JPH11260708A

JPH11260708A - 投影露光装置及び該装置を用いる半導体デバイス製造方法

Info

Publication number: JPH11260708A
Application number: JP10075015A
Authority: JP
Inventors: Koji Muramatsu; 浩二村松
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1998-03-10
Filing date: 1998-03-10
Publication date: 1999-09-24

Abstract

(57)【要約】【課題】各種照明開口絞りに最適な光束形状を簡便に
得ることができる投影露光装置を提供すること。【解決手段】照明光を供給する光源部１と、光源部か
らの照明光を所定の光束断面形状に変換する光束変換部
材４ｂと、光束変換部材を介した照明光に基づいて、多
数の光源を形成する主オプティカルインテグレータ１３
と、主オプティカルインテグレータにより形成される多
数の光源からの光を集光してマスクを照明する主コンデ
ンサー光学系９と、マスクを照明する前記照明光の照明
状態を変更するために、光束変換部材と主オプティカル
インテグレータとの間に挿脱可能に設けられた光学ユニ
ットＵＴを有し、光学ユニットは、光束変換部材を介し
た照明光の光束断面形状を所定の光束断面形状を有する
照明光に変換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は投影露光装置、特に
半導体集積回路又は液晶デバイス等のためのパターン形
成に使用する投影露光装置及び該装置を用いたＬＳＩ，
液晶、ＣＣＤ等の半導体デバイスの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に従来の半導体素子又は液晶デバイ
ス等を製造するための投影露光装置は、所定のパターン
が形成されたレチクル又はマスクと呼ばれる原板を均一
な照度の照明光（露光光）で照明し、該原板のパターン
をフォトレジストが塗布されたウエハ又はガラスプレー
ト等の感光基板上に投影露光する。図５は従来の投影露
光装置の光学系の構成を示す図である。楕円鏡２の第１
焦点位置に配置されたショートアーク型（超高圧）の水
銀ランプ（Ｈｇランプ、Ｘｅ−Ｈｇランプ等）１からの
光束は、ミラー３により反射された後、レンズ４ａによ
ってほぼ光軸に平行な光束に変換される。そして、バン
ドパスフィルタである波長選択フィルター５に入射す
る。波長選択フィルター５を通過して波長選択された光
束は、オプティカルインテグレータ６に入射する。オプ
ティカルインテグレータ６は、入射波面を分割し、オプ
ティカルインテグレータ６の射出面近傍に二次光源像を
形成する。二次光源像の集合面である二次光源面には、
パターンの解像力又は焦点深度等の照明条件を決定する
ための開口絞りが設けられている。従来、照明条件を決
定するための照明開口絞りは１つに固定されていたが、
最近ではパターンの解像度や露光工程で必要とされる焦
点深度等について様々な条件が要求されるようになって
きている。このため、例えば、特開昭５９−１５５８４
３号公報に開示されているように、種々の開口形状の照
明開口絞りを切り換えることができる機構も提案されて
いる。例えば、図６に示すようにレチクル１０の照明条
件を決定するための開口絞り７ａ〜７ｃが選択的に切り
換え可能にレボルバ７上に配置されている。ここで、絞
り７ａは円形開口、７ｂは輪帯開口、７ｃは４極（４つ
目）開口である。照明開口絞り７ａ〜７ｃを適宜選択す
ることで、照明光のコヒーレンシイファクタ、いわゆる
σ値を変化させることができる。σ値とは、オプティカ
ルインテグレータ６の射出側の二次光源の大きさを投影
光学系１１の瞳の大きさで除した値をいう。例えば、σ
＝０の場合はコヒーレント照明、０＜σ＜１の場合はパ
ーシャルコヒーレント照明、σ＝∞の場合はインコヒー
レント照明となる。このように、絞りを選択することで
σ値を変化させ、露光時の解像度又は焦点深度を変える
ことができる。したがって、投影露光するパターン形状
に応じて、開口絞りを適宜選択することで、最適な条件
で投影露光を行なうことができる。なお、一般に半導体
デバイスを製造する光リソグラフィ工程ではσ値は０．
３〜０．８程度である。そして、開口絞り７ａ〜７ｃを
通過した光束は、コンデンサーレンズ９により被照射面
であるレチクル１０上で重ね合わされ、レチクルの均一
照明を行なう。照明されたレチクル１０に形成されたパ
ターンは投影光学系１１を介してウエハ１２上に投影露
光される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術で述べた
ように、照明開口絞りは種々の開口形状を有している。
このため、照明光の光束断面形状が円形である場合に、
輪帯照明用の絞り７ｂ又は４極照明用の絞り７ｃを選択
したときは、円形の照明光の一部を遮光することとな
る。したがって、露光光量の低下、ひいては露光時間の
長時間化、スループットの低下等の不都合を生じるので
好ましくない。従来は、かかる不都合を回避し、オプテ
ィカルインテグレータ６における照明光の形状を照明開
口絞りの形状に合わせて光量の損失をなるべく少なくす
るために、光源１からオプティカルインテグレータ６に
至る送光光学系内に変倍リレーレンズを挿脱可能な状態
で配置している。これは、変倍リレーレンズを光束内へ
挿入することで、円形の光束径を大きくしたり、小さく
したりさせて照明開口絞りで遮光される部分を極力減ら
すものである。しかしながら、送光光学系内に設けた変
倍リレーレンズ系の挿脱、変倍切り換えでは、照明光の
光束断面形状の径を変化できるのみであるので、輪帯照
明又は４極照明に対応して照明光の形状を効率良く変化
させることができない。このため、円形開口、輪帯開
口、４極開口等を選択的に使用するような投影露光装置
では、各開口に応じた効率的な照明ができず問題であ
る。

【０００４】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であり、各種照明開口絞りに最適な光束形状を簡便に得
ることができ、効率よくレチクル等を照明できる投影露
光装置及び該装置を用いた半導体デバイスの製造方法を
提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明では、所定のパターンが形成さ
れたマスク（１０）を照明する照明光学系（２〜９）
と、該照明されたマスクのパターンを感光基板（１２）
上に投影露光する投影露光装置において、照明光を供給
する光源部（１）と、該光源部からの照明光を所定の光
束断面形状に変換する光束変換部材（４ｂ）と、該光束
変換部材を介した照明光に基づいて、多数の光源を形成
する主オプティカルインテグレータ（６）と、前記主オ
プティカルインテグレータにより形成される多数の光源
からの光を集光して前記マスクを照明する主コンデンサ
ー光学系（９）と、前記マスクを照明する前記照明光の
照明状態を変更するために、前記光束変換部材と前記主
オプティカルインテグレータとの間に挿脱可能に設けら
れた光学ユニット（ＵＴ）を有し、前記光学ユニット
は、前記光束変換部材を介した照明光の光束断面形状を
所定の光束断面形状を有する照明光に変換することを特
徴とする。

【０００６】また、請求項２記載の発明では、前記光学
ユニットは、前記光束変換部材を介した照明光に基づい
て多数の光源を形成する補助オプティカルインテグレー
タ（１３）と、該補助オプティカルインテグレータによ
り形成された多数の光源からの光を集光して前記主オプ
ティカルインテグレータへ導く補助コンデンサー光学系
（１４）とを有することを特徴とする。

【０００７】また、請求項３記載の発明では、前記光束
変換部材は、前記光源部からの照明光に基づいて、前記
照明光学系の光軸に対して偏心した複数の光軸を持つ照
明光又は輪帯状の光束断面を有する照明光に変換するこ
とを特徴とする。

【０００８】また、請求項４記載の発明では、前記照明
光学系は、前記主オプティカルインテグレータの射出面
側には、前記マスクを照明する前記照明光の照明状態の
変更に応じて、前記主オプティカルインテグレータによ
り形成される多数の光源の形状又は大きさを変更する開
口絞り手段（７ａ、７ｂ、７ｃ）と、該開口絞り手段を
駆動させる第１駆動装置（ＭＴ）とを有し、該開口絞り
手段は、輪帯状開口絞り（７ｂ）と円形開口絞り（７
ａ）とを少なくとも有し、前記照明光学系は、さらに、
前記第１駆動装置を介して前記円形開口絞りが照明光路
内に設定されたときに前記光学ユニットを照明光路内へ
挿入すると共に、前記第１駆動装置を介して前記輪帯開
口絞りが照明光路内に設定されたときに前記光学ユニッ
トを照明光路外に退避させる第２駆動装置（ＭＶ）を有
することを特徴とする。

【０００９】また、請求項５記載の発明では、請求項１
乃至４の何れか１項記載の投影露光装置を用いた半導体
デバイスの製造方法であって、前記マスク（１０）を前
記投影光学系（１１）の物体面上に設定する工程と、前
記感光性基板（１２）を前記投影光学系（１１）の像面
上に設定する工程と、前記マスク（１０）のパターンを
投前記投影光学系（１１）を介して前記感光基板（１
２）上に露光する工程とを含むことを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本発
明の実施の形態を説明する。（第一実施形態）図１（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施形
態にかかる投影露光装置の光学系の概要を示す図であ
る。図１（Ａ）において、楕円鏡２の第１焦点位置に配
置されたショートアーク型（超高圧）の水銀ランプ（Ｈ
ｇランプ、Ｘｅ−Ｈｇランプ等）１からの光束は、ミラ
ー３により反射された後、コレクターレンズ４ａによっ
て光軸にほぼ平行な光束に変換される。そして、コーン
プリズム４ｂにより光源１からの照明光の光束断面形状
が輪帯形状に変換された後、照明光学系及びその照明光
を利用した結像光学系の色消し条件範囲に合わせるため
に、波長選択フィルター５に入射する。波長選択フィル
ター５を通過して波長選択された光束は、主オプティカ
ルインテグレータ６に入射する。ここで、本実施形態で
は、後述する図１（Ｂ）に示すように、波長選択フィル
タ５と主オプティカルインテグレータ６との間に、光学
ユニットＵＴ内に収納された補助オプティカルインテグ
レータ１３と補助コンデンサーレンズ１４とが駆動装置
ＭＶにより光束内に挿脱可能に構成されている。図１
（Ａ）は、光学ユニットＵＴが照明光路内の位置ＩＮか
ら外れて退避位置ＯＵＴにいる状態を示している。

【００１１】また、主オプティカルインテグレータ６
は、入射波面を分割し、主オプティカルインテグレータ
６の射出面近傍に二次光源像を形成する。二次光源像の
集合面である二次光源面には、照明条件を決定するため
の開口絞り７ａ〜７ｃが設けられている。これら開口絞
りは図６に示すようにレチクル１０の照明条件を決定す
るための円形開口絞り７ａ、輪帯開口絞り７ｂ、４極開
口絞り７ｃが選択的に切り換え可能にレボルバ７上に配
置されている。そして、レボルバ７はモータＭＴにより
回転され、所望の開口絞りを照明光路内へ移動できる。
照明用の開口絞り７ａ〜７ｃを適宜選択することで、上
記従来技術で述べたように、照明光のコヒーレンシイフ
ァクタ（σ値）を変化させることができる。本実施形態
では、σ値は０．３〜０．８程度であることが好まし
い。そして、開口絞り７ａ〜７ｃを通過した光束は、主
コンデンサーレンズ９により被照射面であるレチクル１
０上で重ね合わされ、レチクルを均一照明する。該照明
されたレチクルパターンは投影光学系１１を介してウエ
ハ１２上に投影露光される。該投影露光装置では、主オ
プティカルインテグレータ６の入射面とレチクル１０と
ウエハ１２とが相互に共役関係であり、また、開口絞り
７ａ〜７ｃと投影レンズ１１との瞳とが共役関係になる
ように構成されている。

【００１２】図１（Ａ）に示すように、補助オプティカ
ルインテグレータ１３と補助コンデンサーレンズ１４と
が退避位置ＯＵＴにある時は、主オプティカルインテグ
レータ６に入射する光束の形状はコーンプリズム４ｂの
作用により輪帯形状となっている。このため、輪帯開口
絞り７ｂが選択されている場合は、該開口絞りにより遮
光される部分が少ないので、効率よくレチクル１０を照
明できる。したがって、最小の露光時間で投影露光を行
なうことができる。

【００１３】レチクル１０を用いた一連の投影露光プロ
セスが終了した後、他のレチクルに交換してさらに投影
露光を行なう場合等に、上述のようにレチクルパターン
の種類に対応して、投影露光時の解像度又は焦点深度を
変える必要があることが多い。例えば、図６に示した輪
帯形状の開口絞り７ｂによる投影露光が終了した後に、
さらに円形開口絞り７ａを用いて投影露光する場合を考
える。図１（Ａ）のような、補助オプティカルインテグ
レータ１３と補助コンデンサーレンズ１４とが退避位置
ＯＵＴにいる状態では、主オプティカルインテグレータ
６に入射する光束の形状はコーンプリズム４ｂにより輪
帯形状であるので、このままでは照明効率が良くない。
そこで、図１（Ｂ）に示すように、駆動部ＭＶは補助オ
プティカルインテグレータ１３と補助コンデンサーレン
ズ１４とを収納している光学ユニットＵＴを、退避位置
ＯＵＴから位置ＩＮへ移動することで、該ユニットＵＴ
を照明光路内へ挿入する。この結果、補助オプティカル
インテグレータ１３の作用により、輪帯形状の光束を円
形形状に変換するができる。また、補助コンデンサーレ
ンズ１４は、補助オプティカルインテグレータ１３透過
後の光束を主オプティカルインテグレータ６の入射面に
適切に照明するため役割を有している。このように、円
形開口絞り７ａを選択した場合に光学ユニットＵＴを照
明光路内の位置ＩＮへ挿入することで、波長選択フィル
ター５を通過した光束は、円形形状に変換された後、主
オプティカルインテグレータ６へと入射する。次に、入
射した光束は主オプティカルインテグレータ６により分
割され、主オプティカルインテグレータ６の射出口付近
に二次光源像を形成する。二次光源像の集合面である二
次光源面には照明条件を決定する照明用の円形開口絞り
７ａがある。この際、照明光の光束断面形状は補助オプ
ティカルインテグレータにより円形とされた後に円形開
口絞り７ａに入射するために、該絞りによる光束のけら
れ等に起因する光量損失はほとんどない。そして、照明
用円形開口絞り７ａを出た複数の二次光源の光束は、主
コンデンサーレンズ９により被照射面であるレチクル１
０上に重ね合わされる。照明されたレチクルパターンは
投影光学系１１を介してウエハ１２上に投影露光され
る。ここで、誘電体膜等を用いた反射ミラーを使用する
ことで、投影露光装置のコンパクト化、配置等の最適化
を行うことがさらに好ましい。

【００１４】上述のように第１実施形態では、円形の照
明開口絞り７ａが選択された状態においては、図１
（Ｂ）に示すように駆動装置ＭＶは光学ユニットＵＴを
退避位置ＯＵＴから照明光路内の位置ＩＮで移動する。
これにより、補助オプティカルインテグレータ１３と、
該インテグレータ１３からの光束を主オプティカルイン
テグレータ６上に適切に照明する補助コンデンサーレン
ズ１４が照明光路内に挿入され、補助オプティカルイン
テグレータ１３直前まで輪帯照明等の照明開口絞りに最
適化されていた光束を、円形照明開口絞り７ａの形状に
合わせて適切に照明することが可能となる。

【００１５】また、光源は上述の水銀ランプ１等に限ら
れず、エキシマレーザ等でも良い。図２に示すようにエ
キシマレーザ１’を光源とした場合には、コレクターレ
ンズ４ａの代わりにビーム整形レンズＢＬを使用し、ビ
ーム整形すると共に光源像をリレーすることが好まし
い。

【００１６】また、照明光の光束断面形状を輪帯状にす
るための光束変換部材としてコーンプリズム４ｂを用い
ているが、該プリズムに限られるものではなく、例えば
光ファイバ束の入射側端面を円形開口にし、射出側端面
を輪帯形状にしたものでもよい。

【００１７】また、上記実施形態では、光学ユニットＵ
Ｔを照明光路内の位置ＩＮへ挿入することで光束断面形
状を輪帯形状から円形形状へ変換しているが、かかる変
換に限られるものではない。光束変換部材として照明光
学系の光軸ＡＸに対して偏心した複数の光の照明、例え
ば４極照明を行なう素子を用いて、光学ユニットＵＴが
退避位置ＯＵＴにある状態では４極照明（すなわち４極
開口絞り７ｃが選択されている場合に最適な照明）を行
なうようにしてもよい。この場合は、円形開口絞り７ａ
が選択された時に、光学ユニットＵＴを照明光路内の位
置ＩＮへ挿入することで、４極照明形状の光束を円形形
状の光束へ変換することで、円形開口絞り７ａを効率よ
く照明できる。なお、４極照明を行なう場合は、光束変
換部材として、入射面と射出面がそれぞれ４角錐（ピラ
ミッド形状）面であるプリズム、又は光ファイバ束で入
射端面は円形形状であるが射出端面は４つの円形形状
（絞り７ｃの開口部に対応したもの）にファイバ束が分
岐したもの等を用いるのが好ましい。

【００１８】なお、本実施形態では、モータＭＴにより
レボルバ７を回転させることで所定の開口絞り７ａ〜７
ｃを照明光路内へ移動させているが、この他に、例え
ば、種々の開口絞りをモータ等の駆動機構により照明光
路内へ挿入することができる構成でもよい。

【００１９】（第２実施形態）上記第１実施形態の投影
露光装置では、レボルバ７に設けられている開口絞りの
うち円形形状の開口絞りは絞り７ａの１つのみである。
第２実施形態の投影露光装置は、輪帯形状等に加えて種
々の大きさの円形開口を選択的に使用するものである。
基本的な装置構成は第１実施形態にかかる投影露光装置
と同様であるので省略する。図３は、本実施形態にかか
る投影露光装置の光学ユニットＵＴ内の補助オプティカ
ルインテグレータ１３ａ〜１３ｄ、補助コンデンサーレ
ンズ１４ａ〜１４ｄ及び開口絞り７ａ〜７ｂとの関係を
示す図である。ここで、補助オプティカルインテグレー
タは焦点距離の異なる複数の補助オプティカルインテグ
レータ１３ａ〜１３ｄが選択的に切り替え可能にレボル
バ１３’上に設けられている。また、補助コンデンサー
レンズも焦点距離の異なる補助コンデンサーレンズ１４
ａ〜１４ｄが選択的に切り換え可能にレボルバ１４’上
に設けられている。さらに、照明開口絞りも同様に、開
口径の異なる円形開口絞り７ａ、７ａ’、７ａ”及び輪
帯開口絞り７ｂが選択的に切り換え可能にレボルバ７’
上に設けられている。なお、簡単のため図３において、
主オプティカルインテグレータ６及び各レボルバ１
３’、１４’、７’を回転させる駆動機構であるモータ
ＭＴは省略している。そして、複数の補助オプティカル
インテグレータが設けられているレボルバ１３’と複数
の補助コンデンサーレンズが設けられているレボルバ１
４’とは光学ユニットＵＴ内に収納され、駆動装置ＭＶ
により一体として照明光路内位置ＩＮと不図示の退避位
置ＯＵＴとの間で移動可能である。

【００２０】次に、補助オプティカルインテグレータ１
３ａ〜１３ｄ、補助コンデンサーレンズ１４ａ〜１４
ｄ、及び開口絞り７ａ〜７ｂの最適な組み合わせについ
て説明する。

【００２１】補助オプティカルインテグレータ１３ａ等
の焦点距離をｆｏｉ、補助オプティカルインテグレータ
１３ａ等を構成する個々の要素レンズの有効径をφ、補
助コンデンサーレンズ１４ａ等の焦点距離をｆｃｌ、主
オプティカルインテグレータ６上での照明領域の有効径
をФとすると、以下の式（１）、 Φ＝φ×（ｆｃｌ／ｆｏｉ）（１）が成立する。即ち、主オプティカルインテグレータ６上
での照明領域の有効径Фは、補助コンデンサーレンズ１
４ａ等の焦点距離ｆｃｌと補助オプティカルインテグレ
ータ１３ａの焦点距離ｆｏｉとの比に比例する。

【００２２】したがって、開口径Φの円形開口絞りを選
択した時に、（１）式を満足するような補助オプティカ
ルインテグレータと補助コンデンサーレンズとの組み合
わせを選択すれば、簡便にσ値を変えると共に効率よく
円形開口絞りを照明することができる。

【００２３】図３は、補助オプティカルインテグレータ
１３ｃ（各要素レンズの有効径φ、焦点距離ｆｏｉ）、
補助コンデンサーレンズ１４ｃ（焦点距離ｆｃｌ）及び
開口絞り７ａ”（有効径Φ）が選択され、照明光学系の
光軸ＡＸ上に挿入されている状態を示す図である。

【００２４】（第３実施形態）次に、上記実施形態の投
影露光装置を用いてウエハ上に所定の回路パターンを形
成する際の動作の一例につき図４のフローチャートを参
照して説明する。図４のステップ１において、１ロット
のウエハ上に金属膜が蒸着される。次のステップ２にお
いて、その１ロットのウエハ上の金属膜状にフォトレジ
ストが塗布される。その後、ステップ３において、第１
の実施の形態（図１）の投影光学系を備えた図１の投影
露光装置を用いて、レチクル１０上のパターンの像がそ
の投影光学系１１を介して、その１ロットのウエハ上１
２の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ス
テップ４において、その１ロットのウエハ上のフォトレ
ジストの現像が行われた後、ステップ５において、その
１ロットのウエハ上でレジストパターンをマスクとして
エッチングを行うことによって、レチクルＲ上のパター
ンに対応する回路パターンが、各ウエハ上の各ショット
領域に形成される。その後、更に上のレイヤの回路パタ
ーンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバ
イスが製造される。

【００２５】この際に、本例の投影光学系は、照明用の
開口絞りを変えても、効率よく照明光を使用できるた
め、短い露光時間でレチクルパターンをウエハに投影露
光できる。このため、半導体などのデバイスを高いスル
ープットで製造できる。

【００２６】なお、本発明は上述の実施の形態に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取
り得ることは勿論である。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明では、前記マスクを照明する前記照明光の照明状態を
変更するために、前記光束変換部材と前記主オプティカ
ルインテグレータとの間に挿脱可能に設けられた光学ユ
ニットを有し、前記光学ユニットは、前記光束変換部材
を介した照明光の光束断面形状を所定の光束断面形状を
有する照明光に変換する。したがって、開口形状の異な
る開口絞りが選択された場合でも、照度の損失なくレチ
クルな等を照明できる。このため、最適な露光光量によ
り、スループットを向上することができる。

【００２８】また、請求項２記載の発明では、前記光学
ユニットは補助オプティカルインテグレータと補助コン
デンサー光学系とを有する。したがって、補助オプティ
カルインテグレータで分割された照明光束を効率よく主
オプティカルインテグレータへ導くことができる。

【００２９】また、請求項３記載の発明では、前記光束
変換部材は、前記光源部からの照明光に基づいて、前記
照明光学系の光軸に対して偏心した複数の光を持つ照明
光又は輪帯状の光束断面を有する照明光に変換する。し
たがって、種々の形状の照明光を得ることができるの
で、σ値等の照明条件を容易に変更できる。

【００３０】また、請求項４記載の発明は、前記照明光
学系は少なくとも輪帯状開口絞りと円形開口絞りとを有
する開口絞り手段を有し、前記円形開口絞りが照明光路
内に設定されたときに前記光学ユニットを照明光路内へ
挿入すると共に、前記輪帯開口絞りが照明光路内に設定
されたときに前記光学ユニットを照明光路外に退避させ
ている。したがって、円形開口絞りを選択して照明を行
なう場合は、光学ユニットを照明光路内へ挿入すること
で効率よく照明を行なうことができる。

【００３１】また、請求項５記載の発明では、請求項１
乃至４の何れか１項記載の投影露光装置を用いて半導体
デバイスを製造している。したがって、マスクパターン
に応じた照明条件を迅速、かつ照明光の損失無しに効率
よく得ることができ、半導体デバイスを高いスルプット
で製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施形態にかかる投
影露光装置を示す図である。

【図２】エキシマレーザを用いた場合の光源近傍光学系
を示す図である。

【図３】補助オプティカルインテグレータ、補助コンデ
ンサーレンズ、開口絞りの組み合わせを示す図である。

【図４】本発明の実施形態にかかる半導体デバイス製造
方法の手順を示す図である。

【図５】従来の投影露光装置を示す図である。

【図６】開口絞りを示す図である。

【符号の説明】

１水銀ランプ２楕円鏡４ａコレクタレンズ４ｂコーンプリズム５波長選択フィルター６主オプティカルインテグレータ７レボルバ７ａ〜７ｃ照明用開口絞り９コンデンサーレンズ１０レチクル１１投影光学系１２ウエハ１３補助オプティカルインテグレータ１４補助コンデンサーレンズＵＴ光学ユニットＯＵＴ光束外退避位置ＩＮ光束内挿入位置ＭＶ駆動装置ＭＴモータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定のパターンが形成されたマスクを照
明する照明光学系と、該照明されたマスクのパターンを
感光基板上に投影露光する投影露光装置において、照明光を供給する光源部と、該光源部からの照明光を所定の光束断面形状に変換する
光束変換部材と、該光束変換部材を介した照明光に基づいて、多数の光源
を形成する主オプティカルインテグレータと、前記主オプティカルインテグレータにより形成される多
数の光源からの光を集光して前記マスクを照明する主コ
ンデンサー光学系と、前記マスクを照明する前記照明光の照明状態を変更する
ために、前記光束変換部材と前記主オプティカルインテ
グレータとの間に挿脱可能に設けられた光学ユニットを
有し、前記光学ユニットは、前記光束変換部材を介した照明光
の光束断面形状を所定の光束断面形状を有する照明光に
変換することを特徴とする投影露光装置。
【請求項２】前記光学ユニットは、前記光束変換部材
を介した照明光に基づいて多数の光源を形成する補助オ
プティカルインテグレータと、該補助オプティカルイン
テグレータにより形成された多数の光源からの光を集光
して前記主オプティカルインテグレータへ導く補助コン
デンサー光学系とを有することを特徴とする請求項１記
載の投影露光装置。
【請求項３】前記光束変換部材は、前記光源部からの
照明光に基づいて、前記照明光学系の光軸に対して偏心
した複数の光を持つ照明光又は輪帯状の光束断面を有す
る照明光に変換することを特徴とする請求項１又は２記
載の投影露光装置。
【請求項４】前記照明光学系は、前記主オプティカルインテグレータの射出面側には、前
記マスクを照明する前記照明光の照明状態の変更に応じ
て、前記主オプティカルインテグレータにより形成され
る多数の光源の形状又は大きさを変更する開口絞り手段
と、該開口絞り手段を駆動させる第１駆動装置とを有し、該開口絞り手段は、輪帯状開口絞りと円形開口絞りとを
少なくとも有し、前記照明光学系は、さらに、前記第１駆動装置を介して
前記円形開口絞りが照明光路内に設定されたときに前記
光学ユニットを照明光路内へ挿入すると共に、前記第１
駆動装置を介して前記輪帯状開口絞りが照明光路内に設
定されたときに前記光学ユニットを照明光路外に退避さ
せる第２駆動装置を有することを特徴とする請求項１、
２又は３記載の投影露光装置。
【請求項５】請求項１乃至４の何れか１項記載の投影
露光装置を用いた半導体デバイスの製造方法であって、前記マスクを前記投影光学系の物体面上に設定する工程
と、前記感光性基板を前記投影光学系の像面上に設定する工
程と、前記マスクのパターンを投前記投影光学系を介して前記
感光基板上に露光する工程とを含むことを特徴とする半
導体デバイス製造方法。