JPH09190974A - Exposure system and manufacture of element using it - Google Patents

Exposure system and manufacture of element using it

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JPH09190974A
JPH09190974A JP8355387A JP35538796A JPH09190974A JP H09190974 A JPH09190974 A JP H09190974A JP 8355387 A JP8355387 A JP 8355387A JP 35538796 A JP35538796 A JP 35538796A JP H09190974 A JPH09190974 A JP H09190974A
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light
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light source
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章義 鈴木
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems

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  • 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

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable the change of the form of an effective light source so as to raise the resolution by changing the intensity distribution of light entering an optical integrator or the diameter of a luminous flux, and also, inserting the first stop equipped with an aperture on the optical axis, and second stop equipped with only four apertures outside the optical path, in light path. SOLUTION: A pyramidal light deflecting member 61 is capable of being inserted into and extraction out of a light path by an insertion and extraction means, and it forms four light source images at the incident face 17a of an optical integrator 17. Moreover, a lens system 62 to change the diameter of the luminous flux of the light is inserted into the light path so that it may be replaced with a lens system 15 when arranging a light deflecting member 61 in the light path. Moreover, a stop form adjusting member 18 is arranged behind the optical integrator 17, having a plurality of stops arranged in turret style. A stop form adjusting member 18 performs a specified microlens from a plurality of microlenses of the optical integrator 17, according to the form of the optical integrator 17.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は露光装置及びそれを
用いた素子製造方法に関し、具体的には半導体素子の製
造装置である所謂ステッパーにおいてレチクル面上のパ
ターンを適切に照明し、高い解像力が容易に得られるよ
うにしたものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus and a device manufacturing method using the same, and more specifically, a so-called stepper, which is a semiconductor device manufacturing apparatus, appropriately illuminates a pattern on a reticle surface and has a high resolution. It is designed to be easily obtained.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近の半導体素子の製造技術の進展は目
覚ましく、又それに伴う微細加工技術の進展も著しい。
特に光加工技術は1MDRAMの半導体素子の製造を境
にサブミクロンの解像力を有する微細加工を技術まで達
している。解像力を向上させる手段としてこれまで多く
の場合、露光波長を固定して、光学系のNA(開口数)
を大きくしていく方法を用いていた。しかし最近では露
光波長をg線からi線に変えて、超高圧水銀灯を用いた
露光法により解像力を向上させる試みも種々と行なわれ
ている。
2. Description of the Related Art Recent advances in semiconductor device manufacturing technology have been remarkable, and the accompanying fine processing technology has also advanced remarkably.
In particular, the optical processing technology has reached the level of fine processing having a sub-micron resolution at the border of manufacturing a semiconductor element of 1M DRAM. In many cases, the exposure wavelength has been fixed and the NA (numerical aperture) of the optical system has been fixed as a means for improving the resolution.
Was used. However, recently, various attempts have been made to change the exposure wavelength from g-line to i-line and improve the resolution by an exposure method using an ultra-high pressure mercury lamp.

【0003】露光波長としてg線やi線を用いる方法の
発展と共にレジストプロセスも同様に発展してきた。こ
の光学系とプロセスの両者が相まって、光リソグラフィ
が急激に進歩してきた。
Along with the development of the method of using g-line or i-line as the exposure wavelength, the resist process has also developed. The combination of this optical system and the process has led to a rapid advance in optical lithography.

【0004】一般にステッパーの焦点深度はNAの2乗
に反比例することが知られている。この為サブミクロン
の解像力を得ようとすると、それと共に焦点深度が浅く
なってくるという問題点が生じてくる。
It is generally known that the depth of focus of a stepper is inversely proportional to the square of NA. Therefore, when trying to obtain submicron resolution, a problem arises that the depth of focus becomes shallower with it.

【0005】これに対してエキシマレーザーに代表され
る更に短い波長の光を用いることにより解像力の向上を
図る方法が種々と提案されている。短波長の光を用いる
効果は一般に波長に反比例する効果を持っていることが
知られており、波長を短くした分だけ焦点深度は深くな
る。
On the other hand, various methods have been proposed for improving the resolution by using light having a shorter wavelength, which is represented by an excimer laser. It is known that the effect of using light of a short wavelength generally has an effect inversely proportional to the wavelength, and the depth of focus becomes deeper as the wavelength is shortened.

【0006】短波長化の光を用いる他に解像力を向上さ
せる方法として位相シフトマスクを用いる方法(位相シ
フト法)が種々と提案されている。この方法は従来のマ
スクの一部分に、他の部分とは通過光に対して180度
の位相差を与える薄膜を形成し、解像力を向上させよう
とするものであり、IBM社(米国)のLevenso
nらにより提案されている。解像力RPは波長をλ、パ
ラメータをk1 、開口数をNAとすると一般に式 RP=k1 λ/NA で示される。通常0.7〜0.8が実用域とされるパラ
メータk1 は、位相シフト法によれば0.35ぐらい迄
大幅に改善できることが知られている。
In addition to the use of light with a short wavelength, various methods using a phase shift mask (phase shift method) have been proposed as methods for improving resolution. This method is intended to improve the resolution by forming a thin film on a part of a conventional mask that gives a phase difference of 180 degrees with respect to the passing light with respect to the other part, and Levenso of IBM (USA) is used.
n have been proposed. The resolving power RP is generally represented by the equation RP = k 1 λ / NA, where λ is the wavelength, k 1 is the parameter, and NA is the numerical aperture. It is known that the parameter k 1 , which is usually in the practical range of 0.7 to 0.8, can be greatly improved to about 0.35 by the phase shift method.

【0007】位相シフト法には種々のものが知られてお
り、それらは例えば日経マイクロデバイス1990年7
月号108ページ以降の福田等の論文に詳しく記載され
ている。
Various types of phase shift methods are known, for example, Nikkei Microdevice 1990 7
It is described in detail in Fukuda et al.'S papers starting on page 108 of the monthly issue.

【0008】しかしながら実際に空間周波数変調型の位
相シフトマスクを用いて解像力を向上させるためには未
だ多くの問題点が残っている。例えば現状で問題点とな
っているものとして以下のものがある。 (イ).位相シフト膜を形成する技術が未確立。 (ロ).位相シフト膜用の最適なCADの開発が未確
立。 (ハ).位相シフト膜を付けれないパターンの存在。 (ニ).(ハ)に関連してネガ型レジストを使用せざる
をえないこと。 (ホ).検査、修正技術が未確立。
However, many problems still remain in order to actually improve the resolution by using a spatial frequency modulation type phase shift mask. For example, there are the following as problems at present. (I). The technology for forming the phase shift film has not been established. (B). The development of the optimum CAD for the phase shift film has not been established. (C). The existence of a pattern that cannot have a phase shift film. (D). There is no choice but to use a negative resist in relation to (c). (E). Inspection and correction techniques have not been established.

【0009】このため実際に位相シフトマスクを利用し
て半導体素子を製造するには様々な障害があり、現在の
ところ大変困難である。
Therefore, there are various obstacles to actually manufacturing a semiconductor device using a phase shift mask, and it is very difficult at present.

【0010】これに対して本出願人は位相シフトマスク
を用いずにより解像力を高めた露光装置を特願平3−2
8631号(平成3年2月22日出願)で提案してい
る。
On the other hand, the applicant of the present invention has proposed an exposure apparatus having a high resolution without using a phase shift mask, as disclosed in Japanese Patent Application No. 3-2.
No. 8631 (filed on February 22, 1991).

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】前述した特願平3−2
8631号では非常に高い解像力を示す有効光源を形成
する為にオプティカルインテグレータの手前に4角錐プ
リズムを設け、かつオプティカルインテグレータの直後
に光軸外に開口を4つだけ備える絞りを設ける技術を開
示しているが、有効光源の形状は一定であった。
Problems to be Solved by the Invention Japanese Patent Application No. 3-2 mentioned above.
No. 8631 discloses a technique in which a quadrangular pyramid prism is provided in front of an optical integrator in order to form an effective light source exhibiting a very high resolution, and a diaphragm having only four apertures outside the optical axis is provided immediately after the optical integrator. However, the shape of the effective light source was constant.

【0012】本発明の目的は、有効光源の形状を変更で
きる露光装置及びそれを用いた素子製造方法の提供を目
的とする。
An object of the present invention is to provide an exposure apparatus capable of changing the shape of an effective light source and an element manufacturing method using the same.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の露光装置は、 (1-1) 光源からの光をオプティカルインテグレータに照
射し、前記オプティカルインテグレータからの光束で第
1物体を照明することにより前記第1物体のパターンを
投影光学系により第2物体に投影する露光装置におい
て、前記オプティカルインテグレータに入射する光の強
度分布又は光束径を変化させる光束状態変更手段と、光
軸上に一つの開口を備える第1絞りや光軸外に開口を4
つだけ備える第2絞りを選択的に光路に挿入する絞り選
択手段とを有することを特徴としている。
The exposure apparatus of the present invention comprises: (1-1) irradiating the optical integrator with light from a light source, and illuminating a first object with a light beam from the optical integrator. An exposure apparatus for projecting a pattern of an object onto a second object by a projection optical system, comprising: a light beam state changing means for changing an intensity distribution or a light beam diameter of light incident on the optical integrator; and an opening on the optical axis. 1 stop or 4 apertures outside the optical axis
It is characterized in that it has an aperture selection means for selectively inserting only two second apertures into the optical path.

【0014】特に、(1-1-1) 前記第2絞りが光路に挿入
される際に四角錐形状の光偏向部材を前記光源からの光
の光路中に入れることにより4つの像を前記オプティカ
ルインテグレータ上に投影すること。
In particular, (1-1-1) by inserting a quadrangular pyramid-shaped light deflecting member into the optical path of the light from the light source when the second diaphragm is inserted into the optical path, four images are formed on the optical image. Project on an integrator.

【0015】(1-1-2) 前記4つの像が前記光源の像であ
ること。
(1-1-2) The four images are images of the light source.

【0016】(1-1-3) 前記光束状態変更手段は、交換可
能な複数のレンズ系又はズーム光学系又は前記光源を光
軸方向に移動させる手段を備えること。
(1-1-3) The luminous flux state changing means includes a plurality of interchangeable lens systems, a zoom optical system, or means for moving the light source in the optical axis direction.

【0017】(1-1-4) 前記絞り選択手段は、前記第1、
第2絞りを相異なる位置に配した円盤と該円盤を回転さ
せる駆動装置とを有すること。
(1-1-4) The aperture selection means is the first,
A disk having second diaphragms arranged at different positions and a drive device for rotating the disk.

【0018】(1-1-5) 前記4つの開口は、夫々、装置に
関連した主たる方向に対応する互いに直交する2方向を
夫々x軸、y軸の方向とし且つ光軸の位置を中心とした
xy座標系を前記第2絞り上に仮定した時の第1乃至第
4象限に設けてあること。等を特徴としている。
(1-1-5) Each of the four openings has two directions orthogonal to each other, which correspond to the main directions associated with the apparatus, as the x-axis and y-axis directions and the optical axis position as the center. The xy coordinate system described above is provided in the first to fourth quadrants on the assumption of the second diaphragm. And so on.

【0019】本発明の素子製造方法は、 (2-1) 光源からの光を照射したオプティカルインテグレ
ータからの光束で第1物体を照明することにより、前記
第1物体の回路パターンを投影光学系により第2物体に
投影して転写する段階を有する素子製造方法において、
前記オプティカルインテグレータに入射する光の強度分
布又は光束径を変えると共に光軸上に一つの開口を備え
る第1絞りや光軸外に開口を4つだけ備える第2絞りを
光路中に挿入することにより照明方法を変えることを特
徴としている。
In the element manufacturing method of the present invention, (2-1) by illuminating the first object with a light beam from an optical integrator irradiated with light from a light source, a circuit pattern of the first object is projected by a projection optical system. In a device manufacturing method including a step of projecting and transferring onto a second object,
By changing the intensity distribution or the beam diameter of the light incident on the optical integrator and inserting a first diaphragm having one opening on the optical axis or a second diaphragm having only four openings outside the optical axis into the optical path. It is characterized by changing the lighting method.

【0020】特に、(2-1-1) 前記強度分布又は光束径の
変更は、レンズ系の交換又は光学系によるズーム又は前
記光源を光軸方向に移動させることにより行われるこ
と。
In particular, (2-1-1) the intensity distribution or the luminous flux diameter should be changed by exchanging the lens system, zooming by an optical system, or moving the light source in the optical axis direction.

【0021】(2-1-2) 前記4つの開口は、夫々、装置に
関連した主たる方向に対応する互いに直交する2方向を
夫々x軸、y軸の方向とし且つ光軸の位置を中心とした
xy座標系を前記第2絞り上に仮定した時の第1乃至第
4象限に設けてあること。等を特徴としている。
(2-1-2) Each of the four openings has two directions orthogonal to each other, which correspond to the main directions associated with the apparatus, as the x-axis and y-axis directions and the optical axis position as the center. The xy coordinate system described above is provided in the first to fourth quadrants on the assumption of the second diaphragm. And so on.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】図1は本発明の実施形態1の要部
概略図である。図中11は超高圧水銀灯等の光源でその
発光点は楕円ミラー12の第1焦点近傍に配置してい
る。この超高圧水銀灯11より発した光が楕円ミラー1
2によって集光される。13は光路を曲げるためのミラ
ー、14はシャッターで通過光量を制限している。15
はリレーレンズ系で超高圧水銀灯11からの光を波長選
択手段としての波長選択フィルター16を介してオプテ
ィカルインテグレータ17に効率よく集めている。オプ
ティカルインテグレータ17は後述するように複数の微
小レンズを2次元的に配列した構成より成っている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic view of a main part of a first embodiment of the present invention. Reference numeral 11 in the figure denotes a light source such as an ultra-high pressure mercury lamp, the light emitting point of which is arranged near the first focal point of the elliptical mirror 12. The light emitted from this ultra-high pressure mercury lamp 11 is an elliptical mirror 1.
It is condensed by 2. Reference numeral 13 is a mirror for bending the optical path, and 14 is a shutter for limiting the amount of passing light. Fifteen
Is a relay lens system which efficiently collects the light from the ultra-high pressure mercury lamp 11 to the optical integrator 17 through the wavelength selection filter 16 as the wavelength selection means. The optical integrator 17 has a configuration in which a plurality of minute lenses are two-dimensionally arranged as described later.

【0023】本実施形態においてはオプティカルインテ
グレータ(インテグレータ)17への照明状態はクリテ
ィカル照明でもケーラー照明でもよく、また例えば楕円
ミラー12の射出口をオプティカルインテグレータ17
に結像するものであっても良い。波長選択フィルター1
6は超高圧水銀灯11からの光束の波長成分の中から必
要な波長成分の光のみを選択して通過させている。
In the present embodiment, the illumination state of the optical integrator (integrator) 17 may be critical illumination or Koehler illumination, and the exit of the elliptical mirror 12 may be, for example, the optical integrator 17.
It is also possible to form an image on. Wavelength selection filter 1
Reference numeral 6 selects only the light having the necessary wavelength component from the wavelength components of the light flux from the extra-high pressure mercury lamp 11 and passes it.

【0024】18は選択手段(絞り選択手段)としての
絞り形状調整部材であり、複数の絞りをターレット式に
配置して構成しており、オプティカルインテグレータ1
7の後に配置している。絞り形状調整部材18はオプテ
ィカルインテグレータ17の形状に応じてオプティカル
インテグレータ17を構成する複数の微小レンズから所
定の微小レンズの選択を行なっている。即ち、本実施形
態では絞り形状調整部材18を絞り駆動系(駆動装置)
50で駆動させることにより露光を行なう後述する半導
体集積回路のパターン形状に合わせた照明方法を選択し
ている。このときの複数の微小レンズの選択に関しては
後述する。
Reference numeral 18 denotes an aperture shape adjusting member as a selecting means (aperture selecting means), which is constructed by arranging a plurality of apertures in a turret type, and the optical integrator 1
It is placed after 7. The diaphragm shape adjusting member 18 selects a predetermined microlens from a plurality of microlenses forming the optical integrator 17 according to the shape of the optical integrator 17. That is, in this embodiment, the diaphragm shape adjusting member 18 is connected to the diaphragm driving system (driving device).
The illumination method is selected according to the pattern shape of a semiconductor integrated circuit, which will be described later, in which exposure is performed by driving at 50. The selection of the plurality of minute lenses at this time will be described later.

【0025】本実施形態において、各要素18,50は
露光に用いる有効光源の形状を変更する変更手段の一要
素を構成している。
In the present embodiment, each of the elements 18 and 50 constitutes one element of changing means for changing the shape of the effective light source used for exposure.

【0026】19は光路を曲げるためのミラー、20は
レンズ系であり、絞り形状調整部材18を通過した光束
を集光している。レンズ系20は照明の均一性をコント
ロールするために重要な役割を果している。21はハー
フミラーであり、レンズ系20からの光束を透過光と反
射光に分割している。このうちハーフミラー21で反射
した光はレンズ38、ピンホール39を介してフォトデ
ィテクター40に導光している。ピンホール39は露光
が行なわれるべきパターンを持ったレチクル30と光学
的に等価な位置にあり、ここを通過した光がフォトディ
テクター40によって検出して、露光量のコントロール
を行なっている。
Reference numeral 19 is a mirror for bending the optical path, and 20 is a lens system, which collects the light flux that has passed through the diaphragm shape adjusting member 18. The lens system 20 plays an important role in controlling the uniformity of illumination. Reference numeral 21 denotes a half mirror, which splits the light flux from the lens system 20 into transmitted light and reflected light. The light reflected by the half mirror 21 is guided to the photodetector 40 through the lens 38 and the pinhole 39. The pinhole 39 is located at a position optically equivalent to the reticle 30 having a pattern to be exposed, and the light passing therethrough is detected by the photodetector 40 to control the exposure amount.

【0027】22は所謂マスキングを行なうメカニカル
ブレードであり、レチクル30の露光されるべきパター
ン部の大きさによって駆動系(不図示)によって位置の
調整を行なっている。23はミラー、24はレンズ系、
25はミラー、26はレンズ系で、これらの各部材を介
した超高圧水銀灯11からの光でレチクルステージ37
上に載置されたレチクル(第1物体)30を照明してい
る。
Reference numeral 22 is a so-called masking mechanical blade, and its position is adjusted by a drive system (not shown) according to the size of the pattern portion of the reticle 30 to be exposed. 23 is a mirror, 24 is a lens system,
Reference numeral 25 is a mirror, and 26 is a lens system. The reticle stage 37 receives light from the extra-high pressure mercury lamp 11 through these members.
The reticle (first object) 30 placed on the top is illuminated.

【0028】本実施形態において各要素20,22,2
4,26は有効光源からの光束をレチクルに照射する照
射手段の一要素を構成している。
In the present embodiment, each element 20, 22, 2
Reference numerals 4 and 26 constitute an element of irradiation means for irradiating the reticle with the light flux from the effective light source.

【0029】31は投影光学系であり、レチクル30上
のパターンをウェハー(第2物体)32に投影結像させ
ている。ウェハー32はウェハーチャック33に吸着し
ており、更にウエハーチャック33はレーザー干渉計3
6によって制御されるステージ34上に載置している。
尚、35はミラーであり、ウェハーステージ34上に載
置しており、あるレーザー干渉計(不図示)からの光を
反射させている。
A projection optical system 31 projects and forms an image of the pattern on the reticle 30 onto a wafer (second object) 32. The wafer 32 is attracted to the wafer chuck 33, and the wafer chuck 33 is further attached to the laser interferometer 3
It is mounted on the stage 34 controlled by the control unit 6.
A mirror 35 is placed on the wafer stage 34 and reflects light from a laser interferometer (not shown).

【0030】本実施形態においてオプティカルインテグ
レータ17の射出面17bは各要素19,20,23,
24,25,26を介して投影光学系31の瞳面31a
と略共役関係と成っている。即ち投影光学系31の瞳面
31aに射出面17bに相当する有効光源像が形成して
いる。
In the present embodiment, the exit surface 17b of the optical integrator 17 has the respective elements 19, 20, 23,
Pupil plane 31a of the projection optical system 31 via 24, 25 and 26
And is almost conjugate. That is, an effective light source image corresponding to the exit surface 17b is formed on the pupil plane 31a of the projection optical system 31.

【0031】ここで各要素20,24,26は射出面1
7bに形成される有効光源を投影光学系31の瞳面31
aに形成する有効光源形成手段の一要素を構成してい
る。
Here, each of the elements 20, 24 and 26 is the exit surface 1
The effective light source formed at 7b is the pupil plane 31 of the projection optical system 31.
It constitutes one element of the effective light source forming means formed in a.

【0032】61は4角錐形状の光偏向部材であり、挿
脱手段により光路中に挿脱可能となっており、オプティ
カルインテグレータ17の入射面17aに4つの光源像
を形成して、光束の有効利用を図っている。62はレン
ズ系であり、光偏向部材61を光路中に配置したときレ
ンズ系15と交換するように光路中に挿着している。
Reference numeral 61 denotes a quadrangular pyramid-shaped light deflecting member which can be inserted into and removed from the optical path by an inserting / removing means, forms four light source images on the incident surface 17a of the optical integrator 17, and makes the luminous flux effective. I am trying to use it. Reference numeral 62 denotes a lens system, which is inserted in the optical path so as to be replaced with the lens system 15 when the light deflection member 61 is arranged in the optical path.

【0033】ここでリレーレンズ15とレンズ系62は
オプティカルインテグレータに入射する光の光束径を変
化させる光束状態変更手段の一要素を構成している。
Here, the relay lens 15 and the lens system 62 constitute one element of the light flux state changing means for changing the light flux diameter of the light incident on the optical integrator.

【0034】次に図2を用いて投影光学系31の瞳面3
1aとオプティカルインテグレータ17の射出面17b
との関係について説明する。オプティカルインテグレー
タ17の形状は投影光学系31の瞳面31aに形成され
る有効光源の形状に対応している。図2はこの様子を示
したもので、投影光学系31の瞳面31aに形成される
射出面17bの有効光源像17cの形状が重ね描きされ
ている。正規化するため投影光学系31の瞳31aの径
を1.0としており、この瞳31a中にオプティカルイ
ンテグレータ17を構成する複数の微小レンズが結像し
て有効光源像17cを形成している。本実施形態の場
合、オプティカルインテグレータを構成する個々の微小
レンズは正方形の形状をしている。
Next, referring to FIG. 2, the pupil plane 3 of the projection optical system 31 will be described.
1a and exit surface 17b of optical integrator 17
Will be described. The shape of the optical integrator 17 corresponds to the shape of the effective light source formed on the pupil plane 31 a of the projection optical system 31. FIG. 2 shows this state, in which the shape of the effective light source image 17c of the exit surface 17b formed on the pupil plane 31a of the projection optical system 31 is overlaid. In order to normalize, the diameter of the pupil 31a of the projection optical system 31 is set to 1.0, and a plurality of microlenses forming the optical integrator 17 form an image in the pupil 31a to form an effective light source image 17c. In the case of this embodiment, the individual microlenses forming the optical integrator have a square shape.

【0035】ここで半導体集積回路のパターンを設計す
るときに用いられる主たる方向となる直交軸をxおよび
y軸に取る。この方向はレチクル30上に形成されてい
るパターンの主たる方向と一致した方向であり、正方形
の形状をしているレチクル30の外形の方向とほぼ一致
している。
Here, the orthogonal axes which are the main directions used when designing the pattern of the semiconductor integrated circuit are taken as the x and y axes. This direction coincides with the main direction of the pattern formed on the reticle 30, and substantially coincides with the outer shape direction of the reticle 30 having a square shape.

【0036】高解像力の照明系が威力を発揮するのは先
に述べたk1 ファクターが0.5付近の値を取るときで
ある。
The high-resolution illumination system exerts its power when the above-mentioned k 1 factor takes a value near 0.5.

【0037】そこで本実施形態では絞り形状調整部材1
8の絞りによりオプティカルインテグレータ17を構成
する複数の微小レンズのうちからレチクル30面上のパ
ターン形状に応じて所定の微小レンズを通過する光束の
みをレチクル30の照明用として用いるようにしてい
る。
Therefore, in the present embodiment, the diaphragm shape adjusting member 1
Among the plurality of microlenses forming the optical integrator 17 by the aperture of 8, only the light flux passing through a predetermined microlens according to the pattern shape on the surface of the reticle 30 is used for illuminating the reticle 30.

【0038】具体的には投影光学系31の瞳面31a上
で中心領域以外の複数の領域を光束が通過するように微
小レンズを選択している。
Specifically, the minute lenses are selected so that the light flux passes through a plurality of regions other than the central region on the pupil plane 31a of the projection optical system 31.

【0039】図3(A)、(B)はオプティカルインテ
グレータ17を構成する複数の微小レンズのうち絞り形
状調整部材18の絞りにより所定の微小レンズを通過す
る光束のみを選択したときを示す瞳面31a上における
概略図である。同図において黒く塗りつぶした領域は光
が遮光され、白い領域は光が通過してくる領域を示して
いる。
FIGS. 3A and 3B show the pupil plane when only the light flux passing through a predetermined microlens is selected by the diaphragm of the diaphragm shape adjusting member 18 among the plurality of microlenses forming the optical integrator 17. It is the schematic on 31a. In the same figure, the black-painted area is the area where light is blocked, and the white area is the area through which light passes.

【0040】図3(A)はパターンで解像度が必要とさ
れる方向がxおよびy方向であるときに対する瞳面31
a上の有効光源像を示している。瞳面31aを表わす円
を x2 +y2 =1 としたとき、次の4つの円を考える。
FIG. 3 (A) shows the pupil plane 31 for when the directions in which the resolution is required in the pattern are the x and y directions.
The effective light source image on a is shown. Assuming that the circle representing the pupil plane 31a is x 2 + y 2 = 1, consider the following four circles.

【0041】(xー1)2 +y2 =1 x2 +(yー1)2 =1 (x+1)2 +y2 =1 x2 +(y+1)2 =1 これらの4つの円によって瞳面31aを表わす円は領域
101〜108までの8つの領域に分解される。
(X-1) 2 + y 2 = 1 x 2 + (y-1) 2 = 1 (x + 1) 2 + y 2 = 1 x 2 + (y + 1) 2 = 1 The pupil plane 31a is formed by these four circles. The circle representing is decomposed into eight areas 101 to 108.

【0042】本実施形態でxおよびy方向に対して高解
像で深度の深い照明系は、これらのうちから偶数の領
域、即ち領域102,104,106,108に存在す
る微小レンズ群に優先的に光を通すように選択すること
によって達成している。原点であるx=0,y=0付近
の微小レンズは主として粗いパターンの深度向上に効果
が大きいため、中心付近の部分を選ぶか否かは焼き付け
ようとするパターンによって定まる選択事項である。
In the present embodiment, the illumination system having a high resolution in the x and y directions and a deep depth has priority over the minute lens groups existing in even-numbered regions, that is, the regions 102, 104, 106 and 108. This is accomplished by selectively choosing to let light through. Since a microlens near the origin of x = 0 and y = 0 is mainly effective for improving the depth of a rough pattern, whether or not to select a portion near the center is a matter of choice determined by the pattern to be burned.

【0043】図3(A)の例では中心付近の微小レンズ
は除外した例が示してある。尚、オプテイカルインテグ
レータ17の外側の部分は照明系内でインテグレータ保
持部材(不図示)によって遮光されている。又図3
(A),(B)では遮光するべき微小レンズと投影レン
ズの瞳31aとの関係を分かり易くするため瞳31aと
オプティカルインテグレータの有効光源像17cが重ね
描きしている。
In the example of FIG. 3A, an example is shown in which the minute lens near the center is excluded. The outside of the optical integrator 17 is shielded from light by an integrator holding member (not shown) in the illumination system. FIG. 3
In (A) and (B), the pupil 31a and the effective light source image 17c of the optical integrator are overlaid in order to facilitate understanding of the relationship between the minute lens to be shielded and the pupil 31a of the projection lens.

【0044】これに対し図3(B)は±45°方向のパ
ターンに対して高解像が必要とされる場合の絞りの形状
を示す。図3(A)の場合と同じく瞳31aとオプティ
カルインテグレータ17の有効光源像17cとの関係を
図示している。±45°パターンの場合には前と同じと
して
On the other hand, FIG. 3 (B) shows the shape of the diaphragm when high resolution is required for the pattern in the ± 45 ° direction. As in the case of FIG. 3A, the relationship between the pupil 31a and the effective light source image 17c of the optical integrator 17 is illustrated. In the case of ± 45 ° pattern, the same as before

【0045】[0045]

【数1】 なる4つの円を、瞳31aに対して重ね描きして図3
(A)の場合と同じく瞳31aを領域111〜118の
8つの領域に区分する。この場合±45°方向のパター
ンの高解像化に寄与するのは今度は奇数で表わされた領
域、即ち領域111,113,115,117である。
この領域に存在しているオプティカルインテグレータ1
7の微小レンズを優先的に選択することにより±45°
方向のパターンはk1 ファクターが0.5付近で焦点深
度が著しく増大する。
[Equation 1] 3 circles are drawn on the pupil 31a in an overlapping manner.
As in the case of (A), the pupil 31a is divided into eight areas 111 to 118. In this case, it is the regions represented by odd numbers, that is, the regions 111, 113, 115, 117 that contribute to the high resolution of the pattern in the ± 45 ° direction.
Optical integrator 1 existing in this area
± 45 ° by preferentially selecting 7 micro lenses
The directional pattern has a marked increase in the depth of focus when the k 1 factor is around 0.5.

【0046】図4は絞り形状調整部材18の各絞り18
a〜18dの切り換えを行なう概略図である。図4に示
すようにターレット式の交換方式を採用している。第1
の絞り18aは、k1 で1以上のそれほど細かくないパ
ターンを焼きつける場合に用いられる。第1の絞り18
aはこれまで公知の従来型の照明光学系の構成と同じで
あり、必要に応じてオプティカルインテグレータ17を
構成する微小レンズ群の外側の部分を遮光する様にも設
定される固定の絞りである。絞り18b〜18dは本実
施形態に従う第2の絞りとしての種々の絞りである。
FIG. 4 shows each diaphragm 18 of the diaphragm shape adjusting member 18.
It is the schematic which switches a-18d. As shown in FIG. 4, a turret type exchange system is adopted. First
The diaphragm 18a is used when printing a pattern of k 1 which is not so fine and is 1 or more. First aperture 18
The symbol a is the same as the configuration of the conventional illumination optical system known so far, and is a fixed diaphragm that is also set so as to shield the outside portion of the microlens group forming the optical integrator 17 if necessary. . The diaphragms 18b to 18d are various diaphragms as the second diaphragm according to the present embodiment.

【0047】一般的な傾向として高解像用の照明系の場
合、オプテイカルインテグレータ17は従来の照明系で
必要とされる大きさより、瞳面上でより外側の領域まで
使う方が高空間周波数に対し有利である。例えば従来の
照明系では半径0.5以内の微小レンズ群を使うことが
好ましいのに対し、高解像用の照明系の場合には中心部
の微小レンズは使用しないものの、例えば最大半径0.
75以内の円の中ににある微小レンズ群まで使用する方
が好ましいことがある。
As a general tendency, in the case of an illumination system for high resolution, the optical integrator 17 is higher in spatial frequency than the size required in the conventional illumination system when it is used up to a region outside the pupil plane. Is advantageous to. For example, in a conventional illumination system, it is preferable to use a minute lens group having a radius of 0.5 or less, whereas in the case of an illumination system for high resolution, a minute lens at the center is not used, but a maximum radius of 0.
It may be preferable to use even the microlens groups within the circle of 75 or less.

【0048】このためオプテイカルインテグレータ17
の大きさ、及び、照明系のその他の部分の有効径は、予
め従来型と高解像型の両者を考慮して設定しておくこと
が好ましい。また、オプテイカルインテグレータ17の
入射口17aにおける光の強度分布も、絞りが挿入され
ても十分機能が果たせるような大きさを持っていること
が好ましい。絞り18aで外側の微小レンズ群を遮光す
る場合があるのは以上のような理由からで、例えばオプ
ティカルインテグレータ17としては半径0.75のと
ころまで用意しておいても、絞り18aではそのうちか
ら半径0.5以内の部分を選ぶといったことが行なわれ
る。
Therefore, the optical integrator 17
And the effective diameter of the other parts of the illumination system are preferably set in advance in consideration of both the conventional type and the high resolution type. Further, it is preferable that the intensity distribution of light at the entrance 17a of the optical integrator 17 is also large enough to perform its function even when the diaphragm is inserted. For the reasons described above, the iris 18a may shield the outside microlens group. For example, even if the optical integrator 17 is provided with a radius of 0.75, the iris 18a may be used to A part within 0.5 is selected.

【0049】以上示したように露光を行なうべき半導体
集積回路のパターンの特殊性を考慮したうえで絞りの形
状を決定すれば、パターンに応じた最適の露光装置を構
成することができる。これらの絞りの選択は例えば露光
装置全体の制御コンピュータから与えて、自動的に行な
っている。図4に示したのはこのような絞りを搭載した
絞り形状調整部材18の一例で、この場合には4種類の
絞り18a〜18dのパターンを選択することが可能で
ある。勿論この数はもっとふやすことも容易である。
As described above, if the shape of the diaphragm is determined in consideration of the peculiarities of the pattern of the semiconductor integrated circuit to be exposed, it is possible to construct an optimum exposure apparatus according to the pattern. The selection of these diaphragms is automatically given by, for example, being given from the control computer of the entire exposure apparatus. FIG. 4 shows an example of the diaphragm shape adjusting member 18 in which such a diaphragm is mounted. In this case, it is possible to select four types of patterns of the diaphragms 18a to 18d. Of course, it is easy to increase this number.

【0050】絞りを選択したとき、絞りの選択に従って
照度むらが変化する場合がある。そこで本実施形態では
このような場合の照度むらをレンズ系20を調整して微
調を行なっている。照度むらの微調については、レンズ
系20を構成する個々の要素レンズの光軸方向の間隔で
調整可能であることが既に本出願人の先の出願によって
示されている。51は駆動機構であり、レンズ系20の
要素レンズ(可動レンズ)を駆動させている。レンズ系
20の調整は絞りの選択に応じて行なっている。また場
合によっては絞りの形状の変更に応じてレンズ系20自
体をそっくり他の交換レンズと交換するようにすること
も可能である。そのような場合にはレンズ系20に相当
するレンズ系を複数個用意し、絞りの形状の選択に従っ
てターレット式に交換されるようにレンズ系を入れ替え
ている。尚、本実施形態において各要素20,50は有
効光源の形状の変更の際に照度むらを調整する調整手段
の一要素を構成している。
When the diaphragm is selected, the illuminance unevenness may change according to the selection of the diaphragm. Therefore, in the present embodiment, the illuminance unevenness in such a case is finely adjusted by adjusting the lens system 20. It has already been shown by the applicant's earlier application that fine adjustment of the illuminance unevenness can be adjusted at intervals in the optical axis direction of the individual element lenses constituting the lens system 20. A driving mechanism 51 drives the element lenses (movable lenses) of the lens system 20. The adjustment of the lens system 20 is performed according to the selection of the diaphragm. In some cases, the lens system 20 itself can be completely replaced with another interchangeable lens according to the change of the shape of the diaphragm. In such a case, a plurality of lens systems corresponding to the lens system 20 are prepared, and the lens systems are exchanged so that the turret system can be exchanged according to the selection of the shape of the diaphragm. In addition, in the present embodiment, each of the elements 20 and 50 constitutes one element of an adjusting unit that adjusts the illuminance unevenness when the shape of the effective light source is changed.

【0051】本実施形態では、絞りの形状を変更するこ
とによって半導体集積回路のパターンの特徴に応じた照
明系を選択している。また本実施形態の場合、高解像用
の照明系にした場合、大きく有効光源全体を見ると光源
自体が4つの領域に別れることが特徴となっている。こ
の場合の重要要素はこの4つの領域の強度のバランスで
ある。しかしながら図1のような系だと超高圧水銀灯1
1のケーブルの影がこのバランスに悪影響を与える場合
がある。従って、図3に示した絞りを用いる高解像用の
照明系ではケーブルの影になる線状の部分をオプティカ
ルインテグレータ17で遮光する微小レンズの位置と対
応するようにセットさせることが望ましい。
In the present embodiment, the illumination system is selected according to the pattern characteristics of the semiconductor integrated circuit by changing the shape of the diaphragm. Further, in the case of the present embodiment, when an illumination system for high resolution is used, the light source itself is divided into four areas when the entire effective light source is viewed largely. The important factor in this case is the balance of the intensities of these four regions. However, if the system is as shown in Fig. 1, the ultra high pressure mercury lamp 1
The shadow of cable 1 may adversely affect this balance. Therefore, in the high-resolution illumination system using the diaphragm shown in FIG. 3, it is desirable to set the linear portion shadowing the cable so as to correspond to the position of the minute lens that is shielded by the optical integrator 17.

【0052】即ち、図3(A)の絞りの場合で言えば図
5(A)に示す様にケーブル11aを引っ張る方向はx
またはy方向にセットすることが好ましく、図3(B)
の絞りを使用した場合のケーブル11aを引っ張る方向
は図5(B)に示す様にx及びy方向に対して±45°
にセットすることが好ましい。本実施形態では超高圧水
銀灯のケーブルを引っ張る方向も、絞りの変更に対応し
て変えることが好ましい。
That is, in the case of the diaphragm of FIG. 3A, the direction in which the cable 11a is pulled is x as shown in FIG. 5A.
Alternatively, it is preferable to set in the y direction, as shown in FIG.
The direction of pulling the cable 11a when using the diaphragm is ± 45 ° with respect to the x and y directions as shown in FIG. 5 (B).
It is preferable to set to. In the present embodiment, it is preferable to change the pulling direction of the cable of the ultra-high pressure mercury lamp in accordance with the change of the diaphragm.

【0053】又本実施形態では、k ファクターが
0.5付近の細かいパターンを投影露光する場合には前
述の様にパターンの方向性に応じて図3(A)あるいは
図3(B)といった絞りを挿入している。この場合ただ
単に光を遮断するだけだと、超高圧水銀灯からの光を利
用する効率が低くなってしまう。そこで本実施形態では
光の有効利用を図るために絞りの形状に応じて楕円ミラ
ー12とミラー13との間にオプティカルインテグレー
タ17に入射する光の強度分布を変える強度分布変更手
段の一要素を構成する4角錐プリズム(光偏向部材)6
1を挿入している。楕円ミラー12の第1焦点位置に配
置した超高圧水銀灯11の電極から発生する光束は、楕
円ミラー12で反射した後、4角錐プリズム61を通過
し、4角錐プリズムを構成する4つの面のそれぞれに応
じて4つの光源像を楕円ミラー12の第2焦点の位置に
形成する。この4つの光源像が、挿入されている絞りの
4つに別れている透過部のそれぞれに対応する様、レン
ズ系62がレンズ系15に代わって挿入し光束を導いて
いる。
Further, in this embodiment, when a fine pattern having a k 1 factor of around 0.5 is projected and exposed, as shown in FIG. 3A or 3B, depending on the directionality of the pattern, as described above. The aperture is inserted. In this case, if the light is simply blocked, the efficiency of utilizing the light from the ultra-high pressure mercury lamp becomes low. Therefore, in this embodiment, one element of the intensity distribution changing means for changing the intensity distribution of the light incident on the optical integrator 17 is arranged between the elliptical mirror 12 and the mirror 13 in accordance with the shape of the diaphragm in order to effectively use the light. Four-sided pyramid prism (light deflection member) 6
1 is inserted. The luminous flux generated from the electrode of the extra-high pressure mercury lamp 11 arranged at the first focal point position of the elliptical mirror 12 is reflected by the elliptical mirror 12 and then passes through the quadrangular pyramid prism 61, so that each of the four surfaces forming the quadrangular pyramid prism. Accordingly, four light source images are formed at the position of the second focus of the elliptical mirror 12. The lens system 62 is inserted in place of the lens system 15 so as to guide the light flux so that the four light source images correspond to the four transmissive portions of the inserted diaphragm.

【0054】本実施形態では挿入する4角錐プリズム6
1には方向性が存在する。図3(A)のような形状の絞
りに対しては図6(A)に示す様に4角錐プリズム61
の各面の間に存在する稜がx及びy方向に一致する様に
セットされる。4角錐プリズムを挿入したことに伴う光
学系の結像関係を補正するため、図1の系ではシャッタ
ー14の後方にあるレンズ系15を4角錐プリズムの挿
入と同時にレンズ系62に交換する。
In this embodiment, the four-sided pyramid prism 6 to be inserted is used.
1 has directionality. For a diaphragm having a shape as shown in FIG. 3A, a quadrangular pyramid prism 61 as shown in FIG.
Are set so that the edges existing between the respective surfaces of the are aligned in the x and y directions. In order to correct the imaging relationship of the optical system due to the insertion of the quadrangular pyramid prism, in the system of FIG. 1, the lens system 15 behind the shutter 14 is replaced with the lens system 62 at the same time when the quadrangular pyramid prism is inserted.

【0055】一方、図3(B)のように絞りの透過部が
x軸及びy軸方向に存在している時には、4角錐プリズ
ムの稜はx及びy軸に対して±45°方向になる様にセ
ットされる。この場合にも結像関係の補正にレンズ系6
2がレンズ系15の代わりに用いられる。
On the other hand, when the transmission part of the diaphragm exists in the x-axis and y-axis directions as shown in FIG. 3B, the ridge of the quadrangular pyramid prism is in the direction of ± 45 ° with respect to the x- and y-axes. Is set. Also in this case, the lens system 6 is used to correct the image formation relationship.
2 is used instead of the lens system 15.

【0056】又、4角錐プリズム61は用意される絞り
の個数に応じて複数個用意しても良い。
A plurality of quadrangular pyramid prisms 61 may be prepared depending on the number of diaphragms prepared.

【0057】図7は本発明の実施形態2の要部概略図で
ある。本実施形態が実施形態1と異なるのはオプティカ
ルインテグレータ17に結像する光束状態変更手段とし
てのレンズ系65の構成である。本実施形態の場合、レ
ンズ系65は楕円ミラー12の射出面の像をオプティカ
ルインテグレータ17に結像する。ここで図4に示すよ
うな絞りを用いる場合を考える。この際問題となるのは
前述したように従来の照明法を行なう絞り(第1絞り)
18aを用いる場合と、高解像用の照明系を行なう絞り
(第2絞り)18b〜18dを用いる場合でオプティカ
ルインテグレータ17上で必要とされる光束の最大有効
径が異なる場合である。
FIG. 7 is a schematic view of the essential portions of Embodiment 2 of the present invention. The present embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the lens system 65 as a light flux state changing means for forming an image on the optical integrator 17. In the case of the present embodiment, the lens system 65 forms an image of the exit surface of the elliptical mirror 12 on the optical integrator 17. Here, consider the case of using a diaphragm as shown in FIG. In this case, the problem is that the diaphragm (first diaphragm) for performing the conventional illumination method as described above.
The case where 18a is used and the case where the diaphragms (second diaphragms) 18b to 18d that perform the illumination system for high resolution are used, the maximum effective diameter of the light flux required on the optical integrator 17 is different.

【0058】そこで本実施形態ではレンズ系65をこの
ような光束径の変化に対応できるようズーム光学系より
構成している。超高圧水銀灯11からの光束径が楕円ミ
ラー12の射出口12aにより明確に規定されているた
め、本実施形態のようなズーム光学系65を採用するこ
とは、採用する照明法に合わせて光束径をコントロール
出来ることになり、光の利用効率が向上する。
Therefore, in this embodiment, the lens system 65 is composed of a zoom optical system so as to cope with such a change in the light beam diameter. Since the diameter of the light flux from the extra-high pressure mercury lamp 11 is clearly defined by the exit 12a of the elliptical mirror 12, the use of the zoom optical system 65 as in the present embodiment makes it possible to adjust the light flux diameter according to the illumination method to be used. Can be controlled, and the light utilization efficiency is improved.

【0059】このようなオプティカルインテグレータ1
7上での光の強度分布の大きさのコントロールは図1の
系でレンズ系15が楕円ミラー12の射出口をオプティ
カルインテグレータ17の入射口17aに結像するので
はなく、超高圧水銀灯11の光源像を結像させるような
場合にも重要である。
Such an optical integrator 1
In order to control the intensity of the light intensity distribution on 7, the lens system 15 does not focus the exit of the elliptical mirror 12 on the entrance 17a of the optical integrator 17 in the system of FIG. It is also important when forming a light source image.

【0060】そこで本実施形態3として、この場合には
オプティカルインテグレータ17上での光の強度分布や
光束径をコントロールするため光束状態変更手段とし
て、例えば駆動手段等で超高圧水銀灯自体を光軸方向に
動かしてオプティカルインテグレータ17の入射口17
aに対してデフォーカスさせて変化させても良い。
Therefore, in the third embodiment, in this case, as the light beam state changing means for controlling the light intensity distribution and the light beam diameter on the optical integrator 17, for example, the driving means or the like is used to move the ultra high pressure mercury lamp itself to the optical axis direction. To the entrance 17 of the optical integrator 17
It may be changed by defocusing a.

【0061】以上述べてきた例は従来良く用いられてい
る超高圧水銀灯を1つ用いたものであった。しかしなが
ら本発明は複数個の光源を用いたり、あるいは光源とし
てエキシマレーザを用いたような場合にも勿論適用する
ことができる。エキシマレーザを用いた照明系の場合に
は時間的にオプティカルインテグレータ上でレーザの位
置が走査される方式があるが、この時走査する範囲を焼
き付けるべきパターンに応じて変化させれば図3にある
ような有効光源分布を容易に実現することができる。
The example described above uses one of the conventionally used ultrahigh pressure mercury lamps. However, the present invention can of course be applied to a case where a plurality of light sources are used or an excimer laser is used as a light source. In the case of an illumination system using an excimer laser, there is a system in which the laser position is temporally scanned on the optical integrator, but if the scanning range at this time is changed according to the pattern to be printed, it is as shown in FIG. Such an effective light source distribution can be easily realized.

【0062】又、以上の実施形態では述べなかったが高
解像用の照明系では絞りで大きく4つの部分に分けられ
た各部分同士のバランスも重要である。4つに分けられ
た有効光源同士の分布のモニター、あるいは補正法につ
いては先の出願で既に述べられているのでここでは言及
を省略する。
Although not described in the above embodiment, in the high resolution illumination system, it is important to balance the respective parts which are roughly divided into four parts by the diaphragm. The monitoring of the distribution of the effective light sources divided into four, or the correction method has already been described in the previous application, and therefore the description thereof is omitted here.

【0063】又、絞りを挿入する位置について本発明の
各実施形態では最後のオプティカルインテグレータの後
側で行なったが、これはオプティカルインテグレータの
前側で行なっても良い。また他に照明系内でオプティカ
ルインテグレータと共役な面があればそこで絞りの動作
を行なうようにしても良い。
Further, regarding the position where the diaphragm is inserted, in each of the embodiments of the present invention, it is performed on the rear side of the last optical integrator, but this may be performed on the front side of the optical integrator. In addition, if there is a plane conjugate with the optical integrator in the illumination system, the diaphragm operation may be performed there.

【0064】[0064]

【発明の効果】本発明の露光装置によれば、光利用効率
をあまり落とさないで、有効光源の形状の変更ができ、
特に4角錐形状の光偏向部材を挿入した際には高い解像
力が得られる。
According to the exposure apparatus of the present invention, the shape of the effective light source can be changed without significantly lowering the light utilization efficiency,
In particular, when a quadrangular pyramid-shaped light deflection member is inserted, high resolution can be obtained.

【0065】これによって高解像度のパターンを有した
半導体デバイスを得ることができる。
As a result, a semiconductor device having a high resolution pattern can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態1の要部概略図FIG. 1 is a schematic diagram of a main part of a first embodiment of the present invention.

【図2】投影光学系の瞳とオプティカルインテグレータ
の関係を示す説明図
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a relationship between a pupil of a projection optical system and an optical integrator.

【図3】投影光学系の瞳面上を示す説明図FIG. 3 is an explanatory diagram showing a pupil plane of a projection optical system.

【図4】本発明で使用される絞りの詳細図FIG. 4 is a detailed view of a diaphragm used in the present invention.

【図5】超高圧水銀灯からケーブルの引き出し方を示す
FIG. 5 is a diagram showing how to pull out a cable from an ultra-high pressure mercury lamp.

【図6】本実施形態で用いた4角錐プリズムの挿入の仕
方を示す説明図
FIG. 6 is an explanatory view showing how to insert the quadrangular pyramid prism used in the present embodiment.

【図7】本発明の実施形態2の要部概略図FIG. 7 is a schematic view of a main part of a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 超高圧水銀灯 12 楕円ミラー 13 ミラー 14 シャッター 15 レンズ系 16 波長選択フィルター 17 オプティカルインテグレーター 18 メカ絞り 19 ミラー 20 レンズ 21 ハーフミラー 22 マスキングブレード 23,25 ミラー 24,26 レンズ 30 レチクル 31 投影光学系 32 ウェハー 33 ウェハーチャック 34 ウェハーステージ 35 レーザー干渉計のミラー 36 レーザー干渉計 37 レチクルステージ 38 レンズ 39 ピンホール 40 フォトディテクタ 50 絞りの駆動系 51 レンズ駆動系 61 4角錐プリズム 62,65 レンズ系 11 Ultra-high pressure mercury lamp 12 Elliptical mirror 13 Mirror 14 Shutter 15 Lens system 16 Wavelength selection filter 17 Optical integrator 18 Mechanical aperture 19 Mirror 20 Lens 21 Half mirror 22 Masking blade 23, 25 Mirror 24, 26 lens 30 Reticle 31 Projection optical system 32 Wafer 33 Wafer chuck 34 Wafer stage 35 Laser interferometer mirror 36 Laser interferometer 37 Reticle stage 38 Lens 39 Pinhole 40 Photodetector 50 Aperture drive system 51 Lens drive system 61 4 Pyramidal prism 62,65 Lens system

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源からの光をオプティカルインテグレ
ータに照射し、前記オプティカルインテグレータからの
光束で第1物体を照明することにより前記第1物体のパ
ターンを投影光学系により第2物体に投影する露光装置
において、前記オプティカルインテグレータに入射する
光の強度分布又は光束径を変化させる光束状態変更手段
と、光軸上に一つの開口を備える第1絞りや光軸外に開
口を4つだけ備える第2絞りを選択的に光路に挿入する
絞り選択手段とを有することを特徴とする露光装置。
1. An exposure apparatus that projects a pattern of the first object onto a second object by a projection optical system by irradiating an optical integrator with light from a light source and illuminating a first object with a light beam from the optical integrator. In the optical integrator, the luminous flux state changing means for changing the intensity distribution or luminous flux diameter of the light incident on the optical integrator, the first diaphragm having one opening on the optical axis or the second diaphragm having only four openings outside the optical axis. And an aperture selecting means for selectively inserting the optical path into the optical path.
【請求項2】 前記第2絞りが光路に挿入される際に四
角錐形状の光偏向部材を前記光源からの光の光路中に入
れることにより4つの像を前記オプティカルインテグレ
ータ上に投影することを特徴とする請求項1の露光装
置。
2. A method of projecting four images onto the optical integrator by inserting a quadrangular pyramid-shaped light deflection member into the optical path of light from the light source when the second diaphragm is inserted into the optical path. The exposure apparatus according to claim 1, which is characterized in that.
【請求項3】 前記4つの像が前記光源の像であること
を特徴とする請求項2の露光装置。
3. The exposure apparatus according to claim 2, wherein the four images are images of the light source.
【請求項4】 前記光束状態変更手段は、交換可能な複
数のレンズ系又はズーム光学系又は前記光源を光軸方向
に移動させる手段を備えることを特徴とする請求項1の
露光装置。
4. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the light flux state changing means includes a plurality of interchangeable lens systems or zoom optical systems, or means for moving the light source in the optical axis direction.
【請求項5】 前記絞り選択手段は、前記第1、第2絞
りを相異なる位置に配した円盤と該円盤を回転させる駆
動装置とを有することを特徴とする請求項4の露光装
置。
5. The exposure apparatus according to claim 4, wherein the aperture selecting means includes a disc in which the first and second apertures are arranged at different positions and a drive device for rotating the disc.
【請求項6】 前記4つの開口は、夫々、装置に関連し
た主たる方向に対応する互いに直交する2方向を夫々x
軸、y軸の方向とし且つ光軸の位置を中心としたxy座
標系を前記第2絞り上に仮定した時の第1乃至第4象限
に設けてあることを特徴とする請求項1又は5の露光装
置。
6. The four openings are respectively in two mutually orthogonal directions, each corresponding to a main direction associated with the device.
6. An xy coordinate system in the directions of the axis and the y axis and centered on the position of the optical axis is provided in the first to fourth quadrants on the assumption of the second diaphragm. Exposure equipment.
【請求項7】 光源からの光を照射したオプティカルイ
ンテグレータからの光束で第1物体を照明することによ
り、前記第1物体の回路パターンを投影光学系により第
2物体に投影して転写する段階を有する素子製造方法に
おいて、前記オプティカルインテグレータに入射する光
の強度分布又は光束径を変えると共に光軸上に一つの開
口を備える第1絞りや光軸外に開口を4つだけ備える第
2絞りを光路中に挿入することにより照明方法を変える
ことを特徴とする素子製造方法。
7. A step of projecting and transferring a circuit pattern of the first object onto a second object by a projection optical system by illuminating the first object with a light beam from an optical integrator irradiated with light from a light source. In the device manufacturing method having the optical path, a first diaphragm having one opening on the optical axis and a second diaphragm having only four openings outside the optical axis are provided while changing the intensity distribution or the light beam diameter of the light incident on the optical integrator. A method for manufacturing an element, characterized in that a lighting method is changed by inserting the element inside.
【請求項8】 前記強度分布又は光束径の変更は、レン
ズ系の交換又は光学系によるズーム又は前記光源を光軸
方向に移動させることにより行われることを特徴とする
請求項7の素子製造方法。
8. The method of manufacturing an element according to claim 7, wherein the intensity distribution or the luminous flux diameter is changed by exchanging a lens system, zooming by an optical system, or moving the light source in the optical axis direction. .
【請求項9】 前記4つの開口は、夫々、装置に関連し
た主たる方向に対応する互いに直交する2方向を夫々x
軸、y軸の方向とし且つ光軸の位置を中心としたxy座
標系を前記第2絞り上に仮定した時の第1乃至第4象限
に設けてあることを特徴とする請求項7又は8の素子製
造方法。
9. The four openings are respectively in two mutually orthogonal directions x corresponding to a main direction associated with the device, respectively.
9. An xy coordinate system in the directions of the axis and the y axis and centered on the position of the optical axis is provided in the first to fourth quadrants on the assumption of the second diaphragm. Element manufacturing method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2012067246A1 (en) * 2010-11-19 2012-05-24 Nskテクノロジー株式会社 Proximity exposure device and proximity exposure method
JP2015005542A (en) * 2013-06-19 2015-01-08 キヤノン株式会社 Light source device, and lithographic apparatus

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