JPH0737798A

JPH0737798A - 投影露光装置

Info

Publication number: JPH0737798A
Application number: JP5199967A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Horiuchi; 敏行堀内
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1993-07-20
Filing date: 1993-07-20
Publication date: 1995-02-07

Abstract

(57)【要約】【目的】斜入射照明時の原図基板照明光学系の周辺部
の収差および投影レンズによる光線の蹴られに起因する
被露光基板上における露光フィールド周辺部の照度低下
を防止し、照明の均一化を図る。【構成】第１照明光学系５と原図基板６との間に照度
分布調整板４０を配置し、これによって露光フィールド
周辺部における光強度を大きくし、被露光基板１０上の
照度分布を均一化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路等の微
細パタンを形成するために、原図基板上のパタンを、投
影レンズを介して被露光基板上に付した感光性材料に投
影露光して、潜像を転写形成する投影露光装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】原図基板上の半導体集積回路等の微細パ
タンを被露光基板上に転写するため、投影露光装置が用
いられる。

【０００３】図７はこのような投影露光装置の従来例を
示す概略構成図である。これを同図に基づいて概略説明
すると、１は水銀ランプやエキシマレーザ等の１次光源
で、この１次光源１から出射した光束２ａは第１照明光
学系３によって集光、整形された後蠅の目レンズ４に入
る。水銀ランプを１次光源１とする場合の第１照明光学
系３としては、楕円ミラー等の曲面ミラーの内側にラン
プの輝点を置いてランプから射出される光を集め、さら
にレンズ系で集光して光束の大きさが蠅の目レンズ４に
合うようにする方式のものが一般的である。また、横長
の光束が得られるエキシマレーザを１次光源１とする場
合の第１照明光学系３としては、エキシマレーザ光の光
束を縦方向に拡大するレンズ系と、光束の大きさを蠅の
目レンズ４に合うようにする別のレンズ系とを組合せた
ものが一般的である。いずれの場合も、光束を折り曲げ
るためのミラーやプリズム、単波長化を図るためのフィ
ルタ、シャッタ等も含まれる場合が多い。

【０００４】蠅の目レンズ４から出た光束は、第２照明
光学系５により集光、整形されて原図基板６を照明す
る。蠅の目レンズ４を構成する各小口径レンズからの射
出光の各々が、原図基板６の露光フィールドの全域を覆
って照明するようになっており、光を重畳させることに
より、照明の均一性を高める仕組みになっている。ここ
で言う露光フィールドとは、原図基板６全体の内、転写
すべきパタンが存在する範囲のことである。蠅の目レン
ズ４の射出口は原図基板６を照明する見掛け上の光源と
なるため、２次光源と呼んでおり、射出口の形状、寸法
を決定する２次光源形状決定絞り７が置かれている。

【０００５】原図基板６は、光透過性の基板上に、クロ
ム等の遮光体またはハーフトーン遮光体からなるパタン
を有しており、原図基板６を照明して原図基板６を透過
する光により投影レンズ８を介して、原図基板６上の遮
光体またはハーフトーン遮光体からなるパタンの像が被
露光基板１０の表面位置に形成される。したがって、被
露光基板１０上にレジスト等の感光性材料を付しておけ
ば、前記原図基板６上の遮光体またはハーフトーン遮光
体からなるパタンに対応して、前記感光性材料が感光
し、現像処理によって感光性材料のパタンが形成され
る。

【０００６】投影レンズ８により原図基板６上のパタン
を縮小して転写する場合等、被露光基板１０の全面に一
度にパタンを形成することができない場合もあるので、
通常は被露光基板１０を置く被露光基板載置ステージ１
１が基台１２上の左右動ステージ１３、前後動ステージ
１４により平面内でステップアンドレピートされる構成
を採っていることが多い。また、その他原図基板６と被
露光基板１０との平面内角度を合わせるための、光軸周
りの回転機構１５や被露光基板１０の光軸方向の位置と
光軸に対する傾斜角を調整する焦点位置、傾斜角調整機
構１６が設けられている。被露光基板載置ステージ１１
を動かすこれら機構の構成順序は任意であり、図７はそ
の一例を示す。また、原図基板６と被露光基板１０との
位置関係は相対的なものであるから、原図基板６側にス
テージ機能の一部または全部が設けられている場合もあ
る。なお、図７において、２ｂ〜２ｆは、それぞれ露光
光束を示す。

【０００７】ところで、作成する半導体集積回路等の微
細化を図るには、原図基板６上になるべく微細なパタン
を形成しておき、それを忠実に被露光基板１０上の感光
性材料に転写すればよい。転写可能なパタンの微細度
（解像度Ｒ）は、主として投影レンズ８の開口数ＮＡと
露光波長λによって決定され、ｋ1 を定数とすると、次
式Ｒ＝ｋ1 ・λ ／ＮＡと表せる。したがって、解像度Ｒを小さい値にするに
は、露光波長λを小さくするか、投影レンズ８の開口数
ＮＡを大きくすればよい。しかし、安定した光源や、性
能のよいレジストが得られ、かつ、投影レンズ素材の高
透過率を確保し、色収差が許容範囲となる投影レンズ８
を設計するためには、露光波長λをむやみに小さくする
ことはできない。現状では水銀ランプｉ線（波長３６５
ｎｍ）やＫｒＦエキシマレーザ（波長２４９ｎｍ）より
短い波長は多くの困難を伴っている。また、レンズ開口
数ＮＡを大きくすると焦点深度が浅くなり、大きい露光
フィールドを確保することが難しくなることから、ＮＡ
も制限され、ＮＡ＝０．６前後がおおよその限界となっ
ている。このため、短波長化や高ＮＡ化により現状以上
に解像度を上げることは非常に難しい状況になりつつあ
る。これに対し、波長とＮＡが決まった状態でさらに解
像度を上げる方法として斜入射照明露光法があり、今後
の実用化が期待されている。上式ではｋ1 を小さくする
ことに相当する高解像化手法である。

【０００８】図８は従来の通常照明の場合の照明光束の
説明図である。従来、２次光源形状としては円形または
円形に近い形状が使われており、原図基板６上の各点
は、図８に示すように逆円錐に近い立体角内の光線１８
によって照明される。ここで、円形に近い形状とは、正
多角形や蠅の目レンズ４の外縁形状等を指す。これに対
し、斜入射照明露光法では、原図基板６上の各点を原図
基板６に垂直に照明する光線が無いか少なくなるように
する。

【０００９】図９（ａ）〜（ｇ）は斜入射照明用の２次
光源形状の例であり、この他これらに類似の２次光源形
状が各種提案されている。図中斜線で示した部分が２次
光源形状である。なお、（ｅ）は連続いた光強度分布を
有する例である。

【００１０】図１０（ａ），（ｂ）は斜入射照明の場合
の照明光束の説明図である。代表的な例である（ａ）の
円環状や（ｂ）の４点状等の２次光源の場合、それぞれ
（ａ），（ｂ）に示すような光線１９，２０により、原
図基板６が照明されることから分かるように、斜入射照
明露光法では原図基板６を垂直に照明する光線が減って
斜入射照明する光線が増える。原図基板６上に周期パタ
ンが存在する場合、照明光を当てると照射方向を０次と
して０次，±１次，２次，・・・の回折光が発生する。
被露光基板１０上にパタンが解像するか否かは、これら
回折光がどれだけ投影レンズ８に取り込めるか否かで決
まるが、おおまかには周期性を伝達する最大強度の光で
ある１次回折光が取り込めるか否かで解像するか否かが
決まってしまう。

【００１１】図１１（ａ），（ｂ）は回折光の発生方向
を説明する図である。（ａ）の垂直照明光２１と（ｂ）
の斜入射照明光２２に対して、原図基板６上の周期パタ
ン２３から発生する０次回折光の発生方向２４と、±１
次回折光の発生方向２５，２６を示す。（ａ）垂直照明
光の場合には、光軸に対称に±１次回折光２５，２６が
発生するが、（ｂ）斜入射照明光の場合には、片側の＋
１次回折光２５が斜入射角度の分だけ大きく傾いて投影
レンズ８に取り込めなくなる一方、反対側の−１次回折
光２６は斜入射角度の分だけ垂直入射の場合より射出方
向の傾きが減る。このため、片側だけではあるが、より
大きい回折角の１次回折光迄、投影レンズ８に取り込む
ことができる。周期パタン２３から出る１次回折光の回
折角は、パタン周期が小さい微細パタン程大きくなる。
したがって、片側だけではあるが、大きい回折角の１次
回折光を投影レンズ８に取り込める斜入射照明すると高
解像が得られる。

【００１２】ところで、上記のような従来の投影露光装
置においては、２次光源の形状の如何によらず原図基板
６を照明する光は、原図基板６に入射の時点で露光フィ
ールド内光強度がなるべく均一となるよう照明光学系の
構成や調整に努力が払われてきた。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第１照
明光学系３と第２照明光学系５の収差の影響により原図
基板６に入射の時点で、露光フィールド周辺の光強度
は、露光フィールド中心の光強度より若干弱い傾向にあ
った。また、投影レンズ８を構成する要素レンズや投影
レンズ８の開口絞りは、投影レンズ８の中心軸に対して
軸対称なので、原図基板６上の露光フィールド周辺の点
で、露光フィールド周辺の点から出て投影レンズ８を通
過できる光線の立体角範囲は、その点の位置により異な
っている。

【００１４】図１２は、露光フィールド周辺の点から出
て投影レンズ８を通過できる光線の範囲を説明する図で
ある。図に示すように、片方向の投影レンズ８を通過で
きる最外光線３０については投影レンズ８を通過できる
角度範囲が大きいが、他の片方の投影レンズ８を通過で
きる最外光線３１に対しては角度範囲が小さい。すなわ
ち、図において、φ1＞φ2 である。

【００１５】一般のパタンから各種周波数成分の各次回
折光が四方八方に出る時、高次回折光や高周波数成分の
パタンから出る回折光は、投影レンズ８内を通過できる
光線の最外縁を決めている投影レンズ８の開口絞りの大
きさ近くあるいは開口絞りの大きさより外側迄広がって
いる。したがって、原図基板６上の露光フィールド周辺
から、投影レンズ８に取り込める角度が小さい側に出る
光は、投影レンズ８の開口絞りに蹴られる比率が増す。
露光フィールド周辺から投影レンズ８に取り込める角
度が大きい側に出る光は、逆に投影レンズ８の開口絞り
に取り込める光が増えるが、投影レンズ８の開口絞りの
周辺部では、通過光の外側程光強度が低いので、片側が
蹴られると反対側の光が増えても合計の光量は減ずる。
このため、仮に原図基板６の入射光の強度が均一でも、
露光フィールド周辺に対応する被露光基板１０上の位置
での光強度は、露光フィールド中心に対応する被露光基
板１０上の位置での光強度よりやや弱く、また、解像性
も若干悪い状況にあった。

【００１６】このように元々原図基板６上の露光フィー
ルド周辺の点では、照明光学系の収差の影響により露光
フィールド中心の点より光強度がやや弱く、さらに投影
レンズ８を通過する光束が露光フィールド周辺の点では
露光フィールド中心の点より少ないため、同じ傾向の光
強度むらが重なって被露光基板１０上の位置での光強度
は、露光フィールド周辺で露光フィールド中心より弱
く、また解像性も露光フィールド周辺で露光フィールド
中心より若干悪い状況にあった。それでも円形または円
形に近い形状の２次光源を用いる通常照明の投影露光装
置においては、被露光基板１０上の位置での光強度がフ
ィールド中心とフィールド周辺とで、高々１．５〜２％
程度しか差はなく、解像性の差もさほど問題にならなか
った。

【００１７】ところが、斜入射照明の場合には、２次光
源の強度の強い位置が照明光軸から離れた点にあるた
め、第１照明光学系３と第２照明光学系５の主として周
辺部の収差の大きい部分を通して照明されることにな
る。このため、蠅の目レンズ４の各要素レンズの原図基
板６上の照明範囲が少しずつずれたり、光強度分布や照
明角度の不均一が増大したりする。また、回折光の中で
最も強度が大きい０次回折光が斜入射照明の方向に出る
ため、投影レンズ８の周辺部へ向かう光線が多くなり、
投影レンズ８の開口絞りに蹴られる回折光の量が増す。
そして、原図基板６の中心と露光フィールド周辺の点と
の間で、光線の蹴られ方に通常照明の場合より顕著な差
を生じる。その結果、斜入射照明の場合の被露光基板１
０上、露光フィールド周辺の光強度は、露光フィールド
中心の光強度より、上記の通常照明の投影露光装置の場
合に比べて格段に低くなる。例えば、ＮＡ＝０．５２の
ｉ線１／５縮小投影露光装置において、コヒーレンシィ
ファクタσ＝０．６の通常照明の場合、被露光基板１０
上で露光フィールド中心の光強度を１とする時、露光フ
ィールド周辺の光強度は、約０．９８であったのに対
し、σ＝０．６〜０．５の範囲の円環状２次光源を用い
る斜入射照明の場合には、露光フィールド周辺の光強度
が約０．９４となった。これを照明不均一性として見る
と、通常照明の±１％から斜入射照明の場合は±３％
と、３倍に悪化している。

【００１８】被露光基板１０上での光強度は、転写され
るパタンの線幅に重大な影響を及ぼす。転写されるパタ
ンの線幅は露光量との相関であり、例えばポジ型レジス
トを感光性材料として用いる場合には、露光量の増加に
伴って線幅が減少する。その際、露光量変化に対する線
幅変化の割合は、通常照明より斜入射照明の方が大き
い。したがって、露光フィールド内でパタンの線幅を一
定値に揃えるには、斜入射照明の時は余計に被露光基板
１０上の露光フィールド内の照明均一性を高める必要が
ある。

【００１９】上記のように、被露光基板１０上で露光フ
ィールド中心の光強度を１とする時、露光フィールド周
辺の光強度が約０．９４というような大きな光強度のむ
らが有る状態では、露光フィールド中心で適正な線幅が
得られる露光量に設定すれば、露光フィールド周辺は露
光不足で線幅が適正値からずれる。また、解像限界に近
い微細パタンは非解像となる。したがって、ＬＳＩ等、
露光フィールド内で一様な性能を有する素子ができるこ
とを前提とした半導体集積回路の製造が不可能となる。

【００２０】本発明は上記したような従来の問題点に鑑
みてなされたもので、その目的とするところは、斜入射
照明時の原図基板照明光学系の周辺部の収差および投影
レンズによる光線の蹴られに起因する被露光基板上にお
ける露光フィールド周辺部の照度低下を予め見込んでお
き、斜入射照明時に原図基板照明光の照度分布が、原図
基板露光フィールドの周辺部で原図基板中心部より高く
なるようにすることにより、被露光基板上での照明の均
一性を図るようにした投影露光装置を提供することにあ
る。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の発明は、透過性基板上に遮光体もしくはハー
フトーン遮光体により形成したパタンを有する原図基板
を、中央部光強度が周辺部光強度より弱い２次光源によ
り斜入射照明し、投影レンズを介して被露光基板上に前
記原図基板上のパタンの光像を形成し、前記被露光基板
上に付した感光性材料を前記パタン形状に露光し、感光
させる投影露光装置において、照度分布調整板を設け、
この調整板により被露光基板上の照度分布を均一化する
ものである。第２の発明は、上記第１の発明において、
照度分布調整板を、２次光源と原図基板との間に配置し
たものである。第３の発明は、上記第２の発明におい
て、照度分布調整板照明光の、露光フィールド周辺にお
ける照度が前記露光フィールド中央部における照度より
高くなるように、前記照度分布調整板の周辺部の光強度
透過率を中央部の光強度透過率よいも高くしたものであ
る。第４の発明は、透過性基板上に遮光体もしくはハー
フトーン遮光体により形成したパタンを有する原図基板
を、２次光源形状が円形または円形に近い通常照明と、
中央部光強度が周辺部光強度より弱い２次光源による斜
入射照明とに任意に切り換えて照明し、投影レンズを介
して被露光基板上に前記原図基板上のパタンの光像を形
成し、前記被露光基板上に付した感光性材料を前記パタ
ン形状に露光し、感光させる投影露光装置において、前
記２次光源と原図基板との間に照度分布調整板を設け、
この調整板を挿入退避可能または交換可能にしたもので
ある。第５の発明は、上記第４の発明において、２次光
源形状の変更による照明条件の変更と、照度分布調整板
の挿入退避または交換とを連動させたものである。第６
の発明は、上記第４又は第５の発明において、斜入射照
明時に照度分布調整板照明光の、露光フィールド周辺に
おける照度が露光フィールド中央部における照度より高
くなるように、前記照度分布調整板の周辺部の光強度透
過率を中央部の光強度透過率よりも高くしたものであ
る。第７の発明は上記第１〜第６の発明のうちのいずれ
か１つにおいて、照度分布調整板に露光光軸方向の位置
移動機構を設けたものである。

【００２２】

【作用】斜入射照明の場合、原図基板照明光学系自体を
改善しても露光フィールド周辺部はどうしても光強度が
弱い傾向にあるが、照度分布調整板を設けると、原図基
板照明光の光強度を矯正し原図基板露光フィールドの周
辺部で原図基板中心部より光強度を高くするため、原図
基板照明光学系の照明むらを打ち消し、かつ投影レンズ
で蹴られる光の量が露光フィールド周辺部の方が多いこ
とをも相殺する。この結果、被露光基板上における露光
フィールド内の照度を略一様にできる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。図１は本発明に係る投影露光装置の第
１実施例を示す概略構成図である。なお、図中図７に示
した従来装置と同一構成部材のものに対しては同一符号
をもって示し、その説明を省略する。同図において、本
実施例は第２照明光学系５と原図基板６との間に照度分
布調整板４０を配置し、これによって露光フィールド周
辺部の光強度を大きくして被露光基板１０上における露
光フィールド内の照度を均一化させるようにしたもの
で、その他の構成は図７に示した従来装置と同様であ
る。

【００２４】図２は照度分布調整板４０の光強度透過率
分布の一例を示す図で、縦軸は透過率、横軸は照度分布
調整板４０上の位置である。この図から明らかなように
照度分布調整板４０は、原図基板６の中央に対応する位
置で最も透過率が低く、原図基板６の周辺に対応する位
置へと離れるにしたがって透過率が高くなるように形成
されている。中央部の透過率を低くする量および透過率
分布の形状は、使用する斜入射照明によって被露光基板
１０上露光フィールド内の中央と周辺とで照明の不均一
が出る度合いや、照度分布調整板４０の光強度透過率分
布の製作上の実現性に応じて決める。例えば、前記の例
のように被露光基板１０上で露光フィールド中心の光強
度を１とする時、露光フィールド周辺の光強度が約０．
９４となる場合ならば、照度分布調整板４０の原図基板
６の中央に対応する位置における光強度透過率を原図基
板６の周辺に対応する位置における光強度透過率の０．
９４倍とする。

【００２５】ところで、原図基板６は、その上の各点が
それぞれ２次光源を見込む立体角範囲の光により照明さ
れる。したがって、原図基板６の露光光束２ｄの最外縁
の包洛面は、図１に示すように原図基板６に近づくにつ
れて狭まる。このため、同じ透過率分布の照度分布調整
板４０を置いても、原図基板６との距離により被露光基
板１０上の露光フィールド内照度分布は異なってくる。
よって、逆に照度分布調整板４０の位置を照明光の光軸
方向に可変としておけば、照度分布調整板４０の位置に
より、被露光基板１０の上の露光フィールド内照度分布
の調整が可能である。

【００２６】図３は本発明の第２実施例を示す概略構成
図である。この実施例は照度分布調整板４０の光軸方向
（矢印方向）への位置移動機構４１を設けた例を示すも
のである。位置移動機構４１としては照度分布調整板４
０を光軸方向に位置移動する機能があれば任意の機構で
よい。

【００２７】また、従来の通常照明と斜入射照明とに２
次光源形状を変えて使用する投影露光装置の場合、通常
照明時には前記照度分布調整板４０は不要であり、斜入
射照明の時のみ使用する。したがって、照度分布調整板
４０を着脱可能または退避可能としておき、斜入射照明
を適用する場合のみ挿入するようにしてもよい。

【００２８】図４は本発明の第３実施例を示す概略構成
図である。この実施例は照度分布調整板４０の挿入退避
機構４２を設けた例を示す。照度分布調整板４０は、挿
入退避機構４２によって図の矢印のように光軸と直交す
る方向に進退移動され、照明露光光束２ｄの内外に挿入
退避される。挿入退避機構４２の構成は任意であり、直
線経路でなく、回転経路によって挿入退避させるもので
あってもよいことは勿論である。

【００２９】パタンの転写を行う場合、パタンの種類に
応じてパタンに適した照明の方法を採れば最良のパタン
が転写できる。このため、円形、円環状、４点等に２次
光源形状を容易に変更できる装置が存在する。そのよう
な場合には前記照度分布調整板４０も２次光源形状に合
わせて複数個用意しておき、２次光源形状を変更するの
に合わせて最適なものに交換した方がよい。２次光源形
状の変更と照度分布調整板４０の変更が連動してなされ
るようにすれば、さらに良いことは言うまでもない。

【００３０】図５は本発明の第４実施例を示す概略構成
図である。この実施例は、複数のターレット式の２次光
源形状決定絞り７Ａ，７Ｂ，・・・を蠅の目レンズ４と
第２照明光学系５との間の光路中に選択的に挿入すると
共に、同じく複数の照度分布調整板４０Ａ，４０Ｂ，・
・・を第２照明光学系５と原図基板６との間の光路中に
選択的に挿入するように構成したものである。２次光源
形状決定絞り７Ａ，７Ｂ，・・・はターレット４５によ
って保持されており、このターレット４５の矢印方向の
回転によって光路中から退避されると、交換できるよう
に構成されている。また、照度分布調整板４０Ａ，４０
Ｂ，・・・はターレット４６によって保持されており、
このターレット４６の矢印方向の回転によって光路中か
ら退避されると、交換できるように構成されている。こ
の場合、本実施例は２次光源形状決定絞り７Ａ，７Ｂ，
・・・と照度分布調整板４０Ａ，４０Ｂ，・・・の数は
任意である。また、２つのターレット４５，４６は個々
独立に回動操作されるものに限らず、連動して動作する
ようにすれば、より便利である。従来の通常照明用の円
形または円形に近い形状の２次光源に適合するようにタ
ーレット４６の中に照度分布調整板４０Ａ，４０Ｂ，・
・・の入っていない箇所が有ったり、透過率一定の板を
入れた箇所が有ってもよい。

【００３１】図６は本発明の第５実施例を示す概略構成
図である。この実施例はスライド機構５０上に複数の照
度分布調整板４０Ａ，４０Ｂ，・・・を配置しておき、
２次光源絞り７Ａ，７Ｂ，・・・の変更に合わせて適切
な照度分布調整板４０Ａ，４０Ｂ，・・・を選択し、使
用位置にスライドさせるように構成したものである。照
度分布調整板４０Ａ，４０Ｂ，・・・のスライド方向、
経路は任意である。

【００３２】図５および図６の場合とも、２次光源絞り
の可変機構は任意でよく、例に挙げたターレット式の
他、スライド式や、単体の絞りを選択して挿入する方式
等でもよい。また、図４，図５，図６の場合にも、図３
の如く光軸方向の位置移動機構４１を併設してもよい。

【００３３】なお、以上の説明では、照度分布調整板４
０または４０Ａ，４０Ｂ，・・・を第２照明光学系５と
原図基板６との間に配置したが、照度分布調整板４０ま
たは４０Ａ，４０Ｂ，・・・を配置する場所は、第２照
明光学系５の中でもよい。２次光源の各蠅の目レンズ４
からの光が重畳している位置ならば挿入位置は任意であ
る。照度分布調整板４０または４０Ａ，４０Ｂ，・・・
は、原図基板６と投影レンズ８との間に置いても同様の
効果が得られるが、その場合には照度分布調整板４０ま
たは４０Ａ，４０Ｂ，・・・が投影レンズ８を構成する
一つの要素レンズであると考え、投影レンズ８を設計、
製作しておく必要がある。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る投影露
光装置によれば、照射分布調整板を設けることにより、
斜入射照明時に第１照明光学系と第２照明光学系の収差
によって生ずる原図基板照明光の露光フィールド周辺部
における光強度低下を打ち消し、更に原図基板照明光の
光強度分布を露光フィールドの周辺部で高くするように
構成したので、露光フィールドの周辺部から出る光線の
一部が投影レンズに蹴られて光強度が低下しても、被露
光基板上では露光フィールド内が略一様の光強度で露光
される。したがって、斜入射照明を行って露光しても露
光フィールド内で均一な線幅の微細パタンが得られる。
また、斜入射照明により解像度を上げ、焦点深度を深く
することができるので、従来装置と同等以上の露光フィ
ールド内均一性が得られる本発明を用いれば、ＬＳＩ等
半導体集積回路の大幅な微細化と高集積化を達成でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る投影露光装置の第１実施例を示す
概略構成図である。

【図２】照度分布調整板の光強度透過率分布を示す図で
ある。

【図３】本発明の第２実施例を示す概略構成図である。

【図４】本発明の第３実施例を示す概略構成図である。

【図５】本発明の第４実施例を示す概略構成図である。

【図６】本発明の第５実施例を示す概略構成図である。

【図７】投影露光装置の従来例を示す概略構成図であ
る。

【図８】従来の通常照明の場合の照明光束の説明図であ
る。

【図９】（ａ）〜（ｇ）は斜入射照明用の２次光源形状
の例を示す図である。

【図１０】（ａ），（ｂ）は斜入射照明の場合の照明光
束の説明図である。

【図１１】（ａ），（ｂ）は回折光の発生方向を説明す
るための図である。

【図１２】露光フィールド周辺の点から出て投影レンズ
を通過できる光線の範囲を説明する図である。

【符号の説明】

１１次光源３第１照明光学系４蠅の目レンズ５第２照明光学系６原図基板７，７Ａ，７Ｂ２次光源形状絞り８投影レンズ１０被露光基板１１被露光基板載置ステージ１２基台４０，４０Ａ，４０Ｂ照度分布調整板４１位置移動機構４２挿入退避機構４５，４６ターレット５０スライド機構

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透過性基板上に遮光体もしくはハーフト
ーン遮光体により形成したパタンを有する原図基板を、
中央部光強度が周辺部光強度より弱い２次光源により斜
入射照明し、投影レンズを介して被露光基板上に前記原
図基板上のパタンの光像を形成し、前記被露光基板上に
付した感光性材料を前記パタン形状に露光し、感光させ
る投影露光装置において、照度分布調整板を設け、この調整板により被露光基板上
の照度分布を均一化することを特徴とする投影露光装
置。
【請求項２】請求項１記載の投影露光装置において、照度分布調整板は、２次光源と原図基板との間に配置さ
れていることを特徴とする投影露光装置。
【請求項３】請求項２記載の投影露光装置において、照度分布調整板照明光の、露光フィールド周辺における
照度が前記露光フィールド中央部における照度より高く
なるように、前記照度分布調整板の周辺部の光強度透過
率を中央部の光強度透過率よいも高くしたことを特徴と
する投影露光装置。
【請求項４】透過性基板上に遮光体もしくはハーフト
ーン遮光体により形成したパタンを有する原図基板を、
２次光源形状が円形または円形に近い通常照明と、中央
部光強度が周辺部光強度より弱い２次光源による斜入射
照明とに任意に切り換えて照明し、投影レンズを介して
被露光基板上に前記原図基板上のパタンの光像を形成
し、前記被露光基板上に付した感光性材料を前記パタン
形状に露光し、感光させる投影露光装置において、前記２次光源と原図基板との間に照度分布調整板を設
け、この調整板を挿入退避可能または交換可能にしたこ
とを特徴とする投影露光装置。
【請求項５】請求項４記載の投影露光装置において、２次光源形状の変更による照明条件の変更と、照度分布
調整板の挿入退避または交換とを連動させたことを特徴
とする投影露光装置。
【請求項６】請求項４又は５に記載の投影露光装置に
おいて、斜入射照明時に照度分布調整板照明光の、露光フィール
ド周辺における照度が露光フィールド中央部における照
度より高くなるように、前記照度分布調整板の周辺部の
光強度透過率を中央部の光強度透過率よりも高くしたこ
とを特徴とする投影露光装置。
【請求項７】請求項１〜６のうちのいずれか１つに記
載の投影露光装置において、照度分布調整板に露光光軸方向の位置移動機構を設けた
ことを特徴とする投影露光装置。