JP2002277620A - Amplitude division means, illuminating optical device having the amplitude division means, projecting exposure device, and exposing method - Google Patents

Amplitude division means, illuminating optical device having the amplitude division means, projecting exposure device, and exposing method

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JP2002277620A
JP2002277620A JP2001073251A JP2001073251A JP2002277620A JP 2002277620 A JP2002277620 A JP 2002277620A JP 2001073251 A JP2001073251 A JP 2001073251A JP 2001073251 A JP2001073251 A JP 2001073251A JP 2002277620 A JP2002277620 A JP 2002277620A
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light source
light
amplitude
illumination
dividing
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Japanese (ja)
Inventor
Hideki Komatsuda
秀基 小松田
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an amplitude division means adoptable to <=200 nm short wavelength and capable of reducing the energy absorption, an effect interference reducing means using the amplitude division means when a light source has with interfering property and an illuminating optical device and a projecting exposure device applying the interference reducing means. SOLUTION: A plurality of plate-like members are superposed to each other and used as the amplitude division means. The interference reducing means is formed by the amplitude division means and a plurality of mirrors and applied to the illuminating optical device and the projecting exposure device. In the optical device and the exposure device, an S wave is preferably used as a light beam made incident on the division means. The reflection factor of the plate-like member is different between the incidence of P polarized light and that of S polarized light and a higher reflection factor can be secured by the incidence of S polarized light as compared with the incidence of P polarized light.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は投影露光装置、特に
半導体集積回路製造工程中、投影露光工程に使用される
に好適な投影露光装置、又はこれに搭載される照明装置
に関するものである。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a projection exposure apparatus, and more particularly to a projection exposure apparatus suitable for use in a projection exposure step during a semiconductor integrated circuit manufacturing process, or an illumination device mounted thereon.

【0002】[0002]

【従来の技術】特開平11−174365、特開平11
−312631、特開2000−223396におい
て、本出願人は光源に干渉性がある場合の実効的干渉性
低減手段についての提案を行った。本発明はこれらの発
明の改良である。
2. Description of the Related Art JP-A-11-174365,
In Japanese Patent Application Laid-Open No. -312631 and JP-A-2000-223396, the present applicant has proposed effective coherence reducing means when the light source has coherence. The present invention is an improvement on these inventions.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】さて、近年、本発明の
属する技術分野で使用される光源の短波長化は著しいも
のがある。従来の主流は248.4nmの光を発するK
rFエキシマレーザーであったが、近年では193.3
nmのArFエキシマレーザーが主流になりつつあり、
さらには157.6nmのF2エキシマレーザーが次世
代露光機の光源として検討されている。
Recently, there has been a remarkable reduction in the wavelength of a light source used in the technical field to which the present invention belongs. The conventional mainstream is K which emits light of 248.4 nm.
Although it was an rF excimer laser, it has recently been 193.3.
nm ArF excimer laser is becoming mainstream,
Further, an F2 excimer laser of 157.6 nm is being studied as a light source of a next-generation exposure machine.

【0004】従来の技術で取り上げた発明は、皆、振幅
分割ミラー、所謂ハーフミラーの存在を前提としてい
る。ところが、この200nm以下の短波長化にハーフ
ミラーは十分に対応出来ない。波長が短くても透過率の
高い膜材料がなかなか存在しない為、どうしても吸収の
大きなハーフミラーとなってしまうのである。本発明は
この点に鑑みて考案されたものであり、193.3nm
や157.6nmといった極端に短い波長においても吸
収が少ない振幅分割手段を提案することを目的とする。
[0004] The inventions described in the prior art all assume the existence of an amplitude dividing mirror, a so-called half mirror. However, the half mirror cannot sufficiently cope with the shortening of the wavelength to 200 nm or less. Even if the wavelength is short, a film material having a high transmittance does not easily exist, so that a half mirror having a large absorption is inevitably formed. The present invention has been devised in view of this point, and has a structure of 193.3 nm.
It is an object of the present invention to propose an amplitude dividing means that has a small absorption even at an extremely short wavelength such as 157.6 nm or 157.6 nm.

【0005】[0005]

【課題を解決する為の手段】前記課題を解決する為、本
発明は、複数の板状部材を重ねて振幅分割手段として用
いる事を提案する。又、この振幅分割手段に入射する光
束は、S波である事が、望ましい。板状部材での反射率
はP偏光入射とS偏光入射とでは異なり、S偏光入射の
方がP偏光入射よりも高い反射率を確保することができ
るからである。一般に、硝子は1.5程度の屈折率しか
有さない。この為、光路中に光線の方向と、平行平面板
の反射面の垂線がなす角(入射角)が45°になるよう
に、平行平面板を斜設し、多重反射を考慮しても、9.
3%の反射しか見込めない。このため、通常、素ガラス
はハーフミラーとしての機能を有する事を認められてい
ない。ところが、ここで、光振幅分割手段として板状部
材を6枚重ねの構造とすると、反射率は32%に跳ね上
がる。更に入射光をS偏光に限れば、その反射率は55
%と、立派にハーフミラーとして機能するのである。更
に、板状部材を重ねた構造をもつ光振幅分割手段を用い
た光遅延構造部の効果を計算し、本発明の原理を説明す
る。図1は、この本発明の原理を説明する図である。
図1では、内部透過率99.8%/cm、1mm厚の無
コートの平行平面板を3枚重ねた光振幅分割手段50を
置いている。これは、入射光をS偏光に限定すれば、反
射41.6%、透過58.3%のミラーとなる為、この
光遅延構造部を通過できる光の総量は入射光の99.8
%となり、0.2%のロスしか生じない。これに対し
て、従来のハーフミラー60では、反射40%、透過5
5%程度のものが使用される。5%は膜による吸収であ
る。この場合、この光遅延構造部を通過できる光の総量
は入射光の90%となり、約10%の光量ロスを生じ
る。以下にもう少し具体的に、本発明の手段及びその効
用について記述する。本発明の第1発明では、200n
m以下の波長の光の振幅分割手段は、200nm以下の
波長の光を透過する板状部材を複数重ねて斜設する。ま
た、該板状部材の厚さは0.1mm〜5mmであり、該
板状部材の枚数は2枚〜10枚であることが好適であ
る。この様な構成と限定により、200nm以下の波長
領域にて用いられても光量のロスが少なく、板状部材が
変形することもなく、複数回の反射により大きく光束が
ずれることもなく、透過光が不必要に低下することもな
い振幅分割手段が実現できる。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention proposes that a plurality of plate-like members are superimposed and used as amplitude dividing means. It is desirable that the light beam incident on the amplitude dividing means is an S wave. This is because the reflectance of the plate member is different between the incidence of P-polarized light and the incidence of S-polarized light, and the incidence of S-polarized light can ensure a higher reflectance than the incidence of P-polarized light. Generally, glass has a refractive index of only about 1.5. For this reason, even if the parallel plane plate is slanted so that the angle (incident angle) between the direction of the light beam in the optical path and the perpendicular of the reflection surface of the parallel plane plate is 45 °, even if multiple reflection is taken into consideration, 9.
Only 3% reflection can be expected. For this reason, elementary glass is not usually recognized to have a function as a half mirror. However, if the light amplitude dividing means has a structure in which six plate members are stacked, the reflectance jumps to 32%. Furthermore, if the incident light is limited to S-polarized light, its reflectance is 55
It works fine as a half mirror. Further, the principle of the present invention will be described by calculating the effect of an optical delay structure using an optical amplitude dividing means having a structure in which plate members are stacked. FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the present invention.
In FIG. 1, the light amplitude dividing means 50 in which three uncoated parallel flat plates each having a thickness of 19.8 mm and an internal transmittance of 99.8% / cm are coated is placed. If the incident light is limited to S-polarized light, it becomes a mirror with a reflection of 41.6% and a transmission of 58.3%. Therefore, the total amount of light that can pass through this optical delay structure is 99.8 of the incident light.
% And only a loss of 0.2% occurs. On the other hand, in the conventional half mirror 60, the reflection is 40% and the transmission is 5%.
About 5% is used. 5% is absorption by the membrane. In this case, the total amount of light that can pass through the optical delay structure is 90% of the incident light, and a light amount loss of about 10% occurs. Hereinafter, the means of the present invention and the effects thereof will be described more specifically. In the first invention of the present invention, 200n
The amplitude dividing means for light having a wavelength of not more than m has a plurality of plate-like members that transmit light having a wavelength of not more than 200 nm stacked and inclined. Preferably, the thickness of the plate member is 0.1 mm to 5 mm, and the number of the plate members is 2 to 10 sheets. With such a configuration and limitation, even when used in a wavelength region of 200 nm or less, the loss of light amount is small, the plate member is not deformed, the light beam is not largely shifted by multiple reflections, and the transmitted light is not changed. Can be realized.

【0006】また、本発明の第2発明では、光束を供給
する光源手段と、該光源手段からの光束を波面分割し擬
似的な面光源を形成する面光源形成手段と、該面光源形
成手段により形成された擬似的な面光源からの照明光に
よりマスクパターンを照明するコンデンサー光学系を有
する照明光学装置において、第1発明による振幅分割手
段を有する干渉性低減手段を設けている。
According to a second aspect of the present invention, a light source means for supplying a light beam, a surface light source forming means for dividing a light beam from the light source into a wavefront to form a pseudo surface light source, and the surface light source forming means In the illumination optical device having the condenser optical system for illuminating the mask pattern with the illumination light from the pseudo surface light source formed by the method, the coherence reducing means having the amplitude dividing means according to the first invention is provided.

【0007】あるいは、本発明の第3発明では、光束を
供給する光源手段と、該光源手段からの光束を波面分割
し擬似的な面光源を形成する面光源形成手段と、該面光
源形成手段により形成された擬似的な面光源からの照明
光によりマスクパターンを照明するコンデンサー光学系
と、該マスクパターンを該照明光をもちいて被露光面へ
投影露光する投影光学系を有する投影露光装置におい
て、該投影露光装置は、該光源手段と該面光源形成手段
との間に該振幅分割手段を配置し、または、該振幅分割
手段を用いた干渉性低減手段を該光源手段と該面光源形
成手段との間に配置する。この様な構成により、200
nm以下の波長領域の光源手段として用いても、光量の
ロスが少なく、干渉性を低減した照明系、または投影露
光装置の照明系を実現することが出来る。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a light source unit for supplying a light beam, a surface light source forming unit for forming a pseudo surface light source by dividing a light beam from the light source into a wavefront, and the surface light source forming unit. A condenser optical system that illuminates a mask pattern with illumination light from a pseudo surface light source formed by a projection optical system, and a projection optical system that projects and exposes the mask pattern to a surface to be exposed using the illumination light. The projection exposure apparatus may be arranged such that the amplitude dividing means is disposed between the light source means and the surface light source forming means, or the coherence reducing means using the amplitude dividing means is formed between the light source means and the surface light source forming means. Place between means. With such a configuration, 200
Even when used as a light source in the wavelength region of nm or less, it is possible to realize an illumination system with reduced loss of light amount and reduced coherence, or an illumination system of a projection exposure apparatus.

【0008】また、本発明の第4発明では、前記光源手
段から供給される光束はほぼ直線偏光であり、S波とし
て該振幅分割手段に入射する事を特徴とする、または/
かつ、前記振幅分割手段に入射する光束の入射角が45
°以上であることを特徴とする。この様な構成により、
200nm以下の波長領域にて用いられても光量のロス
が少なく、また、板状部材1枚当たりの反射率が高い振
幅分割手段を実現することが出来る。
According to a fourth aspect of the present invention, the light beam supplied from the light source is substantially linearly polarized light and is incident on the amplitude dividing means as an S wave.
The angle of incidence of the light beam incident on the amplitude dividing means is 45
° or more. With such a configuration,
Even if it is used in a wavelength region of 200 nm or less, it is possible to realize an amplitude dividing means with a small loss of light quantity and a high reflectance per one plate member.

【0009】また、本発明の第5発明では、振幅分割手
段の板状部材はガラスであることを特徴とする。また
は、本発明の第6発明では、振幅分割手段の板状部材の
材料は、合成石英、蛍石、フッ化マグネシウム、フッ素
ドープ石英、水晶のいずれかであることを特徴とする。
この様な、公知の、200nm以下の波長領域にて透過
率の高い材料を用いることにより、その透過率の高さに
応じて、さらに光量のロスが少ない振幅分割手段を実現
することが出来る。
According to a fifth aspect of the present invention, the plate-like member of the amplitude dividing means is made of glass. Alternatively, the sixth invention of the present invention is characterized in that the material of the plate member of the amplitude dividing means is any of synthetic quartz, fluorite, magnesium fluoride, fluorine-doped quartz, and quartz.
By using such a known material having a high transmittance in a wavelength region of 200 nm or less, it is possible to realize an amplitude dividing unit with a smaller loss of light amount according to the higher transmittance.

【0010】また、本発明の第7発明では、200nm
以下の波長の光の振幅分割手段は、その振幅分割手段に
よって吸収される光量が、入射する200nm以下の波
長の光の総光量の5%より少ないことを特徴とする。こ
の様な特徴をもつことにより、公知の薄膜を形成した振
幅分割手段よりも、光量のロスが少ない振幅分割手段を
実現することが出来る。
[0010] In the seventh invention of the present invention, the thickness of 200 nm
The amplitude splitting means for light having the following wavelengths is characterized in that the amount of light absorbed by the amplitude splitting means is less than 5% of the total amount of incident light having a wavelength of 200 nm or less. With such a feature, it is possible to realize an amplitude dividing unit having less loss of light quantity than an amplitude dividing unit having a known thin film.

【0011】さらに、本発明の第8発明では、光束を供
給する光源手段と、該光源手段からの光束を波面分割し
擬似的な面光源を形成する面光源形成手段と、該面光源
形成手段により形成された擬似的な面光源からの照明光
によりマスクパターンを照明するコンデンサー光学系
と、該マスクパターンを該照明光をもちいて被露光面へ
投影露光する投影光学系を有する露光方法において、上
記第1発明による振幅分割手段を有することを特徴とす
る露光方法である。この様な構成により、200nm以
下の波長領域の光源手段として用いても、光量のロスが
少なく、干渉性を低減した、露光方法を実現することが
出来る。
Further, according to an eighth aspect of the present invention, a light source means for supplying a light beam, a surface light source forming means for dividing a light beam from the light source into a wavefront to form a pseudo surface light source, and a surface light source forming means A condenser optical system that illuminates a mask pattern with illumination light from a pseudo-surface light source formed by an exposure method having a projection optical system that projects and exposes the mask pattern onto a surface to be exposed using the illumination light. An exposure method comprising the amplitude dividing means according to the first invention. With such a configuration, even when used as a light source unit in a wavelength region of 200 nm or less, it is possible to realize an exposure method in which loss of light amount is small and coherence is reduced.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】図2に、本発明による光分割手段
を用いた露光装置用照明装置の第1実施例を示す。図2
において、本実施例の構成を光源側から記述すると、光
源1、1/4波長板2、デポラライザー3、第1の光遅
延構造部4、第2の光遅延構造部5、フライアイオプテ
ィカルインテグレータ6である。
FIG. 2 shows a first embodiment of an illuminating device for an exposure apparatus using a light dividing means according to the present invention. FIG.
In describing the configuration of this embodiment from the light source side, a light source 1, a quarter-wave plate 2, a depolarizer 3, a first optical delay structure 4, a second optical delay structure 5, a fly-eye optical integrator 6.

【0013】光源1は、193.3nmの光を発するA
rFエキシマレーザーである。フライアイオプティカル
インテグレータ6は、光束を波面分割し、擬似的な面光
源を形成する面光源形成手段の1つである。本発明によ
る光振幅分割手段40及び50は、光遅延構造部4、5
の構成要素であり、図1に示した構成と同様に、1mm
厚の無コートの板状部材が3枚重ねて配置されている。
光遅延構造部4及び5の役割は、それぞれに入射する光
束を振幅分割し、2つのミラー(41a、41bまたは
51a、51b)によって構成した光路により、分割し
た2つの光束に可干渉距離以上の光路差を付け、再びこ
の光振幅分割手段によって2つの光束を合成させること
により、光束内のモード数を増やし、スペックルの低減
を図ることである。ここで、光振幅分割手段40及び5
0への光線の入射角は、45°でも好適であるし、45
°以上でも好適である。本実施例におけるデポラライザ
ー3、光遅延構造部4及び5の機能並びに照明装置とし
ての作用は、本出願と同一出願人による特開平11−3
12631号公報と基本的には同様である。図3に、本
発明による光分割手段を用いた露光装置用照明装置の第
2実施例を示す。図3において、本実施例の構成を光源
側から記述すると、光源1、整形光学系22、第1の光
遅延構造部4、第2の光遅延構造部5、フライアイオプ
ティカルインテグレータ6、コンデンサーレンズ27で
ある。光源1は、193.3nmの光を発するArFエ
キシマレーザーである。フライアイオプティカルインテ
グレータ6は、光束を波面分割し、擬似的な面光源を形
成する面光源形成手段の1つである。
The light source 1 is a light source that emits light of 193.3 nm.
rF excimer laser. The fly-eye optical integrator 6 is one of surface light source forming means for dividing a light beam into a wavefront and forming a pseudo surface light source. The optical amplitude dividing means 40 and 50 according to the present invention include the optical delay
1 mm as in the configuration shown in FIG.
Three thick uncoated plate-like members are arranged in an overlapping manner.
The role of the optical delay structures 4 and 5 is to amplitude-divide the light beams incident on them, and to split the two light beams by an optical path constituted by two mirrors (41a, 41b or 51a, 51b) by a distance longer than the coherence distance. By providing an optical path difference and synthesizing two light beams again by the light amplitude dividing means, the number of modes in the light beam is increased and speckle is reduced. Here, the optical amplitude dividing means 40 and 5
The incident angle of the light beam to 0 is preferably 45 °, and 45 °.
° or more is also suitable. The functions of the depolarizer 3 and the optical delay structures 4 and 5 in this embodiment and the function as an illumination device are described in Japanese Unexamined Patent Publication No.
It is basically the same as 126126. FIG. 3 shows a second embodiment of an illuminating device for an exposure apparatus using the light dividing means according to the present invention. In FIG. 3, the configuration of the present embodiment is described from the light source side. The light source 1, the shaping optical system 22, the first optical delay structure 4, the second optical delay structure 5, the fly-eye optical integrator 6, the condenser lens 27. The light source 1 is an ArF excimer laser that emits light of 193.3 nm. The fly-eye optical integrator 6 is one of surface light source forming means for dividing a light beam into a wavefront and forming a pseudo surface light source.

【0014】本発明による光振幅分割手段70及び80
は、光遅延構造部4、5の構成要素である。光遅延構造
部7及び8の役割は、それぞれに入射する光束を振幅分
割し、4つのミラー(71a、71b、71c、71d
または81a、81b、81c、81d)によって構成
した光路により、分割した2つの光束に可干渉距離以上
の光路差を付け、再びこの光振幅分割手段によって2つ
の光束を合成させることにより、光束内のモード数を増
やし、スペックルの低減を図ることである。この様な光
遅延構造部を採用することにより、光量のロスが小さい
照明光学系を実現することが出来る。尚、本実施例にお
ける整形光学系22、光遅延構造部7及び8の機能並び
に照明装置としての作用は、本出願と同一出願人による
特開2000−223396号公報と基本的には同様で
ある。図4は、本発明の実施例にかかる照明光学装置を
備えた露光装置の構成を概略的に示す図である。図4を
用いて、本実施例における露光装置の機能の概略につい
て説明する。図4において、投影光学系16の光軸AX
に平行にZ軸を、光軸AXに垂直な面内において図4の
紙面に平行にX軸を、図4の紙面に垂直にY軸を設定し
ている。図4の投影露光装置は、露光光(照明光)を供
給するための光源11として、193.3nmの波長の
光を供給するArFエキシマレーザを備えている。光源
11から射出された光は、照明光学系12に入射する。
The light amplitude dividing means 70 and 80 according to the present invention
Are components of the optical delay structures 4 and 5. The role of the optical delay structures 7 and 8 is to divide the light beams incident on each of them into amplitudes and to split the light into four mirrors (71a, 71b, 71c, 71d).
Alternatively, an optical path composed of 81a, 81b, 81c, and 81d) gives an optical path difference equal to or longer than the coherence distance to the two split light beams, and combines the two light beams again by the light amplitude splitting means, thereby obtaining a light beam within the light beam. The purpose is to increase the number of modes and reduce speckle. By employing such an optical delay structure, it is possible to realize an illumination optical system with a small loss of light amount. The functions of the shaping optical system 22 and the optical delay structures 7 and 8 in this embodiment and the function as an illumination device are basically the same as those of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-223396 by the same applicant as the present application. . FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a configuration of an exposure apparatus including the illumination optical device according to the embodiment of the present invention. The outline of the function of the exposure apparatus in this embodiment will be described with reference to FIG. 4, the optical axis AX of the projection optical system 16 is shown.
, The X axis is set in a plane perpendicular to the optical axis AX, the X axis is set parallel to the plane of FIG. 4, and the Y axis is set perpendicular to the plane of FIG. The projection exposure apparatus in FIG. 4 includes an ArF excimer laser that supplies light having a wavelength of 193.3 nm as a light source 11 for supplying exposure light (illumination light). Light emitted from the light source 11 enters the illumination optical system 12.

【0015】マスク13は、マスクホルダー14を介し
て、マスクステージ15上においてXY平面に平行に保
持されている。マスク13に形成されたパターンからの
光は、投影光学系16を介して、感光性基板であるウエ
ハー17上にマスクパターンの(縮小)像を形成する。
ウエハー17は、ウエハーホルダー18を介して、ウエ
ハーステージ19上においてXY平面に平行に保持され
ている。ウエハステージ19は、図示を省略した駆動系
の作用によりウエハ面(即ちXY平面)に沿って二次元
的に移動可能であり、その位置座標は移動鏡を用いた干
渉計20によって計測され且つ位置制御されるように構
成されている。
The mask 13 is held on a mask stage 15 via a mask holder 14 in parallel with the XY plane. Light from the pattern formed on the mask 13 forms a (reduced) image of the mask pattern on a wafer 17 as a photosensitive substrate via the projection optical system 16.
The wafer 17 is held on a wafer stage 19 via a wafer holder 18 in parallel with the XY plane. The wafer stage 19 is two-dimensionally movable along the wafer surface (that is, the XY plane) by the action of a drive system (not shown), and its position coordinates are measured by an interferometer 20 using a movable mirror. It is configured to be controlled.

【0016】こうして、投影光学系16の光軸AXと直
交する平面(XY平面)内において駆動系および干渉計
(20)などを用いてウエハー17を二次元的に駆動制
御することにより、ウエハー17の各露光領域にマスク
13のパターンが逐次露光される。あるいは、投影光学
系16に対してマスク13およびウエハー17を走査方
向に沿って相対的に移動させつつウエハー17の各露光
領域にマスク13のパターンが走査露光される。
In this manner, the wafer 17 is two-dimensionally driven and controlled in the plane (XY plane) orthogonal to the optical axis AX of the projection optical system 16 using the drive system and the interferometer (20). The pattern of the mask 13 is sequentially exposed to each of the exposure regions. Alternatively, the pattern of the mask 13 is scanned and exposed on each exposure area of the wafer 17 while relatively moving the mask 13 and the wafer 17 along the scanning direction with respect to the projection optical system 16.

【0017】また、上述の実施例では、光源1は、近年
主流になりつつある193.3nmのArFエキシマレ
ーザーであるが、次世代露光機の光源として検討されて
いる157.6nmのF2エキシマレーザー等の利用が
可能である。また、前記のレーザーとは異なる、他の、
200nmより波長の短い、短波長光源の利用も可能で
ある。本発明は、多くの光源の中でも、200nm以下
の光源との併用が特に好適であると考えられる。
In the above-described embodiment, the light source 1 is a 193.3 nm ArF excimer laser, which is becoming mainstream in recent years, but a 157.6 nm F2 excimer laser which is being studied as a light source for a next-generation exposure machine. Etc. can be used. Also, other than the above laser, other,
It is also possible to use a short wavelength light source having a wavelength shorter than 200 nm. The present invention is considered to be particularly suitable for use with a light source of 200 nm or less among many light sources.

【0018】上述の実施例の露光装置による露光の工程
(フォトリソグラフィー工程)を経たウエハーは、現像
工程を経てから、素子材料の不要部分を除去するエッチ
ング工程、エッチング工程後の不要なレジストを除去す
るレジスト除去工程を経て、次のウエハプロセス工程へ
と進む。
The wafer that has undergone the exposure step (photolithography step) by the exposure apparatus of the above-described embodiment undergoes a development step, and then an etching step of removing unnecessary portions of the element material, and an unnecessary resist after the etching step. After the resist removal step, the process proceeds to the next wafer processing step.

【0019】以上に説明したような工程を含むウエハプ
ロセス工程を、通常は多数回行うことによって、ウエハ
上に回路パターンが形成される。そして、実際の組立工
程にて、形成された回路毎にウエハを切断してチップ化
するダイシング、各チップに配線等を付与するボンディ
ング、各チップ毎にパッケージングするパッケージング
工程等の各工程を経て、最終的にデバイスとしての半導
体装置(LSI等)が製造される。
The circuit pattern is formed on the wafer by performing the wafer process steps including the steps described above usually many times. In the actual assembling process, each process such as dicing for cutting a wafer into chips for each formed circuit, bonding for providing wiring and the like to each chip, and packaging process for packaging each chip is performed. After that, a semiconductor device (such as an LSI) is finally manufactured as a device.

【0020】なお、以上の説明では、投影露光装置を用
いたウエハープロセスでのフォトリソグラフィー工程に
より半導体素子を製造する例を示したが、露光装置を用
いたフォトリソグラフィー工程によって、半導体デバイ
スとして、液晶表示装置、薄膜磁気ヘッド、撮像素子
(CCD等)を製造することができる。こうして、本発
明を利用した照明光学装置を用いて半導体デバイスを製
造する露光方法の場合、干渉に起因する照明むらが少な
く、かつ光量ロスも少ない良好な露光条件のもとで投影
露光を行うことができるので、良好な半導体デバイスを
製造することができる。
In the above description, a semiconductor device is manufactured by a photolithography process in a wafer process using a projection exposure apparatus. A display device, a thin-film magnetic head, and an imaging device (such as a CCD) can be manufactured. Thus, in the case of an exposure method for manufacturing a semiconductor device using the illumination optical apparatus utilizing the present invention, projection exposure is performed under favorable exposure conditions in which illumination unevenness due to interference is small and light amount loss is small. Therefore, a good semiconductor device can be manufactured.

【0021】また、上述の実施例では、オプティカルイ
ンテグレータとして、複数のレンズ素子をマトリックス
状に配列したフライアイレンズを用いたが、本発明のオ
プティカルインテグレータは、フライアイレンズに限定
されることなく、例えば内面反射型のロッド型インテグ
レータを適用しても良い。この場合、本発明における光
遅延構造部は、光源とロッド型インテグレータとの間の
光路中に配置することが好ましい。
In the above embodiment, a fly-eye lens in which a plurality of lens elements are arranged in a matrix is used as an optical integrator. However, the optical integrator of the present invention is not limited to a fly-eye lens. For example, an internal reflection type rod integrator may be applied. In this case, it is preferable that the optical delay structure in the present invention is arranged in the optical path between the light source and the rod-type integrator.

【0022】また、上述の実施例では、無コートの平行
平面板をハーフミラーの部品として用いているが、本発
明はこれに限定されるものではなく、コートを有する平
行平面板の利用も可能であり、平行平面板の材料として
は、合成石英、蛍石、フッ化マグネシウム、フッ素ドー
プ石英、水晶、その他の200nm以下で所定の透過率
を有する材料の利用が好適である。
In the above-described embodiment, the uncoated parallel plane plate is used as a part of the half mirror. However, the present invention is not limited to this, and a coated parallel plane plate can be used. As the material of the parallel flat plate, it is preferable to use synthetic quartz, fluorite, magnesium fluoride, fluorine-doped quartz, quartz, or other materials having a predetermined transmittance at 200 nm or less.

【0023】[0023]

【発明の効果】従来は、大幅な光量ロスが避けられなか
った200nm以下の波長の光の振幅分割手段におい
て、光量の損失を伴うことのない光振幅手段が可能にな
った。また、特開平11−174365、特開平11−
312631、特開2000−223396において提
案のあった光源の干渉性低減手段を、200nmより短
い波長を用いる照明装置及び露光装置において適用する
場合、従来は大幅な光量ロスが避けられないとされてい
たが、本発明により、光量の損失を伴うことなく干渉性
低減手段を実施する事が可能となった。
As described above, in the amplitude division means of light having a wavelength of 200 nm or less, in which a great loss of light quantity cannot be avoided, a light amplitude means without loss of light quantity has become possible. Also, JP-A-11-174365 and JP-A-11-174.
When applying the light source coherence reducing means proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 312631 and JP-A-2000-223396 to an illuminating device and an exposing device using a wavelength shorter than 200 nm, it has been conventionally thought that a large light amount loss cannot be avoided. However, according to the present invention, it is possible to implement the coherence reducing means without loss of light quantity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の光遅延構造部である。FIG. 1 is an optical delay structure of the present invention.

【図2】本発明の実施例の一形態である。FIG. 2 is an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例の一形態である。FIG. 3 shows one mode of an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の光遅延構造部を備えた照明系を搭載す
る露光機の概略図であり、実施例の一形態である。
FIG. 4 is a schematic view of an exposure apparatus equipped with an illumination system having an optical delay structure according to the present invention, and is an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 2 1/4波長板 3 デポラライザー 4 第1の光遅延構造部 5 第2の光遅延構造部 6 フライアイオプティカルインテグレータ 7 第1の光遅延構造部 8 第2の光遅延構造部 11 光源 12 照明光学系 13 マスク 14 マスクホルダー 15 マスクステージ 16 投影光学系 17 ウエハー 18 ウエハーホルダー 19 ウエハーステージ 20 干渉計 22 整形光学系 27 コンデンサーレンズ 40 本発明の光振幅分割手段 41a、41b ミラー 50 本発明の光振幅分割手段 51、51a、51b ミラー 60 従来のハーフミラー 70 本発明の光振幅分割手段 71a、71b、71c、71d ミラー 80 本発明の光振幅分割手段 81a、81b、81c、81d ミラー Reference Signs List 1 light source 2 quarter-wave plate 3 depolarizer 4 first optical delay structure 5 second optical delay structure 6 fly-eye optical integrator 7 first optical delay structure 8 second optical delay structure 11 light source DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Illumination optical system 13 Mask 14 Mask holder 15 Mask stage 16 Projection optical system 17 Wafer 18 Wafer holder 19 Wafer stage 20 Interferometer 22 Shaping optical system 27 Condenser lens 40 Light amplitude splitting means 41a, 41b mirror 50 of the present invention Light amplitude dividing means 51, 51a, 51b mirror 60 Conventional half mirror 70 Light amplitude dividing means 71a, 71b, 71c, 71d mirror of the present invention 80 Light amplitude dividing means 81a, 81b, 81c, 81d mirror of the present invention

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/027 H01S 3/00 B H01S 3/00 H01L 21/30 515D ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/027 H01S 3/00 B H01S 3/00 H01L 21/30 515D

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】200nm以下の波長の光を透過する板状
部材を複数重ねて斜設したことを特徴とする200nm
以下の波長の光の振幅分割手段。
A plurality of plate members that transmit light having a wavelength of 200 nm or less are stacked and inclined.
Means for dividing the amplitude of light having the following wavelengths.
【請求項2】請求項1において、板状部材の厚さが0.
1mm〜5mmである振幅分割手段。
2. The method according to claim 1, wherein the thickness of the plate-like member is equal to 0.
Amplitude dividing means of 1 mm to 5 mm.
【請求項3】請求項1において、重ねる板状部材の枚数
が2枚〜10枚である振幅分割手段。
3. The amplitude dividing means according to claim 1, wherein the number of plate members to be overlapped is 2 to 10.
【請求項4】光束を供給する光源手段と、該光源手段か
らの光束を波面分割し擬似的な面光源を形成する面光源
形成手段と、該面光源形成手段により形成された擬似的
な面光源からの照明光によりマスクパターンを照明する
コンデンサー光学系を有する照明光学装置において、請
求項1、2、3の振幅分割手段を有する干渉性低減手段
を設けたことを特徴とする照明光学装置。
4. A light source means for supplying a light beam, a surface light source forming means for dividing a light beam from the light source into a wavefront to form a pseudo surface light source, and a pseudo surface formed by the surface light source forming means. An illumination optical device having a condenser optical system for illuminating a mask pattern with illumination light from a light source, wherein an interference coherence reducing means having the amplitude dividing means according to claim 1, 2, or 3 is provided.
【請求項5】光束を供給する光源手段と、該光源手段か
らの光束を波面分割し擬似的な面光源を形成する面光源
形成手段と、該面光源形成手段により形成された擬似的
な面光源からの照明光によりマスクパターンを照明する
コンデンサー光学系と、該マスクパターンを該照明光を
もちいて被露光面へ投影露光する投影光学系を有する投
影露光装置において、該光源手段と該面光源形成手段と
の間に、請求項1、2、3の振幅分割手段を有すること
を特徴とする投影露光装置。
5. A light source means for supplying a light beam, a surface light source forming means for dividing a light beam from the light source into a wavefront to form a pseudo surface light source, and a pseudo surface formed by the surface light source forming means. In a projection exposure apparatus having a condenser optical system for illuminating a mask pattern with illumination light from a light source and a projection optical system for projecting and exposing the mask pattern to a surface to be exposed using the illumination light, the light source means and the surface light source 4. A projection exposure apparatus comprising the amplitude division means according to claim 1, 2 or 3, between the projection exposure apparatus and the formation means.
【請求項6】光束を供給する光源手段と、該光源手段か
らの光束を波面分割し擬似的な面光源を形成する面光源
形成手段と、該面光源形成手段により形成された擬似的
な面光源からの照明光によりマスクパターンを照明する
コンデンサー光学系と、該マスクパターンを該照明光を
もちいて被露光面へ投影露光する投影光学系を有する投
影露光装置において、該光源手段と該面光源形成手段と
の間に、請求項1、2、3の振幅分割手段を用いたデコ
ヒーラを有することを特徴とする投影露光装置。
6. A light source means for supplying a light beam, a surface light source forming means for dividing a light beam from the light source into a wavefront to form a pseudo surface light source, and a pseudo surface formed by the surface light source forming means. In a projection exposure apparatus having a condenser optical system for illuminating a mask pattern with illumination light from a light source and a projection optical system for projecting and exposing the mask pattern to a surface to be exposed using the illumination light, the light source means and the surface light source 4. A projection exposure apparatus comprising a decoherer using the amplitude dividing means according to claim 1, between said forming means and said forming means.
【請求項7】前記光源手段から供給される光束はほぼ直
線偏光であり、S波として該振幅分割手段に入射する事
を特徴とする、請求項4の照明光学装置、または請求項
5、6の投影露光装置。
7. The illumination optical device according to claim 4, wherein the light beam supplied from said light source means is substantially linearly polarized light and is incident on said amplitude dividing means as an S wave. Projection exposure equipment.
【請求項8】前記振幅分割手段に入射する光束の入射角
が45°以上であることを特徴とする、請求項4の照明
光学装置、または請求項5、6の投影露光装置。
8. An illumination optical apparatus according to claim 4, wherein the incident angle of the light beam incident on said amplitude dividing means is 45 ° or more.
【請求項9】請求項1において、板状部材はガラスであ
ることを特徴とする振幅分割手段。
9. The amplitude dividing means according to claim 1, wherein said plate-like member is glass.
【請求項10】請求項1において、板状部材の材料は、
合成石英、蛍石、フッ化マグネシウム、フッ素ドープ石
英、水晶のいずれかであることを特徴とする振幅分割手
段。
10. The method according to claim 1, wherein the material of the plate-like member is
Amplitude dividing means, which is one of synthetic quartz, fluorite, magnesium fluoride, fluorine-doped quartz, and quartz.
【請求項11】200nm以下の波長の光の振幅分割手
段であって、その振幅分割手段によって吸収される光量
が、入射する200nm以下の波長の光の総光量の5%
より少ないことを特徴とする振幅分割手段。
11. An amplitude dividing means for light having a wavelength of 200 nm or less, wherein the amount of light absorbed by the amplitude dividing means is 5% of the total amount of incident light having a wavelength of 200 nm or less.
Amplitude dividing means characterized by being less.
【請求項12】光束を供給する光源手段と、該光源手段
からの光束を波面分割し擬似的な面光源を形成する面光
源形成手段と、該面光源形成手段により形成された擬似
的な面光源からの照明光によりマスクパターンを照明す
るコンデンサー光学系と、該マスクパターンを該照明光
をもちいて被露光面へ投影露光する投影光学系を有する
露光方法において、請求項1、2、3の振幅分割手段を
有することを特徴とする露光方法。
12. A light source means for supplying a light beam, a surface light source forming means for dividing a light beam from the light source into a wavefront to form a pseudo surface light source, and a pseudo surface formed by the surface light source forming means. 4. An exposure method comprising: a condenser optical system for illuminating a mask pattern with illumination light from a light source; and a projection optical system for projecting and exposing the mask pattern to a surface to be exposed using the illumination light. An exposure method comprising an amplitude dividing means.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009145576A (en) * 2007-12-13 2009-07-02 Olympus Corp Optical pulse multiplexing unit, illuminator and microscope

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