JP3336390B2 - 投影露光装置及び方法 - Google Patents
投影露光装置及び方法Info
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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
- G03F7/70191—Optical correction elements, filters or phase plates for controlling intensity, wavelength, polarisation, phase or the like
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路や液晶
デバイス等の微細パターンの形成に使用される投影露光
装置に関するものである。
デバイス等の微細パターンの形成に使用される投影露光
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近では、投影光学系の解像度や焦点深
度を改善するための変形光源技術が注目されている。こ
れは、例えば特開平４−１０１１４８号公報に開示され
ているように、フライアイ型インテグレータ（フライア
イレンズ）の射出側焦点面、またはそれと等価なレチク
ルパターンに対する光学的なフーリエ変換面、もしくは
それらの近傍面に、照明光学系の光軸近傍の照明光を遮
光し、かつ光透過部を特定の部分領域のみに制限するよ
うな絞り（以下、簡単に変形光源フィルターと称す）を
配置するものである。
度を改善するための変形光源技術が注目されている。こ
れは、例えば特開平４−１０１１４８号公報に開示され
ているように、フライアイ型インテグレータ（フライア
イレンズ）の射出側焦点面、またはそれと等価なレチク
ルパターンに対する光学的なフーリエ変換面、もしくは
それらの近傍面に、照明光学系の光軸近傍の照明光を遮
光し、かつ光透過部を特定の部分領域のみに制限するよ
うな絞り（以下、簡単に変形光源フィルターと称す）を
配置するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の如
き変形光源技術においては、光透過部の照明光学系の光
軸からの距離や方向性については検討されているが、フ
ライアイレンズが形成する離散的な２次光源像に対する
遮光板（フィルター）の最適形状については全く検討さ
れていなかった。フライアイレンズはレチクル面上での
照度均一化のために用いられるものであり、数十個の同
一形状の単レンズエレメントを照明光学系の光軸と垂直
な面内に並べたレンズ群である。さらに、各レンズエレ
メントの入射側面はレチクルのパターン面と共役（結像
関係）となっており、パターン面には各レンズエレメン
トからの照明光束が重畳して入射し、その平均化により
良好な照度均一性が得られるようになっている。
き変形光源技術においては、光透過部の照明光学系の光
軸からの距離や方向性については検討されているが、フ
ライアイレンズが形成する離散的な２次光源像に対する
遮光板（フィルター）の最適形状については全く検討さ
れていなかった。フライアイレンズはレチクル面上での
照度均一化のために用いられるものであり、数十個の同
一形状の単レンズエレメントを照明光学系の光軸と垂直
な面内に並べたレンズ群である。さらに、各レンズエレ
メントの入射側面はレチクルのパターン面と共役（結像
関係）となっており、パターン面には各レンズエレメン
トからの照明光束が重畳して入射し、その平均化により
良好な照度均一性が得られるようになっている。
【０００４】ところで、レチクル上のパターンエリア
は、露光すべき半導体集積回路の形状に合わせて長方形
である方が都合が良いため、これと共役であるフライア
イレンズの各レンズエレメントの入射側面の形状も長方
形とされる。この結果、各レンズエレメントの射出側面
の形状も長方形となり、従ってフライアイレンズの配列
ピッチは長方形（レンズエレメント）の短辺方向と長辺
方向とでは必然的に異なってしまう。このため、フライ
アイレンズの射出面（一般に、レチクルのパターン面に
対して光学的にフーリエ変換の関係になっている）に形
成される離散的な２次光源像も、フライアイレンズの各
レンズエレメントの長辺方向と短辺方向とでピッチが異
なることになる。従って、このような離散的な２次光源
に対して従来の変形光源フィルター（例えば十字状の遮
光部を有するフィルター）を使用した場合、２次光源
（レンズエレメント）の配列の形状によっては、レチク
ル上で互いにほぼ直交する２方向（縦方向と横方向）の
各々に配列された２組の周期性パターン（以下、縦方向
パターン、横方向パターンと称す）でその焦点深度が大
きく異なってしまうという問題があった。
は、露光すべき半導体集積回路の形状に合わせて長方形
である方が都合が良いため、これと共役であるフライア
イレンズの各レンズエレメントの入射側面の形状も長方
形とされる。この結果、各レンズエレメントの射出側面
の形状も長方形となり、従ってフライアイレンズの配列
ピッチは長方形（レンズエレメント）の短辺方向と長辺
方向とでは必然的に異なってしまう。このため、フライ
アイレンズの射出面（一般に、レチクルのパターン面に
対して光学的にフーリエ変換の関係になっている）に形
成される離散的な２次光源像も、フライアイレンズの各
レンズエレメントの長辺方向と短辺方向とでピッチが異
なることになる。従って、このような離散的な２次光源
に対して従来の変形光源フィルター（例えば十字状の遮
光部を有するフィルター）を使用した場合、２次光源
（レンズエレメント）の配列の形状によっては、レチク
ル上で互いにほぼ直交する２方向（縦方向と横方向）の
各々に配列された２組の周期性パターン（以下、縦方向
パターン、横方向パターンと称す）でその焦点深度が大
きく異なってしまうという問題があった。
【０００５】本発明は以上の問題を鑑みてなされたもの
であり、高解像度、かつ大焦点深度の投影露光が可能
で、しかも縦方向パターンと横方向パターンとの各々の
焦点深度をほぼ等しくできる絞り（変形光源フィルタ
ー）を備えた投影露光装置を提供することを目的として
いる。
であり、高解像度、かつ大焦点深度の投影露光が可能
で、しかも縦方向パターンと横方向パターンとの各々の
焦点深度をほぼ等しくできる絞り（変形光源フィルタ
ー）を備えた投影露光装置を提供することを目的として
いる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】かかる問題点を解決する
ため本発明においては、照明光学系中のマスク（Ｒ）の
パターン面に対するフーリエ変換面、もしくはその近傍
面に複数の光源像（Ｌｉ）を２次元的に形成するフライ
アイ型インテグレータ（７）と、複数の光源像による光
量分布が照明光学系の光軸（ＡＸ）から偏心した複数の
局所領域（光透過部８ａ〜８ｄ）の各々で極大となり、
かつ各局所領域内で第１の周期性パターン（１４Ｖ）の
焦点深度に寄与する光源像と第２の周期性パターン（１
４Ｈ）の焦点深度に寄与する光源像とが同数となるよう
に、複数の光源像を部分的に遮光、又は減光する絞り部
材（遮光部８Ａ、又は８Ｂ）とを設けるようにした。
ため本発明においては、照明光学系中のマスク（Ｒ）の
パターン面に対するフーリエ変換面、もしくはその近傍
面に複数の光源像（Ｌｉ）を２次元的に形成するフライ
アイ型インテグレータ（７）と、複数の光源像による光
量分布が照明光学系の光軸（ＡＸ）から偏心した複数の
局所領域（光透過部８ａ〜８ｄ）の各々で極大となり、
かつ各局所領域内で第１の周期性パターン（１４Ｖ）の
焦点深度に寄与する光源像と第２の周期性パターン（１
４Ｈ）の焦点深度に寄与する光源像とが同数となるよう
に、複数の光源像を部分的に遮光、又は減光する絞り部
材（遮光部８Ａ、又は８Ｂ）とを設けるようにした。
【０００７】また、照明光学系中のマスク（Ｒ）のパタ
ーン面に対するフーリエ変換面、もしくはその近傍に複
数の光源像（Ｌｉ）を２次元的に形成するフライアイ型
インテグレータ（７）と、複数の光源像による光量分布
が照明光学系の光軸（ＡＸ）から偏心した複数の局所領
域（光透過部８ａ〜８ｄ）の各々で極大となり、かつフ
ーリエ変換面内で照明光学系の光軸（ＡＸ）を座標原点
とした直交座標系ＸＹを規定したとき、各局所領域内の
光量分布の重心の直交座標系ＸＹ上における座標位置の
絶対値がＸ方向とＹ方向とでほぼ等しくなるように、複
数の光源像を部分的に遮光、又は減光する絞り部材（遮
光部８Ｃ）とを設けるようにした。
ーン面に対するフーリエ変換面、もしくはその近傍に複
数の光源像（Ｌｉ）を２次元的に形成するフライアイ型
インテグレータ（７）と、複数の光源像による光量分布
が照明光学系の光軸（ＡＸ）から偏心した複数の局所領
域（光透過部８ａ〜８ｄ）の各々で極大となり、かつフ
ーリエ変換面内で照明光学系の光軸（ＡＸ）を座標原点
とした直交座標系ＸＹを規定したとき、各局所領域内の
光量分布の重心の直交座標系ＸＹ上における座標位置の
絶対値がＸ方向とＹ方向とでほぼ等しくなるように、複
数の光源像を部分的に遮光、又は減光する絞り部材（遮
光部８Ｃ）とを設けるようにした。
【０００８】
【作用】本発明では、フライアイ型インテグレータ（フ
ライアイレンズ）の射出側焦点面（マスクのパターン面
の光学的フーリエ変換面）内に形成される複数の光源像
は、その位置に応じて特定方向、及び特定ピッチのマス
クパターンの焦点深度を増大する効果があることに着目
し、特にマスクパターン中の縦方向パターンと横方向パ
ターンとの各々に対する焦点深度を共に増大する光源像
を選択的に利用することとした。このため、縦方向パタ
ーンと横方向パターンの各々について良好な焦点深度を
得ることができる。具体的には、絞り部材の１つの光透
過部（局所領域）に着目すると、縦方向パターンと横方
向パターンのいずれか一方に対して焦点深度を拡大する
上で特に有効な光源像とあまり有効ではない光源像との
割合（個数の比）と、もう一方のパターンに対して特に
有効な光源像とあまり有効ではない光源像との割合とを
ほぼ等しくする。換言すれば、縦方向パターンと横方向
パターンの両方に焦点深度を拡大する上で有効な光源
像、及び縦方向パターン、又は横方向パターンのみに焦
点深度を拡大する上で有効な光源像を縦方向パターンと
横方向パターンとで同数として使用することとした。あ
るいは、１つの光透過部内の光量分布の重心の座標位置
の絶対値がＸ方向とＹ方向とでほぼ等しくなるように、
縦方向パターンと横方向パターンの両方に焦点深度を拡
大する上で有効な光源像、及び光透過部内で両パターン
に有効な光源像以外の少なくとも１つの光源像を選択し
て使用することとした。このため、絞り部材による光量
損失、及びレチクル（又はウエハ）上での照度均一性の
低下を最小限に抑えつつ、縦方向パターンと横方向パタ
ーンとの各々に対する焦点深度をほぼ等しく、かつ共に
増大することが可能となる。
ライアイレンズ）の射出側焦点面（マスクのパターン面
の光学的フーリエ変換面）内に形成される複数の光源像
は、その位置に応じて特定方向、及び特定ピッチのマス
クパターンの焦点深度を増大する効果があることに着目
し、特にマスクパターン中の縦方向パターンと横方向パ
ターンとの各々に対する焦点深度を共に増大する光源像
を選択的に利用することとした。このため、縦方向パタ
ーンと横方向パターンの各々について良好な焦点深度を
得ることができる。具体的には、絞り部材の１つの光透
過部（局所領域）に着目すると、縦方向パターンと横方
向パターンのいずれか一方に対して焦点深度を拡大する
上で特に有効な光源像とあまり有効ではない光源像との
割合（個数の比）と、もう一方のパターンに対して特に
有効な光源像とあまり有効ではない光源像との割合とを
ほぼ等しくする。換言すれば、縦方向パターンと横方向
パターンの両方に焦点深度を拡大する上で有効な光源
像、及び縦方向パターン、又は横方向パターンのみに焦
点深度を拡大する上で有効な光源像を縦方向パターンと
横方向パターンとで同数として使用することとした。あ
るいは、１つの光透過部内の光量分布の重心の座標位置
の絶対値がＸ方向とＹ方向とでほぼ等しくなるように、
縦方向パターンと横方向パターンの両方に焦点深度を拡
大する上で有効な光源像、及び光透過部内で両パターン
に有効な光源像以外の少なくとも１つの光源像を選択し
て使用することとした。このため、絞り部材による光量
損失、及びレチクル（又はウエハ）上での照度均一性の
低下を最小限に抑えつつ、縦方向パターンと横方向パタ
ーンとの各々に対する焦点深度をほぼ等しく、かつ共に
増大することが可能となる。
【０００９】
【実施例】図１は本発明の実施例による投影露光装置の
概略的な構成を示し、水銀灯等の光源１より放射される
照明光束３は楕円鏡２で反射、焦光され、折り曲げミラ
ー５を介してインプットレンズ系４、６によりほぼ平行
光束となってフライアイレンズ７に入射する。ここで、
フライアイレンズ７を構成する複数のレンズエレメント
７ａの各入射側面はレチクルＲのパターン面とほぼ共役
（結像関係）となっている。また、各レンズエレメント
７ａの射出側面には光源１の像（２次光源）が形成され
るとともに、フライアイレンズ７の射出側面はレチクル
Ｒのパターン面に対して光学的にフーリエ変換の関係と
なっている。本実施例では、フライアイレンズ７の射出
面近傍に変形光源フィルター（本発明の絞り部材）８を
設けるものとする。変形光源フィルター８は４つの光透
過部８ａ〜８ｄ（ここでは８ａ、８ｂのみ図示）を有す
るが、その具体的な形状については後述する。尚、フラ
イアイレンズ７は各レンズエレメント７ａの射出面から
光軸ＡＸ方向に所定距離だけ離れた面内に光源１の像を
形成するものでも良い。このとき、変形光源フィルター
８は上記面（フライアイレンズ７の射出側焦点面）に配
置される。ところで、変形光源フィルター８は他の形状
のフィルター、例えば輪帯絞り、あるいは通常形状（円
形、又は矩形状）の開口絞り９とともに保持部材（例え
ばターレット板、スライダ等）１０に一体に固定されて
おり、駆動系１０ａによって交換可能に照明光路中に配
置される。
概略的な構成を示し、水銀灯等の光源１より放射される
照明光束３は楕円鏡２で反射、焦光され、折り曲げミラ
ー５を介してインプットレンズ系４、６によりほぼ平行
光束となってフライアイレンズ７に入射する。ここで、
フライアイレンズ７を構成する複数のレンズエレメント
７ａの各入射側面はレチクルＲのパターン面とほぼ共役
（結像関係）となっている。また、各レンズエレメント
７ａの射出側面には光源１の像（２次光源）が形成され
るとともに、フライアイレンズ７の射出側面はレチクル
Ｒのパターン面に対して光学的にフーリエ変換の関係と
なっている。本実施例では、フライアイレンズ７の射出
面近傍に変形光源フィルター（本発明の絞り部材）８を
設けるものとする。変形光源フィルター８は４つの光透
過部８ａ〜８ｄ（ここでは８ａ、８ｂのみ図示）を有す
るが、その具体的な形状については後述する。尚、フラ
イアイレンズ７は各レンズエレメント７ａの射出面から
光軸ＡＸ方向に所定距離だけ離れた面内に光源１の像を
形成するものでも良い。このとき、変形光源フィルター
８は上記面（フライアイレンズ７の射出側焦点面）に配
置される。ところで、変形光源フィルター８は他の形状
のフィルター、例えば輪帯絞り、あるいは通常形状（円
形、又は矩形状）の開口絞り９とともに保持部材（例え
ばターレット板、スライダ等）１０に一体に固定されて
おり、駆動系１０ａによって交換可能に照明光路中に配
置される。
【００１０】さて、変形光源フィルター８（光透過部）
を透過した照明光束１３は、コンデンサーレンズ群１
１、及びミラー１２を介してレチクルＲのパターン１４
を照明する。パターン１４を透過、回折した光は投影光
学系１５により集光結像され、ウエハ１６上にパターン
１４の像を形成する。ウエハ１６は、モータ１８により
２次元移動可能なステージ１７に載置されている。とこ
ろで、図１において照明光束１３のレチクルパターン１
４への入射角θは、変形光源フィルター８の形状（光透
過部、すなわち２次光源の各位置）に応じて決まる。主
制御系２０は、レチクルの種類やそのパターンの微細度
（線幅、ピッチ）、周期方向等に基づいて、レチクルパ
ターン１４に最も見合った（最適な）フィルターを、駆
動系１０ａを介して照明光路中に配置（設定）する他、
装置全体を統括制御する。
を透過した照明光束１３は、コンデンサーレンズ群１
１、及びミラー１２を介してレチクルＲのパターン１４
を照明する。パターン１４を透過、回折した光は投影光
学系１５により集光結像され、ウエハ１６上にパターン
１４の像を形成する。ウエハ１６は、モータ１８により
２次元移動可能なステージ１７に載置されている。とこ
ろで、図１において照明光束１３のレチクルパターン１
４への入射角θは、変形光源フィルター８の形状（光透
過部、すなわち２次光源の各位置）に応じて決まる。主
制御系２０は、レチクルの種類やそのパターンの微細度
（線幅、ピッチ）、周期方向等に基づいて、レチクルパ
ターン１４に最も見合った（最適な）フィルターを、駆
動系１０ａを介して照明光路中に配置（設定）する他、
装置全体を統括制御する。
【００１１】図２（Ａ）はレチクルＲの概略構成を示し
ており、レチクルＲ中の有効エリア（パターンエリア）
ＰＡは半導体集積回路の形状に合わせて長方形となって
いる。ここではレチクルパターン１４として、縦方向パ
ターン（Ｘ方向に配列された周期性パターン）１４Ｖと
横方向パターン（Ｙ方向に配列された周期性パターン）
１４Ｈとを含むものとした。
ており、レチクルＲ中の有効エリア（パターンエリア）
ＰＡは半導体集積回路の形状に合わせて長方形となって
いる。ここではレチクルパターン１４として、縦方向パ
ターン（Ｘ方向に配列された周期性パターン）１４Ｖと
横方向パターン（Ｙ方向に配列された周期性パターン）
１４Ｈとを含むものとした。
【００１２】図２（Ｂ）は図２（Ａ）に示したレチクル
Ｒ、すなわち長方形の有効エリアＰＡに対して均一な照
明を行うのに好適なフライアイレンズ７、特に射出側面
の形状の一例を示しており、各レンズエレメント７ａは
有効エリアＰＡにほぼ相似なる長方形となっている。各
エレメント７ａの中央部の黒丸Ｌｉは、各エレメントに
より形成される光源１の像（２次光源）を示している。
フライアイレンズ７の入射側面も射出側面と同一形状で
あるが、入射側面での照度分布はほぼ一様であり、さら
に各エレメント７ａを射出した照明光束が有効エリアＰ
Ａに重畳されてパターン面上での照度を均一化する。フ
ライアイレンズ７の入射側面とレチクルパターン面とは
結像関係になっているので、フライアイレンズ７は各レ
ンズエレメント７ａの形状が有効エリアＰＡの形状と相
似となっている場合に、光量的に最も効率良くレチクル
Ｒを照明することができる。
Ｒ、すなわち長方形の有効エリアＰＡに対して均一な照
明を行うのに好適なフライアイレンズ７、特に射出側面
の形状の一例を示しており、各レンズエレメント７ａは
有効エリアＰＡにほぼ相似なる長方形となっている。各
エレメント７ａの中央部の黒丸Ｌｉは、各エレメントに
より形成される光源１の像（２次光源）を示している。
フライアイレンズ７の入射側面も射出側面と同一形状で
あるが、入射側面での照度分布はほぼ一様であり、さら
に各エレメント７ａを射出した照明光束が有効エリアＰ
Ａに重畳されてパターン面上での照度を均一化する。フ
ライアイレンズ７の入射側面とレチクルパターン面とは
結像関係になっているので、フライアイレンズ７は各レ
ンズエレメント７ａの形状が有効エリアＰＡの形状と相
似となっている場合に、光量的に最も効率良くレチクル
Ｒを照明することができる。
【００１３】さて、図２（Ｂ）の如き離散的な２次光源
分布のうち、照明光学系の光軸ＡＸ近傍の光源Ｌｉは、
投影光学系の解像度や焦点深度の点から好ましい光源で
はない。一方、光軸ＡＸから遠い光源Ｌｉについても、
特定方向のパターンに対しては焦点深度の点で好ましく
ない。このことについては、1992年SPIE Optical/Laser
Microlithography Ｖ Vol.1674-63 "New Imaging Tech
nique for 64M DRAM"等で報告されている。例えば、図
２（Ａ）中の縦方向パターン１４Ｖに対しては、図６
（Ａ）中に示す２つの領域（斜線部）ＬＶ内の２次光源
（黒丸）が焦点深度の点で特に有効である。一方、横方
向パターン１４Ｈに対しては、図６（Ｂ）中に示す２つ
の領域（斜線部）ＬＨ内の２次光源（黒丸）が焦点深度
の点で特に有効である。尚、領域ＬＶ、ＬＨは共に各パ
ターンのピッチによってその位置が異なるものである。
また、図６（Ａ）、（Ｂ）は共にフライアイレンズの射
出側面を表しており、図２（Ｂ）のフライアイレンズと
形状、配列（レメントの数等）は異なっているが、その
方向性（紙面内の回転）は同一となっているものとす
る。これは後述する図３、図４、図５のフライアイレン
ズについても同様である。
分布のうち、照明光学系の光軸ＡＸ近傍の光源Ｌｉは、
投影光学系の解像度や焦点深度の点から好ましい光源で
はない。一方、光軸ＡＸから遠い光源Ｌｉについても、
特定方向のパターンに対しては焦点深度の点で好ましく
ない。このことについては、1992年SPIE Optical/Laser
Microlithography Ｖ Vol.1674-63 "New Imaging Tech
nique for 64M DRAM"等で報告されている。例えば、図
２（Ａ）中の縦方向パターン１４Ｖに対しては、図６
（Ａ）中に示す２つの領域（斜線部）ＬＶ内の２次光源
（黒丸）が焦点深度の点で特に有効である。一方、横方
向パターン１４Ｈに対しては、図６（Ｂ）中に示す２つ
の領域（斜線部）ＬＨ内の２次光源（黒丸）が焦点深度
の点で特に有効である。尚、領域ＬＶ、ＬＨは共に各パ
ターンのピッチによってその位置が異なるものである。
また、図６（Ａ）、（Ｂ）は共にフライアイレンズの射
出側面を表しており、図２（Ｂ）のフライアイレンズと
形状、配列（レメントの数等）は異なっているが、その
方向性（紙面内の回転）は同一となっているものとす
る。これは後述する図３、図４、図５のフライアイレン
ズについても同様である。
【００１４】実際のレチクルパターンでは縦方向パター
ンと横方向パターンとを多く含むので、２次光源として
も縦方向と横方向との両方に好都合な領域を選択する。
すなわち、領域ＬＶとＬＨとの共通領域を選択すれば良
いことになる。但し、上記手法により２次光源を選択す
ると、２次光源の数（有効なレンズエレメントの数）が
減少し、従って照明光量の大幅な低下やレチクル面上で
の照度均一性の劣化を招くことになる。
ンと横方向パターンとを多く含むので、２次光源として
も縦方向と横方向との両方に好都合な領域を選択する。
すなわち、領域ＬＶとＬＨとの共通領域を選択すれば良
いことになる。但し、上記手法により２次光源を選択す
ると、２次光源の数（有効なレンズエレメントの数）が
減少し、従って照明光量の大幅な低下やレチクル面上で
の照度均一性の劣化を招くことになる。
【００１５】図３は本発明の第１実施例による変形光源
フィルター８の具体的な構成を示し、図中の斜線部８Ａ
は遮光部を表している。図３では、縦方向パターンと横
方向パターンとの両方に有効な２次光源部（図６中の領
域ＬＶとＬＨとの重なり部分に相当）を全て光透過部と
し、かつ縦方向パターンと横方向パターンとのいずれか
一方に対してのみ特に有効な数個の２次光源（レンズエ
レメント）についても光透過部としたものである。
フィルター８の具体的な構成を示し、図中の斜線部８Ａ
は遮光部を表している。図３では、縦方向パターンと横
方向パターンとの両方に有効な２次光源部（図６中の領
域ＬＶとＬＨとの重なり部分に相当）を全て光透過部と
し、かつ縦方向パターンと横方向パターンとのいずれか
一方に対してのみ特に有効な数個の２次光源（レンズエ
レメント）についても光透過部としたものである。
【００１６】図３において１つの光透過部８ａに着目す
ると、破線７ｅ内の６個の２次光源は縦方向パターンと
横方向パターンとの両方に有効な光源である。また、２
個の２次光源７Ｖは焦点深度の点で縦方向パターン１４
Ｖにのみに有効であり、さらに２個の２次光源７Ｈは焦
点深度の点で横方向パターン１４Ｈにのみに有効な光源
である。このことは、他の３つの光透過部８ｂ、８ｃ、
８ｄについても全く同様である。
ると、破線７ｅ内の６個の２次光源は縦方向パターンと
横方向パターンとの両方に有効な光源である。また、２
個の２次光源７Ｖは焦点深度の点で縦方向パターン１４
Ｖにのみに有効であり、さらに２個の２次光源７Ｈは焦
点深度の点で横方向パターン１４Ｈにのみに有効な光源
である。このことは、他の３つの光透過部８ｂ、８ｃ、
８ｄについても全く同様である。
【００１７】従って縦方向パターンについてみると、焦
点深度の上で有効な２次光源は（６＋２）×４＝３２
個、あまり有効でない２次光源（７Ｈ）は２×４＝８個
となっている。一方、横方向パターンについてみると、
焦点深度の上で有効な２次光源は（６＋２）×４＝３２
個、あまり有効でない２次光源（７Ｖ）は２×４＝８個
となっている。すなわち焦点深度の上で有効な２次光源
の数とあまり有効でない２次光源の数との比が、縦方向
パターンと横方向パターンとで等しくなっている。以上
のことから、図３に示す如き変形光源フィルターを用い
ることにより、照明光量の損失や照度均一性の低下を防
ぎつつ、縦方向パターンと横方向パターンとの各々の焦
点深度をほぼ等しく、かつ共に十分大きくなる変形光源
を実現することができる。
点深度の上で有効な２次光源は（６＋２）×４＝３２
個、あまり有効でない２次光源（７Ｈ）は２×４＝８個
となっている。一方、横方向パターンについてみると、
焦点深度の上で有効な２次光源は（６＋２）×４＝３２
個、あまり有効でない２次光源（７Ｖ）は２×４＝８個
となっている。すなわち焦点深度の上で有効な２次光源
の数とあまり有効でない２次光源の数との比が、縦方向
パターンと横方向パターンとで等しくなっている。以上
のことから、図３に示す如き変形光源フィルターを用い
ることにより、照明光量の損失や照度均一性の低下を防
ぎつつ、縦方向パターンと横方向パターンとの各々の焦
点深度をほぼ等しく、かつ共に十分大きくなる変形光源
を実現することができる。
【００１８】尚、本実施例による変形光源フィルター
は、簡単に言えば縦方向パターンと横方向パターンとの
いずれか一方のみに有効な２次光源の数を両者で同数と
すれば良い。このとき、例えば縦方向パターンのみに有
効な２次光源（換言すれば横方向パターンに対してあま
り有効ではない２次光源）は、光軸ＡＸに関して紙面内
左右方向で同数（本実施例では４個ずつ）にすると良
い。このことは、横方向パターンについても同様であ
る。
は、簡単に言えば縦方向パターンと横方向パターンとの
いずれか一方のみに有効な２次光源の数を両者で同数と
すれば良い。このとき、例えば縦方向パターンのみに有
効な２次光源（換言すれば横方向パターンに対してあま
り有効ではない２次光源）は、光軸ＡＸに関して紙面内
左右方向で同数（本実施例では４個ずつ）にすると良
い。このことは、横方向パターンについても同様であ
る。
【００１９】さて、図３に示した変形光源フィルター
（遮光部８Ａ）の形状は、フライアイレンズ７の各レン
ズエレメント７ａの配列（形状）に倣うようにした。換
言すれば、遮光部８Ａと光透過部との境界部（エッジ
部）がエレメント間の境界線にほぼ沿うようにした。す
なわち、変形光源フィルター（遮光部）のエッジ部が離
散的な２次光源の各々と一致しないようにしてある。こ
れは、図１に示したフィルターの交換機構を設けた装置
において、フィルターの交換に伴うその設定位置ずれに
よる照明特性の変化（照明光量の変動等）を避けるため
である。このため、本実施例（図３）では遮光部８Ａの
縦方向と横方向の各幅を共に、レンズエレメント７ａの
幅の約２倍とした。ここでは縦、横方向共に２個ずつ２
次光源（レンズエレメント）を遮光したので、その遮光
幅を２倍に定めたが、一般には遮光すべきレンズエレメ
ントの幅のｎ倍（ｎは整数）とすれば良い。
（遮光部８Ａ）の形状は、フライアイレンズ７の各レン
ズエレメント７ａの配列（形状）に倣うようにした。換
言すれば、遮光部８Ａと光透過部との境界部（エッジ
部）がエレメント間の境界線にほぼ沿うようにした。す
なわち、変形光源フィルター（遮光部）のエッジ部が離
散的な２次光源の各々と一致しないようにしてある。こ
れは、図１に示したフィルターの交換機構を設けた装置
において、フィルターの交換に伴うその設定位置ずれに
よる照明特性の変化（照明光量の変動等）を避けるため
である。このため、本実施例（図３）では遮光部８Ａの
縦方向と横方向の各幅を共に、レンズエレメント７ａの
幅の約２倍とした。ここでは縦、横方向共に２個ずつ２
次光源（レンズエレメント）を遮光したので、その遮光
幅を２倍に定めたが、一般には遮光すべきレンズエレメ
ントの幅のｎ倍（ｎは整数）とすれば良い。
【００２０】ところで、実際に投影露光装置で使用され
るレチクル（実レチクル）では、Ｘ方向パターンとＹ方
向パターンとが共に、特定のピッチだけのパターンのみ
から成るわけではなく、ある程度ピッチが粗いパター
ン、あるいは細かいピッチのパターンも混在する。この
ような実レチクルに対して、前述の如く横方向パターン
と縦方向パターンとに夫々好適な２次光源の形状（光源
像の数や位置）を厳密に規定することは難しい。なぜな
らば、実レチクルでは互いにピッチが異なる複数のパタ
ーンの各々でその最適な２次光源の形状が異なるためで
ある。
るレチクル（実レチクル）では、Ｘ方向パターンとＹ方
向パターンとが共に、特定のピッチだけのパターンのみ
から成るわけではなく、ある程度ピッチが粗いパター
ン、あるいは細かいピッチのパターンも混在する。この
ような実レチクルに対して、前述の如く横方向パターン
と縦方向パターンとに夫々好適な２次光源の形状（光源
像の数や位置）を厳密に規定することは難しい。なぜな
らば、実レチクルでは互いにピッチが異なる複数のパタ
ーンの各々でその最適な２次光源の形状が異なるためで
ある。
【００２１】そこで、前述の実施例では縦方向パターン
と横方向パターンとの各々に有効な２次光源の数を揃え
る（同数とする）方法について述べたが、本発明の第２
実施例として実レチクル上のＸ方向パターンとＹ方向パ
ターンとの各々に対する焦点深度の増大効果への寄与が
全ての２次光源で平均して等しくなるようにする方法に
ついて説明する。尚、本実施例でも図３に示した変形光
源フィルター（遮光部８Ａ）を前提として説明を行うも
のとする。
と横方向パターンとの各々に有効な２次光源の数を揃え
る（同数とする）方法について述べたが、本発明の第２
実施例として実レチクル上のＸ方向パターンとＹ方向パ
ターンとの各々に対する焦点深度の増大効果への寄与が
全ての２次光源で平均して等しくなるようにする方法に
ついて説明する。尚、本実施例でも図３に示した変形光
源フィルター（遮光部８Ａ）を前提として説明を行うも
のとする。
【００２２】さて、本実施例では図３中で光軸ＡＸを座
標原点とした直交座標系ＸＹを規定し、図３中の全ての
レンズエレメントのうち、光透過部８ａ内のレンズエレ
メントのみに着目する。また、各レンズエレメントの大
きさは横（Ｘ）方向：６、縦（Ｙ）方向：８（但し、単
位は任意）であるものとする。このとき、１０個の２次
光源の各々の直交座標系ＸＹ上での座標位置は、 Ｘ＝９、１５、２１、２７、３３ Ｙ＝１２、２０、２８ の組み合わせとなる。例えば２個の２次光源７Ｈの各座
標位置は、（９、２０）、（３３、１２）として表され
る。
標原点とした直交座標系ＸＹを規定し、図３中の全ての
レンズエレメントのうち、光透過部８ａ内のレンズエレ
メントのみに着目する。また、各レンズエレメントの大
きさは横（Ｘ）方向：６、縦（Ｙ）方向：８（但し、単
位は任意）であるものとする。このとき、１０個の２次
光源の各々の直交座標系ＸＹ上での座標位置は、 Ｘ＝９、１５、２１、２７、３３ Ｙ＝１２、２０、２８ の組み合わせとなる。例えば２個の２次光源７Ｈの各座
標位置は、（９、２０）、（３３、１２）として表され
る。
【００２３】そこで、光透過部８ａ内の１０個の２次光
源（光量分布）の重心を求めると、その座標位置は（２
０．４、１８．４）となる。すなわち１０個の２次光源
は全体として（光量重心として）、Ｘ方向パターンとＹ
方向パターンとの各々に対してほぼ均等に焦点深度を増
大することができることになる。ここでは光透過部８ａ
のみについて説明したが、残りの３つの光透過部８ｂ、
８ｃ、８ｄでも全く同様である。
源（光量分布）の重心を求めると、その座標位置は（２
０．４、１８．４）となる。すなわち１０個の２次光源
は全体として（光量重心として）、Ｘ方向パターンとＹ
方向パターンとの各々に対してほぼ均等に焦点深度を増
大することができることになる。ここでは光透過部８ａ
のみについて説明したが、残りの３つの光透過部８ｂ、
８ｃ、８ｄでも全く同様である。
【００２４】以上のように本実施例では、各光透過部の
光量重心のＸ座標（絶対値）とＹ座標（絶対値）との差
が零、ないし上記例のようにＸ座標（又はＹ座標）の絶
対値の一割程度以内であれば良い。これにより、本実施
例でも照明光量の損失や照度均一性の低下を防ぎつつ、
Ｘ方向パターンとＹ方向パターンとの各々に対してほぼ
均等に、かつ焦点深度を増大することが可能となる。こ
こでは図３に示した第１実施例の変形光源フィルターを
そのまま用いて説明を行ったため、縦方向パターンと横
方向パターンとの各々に有効な２次光源は同数となって
いる。しかしながら、本実施例では縦方向パターンと横
方向パターンとに有効な２次光源が同数でなくても良
く、要は上記差が零、ないし一割程度の差以内となって
いれば良い。
光量重心のＸ座標（絶対値）とＹ座標（絶対値）との差
が零、ないし上記例のようにＸ座標（又はＹ座標）の絶
対値の一割程度以内であれば良い。これにより、本実施
例でも照明光量の損失や照度均一性の低下を防ぎつつ、
Ｘ方向パターンとＹ方向パターンとの各々に対してほぼ
均等に、かつ焦点深度を増大することが可能となる。こ
こでは図３に示した第１実施例の変形光源フィルターを
そのまま用いて説明を行ったため、縦方向パターンと横
方向パターンとの各々に有効な２次光源は同数となって
いる。しかしながら、本実施例では縦方向パターンと横
方向パターンとに有効な２次光源が同数でなくても良
く、要は上記差が零、ないし一割程度の差以内となって
いれば良い。
【００２５】ところで、レチクル上の縦方向パターンと
横方向パターンとがより微細化すると、２次光源中の焦
点深度増大に有効な領域（光透過部の光量分布の重心位
置）は図６（Ａ）、（Ｂ）に示した領域ＬＶ、ＬＨより
も外側（光軸ＡＸから離れる方向）へシフトすることに
なる。このような場合には、図５に示すような変形光源
フィルター（８Ｃ）を用いるようにし、図３のフィルタ
ー（８Ａ）に比べてより外側の２次光源を透過させるよ
うにする。一方、縦、横方向パターンのピッチが粗くな
る場合には、図４に示すような変形光源フィルター（８
Ｂ）を用いるようにし、図３のフィルター（８Ａ）に比
べてより内側の２次光源を透過させるようにする。
横方向パターンとがより微細化すると、２次光源中の焦
点深度増大に有効な領域（光透過部の光量分布の重心位
置）は図６（Ａ）、（Ｂ）に示した領域ＬＶ、ＬＨより
も外側（光軸ＡＸから離れる方向）へシフトすることに
なる。このような場合には、図５に示すような変形光源
フィルター（８Ｃ）を用いるようにし、図３のフィルタ
ー（８Ａ）に比べてより外側の２次光源を透過させるよ
うにする。一方、縦、横方向パターンのピッチが粗くな
る場合には、図４に示すような変形光源フィルター（８
Ｂ）を用いるようにし、図３のフィルター（８Ａ）に比
べてより内側の２次光源を透過させるようにする。
【００２６】ここで、図４に示す変形光源フィルター８
Ｂは第１実施例と同様に、縦方向パターンと横方向パタ
ーンとに有効な２次光源が同数となっている。図４の右
上部（光透過部に対応）に着目すると、縦方向パターン
に有効な２次光源は破線７ｅ内の６個、及び２次光源７
Ｖの計８個であり、横方向パターンに有効な２次光源は
破線７ｅ内の６個、及び２次光源７Ｈの計８個である。
このときの光量重心を求めると、その座標位置は（１
８．０、１８．４）となる。
Ｂは第１実施例と同様に、縦方向パターンと横方向パタ
ーンとに有効な２次光源が同数となっている。図４の右
上部（光透過部に対応）に着目すると、縦方向パターン
に有効な２次光源は破線７ｅ内の６個、及び２次光源７
Ｖの計８個であり、横方向パターンに有効な２次光源は
破線７ｅ内の６個、及び２次光源７Ｈの計８個である。
このときの光量重心を求めると、その座標位置は（１
８．０、１８．４）となる。
【００２７】また、図５に示す変形光源フィルター８Ｃ
は第２実施例によるフィルターの一例である。図５の右
上部に着目すると、縦方向パターンに有効な２次光源は
破線７ｅ内の６個、及び２次光源７Ｖの計８個であり、
横方向パターンに有効な２次光源は破線７ｅ内き６個、
及び２次光源７Ｈの計７個である。すなわち、縦方向パ
ターンと横方向パターンとに有効な２次光源は同数とな
っていない。さらに図５では、縦方向パターンと横方向
パターンのいずれにもあまり有効でない２次光源７Ｇが
１個だけ存在している。しかしながら、図５の右上部で
の光量重心を求めると、その座標位置は（２０．４、１
９．２）となる。すなわち、Ｘ座標とＹ座標との絶対値
の差がＸ座標（又はＹ座標）の一割程度以内となってお
り、光量重心としてはＸ方向とＹ方向とでほぼ同等の値
となる。従って、種々のピッチのパターンが混在する実
レチクルであっても、光量損失及び照度均一性の低下を
最小限に抑えつつ、Ｘ方向パターンとＹ方向パターンと
の各々に対して実用上ほぼ均等に焦点深度を増大するこ
とが可能となる。
は第２実施例によるフィルターの一例である。図５の右
上部に着目すると、縦方向パターンに有効な２次光源は
破線７ｅ内の６個、及び２次光源７Ｖの計８個であり、
横方向パターンに有効な２次光源は破線７ｅ内き６個、
及び２次光源７Ｈの計７個である。すなわち、縦方向パ
ターンと横方向パターンとに有効な２次光源は同数とな
っていない。さらに図５では、縦方向パターンと横方向
パターンのいずれにもあまり有効でない２次光源７Ｇが
１個だけ存在している。しかしながら、図５の右上部で
の光量重心を求めると、その座標位置は（２０．４、１
９．２）となる。すなわち、Ｘ座標とＹ座標との絶対値
の差がＸ座標（又はＹ座標）の一割程度以内となってお
り、光量重心としてはＸ方向とＹ方向とでほぼ同等の値
となる。従って、種々のピッチのパターンが混在する実
レチクルであっても、光量損失及び照度均一性の低下を
最小限に抑えつつ、Ｘ方向パターンとＹ方向パターンと
の各々に対して実用上ほぼ均等に焦点深度を増大するこ
とが可能となる。
【００２８】以上の第１、第２実施例では、変形光源フ
ィルターの１つの光透過部に着目すると、Ｘ方向パター
ンとＹ方向パターンの両方に有効な２次光源（図３〜図
５では破線７ｅ内の６個）の他に、少なくとも１つの２
次光源を選択して使用することで、光量損失及び照度均
一性の低下を最小限に抑えるようにした。特に第１実施
例では、Ｘ方向パターンのみに有効な２次光源とＹ方向
のみに有効な２次光源とが同数となるように２次光源を
選択するようにした。一方、第２実施例ではＸ方向パタ
ーンとＹ方向パターンとに有効な２次光源が同数となら
なくても良く、さらにＸ方向パターンとＹ方向パターン
の両方にあまり有効ではない２次光源を選択しても良
い。すなわち、光量重心のＸ座標（絶対値）とＹ座標
（絶対値）とがほぼ等しくなるように２次光源を選択す
るようにした。このため、Ｘ方向パターンとＹ方向パタ
ーンとの各々の焦点深度がほぼ等しく、かつ十分増大す
る変形光源を実現することが可能となる。また、Ｘ方向
パターンとＹ方向パターンとでその転写像に線幅差が生
じることもない。
ィルターの１つの光透過部に着目すると、Ｘ方向パター
ンとＹ方向パターンの両方に有効な２次光源（図３〜図
５では破線７ｅ内の６個）の他に、少なくとも１つの２
次光源を選択して使用することで、光量損失及び照度均
一性の低下を最小限に抑えるようにした。特に第１実施
例では、Ｘ方向パターンのみに有効な２次光源とＹ方向
のみに有効な２次光源とが同数となるように２次光源を
選択するようにした。一方、第２実施例ではＸ方向パタ
ーンとＹ方向パターンとに有効な２次光源が同数となら
なくても良く、さらにＸ方向パターンとＹ方向パターン
の両方にあまり有効ではない２次光源を選択しても良
い。すなわち、光量重心のＸ座標（絶対値）とＹ座標
（絶対値）とがほぼ等しくなるように２次光源を選択す
るようにした。このため、Ｘ方向パターンとＹ方向パタ
ーンとの各々の焦点深度がほぼ等しく、かつ十分増大す
る変形光源を実現することが可能となる。また、Ｘ方向
パターンとＹ方向パターンとでその転写像に線幅差が生
じることもない。
【００２９】ところで、以上の各実施例では変形光源フ
ィルター８をフライアイレンズ７の射出側焦点面に配置
したが、その以外、例えばその共役面（レチクルパター
ンの光学的なフーリエ変換面）近傍に配置しても良い。
また、変形光源フィルターをフライアイレンズ７の入射
面（レチクルパターンとほぼ共役な面）近傍に配置して
も良い。さらに、変形光源フィルターの遮光部（８Ａ
等）を減光部としても良い。尚、変形光源フィルターを
液晶表示素子やエレクトロクロミック素子等を用いた可
変絞りとしても構わない。
ィルター８をフライアイレンズ７の射出側焦点面に配置
したが、その以外、例えばその共役面（レチクルパター
ンの光学的なフーリエ変換面）近傍に配置しても良い。
また、変形光源フィルターをフライアイレンズ７の入射
面（レチクルパターンとほぼ共役な面）近傍に配置して
も良い。さらに、変形光源フィルターの遮光部（８Ａ
等）を減光部としても良い。尚、変形光源フィルターを
液晶表示素子やエレクトロクロミック素子等を用いた可
変絞りとしても構わない。
【００３０】また、図１の装置では１組のフライアイレ
ンズのみを配置していたが、例えば特開昭６３−６６５
５３号公報に開示されているように２組のフライアイレ
ンズを直列配置しても良い。この場合、本発明による変
形光源フィルターは、１段目（光源側）のフライアイレ
ンズ、又は２段目（レチクル側）のフライアイレンズの
入射側面、あるいは射出側面のいずれに配置しても良
い。尚、２段目のフライアイレンズの射出側面近傍に変
形光源フィルターを配置するときは、各レンズエレメン
トの射出面に形成される複数（１段目のフライアイレン
ズのレンズエレメントの本数に対応）の３次光源を、先
の実施例と全く同様にエレメント単位で遮光（又は減
光）することになる。
ンズのみを配置していたが、例えば特開昭６３−６６５
５３号公報に開示されているように２組のフライアイレ
ンズを直列配置しても良い。この場合、本発明による変
形光源フィルターは、１段目（光源側）のフライアイレ
ンズ、又は２段目（レチクル側）のフライアイレンズの
入射側面、あるいは射出側面のいずれに配置しても良
い。尚、２段目のフライアイレンズの射出側面近傍に変
形光源フィルターを配置するときは、各レンズエレメン
トの射出面に形成される複数（１段目のフライアイレン
ズのレンズエレメントの本数に対応）の３次光源を、先
の実施例と全く同様にエレメント単位で遮光（又は減
光）することになる。
【００３１】さらに、以上の各実施例ではフライアイレ
ンズの外形を規定する遮光部（外形絞り）を示していな
かったが、迷光の遮光等のために当該遮光部を設けても
良い。このとき、遮光部はそのエッジ部がレンズエレメ
ントの配列に倣うように形成すると良い。また、この遮
光部によって２次光源のいくつかを遮光するようにして
も構わない。尚、図１に示した投影露光装置の露光用光
源１は水銀ランプ以外、例えばエキシマレーザ、金属蒸
気レーザやＹＡＧレーザ等の高調波、Ｘ線等を用いても
構わない。
ンズの外形を規定する遮光部（外形絞り）を示していな
かったが、迷光の遮光等のために当該遮光部を設けても
良い。このとき、遮光部はそのエッジ部がレンズエレメ
ントの配列に倣うように形成すると良い。また、この遮
光部によって２次光源のいくつかを遮光するようにして
も構わない。尚、図１に示した投影露光装置の露光用光
源１は水銀ランプ以外、例えばエキシマレーザ、金属蒸
気レーザやＹＡＧレーザ等の高調波、Ｘ線等を用いても
構わない。
【００３２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、変形光源
フィルターの形状をフライアイ型インテグレータのレン
ズエレメントの配列に応じて最適化したので、照明光量
の損失や照度均一性の低下等を抑えつつ、縦方向パター
ンと横方向パターンとの両方の焦点深度をほぼ等しく、
かつ共に増大することが可能となる。
フィルターの形状をフライアイ型インテグレータのレン
ズエレメントの配列に応じて最適化したので、照明光量
の損失や照度均一性の低下等を抑えつつ、縦方向パター
ンと横方向パターンとの両方の焦点深度をほぼ等しく、
かつ共に増大することが可能となる。
【図１】本発明の実施例による投影露光装置の概略的な
構成を示す図。
構成を示す図。
【図２】図１中のレチクル、及びフライアイレンズの構
成を示す図。
成を示す図。
【図３】本発明の第１実施例による変形光源フィルター
の具体的な構成を示す図。
の具体的な構成を示す図。
【図４】図３に示した変形光源フィルターの変形例を示
す図。
す図。
【図５】本発明の第２実施例による変形光源フィルター
の具体的な構成を示す図。
の具体的な構成を示す図。
【図６】縦方向パターンと横方向パターンとの各々に有
効な２次光源を説明する図。
効な２次光源を説明する図。
７ フライアイレンズ ８ 変形光源フィルター ８Ａ〜８Ｃ 遮光部
───────────────────────────────────────────────────── 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 G03F 7/20
Claims (25)
- 【請求項１】 光源からの照明光をマスク上の長方形エ
リアに照射する照明光学系と、前記マスクのパターンの
像を感光基板に結像投影する投影光学系とを備えた投影
露光装置において、前記エリアに対応して端面形状がほぼ長方形となる複数
の光学エレメントを備えると共に 前記照明光学系内の前
記マスクのパターン面に対するフーリエ変換面もしくは
その近傍面に光源像を形成するフライアイ型インテグレ
ータを有し、かつ前記照明光学系の光軸から偏心した複
数の局所領域内にそれぞれ複数の光源像を分布させると
ともに、前記パターン中で互いに直交する方向に延びた
第１パターンと第２パターンとでその焦点深度に寄与す
る光源像の数を前記各局所領域内で同程度とする照度均
一化部材を備えたことを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項２】 前記照度均一化部材は、前記各局所領域
内で前記第１及び第２パターンの両方に有効な複数の光
源像に加えて少なくとも１つの光源像を前記マスクの照
明に用いることを特徴とする請求項１に記載の投影露光
装置。 - 【請求項３】 前記照度均一化部材は、前記第１及び第
２パターンの一方のみに有効な光源像を前記第１及び第
２パターンで同数として前記マスクの照明に用いること
を特徴する請求項２に記載の投影露光装置。 - 【請求項４】 前記照度均一化部材は、前記各局所領域
内で前記第１パターンに有効な光源像の数とあまり有効
でない光源像の数との比と、前記第２パターンに有効な
光源像の数とあまり有効でない光源像の数との比とをほ
ぼ等しくすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか
一項に記載の投影露光装置。 - 【請求項５】 前記照度均一化部材は、前記照明光学系
の光軸を座標原点とした直交座標系ＸＹを規定したと
き、前記各局所領域内での光量重心の前記直交座標系Ｘ
Ｙ上における座標位置の絶対値をＸ方向とＹ方向とでほ
ぼ等しくすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
一項に記載の投影露光装置。 - 【請求項６】 光源からの照明光をマスク上の長方形エ
リアに照射する照明光学系と、前記マスクのパターンの
像を感光基板に結像投影する投影光学系とを備えた投影
露光装置において、前記エリアに対応して端面形状がほぼ長方形となる複数
の光学エレメントを備 えると共に 前記照明光学系内の前
記マスクのパターン面に対するフーリエ変換面もしくは
その近傍面に光源像を形成するフライアイ型インテグレ
ータを有し、かつ前記照明光学系の光軸から偏心した複
数の局所領域内にそれぞれ複数の光源像を分布させると
ともに、前記照明光学系の光軸を座標原点とした直交座
標系ＸＹを規定したとき、前記各局所領域内での光量重
心の前記直交座標系ＸＹ上における座標位置の絶対値を
Ｘ方向とＹ方向とで同程度とする照度均一化部材を備え
たことを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項７】 前記照度均一化部材は、前記Ｘ方向の座
標位置の絶対値と前記Ｙ方向の座標位置の絶対値との差
をその一方の絶対値の一割程度以内とすることを特徴と
する請求項５又は６に記載の投影露光装置。 - 【請求項８】 前記照度均一化部材は、前記感光基板上
に転写すべきパターンに応じて前記各局所領域内での光
量重心と前記照明光学系の光軸との距離を変更可能であ
ることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載
の投影露光装置。 - 【請求項９】 前記照度均一化部材は、前記複数の局所
領域を規定するために、前記照明光学系の光軸で直交す
る２つの帯状の遮光部、又は減光部を有することを特徴
とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の投影露光装
置。 - 【請求項１０】 前記２つの帯状の遮光部、又は減光部
は互いに形状が異なることを特徴とする請求項９に記載
の投影露光装置。 - 【請求項１１】 前記２つの帯状の遮光部、又は減光部
はその少なくとも一方で幅が段階的に変化することを特
徴とする請求項９又は１０に記載の投影露光装置。 - 【請求項１２】 前記２つの帯状の遮光部、又は減光部
は、液晶表示素子又はエレクトロクロミック素子で構成
されていることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか
一項に記載の投影露光装置。 - 【請求項１３】 前記照度均一化部材は、前記フライア
イ型インテグレータの入射面又は射出面に配置される絞
り部材を有することを特徴とする請求項１〜１２のいず
れか一項に記載の投影露光装置。 - 【請求項１４】 前記絞り部材は、前記フライアイ型イ
ンテグレータを構成する複数の光学エレメントの配列に
倣ってその形状が規定されることを特徴とする請求項１
３に記載の投影露光装置。 - 【請求項１５】 光源からの照明光をマスクに照射する
照明光学系と、前記マスクのパターンの像を感光基板に
結像投影する投影光学系とを備えた投影露光装置におい
て、 前記照明光学系内の前記マスクのパターン面に対するフ
ーリエ変換面もしくはその近傍面上で光軸から偏心した
複数の局所領域内にそれぞれ２次光源を形成し、かつ前
記パターン中で互いに直交する方向に延びた第１パター
ンと第２パターンとでその結像に対する前記各２次光源
の寄与を同程度とするために、前記照明光学系の光軸で
直交する２つの帯状の遮光部又は減光部を有する絞り部
材を備え、前記２つの帯状の遮光部又は減光部はその少
なくとも一方で幅が段階的に変化するとともに、互いに
形状が異なることを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項１６】 前記照明光が照射される前記マスク上
のエリアは長方形で、前記２次光源を形成するフライア
イ型インテグレータは、前記エリアに対応して端面形状
がほぼ長方形となる複数の光学エレメントを有すること
を特徴とする請求項１５に記載の投影露光装置。 - 【請求項１７】 光源からの照明光をマスク上の長方形
エリアに照射する照明光学系と、前記マスクのパターン
の像を感光基板に結像投影する投影光学系とを備えた投
影露光装置において、 前記エリアに対応して端面形状がほぼ長方形となる複数
の光学エレメントを有するフライアイ型インテグレータ
と、 前記照明光学系内の前記マスクのパターン面に対するフ
ーリエ変換面もしくはその近傍面上で光軸から偏心した
複数の局所領域内にそれぞれ２次光源を分布させるため
に、前記照明光学系の光軸で直交する２つの帯状の遮光
部又は減光部を有する絞り部材とを備え、前記２つの帯
状の遮光部又は減光部はその少なくとも一方で幅が段階
的に変化するとともに、互いに形状が異なることを特徴
とする投影露光装置。 - 【請求項１８】 前記絞り部材は、前記フライアイ型イ
ンテグレータの入射面又は射出面に配置されることを特
徴とする請求項１６又は１７に記載の投影露光装置。 - 【請求項１９】 照明光学系を通して光源からの照明光
でマスク上の長方形エリアを照明し、前記マスクのパタ
ーンの像を感光基板に転写する投影露光方法において、前記エリアに対応して端面形状がほぼ長方形となる複数
の光学エレメントを備えたフライアイ型インテグレータ
を使用して、 前記照明光学系内の前記マスクのパターン
面に対するフーリエ変換面もしくはその近傍面上でその
光軸から偏心した複数の局所領域内にそれぞれ複数の光
源像を分布させるとともに、前記パターン中で互いに直
交する方向に延びた第１パターンと第２パターンとでそ
の焦点深度に寄与する光源像の数を前記各局所領域内で
同程度とすることを特徴とする投影露光方法。 - 【請求項２０】 前記各局所領域内で前記第１及び第２
パターンの両方に有効な複数の光源像に加えて、前記第
１及び第２パターンの一方のみに有効な光源像を前記第
１及び第２パターンで同数として前記マスクの照明に用
いることを特徴する請求項１９に記載の投影露光方法。 - 【請求項２１】 前記照明光学系の光軸を座標原点とし
た直交座標系ＸＹを規定したとき、前記各局所領域内で
の光量重心の前記直交座標系ＸＹ上における座標位置の
絶対値をＸ方向とＹ方向とでほぼ等しくすることを特徴
とする請求項１９又は２０に記載の投影露光方法。 - 【請求項２２】 照明光学系を通して光源からの照明光
でマスクを照明し、前記マスクのパターンの像を感光基
板に結像投影する投影露光方法において、 前記照明光学系内の前記マスクのパターン面に対するフ
ーリエ変換面もしくはその近傍面上で光軸から偏心した
複数の局所領域内にそれぞれ２次光源が形成されるとと
もに、前記パターン中で互いに直交する方向に延びた第
１パターンと第２パターンとでその結像に対する前記各
２次光源の寄与が同程度となるように、前記照明光学系
の光軸で直交し、かつ互いに形状が異なる２つの帯状領
域を遮光、減光するとともに、前記２つの帯状領域の少
なくとも一方でその幅を段階的に変化させることを特徴
とする投影露光方法。 - 【請求項２３】 前記照明光が照射される前記マスク上
のエリアは長方形であり、前記エリアに対応して端面形
状がほぼ長方形となる複数の光学エレメントを有するフ
ライアイ型インテグレータを用いて前記マスクを照明す
ることを特徴とする請求項２２に記載の投影露光方法。 - 【請求項２４】 光源からの照明光が照射されるマスク
上の長方形エリアに対応して各光学エレメントの入射面
形状がほぼ長方形となるフライアイ型インテグレータを
介して前記マスクを照明し、投影光学系を介して前記照
明光で感光基板を露光する投影露光方法において、 前記フライアイ型インテグレータが設けられる照明光学
系内の前記マスクのパターン面に対するフーリエ変換面
もしくはその近傍面上で光軸から偏心した複数の局所領
域内にそれぞれ２次光源が形成されるように、前記照明
光学系の光軸で直交し、かつ互いに形状が異なる２つの
帯状領域を遮光、又は減光するとともに、前記２つの帯
状領域の少なくとも一方でその幅を段階的に変化させる
ことを特徴とする投影露光方法。 - 【請求項２５】 照明光学系を通して光源からの照明光
でマスクを照明し、前記マスクのパターンの像を感光基
板に転写する投影露光方法において、 前記照明光学系内の前記マスクのパターン面に対するフ
ーリエ変換面もしくはその近傍面上でその光軸から偏心
した複数の局所領域内にそれぞれ複数の光源像を分布さ
せるとともに、前記パターン中で互いに直交する方向に
延びた第１パターンと第２パターンとでその焦点深度に
寄与する光源像の数を前記各局所領域内で同程度とする
ように、前記照明光学系の光軸で直交しかつ互いに形状
が異なる２つの帯状領域を遮光、又は減光することを特
徴とする投影露光方法。
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| JP03151193A JP3336390B2 (ja) | 1992-05-26 | 1993-02-22 | 投影露光装置及び方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-132996 | 1992-05-26 | ||
| JP13299692 | 1992-05-26 | ||
| JP03151193A JP3336390B2 (ja) | 1992-05-26 | 1993-02-22 | 投影露光装置及び方法 |
Publications (2)
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| JPH0645221A JPH0645221A (ja) | 1994-02-18 |
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Family
ID=26369989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03151193A Expired - Fee Related JP3336390B2 (ja) | 1992-05-26 | 1993-02-22 | 投影露光装置及び方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3336390B2 (ja) |
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-
1993
- 1993-02-22 JP JP03151193A patent/JP3336390B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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