NL194951C

NL194951C - Projectiebelichtingssysteem.

Info

Publication number: NL194951C
Application number: NL9301972A
Authority: NL
Inventors: Ho-Young Kang
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1992-11-21
Filing date: 1993-11-16
Publication date: 2003-08-04
Also published as: JP2875143B2; KR940012508A; NL194951B; US5386266A; KR100234357B1; JPH0774086A; NL9301972A

Description

1 194951

Projectiebelichtingssysteem

Achtergrond van de uitvinding

De uitvinding heeft betrekking op een projectiebelichtingssysteem met een lichtbron, een facettenlens, welke 5 licht ontvangt van de lichtbron voor het belichten van een masker, en middelen voor het modificeren van de belichting.

Een dergelijk systeem is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 5.153.773. Volgens dit bekende systeem is de lichtbron een excimerlaser, die een lichtbundel uitzendt met geringe ruimtelijke coherentie. Deze bundel wordt door een bundelverdeler opgesplitst in twee deelbundels, waarvan de één wordt 10 omgeleid via afbuigprisma’s, waarna de beide bundels weer worden samengevoegd bij het oppervlak van de facettenlens. Doordat de omgebogen bundel een grotere weglengte heeft dan de andere bundel wordt hierdoor bereikt, dat de beide bundels niet coherent zijn, en derhalve niet kunnen interfereren. Hierdoor wordt een uniforme lichtverdeling verkregen aan het voorvlak van de facettenlens, welke uniformiteit nog kan worden verhoogd door het laten roteren van een wigvormig eindprisma. Het uit de facettenlens 15 tredende licht bezit een uniforme intensiteit, waarmee evenwel geen optimale resolutie kan worden bereikt. Een gemodificeerde belichtingsmethode voor schuine belichting kan de resolutie verbeteren zonder toevoegen van nieuwe apparatuur, en wordt derhalve op ruime schaal toegepast. In het bijzonder is vastgesteld dat, in vergelijking met een conventionele methode, een ringvormige belichtingsmethode, gemodificeerd door ringvormige openingen te hebben, de resolutie kan verhogen met 15-20% en de 20 focusseringsdiepte kan verbeteren.

Wanneer evenwel de ringvormige belichting of schuine belichting, die alleen gebruik maakt van het omtrekslicht, gebruikt wordt bij het belichtingssysteem voor een projectiebelichtingssysteem, is het lichtbenuttingsrendement zeer laag, aangezien de hoeveelheid van het omtrekslicht klein is. Dienovereenkomstig moet de belichtingstijd worden verlengd waardoor de productiviteit lager wordt.

25

Samenvatting van de uitvinding

Het is daarom een doel van de uitvinding om een projectiebelichtingssysteem te verschaffen voor het verhogen van het lichtbenuttingsrendement van een gemodificeerd belichtingssysteem zoals ringvormige belichting, waarbij gebruik gemaakt wordt van in hoofdzaak omtrekslicht teneinde daardoor de productiviteit 30 te vergroten.

Daartoe voorziet de uitvinding in een projectiebelichtingssysteem zoals omschreven in de aanhef, met het kenmerk, dat het systeem verder een lichtverstrooiingslens heeft, geplaatst vóór de facettenlens over een lichtvoortplantingsweg, teneinde centraal invallend licht af te buigen naar de omtrek van de facettenlens.

35 Meer in het bijzonder wordt er voorzien in een projectiebelichtingssysteem omvattende: een lichtbron, een parallellicht vormende lens voor het vormen van het licht, geëmitteerd van de lichtbron tot parallel licht, een facettenlens, welke het licht ontvangt dat gegaan is door de parallellicht-vormende lens, teneinde een tweede lichtbron te vormen, en een lichtverstrooiingsinrichting, geplaatst tussen de parallellicht vormende lens en de facettenlens langs een lichtvoortplantingsweg, teneinde het centraal vallende licht naar de omtrek 40 van de facettenlens af te buigen. Bij de onderhavige uitvinding vormt de facettenlens de tweede lichtbron voor het belichten van een masker, waarop een voorbepaald patroon gevormd is.

Bij het projectiebelichtingssysteem van de uitvinding wordt, omdat het centrale licht door middel van de lichtverstrooiingsinrichting invalt op de omtrek van de facettenlens in de schuine belichting, waarbij alleen het omtrekslicht van de facettenlens gebruikt wordt, het lichtbenuttingsrendement verhoogd en de belich-45 tingstijd verlaagd, zodat de productiviteit wordt verhoogd.

Korte beschrijving van de tekening

Bovengenoemd doel en andere voordelen van de uitvinding zullen duidelijk worden uit de detailbeschrijving van een voorkeursuitvoering met verwijzing naar de tekening. In de tekening toont: 50 figuur 1 een schematisch zijaanzicht van een gebruikelijk projectiebelichtingssysteem, figuur 2 een schematisch zijaanzicht van een eerste uitvoering van een verbeterd projectiebelichtingssysteem, figuur 3 een schematisch zijaanzicht van een tweede uitvoeringsvorm van een verbeterd projectiebelichtingssysteem, en 55 figuur 4 een grafiek, welke de lichtintensiteit toont bij een dwarsdoorsnede genomen volgens lijn A-A van figuur 1 (kromme a) en de uitvoeringen van de figuren 2 en 3 (kromme b).

194951 2

Figuur 1 toont schematisch een belichtingssysteem voor een conventioneel projectiebelichtingssysteem. Met „ verwijzing naar figuur 1 is een reflectiespiegel 2 geplaatst aan de voorzijde van de lichtbron 1. Een parallelle lichtbundel vormende lens 3 en een facettenlens (vliegenooglens) 4 zijn achtereenvolgens geïnstalleerd langs een lichtvoortplantingsweg aan de achterzijde van lichtbron 1. Bij het belichtingssysteem voor een 5 projectiebelichtingssysteem zoals boven opgebouwd, wordt licht geëmitteerd van lichtbron 1, gereflecteerd en geconvergeerd door reflectiespiegel 2, teneinde in te vallen op de parallellicht vormende lens 3. Vrijwel parallel licht wordt verkregen van de parallellicht vormende lens 3 naar de facettenlens 4. In een dwarsdoorsnede, genomen volgens lijn A-A, is de lichtintensiteit juist voorafgaand aan het invallen op de facettenlens 4 groot in het midden en zwak rond de omtrek. De lichtintensiteit is getoond als grafiek (a) in figuur 4.

10 Met verwijzing naar figuur 2, zijn een lichtbron 10, een reflectiespiegel 20, een parallellicht vormende lens 30 en een facettenlens 40 opeenvolgend aangebracht langs een lichtvoortplantingsweg. Een eerste lichtverstrooiingslens 51 is geplaatst tussen parallellicht vormende lens 30 en facettenlens 40.

Het centrale deel van de eerste lichtverstrooiingslens 51 bestaat uit een concave lens 51', zodat het parallelle licht, dat invalt op het centrale gedeelte, wordt afgebogen en invalt aan de omtrek van de 15 facettenlens 40. Hiertoe dient concave lens 51' te zijn gevormd met een voorbepaalde kromming en een voorbepaalde afstand te bezitten ten opzichte van facettenlens 40.

De werking van het projectiebelichtingssysteem met een dergelijk belichtingssysteem als boven geconstrueerd, zal in het onderstaande worden beschreven.

Het licht, geëmitteerd van lichtbron 10, wordt gereflecteerd en geconvergeerd door de reflecterende 20 spiegel 20, en valt vervolgens in op de parallellicht vormende lens 30. Het licht, dat invalt op de parallellicht vormende lens 30 gaat door de eerste lichtverstrooiingslens 51, aangebracht dichtbij het achtereinde daarvan, en valt in op de facettenlens 40. Hier is het licht, dat invalt op het centrale deel van eerste lichtverstrooiingslens 51 afgebogen door de concave lens 51', teneinde in te vallen aan de omtrek van de facettenlens 40. Het licht, dat invalt aan de omtrek van de eerste lichtverstrooiingslens 51, valt in aan de 25 omtrek van de facettenlens 40 na te zijn gegaan door de eerste lichtverstrooiingslens 51, aangezien hier geen refractie plaatsvindt. Het licht, dat invalt aan de omtrek van de facettenlens 40, vormt de tweede lichtbron, die zorgt voor schuine belichting naar een masker, waarop een voorbepaald patroon is gevormd. Dienovereenkomstig wordt dit patroon overgebracht en afgedrukt op het masker voor het vervaardigen van een halfgeleiderinrichting of iets dergelijks.

30 Bij de tweede uitvoering volgens figuur 3 zijn een lichtbron 10, een reflecterende spiegel 20, een parallellicht vormende lens 30 en een facettenlens 40 achtereenvolgens opgesteld langs een lichtweg in dezelfde configuratie als bij de eerste uitvoering. Een tweede lichtverstrooiingslens 52, welke het wezen vormt van de onderhavige uitvinding, is geplaatst tussen de parallellicht vormende lens 30 en de facettenlens 40.

35 De tweede lichtverstrooiingslens 52 heeft een veelvoud van dicht opeen geplaatste kleine convexe lenzen 52' in het centrale gedeelte, hetgeen een andere facettenlens vormt. De tweede lichtverstrooiingslens 52 divergeert het centrale licht naar de omtrek. De brandpuntsafstand van de convexe lenzen dient te worden vastgesteld rekening houdende met de grootte van de facettenlens. Indien bijvoorbeeld de diameter van de facettenlens 40 50 mm bedraagt en de dikte ervan 5 mm, dient de 40 brandpuntsafstand van de convexe lenzen ongeveer 10 mm te zijn.

Dergelijke convexe lenzen kunnen worden vervangen door een zoneplaat, hetgeen een diffractielens is, gebruikt bij de faseverschuivingsmethode. De zoneplaat wordt vervaardigd onder gebruikmaking van een fotoresist, en wordt gevormd voor het afwisselend hebben van ringvormige patroondelen en etsdelen, welke concentrisch verlopen.

45 De werking van de tweede uitvoering zoals boven uiteengezet, zal nu worden beschreven.

Het licht van lichtbron 10 loopt via reflectiespiegel 20 en parallellicht vormende lens 30, en valt in op de tweede lichtverstrooiingslens 52. Aangezien de tweede lichtverstrooiingslens 52 een hoeveelheid kleine convexe lensjes 52' heeft in het centrale gedeelte ervan, wordt het licht, dat invalt op de convexe lensjes, eerst geconvergeerd en vervolgens gedivergeerd, teneinde in te vallen op de omtrek van de facettenlens 50 40. Het licht dat invalt aan de omtrek van de tweede lichtverstrooiingslens 52, gaat door de tweede lichtverstrooiingslens 52 heen zoals het is zonder breking en valt in aan de omtrek van de facettenlens 40.

Het licht dat invalt op de omtrek van de facettenlens 40, vormt een tweede lichtbron, die een schuine belichting geeft op een masker, waarop een voorbepaald patroon is gevormd, dienovereenkomstig wordt dit patroon overgedragen en afgedrukt op het masker voor het vervaardigen van een halfgeleiderinrichting of 55 iets dergelijks.

Zoals boven beschreven is bij het verbeterde projectbelichtingssysteem een lichtverstrooiingsinrichting geplaatst tussen een parallellicht vormende lens en een facettenlens, die geplaatst zijn op een lichtweg,

Claims

1. Projectiebelichtingssysteem met een lichtbron, een facettenlens, welke licht ontvangt van de lichtbron voor het belichten van een masker, en middelen voor het modificeren van de belichting, met het kenmerk, dat het systeem verder een lichtverstrooiingslens (51; 52) heeft, geplaatst vóór de facettenlens (40) over een lichtvoortplantingsweg, teneinde centraal invallend licht af te buigen naar de omtrek van de facettenlens 15 (40).

2. Projectiebelichtingssysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de middelen voor het modificeren van de belichting bestaan uit een parallellicht vormende lens (30) voor het vormen van het licht, geëmitteerd van de lichtbron, tot parallel licht, en de lichtverstrooiingslens (51; 52), die geplaatst is tussen de parallellicht vormende lens (30) en de facettenlens (40) op de lichtvoortplantingsweg voor het divergeren van het 20 centraal invallende licht naar de omtrek van de facettenlens (40).

3. Projectiebelichtingssysteem volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de lichtverstrooiingslens een eerste lichtdispersielens (51) is, waarvan het centrale gedeelte wordt gevormd door een concave lens (510·

3 194951 zodat het licht, dat invalt op het centrale deel van de facettenlens via de parallellicht vormende lens, wordt gedivergeerd naar de omtrek. Daardoor is de lichtintensiteit juist vóór het invallen op de facettenlens, zoals getoond als kromme (b) in figuur 4, zodanig, dat het licht meer uniform verdeeld is aan het centrale gedeelte en de omtrek. Aangezien het centrale licht is afgebogen rond de omtrek waardoor in de schuine 5 belichting in hoofdzaak periferaal licht gebruikt wordt, wordt het lichtbenuttingsrendement verhoogd en kan de belichtingstijd daardoor worden verlaagd, hetgeen de productiviteit verbetert. 10

4. Projectiebelichtingssysteem volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het lichtverstrooiingsorgaan een tweede lichtdispersielens (52) is, waarvan het centrale gedeelte wordt gevormd door een hoeveelheid 25 convexe lensjes (520 voor het convergeren van het licht, dat gegaan is door de parallellicht vormende lens (30), en het afbuigen van het geconvergeerde licht naar de omtrek van de facettenlens (40). Hierbij 1 blad tekening j |