KR960006684B1 - 마이크로디바이스제조용 상형성방법 및 투영노광장치 - Google Patents

마이크로디바이스제조용 상형성방법 및 투영노광장치 Download PDF

Info

Publication number
KR960006684B1
KR960006684B1 KR1019920002719A KR920002719A KR960006684B1 KR 960006684 B1 KR960006684 B1 KR 960006684B1 KR 1019920002719 A KR1019920002719 A KR 1019920002719A KR 920002719 A KR920002719 A KR 920002719A KR 960006684 B1 KR960006684 B1 KR 960006684B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
light source
exposure apparatus
projection exposure
optical
Prior art date
Application number
KR1019920002719A
Other languages
English (en)
Inventor
아끼요시 스즈끼
미요꼬 노구찌
Original Assignee
캐논 가부시기가이샤
야마지 게이조
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=26366769&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR960006684(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Priority claimed from JP3028631A external-priority patent/JP2633091B2/ja
Priority claimed from JP3128446A external-priority patent/JP2890892B2/ja
Application filed by 캐논 가부시기가이샤, 야마지 게이조 filed Critical 캐논 가부시기가이샤
Priority to KR1019950068550A priority Critical patent/KR960006686B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR960006684B1 publication Critical patent/KR960006684B1/ko

Links

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
    • G03F7/70008—Production of exposure light, i.e. light sources
    • G03F7/7005—Production of exposure light, i.e. light sources by multiple sources, e.g. light-emitting diodes [LED] or light source arrays
    • 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
    • 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]
    • 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
    • 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]
    • G03F7/701—Off-axis setting using an aperture
    • 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
    • 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
    • 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
    • G03F7/70125—Use of illumination settings tailored to particular mask patterns
    • 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
    • G03F7/70133—Measurement of illumination distribution, in pupil plane or field plane
    • 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
    • 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
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
    • G03F7/70558—Dose control, i.e. achievement of a desired dose

Landscapes

  • 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)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

내용 없음

Description

마이크로디바이스제조용 상형성방법 및 투영노광장치
제1도는 미세패턴상의 투영원리를 설명하는 개략도
제2도(A)는 종래의 마스크로부터 회절광에 의해 동공위에 형성된 광분포를 나타낸 개략도, 제2도(B)는 위상시프트마스크로부터 회절광에 의해 동공위에 형성된 광분포를 나타낸 개략도.
제3도(A) 및 (B)는 본 발명의 제1실시예를 도시한 도면으로서, 제3도(A)는 제1실시예에 있어서의 0차 광으로 동공위에 형성할때의 유효광원의 일례의 개략도, 제3도(B)는 제1실시예에 있어서의 0차 광으로 동공위에 형성할때의 유효광원의 다른 예를 나타낸 개략도.
제4도는 제3도(A)의 유효광원을 형성하는 투영계와 종래형태의 투영계의 주파수 특성을 설명하는 그래프.
제5도(A)∼(C)는 본 발명의 제2실시예를 도시한 도면으로서, 제5도(A)는 제2실시예에 의한 투영노광장치의 개략도, 제5도(B)는 제2실시예에서 사용된 조리개부재의 정면도, 제5도(C)는 제2실시예에서 사용된 크로스필터의 개략도.
제6도(A) 및 (B)는 본 발명의 제3실시예를 도시한 도면으로서, 제6도(A)는 제3실시예에 의한 투영노광장치의 개략도, 제6도(B)는 제3실시예에서 사용된 조리개부재의 정면도.
제7도는 본 발명의 제4실시예에 의한 투영노광장치의 부분개략도.
제8도는 본 발명의 제5실시예에 의한 투영노광장치의 부분개략도.
제9도는 본 발명의 제6실시예에 의한 투영노광장치의 부분개략도.
제10도는 본 발명의 제7실시예에 의한 투영노광장치의 부분개략도.
제11도는 본 발명의 제8실시예에 의한 투영노광장치의 부분개략도.
제12도는 본 발명의 제9실시예에 의한 투영노광장치의 부분개략도.
제13도는 본 발명의 제10실시예에 의한 투영노광장치의 요부도.
제14도는 투영광학계와 광학 적분기 사이의 관계를 설명한 개략도.
제l5도(A) 및 (B)는 각각, 투영광학계의 동공을 도시한 개략도.
제16도는 본 발명에서 사용가능한 조리개형상 조정부재의 개략도.
제17도(A) 및 (B)는 각각, 수은등으로부터 케이블을 인출하는 방법을 도시한 개략도 .
제18도는 본 발명의 제11실시예에 의한 투영노광장치의 주요부의 개략도.
제19도(A) 및 (B)는 각각, 본 발명의 제11실시예에 사용된 피라미드형 프리즘의 삽입법을 실명한 개략도.
제20도는 본 발명의 제12실시예에 의한 투영노광장치의 주요부를 도시한 개략도.
제21도는 본 발명의 제13실시예에 의한 투영노광장치의 주요부를 도시한 개략도.
제22도는 본 발명의 제14실시예에 의한 투영노광장치의 주요부를 도시한 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 동공, 3a,3b,3c,5a,5b,5c : 회절광,
6 : 미세패턴, 7,31: 투영렌즈계
11 : 수은등, 12 : 타원형 거울
14,21,25,27,52,93 : 편향거울, 15 : 노광제어용 셔터
16 : 파장선택용 간섭필터, 17:크로스ND필터
18 : 조리개부재, 19,172,174 : 광학적분기
20,22,26,28,72,74 : 렌즈, 38 : 거울
23 : 73 반투명거울, 24,78.블레이드소자
65,122,l50,l62,171 : 렌즈계, 30 : 레티클
32 : 웨이퍼, 34 : X-Y 스테이지
35 : 유리판, 37 : 광전변환기
40 : 차광판, 41 : 75 집광렌즈
42,202 : 4분할검출기, 92,161 : 피라이드형프리즘
180 : 조리개형상 조정부재, 181 : 파이버속
본 발명은 마이크로디바이스제조용의 상형성 방법, 즉 상투영방법에 관한 것으로서, 특히, 본 발명의 특성은 가공부품상에 0.5μm 이하의 선폭의 미세패턴을 형성할 때에 적합하게 사용가능한 상형성 방법 및 투영노광장치에 관한 것이다.
최근, 반도체디바이스의 고집적화는 더욱 가속되고 있으며, 이런 추세에 따라, 미세가공기술도 상당히 향상되었다. 특히, 이들중 가장 중요한 광가공기술은 IMDRAM에서 출발하여 서브미크론영역의 수준으로 향상되었으며, 대표적인 광가공장치는 소위 "스테퍼"라 울리는 축소투영노광장치이며, 이 장치의 해상력의 향상이 반도체디바이스의 장래를 결정하는 것이라고 해도 과언은 아니다.
종래, 스테퍼의 해상력 향상은 주로 광학계(축소투영렌즈계)의 N.A.(개구수)를 크게하는데 의존하였다. 그러나, 광학계의 초점심도는 N.A.의 제곱에 반비례하기 때문에 N.A.를 크게 하면 초점심도가 작아지는 문제가 생긴다. 따라서, 최근, 노광파장을 g선으로부터 i선 또는 파장이 300nm 이하인 엑시머레이지광으로 변화시키려는 시도가 행해져 았다. 이것은 광학계의 초점심도와 해상력이 파장에 반비례하여 향상된다고 하는 효과를 겨냥한 것이다.
한편, 노광파장의 단파장화와는 별개의 방법으로, 해상력을 향상시키는 수단으로서 위상시프트마스크를 사용하는 방법이 제안되었으며, 이 방법에 따르면, 마스크의 광투과영역의 일부분에 다른 부분에 대해서180도의 위상시프트를 제공하는 박막을 형성하고 있다. 스테퍼의 해상력 RP는 식 RP=k1λ/N.A.로 표현될 수 있으여, 통상, 스테퍼의 k1인자의 값이 0.7∼0.8이다. 이런 위상시프트마스크를 사용하는 방법에 외하면, kl 인자의 값을 0.35 정도로 향상시킬 수 있다.
그러나, 이런 위상시프트마스크법을 실현시키는 데에는 아직 많은 문제점이 남아있으여, 현존하는 미해결의 문제점은 다음과 같다:
[1] 위상시프트막을 형성하는 박막형성기술이 미화립되어 있다.
[2] 위상시프트막을 지닌 회로패턴설계용의 CAD(Computer-aided designing)가 아직 만족스럽게 개발되어 있지 않다.
[3] 위상시프트막을 부여할 수 없는 패턴이 존재한다.
[4] 위상시프트막의 검사 및 수정에 대한 만족스런 기술이 미확립되어 있다.
상기와 같이, 위상시프트마스크법을 실현하는 데는 아직 많은 문제점이 남아있다.
본 발명의 목적은 반도체 마이크로디바이스 등의 마이크로디바이스의 제조에 적합한 독특한 향상된 상형성방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이런 상형성방법을 사용하는 마이크로디바이스 제조용의 투영노광장치를 제공하는것이다.
본 발명의 제1측면에 의하면, 직교하는 제1 및 제2방향으로 뻗는 직선형상을 지닌 미세패턴의 상을 형성하는 상형성방법에 있어서, 중심부 및 각각 상기 중심부에서 서로 교차함과 동시에 상기 제1 및 제2방향을 따라 설정된 제1및 제2축상의 부분이 상기 중심부 및 상기 제1및 제2축상의 부분이의의 부분에 비해서 강도가 감소되는 강도분포를 지니는 광원으로부터의 광으로 상기 미세패턴을 조명하는 공정으로 이루어지고, 상기 광원은 대략 동일한 광강도를 지니는, 상기 중심부와 상기 제1 및 제2축에 의해 규정된 4상한에 분포되는 4개의 구역으로 구성되고, 상기 광원의 상은 투영광학계의 동공위에 투영되며, 상기 제1 및 제2방향을 따라 뻗는 동시에 상기 동공의 중심에서 교차하는 X 및 Y축에 의해 규정된 좌표계를 가정하여, 동공의 반경을 1, 상기 4개의 구역의 중심의 좌표를 각각 (p,p),(-p,p),(-p,-p) 및 (p,-p)라 할때, 0.25<p<0.6인 조건을 만족하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 제2측면에 의하면, 가공부품상에 원판의 패턴의 상을 투영하는 투영노광장치에 있어서, 그위에 가공부품을 지지하고, 상기 투영노광장치내에 설정된 X-Y 좌표계에서 X 및 Y방향을 따라 이동가능한 X-Y 스테이지와 ; 중심부 및 각각 상기 중심부에서 서로 교차함과 동시에 상기 제1 및 제 2방향을따라 설정된 제1및 제2축상의 부분이 상기 중심부 및 상기 제1 및 제2축상의 부분이의의 부분에 비해서 강도가 감소되는 강도분포를 지니는 광원을 형성하는 광원형성수단과, 상기 광원으로부터의 광으로 원판의패턴을 조명하는 집광용 광학계, 즉 조명광학계와 ; 상기 광원으로부터의 광으로 조명된 상기 패턴의 상을 가공부품상에 투영하는 투영광학계를 구비하고, 상기 광원은 대략 동일한 광강도를 지니는, 상기 중심부와상기 제1 및 제2축에 의해 규정된 4상한에 분포되는 4개의 구역으로 구성되고, 상기 광원의 상은 투영광학계의 동공위에 투영되며, 상기 제1 및 제2방향을 따라 뻗는 동시에 상기 공동의 중심에서 교차하는 X 및Y축에 의해 규정된 좌표계를 가정하여, 동공의 반경을 1, 상기 4개의 구역의 중심의 좌표를 각각 (p,p),(-p,p),(-p,-p) 및 (p,-p)라 할때, 0.25<p<0.6인 조건을 만족하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 및 기타 목적, 그리고 특성 및 이점은, 첨부도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시예에대한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명을 이해하기 쉽게 하기 위하여 먼저 미세패턴의 결상에 대해 상세히 설명한다.
제1도는 고주파수(피치(2d)가 수 μm 정도)를 지닌 미세패턴(6)의 상을 투영렌즈계(7)에 의해 투영하는원리를 도시한 것이다. 그 표면에 수직인 방향을 따라 조명된 미세패턴(6)은, 그것에 입사된 광을 회절시킨다. 이때 발생된 회절광은 입사광의 진행방향과 같은 방향으로 향하는 0차 회절광 및 입사광과는 다른 방향으로 향하는, 예를 들면 ±1차 회절광 등의 고차의 회절광을 포함한다. 이들 회절광중, 특정차수, 예를 들면,0차 및 ±1차 회절광이 투영렌즈계(7)의 동공(1)상에 입사된 다음, 동공(1)을 통과한 후에 투영렌즈계의 상면을 향하게 됨으로써. 이 상면에 미세패턴(6)의 상을 형성하게 된다. 이런 종류의 상형성, 즉 결상에있어서, 상의 콘트라스트에 기여하는 광성분은 고차의 회절광이다. 따라서, 미세패턴의 주파수가 증가하면, 고차회절광을 광학계에서 수광하지 못한다고 하는 문제점이 생기므로, 상의 콘트라스트가 저하하며, 최종적으로 결상 그 자체가 불가능해진다.
제 2 도(A)는 제1도의 미세패턴(6)을 종래 형의 마스크에 형성한 경우의 동공(1)에서의 광분포를 나타낸것이며, 제2도(B)는 미세패턴(6)을 위상시프트마스크에 형성한 경우의 동공(1)에서의 광분포를 나타낸 것이다.
제 2 도(A)에 있어서, 0차 회절광(3a) 주위에 +1차 회절광(3b)과 -1차 회절광(3c)이 존재하는 반면에, 제2도(B)에 있어서는, 위상시프트막의 효과에 의해 0차 회절광(5a)이 소실되어, 단지 ±1차 회절광(5b),(5c)만이 존재한다 제2도(A) 및 (B)의 경우의 비교로부터, 위상시프트마스크의 공간주파수면, 즉, 동공면에 있어서의 효과로서 다음과 같은 2점을 들 수 있다.
[1] 위상시프트마스크에서는 주파수가 1/2로 저감되어 있다.
[2] 위상시프트마스크에서는 0차 회절광이 존재하지 않는다.
또, 주목해야 할 다른 점은, 위상시프트마스크의 경우의 ±1차 회절광의 동공면에서의 간격 a가 종래형의 마스크의 경우의 0차 회절광과 ±1차 회절광 각각과의 간격 a와 일치한다는 점이다.
반면에, 동공(1)에서의 광분포에 대해서, 종래형의 마스크와 위상시프트형의 마스크는 위치에 대하여 동일한 특징을 나타내며, 이들 사이의 차이는 동공(1)에서의 진폭분포외 세기비이다 제2도(B)에 나타낸 위상시프트마스크의 경우, 0차, +1차 및 -1차 회절광간의 진폭비는 0 : 1 : 1인데 대해서, 제 2도(A)에 나타낸 종래형의 마스크에서는 1 : 2/π : 2/π이다.
본 발명의 일특성에 따르면, 위상시프트형의 마스크로 생성되는 것과 유사한 광분포를 동공(1)에 생성할수 있다. 특히, 본 발명의 상기 특성에 따르면, 미세패던(6)(특히 본 명세서의 서두에서 제안한 바와 같은, k1인자가 0.5 부근인 공간주파수를 지닌 미세패턴)을 조명하였을때, 0차 회절광이 동공(1)의 중심에서 벗어난 위치에 입사하고, 다른 고차 회절광도 동공(1)의 중심에서 벗어난 위치에 마찬가지로 입사하도록, 상기 동공의 중심을 통과하여 미세패턴의 가로 세로패턴 형상을 따라 뻗는 1쌍의 축위의 각 부분에서의 광강도와 비교할 때 그리고, 동공중심 둘레부분에서의 광강도와 비교할때, 이들 부분이외의 부분에서의 광강도가 보다 높은 광량분포를 가지는 유효광원을 형성하도록 광학장치를 구성한다.
바람직하게는, 동공중심을 통과하여 미세패턴의 가로세로패턴 형상을 따라 뻗는 1쌍의 축위의 각 부분에서의 광강도뿐만 아니라 동공중심둘레부분에서의 광강도를 거의 0으로 낮춘 유효광원을 형성하면 된다.
이러한 유효광원이 형성되면, 예를 들면,(k1인자가 0.5 정도인 미세패턴을 조명한 때 생긴) 0차 및 1차회절광중에서, 0차 회절광과 ±l차 회절광중의 한쪽을 동공(1)에 입사시키는 반면에, ±차 회절광중의 다른쪽을 동공(1)에 입사시키지 않음으로써, 동공(1)에서의 광분포를 위상시프트마스크에 의해 형성되는 것과유사한 형태로 하는 것이 가능하다.
본 발명에 있어서, 단일광속을 이용해서 조명을 행하면, 동공(1)에서의 1쌍의 회절광의 진폭비가 1 : 2/π로 되어, 위상시프트마스크로 얻을 수 있는 것과 유사한, 보다 바람직한 진폭비 1 : 1로는 되지 않는다. 그러나, 본 출원의 발명자들의 해석에 의하면, 이러한 진폭비의 상위는, 예를 를면, 마스크의 세로패턴형상을해상할 경우에는 마스크(미세패턴)에 사선으로 입사시키는 광으로서, 동공의 세로축(동공의 중심을 통과하여 세로패턴형상을 따라 뻗는 축)에 대해 서로 대칭인 1쌍의 광패턴을 동공위에 형성할 수 있도록 1쌍의 광원으로부터의 1쌍의 광을 사용함으로써 실질적으로 보상할 수 있고; 마스크의 가로패턴형상을 해상할 경우에는, 마스크(미세패턴)에 사선으로 입사시키는 광으로서, 동공의 가로축(동공의 중심을 통과하여 가로패턴형상을 따라 뻗는, 동공의 세로축에 대해 수직인 축)에 대해 서로 대칭인 1쌍의 광패턴을 동공에 형성할 수있도록 1쌍의 광원으로부터의 1쌍의 광을 사용함으로써, 보상할 수 있다는 것이 판명되었다.
따라서, 가로세로패턴 형상을 지니는 마스크패턴을 해상하기 위해서는, 유효광원의 동공에서의 광량분포가, 동공의 중심을 통과하여 x 및 y축에 대해 대략 45°의 각도로 뻗는 제1축을 따라 위치된, 동공의 중심에 대해 서로 대칭인 장소에 실질적으로 강도가 동일한 1쌍의 피크를 지니도록, 예를 들면 2개의 조명광속을 이용해서 마스크에 사선으로 입사시켜도 된다. 또한, 유효광원의 동공에서의 광량분포가, (ⅰ) 동공의중심을 통과하여 x 및 y축에 대해 대략 45°의 각도로 뻗는 제1축을 따라 위치된, 동공의 중심에 대해 서로대칭인 장소에서 실질적으로 강도가 동일한 1쌍의 부분을 지니고, 또한 (ⅱ) 동공의 중심을 통과하여 제1축에 대해 대략 90°의 각도로 뻗는 제1축을 따라 위치된, 동공의 중심에 대해 서로 대칭인 장소에 있어서,제1축상의 1쌍의 부분과 동공중심에 대해 실질적으로 동일한 위치에, 실질적으로 강도가 동등한 다른 1쌍의 부분을 지니도록, 예를 들면 4개의 조명광속을 이용해서 마스크의 사선으로 입사시켜도 된다.
이하, 본 발명의 제1실시예를 제3도(A) 및 (B)와 관련하여 설명하며, 제3도(A)는 제1도의 동공(1)에서의 0차 회절광의 광분포를 나타내고, 제3도(B)는 동공면위의 유효광원의 분포를 나타낸다.
동도면에 있어서, (1)은 동공, x는 동공의 가로축(동공의 중심을 통과하여 가로패턴형상을 따라 뻗는축), y는 동공의 세로축(동공의 중심을 통과하여 세로패턴형상을 따라 뻗으며, x축에 대해 수직인 축),(2a),(2b),(2c) 및 (2d)는 유효광원의 각 부분이다.
이들 2개의 실시예에 있어서, 유효광원은 주로 4개의 부분으로 이루어진 분포를 지니며, 각각의 부분(광패턴)은 원형의 분포를 지닌다. 동공(1)의 반경을 1.0, 동공중심을 좌표의 원점, x축 및 y축을 직교좌표축으로 한때, 제3도(A)의 실시예에서는, 각 부분(2a),(2b),(2c) 및 (2d)의 중심이 각각(0.45,0.45),(-0.45,0.45),(-0.45,-0.45) 및 (0.45,-0.45) 위치에 있고, 각 부분의 반경은 0.2이다, 제3도(B)의 실시예에서는, 각 부분(2a),(2b),(2c) 및 (2d)의 중심이 각각 (0.34,0.34),(-0.34,0.34),(-0.34,-0.34) 및(0.34,-0.34)위치에 있고, 각 부분의 반경은 0.25이다.
본 실시예에 의한 유효광원은, 상기 설명한 바와 같이, 동공면을 해당 동공면에 설정한 x 및 y축에 의해4개의 상한으로 분할한 경우, 각각의 부분(2a),(2b),(2c) 또는 (2d)는 각각 대응하는 상한에 형성되어, 서로 겹쳐짐 없이 대칭인 관계로, 또 독럽적으로 존재하는 것을 특징으로 하고 있다. 이 경우, 각 상한을 분할하는 축인 x 및 y축은, 예를 들면, 집적회로 패턴이 설계될 때에 이용되는 x 및 y축과 일치하며, 각각마스크의 가로세로패턴 형상의 신장방향과 일치한다.
본 실시예에 따른 유효광원의 형상은, 그 상이 투영되는 미세패턴의 가로세로패턴 형상의 방향성을 고려하여 결정한 것으로, 4개의 원형부분(2a)∼(2d)의 중심이 정각 ±45° 방향(동공(1)의 중심을 통과하여, x및 y축에 대해 ±45° 각도로 뻗는 1쌍의 축을 따른 방향)에 존재하고 있는 것이 특징이다, 이러한 유효광원을 발생하기 위해서는, 상술한 바와 같이, x 및 y축에 대해 동일한 형상과 동일한 관계를 지니는 광원(2차광원)을 동공(1)과 광학적으로 공역관계인 평면상에 형성할 수 있으며, 이와 같이 형성된 광원으로부터의 4개의 조명광속을, 동일한 입사각에서 직교하는 2개의 입사평면(1쌍에서 각각 2개의 광속)을 따라 미세패턴에 사선으로, 즉 경사지게 투영시키면 된다. 이것에 의해, x축을 따라 뻗는 직선패턴형상이 x축을 포함하는 입사면에 대해 서로 대칭인 경로를 따라 투영된 광속에 의해 사선으로 조명되며, 반면에 y축을 따라 뻗는 직선패턴형상이 y축을 포함하는 입사면에 대해 서로 대칭인 경로를 따라 투영된 광속에 의해 사선으로조명된다.
유효광원의 4개의 부분(2a)∼(2d)의 강도가 실질적으로 동일하다는 것은 중요하며, 이 강도비가 변화하면, 예를 들면, 인쇄시의 웨이퍼가 디포커스되어, 회로패턴상이 변형되게 된다. 따라서, 4개의 조명광속의강도도 동등하도록 설정하는 것이 바람직하다. 이때 4개의 부분(2a)∼(2d)의 각각의 강도분포는, 원하는대로 결정할 수 있으며, 예를 들면, 전체 범위가 피크값에 있는 균일한 강도 분포를 지녀도 되고, 또는, 중심에만 피크가 있는 불균일한 강도 분포를 지녀도 된다. 이것은, 4개의 조명광속이 동공(1) 위에 형성되는유효광원의 형태에 따라 다양한 형태를 취함을 의미한다. 예로서, 본 실시예에서는, 유효광원의 4개의 부분이 서로 분리되어 있기 때문에 이들 4개 부분이외의 부분에는 광패턴이 생성되지 않지만, 유효광원의 4개의부분이 보다 낮은 강도의 광패턴을 개재해서 연속적으로 형성되어 있어도 된다.
유효광원의 4개부분(2a)∼(2d)의 각각의 분포(형상)는 원형으로 한정되지 않고, 그 형상에 관계없이,4개 부분의 중심 또는 이들 강도분포의 무게중심은 제3도(A) 및 (B)의 실시예에서와 같이 대칭관계에 있고, 또, x 및 y축에 ±45도 방향에 있는 것이 바람직하다.
고해상화를 위해, 즉, k1의 값이 작은 계를 구성하는데 적합한 최적의 유효광원의 배치를 채용하고자 하면, 제3도(A)와 (B)로부터 알 수 있는 바와 같이, 각 상한에 있는 유효광원의 각 부분(2a),(2b),(2c) 또는 (2d)의 무게중심 위치가 동공(1)의 중심에서 벗어나 있어, 그 결과, 대응하는 상한에 있는 각각의 독립적인 부분(2a),(2b),(2c) 또는 (2d)의 직경이 감소하게 된다.
제3도(A) 및 (B)에는 2개의 예상되는 유효광원의 형태를 예시하였으나, 실제의 설계에 있어서도, 이들2개의 형태와 유사한 유효광원을 사용하면 된다. 왜냐하면, 유효광원의 각 부분의 무게중심 위치가 동공(1)의 중심에서 너무 떨어져 있으면, 예를 들면,(광학계의 설계상의 편리점에 대해) 광량이 감소하는 문제점이 생기기 때문이다.
본 발명자들에 의한 상기 점에 대한 검토에 의하면, 제3도(A) 및 (B)에 도시한 동공(1)과 좌표를 참조하면, 각각 제1, 제3상한에 있는 서로 분리된 1쌍의 부분(2a),(2b)의 형상을 원형으로 하고, 반경을 q,제1, 제3부분(2a),(2c)의 중심 위치(무게중심위치)의 좌표를 각각 (p,p),(-p,-p)라 할때, 다음 조건을만족시키는 양호한 결과를 얻을 수 있었다.
0. 25<p<0.6
0.15<q<0.3
또, 제2, 제4상한의 각 부분(2b),(2d)의 크기 및 위치에 대해서도, 이들로부터의 제1, 제3상한의 각부분(2a),(2c)에 대한 대칭 관계로부터 자연적으로 결정된다. 또한, 유효광원의 각 부분이 원헝이외의 형상 예를 들면, 삼각형 또는 직사각형 등인 경우에도, 상기 조건을 만족시키는 것이 바람직하다. 이때, 각부분에 외접하는 원의 반경을 q의 값으로서 사용할 수 있으며, 제3도(A) 및 (B)에 나타낸 실시예에서는,각각의 값은 이 대응하는 조건에 의해 규정돤 범위의 중간부분이다. p 및 q의 값은 사용된 광학계(조명계/투영계)가 어느 정도의 선폭의 미세패턴을 요구하는가에 따라 달라진다.
현재 사용되고 있는 스테퍼에서는, 유효광원의 피크가 동공(1)의 중심(x,y)=(0,0)에 존재하고 있다. 이런 형태의 장치에 있어서, 간섭인자(값)는 0.3 또는 0.5이며, 이것은 동공(1)의 중심을 중심으로 해서 반경이 0.3 또는 0.5인 유효광원분포를 지닌다는 것을 의미한다. 본 발명자들에 의한 해석에 의하면, 유효광원이 동공중심에 가까이 위치할때, 예를 들면,값이 0.1 이하의 범위인 경우, 디포커스가 발생한 때, 비교적 넓은 선폭(상술한 k1인자가 1 이상인 선폭)에 대하여 주로 고콘트라스트를 브유할 수 있다고 하는 효과가 있으나, 이 디포커스시의 효과는 k1인자가 0.5에 가까와짐에 따라 급속히 감소되며, k1계수가 0.5를넘으면, 심한 경우 상의 콘트라스트를 완전히 잃게 된다. 현재 가장 요구되고 있는 것은 0.6 이하의 k1인자값에서의 디포커스성능의 향상이며, k1인자가 대략 이 값 부근이면, 동공중심 근방의 유효광원의 존재는결상에 대해서 악영향을 미친다.
이와 비교해롤 때, 제1실시예와 관련하여 설명한 유효광원은 k1인자의 값이 작다. 이것은, k1인자가0.5 부근에서 결상을 행할 때의 디포커스시의 고콘트라스트를 보유하는 유익한 효과를 제공한다. 제3도(A)의 실시예에서는, 유효광원의 각 부분(2a)∼(2d)은 제3로(B)의 실시예에 비해서, 바깥쪽에 위치해 있으므로, 제3도(B)의 실시예에 비해서 고주파특성이 우수하다. 주목할 것으로서는, 유효광원의 동공중심에서 떨어쳐 있는 부분에 있어서, 디포커스특성은 k1인자가 내략 1에 이를 정도이므로, 초점심도가 거의 일정수준으로 유지된다.
제4도는 제3도(B)의 예를 N.A.가 0.5인 i선 스테퍼에 적용할 경우의 해상력과 초점심도와의 관계를나타낸 것으로, 광학상의 콘트라스트 70%를 만족시키는 범위내의 디포커스는 초점심도내(허용치)에 존재한다는 가정하에 계산을 행하였다. 도면에서 곡선 A는 종래의 레티클을 사용한 종래법()=0.5)의 경우의 해상력과 초점심도와의 관계를 나타낸 것이고, 곡선 B는 제3도(B)의 예의 경우의 해상력과 초점심도와의 관계를 나타낸 것이다. 스테퍼의 실제 허용가능한 초점심도의 한계를 1.5μm로 설정하면, 종래법의 경우에서의 해상력의 한계는 0.52μm인데 대해서, 제3도(B)의 경우에는, 대략 0.4μm까지 해상력이 개선되고 있다. 이것은 비율로서 대략 30% 개선된 것에 상당하는 것으로, 본 발명이 속하는 분야에서는 상당히 큰 것이다. 사실상,0.45(k₁ 인자) 정도의 해상력을 쉽게 얻을 수 있다.
이점에서 본 발명의, 동공중심에 유효광원을 형성하지 않는 소위 "링조명법"과의 상위점은, 동공(1) 위에서, 미세패턴의 세로패턴형상 또는 가로패턴형상의 방향에 상당하는 x축 및 y축위에는 유효광원의 피크가존재하지 않는 점이다. 이것은 x축 또는 y축위에 유효광원의 피크를 배치하면, 상의 콘트라스트의 저하가커서 큰 초점심도를 얻을 수 없기 때문이다. 따라서, 주로 가로세로패턴 형상으로 이루어진 미세패턴의 상투영에 관해서, 본 발명은 링조명법으로 얻을 수 있는 것에 비해서 상의 질이 개선된 상을 형성할 수 있다는 것이 확인되었다.
또, 본 발명의 유효광원의 주된 각 부분의 광량(광강도)은 균일하거나, 또는 가우스분포와 같이 불균일해도 된다.
제5도(A),(B) 및 (C)는 본 발명의 제2실시예를 나타낸 것으로, 본 발명의 일특성에 따라, 미세패턴의상을 투영하도록 구성된 반도체디바이스제조용 노광장치를 예시한 것이다.
동도면에 있어서,(11)은 그 발광부가 타원형거울(12)의 제1초점에 배치되는 초고압수은등,(14),(21),(25) 및 (27)은 편향거울,(15)는 노광제어용 셔터,(155)는 필드렌즈,(16)은 파장선택용 간섭필터,(17)은 크로스 ND(중성밀도)필터,(18)은 소정의 개구부를 지닌 조리개부재,(19)는 그의 수광면이 타원형거울(12)의 제2초점에 배치되는 광학 적분기,(20) 및 (22)는 제1결상렌즈계(20,22)의 각 렌즈,(23)은 반투명거울,(24)는 레티클위의 조명영역을 규제하는 직사각형 개구를 지니는 마스킹블레이드소자이며,(26),(28)은 제2결상렌즈계(26,28)의 각 렌즈,(30)은 최소선폭이 약 2μm인 주로 가로세로패턴 형상(격자모양의 직선형상)으로 구성된 집적회로패턴이 형성되어 있는 레티클,(31)은 레티클(30)의 회로패턴을 1 : 5의축소배율로 투영하는 축소투영렌즈계,(32)는 레지스트가 도표된 웨이퍼,(33)은 웨이퍼(32)를 흡착유지하는 웨이퍼척,(34)는 노광장치에 형성된 X-Y 좌표계의 x 및 y방향으로 이동가능한, 상기 웨이퍼척(33)을지지하는 X-Y 스테이지(또는 웨이퍼스테이지),(35)는 그 중앙에 개구부(35a)를 지닌 차광막이 형성되어있는 유리판,(36)은 정상면에 개구부가 형성된 케이스,(37)은 케이스(36)내에 설치된 광전변환기,(38)은웨이퍼스테이지(34)의 이동량(X축)을 계측하는 레이저간섭계(도시안함)의 일부인 거울,(40)은 블레이드(24)의 수광면과 광학적으로 동등한 위치에 배치되어, 블레이드(24)와 마찬가지로 광학 적분기(19)의 각 렌즈에서 방출하는 광속이 서로 중첩되는, 소정의 개구를 지닌 차광판,(41)은 차광판(40)의 개구를 통과한광을 집광하는 집광렌즈,(42)는 4분할 검출기이다.
종래 잘 알려진 바와 같이, 통상, 레티클(마스크)의 회로패턴은 직교축(좌표)을 기준으로 설계되어, 패턴의 세로패턴형상과 가로패턴형상은 각각 이들 축을 따라 뻗는다. 이런 레티클을 투영노광장치에 도입시킬경우, 레티클은 노광장치에 설정된 X-Y 좌표계의 x 및 y축에 관하여 레티클 스테이지위에 놓이며, 레티클의 직교설계축은 노광장치의 x 및 y축과 정학히 또는 거의 일치하여 정렬한다. 또한, 웨이퍼가 놓여있는X-Y 스데이지는 x 및 y축을 따라 X-Y 스테이지가 움직일 수 있는 X-Y 좌표계를 지닌다 이들 X-Y스테이지의 x 및 y축은 노광장치의 x 및 y축과 정확하게 또는 거의 일치하도록 설계되어 있다. 즉 레티클이 노광장치에 놓이면, 통상, 레티클의 가로세로패턴 형상의 방향은 노광장치에 설정된 x 및 y축 또는X-Y 스테이지가 따라서 움직이는 x 및 y축과 정확하게 또는 거의 정렬하여 정해진다.
본 장치의 구조상의 특징은 적분기(19)의 앞에 배치된 필터(17) 및 조리개부재(18)에 있다. 조리개부재(18)는, 제5도(B)에 도시한 바와 같이, 장치의 광축부근의 광을 차단하기 위한 링형상 개구부를 지닌 개구소리개로 이루어져, 투영렌즈계(31)의 동공면에서의 유효광원의 크기 및 형상을 정하는데 소용된다. 이개구의 중심은 장치의 광축과 일치하고 있다. 한편, 필터(17)는, 제5도(C)에 도시한 바와 같이, 전체로서십자모양으로 배치된 4개의 ND필터로 이루어져 있으며, 이들 4개의 ND필더에 의해 조리개부재(l8)의 령형상 개구부의 4개의 영역에 입사하는 광의 강도가 10∼100% 감쇠·투영된다. 이들 4개의 영역은 투영렌즈계(31)의 동공면위의, 레티클(30)의 가로세로패턴 형상 방향에 각각 상당하는 x 및 y축위에 4개의 점을 포함하는 부분에 대응한다. 이 필터(l7)에 의해, 적분기(l9)의 광출사면에 형성되는 2차광원의 중심부에서 광강도뿐만 아니라 그 2차 광원의 중심에서 서로 교차하는, x 및 y축을 따른 광강도도 감쇠되며, 그 결과,투영렌즈계(31)의 동공면의 x 및 y축을 따른 유효광원의 광강도가 약해진다.
레티클(30)은 도시하지 않은 레티클스테이지에 유지되어 있으며, 투영렌즈계(31)는 필터(16)에 의해 선택된 i선(파장 365nm)의 광에 대해 설계되어 있다.
또, 제1, 제2결상렌즈계(20,22,26,28)는 적분기(19)의 광출사면과 투영렌즈계(31)의 동공면이 광학적으로 공역관계에 놓이도록 설정되는 반면, 제2결상렌즈계(26,28)는 블레이드소자(24)의 개구부의 에지와레티클(30)의 회로패던이 광학적으로 공역관계에 놓이도록 설정되어 있다. 또, 블레이드소자(24)는 레티클(30)위의 집적회로패턴의 크기에 따라 개구부의 크기를 조정가능하도록, 각각 독립적으로 이동가능한 칼날형상 에지부를 지닌 4개의 차광판으로 구성되고, 장치 전체의 제어를 위해 설치된 컴퓨터(도시안함)로부터의 신호에 응해서 각 차광판의 위치가 제어되어 개구부 크기가 사용하는 레티클(30)에 대해 최적으로 된다. 도면에 도시하지 않았으나, 노광장치에는, 해당 노광장치에 대하여 레티클(30)을 정렬시키기 위해 사용되는 레티클정렬용 스코프와 레티클(30)에 대해 웨이퍼(32)를 정렬시키기 위한, 투영렌즈계(31) 옆에 배치된 축외 정렬용 스코프가 설치되어 있다.
반투명거울(23)은 적분기(19)로부터의 광의 일부를 반사시키는 기능을 하며, 그 반사된 광은 차광판(40)의 개구부를 통해 투영되어 집광렌즈(4l)에 의해 4분할 검출기(42) 위에 집광된다. 4분할 검출기(42)는 투영렌즈계(31)의 동공면과 광학적으로 등가가 되도록 배치된 수광면을 지니며, 이 수광면위에 조리개부재(18)에 의해 형성된 링모양의 유효광원을 투영한다. 4분할 검출기(42)의 각각의 검출기부분은 그 부분의 표면상에 도달한 광의 강도에 대응한 신호를 출력하며, 각 검출기(42)부분의 출력신호를 적분함으로써, 셔터(15)의 개페제어를 위한 적분신호를 얻을 수 있다.
X-Y 스테이지(34)상에 배치된 요소(35)∼(37)는 레티클(30) 위쪽의 조명계의 성능을 검사하기 위한 측정유닛이며, X-Y 스테이지(34)는, 조명계의 검사를 위하여 소정위치로 이동하여, 이 측정유닛을 투영렌즈계(31) 바로 아래 위치에 놓는다
이 측정유닛에 있어서, 유리판(35)의 개구부(35)와 케이스(36)의 개구부를 통해 조명계에서 방출되어 투영렌즈계(31)의 상면에 도달한 광을 광전변환기(37)로 인도한다. 개구부(35a)의 수광면은 투영렌즈계(31)의 상면위치에 놓이고, 필요한 경우, 도시하지 않은 초점검출계(잘 알려진 형태의 센서로, 웨이퍼(32) 표면의 높이를 검출하는 공지의 센서)와 X-Y 스테이지(34)에 내장된 측정유닛을 사용함으로써, 개구부(35a)의 장치의 광축방향의 높이가 조정된다. 유리판(35)은 케이스(36)에 부착되어 있고, 케이스(36)는 전술한바와같이 그 안에 개구부가 형성되어 있다. 본 실시예에 있어서는, 케이스(36)의 개구부가 유리판의 개구부에 대해 소정량 변위할 수 있도록, 측정유닛이 구성되어 있다. 케이스(36)의 개구부가 놓인 위치는 투영렌즈계(31)의 상면측의 N.A. 가 크고, 또한 상면에서부터 충분히 떨어져 있는 곳이다. 따라서, 케이스(36)의개구부의 수광면에서는, 투영렌즈계(31)의 동공면위에서의 광분포가 그대로 나타난다. 본 실시예에서는, 이런 측정유닛은 사용하지 않으며, 이 측정유닛의 사용법에 대해선 후술하는 실시예와 관련하여 후술한다.
본 실시예에 있어서, 필터(17)와 조리개부재(18)의 작용에 의해 투영렌즈계(31)의 동공면에, 전체로서 링모양이지만 레티클(30)의 가로세로패턴 형상 방향에 상당하는 x 및 y축상의 4개의 영역을 포함하는 부분의 강도가 다른 부분보다도 낮은 유효광원을 형성하면서,조명계(11,12,14,15,155,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27 및 28)에 의해, 레티클(30)의 회로페턴을 균일한 조도로 조명하고, 투영렌즈계(31)에 의해 회로패턴상을 웨이퍼(32)상에 투영해서, 웨이퍼(32)의 레지스트위에 회로패턴상을 전사(인쇄)하고 있다.
이런 투영노광효과는 전술한 바와 같이, 웨이퍼(32)의 레지스트에, i선광으로, 안정하고 선명하게 0.4μm의 미세패턴을 기록할 수 있다.
또, 본 실시예에 있어서, 필터(17)와 조리개부재(18)는 적분기(19)의 앞에 배치되어 있으나, 적분기 바로뒤, 특히, 투영렌즈계(31)의 동공면과 광학적으로 공역인 위치에 배치해도 된다, 또한, 제6도(B)에 도시한, 후술하는 제3실시예에서 사용되는 조리개부재(18)를, 필터(17)와 조리개부재(18) 대신에 사용해도 된다.
제6도(A) 및 (B)는 본 발명의 제3실시예를 나타낸 것으로, 본 발명의 방법에 따라 미세패턴의 상을투영하는 반도체디바이스제조용 투영노광장치의 다른 예를 나타낸 것이다.
도면에 있어서, 제5도(A)∼(C)와 같은 기능을 가진 대응하는 요소에 대해서 동일부호로 표시하였다. 본실시예의 장치와 제5도(A)∼(C)를 비교하면, 본 실시예와 제5도의 장치와의 차이점은 제6도(B)에 나타낸 바와 같이, 조리개부재(18)의 개구부가 4개의 독립한 개구부로 이루어진 점, 크로스 ND필터 대신에, 조리개부재(18)의 각 독립개구부에 각각 대응하는 4개의 독립적인 필터(17a),(17b),(17c) 및 (17d)를 사용하는 점, 거울(12)과 거울(14) 사이에 피라미드 모양의 프리즘(13)을 삽입하고 있는 점이다.
본 실시예에 있어서, 4분할 검출기(42)의 출력은 셔터(15)의 개페제어 뿐만 아니라 다른 목적을 위해서도 사용되며, 또한, 측정유닛(35∼37)도 사용된다.
이하, 전술한 실시예에 대한 본 실시예의 차이점을 중점적으로 설명하면서, 본 실시예의 작용효과를 설명한다.
프리즘(13), 필터(17a)∼(17d) 및 조리개부재(18)를 사용함이 없이, 수은등(11)으로부터의 광으로 적분기(19)를 조명하면, 적분기(19)의 광출사면상에, 중심에 높은 피크를 지닌 가우스분포와 유사한 광량분포를지니는 2차 광원이 형성된다. 적분기의 광출사면은 투영렌즈계(31)의 동공면과 광학적으로 공역이므로, 이동공면에는, 동공중심에 광량분포의 피크를 지니는 유효광원이 형성된다 전술한 바와 같이, 본 발명의 상기 측면에 사용되는 유효광원은 동공중심에서 피크를 지니지 않는 광량분포를 지닌 것이기 때문에, 적분기(l9)의 중심부근방에 입사하는 광을 차단할 필요가 있다. 그러나, 조리개부재(18)를 단순히 적본기(19)의앞에 배치한 경우, 수은등으로부터의 광의 내부분을 차단하여, 광량 손실이 크다. 이것을 고려하여, 본 실시예에서는, 타원형 거울(12) 바로뒤에 피라미드 모양의 프리즘(13)을 삽입해서, 광학 적본기(19)상의 조도분포를 제어한다.
수은등(11)은, 그 발광부가 타원형 거울(12)의 제1초정위치와 일치하도록 배치하고, 그 수은등(11)에서방출되어 타원형 거울(12)에 의해 반사된 광은 프리즘(13)에 의해 다른 방향으로 편향된 4개의 광속으로 변환된다. 이들 4개의 광속은 거울(14)에 의해 반사되어 셔터(15)의 위치에 도달한다. 그래서, 셔터(15)가 개방되어 있으면, 광속은 필터(16)에 입사되고, 이 필터(16)에 의해, 레티클(30)의 상을 웨이퍼(32)위의 레지스트(감광충)에 투영하는 투영렌즈계(31)가 가장 양호한 성능을 발휘할 수 있도록, 수은등(11)의 발광스팩트럼으로부터 i선 성분이 선택된다.
필터(16)로부터의 4개의 광속은, 각각 필드렌즈(155)를 통과한 뒤, 본 실시예의 중요요소인 필터(17a)∼(17d)에 입사한다. 이들 4개의 필터는, 4개의 광속의 광량이 서로 거의 균일하게 되도록 해서, 이것에의해 적분기(19)의 광출사면 및 투영렌즈계(31)의 동공면에 형성되는 유효광원의 4개의 부분간의 광량의 대칭성을 보정하는 보정부재이다. 각각의 필터의 광량감쇠작용을 조절할 경우에는, 각 필터마다 상이한 형태의 ND필터를 준비해 놓고 이들을 선택적으로 사용해도 된다. 대안적으로는, 각각의 필터를 간섭필터로 구성하여, 이 간섭필터의 협대역성을 활용함으로써, 간섭필터를 경사지게 해서 조절해도 된다.
조리개부재(18)는 필터 (17a) ∼(17d)로부터의 4개의 광속을 받는다. 이 조리개부재(18)는, 제 6 도(B)에도시한 바와 같이,4가의 원형개구부를 지니며, 이들 4개의 원형개구부의 각각과, 필터(17a)∼(17d)로부터의 4개의 광속이 1대 1로 대응한다. 즉, 조리개부재(18)의 4개의 개구부로부터의 4개의 광속으로 적분기(19)가 조명됨으로써, 적분기(19)의 광출사면에, 즉 투영렌즈계(31)의 동공면 위에, 조리개부재(18)의 개구부에 대응하는, 제3도(A)에 도시한 유효광원이 형성된다.
통상, 조리개부재(18)의 개구부형상은, 적분기(19)를 구성하는 각각의 작은 렌즈(이하, 미소렌즈라 칭함)의 외형에 대응한 형상을 지니므로, 적분기의 각각의 미소렌즈의 단면이 육각형인 경우에는, 각각의 개구부도 미소렌즈의 단면형상과 같은 육각형 형상으로 형성해도 된다.
광학 적분기(19)로부터의 광은, 렌즈(20), 거울(2l), 렌즈(22) 및 반투명거울(23)을 통해 블레이드소자(24)로 진행한다. 여기서, 적분기(19)의 각 렌즈로부터의 광속이 블레이드소자(24)의 평면위에서 서로 중첩됨으로써, 블레이드소자(24)는 균일한 조도로 조명된다. 또한, 반투명거울(23)은 적분기(19)의 각 렌즈로부터의 각 광속의 일부분을 반사시키고, 이 반사원 광에 의해 차광판(40)을 조명한다. 차광판(40)의 개구부를통과한 광은 렌즈(41)에 의해 4분할검출기(42)상에 집광된다.
블레이드소자(24)의 개구부를 통과한 광은 거울(25), 렌즈(26), 거울(27) 및 렌즈(28)에 의해 레티클(30)로 진행한다. 블레이드소자(24)의 개구부와 레티클(30)의 회로패턴은 광학적으로 공역관계에 있으므로, 적분기(19)의 각 렌즈로부터의 광속은 레티클(30)위에서도 서로 중첩되어, 레티클(30)을 균일한 조도로 조명하여, 레티클(30)의 회로패턴의 상이 투영렌즈계(31)에 의해 투영된다.
4분할검출기(42)의 각 검출기부분은 제3도(A)에 나타낸 바와 같이 유효광원의 서로 분리된 4개의 부분의 각각에 대응하고 있고, 각 부분의 광량을 독럽적으로 검출할 수 있다. 모든 부분에서의 출력을 조합함으로써, 셔터(15)에 대한 개페제어를 실행할 수 있는 것은 전술한 바와 같다. 한편, 각 부분의 출력을 상호비교함으로써, 유효광원의 각각의 부분에서의 광량의 비율이 불균형한지의 여부를 체크할 수 있다. 여기서, 4분할검출기(42)의 각 검출기부분간의 캘리브레이션을 행하는 것이 불균형 체크시의 신뢰성을 높이는데 유효하며, 이 캘리브레이션에 대해선 후술한다.
장치의 동공면에 형성된 유효광원의 형상은 적분기(19)의 형상에 대응한다. 적분기(19) 자체는 미소렌즈를 조합하여 형성된 것이므로, 유효광원의 광량분포는 미시적인 관점에서는, 각각의 렌즈형상에 대응한 이산적인 것을 조합한 것으로 이루어져 있으나, 거시적인 관점에서 보면 제3도(A)에 나타낸 것과 같은 광량분포가 실현된다.
본 실시예에서는, 광량모니터수단(23,40∼42)과 측정유닛(35∼37)을 이용해서 유효광원의 광량분포의 체크를 행한다 이를 위해, X-Y 스테이지(24)를 작동시켜 측정유닛(35∼37)을 투영렌즈계(31) 바로 아래위치에 놓이게 한다. 이 측정유닛에서, 유리판(35)의 개구부(35)와 케이스(36)의 개구부를 통해, 조명계에서방출되어 투영렌즈계(31)의 상면위치에 도달한 광을 광전변환기(37)로 인도한다. 개구부(35)의 수광면은 투영렌즈계(31)의 상면위치에 놓여 있고, 유리판(35)은 케이스(36)에 부착되어 있으며, 케이스(36)는 그 중앙에 개구부를 지닌다. 이 실시예에 있어서, 측정장치는 케이스(36)의 개구부가 유리판(35)의 개구부와 소정량만큼 어긋나도록, 측정유닛이 구성되어 있다. 본 실시예의 조명계로 조명을 행할 경우, 케이스(36)의 정상면에서는, 제3도(A)에 나타낸 바와 같은 유효광원의 4개의 부분이 형성된다.
케이스(36)의 개구부의 크기 및 형상은 블레이드소자(24)의 개구부와 같이 변화시킬 수 있으며, 구동계(도시생략)에 의해 개구부의 크기 및/또는 형상을 변화시킴으로써, 유효광원의 4개의 부분을 개별적으로 검출할 수 있거나, 대안적으로, 유효광원의 4개의 부분을 한번에 검출할 수 있다. 한편, 광전변환기(37)는 유리판(35)의 개구부(35a)를 통과하는 광을 모두 충분히 수광할 수 있는 면적의 수광부를 지니고 있으며, 광전변환기(37)의 수광부의 면적이 너무 커서 전기계의 응답특성이 열화하는 경우에는, 유리판(35)과 광전변환기(37) 사이에 집광렌즈를 삽입시켜, 유리판(35)의 개구부(35)로부터의 광을 집광한다. 이것은 광전변환기(37)의 수광부의 면적을 감소시킴으로써 응답특성을 향상시키는데 유효하다. 또한, 필요하다면, 케이스(36)의 개구부를, 유효광원의 4개의 부분을 한번에 검출할 수 있는 상태로 유지하면서, X-Y 스테이지(34)를 상면을 따라 이동시킴으로써, 상면의 조도의 균일성을 측정하는 것도 가능하다.
케이스(36)의 이동을 통해 얻은 유효광원의 각 부분에 있어서의 광량(강도)을 측정한 결과는, 조명계측에있는 4분할검출기(42)의 대응하는 검출기 부분의 출력과 비교가 행해진다. 즉, X-Y 스테이지(34)측에 있는 광전변환기(37)를 참조검출기로서 사용하여, 4분할검출기(42)의 출력을 캘리브레이션할 수 있다. 이것은유효광원의 시간에 따른 변화를 안정적으로 모니터할 수 있게 해준다. 그래서,4분할검출기(42) 또는 광전변환기(37)에 의해서 유효광원의 각 부분의 광량에 있어서의 뷸균형을 검출할 수 있으며, 유효광원의 각 부분의 광량의 정합은 필터(17a)∼(17d)를 사용하여 행할 수 있다.
본 실시예에서는, 제6도(B)에 나타낸 조리개부재(18)의 작용에 의해, 투영렌즈계(31)의 동공면위에, 레티클(30)의 가로세로패턴형상의 방향에 상당하는 x 또는 y축 위, 또는 동공중심(광축) 위에 광량분포의 어떠한 피크도 지니지 않는 유효광원을 0차광으로 형성하면서, 조명계(11∼28)에 의해, 레티클(30)의 회로패턴을 균일한 조도로 조명하여, 투영렌즈계(31)에 의해 회로패턴의 상을 웨이퍼(32) 위에 투영함으로써, 웨이퍼(32)의 레지스트에 회로패턴상을 전사하고 있다. 이런 투영노광의 효과는, 이미 제3도 및 4도와 관련하여 설명한 바와 같으며, 웨이퍼(32)의 레지스트에, i선광을 사용해서, 안정하고 선명하게 0.4μm의 미세패턴을 기록할 수 있다.
제7도는 본 발명의 제4실시예의 부분개략도로서, 제6도의 반도체디바이스제조용 투영노광장치의 개량예이다. 제6도의 실시예에 대응하는 제7도의 요소에는 제6도와 같은 참조부호로 표시한다
동도면에 있어서,(11)은 초고압수은등,(12)는 타원형 거울이다. 이 예에서는 타원형 거울(12)로부더 발산된 광을 빔스플리터군(51∼53)의 조합에 의해 분할하고 있다. 보다 구체적으로는, 제3도(A)에 도시한바와 같은 4개의 부분을 가진 유효광원을 형성하기 위하여, 타원형 거울(12)로부터 발산된 광을 제1빔스플리터(51) 및 제2빔스플리터(53)에 의해서 순차 분할하고 있다.(52)는 광로를 편향시키는 편향거울이다. 제2빔스플리터(53)는 제1빔스플리터(51)에 의해 분할된 2개의 광속의 광로에 걸쳐 경사지게 배치되어, 도면의 지면을 따라 진행하는 2개의 광속을 각각 분할하여, 각각의 광속의 일부를 도면의 지면과 수직인 방향으로 편향시키는 역할을 한다. 2개의 광속중 편향되지 않은 각각의 나머지 부분은, 도시한 바와 같이 도면의 지면을 따라 진행한다. 제2빔스플리터(53)에 의해 편향된 광의 상기 일부의 광로에는 거울광학계(도시안함)가 배치되어, 상기 광의 일부를 제2빔스플리터에 의해 편향되지 않은 광로와 평행한 경로를 따라 반사시켜 진행시킨다. 이와 같이 해서 도시하지 않은 거울광학계 뿐만 아니라 빔스플리터(51),(53) 및 거울(52)에 의해서, 광로는 4개의 광로로 분할된다. 따라서, 이들 광로는, 적분기(19)의 광출사면에서, 제3도(A)에 도시한 바와 같은 광분포를 지닌 2차 광원을 형성하도록 결합된다. 그 결과, 투영렌즈계(31)의 동공면에는, 제3도(A)에 도시한 바와 같은 유효광원이 형성된다.
도면의 지면에 존재하는 분할된 2개의 광로에는 각각 릴레이렌즈(61a),(61b)가 배치되어 있고, 이들 릴레이렌즈(61a),(61b)는 각 광로를 따라 진행하는 광속을 적분기(19) 위에 집광하는 역할을 한다. 제1빔스플리터의 삽입에 의해 이들 2개의 광로간의 광로길이에 차가 발생되므로, 이들 릴레이렌즈(61a),(61b)는그 구조 및 초점거리가 서로 약간 다르다. 이것은 도시하지 않은 한쌍의 광로에 배치된 부가된 1쌍의 릴레이렌즈(도시안함)에 대해서도 마찬가지이다.
(63)은 빔스플리터(51),(53)에 의해 얻어진 4개의 광속의 각각에 대해 제어(개방/페쇄)가 가능한 셔터이다.(61a),(16b)는 각각 도면의 지면상에 존재하는 분할된 2개의 광로에 배치된 파장선택용 필터이다. 도면에는 도시하지 않았으나, 도면의 지면상에 위치하지 않은 2개의 광로에 마찬가지의 필터가 배치되어 있다. 이들 필터는 각각, 선행 실시예의 필터(16)와 마찬가지로, 수은등으로부터의 광중 i선 성분을 추출하는역할을 한다.(17a),(17b)는 각각 도면의 지면내에 있는 분할된 2개의 광로에 배치된 유효광원의 대응부분의 광량을 조정하기 위한 필터이다. 마찬가지의 필터가 도면의 지면에 포함되지 않은 2개의 광로에 배치되어 있다. 이들 필터는 선행 실시예의 필터(17a)∼(17d)와 마찬가지의 기능을 지닌다.
본 실시예에 있어서, 적분기에 이르는 광로는 4개로 분할되고, 이 때문에, 적분기는 4개의 소형 적분기의조합에 의해 구성되어 있다. 광로의 중첩관계 때문에, 여기서는, 단지 2개의 적분기(19a),(19b)민이 도면에 도시되어 있다 적분기 이후의 구성은 선행 실시예에서 마찬가지이므로, 간단화하기 위하여 더이상의 설명은 생략한다.
제8도는 본 발명의 제5실시예를 도시한 것으로서, 본 발명의 방법에 따라 미세패턴의 상을 투영하는 반도체 디바이스제조용 투영 노광장치의 부분 개략도 이다
본 실시예의 장치에 있어서, 유효광원의 위치를 시간에 따라 변동시킴으로써 등가적으로 제3도(A)에 도시한 바와 같은 유효광원을 동공면에 형성하고, 회로패턴의 상을 투영한다. 제8도에 있어서, 선행 실시예의 요소에 상당하는 요소에는 동일 참조번호가 부가되어 있다. 그러므로,(11)은 초고압수은등,(12)는 타원형 거울,(14)는 편향거울,(15)는 셔터,(16)은 파장선택용 필터,(l9)는 광학 적분기이다. 투영렌즈계(31) 이후의 도시하지 않은 부분은 선행 실시예와 같은 구조를 가진다.
본 실시예의 중요한 특징은, 시간에 따라 이동가능한 평행평간(71)이 적분기(19) 뒤에 배치되어 있는 정이다. 평행평판(71)은 조명광학계의 광축에 대해서 비스듬하게 배치되어 있어, 도시한 바와 같이 광축에 대한 각도가 변화하도록 요동하여 광축을 시프트하는 역할을 한다. 이것에 의해, 레티클(30)쪽으로부터 평행평판(71)을 통해 적분기(19)를 관찰하면, 평행평판(71)의 요동에 따라 적분기(19)가 상하 또는 좌우로 이동하는 것처럼 보인다. 이 예에서는, 평행평판(71)이 광축을 중심으로 한 회전이동도 가능하도록 지지되어 있으므로, 평행평판(71)을 광축에 대해 소정 각도로 경사진 상태에서 회전이동시킴으로써, 투영렌즈계(31)의동공면에 있어서, 단일 유효광원이 광축(동공중심)으로부터 떨어진 소정 반경의 원주위상의 임의의 위치에배치되는 것이 가능하다. 실제의 노광시에는, 평행평판(71)을 이동시켜, 단일 유효광원이 소정위치로 온때,평행평판(71)의 자세가 고정되어, 소정시간동안 노광이 수행된다. 이러한 동작은 제3도(A)에 도시한 바와같은 유효광원의 4개의 부분의 각각에 단일 유효광원을 형성하도록 4회 행함으로써,(웨이퍼의) 1개의 샷(shot)영역의 노광이 완료된다.
본 실시예에서는, 광원으로서 수은등(11)을 사용하였으나, 엑시머레이저등의 펄스방광형의 광원을 사용하면, 평행평판(71)을 연속적으로 이동하여, 평행평판(71)이 소정위치로 온 때에 광원을 발광시키도록 노광제어를 행해도 된다. 이때, 광원으로서 종래의 엑시머레이저를 사용하고 광축을 중심으로 한 평행평판(71)의 회전주기를, 엑시머레이저의 발광반복주파수와 일치하도록 선택해도 된다. 일례로서, 사용된 레이저가 200Hz에서 발광하면, 1회의 발광마다, 유효광원이 인정한 상한으로 이동하도록 평행평판의 회전수를 제어함으로써, 효율적인 노광을 행할 수 있다.
이와 같이 시간에 따라 단일 유효광원이 이동하는 방식을 채택한 경우, 동공의 다른 부분에서 형성되는유효광원부(분포)가 동일광원으로부터의 빛에너지에 의해 작성되므로, 같은 세기로 동공면위에서 분리된 유효광원부의 강도를 서로 항상 동일하게 설정하는 것이 용이하다. 이것이 바로, 유효광원의 광량보정을 위해 선행 실시예에서 사용한 필터(17)를 설치하지 않은 이유이다.
다시 도면을 참조하면, 평행평판(71)을 통과한 광은 렌즈(72), 반투명거을(73) 및 렌즈(74)를 동과하여 레티클(30)을 균일하게 조명한다. 본 실시예에서는 상기 선행 실시예에 사용한 제1결상광학계는 사용하지않으므로, 선행 실시예의 블레이드소자(24)와는 다른 블레이드소자(78)가 레티클(30) 근방에 설치되어 있다. 이 블레이드소자(78)는 블레이드소자(24)와 구성 및 기능이 동일하며, 그의 개구부의 크기는 레티클(30) 위에 형성된 회로패턴의 크기에 따라 변경될 수 있다.
반투명거울(73)은 그곳에 입사된 광의 거의 대부분을 반사하는 한편, 입사광의 일부분을 투과시켜 노광제어용의 광량모니터토 인도한다.(75)는 집광렌즈,(76)은 레티클(30)과 광학적으로 등가인 위치에 배치된 핀홀판이다. 반투명거울(73)로부터의 광이 집광렌즈(75)에 의해 핀홀판(76)에 집광되고, 이 핀홀판(76)을 통과한 광은 광검출기(77)에서 수광된다. 광검출기(77)는 그곳에 입사한 광의 강도에 상당하는 신호를 출력하고, 장치의 도시하지 않은 컴퓨터는, 이 신호에 의거해서, 셔터(15)의 개페를 제어한다. 또, 본 실시예에서는 유효광원의 각 부분의 광량비를 모니터할 필요가 없으므로, 광검출기(77)는 4분할 검출기 이외의 다른 형태이어도 된다.
본 실시예에서는, 투영렌즈계(31)의 동공평면에 제3도(A)에 도시한 바와 같은 유효광원을 형성하면서,레티클의 회로패턴을 균일한 조도로 조명하여, 투영렌즈계(31)에 의해 회로패턴의 상을 투영함으로써, 웨이퍼의 레지스트에 회로패턴의 상을 전사하고 있다. 그러한 투영노광의 효과는 이미 설명한 바와 같으며, 웨이퍼(32)의 레지스트에 안정하고 선명하게 0.4μm의 미세패턴을 기록할 수 있다.
제9도는 본 발명의 제6실시예를 도시한 것으로서, 본 발명의 방법에 따라 미세패턴의 상을 투영하는 반도체 디바이스제조용 투영노광장치의 부분개략도 이다.
본 실시예에서는, 광원으로서 KrF엑시머레이저(8l)(중심파장 248.4nm, 내역폭 0.03-0.05nm)를 사용한다. 중요한 특징으로서는, 엑시머레이저(81)가 펄스발광형이므로, 셔터를 설치하지 않고, 레이저 자체의 구동제어를 통해서 노광제어를 행하는 점과, 레이저 자체가 필터를 구비하여 레이저광의 대역폭이 협대역화되어 있으므로, 파장선택용 필터를 설치하지 않아도 되는 점이다. 빔스플리터(51),(53), 거울(52), 필터(17)및 적분기(19)는 제7도에 도시한 실시예의 것과 마찬가지의 기능을 가진다. 적분기(19) 이후의 부분은, 투영렌즈계(도시안함)가 실리카(주성분)로 구성되고 파장 248.4nm에 대해서 설계된 렌즈조립체에 의해 구성되어 있는 점을 제외하고 제6도(A)에 도시한 바와 같은 구조이다.
엑시머레이저(81)의 경우, 레이저광의 간섭성은 높으므로 반점패턴의 발생을 억제할 필요가 있다. 이를위해서, 본 실시예에서는, 비간섭성 인가유닛(82)이, 빔스플리터군(51)∼(53)에 의해 광이 분리된 뒤의 위치에 설치되어 있다. 엑시머레이저를 사용한 조명광학계외 반점을 제어하기 위한 방법이 많이 제안되어 있으나, 본 발명에 따른 유효광원의 형성은 그들과 본질인 모순은 없고, 각종 공지된 방법을 사용해도 된다.따라서, 여기에서는, 유닛(82)에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에서는, 도시한 조명광학계(17,19,51,52,53 및 82)를 통해서 투영렌즈계(31)의 동공면에 제3도(A)에 도시한 바와 같은 유효광원을 형성하면서, 레티클의 회로패턴을 균일한 조도로 조명하므로, 회로패턴의 상을 투영렌즈계(31)에 의해 투영함으로써, 웨이퍼의 레지스트에 회로패턴의 상을 전사하고 있다. 그러한 투영노광의 효과는 이미 설명한 바와 같으며, 웨이퍼(32)의 레지스트에 안정하고 선명하게 0.3-0.4μm의 미세패턴을 기록할 수 있다.
제10도는 본 발명의 제7실시예를 도시한 것으로서, 제9도에 도시한 제6실시예의 장치의 개량형을 도시한 부분개략도이다.
본 실시예에서는, 레이저(81)로부터의 레이저광을 반사형의 피라미드형 프리즘에 의해 4개의 광속으로 분할하고 있다. 제6도의 장치에서는 투과형의 피라미드형 프리즘(13)을 이용해서 광분할을 하고 있으나, 반사형의 프리즘을 사용해도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 물론, 본 발명의 이러한 구성은, 초고압 수은등을 사용해도 실현할 수 있으나, 이 예에서는 광원으로서 KrF엑시머레이저를 사용하고 있다. 레이저(81)로부터 방출된 레이저광은 어포킬(afocal)빔변환기(91)에 의해 적절한 빔크기로 변환된 후, 피라미드형 프리즘(92)에 입사된다. 피라미드형 프리즘의 배치는, 그의 4개의 반사면이, 결과로서 투영렌즈계(도시안함)의 동공위치에 제3도(B)에 도시한 바와 같은 유효광원을 형성할 수 있는 방향으로 배향되도록 설정된다.(93)은 피라미드형 프리즘(92)의 각 반사면에서 분할 및 반사원 광을 편향하는 거울이다. 거울(93) 이후의부분은 제9도의 장치와 마찬가지의 구조를 가지는 반면, 적분기(19) 이후의 부분은, 도시하지 않은 투영렌즈계가 실리카(주성분)로 구성되어 파장 248.4nm에 대해서 설계된 렌즈조립체에 의해 구성되어 있는 점을 제외하고, 제6도(A)와 마찬가지 구조를 가진다.
또한, 본 실시예에서는, 도시한 조명광학계(17,19,91,92,93 및 82)에 의해서 투영렌즈계(31)의 동공면에제3도(A)에 도시한 바와 같은 유효광원을 형성하면서, 레티클의 회로패턴을 균일한 조도로 조명하므로,투영렌즈계(3l)에 의해 회로패턴의 상을 투영해서, 웨이퍼의 레지스트에 회로패턴의 상을 전사하고 있다. 이러한 투영노광의 효과는 전술한 바와 같으며 웨이퍼(32)의 레지스트에 안정하고, 선명하게 0.3-0.4μm의 미세패턴을 기록할 수 있다.
제11도는 본 발명의 제8실시예를 도시한 것으로서, 본 발명의 방법에 따라 미세패턴의 상을 투영하는 반도체디바이스제조용 투영노광장치의 다른 예를 도시한 부분적 개략도이다.
본 실시예에서는, 파이버속(즉, 파이버다발)(l81)을 이용한 조명계를 도시하였다. 파이버속(181)의 광입사면은, 초고압수은등(11)으로부터의 광이 타원형 거울(12)에 의해 집광되는 위치에 배치되고, 각 파이버를 통해 광속이 전파되어, 적분기(19)의 광입사면으로 향하게 된다. 파이버속(181)의 초고압수은등(11)으로부터 멀리 떨어진 단부 즉 그의 광출사면의 단부는 4개의 속으로 분기되어, 각각이 제3도(A)에 도시한 유효광원의 각 부분에 대응하고 있다. 각 파이버속의 출구에는 유효광원의 각 부분의 광량을 조정하는 필터(17)가 배치되어 있다. 장치의 나머지 부분의 광학적 구성은 제8도의 실시예와 마찬가지로 설치되어 있으나, 광량모니터용의 광검출기로서는, 각 파이버속으로부터의 광량(예를들면, 2차 광원의 4개의 부분, 따라서 유효광원의 4개의 부분)의 균형을 검출하기 위하여, 4분할 검출기(202)가 사용된다. 4분할 검출기(202)의 각검출기 단면은 각각 4개의 적분기(19)의 출구에 대응하고 있다.
본 실시예에서는, 투영렌즈계(31)의 동공면에 제3도(A)에 도시한 바와 같은 유효광원을 형성하면서, 레티클의 회로패턴을 균일한 조도로 조명하고, 그리고, 투영렌즈계(31)에 의해 회로패턴의 상을 투영해서, 웨이퍼의 레지스트에 회로패턴의 상을 전사하고 있다. 이러한 투영노광의 효과는 이미 설명한 바와 같으며, 웨이퍼(32)의 레지스트에 안정하고 선명하게 0.4μm의 미세패턴을 기록할 수 있다.
제12도는 본 발명의 제9실시예를 도시한 것으로서, 본 발명의 방법에 따라 미세패턴의 상을 투영하는 반도체디바이스제조용 투영노광장치의 또 다른 예를 도시한 부분개략도이다.
본 실시예에서는, 복수개의 광원을 사용해서 조명계를 구성하고 있다. 이 예에서는, 광원으로서 초고압수은등(1la),(1lb)을 사용하고 있으나, 엑시머레이저를 사용하여 레이저광학계, 즉 평행하게 발산각이 작은 빔에 대한 광학계를 구성하는 것도 가능하다.
중첩되기 때문에 도면에서는 도시하지 않았으나, 본 실시예에서는 4개의 초고압 수은등을 사용하고 있으며, 이를 4개의 수은등 각각으로부터의 광속이 오목렌즈(203)로 입사된 후, 이 광은 파장선택용 간섭필터(16) 및 유효광원의 각 부분의 광량을 조정하기 의한 4개의 필터를 통과하여 적분기(19)에 도달한다. 적분기(19) 이후의 광학구성은 제11도의 장치와 마찬가지이며, 투영렌즈계(31)의 동공면에 제3도(A)에 도시한바와 같은 유효광원을 형성한다. 따라서, 본 실시예에서도, 레티클(30)의 회로패턴의 상을 웨이퍼위에 투영해서, 웨이퍼의 레지스트에 레티클의 회로패턴의 상을 전사하고 있다. 이러한 투영노광의 효과는 이미 설명한 바와 같으며, 웨이퍼의 레지스트에 안정하고 선명하게 0.4μm의 미세패턴을 기록할 수 있다.
이미 설명한 반도체디바이스제조용 투영노광장치에서는, 동공면에서의 유효광원의 배치를 고정으로 하있으나, 본 명세서의 서두에서 설명한 바와 같이, 유효광원의 각 부분의 중심위치를 나타내는 변수(p)와 각부분의 반경 또는 그것에 외접하는 원의 반경을 나타내는 변수(q) 뿐만 아니라 유효광원의 각 부분의 형상은 투영노광의 대상이 되는 회로패턴에 따라 최적화된다. 따라서, 예를들면, 각 실시예에서 변수(p),(q)를가변적으로 하는 계를 구성하는 것이 바람직하다. 예로서, 조리개부재(18)를 사용하는 실시예에서는, 조리개부재로서 개구형상이 가변적인 것을 사용하거나, 또는 상이한 개구부형상을 가진 상이한 조리개부재를 준비해도 된다.
또한, 이상 설명한 장치는 반도체디바이스제조용의 장치이나 본 발명은 집적회로패턴의 상을 투영하는 경우에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명은 주로 가로세로패턴 형상으로 이루어진 미세패턴을 가진 부품의 상을광학계에 의해 투영하는 각종 경우에도 적용가능하다,
또한, 이상 설명한 각 장치는 상투영광학계로서 렌즈계를 사용하였으나, 본 발명은 거울계를 사용하는 경우에도 적용가능하다.
더욱이, 이상 실명한 장치는 상투영에 사용하는 광으로서 i선 또는 파장 248.4nm의 레이저광을 사용하였으나, 본 발명의 적용성은 이 파장에 의존하지 않는다. 따라서, 예를들면, 본 발명은 g선(436nm)의 광을사용하는 반도체 디바이스제조용 투영 노광장치 에도 적용가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 상투영광학계의 동공위에 특정의 유효광원의 형성을 통해서, 주파수가 매우 높은 미세패턴의 상을, 위상시프트마스크를 사용하는 경우와 마찬가지의 해상력으로 또 위상시프트마스크를 사용하는 경우보다도 간단한 공정으로, 편리하게 투명할 수 있다고 하는 효과가 있다.
이와 같이, 본 발명은 반도체집적회로의 패턴의 필요한 해상력 및 그 방향성의 특징에 착안해서, 해당 패턴의 공간주파수 및 그 방향성에 가장 적합한, 최적의 조명법을 선택하는 것을 제안하고 있다.
즉, 후술하는 각 실시예는, 최대 20개를 넘는 공정수를 포함하는 반도체집적회로 제조공정에 대응하기 위해서, 종래의 조명계와 그 해상력의 조명계를 쉽게 교환가능한 조명계를 이용하는 것을 특징으로 한다.
제13도는 본 발명의 제10실시예의 주요부의 개략도이다.(11)은 그 발광점이 타원형 거울(12)의 제1초점 근방에 배치되는 초고압수은등 등의 광원이며, 이 초고압수은등(11)으로부터 방출된 광은 타원형 거울(12)에 의해 집광된다. (14)는 광로를 편향시키는 거울,(15)는 셔터로, 그곳을 통과하는 광량을 제한하고 있다. (150)은 릴레이렌즈계이며, 수은등(11)으로부터의 광을 파장선택용 필터(l6)를 통해서 광학 적분기(19)에 집광하고 있다. 광학 적분기(19)는 후술하는 바와 같이 2차원적으로 배열된 복수의 미소렌즈로 구성되어있다.
본 실시예에서, 광학 적분기(19)는 "임계조명법" 또는 "쾰러(Khler) 조명법"중의 하나에 따라 조명되어도 되며, 또한 타원형 거울의 광출사부를 광학 적분기(19)에 결상하는 것이어도 된다. 파장선택용 필터(16)는 수은등(11)으로부터의 광의 파장성분중에서 필요한 파장성분(예를 들면 i선 또는 g선)의 광을 선택해서 통과시키고 있다.
(180)은 조리개형상을 조정하기 위한 조리개형상조정부재(2차 광원의 강도분포를 선택하기 위한 선택부재즉, 조리개)이며, 복수개의 조리개를 터릿(turret)식으로 배열해서 구성하고 있으며, 이 조정부재는 광학적분기 뒤에, 보다 구체적으로는 적분기(19)의 광출사면(l9b')에 인접하여 배치되어 있다. 조리개형상 조정부재(180)는, 적분기(19)의 형상에 따라 광학 적분기(19)를 구성하는 복수의 미소렌즈중 소정의 것을 선택하는 역할을 한다. 즉, 본 실시예에서는, 조리개형상 조정부재(l80)를 사용하여 노광을 행한 반도체집적회로의 패턴(후술)의 형상에 적합한 조명방법을 선택하고 있다. 이때의 복수의 미소렌즈의 선택에 관한 상세는 후술한다. 또, (50)은 조리개형상 조정부재(180)의 구동기구이다.
(21)은 광로를 편향시키는 거울,(122)는 상기 조정부재(180)를 통과한 광을 집광하는 렌즈계이다. 렌즈계(122)는 조명의 균일성을 제어하기 위하여 중요한 역할을 한다.(23)은 렌즈계(122)로부터의 광을 투과광과 반사광으로 분할하는 반투명거울이다. 이들 광중, 반투명거울(23)에 의해 반사된 광은 렌즈(138) 및 핀홀판(400)을 통해서 광검출기(42)로 향하게 된다. 핀홀판(400)은 노광(인쇄)될 패턴을 가진 레티클판(30)의 위치와 광학적으로 등가인 위치에 배치되며, 이 핀홀판을 통과한 광이 광검출기(42)에 의해 검출되어 이(셔터(15)의 제어에 의거한) 노광량의 제어를 행하고 있다.
(24)는 마스킹용의 기계식 블레이드소자이며, 레티클(30)의 노광될 패턴의 크기에 따라 구동계(도시안함)에 의해서 위치의 조정을 행하고 있다. (25)는 거울,(26)은 렌즈계,(27)은 거울,(28)은 수은등으로부터의 광으로, 레티클 스테이지(137) 위에 놓인 레티클(30)을 조명하는 역할을 하는 렌즈계이다.
(31)은 레티클(30)의 패턴을 웨이퍼(32) 위에 투영하여 결상하는 투영광학계(즉 투영렌즈계)이다. 웨이퍼(32)는 웨이퍼척(33)에 의해 흡착지지되고 있고, 또한 웨이퍼척(33)은 레이저간섭계(136) 및 도시하지 않은 제어기에 의해 그의 위치가 제어되는 X-Y 스테이지(34)상에 놓여 있다. (38)은 X-Y 스테이지(34) 위에 탑재된 거울이며, 레이저간섭계로부터의 광을 반사시키고 있다.
본 실시예에 있어서, 2차 광원은 조정부재(181)를 개재해서, 광학 적분기(19)의 광출사면(19b')측에 형성되고, 적분기(19)의 광출사면은 각 요소(21),(122),(25),(26),(27) 및 (28)를 통해서 투영광학계(31)의 동공면(31a)과 광학적으로 공역관계로 배치되어 있다. 그러므로, 투영광학계(31)의 동공면(31a)에, 2차 광원에 상당하는 유효광원상이 형성된다.
이하, 제14도를 참조하여, 투영광학계(31)의 동공면(31a)과 광학 적분기(19)의 광출사면(19b')과의 관계를 설명한다. 광학 적분기(19)의 형상은 투영광학계(31)의 동공면(31a)에 형성되는 유효광원의 형상에 대응하고 있다. 제14도는 이것을 도시한 것으로서, 동도면에서는, 투영광학계(31)의 동공면(31a)에 형성되는광출사면(19b′)의 유효광원상(19cr)의 형상이 포개져서 도시되어 있다 정규화하기 위하여, 투영광학계의동공면(31a)의 직경을 1.0으로 하고 있고, 이 동공면(31a)중에 광학 적분기(19)를 구성하는 복수의 미소렌즈의 광출사면이 결상되어 유효광원상(19c')을 형성하고 있다. 본 실시예에 있어서, 광학 적분기(19)의 각 미소렌즈의 형상은 정사각형이다.
여기에서, 반도체집적회로의 패턴설계시 사용되는 주방향인 직교축을 x 및 y축으로 하고, 이들 방향은각각 레티클(30) 위에 형성되어 있는 패턴의 주방향과 일치하며, 또 정사각형의 모양을 가진 레티클(30)의 외형의 방향(세로 및 가로측)과 거의 일치하고 있다. 이미 설명하였으며 또 공지된 기술에서와 같이, 동상패턴설계시 사용되는 직교축은 레티클을 레티클스테이지상에 놓는 투영노광장치에 있어서 설정된 x 및 y축에 상당한다 또, x 및 y축은 X-Y 스테이지(34)를 이동하는 x 및 y축에 상당한다.
고해상력조명계는 이미 기술한 바와 같이 k1인자가 0.5 부근의 값일 때 특히 그의 최대성능을 발휘한다. 이것을 고려해서, 본 실시예에서는 조정부재(180)에 의한 규제를 통해서, 광학 적분기(19)의 복수의 미소렌즈중에서 레티클(30)면 위의 패턴의 형상에 따라 선택된 특정한 미소렌즈를 통과한 광속만을 레티클(30)의조명용으로 사용하도륵 하고 있다. 보다 구세적으로는, 투영광화계(31)의 동공면(31a)의 중심영역이의의복수외 영역을 광이 통과하도륵 미소렌즈를 선택하고 있다.
제15도(A) 및 제15도(B)는 각각 광학 적분기(19)의 미소렌즈중 조정부재(180)에 의해 규제되는 특정 미소렌즈를 동과하는 광속만을 선택할 때를 도시한 동공면(31a)의 개략도이다. 이들 각 도면에 있어서, 검게 칠한 영역은 차광영역에 해당하는 반면, 검게 칠하지 않은 영역은 광이 동과하는 영역에 해당한다.
제15도(A)는 패턴용으로, 해상력이 요구되는 방향이 x 및 y축에 상당하는 경우에 형성된 동공면(31a)위의 유효광원상을 도시한 것이다. 이하, 동공면(31a)을 나타내는 원을 x2＋y2=1이라 가정하면, 다음과 같은4가지 원을 생각할 수 있다. 즉,
이들 4가지 원에 의해서, 동공면(31a)을 나타내는 원은 8개의 영역(101)∼(108)으로 분해된다.
본 실시예에서, x 및 y방향에 대해서 해상력이 높고 초점심도가 깊은 조명계는, 짝수번호의 영역 즉, 영역(102),(104),(106) 및 (108)에 존재하는 미소렌즈군에 우선적으로 광이 통과하도록 선택함으로써 달성할수 있다. 따라서, 일례로서, 제16도에 도시한 조리개(18a) 또는 (18c) 선택하여 투영노광을 수행한다. 원점(x=0,y=0) 부근의 이를 미소렌즈는 주로 비교적 넓은 선폭의 패턴의 초점심도의 향상이라는 효과가 크므로, 이러한 미소렌즈가 선택되는지의 여부는, 인쇄할 패턴에 따라 결정되는 선택사항이다.
제15도(A)의 예에서는, 중심부근의 이들 미소렌즈를 제외하였으므로, 형성된 유효광원은 제3도(A)에 도시한 것과 거의 동등하다. 여기에서, 광학 적분기(19)의 바깥쪽부분은, 조명계내에서 적분기 지지수단(도시안함)에 의해서 차광되어 있다. 또, 제15도(A) 및 제15도(B)에서는, 미소렌즈와 투영광학계(31)의 동공면(31a)과의 관계를 알기 쉽게 하기 위해서, 동공면(31a)과 광학 적분기(19)의 유효광원상(19c')을 포개어서 도시하였다.
제15도(B)는 ±45°로 연장된 형상을 가지는 패턴에 대해서 고해상이 요구되는 경우의 규제의 예를 도시한 것으로서, 제15도(A)의 경우와 같이, 동공면(31a)과 광학 적분기(19)의 유효광원상(19c')과의 관계가 도시되어 있다. ±45°패턴의 경우에는 상기와 동일한 조건하에서 다음의 4가지 원을 동공면(31a)에 중점해서 그릴 수 있으며,
제15도(A)와 예와 같이, 동공면(31a)을 8개의 영역(111)∼(118)으로 분할한다. 이 경우, ±45° 형상의패턴의 고행상화에 기여하는 영역은 홀수번호의 영역, 즉, 영역(111),(113),(115) 및 (117)이다. 이들 영역에 존재하는 광학 적분기의 이들 미소렌즈를 우선적으로 선택함으로써, ±45° 형상 및 0.5정도의 k1인자를가지는 패턴에 대해서, 초점심도가 상당히 증대된다. 따라서, 일례로서, 제16도에 도시한 바와 같은 조리개(18d)를 선택하여 투영노광을 수행한다.
제16도는 조정부재(180)의 각 조리개(18a)∼(18d)의 절환을 행하는 개략도이다. 동도에 도시한 바와 같이 터릿식의 교환가능한 구조를 채용하고 있다. 제1조리개(18a)는, k1인자를 1이상인 그다지 미세하지않은 패턴을 인쇄할 때에 사용된다. 제1조리개(18a)는 공지된 종래의 조명계의 구성과 동일하며, 광학 적분기(19)의 미소렌즈군의 바깥쪽 부분을 차광하는 역할을 한다. 조리개(18a)∼(18d)는 본 발명에 부가된 것이다.
일반적으로, 고해상용의 조명계에 있어서, 광학 적분기는 종래의 조명계에서 필요로 하던 크기보다, 동공면에서 보다 바깥쪽의 영역까지 사용하는 경우가 높은 공간주파수에 대해서 유리한 결과를 얻을 수 있다. 일례로서, 종래의 조명계에서는, 반경 0.5이내에 존재하는 이들 미소렌즈를 사용하는 것이 바람직한 반면, 고해상용의 조명계에서는, 중심부근의 미소렌즈를 사용하지 않아도, 동공명(동공면의 반경은 1)상의 최대반경 0.75인 원내에 존재하는 이들 미소렌즈를 사용하는 것이 바람직할 경우가 있다.
이를 위해서, 예를 들면, 조명계의 유효반경뿐만 아니라 광학 적분기(19)의 크기는 종래형과 고해상형의 양자를 고려해서 결정하는 것이 바람직하다. 또, 광학 적분기(19)의 광입사면(19a')에서의 광강도분포도,조리개(180)가 삽입되어도 충분히 기능을 발휘하도록 충분한 크기를 지니고 있는 것이 바람직하다. 조리개(18a)로 바깥쪽의 작은 렌즈를 차단할 가능성은 상기와 같은 이유때문이다. 그러므로, 예를 들면, 광학 적분기(19)쪽에서 최대반경 0.75인 것을 준비하고 있어도, 조리개(18a)는 반경 0.5 이내의 영역을 선택하는경우로 해도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 인쇄할 반도체집적회로의 패턴의 특수성을 고려해서 조리개의 형상을 결정하면,그 패턴에 가장 적합한 노광장치를 구성하는 것이 가능하다. 이들 조리개의 선택은, 노광장치의 전체적인제어를 위해서 설치된 컴퓨터로부터 인가된 신호에 의해서 자동적으로 행해져도 된다. 제16도는 그러한 조리개로 이루어진 조리개형상조정부재(180)의 일례를 도시한 것이다. 이 예에서는, 4개의 조리개(18a)∼(18d)중의 어느 하나를 선택하는 것이 가능하다. 물론, 조리개의 개수는 더욱 증가시키는 것도 가능하다.
조리개의 선택에 따라서 조도불균일이 변화하는 경우가 있다. 본 실시예에서는, 이러한 경우를 고려해서이와 같은 조도불균일을 렌즈계(122)를 조정함으로써 미세조정을 행하고 있다. 이러한 미세조정은, 렌즈계(122)의 각 요소렌즈의 광축방향의 간격을 조정함으로써 행해질 수 있다. (151)은 렌즈계(122)의 1개 이상의 요소렌즈를 변위시키는 구동기구이다. 렌즈계(122)의 조정은 조리개의 선택에 따라 행해지고 있다. 또,필요시, 조리개형상의 변경에 따라서 렌즈계(122) 전체를 다른 것으르 교환하는 것도 가능하다. 이 경우에는, 렌즈계(122)에 상당하는 각각 상이한 렌즈계를 준비하고, 조리개형상의 선택에 따라 터릿식으로 교환하는 것도 가능하다.
이상 설명한 바와 같이 본 실시예에서는, 조리개의 형상을 변경함으로써 반도체 집적회로의 패턴의 특성에 적합한 조명계를 선택하고 있다. 또, 실시예의 중요한 특징은, 고해상용의 조명계를 설정한 경우, 크게유효광원전체를 보면, 광원자체가 4개의 영역으로 분할된다는 점에 있다. 그러나, 제13도에 도시한 구성에있어서는, 수은등(11)의 케이블의 그림자가 이 균형에 악영향을 끼치는 경우가 있다 따라서, 제15도(A)또는 제15도(B)에 도시한 조리개수단을 사용하는 고해상용의 조명계에서는, 케이블의 그림자에 상당하는 선형상영역이 광학 적분기에서 차광하는 이들 미소렌즈의 위치와 일치하도록 구성을 설정하는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로는, 제15도(A)의 경우에서는, 제17도(A)에 도시한 바와 같이 케이블(11c)을 x 또는 y방향으로 인장하도록 하는 것이 바람직한 반면, 제15도(B)의 경우에서는, 제17도(B)에 도시한 바와 같이, 케이블(11c)을 x 및 y 방향에 대해서 ±45°의 각도로 인장시키는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는, 수은등의 케이블의 인장방향을 조리개의 변경에 대응해서 변화시키는 것이 바람직하다.
제18도는 본 발명의 제11실시예의 주요부의 개략도이다. 제18도의 계에서, 인자가 1이상인 그다지 미세하지 않은 패턴의 투영노광에 대해서는 제13도의 계와 마찬가지이다. 한편, k1인자가 0.5 부근인 미세패턴의 투영노광에 대해서는, 이미 설명한 바와 같이, 패턴의 방향성에 따라서 제15도(A) 또는 제15도(B)에 도시한 바와 같은 조리개를 삽입하고 있다. 그러나, 이 경우, 제13도의 계는 단순히 광을 차단할 뿐이므로, 수은동(11)으로부터의 이용효율이 낮아진다. 이점을 고려해서, 제18도의 실시예에서는 광의 효율적인 이용을도모하도록 구성되어 있다.
이를 위해서, 제18도의 계에서는, 타원형거울(12)과 거울(14)사이에 피라미드형 프리즘(161)을 삽입한 것을 특징으로 하고 있다. 초고압수은등(11)의 전극근처의 일부분으로부터 발생된 광속은 타원형거울(12)에의해 반사된 후, 피라미드형 프리즘(161)으로 들어감으로써, 이 프리즘을 구성하는 4개의 면에 대응하는 4개의 광원상을 타원형 거울(l2)의 제2초점을 포함하는 평면에 형성한다. 이들 4개의 광원상이, 삽입되어있는 조리개의 4개의 분리되어 있는 광투과부의 각각에 대응하도록, 렌즈계(162)를 렌즈계(150) 대신에 삽입해서 광을 인도하고 있다.
본 실시예에서는, 삽입하는 피라이드형 프리즘은 특정배향으로 놓여야만 한다. 제15도(A)에 도시한 바와같은 형상의 조리개에 대해서는, 프리즘(161)의 인접면사이의 각 능선이 x 또는 y 방향으로 일치하도록 놓여야만 한다.(제19도(A)). 프리즘의 삽입에 의한 광학계의 결상관계에 있어서의 변화를 보정하기 위하여,제18도의 계에서는, 셔터(15)뒤에 배치된 렌즈계(150)를 프리즘의 삽입과 동시에 렌즈계(162)로 교환된다.
한편, 조리개의 광투과영역이 제15도(B)의 예에서와 같이 x 및 y축상에 있는 경우, 프러즘의 각 능선은x 및 y축에 대해서 ±45o의 각도로 설정된다(제19도(B)). 이 경우에도, 결상판계의 보정을 위해서 렌즈(162)가 렌즈케(150) 대신에 사용된다.
피라미드형 프리즘은, 준비된 조리개의 개수에 따라 복수개 준비해도 된다.
제20도는 본 발명의 제12실시예의 주요부의 개략도이다. 이 실시예의 제13도와의 다른 점은 광학 적분기(19)에 결상하는 렌즈계(65)의 구성이다. 본 실시예의 경우, 렌즈계(65)는 타원형거울(12)의 광출사면의 상을 광학 적분기(19)에 결상한다. 여기에서, 제16도에 도시한 바와 같은 조리개를 사용하는 경우를 고려하면, 이 때의 문제점은 상기 설명한 바와 같은 종래의 조명법용의 조리개(18a)를 이용하는 경우와 고해상용조명계용의 조리개(18b)∼(18d)중의 1개를 이용하는 경우 사이에, 광학 적분기(19)상에서 요구되는 것과같은 광의 최대유효직경에 있어서 차이가 있다는 점이다.
본 실시예에서는, 이점을 고려해서, 렌즈계(65)를, 상기와 같은 광의 직경의 변화에 대응할 수 있도록 줌광학계에 이해 구성하고 있다. 초고압수은등(11)으로부터의 광의 직경이 타원형거울(12)의 광출사부에 의해명학하게 규정되므로, 본 실시예의 줌광학계(65)를 채용하는 것은 채용하는 조명법에 따라 광속직경의 제어를 확실하게 해준다. 따라서, 광의 이용효율이 향상된다.
이와 같은 광학 적분기(19)상의 광의 강도분포 또는 크기의 제어성은, 제13도의 계의 렌즈계(150)가, 타원형거울(12)의 광출사면의 상이 아니라 수은등(11)의 상을 적분기(19)의 광입사면(19a')상에 형성하는 경우에도 중요하다.
따라서, 적분기(19)상의 광강도분포를 제어하기 위해서, 수은등 자체를 광축을 따라 이동시켜서 광학 적분기(19)의 광입사면(19a')에 대해서 디포커스시켜서 구성해도 된다.
제21도는 본 발명의 제13실시예의 주요부의 개략도이다. 본 실시예의 중요 특성은, 미소렌즈의 무게를 균일하게 할뿐만 아니라 광학 적분기상의 광강도분포를 균일하게 하기 위해서, 광학 적분기를 2단으로 사용하는 점에 있다. 동도면에 있어서, (171)은 렌즈계(150)에 상당하는 렌즈계, (16)은 파장선택용 필러, (172)는 제1광학 적분기이다. 광학 적분기의 작용에 따라서, 제1광학 적분기(172)를 구성하는 미소렌즈군으로부터 방출되어 릴레이렌즈(173)를 통과한 광속은 제2광학 적분기(174)에 상호 중첩된다. 이 결과, 제2광학 적분기(174)의 광입사면(174a)에는 균일한 조도분포가 형성된다.
선행 실시예에 있어서는, 광학 적분기(19)상에서 균일한 조도분포를 얻을 수 없을 때(예를 들면, 가우스분포와 같이 중심이 높은 분포를 하고 있을 때)에는, 고해상 조명용의 조리개의 형상을 최종적으로 실험 등에 의거해서 결정할 필요가 있다. 이에 대해서, 본 실시예에서는, 미소렌즈의 무게(그로부터 공급된 광량)가 균일하므로, 상성능의 콘트라스트가 용이하게 제어될 수 있다. 또, 본 실시에에서는, 2단의 광학 적분기를 이용하므로, 제17도(A) 및 제17도(B)를 참조하여 설명한 바와 같은 케이블에 특히 주의를 기울일 필요가 없다.
제22도는 본 발명의 제14실시예의 주요부의 개략도이다. 본 실시예에서는, 광학 적분기(19)의 앞쪽에 파이버속(181)을 설치하였다. 이 실시예에서, 광학 적분기의 조명영역은, 4부분으로 분기된 파이버속(181)의인접한 단부의 간격을 조정하기 위한 간격조정기구(l82) 및 그의 구동기구(183)의 의해서 제어된다. 종래의 조명계에 대한 분포를 형성하기 위해서는, 4개의 파이버속(181a)∼(181d)의 간격이 좁아지고, 제15도(A)에도시한 바와 같은 분포에 대응하는 분포를 형성하기 위해서는, 파이버속(181a)∼(181d)의 간격이 소정량만큼 넓어진다. 이러한 조정은 사용된 조리개(180)에 따라 수행된다. 후자의 경우, 파이버속(181a)∼(181d)의 회전도 필요하다.
이상 설명한 각종 실시예에 있어서는, 자주 사용되고 있던 초고압수은등을 1개 사용하였으나, 본 발명은, 복수개의 광원을 사용하는 경우 또는 광원으로서 엑시머 레이저를 사용하는 경우에도 적용가능함은 물론이다. 엑시머레이저를 사용하는 조명계의 경우에는 시간적으로 광학 적분기상에서 레이저의 위치가 주사되는것이 가능하다. 이 경우, 주사하는 범위를 인쇄될 회로패턴의 유형에 따라 변경함으로써, 제15도에 도시한바와 같은 유효광원(상)을 쉽게 실현할 수 있다.
이상의 각 실시예에서는 설명하지 않았으나, 고해상용의 조명계에서는 조리개에 의해 크게 4개의 부분으로 분할된 각 부분끼리의 균형도 중요하다. 4개로 분할된 유효광원끼리의 분포의 모니터링이나 분포의 보정방법에 대해서는 이미 상세히 설명하였으므로, 이들에 대한 설명은 생략한다.
또, 본 발명의 상기 각 실시예에 있어서 조리개수단은 광학 적분기뒤쪽의 위치에 삽입하였으나, 광학 적분기앞에 배치해도 된다. 또한, 조명계에 있어서 광학 적분기와 광학적으로 공역인 면이 있으면, 그러한 면상에 조리개를 배치해도 된다.
이상 설명한 본 발명의 각 실시예에서는, 예를 들면, 투영노광될 레티클면위의 패턴의 방향성 또는 미세성에 따라서, 그 패턴에 적합한 조명계를 선택함으로써, 최적의 고해상력의 노광방법 및 장치를 달성할 수있다. 또한, 본 발명의 이들 각 실시예에서는, 그다지 미세하지 않은 패턴의 노광에 대해서는 종래의 조명계를 그대로 사용할 수 있는 반면, 미세패턴의 노광에 대해서는 광량손실이 다소 있어도 고해상을 발휘할수 있는 조명계를 사용하여 큰 초점심도를 얻는 것이 가능하다는 이점을 제공한다.
본 발명은 여기에서 개시된 구조를 참조해서 설명하였으나, 여기에 개시된 것으로 한정되지 않고, 본 출원은 다음의 특허청구범위 또는 개량의 목적내에 들어갈 수 있는 각종의 변형예 또는 수정예도 커버하고자한다.

Claims (36)

  1. 직교하는 제1 및 제2방향으로 뻗는 직선형상을 지닌 미세패턴의 상을 형성하는 방법에 있어서, 중심부 및 각각 상기 중심부에서 서로 교차함과 동시에 상기 제1 및 제 2 방향을 따라 설정된 제1 및 제 2 축상의부분이 상기 중심부 및 상기 제1 및 제2축상의 부분이외의 부분에 비해서 강도가 감소되는 강도분포를 지니는 광원으로부터의 광으로 상기 미세괘턴을 조명하는 공정으로 이루어지고, 상기 광원은 대략 동일한 광강도를 지니는, 상기 중심부와 상기 제1 및 제2축에 의해 규정된 4상한에 분포되는 4개의 구역으로 구성되고, 상기 광원의 상은 투영광학계의 동공위에 투영되며, 상기 제1 및 제2방향을 따라 뻗은 동시에 상기 동공의 중심에서 교차하는 X 및 Y축에 의해 규정된 좌표계를 가정하여, 동공의 반경을 1, 상기 4개의 구역의 중심의 좌표를 각각 (p,p),(-p,p),(-p,-p) 및 (p,-p)라 할때,0.25<p<0.6인 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 상형성방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 중심부 및 상기 제1 및 제 2 축상의 부분의 강도는 0인 것을 특징으로 하는 상형성방법.
  3. 가공부품상에 원판의 패턴의 상을 투영하는 투영노광장치에 있어서, 그위에 가공부품을 지지하고, 상기 투영노광장치내에 설정된 X-Y 좌표계에서 X 및 Y방향을 따라 이동가능한 X-Y 스테이지와 ; 중심부및 각각 상기 중심부에서 서로 교차함과 동시에 상기 제1 및 제2방향을 따라 설정된 제1 및 제2축상의 부분이 상기 중심부 및 상기 제1 및 제2축상의 부분이외의 부분에 비해서 강도가 감소되는 강도분포를 지니는 광원을 형성하는 광원형성수단과 ; 상기 광원으로부터의 광으로 원판의 패턴을 조명하는 조명광학계와 ; 상기 광원으로부터의 광으로 조명된 상기 패턴의 상을 가공부품상에 투영하는 투영광학계를 구비하고, 상기광원은, 대략 동일한 강도를 지니는, 상기 중심부와 상기 제1 및 제2축에 의해 규정된 4상한에 분포되는 4개의 구역으로 구성되고, 상기 광원의 상은 상기 투영광학계의 동공위에 투영되며, 상기 제1 및 제2방향을따라 뻗는 동시에 상기 동공의 중심에서 교차하는 X 및 Y축에 의해 규정된 좌표계를 가정하여, 동공의 반경을 1, 상기 4개의 구역의 중심의 좌표를 각각(p,p),(-p,p),(-p,-p) 및 (p,-p)라 할때,0.25<p<0.6인 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 중심부 및 상기 제1 및 제 2 축상의 부분의 강도인 0인 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 광원형성수단은, (i) 수광면과 광출사면을 지니고, 상기 수광면에 1차 광원으로부러의 광을 수광하고, 상기 수광된 광을 분할하여 복수의 광속을 상기 광출사면으로부터 출사하는 광학 적분기와, (ii) 상기 광학 적분기의 상기 수광면과 상기 광출사면중의 한쪽에 인접하게 배치된 4개의 개구부를 가지고, 상기 광원의 4개의 구역을 형성하는 조리개수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 광원형성수단은, (i) 수광면과 광출사면을 지니고, 상기 수광면에 1차 광원으로부터의 광을 수광하고, 상기 수광된 광을 분할하여 복수개의 광속을 상기 광출사면으로부터 출사하는광학 적분기와, (ii) 상기 광학 적분기의 상기 수광면과 상기 광출사면중의 한쪽에 인접하게 배치되어 상기광원의 4개의 구역을 형성하는 십자형상의 조리개수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  7. 제3항에 있어서, 상기 4개의 구역의 강도를 검출하는 강도검출수단과, 상기 4개의 구역의 강도의 비를 조정하는 부재를 또 구비한 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  8. 제 3 항에 있어서, 상기 4개의 구역의 각각의 반경을 q라 할 때,0.15<g<0.3인 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 강도검출수단은 상기 조명광학계에 장착된 제1강도분포센서를 포함하는 것을특징으로 하는 투영노광장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 강도검출수단은 상기 투영광학계의 상면에 인접한 제2강도분포센서를 지니고, 상기 제1및 제2강도분포센서에 의해 상기 4개의 구역의 강도를 검출하고, 상기 제1강도분포센서의 감지결과에 의거해서 상기 제2강도분포센서의 감지결과를 보정하는 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  11. 제7항에 있어서, 상기 강도검출수단은 상기 투영광학계의 상면에 인접해서 배치된 제2IDS(Information Dlsclosure Statement)를 포함하는 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  12. 제3항에 있어서, 상기 광원형성수단은 램프와, 상기 램프로부터 광을 반사하기 위한 타원형 거울과, 상기 타원형 거울에 의해 반사된 광에 의해 조명되는 광학 적분기를 포함하는 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  13. 제3항에 있어서, 상기 광원형성수단은 1차 광원과, 상기 1차 광원으로부터의 광에 의해 조명되는 제1광학 적분기와, 상기 제1광학 적분기로부터의 광에 의해 조명되는 제2광학 적분기를 포함하는 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  14. 제3항에 있어서, 상기 광원형성수단은 1차 광원과, 상기 1차 광원으로부터의 광을 4개의 광속으로분할하는 광분할수단과, 상기 4개의 광속에 의해 조명되는 광학 적분기를 포함하는 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 광분할수단은 광이 입사되는 쪽에서 일체화되고 광이 출사되는 쪽에서 분할되어 있는 파이버속을 포함하는 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 광분할수단은 피라미드형상 프리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  17. 제14항에 있어서, 상기 제1차 광원은 레이저이고, 상기 광분할수단은 4개의 광속을 비간섭성으로 만드는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 레이저는 액시머레이저인 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  19. 제3항에 있어서, 상기 광원형성수단은 상기 4개의 구역을 순차 형성하는 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  20. 제3항에 있어서, 상기 광원형성수단은 복수개의 1차 광원과, 상기 복수개의 1차 광원으로부터의 4개의 광속에 의해 조명되는 광학 적본기를 포함하는 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 광원형성수단은 4개의 1차 광원을 지닌 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  22. 제14항 또는 제21항에 있어서, 상기 광학 적분기는 서로 분리되어 배치된 4개의 부분을 지닌 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  23. 제3항에 있어서, 상기 광원형성수단은, 렌즈어레이를 포함하는 광학 적분기와, 상기 광학 적분기에 인접하게 배치되어 상기 광원의 4개의 구역에 대응하는 4개의 개구를 지닌 개구조리개를 지니고, 상기 개구의 예지는 상기 렌즈 어레이의 단면을 따라 뻗어있는 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  24. 제3항에 있어서, 상기 광원형성수단은 상기 4개의 구역을 지닌 상기 광원을 상기 광원과는 상이한강도본포를 지닌 다른 광원으로 절환가능한 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 광원형성수단은 상기 광원의 강도분포에 대응하는 개구부를 지닌 제1 및 제2개구 조리개를 광로를 따라 선택적으로 삽입하기 위한 기구를 지닌 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  26. 제24항 또는 25항에 있어서, 상기 광원형성수단은 렌즈어레이를 포함하는 광학 적분기를 지니고, 상기 제1및 제2개구 조리개는 상기 광학 적분기에 인접한 광로를 따라 삽입되고, 상기 제1 및 제2개구의 에지는 상기 렌즈어레이의 렌즈단면을 따라 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  27. 제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 광원형성수단은 1차 광원과, 상기 1차 광원으로부터의 광으로 광학 적분기를 조명하는 줌렌즈를 포함하고, 상기 제1 및 제2개구 조리개는 상기 광학 적분기에 인접한 광로를 따라 삽입되는 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  28. 제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 광원형성수단은 1차 광원과, 상기 1차 광원으로부터의 광을 4개의 광속으로 분할하는, 상기 광로를 따라 삽입가능한 피라미드형상 프리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는투영노광장치.
  29. 제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 광원형성수단은, 상기 피라미드형상 프리즘과의 상호관계에 있어서 교호로 상기 광로를 따라 삽입된 2개의 렌즈계를 포함하는 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  30. 제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 광원형성수단은 1차 광원과, 상기 1차 광원으로부터의 광을 4개의 광속으로 분할하는 광분할수단을 포함하고, 상기 광분할수단은, 수광측에서 일체화되어 있고 광출사측에서 분리되어 있는 4개의 파이버속을 포함하는 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  31. 제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 4개의 구역을 지닌 광원을 상이한 강도분포를 지닌 다른 광원으로 절환할 때 발생하는 조도불균일을 보정하는 보정수단을 또 구비한 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  32. 제31항에 있어서, 상기 보정수단은 상기 광로를 따라 이동가능한 가동렌즈를 지닌 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  33. 제32항에 있어서, 상기 광원형성수단은 1차 광원과, 상기 1차 광원으로부터의 광에 의해 조명되는 광학 적분기와, 상기 광학 적분기로부터의 광의 광로에 배치되어 있는 상기 가동렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
  34. 상기 청구항 제3항, 제4항 내지 제7항 또는 제8항 내지 제33항중 어느 한 항에 기재된 투영노광장치를 이용해서 가공부품상에 디바이스페턴을 프린트하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 마이크로디바이스 제조방법.
  35. 상기 청구함 제3항, 제4항 내지 제7항 또는 제8항 내지 제33항중 어느 한 항에 기재된 투영노광장치를 이용해서 가공부품상에 디바이스페턴을 프린트함으로써 제작된 것을 특징으로 하는 마이크로디바이스.
  36. 제1항에 있어서, 상기 4개의 구역의 각각의 반경을 q라 할 때, 0.15<q<0.3인 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 상형성방법.
KR1019920002719A 1991-02-22 1992-02-22 마이크로디바이스제조용 상형성방법 및 투영노광장치 KR960006684B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019950068550A KR960006686B1 (ko) 1991-02-22 1995-12-30 노광장치 및 디바이스 제조방법

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP91-28631 1991-02-22
JP3028631A JP2633091B2 (ja) 1991-02-22 1991-02-22 像投影方法、回路製造方法及び投影露光装置
JP3128446A JP2890892B2 (ja) 1991-04-30 1991-04-30 露光装置及びそれを用いた素子製造方法
JP91-128446 1991-04-30

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019950068550A Division KR960006686B1 (ko) 1991-02-22 1995-12-30 노광장치 및 디바이스 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR960006684B1 true KR960006684B1 (ko) 1996-05-22

Family

ID=26366769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019920002719A KR960006684B1 (ko) 1991-02-22 1992-02-22 마이크로디바이스제조용 상형성방법 및 투영노광장치

Country Status (7)

Country Link
US (5) US5305054A (ko)
EP (3) EP0783135B1 (ko)
KR (1) KR960006684B1 (ko)
AT (2) ATE295555T1 (ko)
CA (1) CA2061499C (ko)
DE (2) DE69222963T3 (ko)
SG (1) SG87739A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6856377B2 (en) 2000-08-11 2005-02-15 Nikon Corporation Relay image optical system, and illuminating optical device and exposure system provided with the optical system
KR20160070002A (ko) * 2014-12-09 2016-06-17 캐논 가부시끼가이샤 냉각 장치, 조명 광학계, 노광 장치, 및 물품의 제조 방법

Families Citing this family (104)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5638211A (en) 1990-08-21 1997-06-10 Nikon Corporation Method and apparatus for increasing the resolution power of projection lithography exposure system
US7656504B1 (en) 1990-08-21 2010-02-02 Nikon Corporation Projection exposure apparatus with luminous flux distribution
US5719704A (en) 1991-09-11 1998-02-17 Nikon Corporation Projection exposure apparatus
US6967710B2 (en) * 1990-11-15 2005-11-22 Nikon Corporation Projection exposure apparatus and method
US6885433B2 (en) * 1990-11-15 2005-04-26 Nikon Corporation Projection exposure apparatus and method
US6897942B2 (en) * 1990-11-15 2005-05-24 Nikon Corporation Projection exposure apparatus and method
US6252647B1 (en) 1990-11-15 2001-06-26 Nikon Corporation Projection exposure apparatus
US5305054A (en) 1991-02-22 1994-04-19 Canon Kabushiki Kaisha Imaging method for manufacture of microdevices
JP3200894B2 (ja) 1991-03-05 2001-08-20 株式会社日立製作所 露光方法及びその装置
JP3165711B2 (ja) * 1991-08-02 2001-05-14 キヤノン株式会社 像投影方法及び該方法を用いた半導体デバイスの製造方法
JPH0536586A (ja) * 1991-08-02 1993-02-12 Canon Inc 像投影方法及び該方法を用いた半導体デバイスの製造方法
JPH0547628A (ja) * 1991-08-09 1993-02-26 Canon Inc 像投影方法及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法
JP3102076B2 (ja) * 1991-08-09 2000-10-23 キヤノン株式会社 照明装置及びそれを用いた投影露光装置
US5424803A (en) * 1991-08-09 1995-06-13 Canon Kabushiki Kaisha Projection exposure apparatus and semiconductor device manufacturing method
JPH0567558A (ja) * 1991-09-06 1993-03-19 Nikon Corp 露光方法
US6078380A (en) * 1991-10-08 2000-06-20 Nikon Corporation Projection exposure apparatus and method involving variation and correction of light intensity distributions, detection and control of imaging characteristics, and control of exposure
US5420417A (en) * 1991-10-08 1995-05-30 Nikon Corporation Projection exposure apparatus with light distribution adjustment
JP3391404B2 (ja) * 1991-12-18 2003-03-31 株式会社ニコン 投影露光方法及び回路素子製造方法
JP3194155B2 (ja) * 1992-01-31 2001-07-30 キヤノン株式会社 半導体デバイスの製造方法及びそれを用いた投影露光装置
DE69321627T2 (de) * 1992-02-10 1999-04-22 Canon K.K., Tokio/Tokyo Lithographisches Verfahren
JP3235029B2 (ja) * 1992-03-06 2001-12-04 株式会社ニコン 投影露光装置、及び投影露光方法
JP3210123B2 (ja) * 1992-03-27 2001-09-17 キヤノン株式会社 結像方法及び該方法を用いたデバイス製造方法
JP3278896B2 (ja) * 1992-03-31 2002-04-30 キヤノン株式会社 照明装置及びそれを用いた投影露光装置
JP2946950B2 (ja) * 1992-06-25 1999-09-13 キヤノン株式会社 照明装置及びそれを用いた露光装置
DE4342424A1 (de) * 1993-12-13 1995-06-14 Zeiss Carl Fa Beleuchtungseinrichtung für eine Projektions-Mikrolithographie- Belichtungsanlage
US6757050B1 (en) 1992-12-28 2004-06-29 Canon Kabushiki Kaisha Exposure method and apparatus for detecting an exposure amount and for calculating a correction value based on the detected exposure amount
JP2852169B2 (ja) * 1993-02-25 1999-01-27 日本電気株式会社 投影露光方法および装置
DE69418131D1 (de) * 1993-03-01 1999-06-02 Gen Signal Corp Vorrichtung zur erzeugung einer einstellbaren ringförmigen beleuchtung für einen photolithograpischen projektionsapparat
JPH06317532A (ja) * 1993-04-30 1994-11-15 Kazumi Haga 検査装置
JP2894922B2 (ja) * 1993-05-14 1999-05-24 日本電気株式会社 投影露光方法および装置
JP3303436B2 (ja) * 1993-05-14 2002-07-22 キヤノン株式会社 投影露光装置及び半導体素子の製造方法
DE69434080T2 (de) * 1993-06-11 2005-10-20 Nikon Corp. Abtastbelichtungsvorrichtung
JP3440458B2 (ja) * 1993-06-18 2003-08-25 株式会社ニコン 照明装置、パターン投影方法及び半導体素子の製造方法
KR0165701B1 (ko) * 1993-06-29 1999-02-01 미타라이 하지메 조명장치 및 동장치를 사용하는 노광장치
JP3275575B2 (ja) * 1993-10-27 2002-04-15 キヤノン株式会社 投影露光装置及び該投影露光装置を用いたデバイスの製造方法
US5617182A (en) * 1993-11-22 1997-04-01 Nikon Corporation Scanning exposure method
EP0658810B1 (de) * 1993-12-13 1998-11-25 Carl Zeiss Beleuchtungseinrichtung für ein optisches System mit einem Reticle-Maskierungssystem
JP3384068B2 (ja) * 1993-12-22 2003-03-10 株式会社ニコン 走査型露光装置
JPH07220988A (ja) * 1994-01-27 1995-08-18 Canon Inc 投影露光方法及び装置及びこれを用いたデバイス製造方法
KR950034472A (ko) * 1994-04-06 1995-12-28 가나이 쓰토무 패턴형성방법 및 그것에 사용되는 투영노광장치
JP3404134B2 (ja) * 1994-06-21 2003-05-06 株式会社ニュークリエイション 検査装置
JP3186011B2 (ja) * 1994-06-24 2001-07-11 キヤノン株式会社 投影露光装置及びデバイス製造方法
JP3458549B2 (ja) 1994-08-26 2003-10-20 ソニー株式会社 パターン形成方法および該方法を用いた半導体デバイス製造方法と装置
JP3600869B2 (ja) * 1995-02-10 2004-12-15 株式会社ニコン 投影光学系及び該光学系を備えた投影露光装置
KR0147665B1 (ko) * 1995-09-13 1998-10-01 김광호 변형조명방법, 이에 사용되는 반사경 및 그 제조방법
US5815247A (en) * 1995-09-21 1998-09-29 Siemens Aktiengesellschaft Avoidance of pattern shortening by using off axis illumination with dipole and polarizing apertures
JP3437352B2 (ja) 1995-10-02 2003-08-18 キヤノン株式会社 照明光学系及び光源装置
JPH09320945A (ja) * 1996-05-24 1997-12-12 Nikon Corp 露光条件測定方法及び露光装置
JP3610175B2 (ja) * 1996-10-29 2005-01-12 キヤノン株式会社 投影露光装置及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法
JP3005203B2 (ja) 1997-03-24 2000-01-31 キヤノン株式会社 照明装置、露光装置及びデバイス製造方法
JP3259657B2 (ja) 1997-04-30 2002-02-25 キヤノン株式会社 投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法
DE19724903A1 (de) 1997-06-12 1998-12-17 Zeiss Carl Fa Lichtintensitätsmeßanordnung
AUPP654398A0 (en) * 1998-10-16 1998-11-05 Silverbrook Research Pty Ltd Micromechanical device and method (ij46g)
DE69931690T2 (de) 1998-04-08 2007-06-14 Asml Netherlands B.V. Lithographischer Apparat
JP3937580B2 (ja) 1998-04-30 2007-06-27 キヤノン株式会社 投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法
US6466304B1 (en) 1998-10-22 2002-10-15 Asm Lithography B.V. Illumination device for projection system and method for fabricating
US6563567B1 (en) * 1998-12-17 2003-05-13 Nikon Corporation Method and apparatus for illuminating a surface using a projection imaging apparatus
US6392742B1 (en) 1999-06-01 2002-05-21 Canon Kabushiki Kaisha Illumination system and projection exposure apparatus
DE19935568A1 (de) * 1999-07-30 2001-02-15 Zeiss Carl Fa Steuerung der Beleuchtungsverteilung in der Austrittspupille eines EUV-Beleuchtungssystems
WO2001009684A1 (de) 1999-07-30 2001-02-08 Carl Zeiss Steuerung der beleuchtungsverteilung in der austrittspupille eines euv-beleuchtungssystems
TW587199B (en) 1999-09-29 2004-05-11 Asml Netherlands Bv Lithographic method and apparatus
JP2001176787A (ja) * 1999-12-21 2001-06-29 Miyazaki Oki Electric Co Ltd 露光装置
KR20010085493A (ko) * 2000-02-25 2001-09-07 시마무라 기로 노광장치, 그 조정방법, 및 상기 노광장치를 이용한디바이스 제조방법
JP4545874B2 (ja) 2000-04-03 2010-09-15 キヤノン株式会社 照明光学系、および該照明光学系を備えた露光装置と該露光装置によるデバイスの製造方法
US6704090B2 (en) * 2000-05-11 2004-03-09 Nikon Corporation Exposure method and exposure apparatus
JP2001351842A (ja) * 2000-06-05 2001-12-21 Canon Inc 位置検出方法、位置検出装置、露光装置、デバイス製造方法、半導体製造工場および露光装置の保守方法
KR100579601B1 (ko) * 2000-07-07 2006-05-12 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 쉐브런 조명을 사용하여 포토마스크를 조명하는 방법
US6947175B1 (en) * 2000-07-31 2005-09-20 Xerox Corporation Method and system for adjusting color mixing due to substrate characteristics
JP3927003B2 (ja) * 2001-06-27 2007-06-06 株式会社東芝 露光方法
JP3634782B2 (ja) * 2001-09-14 2005-03-30 キヤノン株式会社 照明装置、それを用いた露光装置及びデバイス製造方法
US7098041B2 (en) 2001-12-11 2006-08-29 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Methods to view and analyze the results from diffraction-based diagnostics
US7102752B2 (en) * 2001-12-11 2006-09-05 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Systems to view and analyze the results from diffraction-based diagnostics
JP4332331B2 (ja) 2002-08-05 2009-09-16 キヤノン株式会社 露光方法
US7030966B2 (en) * 2003-02-11 2006-04-18 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and method for optimizing an illumination source using photolithographic simulations
US7180576B2 (en) * 2003-02-11 2007-02-20 Asml Netherlands B.V. Exposure with intensity balancing to mimic complex illuminator shape
US7471375B2 (en) * 2003-02-11 2008-12-30 Asml Netherlands B.V. Correction of optical proximity effects by intensity modulation of an illumination arrangement
US7245356B2 (en) * 2003-02-11 2007-07-17 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and method for optimizing illumination using a photolithographic simulation
US6839125B2 (en) * 2003-02-11 2005-01-04 Asml Netherlands B.V. Method for optimizing an illumination source using full resist simulation and process window response metric
US6842223B2 (en) 2003-04-11 2005-01-11 Nikon Precision Inc. Enhanced illuminator for use in photolithographic systems
DE10319182B4 (de) * 2003-04-29 2008-06-12 Carl Zeiss Jena Gmbh Verfahren und Anordnung zur Bestimmung der Fokusposition bei der Abbildung einer Probe
WO2005026843A2 (en) * 2003-09-12 2005-03-24 Carl Zeiss Smt Ag Illumination system for a microlithography projection exposure installation
JP2005109304A (ja) * 2003-10-01 2005-04-21 Canon Inc 照明光学系及び露光装置
US7312850B2 (en) * 2004-04-02 2007-12-25 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, illumination system, and optical element for rotating an intensity distribution
JP2006189504A (ja) * 2004-12-28 2006-07-20 Fuji Photo Film Co Ltd インナードラム式マルチビーム露光方法及びインナードラム露光装置
US7317506B2 (en) * 2005-03-29 2008-01-08 Asml Netherlands B.V. Variable illumination source
US7548302B2 (en) * 2005-03-29 2009-06-16 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
WO2007022922A2 (de) 2005-08-23 2007-03-01 Carl Zeiss Smt Ag Austauschvorrichtung für ein optisches element
DE102005042496A1 (de) * 2005-09-05 2007-03-08 Carl Zeiss Sms Gmbh Verfahren zur Korrektur der Apodisierung in mikroskopischen Abbildungssystemen
KR100781297B1 (ko) * 2005-11-09 2007-11-30 삼성전자주식회사 기판 노광 공정에서의 베스트 포커스 결정 방법 및 이의수행이 가능한 기판 노광 장치
US7466426B2 (en) * 2005-12-14 2008-12-16 General Electric Company Phase shifting imaging module and method of imaging
KR100741110B1 (ko) * 2006-02-15 2007-07-19 삼성에스디아이 주식회사 광 파이버 및 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 형성 방법
EP2009678A4 (en) * 2006-04-17 2011-04-06 Nikon Corp OPTICAL LIGHTING DEVICE, EXPOSURE DEVICE AND COMPONENT MANUFACTURING METHOD
JP2009302354A (ja) * 2008-06-16 2009-12-24 Canon Inc 露光装置、デバイス製造方法及び開口絞りの製造方法
US20100060871A1 (en) * 2008-09-11 2010-03-11 Powership Semiconductor Corp. Off-axis light source, light screen plate, and method of defining different types of patterns with single exposure
JP5330205B2 (ja) * 2009-11-26 2013-10-30 株式会社東芝 露光方法
DE102012211979A1 (de) * 2011-07-29 2013-01-31 Canon Kabushiki Kaisha Ophthalmologische Vorrichtung
CN105026097B (zh) 2013-03-12 2017-08-29 应用材料公司 在激光退火系统中用于控制边缘轮廓的定制光瞳光阑形状
KR20150005107A (ko) 2013-07-04 2015-01-14 삼성전자주식회사 광속제한소자, 이를 채용한 광학주사장치 및 전자사진방식의 화상형성장치
JP6362095B2 (ja) * 2014-06-17 2018-07-25 キヤノン株式会社 照明装置、露光装置、調整方法、及び、物品の製造方法
US9746321B2 (en) * 2015-02-11 2017-08-29 University Of South Carolina Optical displacement sensing system utilizing edge diffraction
JP6494339B2 (ja) 2015-03-10 2019-04-03 キヤノン株式会社 照明光学系、露光装置、及び物品の製造方法
US10041846B2 (en) 2015-07-20 2018-08-07 Honda Motor Co., Ltd. Rotary force diagnostic tools and methods
CN107272323B (zh) * 2017-07-21 2019-12-27 京东方科技集团股份有限公司 成像模组及其离焦测试装置与方法、光束选通控制方法
CN113533392B (zh) * 2021-07-12 2022-08-26 重庆大学 一种组合扫描cl成像方法

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3729252A (en) † 1970-06-05 1973-04-24 Eastman Kodak Co Optical spatial filtering with multiple light sources
DE2116713B2 (de) † 1971-04-06 1974-03-28 Ibm Deutschland Gmbh, 7000 Stuttgart Belichtungsverfahren zum Abbilden sehr fein strukturierter Lichtmuster auf Photolackschichten und dazu geeignete Belichtungsvorrichtung
US3887816A (en) * 1973-04-26 1975-06-03 Litton Medical Products Optical system for x-ray scanning equipment
DE2835363A1 (de) * 1978-08-11 1980-03-13 Siemens Ag Verfahren zum uebertragen von strukturen fuer halbleiterschaltungen
JPS5825638A (ja) * 1981-08-08 1983-02-15 Canon Inc 露光装置
US4498742A (en) * 1981-09-10 1985-02-12 Nippon Kogaku K.K. Illumination optical arrangement
JPS58147708A (ja) * 1982-02-26 1983-09-02 Nippon Kogaku Kk <Nikon> 照明用光学装置
JPS59100805A (ja) * 1982-12-01 1984-06-11 Canon Inc 物体観察装置
JPS59141226A (ja) * 1983-02-02 1984-08-13 Canon Inc 観察装置
US4619508A (en) * 1984-04-28 1986-10-28 Nippon Kogaku K. K. Illumination optical arrangement
JPS6119129A (ja) * 1984-07-05 1986-01-28 Nippon Kogaku Kk <Nikon> 投影光学装置
JPH0682598B2 (ja) 1984-10-11 1994-10-19 日本電信電話株式会社 投影露光装置
JPS61210627A (ja) 1985-03-15 1986-09-18 Canon Inc 有効光源測定用ピンホ−ル板
US5153419A (en) 1985-04-22 1992-10-06 Canon Kabushiki Kaisha Device for detecting position of a light source with source position adjusting means
US4947030A (en) 1985-05-22 1990-08-07 Canon Kabushiki Kaisha Illuminating optical device
US4851882A (en) * 1985-12-06 1989-07-25 Canon Kabushiki Kaisha Illumination optical system
JPH0782981B2 (ja) * 1986-02-07 1995-09-06 株式会社ニコン 投影露光方法及び装置
US4902899A (en) * 1987-06-01 1990-02-20 International Business Machines Corporation Lithographic process having improved image quality
JPS6461716A (en) * 1987-08-31 1989-03-08 Canon Kk Illuminator
DE68924303T2 (de) * 1988-06-14 1996-02-29 Nippon Electric Co Optische Kopfanordnung.
US4947413A (en) * 1988-07-26 1990-08-07 At&T Bell Laboratories Resolution doubling lithography technique
JP2699433B2 (ja) * 1988-08-12 1998-01-19 株式会社ニコン 投影型露光装置及び投影露光方法
US4924257A (en) * 1988-10-05 1990-05-08 Kantilal Jain Scan and repeat high resolution projection lithography system
JPH0812843B2 (ja) * 1989-03-15 1996-02-07 日本精工株式会社 光学結像装置及び方法
JP2731953B2 (ja) * 1989-08-07 1998-03-25 キヤノン株式会社 エネルギー量制御装置
EP0437376B1 (en) * 1990-01-12 1997-03-19 Sony Corporation Phase shifting masks and methods of manufacture
JP2893778B2 (ja) * 1990-01-17 1999-05-24 キヤノン株式会社 露光装置
US5253040A (en) * 1990-11-09 1993-10-12 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Projection aligner
US5144362A (en) * 1990-11-14 1992-09-01 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Projection aligner
EP0486316B1 (en) * 1990-11-15 2000-04-19 Nikon Corporation Projection exposure method and apparatus
JP3360686B2 (ja) * 1990-12-27 2002-12-24 株式会社ニコン 照明光学装置および投影露光装置並びに露光方法および素子製造方法
JP2788791B2 (ja) * 1991-01-08 1998-08-20 三菱電機株式会社 フライアイレンズ装置およびそのフライアイレンズ装置を含む照明装置
US5305054A (en) 1991-02-22 1994-04-19 Canon Kabushiki Kaisha Imaging method for manufacture of microdevices
US5357311A (en) * 1991-02-25 1994-10-18 Nikon Corporation Projection type light exposure apparatus and light exposure method
JPH04369209A (ja) * 1991-06-17 1992-12-22 Nikon Corp 露光用照明装置
JP2924344B2 (ja) * 1991-08-09 1999-07-26 キヤノン株式会社 投影露光装置
US5264898A (en) * 1991-08-29 1993-11-23 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Projection exposure apparatus
JP2803934B2 (ja) * 1991-12-10 1998-09-24 三菱電機株式会社 投影露光装置及び露光方法
JPH05217855A (ja) * 1992-02-01 1993-08-27 Nikon Corp 露光用照明装置
JP3253386B2 (ja) † 1992-12-24 2002-02-04 株式会社リコー 摩擦帯電構造体およびその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6856377B2 (en) 2000-08-11 2005-02-15 Nikon Corporation Relay image optical system, and illuminating optical device and exposure system provided with the optical system
KR20160070002A (ko) * 2014-12-09 2016-06-17 캐논 가부시끼가이샤 냉각 장치, 조명 광학계, 노광 장치, 및 물품의 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
EP0500393A3 (en) 1993-01-27
US6271909B1 (en) 2001-08-07
ATE295555T1 (de) 2005-05-15
US20010015797A1 (en) 2001-08-23
ATE160028T1 (de) 1997-11-15
DE69233508T2 (de) 2006-02-02
US20040080736A1 (en) 2004-04-29
US20010007495A1 (en) 2001-07-12
EP0783135A1 (en) 1997-07-09
US6654101B2 (en) 2003-11-25
DE69222963D1 (de) 1997-12-11
CA2061499A1 (en) 1992-08-23
US6473160B2 (en) 2002-10-29
EP0500393B2 (en) 2005-06-08
EP0783135B1 (en) 2005-05-11
SG87739A1 (en) 2002-04-16
DE69222963T2 (de) 1998-03-26
EP1118909A1 (en) 2001-07-25
EP0500393A2 (en) 1992-08-26
DE69222963T3 (de) 2005-12-08
US5305054A (en) 1994-04-19
EP0500393B1 (en) 1997-11-05
DE69233508D1 (de) 2005-06-16
CA2061499C (en) 1998-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR960006684B1 (ko) 마이크로디바이스제조용 상형성방법 및 투영노광장치
US5673102A (en) Image farming and microdevice manufacturing method and exposure apparatus in which a light source includes four quadrants of predetermined intensity
KR100827874B1 (ko) 노광 장치, 노광 장치의 제조 방법, 노광 방법, 마이크로 장치의 제조 방법, 및 디바이스의 제조 방법
EP0526242B1 (en) Image projection method and semiconductor device manufacturing method using the same
KR100632889B1 (ko) 2개이상의 파장을 사용하는 리소그래피시스템용정렬시스템 및 정렬방법
US5797674A (en) Illumination optical system, alignment apparatus, and projection exposure apparatus using the same
JP2633091B2 (ja) 像投影方法、回路製造方法及び投影露光装置
KR100219823B1 (ko) 조명장치
KR101251167B1 (ko) 광학계, 조명 광학계 및 투영 광학계
KR960006686B1 (ko) 노광장치 및 디바이스 제조방법
EP0333326B1 (en) Position detecting method and apparatus
JPH08327318A (ja) 位置検出装置
JPH05175100A (ja) 焦点位置検出装置
JP3360319B2 (ja) 投影露光装置及び半導体素子の形成方法
JP3102087B2 (ja) 投影露光装置及び方法、並びに回路素子形成方法
CA2216296C (en) Imaging method for manufacture of microdevices
JP3230264B2 (ja) 投影露光装置及び方法、並びに素子製造方法
JP3095038B2 (ja) 露光方法及び装置、並びに前記方法を用いたデバイスの製造方法及び前記露光装置を用いて製造されるデバイス
JP3211246B2 (ja) 投影露光装置及び素子製造方法
JP3600919B2 (ja) 走査型投影露光装置、走査投影露光方法及び半導体集積回路の製造方法
JPH04268715A (ja) 露光方法及び半導体素子の形成方法
JP2000082668A (ja) 投影露光装置及び方法、並びに半導体素子の形成方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
G160 Decision to publish patent application
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20110425

Year of fee payment: 16

EXPY Expiration of term