JPH1041225A - 照明装置及びそれを用いた投影露光装置 - Google Patents
照明装置及びそれを用いた投影露光装置Info
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- 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
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 レチクル面上を所定形状の照明領域で照明
し、その面上のパターンを投影光学系でウエハ面上に高
精度に投影露光することができる照明装置及びそれを用
いた投影露光装置を得ること。 【解決手段】 光源からの光束をビーム整形光学系を介
して所定の大きさに整形してオプティカルインテグレー
タに入射させ、該オプティカルインテグレータから射出
する光束を利用して被照射面上を照明する際、該オプテ
ィカルインテグレータは互いに直交する第１平面と第２
平面内において屈折力の異なる第１，第２回折光学素子
の２つの回折光学素子を有し、該第１，第２回折光学素
子の屈折力を調整することによって該被照射面上の照明
領域を制限していること。
し、その面上のパターンを投影光学系でウエハ面上に高
精度に投影露光することができる照明装置及びそれを用
いた投影露光装置を得ること。 【解決手段】 光源からの光束をビーム整形光学系を介
して所定の大きさに整形してオプティカルインテグレー
タに入射させ、該オプティカルインテグレータから射出
する光束を利用して被照射面上を照明する際、該オプテ
ィカルインテグレータは互いに直交する第１平面と第２
平面内において屈折力の異なる第１，第２回折光学素子
の２つの回折光学素子を有し、該第１，第２回折光学素
子の屈折力を調整することによって該被照射面上の照明
領域を制限していること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は照明装置及びそれを
用いた投影露光装置に関し、特にＩＣ、ＬＳＩ等の半導
体デバイスを製造する際に、マスクやレチクル（以下
「レチクル」と総称する。）面上の電子回路パターンを
ウエハ面上に投影光学系を介して投影露光又は走査露光
するときのレチクル面上を所定形状照明領域で効率的に
照明し、高集積度の半導体デバイスを得るのに好適なも
のである。
用いた投影露光装置に関し、特にＩＣ、ＬＳＩ等の半導
体デバイスを製造する際に、マスクやレチクル（以下
「レチクル」と総称する。）面上の電子回路パターンを
ウエハ面上に投影光学系を介して投影露光又は走査露光
するときのレチクル面上を所定形状照明領域で効率的に
照明し、高集積度の半導体デバイスを得るのに好適なも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体デバイス
の高集積化に伴い半導体ウエハの微細加工技術が大きく
進展してきている。この微細加工技術の中心をなす投影
露光装置として、円弧状の露光域を持つ等倍のミラー光
学系に対してレチクルと感光基板を走査しながら露光す
る等倍投影露光装置（ミラープロジェクションアライナ
ー）や、レチクルのパターン像を屈折光学系により感光
基板上に形成し感光基板をステップアンドリピート方式
で露光する縮小投影露光装置（ステッパー）等がある。
また高解像力が得られ、且つ画面サイズを拡大できるス
テップアンドスキャン方式の走査型の投影露光装置が種
々と提案されている。
の高集積化に伴い半導体ウエハの微細加工技術が大きく
進展してきている。この微細加工技術の中心をなす投影
露光装置として、円弧状の露光域を持つ等倍のミラー光
学系に対してレチクルと感光基板を走査しながら露光す
る等倍投影露光装置（ミラープロジェクションアライナ
ー）や、レチクルのパターン像を屈折光学系により感光
基板上に形成し感光基板をステップアンドリピート方式
で露光する縮小投影露光装置（ステッパー）等がある。
また高解像力が得られ、且つ画面サイズを拡大できるス
テップアンドスキャン方式の走査型の投影露光装置が種
々と提案されている。
【０００３】これらの投影露光装置では電子回路パター
ンを必要とする寸法に比べｍ倍に拡大して形成したレチ
クルを照明装置で照明し、該レチクルを投影光学系によ
りウエハ面上に１／ｍ倍に縮小投影している。また走査
型の投影露光装置ではレチクル上のパターンの一部をウ
エハ上に転写するための投影光学系、レチクル上のパタ
ーンの一部をスリット状の光束により照射する照明装
置、レチクルとウエハをスリット状光束と投影光学系に
対して一定の速度比でスキャンするスキャン機構部とを
用いてレチクル上のパターンをウエハ上に走査露光して
いる。
ンを必要とする寸法に比べｍ倍に拡大して形成したレチ
クルを照明装置で照明し、該レチクルを投影光学系によ
りウエハ面上に１／ｍ倍に縮小投影している。また走査
型の投影露光装置ではレチクル上のパターンの一部をウ
エハ上に転写するための投影光学系、レチクル上のパタ
ーンの一部をスリット状の光束により照射する照明装
置、レチクルとウエハをスリット状光束と投影光学系に
対して一定の速度比でスキャンするスキャン機構部とを
用いてレチクル上のパターンをウエハ上に走査露光して
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】電子回路パターンが形
成されているレチクルは一般に四角形をしており、その
パターン領域の寸法には種々のものがある。投影露光装
置におけるレチクル面を照明する照明装置の有効照明範
囲は一般に円形をしている。そしてウエハ面に投影露光
する際には有効照明範囲の一部をマスキング機構等で遮
光し、レチクルパターン形状と同様の四角形内の光束と
している。また走査型の投影露光装置ではスリット状の
光束としてレチクル面を照明している。スリット状の光
束をレチクル面上を照明するとき、有効照明範囲の一部
をマスキング機構で遮光すると照明効率が低下してく
る。
成されているレチクルは一般に四角形をしており、その
パターン領域の寸法には種々のものがある。投影露光装
置におけるレチクル面を照明する照明装置の有効照明範
囲は一般に円形をしている。そしてウエハ面に投影露光
する際には有効照明範囲の一部をマスキング機構等で遮
光し、レチクルパターン形状と同様の四角形内の光束と
している。また走査型の投影露光装置ではスリット状の
光束としてレチクル面を照明している。スリット状の光
束をレチクル面上を照明するとき、有効照明範囲の一部
をマスキング機構で遮光すると照明効率が低下してく
る。
【０００５】一方、近年、解像力や焦点深度の向上を目
的として、照明装置を構成する一要素であるオプティカ
ルインテグレータの光出射側に様々な形状の変形照明用
の絞りを設けている。オプティカルインテグレータはそ
れを構成する個々の素子レンズからの出射光を積算させ
て均一な照明領域を形成している部材として用いられて
いる。一般にオプティカルインテグレータの素子レンズ
の個数を減らすと照明の均一性が低下するという問題が
生じてくる。また照明の均一性を向上させるために素子
レンズの数を増やす方法は、製造可能な素子レンズの大
きさには限界がある為、無制限に素子レンズの数を増や
すことは難しい。
的として、照明装置を構成する一要素であるオプティカ
ルインテグレータの光出射側に様々な形状の変形照明用
の絞りを設けている。オプティカルインテグレータはそ
れを構成する個々の素子レンズからの出射光を積算させ
て均一な照明領域を形成している部材として用いられて
いる。一般にオプティカルインテグレータの素子レンズ
の個数を減らすと照明の均一性が低下するという問題が
生じてくる。また照明の均一性を向上させるために素子
レンズの数を増やす方法は、製造可能な素子レンズの大
きさには限界がある為、無制限に素子レンズの数を増や
すことは難しい。
【０００６】本発明は適切に設定した回折光学素子を照
明系の一部に用いることによって被照射面の照明領域の
大きさを所望の形状で照明光束の有効利用を図りつつ、
均一に照明することができ、また被照射面にレチクルを
配置したときはレチクル面上（１原板上）のパターンを
適切に照明し、高い解像力が容易に得られる半導体素子
の製造に好適な照明装置及びそれを用いた投影露光装置
の提供を目的とする。
明系の一部に用いることによって被照射面の照明領域の
大きさを所望の形状で照明光束の有効利用を図りつつ、
均一に照明することができ、また被照射面にレチクルを
配置したときはレチクル面上（１原板上）のパターンを
適切に照明し、高い解像力が容易に得られる半導体素子
の製造に好適な照明装置及びそれを用いた投影露光装置
の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の照明装置は、 （１−１）光源からの光束をビーム整形光学系を介して
所定の大きさに整形してオプティカルインテグレータに
入射させ、該オプティカルインテグレータから射出する
光束を利用して被照射面上を照明する際、該オプティカ
ルインテグレータは互いに直交する第１平面と第２平面
内において屈折力の異なる第１，第２回折光学素子の２
つの回折光学素子を有し、該第１，第２回折光学素子の
屈折力を調整することによって該被照射面上の照明領域
を制限していることを特徴としている。
所定の大きさに整形してオプティカルインテグレータに
入射させ、該オプティカルインテグレータから射出する
光束を利用して被照射面上を照明する際、該オプティカ
ルインテグレータは互いに直交する第１平面と第２平面
内において屈折力の異なる第１，第２回折光学素子の２
つの回折光学素子を有し、該第１，第２回折光学素子の
屈折力を調整することによって該被照射面上の照明領域
を制限していることを特徴としている。
【０００８】（１−２）光源からの光束をビーム整形光
学系を介してオプティカルインテグレータに入射させ、
該オプティカルインテグレータからの光束でコンデンサ
ーレンズを介して被照射面を照明する照明装置におい
て、該オプティカルインテグレータは光軸と直交する第
１平面と該第１平面と直交する第２平面とで互いに屈折
力の異なる第１回折光学素子と第２回折光学素子とを有
し、該第１，第２回折光学素子の屈折力を調整すること
によって、該被照射面上の照明領域を制限していること
を特徴としている。
学系を介してオプティカルインテグレータに入射させ、
該オプティカルインテグレータからの光束でコンデンサ
ーレンズを介して被照射面を照明する照明装置におい
て、該オプティカルインテグレータは光軸と直交する第
１平面と該第１平面と直交する第２平面とで互いに屈折
力の異なる第１回折光学素子と第２回折光学素子とを有
し、該第１，第２回折光学素子の屈折力を調整すること
によって、該被照射面上の照明領域を制限していること
を特徴としている。
【０００９】特に構成要件（１−１），（１−２）にお
いて、(1-2-1) 前記第１，第２回折光学素子は基板の表
裏面に各々設けられていること、(1-2-2) 前記第１，第
２回折光学素子を通過した光束の前記第１平面内と第２
平面内における集光点が一致するように、該第１，第２
回折光学素子の屈折力及び前記基板の厚さ、材質の屈折
率等を設定していること、(1-2-3) 前記第１，第２回折
光学素子は各々個別の基板に設けられていること、(1-2
-4) 前記第１，第２回折光学素子を通過した光束の前記
第１平面内と第２平面内における集光点が一致するよう
に各要素を設定していること、(1-2-5) 前記第１，第２
回折光学素子は各々複数の回折光学素子を有し、前記第
１，第２回折光学素子を通過した光束の前記第１平面内
と第２平面内における集光点が一致するように各要素を
設定していること、(1-2-6) 前記第１，第２回折光学素
子を構成する各回折光学素子のうち、最も光源側の回折
光学素子がそれぞれ前記被照射面と共役の関係となるよ
うに各要素が設定されていること等を特徴としている。
いて、(1-2-1) 前記第１，第２回折光学素子は基板の表
裏面に各々設けられていること、(1-2-2) 前記第１，第
２回折光学素子を通過した光束の前記第１平面内と第２
平面内における集光点が一致するように、該第１，第２
回折光学素子の屈折力及び前記基板の厚さ、材質の屈折
率等を設定していること、(1-2-3) 前記第１，第２回折
光学素子は各々個別の基板に設けられていること、(1-2
-4) 前記第１，第２回折光学素子を通過した光束の前記
第１平面内と第２平面内における集光点が一致するよう
に各要素を設定していること、(1-2-5) 前記第１，第２
回折光学素子は各々複数の回折光学素子を有し、前記第
１，第２回折光学素子を通過した光束の前記第１平面内
と第２平面内における集光点が一致するように各要素を
設定していること、(1-2-6) 前記第１，第２回折光学素
子を構成する各回折光学素子のうち、最も光源側の回折
光学素子がそれぞれ前記被照射面と共役の関係となるよ
うに各要素が設定されていること等を特徴としている。
【００１０】本発明の投影露光装置は、 （２−１）構成要件（１−１）又は（１−２）の照明装
置の被照射面に配置した第１物体面上のパターンを投影
光学系で第２物体面上に投影していることを特徴として
いる。
置の被照射面に配置した第１物体面上のパターンを投影
光学系で第２物体面上に投影していることを特徴として
いる。
【００１１】（２−２）構成要件（１−１）又は（１−
２）の照明装置の被照射面に配置した第１物体面上のパ
ターンを投影光学系で第２物体面上に該第１物体と第２
物体の双方を前記投影光学系の光軸と垂直方向に該投影
光学系の投影倍率に対応させた速度比で同期させて走査
して投影していることを特徴としている。
２）の照明装置の被照射面に配置した第１物体面上のパ
ターンを投影光学系で第２物体面上に該第１物体と第２
物体の双方を前記投影光学系の光軸と垂直方向に該投影
光学系の投影倍率に対応させた速度比で同期させて走査
して投影していることを特徴としている。
【００１２】本発明のデバイスの製造方法は、構成要件
（２−１）又は（２−２）の投影露光装置を用いてデバ
イスを製造していることを特徴としている。
（２−１）又は（２−２）の投影露光装置を用いてデバ
イスを製造していることを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１（Ａ），（Ｂ）は本発明の照
明装置の実施形態１の要部概略図である。図１（Ａ）は
第１平面としてのＸ−Ｚ平面、図１（Ｂ）は第２平面と
してのＹ−Ｚ平面を示している。
明装置の実施形態１の要部概略図である。図１（Ａ）は
第１平面としてのＸ−Ｚ平面、図１（Ｂ）は第２平面と
してのＹ−Ｚ平面を示している。
【００１４】同図において、１は水銀ランプやエキシマ
レーザ等の光源である。２はビームコンプレッサ等を含
んだビーム整形光学系であり、光源１からの光束を所定
のビーム形状に整形してホモジナイザとしてのオプティ
カルインテグレータ１０の光入射面１０ａへ入射させて
いる。オプティカルインテグレータ１０は後述するよう
に、図１（Ａ）のＸ−Ｚ断面内における屈折力と図１
（Ｂ）のＹ−Ｚ断面内における屈折力が互いに異なる第
１，第２回折光学素子の２つの回折光学素子を有してお
り、その光出射面１０ｂに複数の２次光源を形成してい
る。３はコンデンサーレンズであり、オプティカルイン
テグレータ１０の光出射面１０ｂの複数の２次光源から
の光束を各々集光して被照射面４上を重ね合わせるよう
にして照明している。
レーザ等の光源である。２はビームコンプレッサ等を含
んだビーム整形光学系であり、光源１からの光束を所定
のビーム形状に整形してホモジナイザとしてのオプティ
カルインテグレータ１０の光入射面１０ａへ入射させて
いる。オプティカルインテグレータ１０は後述するよう
に、図１（Ａ）のＸ−Ｚ断面内における屈折力と図１
（Ｂ）のＹ−Ｚ断面内における屈折力が互いに異なる第
１，第２回折光学素子の２つの回折光学素子を有してお
り、その光出射面１０ｂに複数の２次光源を形成してい
る。３はコンデンサーレンズであり、オプティカルイン
テグレータ１０の光出射面１０ｂの複数の２次光源から
の光束を各々集光して被照射面４上を重ね合わせるよう
にして照明している。
【００１５】本実施形態の照明装置において、光源１を
出射した光束はビーム整形光学系２により所望の光束径
に変換された後、オプティカルインテグレータ１０の光
入射面１０ａに入射し、光出射面１０ｂに複数の２次光
源を形成する。光出射面１０ｂ上の各々の２次光源から
の光はコンデンサーレンズ３により被照射面４をケーラ
ー照明している。このときオプティカルインテグレータ
１０の図１（Ａ）のＸ方向断面と図１（Ｂ）のＹ方向断
面での開口数がθｘ，θｙと異なるように構成して、こ
れによって各々の断面での照明領域の幅がＤｘ，Ｄｙと
異なるようにしている。
出射した光束はビーム整形光学系２により所望の光束径
に変換された後、オプティカルインテグレータ１０の光
入射面１０ａに入射し、光出射面１０ｂに複数の２次光
源を形成する。光出射面１０ｂ上の各々の２次光源から
の光はコンデンサーレンズ３により被照射面４をケーラ
ー照明している。このときオプティカルインテグレータ
１０の図１（Ａ）のＸ方向断面と図１（Ｂ）のＹ方向断
面での開口数がθｘ，θｙと異なるように構成して、こ
れによって各々の断面での照明領域の幅がＤｘ，Ｄｙと
異なるようにしている。
【００１６】図２（Ａ），（Ｂ）は図１のオプティカル
インテグレータ１０の要部断面図である。図２（Ａ）は
Ｘ−Ｚ平面、図２（Ｂ）はＹ−Ｚ平面を示している。
インテグレータ１０の要部断面図である。図２（Ａ）は
Ｘ−Ｚ平面、図２（Ｂ）はＹ−Ｚ平面を示している。
【００１７】図２に示すように本実施形態のオプティカ
ルインテグレータ１０は同一の基板２０の前側（光源１
側）に、図中のＸ方向断面にパワーを有す微小の回折光
学素子２１（焦点距離ｆｉｘ）が多数配列しており、ま
た後側に図中のＹ方向断面にパワーを有す微小の回折光
学素子２２（焦点距離ｆｉｙ）が多数配列しており、各
々微小の回折光学素子２１，２２の集合体で第１回折光
学素子、第２回折光学素子をなしている。尚、焦点距離
ｆｉｘ，ｆｉｙは、ｆｉｘ＞ｆｉｙであり、共に正の値
となっている。
ルインテグレータ１０は同一の基板２０の前側（光源１
側）に、図中のＸ方向断面にパワーを有す微小の回折光
学素子２１（焦点距離ｆｉｘ）が多数配列しており、ま
た後側に図中のＹ方向断面にパワーを有す微小の回折光
学素子２２（焦点距離ｆｉｙ）が多数配列しており、各
々微小の回折光学素子２１，２２の集合体で第１回折光
学素子、第２回折光学素子をなしている。尚、焦点距離
ｆｉｘ，ｆｉｙは、ｆｉｘ＞ｆｉｙであり、共に正の値
となっている。
【００１８】図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、第１，
第２回折光学素子２１，２２を通過した光束の焦点位置
が第１平面内と第２平面内で一致するように双方の屈折
力及び基板２０の厚さ材質の屈折率等を調整し、効率良
く所定形状の照明領域を形成している。
第２回折光学素子２１，２２を通過した光束の焦点位置
が第１平面内と第２平面内で一致するように双方の屈折
力及び基板２０の厚さ材質の屈折率等を調整し、効率良
く所定形状の照明領域を形成している。
【００１９】本実施形態の微小の回折光学素子は光リソ
グラフィーの技術で作成しており、従来の研磨等により
製作された素子レンズよりも微小な素子レンズが容易に
製作することができ、素子レンズの個数を大幅に増加さ
せることができ、その結果、２次光源の個数を大幅に増
加することができ、より均一性の高い照明を容易にして
いる。
グラフィーの技術で作成しており、従来の研磨等により
製作された素子レンズよりも微小な素子レンズが容易に
製作することができ、素子レンズの個数を大幅に増加さ
せることができ、その結果、２次光源の個数を大幅に増
加することができ、より均一性の高い照明を容易にして
いる。
【００２０】図３（Ａ），（Ｂ）は本発明の照明装置の
実施形態２に係るオプティカルインテグレータの要部断
面図である。図３（Ａ）はＸ−Ｚ平面、図３（Ｂ）はＹ
−Ｚ平面を示している。
実施形態２に係るオプティカルインテグレータの要部断
面図である。図３（Ａ）はＸ−Ｚ平面、図３（Ｂ）はＹ
−Ｚ平面を示している。
【００２１】図３に示すように本実施形態のオプティカ
ルインテグレータは第１基板３０の前側にＸ方向断面に
パワーを有す微小な回折光学素子３１（焦点距離ｆｉｘ
ａ）が多数配列しており、また第２基板３２の後側にＹ
方向断面にパワーを有す微小な回折光学素子３３（焦点
距離ｆｉｙａ）が多数配列しており、各々微小な回折光
学素子３１，３３の集合体で第１回折光学素子、第２回
折光学素子をなしている。尚、焦点距離ｆｉｘａ，ｆｉ
ｙａは、ｆｉｘａ＞ｆｉｙａであり、共に正の値であ
る。
ルインテグレータは第１基板３０の前側にＸ方向断面に
パワーを有す微小な回折光学素子３１（焦点距離ｆｉｘ
ａ）が多数配列しており、また第２基板３２の後側にＹ
方向断面にパワーを有す微小な回折光学素子３３（焦点
距離ｆｉｙａ）が多数配列しており、各々微小な回折光
学素子３１，３３の集合体で第１回折光学素子、第２回
折光学素子をなしている。尚、焦点距離ｆｉｘａ，ｆｉ
ｙａは、ｆｉｘａ＞ｆｉｙａであり、共に正の値であ
る。
【００２２】第１，第２回折光学素子を通過した光束の
焦点距離が一致するよう第１，第２回折光学素子の屈折
力や各々の基板３０，３２の厚さ、又は基板３０と基板
３２の間隔、又はその両方を調整し、効率良く所定形状
の照明領域を形成している。
焦点距離が一致するよう第１，第２回折光学素子の屈折
力や各々の基板３０，３２の厚さ、又は基板３０と基板
３２の間隔、又はその両方を調整し、効率良く所定形状
の照明領域を形成している。
【００２３】実施形態１では焦点距離ｆｉｘと焦点距離
ｆｉｙの差が大きくなると、基板の厚さが大きくなって
くる。これに対し本実施形態では、第１，第２回折光学
素子を別々の基板に配置し、その間を硝材のない隙間と
することで基板の厚さを薄くしている。
ｆｉｙの差が大きくなると、基板の厚さが大きくなって
くる。これに対し本実施形態では、第１，第２回折光学
素子を別々の基板に配置し、その間を硝材のない隙間と
することで基板の厚さを薄くしている。
【００２４】図４（Ａ），（Ｂ）は本発明の照明装置の
実施形態３に係るオプティカルインテグレータとそれ以
降各要素の要部断面図である。図４（Ａ）はＸ−Ｚ平
面、図４（Ｂ）はＹ−Ｚ平面を示している。図４におい
て図１で示した要素と同一要素には同符番を付してい
る。
実施形態３に係るオプティカルインテグレータとそれ以
降各要素の要部断面図である。図４（Ａ）はＸ−Ｚ平
面、図４（Ｂ）はＹ−Ｚ平面を示している。図４におい
て図１で示した要素と同一要素には同符番を付してい
る。
【００２５】本実施形態では図４（Ａ）に示すように、
第１基板４０の前側と第３基板４４の後側に各々Ｘ方向
断面にパワーを有す微小な回折光学素子４１，４５が多
数配列しており、それらの焦点距離の合成により所望の
焦点距離ｆｉｘｂとしていると同時に光源側の回折光学
素子４１の頂点４１ａと被照射面４とを光学的に共役な
関係に配置している。また微小な回折光学素子４１，４
５の集合体で第１回折光学素子をなしている。同様に、
図４（Ｂ）に示すように、第２基板４２の前側と第４基
板４６の後側にＹ方向断面にパワーを有す微小な回折光
学素子４３，４７が多数配列しており、それらの焦点距
離の合成により所望の焦点距離ｆｉｙｂとしていると同
時に光源側の回折光学素子４３の頂点４３ａと被照射面
４を光学的に共役な関係に配置している。それら微小な
回折光学素子４３，４７の集合体で第２回折光学素子を
なしている。尚、焦点距離ｆｉｘｂとｆｉｙｂは、ｆｉ
ｘｂ＞ｆｉｙｂであり、共に正の値である。
第１基板４０の前側と第３基板４４の後側に各々Ｘ方向
断面にパワーを有す微小な回折光学素子４１，４５が多
数配列しており、それらの焦点距離の合成により所望の
焦点距離ｆｉｘｂとしていると同時に光源側の回折光学
素子４１の頂点４１ａと被照射面４とを光学的に共役な
関係に配置している。また微小な回折光学素子４１，４
５の集合体で第１回折光学素子をなしている。同様に、
図４（Ｂ）に示すように、第２基板４２の前側と第４基
板４６の後側にＹ方向断面にパワーを有す微小な回折光
学素子４３，４７が多数配列しており、それらの焦点距
離の合成により所望の焦点距離ｆｉｙｂとしていると同
時に光源側の回折光学素子４３の頂点４３ａと被照射面
４を光学的に共役な関係に配置している。それら微小な
回折光学素子４３，４７の集合体で第２回折光学素子を
なしている。尚、焦点距離ｆｉｘｂとｆｉｙｂは、ｆｉ
ｘｂ＞ｆｉｙｂであり、共に正の値である。
【００２６】第１，第２回折光学素子は共にその入射側
面が被照射面４と光学的に共役な関係になるようにし
て、各々に入射する光線が傾斜していようと必ず同じ範
囲の照明領域中に光を導くようにして効率良く照明領域
を形成している。
面が被照射面４と光学的に共役な関係になるようにし
て、各々に入射する光線が傾斜していようと必ず同じ範
囲の照明領域中に光を導くようにして効率良く照明領域
を形成している。
【００２７】また本実施形態では、第１回折光学素子を
構成する面と第２回折光学素子を構成する面を互い違い
に配置したが、特にこれに限定されるものではなく、焦
点距離ｆｉｘｂ，ｆｉｙｂによって最適となるように配
置している。
構成する面と第２回折光学素子を構成する面を互い違い
に配置したが、特にこれに限定されるものではなく、焦
点距離ｆｉｘｂ，ｆｉｙｂによって最適となるように配
置している。
【００２８】前述した照明装置の実施形態１，２，３で
は、コンデンサーレンズの後に被照射面４を配置して照
明したが、更にその間にリレーレンズ等の結像系を含ん
でも良い。その場合は図１の被照射面の位置を絞り面と
し、その絞り面と被照射面とを共役にすることで絞り面
形状と相似な形状の照明領域を被照射面上に形成するこ
とが可能となり、より正確な照明領域形状を得ることが
できる。
は、コンデンサーレンズの後に被照射面４を配置して照
明したが、更にその間にリレーレンズ等の結像系を含ん
でも良い。その場合は図１の被照射面の位置を絞り面と
し、その絞り面と被照射面とを共役にすることで絞り面
形状と相似な形状の照明領域を被照射面上に形成するこ
とが可能となり、より正確な照明領域形状を得ることが
できる。
【００２９】また各々の微小な回折光学素子としては効
率の点から４レベルや８レベル等のバイナリーレンズで
形成されていることが望ましい。また光源１とオプティ
カルインテグレータ１０との間に光量調整部材や干渉性
低減部材等を必要に応じ配置しても良い。
率の点から４レベルや８レベル等のバイナリーレンズで
形成されていることが望ましい。また光源１とオプティ
カルインテグレータ１０との間に光量調整部材や干渉性
低減部材等を必要に応じ配置しても良い。
【００３０】図５は本発明の照明装置を用いた投影露光
装置の実施形態１の要部概略図である。同図において、
１は光源、２はビーム整形光学系、１０はオプティカル
インテグレータ、３はコンデンサーレンズであり、これ
らは図１の照明装置に用いているものと同じである。
装置の実施形態１の要部概略図である。同図において、
１は光源、２はビーム整形光学系、１０はオプティカル
インテグレータ、３はコンデンサーレンズであり、これ
らは図１の照明装置に用いているものと同じである。
【００３１】５１は絞りであり、図１の被照射面４１の
位置に相当している。５２は絞り結像レンズであり、絞
り５１の開口形状を被照射面上に設けたレチクル５０上
に投影している。レチクル５０面上の照明領域は絞り５
１の開口形状と相似形をなしている。５４は投影レンズ
（投影光学系）であり、レチクル５０面上のパターンを
感光基板（ウエハ）５６面上に投影している。５３は駆
動手段でありレチクル５０を駆動している。５５は駆動
手段でありウエハ５６を駆動している。
位置に相当している。５２は絞り結像レンズであり、絞
り５１の開口形状を被照射面上に設けたレチクル５０上
に投影している。レチクル５０面上の照明領域は絞り５
１の開口形状と相似形をなしている。５４は投影レンズ
（投影光学系）であり、レチクル５０面上のパターンを
感光基板（ウエハ）５６面上に投影している。５３は駆
動手段でありレチクル５０を駆動している。５５は駆動
手段でありウエハ５６を駆動している。
【００３２】本実施形態ではレジスト等の感光体を塗布
したウエハ５６上にレチクル５０上の回路パターンを投
影レンズ５４を介してステップアンドスキャン方式で投
影露光している。ステップアンドスキャン方式の露光装
置では、レチクル５０上のパターンを一括して照明する
のではなく、照明エリアを例えばスリット状にしてい
る。そして照明エリアの内部に位置するレチクル５０上
のパターンを投影レンズ５４を介してウエハ５６上の露
光エリアに転写している。
したウエハ５６上にレチクル５０上の回路パターンを投
影レンズ５４を介してステップアンドスキャン方式で投
影露光している。ステップアンドスキャン方式の露光装
置では、レチクル５０上のパターンを一括して照明する
のではなく、照明エリアを例えばスリット状にしてい
る。そして照明エリアの内部に位置するレチクル５０上
のパターンを投影レンズ５４を介してウエハ５６上の露
光エリアに転写している。
【００３３】レチクル５０はレチクルステージ上に載置
されており、駆動手段５３によって例えばＸ方向にスキ
ャンしている。ウエハ５６は可動ステージ上に載置され
ており、該可動ステージは駆動手段５５によってＸ方向
のレチクル５０と逆方向にスキャンしている。尚、レチ
クル５０とウエハ５６は投影レンズ５４の投影倍率に対
応させた速度比で同期して互いに逆方向にスキャンして
いる。
されており、駆動手段５３によって例えばＸ方向にスキ
ャンしている。ウエハ５６は可動ステージ上に載置され
ており、該可動ステージは駆動手段５５によってＸ方向
のレチクル５０と逆方向にスキャンしている。尚、レチ
クル５０とウエハ５６は投影レンズ５４の投影倍率に対
応させた速度比で同期して互いに逆方向にスキャンして
いる。
【００３４】次に上記説明した投影露光装置を利用した
半導体デバイスの製造方法の実施形態を説明する。
半導体デバイスの製造方法の実施形態を説明する。
【００３５】図６は半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の
半導体チップ、或いは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造の
フローを示す。
半導体チップ、或いは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造の
フローを示す。
【００３６】ステップ１（回路設計）では半導体デバイ
スの回路設計を行なう。ステップ２（マスク製作）では
設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一
方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を
用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセ
ス）は前工程と呼ばれ、前記用意したマスクとウエハを
用いてリソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路
を形成する。
スの回路設計を行なう。ステップ２（マスク製作）では
設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一
方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を
用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセ
ス）は前工程と呼ばれ、前記用意したマスクとウエハを
用いてリソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路
を形成する。
【００３７】次のステップ５（組立）は後工程と呼ば
れ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。
れ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。
【００３８】ステップ６（検査）ではステップ５で作製
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これが出荷（ステップ７）される。
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００３９】図７は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
を示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化
させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁
膜を形成する。
を示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化
させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁
膜を形成する。
【００４０】ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に
電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打
込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では前記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。
電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打
込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では前記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。
【００４１】ステップ１７（現像）では露光したウエハ
を現像する。ステップ１８（エッチング）では現像した
レジスト以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジス
ト剥離）ではエッチングがすんで不要となったレジスト
を取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことに
よってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
を現像する。ステップ１８（エッチング）では現像した
レジスト以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジス
ト剥離）ではエッチングがすんで不要となったレジスト
を取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことに
よってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【００４２】本実施形態の製造方法を用いれば、従来は
製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを容易に製
造することができる。
製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを容易に製
造することができる。
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば以上のように適切に設定
した回折光学素子を照明系の一部に用いることによって
被照射面の照明領域の大きさを所望の形状で照明光束の
有効利用を図りつつ、均一に照明することができ、また
被照射面にレチクルを配置したときはレチクル面上（１
原板上）のパターンを適切に照明し、高い解像力が容易
に得られる半導体素子の製造に好適な照明装置及びそれ
を用いた投影露光装置を達成することができる。
した回折光学素子を照明系の一部に用いることによって
被照射面の照明領域の大きさを所望の形状で照明光束の
有効利用を図りつつ、均一に照明することができ、また
被照射面にレチクルを配置したときはレチクル面上（１
原板上）のパターンを適切に照明し、高い解像力が容易
に得られる半導体素子の製造に好適な照明装置及びそれ
を用いた投影露光装置を達成することができる。
【図１】 本発明の照明装置の実施形態１の要部概略図
【図２】 図１のオプティカルインテグレータの説明図
【図３】 本発明の照明装置の実施形態２の一部分の要
部概略図
部概略図
【図４】 本発明の照明装置の実施形態３の一部分の要
部概略図
部概略図
【図５】 本発明の投影露光装置の実施形態１の要部概
略図
略図
【図６】 本発明の半導体デバイスの製造方法のフロー
チャート
チャート
【図７】 本発明の半導体デバイスの製造方法のフロー
チャート
チャート
１ 光源 ２ ビーム整形光学系 ３ コンデンサーレンズ ４ 被照射面 １０ オプティカルインテグレータ ２０，３０，３２，４０，４２，４４，４６ 基板 ２１，２２，３１，３３，４１，４３，４５，４７ 回
折光学素子 ５０ 第１物体（レチクル） ５２ 絞り結像レンズ ５３，５５ 駆動手段 ５４ 投影光学系 ５６ 第２物体（ウエハ）
折光学素子 ５０ 第１物体（レチクル） ５２ 絞り結像レンズ ５３，５５ 駆動手段 ５４ 投影光学系 ５６ 第２物体（ウエハ）
Claims (11)
- 【請求項１】 光源からの光束をビーム整形光学系を介
して所定の大きさに整形してオプティカルインテグレー
タに入射させ、該オプティカルインテグレータから射出
する光束を利用して被照射面上を照明する際、該オプテ
ィカルインテグレータは互いに直交する第１平面と第２
平面内において屈折力の異なる第１，第２回折光学素子
の２つの回折光学素子を有し、該第１，第２回折光学素
子の屈折力を調整することによって該被照射面上の照明
領域を制限していることを特徴とする照明装置。 - 【請求項２】 光源からの光束をビーム整形光学系を介
してオプティカルインテグレータに入射させ、該オプテ
ィカルインテグレータからの光束でコンデンサーレンズ
を介して被照射面を照明する照明装置において、該オプ
ティカルインテグレータは光軸と直交する第１平面と該
第１平面と直交する第２平面とで互いに屈折力の異なる
第１回折光学素子と第２回折光学素子とを有し、該第
１，第２回折光学素子の屈折力を調整することによっ
て、該被照射面上の照明領域を制限していることを特徴
とする照明装置。 - 【請求項３】 前記第１，第２回折光学素子は基板の表
裏面に各々設けられていることを特徴とする請求項１又
は２の照明装置。 - 【請求項４】 前記第１，第２回折光学素子を通過した
光束の前記第１平面内と第２平面内における集光点が一
致するように、該第１，第２回折光学素子の屈折力及び
前記基板の厚さ、材質の屈折率等を設定していることを
特徴とする請求項３の照明装置。 - 【請求項５】 前記第１，第２回折光学素子は各々個別
の基板に設けられていることを特徴とする請求項１又は
２の照明装置。 - 【請求項６】 前記第１，第２回折光学素子を通過した
光束の前記第１平面内と第２平面内における集光点が一
致するように各要素を設定していることを特徴とする請
求項５の照明装置。 - 【請求項７】 前記第１，第２回折光学素子は各々複数
の回折光学素子を有し、前記第１，第２回折光学素子を
通過した光束の前記第１平面内と第２平面内における集
光点が一致するように各要素を設定していることを特徴
とする請求項１又は２の照明装置。 - 【請求項８】 前記第１，第２回折光学素子を構成する
各回折光学素子のうち、最も光源側の回折光学素子がそ
れぞれ前記被照射面と共役の関係となるように各要素が
設定されていることを特徴とする請求項７の照明装置。 - 【請求項９】 請求項１〜８のいずれか１項記載の照明
装置の被照射面に配置した第１物体面上のパターンを投
影光学系で第２物体面上に投影していることを特徴とす
る投影露光装置。 - 【請求項１０】 請求項１〜８のいずれか１項記載の照
明装置の被照射面に配置した第１物体面上のパターンを
投影光学系で第２物体面上に該第１物体と第２物体の双
方を前記投影光学系の光軸と垂直方向に該投影光学系の
投影倍率に対応させた速度比で同期させて走査して投影
していることを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項１１】 請求項９又は１０記載の投影露光装置
を用いてレチクル面上のパターンを投影光学系によりウ
エハ面上に投影露光した後、該ウエハを現像処理工程を
介してデバイスを製造していることを特徴とするデバイ
スの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8214294A JPH1041225A (ja) | 1996-07-24 | 1996-07-24 | 照明装置及びそれを用いた投影露光装置 |
| US08/898,576 US5926257A (en) | 1996-07-24 | 1997-07-22 | Illumination optical system and exposure apparatus having the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8214294A JPH1041225A (ja) | 1996-07-24 | 1996-07-24 | 照明装置及びそれを用いた投影露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1041225A true JPH1041225A (ja) | 1998-02-13 |
Family
ID=16653353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8214294A Pending JPH1041225A (ja) | 1996-07-24 | 1996-07-24 | 照明装置及びそれを用いた投影露光装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5926257A (ja) |
| JP (1) | JPH1041225A (ja) |
Cited By (3)
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| KR101452004B1 (ko) * | 2006-09-25 | 2014-10-22 | 토니 메이어 | 미세회절 감시용 조명장치 |
| CN112513568A (zh) * | 2018-07-24 | 2021-03-16 | 高通股份有限公司 | 用于主动深度感测系统的可调节光分布 |
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| JP3817365B2 (ja) | 1998-04-30 | 2006-09-06 | キヤノン株式会社 | 投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 |
| JP3459773B2 (ja) * | 1998-06-24 | 2003-10-27 | キヤノン株式会社 | 投影露光装置及びデバイスの製造方法 |
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| USRE46092E1 (en) | 2007-11-20 | 2016-08-02 | Daniel Redlich | Revenue sharing system that incentivizes content providers and registered users and includes payment processing |
| JP2009130065A (ja) * | 2007-11-22 | 2009-06-11 | Canon Inc | 露光装置及びデバイス製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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