JP2891218B2 - 露光装置及びそれを用いた素子製造方法 - Google Patents
露光装置及びそれを用いた素子製造方法Info
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- JP2891218B2 JP2891218B2 JP8355387A JP35538796A JP2891218B2 JP 2891218 B2 JP2891218 B2 JP 2891218B2 JP 8355387 A JP8355387 A JP 8355387A JP 35538796 A JP35538796 A JP 35538796A JP 2891218 B2 JP2891218 B2 JP 2891218B2
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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
- G03F7/70058—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】
【発明の属する技術分野】本発明は露光装置及びそれを
用いた素子製造方法に関し、具体的には半導体素子の製
造装置である所謂ステッパーにおいてレチクル面上のパ
ターンを適切に照明し、高い解像力が容易に得られるよ
うにしたものである。
用いた素子製造方法に関し、具体的には半導体素子の製
造装置である所謂ステッパーにおいてレチクル面上のパ
ターンを適切に照明し、高い解像力が容易に得られるよ
うにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】最近の半導体素子の製造技術の進展は目
覚ましく、又それに伴う微細加工技術の進展も著しい。
特に光加工技術は１ＭＤＲＡＭの半導体素子の製造を境
にサブミクロンの解像力を有する微細加工を技術まで達
している。解像力を向上させる手段としてこれまで多く
の場合、露光波長を固定して、光学系のＮＡ（開口数）
を大きくしていく方法を用いていた。しかし最近では露
光波長をｇ線からｉ線に変えて、超高圧水銀灯を用いた
露光法により解像力を向上させる試みも種々と行なわれ
ている。
覚ましく、又それに伴う微細加工技術の進展も著しい。
特に光加工技術は１ＭＤＲＡＭの半導体素子の製造を境
にサブミクロンの解像力を有する微細加工を技術まで達
している。解像力を向上させる手段としてこれまで多く
の場合、露光波長を固定して、光学系のＮＡ（開口数）
を大きくしていく方法を用いていた。しかし最近では露
光波長をｇ線からｉ線に変えて、超高圧水銀灯を用いた
露光法により解像力を向上させる試みも種々と行なわれ
ている。
【０００３】露光波長としてｇ線やｉ線を用いる方法の
発展と共にレジストプロセスも同様に発展してきた。こ
の光学系とプロセスの両者が相まって、光リソグラフィ
が急激に進歩してきた。
発展と共にレジストプロセスも同様に発展してきた。こ
の光学系とプロセスの両者が相まって、光リソグラフィ
が急激に進歩してきた。
【０００４】一般にステッパーの焦点深度はＮＡの２乗
に反比例することが知られている。この為サブミクロン
の解像力を得ようとすると、それと共に焦点深度が浅く
なってくるという問題点が生じてくる。
に反比例することが知られている。この為サブミクロン
の解像力を得ようとすると、それと共に焦点深度が浅く
なってくるという問題点が生じてくる。
【０００５】これに対してエキシマレーザーに代表され
る更に短い波長の光を用いることにより解像力の向上を
図る方法が種々と提案されている。短波長の光を用いる
効果は一般に波長に反比例する効果を持っていることが
知られており、波長を短くした分だけ焦点深度は深くな
る。
る更に短い波長の光を用いることにより解像力の向上を
図る方法が種々と提案されている。短波長の光を用いる
効果は一般に波長に反比例する効果を持っていることが
知られており、波長を短くした分だけ焦点深度は深くな
る。
【０００６】短波長化の光を用いる他に解像力を向上さ
せる方法として位相シフトマスクを用いる方法（位相シ
フト法）が種々と提案されている。この方法は従来のマ
スクの一部分に、他の部分とは通過光に対して１８０度
の位相差を与える薄膜を形成し、解像力を向上させよう
とするものであり、ＩＢＭ社（米国）のＬｅｖｅｎｓｏ
ｎらにより提案されている。解像力ＲＰは波長をλ、パ
ラメータをｋ1 、開口数をＮＡとすると一般に式 ＲＰ＝ｋ1 λ／ＮＡ で示される。通常０．７〜０．８が実用域とされるパラ
メータｋ1 は、位相シフト法によれば０．３５ぐらい迄
大幅に改善できることが知られている。
せる方法として位相シフトマスクを用いる方法（位相シ
フト法）が種々と提案されている。この方法は従来のマ
スクの一部分に、他の部分とは通過光に対して１８０度
の位相差を与える薄膜を形成し、解像力を向上させよう
とするものであり、ＩＢＭ社（米国）のＬｅｖｅｎｓｏ
ｎらにより提案されている。解像力ＲＰは波長をλ、パ
ラメータをｋ1 、開口数をＮＡとすると一般に式 ＲＰ＝ｋ1 λ／ＮＡ で示される。通常０．７〜０．８が実用域とされるパラ
メータｋ1 は、位相シフト法によれば０．３５ぐらい迄
大幅に改善できることが知られている。
【０００７】位相シフト法には種々のものが知られてお
り、それらは例えば日経マイクロデバイス１９９０年７
月号１０８ページ以降の福田等の論文に詳しく記載され
ている。
り、それらは例えば日経マイクロデバイス１９９０年７
月号１０８ページ以降の福田等の論文に詳しく記載され
ている。
【０００８】しかしながら実際に空間周波数変調型の位
相シフトマスクを用いて解像力を向上させるためには未
だ多くの問題点が残っている。例えば現状で問題点とな
っているものとして以下のものがある。 （イ）．位相シフト膜を形成する技術が未確立。 （ロ）．位相シフト膜用の最適なＣＡＤの開発が未確
立。 （ハ）．位相シフト膜を付けれないパターンの存在。 （ニ）．（ハ）に関連してネガ型レジストを使用せざる
をえないこと。 （ホ）．検査、修正技術が未確立。
相シフトマスクを用いて解像力を向上させるためには未
だ多くの問題点が残っている。例えば現状で問題点とな
っているものとして以下のものがある。 （イ）．位相シフト膜を形成する技術が未確立。 （ロ）．位相シフト膜用の最適なＣＡＤの開発が未確
立。 （ハ）．位相シフト膜を付けれないパターンの存在。 （ニ）．（ハ）に関連してネガ型レジストを使用せざる
をえないこと。 （ホ）．検査、修正技術が未確立。
【０００９】このため実際に位相シフトマスクを利用し
て半導体素子を製造するには様々な障害があり、現在の
ところ大変困難である。
て半導体素子を製造するには様々な障害があり、現在の
ところ大変困難である。
【００１０】これに対して本出願人は位相シフトマスク
を用いずにより解像力を高めた露光装置を特願平３−２
８６３１号（平成３年２月２２日出願）で提案してい
る。
を用いずにより解像力を高めた露光装置を特願平３−２
８６３１号（平成３年２月２２日出願）で提案してい
る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】前述した特願平３−２
８６３１号では非常に高い解像力を示す有効光源を形成
する為にオプティカルインテグレータの手前に４角錐プ
リズムを設け、かつオプティカルインテグレータの直後
に光軸外に開口を４つだけ備える絞りを設ける技術を開
示しているが、有効光源の形状は一定であった。
８６３１号では非常に高い解像力を示す有効光源を形成
する為にオプティカルインテグレータの手前に４角錐プ
リズムを設け、かつオプティカルインテグレータの直後
に光軸外に開口を４つだけ備える絞りを設ける技術を開
示しているが、有効光源の形状は一定であった。
【００１２】本発明の目的は、有効光源の形状を変更で
きる露光装置及びそれを用いた素子製造方法の提供を目
的とする。
きる露光装置及びそれを用いた素子製造方法の提供を目
的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の露光装置は、 (1-1) 光源からの光をオプティカルインテグレータに照
射し、前記オプティカルインテグレータからの光束で第
１物体を照明することにより前記第１物体のパターンを
投影光学系により第２物体に投影する露光装置におい
て、前記オプティカルインテグレータに入射する光束の
強度分布を変更する光束状態変更手段と、光軸上に開口
を１つ備える第１絞りと光軸外に開口を４つだけ備える
第２絞りを含む複数の絞りの内の１つを前記オプティカ
ルインテグレータの前又は後又は共役な場所に選択的に
挿入する絞り選択手段とを有することを特徴としてい
る。(1-2) 光源からの光をオプティカルインテグレータに照
射し、前記オプティカルインテグレータからの光束で第
１物体を照明することにより前記第１物体のパターンを
投影光学系により第２物体に投影する露光装置におい
て、前記オプティカルインテグレータに入射する光束の
光束径を変更する光束状態変更手段と、光軸上に開口を
一つ備える第１絞りと光軸外に開口を４つだけ備える第
２絞りを含む複数の絞りの内の一つを前記オプティカル
インテグレータの前又は後又は共役な場所に選択的に挿
入する絞り選択手段とを有することを特徴としている。
特に、構成(1-1) 又は(1-2) において、 (1-2-1) 前記光束状態変更手段は着脱可能な４角錐形状
のプリズムを有し、前記第２絞りが挿入されていると
き、前記４角錐形状のプリズムが前記光源と前記オプテ
ィカルインテグレータの間に挿入されており、前記オプ
ティカルインテグレータ上に４つの光源像が投影されて
いること。 (1-2-2) 前記４つの像が前記光源の像であること。 (1-2-3) 前記光束状態変更手段は、光源を光軸方向に移
動させる手段を有すること。 (1-2-4) 前記光束状態変更手段は、ズーム光学系を有す
ること。 (1-2-5) 前記絞り選択手段は、前記第１、第２絞りを相
異なる位置に配した円盤と該円盤を回転させる駆動装置
とを有すること。 (1-2-6) 前記４つの開口は、夫々、装置に関連した主た
る方向に対応する互いに 直交する２方向を夫々ｘ軸、ｙ
軸の方向とし且つ光軸の位置を中心としたｘｙ座標系を
前記第２絞り上に仮定した時の第１乃至第４象限に設け
てあること等を特徴としている。
射し、前記オプティカルインテグレータからの光束で第
１物体を照明することにより前記第１物体のパターンを
投影光学系により第２物体に投影する露光装置におい
て、前記オプティカルインテグレータに入射する光束の
強度分布を変更する光束状態変更手段と、光軸上に開口
を１つ備える第１絞りと光軸外に開口を４つだけ備える
第２絞りを含む複数の絞りの内の１つを前記オプティカ
ルインテグレータの前又は後又は共役な場所に選択的に
挿入する絞り選択手段とを有することを特徴としてい
る。(1-2) 光源からの光をオプティカルインテグレータに照
射し、前記オプティカルインテグレータからの光束で第
１物体を照明することにより前記第１物体のパターンを
投影光学系により第２物体に投影する露光装置におい
て、前記オプティカルインテグレータに入射する光束の
光束径を変更する光束状態変更手段と、光軸上に開口を
一つ備える第１絞りと光軸外に開口を４つだけ備える第
２絞りを含む複数の絞りの内の一つを前記オプティカル
インテグレータの前又は後又は共役な場所に選択的に挿
入する絞り選択手段とを有することを特徴としている。
特に、構成(1-1) 又は(1-2) において、 (1-2-1) 前記光束状態変更手段は着脱可能な４角錐形状
のプリズムを有し、前記第２絞りが挿入されていると
き、前記４角錐形状のプリズムが前記光源と前記オプテ
ィカルインテグレータの間に挿入されており、前記オプ
ティカルインテグレータ上に４つの光源像が投影されて
いること。 (1-2-2) 前記４つの像が前記光源の像であること。 (1-2-3) 前記光束状態変更手段は、光源を光軸方向に移
動させる手段を有すること。 (1-2-4) 前記光束状態変更手段は、ズーム光学系を有す
ること。 (1-2-5) 前記絞り選択手段は、前記第１、第２絞りを相
異なる位置に配した円盤と該円盤を回転させる駆動装置
とを有すること。 (1-2-6) 前記４つの開口は、夫々、装置に関連した主た
る方向に対応する互いに 直交する２方向を夫々ｘ軸、ｙ
軸の方向とし且つ光軸の位置を中心としたｘｙ座標系を
前記第２絞り上に仮定した時の第１乃至第４象限に設け
てあること等を特徴としている。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】本発明の素子製造方法は、 (2-1) 光源からの光をオプティカルインテグレータに照
射し、前記オプティカルインテグレータからの光束で第
１物体を照明することにより前記第１物体のパターンを
投影光学系により第２物体に投影して転写する段階を有
する素子製造方法において、前記オプティカルインテグ
レータに入射する光束の強度分布を変更する段階と、光
軸上に開口を１つ備える第１絞りと光軸外に開口を４つ
だけ備える第２絞りを含む複数の絞りの内の１つを前記
オプティカルインテグレータの前又は後又は共役な場所
に選択的に挿入する段階とを有することを特徴としてい
る。(2-2) 光源からの光をオプティカルインテグレータに照
射し、前記オプティカルインテグレータからの光束で第
１物体を照明することにより前記第１物体のパターンを
投影光学系により第２物体に投影して転写する段階を有
する素子製造方法において、前記オプティカルインテグ
レータに入射する光束の光束径を変更する段階と、光軸
上に開口を一つ備える第１絞りと光軸外に開口を４つだ
け備える第２絞りを含む複数の絞りの内の一つを前記オ
プティカルインテグレータの前又は後又は共役な場所に
選択的に挿入する段階とを有することを特徴としてい
る。特に、構成(2-1) 又は(2-2) において、 (2-2-1) 前記光束の強度分布を変更する段階では着脱可
能な４角錐形状のプリズムを用い、前記第２絞りが挿入
されているとき、前記４角錐形状のプリズムが前記光源
と前記オプティカルインテグレータの間に挿入されてお
り、前記オプティカルインテグレータ上に４つの光源像
が投影されていること。 (2-2-2) 前記４つの光源像が前記光源の像であること。 (2-2-3) 前記光束の強度分布を変更する段階では、前記
光源を光軸方向に移動させること。 (2-2-4) 前記光束の光束径を変更する段階では、ズーム
光学系を用いること。 (2-2-5) 前記挿入する段階では、前記第１、第２絞りを
相異なる位置に配した円盤と該円盤を回転させる駆動装
置を用いていること。 (2-2-6) 前記４つの開口は、夫々、装置に関連した主た
る方向に対応する互いに 直交する２方向を夫々ｘ軸、ｙ
軸の方向とし且つ光軸の位置を中心としたｘｙ座標系を
前記第２絞り上に仮定した時の第１乃至第４象限に設け
てあること等を特徴としている。
射し、前記オプティカルインテグレータからの光束で第
１物体を照明することにより前記第１物体のパターンを
投影光学系により第２物体に投影して転写する段階を有
する素子製造方法において、前記オプティカルインテグ
レータに入射する光束の強度分布を変更する段階と、光
軸上に開口を１つ備える第１絞りと光軸外に開口を４つ
だけ備える第２絞りを含む複数の絞りの内の１つを前記
オプティカルインテグレータの前又は後又は共役な場所
に選択的に挿入する段階とを有することを特徴としてい
る。(2-2) 光源からの光をオプティカルインテグレータに照
射し、前記オプティカルインテグレータからの光束で第
１物体を照明することにより前記第１物体のパターンを
投影光学系により第２物体に投影して転写する段階を有
する素子製造方法において、前記オプティカルインテグ
レータに入射する光束の光束径を変更する段階と、光軸
上に開口を一つ備える第１絞りと光軸外に開口を４つだ
け備える第２絞りを含む複数の絞りの内の一つを前記オ
プティカルインテグレータの前又は後又は共役な場所に
選択的に挿入する段階とを有することを特徴としてい
る。特に、構成(2-1) 又は(2-2) において、 (2-2-1) 前記光束の強度分布を変更する段階では着脱可
能な４角錐形状のプリズムを用い、前記第２絞りが挿入
されているとき、前記４角錐形状のプリズムが前記光源
と前記オプティカルインテグレータの間に挿入されてお
り、前記オプティカルインテグレータ上に４つの光源像
が投影されていること。 (2-2-2) 前記４つの光源像が前記光源の像であること。 (2-2-3) 前記光束の強度分布を変更する段階では、前記
光源を光軸方向に移動させること。 (2-2-4) 前記光束の光束径を変更する段階では、ズーム
光学系を用いること。 (2-2-5) 前記挿入する段階では、前記第１、第２絞りを
相異なる位置に配した円盤と該円盤を回転させる駆動装
置を用いていること。 (2-2-6) 前記４つの開口は、夫々、装置に関連した主た
る方向に対応する互いに 直交する２方向を夫々ｘ軸、ｙ
軸の方向とし且つ光軸の位置を中心としたｘｙ座標系を
前記第２絞り上に仮定した時の第１乃至第４象限に設け
てあること等を特徴としている。
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態１の要部
概略図である。図中１１は超高圧水銀灯等の光源でその
発光点は楕円ミラー１２の第１焦点近傍に配置してい
る。この超高圧水銀灯１１より発した光が楕円ミラー１
２によって集光される。１３は光路を曲げるためのミラ
ー、１４はシャッターで通過光量を制限している。１５
はリレーレンズ系で超高圧水銀灯１１からの光を波長選
択手段としての波長選択フィルター１６を介してオプテ
ィカルインテグレータ１７に効率よく集めている。オプ
ティカルインテグレータ１７は後述するように複数の微
小レンズを２次元的に配列した構成より成っている。
概略図である。図中１１は超高圧水銀灯等の光源でその
発光点は楕円ミラー１２の第１焦点近傍に配置してい
る。この超高圧水銀灯１１より発した光が楕円ミラー１
２によって集光される。１３は光路を曲げるためのミラ
ー、１４はシャッターで通過光量を制限している。１５
はリレーレンズ系で超高圧水銀灯１１からの光を波長選
択手段としての波長選択フィルター１６を介してオプテ
ィカルインテグレータ１７に効率よく集めている。オプ
ティカルインテグレータ１７は後述するように複数の微
小レンズを２次元的に配列した構成より成っている。
【００２３】本実施形態においてはオプティカルインテ
グレータ（インテグレータ）１７への照明状態はクリテ
ィカル照明でもケーラー照明でもよく、また例えば楕円
ミラー１２の射出口をオプティカルインテグレータ１７
に結像するものであっても良い。波長選択フィルター１
６は超高圧水銀灯１１からの光束の波長成分の中から必
要な波長成分の光のみを選択して通過させている。
グレータ（インテグレータ）１７への照明状態はクリテ
ィカル照明でもケーラー照明でもよく、また例えば楕円
ミラー１２の射出口をオプティカルインテグレータ１７
に結像するものであっても良い。波長選択フィルター１
６は超高圧水銀灯１１からの光束の波長成分の中から必
要な波長成分の光のみを選択して通過させている。
【００２４】１８は選択手段（絞り選択手段）としての
絞り形状調整部材であり、複数の絞りをターレット式に
配置して構成しており、オプティカルインテグレータ１
７の後に配置している。絞り形状調整部材１８はオプテ
ィカルインテグレータ１７の形状に応じてオプティカル
インテグレータ１７を構成する複数の微小レンズから所
定の微小レンズの選択を行なっている。即ち、本実施形
態では絞り形状調整部材１８を絞り駆動系（駆動装置）
５０で駆動させることにより露光を行なう後述する半導
体集積回路のパターン形状に合わせた照明方法を選択し
ている。このときの複数の微小レンズの選択に関しては
後述する。
絞り形状調整部材であり、複数の絞りをターレット式に
配置して構成しており、オプティカルインテグレータ１
７の後に配置している。絞り形状調整部材１８はオプテ
ィカルインテグレータ１７の形状に応じてオプティカル
インテグレータ１７を構成する複数の微小レンズから所
定の微小レンズの選択を行なっている。即ち、本実施形
態では絞り形状調整部材１８を絞り駆動系（駆動装置）
５０で駆動させることにより露光を行なう後述する半導
体集積回路のパターン形状に合わせた照明方法を選択し
ている。このときの複数の微小レンズの選択に関しては
後述する。
【００２５】
【００２６】１９は光路を曲げるためのミラー、２０は
レンズ系であり、絞り形状調整部材１８を通過した光束
を集光している。レンズ系２０は照明の均一性をコント
ロールするために重要な役割を果している。２１はハー
フミラーであり、レンズ系２０からの光束を透過光と反
射光に分割している。このうちハーフミラー２１で反射
した光はレンズ３８、ピンホール３９を介してフォトデ
ィテクター４０に導光している。ピンホール３９は露光
が行なわれるべきパターンを持ったレチクル３０と光学
的に等価な位置にあり、ここを通過した光がフォトディ
テクター４０によって検出して、露光量のコントロール
を行なっている。
レンズ系であり、絞り形状調整部材１８を通過した光束
を集光している。レンズ系２０は照明の均一性をコント
ロールするために重要な役割を果している。２１はハー
フミラーであり、レンズ系２０からの光束を透過光と反
射光に分割している。このうちハーフミラー２１で反射
した光はレンズ３８、ピンホール３９を介してフォトデ
ィテクター４０に導光している。ピンホール３９は露光
が行なわれるべきパターンを持ったレチクル３０と光学
的に等価な位置にあり、ここを通過した光がフォトディ
テクター４０によって検出して、露光量のコントロール
を行なっている。
【００２７】２２は所謂マスキングを行なうメカニカル
ブレードであり、レチクル３０の露光されるべきパター
ン部の大きさによって駆動系（不図示）によって位置の
調整を行なっている。２３はミラー、２４はレンズ系、
２５はミラー、２６はレンズ系で、これらの各部材を介
した超高圧水銀灯１１からの光でレチクルステージ３７
上に載置されたレチクル（第１物体）３０を照明してい
る。
ブレードであり、レチクル３０の露光されるべきパター
ン部の大きさによって駆動系（不図示）によって位置の
調整を行なっている。２３はミラー、２４はレンズ系、
２５はミラー、２６はレンズ系で、これらの各部材を介
した超高圧水銀灯１１からの光でレチクルステージ３７
上に載置されたレチクル（第１物体）３０を照明してい
る。
【００２８】
【００２９】３１は投影光学系であり、レチクル３０上
のパターンをウェハー（第２物体）３２に投影結像させ
ている。ウェハー３２はウェハーチャック３３に吸着し
ており、更にウエハーチャック３３はレーザー干渉計３
６によって制御されるステージ３４上に載置している。
尚、３５はミラーであり、ウェハーステージ３４上に載
置しており、あるレーザー干渉計（不図示）からの光を
反射させている。
のパターンをウェハー（第２物体）３２に投影結像させ
ている。ウェハー３２はウェハーチャック３３に吸着し
ており、更にウエハーチャック３３はレーザー干渉計３
６によって制御されるステージ３４上に載置している。
尚、３５はミラーであり、ウェハーステージ３４上に載
置しており、あるレーザー干渉計（不図示）からの光を
反射させている。
【００３０】本実施形態においてオプティカルインテグ
レータ１７の射出面１７ｂは各要素１９，２０，２３，
２４，２５，２６を介して投影光学系３１の瞳面３１ａ
と略共役関係と成っている。即ち投影光学系３１の瞳面
３１ａに射出面１７ｂに相当する有効光源像が形成して
いる。
レータ１７の射出面１７ｂは各要素１９，２０，２３，
２４，２５，２６を介して投影光学系３１の瞳面３１ａ
と略共役関係と成っている。即ち投影光学系３１の瞳面
３１ａに射出面１７ｂに相当する有効光源像が形成して
いる。
【００３１】
【００３２】６１は４角錐形状の光偏向部材であり、光
路中に挿脱可能となっており、オプティカルインテグレ
ータ１７の入射面１７ａに４つの光源像を形成して、光
束の有効利用を図っている。６２はレンズ系であり、光
偏向部材６１を光路中に配置したときレンズ系１５と交
換するように光路中に挿着している。
路中に挿脱可能となっており、オプティカルインテグレ
ータ１７の入射面１７ａに４つの光源像を形成して、光
束の有効利用を図っている。６２はレンズ系であり、光
偏向部材６１を光路中に配置したときレンズ系１５と交
換するように光路中に挿着している。
【００３３】
【００３４】次に図２を用いて投影光学系３１の瞳面３
１ａとオプティカルインテグレータ１７の射出面１７ｂ
との関係について説明する。オプティカルインテグレー
タ１７の形状は投影光学系３１の瞳面３１ａに形成され
る有効光源の形状に対応している。図２はこの様子を示
したもので、投影光学系３１の瞳面３１ａに形成される
射出面１７ｂの有効光源像１７ｃの形状が重ね描きされ
ている。正規化するため投影光学系３１の瞳３１ａの径
を１．０としており、この瞳３１ａ中にオプティカルイ
ンテグレータ１７を構成する複数の微小レンズが結像し
て有効光源像１７ｃを形成している。本実施形態の場
合、オプティカルインテグレータを構成する個々の微小
レンズは正方形の形状をしている。
１ａとオプティカルインテグレータ１７の射出面１７ｂ
との関係について説明する。オプティカルインテグレー
タ１７の形状は投影光学系３１の瞳面３１ａに形成され
る有効光源の形状に対応している。図２はこの様子を示
したもので、投影光学系３１の瞳面３１ａに形成される
射出面１７ｂの有効光源像１７ｃの形状が重ね描きされ
ている。正規化するため投影光学系３１の瞳３１ａの径
を１．０としており、この瞳３１ａ中にオプティカルイ
ンテグレータ１７を構成する複数の微小レンズが結像し
て有効光源像１７ｃを形成している。本実施形態の場
合、オプティカルインテグレータを構成する個々の微小
レンズは正方形の形状をしている。
【００３５】ここで半導体集積回路のパターンを設計す
るときに用いられる主たる方向となる直交軸をｘおよび
ｙ軸に取る。この方向はレチクル３０上に形成されてい
るパターンの主たる方向と一致した方向であり、正方形
の形状をしているレチクル３０の外形の方向とほぼ一致
している。
るときに用いられる主たる方向となる直交軸をｘおよび
ｙ軸に取る。この方向はレチクル３０上に形成されてい
るパターンの主たる方向と一致した方向であり、正方形
の形状をしているレチクル３０の外形の方向とほぼ一致
している。
【００３６】高解像力の照明系が威力を発揮するのは先
に述べたｋ1 ファクターが０．５付近の値を取るときで
ある。
に述べたｋ1 ファクターが０．５付近の値を取るときで
ある。
【００３７】そこで本実施形態では絞り形状調整部材１
８の絞りによりオプティカルインテグレータ１７を構成
する複数の微小レンズのうちからレチクル３０面上のパ
ターン形状に応じて所定の微小レンズを通過する光束の
みをレチクル３０の照明用として用いるようにしてい
る。
８の絞りによりオプティカルインテグレータ１７を構成
する複数の微小レンズのうちからレチクル３０面上のパ
ターン形状に応じて所定の微小レンズを通過する光束の
みをレチクル３０の照明用として用いるようにしてい
る。
【００３８】具体的には投影光学系３１の瞳面３１ａ上
で中心領域以外の複数の領域を光束が通過するように微
小レンズを選択している。
で中心領域以外の複数の領域を光束が通過するように微
小レンズを選択している。
【００３９】図３（Ａ）、（Ｂ）はオプティカルインテ
グレータ１７を構成する複数の微小レンズのうち絞り形
状調整部材１８の絞りにより所定の微小レンズを通過す
る光束のみを選択したときを示す瞳面３１ａ上における
概略図である。同図において黒く塗りつぶした領域は光
が遮光され、白い領域は光が通過してくる領域を示して
いる。
グレータ１７を構成する複数の微小レンズのうち絞り形
状調整部材１８の絞りにより所定の微小レンズを通過す
る光束のみを選択したときを示す瞳面３１ａ上における
概略図である。同図において黒く塗りつぶした領域は光
が遮光され、白い領域は光が通過してくる領域を示して
いる。
【００４０】図３（Ａ）はパターンで解像度が必要とさ
れる方向がｘおよびｙ方向であるときに対する瞳面３１
ａ上の有効光源像を示している。瞳面３１ａを表わす円
を ｘ2 ＋ｙ2 ＝１ としたとき、次の４つの円を考える。
れる方向がｘおよびｙ方向であるときに対する瞳面３１
ａ上の有効光源像を示している。瞳面３１ａを表わす円
を ｘ2 ＋ｙ2 ＝１ としたとき、次の４つの円を考える。
【００４１】（ｘー１）2 ＋ｙ2 ＝１ ｘ2 ＋（ｙー１）2 ＝１ （ｘ＋１）2 ＋ｙ2 ＝１ ｘ2 ＋（ｙ＋１）2 ＝１ これらの４つの円によって瞳面３１ａを表わす円は領域
１０１〜１０８までの８つの領域に分解される。
１０１〜１０８までの８つの領域に分解される。
【００４２】本実施形態でｘおよびｙ方向に対して高解
像で深度の深い照明系は、これらのうちから偶数の領
域、即ち領域１０２，１０４，１０６，１０８に存在す
る微小レンズ群に優先的に光を通すように選択すること
によって達成している。原点であるｘ＝０，ｙ＝０付近
の微小レンズは主として粗いパターンの深度向上に効果
が大きいため、中心付近の部分を選ぶか否かは焼き付け
ようとするパターンによって定まる選択事項である。
像で深度の深い照明系は、これらのうちから偶数の領
域、即ち領域１０２，１０４，１０６，１０８に存在す
る微小レンズ群に優先的に光を通すように選択すること
によって達成している。原点であるｘ＝０，ｙ＝０付近
の微小レンズは主として粗いパターンの深度向上に効果
が大きいため、中心付近の部分を選ぶか否かは焼き付け
ようとするパターンによって定まる選択事項である。
【００４３】図３（Ａ）の例では中心付近の微小レンズ
は除外した例が示してある。尚、オプテイカルインテグ
レータ１７の外側の部分は照明系内でインテグレータ保
持部材（不図示）によって遮光されている。又図３
（Ａ），（Ｂ）では遮光するべき微小レンズと投影レン
ズの瞳３１ａとの関係を分かり易くするため瞳３１ａと
オプティカルインテグレータの有効光源像１７ｃが重ね
描きしている。
は除外した例が示してある。尚、オプテイカルインテグ
レータ１７の外側の部分は照明系内でインテグレータ保
持部材（不図示）によって遮光されている。又図３
（Ａ），（Ｂ）では遮光するべき微小レンズと投影レン
ズの瞳３１ａとの関係を分かり易くするため瞳３１ａと
オプティカルインテグレータの有効光源像１７ｃが重ね
描きしている。
【００４４】これに対し図３（Ｂ）は±４５°方向のパ
ターンに対して高解像が必要とされる場合の絞りの形状
を示す。図３（Ａ）の場合と同じく瞳３１ａとオプティ
カルインテグレータ１７の有効光源像１７ｃとの関係を
図示している。±４５°パターンの場合には前と同じと
して
ターンに対して高解像が必要とされる場合の絞りの形状
を示す。図３（Ａ）の場合と同じく瞳３１ａとオプティ
カルインテグレータ１７の有効光源像１７ｃとの関係を
図示している。±４５°パターンの場合には前と同じと
して
【００４５】
【数１】 なる４つの円を、瞳３１ａに対して重ね描きして図３
（Ａ）の場合と同じく瞳３１ａを領域１１１〜１１８の
８つの領域に区分する。この場合±４５°方向のパター
ンの高解像化に寄与するのは今度は奇数で表わされた領
域、即ち領域１１１，１１３，１１５，１１７である。
この領域に存在しているオプティカルインテグレータ１
７の微小レンズを優先的に選択することにより±４５°
方向のパターンはｋ1 ファクターが０．５付近で焦点深
度が著しく増大する。
（Ａ）の場合と同じく瞳３１ａを領域１１１〜１１８の
８つの領域に区分する。この場合±４５°方向のパター
ンの高解像化に寄与するのは今度は奇数で表わされた領
域、即ち領域１１１，１１３，１１５，１１７である。
この領域に存在しているオプティカルインテグレータ１
７の微小レンズを優先的に選択することにより±４５°
方向のパターンはｋ1 ファクターが０．５付近で焦点深
度が著しく増大する。
【００４６】図４は絞り形状調整部材１８の各絞り１８
ａ〜１８ｄの切り換えを行なう概略図である。図４に示
すようにターレット式の交換方式を採用している。第１
の絞り１８ａは、ｋ1 で１以上のそれほど細かくないパ
ターンを焼きつける場合に用いられる。第１の絞り１８
ａはこれまで公知の従来型の照明光学系の構成と同じで
あり、必要に応じてオプティカルインテグレータ１７を
構成する微小レンズ群の外側の部分を遮光する様にも設
定される固定の絞りである。絞り１８ｂ〜１８ｄは本実
施形態に従う第２の絞りとしての種々の絞りである。
ａ〜１８ｄの切り換えを行なう概略図である。図４に示
すようにターレット式の交換方式を採用している。第１
の絞り１８ａは、ｋ1 で１以上のそれほど細かくないパ
ターンを焼きつける場合に用いられる。第１の絞り１８
ａはこれまで公知の従来型の照明光学系の構成と同じで
あり、必要に応じてオプティカルインテグレータ１７を
構成する微小レンズ群の外側の部分を遮光する様にも設
定される固定の絞りである。絞り１８ｂ〜１８ｄは本実
施形態に従う第２の絞りとしての種々の絞りである。
【００４７】一般的な傾向として高解像用の照明系の場
合、オプテイカルインテグレータ１７は従来の照明系で
必要とされる大きさより、瞳面上でより外側の領域まで
使う方が高空間周波数に対し有利である。例えば従来の
照明系では半径０．５以内の微小レンズ群を使うことが
好ましいのに対し、高解像用の照明系の場合には中心部
の微小レンズは使用しないものの、例えば最大半径０．
７５以内の円の中ににある微小レンズ群まで使用する方
が好ましいことがある。
合、オプテイカルインテグレータ１７は従来の照明系で
必要とされる大きさより、瞳面上でより外側の領域まで
使う方が高空間周波数に対し有利である。例えば従来の
照明系では半径０．５以内の微小レンズ群を使うことが
好ましいのに対し、高解像用の照明系の場合には中心部
の微小レンズは使用しないものの、例えば最大半径０．
７５以内の円の中ににある微小レンズ群まで使用する方
が好ましいことがある。
【００４８】このためオプテイカルインテグレータ１７
の大きさ、及び、照明系のその他の部分の有効径は、予
め従来型と高解像型の両者を考慮して設定しておくこと
が好ましい。また、オプテイカルインテグレータ１７の
入射口１７ａにおける光の強度分布も、絞りが挿入され
ても十分機能が果たせるような大きさを持っていること
が好ましい。絞り１８ａで外側の微小レンズ群を遮光す
る場合があるのは以上のような理由からで、例えばオプ
ティカルインテグレータ１７としては半径０．７５のと
ころまで用意しておいても、絞り１８ａではそのうちか
ら半径０．５以内の部分を選ぶといったことが行なわれ
る。
の大きさ、及び、照明系のその他の部分の有効径は、予
め従来型と高解像型の両者を考慮して設定しておくこと
が好ましい。また、オプテイカルインテグレータ１７の
入射口１７ａにおける光の強度分布も、絞りが挿入され
ても十分機能が果たせるような大きさを持っていること
が好ましい。絞り１８ａで外側の微小レンズ群を遮光す
る場合があるのは以上のような理由からで、例えばオプ
ティカルインテグレータ１７としては半径０．７５のと
ころまで用意しておいても、絞り１８ａではそのうちか
ら半径０．５以内の部分を選ぶといったことが行なわれ
る。
【００４９】以上示したように露光を行なうべき半導体
集積回路のパターンの特殊性を考慮したうえで絞りの形
状を決定すれば、パターンに応じた最適の露光装置を構
成することができる。これらの絞りの選択は例えば露光
装置全体の制御コンピュータから与えて、自動的に行な
っている。図４に示したのはこのような絞りを搭載した
絞り形状調整部材１８の一例で、この場合には４種類の
絞り１８ａ〜１８ｄのパターンを選択することが可能で
ある。勿論この数はもっとふやすことも容易である。
集積回路のパターンの特殊性を考慮したうえで絞りの形
状を決定すれば、パターンに応じた最適の露光装置を構
成することができる。これらの絞りの選択は例えば露光
装置全体の制御コンピュータから与えて、自動的に行な
っている。図４に示したのはこのような絞りを搭載した
絞り形状調整部材１８の一例で、この場合には４種類の
絞り１８ａ〜１８ｄのパターンを選択することが可能で
ある。勿論この数はもっとふやすことも容易である。
【００５０】絞りを選択したとき、絞りの選択に従って
照度むらが変化する場合がある。そこで本実施形態では
このような場合の照度むらをレンズ系２０を調整して微
調を行なっている。照度むらの微調については、レンズ
系２０を構成する個々の要素レンズの光軸方向の間隔で
調整可能であることが既に本出願人の先の出願によって
示されている。５１は駆動機構であり、レンズ系２０の
要素レンズ（可動レンズ）を駆動させている。レンズ系
２０の調整は絞りの選択に応じて行なっている。また場
合によっては絞りの形状の変更に応じてレンズ系２０自
体をそっくり他の交換レンズと交換するようにすること
も可能である。そのような場合にはレンズ系２０に相当
するレンズ系を複数個用意し、絞りの形状の選択に従っ
てターレット式に交換されるようにレンズ系を入れ替え
ている。
照度むらが変化する場合がある。そこで本実施形態では
このような場合の照度むらをレンズ系２０を調整して微
調を行なっている。照度むらの微調については、レンズ
系２０を構成する個々の要素レンズの光軸方向の間隔で
調整可能であることが既に本出願人の先の出願によって
示されている。５１は駆動機構であり、レンズ系２０の
要素レンズ（可動レンズ）を駆動させている。レンズ系
２０の調整は絞りの選択に応じて行なっている。また場
合によっては絞りの形状の変更に応じてレンズ系２０自
体をそっくり他の交換レンズと交換するようにすること
も可能である。そのような場合にはレンズ系２０に相当
するレンズ系を複数個用意し、絞りの形状の選択に従っ
てターレット式に交換されるようにレンズ系を入れ替え
ている。
【００５１】本実施形態では、絞りの形状を変更するこ
とによって半導体集積回路のパターンの特徴に応じた照
明系を選択している。また本実施形態の場合、高解像用
の照明系にした場合、大きく有効光源全体を見ると光源
自体が４つの領域に別れることが特徴となっている。こ
の場合の重要要素はこの４つの領域の強度のバランスで
ある。しかしながら図１のような系だと超高圧水銀灯１
１のケーブルの影がこのバランスに悪影響を与える場合
がある。従って、図３に示した絞りを用いる高解像用の
照明系ではケーブルの影になる線状の部分をオプティカ
ルインテグレータ１７で遮光する微小レンズの位置と対
応するようにセットさせることが望ましい。
とによって半導体集積回路のパターンの特徴に応じた照
明系を選択している。また本実施形態の場合、高解像用
の照明系にした場合、大きく有効光源全体を見ると光源
自体が４つの領域に別れることが特徴となっている。こ
の場合の重要要素はこの４つの領域の強度のバランスで
ある。しかしながら図１のような系だと超高圧水銀灯１
１のケーブルの影がこのバランスに悪影響を与える場合
がある。従って、図３に示した絞りを用いる高解像用の
照明系ではケーブルの影になる線状の部分をオプティカ
ルインテグレータ１７で遮光する微小レンズの位置と対
応するようにセットさせることが望ましい。
【００５２】即ち、図３（Ａ）の絞りの場合で言えば図
５（Ａ）に示す様にケーブル１１ａを引っ張る方向はｘ
またはｙ方向にセットすることが好ましく、図３（Ｂ）
の絞りを使用した場合のケーブル１１ａを引っ張る方向
は図５（Ｂ）に示す様にｘ及びｙ方向に対して±４５°
にセットすることが好ましい。本実施形態では超高圧水
銀灯のケーブルを引っ張る方向も、絞りの変更に対応し
て変えることが好ましい。
５（Ａ）に示す様にケーブル１１ａを引っ張る方向はｘ
またはｙ方向にセットすることが好ましく、図３（Ｂ）
の絞りを使用した場合のケーブル１１ａを引っ張る方向
は図５（Ｂ）に示す様にｘ及びｙ方向に対して±４５°
にセットすることが好ましい。本実施形態では超高圧水
銀灯のケーブルを引っ張る方向も、絞りの変更に対応し
て変えることが好ましい。
【００５３】又本実施形態では、ｋ１ ファクターが
０．５付近の細かいパターンを投影露光する場合には前
述の様にパターンの方向性に応じて図３（Ａ）あるいは
図３（Ｂ）といった絞りを挿入している。この場合ただ
単に光を遮断するだけだと、超高圧水銀灯からの光を利
用する効率が低くなってしまう。そこで本実施形態では
光の有効利用を図るために絞りの形状に応じて楕円ミラ
ー１２とミラー１３との間にオプティカルインテグレー
タ１７に入射する光の強度分布を変える強度分布変更手
段の一要素を構成する４角錐プリズム（光偏向部材）６
１を挿入している。楕円ミラー１２の第１焦点位置に配
置した超高圧水銀灯１１の電極から発生する光束は、楕
円ミラー１２で反射した後、４角錐プリズム６１を通過
し、４角錐プリズムを構成する４つの面のそれぞれに応
じて４つの光源像を楕円ミラー１２の第２焦点の位置に
形成する。この４つの光源像が、挿入されている絞りの
４つに別れている透過部のそれぞれに対応する様、レン
ズ系６２がレンズ系１５に代わって挿入し光束を導いて
いる。
０．５付近の細かいパターンを投影露光する場合には前
述の様にパターンの方向性に応じて図３（Ａ）あるいは
図３（Ｂ）といった絞りを挿入している。この場合ただ
単に光を遮断するだけだと、超高圧水銀灯からの光を利
用する効率が低くなってしまう。そこで本実施形態では
光の有効利用を図るために絞りの形状に応じて楕円ミラ
ー１２とミラー１３との間にオプティカルインテグレー
タ１７に入射する光の強度分布を変える強度分布変更手
段の一要素を構成する４角錐プリズム（光偏向部材）６
１を挿入している。楕円ミラー１２の第１焦点位置に配
置した超高圧水銀灯１１の電極から発生する光束は、楕
円ミラー１２で反射した後、４角錐プリズム６１を通過
し、４角錐プリズムを構成する４つの面のそれぞれに応
じて４つの光源像を楕円ミラー１２の第２焦点の位置に
形成する。この４つの光源像が、挿入されている絞りの
４つに別れている透過部のそれぞれに対応する様、レン
ズ系６２がレンズ系１５に代わって挿入し光束を導いて
いる。
【００５４】本実施形態では挿入する４角錐プリズム６
１には方向性が存在する。図３（Ａ）のような形状の絞
りに対しては図６（Ａ）に示す様に４角錐プリズム６１
の各面の間に存在する稜がｘ及びｙ方向に一致する様に
セットされる。４角錐プリズムを挿入したことに伴う光
学系の結像関係を補正するため、図１の系ではシャッタ
ー１４の後方にあるレンズ系１５を４角錐プリズムの挿
入と同時にレンズ系６２に交換する。
１には方向性が存在する。図３（Ａ）のような形状の絞
りに対しては図６（Ａ）に示す様に４角錐プリズム６１
の各面の間に存在する稜がｘ及びｙ方向に一致する様に
セットされる。４角錐プリズムを挿入したことに伴う光
学系の結像関係を補正するため、図１の系ではシャッタ
ー１４の後方にあるレンズ系１５を４角錐プリズムの挿
入と同時にレンズ系６２に交換する。
【００５５】一方、図３（Ｂ）のように絞りの透過部が
ｘ軸及びｙ軸方向に存在している時には、４角錐プリズ
ムの稜はｘ及びｙ軸に対して±４５°方向になる様にセ
ットされる。この場合にも結像関係の補正にレンズ系６
２がレンズ系１５の代わりに用いられる。
ｘ軸及びｙ軸方向に存在している時には、４角錐プリズ
ムの稜はｘ及びｙ軸に対して±４５°方向になる様にセ
ットされる。この場合にも結像関係の補正にレンズ系６
２がレンズ系１５の代わりに用いられる。
【００５６】又、４角錐プリズム６１は用意される絞り
の個数に応じて複数個用意しても良い。
の個数に応じて複数個用意しても良い。
【００５７】図７は本発明の実施形態２の要部概略図で
ある。本実施形態が実施形態１と異なるのはオプティカ
ルインテグレータ１７に結像する光束状態変更手段とし
てのレンズ系６５の構成である。本実施形態の場合、レ
ンズ系６５は楕円ミラー１２の射出面の像をオプティカ
ルインテグレータ１７に結像する。ここで図４に示すよ
うな絞りを用いる場合を考える。この際問題となるのは
前述したように従来の照明法を行なう絞り（第１絞り）
１８ａを用いる場合と、高解像用の照明系を行なう絞り
（第２絞り）１８ｂ〜１８ｄを用いる場合でオプティカ
ルインテグレータ１７上で必要とされる光束の最大有効
径が異なる場合である。
ある。本実施形態が実施形態１と異なるのはオプティカ
ルインテグレータ１７に結像する光束状態変更手段とし
てのレンズ系６５の構成である。本実施形態の場合、レ
ンズ系６５は楕円ミラー１２の射出面の像をオプティカ
ルインテグレータ１７に結像する。ここで図４に示すよ
うな絞りを用いる場合を考える。この際問題となるのは
前述したように従来の照明法を行なう絞り（第１絞り）
１８ａを用いる場合と、高解像用の照明系を行なう絞り
（第２絞り）１８ｂ〜１８ｄを用いる場合でオプティカ
ルインテグレータ１７上で必要とされる光束の最大有効
径が異なる場合である。
【００５８】そこで本実施形態ではレンズ系６５をこの
ような光束径の変化に対応できるようズーム光学系より
構成している。超高圧水銀灯１１からの光束径が楕円ミ
ラー１２の射出口１２ａにより明確に規定されているた
め、本実施形態のようなズーム光学系６５を採用するこ
とは、採用する照明法に合わせて光束径をコントロール
出来ることになり、光の利用効率が向上する。
ような光束径の変化に対応できるようズーム光学系より
構成している。超高圧水銀灯１１からの光束径が楕円ミ
ラー１２の射出口１２ａにより明確に規定されているた
め、本実施形態のようなズーム光学系６５を採用するこ
とは、採用する照明法に合わせて光束径をコントロール
出来ることになり、光の利用効率が向上する。
【００５９】このようなオプティカルインテグレータ１
７上での光の強度分布の大きさのコントロールは図１の
系でレンズ系１５が楕円ミラー１２の射出口をオプティ
カルインテグレータ１７の入射口１７ａに結像するので
はなく、超高圧水銀灯１１の光源像を結像させるような
場合にも重要である。
７上での光の強度分布の大きさのコントロールは図１の
系でレンズ系１５が楕円ミラー１２の射出口をオプティ
カルインテグレータ１７の入射口１７ａに結像するので
はなく、超高圧水銀灯１１の光源像を結像させるような
場合にも重要である。
【００６０】そこで本実施形態３として、この場合には
オプティカルインテグレータ１７上での光の強度分布を
コントロールするため光束状態変更手段として、超高圧
水銀灯自体を光軸方向に動かしてオプティカルインテグ
レータ１７の入射口１７ａに対してデフォーカスさせて
変化させても良い。
オプティカルインテグレータ１７上での光の強度分布を
コントロールするため光束状態変更手段として、超高圧
水銀灯自体を光軸方向に動かしてオプティカルインテグ
レータ１７の入射口１７ａに対してデフォーカスさせて
変化させても良い。
【００６１】以上述べてきた例は従来良く用いられてい
る超高圧水銀灯を１つ用いたものであった。しかしなが
ら本発明は複数個の光源を用いたり、あるいは光源とし
てエキシマレーザを用いたような場合にも勿論適用する
ことができる。エキシマレーザを用いた照明系の場合に
は時間的にオプティカルインテグレータ上でレーザの位
置が走査される方式があるが、この時走査する範囲を焼
き付けるべきパターンに応じて変化させれば図３にある
ような有効光源分布を容易に実現することができる。
る超高圧水銀灯を１つ用いたものであった。しかしなが
ら本発明は複数個の光源を用いたり、あるいは光源とし
てエキシマレーザを用いたような場合にも勿論適用する
ことができる。エキシマレーザを用いた照明系の場合に
は時間的にオプティカルインテグレータ上でレーザの位
置が走査される方式があるが、この時走査する範囲を焼
き付けるべきパターンに応じて変化させれば図３にある
ような有効光源分布を容易に実現することができる。
【００６２】又、以上の実施形態では述べなかったが高
解像用の照明系では絞りで大きく４つの部分に分けられ
た各部分同士のバランスも重要である。４つに分けられ
た有効光源同士の分布のモニター、あるいは補正法につ
いては先の出願で既に述べられているのでここでは言及
を省略する。
解像用の照明系では絞りで大きく４つの部分に分けられ
た各部分同士のバランスも重要である。４つに分けられ
た有効光源同士の分布のモニター、あるいは補正法につ
いては先の出願で既に述べられているのでここでは言及
を省略する。
【００６３】又、絞りを挿入する位置について本発明の
各実施形態では最後のオプティカルインテグレータの後
側で行なったが、これはオプティカルインテグレータの
前側で行なっても良い。また他に照明系内でオプティカ
ルインテグレータと共役な面があればそこで絞りの動作
を行なうようにしても良い。
各実施形態では最後のオプティカルインテグレータの後
側で行なったが、これはオプティカルインテグレータの
前側で行なっても良い。また他に照明系内でオプティカ
ルインテグレータと共役な面があればそこで絞りの動作
を行なうようにしても良い。
【００６４】
【発明の効果】本発明の露光装置によれば、光利用効率
をあまり落とさないで、有効光源の形状の変更ができ、
特に４角錐形状の光偏向部材を挿入した際には高い解像
力が得られる。
をあまり落とさないで、有効光源の形状の変更ができ、
特に４角錐形状の光偏向部材を挿入した際には高い解像
力が得られる。
【００６５】これによって高解像度のパターンを有した
半導体デバイスを得ることができる。
半導体デバイスを得ることができる。
【図１】本発明の実施形態１の要部概略図
【図２】投影光学系の瞳とオプティカルインテグレータ
の関係を示す説明図
の関係を示す説明図
【図３】投影光学系の瞳面上を示す説明図
【図４】本発明で使用される絞りの詳細図
【図５】超高圧水銀灯からケーブルの引き出し方を示す
図
図
【図６】本実施形態で用いた４角錐プリズムの挿入の仕
方を示す説明図
方を示す説明図
【図７】本発明の実施形態２の要部概略図
１１ 超高圧水銀灯 １２ 楕円ミラー １３ ミラー １４ シャッター １５ レンズ系 １６ 波長選択フィルター １７ オプティカルインテグレーター １８ メカ絞り １９ ミラー ２０ レンズ ２１ ハーフミラー ２２ マスキングブレード ２３，２５ ミラー ２４，２６ レンズ ３０ レチクル ３１ 投影光学系 ３２ ウェハー ３３ ウェハーチャック ３４ ウェハーステージ ３５ レーザー干渉計のミラー ３６ レーザー干渉計 ３７ レチクルステージ ３８ レンズ ３９ ピンホール ４０ フォトディテクタ ５０ 絞りの駆動系 ５１ レンズ駆動系 ６１ ４角錐プリズム ６２，６５ レンズ系
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−329623（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−155843（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−91662（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−267722（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−52929（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−134650（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−12135（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−186081（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−190975（ＪＰ，Ａ) 特許2633091（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/027
Claims (16)
- 【請求項１】 光源からの光をオプティカルインテグレ
ータに照射し、前記オプティカルインテグレータからの
光束で第１物体を照明することにより前記第１物体のパ
ターンを投影光学系により第２物体に投影する露光装置
において、前記オプティカルインテグレータに入射する
光束の強度分布を変更する光束状態変更手段と、光軸上
に開口を１つ備える第１絞りと光軸外に開口を４つだけ
備える第２絞りを含む複数の絞りの内の１つを前記オプ
ティカルインテグレータの前又は後又は共役な場所に選
択的に挿入する絞り選択手段とを有することを特徴とす
る露光装置。 - 【請求項２】 光源からの光をオプティカルインテグレ
ータに照射し、前記オプティカルインテグレータからの
光束で第１物体を照明することにより前記第１物体のパ
ターンを投影光学系により第２物体に投影する露光装置
において、前記オプティカルインテグレータに入射する
光束の光束径を変更する光束状態変更手段と、光軸上に
開口を１つ備える第１絞りと光軸外に開口を４つだけ備
える第２絞りを含む複数の絞りの内の１つを前記オプテ
ィカルインテグレータの前又は後又は共役な場所に選択
的に挿入する絞り選択手段とを有することを特徴とする
露光装置。 - 【請求項３】 前記光束状態変更手段は着脱可能な４角
錐形状のプリズムを有し、前記第２絞りが挿入されてい
るとき、前記４角錐形状のプリズムが前記光源と前記オ
プティカルインテグレータの間に挿入されており、前記
オプティカルインテグレータ上に４つの光源像が投影さ
れていることを特徴とする請求項１の露光装置。 - 【請求項４】 前記４つの像が前記光源の像であること
を特徴とする請求項３の露光装置。 - 【請求項５】 前記光束状態変更手段は、光源を光軸方
向に移動させる手段を有することを特徴とする請求項１
の露光装置。 - 【請求項６】 前記光束状態変更手段は、ズーム光学系
を有することを特徴とする請求項２の露光装置。 - 【請求項７】 前記絞り選択手段は、前記第１、第２絞
りを相異なる位置に配した円盤と該円盤を回転させる駆
動装置とを有することを特徴とする請求項１又は２の露
光装置。 - 【請求項８】 前記４つの開口は、夫々、装置に関連し
た主たる方向に対応する互いに直交する２方向を夫々ｘ
軸、ｙ軸の方向とし且つ光軸の位置を中心としたｘｙ座
標系を前記第２絞り上に仮定した時の第１乃至第４象限
に設けてあることを特徴とする請求項１，２又は７の露
光装置。 - 【請求項９】 光源からの光をオプティカルインテグレ
ータに照射し、前記オプティカルインテグレータからの
光束で第１物体を照明することにより前記第１物体のパ
ターンを投影光学系により第２物体に投影して転写する
段階を有する素子製造方法において、前記オプティカル
インテグレータに入射する光束の強度分布を変更する段
階と、光軸上に開口を１つ備える第１絞りと光軸外に開
口を４つだけ備える第２絞りを含む複数の絞りの内の１
つを前記オプティカルインテグレータの前又は後又は共
役な場所に選択的に挿入する段階とを有することを特徴
とする素子製造方法。 - 【請求項１０】 光源からの光をオプティカルインテグ
レータに照射し、前記オプティカルインテグレータから
の光束で第１物体を照明することにより前記第１物体の
パターンを投影光学系により第２物体に投影して転写す
る段階を有する素子製造方法において、前記オプティカ
ルインテグレータに入射する光束の光束径を変更する段
階と、光軸上に開口を１つ備える第１絞りと光軸外に開
口を４つだけ備える第２絞りを含む複数の絞りの内の１
つを前記オプティカルインテグレータの前又は後又は共
役な場所に選択的に挿入する段階とを有することを特徴
とする素子製造方法。 - 【請求項１１】 前記光束の強度分布を変更する段階で
は着脱可能な４角錐形状のプリズムを用い、前記第２絞
りが挿入されているとき、前記４角錐形状のプリズムが
前記光源と前記オプティカルインテグレータの間に挿入
されており、前記オプティカルインテグレータ上に４つ
の光源像が投影されていることを特徴とする請求項９の
素子製造方法。 - 【請求項１２】 前記４つの光源像が前記光源の像であ
ることを特徴とする請求項１１の素子製造方法。 - 【請求項１３】 前記光束の強度分布を変更する段階で
は、前記光源を光軸方向に移動させることを特徴とする
請求項９の素子の製造方法。 - 【請求項１４】 前記光束の光束径を変更する段階で
は、ズーム光学系を用いることを特徴とする請求項１０
の素子製造方法。 - 【請求項１５】 前記挿入する段階では、前記第１、第
２絞りを相異なる位置に配した円盤と該円盤を回転させ
る駆動装置を用いていることを特徴とする請求項９又は
１０の素子製造方法。 - 【請求項１６】 前記４つの開口は、夫々、装置に関連
した主たる方向に対応する互いに直交する２方向を夫々
ｘ軸、ｙ軸の方向とし且つ光軸の位置を中心としたｘｙ
座標系を前記第２絞り上に仮定した時の第１乃至第４象
限に設けてあることを特徴とする請求項９，１０又は１
５の素子製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8355387A JP2891218B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 露光装置及びそれを用いた素子製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8355387A JP2891218B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 露光装置及びそれを用いた素子製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3128446A Division JP2890892B2 (ja) | 1991-02-22 | 1991-04-30 | 露光装置及びそれを用いた素子製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09190974A JPH09190974A (ja) | 1997-07-22 |
| JP2891218B2 true JP2891218B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=18443644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8355387A Expired - Lifetime JP2891218B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 露光装置及びそれを用いた素子製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2891218B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2012067246A1 (ja) * | 2010-11-19 | 2014-05-19 | Ｎｓｋテクノロジー株式会社 | 近接露光装置及び近接露光方法 |
| JP6304948B2 (ja) * | 2013-06-19 | 2018-04-04 | キヤノン株式会社 | 光源装置、およびリソグラフィ装置 |
-
1996
- 1996-12-20 JP JP8355387A patent/JP2891218B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09190974A (ja) | 1997-07-22 |
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