JP3507459B2 - 照明装置、露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents
照明装置、露光装置及びデバイス製造方法Info
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- JP3507459B2 JP3507459B2 JP2001207774A JP2001207774A JP3507459B2 JP 3507459 B2 JP3507459 B2 JP 3507459B2 JP 2001207774 A JP2001207774 A JP 2001207774A JP 2001207774 A JP2001207774 A JP 2001207774A JP 3507459 B2 JP3507459 B2 JP 3507459B2
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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
- G03F7/70058—Mask illumination systems
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は照明装置、露光装置
及びデバイス製造方法に関し、特に、ＬＳＩ等の半導体
素子、ＣＣＤ等の撮像素子、液晶パネル等の表示素子や
磁気ヘッド等の検出素子等の各種デバイスを製造する時
にレチクル面上のデバイスパタ−ンを適切に照明するた
めの照明装置、露光装置及びデバイス製造方法に関する
ものである。
及びデバイス製造方法に関し、特に、ＬＳＩ等の半導体
素子、ＣＣＤ等の撮像素子、液晶パネル等の表示素子や
磁気ヘッド等の検出素子等の各種デバイスを製造する時
にレチクル面上のデバイスパタ−ンを適切に照明するた
めの照明装置、露光装置及びデバイス製造方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】最近の微細加工技術の進展は著しく、リ
ソグラフィ−で要求される解像力も０．３μｍや０．２
５μｍと非常に細かいものが要求されている。
ソグラフィ−で要求される解像力も０．３μｍや０．２
５μｍと非常に細かいものが要求されている。
【０００３】そこで本出願人は、特開平５−２８３３１
７号公報で、リソグラフィ−用の投影露光装置の解像力
を向上させることができる照明装置を提案している。
７号公報で、リソグラフィ−用の投影露光装置の解像力
を向上させることができる照明装置を提案している。
【０００４】図４は特開平５−２８３３１７号公報に開
示された照明装置（投影露光装置）を示している。
示された照明装置（投影露光装置）を示している。
【０００５】図４において、１は紫外線や遠紫外線を放
射する高輝度の超高圧水銀灯で、水銀灯１の発光部１ａ
は楕円ミラ−２の第１焦点近傍にある。水銀灯１より発
した光は、楕円ミラ−２によって反射及び集光され、コ
−ルドミラ−３で反射された後、楕円ミラ−２の第２焦
点４の近傍に発光部１ａの像（発光部像）１ｂを形成す
る。コ−ルドミラ−３は、ガラス基板上に赤外光を透過
させ紫外光を反射する多層膜を形成して成る。
射する高輝度の超高圧水銀灯で、水銀灯１の発光部１ａ
は楕円ミラ−２の第１焦点近傍にある。水銀灯１より発
した光は、楕円ミラ−２によって反射及び集光され、コ
−ルドミラ−３で反射された後、楕円ミラ−２の第２焦
点４の近傍に発光部１ａの像（発光部像）１ｂを形成す
る。コ−ルドミラ−３は、ガラス基板上に赤外光を透過
させ紫外光を反射する多層膜を形成して成る。
【０００６】１０１は、レンズ系５、９から構成される
結像系であり、第２焦点４の近傍に形成した発光部像１
ｂをオプティカルインテグレ−タ１０の光入射面１０ａ
上に略結像している。レンズ系９は、ズ−ムレンズであ
り、結像系１０１の倍率を変えることができる構成とな
っている。７は光学素子の保持部材であり、円錐プリズ
ムや多角錐プリズム等の複数個の光学素子を光路中に切
り替えて配置できるように構成されている。レンズ系５
は楕円ミラ−２の開口の位置と保持部材７の位置とを光
学的に略共役な位置関係にしている。
結像系であり、第２焦点４の近傍に形成した発光部像１
ｂをオプティカルインテグレ−タ１０の光入射面１０ａ
上に略結像している。レンズ系９は、ズ−ムレンズであ
り、結像系１０１の倍率を変えることができる構成とな
っている。７は光学素子の保持部材であり、円錐プリズ
ムや多角錐プリズム等の複数個の光学素子を光路中に切
り替えて配置できるように構成されている。レンズ系５
は楕円ミラ−２の開口の位置と保持部材７の位置とを光
学的に略共役な位置関係にしている。
【０００７】オプティカルインテグレ−タ１０は、多数
個の光束を形成する多光束形成部材であり、多数の微小
レンズを光軸に直交する平面に沿って２次元的に配列し
て成り、その光射出面１０ｂ近傍に２次光源１０ｃを形
成する。１１は形状や大きさが互いに異なる複数の開口
部材を有する絞り部材であり、絞り部材１１は光路中に
挿入する開口部材を切り替えられる機構を有している。
個の光束を形成する多光束形成部材であり、多数の微小
レンズを光軸に直交する平面に沿って２次元的に配列し
て成り、その光射出面１０ｂ近傍に２次光源１０ｃを形
成する。１１は形状や大きさが互いに異なる複数の開口
部材を有する絞り部材であり、絞り部材１１は光路中に
挿入する開口部材を切り替えられる機構を有している。
【０００８】１４ａはレンズ系であり、レンズ系１４ａ
はオプティカルインテグレ−タ１０の光射出面１０ｂか
らの光束を集光する。レンズ系１４ａとコリメ−タレン
ズ１４ｂとを含む集光レンズ系１４は、絞り部材１１と
ミラ−１３を介して、光射出面１０ｂからの光束で、レ
チクルステ−ジ１６に載置した被照射面であるレチクル
１５をケ−ラ−照明する。
はオプティカルインテグレ−タ１０の光射出面１０ｂか
らの光束を集光する。レンズ系１４ａとコリメ−タレン
ズ１４ｂとを含む集光レンズ系１４は、絞り部材１１と
ミラ−１３を介して、光射出面１０ｂからの光束で、レ
チクルステ−ジ１６に載置した被照射面であるレチクル
１５をケ−ラ−照明する。
【０００９】１７は、投影光学系であり、レチクル１５
に描かれたパタ−ンをウエハ−チャック１９に載置した
ウエハ−１８の感光面上に縮小投影している。２０は、
ステ−ジであり、ウエハ−チャック１９をその上に載置
している。オプティカルインテグレ−タ１０の光射出面
１０ｂ近傍の２次光源１０ｃは集光レンズ系１４により
投影光学系１７の瞳１７ａ近傍に結像している。
に描かれたパタ−ンをウエハ−チャック１９に載置した
ウエハ−１８の感光面上に縮小投影している。２０は、
ステ−ジであり、ウエハ−チャック１９をその上に載置
している。オプティカルインテグレ−タ１０の光射出面
１０ｂ近傍の２次光源１０ｃは集光レンズ系１４により
投影光学系１７の瞳１７ａ近傍に結像している。
【００１０】 図４の照明装置は、レチクル１５に描か
れた微細パタ−ンの方向性及び解像線幅等に応じて光学
素子の保持部材７を回転して複数個の光学素子の内の所
望の光学素子を光路中に挿入すると共に必要に応じて結
像系１０１の倍率を変えることにより、図５（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ）に示すように、オプティカルインテグレ
−タ１０の光入射面１０ａ上の光強度分布を変更して２
次光源の光強度分布（照明方法）を変更している。図５
中の斜線の部分は光強度が強い領域である。
れた微細パタ−ンの方向性及び解像線幅等に応じて光学
素子の保持部材７を回転して複数個の光学素子の内の所
望の光学素子を光路中に挿入すると共に必要に応じて結
像系１０１の倍率を変えることにより、図５（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ）に示すように、オプティカルインテグレ
−タ１０の光入射面１０ａ上の光強度分布を変更して２
次光源の光強度分布（照明方法）を変更している。図５
中の斜線の部分は光強度が強い領域である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上記照明装置におい
て、絞り部材１１の開口の形状や大きさを変えたり、保
持部材７で保持した光学素子を切り替えたり、結像系１
０１の結像倍率を変えたりすると、レチクル１５面上や
ウエハ１８面上において、無視できない照度むらが発生
する場合がある。本発明は、この種の照度むらを小さく
することができる照明装置、露光装置及びデバイス製造
方法を提供することを目的とする。
て、絞り部材１１の開口の形状や大きさを変えたり、保
持部材７で保持した光学素子を切り替えたり、結像系１
０１の結像倍率を変えたりすると、レチクル１５面上や
ウエハ１８面上において、無視できない照度むらが発生
する場合がある。本発明は、この種の照度むらを小さく
することができる照明装置、露光装置及びデバイス製造
方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の照明装置は、光源からの光束を用いて光源
像を形成する楕円ミラーと、入射光を用いて多光束を形
成するオプティカルインテグレータと、前記光源像を前
記オプティカルインテグレータの入射面またはその近傍
に再び結像する結像光学系とを有し、前記多光束により
被照明面を照明する照明装置において、前記結像光学系
は、該結像光学系の光軸に沿って前記光源側から順に、
前記光源像が形成される位置もしくはその近傍を前側焦
点位置とする第１レンズ系、第１の透明クサビ及び該第
１の透明クサビと実質的にクサビ角が等しい第２の透明
クサビを有する第１光偏向部材、該第１光偏向部材又は
その近傍を前側焦点位置とし前記オプティカルインテグ
レータの入射面またはその近傍を後ろ側焦点位置とする
第２レンズ系を備えており、前記第１光偏向部材の近傍
には、前記光源からの光束をリング状の光束に変換して
前記オプティカルインテグレータに照射するための円錐
状の偏向面を有する第２光偏向部材が光路中に挿脱可能
に設けられ、前記第１の透明なクサビと前記第２の透明
なクサビとは前記光軸を中心として個別に回転可能であ
り、前記第１の透明なクサビと前記第２の透明なクサビ
が回転することにより、前記光源からの光束の前記オプ
ティカルインテグレータへの入射位置を変えることを特
徴とする。
に、本発明の照明装置は、光源からの光束を用いて光源
像を形成する楕円ミラーと、入射光を用いて多光束を形
成するオプティカルインテグレータと、前記光源像を前
記オプティカルインテグレータの入射面またはその近傍
に再び結像する結像光学系とを有し、前記多光束により
被照明面を照明する照明装置において、前記結像光学系
は、該結像光学系の光軸に沿って前記光源側から順に、
前記光源像が形成される位置もしくはその近傍を前側焦
点位置とする第１レンズ系、第１の透明クサビ及び該第
１の透明クサビと実質的にクサビ角が等しい第２の透明
クサビを有する第１光偏向部材、該第１光偏向部材又は
その近傍を前側焦点位置とし前記オプティカルインテグ
レータの入射面またはその近傍を後ろ側焦点位置とする
第２レンズ系を備えており、前記第１光偏向部材の近傍
には、前記光源からの光束をリング状の光束に変換して
前記オプティカルインテグレータに照射するための円錐
状の偏向面を有する第２光偏向部材が光路中に挿脱可能
に設けられ、前記第１の透明なクサビと前記第２の透明
なクサビとは前記光軸を中心として個別に回転可能であ
り、前記第１の透明なクサビと前記第２の透明なクサビ
が回転することにより、前記光源からの光束の前記オプ
ティカルインテグレータへの入射位置を変えることを特
徴とする。
【００１３】 また、本発明の別の照明装置は、光源か
らの光束を用いて光源像を形成する楕円ミラーと、入射
光を用いて多光束を形成するオプティカルインテグレー
タと、前記光源像を前記オプティカルインテグレータの
入射面またはその近傍に再び結像する結像光学系とを有
し、前記多光束により被照明面を照明する照明装置にお
いて、前記結像光学系は、該結像光学系の光軸に沿って
前記光源側から順に、前記光源像が形成される位置もし
くはその近傍を前側焦点位置とする第１レンズ系、第１
の透明クサビ及び該第１の透明クサビと実質的にクサビ
角が等しい第２の透明クサビを有する第１光偏向部材、
該第１光偏向部材又はその近傍を前側焦点位置とし前記
オプティカルインテグレータの入射面またはその近傍を
後ろ側焦点位置とする第２レンズ系を備えており、前記
第１光偏向部材の近傍には、前記光源からの光束をリン
グ状の光束に変換して前記オプティカルインテグレータ
に照射するための円錐状の偏向面を有する第２光偏向部
材が光路中に挿脱可能に設けられ、前記第１の透明なク
サビと前記第２の透明なクサビとは前記光軸を中心とし
て個別に回転可能であり、前記第１の透明なクサビと前
記第２の透明なクサビが回転することにより、前記光源
からの光束の前記オプティカルインテグレータへの入射
位置を変えることを特徴とする。
らの光束を用いて光源像を形成する楕円ミラーと、入射
光を用いて多光束を形成するオプティカルインテグレー
タと、前記光源像を前記オプティカルインテグレータの
入射面またはその近傍に再び結像する結像光学系とを有
し、前記多光束により被照明面を照明する照明装置にお
いて、前記結像光学系は、該結像光学系の光軸に沿って
前記光源側から順に、前記光源像が形成される位置もし
くはその近傍を前側焦点位置とする第１レンズ系、第１
の透明クサビ及び該第１の透明クサビと実質的にクサビ
角が等しい第２の透明クサビを有する第１光偏向部材、
該第１光偏向部材又はその近傍を前側焦点位置とし前記
オプティカルインテグレータの入射面またはその近傍を
後ろ側焦点位置とする第２レンズ系を備えており、前記
第１光偏向部材の近傍には、前記光源からの光束をリン
グ状の光束に変換して前記オプティカルインテグレータ
に照射するための円錐状の偏向面を有する第２光偏向部
材が光路中に挿脱可能に設けられ、前記第１の透明なク
サビと前記第２の透明なクサビとは前記光軸を中心とし
て個別に回転可能であり、前記第１の透明なクサビと前
記第２の透明なクサビが回転することにより、前記光源
からの光束の前記オプティカルインテグレータへの入射
位置を変えることを特徴とする。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】また、本発明の露光装置は、上述のいずれ
かの照明装置によりマスクを照明し、該照明されたマス
クのパターンを投影光学系によりウエハ上に投影するこ
とを特徴としている。
かの照明装置によりマスクを照明し、該照明されたマス
クのパターンを投影光学系によりウエハ上に投影するこ
とを特徴としている。
【００２２】また、本発明のデバイス製造方法は、上述
の露光装置によりデバイスパターンでウエハを露光する
段階と、該露光したウエハを現像する段階とを含むこと
を特徴としている。
の露光装置によりデバイスパターンでウエハを露光する
段階と、該露光したウエハを現像する段階とを含むこと
を特徴としている。
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施例を示
す図である。
す図である。
【００２７】図１において、１は紫外線や遠紫外線を放
射する高輝度の超高圧水銀灯で、水銀灯１の発光部１ａ
は楕円ミラ−２の第１焦点近傍にある。水銀灯１より発
した光は、楕円ミラ−２によって反射及び集光され、コ
−ルドミラ−３で反射された後、楕円ミラ−２の第２焦
点４の近傍に発光部１ａの像（発光部像）１ｂを形成す
る。コ−ルドミラ−３は、ガラス基板上に赤外光を透過
させ紫外光を反射する多層膜を形成して成る。水銀灯１
は、光軸方向に動かすことができ、例えばオプティカル
インテグレ−タ１０の光入射面１０ａ上へ入射する光束
の量が最大になるように光軸方向に関する位置を調整で
きる。
射する高輝度の超高圧水銀灯で、水銀灯１の発光部１ａ
は楕円ミラ−２の第１焦点近傍にある。水銀灯１より発
した光は、楕円ミラ−２によって反射及び集光され、コ
−ルドミラ−３で反射された後、楕円ミラ−２の第２焦
点４の近傍に発光部１ａの像（発光部像）１ｂを形成す
る。コ−ルドミラ−３は、ガラス基板上に赤外光を透過
させ紫外光を反射する多層膜を形成して成る。水銀灯１
は、光軸方向に動かすことができ、例えばオプティカル
インテグレ−タ１０の光入射面１０ａ上へ入射する光束
の量が最大になるように光軸方向に関する位置を調整で
きる。
【００２８】１０１は、レンズ系５、９から構成される
結像系等の光学系であり、第２焦点４の近傍に形成した
発光部像１ｂをオプティカルインテグレ−タ１０の光入
射面１０ａ上またはその近くに再び結像している。レン
ズ系５の前側焦点位置は第２焦点４の近傍に形成した発
光部像１ｂの位置とほぼ一致している。レンズ系９（照
射光学系）は、ズ−ムレンズであり、結像系１０１の倍
率を変えることができる構成となっている。７は光学素
子の保持部材であり、円錐プリズムや多角錐プリズム等
の複数個の光学素子（第２光偏向部材）を光路中に切り
替えて配置できるように構成されている。レンズ系５
（受光光学系）は楕円ミラ−２の開口の位置と保持部材
７の位置とを光学的に略共役な位置関係にしている。図
２は保持部材７とそれに保持された複数個の光学素子６
ａ〜６ｆとを示しており、保持部材７は不図示のモータ
により中心を貫く回転軸回りに回転するターレット板で
あり、光学素子６ａは円錐プリズム、光学素子６ｂは光
学素子６ａよりも頂角が小さい円錐プリズム、光学素子
６ｃは四角錐プリズム、光学素子６ｄは光学素子６ｃよ
りも頂角が大きい四角錐プリズム、光学素子６ｅは８角
錐プリズム、光学素子６ｆは平行平面板（この部分は素
通しの開口でもいい。）である。
結像系等の光学系であり、第２焦点４の近傍に形成した
発光部像１ｂをオプティカルインテグレ−タ１０の光入
射面１０ａ上またはその近くに再び結像している。レン
ズ系５の前側焦点位置は第２焦点４の近傍に形成した発
光部像１ｂの位置とほぼ一致している。レンズ系９（照
射光学系）は、ズ−ムレンズであり、結像系１０１の倍
率を変えることができる構成となっている。７は光学素
子の保持部材であり、円錐プリズムや多角錐プリズム等
の複数個の光学素子（第２光偏向部材）を光路中に切り
替えて配置できるように構成されている。レンズ系５
（受光光学系）は楕円ミラ−２の開口の位置と保持部材
７の位置とを光学的に略共役な位置関係にしている。図
２は保持部材７とそれに保持された複数個の光学素子６
ａ〜６ｆとを示しており、保持部材７は不図示のモータ
により中心を貫く回転軸回りに回転するターレット板で
あり、光学素子６ａは円錐プリズム、光学素子６ｂは光
学素子６ａよりも頂角が小さい円錐プリズム、光学素子
６ｃは四角錐プリズム、光学素子６ｄは光学素子６ｃよ
りも頂角が大きい四角錐プリズム、光学素子６ｅは８角
錐プリズム、光学素子６ｆは平行平面板（この部分は素
通しの開口でもいい。）である。
【００２９】オプティカルインテグレ−タ１０は、多数
個の光束を形成する多光束形成部材であり、多数の微小
レンズを光軸に直交する平面に沿って２次元的に配列し
て成り、その光射出面１０ｂ近傍に２次光源１０ｃを形
成する。オプティカルインテグレ−タ１０の光入射面は
レンズ系９の後ろ側焦点位置にある。１１は形状や大き
さが互いに異なる複数の開口部材を有する絞り部材であ
り、絞り部材１１は光路中に挿入する開口部材を切り替
えられる機構を有している。複数の開口部材の開口形状
は、光学素子６ａ〜６ｆに対応しており、リング状、４
つ穴、８つの穴、一つ穴を含む。
個の光束を形成する多光束形成部材であり、多数の微小
レンズを光軸に直交する平面に沿って２次元的に配列し
て成り、その光射出面１０ｂ近傍に２次光源１０ｃを形
成する。オプティカルインテグレ−タ１０の光入射面は
レンズ系９の後ろ側焦点位置にある。１１は形状や大き
さが互いに異なる複数の開口部材を有する絞り部材であ
り、絞り部材１１は光路中に挿入する開口部材を切り替
えられる機構を有している。複数の開口部材の開口形状
は、光学素子６ａ〜６ｆに対応しており、リング状、４
つ穴、８つの穴、一つ穴を含む。
【００３０】１４ａはレンズ系であり、レンズ系１４ａ
はオプティカルインテグレ−タ１０の光射出面１０ｂか
らの光束を集光する。レンズ系１４ａとコリメ−タレン
ズ１４ｂとを含む集光レンズ系１４は、絞り部材１１と
ミラ−１３を介して、光射出面１０ｂからの光束で、レ
チクルステ−ジ１６に載置した被照射面であるレチクル
１５をケ−ラ−照明する。
はオプティカルインテグレ−タ１０の光射出面１０ｂか
らの光束を集光する。レンズ系１４ａとコリメ−タレン
ズ１４ｂとを含む集光レンズ系１４は、絞り部材１１と
ミラ−１３を介して、光射出面１０ｂからの光束で、レ
チクルステ−ジ１６に載置した被照射面であるレチクル
１５をケ−ラ−照明する。
【００３１】１７は、投影光学系であり、レチクル１５
に描かれたパタ−ンをウエハ−チャック１９に載置した
ウエハ−１８の感光面上に縮小投影している。２０は、
ＸＹステ−ジであり、ウエハ−チャック１９をその上に
載置している。オプティカルインテグレ−タ１０の光射
出面１０ｂ近傍の２次光源１０ｃは集光レンズ１４によ
り投影光学系１７の瞳１７ａ近傍に結像している。
に描かれたパタ−ンをウエハ−チャック１９に載置した
ウエハ−１８の感光面上に縮小投影している。２０は、
ＸＹステ−ジであり、ウエハ−チャック１９をその上に
載置している。オプティカルインテグレ−タ１０の光射
出面１０ｂ近傍の２次光源１０ｃは集光レンズ１４によ
り投影光学系１７の瞳１７ａ近傍に結像している。
【００３２】 図１の照明装置は、レチクル１５に描か
れた微細パタ−ンの方向性及び解像線幅等に応じて光学
素子保持部材７を回転して複数個の光学素子６ａ〜６ｆ
の内の所望の光学素子を光路中に挿入すると共に必要に
応じて結像系１０１の倍率を変えることにより、図５
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すように、オプティカルイ
ンテグレ−タ１０の光入射面１０ａ上の光強度分布を変
更して２次光源の光強度分布（照明方法）を変更してい
る。図５の斜線の部分は光強度が強い領域である。
れた微細パタ−ンの方向性及び解像線幅等に応じて光学
素子保持部材７を回転して複数個の光学素子６ａ〜６ｆ
の内の所望の光学素子を光路中に挿入すると共に必要に
応じて結像系１０１の倍率を変えることにより、図５
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すように、オプティカルイ
ンテグレ−タ１０の光入射面１０ａ上の光強度分布を変
更して２次光源の光強度分布（照明方法）を変更してい
る。図５の斜線の部分は光強度が強い領域である。
【００３３】図１の照明装置の特徴は光学素子保持部材
７の近傍に光軸調整装置２１（第１光偏向部材）を設け
たことである。光軸調整装置２１は実質的に同じクサビ
角を持つ２枚のクサビガラス２１ａ，２１ｂを備えてお
り、２枚のクサビガラス２１ａ，２１ｂは双方とも光軸
に垂直な第１面と光軸に対して傾いた第２面とを有す
る。クサビ角は第１面と第２面とが成す角度を言う。光
軸調整装置２１は、クサビガラス２１ａ，２１ｂの各々
を、不図示の駆動装置により個別に光軸を回転軸として
回転させ、各々の光軸回りの回転角を調整する。この調
整により光軸調整装置２１を通過する光束全体を所望の
方向にある角度偏向でき、光束全体のオプティカルイン
テグレ−タ１０の光入射面１０ａ上のへの入射位置を変
え、光入射面１０ａ上の光強度分布全体を動かすことが
できる。
７の近傍に光軸調整装置２１（第１光偏向部材）を設け
たことである。光軸調整装置２１は実質的に同じクサビ
角を持つ２枚のクサビガラス２１ａ，２１ｂを備えてお
り、２枚のクサビガラス２１ａ，２１ｂは双方とも光軸
に垂直な第１面と光軸に対して傾いた第２面とを有す
る。クサビ角は第１面と第２面とが成す角度を言う。光
軸調整装置２１は、クサビガラス２１ａ，２１ｂの各々
を、不図示の駆動装置により個別に光軸を回転軸として
回転させ、各々の光軸回りの回転角を調整する。この調
整により光軸調整装置２１を通過する光束全体を所望の
方向にある角度偏向でき、光束全体のオプティカルイン
テグレ−タ１０の光入射面１０ａ上のへの入射位置を変
え、光入射面１０ａ上の光強度分布全体を動かすことが
できる。
【００３４】 図１の照明装置においては、オプティカ
ルインテグレ−タ１０に入射する光束全体（光強度分布
全体）の位置を変えると、被照射面であるレチクル１５
やウエハ１８上での照度分布が変わる。本実施例ではこ
のことを利用し、ウエハ１８上での照度むらが最小にな
るようにクサビガラス２１ａ，２１ｂの回転角度を調整
するようにしている。
ルインテグレ−タ１０に入射する光束全体（光強度分布
全体）の位置を変えると、被照射面であるレチクル１５
やウエハ１８上での照度分布が変わる。本実施例ではこ
のことを利用し、ウエハ１８上での照度むらが最小にな
るようにクサビガラス２１ａ，２１ｂの回転角度を調整
するようにしている。
【００３５】図３は光軸調整装置２１の機能を示す説明
図である。図３（Ａ）は、光路中に平行平面板６ｆが挿
入されており、２枚のクサビガラス２１ａ，２１ｂを互
いにクサビ角を相殺する位置に設定した場合を示す図、
図３（Ｂ）は図３（Ａ）の状態からクサビガラス２１ｂ
をある角度だけ回転した場合を示す図である。図３
（Ａ）、（Ｂ）の右側にある図はオプティカルインテグ
レ−タ１０の光入射面１０ａでの光強度を模式的に示す
もので、この図面から、クサビガラス２１ａ，２１ｂの
各々を適当な角度回転し光束全体を所望の方向にある角
度偏向することにより、オプティカルインテグレ−タ１
０の光入射面１０ａにおける光強度分布を光軸（中心）
に対して偏心することができることが分かる。これはレ
ンズ系９へ入射する光束全体の入射角度を変えると、光
束全体のオプティカルインテグレ−タ１０の光入射面１
０ａに入射する位置が変わるからである。
図である。図３（Ａ）は、光路中に平行平面板６ｆが挿
入されており、２枚のクサビガラス２１ａ，２１ｂを互
いにクサビ角を相殺する位置に設定した場合を示す図、
図３（Ｂ）は図３（Ａ）の状態からクサビガラス２１ｂ
をある角度だけ回転した場合を示す図である。図３
（Ａ）、（Ｂ）の右側にある図はオプティカルインテグ
レ−タ１０の光入射面１０ａでの光強度を模式的に示す
もので、この図面から、クサビガラス２１ａ，２１ｂの
各々を適当な角度回転し光束全体を所望の方向にある角
度偏向することにより、オプティカルインテグレ−タ１
０の光入射面１０ａにおける光強度分布を光軸（中心）
に対して偏心することができることが分かる。これはレ
ンズ系９へ入射する光束全体の入射角度を変えると、光
束全体のオプティカルインテグレ−タ１０の光入射面１
０ａに入射する位置が変わるからである。
【００３６】 以下、光軸調整装置２１を用いた照度む
らの調整手順の一例を示す。 １．照明方法を決定する。 ２．決定した照明方法に最適なように光学系を変更す
る。光学素子（６ａ〜６ｆ）の選択。結像系１０１の倍
率の設定（レンズ系９のズ−ム位置の決定）。絞り１１
の選択（開口形状、大きさの選択）。水銀灯１の光軸方
向への位置の変更。ｅｔｃ ３．レチクル１５をステージ１６から外し、ＸＹステ−
ジ２０上にある不図示の照度むら測定器により投影光学
系１７の像面での照度分布を測定する。 ４．測定した照度分布より、照度むらが最小になるクサ
ビガラス２１ａ，２１ｂの回転角を算出し、不図示の駆
動装置によりクサビガラス２１ａ，２１ｂをそれぞれ指
定位置に回転させる。
らの調整手順の一例を示す。 １．照明方法を決定する。 ２．決定した照明方法に最適なように光学系を変更す
る。光学素子（６ａ〜６ｆ）の選択。結像系１０１の倍
率の設定（レンズ系９のズ−ム位置の決定）。絞り１１
の選択（開口形状、大きさの選択）。水銀灯１の光軸方
向への位置の変更。ｅｔｃ ３．レチクル１５をステージ１６から外し、ＸＹステ−
ジ２０上にある不図示の照度むら測定器により投影光学
系１７の像面での照度分布を測定する。 ４．測定した照度分布より、照度むらが最小になるクサ
ビガラス２１ａ，２１ｂの回転角を算出し、不図示の駆
動装置によりクサビガラス２１ａ，２１ｂをそれぞれ指
定位置に回転させる。
【００３７】尚、上記の測定はレチクル１５のパターン
面が位置する所の物体面でもいい。
面が位置する所の物体面でもいい。
【００３８】上記調整手順においては照明方法の切り替
え毎に照度分布を測定し、測定結果によりクサビガラス
２１ａ，２１ｂの回転角を算出することになるが、あら
かじめ実験により各照明方法におけるクサビガラス２１
ａ，２１ｂの回転角を求めてメモリに記憶しておき、照
明方法切り替え時にクサビガラス２１ａ，２１ｂを自動
的に所定角度回転しても良い。
え毎に照度分布を測定し、測定結果によりクサビガラス
２１ａ，２１ｂの回転角を算出することになるが、あら
かじめ実験により各照明方法におけるクサビガラス２１
ａ，２１ｂの回転角を求めてメモリに記憶しておき、照
明方法切り替え時にクサビガラス２１ａ，２１ｂを自動
的に所定角度回転しても良い。
【００３９】 また、各照明方法毎にクサビガラス２１
ａ，２１ｂの指定回転角度を持たずに、使用する全照明
方法において、照度むらが平均的によくなる回転角度を
求め、その角度にクサビガラス２１ａ，２１ｂを固定し
ておいてもよい。
ａ，２１ｂの指定回転角度を持たずに、使用する全照明
方法において、照度むらが平均的によくなる回転角度を
求め、その角度にクサビガラス２１ａ，２１ｂを固定し
ておいてもよい。
【００４０】本実施例では光軸調整装置２１を同一角度
を持った２枚のクサビガラスにより構成させているが、
３枚以上のクサビガラスにより構成しても良い。この場
合は最もクサビ角が大きいクサビガラスのクサビ角が他
の２枚以上のクサビガラスのクサビ角の合計以下である
必要がある。
を持った２枚のクサビガラスにより構成させているが、
３枚以上のクサビガラスにより構成しても良い。この場
合は最もクサビ角が大きいクサビガラスのクサビ角が他
の２枚以上のクサビガラスのクサビ角の合計以下である
必要がある。
【００４１】本実施例においては光軸調整装置２１を光
学素子６ａ〜６ｆより光源側に配置しているが、光軸調
整装置２１を光学素子６ａ〜６ｆよりオプティカルイン
テグレ−タ１０側に配置してもよい。要は、オプティカ
ルインテグレ−タ１０の光入射面１０ａへの入射角度を
あまり変えずに入射位置を変えることができる場所に配
置すれば良いのである。
学素子６ａ〜６ｆより光源側に配置しているが、光軸調
整装置２１を光学素子６ａ〜６ｆよりオプティカルイン
テグレ−タ１０側に配置してもよい。要は、オプティカ
ルインテグレ−タ１０の光入射面１０ａへの入射角度を
あまり変えずに入射位置を変えることができる場所に配
置すれば良いのである。
【００４２】 上記各実施例では照明方法を変更した時
にクサビガラスにより被照射面での照度むらが最小にな
るように調整しているが、必ずしもそのかぎりではな
く、例えば、光学系の経時変化（レンズやミラーのコ−
ティングの特性変化やランプのア−クの輝度分布変化）
により照度むらが発生した時に自動的に調整するように
してもよい。
にクサビガラスにより被照射面での照度むらが最小にな
るように調整しているが、必ずしもそのかぎりではな
く、例えば、光学系の経時変化（レンズやミラーのコ−
ティングの特性変化やランプのア−クの輝度分布変化）
により照度むらが発生した時に自動的に調整するように
してもよい。
【００４３】また上記各実施例では光学素子６ａ〜６ｆ
の数を６種類として説明しているが、この数には限定さ
れない。光学素子が無い場合にも本発明は適用出来る。
の数を６種類として説明しているが、この数には限定さ
れない。光学素子が無い場合にも本発明は適用出来る。
【００４４】次に図１乃至図３の投影露光装置を利用し
たデバイスの製造方法の一実施例を説明する。
たデバイスの製造方法の一実施例を説明する。
【００４５】図６はデバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体
チップ、磁気ヘッドや液晶パネルやＣＣＤ）の製造フロ
−を示す。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−ンを形成したマスク（レチクル１５）
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−（ウエハ−１８）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、上記用意したマスクとウエハ−とを用いて、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。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、
ステップ４よって作成されたウエハ−を用いてチップ化
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−ジング工程（チップ封入）等の工
程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作成さ
れた半導体装置の動作確認テスト、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。図８は上記ウエ
ハ−プロセスの詳細なフロ−を示す。ステップ１１（酸
化）ではウエハ−（ウエハ−１８）の表面を酸化させ
る。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ−の表面に絶縁
膜を形成する。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
ン打ち込み）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−にレジスト（感
材）を塗布する。ステップ１６（露光）では上記投影露
光装置によってマスク（レチクル１５）の回路パタ−ン
の像でウエハ−を露光する。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）ではエッチングが済んで不要
となったレジストを取り除く。これらステップを繰り返
し行なうことによりウエハ−上に回路パタ−ンが形成さ
れる。
チップ、磁気ヘッドや液晶パネルやＣＣＤ）の製造フロ
−を示す。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−ンを形成したマスク（レチクル１５）
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−（ウエハ−１８）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、上記用意したマスクとウエハ−とを用いて、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。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、
ステップ４よって作成されたウエハ−を用いてチップ化
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−ジング工程（チップ封入）等の工
程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作成さ
れた半導体装置の動作確認テスト、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。図８は上記ウエ
ハ−プロセスの詳細なフロ−を示す。ステップ１１（酸
化）ではウエハ−（ウエハ−１８）の表面を酸化させ
る。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ−の表面に絶縁
膜を形成する。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
ン打ち込み）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−にレジスト（感
材）を塗布する。ステップ１６（露光）では上記投影露
光装置によってマスク（レチクル１５）の回路パタ−ン
の像でウエハ−を露光する。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）ではエッチングが済んで不要
となったレジストを取り除く。これらステップを繰り返
し行なうことによりウエハ−上に回路パタ−ンが形成さ
れる。
【００４６】本実施例の製造方法を用いれば、従来は難
しかった高集積度のデバイスを製造することが可能にな
る。
しかった高集積度のデバイスを製造することが可能にな
る。
【００４７】
【発明の効果】本発明を半導体素子製造用の投影投影露
光装置に適用すれば、レチクル面上の電子回路パタ−ン
をウエハ−面上に高精度で投影することができる。
光装置に適用すれば、レチクル面上の電子回路パタ−ン
をウエハ−面上に高精度で投影することができる。
【図１】本発明の照明装置の第１の実施例を示す図であ
る。
る。
【図２】図１の照明装置の光学素子の一例を示す図であ
る。
る。
【図３】図１の光軸調整装置の説明図である。
【図４】従来の照明装置を示す図である。
【図５】図４の照明装置における照明方法の切り替え方
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図６】デバイス製造方法のフローを示す図である。
【図７】図６のウエハ−プロセスを示す図である。
１ 水銀灯
２ 楕円ミラ−
３ コ−ルドミラ−
５、９ レンズ系
６ａ〜６ｆ 光学素子
７ 光学素子保持部材（タ−レット板）
１０ オプティカルインテグレ−タ
１１ 絞り部材
１５ レチクル
１７ 投影レンズ
１８ ウエハ−
２１ａ，２１ｂ クサビガラス
２２ 平行平面板
２３ａ〜２３ｆ クサビガラス
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｇ０３Ｆ 7/20 ５２１ Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１５Ｄ
Ｇ０２Ｂ 7/18 Ａ
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/027
Claims (4)
- 【請求項１】 光源からの光束を用いて光源像を形成す
る楕円ミラーと、入射光を用いて多光束を形成するオプ
ティカルインテグレータと、前記光源像を前記オプティ
カルインテグレータの入射面またはその近傍に再び結像
する結像光学系とを有し、前記多光束により被照明面を
照明する照明装置において、 前記結像光学系は、該結像光学系の光軸に沿って前記光
源側から順に、前記光源像が形成される位置もしくはそ
の近傍を前側焦点位置とする第１レンズ系、第１の透明
クサビ及び該第１の透明クサビと実質的にクサビ角が等
しい第２の透明クサビを有する第１光偏向部材、該第１
光偏向部材又はその近傍を前側焦点位置とし前記オプテ
ィカルインテグレータの入射面またはその近傍を後ろ側
焦点位置とする第２レンズ系を備えており、 前記第１光偏向部材の近傍には、 前記光源からの光束を
複数個の光束に分割し、前記複数個の光束を互いに異な
る方向に偏向することで前記複数の光束を前記オプティ
カルインテグレータの互いに異なる位置に入射させる第
２光偏向部材が光路中に挿脱可能に設けられ、 前記第１の透明なクサビと前記第２の透明なクサビとは
前記光軸を中心として個別に回転可能であり、 前記第１の透明なクサビと前記第２の透明なクサビが回
転することにより、前記光源からの光束の前記オプティ
カルインテグレータへの入射位置を変える ことを特徴と
する照明装置。 - 【請求項２】 光源からの光束を用いて光源像を形成す
る楕円ミラーと、入射光を用いて多光束を形成するオプ
ティカルインテグレータと、前記光源像を前記オプティ
カルインテグレータの入射面またはその近傍に再び結像
する結像光学系とを有し、前記多光束により被照明面を
照明する照明装置において、 前記結像光学系は、該結像光学系の光軸に沿って前記光
源側から順に、前記光源像が形成される位置もしくはそ
の近傍を前側焦点位置とする第１レンズ系、第１の透明
クサビ及び該第１の透明クサビと実質的にクサビ角が等
しい第２の透明クサビを有する第１光偏向部材、該第１
光偏向部材又はその近傍を前側焦点位置とし前記オプテ
ィカルインテグレータの入射面またはその近傍を後ろ側
焦点位置とする第２レンズ系を備えており、 前記第１光偏向部材の近傍には、 前記光源からの光束を
リング状の光束に変換して前記オプティカルインテグレ
ータに照射するための円錐状の偏向面を有する第２光偏
向部材が光路中に挿脱可能に設けられ、 前記第１の透明なクサビと前記第２の透明なクサビとは
前記光軸を中心として個別に回転可能であり、 前記第１の透明なクサビと前記第２の透明なクサビが回
転することにより、前記光源からの光束の前記オプティ
カルインテグレータへの入射位置を変える ことを特徴と
する照明装置。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の照明装置によりマ
スクを照明し、該照明されたマスクのパターンを投影光
学系によりウエハ上に投影することを特徴とする露光装
置。 - 【請求項４】 請求項３記載の露光装置によりデバイス
パターンでウエハを露光する段階と、該露光したウエハ
を現像する段階とを含むことを特徴とするデバイス製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001207774A JP3507459B2 (ja) | 2001-07-09 | 2001-07-09 | 照明装置、露光装置及びデバイス製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001207774A JP3507459B2 (ja) | 2001-07-09 | 2001-07-09 | 照明装置、露光装置及びデバイス製造方法 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19754195A Division JP3236193B2 (ja) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | 照明装置、露光装置及びデバイス製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002075859A JP2002075859A (ja) | 2002-03-15 |
| JP3507459B2 true JP3507459B2 (ja) | 2004-03-15 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001207774A Expired - Fee Related JP3507459B2 (ja) | 2001-07-09 | 2001-07-09 | 照明装置、露光装置及びデバイス製造方法 |
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| JP4735258B2 (ja) | 2003-04-09 | 2011-07-27 | 株式会社ニコン | 露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法 |
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| TWI512335B (zh) | 2003-11-20 | 2015-12-11 | 尼康股份有限公司 | 光束變換元件、光學照明裝置、曝光裝置、以及曝光方法 |
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-
2001
- 2001-07-09 JP JP2001207774A patent/JP3507459B2/ja not_active Expired - Fee Related
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