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JPH0770470B2 - 照射装置 - Google Patents

照射装置

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Publication number
JPH0770470B2
JPH0770470B2 JP3517640A JP51764091A JPH0770470B2 JP H0770470 B2 JPH0770470 B2 JP H0770470B2 JP 3517640 A JP3517640 A JP 3517640A JP 51764091 A JP51764091 A JP 51764091A JP H0770470 B2 JPH0770470 B2 JP H0770470B2
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JP
Japan
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light
irradiation
light modulator
lens
schlieren
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP3517640A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06510632A (ja
Inventor
フォークト，ホルガー
クック，ハインツ
ヘス，グンター
ゲーナー，アンドレアス
Original Assignee
フラウンホファー・ゲゼルシャフト・ツール・フォルデルング・デル・アンゲバンテン・フォルシュング・アインゲトラーゲネル・フェライン
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by フラウンホファー・ゲゼルシャフト・ツール・フォルデルング・デル・アンゲバンテン・フォルシュング・アインゲトラーゲネル・フェライン filed Critical フラウンホファー・ゲゼルシャフト・ツール・フォルデルング・デル・アンゲバンテン・フォルシュング・アインゲトラーゲネル・フェライン
Publication of JPH06510632A publication Critical patent/JPH06510632A/ja
Publication of JPH0770470B2 publication Critical patent/JPH0770470B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime 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
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70283—Mask effects on the imaging process
    • 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
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    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70283—Mask effects on the imaging process
    • G03F7/70291—Addressable masks, e.g. spatial light modulators [SLMs], digital micro-mirror devices [DMDs] or liquid crystal display [LCD] patterning devices
    • 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
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging

Landscapes

  • 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)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、電子素子を製造するために使用されるレチ
クルおよびマスクのようなモデルを作製するための、ま
たは製造に必要なフォトリソグラフィ工程の間、ウエハ
および基板を直接照射するための、または感光層を含む
構造を直接照射するための照射装置または露光装置に関
するものであり、前記照射または露光装置は光源および
パターン発生器を含む。
この発明は特に、モデル、レチクルおよびマスク、の作
製に関し、または半導体製造、集積回路の製造、ハイブ
リッド製造およびフラットスクリーンの製造とともに、
照射方法が用いられる場合の同様の製造方法の分野にお
ける測微計範囲の直接照射に関するものである。この発
明は特に、半導体製造の分野で半導体ウエハの直接照射
に用いられるように、かつハイブリッドおよびボンディ
ング技術の分野で基板の直接照射に用いられるように適
合された照射装置に関するものである。
フォトリソグラフィによる回路の製造のためとともに、
マスクの製造および半導体製品の直接照射のための照射
テンプレートであるレチクルを作製するために、レーザ
光源または水銀灯を含む電子ビーム描画装置、レーザビ
ームユニットおよび光学パターン発生器が使用される。
先行技術による光学パターン発生器は、機械的長方形シ
ールドによって規定された長方形の窓に連続的かつ個別
の照射を行なうことによって所望の構造を作製する。作
製されるべき構造の複雑性により、必要とされる照射長
方形の数が定められ、ひいては構造のための描画時間ま
たは露光時間が定められる。これらの公知のパターン発
生器によって作製され得る構造の精度はひいては、使用
される機械的長方形シールドの精度によって限定され
る。
先行技術によるレーザビームユニットの場合、照射され
るべき表面はレーザビームによってラスタされる。ラス
タ工程に必要とされるシリアルデータフローのために、
このようなレーザビームユニットの描画速度または照射
速度は限定される。さらに、このようなレーザビームユ
ニットは機械光学のために高額の投資を必要とする。
先行技術に用いられる電子ビームユニットは、電子感応
性の特別なフォトレジストシステムの照射にしか用いら
れることができず、上述のレーザビームユニットと比較
すると、電子ビームユニットはさらに真空技術の使用を
必要とする。したがって、電子ビームユニットは極めて
高額の資本出費および作業コストを必要とする。
Ｂ・Ｗ・ブリンカ（B.W.Brinker）他による技術発行
物、SPIEの予稿集、1989年、第1018巻の「アクティブ・
マトリックスアドレスされた空間光変調器に用いられる
薄い粘弾性層の変形作用（Deformation behavior of th
in viscoelastic layers used in an active,matrix−a
ddressed spatial light wodulator）」は、テレビ画像
の生成、または画像表示のためのアクティブ・マトリッ
クスアドレスされた粘弾性表面光変調器を含む反射性光
学シュリーレン系の使用を既に開示している。この表面
光変調器は、その光が適切な光学系を介して表面光変調
器の表面上に垂直方向に達する永久光源を含む。表面光
変調器の表面領域は、制御電極のアドレッシングに応答
して変形されるよう適合されており、それによって表面
上に達する光が、アドレスされた表面素子の場合は回折
光として、アドレスされていない表面素子の場合は非回
折光として反射される。非回折光は光源に戻るであろう
が、回折光はテレビ画面または画像表示領域上での画像
生成のために光学シュリーレン系を介して使用されるで
あろう。
テキサス・インスツルメント（Texas Instruments）の
発行物、JMF 008:0260、10/87は、その反射面が電気的
にアドレス可能、かつ機械的に変形可能な複数のリード
からなる表面光変調器を開示している。
予備公開されていない、先行の国際特許出願PCT/DE91/0
0375号は、モデルを作製するための、または電子素子を
直接照射するための照射装置を説明しており、前記照射
装置は光源とパターン発生器とを含む。パターン発生器
は光学シュリーレン系とアクティブ・マトリックスアド
レス可能な表面光変調器とを含み、この表面光変調器は
反射面を含む粘弾性制御層を有する。シュリーレン系の
シュリーレンレンズと投影レンズとの間にはミラー装置
が配置され、このミラー装置は好ましくは二重機能を行
ない、すなわち光源から表面変調器上に入来した光を偏
向させ、反射された非回折光をフィルタ処理して除去す
るためのフィルタ装置としての機能を果たすために使用
される。シュリーレンレンズは表面光変調器に近接して
配置される。変位可能に適合された位置決めテーブル
は、その上にモデルまたは電子素子を受ける。この照射
装置では、集束手段によって光が光源からミラー装置を
介し、表面光変調器上に導入され、この集束手段はミラ
ー装置の前方にあるビーム経路内に配置され、ミラー装
置上に光源から入来する光を集束する。すなわち、この
照射装置が使用される場合、表面光変調器に照射を行な
うための虚像の点光源がミラー装置の位置で必然的に生
成され、その結果照射装置の構造設計と、そのミラー装
置およびフィルタ装置の配置が限定される。
US−Ａ−4,675,702号は、たとえば感光膜を露光するた
めに用いられることができ、かついわゆる「フォトプロ
ッタ」として構成され得る表面露光装置を開示する。こ
の露光装置は、たとえば液晶層からなる、制御可能なラ
イト・マトリックス・バルブを介して注がれる本質的に
平行な光束を発生するための光源を含み、それによって
露光されるべきでない感光膜の領域が規定される。
US−Ａ−4,728,185号は、光学プリンタ内で光変調器と
ともに用いられることができシュリーレン結像系を扱
う。ライトバルブ自体は、電子工学的にアドレス可能な
表面光バルブとして構成されることができる。公知の照
射装置は、棒形光変調器のアドレスされた部分しか感光
層上に結像されないように配置される。
US−Ａ−4,592,648号は、半導体材料上の感光層上にモ
デルの像を形成するのに用いられ、かつ変位可能な位置
決めテーブルが設けられた照射装置を開示する。
この先行技術を基礎として、この発明の目的は、モデル
を作製するための、または電子素子を直接照射するため
の照射装置を提供することであり、前記照射装置は構造
が単純であり、レーザビームシステムまたは電子ビーム
システムと比較して露光時間または描画時間を短縮する
ことができる。
この目的は、請求項１に記載の照射装置によって達成さ
れる。
この発明によると、電子素子を製造するために使用され
るモデルを作製するための、またはそれらの製造に必要
とされるフォトリソグラフィ工程の間ウエハまたは基板
を直接照射するための、または感光層を含む構造を直接
照射するための照射装置は、光源とパターン発生器とを
含み、パターン発生器は光学シュリーレン系およびアク
ティブ・マトリックスアドレス可能な光変調器を含む。
この表面光変調器は反射面に設けられ、そのアドレスさ
れた表面領域は入射光を回折し、そのアドレスされてい
ない表面領域は入射光を反射する。シュリーレン系は、
表面光変調器の側に配置されたシュリーレンレンズと、
表面光変調器と対面しない投影レンズと、それらのレン
ズの間に配置され、光源から入来した光を表面光変調器
の表面上に向けるミラー装置とを含む。シュリーレンレ
ンズは表面光変調器から前記レンズの焦点距離よりも短
い距離に配置される。照射装置は集束装置を含み、集束
装置は、ミラー装置から間隔を開けられた少なくとも１
つの点に光源からの光を集束し、かつその点をミラー装
置で反射することによって少なくとも１つの虚像の点光
源と関連付ける。シュリーレンレンズと投影レンズとの
間にある虚像の点光源の回折画像面で、フィルタ装置は
次のような性質の構造設計を与えられる。すなわち、表
面光変調器のアドレスされた表面領域によって反射され
た回折光をいわゆるネガティブモードでフィルタ処理し
て除去し、アドレスされていない表面領域によって反射
された非回折光を投影レンズを介してモデル、電子素
子、もしくは構造へ達することができるようにするか、
または表面光変調器のアドレスされていない表面領域に
よって反射された非回折光をいわゆるポジティブモード
でフィルタ処理して除去し、アドレスされた表面領域に
よって反射された回折光を投影レンズを介してモデル、
電子素子、もしくは構造に達することができるようにす
る。照射装置はさらに変位可能な位置決めテーブルが設
けられ、この位置決めテーブル上には、表面光変調器の
表面領域の鮮明な画像をモデル、電子素子、または構造
上に形成することができるような態様で、モデル、電子
素子、または構造を適所に固定することができる。
この発明の本質的局面に従うと、この発明に従った照射
装置の光源はパルス化されたレーザ光源であり、このレ
ーザ光源のパルス持続期間は、位置決めテーブルの変位
率で分割された作製されるべき構造の最小寸法よりも短
い。この実施例に基づくと、位置決めテーブルが本質的
に連続して変位している間、この発明に従った照射装置
では、モデル、電子素子、または構造にストロボのよう
な照射を行なうことができ、それによって極めて高速の
描画速度および露光速度が達成される。
個々のレーザ光パルスの照射強度が高いにも関わらず、
この発明は、たとえばテレビ画面の場合のように、照射
強度が極めて低い使用の場合しか、先行技術に使用され
る型の表面光変調器を使用しない。しかし、この発明に
従った照射装置のレーザ光パルスが持続期間の短いパル
スのみであるという事実に鑑みると、表面光変調器は依
然として熱要件を満たすであろう。表面光変調器の迅速
なプログラム可能性またはアドレス可能性に基づくと、
作製されるべき構造全体の連続した２つの部分画像の間
での位置決めテーブルの変位移動の間、前記表面光変調
器を再びプログラムまたはアドレスすることができる。
これによって、反復構造を有する半導体ウエハの直接照
射の場合に短い露光パルスシーケンスが可能となるだけ
でなく、表面光変調器の迅速な再プログラム可能性に基
づいた不規則な構造の作製も可能になるであろう。
この発明に従った照射装置のさらなる発展が従属項に開
示される。
この発明に従った照射装置の好ましい実施例が、添付の
図面を参照して以下により詳細に説明される。
図１は、この発明に従った照射装置の全構造の概略図を
示す。
図２は、この発明に従った照射装置の第１の実施例の詳
細図を示す。
図３は、この発明に従った照射装置の第２の実施例の詳
細図を示す。
図４は、この発明に従った照射装置の第３の実施例の詳
細図を示す。
図１に示される照射装置には、その全体に参照番号
「１」が付されており、電子素子製造のためのレチクル
およびマスクのようなモデルを作製する役割、または基
板もしくは感光層を含む構造の直接照射を行なう役割を
果たす。この発明に従った照射装置１はエキシマレーザ
光源２を含む。このエキシマレーザ光源は、紫外線領域
内の波長が約450ないし150nmであるガス放出レーザ装置
であり、１パルス当たり極めて高い光強度で、かつ高い
繰返し率で、光パルスを制御可能な態様に発する。エキ
シマレーザ光源２は照射光学ユニット４を介してパター
ン発生器３に接続される。照射光学ユニット４は、エキ
シマレーザ光源２の光アパーチャが表面光変調器の表面
に適合されるような態様で、エキシマレーザ光源２から
入来した光を表面光変調器13に与える機能を果たし、表
面変調器13はパターン発生器３の一部を形成し、これよ
り後に説明される。図２および３に関して下に説明され
る好ましい実施例の場合、照射光学ユニット４はその構
造自体が公知であるレンズ系によって規定される。
投影光学ユニット５によって、パターン発生器は後で詳
細に説明される態様でモデル６上にパターンの画像を形
成し、前記モデル６はｘ−ｙ−θ位置決めテーブルによ
って保持される。
投影光学ユニット５はパターン発生器３によって作製さ
れたパターンの画像をモデル６上に形成するだけではな
く、画像形成の際、所望の倍率拡大または縮小を行な
い、所望であれば、モデル６上に画像をオートフォーカ
スするものである。
既に説明したとおり、モデルはたとえばレチクルまたは
マスクであり得る。始めにも説明された直接照射の場
合、ｘ−ｙ−θ位置決めテーブル７は、モデル６の代わ
りに、照射が行なわれるべき半導体ウエハ、フォトリソ
グラフィによって形成されるべき他のエレメント、また
は描画されるべき、もしくは照射されるべき感光層を含
む構造を保持する。
位置決めテーブル７は防振支持構造８上に配置される。
この支持構造８の上には、追加モデル６、半導体素子、
または照射が行なわれるべき構造のためのローディング
およびアンローディングステーション９が設けられ得
る。ローディングおよびアンローディングステーション
９には、半導体製造技術の分野で通常使用され、かつ照
射が行なわれるべきモデルもしくは基板を、または他の
半導体素子を、位置決めテーブル７に自動的に装填する
のに適した構造設計が与えられる。
制御コンピュータ10および関連の制御エレクトロニクス
11は、露光装置のためのすべての制御機能を行なう。制
御コンピュータ10および制御エレクトロニクス11は特
に、コンピュータ制御による位置決めテーブルの位置合
わせを目的として、位置決めテーブル７と交信する。制
御コンピュータ10は、モデル６上に連続的に部分画像を
形成してその結果、露光された全体構造を得るために、
位置決めテーブル７のそれぞれの制御位置に応答して、
パターン発生器３をそれぞれプログラムし、かつアドレ
スする。磁気テープユニットまたはLANインタフェース
（図示せず）がデータキャリヤとして使用される。
図２からわかるように、パターン発生器３は、２次元光
変調器とも称される表面光変調器13を含み、さらに、表
面光変調器と対面するシュリーレンレンズ15と、表面光
変調器13と対面しない投影レンズ16と、シュリーレンレ
ンズ15と投影レンズ16との間に配置されたミラー装置17
とを含む光学シュリーレン系も含む。開示される好まし
い実施例ではミラー装置は半反射ミラーとして示され、
半反射ミラー17とレンズ15、16の光軸の交点が、前記シ
ュリーレンレンズ15の焦平面から距離ａだけシュリーレ
ンレンズ15に向って変位されるような態様で、レンズ1
5、16の光軸に対して45゜の角度をなすように配置され
る。
シュリーレンレンズ15は、表面光変調器13からその焦点
距離よりも短い距離に配置される。
ミラー装置17の前方にあるビーム経路内に配置される照
射光学ユニットは、前述したエキシマレーザ光源２に加
えて、ビーム拡大光学系4a、4bおよび集束光学系4cを含
み、集束光学系は図示される好ましい実施例では光を１
点Ｐに集束させる。光が光軸に対して対称に導入される
この関係に示される配置では、光軸とミラー装置17との
交点からのこの点Ｐの距離は、光軸とミラー装置17との
前記交点と、シュリーレンレンズ15の焦平面との間の距
離ａに対応する。
すなわち、この関係に示される実施例では、ミラー装置
17と集束装置4cとは、集束手段の焦点Ｐが、ミラー装置
17で、点Ｐを反射させることによって虚像の点光源Ｐ′
と関連付けるように配置され、前記虚像の点光源Ｐ′は
この実施例ではシュリーレンレンズ15の焦平面内に位置
付けられる。したがって、虚像の点光源Ｐ′の回折画像
もシュリーレンレンズ15の焦平面内に位置付けられ、そ
れによって望ましくない次数の回折をフィルタ処理して
除去するために使用され、回折画像面内に位置付けられ
るフィルタ装置18は、この実施例でシュリーレンレンズ
15の焦平面に配置される。
図２に従った実施例では、集束装置4cの焦点Ｐは、反射
により焦点と関連付けられた虚像の点光源Ｐ′がシュリ
ーレンレンズの焦平面内に位置付けられるように、ミラ
ー装置17に対して配置される。この構造設計とは別に、
集束装置4cの焦点を変位させて、それと関連付けられた
虚像の点光源Ｐ′を、前記シュリーレンレンズの方へシ
ュリーレンレンズ15の焦平面よりも遠方に変位させるこ
とができる。それによって、虚像の点光源Ｐ′の回折画
像面がシュリーレンレンズ15の焦平面から投影レンズ16
の方へ変位するという効果がもたらされる。フィルタ装
置18が回折画像面内に配置されねばならないということ
を考慮すると、現在説明されている実施例は前記フィル
タ装置18もまた、投影レンズ16の方へ、図２に示される
構造設計よりも遠方に変位させ、前記フィルタ装置18を
回折画像面内に位置決めせねばならない。
表面光変調器13は、シュリーレンレンズ15に対し反射面
19によって封止されている粘弾性制御層18を含み、前記
反射面はたとえば金属膜によって形成される。さらに、
表面光変調器13はいわゆるアクティブ・アドレシングマ
トリックス20を含み、このマトリックスは関連の制御電
極対を有するMOSトランジスタのモノリシック集積アレ
イから構成され得る。典型的には、アドレシングマトリ
ックス20は2000×2000個の画素を含むであろう。アドレ
シングマトリックス20の反射面19の画素または表面領域
19a、19b、…の各々は、一対または数対の電極を有する
２つのトランジスタと接続され、粘弾性層18およびその
反射面19とともに、１または数格子の繰返しからなる回
折格子を各々形成する。
表面領域19a、19b、…が、それぞれの表面領域の電極対
の２つの電極に対抗電圧（論理「１」）を印加すること
によってアドレスされる場合、反射面19はぼほ正弦曲線
状の断面を呈するであろう。アドレスされなければ、そ
れぞれの表面領域19a、19b、…は平坦であろう。
いわゆるポジティブモードでは、フィルタ装置18は表面
光変調器13から入来した０次光をフィルタ処理して除去
し、より高次の回折光のうち少なくとも１つが通過でき
るように構成され、それによってアドレスされる変調器
領域に対応する表面光変調器13の投影領域は、照射され
るべき感光層６上への照射によって結像される。
上述の構成とは別に、いわゆるネガティブモードを実現
するために、フィルタ装置18は、光変調器13から入来し
た０次光しか通過させないようにも構成され得、これは
図２に示される。したがって、表面光変調器13のアドレ
スされていない表面領域19a、19b、…によって反射され
た非回折光しか、投影レンズ16を介してモデル６または
電子素子または構造に達することができず、それによっ
てネガティブモードの投影画像はアドレスされていない
領域に対応するであろう。
図２を参照して今説明されたシステムでは、レーザ光源
２から光学ユニット４およびミラー装置17を介するシス
テムへの光の導入は、レンズ15および16の光軸に対して
対称的に行なわれ、それにより虚像の点光源Ｐ′から入
来し、光変調器13上に達する光は前記表面光変調器13上
に本質的に垂直に達するであろう。
しかし、図３に関して以下に説明されるように、光が非
対称的に導入された場合、光の入射を斜角で得ることが
できる。
以下に説明される偏向を除き図２の実施例に対応する図
３に従った実施例では、前記図３のミラー装置を規定す
る半反射ミラー17が45゜の角度から外れた角度で配置さ
れる。集束装置4cの焦点Ｐの半反射ミラー17からの距離
は、この場合も点Ｐと関連づけられた虚像の点光源Ｐ′
がシュリーレンレンズ15の焦平面に位置付けられるよう
に選択される。しかし、半反射ミラー17の傾きのため
に、虚像の点光源Ｐ′はここではレンズ15、16の光軸の
外側に位置付けられるであろう。これには、虚像の点光
源Ｐ′の光が斜角での入射で表面光変調器13上に達する
という効果があるであろう。
シャッタとして構成され、０次光をフィルタ処理して除
去するために使用されるフィルタ装置18は、光軸に関し
て虚像の点光源Ｐ′と対称的に位置決めされる。
横方向スペクトルの１次、２次および３次回折は、投影
レンズ16によって受けられ、投影テーブル７上に配置さ
れたモデル６上に結像される。
図３に示される配置の場合のように、動作モードがいわ
ゆるポジティブモードである場合、構造が微細な投影が
得られる。たとえば図２に示される対称配置が使用され
る場合、投影レンズ16の開口数のために回折次数が小さ
いものしか結像されず、それによってその投影の微細構
造が比較的強く際立つ。できるだけ同質であり、かつ光
微細構造だけを有する照射を得るためには、より高次数
のうち可能な最大次数のものが結像過程に含まれねばな
らないであろう。図３に従った非対称配置が使用される
場合、スペクトルの両側のうち一方からのより高次の回
折が投影レンズ16の変化しない入射瞳によって結像さ
れ、それによって形成される像の同質性が改善される。
図３に従った実施例とともに示されている型のミラーで
ある。半反射ミラーの使用とは別に、集束装置4cから入
来する光がミラー装置上に達すると図３に示されている
領域だけにミラーが設けられ、１次ないし３次の回折が
通過できるように残りの領域を開放することも可能であ
る。
図２および３に従った実施例では、レーザ光源２から入
来する光は１点Ｐだけで集束され、虚像の点光源Ｐ′１
点が前記点Ｐに対応する。
上述とは別に、複数の本質的に点対称の点光源（９個の
点光源）が図４に従った第３の実施例で形成され、前記
点光源は各々表面光変調器13の表面全体に照射を与え
る。
この目的のために、照射光学ユニット４は、ビーム拡大
光学系4aおよび4bに加えて、２つの円柱レンズ系群21な
いし23、24ないし26を含み、それらは互いに垂直方向に
配置される。
ビーム経路内に前方で位置付けられた円柱レンズ21、2
2、23は、相構造と平行に、少なくともｙ方向に配向さ
れ、最初に述べた前記円柱レンズの後に続く円柱レンズ
24、25、26は、相構造と直角に配置される。一方が他方
の後ろに置かれるこれらの円柱レンズ系は、光を９個の
点に集束し、それらの点のうち３つの点すなわちP1、P
2、P3が図面に示される。半反射ミラーによって規定さ
れたミラー装置17に対する焦点P1、P2、P3の位置は、前
記ミラー装置17によって反射される場合、シュリーレン
レンズ15の焦平面に位置付けられた点光源P1′、P2′、
P3′とそれらの焦点を関連づけるような性質のものであ
る。
動作中、すべての実施例の位置決めテーブル７は予め定
められた移動方向に連続して移動し、この移動の間、結
像されるべき全体構造の重なった部分画像の画像が、エ
キシマレーザ光源２をパルス化することによってモデル
６上に形成されるであろう。
表面光変調器13のアドレシングマトリックス20は通常、
機能を行なうことができない複数の画素を含む。
ポジティブモードで動作しているシステムでは、論理
「０」がこれらの欠陥画素に作用する。
ネガティブモードで動作しているシステムでは、これら
の欠陥画素はもはや反射を行なわないように処理され
る。それは、たとえばそれらの画素を彩色することによ
って、またはその反射面を破壊することによって行なわ
れることができる。
モデル６上の構造は各々、部分画像を重ねることによっ
て形成されるので、照射されるべき構造の各部分が、作
業順に１個の画素分、または作業順に表面領域１つ分、
少なくとも１回確実に照射される。
パルス化されたエキシマレーザ光源２のパルス持続期間
は、位置決めテーブル７の変位率で分割された、形成さ
れるべき構造の最小寸法よりも短いので、位置決めテー
ブル７の連続変位の際に照射された全体構造の形成は不
鮮明とはならないであろう。
アドレシングマトリックス20を制御するためのデータ構
造は本質的に、先行技術に従ったラスタ配向されたレー
ザビームまたは電子ビームユニットを制御するためのデ
ータ構造に対応する。この発明に従った照射装置の使用
により生じた本質的な利点は、大量のデータを伝送する
のに必要とされる時間が、アドレシングマトリックス20
の細分に基づき、かつたとえば16または32個の細片から
なるサブマトリックスの並列プログラミングに基づき、
ほぼ任意の程度にまで短縮されるという事実に見られる
べきである。アドレスマトリックス20を含む、この発明
に従った照射装置１のさらなる利点は、シリコンウエハ
上の集積回路の規則的配列のような反復構造に照射を与
える目的のために、アドレシングマトリックス20はたっ
た一度したプログラムする必要がなく、プログラムされ
た画像はすべての同一構造に対してたった一度した記憶
される必要がないという事実に見られるべきである。
この発明に従った照射装置１には、自動校正システムお
よび直接描画の場合のモデル６の微調整のためのシステ
ムを設けることができる。この目的のために、基準マー
クが位置決めテーブル７およびモデル６上に付され、ア
ドレシングマトリックス20がプログラム可能な基準マー
クとして用いられる。自動校正によって、投影光学ユニ
ット５の拡大倍率拡大誤差やすべての位置決め誤差を補
償することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｆ 1/00 Ｚ 7/20 ５２１ 7352−4Ｍ Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１９ (72)発明者 ヘス，グンター ドイツ連邦共和国、4100 デュースブル ク、１、リチャード・バーグナー・シュト ラーセ、112 (72)発明者 ゲーナー，アンドレアス ドイツ連邦共和国、4100 デュースブル ク、１、カメルシュトラーセ、89

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】電子素子の製造に用いられるモデルを作製
    するための、またはそれらの製造に必要とされるフォト
    リソグラフィ工程の際ウエハまたは基板を直接照射する
    ための、または感光層を含む構造を直接照射するための
    照射装置であって、光源（２）とパターン発生器（３）
    とを含み、 パターン発生器（３）は光学シュリーレン系（14）と、
    アクティブ・マトリックスアドレス可能な表面光変調器
    （13）とを含み、 表面光変調器（13）は反射面（19）を有し、そのアドレ
    スされた表面領域（19a、19b、…）は回折光として入射
    光を反射し、そのアドレスされていない表面領域（19
    a、19b、…）は非回折光として入射光を反射し、 シュリーレン系（14）は、表面光変調器（13）の側に配
    置されたシュリーレンレンズ（15）と、表面光変調器
    （13）と対面しない投影レンズ（16）と、それらのレン
    ズ（15、16）の間に配置され、かつ光源（２）から入来
    する光を表面光変調器（13）の表面（19）上に向けるミ
    ラー装置（17、17a）とを含み、 シュリーレンレンズ（15）は表面光変調器（13）から前
    記レンズの焦点距離より短い距離に配置され、 集束手段（4c）が、ミラー装置（17）から間隔を開けら
    れた少なくとも１つの点（Ｐ）に光源（２）から入来す
    る光を集束し、かつその点（Ｐ）をミラー装置（17）で
    反射することによって少なくとも１つの虚像の点光源
    （Ｐ′）と関連付けるように適応させるために設けら
    れ、 フィルタ装置（18）が、シュリーレンレンズ（15）と投
    影レンズ（16）との間で、虚像の点光源（Ｐ′）の回折
    画像面内に配置され、前記フィルタ装置（18）は、 表面光変調器（13）のアドレスされた表面領域によって
    反射された回折光をフィルタ処理して除去し、アドレス
    されていない表面領域によって反射された非回折光を、
    投影レンズ（16）を介し、モデル（６）、または電子素
    子、または構造へ到達させることができるか、または 表面光変調器（13）のアドレスされていない表面領域に
    よって反射された非回折光をフィルタ処理して除去し、
    アドレスされた表面領域によって反射された回折光を、
    投影レンズ（16）を介し、モデル（６）、または電子素
    子、または構造へ到達させることができるような性質の
    構造設計を有し、 表面光変調器（13）の表面領域（19a、19b、…）の鮮明
    な画像が、モデル（６）、ディスク、基板、または構造
    上に形成され得るように、モデル（６）、ディスク、基
    板、または構造が適所に固定され得る変位可能な位置決
    めテーブル（７）が設けられ、 光源はパルス化されたレーザ光源（２）であり、そのパ
    ルス持続期間が、位置決めテーブル（７）の変位率によ
    って分割された作製されるべきモデル、ディスク、基板
    または構造の最小構造寸法よりも短かくなるように構成
    され、 位置決めテーブルの変位の間、モデル（６）、ディス
    ク、基板または構造は、表面光変調器（13）の十分なア
    ドレシングによって複数の部分画像から構成される、照
    射装置。
  2. 【請求項２】ミラー装置は、レンズ（15、16）によって
    定められた光軸に対して45゜の角度で配置される半反射
    ミラー（17）によって規定される、請求項１に記載の照
    射装置。
  3. 【請求項３】フィルタ装置（18）はシュリーレンレンズ
    （15）の焦平面に配置され、 集束装置（4c）は点（Ｐ）を生成し、そこで、ミラー装
    置（17）での反射によって、点（Ｐ）と関係付けられる
    ことができる虚像の点光源（Ｐ′）が、シュリーレンレ
    ンズ（15）の焦平面内に位置付けられるような、ミラー
    装置からの距離で、光源（２）からの光が集束される、
    請求項１または２に記載の照射装置。
  4. 【請求項４】集束装置（4c）は点（Ｐ）を生成し、そこ
    でミラー装置（17）での反射によって点（Ｐ）と関係付
    けられることができる虚像の点光源（Ｐ′）が、シュリ
    ーレンレンズの方向にシュリーレンレンズ（15）の焦平
    面に対して第１の変位を行なうことによって生成される
    ような、ミラー装置からの距離で、交点（２）からの光
    が集束され、 フィルタ装置（18）は、投影レンズ（16）の方向にシュ
    リーレンレンズ（15）の焦平面に対して第２の変位を行
    なうことによって配置され、前記第２の変位は前記第１
    の変位に依存する、請求項１ないし２に記載の照射装
    置。
  5. 【請求項５】集束装置（4c）および／またはミラー装置
    （17）は、非回折光がレンズ（15、16）の光軸に対して
    角度をなして反射されるように、表面光変調器（13）の
    表面（19）上に斜角で光が達するように配置され、 フィルタ装置（18）は一次回折光および／またはより高
    次の回折光の横方向のスペクトルを投影レンズ（16）へ
    到達させ、他方、０次光をフィルタ処理して除去するこ
    とができる、請求項１ないし４の１つに記載の照射装
    置。
  6. 【請求項６】パルス化されたレーザ光源はエキシマレー
    ザ光源（２）である、請求項１ないし５の１つに記載の
    照射装置。
  7. 【請求項７】表面光変調器（13）の各表面領域は、各々
    が一対の制御電極、または数対の制御電極を設けられた
    ２つのトランジスタを接続させ、それぞれの表面領域の
    アドレシングに応答して、反射面および前記反射面によ
    って覆われた粘弾性制御層とともに１つまたはいくつか
    の回折格子を形成するであろう、請求項１ないし６の１
    つに記載の照射装置。
  8. 【請求項８】ウエハまたは基板のための自動ローディン
    グおよびアンローディング装置が設けられ、それによっ
    て一群のウエハまたは基板の完全自動照射を行なうこと
    ができる、請求項１ないし７の１つに記載の照射装置。
  9. 【請求項９】予備調整手段または微調整手段が設けら
    れ、それによって製造工程の間、基板に繰返し正確な照
    射を与えることができる、請求項１ないし８の１つに記
    載の照射装置。
  10. 【請求項１０】表面光変調器（13）は、予備調整および
    微調整の際、プログラム可能な基準マークとして使用さ
    れる、請求項９に記載の照射装置。
  11. 【請求項１１】表面光変調器（13）の反射面は液晶層で
    覆われ、 電気的にアドレス可能な表面領域（19a、19b、…）によ
    って、位相変位、およびしたがって入射光の回折が生じ
    る、請求項１ないし10の１つに記載の照射装置。
  12. 【請求項１２】表面光変調器（13）にはアドレス可能な
    機械的エレメントから構成される反射面が設けられ、前
    記エレメントの折曲げにより、位相変位、およびしたが
    って、光の回折が生じるであろう、請求項１ないし11の
    １つに記載の照射装置。
  13. 【請求項１３】機械的エレメントは、折曲げられるよう
    に適応され、かつ反射面が設けられたリードである、請
    求項12に記載の照射装置。
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