JPH0774086A - 投影露光装置 - Google Patents

投影露光装置

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JPH0774086A
JPH0774086A JP5289413A JP28941393A JPH0774086A JP H0774086 A JPH0774086 A JP H0774086A JP 5289413 A JP5289413 A JP 5289413A JP 28941393 A JP28941393 A JP 28941393A JP H0774086 A JPH0774086 A JP H0774086A
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    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems
    • G03F7/70091Illumination 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]
    • G03F7/70108Off-axis setting using a light-guiding element, e.g. diffractive optical elements [DOEs] or light guides
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】投影露光装置を提供する。 【構成】光源、平行光形成レンズ、蠅目レンズが光進行
経路上に順次に配置され、平行光形成レンズと蠅目レン
ズとの間には光分散手段として中央部がひとつの凹レン
ズよりなった第1光分散レンズまたは中央部が多数の小
型凹レンズよりなった第2光分散レンズが置かれる。 【効果】これにより、主として周辺部の光を用いる斜入
射照明における光利用効率を高める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体製造のための投影
露光装置に係り、さらに詳しくは投影露光装置の変形照
明系に関する。
【0002】
【従来の技術】最近、半導体素子などの微細パターンを
形成するための投影露光装置技術としては光源の波長を
縮めたエキサイマレーザー投影露光装置と位相反転マス
ク方法及び斜入射照明方法などがある。このうち、斜入
射照明による変形照明方式は新たな装備の追加なしに分
解能を改善することができて多用されている。特に、照
明系に環状のアパーチャを設置して改造した環状照明方
式は従来に比べて15〜20%の分解能改善が可能であ
り焦点深度も2倍ほど改善できると確認された。
【0003】図1には従来の投影露光装置の照明系が概
略的に示されている。同図を参照すれば、光源1の前方
に反射鏡2が置かれ、光源1の後方の光路上に順次に平
行光形成レンズ3と蠅目レンズ4が置かれる。このよう
に構成された投影露光装置の照明系では光源1から出て
きた光が反射鏡2により反射集束され平行光形成レンズ
3に入射され、前記平行光形成レンズ3から蠅目レンズ
4までは殆どの平行光が得られる。この投影露光装置の
照明系の断面A−A’線による光強度、即ち前記蠅目レ
ンズ4に入射される直前の光の強度はその中央部では強
くその周辺部では弱い図4の(a)のような形態を有す
る。
【0004】ところで、前記の投影露光装置の照明系に
周辺部の光のみを使う環状照明またはその他の斜入射照
明を適用する場合、前述した通り周辺部の光量が少ない
ので光利用効率が極めて低い。従って、露光時間が長く
なって生産性が低くなる問題点があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、環状
照明などその周辺部の光を用いる変形照明系の光利用効
率を高めて生産性を向上させうる投影露光装置を提供す
ることである。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに本発明による投影露光装置は、光源と、前記光源か
ら出てきた光を平行光に形成させる平行光形成レンズ
と、前記平行光形成レンズを通過した光を受けて第2の
光源を形成する蠅目レンズと、前記平行光形成レンズと
蠅目レンズとの間の光経路上に置かれその中央部に入射
される光を分散させ前記蠅目レンズの周辺部に出射する
光分散手段を備えることを特徴とする。本発明において
蠅目レンズは第2の光源を形成して所定パターンの形成
されたマスクを照明する。
【0007】
【作用】本発明は光分散手段によりその中央部の光を蠅
目レンズの周辺部に入射させるので、蠅目レンズの周辺
部の光のみを用いる斜入射照明で光利用効率が高めら
れ、露光時間を短縮して生産性を向上しうる。
【0008】
【実施例】以下、添付した図面に基づき本発明による投
影露光装置の好適な一実施例を詳しく説明する。図2は
本発明の第1実施例を示す。本発明の第1実施例におい
ては光源10、反射鏡20、平行光形成レンズ30、蠅
目レンズ40が光進行経路上に順次に備えられ、平行光
形成レンズ30と蠅目レンズ40との間には本発明の特
徴的な要素である第1光分散レンズ51が備えられる。
【0009】第1光分散レンズ51の中央部は凹レンズ
51’より形成されその中央部に入射される平行光を発
散させ蠅目レンズ40の周辺部に入射させる。このた
め、凹レンズ51’を適切な曲率で形成すべき、蠅目レ
ンズ40と所定の距離を保つべきである。このように構
成された照明系を有する本発明による投影露光装置の作
用を説明すれば次のとおりである。
【0010】光源10から出てきた光は反射鏡20によ
り反射集束された後平行光形成レンズ30に入射され
る。平行光形成レンズ30に入射された光はその後方に
設置された第1光分散レンズ51を経て蠅目レンズ40
に入射される。この際、第1光分散レンズ51の中央部
に入射した光は凹レンズ51’により発散され蠅目レン
ズ40の周辺部に入射し、第1光分散レンズ51の周辺
部に入射した光りは屈折なしにそのまま通過して蠅目レ
ンズ40の周辺部に入射される。蠅目レンズ40の周辺
部に入射した光は第2の光源を形成しパターンの形成さ
れたマスクを斜入射照明することにより、このパターン
をマスク上に転写して半導体素子などを製造することで
ある。
【0011】図3には本発明の第2実施例が示されてい
る。本発明の第2実施例では第1実施例と同様に、光源
10、反射鏡20、平行光形成レンズ30、蠅目レンズ
40が順次に光進行経路上に備えられ、平行光形成レン
ズ30と蠅目レンズ40との間には本発明の特徴的な要
素である第2光分散レンズ52が備えられる。第2光分
散レンズ52はその中央部に多数の小型の凸レンズ5
2’が密集されさらに他の蠅目レンズを形成する形態に
構成される。この第2光分散レンズ52により中央部の
光が周辺部に発散される。このために凸レンズは蠅目レ
ンズの大きさをかんがみてその焦点距離が定められるべ
きである。例えば、蠅目レンズ40の直径が50mmで
あり厚さが5mmの場合、凸レンズの焦点距離は10m
m内外が望ましい。
【0012】一方、この凸レンズは位相シフト方式に使
われる回折レンズであるゾーンプレートに置き換えられ
る。このゾーンプレートはフォトレジストにより製造さ
れるが、同心を有する環状のパターン部と食刻部が交互
的に形成される。このように構成された本発明の第2実
施例の作用を説明すれば次の通りである。
【0013】光源10から出てきた光は反射鏡20と平
行光形成レンズ30を通過して第2光分散レンズ52に
入射する。第2光分散レンズ52はその中央部が多数の
小型凸レンズ52’より形成されているので、これら凸
レンズに入射した光りは一応集束された後発散され蠅目
レンズ40の周辺部に入射する。また、第2光分散レン
ズ52の周辺部に入射した光は屈折なしにそのまま通過
して蠅目レンズ40の周辺部に入射する。蠅目レンズ4
0の周辺部に入射した光は第2の光源を形成してパター
ンの形成されたマスクを斜入射照明することによりこの
パターンをマスク上に転写して半導体素子などを製造す
る。
【0014】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の投影露光装
置は光進行経路上に配置された平行光形成レンズと蠅目
レンズとの間に光分散手段を設けて平行光形成レンズを
経て蠅目レンズの中央部に入射される光を周辺部に分散
させるよう構成される。従って、蠅目レンズに入射され
る直前の光強度が図4の(b)のような形態に分布され
た中央部と周辺部が殆ど均一に現れる。このように中央
部の光が周辺部に分散されることにより主として周辺部
の光を用いる斜入射照明では光利用効率を極めて高めら
れ、よって露光時間が短縮され製品の生産性が向上され
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の投影露光装置を概略的に示した側面図で
ある。
【図2】本発明による投影露光装置の第1実施例を概略
的に示した側面図である。
【図3】本発明による投影露光装置の第2実施例を概略
的に示した側面図である。
【図4】図1、図2及び図3の断面A−A線で光の強度
を示した図面である。
【符号の説明】
10 光源 30 平行光形成レンズ 40 蠅目レンズ 51 第1光分散レンズ 52 第2光分散レンズ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源と、前記光源から光を伝達されマス
    クを照明する蠅目レンズと、前記照明を変形照明にする
    ための変形照明手段を備える投影露光装置において、
    前記蠅目レンズの前方の光進行経路上に置かれて入射さ
    れる中央部の光を前記蠅目レンズの周辺部に分散して出
    射させる光分散レンズをさらに備えることを特徴とする
    投影露光装置。
  2. 【請求項2】 光源と、 前記光源から出てきた光を平行光に形成させる平行光形
    成レンズと、 前記平行光レンズから出てきた光を平行光に形成させる
    平行光形成レンズと、 前記平行光形成レンズと蠅目レンズとの間の光経路上に
    置かれその中央部に入射される光を分散させ前記蠅目レ
    ンズの周辺部に出射する光分散手段を備えることを特徴
    とする投影露光装置。
  3. 【請求項3】 前記光分散手段はその中央部が凹レンズ
    より形成された第1光分散レンズであることを特徴とす
    る請求項2項記載の投影露光装置。
  4. 【請求項4】 前記光分散手段はその中央部に多数の凸
    レンズが形成され前記平行光形成レンズを通過した光を
    集束させ蠅目レンズの周辺部に発散させる第2光分散レ
    ンズであることを特徴とする請求項2項記載の投影露光
    装置。
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