JPH05251300A - 投影露光装置 - Google Patents
投影露光装置Info
- Publication number
- JPH05251300A JPH05251300A JP4046906A JP4690692A JPH05251300A JP H05251300 A JPH05251300 A JP H05251300A JP 4046906 A JP4046906 A JP 4046906A JP 4690692 A JP4690692 A JP 4690692A JP H05251300 A JPH05251300 A JP H05251300A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diaphragm
- plane
- exposure light
- inner diameter
- outer diameter
- 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.)
- Pending
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
- 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]
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)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体素子製造用の投影露光装置におけるマ
スク照明条件を輪帯（傾斜）照明にする際、輪帯条件の
多様化に対応する。 【構成】 照明光学系内でマスクのパターン面に対して
フーリエ変換の関係にある第１の面に輪帯の外径を規定
する第１の絞りを設け、さらにその第１の面と共役な第
２の面に輪帯の内径を規定する第２の絞りを設ける。
スク照明条件を輪帯（傾斜）照明にする際、輪帯条件の
多様化に対応する。 【構成】 照明光学系内でマスクのパターン面に対して
フーリエ変換の関係にある第１の面に輪帯の外径を規定
する第１の絞りを設け、さらにその第１の面と共役な第
２の面に輪帯の内径を規定する第２の絞りを設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路、液晶
ディスプレイ等の微細回路パターン等の露光転写に使用
される投影露光装置に関するものである。
ディスプレイ等の微細回路パターン等の露光転写に使用
される投影露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の投影露光装置では、解像度を向上
させるために、使用波長の短波長化、投影光学系の大口
径化が進められてきた。しかしながら、使用波長の短波
長化に伴い、焦点深度は急激に減少しつつある。一方で
現在の半導体集積回路においては、被露光体であるウエ
ハ表面が構造上立体的、すなわち高段差に形成される傾
向にあり、より深い焦点深度を持つ投影露光装置が求め
られるようになっている。これに反して、投影光学系の
大口径化は技術的な限界に近くなっている。このような
背景から、最近では照明系が注目され、照明光源の形状
を種々に変形することにより、投影光学系の解像度及び
焦点深度を改善する技術が報告されている。従来の技術
では、レチクルのフーリエ変換面、特にフライアイレン
ズの射出面に固定絞りを加えるのみであった。特に輪帯
状の絞りを付加した輪帯照明では、解像度及び焦点深度
の向上が認められる。
させるために、使用波長の短波長化、投影光学系の大口
径化が進められてきた。しかしながら、使用波長の短波
長化に伴い、焦点深度は急激に減少しつつある。一方で
現在の半導体集積回路においては、被露光体であるウエ
ハ表面が構造上立体的、すなわち高段差に形成される傾
向にあり、より深い焦点深度を持つ投影露光装置が求め
られるようになっている。これに反して、投影光学系の
大口径化は技術的な限界に近くなっている。このような
背景から、最近では照明系が注目され、照明光源の形状
を種々に変形することにより、投影光学系の解像度及び
焦点深度を改善する技術が報告されている。従来の技術
では、レチクルのフーリエ変換面、特にフライアイレン
ズの射出面に固定絞りを加えるのみであった。特に輪帯
状の絞りを付加した輪帯照明では、解像度及び焦点深度
の向上が認められる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】最近、照明系に空間フ
ィルターを配し、輪帯照明等の変形光源を用いることに
より、解像度及び焦点深度を向上させる技術が盛んに提
案されている。輪帯照明を使用する場合、レチクルパタ
ーンに応じてσ値（投影光学系の瞳面積に占める光源像
の面積比）や輪帯比を変更して使用することが望ましい
が、これを絞りによってのみ行う場合、条件に応じた数
量だけの形状の絞りが必要となり、かつそれらをパター
ンに応じて変更しながら使用することになる。但し、そ
の数量は各σ値（輪帯の外径）と輪帯の内径（輪帯比）
との積となり、膨大な量の絞りと交換機構が必要となっ
てしまう。
ィルターを配し、輪帯照明等の変形光源を用いることに
より、解像度及び焦点深度を向上させる技術が盛んに提
案されている。輪帯照明を使用する場合、レチクルパタ
ーンに応じてσ値（投影光学系の瞳面積に占める光源像
の面積比）や輪帯比を変更して使用することが望ましい
が、これを絞りによってのみ行う場合、条件に応じた数
量だけの形状の絞りが必要となり、かつそれらをパター
ンに応じて変更しながら使用することになる。但し、そ
の数量は各σ値（輪帯の外径）と輪帯の内径（輪帯比）
との積となり、膨大な量の絞りと交換機構が必要となっ
てしまう。
【０００４】
【課題を解決する為の手段】そこで本発明においては、
マスク（レチクル）を露光光で照明するための照明光学
系（１〜６、１０、１１、１５〜２０）中に、マスクの
パターン面に対してフーリエ変換の関係にある第１の面
（７）と、この第１の面（７）と共役な第２の面（１
４）とを形成し、第１の面（７）、又はその近傍には、
そこを通る露光光束の外周部を制限する第１の絞り部材
（８；８ａ〜８ｅ）を輪帯の外径絞りとして設け、第２
の面（１４）、又はその近傍には、そこを通る露光光束
の中央部を制限する第２の絞り部材（１２；１２ａ〜１
２ｄ；１２ｇ；１２０〜１２６）を輪帯の内径絞りとし
て設けた。
マスク（レチクル）を露光光で照明するための照明光学
系（１〜６、１０、１１、１５〜２０）中に、マスクの
パターン面に対してフーリエ変換の関係にある第１の面
（７）と、この第１の面（７）と共役な第２の面（１
４）とを形成し、第１の面（７）、又はその近傍には、
そこを通る露光光束の外周部を制限する第１の絞り部材
（８；８ａ〜８ｅ）を輪帯の外径絞りとして設け、第２
の面（１４）、又はその近傍には、そこを通る露光光束
の中央部を制限する第２の絞り部材（１２；１２ａ〜１
２ｄ；１２ｇ；１２０〜１２６）を輪帯の内径絞りとし
て設けた。
【０００５】尚、外径絞りと内径絞りの配列は、光源側
から外径絞り、内径絞りの順、又は光源側から内径絞
り、外径絞りの順のいずれであっても良い。また、各絞
りの径を変えたものを用意しておくときは、外径と内径
の設定で意味のない組み合わせ（全体として全面遮光に
なるもの）を禁止するように制御ユニットを構成してお
くと良い。
から外径絞り、内径絞りの順、又は光源側から内径絞
り、外径絞りの順のいずれであっても良い。また、各絞
りの径を変えたものを用意しておくときは、外径と内径
の設定で意味のない組み合わせ（全体として全面遮光に
なるもの）を禁止するように制御ユニットを構成してお
くと良い。
【０００６】
【作用】本発明においては、照明光学系中に外径絞り
（σ値絞り）と内径絞り（輪帯比絞り）とを独立して有
する。この結果実現できる輪帯照明の条件は両絞りのそ
れぞれで設定可能な条件数の積となる。例えば外径絞り
として径の異なるものを５個、内径絞りとして径の異な
るものを５個用意すれば、５×５＝２５通りの輪帯条件
を実現できる。また、外径絞り、内径絞りをそれぞれ可
変絞りとすれば、任意の輪帯条件を実現することができ
る。
（σ値絞り）と内径絞り（輪帯比絞り）とを独立して有
する。この結果実現できる輪帯照明の条件は両絞りのそ
れぞれで設定可能な条件数の積となる。例えば外径絞り
として径の異なるものを５個、内径絞りとして径の異な
るものを５個用意すれば、５×５＝２５通りの輪帯条件
を実現できる。また、外径絞り、内径絞りをそれぞれ可
変絞りとすれば、任意の輪帯条件を実現することができ
る。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の実施例であって、水銀ランプ
等の光源１を射出した照明光は楕円鏡２、ミラー３、リ
レーレンズ４、及びミラー５を介してフライアイレンズ
６に入射する。フライアイレンズ６の射出面は、レチク
ル２１のパターン面２２に対して光学的にフーリエ変換
の関係となる面７の近傍に配置される。ここに外径絞り
（σ値絞り）８を設ける。外径絞り８を通過した照明光
（図１中の破線はフライアイレンズ６の軸上の１つの点
光源からの光束を表す）は、リレーレンズ１０、１１に
よって面１４にリレーされ、さらにレンズ系１６、レチ
クルブラインド１７、レンズ系１８、ミラー１９、コン
デンサーレンズ２０等によりレチクル２１に導かれる。
ここで、外径絞り８の面７は投影光学系２３の瞳面（レ
チクル２１に対してフーリエ変換の関係となる面）ＥＰ
とほぼ共役に配置される。
等の光源１を射出した照明光は楕円鏡２、ミラー３、リ
レーレンズ４、及びミラー５を介してフライアイレンズ
６に入射する。フライアイレンズ６の射出面は、レチク
ル２１のパターン面２２に対して光学的にフーリエ変換
の関係となる面７の近傍に配置される。ここに外径絞り
（σ値絞り）８を設ける。外径絞り８を通過した照明光
（図１中の破線はフライアイレンズ６の軸上の１つの点
光源からの光束を表す）は、リレーレンズ１０、１１に
よって面１４にリレーされ、さらにレンズ系１６、レチ
クルブラインド１７、レンズ系１８、ミラー１９、コン
デンサーレンズ２０等によりレチクル２１に導かれる。
ここで、外径絞り８の面７は投影光学系２３の瞳面（レ
チクル２１に対してフーリエ変換の関係となる面）ＥＰ
とほぼ共役に配置される。
【０００８】本実施例では、外径絞り８を設ける面７と
光学的に共役な位置である面１４近傍に内径絞り１２を
設けるようにした。外径絞り８と内径絞り１２とを個別
に制御、交換することで、レチクルパターン面２２へ達
する照明光を、種々の輪帯照明の条件とすることができ
る。図１中の外径絞り８は、駆動部９によりターレット
式に数種類の径の絞りと交換可能である。この外径絞り
８の一例を図２（ａ）に示す。
光学的に共役な位置である面１４近傍に内径絞り１２を
設けるようにした。外径絞り８と内径絞り１２とを個別
に制御、交換することで、レチクルパターン面２２へ達
する照明光を、種々の輪帯照明の条件とすることができ
る。図１中の外径絞り８は、駆動部９によりターレット
式に数種類の径の絞りと交換可能である。この外径絞り
８の一例を図２（ａ）に示す。
【０００９】図２（ａ）は４つの外径絞り８ａ〜８ｄが
配置されたターレット８の構成の一例であり、斜線部は
遮光部材を表す。また、絞り８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄは
それぞれ径の異なる開口部として形成される。図２
（ｂ）は、外径絞り８ｅを連続可変としたものであり、
駆動部９ｅにより可変となる。構造はカメラレンズに使
われるような虹彩絞りであれば良い。
配置されたターレット８の構成の一例であり、斜線部は
遮光部材を表す。また、絞り８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄは
それぞれ径の異なる開口部として形成される。図２
（ｂ）は、外径絞り８ｅを連続可変としたものであり、
駆動部９ｅにより可変となる。構造はカメラレンズに使
われるような虹彩絞りであれば良い。
【００１０】図１に示した内径絞り１２の一例を図３に
示す。ここでも内径絞り１２ａ〜１２ｄはターレット状
に４つ並んでおり、同図中の斜線部は遮光部材である。
ターレットの材質を透明基板とし、金属膜等の遮光膜を
斜線部の如くパターニングする。あるいは、各絞りを図
３（ｂ）の如き構成としても良い。この場合、遮光材質
をプレスやエッチング等でくり抜くだけで絞り１２ｆの
形状を作ることができる。ここで１２ｇは中央の遮光部
であり、１２ｈは中央遮光部１２ｇを結ぶ支持部であ
る。
示す。ここでも内径絞り１２ａ〜１２ｄはターレット状
に４つ並んでおり、同図中の斜線部は遮光部材である。
ターレットの材質を透明基板とし、金属膜等の遮光膜を
斜線部の如くパターニングする。あるいは、各絞りを図
３（ｂ）の如き構成としても良い。この場合、遮光材質
をプレスやエッチング等でくり抜くだけで絞り１２ｆの
形状を作ることができる。ここで１２ｇは中央の遮光部
であり、１２ｈは中央遮光部１２ｇを結ぶ支持部であ
る。
【００１１】図４は内径絞り１２の別の例であって、円
形遮光部の中心部１２０より６枚の羽根状遮光部１２１
〜１２６を付加したものであり、羽根状遮光部１２１〜
１２６は回転軸１３１〜１３６を中心として回転可能で
ある。また、不図示の駆動部によりこの羽根を回転する
ことで、内径絞りの径を可変とすることができる。尚、
中心部１２０は図３（ｂ）と同様に支持部材１２ｈによ
り保持すれば良い。また、図３（ａ）中のターレットの
うちの１つは、中心部の遮光部がないものであっても良
い。これにより、通常照明系（輪帯でない照明光分布）
に切り換えることもできる。
形遮光部の中心部１２０より６枚の羽根状遮光部１２１
〜１２６を付加したものであり、羽根状遮光部１２１〜
１２６は回転軸１３１〜１３６を中心として回転可能で
ある。また、不図示の駆動部によりこの羽根を回転する
ことで、内径絞りの径を可変とすることができる。尚、
中心部１２０は図３（ｂ）と同様に支持部材１２ｈによ
り保持すれば良い。また、図３（ａ）中のターレットの
うちの１つは、中心部の遮光部がないものであっても良
い。これにより、通常照明系（輪帯でない照明光分布）
に切り換えることもできる。
【００１２】尚、上記実施例で各絞り部材の遮光部は露
光光に対する透過率を零として考えたが、必ずしも零で
ある必要はなく、透過部に対して１／５以下程度の透過
率をもっていても良い。
光光に対する透過率を零として考えたが、必ずしも零で
ある必要はなく、透過部に対して１／５以下程度の透過
率をもっていても良い。
【００１３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、輪帯状の
絞りを外径規定部と内径規定部とに分け、それぞれを互
いに共役な面近傍に設けることにより、少ない種類の絞
りの組み合わせにより、各種の輪帯条件を得ることがで
きる。また、各絞りを可変とするための動作スペース
は、各絞りを別々の位置に設置するために得られるもの
であり、本発明の効果をより一層引き出すことができ
る。このように種々の輪帯条件（σ値、輪帯比）を実現
することにより、より多種のレチクルパターンに対して
それぞれ最適な照明条件を実現し、高解像度と大焦点深
度とが得られた状態で感光基板（ウエハ２４等）上にパ
ターンを投影露光することができる。
絞りを外径規定部と内径規定部とに分け、それぞれを互
いに共役な面近傍に設けることにより、少ない種類の絞
りの組み合わせにより、各種の輪帯条件を得ることがで
きる。また、各絞りを可変とするための動作スペース
は、各絞りを別々の位置に設置するために得られるもの
であり、本発明の効果をより一層引き出すことができ
る。このように種々の輪帯条件（σ値、輪帯比）を実現
することにより、より多種のレチクルパターンに対して
それぞれ最適な照明条件を実現し、高解像度と大焦点深
度とが得られた状態で感光基板（ウエハ２４等）上にパ
ターンを投影露光することができる。
【図１】本発明の実施例による投影露光装置の構成を示
す図。
す図。
【図２】輪帯の外径を制限する絞りの構成を示す図。
【図３】輪帯の内径を制限する絞りの構成を示す図。
【図４】輪帯の内径をほぼ連続的に可変とした絞りの構
成を示す図。
成を示す図。
１ 光源 ６ フライアイレンズ ７ フーリエ変換面 ８ 外径絞り １０、１１ リレーレンズ系 １２ 内径絞り １４ フーリエ変換面 １５、１９ ミラー １７ レチクルブラインド ２０ コンデンサーレンズ ２１ レチクル ２３ 投影光学系 ２４ ウエハ
Claims (3)
- 【請求項１】 所定のパターンが形成されたマスクを露
光光で照明し、該マスクのパターンを投影光学系を介し
て感光基板上に結像投影する装置において、 前記マスクのパターン面に対して光学的なフーリエ変換
の関係にある第１の面と、該第１の面と共役な第２の面
とを有し、光源からの露光光を前記マスクに照射する照
明光学系と；前記第１の面、又はその近傍に配置され
て、露光光の外周部を制限する第１の絞り部材と；前記
第２の面、又はその近傍に配置されて、露光光の中央部
を制限する第２の絞り部材とを備えたことを特徴とする
投影露光装置。 - 【請求項２】 前記第１の面と第２の面をともに前記投
影光学系の瞳面とほぼ共役に配置したことを特徴とする
請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 前記第１の絞り部材と第２の絞り部材
は、前記露光光を制限する領域の径が異なる複数の絞り
部材、もしくは該領域の径を可変とした可変絞り部材の
いずれか一方で構成されることを特徴とする請求項１、
又は請求項２に記載の装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4046906A JPH05251300A (ja) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | 投影露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4046906A JPH05251300A (ja) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | 投影露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05251300A true JPH05251300A (ja) | 1993-09-28 |
Family
ID=12760403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4046906A Pending JPH05251300A (ja) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | 投影露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05251300A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0687956A1 (de) | 1994-06-17 | 1995-12-20 | Carl Zeiss | Beleuchtungseinrichtung |
-
1992
- 1992-03-04 JP JP4046906A patent/JPH05251300A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0687956A1 (de) | 1994-06-17 | 1995-12-20 | Carl Zeiss | Beleuchtungseinrichtung |
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