曝光裝置、及曝光裝置的設(shè)計方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及例如在制造半導(dǎo)體時使用的曝光裝置及該曝光裝置的設(shè)計方法。
【背景技術(shù)】
[0002]制造半導(dǎo)體等時使用的曝光裝置的照明使用例如紫外線。因此，在曝光裝置的照明中，將以高壓放電燈為代表的燈組合多個使用。另外，該曝光裝置使用作為接收來自多個燈的光來提高該光的均一1性的透鏡體的積分器(integrator)。
[0003]這樣的燈采用與曝光裝置中尋求的光量相對應(yīng)的能力的燈，但在要以一個燈滿足該能力的情況下(即“1燈式的情況”)，萬一因故障等而不能從該燈射出光，則必須要中斷曝光作業(yè)本身。因此，通常進行的是使用容量較小的多個燈使之能夠供給曝光裝置所要求的光量(例如專利文獻(xiàn)1)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)1:(日本)特開2010 - 72571號公報發(fā)明所要解決的課題
[0005]目前，在將由多個燈構(gòu)成的燈組用于曝光裝置的情況下，如果考慮該燈的配設(shè)角度使得越是接近該燈組的上下端或左右端的燈，燈的光軸相對于積分器的中心軸的角度越大，則認(rèn)為可以根據(jù)曝光所需的光量大量增加燈的數(shù)量。即，認(rèn)為燈組的縱向尺寸及橫向尺寸可以很大。
[0006]但是，發(fā)明者們得到如下見解，S卩，如果燈的光軸相對于積分器的中心軸的角度增大，則來自位于比某個角度更靠外側(cè)的燈的光不能成為有助于曝光的有效的光。即，雖然使用了多個燈的曝光裝置是通常情況，但對于應(yīng)如何配置這些多個燈，則尚有改善的余地。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種最合適地配置多個燈的曝光裝置、及最合適地配置多個燈的曝光裝置的設(shè)計方法。
用于解決課題的技術(shù)方案
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種曝光裝置，其特征在于，具備:
由多個燈構(gòu)成的燈組、和
接收來自所述多個燈的光來提高所述光的均一性的積分器，且滿足以下的條件式1及2，
條件式 1:a ^ tan Θ iXLX2，
條件式θ 2= Θ 3，
其中，
a:燈組的縱向尺寸及橫向尺寸 L:燈組的出光位置至積分器的入射位置的距離 Θ 1:各燈的光軸和積分器的中心軸形成的角度中的最大值 θ2:來自各燈的光的孔徑角 θ 3:積分器入射角。
[0009]另外，優(yōu)選燈使用放電燈，且將該放電燈的電極間隔設(shè)為0.8mm以上1.5mm以下。
[0010]另外，優(yōu)選在積分器的朝向燈組的面?zhèn)扰湓O(shè)凸透鏡。
[0011]而且，優(yōu)選在燈的朝向積分器的面?zhèn)扰湓O(shè)減小來自該燈的光的擴散的燈正面透鏡。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的其它方面，提供一種曝光裝置的設(shè)計方法，其特征在于，使用: 由多個燈構(gòu)成的燈組、和
接收來自所述多個燈的光來提高所述光的均一性的積分器，且滿足以下的條件式1及2，
條件式1:a蘭tan Θ iXLX2 條件式θ 2= Θ 3 其中，
a:燈組的縱向尺寸及橫向尺寸 L:燈組的出光位置至積分器的入射位置的距離 Θ::各燈的光軸和積分器的中心軸形成的角度中的最大值 θ2:來自各燈的光的孔徑角 θ 3:積分器入射角。
發(fā)明效果
[0013]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種最合適地配置多個燈的曝光裝置、及最合適地配置多個燈的曝光裝置的設(shè)計方法。
【附圖說明】
[0014]圖1是表示一實施例的曝光裝置10的圖。
圖2是表不燈12的一例的圖。
圖3是表不燈主體20的一例的圖。
圖4表示燈組11的縱向尺寸V及橫向尺寸H，(a)為縱剖面圖，(b)為正面圖。
圖5是對“積分器入射角Θ 3”進行說明的圖。
圖6是表示燈組11和積分器14的位置關(guān)系的圖。
圖7是表示積分器14的中心軸CL及燈12的光軸LCL形成的角度Θ、和有助于曝光對象物X的曝光的光的量之間的關(guān)系的坐標(biāo)圖。
圖8是表示其它實施例的燈組11和積分器14的位置關(guān)系的圖。
圖9是圖8所示的實施例的積分器14周邊的放大圖。
圖10是表示又一其它實施例的燈組11和積分器14的位置關(guān)系的圖。
符號說明
10…曝光裝置、11...燈組、12…燈、14…積分器、16…凹面鏡、18…照射面、20...燈主體、22...反射鏡、24...反射面、25...出光面、26...入射面、28...射出面、30...復(fù)眼透鏡、50...凸透鏡、52...(凸透鏡的)透鏡中心、60...燈正面透鏡、102…發(fā)光管部、104…密封部、106…內(nèi)部空間、108…箔、110…電極、112…引導(dǎo)棒、114…水銀、X…曝光對象物、Θ廣.(積分器的)有效入射角、CL...(積分器的)中心軸、LCL...(燈的)光軸、V…(燈組的)縱向尺寸H...(燈組的)橫向尺寸、Θ…積分器的中心軸和燈的光軸形成的角度、L...燈12的出光面25至積分器14的入射面26的距離、F…積分器的焦點、G…直線、S…(燈組的)出光位置、R…(積分器的)入射位置、D…配置于距燈組11的中心最遠(yuǎn)的位置的燈12、A…積分器14的高度
【具體實施方式】
[0015]圖1表示應(yīng)用了本發(fā)明的一實施例的曝光裝置10。曝光裝置10大致上具有燈組
11、積分器14、凹面鏡16、和照射面18。
[0016]燈組11由多個燈12構(gòu)成。燈12放射包含適合曝光對象物X的曝光的波長的光。燈12的種類沒有特別限定，但在本說明書中，以使用高壓放電燈作為燈12的情況為例進行說明。
[0017]如圖2所示，各個燈12大致上具備燈主體20、和反射鏡22。
[0018]在燈主體20上，如上述，作為一例使用高壓放電燈。如圖3所示，燈主體20具有發(fā)光管部102和從該發(fā)光管部102延伸出的一對密封部104。另外，發(fā)光管部102和一對密封部104通過石英玻璃一體形成。而且，在發(fā)光管部102內(nèi)形成有由密封部104密閉的內(nèi)部空間106。另外，在各密封部104內(nèi)埋設(shè)有鉬制的箔108。
[0019]而且，在燈主體20上分別設(shè)有一端與箔108的一端部連接并且另一端配置于內(nèi)部空間106內(nèi)的鎢制的一對電極110、和一端與箔108的另一端部連接并且另一端從密封部104延伸出外部的一對引導(dǎo)棒112。另外，在內(nèi)部空間106封入有規(guī)定量的水銀114及鹵素(例如溴)。
[0020]當(dāng)對設(shè)于燈主體20的一對引導(dǎo)棒112施加規(guī)定的高電壓時，在設(shè)于發(fā)光管部102的內(nèi)部空間106的一對電極110之間開始的輝光放電過渡為電弧放電，通過由該電弧蒸發(fā)/激勵的水銀114放射光(本實施例的情況下主要為紫外線)。
[0021]返回圖2，反射鏡22在其內(nèi)側(cè)表面具有碗狀的反射面24。該反射面24使來自配設(shè)成使得發(fā)光管102位于反射鏡22的內(nèi)側(cè)的燈主體20的光的一部分反射。本實施例中，該反射面24由旋轉(zhuǎn)拋物面規(guī)定。燈主體20中的發(fā)光點(概略而言為內(nèi)部空間106的一對電極110的中間位置)與該旋轉(zhuǎn)拋物面的焦點相一致。由此，從燈主體20的發(fā)光點放射且由該反射面24反射后從反射鏡22的出光面25射出的光成為大致平行光。當(dāng)然，反射面24的形狀不限于此，也可以為旋轉(zhuǎn)拋物面或其它旋轉(zhuǎn)面、或旋轉(zhuǎn)面以外的形狀。
[0022]通過在燈主體20上組合反射鏡22，從燈主體20放射的光以光軸LCL為中心在具有規(guī)定的角度(以下稱作“孔徑角θ2”)的范圍內(nèi)向反射鏡22的前方前進。
[0023]如圖4所示，燈組11具有縱向尺寸V及橫向尺寸Η。燈組11的縱向尺寸V是指從垂直方向最上段的燈12的反射鏡22 (更準(zhǔn)確而言為該反射鏡22的反射面24)的中心至垂直方向最下段的燈12的反射鏡22 (更準(zhǔn)確而言為該反射鏡22的反射面24)的中心的距離。另外，燈組11的橫向尺寸Η是指從水平方向最右端的燈12的反射鏡22(更準(zhǔn)確而言為該反射鏡22的反射面24)的中心至垂直方向最左段的燈12的反射鏡22 (更準(zhǔn)確而言為該反射鏡22的反射面24)的中心為止的距離。
[0024]返回圖1，積分器14具有接收來自多個燈12的光的入射面26、及在提高了所接收的光的均一性后射出該光的射出面28。在入射面26及射出面28分別形成有多個復(fù)眼透鏡(flyeyelens)30。
[0025]如圖5所示，積分器14上存在基于復(fù)眼透鏡30的形狀等要素決定的積分器入射角θ3。將對位于穿過構(gòu)成積分器14的復(fù)眼透鏡30的中央的中心軸FCL上的該復(fù)眼透鏡30的焦點F、和該復(fù)眼透鏡30的最外端進行連結(jié)的直線設(shè)為直線G。此時，積分器入射角Θ 3定義為該直線G和中心軸FCL形成的角度。此外，積分器14的中心軸CL、和復(fù)眼透鏡30的中心軸FCL通常相互平行。
[0026]在朝向積分器14的入射面26的來自燈12的光、和積分器14的中心軸CL形成的角度在該積分器入射角Θ 3內(nèi)的情況下，該光從積分器14的射出面28以所希望的角度射出，對曝光對象物X進行曝光。換言之，以比積分器入射角Θ 3更大的角度照射積分器14的入射面26的光成為不能從射出面28有效地射出而對曝光對象物X的曝光沒有幫助的光。
[0027]返回圖1，凹面鏡16在其內(nèi)側(cè)形成有反射凹面32。該凹面鏡16使從積分器14射出的光通過該反射凹面32而反射，形成平行光。
[0028]照射面18為接收來自凹面鏡16的平行光的面，以相對于該平行光大致正交的朝向配置。在該照射面18載置曝光對象物X。在曝光對象物X的表面例如涂布有感光劑。