形成される。箔ミラー
はアースしたミラー化した箔５８を有し、この箔
は透明電極５９および個々に制御しうる個々の電
極６１の配置の間に存在する。個々の電極へ異な
る電圧を印加することによつて箔の所望による変
形に利用しうる静電力が箔５８へ作用し、能動ミ
ラーは正または負の屈折力を得る。光束形成光学
系４９の射出光束４７ａ，４８ａは多角形ミラー
２６の回転によつてレーザ光束１２または錯乱円
２１のＸ方向の行偏向を実施する第１走査装置１
９に送られる。第１走査装置は以下に詳述するＹ
偏向装置６２を付加的に備える。
図面に対し垂直の軸６４を中心に回転する第１
図には８つのみの小面６３で示す多角形ミラー２
６は代表的実施例では正多角形配置の２４の小面
を有する。多角形ミラーは電動モータ６６により
駆動される。第１走査装置１９の範囲に付加的に
備えたＹ偏向装置６２は水平軸６５を中心に旋回
駆動しうる公知形成のガルバノメータミラーによ
つて実現される。
多角形ミラー２６の小面６３は２つのレンズ６
７および６８によつて示すテレセントリツク光路
内でガルバノメータミラー６２の反射面６９へ結
像する。このテレセントリツク光路６７，６８の
射出側レンズ６８とガルバノメータミラー６２の
間に配置した反射ミラー７１は単に光路の形を好
ましくするために備えられる。
テレセントリツクレンズ配置６７，６８と同様
のテレセントリツクレンズ配置７２，７３により
ガルバノメータミラー７２の反射面６９は顕微鏡
対物レンズ１３の入射ひとみ４４へ結像し、この
対物レンズは平行またはほぼ平行の光束として入
射ひとみ４４を通過するレーザ光束１２をウエハ
１１の露光すべき表面へ集束する。露光すべきホ
トラツカ層の表面で散乱したレーザ光線は前記光
路へ戻され、多角形ミラー２６と光束形成光学系
４９の出口５７の間に配置した全体的に７６で示
す第１検出装置の成分である第１部分透過ミラー
７４、一般には半透ミラーにより矢印７７の方向
に露光光路から取出される。この取出した光束は
もう１つの顕微鏡対物レンズ７８により集光され
る。この顕微鏡対物レンズ７８の焦点平面７９に
孔絞り８１が配置され、この絞りにより露光光路
の集束平面の顕微鏡対物レンズ１３の焦点深度範
囲に相当する範囲からくる光線のみがこの孔絞り
８１を通つて光電増倍管８２へ当るように光束が
制限される。第１検出装置７６はホトラツカ層の
露光に使用する波長λ1＝270nｍのUV光線に応答
するように設定される。
反射されたUV光線内に第１検出装置７６によ
り接続マークを認めることができる。このマーク
は互いに隣接するストリツプ領域２４の行２７の
連続的な精密走査のため備えられ、それぞれ新た
なホトラツカ層の露光前に行われる方法過程でウ
エハ１１の互いに隣接する表面ストリツプ２４の
狭い重なり範囲につくられる。そのためコンピユ
ータ３１内にこのような認識マークの標準位置が
記憶される。光電増倍管８２の認識信号が露光過
程の進行中にコンピユータ３１に記憶した標準位
置に相当するより早くまたは遅く現れた場合、こ
れはウエハ表面の露光するストリツプ２４内の行
２７が光に露光したストリツプの行に対しずれて
いることの指示である。コンピユータ３１は次に
第１走査装置のＹ偏向装置６２の制御信号を発
し、それによつてガルバノメータミラー６２は行
２７のＹ方向のずれを再び補正するように調節さ
れる。
同じ目的でUV照射によりホトラツカ層に誘起
されるルミネセンス光線の強度に応答する第１検
出装置７６に似た第２検出装置８３を使用するこ
ともできる。
第２検出装置８３により認識しうるマークはた
とえば光ルミネセンスの白色化（Ausbleichen）
によつてウエハ表面の部分範囲につくることがで
きる。
第２走査装置３８は走査要素として走査光線の
伝播平面に対し平行の水平軸８６を中心に旋回可
能で走査光線のＹ偏向に作用する第１ガルバノメ
ータミラー８４および走査光線の伝播方向に対し
垂直に走る軸８８を中心に旋回可能の、したがつ
てＸ偏向に作用する第２ガルバノメータミラー８
７を有する。走査光線として第２走査装置３８の
範囲でアルゴンレーザの射出光束４６，４７，４
８から分割した波長λ2＝514nｍの部分光束４１
が使用される。この部分光束４１は第１図に示す
配置ではUVレーザ光線に対し透過性の、波長
514nｍに対し反射性の第１ミラー８９、反射ミ
ラー９１、半透ミラー９２、第２走査装置３８お
よびもう１つの半透ミラー９３を介してウエハ表
面の照明のための光路へ結合され、その際走査光
束４１のこの結合は第１走査装置１９のガルバノ
メータミラー６２と顕微鏡対物レンズ１３の入射
ひとみ４４の前に配置したテレセントリツクレン
ズ配置７２，７３のレンズ７２の間で行われる。
点像強度分布関数を求めるために使用するウエ
ハ表面から反射した走査光線をダイオードマトリ
ツクス３９へ集束する結像レンズ９４と走査光束
４１を第２走査装置３８へ結合する半透ミラー９
２の間に第１および第２検出装置７６または８３
と同様の、接続マークの認識を可能にする検出装
置７６ａおよび８３ａが備えられ、そのマークの
コンピユータ３１に記憶した標準位置に対する位
置は反射された走査光線により（検出装置７６
ａ）または検出装置８３ですでに説明したように
検出したルミネセンス光線により（検出装置８３
ａ）認識される。
第１図により説明したレーザ光線リトグラフ１
０によつて40MHzの露光周波数が達成され、すな
わち毎秒４千万の露光パターンの画像要素（ピク
セル）をつくることができる。
本発明によるレーザ光線リトグラフの有利な形
成によれば第１図の光束形成光学系４９の代りに
原理的構造を第５図に示す光束形成および集束光
学系４９ａが備えられ、この系はテレセントリツ
クレンズ系５２，５３および５４，５６に類似の
レンズ系５２ａ，５３ａまたは５４ａ，５６ａの
間の第５図から明らかなＺ形光路に配置した２つ
の前記と同様の能動ミラー４３ａおよび４３ｂを
有する。２つの能動ミラー４３ａおよび４３ｂは
それぞれ同数の小球面９６または９７を有する小
面ミラーとして形成される。１つの能動ミラー４
３ａのそれぞれ１つの小球面９６は他の能動ミラ
ー４３ｂの小球面９７と共通の焦点を有するよう
に共役であり、それぞれ１組の小球面９６，９７
を介してＺ形に反射した収れん光束の中心軸９８
は互いにほぼ平行に走る。
ミラー小球面９６および９７の共通の焦点平面
に配置した全体的に９９で示す音−光変調器によ
り、２つの能動ミラー４３ａおよび４３ｂの間で
収れんする光束の強さはコンピユータ制御により
個々に変調可能である。ミラー小球面９６および
９７の屈折力および配向は能動ミラー４３ａおよ
び４３ｂの制御電極のコンピユータ制御した電圧
印加によつて、光束形成光学系４９ａとその他は
第１図に示すようなレーザ光線リトグラフの他の
機能要素との機能的組合せにおいて、ウエハ１１
の表面に密に隣接する錯乱円のＹ方向に拡がる直
線的またはほぼ直線的配置が発生するように調節
され、その距離はたとえば錯乱円直径の半分に相
当する。光束形成光学系４９ａにより前記と同様
の方法でレーザリトグラフ１０のマルチチヤネル
作業が可能であり、作業周波数は露光チヤネルの
数に相当する倍数に上昇することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による１チヤネル系レーザ光線
リトグラフのブロツク図、第２図は露光制御を示
すウエハ平面図、第３図は露光光線をウエハ表面
へ自動的に集束する方法を説明するブロツク図、
第４図は電気的に制御しうる能動ミラーの部分断
面略示図、第５図はマルチチヤネル系として形成
した本発明によるレーザリトグラフの光束形成光
学系の光路図である。 １０……リトグラフ、１１……ウエハ、１２…
…レーザ光線、１３……対物レンズ、１４……変
調器、１６……送り装置、１９……第１光学走査
装置、２１……錯乱円、２６……多角形ミラー、
３１……コンピユータ、３７……レーザ、３８…
…第２走査装置、３９……ダイオードマトリツク
ス、４３，４３ａ，４３ｂ……能動ミラー、４４
……入射ひとみ、４９，４９ａ……光束形成光学
系、６２……Ｙ偏向装置、７６……第１検出装
置、８１……孔絞り、８２……光電増倍管、８３
……第２検出装置、９６，９７……検出装置、９
９……変調装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 異なる導電性の微細にパターン化した層をウ
    エハへ設けることによつて機能素子をつくり、１
    つの層に設ける線および面パターンを製造の各工
    程に特有の表面へ被覆したホトラツカ層のパター
    ンと一致する露光によつて記録し、ホトラツカ層
    の露光すべき表面にわたつて走査しうる少なくと
    も１つの露光チヤネルを有し、そのために必要な
    ウエハと露光光線の相対運動を露光光線の偏向お
    よびウエハのコンピユータ制御した運動によつて
    互いに直角の２つの座標軸方向に実施する高集積
    した半導体構成素子を製造するためのレーザ光線
    リトグラフにおいて、照明光路が集束要素として
    電気的に焦点距離を制御しうる少なくとも１つの
    能動ミラー４３，４３ａ，４３ｂを有し、ウエハ
    １１の所望に応じて選択しうる表面要素において
    反射された試験光線４１の空間的分布を検出しう
    る走査装置３８を備え、露光制御および反射され
    た光線の強度分布（点像強度分布関数）検出のた
    め備えたコンピユータの範囲に比較装置を有し、
    この装置により試験光線または露光光束の最適の
    集束を示す理想的点像強度分布関数と検出した点
    像強度分布関数の比較から一定の集束条件を調節
    するための能動ミラー４３，４３ａ，４３ｂの制
    御信号が得られ、かつ露光光線を強度変調する音
    −光変調器１４を備えていることを特徴とするレ
    ーザ光線リトグラフ。 ２ 露光のために備えたレーザ３７の１次光線の
    多数の部分光線への分割に作用する光線分割装置
    ４３ａ，４３ｂを備え、この部分光線の強度が変
    調装置９９により互いに無関係に変化可能であ
    り、１次光線の分割から生ずる部分光束を個々に
    露光すべきウエハ表面へ集束しうる特許請求の範
    囲第１項記載のリトグラフ。 ３ 光束形成光学系４９ａを備え、この系がホト
    ラツカ層の露光のため備えたウエハ光源３７の１
    次光源を多数の部分光線に分割し、この部分光線
    を個々に露光すべき表面へ集束可能であり、その
    強度がそれぞれ１つの音−光変調器によつて個々
    に制御可能である特許請求の範囲第１項または第
    ２項記載のリトグラフ。 ４ レーザ光源３７の１次光線を分割するため備
    えた光束形成光学系４９ａが２つの能動ミラー４
    ３ａおよび４３ｂを有し、これらのミラーがそれ
    ぞれ共焦点配置の同数の小球面９６および９７を
    有し、共役小球面の組９６，９７の数に相当する
    数の音−光変調器を含む変調装置が２つの能動ミ
    ラー４３ａおよび４３ｂの共通焦点平面に配置さ
    れている特許請求の範囲第３項記載のリトグラ
    フ。 ５ 少なくとも１つの光電検出装置７６，８３，
    ７６ａ，８３ａを備え、これによつて露光光路ま
    たは走査光路へ戻るウエハ表面の選択された点か
    ら反射されたまたはルミネセンスにより放出され
    た光線の強度を検出可能である特許請求の範囲第
    １項から第４項までのいずれか１項に記載のリト
    グラフ。
JP60164211A 1984-07-26 1985-07-26 レ−ザ光線リトグラフ Granted JPS61116360A (ja)

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