JP3210123B2 - 結像方法及び該方法を用いたデバイス製造方法 - Google Patents

結像方法及び該方法を用いたデバイス製造方法

Info

Publication number
JP3210123B2
JP3210123B2 JP03982693A JP3982693A JP3210123B2 JP 3210123 B2 JP3210123 B2 JP 3210123B2 JP 03982693 A JP03982693 A JP 03982693A JP 3982693 A JP3982693 A JP 3982693A JP 3210123 B2 JP3210123 B2 JP 3210123B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
illumination
intensity
fine pattern
imaging
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
JP03982693A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0620915A (ja
Inventor
章義 鈴木
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 JP03982693A priority Critical patent/JP3210123B2/ja
Publication of JPH0620915A publication Critical patent/JPH0620915A/ja
Priority to US08/567,719 priority patent/US5574492A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3210123B2 publication Critical patent/JP3210123B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • G03F7/70091—Illumination settings, i.e. intensity distribution in the pupil plane or angular distribution in the field plane; On-axis or off-axis settings, e.g. annular, dipole or quadrupole settings; Partial coherence control, i.e. sigma or numerical aperture [NA]
    • G03F7/701—Off-axis setting using an aperture

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

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、結像方法及び該方法を
用いたデバイス製造方法に関し、特に、半導体メモリ等
の記憶素子、ＣＣＤ等の撮像素子、ＬＣＤ等の表示素
子、薄膜磁気ヘッド等の各種デバイスを製造する為の投
影露光装置に適用される、結像方法及び該方法を用いた
デバイス製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体技術の進展は益々加速度を増して
おり、それに伴う微細加工技術の進展も著しいものがあ
る。特に微細加工技術の中心をなす投影露光技術は１Ｍ
ＤＲＡＭを境にサブミクロンの領域に踏み込んだ。
【０００３】投影露光技術で解像力を向上させるのに従
来用いられてきたのは露光波長を固定して投影光学系の
ＮＡ（開口数）を大きくしていく手法であった。しか
し、投影光学系の焦点深度はＮＡの２乗に反比例するこ
とが知られており、ＮＡを大きくしていく手法は同時に
深刻な焦点深度問題を提供する。従って、露光波長を、
例えばｇ線からｉ線へ、またｉ線からＫｒＦレ−ザ−光
（２４８．４ｎｍ）へ、と短波長化し、焦点深度問題を
緩和して、投影露光技術の限界を拡げることが試みられ
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一方、短波長化の流れ
の他に解像力を向上させる手法として登場してきたのが
位相シフト膜を用いる手法である。この手法は、従来の
レチクル（マスク）の一部分に、他の部分に対して１８
０度の位相差を与える薄膜を形成するものである（日経
マイクロデバイス１９９０年７月号１０８頁以降に記載
の福田等の論文参照）。
【０００５】一般に、投影光学系の解像力ＲＰと焦点深
度ＤＯＦは、 ＲＰ＝ｋ1 λ／ＮＡ ＤＯＦ＝ｋ2 λ／ＮＡ2 で示される。ここでλは露光波長、ＮＡは開口数であ
る。パラメ−タｋ1 の実用的な値は通常０．７〜０．８
とされるが、位相シフト膜を用いる手法の内の空間周波
数変調型位相シフト法を用いると、ｋ1 ＝０．３５ぐら
い迄、解像力を改善できることが知られている。
【０００６】しかし、空間周波数変調型位相シフト法
は、１．位相シフト膜を形成する技術が未確立、２．位
相シフト膜用の最適なＣＡＤの開発が未確立、３．位相
シフト膜を付けれないパタ−ンの存在、４．３．に関連
してネガ型レジストを使用せざるをえないこと、５．検
査、修正技術が未確立等、多くの問題を抱えている。
【０００７】そこで、最近では、レチクルの微細パタ−
ンに対する照明法を改良して微細パタ−ンを結像する際
の解像力を向上させる研究が初められており、より実用
的な改良された結像方法を構築することが期待されてい
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の形態は、
互いに直交する方向に延びる第1と第2の線群と該直交方
向とは異なる斜め方向に延びる第3の線群とを含む微細
パターンを斜め照明することにより該微細パターンを結
像せしめる、デバイスの製造方法等に用いられる結像方
法であって、次の改良点を有する。：前記各方向（３方
向）を含む入射平面の夫々に沿った照明の強度を他の入
射平面に沿った照明の強度に対して十分に弱める。
【０００９】第１の形態において、前記各方向を含む入
射平面の夫々に沿った照明の強度を実質的にゼロにする
形態、前記斜め方向は前記直交方向に対しほぼ４５度の
方位角を成す１方向であり、前記斜め方向を含む入射平
面に関して対称な、当該入射平面にほぼ直交する入射平
面を作る一対の光路に沿って照明光を向ける形態、等の
好ましい形態がある。
【００１０】本発明の第２の形態は、原板を載置するス
テージ；基板を載置し、互いに直交するＸＹ方向に動く
ステージ；前記原板の微細パターンを斜め照明する手
段；前記照明手段により照明された前記微細パターンを
前記基板上に結像する手段とを備え、前記照明手段は前
記ＸＹの各方向、前記ＸＹ方向と４５度の方位角を成す
１方向を含む入射平面の夫々に沿った照明の強度を他の
入射平面に沿った照明の強度に対して十分弱める光制限
手段を有する。
【００１１】第２の形態において、前記光制限手段は、
前記ＸＹ方向と４５度の方位角を成す１方向を含む入射
平面の夫々に沿った照明の強度を実質的にゼロにする形
態、前記光制限手段は、光軸に対して対称な２個の開口
部を備える遮光手段を含む形態、等の好ましい形態があ
る。
【００１２】本発明の第3の形態は、互いに直交する方
向に延びる第1と第2の線群を含む微細パターンを斜め照
明することにより該微細パターンを結像せしめる、デバ
イスの製造方法等に用いられる方法であって、前記各方
向を含む入射平面の夫々に沿った照明の強度を他の入射
平面に沿った照明の強度に対して十分弱め、前記微細パ
ターンで生じた０次回折ビームと１次回折ビームの強度
が実質的に同じになるよう該０次回折ビームの強度を減
衰させる。
【００１３】第３の形態において、前記直交方向を含む
入射平面の夫々に沿った照明の強度を実質的にゼロにす
る形態、前記直交方向に対しほぼ４５度の方位角を成す
１方向を含む入射平面に関して対称な、当該入射平面に
ほぼ直交する入射平面を作る一対の光路に沿って照明光
を向ける形態、前記一対の光路に沿って向けられた照明
光の夫々の照明により前記微細パターンで生じる一対の
０次回折光の強度を減衰せしめる形態、等の好ましい形
態がある。
【００１４】本発明の第４の形態は、原板を載置するス
テージ；基板を載置し、互いに直交するＸＹ方向に動く
ステージ；前記原板の微細パターンを斜め照明する手
段；前記照明手段により照明された前記微細パターンを
前記基板上に結像する手段を備え、前記照明手段は前記
ＸＹ方向を含む入射平面の夫々に沿った照明の強度を他
の入射平面に沿った照明の強度に対して十分弱める光制
限手段を有し、前記結像手段は、前記他の入射平面に沿
った照明で生じる０次回折ビームと１次回折ビームの強
度が実質的に同じになるよう該０次回折ビームの強度を
減衰せしめる為の光減衰手段を、その絞り近傍に備え
る。
【００１５】第４の形態において、前記光制限手段は、
前記ＸＹ方向を含む入射平面の夫々に沿った照明の強度
を実質的にゼロにする形態、前記光制限手段は、光軸に
関して対称な２個の開口部を備える遮光手段を含む形
態、前記光減衰手段は、前記光制限手段の前記２個の開
口からの照明で生じる一対の０次回折ビームの双方の強
度を減衰させる光軸に関して対称な２個の減衰部を備え
る形態、の好ましい形態がある。
【００１６】本発明の第５の形態は、光源からのビーム
のバンド幅を調整して形成した照明ビームと結像レンズ
とを用いて、第１の線群と当該第１の線群よりも線幅の
小さな第２の線群を結像する、デバイス製造等に用いら
れる結像方法であって、前記第１線群を結像する時には
垂直方向から照明し、前記第２線群を結像する時には前
記垂直照明されるビームよりもバンド幅が広いビームで
斜め方向から、前記第２線群が延びる方向を含む入射平
面に沿う照明の強度を他の入射平面に沿う照明の強度に
対して十分弱めた状態で、照明する。
【００１７】第５の形態において、前記第２線群を結像
する時に、前記第２線群が延びる方向を含む入射平面に
沿う照明の強度をほぼゼロにする好ましい形態がある。
【００１８】本発明の第６の形態は、原板を載置するス
テージ；基板を載置するステージ；前記原板の微細パタ
ーンを照明する手段；前記照明手段で照明された前記微
細パターンを前記基板上に結像せしめる結像レンズを含
む結像手段；を備え、前記照明手段は、光源と、該光源
からのビームで第１照明手段ビームと該第１照明ビーム
よりもバンド幅の広い第２照明ビームとを形成するバン
ド幅調整手段と、第１照明ビームを光軸方向から前記原
版に入射させ、前記第２照明ビームを光軸に対して傾い
た方向から、前記第２線群が延びる方向を含む入射平面
に沿う照明の強度を他の入射平面に沿う照明の強度に対
して十分弱めた状態で、前記原板に入射させる入射角調
整手段と、を有する。
【００１９】本発明の第７の形態は、微細パターンで生
じる回折ビームを結像光学系の瞳に入射させ、該結像光
学系の瞳位置で前記回折ビームの一部を反射することに
より前記回折ビームの前記瞳位置での強度分布を調整
し、前記微細パターンを基板上に結像せしめる、デバイ
ス製造等に用いられる結像方法であって、前記反射で生
じる反射ビームが前記基板に実質的に入射しないよう当
該反射ビームを遮光する。
【００２０】第７の形態において、前記微細パターンを
斜め照明することにより前記回折ビームを生じせしめる
好ましい形態がある。
【００２１】本発明の第８の形態は、原板を載置する第
１ステージ；基板を載置する第２ステージ；前記原板の
微細パターンを照明する手段；前記照明手段で照明され
た前記微細パターンを前記基板上に結像せしめる結像光
学系を備える結像手段を有し、前記結像手段は、前記微
細パターンで生じる回折ビームの前記結像手段の絞り位
置での強度分布を調整する為に前記回折ビームの一部を
反射する光減衰手段と、該光減衰手段からの反射ビーム
が前記基板に入射しないよう該反射ビームを遮光する遮
光手段とを有する。
【００２２】第７の形態において、前記遮光手段は、前
記第１ステージと前記結像光学系の間に設けた第１遮光
部材と、前記第２ステージと前記結像光学系の間に設け
た第２遮光部材とを含む形態、前記光減衰手段は、２枚
のプリズムの斜面同士を半透過膜を介して接合してある
前記結像光学系の光軸に垂直な光入出射面を持つ平行平
面板を備える形態、前記境界面の前記光入出射面に対す
る角度をα、前記基板に入射する最大像高の結像光束の
主光線の前記ビーム入射面への入射角をβ、前記２枚の
プリズムの屈折率をｎとする時、 （１／ｎ）ｓｉｎβ＜α≦３０ を満たす形態、等の好
ましい形態がある。
【００２３】本発明の第１〜第４の形態は、どちらも、
上記の特定のパタ−ンに対する結像特性を改良するもの
であるが、該特定パタ−ンのみが含まれている微細パタ
−ンの結像だけでなく、該特定パタ−ンに加え該特定パ
タ−ン以外の比較的線幅が太いパタ−ンが含まれている
微細パタ−ンの結像にも、本発明は用いられる。
【００２４】又、斜め照明とは、微細パタ−ンが形成さ
れた面の法線に対して傾いた方向から照明ビ−ムを微細
パタ−ンに入射させる（斜入射させる）照明であるか
ら、入射平面とは、この照明ビ−ムの入射方向と該法線
を含む平面のことを指す。
【００２５】
【実施例】本発明を理解し易くする為に、前述の空間周
波数変調型位相シフト法による結像について説明を行な
う。
【００２６】図１は、微細パタ−ンの結像の様子を示す
模式図であり、４１が微細パタ−ン、４２が投影光学
系、１が投影光学系４２の絞りで、この絞り１の開口面
が投影光学系の４２の瞳とみなせる。図１の系では結像
されるべき微細パタ−ン４１に照明光が入射し、微細パ
タ−ン４１で生じる各種回折光が投影光学系４２（の絞
り１）に入射し、投影光学系４２により微細パタ−ン４
１が結像される。図２（Ａ）、（Ｂ）は、図１の系で照
明光が微細パタ−ン４１に垂直入射した時の瞳位置での
光量分布を示し、（Ａ）は通常のレチクルパタ−ンの場
合、（Ｂ）は空間周波数変調型位相シフトレチクルのパ
タ−ンの場合を示す。図２において、３ａと４ａは 0次
（回折）光の分布を示し、３ｂと４ｂは＋1 次（回折）
光の分布を示し、３ｃと４ｃは−1 次（回折）光の分布
を示す。空間周波数変調型位相シフトレチクルのパタ−
ンでは、瞳位置で、０次光４ａが消失し、１次光４ｂ、
４ｃのみが存在していることが特徴となっている。これ
により、空間周波数変調型位相シフトレチクルのパタ−
ンを結像する際の瞳位置（空間周波数面）における効果
として、１．周波数が 1/2に低減されている。２．周波
数分布には 0次光が存在しない。という点があることが
理解できる。この２点が第１に注目すべき点である。第
２に注目すべき点は、空間周波数変調型位相シフトレチ
クルのパタ−ンで生じる±1 次光の瞳位置での間隔ａ
が、通常のレチクルパタ−ンで生じる 0次光と±1 次光
との瞳位置での間隔ａと合致することである。又、空間
周波数変調型位相シフトレチクルの場合には±1 次光の
振幅比が 1：1 になっているのに対し、通常のレチクル
の場合には 0次光と±1 次光との振幅比が 1：2/πにな
っている点も留意すべき事実である。
【００２７】さて、本発明では、レチクル等の微細パタ
−ンに照明光束を斜め入射させ（斜め照明）ることによ
り、通常のパタ−ンに対し、空間周波数変調型位相シフ
ト法を適用したパタ−ンと相似の光量分布（周波数分
布）を投影光学系の瞳位置で生じさせる。図３に示した
のはパタ−ンを斜め照明した時の瞳位置での光量分布で
ある。このパタ−ンは縦方向（Ｙ方向）に延びるパタ−
ン（縦線パタ−ン）の繰り返し（lines & spaces)であ
る。斜め照明の為に０次光５ａは瞳中心からずれてお
り、０次光５ａを挟んで１次回折光５ｂ，−１次回折光
５ｃが生じている。瞳の半径を１に規格化し、対象とな
る光透過部と遮光部が交互に等間隔で並んだパタ−ンの
線幅を ｋ1 λ/NA （λは波長、ＮＡは投影光学系の開
口数）とすると、瞳面での 0次と ±1 次の間隔ａは ａ＝１／ 2ｋ1 で与えられる。従って、ｋ1 ＝0.5 の時にはａ＝１とな
り、丁度瞳の半径に相当する量だけ 0次光５ａと±1 次
光５ｂ，５ｃとの間隔が離れることになる。ａの量が大
きいということは、照明光束が斜入射した場合に、 0次
光以外には一方の１次回折光しか投影光学系の瞳に入射
しないことを意味している。ここで図２（Ａ）の通常の
レチクルパタ−ンに照明光束が垂直入射した場合、図２
（Ｂ）の空間周波数変調型位相シフトレチクルパタ−ン
に照明光束が垂直入射した場合、図３の通常のレチクル
パタ−ンに照明光束が斜入射した場合、の瞳面での回折
光の分布を比較してみる。尚、図３の場合は、特に０次
光が瞳面の座標 x＝0.5, y＝0.5 の位置に到達するよう
斜め照明され、ｋ1 ＝0.5 に設定されるとする。図２
（Ｂ）の場合と図３の場合の瞳面での各々の回折光分布
は互いに上下方向にずれているとはいえ瞳を２光束のみ
が通過するという点で等価であり、瞳を２光束のみが通
過するという点は、図２（Ａ）の３光束が瞳を通過する
場合との際立った違いとなっている。これは、図３で説
明した斜め照明法が図２（Ｂ）で説明した空間周波数変
調型位相シフト法による効果と相似の効果を通常のパタ
−ンに対し実現できることを意味する。
【００２８】斜め照明法を実施する場合、縦パタ−ン
（Ｙ方向に延びるパタ−ン）の最も効果的な線幅は図３
に示したように０次光５ａと−１次光５ｃの位置が瞳の
ＸＹ座標の縦パタ−ンの延びる方向に一致するＹ軸に関
して線対称となる線幅である。従って、斜め照明を行う
場合、対象とするパタ−ンの最小線幅に応じて、照明光
束の入射角を決定する。
【００２９】又、斜め照明の場合、通常のパタ−ンを対
象とする限り、瞳面での 0次光と 1次光の強度が互いに
異なるので、空間周波数変調型位相シフト法と完全に同
じ効果は示さない。瞳を通る一対の回折光の強度比より
両者の効果を計算すると、ベストフォ−カス時は、通常
のパタ−ンを斜め照明して結像する場合のパタ−ン像の
コントラストは空間周波数変調型位相シフトレチクルの
パタ−ンを結像する場合のパタ−ン像に比して約10％低
下することが分かる。フォ−カス・コントラストカ−ブ
のコントラストのピ−ク値は、図２（Ｂ）の空間周波数
変調型位相シフトレチクルのパタ−ンの場合は 100% で
あるのに対し、図３の斜め照明法の場合には 91%であ
る。図４に示したのはｋ1 ＝0.5 での斜め照明法による
結像と通常の垂直照明時の結像の際の各々のフォ−カス
・コントラストカ−ブである。横軸は焦点深度のパラメ
−タｋ2 であり、斜め照明時の０次光の瞳での位置は瞳
のｘ座標が±0.3 である。垂直照明の場合、デフォ−カ
ス０の場合のコントラストは97% と高いが、デフォ−カ
スが大きくなるに従いコントラストが急速に落ちるのに
対し、斜め照明法の場合、デフォ−カス０の場合のコン
トラストは91% と垂直照明の場合よりも若干悪いが、デ
フォ−カスが大きくなっても、コントラストは91% から
ゆっくりと落ちていく。従って、斜め照明法はデフォ−
カス特性が従来法よりも優れているといえる。
【００３０】集積回路パタ−ンは一般に互いに直交する
縦横方向に延びる縦線群及び横線群の各パタ−ンで主と
して構成されており、近年の高集積化に伴って益々その
傾向が増大している。縦線群と横線群の縦横の各方向に
対応して設定されているのが図２乃至図４で示す瞳の座
標のＸ軸及びＹ軸である。微細パタ−ンを結像する際に
斜め照明が効果があることは図４に示した。従って、照
明光の内、斜め照明の効果を呈する光束のみを取り出し
て用いれば、微細な線幅、例えばｋ1 ＝0.5 付近の線幅
のパタ−ンを結像する際の焦点深度を大幅に増加するこ
とができる。
【００３１】図５（Ａ）〜（Ｃ）は瞳面上での０次光の
分類を示す説明図である。図５（Ａ）は、照明光束と投
影光学系が捉える結像光束の関係を示すものである。一
般に半導体製造用の投影露光装置では照明光学系の光束
の広がりの方が投影光学系の通過させる光束の広がりよ
り小さい。この広がりの度合いは投影光学系の瞳位置で
見ることができ、その部分を拡大して示したのが図５
（Ｂ）である。図５（Ｂ）の外側の円は結像光束の広が
り内側の円は照明光束の広がりを示す。図５（Ｂ）にお
いて、６ａ及び６ｃは縦方向（Ｙ方向）の微細パタ−ン
に対して焦点深度の高い照明（結像時の焦点深度を高く
できる照明のこと）をする照明光束部、６ｂ及び６ｄは
横方向（Ｘ方向）の微細パタ−ンに対して焦点深度の高
い照明を行う照明光束部となる。両者が重複する共通部
分である４隅が縦横（ＸＹ方向）の両微細パタ−ンに対
して焦点深度の高い照明をする部分である。一方、集積
回路パタ−ンには縦横の微細パタ−ンに加え斜め方向の
微細パタ−ンを備えるものもあり、この種の集積回路パ
タ−ンに対しても焦点深度の高い照明を行えることが望
ましい。図５（Ｃ）に示したのは縦横微細パタ−ンでは
なく、±45°（ＸＹ方向に対する角度）方向に延びる斜
め微細パタ−ンに対して焦点深度の高い照明光の分布を
示したものである。図５（Ｃ）において、７ａ及び７ｃ
は−45°方向の斜め微細パタ−ンに対して焦点深度の高
い照明光の領域、７ｂ及び７ｄは＋45°方向の斜め微細
パタ−ンに対して焦点深度の高い照明光の領域である。
両領域の共通部分は図５（Ｂ）の共通部分を瞳中心を回
転中心にして45°回転したものとなっている。従って、
縦横の２種類の微細パタ−ンと−45°方向の斜め微細パ
タ−ンと＋45°方向の斜め微細パタ−ンを同時に満足さ
せることはできないが、縦横の２種類の微細パタ−ンと
−45°方向の斜め微細パタ−ンの組、又は、縦横の２種
類の微細パタ−ンと＋45°方向の斜め微細パタ−ンの組
の如く、縦横に加え一方の斜め方向に限定すれば、焦点
深度の高い照明光に共通部分が見いだせる。
【００３２】図６（Ａ）は本発明の結像方法の第１の形
態の有効光源の一例を示す。この有効光源は、微細パタ
−ンを斜め照明する照明光束の内の０次光が瞳に形成す
る光源であり、この有効光源は、瞳のＸＹ座標で、巨視
的に見ると、ＸＹ座標の第１、第３象限の各々に、瞳中
心からＸＹ軸に対して＋45°方向に存在する、瞳の中心
（０，０）に関して点対称な２つの領域よりなってお
り、本実施例の場合、第１、第３象限の各領域の中心の
座標は夫々 (0.35,0.35),(-0.35,-0.35)、各領域の半径
はどちらも 0.2である。巨視的と見るとと言ったのは、
巨視的に一つの領域としてまとめられる領域も、微視的
に見ると照明光学系のオプティカルインテグレ−タを構
成する微小レンズ群の形が現れたりするからである。図
６（Ａ）の有効光源を形成する光束を用いた結像では、
ＸＹ軸の各方向に延びる横線群及び縦線群に加え、有効
光源が存在する方向に対して直交する方向である−45°
方向（破線の方向）の斜め線群に対する焦点深度特性が
大幅に改善される。
【００３３】図６（Ｂ）は本発明の結像方法の第１の形
態の有効光源の別の例を示す。この有効光源は、微細パ
タ−ンを斜め照明する照明光束の内の０次光が瞳に形成
する光源であり、この有効光源は、瞳のＸＹ座標で、巨
視的に見ると、ＸＹ座標の第２、第４象限の各々に、瞳
中心からＸＹ軸に対して−45°方向に存在する、瞳の中
心（０，０）に関して点対称な２つの領域よりなってお
り、本実施例の場合、第２、第４象限の各領域の中心の
座標は夫々 (-0.35,0.35),(0.35,-0.35)、各領域の半径
はどちらも 0.2である。図６（Ｂ）の有効光源を形成す
る光束を用いた結像では、ＸＹ軸の各方向に延びる横線
群及び縦線群に加え、有効光源が存在する方向に対して
直交する方向である＋45°方向（破線の方向）の斜め線
群に対する焦点深度特性が大幅に改善される。
【００３４】図６（Ａ）、（Ｂ）では、投影光学系の瞳
における０次光の分布を有効光源として示したが、この
有効光源を作る為には、微細パターンを照明する為の照
明光学系中の投影光学系の瞳と共役な平面に図６
（Ａ）、（Ｂ）で示す如き光量分布を示す光源（２次光
源）を形成し、この光源からの２光束で微細パターンを
斜め照明することになる。この平面を光軸が貫く位置を
原点にした場合のＸＹ座標のＸＹ軸の方向は、投影光学
系の瞳のＸＹ座標のＸＹ軸の各方向と合致せしめられ
る、即ち照明すべき微細パターンの縦線、横線が延びる
方向に合致せしめられる。この平面に図6（A）、（B）
で示す光量分布を形成することにより、微細パターンを
構成する縦線、横線、＋４５又は−４５°方向に延びる
斜め線の内の斜め線が延びる方向に直交する方向を含む
入射平面に沿った照明に比して他の入射平面に沿った照
明が十分弱まる様に設定され、特にここでは、この他の
入射平面に沿った照明の強度がほぼ０に設定され、斜め
線が延びる方向を含む入射平面に関して対称な当該入射
平面とほぼ直交する入射平面内の一対の光路に沿って進
む前記２本の光束のみが微細パターンを照明する。
【００３５】図７を用いて、有効光源を構成する各部分
の位置及び大きさを説明する。集積回路パタ−ンで高い
解像度が必要とされる方向がＸ、Ｙ方向（縦横方向）で
ある時、図１の投影光学系４２の半径１の瞳１を表わす
円を ｘ2 ＋ｙ2 ＝１ とする。この時、次の４つの円を考える。
【００３６】 （ｘ−１）2 ＋ｙ2 ＝１ ｘ2 ＋（ｙ−１）2 ＝１ （ｘ＋１）2 ＋ｙ2 ＝１ ｘ2 ＋（ｙ＋１）2 ＝１
【００３７】この４つの円はｋ1 ＝0.5 の時の結像の際
の回折光による瞳のずれを示すものである。尚、実際に
はパターンの線幅に依存してこの４つの円の中心位置は
異なりｋ1の値も変わるが、ここではｋ1＝０．５を例示
する。この４つの円によって瞳を表わす円は１０１〜１
０８までの８つの領域に分解される。Ｘ、Ｙ方向に延び
る縦横の線群に対して高解像で焦点深度の高い照明は、
この８つの領域の内の偶数の領域１０２、１０４、１０
６、１０８に優先的に光を通す様、後述のオプティカル
インテグレ−タを構成する微小レンズ群の内の領域１０
２、１０４、１０６、１０８に対応する部分を選択する
ことによって達成される。一方、ｋ1 の線幅に対応して
最もデフォ−カス特性の良いところは、例えばＹ方向の
パタ−ンに対しては ｘ＝１／４ｋ1 で示されるの
で、ｋ1 が0.5 付近の線幅に対してのＸ座標は0.5 が対
応する。このため実際には、有効光源の個々の領域の中
心となるＸ及びＹ座標は 0.25 ≦ |ｘ| ， |ｙ| ≦
0.6 で、この範囲に存在し且つ上記領域１０２、１０
４、１０６、１０８の位置に存在する微小レンズを選択
すればいい。更に、有効光源の個々の領域の半径ｒは、
好ましくは、０．１５≦ｒ≦０．３０ 程度にするのが
いい。
【００３８】実際に最適化の対象となる線幅はｋ1＝
０．５〜０．８付近のものであるが、この場合も図７に
対応する様な４つの円を重ねて描くことにより有効光源
の位置を決められる。
【００３９】このように有効光源の光量分布の重みが瞳
面上で＋45°または−45°方向に沿ってつく様に配置す
るのが本特許の要点であるが、有効光源の各部分の形状
は必ずしも正方形や円形である必要はなく、種々の形状
が許容される。この形状はオプティカルインテグレ−タ
の形状と密接な関係を持つため特定はできないが、実施
例に示したような分布が等価的に実現されれば良い。
【００４０】図６（Ａ）、（Ｂ）で説明した有効光源を
形成する照明光学系を備えた露光装置を以下に説明す
る。
【００４１】図８は本発明の結像方法を用いて回路パタ
−ン像を投影する半導体デバイス製造用投影露光装置の
一例を示す概略図である。
【００４２】図８において、楕円ミラ−１２の第１焦点
位置にア−クが配置された超高圧水銀灯１１から出た光
は、楕円ミラ−１２で反射された後、楕円ミラ−１２の
第２焦点位置近傍に集光され、そこにア−ク像を形成す
る。楕円ミラ−１２の第２焦点位置からの光は折り曲げ
ミラ−１３で反射されて、シャッタ−１４が開いている
場合、シャッタ−１４の後に置かれたファイバ−束１５
に入射する。ファイバ−束１５の出口は４つに分岐して
おり、ファイバ−束１５はその単一の入口に入射したミ
ラ−１３からの光を４つの出口から射出せしめる。夫々
がユニフォ−マ−の作用をする４個のオプティカルロッ
ド１６がファイバ−束１５の４つの出口の各々に直列す
る形で配置され、ファイバ−束１５の各出口で不均一な
光強度分布がオプティカルロッド１６の各出口では一様
な光強度分布に変換される。また各オプティカルロッド
１６の出口の位置は有効光源を構成する各部分と対応す
るように決められる。
【００４３】本発明の場合、有効光源を構成する各部分
（ここでは２つの部分）を瞳面のｘｙ座標の原点に関し
て対称に構成すること、有効光源を構成する各部分の強
度比をほぼ等しくすることが重要である。例えば図６
（Ａ）、（Ｂ）の有効光源の２つの部分間の強度比が５
％以上アンバランスになると、デフォ−カスした状態で
の像の歪みが認められる。従って、本実施例ではオプチ
ティカルロッド１６の後に有効光源の相対強度比調整す
る為の部材１７を置き、この強度比をほぼ１：１に調整
するようにしている。この強度比調整部材１７として、
ＮＤフィルタ−や傾き角可変な干渉フィルタ−が用いら
れる。強度比調整部材１７で相対強度比を調整された各
オプチティカルロッド１６からの光束は、超高圧水銀灯
１１の波長成分の中から必要な波長成分（例えばｇ線や
ｉ線）のみを選択する波長選択用干渉フィルタ−１８を
介して、オプティカルインテグレ−タ１９に入射する。
【００４４】本発明の如き特殊照明法では微細な線幅の
領域で従来照明法より大きな焦点深度、高い解像力を示
すが照明光の強度が小さくなる。そこで従来照明法の場
合と特種照明法の場合とで波長選択用干渉フィルタ−１
８の特性を変えるという選択が可能となる。従来波長選
択フィルタ−の特性を決定する大きな要素は投影光学系
の色収差によるデフォ−カスの影響であったが、特殊照
明法の採用によりデフォ−カス特性が改善されれば当然
許容される波長幅も大きくなり、結果として従来照明法
の場合より相対的に半値幅が大きいフィルタ−が使用可
能となるから、フィルタ−１８の波長選択特性（半値
幅）を、特殊照明法の選択に応じて従来よりも半値幅が
大きいものに切り替えることによって光量の損失を抑制
することができる。
【００４５】オプティカルインテグレ−タ１９を通過し
た光束は有効光源形状調整部材２０に入射する。部材２
０はオプティカルインテグレ−タ１９の各微小レンズの
断面形状に応じてオプティカルインテグレ−タを構成す
る微小レンズ群の内照明に使用する微小レンズの選択を
行なうもので、図６（Ａ）、（Ｂ）に示した２個の部分
を備える有効光源、或は４個の部分を備える有効光源、
又は、軸上の一個の部分より成る従来型の有効光源を形
成するものである。部材２０の（開口）位置は、投影光
学系４２の絞り即ち瞳の位置と共役な位置であり、この
位置に２次光源が形成される。又、部材２０は干渉フィ
ルタ−１８とオプティカルインテグレ−タ１９の間に置
くことも可能であり、この場合、投影光学系４２の絞り
即ち瞳の位置とオプティカルインテグレ−タ１９の光射
出面がほぼ共役に設定され、この光射出面に２次光源が
形成される。部材２０には図９に示す通り４種類の絞り
２０ａ〜２０ｄが形成されており、各々の絞りが、不図
示の駆動機構によって部材２０を回転させることによ
り、選択的に光路中に設置される。尚、図９の空白部が
開口である。
【００４６】リレ−光学系３５はレチクルのパタ−ンの
線幅に応じてオプティカルインテグレ−タ１９への照明
条件を切り換えることを目的として設けられており、実
際の工程で解像力が本当に要求されるのは全体の1/3 前
後の工程であり、その他の粗い線幅の工程に対しては従
来照明系が使用される。従来照明系を構成する場合に
は、ファイバ−束１５〜オプチティカルロッド１７の配
列までの系を取り除いて、そこにリレ−光学系３５を挿
入し、更に有効光源形状選択部材２０の絞りを通常の絞
り２０ｃに交換すれば、従来公知の照明系が容易に構成
される。切り換えは不図示の駆動系により自動的に行わ
れる。
【００４７】２１は折り曲げミラ−、２２はレンズ系で
ある。レンズ系２２はレチクルへの照明の均一性をコン
トロ−ルするために重要な役割を果している。部材２０
の開口を通過した光はミラ−２１で反射されて、レンズ
系２２を介してハ−フミラ−２３に入射する。ハ−フミ
ラ−２３は入射光の大部分を透過し一部分を反射する。
ハ−フミラ−２３で反射した光はレンズ２９を介し、ハ
−フミラ−３０で２光束に分割され、各光束が２つの光
電検出器３１、３２の対応する検出器に導かれる。光電
検出器３１は有効光源の分布形状をモニタ−するＣＣＤ
などのセンサアレイより成る光電検出器で、光電検出器
３１からの出力信号によって、相対強度比調整部材１７
による調整が行われる。一方、光電検出器３２はウエハ
に対する露光量をモニタ−する所謂積算露光計のセンサ
−で、光電検出器３２の出力によってシャッタ−１４の
開閉が制御され、ウエハへの露光量がコントロ−ルされ
る。尚、ハ−フミラ−３０の代わりに通常のミラ−を用
いて、このミラ−を切り換え、相対強度比調整部材１７
による調整時には光電検出器３１へ光を向け、露光時に
は光電検出器３２に光を向けるようようにしても良い。
【００４８】ハ−フミラ−２３を透過した光はブレ−ド
２４の開口を均一照明する。ブレ−ド２４は所謂マスキ
ングを行なう為の４個の可動遮光板を備えており、レチ
クルの露光されるべき集積回路パタ−ン部の大きさに従
い、不図示の駆動系によって可動遮光板の位置の調整が
行なわれ、集積回路パタ−ン部の大きさに対応する開口
を４個の遮光部のエッジにて形成する。２５はミラ−、
２６はレンズ系、２７はミラ−、２８はレンズ系で、こ
れらの部材を介して、ブレ−ド２４の開口からの光がレ
チクルステ−ジ５１上に載置されたレチクル４１を均一
照明する。ブレ−ド２４の開口とレチクル４１のパタ−
ン形成面とは、これらの部材を介して共役な関係にあ
る。
【００４９】４２がレチクル４１上の回路パタ−ンをウ
ェハ４３上に投影結像させ、ウエハ４３のレジストに回
路パタ−ン像をプリントする投影光学系である。この投
影光学系４２は縮小投影レンズ系よりなる。ウェハ４３
はウェハチャック４４に吸着されており、更にウェハチ
ャック４４自体は、不図示のレ−ザ−干渉計によって投
影光学系４２の光軸と直交する２方向（Ｘ、Ｙ方向）の
位置が制御されると共に投影光学系４２の光軸方向（Ｚ
方向）のフォ−カス合わせやレベリングの機能も持った
ＸＹステ−ジ４５上に載置されている。４９はウェハス
テ−ジ４５上に固定したレ−ザ−干渉計用のミラ−であ
る。ＸＹステ−ジ４５の移動方向であるＸ、Ｙの各方向
は、レチクル４１の縦横パタ−ンが延びる各方向に対応
し、投影光学系４２の瞳の前述のＸＹ座標のＸ軸、Ｙ軸
（図７）の各方向と一致している。
【００５０】４６はＸＹステ−ジ４５上に載置された光
電検出ユニットである。ユニット４６の受光面にはピン
ホ−ル４６ａと４６ｂが設けられており、各ピンホ−ル
４６ａ、４６ｂに対応して光電検出器４７、４８が設け
られている。光電検出器４７はピンホ−ル４６ａを通過
する光束の光量を測定するもので、照度むらの測定など
に用いられる。一方、光電検出器４８はピンホ−ル４６
ｂに対応するもので、実際に投影光学系４２の瞳面上で
達成されている有効光源形状を測定するＣＣＤなどのセ
ンサアレイである。有効光源強度比調整部材１７は光電
検出器４８の出力をモニタ−しながらでも調整すること
が可能である。また光電検出器４８の出力は照明光学系
側にある有効光源形状のモニタ−である光電検出器３１
の出力をキャリブレ−トするのに使用することもでき
る。
【００５１】図９に示したのは有効光源選択部材２０で
実際にオプティカルインテグレ−タ１９の微小レンズ群
から必要な微小レンズを選択して所望の有効光源を形成
するできる絞りである。オプティカルインテグレ−タ１
９を構成する各微小レンズは正方形の断面形状をしてい
るので、各絞りの開口も正方形としている。各微小レン
ズは他に６角形或は長方形の断面形状をしたものも考え
られるが、考え方は正方形の場合と同様である。
【００５２】前に述べた様に図６のｘｙ座標系は集積回
路パタ−ンを設計する時に用いられる主たる方向とｘお
よびｙ軸の方向が合致している。即ち、レチクル４１の
縦線群、横線群の各々が延びる方向と合致している。そ
してこのＸ，Ｙ軸の各方向（Ｘ、Ｙ方向）は、正方形の
形状をしているレチクル４１の外形の縦横方向とほぼ一
致していると考えて差し支えない。
【００５３】図１０（Ａ）、（Ｂ）は有効光源選択部材
２０の絞り２０ａ、２０ｂとオプティカルインテグレ−
タ１９の重なり具合を示す一例である。外側の円は投影
光学系４２の瞳を表わす。瞳の中に示された正方形群が
オプティカルインテグレ−タ１９を構成する微小レンズ
群である。実際にある有効光源分布を達成しようという
時はインテグレ−タ形状の制約を受ける。例えばオプテ
イカルインテグレ−タ１９が図１０に示される断面正方
形の所定数の微小レンズでできているとすれば、図６
（Ａ）、（Ｂ）の有効光源を形成する為には、図１０で
黒く塗った部分は光を通過させない様にすることが必要
とされる。即ち図６（Ａ）に示した例を実際に実現する
際には図１０（Ａ）のような形に、図６（Ｂ）に示した
例を実際に実現する際には図１０（Ｂ）のような形に、
微小レンズを選択する。
【００５４】本投影露光装置で有効光源選択部材２０の
絞り２０ａ、２０ｄを選択し、レチクル４１の回路パタ
−ンを照明する場合、投影光学系４２の瞳と共役な有効
光源選択部材２０の絞りの位置に図６（Ａ）、（Ｂ）で
示す如き光量分布を示す２次光源が形成され、この２次
光源からの２光束でレチクル４１の回路パタ−ンを斜め
照明することになる。この２次光源が形成される平面の
光軸が貫く位置を原点にした場合のＸＹ座標のＸＹ軸の
方向は、投影光学系４２の瞳のＸＹ座標のＸＹ軸の各方
向と合致せしめられる、即ち、２次光源が形成される平
面のＸＹ座標のｘ軸、ｙ軸が夫々レチクル４１の回路パ
タ−ンの縦線群、横線群が延びる各方向に合致せしめら
れ、この２次光源の光量分布は、回路パタ−ンを構成す
る縦線、横線以外の、＋４５又は−４５°方向に延びる
斜め線が延びる方向に直交する方向に沿って２か所に光
量が強い部分（２重極）が生じるから、この２次光源の
この２か所からの光束は、各々、レチクル４１の斜め線
群が延びる方向を含む入射平面に関して対称な一対の光
路に沿って進み、レチクル４１を斜め照明する。この照
明により、前述した通り、レチクル４１の微細な回路パ
タ−ンの縦線、横線と＋４５°又は−４５°の斜め線
を、高い解像度で、ウエハ４３上に結像できる。尚、２
光束（の０次光）が、図６（Ａ）、（Ｂ）に示した有効
光源を投影光学系４２の瞳位置（絞り位置）に形成す
る。
【００５５】高解像の照明を行う場合、オプテイカルイ
ンテグレ−タ１９は従来照明系で必要とされる大きさよ
り、より外側の部分まで使う方が有利である。例えば従
来照明では瞳勘算で半径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、高解像用の照明の場合には
中心部の微小レンズは使用しないものの、瞳勘算で例え
ば最大半径０．８前後の円の中にある微小レンズ群まで
使用する方が好ましいこともある。従って、オプテイカ
ルインテグレ−タ１９の大きさ、及び、照明光学系のそ
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。
【００５６】以上示したように集積回路パタ−ンの特殊
性（線幅、方向）を考慮したうえで選ぶべき照明光学系
のパラメ−タ（絞り等）を決定すれば、パタ−ンに応じ
た最適の光学系を構成することができる。照明光学系の
パラメ−タ−の選択は不図示の投影露光装置全体の動作
を制御するコンピュ−タから与えられ、自動的に行なわ
れる。
【００５７】部材２０の絞りを選択したときの問題点の
一つは、選択に従ってレチクル４１のパタ−ン形成面で
照度分布が変化する場合があることである。このような
場合にはレンズ系２２を調整して照度むらを微調するこ
とができる。照度むらの微調については、レンズ系２２
を構成する個々の要素レンズの光軸方向の間隔を変化さ
せて調整可能である。また場合によってはレンズ系２２
の合体又は一部を他のレンズ系と交換するようにするこ
とも可能である。その場合にはレンズ系２２に相当する
レンズ系が複数個用意され、部材２０の絞りの選択に従
ってタ−レット交換されるようにレンズ系が入れ換わる
ようにすればいい。図６（Ａ）、（Ｂ）に示した有効光
源をより正確に実現させ、更に従来型の照明系も両立さ
せるには、オプテイカルインテグレ−タ１９を、それに
対する照明条件に合わせて切り換えてもいい。
【００５８】図１１は図８の投影露光装置の変形例を示
し、図１１中、図８の装置と同じ部材に対しては図８と
同一の番号が付してある。尚、図１１では、レチクル４
１以降の部分を図示していないが、この部分の構成は図
１１の装置と全く同じである。図１１の装置が図８の装
置と異なるのは、照明条件の切り換えが主としてオプテ
イカルインテグレ−タ自体の交換で行われることであ
る。この結果、オプテイカルインテグレ−タインテグレ
−タを構成する微小レンズの配置に自由度が増す。自由
度が増した様子は、図１１中ではオプティカルインテグ
レ−タ１９が４つの微小レンズ群に分割して配置されて
いることで表わされている。図８の装置と同じく、各オ
プテイカルロッド１６はオプテイカルインテグレ−タ１
９を構成している微小レンズの複数個に対応している。
１つのオプテイカルロッド１６に対応した複数個の微小
レンズの間では均一な照度が達成されており、有効光源
の重みを一様化するのに貢献している。ここでは切り換
えになっている系（３５、１８’、１９’）には本発明
の２重極系の干渉フィルタ−１８とは異なる、より半値
幅の狭いフィルタ−１８’が構成されている。
【００５９】図１２は図１１の投影露光装置の変形例を
示す。図１２中、図１１の装置と同じ部材に対しては図
８と同一の番号が付してある。図１２の装置が図１１の
装置と異なるのは、照明光学系の中の幾つかの部材を入
れ換える代わりに、照明光学系に２系統の光路を設け、
この光路を切り換える点である。図１２の上に示してあ
る光路が高解像用照明系、下の光路が例えばｋ1 の値に
して1.0 以上の解像力しか要求されない工程用の通常照
明系である。図中のミラ−１３、２１が切り換え可能と
なっており、ミラ−１３、２１が図示の如く位置する場
合に上の光路が選択され、ミラ−１３、２１が取り外さ
れる場合に下の光路が選択される。尚、ミラ−１３、２
１の着脱は不図示の駆動機構により自動的に行う。又、
下の光路の部材３６はリレ−光学系である。
【００６０】以上述べた投影露光装置は従来良く用いら
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、本発明では複数個の光源を用いることもでき
る。例えば図１２の装置で切り換えられる下の光路と上
の光路に別々の光源を用いることも可能である。
【００６１】本発明は光源としてエキシマレ−ザを用い
たような場合にも適用することができる。エキシマレ−
ザを用いた照明系の場合にはファイバ−を用いる代わり
に、オプティカルインテグレ−タ上でレ−ザ光を走査す
る方式などを用いることができる。走査する範囲を公知
の走査手段で制御すれば、図６（Ａ）、（Ｂ）で示した
有効光源を容易に実現することができる。
【００６２】また有効光源選択部材２０の位置はオプテ
ィカルインテグレ−タの傍以外でも良く、照明光学系内
の、投影光学系の瞳と共役な、オプティカルインテグレ
−タから離れた位置に置いて絞り動作を行なうことも十
分可能である。
【００６３】又、上記各投影露光装置には、エッジ強調
型位相シフトレチクルなども適用することができる。
【００６４】次に本発明の結像方法の第２の形態につい
ての説明を行う。
【００６５】図６を用いて説明した瞳のＸＹ座標で４５
度方向に２つの部分を備える（２重極）有効光源を形成
する結像方法では、前述のように、ベストフォ−カスで
コントラストが低下する。これは 0次光と± 1次光との
振幅比が １：２／π であることによっている。そこ
で以下の実施例では、瞳面の０次光が通る位置に０次光
を減衰させる手段を設け、縦線及び横線パタ−ン（ＸＹ
座標のＸ軸、Ｙ軸方向に延びる線群）の０次と±１次光
の比を１：１にする。
【００６６】０次光を減衰させる為に、ここでは投影光
学系４２の瞳の位置に図１３に示すような減衰フィルタ
−を挿入し、 0次光を減衰させる。図１３に示したのは
瞳の位置での有効光源（０次光）と減衰フィルタ−との
関係で、図１３（Ａ）、（Ｃ）は図６（Ａ）の有効光源
を斜線で示す減衰フィルタ−でフィルタリングする様
子、図１３（Ｂ）、（Ｄ）は図６（Ｂ）の有効光源で示
す減衰フィルタ−でフィルタリングする様子、を示して
いる。図１３（Ａ）、（Ｃ）と図１３（Ｂ）、（Ｄ）の
どちらのフィルタ−を選択するかは、斜めパタ−ンがど
ちらの方向を向いているかによって決定される。結像す
べき微細パタ−ンに斜めパタ−ンが含まれない場合に
は、図１３（Ａ）〜（Ｄ）に示す有効光源とフィルタ−
の組のどれを用いてもよい。図中の斜線部は振幅透過率
が２／π、即ち強度透過率で言うと４／π2 の部分、斜
線の引いていない部分は透過率が１の部分を示す。この
ようにすると 0次光と±１次光との比が等しくなり、図
４のデフォ−カスが無い時のコントラストが91% のフォ
−カス・コントラストカ−ブ（斜め照明のカ−ブ）が、
縦軸方向に 100/91 倍されて、デフォ−カスが無い時の
コントラストが１００％になり、且つより大きな焦点深
度を得ることが可能となる。この様子を示したのが図１
４であり、図１４は図４と同一の条件で、ただし投影光
学系４２の瞳に前述のフィルタ−を入れた場合が点線で
書き加えられている。 0次光の減衰の程度であるが、減
衰が強度透過率で１６／π4 になると何も減衰させない
場合と等価になるので、目安としては強度透過率で２０
％から９０％程度の値に入っていることが好ましい。
【００６７】図１３の減衰フィルタ−の設置は図６に示
す２重極タイプの有効光源独特の効果である。２重極タ
イプの有効光源は４重極タイプの有効光源に比べてＸＹ
軸に関して対称性が一つ少ない為、その対称性の欠けた
ことを利用して減衰フィルタ−を配置することが可能と
なったといえる。
【００６８】図１５に、本発明の結像方法を用いて回路
パタ−ン像を投影する半導体デバイス製造用投影露光装
置の更なる実施例を示す。この投影露光装置は、図１３
で説明した２重極タイプの有効光源を形成する照明及び
フィルタリングを行うことができるよう構成してある。
図１５に示す装置は図８〜図１０に示した装置と、フィ
ルタリングを行う点を除くと、構成が全く同じである。
従って、図１５において、図８で示した部材には図８と
同じ符合を付し、説明を省略する。
【００６９】この投影露光装置では、投影光学系４２の
瞳位置に減衰フィルタ−６０が出し入れ可能に設置され
る。本実施例の場合、レチクル４１の回路パタ−ンの結
像に関して、減衰フィルタ−６０は基本的には平行平面
板と同一の作用を行う。フィルタ−６０の透過率の特性
は図１３で説明した通りである。フィルタ−６０が投影
光学系４２の瞳位置から取り出される場合、フィルタ−
６０と全く同じ厚みで同じ材質の、透過率の点は別とし
て他の光学的性質は同一となっている平行平面板６１が
投影光学系の瞳位置に挿入される。図６〜図１０で説明
した２重極タイプの有効光源を形成する時以外は板６１
が投影光学系４２内に設置される。フィルタ−６０は、
図１５では１種類のみが切り換えられるように示してあ
るが、例えば図６（Ａ）、（Ｂ）で説明した２通りの有
効光源に対応できるよう、有効光源の形態に応じてフィ
ルタ−を交換できるように複数種類のフィルタ−を用意
しておくことが望ましい。この場合、フィルタ−６０を
セットアップする時に間違いの起こらないように、フィ
ルタ−自体にバ−コ−ド等の識別マ−クを記録してお
き、このマ−クにより自動的にフィルタ−が識別できる
ようにしておき、フィルタ−の交換に際して不図示のス
テッパ−全体の制御を行うコンピュ−タ側でフィルタ−
の種類を確認できるようにしておくことが望ましい。同
様のことは照明系側の照明モ−ドの選択（有効光源選択
部材２０の絞り２０ａ〜２０ｄの選択やレンズ系の選
択）時にも言える。特に２重極タイプの有効光源を形成
する場合は、選択した有効光源の２つの部分の位置とフ
ィルタ−設置位置にミスマッチが起こると像性能が却っ
て悪化するので、この種の確認作業は重要である。
【００７０】フィルタ−６０によるフィルタリング（０
次光強度の減衰）は、公知の手段、例えばクロムなどの
光吸収膜やダイクロイック膜などの半透過膜をガラス基
板に形成して行うことができる。また、フィルタ−６０
を２枚の楔で構成し、片一方の楔の斜面に、ダイクロ膜
を配し、反射した不要光を投影光学系４２のレチクル４
１のパタ−ン面及びウェハ４３の表面の有効部からはず
れた位置に導く実施例も考えられる。図１６（Ａ）、
（Ｂ）は、この２枚の楔を用いた減衰フィルタ−の一例
を示す。減衰フィルタ−は２枚のプリズム６５ａと６５
ｂより構成されており、両者が斜面同士で接合されて平
行平面板として作用する。プリズム６５ｂの斜面には所
定の反射特性を持つダイクロイック膜がコ−ティングさ
れており、この斜面で反射した光は、図１６（Ｂ）に示
すように、大きな角度を持って減衰フィルタ−を射出
し、レチクル或はウェハ−側での有効画面域以外或は投
影光学系４２の有効径の外に向けられるよう、２枚のプ
リズム６５ａと６５ｂの各斜面の傾きが設定される。ダ
イクロイック膜を用いたのは、この種の膜が比較的光吸
収が小さいからである。
【００７１】本投影露光装置で有効光源選択部材２０の
絞り２０ａ、２０ｄ、減衰フィルタ−６０を選択し、レ
チクル４１の回路パタ−ンを照明する場合、投影光学系
４２の瞳と共役な有効光源選択部材２０の絞りの位置に
図６（Ａ）や（Ｂ）で示す如き光量分布を示す２次光源
が形成され、この２次光源からの２光束でレチクル４１
の回路パタ−ンを斜め照明することになる。この２次光
源が形成される平面の光軸が貫く位置を原点にした場合
のｘｙ座標のｘｙ軸の方向は、投影光学系４２の瞳のｘ
ｙ座標のｘｙ軸の各方向と合致せしめられる、即ち、２
次光源が形成される平面のｘｙ座標のｘ軸、ｙ軸が夫々
レチクル４１の回路パタ−ンの縦線群、横線群が延びる
各方向に合致せしめられ、この２次光源の光量分布は、
回路パタ−ンを構成する縦線、横線、＋４５又は−４５
°方向に延びる斜め線の内の斜め線が延びる方向に直交
する方向に沿って２か所に光量が強い部分（２重極）が
生じるから、この２次光源のこの２か所からの光束は、
各々、レチクル４１の斜め線群が延びる方向を含む入射
平面に関して対称な一対の光路に沿って進み、レチクル
４１を斜め照明する。そして、レチクル４１の回路パタ
−ンで各光束から生じる０次光と１次光が投影光学系４
２の瞳に入射し、０次光は瞳位置のフィルタ−６０で強
度が減衰せしめられて、互いに強度がほぼ同じ０次光と
１次光がウエハ４３上に向けられ、そこに回路パタ−ン
像を形成する。このような照明−フィルタリングによ
り、前述した通り、レチクル４１の微細な回路パタ−ン
を、高い解像度で、ウエハ４３上に結像できる。
【００７２】図１７に図１１の投影露光装置にフィルタ
リング機能を与えた例を示す。図１７の装置で用いる減
衰フィルタ−６０、平行平面板６１、及び両者の切換の
仕方は図１５の装置と同様である。
【００７３】図１８に図１２の投影露光装置にフィルタ
リング機能を与えた例を示す。図１７の装置で用いる減
衰フィルタ−６０、平行平面板６１、及び両者の切換の
仕方は図１５の装置と同様である。又、この装置では、
投影光学系４２の瞳位置に入れる減衰フィルタ−６０は
図１６に示した楔貼りあわせタイプのものを用いてい
る。図１８において、６６、６７はレチクル４１側及び
ウェハ−４３側に設けられたフィルタ−からの余分な反
射光をカットするためのバッフル（遮光部材）である。
バッフル６６、６７の位置は減衰フィルタ−６０の楔の
方向及び量によって定められる。尚、このバッフル６
６、６７や減衰フィルタ−６０の配列は、投影光学系の
瞳位置でフィルタリングを行なう他の結像方法にも応用
できる。
【００７４】次に図１６、１８に示された減衰フィルタ
ー（プリズム）６０の傾斜角の好ましい範囲について説
明を行う。フィルター６０は投影光学系４２の瞳位置に
配置されている。従ってフィルター６０が投影光学系４
２の中にセットされた状態で考えると、各像高に対する
結像光束の主光線（ｐｒｉｎｃｉｐａｌ ｒａｙ）はす
べてフィルター６０の中心を通過することになる。フィ
ルター６０の傾斜角に対する条件を見いだすため、ここ
では軸上の結像光線がフィルター６０に対し平行光で入
射するとする。実際には光束は必ずしも平行光とはなら
ないが、平行の場合の条件が傾斜角の最小の条件となる
ため、ここでは平行の場合について考える。
【００７５】図１９は好ましい傾斜角度を決定するため
の説明図である。この図の断面はプリズム６０の角度が
２次元平面（紙面）に正確に投影される位置で書かれて
おり、プリズム６０の傾斜角はα、硝材の屈折率はｎで
ある。この断面内において最軸外（最も像高が高い箇
所）から入る結像光線の主光線のプリズム６０への入射
角度をβとする。ダイクロ膜の付いたプリズム６０の斜
面からの反射光は、正規の結像については余分な不要光
で、再びレチクル４１側へ戻っていく。この反射光はレ
チクル４１を投影光学系４２側から照明することになる
が、この時レチクル４１で反射した光が再び投影光学系
４２に入ったとすると、この光は正規の光と同一の光路
をたどってウェハー４３上に達する。レチクルのクロム
部から反射した光は例えば、本来ならクロムでカットさ
れて存在しないはずの光である。この余分な光は本来あ
ってはいけない光がウェハー４３に到達することを意味
し、結像性能に悪影響を与えるフレア光となる。従っ
て、プリズム６０で反射し再びレチクル４１に戻った光
がレチクルの有効部からそれることというのがαに対す
る条件となる。
【００７６】同様のことはウェハー４３側についても言
える。ウェハー４３で反射してきた光がフィルター６０
の傾斜面で反射され、またウェハー４３に戻るという状
態である。この場合にはフィルター６０による反射で反
転した像が本来形成されている像に二重に重なるように
形成されることになり、像性能は著しく低下する。従っ
てウェハー４３からの反射光についても、フィルター６
０で反射した光がウェハー上に到達しないようにする必
要が生じる。
【００７７】これらレチクル４１からの反射光とウェハ
ー４３からの反射光を排除するために、遮光部材６６、
６７に加え、傾斜角αに対する条件を下記の如くする。
【００７８】ｎα＞ｓｉｎβ αの値は余り大きくなりすぎると、投影光学系４２の瞳
に挿入する平行平板６０の厚さが厚くなりすぎ、投影光
学系４２の設計上での制約となる。実効的に言えばαの
値は３０°以下であることが望ましいといえる。
【００７９】遮光部材６６、６７はフィルター６０のダ
イクロ膜から反射されてきた光を吸収するために設けら
れる。部材６６の位置はレチクル４１と投影光学系４２
の間で、レチクル４１の直下、部材６７の位置はウェハ
ー４３と投影光学系４２の間でウェハーの直前となって
いる。勿論、楔角の関係からこれらの場所以外、例えば
投影光学系４２の内部にフィルター６０からの余分な反
射光をカットできるところがあれば、そのような場所に
遮光部材を配置することも可能である。この遮光部材が
配置される位置は投影光学系４２の光軸をｙ軸とし、フ
ィルター６０の中心を通過して投影光学系４２の光軸に
垂直に引いた線をｘ軸としたときには、投影光学系４２
の光軸がフィルター６０の楔の反射面で反射する象限に
存在することになる。図１８の例で言えば、部材６６は
第２象限、部材６７は第４象限に存在している。部材６
６、部材６７はフィルター６０からの不要な反射光を吸
収する役目をし、更に２次元的な発光源とならないため
に露光光を効率よく吸収する部材、例えば黒い部材で構
成される。勿論吸収だけでなくフィルター６０からの余
分な光を反射させて、投影光学系外に導いても良い。
【００８０】この様に余分な光をカットすると、ウェハ
ー上に形成される像のコントラストは、フレア成分が無
くなった分だけ向上する。又、ＣＣＤを作成する時の様
に高度の照度一様性が要求される場合には、フレア光の
カットに伴う、一様性の向上が見られる。
【００８１】図１５乃至図１９で示した投影露光装置は
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、本発明では複数個の光源を用
いることもできる。例えば図１２の装置で切り換えられ
る下の光路と上の光路に別々の光源を用いることも可能
である。
【００８２】本発明は光源としてエキシマレ−ザを用い
たような場合にも適用することができる。エキシマレ−
ザを用いた照明系の場合にはファイバ−を用いる代わり
に、オプティカルインテグレ−タ上でレ−ザ光を走査す
る方式などを用いることができる。走査する範囲を公知
の走査手段で制御すれば、図６（Ａ）、（Ｂ）で示した
有効光源を容易に実現することができる。
【００８３】また有効光源選択部材２０の位置はオプテ
ィカルインテグレ−タの傍以外でも良く、照明光学系内
の、投影光学系４２の瞳と共役な、オプティカルインテ
グレ−タから離れた位置に置いて絞り動作を行なうこと
も十分可能である。
【００８４】本発明は、ステップ＆リピートタイプの露
光装置、ステップ＆スキャンタイプの露光装置、レンズ
アセンブリのみで投影光学系を構成した露光装置、ミラ
ーアセンブリのみ又はレンズとミラーを含むアセンブリ
で投影光学系を構成した露光装置に適用される。
【００８５】次に上記説明した露光装置を利用した半導
体デバイスの製造方法の実施例を説明する。図２０は半
導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、あるい
は液晶バネルやＣＣＤ等）の製造のフローを示す。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。一方、ステップ３
（ウエハ製造）ではシリコー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、上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。
次のステップ５（組み立て）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。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。
【００８６】図２１は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。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２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁
膜を形成する。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）では上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。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像以外の部分
を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチ
ングが済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て行なうこにとよって、ウエハ上
に多重に回路パターンが形成される。
【００８７】本実施例の製造方法を用いれば、従来は製
造が難しかった高集積度の半導体デバイスを製造するこ
とができる。同様に、集積度が改善されたＣＣＤデバイ
ス、磁気ヘッド、ＬＣＤデバイス等の製造も可能にな
る。
【００８８】
【発明の効果】以上、本発明によれば、回路パタ−ン等
の微細パタ−ンを高い解像力で結像することが可能にな
り、半導体デバイスの更なる高集積化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】微細パタ−ンの結像の様子を示す説明図。
【図２】瞳での光量分布を示す図で、（Ａ）は通常のレ
チクルを垂直照明した場合の光量分布を示す図、（Ｂ）
は空間周波数変調型位相シフトレチクルの垂直照明した
場合の光量分布を示す図。
【図３】通常のレチクルを斜入射照明した時の瞳での光
量分布を示す図。
【図４】通常のレチクルを垂直照明した場合と斜入射照
明した場合の結像におけるコントラストｖｓ．デフォ−
カス特性を示す図。
【図５】斜め照明時の照明光束と結像光束の関係を示す
図で、（Ａ）は照明光束と結像光束を示す図、（Ｂ）は
縦横の微細パタ−ンの結像に有利な照明光束の範囲を示
す図、（Ｃ）は±45°の微細パタ−ンの結像に有利な照
明光束の範囲を示す図。
【図６】本発明で形成する有効光源を示す図で、（Ａ）
は縦横と−45°の微細パタ−ンの結像に有利な有効光源
（照明光束）の範囲を示す図、（Ｂ）は縦横と＋45°の
微細パタ−ンの結像に有利な有効光源（照明光束）の範
囲を示す図。
【図７】有効光源の配置の選び方を示す説明図。
【図８】本発明の結像方法を用いる投影露光装置の一例
を示す図。
【図９】図８の装置の有効光源選択部材２０を示す図。
【図１０】オプティカルインテグレ−タと有効光源選択
部材２０の絞りの重なり具合を示す図。
【図１１】図８の装置の変形例を示す図。
【図１２】図１１の装置の変形例を示す図。
【図１３】有効光源と瞳の減衰フィルタ−の組み合わせ
を示す説明図で、（Ａ）は図６（Ａ）の有効光源に対応
したフィルタ−の一例を示す図、（Ｂ）は図６（Ｂ）に
有効光源に対応したフィルタ−の一例を示す図、（Ｃ）
は図６（Ａ）の有効光源に対応したフィルタ−の他の例
を示す図、（Ｄ）は図６（Ｂ）に有効光源に対応したフ
ィルタ−の他の例を示す図。
【図１４】２重極タイプの有効光源と瞳の減衰フィルタ
−を組み合わせで結像させる場合のコントラストｖｓ．
デフォ−カス特性を示す図。
【図１５】図８の投影露光装置に減衰フィルタ−を適用
した例を示す図。
【図１６】瞳に入れる減衰フィルタ−の構成例を示す図
で、（Ａ）は楔貼りあわせ型フィルタ−を示す図、
（Ｂ）は楔貼りあわせ型フィルタ−による反射光を示す
図。
【図１７】図１１の投影露光装置に減衰フィルタ−を適
用した例を示す図。
【図１８】図１２の投影露光装置に減衰フィルタ−を適
用した例を示す図。
【図１９】減衰フィルターの好ましい形態を示す為の説
明図。
【図２０】半導体デバイスの製造フローを示す図。
【図２１】ウエハプロセスのフローを示す図。
【符号の説明】
１ 瞳（絞り） １９ オプティカルインテグレ−タ− ２０ 有効光源選択部材 ４１ レチクル（微細パタ−ン） ４２ 投影光学系
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−91662（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−142981（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−166694（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−101148（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−267122（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−217839（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−217852（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 7/20

Claims (36)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 互いに直交する方向に延びる第1と第2の
    線群と該直交方向とは異なる斜め方向に延びる第3の線
    群とを含む微細パターンを斜め照明することにより該微
    細パターンを結像せしめる方法であって、前記各方向を
    含む入射平面の夫々に沿った照明の強度を他の入射平面
    に沿った照明の強度に対して十分に弱めることを特徴と
    する結像方法。
  2. 【請求項２】 前記各方向を含む入射平面の夫々に沿っ
    た照明の強度を実質的にゼロにすることを特徴とする請
    求項１に記載の結像方法。
  3. 【請求項３】 前記斜め方向は前記直交方向に対しほぼ
    ４５度の方位角を成す１方向であり、前記斜め方向を含
    む入射平面に関して対称な、該入射平面にほぼ直交する
    入射平面を作る一対の光路に沿って照明光を向けること
    を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の結像方法。
  4. 【請求項４】 互いに直交する方向に延びる第1と第2の
    線群と該直交方向とは異なる斜め方向に延びる第3の線
    群とを含む微細パターンを斜め照明することにより該微
    細パターンを基板上に結像して該基板を露光する段階
    と、該露光した基板を現像する段階とを含むデバイス製
    造方法であって、前記各方向を含む入射平面の夫々に沿
    った照明の強度を他の入射平面に沿った照明の強度に対
    して十分に弱めることを特徴とするデバイス製造方法。
  5. 【請求項５】 前記各方向を含む入射平面の夫々に沿っ
    た照明の強度を実質的にゼロにすることを特徴とする請
    求項４に記載のデバイス製造方法。
  6. 【請求項６】 前記斜め方向は前記直交方向に対しほぼ
    ４５度の方位角を成す１方向であり、前記斜め方向を含
    む入射平面に関して対称な、当該入射平面にほぼ直交す
    る入射平面を作る一対の光路に沿って照明光を向けるこ
    とを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のデバイス
    製造方法。
  7. 【請求項７】 原板を載置するステージと、基板を載置
    し、互いに直交するＸＹ方向に動くステージと、前記原
    板の微細パターンを斜め照明する手段と、前記照明手段
    により照明された前記微細パターンを前記基板上に結像
    する手段とを有し、前記照明手段は前記ＸＹの各方向、
    前記ＸＹ方向と４５度の方位角を成す１方向を含む入射
    平面の夫々に沿った照明の強度を他の入射平面に沿った
    照明の強度に対して十分弱める光制限手段を有すること
    を特徴とする露光装置。
  8. 【請求項８】 前記光制限手段は、前記ＸＹ方向と４５
    度の方位角を成す１方向を含む入射平面の夫々に沿った
    照明の強度を実質的にゼロにすることを特徴とする請求
    項７に記載の露光装置。
  9. 【請求項９】 前記光制限手段は、光軸に対して対称な
    ２個の開口部を備える遮光手段を含むことを特徴とする
    請求項７に記載の露光装置。
  10. 【請求項１０】 互いに直交する方向に延びる第1と第2
    の線群を含む微細パターンを斜め照明することにより該
    微細パターンを結像せしめる方法であって、前記各方向
    を含む入射平面の夫々に沿った照明の強度を他の入射平
    面に沿った照明の強度に対して十分弱め、前記微細パタ
    ーンで生じた０次回折ビームと１次回折ビームの強度が
    実質的に同じになるよう該０次回折ビームの強度を減衰
    させることを特徴とする結像方法。
  11. 【請求項１１】 前記直交方向を含む入射平面の夫々に
    沿った照明の強度を実質的にゼロにすることを特徴とす
    る請求項１０に記載の結像方法。
  12. 【請求項１２】 前記直交方向に対しほぼ４５度の方位
    角を成す１方向を含む入射平面に関して対称な、該入射
    平面にほぼ直交する入射平面を作る一対の光路に沿って
    照明光を向けることを特徴とする請求項１０又は請求項
    １１に記載の結像方法。
  13. 【請求項１３】 前記一対の光路に沿って向けられた照
    明光により前記微細パターンで生じる一対の０次回折光
    の強度を減衰せしめることを特徴とする請求項１２に記
    載の結像方法。
  14. 【請求項１４】 互いに直交する方向に延びる第1と第2
    の線群を含む微細パターンを斜め照明することにより該
    微細パターンを基板上に結像して該基板を露光する段階
    と、該露光した基板を現像する段階とを含むデバイス製
    造方法であって、前記各方向を含む入射平面の夫々に沿
    った照明の強度を他の入射平面に沿った照明の強度に対
    して十分弱め、前記微細パターンで生じた０次回折ビー
    ムと１次回折ビームの強度が実質的に同じになるよう該
    ０次回折ビームの強度を減衰させることを特徴とするデ
    バイス製造方法。
  15. 【請求項１５】 前記直交方向を含む入射平面の夫々に
    沿った照明の強度を実質的にゼロにすることを特徴とす
    る請求項１４に記載のデバイス製造方法。
  16. 【請求項１６】 前記直交方向に対しほぼ４５度の方位
    角を成す１方向を含む入射平面に関して対称な、該入射
    平面にほぼ直交する入射平面を作る一対の光路に沿って
    照明光を向けることを特徴とする請求項１４又は請求項
    １５に記載のデバイス製造方法。
  17. 【請求項１７】 前記一対の光路に沿って向けられた照
    明光により前記微細パターンで生じる一対の０次回折光
    の強度を減衰せしめることを特徴とする請求項１６に記
    載のデバイス製造方法。
  18. 【請求項１８】 原板を載置するステージと、基板を載
    置し、互いに直交するＸＹ方向に動くステージと、前記
    原板の微細パターンを斜め照明する手段と、前記照明手
    段により照明された前記微細パターンを前記基板上に結
    像する手段とを有し、前記照明手段は前記ＸＹ方向を含
    む入射平面の夫々に沿った照明の強度を他の入射平面に
    沿った照明の強度に対して十分弱める光制御手段を有
    し、前記結像手段は、前記他の入射平面に沿った照明で
    生じる０次回折ビームと１次回折ビームの強度が実質的
    に同じになるよう該０次回折ビームの強度を減衰せしめ
    る為の光減衰手段を、その絞り近傍に備えることを特徴
    とする露光装置。
  19. 【請求項１９】 前記光制限手段は、前記ＸＹ方向を含
    む入射平面の夫々に沿った照明の強度を実質的にゼロに
    することを特徴とする請求項１８に記載の露光装置。
  20. 【請求項２０】 前記光制限手段は、光軸に関して対称
    な２個の開口部を備える遮光手段を含むことを特徴とす
    る請求項１９に記載の露光装置。
  21. 【請求項２１】 前記光減衰手段は、前記光制限手段の
    前記２個の開口からの照明で生じる一対の０次回折ビー
    ムの双方の強度を夫々減衰させる光軸に関して対称な２
    個の減衰部を備えることを特徴とする請求項２０に記載
    の露光装置。
  22. 【請求項２２】 光源からのビームのバンド幅を調整し
    て形成した照明ビームと結像レンズとを用いて、第１の
    線群と、該第１の線群よりも線幅の小さな第２の線群を
    結像する方法であって、前記第１線群を結像する時には
    垂直方向から照明し、前記第２線群を結像する時には前
    記垂直照明されるビームよりもバンド幅が広いビームで
    斜め方向から、前記第２線群が延びる方向を含む入射平
    面に沿 う照明の強度を他の入射平面に沿う照明の強度に
    対して十分弱めた状態で、照明することを特徴とする結
    像方法。
  23. 【請求項２３】 前記第２線群が延びる方向を含む入射
    平面に沿う照明の強度をほぼゼロにすることを特徴とす
    る請求項２１に記載の結像方法。
  24. 【請求項２４】請求項２２又は請求項２３のいずれか１
    項に記載の結像方法を用いて前記第1の線群と前記第2の
    線群で同じ基板又は相異なる基板を露光することを特徴
    とする露光装置。
  25. 【請求項２５】 光源からのビームのバンド幅を調整し
    て形成した照明ビームと結像レンズとを用いて、第１の
    線群と該第１の線群よりも線幅の小さな第２の線群を同
    じ基板又は相異なる基板上に結像して該基板を露光する
    段階と、該露光した基板を現像する段階とを含むデバイ
    ス製造方法であって、前記第１線群を結像する時には垂
    直方向から照明し、前記第２線群を結像する時には前記
    垂直照明されるビームよりもバンド幅が広いビームで斜
    め方向から、前記第２線群が延びる方向を含む入射平面
    に沿う照明の強度を他の入射平面に沿う照明の強度に対
    して十分弱めた状態で、照明することを特徴とするデバ
    イス製造方法。
  26. 【請求項２６】 前記第２線群が延びる方向を含む入射
    平面に沿う照明の強度をほぼゼロにすることを特徴とす
    る請求項２５に記載のデバイス製造方法。
  27. 【請求項２７】 微細パターンで生じる回折ビームを結
    像光学系の瞳に入射させ、該結像光学系の瞳位置で前記
    回折ビームの一部を反射することにより前記回折ビーム
    の前記瞳位置での強度分布を調整し、前記微細パターン
    を基板上に結像せしめる方法であって、前記反射で生じ
    る反射ビームが前記基板に実質的に入射しないよう該反
    射ビームを遮光することを特徴とする結像方法。
  28. 【請求項２８】 前記微細パターンを斜め照明すること
    により前記回折ビームを生じせしめることを特徴とする
    請求項２７に記載の結像方法。
  29. 【請求項２９】 微細パターンで生じる回折ビームを結
    像光学系の瞳に入射させ、該結像光学系の瞳位置で前記
    回折ビームの一部を反射することにより前記回折ビーム
    の前記瞳位置での強度分布を調整し、前記微細パターン
    を基板上に結像して露光する段階と、該露光した基板を
    現像する段階とを含むデバイス製造方法であって、前記
    反射で生じる反射ビームが前記基板に実質的に入射しな
    いよう 該反射ビームを遮光することを特徴とするデバイ
    ス製造方法。
  30. 【請求項３０】 前記微細パターンを斜め照明すること
    により前記回折ビームを生じせしめることを特徴とする
    請求項２９に記載のデバイス製造方法。
  31. 【請求項３１】 原板を載置する第１ステージと、基板
    を載置する第２ステージと、 前記原板の微細パターン
    を照明する手段と、前記照明手段で照明された前記微細
    パターンを前記基板上に結像せしめる結像光学系を備え
    る結像手段とを備え、前記結像手段は、前記微細パター
    ンで生じる回折ビームの前記結像手段の絞り位置での強
    度分布を調整する為に前記回折ビームの一部を反射する
    光減衰手段と、該光減衰手段からの反射ビームが前記基
    板に入射しないよう該反射ビームを遮光する遮光手段と
    を有することを特徴とする露光装置。
  32. 【請求項３２】 前記遮光手段は、前記第１ステージと
    前記結像光学系の間に設けた第１遮光部材と、前記第２
    ステージと前記結像光学系の間に設けた第２遮光部材と
    を含むことを特徴とする請求項３１に記載の露光装置。
  33. 【請求項３３】 前記光減衰手段は、２枚のプリズムの
    斜面同士を半透過膜を介して接合してある前記結像光学
    系の光軸に垂直な光入出射面を持つ平行平面板を備える
    ことを特徴とする請求項３１に記載の露光装置。
  34. 【請求項３４】 前記斜面の前記光入出射面に対する角
    度をα、前記基板に入射する最大像高の結像光束の主光
    線の前記ビーム入射面への入射角をβ、前記２枚のプリ
    ズムの屈折率をｎとする時、（１／ｎ）ｓｉｎβ＜α≦
    ３０を満たすことを特徴とする請求項３３に記載の露光
    装置。
  35. 【請求項３５】前記半透過膜はダイクロイック膜である
    ことを特徴とする請求項３１に記載の露光装置。
  36. 【請求項３６】前記光減衰手段は前記絞り位置に対して
    着脱可能であり、前記光減衰手段が前記絞り位置にない
    時に前記絞り位置に供給する平行平面板を有することを
    特徴とする請求項３１に記載の露光装置。
JP03982693A 1992-03-27 1993-03-01 結像方法及び該方法を用いたデバイス製造方法 Expired - Fee Related JP3210123B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03982693A JP3210123B2 (ja) 1992-03-27 1993-03-01 結像方法及び該方法を用いたデバイス製造方法
US08/567,719 US5574492A (en) 1992-03-27 1995-12-05 Imaging method and semiconductor device manufacturing method using the same

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7127092 1992-03-27
JP4-71270 1992-03-27
JP03982693A JP3210123B2 (ja) 1992-03-27 1993-03-01 結像方法及び該方法を用いたデバイス製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0620915A JPH0620915A (ja) 1994-01-28
JP3210123B2 true JP3210123B2 (ja) 2001-09-17

Family

ID=26379231

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP03982693A Expired - Fee Related JP3210123B2 (ja) 1992-03-27 1993-03-01 結像方法及び該方法を用いたデバイス製造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5574492A (ja)
JP (1) JP3210123B2 (ja)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2864915B2 (ja) * 1992-12-07 1999-03-08 株式会社日立製作所 半導体装置の製造方法
JP3279789B2 (ja) * 1993-12-10 2002-04-30 株式会社小松製作所 着色レーザマーキング装置
JP3591922B2 (ja) * 1995-07-17 2004-11-24 キヤノン株式会社 光量測定装置
JP3213227B2 (ja) * 1995-11-21 2001-10-02 本田技研工業株式会社 自動変速機のトルク検出及び制御装置
US5966202A (en) * 1997-03-31 1999-10-12 Svg Lithography Systems, Inc. Adjustable slit
US6013072A (en) * 1997-07-09 2000-01-11 Intraluminal Therapeutics, Inc. Systems and methods for steering a catheter through body tissue
JP3311319B2 (ja) * 1998-10-02 2002-08-05 キヤノン株式会社 光学ユニット、光学ユニットを用いた光学機器
US6563567B1 (en) * 1998-12-17 2003-05-13 Nikon Corporation Method and apparatus for illuminating a surface using a projection imaging apparatus
US20050285927A1 (en) * 2004-06-23 2005-12-29 Eastman Kodak Company Image forming device and an exposure member for the device
JP2006179516A (ja) * 2004-12-20 2006-07-06 Toshiba Corp 露光装置、露光方法及び半導体装置の製造方法
JP2006332363A (ja) * 2005-05-26 2006-12-07 Nikon Corp 露光装置の照明光強度分布測定装置、及び露光装置
KR100741110B1 (ko) * 2006-02-15 2007-07-19 삼성에스디아이 주식회사 광 파이버 및 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 형성 방법
WO2022147812A1 (en) * 2021-01-11 2022-07-14 Shenzhen Xpectvision Technology Co., Ltd. Imaging methods using multiple radiation beams

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1572805B1 (de) * 1967-08-05 1970-08-27 Philips Patentverwaltung Verfahren zur Bildvervielfachung
IT939738B (it) * 1970-08-12 1973-02-10 Rank Organisation Ltd Dispositivo di illuminazione per la stampa fotolitografica dei componenti di microcircuiti
GB1391270A (en) * 1971-12-08 1975-04-16 Rank Organisation Ltd Photolithography
US3887816A (en) * 1973-04-26 1975-06-03 Litton Medical Products Optical system for x-ray scanning equipment
US4159164A (en) * 1973-10-23 1979-06-26 U.S. Philips Corporation Method of eliminating errors in images derived from patterns which consist of periodically arranged individual images
DE2835363A1 (de) * 1978-08-11 1980-03-13 Siemens Ag Verfahren zum uebertragen von strukturen fuer halbleiterschaltungen
JPS5762052A (en) * 1980-09-30 1982-04-14 Nippon Kogaku Kk <Nikon> Original plate to be projected for use in transmission
US4547037A (en) * 1980-10-16 1985-10-15 Regents Of The University Of Minnesota Holographic method for producing desired wavefront transformations
JPS5825638A (ja) * 1981-08-08 1983-02-15 Canon Inc 露光装置
JPS58147708A (ja) * 1982-02-26 1983-09-02 Nippon Kogaku Kk <Nikon> 照明用光学装置
JPS59100805A (ja) * 1982-12-01 1984-06-11 Canon Inc 物体観察装置
JPS59141226A (ja) * 1983-02-02 1984-08-13 Canon Inc 観察装置
JPS6052021A (ja) * 1983-08-31 1985-03-23 Canon Inc 位置検出方法
US4668089A (en) * 1983-12-26 1987-05-26 Hitachi, Ltd. Exposure apparatus and method of aligning exposure mask with workpiece
JPS6141150A (ja) * 1984-08-02 1986-02-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 露光装置
JPH0785466B2 (ja) * 1986-07-04 1995-09-13 キヤノン株式会社 位置合せ装置
JPS63185023A (ja) * 1987-01-28 1988-07-30 Canon Inc 露光装置
US4895780A (en) * 1987-05-13 1990-01-23 General Electric Company Adjustable windage method and mask for correction of proximity effect in submicron photolithography
US4902899A (en) * 1987-06-01 1990-02-20 International Business Machines Corporation Lithographic process having improved image quality
JPS6461716A (en) * 1987-08-31 1989-03-08 Canon Kk Illuminator
DE68924303T2 (de) * 1988-06-14 1996-02-29 Nippon Electric Co Optische Kopfanordnung.
US4947413A (en) * 1988-07-26 1990-08-07 At&T Bell Laboratories Resolution doubling lithography technique
JP2699433B2 (ja) * 1988-08-12 1998-01-19 株式会社ニコン 投影型露光装置及び投影露光方法
US4924257A (en) * 1988-10-05 1990-05-08 Kantilal Jain Scan and repeat high resolution projection lithography system
JPH0652707B2 (ja) * 1988-10-11 1994-07-06 キヤノン株式会社 面位置検出方法
JP2710967B2 (ja) * 1988-11-22 1998-02-10 株式会社日立製作所 集積回路装置の製造方法
JPH0812843B2 (ja) * 1989-03-15 1996-02-07 日本精工株式会社 光学結像装置及び方法
US5153773A (en) * 1989-06-08 1992-10-06 Canon Kabushiki Kaisha Illumination device including amplitude-division and beam movements
EP0437376B1 (en) * 1990-01-12 1997-03-19 Sony Corporation Phase shifting masks and methods of manufacture
JPH0450943A (ja) * 1990-06-15 1992-02-19 Mitsubishi Electric Corp マスクパターンとその製造方法
US5248575A (en) * 1990-10-12 1993-09-28 Seiko Epson Corporation Photomask with phase shifter and method of fabricating semiconductor device by using the same
US5144362A (en) * 1990-11-14 1992-09-01 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Projection aligner
EP0486316B1 (en) * 1990-11-15 2000-04-19 Nikon Corporation Projection exposure method and apparatus
JPH04221954A (ja) * 1990-12-25 1992-08-12 Nec Corp フォトマスク
KR960010023B1 (ko) * 1991-02-19 1996-07-25 후지쓰 가부시끼가이샤 투영노광(投影露光) 방법 및 투영노광용 광학 마스크
US5305054A (en) * 1991-02-22 1994-04-19 Canon Kabushiki Kaisha Imaging method for manufacture of microdevices
US5357311A (en) * 1991-02-25 1994-10-18 Nikon Corporation Projection type light exposure apparatus and light exposure method
US5229255A (en) * 1991-03-22 1993-07-20 At&T Bell Laboratories Sub-micron device fabrication with a phase shift mask having multiple values of phase delay
DE69215942T2 (de) * 1991-04-05 1997-07-24 Nippon Telegraph And Telephone Corp., Tokio/Tokyo Verfahren und System zur optischen Projetkionsbelichtung
US5194345A (en) * 1991-05-14 1993-03-16 Micron Technology, Inc. Method of fabricating phase shift reticles
JP3165711B2 (ja) * 1991-08-02 2001-05-14 キヤノン株式会社 像投影方法及び該方法を用いた半導体デバイスの製造方法
US5242770A (en) * 1992-01-16 1993-09-07 Microunity Systems Engineering, Inc. Mask for photolithography

Also Published As

Publication number Publication date
US5574492A (en) 1996-11-12
JPH0620915A (ja) 1994-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5159027B2 (ja) 照明光学系及び露光装置
EP0783135B1 (en) Imaging-apparatus and method for manufacture of microdevices
JP2995820B2 (ja) 露光方法及び方法，並びにデバイス製造方法
KR20060044393A (ko) 조명장치, 노광장치 및 디바이스 제조방법
US20080143987A1 (en) Exposure apparatus and device fabrication method
US7385672B2 (en) Exposure apparatus and method
JP3210123B2 (ja) 結像方法及び該方法を用いたデバイス製造方法
US7518707B2 (en) Exposure apparatus
JPH07122478A (ja) パターン投影方法
JP3600869B2 (ja) 投影光学系及び該光学系を備えた投影露光装置
US7489387B2 (en) Exposure apparatus and device fabrication method
JPH06163350A (ja) 投影露光方法および装置
US8305560B2 (en) Exposure apparatus, device manufacturing method, and aperture stop manufacturing method
JP3243818B2 (ja) 投影露光装置及び方法、並びに素子製造方法
JP3458549B2 (ja) パターン形成方法および該方法を用いた半導体デバイス製造方法と装置
JP3049776B2 (ja) 投影露光装置及び方法、並びに素子製造方法
JPH088157A (ja) 投影露光装置
JP5225433B2 (ja) 照明光学系及び露光装置
JP3102087B2 (ja) 投影露光装置及び方法、並びに回路素子形成方法
JPH0949784A (ja) 投影光学系の検査方法及びその検査に用いられる 照明光学系
JPH1050590A (ja) 投影露光装置
JP3278802B2 (ja) マスク及びそれを用いた露光方法
JP2884848B2 (ja) 投影露光装置および回路パターン形成方法
JP2001267212A (ja) 位置検出方法及び装置、並びに前記位置検出方法を用いた露光方法及び装置
JPH0645216A (ja) 投影型露光装置

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20010703

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees