JP3057998B2 - 照明装置及びそれを用いた投影露光装置 - Google Patents

照明装置及びそれを用いた投影露光装置

Info

Publication number
JP3057998B2
JP3057998B2 JP6041998A JP4199894A JP3057998B2 JP 3057998 B2 JP3057998 B2 JP 3057998B2 JP 6041998 A JP6041998 A JP 6041998A JP 4199894 A JP4199894 A JP 4199894A JP 3057998 B2 JP3057998 B2 JP 3057998B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical system
light source
illumination
mask
light beam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP6041998A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH07230949A (ja
Inventor
和弘 高橋
崇永 塩澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP6041998A priority Critical patent/JP3057998B2/ja
Priority to US08/389,769 priority patent/US5719617A/en
Publication of JPH07230949A publication Critical patent/JPH07230949A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3057998B2 publication Critical patent/JP3057998B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
    • H01L21/682—Mask-wafer alignment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/435—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
    • B41J2/465—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using masks, e.g. light-switching masks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/435—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
    • B41J2/47—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using the combination of scanning and modulation of light
    • 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
    • G03F7/70083—Non-homogeneous intensity distribution in the mask plane
    • 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
    • G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
    • 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
    • G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
    • G03F7/70475—Stitching, i.e. connecting image fields to produce a device field, the field occupied by a device such as a memory chip, processor chip, CCD, flat panel display

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Light Sources And Details Of Projection-Printing Devices (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は照明装置及びそれを用い
た投影露光装置に関し、例えばＩＣやＬＳＩ等の半導体
デバイスやＣＣＤ等の撮像デバイスや液晶パネル等の表
示デバイスや磁気ヘッド等のデバイスを製造する工程の
うち、リソグラフィー工程に使用される際に好適なもの
である。
【０００２】
【従来の技術】近年ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体デバイスの
高集積化がますます加速度を増しており、これに伴う半
導体ウエハの微細加工技術の進展も著しい。この微細加
工技術の中心をなす投影露光装置として、円弧状の露光
域を持つ等倍のミラー光学系によりマスクと感光基板を
走査しながら一括して露光する等倍露光装置（ミラープ
ロジェクションアライナー）や、マスクのパターン像を
屈折光学系により感光基板上に形成し、感光基板をステ
ップアンドリピート方式で露光する縮小投影露光装置
（ステッパー）等が種々と提案されている。
【０００３】これらの投影露光装置のうちステッパーは
解像力や重ね合わせ精度の点でミラープロジェクション
アライナーに比べて有利な方式である。ステッパーとし
て最近では高解像力が得られ、かつ画面サイズを拡大で
きるステップアンドスキャン方式のステッパーが提案さ
れている。
【０００４】このステップアンドスキャン方式の露光装
置は、例えばO plus E (1993年２月号の９６頁〜９９
頁) に詳しく紹介されている。この露光装置はスリット
状の露光領域を有し、ショットの露光はスリットが走査
することにより行っている。１つのショットの走査露光
が終了するとウエハは次のショットにステップし、次の
ショットの露光が開始される。これを繰り返してウエハ
全体の露光を行っている。
【０００５】一方、投影露光技術は現在、０．５μｍ以
下の寸法のパターン像を形成するべく解像度の向上が図
られている。解像度の向上は、露光装置の投影光学系の
高ＮＡ化や露光光の短波長化を行うことによって対応し
ている。
【０００６】一般に露光波長が短波長になると硝材の透
過率が悪くなり、投影光学系に使用できる硝材の種類が
極めて少なくなる。硝材の種類が少ない場合には投影光
学系の色収差の補正が難しくなる為、色収差の影響が無
視できる程度に露光波長の波長幅を狭くする必要があ
る。例えば３００ｎｍ以下の波長の光束を用いる投影光
学系では硝材が石英や螢石に限られる為に、露光用の光
源としてはレーザが使用される。
【０００７】レーザのうちエキシマレーザはエネルギー
が非常に高く、高スループットが期待できる為、短波長
の光を用いる露光装置の光源として採用されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】パルス光を発振するエ
キシマレーザを光源とするミラープロジェクション方式
やステップアンドスキャン方式の走査型の露光装置にお
いては、走査速度又はパルス発振のタイミングがずれた
場合はマスク面上やウエハ面上で露光ムラが生じること
がある。
【０００９】このような問題を避けた露光装置を本出願
人は先の特開昭６０−１５８４４９号公報で提案してい
る。同公報によれば被照射面上の走査方向の光強度分布
を実質的に等脚台形又は二等辺三角形とすることで、走
査速度とパルス発振の同期の精度を緩和している。
【００１０】次に図７，図８を用いて同公報の内容の概
略を説明する。図７，図８では説明を分かりやすくする
為に１つのパルスで露光が行われる場合について示して
いる。図７は走査方向の光強度分布が矩形で、２番目の
パルス発振のタイミングがずれた場合の走査方法の各位
置での露光量を示している。一方、図８は走査方向の光
強度分布が等脚台形の場合についてやはり２番目のパル
スのタイミングがずれた場合の走査方向の各位置での露
光量を示している。
【００１１】図７，図８から明らかなように、レーザの
パルス発振のタイミングのずれが同程度である場合に
は、等脚台形の光強度分布の方が露光量のばらつきは少
ない。図７，図８では１パルスで露光が行わせる例を示
したが、各位置が複数のパルスで露光される場合も図８
の台形分布の方がパルス発振のタイミングのずれに対す
る露光量ムラが小さい。走査方向の光強度分布の形状
は、等脚台形に限らず、図７，図８のように重ね合わせ
たときに露光量のばらつきが小さくできる形状であれば
良い。
【００１２】先の特開昭６０−１５８４４９号公報では
照明光の光路中にＮＤフィルター等の減光素子を挿入し
て走査方向の光強度分布を所望の形状にしていた。
【００１３】本発明は本出願人が先に特開昭６０−１５
８４４９号公報で提案している露光装置を改良し、パル
ス発振するレーザ光源を用いて走査露光を行う際に発生
する走査速度のばらつきやパルス発振のタイミングのず
れに起因する露光量のばらつきを小さくできる光強度分
布を照明の効率の低下を防止しつつ達成することのでき
る照明装置及びそれを用いた投影露光装置の提供を目的
とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
（１−１）本発明の照明装置は、光源からの光束をオプ
ティカルインテグレータに入射させ、該オプティカルイ
ンテグレータの射出面に形成した２次光源面からの光束
を照明光学系を介して走査可能な被照射面を照射する
際、該照明光学系は該被照射面の走査方向と該照明光学
系の光軸とを含む平面内で該２次光源面からの光束の主
光線が該被照射面から光軸方向に所定の距離だけ離れた
位置に集光するようにしていることを特徴としている。
【００１５】特に、前記照明光学系は前記被照射面の走
査方向と直交する平面内で前記２次光源面からの光束の
主光線が該被照射面上に集光するようにしていることを
特徴とや、前記光源はパルス発振するレーザ光源より成
り、前記照明光学系はアナモフィックレンズを有してい
ること等を特徴としている。
【００１６】（１−２）照明系からの光束で照明したマ
スク面上のパターンを投影光学系により感光基板面上に
該マスクと該感光基板とを所定の関係で走査しながら投
影露光する際、該照明系は光源からの光束をオプティカ
ルインテグレータに入射し、該オプティカルインテグレ
ータの射出面に形成した２次光源面からの光束を照明光
学系により集光して該マスクを照明しており、該照明光
学系は該マスクの走査方向と該照明光学系の光軸とを含
む平面内において該２次光源面からの光束の主光線が該
マスクから光軸方向に所定距離だけ離れた位置に集光す
るようにしていることを特徴としている。
【００１７】特に、前記照明光学系は前記２次光源面か
ら射出する光束の主光線のうち前記マスクの走査方向と
垂直な平面内における主光線が前記マスク面上に集光す
るようにしていることを特徴とや、前記２次光源面から
射出する光束の主光線が前記マスクの走査方向と前記照
明光学系の光軸を含む平面内において集光する位置に走
査方向の照射範囲を制限するスリットを備えたことを特
徴とや、前記照明光学系はその光軸に対して直交する平
面内の互いに直交する２つの方向で屈折力が異なる光学
素子を有していることや、前記照明光学系は前記オプテ
ィカルインテグレータの射出面の近傍に１方向のみに屈
折力を有するフィールドレンズを有していること、そし
て前記光源はパルス発振するレーザ光源より成っている
こと等を特徴としている。
【００１８】（１−３）本発明のデバイスの製造方法
は、照明系からの光束で照明したマスク面上のパターン
を投影光学系により感光基板面上に該マスクと該感光基
板とを所定の関係で走査しながら投影露光した後に、該
感光基板を現像処理工程を介してデバイスを製造する
際、該照明系は光源からの光束をオプティカルインテグ
レータに入射し、該オプティカルインテグレータの射出
面に形成した２次光源面からの光束を照明光学系により
集光して該マスクを照明しており、該照明光学系は該マ
スクの走査方向と該照明光学系の光軸とを含む平面内に
おいて該２次光源面からの光束の主光線が該マスクから
光軸方向に所定距離だけ離れた位置に集光するようにし
ていることを特徴としている。
【００１９】特に、前記照明光学系は前記２次光源面か
ら射出する光束の主光線のうち前記マスクの走査方向と
垂直な平面内における主光線が前記マスク面上に集光す
るようにしていることや、前記２次光源面から射出する
光束の主光線が前記マスクの走査方向と前記照明光学系
の光軸を含む平面内において集光する位置に走査方向の
照射範囲を制限するスリットを備えたことや、前記照明
光学系はその光軸に対して直交する平面内の互いに直交
する２つの方向で屈折力が異なる光学素子を有している
ことや、前記照明光学系は前記オプティカルインテグレ
ータの射出面の近傍に１方向のみに屈折力を有するフィ
ールドレンズを有していること、そして前記光源はパル
ス発振するレーザ光源より成っていること等を特徴とし
ている。
【００２０】
【実施例】図１は本発明の実施例１のＸＹ平面の要部概
略図、図２は本発明の実施例１のＺＸ平面の要部概略図
である。即ち図２は図１を紙面に垂直な方向から見たＺ
Ｘ平面上の概略図に相当している。図１，図２では照明
系（投影光学系）の光軸方向をＸ軸、マスク及び感光基
板（ウエハ）の走査方向をＺ軸方向としている。
【００２１】図１，図２において１はレーザ光源であ
り、例えばパルス発振する狭帯域化したエキシマレーザ
等から成っている。レーザ光源１から射出された略平行
なレーザ光は入射光をインコヒーレント光として射出さ
せるインコヒーレント部２に入射する。
【００２２】インコヒーレント部２では、例えばレーザ
光を分割したり、走査することによって後述するウエハ
面７上に干渉縞やスペックルパターン等が発生しないよ
うに処理（インコヒーレント化）を行うと共にレーザ光
源１からの光束の形状をオプティカルインテグレータ３
の形状に合わせて射出させるビーム整形を行う機能を有
している。
【００２３】インコヒーレント部２からの光束はオプテ
ィカルインテグレータ３の入射面３ａに入射する。オプ
ティカルインテグレータ３は複数の微小レンズを１次元
又は２次元的に所定のピッチで配列して構成している。
オプティカルインテグレータ３の射出面３ｂは２次光源
面となっており、該射出面３ｂより複数の発散光束がア
ナモフィック光学系より成るコンデンサーレンズ等の照
明光学系４に入射している。
【００２４】照明光学系４はオプティカルインテグレー
タ３の射出面３ｂからの光束を集光し、スリット９のス
リット開口を介してパターンが形成されたレチクル（マ
スク）５を照明している。６は投影光学系であり、レチ
クル５に描かれた半導体素子の回路パターンを感光基板
としてのウエハ面７に投影し、回路パターンの投影像を
形成している。尚照明光学系４はオプティカルインテグ
レータ３の射出面３ｂと投影光学系６の瞳面とが略共役
と成るようにしている。
【００２５】本実施例ではレチクル５とウエハ７を矢印
の如く走査方向に一定の関係を維持しつつ移動させて投
影露光を行っている。ここで照明光学系４は２つのシリ
ンドリカルレンズ４ａと４ｂを有したアナモフィック光
学系より成っている。このうちシリンドリカルレンズ４
ａは図２に示すようにＺＸ平面内のみに屈折力（焦点距
離ｆ４ａ）を有する面を持ち、シリンドリカルレンズ４
ｂは図１に示すようにＸＹ平面内のみに屈折力（焦点距
離ｆ４ｂ）を有する面を持つ形状より成っている。
【００２６】図１において実線で示す８ａはオプティカ
ルインテグレータ３の射出面３ｂから射出する光束のう
ちの主光線である。主光線８ａはシリンドリカルレンズ
４ｂによって集光され、スリット９を介してレチクル５
に入射している。このときレチクル５面上のＹ軸方向の
光強度分布の形状は図１に示すように略フラットな矩形
の分布になっている。
【００２７】一方、図２のＺＸ平面内においてはオプテ
ィカルインテグレータ３から射出した光束の主光線８ｂ
がシリンドリカルレンズ４ａによってレチクル５から光
軸方向に所定の距離（ｄ）だけ離れた位置Ａに集光する
ようにしている。この位置Ａではオプティカルインテグ
レータ３と照明光学系４とによって略均一に照明してい
る。この為図２に示したようにここでの走査方向（Ｚ軸
方向）の光強度分布は略フラットな矩形分布になる。
【００２８】一方、レチクル５は位置Ａから所定の距離
（ｄ）だけ離れている為、レチクル５上の光強度分布は
中心部分が略フラットで等脚台形に近い形状の分布とな
る。この形状は走査露光に対して走査速度やパルスの発
光タイミングのずれが起こった場合に露光量ムラを小さ
くすることができる形状である。
【００２９】本実施例ではこのように光学系を構成する
ことにより、照明効率を低下させることなくレチクル５
面上を所望の形状の光量分布にしている。この所望の形
状とは走査速度、又はパルス発振のタイミングがずれた
場合の露光量ばらつきを少なくすることができる光強度
分布のことであり、例えば等脚台形、あるいはそれに似
た形状である。
【００３０】今、図２において位置Ａとレチクル５の間
の距離をｄ、被照射面に入射する光束の角度をθとする
とボケによって形成されるレチクル５面上の光強度分布
の幅Ｌは距離ｄに比例して、Ｌ＝２ｄ ｔａｎθとな
る。
【００３１】本実施例ではレチクル５から位置Ａまでの
距離を調整することでレチクル５面上の光強度分布の中
心のフラットの部分の長さとぼけによって形成される斜
面の傾斜を変えている。例えば、フラットの部分を長く
して斜面の傾斜を大きくする為には位置Ａがレチクル５
により接近した位置になるような屈折力を有したコンデ
ンサーレンズ４を配置すれば良い。
【００３２】このように本実施例の投影露光装置では２
次光源面であるオプティカルインテグレータ３から射出
する光束の主光線がマスクの走査方向と光軸を含む平面
内でマスクから光軸方向に所定距離だけ離れた位置に集
光するように配置している。マスク面上の走査方向の光
強度分布はマスク面が集光位置からデフォーカスしてい
る為に、照明効率を低下させずに等脚台形に近い形状を
得ている。
【００３３】更に走査方向と垂直なスリットの長手方向
についてはオプティカルインテグレータ３から射出する
光束の主光線がマスク面上に集光するように配置してお
り、これによりスリットの長手方向の光強度分布が略均
一となるようにしている。この条件により照明の効率を
最も高くし、且つスリットの長手方向の各位置における
走査露光による露光ムラを小さくしている。
【００３４】走査方向の照射範囲を調整するスリット９
は位置Ａ又はその近傍に配置している。スリット９はＹ
軸方向の任意の位置でＺ軸方向の開口の幅を各々調整で
きるような機能を有している。Ｙ軸方向の任意の位置で
Ｚ軸方向に積算した光強度が他の位置よりも大きい場合
にはＺ軸方向の開口の幅を狭め、小さい場合には開口の
幅を広げている。オプティカルインテグレータ３とコン
デンサーレンズ４によってＹ軸方向の光強度分布は略均
一になっているが、スリット９のＹ軸方向の各位置での
Ｚ軸方向の開口の幅を調整することによって走査露光し
たときのＹ軸方向の露光量の均一性を更に向上させてい
る。
【００３５】このように本実施例においてマスクの走査
方向と光軸を含め平面内でオプティカルインテグレータ
から射出する光束の主光線が集光する位置に走査方向の
照射領域を調整する為のスリットを設け、その幅をスリ
ットの長手方向の各位置の照度に応じて調整しても良
く、これによれば、より露光ムラを小さくすることが可
能になる。
【００３６】図１，図２に示した実施例１では照明光学
系４を２枚のシリンドリカルレンズ４ａと４ｂとから構
成した場合を示したが、本発明に係る照明光学系４はこ
れに限定されるものではない。実施例１と同等の効果の
ある照明光学系４の一般的な条件は図１においてＸＹ平
面内の照明光学系４の焦点距離をｆ４ｂとした場合に、
照明光学系４の像側主平面とレチクル５までの距離がｆ
４ｂであり、又図２でＺＸ平面内の照明光学系４の焦点
距離をｆ４ａとしたとき、照明光学系４の像側主平面と
位置Ａまでの距離がｆ４ａになるように配置することで
ある。
【００３７】このように本実施例では照明光学系４をシ
リンドリカルレンズのようなアナモフィックな光学素子
を配置して走査方向とそれに直交する方向で照明光学系
の像側焦点位置に差をつけているが、このような光学作
用を有するものであればどのような光学素子を用いても
良い。
【００３８】本実施例では以上のようなパルス光を用い
た走査型の投影露光装置によりレチクル面上のパターン
をウエハ面上に順次投影露光している。そして投影露光
したウエハを公知の現像処理工程を介して半導体デバイ
スを製造している。
【００３９】図３は本発明の実施例２のＺＸ平面の一部
分の要部概略図である。
【００４０】本実施例では図１，図２の実施例１に比べ
て照明光学系４とレチクル５との間にリレーレンズ１０
を配置した点が異なっており、その他の構成は同じであ
る。図３では投影光学系とウエハは省略している。
【００４１】図３において位置Ｂは走査方向と垂直な平
面内（ＸＹ平面内）でオプティカルインテグレータ３か
ら射出される光束の主光線がアナモフィックな光学素子
を備えた照明光学系４によって集光される位置である。
リレーレンズ１０は点線で示すように位置Ｂを所定の倍
率でレチクル５に投影する作用を有している。
【００４２】一方、ＺＸ平面内ではオプティカルインテ
グレータ３から射出される光束の主光線８ｂは照明光学
系４によって位置Ｂとは異なった位置Ｃに集光する。こ
の位置Ｃはレチクル５と光学的に共役である位置から所
定の距離だけ離れており、ここにスリット９を配置して
いる。
【００４３】レチクル５，位置Ｂ，位置Ｃでのそれぞれ
の走査方向の光強度分布の形状は図３に示したような形
状となっている。
【００４４】本実施例のように走査方向を含む面内にお
けるオプティカルインテグレータ３からの光束の主光線
の集光する位置Ｃがこれと直交する面内における集光点
（位置Ｂ）よりもレチクル５側となるように配置しても
照明効率を低下させることなく、露光量のばらつきを小
さくすることが可能な光強度分布を形成することができ
る。
【００４５】図４は本発明の実施例３のＺＸ平面の一部
分の要部概略図である。
【００４６】本実施例では図１，図２の実施例１に比べ
てオプティカルインテグレータ３の射出面３ｂ側にＺＸ
平面内にのみ屈折力を有するアナモフィック光学系とし
てのフィールドレンズ１１を、又フィールドレンズ１１
とレチクル５との間に回転対称なコンデンサーレンズ１
２を配置している点が異なっており、その他の構成は同
じである。
【００４７】本実施例ではフィールドレンズ１１とコン
デンサーレンズ１２は照明光学系の一要素を構成してい
る。尚図４では投影光学系とウエハは省略している。
【００４８】図４においてオプティカルインテグレータ
３から射出した光束の主光線（実線）８ｂはオプティカ
ルインテグレータ３の射出面３ｂの近傍に配置した、レ
チクル５の走査方向を含むＺ方向のみに屈折力を有する
フィールドレンズ１１によりＺＸ平面内で屈折される。
【００４９】図４においてこの主光線８ｂはコンデンサ
ーレンズ１２によってレチクル５面から所定の距離離れ
た位置Ｄに集光する。走査方向の照明領域を調整するス
リット９をこの場所に配置している。走査方向（Ｚ方
向）と直交するＸＹ平面内においてはフィールドレンズ
１１は屈折力がない為、オプティカルインテグレータ３
から射出する光束の主光線（点線）８ａはコンデンサー
レンズ４によって屈折され、図４で点線で示したように
照射面であるレチクル５の位置に集光する。
【００５０】本実施例ではコンデンサーレンズ１２が回
転対称な光学系であってもシリンドリカルレンズよる成
るフィールドレンズとを用いることによって実施例１や
実施例２で示したような光強度分布を得ている。
【００５１】図４に示した実施例３ではフィールドレン
ズ１１は走査方向に屈折力を有していたが、これと直交
する方向に屈折力を持つシリンドリカルレンズであって
もコンデンサーレンズとの組み合わせによりオプティカ
ルインテグレータ３から射出する光束の主光線が走査方
向を含む面内でレチクル５から所定の距離だけ離れた位
置に集光するように配置すれば同様の効果が得られる。
【００５２】次に上記説明した投影露光装置を利用した
デバイスの製造方法の実施例を説明する。
【００５３】図５は半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の
半導体チップ、或は液晶パネルやＣＣＤ等）の製造のフ
ローチャートである。
【００５４】本実施例においてステップ１（回路設計）
では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ２
（マスク製作）では設計した回路パターンを形成したマ
スクを製作する。
【００５５】一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリ
コン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４
（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、前記用意したマ
スクとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ
上に実際の回路を形成する。
【００５６】次のステップ５（組立）は後工程と呼ば
れ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。
【００５７】ステップ６（検査）ではステップ５で作製
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００５８】図６は上記ステップ４のウエハプロセスの
詳細なフローチャートである。まずステップ１１（酸
化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（Ｃ
ＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。
【００５９】ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に
電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打
込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では前記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。
【００６０】ステップ１７（現像）では露光したウエハ
を現像する。ステップ１８（エッチング）では現像した
レジスト以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジス
ト剥離）ではエッチングがすんで不要となったレジスト
を取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことに
よってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【００６１】
【発明の効果】本発明によれば以上のように各要素を設
定することにより、パルス発振するレーザ光源を用いて
走査露光を行う際に発生する走査速度のばらつきやパル
ス発振のタイミングのずれに起因する露光量のばらつき
を小さくできる光強度分布を照明の効率の低下を防止し
つつ達成することのできる照明装置及びそれを用いた投
影露光装置を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１のＸＹ平面での要部概略図
【図２】 本発明の実施例１のＺＸ平面での要部概略図
【図３】 本発明の実施例２のＺＸ平面での要部概略図
【図４】 本発明の実施例３のＺＸ平面での要部概略図
【図５】 本発明のデバイスの製造方法のフローチャー
ト
【図６】 本発明のデバイスの製造方法のフローチャー
ト
【図７】 走査露光において走査速度又はパルスの発振
タイミングがずれた場合の露光量を示した説明図
【図８】 走査露光において走査速度又はパルスの発振
タイミングがずれた場合の露光量を示した説明図
【符号の説明】
１ レーザ光源 ２ インコヒーレント部 ３ オプティカルインテグレータ ４ 照明光学系 ５ レチクル ６ 投影光学系 ７ ウエハ ８ａ，８ｂ 主光線 ９ スリット １０ リレーレンズ １１ フィールドレンズ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03B 27/54

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光源からの光束をオプティカルインテグ
    レータに入射させ、該オプティカルインテグレータの射
    出面に形成した２次光源面からの光束を照明光学系を介
    して走査可能な被照射面を照射する際、該照明光学系は
    該被照射面の走査方向と該照明光学系の光軸とを含む平
    面内で該２次光源面からの光束の主光線が該被照射面か
    ら光軸方向に所定の距離だけ離れた位置に集光するよう
    にしていることを特徴とする照明装置。
  2. 【請求項２】 前記照明光学系は前記被照射面の走査方
    向と直交する平面内で前記２次光源面からの光束の主光
    線が該被照射面上に集光するようにしていることを特徴
    とする請求項１の照明装置。
  3. 【請求項３】 前記光源はパルス発振するレーザ光源よ
    り成り、前記照明光学系はアナモフィックレンズを有し
    ていることを特徴とする請求項１の照明装置。
  4. 【請求項４】 照明系からの光束で照明したマスク面上
    のパターンを投影光学系により感光基板面上に該マスク
    と該感光基板とを所定の関係で走査しながら投影露光す
    る際、該照明系は光源からの光束をオプティカルインテ
    グレータに入射し、該オプティカルインテグレータの射
    出面に形成した２次光源面からの光束を照明光学系によ
    り集光して該マスクを照明しており、該照明光学系は該
    マスクの走査方向と該照明光学系の光軸とを含む平面内
    において該２次光源面からの光束の主光線が該マスクか
    ら光軸方向に所定距離だけ離れた位置に集光するように
    していることを特徴とする投影露光装置。
  5. 【請求項５】 前記照明光学系は前記２次光源面から射
    出する光束の主光線のうち前記マスクの走査方向と垂直
    な平面内における主光線が前記マスク面上に集光するよ
    うにしていることを特徴とする請求項４の投影露光装
    置。
  6. 【請求項６】 前記２次光源面から射出する光束の主光
    線が前記マスクの走査方向と前記照明光学系の光軸を含
    む平面内において集光する位置に走査方向の照射範囲を
    制限するスリットを備えたことを特徴とする請求項４又
    は５の投影露光装置。
  7. 【請求項７】 前記照明光学系はその光軸に対して直交
    する平面内の互いに直交する２つの方向で屈折力が異な
    る光学素子を有していることを特徴とする請求項４，５
    又は６の投影露光装置。
  8. 【請求項８】 前記照明光学系は前記オプティカルイン
    テグレータの射出面の近傍に１方向のみに屈折力を有す
    るフィールドレンズを有していることを特徴とする請求
    項４，５，６又は７の投影露光装置。
  9. 【請求項９】 前記光源はパルス発振するレーザ光源よ
    り成っていることを特徴とする請求項４，５，６，７又
    は８の投影露光装置。
  10. 【請求項１０】 照明系からの光束で照明したマスク面
    上のパターンを投影光学系により感光基板面上に該マス
    クと該感光基板とを所定の関係で走査しながら投影露光
    した後に、該感光基板を現像処理工程を介してデバイス
    を製造する際、該照明系は光源からの光束をオプティカ
    ルインテグレータに入射し、該オプティカルインテグレ
    ータの射出面に形成した２次光源面からの光束を照明光
    学系により集光して該マスクを照明しており、該照明光
    学系は該マスクの走査方向と該照明光学系の光軸とを含
    む平面内において該２次光源面からの光束の主光線が該
    マスクから光軸方向に所定距離だけ離れた位置に集光す
    るようにしていることを特徴とするデバイスの製造方
    法。
  11. 【請求項１１】 前記照明光学系は前記２次光源面から
    射出する光束の主光線のうち前記マスクの走査方向と垂
    直な平面内における主光線が前記マスク面上に集光する
    ようにしていることを特徴とする請求項１０のデバイス
    の製造方法。
  12. 【請求項１２】 前記２次光源面から射出する光束の主
    光線が前記マスクの走査方向と前記照明光学系の光軸を
    含む平面内において集光する位置に走査方向の照射範囲
    を制限するスリットを備えたことを特徴とする請求項１
    ０又は１１のデバイスの製造方法。
  13. 【請求項１３】 前記照明光学系はその光軸に対して直
    交する平面内の互いに直交する２つの方向で屈折力が異
    なる光学素子を有していることを特徴とする請求項１
    ０，１１又は１２のデバイスの製造方法。
  14. 【請求項１４】 前記照明光学系は前記オプティカルイ
    ンテグレータの射出面の近傍に１方向のみに屈折力を有
    するフィールドレンズを有していることを特徴とする請
    求項１０，１１，１２，又は１３のデバイスの製造方
    法。
  15. 【請求項１５】 前記光源はパルス発振するレーザ光源
    より成っていることを特徴とする請求項１０，１１，１
    ２，１３又は１４のデバイスの製造方法。
JP6041998A 1994-02-16 1994-02-16 照明装置及びそれを用いた投影露光装置 Expired - Fee Related JP3057998B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6041998A JP3057998B2 (ja) 1994-02-16 1994-02-16 照明装置及びそれを用いた投影露光装置
US08/389,769 US5719617A (en) 1994-02-16 1995-02-16 Illumination system for superposing light beams one upon another on a surface using a projecting system having different focal point positions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6041998A JP3057998B2 (ja) 1994-02-16 1994-02-16 照明装置及びそれを用いた投影露光装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07230949A JPH07230949A (ja) 1995-08-29
JP3057998B2 true JP3057998B2 (ja) 2000-07-04

Family

ID=12623884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6041998A Expired - Fee Related JP3057998B2 (ja) 1994-02-16 1994-02-16 照明装置及びそれを用いた投影露光装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5719617A (ja)
JP (1) JP3057998B2 (ja)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6258443B1 (en) * 1994-09-28 2001-07-10 Reflexite Corporation Textured retroreflective prism structures and molds for forming same
JP3412981B2 (ja) * 1995-08-29 2003-06-03 キヤノン株式会社 投影露光装置および投影露光方法
JPH1041225A (ja) * 1996-07-24 1998-02-13 Canon Inc 照明装置及びそれを用いた投影露光装置
JP3610175B2 (ja) * 1996-10-29 2005-01-12 キヤノン株式会社 投影露光装置及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法
EP0969326B1 (en) * 1998-07-01 2012-10-17 ASML Netherlands B.V. Lithographic apparatus
TW530189B (en) 1998-07-01 2003-05-01 Asml Netherlands Bv Lithographic projection apparatus for imaging of a mask pattern and method of manufacturing a device using a lithographic projection apparatus
DE69921739T2 (de) * 1998-07-03 2005-11-03 Fuji Photo Film Co., Ltd., Minami-Ashigara Bildaufzeichnungsgerät
JP4392879B2 (ja) 1998-09-28 2010-01-06 キヤノン株式会社 投影露光装置及びデバイスの製造方法
JP4521896B2 (ja) 1999-06-08 2010-08-11 キヤノン株式会社 照明装置、投影露光装置及びデバイス製造方法
US6816182B2 (en) * 2000-03-14 2004-11-09 Masanori Kubota Radiation welding and imaging apparatus and method for using the same
US6369845B1 (en) 2000-03-14 2002-04-09 Kubota Research Associates Inc. Exposure system for recording media
JP3927753B2 (ja) 2000-03-31 2007-06-13 キヤノン株式会社 露光装置及びデバイス製造方法
JP4303120B2 (ja) * 2001-12-17 2009-07-29 サイバーオプティクス セミコンダクタ インコーポレイテッド 半導体ウェハキャリア用マッピングセンサ
ATE449417T1 (de) * 2003-01-10 2009-12-15 Nikon Corp Belichtungssystem und belichtungsverfahren
TWI359441B (en) 2003-09-16 2012-03-01 Univ Columbia Processes and systems for laser crystallization pr
US20050086024A1 (en) * 2003-09-19 2005-04-21 Cyberoptics Semiconductor Inc. Semiconductor wafer location sensing via non contact methods
US7315351B2 (en) * 2004-10-28 2008-01-01 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, device manufacturing method and device manufactured therewith
JP2006303196A (ja) * 2005-04-20 2006-11-02 Canon Inc 測定装置及びそれを有する露光装置
JP5089137B2 (ja) * 2006-11-07 2012-12-05 キヤノン株式会社 露光装置及びデバイス製造方法
DE102008013229B4 (de) * 2007-12-11 2015-04-09 Carl Zeiss Smt Gmbh Beleuchtungsoptik für die Mikrolithographie
JP2009164296A (ja) * 2007-12-28 2009-07-23 Canon Inc 露光装置およびデバイス製造方法
US9646831B2 (en) 2009-11-03 2017-05-09 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Advanced excimer laser annealing for thin films

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5998525A (ja) * 1982-11-26 1984-06-06 Canon Inc 分割焼付け装置のアライメント方法
US4822975A (en) * 1984-01-30 1989-04-18 Canon Kabushiki Kaisha Method and apparatus for scanning exposure
US5091744A (en) * 1984-02-13 1992-02-25 Canon Kabushiki Kaisha Illumination optical system
JPS60219744A (ja) * 1984-04-17 1985-11-02 Canon Inc 投影露光装置
JPS60232552A (ja) * 1984-05-02 1985-11-19 Canon Inc 照明光学系
US4937618A (en) * 1984-10-18 1990-06-26 Canon Kabushiki Kaisha Alignment and exposure apparatus and method for manufacture of integrated circuits
US4947030A (en) * 1985-05-22 1990-08-07 Canon Kabushiki Kaisha Illuminating optical device
US4851882A (en) * 1985-12-06 1989-07-25 Canon Kabushiki Kaisha Illumination optical system
EP0266203B1 (en) * 1986-10-30 1994-07-06 Canon Kabushiki Kaisha An illumination device
US4874954A (en) * 1987-02-02 1989-10-17 Canon Kabushiki Kaisha Projection exposure apparatus
US5475491A (en) * 1989-02-10 1995-12-12 Canon Kabushiki Kaisha Exposure apparatus
US5121160A (en) * 1989-03-09 1992-06-09 Canon Kabushiki Kaisha Exposure method and apparatus
US5153773A (en) * 1989-06-08 1992-10-06 Canon Kabushiki Kaisha Illumination device including amplitude-division and beam movements
JP2657957B2 (ja) * 1990-04-27 1997-09-30 キヤノン株式会社 投影装置及び光照射方法
EP0486316B1 (en) * 1990-11-15 2000-04-19 Nikon Corporation Projection exposure method and apparatus
US5097291A (en) * 1991-04-22 1992-03-17 Nikon Corporation Energy amount control device
JP3278896B2 (ja) * 1992-03-31 2002-04-30 キヤノン株式会社 照明装置及びそれを用いた投影露光装置
US5453814A (en) * 1994-04-13 1995-09-26 Nikon Precision Inc. Illumination source and method for microlithography

Also Published As

Publication number Publication date
US5719617A (en) 1998-02-17
JPH07230949A (ja) 1995-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3057998B2 (ja) 照明装置及びそれを用いた投影露光装置
JP2862477B2 (ja) 露光装置及び該露光装置を用いてデバイスを製造する方法
JP3232473B2 (ja) 投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法
JP3259657B2 (ja) 投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法
JP3610175B2 (ja) 投影露光装置及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法
JP4865270B2 (ja) 露光装置、及びそれを用いたデバイス製造方法
US5926257A (en) Illumination optical system and exposure apparatus having the same
JP4392879B2 (ja) 投影露光装置及びデバイスの製造方法
JP3060357B2 (ja) 走査型露光装置及び該走査型露光装置を用いてデバイスを製造する方法
JP2001284240A (ja) 照明光学系、および該照明光学系を備えた投影露光装置と該投影露光装置によるデバイスの製造方法
JP3576685B2 (ja) 露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法
KR100485314B1 (ko) 투영노광장치와 이것을 사용한 디바이스제조방법
JP3200244B2 (ja) 走査型露光装置
JP3559694B2 (ja) 照明装置及びそれを用いた投影露光装置
US7064806B2 (en) Illumination optical system and exposure apparatus
JP3796294B2 (ja) 照明光学系及び露光装置
JP3008744B2 (ja) 投影露光装置及びそれを用いた半導体素子の製造方法
JP3571935B2 (ja) 投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法
JP2000114164A (ja) 走査型投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法
JP2008124308A (ja) 露光方法及び露光装置、それを用いたデバイス製造方法
JPH10106942A (ja) 走査型露光装置及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法
JP3223646B2 (ja) 投影露光装置及びそれを用いた半導体素子の製造方法
JP3563888B2 (ja) 照明装置及びそれを用いた投影露光装置
JP3566318B2 (ja) 走査型露光装置及びデバイス製造方法
JPH1092729A (ja) 照明装置及びそれを用いた走査型投影露光装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees