JPH0721583B2 - Exposure equipment - Google Patents
Exposure equipmentInfo
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- JPH0721583B2 JPH0721583B2 JP60009653A JP965385A JPH0721583B2 JP H0721583 B2 JPH0721583 B2 JP H0721583B2 JP 60009653 A JP60009653 A JP 60009653A JP 965385 A JP965385 A JP 965385A JP H0721583 B2 JPH0721583 B2 JP H0721583B2
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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)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は高輝度でしかも均一な照明を行い得る露光装置
に関する。Description: TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an exposure apparatus capable of performing uniform illumination with high brightness.
従来、半導体の製造に用いられるフォトリソグラフィー
を行う装置として、プロキシミティ方式のものや投影露
光方式のものが知られており、特に縮小投影型露光装置
は超LSIの製造に不可欠となってきている。これらフォ
トリソグラフィーを行う装置においては、高い輝度でし
かも均一な照明を行う必要があり、一般には超高圧水銀
灯が用いられ、その集光には楕円反射鏡が用いられてい
る場合が多い。しかしながら、最近は超LSIの一層の高
集積化が望まれてきており、照明の均一性のみならず、
より高輝度の照明が必要となってきている。高輝度の光
源として従来よりレーザーが知られているが、レーザー
は強い可干渉性を持つため照明物体面上にて干渉縞を形
成し、均一な照明には不利であった。Conventionally, proximity type and projection exposure type devices have been known as photolithography devices used for semiconductor manufacturing, and reduction projection type exposure devices in particular have become indispensable for VLSI manufacturing. . In these photolithography apparatuses, it is necessary to perform uniform illumination with high brightness, and in general, an ultrahigh pressure mercury lamp is used, and an elliptical reflecting mirror is often used to collect the light. However, recently, higher integration of VLSI has been desired, and not only the uniformity of illumination but also
Higher brightness lighting is needed. A laser has been known as a light source of high brightness, but since the laser has strong coherence, it forms an interference fringe on the surface of the illuminated object, which is disadvantageous for uniform illumination.
本発明の目的は、レーザー等のコヒーレント光源を用い
ながら、均一性に優れた照明を行い得る露光装置を提供
することにある。An object of the present invention is to provide an exposure apparatus that can perform illumination with excellent uniformity while using a coherent light source such as a laser.
この目的を達成するため本発明による露光装置は、コヒ
ーレント光源と、該コヒーレント光源から供給される光
束から複数の光源像を形成する光源像形成部材と、該複
数の光源像からの光を集光してマスクを重畳的に照明す
る集光光学系と、前記マスクの像をウェハ上に形成する
投影光学系とを有し、前記コヒーレント光源と前記複数
の光源像との間の光路中において、前記複数の光源像に
対応する複数の光路に対して互いに光路差を与えて被照
明物体面上にて干渉縞が形成されることを防止する光路
差生起部材と、該光路差生起部材により前記複数の光路
間で生じる透過率の不均一を補正して前記被照明物体面
上にて照明ムラを発生することを防止する透過率補正部
材とを、それぞれ設けることを特徴とするものである。In order to achieve this object, an exposure apparatus according to the present invention includes a coherent light source, a light source image forming member that forms a plurality of light source images from a light beam supplied from the coherent light source, and light from the plurality of light source images. And having a condensing optical system for illuminating the mask in a superimposed manner, and a projection optical system for forming the image of the mask on the wafer, in the optical path between the coherent light source and the plurality of light source images, An optical path difference producing member that gives an optical path difference to a plurality of optical paths corresponding to the plurality of light source images to prevent an interference fringe from being formed on the illuminated object surface, and the optical path difference producing member, And a transmittance correction member for correcting unevenness of transmittance generated between a plurality of optical paths to prevent uneven illumination on the illuminated object surface.
以下本発明の一実施例を図面を参照しながら、説明す
る。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図は上記の如き本発明の原理を示す概略構成図であ
る。コヒーレント光源10から供給されるコヒーレントな
平行光束は、光路差生起部材として複数の段差を備えた
階段プリズム３を透過した後、階段プリズム３の段差数
と同数のレンズブロックを備えたレンティキュラーレン
ズ４によってその射出面近傍に階段プリズム３の段差数
と同数の光源像を形成する。複数の光源像１′からの光
束は、コンデンサレンズ５を介して物体面６を重畳的に
照明する。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the principle of the present invention as described above. The coherent parallel light flux supplied from the coherent light source 10 passes through the step prism 3 having a plurality of steps as an optical path difference generating member, and then the lenticular lens 4 having the same number of lens blocks as the number of steps of the step prism 3. Thus, as many light source images as the number of steps of the step prism 3 are formed in the vicinity of the exit surface. The light fluxes from the plurality of light source images 1 ′ illuminate the object plane 6 in a superimposed manner via the condenser lens 5.
同図では、コヒーレント光源10は点光源１が正レンズ２
によってコリメートされた状態と等価であるため、便宜
上点光源として図示した。そして、レンティキュラーレ
ンズ４は８個のレンズブロックが並列配置されて構成さ
れており、各レンズブロックにより８個の光源像１′が
形成されるものとし、階段プリズム３はレンティキュラ
ーレンズ４の各レンズブロックに対応する光路ごとに異
なる光路長を生ずるべく８つの段を有しており、８個の
光源像１′に対してそれぞれ光路差を生ずるものであ
る。In the figure, the point light source 1 of the coherent light source 10 is the positive lens 2
Since it is equivalent to the state collimated by, it is shown as a point light source for convenience. The lenticular lens 4 is configured by arranging eight lens blocks in parallel, each lens block forms eight light source images 1 ′, and the staircase prism 3 includes each of the lenticular lenses 4. Eight stages are provided to generate different optical path lengths for the respective optical paths corresponding to the lens blocks, and optical path differences are generated for the eight light source images 1 '.
ここで、点光源１から光源像１′の任意の１点ｉまでの
光路長をliとし、この点ｉから物体面６上の任意の点ｐ
までの光路長をli′とする。点ｐは複数の光源像の各々
から照明されているので、光源像の点ｉと異なる他の任
意の点ｊについて同様に、点光源４からの光路長lj、物
体面上の点ｐまでの光路長をlj′とすると、光源像１′
上の２点ｉ及びｊを通って物体面上の点ｐに達する各光
路の光路差Δｌは、 Δｌ＝（li＋li′）−（lj＋lj′） ……（１） と表される。この光路差Δｌがコヒーレント光源からの
光によって定まる可干渉距離Ｌより大きい場合には、光
源像上の１対の点ｉ及びｊからの光束によっては、物体
面上の点ｐにおいては干渉が起こらない。従って、光源
像上の任意の２点ｉ、ｊに対して、また被照明物体面上
での任意の点ｐに対して、 ｜（li＋li′）−（lj＋lj′）｜＞Ｌ ……（２） の条件を満たす場合に被照明物体面上での干渉縞の形成
を避けることが可能である。Let li be the optical path length from the point light source 1 to any one point i of the light source image 1 ′, and from this point i to any point p on the object plane 6.
Let li ′ be the optical path length up to. Since the point p is illuminated from each of the plurality of light source images, similarly for the other arbitrary point j different from the point i of the light source image, the optical path length lj from the point light source 4 to the point p on the object plane If the optical path length is lj ', the light source image 1'
The optical path difference Δl of each optical path reaching the point p on the object plane through the above two points i and j is expressed as Δl = (li + li ′) − (lj + lj ′) (1). When the optical path difference Δl is larger than the coherence length L determined by the light from the coherent light source, the light flux from the pair of points i and j on the light source image causes interference at the point p on the object plane. Absent. Therefore, for any two points i, j on the light source image and for any point p on the illuminated object plane, | (li + li ′) − (lj + lj ′) |> L (2 It is possible to avoid the formation of interference fringes on the surface of the illuminated object when the condition (1) is satisfied.
いま、光源像１′の上で１対の点ｉ、ｊが隣接している
として、上記（１）式を書き換えれば、光路差ΔＬは Δｌ＝（li−lj）＋（li′−lj′） と表される。ここで、この右辺第１項は階段プリズム３
によって生じる光路差に対応しているので、いま階段プ
リズム３の各段差をＳとすると、これによって生じる光
路差は、階段プリズム３の屈折率ｎとして（ｎ−１）・
Ｓと表され、隣合う点ｉ、ｊについては、 （li−lj）＝（ｎ−１）・Ｓ となる。またレンティキュラーレンズ４の各レンズブロ
ックの間隔をｄ、その開口数をNAとするならば、光源像
１′から被照明物体の周縁までの光路差は、ｄ・NAと表
され、 （li′−lj′）＝ｄ・NA となる。なお、レンティキュラーレンズ４の開口数NA
は、その射出角を２θとすれば、sinθで定義される。Now, assuming that a pair of points i and j are adjacent to each other on the light source image 1 ′, the optical path difference ΔL can be rewritten as Δl = (li−lj) + (li′−lj ′ by rewriting the above equation (1). ). Here, the first term on the right side is the step prism 3
Assuming that each step of the staircase prism 3 is S, the optical path difference caused by this is (n-1).
It is represented by S, and for adjacent points i and j, (li-lj) = (n-1) S. If the distance between the lens blocks of the lenticular lens 4 is d and the numerical aperture thereof is NA, the optical path difference from the light source image 1'to the peripheral edge of the illuminated object is expressed as dNA, (li ' −lj ′) = d · NA. The numerical aperture NA of the lenticular lens 4
Is defined by sin θ, where the exit angle is 2θ.
（２）式の条件は、 ｜（ｎ−１）・Ｓ＋ｄ・NA|＞Ｌ となり、光路差生起部材としての階段プリズム３により
生ずべき各光路に対する光路差は、 （ｎ−１）・Ｓ＞ｄ・NA＋Ｌ ……（３） と与えられる。The condition of the equation (2) is | (n-1) .S + d.NA |> L, and the optical path difference for each optical path that should be produced by the step prism 3 as the optical path difference producing member is (n-1) .S. > D ・ NA + L …… (3) is given.
そして、階段プリズム３の互いにｍケだけ離れたプリズ
ムブロックに対しては、 （ｎ−１）・ｍ・Ｓ＞ｍ・ｄ・NA＋Ｌ を満足することが必要であるが、この条件は（３）式を
満たしていれば、必然的に満足されることが明らかであ
る。Then, for the prism blocks of the staircase prism 3 which are separated from each other by m, it is necessary to satisfy (n-1) · m · S> m · d · NA + L, but this condition is (3) Obviously, if the formula is satisfied, it will be satisfied.
尚、コヒーレント光源から供給される光束の中心波長を
λ、波長幅をΔλとするとき、可干渉距離Ｌは、 Ｌ＝λ2/Δλ ……（４） で与えられる。When the central wavelength of the light beam supplied from the coherent light source is λ and the wavelength width is Δλ, the coherence length L is given by: L = λ 2 / Δλ (4)
以上の原理で干渉縞の発生は防止されるのであるが、そ
のための中心的構成要素である光路差生起部材としての
階段プリズム３は、その構造から被照明物体上に照明ム
ラを生じさせてしまうという欠点を持っている。すなわ
ち階段プリズム３は各段が同じ材質で構成され、しかも
各段で光路長が異なるので、各段で光の吸収の度合が異
なり、透過率が不均一となるため、照明ムラが生じるの
である。この照明ムラの発生を防止する手段として透過
率補正部材７が、階段プリズム３の階段状の端面に設け
られている。この補正部材７は、階段プリズム３の各段
における透過率を、最も透過率の低い段すなわち最も光
路長の長い段に合致させるべく残りの段の透過率を調整
するものであり、誘電体膜、磁性体膜、金属膜、半導体
膜を蒸着等の方法により、最も光路長の長い段を除くプ
リズム３の階段状の端面に付着されている。各段におけ
る透過率を、最も透過率の低い段に合致させたために補
正部材７による光量のロスを最小に抑えることができ
る。Although the generation of interference fringes is prevented by the above principle, the staircase prism 3 as an optical path difference generating member, which is a central constituent element therefor, causes uneven illumination on the illuminated object due to its structure. Has the drawback. That is, since the steps of the staircase prism 3 are made of the same material and the optical path length is different in each step, the degree of light absorption is different in each step and the transmittance is non-uniform, resulting in uneven illumination. . A transmittance correction member 7 is provided on the stepped end surface of the step prism 3 as a means for preventing the occurrence of the uneven illumination. The correction member 7 adjusts the transmittance of each step of the step prism 3 so as to match the transmittance of the step having the lowest transmittance, that is, the step having the longest optical path length, and the dielectric film. The magnetic film, the metal film, the semiconductor film are attached to the stepped end surface of the prism 3 excluding the step having the longest optical path length by a method such as vapor deposition. Since the transmittance in each step is matched with the step with the lowest transmittance, the loss of the light amount due to the correction member 7 can be minimized.
第２図は、半導体製造用の縮小投影型露光装置に応用し
た実施例の概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an embodiment applied to a reduction projection type exposure apparatus for semiconductor manufacturing.
コヒーレント光源10からの平行光束は光路差生起部材と
しての複数の段差を備えた階段プリズム30を透過し、階
段プリズム30の段差数と同数のレンズブロックを備えた
レンティキュラーレンズ40に達し、これにより階段プリ
ズム30の段差数と同数の光源像11が形成される。光源像
11からの光束は、コンデンサレンズ50によって被照明物
体としてのレチクルＲに導かれ、レチクルＲを照明す
る。そしてレチクルＲ上に形成されている所定のパター
ンは、投影対物レンズ12によってウエハＷ上に投影され
る。光源像11の像11′が、コンデンサレンズ50によって
投影対物レンズ12の入射瞳上に、すなわち図示した如く
対物レンズ12の絞り12aの位置に形成され、いわゆるケ
ーラー照明がなされている。図中には、レチクルＲとウ
エハＷとの共役関係を示す光線を実線で、また光源像の
共役関係を示す光線を破線で記した。The parallel light flux from the coherent light source 10 is transmitted through the staircase prism 30 having a plurality of steps as an optical path difference generating member, and reaches the lenticular lens 40 having the same number of lens blocks as the number of steps of the staircase prism 30. As many light source images 11 as the number of steps of the staircase prism 30 are formed. Light source image
The light flux from 11 is guided to the reticle R as an illuminated object by the condenser lens 50 and illuminates the reticle R. Then, the predetermined pattern formed on the reticle R is projected onto the wafer W by the projection objective lens 12. An image 11 'of the light source image 11 is formed by the condenser lens 50 on the entrance pupil of the projection objective lens 12, that is, at the position of the diaphragm 12a of the objective lens 12 as shown in the figure, so-called Koehler illumination is performed. In the figure, the solid line shows the light ray showing the conjugate relation between the reticle R and the wafer W, and the broken line shows the light ray showing the conjugate relation of the light source image.
透過率補正部材70は、透過率調整用のいわゆるNDフィル
タであり、階段プリズム30とレンティキュラーレンズ40
との間に配置されている。この透過率補正部材70は、階
段プリズム30の各段を透過してくる光の強度を均一化す
るように、種々の透過率をもった部分が階段プリズム30
の各段と対向して平面的に配列されている。従って階段
プリズム30の各段を透過した各光は対向する補正部材70
の各部分を透過して強度が均一化され、レンティキュラ
ーレンズ40の対向するレンズブロックにそれぞれ入射す
る。The transmittance correction member 70 is a so-called ND filter for adjusting the transmittance, and includes the step prism 30 and the lenticular lens 40.
It is located between and. In this transmittance correction member 70, portions having various transmittances are provided so that the intensity of light transmitted through each step of the step prism 30 is made uniform.
Are arranged in a plane so as to face each of the steps. Therefore, each light transmitted through each step of the staircase prism 30 is corrected by the corresponding correction member 70.
The light is transmitted through the respective parts to have a uniform intensity, and enters the lens blocks of the lenticular lens 40 facing each other.
ここで、光路差生起部材としての階段プリズム30は屈折
率ｎ＝1.5で、段差の値は4.0mmである。コヒーレント光
源10としては、エキシマレーザーの一つで高出力、高効
率の希ガスハライドレーザー（XeCl）を用いるものとす
る。この希ガスハライドレーザーは、中心波長λ＝308n
m、波長幅Δλ＝0.5nmのコヒーレント光束を供給するも
のである。従って、このコヒーレント光束の可干渉距離
Ｌは（４）式によってほぼ0.2mmである。また、レンテ
ィキュラーレンズ40の開口数NAが0.2で各レンズブロッ
クの間隔が6.0mmであるとすると、（３）式の条件で与
えられる階段プリズム30の光路差の最小値は1.4mmとな
る。従って、段差プリズム40によって生じる光路差は、 （1.5−１）×4.0mm＝2.0mm となり、この値は、条件（３）で与えられる光路差の最
小値よりもかなり大きく、レチクルＲ上に何等干渉縞を
形成することなく極めて均一な照明を行うことが可能で
ある。Here, the step prism 30 as an optical path difference producing member has a refractive index n = 1.5 and a step value of 4.0 mm. As the coherent light source 10, one of the excimer lasers, which is a high output and high efficiency rare gas halide laser (XeCl), is used. This rare gas halide laser has a center wavelength λ = 308n
It supplies a coherent light beam with m and a wavelength width Δλ = 0.5 nm. Therefore, the coherence length L of this coherent light beam is approximately 0.2 mm according to the equation (4). If the numerical aperture NA of the lenticular lens 40 is 0.2 and the distance between the lens blocks is 6.0 mm, the minimum value of the optical path difference of the step prism 30 given by the condition of the expression (3) is 1.4 mm. Therefore, the optical path difference caused by the step prism 40 is (1.5-1) × 4.0 mm = 2.0 mm, which is considerably larger than the minimum value of the optical path difference given by the condition (3), and the value on the reticle R is It is possible to perform extremely uniform illumination without forming interference fringes.
上記の説明では、簡単のためにレンティキュラーレンズ
40についても、階段プリズム30についても３次元的構成
には触れなかったが、実用上は、例えば第３図の斜視図
に示す如き構成の階段プリズム31を用い、レンティキュ
ラーレンズも３次元的に配列されたものを用いる必要が
ある。第３図に示した階段プリズム31は、長さの異なる
12個の四角柱プリズム31a〜31lによって構成され、最も
長い四角柱プリズム31lまでの長さがＳだけ増しながら
順に配列されている。第２図との対応では、第３図の上
方が入射光側であり、下方が射出光側であるが、光路差
生起部材としては、その表裏は関係なく、レンティキュ
ラーレンズの個々のレンズブロックの光路に対して、階
段プリズムの各四角柱プリズムが配置されることが重要
である。In the above description, lenticular lens for simplicity
The three-dimensional structure of 40 and the staircase prism 30 was not touched, but in practice, for example, the staircase prism 31 having the structure shown in the perspective view of FIG. It is necessary to use an array. The step prism 31 shown in FIG. 3 has different lengths.
It is composed of twelve quadrangular prisms 31a to 31l, and the lengths up to the longest quadrangular prism 31l are sequentially arranged while increasing by S. In correspondence with FIG. 2, the upper side of FIG. 3 is the incident light side, and the lower side is the exit light side, but as the optical path difference generating member, the front and back sides thereof are irrelevant. It is important that each quadrangular prism of the step prism is arranged with respect to the optical path.
上記の条件は厳密に満たされることが望ましいが、レン
ティキュラーレンズによって多数の光源像が形成される
場合には、被照明物体面上の任意の点において、光源像
の１対または数対の点による干渉縞が形成されても、全
体的な光強度に対して弱いため、実用上はほぼ十分な均
一照明が可能である。この場合には、光源像のいくつか
の対によって生ずる被照明物体面上での干渉縞の位置
が、照明領域中である程度ランダムになっていればより
良い。このような構成によれば、多数の光源像に対応す
る光路間それぞれにおける光路差を低く抑えることがで
き、または多数の光路間のうちの幾対かにおいては光路
差を無くすことができ、よって最長光路と最短光路との
差を比較的小さくできるので、光路差生起部材をコンパ
クトに構成することが可能になる。It is desirable that the above conditions are strictly satisfied, but when a large number of light source images are formed by the lenticular lens, one pair or a few pairs of points of the light source image are formed at any point on the illuminated object plane. Even if the interference fringes are formed due to, it is weak against the overall light intensity, so that practically uniform illumination is possible. In this case, it is better if the positions of the interference fringes on the illuminated object plane that are generated by some pairs of light source images are somewhat random in the illumination area. According to such a configuration, the optical path difference between the optical paths corresponding to a large number of light source images can be suppressed low, or the optical path difference can be eliminated in some pairs among the large number of optical paths. Since the difference between the longest optical path and the shortest optical path can be made relatively small, the optical path difference producing member can be made compact.
このような例の階段プリズム31′を示した平面図が第４
図であり、図中の数字は各四角柱プリズムの長さの順序
を表している（数字の小さいもの程長い）。すなわちこ
の場合には最も長い四角柱プリズムと最も短い四角柱プ
リズムとが隣接するように配列して、光路差生起部材全
体として長さの均一化を図ったものである。第３図およ
び第４図に示した階段プリズムの例では、共に断面形状
が四角形の柱上プリズムブロックを束ねたものとした
が、これは一般にレチクルＲ上に形成される投影パター
ンが矩形であるためであり、矩形領域の照明に有効であ
る。このような構成によると干渉縞の発生を防止できる
ばかりでなく、照明ムラの発生も抑制できるという効果
がある。The plan view showing the staircase prism 31 'of such an example is shown in FIG.
It is a figure, and the number in the figure represents the order of the length of each square prism (the smaller the number, the longer). That is, in this case, the longest quadrangular prism and the shortest quadrangular prism are arranged so as to be adjacent to each other so that the length of the entire optical path difference producing member is made uniform. In the example of the step prism shown in FIG. 3 and FIG. 4, both of the prismatic prism blocks having a quadrangular cross-sectional shape are bundled, but in general, the projection pattern formed on the reticle R is rectangular. This is effective for illuminating a rectangular area. With such a configuration, not only the occurrence of interference fringes can be prevented, but also the occurrence of illumination unevenness can be suppressed.
第５図の平面図に示した階段プリズム31″の例では、そ
れぞれ断面形状が扇型の柱上プリズムを長いものを中心
として順次螺旋状に配列したものであり、図中の数字は
各柱状プリズムの長さの順序を表している（数字の小さ
いもの程長い）。この場合には、一般的に回転対称に構
成される光学系に合わせて、光路差生起部材もほぼ回転
対称となっており、しかも比較的高輝度の光束が存在す
る中心部に長い柱状プリズムを配置しているため、均一
照明にはより有効である。In the example of the staircase prism 31 ″ shown in the plan view of FIG. 5, pillar-shaped prisms each having a fan-shaped cross section are arranged in a spiral shape around a long prism in the center. The order of the lengths of the prisms is shown (the smaller the number is, the longer the length.) In this case, the optical path difference generating member is also substantially rotationally symmetric according to the optical system that is generally configured to be rotationally symmetric. In addition, since a long columnar prism is arranged at the center where a light flux of relatively high brightness exists, it is more effective for uniform illumination.
上記実施例では光路差生起部材とレンティキュラーレン
ズとを分離して配置したが、これらを一体とすることも
可能である。第６図はその例を示す側面図であり、階段
プリズム32の入射面32aは階段状に形成されており、射
出面32bには階段プリズムの各プリズムブロックに対応
して正レンズ作用を持つレンティキュラーレンズが形成
されている。Although the optical path difference generating member and the lenticular lens are separately arranged in the above-mentioned embodiment, they may be integrated. FIG. 6 is a side view showing an example thereof. The entrance surface 32a of the staircase prism 32 is formed in a staircase shape, and the exit surface 32b has a positive lens action corresponding to each prism block of the staircase prism. A circular lens is formed.
また、光路差生起部材としては、上述の如きプリズムに
限らず、第７図に側面を示したオプティカルファイバー
33を用いることもできる。図示した例では、その入射面
33aと射出面33bとをともに平面として各ファイバー束の
長さが必要な光路差に応じて変えられている。そしてこ
のオプティカルファイバー33の配設位置は、コヒーレン
ト光源10とレンティキュラーレンズ40との間に限らず、
レンティキュラーレンズ40が形成する光源像11の結像位
置またはその近傍であっても良い。Further, the optical path difference producing member is not limited to the prism as described above, but the optical fiber whose side surface is shown in FIG.
33 can also be used. In the example shown, the plane of incidence
The length of each fiber bundle is changed according to the required optical path difference, with both 33a and exit surface 33b as planes. The position of the optical fiber 33 is not limited to the position between the coherent light source 10 and the lenticular lens 40,
It may be at the image forming position of the light source image 11 formed by the lenticular lens 40 or in the vicinity thereof.
光路差を生じさせるためには、プリズムの長さばかりで
はなく屈折率の異なる光学材料にて各プリズムブロック
を構成することもできる。さらに、光源像形成部材とし
て、上記の例では正レンズ作用を持つレンティキュラー
レンズを用いたが、負レンズ作用を持つものでも同様に
用いることができ、この場合には光源像が虚像として形
成される。そして、レンティキュラーレンズとしては、
その入射側にレンズ面が形成されていても良いし、射出
側にレンズ面が形成されていても良く、両側にレンズ面
を形成しても良い。In order to cause the optical path difference, each prism block can be made of not only the prism length but also optical materials having different refractive indexes. Further, as the light source image forming member, a lenticular lens having a positive lens action is used in the above example, but a lenticular lens having a negative lens action can also be used, and in this case, the light source image is formed as a virtual image. It And as a lenticular lens,
A lens surface may be formed on the entrance side, a lens surface may be formed on the exit side, or lens surfaces may be formed on both sides.
透過率補正部材の位置は、上記実施例の位置に限るもの
ではなく、要するに干渉縞の発生を防止するために形成
された各光源像を形成する複数の光が交叉しない位置で
あれば何処でも良い。The position of the transmittance correction member is not limited to the position of the above-mentioned embodiment, and in short, any position where a plurality of lights forming each light source image formed to prevent the occurrence of interference fringes do not cross each other good.
また透過率補正部材は、上記実施例の如く他の構成要素
（光路差生起部材、光源像形成部材）と独立した形態を
とるものに限られるものではなく、 例えば光路差生起部材または光源像形成部材を各光源像
を形成する複数の光が透過する部分ごとに透過率の異な
る光学材料で構成して他の構成要素と融合した形態で透
過率補正部材を構成しても良い。Further, the transmittance correction member is not limited to the one independent of the other constituent elements (optical path difference generating member, light source image forming member) as in the above-described embodiment, and for example, the optical path difference generating member or the light source image forming member. The transmittance correction member may be configured in such a manner that the member is made of an optical material having a different transmittance for each of a plurality of light-transmitting portions forming each light source image and is fused with other constituent elements.
以上の如く、本発明によれば、レーザー等のコヒーレン
ト光源を用いながらも極めて均一性に優れた照明を行う
ことができ、例えばエキシマレーザーの如き高輝度、高
効率の光源によって、従来以上に明るい均一照明が可能
となる。そして、半導体製造に不可欠のフォトリソグラ
フィーを行うための装置として用いるならば、従来と同
様の均一性を維持しつつ極めて高輝度の照明が可能とな
るため、いわゆるスループットの向上をもたらし、また
レーザーによってさらに短波長の光を用いてフォトリソ
グラフィーを行うことが可能となるため、超LSIパター
ンの一層の微細化にも有用である。As described above, according to the present invention, it is possible to perform extremely excellent illumination while using a coherent light source such as a laser, and a brighter and more efficient light source such as an excimer laser is brighter than before. Uniform illumination is possible. If it is used as an apparatus for performing photolithography, which is indispensable for semiconductor manufacturing, it will be possible to achieve extremely high-brightness illumination while maintaining the same uniformity as in the past, thus improving the so-called throughput and using a laser. Since it becomes possible to perform photolithography using light with a shorter wavelength, it is useful for further miniaturization of VLSI patterns.
第１図は本発明の原理を示す概略構成図、第２図は本発
明の一実施例の概略構成図、第３図は光路差生起部材の
例を示す斜視図、第４図、第５図は光路差生起部材の他
の例を示す説明図、第６図、第７図はそれぞれ光路差生
起部材の例を示す側面図である。 〔主要部分の符号の説明〕 10……コヒーレント光源 ３、30、31、31′、31″、32、33……光路差生起部材 ４、40……光源像形成部材 ６……被照明物体 ７、70……透過率補正部材FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the principle of the present invention, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a perspective view showing an example of an optical path difference producing member, FIGS. FIG. 6 is an explanatory view showing another example of the optical path difference producing member, and FIGS. 6 and 7 are side views showing examples of the optical path difference producing member, respectively. [Description of Symbols of Main Parts] 10 ... Coherent light source 3, 30, 31, 31 ', 31 ", 32, 33 ... Optical path difference generating member 4, 40 ... Light source image forming member 6 ... Illuminated object 7 , 70 ... Transmittance correction member
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/027 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location H01L 21/027
Claims (1)
から供給される光束から複数の光源像を形成する光源像
形成部材と、該複数の光源像からの光を集光してマスク
を重畳的に照明する集光光学系と、前記マスクの像をウ
ェハ上に形成する投影光学系とを有し、 前記コヒーレント光源と前記複数の光源像との間の光路
中において、前記複数の光源像に対応する複数の光路に
対して互いに光路差を与えて被照明物体面上にて干渉縞
が形成されることを防止する光路差生起部材と、該光路
差生起部材により前記複数の光路間で生じる透過率の不
均一を補正して前記被照明物体面上にて照明ムラを発生
することを防止する透過率補正部材とを、それぞれ設け
ることを特徴とする露光装置。1. A coherent light source, a light source image forming member that forms a plurality of light source images from light fluxes supplied from the coherent light source, and light from the plurality of light source images is condensed to illuminate a mask in a superimposed manner. And a projection optical system for forming an image of the mask on the wafer, which corresponds to the plurality of light source images in the optical path between the coherent light source and the plurality of light source images. An optical path difference generating member that gives an optical path difference to a plurality of optical paths to prevent interference fringes from being formed on the illuminated object surface, and a transmittance generated between the plurality of optical paths by the optical path difference generating member. And a transmittance correction member that corrects unevenness of the object to prevent uneven illumination on the surface of the illuminated object, respectively.
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-
1985
- 1985-01-22 JP JP60009653A patent/JPH0721583B2/en not_active Expired - Lifetime
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