JP3406957B2 - 光学素子及びそれを用いた露光装置 - Google Patents
光学素子及びそれを用いた露光装置Info
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- optical
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (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ＩＣ，ＬＳＩ等の回
路を構成するパタ−ンの形成における光学素子及びそれ
を用いた露光装置に関し、特に半導体素子製造用のウェ
ハ（基板）上に該細かいパタ−ンを形成する際に好適な
ものである。
路を構成するパタ−ンの形成における光学素子及びそれ
を用いた露光装置に関し、特に半導体素子製造用のウェ
ハ（基板）上に該細かいパタ−ンを形成する際に好適な
ものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の微細化が進むにつれ、位相
シフトや変形照明など新しい結像技術が進展し、露光装
置側でも該新しい結像技術の成果が次々と取り入れられ
ている。この背景には従来の単純な構成の光学系での解
像力の限界が明確になってきたため、位相を扱うなど新
たな可能性を求めることが必然となってきたことがあ
る。
シフトや変形照明など新しい結像技術が進展し、露光装
置側でも該新しい結像技術の成果が次々と取り入れられ
ている。この背景には従来の単純な構成の光学系での解
像力の限界が明確になってきたため、位相を扱うなど新
たな可能性を求めることが必然となってきたことがあ
る。
【０００３】従来より、半導体素子製造の露光装置の中
で効果が知られてはいたが積極的に使われていなかった
パラメ−タに偏光がある。偏光の効果についてはすでに
多くの文献が書かれており、一例として Y.Unno: "Pola
rization effect of illumination light", Proc.SPIE
1927 "Optical/Laser MicrolithographyVI" (1993) pp.
879-891 がある。偏光の効果は特に結像光同士の角度が
大きい場合、例えば斜入射光学系やレヴェンソン型の位
相シフトマスクに対して効果が大きいことも解析や実験
結果から明らかとなっている。
で効果が知られてはいたが積極的に使われていなかった
パラメ−タに偏光がある。偏光の効果についてはすでに
多くの文献が書かれており、一例として Y.Unno: "Pola
rization effect of illumination light", Proc.SPIE
1927 "Optical/Laser MicrolithographyVI" (1993) pp.
879-891 がある。偏光の効果は特に結像光同士の角度が
大きい場合、例えば斜入射光学系やレヴェンソン型の位
相シフトマスクに対して効果が大きいことも解析や実験
結果から明らかとなっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように新しい結像
技術が求められるにつれ、新しいパラメ−タを実用的な
形で如何に装置に取り入れるかが大きな課題となってい
る。しかしながら偏光については実際に露光が行われる
紫外域で良い偏光素子がないという問題がある。また、
実際のＬＳＩの回路を構成するパタ−ンはレチクル外形
と平行なＸ及びＹ方向のパタ−ンを主に形成されること
が多いが、±45°方向など任意の方向を含んでいるもの
もある。これら種々の方向のパタ−ンがレチクル内に複
雑に配置されいるため、パタ−ンの方向に合わせて任意
の方向の偏光状態を簡易に作り出す必要性もある。従来
は各パタ−ンの方向性や微細度に応じて場所場所で最適
な照明状態を得ることが困難であるという問題があっ
た。本発明は高解像度で高コントラストのパターン形成
が可能な光学素子及びそれを用いた露光装置の提供を目
的とする。
技術が求められるにつれ、新しいパラメ−タを実用的な
形で如何に装置に取り入れるかが大きな課題となってい
る。しかしながら偏光については実際に露光が行われる
紫外域で良い偏光素子がないという問題がある。また、
実際のＬＳＩの回路を構成するパタ−ンはレチクル外形
と平行なＸ及びＹ方向のパタ−ンを主に形成されること
が多いが、±45°方向など任意の方向を含んでいるもの
もある。これら種々の方向のパタ−ンがレチクル内に複
雑に配置されいるため、パタ−ンの方向に合わせて任意
の方向の偏光状態を簡易に作り出す必要性もある。従来
は各パタ−ンの方向性や微細度に応じて場所場所で最適
な照明状態を得ることが困難であるという問題があっ
た。本発明は高解像度で高コントラストのパターン形成
が可能な光学素子及びそれを用いた露光装置の提供を目
的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は実際のＬＳＩの
回路パタ−ンに対応して結像する光の状態をコントロ−
ルするため、該パタ−ンそのもの、あるいはその等価面
に対して微細構造を持つ周期性のある微細パタ−ンを適
用することを特長としている。この結果、回路パタ−ン
の形成されているレチクル（光学素子）に入射する光は
偏光状態を最適化することができ、よりコントラストの
高い結像を可能としている。また該微細なパタ−ンをレ
チクル上またはレチクルの等価面に配置することによ
り、パタ−ンに応じた偏光の選択と、構成によっては照
明法の選択が可能となり、結像性能の向上を図ってい
る。
回路パタ−ンに対応して結像する光の状態をコントロ−
ルするため、該パタ−ンそのもの、あるいはその等価面
に対して微細構造を持つ周期性のある微細パタ−ンを適
用することを特長としている。この結果、回路パタ−ン
の形成されているレチクル（光学素子）に入射する光は
偏光状態を最適化することができ、よりコントラストの
高い結像を可能としている。また該微細なパタ−ンをレ
チクル上またはレチクルの等価面に配置することによ
り、パタ−ンに応じた偏光の選択と、構成によっては照
明法の選択が可能となり、結像性能の向上を図ってい
る。
【０００６】請求項１の発明の露光装置は光学素子に形
成されたパターンを基板上に転写する露光装置におい
て、前記露光装置の照明光学系内に存在する前記光学素
子の共役面の近傍に、前記パターンの長手方向と等価的
な方向に前記露光装置で用いる露光波長近傍の周期を持
つ微細周期性パターンを持つ光学部材を配置したことを
特徴としている。
成されたパターンを基板上に転写する露光装置におい
て、前記露光装置の照明光学系内に存在する前記光学素
子の共役面の近傍に、前記パターンの長手方向と等価的
な方向に前記露光装置で用いる露光波長近傍の周期を持
つ微細周期性パターンを持つ光学部材を配置したことを
特徴としている。
【０００７】請求項２の発明の露光装置は光学素子に形
成されたパターンを基板上に転写する露光装置におい
て、前記光学素子への照明状態を制御する機能と位置合
わせ用のアライメントマークを持つ光学部材を、前記露
光装置の照明光学系内の前記光学素子の共役面の近傍に
配置可能とするとともに、前記照明光学系が前記光学部
材のアライメントマークと基準マークを観察するための
観察系、及び、前記光学部材の位置調整系を装備してお
り、ここで、前記光学部材が前記パターンの長手方向と
等価的な方向に前記露光装置で用いる露光波長近傍の周
期を持つ微細周期性パターンを有することを特徴として
いる。
成されたパターンを基板上に転写する露光装置におい
て、前記光学素子への照明状態を制御する機能と位置合
わせ用のアライメントマークを持つ光学部材を、前記露
光装置の照明光学系内の前記光学素子の共役面の近傍に
配置可能とするとともに、前記照明光学系が前記光学部
材のアライメントマークと基準マークを観察するための
観察系、及び、前記光学部材の位置調整系を装備してお
り、ここで、前記光学部材が前記パターンの長手方向と
等価的な方向に前記露光装置で用いる露光波長近傍の周
期を持つ微細周期性パターンを有することを特徴として
いる。
【０００８】請求項３の発明の露光装置はパターンが形
成された光学素子と基板とを走査しながら、前記光学素
子に形成されたパターンを前記基板上に露光する走査型
の露光装置において、前記光学素子への照明光の偏光状
態を制御する光学部材を、前記露光装置の照明光学系内
の前記光学素子と共役な共役面の近傍に配置し、前記光
学素子と基板の走査に同期して前記光学部材を走査する
ことを特徴としている。
成された光学素子と基板とを走査しながら、前記光学素
子に形成されたパターンを前記基板上に露光する走査型
の露光装置において、前記光学素子への照明光の偏光状
態を制御する光学部材を、前記露光装置の照明光学系内
の前記光学素子と共役な共役面の近傍に配置し、前記光
学素子と基板の走査に同期して前記光学部材を走査する
ことを特徴としている。
【０００９】請求項４の発明は請求項３の発明において
前記光学部材が前記パターンの長手方向と等価的な方向
に前記露光装置で用いる露光波長近傍の周期を持つ微細
周期性パターンで構成されていることを特徴としてい
る。
前記光学部材が前記パターンの長手方向と等価的な方向
に前記露光装置で用いる露光波長近傍の周期を持つ微細
周期性パターンで構成されていることを特徴としてい
る。
【００１０】請求項５の発明の露光装置は、パターンが
形成された光学素子と基板とを走査しながら、前記光学
素子に形成されたパターンを前記基板上に露光する走査
型の露光装置において、位置合わせ用のアライメントマ
ークと前記光学素子への照明状態を制御する機能を持つ
光学部材を前記露光装置の照明光学系内に存在する前記
光学素子の共役面の近傍に配置するとともに、前記光学
部材のアライメントマークと基準マークとを観察するた
めの観察系及び前記光学部材の位置調整系及び前記光学
素子と基板の走査に同期して前記光学部材を走査する機
構を装備したことを特徴としている。
形成された光学素子と基板とを走査しながら、前記光学
素子に形成されたパターンを前記基板上に露光する走査
型の露光装置において、位置合わせ用のアライメントマ
ークと前記光学素子への照明状態を制御する機能を持つ
光学部材を前記露光装置の照明光学系内に存在する前記
光学素子の共役面の近傍に配置するとともに、前記光学
部材のアライメントマークと基準マークとを観察するた
めの観察系及び前記光学部材の位置調整系及び前記光学
素子と基板の走査に同期して前記光学部材を走査する機
構を装備したことを特徴としている。
【００１１】請求項６の発明は、請求項１乃至５のいず
れか１項の発明において前記光学部材に入射する光の偏
向方向が非直線性であることを特徴としている。
れか１項の発明において前記光学部材に入射する光の偏
向方向が非直線性であることを特徴としている。
【００１２】請求項７の発明は、請求項１乃至６のいず
れか１項の発明におていて前記パターンを照明するエキ
シマレーザを有していることを特徴としている。
れか１項の発明におていて前記パターンを照明するエキ
シマレーザを有していることを特徴としている。
【００１３】請求項８の発明の露光方法は走査型の露光
装置を用いて、パターンが形成された光学素子と基板と
を走査しながら前記光学素子に形成されたパターンを前
記基板上に露光して転写するための露光方法において、
前記露光装置の照明光学系内の前記光学素子の共役面の
近傍に前記光学素子への照明光の偏光状態を制御する光
学部材を配置し、前記光学素子と基板の走査に同期して
前記光学部材を走査することを特徴としている。
装置を用いて、パターンが形成された光学素子と基板と
を走査しながら前記光学素子に形成されたパターンを前
記基板上に露光して転写するための露光方法において、
前記露光装置の照明光学系内の前記光学素子の共役面の
近傍に前記光学素子への照明光の偏光状態を制御する光
学部材を配置し、前記光学素子と基板の走査に同期して
前記光学部材を走査することを特徴としている。
【００１４】請求項９の発明の半導体デバイスの製造方
法は請求項1乃至７のいずれか１項に記載の露光装置を
用いて半導体デバイスを製造していることを特徴として
いる。
法は請求項1乃至７のいずれか１項に記載の露光装置を
用いて半導体デバイスを製造していることを特徴として
いる。
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【発明の実施の形態】図１は本発明の光学素子の実施形
態１の要部概略図であり、微細構造をレチクルに適用し
た例を示している。図中、１９はレチクル（光学素
子）、１は回路パターン（パターン）、２は周期性の微
細パターンを示している。一般にパタ−ンが細かくなる
につれ、より複雑な光のコントロ−ルが必要となり、特
に偏光が重要な役割を果すようになることが知られてい
る。そのためには結像光はパタ−ンの長手方向と平行な
方向の電場ベクトルを持つことが望ましい。電場ベクト
ルの方向を通例に従って偏光方向と定義する。本実施形
態ではレチクル１９上の回路パタ−ン１自体に微細構造
２を設けて偏光をコントロ−ルし、結像に望ましい偏光
成分を多くして、結像性能を向上させている。
態１の要部概略図であり、微細構造をレチクルに適用し
た例を示している。図中、１９はレチクル（光学素
子）、１は回路パターン（パターン）、２は周期性の微
細パターンを示している。一般にパタ−ンが細かくなる
につれ、より複雑な光のコントロ−ルが必要となり、特
に偏光が重要な役割を果すようになることが知られてい
る。そのためには結像光はパタ−ンの長手方向と平行な
方向の電場ベクトルを持つことが望ましい。電場ベクト
ルの方向を通例に従って偏光方向と定義する。本実施形
態ではレチクル１９上の回路パタ−ン１自体に微細構造
２を設けて偏光をコントロ−ルし、結像に望ましい偏光
成分を多くして、結像性能を向上させている。
【００２１】図１のレチクル１９は結像を行うＬＳＩの
回路パタ−ン１の長手方向に露光波長と同程度の周期を
持つ微細なグレ−ティング（周期性微細パターン）２を
設けている。露光波長と同程度の微細パタ−ンで偏光方
向によりパタ−ンの透過率が異なることは、A.K.Wong e
t al.:"Polarization Effects in Mask Transmission",
Proc.SPIE 1674 "Optical/Laser Microlithography V
(1992) pp.193-200 により既に報告されている。従来の
スカラ−理論といわれる近似理論では、パタ−ンの透過
率は偏光方向に無関係であった。しかしながら、露光波
長と同程度までパタ−ンを微細化し、光の挙動を厳密な
Maxwellの電磁場方程式に戻って取り扱うと、偏光方向
によってパタ−ンの透過率が異なることが明らかになっ
ている。例えば１つの矩形パタ−ンを考え、その幅方向
を小さくしていくと、長手方向と平行な偏光方向の光は
透過率が悪く、直交する偏光方向の光は透過率が良いこ
とが解っている。
回路パタ−ン１の長手方向に露光波長と同程度の周期を
持つ微細なグレ−ティング（周期性微細パターン）２を
設けている。露光波長と同程度の微細パタ−ンで偏光方
向によりパタ−ンの透過率が異なることは、A.K.Wong e
t al.:"Polarization Effects in Mask Transmission",
Proc.SPIE 1674 "Optical/Laser Microlithography V
(1992) pp.193-200 により既に報告されている。従来の
スカラ−理論といわれる近似理論では、パタ−ンの透過
率は偏光方向に無関係であった。しかしながら、露光波
長と同程度までパタ−ンを微細化し、光の挙動を厳密な
Maxwellの電磁場方程式に戻って取り扱うと、偏光方向
によってパタ−ンの透過率が異なることが明らかになっ
ている。例えば１つの矩形パタ−ンを考え、その幅方向
を小さくしていくと、長手方向と平行な偏光方向の光は
透過率が悪く、直交する偏光方向の光は透過率が良いこ
とが解っている。
【００２２】一方、投影光学系を通してのパタ−ンの結
像では、偏光方向が個々のＬＳＩの回路パタ−ンの長手
方向と平行であることが望ましい。図１に示すレチクル
ではＬＳＩの回路パタ−ン１の長手方向１ａに露光波長
と同程度の周期を持つ微細パタ−ン２が周期的に形成さ
れていることを特徴としている。微細パタ−ン２が回路
パタ−ン１の長手方向と直交する方向に形成されている
ことは、該微細パタ−ン２を通過した光の主たる偏光方
向が該微細パタ−ンの方向と直交する方向、即ち回路パ
タ−ン１の長手方向と一致することを意味する。既に述
べたように回路パタ−ンの長手方向と平行な偏光方向は
ウェハでのパタ−ン形成に有利な偏光方向と合致する。
従って、図１のように露光波長と同程度の微細パタ−ン
２をレチクル上の回路パタ−ン１に合わせて設けて、ウ
ェハ上での像コントラストの向上を図っている。微細パ
タ−ン２は微細すぎるためウェハ上には転写されない。
本実施形態では248nm の波長を持つKrF エキシマレ−ザ
からの光を用いたリソグラフィ用に、露光波長の半分の
0.12μm のライン・アンド・スペ−スをレチクル上の微
細パタ−ン２として採用している。
像では、偏光方向が個々のＬＳＩの回路パタ−ンの長手
方向と平行であることが望ましい。図１に示すレチクル
ではＬＳＩの回路パタ−ン１の長手方向１ａに露光波長
と同程度の周期を持つ微細パタ−ン２が周期的に形成さ
れていることを特徴としている。微細パタ−ン２が回路
パタ−ン１の長手方向と直交する方向に形成されている
ことは、該微細パタ−ン２を通過した光の主たる偏光方
向が該微細パタ−ンの方向と直交する方向、即ち回路パ
タ−ン１の長手方向と一致することを意味する。既に述
べたように回路パタ−ンの長手方向と平行な偏光方向は
ウェハでのパタ−ン形成に有利な偏光方向と合致する。
従って、図１のように露光波長と同程度の微細パタ−ン
２をレチクル上の回路パタ−ン１に合わせて設けて、ウ
ェハ上での像コントラストの向上を図っている。微細パ
タ−ン２は微細すぎるためウェハ上には転写されない。
本実施形態では248nm の波長を持つKrF エキシマレ−ザ
からの光を用いたリソグラフィ用に、露光波長の半分の
0.12μm のライン・アンド・スペ−スをレチクル上の微
細パタ−ン２として採用している。
【００２３】実際のＬＳＩの回路パタ−ンはレチクル外
形と平行なＸ及びＹ方向のパタ−ンを主に形成されてい
ることが多いが、集積度をあげるため±45°方向など任
意の方向のパタ−ンも含まれる場合がある。本実施形態
のレチクルでは微細パタ−ンを各回路パタ−ンの長手方
向に対し直角に個別設定することにより、どのようなパ
タ−ンに対しても最適な偏光状態を選ぶことができ、ま
た種々の方向のパタ−ンが混在してもパタ−ン毎に微細
パタ−ンの方向を選ぶことで対応している。
形と平行なＸ及びＹ方向のパタ−ンを主に形成されてい
ることが多いが、集積度をあげるため±45°方向など任
意の方向のパタ−ンも含まれる場合がある。本実施形態
のレチクルでは微細パタ−ンを各回路パタ−ンの長手方
向に対し直角に個別設定することにより、どのようなパ
タ−ンに対しても最適な偏光状態を選ぶことができ、ま
た種々の方向のパタ−ンが混在してもパタ−ン毎に微細
パタ−ンの方向を選ぶことで対応している。
【００２４】また本実施形態のような微細パタ−ンをＬ
ＳＩの回路パタ−ンに対して設けるとパタ−ンの透過部
の透過率が微細パタ−ンを配さなかった場合に対して減
少する。偏光の効果は解像限界付近の細かいパタ−ンに
対して顕著で、粗いパタ−ンに対するで効果は少ない
が、レチクル面内でのパタ−ンの透過部（従来言われて
いるガラスの素抜け部分）の透過率を一定とするため、
微細パタ−ンは同じ周期性を持ったままレチクル上の全
てのパタ−ンに対して、該パタ−ンの線幅の粗微に関係
なく適用している。図１では粗いパタ−ンに対しても露
光波長前後の線幅を持った周期的なパタ−ンを配置して
いる。
ＳＩの回路パタ−ンに対して設けるとパタ−ンの透過部
の透過率が微細パタ−ンを配さなかった場合に対して減
少する。偏光の効果は解像限界付近の細かいパタ−ンに
対して顕著で、粗いパタ−ンに対するで効果は少ない
が、レチクル面内でのパタ−ンの透過部（従来言われて
いるガラスの素抜け部分）の透過率を一定とするため、
微細パタ−ンは同じ周期性を持ったままレチクル上の全
てのパタ−ンに対して、該パタ−ンの線幅の粗微に関係
なく適用している。図１では粗いパタ−ンに対しても露
光波長前後の線幅を持った周期的なパタ−ンを配置して
いる。
【００２５】図１は通常の振幅型のレチクルへの適用を
示しているが、本発明の光学素子を位相シフト型のレチ
クルに適用すると更に大きな効果が得られる。偏光の効
果は結像に寄与する回折光同士がウェハ面でなす角度が
大きいほど顕著である。レヴェンソン型では０次光が消
失し±１次光同士の結像となるため、期待される細かい
パタ−ンを解像する領域で偏光の効果が振幅型より大き
く現われる為に、レヴェンソン型位相シフトレチクルに
本発明を適用すると最も効果が大きい。
示しているが、本発明の光学素子を位相シフト型のレチ
クルに適用すると更に大きな効果が得られる。偏光の効
果は結像に寄与する回折光同士がウェハ面でなす角度が
大きいほど顕著である。レヴェンソン型では０次光が消
失し±１次光同士の結像となるため、期待される細かい
パタ−ンを解像する領域で偏光の効果が振幅型より大き
く現われる為に、レヴェンソン型位相シフトレチクルに
本発明を適用すると最も効果が大きい。
【００２６】図２はレヴェンソン型の位相シフトレチク
ルの要部概略図である。図２において、２０１は位相シ
フト膜である。
ルの要部概略図である。図２において、２０１は位相シ
フト膜である。
【００２７】図３は本発明の露光装置の実施形態２の要
部概略図である。同図は偏光のコントロ−ルをレチクル
の光学的な共役面で行った例を示している。レチクル自
体に微細パタ−ンを形成することはレチクルの作成と共
に、検査等に多大の時間がかかり、コスト的にも高価で
ある。そこで本実施形態では同様の効果をレチクルと共
役な位置、具体的には照明系内に偏光をコントロ−ルす
る光学部材を入れて実現している。図中１０は光源の超
高圧水銀灯、１１は集光用の楕円鏡、１２はシャッタで
ある。１２’はシャッタの駆動モ−タ、１３はコンデン
サ、１４は波長選択フィルタ、１５はオプティカルイン
テグレ−タである。１６はインテグレ−タ１５から出た
光を集光するコンデンサ、１７はレチクル１９と共役面
に配置されたマスキングブレ−ドである。マスキングブ
レード１７を通過した光は後続のコンデンサ系１８、１
８’によりレチクル１９を照明する。照明されたレチク
ル１９上の回路パタ−ンは投影光学系５１でウェハ・チ
ャック５３に保持されたウェハ５２上に結像している。
なおコンデンサ１３を交換したりズ−ム化して光量を調
節したり、コンデンサ１６を調節して照度分布を調整す
ることなどは本実施形態に適用可能である。
部概略図である。同図は偏光のコントロ−ルをレチクル
の光学的な共役面で行った例を示している。レチクル自
体に微細パタ−ンを形成することはレチクルの作成と共
に、検査等に多大の時間がかかり、コスト的にも高価で
ある。そこで本実施形態では同様の効果をレチクルと共
役な位置、具体的には照明系内に偏光をコントロ−ルす
る光学部材を入れて実現している。図中１０は光源の超
高圧水銀灯、１１は集光用の楕円鏡、１２はシャッタで
ある。１２’はシャッタの駆動モ−タ、１３はコンデン
サ、１４は波長選択フィルタ、１５はオプティカルイン
テグレ−タである。１６はインテグレ−タ１５から出た
光を集光するコンデンサ、１７はレチクル１９と共役面
に配置されたマスキングブレ−ドである。マスキングブ
レード１７を通過した光は後続のコンデンサ系１８、１
８’によりレチクル１９を照明する。照明されたレチク
ル１９上の回路パタ−ンは投影光学系５１でウェハ・チ
ャック５３に保持されたウェハ５２上に結像している。
なおコンデンサ１３を交換したりズ−ム化して光量を調
節したり、コンデンサ１６を調節して照度分布を調整す
ることなどは本実施形態に適用可能である。
【００２８】偏光の効果は前述のように結像に寄与する
光同士の角度が大きいときにより顕著である。従ってレ
チクル１９として振幅型レチクルを用いた場合に偏光が
最も効果を発揮するのは変形照明、即ち斜入射照明をし
たときである。ここではオプティカルインテグレ−タ１
５の後に交換可能な絞り２１を設け、４重極照明をした
場合について説明する。なお２１’は該絞りを交換する
ための駆動系である。以下の説明は異なる絞りを選択し
て輪帯照明をした場合でも同様である。
光同士の角度が大きいときにより顕著である。従ってレ
チクル１９として振幅型レチクルを用いた場合に偏光が
最も効果を発揮するのは変形照明、即ち斜入射照明をし
たときである。ここではオプティカルインテグレ−タ１
５の後に交換可能な絞り２１を設け、４重極照明をした
場合について説明する。なお２１’は該絞りを交換する
ための駆動系である。以下の説明は異なる絞りを選択し
て輪帯照明をした場合でも同様である。
【００２９】本実施形態では照明系内のレチクルの共役
面１７の位置に偏光選択素子（光学部材）２２を挿入し
ている。偏光選択素子２２はレチクル１９上の回路パタ
−ンに対応して該パタ−ンに最適な偏光を透過してい
る。図４は図３で用いるレチクル１９とレチクル１９に
対応した偏光選択素子２２を示している。簡単のため両
者は同じ大きさで像の反転関係も揃えて書いてあるが、
実際には両者のパタ−ンの相対関係はコンデンサ系１
８，１８’の倍率と、レチクル１９とマスキングブレ−
ド１７間に配置されたミラ−による像の反転関係から決
定される。
面１７の位置に偏光選択素子（光学部材）２２を挿入し
ている。偏光選択素子２２はレチクル１９上の回路パタ
−ンに対応して該パタ−ンに最適な偏光を透過してい
る。図４は図３で用いるレチクル１９とレチクル１９に
対応した偏光選択素子２２を示している。簡単のため両
者は同じ大きさで像の反転関係も揃えて書いてあるが、
実際には両者のパタ−ンの相対関係はコンデンサ系１
８，１８’の倍率と、レチクル１９とマスキングブレ−
ド１７間に配置されたミラ−による像の反転関係から決
定される。
【００３０】例えばレチクル１９上にある領域Ａで縦方
向のＬＳＩの回路パタ−ン３１があったとする。この場
合領域Ａに対応する偏光選択素子２２上の領域Ａ１では
露光波長オ−ダの微細な周期性パタ−ン３１’が回路パ
ターン３１と直交する横方向に形成されている。パター
ン３１’としては例えば超高圧水銀灯のｉ線露光( 365n
m ) の場合には波長の半分の 0.18μｍのライン・アン
ド・スペ−スを用いている。即ち微細パタ−ンの周期が
露光波長と一致している。レチクル１９の別の領域Ｂで
横方向の回路パタ−ン３２があった場合、領域Ｂに対応
する偏光選択素子２２上の領域Ｂ１ではパターン３１’
と同様に露光波長オ−ダの微細な周期性パタ−ン３２’
が回路パターン３２と直交する縦方向に形成されてい
る。露光波長オ−ダの微細な周期性パタ−ンの偏光選択
性については既に述べたとおりである。露光波長程度の
微細な周期性パタ−ンは微細すぎて光学系が解像せず、
従ってパタ−ンとしてウェハ５２上に転写されることは
ない。図４では領域Ａの右下部のパタ−ンのない部分に
対応する領域Ａ１の部分の微細周期性パタ−ンを省略し
た例を示したが、領域Ａ１では偏光を選択するだけなの
でこの部分の微細周期性パタ−ンは省略しなくてもよ
い。
向のＬＳＩの回路パタ−ン３１があったとする。この場
合領域Ａに対応する偏光選択素子２２上の領域Ａ１では
露光波長オ−ダの微細な周期性パタ−ン３１’が回路パ
ターン３１と直交する横方向に形成されている。パター
ン３１’としては例えば超高圧水銀灯のｉ線露光( 365n
m ) の場合には波長の半分の 0.18μｍのライン・アン
ド・スペ−スを用いている。即ち微細パタ−ンの周期が
露光波長と一致している。レチクル１９の別の領域Ｂで
横方向の回路パタ−ン３２があった場合、領域Ｂに対応
する偏光選択素子２２上の領域Ｂ１ではパターン３１’
と同様に露光波長オ−ダの微細な周期性パタ−ン３２’
が回路パターン３２と直交する縦方向に形成されてい
る。露光波長オ−ダの微細な周期性パタ−ンの偏光選択
性については既に述べたとおりである。露光波長程度の
微細な周期性パタ−ンは微細すぎて光学系が解像せず、
従ってパタ−ンとしてウェハ５２上に転写されることは
ない。図４では領域Ａの右下部のパタ−ンのない部分に
対応する領域Ａ１の部分の微細周期性パタ−ンを省略し
た例を示したが、領域Ａ１では偏光を選択するだけなの
でこの部分の微細周期性パタ−ンは省略しなくてもよ
い。
【００３１】図では縦横パタ−ンについて説明したが＋
45度パタ−ンについては−45度パタ−ンを対応させれば
よいなど、任意の角度のパタ−ンについてもそれと直交
する方向に波長オ−ダの微細な周期性パタ−ンを形成す
ればよい。
45度パタ−ンについては−45度パタ−ンを対応させれば
よいなど、任意の角度のパタ−ンについてもそれと直交
する方向に波長オ−ダの微細な周期性パタ−ンを形成す
ればよい。
【００３２】パターン３１’はパターン３１に対応する
領域全体にわたって連続して形成すれば良いため、実施
形態１のように個々のＬＳＩの回路パタ−ン毎にパタ−
ンを作るより作成が容易である。また、レチクルに対し
て偏光選択素子２２が縮小された関係になる場合には、
露光波長オ−ダのパタ−ンを作る領域の面積が直接レチ
クルに微細パタ−ンを描画する場合より小さくなるた
め、コストを下げる要因になる。この場合、偏光を選択
する微細な周期性パタ−ンの線幅は露光波長との関係で
決まるため、面積は縮小されても、同じ縮小比を受けず
常に露光波長近傍の線幅あるいは周期である。
領域全体にわたって連続して形成すれば良いため、実施
形態１のように個々のＬＳＩの回路パタ−ン毎にパタ−
ンを作るより作成が容易である。また、レチクルに対し
て偏光選択素子２２が縮小された関係になる場合には、
露光波長オ−ダのパタ−ンを作る領域の面積が直接レチ
クルに微細パタ−ンを描画する場合より小さくなるた
め、コストを下げる要因になる。この場合、偏光を選択
する微細な周期性パタ−ンの線幅は露光波長との関係で
決まるため、面積は縮小されても、同じ縮小比を受けず
常に露光波長近傍の線幅あるいは周期である。
【００３３】偏光を決定する偏光選択素子２２はレチク
ル１９に対応して作成され、マスキング１７の位置近傍
に配置されるので、レチクル１９上の個々のパタ−ン３
１はその方向性に応じて最適な偏光状態で照明される。
このためレチクル１９と偏光選択素子２２の間にはアラ
イメント関係が生じる。レチクルにはもともとステッパ
に装着するためのレチクルアライメントマ−ク３３が形
成されており、該アライメントマ−ク３３がレチクル近
傍もしくはウェハ・ステ−ジ上に予め装着してある基準
マ−ク３４に対して位置合わせされる。レチクルアライ
メントマーク３３と基準マーク３４は観察系３９によっ
て観察され、不図示の調整機構でレチクル１９が基準マ
−ク３４に対しセットされる。一方、偏光選択素子２２
にも同様にアライメントマ−ク３５が付けられる。偏光
選択素子２２はアライメントマーク３５を照明系内の基
準マ−ク３６に対してアライメントすることで位置合わ
せされる。このため照明系内にはアライメントマーク３
５と基準マーク３６を観察する基準マ−ク観察系３７及
び、偏光選択素子２２を位置合わせするための位置調整
機構３８を設けている。レチクル１９が不図示の搬送系
により交換されるごとに、偏光選択素子２２も不図示の
搬送システムにより交換され、基準マーク観察系３７の
観察結果に基づいて位置調整機構３８で位置調整を行っ
ている。
ル１９に対応して作成され、マスキング１７の位置近傍
に配置されるので、レチクル１９上の個々のパタ−ン３
１はその方向性に応じて最適な偏光状態で照明される。
このためレチクル１９と偏光選択素子２２の間にはアラ
イメント関係が生じる。レチクルにはもともとステッパ
に装着するためのレチクルアライメントマ−ク３３が形
成されており、該アライメントマ−ク３３がレチクル近
傍もしくはウェハ・ステ−ジ上に予め装着してある基準
マ−ク３４に対して位置合わせされる。レチクルアライ
メントマーク３３と基準マーク３４は観察系３９によっ
て観察され、不図示の調整機構でレチクル１９が基準マ
−ク３４に対しセットされる。一方、偏光選択素子２２
にも同様にアライメントマ−ク３５が付けられる。偏光
選択素子２２はアライメントマーク３５を照明系内の基
準マ−ク３６に対してアライメントすることで位置合わ
せされる。このため照明系内にはアライメントマーク３
５と基準マーク３６を観察する基準マ−ク観察系３７及
び、偏光選択素子２２を位置合わせするための位置調整
機構３８を設けている。レチクル１９が不図示の搬送系
により交換されるごとに、偏光選択素子２２も不図示の
搬送システムにより交換され、基準マーク観察系３７の
観察結果に基づいて位置調整機構３８で位置調整を行っ
ている。
【００３４】図５は本発明の実施形態３の要部概略図で
ある。本実施形態では、偏光の選択と共に照明法の選択
も同時に行う例を示している。具体的な系の構成は図３
の実施形態２とほとんど同一で、同じ構成要素には同一
の符号を付けている。図５の図３との違いはオプティカ
ルインテグレ−タ１５の後ろの絞り２１が、照明系のコ
ヒ−レンスを示すσが小さい条件となっていること、及
びマスキングブレ−ド部に設置する光学部材２２’が露
光波長オ−ダの微細な周期性パタ−ンに加えてほかの構
造も持っていることが相違点である。光学部材２２’の
構造としては位相シフト膜を付けたもの、あるいは振幅
型のグレ−ティングを配置したものがある。新たに加わ
ったパタ−ンはレチクルを照明する角度をコントロ−ル
する役割を果すものである。ここでは代表例として位相
シフト型のグレ−ティングを配置したものを説明する。
光学部材２２’にも前例と同じくアライメント用マ−ク
３５が配されている。
ある。本実施形態では、偏光の選択と共に照明法の選択
も同時に行う例を示している。具体的な系の構成は図３
の実施形態２とほとんど同一で、同じ構成要素には同一
の符号を付けている。図５の図３との違いはオプティカ
ルインテグレ−タ１５の後ろの絞り２１が、照明系のコ
ヒ−レンスを示すσが小さい条件となっていること、及
びマスキングブレ−ド部に設置する光学部材２２’が露
光波長オ−ダの微細な周期性パタ−ンに加えてほかの構
造も持っていることが相違点である。光学部材２２’の
構造としては位相シフト膜を付けたもの、あるいは振幅
型のグレ−ティングを配置したものがある。新たに加わ
ったパタ−ンはレチクルを照明する角度をコントロ−ル
する役割を果すものである。ここでは代表例として位相
シフト型のグレ−ティングを配置したものを説明する。
光学部材２２’にも前例と同じくアライメント用マ−ク
３５が配されている。
【００３５】図６は図４と同じくレチクル１９とそれに
対応する光学部材２２’の関係を示している。レチクル
１９上にある領域Ａで縦方向のＬＳＩの回路パタ−ン３
１があったとき、領域Ａに対応する光学部材２２’上の
領域Ａ２では露光波長オ−ダ−の微細な周期性パタ−ン
３１’が回路パターン３１と直交する横方向に形成され
ていると共に、縦方向に位相グレ−ティング４１が形成
されている。回路パタ−ン３１の長手方向と平行な縦方
向のグレ−ティング４１は図７に示すように０次光を消
失させて±１次の回折光を発生する作用をし、結果的に
レチクル上のパタン領域Ａを変形照明の最適照明条件と
なるように照明する。即ち、位相グレ−ティング４１の
ピッチは最適照明条件となるように設定される。
対応する光学部材２２’の関係を示している。レチクル
１９上にある領域Ａで縦方向のＬＳＩの回路パタ−ン３
１があったとき、領域Ａに対応する光学部材２２’上の
領域Ａ２では露光波長オ−ダ−の微細な周期性パタ−ン
３１’が回路パターン３１と直交する横方向に形成され
ていると共に、縦方向に位相グレ−ティング４１が形成
されている。回路パタ−ン３１の長手方向と平行な縦方
向のグレ−ティング４１は図７に示すように０次光を消
失させて±１次の回折光を発生する作用をし、結果的に
レチクル上のパタン領域Ａを変形照明の最適照明条件と
なるように照明する。即ち、位相グレ−ティング４１の
ピッチは最適照明条件となるように設定される。
【００３６】レチクル１９の別の領域Ｂで横方向のＬＳ
Ｉの回路パタ−ン３２があった場合、領域Ｂに対応する
光学部材２２’上の領域Ｂ２では露光波長オ−ダの微細
な周期性パタ−ン３２’が回路パターン３２と直交する
縦方向に形成されていると共に、これと直交する横方向
に位相グレ−ティング４２が形成されている。横方向の
グレ−ティング４２も図７に模式的に示したような回折
光を生じさせ、同じくレチクル上のパタ−ン領域Ｂを変
形照明での最適照明条件となるように照明する。位相型
グレーティング４１や４２は周期性パターン３１’や３
２’より周期が粗くウェハ上に転写される可能性がある
ため、レチクルの共役面から少しデフォ−カスした位置
に置かれ、転写されないように配置するとよい。
Ｉの回路パタ−ン３２があった場合、領域Ｂに対応する
光学部材２２’上の領域Ｂ２では露光波長オ−ダの微細
な周期性パタ−ン３２’が回路パターン３２と直交する
縦方向に形成されていると共に、これと直交する横方向
に位相グレ−ティング４２が形成されている。横方向の
グレ−ティング４２も図７に模式的に示したような回折
光を生じさせ、同じくレチクル上のパタ−ン領域Ｂを変
形照明での最適照明条件となるように照明する。位相型
グレーティング４１や４２は周期性パターン３１’や３
２’より周期が粗くウェハ上に転写される可能性がある
ため、レチクルの共役面から少しデフォ−カスした位置
に置かれ、転写されないように配置するとよい。
【００３７】図６で位相型グレーティング４１及び４２
を単独で示した図はレチクルの断面図で、レチクルのガ
ラス面上に位相シフト膜が形成されている様子である。
を単独で示した図はレチクルの断面図で、レチクルのガ
ラス面上に位相シフト膜が形成されている様子である。
【００３８】照射角の選択は位相グレ−ティングだけで
なく、位相型グレーティング４１や４２を振幅型のグレ
−ティングにしても行うことができる。この場合も偏光
方向は微細な周期性パタ−ン３１’、３２’で選択さ
れ、照明角は位相型グレ−ティング４１、４２で選択さ
れるため、レチクルの領域に応じた照明を行うことがで
きる。
なく、位相型グレーティング４１や４２を振幅型のグレ
−ティングにしても行うことができる。この場合も偏光
方向は微細な周期性パタ−ン３１’、３２’で選択さ
れ、照明角は位相型グレ−ティング４１、４２で選択さ
れるため、レチクルの領域に応じた照明を行うことがで
きる。
【００３９】図８は本発明を走査型の露光装置に適用し
た実施形態４の要部概略図である。走査型の場合には照
明系の光に対してレチクル１９とウェハ５２が相対的に
移動する、具体的には照明系が固定で、レチクル１９と
ウェハ５２が走査している。この場合にも本発明は同様
に適用できる。
た実施形態４の要部概略図である。走査型の場合には照
明系の光に対してレチクル１９とウェハ５２が相対的に
移動する、具体的には照明系が固定で、レチクル１９と
ウェハ５２が走査している。この場合にも本発明は同様
に適用できる。
【００４０】図８でもこれまでの説明と同じ部材に対し
ては同一番号が付けられている。装置は照明系とレチク
ル系、投影光学系、ウェハ系を有し、照明系と投影光学
系５１が固定されて、レチクル１９とウェハ５２が投影
系の縮小比に応じた速度関係で同期して走査している。
レチクル１９はレチクル走査ステ−ジ５４に、ウェハ５
２はウェハ走査ステ−ジ５５の上に載せられており、両
走査ステ−ジはレ−ザ干渉計によって精密に位置制御さ
れる。
ては同一番号が付けられている。装置は照明系とレチク
ル系、投影光学系、ウェハ系を有し、照明系と投影光学
系５１が固定されて、レチクル１９とウェハ５２が投影
系の縮小比に応じた速度関係で同期して走査している。
レチクル１９はレチクル走査ステ−ジ５４に、ウェハ５
２はウェハ走査ステ−ジ５５の上に載せられており、両
走査ステ−ジはレ−ザ干渉計によって精密に位置制御さ
れる。
【００４１】所望の偏光状態、あるいはそれに加えて所
望の照明角度を持つ照明光を走査されるレチクルの各部
分に当てるため、これまで説明してきた光学部材２２
（２２’）をレチクルの走査に同期しながら走査するの
が本実施形態の特徴である。５６は光学部材２２（２
２’）を載せる走査ステ−ジである。走査ステージ５６
はまたマスキングブレ−ド１７を露光時走査するのに共
用することができる。レチクル１９と光学部材２２（２
２’）の間の相対関係を保ったまま走査すれば、レチク
ル１９に所望の照明光を当てることができ、結像性能を
向上させることができる。本実施形態のようにレチクル
１９あるいはウェハ５２と同期走査される光学素子は照
明光の偏光状態の選択だけでなく、他の特徴を持った光
学部材、例えば角度特性を制御する光学部材に対しても
適用可能である。本実施形態ではレチクルを装置にセッ
トするための基準マ−ク３４をウェハ走査ステ−ジ上に
配置した。また、光学部材２２（２２’）の装置に対す
る位置合わせについては前実施形態と同様である。
望の照明角度を持つ照明光を走査されるレチクルの各部
分に当てるため、これまで説明してきた光学部材２２
（２２’）をレチクルの走査に同期しながら走査するの
が本実施形態の特徴である。５６は光学部材２２（２
２’）を載せる走査ステ−ジである。走査ステージ５６
はまたマスキングブレ−ド１７を露光時走査するのに共
用することができる。レチクル１９と光学部材２２（２
２’）の間の相対関係を保ったまま走査すれば、レチク
ル１９に所望の照明光を当てることができ、結像性能を
向上させることができる。本実施形態のようにレチクル
１９あるいはウェハ５２と同期走査される光学素子は照
明光の偏光状態の選択だけでなく、他の特徴を持った光
学部材、例えば角度特性を制御する光学部材に対しても
適用可能である。本実施形態ではレチクルを装置にセッ
トするための基準マ−ク３４をウェハ走査ステ−ジ上に
配置した。また、光学部材２２（２２’）の装置に対す
る位置合わせについては前実施形態と同様である。
【００４２】これまでは超高圧水銀灯を光源とする例を
示したが、本発明はエキシマレ−ザのように直線偏光性
を持った光源に対しても同様に適用できる。直線偏光性
の光源を用いた場合に、種々の方向性を持つパタ−ンに
一般的に対応できるようにするには、偏光の主たる方向
を決定する微細な周期性パタ−ンに到達するまでに偏光
方向を非直線性にしておく必要がある。従って、レチク
ル上にあるか、あるいはレチクルと共役面近傍にあるか
を問わず、微細な周期性パタ−ンの存在する位置とレ−
ザ光源の間にλ/4板などの偏光状態を制御する光学部材
を入れたり、ビ−ムスプリッタでレ−ザ・ビ−ムを分割
して偏光方向を回転して再びビ−ムを統合したりする構
成が必要である。
示したが、本発明はエキシマレ−ザのように直線偏光性
を持った光源に対しても同様に適用できる。直線偏光性
の光源を用いた場合に、種々の方向性を持つパタ−ンに
一般的に対応できるようにするには、偏光の主たる方向
を決定する微細な周期性パタ−ンに到達するまでに偏光
方向を非直線性にしておく必要がある。従って、レチク
ル上にあるか、あるいはレチクルと共役面近傍にあるか
を問わず、微細な周期性パタ−ンの存在する位置とレ−
ザ光源の間にλ/4板などの偏光状態を制御する光学部材
を入れたり、ビ−ムスプリッタでレ−ザ・ビ−ムを分割
して偏光方向を回転して再びビ−ムを統合したりする構
成が必要である。
【００４３】図９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。
【００４４】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。
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。
【００４５】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。
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。
【００４６】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。
【００４７】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。
【００４８】図１０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。
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。
【００４９】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。
【００５０】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。
【００５１】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。
【００５２】
【発明の効果】以上述べてきたように本発明によれば、
露光波長オ−ダの微細な周期性パタ−ンの特性を利用す
ることによりレチクル上の個別のパタ−ンに対して最適
な偏光状態を提供している。この結果、結像の際のコン
トラストが向上し、焦点深度の向上や、限界像性能の向
上などを達成している。
露光波長オ−ダの微細な周期性パタ−ンの特性を利用す
ることによりレチクル上の個別のパタ−ンに対して最適
な偏光状態を提供している。この結果、結像の際のコン
トラストが向上し、焦点深度の向上や、限界像性能の向
上などを達成している。
【００５３】更に本発明では偏光状態を選択すると共に
レチクル上の各パタ−ンに応じて最適な照明条件も作り
出すことにより、位相シフト技術や変形照明技術と相性
のよい照明を行う露光方法及び装置を提供している。
又、本発明はレチクル自体で実現することも可能である
し、また従来型のレチクルに対して露光装置側の対策で
実現することもできる。また本発明はステッパや走査型
の露光装置に等しく適用することができて応用範囲が広
く、極限まで性能を追求するリソグラフィの領域で大き
な効果をあげることができる。
レチクル上の各パタ−ンに応じて最適な照明条件も作り
出すことにより、位相シフト技術や変形照明技術と相性
のよい照明を行う露光方法及び装置を提供している。
又、本発明はレチクル自体で実現することも可能である
し、また従来型のレチクルに対して露光装置側の対策で
実現することもできる。また本発明はステッパや走査型
の露光装置に等しく適用することができて応用範囲が広
く、極限まで性能を追求するリソグラフィの領域で大き
な効果をあげることができる。
【図１】 本発明の実施形態１のレチクル
【図２】 本発明を適用したレヴェンソン型位相シフト
レチクル
レチクル
【図３】 本発明の実施形態２の露光装置
【図４】 レチクルと本発明の光学素子とのパタ−ンの
関係を示す図
関係を示す図
【図５】 本発明の実施形態３の露光装置
【図６】 レチクルと本発明の光学素子とのパタ−ンの
関係を示す図
関係を示す図
【図７】 本発明の光学素子による角度制御を示す図
【図８】 本発明の実施形態４の走査型露光装置
【図９】 本発明の半導体デバイスの製造方法のフロー
チャート
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【図１０】 本発明の半導体デバイスの製造方法のフロ
ーチャート
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１ ＬＳＩの回路パタ−ン
２ 周期性微細パタ−ン
１０ 超高圧水銀灯
１１ 楕円鏡
１２ シャッタ
１２’ シャッタの駆動系
１３ コンデンサ・レンズ系
１４ 波長選択フィルタ−
１５ オプティカルインテグレ−タ
１６ コンデンサ・レンズ系
１７ マスキング・ブレ−ド
１８、１８’ コンデンサ・レンズ系
１９ レチクル
２１ 絞り
２１’ 絞りの駆動系
２２ 偏光選択素子
２２’ 偏光及び角度選択素子
３１ レチクル上のＬＳＩの回路パタ−ン
３１’ ３１と直交する微細周期パタ−ン
３２ レチクル上のＬＳＩの回路パタ−ン
３２’ ３２と直交する微細周期パタ−ン
３３ レチクルアライメントマ−ク
３４ 装置側基準マ−ク
３５ ２２（２２’）のアライメントマ−ク
３６ 照明系内の基準マ−ク
３７ 基準マ−ク観察系
３８ ２２（２２’）の位置調整機構
３９ 観察系
４１ ３１’と直交する位相型グレ−ティング
４２ ３２’と直交する位相型グレ−ティング
５１ 投影光学系
５２ ウェハ
５３ ウェハ・チャック
５４ レチクル走査ステ−ジ
５５ ウェハ走査ステ−ジ
５６ ２２（２２’）の走査ステ−ジ
─────────────────────────────────────────────────────
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(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G03F 1/00 - 1/16
G03F 7/20 - 7/24
G03F 9/00 - 9/02
H01L 21/027
Claims (9)
- 【請求項１】 光学素子に形成されたパターンを基板上
に転写する露光装置において、前記露光装置の照明光学
系内に存在する前記光学素子の共役面の近傍に、前記パ
ターンの長手方向と等価的な方向に前記露光装置で用い
る露光波長近傍の周期を持つ微細周期性パターンを持つ
光学部材を配置したことを特徴とする露光装置。 - 【請求項２】 光学素子に形成されたパターンを基板上
に転写する露光装置において、前記光学素子への照明状
態を制御する機能と位置合わせ用のアライメントマーク
を持つ光学部材を、前記露光装置の照明光学系内の前記
光学素子の共役面の近傍に配置可能とするとともに、前
記照明光学系が前記光学部材のアライメントマークと基
準マークを観察するための観察系、及び、前記光学部材
の位置調整系を装備しており、ここで、前記光学部材が
前記パターンの長手方向と等価的な方向に前記露光装置
で用いる露光波長近傍の周期を持つ微細周期性パターン
を有することを特徴とする露光装置。 - 【請求項３】 パターンが形成された光学素子と基板と
を走査しながら、前記光学素子に形成されたパターンを
前記基板上に露光する走査型の露光装置において、前記
光学素子への照明光の偏光状態を制御する光学部材を、
前記露光装置の照明光学系内の前記光学素子と共役な共
役面の近傍に配置し、前記光学素子と基板の走査に同期
して前記光学部材を走査することを特徴とする露光装
置。 - 【請求項４】 前記光学部材が前記パターンの長手方向
と等価的な方向に前記露光装置で用いる露光波長近傍の
周期を持つ微細周期性パターンで構成されていることを
特徴とする請求項３の露光装置。 - 【請求項５】 パターンが形成された光学素子と基板と
を走査しながら、前記光学素子に形成されたパターンを
前記基板上に露光する走査型の露光装置において、位置
合わせ用のアライメントマークと前記光学素子への照明
状態を制御する機能を持つ光学部材を前記露光装置の照
明光学系内に存在する前記光学素子の共役面の近傍に配
置するとともに、前記光学部材のアライメントマークと
基準マークとを観察するための観察系及び前記光学部材
の位置調整系及び前記光学素子と基板の走査に同期して
前記光学部材を走査する機構を装備したことを特徴とす
る露光装置。 - 【請求項６】 前記光学部材に入射する光の偏向方向が
非直線性であることを特徴とする請求項１乃至５のいず
れか１項の露光装置。 - 【請求項７】 前記パターンを照明するエキシマレーザ
を有していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれ
か１項の露光装置。 - 【請求項８】 走査型の露光装置を用いて、パターンが
形成された光学素子と基板とを走査しながら前記光学素
子に形成されたパターンを前記基板上に露光して転写す
るための露光方法において、前記露光装置の照明光学系
内の前記光学素子の共役面の近傍に前記光学素子への照
明光の偏光状態を制御する光学部材を配置し、前記光学
素子と基板の走査に同期して前記光学部材を走査するこ
とを特徴とする露光方法。 - 【請求項９】 請求項1乃至７のいずれか１項に記載の
露光装置を用いて半導体デバイスを製造していることを
特徴とする半導体デバイスの製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP34485595A JP3406957B2 (ja) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | 光学素子及びそれを用いた露光装置 |
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| JP34485595A JP3406957B2 (ja) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | 光学素子及びそれを用いた露光装置 |
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| JPH09160219A JPH09160219A (ja) | 1997-06-20 |
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|---|---|---|---|
| JP34485595A Expired - Fee Related JP3406957B2 (ja) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | 光学素子及びそれを用いた露光装置 |
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- 1995-12-06 JP JP34485595A patent/JP3406957B2/ja not_active Expired - Fee Related
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