NL9301972A

NL9301972A - Projectiebelichtingssysteem.

Info

Publication number: NL9301972A
Application number: NL9301972A
Authority: NL
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1992-11-21
Filing date: 1993-11-16
Publication date: 1994-06-16
Also published as: JP2875143B2; KR940012508A; NL194951B; US5386266A; KR100234357B1; NL194951C; JPH0774086A

Description

Projectiebelichtingssysteem.

Achtergrond van de uitvinding

De uitvinding heeft betrekking op een projectie-belichtingssysteem en meer in het bijzonder op een gemodificeerd belichtingssysteem voor een projectie-belichtingssysteem.

Voor de projectiebelichtingstechnologie voor het vormen van fijne patronen zoals halfgeleiderinrichtingen, zijn er recentelijk aangeboden een excimerlaserprojectiesysteem, een faseverschuivingsmaskermethode en een schuine belichtings-methode. Een gemodificeerde belichtingsmethode voor de 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 focusseringsdiepte kan verbeteren.

Fig. 1 toont schematisch een belichtingssysteem voor een conventioneel projectiebelichtingssysteem. Met verwijzing naar fig. 1 is een reflectiespiegel 2 geplaatst aan de voorzijde van lichtbron 1. Een parallelle lichtbundel vormende lens 3 en een facettenlens (vliegenooglens) 4 zijn achtereenvolgens geïnstalleerd langs een lichtvoortplan-tingsweg aan de achterzijde van lichtbron 1. Bij het belichtingssysteem voor een projectiebelichtingssysteem, zoals boven opgebouwd, wordt licht geëmitteerd van lichtbron 1, gereflecteerd en geconvergeerd door reflectiespiegel 2, teneinde in te vallen op de parallel-lichtvormende lens 3. Vrijwel parallel licht wordt verkregen van de parallel-lichtvormende lens 3 naar de facettenlens 4. In een dwarsdoorsnee, 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 fig. 4.

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 lichtbenuttings-rendement zeer laag, aangezien de hoeveelheid van het omtrekslicht klein is zoals boven beschreven. Dienovereenkomstig moet de belichtingstijd worden verlengd waardoor de produktiviteit lager wordt.

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 in hoofdzaak van omtrekslicht, teneinde daardoor de produktiviteit te vergroten.

Teneinde dit te bereiken, 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 lichtverstrooiïngsinrichting, geplaatst tussen de parallellicht-vormende lens en de facettenlens langs een lichtvoortplantingsweg, teneinde het centraal invallende licht naar de omtrek 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 de projectiebelichtingssysteem van de uitvinding wordt, omdat het centrale licht door middel van de lichtverstrooiïngsinrichting invalt op de omtrek van de facettenlens in schuine belichting, waarbij alleen het omtrekslicht van de facettenlens gebruikt wordt, het lichtbenuttingsrendement verhoogd en de belichtingstijd verlaagd, zodat de produktiviteit 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:

Fig. 1 een schematisch zijaanzicht van een gebruikelijk projectiebelichtingssysteem,

Fig. 2 een schematisch zijaanzicht van een eerste uitvoering van een projectiebelichtingssysteem volgens de uitvinding,

Fig. 3 een schematisch zijaanzicht van een tweede uitvoeringsvorm van een projectiebelichtingssysteem volgens de uitvinding, en

Fig. 4 een grafiek, welke de lichtintensiteit toont bij een dwarsdoorsnee genomen volgens lijn A-A van fig. 1 (kromme a) en de uitvoeringen van de fig. 2 en 3 (kromme b).

Gedetailleerde beschrijving van de uitvinding

Met verwijzing naar fig. 2, waarin een eerste uitvoering van de uitvinding getoond is, zijn een lichtbron 10, een reflectiespiegel 20, een parallellicht-vormende lens 30 en een facettenlens 40 opeenvolgend aangebracht langs een lichtvoortplantingsweg. Een eerste lichtverstrooiïngslens 51, welke het wezen vormt van de onderhavige uitvinding, is geplaatst tussen parallellicht-vormende lens 30 en facettenlens 40.

Het centrale deel van de eerste lichtverstrooiïngslens 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 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 volgens de uitvinding, zal in het onderstaande worden beschreven.

Het licht, geëmitteerd van lichtbron 10, wordt gereflecteerd en geconvergeerd door de reflecterende 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 lichtverstrooiïngslens 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 lichtverstrooiïngslens 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 lichtverstrooiïngslens 51, valt in aan de omtrek van de facettenlens 40 na te zijn gegaan door de eerste lichtverstrooiïngslens 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.

Bij de tweede uitvoering van de uitvinding volgens fig.

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 lichtverstrooiïngslens 52, welke het wezen vormt van de onderhavige uitvinding, is geplaatst tussen de parallellicht-vormende lens 30 en de facettenlens 40.

De tweede lichtverstrooiïngslens 52 heeft een veelvoud van dicht opeen geplaatste kleine convexe lenzen 52' in het centrale gedeelte, hetgeen een andere facettenlens vormt. De tweede lichtverstrooiïngslens 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 brandpuntsafstand van de convexe lenzen ongeveer 10 mm te zijn.

Dergelijke convexe lenzen kunnen worden vervangen door een zoneplaat, hetgeen een diffraktielens 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.

De werking van de tweede uitvoering van de uitvinding 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 lichtverstrooiïngslens 52. Aangezien de tweede lichtverstrooiïngslens 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 40. Het licht dat invalt aan de omtrek van de tweede lichtverstrooiïngslens 52, gaat door de tweede lichtverstrooiïngslens 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 iets dergelijks.

Zoals boven beschreven is bij het projectiebelichtings-systeem volgens de uitvinding een lichtverstrooiïngs-inrichting geplaatst tussen een parallellicht-vormende lens en een facettenlens, die geplaatst zijn op een lichtweg, 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 fig. 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 belichting in hoofdzaak periferaal licht gebruikt wordt, wordt het lichtbenuttingsrendement verhoogd en kan de belichtingstijd daardoor worden verlaagd, hetgeen de produktiviteit verbetert.

Claims

1. Projectiebelichtingssysteem met een lichtbron, een facettenlens, welke licht ontvangt van de lichtbron voor het belichten van een masker, en gemodificeerde belichtings-middelen voor het modificeren van de belichting, met het kenmerk, dat het systeem verder een lichtverstrooiïngslens heeft, geplaatst vóór de facettenlens over een lichtvoortplantingsweg, teneinde centraal invallend licht af te buigen naar de omtrek van de facettenlens.

2. Projectiebelichtingssysteem, omvattende: een lichtbron, een parallellicht-vormende lens voor het vormen van het licht, geëmitteerd van de lichtbron, tot parallel licht, een facettenlens, die het licht ontvangt dat gegaan is door de parallellicht-vormende lens voor het vormen van een tweede lichtbron, gekenmerkt door een lichtverstrooiïngsorgaan, geplaatst tussen de parallellicht-vormende lens en de facettenlens op een lichtweg voor het divergeren van het centraal invallende licht naar de omtrek van de facettenlens.

3. Projectiebelichtingssysteem volgens conclusie 2, m e t het kenmerk, dat het lichtverstrooiïngsorgaan een eerste lichtdispersielens is, waarvan het centrale gedeelte wordt gevormd door een concave lens.

4. Projectiebelichtingssysteem volgens conclusie 2, m e t het kenmerk, dat het lichtverstrooiïngsorgaan een tweede lichtdispersielens is, waarvan het centrale gedeelte wordt gevormd door een hoeveelheid convexe lensjes voor het convergeren van het licht, dat gegaan is door de parallellicht-vormende lens, en het afbuigen van het geconvergeerde licht naar de omtrek van de facettenlens.