JP2003318087A - 照明光学系、照明方法及び露光装置 - Google Patents
照明光学系、照明方法及び露光装置Info
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Abstract
られると共に、それぞれの部分有効光源を相対的に変位
させることができる照明光学系を提供する。 【解決手段】 光源からの光束でレチクルを照明する照
明光学系において、前記レチクルに対して実質的にフー
リエ変換の関係となる所定面における光量分布のうち第
1の領域と、前記第1の領域とは異なる第2の領域と
を、相対的に変位可能とする有効光源形成手段を有する
ことを特徴とする照明光学系を提供する。
Description
学系に関し、特に、半導体ウェハ用の単結晶基板、液晶
ディスプレイ(LCD)用のガラス基板などのデバイス
を製造するのに使用される照明光学系に関する。本発明
は、例えば、フォトリソグラフィー工程において、被処
理体にコンタクトホール列のパターン、あるいは孤立コ
ンタクトホールとコンタクトホール列とが混在するパタ
ーンを投影露光する照明光学系に好適である。
請から、電子機器に搭載される半導体素子の微細化への
要求はますます高くなっている。例えば、デザインルー
ルは、100nm以下の回路パターン形成を量産工程で
達成しようとし、今後は更に80nm以下の回路パター
ン形成に移行することが予想される。その主流となる加
工技術はフォトリソグラフィーであり、マスク又はレチ
クル(本明細書ではこれらの用語を交換可能に使用す
る)に描画されたマスクパターンを投影光学系によって
ウェハに投影してパターンを転写する投影露光装置が従
来から使用されている。
と投影光学系の開口数(NA)を用いて以下のレーリー
の式で与えられる。
囲を焦点深度といい、焦点深度DOFは次式で与えられ
る。
ーカス合わせが難しくなり、基板のフラットネス(平坦
度)やフォーカス精度を上げることが要求されるため、
基本的に大きい方が好ましい。
ンアンドスペース(L&S)パターン、近接及び周期的
な(即ち、ホール径と同レベルの間隔で並べた)コンタ
クトホール列、近接せずに孤立した孤立コンタクトホー
ル、その他の孤立パターン等を含むが、高解像度でパタ
ーンを転写するためには、パターンの種類に応じて最適
な照明条件を選択する必要がある。
値な、多種多様なパターンが混在するシステムチップに
生産が移行しつつあり、マスクにも複数種類のコンタク
トパターンを混在させる必要が生じてきた。しかし、コ
ンタクトホール列と孤立コンタクトホールが混在したコ
ンタクトホールパターンを同時に解像度よく露光するこ
とができなかった。
返し配線パターンのみに限定して、その解像限界を高
め、焦点深度を増加する方式が種々提案されている。か
かる方式として、例えば、2枚のマスクを用いて異なる
種類のパターンを別々に露光する二重露光(又は多重露
光)方式や後述する1枚のマスクを特殊な照明条件下で
露光を行う方式がある。それ以外にも、マスクパターン
に種々の補助パターンを設けて正規パターンの解像力を
強化する方式などがある。
に共通して要求される照明光学系の機能としては、マス
クパターンの寸法及び配列がプロセス毎に変化する場合
において、照明条件(具体的には、照明光学系の有効光
源分布)を自由に変更することができないために、最適
な照明条件で露光を行うことができず高解像度を得られ
ないという問題がある。
状の有効光源から輪帯状の有効光源への変換機能、又
は、四重極の有効光源への切り替え機構の開示はされて
いる。しかしながら、今後のパターンの微細化に対応す
るためには、同じタイプの有効光源であってもそれを変
化させて解像性能を高めることが必要である。
請求項1の照明光学系は、光源からの光束でレチクルを
照明する照明光学系において、前記レチクルに対して実
質的にフーリエ変換の関係となる所定面における光量分
布のうち第1の領域と、前記第1の領域とは異なる第2
の領域とを、相対的に変位可能とする有効光源形成手段
を有することを特徴とする。かかる照明光学系によれ
ば、第1の有効光源と第2の有効光源とを相対的に変位
させることができ、被照明面に形成された所望のパター
ンに対して最適な照明条件で照明することができる。
光学系は、光源からの光束でレチクルを照明する照明光
学系において、前記レチクルに対して実質的にフーリエ
変換の関係となる所定面における光量分布のうち第1の
領域を形成する第1の部材と、前記第1の領域とは異な
る第2の領域を形成する第2の部材と、前記第1、第2
の部材のうち少なくともいずれか一方を光軸方向に移動
させることで前記第1、第2の領域を相対的に変位可能
とする駆動手段とを有することを特徴とする。
光学系は、請求項1又は2記載の照明光学系において、
前記第1の領域は前記レチクルの所望のパターンを解像
させる照明を行い、前記第2の領域は前記レチクルの補
助パターンの偽解像を抑制する照明を行うことを特徴と
する。
光学系は、請求項1乃至3のうちいずれか一項記載の照
明光学系において、前記第1、第2の領域の少なくとも
いずれか一方の領域は複数の領域を有し、該複数の領域
が光軸に対して対称に変位可能であることを特徴とす
る。ここでの「光軸に対して対称に変位する」とは、
「光軸に対して点対称に変位する」場合も、「光軸に垂
直な線に対して線対称に変位する」場合も含む。これに
より、変位前後においても第1の有効光源領域と第2の
有効光源領域の光重心は移動せず、テレセン度を維持す
ることができる。
光学系は、請求項1乃至3のうちいずれか一項記載の照
明光学系において、前記第1、第2の領域の少なくとも
いずれか一方の領域は複数の領域を有し、該複数の領域
が光軸に対して非対称に変位可能であることを特徴とす
る。
光学系は、請求項1記載の照明光学系において、前記有
効光源形成手段はプリズム又は回折光学素子より成る光
偏向部材を有することを特徴とする。
光学系は、請求項2記載の照明光学系において、前記第
1、第2の部材は、それぞれプリズムより成る光偏向部
材であることを特徴とする。
露光方法は、コンタクトホールパターンと該コンタクト
ホールパターンよりも寸法が小さな補助パターンとを有
するマスクを請求項1乃至7のうちいずれか一項記載の
照明光学系により照明するステップを有する投影露光方
法において、前記第1の領域は前記コンタクトホールパ
ターンを解像する照明を行い、前記第2の領域は当該照
明による前記補助パターンの偽解像を抑制する照明を行
うことを特徴とする。
方法は、光源からの光束でパターンを有するレチクルを
照明する方法であって、前記パターンのパターン形状情
報を取得するステップと、前記取得ステップで取得した
前記パターン形状情報に基づいて、前記所望のパターン
を解像するための第1の有効光源領域に対して当該第1
の有効光源領域とは異なる第2の有効光源領域を相対的
に変位させるステップとを有することを特徴とする。か
かる照明方法によれば、マスクに形成されたパターンに
対して最適な照明条件で照明することができる。
光装置は、請求項1乃至7記載のうちいずれか一項記載
の照明光学系によりレチクルを照明し、当該レチクルを
経た光を投影光学系を介して被処理体に照射して当該被
処理体を露光することを特徴とする。かかる露光装置に
よれば、上述した照明光学系を構成要素の一部に有し、
最適な照明条件で被照明面であるマスクを照明すること
ができるので、高解像度を達成することができる。
バイス製造方法は、請求項10記載の露光装置を用いて
被処理体を露光するステップと、前記露光された前記被
処理体に所定のプロセスを行うステップとを有すること
を特徴とする。上述の露光装置の作用と同様の作用を奏
するデバイス製造方法の請求項は、中間及び最終結果物
であるデバイス自体にもその効力が及ぶ。また、かかる
デバイスは、例えば、LSIやVLSIなどの半導体チ
ップ、CCD、LCD、磁気センサー、薄膜磁気ヘッド
などを含む。
以下添付図面を参照して説明される好ましい実施例によ
って明らかにされるであろう。
の例示的一態様である露光装置について説明する。但
し、本発明は、これらの実施例に限定するものではな
く、本発明の目的が達成される範囲において、各構成要
素が代替的に置換されてもよい。なお、各図において、
同一の部材については、同一の参照番号を付し、重複す
る説明は省略する。
露光装置100の例示的一形態を示す概略構成図であ
る。露光装置100は、図1によく示されるように、照
明装置200と、マスク300と、投影光学系400
と、プレート500とを有する。
ドリピート方式やステップアンドスキャン方式でマスク
300に形成された回路パターンをプレート500に露
光する投影露光装置である。かかる露光装置は、サブミ
クロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィー工程
に好適であり、以下、本実施形態では、ステップアンド
スキャン方式の露光装置(「スキャナー」とも呼ばれ
る)を例に説明する。ここで、「ステップアンドスキャ
ン方式」は、マスクに対してウェハを連続的にスキャン
してマスクパターンをウェハに露光すると共に、1ショ
ットの露光終了後ウェハをステップ移動して、次のショ
ットの露光領域に移動する露光方法である。また、「ス
テップアンドリピート方式」とは、ウェハのショットの
一括露光ごとにウェハをステップ移動して次のショット
の露光領域に移動する露光方法である。
が形成されたマスク300を照明し、光源部210と照
明光学系220とを有する。
ザーを使用する。レーザーは、波長約193nmのAr
Fエキシマレーザー、波長約248nmのKrFエキシ
マレーザー、波長約153nmのF2レーザーなどを使
用することができるが、レーザーの種類はエキシマレー
ザーに限定されず、そのレーザーの個数も限定されな
い。また、レーザープラズマ光源を用いて、EUV(E
xtreme ultraviolet)光を使用する
こともできる。また、光源部210に使用可能な光源は
レーザーに限定されるものではなく、一又は複数の水銀
ランプなどのランプも使用可能である。
出した光束を用いて所望のパターンを有する被照射面
(例えば、マスク300)を照明する光学系であり、本
実施形態では、ビーム整形系221と、均一化素子22
2と、有効光源形成手段240と、第1のズームコンデ
ンサーレンズ223と、インテグレーター224と、第
2のズームコンデンサーレンズ225と、スリット22
6と、マスキングブレード227と、マスキング結像系
228とを有する。
ム整形系221の作用により一旦集光された後に均一化
素子222に入射する。均一化素子222は、光束を光
軸に垂直な面内において、ほぼ均一な分布に変換する機
能を有する。
は、有効光源形成手段240と第1のズームコンデンサ
ーレンズ223を通過してインテグレーター224に入
射する。本実施例では、かかるインテグレーター224
の射出面に形成される光強度分布が有効光源分布を決定
し、露光装置100の解像性能に大きく寄与する。
光束は、第2のコンデンサーレンズ225の作用でスリ
ット226面上に集光され、スリット226の遮光効果
によりスリット状(投影光学系400の収差補正領域に
対応した部分で得ある)に切り出される。その透過光
は、直後に配置されたマスキングブレード227を通過
し、マスキング結像系228の結像作用によってマスク
300面上に所定の倍率で結像する。
詳細に説明する。有効光源形成手段240は、透過部材
である変形照明形成素子242を有する。変形照明形成
素子242としては、例えば、図2に示すように、四重
極プリズム242が上げられる。四重極プリズム242
は、光軸方向の断面が、図3に示されるように、凹形状
プリズム242a及び凸形状プリズム242bから構成
される。また、図4に示されるように、凹形状プリズム
242a及び凸形状プリズム242bは、光軸方向から
みるとP1、P2、P3及びP4の90度に等分割され
た4つの領域からなりたっている。ここで、図2は、変
形照明形成素子の一例である四重極プリズム242を示
す概略斜視図、図3は、図2に示す四重極プリズム24
2の光軸方向の概略断面図、図4は、図2に示す四重極
プリズム242の光軸に対して垂直方向の概略断面図で
ある。
示すような、有効光源分布を形成する。図5及び図6
は、図2に示す四重極プリズム242が形成する有効光
源分布の一例を示す概略図である。図5及び図6を参照
するに、領域W1、W2、W3、W4、D1、D2、D
3、D4(即ち、斜線部分)が明部であり、その光軸O
−O´からの距離Rw、Rv、Rhは、図3に示す凹形
状プリズム242a及び凸形状プリズム242bの間隔
zoと第1のコンデンサー223のズーム倍率で決定さ
れる。
る。図7は、図3に示した凹形状プリズム242a及び
凸形状プリズム242bを光軸周りに90度回転させた
概略断面図(H−H´断面)である。H−H´断面で現
れる凹形状プリズム242a及び凸形状プリズム242
bの領域は4分割のうち領域P2及びP4であり、かか
る領域P2及びP3は、図3に示す凹形状プリズム24
2a及び凸形状プリズム242bの領域P1及びP3に
対して光軸方向に更にzだけ繰り出されている。これを
実現するために、部分ズーミング手段(駆動手段)24
6が有効に働く。
な有効光源分布が形成される。図8は、図3及び図7に
示す四重極プリズムが形成する有効光源分布を示す概略
図である。即ち、部分ズーミング効果により、領域P2
及びP4によって形成される明部S2及びS4がzpだ
け光軸O−O´から遠ざかっている(部分有効光源S1
及びS3の半径Rvに対して部分有効光源S2及びS4
の半径Rhの方が大きい)。実際の回路パターンは縦横
方向の繰り返し配線があり、これに対して、部分有効光
源S1及びS3は横方向の配線パターンに寄与し、部分
有効光源S2及びS4は縦方向の配線パターンの解像力
を決定づける。従って、同一のマスク上に縦横方向の配
線パターンが混在していても、本発明の部分ズーミング
により縦方向の配線パターンと横方向の配線パターンの
それぞれに対して最適な照明条件を提供することができ
る。 <変形例1>次に、図9乃至図13を参照して、変形例
1について説明する。この変形例1においては、変形照
明形成素子242に八重極プリズム244を使用する。
八重極プリズム244は、凹形状プリズム244a及び
凸形状プリズム244bから構成される。また、図10
に示されるように、凹形状プリズム244a及び凸形状
プリズム244bは、光軸に対して垂直な方向の断面か
らみるとQ1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7及
びQ8の8つの45度等分割された領域からなりたって
いる。ここで、図9は、変形照明形成素子の一例である
八重極プリズム244を示す概略斜視図、図10は、図
9に示す八重極プリズム244の光軸に対して垂直方向
の概略断面図である。
うな、有効光源分布を形成する。図11は、図9に示す
八重極プリズム244が形成する有効光源分布の一例を
示す概略図である。図11を参照するに、領域T1、T
2、T3、T4、T5、T6、T7、T8(即ち、斜線
部分)が部分有効光源(明部)である。
1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7及びQ8のう
ち、上述したように領域Q1、Q3、Q5及びQ7を部
分ズーミングすることによって、部分有効光源T1、T
3、T5及びT7がzpだけ偏心される(光軸O−O´
からの半径がRsからRoに拡大されている)。 <変形例2>次に、変形例2について説明する。本変形
例2では、図1のマスク300として、図18に示すマ
スク300aのような所望のコンタクトホールパターン
が所定の周期で配置され、その周辺に補助パターン(ダ
ミーのコンタクトホールパターン)が配置されたものを
使う。ここで、図18は所望のコンタクトホールパター
ン及び補助パターンを形成したバイナリマスクの概略図
である。図18のマスクは、透過部である所望のコンタ
クトホールパターン31及び補助パターン32と、遮光
部33とから構成されている。なお、各光透過部の位相
は等しい。コンタクトホールパターン31及び補助パタ
ーン32は、ホール径をPとすると縦横方向にピッチP
0=2Pで整列して、コンタクトホール列を2次元的に
形成する。
ホールを解像するための十字斜入射照明と、その十字斜
入射照明によって生じる偽解像を制御する(即ち、偽解
像パターンに対応する露光量は抑え(露光量の増加
小)、所望のコンタクトホールパターンの露光量を強調
する(露光量の増加大))ような照明を行うことで、所
望のコンタクトホールパターンをプレート500に解像
力よく露光することができる。以下、その詳細について
述べる。
8のマスク300aを用いて小σ照明をした場合には、
投影光学系400の瞳面における回折光は、0次回折光
を除き他の回折光は瞳外へ外れてしまう。図19に示す
ように、0次回折光10が生じ、他の回折次数の回折光
は瞳面上において、回折光11乃至18のようになる。
よって、0次以外の回折光は投影レンズの瞳の外へ出て
しまい、このような条件のもとではパターンが形成され
ない。ここで、図19は、図18に示すマスク300a
に小σ照明したときの投影光学系400の瞳面上の回折
光の位置と、斜入射照明したときの回折光の移動する位
置を示した模式図である。
に入るような照明をする必要がある。例えば、2つの回
折光10及び15を例にとって、かかる回折光が図19
に示す投影光学系400の瞳面の斜線領域に来るように
するには、図20で示される有効光源面において、暗い
矩形の領域aで示されるように斜入射照明を設定する。
10´及び15´で示される回折光はクロス及び斜線で
示す矩形領域b1及びb2にそれぞれ移動し、投影光学
系400の瞳両端に入射することになる。一つの矩形で
示される有効光源で2つの回折光が瞳に入射し、両者の
干渉によりプレート500に等ピッチの直線状の干渉縞
が形成される。同様に、2つの回折光10及び17にお
いても10及び15で説明した斜入射照明を設定するこ
とができる。このような矩形の有効光源領域を図21に
示すように4つ組み合わせることにより、プレート50
0には縦と横の等ピッチ直線状の干渉縞が形成され、光
強度の重なった交点に強度が大きい部分と小さい部分が
2次元周期的に現れる。このときの有効光源形状は図2
2(a)に示すように、十字に配置された瞳の半径方向
に直交する方向に長手を有する4つの矩形となる。
コンタクトホールパターンのホール径の大きさが、補助
パターンより大きくしてあるので、その部分のみ周辺よ
り強度が大きく、所望のコンタクトホールパターンがプ
レート500に形成されることになる。しかしながら、
単に十字型の斜入射照明をしただけでは、プレート50
0には、図23(a)及び(b)に示すように偽解像パ
ターンが生じてしまい、所望のコンタクトホールパター
ン以外にも不必要なパターンが生まれてしまう(ここ
で、図23は右側の開口絞りの開口形状に対応したプレ
ート500での解像パターンのシミュレーションを示し
た図である)。
細い実線で描かれた波線のようになり、所望径露光量レ
ベル(レジストの閾値)においては、所望パターンP1
の間に偽解像パターンP2が生じてしまっているのであ
る(ここで、図24は十字斜入射照明及び本発明の変形
照明における露光量及び当該露光量に対応するプレート
500での像を示した図である)。
つの回折光位置を直線的に結んで表わされる領域cを除
き、少なくとも1つの回折光のみ瞳面に入射する有効光
源分布を加える。この場合は一つの回折光としては0次
光とするのが斜入射角を小さくできるので都合がよい。
図25に有効光源分布の一例を示す。このような照明を
行うためには、例えば、1つの回折光10´が瞳面にお
いて暗い扇型の領域aとして示されるように照明を設定
すればよい。これにより、10´で示される回折光は明
るい扇型として示される領域bにそれぞれ移動し、回折
光が瞳面320に入射することになる。このような条件
に相当するものは合計4つ存在し、結局図22(b)に
示すような形の有効光源となる。
に入射する有効光源分布(図22(a)参照)を足し合
わせた、図22(c)に示されるような中央が十字状に
抜けた有効光源を持つ変形照明を行うことができる。こ
のような有効光源分布を有する変形照明を行うことで、
プレート500面上では、図23(c)に示すように偽
解像が消滅して所望のパターンのみを得られることが理
解される。
4に示す太い実線で描かれた波線のようになり、所望径
露光量レベル(レジストの閾値)において、マスクの所
望のパターンに相当する部分の露光量のみが増加され、
偽解像パターンが消失した所望パターンP3のみを得る
ことができるのである。
て、図22(c)のような有効光源分布を有する変形照
明を行うことで、コンタクトホールパターンの解像度が
よくなることがわかる。
布のうち、コンタクトホールを解像するための照明を行
うための部分を領域1とし、その照明によって生じる偽
解像を抑制する(所望のコンタクトホールパターンと補
助パターンのコントラストをよくする)照明を行うため
の部分を領域2とする(参照:図26)。
源分布を作るために、八重極プリズム244の8つの分
割領域Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7及び
Q8が等分割されていないものを使うとよい。図12
は、等分割されていない八重極プリズム244の光軸に
対して垂直方向の概略断面図である。図12を参照する
に、八重極プリズム244は、縦横方向の領域R1、R
3、R5及びR7が拡大され、斜め方向の領域R2、R
4、R6及びR8が縮小されている。かかる八重極プリ
ズム244は、図13に示すような有効光源分布を形成
する。図13は、図12に示す八重極プリズム244が
形成する有効光源分布の一例を示す概略図である。
3、U4、U5、U6、U7、U8(即ち、斜線部分)
が部分有効光源(明部)である。コンタクトホールの解
像力を決定する領域1(有効光源領域U1、U3、U5
及びU7)を投影光学系400の瞳上で光軸から遠くに
配置し(空間コヒーレンス(σ)を大きくし)、且つ、
その光量を大きくしている。これに対して、斜め方向の
領域2(有効光源領域U2、U4、U6及びU8)は、
特に、偽解像を抑制する(所望のコンタクトホールパタ
ーンと補助パターンのコントラストをよくする)のに寄
与する部分であり、投影光学系400の瞳上で光軸から
近くに配置し(空間コヒーレンス(σ)を小さくし)、
且つ、その光量を小さくしている。
ーミング手段(不図示)により、図13に示すような有
効光源分布の領域1(本変形例においては、縦横方向の
領域U1、U3、U5及びU7)を変位可能とすること
で、領域1を領域2(本変形例においては、斜め方向の
領域U2、U4、U6及びU8)に対して相対的に変位
させ、マスク上のコンタクトホールの寸法や配列が変化
した場合でも瞬時に照明条件を最適化することができ
る。つまり、形成させたいコンタクトホールパターンに
応じて、領域1と領域2の相対位置を変化させること
で、補助パターンのアシスト効果がそのコンタクトホー
ルパターンの解像にとって最適となるようにできるので
ある。
1を変位可能としたが、領域2を変位可能としてもよ
く、領域1及び領域2のどちらも変位可能としてもよ
い。 <変形例3>次に、図14及び図15を参照して、有効
光源形成手段240の変形例である有効光源形成手段2
50について説明する。図14は、有効光源形成手段2
40の変形例である有効光源形成手段250を含む投影
露光装置100Aを示す概略構成図である。有効光源形
成手段250は、図1に示す有効光源形成手段240と
比べて、複数の変形照明形成素子252a乃至252e
を切り替え手段255で切り替えられるようにした点が
異なる。図15は、図14に示す切り替え手段255を
有する有効光源形成手段250の一例を示す概略平面図
である。
っていて、その回転中心をTT´とし、その周囲に複数
の変形照明形成素子252a乃至252eを配置してい
る。変形照明形成素子252a乃至252eは、プリズ
ムでも回折光学素子(例えば、BO(Bainary
Optics)やCGH(Computer Gene
rated Hologram)の技術を用いて作成さ
れる)でもよく、さらには、変形照明形成素子252a
乃至252eうちのいずれかが上述した部分ズーミング
手段246と同様の部分ズーミング手段(不図示)によ
り、部分有効光源の一部を変位可能とするものであって
もよい。例えば、変形照明形成素子252aは、図示し
ない部分ズーミング手段をもつ四重極形成素子であり、
変形照明形成素子252bは、図示しない部分ズーミン
グ手段をもつ八重極形成素子である。また、あるいは、
それぞれの素子は部分ズーミング手段をもたず有効光源
分布は固定ではあるが、それらを互いに切り替えること
により、ターレット全体として部分ズーミング機能をも
たせることもできる。
は、ズーム機能を有する第1のズームコンデンサーレン
ズ223を含んでいるので、各有効光源領域の光軸から
の距離(例えば、図13中のRsとRo)の比率を一定
に保ったままその大きさ(σ値)を変えることができ
る。なお、変形照明光学素子252に回折光学素子を用
いる場合には、第1のズームコンデンサーレンズ223
を、均一化素子222の射出端面とインテグレーター2
24の入射面とをフーリエ変換の関係(本明細書におい
て、フーリエ変換の関係とは、光学的に瞳面と物体面
(又は像面)、物体面(又は像面)と瞳面となる関係を
意味する)とする第1のズームコンデンサーレンズ22
3aとすればよい。
効光源は常に照明光学系220の光軸に対称に変位させ
ている。例えば、図8では光軸OO´に垂直な線V−V
´に対して線対称に有効光源の一部を変位させており、
また、図11では、光軸OO´に点対称に有効光源の一
部を変位させている。これによって、変位前後でも部分
有効光源の光重心は移動しないので、テレセン度を維持
することができる(図8のように、光軸OO´に垂直な
線V−V´に対して線対称に有効光源の一部を変位させ
た場合には、少なくとも線V−V´に垂直なH−H´方
向においてテレセン度を維持することができる)。
に非対称に変位することも含む。例えば、図8に示した
有効光源分布において、領域S2だけをH−H´方向に
変位するようにしてもよい。これを可能にするために
は、ズームング手段を四重極プリズム242の領域P2
だけに作用させればよい。本来、部分有効光源S1乃至
S4内の光量分布は均一であるのが理想であるが、実際
には種々の製造誤差で不均一になってしまうので、見か
け上の光軸からの距離Rhを揃えても、それに光量分布
を乗じた光量モーメントは領域S2と領域S4とで異な
ってくる。かかる場合に、領域S2だけをH−H´方向
に変位させれば、光量モーメントを揃えられ、結果とし
てテレセン度を良好にすることができる。
えば、石英製で、その上には転写されるべき回路パター
ン(又は像)が形成され、図示しないマスクステージに
支持及び駆動される。マスク300から発せられた回折
光は投影光学系400を通りプレート500上に投影さ
れる。マスク300とプレート500とは共役の関係に
配置される。露光装置100は、ステップアンドスキャ
ン方式の露光装置であるため、マスク300とプレート
500を走査することによりマスクパターンをプレート
500上に縮小投影する。
スク300)からの光束を像面(例えば、プレート50
0などの被処理体)に結像する。投影光学系400の内
部には図示しない絞り面があり、かかる絞り面の開閉に
より開口数(NA)を制御する。かかる絞り面は、イン
テグレーター224の射出面と光学的に共役な関係にあ
る。投影光学系400は、複数のレンズ素子のみからな
る光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡
とを有する光学系(カタディオプトリック光学系)、複
数のレンズ素子と少なくとも一枚のキノフォームなどの
回折光学素子とを有する光学系、全ミラー型の光学系等
を使用することができる。色収差の補正の必要な場合に
は、互いに分散値(アッベ値)の異なるガラス材からな
る複数のレンズ素子を使用したり、回折光学素子をレン
ズ素子と逆方向の分散が生じるように構成したりする。
であるが、液晶基板その他の被処理体(被露光体)を広
く含む。プレート500には、フォトレジストが塗布さ
れている。フォトレジスト塗布工程は、前処理と、密着
性向上剤塗布処理と、フォトレジスト塗布処理と、プリ
ベーク処理とを含む。前処理は、洗浄、乾燥などを含
む。密着性向上剤塗布処理は、フォトレジストと下地と
の密着性を高めるための表面改質(即ち、界面活性剤塗
布による疎水性化)処理であり、HMDS(Hexam
ethyl−disilazane)などの有機膜をコ
ート又は蒸気処理する。プリベークは、ベーキング(焼
成)工程であるが現像後のそれよりもソフトであり、溶
剤を除去する。
テージに支持される。プレートステージは、当業界で周
知のいかなる構成をも適用することができるので、ここ
では詳しい構造及び動作の説明は省略する。例えば、プ
レートステージはリニアモータを利用してXY方向にプ
レート500を移動することができる。マスク300と
プレート500は、例えば、同期走査され、図示しない
プレートステージ及びマスクステージの位置は、例え
ば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の
速度比率で駆動される。プレートステージは、例えば、
ダンパを介して床等の上に支持されるステージ定盤上に
設けられ、マスクステージ及び投影光学系400は、例
えば、鏡筒定盤は床等に載置されたベースフレーム上に
ダンパ等を介して支持される図示しない鏡筒定盤上に設
けられる。
た光束は、照明光学系220によりマスク300を照明
する。マスク300を通過してマスクパターンを反映す
る光は投影光学系400によりプレート500に結像さ
れる。
0は、マスク300に形成された所望のパターンに応じ
て有効光源領域を移動させて最適な照明条件でマスク3
00を照明することができるので、高い解像度とスルー
プットで経済性よくデバイス(半導体素子、LCD素
子、撮像素子(CCDなど)、薄膜磁気ヘッドなど)を
提供することができる。
の露光装置100を利用したデバイスの製造方法の実施
例を説明する。図16は、デバイス(ICやLSIなど
の半導体チップ、LCD、CCD等)の製造を説明する
ためのフローチャートである。ここでは、半導体チップ
の製造を例に説明する。ステップ1(回路設計)では、
デバイスの回路設計を行う。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。ステップ3(ウェハ製造)では、シリコンなどの材
料を用いてウェハを製造する。ステップ4(ウェハプロ
セス)は前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソ
グラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成す
る。ステップ5(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステッ
プ4によって作成されたウェ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。ステップ6(検査)では、ステップ5で作成
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
などの検査を行う。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。
詳細なフローチャートである。ステップ11(酸化)で
は、ウェハの表面を酸化させる。ステップ12(CV
D)では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ
13(電極形成)では、ウェハ上に電極を蒸着などによ
って形成する。ステップ14(イオン打ち込み)では、
ウェハにイオンを打ち込む。ステップ15(レジスト処
理)では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ16
(露光)では、露光装置100によってマスクの回路パ
ターンをウェハに露光する。ステップ17(現像)で
は、露光したウェハを現像する。ステップ18(エッチ
ング)では、現像したレジスト像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。これらのステ
ップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路
パターンが形成される。本実施形態のデバイス製造方法
によれば従来よりも高品位のデバイスを製造することが
できる。
が、本発明はこれらに限定されずその要旨の範囲内で様
々な変形や変更が可能である。
の回路パターンに対して最適な照明条件を提供すること
ができる。
形態を示す概略構成図である。
ムを示す概略斜視図である。
断面図である。
直方向の概略断面図である。
源分布の一例を示す概略図である。
源分布の一例を示す概略図である。
ズムを光軸周りに90度回転させた概略断面図である。
る有効光源分布を示す概略図である。
ムを示す概略斜視図である。
垂直方向の概略断面図である。
光源分布の一例を示す概略図である。
に対して垂直方向の概略断面図である。
効光源分布の一例を示す概略図である。
る有効光源形成手段を含む投影露光装置の概略構成図で
ある。
である。
プ、LCD、CCD等)の製造を説明するためのフロー
チャートである。
の詳細なフローチャートである。
である。
たときの瞳面上の回折光の位置と、斜入射照明をしたと
きの回折光の移動する位置を示した模式図である。
る。
る。
る。
ーションを示した図である。
おける露光量及び当該露光量に対応するパターン上での
像を示した図である。
る。
子) 244 八重極プリズム(変形照明形成素
子) 252 変形照明形成素子 300 マスク 400 投影光学系 500 プレート
Claims (11)
- 【請求項1】 光源からの光束でレチクルを照明する照
明光学系において、 前記レチクルに対して実質的にフーリエ変換の関係とな
る所定面における光量分布のうち第1の領域と、前記第
1の領域とは異なる第2の領域とを、相対的に変位可能
とする有効光源形成手段を有することを特徴とする照明
光学系。 - 【請求項2】 光源からの光束でレチクルを照明する照
明光学系において、前記レチクルに対して実質的にフー
リエ変換の関係となる所定面における光量分布のうち第
1の領域を形成する第1の部材と、前記第1の領域とは
異なる第2の領域を形成する第2の部材と、前記第1、
第2の部材のうち少なくともいずれか一方を光軸方向に
移動させることで前記第1、第2の領域を相対的に変位
可能とする駆動手段とを有することを特徴とする照明光
学系。 - 【請求項3】 前記第1の領域は前記レチクルの所望の
パターンを解像させる照明を行い、前記第2の領域は前
記レチクルの補助パターンの偽解像を抑制する照明を行
うことを特徴とする請求項1又は2記載の照明光学系。 - 【請求項4】 前記第1、第2の領域の少なくともいず
れか一方の領域は複数の領域を有し、該複数の領域が光
軸に対して対称に変位可能であることを特徴とする請求
項1乃至3のうちいずれか一項記載の照明光学系。 - 【請求項5】 前記第1、第2の領域の少なくともいず
れか一方の領域は複数の領域を有し、該複数の領域が光
軸に対して非対称に変位可能であることを特徴とする請
求項1乃至3のうちいずれか一項記載の照明光学系。 - 【請求項6】 前記有効光源形成手段はプリズム又は回
折光学素子より成る光偏向部材を有することを特徴とす
る請求項1記載の照明光学系。 - 【請求項7】 前記第1、第2の部材は、それぞれプリ
ズムより成る光偏向部材であることを特徴とする請求項
2記載の照明光学系。 - 【請求項8】 コンタクトホールパターンと該コンタク
トホールパターンよりも寸法が小さな補助パターンとを
有するマスクを請求項1乃至7のうちいずれか一項記載
の照明光学系により照明するステップを有する投影露光
方法において、 前記第1の領域は前記コンタクトホールパターンを解像
する照明を行い、前記第2の領域は当該照明による前記
補助パターンの偽解像を抑制する照明を行うことを特徴
とする投影露光方法。 - 【請求項9】 光源からの光束でパターンを有するレチ
クルを照明する照明方法であって、 前記パターンのパターン形状情報を取得するステップ
と、 前記取得ステップで取得した前記パターン形状情報に基
づいて、前記所望のパターンを解像するための第1の有
効光源領域に対して当該第1の有効光源領域とは異なる
第2の有効光源領域を相対的に変位させるステップとを
有することを特徴とする照明方法。 - 【請求項10】 請求項1乃至7記載のうちいずれか一
項記載の照明光学系によりレチクルを照明し、当該レチ
クルを経た光を投影光学系を介して被処理体に照射して
当該被処理体を露光することを特徴とする露光装置。 - 【請求項11】 請求項10記載の露光装置を用いて被
処理体を露光するステップと、 前記露光された前記被処理体に所定のプロセスを行うス
テップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。
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