JPH0945607A - 照明装置、露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents
照明装置、露光装置及びデバイス製造方法Info
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- JPH0945607A JPH0945607A JP7197541A JP19754195A JPH0945607A JP H0945607 A JPH0945607 A JP H0945607A JP 7197541 A JP7197541 A JP 7197541A JP 19754195 A JP19754195 A JP 19754195A JP H0945607 A JPH0945607 A JP H0945607A
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- 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]
- G03F7/70108—Off-axis setting using a light-guiding element, e.g. diffractive optical elements [DOEs] or light guides
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
グレータ10の光入射面10a上に水銀灯1の発光部1
aの像を形成し、結像系101のレンズ系5とレンズ系
9の間のレンズ系9の前側焦点位置の近傍に光軸調整装
置21を設け、光軸調整装置21により光束全体を偏向
する。光軸調整装置21により光束全体を偏向すると、
光束全体の光入射面10a上への入射位置を変わり、ウ
エハ−18面での照度分布が変わるので、光束全体の偏
向方向を調整することによりウエハ−18面での照度む
らを小さくする。
Description
及びデバイス製造方法に関し、特に、LSI等の半導体
素子、CCD等の撮像素子、液晶パネル等の表示素子や
磁気ヘッド等の検出素子等の各種デバイスを製造する時
にレチクル面上のデバイスパタ−ンを適切に照明するた
めの照明装置、露光装置及びデバイス製造方法に関する
ものである。
ソグラフィ−で要求される解像力も0.3μmや0.2
5μmと非常に細かいものが要求されている。
7号公報で、リソグラフィ−用の投影露光装置の解像力
を向上させることができる照明装置を提案している。
示された照明装置(投影露光装置)を示しているる。
射する高輝度の超高圧水銀灯で、水銀灯1の発光部1a
は楕円ミラ−2の第1焦点近傍にある。水銀灯1より発
した光は、楕円ミラ−2によって反射及び集光され、コ
−ルドミラ−3で反射された後、楕円ミラ−2の第2焦
点4の近傍に発光部1aの像(発光部像)1bを形成す
る。コ−ルドミラ−3は、ガラス基板上に赤外光を透過
させ紫外光を反射する多層膜を形成して成る。
結像系であり、第2焦点4の近傍に形成した発光部像1
bをオプティカルインテグレ−タ10の光入射面10a
上に略結像している。レンズ系9は、ズ−ムレンズであ
り、結像系101の倍率を変えることができる構成とな
っている。7は光学素子の保持部材であり、円錐プリズ
ムや多角錐プリズム等の複数個の光学素子を光路中に切
り替えて配置できるように構成されている。レンズ系5
は楕円ミラ−2の開口の位置と保持部材7の位置とを光
学的に略共役な位置関係にしている。
個の光束を形成する多光束形成部材であり、多数の微小
レンズを光軸に直交する平面に沿って2次元的に配列し
て成り、その光射出面10b近傍に2次光源10cを形
成する。11は形状や大きさが互いに異なる複数の開口
部材を有する絞り部材であり、絞り部材11は光路中に
挿入する開口部材を切り替えられる機構を有している。
はオプティカルインテグレ−タ10の光射出面10bか
らの光束を集光する。レンズ系14aとコリメ−タレン
ズ14bとを含む集光レンズ系14は、絞り部材11と
ミラ−13を介して、光射出面10bからの光束で、レ
チクルステ−ジ16に載置した被照射面であるレチクル
15をケ−ラ−照明する。
に描かれたパタ−ンをウエハ−チャック19に載置した
ウエハ−18の感光面上に縮小投影している。20は、
ステ−ジであり、ウエハ−チャック19をその上に載置
している。オプティカルインテグレ−タ10の光射出面
10b近傍の2次光源10cは集光レンズ系14により
投影光学系17の瞳17a近傍に結像している。
た微細パタ−ンの方向性及び解像線幅等に応じて光学素
子の保持部材7を回転して複数個の光学素子の内の所望
の光学素子を光路中に挿入すると共に必要に応じて結像
系101の倍率を変えることにより、図6(A),
(B),(C)に示すように、オプティカルインテグレ
−タ10の光入射面10a上の光強度分布を変更して2
次光源の光強度分布(照明方法)を変更している。図6
中の斜線の部分は光強度が強い領域である。
て、絞り部材11の開口の形状や大きさを変えたり、保
持部材7で保持した光学素子を切り替えたり、結像系1
01の結像倍率を変えたりすると、レチクル15面上や
ウエハ18面上において、無視できない照度むらが発生
する場合がある。本発明は、この種の照度むらを小さく
することができる照明装置、露光装置及びデバイス製造
方法を提供することを目的とする。
に、本発明は、照射光学系により多光束形成手段上に光
束を照射し、該多光束形成手段により形成した多数の光
束で被照明面を照明する照明装置、露光装置及びデバイ
ス製造方法において、前記多光束形成手段上に照射され
る光束全体を偏向する第1光偏向部材を前記照射光学系
の前側焦点位置またはその近傍に設けたことを特徴とす
る。
路に対して着脱可能であることを特徴とする。
を偏向する角度は前記被照明面上の照度むらが小さくな
るよう設定されていることを特徴とする。
前記複数個の光束を互いに異なる方向に偏向する第2光
偏向部材を前記第1光偏向部材の近傍に設けたことを特
徴とする。
る円錐状の偏向面を有する第2光偏向部材を前記第1光
偏向部材の近傍に設けたことを特徴とする。
系の間に前記第2光偏向部材を設けたことを特徴とす
る。
束の光路に対して着脱可能であることを特徴とする。
束の光路に対して一体的に着脱されることを特徴とす
る。
を偏向する角度は前記第2光偏向部材が前記光路に挿入
された状態で前記被照明面上の照度むらが小さくなるよ
うに設定されていることを特徴とする。
学系と、前記光源の像からの光束を受けて前記照射光学
系に向ける受光光学系とを有し、前記受光光学系と前記
照射光学系の間に前記第1光偏向部材が設けられ、前記
受光光学系と前記照射光学系とが前記光源の像を前記多
光束形成手段上に再結像することを特徴とする。
記光源の像が形成され、前記照射光学系の後ろ側焦点位
置に前記多光束形成手段が設けられることを特徴とす
る。
ンズであることを特徴とする。
各々レンズ系であることを特徴とする。
とを特徴とする。
て傾けた透明な平行平面板を備えることを特徴とする。
傾いた面を有する透明なクサビを備えることを特徴とす
る。
傾いた面を有する透明なクサビを2個備え、2個のクサ
ビは前記光束全体を個別に所望の方向に偏向するよう設
けられることを特徴とする。
傾いた面を有する透明なクサビを2個備え、2個のクサ
ビは前記光束全体を互いに異なる方向に偏向することを
特徴とする。
す図である。
射する高輝度の超高圧水銀灯で、水銀灯1の発光部1a
は楕円ミラ−2の第1焦点近傍にある。水銀灯1より発
した光は、楕円ミラ−2によって反射及び集光され、コ
−ルドミラ−3で反射された後、楕円ミラ−2の第2焦
点4の近傍に発光部1aの像(発光部像)1bを形成す
る。コ−ルドミラ−3は、ガラス基板上に赤外光を透過
させ紫外光を反射する多層膜を形成して成る。水銀灯1
は、光軸方向に動かすことができ、例えばオプティカル
インテグレ−タ10の光入射面10a上へ入射する光束
の量が最大になるように光軸方向に関する位置を調整で
きる。
結像系等の光学系であり、第2焦点4の近傍に形成した
発光部像1bをオプティカルインテグレ−タ10の光入
射面10a上またはその近くに再び結像している。レン
ズ系5の前側焦点位置は第2焦点4の近傍に形成した発
光部像1bの位置とほぼ一致している。レンズ系9(照
射光学系)は、ズ−ムレンズであり、結像系101の倍
率を変えることができる構成となっている。7は光学素
子の保持部材であり、円錐プリズムや多角錐プリズム等
の複数個の光学素子(第2光偏向部材)を光路中に切り
替えて配置できるように構成されている。レンズ系5
(受光光学系)は楕円ミラ−2の開口の位置と保持部材
7の位置とを光学的に略共役な位置関係にしている。図
2は保持部材7とそれに保持された複数個の光学素子6
a〜6fとを示しており、保持部材7は不図示のモータ
により中心を貫く回転軸回りに回転するターレット板で
あり、光学素子6aは円錐プリズム、光学素子6bは光
学素子6aよりも頂角が小さい円錐プリズム、光学素子
6cは四角錐プリズム、光学素子6dは光学素子6cよ
りも頂角が大きい四角錐プリズム、光学素子6eは8角
錐プリズム、光学素子6fは平行平面板(この部分は素
通しの開口でもいい。)である。
個の光束を形成する多光束形成部材であり、多数の微小
レンズを光軸に直交する平面に沿って2次元的に配列し
て成り、その光射出面10b近傍に2次光源10cを形
成する。オプティカルインテグレ−タ10の光入射面は
レンズ系9の後ろ側焦点位置にある。11は形状や大き
さが互いに異なる複数の開口部材を有する絞り部材であ
り、絞り部材11は光路中に挿入する開口部材を切り替
えられる機構を有している。複数の開口部材の開口形状
は、光学素子6a〜6fに対応しており、リング状、4
つ穴、8つの穴、一つ穴を含む。
はオプティカルインテグレ−タ10の光射出面10bか
らの光束を集光する。レンズ系14aとコリメ−タレン
ズ14bとを含む集光レンズ系14は、絞り部材11と
ミラ−13を介して、光射出面10bからの光束で、レ
チクルステ−ジ16に載置した被照射面であるレチクル
15をケ−ラ−照明する。
に描かれたパタ−ンをウエハ−チャック19に載置した
ウエハ−18の感光面上に縮小投影している。20は、
XYステ−ジであり、ウエハ−チャック19をその上に
載置している。オプティカルインテグレ−タ10の光射
出面10b近傍の2次光源10cは集光レンズ14によ
り投影光学系17の瞳17a近傍に結像している。
た微細パタ−ンの方向性及び解像線幅等に応じて光学素
子保持部材7を回転して複数個の光学素子6a〜6fの
内の所望の光学素子を光路中に挿入すると共に必要に応
じて結像系101の倍率を変えることにより、図6
(A),(B),(C)に示すように、オプティカルイ
ンテグレ−タ10の光入射面10a上の光強度分布を変
更して2次光源の光強度分布(照明方法)を変更してい
る。図6の斜線の部分は光強度が強い領域である。
7の近傍に光軸調整装置21(第1光偏向部材)を設け
たことである。光軸調整装置21は実質的に同じクサビ
角を持つ2枚のクサビガラス21a,21bを備えてお
り、2枚のクサビガラス21a,21bは双方とも光軸
に垂直な第1面と光軸に対して傾いた第2面とを有す
る。クサビ角は第1面と第2面とが成す角度を言う。光
軸調整装置21は、クサビガラス21a,21bの各々
を、不図示の駆動装置により個別に光軸を回転軸として
回転させ、各々の光軸回りの回転角を調整する。この調
整により光軸調整装置21を通過する光束全体を所望の
方向にある角度偏向でき、光束全体のオプティカルイン
テグレ−タ10の光入射面10a上のへの入射位置を変
え、光入射面10a上の光強度分布全体を動かすことが
できる。
インテグレ−タ10に入射する光束全体(光強度分布全
体)の位置を変えると、被照射面であるレチクル15や
ウエハ18上での照度分布が変わる。本実施例ではこの
ことを利用し、ウエハ18上での照度むらが最小になる
ようにクサビガラス21a,21bの回転角度を調整す
るようにしている。
図である。図3(A)は、光路中に平行平面板6fが挿
入されており、2枚のクサビガラス21a,21bを互
いにクサビ角を相殺する位置に設定した場合を示す図、
図3(B)は図3(A)の状態からクサビガラス21b
をある角度だけ回転した場合を示す図である。図3
(A)、(B)の右側にある図はオプティカルインテグ
レ−タ10の光入射面10aでの光強度を模式的に示す
もので、この図面から、クサビガラス21a,21bの
各々を適当な角度回転し光束全体を所望の方向にある角
度偏向することにより、オプティカルインテグレ−タ1
0の光入射面10aにおける光強度分布を光軸(中心)
に対して偏心することができることが分かる。これはレ
ンズ系9へ入射する光束全体の入射角度を変えると、光
束全体のオプティカルインテグレ−タ10の光入射面1
0aに入射する位置が変わるからである。特に、光軸調
整装置21が光学系9の前側焦点位置の近傍にあるの
で、光束全体のオプティカルインテグレ−タ10への入
射角度をほとんど変えずに入射位置のみを変えることが
できる。本実施例の場合、光束全体のオプティカルイン
テグレーター10の光入射面10aへの入射角度は殆ど
変化しないため、オプティカルインテグレーター10の
多数の微小レンズ内を常に効率良く光線が伝播すること
になる。
の調整手順の一例を示す。
系を変更する。
ズ−ム位置の決定)。
択)。
c
し、XYステ−ジ20上にある不図示の照度むら測定器
により投影光学系17の像面での照度分布を測定する。
小になるクサビガラス21a,21bの回転角を算出
し、不図示の駆動装置によりクサビガラス21a,21
bをそれぞれ指定位置に回転させる。
ーン面が位置する所の物体面でもいい。
え毎に照度分布を測定し、測定結果によりクサビガラス
21a,21bの回転角を算出することになるが、あら
かじめ実験により各照明方法におけるクサビガラス21
a,21bの回転角を求めてメモリに記憶しておき、照
明方法切り替え時にクサビガラス21a,21bを自動
的に所定角度回転しても良い。
a,21bの指定回転角度を持たずに、使用する全照明
方法において、照度むらが平均的によくなる回転角度を
求め、その角度にクサビガラス21a,21bを固定し
ておいてもよい。
を持った2枚のクサビガラスにより構成させているが、
3枚以上のクサビガラスにより構成しても良い。この場
合は最もクサビ角が大きいクサビガラスのクサビ角が他
の2枚以上のクサビガラスのクサビ角の合計以下である
必要がある。
学素子6a〜6fより光源側に配置しているが、光軸調
整装置21を光学素子6a〜6fよりオプティカルイン
テグレ−タ10側に配置してもよい。要は、オプティカ
ルインテグレ−タ10の光入射面10aへの入射角度を
あまり変えずに入射位置を変えることができる場所に配
置すれば良いのである。
である。本実施例においては、保持部材7の光学素子6
a〜6fに関する各保持部分に、光学素子6a〜6fに
対応させてクサビガラス23a〜23fを取り付けてお
り、6aと23a、6bと23b、6cと23c、6d
と23d、6eと23e、6fと23fが一体となって
光路中に選択的に挿入され、切り替えられる。各保持部
分に取り付けられるクサビガラス23a〜23fのクサ
ビ角と回転角度位置は、予めウエハ18面の照度むらが
最小になるように設定される。勿論、ある光学素子(6
a〜6f)を光路中に選択した時にウエハ18面の照度
むらが十分小さければその光学素子の対となる部分にク
サビガラスを取り付けるは必要はない。
23a〜23fは必ずしも1対1に対応させる必要はな
く、例えば、光学素子6a〜6fとクサビガラス23a
〜23fを別々のタ−レット板に配置し、光学素子とク
サビガラスをそれぞれ独立に光路中に選択的に挿入し切
り替えてもよい。
クサビガラスにより被照射面での照度むらが最小になる
ように調整しているが、必ずしもそのかぎりではなく、
例えば、光学系の経時変化(レンズやミラーのコ−ティ
ングの特性変化やランプのア−クの輝度分布変化)によ
り照度むらが発生した時に自動的に調整するようにして
もよい。
の数を6種類として説明しているが、この数には限定さ
れない。光学素子が無い場合にも本発明は適用出来る。
たデバイスの製造方法の一実施例を説明する。
チップ、磁気ヘッドや液晶パネルやCCD)の製造フロ
−を示す。ステップ1(回路設計)では半導体デバイス
の回路設計を行なう。ステップ2(マスク製作)では設
計した回路パタ−ンを形成したマスク(レチクル15)
を製作する。一方、ステップ3(ウエハ−製造)ではシ
リコン等の材料を用いてウエハ−(ウエハ−18)を製
造する。ステップ4(ウエハ−プロセス)は前工程と呼
ばれ、上記用意したマスクとウエハ−とを用いて、リソ
グラフィ−技術によってウエハ−上に実際の回路を形成
する。次のステップ5(組み立て)は後工程と呼ばれ、
ステップ4よって作成されたウエハ−を用いてチップ化
する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボン
ディング)、パッケ−ジング工程(チップ封入)等の工
程を含む。ステップ6(検査)ではステップ5で作成さ
れた半導体装置の動作確認テスト、耐久性テスト等の検
査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成
し、これが出荷(ステップ7)される。図8は上記ウエ
ハ−プロセスの詳細なフロ−を示す。ステップ11(酸
化)ではウエハ−(ウエハ−18)の表面を酸化させ
る。ステップ12(CVD)ではウエハ−の表面に絶縁
膜を形成する。ステップ13(電極形成)ではウエハ−
上に電極を蒸着によって形成する。ステップ14(イオ
ン打ち込み)ではウエハ−にイオンを打ち込む。ステッ
プ15(レジスト処理)ではウエハ−にレジスト(感
材)を塗布する。ステップ16(露光)では上記投影露
光装置によってマスク(レチクル15)の回路パタ−ン
の像でウエハ−を露光する。ステップ17(現像)では
露光したウエハ−を現像する。ステップ18(エッチン
グ)では現像したレジスト以外の部分を削り取る。ステ
ップ19(レジスト剥離)ではエッチングが済んで不要
となったレジストを取り除く。これらステップを繰り返
し行なうことによりウエハ−上に回路パタ−ンが形成さ
れる。
しかった高集積度のデバイスを製造することが可能にな
る。
とが可能であり、従って、半導体素子製造用の投影投影
露光装置に適用すれば、レチクル面上の電子回路パタ−
ンをウエハ−面上に高精度で投影することができる。
る。
る。
る。
を示す説明図である。
Claims (20)
- 【請求項1】 照射光学系により多光束形成手段上に光
束を照射し、該多光束形成手段により形成した多数の光
束で被照明面を照明する照明装置において、前記多光束
形成手段上に照射される光束全体を偏向する第1光偏向
部材を前記照射光学系の前側焦点位置またはその近傍に
設けたことを特徴とする照明装置。 - 【請求項2】 前記第1光偏向部材が前記光束の光路に
対して着脱可能であることを特徴とする請求項1の照明
装置。 - 【請求項3】 前記第1光偏向部材が前記光束全体を偏
向する角度は前記被照明面上の照度むらが小さくなるよ
う設定されていることを特徴とする請求項1、2の照明
装置。 - 【請求項4】 前記光束を複数個の光束に分割し、前記
複数個の光束を互いに異なる方向に偏向する第2光偏向
部材を前記第1光偏向部材の近傍に設けたことを特徴と
する請求項1の照明装置。 - 【請求項5】 前記光束をリング状の光束に変換する円
錐状の偏向面を有する第2光偏向部材を前記第1光偏向
部材の近傍に設けたことを特徴とする請求項1の照明装
置。 - 【請求項6】 前記第1光偏向部材と前記照射光学系の
間に前記第2光偏向部材を設けたことを特徴とする請求
項4、5の照明装置。 - 【請求項7】 前記第1、第2光偏向部材が前記光束の
光路に対して着脱可能であることを特徴とする請求項
4、5の照明装置。 - 【請求項8】 前記第1、第2光偏向部材は前記光束の
光路に対して一体的に着脱されることを特徴とする請求
項7の照明装置。 - 【請求項9】 前記第1光偏向部材が前記光束全体を偏
向する角度は前記第2光偏向部材が前記光路に挿入され
た状態で前記被照明面上の照度むらが小さくなるように
設定されていることを特徴とする請求項4、5の照明装
置。 - 【請求項10】 光源と、光源の像を形成する結像光学
系と、前記光源の像からの光束を受けて前記照射光学系
に向ける受光光学系とを有し、前記受光光学系と前記照
射光学系の間に前記第1光偏向部材が設けられ、前記受
光光学系と前記照射光学系とが前記光源の像を前記多光
束形成手段上に再結像することを特徴とする請求項1〜
9の照明装置。 - 【請求項11】 前記受光光学系の前側焦点位置に前記
光源の像が形成され、前記照射光学系の後ろ側焦点位置
に前記多光束形成手段が設けられることを特徴とする請
求項10の照明装置。 - 【請求項12】 前記多光束形成手段がフライアイレン
ズであることを特徴とする請求項10の照明装置。 - 【請求項13】 前記受光光学系と前記照射光学系が各
々レンズ系であることを特徴とする請求項10の照明装
置。 - 【請求項14】 前記結像光学系が楕円鏡を備えること
を特徴とする請求項10の照明装置。 - 【請求項15】 前記第1光偏向部材は、光軸に対して
傾けた透明な平行平面板を備えることを特徴とする請求
項10の照明装置。 - 【請求項16】 前記第1光偏向部材は光軸に対して傾
いた面を有する透明なクサビを備えることを特徴とする
請求項10の照明装置。 - 【請求項17】 前記第1光偏向部材は光軸に対して傾
いた面を有する透明なクサビを2個備え、2個のクサビ
は前記光束全体を個別に所望の方向に偏向するよう設け
られることを特徴とする請求項10の照明装置。 - 【請求項18】 前記第1光偏向部材は光軸に対して傾
いた面を有する透明なクサビを2個備え、2個のクサビ
は前記光束全体を互いに異なる方向に偏向することを特
徴とする請求項17の照明装置。 - 【請求項19】 請求項1乃至請求項18のいずれかの
照明装置によりマスクのパターンを照明し、投影光学系
により前記マスクのパターンの像を基板上に投影するこ
とを特徴とする露光装置。 - 【請求項20】 請求項1乃至請求項18のいずれかの
照明装置により露光光を形成し、前記露光光でデバイス
パターンを基板上に転写する段階を含むデバイス製造方
法。
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JP19754195A JP3236193B2 (ja) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | 照明装置、露光装置及びデバイス製造方法 |
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WO1999049505A1 (fr) * | 1998-03-24 | 1999-09-30 | Nikon Corporation | Illuminateur, procede et appareil d'exposition, procede de fabrication dudit dispositif |
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1995
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