JP3559330B2 - レチクルマスキングシステムを有する光学系の照明手段 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本出願の対象は、レチクルマスキングシステムを有する光学系、特にマイクロリソグラフィ用投影露光装置の照明手段である。
【0002】
【従来の技術】
様々に異なる顕微鏡を投影露光装置と組合せて製造することができ、その場合、レチクルにかかるマスクの形状を変化させることができる。従って、露光時の誤差が発生しないように、レチクル上の照明光点を可変性をもって厳密に限定することが不可欠である。レチクルのできる限り近くに構造を配置すると、その操作が妨げられ、高分解能の構造に課せられるようなダイアフラム作用のエッジコントラストに関わる必要条件を満たすことができない。そこで、照明光路の中に追加の中間視野平面を設け、その平面にレチクルマスキングシステムを厳密に位置決めすることが知られている。鏡像力場、アパーチャ、均質性及び色消しに関する所定の条件に対して必要な追加レンズによって、コストは高くなり且つ追加スペースも必要になる。
【0003】
照明光路中に光導体ガラス棒を有する投影露光装置に関する欧州特許第0,297,161A1号は、ガラス棒の背後にブレンドフィルタを配置できることを提示している。このフィルタが減光ではなく、均質性の向上に役立つことは明らかである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題は品質が良く且つコスト増を少なく抑えたレチクルマスキングシステムを提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この課題は、特許請求の範囲第1項の特徴を備えた先に挙げた種類の照明構造によって達成される。特許請求の範囲第1項によれば、光を集中させるためのガラス棒が設けられており且つレチクルマスキングシステムはガラス棒の射出端に配置されている。先に挙げた種類の照明構造では、光の分布を均一にするためのハニコム集光レンズが通常使用される。あるいは、ガラス棒が集光レンズの機能を果たしても良い。これにより、ガラス棒の射出端に、レチクルマスキングに適する中間視野平面が存在するということになる。そのため、中間視野平面を形成する手段は不要である。
【0006】
特許請求の範囲第1項から第9項の対象は、優先権が主張された1993年12月13日付の特許出願DE4342424の中にも記載されている。それら2つの出願の開示内容は本出願の一部でもある。
添付の図面はさらに詳細な説明に有用である。
【0007】
【実施例】
図1は先に挙げた同時係属特許出願の中にも含まれており、そこで説明もされている。
図1は、たとえば、集積回路の製造に使用するための分解能が1μm以下の投影・リソグラフィ用の本発明による照明手段の一実施例を示す。
【0008】
波長365nmのi線の水銀アークランプであるランプ1は楕円ミラー12の焦点に配置されており、楕円ミラー12は放射された光を第2の焦点121に集める。
【0009】
法則からは外れるが、シャッタ13は焦点121の外側に位置しており、しかも、楕円ミラー12の頂点までの距離は焦点121から頂点までの距離より約5%から20%、好ましくは10%長い。これにより、そこで形成される二次光源はより均質になり、照明が光学結像に及ぼす部分干渉作用は改善される。従って、この目的のための余分の混合光学系を省略することができる。この方法は従来の照明手段についても理にかなっている。
あるいは、光源としてのUVレーザーも目的にかなっている。
【0010】
続く対物レンズ2は第1のレンズ群21と、第1の凹面アクシコン22と、第2の凸面アクシコン23と、第2のレンズ群24とから構成されている。調整手段231及び241によって、アクシコン23と第2のレンズ群24の1つの素子を軸方向に摺動させることができる。それに伴って、アクシコン22,23の相互間隔を調整し、その結果、環状アパーチャ特性を変化させることができると共に、照明される瞳の直径、すなわち、干渉度(σ)を変化させるためのズーム効果を得ることもできる。
【0011】
この2つのアクシコン22,23は光路中にすぐ隣接して続いており且つそれらの間隔は調整自在であり、一方のアクシコン22は凹面、第2のアクシコン23は凸面であり且つ双方のアクシコン22,23の尖端は同じ方向に向いている。このアクシコン22,23は製造技術上製造可能であり且つ有効な機能をもたらす等しい尖端角度(α)を有し、相互の間隔(d23)を接触するまで短縮できる。このアクシコン22,23は円錐形又は角錐形であることが望ましい。
瞳中間平面3の後に第2の対物レンズ4が続いており、この対物レンズ3は光を長さ約0.5mのガラス棒5へと入射させる。ガラス棒5の射出側には、従来のREMA(レチクルマスキング)システムの代わりに挿入されるマスキングシステム51が配置されている中間視野平面がある。高価なレンズ群を使用する従来のREMAシステム用追加中間視野平面を設ける必要はない。
【0012】
その他の点については、レチクルマスキングシステム51の構成は従来の精密機械製造に対応するものである。しかしながら、境界線が厳密に1つの平面に位置するように注意すべきである。光軸に対して傾斜して位置するダイアフラムウェッジを含む構成にすると、それらの面からの反射を照明手段の光路から有効に除去できるので、有利である。
【0013】
マスキングシステム51と共にレチクル7(マスク、リソグラフィ用マスター)の上に中間視野平面を結像する次の対物レンズ6は、第1のレンズ群61と、フィルタ又はダイアフラムを挿入することができる瞳中間平面62と、第2のレンズ群及び第3のレンズ群(63及び65)と、それらのレンズ群の間にあり、大きな照明手段(長さ約3m)を水平に設置し且つそれによりレチクル7を水平に配置することを可能にする偏向ミラー64とを含む。
【0014】
図2及び図3には、光源1′としての水銀アークランプが示されている。4つの集光器21′〜24′は光源1′からの光束をそれぞれ大きな立体角範囲をもって捕えるので、光の大部分は4本の光導体31′〜34′に供給される。光導体31′〜34′は横断面変換器として構成されており、その射出面は弓形である。射出面を経て光の強さを十分に均一にするために、光導体31′〜34′は、たとえば、統計的に十分に混ぜ合わせた個別のファイバから構成されている。また、その入射横断面を光の分布に適合させることもできる。
【0015】
あるいは、ビーム拡張光学系と、幾何学的ビームスプリッタとしての角錐形ミラーとを有するレーザーによって、光導体31′〜34′を実現することも可能である。その場合、レーザーは、たとえば、UV放射エキシマレーザーである。
【0016】
4本の光導体31′〜34′の射出面には、中継光学系41′〜44′と、第1の偏向ミラー511′〜514′と、第2の偏向ミラー521′〜524′とから成るユニットが接続している。それらのユニットは、可撓性をもって形成された光導体31′〜34′の接続端部を含めて、調整駆動装置541′〜544′により半径方向位置及び方位角を調整自在、すなわち、走査自在である。制御装置100′は調整駆動装置541′〜544′を制御する。
【0017】
4つの偏向ミラー521′〜524′から来た光は入射ミラー6′を経てガラス棒7′の入射面71′へと結像される。この入射面71′は照明構造の瞳平面Pに位置しており、4つのユニットの各々は、調整装置541′〜544′の位置に応じて、それらの入射面の1つの象限の各部分を照明することができる。従って、集光器21′〜24′によって捕えられた4本の光の流れは、ここで、幾何学的に複合されて、1つの有効二次光源を形成する。
【0018】
ガラス棒7′の射出面72′には視野平面Fがあり、本発明によれば、この視野平面にレチクルマスキングシステム8′、すなわち、調整自在のダイアフラムが配置されている。レチクルマスキングシステム(REMA)は調整手段81′により必要に応じて調整される。
【0019】
レチクルマスキングシステム8′をこの場所に置くと、周知の構成と比べて、レチクルマスキングシステム専用の追加の視野平面を準備するための負担は排除される。
【0020】
続く中間結象光学系9′は、瞳平面P93′と、その前方の内側マスキングシステム91′と、その後方にごく概略的に示されており、周知のようにコンパクトな全体構造を可能にする平面鏡から構成されるビーム偏向構造93′とを有する対物レンズである。その後の視野平面Fに、照明すべきレチクル10′が続いている。
【0021】
特許出願DE−P4342424の中に、これらの図2及び図3は含まれており、その説明もある。
その後に続く投影対物レンズと照明すべきウェハは既に知られているので、図からは省かれている。
【図面の簡単な説明】
【図1】ズーム用アクシコンを有する実施形態を概略的に示す図。
【図2】照明モードを選択するための調整自在のミラー構造を有する実施形態を概略的に示す側面図。
【図3】同じ構造を示す平面図。
【符号の説明】
1…ランプ、2…対物レンズ、5…ガラス棒、12…楕円ミラー、13…シャッタ、21…第1のレンズ群、22…第1の凹面アクシコン、23…第2の凸面アクシコン、24…第2のレンズ群、51…レチクルマスキングシステム、1′…光源、6′…入射ミラー、7′…ガラス棒、8′…レチクルマスキングシステム、10′…レチクル、21′〜24′…集光器、31′〜34′…光導体、93′…瞳平面P、511′〜514′…第1の偏向ミラー、521′〜524′…第2の偏向ミラー、541′〜544′…調整駆動装置。
Claims (12)
- レチクルマスキングシステム(8')を有する光学系、特にマイクロリソグラフィ用投影露光装置の照明装置において、
光を受ける入射面を持つガラス棒(7')が設けられ、
このガラス棒(7')の射出端の中間視野平面にレチクルマスキングシステム(8')が配置され、
光源(1')とガラス棒(7')との間に、
−光源(1')から放射される光束の2つ又は4つの立体角領域からの光束を個別に捕える手段(21'〜24')と、
−捕えられた光束を整形又は遮蔽する手段(31'〜34')と、
−結像すべきレチクル(10')のレチクル平面に対して共役関係にある瞳平面(93')の複数のセクタに光束を結像するミラー構造(511'〜514',521'〜524',531'〜533'; 6')と、
−瞳平面(93')における光束の像の半径方向位置及び方位角を摺動させることができる調整手段(541'〜544')とを有し、調整自在の干渉係数(σ)を伴う従来通りの照明、環状アパーチャ照明及び二方向又は四方向からの対称傾斜照明を含めた様々に異なる照明モードを選択的に準備する構造が設けられていることを特徴とする、投影露光装置の照明装置。 - 光束を捕える手段(21'〜24')、又は捕えられた光束を整形又は遮蔽する手段(31'〜34')は光導体(31'〜34')を含むことを特徴とする請求項1記載の照明装置。
- 調整手段(541'〜544')は光導体(31'〜34')の射出端の位置を調整することを特徴とする請求項2記載の照明装置。
- 調整手段(541'〜544')はミラー構造(511'〜533')の部品を調整することを特徴とする請求項1記載の照明装置。
- 瞳平面(93')における光束の像の大きさは、走査運動を伴わないときに対称傾斜照明又は従来通りの照明に適するように定められていることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の照明装置。
- 瞳平面における光束の像の大きさを変化させる手段が設けられていることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の照明装置。
- 光束の形状を変化させる手段が設けられていることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の照明装置。
- 光束は弓形の形状をとるようにされることを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の照明装置。
- 光源はレーザーであることを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の照明装置。
- ズーム機能を目的とする対物レンズ(2)を含むことを特徴とする請求項1〜9の何れか1項に記載の照明装置。
- ランプミラーの焦点に光源を有する請求項1〜10の何れか1項に記載の照明装置において、二次光源を形成するダイアフラムはランプミラーの焦点をはずして配置されていることを特徴とする照明装置。
- レチクルマスキングシステム(8')は傾斜して設置されたダイアフラム板を有することを特徴とする請求項1〜9何れか1項に記載の照明装置。
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