JPH0644549B2 - 投影露光法及び装置 - Google Patents
投影露光法及び装置Info
- Publication number
- JPH0644549B2 JPH0644549B2 JP1065629A JP6562989A JPH0644549B2 JP H0644549 B2 JPH0644549 B2 JP H0644549B2 JP 1065629 A JP1065629 A JP 1065629A JP 6562989 A JP6562989 A JP 6562989A JP H0644549 B2 JPH0644549 B2 JP H0644549B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical system
- wavelength
- light
- projection lens
- projection
- 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
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 37
- 230000004075 alteration Effects 0.000 claims description 25
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 25
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 19
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 12
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 11
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 10
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000001393 microlithography Methods 0.000 description 1
- 230000007261 regionalization Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Toxicology (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レティクルの原図パターンをウエハ等の基板
に転写させるための投影露光法及び装置に関する。
に転写させるための投影露光法及び装置に関する。
投影露光装置の結像性能の要素となる焦点深度は、結像
光学系の投影レンズ自身の焦点深度により決定され、そ
れ以上の焦点深度を得るためには、被露光対象物におけ
る感光材料の改良，コントラスト増強材料の使用，露光
方法の改善等により対処してきた。
光学系の投影レンズ自身の焦点深度により決定され、そ
れ以上の焦点深度を得るためには、被露光対象物におけ
る感光材料の改良，コントラスト増強材料の使用，露光
方法の改善等により対処してきた。
このうち、露光方法の改善については、エス・ピー・ア
イ・イー，７７２．オプティカルマイクロリソグラフィ
VI（1987年）第６６頁から第７１頁（ＳＰＩＥ Vol.77
2 Ｏｐｔｉｃａｌ Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈ
ｙ VI），Ｐ．６６−７１）において論じられている。
この文献に記載された従来技術は、特に半導体ウエハの
表面が高低の段差構造となっている場合に有効な投影露
光法で、その内容は次の〔発明が解決しようとする課
題〕の項で述べる。
イ・イー，７７２．オプティカルマイクロリソグラフィ
VI（1987年）第６６頁から第７１頁（ＳＰＩＥ Vol.77
2 Ｏｐｔｉｃａｌ Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈ
ｙ VI），Ｐ．６６−７１）において論じられている。
この文献に記載された従来技術は、特に半導体ウエハの
表面が高低の段差構造となっている場合に有効な投影露
光法で、その内容は次の〔発明が解決しようとする課
題〕の項で述べる。
近年、半導体素子の高集積化が進むにつれてパターンの
微細化が要求されている。現在の微細パターン形成に主
として用いられている縮小投影露光装置では、結像光学
系における投影レンズの開口数（以下ＮＡ）を大きく
し、また露光に用いる光の波長を短くすることにより、
形成されるべきパターンの線幅を微細化する努力がなさ
れている。
微細化が要求されている。現在の微細パターン形成に主
として用いられている縮小投影露光装置では、結像光学
系における投影レンズの開口数（以下ＮＡ）を大きく
し、また露光に用いる光の波長を短くすることにより、
形成されるべきパターンの線幅を微細化する努力がなさ
れている。
一般に形成されるパターンの線幅（以下解像力とする）
は次式で表わされる。
は次式で表わされる。
Ｒ＝Ｋ1（λ／ＮＡ） …（１） Ｒ：解像力、Ｋ1：常数、λ：波長、ＮＡ：投影レンズ
の開口数。
の開口数。
また、焦点深度は次式で表わされる。
ＤＯＦ＝Ｋ（λ／ＮＡ2）…（２） ＤＯＦ：焦点深度、Ｋ2：常数。
（１）式により波長λを短く、またＮＡを大きくすれば
解像力は大きくなり、より小さな線幅パターンが形成さ
れるが、反面、（２）式に示すように焦点深度は増々小
さくなってしまう。特にＮＡを大きくすることによって
焦点深度は２乗で小さくなってしまう。
解像力は大きくなり、より小さな線幅パターンが形成さ
れるが、反面、（２）式に示すように焦点深度は増々小
さくなってしまう。特にＮＡを大きくすることによって
焦点深度は２乗で小さくなってしまう。
ところで、現在の高集積化された半導体素子では、その
構造も複雑化し、半導体素子の表面に高低の段差構造を
設けたものが増加し、その段差構造も大きくなる傾向に
あり、高ＮＡ化及び短波長化による焦点深度の低下は、
このような段差構造の基板（ウエハ）にパターンを形成
する上で大きな障害となっていた。
構造も複雑化し、半導体素子の表面に高低の段差構造を
設けたものが増加し、その段差構造も大きくなる傾向に
あり、高ＮＡ化及び短波長化による焦点深度の低下は、
このような段差構造の基板（ウエハ）にパターンを形成
する上で大きな障害となっていた。
これを解決する手段として、前述した従来技術のＳＰＩ
Ｅの文献には、ウエハの段差構造における高低レベルに
合わせて投影レンズの相対位置を複数回変えて投影露光
を実施し、このようにすることで、焦点深度を増すよう
にしているが、この方法はウエハの高低レベルに合わせ
てウエハと投影レンズの相対位置を変えなければならな
いので、その分作業時間がかかる。
Ｅの文献には、ウエハの段差構造における高低レベルに
合わせて投影レンズの相対位置を複数回変えて投影露光
を実施し、このようにすることで、焦点深度を増すよう
にしているが、この方法はウエハの高低レベルに合わせ
てウエハと投影レンズの相対位置を変えなければならな
いので、その分作業時間がかかる。
本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、前述したような高低のついた基板表面に
投影露光を行なう場合に、良好な焦点深度を保ちつつ、
その作業時間の短縮化，合理化を図ることにある。
するところは、前述したような高低のついた基板表面に
投影露光を行なう場合に、良好な焦点深度を保ちつつ、
その作業時間の短縮化，合理化を図ることにある。
本発明は、上記目的を達成するためには、高低差のつい
た基板表面にそれぞれの位置レベルに合う複数の焦点位
置を同時に作り出せばよいことに着目してなされたもの
で、基本的には次のような課題解決手段を提案する。
た基板表面にそれぞれの位置レベルに合う複数の焦点位
置を同時に作り出せばよいことに着目してなされたもの
で、基本的には次のような課題解決手段を提案する。
その一つは、被露光対象物たる基板の表面に高低差をつ
けて、この基板表面に投影露光の照明光学系，結像光学
系を用いてレティクルの原図パターンを転写させる方式
において、 前記投影露光の照明光学系に、光源から出射された光を
分光して分光された光の中から波長の異なる複数の光を
選択するための波長選択手段を設け、この波長選択手段
を介して投影レンズの諸収差バランスの崩れない範囲で
任意の波長の光を同時に複数選択し、この選択された波
長の異なる複数の光を混合して前記レティクルを均一に
照明した後、結像光学系の投影レンズを通過させ、該投
影レンズの色収差を利用して前記選択された各光の波長
に応じた複数の焦点位置を同時に生じさせ、これらの複
数の焦点位置と前記基板における高低位置レベルを対応
させることで、前記基板表面の高位置レベル面，低位置
レベル面のそれぞれに前記レティクルの原図パターンを
同時多重露光により結像させることを特徴とする投影露
光法である。
けて、この基板表面に投影露光の照明光学系，結像光学
系を用いてレティクルの原図パターンを転写させる方式
において、 前記投影露光の照明光学系に、光源から出射された光を
分光して分光された光の中から波長の異なる複数の光を
選択するための波長選択手段を設け、この波長選択手段
を介して投影レンズの諸収差バランスの崩れない範囲で
任意の波長の光を同時に複数選択し、この選択された波
長の異なる複数の光を混合して前記レティクルを均一に
照明した後、結像光学系の投影レンズを通過させ、該投
影レンズの色収差を利用して前記選択された各光の波長
に応じた複数の焦点位置を同時に生じさせ、これらの複
数の焦点位置と前記基板における高低位置レベルを対応
させることで、前記基板表面の高位置レベル面，低位置
レベル面のそれぞれに前記レティクルの原図パターンを
同時多重露光により結像させることを特徴とする投影露
光法である。
もう一つは、上記投影露光法を実施するための装置に関
し、その内容とするところは、 原図パターンが形成されるレティクルを均一に光照射す
る照明光学系と、前記レティクルを通過した光を、投影
レンズを介して被露光対象物たる基板に露光してパター
ン転写を行なう結像光学系とを備える投影露光装置にお
いて、 前記照明光学系の光路に、光源より出射された光を分光
する分光器と、分光された光の中から前記投影レンズの
諸収差バランスの崩れない範囲で波長の異なる複数の光
を同時に選択するスリットと、選択された複数の波長の
光を混合してレティクルに均一に照明させる２次光源光
学系とが配置され、且つ、前記投影レンズは、その残留
色収差により前記選択された波長に対応する複数の焦点
位置が生じるよう設定してなることを特徴とする。
し、その内容とするところは、 原図パターンが形成されるレティクルを均一に光照射す
る照明光学系と、前記レティクルを通過した光を、投影
レンズを介して被露光対象物たる基板に露光してパター
ン転写を行なう結像光学系とを備える投影露光装置にお
いて、 前記照明光学系の光路に、光源より出射された光を分光
する分光器と、分光された光の中から前記投影レンズの
諸収差バランスの崩れない範囲で波長の異なる複数の光
を同時に選択するスリットと、選択された複数の波長の
光を混合してレティクルに均一に照明させる２次光源光
学系とが配置され、且つ、前記投影レンズは、その残留
色収差により前記選択された波長に対応する複数の焦点
位置が生じるよう設定してなることを特徴とする。
これらの課題解決手段によれば、照明光学系の光源から
出射された光は、波長選択手段（例えば分光器とスリッ
トより成る）により分光されて、分光された光の中から
投影レンズの諸収差バランスの崩れない範囲で任意の異
なる波長の光が同時に複数選択される。この選択された
異なる波長の光が混合（合成）されてレティクルを均一
に照明し、その後、投影レンズを通過する。
出射された光は、波長選択手段（例えば分光器とスリッ
トより成る）により分光されて、分光された光の中から
投影レンズの諸収差バランスの崩れない範囲で任意の異
なる波長の光が同時に複数選択される。この選択された
異なる波長の光が混合（合成）されてレティクルを均一
に照明し、その後、投影レンズを通過する。
投影レンズは色収差を残留しているため、選択された複
数の異なる波長に対応してパターン転写位置となる被露
光面に複数の焦点位置が生じる。
数の異なる波長に対応してパターン転写位置となる被露
光面に複数の焦点位置が生じる。
これらの焦点位置と被露光物（基板）の表面の高低レベ
ルを対応させておけば、基板表面の各高低レベル位置に
充分な焦点裕度をもってレティクルパターンが各波長の
光に対応して同時多重露光により結像される。
ルを対応させておけば、基板表面の各高低レベル位置に
充分な焦点裕度をもってレティクルパターンが各波長の
光に対応して同時多重露光により結像される。
このような投影露光を行なう場合、露光波長の選択に当
っては、上記したように投影レンズの諸収差バランスを
崩さない範囲で行なう必要がある。すなわち、投影レン
ズの色収差が大きくなり過ぎると結像性能が低下するの
で、結像性能がさ程低下しない許容の収差バランスの範
囲で波長を選択する必要がある。
っては、上記したように投影レンズの諸収差バランスを
崩さない範囲で行なう必要がある。すなわち、投影レン
ズの色収差が大きくなり過ぎると結像性能が低下するの
で、結像性能がさ程低下しない許容の収差バランスの範
囲で波長を選択する必要がある。
本発明によれば、許容の収差バランスの範囲内で投影レ
ンズによる複数の焦点位置を同時に生じさせることがで
きるので、基板表面に高低差がついていても、一回の投
影露光（複数波長の光による同時多重露光）によりレテ
ィクルパターンを精度よく結像させることができる。そ
のため、今日の縮小投影露光装置ように高ＮＡ化，短波
長化により投影レンズの焦点深度が小さくなっても、こ
れに対処して各高低レベル面（段差面）に充分に焦点深
度に余裕をもって（焦点裕度）、微細パターンの投影露
光が行ない得る。
ンズによる複数の焦点位置を同時に生じさせることがで
きるので、基板表面に高低差がついていても、一回の投
影露光（複数波長の光による同時多重露光）によりレテ
ィクルパターンを精度よく結像させることができる。そ
のため、今日の縮小投影露光装置ように高ＮＡ化，短波
長化により投影レンズの焦点深度が小さくなっても、こ
れに対処して各高低レベル面（段差面）に充分に焦点深
度に余裕をもって（焦点裕度）、微細パターンの投影露
光が行ない得る。
なお、複数の異なる波長の光を選択する場合に、状況に
応じて（露光対象物の被露光面位置レベルに応じて）選
択すべき波長を変えるようにすれば、この波長の可変的
選択と投影レンズの複数の焦点位置が可変制御され、よ
りフレキシブルな投影露光を行なうことができる。
応じて（露光対象物の被露光面位置レベルに応じて）選
択すべき波長を変えるようにすれば、この波長の可変的
選択と投影レンズの複数の焦点位置が可変制御され、よ
りフレキシブルな投影露光を行なうことができる。
本発明の実施例を図面に基づき説明する。第１図は本発
明の第１実施例を示す構成図で、本実施例は一例として
縮小投影露光装置に適用したものである。
明の第１実施例を示す構成図で、本実施例は一例として
縮小投影露光装置に適用したものである。
第１図における縮小投影露光装置は大別すると、照明光
学系と、結像光学系とに大別される。
学系と、結像光学系とに大別される。
照明光学系は、光源となる水銀ランプ１、光源の後方に
位置してランプ１の光を効率良く集光する楕円面鏡２、
コリメータレンズ群３、スリット４の他に、本発明を実
施するための要素として反射型の回折格子分光器５、波
長選択可動スリット６、混合レンズ群７、フライアイレ
ンズ８、アウトプットレンズ９等が加わり、更に平面鏡
１０、コンデンサレンズ１１により構成される。
位置してランプ１の光を効率良く集光する楕円面鏡２、
コリメータレンズ群３、スリット４の他に、本発明を実
施するための要素として反射型の回折格子分光器５、波
長選択可動スリット６、混合レンズ群７、フライアイレ
ンズ８、アウトプットレンズ９等が加わり、更に平面鏡
１０、コンデンサレンズ１１により構成される。
反射型の回折格子５は、スリット４と波長選別可動スリ
ット６との間に位置し、回動機構（図示せず）により投
影露光の光路上に回転可能に配置される。また波長選択
可動スリット６は、光軸と交叉する方向に移動可能に配
置される。
ット６との間に位置し、回動機構（図示せず）により投
影露光の光路上に回転可能に配置される。また波長選択
可動スリット６は、光軸と交叉する方向に移動可能に配
置される。
一方結像光学系は、原画パターンが形成されたレティク
ル１２、縮小投影レンズ１３（以下、縮小レンズ１３と
略称する）、とで構成される。
ル１２、縮小投影レンズ１３（以下、縮小レンズ１３と
略称する）、とで構成される。
１４は被露光対象物たるウエハ、１５はウエハをセット
するためのＸＹＺステージである。
するためのＸＹＺステージである。
次に本実施例の投影露光について説明する。
水銀ランプ１より発した光は、楕円面鏡２で効率良く集
光されて、その光がコリメータレンズ群３及びスリット
４で細いシート状の光束に整形されて、反射型の回折格
子５に入射する。この入射光は回折格子５の回折により
光束が分光されて波長選択可動スリット６側に反射さ
れ、波長選択可動スリット６上に分光スペクトル像が形
成される。
光されて、その光がコリメータレンズ群３及びスリット
４で細いシート状の光束に整形されて、反射型の回折格
子５に入射する。この入射光は回折格子５の回折により
光束が分光されて波長選択可動スリット６側に反射さ
れ、波長選択可動スリット６上に分光スペクトル像が形
成される。
波長選択可動スリット６には、複数のスリットが形成さ
れ、かつ分光された光の中から波長の異なる所望の複数
の光を選択して透過させるようにスリット間隔が調整さ
れている。反射型回折格子５は、その反射光がスリット
６に適正な角度で入射できるよう位置調整してある。
れ、かつ分光された光の中から波長の異なる所望の複数
の光を選択して透過させるようにスリット間隔が調整さ
れている。反射型回折格子５は、その反射光がスリット
６に適正な角度で入射できるよう位置調整してある。
そして選択された任意の波長の光は混合レンズ群７で均
一に混合され、これが平行な光束となってフライアイレ
ンズ８に入射し、このフライアイレンズ８，アウトプッ
トレンズ９で更に均一化されて２次光源化され、その光
が平面鏡１１でコンデンサレンズ１１側に方向転換され
る。
一に混合され、これが平行な光束となってフライアイレ
ンズ８に入射し、このフライアイレンズ８，アウトプッ
トレンズ９で更に均一化されて２次光源化され、その光
が平面鏡１１でコンデンサレンズ１１側に方向転換され
る。
コンデンサレンズ１１を通過した光はレティクル１２に
均一に照明され、レティクル１２を通過した光が縮小レ
ンズ１３を介してステージ１５上のウエハ１４に結像さ
れる。
均一に照明され、レティクル１２を通過した光が縮小レ
ンズ１３を介してステージ１５上のウエハ１４に結像さ
れる。
このような動作をなす本実施例において、縮小レンズ１
３には色収差が残留しているものであり、したがって、
前述した反射型回折格子５，可動波長選択スリット６に
より選択された混合光が縮小レンズ１３を通過した場合
には、その波長ごとの焦点位置が結像側に設定される。
３には色収差が残留しているものであり、したがって、
前述した反射型回折格子５，可動波長選択スリット６に
より選択された混合光が縮小レンズ１３を通過した場合
には、その波長ごとの焦点位置が結像側に設定される。
そのため、ウエハ表面の同一被露光領域内に高低をつけ
たいわゆる段差構造の場合には、その高位置レベル，低
位置レベルの領域に合った焦点位置が生じるような波長
を回折格子５，可動波長選択スリット６で選択できるよ
うにしておけば、各位置レベルに合った複数の焦点位置
でレティクルパターンを同時多重露光により結像させる
ことができる。この場合、次のような配慮が必要であ
る。
たいわゆる段差構造の場合には、その高位置レベル，低
位置レベルの領域に合った焦点位置が生じるような波長
を回折格子５，可動波長選択スリット６で選択できるよ
うにしておけば、各位置レベルに合った複数の焦点位置
でレティクルパターンを同時多重露光により結像させる
ことができる。この場合、次のような配慮が必要であ
る。
縮小投影レンズ１３等の結像系光学レンズには、第４図
に示すように色収差が残留している。第４図の縮小レン
ズ１３の場合は、水銀ランプの輝線スペクトルｉ線（３
６５ｎｍ）用の縮小レンズを例示したもので、このｉ線
を中心に色収差が存在している。他の波長用の縮小レン
ズにも数値は異なるがこれと同様の傾向がある。これを
光の波長との関係で見た場合、縮小レンズの収差バラン
スを崩さない範囲における色収差による焦点位置の差は
１μｍ程度である。換言すれば、第４図の縮小レンズで
は、色収差が１μｍ以上を超えるともはやレンズだけで
は収差バランスを保つことが困難となり、投影露光によ
る結像性能が劣化する。
に示すように色収差が残留している。第４図の縮小レン
ズ１３の場合は、水銀ランプの輝線スペクトルｉ線（３
６５ｎｍ）用の縮小レンズを例示したもので、このｉ線
を中心に色収差が存在している。他の波長用の縮小レン
ズにも数値は異なるがこれと同様の傾向がある。これを
光の波長との関係で見た場合、縮小レンズの収差バラン
スを崩さない範囲における色収差による焦点位置の差は
１μｍ程度である。換言すれば、第４図の縮小レンズで
は、色収差が１μｍ以上を超えるともはやレンズだけで
は収差バランスを保つことが困難となり、投影露光によ
る結像性能が劣化する。
従って、複数の波長を選択する場合には、この収差バラ
ンスを崩さない許容バランス範囲で選択する必要があ
る。
ンスを崩さない許容バランス範囲で選択する必要があ
る。
第３図は、超高圧水銀ランプのｉ線付近の発光スペクト
ルをしめす。このような狭帯域に複数の波長ピークを持
つ輝線スペクトルを回折格子等のバンドパスフィルタで
選択することで、前記の収差バランスを崩すことなく充
分の光量を得て、複数の焦点位置を形成することができ
る。なお、水銀ランプの輝線スペクトルの純度（スペク
トル幅）はあまり狭くない方が効率の良い光量を得るこ
とができる。また、他の輝線スペクトルの波長に補正さ
れた縮小レンズの場合にも同様のことがいえる。
ルをしめす。このような狭帯域に複数の波長ピークを持
つ輝線スペクトルを回折格子等のバンドパスフィルタで
選択することで、前記の収差バランスを崩すことなく充
分の光量を得て、複数の焦点位置を形成することができ
る。なお、水銀ランプの輝線スペクトルの純度（スペク
トル幅）はあまり狭くない方が効率の良い光量を得るこ
とができる。また、他の輝線スペクトルの波長に補正さ
れた縮小レンズの場合にも同様のことがいえる。
前述した波長選択可動スリット６は、このような任意の
波長を選択できるよう移動可能にしたものである。ま
た、複数の波長を選択する場合、その数に合わせたスリ
ット数に設定し、且つ選択すべき波長が通るようにスリ
ット間隔を設定しなければならないことはいうまでもな
い。
波長を選択できるよう移動可能にしたものである。ま
た、複数の波長を選択する場合、その数に合わせたスリ
ット数に設定し、且つ選択すべき波長が通るようにスリ
ット間隔を設定しなければならないことはいうまでもな
い。
また、ｇ線，ｈ線などの他の輝線スペクトルに補正され
た縮小レンズの場合にも本実施例のように複数焦点距離
を形成した投影露光が可能であり、この場合には、ｉ線
と同じ装置を用い、可動スリットに対し、反射型回折格
子５の角度をおのおのの波長に合わせて回動調整するこ
とで対応可能である。
た縮小レンズの場合にも本実施例のように複数焦点距離
を形成した投影露光が可能であり、この場合には、ｉ線
と同じ装置を用い、可動スリットに対し、反射型回折格
子５の角度をおのおのの波長に合わせて回動調整するこ
とで対応可能である。
しかして、本実施例によれば縮小レンズ自身に複数の焦
点位置を生じさせることで、一回の投影露光で複数の焦
点位置にパターンを結像させることで、段差構造のウエ
ハにパターンを良好な焦点深度を保ちつつ、転写するこ
とができる。特に、微細パターンの要求により、露光光
が高ＮＡ化，短波長化し、投影レンズ自身の焦点深度が
小さくなる場合でも、充分な焦点裕度を持って高精度の
最小投影露光を行なうことができる。
点位置を生じさせることで、一回の投影露光で複数の焦
点位置にパターンを結像させることで、段差構造のウエ
ハにパターンを良好な焦点深度を保ちつつ、転写するこ
とができる。特に、微細パターンの要求により、露光光
が高ＮＡ化，短波長化し、投影レンズ自身の焦点深度が
小さくなる場合でも、充分な焦点裕度を持って高精度の
最小投影露光を行なうことができる。
また、本実施例では、可動スリット６の位置調整により
任意のスペクトル幅が得られるため、水銀ランプ等の光
源の輝線スペクトルを無理に狭帯化する必要がなく、高
純度の光が得られる。
任意のスペクトル幅が得られるため、水銀ランプ等の光
源の輝線スペクトルを無理に狭帯化する必要がなく、高
純度の光が得られる。
さらに、反射型格子５の角度を回動調整するだけで、ｉ
線，ｇ線，ｈ線等の各輝線スペクトル対応の縮小レンズ
を使用する場合でも、同じ光学系のままで対応できる利
点がある。
線，ｇ線，ｈ線等の各輝線スペクトル対応の縮小レンズ
を使用する場合でも、同じ光学系のままで対応できる利
点がある。
第２図は本発明の第２実施例を示すもので、図中既述し
た第１実施例と同一符号は同一あるいは共通する要素を
示す。また、第２図は光源１からレティクル１２までを
示し、結像光学系については省略してあるが第１図と同
様の構成である。
た第１実施例と同一符号は同一あるいは共通する要素を
示す。また、第２図は光源１からレティクル１２までを
示し、結像光学系については省略してあるが第１図と同
様の構成である。
本実施例は投影露光に用いる光学系の要素を直線的に配
列して装置の簡略化を図ったもので、第１実施例のよう
な回動型の反射回折格子を用いず、透過型の回折格子
５′を用いている。また、波長選択スリット６は光軸に
対し交叉する方向に移動可能で、輝線スペクトル幅の調
整を行ないえるようにしてある。本実施例においてもウ
エハが段差構造であっても、充分な焦点裕度を保ちつつ
良好な投影露光を行ない得る。
列して装置の簡略化を図ったもので、第１実施例のよう
な回動型の反射回折格子を用いず、透過型の回折格子
５′を用いている。また、波長選択スリット６は光軸に
対し交叉する方向に移動可能で、輝線スペクトル幅の調
整を行ないえるようにしてある。本実施例においてもウ
エハが段差構造であっても、充分な焦点裕度を保ちつつ
良好な投影露光を行ない得る。
なお、これらの実施例は縮小投影露光装置について例示
したが、これに限らず等倍型の投影露光装置についても
適用可能なことは勿論である。
したが、これに限らず等倍型の投影露光装置についても
適用可能なことは勿論である。
また、光源は水銀ランプに限らず種々のものが使用可能
である。
である。
以上のように本発明によれば、投影露光の被露光対象物
たる基板表面に高低差があっても、基板表面の各高低レ
ベル位置に充分な焦点裕度をもって、レティクルパター
ンが各波長の光に対応して同時多重露光により結像され
るので、投影レンズを機械的に移動させることなく、一
回の投影露光により微細なパターン転写を精度良く行な
うことができる。
たる基板表面に高低差があっても、基板表面の各高低レ
ベル位置に充分な焦点裕度をもって、レティクルパター
ンが各波長の光に対応して同時多重露光により結像され
るので、投影レンズを機械的に移動させることなく、一
回の投影露光により微細なパターン転写を精度良く行な
うことができる。
その結果、微細なパターン転写（投影露光）における作
業時間の短縮化と高精度化の双方の要求を満足させるこ
とができる。
業時間の短縮化と高精度化の双方の要求を満足させるこ
とができる。
第１図は本発明の第１実施例を示す縮小投影露光装置の
構成図、第２図は本発明の第２実施例たる縮小投影露光
装置の照明光学系を示す構成図、第３図は超高圧水銀ラ
ンプのｉ線付近の発光スペクトルを示す説明図、第４図
は縮小投影レンズの結像系レンズの波長と色収差の関係
を示す説明図である。 １…光源（水銀ランプ）、３…コリメータレンズ、５…
分光手段（反射型回折格子）、６…波長選択手段（波長
選択可動スリット）、７…混合レンズ群（光混合手
段）、８…フライアイレンズ、１１…コンデンサレン
ズ、１２…レティクル、１３…縮小レンズ、１４…基板
（ウエハ）、１５…ステージ。
構成図、第２図は本発明の第２実施例たる縮小投影露光
装置の照明光学系を示す構成図、第３図は超高圧水銀ラ
ンプのｉ線付近の発光スペクトルを示す説明図、第４図
は縮小投影レンズの結像系レンズの波長と色収差の関係
を示す説明図である。 １…光源（水銀ランプ）、３…コリメータレンズ、５…
分光手段（反射型回折格子）、６…波長選択手段（波長
選択可動スリット）、７…混合レンズ群（光混合手
段）、８…フライアイレンズ、１１…コンデンサレン
ズ、１２…レティクル、１３…縮小レンズ、１４…基板
（ウエハ）、１５…ステージ。
Claims (6)
- 【請求項１】被露光対象物たる基板の表面に高低差をつ
けて、この基板表面に投影露光の照明光学系，結像光学
系を用いてレティクルの原図パターンを転写させる方式
において、 前記投影露光の照明光学系に、光源から出射された光を
分光して分光された光の中から波長の異なる複数の光を
選択するための波長選択手段を設け、この波長選択手段
を介して投影レンズの諸収差バランスの崩れない範囲で
任意の波長の光を同時に複数選択し、この選択された波
長の異なる複数の光を混合して前記レティクルを均一に
照明した後、結像光学系の投影レンズを通過させ、該投
影レンズの色収差を利用して前記選択された各光の波長
に応じた複数の焦点位置を同時に生じさせ、これらの複
数の焦点位置と前記基板における高低位置レベルを対応
させることで、前記基板表面の高位置レベル面，低位値
レベル面のそれぞれに前記レティクルの原図パターンを
同時多重露光により結像させることを特徴とする投影露
光法。 - 【請求項２】第１請求項において、前記波長選択手段
は、輝線スペクトルの狭帯域に複数個の波長ピークをも
つバンドパスフィルタを用いる投影露光法。 - 【請求項３】第１請求項又は第２請求項において、前記
波長選択手段は、回折格子、プリズムのいずれか１つの
分光要素と通過光を選択するためのスリットとを組み合
わせたものを用いる投影露光法。 - 【請求項４】原図パターンが形成されるレティクルを均
一に光照射する照明光学系と、前記レティクルを通過し
た光を、投影レンズを介して被露光対象物たる基板に露
光してパターン転写を行なう結像光学系とを備える投影
露光装置において、 前記照明光学系の光路に、光源より出射された光を分光
する分光器と、分光された光の中から前記投影レンズの
諸収差バランスの崩れない範囲で波長の異なる複数の光
を同時に選択するスリットと、選択された複数の波長の
光を混合してレティクルに均一に照明させる２次光源光
学系とが配置され、且つ、前記投影レンズは、その残留
色収差により前記選択された波長に対応する複数の焦点
位置が生じるよう設定してなることを特徴とする投影露
光装置。 - 【請求項５】第４請求項において、前記スリットは、そ
のスリットの位置を光軸に対して交叉する方向に移動さ
せる機構を有して、前記スリットの位置の移動により前
記分光された光の中から選択すべき波長を変えることが
できる構成とし、この波長の可変的選択と前記投影レン
ズの残留色収差とにより前記投影レンズの複数の焦点位
置が変えられるよう設定してなることを特徴とする投影
露光装置。 - 【請求項６】第４請求項又は第５請求項において、前記
結像光学系の投影レンズは縮小投影レンズである投影露
光装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1065629A JPH0644549B2 (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | 投影露光法及び装置 |
| KR1019900002640A KR900015262A (ko) | 1989-03-17 | 1990-02-28 | 투영노광법 및 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1065629A JPH0644549B2 (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | 投影露光法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02244708A JPH02244708A (ja) | 1990-09-28 |
| JPH0644549B2 true JPH0644549B2 (ja) | 1994-06-08 |
Family
ID=13292500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1065629A Expired - Fee Related JPH0644549B2 (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | 投影露光法及び装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0644549B2 (ja) |
| KR (1) | KR900015262A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3123548B2 (ja) | 1998-06-30 | 2001-01-15 | キヤノン株式会社 | 露光方法及び露光装置 |
| US6369845B1 (en) * | 2000-03-14 | 2002-04-09 | Kubota Research Associates Inc. | Exposure system for recording media |
| US7561611B2 (en) * | 2005-02-03 | 2009-07-14 | Corning Incorporated | Extended-lifetime elements for excimer lasers |
| KR100885537B1 (ko) * | 2008-09-03 | 2009-02-26 | 주식회사 나노베이스 | 파장 가변 분광계 및 그 파장 가변 방법 |
| WO2019146448A1 (ja) * | 2018-01-24 | 2019-08-01 | 株式会社ニコン | 露光装置及び露光方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01212437A (ja) * | 1988-02-19 | 1989-08-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | パタン露光方法および紫外線露光装置 |
-
1989
- 1989-03-17 JP JP1065629A patent/JPH0644549B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-02-28 KR KR1019900002640A patent/KR900015262A/ko not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02244708A (ja) | 1990-09-28 |
| KR900015262A (ko) | 1990-10-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2699433B2 (ja) | 投影型露光装置及び投影露光方法 | |
| JP3326902B2 (ja) | パターン検出方法及びパターン検出装置及びそれを用いた投影露光装置 | |
| US7505112B2 (en) | Multiple exposure method | |
| JP2852169B2 (ja) | 投影露光方法および装置 | |
| US4853756A (en) | Projection exposure apparatus | |
| JPH05217855A (ja) | 露光用照明装置 | |
| JP3084760B2 (ja) | 露光方法及び露光装置 | |
| JPH07122478A (ja) | パターン投影方法 | |
| JP3658209B2 (ja) | 円弧照明光学系及びそれを用いた露光装置 | |
| JP3997199B2 (ja) | 露光方法及び装置 | |
| US20040218164A1 (en) | Exposure apparatus | |
| JPH0644549B2 (ja) | 投影露光法及び装置 | |
| JP3255168B2 (ja) | 露光方法及びその露光方法を用いたデバイス製造方法、及び露光装置 | |
| JPH04225514A (ja) | 投影露光装置及び方法、並びに素子製造方法 | |
| JP3209218B2 (ja) | 投影露光装置及び方法、並びに素子製造方法 | |
| JP2692660B2 (ja) | 投影露光装置及び投影露光方法 | |
| JP3339593B2 (ja) | 投影露光装置、及び該装置を用いた素子製造方法 | |
| US4782368A (en) | Method for correction for chromatic aberration and exposure apparatus using the same | |
| JP3049776B2 (ja) | 投影露光装置及び方法、並びに素子製造方法 | |
| JP3102087B2 (ja) | 投影露光装置及び方法、並びに回路素子形成方法 | |
| JPH05333269A (ja) | アフォーカル光学系 | |
| JPH07135145A (ja) | 露光装置 | |
| JP3339631B2 (ja) | 走査型露光装置、及び該装置を用いる素子製造方法 | |
| JP2006135346A (ja) | 露光方法及び装置 | |
| JP3316761B2 (ja) | 走査型露光装置、及びその装置を用いるデバイス製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080608 Year of fee payment: 14 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |