JPS62266513A - 投影露光光学系 - Google Patents
投影露光光学系Info
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- JPS62266513A JPS62266513A JP61109979A JP10997986A JPS62266513A JP S62266513 A JPS62266513 A JP S62266513A JP 61109979 A JP61109979 A JP 61109979A JP 10997986 A JP10997986 A JP 10997986A JP S62266513 A JPS62266513 A JP S62266513A
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- Japan
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- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 25
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
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Classifications
-
- 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
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
-
- 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
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70241—Optical aspects of refractive lens systems, i.e. comprising only refractive elements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Lenses (AREA)
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）
木兄ゆ１はマスクやレチクル（以Ｆ率に「マスク」とい
う）面上に形成されている電子回路等の倣細パター７を
つ二ノ・面上に投影しＳ焼付けを行う投影′ｈ元元光字
に関し１符にマスク面上を照明する照明光学系とマスク
面を感光面上に投影する投影光学系とを組み合わして使
用する際に好適な投影露光光学系に関するものである、
。
う）面上に形成されている電子回路等の倣細パター７を
つ二ノ・面上に投影しＳ焼付けを行う投影′ｈ元元光字
に関し１符にマスク面上を照明する照明光学系とマスク
面を感光面上に投影する投影光学系とを組み合わして使
用する際に好適な投影露光光学系に関するものである、
。
（従来の枝＃）
従来より半４俸裏造技術においてＦｉ区子回路の高集積
化に伴い１＃ｉが度の電子回路パター／が形成可ｉｊ巨
のリングラフィ技術が要求されている〇 一般にマスク面上の電子面ｒ６パターンは超高圧水錯灯
等の′ｊｔ、ｍと複数のコンデンサーレンズ群を有する
照明光学系により照明されている。
化に伴い１＃ｉが度の電子回路パター／が形成可ｉｊ巨
のリングラフィ技術が要求されている〇 一般にマスク面上の電子面ｒ６パターンは超高圧水錯灯
等の′ｊｔ、ｍと複数のコンデンサーレンズ群を有する
照明光学系により照明されている。
そしてマスク面上の電子回路パターンを投影光学系によ
りウニ・）面上に投影し露光している。
りウニ・）面上に投影し露光している。
第２図は従来の照明光学系のコンデンサーレンズの一部
分と投影光学系の一部分の光字系の説明図である。同図
において照明光学系の光源から射出し１マ°スク７の一
部分７１ ｔ−照明する光束２０け投影光学系８０級９
１０の位置近初に光源像ｌｌを形成する。その際絞りｌ
Ｏの中心を通る光線でめる投影光学系８の主光線２１の
光軸１２に張る傾角と照明光学系の主光線２１が光軸１
２に張る傾角とが一部すれば第３図に示すように光源像
１１は絞り１０の光軸中心に一致して形成される。
分と投影光学系の一部分の光字系の説明図である。同図
において照明光学系の光源から射出し１マ°スク７の一
部分７１ ｔ−照明する光束２０け投影光学系８０級９
１０の位置近初に光源像ｌｌを形成する。その際絞りｌ
Ｏの中心を通る光線でめる投影光学系８の主光線２１の
光軸１２に張る傾角と照明光学系の主光線２１が光軸１
２に張る傾角とが一部すれば第３図に示すように光源像
１１は絞り１０の光軸中心に一致して形成される。
しかしながら従来の多くの照明光学系では収差の為双方
の主光線の傾角は一致せずこの紹釆第４図に示すように
光ｎ像１１はｅす１０の光軸に対してズした位置に形成
している。この工うに光源像１１が絞りＩＯＫダ・ｊし
てズして形成されると次のよう表不都合が生じる。
の主光線の傾角は一致せずこの紹釆第４図に示すように
光ｎ像１１はｅす１０の光軸に対してズした位置に形成
している。この工うに光源像１１が絞りＩＯＫダ・ｊし
てズして形成されると次のよう表不都合が生じる。
飼えば第５図に示すように逍過若しくは反射の強度分布
ｔ−■するマスク面上のパターンを投影光学系によりウ
ニ・・而である感光面上に投影する場公、光源詠のズＶ
がない場合は第６図に示すようにパターンの強度分布に
対応した対称の投影パターン像が感光面で得られろ。し
かしながら光源■のズレがある場合には感光面で得られ
る投影パターン像は第７図に示すように非対称な重みを
伴った強度分布となってしまう。
ｔ−■するマスク面上のパターンを投影光学系によりウ
ニ・・而である感光面上に投影する場公、光源詠のズＶ
がない場合は第６図に示すようにパターンの強度分布に
対応した対称の投影パターン像が感光面で得られろ。し
かしながら光源■のズレがある場合には感光面で得られ
る投影パターン像は第７図に示すように非対称な重みを
伴った強度分布となってしまう。
この碌な非対称の強度分布を有し次状態でレジストへの
パターニングを行うとレジスト断面のプロファイルが非
対称となってしまい投影パターン像の解像力を低下させ
る原因となってくる。
パターニングを行うとレジスト断面のプロファイルが非
対称となってしまい投影パターン像の解像力を低下させ
る原因となってくる。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は照明光学系の主光線の傾角を光学的に適切に設
定し、照明光学系の主光線の傾角と投影光学系の主光房
の傾角とを略一致させることによシ、投影画面全体にわ
たり、良好なる投影パターン像が得られるＡＮＮ方力を
図った投影露光光学系の提供全目的とする。
定し、照明光学系の主光線の傾角と投影光学系の主光房
の傾角とを略一致させることによシ、投影画面全体にわ
たり、良好なる投影パターン像が得られるＡＮＮ方力を
図った投影露光光学系の提供全目的とする。
（問題点ｔ−解決する友めの手段）
照明光学系によって照明され九破投影安体を投影光学系
により所定面上に投影する際、前記照明光学系ｔ−構成
する一部のコツプ／サーＶンズの少なくとも１つのレン
ズ面ケ非球面とすることによりＳ前記照明光学系の主光
線の光軸に対する傾角と前記投影光学系の王元綴の光軸
に対する傾角とｔ−略等しくシ友ことである。
により所定面上に投影する際、前記照明光学系ｔ−構成
する一部のコツプ／サーＶンズの少なくとも１つのレン
ズ面ケ非球面とすることによりＳ前記照明光学系の主光
線の光軸に対する傾角と前記投影光学系の王元綴の光軸
に対する傾角とｔ−略等しくシ友ことである。
この他本発明の特徴は実施例に２いて記載されている。
（実施例）
第１図は本発明の一実施クリの投影露光光学系の概略図
である。
である。
図中２は超商圧水嫁灯等の光源・１に光源２からの光束
を有効利用する為に光源２の位置に曲率中ノしを南する
球面ばラー、３け２次元源像を形成させる為の第１コン
デンサーレ／ズＳ４け第１コンデンサーレンズ３により
形成される２仄九源１次２′の結像位置近傍に配隨され
２次光源１嶌２１のうちから有効な光源像のみｔ取シ出
す為の絞ジ、５は絞り４の近傍に形成さｆしている２次
光源像２′からの光束食用いてマスク曲７上を一株に照
明する為の少なくとも１つの非球面ヲ有する第２コンデ
ンサーレンズ、６は元束を折り曲げる為の平凹ミラー、
？Ｆｉ敵細な′電子回路パターンが形成されているマス
ク、８ｒｉｉ％％像力の投影光字系・９は依１Ｍな亀子
回路パターンを形成させる為に表面に感光剤を堕涌した
ウニ・・である。本実施列では符修１〜５の各要素で照
明光学系ｋ ４４４成している。
を有効利用する為に光源２の位置に曲率中ノしを南する
球面ばラー、３け２次元源像を形成させる為の第１コン
デンサーレ／ズＳ４け第１コンデンサーレンズ３により
形成される２仄九源１次２′の結像位置近傍に配隨され
２次光源１嶌２１のうちから有効な光源像のみｔ取シ出
す為の絞ジ、５は絞り４の近傍に形成さｆしている２次
光源像２′からの光束食用いてマスク曲７上を一株に照
明する為の少なくとも１つの非球面ヲ有する第２コンデ
ンサーレンズ、６は元束を折り曲げる為の平凹ミラー、
？Ｆｉ敵細な′電子回路パターンが形成されているマス
ク、８ｒｉｉ％％像力の投影光字系・９は依１Ｍな亀子
回路パターンを形成させる為に表面に感光剤を堕涌した
ウニ・・である。本実施列では符修１〜５の各要素で照
明光学系ｋ ４４４成している。
本実ｍＭＩでＦｉ第１コンデンサーＶンズ３により殺り
４の位＋を近傍に光源２の２矢元諒床２′を形成し・絞
り４の形状を制御することによシ所定の光源像のみを通
過させ１第２コンデンサーレ／ズ５により２次光源像２
′からの光束を用いてマスク７面上を均一照明している
。そしてマスク７面上の電子回路パターンを投影光学系
８にエクウエノ・９面上に投影している。
４の位＋を近傍に光源２の２矢元諒床２′を形成し・絞
り４の形状を制御することによシ所定の光源像のみを通
過させ１第２コンデンサーレ／ズ５により２次光源像２
′からの光束を用いてマスク７面上を均一照明している
。そしてマスク７面上の電子回路パターンを投影光学系
８にエクウエノ・９面上に投影している。
このとき第２コンデンサーレンズの少なくとも１つのレ
ンズ面？非球面とすることによシ投影光学系８の王元廚
の光軸と張る傾角と照明光学系の主光線の光軸と張る傾
角とが互いに略等しくなるようにしている。
ンズ面？非球面とすることによシ投影光学系８の王元廚
の光軸と張る傾角と照明光学系の主光線の光軸と張る傾
角とが互いに略等しくなるようにしている。
これによりマスク７面上のシ十回路パターンケウエー・
面上に良好なる状態で投影し投影パターンの高解像力化
を図っている。
面上に良好なる状態で投影し投影パターンの高解像力化
を図っている。
即ち投影光学系と照明光学系の双方の主光線の傾角を全
像高にわたり略合牧させることにより前述し次ような光
源像のズレの発生を防止し１良好なるパターニングを行
っている。
像高にわたり略合牧させることにより前述し次ような光
源像のズレの発生を防止し１良好なるパターニングを行
っている。
一般に多くの投影光学系において、その五光勝の光軸に
張る傾角の各像高によって変化する様子は投影光学系の
主光線と入射唾の中ＩＬ？全通る理想的な主光線との角
度差（Δ１ａｌｌｌ ） ｔ−縦軸に像？：ｆＪを横
軸にと夕示すと第８図のようになる。
張る傾角の各像高によって変化する様子は投影光学系の
主光線と入射唾の中ＩＬ？全通る理想的な主光線との角
度差（Δ１ａｌｌｌ ） ｔ−縦軸に像？：ｆＪを横
軸にと夕示すと第８図のようになる。
又同様に照明光学系の王尤巌の傾角の各像高によって変
化する様子ｔａわすと第９図のようになる。このように
従来は双方の主光線の各像高における傾角は一致せずこ
の結果前述のような光源ｉ象のズレが生じてしまってい
る。
化する様子ｔａわすと第９図のようになる。このように
従来は双方の主光線の各像高における傾角は一致せずこ
の結果前述のような光源ｉ象のズレが生じてしまってい
る。
このときの双方の主光線の傾角の不一致より生ずる光源
像のズレの防止を・例えば投影光学系の収差補正より行
うことは大変困難であり、又照明光学系の収差補正によ
り主光線の傾角を制御して第８図の投影光学系と同様な
曲縁に合致させることも」常の球面レンズのみを用い友
のでは大変困難である。
像のズレの防止を・例えば投影光学系の収差補正より行
うことは大変困難であり、又照明光学系の収差補正によ
り主光線の傾角を制御して第８図の投影光学系と同様な
曲縁に合致させることも」常の球面レンズのみを用い友
のでは大変困難である。
これに対して不実施レリでは照明光学系の第２コンデン
サーレンズの一部のレンズｌ１ｌｉヲ非球面とすること
により双方の主光線の１頃角金合致させるのｔ容易にし
ている。
サーレンズの一部のレンズｌ１ｌｉヲ非球面とすること
により双方の主光線の１頃角金合致させるのｔ容易にし
ている。
ｉ＠１０図は後述する本発明の数匝実施列により照明光
学系の王元厭の傾角を第８図に示す投影光学系の三元巌
の傾角と略一致させ九ときの一例である。
学系の王元厭の傾角を第８図に示す投影光学系の三元巌
の傾角と略一致させ九ときの一例である。
このように本実施ｖ１では第２コンデンサーレンズの一
部のし／ズ面を非球面とすることにより各像高にわたっ
て光源像のズレを良好に補正している。
部のし／ズ面を非球面とすることにより各像高にわたっ
て光源像のズレを良好に補正している。
特に本実施例の非球面形状はレンズ周辺部にいくにつれ
て屈折力が弱くなる形状の非球面とするのが好ましい。
て屈折力が弱くなる形状の非球面とするのが好ましい。
又本発明において収差補正上非球面ノノズの最も好まし
い位置はマスク面に琺も近い位置、即ち照明光学系の被
照射面が良い。
い位置はマスク面に琺も近い位置、即ち照明光学系の被
照射面が良い。
そして更に好ましくはこの非球面し／ズの非球面をマス
ク側の而とする方が好ましい。
ク側の而とする方が好ましい。
これにより各像高に於て主光線の１屯角を良好に辿１＠
するの’ｋ ｏｒ 能としている。
するの’ｋ ｏｒ 能としている。
次に第１図に示すように第２コンデンサーレンズｔ−３
つのレンズＣＩ 、 Ｇ２ 、 Ｇ３より伯４成した場
合の数値実施例を示す。＆！１値実施例においてＲ１は
物体側よシ順に第１査目のレンズ面の曲皐半径ＳＤｉｉ
ｉＯｍ庫−１より第１番目のレンズ厚及び空気間隔Ｓ
Ｎｉ とｙｉは各々物体側より順に１４ ｉ ｔｉ ’
ｄのレン・ズのガラスの屈折率とアツベ数である。
つのレンズＣＩ 、 Ｇ２ 、 Ｇ３より伯４成した場
合の数値実施例を示す。＆！１値実施例においてＲ１は
物体側よシ順に第１査目のレンズ面の曲皐半径ＳＤｉｉ
ｉＯｍ庫−１より第１番目のレンズ厚及び空気間隔Ｓ
Ｎｉ とｙｉは各々物体側より順に１４ ｉ ｔｉ ’
ｄのレン・ズのガラスの屈折率とアツベ数である。
非球面形状は光軸方向にＸ儂、光軸と垂直方向に１（ｉ
ｌｌｌＢ−尤の退行方面を正としＲを近軸曲厖半僅・Ｂ
ｔ−非球面係数とし九とき なる式で表わしている。
ｌｌｌＢ−尤の退行方面を正としＲを近軸曲厖半僅・Ｂ
ｔ−非球面係数とし九とき なる式で表わしている。
数値実施例
Ｒ１＝ ２９．０ １）１＝ １５．０ Ｎ１＝１
．４６６９ ｕｌ−６７，９Ｒ２−−０２−１１０ Ｒ３−−２＆ＯＤ３＝ ５．０ Ｎ２−Ｌ４６６９
ｓ＋２＝６７．９Ｒ４−−３６＆２ Ｄ４・１
５０．８Ｒ５＝ ０６ Ｄ５−１４．０
Ｎ３−１．５２６２１ ｖ３＝６４１１＜６＝
非球面 非球面係数 Ｒ−−１１０，０ Ｂ−７Ｘ１０−７ 向本来ｍ ｖＡｊでは第２コ／デンサーレンズの１つの
レンズ面を非球面とし之Ｊ４ｈ甘を示したが２つ以上の
レンズ面ケ非球面とすれば更に不発明の目的を良好に連
成することができるので好ましい。
．４６６９ ｕｌ−６７，９Ｒ２−−０２−１１０ Ｒ３−−２＆ＯＤ３＝ ５．０ Ｎ２−Ｌ４６６９
ｓ＋２＝６７．９Ｒ４−−３６＆２ Ｄ４・１
５０．８Ｒ５＝ ０６ Ｄ５−１４．０
Ｎ３−１．５２６２１ ｖ３＝６４１１＜６＝
非球面 非球面係数 Ｒ−−１１０，０ Ｂ−７Ｘ１０−７ 向本来ｍ ｖＡｊでは第２コ／デンサーレンズの１つの
レンズ面を非球面とし之Ｊ４ｈ甘を示したが２つ以上の
レンズ面ケ非球面とすれば更に不発明の目的を良好に連
成することができるので好ましい。
第１図に示す実施例において絞り４の位置に＠接光源を
配置しても良くこれによれば球面ミラー１１第１コ／デ
ンサーレ／ズ３、絞＃）４は不安となる。
配置しても良くこれによれば球面ミラー１１第１コ／デ
ンサーレ／ズ３、絞＃）４は不安となる。
又球面ミラー１ ％ ｉ）’２１コンデンサーレンズ３
そして絞９４の構成は必ずしも必要ではなく、これらと
同様の機能を有する他の光学系により構成しても艮い。
そして絞９４の構成は必ずしも必要ではなく、これらと
同様の機能を有する他の光学系により構成しても艮い。
（発明の効果）
本発明によれば照明元学糸内の少なくとも１つのレンズ
面を非ｇ面とし１照明元字糸の主光線の傾角と投影光学
系の王ｊｒ、＃の一角とｔ略合致させることにより１照
明光字系の元諒蓮の投影光学系の絞９位置での光軸上か
らのズレを防止し、全Ｆａｉ１面にわ几り良好な＃Ｉｍ
！力ｔｉし電子回路パターンの、投影焼付けを１げ１」
巨とし次投影露光装置全達成することができる。
面を非ｇ面とし１照明元字糸の主光線の傾角と投影光学
系の王ｊｒ、＃の一角とｔ略合致させることにより１照
明光字系の元諒蓮の投影光学系の絞９位置での光軸上か
らのズレを防止し、全Ｆａｉ１面にわ几り良好な＃Ｉｍ
！力ｔｉし電子回路パターンの、投影焼付けを１げ１」
巨とし次投影露光装置全達成することができる。
第１図は本発明の一犬施クリの光学系の概略図、第２図
は第１図の一部分の説明図・第３・第４図は各々不発明
に係る投影光学系の絞りと光源像との関係を示す説明図
１第５１第６、第７図は各々本発明に係るマスク面上の
パターンとウニへ聞上に形成されるパターン沫の強度分
布を示す説明図、第８、第９、第１Ｏ図は各々投影光学
系と照明光学系の主光線の光軸と張る傾角の理想的な主
光線の傾角との角反差を１象嶋母に示した説明図である
。 図中１は球面ミラー、２ＩＩ′ｉ元涼１３は第１コ／デ
／サーレンズ、４は絞り、５は第２コンデ／サーレ／ズ
、７はマスク、８は投影光学系、９はウェハである。 特肝出願人 キャノン株式会社
は第１図の一部分の説明図・第３・第４図は各々不発明
に係る投影光学系の絞りと光源像との関係を示す説明図
１第５１第６、第７図は各々本発明に係るマスク面上の
パターンとウニへ聞上に形成されるパターン沫の強度分
布を示す説明図、第８、第９、第１Ｏ図は各々投影光学
系と照明光学系の主光線の光軸と張る傾角の理想的な主
光線の傾角との角反差を１象嶋母に示した説明図である
。 図中１は球面ミラー、２ＩＩ′ｉ元涼１３は第１コ／デ
／サーレンズ、４は絞り、５は第２コンデ／サーレ／ズ
、７はマスク、８は投影光学系、９はウェハである。 特肝出願人 キャノン株式会社
Claims (1)
- 照明光学系によつて照明された被投影物体を投影光学系
により所定面上に投影する際、前記照明光学系を構成す
る一部のコンデンサーレンズの少なくとも１つのレンズ
面を非球面とすることにより、前記照明光学系の主光線
の光軸に対する頃角と前記投影光学系の主光線の光軸に
対する傾角とを略等しくしたことを特徴とする投影露光
光学系。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61109979A JPS62266513A (ja) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | 投影露光光学系 |
| US07/358,496 US4906080A (en) | 1986-05-14 | 1989-05-30 | Optical arrangement for projection exposure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61109979A JPS62266513A (ja) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | 投影露光光学系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62266513A true JPS62266513A (ja) | 1987-11-19 |
Family
ID=14524001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61109979A Pending JPS62266513A (ja) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | 投影露光光学系 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4906080A (ja) |
| JP (1) | JPS62266513A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002055277A (ja) * | 2000-08-11 | 2002-02-20 | Nikon Corp | リレー結像光学系、および該光学系を備えた照明光学装置並びに露光装置 |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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