JPH0529193A - 紫外パルスレーザによる投影式露光方法 - Google Patents
紫外パルスレーザによる投影式露光方法Info
- Publication number
- JPH0529193A JPH0529193A JP3257457A JP25745791A JPH0529193A JP H0529193 A JPH0529193 A JP H0529193A JP 3257457 A JP3257457 A JP 3257457A JP 25745791 A JP25745791 A JP 25745791A JP H0529193 A JPH0529193 A JP H0529193A
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- Japan
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- pulsed laser
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- circuit pattern
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 高出力で短い波長の紫外パルスレーザ光を用
いてスペックル模様を発生することなく、微細な回路パ
ターンを縮小投影レンズにより基板上の所望の位置に高
い分解能で転写することができるようにした紫外パルス
レーザによる投影式露光方法を提供する。 【構成】 紫外パルスレーザ光源１７から出射した紫外
パルスレーザ光を拡散せしめ、この拡散した紫外パルス
レーザ光を集光レンズ２３により集光させて所望の微細
回路パターンを形成したレチクルに指向せしめて一様照
明し、基板を所望の位置に移動させ、この一様照明によ
りレチクル上の所望の微細回路パターンを縮小投影レン
ズにより基板上の所望の位置に結像せしめて前記所望の
微細回路パターンを基板上の所望の位置に投影露光す
る。
いてスペックル模様を発生することなく、微細な回路パ
ターンを縮小投影レンズにより基板上の所望の位置に高
い分解能で転写することができるようにした紫外パルス
レーザによる投影式露光方法を提供する。 【構成】 紫外パルスレーザ光源１７から出射した紫外
パルスレーザ光を拡散せしめ、この拡散した紫外パルス
レーザ光を集光レンズ２３により集光させて所望の微細
回路パターンを形成したレチクルに指向せしめて一様照
明し、基板を所望の位置に移動させ、この一様照明によ
りレチクル上の所望の微細回路パターンを縮小投影レン
ズにより基板上の所望の位置に結像せしめて前記所望の
微細回路パターンを基板上の所望の位置に投影露光す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＩＣ、ＬＳＩを製造す
るためのウエハ基板上に微細な回路パターンをフォトリ
ピートして縮小投影焼付する紫外パルスレーザによる投
影式露光方法に関するものである。
るためのウエハ基板上に微細な回路パターンをフォトリ
ピートして縮小投影焼付する紫外パルスレーザによる投
影式露光方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１は従来より使用されているフォトリ
ピータの構成図である。光源部分１の下に使用パターン
の例えば１０倍の像を記録したレチクルプレートを固定
するレチクル保持部２がある。この下にカメラ胴部３が
あって、その最下部に露光レンズ（縮小投影レンズ）４
が取付けられている。縮小露光の際はレチクルプレート
は光源部分からくる光に照明され、その像は露光レンズ
４でプレートホルダー６に固定された被露光プレート５
の面上に結像し、縮小露光が行われる。１回縮小露光が
終るとＸＹステージ７が自動的に被露光プレートを次の
露光部分まで移動して停止し、次の縮小露光が行われ
る。このように必要な部分に次々と自動的に縮小露光が
行われ、一枚の被露光プレート（基板）への露光が完了
する。
ピータの構成図である。光源部分１の下に使用パターン
の例えば１０倍の像を記録したレチクルプレートを固定
するレチクル保持部２がある。この下にカメラ胴部３が
あって、その最下部に露光レンズ（縮小投影レンズ）４
が取付けられている。縮小露光の際はレチクルプレート
は光源部分からくる光に照明され、その像は露光レンズ
４でプレートホルダー６に固定された被露光プレート５
の面上に結像し、縮小露光が行われる。１回縮小露光が
終るとＸＹステージ７が自動的に被露光プレートを次の
露光部分まで移動して停止し、次の縮小露光が行われ
る。このように必要な部分に次々と自動的に縮小露光が
行われ、一枚の被露光プレート（基板）への露光が完了
する。
【０００３】上記光源部分１の詳細を図２に示す。反射
集光器８の上部に取付けられた光源ランプ９から出た集
束光１０はシャッター１１を経て、光の強度分布を一様
にする光インテグレーター１２を経て一様分布の強度の
拡散光となってコリメータレンズ１４に入り、平行光１
５となって図１のレチクル保持部２に入射する。
集光器８の上部に取付けられた光源ランプ９から出た集
束光１０はシャッター１１を経て、光の強度分布を一様
にする光インテグレーター１２を経て一様分布の強度の
拡散光となってコリメータレンズ１４に入り、平行光１
５となって図１のレチクル保持部２に入射する。
【０００４】また、特開昭４８−３０８７５号公報に露
光用の光源としてパルスレーザ光を用いることが知られ
ている。
光用の光源としてパルスレーザ光を用いることが知られ
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
従来技術の縮小投影式露光装置の光源として、後者の従
来技術のパルスレーザ光源を用いた場合、レーザ光源は
一般的にスペクトルバンド幅が狭いことに起因し、いわ
ゆるスペックルノイズが発生し、微細な回路パターンを
高い分解能で転写することができないという課題を有し
ていた。
従来技術の縮小投影式露光装置の光源として、後者の従
来技術のパルスレーザ光源を用いた場合、レーザ光源は
一般的にスペクトルバンド幅が狭いことに起因し、いわ
ゆるスペックルノイズが発生し、微細な回路パターンを
高い分解能で転写することができないという課題を有し
ていた。
【０００６】本発明の目的は、上記課題を解決すべく、
高出力で短い波長の紫外パルスレーザ光を用いてスペッ
クル模様を発生することなく、微細な回路パターンを縮
小投影レンズにより基板上の所望の位置に高い分解能で
転写することができるようにした紫外パルスレーザによ
る投影式露光方法を提供するにある。
高出力で短い波長の紫外パルスレーザ光を用いてスペッ
クル模様を発生することなく、微細な回路パターンを縮
小投影レンズにより基板上の所望の位置に高い分解能で
転写することができるようにした紫外パルスレーザによ
る投影式露光方法を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】即ち本発明は、上記目的
を達成するために、紫外パルスレーザ光源から出射した
紫外パルスレーザ光を拡散せしめ、この拡散した紫外パ
ルスレーザ光を集光レンズにより集光させて所望の微細
回路パターンを形成したレチクルに指向せしめて一様照
明し、基板を所望の位置に移動させ、この一様照明によ
りレチクル上の所望の微細回路パターンを縮小投影レン
ズにより基板上の所望の位置に結像せしめて前記所望の
微細回路パターンを基板上の所望の位置に投影露光する
ことを特徴とする紫外パルスレーザによる投影式露光方
法である。
を達成するために、紫外パルスレーザ光源から出射した
紫外パルスレーザ光を拡散せしめ、この拡散した紫外パ
ルスレーザ光を集光レンズにより集光させて所望の微細
回路パターンを形成したレチクルに指向せしめて一様照
明し、基板を所望の位置に移動させ、この一様照明によ
りレチクル上の所望の微細回路パターンを縮小投影レン
ズにより基板上の所望の位置に結像せしめて前記所望の
微細回路パターンを基板上の所望の位置に投影露光する
ことを特徴とする紫外パルスレーザによる投影式露光方
法である。
【０００８】
【作用】上記構成により、高出力で短い波長の紫外パル
スレーザ光を用いてスペックル模様を発生させることな
く、しかも微細な回路パターンを縮小投影レンズにより
基板上の所望の位置に順次縮小露光して高い分解能で転
写することができる。
スレーザ光を用いてスペックル模様を発生させることな
く、しかも微細な回路パターンを縮小投影レンズにより
基板上の所望の位置に順次縮小露光して高い分解能で転
写することができる。
【０００９】
【実施例】以下本発明を図に示す実施例にもとづいて具
体的に説明する。図３は本発明の露光装置であるフォト
リピータの一実施例の概略構成を示した図、図４は図３
に示す光源部分１６を詳細に示した構成図である。
体的に説明する。図３は本発明の露光装置であるフォト
リピータの一実施例の概略構成を示した図、図４は図３
に示す光源部分１６を詳細に示した構成図である。
【００１０】１６は高出力の平行なレーザ光を出力する
光源部分である。即ちパルス巾の十分短いパルス光を出
すレーザ発信器１７から出た露光用のレーザ光１８は、
ミラー１９で下方に屈げられ、シャッター２０を通って
光インテグレーター２１に入って光の分布が一様な拡散
光２２となってコリメーターレンズ２３に入り、平行光
束２４となってレチクル保持部２に進む。そしてＸＹス
テージ７を連続的に移動させ、所定位置でパルスレーザ
を出力することによりレチクル像は露光レンズ（縮小投
影レンズ）４により被露光プレート（基板）５に転写さ
れる。
光源部分である。即ちパルス巾の十分短いパルス光を出
すレーザ発信器１７から出た露光用のレーザ光１８は、
ミラー１９で下方に屈げられ、シャッター２０を通って
光インテグレーター２１に入って光の分布が一様な拡散
光２２となってコリメーターレンズ２３に入り、平行光
束２４となってレチクル保持部２に進む。そしてＸＹス
テージ７を連続的に移動させ、所定位置でパルスレーザ
を出力することによりレチクル像は露光レンズ（縮小投
影レンズ）４により被露光プレート（基板）５に転写さ
れる。
【００１１】フォトリピータの送りは通常早くても１０
０mm／ｓまでであるが、送りをかけたまま露光を行うた
めには、移動による像のずれがパターンに影響を与えな
いだけ短い時間の露光にしなければならない。例えば、
１μｍパターンの場合、０．１μｍ以下の像のずれにお
さえるためには、１μｓ以下の短いパルス巾のレーザで
ある必要がある。また露光波長３０００〜４０００Åで
通常フォトレジストの露光には１０ｍＪ／cm3以上のエ
ネルギー密度が必要である。途中の光学系での透過率を
１／３とすると、最大１０mm角のチップで必要なレーザ
出力は３０ｍＪである。
０mm／ｓまでであるが、送りをかけたまま露光を行うた
めには、移動による像のずれがパターンに影響を与えな
いだけ短い時間の露光にしなければならない。例えば、
１μｍパターンの場合、０．１μｍ以下の像のずれにお
さえるためには、１μｓ以下の短いパルス巾のレーザで
ある必要がある。また露光波長３０００〜４０００Åで
通常フォトレジストの露光には１０ｍＪ／cm3以上のエ
ネルギー密度が必要である。途中の光学系での透過率を
１／３とすると、最大１０mm角のチップで必要なレーザ
出力は３０ｍＪである。
【００１２】以上述べた如く、露光波長３０００〜４０
００Åでパルス巾１μｓ以下、レーザ出力３０ｍＪ以上
のレーザを用いれば、フォトリピーターはレチクル保持
部（マスターレチクル）２と被露光プレート５を相対的
に１００mm／ｓ以下の速度で移動させながら所定の位置
に来たことを示すトリガー信号で連続的に露光を行うこ
とができ、露光時間は大巾に短縮することができる。
００Åでパルス巾１μｓ以下、レーザ出力３０ｍＪ以上
のレーザを用いれば、フォトリピーターはレチクル保持
部（マスターレチクル）２と被露光プレート５を相対的
に１００mm／ｓ以下の速度で移動させながら所定の位置
に来たことを示すトリガー信号で連続的に露光を行うこ
とができ、露光時間は大巾に短縮することができる。
【００１３】なお、従来技術に述べてあるように、ＸＹ
ステージ７を間欠的に移動させ、所望の位置でパルスレ
ーザを出力することによりレチクル像は、被露光プレー
ト（基板）５に転写できることもできることは明らかで
ある。
ステージ７を間欠的に移動させ、所望の位置でパルスレ
ーザを出力することによりレチクル像は、被露光プレー
ト（基板）５に転写できることもできることは明らかで
ある。
【００１４】図４は光源部分１６の他の一実施例の構成
を示すものである。パルス巾の十分短いパルス光を出す
レーザ発信器１７から出たレーザ光１８はミラー１９で
下方に屈げられ、シャッター２０を通って光インテグレ
ーター２１に入り、光の強度分布の一様な拡散光２２と
なってコリメーターレンズ（集光レンズ）２３に入り、
該コリメーターレンズ２３の出射端の拡散光像を露光レ
ンズ４の入射瞳に結像させるべく平行光束２４となって
レチクル保持部２に送られる。そしてこの光で照明され
たレチクルの像は、露光レンズ４により移動しながら被
露光プレート５に転写される。
を示すものである。パルス巾の十分短いパルス光を出す
レーザ発信器１７から出たレーザ光１８はミラー１９で
下方に屈げられ、シャッター２０を通って光インテグレ
ーター２１に入り、光の強度分布の一様な拡散光２２と
なってコリメーターレンズ（集光レンズ）２３に入り、
該コリメーターレンズ２３の出射端の拡散光像を露光レ
ンズ４の入射瞳に結像させるべく平行光束２４となって
レチクル保持部２に送られる。そしてこの光で照明され
たレチクルの像は、露光レンズ４により移動しながら被
露光プレート５に転写される。
【００１５】本実施例の特徴は、図４に示す投影式露光
装置の照明光学系にスペックルの発生を抑制するスペッ
クル抑制光学系２５を備えた点にある。露光光源にレー
ザを用いた場合レーザ光は可干渉性が強いため、転写パ
ターンにスペックル模様が生じる。図４及び図５の中に
示されている光インテグレータ２１がかなりのスペック
ル抑制効果をもつが、微細なパターンの場合、高い分解
能が要求されるため、これだけでは高精度の転写は困難
である。そこで図５に示すようにスペックル抑制光学系
２５を用いてはじめて微細なパターンを正確にしかも高
速で転写することを得る。
装置の照明光学系にスペックルの発生を抑制するスペッ
クル抑制光学系２５を備えた点にある。露光光源にレー
ザを用いた場合レーザ光は可干渉性が強いため、転写パ
ターンにスペックル模様が生じる。図４及び図５の中に
示されている光インテグレータ２１がかなりのスペック
ル抑制効果をもつが、微細なパターンの場合、高い分解
能が要求されるため、これだけでは高精度の転写は困難
である。そこで図５に示すようにスペックル抑制光学系
２５を用いてはじめて微細なパターンを正確にしかも高
速で転写することを得る。
【００１６】図６は本発明に用いたスペックル抑制光学
系の一例を示すものである。可干渉性の高いレーザ光１
８はセル２６に入射し、中の液体２７を通過することに
より、光のバンド巾が広がり、可干渉性が低減された低
干渉性レーザ光２８として出てくる。液体２７には牛乳
を水で薄めた液や、二硫化炭素など色々なものが利用で
きる。
系の一例を示すものである。可干渉性の高いレーザ光１
８はセル２６に入射し、中の液体２７を通過することに
より、光のバンド巾が広がり、可干渉性が低減された低
干渉性レーザ光２８として出てくる。液体２７には牛乳
を水で薄めた液や、二硫化炭素など色々なものが利用で
きる。
【００１７】図７は本発明中に用いたスペックル抑制光
学系の他の一例を示したものである。可干渉性の高いレ
ーザ光１８は可干渉長を越えるような長さの不均一さを
もった光ファイバ束２９に入り、空間内で波面を異なら
しめて低干渉性の光３０として出てくるため、スペック
ルの発生を抑制することができる。
学系の他の一例を示したものである。可干渉性の高いレ
ーザ光１８は可干渉長を越えるような長さの不均一さを
もった光ファイバ束２９に入り、空間内で波面を異なら
しめて低干渉性の光３０として出てくるため、スペック
ルの発生を抑制することができる。
【００１８】図８は本発明中に用いたスペックル抑制光
学系２５の他の一例を示したものである。可干渉性の高
いレーザ光１８はセル２６に入り、中の液体２８を通る
ことにより、光のバンド巾が広がり、可干渉性が低減さ
れ、低干渉性のレーザ光２８として出てくる。次にこの
光は、この光のもつ可干渉長より長い、長さの不均一さ
をもった光ファイバー束２９に入り、さらに低干渉性の
レーザ光３０となって出ていく。この光で露光を行うこ
とにより、短パルスのレーザ光でも十分露光の際のスペ
ックルの発生を抑制することができる。
学系２５の他の一例を示したものである。可干渉性の高
いレーザ光１８はセル２６に入り、中の液体２８を通る
ことにより、光のバンド巾が広がり、可干渉性が低減さ
れ、低干渉性のレーザ光２８として出てくる。次にこの
光は、この光のもつ可干渉長より長い、長さの不均一さ
をもった光ファイバー束２９に入り、さらに低干渉性の
レーザ光３０となって出ていく。この光で露光を行うこ
とにより、短パルスのレーザ光でも十分露光の際のスペ
ックルの発生を抑制することができる。
【００１９】図９は本発明中に用いたスペックル抑制光
学系２５の他の一例を示したものである。可干渉性の高
いレーザ光１８はモーター３１によって回転させられて
いるスリガラス３２に当り、ランダムな光変調を受け、
空間内で波面を異ならしめて可干渉性が低減された拡散
光３３となり、次に静止したスリガラス３４に入射して
再び光の方向をランダムに変えられ、可干渉性が低減さ
れた拡散光３５となって出てくる。従ってこの光を使う
ことによりスペックルの発生をおさえることができる。
学系２５の他の一例を示したものである。可干渉性の高
いレーザ光１８はモーター３１によって回転させられて
いるスリガラス３２に当り、ランダムな光変調を受け、
空間内で波面を異ならしめて可干渉性が低減された拡散
光３３となり、次に静止したスリガラス３４に入射して
再び光の方向をランダムに変えられ、可干渉性が低減さ
れた拡散光３５となって出てくる。従ってこの光を使う
ことによりスペックルの発生をおさえることができる。
【００２０】この回転スリガラスを２個以上通過させれ
ばスペックルの抑制効果はそれだけ高くなる。しかし、
レーザ光の透過率は低下するため、一定の限度がある。
またスリガラスは必ずしも回転である必要はなく、振動
や一方向への移動など任意の運動でよい。静止スリガラ
スだけでもある程度効果はあるが運動スリガラスを加え
ることにより、その効果は飛躍する。
ばスペックルの抑制効果はそれだけ高くなる。しかし、
レーザ光の透過率は低下するため、一定の限度がある。
またスリガラスは必ずしも回転である必要はなく、振動
や一方向への移動など任意の運動でよい。静止スリガラ
スだけでもある程度効果はあるが運動スリガラスを加え
ることにより、その効果は飛躍する。
【００２１】以上のような各種のスペックル抑制光学系
を単独または複数個光源部分の光路中に設けることによ
り、微細なパターンを高い分解能で転写することができ
る。
を単独または複数個光源部分の光路中に設けることによ
り、微細なパターンを高い分解能で転写することができ
る。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、縮
小投影式露光方法において、高出力で短い波長の紫外パ
ルスレーザ光を用いて、スペックル模様を発生すること
なく、微細な回路パターンを縮小投影レンズにより基板
上の所望の位置に順次高い分解能で縮小投影露光するこ
とができる効果を奏する。
小投影式露光方法において、高出力で短い波長の紫外パ
ルスレーザ光を用いて、スペックル模様を発生すること
なく、微細な回路パターンを縮小投影レンズにより基板
上の所望の位置に順次高い分解能で縮小投影露光するこ
とができる効果を奏する。
【図１】フォトリピータを示す概略構成図。
【図２】光源部分１を詳細に示す構成図。
【図３】フォトリピータの一実施例の概略構成図。
【図４】光源部分１６を詳細に示した構成図。
【図５】光源部分の他の例を示す構成図。
【図６】スペックル抑制光学系の一例。
【図７】スペックル抑制光学系の他の一例。
【図８】スペックル抑制光学系２５の他の一例。
【図９】スペックル抑制光学系２５の他の一例。
２…レチクル保持部、 ３…カメラ胴部、 ４…露光レンズ（縮小投影レンズ）、 ５…被露光プレート（基板）、 ６…プレートホルダー、 ７…ＸＹステージ、 １６…光源部分、 １７…レーザ発振器、 ２０…シャッター、 ２１…光インテグレーター、 ２３…コリメートレンズ、 ２５…スペックル抑制光学系
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】紫外パルスレーザ光源から出射した紫外パ
ルスレーザ光を拡散せしめ、この拡散した紫外パルスレ
ーザ光を集光レンズにより集光させて所望の微細回路パ
ターンを形成したレチクルに指向せしめて一様照明し、
基板を所望の位置に移動させ、この一様照明によりレチ
クル上の所望の微細回路パターンを縮小投影レンズによ
り基板上の所望の位置に結像せしめて前記所望の微細回
路パターンを基板上の所望の位置に投影露光することを
特徴とする紫外パルスレーザによる投影式露光方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3257457A JP2501053B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 紫外パルスレ―ザによる投影式露光方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3257457A JP2501053B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 紫外パルスレ―ザによる投影式露光方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63188433A Division JPS6477124A (en) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | Projection type exposure device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0529193A true JPH0529193A (ja) | 1993-02-05 |
| JP2501053B2 JP2501053B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=17306599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3257457A Expired - Lifetime JP2501053B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 紫外パルスレ―ザによる投影式露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2501053B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001060550A (ja) * | 1999-06-30 | 2001-03-06 | Lambda Physik G Zur Herstellung Von Lasern Mbh | レーザビームのスペックル低減方法及びその装置、及びリソグラフィ装置 |
| US20120280728A1 (en) * | 2011-05-02 | 2012-11-08 | Mitsubishi Electric Corporation | Power semiconductor device having plurality of switching elements connected in parallel |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3573456A (en) * | 1967-07-26 | 1971-04-06 | Opto Mechanisms Inc | High resolution projection means for printing micro circuits on photoresist material |
| DE2048630A1 (de) * | 1970-10-03 | 1972-04-06 | Fa Carl Zeiss, 7920 Heidenheim | Optisches System zur Erzeugung von Mi krostrukturen |
| JPS516565A (ja) * | 1974-06-06 | 1976-01-20 | Ibm | |
| JPS5277591A (en) * | 1975-12-19 | 1977-06-30 | Thomson Csf | Pattern tracer |
| JPS5372575A (en) * | 1976-12-10 | 1978-06-28 | Thomson Csf | Pattern transfer optical device |
-
1991
- 1991-10-04 JP JP3257457A patent/JP2501053B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| US8766702B2 (en) * | 2011-05-02 | 2014-07-01 | Mitsubishi Electric Corporation | Power semiconductor device having plurality of switching elements connected in parallel |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2501053B2 (ja) | 1996-05-29 |
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