JPS6059733A - 半導体露光装置 - Google Patents

半導体露光装置

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Publication number
JPS6059733A
JPS6059733A JP58167470A JP16747083A JPS6059733A JP S6059733 A JPS6059733 A JP S6059733A JP 58167470 A JP58167470 A JP 58167470A JP 16747083 A JP16747083 A JP 16747083A JP S6059733 A JPS6059733 A JP S6059733A
Authority
JP
Japan
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lighting
arc
power
mercury lamp
lighting condition
Prior art date
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Pending
Application number
JP58167470A
Other languages
English (en)
Inventor
Takehiro Kira
健裕 吉良
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ushio Denki KK
Ushio Inc
Original Assignee
Ushio Denki KK
Ushio Inc
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Publication date
Application filed by Ushio Denki KK, Ushio Inc filed Critical Ushio Denki KK
Priority to JP58167470A priority Critical patent/JPS6059733A/ja
Publication of JPS6059733A publication Critical patent/JPS6059733A/ja
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70008Production of exposure light, i.e. light sources

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

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】 本発明は、紫外線f:利用して回路パターンの焼付を行
なうための半導体露光装置に関するものである。
IC5LSI、超、LSIなどの半導体回路の回路パタ
ーンの焼付においては1.通常シリコンウェハーなどよ
り成る基板上に紫外線感光性の樹力旨層を積・ 層して
設け、この樹脂層に回路パターンを介して紫外線を含む
光を照射して焼付が行なわれる。
第1図は、このような焼付に用いられる半導体露光装置
の一例の概略を示す説明図である。
100は露光用光源として用いられるショートアーク型
水銀灯であり、このショートアーク型水銀灯100はそ
のアークが集光鏡101の焦点上に位置するよう取付け
られる。このショートアーク型水銀灯100よりの光り
は集光鏡101によって集光され、諏1の平面鏡102
、インチグレークー103、第2の平面鏡104及びコ
ンデンサレンズ105を介して回路パターンが描かれた
フォトマスク300に投射され、このフォトマスク30
0を透過した光が縮小レンズ106によシ殿小されて、
基台200上に保持された、その上面に紫外線感光性樹
脂層が積層された半導体ウエノ・−400に投射され、
これにより半導体ウェハー400に7オトマスク300
に対応した回路パターンか焼付けられる。
107はフィルターである。
この半導体露光装置に組み込まれるショートアーク型水
銀灯100の一例を第2図に示す。
1は石英ガラス製封体であシ、この封体1の両端部には
口金2A、2Bが設けられている。3及び4はそれぞれ
陽極支持棒及び陰極支持棒であり、陽極支持棒3の先端
には陽極5が[4定され、陰極支持棒4の先端には陰極
6が固定されておシ、これら陽極5と陰極6は封体1の
内部中央において互に対向している。陽極5及び陰極6
の先端部51及び61は伺れもコーン状に形成されてい
る。これは点灯起動が容易になるからで必な。そして、
このショートアーク型水銀灯100は、例えば第3図に
その点灯電力波形を示すように点灯制御機構(図示せず
)によシ、例えば定格消費箪カと等しい定常の電力50
0W(50V、]、0A)−71一点灯t 71 定常
電力点灯(第1の点灯状態)と、この定常電力の2倍(
D%力1000W(53V、19A)で点灯する過電力
点灯(第2の魚釣状態)とを、例えは約4 Q Q m
5ecの時間間隔で交互に繰シ返して点灯される0 ところが上記半導体露光装置では、フォトマスクやウェ
ハーの被照射面での照度分布や照度が露光時の過電力点
灯の度毎に変動する欠点が生ずる場合のあることがわか
った。
つまシ、第2図に示した構成のショートアーク型水銀灯
100における点灯時のアークの状態を調べたところ、
定常電力点灯時においては第4図に示すような輝度分布
が得られ、この輝度分布によると、アーク輝点が陰極6
の先端62と陽極5の先端52の2ケ所に形成されてお
り、このため簡単な光学系では2ケ所のアーク輝点の光
の両者を良好に集光することがもともと困難な点がtり
j7、一方過電力点灯時においてはアークの太さが定常
電力点灯時よりも約1.3〜1.5倍程度大きくなるが
、その大きくなる程度に − バラツキがあること、ま
た過電力点灯の度毎にアーク輝点の位置が変化する場合
もあり、結局集光に係るバラツキ要因が多々あって、フ
ォトマスクやウェハーの被照射面での照度分布や照度が
変動する欠点があることがわかった。
本発明は以上の如き事情に基いてなされたものであって
、その目的とするところは、例えば定常の電力若しくは
それ以下で点灯する第1の点灯状態と前記定常の電力よ
シは大きな過電力で点灯する第2の点灯状態とを交互に
繰り返し点灯されるショートアーク型水銀灯を組み込ん
だ半導体露光装置において、フォトマスクやウェハーの
被照射面での照度分布や照度の変化を抑制した半導体露
光装置を提供することにあシ、その特徴とするところは
、平炬な先端面を有するテーパ状の先端部より成る陽極
を具えたショートアーク型水銀灯と、このショートアー
ク型水銀灯を、定常の電力若しくはそれ以下で点灯する
第1の点灯状態と前記定常の電力よシは大きな過電力で
点灯する第2の点灯状態とを交互に繰り返して点灯させ
る点灯制御機構とを組み合せた点にある。
以下図面によυ本発明の一実施例を説明する。
第5図は本発明の一実施例に係る半導体露光装置に露光
用光源として組み込むショートアーク型水銀灯100の
一例を示す説明図であり、7は陽極であり、この陽極7
は、第6図及び第7図に拡大して示すように、大径柱状
の胴部71と、この胴部71からテーバ状に伸びその先
端面72が平坦面である先端部73とにより構成されて
いる。
その他の部分については第2図に示した構成と同一であ
シ、同一部分には同一の符号を付して示しである。
このショートアーク型水銀灯100の具体的構成例を下
記第1表に示す。
第 1 表 すなわち本発明で用いるショートアーク型水銀灯は、直
流電源で駆動される高圧若しくは超高圧のショートアー
ク型水銀灯であシ、点灯時における封体内圧力は上記構
成例を含めて約7〜30気圧の範囲内のものである。
点灯制御機構(図示せず)としては、従来この種半導体
露光装置に組み合せて用いられている点灯用電源装置を
用いる。
以上のような半導体露光装置によれば、ショートアーク
型水銀灯100において、19分極7の先端部73が平
坦な先端面72を有するテーバ状であるため、定常電力
点灯(第1の点灯状態)時においては第8図に示すよう
な輝反分布が得られ、従来のように陽極先端がコーン状
である場合には生じていた陽極先端のアーク輝点が消滅
し、陰極6のコーン状先端62の一ケ所のみにアーク輝
点が形成され、このアーク輝点がいわば点光源として機
能するようになり、しかも:A電力点刻(第2の点灯状
態)時においてもアークの太さが陽極側近傍が多少変化
するたけで全体としては定常電力点灯時と11とんど変
わることがないため、従ってアーク輝点が陰極先端に常
に安定して形成され、定常電力点灯及び過電力点灯の倒
れの場合においても陰極先端のアーク輝点に放射エネル
ギーが集中し、従って過電力点灯時にはその過電力に応
じてアーク輝点の輝度が著しく高くなり、結局アーク輝
点が集光鏡101の焦点上に位置するようショートアー
ク型水銀灯100を取付けることによシ容易に集光する
ことができ、この結果フォトマスク300や半導体ウェ
ハー400を照明する被照射面での光の照度を増大せし
めることができるばかりでなく、その照度及び照夏分布
の変動を抑止することができる。
以上において、ショートアーク型水銀灯100における
陽極7の好ましい寸法例を挙げると、胴部71の外径D
+が4〜10調、先端面72の直径D2が0.4〜5m
+である。
そして過電力点灯するときの過電力の大きさは、定常電
力点灯時における定常電力の大きさの約2倍以円である
ことが好ましい。この定常電力は定格消費電力と同じか
或いはその近傍値とされる。
尚定格消費電力は、通常メーカーが保証する性能とその
性能を維持する使用寿命とを定めるにあたって基準とな
る使用電力を示す。
以上本発明の一実施例について説明したが、本発明にお
いては種々変更が可能であって、ショートアーク型水銀
灯100のアーク輝点よりの光をどのような光学系によ
って波形するかは自由に選定してよい。
以上のように本発明は、平:I一旦な先端向を有するテ
ーパ状の先端部よシ成る陽極を具えたショートアーク型
水銀灯と、このショートアーク型水銀灯を、定常の電力
若しくはそれ以下で点灯する第1の点灯状態と前記定常
の電力よりは大きな過電力で点灯する第2の点灯状態と
を交互に縁り返して点灯させる点灯制御機構とを組み合
せたものであるから、前述した理由によシ、従来の露光
時の過電力点灯の度毎に生じ易かったフォトマスクやウ
ェハーの被照射面での照度の変化や照度分布の変化を抑
制することができ、非常に優れた半導体露光装置を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は半導体露光装置の一例の概略を模式的に示す説
明図、第2図は従来の半導体露光装置に用いられている
ショートアーク型水銀灯の一例を示す説明図、第3図は
第1の点灯状態と第2の点灯状態とを交互に繰シ返して
点灯するときのショートアーク型水銀灯に供給する電力
の波形の一例を示す説明図、第4図は第2図に示したン
ヨートアーク型水銀灯の点灯時におりるアークの輝度分
布を示す説明図、第5図は本発明半導体露光装置に用い
ることができるショートアーク型水銀灯の一例を示す説
明図、第6図及び第7図はそれぞれ第5図の要部を拡大
して示す説明用正面図及び説明用側面図、M8図は第5
図に示したショートアーク型水銀灯の点灯時におけるア
ークの輝度分布を示す説明図である。 100・・・ショートアーク型水銀灯 101・・・集光鏡 102・・・第1の平面鏡103
・・・インチグレーター 104・・・第2の平面鏡1
05・・・コンデンサレンズ 106・・・縮小レンズ
107・・・フィルター 200・・・基 台300・
・・フォトマスク 400・・・半導体ウェハー1 ・
・・石英ガラス製封体 5 ・・・陽 極51・・・先
端部 6 ・・・陰 極 61 ・・・先端部 7 ・・・陽 極71・・・胴 
部 72・・・先端部 73・・・先端部 学1図 ゝ−−200 ヤ2図 傑3図 学8図 手続補正書(自発) 昭和59年7月23日 特許庁長官 志 賀 学 殿 1、事件の表示 昭和58年特許願第167470号 2、発明の名称 半導体露光装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区大手町2丁1」6番1号朝日東
海ビル19階 名称 ウシオ電機株式会社 5、補正の対象 1)別紙のとおり 2)(1)明細書第1頁第13行乃至第2頁第1行間を
下記のように訂正する。 [本発明は、紫外線を利用して半導体の焼イリを行なう
ための半導体露光装置に関するものである。 IC5LSI、超LSIなどの半導体回路の回路パター
ンの焼付においては、通常シリコンウニして紫外線を含
む光を照射して焼付が行なわれる。 例えばエツチング用レジスト層の形成のために行なわれ
る焼付においては、通常、半導体ウェハー上に形成した
紫外線感光性のレジスト層にフォトマスクを介して水銀
灯の光を照射して露光する方法が広く採用されている。 半導体ウェハーは通常円形であり、その表面領域は縦横
に配列された微小区域に区画され、これらの微小区域が
後に分割されて各々が半導体デバイスを構成するチップ
となる。1枚の半導体ウェハーの大きさは直径で3イン
チ、5インチ、6インチ程度のものが一般的であるが、
半入り体ウェハーは、その製造技(・トjの進四に伴い
大型化する傾向にある。 1枚の半導体ウェハーの全面を同時に露光せしめて全微
小区域を一度に焼(=J番:Jる127)元方法におい
ては、大出力の水銀灯が必要であり、そのために露光装
置が大型となること、しかも半導体ウェハーにおりる照
度の均一化に相当高度な技fJ’jを要すること、など
の問題点があり、結局半導体ウェハーの大型化傾向に適
応することが困デ「である。 このようなことから、最近1枚の半導体ウェハーにおい
て、縦横に配列された微小区域の各々を1個づつ順次に
露光せしめてパターンを順次焼旬ける露光方式が提案さ
れた。このようなステップ露光方式によれば、1回の露
光においては、微小区域1個分の面積を露光ずれはよく
、このため小出力の水銀灯を用いることが可能となって
露光装置が小型になること、しかもI Mの1冷光面積
が小さいので半導体ウェハーの被露光部の照度の均一化
が容易であること、などの大きな利益が得られ、結局高
い精度でパターンの焼付けを行なうことかできる。 而して水銀灯は、消灯時には封入された水銀ガスが凝縮
するため、短い周期で点滅を繰り返すことができず、こ
のため連続点灯せしめたまま大電力点灯状態と小電力点
灯状態を交互に繰り返し、大電力点灯状態において半導
体ウェハーの露光位置にある微小区域の露光を行ない、
小電力点灯状態において、例えばシャッターで水銀灯よ
りの光を遮光して、半導体ウェハーにおL−Jる次の露
光を施すべき微小区域が露光位置に位置されるよう当該
半導体ウェハーをステップ的に移動させることが有利で
ある。これは、大電力点灯状rBで必要な光量が得られ
ると共に、小電力点灯状態では電力の浪費を防止しなか
ら水1R灯の点灯状態が維持されるからである3゜ 第1図は、半導体ウェハーのパターンの焼付に用いられ
る半導体」 (2)同第3頁第9行中「例えは」を「前述のステップ
露光のために、例えば」と訂正する。 (3)同第5頁第7行乃至第8行及び第9頁第5行中[
テーバ状の先端部より成る]を1−テーバ状に形成され
た先端部を有する」と訂正する。 (4)同第7頁第12行及び第13行を下記のように訂
正する。 [れ、しかも過電力点灯(第2の点灯状fi、H)J(
5)同第7頁第16行乃至第18行間を下記のように8
1正する。 「んど変わることがなく、アーク輝点が1(3極先端の
一ケ所のみに常に安定して形成されるので、この陰極先
端」 (6)同第7頁第20行中「過電力に応して」を「過電
力の大きさに応じて」と訂iEする。 (7)同第8頁第4行を下記のように訂正する。 「とができ、この結果、過電力点灯状態における光を照
U=Iすることにより、半屑体つ−1(8)同第8頁第
7行中[できる。−]を「できて高い精度で安定した露
光を繰り返し0行な・うことができる。」と訂正する。 (9)同第3頁@18行乃至第19行中、第4真第15
行中及び第5頁第4行中「フオ(・マスクや」を削除す
る。 (別紙) 2、特許請求の範囲 ])平坦な先端面を有するテーパ状に形成された先端部
を有する陽極を具えたショートアーク型水銀灯と、この
ショートアーク型水ff1J灯を、定常の電力若しくは
それ以下で点灯する第1の点灯状態と前記定常の電力よ
りは大きな過電力で点灯する第2の点灯状態とを交互に
繰り返して点灯させる点灯制御機構とを組み合せたこと
を111−徴とする半導体露光装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)平土且な先端面を有するテーバ状の先端部よシ成る
    陽極を具えたショートアーク型水銀灯と、このショート
    アーク型水銀灯を、定常の電力若しくはそれ以下で点灯
    する第1の点灯状態と前記定常の電力よりは大きな過電
    力で点灯する第2の点灯状態とを交互に繰シ返して点灯
    させる点灯制御機構とを組み合せたことを特徴とする半
    導体露光装置。 □
JP58167470A 1983-09-13 1983-09-13 半導体露光装置 Pending JPS6059733A (ja)

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