JPH097937A - 露光装置及びこの装置を用いた露光方法 - Google Patents
露光装置及びこの装置を用いた露光方法Info
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- JPH097937A JPH097937A JP8093022A JP9302296A JPH097937A JP H097937 A JPH097937 A JP H097937A JP 8093022 A JP8093022 A JP 8093022A JP 9302296 A JP9302296 A JP 9302296A JP H097937 A JPH097937 A JP H097937A
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- 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
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
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- G—PHYSICS
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- 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
- G03F7/70091—Illumination settings, i.e. intensity distribution in the pupil plane or angular distribution in the field plane; On-axis or off-axis settings, e.g. annular, dipole or quadrupole settings; Partial coherence control, i.e. sigma or numerical aperture [NA]
- G03F7/70108—Off-axis setting using a light-guiding element, e.g. diffractive optical elements [DOEs] or light guides
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 改善された露光装置及びこの装置を用いた露
光方法と四重極露光系および環状露光系を組合わせした
形態の露光方法を提供する。 【解決手段】 光源からの光を制限するフィルタ６ｂ、
フィルタ６ｂからの光を屈折および回折させるコンデン
サーレンズ６ｃおよびマスク６ｄ、マスク６ｄからの光
をウェーハ６ｆ上に集光させるレンズ６ｅを具備し、前
記フィルタ６ｂが４個のホールを含む第１グループホー
ルと第２グループホールを具備することを特徴とする露
光装置。これにより、解像度を従来の変形露光装置以上
に維持し、像形成面（またはウェーハ）上に均一な光の
強さ分布を形成できる。また、マスクパターンを通過す
る光が持つ像形成情報を均一にすることにより、円形に
近いコンタクトホールパターンを形成でき、近接効果も
縮められる。
光方法と四重極露光系および環状露光系を組合わせした
形態の露光方法を提供する。 【解決手段】 光源からの光を制限するフィルタ６ｂ、
フィルタ６ｂからの光を屈折および回折させるコンデン
サーレンズ６ｃおよびマスク６ｄ、マスク６ｄからの光
をウェーハ６ｆ上に集光させるレンズ６ｅを具備し、前
記フィルタ６ｂが４個のホールを含む第１グループホー
ルと第２グループホールを具備することを特徴とする露
光装置。これにより、解像度を従来の変形露光装置以上
に維持し、像形成面（またはウェーハ）上に均一な光の
強さ分布を形成できる。また、マスクパターンを通過す
る光が持つ像形成情報を均一にすることにより、円形に
近いコンタクトホールパターンを形成でき、近接効果も
縮められる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は改善された露光装置
及びこの装置を用いた露光方法に係り、特に四重極（qu
adrupole）露光系と環状（annular ）露光系を組み合わ
せた形態の露光系に関する。
及びこの装置を用いた露光方法に係り、特に四重極（qu
adrupole）露光系と環状（annular ）露光系を組み合わ
せた形態の露光系に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ディバイスのデザインルールが
０．３５μｍ以下になり従来のｉ−ラインを用いる露光
技術としては半導体ディバイスの微細加工に必要な解像
度および焦点深度（Depth Of Focus，以下、ＤＯＦ）を
満足させなく、製品開発および量産性確保が大変難し
い。これを克服するためいろいろのリソグラフィ（lith
ography ）技術が使われている。この中には変形露光装
置を用いるパターニング技術も含まれる。しかし、従来
の変形露光装置は段差を持つ構造物上に塗布された感光
膜にラインパターンを形成することにおいて、不完全な
ラインパターンを形成する。また、形成されたラインの
中央と縁で解像度が異なる、即ち、縁部分で解像度が低
い近接効果（proximity effect）が発生する可能性があ
り、特にコンタクトホールパターンを形成するにおいて
は効果が無い。
０．３５μｍ以下になり従来のｉ−ラインを用いる露光
技術としては半導体ディバイスの微細加工に必要な解像
度および焦点深度（Depth Of Focus，以下、ＤＯＦ）を
満足させなく、製品開発および量産性確保が大変難し
い。これを克服するためいろいろのリソグラフィ（lith
ography ）技術が使われている。この中には変形露光装
置を用いるパターニング技術も含まれる。しかし、従来
の変形露光装置は段差を持つ構造物上に塗布された感光
膜にラインパターンを形成することにおいて、不完全な
ラインパターンを形成する。また、形成されたラインの
中央と縁で解像度が異なる、即ち、縁部分で解像度が低
い近接効果（proximity effect）が発生する可能性があ
り、特にコンタクトホールパターンを形成するにおいて
は効果が無い。
【０００３】従来の変形露光装置では０次と＋１次回折
光が使われる。したがって、変形露光装置の解像度とＤ
ＯＦが向上される。理論的には従来の変形露光装置は従
来の露光装置より約１．５倍ほど高い解像度を持つ。フ
ライアイレンズ（fly eye lense ）とコンデンサーレン
ズ（condenser lense ）、そして前記両レンズの間に挿
入されたフィルタを含む従来の露光装置およびこの装置
を用いる露光方法について図面と共にさらに詳細に説明
する。
光が使われる。したがって、変形露光装置の解像度とＤ
ＯＦが向上される。理論的には従来の変形露光装置は従
来の露光装置より約１．５倍ほど高い解像度を持つ。フ
ライアイレンズ（fly eye lense ）とコンデンサーレン
ズ（condenser lense ）、そして前記両レンズの間に挿
入されたフィルタを含む従来の露光装置およびこの装置
を用いる露光方法について図面と共にさらに詳細に説明
する。
【０００４】図１は従来の技術による露光装置を示した
図面であり、その構成はフライアイレンズ４ａとフィル
タ４ｂ、焦点距離がｆのコンデンサーレンズ４ｃとマス
クパターン４ｄ及び投影レンズ４ｅより構成される。こ
のように構成された露光装置による露光方法を説明す
る。
図面であり、その構成はフライアイレンズ４ａとフィル
タ４ｂ、焦点距離がｆのコンデンサーレンズ４ｃとマス
クパターン４ｄ及び投影レンズ４ｅより構成される。こ
のように構成された露光装置による露光方法を説明す
る。
【０００５】一般的に、光源（図示せず）から照射され
た光はフライアイレンズ４ａを通過した後フィルタ４ｂ
により制限される。フィルタ４ｂはコンデンサーレンズ
４ｃによるマスクパターン４ｄのフーリエ変換面（Four
ier transform plane ）と一致する。図１に示した従来
の露光方法によると、フーリエ変換面上に照明された光
の０次回折光は垂直に投影レンズ４ｅに入射する。＋１
次と−１次回折光は図１に示したようにθrcの角に投影
レンズ４ｅに入射（斜入射成分）する。したがって、ウ
ェーハ４ｆ上では０次、＋１次及び−１次に回折された
光が相互干渉し入射光の強さの分布が再形成される。前
記ウェーハ４ｆ上での光大きさ分布は図７に示したよう
に光の強さが最大の極大点と光の強さが０点の極小点が
明確に区分される不連続的な分布を示す。図７で参照番
号１０はウェーハを示す。
た光はフライアイレンズ４ａを通過した後フィルタ４ｂ
により制限される。フィルタ４ｂはコンデンサーレンズ
４ｃによるマスクパターン４ｄのフーリエ変換面（Four
ier transform plane ）と一致する。図１に示した従来
の露光方法によると、フーリエ変換面上に照明された光
の０次回折光は垂直に投影レンズ４ｅに入射する。＋１
次と−１次回折光は図１に示したようにθrcの角に投影
レンズ４ｅに入射（斜入射成分）する。したがって、ウ
ェーハ４ｆ上では０次、＋１次及び−１次に回折された
光が相互干渉し入射光の強さの分布が再形成される。前
記ウェーハ４ｆ上での光大きさ分布は図７に示したよう
に光の強さが最大の極大点と光の強さが０点の極小点が
明確に区分される不連続的な分布を示す。図７で参照番
号１０はウェーハを示す。
【０００６】図１でマスクパターン４ｄが微細であれば
あるほど回折角θrcは増加する。したがって、ｓｉｎθ
rcが開口数（ＮＡ）より大きくなると、０次以外の回折
光は投影レンズ４ｅを外れるようになり、結局０次回折
光のみがウェーハ４ｆ到達するようになり干渉は起こら
ない。この時、最小解像度は次のようになる。 Ｒ＝λ／２ＮＡ（λ：入射光の波長、ＮＡ：開口数（Nu
merical Aperture）） 図２及び図３はそれぞれ従来技術による変形露光装置に
使われる四重極フィルタ（quadrupole filter ）と環状
フィルタ（annular filter）を示した図面である。
あるほど回折角θrcは増加する。したがって、ｓｉｎθ
rcが開口数（ＮＡ）より大きくなると、０次以外の回折
光は投影レンズ４ｅを外れるようになり、結局０次回折
光のみがウェーハ４ｆ到達するようになり干渉は起こら
ない。この時、最小解像度は次のようになる。 Ｒ＝λ／２ＮＡ（λ：入射光の波長、ＮＡ：開口数（Nu
merical Aperture）） 図２及び図３はそれぞれ従来技術による変形露光装置に
使われる四重極フィルタ（quadrupole filter ）と環状
フィルタ（annular filter）を示した図面である。
【０００７】図４は従来技術による変形露光装置を示し
た図面であって、その構成は従来の露光装置に使われる
フィルタ（図１の“４ｂ”）とは異なるフィルタ５ｂを
使う。即ち、従来の露光装置ではフィルタ（図１の“４
ｂ”）の露光部分がコンデンサーレンズ（図１の“４
ｃ”）の中央部分であるが、従来の変形露光装置ではフ
ィルタ５ｂの露光部分がコンデンサーレンズ５ｃの縁部
分に形成されている。したがって、フライアイレンズ５
ａから発散される光は、初めはコンデンサーレンズ５ｃ
の光軸に平行にレンズの縁に入射する。しかし、コンデ
ンサーレンズ５ｃの縁を通過しながらコンデンサーレン
ズ５ｃにより屈折されコンデンサーレンズ５ｃの光軸と
θｒの角にマスクパターン５ｄに入射する。マスクパタ
ーン５ｄに入射した光はパターンの間隙により回折角が
決定される。−１次及びそれ以上の高次回折光はマスク
パターン５ｄの開口数ＮＡがｓｉｎ２θｒより大きいの
で投影レンズ５ｅを外れるようになり、結局０次及び１
次回折光のみがウェーハ５ｆ上に到達され相互干渉し光
エネルギーの分布を再形成するようになる。このように
再形成されたウェーハ上での光強さ分布は図８に示した
ように連続的な分布だが、極小点における光強さの分布
は無視できる。図８で参照番号２０はウェーハを示す。
た図面であって、その構成は従来の露光装置に使われる
フィルタ（図１の“４ｂ”）とは異なるフィルタ５ｂを
使う。即ち、従来の露光装置ではフィルタ（図１の“４
ｂ”）の露光部分がコンデンサーレンズ（図１の“４
ｃ”）の中央部分であるが、従来の変形露光装置ではフ
ィルタ５ｂの露光部分がコンデンサーレンズ５ｃの縁部
分に形成されている。したがって、フライアイレンズ５
ａから発散される光は、初めはコンデンサーレンズ５ｃ
の光軸に平行にレンズの縁に入射する。しかし、コンデ
ンサーレンズ５ｃの縁を通過しながらコンデンサーレン
ズ５ｃにより屈折されコンデンサーレンズ５ｃの光軸と
θｒの角にマスクパターン５ｄに入射する。マスクパタ
ーン５ｄに入射した光はパターンの間隙により回折角が
決定される。−１次及びそれ以上の高次回折光はマスク
パターン５ｄの開口数ＮＡがｓｉｎ２θｒより大きいの
で投影レンズ５ｅを外れるようになり、結局０次及び１
次回折光のみがウェーハ５ｆ上に到達され相互干渉し光
エネルギーの分布を再形成するようになる。このように
再形成されたウェーハ上での光強さ分布は図８に示した
ように連続的な分布だが、極小点における光強さの分布
は無視できる。図８で参照番号２０はウェーハを示す。
【０００８】図７及び図８は共にウェーハ上での光強さ
分布は極大点と極小点を形成し、特に極小点では光強さ
が０であるので光強さ分布が不連続的で全体的にウェー
ハ上で光強さは均一な分布を成されない。
分布は極大点と極小点を形成し、特に極小点では光強さ
が０であるので光強さ分布が不連続的で全体的にウェー
ハ上で光強さは均一な分布を成されない。
【０００９】一方、図４で０次及び＋１次光が投影レン
ズ５ｅの中心周囲に均一に分布するので、焦点の外れに
よる位相変化は０次及び１次光で同一なので位相差がな
くなりＤＯＦが従来の露光装置より深くなる。
ズ５ｅの中心周囲に均一に分布するので、焦点の外れに
よる位相変化は０次及び１次光で同一なので位相差がな
くなりＤＯＦが従来の露光装置より深くなる。
【００１０】この時、解像度は次のようである。
【００１１】Ｒ＝λ／２（ＮＡ＋ｓｉｎ（θｒ）） ５倍投影拡大を予想し、ｓｉｎ（θｒ）がＮＡ／２なら
ば、ウェーハ５ｆ上の限界解像度は、 Ｒ＝λ／２（ＮＡ＋ＮＡ／２）＝λ／３（ＮＡ） となり、従来の露光装置より１．５倍高い解像度を示
す。
ば、ウェーハ５ｆ上の限界解像度は、 Ｒ＝λ／２（ＮＡ＋ＮＡ／２）＝λ／３（ＮＡ） となり、従来の露光装置より１．５倍高い解像度を示
す。
【００１２】前述したように従来の四重極照明系ではフ
ィルタの露光部分の面積はフィルタの光を遮断する面積
よりはるかに小さい。したがって、露光時間が長くな
る。
ィルタの露光部分の面積はフィルタの光を遮断する面積
よりはるかに小さい。したがって、露光時間が長くな
る。
【００１３】前述したように従来の変形露光装置はフィ
ルタによる光の一部を遮断する形態なので変形露光時露
光量が小さすぎて露光時間が顕著に長くなり、露光装置
が誤動作し、ウェーハ上での光の強さ分布の均一性が低
下する。また、従来の変形露光装置は像形成面上で光の
強さ分布が均一でないのでマスクパターンの縁を通過す
る光の情報を多く失うことになる。したがって、特に従
来の変形露光装置によっては適切なコンタクトホールパ
ターンを形成できない。
ルタによる光の一部を遮断する形態なので変形露光時露
光量が小さすぎて露光時間が顕著に長くなり、露光装置
が誤動作し、ウェーハ上での光の強さ分布の均一性が低
下する。また、従来の変形露光装置は像形成面上で光の
強さ分布が均一でないのでマスクパターンの縁を通過す
る光の情報を多く失うことになる。したがって、特に従
来の変形露光装置によっては適切なコンタクトホールパ
ターンを形成できない。
【００１４】又、近接効果によるラインパターンの中心
ラインと縁ライン間の間隙サイズの差異と縁ラインの非
対称と縮小、ライン間の非対称的な“Ｖ”字形ノッチン
グの形成及びフォトレジストの不完全な除去によるスカ
ム（scum）発生と斜線及び孤立されたパターンの損傷に
より生産現場での適用は無理がある。
ラインと縁ライン間の間隙サイズの差異と縁ラインの非
対称と縮小、ライン間の非対称的な“Ｖ”字形ノッチン
グの形成及びフォトレジストの不完全な除去によるスカ
ム（scum）発生と斜線及び孤立されたパターンの損傷に
より生産現場での適用は無理がある。
【００１５】
【発明の解決しようとする課題】本発明は前述した従来
の問題点を解決するために案出されたものであり、像形
成領域で光強さを最大化しながら均一な光大きさ分布を
形成できる組合形態のフィルタを持つ改善された露光装
置を提供するにその目的がある。
の問題点を解決するために案出されたものであり、像形
成領域で光強さを最大化しながら均一な光大きさ分布を
形成できる組合形態のフィルタを持つ改善された露光装
置を提供するにその目的がある。
【００１６】本発明は前記改善された露光装置を用いる
露光方法を提供するに他の目的がある。
露光方法を提供するに他の目的がある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明による露光装置は、光源部、前記光源部か
ら放出する光を制限するフィルタを含む調節部、前記調
節部から出る光を屈折および回折させる屈折および回折
部、前記屈折および回折部から出る光をウェーハ上に集
光させる集光部を具備する変形露光装置において、前記
フィルタはサイズは同じであるが、フィルタの中心から
の距離は相異なる第１グループホールと第２グループホ
ールを具備することを特徴とする。
めに、本発明による露光装置は、光源部、前記光源部か
ら放出する光を制限するフィルタを含む調節部、前記調
節部から出る光を屈折および回折させる屈折および回折
部、前記屈折および回折部から出る光をウェーハ上に集
光させる集光部を具備する変形露光装置において、前記
フィルタはサイズは同じであるが、フィルタの中心から
の距離は相異なる第１グループホールと第２グループホ
ールを具備することを特徴とする。
【００１８】前記第１および第２グループホールはそれ
ぞれ４個のホールを具備している。したがって前記フィ
ルタは８個の露光口を持つ。
ぞれ４個のホールを具備している。したがって前記フィ
ルタは８個の露光口を持つ。
【００１９】前記光源部はフライアイレンズであり、前
記調節部はフィルタより構成されるが、このフィルタは
従来の四重極フィルタ（quadrupole filter ）と環状フ
ィルタ（annular filter）の組合形態である。また、前
記調節部から出る光を屈折させる手段はコンデンサーレ
ンズであり、回折させる手段はマスクパターンである。
そして前記集光部は投影レンズである。また、前記４個
のホールは相互一定な角を持つ。さらに、前記第１グル
ープホールと前記第２グループホールはそれぞれ前記フ
ィルタの中心から第１および第２距離に形成されたホー
ルであり、前記第２距離は前記第１距離より遠いことを
特徴とする。
記調節部はフィルタより構成されるが、このフィルタは
従来の四重極フィルタ（quadrupole filter ）と環状フ
ィルタ（annular filter）の組合形態である。また、前
記調節部から出る光を屈折させる手段はコンデンサーレ
ンズであり、回折させる手段はマスクパターンである。
そして前記集光部は投影レンズである。また、前記４個
のホールは相互一定な角を持つ。さらに、前記第１グル
ープホールと前記第２グループホールはそれぞれ前記フ
ィルタの中心から第１および第２距離に形成されたホー
ルであり、前記第２距離は前記第１距離より遠いことを
特徴とする。
【００２０】前記他の目的を達成するために、本発明の
露光方法は近軸光と遠軸光を発生する段階、前記光はマ
スクパターンに斜入射させる段階及び前記マスクパター
ンより出る光をウェーハ上に集光させる段階を含む。前
記近軸光及び遠軸光は前記変形露光装置のフィルタによ
り発生される。本発明による露光装置のフィルタは２個
の離軸露光領域を持っている。本発明によるフィルタは
従来の四重極フィルタと環状フィルタを組合せしたもの
と同一な効果を持つ。したがって本発明による変形露光
装置の解像度は従来の変形露光装置の解像度より高く、
像形成面での光強さは均一である。
露光方法は近軸光と遠軸光を発生する段階、前記光はマ
スクパターンに斜入射させる段階及び前記マスクパター
ンより出る光をウェーハ上に集光させる段階を含む。前
記近軸光及び遠軸光は前記変形露光装置のフィルタによ
り発生される。本発明による露光装置のフィルタは２個
の離軸露光領域を持っている。本発明によるフィルタは
従来の四重極フィルタと環状フィルタを組合せしたもの
と同一な効果を持つ。したがって本発明による変形露光
装置の解像度は従来の変形露光装置の解像度より高く、
像形成面での光強さは均一である。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照し本発
明をさらに詳細に説明する。
明をさらに詳細に説明する。
【００２２】図６は本発明による変形露光装置を示した
図面である。具体的に、本発明の変形露光装置の構成は
光源から出る光を平行光として放出するフライアイレン
ズ６ａと前記フライアイレンズ６ａから出る光を制限す
るフィルタ６ｂと前記フィルタ６ｂから出る光を屈折さ
せ前記光軸３と角（Ф１ｒおよびФ２ｒ）を成す焦点長
さがｆのコンデンサーレンズ６ｃと前記コンデンサーレ
ンズ６ｃから出る光を回折させるマスクパターン６ｄと
前記マスクパターン６ｄにより回折された光をウェーハ
６ｆに集光させる投影レンズ６ｅより構成される。
図面である。具体的に、本発明の変形露光装置の構成は
光源から出る光を平行光として放出するフライアイレン
ズ６ａと前記フライアイレンズ６ａから出る光を制限す
るフィルタ６ｂと前記フィルタ６ｂから出る光を屈折さ
せ前記光軸３と角（Ф１ｒおよびФ２ｒ）を成す焦点長
さがｆのコンデンサーレンズ６ｃと前記コンデンサーレ
ンズ６ｃから出る光を回折させるマスクパターン６ｄと
前記マスクパターン６ｄにより回折された光をウェーハ
６ｆに集光させる投影レンズ６ｅより構成される。
【００２３】前記フィルタ６ｂは、図５に示すように、
８個の露光ホールを含めている。この８個のホールは幾
何学的な配列形態により２グループのホール、即ち、第
１グループホールＨ３、Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６および第２グ
ループホールＨ１、Ｈ２、Ｈ７、Ｈ８に分けられる。
８個の露光ホールを含めている。この８個のホールは幾
何学的な配列形態により２グループのホール、即ち、第
１グループホールＨ３、Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６および第２グ
ループホールＨ１、Ｈ２、Ｈ７、Ｈ８に分けられる。
【００２４】前記第１グループホールと第２グループホ
ールはそれぞれ４個のホールを具備している。前記第１
グループホールを構成する４個のホールＨ３、Ｈ４、Ｈ
５、Ｈ６は前記フィルタ６ｂの中心から一定な距離（以
下、“第１距離”と言う）に形成されており、前記４個
のホールＨ３、Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６は相互一定した角を維
持する。そして前記第２グループホールを構成する４個
のホールＨ１、Ｈ２、Ｈ７、Ｈ８は前記フィルタの中心
から前記第１グループホールの４個のホールＨ３、Ｈ
４、Ｈ５、Ｈ６が形成された距離より遠い距離（以下、
“第２距離”と言う）に形成されている。そして、前記
第１グループホールのように、前記第２グループホール
の４個のホールＨ１、Ｈ２、Ｈ７、Ｈ８は相互一定な角
を維持している。前記第１グループホールと第２グルー
プホールＨ１、Ｈ２、Ｈ７、Ｈ８は同じ形態である。そ
してホールの大きさも相互同じである。
ールはそれぞれ４個のホールを具備している。前記第１
グループホールを構成する４個のホールＨ３、Ｈ４、Ｈ
５、Ｈ６は前記フィルタ６ｂの中心から一定な距離（以
下、“第１距離”と言う）に形成されており、前記４個
のホールＨ３、Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６は相互一定した角を維
持する。そして前記第２グループホールを構成する４個
のホールＨ１、Ｈ２、Ｈ７、Ｈ８は前記フィルタの中心
から前記第１グループホールの４個のホールＨ３、Ｈ
４、Ｈ５、Ｈ６が形成された距離より遠い距離（以下、
“第２距離”と言う）に形成されている。そして、前記
第１グループホールのように、前記第２グループホール
の４個のホールＨ１、Ｈ２、Ｈ７、Ｈ８は相互一定な角
を維持している。前記第１グループホールと第２グルー
プホールＨ１、Ｈ２、Ｈ７、Ｈ８は同じ形態である。そ
してホールの大きさも相互同じである。
【００２５】続いて、前記変形露光装置による露光方法
を説明する。遠軸光２と近軸光１はそれぞれ前記コンデ
ンサーレンズ６ｃによりマスクパターン６ｄ上に前記コ
ンデンサーレンズの光軸３とФ１ｒ及びФ２ｒの角に入
射される。前記マスクパターン６ｄにより前記入射され
た光１、２をそれぞれ２個の０次、＋１次及び−１次光
（０、１及び−１）に回折させる。このうち２個の−１
次光（−１）はそれぞれ前記光軸３とθ１rm及びθ２rm
の角に回折され前記投影レンズ６ｅを外れ前記０次及び
＋１次光（０、１）のみが前記投影レンズ６ｅに入射す
るが入射条件は次のようである。即ち、前記２個の０次
光（０）はそれぞれ前記光軸３とФ１ｒ及びФ２ｒの角
に投影レンズ６ｅに入射される。そして前記２個の＋１
次光（１）はそれぞれ前記投影レンズ６ｅに前記光軸３
とθ１ｒｐ及びθ２ｒｐの角に入射される。前記投影レ
ンズ６ｅにより前記マスクパターン６ｄの像が像形成面
即ち、ウェーハ６ｆ上に形成される。前記近軸及び遠軸
光１、２による解像度はそれぞれ次式で表現できる。
を説明する。遠軸光２と近軸光１はそれぞれ前記コンデ
ンサーレンズ６ｃによりマスクパターン６ｄ上に前記コ
ンデンサーレンズの光軸３とФ１ｒ及びФ２ｒの角に入
射される。前記マスクパターン６ｄにより前記入射され
た光１、２をそれぞれ２個の０次、＋１次及び−１次光
（０、１及び−１）に回折させる。このうち２個の−１
次光（−１）はそれぞれ前記光軸３とθ１rm及びθ２rm
の角に回折され前記投影レンズ６ｅを外れ前記０次及び
＋１次光（０、１）のみが前記投影レンズ６ｅに入射す
るが入射条件は次のようである。即ち、前記２個の０次
光（０）はそれぞれ前記光軸３とФ１ｒ及びФ２ｒの角
に投影レンズ６ｅに入射される。そして前記２個の＋１
次光（１）はそれぞれ前記投影レンズ６ｅに前記光軸３
とθ１ｒｐ及びθ２ｒｐの角に入射される。前記投影レ
ンズ６ｅにより前記マスクパターン６ｄの像が像形成面
即ち、ウェーハ６ｆ上に形成される。前記近軸及び遠軸
光１、２による解像度はそれぞれ次式で表現できる。
【００２６】 Ｒ１＝λ／２（ＮＡｒ＋ｓｉｎФ１ｒ） （近軸光によ
る解像度） Ｒ２＝λ／２（ＮＡｒ＋ｓｉｎФ２ｒ） （遠軸光によ
る解像度） 前記式で限界解像度は遠軸光による解像度を求める式に
より決定される。したがって、前記マスクパターン６ｄ
に入射する光の入射角を最大にすることにより、従来の
変形露光装置による限界解像度以上の解像度を取ること
ができる。
る解像度） Ｒ２＝λ／２（ＮＡｒ＋ｓｉｎФ２ｒ） （遠軸光によ
る解像度） 前記式で限界解像度は遠軸光による解像度を求める式に
より決定される。したがって、前記マスクパターン６ｄ
に入射する光の入射角を最大にすることにより、従来の
変形露光装置による限界解像度以上の解像度を取ること
ができる。
【００２７】一方、本発明の変形露光装置は従来の四重
極フィルタより多くの露光のための開口を持つフィルタ
６ｂを使うので前記ウェーハ６ｆ上に従来より均一な光
大きさ分布を形成することができる。
極フィルタより多くの露光のための開口を持つフィルタ
６ｂを使うので前記ウェーハ６ｆ上に従来より均一な光
大きさ分布を形成することができる。
【００２８】本発明によるフィルタ６ｂを通過する光の
波長をλという時、ウェーハ上での光の強さ分布は次式
（１）〜（２８）により決定される。
波長をλという時、ウェーハ上での光の強さ分布は次式
（１）〜（２８）により決定される。
【００２９】 ｄＨ１，Ｈ２ｓｉｎθＨ１，Ｈ２＝ｍλ …（１） ｄＨ１，Ｈ３ｓｉｎθＨ１，Ｈ３＝ｍλ …（２） ・・・ ｄＨ７，Ｈ８ｓｉｎθＨ７，Ｈ８＝ｍλ …（２８） 前記式でｄＨｉ，Ｈｊ（ｉ≠ｊ＝1,2,…8 ）は前記フィ
ルタ（図５参照）の８個の露光口のうち選ばれた露光口
ｉとｊ間の距離を示す。そしてθＨｉ，Ｈｊ（ｉ≠ｊ＝
1,2,…8 ）は前記フィルタの８個の露光口のうち選ばれ
た露光口ｉとｊから出る光の間の角である。
ルタ（図５参照）の８個の露光口のうち選ばれた露光口
ｉとｊ間の距離を示す。そしてθＨｉ，Ｈｊ（ｉ≠ｊ＝
1,2,…8 ）は前記フィルタの８個の露光口のうち選ばれ
た露光口ｉとｊから出る光の間の角である。
【００３０】前記式を参照すれば、前記ウェーハ６ｆ上
で光大きさが極大になる条件はｍが1,2,3,…の場合であ
る。したがって、前記ウェーハ６ｆ上の任意の点で光の
強さが極大になる確率は１／２28である。
で光大きさが極大になる条件はｍが1,2,3,…の場合であ
る。したがって、前記ウェーハ６ｆ上の任意の点で光の
強さが極大になる確率は１／２28である。
【００３１】前記ウェーハ６ｆ上で光の強さが極小にな
る条件は前記式でｍ＝Ｍ／２の場合である。ここで前記
Ｍは奇数（1,3,5,…）である。したがって、前記ウェー
ハ６ｆ上の任意の点で光の強さが極小になる確率は１／
２28であり、極大になる確率と同じである。
る条件は前記式でｍ＝Ｍ／２の場合である。ここで前記
Ｍは奇数（1,3,5,…）である。したがって、前記ウェー
ハ６ｆ上の任意の点で光の強さが極小になる確率は１／
２28であり、極大になる確率と同じである。
【００３２】ウェーハ６ｆ上での回折光の強さの極大お
よび極小点の間には他の波長の回折光が形成されるので
全体的にウェーハ６ｆ上で回折光の強さの分布は連続的
である。したがって、本発明は像形成面のウェーハ６ｆ
上で従来の変形露光装置よりさらに広い範囲にかけて均
一な光の強さ分布が形成される。結果的に従来の変形露
光装置より光の強さは多少落ちるが、光の強さ分布の均
一性は大変優秀である。また、前記マスクパターン６ｄ
の中心と縁を通過する光は像形成のための情報を均一に
持っている。したがって、コンタクトホールパターンを
形成する場合にもコンタクトホールの形態を円形に近く
形成できる。また、近接効果で現れた問題点も大部分解
決できる。
よび極小点の間には他の波長の回折光が形成されるので
全体的にウェーハ６ｆ上で回折光の強さの分布は連続的
である。したがって、本発明は像形成面のウェーハ６ｆ
上で従来の変形露光装置よりさらに広い範囲にかけて均
一な光の強さ分布が形成される。結果的に従来の変形露
光装置より光の強さは多少落ちるが、光の強さ分布の均
一性は大変優秀である。また、前記マスクパターン６ｄ
の中心と縁を通過する光は像形成のための情報を均一に
持っている。したがって、コンタクトホールパターンを
形成する場合にもコンタクトホールの形態を円形に近く
形成できる。また、近接効果で現れた問題点も大部分解
決できる。
【００３３】図９は本発明によるウェーハ上での光の強
さ分布を示した図面である。図９を参照すれば、ウェー
ハ９４上で光の強さが０の部分は無い。そして光の強さ
の極大値と極小値の差は従来より小さい。結果的に従来
技術による変形露光装置を用いる露光方法より本発明に
よる変形露光装置を用いる露光方法がはるかに均一な光
の強さ分布が取られる。
さ分布を示した図面である。図９を参照すれば、ウェー
ハ９４上で光の強さが０の部分は無い。そして光の強さ
の極大値と極小値の差は従来より小さい。結果的に従来
技術による変形露光装置を用いる露光方法より本発明に
よる変形露光装置を用いる露光方法がはるかに均一な光
の強さ分布が取られる。
【００３４】図１０乃至図１３は本発明と従来の変形露
光装置により形成されたコンタクトホールの走査電子顕
微鏡（SEM ）写真の比較を示した図面である。
光装置により形成されたコンタクトホールの走査電子顕
微鏡（SEM ）写真の比較を示した図面である。
【００３５】図１０はコンタクトホール（黒い部分）が
三角形に近く形成され、図１１はコンタクトホール（黒
い部分）が同様に三角形から大いに外れないことを示
す。また、図１２は示されたようにコンタクトホール
（黒い部分）が楕円形に近く形成される。図１３は本発
明により形成されたコンタクトホール（中心が黒い部
分）であってその形態が円形である。
三角形に近く形成され、図１１はコンタクトホール（黒
い部分）が同様に三角形から大いに外れないことを示
す。また、図１２は示されたようにコンタクトホール
（黒い部分）が楕円形に近く形成される。図１３は本発
明により形成されたコンタクトホール（中心が黒い部
分）であってその形態が円形である。
【００３６】
【発明の効果】前述したように本発明による改善された
照明装置のフィルタは、２個の離軸（off-axis）照明領
域を持つ。本発明によるフィルタは四重極フィルタと環
状フィルタを組合したものと同じ効果を持つ。したがっ
て、本発明による変形露光装置の解像度は従来の変形露
光装置の解像度より高く、像形成面での光の強さは均一
である。また、マスクパタンーを通過する光が持つ像形
成情報を均一にすることにより、コンタクトホールパタ
ンーを円形に近く形成でき、近接効果を縮められる。
照明装置のフィルタは、２個の離軸（off-axis）照明領
域を持つ。本発明によるフィルタは四重極フィルタと環
状フィルタを組合したものと同じ効果を持つ。したがっ
て、本発明による変形露光装置の解像度は従来の変形露
光装置の解像度より高く、像形成面での光の強さは均一
である。また、マスクパタンーを通過する光が持つ像形
成情報を均一にすることにより、コンタクトホールパタ
ンーを円形に近く形成でき、近接効果を縮められる。
【００３７】本発明は前記実施の形態に限定されもので
はなく、多くの変形が本発明の技術的な思想内に当分野
で通常の知識を持っている者により実施可能なことは明
白である。
はなく、多くの変形が本発明の技術的な思想内に当分野
で通常の知識を持っている者により実施可能なことは明
白である。
【図１】 従来技術による露光装置を示した図面であ
る。
る。
【図２】 従来技術による変形露光装置に使われる四重
極フィルタを示した図面である。
極フィルタを示した図面である。
【図３】 従来技術による変形露光装置に使われる環状
フィルタを示した図面である。
フィルタを示した図面である。
【図４】 従来技術による四重極フィルタまたは環状フ
ィルタを含む変形露光装置を示した図面である。
ィルタを含む変形露光装置を示した図面である。
【図５】 本発明の変形露光装置に使われるフィルタを
示した図面である。
示した図面である。
【図６】 本発明による変形露光装置を示した図面であ
る。
る。
【図７】 従来技術による光の強さ分布を示した図面で
ある。
ある。
【図８】 従来技術による光の強さ分布を示した図面で
ある。
ある。
【図９】 本発明による光の強さ分布を示した図面であ
る。
る。
【図１０】 従来の露光装置により形成されたコンタク
トホールの走査電子顕微鏡写真である。
トホールの走査電子顕微鏡写真である。
【図１１】 従来の露光装置により形成されたコンタク
トホールの走査電子顕微鏡写真である。
トホールの走査電子顕微鏡写真である。
【図１２】 従来の露光装置により形成されたコンタク
トホールの走査電子顕微鏡写真である。
トホールの走査電子顕微鏡写真である。
【図１３】 本発明による露光装置により形成されたコ
ンタクトホールの走査電子顕微鏡写真である。
ンタクトホールの走査電子顕微鏡写真である。
１…近軸光、 ２…遠軸光、 ３…光軸、 ６ａ…フライアイレンズ、 ６ｂ…フィルタ、 ６ｃ…コンデンサーレンズ、 ６ｄ…マスクパターン、 ６ｆ…ウェーハ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲バエ▼ 境成 大韓民国京畿道水原市八達區梅灘２洞1211 −１番地
Claims (9)
- 【請求項１】 光源部、前記光源部から放出する光を制
限するフィルタを含む調節部、前記調節部から出る光を
屈折および回折させる屈折および回折部、前記屈折およ
び回折部から出る光をウェーハ上に集光させる集光部を
具備する変形露光装置において、 前記フィルタはサイズは同じであるが、フィルタの中心
からの距離は相異なる第１グループホールと第２グルー
プホールを具備することを特徴とする露光装置。 - 【請求項２】 前記フィルタは四重極フィルタ（quadru
pole filter ）と環状フィルタ（annular filter）の組
合であることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。 - 【請求項３】 前記第１および第２グループホールはそ
れぞれ４個のホールを具備することを特徴とする請求項
１に記載の露光装置。 - 【請求項４】 前記４個のホールは相互一定な角を持つ
ことを特徴とする請求項３に記載の露光装置。 - 【請求項５】 前記第１グループホールと前記第２グル
ープホールはそれぞれ前記フィルタの中心から第１およ
び第２距離に形成されたホールであることを特徴とする
請求項１に記載の露光装置。 - 【請求項６】 前記第２距離は前記第１距離より遠いこ
とを特徴とする請求項５に記載の露光装置。 - 【請求項７】 変形露光装置を用いる露光方法におい
て、 光源から発散する光を近軸光と遠軸光に発生させる段階
と、 前記近軸光および遠軸光をマスクパターンに斜入射させ
る段階と、 前記マスクパターンから出る光をウェーハ上に集光させ
る段階とを含むことを特徴とする露光方法。 - 【請求項８】 前記近軸光および遠軸光はそれぞれ４個
のホールを含む第１および第２グループホールを具備す
るフィルタを使って形成することを特徴とする請求項１
に記載の露光方法。 - 【請求項９】 前記フィルタは四重極フィルタおよび環
状フィルタを組合し形成することを特徴とする請求項８
に記載の露光方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019950016257A KR0155830B1 (ko) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | 변형노광장치 및 노광방법 |
| KR95P16257 | 1995-06-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH097937A true JPH097937A (ja) | 1997-01-10 |
| JP3887034B2 JP3887034B2 (ja) | 2007-02-28 |
Family
ID=19417482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09302296A Expired - Fee Related JP3887034B2 (ja) | 1995-06-19 | 1996-03-25 | 露光装置及びこの装置を用いた露光方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5691803A (ja) |
| EP (1) | EP0750231B1 (ja) |
| JP (1) | JP3887034B2 (ja) |
| KR (1) | KR0155830B1 (ja) |
| DE (1) | DE69613432T2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002324743A (ja) * | 2001-04-24 | 2002-11-08 | Canon Inc | 露光方法及び装置 |
| JP2007013088A (ja) * | 2005-06-29 | 2007-01-18 | Hynix Semiconductor Inc | 二重露光技術を用いた二重露光方法及びこの二重露光方法のためのフォトマスク |
| JP2007531327A (ja) * | 2004-03-31 | 2007-11-01 | インテル コーポレイション | フォトリソグラフィ用光源 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000250100A (ja) * | 1999-03-01 | 2000-09-14 | Mitsutoyo Corp | 光学測定機用照明装置 |
| US6361909B1 (en) | 1999-12-06 | 2002-03-26 | Industrial Technology Research Institute | Illumination aperture filter design using superposition |
| US6403285B1 (en) * | 1999-12-17 | 2002-06-11 | Micron Technology, Inc. | Method for exposing semiconductor wafers in a manner that promotes radial processing uniformity |
| US6261727B1 (en) | 1999-12-28 | 2001-07-17 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | DOF for both dense and isolated contact holes |
| WO2002088843A2 (en) * | 2001-04-24 | 2002-11-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure method and apparatus |
| JP4171647B2 (ja) * | 2001-11-28 | 2008-10-22 | エーエスエムエル マスクツールズ ビー．ブイ． | プロセス・ラチチュードを改善するために利用した補助形態を除去する方法 |
| EP1857880B1 (en) | 2003-04-09 | 2015-09-16 | Nikon Corporation | Exposure method and apparatus and device manufacturing method |
| TW201834020A (zh) | 2003-10-28 | 2018-09-16 | 日商尼康股份有限公司 | 照明光學裝置、曝光裝置、曝光方法以及元件製造方法 |
| TWI519819B (zh) | 2003-11-20 | 2016-02-01 | 尼康股份有限公司 | 光束變換元件、光學照明裝置、曝光裝置、以及曝光方法 |
| TWI511182B (zh) | 2004-02-06 | 2015-12-01 | 尼康股份有限公司 | 光學照明裝置、曝光裝置、曝光方法以及元件製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0967524A3 (en) * | 1990-11-15 | 2000-01-05 | Nikon Corporation | Projection exposure method and apparatus |
| US5357311A (en) * | 1991-02-25 | 1994-10-18 | Nikon Corporation | Projection type light exposure apparatus and light exposure method |
| US5348837A (en) * | 1991-09-24 | 1994-09-20 | Hitachi, Ltd. | Projection exposure apparatus and pattern forming method for use therewith |
| JPH06333803A (ja) * | 1992-09-18 | 1994-12-02 | Sharp Corp | 投影型露光装置用フィルター |
| US5552856A (en) * | 1993-06-14 | 1996-09-03 | Nikon Corporation | Projection exposure apparatus |
-
1995
- 1995-06-19 KR KR1019950016257A patent/KR0155830B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1996
- 1996-02-21 US US08/604,302 patent/US5691803A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-03-25 JP JP09302296A patent/JP3887034B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1996-03-26 EP EP96302139A patent/EP0750231B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-03-26 DE DE69613432T patent/DE69613432T2/de not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002324743A (ja) * | 2001-04-24 | 2002-11-08 | Canon Inc | 露光方法及び装置 |
| JP2007531327A (ja) * | 2004-03-31 | 2007-11-01 | インテル コーポレイション | フォトリソグラフィ用光源 |
| JP2007013088A (ja) * | 2005-06-29 | 2007-01-18 | Hynix Semiconductor Inc | 二重露光技術を用いた二重露光方法及びこの二重露光方法のためのフォトマスク |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3887034B2 (ja) | 2007-02-28 |
| KR970002477A (ko) | 1997-01-24 |
| KR0155830B1 (ko) | 1998-11-16 |
| EP0750231A1 (en) | 1996-12-27 |
| US5691803A (en) | 1997-11-25 |
| EP0750231B1 (en) | 2001-06-20 |
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| DE69613432D1 (de) | 2001-07-26 |
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