JPH04251914A - 投影露光装置 - Google Patents
投影露光装置Info
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- JPH04251914A JPH04251914A JP3011541A JP1154191A JPH04251914A JP H04251914 A JPH04251914 A JP H04251914A JP 3011541 A JP3011541 A JP 3011541A JP 1154191 A JP1154191 A JP 1154191A JP H04251914 A JPH04251914 A JP H04251914A
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- Japan
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- light
- pupil
- phase shift
- shift member
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- 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
- G03F7/70308—Optical correction elements, filters or phase plates for manipulating imaging light, e.g. intensity, wavelength, polarisation, phase or image shift
-
- 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
- G03F7/70325—Resolution enhancement techniques not otherwise provided for, e.g. darkfield imaging, interfering beams, spatial frequency multiplication, nearfield lenses or solid immersion lenses
- G03F7/70333—Focus drilling, i.e. increase in depth of focus for exposure by modulating focus during exposure [FLEX]
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)
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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＬＳＩ製造工程で使
用される投影露光装置に関する。
用される投影露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１４に従来の投影露光装置の光学系を
示す。ランプハウス（１）の前方にミラー（２）を介し
てフライアイレンズ（３）が配置されている。フライア
イレンズ（３）の前方にはアパーチャー（４）が位置し
、さらに集光レンズ（５）、（６）及びミラー（７）を
介して所望の回路パターンが形成された露光用マスク（
８）が配置されている。マスク（８）の前方には投影レ
ンズ系（９）を介してウエハ（１０）が位置している。 また、投影レンズ系（９）はその瞳面上に配置された瞳
部材（９１）を有している。瞳部材（９１）は、図１５
及び図１６に示すように、中央部に円形の開口部（９１
ａ）が形成された円板形状を有している。ランプハウス
（１）から発した光は、ミラー（２）を介してフライア
イレンズ（３）に至り、フライアイレンズ（３）を構成
する個々のレンズ（３ａ）の領域に分割される。各レン
ズ（３ａ）を通過した光は、アパーチャー（４）の開口
部（４ａ）、集光レンズ（５）、ミラー（７）及び集光
レンズ（６）を介してそれぞれマスク（８）の露光領域
の全面を照射する。このため、マスク（８）面上では、
フライアイレンズ（３）の個々のレンズ（３ａ）からの
光が重なり合い、均一な照明がなされる。このようにし
てマスク（８）を通過した光は投影レンズ系（９）を通
ると共に瞳部材（９１）の開口部（９１ａ）を通ってウ
エハ（１０）に至り、これによりウエハ（１０）表面へ
の回路パターンの焼き付けが行われる。このような投影
露光装置における最小解像度Ｒは、使用波長をλ、光学
系の開口数をＮＡとして、λ／ＮＡに比例することが知
られている。従って、従来は開口数ＮＡが大きくなるよ
うに光学系を設計して投影露光装置の解像度を向上させ
、これにより近年のＬＳＩの高集積化に対応していた。
示す。ランプハウス（１）の前方にミラー（２）を介し
てフライアイレンズ（３）が配置されている。フライア
イレンズ（３）の前方にはアパーチャー（４）が位置し
、さらに集光レンズ（５）、（６）及びミラー（７）を
介して所望の回路パターンが形成された露光用マスク（
８）が配置されている。マスク（８）の前方には投影レ
ンズ系（９）を介してウエハ（１０）が位置している。 また、投影レンズ系（９）はその瞳面上に配置された瞳
部材（９１）を有している。瞳部材（９１）は、図１５
及び図１６に示すように、中央部に円形の開口部（９１
ａ）が形成された円板形状を有している。ランプハウス
（１）から発した光は、ミラー（２）を介してフライア
イレンズ（３）に至り、フライアイレンズ（３）を構成
する個々のレンズ（３ａ）の領域に分割される。各レン
ズ（３ａ）を通過した光は、アパーチャー（４）の開口
部（４ａ）、集光レンズ（５）、ミラー（７）及び集光
レンズ（６）を介してそれぞれマスク（８）の露光領域
の全面を照射する。このため、マスク（８）面上では、
フライアイレンズ（３）の個々のレンズ（３ａ）からの
光が重なり合い、均一な照明がなされる。このようにし
てマスク（８）を通過した光は投影レンズ系（９）を通
ると共に瞳部材（９１）の開口部（９１ａ）を通ってウ
エハ（１０）に至り、これによりウエハ（１０）表面へ
の回路パターンの焼き付けが行われる。このような投影
露光装置における最小解像度Ｒは、使用波長をλ、光学
系の開口数をＮＡとして、λ／ＮＡに比例することが知
られている。従って、従来は開口数ＮＡが大きくなるよ
うに光学系を設計して投影露光装置の解像度を向上させ
、これにより近年のＬＳＩの高集積化に対応していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光学系
の開口数ＮＡを大きくすると、最小解像度Ｒは小さくな
るものの、それ以上に投影露光装置の焦点深度ＤＯＦが
小さくなることが知られている。この焦点深度ＤＯＦは
λ／ＮＡ２に比例する。このため、従来の投影露光装置
では、解像度を向上させようとすると、焦点深度が小さ
くなって転写精度が劣化するという問題点があった。こ
の発明はこのような問題点を解消するためになされたも
ので、解像度の向上と焦点深度の拡大を同時に図ること
のできる投影露光装置を提供することを目的とする。
の開口数ＮＡを大きくすると、最小解像度Ｒは小さくな
るものの、それ以上に投影露光装置の焦点深度ＤＯＦが
小さくなることが知られている。この焦点深度ＤＯＦは
λ／ＮＡ２に比例する。このため、従来の投影露光装置
では、解像度を向上させようとすると、焦点深度が小さ
くなって転写精度が劣化するという問題点があった。こ
の発明はこのような問題点を解消するためになされたも
ので、解像度の向上と焦点深度の拡大を同時に図ること
のできる投影露光装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明に係る投影露光
装置は、光源と、光源から発した光を回路パターンが形
成されたマスク上に照射させる集光レンズ系と、マスク
を通過した光をウエハ表面に集光させる投影レンズ系と
、投影レンズ系の瞳面上に配置された瞳部材とを備え、
瞳部材はマスクを通過した光を成形するための少なくと
も一つの透過領域を有すると共に透過領域内の中央部と
周辺部とを隔てる遮光部材と透過領域内の中央部を透過
する光と周辺部を透過する光との間に所定の位相差を生
じさせる位相シフト部材とを有するものである。
装置は、光源と、光源から発した光を回路パターンが形
成されたマスク上に照射させる集光レンズ系と、マスク
を通過した光をウエハ表面に集光させる投影レンズ系と
、投影レンズ系の瞳面上に配置された瞳部材とを備え、
瞳部材はマスクを通過した光を成形するための少なくと
も一つの透過領域を有すると共に透過領域内の中央部と
周辺部とを隔てる遮光部材と透過領域内の中央部を透過
する光と周辺部を透過する光との間に所定の位相差を生
じさせる位相シフト部材とを有するものである。
【０００５】
【作用】この発明においては、投影レンズ系の瞳面上に
配置された瞳部材の位相シフト部材が、互いに遮光部材
により隔てられた透過領域内の中央部と周辺部をそれぞ
れ透過する光の間に所定の位相差を生じさせる。
配置された瞳部材の位相シフト部材が、互いに遮光部材
により隔てられた透過領域内の中央部と周辺部をそれぞ
れ透過する光の間に所定の位相差を生じさせる。
【０００６】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１はこの発明の一実施例に係る投影露光
装置の光学系を示す図である。波長λの光を発するラン
プハウス（１１）の前方にミラー（１２）を介してフラ
イアイレンズ（１３）が配置されている。フライアイレ
ンズ（１３）の前方にはアパーチャー（１４）が位置し
、さらに集光レンズ（１５）、（１６）及びミラー（１
７）を介して所望の回路パターンが形成された露光用マ
スク（１８）が配置されている。マスク（１８）の前方
には投影レンズ系（１９）を介してウエハ（２０）が位
置している。また、投影レンズ系（１９）の瞳面上には
瞳部材（２１）が配置されている。ランプハウス（１１
）、ミラー（１２）及びフライアイレンズ（１３）によ
り光源が形成され、集光レンズ（１５）、（１６）及び
ミラー（１７）により集光レンズ系が形成されている。
て説明する。図１はこの発明の一実施例に係る投影露光
装置の光学系を示す図である。波長λの光を発するラン
プハウス（１１）の前方にミラー（１２）を介してフラ
イアイレンズ（１３）が配置されている。フライアイレ
ンズ（１３）の前方にはアパーチャー（１４）が位置し
、さらに集光レンズ（１５）、（１６）及びミラー（１
７）を介して所望の回路パターンが形成された露光用マ
スク（１８）が配置されている。マスク（１８）の前方
には投影レンズ系（１９）を介してウエハ（２０）が位
置している。また、投影レンズ系（１９）の瞳面上には
瞳部材（２１）が配置されている。ランプハウス（１１
）、ミラー（１２）及びフライアイレンズ（１３）によ
り光源が形成され、集光レンズ（１５）、（１６）及び
ミラー（１７）により集光レンズ系が形成されている。
【０００７】瞳部材（２１）は、図２及び図３に示すよ
うに、中央部に半径Ａの円形の開口部（２２ａ）が形成
された円板形状の外枠（２２）と、外枠（２２）の開口
部（２２ａ）の周縁部に沿って幅Ｗ１で環状に形成され
た位相シフト部材（２３）と、位相シフト部材（２３）
の内側に沿って幅Ｗ２で環状に形成された遮光部材（２
４）とを有している。外枠（２２）の開口部（２２ａ）
がマスク（１８）を通過した光を成形する透過領域Ｄを
構成しており、この透過領域Ｄの中央部と周辺部とが遮
光部材（２４）によって隔てられている。位相シフト部
材（２３）は透過領域Ｄの周辺部に設けられ、位相シフ
ト部材（２３）が存在しない透過領域Ｄの中央部を通過
する光とこの位相シフト部材（２３）を透過する光との
間に半波長λ／２の位相差が生じるような厚さに形成さ
れている。外枠（２２）及び遮光部材（２４）は金属等
の遮光材料から形成され、位相シフト部材（２３）は例
えばＳｉＯ２から形成されている。
うに、中央部に半径Ａの円形の開口部（２２ａ）が形成
された円板形状の外枠（２２）と、外枠（２２）の開口
部（２２ａ）の周縁部に沿って幅Ｗ１で環状に形成され
た位相シフト部材（２３）と、位相シフト部材（２３）
の内側に沿って幅Ｗ２で環状に形成された遮光部材（２
４）とを有している。外枠（２２）の開口部（２２ａ）
がマスク（１８）を通過した光を成形する透過領域Ｄを
構成しており、この透過領域Ｄの中央部と周辺部とが遮
光部材（２４）によって隔てられている。位相シフト部
材（２３）は透過領域Ｄの周辺部に設けられ、位相シフ
ト部材（２３）が存在しない透過領域Ｄの中央部を通過
する光とこの位相シフト部材（２３）を透過する光との
間に半波長λ／２の位相差が生じるような厚さに形成さ
れている。外枠（２２）及び遮光部材（２４）は金属等
の遮光材料から形成され、位相シフト部材（２３）は例
えばＳｉＯ２から形成されている。
【０００８】次に、この実施例の動作について説明する
。まず、ランプハウス（１１）から発した光は、ミラー
（１２）を介してフライアイレンズ（１３）に至り、フ
ライアイレンズ（１３）を構成する個々のレンズ（１３
ａ）の領域に分割される。各レンズ（１３ａ）を通過し
た光は、アパーチャー（１４）、集光レンズ（１５）、
ミラー（１７）及び集光レンズ（１６）を介してそれぞ
れマスク（１８）の露光領域の全面を照射する。このた
め、マスク（１８）面上では、フライアイレンズ（１３
）の個々のレンズ（１３ａ）からの光が重なり合い、均
一な照明がなされる。このようにしてマスク（１８）を
通過した光は投影レンズ系（１９）を通ると共に瞳部材
（２１）の透過領域Ｄを通ってウエハ（２０）に至り、
これによりウエハ（２０）表面への回路パターンの焼き
付けが行われる。
。まず、ランプハウス（１１）から発した光は、ミラー
（１２）を介してフライアイレンズ（１３）に至り、フ
ライアイレンズ（１３）を構成する個々のレンズ（１３
ａ）の領域に分割される。各レンズ（１３ａ）を通過し
た光は、アパーチャー（１４）、集光レンズ（１５）、
ミラー（１７）及び集光レンズ（１６）を介してそれぞ
れマスク（１８）の露光領域の全面を照射する。このた
め、マスク（１８）面上では、フライアイレンズ（１３
）の個々のレンズ（１３ａ）からの光が重なり合い、均
一な照明がなされる。このようにしてマスク（１８）を
通過した光は投影レンズ系（１９）を通ると共に瞳部材
（２１）の透過領域Ｄを通ってウエハ（２０）に至り、
これによりウエハ（２０）表面への回路パターンの焼き
付けが行われる。
【０００９】ここで、瞳部材（２１）の透過領域Ｄの周
辺部に位相シフト部材（２３）が形成されているので、
図１において瞳部材（２１）の位相シフト部材（２３）
を透過した光Ｌ２及びＬ３は透過領域Ｄの中央部を通過
した光Ｌ１に対して位相が反転している。従って、これ
らの光Ｌ１〜Ｌ３がウエハ（２０）の表面で集光したと
き、位相が反転している光Ｌ２及びＬ３は光Ｌ１と干渉
して打ち消し合う。
辺部に位相シフト部材（２３）が形成されているので、
図１において瞳部材（２１）の位相シフト部材（２３）
を透過した光Ｌ２及びＬ３は透過領域Ｄの中央部を通過
した光Ｌ１に対して位相が反転している。従って、これ
らの光Ｌ１〜Ｌ３がウエハ（２０）の表面で集光したと
き、位相が反転している光Ｌ２及びＬ３は光Ｌ１と干渉
して打ち消し合う。
【００１０】図４にベストフォーカス時のウエハ（２０
）の表面における光強度分布（２５）を示す。瞳部材（
２１）が位相シフト部材（２３）を備えていなければ破
線で示す分布（２６）になるところが、この実施例では
瞳部材（２１）が位相シフト部材（２３）を有するため
に位相シフト部材（２３）を透過した光Ｌ２及びＬ３の
反転成分（２７）により打ち消されて実線で示される分
布（２５）となる。 このようにベストフォーカス時には、位相シフト部材（
２３）を設けたために光強度が全体的に減少するが、光
強度分布の形状はほとんど劣化しないことがわかる。
）の表面における光強度分布（２５）を示す。瞳部材（
２１）が位相シフト部材（２３）を備えていなければ破
線で示す分布（２６）になるところが、この実施例では
瞳部材（２１）が位相シフト部材（２３）を有するため
に位相シフト部材（２３）を透過した光Ｌ２及びＬ３の
反転成分（２７）により打ち消されて実線で示される分
布（２５）となる。 このようにベストフォーカス時には、位相シフト部材（
２３）を設けたために光強度が全体的に減少するが、光
強度分布の形状はほとんど劣化しないことがわかる。
【００１１】一方、図６に示すようなデフォーカス時に
は、ウエハ（２０）表面において光Ｌ１〜Ｌ３が一点に
収束しない。従って、図５に一点鎖線で示すように位相
シフト部材（２３）を透過した光Ｌ２及びＬ３の反転成
分（３０）及び（３１）は光Ｌ１の強度分布の中心から
離れた周辺部にのみ分布することとなる。特に、瞳部材
（２１）に遮光部材（２４）が形成されているために、
光Ｌ２及びＬ３の反転成分（３０）及び（３１）の中心
は光Ｌ１の成分のうち最も外側に位置する成分（３２）
の中心から所定の距離Ｗ３だけ離れている。このため、
瞳部材（２１）が位相シフト部材（２３）を備えていな
い場合の分布（２９）の周辺部のみが光Ｌ２及びＬ３の
反転成分（３０）及び（３１）によって打ち消され、実
際には実線で示す光強度分布（２８）となる。このため
、図６のようにウエハ（２０）表面において光Ｌ１〜Ｌ
３が一点に収束しないデフォーカス時には、ボケた像の
周辺部の光強度のみ減少され、像のコントラストが大幅
に改善されてベストフォーカス時のコントラストに近く
なる。すなわち、光軸方向の広い範囲にわたって高いコ
ントラストの像が得られ、実効的に焦点深度ＤＯＦの拡
大がなされる。以上のように、図１の投影露光装置では
、開口数ＮＡを大きくして解像度を向上させながらも焦
点深度ＤＯＦの拡大を図ることができる。
は、ウエハ（２０）表面において光Ｌ１〜Ｌ３が一点に
収束しない。従って、図５に一点鎖線で示すように位相
シフト部材（２３）を透過した光Ｌ２及びＬ３の反転成
分（３０）及び（３１）は光Ｌ１の強度分布の中心から
離れた周辺部にのみ分布することとなる。特に、瞳部材
（２１）に遮光部材（２４）が形成されているために、
光Ｌ２及びＬ３の反転成分（３０）及び（３１）の中心
は光Ｌ１の成分のうち最も外側に位置する成分（３２）
の中心から所定の距離Ｗ３だけ離れている。このため、
瞳部材（２１）が位相シフト部材（２３）を備えていな
い場合の分布（２９）の周辺部のみが光Ｌ２及びＬ３の
反転成分（３０）及び（３１）によって打ち消され、実
際には実線で示す光強度分布（２８）となる。このため
、図６のようにウエハ（２０）表面において光Ｌ１〜Ｌ
３が一点に収束しないデフォーカス時には、ボケた像の
周辺部の光強度のみ減少され、像のコントラストが大幅
に改善されてベストフォーカス時のコントラストに近く
なる。すなわち、光軸方向の広い範囲にわたって高いコ
ントラストの像が得られ、実効的に焦点深度ＤＯＦの拡
大がなされる。以上のように、図１の投影露光装置では
、開口数ＮＡを大きくして解像度を向上させながらも焦
点深度ＤＯＦの拡大を図ることができる。
【００１２】瞳部材（２１）の透過領域Ｄの半径Ａに対
する位相シフト部材（２３）の幅Ｗ１の比率Ｗ１／Ａを
変化させてウエハ（２０）表面における光学像のコント
ラストをシミュレートしたところ、図７に示すような結
果が得られた。図７の横軸はフォーカスの度合いを示し
、図の右方へ向かうほどデフォーカスとなる。また、縦
軸は図４に示すように光学像の最大強度Ｉｐの２５％、
すなわち強度Ｉｐ／４の分布の幅Ｂを示している。また
、図７においてＢ０は回路パターンの転写を行う際の光
学像の幅の許容値の一例を示し、正確な転写を行うため
にはこの許容値Ｂ０以下の幅Ｂの光学像を用いる必要が
ある。 Ｗ１／Ａ＝０、すなわち位相シフト部材（２３）を設け
ない場合には、破線（３３）で示されるようにデフォー
カスになるに従って光学像の幅Ｂは急激に大きくなりコ
ントラストが低下する。Ｗ１／Ａ＝５％の場合には、実
線（３４）で示されるようにある程度デフォーカスにな
っても光学像はベストフォーカス時の幅Ｂとほとんど変
わらず一定の値を示し、その後大きくなって許容値Ｂ０
を越える。また、Ｗ１／Ａ＝１０％の場合には、一点鎖
線（３５）で示されるようにデフォーカスになるに従っ
て光学像の幅Ｂは一旦小さくなり、その後許容値Ｂ０を
越えて大きくなる。このシミュレーション結果から、デ
フォーカスに対しても高精度で且つ安定した転写を行う
ためには、Ｗ１／Ａ＝５％程度の瞳部材（２１）を用い
ることが効果的であることがわかる。
する位相シフト部材（２３）の幅Ｗ１の比率Ｗ１／Ａを
変化させてウエハ（２０）表面における光学像のコント
ラストをシミュレートしたところ、図７に示すような結
果が得られた。図７の横軸はフォーカスの度合いを示し
、図の右方へ向かうほどデフォーカスとなる。また、縦
軸は図４に示すように光学像の最大強度Ｉｐの２５％、
すなわち強度Ｉｐ／４の分布の幅Ｂを示している。また
、図７においてＢ０は回路パターンの転写を行う際の光
学像の幅の許容値の一例を示し、正確な転写を行うため
にはこの許容値Ｂ０以下の幅Ｂの光学像を用いる必要が
ある。 Ｗ１／Ａ＝０、すなわち位相シフト部材（２３）を設け
ない場合には、破線（３３）で示されるようにデフォー
カスになるに従って光学像の幅Ｂは急激に大きくなりコ
ントラストが低下する。Ｗ１／Ａ＝５％の場合には、実
線（３４）で示されるようにある程度デフォーカスにな
っても光学像はベストフォーカス時の幅Ｂとほとんど変
わらず一定の値を示し、その後大きくなって許容値Ｂ０
を越える。また、Ｗ１／Ａ＝１０％の場合には、一点鎖
線（３５）で示されるようにデフォーカスになるに従っ
て光学像の幅Ｂは一旦小さくなり、その後許容値Ｂ０を
越えて大きくなる。このシミュレーション結果から、デ
フォーカスに対しても高精度で且つ安定した転写を行う
ためには、Ｗ１／Ａ＝５％程度の瞳部材（２１）を用い
ることが効果的であることがわかる。
【００１３】また、遮光部材（２４）の幅Ｗ２について
は、円形のコンタクトホールのパターン露光を行ったと
ころ、透過領域Ｄの半径Ａに対する遮光部材（２４）の
幅Ｗ２の比率Ｗ２／Ａが３％程度の場合にデフォーカス
に対して最も安定した転写が可能となることがわかった
。 尚、位相シフト部材（２３）が透過領域Ｄの中央部を透
過する光と周辺部を透過する光との間に生じさせる位相
差は半波長に限るものではないが、上記実施例のように
半波長の場合が焦点深度ＤＯＦの拡大には最も効果的で
ある。
は、円形のコンタクトホールのパターン露光を行ったと
ころ、透過領域Ｄの半径Ａに対する遮光部材（２４）の
幅Ｗ２の比率Ｗ２／Ａが３％程度の場合にデフォーカス
に対して最も安定した転写が可能となることがわかった
。 尚、位相シフト部材（２３）が透過領域Ｄの中央部を透
過する光と周辺部を透過する光との間に生じさせる位相
差は半波長に限るものではないが、上記実施例のように
半波長の場合が焦点深度ＤＯＦの拡大には最も効果的で
ある。
【００１４】また、図８に示されるように、外枠（４２
）、位相シフト部材（４３）及び遮光部材（４４）が一
つの石英基板（４５）上に形成された瞳部材（４１）を
用いてもよい。この場合、石英基板（４５）上にＳｉＯ
２及び金属を蒸着することにより位相シフト部材（４３
）及び遮光部材（４４）をそれぞれ容易に形成すること
ができる。 さらに、図９及び図１０に示される瞳部
材（５１）のように、外枠（５２）に形成された円形の
開口部（５２ａ）の中央部に円形の位相シフト部材（５
３）を形成し、位相シフト部材（５３）の外周部に遮光
部材（５４）を形成してもよい。位相シフト部材（５３
）及び遮光部材（５４）は石英基板（５５）上に形成さ
れる。この瞳部材（５１）では、図２及び図３に示した
瞳部材（２１）とは逆に、透過領域Ｄの中央部を透過し
た光が周辺部を透過した光に対して位相反転されるが、
その効果は同様である。
）、位相シフト部材（４３）及び遮光部材（４４）が一
つの石英基板（４５）上に形成された瞳部材（４１）を
用いてもよい。この場合、石英基板（４５）上にＳｉＯ
２及び金属を蒸着することにより位相シフト部材（４３
）及び遮光部材（４４）をそれぞれ容易に形成すること
ができる。 さらに、図９及び図１０に示される瞳部
材（５１）のように、外枠（５２）に形成された円形の
開口部（５２ａ）の中央部に円形の位相シフト部材（５
３）を形成し、位相シフト部材（５３）の外周部に遮光
部材（５４）を形成してもよい。位相シフト部材（５３
）及び遮光部材（５４）は石英基板（５５）上に形成さ
れる。この瞳部材（５１）では、図２及び図３に示した
瞳部材（２１）とは逆に、透過領域Ｄの中央部を透過し
た光が周辺部を透過した光に対して位相反転されるが、
その効果は同様である。
【００１５】図１１に示される瞳部材（６１）のように
、透過領域Ｄの表面及び裏面にそれぞれ反射防止膜（６
６）及び（６７）を形成すれば、迷光を低減することが
できる。その結果、像のコントラストがさらに改善され
、解像度の向上がなされる。この瞳部材（６１）では、
石英基板（６５）上に外枠（６２）、位相シフト部材（
６３）及び遮光部材（６４）を形成した後、外部に露出
している位相シフト部材（６３）、遮光部材（６４）及
び石英基板（６５）の上に例えばＭｇＦ２からなる反射
防止膜（６６）及び（６７）が形成される。反射防止膜
は透過領域の表面及び裏面のいずれか一方にのみ形成し
てもよい。また、図１１では図８に示した構造の瞳部材
に反射防止膜を設けたが、上述したいずれの構造の瞳部
材に設けても同様の効果を奏する。
、透過領域Ｄの表面及び裏面にそれぞれ反射防止膜（６
６）及び（６７）を形成すれば、迷光を低減することが
できる。その結果、像のコントラストがさらに改善され
、解像度の向上がなされる。この瞳部材（６１）では、
石英基板（６５）上に外枠（６２）、位相シフト部材（
６３）及び遮光部材（６４）を形成した後、外部に露出
している位相シフト部材（６３）、遮光部材（６４）及
び石英基板（６５）の上に例えばＭｇＦ２からなる反射
防止膜（６６）及び（６７）が形成される。反射防止膜
は透過領域の表面及び裏面のいずれか一方にのみ形成し
てもよい。また、図１１では図８に示した構造の瞳部材
に反射防止膜を設けたが、上述したいずれの構造の瞳部
材に設けても同様の効果を奏する。
【００１６】尚、図１におけるマスク（１８）に形成さ
れた回路パターンが微小パターンからなる場合には、そ
の回路パターンの１次回折光の影響が大きくなり、回路
パターンが矩形パターンであれば１次回折光によるパタ
ーン像が０次回折光によるパターン像の四方にそれぞれ
形成され、ライン・アンド・スペース・パターンであれ
ば１次回折光によるパターン像が０次回折光によるパタ
ーン像の両側にそれぞれ形成される。
れた回路パターンが微小パターンからなる場合には、そ
の回路パターンの１次回折光の影響が大きくなり、回路
パターンが矩形パターンであれば１次回折光によるパタ
ーン像が０次回折光によるパターン像の四方にそれぞれ
形成され、ライン・アンド・スペース・パターンであれ
ば１次回折光によるパターン像が０次回折光によるパタ
ーン像の両側にそれぞれ形成される。
【００１７】そこで、マスク（１８）が微小な矩形パタ
ーンからなる場合には、図１２に示されるように、中央
部に０次回折光用の第１の透過領域Ｄ１が形成されると
共にこの第１の透過領域Ｄ１の四方にそれぞれ１次回折
光用の第２の透過領域Ｄ２が形成された瞳部材（７１）
を用いることができる。一方、マスク（１８）が微小な
ライン・アンド・スペース・パターンからなる場合には
、図１３に示されるように、中央部に０次回折光用の第
１の透過領域Ｄ１が形成されると共にこの第１の透過領
域Ｄ１の両側にそれぞれ１次回折光用の第２の透過領域
Ｄ２が形成された瞳部材（８１）を用いることができる
。これらの瞳部材（７１）及び（８１）の各透過領域Ｄ
１及びＤ２は、図２〜図３及び図８〜図１１に示した瞳
部材の透過領域と同様の構造を有している。このような
瞳部材（７１）及び（８１）を用いることにより、回路
パターンの１次回折光に対してもその周辺部の光強度を
減少させて像のコントラストを改善することができる。
ーンからなる場合には、図１２に示されるように、中央
部に０次回折光用の第１の透過領域Ｄ１が形成されると
共にこの第１の透過領域Ｄ１の四方にそれぞれ１次回折
光用の第２の透過領域Ｄ２が形成された瞳部材（７１）
を用いることができる。一方、マスク（１８）が微小な
ライン・アンド・スペース・パターンからなる場合には
、図１３に示されるように、中央部に０次回折光用の第
１の透過領域Ｄ１が形成されると共にこの第１の透過領
域Ｄ１の両側にそれぞれ１次回折光用の第２の透過領域
Ｄ２が形成された瞳部材（８１）を用いることができる
。これらの瞳部材（７１）及び（８１）の各透過領域Ｄ
１及びＤ２は、図２〜図３及び図８〜図１１に示した瞳
部材の透過領域と同様の構造を有している。このような
瞳部材（７１）及び（８１）を用いることにより、回路
パターンの１次回折光に対してもその周辺部の光強度を
減少させて像のコントラストを改善することができる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る投
影露光装置は、光源と、光源から発した光を回路パター
ンが形成されたマスク上に照射させる集光レンズ系と、
マスクを通過した光をウエハ表面に集光させる投影レン
ズ系と、投影レンズ系の瞳面上に配置された瞳部材とを
備え、瞳部材はマスクを通過した光を成形するための少
なくとも一つの透過領域を有すると共に透過領域内の中
央部と周辺部とを隔てる遮光部材と透過領域内の中央部
を透過する光と周辺部を透過する光との間に所定の位相
差を生じさせる位相シフト部材とを有しているので、解
像度を向上させつつ焦点深度の拡大を図ることができる
。
影露光装置は、光源と、光源から発した光を回路パター
ンが形成されたマスク上に照射させる集光レンズ系と、
マスクを通過した光をウエハ表面に集光させる投影レン
ズ系と、投影レンズ系の瞳面上に配置された瞳部材とを
備え、瞳部材はマスクを通過した光を成形するための少
なくとも一つの透過領域を有すると共に透過領域内の中
央部と周辺部とを隔てる遮光部材と透過領域内の中央部
を透過する光と周辺部を透過する光との間に所定の位相
差を生じさせる位相シフト部材とを有しているので、解
像度を向上させつつ焦点深度の拡大を図ることができる
。
【図１】この発明の第１の実施例に係る投影露光装置の
光学系を示す図である。
光学系を示す図である。
【図２】第１の実施例で用いられた瞳部材を示す平面図
である。
である。
【図３】第１の実施例で用いられた瞳部材を示す断面図
である。
である。
【図４】ベストフォーカス時のウエハ表面における光強
度分布を示す図である。
度分布を示す図である。
【図５】デフォーカス時のウエハ表面における光強度分
布を示す図である。
布を示す図である。
【図６】デフォーカス時のウエハ表面を示す拡大図であ
る。
る。
【図７】瞳部材の位相シフト部材の幅を変化させたとき
のウエハ表面における光学像のコントラストをシミュレ
ートした結果を示す図である。
のウエハ表面における光学像のコントラストをシミュレ
ートした結果を示す図である。
【図８】第２の実施例で用いられる瞳部材を示す断面図
である。
である。
【図９】第３の実施例で用いられる瞳部材を示す平面図
である。
である。
【図１０】第３の実施例で用いられる瞳部材を示す断面
図である。
図である。
【図１１】第４の実施例で用いられる瞳部材を示す断面
図である。
図である。
【図１２】第５の実施例で用いられる瞳部材を示す平面
図である。
図である。
【図１３】第６の実施例で用いられる瞳部材を示す平面
図である。
図である。
【図１４】従来の投影露光装置の光学系を示す図である
。
。
【図１５】図１４の装置で用いられたアパーチャーを示
す平面図である。
す平面図である。
【図１６】図１４の装置で用いられたアパーチャーを示
す断面図である。
す断面図である。
１１ ランプハウス
１２ ミラー
１３ フライアイレンズ
１５ 集光レンズ
１６ 集光レンズ
１７ ミラー
１８ マスク
１９ 投影レンズ系
２０ ウエハ
２１ 瞳部材
２３ 位相シフト部材
２４ 遮光部材
４１ 瞳部材
４３ 位相シフト部材
４４ 遮光部材
５１ 瞳部材
５３ 位相シフト部材
５４ 遮光部材
６１ 瞳部材
６３ 位相シフト部材
６４ 遮光部材
７１ 瞳部材
８１ 瞳部材
Claims (1)
- 【請求項１】 光源と、前記光源から発した光を回路
パターンが形成されたマスク上に照射させる集光レンズ
系と、前記マスクを通過した光をウエハ表面に集光させ
る投影レンズ系と、前記投影レンズ系の瞳面上に配置さ
れた瞳部材とを備え、前記瞳部材は前記マスクを通過し
た光を成形するための少なくとも一つの透過領域を有す
ると共に前記透過領域内の中央部と周辺部とを隔てる遮
光部材と前記透過領域内の中央部を透過する光と周辺部
を透過する光との間に所定の位相差を生じさせる位相シ
フト部材とを有することを特徴とする投影露光装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3011541A JP2581846B2 (ja) | 1991-01-08 | 1991-01-08 | 投影露光装置 |
| US07/790,446 US5144362A (en) | 1990-11-14 | 1991-11-12 | Projection aligner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3011541A JP2581846B2 (ja) | 1991-01-08 | 1991-01-08 | 投影露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04251914A true JPH04251914A (ja) | 1992-09-08 |
| JP2581846B2 JP2581846B2 (ja) | 1997-02-12 |
Family
ID=11780826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3011541A Expired - Fee Related JP2581846B2 (ja) | 1990-11-14 | 1991-01-08 | 投影露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2581846B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06325998A (ja) * | 1993-05-14 | 1994-11-25 | Nec Corp | 投影露光方法および装置 |
-
1991
- 1991-01-08 JP JP3011541A patent/JP2581846B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06325998A (ja) * | 1993-05-14 | 1994-11-25 | Nec Corp | 投影露光方法および装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2581846B2 (ja) | 1997-02-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
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