JPH06177007A

JPH06177007A - 投影露光装置

Info

Publication number: JPH06177007A
Application number: JP4343540A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Horiuchi; 敏行堀内
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1992-12-01
Filing date: 1992-12-01
Publication date: 1994-06-24

Abstract

(57)【要約】【目的】原図基板を斜め入射照明し、投影レンズ開口
絞り位置に瞳フィルタを置く、高解像、大焦点深度の露
光を必要最少限だけ行い、解像性や焦点深度の深さがあ
まり要求されない時には瞳フィルタを単なる開口絞りに
置き換えて露光することにより、瞳フィルタの長寿命化
を図ると共に、解像性や焦点深度の深さが要求されない
時の露光スループットを向上させる。【構成】所定の光学的な厚さと透光性を有し開口の大
きさのみを制限する開口制限板と、透過率調整用の薄膜
２８が形成され前記開口制限板と同じ光学的な厚さを有
する瞳フィルタ２５を、投影レンズ１１を投影露光装置
に設置したままの状態で投影レンズ１１の開口絞り位置
に選択的に設置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原図基板上の半導体集
積回路等の微細パターンを、半導体等の被露光基板上に
投影露光して転写する投影露光装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路等の微細パターンを、半
導体ウエハ等の被露光基板上に、安易、高速、低価格で
形成するため、短波長可視光ないし遠紫外線を用いる投
影露光法が用いられている。図６は、株式会社電気書院
発行、「ＬＳＩ設計製作技術」２４８頁に記載された従
来の投影露光装置の光学系を示す。これを同図に基づい
て概略説明すると、水銀ランプ１から出た光は、楕円凹
面鏡２、コリメータレンズ３によって集光されて、単色
化のためのフィルタ４を通ってフライアイレンズ５に入
る。水銀ランプ１とコリメータレンズ３との間にはラン
プからの光を光源光軸と略直交する方向に変換すると共
に、熱線を裏側へ透過させる第１反射鏡６が配設されて
いる。フライアイレンズ５は、多くの小口径レンズの集
合体からなり、その各レンズから出る光が第２反射鏡７
によって反射され集光レンズ８によって集光されること
により、それぞれ原図基板であるレチクル９を照明し、
これにより照明の均一性を上げることができる。前記水
銀ランプ１が元々の光源（１次光源）であるのに対し、
フライアイレンズ５の射出側は、レチクル９を照明する
光の実質的な射出源となるため、２次光源と呼ばれる。
第２反射鏡７は、再度光線の向きを変えるためのもので
ある。レチクル９は、半導体集積回路等の微細パターン
の図柄が形成されてレチクル保持台１０上に設置されて
おり、集光レンズ系８を出た光により照明されると、前
記微細パターンは投影レンズ１１を通して被露光基板で
あるレジストを塗布したウエハ１２上に転写される。投
影レンズ１１は、各種収差を消すため多くの枚数のレン
ズを組合わせて作られているが、基本的にはレチクル９
側とウエハ１２側の２ブロックに分けられており、その
間に開口絞り１３が設置されている。レチクル９上の任
意の一点から出た光は、レチクル９側のレンズ群を透過
した後、略平行となって開口絞り１３を通過し、ウエハ
１２側のレンズ群に入る。その後、ウエハ１２側のレン
ズ群で集光され、ウエハ１２の表面上のレジスト位置で
一点に集光、結像される。ウエハ１２は、位置、および
投影レンズ１１に対する高さを調整、決定するための、
Ｘ移動ステージ１４、Ｙ移動ステージ１５、Ｚ移動ステ
ージ１６、回転ステージ１７上に設置されている。ウエ
ハ１２に転写されるパターンの解像性は、レチクル９上
に存在するパターンによる回折光が開口絞り１３に取り
込めるかどうかで決まり、最高解像度は、レチクル９上
のパターンから出る０次回折光と１次回折光とが、開口
絞り１３に取り込めるかどうかで概ね決まる。１次以上
の回折光が進む方向は、パターンの周期、パターンの細
かさによって決まり、細かいパターン程レチクル９の照
明光の進行方向に対して傾いた方向に出る。したがっ
て、レチクル９を垂直に照明した場合、細かいパターン
の時程投影レンズ１１の外側方向へ１次以上の回折光が
進むことになる。このため、開口絞り１３の開口が大き
い程細かいパターンからなる回折光まで取り込めること
になり、高解像となる。

【０００３】ところで、同一出願人によって既に出願さ
れた特願平３−９９８２２号、特願平３−１５７４０１
号等には、レチクルを斜めに照明して、レチクル上に存
在するパターンの０次回折光が、斜め照明光進行方向の
開口絞り外周付近を通るようにし、片側の１次回折光が
開口絞りの反対側の外周付近を通るようにすれば、レチ
クルを垂直に照明してレチクル上に存在するパターンの
両側の１次回折光が開口絞りを通るようにした場合に比
べて、入射光の方向に対して約２倍の角度で外側に広が
る１次回折光迄取り込めるため、非常に高解像になるこ
とが開示されている。また、このようにレチクルを斜め
に照明する方式をとると、０次回折光と片側の１次回折
光だけで転写像が形成されるため、２光束だけの干渉と
なり、従来の０次回折光と両側の１次回折光の合計３光
束の場合より、微細パターン転写時の焦点深度が大幅に
改善される利点も生じる。レチクルを斜めに照明するに
は、特願平５９−２１１２６９号に開示されているよう
に、フライアイレンズ５の射出側の中心部からの光をカ
ットして周辺部からの光で照明すればよい。すなわち、
円環状や多点状の２次光源により照明すればよい。しか
し、レチクル９を単に斜めに照明する場合、レチクル９
上に依存するパターンによる１次回折光は、片側分だけ
しか開口絞りに取り込めないのに対し、直進する０次回
折光が全て開口絞りを通過するため、１次回折光と０次
回折光とのバランスが崩れて０次回折光が多過ぎる状態
となり、レジスト位置にできる微細パターンの像のコン
トラストが低下してしまう。この欠点を補う目的で、特
願平３−１３５３１７号、特願平３−１５７４０１号等
には、斜め照明時に０次回折光の量を適切な量に調整す
るため、開口絞り１３の位置に、「開口部周辺の透過率
を調整した投影レンズ開口を有する」ようにした投影露
光装置および方法が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、開口絞り１
３の位置に、上記の「透過率を調整した投影レンズ開
口」である「瞳フィルタ」を設置する場合、高解像とな
って焦点深度も深くなるが、次のような問題を生じる。瞳フィルタによって透過率を制限した分だけ投影レ
ンズを通過して被露光基板に到達する露光光線が減少す
る。したがって、その分露光時間が増加し、スループッ
トが減少する。瞳フィルタによって制限されて開口絞り位置を通過
できない光は、瞳フィルタの種類にもよるが、瞳フィル
タに吸収されるか、もしくは瞳フィルタで反射される。
反射された光はいずれ投影レンズ内部のどこかで吸収さ
れるか、どこかで何度か反射した後再度投影レンズの開
口絞りを通り、被露光基板に到達する。瞳フィルタに吸
収された場合、吸収されたエネルギは熱に変換され、瞳
フィルタの温度上昇を引き起こす。投影レンズの内部の
どこかに吸収された場合もその部分の温度上昇を引き起
こす。瞳フィルタを含め、投影レンズのどこかに温度上
昇が生じると、投影レンズが歪んでレンズ寸法やレンズ
間寸法が変化するため、時間の経過によって転写パター
ンのでき方が変わり、解像度の劣化、パターン寸法の変
化、露光フィールド内均一性の劣化等を生じる。また、
瞳フィルタの入った投影レンズを長く使用すると、露光
光線の長時間照射によって、瞳フィルタを形成する薄膜
が劣化し、ついには剥離してフィルタ上下の投影レンズ
部材にその剥離片が付着する。これらの付着物は露光時
に転写欠陥を発生する原因となるので厳重に監視して付
着しないようにしなければならない。しかし、投影レン
ズ部材に一旦こうした剥離片が付着した場合、投影レン
ズを分解してオーバーホールしない限り除去することは
できない。一方、瞳フィルタ面で反射された場合、何度
かどこかで反射した後再び瞳フィルタ面に達して瞳フィ
ルタを透過し、被露光基板に到達する光は、パターンを
結像する光線にノイズ光として重畳するため、解像度の
劣化、露光コントラストの低下等を引き起こす。開口絞りとして単なる穴明き板を入れるように設計
された投影レンズに透過率を制限する瞳フィルタとして
何らかの透光性を有するガラス材料を入れると、光路長
が変わるため、解像性が損なわれる。透過率を制限する
瞳フィルタとして何らかのガラス材料を入れる場合に
は、ガラス材料の存在を考慮してレンズ収差を補正、設
計した投影レンズを使用しなければならない。

【０００５】以上の３つの問題点に対処するためには、
に対応して、高解像性が要求されない大パターンを転
写する時には、開口絞り部の透過率を制限しないで露光
する。に対応して、透過率を制限する瞳フィルタの使
用頻度を下げる。また、瞳フィルタ膜が劣化して剥離す
る前に交換する。に対応して、予め透過率を制限する
瞳フィルタとして入れるガラス材料の存在を考慮してレ
ンズ収差を補正、設計した投影レンズを使用する。こと
が有効である。に対する手段として挙げた、高解像性
が要求されない大パターンを転写する時に開口絞り部の
透過率を制限しないで露光する方法は、結果的に透過率
を制限する瞳フィルタの使用頻度を下げることにもな
り、同時に問題点に対する対策にもなる。

【０００６】したがって、本発明は上記したような従来
の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするとこ
ろは、原図基板を斜め入射照明し、投影レンズ開口絞り
位置に瞳フィルタを置く、高解像、大焦点深度の露光を
必要最少限だけ行い、解像性や焦点深度の深さがあまり
要求されない時には瞳フィルタを単なる開口絞りに置き
換えて露光することにより、瞳フィルタの長寿命化を図
ると共に、解像性や焦点深度の深さが要求されない時の
露光スループットを向上させるようにした投影露光装置
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、原図基板上のパターンを投影レンズを介して
被露光基板上に投影露光、転写する投影露光装置におい
て、所定の光学的な厚さと透光性を有する少なくとも１
つの開口制限板と、透過率調整用の薄膜が形成され前記
開口制限板と同じ光学的な厚さを有する少なくとも１つ
の瞳フィルタとを備え、これらの開口制限板と瞳フィル
タを、前記投影レンズを投影露光装置に設置したままの
状態で投影レンズの開口絞り位置に選択的に設置するよ
うにしたものである。

【０００８】

【作用】本発明において、透光性を有する開口制限板は
開口絞り部の透過率を制限せず、高解像性が要求されな
い大パターンを転写する時に用いられ、透過率を制限す
る瞳フィルタの使用頻度を下げる。瞳フィルタは、高解
像、大焦点深度の露光を行う場合に使用される。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。図１は投影レンズと瞳フィルタの斜視
図、図２は要部断面図、図３（ａ）、（ｂ）は透過率を
制限しないで開口の大きさのみを制限する開口制限板
と、透過率を制限する瞳フィルタの斜視図である。な
お、図中図６に示した従来装置の構成部材と同一のもの
に対しては同一符号をもって示す。これらの図におい
て、レチクルと被露光基板であるウエハとの間に配設さ
れレチクルの微細パターンをウエハ上に結像させる投影
レンズ１１は、レチクル側レンズ群２１ａ（図６）と、
ウエハ側レンズ群２１ｂ（図６）とを同軸に内蔵する筒
体２２を備えている。筒体２２の一部周面で、前記レチ
クル側レンズ群２１ａと、ウエハ側レンズ群２１ｂとの
間に対応する部分、すなわち開口絞りが設置される位置
には、周方向に長い長孔２３が形成されており、この長
孔２３より透光性を有し透過率を制限しないで開口の大
きさのみを制限する開口制限板２４と、この開口制限板
２４と同一の光学的厚さを有し透過率を制限する瞳フィ
ルタ２５とを選択的に挿入し得るようにしたものであ
る。この場合、開口制限板２４は、高解像性が要求され
ない大パターンを転写する時に用いられ、瞳フィルタ２
５は、高解像、大焦点深度の露光を行う場合に使用され
る。

【００１０】開口制限板２４としては、合成石英、溶融
石英、合成蛍石、溶融蛍石等の透光性を有するガラス材
料で形成されており、その表面で開口部２４ａ以外の表
面は図２、図３（ａ）に示すように遮光膜２６によって
覆われている。遮光膜２６としては、露光光線を遮光す
るものであれば任意の材料でよいことは言うまでもな
い。

【００１１】瞳フィルタ２５は、前記開口制限板２４と
同様なガラス材料からなり透光性を有する平面板２７
と、この平面板２７上に形成された遮光膜２６および透
過率調整用の透過膜２８とで構成されている。透過膜２
８は、開口部２５ａの中に円環状に形成されており、露
光光線に対して所定の透過率を付与できる材料であれば
任意であり、例えば、クロムの薄膜、酸化クロムの薄
膜、フッ化マグネシウムと硫化亜鉛の多層薄膜等とす
る。

【００１２】ここで、開口制限板２４と、瞳フィルタ２
５の光学的厚さとは、これらの単純な厚さの絶対値では
なく、開口制限板２４と平面板２７の屈折率を考慮した
厚さの意味である。付着膜を含めた全厚さを波長λの光
線が透過する間に変化する全位相角Φ（ラジアン）を２
πで除し、波長λを乗じた値をここでいう光学的な厚さ
ｔ（＝Φ・λ／２π）とする。また、上記の説明に「透
過率を制限しない」という表現を使ったが、どんなガラ
ス材料からなるどんな開口制限板２４、平面板２７でも
僅かな透過量の減衰は避けられないものであり、意識的
に透過率を落としていないという意味である。以下の説
明においても同様である。

【００１３】図２において、前記筒体２２の内部で開口
絞り位置には真空吸着孔（または真空吸着溝）３０を有
する真空吸着板３１が配設されており、この吸着板３１
上に前記長孔２３から選択的に挿入される開口制限板２
４または瞳フィルタ２５が設置され、真空吸着されるよ
うに構成されている。このため、前記真空吸着孔３０は
チューブ３３を介して不図示の真空ポンプに接続されて
いる。なお、３４はチューブ３３を真空吸着板３１に接
続するための配管部品で、この配管部品３４はパッキン
３５を介して真空吸着板３１にねじ込まれている。３６
は真空吸着孔３０の下端開口部を気密に閉鎖する蓋部
材、３７は開口制限板２４または瞳フィルタ２５を挿入
する際、挿入奥行き方向の位置を決めるためのストッパ
である。真空吸着板３１は、図では単純な平行平板とし
たが、投影レンズ１１内の隣接するレンズを保持する機
能を兼ねた部品であっても勿論よく、形状は任意であ
る。真空吸着した時、開口制限板２４の遮光膜２６が付
いた面、または瞳フィルタ２５の透過膜２８が付いた面
が本来の開口絞り位置に来るようにする。真空吸着板３
１の材料としては任意であるが、真空吸着面製造時に突
起を生じ難いセラミックのような材料が好適である。

【００１４】筒体２２の内部に真空吸着板３１を取り付
ける方法は任意であるが、取付面を組立基準面としてお
き、真空吸着板３１を、上面と下面が平行で平面度の確
保された所定の厚さの板としておけば、開口制限板２４
または瞳フィルタ２５を所定の光軸方向の位置に任意に
交換設置することができる。

【００１５】図２では筒体２２内に直接真空吸着板３１
を組み込んだ場合を示したが、長い筒体の内部に真空吸
着板３１の精度のよい取付面を設けることは、必ずしも
容易ではない。筒体２２の内部に各個のレンズを保持す
るための部品やレンズ間のスペーサとする部品等に真空
吸着板３１の取付面を設けてもよい。逆に、精度のよい
加工さえ可能であれば真空吸着板３１を別に設けずに、
筒体２２に直接真空吸着孔３０または真空吸着溝を設け
てもよいことは明かである。

【００１６】なお、瞳フィルタ２５の透過膜２８は厚さ
を有するため、膜厚による光学的光路長が投影レンズ１
１の収差を考える上で問題になる場合がある。その場合
には、透過膜のついていない開口の大きさのみを制限す
る開口制限板２４の光学的な厚さが、透過膜２８を付け
た平面板２７と同じ光学的厚さになるように、開口制限
板２４の厚さを決めておく。開口の大きさのみを制限す
る開口制限板２４に、瞳フィルタ２５の透過膜２８と光
学的光路長が同じになる透過膜を付加することによっ
て、瞳フィルタ２５と、開口制限板２４との光学的厚さ
を揃えてもよい。何れにしても、図１、図２に示すよう
に、瞳フィルタ２５または開口制限板２４を、投影レン
ズ１１の筒体２２内部の真空吸着板３１上に吸着設置し
た状態で、投影レンズ１１が初期のレンズ機能を発揮で
きるようにする。

【００１７】投影レンズ１１に挿入される開口制限板２
４または瞳フィルタ２５の面に平行な方向の位置は、ガ
イドを設けるかストッパ３７に押し当てて位置決めす
る。また、ばねで一方向に押し付けてもよい。図２で
は、挿入奥行き方向のみの位置決めを行うストッパ３７
を示したが、挿入方向に直交する方向にも同様なストッ
パを設けておけば、位置を一義的に決定することができ
る。

【００１８】図４（ａ）〜（ｈ）はそれぞれ透過率を制
限する瞳フィルタの他の実施例を示す斜視図である。
（ａ）図は開口部２５ａの中に多点状の透過膜２８を設
けた例、（ｂ）図は開口部２５ａの中に異なった透過率
Ｔ₁ ，Ｔ₂ の透過膜２８ａ，２８ｂを同心円状に設けた
例、（ｃ）図は開口部２５ａの中に透過率Ｔ₁ の透過膜
２８ａを多点状に設け、さらにその外側にも透過率Ｔ₂
の透過膜２８ｂを円環状に設けた例、（ｄ）図は開口部
２５ａの中に多点状の透過膜２８ａ（透過率Ｔ₁）を設
け、さらにその外側にも透過膜２８ｂ（透過率Ｔ₂ ）を
設けた例、（ｅ）図は（ｂ）図の中心部にも透過率Ｔ₃
を有する透過膜２８ｃを設けた例、（ｆ）図は（ｃ）図
の中心部にも透過率Ｔ₃ を有する透過膜２８ｃを設けた
例、（ｇ）図は（ｄ）の中心部にも透過率Ｔ₃ を有する
透過膜２８ｃを設けた例、（ｈ）図は図に示すように透
過率Ｔが任意に連続的に変化するようにした透過膜２８
を設けた例である。なお、図中、遮光膜２６の付いてい
る部分をハッチング、透過膜２８（２８ａ〜２８ｃ）の
付いている部分、すなわち、意図的に透過率を低下させ
ている部分をハッチングまたはクロスハッチングで示し
た。

【００１９】透過膜２８の形状は、フライアイレンズ射
出口の形状、すなわち２次光源の形状に合わせて決め
る。フライアイレンズ射出口は、投影レンズ１１の開口
絞り位置に像を結ぶように投影光学系は構成されてい
る。したがって、フライアイレンズ射出口が円環状の場
合には、図３（ｂ）の円環状の透過率調整部（２８）
は、フライアイレンズ射出口の円環状の像の大きさに大
略合わせる。また、図４（ｂ）、（ｅ）の場合には、透
過率Ｔ₁ の部分の形状をフライアイレンズ射出口の円環
状の像の大きさに大略合わせる。勿論、完全に合致させ
てもよいことは言うまでもない。フライアイレンズ射出
口の形状が多点状の場合も、その像の点の数と大きさと
位置に合わせて透過膜を設けた瞳フィルタを用いればよ
い。すなわち、図４（ａ）の多点状の透過膜２８は、フ
ライアイレンズ射出口の多点状の像の数と大きさと位置
に大略または完全に合わせる。また、図４（ｃ）、
（ｄ）、（ｆ）、（ｇ）の場合にも、透過率Ｔ₁ の部分
の形状をフライアイレンズ射出口の多点状の像の大きさ
に大略または完全に合わせる。フライアイレンズ射出口
の形状が多点状の場合に、開口絞り位置にできる多点状
の像を包絡するような円環状の透過膜を持つ図３
（ｂ）、図４（ｂ）、（ｅ）のような瞳フィルタを用い
てもよい。透過膜２８の透過率は任意であり、特別の場
合として、Ｔ₁ ＝Ｔ₂ 、Ｔ₂ ＝Ｔ₃ 、Ｔ₁ ＝Ｔ₃ 、Ｔ₁
＝Ｔ₂ ＝Ｔ₃ 等の条件の瞳フィルタも適用することが
できる。

【００２０】以上の説明図（図３、図４）では、表記上
見易いように、瞳フィルタ２５の透過膜２８または透過
率を制限しないで開口（２４ａ，２５ａ）の大きさのみ
を制限する遮光膜２６が、開口制限板２４，平面板２７
の上面に存在するように描いた。しかし、開口制限板２
４，平面板２７の下面であってもよい。また、遮光膜２
６や透過膜２８が２枚の透光板の間にサンドイッチ状に
挟まれた構造としてもよい。要は、本来の開口絞り位置
付近に透過膜２８または単に開口の大きさのみを制限す
る遮光膜２６が来る時、投影レンズ１１が正常なレンズ
機能を発揮すればよい。投影レンズ１１が正常なレンズ
機能を発揮するため、開口の大きさのみを制限する開口
制限板２４または瞳フィルタ２５の光学的厚さと投影レ
ンズ光軸に対する傾きは非常に正確に設定する必要があ
るが、遮光膜２６や透過膜２８の位置は、おおよそ本来
の開口絞り位置にあればよい。勿論、遮光膜２６や透過
膜２８の位置が丁度本来の開口絞り位置になるように考
慮すればなおよいことは言うまでもない。

【００２１】図３および図４に示した開口制限板２４お
よび瞳フィルタ２５は、投影露光装置が取り得る光源の
形状に応じて、任意の種類を任意の数だけ用意すればよ
い。同一の種類で、瞳フィルタ各部の寸法や透過率を変
えたものを複数枚用意してもよく、単に開口を制限する
開口寸法だけを変えた開口制限板２４を複数枚用意して
もよい。また開口制限板２４および瞳フィルタ２５の形
状、寸法は任意であり、図１〜図４に示したような長方
形である必要はない。開口絞りの大きさや開口絞り位置
への取付の便、遮光膜２６や透過膜２８の製作の便、等
を総合的に勘案して形状、寸法を決めればよい。

【００２２】ところで、投影レンズ１１は投影露光装置
の中央部に位置しており、かつ投影露光装置は精度を保
持するため、精密に空調を行ったチャンバ内に置かれる
ことが多い。したがって、前述の開口制限板２４および
瞳フィルタ２５の交換は手動操作により行うことも勿論
可能であるが、むしろ遠隔操作によって自動的に行われ
ることが望ましい。

【００２３】図５は遠隔操作による開口制限板２４およ
び瞳フィルタ２５の自動交換機構を示す図である。各種
の開口制限板２４および瞳フィルタ２５はストッカ４０
内に格納されており、パソコン等の制御装置４１のキー
ボードから必要な開口制限板２４または瞳フィルタ２５
の名称や番号、またはストッカ４０内の格納場所の名称
や番号をキー入力することにより、搬送用のハンドリン
グ機構制御部４２に命令を与え、ストッカ４０から所定
の開口制限板２４または瞳フィルタ２５をフォーク４３
が把持して取り出し、投影レンズ１１内に挿入し真空吸
着板３１上に設置するように構成されている。フォーク
４３は、吸着部を有してロッド４４の下端に取付けられ
ており、ロッド４４はガイド４６に沿って移動自在なキ
ャリア４７に設けられた昇降スライダ４８に昇降自在に
取付けられている。ストッカ４０の搬出入口の方向、フ
ォーク４４の動く経路や方向は任意であり、図５の矢印
ａ、ｂ、ｃ方向や経路による必要がないことは明かであ
る。投影露光装置の空いているスペースにストッカ４０
を設置し、このストッカ４０と投影レンズ１１の筒体２
２に開設した長孔２３との間に、適宜任意の経路でフォ
ーク４４のガイド４６を設ければよい。この際、ハンド
リング機構により開口制限板２４または瞳フィルタ２５
を、これらの面の方向に必要な精度の範囲で位置決めす
れば、図２に示した挿入方向の位置決めのためのストッ
パ３７および挿入方向に直交する方向のストッパは不要
となる。また、投影レンズ１１の開口絞り位置に瞳フィ
ルタ２５を挿入配置すると有効なのは、原図基板を斜め
入射照明する場合である。したがって、投影レンズ１１
の開口絞り位置に開口制限板２４または瞳フィルタ２５
を入れる動作を、原図基板照明を直入射照明と斜め入射
照明とに切り替えるのに連動させればなおよい。投影露
光装置の２次光源となるフライアイレンズの射出口に、
円状、円環状、多点状等の透過部または穴を有する板を
任意に挿入したり、複数の形状の射出口を有する板をス
ライドまたは回転する等して、照明光源の形状を可変と
なす。そして、この照明光源の形状を自動的に検知する
か、もしくは図５に示したパソコン等の制御装置４１の
キーボードから照明光源の形状に関する情報を入力する
時、照明光源の形状に対応して用意された投影レンズの
開口絞り位置に入れる開口制限板２４または瞳フィルタ
２５の種類が、制御装置４１に画像表示されるようにす
る。このようにすれば、表示された開口制限板２４また
は瞳フィルタ２５のうち任意のものを操作者が選択、指
示することにより、該当する開口制限板２４もしくは瞳
フィルタ２５を開口絞り位置に装着することができる。
照明光源の形状と投影レンズ１１の開口絞り位置に装着
する平面板または瞳フィルタ２５を１対１に対応させて
おき、照明光源の形状を自動検知またはキー入力すれ
ば、自動的に対応する開口制限板２４または瞳フィルタ
２５が開口絞り位置に装着されるようにしてもよい。あ
るいは、実際に有効な照明光源の形状、寸法と、投影レ
ンズ１１の開口絞り位置に装着する開口制限板２４また
は瞳フィルタ２５との組み合わせが制御装置４１の画面
上に表示されるようにし、それらの組み合わせを操作者
が選択、指示することにより、当該照明光源の形状、寸
法と、投影レンズ１１の開口絞り位置に装着する開口制
限板２４または瞳フィルタ２５との組み合わせが自動的
に実現するようにしてもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る投影露
光装置によれば、所定の光学的な厚さと透光性を有し開
口の大きさのみを制限する開口制限板と、透過率調整用
の薄膜が形成され前記開口制限板と同じ光学的な厚さを
有する瞳フィルタとを備え、これらの開口制限板と瞳フ
ィルタを、前記投影レンズを投影露光装置に設置したま
まの状態で投影レンズの開口絞り位置に選択的に設置す
るようにしたので、高解像性が要求されない大パターン
を転写する場合には開口制限板を使用して、高解像、大
焦点深度の露光を行う場合に用いられる瞳フィルタの使
用頻度を少なくすることができる。このため、解像性や
焦点深度の深さが要求されない時の露光スループットを
著しく向上させることができる。また、瞳フィルタの使
用頻度が減少する分だけ、瞳フィルタの透過膜の寿命を
延伸することができる。さらに、瞳フィルタが万一劣化
しても、投影レンズを投影露光装置に付けたままで容易
に、劣化した瞳フィルタを交換することができる。従来
の装置では、瞳フィルタが劣化すると、投影レンズの取
外しが必要であり、場合によっては、投影レンズの取り
替えも必要となる。したがって、投影露光装置全体の分
解、再組立、再調整を要し、大変な時間、労力、経費を
必要とした。本発明によれば、こうした問題が一挙に解
決できる。また、本発明は水銀ランプを光源とする投影
露光装置のほか、エキシマレーザ等の任意の光源を露光
光源とする投影露光装置に適用可能である。エキシマレ
ーザを光源とする場合、パルス的に露光エネルギが印加
されるため、瞳フィルタには、一瞬に大エネルギが加わ
る動作が繰り返され、瞳フィルタの劣化が、水銀ランプ
を光源とする投影露光装置の場合より早い。このため、
本発明が特に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】投影レンズと瞳フィルタの斜視図である。

【図２】投影レンズの要部断面図である。

【図３】（ａ），（ｂ）はそれぞれ開口の大きさのみを
制限する開口制限板と、瞳フィルタの斜視図である。

【図４】（ａ）〜（ｈ）はそれぞれ瞳フィルタの他の実
施例を示す斜視図である。

【図５】自動搬送機構の概略構成図である。

【図６】従来の一般的な投影露光装置の光学系を示す図
である。

【符号の説明】

１水銀ランプ９レチクル１１投影レンズ１２ウエハ１３開口絞り２４開口制限板２５瞳フィルタ２６遮光膜２８透過膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｆ 7/20 ５２１ 9122−2Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原図基板上のパターンを投影レンズを介
して被露光基板上に投影露光、転写する投影露光装置に
おいて、所定の光学的な厚さと透光性を有する少なくと
も１つの開口制限板と、透過率調整用の薄膜が形成され
前記開口制限板と同じ光学的な厚さを有する少なくとも
１つの瞳フィルタとを備え、これらの開口制限板と瞳フ
ィルタを、前記投影レンズを投影露光装置に設置したま
まの状態で投影レンズの開口絞り位置に選択的に設置す
るようにしたことを特徴とする投影露光装置。