JPH0555110A

JPH0555110A - 微細パタン投影露光方法および装置

Info

Publication number: JPH0555110A
Application number: JP3235753A
Authority: JP
Inventors: Emi Tamechika; 恵美為近; Kazuhiko Komatsu; 一彦小松; Seitaro Matsuo; 誠太郎松尾; Yoshinobu Takeuchi; 良亘竹内; Katsuyuki Harada; 勝征原田; Yoshiaki Mimura; 義昭三村
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1991-08-23
Filing date: 1991-08-23
Publication date: 1993-03-05

Abstract

(57)【要約】【目的】形成しようとするパタンに応じて入射光束の
広がり度と傾き度を設定することにより良好な微細パタ
ンを形成するとともに、入射光束の広がり度や傾き度を
パタンやプロセスに応じて変えることができるようにす
る。【構成】投影露光装置において２次光源の射出部の開
口絞りを着脱可能とするか、あるいは開口絞りそれ自体
に開口面積調整機能を持たせることによって、入射光束
の広がり度を調節可能とする。また、コンデンサレンズ
１１の倍率を可変とし、光軸に沿って移動可能とするこ
とにより、入射光束の傾き度をある範囲内で任意に、も
しくはあらかじめ設定した複数の角度に調節可能とす
る。これらにより、パタン形状の特性に応じて光束の広
がり度を調節し、パタン寸法と前記広がり度に応じて光
束の傾き度を調節して、通常の露光装置より微細なパタ
ンをそのパタン寸法に合った最大のプロセス裕度をもっ
て良好なパタンを安定して形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＬＳＩ等の微細パタン
を投影レンズを用いてウエハ（基板）上に形成するとき
の微細パタン形成方法いわゆる投影露光方法およびその
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりＬＳＩ等の微細パタンを形成す
るための投影露光装置には、高い解像力が要求されてい
る。そのため、最近の投影露光装置の投影レンズは、光
の波長から決まる理論限界に近い解像度を有している。
それにもかかわらず、近年のＬＳＩパタンの微細化に対
応するため、さらに高解像化が要求されている。この要
求に答えるため近年、レチクル上の隣合う光透過部に１
８０度に近い位相差を設けることにより遮光部での光強
度を零に近づける位相シフト法が提案され、解像度が向
上することが示された。しかし、位相シフト法にはレチ
クル製作と検査の困難さや、効果的なシフタ配置の難し
さなどの欠点があった。

【０００３】これに対して、同一出願人は、微細パタン
の投影露光装置においてレチクルに入射する光を投影光
学系の開口数に対応した角度だけ光軸から傾けて照射し
て露光する方法を提案している（特願平３−９９８２２
号）。この方法では位相シフト法と同等の解像度向上が
可能であることが理論的にかつ数値的に示された。この
方法について図７を用いて簡単に説明する。

【０００４】図７(a)は同一出願人にて提案された斜入
射投影法を、図７(b)は従来の投影法を示している。従
来の投影法においては、図７(b) に示すように入射光Ｉ
（波数ｋ₀）はレチクル３１の面に垂直に入射し、光軸
の両側に回折光（波数ｋ₁）を生ずる。レチクル３１下
部の開口絞り（アパーチャ）３２により、図の投影系を
通過することの出来る最大波数はｋ₁ となり、これより
波数の大きい光すなわち２π／ｋ₁ より短い周期のパタ
ンによる回折光は遮られてしまう。ここで、その回折角
をα′とすると、ｋ₁＝ｋ₀・ｓｉｎα′ (1) であるから、最小解像寸法は２π／（ｋ₀・ｓｉｎ
α′）の１／２となる。

【０００５】一方、図７(a)に示す斜入射投影法におい
ては、入射光Ｉ（波数ｋ₀）の直進により得られる０次
光が投影系開口絞り３２の最外周を通るような傾きを持
つ時、図に示すごとく回折角２α′をもつ回折光と０次
光とが最も高い解像度を与える。この回折光の波数は、ｋ₁′＝ｋ₀・ｓｉｎ（２α′） ≒２ｋ₀・ｓｉｎ（α′） (2) と近似できるから最小解像寸法は２π／（２ｋ₀ ・ｓｉ
ｎα′）の１／２、すなわち従来の露光法に比べて１／
２の寸法が解像できることになる。

【０００６】すなわち、先願に係る前記特願平３−９９
８２２号では、レチクルを照射する光を光軸に対して傾
けることによって、より大きな回折角の光が通過するの
で解像度が向上し、０次光が最外周を通るとき最も大き
な回折角の光を通すことができるので、最大の解像度が
実現できるということが示された。

【０００７】上述の議論はレチクル照射光が完全にコヒ
ーレントな点光源の場合に無限に長い線・間隔パタンに
ついて成り立つが、実際の露光装置では光源が有限の大
きさを持つため部分コヒーレントな扱いが必要となる。
ここでは、簡単のため部分コヒーレントな場合の可干渉
性については正確な議論は避け、光源が有限の大きさを
持つことのみを考慮する。ここで、光源が有限の大きさ
を持つときの縮小投影露光における斜入射法の記述のた
めに光源の傾き度を表わす規格化入射角Ｒと光源のコヒ
ーレンシィに対応する光束の広がり度σ_Dを定義する。

【０００８】Ｒ＝ｍ・ｓｉｎβ／ＮＡ (3) σ_D＝ｍ・ｓｉｎβ′／ＮＡ (4)

【０００９】ここで、ｍは縮小倍率、βは入射光束中心
の光軸からの傾き角、β′は光束の広がり角で、ＮＡは
投影系の開口数である。この定義によれば、投影系の開
口数に対応した傾き度はＲ＝１で表わされる。

【００１０】光源が有限の大きさを持つ場合でも、光源
の中心からの光がレチクルに垂直に入射する場合に比べ
て斜めに入射する場合の方が高い解像度が得られるとい
う性質は、上の議論の類推から明かである。ただし点光
源の場合と異なりＲ＝１の場合、σ_D の値が零でないた
め、最も傾きの大きい入射光においては、その０次光は
投影系の開口絞りによって遮られる。０次光の一部が遮
られることは解像度向上効果に悪影響を及ぼし、Ｒ＝１
のときに解像度は最高とはならない。光束はＲ−σ_Dか
らＲ＋σ_Dの範囲に分布しているから、Ｒ＋σ_D が１を
越えない範囲で１に近づくようなＲとσ_D の組合せが無
限に長い線間隔パタンでは解像度向上に最大の効果を発
揮すると考えられる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】線間隔パタンの中央部
のみについて考慮したここまでの議論では、Ｒの値を大
きくして解像度を上げるためにはσ_D 値が小さいほどよ
いという結果となる。しかし、σが小さいということは
光源の有効面積が小さいことを意味し、照度の低下によ
り露光時間が長くなるという問題がある。またＭＴＦの
周波数特性はσが零に近づくと高周波成分が急激に零に
なる。このためパタンの端などでその可干渉性のために
光強度分布が波打ってパタンの端が所望の形状にパタン
形成されなくなる。パタン端部などを比較的良好に形成
すうためにはＭＴＦの周波数特性においてＭＴＦが零に
なる近傍での微係数が小さいことが望ましく、このよう
なＭＴＦの特性はσ値が有限の値を持つことで実現され
る。

【００１２】通常照明による露光の場合と角度を固定し
た斜入射照明の両者の場合について、ＭＴＦの周波数特
性を図６に定性的に示した。ここで、図６(a) は垂直入
射の場合、図６(b)は斜入射（０次光フィルタ）の場合
である。斜入射法のコヒーレントな場合（σ_D ＝０）の
ＭＴＦは、そのままでは図６(b) の特性ｂ−１に示すよ
うに周波数零の近傍で急激に０．５に下がるが、これは
レチクルを通過した０次光の重なりによるもので、投影
レンズの瞳の周辺部すなわち開口絞りの内側に透過率減
衰フィルタをつけることにより回避できる。このフィル
タを設けたσ_D ＝０の場合のＭＴＦが特性ｂ−２であ
る。

【００１３】これに対して、フィルタのついた有限なσ
_D の場合のＭＴＦは、特性ｂ−３のように比較的滑らか
に零になる。ＬＳＩのパタンにおいては、線間隔パタン
に近いものが存在することが多いが、それは当然有限の
長さの有限本の線パタンからできており、線の端部や大
面積のパタンも同時に存在している。従ってＬＳＩにお
ける様々なパタンを解像しようとすると、σ値は必ずし
も小さい方がよいとは言い切れない。通常露光ではおよ
そσ＝０．５が最適値とされ、多くの投影露光装置に採
用されている。斜入射露光の場合にはパタン及び光源形
状に応じて０．０５〜０．５の間に最適値が存在すると
考えられる。

【００１４】一方、斜入射照射における傾き度について
は、Ｒ＝１もしくはＲ＋σ_D ＝１の場合にレンズの最外
周を利用して結像するため最も高い解像度が得られると
考えられるが、実際のパタンにおいて、最も細いパタン
が例えば０．３μｍであれば、それ以下のサイズの解像
度を持つ必要性は低く、むしろ最高解像度０．３μｍに
対して焦点深度が深い，露光量マージンが大きいなど、
プロセス裕度が増すことの方が重要である。

【００１５】これまで斜入射照明方式を用いる露光装置
としては、その傾き角を固定する形式のものしか提案さ
れていなかった。すなわちσ_D がある値に固定されれ
ば、それに伴い最大解像度を与えるようなＲの値を決め
てその傾き度に固定した装置を製造するという方法であ
るが、上に述べたようにパタンに応じて最適なσ_D 及び
Ｒの値は異なる場合があるので、固定方式では必ずしも
最大のパタン形成能力を発揮できるとは限らないという
問題点があった。

【００１６】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、形成しようとするパタンに応じて入
射光束の広がり度と傾き度を設定することにより良好な
微細パタンを形成するとともに、入射光束の広がり度や
傾き度をパタンやプロセスに応じて変えることができる
微細パタン投影露光方法および装置を提供することにあ
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、マスク上のパタンを投影光学系を介して
ウエハ上に投影露光する投影露光装置において、２次光
源射出部の開口絞りを着脱可能とするか、あるいは開口
絞りそれ自体に開口面積調整機能を持たせ、コンデンサ
レンズの倍率を可変とするとともに光軸に沿って移動可
能となるように設定することを主要な特徴とするもので
ある。

【００１８】

【作用】本発明においては、２次光源の射出部の開口絞
りを着脱可能とするか、あるいは開口絞りそれ自体に開
口面積調整機能を持たせることにより、入射光束の広が
り度が調節可能となり、またコンデンサレンズの倍率を
可変とし、光軸に沿って移動可能とすることにより、入
射光束の傾き度をある範囲内で任意にもしくはあらかじ
め設定した複数の角度に調節可能となる。これらにより
パタン形状の特性に応じて光束の広がり度を調節し、パ
タン寸法と前記広がり度に応じて光束の傾き度を調節し
て、通常の露光装置より微細なパタンをそのパタン寸法
に合った最大のプロセス裕度をもって良好なパタンを安
定して形成することができる。

【００１９】

【実施例】以下本発明の実施例について図を用いて説明
する。実施例１図１は本発明による投影露光装置の倍率可変な投影光学
系を模式的に示したもので、レチクル１２を照射する光
線を投影レンズ１３，１４の開口数に対応した角度まで
の範囲で任意に、もしくはあらかじめ設定された複数の
角度に傾きを変えて露光する方法の実施例を示す。ここ
で、有限の大きさを持つ光源の光軸を含まない一部を光
源として用いることとする。コンデンサレンズ１１には
いくつかのレンズを組み合わせてズーム機能を持たせた
レンズ系を用いる。最も簡単な例は２枚の凸レンズを組
み合わせてその相対的な距離を変えることにより焦点距
離を変えられるものである。ここでは焦点位置を固定し
て焦点距離を変える機能を持つレンズ系なら何を用いて
もよい。また、第１投影レンズ１３と第２投影レンズ１
４との間には投影系開口絞り１５が配置されており、レ
チクル１２のマスクパタンで回折された光はその投影レ
ンズ系を通してウエハ面１６上に像を形成するようにな
されている。

【００２０】次に説明を簡単にするために光軸からｒだ
け離れた１点Ｐからの光について考察する。図１ではズ
ーム機能を持つコンデンサレンズ系１１を１枚のレンズ
と同様光軸に垂直な線分で表す。光源が常にこのコンデ
ンサレンズ系の負側の焦平面に位置するようにコンデン
サレンズ系１１を調節する。図１(a)と(b)は同じ光学系
で、コンデンサレンズ１１の倍率すなわち焦点距離を変
えた場合に斜入射の角度が変わる様子を示し、図１(a)
はその斜入射の傾きの小さい場合を、図１(b)は傾きの
大きい場合をそれぞれ示している。図１では、コンデン
サレンズ系１１は１枚のレンズとして表現したので、レ
ンズの焦点距離の変化に伴って、光源がレンズの焦平面
に位置するようにレンズ系を移動させている。実際はコ
ンデンサレンズ系のズーム機能により焦点距離を変える
と同時に焦点位置を変えないようにレンズ系を調節す
る。図１に示したようにレンズ系の移動により焦点位置
を固定する方法でも構わない。

【００２１】ここでは、光軸からｒ離れたＰ点からの光
についのみ説明したが、実際の光源は光軸を含まない有
限面積の領域を持つものなら何でもよく、その領域内の
１点がＰ点であると考えればよい。また、ズームレンズ
の機能により倍率は任意の角度に可変とすることもでき
るが、あらかじめズームレンズ系の各レンズの位置を有
限の数箇所のみに設定できるようにしておくことによ
り、倍率設定をより安定にかつ簡単に行うことができ
る。

【００２２】実施例２次に光源の有効面積を変える方法の実施例を示す。光源
の大きさを変えることは、可干渉性を変えるだけでな
く、レチクルへの入射角のばらつきの度合いを変えるこ
とになるので、斜入射照明法の効果に関わる。形成しよ
うとするパタンが、線間隔パタンのみであれば、σ_D は
例えば０．１程度の小さい値が適するが、パタンの端や
大パタンの存在を考慮してσ_D を０．３とする等の調整
が必要となる。

【００２３】そこで、２次光源の射出孔に開口部の大き
さが可変の開口絞りを設置するか、あるいは照明系の開
口絞りを取り替え可能にする。前者の場合は図２に示す
ような形の開口絞り２１を用いて開口部２２の大きさを
変える。但し図２(b) は同図(a) の開口絞り２１の開口
部２２を拡げた様子を示している。後者の場合は様々な
大きさの円形開口を持つ開口絞りをあらかじめ用意し
て、パタンに応じて付け替える。斜入射の角度が固定さ
れている場合には、その角度に対応して要求される位置
に開口絞りを設置する。コンデンサレンズの倍率を変え
てレチクル入射光の傾きを調節する前記の実施例と組み
合わせてこの照明側開口絞りを用いる場合には、開口部
が円形であれば開口部の中心は光軸からずれている必要
がある。

【００２４】この時用いられる照明側開口絞りの例を図
３に挙げる。図３において、各開口絞り２３ａ〜２３ｈ
上にｘ軸とｙ軸を表記し、その交点を原点とする。露光
装置にこれらの開口絞りを設置する際、投影光学系の光
軸が開口絞りの原点を通るように設置するものとする。
図３(a)は、σ_Dが小さい片側入射の例で、この開口絞り
２３ａを用いた場合は特に解像度向上効果が大きく、微
細な線間隔パタンが多い場合に適している。図３(b)は
σ_Dが大きい場合の例で、パタンの周期性の少ない部分
を孤立パタンや大パタンが多い場合に適している。図３
(c) に示すような両方向入射の場合は光軸に対して対称
な結像系となる。

【００２５】図３(a)，(b)および(c) に示す開口絞り２
３ａ〜２３ｃを用いた場合は、ｙ方向のパタンの解像度
を向上させることができるが、ｘ方向のパタンには解像
度向上効果が無い。これに対して、図３(d)，(e)および
(f) はｘ，ｙ両方向のパタンの解像度向上効果を持つ開
口絞り２３ｄ〜２３ｆの例である。図３(d) はｘ，ｙ方
向の片側入射の場合、図３(e) は両側入射の場合をそれ
ぞれ示している。図３(f) は同図(e)と同じく両方向両
側入射の例であるが、図３(e)に比べて解像度向上効果
が高い。図３(g)と(h)は円環光源による全方向入射のた
めの開口絞り２３ｇ，２３ｈで、あらゆる方向のパタン
に対して解像度向上効果がある。図３(g)に比べて図３
(h) の開口絞り２３ｈを用いた場合は、コヒーレンシィ
が高くなるので、より周期性の高いパタンに適してい
る。

【００２６】実施例３レチクル入射光を投影レンズの開口数に対応した角度ま
での範囲で傾きを変えるとともに、光源の有効面積を変
えることにより、レチクル入射光の可干渉性を調節する
実施例を具体的な数値を挙げて説明する。

【００２７】例えば、投影露光装置の投影系の開口数
０．５で、縮小倍率１／５、装置の元来のσ値を０．
５、そのσ値に対応する光源の大きさを半径１．５ｃｍ
とする。参考のため図１に縮小倍率を１とした場合に、
対応する角度などの記号を付与した。パタンに応じたコ
ヒーレンシィを０．２とすれば、取り替え可能な円形開
口絞りまたは大きさ可変の開口絞りによって２次光源の
開口の中心が光軸から０．９ｃｍで、開口絞りの半径が
０．６ｃｍになるように調節する。このままでは、Ｒ＝
０．３，Ｒ＋σ_D ＝０．５で、解像度向上効果は少な
い。この時のレチクル入射角の中心値は

【００２８】ｓｉｎα₁′＝０．０３ α₁′＝１．７２° である。そこで、コンデンサレンズのズーム機能によりｓｉｎα₂′＝０．０７５ α₂′＝４．３０° に傾ける。この時のコンデンサレンズ１１の焦点距離ｆ
_c2は元のコンデンサレンズの焦点距離をｆ_c1とすると、

【００２９】ｆ_c2／ｆ_c1＝ｔａｎα₁′／ｔａｎα₂′＝
ｓｉｎα₁′／ｓｉｎα₂′＝０．０３／０．０７５＝
０．４ｆ_c2＝０．４・ｆ_c1

【００３０】となる。これにより、Ｒ＝０．７５，Ｒ＋
σ_D ＝０．９５となり、斜入射照明による解像度向上効
果が増大する。この場合はＲの値として比較的大きい
０．７５に設定する場合を例に挙げたが、例えばσ_D を
０．３とすると、Ｒ＝０．７５ではＲ＋σ_D が１を越え
てしまい、０次光の一部が投影系の開口絞りにより遮ら
れるため、σ_D の値に応じて、Ｒ＝０．６とするなど、
コンデンサレンズの倍率を変える措置が必要となる。す
なわち、入射側開口絞りの大きさを可変にすることと、
コンデンサレンズの倍率を可変にすることは、パタンに
応じて独立に行う場合もあるが、相互に連動して行う場
合もある。

【００３１】実施例４本発明におけるパタン寸法に応じた傾き度Ｒの具体的な
数値について図４を用いて説明する。例として投影系の
開口数ＮＡ＝０．５で、波長λ＝３６５ｎｍの光で基準
寸法０．３μｍのパタンを形成する場合について、簡単
のため縮小倍率を１として説明する。ピッチｄは０．６
μｍであるから垂直入射した時の１次回折角は、ｓｉｎθ₁＝λ／ｄ＝０．６０８ θ₁＝３７．５° となる。これは図４(a) に示したように、ＮＡ＝０．５
の露光装置では開口絞り１５に遮られて解像しないパタ
ンである。

【００３２】ここでパタン寸法に関わりなく、投影系の
開口数ＮＡに対応した角度で照射する場合は、ＮＡ＝
０．５であるから、光軸からの傾き３０度で照射する
と、投影系に前記の０次光透過率減衰フィルタ等を用い
ることにより、原理的に６０度に対応する寸法、０．２
２μｍの線間隔パタンが解像可能となる。しかし、実際
のパタンにおいて最小寸法がが０．３μｍであれば０．
２２μｍの解像度は必要なく、むしろ０．３μｍのパタ
ンをより安定に解像することが重要である。この角度の
斜入射で０．３μｍの線間隔パタンを解像しようとする
と、図４(b) に示したように、結像させる光の一方はレ
ンズの最外周を通り、もう一方はより内側を通る。

【００３３】一方、０．３μｍのパタンを解像しようと
する時、この寸法に対応する上記の角度θ₁の約１／２
の角度１８．７度で斜入射すると、ｓｉｎθ₁／２＝０．３２１であるから、図４(c) に示したように投影系の開口数Ｎ
Ａは０．３５程度あれば解像する。結像に寄与する０次
光および１次回折光は光軸にほぼ対称にレンズの中程の
位置を通過する。レンズの像面歪みや収差等の影響を考
慮すると３０度傾けて照射した場合よりも、解像寸法に
合わせて１８．７度の傾きで照射した場合の方が良い結
果が期待される。なお、図４において図１と同一または
相当部分は同一符号を付記してある。

【００３４】実施例５本発明においてパタン形状に応じてレチクル入射光の方
向や傾きを変える方法の具体的な例を図５を用いて説明
する。図５において各々のｘ軸，ｙ軸は瞳面の座標を表
し、大円は投影系の開口絞りを表す。図５(a)，(b)，
(c)および(d)は瞳面上での２次光源（入射光）の位置を
示し、同図(a′)，(b′)，(c′)及び(d′)は斜線を施し
た光源について、それらの光がレチクルを通過した時の
０次光をＡ０，Ｂ０，Ｃ０，Ｄ０で、絞りを通過できる
最大の１次回折光をｘ方向，ｙ方向それぞれＡＸ１，Ａ
Ｙ１，ＢＸ１，ＢＹ１などで示している。どの場合も瞳
面における入射光の位置と原点に対称な位置に０次光が
くる。ｙ方向のパタンに対する１次回折光は、０次光を
通りｘ軸に平行な線分上に位置し、そのうち最大回折光
は絞りを示す大円内で０次光から最も離れたところに位
置する。ｘ方向についても同様である。

【００３５】図５(a)は瞳面におけるｘ軸上に光源があ
る場合で、この時は同図(a′)に示したようにｙ軸に平
行な線パタンについては、最大回折光はＸ軸上で０次光
Ａ０から最も離れた位置にくるので、図のＡＹ１で表さ
れる。最大回折角が約２倍になるのでｙ方向の解像度は
倍増するが、ｘ方向にはＡＸ１に示したように非常に小
さい回折角の光しか絞りを通過できないので、解像度は
むしろ悪くなる。図５(a) に示したような２次光源は、
パタンが１方向にのみ存在する場合に非常に有効な光源
となる。例えば実施例４の数値を用いると、波長３６５
ｎｍの光で投影系のＮＡ＝ｓｉｎθ＝０．５の時、プロ
セス係数を０．６とすると、ｄ＝０．６λ／ｓｉｎ２θ＝０．２５となり、１方向のみ０．２５μｍの線間隔パタンが解像
することになる。

【００３６】しかしこの光源では、ｘ方向のパタンの解
像度はきわめて低く、両方向に均一にパタンが存在する
場合には適さない。両方向にパタンが同じように存在す
る場合には、図５(b)に示したような型の光源が適して
いる。図５(b)は瞳面上のｘ軸から４５度の点に光源が
ある場合で、同図(b′) に示すようにｘ，ｙ両方向共に
最大回折角のｓｉｎθが、垂直入射の場合に比べて約ル
ート２倍となるので、解像度が周波数比で約１．４倍と
なる。図５(b) のような光源は通常のＬＳＩのパタンの
ように、ｘ方向とｙ方向に平行な線パタンのみが存在
し、斜めのパタンがない場合に適している。前記の投影
露光条件では０．３３μｍのパタンがｘ，ｙ両方向に同
時に形成できることになる。

【００３７】図５(c) に示した形の２次光源は、ｘ方向
とｙ方向とで解像度が異なる。ｙ方向のパタンのみ微細
に、ｘ方向のパタンはある程度の線幅で良いという場合
に適する。角度φを変えることにより、両方向の解像度
を調節することができる。例えばφ＝３０°のとき、前
記投影露光条件では、ｙ方向のパタンは最大回折角のｓ
ｉｎθが垂直入射の場合に比べてルート３倍となるの
で、解像線幅は０．２８μｍとなる。このとき、ｘ方向
のパタンは０．４５μｍまで解像する。すなわち１方向
の解像度は従来のままで、直交する方向のパタンの解像
度のみを約６０％にすることができる。また、このよう
な４５°以外の傾きを持つ光源では、ｘ，ｙ方向に対し
て４５°の角度を持つ線パタンに対しても解像度を著し
く悪化させることはない。参考のために、従来の垂直入
射についても図５(d)，(d′)に同様の図を示した。

【００３８】以上示したように、解像しようとするパタ
ン寸法に応じてそれに適した入射角が存在し、この角度
で斜入射することにより安定した良好なパタンを得るこ
とができる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、従来装置
におけるレチクル照射光の傾きの範囲を投影レンズの開
口数に応じて設定することにより、解像度を大幅に向上
することができる。しかも、パタンの最小寸法やパタン
形状に応じて入射光の可干渉性やレチクルへの入射角を
変えることができるので、ＬＳＩ等のパタンにおいて安
定して高い解像度を得ることができる。このように本発
明を用いれば、ＬＳＩ等の微細パタン形成において集積
度向上と信頼性の向上が図れる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による投影露光装置の倍率可変な投影光
学系の模式図である。

【図２】本発明において用いる面積可変な開口絞りの一
例を示す構成図である。

【図３】本発明において用いる照明側開口絞りの各々の
例を示す図である。

【図４】本発明におけるパタン寸法に応じた入射角の斜
入射法を従来の垂直入射法と対比して説明するための説
明図である。

【図５】本発明においてパタン形状に応じてレチクル入
射光の方向や傾きを変えるための具体例を示す説明図で
ある。

【図６】垂直入射と斜入射法の各々のＭＴＦの周波数特
性を示す図である。

【図７】同一出願人にて提案している斜入射露光法を従
来の垂直入射法と対比して説明するための説明図であ
る。

【符号の説明】

１１ズーム機能を持つコンデンサレンズ１２レチクル１３第１投影レンズ１４第２投影レンズ１５投影系開口絞り１６ウエハ面２１面積可変な開口絞り２３ａ〜２３ｈ照明側開口絞り

フロントページの続き (72)発明者竹内良亘東京都千代田区内幸町一丁目１番６号日本電信電話株式会社内 (72)発明者原田勝征東京都千代田区内幸町一丁目１番６号日本電信電話株式会社内 (72)発明者三村義昭東京都千代田区内幸町一丁目１番６号日本電信電話株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物面マスク上のパタンを投影光学系を介
してウエハ上に投影露光する投影露光装置において、マ
スクを照射する光線を投影レンズの開口数に対応した角
度までの範囲で任意に、もしくはあらかじめ設定された
複数の水準の角度に、傾きを変える手段を有することを
特徴とする微細パタン投影露光装置。
【請求項２】物面マスク上のパタンを投影光学系を介
してウエハ上に投影露光する投影露光装置において、マ
スクを照射する光線を投影レンズの開口数に対応した角
度までの範囲で傾きを変えるとともに、光源の有効面積
を変えることによりマスク照射光の可干渉性を調節でき
る手段を有することを特徴とする微細パタン投影露光装
置。
【請求項３】物面マスク上のパタンを投影光学系を介
してウエハ上に投影露光する投影露光装置において、マ
スクを照射する光線は投影レンズの開口数に対応した一
定の角度に固定され、かつ光源の有効面積を変えること
によりマスク照射光の可干渉性を調節できる手段を有す
ることを特徴とする微細パタン投影露光装置。
【請求項４】パタンの描かれたマスクを照明し、投影
光学系による転写でパタンを形成する微細パタン投影露
光方法において、形成しようとするパタン形状，パタン
寸法の両方もしくはいずれか一方に応じてマスク照射光
の可干渉性および入射角を変えて露光することを特徴と
する微細パタン投影露光方法。