JPH0645222A - 投影露光装置 - Google Patents
投影露光装置Info
- Publication number
- JPH0645222A JPH0645222A JP5155045A JP15504593A JPH0645222A JP H0645222 A JPH0645222 A JP H0645222A JP 5155045 A JP5155045 A JP 5155045A JP 15504593 A JP15504593 A JP 15504593A JP H0645222 A JPH0645222 A JP H0645222A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light source
- secondary light
- forming means
- light
- optical integrator
- Prior art date
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- Granted
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
- 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]
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)
- Lasers (AREA)
- Light Sources And Details Of Projection-Printing Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 照明光学系の光量の制御とσ値の制御とを独
立に行なうことのできる投影露光装置を提供すること。 【構成】 ２次光源形成手段(1) による複数の２次光源
(10a) の大きさを可変にする第１の開口絞り(S1)と、３
次光源形成手段(4) による３次光源（複数の２次光源）
の大きさを可変にする第２の開口絞り(S2)とを有する。
立に行なうことのできる投影露光装置を提供すること。 【構成】 ２次光源形成手段(1) による複数の２次光源
(10a) の大きさを可変にする第１の開口絞り(S1)と、３
次光源形成手段(4) による３次光源（複数の２次光源）
の大きさを可変にする第２の開口絞り(S2)とを有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＩＣ等の半導体素子を
製造するための露光装置に関し、特にレーザーのような
コリメートされた光源を使って対象物を均一に照明する
ための照明用光学装置を備えた露光装置に関する。
製造するための露光装置に関し、特にレーザーのような
コリメートされた光源を使って対象物を均一に照明する
ための照明用光学装置を備えた露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＩＣ等の半導体素子を製造するた
めの投影露光装置としては、例えば特開昭５６−８１８
１３号公報に開示されているように、楕円鏡と１個の多
数光源像形成手段としてのオプティカルインテグレータ
を用いたものや、また、照明の均一性をより高めるため
に特開昭５８−１４７７０８号公報に開示される如く、
直列配置された２個のオプティカルインテグレータを用
いたものが知られている。
めの投影露光装置としては、例えば特開昭５６−８１８
１３号公報に開示されているように、楕円鏡と１個の多
数光源像形成手段としてのオプティカルインテグレータ
を用いたものや、また、照明の均一性をより高めるため
に特開昭５８−１４７７０８号公報に開示される如く、
直列配置された２個のオプティカルインテグレータを用
いたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
如き投影露光装置においては、投影対物レンズのN.A.
（開口数）に対する照明光学系のN.A.の比の値であるσ
値と、照明光学系による光量の制御とを独立に行なうこ
とができなかった。そこで、本発明は、照明光学系の光
量の制御とσ値の制御とを独立に行なうことのできる投
影露光装置を提供することを目的とする。
如き投影露光装置においては、投影対物レンズのN.A.
（開口数）に対する照明光学系のN.A.の比の値であるσ
値と、照明光学系による光量の制御とを独立に行なうこ
とができなかった。そこで、本発明は、照明光学系の光
量の制御とσ値の制御とを独立に行なうことのできる投
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】上述の目的を達成するた
めに、本発明による投影露光装置は、以下に示す構成を
有している。例えば図１に示す如く、照明光学系からの
光によって照明された第１の物体（Ｒ）の像を投影光学
系（７）を介して第２の物体（Ｗ）上に形成する投影露
光装置において、照明光学系は、コリメートされた光束
を供給する光源手段（１０）と、この光源手段から供給
される光束から複数の２次光源（１０ａ）を形成する２
次光源形成手段（１）と、２次光源形成手段からの射出
光束中に配置され、かつ複数の２次光源をさらに複数形
成する３次光源形成手段（４）と、２次光源形成手段に
よる複数の２次光源（１０ａ）の大きさを規定し、かつ
開口径が可変に構成された第１の開口絞り（Ｓ1 ）と、
３次光源形成手段による複数の３次光源の大きさを規定
し、かつ開口径が可変に構成された第２の開口絞り（Ｓ
2 ）とを有するように構成される。
めに、本発明による投影露光装置は、以下に示す構成を
有している。例えば図１に示す如く、照明光学系からの
光によって照明された第１の物体（Ｒ）の像を投影光学
系（７）を介して第２の物体（Ｗ）上に形成する投影露
光装置において、照明光学系は、コリメートされた光束
を供給する光源手段（１０）と、この光源手段から供給
される光束から複数の２次光源（１０ａ）を形成する２
次光源形成手段（１）と、２次光源形成手段からの射出
光束中に配置され、かつ複数の２次光源をさらに複数形
成する３次光源形成手段（４）と、２次光源形成手段に
よる複数の２次光源（１０ａ）の大きさを規定し、かつ
開口径が可変に構成された第１の開口絞り（Ｓ1 ）と、
３次光源形成手段による複数の３次光源の大きさを規定
し、かつ開口径が可変に構成された第２の開口絞り（Ｓ
2 ）とを有するように構成される。
【０００５】
【作用】このような構成によれば、第２開口絞りＳ2 に
よってσ値が決定される。ここで、第１開口絞りＳ1 の
開口径を変化させると、σ値を一定に維持したまま被照
射物体に達する光量を制御することができる。また、第
２開口絞りＳ2 の開口径を変化させることによって、σ
値を制御することができる。なお、本発明でいうσ値と
は、投影対物レンズ７のN.A.（開口数）に対する照明光
学系のN.A.の比の値として定義される。
よってσ値が決定される。ここで、第１開口絞りＳ1 の
開口径を変化させると、σ値を一定に維持したまま被照
射物体に達する光量を制御することができる。また、第
２開口絞りＳ2 の開口径を変化させることによって、σ
値を制御することができる。なお、本発明でいうσ値と
は、投影対物レンズ７のN.A.（開口数）に対する照明光
学系のN.A.の比の値として定義される。
【０００６】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
図１は本発明による投影露光装置の一実施例の概略構成
を示す展開光路図である。光源手段としてのレーザー光
源１０から供給される光束は実質的にコリメートされて
おり、２次光源形成手段としての第１オプティカルイン
テグレータ１によって複数の光源像10a がその射出側空
間の面Ａ上に形成される。この複数光源像10a からの光
束は、正レンズ２を通ってインプットレンズ３により平
行光束に変換されて３次光源形成手段としての第２オプ
ティカルインテグレータ４に入射する。
図１は本発明による投影露光装置の一実施例の概略構成
を示す展開光路図である。光源手段としてのレーザー光
源１０から供給される光束は実質的にコリメートされて
おり、２次光源形成手段としての第１オプティカルイン
テグレータ１によって複数の光源像10a がその射出側空
間の面Ａ上に形成される。この複数光源像10a からの光
束は、正レンズ２を通ってインプットレンズ３により平
行光束に変換されて３次光源形成手段としての第２オプ
ティカルインテグレータ４に入射する。
【０００７】ここで、第１オプティカルインテグレータ
１は、図２(A) の斜視図に示す如く、四角柱の棒状素子
11が複数束ねて構成されたものであり、各棒状素子11の
入射面11a は凸レンズ面に形成されている。そして、図
２(B) の断面図に示す如く、各棒状素子11の入射面11a
上の凸球面によって、棒上素子11の射出面から離れた位
置に光束の集光点を形成し、この点が２次光源となる。
ここでは、レーザー光源を用いているために光源像には
実質的に大きさが無いと考えられ、第１オプティカルイ
ンテグレータ１の射出側には所謂視野レンズの如きレン
ズ作用を必要とはしない。従って、棒状素子11の射出面
11b はここでは平面に形成されている。このような第１
オプティカルインテグレータ１の構成によって、その射
出側空間の面Ａ上に棒状素子11の数と等しい数の２次光
源が形成される。そして、正レンズ２は第１オプティカ
ルインテグレータ１による複数２次光源の強い集光位置
を避けるために、２次光源の形成される面Ａから離れて
配置されている。
１は、図２(A) の斜視図に示す如く、四角柱の棒状素子
11が複数束ねて構成されたものであり、各棒状素子11の
入射面11a は凸レンズ面に形成されている。そして、図
２(B) の断面図に示す如く、各棒状素子11の入射面11a
上の凸球面によって、棒上素子11の射出面から離れた位
置に光束の集光点を形成し、この点が２次光源となる。
ここでは、レーザー光源を用いているために光源像には
実質的に大きさが無いと考えられ、第１オプティカルイ
ンテグレータ１の射出側には所謂視野レンズの如きレン
ズ作用を必要とはしない。従って、棒状素子11の射出面
11b はここでは平面に形成されている。このような第１
オプティカルインテグレータ１の構成によって、その射
出側空間の面Ａ上に棒状素子11の数と等しい数の２次光
源が形成される。そして、正レンズ２は第１オプティカ
ルインテグレータ１による複数２次光源の強い集光位置
を避けるために、２次光源の形成される面Ａから離れて
配置されている。
【０００８】第２オプティカルインテグレータ４も、図
３(A) の斜視図に示す如く、四角柱状の複数の棒状素子
41が束ねられて構成されたものであるが、その入射面41
a と射出面41b とは共に凸レンズ面に形成されている。
そして、図３(B) の断面図に示す如く、両レンズ面の焦
点は棒状素子の互いの対向する面上に位置している。即
ち、入射面41a へ光軸に平行に入射する光束が射出面41
b に集光され、入射面41a に集光状態で入射してくる光
束は射出面41b を射出後、平行光束となるように構成さ
れている。そして、正レンズ2 、インプットレンズ3 及
び第２オプティカルインテグレータの入射面41a とに関
して、２次光源が形成されるＡ面と第２オプティカルイ
ンテグレータの射出面としてのＢ面とが共役に構成され
ている。従って、第２オプティカルインテグレータ４の
射出面Ｂ上には、第１オプティカルインテグレータ１を
構成する棒状素子11の数と、第２オプティカルインテグ
レータ４を構成する棒状素子41の数との積に相当する数
の３次光源が形成され、ここに実質的に均一な面光源が
形成される。
３(A) の斜視図に示す如く、四角柱状の複数の棒状素子
41が束ねられて構成されたものであるが、その入射面41
a と射出面41b とは共に凸レンズ面に形成されている。
そして、図３(B) の断面図に示す如く、両レンズ面の焦
点は棒状素子の互いの対向する面上に位置している。即
ち、入射面41a へ光軸に平行に入射する光束が射出面41
b に集光され、入射面41a に集光状態で入射してくる光
束は射出面41b を射出後、平行光束となるように構成さ
れている。そして、正レンズ2 、インプットレンズ3 及
び第２オプティカルインテグレータの入射面41a とに関
して、２次光源が形成されるＡ面と第２オプティカルイ
ンテグレータの射出面としてのＢ面とが共役に構成され
ている。従って、第２オプティカルインテグレータ４の
射出面Ｂ上には、第１オプティカルインテグレータ１を
構成する棒状素子11の数と、第２オプティカルインテグ
レータ４を構成する棒状素子41の数との積に相当する数
の３次光源が形成され、ここに実質的に均一な面光源が
形成される。
【０００９】尚、第１オプティカルインテグレータ１の
射出側に配置される正レンズ２の焦点距離は、この正レ
ンズ２と第２オプティカルインテグレータ４の入射面と
の距離にほぼ等しく配置されている。また、インプット
レンズ３の光源側焦点は前記２次光源が形成されるＡ面
上にほぼ一致しており、２次光源からの光束を平行光束
に変換している。
射出側に配置される正レンズ２の焦点距離は、この正レ
ンズ２と第２オプティカルインテグレータ４の入射面と
の距離にほぼ等しく配置されている。また、インプット
レンズ３の光源側焦点は前記２次光源が形成されるＡ面
上にほぼ一致しており、２次光源からの光束を平行光束
に変換している。
【００１０】第２オプティカルインテグレータ４の射出
面Ｂ上の３次光源からの光束は、アウトプットレンズ５
を通って、コンデンサーレンズ６によって収斂され、被
照射物体としてのレティクルＲ上を照明する。そして、
投影対物レンズ７により、レティクルＲ上の所定のパタ
ーンがウエハＷ上に転写される。ここで、コンデンサー
レンズ６によって投影対物レンズ７の入射瞳7a上に、第
２オプティカルインテグレータ４の射出面に成形される
３次光源の像が再結像され、所謂ケーラー照明が達成さ
れる。尚、アウトプットレンズ５は第２オプティカルイ
ンテグレータの射出面側の凸面と同様に、視野レンズと
して機能しているため、必ずしも必要ではなく除去する
ことも可能である。
面Ｂ上の３次光源からの光束は、アウトプットレンズ５
を通って、コンデンサーレンズ６によって収斂され、被
照射物体としてのレティクルＲ上を照明する。そして、
投影対物レンズ７により、レティクルＲ上の所定のパタ
ーンがウエハＷ上に転写される。ここで、コンデンサー
レンズ６によって投影対物レンズ７の入射瞳7a上に、第
２オプティカルインテグレータ４の射出面に成形される
３次光源の像が再結像され、所謂ケーラー照明が達成さ
れる。尚、アウトプットレンズ５は第２オプティカルイ
ンテグレータの射出面側の凸面と同様に、視野レンズと
して機能しているため、必ずしも必要ではなく除去する
ことも可能である。
【００１１】また、本実施例においては、第１オプティ
カルインテグレータ１の射出側空間の面Ａ上に、口径が
可変の第１開口絞りＳ1 が設けられており、第２オプテ
ィカルインテグレータ４の射出面Ｂ上にも口径が可変の
第２開口絞りＳ2 が設けられている。この第１開口絞り
Ｓ1 の口径変化によって、σ値を一定に保ったまま被照
射物体に達する光量を制御することができ、また第２開
口絞りＳ2 の口径変化によって、σ値を制御することが
できる。σ値とは、投影対物レンズのN.A.（開口数）に
対する照明光学系のN.A.の比の値として定義され、この
値によって投影対物レンズの解像力とコントラストとの
バランスを調整することができる。このような２つの開
口絞りＳ1 ，Ｓ2 の組み合わせによって、光量の制御と
σ値の制御とを独立に行うことが可能となり、光源から
供給される光量の変化や、レティクルＲ上の投影パター
ンの微細度、ウエハ上に塗布されるレジストの特性等に
応じて、それぞれ最適な照明状態を実現することが可能
となる。
カルインテグレータ１の射出側空間の面Ａ上に、口径が
可変の第１開口絞りＳ1 が設けられており、第２オプテ
ィカルインテグレータ４の射出面Ｂ上にも口径が可変の
第２開口絞りＳ2 が設けられている。この第１開口絞り
Ｓ1 の口径変化によって、σ値を一定に保ったまま被照
射物体に達する光量を制御することができ、また第２開
口絞りＳ2 の口径変化によって、σ値を制御することが
できる。σ値とは、投影対物レンズのN.A.（開口数）に
対する照明光学系のN.A.の比の値として定義され、この
値によって投影対物レンズの解像力とコントラストとの
バランスを調整することができる。このような２つの開
口絞りＳ1 ，Ｓ2 の組み合わせによって、光量の制御と
σ値の制御とを独立に行うことが可能となり、光源から
供給される光量の変化や、レティクルＲ上の投影パター
ンの微細度、ウエハ上に塗布されるレジストの特性等に
応じて、それぞれ最適な照明状態を実現することが可能
となる。
【００１２】尚、上記の実施例では２次光源形成手段と
しての第１オプティカルインテグレータ１を、光源側の
面に凸球面を向けた平凸レンズ群としたが、これに限る
ものではなく射出面に若干のレンズ作用を持たせること
も可能である。このように、本実施例によれば、最も強
い光強度となる２次光源形成手段による多数光源像を、
該多数光源像形成手段の外部の空間として素子内部での
集光を避けたため、レーザーのような光強度が非常に強
い光源を使用しても、レンズ等の光学素子を破壊する恐
れがない。また、照射物体上で均一な光強度分布を効率
よく得ることのできる投影露光装置が実現される。
しての第１オプティカルインテグレータ１を、光源側の
面に凸球面を向けた平凸レンズ群としたが、これに限る
ものではなく射出面に若干のレンズ作用を持たせること
も可能である。このように、本実施例によれば、最も強
い光強度となる２次光源形成手段による多数光源像を、
該多数光源像形成手段の外部の空間として素子内部での
集光を避けたため、レーザーのような光強度が非常に強
い光源を使用しても、レンズ等の光学素子を破壊する恐
れがない。また、照射物体上で均一な光強度分布を効率
よく得ることのできる投影露光装置が実現される。
【００１３】また、本実施例ではレーザー等のコリメー
トされた光束を用いるため、２次光源形成手段としての
第１オプティカルインテグレータ１の射出面には、視野
レンズとしての機能を持たせる必要がなく平面でもよい
ので製造も容易になる。尚、上記実施例は投影露光装置
であったが、本発明はこれに限られるものではなく、種
々の露光装置の照明光学装置としても有効である。ま
た、図示した構成は、分かり易くするために展開光路図
としたものであり、実際の装置においては、所望の位置
に反射部材を設けて光路を折り曲げ、装置全体を小型に
構成することが望ましいことはいうまでもない。
トされた光束を用いるため、２次光源形成手段としての
第１オプティカルインテグレータ１の射出面には、視野
レンズとしての機能を持たせる必要がなく平面でもよい
ので製造も容易になる。尚、上記実施例は投影露光装置
であったが、本発明はこれに限られるものではなく、種
々の露光装置の照明光学装置としても有効である。ま
た、図示した構成は、分かり易くするために展開光路図
としたものであり、実際の装置においては、所望の位置
に反射部材を設けて光路を折り曲げ、装置全体を小型に
構成することが望ましいことはいうまでもない。
【００１４】
【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、照明光学
系の光量の制御とσ値の制御とを独立に行なうことので
きる投影露光装置が提供できる。よって、光源から供給
される光量の変化や、レティクル上の投影パターンの微
細度、ウエハ上に塗布されるレジストの特性等に応じ
て、それぞれ最適な照明状態を実現できる。
系の光量の制御とσ値の制御とを独立に行なうことので
きる投影露光装置が提供できる。よって、光源から供給
される光量の変化や、レティクル上の投影パターンの微
細度、ウエハ上に塗布されるレジストの特性等に応じ
て、それぞれ最適な照明状態を実現できる。
【図１】本発明による一実施例の概略構成を示す展開光
路図。
路図。
【図２】第１の光源像形成手段としての第１オプティカ
ルインテグレータを構成する棒状素子を示す図。
ルインテグレータを構成する棒状素子を示す図。
【図３】第２の光源像形成手段としての第２オプティカ
ルインテグレータを構成する棒状素子を示す図。
ルインテグレータを構成する棒状素子を示す図。
１０ ‥‥ 光源手段（レーザー）、 １ ‥‥ ２次光源形成手段（第１オプティカルインテ
グレータ）、 ４ ‥‥ ３次光源形成手段（第２オプティカルインテ
グレータ）、 ６ ‥‥ コンデンサーレンズ、 Ｒ，Ｗ ‥‥ 被照射物体、 ７ ‥‥ 投影対物レンズ、
グレータ）、 ４ ‥‥ ３次光源形成手段（第２オプティカルインテ
グレータ）、 ６ ‥‥ コンデンサーレンズ、 Ｒ，Ｗ ‥‥ 被照射物体、 ７ ‥‥ 投影対物レンズ、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｆ 7/20 ５２１ 9122−2Ｈ Ｈ０１Ｓ 3/101 8934−4Ｍ
Claims (1)
- 【請求項１】照明光学系からの光によって照明された第
１の物体の像を投影光学系を介して第２の物体上に形成
する投影露光装置において、 前記照明光学系は、 コリメートされた光束を供給する光源手段と、 該光源手段から供給される光束から複数の２次光源を形
成する２次光源形成手段と、 前記２次光源形成手段からの射出光束中に配置され、か
つ前記複数の２次光源をさらに複数形成する３次光源形
成手段と、 前記２次光源形成手段による前記複数の２次光源の大き
さを規定し、かつ開口径が可変に構成された第１の開口
絞りと、 前記３次光源形成手段による前記複数の３次光源の大き
さを規定し、かつ開口径が可変に構成された第２の開口
絞りとを有することを特徴とする投影露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5155045A JPH0746682B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 投影露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5155045A JPH0746682B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 投影露光装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61212064A Division JPH07113735B2 (ja) | 1986-09-09 | 1986-09-09 | 照明光学装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0645222A true JPH0645222A (ja) | 1994-02-18 |
| JPH0746682B2 JPH0746682B2 (ja) | 1995-05-17 |
Family
ID=15597472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5155045A Expired - Fee Related JPH0746682B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 投影露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0746682B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0799693A2 (en) | 1996-02-06 | 1997-10-08 | Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd. | Silicone gel sheets and method for the preparation thereof |
-
1993
- 1993-06-25 JP JP5155045A patent/JPH0746682B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0799693A2 (en) | 1996-02-06 | 1997-10-08 | Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd. | Silicone gel sheets and method for the preparation thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0746682B2 (ja) | 1995-05-17 |
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