JPH04367213A - 投影型露光装置 - Google Patents

投影型露光装置

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Publication number
JPH04367213A
JPH04367213A JP3168785A JP16878591A JPH04367213A JP H04367213 A JPH04367213 A JP H04367213A JP 3168785 A JP3168785 A JP 3168785A JP 16878591 A JP16878591 A JP 16878591A JP H04367213 A JPH04367213 A JP H04367213A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
projection
ray
projection lens
illumination
Prior art date
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Pending
Application number
JP3168785A
Other languages
English (en)
Inventor
Akio Suzuki
昭夫 鈴木
Akio Ogoshi
大越　明男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Orc Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Orc Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Orc Manufacturing Co Ltd filed Critical Orc Manufacturing Co Ltd
Priority to JP3168785A priority Critical patent/JPH04367213A/ja
Publication of JPH04367213A publication Critical patent/JPH04367213A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハー等、あ
らゆる電子回路等の図形パターンを形成する露光装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】パターンマスクに描かれた回路パターン
をウエハー等のワーク面に投影して露光する投影型露光
装置の従来技術として、特開昭６２−１８５３１９号公
報に示された技術がある。この従来技術は、図５に示す
ように、集光ミラー１０を組付けた光源１からの照明光
を、第一の反射鏡９からシャッター２を経てフライアイ
レンズ３に導き、このフライアイレンズ３で照度分布を
均一化してから第二の反射鏡９により導いてコリメータ
レンズ４で照度分布を均一に保った状態で焦点を正確に
修正してパターンマスク５に照射し、このパターンマス
ク５を通過した投影光を投影レンズ６て集光してウエハ
ー表面であるワーク面７に照射して、このワーク面７を
露光する。
【０００３】この上記した従来技術にあっては、コリメ
ータレンズ４を、複数の凹レンズと凸レンズとの組合せ
であるコンデンサレンズ群１２で構成し、凹レンズと凸
レンズとの組合せを適正に設定することにより、凹レン
ズおよび凸レンズの球面収差を相互に補正して、パター
ンマスク５を均一な照度で照射すると共に、投影レンズ
６の入射瞳１１の中心に光源像をぼかすことなくつくる
ようにし、これにより精度の高い優れた解像度を得よう
とするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】多数の凹レンズと凸レ
ンズとを組合せて構成される投影レンズ６は、この投影
レンズ６が持つ入射光線の主光線傾き角α（図４を参照
）の特性が、図３に仮想線で示した特性曲線ｄのように
、レンズ中心Ｏからレンズ周縁Ｌに向かってリニアもし
くは増加関数的に変化するのではなく、例えば、図３に
実線で示した特性曲線ｃのように、レンズ中心Ｏからレ
ンズ周縁Ｌに向かうに従って、途中まではほぼリニアに
増大変化するものの、途中からレンズ周縁Ｌに近づくに
従って、その傾き角αが小さくなると云うリニアもしく
は増加関数的ではない変化をする。
【０００５】このように、投影レンズが持つ入射光線の
周光線傾き角特性が、リニアもしくは増加関数的に変化
するものではないので、複数の凹レンズと凸レンズとを
組合せたコンデンサレンズ群でコリメータレンズを構成
することにより、凹レンズおよび凸レンズの球面収差を
相互補正してパターンマスクに対する照明光線の照度分
布を均一とし、かつ投影レンズの入射瞳の中心に完全に
光像をぼかすことなくつくることは非常に困難であるか
不可能であり、マスク面から投影レンズに照射される照
明光線は、この投影レンズが持つ入射光線の主光線傾き
角特性のリニアもしくは増加関数的な変化に対してずれ
、かつその分だけ照度分布が不均一となり、これにより
高精度のパターンを得ることができないと云う問題があ
った。
【０００６】この投影レンズの持つ入射光線の主光線傾
き角特性リニアもしくは増加関数的な変化に対するずれ
分は、多数の凹レンズと凸レンズとを組合せることによ
り、或る程度の補正は可能なのであるが、完全に補正す
ることは不可能であり、このため近年ますます要求が高
まっている高解像度を充分に満足させることができなか
った。
【０００７】そこで、本発明は、上記した従来技術にお
ける問題点を解消すべく創案されたもので、投影型露光
装置において、パターンマスクに照射される照明系から
の射出照明光線の主光線傾き角特性を、投影系を構成す
る投影レンズが持つ入射光線の主光線傾き角特性と一致
させることを技術的課題とし、もってワーク面の照度分
布を均一にすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
る本発明の手段は、パターンマスクに対して、露光用光
源、シャッター、フライアイレンズそしてコリメータレ
ンズ等を有して構成される照明系と、投影レンズで構成
される投影系とを設けた投影型露光装置に関するもので
あること、照明系からの射出光線である射出照明光線の
主光線傾き角特性を、投影系の投影レンズが持つ入射光
線の主光線傾き角特性と一致させる非球面レンズを、照
明系に設けること、にある。
【０００９】
【作用】投影型露光装置の投影系を構成する投影レンズ
の入射光線の主光線傾き角度特性を予め計測しておき、
この計測結果に従って投影レンズの持つ入射光線の主光
線傾き角特性と一致する射出光線の主光線傾き角特性を
有する非球面レンズを製作し、この非球面レンズを、露
光用光源、シャッター、フライアイレンズそしてコリメ
ータレンズ等を有して構成される照明系に設ける。
【００１０】このように、照明系中に、投影レンズが持
つ入射光線の主光線傾き角特性と一致する主光線傾き角
特性を有する非球面レンズを設けたので、パターンマス
クを通って投影レンズに入射される光線は、この投影レ
ンズの持つ入射光線の主光線傾き角特性に従って、その
傾き角度が修正されて射出照明光線となって投影レンズ
に入射する。
【００１１】その結果、投影レンズを通ってワーク面に
照射される射出投影光線は、投影レンズに対して理想的
な主光線からの角度のズレのない光線となり、もってワ
ーク面に対して均一な照度分布で照射されることになる
。
【００１２】
【実施例】図１に本発明の一実施例を示す。図１に示す
投影型露光装置は、パターンマスク５に対して、露光用
の光源１、シャッター２、フライアイレンズ３、二つの
反射鏡９、コリメータレンズ４そして非球面レンズ８と
で照明系Ｓを構成すると共に、投影レンズ６で投影系Ｔ
を構成している。
【００１３】露光用の光源１としては、超高圧水銀灯が
使用され、この光源１からの照明光は、集光ミラー１０
によりフライアイレンズ３に向かって集光照射される。
【００１４】この光源１から照射された照明光は、露光
時間を設定するシャッター２を通過してから、フライア
イレンズ３により、設定された照度分布強度での露光を
達成するのに必要とされる光量が取り出され、コリメー
タレンズ４に入射される。
【００１５】コリメータレンズ４に入射された照明光は
、このコリメータレンズ４ににより平行光線に修正され
て非球面レンズ８に入射される。
【００１６】非球面レンズ８は、投影系Ｔを構成する投
影レンズ６の持つ入射光線の主光線傾き角特性と一致し
た主光線傾き角特性を持っており、このため非球面レン
ズ８からパターンマスク５に照射される射出照明光線ｂ
は、投影レンズ６の入射光線の主光線傾き角特性と一致
した傾き角度分布を持ったものとなる。
【００１７】非球面レンズ８は、投影レンズ６が持つ入
射光線の主光線傾き角特性に一致した主光線傾き角特性
を持つように製作されるものであるので、その構造は投
影レンズ６の入射光線の主光線傾き角度特性に従って決
定されることになる。
【００１８】例えば、投影レンズ６として、図３の曲線
ｃに示す射出投影光線傾き特性を持つテレセントリック
投影レンズを使用した場合には、使用される非球面レン
ズ８の構造は、図２に示すように、一方面Ｒ１が平坦面
で、他方面Ｒ２がその中央部分をわずかに膨出湾曲した
ものとなっている。
【００１９】すなわち、この図２に示された非球面レン
ズ８は、直径が１１６ｍｍで、他方面Ｒ２の直径１０５
．１ｍｍの範囲内は数１で定義される曲面となっており
、この数１で得られた実際の非球面レンズ８の寸法例を
表１に示す。なお、図２において、Ｚは他方面Ｒ２の中
心点から厚み方向への距離、Ｙは非球面レンズ８の中心
から半径方向への距離であり、直径１０５．１ｍｍより
も外方の距離Ｚは２．０１９６ｍｍの一定値となってい
る。
【数１】
【表１】
【００２０】
【発明の効果】本発明は、上記した構成となっているの
で、以下に示す効果を奏する。投影型露光装置の照明系
に、この投影型露光装置の投影系を構成する投影レンズ
の入射光線の主光線傾き角特性と一致する主光線傾き角
特性を有する非球面レンズを設けたので、照明系より投
影レンズへの実際の入射光に対する投影レンズの入射光
線の主光線傾き角特性の影響を消滅させることができ、
これによりワーク面の照度分布を均一なものとすること
ができ、もって高解像度および高精度のパターンを得る
ことができる。
【００２１】投影レンズに入射する光に、予めこの投影
レンズが持つ入射光線の主光線傾き角特性と一致する傾
きを与えてあるので、投影レンズ内での光のケラレを無
くすことができ、もってワーク面の照度を正確に設定通
りとすることができる。
【００２２】投影レンズの持つ入射光線の主光線傾き角
特性を補正するために、多数の凹レンズおよび凸レンズ
を組合せることなしに、一つの非球面レンズを使用する
だけで良いので、投影型露光装置における照明系を構成
するレンズの数を少なくすることができ、もって投影型
露光装置の照明系の構造を簡潔にすることができると共
に、製作費の大幅な低減を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図。
【図２】本発明装置に使用される非球面レンズの一構造
例を示す側面図。
【図３】テレセントリック投影レンズの射出投影光線傾
き角度特性例を示す線図。
【図４】図３の説明に供する説明図。
【図５】従来の投影型露光装置の一例を示す構成図。
【符号の説明】
１　　；　　光源　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　２　　；　　シャッター ３　　；　　フライアイレンズ　　　　　　　　　　４
　　；　　コリメータレンズ ５　　；　　パターンマスク　　　　　　　　　　　　
６　　；　　投影レンズ ７　　；　　ワーク面　　　　　　　　　　　　　　　
　　　８　　；　　非球面レンズ ９　　；　　反射鏡　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　１０；　　集光ミラー １１；　　入射瞳　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　１２；　　コンデンサレンズ群 Ｓ　　；　　照明系　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　Ｔ　　；　　投影系ａ　　；　　射出投影光線
　　　　　　　　　　　　　　ｂ　　；　　射出照明光
線 Ｏ　　；　　レンズ中心　　　　　　　　　　　　　　
　　Ｌ　　；　　レンズ周縁

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　パターンマスク（５）　に対して、露
    光用光源（１）　、シャッター（２）　、フライアイレ
    ンズ（３）　そしてコリメータレンズ（４）　等を有し
    て構成される照明系（Ｓ）　と、投影レンズ（６）　で
    構成される投影系（Ｔ）　とを設けた投影型露光装置に
    おいて、射出光線である射出照明光線（ｂ）　の主光線
    傾き角特性を、前記投影レンズ（６）　が持つ入射光線
    の主光線傾き角特性と一致させる非球面レンズ（８）　
    を、前記照明系（Ｓ）　に設けて成る投影型露光装置。
  2. 【請求項２】　　投影レンズ（６）　を、テレセントリ
    ック系とした請求項１に記載の投影型露光装置。
JP3168785A 1991-06-13 1991-06-13 投影型露光装置 Pending JPH04367213A (ja)

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JP3168785A JPH04367213A (ja) 1991-06-13 1991-06-13 投影型露光装置

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JP3168785A Pending JPH04367213A (ja) 1991-06-13 1991-06-13 投影型露光装置

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0816892A2 (en) * 1996-06-14 1998-01-07 Nikon Corporation Catadioptric lens system
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CN109195271A (zh) * 2018-10-26 2019-01-11 浙江久良教育科技股份有限公司 维持工作面照度的方法

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