JPH08203816A - 縮小投影露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウエハの露光領域内で形成しようとするＩＣ
パターンの線幅を均一に、或いは粗密の線幅が混在する
ＩＣパターンを同時に所望の線幅で形成することができ
る縮小投影露光装置の光学装置を得ること。 【構成】 この発明の縮小投影露光装置における光学装
置１は、光源２、シャッタ４、フライアイレンズ５、レ
チクルブラインド６、縮小投影レンズ１０などから構成
された光学装置を備えた縮小投影露光装置において、前
記フライアイレンズ５の光源２側に、前記縮小投影レン
ズ１０の収差を調整する収差調整用光学フィルタ２０を
設置している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光源の光軸に対して
半導体ウエハの表面を垂直に支持し、レチクルのパター
ンをその半導体ウエハの表面に縮小して投影、露光し、
ＩＣパターンを形成する縮小投影露光装置、即ち、通称
「ステッパ」（以下、単に「ステッパ」と記す）と呼ば
れている装置における光学装置の改良に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】先ず、図を用いて、従来技術のステッパ
における光学装置を説明する。図２は従来技術のステッ
パにおける光学装置の構成概念図であり、そして図３は
図２に示した光学装置の一構成要素であるフライアイレ
ンズの拡大構造斜視図である。

【０００３】図２において、符号１は全体としてステッ
パにおける光学装置を指す。この光学装置１は水銀ラン
プなどの光源２と、この光源２からの光線を反射する反
射板３と、シャッタ４と、フライアイレンズ５と、露光
領域を確定するためのレチクルブラインド６と、反射板
７と、コンデンサレンズ８と、レチクルホルダ９と、そ
して縮小投影レンズ１０とから構成されている。符号Ｓ
は半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と略記する）で
あって、ウエハステージ１１の表面に光軸に対して垂直
状態で支持される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記構成の光学装置１
では、ＩＣパターンが形成されたレチクルをレチクルホ
ルダ９に装着し、光源２からの照明光束（露光光）で露
光してウエハＳの表面に予め被覆した感光剤に前記ＩＣ
パターンを縮小投影するのであるが、ウエハＳの表面の
露光領域内で、レチクルのＩＣパターンの線幅を均一に
投影するために、前記フライアイレンズ５を用い、前記
照明光束の照度むらを低減するようにしている。

【０００５】このフライアイレンズ５の構造は、図３に
示したように、数ｍｍ角の直方体の微小レンズ５Ａを縦
横に整列配列し、束ねた状態で構成されていて、各微小
レンズ５Ａの長軸が光軸に沿うように前記光学装置１に
装着されている。従って、光源２からの照明光束はフラ
イアイレンズ５の各微小レンズ５Ａに入射し、そして各
微小レンズ５Ａを通過した透過光が一様にレチクルを照
射するので、前記のように照明光束の照度むらを低減す
ることができる。

【０００６】しかしながら、前記縮小投影レンズ１０に
は様々な収差がある。従って、たとえ縮小投影レンズ１
０に入射する照明光束に照度むらがなくても、そして光
強度分布が均一であっても、前記収差の存在により、露
光領域内の光強度分布にばらつきが生じ、即ち、照度む
らが生じる。このため露光領域内で前記ＩＣパターンの
線幅をウエハＳの表面に均一に照射しようとする場合に
は、ＩＣパターンの線幅が不均一になる原因になる。

【０００７】従って、この発明は前記縮小投影レンズ固
有の収差を調整し、ウエハの表面に所望のＩＣパターン
を形成することを目的とするものである。なお、前記
「収差の調整」とはウエハの表面にＩＣパターンを、均
一な線幅を以て形成することを意味するだけでなく、逆
にＩＣパターンの一部線幅などを強調して形成すること
をも意味することを付言する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】それ故、この発明では、
光源、シャッタ、フライアイレンズ、レチクルブライン
ド、縮小投影レンズなどから構成された光学装置を備え
た縮小投影露光装置において、前記フライアイレンズの
光源側に、前記縮小投影レンズの収差を調整する収差調
整用光学フィルタを設置して、前記課題を解決した。

【０００９】

【作用】従って、ウエハの表面にＩＣパターンを所望通
り形成したい場合には、縮小投影レンズの固有の収差に
応じた収差調整用光学フィルタを用いることにより、所
望のＩＣパターンを所望の線幅で形成することができ
る。

【００１０】

【実施例】次に、図を用いて、この発明の縮小投影露光
装置を説明する。図１はこの発明の実施例である縮小投
影露光装置における光学装置の一部構成要素を拡大図示
した構成図である。なお、以下の説明においては、現用
の光学装置１の構成部分と同一の部分には同一の符号を
付して説明する。

【００１１】この図１には、フライアイレンズ５とレチ
クルＲと、そしてこの発明の特徴である収差調整用光学
フィルタ２０のみを図示したが、この発明の光学装置は
図２に示したような光源２などの他の必須光学部品と共
に構成されているものである。この実施例においては、
前記収差調整用光学フィルタ２０はフライアイレンズ５
の光源２側に装着した。

【００１２】この収差調整用光学フィルタ２０は、図２
に示した縮小投影レンズ１０の収差を測定し、その収差
を、例えば、打ち消して、ウエハＳの表面にＩＣパター
ンの線幅を均一に露光したい場合には、この収差を打ち
消すような明暗の収差調整用光学フィルタを製作する。
例えば、透明なガラス基板の一表面に縮小投影レンズ１
０の収差を打ち消すように明暗の金属薄膜を蒸着などの
手段で形成することにより所望の特性の収差調整用光学
フィルタ２０を得ることができる。

【００１３】また、ウエハＳの表面にＩＣパターンを強
弱を付けて形成したい場合があるが、現在、このような
場合には、細かいパターンを形成するためのレチクルと
粗いパターンを形成するためのレチクルとを用意し、そ
れらのパターンを個々に形成する方法を採っており、同
時に形成することができなかった。特に、細かいパター
ンを形成する場合には同時に粗いパターンを形成するこ
とができなかった。

【００１４】ところが、この発明の光学装置によれば、
前記のように、ＩＣパターンの或る部分だけを強調し
て、即ち、ＩＣパターンの或る部分だけ解像力を上げて
細かいパターンをウエハＳの表面に形成したい場合と
か、その逆の粗いパターンを形成したい場合、或いはこ
れらを同時に形成したい場合には、予め測定した前記縮
小投影レンズ１０の収差を基にして、その収差を強調す
る部分や打ち消す部分などを備えた収差調整用光学フィ
ルタ２０を作成し、前記のようにフライアイレンズ５の
光源２側に装着して前記露光作業を行えば、所望の線幅
でＩＣパターンを形成することができる。

【００１５】

【発明の効果】以上、説明したように、この発明の縮小
投影露光装置によれば、収差調整用光学フィルタを使用
することにより、ウエハの露光領域内で形成しようとす
るＩＣパターンの線幅を均一に形成することができるば
かりか、縮小投影レンズの固有の収差を積極的に利用す
ることにより、より微細なパターンや粗いパターンの線
幅の形成を制御することができるなど、露光領域内で任
意に光照度分布を制御することができるという数々の優
れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例である縮小投影露光装置に
おける光学装置の一部構成要素を拡大図示した構成図で
ある。

【図２】 現用の縮小投影露光装置における光学装置の
構成概念図である。

【図３】 図２に示した光学装置の一構成要素であるフ
ライアイレンズの拡大構造斜視図である。

【符号の説明】

１ ステッパの光学装置 ２ 光源 ４ シャッタ ５ フライアイレンズ ６ レチクルブラインド ８ コンデンサレンズ ９ レチクルホルダ １０ 縮小投影レンズ １１ ウエハステージ ２０ 収差調整用光学フィルタ Ｒ レチクル Ｓ 半導体ウエハ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源、シャッタ、フライアイレンズ、レ
   チクルブラインド、縮小投影レンズなどから構成された
   光学装置を備えた縮小投影露光装置において、前記フラ
   イアイレンズの光源側に、前記縮小投影レンズの収差を
   調整する収差調整用光学フィルタを設置したことを特徴
   とする縮小投影露光装置。