JPS62188316A - 投影露光装置 - Google Patents
投影露光装置Info
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- JPS62188316A JPS62188316A JP61030358A JP3035886A JPS62188316A JP S62188316 A JPS62188316 A JP S62188316A JP 61030358 A JP61030358 A JP 61030358A JP 3035886 A JP3035886 A JP 3035886A JP S62188316 A JPS62188316 A JP S62188316A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は投影露光装置に関し、特に電子回路等の微細な
回路パターンが形成されているレチクルやマスク等の原
画をウェハ面等の感光面に投影露光し半導体を製造する
際に原画と感光面との位置合わせを行う位置整合手段を
有した投影露光装置に関するものである。
回路パターンが形成されているレチクルやマスク等の原
画をウェハ面等の感光面に投影露光し半導体を製造する
際に原画と感光面との位置合わせを行う位置整合手段を
有した投影露光装置に関するものである。
（従来の技術）
従来より投影露光装置を用いＩＣ； 、 ＬＳＩ等の半
導体集積回路の回路パターンをシリコン等のウェハに焼
付ける為の投影光学系には非常に高い解像力が要求され
ている。
導体集積回路の回路パターンをシリコン等のウェハに焼
付ける為の投影光学系には非常に高い解像力が要求され
ている。
一般に投影光学系による投影像の解像力は使用する波長
が短くなればなる程良くなる為に、なるべく短波長を放
射する光源が用いられている。例えば現在水銀灯による
波長４３６ｎｍ又は４６５ｎｍの光が投影露光装置に多
く用いられている。
が短くなればなる程良くなる為に、なるべく短波長を放
射する光源が用いられている。例えば現在水銀灯による
波長４３６ｎｍ又は４６５ｎｍの光が投影露光装置に多
く用いられている。
一方、近年エキシマ（ｅｘｃｉｍｅｒ ）レーザーとい
る遠紫外領域の波長を発振する高出力の光源が各方面で
研究されてい乞。
る遠紫外領域の波長を発振する高出力の光源が各方面で
研究されてい乞。
このエキシマレーザ−はレーザー媒体として、Ａ、Ｆ
、 Ｋ、ＣＩ、 Ｋ、Ｆ 、 Ｘｅ１ｌｒ、 ＸｅＣ１
，ＸｅＦ等が使用され、これらの媒体の種類によって１
５０ｎｍ〜４００ｎｍ間の各種の波長の光を発振する。
、 Ｋ、ＣＩ、 Ｋ、Ｆ 、 Ｘｅ１ｌｒ、 ＸｅＣ１
，ＸｅＦ等が使用され、これらの媒体の種類によって１
５０ｎｍ〜４００ｎｍ間の各種の波長の光を発振する。
このうちＫｒＰエキシマレーザ−は２４８．５ｎｍ近傍
の波長を発振し、しかも出力が大きく更に大気中での吸
収も少ないので半導体製造装置には大変有効である。こ
のエキシマレーザ−を光源として用いれば解像力の向上
が見込める。
の波長を発振し、しかも出力が大きく更に大気中での吸
収も少ないので半導体製造装置には大変有効である。こ
のエキシマレーザ−を光源として用いれば解像力の向上
が見込める。
ところで通常、原画と感光面との位置整合の必要粒度は
解像線幅の１へ程度とされている。Ｋ、Ｆエキシマレー
ザ−を用いた場合、投影光学系のＮＡが０，３５〜０．
４だとすると解像線幅は０．５μｍとなり位置整合に必
要な精度は０．１μｍ以下となる。この精度を満足させ
るのは従来より種々行なわれている位置整合方法では大
変困難となってくる。
解像線幅の１へ程度とされている。Ｋ、Ｆエキシマレー
ザ−を用いた場合、投影光学系のＮＡが０，３５〜０．
４だとすると解像線幅は０．５μｍとなり位置整合に必
要な精度は０．１μｍ以下となる。この精度を満足させ
るのは従来より種々行なわれている位置整合方法では大
変困難となってくる。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は光源として遠紫外領域に発振波長を有する例え
ばエキシマレーザ−を用い、回路パターンが形成されて
いるレチクルやマスク等の原画をウェハ等の感光面に投
影する際に原画と感光面との位置整合を高粒度に行うこ
とのできる投影露光装置の提供を目的とする。
ばエキシマレーザ−を用い、回路パターンが形成されて
いるレチクルやマスク等の原画をウェハ等の感光面に投
影する際に原画と感光面との位置整合を高粒度に行うこ
とのできる投影露光装置の提供を目的とする。
（問題点を解決するための手段）
第１の光源により照明された電子回路等のパターンが形
成されているレチクルやマスク等の原画を投影光学系に
よりウェハ等の感光面に投影する際、前記原画と感光面
との相対的位置合わせ用として第２の光源の高調波を利
用したことである。
成されているレチクルやマスク等の原画を投影光学系に
よりウェハ等の感光面に投影する際、前記原画と感光面
との相対的位置合わせ用として第２の光源の高調波を利
用したことである。
この他、本発明の特徴は実施例において記載されている
。
。
（実施例）
第１図は本発明の投影光学系の概略図である。
同図では第１め光源である発振波長２４８．５ｒ＋＋＋
＋のに、Ｆエキシマレーザーを用い回路パターンが形成
されているレチクルやマスク等の原画を照明する為の照
明光学系は省略し、原画と感光面との位置整合を行うア
ライメント光学系のみを示している。
＋のに、Ｆエキシマレーザーを用い回路パターンが形成
されているレチクルやマスク等の原画を照明する為の照
明光学系は省略し、原画と感光面との位置整合を行うア
ライメント光学系のみを示している。
同図において１は内部のプリズムによって４９６’、５
ｎｍの直線偏光の波長を選択的に発振するようにした第
２の光源であるアルゴンイオンレーザ−である。光源１
からの光束はその波長を半分の長さにするへＤＰ等の第
２次高調波発生素子２（５ｅｃｏｎｄ Ｈａｒｍｏｎｉ
ｃｓ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ 、以下ｒｓＨＧＪという。
ｎｍの直線偏光の波長を選択的に発振するようにした第
２の光源であるアルゴンイオンレーザ−である。光源１
からの光束はその波長を半分の長さにするへＤＰ等の第
２次高調波発生素子２（５ｅｃｏｎｄ Ｈａｒｍｏｎｉ
ｃｓ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ 、以下ｒｓＨＧＪという。
）に入射する。ＳＨＧは位置整合の為にリングキャビテ
ィ等の技術を併用している。ＳＨＧを通過した光束は反
射鏡３０．３１を介した後、回転しているポリゴンミラ
ー３で反射し、射出光束をテレセントリックとするｆ−
θレンズ４に入射する。
ィ等の技術を併用している。ＳＨＧを通過した光束は反
射鏡３０．３１を介した後、回転しているポリゴンミラ
ー３で反射し、射出光束をテレセントリックとするｆ−
θレンズ４に入射する。
ｆ−θレンズ４はその入射瞳面なポリゴンミラー３の反
射面に一致させている。ｆ−θレンズ４を通過した光束
はダハプリズム５により左右のアライメント光学系に振
り分けられる。
射面に一致させている。ｆ−θレンズ４を通過した光束
はダハプリズム５により左右のアライメント光学系に振
り分けられる。
本実施例では左右のアライメント光学系は対称となって
いる為に以下片方のアライメント光学系について述べる
。
いる為に以下片方のアライメント光学系について述べる
。
ダハプリズム５で振り分けられた片方の光束は偏光ビー
ムスプリッタ−１３−１で反射した後フィールドレンズ
３２−１を通り対物レンズ６−１によりｆ−θレンズ４
の像面若しくはその共役面であるレチクル若しくはマス
ク等の原画７面上及び投影光学系８によるその共役面で
あるウェハ等の感光面９上をポリゴンミラー３を回転さ
せることによりテレセントリックな状態で走査する。
ムスプリッタ−１３−１で反射した後フィールドレンズ
３２−１を通り対物レンズ６−１によりｆ−θレンズ４
の像面若しくはその共役面であるレチクル若しくはマス
ク等の原画７面上及び投影光学系８によるその共役面で
あるウェハ等の感光面９上をポリゴンミラー３を回転さ
せることによりテレセントリックな状態で走査する。
尚、投影光学系８は縮少系若しくは等倍系で光源１の波
長の坏である波長２４８．５．、ｎｍ近傍の波長に対し
て良好に収差補正されており、入射瞳側及び射出瞳側で
共にテレセントリックになっている。
長の坏である波長２４８．５．、ｎｍ近傍の波長に対し
て良好に収差補正されており、入射瞳側及び射出瞳側で
共にテレセントリックになっている。
又、光路中に１／４波長板１８を有している。
第１図には図示していないが原画７と感光面９上には段
差構造をした原画７と感光面９との位置整合用のアライ
メントマークが各々左右２カ所に設けられている。そし
て光束がアライメントマーク近傍を通過した場合には第
２図に示すように段差のエッヂのない部分では光束２１
のように正反射し入射してきた光路を戻り、エッチの部
分では光束２２のように回折や乱反射する。
差構造をした原画７と感光面９との位置整合用のアライ
メントマークが各々左右２カ所に設けられている。そし
て光束がアライメントマーク近傍を通過した場合には第
２図に示すように段差のエッヂのない部分では光束２１
のように正反射し入射してきた光路を戻り、エッチの部
分では光束２２のように回折や乱反射する。
これら原画７及び感光面９に入射した光束のうち正反射
光及びエッチによる回折光は入射してきた光路と同じ光
路を戻る。
光及びエッチによる回折光は入射してきた光路と同じ光
路を戻る。
このうち感光面９からの反射光及び回折光は投影光学系
８の一部に設けた１／４波長板１８を通過した後、対物
レンズ６−１に入射する。対物レンズ６−１を通過した
原画７及び感光面９からの正反射光及び回折光はハーフ
ミラ−３３−１で２つの分割される。このうちハーフミ
ラ−３３−１で反射した光束は偏光ビームスプリッタ−
１７−１で反射した後、ＭＤシステム１４−１に導光さ
れる。一方ハーフミラー３３−１を通過した光束は偏光
ビームスプリッタ−１３−１を通過しＭＷシステム１０
−１に導光される。
８の一部に設けた１／４波長板１８を通過した後、対物
レンズ６−１に入射する。対物レンズ６−１を通過した
原画７及び感光面９からの正反射光及び回折光はハーフ
ミラ−３３−１で２つの分割される。このうちハーフミ
ラ−３３−１で反射した光束は偏光ビームスプリッタ−
１７−１で反射した後、ＭＤシステム１４−１に導光さ
れる。一方ハーフミラー３３−１を通過した光束は偏光
ビームスプリッタ−１３−１を通過しＭＷシステム１０
−１に導光される。
本実施例では２つの偏光ビームスプリッタ−１３−１，
１７−１とＹ波長板１８を利用しＭＤシステム１４−１
には原画７からの反射光及び回折光（散乱光）のみが入
射し、ＭＷシステムには原画７と感光面９からの反射光
及び回折光（散乱光）の双方が入射するようにしている
。
１７−１とＹ波長板１８を利用しＭＤシステム１４−１
には原画７からの反射光及び回折光（散乱光）のみが入
射し、ＭＷシステムには原画７と感光面９からの反射光
及び回折光（散乱光）の双方が入射するようにしている
。
又レンズ３４−１．３５−１は各々対物レンズ６−１の
瞳をストッパー１１−１．１５−１の位置に結像させて
いる。
瞳をストッパー１１−１．１５−１の位置に結像させて
いる。
ＭＷシステム１０−１及びＭＤシステム１４−１に入射
した光束は対物レンズ６−１の瞳面と共役な位置に配置
された中心部が不透明のストッパー１１−１及び１５−
１により回折光及び乱反射光だけを通過させ、コンデン
サーレンズ３８−］、 ３９−１により受光面１２−１
及び１８−１に導光している。
した光束は対物レンズ６−１の瞳面と共役な位置に配置
された中心部が不透明のストッパー１１−１及び１５−
１により回折光及び乱反射光だけを通過させ、コンデン
サーレンズ３８−］、 ３９−１により受光面１２−１
及び１８−１に導光している。
このように本実施例ではアライメントマークの段差のエ
ッヂの位置を検出し原画と感光面とのずれ量を計測して
自動的に位置整合をしている。
ッヂの位置を検出し原画と感光面とのずれ量を計測して
自動的に位置整合をしている。
尚この位置整合に関しては本出願人の特開昭５３−１３
５６５４号公報に詳しく述べられている。
５６５４号公報に詳しく述べられている。
本実施例では第１の光源としてＫｒＦエキシマレーザー
の中心波長が２４８．５ｎｍの光を用い投影光学系の収
差を補正しているので第２の光源のアルゴンイオンレー
ザ−の第２次高調波の波長２４８．２ｎｍを用いても収
差変動は全んどない。又、投影光学系中を位置整合用の
光束を通過させているので投影光学系の諸要素が温度や
気圧等で変化したり又、感光面のそり等があっても投影
光学系の焦点を合わせれば自動的に位置整合用のアライ
メント光学系の焦点を補正することができる。
の中心波長が２４８．５ｎｍの光を用い投影光学系の収
差を補正しているので第２の光源のアルゴンイオンレー
ザ−の第２次高調波の波長２４８．２ｎｍを用いても収
差変動は全んどない。又、投影光学系中を位置整合用の
光束を通過させているので投影光学系の諸要素が温度や
気圧等で変化したり又、感光面のそり等があっても投影
光学系の焦点を合わせれば自動的に位置整合用のアライ
メント光学系の焦点を補正することができる。
尚、本実施例において第１及び第２の光源としてＫｒＦ
エキシマレーザーとアルゴンイオンレーザ−の第２高調
波を用いたが、特にこれに限定されるものではなく、第
１のを源の中心波長と第２の光源０任意の高調波とが−
同じ波長となる組み合わせのものであれば、どのような
光源を用いても良い。
エキシマレーザーとアルゴンイオンレーザ−の第２高調
波を用いたが、特にこれに限定されるものではなく、第
１のを源の中心波長と第２の光源０任意の高調波とが−
同じ波長となる組み合わせのものであれば、どのような
光源を用いても良い。
又、本実施例において投影光学系を石英若しくは全方の
単一の硝材で構成し、このときＫｒＦエキシマレーザ−
をインジェクションロッキングして発振波長のスペクト
ル幅を小さくするのか□色収差を軽減し、良好なる投影
及び位置整合をするのに好ましい。
単一の硝材で構成し、このときＫｒＦエキシマレーザ−
をインジェクションロッキングして発振波長のスペクト
ル幅を小さくするのか□色収差を軽減し、良好なる投影
及び位置整合をするのに好ましい。
このときインジェクションロッキングする波長をレーザ
ーキャビティ内のプリズムの角度を変えて波長２４８．
２ｎＩＩｌ近傍に調整し投影用の波長と位置整合用の波
長を合致させれば本発明の目的をより良好に達成するこ
とができる。
ーキャビティ内のプリズムの角度を変えて波長２４８．
２ｎＩＩｌ近傍に調整し投影用の波長と位置整合用の波
長を合致させれば本発明の目的をより良好に達成するこ
とができる。
尚、本実施例においてアルゴンイオンレーザ−の第２高
調波を位置整合用以外に例えば自動焦点合わせ用に用い
ても良い。
調波を位置整合用以外に例えば自動焦点合わせ用に用い
ても良い。
次に表−１に参考の為、本発明に適用可能な光源用とし
てのレーザーとアライメント用のレーザーとの組み合わ
せについてを示す。尚、表−１以外にも本発明の技術的
思想に基づく組み合わせの光源を用いても良いことは言
うまでもない。
てのレーザーとアライメント用のレーザーとの組み合わ
せについてを示す。尚、表−１以外にも本発明の技術的
思想に基づく組み合わせの光源を用いても良いことは言
うまでもない。
表−１
（発明の効果）
本発明によれば第１の光源と第２の光源の高調波を利用
することにより回路パターンが形成されている原画を感
光面に投影露光する際に、原画と感光面との位置整合を
良好に行うことのできる投影露光装置を達成することが
できる。
することにより回路パターンが形成されている原画を感
光面に投影露光する際に、原画と感光面との位置整合を
良好に行うことのできる投影露光装置を達成することが
できる。
第１図は本発明の一実施例の光学系の概略図、第２図は
第１図の一部分の説明図である。図中１は光源、２は第
２高調波発生素子、４はｆ−θレンズ、６−１ 、６−
２は対物レンズ、７は原画、８は投影光学系、９は感光
面、１８は属波長板、２１は正反射光、２２は回折光及
び乱反射光である。
第１図の一部分の説明図である。図中１は光源、２は第
２高調波発生素子、４はｆ−θレンズ、６−１ 、６−
２は対物レンズ、７は原画、８は投影光学系、９は感光
面、１８は属波長板、２１は正反射光、２２は回折光及
び乱反射光である。
Claims (7)
- （１）第１の光源により照明された電子回路等のパター
ンが形成されているレチクルやマスク等の原画を投影光
学系によりウェハ等の感光面に投影する際、前記原画と
感光面との相対的位置合わせ用として第２の光源の高調
波を利用したことを特徴とする投影露光装置。 - （２）前記第１の光源としてＫ＿ｒＦエキシマレーザー
を用い、前記第２の光源としてアルゴンイオンレーザー
を用い、その第２次高調波を利用したことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の投影露光装置。 - （３）前記アルゴンイオンレーザーは主に４９６．５ｎ
ｍ近傍の波長を発振、或るいは別手段により該波長を選
択し、該アルゴンイオンレーザーの第２次高調波を前記
投影光学系の一部を通過させたことを特徴とする特許請
求の範囲第２項記載の投影露光装置。 - （４）前記原画と前記感光面との位置合わせを該原画及
び感光面上に各々設けた段差構造をしたアライメントマ
ークを前記アルゴンイオンレーザーの第２次高調波で走
査することにより行ったことを特徴とする特許請求の範
囲第２項記載の投影露光装置。 - （５）前記投影光学系は前記アルゴンイオンレーザーの
第２次高調波の波長に対する１／４波長板を有している
ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の投影露光
装置。 - （６）前記Ｋ＿ｒＦエキシマレーザーはインジェクショ
ンロッキングにより波長幅を狭くし２４８．２ｎｍ近傍
の波長を主に発振させたことを特徴とする特許請求の範
囲第３項記載の投影露光装置。 - （７）前記投影光学系を石英若しくは螢石の一種類の硝
材のみから構成したことを特徴とする特許請求の範囲第
６項記載の投影露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61030358A JPS62188316A (ja) | 1986-02-14 | 1986-02-14 | 投影露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61030358A JPS62188316A (ja) | 1986-02-14 | 1986-02-14 | 投影露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62188316A true JPS62188316A (ja) | 1987-08-17 |
Family
ID=12301635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61030358A Pending JPS62188316A (ja) | 1986-02-14 | 1986-02-14 | 投影露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62188316A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6310520A (ja) * | 1986-07-02 | 1988-01-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 露光装置および露光方法 |
| US4964720A (en) * | 1987-10-30 | 1990-10-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure apparatus |
| US20130271945A1 (en) | 2004-02-06 | 2013-10-17 | Nikon Corporation | Polarization-modulating element, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method |
| US8854601B2 (en) | 2005-05-12 | 2014-10-07 | Nikon Corporation | Projection optical system, exposure apparatus, and exposure method |
| US9341954B2 (en) | 2007-10-24 | 2016-05-17 | Nikon Corporation | Optical unit, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method |
| US9423698B2 (en) | 2003-10-28 | 2016-08-23 | Nikon Corporation | Illumination optical apparatus and projection exposure apparatus |
| US9678437B2 (en) | 2003-04-09 | 2017-06-13 | Nikon Corporation | Illumination optical apparatus having distribution changing member to change light amount and polarization member to set polarization in circumference direction |
| US9678332B2 (en) | 2007-11-06 | 2017-06-13 | Nikon Corporation | Illumination apparatus, illumination method, exposure apparatus, and device manufacturing method |
| US9885872B2 (en) | 2003-11-20 | 2018-02-06 | Nikon Corporation | Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method with optical integrator and polarization member that changes polarization state of light |
| US10101666B2 (en) | 2007-10-12 | 2018-10-16 | Nikon Corporation | Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method |
-
1986
- 1986-02-14 JP JP61030358A patent/JPS62188316A/ja active Pending
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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