JPH0443409B2 - - Google Patents
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- JPH0443409B2 JPH0443409B2 JP59163144A JP16314484A JPH0443409B2 JP H0443409 B2 JPH0443409 B2 JP H0443409B2 JP 59163144 A JP59163144 A JP 59163144A JP 16314484 A JP16314484 A JP 16314484A JP H0443409 B2 JPH0443409 B2 JP H0443409B2
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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
- G03F7/70325—Resolution enhancement techniques not otherwise provided for, e.g. darkfield imaging, interfering beams, spatial frequency multiplication, nearfield lenses or solid immersion lenses
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、微細パターンを持つ装置特に1ミク
ロンもしくはそれ以下のサブミクロンのルールを
持つ半導体装置等の露光装置に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to an exposure apparatus for devices having fine patterns, particularly semiconductor devices and the like having a submicron rule of 1 micron or less.
従来例の構成とその問題点
半導体装置は近年ますます高密度化され、半導
体素子寸法はサブミクロンに至ろうとしている。
この微細なパターンを形成するには、従来の紫外
線による露光はすでに限界と考えられており、最
近では、遠紫外線、X線、電子ビーム、イオンビ
ーム等の露光装置が脚光をあびている。しかし、
上記のような露光装置では装置が高価であるうえ
に、特に微細な露光に有効と考えられているX
線、電子ビーム、イオンビームによる露光装置で
は、ビーム強度が低く露光時間が長いため、量産
される半導体装置の製造に応用するのは困難であ
つた。Conventional Structures and Problems Semiconductor devices have become increasingly dense in recent years, and the dimensions of semiconductor elements are on the verge of reaching submicron dimensions.
Conventional exposure using ultraviolet rays is already considered to have reached its limit in forming such fine patterns, and recently, exposure apparatuses using deep ultraviolet rays, X-rays, electron beams, ion beams, etc. have been in the spotlight. but,
The above-mentioned exposure equipment is not only expensive, but also
Exposure apparatuses using rays, electron beams, and ion beams have low beam intensity and long exposure times, so it has been difficult to apply them to the manufacture of mass-produced semiconductor devices.
従来一般に紫外線による写真蝕刻法が用いられ
てきたが、光の回折や干渉などによつてその分解
能は1μm程度であり、サブミクロンの線幅を実現
することはできない。理論的な線幅は、
L=0.6×λ/N.A(1+1/m)
ただし、λ:光の波形、N.A:ニユーメリカル
アパーチヤ、m:縮小投影率として表わせる。 Conventionally, photolithography using ultraviolet light has been used, but its resolution is around 1 μm due to light diffraction and interference, making it impossible to achieve submicron line widths. The theoretical line width is L=0.6×λ/NA (1+1/m), where λ: light waveform, NA: numeric aperture, and m: reduction projection ratio.
密着露光の場合には、m=1、N.A0.28、λ
=435.6nmとすると、1.8μmの線幅程度しか分解
できないこととなる。 In the case of close exposure, m=1, N.A0.28, λ
= 435.6 nm, it means that only a line width of about 1.8 μm can be resolved.
縮小投影露光の場合には、ニユーメリカルアパ
ーチヤN.Aを大きくでき、N.A=0.32,m=10、
λ=435.6nmとすると、約0.9μmの線幅を分解す
るのが限度である。 In the case of reduction projection exposure, the numeric aperture NA can be increased, NA = 0.32, m = 10,
When λ=435.6 nm, the limit is to resolve a line width of approximately 0.9 μm.
発明の目的
本発明は、このような従来例の問題点に鑑み、
光露光により、サブミクロンの微細素子寸法をも
つ半導体集積回路装置を形成する際のパターン形
成装置を提供することを目的としている。Purpose of the Invention The present invention has been made in view of the problems of the conventional examples,
The object of the present invention is to provide a pattern forming apparatus for forming semiconductor integrated circuit devices having submicron fine element dimensions by light exposure.
発明の構成
本発明は、従来露光によつて得られる限界分解
能の半分以下の線幅を実現するために、レチクル
面上に形成された格子によつて波面分割された光
束のうち、第1レンズ系のスペクトル面で二つの
回折光のみを空間フイルターによつて通過させ、
この2つの光束を第2のレンズ系によつて再び交
叉させ、1光束によつて生成する干渉縞を基板上
に投影して微細化する露光装置の構成を与えるも
のである。Structure of the Invention In order to achieve a linewidth that is less than half of the limit resolution obtained by conventional exposure, the first lens uses a light beam that has been wavefront-divided by a grating formed on the reticle surface. In the spectral plane of the system, only the two diffracted lights are passed through a spatial filter,
This provides an exposure apparatus configuration in which these two light beams are crossed again by a second lens system, and interference fringes generated by one light beam are projected onto a substrate and miniaturized.
実施例の説明
第1図に従来例による縮小投影露光装置aと本
発明による露光装置bの構成図を示した。以下従
来露光装置の構成と本発明の構成との比較を行な
う。従来露光装置では、光源1から出た光束をコ
ンデンサレンズ2によつて、縮小投影レンズ4の
入射瞳に入射する。コンデンサレンズ2と縮小投
影レンズ4との間にはレチクル3を配置し、レチ
クル3を2次光源として出た像を縮小投影レンズ
4によつてウエハ5上に結像し、レチクル3上の
パターンをウエハ5上に縮小して形成している。DESCRIPTION OF EMBODIMENTS FIG. 1 shows the configuration of a reduction projection exposure apparatus a according to a conventional example and an exposure apparatus b according to the present invention. A comparison will be made below between the configuration of a conventional exposure apparatus and the configuration of the present invention. In the conventional exposure apparatus, a light beam emitted from a light source 1 is incident on the entrance pupil of a reduction projection lens 4 through a condenser lens 2. A reticle 3 is placed between the condenser lens 2 and the reduction projection lens 4, and the image emitted from the reticle 3 as a secondary light source is formed on the wafer 5 by the reduction projection lens 4, and the pattern on the reticle 3 is is formed on the wafer 5 in a reduced size.
一方、本発明による光学系は、第1図bに示す
ように、光源11から出た光(この図ではより高
い干渉性を得るために、レーザ光を想定した構成
になつているが、全体の光学系は白色光学系であ
り、水銀灯などの白色光源でもよい。)をビーム
エクスパンダ12により拡大し、この光を平行光
又は収束光に変換するためのコリメータレンズ又
はコンデンサレンズで構成された光源光学系13
によつて第1のフーリエ変換レンズ15の入射瞳
に対して入射する。光源光学系13と第1のフー
リエ変換レンズ15との間にレチクル14が配置
され、レチクル14のパターンを2次光源として
出た像を第1のフーリエ変換レンズによつて一旦
集光し、さらに第2のフーリエ変換レンズ17を
通してレチクル上のパターンの像をウエハ18上
に投影する。第1のフーリエ変換レンズと第2の
フーリエ変換レンズの焦点距離を等しくするとレ
チクル上のパターンが等倍に投影される。第1及
び第2のフーリエ変換レンズの焦点距離を変化さ
せると縮小投影が可能となる。第1のフーリエ変
換レンズの後焦点面には、レチクル上のパターン
の高次回折光が空間的に分布しており、本発明の
構成においては、このフーリエ変換面に、空間フ
イルター16を配置し、レチクル14上に形成さ
れたパターンを画像処理することによつてレチク
ル14上のパターンを縮小投影する際により微細
化されたパターンが半導体ウエハ18面上に投影
されるようにする。ウエハ18はステージ上に保
持されている。 On the other hand, as shown in FIG. 1b, the optical system according to the present invention has a configuration assuming that the light emitted from the light source 11 (in this figure, in order to obtain higher coherence, laser light is assumed, but the overall The optical system is a white optical system, and a white light source such as a mercury lamp may also be used. Light source optical system 13
Therefore, the light enters the entrance pupil of the first Fourier transform lens 15. A reticle 14 is disposed between the light source optical system 13 and the first Fourier transform lens 15, and the image emitted from the pattern of the reticle 14 as a secondary light source is once focused by the first Fourier transform lens, and then The image of the pattern on the reticle is projected onto the wafer 18 through the second Fourier transform lens 17. When the focal lengths of the first Fourier transform lens and the second Fourier transform lens are made equal, the pattern on the reticle is projected at the same magnification. By changing the focal lengths of the first and second Fourier transform lenses, reduced projection becomes possible. On the back focal plane of the first Fourier transform lens, the higher-order diffracted light of the pattern on the reticle is spatially distributed, and in the configuration of the present invention, a spatial filter 16 is arranged on this Fourier transform surface, By image processing the pattern formed on the reticle 14, a finer pattern is projected onto the surface of the semiconductor wafer 18 when the pattern on the reticle 14 is reduced and projected. Wafer 18 is held on a stage.
第2図は本発明の露光装置に用いられるレチク
ルである。第2図aはレチクル14の平面図であ
り、第2図bはその断面図である。レチクル14
中には光を透過する窓42と光をさえぎるしや断
部43から成り、光を透過する窓42中には位相
格子41が形成され、位相格子の形成されている
方向にパターン42は微細化される。レチクル1
4には入射光44が入射し、第2図bに示すよう
に、パターン42内部では位相格子41によつ
て、〇次、±1次、±2次……のように複数の回折
光が回折される。パターン42を取り巻くしや断
部43はクロムや酸化クロム等の膜で形成されて
おり、入射光44を、パターンの内部のみ通過さ
せている。 FIG. 2 shows a reticle used in the exposure apparatus of the present invention. FIG. 2a is a plan view of the reticle 14, and FIG. 2b is a sectional view thereof. Reticle 14
It consists of a window 42 that transmits light and a cross section 43 that blocks light.A phase grating 41 is formed in the window 42 that transmits light, and the pattern 42 is fine in the direction in which the phase grating is formed. be converted into Reticle 1
The incident light 44 is incident on the pattern 42, and as shown in FIG. It is diffracted. A sheath section 43 surrounding the pattern 42 is formed of a film of chromium, chromium oxide, or the like, and allows incident light 44 to pass only through the inside of the pattern.
第2図の例においては回折光を得るために位相
格子41を用いているが、格子は振幅格子でもよ
く、入射光がななめから入射する場合にはエシエ
レツト格子でもよい。 In the example shown in FIG. 2, a phase grating 41 is used to obtain the diffracted light, but the grating may be an amplitude grating, or an Ethieret grating if the incident light is incident diagonally.
第3図はさらに本発明の露光装置の原理説明図
である。光源11から出た波長λの光は、ビーム
エクスパンダ20によつて拡大され、さらにコリ
メータレンズ21で平行光にされる。第1フーリ
エ変換レンズ15の焦点1の位置x1にレチクル上
の位相格子41を配置する。位相格子41のピツ
チP1と回折光の回折角θ1は、
P1sinθ1=λ
の関係がある。このように複数の回折光に回折さ
れた光はフーリエ変換レンズ15に入射し、さら
に後焦点面ξに各々の回折光に相当するフーリエ
スペクトル像を結ぶ。一次の回折光のフーリエス
ペクトルを結ぶ座標ξ61は
ξ61=1sinθ1
で示され、〇次の回折光のフーリエスペクトル
ξ60
ξ60 1sinθ0=0
とは完全に分離された状態でフーリエ変換面にフ
ーリエスペクトル像を結ぶ。第1図bに示したよ
うにこのフーリエ変換面上にスペーシヤルフイル
タ16を配置し、第3図に示したように±1次の
回折光のみを通過させる。この回折光は第2フー
リエ変換レンズ17を通過し、さらにウエハ18
上に投影される。ウエハ18上に投影された像
は、レチクル上の像を結ぶとともに、二光束が干
渉した結像した像を干渉縞のピツチにさらに微細
化する。干渉縞のピツチP2は、
P2=λ/2sinθ2
で与えられる。このとき、第2フーリエ変換レン
ズ12の前焦点に前記第1フーリエ変換レンズ1
5のフーリエ変換面を設定するので
1sinθ1=2sinθ2=ξ61
の関係があり、第1及び第2フーリエ変換レンズ
を通した像の間には
P2=λ/2sinθ2=2λ/21sinθ1
=2/1 P1/2 …(1)
の関係がある。よつて、ウエハ18上に生成され
る干渉縞のピツチP2は、1=2のときはレチクル
上の格子のピツチの半分が実現され、レンズの解
像度が2倍になつたと同等の効果が得られる。 FIG. 3 is a diagram further explaining the principle of the exposure apparatus of the present invention. Light with a wavelength λ emitted from the light source 11 is expanded by a beam expander 20 and further made into parallel light by a collimator lens 21 . The phase grating 41 on the reticle is placed at the position x 1 of the focal point 1 of the first Fourier transform lens 15 . The pitch P 1 of the phase grating 41 and the diffraction angle θ 1 of the diffracted light have a relationship of P 1 sin θ 1 =λ. The light thus diffracted into a plurality of diffracted lights enters the Fourier transform lens 15, and further forms a Fourier spectrum image corresponding to each diffracted light on the back focal plane ξ. The coordinate ξ 61 connecting the Fourier spectra of the first-order diffracted light is expressed as ξ 61 = 1 sinθ 1 , and is completely separated from the Fourier spectrum of the 〇-order diffracted light ξ 60 ξ 60 1 sinθ 0 = 0. Forms a Fourier spectrum image on the transformation plane. As shown in FIG. 1b, a spatial filter 16 is arranged on this Fourier transform surface, and as shown in FIG. 3, only the ±1st-order diffracted light passes through. This diffracted light passes through the second Fourier transform lens 17 and further passes through the wafer 18.
projected on top. The image projected onto the wafer 18 forms an image on the reticle, and the formed image in which the two light beams interfere is further refined into the pitch of interference fringes. The pitch P 2 of the interference fringe is given by P 2 =λ/2sinθ 2 . At this time, the first Fourier transform lens 1 is placed at the front focal point of the second Fourier transform lens 12.
Since the Fourier transform surface of 5 is set, there is a relationship of 1 sin θ 1 = 2 sin θ 2 = ξ 61 , and the relationship between the images through the first and second Fourier transform lenses is P 2 = λ/2 sin θ 2 = 2 λ /2 1 sinθ 1 = 2 / 1 P 1 /2 ...(1) There is a relationship. Therefore, when 1 = 2 , the pitch P2 of the interference fringes generated on the wafer 18 is half the pitch of the grating on the reticle, and an effect equivalent to doubling the resolution of the lens can be obtained. It will be done.
第4図に本発明による第2の実施例を示す。第
1の実施例とのちがいは、レチクルの回折格子4
1に入射する入射光源11が、レチクルに対して
斜めに入射していることである。この際、ビーム
エクスパンダ20、コリメータレンス21も同様
に斜めに配置されている。レチクル上の格子に入
射した光は回折格子によつて〇次、±1次のよう
に回折され第1フーリエ変換レンズ15によつ
て、フーリエ変換面ξで各々、61,62,63
にスペクトル像を結像する。この光学系では〇次
の61と、−1次の62に集束した光のみが第2
フーリエ変換レンズ17を通過するように設計さ
れている。±1次の63に集光した光は、レンズ
によつて光がけられるが一部迷光としてウエハ1
8上に入射するので、フーリエ変換面付近でスペ
ーシヤルフイルタを置き、±1次回折光をしや断
する。 FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that the diffraction grating 4 of the reticle
The incident light source 11 that is incident on the reticle is obliquely incident on the reticle. At this time, the beam expander 20 and collimator lens 21 are also arranged diagonally. The light incident on the grating on the reticle is diffracted by the diffraction grating into 〇th order and ±1st order, and is then diffracted by the first Fourier transform lens 15 into 61, 62, 63, respectively, at the Fourier transform plane ξ.
A spectral image is formed. In this optical system, only the light focused on the 〇th order 61 and the -1st order 62 is the second
It is designed to pass through a Fourier transform lens 17. The light focused on the ±1st order 63 is filtered by the lens, but some of it remains as stray light on the wafer 1.
8, a spatial filter is placed near the Fourier transform surface to cut off the ±1st-order diffracted light.
この実施例でのレチクル上の回折格子41はエ
シエレツト型のものが良く、〇次の回折光の強度
と1次の回折光の強度が等しくなるように形成す
るのが望ましい。〇次と−1次の回折光の強度が
等しくならない場合は、フーリエ変換面ξに各々
の光強度を等しくするためのフイルタを設置す
る。レチクル上の回折格子のピツチP11と回折光
の回折角2θ11は
P11sin2θ11=λ
であり、第3図で示した同様の議論によつて、干
渉縞のピツチP12は
P12=λ/2sin2θ12=2〓/21sinθ11
=2/1・P11cosθ11 …(2)
このときP11のピツチを持つ格子から出る光は、
第1フーリエ変換レンズ一ぱいの画角を利用でき
るので、第1式と比較するとより細分化された干
渉縞のピツチが実現される。 The diffraction grating 41 on the reticle in this embodiment is preferably of an echelon type, and is preferably formed so that the intensity of the 0th-order diffracted light is equal to the intensity of the 1st-order diffracted light. If the intensities of the 0th-order and -1st-order diffracted lights are not equal, a filter is installed on the Fourier transform surface ξ to equalize the respective light intensities. The pitch P 11 of the diffraction grating on the reticle and the diffraction angle 2θ 11 of the diffracted light are P 11 sin2θ 11 = λ, and by the same argument shown in Figure 3, the pitch P 12 of the interference fringe is P 12 = λ/2sin2θ 12 = 2 〓/2 1 sinθ 11 = 2/1・P 11 cosθ 11 …(2) At this time, the light emitted from the grating with the pitch of P 11 is
Since the full field angle of the first Fourier transform lens can be used, a finer pitch of interference fringes can be realized compared to the first equation.
第5図は本発明によるレチクル像とウエハ上の
転写された像を示すものである。レチクル14上
には第2図aと同様のパターンが形成されてい
る。レチクル14上の位相格子から回折された光
は、第1フーリエ変換レンズのフーリエスペクト
ル面で、位相格子の向き及び位相格子のピツチ、
また、位相格子からの回折光の次数に応じてスペ
クトル像の位置が異なる。レチクル上の縦縞の位
相格子41によつて得られるスペクトル像は、〇
次は60,+1次は65,−1次は66に相当し、
レチクル上の横縞の位相格子によつて得られるス
ペクトル像は、〇次は60,+1次は61,−1次
は62に相当する。ピツチの異なる位相格子のあ
る場合には異なつた位置にスペクトル像を得る。
このスペクトル面上で、〇次の光をしや断し、±
1次の光のみを通過させると、第2フーリエ変換
レンズによつて再びウエハ上に得られる像は、縦
の位相格子に対応するものは、81に記すよう
に、細分化された縦の干渉縞像となり、横の位相
格子に対応するものは、80に示すように横の干
渉縞像となる。また、レチクル上のピツチに応じ
た干渉縞のピツチが表(1)式及び第(2)式で与えたよ
うにウエハ上に得られる。 FIG. 5 shows a reticle image and a transferred image on a wafer according to the present invention. A pattern similar to that shown in FIG. 2a is formed on the reticle 14. The light diffracted from the phase grating on the reticle 14 is reflected by the orientation and pitch of the phase grating in the Fourier spectral plane of the first Fourier transform lens.
Furthermore, the position of the spectral image differs depending on the order of the diffracted light from the phase grating. The spectral image obtained by the vertical striped phase grating 41 on the reticle corresponds to 60 for the 0th order, 65 for the +1st order, and 66 for the -1st order.
The spectral image obtained by the horizontal striped phase grating on the reticle corresponds to 60 for the 0th order, 61 for the +1st order, and 62 for the -1st order. When there are phase gratings with different pitches, spectral images are obtained at different positions.
On this spectral plane, the 〇 order light is cut off, ±
When only the first-order light is passed through, the image obtained on the wafer by the second Fourier transform lens corresponds to the vertical phase grating, as described in 81, and the image obtained by the second Fourier transform lens is a finely divided vertical interference image, as described in 81. The image becomes a fringe image, and the image corresponding to the horizontal phase grating becomes a horizontal interference fringe image as shown at 80. Furthermore, the pitch of interference fringes corresponding to the pitch on the reticle is obtained on the wafer as given by Tables (1) and (2).
第6図は、本発明を用いたときのレジスト形成
プロセスを示すものである。第6図aは、第1回
目のウエハ上へ転写されたレチクルパターンであ
り、最小線幅は、縮小投影レンズによる解像度W
に対応している。パターンはポジレジストであ
り、ウエハ18上のチツプ90上に形成されてい
る。チツプ90には、たとえば、周辺回路に相当
するゲート幅の広い図形91,92および細いパ
ターンが必要なたとえばメモリセル内部のゲート
を形成するパターン93、それに、セルの信号を
読み出すためのセンスアンプ回路等のゲートパタ
ーン94が形成されている。セルパターン93と
センスアンプパターン94は干渉縞露光によつて
得られるパターンの整数倍のパターン形状に設計
されている。第6図bは、領域95,96,97
に分けられており、その各々は、ゲート幅の広い
図形91,92に対応した周辺部分95と、セル
パターン93に対応したセル部分96、センスア
ンプパターンに対応したアンプ部分97から成つ
ている。周辺部分95では、干渉縞を露光する必
要がないので、周辺部分95は黒である。セル部
分96では、縦方向の干渉縞の露光を行なうので
縦方向の位相格子を形成し光は透過するので白で
ある。 FIG. 6 shows a resist forming process using the present invention. FIG. 6a shows the reticle pattern transferred onto the wafer for the first time, and the minimum line width is the resolution W by the reduction projection lens.
It corresponds to The pattern is a positive resist and is formed on a chip 90 on a wafer 18. The chip 90 includes, for example, figures 91 and 92 with wide gate widths corresponding to peripheral circuits, a pattern 93 that requires a narrow pattern and forms a gate inside a memory cell, and a sense amplifier circuit for reading out cell signals. A gate pattern 94 such as the following is formed. The cell pattern 93 and the sense amplifier pattern 94 are designed to have a pattern shape that is an integral multiple of the pattern obtained by interference fringe exposure. FIG. 6b shows areas 95, 96, 97
Each of them consists of a peripheral portion 95 corresponding to figures 91 and 92 with wide gate widths, a cell portion 96 corresponding to the cell pattern 93, and an amplifier portion 97 corresponding to the sense amplifier pattern. There is no need to expose interference fringes in the peripheral portion 95, so the peripheral portion 95 is black. In the cell portion 96, since vertical interference fringes are exposed, a vertical phase grating is formed and light is transmitted, so the color is white.
また、アンプ部分97では、横方向の干渉縞を
露光するので横方向の位相格子を形成し、白であ
る。この第6図bのレチクルを透過した光は、本
発明の原理によつて、ウエハ上のチツプの一部分
に干渉縞を生成し、第6図cに示したように、セ
ル部分96では、パターン93に縦干渉縞98が
重なつて露光される。また、アンプ部分97で
は、パターン94に横干渉縞99が重なつて露光
される。パターン91,92については露光され
ない。その結果、再度現像を行なうと、第6図d
に示すように、細分化されたセルパターン100
及び、細分化された、アンプパターン101が形
成される。 In addition, in the amplifier section 97, since horizontal interference fringes are exposed, a horizontal phase grating is formed and the color is white. According to the principles of the present invention, the light transmitted through the reticle of FIG. 93 is exposed so that vertical interference fringes 98 overlap. Further, in the amplifier portion 97, horizontal interference fringes 99 are superimposed on the pattern 94 and exposed. Patterns 91 and 92 are not exposed. As a result, when the development is performed again, Fig. 6 d
As shown in FIG.
Then, a subdivided amplifier pattern 101 is formed.
以上の本文中では、フーリエ変換レンズのみに
ついて論じたが、これらの第1及び第2のフーリ
エ変換レンズについては必ずしもフーリエ変換の
条件を満している必要はなく通常のtanθの条件を
持つレンズ系でも以上の画像処理能力を持つたも
のは可能である。 In the above text, only Fourier transform lenses have been discussed, but these first and second Fourier transform lenses do not necessarily have to satisfy the Fourier transform conditions, and can be used as lens systems with normal tanθ conditions. However, it is possible for those with image processing capabilities above.
また、本露光装置では、空間フイルタを介さず
に、レチクル上の像を直接投影すると、従来と同
様の縮小投影像がウエハ上で得られ、従来と同様
の縮小投影露光材としての用途が実現できる。 In addition, with this exposure system, by directly projecting the image on the reticle without passing through a spatial filter, a reduced projection image similar to conventional ones can be obtained on the wafer, making it possible to use it as a reduced projection exposure material in the same way as conventional methods. can.
発明の効果
以上本発明の露光装置においては、フーリエ変
換レンズのフーリエ変換面において画像処理する
ことにより、従来のレンズの分解能の2倍以上の
分解能を実現できる。また、縦横の干渉縞を同時
に形成できる。さらに、ピツチの異なる干渉縞も
同時に形成できる。Effects of the Invention As described above, in the exposure apparatus of the present invention, by performing image processing on the Fourier transform plane of the Fourier transform lens, it is possible to realize a resolution that is more than twice that of a conventional lens. Furthermore, vertical and horizontal interference fringes can be formed simultaneously. Furthermore, interference fringes with different pitches can be formed simultaneously.
第1図aは従来からの縮小投影光学系による露
光装置の概略図、第1図bは本発明の一実施例に
よるフーリエ変換レンズ系を用いた露光装置の概
略図、第2図a,bは本発明に用いるレチクルの
概略平面図、断面図、第3図は本発明による第1
の実施例の露光装置の原理説明図、第4図は本発
明による第2の実施例の露光装置の原理説明図、
第5図は本発明によるパターン形成の細分化方法
を示す図、第6図a〜dは本発明によるパターン
形成プロセスにおけるフオトリソグラフイによる
パターン、本発明によるレチクル、本発明による
レチクル、本発明による干渉縞の露光状態、細分
化されたパターンを示す図である。
11……光源、13……光源光学系、14……
レチクル、15……第1のフーリエ変換レンズ、
17……第2のフーリエ変換レンズ、18……ウ
エハ、16……空間フイルター、41……格子、
60,61,62,63……スペクトル像、8
0,81,98,99……干渉縞。
Fig. 1a is a schematic diagram of an exposure apparatus using a conventional reduction projection optical system, Fig. 1b is a schematic diagram of an exposure apparatus using a Fourier transform lens system according to an embodiment of the present invention, and Figs. 2a and b 3 is a schematic plan view and a sectional view of a reticle used in the present invention, and FIG.
FIG. 4 is a diagram illustrating the principle of the exposure apparatus according to the second embodiment of the present invention,
FIG. 5 is a diagram showing a subdivision method of pattern formation according to the present invention, and FIGS. 6 a to 6 d are a pattern formed by photolithography in a pattern forming process according to the present invention, a reticle according to the present invention, a reticle according to the present invention, and a reticle according to the present invention. FIG. 6 is a diagram showing an exposure state of interference fringes and a subdivided pattern. 11...Light source, 13...Light source optical system, 14...
Reticle, 15...first Fourier transform lens,
17... Second Fourier transform lens, 18... Wafer, 16... Spatial filter, 41... Grid,
60, 61, 62, 63...spectral image, 8
0, 81, 98, 99...interference fringes.
Claims (1)
系、空間フイルター、第2のレンズ系、基板を有
し、前記レチクル面上に格子が形成されており、
前記光源から出た光束を前記光源光学系を通して
前記レチクル面上に入射し、前記光束を前記レチ
クル上の格子により波面分割して前記第1のレン
ズ系に入射し、前記第1のレンズ系のスペクトル
面付近に設けた前記空間フイルターによつて、前
記第1のレンズ系を通過した光束の一部分を遮断
して適当な2光束を得、前記2光束を前記第2の
レンズ系に導びき、前記第2のレンズ系を通過し
た前記第2光束を用いて生成した干渉縞を前記基
板上に投影することを特徴とする露光装置。 2 レチクル上に対して入射する光束の入射角が
レチクルの法線方向であることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の露光装置。 3 格子を通過した光の内、±1次の回折光のみ
を空間フイルターによつて通過させ、±1次の回
折光を同時に基板上に投影することを特徴とする
特許請求の範囲第2項記載の露光装置。 4 格子に対して入射する光束の入射角が格子に
対して角度を持ち、回折される±1次の回折光の
いずれか一方と〇次回折光の格子からの出射角が
等しく、かつ、〇次回折光の光強度と1次回折光
の光強度を空間フイルターによつて等しく調整す
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
露光装置。 5 レチクル上の格子が位相格子であることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の露光装置。 6 光源、光源光学系、レチクル、第1のレンズ
系、空間フイルター、第2のレンズ系、基板を有
し、前記レチクル面上に格子が形成されており、
前記光源から出た光束を前記光源光学系を通して
前記レチクル面上に入射し、前記光束をレチクル
上の格子により波面分割して前記第1のレンズ系
に入射し、前記第1のレンズ系のスペクトル面付
近に設けた前記レチクルに対応した空間フイルタ
ーによつて、前記第1のレンズ系を通過した光束
の一部を遮断して適当は2光束を得、これら2光
束を前記第2のレンズ系に導びき、前記第2のレ
ンズ系を通過した前記2光束を用いて前記基板上
に干渉縞を生成し、かつ、前記光学系において前
記レチクルと空間フイルターを着脱し、前記空間
フイルターを介さずに前記レチクルの像を基板上
に直接投影することを特徴とする露光装置。[Scope of Claims] 1. A light source, a light source optical system, a reticle, a first lens system, a spatial filter, a second lens system, and a substrate, and a grating is formed on the reticle surface,
A light beam emitted from the light source is incident on the reticle surface through the light source optical system, the wavefront of the light beam is split by a grating on the reticle, and the light beam is incident on the first lens system. The spatial filter provided near the spectral plane blocks a portion of the light flux that has passed through the first lens system to obtain two appropriate light fluxes, and guides the two light fluxes to the second lens system; An exposure apparatus characterized in that interference fringes generated using the second light beam that has passed through the second lens system are projected onto the substrate. 2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the incident angle of the light beam incident on the reticle is in the normal direction of the reticle. 3. Among the light that has passed through the grating, only the ±1st-order diffracted light is passed through a spatial filter, and the ±1st-order diffracted light is simultaneously projected onto the substrate. The exposure apparatus described. 4 The incident angle of the light beam incident on the grating is at an angle to the grating, and the exit angle from the grating of either of the ±1st order diffracted light and the 0th order diffracted light is equal, and 2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the light intensity of the diffracted light and the light intensity of the first-order diffracted light are adjusted to be equal by a spatial filter. 5. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the grating on the reticle is a phase grating. 6 has a light source, a light source optical system, a reticle, a first lens system, a spatial filter, a second lens system, and a substrate, and a grating is formed on the reticle surface,
A light beam emitted from the light source is incident on the reticle surface through the light source optical system, the wavefront of the light beam is split by a grating on the reticle, and the light beam is incident on the first lens system, and the spectrum of the first lens system is A spatial filter corresponding to the reticle provided near the surface blocks a part of the light flux that has passed through the first lens system to obtain two light fluxes, and these two light fluxes are transmitted to the second lens system. generating interference fringes on the substrate using the two light fluxes that have passed through the second lens system, and attaching and detaching the reticle and spatial filter in the optical system without passing through the spatial filter. An exposure apparatus characterized in that an image of the reticle is directly projected onto a substrate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16314484A JPS6141150A (en) | 1984-08-02 | 1984-08-02 | Exposure device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16314484A JPS6141150A (en) | 1984-08-02 | 1984-08-02 | Exposure device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6141150A JPS6141150A (en) | 1986-02-27 |
| JPH0443409B2 true JPH0443409B2 (en) | 1992-07-16 |
Family
ID=15768050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16314484A Granted JPS6141150A (en) | 1984-08-02 | 1984-08-02 | Exposure device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6141150A (en) |
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-
1984
- 1984-08-02 JP JP16314484A patent/JPS6141150A/en active Granted
Also Published As
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|---|---|
| JPS6141150A (en) | 1986-02-27 |
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