JP2679195B2 - 投影露光装置 - Google Patents
投影露光装置Info
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- pattern
- spherical aberration
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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
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70241—Optical aspects of refractive lens systems, i.e. comprising only refractive elements
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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、投影露光装置、特にその投影光学系に関す
る。
る。
従来、LSIや超LSI等の極微細パターンからなる半導体
素子の製造に縮小投影型露光装置が使用されており、一
層微細化するパターンを正確にしかも安定して転写する
ために多大の努力が続けられている。例えば、露光波長
により短い波長の光を用いることや、投影光学系のNA
（開口数）を大きくすることの努力が積み重ねられてい
る。そして、このような微細パターンの安定した転写の
ためには、投影光学系の解像が優れていることのみなら
ず、投影像のコントラストが高いことも必要となってき
ており、照明状態を種々検討して最適な露光条件を見出
す努力も払われてきている。照明条件に関して、投影光
学系のNA（開口数）に対する照明光学系のNAの比に相当
する所謂σ値の調節によって、所定のパターンについて
の解像力とコントラストとの適切なバランスを得るよう
に両光学系のNAを調整することが、例えば実開昭61−15
1号公報等により知られている。
素子の製造に縮小投影型露光装置が使用されており、一
層微細化するパターンを正確にしかも安定して転写する
ために多大の努力が続けられている。例えば、露光波長
により短い波長の光を用いることや、投影光学系のNA
（開口数）を大きくすることの努力が積み重ねられてい
る。そして、このような微細パターンの安定した転写の
ためには、投影光学系の解像が優れていることのみなら
ず、投影像のコントラストが高いことも必要となってき
ており、照明状態を種々検討して最適な露光条件を見出
す努力も払われてきている。照明条件に関して、投影光
学系のNA（開口数）に対する照明光学系のNAの比に相当
する所謂σ値の調節によって、所定のパターンについて
の解像力とコントラストとの適切なバランスを得るよう
に両光学系のNAを調整することが、例えば実開昭61−15
1号公報等により知られている。
しかしながら、上記の如き従来の装置においては、照
明光学系の最適化はある程度可能になるものの、投影光
学系のNAが増大すればするほど焦点深度が浅くなるた
め、レチクル上の微細パターンをウエハ上に露光転写す
る時の焦点整合条件が極めて厳しくなり、わずかの焦点
変動があってもパターンの転写が正確になされないとい
う問題があった。また、転写パターンは単一の周期構造
のみからなるものではなく、異なる周期構造の微細パタ
ーンが併存するものであるところ、一般の投影光学系に
よっては、微細パターンの線幅によって最適焦点位置
（ベストフォーカス位置）が変動する傾向にあるため、
転写されるパターンの微細度に応じてベストフォーカス
位置が異なるなど、製造上のより厳密な調整と管理が不
可欠となっていた。
明光学系の最適化はある程度可能になるものの、投影光
学系のNAが増大すればするほど焦点深度が浅くなるた
め、レチクル上の微細パターンをウエハ上に露光転写す
る時の焦点整合条件が極めて厳しくなり、わずかの焦点
変動があってもパターンの転写が正確になされないとい
う問題があった。また、転写パターンは単一の周期構造
のみからなるものではなく、異なる周期構造の微細パタ
ーンが併存するものであるところ、一般の投影光学系に
よっては、微細パターンの線幅によって最適焦点位置
（ベストフォーカス位置）が変動する傾向にあるため、
転写されるパターンの微細度に応じてベストフォーカス
位置が異なるなど、製造上のより厳密な調整と管理が不
可欠となっていた。
このため、超LSIの製造工程においては、極めて厳密
な焦点検出と確実な焦点位置補正を行うことが常に必要
となり、装置の複雑かつ大型化と、処理時間の長大化を
招きスループットの低下をもたらす原因となっていた。
な焦点検出と確実な焦点位置補正を行うことが常に必要
となり、装置の複雑かつ大型化と、処理時間の長大化を
招きスループットの低下をもたらす原因となっていた。
本発明の目的は、上記の如き問題点を解消して、投影
光学系の有する解像力をさ程低下することなく、種々の
微細パターンに対しても極めて安定して転写を行うこと
ができる投影露光装置を提供することにある。
光学系の有する解像力をさ程低下することなく、種々の
微細パターンに対しても極めて安定して転写を行うこと
ができる投影露光装置を提供することにある。
本発明者らは、上述の如き問題点を克服すべく、種々
の照明条件において、また種々のレジストに対する露光
状態について、鋭意試験研究を行った結果以下のような
知見を得た。すなわち、フォトリソグラフィーによって
ウエハ上に最終的に形成される微細パターンの解像度に
関して、レジストという厚さのある感光体に対してはレ
ジスト内部での多重反射が存在するために、投影光学系
のもつ結像性能が無収差の状態では解像度の向上には限
界があり、ある程度縦の球面収差が過剰の状態である方
が解像度が向上すること、そして、無収差の投影光学系
にあっては、パターンの微細度によって最適焦点位置が
変動する傾向にあり、種々の微細度のパターンに対する
いわば総合焦点深度の安定性には却って不利であること
を見出し、本発明に到ったものである。
の照明条件において、また種々のレジストに対する露光
状態について、鋭意試験研究を行った結果以下のような
知見を得た。すなわち、フォトリソグラフィーによって
ウエハ上に最終的に形成される微細パターンの解像度に
関して、レジストという厚さのある感光体に対してはレ
ジスト内部での多重反射が存在するために、投影光学系
のもつ結像性能が無収差の状態では解像度の向上には限
界があり、ある程度縦の球面収差が過剰の状態である方
が解像度が向上すること、そして、無収差の投影光学系
にあっては、パターンの微細度によって最適焦点位置が
変動する傾向にあり、種々の微細度のパターンに対する
いわば総合焦点深度の安定性には却って不利であること
を見出し、本発明に到ったものである。
すなわち、本発明は所定のパターンを有するレチクル
を照明するための照明光学系と、該レチクル上のパター
ンをウエハ面上に投影するための所定の開口数を持つ投
影光学系とを有する投影露光装置において、投影光学系
によるレチクル上パターンのウエハ面上への結像に関す
る球面収差を補正過剰としたものである。
を照明するための照明光学系と、該レチクル上のパター
ンをウエハ面上に投影するための所定の開口数を持つ投
影光学系とを有する投影露光装置において、投影光学系
によるレチクル上パターンのウエハ面上への結像に関す
る球面収差を補正過剰としたものである。
そして、照明条件、レチクルパターンの微細度やレジ
ストの厚さ等に応じて投影光学系の縦の球面収差量を可
変とするための球面収差可変手段を設ける構成としたも
のである。
ストの厚さ等に応じて投影光学系の縦の球面収差量を可
変とするための球面収差可変手段を設ける構成としたも
のである。
このようなレチクル上パターンのウエハ面上への結像
に関する投影光学系の縦の球面収差量ΔＳは、 ０≦ΔＳ≦５λ/NA2 （１） の条件を満足する範囲とすることが望ましいことを見出
したものである。ここで、λはレチクル上パターンがウ
エハ上に投影される露光光の波長であり、NAは投影光学
系の開口数である。
に関する投影光学系の縦の球面収差量ΔＳは、 ０≦ΔＳ≦５λ/NA2 （１） の条件を満足する範囲とすることが望ましいことを見出
したものである。ここで、λはレチクル上パターンがウ
エハ上に投影される露光光の波長であり、NAは投影光学
系の開口数である。
上記の如き本発明の構成においては、投影光学系の球
面収差を補正過剰状態とすることによって、解像度をさ
ほど低下させることなしに実質的な焦点深度が深くな
る。これに対し、従来から一般に理想的とされる球面収
差の所謂フルコレクション状態では、解像力が確かに良
くなるものの、焦点深度が浅くなり、被投影面（ウエハ
面）と投影光学系の最良像点との相対的移動に対する結
像性能の安定性に欠けることが判明した。また、転写さ
れるパターンに異なる微細度のパターンが存在する場合
にも球面収差がやや補正過剰である場合の方が、微細度
の差によるベストフォーカス位置の変化が少なく安定し
ていることも判明した。
面収差を補正過剰状態とすることによって、解像度をさ
ほど低下させることなしに実質的な焦点深度が深くな
る。これに対し、従来から一般に理想的とされる球面収
差の所謂フルコレクション状態では、解像力が確かに良
くなるものの、焦点深度が浅くなり、被投影面（ウエハ
面）と投影光学系の最良像点との相対的移動に対する結
像性能の安定性に欠けることが判明した。また、転写さ
れるパターンに異なる微細度のパターンが存在する場合
にも球面収差がやや補正過剰である場合の方が、微細度
の差によるベストフォーカス位置の変化が少なく安定し
ていることも判明した。
この様子を第２図及び第３図に示した。第２図は球面
収差の補正状態を示し（Ａ）は球面収差の所謂フルコレ
クション状態、（Ｂ）は球面収差の補正過剰状態、
（Ｃ）は球面収差を過大に補正過剰とした状態をそれぞ
れ示している。また、第３図はその横軸に焦点変動量Δ
DFを、縦軸にウエハ面上での転写パターンの線幅Ｌをと
って、ウエハ面上に露光転写されるパターンの線幅と焦
点変動との関係を示している。この曲線は一般にCD−フ
ォーカス曲線（Critical Dimension−Focus Curve）と
呼ばれている。第３図の（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、それぞ
れ第２図の（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の収差補正状態に対応し
ており、第３図においては線幅の異なる２つのパターン
として、0.8μｍラインアンドスペース、及び1.6μｍラ
インアンドスペースについての特性をそれぞれ示した。
収差の補正状態を示し（Ａ）は球面収差の所謂フルコレ
クション状態、（Ｂ）は球面収差の補正過剰状態、
（Ｃ）は球面収差を過大に補正過剰とした状態をそれぞ
れ示している。また、第３図はその横軸に焦点変動量Δ
DFを、縦軸にウエハ面上での転写パターンの線幅Ｌをと
って、ウエハ面上に露光転写されるパターンの線幅と焦
点変動との関係を示している。この曲線は一般にCD−フ
ォーカス曲線（Critical Dimension−Focus Curve）と
呼ばれている。第３図の（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、それぞ
れ第２図の（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の収差補正状態に対応し
ており、第３図においては線幅の異なる２つのパターン
として、0.8μｍラインアンドスペース、及び1.6μｍラ
インアンドスペースについての特性をそれぞれ示した。
第２図（Ａ）に示した如く、周縁光線に対する球面収
差量を零とした所謂フルコレクション状態（ΔＳ＝０）
においては、第３図（Ａ）のようにCD−フォーカス曲線
の底が深く、解像力が高いことを反映している。そし
て、所定の線幅の範囲ΔＬに入る焦点変動領域ΔDFAは
ある程度の広さを有している。これに対し、第２図
（Ｂ）の如く球面収差量ΔＳをやや補正過剰（ΔＳ＝Δ
SB）とした場合には、第３図（Ｂ）の如く、CD−フォー
カス曲線の下部は平坦化しており、所定の線幅の範囲Δ
Ｌに入る焦点変動領域ΔDFBは、（Ａ）の場合のΔDFAよ
りも大きくなる。そして、解像力はあまり低下しないた
めCD−フォーカス曲線の底はある程度深く維持され、対
称性も良くなる。
差量を零とした所謂フルコレクション状態（ΔＳ＝０）
においては、第３図（Ａ）のようにCD−フォーカス曲線
の底が深く、解像力が高いことを反映している。そし
て、所定の線幅の範囲ΔＬに入る焦点変動領域ΔDFAは
ある程度の広さを有している。これに対し、第２図
（Ｂ）の如く球面収差量ΔＳをやや補正過剰（ΔＳ＝Δ
SB）とした場合には、第３図（Ｂ）の如く、CD−フォー
カス曲線の下部は平坦化しており、所定の線幅の範囲Δ
Ｌに入る焦点変動領域ΔDFBは、（Ａ）の場合のΔDFAよ
りも大きくなる。そして、解像力はあまり低下しないた
めCD−フォーカス曲線の底はある程度深く維持され、対
称性も良くなる。
そして、球面収差を第２図（Ｃ）の如く大きく補正過
剰とする場合には、当然のことながら解像力の低下をも
たらす。このため、第３図（Ｃ）の如くCD−フォーカス
曲線の底が浅くなり、所定の線幅の範囲ΔＬに入る焦点
変動領域ΔDFCはかなり小さくなる。またこの場合、同
時にCD−フォーカス曲線の対称性も悪化し、投影露光装
置としての安定性に欠けることとなる。
剰とする場合には、当然のことながら解像力の低下をも
たらす。このため、第３図（Ｃ）の如くCD−フォーカス
曲線の底が浅くなり、所定の線幅の範囲ΔＬに入る焦点
変動領域ΔDFCはかなり小さくなる。またこの場合、同
時にCD−フォーカス曲線の対称性も悪化し、投影露光装
置としての安定性に欠けることとなる。
また、第３図（Ａ）（Ｂ）及び（Ｃ）には、線幅が0.
8μｍラインアンドスペース、及び1.6μｍラインアンド
スペースの各場合についてのベストフォーカス位置を結
ぶ直線ｌを示したが、第３図（Ａ）においては、線幅が
大きくなるにつれてベストフォーカス位置が正方向に移
動、第３図（Ｃ）においては、線幅が大きくなるにつれ
てベストフォーカス位置が負方向に移動している。これ
に対して、第３図（Ｂ）に示される如く、球面収差がや
や過剰の場合には、線幅が異なってもベストフォーカス
位置がほとんど変化することがなく安定していることが
明らかである。
8μｍラインアンドスペース、及び1.6μｍラインアンド
スペースの各場合についてのベストフォーカス位置を結
ぶ直線ｌを示したが、第３図（Ａ）においては、線幅が
大きくなるにつれてベストフォーカス位置が正方向に移
動、第３図（Ｃ）においては、線幅が大きくなるにつれ
てベストフォーカス位置が負方向に移動している。これ
に対して、第３図（Ｂ）に示される如く、球面収差がや
や過剰の場合には、線幅が異なってもベストフォーカス
位置がほとんど変化することがなく安定していることが
明らかである。
以上の如き、球面収差の補正状態とCD−フォオーカス
曲線との関係は、照明条件や、投影光学系の開口数、そ
して被露光体としてのウエハ及びレジストの種類によっ
て種々変化するものの、上述した傾向はほぼ保存され
る。このような球面収差の補正状態とCD−フォーカス曲
線との関係について種々検討した結果により、上記
（１）式の如き球面収差量の適切な範囲を見出したもの
である。（１）式の条件の下限を外れる場合には、解像
力についてのある程度の向上は可能であるものの、CD−
フォーカス曲線の下部の拡がりが少なくなり、対称性も
大きく崩れる。そして、線幅が異なる場合にそれぞれの
場合でのベストフォーカス位置が大きく異なることとな
り、種々の微細度のパターンを有するレチクルに対して
転写の安定性を維持することが難しくなる。他方、
（１）式の上限を越える場合には、球面収差が過剰とな
り過ぎて解像力が低下するのみならず、CD−フォオーカ
ス曲線の下部が狭く許容焦点深度が浅く、非対称性も著
しくなると共に、線幅によってベストフォーカス位置が
異なることとなり、種々の微細度のパターンに対する安
定な転写を行うことが困難になる。
曲線との関係は、照明条件や、投影光学系の開口数、そ
して被露光体としてのウエハ及びレジストの種類によっ
て種々変化するものの、上述した傾向はほぼ保存され
る。このような球面収差の補正状態とCD−フォーカス曲
線との関係について種々検討した結果により、上記
（１）式の如き球面収差量の適切な範囲を見出したもの
である。（１）式の条件の下限を外れる場合には、解像
力についてのある程度の向上は可能であるものの、CD−
フォーカス曲線の下部の拡がりが少なくなり、対称性も
大きく崩れる。そして、線幅が異なる場合にそれぞれの
場合でのベストフォーカス位置が大きく異なることとな
り、種々の微細度のパターンを有するレチクルに対して
転写の安定性を維持することが難しくなる。他方、
（１）式の上限を越える場合には、球面収差が過剰とな
り過ぎて解像力が低下するのみならず、CD−フォオーカ
ス曲線の下部が狭く許容焦点深度が浅く、非対称性も著
しくなると共に、線幅によってベストフォーカス位置が
異なることとなり、種々の微細度のパターンに対する安
定な転写を行うことが困難になる。
尚、第３図の各CD−フォーカス曲線においては、横軸
のとり方が第２図の如き一般的な収差図の表示と異なっ
ており、横軸の正方向（＋）は投影対物レンズのバック
フォーカスが短くなる方向（ウエハを載置するステージ
５が上昇する方向）であり、横軸の負方向（−）は投影
対物レンズのバックフォーカスが長くなる方向（ウエハ
を載置するステージ５が下降する方向）を示している。
のとり方が第２図の如き一般的な収差図の表示と異なっ
ており、横軸の正方向（＋）は投影対物レンズのバック
フォーカスが短くなる方向（ウエハを載置するステージ
５が上昇する方向）であり、横軸の負方向（−）は投影
対物レンズのバックフォーカスが長くなる方向（ウエハ
を載置するステージ５が下降する方向）を示している。
以上の如き本発明による投影型露光装置を、第１図に
示した実施例の構成に基づいて説明する。
示した実施例の構成に基づいて説明する。
第１図に示す如く、照明光学装置１から供給される露
光用照明光は、コンデンサーレンズ２を介して所定の投
影パターンを有するレチクル３を均一照明する。レチク
ル３上のパターンは、縮小投影対物レンズ４によって、
ステージ５に載置されたウエハ６上に縮小投影される。
ここで、照明光学装置１において、露光光の波長λ、照
明系としての開口数（NA）等の照明情報が照明情報入力
手段11を介して演算手段20に入力され、レチクル３上に
形成されているパターンの線幅に関する投影パターンの
情報が投影パターン情報入力手段12から演算手段20に入
力される。また、ウエハの材質及びレジスト材料及びレ
ジストの厚さ等被露光体の情報が、被露光体情報入力手
段14により演算手段20に入力される。そして、縮小投影
対物レンズ４の絞り値（NA）情報も絞り情報入力手段13
を介して演算手段20に入力される。
光用照明光は、コンデンサーレンズ２を介して所定の投
影パターンを有するレチクル３を均一照明する。レチク
ル３上のパターンは、縮小投影対物レンズ４によって、
ステージ５に載置されたウエハ６上に縮小投影される。
ここで、照明光学装置１において、露光光の波長λ、照
明系としての開口数（NA）等の照明情報が照明情報入力
手段11を介して演算手段20に入力され、レチクル３上に
形成されているパターンの線幅に関する投影パターンの
情報が投影パターン情報入力手段12から演算手段20に入
力される。また、ウエハの材質及びレジスト材料及びレ
ジストの厚さ等被露光体の情報が、被露光体情報入力手
段14により演算手段20に入力される。そして、縮小投影
対物レンズ４の絞り値（NA）情報も絞り情報入力手段13
を介して演算手段20に入力される。
このような種々の情報に基づいて、演算手段20は最適
な球面収差量を求め、収差可変駆動手段30を介して収差
可変手段40により所望の球面収差を発生させ、第３図
（Ｂ）に示した如く線幅に応じた適切な焦点深度の状態
とすることが可能である。
な球面収差量を求め、収差可変駆動手段30を介して収差
可変手段40により所望の球面収差を発生させ、第３図
（Ｂ）に示した如く線幅に応じた適切な焦点深度の状態
とすることが可能である。
ところで、投影パターン情報入力手段12からのレチク
ル上パターンの微細度や、照明情報入力手段11からの照
明条件の情報により、演算手段20は、縮小投影対物レン
ズ４の最適絞り値を演算により求め、絞り制御手段21に
よって縮小投影対物レンズ４の絞りを最適絞り値に設定
することができる。そして、この場合には、絞り情報入
力手段13を介することなく演算手段20によって求められ
た最適絞り値に基づいて収差可変手段30によって、球面
収差の過剰量を最適値に設定することができる。
ル上パターンの微細度や、照明情報入力手段11からの照
明条件の情報により、演算手段20は、縮小投影対物レン
ズ４の最適絞り値を演算により求め、絞り制御手段21に
よって縮小投影対物レンズ４の絞りを最適絞り値に設定
することができる。そして、この場合には、絞り情報入
力手段13を介することなく演算手段20によって求められ
た最適絞り値に基づいて収差可変手段30によって、球面
収差の過剰量を最適値に設定することができる。
本発明における収差可変手段40としては、平行平面板
を球面波が通過することによってプラスの球面収差が発
生する現象を用いている。すなわち、理想的に収差補正
された投影対物レンズにおいて、集光または発散光束中
に平行平面板を挿入することによって球面収差を過剰に
発生させることができ、この平行平面板の厚さを変える
ことによって、過剰な球面収差量を任意に制御すること
が可能である。
を球面波が通過することによってプラスの球面収差が発
生する現象を用いている。すなわち、理想的に収差補正
された投影対物レンズにおいて、集光または発散光束中
に平行平面板を挿入することによって球面収差を過剰に
発生させることができ、この平行平面板の厚さを変える
ことによって、過剰な球面収差量を任意に制御すること
が可能である。
具体的には、第４図の如く、厚さの異なる平行平面板
41,42を交互に光路中に挿入することによって、球面収
差量を変えることが可能であり、第５図に示した如く、
２枚の楔プリズム43,44を互いに逆方向に移動すること
によって合成中心厚を連続的に変化させることも可能で
ある。また、第６図の如く、２枚の平行平面板45,46の
間に透明流体を充填し、２枚の平行平面板45,46の間隔
を変えることによって、平行平面板間の実質的光路長を
変えることができ、このような構成によっても所望の球
面収差量を付与することが可能である。
41,42を交互に光路中に挿入することによって、球面収
差量を変えることが可能であり、第５図に示した如く、
２枚の楔プリズム43,44を互いに逆方向に移動すること
によって合成中心厚を連続的に変化させることも可能で
ある。また、第６図の如く、２枚の平行平面板45,46の
間に透明流体を充填し、２枚の平行平面板45,46の間隔
を変えることによって、平行平面板間の実質的光路長を
変えることができ、このような構成によっても所望の球
面収差量を付与することが可能である。
球面収差可変手段としては、上記の如き種々の具体的
手段が可能であるが、いずれの場合にも、縮小投影対物
レンズ４をレチクル３側においてもテレセントリックな
構成として、投影対物レンズのレチクル側に配置するこ
とが好ましい。光束がテレセントリックになっている部
分に平行平面板を挿入すると、球面収差のみが変化し
て、他の収差（コマ収差，非点収差など）に影響を与え
ないようにできるからである。縮小投影露光装置として
は、投影対物レンズとウエハとの間が一般的にテレセン
トリックに構成されているため、投影対物レンズのウエ
ハ側に球面収差可変手段を挿入することも考えられる
が、この場合には投影対物レンズの作動距離が短くなる
ため、作動距離を大きくするための光学設計上の重大な
制約を受けることになる。また、投影対物レンズのウエ
ハ側では、NA（開口数）が大きいため、平行平面板で発
生させる球面収差量を制御するためにはその平行平面板
の厚さの許容誤差が非常に厳しくなり、実用的な制御が
難しくなる。
手段が可能であるが、いずれの場合にも、縮小投影対物
レンズ４をレチクル３側においてもテレセントリックな
構成として、投影対物レンズのレチクル側に配置するこ
とが好ましい。光束がテレセントリックになっている部
分に平行平面板を挿入すると、球面収差のみが変化し
て、他の収差（コマ収差，非点収差など）に影響を与え
ないようにできるからである。縮小投影露光装置として
は、投影対物レンズとウエハとの間が一般的にテレセン
トリックに構成されているため、投影対物レンズのウエ
ハ側に球面収差可変手段を挿入することも考えられる
が、この場合には投影対物レンズの作動距離が短くなる
ため、作動距離を大きくするための光学設計上の重大な
制約を受けることになる。また、投影対物レンズのウエ
ハ側では、NA（開口数）が大きいため、平行平面板で発
生させる球面収差量を制御するためにはその平行平面板
の厚さの許容誤差が非常に厳しくなり、実用的な制御が
難しくなる。
以上の如く本発明の投影露光装置によれば、投影光学
系の有する解像力をさ程低下することなく、極めて安定
して微細パターンの転写を行うことができる。このた
め、焦点検出と焦点位置補正手段の負担を軽減すること
ができ、簡単な構成でありながら、種々の線幅の微細パ
ターンの投影の場合においてもスループットを低下させ
ることなく効率良く露光を行うことが可能となる。
系の有する解像力をさ程低下することなく、極めて安定
して微細パターンの転写を行うことができる。このた
め、焦点検出と焦点位置補正手段の負担を軽減すること
ができ、簡単な構成でありながら、種々の線幅の微細パ
ターンの投影の場合においてもスループットを低下させ
ることなく効率良く露光を行うことが可能となる。
第１図は本発明による縮小投影露光装置の一実施例を示
す概略構成図、第２図は投影対物レンズの球面収差の様
子を示す収差図、第３図は投影対物レンズのCD−フォー
カス曲線図、第４図、第５図及び第６図はそれれそれ球
面収差可変手段の具体例を示す断面図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １……照明光学装置、４……投影対物レンズ ３……レチクル、６……ウエハ 20……演算手段 30……収差可変駆動手段 40……収差可変手段
す概略構成図、第２図は投影対物レンズの球面収差の様
子を示す収差図、第３図は投影対物レンズのCD−フォー
カス曲線図、第４図、第５図及び第６図はそれれそれ球
面収差可変手段の具体例を示す断面図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １……照明光学装置、４……投影対物レンズ ３……レチクル、６……ウエハ 20……演算手段 30……収差可変駆動手段 40……収差可変手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 宏一 東京都品川区西大井１丁目６番３号 株 式会社ニコン大井製作所内 (72)発明者 諏訪 恭一 東京都品川区西大井１丁目６番３号 株 式会社ニコン大井製作所内 (72)発明者 大野 康一 東京都品川区西大井１丁目６番３号 株 式会社ニコン大井製作所内 (56)参考文献 特開 昭54−43725（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−253913（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−278519（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】所定のパターンを有するレチクルを照明す
るための照明光学系と、該レチクル上のパターンをウエ
ハ面上に投影するための所定の開口数を持つ投影光学系
とを有する投影露光装置において、 前記投影光学系による前記レチクル上パターンの前記ウ
エハ面上への結像に関する縦の球面収差が補正過剰とな
っており、 前記照明光学系から前記レチクル上に照射され前記投影
光学系によってレチクル上パターンが前記ウエハ上に投
影される露光光の波長をλとし、前記投影光学系の開口
数をNAとするとき、前記レチクル上パターンの前記ウエ
ハ面上への結像に関する縦の球面収差量ΔＳは、 ０＜ΔＳ＜５λ/NA2 の条件を満足することを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項２】所定のパターンを有するレチクルを照明す
るための照明光学系と、該レチクル上のパターンをウエ
ハ面上に投影するための所定の開口数を持つ投影光学系
とを有する投影露光装置において、 前記投影光学系は前記レチクル上パターンの前記ウエハ
面上への結像に関する縦の球面収差の収差量を可変とす
る収差可変手段を有し、 前記照明光学系から前記レチクル上に照射され前記投影
光学系によってレチクル上パターンが前記ウエハ上に投
影される露光光の波長をλとし、前記投影光学系の開口
数をNAとするとき、前記レチクル上パターンの前記ウエ
ハ面上への結像に関する縦の球面収差量ΔＳは、 ０＜ΔＳ＜５λ/NA2 の条件を満足することを特徴とする投影露光装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63320616A JP2679195B2 (ja) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | 投影露光装置 |
| US07/451,166 US4965630A (en) | 1988-12-21 | 1989-12-15 | Projection exposure apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63320616A JP2679195B2 (ja) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | 投影露光装置 |
Related Child Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP8132411A Division JP2691341B2 (ja) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | 投影露光装置 |
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|---|---|
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Family
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| US9529269B2 (en) * | 2012-05-24 | 2016-12-27 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
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| US9298102B2 (en) * | 2013-03-13 | 2016-03-29 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Projection lens with wavefront manipulator |
| DE102015209051B4 (de) * | 2015-05-18 | 2018-08-30 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Projektionsobjektiv mit Wellenfrontmanipulator sowie Projektionsbelichtungsverfahren und Projektionsbelichtungsanlage |
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|---|---|---|---|---|
| US3655260A (en) * | 1970-07-24 | 1972-04-11 | Goodyear Aerospace Corp | Simulator having an infinite-depth-of-field optical pickup |
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| JPS61151A (ja) * | 1984-06-13 | 1986-01-06 | マルイ化工株式会社 | 角樽型酒容器 |
-
1988
- 1988-12-21 JP JP63320616A patent/JP2679195B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-12-15 US US07/451,166 patent/US4965630A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2876616B2 (ja) | 1989-03-07 | 1999-03-31 | 株式会社ニコン | 投影露光装置 |
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