JPH1022209A - 露光装置 - Google Patents

露光装置

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JPH1022209A
JPH1022209A JP8178134A JP17813496A JPH1022209A JP H1022209 A JPH1022209 A JP H1022209A JP 8178134 A JP8178134 A JP 8178134A JP 17813496 A JP17813496 A JP 17813496A JP H1022209 A JPH1022209 A JP H1022209A
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JP
Japan
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liquid crystal
light
illumination system
intensity distribution
pattern
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Pending
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JP8178134A
Other languages
English (en)
Inventor
Shiyouji Nohama
祥二 野浜
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPH1022209A publication Critical patent/JPH1022209A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/70091—Illumination settings, i.e. intensity distribution in the pupil plane or angular distribution in the field plane; On-axis or off-axis settings, e.g. annular, dipole or quadrupole settings; Partial coherence control, i.e. sigma or numerical aperture [NA]

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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)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 照明系の強度分布を自由に変化できるように
することにより、解像度や焦点深度、パターンの疎密依
存性を最適化して露光を行うことができる露光装置を提
供する。 【解決手段】 透過率を制御して透過光Iの強度分布が
任意に制御可能な照明系フィルタFを備えた露光装置8
を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、微細パターンの形
成のための露光工程に用いて好適な露光装置に係わる。
【0002】
【従来の技術】例えば半導体デバイスの製造工程の1つ
であるリソグラフィ工程において、縮小露光投影が行わ
れている。この縮小露光投影は、図8に露光装置の構成
図を示すように、Cr(クロム)によりパターニングさ
れたマスクMを透過した任意の強度分布を有する光を、
半導体デバイスを形成する半導体ウエハW上に照射する
ことによって行っている。
【0003】即ち、図8の露光装置(いわゆる縮小露光
投影装置)38においては、水銀ランプ(いわゆるUV
ランプ)36及び楕円鏡37からなる光源で発生した光
Iがミラー32により反射され、シャッタ35を通し
て、フライアレンズ34にて光Iが均一化され、開口部
を有し光の強度分布を調節するレボルバーRにて露光の
強度分布が設定され、レクチルブラインド33にて露光
の範囲が設定される。更に、光Iはミラー31で反射さ
れ、コンデンサレンズDで均一化された後、Crにより
所定のパターンが形成されたマスク(レクチル)Mを透
過する。即ち、マスクMにおいて、Crのある部分で遮
光され、Crのない部分では光が透過することにより、
光Iがパターン化される。マスクMを透過した光Iは、
縮小投影レンズLにより所定の大きさに縮小されて、レ
ジスト(感光剤)を塗布した半導体ウエハW上に照射さ
れ、レジストを露光する。
【0004】このとき、照度の強度分布は、図8のレボ
ルバーRの開口部の形状によって決定される。このレボ
ルバーRは、円形の金属板に、回転軸を中心にしてそれ
ぞれ形状の異なる開口が形成されてなる。そして、例え
ばレボルバーRを回転させて、レボルバーRの開口部の
形状を変えることにより、照明の強度分布を変えること
ができる。
【0005】通常は、開口部の形状を数パターン有する
レボルバーRを用いて、任意に回転させて選択してい
る。これにより、開口部の形状の異なるフィルターを付
け替える場合と比較して、フィルターを取り替える手間
を省くことができる。
【0006】図9に図8の露光装置38に用いるレボル
バーRの一例を示す。このレボルバーRは、形状が4種
類の開口RA ,RB ,RC ,RD を有してなる。開口R
A は、強度分布が均一な正規分布である通常露光にする
場合の開口である。開口RB は、リング状の強度分布に
する場合(輪帯照明)の開口で、中央の金属板は細いワ
イヤー等で吊って支持する。開口RC は、十字形に遮光
する場合の開口で、これにより4つのピークを有する光
強度分布を構成できる。開口RD は、強度分布を中央に
細く絞る場合の開口である。
【0007】そして、通常露光で使用する場合には、円
形の開口RA の中心と、光Iの光軸が一致するように位
置合わせする。一方、その他の変形照明を使用したい場
合には、図10に示すように、レボルバーRをその軸R
1 の周囲に回転させ、使用したい開口を光Iの光軸と合
わせて使用する。
【0008】このようにレボルバーRの開口部の形状
は、目的に応じて選択され、その選択により解像度、焦
点深度、パターンの疎密依存性が大きく影響される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の照度の強度分布の選択方法は、予め設計されてい
るレボルバーRの開口部の形状の種類にのみ依存してお
り、照度の強度分布を自由に変更できないという問題が
あった。
【0010】また、図9及び図10に示したように、予
め数種類の開口部の形状パターンを有するレボルバーR
を用意した場合にも、必要とされるパターンを推定して
予め作製しておくことは困難であり、また細かい微調整
を必要とするとき即対応することができないことがあり
問題になる。
【0011】上述した問題の解決のために、本発明にお
いては、照明系の強度分布を自由に変化できるようにす
ることにより、解像度や焦点深度、パターンの疎密依存
性を最適化して露光を行うことができる露光装置を提供
するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、透過率を制御
して透過光の強度分布が任意に制御可能な照明系フィル
タを備えた露光装置である。
【0013】上述の本発明の構成によれば、透過率の制
御によって透過光の強度分布が任意に制御可能な照明系
フィルタを備えることにより、透過光の強度分布を任意
に形成することができ、任意のパターンの露光に適用す
ることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の露光装置は、透過率の制
御によって透過光の強度分布が任意に制御可能な照明系
フィルタを備えた構成である。
【0015】また本発明は、上記露光装置において、照
明系フィルターが液晶からなる構成である。
【0016】以下、図面を参照して本発明の露光装置の
実施例を説明する。図1に本発明の露光装置の実施例の
概略構成図を示す。本例では、半導体製造工程における
半導体ウエハへの縮小露光投影に適用した場合である。
この露光装置8は、水銀ランプ(UVランプ)6及び楕
円鏡7からなる光源部と、光路を変えるための2つのミ
ラー1,2と、シャッター5と、フライアレンズ4と、
本発明に係る照明系フィルターFと、レクチルブライン
ド3と、光を均一化するコンデンサレンズDと、所定の
露光用パターンを有するマスクMと、光を所定の大きさ
に縮小する縮小投影レンズLとを有してなる。Wは、表
面にレジスト(感光剤)が塗布された露光されるべき半
導体ウエハを示す。
【0017】この露光装置8では、光源部の水銀ランプ
6から発射した光が、ミラー2により光路が変えられ
て、シャッタ5を通過して、フライアレンズ4にて均一
化され、照明系フィルターFにおいて光の強度分布が調
節される。光強度分布が調節された光Iは、レクチルブ
ラインド3を通り、ミラー1で光路変更されてコンデン
サレンズD及び例えばCrにより所定の露光用パターン
が形成されたマスク(レクチル)Mを通り、さらに縮小
投影レンズLにより所定の大きさに縮小されて半導体ウ
エハW上に照射させ、半導体ウエハWに塗布されている
レジストを露光するようになされる。
【0018】そして、照明系フィルターFは、原理的に
は多数の微小シャッタを配列してなり、各シャッタセル
を電気的制御によってオン・オフ制御して所望の開口パ
ターン形状を作り、透過光の強度分布を任意に制御でき
るように構成されてるもので、特に、本実施例では、こ
の照明系フィルターFを微細な液晶セルを多数配列して
なる液晶板で構成する。
【0019】即ち、本実施例に係る照明系フィルターF
は、図2に示すように、多数の微細な単位液晶セル(以
下液晶セルという)を配列してなる液晶板10をフィル
ターフレーム9にて支持して構成される。
【0020】フィルターフレーム9には、図示しない
が、液晶板10の各液晶セルを制御する回路を組み込
み、ソフトウエア的に液晶板10を制御できるようにす
る。ソフトウエアでフィルターフレーム9中の制御回路
に電気信号を送り、液晶板10中の任意の位置の液晶セ
ルの配向を変化させることにより、開口部11及び遮光
部12を形成して例えば図3に示すような細くした分布
や、図4に示すような形状の分布等、フィルターF内部
に自由に開口形状を形成することができるものである。
【0021】このとき、制御回路に送る電気信号は、液
晶セルの位置(番地)と配向の状態を示す信号を有す
る。各液晶セルはフィルターF内の任意の番地に配置さ
れており、光路を開いた状態と光路を閉じた状態の2種
類の配向の状態を示す。
【0022】この液晶板10の動作を図5〜図7に示
す。図5は、液晶板10の各液晶セルの液晶の配向の状
態が、光路を開いた状態の場合の図である。液晶セル1
0の各液晶セルの液晶層15内の液晶14が、透過する
光に平行に配向していて、入射光13はそのまま通過し
て透過光16となる。これにより通常露光を行うことが
できる。
【0023】電気信号を与えることにより、図5中右の
3つの液晶に対応する液晶セルに光路を閉じた状態にな
るようにすると、図6に示すように、右の3つの液晶が
配向して光路を閉じる。このとき、右の3つの液晶に対
応する液晶セルは光が透過しないので、入射光13は左
の2つの液晶に対応する液晶セルを通過した透過光17
となる。
【0024】このように、各番地の液晶セルの配向を制
御することにより、光を透過する部分と光が遮断される
部分とを形成し、任意の開口形状を得ることができる。
【0025】上述の例では、液晶セルの配向の状態が光
路を開いた状態と閉じた状態の2つの状態である例であ
ったが、その他例えば光路を半開にした状態を形成する
こともできる。その例を次に示す。
【0026】上述の例と同様に、図5のように光路が開
いた状態から、電気信号を与えることにより、図7に示
すように、液晶セルが光路を少し閉じた半開の状態にな
るようにする。このとき、入射光13の強度が弱められ
た透過光18となり、中間調の光強度分布を得ることが
できる。
【0027】また、液晶板10の制御回路をさらにコン
ピューター等に接続して、各位置の液晶セルの配向の状
態をプログラム制御することも可能である。
【0028】上述の各例では、多数の液晶セルを組み込
んだフィルターを使用して遮光をした例であったが、そ
の他の構成の遮光部を形成して遮光する場合において
も、同様に本発明の露光装置を適用することができる。
例えば、開口面積が可変であるブラインド状の遮光部を
形成して、開口の面積・形状を制御することにより、光
強度分布を自由に設定できる。
【0029】また、本発明の露光装置は、半導体デバイ
スの微細パターンの形成の他、TFT液晶のパターン形
成や、薄膜磁気ヘッドの各部のパターン形成や光学記録
媒体のピットパターンの形成や、回路基板のパターン
等、その他のパターン形成にも適用することができる。
【0030】本発明の露光装置は、上述の例に限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその
他様々な構成が取り得る。
【0031】
【発明の効果】上述の本発明による露光装置によれば、
様々な照度分布の照明系で露光を行うことができる。
【0032】照明系フィルターを液晶で構成することに
より、電気的制御によって各微細液晶セルをオン・オフ
し、光を透過しうる任意形状の開口パターンを形成する
ことが可能となる。
【0033】従って本発明により、解像度、焦点深度、
パターンの疎密依存性が最適化された照明系を容易に選
択することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の露光装置の実施例の概略構成図であ
る。
【図2】図1の露光装置の照明系フィルターの構成図で
ある。
【図3】図2の照明系フィルターの一状態における状態
図である。
【図4】図2の照明系フィルターの他の状態における状
態図である。
【図5】液晶の配向の状態が光路を開いた状態である状
態図である。
【図6】一部の液晶の配向の状態を光路を開じた状態に
した状態図である。
【図7】中間調の状態を可能にした場合の状態図であ
る。
【図8】従来の露光装置の概略構成図である。
【図9】従来のレボルバーの構成例である。
【図10】図9のレボルバーの使用状態を示す図であ
る。
【符号の説明】
1,2 ミラー、3 レクチルブラインド、4 フライ
アレンズ、5 シャッタ、6 水銀ランプ(UVラン
プ)、7 楕円鏡、8 露光装置、9 フィルターフレ
ーム、10 液晶板、11 開口部、12 遮光部、1
3 入射光、14液晶、15 液晶層、16,17,1
8 透過光、31,32 ミラー、33レクチルブライ
ンド、34 フライアレンズ、35 シャッタ、36
水銀ランプ(UVランプ)、37 楕円鏡、38 露光
装置、F 照明系フィルター、Dコンデンサレンズ、M
マスク、L 縮小投影レンズ、W 半導体ウエハ、R
リボルバー、I 光線

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透過率の制御によって透過光の強度分布
    が任意に制御可能な照明系フィルタを備えたことを特徴
    とする露光装置。
  2. 【請求項2】 上記照明系フィルターが、液晶で構成さ
    れてなることを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
JP8178134A 1996-07-08 1996-07-08 露光装置 Pending JPH1022209A (ja)

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JP8178134A JPH1022209A (ja) 1996-07-08 1996-07-08 露光装置

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JPH1022209A true JPH1022209A (ja) 1998-01-23

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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