JP2732498B2 - 縮小投影式露光方法及びその装置 - Google Patents

縮小投影式露光方法及びその装置

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JP2732498B2 JP63294520A JP29452088A JP2732498B2 JP 2732498 B2 JP2732498 B2 JP 2732498B2 JP 63294520 A JP63294520 A JP 63294520A JP 29452088 A JP29452088 A JP 29452088A JP 2732498 B2 JP2732498 B2 JP 2732498B2
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    • G03F7/70583—Speckle reduction, e.g. coherence control or amplitude/wavefront splitting

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エキシマレーザ光等の指向性の高く、特に
一様分布の得にくい光源を用いて、一様或いは指向性に
おいて偏りの少ない照明によりレチクル上の回路パター
ンを投影レンズにより基板上に縮小投影する投影式露光
方法及びその装置に関する。
〔従来の技術〕
半導体回路の高集積化に伴ない、回路パターンの露光
に用いる光源の波長を短くし、解像度の向上が不可欠に
なっている。エキシマレーザに代表される紫外レーザは
エネルギーが高く、合成石英レンズに必要なスペクトル
の狭帯域化も比較的容易であり、露光光源として有望視
されている。エキシマレーザは発振装置の構成から、そ
の出射ビームの断面強度分布は一方向はgauβian、他方
向は台形となっており、一般にこの台形分布も傾きを持
ったり、中央部の強度が強いなど、平坦な一様分布のも
のは皆無に等しい。またエキシマレーザ以外の例えば第
2,第３の高調波を用いた紫外レーザについても射出分布
の一様性はほとんど期待できない。
一方、半導体の露光装置では原版となるレチクルに照
射する照明光の一様性は±２％程度のばらつき範囲に押
える必要がある。狭帯域化されたレーザ光源に対し、通
常水銀ランプを光源とする照明系に用いるロットレンズ
による照明の一様化の方法を単純にそのまま適用する
と、レーザ光のコヒーレンシーによりレチクル上の照明
光の分布に細かい干渉縞が発生し、一様な照明が実現し
ない。このような方法の他に既に、特開昭56−85724号
公報や特開昭59−19332号公報に、ガウス分布を有する
レーザビームを用い一様照明を得る方法が示されてい
る。第１の出願はビームを進行方向に垂直な断面内で４
つの部分に分割した後、被照射物体上で重畳し均一化を
図っている。重畳した時に発生する干渉による照明むら
を除去するため、４つの内の２分した２つ間では偏光が
直交するようにして干渉の発生を押え、また４つの内他
の２分した２つの間では照明時間内で２分した一方の側
の光の位相を変化させ、照明時間の平均を取ると干渉縞
が消滅するようにしている。この方式の場合gauβ分布
はそのままで重ね合わされるため一様性は不十分であ
る。また４分割しただけでこれを例えば縮小露光装置の
レチクル照明光としたのでは、照明の指向性が強すぎ良
好なパターンの露光はできない。前記第２の出願はやは
りガウス状の強度分布を有するレーザビームを４分割し
て重畳することにより一様化を図るものであるが、分割
後重畳するまでの光路中には各分割光が互いに非干渉状
態にする手段を施していないため、重畳した部分では細
かい干渉縞が発生している。このようは方式を露光装置
のレチクル照明に用いれば、ウエハ上に干渉縞模様が転
写されレチクル上の回路パターンの正しい転写が不可能
となる。
さてこのようなビームを分割した後、レチクル上で重
畳することによる干渉縞の発生を防ぎスペックルノイズ
等を除去する露光方法としては特開昭54−111832号公報
に分割ビーム間に光路長差を与える方法が示されてい
る。また特開昭62−25483号公報には前記特開昭54−111
832号公報の光路長差を与える一方法として光路迂回手
段を構成する反射鏡を用いる方式が示されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術はガウス分布をしたレーザ光にのみ、或
る程度の巨視的一様化を図る上で有効であったり、微視
的一様化（スペックルノイズの低減）には有効であって
も巨視的一様化を図れなかったりするものであり、巨視
的にも微視的にも一様な照明を実現しようとする点につ
いて配慮されていなかった。
本発明の目的は、波長が短く、解像度の向上が可能
で、スペクトルの狭帯域化も比較的容易なエキシマ等の
レーザ光源を用いて縮小投影する露光装置に必要な巨視
的に、並びに微視的に強度が均一な照明を利用効率を高
めて与えるのみならず、基板上への露光パターンを原画
レチクルに忠実な形状で縮小投影するのに必要な所望の
指向性を持った多方向からの照明光を与えてレチクル上
の微細な回路パターンを縮小投影レンズにより基板上に
均一な照度分布でもって縮小投影露光が実現できるよう
にした縮小投影式露光方法及びその装置を提供すること
にある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、第１の発明は、指向性の
高い光束を出射する光源と、該光源より出射した光束内
における半径方向に向けた複数の部分領域に応じて寸法
の異なる微細パターンを配置した透過又は反射の媒体と
該媒体を透過又は反射した光の内、所望部分を選択する
選択光学部材とによって構成され、上記光源より出射し
た光束はほぼ線形な強度分布に変換する実効的振幅また
は位相の分布制御手段と、該実効的振幅または位相の分
布制御手段でほぼ線形な強度分布に変換された光束につ
いて複数の光束に分割する光束分割手段と、該光束分割
手段によって分割された各光束におけるほぼ線形な強度
分布を互いに反転させ、且つ互いに干渉しないようにし
てレチクル上で重ね合わせる重畳手段とを備え、レチク
ル上の所望の領域において一様な強度分布を得るように
構成した照明装置を設け、該照明装置により照明された
レチクル上の回路パターンを基板上に縮小投影する縮小
投影レンズを設けたことを特徴とする縮小投影式露光装
置である。
また、第２の発明は、上記縮小投影式露光装置におい
て、上記光源をエキシマレーザ光源で形成したことを特
徴とする。
また、第３の発明は、上記縮小投影式露光装置におい
て、上記実効的振幅または位相の分布制御手段における
透過又は反射の媒体を、回折格子形フィルタまたは位相
変調形フィルタによって構成したことを特徴とする。
また、第４の発明は、上記縮小投影式露光装置におけ
る上記照明装置において、更に上記光束分割手段で分割
された複数の光束を一緒に偏向走査する偏向手段と、上
記縮小投影レンズの入射瞳と共約な位置に設けられ、上
記偏向手段で複数の光束が一緒に偏向走査される範囲を
絞る開口絞りとを備えたことを特徴とする。
また、第５の発明は、上記縮小投影式露光装置におけ
る上記重畳手段において、上記光束分割手段によって分
割された複数の光束について、各光束の光路長を互いに
可干渉距離以上に形成することを特徴とする。
また、第６の発明は、光源より出射した指向性の高い
光束について、該光束内における半径方向に向けた複数
の部分領域に応じて寸法の異なる微細パターンを配置し
た透過又は反射の媒体と該媒体を透過又は反射した光の
内、所望部分を選択する選択光学部材とによって構成さ
れた実効的振幅または位相の分布制御手段を用いてほぼ
線形な強度分布に変換し、この変換されたほぼ線形な強
度分布を有する光束について光束分割手段により複数の
光束に分割し、この分割された各光束におけるほぼ線形
な強度分布を重畳手段により互いに反転させ、且つ互い
に干渉しないようにレチクル上の所望の領域で重ね合わ
せて一様な照度分布で照明し、この照明されたレチクル
上の回路パターンを縮小投影レンズにより基板上に縮小
投影することを特徴とする縮小投影式露光方法である。
また、第７の発明は、エキシマレーザ光源より出射し
た指向性の高いエキシマレーザ光束について、該光束内
における半径方向に向けた複数の部分領域に応じて寸法
の異なる微細パターンを配置した透過又は反射の媒体と
該媒体を透過又は反射した光の内、所望部分を選択する
選択光学部材とによって構成された実効的振幅または位
相の分布制御手段を用いてほぼ線形な強度分布に変換
し、この変換されたほぼ線形な強度分布を有するエキシ
マレーザ光束について光束分割手段により複数のエキシ
マレーザ光束に分割し、この分割された各光束における
ほぼ線形な強度分布を重畳手段により互いに反転させ、
且つ互いに干渉しないようにレチクル上の所望の領域で
重ね合わせて一様な照度分布で照明し、この照明された
レチクル上の回路パターンを縮小投影レンズにより基板
上に縮小投影することを特徴とする縮小投影式露光方法
である。
〔作用〕
前記構成より、本発明においてはレーザ出射光の強度
分布を線形な分布にする。即ち例えばエキシマレーザの
場合、強度分布の一方向はgauβ分布、他方向は台形に
近いが傾きを持った分布をしている場合が多い。このよ
うな分布形状に対し、エネルギーの利用効率が最も高
く、なおかつ利用する光分布内では線形な強度分布とな
る様に実効的振幅分布制御手段を用いて分布形状を補正
する。このように線形な分布となれば、このビームをビ
ームスプリッタ等で、分離し、可干渉距離が長い場合に
は、各ビームを可干渉距離以上の光路長差が付くように
して再び重ね合せる。この時、ミラー等を用いて線形な
強度分布となっている各ビームが、重ね合される場所で
は例えばビームＡは右下りの分布であれば、ビームＢは
左下りの分布となるようにしておく。この様にすればレ
チクル等照明する物の上の照度分布は巨視的な一様性が
得られるとともに、干渉縞等の微視的なむらも無くな
る。また上記分離後レチクル上で重ねる各ビームは互に
角度を付けてレチクルを照明しているため照明光の指向
性も高すぎることがない。また更に上記分離するビーム
の数が少ない場合には所望の照明指向性が十分に得られ
ない。この場合には照明光学系のレチクルと共役な位置
に配置した光偏向手段を用い、全分離ビームを同時に偏
向し、この偏向時間内で露光（或いは検出）を行なうこ
とにより所望の照明の指向性を得ることができる。
〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。ま
ず本発明の一様露光照明手段を適用する露光装置につい
て光学系の全体構成と動作を説明する。１は紫外のレー
ザ光であるエキシマレーザ光源であり、ここを出射した
パルスレーザ光は露光照明装置３を通り、露光物体であ
るレチクル２を一様に照明し、このレチクルを透過した
レーザ光は石英レンズ等で構成された縮小レンズ５を通
過し、被露光媒体であるウェハ４の上に塗布された感光
剤（レジスト）に露光物体の像を結像する。露光照明装
置３は以下の構成から成っている。レーザ光源より出射
した紫外のレーザ光の強度分布は第４図に示す如く一様
でない。このためビームの強度を一様な分布にするビー
ム一様露光手段31を通る。ビーム一様化手段を通過した
レーザ光は32〜35の集光レンズでＡ面に絞り込まれる。
Ａ面に到る途中には揺動ミラー34がありレーザ光を偏向
する。Ａ面には開口絞り36を設け、レンズ37により縮小
レンズ５の瞳51に結像すると同時に、レンズ35と37によ
り揺動ミラー34とレチクル２の描画面（下面）を互に共
役な位置関係にしている。従って制御回路６により、エ
キシマレーザ光源の１パルス発光のタイミングと、揺動
ミラー34の偏向のタイミングを同期をとって制御し、開
口絞り36の絞り径を所望の大きさにすることにより縮小
レンズの瞳51上に第２図に示すようにレーザスポット像
38を結像する。これら各点にレーザスポットを結像して
いる時には、レチクル２への照明光の入射角度が変化し
ているのであり、いずれの場合もレチクル上の照射光の
分布は一様であることが望ましい。本発明では、この照
射光の一様化を一様露光手段31により行っている。以
下、照明光の一様化について具体的に説明する。第３図
は、本発明による一実施例を示したもので第１図におけ
る一様露光手段31の構成を具体的に開示したものであ
る。レーザ源から出射したレーザビーム11の照度分布は
一般に中心部が強く、周辺部が弱い傾向にあり、強さが
一様でない。またエキシマレーザの場合には、第４図に
示す如く、対称性が悪い例も見受られる。まずビーム選
択手段311により中心付近のビームを第４図の実線で示
した如く、効率的に選択する。ビームの選択範囲は、後
述するフィルタ等から成る実効的振幅分布制御手段312
によって線形な強度分布にならしめ、かつ最も照度低下
の少ない範囲が良い。実効的振幅分布制御手段312を通
過したレーザビームはハーフミラー313で２本のビーム
に分割する。第５図は実効的振幅分布制御手段312によ
って線形な照度分布とし、ハーフミラー313を通過した
直後のビームの照度分布を示したものである。他方のビ
ームはハーフミラー313、全反射ミラー314,315で３回
（奇数回）反射した後、最初のハーフミラー313を通過
したビームと平行にしてハーフミラー316に照射する。
ここで重要な点は、２分割したビームを一方は偶数回
（0,2,4…）、他方は奇数回（1,3,5…）反射させ、互い
に照度分布を反転させている点である。316に入射した
２本のビームは更に２分割され、合計４本のビームとな
る。これら４本の平行ビームはＰの字で示した如く互い
に照度分布が反転する（第６図）。この照度分布が反転
した４本のビームを第１図で示す如くレチクル２上で重
ね合せることにより、照度分布の一様化が図れる。第７
図はこの様子を示したものである。また本発明によれ
ば、ビームを分割する際、互いに可干渉距離以上の光路
長差を付与することによりレーザ照明のインコヒーレン
ト化も同時に図ることができる。即ち可干渉距離をｌと
するとハーフミラー313で反射してから全反射ミラー315
で反射するまでの光路長をl,ハーフミラー316で反射し
てから全反射ミラー317で反射するまでの光路長を2lと
すれば互いにｌ以上の光路長差を付けることができる。
ここで可干渉距離ｌはレーザ光の中心波長をλ，スペク
トル半値幅をΔλとするとほぼλ2/Δλである。
以上の説明では、レチクル上の照度分布が完全に一様
になることを狙ったものであるが、中心部と周辺部に若
干の強度差を許せる場合には次に述べる２つの参考例で
実現することができる。まず第１の参考例は、第３図に
おいて強度分布を線形にならしめる実効的振幅分布変化
手段312を外した状態である。この状態で照度分布の一
様化を図った場合にはレチクル上の照度分布は第８図の
如くなる。中央部の照度が周辺部の照度より若干高くな
る。第９図は、照度分布を一様化する他の参考例を示し
たものである。本参考例はレーザビームの照度分布が第
10図の如く対称的な場合に有効である。まず複数の開口
を有するビーム選択手段311′により第10図の実線の如
く照度分布が対称となる範囲を選択する。第９図におい
ては４本のビームが選択される。この４本のビームは半
分の面積を反射面としたミラー313′,316′（斜線部が
反射面を示す）および全面が反射面である全反射ミラー
314′,318′により互いに照度分布が反転せず、かつ可
干渉距離以上の光路長差を有する４本のビームに分離す
る。この４本のビームをレチクル上で重ね合せることに
より第11図の如く照度分布の一様化が図れる。第９図の
実施例では４本のビームが偶数回（0,2,4回）の反射の
ため照度分布は互いに反転しない。
第12図は、プリズム形ビームスプリッタの実施例を示
したものである。第３図の実施例および第９図の参考例
では、平行平板形のビームスプリッタによりレーザビー
ムを分割した。しかし、平行平板形のビームスプリッタ
に干渉性の高いレーザ光を透過させた場合板厚が可干渉
距離以上ないと裏面反射により干渉縞が発生し、照度分
布を悪くすることがある。第12図で示したプリズム形の
ビームスプリッタではこの問題が発生しない。プリズム
形ビームスプリッタ313″に入射したレーザビーム11は
Ｂ点で反射光12と透過光13に分かれる。反射光12は全反
射ミラー314′で再度反射し右方向に直進する。このビ
ームは偶数回（２回）の反射のため入射ビーム11と同じ
照度分布である。一方プリズム内部に進入した透過光13
はＣ面で全反射しＤ点で再び空気中に出て右方向に直進
する。Ｄ点においては破線で示した反射光が発生するが
透過光とは逆方向に進み、干渉縞を発生しない。透過光
13は奇数回の反射（プリズム内で１回反射）のため照度
分布は入射ビーム11の反対となる。
第13図は本発明の一実施例であり、第１図中及び第３
図に示したビーム一様露光手段31に用いられる実効的振
幅分布制御手段312を説明する図である。前述したごと
くレーザ光源を出射したビームは第13図Σ面上では第15
図（ａ），（ｃ）に示すような強度分布を有している。
このビームは回折格子形フィルタ3121に入射する。回折
格子形フィルタは第14図，第16図に示すごとく、入射ビ
ームの領域内で細分された部分領域F0,F1,F2…F5を有し
ている。それぞれの領域内では同一線幅（W0,W1,W2,…W
5）からなる回折格子から成っている。次の表１はこの
線幅の一例を示したもので、回折格子のピッチＰを単位
として表されている。
この回折格子形フィルタは透明な合成石英平面ガラス
にクロム膜を蒸着し、電子線用フォトレジストを塗布し
たものを、電子線描画装置で描画し、現像、エッチング
処理等を施すことにより作製される。クロム膜パターン
により形成された回折格子形フィルタではパターン幅Ｗ
が広くなるほど透過率は低くなるとともに、±１次や高
次に回折する成分が多くなり、直進する０次光成分がそ
の分、更に少くなる。第13図に示すように、透過光の一
部分を選択する手段3122により回折光成分は選択的に遮
光され、０次透過光成分のみが照明光として以後用いら
れる。このようにすると第13図の実効的振幅分布制御手
段312を通過した光はΣ′面上で第15図（ｂ），（ｄ）
に示すように強度分布を一様な線形分布にすることが可
能となり、前述したごとく、被照射物を一様にほぼ一定
の強度で照明することが可能となる。なお、上記回折格
子形フィルタの実施例では透過方式で構成した場合につ
いて説明したが、反射方式で構成してもよいことは明ら
かである。
上記実施例では回折格子形フィルタとしてクロム膜を
用いる振幅変調形を用いたが、上記のフィルタ製作時に
クロム膜を蒸着しない石英ガラスを用い、現像して得ら
れたレジストパターンをマスクとしてガラス面をエッチ
ングして凹凸形状を形成し、位相変調形フィルタとして
も良い。このように、位相変調形フィルタを用いる場
合、ビーム一様露光手段31に用いられる実効的振幅分布
制御手段312は、実効的位相分布制御手段となる。そし
て、位相変調形フィルタにおけるガラス面をエッチング
して形成される凹凸形状が微細パターンとなる。また上
記実施例では一次元的回折格子パターンを用いている
が、二次元的回折格子を用いても同様な効果が得られ
る。この場合パターンは若干複雑になるが、透過率の微
妙な変化を与えることが容易となる。
第17図は本発明の一実施例であり、第13図と同一番号
は同一物を表わす。本実施例では一次元的回折格子形フ
ィルタに代り、二次元的格子を用いている。格子上のパ
ターンは第17図に示すように円形のCrパターンでも良い
し、矩形のパターンでも良い。フィルタの場所により、
パターンの寸法を次の表２に示すように変え、ここを通
過したレーザビームの分布が第13〜15図で説明した方法
により線形な分布となる様にしている。
以上説明したように、本発明に係るビーム一様露光手
段31としての実効的振幅分布制御手段312または実効的
位相分布制御手段は、回折格子形フィルタ、または位相
変調形フィルタ、または２次元的格子で形成され、各々
に形成される微細パターンを電子線描画装置で描画し、
現像、エッチング処理等を施すことによって作製される
ので、レーザ光源から出射したレーザビームの照度分布
が一様でなくても、この照度分布に正確に合わせて上記
微細パターンを形成することによって、レーザ光源から
出射したレーザビームをほぼ線形な強度分布にすること
ができる。
第18図は本発明による一様露光手段を従来のフライア
イレンズを用いた露光装置に適用した例を示す。光源１
を出射した照明光は一様露光手段31により一様化され、
集光レンズ32′でフライアイレンズ39位置に重ね合せ
る。フライアイレンズ39によって集光された二次光源像
はレンズ37によりレチクル２を一様に照明し、縮小レン
ズ５の瞳面に結像し、縮小レンズ５を通過して被露光媒
体であるウェハ４上の感光剤に露光物体の像を結像す
る。本実施例の適用によりレチクル２は照度分布が一様
で、指向性の偏りのない照明をすることが可能となる。
第19図はフライアイレンズに入射する照明光の照度分布
が一様でない場合の例を示したもので、実線方向の照度
と破線方向の照度が異なり指向性に偏りが生ずることが
わかる。
第20図は本発明を顕微鏡に適用した例を示す。光源
１′に一様露光手段31′を付加することにより実現でき
る。光源１′が干渉性の高いレーザ光に対して特に有効
である。
第21図は本発明をパターン検出装置に適用した例を示
す。光源１′より発した照明光を一様露光手段31′によ
り一様化し、対物レンズ71を介してウェハ４上の検出パ
ターンを照明する。検出パターンは対物レンズ71によっ
て検出器72上に結像し、検出信号73を得る。74はCPUで
検出信号の処理、演算を行う。一様露光手段31′を設け
ない場合は第22図示す如く、ノイズ成分が重畳した検出
信号75となり正確なパターン検出が困難となる。
第23図は本発明をレーザ加工機に適用した例である。
光源１′より発したレーザ光は一様露光手段31′により
一様化し、揺動ミラー34によりビームを試料４′上で走
査する。加工位置の選択は、揺動ミラー34を固定して、
試料ステージ76を移動して行ってもよい。レーザビーム
はレンズ71により集光し、試料４′の加工（例えば穴あ
け加工）を行なう。第24図，第25図は、本発明による一
様露光手段31′を適用した例と、しない例である。一様
露光手段31′を適用しない場合は、第25図に示すように
照度むらにより穴の周辺がきれいに加工できない。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、エキシマレー
ザ光源より出射した指向性の高いエキシマレーザ光束に
おいて一方向についてはガウス分布、他方向については
台形に近い傾きを持った分布をしていても、該強度分布
に応じた寸法の異なる微細パターンを配置した透過又は
反射の媒体と選択光学部材とによって構成された実効的
振幅または位相の分布制御手段を設けることによって、
上記光源より出射した指向性の高いエキシマレーザ光束
の強度分布を正確に一様に制御することができることに
より、レチクル上に照射されるエキシマレーザ光による
多数の２次光源像として互いにスペックルノイズを発生
することなく照度分布の均一化をはかることができ、そ
の結果、エキシマレーザ光を用いてレチクル上に形成さ
れた微細な回路パターンを縮小投影レンズにより基板上
に均一な照度分布でもって縮小投影露光を実現すること
ができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例でエキシマ露光装置の露光照
明系を示す図、第２図は縮小レンズ瞳面内におけるレー
ザスポットの走査状況を示す図、第３図は本発明の一様
露光手段の詳細構成を示す図、第４図〜第８図は光路中
における照度分布を示す図、第９図は一様露光手段の他
の参考例を示す詳細構成図、第10図及び第11図は第９図
の光路中の照度分布を示す図、第12図はプリズム形の光
束分離手段を示す図、第13図は本発明による実効的振幅
分布変化手段の構成を説明するための図、第14図は第13
図に示す回折格子形フィルタの概略を拡大して示した
図、第15図は第13図に示す実効的振幅分布制御手段前後
のビームの強度分布を示した図、第16図は第13図に示す
一次元的回折格子形フィルタを拡大して示した図、第17
図は第13図に示す二次元的回折格子形フィルタを拡大し
て示した図、第18図は本発明に係る一様露光手段をフラ
イアイレンズを用いた露光装置に適用した例を示す図、
第19図は第18図に示す装置においてフライアイレンズに
入射する照明光の照度分布が一様でない場合の例を示し
た図、第20図は本発明に係る一様露光手段を顕微鏡に適
用した例を示す図、第21図は本発明に係る、一様露光手
段をパターン検出装置に適用した例を示す図、第22図は
第21図において一様露光手段を備けない場合に検出され
るノイズ成分が重畳した検出信号波形を示す図、第23図
は本発明に係る一様露光手段をレーザ加工機に適用した
例を示す図、第24図は第23図に示す装置によって穴あけ
加工をした場合の穴形状を示す図、第25図は第23図に示
す装置において一様露光手段を備けない場合の穴あけ加
工した穴形状を示す図である。 １……エキシマレーザ、11……レーザビーム、２……レ
チクル、３……露光照明装置、31……一様露光手段、3
2,33,35,37……レンズ、34……揺動ミラー、36……開口
絞り、38……レーザスポット像、４……ウェハ、５……
縮小レンズ、51……縮小レンズ瞳、６……制御回路、31
1……ビーム選択手段、312……実効的振幅分布変化手
段、313,316……ハーフミラー、314,315,317,318……全
反射ミラー、12……反射光、13……透過光、313″……
プリズム形ビームスプリッタ、3121……回折格子形フィ
ルタ、3122……ビーム選択手段、39……ロットレンズ、
71……対物レンズ、72……検出器、73,75……検出信
号、74……CPU、76……試料ステージ。
フロントページの続き (72)発明者 吉武 康裕 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 谷本 哲三 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭64−76720（ＪＰ，Ａ)

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】指向性の高い光束を出射する光源と、該光
    源より出射した光束内における半径方向に向けた複数の
    部分領域に応じて寸法の異なる微細パターンを配置した
    透過又は反射の媒体と該媒体を透過又は反射した光の
    内、所望部分を選択する選択光学部材とによって構成さ
    れ、上記光源より出射した光束をほぼ線形な強度分布に
    変換する実効的振幅または位相の分布制御手段と、該実
    効的振幅または位相の分布制御手段でほぼ線形な強度分
    布に変換された光束について複数の光束に分割する光束
    分割手段と、該光束分割手段によって分割された各光束
    におけるほぼ線形な強度分布を互いに反転させ、且つ互
    いに干渉しないようにしてレチクル上で重ね合わせる重
    畳手段とを備え、レチクル上の所望の領域において一様
    な強度分布を得るように構成した照明装置を設け、該照
    明装置により照明されたレチクル上の回路パターンを基
    板上に縮小投影する縮小投影レンズを設けたことを特徴
    とする縮小投影式露光装置。
  2. 【請求項２】上記光源をエキシマレーザ光源で形成した
    ことを特徴とする請求項１記載の縮小投影式露光装置。
  3. 【請求項３】上記実効的振幅または位相の分布制御手段
    における透過又は反射の媒体を、回折格子形フィルタま
    たは位相変調形フィルタによって構成したことを特徴と
    する請求項１又は２記載の縮小投影式露光装置。
  4. 【請求項４】上記照明装置において、更に上記光束分割
    手段で分割された複数の光束を一緒に偏向走査する偏向
    手段と、上記縮小投影レンズの入射瞳と共約な位置に設
    けられ、上記偏向手段で複数の光束が一緒に偏向走査さ
    れる範囲を絞る開口絞りとを備えたことを特徴とする請
    求項１又は２記載の縮小投影式露光装置。
  5. 【請求項５】上記重畳手段において、上記光束分割手段
    によって分割された複数の光束について、各光束の光路
    長を互いに可干渉距離以上に形成することを特徴とする
    請求項１又は２記載の縮小投影式露光装置。
  6. 【請求項６】光源より出射した指向性の高い光束につい
    て、該光束内における半径方向に向けた複数の部分領域
    に応じて寸法の異なる微細パターンを配置した透過又は
    反射の媒体と該媒体を透過又は反射した光の内、所望部
    分を選択する選択光学部材とによって構成された実効的
    振幅または位相の分布制御手段を用いてほぼ線形な強度
    分布に変換し、この変換されたほぼ線形な強度分布を有
    する光束について光束分割手段により複数の光束に分割
    し、この分割された各光束におけるほぼ線形な強度分布
    を重畳手段により互いに反転させ、且つ互いに干渉しな
    いようにしてレチクル上の所望の領域で重ね合わせて一
    様な照度分布で照明し、この照明されたレチクル上の回
    路パターンを縮小投影レンズにより基板上に縮小投影す
    ることを特徴とする縮小投影式露光方法。
  7. 【請求項７】エキシマレーザ光源より出射した指向性の
    高いエキシマレーザ光束について、該光束内における半
    径方向に向けた複数の部分領域に応じて寸法の異なる微
    細パターンを配置した透過又は反射の媒体と該媒体を透
    過又は反射した光の内、所望部分を選択する選択光学部
    材とによって構成された実効的振幅または位相の分布制
    御手段を用いてほぼ線形な強度分布に変換し、この変換
    されたほぼ線形な強度分布を有するエキシマレーザ光束
    について光束分割手段により複数のエキシマレーザ光束
    に分割し、この分割された各光束におけるほぼ線形な強
    度分布を重畳手段により互いに反転させ、且つ互いに干
    渉しないようにしてレチクル上の所望の領域で重ね合わ
    せて一様な照度分布で照明し、この照明されたレチクル
    上の回路パターンを縮小投影レンズにより基板上に縮小
    投影することを特徴とする縮小投影式露光方法。
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