JP2581846B2 - 投影露光装置 - Google Patents
投影露光装置Info
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- JP2581846B2 JP2581846B2 JP3011541A JP1154191A JP2581846B2 JP 2581846 B2 JP2581846 B2 JP 2581846B2 JP 3011541 A JP3011541 A JP 3011541A JP 1154191 A JP1154191 A JP 1154191A JP 2581846 B2 JP2581846 B2 JP 2581846B2
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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
- G03F7/70308—Optical correction elements, filters or phase plates for manipulating imaging light, e.g. intensity, wavelength, polarisation, phase or image shift
-
- 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
- G03F7/70325—Resolution enhancement techniques not otherwise provided for, e.g. darkfield imaging, interfering beams, spatial frequency multiplication, nearfield lenses or solid immersion lenses
- G03F7/70333—Focus drilling, i.e. increase in depth of focus for exposure by modulating focus during exposure [FLEX]
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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)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＬＳＩ製造工程で使
用される投影露光装置に関する。
用される投影露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１４に従来の投影露光装置の光学系を
示す。ランプハウス(１)の前方にミラー(２)を介してフ
ライアイレンズ(３)が配置されている。フライアイレン
ズ(３)の前方にはアパーチャー(４)が位置し、さらに集
光レンズ(５)、(６)及びミラー(７)を介して所望の回路
パターンが形成された露光用マスク(８)が配置されてい
る。マスク(８)の前方には投影レンズ系(９)を介してウ
エハ(１０)が位置している。また、投影レンズ系(９)は
その瞳面上に配置された瞳部材(９１)を有している。瞳
部材(９１)は、図１５及び図１６に示すように、中央部
に円形の開口部(９１ａ)が形成された円板形状を有して
いる。ランプハウス(１)から発した光は、ミラー(２)を
介してフライアイレンズ(３)に至り、フライアイレンズ
(３)を構成する個々のレンズ(３ａ)の領域に分割され
る。各レンズ(３ａ)を通過した光は、アパーチャー(４)
の開口部(４ａ)、集光レンズ(５)、ミラー(７)及び集光
レンズ(６)を介してそれぞれマスク(８)の露光領域の全
面を照射する。このため、マスク(８)面上では、フライ
アイレンズ(３)の個々のレンズ(３ａ)からの光が重なり
合い、均一な照明がなされる。このようにしてマスク
(８)を通過した光は投影レンズ系(９)を通ると共に瞳部
材(９１)の開口部(９１ａ)を通ってウエハ(１０)に至
り、これによりウエハ(１０)表面への回路パターンの焼
き付けが行われる。このような投影露光装置における最
小解像度Ｒは、使用波長をλ、光学系の開口数をＮＡと
して、λ／ＮＡに比例することが知られている。従っ
て、従来は開口数ＮＡが大きくなるように光学系を設計
して投影露光装置の解像度を向上させ、これにより近年
のＬＳＩの高集積化に対応していた。
示す。ランプハウス(１)の前方にミラー(２)を介してフ
ライアイレンズ(３)が配置されている。フライアイレン
ズ(３)の前方にはアパーチャー(４)が位置し、さらに集
光レンズ(５)、(６)及びミラー(７)を介して所望の回路
パターンが形成された露光用マスク(８)が配置されてい
る。マスク(８)の前方には投影レンズ系(９)を介してウ
エハ(１０)が位置している。また、投影レンズ系(９)は
その瞳面上に配置された瞳部材(９１)を有している。瞳
部材(９１)は、図１５及び図１６に示すように、中央部
に円形の開口部(９１ａ)が形成された円板形状を有して
いる。ランプハウス(１)から発した光は、ミラー(２)を
介してフライアイレンズ(３)に至り、フライアイレンズ
(３)を構成する個々のレンズ(３ａ)の領域に分割され
る。各レンズ(３ａ)を通過した光は、アパーチャー(４)
の開口部(４ａ)、集光レンズ(５)、ミラー(７)及び集光
レンズ(６)を介してそれぞれマスク(８)の露光領域の全
面を照射する。このため、マスク(８)面上では、フライ
アイレンズ(３)の個々のレンズ(３ａ)からの光が重なり
合い、均一な照明がなされる。このようにしてマスク
(８)を通過した光は投影レンズ系(９)を通ると共に瞳部
材(９１)の開口部(９１ａ)を通ってウエハ(１０)に至
り、これによりウエハ(１０)表面への回路パターンの焼
き付けが行われる。このような投影露光装置における最
小解像度Ｒは、使用波長をλ、光学系の開口数をＮＡと
して、λ／ＮＡに比例することが知られている。従っ
て、従来は開口数ＮＡが大きくなるように光学系を設計
して投影露光装置の解像度を向上させ、これにより近年
のＬＳＩの高集積化に対応していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光学系
の開口数ＮＡを大きくすると、最小解像度Ｒは小さくな
るものの、それ以上に投影露光装置の焦点深度ＤＯＦが
小さくなることが知られている。この焦点深度ＤＯＦは
λ／ＮＡ２に比例する。このため、従来の投影露光装置
では、解像度を向上させようとすると、焦点深度が小さ
くなって転写精度が劣化するという問題点があった。こ
の発明はこのような問題点を解消するためになされたも
ので、解像度の向上と焦点深度の拡大を同時に図ること
のできる投影露光装置を提供することを目的とする。
の開口数ＮＡを大きくすると、最小解像度Ｒは小さくな
るものの、それ以上に投影露光装置の焦点深度ＤＯＦが
小さくなることが知られている。この焦点深度ＤＯＦは
λ／ＮＡ２に比例する。このため、従来の投影露光装置
では、解像度を向上させようとすると、焦点深度が小さ
くなって転写精度が劣化するという問題点があった。こ
の発明はこのような問題点を解消するためになされたも
ので、解像度の向上と焦点深度の拡大を同時に図ること
のできる投影露光装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明に係る投影露光
装置は、光源と、光源から発した光を回路パターンが形
成されたマスク上に照射させる集光レンズ系と、マスク
を通過した光をウエハ表面に集光させる投影レンズ系
と、投影レンズ系の瞳面上に配置された瞳部材とを備
え、瞳部材はマスクを通過した光を成形するための少な
くとも一つの透過領域を有すると共に透過領域内の中央
部と周辺部とを隔てる遮光部材と透過領域内の中央部を
透過する光と周辺部を透過する光との間に所定の位相差
を生じさせる位相シフト部材とを有するものである。
装置は、光源と、光源から発した光を回路パターンが形
成されたマスク上に照射させる集光レンズ系と、マスク
を通過した光をウエハ表面に集光させる投影レンズ系
と、投影レンズ系の瞳面上に配置された瞳部材とを備
え、瞳部材はマスクを通過した光を成形するための少な
くとも一つの透過領域を有すると共に透過領域内の中央
部と周辺部とを隔てる遮光部材と透過領域内の中央部を
透過する光と周辺部を透過する光との間に所定の位相差
を生じさせる位相シフト部材とを有するものである。
【０００５】
【作用】この発明においては、投影レンズ系の瞳面上に
配置された瞳部材の位相シフト部材が、互いに遮光部材
により隔てられた透過領域内の中央部と周辺部をそれぞ
れ透過する光の間に所定の位相差を生じさせる。
配置された瞳部材の位相シフト部材が、互いに遮光部材
により隔てられた透過領域内の中央部と周辺部をそれぞ
れ透過する光の間に所定の位相差を生じさせる。
【０００６】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１はこの発明の一実施例に係る投影露光
装置の光学系を示す図である。波長λの光を発するラン
プハウス(１１)の前方にミラー(１２)を介してフライア
イレンズ(１３)が配置されている。フライアイレンズ
(１３)の前方にはアパーチャー(１４)が位置し、さらに
集光レンズ(１５)、(１６)及びミラー(１７)を介して所
望の回路パターンが形成された露光用マスク(１８)が配
置されている。マスク(１８)の前方には投影レンズ系
(１９)を介してウエハ(２０)が位置している。また、投
影レンズ系(１９)の瞳面上には瞳部材(２１)が配置され
ている。ランプハウス(１１)、ミラー(１２)及びフライ
アイレンズ(１３)により光源が形成され、集光レンズ
(１５)、(１６)及びミラー(１７)により集光レンズ系が
形成されている。
て説明する。図１はこの発明の一実施例に係る投影露光
装置の光学系を示す図である。波長λの光を発するラン
プハウス(１１)の前方にミラー(１２)を介してフライア
イレンズ(１３)が配置されている。フライアイレンズ
(１３)の前方にはアパーチャー(１４)が位置し、さらに
集光レンズ(１５)、(１６)及びミラー(１７)を介して所
望の回路パターンが形成された露光用マスク(１８)が配
置されている。マスク(１８)の前方には投影レンズ系
(１９)を介してウエハ(２０)が位置している。また、投
影レンズ系(１９)の瞳面上には瞳部材(２１)が配置され
ている。ランプハウス(１１)、ミラー(１２)及びフライ
アイレンズ(１３)により光源が形成され、集光レンズ
(１５)、(１６)及びミラー(１７)により集光レンズ系が
形成されている。
【０００７】瞳部材(２１)は、図２及び図３に示すよう
に、中央部に半径Ａの円形の開口部(２２ａ)が形成され
た円板形状の外枠(２２)と、外枠(２２)の開口部(２２
ａ)の周縁部に沿って幅Ｗ１で環状に形成された位相シ
フト部材(２３)と、位相シフト部材(２３)の内側に沿っ
て幅Ｗ２で環状に形成された遮光部材(２４)とを有して
いる。外枠(２２)の開口部(２２ａ)がマスク(１８)を通
過した光を成形する透過領域Ｄを構成しており、この透
過領域Ｄの中央部と周辺部とが遮光部材(２４)によって
隔てられている。位相シフト部材(２３)は透過領域Ｄの
周辺部に設けられ、位相シフト部材(２３)が存在しない
透過領域Ｄの中央部を通過する光とこの位相シフト部材
(２３)を透過する光との間に半波長λ／２の位相差が生
じるような厚さに形成されている。外枠(２２)及び遮光
部材(２４)は金属等の遮光材料から形成され、位相シフ
ト部材(２３)は例えばＳｉＯ２から形成されている。
に、中央部に半径Ａの円形の開口部(２２ａ)が形成され
た円板形状の外枠(２２)と、外枠(２２)の開口部(２２
ａ)の周縁部に沿って幅Ｗ１で環状に形成された位相シ
フト部材(２３)と、位相シフト部材(２３)の内側に沿っ
て幅Ｗ２で環状に形成された遮光部材(２４)とを有して
いる。外枠(２２)の開口部(２２ａ)がマスク(１８)を通
過した光を成形する透過領域Ｄを構成しており、この透
過領域Ｄの中央部と周辺部とが遮光部材(２４)によって
隔てられている。位相シフト部材(２３)は透過領域Ｄの
周辺部に設けられ、位相シフト部材(２３)が存在しない
透過領域Ｄの中央部を通過する光とこの位相シフト部材
(２３)を透過する光との間に半波長λ／２の位相差が生
じるような厚さに形成されている。外枠(２２)及び遮光
部材(２４)は金属等の遮光材料から形成され、位相シフ
ト部材(２３)は例えばＳｉＯ２から形成されている。
【０００８】次に、この実施例の動作について説明す
る。まず、ランプハウス(１１)から発した光は、ミラー
(１２)を介してフライアイレンズ(１３)に至り、フライ
アイレンズ(１３)を構成する個々のレンズ(１３ａ)の領
域に分割される。各レンズ(１３ａ)を通過した光は、ア
パーチャー(１４)、集光レンズ(１５)、ミラー(１７)及
び集光レンズ(１６)を介してそれぞれマスク(１８)の露
光領域の全面を照射する。このため、マスク(１８)面上
では、フライアイレンズ(１３)の個々のレンズ(１３ａ)
からの光が重なり合い、均一な照明がなされる。このよ
うにしてマスク(１８)を通過した光は投影レンズ系(１
９)を通ると共に瞳部材(２１)の透過領域Ｄを通ってウ
エハ(２０)に至り、これによりウエハ(２０)表面への回
路パターンの焼き付けが行われる。
る。まず、ランプハウス(１１)から発した光は、ミラー
(１２)を介してフライアイレンズ(１３)に至り、フライ
アイレンズ(１３)を構成する個々のレンズ(１３ａ)の領
域に分割される。各レンズ(１３ａ)を通過した光は、ア
パーチャー(１４)、集光レンズ(１５)、ミラー(１７)及
び集光レンズ(１６)を介してそれぞれマスク(１８)の露
光領域の全面を照射する。このため、マスク(１８)面上
では、フライアイレンズ(１３)の個々のレンズ(１３ａ)
からの光が重なり合い、均一な照明がなされる。このよ
うにしてマスク(１８)を通過した光は投影レンズ系(１
９)を通ると共に瞳部材(２１)の透過領域Ｄを通ってウ
エハ(２０)に至り、これによりウエハ(２０)表面への回
路パターンの焼き付けが行われる。
【０００９】ここで、瞳部材(２１)の透過領域Ｄの周辺
部に位相シフト部材(２３)が形成されているので、図１
において瞳部材(２１)の位相シフト部材(２３)を透過し
た光Ｌ２及びＬ３は透過領域Ｄの中央部を通過した光Ｌ
１に対して位相が反転している。従って、これらの光Ｌ
１〜Ｌ３がウエハ(２０)の表面で集光したとき、位相が
反転している光Ｌ２及びＬ３は光Ｌ１と干渉して打ち消
し合う。
部に位相シフト部材(２３)が形成されているので、図１
において瞳部材(２１)の位相シフト部材(２３)を透過し
た光Ｌ２及びＬ３は透過領域Ｄの中央部を通過した光Ｌ
１に対して位相が反転している。従って、これらの光Ｌ
１〜Ｌ３がウエハ(２０)の表面で集光したとき、位相が
反転している光Ｌ２及びＬ３は光Ｌ１と干渉して打ち消
し合う。
【００１０】図４にベストフォーカス時のウエハ(２０)
の表面における光強度分布(２５)を示す。瞳部材(２１)
が位相シフト部材(２３)を備えていなければ破線で示す
分布(２６)になるところが、この実施例では瞳部材(２
１)が位相シフト部材(２３)を有するために位相シフト
部材(２３)を透過した光Ｌ２及びＬ３の反転成分(２７)
により打ち消されて実線で示される分布(２５)となる。
このようにベストフォーカス時には、位相シフト部材
(２３)を設けたために光強度が全体的に減少するが、光
強度分布の形状はほとんど劣化しないことがわかる。
の表面における光強度分布(２５)を示す。瞳部材(２１)
が位相シフト部材(２３)を備えていなければ破線で示す
分布(２６)になるところが、この実施例では瞳部材(２
１)が位相シフト部材(２３)を有するために位相シフト
部材(２３)を透過した光Ｌ２及びＬ３の反転成分(２７)
により打ち消されて実線で示される分布(２５)となる。
このようにベストフォーカス時には、位相シフト部材
(２３)を設けたために光強度が全体的に減少するが、光
強度分布の形状はほとんど劣化しないことがわかる。
【００１１】一方、図６に示すようなデフォーカス時に
は、ウエハ(２０)表面において光Ｌ１〜Ｌ３が一点に収
束しない。従って、図５に一点鎖線で示すように位相シ
フト部材(２３)を透過した光Ｌ２及びＬ３の反転成分
(３０)及び(３１)は光Ｌ１の強度分布の中心から離れた
周辺部にのみ分布することとなる。特に、瞳部材(２１)
に遮光部材(２４)が形成されているために、光Ｌ２及び
Ｌ３の反転成分(３０)及び(３１)の中心は光Ｌ１の成分
のうち最も外側に位置する成分(３２)の中心から所定の
距離Ｗ３だけ離れている。このため、瞳部材(２１)が位
相シフト部材(２３)を備えていない場合の分布(２９)の
周辺部のみが光Ｌ２及びＬ３の反転成分(３０)及び(３
１)によって打ち消され、実際には実線で示す光強度分
布(２８)となる。このため、図６のようにウエハ(２０)
表面において光Ｌ１〜Ｌ３が一点に収束しないデフォー
カス時には、ボケた像の周辺部の光強度のみ減少され、
像のコントラストが大幅に改善されてベストフォーカス
時のコントラストに近くなる。すなわち、光軸方向の広
い範囲にわたって高いコントラストの像が得られ、実効
的に焦点深度ＤＯＦの拡大がなされる。以上のように、
図１の投影露光装置では、開口数ＮＡを大きくして解像
度を向上させながらも焦点深度ＤＯＦの拡大を図ること
ができる。
は、ウエハ(２０)表面において光Ｌ１〜Ｌ３が一点に収
束しない。従って、図５に一点鎖線で示すように位相シ
フト部材(２３)を透過した光Ｌ２及びＬ３の反転成分
(３０)及び(３１)は光Ｌ１の強度分布の中心から離れた
周辺部にのみ分布することとなる。特に、瞳部材(２１)
に遮光部材(２４)が形成されているために、光Ｌ２及び
Ｌ３の反転成分(３０)及び(３１)の中心は光Ｌ１の成分
のうち最も外側に位置する成分(３２)の中心から所定の
距離Ｗ３だけ離れている。このため、瞳部材(２１)が位
相シフト部材(２３)を備えていない場合の分布(２９)の
周辺部のみが光Ｌ２及びＬ３の反転成分(３０)及び(３
１)によって打ち消され、実際には実線で示す光強度分
布(２８)となる。このため、図６のようにウエハ(２０)
表面において光Ｌ１〜Ｌ３が一点に収束しないデフォー
カス時には、ボケた像の周辺部の光強度のみ減少され、
像のコントラストが大幅に改善されてベストフォーカス
時のコントラストに近くなる。すなわち、光軸方向の広
い範囲にわたって高いコントラストの像が得られ、実効
的に焦点深度ＤＯＦの拡大がなされる。以上のように、
図１の投影露光装置では、開口数ＮＡを大きくして解像
度を向上させながらも焦点深度ＤＯＦの拡大を図ること
ができる。
【００１２】瞳部材(２１)の透過領域Ｄの半径Ａに対す
る位相シフト部材(２３)の幅Ｗ１の比率Ｗ１／Ａを変化
させてウエハ(２０)表面における光学像のコントラスト
をシミュレートしたところ、図７に示すような結果が得
られた。図７の横軸はフォーカスの度合いを示し、図の
右方へ向かうほどデフォーカスとなる。また、縦軸は図
４に示すように光学像の最大強度Ｉｐの２５％、すなわ
ち強度Ｉｐ／４の分布の幅Ｂを示している。また、図７
においてＢ０は回路パターンの転写を行う際の光学像の
幅の許容値の一例を示し、正確な転写を行うためにはこ
の許容値Ｂ０以下の幅Ｂの光学像を用いる必要がある。
Ｗ１／Ａ＝０、すなわち位相シフト部材(２３)を設けな
い場合には、破線(３３)で示されるようにデフォーカス
になるに従って光学像の幅Ｂは急激に大きくなりコント
ラストが低下する。Ｗ１／Ａ＝５％の場合には、実線
(３４)で示されるようにある程度デフォーカスになって
も光学像はベストフォーカス時の幅Ｂとほとんど変わら
ず一定の値を示し、その後大きくなって許容値Ｂ０を越
える。また、Ｗ１／Ａ＝１０％の場合には、一点鎖線
(３５)で示されるようにデフォーカスになるに従って光
学像の幅Ｂは一旦小さくなり、その後許容値Ｂ０を越え
て大きくなる。このシミュレーション結果から、デフォ
ーカスに対しても高精度で且つ安定した転写を行うため
には、Ｗ１／Ａ＝５％程度の瞳部材(２１)を用いること
が効果的であることがわかる。
る位相シフト部材(２３)の幅Ｗ１の比率Ｗ１／Ａを変化
させてウエハ(２０)表面における光学像のコントラスト
をシミュレートしたところ、図７に示すような結果が得
られた。図７の横軸はフォーカスの度合いを示し、図の
右方へ向かうほどデフォーカスとなる。また、縦軸は図
４に示すように光学像の最大強度Ｉｐの２５％、すなわ
ち強度Ｉｐ／４の分布の幅Ｂを示している。また、図７
においてＢ０は回路パターンの転写を行う際の光学像の
幅の許容値の一例を示し、正確な転写を行うためにはこ
の許容値Ｂ０以下の幅Ｂの光学像を用いる必要がある。
Ｗ１／Ａ＝０、すなわち位相シフト部材(２３)を設けな
い場合には、破線(３３)で示されるようにデフォーカス
になるに従って光学像の幅Ｂは急激に大きくなりコント
ラストが低下する。Ｗ１／Ａ＝５％の場合には、実線
(３４)で示されるようにある程度デフォーカスになって
も光学像はベストフォーカス時の幅Ｂとほとんど変わら
ず一定の値を示し、その後大きくなって許容値Ｂ０を越
える。また、Ｗ１／Ａ＝１０％の場合には、一点鎖線
(３５)で示されるようにデフォーカスになるに従って光
学像の幅Ｂは一旦小さくなり、その後許容値Ｂ０を越え
て大きくなる。このシミュレーション結果から、デフォ
ーカスに対しても高精度で且つ安定した転写を行うため
には、Ｗ１／Ａ＝５％程度の瞳部材(２１)を用いること
が効果的であることがわかる。
【００１３】また、遮光部材(２４)の幅Ｗ２について
は、円形のコンタクトホールのパターン露光を行ったと
ころ、透過領域Ｄの半径Ａに対する遮光部材(２４)の幅
Ｗ２の比率Ｗ２／Ａが３％程度の場合にデフォーカスに
対して最も安定した転写が可能となることがわかった。
尚、位相シフト部材(２３)が透過領域Ｄの中央部を透過
する光と周辺部を透過する光との間に生じさせる位相差
は半波長に限るものではないが、上記実施例のように半
波長の場合が焦点深度ＤＯＦの拡大には最も効果的であ
る。
は、円形のコンタクトホールのパターン露光を行ったと
ころ、透過領域Ｄの半径Ａに対する遮光部材(２４)の幅
Ｗ２の比率Ｗ２／Ａが３％程度の場合にデフォーカスに
対して最も安定した転写が可能となることがわかった。
尚、位相シフト部材(２３)が透過領域Ｄの中央部を透過
する光と周辺部を透過する光との間に生じさせる位相差
は半波長に限るものではないが、上記実施例のように半
波長の場合が焦点深度ＤＯＦの拡大には最も効果的であ
る。
【００１４】また、図８に示されるように、外枠(４
２)、位相シフト部材(４３)及び遮光部材(４４)が一つ
の石英基板(４５)上に形成された瞳部材(４１)を用いて
もよい。この場合、石英基板(４５)上にＳｉＯ２及び金
属を蒸着することにより位相シフト部材(４３)及び遮光
部材(４４)をそれぞれ容易に形成することができる。
さらに、図９及び図１０に示される瞳部材(５１)のよう
に、外枠(５２)に形成された円形の開口部(５２ａ)の中
央部に円形の位相シフト部材(５３)を形成し、位相シフ
ト部材(５３)の外周部に遮光部材(５４)を形成してもよ
い。位相シフト部材(５３)及び遮光部材(５４)は石英基
板(５５)上に形成される。この瞳部材(５１)では、図２
及び図３に示した瞳部材(２１)とは逆に、透過領域Ｄの
中央部を透過した光が周辺部を透過した光に対して位相
反転されるが、その効果は同様である。
２)、位相シフト部材(４３)及び遮光部材(４４)が一つ
の石英基板(４５)上に形成された瞳部材(４１)を用いて
もよい。この場合、石英基板(４５)上にＳｉＯ２及び金
属を蒸着することにより位相シフト部材(４３)及び遮光
部材(４４)をそれぞれ容易に形成することができる。
さらに、図９及び図１０に示される瞳部材(５１)のよう
に、外枠(５２)に形成された円形の開口部(５２ａ)の中
央部に円形の位相シフト部材(５３)を形成し、位相シフ
ト部材(５３)の外周部に遮光部材(５４)を形成してもよ
い。位相シフト部材(５３)及び遮光部材(５４)は石英基
板(５５)上に形成される。この瞳部材(５１)では、図２
及び図３に示した瞳部材(２１)とは逆に、透過領域Ｄの
中央部を透過した光が周辺部を透過した光に対して位相
反転されるが、その効果は同様である。
【００１５】図１１に示される瞳部材(６１)のように、
透過領域Ｄの表面及び裏面にそれぞれ反射防止膜(６６)
及び(６７)を形成すれば、迷光を低減することができ
る。その結果、像のコントラストがさらに改善され、解
像度の向上がなされる。この瞳部材(６１)では、石英基
板(６５)上に外枠(６２)、位相シフト部材(６３)及び遮
光部材(６４)を形成した後、外部に露出している位相シ
フト部材(６３)、遮光部材(６４)及び石英基板(６５)の
上に例えばＭｇＦ２からなる反射防止膜(６６)及び(６
７)が形成される。反射防止膜は透過領域の表面及び裏
面のいずれか一方にのみ形成してもよい。また、図１１
では図８に示した構造の瞳部材に反射防止膜を設けた
が、上述したいずれの構造の瞳部材に設けても同様の効
果を奏する。
透過領域Ｄの表面及び裏面にそれぞれ反射防止膜(６６)
及び(６７)を形成すれば、迷光を低減することができ
る。その結果、像のコントラストがさらに改善され、解
像度の向上がなされる。この瞳部材(６１)では、石英基
板(６５)上に外枠(６２)、位相シフト部材(６３)及び遮
光部材(６４)を形成した後、外部に露出している位相シ
フト部材(６３)、遮光部材(６４)及び石英基板(６５)の
上に例えばＭｇＦ２からなる反射防止膜(６６)及び(６
７)が形成される。反射防止膜は透過領域の表面及び裏
面のいずれか一方にのみ形成してもよい。また、図１１
では図８に示した構造の瞳部材に反射防止膜を設けた
が、上述したいずれの構造の瞳部材に設けても同様の効
果を奏する。
【００１６】尚、図１におけるマスク(１８)に形成され
た回路パターンが微小パターンからなる場合には、その
回路パターンの１次回折光の影響が大きくなり、回路パ
ターンが矩形パターンであれば１次回折光によるパター
ン像が０次回折光によるパターン像の四方にそれぞれ形
成され、ライン・アンド・スペース・パターンであれば
１次回折光によるパターン像が０次回折光によるパター
ン像の両側にそれぞれ形成される。
た回路パターンが微小パターンからなる場合には、その
回路パターンの１次回折光の影響が大きくなり、回路パ
ターンが矩形パターンであれば１次回折光によるパター
ン像が０次回折光によるパターン像の四方にそれぞれ形
成され、ライン・アンド・スペース・パターンであれば
１次回折光によるパターン像が０次回折光によるパター
ン像の両側にそれぞれ形成される。
【００１７】そこで、マスク(１８)が微小な矩形パター
ンからなる場合には、図１２に示されるように、中央部
に０次回折光用の第１の透過領域Ｄ１が形成されると共
にこの第１の透過領域Ｄ１の四方にそれぞれ１次回折光
用の第２の透過領域Ｄ２が形成された瞳部材(７１)を用
いることができる。一方、マスク(１８)が微小なライン
・アンド・スペース・パターンからなる場合には、図１
３に示されるように、中央部に０次回折光用の第１の透
過領域Ｄ１が形成されると共にこの第１の透過領域Ｄ１
の両側にそれぞれ１次回折光用の第２の透過領域Ｄ２が
形成された瞳部材(８１)を用いることができる。これら
の瞳部材(７１)及び(８１)の各透過領域Ｄ１及びＤ
２は、図２〜図３及び図８〜図１１に示した瞳部材の透
過領域と同様の構造を有している。このような瞳部材
(７１)及び(８１)を用いることにより、回路パターンの
１次回折光に対してもその周辺部の光強度を減少させて
像のコントラストを改善することができる。
ンからなる場合には、図１２に示されるように、中央部
に０次回折光用の第１の透過領域Ｄ１が形成されると共
にこの第１の透過領域Ｄ１の四方にそれぞれ１次回折光
用の第２の透過領域Ｄ２が形成された瞳部材(７１)を用
いることができる。一方、マスク(１８)が微小なライン
・アンド・スペース・パターンからなる場合には、図１
３に示されるように、中央部に０次回折光用の第１の透
過領域Ｄ１が形成されると共にこの第１の透過領域Ｄ１
の両側にそれぞれ１次回折光用の第２の透過領域Ｄ２が
形成された瞳部材(８１)を用いることができる。これら
の瞳部材(７１)及び(８１)の各透過領域Ｄ１及びＤ
２は、図２〜図３及び図８〜図１１に示した瞳部材の透
過領域と同様の構造を有している。このような瞳部材
(７１)及び(８１)を用いることにより、回路パターンの
１次回折光に対してもその周辺部の光強度を減少させて
像のコントラストを改善することができる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る投
影露光装置は、光源と、光源から発した光を回路パター
ンが形成されたマスク上に照射させる集光レンズ系と、
マスクを通過した光をウエハ表面に集光させる投影レン
ズ系と、投影レンズ系の瞳面上に配置された瞳部材とを
備え、瞳部材はマスクを通過した光を成形するための少
なくとも一つの透過領域を有すると共に透過領域内の中
央部と周辺部とを隔てる遮光部材と透過領域内の中央部
を透過する光と周辺部を透過する光との間に所定の位相
差を生じさせる位相シフト部材とを有しているので、解
像度を向上させつつ焦点深度の拡大を図ることができ
る。
影露光装置は、光源と、光源から発した光を回路パター
ンが形成されたマスク上に照射させる集光レンズ系と、
マスクを通過した光をウエハ表面に集光させる投影レン
ズ系と、投影レンズ系の瞳面上に配置された瞳部材とを
備え、瞳部材はマスクを通過した光を成形するための少
なくとも一つの透過領域を有すると共に透過領域内の中
央部と周辺部とを隔てる遮光部材と透過領域内の中央部
を透過する光と周辺部を透過する光との間に所定の位相
差を生じさせる位相シフト部材とを有しているので、解
像度を向上させつつ焦点深度の拡大を図ることができ
る。
【図１】この発明の第１の実施例に係る投影露光装置の
光学系を示す図である。
光学系を示す図である。
【図２】第１の実施例で用いられた瞳部材を示す平面図
である。
である。
【図３】第１の実施例で用いられた瞳部材を示す断面図
である。
である。
【図４】ベストフォーカス時のウエハ表面における光強
度分布を示す図である。
度分布を示す図である。
【図５】デフォーカス時のウエハ表面における光強度分
布を示す図である。
布を示す図である。
【図６】デフォーカス時のウエハ表面を示す拡大図であ
る。
る。
【図７】瞳部材の位相シフト部材の幅を変化させたとき
のウエハ表面における光学像のコントラストをシミュレ
ートした結果を示す図である。
のウエハ表面における光学像のコントラストをシミュレ
ートした結果を示す図である。
【図８】第２の実施例で用いられる瞳部材を示す断面図
である。
である。
【図９】第３の実施例で用いられる瞳部材を示す平面図
である。
である。
【図１０】第３の実施例で用いられる瞳部材を示す断面
図である。
図である。
【図１１】第４の実施例で用いられる瞳部材を示す断面
図である。
図である。
【図１２】第５の実施例で用いられる瞳部材を示す平面
図である。
図である。
【図１３】第６の実施例で用いられる瞳部材を示す平面
図である。
図である。
【図１４】従来の投影露光装置の光学系を示す図であ
る。
る。
【図１５】図１４の装置で用いられたアパーチャーを示
す平面図である。
す平面図である。
【図１６】図１４の装置で用いられたアパーチャーを示
す断面図である。
す断面図である。
１１ ランプハウス １２ ミラー １３ フライアイレンズ １５ 集光レンズ １６ 集光レンズ １７ ミラー １８ マスク １９ 投影レンズ系 ２０ ウエハ ２１ 瞳部材 ２３ 位相シフト部材 ２４ 遮光部材 ４１ 瞳部材 ４３ 位相シフト部材 ４４ 遮光部材 ５１ 瞳部材 ５３ 位相シフト部材 ５４ 遮光部材 ６１ 瞳部材 ６３ 位相シフト部材 ６４ 遮光部材 ７１ 瞳部材 ８１ 瞳部材
フロントページの続き (72)発明者 野口 淑恵 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電 機株式会社生産技術研究所内 (72)発明者 田中 正明 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電 機株式会社生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 平４−179958（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−38032（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−177014（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−315226（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−27516（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−27515（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−45023（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−91662（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−189468（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−67514（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−155843（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−217852（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−2152（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−335209（ＪＰ，Ａ) 久保田広ほか編「光学技術ハンドブッ ク」株式会社朝倉書店昭和43年10月25日 発行第175−176頁 ＤＩＧＥＳＴ ＯＦ ＰＡＰＥＲＳ 1991 ４ＴＨ ＭＩＣＲＯ ＰＲＯＣＥ ＳＳ ＣＯＮＦＥＲＲＥＮＣＥ ＰＰ. 70−71 応用物理ＶＯＬ 31，ＮＯ．９ Ｐ Ｐ．709−715
Claims (1)
- 【請求項１】 光源と、前記光源から発した光を回路パ
ターンが形成されたマスク上に照射させる集光レンズ系
と、前記マスクを通過した光をウエハ表面に集光させる
投影レンズ系と、前記投影レンズ系の瞳面上に配置され
た瞳部材とを備え、前記瞳部材は前記マスクを通過した
光を成形するための少なくとも一つの透過領域を有する
と共に前記透過領域内の中央部と周辺部とを隔てる遮光
部材と前記透過領域内の中央部を透過する光と周辺部を
透過する光との間に所定の位相差を生じさせる位相シフ
ト部材とを有することを特徴とする投影露光装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3011541A JP2581846B2 (ja) | 1991-01-08 | 1991-01-08 | 投影露光装置 |
| US07/790,446 US5144362A (en) | 1990-11-14 | 1991-11-12 | Projection aligner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3011541A JP2581846B2 (ja) | 1991-01-08 | 1991-01-08 | 投影露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04251914A JPH04251914A (ja) | 1992-09-08 |
| JP2581846B2 true JP2581846B2 (ja) | 1997-02-12 |
Family
ID=11780826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3011541A Expired - Fee Related JP2581846B2 (ja) | 1990-11-14 | 1991-01-08 | 投影露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2581846B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2894922B2 (ja) * | 1993-05-14 | 1999-05-24 | 日本電気株式会社 | 投影露光方法および装置 |
-
1991
- 1991-01-08 JP JP3011541A patent/JP2581846B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| ＤＩＧＥＳＴ ＯＦ ＰＡＰＥＲＳ １９９１ ４ＴＨ ＭＩＣＲＯ ＰＲＯＣＥＳＳ ＣＯＮＦＥＲＲＥＮＣＥ ＰＰ．７０−７１ |
| 久保田広ほか編「光学技術ハンドブック」株式会社朝倉書店昭和４３年１０月２５日発行第１７５−１７６頁 |
| 応用物理ＶＯＬ ３１，ＮＯ．９ ＰＰ．７０９−７１５ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04251914A (ja) | 1992-09-08 |
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Legal Events
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