JPS61156736A - 露光装置 - Google Patents

露光装置

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JPS61156736A
JPS61156736A JP59280572A JP28057284A JPS61156736A JP S61156736 A JPS61156736 A JP S61156736A JP 59280572 A JP59280572 A JP 59280572A JP 28057284 A JP28057284 A JP 28057284A JP S61156736 A JPS61156736 A JP S61156736A
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JP
Japan
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filter element
luminous flux
spectrum
filter
light
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JP59280572A
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English (en)
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Kazuhiro Takahashi
和弘 高橋
Masakatsu Oota
太田 正克
Akiyoshi Suzuki
章義 鈴木
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Canon Inc
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Canon Inc
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems
    • G03F7/70191Optical correction elements, filters or phase plates for controlling intensity, wavelength, polarisation, phase or the like
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26

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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (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】 (技術分野) 本発明は半導体製造用の?1元装置に関し、特に回路パ
ターン等が形成されているマスクをシリコンウェハ等に
転写する0に好適な投影用の露光装置に関するものであ
る。
(従来技術) 従来より投影用の露光装置では照明用の光源として水銀
ランプが多用されている。この水銀ランプからは第2図
に示される様に輝線スペクトルが多数発光しており、通
常最とも拭く用いられるg線(436nm )付近では
h線(405nm )  とe 線(546nm )が
隣接して存在している。従来はg線より短かい波長はシ
ャープカットの色フィルターでカットし、g線より長い
波長はコールドミラーでカットしたりレジストの分光感
度そのものがzffMよりも長波長側で低下する事等を
利用していた。しかしながら色フィルターやゴールドミ
ラー、レジストの分光感度特性は波長対透過率あろいは
波長対反射率の分光特性がシャープでないのでh@やe
aはカットできてもta付近の連続スペクトルは焼付光
束中に残ってしまう。この連続スペクトルは強度は輝線
スペクトルに比べて小さいが、波長域が広い為、トータ
ルして、波長強度を積分して効果を考えた場合、焼付性
能(与える影響が大きい。即ち、露光装置に用いられて
いる投影光学系は輝線スペクトルの拡がシ内の波長成分
については色補正されているものの、連続スペクトル領
域の波長迄は色収差が補正されていない。従って連続ス
ペクトルを含んだ光音用いて焼付を行つと、ピントの合
った輝線スペクトル成分の光く、ピントの外れた連続ス
ペクトル成分の光が重なる事になり、焼付性能に悪影響
を与える事になる。
(本発明の目的) 本発明は照明系に輝線スペクトル以外に連続スペクトル
を放射する光源を用いても、高解像力の得られる半導体
製造用に好適な露光装置の提供を目的とする。
本発明の更なる目的は照明系の特定の位置に所定の分光
特性を有したフィルター素子を配装置することにより連
続スペクトルの影41に排除した高性能の露光装置の提
供にある。
(本発明の目的を達成する為のg光装置の主たる特徴)
照明系に複数のスペクトルを放射する光源を用い九半導
体製造用の露光装置において、前記照明系の一部に前記
光源から放射される発光スペクトルのうち所定の波長の
光束のみを選択するフィルター素子を設けたことである
その他本発明に係る特徴は実施例において詳述されてい
る。
(実施例) 第1図は本発明の一実施例の光学系の概略図である。
図中1は橢円鏡、2は水銀ランプ等の光源、3はフィー
ルドレンズである。光源2とフィールドレンズ3は各々
橢円鏡1の第1焦点と第2焦点近傍に配置されている。
4は第1コンデンサーレンズでるり前側焦点近傍にフィ
ールドレンズ3が位置している。5はフィルター[−1
6,7は各々反射鏡、8はオプテイカルインテグレータ
、9は第2コンデンサーレンズで前側焦点近傍にオプテ
ィカルインテグレータ8が位置している。10は回路パ
ターンが形成されているレチクル面、1)は投影光学系
、12はウェハである。
光源2から放射された光束は橢円鏡1によって第2焦点
近傍に配置されたフィールドレンズ3に集光される。そ
して第1コンデンサーレンズ41Cよシフイールドレン
ズ3の中心光束が略平行光となるようにして各光束のフ
ィルター素子5への入射角金小さくしている。そしてフ
ィルp−=子st−透過させ良後オプティヵルインテグ
レーメ8に導光している。
ここでフィルター素子5は投影露光用に必要な輝線スペ
クトルの波長幅の狭い範囲を透過しその他のスペクトル
元をカットするものであり本実施例で用いるフィルター
素子は、多層膜で構成されている。この丸め、光線の入
射角度の違イによって分子t、特性がずれてしまうので
、フィルター素子への光線の入射角度が略一定となるよ
う即ち小さくなる様な位置に配置している。
波ip択された光はオプテイカルインテグレータ8全通
し第2コンデンサーレンズ9によって集光されレチクル
面10t−均一に照明して−る。
そして所定の波長の光で照明されたレチクル面lO上の
回路パターンを投影光学系1)によりウニへ面12上に
投影している。
第2図、第3図は各々本発明に係る水銀ランプとフィル
ター素子の分光特性の貌明図である。
第2図において点線で示す曲線はフィルター素子6とし
て狭帯域透過フィルターの干渉フィルターを用いた場合
の分光透過率である。又第3図は透過帯域の異なる2つ
のシャープカットフィルターA及びBを組合わせて狭帯
域透過フィルターと同様の効果を得た本のであシ、フィ
ルターとして多層膜を用いるのであればフィルター素子
50両面に各々透過帯域の異なる多l−膜を蒸着するこ
とができる。又、フィルターA。
Bの一方が色素等により光の吸収を利用した所謂硝子フ
ィルターであればその片方の表面に)イルターA又はB
の特性を有する多層膜を蒸着しても同様の効果を得るこ
とができる。但しフィルターAの様に長波長側をクヤー
プにカットする硝子フィルターは実際には現存せず、こ
の様な特性は多層膜を用いる事が必要である。
このように本実施例では所定の輝線スペクトルノ領域外
の連続スペクトルの光束をフィルター素子により効率良
く除去し、容易に高解像力の得られる露光装置を達成し
ている。
第4図、第5図は各々本発明の好ましい他の実施例の光
学系の概略図である。第1図と同一の部材には同一の符
号を付けである。
第4図に示す実施例に従うフィルター素子5はオプテイ
カルインテグレータ8とレチクル100間に配置されて
いる。この場合重要なのはフィルター素子5のシェーデ
ィングの問題である。
フィルター素子5は前述の様にシャープカット特性を持
九せる為、誘電体の多層膜を用いて構成され、入射角に
従って特性が変化する。従ってレチクル10の各点を照
明する光束がフィルター素子5を遡る状態はすべて同一
である事が望ましい。第4図の実施例は投影光学系のレ
チクル面10側がテレセンドリンクである場合である。
同図で15で示した各光線がレチクル面10上の各点に
対する主光線である。主光線は投影光学系に従い平行と
なっている。従って第4図の場付、レチクル(filo
と照明糸のコンデンサーレンズ9の間にフィルター素子
5を配置すれば、フィルターの角度t¥j注はレチクル
面上の各点について全く同一でありシェーディングを起
こさない。
尚フィルター素子5は、レチクル面上の各点に対する照
明光束の主光線が平行になる所に設置すれは良く、必ず
しもレチクル面10とコンデンサーレンズ9との間に設
ける必要はない0第5図には、レチクル面101N+1
がテレセントリックでない投影光学系に対して木兄EJ
At適用した例である。レチクル面10に入射する主光
線15は平行ではないので第4図の様な位置にフィルタ
ー5を配置する事は適当でない。この場合には照明系内
に主光線が平行になる部分を作ってやれば良く、第5図
では正にその様な状態をオプティカルインテグレータ8
の後方に配置しt集光系21により作り出し、その位t
icフィルター系子5を配置している。勿論、レチクル
面10側がテレセントリックな投影系に対する照明系の
場合にも、照明系V′3IfI%に主光線が平行な所を
作ってやれば第4図の配置の代りに其拠にフィルターを
配置する事もできる。22は照明系の一部を構成する光
学部材である。
尚本実施例においてフィルター素子を配置する位置はフ
ィルター素子に入射する光束が厳密に平行でなくても所
定の4線スペクトルの光束が選択出来しかも不必要な連
続スペクトルの光束が除去出来る位置ならばどこに配置
しても艮いO (本発明の効果) 本発明によれば投影光学系を照明する照明系内の一部l
lC過当なフィルター素子を挿入し、それを用いて連続
スペクトルを効果的にカットし、14勝スペクトルに対
する悪影4gIを軽減させた高解像力の露を装置を達成
することができる。
又従来の硝子フィルターではカットが困難であった焼付
光付近の連続スペクトルの光を容易にカットすることか
で春色収差の影響を除去し像のコントラストを向上させ
た露光装置を達成することができる。
ま危、積極的に照明光学系内にレチクル面の各点を照明
する光束の主光線が平行となる位置を設け、この位置に
フィルター素子を配置すれば、フィルター素子に入射す
る光線の入射角度を小さくすることができ、光線の入射
角のズレによるフィルター素子の透過光波長特性のシフ
トを僅少VCし7’c高解像力の得られる露光装置を達
成することができる。
表画面の簡単な説明 第1図、@4図、第5図は各々本発明の一実施例の光学
系の概略図、第2図、第3図は各々本発明に係る光源と
フィルター素子の分″/1%性の説明図である。
図中1は梱円鏡、2は光源、3はフィールドレンズ、4
は第1コンデンサーレンズ、5はフィルター素子、6,
7は各々反射鏡、8はオプテイカルインテグレータ、9
は第2コンデンサーレンズ、10はレチクル面、1)は
投影光学系、12はウニへ面である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)照明系に複数のスペクトルを放射する光源を用い
    た半導体製造用の露光装置において、前記照明系の一部
    に前記光源から放射される発光スペクトルのうち所定の
    波長の光束のみを選択するフィルター素子を設けたこと
    を特徴とする露光装置。
  2. (2)前記フィルター素子を前記照明系内の被照射面の
    各点を照明する光束の主光線が略平行となる位置に設け
    たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の露光装
    置。
  3. (3)前記フィルター素子は所定の輝線スペクトルの領
    域外の連続スペクトルをカットするように構成されてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の露光装
    置。
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