JPH0950131A - 斜入射照明用アパーチャ及びこれを利用した投影露光装置 - Google Patents
斜入射照明用アパーチャ及びこれを利用した投影露光装置Info
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
投影露光装置を提供する。 【解決手段】 遮光領域と光透過領域を具備する斜入射
照明用アパーチャにおいて、光透過領域が入射光をコン
デンサーレンズの縁部に回折させるプリズム形である。
従って、光透過領域の面積が広がって光強度が高められ
るので、露光時間を短くし、生産性を向上させうる。
Description
露光装置に係り、特に光強度を向上させる斜入射照明用
アパーチャ及びこれを利用した投影露光装置に関する。
ン基板の微細な領域に注入される不純物の量は精密に調
節されるべきである。この領域等を限定するパターン等
は写真蝕刻技術により形成される。
縁膜や導電性膜等のパターンを形成すべきの膜上に感光
膜を塗布した後、この感光膜の所定部位を紫外線や電子
ビームまたはX線のような光線に露出させる。前記感光
膜のうち現像液に対して溶解度の大きい部分を除去する
ことにより感光膜パターンを形成する。次いで、感光膜
パターンを蝕刻マスクとしてパターンが形成される膜を
蝕刻して配線や電極等の各種パターンを形成する。
Random Access Memory)のような高集積回路の製造にお
いて、KrFエキサイマレーザーを利用した写真蝕刻術に
適用される斜入射照明がパターンの形成に有力な技術と
なっている。
使用されるアパーチャに対して説明する。図1は従来の
斜入射照明を説明するための概略図であって、部材番号
10はアパーチャを、12はコンデンサーレンズを、1
4はフォトマスクを、16は対物レンズを、そして18
はウェーハを各々示す。
ーチャ10の中央部で遮断され、外郭部を通してのみ光
がコンデンサーレンズ12に入射される。コンデンサー
レンズ12を透過した光は一定角を有してフォトマスク
に入射することになる。フォトマスクを透過した光の内
有効でない成分の光(+1次回折光)は対物レンズの外
に抜出し、有効な成分の光(0次及び−1次回折光)の
み対物レンズ16で集束されウェーハ18上に照射され
る。
折光を集束しないので、解像度がよく、焦点深度の大き
い長所がある。しかし、前記斜入射照明は直進成分を遮
断するためにアパーチャの中央部が塞がっているので、
通常の照明に比べて集束される光量が少なくて生産性が
劣る問題点がある。従って、露光時間を延ばしたり光強
度を強化して生産性を向上させるべきである。
と通常の照明に使用されるアパーチャを比べて説明す
る。図2は通常の照明に使用されるアパーチャを示した
平面図及び断面図である。図2に示されたように、アパ
ーチャは中央部に穴が開いている部分が光を透過させる
領域20であり、外郭部が有効でない光を遮断する領域
22よりなるドーナツの形をしている。
照明方法に使用されるアパーチャを示した平面図であ
る。図3(A)は四極形アパーチャ(Quadrupole apert
ure)を示した平面図であって、通常のアパーチャに、
光を透過させるための4つのホール30が対称的に配置
されていて、入射される光の中から斜入射成分のみを得
るために、垂直に入射される中央部は遮光物質で塞がっ
ている。
図であって、中央部34は光を遮断するように塞がって
いて、透過させる部分32は中央部34を取囲む輪状を
成している。
ーチャより斜入射照明効果がよい。通常の投影露光装置
に使用されるアパーチャの光透過領域(図2の部材番号
20)の半径(σ1)を1にした時、前記従来の斜入射
照明に使用されるアパーチャは半径(σ2)が全体半径
(σ1)の0.8倍ほどの光遮断領域(図3(B)の部
材番号34)を有する。
透過する領域の面積を計算する。通常の照明に使用され
るアパーチャの半径を1にすると、通常の照明に使用さ
れるアパーチャの光透過領域の面積は次のようである。
いて、光を遮断する中央部(図3(B)の部材番号3
4)の面積は、 πσ2 =π×0.8×0.8=0.64π となる。従って、実際に光を透過しうる領域(図3
(B)の部材番号32)の面積は、 π−0.64π=0.34π となるので、通常の照明に使用されるアパーチャに比べ
て34%の光透過量、即ち光強度を有する。四極形アパ
ーチャも前記輪状アパーチャのように光強度の低下を甘
受すべきである。従って、従来の斜入射照明に使用され
るアパーチャは中央部が光を遮断するので、光強度が低
くて露光時間が長くなり、生産性を考慮すべき量産には
適しない。
来の斜入射照明の問題点を解決するために、光強度を向
上させたアパーチャを提供することにある。
して光強度を向上させた投影露光装置を提供することに
ある。
ために本発明は、遮光領域と光透過領域を具備する斜入
射照明用アパーチャにおいて、前記光透過領域が入射光
をコンデンサーレンズの縁部に回折させるプリズム形で
あることを特徴とする斜入射照明用アパーチャを提供す
る。
る光の中から0次光を遮断するための中央の第1遮光領
域と、前記第1遮光領域を取囲み、入射光をコンデンサ
ーレンズの縁部に回折させるプリズム形の光透過領域及
び前記光透過領域を取囲む第2遮光領域を具備する輪状
アパーチャであることが望ましい。
記光透過領域の一部または全部がプリズム形であること
が望ましい。
記第1遮光領域の厚さを第2遮光領域の厚さより厚くし
たり、前記第1遮光領域と第2遮光領域の厚さが同じで
あることが望ましい。
ーチャであることが望ましい。
光源、前記光源から発生した光の強さを調節するフライ
アイレンズと、前記フライアイレンズを透過した光をコ
ンデンサーレンズの縁部に回折させるプリズム形の光透
過領域を含むアパーチャと、前記アパーチャを透過した
光をフォトマスクに入射させるコンデンサーレンズと、
前記コンデンサーレンズから入射された光をパターンの
形の通りに透過させるフォトマスクと、前記フォトマス
クを透過した光をウェーハ上に集束させる対物レンズ
と、前記対物レンズから照射された光によりパターンが
形成されるウェーハを具備することを特徴とする。
ーチャは輪状または四極形アパーチャであることが望ま
しい。
て光強度を高め、露光時間を短くし、生産性を向上させ
うる。
添付の図面に基づき詳しく説明する。本発明によるアパ
ーチャは遮光領域と光透過領域を具備する斜入射照明用
アパーチャにおいて、前記光透過領域が入射光をコンデ
ンサーレンズの縁部に回折させるプリズム形であること
が特徴である。
チャを示した平面図である。図4に示されたように、本
発明の実施例によるアパーチャは、入射される光の中か
ら直進成分を遮断するための中央の第1遮光領域40
と、前記第1遮光領域40を取囲む輪状を成していて、
入射光をコンデンサーレンズの縁部に回折させるプリズ
ム形の光透過領域42及び前記光透過領域42を取囲む
第2遮光領域44を具備することが望ましい。
の斜入射照明に使用される輪状アパーチャより0次光遮
断領域の大きさを減らして光強度を高め、光透過領域4
2で光が屈折されるようにして相対的に弱くなった斜入
射効果を高める。即ち、従来の輪状アパーチャに比べて
アパーチャの中央の0次回折光遮断領域40の半径(σ
2)を小さくし、反面に光透過領域42の半径(σ1)
を大きくした。また、光透過部位をプリズム形で制作す
ることにより入射光の斜入射角を調節して入射された光
がコンデンサーレンズの縁部に向かうようにする。
領域の半径が全体アパーチャの半径の0.57倍ほどで
あるので、全体半径を1とした時のその面積は、 0.57×0.57×π=0.325π となるので、実際に光を透過しうる領域(図4の部材番
号42)の面積は、 π−0.325π=0.675π となる。即ち、68%ほどの光強度を有するので、従来
の34%ほどの光強度に比べて約2倍の光強度が得られ
る。
例による変形アパーチャの垂直断面を示す断面図であ
る。
れる光がコンデンサーレンズの縁部に回折されるように
プリズム形で作られている。
1遮光領域40の厚さを第2遮光領域44の厚さより厚
くしたり(図5(A))、第1遮光領域40と第2遮光
領域44の厚さが同じように制作しうる。または図5
(C)に示されたように、光透過領域の一部をプリズム
形にしうる。この場合、斜入射領域に入射された光(部
材番号B)は前記プリズムにより一定角で回折されコン
デンサーレンズの縁部に向かうことになる。
4の厚さより厚くすることは制作しやすい長所がある。
前記アパーチャの材質としては石英基板を使用する。本
発明によるアパーチャにおいて、プリズム形の光透過領
域は輪状アパーチャ及び四極形アパーチャを含む全ての
形のアパーチャに適用しうる。前記アパーチャの材質と
しては石英基板を使用しうる。
ャを使用した投影露光装置を示した概略図であって、ア
パーチャの光透過領域が入射光をコンデンサーレンズの
縁部に回折させるプリズム形となっている。
具備するアパーチャを、52はコンデンサーレンズを、
54はフォトマスクを、56は対物レンズを、そして5
8はウェーハを各々示す。
によるアパーチャ50を通りながらコンデンサーレンズ
の縁部に回折される。コンデンサーレンズ52を透過し
た光は一定角を有してフォトマスク54に入射すること
になる。フォトマスクを透過した光の内有効でない成分
の光(+1次回折光)は対物レンズの外に抜出し、有効
な成分の光(0次及び−1次回折光)のみ対物レンズ5
6で集束されウェーハ58上に照射される。フォトマス
ク54に斜入射された光は従来の斜入射された光に比べ
てその強度が非常に高い。
比べて光透過領域の面積が広がったので光強度が高くな
ることは勿論、光透過領域が入射光をコンデンサーレン
ズの縁部に斜入射させるプリズム形になっているので斜
入射照明の効果が得られる。前記アパーチャは輪状アパ
ーチャまたは四極形アパーチャを使用しうる。
の変形が本発明の技術的思想内で当分野で通常の知識を
有する者により可能であることは明白である。
影露光装置によれば、光透過領域の面積が広がったアパ
ーチャに因して従来のアパーチャより光強度が高められ
る。従って、従来の斜入射照明に比べて光強度が増加し
たので、露光時間の短縮ができて生産性が向上される。
を概略的に示した図面である。
平面図である。
る四極形アパーチャを示した平面図であり、(B)は、
従来の斜入射照明方法に使用される輪状アパーチャを示
した平面図である。
した平面図である。
形アパーチャの垂直断面を示す断面図である。
露光装置を概略的に示した図面である。
Claims (9)
- 【請求項1】 遮光領域と光透過領域を具備する斜入射
照明用アパーチャにおいて、前記光透過領域が入射光を
コンデンサーレンズの縁部に回折させるプリズム形であ
ることを特徴とする斜入射照明用アパーチャ。 - 【請求項2】 前記アパーチャは、 入射される光の中から0次回折光を遮断するための中央
の第1遮光領域と、 前記第1遮光領域を取囲む輪状であり、入射光をコンデ
ンサーレンズの縁部に回折させるプリズム形の光透過領
域及び前記光透過領域を取囲む第2遮光領域を具備する
輪状アパーチャであることを特徴とする請求項1に記載
の斜入射照明用アパーチャ。 - 【請求項3】 前記第1遮光領域の厚さが第2遮光領域
の厚さより厚いことを特徴とする請求項2に記載の斜入
射照明用アパーチャ。 - 【請求項4】 前記第1遮光領域の厚さと第2遮光領域
の厚さが同じであることを特徴とする請求項2に記載の
斜入射照明用アパーチャ。 - 【請求項5】 前記光透過領域は一部または全部がプリ
ズム形であることを特徴とする請求項2に記載の斜入射
照明用アパーチャ。 - 【請求項6】 前記アパーチャは四極形アパーチャであ
ることを特徴とする請求項1に記載の斜入射照明用アパ
ーチャ。 - 【請求項7】 光源、 前記光源から発生した光の強さを調節するフライアイレ
ンズと、 前記フライアイレンズを透過した光をコンデンサーレン
ズの縁部に回折させるプリズム形の光透過領域を含むア
パーチャと、 前記アパーチャを透過した光をフォトマスクに入射させ
るコンデンサーレンズと、 前記コンデンサーレンズを透過した光をパターンの形の
通りに透過させるフォトマスクと、 前記フォトマスクを透過した光をウェーハ上に集束させ
る対物レンズと、 前記対物レンズから照射された光によりパターンが形成
されるウェーハを具備することを特徴とする投影露光装
置。 - 【請求項8】 前記アパーチャを透過した光の形が二重
輪状であることを特徴とする請求項7に記載の投影露光
装置。 - 【請求項9】 前記アパーチャは輪状及び四極形アパー
チャよりなるグループから選択された1つであることを
特徴とする請求項7に記載の投影露光装置。
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