JP3021134B2 - 微細パタン投影露光装置 - Google Patents
微細パタン投影露光装置Info
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- JP3021134B2 JP3021134B2 JP3290442A JP29044291A JP3021134B2 JP 3021134 B2 JP3021134 B2 JP 3021134B2 JP 3290442 A JP3290442 A JP 3290442A JP 29044291 A JP29044291 A JP 29044291A JP 3021134 B2 JP3021134 B2 JP 3021134B2
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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 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】本発明は、ＬＳＩ等の微細パタン
をマスクと投影レンズを用いてウエハ（基板）上に形成
する投影露光装置に関するものである。
をマスクと投影レンズを用いてウエハ（基板）上に形成
す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は、光
の波長から決まる理論限界に近い解像度を有している。
それにもかかわらず、近年のＬＳＩパタンの微細化に対
応するため、さらに高解像化が要求されている。この要
求に答えるため近年、レチクル上の隣合う光透過部に１
８０度に近い位相差を設けることにより遮光部での光強
度を零に近づける位相シフト法が提案され、解像度が向
上することが示された。
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は、光
の波長から決まる理論限界に近い解像度を有している。
それにもかかわらず、近年のＬＳＩパタンの微細化に対
応するため、さらに高解像化が要求されている。この要
求に答えるため近年、レチクル上の隣合う光透過部に１
８０度に近い位相差を設けることにより遮光部での光強
度を零に近づける位相シフト法が提案され、解像度が向
上することが示された。
【０００３】しかし、位相シフト法は、Ｌ＆Ｓパタン
（ラインアンドスペースパタン）のように隣合う光透過
部で１８０度の位相差を容易に設けることができるパタ
ンでは高い微細化の効果が得られるのに対して、ランダ
ムパタンではこの条件を満たすことが困難となるため効
果が低下する、すなわちパタンの種類により解像性向上
の効果が異なる。このため、ランダムパタンに対する効
果的なシフタ配置法やシフタ製作および検査，修正など
の技術的な困難性やレチクル製作費が大幅に増加するな
どの欠点があった。
（ラインアンドスペースパタン）のように隣合う光透過
部で１８０度の位相差を容易に設けることができるパタ
ンでは高い微細化の効果が得られるのに対して、ランダ
ムパタンではこの条件を満たすことが困難となるため効
果が低下する、すなわちパタンの種類により解像性向上
の効果が異なる。このため、ランダムパタンに対する効
果的なシフタ配置法やシフタ製作および検査，修正など
の技術的な困難性やレチクル製作費が大幅に増加するな
どの欠点があった。
【０００４】これに対して、同一出願人は、微細パタン
投影露光装置においてレチクルに入射する光を投影光学
系の開口数に対応した角度だけ光軸から傾けて照射する
ことにより、位相シフト法と同等の解像性を実現する方
法を提案している（特願平３−１３５３１７号）。この
方法は、位相シフト法とは異なり、解像性向上の効果が
パタンの種類によらず、しかも従来マスクがそのまま使
えるため、位相シフト法に比べて大きな利点を有してい
る。この方法について図８を用いて簡単に説明する。
投影露光装置においてレチクルに入射する光を投影光学
系の開口数に対応した角度だけ光軸から傾けて照射する
ことにより、位相シフト法と同等の解像性を実現する方
法を提案している（特願平３−１３５３１７号）。この
方法は、位相シフト法とは異なり、解像性向上の効果が
パタンの種類によらず、しかも従来マスクがそのまま使
えるため、位相シフト法に比べて大きな利点を有してい
る。この方法について図８を用いて簡単に説明する。
【０００５】図８(a) は同一出願人にて提案された前述
の斜入射投影法（特願平３−１３５３１７号）を示し、
図８(b) は従来の投影法を示している。従来の投影法に
おいては、図８(b)に示すように、入射光２０（波数
ｋ0）はレチクル２１の面に垂直に入射し、光軸の両側
に回折光（波数ｋ1 ）を生ずる。レチクル２１下部の開
口絞り（アパーチャ）２２により、投影系を通過するこ
との出来る最大波数はｋ1となり、これにより波数の大
きい光すなわち２π／ｋ1 より短い周期のパタンによる
回折光は遮られてしまう。ここで回折角をαとすると
の斜入射投影法（特願平３−１３５３１７号）を示し、
図８(b) は従来の投影法を示している。従来の投影法に
おいては、図８(b)に示すように、入射光２０（波数
ｋ0）はレチクル２１の面に垂直に入射し、光軸の両側
に回折光（波数ｋ1 ）を生ずる。レチクル２１下部の開
口絞り（アパーチャ）２２により、投影系を通過するこ
との出来る最大波数はｋ1となり、これにより波数の大
きい光すなわち２π／ｋ1 より短い周期のパタンによる
回折光は遮られてしまう。ここで回折角をαとすると
【０００６】ｋ1＝ｋ0・ｓｉｎα
【０００７】であるから、最小解像寸法は２π／（ｋ0
・ｓｉｎα）の１／２となる。一方、図８(a)に示す斜
入射投影法においては、照明光２０（波数ｋ0）の直進
により得られる０次光が投影系開口絞り２２の最外周を
通るような傾きを持つ時、図に示すごとく回折角２αを
もつ回折光と０次光とが最も高い解像度を与える。この
回折光の波数は
・ｓｉｎα）の１／２となる。一方、図８(a)に示す斜
入射投影法においては、照明光２０（波数ｋ0）の直進
により得られる０次光が投影系開口絞り２２の最外周を
通るような傾きを持つ時、図に示すごとく回折角２αを
もつ回折光と０次光とが最も高い解像度を与える。この
回折光の波数は
【０００８】ｋ1′＝２ｋ0・ｓｉｎα＝２ｋ1
【０００９】となるので、最小解像寸法は２π／（２ｋ
0 ・ｓｉｎα）の１／２、すなわち従来の露光法に比べ
て１／２の寸法が解像できることになる。ここで、ｓｉ
ｎαは投影レンズの開口数：ＮＡであるので、この斜入
射照明方式は照射光を光軸に対してＮＡに対応した角度
だけ傾けることによって、より大きな回折角の光を通過
させ解像度を上げることができるものである。
0 ・ｓｉｎα）の１／２、すなわち従来の露光法に比べ
て１／２の寸法が解像できることになる。ここで、ｓｉ
ｎαは投影レンズの開口数：ＮＡであるので、この斜入
射照明方式は照射光を光軸に対してＮＡに対応した角度
だけ傾けることによって、より大きな回折角の光を通過
させ解像度を上げることができるものである。
【００１０】このような投影露光装置で投影光学系の結
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）（簡単なため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、
像面強度Ｉ（ｘ）は次式で与えられる。
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）（簡単なため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、
像面強度Ｉ（ｘ）は次式で与えられる。
【００１１】
【数１】
【００１２】ここでＡ* 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′）は相互伝達係数と呼ばれるもので、次式で与えら
れる。
【００１３】
【数２】
【００１４】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）。
【００１５】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，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) 式から判るように、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。
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，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) 式から判るように、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。
【００１６】そこで、コントラストＭＴＦの周波数依存
性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とし、
性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とし、
【００１７】
【数３】
【００１８】とすると便利である。このとき像面強度Ｉ
（ｘ）は
（ｘ）は
【００１９】
【数４】
【００２０】となる。コントラストＭＴＦ＝（Ｉmax−
Ｉmin）／（Ｉmax＋Ｉmin）は基本周期に着目すると、
Ｉmin）／（Ｉmax＋Ｉmin）は基本周期に着目すると、
【００２１】
【数５】
【００２２】で与えられる。(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。
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。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際の
ＬＳＩなどの微細パタン形成プロセスでは、パタンを形
成する基板面の凹凸や露光面の基準面からのずれなどに
よりフォーカス面のずれが生じる。このため、実際のプ
ロセスに適用するにはデフォーカス量も考慮する必要が
ある。
ＬＳＩなどの微細パタン形成プロセスでは、パタンを形
成する基板面の凹凸や露光面の基準面からのずれなどに
よりフォーカス面のずれが生じる。このため、実際のプ
ロセスに適用するにはデフォーカス量も考慮する必要が
ある。
【００２４】本発明の目的は、一般にＬＳＩプロセスの
パタン形成で必要とするデフォーカス量とコントラスト
を満足し、かつ光学系の解像性を最大とする円環光源の
配置と光強度調整用フィルタの設定条件を得ることにあ
る。
パタン形成で必要とするデフォーカス量とコントラスト
を満足し、かつ光学系の解像性を最大とする円環光源の
配置と光強度調整用フィルタの設定条件を得ることにあ
る。
【００２５】
【課題を解決するための手段】本発明の投影露光装置
は、上記の目的を達成するための手段として、デフォー
カス量を考慮したＭＴＦ計算式を導出し、これを使用し
て最適な円環光源の配置と光強度調整用フィルタの設定
条件を提供するものである。すなわち本発明は、パタン
の描かれた物面マスクを照射する光線が光軸に対して投
影レンズの開口数に対応した角度の傾きを与える手段を
有する投影露光装置において、入射瞳の半径を規格化し
て１と置いた場合、投影レンズの開口絞り部に結ぶ光線
の像が第一の内半径及び第一の外半径をもつ円環光源
と、前記第一の内半径と等しい第二の内半径から、前記
第一の外半径と等しい１以下とされた第三の内半径まで
の領域の振幅透過率が、０．２より大きく１未満の値と
され、前記投影レンズの開口絞りに配置された光強度調
整用フィルタとを有するものである。
は、上記の目的を達成するための手段として、デフォー
カス量を考慮したＭＴＦ計算式を導出し、これを使用し
て最適な円環光源の配置と光強度調整用フィルタの設定
条件を提供するものである。すなわち本発明は、パタン
の描かれた物面マスクを照射する光線が光軸に対して投
影レンズの開口数に対応した角度の傾きを与える手段を
有する投影露光装置において、入射瞳の半径を規格化し
て１と置いた場合、投影レンズの開口絞り部に結ぶ光線
の像が第一の内半径及び第一の外半径をもつ円環光源
と、前記第一の内半径と等しい第二の内半径から、前記
第一の外半径と等しい１以下とされた第三の内半径まで
の領域の振幅透過率が、０．２より大きく１未満の値と
され、前記投影レンズの開口絞りに配置された光強度調
整用フィルタとを有するものである。
【００２６】
【作用】本発明においては、プロセスで必要とするコン
トラストＭＴＦおよびデフォーカス量を保証し、かつ解
像性が最も高くなるような最適化手法により最大性能を
もつ斜入射照明光学系が得られる。
トラストＭＴＦおよびデフォーカス量を保証し、かつ解
像性が最も高くなるような最適化手法により最大性能を
もつ斜入射照明光学系が得られる。
【００２７】
【実施例】以下本発明を実施例と共に詳細に説明する。
デフォーカスなしで最高の解像度を得る条件として、こ
れまで開口数ＮＡに対して最大に近い傾斜の円環光源ま
たは何個かの点光源を用いてきたが、焦点深度を考慮に
入れた場合に、投影レンズの開口数ＮＡに対応した斜入
射照明の条件における「対応」の意味は、開口数の最大
値近傍だけでなく、若干内側に光源を配置して、解像限
界の向上に対するマージンを焦点深度の確保に配分する
ことをも含んでいる。まず、本発明の目的に合った、デ
フォーカス量を考慮したＭＴＦの計算式を導出する。λ
／２ＮＡ2 で規格化したデフォーカス量を±Ｚとおき、
(2) 式の像面強度Ｉ（x）を(6)式のように変化する。す
なわち、
デフォーカスなしで最高の解像度を得る条件として、こ
れまで開口数ＮＡに対して最大に近い傾斜の円環光源ま
たは何個かの点光源を用いてきたが、焦点深度を考慮に
入れた場合に、投影レンズの開口数ＮＡに対応した斜入
射照明の条件における「対応」の意味は、開口数の最大
値近傍だけでなく、若干内側に光源を配置して、解像限
界の向上に対するマージンを焦点深度の確保に配分する
ことをも含んでいる。まず、本発明の目的に合った、デ
フォーカス量を考慮したＭＴＦの計算式を導出する。λ
／２ＮＡ2 で規格化したデフォーカス量を±Ｚとおき、
(2) 式の像面強度Ｉ（x）を(6)式のように変化する。す
なわち、
【００２８】
【数６】
【００２９】ここでｆ＝（ｚ／２ｋ0）（ｋ−ｋ′）
（ｋ＋ｋ′−２ｋs）＋（ｋ−ｋ′）ｘ(6)式を用いてＩ
（ｘ）を計算し、ＭＴＦの定義に基づいて、ＭＴＦ＝
（Ｉmax−Ｉmin）／（Ｉmax＋Ｉmin）を計算すればよ
い。結果は、
（ｋ＋ｋ′−２ｋs）＋（ｋ−ｋ′）ｘ(6)式を用いてＩ
（ｘ）を計算し、ＭＴＦの定義に基づいて、ＭＴＦ＝
（Ｉmax−Ｉmin）／（Ｉmax＋Ｉmin）を計算すればよ
い。結果は、
【００３０】
【数７】
【００３１】ここでＡ，Ｂ，Ａ′，Ｂ′は、 Ｃ（ｋ；０）＝Ａ1Ａ0Ｊ（ｋs）Ｋ（ｋ−ｋs）Ｋ（−ｋ
s） Ｃ（ｋ；−ｋ）＝Ａ1 2Ｊ（ｋs）Ｋ（ｋ−ｋs）Ｋ（ｋ＋
ｋs ）とおいたとき、以下で与えられる量である。
s） Ｃ（ｋ；−ｋ）＝Ａ1 2Ｊ（ｋs）Ｋ（ｋ−ｋs）Ｋ（ｋ＋
ｋs ）とおいたとき、以下で与えられる量である。
【００３２】 Ａ＝∫［Ｃ（ｋ；０）ｃｏｓ｛（π／２）ｋＺ（２ｋs
−ｋ）｝＋Ｃ（−ｋ；０）ｃｏｓ｛（π／２）ｋＺ（２
ｋs ＋ｋ）｝］ｄｋs Ｂ＝∫［Ｃ（ｋ；０）ｓｉｎ｛（π／２）ｋＺ（２ｋs
−ｋ）｝＋Ｃ（−ｋ；０）ｓｉｎ｛（π／２）ｋＺ（２
ｋs ＋ｋ）｝］ｄｋs Ａ′＝∫Ｃ（ｋ；−ｋ）ｃｏｓ（２πｋＺｋs ）ｄｋs Ｂ′＝∫Ｃ（ｋ；−ｋ）ｓｉｎ（２πｋＺｋs ）ｄｋs
−ｋ）｝＋Ｃ（−ｋ；０）ｃｏｓ｛（π／２）ｋＺ（２
ｋs ＋ｋ）｝］ｄｋs Ｂ＝∫［Ｃ（ｋ；０）ｓｉｎ｛（π／２）ｋＺ（２ｋs
−ｋ）｝＋Ｃ（−ｋ；０）ｓｉｎ｛（π／２）ｋＺ（２
ｋs ＋ｋ）｝］ｄｋs Ａ′＝∫Ｃ（ｋ；−ｋ）ｃｏｓ（２πｋＺｋs ）ｄｋs Ｂ′＝∫Ｃ（ｋ；−ｋ）ｓｉｎ（２πｋＺｋs ）ｄｋs
【００３３】つぎに、本発明による円環光源を用いた斜
入射照明を取り扱う上で必要なパラメータを以下のよう
に定義する。すなわち、入射瞳の半径を規格化して１と
置いた場合、円環光源の内半径をＲ1 、外半径をＲ2 、
開口絞り部に設置する光強度調整用フィルタの振幅透過
率を、Ｒ 1 に等しい内半径からＲ 2 に等しい内半径までが
Ｔ1、Ｒ 2 に等しい内半径から１までがＴ2 とする。
入射照明を取り扱う上で必要なパラメータを以下のよう
に定義する。すなわち、入射瞳の半径を規格化して１と
置いた場合、円環光源の内半径をＲ1 、外半径をＲ2 、
開口絞り部に設置する光強度調整用フィルタの振幅透過
率を、Ｒ 1 に等しい内半径からＲ 2 に等しい内半径までが
Ｔ1、Ｒ 2 に等しい内半径から１までがＴ2 とする。
【００３４】図１は本発明の一実施例を説明するための
入射瞳空間で表した光源配置である。同図において１１
は光軸の中心、１２は入射瞳円であり、１３の斜線部が
円環光源である。また、Ｒ１は前述したように入射瞳の
半径を規格化して１と置いた場合、その円環光源１３の
内半径を、Ｒ２はその外半径を表わしている。（７）式
により、Ｚ，光源配置およびフィルタ条件を設定すれ
ば、周波数とＭＴＦのカーブが求められる。いま、この
カーブがプロセスで必要とするＭＴＦと交わる点の周波
数をｋｍａｘとすると、デフォーカス量：±Ｌは、光源
の波長をλとして、
入射瞳空間で表した光源配置である。同図において１１
は光軸の中心、１２は入射瞳円であり、１３の斜線部が
円環光源である。また、Ｒ１は前述したように入射瞳の
半径を規格化して１と置いた場合、その円環光源１３の
内半径を、Ｒ２はその外半径を表わしている。（７）式
により、Ｚ，光源配置およびフィルタ条件を設定すれ
ば、周波数とＭＴＦのカーブが求められる。いま、この
カーブがプロセスで必要とするＭＴＦと交わる点の周波
数をｋｍａｘとすると、デフォーカス量：±Ｌは、光源
の波長をλとして、
【００３５】 Ｌ＝λＺ／２（ＮＡ）2 (8) このとき解像するＬ＆Ｓパタンの最小値は、 Ｗ＝λ／（２ＮＡ×ｋmax） (9) (8)および(9)式からＮＡを消去してＷを求めると、
【００３６】
【数８】
【００３７】(10)式からプロセスで必要とするデフォー
カス量：±Ｌ（以下Ｌと称する）の条件下でＷを最小
に、すなわち光学系の解像性を最大とするには、ｋmax
・ルートＺを最大とする光源配置及びフィルタ条件を求
めればよいことになる。但しここでいうルートとは√の
ことである。
カス量：±Ｌ（以下Ｌと称する）の条件下でＷを最小
に、すなわち光学系の解像性を最大とするには、ｋmax
・ルートＺを最大とする光源配置及びフィルタ条件を求
めればよいことになる。但しここでいうルートとは√の
ことである。
【００３８】図２は本発明による実施例で、プロセスで
必要なＭＴＦを０．６、デフォーカス量Ｌを±１μｍと
して、上記により解像度が最大になるように最適化した
結果である。横軸は、λ／２ＮＡで規格化した空間周波
数である。Ｒ1 ＝０．６５，Ｒ2 ＝０．７５，Ｔ1＝
０．３５，Ｔ2＝０．７の条件で、Ｚ＝１．５，ｋ＝
１．２９となり、ｋmax ・ルートＺの最大値が得られ
た。これらの条件をｉ線（λ＝０．３６５）の露光装置
に適用すれば、最適ＮＡが０．５２で、最高解像度：Ｗ
＝０．２７μｍとなり、図に示すような各デフォーカス
量に対するＭＴＦカーブが得られる。
必要なＭＴＦを０．６、デフォーカス量Ｌを±１μｍと
して、上記により解像度が最大になるように最適化した
結果である。横軸は、λ／２ＮＡで規格化した空間周波
数である。Ｒ1 ＝０．６５，Ｒ2 ＝０．７５，Ｔ1＝
０．３５，Ｔ2＝０．７の条件で、Ｚ＝１．５，ｋ＝
１．２９となり、ｋmax ・ルートＺの最大値が得られ
た。これらの条件をｉ線（λ＝０．３６５）の露光装置
に適用すれば、最適ＮＡが０．５２で、最高解像度：Ｗ
＝０．２７μｍとなり、図に示すような各デフォーカス
量に対するＭＴＦカーブが得られる。
【００３９】図３も図２と同様な本発明による実施例
で、プロセスで必要なＭＴＦを０．７，デフォーカス量
Ｌを±１μｍとして最適化した結果である。Ｒ1 ＝０．
６，Ｒ2 ＝０．７，Ｔ1＝０．３５，Ｔ2＝０．７の条件
で、Ｚ＝１．２５，ｋ＝１．１２となり、ｋmax ・ルー
トＺの最大値が得られた。これらの条件をｉ線（λ＝
０．３６５）の露光装置に適用すれば、最適ＮＡが０．
４８で、最高解像度：Ｗ＝０．３４μｍとなり、図に示
すような各デフォーカス量に対するＭＴＦカーブが得ら
れる。
で、プロセスで必要なＭＴＦを０．７，デフォーカス量
Ｌを±１μｍとして最適化した結果である。Ｒ1 ＝０．
６，Ｒ2 ＝０．７，Ｔ1＝０．３５，Ｔ2＝０．７の条件
で、Ｚ＝１．２５，ｋ＝１．１２となり、ｋmax ・ルー
トＺの最大値が得られた。これらの条件をｉ線（λ＝
０．３６５）の露光装置に適用すれば、最適ＮＡが０．
４８で、最高解像度：Ｗ＝０．３４μｍとなり、図に示
すような各デフォーカス量に対するＭＴＦカーブが得ら
れる。
【００４０】図４は本発明の他の実施例で、プロセスで
必要とするＭＴＦを０．６、デフォーカス量Ｌを±１μ
ｍとした場合の円環光源の中心位置を最適化した例であ
る。縦軸は光源の使用波長で規格化した最大解像度であ
る。ここではＲ2−Ｒ1＝０．１を一定とし、円環光源の
中心、Ｒ1＋０．０５またはＲ2−０．０５を変えた。図
は円環光源の位置が０．７付近に最適値が存在すること
を示している。この最適位置は、プロセスで必要とする
ＭＴＦおよデフォーカス量で変わってくるが、これらの
条件を実用的な範囲で変えても、Ｒ1が０．５以上、Ｒ2
が１以下の範囲で最大解像度が得られる。
必要とするＭＴＦを０．６、デフォーカス量Ｌを±１μ
ｍとした場合の円環光源の中心位置を最適化した例であ
る。縦軸は光源の使用波長で規格化した最大解像度であ
る。ここではＲ2−Ｒ1＝０．１を一定とし、円環光源の
中心、Ｒ1＋０．０５またはＲ2−０．０５を変えた。図
は円環光源の位置が０．７付近に最適値が存在すること
を示している。この最適位置は、プロセスで必要とする
ＭＴＦおよデフォーカス量で変わってくるが、これらの
条件を実用的な範囲で変えても、Ｒ1が０．５以上、Ｒ2
が１以下の範囲で最大解像度が得られる。
【００４１】図５は本発明のさらに他の実施例で、プロ
セスで必要とするＭＴＦを０．６、デフォーカス量Ｌを
±１μｍとした場合の円環光源の幅を最適化した例であ
る。縦軸は光源の使用波長で規格化した最大解像度であ
る。図から明かなように円環光源のの幅つまりＲ2−Ｒ1
が小さいほど高い解像度が得られている。
セスで必要とするＭＴＦを０．６、デフォーカス量Ｌを
±１μｍとした場合の円環光源の幅を最適化した例であ
る。縦軸は光源の使用波長で規格化した最大解像度であ
る。図から明かなように円環光源のの幅つまりＲ2−Ｒ1
が小さいほど高い解像度が得られている。
【００４２】図６は本発明の別の実施例で、プロセスで
必要とするＭＴＦを０．６、デフォーカス量Ｌを±１μ
ｍとした場合のＴ1 の値を最適化した例である。縦軸は
光源の使用波長で規格化した最大解像度である。ここで
はＲ2−Ｒ1＝０．１を一定とした。Ｔ1 は０．３５で最
大解像度となり、これ以上になると解像性は低下してく
る。また、Ｔ1が０．２以下では急激な解像性の劣化が
起こる。
必要とするＭＴＦを０．６、デフォーカス量Ｌを±１μ
ｍとした場合のＴ1 の値を最適化した例である。縦軸は
光源の使用波長で規格化した最大解像度である。ここで
はＲ2−Ｒ1＝０．１を一定とした。Ｔ1 は０．３５で最
大解像度となり、これ以上になると解像性は低下してく
る。また、Ｔ1が０．２以下では急激な解像性の劣化が
起こる。
【００４３】図７は本発明のさらに別の実施例で、プロ
セスで必要とするＭＴＦを０．６、デフォーカス量Ｌを
±１μｍとした場合のＴ2 の値を最適化した例である。
縦軸は光源の使用波長で規格化した最大解像度である。
ここではＲ2−Ｒ1＝０．１を一定とした。Ｔ2 は０．３
５で最高解像度が得られ、１になるにつれ、多少解像度
が低くなる。０．２以下では解像性は低下する。また、
なるべく高い露光強度を得るにはフィルタの透過率はな
るべく高い方が良いことからも、Ｔ2はＴ1と必ずしも同
じである必要はない。
セスで必要とするＭＴＦを０．６、デフォーカス量Ｌを
±１μｍとした場合のＴ2 の値を最適化した例である。
縦軸は光源の使用波長で規格化した最大解像度である。
ここではＲ2−Ｒ1＝０．１を一定とした。Ｔ2 は０．３
５で最高解像度が得られ、１になるにつれ、多少解像度
が低くなる。０．２以下では解像性は低下する。また、
なるべく高い露光強度を得るにはフィルタの透過率はな
るべく高い方が良いことからも、Ｔ2はＴ1と必ずしも同
じである必要はない。
【００４４】以上説明したように、ｋmax ・ルートＺを
最大とするようなパラメータの最適化によりプロセスで
必要とするＭＴＦとデフォーカス量の条件下で最も高い
解像性を与える光学系の設計が可能となり、各パラメー
タについて最適値が得られる。
最大とするようなパラメータの最適化によりプロセスで
必要とするＭＴＦとデフォーカス量の条件下で最も高い
解像性を与える光学系の設計が可能となり、各パラメー
タについて最適値が得られる。
【００４５】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明は、
プロセスで必要とするコントラストＭＴＦおよびデフォ
ーカス量を保証し、かつ解像性が最も高くなるような最
適化手法により斜入射光学系のパラメータを設計してい
ることから、プロセスの要求に最大性能を与える斜入射
照明露光装置を得ることができる。
プロセスで必要とするコントラストＭＴＦおよびデフォ
ーカス量を保証し、かつ解像性が最も高くなるような最
適化手法により斜入射光学系のパラメータを設計してい
ることから、プロセスの要求に最大性能を与える斜入射
照明露光装置を得ることができる。
【図１】本発明の斜入射照明方式で使用するパラメータ
を入射瞳空間で表した説明図である。
を入射瞳空間で表した説明図である。
【図２】本発明の一実施例で、プロセスで必要なＭＴＦ
を０．６、デフォーカス量を±１μｍとして解像度が最
大になるように最適化した実験結果を示す図である。
を０．６、デフォーカス量を±１μｍとして解像度が最
大になるように最適化した実験結果を示す図である。
【図３】本発明の他の実施例で、図２と同様にしてＭＴ
Ｆを０．７とした場合の実験結果を示す図である。
Ｆを０．７とした場合の実験結果を示す図である。
【図４】本発明のさらに他の実施例で、円環光源の中心
位置を最適化した実験結果を示す図である。
位置を最適化した実験結果を示す図である。
【図５】本発明の別の実施例で、円環光源の幅を最適化
した実験結果を示す図である。
した実験結果を示す図である。
【図６】本発明のさらに別の実施例で、光強度調整用フ
ィルタのＴ1 の値を最適化した実験結果を示す図であ
る。
ィルタのＴ1 の値を最適化した実験結果を示す図であ
る。
【図７】本発明のさらにまた別の実施例で、光強度調整
用フィルタのＴ2の値を最適化した実験結果を示す図で
ある。
用フィルタのＴ2の値を最適化した実験結果を示す図で
ある。
【図８】(a) は同一出願人にて提案された斜入射照明方
式によるレチクル照射を表す説明図、(b)はこれと比較
するための従来法によるレチクル照射の説明図である。
式によるレチクル照射を表す説明図、(b)はこれと比較
するための従来法によるレチクル照射の説明図である。
１１ 光軸の中心 １２ 入射瞳円 １３ 円環光源 Ｒ1 円環光源の内半径 Ｒ2 円環光源の外半径
フロントページの続き (72)発明者 小松 一彦 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 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 三村 義昭 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４−179958（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−101148（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 7/20
Claims (2)
- 【請求項１】パタンの描かれた物面マスクを照射する光
線が光軸に対して投影レンズの開口数に対応した角度の
傾きを与える手段を有する投影露光装置において、 入射瞳の半径を規格化して１と置いた場合、 投影レンズの開口絞り部に結ぶ光線の像が第一の内半径
及び第一の外半径をもつ円環光源と、 前記第一の内半径と等しい第二の内半径から、前記第一
の外半径と等しい１以下とされた第三の内半径までの領
域の振幅透過率が、０．２より大きく１未満の値とさ
れ、前記投影レンズの開口絞りに配置された光強度調整
用フィルタとを有することを特徴とする微細パタン投影
露光装置。 - 【請求項２】上記光強度調整用フィルタにおいて、 上記振幅透過率と前記第三の内半径から１とされた第二
の外半径までの領域の振幅透過率が異なることを特徴と
する請求項１記載の微細パタン投影露光装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3290442A JP3021134B2 (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | 微細パタン投影露光装置 |
| 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 |
|---|---|---|---|
| JP3290442A JP3021134B2 (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | 微細パタン投影露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05102006A JPH05102006A (ja) | 1993-04-23 |
| JP3021134B2 true JP3021134B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=17756087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3290442A Expired - Fee Related JP3021134B2 (ja) | 1991-04-05 | 1991-10-11 | 微細パタン投影露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3021134B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2995820B2 (ja) * | 1990-08-21 | 1999-12-27 | 株式会社ニコン | 露光方法及び方法，並びにデバイス製造方法 |
| JP3044778B2 (ja) * | 1990-11-14 | 2000-05-22 | 株式会社ニコン | 投影露光装置および投影露光方法 |
-
1991
- 1991-10-11 JP JP3290442A patent/JP3021134B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05102006A (ja) | 1993-04-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |