JP2613826B2 - 投影露光装置 - Google Patents
投影露光装置Info
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- 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
- G03F7/70058—Mask illumination systems
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)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＬＳＩ等の微細パタン
を投影光学系を用いてウエハ（基板）上に形成するため
の微細パタン形成装置いわゆる投影露光装置に関するも
のである。
を投影光学系を用いてウエハ（基板）上に形成するため
の微細パタン形成装置いわゆる投影露光装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ＬＳＩ等の微細パタンを形成
するための投影露光装置には高い解像力が要求されてい
る。そのため、最近の投影露光装置の投影レンズ系は、
光の波長から決まる理論限界に近い解像度を有するよう
になってきている。それにも拘らず、さらに微細なパタ
ンを形成することが要求されている。それに答えるため
の方法として、用いる光源の短波長化があり、Ｈｇラン
プによるｇ線（λ＝４３６ｎｍ）からｉ線（λ＝３６５
ｎｍ）が用いられるようになり、さらにエキシマーレー
ザのＫｒＦ（λ＝２４８ｎｍ）やＡｒＦ（λ＝１９８ｎ
ｍ）などの光源の利用が検討されている。
するための投影露光装置には高い解像力が要求されてい
る。そのため、最近の投影露光装置の投影レンズ系は、
光の波長から決まる理論限界に近い解像度を有するよう
になってきている。それにも拘らず、さらに微細なパタ
ンを形成することが要求されている。それに答えるため
の方法として、用いる光源の短波長化があり、Ｈｇラン
プによるｇ線（λ＝４３６ｎｍ）からｉ線（λ＝３６５
ｎｍ）が用いられるようになり、さらにエキシマーレー
ザのＫｒＦ（λ＝２４８ｎｍ）やＡｒＦ（λ＝１９８ｎ
ｍ）などの光源の利用が検討されている。
【０００３】また、他の方法として、同じ波長の光源を
用いてパタン微細化を図る位相シフト法が知られてい
る。この位相シフト法では隣り合うパタン部の光の位相
を１８０°ずらすことにより、理想的な場合では、従来
法の約２倍近い解像度の向上を図ることができる。しか
しながら、適用できるパタンの種類が限定されること、
またマスクの製造工程が複雑になり、信頼性や歩留まり
の低下の原因になるなどの欠点を有していた。
用いてパタン微細化を図る位相シフト法が知られてい
る。この位相シフト法では隣り合うパタン部の光の位相
を１８０°ずらすことにより、理想的な場合では、従来
法の約２倍近い解像度の向上を図ることができる。しか
しながら、適用できるパタンの種類が限定されること、
またマスクの製造工程が複雑になり、信頼性や歩留まり
の低下の原因になるなどの欠点を有していた。
【０００４】これに対し、同一出願人にて提案している
微細パタン投影露光装置（特願平３−１３５３１７号）
では、マスクを照明する光線に対して投影レンズの開口
数に対応した角度の傾きを光軸に対し与えるようにした
マスク照明系を用いることによって、従来構造の通常の
マスクを用いても、位相シフト法と同程度の高解像性を
実現できることを明らかにした。その原理を図５に示
す。
微細パタン投影露光装置（特願平３−１３５３１７号）
では、マスクを照明する光線に対して投影レンズの開口
数に対応した角度の傾きを光軸に対し与えるようにした
マスク照明系を用いることによって、従来構造の通常の
マスクを用いても、位相シフト法と同程度の高解像性を
実現できることを明らかにした。その原理を図５に示
す。
【０００５】図５(a) に示す従来法では、照明光Ｉはマ
スク（レチクル）２１にほぼ垂直に入射する。そして、
そのマスクパタンの空間周波数に応じた回折光を生じ
て、その回折光が投影レンズ系２２を通過して基板つま
りウエハ上に像を生じる。用いる光の波数ｋ0（波長の
逆数）に対し、ｋ1＝ｋ0・ｓｉｎα（ｓｉｎα：投影レ
ンズの開口数）で与えられる波数ｋ1 が投影レンズで結
像される最大波数を与え、解像限界を与える。
スク（レチクル）２１にほぼ垂直に入射する。そして、
そのマスクパタンの空間周波数に応じた回折光を生じ
て、その回折光が投影レンズ系２２を通過して基板つま
りウエハ上に像を生じる。用いる光の波数ｋ0（波長の
逆数）に対し、ｋ1＝ｋ0・ｓｉｎα（ｓｉｎα：投影レ
ンズの開口数）で与えられる波数ｋ1 が投影レンズで結
像される最大波数を与え、解像限界を与える。
【０００６】これに対し、投影レンズの開口数に対応さ
せて斜め方向から（そのときの角度α′は、投影光学系
の縮小倍率を１／ｍとしたとき、ｓｉｎα′＝（１／
ｍ）・ｓｉｎαで与えられる。）、マスク２１を照明す
る図５(b) に示す斜入射法では、マスクパタンの波数成
分の２ｋ1 （縮小されたときの値すなわち像面での値に
換算して説明している）までが投影レンズを通過できる
ようになり、大幅な解像性の向上が実現される。しかし
ながら、図５(b) に示す斜入射法では負の次数の回折光
を用いないので、高解像性が得られる反面、像のコント
ラストが低下する。なお、図５において２３は投影レン
ズ系２２のアパーチャであり、Ｉ0 は０次の回折光、Ｉ
+1は＋１次の回折光、Ｉ-1は−１次の回折光をそれぞれ
示す。
せて斜め方向から（そのときの角度α′は、投影光学系
の縮小倍率を１／ｍとしたとき、ｓｉｎα′＝（１／
ｍ）・ｓｉｎαで与えられる。）、マスク２１を照明す
る図５(b) に示す斜入射法では、マスクパタンの波数成
分の２ｋ1 （縮小されたときの値すなわち像面での値に
換算して説明している）までが投影レンズを通過できる
ようになり、大幅な解像性の向上が実現される。しかし
ながら、図５(b) に示す斜入射法では負の次数の回折光
を用いないので、高解像性が得られる反面、像のコント
ラストが低下する。なお、図５において２３は投影レン
ズ系２２のアパーチャであり、Ｉ0 は０次の回折光、Ｉ
+1は＋１次の回折光、Ｉ-1は−１次の回折光をそれぞれ
示す。
【０００７】そこで、先願の微細パタン投影露光装置
（特願平３−１３５３１７号）では、これを解決するた
め、投影レンズ系の開口絞り部（瞳の位置）に０次光成
分を１／２（振幅透過率）にするフィルタを斜入射照明
光源に対応させて設定するような装置を提案した。しか
しながら、照明系との具体的な対応関係や透過率調整の
許容値や構成が十分には明らかでなかった。これまでの
説明は基本原理を明らかにするためのものであるが、こ
こで、実際の縮小投影露光装置の光学系の概略を補足し
て説明する。
（特願平３−１３５３１７号）では、これを解決するた
め、投影レンズ系の開口絞り部（瞳の位置）に０次光成
分を１／２（振幅透過率）にするフィルタを斜入射照明
光源に対応させて設定するような装置を提案した。しか
しながら、照明系との具体的な対応関係や透過率調整の
許容値や構成が十分には明らかでなかった。これまでの
説明は基本原理を明らかにするためのものであるが、こ
こで、実際の縮小投影露光装置の光学系の概略を補足し
て説明する。
【０００８】図６は、点光源からの照明光Ｉをコンデン
サレンズ（図面では省略）を用いて若干収束した状態で
マスクパタン（レチクル）を照射して、ウエハ面上に像
を形成させる光学系の基本構成を示す。投影レンズ系は
機能から見て第１レンズ系２４と第２レンズ系２５に分
類される。図６では各々１個のレンズで表されている
が、実際は収差等の最適化のため複数のレンズで構成さ
れるが、機能面からはそれぞれ１個のレンズで表して差
し支えない。第１レンズ系２４と第２レンズ系２５の間
には開口絞り２６があり、通常ではその位置に照明用の
光源の像が結ばれる。第１レンズ系２４を通して見た開
口絞り２６の像（虚像）のことを入射瞳２８と呼んでい
る。マスク２１つまりマスクパタンで回折された（Ｐ，
Ｐ′からの）光は入射瞳２８を見込む角度の範囲で、投
影レンズ系を通過でき、ウエハ２７面上の像形成に寄与
できることがわかる。
サレンズ（図面では省略）を用いて若干収束した状態で
マスクパタン（レチクル）を照射して、ウエハ面上に像
を形成させる光学系の基本構成を示す。投影レンズ系は
機能から見て第１レンズ系２４と第２レンズ系２５に分
類される。図６では各々１個のレンズで表されている
が、実際は収差等の最適化のため複数のレンズで構成さ
れるが、機能面からはそれぞれ１個のレンズで表して差
し支えない。第１レンズ系２４と第２レンズ系２５の間
には開口絞り２６があり、通常ではその位置に照明用の
光源の像が結ばれる。第１レンズ系２４を通して見た開
口絞り２６の像（虚像）のことを入射瞳２８と呼んでい
る。マスク２１つまりマスクパタンで回折された（Ｐ，
Ｐ′からの）光は入射瞳２８を見込む角度の範囲で、投
影レンズ系を通過でき、ウエハ２７面上の像形成に寄与
できることがわかる。
【０００９】基本原理を示すための図５の入射瞳（アパ
ーチャ）２３は、実際には上に説明した入射瞳２８を意
味している。結像部では開口絞り２６の中心を通る主光
線がウエハ２７面に垂直となるテレセントリック光学系
が通常用いられるので、第２レンズ系２５の焦点距離ｆ
2 に対して、図のような位置に開口絞り２６とウエハ面
がくるように設定される。縮小倍率が１／５の場合で
は、第１レンズ系２４の焦点距離ｆ1 の位置にマスクパ
タン（レチクル）２１を設置し、ｆ1／ｆ2≒５とする。
ーチャ）２３は、実際には上に説明した入射瞳２８を意
味している。結像部では開口絞り２６の中心を通る主光
線がウエハ２７面に垂直となるテレセントリック光学系
が通常用いられるので、第２レンズ系２５の焦点距離ｆ
2 に対して、図のような位置に開口絞り２６とウエハ面
がくるように設定される。縮小倍率が１／５の場合で
は、第１レンズ系２４の焦点距離ｆ1 の位置にマスクパ
タン（レチクル）２１を設置し、ｆ1／ｆ2≒５とする。
【００１０】図６にはマスクパタン２１の光軸上の点Ｐ
と光軸外の点Ｐ′からの回折光がウエハ面のＱ，Ｑ′に
結像する様子を示している。それぞれの光線は第１レン
ズ系２４と第２レンズ系２５の間では平行光となってい
る。開口絞り部２６に着目すると、最も回折角の大きい
回折光は、マスクパタン２１上のＰ，Ｐ′の位置に依存
せず、開口絞り部２６の周辺を通過する。すなわち、開
口絞り部はマスクパタン２１のフーリエ変換面に対応し
ている。この位置での座標と等価なものを瞳座標または
瞳空間と呼ぶ。
と光軸外の点Ｐ′からの回折光がウエハ面のＱ，Ｑ′に
結像する様子を示している。それぞれの光線は第１レン
ズ系２４と第２レンズ系２５の間では平行光となってい
る。開口絞り部２６に着目すると、最も回折角の大きい
回折光は、マスクパタン２１上のＰ，Ｐ′の位置に依存
せず、開口絞り部２６の周辺を通過する。すなわち、開
口絞り部はマスクパタン２１のフーリエ変換面に対応し
ている。この位置での座標と等価なものを瞳座標または
瞳空間と呼ぶ。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】このように、上述した
先願の微細パタン投影露光装置では、従来の位相シフト
法に比べて優れた利点を有しているものの、投影光学系
の開口絞り部と照明系との具体的な対応関係や透過率調
整の許容値や構成が十分には明かでなかった。本発明は
以上の点に鑑みてなされたもので、実際の露光によるレ
ジストパタン形成に要求される結像のコントラストを考
慮しつつ、斜入射照明系に対応した開口絞り部フィルタ
の構成の設計方法を明らかにすることにより、その周波
数特性を向上させた微細パタン投影露光装置を提供する
ことを目的とする。
先願の微細パタン投影露光装置では、従来の位相シフト
法に比べて優れた利点を有しているものの、投影光学系
の開口絞り部と照明系との具体的な対応関係や透過率調
整の許容値や構成が十分には明かでなかった。本発明は
以上の点に鑑みてなされたもので、実際の露光によるレ
ジストパタン形成に要求される結像のコントラストを考
慮しつつ、斜入射照明系に対応した開口絞り部フィルタ
の構成の設計方法を明らかにすることにより、その周波
数特性を向上させた微細パタン投影露光装置を提供する
ことを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の投影露光装置は、投影光学系の開口絞り部
に円環状フィルタを設け、その外周部の光の振幅透過率
を調整し、中央部を完全透過とし、また斜入射照明の光
源の像が透過率を調整された外周領域に対応するように
したことを最も主要な特徴とする。
めに本発明の投影露光装置は、投影光学系の開口絞り部
に円環状フィルタを設け、その外周部の光の振幅透過率
を調整し、中央部を完全透過とし、また斜入射照明の光
源の像が透過率を調整された外周領域に対応するように
したことを最も主要な特徴とする。
【００１３】
【作用】本発明においては、円環状フィルタの透過率を
調整することにより、必要とする像コントラストに応じ
て最大の周波数領域を確保することが可能になる。
調整することにより、必要とする像コントラストに応じ
て最大の周波数領域を確保することが可能になる。
【００１４】
【実施例】以下本発明を実施例と共に詳細に説明する。
前述した先願に係る微細パタン投影露光装置ではフィル
タの外周部の透過率は１／２であり、低周波成分のコン
トラスト改善の理論値から求めたが、本発明らは、さら
にコントラストの周波数依存性（ＭＴＦ）を詳細に検討
した結果、振幅透過率が３０〜５０％の領域で顕著な効
果を示すことが明らかになった。これについて以下詳述
する。
前述した先願に係る微細パタン投影露光装置ではフィル
タの外周部の透過率は１／２であり、低周波成分のコン
トラスト改善の理論値から求めたが、本発明らは、さら
にコントラストの周波数依存性（ＭＴＦ）を詳細に検討
した結果、振幅透過率が３０〜５０％の領域で顕著な効
果を示すことが明らかになった。これについて以下詳述
する。
【００１５】投影光学系の結像特性を正確に取り扱うに
は、部分的コヒーレント光の理論を用いる必要がある。
マスクの振幅透過率をＡ（ｘ）（簡単のため１次元表現
とするが、実際はｘ，ｙの関数）とし、そのフーリエ変
換をＡ（ｋ）とすると（ただし、本文中ではフーリエ変
換を表わす記号＾は省略し単にＡ（ｋ）とし、以下のＪ
（ｋ；ｋ′），Ｊ0（ｋs），Ｋ（ｋ）なども同様とす
る。）、像面強度Ｉ（ｘ）は次式で与えられる。
は、部分的コヒーレント光の理論を用いる必要がある。
マスクの振幅透過率をＡ（ｘ）（簡単のため１次元表現
とするが、実際はｘ，ｙの関数）とし、そのフーリエ変
換をＡ（ｋ）とすると（ただし、本文中ではフーリエ変
換を表わす記号＾は省略し単にＡ（ｋ）とし、以下のＪ
（ｋ；ｋ′），Ｊ0（ｋs），Ｋ（ｋ）なども同様とす
る。）、像面強度Ｉ（ｘ）は次式で与えられる。
【００１６】
【数１】
【００１７】ここでＡ* （ｘ）はＡの複素共役、Ｊ
（ｋ；ｋ′）は相互伝達係数と呼ばれるもので、次式で
与えられる。
（ｋ；ｋ′）は相互伝達係数と呼ばれるもので、次式で
与えられる。
【００１８】
【数２】
【００１９】ここで、Ｊ0（ｋs）は瞳空間で表された光
源、Ｋ（ｋ）は瞳関数を表わす（ボルン，ウォルフ「光
学の原理Ｉ，II，III 」（草川，横田訳）東海大学出版
会参照）。光学的伝達関数（ＯＴＦ）は(2) 式を用い
て、概ねＪ（ｋ；０）で評価できる（インコヒーレント
光の極限で完全に一致）。
源、Ｋ（ｋ）は瞳関数を表わす（ボルン，ウォルフ「光
学の原理Ｉ，II，III 」（草川，横田訳）東海大学出版
会参照）。光学的伝達関数（ＯＴＦ）は(2) 式を用い
て、概ねＪ（ｋ；０）で評価できる（インコヒーレント
光の極限で完全に一致）。
【００２０】コヒーレント光の場合では振幅が、インコ
ヒーレント光の場合では強度が重ね合わせの原理に従
い、それぞれの値の周波数依存性を明確に定義すること
が可能であるが、部分的コヒーレント光の場合では
(1)，(2)式に示すように２つの周波数ｋ，ｋ′の関数で
表され、周波数ｋとｋ′の波の干渉したものの重ね合わ
せの表現になっている。(1) 式からわかるように、像面
強度における周波数成分はマスクパタンの周波数分布Ａ
（ｋ）にも依存するため、この式のままでは照明系およ
び投影光学系の性能の客観評価が困難である。そこで、
コントラストの周波数依存性（ＭＴＦ）の評価に関して
は、マスクパタンの種類を限定，単純化して（Ａ0＝１
／２，Ａ1＝１／４）
ヒーレント光の場合では強度が重ね合わせの原理に従
い、それぞれの値の周波数依存性を明確に定義すること
が可能であるが、部分的コヒーレント光の場合では
(1)，(2)式に示すように２つの周波数ｋ，ｋ′の関数で
表され、周波数ｋとｋ′の波の干渉したものの重ね合わ
せの表現になっている。(1) 式からわかるように、像面
強度における周波数成分はマスクパタンの周波数分布Ａ
（ｋ）にも依存するため、この式のままでは照明系およ
び投影光学系の性能の客観評価が困難である。そこで、
コントラストの周波数依存性（ＭＴＦ）の評価に関して
は、マスクパタンの種類を限定，単純化して（Ａ0＝１
／２，Ａ1＝１／４）
【００２１】
【数３】
【００２２】とすると便利である。このとき像面強度Ｉ
（ｘ）は
（ｘ）は
【００２３】
【数４】
【００２４】となる。コントラストＭ＝（Ｉmax−
Ｉmin）／（Ｉmax＋Ｉmin）は基本周期ｋに着目する
と、
Ｉmin）／（Ｉmax＋Ｉmin）は基本周期ｋに着目する
と、
【００２５】
【数５】
【００２６】で与えられる。(5)式の分母は平均強度
（Ｉmax＋Ｉmin）／２を与える。(2)式および(5)式によ
りＭＴＦおよび平均強度を計算することができる。(2)
式で瞳関数Ｋ（ｋ）として、フィルタ構成を表す関数を
用いることにより、斜入射照明系とフィルタ構成の最適
化の計算が容易に実行できるようになる。このようにし
て求めたＭＴＦの計算例を以下に示す。
（Ｉmax＋Ｉmin）／２を与える。(2)式および(5)式によ
りＭＴＦおよび平均強度を計算することができる。(2)
式で瞳関数Ｋ（ｋ）として、フィルタ構成を表す関数を
用いることにより、斜入射照明系とフィルタ構成の最適
化の計算が容易に実行できるようになる。このようにし
て求めたＭＴＦの計算例を以下に示す。
【００２７】図１(a) は光源１１として瞳座標で表現し
て半径Ｒ＝０．８〜１．０の円環部分（１．０が投影レ
ンズの開口数に対応）１２であり、それに対応して図１
(b)に示すように、円環状フィルタ１３ではその開口部
分１５の透過率ｔを変化させ、開口中央部分１４の透過
率を１とし、外周部分１６の透過率を零とした。図２に
ＭＴＦの計算結果を示す。実際のレジストプロセスでは
コントラスト０．５〜０．７が要求されるため、できる
だけ広い周波数領域でコントラストを確保する必要があ
る。これらの事情は他の光学分野例えば顕微鏡などの設
計と異なる。透過率ｔが０．３と少し低めにした場合、
低周波領域でのコントラストが若干下がるが、高周波領
域（規格化周波１．５〜１．６付近）では増加してお
り、パタン形成可能な領域がかなり広がっている。透過
率を０．２まで下げると、コントラストが全般に低下す
るが、コントラストが０．５で十分のときは広い周波数
帯域となる。このように透過率を０．２〜０．６に選ぶ
と必要とするコントラストに応じて良い特性が得られ
る。
て半径Ｒ＝０．８〜１．０の円環部分（１．０が投影レ
ンズの開口数に対応）１２であり、それに対応して図１
(b)に示すように、円環状フィルタ１３ではその開口部
分１５の透過率ｔを変化させ、開口中央部分１４の透過
率を１とし、外周部分１６の透過率を零とした。図２に
ＭＴＦの計算結果を示す。実際のレジストプロセスでは
コントラスト０．５〜０．７が要求されるため、できる
だけ広い周波数領域でコントラストを確保する必要があ
る。これらの事情は他の光学分野例えば顕微鏡などの設
計と異なる。透過率ｔが０．３と少し低めにした場合、
低周波領域でのコントラストが若干下がるが、高周波領
域（規格化周波１．５〜１．６付近）では増加してお
り、パタン形成可能な領域がかなり広がっている。透過
率を０．２まで下げると、コントラストが全般に低下す
るが、コントラストが０．５で十分のときは広い周波数
帯域となる。このように透過率を０．２〜０．６に選ぶ
と必要とするコントラストに応じて良い特性が得られ
る。
【００２８】なお、図１は本発明に係わる瞳座標での光
源とフィルタの構成例を示し、瞳座標または瞳空間は開
口絞り部に結ぶ光源の像を規格化して表示するもので、
マスクパタンに関してはフーリエ変換面に対応してい
る。また、同図中横軸はｋx ／ｋ1、縦軸はｋy／ｋ1が
とってあり、ｋ1はｋ0ｓｉｎα、ｋ0は２π／λであ
る。
源とフィルタの構成例を示し、瞳座標または瞳空間は開
口絞り部に結ぶ光源の像を規格化して表示するもので、
マスクパタンに関してはフーリエ変換面に対応してい
る。また、同図中横軸はｋx ／ｋ1、縦軸はｋy／ｋ1が
とってあり、ｋ1はｋ0ｓｉｎα、ｋ0は２π／λであ
る。
【００２９】図３は光源として半径Ｒ＝０．９〜１．０
の円環状とした場合で、投影光学系の開口数に対応した
狭い領域に光源をさらに限定した場合を示す。高周波領
域の特性が図２に比較してさらに改善されており、開口
数に対応させた照明系を用いることの有効性を証明して
いる。
の円環状とした場合で、投影光学系の開口数に対応した
狭い領域に光源をさらに限定した場合を示す。高周波領
域の特性が図２に比較してさらに改善されており、開口
数に対応させた照明系を用いることの有効性を証明して
いる。
【００３０】図４の特性ａを参考として従来法の場合を
示す。これは光源として半径Ｒ＝０．５の円内部の領域
（コヒーレントファクタσ＝０．５）としている。規格
化周波数１．０付近でコントラストが急激に低下してい
る。図４の特性ｂは従来光源を用いて円環状とした場合
であり、半径Ｒ＝０．４〜０．５の領域を光源として場
合であり、図４の特性ａからの変化はかなり小さく、従
来光源のままで円環状照明を行ってもほとんど効果がな
いことがわかる。
示す。これは光源として半径Ｒ＝０．５の円内部の領域
（コヒーレントファクタσ＝０．５）としている。規格
化周波数１．０付近でコントラストが急激に低下してい
る。図４の特性ｂは従来光源を用いて円環状とした場合
であり、半径Ｒ＝０．４〜０．５の領域を光源として場
合であり、図４の特性ａからの変化はかなり小さく、従
来光源のままで円環状照明を行ってもほとんど効果がな
いことがわかる。
【００３１】以上の説明から明かなように本発明による
と、投影光学系の開口絞り部に円環状フィルタ１１を設
け、そのフィルタ１１の透過率ｔを調整することによ
り、必要とする像コントラストに応じて最大の周波数領
域を確保できるようになった。このような円環状フィル
タは円環状光源だけでなく、２点斜入射照明、４点斜入
射照明などで、光源の像が透過率調整の領域に生ずるも
のであれば、同様に用いることができる。なお、投影光
学系の開口数の設定は、必要とする焦点深度，許容歪み
量，使用する光源の波長等に基づいて最適化するものと
する。
と、投影光学系の開口絞り部に円環状フィルタ１１を設
け、そのフィルタ１１の透過率ｔを調整することによ
り、必要とする像コントラストに応じて最大の周波数領
域を確保できるようになった。このような円環状フィル
タは円環状光源だけでなく、２点斜入射照明、４点斜入
射照明などで、光源の像が透過率調整の領域に生ずるも
のであれば、同様に用いることができる。なお、投影光
学系の開口数の設定は、必要とする焦点深度，許容歪み
量，使用する光源の波長等に基づいて最適化するものと
する。
【００３２】
【発明の効果】以上のように本発明は、微細パタン投影
露光装置においてマスクを照明する光線に関して、投影
光学系の開口数に対応した角度の傾きを光軸に対して与
えるとともに、投影光学系の開口絞り部すなわち瞳の位
置に、照明系の光源の像に対応する開口周辺部の振幅透
過率を０．２〜０．６、その他の開口中央部の振幅透過
率を１に設定したフィルタを配置するようにしたので、
そのフィルタの透過率を調整することにより、必要とす
る像コントラストに応じて最大の周波数領域を確保する
ことができる。そのため、斜入射照明系とフィルタ構成
の最適化が容易に実現でき、ＬＳＩ等のパタン形成可能
な領域を拡げることができる等の効果がある。
露光装置においてマスクを照明する光線に関して、投影
光学系の開口数に対応した角度の傾きを光軸に対して与
えるとともに、投影光学系の開口絞り部すなわち瞳の位
置に、照明系の光源の像に対応する開口周辺部の振幅透
過率を０．２〜０．６、その他の開口中央部の振幅透過
率を１に設定したフィルタを配置するようにしたので、
そのフィルタの透過率を調整することにより、必要とす
る像コントラストに応じて最大の周波数領域を確保する
ことができる。そのため、斜入射照明系とフィルタ構成
の最適化が容易に実現でき、ＬＳＩ等のパタン形成可能
な領域を拡げることができる等の効果がある。
【図１】本発明の一実施例を説明するための瞳座標での
光源とフィルタの構成を示す図である。
光源とフィルタの構成を示す図である。
【図２】本発明に関わるコントラストの周波数依存性お
よび平均強度（光源強度で規格化）を示す図である。
よび平均強度（光源強度で規格化）を示す図である。
【図３】同じく本発明に関わるコントラストの周波数依
存性および平均強度（光源強度で規格化）を示す図であ
る。
存性および平均強度（光源強度で規格化）を示す図であ
る。
【図４】従来法の一例を示すコントラストの周波数依存
性を示す図である。
性を示す図である。
【図５】本発明に先立つ斜入射照明方式の原理を示す図
である。
である。
【図６】投影露光装置における実際の光学系の概略を示
す図である。
す図である。
１１ 瞳座標での光源 １２ 光源の円環部分 １３ 円環状フィルタ １４ 円環状フィルタの開口中央部分 １５ 円環状フィルタの開口周辺部分 １６ 円環状フィルタの外周部分 ２１ マスク（レチクル） ２２ 投影レンズ系 ２４ 第１のレンズ系 ２５ 第２のレンズ系 ２６ 開口絞り ２７ ウエハ（像面） ２８ 入射瞳
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 為近 恵美 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 原田 勝征 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−369208（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−36585（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−179958（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】 パタンの描かれたマスクを照射して投影
光学系を用いてその像を形成してパタン形成を行う微細
パタン投影露光装置において、マスクを照射する光線に
関して、投影光学系の開口数に対応した角度の傾きを光
軸に対して与えるとともに、投影光学系の開口絞り部
に、照明系の光源の像に対応する開口周辺部の振幅透過
率を０．２〜０．６，その他の開口中央部の振幅透過率
を１に設定したフィルタを配置するようにしたことを特
徴とする投影露光装置。 - 【請求項２】 請求項１において、開口絞り部に結ぶ光
源の像全体が、開口絞り部位置に設けられたフィルタ周
辺部の透過率を０．２〜０．６に調整された領域内に対
応するように、照明系とフィルタとが構成されているこ
とを特徴とする投影露光装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3218100A JP2613826B2 (ja) | 1991-08-05 | 1991-08-05 | 投影露光装置 |
| DE69215942T DE69215942T2 (de) | 1991-04-05 | 1992-03-24 | Verfahren und System zur optischen Projetkionsbelichtung |
| EP92302512A EP0507487B1 (en) | 1991-04-05 | 1992-03-24 | Optical projection exposure method and system using the same |
| US07/863,454 US5208629A (en) | 1991-04-05 | 1992-04-03 | Optical projection exposure method and system using the same |
| KR1019920005715A KR970004682B1 (ko) | 1991-04-05 | 1992-04-06 | 투영노광방법 및 그 사용시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3218100A JP2613826B2 (ja) | 1991-08-05 | 1991-08-05 | 投影露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0541345A JPH0541345A (ja) | 1993-02-19 |
| JP2613826B2 true JP2613826B2 (ja) | 1997-05-28 |
Family
ID=16714635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3218100A Expired - Fee Related JP2613826B2 (ja) | 1991-04-05 | 1991-08-05 | 投影露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2613826B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001028335A (ja) * | 2000-01-01 | 2001-01-30 | Nikon Corp | 投影露光装置及び露光方法、並びに回路の製造方法 |
| US8054449B2 (en) * | 2006-11-22 | 2011-11-08 | Asml Holding N.V. | Enhancing the image contrast of a high resolution exposure tool |
-
1991
- 1991-08-05 JP JP3218100A patent/JP2613826B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0541345A (ja) | 1993-02-19 |
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