JPH05299321A - 投影型露光装置 - Google Patents
投影型露光装置Info
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- JPH05299321A JPH05299321A JP5009589A JP958993A JPH05299321A JP H05299321 A JPH05299321 A JP H05299321A JP 5009589 A JP5009589 A JP 5009589A JP 958993 A JP958993 A JP 958993A JP H05299321 A JPH05299321 A JP H05299321A
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- optical system
- variable
- aperture
- exposure
- projection
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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]
-
- 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
- G03F7/70225—Optical aspects of catadioptric systems, i.e. comprising reflective and refractive elements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 照明光学系と投影光学系の各々について可変
絞りを具備した投影型露光装置において、各可変絞りに
より開口数を設定する場合に、照明光学系側の可変絞り
を通過した直接光が投影光学系側の可変絞りに当った状
態で露光が行なわれることにより発生する弊害を防止し
た投影型露光装置を提供する。 【構成】 レチクル５１を照射する照明系と、該レチク
ルの投影像を被転写基板５２上に結像させる投影光学系
４１と、前記照明系内に設けた前記レチクルに対する照
射光集光用光学系の開口数を可変とする第１の可変絞り
手段４４と、前記投影光学系内に設けた該光学系の開口
数を可変とする第２の可変絞り手段４２とを備えた投影
型露光装置において、前記第１の可変絞り手段を通過し
た０次回折光が全て前記第２の可変絞り手段の開口内を
通過するように、前記第１および第２の可変絞り手段に
より前記各開口数が設定された場合以外は露光動作を禁
止するための制限手段７を具備する。
絞りを具備した投影型露光装置において、各可変絞りに
より開口数を設定する場合に、照明光学系側の可変絞り
を通過した直接光が投影光学系側の可変絞りに当った状
態で露光が行なわれることにより発生する弊害を防止し
た投影型露光装置を提供する。 【構成】 レチクル５１を照射する照明系と、該レチク
ルの投影像を被転写基板５２上に結像させる投影光学系
４１と、前記照明系内に設けた前記レチクルに対する照
射光集光用光学系の開口数を可変とする第１の可変絞り
手段４４と、前記投影光学系内に設けた該光学系の開口
数を可変とする第２の可変絞り手段４２とを備えた投影
型露光装置において、前記第１の可変絞り手段を通過し
た０次回折光が全て前記第２の可変絞り手段の開口内を
通過するように、前記第１および第２の可変絞り手段に
より前記各開口数が設定された場合以外は露光動作を禁
止するための制限手段７を具備する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子や液晶装置
製造等において用いられる投影型露光装置に関し、特
に、その光学系の改良に関するものである。
製造等において用いられる投影型露光装置に関し、特
に、その光学系の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ステッパー等として知られる投影型露光
装置においては、所定の回路形成用パターンが形成され
たレチクルあるいはマスク等の原版（以下単にレチクル
という。）に照明光を照射し、パターンの投影像をフォ
トレジストが塗布された基板（例えばウエハ）上に露光
転写する。近年の半導体素子は、パターン寸法が微細
化、高密度化し、パターンに応じて焦点深度、解像力、
転写精度等の光学的条件、あるいは露光転写条件に関し
厳しい要求が課されている。
装置においては、所定の回路形成用パターンが形成され
たレチクルあるいはマスク等の原版（以下単にレチクル
という。）に照明光を照射し、パターンの投影像をフォ
トレジストが塗布された基板（例えばウエハ）上に露光
転写する。近年の半導体素子は、パターン寸法が微細
化、高密度化し、パターンに応じて焦点深度、解像力、
転写精度等の光学的条件、あるいは露光転写条件に関し
厳しい要求が課されている。
【０００３】また、半導体素子の機能細分化等に伴う多
品種少量生産化により、同一ウエハ上の各チップに異な
るパターンを露光する場合があり、この場合、連続した
露光工程中でレチクルを交換しなければならない。また
回路の複雑化に伴い、多数層にわたって露光を繰り返さ
なければならず、この場合にも各層の露光パターンは異
なる。このように異なるパターンを用いる毎に前述のよ
うな光学的条件等についての厳しい要求を満たさなけれ
ばならない。
品種少量生産化により、同一ウエハ上の各チップに異な
るパターンを露光する場合があり、この場合、連続した
露光工程中でレチクルを交換しなければならない。また
回路の複雑化に伴い、多数層にわたって露光を繰り返さ
なければならず、この場合にも各層の露光パターンは異
なる。このように異なるパターンを用いる毎に前述のよ
うな光学的条件等についての厳しい要求を満たさなけれ
ばならない。
【０００４】このような要求に対処するため、照明光を
レチクル上に集光してレチクルを照射するための照明光
学系とレチクルの投影像をウエハ上に結像させるための
投影光学系の各々の瞳面に可変開口絞りを設け、各絞り
をそれぞれ適当な絞り量に調整して設定することにより
照明光学系および投影光学系の開口数を前記要求を満た
すための最適な値に設定する投影型露光装置が考えられ
ていた。
レチクル上に集光してレチクルを照射するための照明光
学系とレチクルの投影像をウエハ上に結像させるための
投影光学系の各々の瞳面に可変開口絞りを設け、各絞り
をそれぞれ適当な絞り量に調整して設定することにより
照明光学系および投影光学系の開口数を前記要求を満た
すための最適な値に設定する投影型露光装置が考えられ
ていた。
【０００５】このような可変絞り機構を備えた投影型露
光装置の概略構成を図８に示す。光源（図示しない）か
らの照明光は適当に整形され、平行光束となってフライ
アイレンズ４３を通過し照明光が均一化される。光束は
さらにフィールドレンズ４５およびコンデンサーレンズ
４６を介して集光されパターン原画が描かれているレチ
クル５１を均一化された照度分布で照射する。このレチ
クル５１のパターンの投影像は投影レンズ等からなる投
影光学系４１によりウエハ５２上に結像される。
光装置の概略構成を図８に示す。光源（図示しない）か
らの照明光は適当に整形され、平行光束となってフライ
アイレンズ４３を通過し照明光が均一化される。光束は
さらにフィールドレンズ４５およびコンデンサーレンズ
４６を介して集光されパターン原画が描かれているレチ
クル５１を均一化された照度分布で照射する。このレチ
クル５１のパターンの投影像は投影レンズ等からなる投
影光学系４１によりウエハ５２上に結像される。
【０００６】フライアイレンズ４３の出口部には、矢印
Ｄのように開口の大きさを加減調整可能な第１の可変絞
り（開口絞り）４４が設けられ、照明光学系の開口数
（ＮＡｉ）を適当な値に設定する。また、投影光学系４
１内に位置する瞳面には、矢印Ｅのように開口の大きさ
を加減調整可能な第２の可変絞り（開口絞り）４２が設
けられ、投影光学系４１の開口数（ＮＡｐ）を適当な値
に設定する。
Ｄのように開口の大きさを加減調整可能な第１の可変絞
り（開口絞り）４４が設けられ、照明光学系の開口数
（ＮＡｉ）を適当な値に設定する。また、投影光学系４
１内に位置する瞳面には、矢印Ｅのように開口の大きさ
を加減調整可能な第２の可変絞り（開口絞り）４２が設
けられ、投影光学系４１の開口数（ＮＡｐ）を適当な値
に設定する。
【０００７】ここで、照明光学系の開口数ＮＡｉは、Ｎ
Ａｉ＝ｓｉｎθIで与えられる。また、投影光学系４１
の開口数ＮＡｐは、ＮＡｐ＝ｓｉｎθWで与えられる。
即ち、第１の可変絞り４４の調整により、レチクル５１
に対する照明光束の開き角が加減調整され、これにより
照明光学系について所望の開口数を設定することができ
る。また、第２の可変絞り４２の調整により、ウエハ５
２に対する投影露光光束の開口角（＝２θW）が加減調
整され、これにより投影光学系について所望の開口数を
設定することができる。
Ａｉ＝ｓｉｎθIで与えられる。また、投影光学系４１
の開口数ＮＡｐは、ＮＡｐ＝ｓｉｎθWで与えられる。
即ち、第１の可変絞り４４の調整により、レチクル５１
に対する照明光束の開き角が加減調整され、これにより
照明光学系について所望の開口数を設定することができ
る。また、第２の可変絞り４２の調整により、ウエハ５
２に対する投影露光光束の開口角（＝２θW）が加減調
整され、これにより投影光学系について所望の開口数を
設定することができる。
【０００８】一方、要求される露光光学条件を満たすた
めの重要なファクターとして、分解能に関する指標とし
て解像力Ｒおよび焦点深度ＤＯＦがある。これらはそれ
ぞれ、Ｒ＝ｋ1×λ／ＮＡｐ、ＤＯＦ＝ｋ2×λ／（２Ｎ
Ａｐ2）で表される。ｋ1びｋ 2は定数であり、λは露光
用照明光の波長である。λは使用する照明光により一定
に定まる。従って、分解能を高める（Ｒを小さくする）
ためには、レーザ光等の波長の短い光を用いるとともに
開口数ＮＡｐを大きくすることが望ましい。しかしなが
ら、開口数ＮＡｐを大きくすると、その２乗に逆比例し
て焦点深度ＤＯＦが小さくなり、ウエハ上での露光すべ
き面と結像面との位置調整が困難になる等の問題が生ず
る。逆に焦点深度を大きくするために、開口数ＮＡｐを
小さくすればＲ値が大きくなり分解能（解像力）が低下
する。従って、パターン露光を行なうに先立って、露光
装置の各光学系の開口数を設定する場合には、各パター
ン毎に分解能や焦点深度の要求度を考慮し、さらにパタ
ーンに応じ各種露光条件やレチクルおよびウエハ等の条
件を考慮して、前述の照明光学系および投影光学系の開
口数ＮＡｉ、ＮＡｐの組合せについて最適な値を設定し
なければならない。
めの重要なファクターとして、分解能に関する指標とし
て解像力Ｒおよび焦点深度ＤＯＦがある。これらはそれ
ぞれ、Ｒ＝ｋ1×λ／ＮＡｐ、ＤＯＦ＝ｋ2×λ／（２Ｎ
Ａｐ2）で表される。ｋ1びｋ 2は定数であり、λは露光
用照明光の波長である。λは使用する照明光により一定
に定まる。従って、分解能を高める（Ｒを小さくする）
ためには、レーザ光等の波長の短い光を用いるとともに
開口数ＮＡｐを大きくすることが望ましい。しかしなが
ら、開口数ＮＡｐを大きくすると、その２乗に逆比例し
て焦点深度ＤＯＦが小さくなり、ウエハ上での露光すべ
き面と結像面との位置調整が困難になる等の問題が生ず
る。逆に焦点深度を大きくするために、開口数ＮＡｐを
小さくすればＲ値が大きくなり分解能（解像力）が低下
する。従って、パターン露光を行なうに先立って、露光
装置の各光学系の開口数を設定する場合には、各パター
ン毎に分解能や焦点深度の要求度を考慮し、さらにパタ
ーンに応じ各種露光条件やレチクルおよびウエハ等の条
件を考慮して、前述の照明光学系および投影光学系の開
口数ＮＡｉ、ＮＡｐの組合せについて最適な値を設定し
なければならない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】図７は、前述の投影光
学系４１の瞳面、即ち可変絞り４２が設置された面に於
ける照明光学系のフライアイレンズ４３からの直接光
（０次回折光）の分布を説明するための絞り開口面の平
面図である。一点鎖線で表した内側の円周１１は第１の
可変絞り４４の開口の内周を示し、実線で表した外側の
円周１２は第２の可変絞り４２の開口の内周を示す。第
１の可変絞りの開口の円周１１内には、フライアイレン
ズ４３の各フライアイの像１３が全面均一に分布する。
この内側の円周１１は、第１の可変絞り４４の絞り口径
を増減することにより矢印Ａで示す範囲内で伸縮する。
また、外側の円周１２は、第２の可変絞り４２の絞り口
径を増減することにより矢印Ｂで示す範囲内で伸縮す
る。
学系４１の瞳面、即ち可変絞り４２が設置された面に於
ける照明光学系のフライアイレンズ４３からの直接光
（０次回折光）の分布を説明するための絞り開口面の平
面図である。一点鎖線で表した内側の円周１１は第１の
可変絞り４４の開口の内周を示し、実線で表した外側の
円周１２は第２の可変絞り４２の開口の内周を示す。第
１の可変絞りの開口の円周１１内には、フライアイレン
ズ４３の各フライアイの像１３が全面均一に分布する。
この内側の円周１１は、第１の可変絞り４４の絞り口径
を増減することにより矢印Ａで示す範囲内で伸縮する。
また、外側の円周１２は、第２の可変絞り４２の絞り口
径を増減することにより矢印Ｂで示す範囲内で伸縮す
る。
【００１０】通常、第１の可変絞りの円周１１は、第２
の可変絞りの円周１２に対し、σ値が約０．５から０．
７程度となるように内側に設定される。即ち、第１の可
変絞り４４を通過したフライアイレンズ４３（２次光
源）からの照明光のうちレチクル５１を透過した直接光
（０次回折光）が全て第２の可変絞り４２の開口内を通
過するように各可変絞りの絞り量を調整して、照明光学
系および投影光学系の開口数を設定する。ここで、σ値
とは、投影露光の倍率をαとしたときσ＝ＮＡｉ×α／
ＮＡｐで表され、図７においては、投影光学系の絞りの
口径（円周１２）に対する照明光学系の絞りの口径の像
（円周１１）の大きさの割合を示すものと見てよい。
の可変絞りの円周１２に対し、σ値が約０．５から０．
７程度となるように内側に設定される。即ち、第１の可
変絞り４４を通過したフライアイレンズ４３（２次光
源）からの照明光のうちレチクル５１を透過した直接光
（０次回折光）が全て第２の可変絞り４２の開口内を通
過するように各可変絞りの絞り量を調整して、照明光学
系および投影光学系の開口数を設定する。ここで、σ値
とは、投影露光の倍率をαとしたときσ＝ＮＡｉ×α／
ＮＡｐで表され、図７においては、投影光学系の絞りの
口径（円周１２）に対する照明光学系の絞りの口径の像
（円周１１）の大きさの割合を示すものと見てよい。
【００１１】しかしながら、前述のように、各露光パタ
ーンに応じて照明光学系および投影光学系についてそれ
ぞれ最適な開口数を各別々に可変絞り４４、４２の調整
により設定すると、各絞りの可動範囲Ａ、Ｂが矢印Ｃで
示す範囲で重複するため、照明光学系側の絞りの円周１
１が、投影光学系側の絞りの円周１２より大きくなるよ
うに設定してしまう場合がある。この状態は前述の開口
数を用いて以下の数式で表される。
ーンに応じて照明光学系および投影光学系についてそれ
ぞれ最適な開口数を各別々に可変絞り４４、４２の調整
により設定すると、各絞りの可動範囲Ａ、Ｂが矢印Ｃで
示す範囲で重複するため、照明光学系側の絞りの円周１
１が、投影光学系側の絞りの円周１２より大きくなるよ
うに設定してしまう場合がある。この状態は前述の開口
数を用いて以下の数式で表される。
【００１２】
【数１】ＮＡｐ＜ＮＡｉ×α このような状態においては、第１の可変絞り４４で絞り
調整された光束の一部が第２の可変絞り４２により遮光
されるため、光学的に無意味となるばかりでなく、以下
のような問題を生ずる。即ち、絞りの各羽根には反射防
止用の塗装が施されているが、第２の可変絞り４２に当
った光の一部は反射散乱し、フレアとなって露光性能や
品質を低下させる原因になる。また、特にエキシマレー
ザのような遠紫外波長域のレーザが露光光源に使用され
ている場合には、エネルギー密度の高い直接光が絞りの
羽根表面に集光するため、羽根表面の塗装を劣化させ塗
装剥離や昇華その他の化学変化を引起こし、塗装剤が他
の光学部材に付着しその機能に悪影響を及ぼす等の弊害
が発生する。
調整された光束の一部が第２の可変絞り４２により遮光
されるため、光学的に無意味となるばかりでなく、以下
のような問題を生ずる。即ち、絞りの各羽根には反射防
止用の塗装が施されているが、第２の可変絞り４２に当
った光の一部は反射散乱し、フレアとなって露光性能や
品質を低下させる原因になる。また、特にエキシマレー
ザのような遠紫外波長域のレーザが露光光源に使用され
ている場合には、エネルギー密度の高い直接光が絞りの
羽根表面に集光するため、羽根表面の塗装を劣化させ塗
装剥離や昇華その他の化学変化を引起こし、塗装剤が他
の光学部材に付着しその機能に悪影響を及ぼす等の弊害
が発生する。
【００１３】本発明は、上記従来技術の欠点に鑑みなさ
れたものであって、照明光学系と投影光学系の各々につ
いてそれぞれ独立に動作する可変開口絞りを具備した投
影型露光装置において、各可変絞りにより露光パターン
（レチクルパターン等）に応じて各光学系について最適
な開口数を設定する場合に、照明光学系側の可変絞りを
通過した直接光が投影光学系側の可変絞りに当った状態
で露光が行なわれることにより発生する弊害を防止した
投影型露光装置の提供を目的とする。
れたものであって、照明光学系と投影光学系の各々につ
いてそれぞれ独立に動作する可変開口絞りを具備した投
影型露光装置において、各可変絞りにより露光パターン
（レチクルパターン等）に応じて各光学系について最適
な開口数を設定する場合に、照明光学系側の可変絞りを
通過した直接光が投影光学系側の可変絞りに当った状態
で露光が行なわれることにより発生する弊害を防止した
投影型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】前記目的を達成するた
め、本発明においては、転写すべきパターンが形成され
たレチクルを照射するための照明系と、該レチクルの投
影像を被転写基板上に結像させるための投影光学系と、
前記照明系内に設けた前記レチクルに対する照射光集光
用光学系の開口数を可変とする第１の可変絞り手段と、
前記投影光学系内に設けた該光学系の開口数を可変とす
る第２の可変絞り手段とを備えた投影型露光装置におい
て、前記第１の可変絞り手段を通過した照明光のうちレ
チクルを通過した０次回折光が全て前記第２の可変絞り
手段の開口内を通過するように、前記第１および第２の
可変絞り手段により前記各開口数が設定された場合以外
は露光動作を禁止するための制限手段を具備している。
め、本発明においては、転写すべきパターンが形成され
たレチクルを照射するための照明系と、該レチクルの投
影像を被転写基板上に結像させるための投影光学系と、
前記照明系内に設けた前記レチクルに対する照射光集光
用光学系の開口数を可変とする第１の可変絞り手段と、
前記投影光学系内に設けた該光学系の開口数を可変とす
る第２の可変絞り手段とを備えた投影型露光装置におい
て、前記第１の可変絞り手段を通過した照明光のうちレ
チクルを通過した０次回折光が全て前記第２の可変絞り
手段の開口内を通過するように、前記第１および第２の
可変絞り手段により前記各開口数が設定された場合以外
は露光動作を禁止するための制限手段を具備している。
【００１５】
【作用】第１の可変絞り手段により照明光学系（レチク
ルに対する照射光集光用光学系）の開口数が設定され、
第２の可変絞りにより投影光学系の開口数が設定され
る。設定された又は設定しようとする２つの開口数同士
の関係が、第１の可変絞りの開口部を通過した直接光
（レチクルを通過した０次回折光）が全て第２の可変絞
りの開口部を通過する関係とならなければ次工程の露光
動作が禁止される。
ルに対する照射光集光用光学系）の開口数が設定され、
第２の可変絞りにより投影光学系の開口数が設定され
る。設定された又は設定しようとする２つの開口数同士
の関係が、第１の可変絞りの開口部を通過した直接光
（レチクルを通過した０次回折光）が全て第２の可変絞
りの開口部を通過する関係とならなければ次工程の露光
動作が禁止される。
【００１６】好ましい実施例においては、前記第１およ
び第２の可変絞り手段により設定した前記各開口数をそ
れぞれＮＡｉおよびＮＡｐとし、投影露光の倍率をαと
するとき、ＮＡｐ＜ＮＡｉ×αとなる場合に露光動作を
禁止するように構成される。この露光動作を禁止する作
用は、例えば以下のようにして達成される。好ましい実
施例において、前記第１および第２の可変絞り手段を各
々駆動するための第１および第２の駆動装置を備え、所
定のプログラムに従って前記各駆動装置を駆動制御する
とともに露光動作を実行するための制御装置を備え、前
記第１および第２の可変絞り手段による各開口数の設定
値を前記制御装置に入力するための入力手段を備え、該
入力手段により入力された前記開口数がＮＡｐ＜ＮＡｉ
×αの場合には入力設定値の変更を要求するように前記
プログラムを構成する。これにより、開口数の関係がＮ
Ａｐ≧ＮＡｉ×αとなるように設定値が入力されるまで
前記入力設定値による露光シーケンスに進むことはでき
ない。
び第２の可変絞り手段により設定した前記各開口数をそ
れぞれＮＡｉおよびＮＡｐとし、投影露光の倍率をαと
するとき、ＮＡｐ＜ＮＡｉ×αとなる場合に露光動作を
禁止するように構成される。この露光動作を禁止する作
用は、例えば以下のようにして達成される。好ましい実
施例において、前記第１および第２の可変絞り手段を各
々駆動するための第１および第２の駆動装置を備え、所
定のプログラムに従って前記各駆動装置を駆動制御する
とともに露光動作を実行するための制御装置を備え、前
記第１および第２の可変絞り手段による各開口数の設定
値を前記制御装置に入力するための入力手段を備え、該
入力手段により入力された前記開口数がＮＡｐ＜ＮＡｉ
×αの場合には入力設定値の変更を要求するように前記
プログラムを構成する。これにより、開口数の関係がＮ
Ａｐ≧ＮＡｉ×αとなるように設定値が入力されるまで
前記入力設定値による露光シーケンスに進むことはでき
ない。
【００１７】別の好ましい実施例においては、前記第１
および第２の可変絞り手段の絞り量を各々計測するため
の絞り検出手段を設け、前記照明系の光路上に該光路を
開閉するためのシャッターを設け、前記各絞り検出手段
の出力より求めた各開口数の関係がＮＡｐ＜ＮＡｉ×α
の場合には前記シャッターを閉じるように該シャッター
を駆動制御するための制御回路を具備している。この構
成においては、それぞれ別々に設定された各可変絞りの
絞り量が検出され、これに基づいて照明光学系および投
影光学系の開口数の関係が判断され、ＮＡｐ＜ＮＡｉ×
αの場合にはシャッターにより光路が遮断され、露光動
作が実行できなくなる。
および第２の可変絞り手段の絞り量を各々計測するため
の絞り検出手段を設け、前記照明系の光路上に該光路を
開閉するためのシャッターを設け、前記各絞り検出手段
の出力より求めた各開口数の関係がＮＡｐ＜ＮＡｉ×α
の場合には前記シャッターを閉じるように該シャッター
を駆動制御するための制御回路を具備している。この構
成においては、それぞれ別々に設定された各可変絞りの
絞り量が検出され、これに基づいて照明光学系および投
影光学系の開口数の関係が判断され、ＮＡｐ＜ＮＡｉ×
αの場合にはシャッターにより光路が遮断され、露光動
作が実行できなくなる。
【００１８】
【実施例】図１は本発明の第１の実施例に係る投影型露
光装置の構成図である。レーザ光源１からの照明光は適
当に整形され、平行光束となってフライアイレンズ４３
を通過し照明光が均一化される。光束はさらにフィール
ドレンズ４５およびコンデンサーレンズ４６を介して集
光されパターン原画が描かれているレチクル５１を照射
する。このレチクル５１のパターンの投影像は投影レン
ズ等からなる投影光学系４１によりウエハ５２上に結像
される。ウエハ５２は、ＸＹ平面内で移動可能でかつＸ
Ｙ平面に垂直なＺ軸に沿う上下動およびＺ軸廻りの微小
回転等が可能な移動テーブル２上に搭載固定されてい
る。
光装置の構成図である。レーザ光源１からの照明光は適
当に整形され、平行光束となってフライアイレンズ４３
を通過し照明光が均一化される。光束はさらにフィール
ドレンズ４５およびコンデンサーレンズ４６を介して集
光されパターン原画が描かれているレチクル５１を照射
する。このレチクル５１のパターンの投影像は投影レン
ズ等からなる投影光学系４１によりウエハ５２上に結像
される。ウエハ５２は、ＸＹ平面内で移動可能でかつＸ
Ｙ平面に垂直なＺ軸に沿う上下動およびＺ軸廻りの微小
回転等が可能な移動テーブル２上に搭載固定されてい
る。
【００１９】フライアイレンズ４３の出口部には、矢印
Ｄのように開口の大きさを加減調整可能な第１の可変絞
り（開口絞り）４４が設けられ、照明光学系（図の例で
はフライアイレンズ４３、フィールドレンズ４５、コン
デンサーレンズ４６および反射鏡からなる。）の開口数
（ＮＡｉ）を適当な値に設定する。また、投影光学系４
１内に位置する瞳面には、矢印Ｅのように開口の大きさ
を加減調整可能な第２の可変絞り（開口絞り）４２が設
けられ、投影光学系４１の開口数（ＮＡｐ）を適当な値
に設定する。なお、このようなＮＡｉの可変機構（第１
の絞り４４）により設定された開口数によりレチクル５
１を照明する光束の広がり角度が制限され、またＮＡｐ
の可変機構（第２の絞り４２）により設定された開口数
によりレチクル５１から出た回折光のうち投影レンズ４
１を通過することを許す回折光の次数が制限される。
Ｄのように開口の大きさを加減調整可能な第１の可変絞
り（開口絞り）４４が設けられ、照明光学系（図の例で
はフライアイレンズ４３、フィールドレンズ４５、コン
デンサーレンズ４６および反射鏡からなる。）の開口数
（ＮＡｉ）を適当な値に設定する。また、投影光学系４
１内に位置する瞳面には、矢印Ｅのように開口の大きさ
を加減調整可能な第２の可変絞り（開口絞り）４２が設
けられ、投影光学系４１の開口数（ＮＡｐ）を適当な値
に設定する。なお、このようなＮＡｉの可変機構（第１
の絞り４４）により設定された開口数によりレチクル５
１を照明する光束の広がり角度が制限され、またＮＡｐ
の可変機構（第２の絞り４２）により設定された開口数
によりレチクル５１から出た回折光のうち投影レンズ４
１を通過することを許す回折光の次数が制限される。
【００２０】第１および第２の可変絞り４４、４２はそ
れぞれモータ等からなる駆動装置３、４に連結され絞り
量が可変となる。また、ウエハ５２を搭載した移動テー
ブル２は、Ｘ、Ｙ方向の駆動モータおよびＺ軸に沿う上
下方向の駆動モータ、Ｚ軸廻り回転モータ等からなる駆
動装置５に連結され露光位置合せが行なわれる。各駆動
装置３、４、５は、ＣＰＵ６に接続され、駆動制御され
る。ＣＰＵ６は、所定のプログラムに従って、レチクル
やウエハの搬入搬出、位置決めや各種露光条件に応じた
光学系の設定動作および露光動作等のシーケンス制御を
行なう。このＣＰＵ６は、後述のように、前記第１およ
び第２の可変絞り４４、４２による照明光学系および投
影光学系の開口数が所定の関係になる場合以外は露光動
作を禁止するためのプログラムからなる開口数制限手段
７を有している。第１および第２の可変絞り４４、４２
による開口数の設定値を含む各種露光条件はキーボード
８を介してＣＰＵ６に入力される。
れぞれモータ等からなる駆動装置３、４に連結され絞り
量が可変となる。また、ウエハ５２を搭載した移動テー
ブル２は、Ｘ、Ｙ方向の駆動モータおよびＺ軸に沿う上
下方向の駆動モータ、Ｚ軸廻り回転モータ等からなる駆
動装置５に連結され露光位置合せが行なわれる。各駆動
装置３、４、５は、ＣＰＵ６に接続され、駆動制御され
る。ＣＰＵ６は、所定のプログラムに従って、レチクル
やウエハの搬入搬出、位置決めや各種露光条件に応じた
光学系の設定動作および露光動作等のシーケンス制御を
行なう。このＣＰＵ６は、後述のように、前記第１およ
び第２の可変絞り４４、４２による照明光学系および投
影光学系の開口数が所定の関係になる場合以外は露光動
作を禁止するためのプログラムからなる開口数制限手段
７を有している。第１および第２の可変絞り４４、４２
による開口数の設定値を含む各種露光条件はキーボード
８を介してＣＰＵ６に入力される。
【００２１】図２は、第１および第２の可変絞り４４、
４２をそれぞれ駆動して照明光学系および投影光学系の
開口数ＮＡｉ、ＮＡｐを設定するための開口数設定シー
ケンスのフローチャートである。オペレータは露光すべ
きパターンに応じて、キーボード８を介してＮＡｉおよ
びＮＡｐを入力する（ステップ１４）。ここで入力され
た（ＮＡｉ、ＮＡｐ）の組合せがＮＡｐ＜ＮＡｉ×αの
関係になるか否かが判別される（ステップ１５）。ＹＥ
Ｓの場合、即ち図６で、第１の可変絞りの開口を示す円
周１１が第２の可変絞りの開口を示す円周１２より大き
くなった場合には、テレビ画面その他適当なディスプレ
イ装置に警告メッセージを表示するとともに、別の開口
数の組合せ（ＮＡｉ、ＮＡｐ）を入力することを要求す
る（ステップ１６）。この要求に従ってオペレータは新
たなＮＡｉ、ＮＡｐのデータを入力する（ステップ１４
に戻る。）。このデータ更新シーケンスのループは、ス
テップ１５の判別結果がＮＯになるまで繰り返される。
ステップ１５での判別結果がＮＯの場合、即ち図６で、
第１の可変絞りの開口を示す円周１１が第２の可変絞り
の開口を示す円周１２より小さい（または同じ）場合に
は、この入力された開口数設定値により各絞り４４、４
２を駆動して照明光学系および投影光学系をそれぞれ設
定された開口数の状態にセットする（ステップ１７）。
この状態で所定のシーケンスに従って露光動作が行なわ
れる。
４２をそれぞれ駆動して照明光学系および投影光学系の
開口数ＮＡｉ、ＮＡｐを設定するための開口数設定シー
ケンスのフローチャートである。オペレータは露光すべ
きパターンに応じて、キーボード８を介してＮＡｉおよ
びＮＡｐを入力する（ステップ１４）。ここで入力され
た（ＮＡｉ、ＮＡｐ）の組合せがＮＡｐ＜ＮＡｉ×αの
関係になるか否かが判別される（ステップ１５）。ＹＥ
Ｓの場合、即ち図６で、第１の可変絞りの開口を示す円
周１１が第２の可変絞りの開口を示す円周１２より大き
くなった場合には、テレビ画面その他適当なディスプレ
イ装置に警告メッセージを表示するとともに、別の開口
数の組合せ（ＮＡｉ、ＮＡｐ）を入力することを要求す
る（ステップ１６）。この要求に従ってオペレータは新
たなＮＡｉ、ＮＡｐのデータを入力する（ステップ１４
に戻る。）。このデータ更新シーケンスのループは、ス
テップ１５の判別結果がＮＯになるまで繰り返される。
ステップ１５での判別結果がＮＯの場合、即ち図６で、
第１の可変絞りの開口を示す円周１１が第２の可変絞り
の開口を示す円周１２より小さい（または同じ）場合に
は、この入力された開口数設定値により各絞り４４、４
２を駆動して照明光学系および投影光学系をそれぞれ設
定された開口数の状態にセットする（ステップ１７）。
この状態で所定のシーケンスに従って露光動作が行なわ
れる。
【００２２】図３は、開口数設定シーケンスの別の例を
示すフローチャートである。この例は、図２のフローチ
ャートにおける判別ステップ１５と可変絞りの駆動ステ
ップ１７との間にＮＡｐおよびσ値を表示してオペレー
タに確認させるステップを付加したものである。即ち、
前述のステップ１５でＮＡｐ＜ＮＡｉ×αがＮＯの場合
（露光可の状態）、露光動作に入る前に、ＮＡｐおよび
σの値を画面に表示する（ステップ１８）。オペレータ
は表示されたＮＡｐおよびσの設定値により露光動作を
実行してよいかどうかを確認する（ステップ１９）。こ
れは、たとえ開口数設定値がＮＡｐ≧ＮＡｉ×αの要件
を満たしても、さらにσ値等に余裕をもって露光を行な
うことが露光の信頼性等の面で望ましい場合があるから
である。ステップ１９の判別結果がＮＯの場合、即ち設
定された開口数での露光が好ましくない場合には、ステ
ップ１６に戻り新たな開口数設定値の入力を要求する。
オペレータが新たな設定値を入力すると（ステップ１
４）、以後のシーケンスが前述と同様に繰り返される。
ステップ１９での判別結果がＹＥＳの場合、即ち設定さ
れた開口数で露光を行なってもよい場合には、各絞り４
４、４２を駆動して照明光学系および投影光学系を入力
された開口数の状態に設定する（ステップ１７）。以上
で開口数設定シーケンスを終了し設定された開口数での
露光工程が行なわれる。
示すフローチャートである。この例は、図２のフローチ
ャートにおける判別ステップ１５と可変絞りの駆動ステ
ップ１７との間にＮＡｐおよびσ値を表示してオペレー
タに確認させるステップを付加したものである。即ち、
前述のステップ１５でＮＡｐ＜ＮＡｉ×αがＮＯの場合
（露光可の状態）、露光動作に入る前に、ＮＡｐおよび
σの値を画面に表示する（ステップ１８）。オペレータ
は表示されたＮＡｐおよびσの設定値により露光動作を
実行してよいかどうかを確認する（ステップ１９）。こ
れは、たとえ開口数設定値がＮＡｐ≧ＮＡｉ×αの要件
を満たしても、さらにσ値等に余裕をもって露光を行な
うことが露光の信頼性等の面で望ましい場合があるから
である。ステップ１９の判別結果がＮＯの場合、即ち設
定された開口数での露光が好ましくない場合には、ステ
ップ１６に戻り新たな開口数設定値の入力を要求する。
オペレータが新たな設定値を入力すると（ステップ１
４）、以後のシーケンスが前述と同様に繰り返される。
ステップ１９での判別結果がＹＥＳの場合、即ち設定さ
れた開口数で露光を行なってもよい場合には、各絞り４
４、４２を駆動して照明光学系および投影光学系を入力
された開口数の状態に設定する（ステップ１７）。以上
で開口数設定シーケンスを終了し設定された開口数での
露光工程が行なわれる。
【００２３】以上説明したように、開口数設定シーケン
スをＣＰＵによりプログラム制御してＮＡｐ≧ＮＡｉ×
αの場合以外は露光ステップに進めないシーケンスを構
成することにより、各々独立して照明光学系および投影
光学系について可変絞りによりそれぞれ最適な開口数を
設定した場合に、照明光学系側の可変絞りを通過した０
次回折光が投影光学系側の可変絞りの羽根に当った状態
で露光動作が行なわれることは防止される。
スをＣＰＵによりプログラム制御してＮＡｐ≧ＮＡｉ×
αの場合以外は露光ステップに進めないシーケンスを構
成することにより、各々独立して照明光学系および投影
光学系について可変絞りによりそれぞれ最適な開口数を
設定した場合に、照明光学系側の可変絞りを通過した０
次回折光が投影光学系側の可変絞りの羽根に当った状態
で露光動作が行なわれることは防止される。
【００２４】なお、上記実施例ではＮＡｉ、ＮＡｐの各
々をオペレータが別々に入力する構成であったが、この
ような構成に代えて、ＮＡｐ≧ＮＡｉ×αとなる多数の
（ＮＡｉ、ＮＡｐ）の組合せを予めメニューとして準備
し、オペレータがこのメニューの中から最適な組合せを
選択するように構成してもよい。このような構成によっ
てもＮＡｐ＜ＮＡｉ×αの状態で露光が行なわれること
はない。
々をオペレータが別々に入力する構成であったが、この
ような構成に代えて、ＮＡｐ≧ＮＡｉ×αとなる多数の
（ＮＡｉ、ＮＡｐ）の組合せを予めメニューとして準備
し、オペレータがこのメニューの中から最適な組合せを
選択するように構成してもよい。このような構成によっ
てもＮＡｐ＜ＮＡｉ×αの状態で露光が行なわれること
はない。
【００２５】図４は、本発明の第２の実施例に係る投影
型露光装置の構成図である。前述の実施例と同一または
対応する部材には同一の番号を付してある。この実施例
においては、第１および第２の可変絞り４４、４２の各
々に対し、開口の大きさ（絞り量）を検出するための絞
り検出手段６０、６１を設けている。また、レーザ光源
１から出射するレーザ光の光路上には、矢印Ｆのように
動作して、この光路を開閉するためのシャッター６２が
設けられる。シャッター６２は、電磁弁あるいはモータ
等の適当な駆動装置６４に連結される。
型露光装置の構成図である。前述の実施例と同一または
対応する部材には同一の番号を付してある。この実施例
においては、第１および第２の可変絞り４４、４２の各
々に対し、開口の大きさ（絞り量）を検出するための絞
り検出手段６０、６１を設けている。また、レーザ光源
１から出射するレーザ光の光路上には、矢印Ｆのように
動作して、この光路を開閉するためのシャッター６２が
設けられる。シャッター６２は、電磁弁あるいはモータ
等の適当な駆動装置６４に連結される。
【００２６】前記第１および第２の可変絞り４４、４２
の絞り量を検出するための絞り検出手段６０、６１は制
御回路６３に接続され、この制御回路６３は各絞り検出
手段の検出結果に応じてシャッター駆動装置６４を駆動
制御する。即ち、各絞り検出手段６０、６１からの検出
信号に基づいてＮＡｉおよびＮＡｐを算出し、これらの
関係がＮＡｐ＜ＮＡｉ×αである場合（あるいは各検出
信号の関係がＮＡｐ＜ＮＡｉ×αに相当する場合）に
は、シャッター駆動装置６４を介してシャッター６２を
閉じる。これにより露光動作は実質上できなくなる。こ
のとき、制御回路６３はさらに、警告を発するととも
に、各絞り４４、４２による開口数設定値の変更要求あ
るいは絞り羽根の損傷（設定機構故障）の可能性が有る
旨のメッセージを表示する。シャッター６２は、新たな
開口数が設定され各絞り検出手段６０、６１の出力の関
係がＮＡｐ≧ＮＡｉ×αに相当する関係になるまで閉じ
た状態に保たれる。
の絞り量を検出するための絞り検出手段６０、６１は制
御回路６３に接続され、この制御回路６３は各絞り検出
手段の検出結果に応じてシャッター駆動装置６４を駆動
制御する。即ち、各絞り検出手段６０、６１からの検出
信号に基づいてＮＡｉおよびＮＡｐを算出し、これらの
関係がＮＡｐ＜ＮＡｉ×αである場合（あるいは各検出
信号の関係がＮＡｐ＜ＮＡｉ×αに相当する場合）に
は、シャッター駆動装置６４を介してシャッター６２を
閉じる。これにより露光動作は実質上できなくなる。こ
のとき、制御回路６３はさらに、警告を発するととも
に、各絞り４４、４２による開口数設定値の変更要求あ
るいは絞り羽根の損傷（設定機構故障）の可能性が有る
旨のメッセージを表示する。シャッター６２は、新たな
開口数が設定され各絞り検出手段６０、６１の出力の関
係がＮＡｐ≧ＮＡｉ×αに相当する関係になるまで閉じ
た状態に保たれる。
【００２７】図５は、上記絞り検出手段６０（６１）の
一例を示す。前記可変絞り４４を構成する羽根２１はリ
ング状のハウジング２２に矢印Ｈのように開閉動作可能
に装着される。ハウジング２２にはピン２３が備り、こ
のピン２３を矢印Ｇのように動かすことにより、絞りの
羽根２１が矢印Ｈのように開閉動作する。この動作は、
モータ２４の軸２５の回転運動を直線運動に変換するこ
とにより行なわれる。バネ２６はピン２３を常にモータ
側に付勢し、軸２５が縮められたときこれに伴ってピン
２３をモータ方向に移動させ、絞りを元の状態に戻す。
一例を示す。前記可変絞り４４を構成する羽根２１はリ
ング状のハウジング２２に矢印Ｈのように開閉動作可能
に装着される。ハウジング２２にはピン２３が備り、こ
のピン２３を矢印Ｇのように動かすことにより、絞りの
羽根２１が矢印Ｈのように開閉動作する。この動作は、
モータ２４の軸２５の回転運動を直線運動に変換するこ
とにより行なわれる。バネ２６はピン２３を常にモータ
側に付勢し、軸２５が縮められたときこれに伴ってピン
２３をモータ方向に移動させ、絞りを元の状態に戻す。
【００２８】ピン２３に対して、モータの軸２５に対向
してピストン２７が設けられる。ピストン２７はシリン
ダ２８内に摺動可能に装着され、バネ２９によりその先
端が常にピン２３に対し押圧されている。このピストン
２７の位置はリニアエンコーダ３０により検出される。
リニアエンコーダ３０の出力は、信号線３１を介して前
述の制御回路６３に送出される。
してピストン２７が設けられる。ピストン２７はシリン
ダ２８内に摺動可能に装着され、バネ２９によりその先
端が常にピン２３に対し押圧されている。このピストン
２７の位置はリニアエンコーダ３０により検出される。
リニアエンコーダ３０の出力は、信号線３１を介して前
述の制御回路６３に送出される。
【００２９】上記構成の絞り検出装置の動作は前述のと
おりである。なお、絞り検出装置の構成は、上記図５の
構成に限らず、モータ２４に直接ロータリーエンコーダ
ーを装着してその出力から位置を求める構成としてもよ
いし、あるいはピン２３にリンクされた他の機械的検出
手段や可変抵抗器に連結した電気的検出手段その他適当
な検出手段を用いることができる。
おりである。なお、絞り検出装置の構成は、上記図５の
構成に限らず、モータ２４に直接ロータリーエンコーダ
ーを装着してその出力から位置を求める構成としてもよ
いし、あるいはピン２３にリンクされた他の機械的検出
手段や可変抵抗器に連結した電気的検出手段その他適当
な検出手段を用いることができる。
【００３０】また、制御回路６３は、絞り検出手段６
０、６１の出力に応じて、前述のシャッター６２を閉じ
る構成に代えて、レーザ光源１の発光を停止するように
レーザ駆動制御する構成としてもよい。図６は本発明の
第３の実施例に係る投影型露光装置の構成図であり、投
影光学系に反射屈折縮小投影光学系を適用したものであ
る。なお、第１の実施例と同一または対応する部材には
同一の番号を付して詳しい説明は省略し、ここでは投影
光学系について詳しく説明する。
０、６１の出力に応じて、前述のシャッター６２を閉じ
る構成に代えて、レーザ光源１の発光を停止するように
レーザ駆動制御する構成としてもよい。図６は本発明の
第３の実施例に係る投影型露光装置の構成図であり、投
影光学系に反射屈折縮小投影光学系を適用したものであ
る。なお、第１の実施例と同一または対応する部材には
同一の番号を付して詳しい説明は省略し、ここでは投影
光学系について詳しく説明する。
【００３１】レチクル５１を通過した光束は両凸正レン
ズＬ11とレチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズ
Ｌ12とからなる第１レンズ群Ｇ1 を通り、第１凹面反射
鏡Ｍ 1 で反射した後、第１凹面反射鏡Ｍ1 側に凸面を向
けた負メニスカスレンズＬ21と第１凹面反射鏡Ｍ1 側に
より強い曲率の面を向けた正レンズＬ22とからなる第２
レンズ群Ｇ2 に入射する。第２レンズ群Ｇ2 によりさら
に縮小された１次像Ｉ 1 が形成される。１次像Ｉ1 から
の光束は光路屈折用の平面反射鏡Ｍ2 にて反射され、第
２凹面反射鏡Ｍ3 に入射し、ここで反射により等倍より
やや大きい倍率を与えられる。そして、第２凹面反射鏡
Ｍ3 側により強い曲率の面を向けた正レンズＬ31、第２
凹面反射鏡Ｍ3 側に凸面を向けたメニスカスレンズＬ32
及び第２凹面反射鏡Ｍ3 側により強い曲率の面を向けた
正レンズＬ33からなる第３レンズ群Ｇ3 により縮小倍率
を与えられ、１次像Ｉ1 をさらに縮小した２次像がウエ
ハ５２上に形成される。ここでは、第２凹面反射鏡Ｍ3
と第３レンズ群Ｇ3 との間には、第４のレンズ群Ｇ4 と
して弱い負屈折力を有する負レンズが配置されており、
高次の球面収差を良好に補正している。上記構成におい
て、第１のレンズ群Ｇ1 、第１凹面反射鏡Ｍ1 及び第２
レンズＧ2 が第１部分光学系を構成し、第２凹面反射鏡
Ｍ3 、第３レンズ群Ｇ3 及び第４レンズ群Ｇ4 が第２部
分光学系を構成している。第１部分光学系における第２
レンズ群Ｇ2 は第１凹面反射鏡Ｍ1 に向かう光束を遮る
ことなく第１凹面反射鏡Ｍ1 からの反射光のみを集光す
るために第１部分光学系の光軸ＡX1の片側にのみ設けら
れている。また、光路屈折用の平面反射鏡Ｍ2 は、第３
レンズ群Ｇ3 の近傍において第１部分光学系の光軸ＡX1
に対して４５°の角度で斜設され、第２部分光学系の光
軸ＡX2を第１部分光学系の光軸ＡX1に対して直交するよ
うに構成している。この平面鏡Ｍ2 は１次像Ｉ1の近傍
であるため、その大きさは小さく、第３レンズ群Ｇ3 中
の第１正レンズＬ 31の一部を切り欠くことで十分設置す
ることができる。そして、第２部分光学系中の第４レン
ズ群Ｇ4 は第１部分光学系の光路を遮らないように設け
られていることは言うまでもない。
ズＬ11とレチクル側に凸面を向けた負メニスカスレンズ
Ｌ12とからなる第１レンズ群Ｇ1 を通り、第１凹面反射
鏡Ｍ 1 で反射した後、第１凹面反射鏡Ｍ1 側に凸面を向
けた負メニスカスレンズＬ21と第１凹面反射鏡Ｍ1 側に
より強い曲率の面を向けた正レンズＬ22とからなる第２
レンズ群Ｇ2 に入射する。第２レンズ群Ｇ2 によりさら
に縮小された１次像Ｉ 1 が形成される。１次像Ｉ1 から
の光束は光路屈折用の平面反射鏡Ｍ2 にて反射され、第
２凹面反射鏡Ｍ3 に入射し、ここで反射により等倍より
やや大きい倍率を与えられる。そして、第２凹面反射鏡
Ｍ3 側により強い曲率の面を向けた正レンズＬ31、第２
凹面反射鏡Ｍ3 側に凸面を向けたメニスカスレンズＬ32
及び第２凹面反射鏡Ｍ3 側により強い曲率の面を向けた
正レンズＬ33からなる第３レンズ群Ｇ3 により縮小倍率
を与えられ、１次像Ｉ1 をさらに縮小した２次像がウエ
ハ５２上に形成される。ここでは、第２凹面反射鏡Ｍ3
と第３レンズ群Ｇ3 との間には、第４のレンズ群Ｇ4 と
して弱い負屈折力を有する負レンズが配置されており、
高次の球面収差を良好に補正している。上記構成におい
て、第１のレンズ群Ｇ1 、第１凹面反射鏡Ｍ1 及び第２
レンズＧ2 が第１部分光学系を構成し、第２凹面反射鏡
Ｍ3 、第３レンズ群Ｇ3 及び第４レンズ群Ｇ4 が第２部
分光学系を構成している。第１部分光学系における第２
レンズ群Ｇ2 は第１凹面反射鏡Ｍ1 に向かう光束を遮る
ことなく第１凹面反射鏡Ｍ1 からの反射光のみを集光す
るために第１部分光学系の光軸ＡX1の片側にのみ設けら
れている。また、光路屈折用の平面反射鏡Ｍ2 は、第３
レンズ群Ｇ3 の近傍において第１部分光学系の光軸ＡX1
に対して４５°の角度で斜設され、第２部分光学系の光
軸ＡX2を第１部分光学系の光軸ＡX1に対して直交するよ
うに構成している。この平面鏡Ｍ2 は１次像Ｉ1の近傍
であるため、その大きさは小さく、第３レンズ群Ｇ3 中
の第１正レンズＬ 31の一部を切り欠くことで十分設置す
ることができる。そして、第２部分光学系中の第４レン
ズ群Ｇ4 は第１部分光学系の光路を遮らないように設け
られていることは言うまでもない。
【００３２】上述のような反射屈折縮小投影光学系に可
変絞りを設ける場合、光路を遮断してしまうため、円形
の開口部を有する可変絞りを光路中に配設することがで
きない。従って、第２の可変絞りとして、半円形の開口
部を有する第１絞り部材４２Ａを、第１部分光学系のほ
ぼ瞳面に光束の右側を制限するように配設し、第２部分
光学系内の、第１絞り部材と共役な位置に、半円形の開
口部を有する第２絞り部材４２Ｂを、光束の左側を制限
するように配設している。第１絞り部材４２Ａ、第２絞
り部材４２Ｂはそれぞれに連結された駆動装置４Ａ、４
Ｂにより動作する。この駆動装置４Ａ、４ＢはＣＰＵ６
により制御されている。投影光学系の開口数ＮＡｐは、
第１絞り部材４２Ａと第２絞り部材４２Ｂとを適当な位
置に制御することにより設定される。
変絞りを設ける場合、光路を遮断してしまうため、円形
の開口部を有する可変絞りを光路中に配設することがで
きない。従って、第２の可変絞りとして、半円形の開口
部を有する第１絞り部材４２Ａを、第１部分光学系のほ
ぼ瞳面に光束の右側を制限するように配設し、第２部分
光学系内の、第１絞り部材と共役な位置に、半円形の開
口部を有する第２絞り部材４２Ｂを、光束の左側を制限
するように配設している。第１絞り部材４２Ａ、第２絞
り部材４２Ｂはそれぞれに連結された駆動装置４Ａ、４
Ｂにより動作する。この駆動装置４Ａ、４ＢはＣＰＵ６
により制御されている。投影光学系の開口数ＮＡｐは、
第１絞り部材４２Ａと第２絞り部材４２Ｂとを適当な位
置に制御することにより設定される。
【００３３】本実施例においては、照明光学系及び投影
光学系の開口数は第１実施例と同様に設定される。すな
わち、オペレータにより露光すべきパターンに応じて、
キーボード８を介してＮＡｉおよびＮＡｐが入力され
る。ＣＰＵ６は入力された（ＮＡｉ、ＮＡｐ）の組み合
わせがＮＡｐ＜ＮＡｉ×αの関係になるか否かが判別す
る。ＮＡｐ＜ＮＡｉ×αの関係を満たさない場合には、
ＣＰＵ６は別の開口数の組み合わせ（ＮＡｉ、ＮＡｐ）
を入力することをテレビ画面等のディスプレイを通じて
オペレータに要求する。ＮＡｐ＜ＮＡｉ×αの関係を満
たすと判断した場合には、ＣＰＵ６は駆動装置３、４
Ａ、４Ｂを制御して第１の可変絞りおよび第２の可変絞
り（第１絞り部材４２Ａ、第２絞り部材４２Ｂ）を駆動
し、照明光学系および投影光学系をそれぞれ設定された
開口数の状態にセットする。
光学系の開口数は第１実施例と同様に設定される。すな
わち、オペレータにより露光すべきパターンに応じて、
キーボード８を介してＮＡｉおよびＮＡｐが入力され
る。ＣＰＵ６は入力された（ＮＡｉ、ＮＡｐ）の組み合
わせがＮＡｐ＜ＮＡｉ×αの関係になるか否かが判別す
る。ＮＡｐ＜ＮＡｉ×αの関係を満たさない場合には、
ＣＰＵ６は別の開口数の組み合わせ（ＮＡｉ、ＮＡｐ）
を入力することをテレビ画面等のディスプレイを通じて
オペレータに要求する。ＮＡｐ＜ＮＡｉ×αの関係を満
たすと判断した場合には、ＣＰＵ６は駆動装置３、４
Ａ、４Ｂを制御して第１の可変絞りおよび第２の可変絞
り（第１絞り部材４２Ａ、第２絞り部材４２Ｂ）を駆動
し、照明光学系および投影光学系をそれぞれ設定された
開口数の状態にセットする。
【００３４】以上のように、本実施例においても照明光
学系の可変絞りを通過した０次回折光が投影光学系側の
可変絞りの羽根に当たった状態で露光動作が行われるこ
とが防止される。なお、反射屈折縮小投影光学系の構成
は、上記図６の構成に限られないことは言うまでもな
い。
学系の可変絞りを通過した０次回折光が投影光学系側の
可変絞りの羽根に当たった状態で露光動作が行われるこ
とが防止される。なお、反射屈折縮小投影光学系の構成
は、上記図６の構成に限られないことは言うまでもな
い。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、照明光学系および投影光学系の各々について、それ
ぞれ独立に駆動される可変絞りを有する投影型露光装置
において、各可変絞りにより設定された、ＮＡｉおよび
ＮＡｐの関係がＮＡｐ＜ＮＡｉ×αとなる場合には、露
光動作が禁止されるため、投影光学系内に設けた可変絞
りの羽根に露光用の直接光が照射されることはなくな
り、フレア等による露光性能の低下や羽根面の塗装剤劣
化や剥離による光学部品への付着等の弊害が防止され
る。
は、照明光学系および投影光学系の各々について、それ
ぞれ独立に駆動される可変絞りを有する投影型露光装置
において、各可変絞りにより設定された、ＮＡｉおよび
ＮＡｐの関係がＮＡｐ＜ＮＡｉ×αとなる場合には、露
光動作が禁止されるため、投影光学系内に設けた可変絞
りの羽根に露光用の直接光が照射されることはなくな
り、フレア等による露光性能の低下や羽根面の塗装剤劣
化や剥離による光学部品への付着等の弊害が防止され
る。
【図１】 本発明の第１の実施例に係る投影型露光装置
の構成図である。
の構成図である。
【図２】 図１の露光装置における開口数設定シーケン
スのフローチャートである。
スのフローチャートである。
【図３】 図１の露光装置における開口数設定シーケン
スの別の例のフローチャートである。
スの別の例のフローチャートである。
【図４】 本発明の第２の実施例に係る投影型露光装置
の構成図である。
の構成図である。
【図５】 図４の実施例で用いる絞り検出手段の一例の
構成図である。
構成図である。
【図６】 本発明の第３の実施例に係る投影型露光装置
の構成図である。
の構成図である。
【図７】 照明光学系側の可変絞りの開口部の像と投影
光学系側の可変絞りの開口部の像との関係を示す説明図
である。
光学系側の可変絞りの開口部の像との関係を示す説明図
である。
【図８】 従来の投影型露光装置の構成図である。
１；レーザ光源、３、４、４Ａ、４Ｂ、５；駆動装置、
６；ＣＰＵ、７；開口数制限手段、８；キーボード、４
２、４２Ａ、４２Ｂ；第２の可変絞り、４３；フライア
イレンズ、４４；第１の可変絞り、５１；レチクル、５
２；ウエハ、６０、６１；絞り検出手段、６２；シャッ
ター
６；ＣＰＵ、７；開口数制限手段、８；キーボード、４
２、４２Ａ、４２Ｂ；第２の可変絞り、４３；フライア
イレンズ、４４；第１の可変絞り、５１；レチクル、５
２；ウエハ、６０、６１；絞り検出手段、６２；シャッ
ター
Claims (4)
- 【請求項１】 転写すべきパターンが形成されたレチク
ルを照射するための照明系と、 該レチクルの投影像を被転写基板上に結像させるための
投影光学系と、 前記照明系内に設けた前記レチクルに対する照射光集光
用光学系の開口数を可変とする第１の可変絞り手段と、 前記投影光学系内に設けた該光学系の開口数を可変とす
る第２の可変絞り手段と、 を備えた投影型露光装置において、 前記第１の可変絞り手段を通過した照明光のうちレチク
ルを通過した０次回折光が全て前記第２の可変絞り手段
の開口内を通過するように、前記第１および第２の可変
絞り手段により前記各開口数が設定された場合以外は露
光動作を禁止するための制限手段を具備したことを特徴
とする投影型露光装置。 - 【請求項２】 前記第１および第２の可変絞り手段によ
り設定した前記各開口数をそれぞれＮＡｉおよびＮＡｐ
とし、投影露光の倍率をαとするとき、ＮＡｐ＜ＮＡｉ
×αとなる場合に露光動作を禁止するように構成したこ
とを特徴とする請求項１の投影型露光装置。 - 【請求項３】 前記第１および第２の可変絞り手段を各
々駆動するための第１および第２の駆動装置を備え、所
定のプログラムに従って前記各駆動装置を駆動制御する
とともに露光動作を実行するための制御装置を備え、前
記第１および第２の可変絞り手段による各開口数の設定
値を前記制御装置に入力するための入力手段を備え、該
入力手段により入力された前記開口数がＮＡｐ＜ＮＡｉ
×αの場合には入力設定値の変更を要求するように前記
プログラムを構成したことを特徴とする請求項２の投影
型露光装置。 - 【請求項４】 前記第１および第２の可変絞り手段の絞
り量を各々計測するための絞り検出手段を設け、前記照
明系の光路上に該光路を開閉するためのシャッターを設
け、前記各絞り検出手段の出力より求めた各開口数の関
係がＮＡｐ＜ＮＡｉ×αの場合には前記シャッターを閉
じるように該シャッターを駆動制御するための制御回路
を具備したことを特徴とする請求項２の投影型露光装
置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-31993 | 1992-02-19 | ||
| JP3199392 | 1992-02-19 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05299321A true JPH05299321A (ja) | 1993-11-12 |
Family
ID=12346444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5009589A Pending JPH05299321A (ja) | 1992-02-19 | 1993-01-25 | 投影型露光装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5363172A (ja) |
| JP (1) | JPH05299321A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7142283B2 (en) | 2003-06-06 | 2006-11-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure apparatus |
| JP2013205764A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Hitachi High-Technologies Corp | 露光装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6078380A (en) * | 1991-10-08 | 2000-06-20 | Nikon Corporation | Projection exposure apparatus and method involving variation and correction of light intensity distributions, detection and control of imaging characteristics, and control of exposure |
| JP3291818B2 (ja) * | 1993-03-16 | 2002-06-17 | 株式会社ニコン | 投影露光装置、及び該装置を用いる半導体集積回路製造方法 |
| JP3316704B2 (ja) | 1993-06-10 | 2002-08-19 | 株式会社ニコン | 投影露光装置、走査露光方法、及び素子製造方法 |
| US5978078A (en) * | 1996-12-17 | 1999-11-02 | Texas Instruments Incorporated | System and method for detecting particles on substrate-supporting chucks of photolithography equipment |
| JP2910716B2 (ja) * | 1997-01-16 | 1999-06-23 | 日本電気株式会社 | 光強度計算のパラメトリック解析方法 |
| US6027865A (en) * | 1997-02-10 | 2000-02-22 | Texas Instruments Incorporated | Method for accurate patterning of photoresist during lithography process |
| JP2000124122A (ja) | 1998-10-19 | 2000-04-28 | Canon Inc | 半導体露光装置および同装置を用いるデバイス製造方法 |
| AU4015500A (en) * | 1999-03-17 | 2000-10-04 | Rochester Institute Of Technology | A projection imaging system with a non-circular aperture and a method thereof |
| US7310131B2 (en) * | 2005-08-02 | 2007-12-18 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| JP2009081304A (ja) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Canon Inc | 投影光学系、露光装置及びデバイス製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61156737A (ja) * | 1984-12-27 | 1986-07-16 | Canon Inc | 回路の製造方法及び露光装置 |
| 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 |
-
1993
- 1993-01-25 JP JP5009589A patent/JPH05299321A/ja active Pending
- 1993-02-10 US US08/016,086 patent/US5363172A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7142283B2 (en) | 2003-06-06 | 2006-11-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure apparatus |
| US7286206B2 (en) | 2003-06-06 | 2007-10-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure apparatus |
| US7468781B2 (en) * | 2003-06-06 | 2008-12-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure apparatus |
| JP2013205764A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Hitachi High-Technologies Corp | 露光装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5363172A (en) | 1994-11-08 |
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