JP2000124105A - Aligner and illuminating optical device - Google Patents

Aligner and illuminating optical device

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JP2000124105A
JP2000124105A JP10295557A JP29555798A JP2000124105A JP 2000124105 A JP2000124105 A JP 2000124105A JP 10295557 A JP10295557 A JP 10295557A JP 29555798 A JP29555798 A JP 29555798A JP 2000124105 A JP2000124105 A JP 2000124105A
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JP
Japan
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optical element
optical device
illumination
light source
optical
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JP10295557A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Muramatsu
浩二 村松
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an illuminating optical device which is capable of preventing an illuminated surface from lowering in illuminance, without increasing the illuminating optical device in size. SOLUTION: An illuminating optical device is so structured that a light flux emitted from a light source is guided to an irradiated surface to light an illuminated region on the irradiated plane. In this case, the illuminating optical device is equipped with an optical element 20 arranged in an optical path between the light source and the irradiated plane, where the optical element 20 is equipped with gas passing parts 20b, which are provided to a region of the element 20 different from its region 20a where a light flux that reaches the illuminated region is made to pass through and enables space on a light source side to be connected with another space on an irradiated plane side.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、半導体素子、液晶
表示素子、撮像素子、薄膜磁気ヘッド等のデバイスを製
造するためのリソグラフィ工程中でマスクパターンを基
板上に転写する際に使用される露光装置に好適な照明光
学装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure device used for transferring a mask pattern onto a substrate in a lithography process for manufacturing a device such as a semiconductor device, a liquid crystal display device, an image pickup device and a thin film magnetic head. The present invention relates to an illumination optical device suitable for an apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に半導体素子又は液晶表示素子等を
製造する際に用いられる露光装置は、所定のパターンが
形成されたレチクルまたへマスクと呼ばれる原板を均一
な照度の照明光(露光光)で照明し、この原板のパター
ンをフォトレジストが塗布されたウエハ(又はガラスプ
レート等)上に転写する機能を有している。そのため、
露光装置においては、高輝度で勝つフォトレジストの感
光特性に合致した波長特性を持つ照明光を供給すること
が重要であり、露光光源としてショートアーク型(超高
圧)の水銀ランプ(Hgランプ、Xe−Hgランプ
等)、エキシマレーザー光源等が採用されている。
2. Description of the Related Art Generally, an exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor device or a liquid crystal display device or the like uses a reticle or a mask called a mask on which a predetermined pattern is formed with illumination light (exposure light) having uniform illuminance. It has a function of illuminating and transferring the pattern of the original onto a wafer (or a glass plate or the like) coated with a photoresist. for that reason,
In an exposure apparatus, it is important to supply illumination light having a wavelength characteristic that matches the photosensitive characteristic of a photoresist that excels at high luminance. As an exposure light source, a short arc type (ultra high pressure) mercury lamp (Hg lamp, Xe -Hg lamp, etc.), an excimer laser light source and the like.

【0003】このような露光光源とする露光装置に適用
される光源は、半導体素子や液晶表示素子等のデバイス
のパターンが微細化するのに従って、より短波長のもの
が使われるようになっている。露光光の短波長化に伴
い、光学素子の表面に付着した物質に起因する照度低下
が問題となってきている。このような照度低下が発生し
た場合、照度低下の原因となっている光学素子を交換す
ることが行われてきた。
As a light source applied to an exposure apparatus as such an exposure light source, a light source having a shorter wavelength is used as the pattern of a device such as a semiconductor element or a liquid crystal display element becomes finer. . With the shortening of the wavelength of the exposure light, a decrease in illuminance due to substances attached to the surface of the optical element has become a problem. When such a decrease in illuminance occurs, the optical element causing the decrease in illuminance has been replaced.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】光学素子の交換無しに
照度低下を防ぐために、光学素子周辺の気体を入れ換え
て光学素子表面への物質の付着を防止することが考えら
れる。このためには、装置内の光学素子の周辺に配管を
施すか、光学素子を保持する鏡筒自体に余裕を持たせる
手法が考えられるが、何れも装置自体の大型化を招く恐
れがある。
In order to prevent the illuminance from lowering without replacing the optical element, it is conceivable to replace the gas around the optical element to prevent substances from adhering to the surface of the optical element. For this purpose, a method of providing piping around the optical element in the apparatus or giving a margin to the lens barrel itself holding the optical element can be considered, but any of these methods may cause an increase in the size of the apparatus itself.

【0005】そこで、本発明は、装置自体の大型化を招
くことなく、照度低下を防ぐことを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to prevent a decrease in illuminance without increasing the size of the device itself.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の請求項1にかかる照明光学装置は、例え
ば図1、図2に示す如く、光源(1)からの光束を被照
射面(8)へ導き、この被照射面上の照明領域内を照明
するための照明光学装置であって、光源と被照射面との
間の光路中に配置される光学素子(2A〜2D)を備
え、この光学素子は、照明領域内に到達する光束がこの
光学素子を通過する領域とは異なる領域に設けられて、
光学素子の光源側の空間と被照射面側の空間とを接続す
るための気体通過部を有するものである。
In order to achieve the above-mentioned object, an illumination optical apparatus according to claim 1 of the present invention receives a light beam from a light source (1) as shown in FIGS. An illumination optical device for guiding to an irradiation surface (8) and illuminating an illumination area on the irradiation surface, wherein an optical element (2A to 2D) disposed in an optical path between the light source and the irradiation surface The optical element is provided in an area different from the area where the light flux reaching the illumination area passes through the optical element,
The optical element has a gas passage for connecting the space on the light source side and the space on the irradiated surface side of the optical element.

【0007】また、本発明の請求項2にかかる照明光学
装置は、例えば図4(a)に示す如く、請求項1におい
て、気体通過部(20b)は、光学素子(20)に設け
られた1つまたは複数の孔である。また、本発明の請求
項3にかかる照明光学装置は、例えば図4(b)に示す
如く、請求項1または2において、気体通過部(20
c)は、光学素子(20)の周辺部に設けられた1つま
たは複数の溝である。
Further, in the illumination optical device according to claim 2 of the present invention, as shown in FIG. 4A, for example, the gas passage portion (20b) is provided in the optical element (20) in claim 1. One or more holes. Further, the illumination optical device according to claim 3 of the present invention, as shown in FIG.
c) is one or a plurality of grooves provided on the periphery of the optical element (20).

【0008】また、本発明の請求項4にかかる照明光学
装置は、例えば図5に示す如く、請求項1〜3の何れか
において、光源と被照射面との間の光路中に光学素子
(21)と隣接して配置される別の光学素子(22)を
更に含み、この別の光学素子(22)は、照明領域内に
到達する光束が別の光学素子を通過する領域(22a)
とは異なる領域に設けられて、別の光学素子の光源側の
空間と被照射面側の空間とを接続するための気体通過部
(22b)を有し、光学素子の気体通過部(21b)
と、別の光学素子の気体通過部(22b)とは、照明光
学装置の光軸Axに垂直な面内において別の位置に設け
られているものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an illumination optical device according to any one of the first to third aspects, wherein an optical element is provided in an optical path between a light source and a surface to be illuminated. 21) further comprising another optical element (22) arranged adjacent to the area (22a) in which the luminous flux reaching the illumination area passes through another optical element.
A gas passage portion (22b) provided in a region different from the above, for connecting a space on the light source side of another optical element and a space on the irradiated surface side, and a gas passage portion (21b) of the optical element
The gas passage portion (22b) of another optical element is provided at another position in a plane perpendicular to the optical axis Ax of the illumination optical device.

【0009】また、本発明の請求項5にかかる照明光学
装置は、請求項4において、光学素子及び別の光学素子
には、光学素子及び別の光学素子の方向を指示するため
のマークが設けられているものである。また、本発明の
請求項6にかかる照明光学装置は、例えば図6に示す如
く、請求項4において、光学素子(23)及び前記別の
光学素子(24)の光軸垂直方向の形状は、軸対称な形
状とは異なる形状であるものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the illumination optical device according to the fourth aspect, wherein the optical element and the other optical element are provided with marks for indicating the directions of the optical element and the other optical element. It is what is being done. Further, in the illumination optical device according to claim 6 of the present invention, as shown in FIG. 6, for example, in claim 4, the optical element (23) and the another optical element (24) have shapes in the direction perpendicular to the optical axis. The shape is different from the axisymmetric shape.

【0010】また、本発明の請求項7にかかる露光装置
は、例えば図1に示す如く、投影原版(8)上に設けら
れたパターンを照明し、照明されたパターンを感光性基
板(10)上へ転写する露光装置であって、投影原版上
の前記パターンを照明するための請求項1乃至6の何れ
か一項に記載の照明光学装置を備え、照明光学装置中の
光源(1)は、200nm以下の光を供給するものであ
る。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus which illuminates a pattern provided on a projection original (8) and illuminates the illuminated pattern with a photosensitive substrate (10) as shown in FIG. An exposure apparatus for transferring the light onto the pattern, comprising: an illumination optical device according to claim 1 for illuminating the pattern on the projection original; and a light source (1) in the illumination optical device includes: , 200 nm or less.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1は、本発明の実施形態にかか
る照明光学装置を備えた投影露光装置の概略構成を示す
図である。図1において、レーザ光源1は、波長193
nmの露光光を供給するArFエキシマレーザ光源から
なり、このレーザ光源1からの露光光は、リレー光学系
2A,2B、折り曲げミラー3、リレー光学系2C,2
Dを経た後、多光束発生用光学素子としてのフライアイ
・インテグレータ4へ入射する。このフライアイ・イン
テグレータ4は、複数のレンズ素子を集積したものから
なり、その射出端面に2次光源としての複数の光源像を
形成する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a projection exposure apparatus provided with an illumination optical device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a laser light source 1 has a wavelength of 193.
An exposure light from the laser light source 1 is provided with relay optical systems 2A and 2B, a bending mirror 3, and relay optical systems 2C and 2C.
After passing through D, the light enters a fly-eye integrator 4 as an optical element for generating multiple light beams. The fly-eye integrator 4 is formed by integrating a plurality of lens elements, and forms a plurality of light source images as secondary light sources on an exit end face thereof.

【0012】この2次光源が形成される位置には、2次
光源の形状・大きさを変更できる照明開口絞り5が配置
されている。この照明開口絞り5からの光は、折り曲げ
ミラー6を介した後に、2次光源形成位置近傍に前側焦
点位置を有するコンデンサレンズ系7を介してレチクル
8を重畳的に照明する。レチクル8には所定の回路パタ
ーンが形成されており、この回路パターンは、投影光学
系9により感光性基板としてのウエハ10上の所定のシ
ョット領域内に転写される。なお、フライアイ・インテ
グレータ4の入射側面は、レチクル8のパターン形成面
及びウエハ10と共役な位置となる。
At the position where the secondary light source is formed, an illumination aperture stop 5 capable of changing the shape and size of the secondary light source is arranged. The light from the illumination aperture stop 5 passes through the bending mirror 6 and then illuminates the reticle 8 in a superimposed manner through a condenser lens system 7 having a front focal point near the secondary light source formation position. A predetermined circuit pattern is formed on the reticle 8, and this circuit pattern is transferred by a projection optical system 9 into a predetermined shot area on a wafer 10 as a photosensitive substrate. The incident side surface of the fly-eye integrator 4 is at a position conjugate with the pattern forming surface of the reticle 8 and the wafer 10.

【0013】なお、レーザ光源1としては、ArFエキ
シマレーザの代わりに、波長248nmのレーザ光を供
給するKrFエキシマレーザ、波長157nmのレーザ
光を供給するF2エキシマレーザ、波長147nmのレ
ーザ光を供給するKr2エキシマレーザ、波長126n
mのレーザ光を供給するAr2エキシマレーザや、YA
Gレーザの高調波などを適用できる。
As the laser light source 1, instead of an ArF excimer laser, a KrF excimer laser for supplying a laser light having a wavelength of 248 nm, an F2 excimer laser for supplying a laser light having a wavelength of 157 nm, and a laser light having a wavelength of 147 nm are supplied. Kr2 excimer laser, wavelength 126n
Ar2 excimer laser that supplies laser light of m
A harmonic of a G laser can be applied.

【0014】また、上記の例では、オプティカルインテ
グレータとしてフライアイ・インテグレータを用いてい
るが、その代わりに、内面反射面を有するロッド型イン
テグレータを用いても良い。このロッド型インテグレー
タを適用する際には、レーザ光源からのレーザ光をロッ
ド型インテグレータの入射側近傍に集光させた状態で入
射させる。この入射した光は、ロッド型インテグレータ
の内面反射面で反射された後に、射出側に均一な光量分
布を形成する。このとき、ロッド型インテグレータの入
射側近傍には複数の光源の虚像が形成され、この位置及
びこの位置と共役な位置が2次光源の位置になる。そし
て、ロッド型インテグレータの射出側に形成された均一
な光量分布をリレー光学系によりレチクル8上へ再結像
する。
In the above example, a fly-eye integrator is used as an optical integrator. Alternatively, a rod-type integrator having an internal reflection surface may be used. When this rod-type integrator is applied, laser light from a laser light source is incident on the rod-type integrator in a state of being condensed near the incident side. The incident light is reflected by the internal reflection surface of the rod-type integrator, and then forms a uniform light amount distribution on the emission side. At this time, virtual images of a plurality of light sources are formed near the incident side of the rod-type integrator, and this position and a position conjugate with this position are the positions of the secondary light sources. Then, the uniform light amount distribution formed on the emission side of the rod-type integrator is re-imaged on the reticle 8 by the relay optical system.

【0015】図1の実施形態においては、照明光学装置
を構成する複数の光学素子のうち、リレー光学系2A〜
2D、折り曲げミラー3、及びフライアイ・インテグレ
ータ4は、鏡筒11内に収められている。この鏡筒11
の内部は、外気に対して遮断されている。このとき、鏡
筒11の内部は、レーザ光源1とレンズ2Aとの間の空
間11a、レンズ2Aとレンズ2Bとの間の空間11
b、レンズ2Bとレンズ2Cとの間の空間11c、レン
ズ2Cとレンズ2Dとの間の空間11d、及びレンズ2
Dとフライアイ・インテグレータ4との間の空間11e
の空間に区分けされる。
In the embodiment shown in FIG. 1, among the plurality of optical elements constituting the illumination optical device, the relay optical systems 2A to 2A are used.
The 2D, the bending mirror 3 and the fly-eye integrator 4 are housed in a lens barrel 11. This lens barrel 11
Is shut off from the outside air. At this time, the interior of the lens barrel 11 is a space 11a between the laser light source 1 and the lens 2A, and a space 11a between the lens 2A and the lens 2B.
b, a space 11c between the lens 2B and the lens 2C, a space 11d between the lens 2C and the lens 2D, and a lens 2
Space 11 e between D and fly-eye integrator 4
Is divided into spaces.

【0016】本実施形態では、上記各空間11a〜11
eをつなげるために、各レンズ2A〜2Dの有効径の外
側に気体通過部を設けている。以下、図2〜図3を参照
して詳しく説明する。図2は、気体通過部が設けられる
位置を説明するための断面図である。図2において、レ
ンズ20は鏡筒110により保持されている。このレン
ズ20を介した光束が被照射面上の照明領域内に到達す
るわけだが、被照射面上の全照明領域に到達する全ての
光束が、レンズ20を通過する際の領域20aが有効径
を決める。すなわち、レンズ20を通過する光束のう
ち、被照射面上の照明領域内に到達する光束(有効光
束)の周縁の包絡線が有効径内の領域20aを決定して
いる。
In the present embodiment, each of the spaces 11a to 11
In order to connect e, a gas passage portion is provided outside the effective diameter of each of the lenses 2A to 2D. Hereinafter, this will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the position where the gas passage section is provided. In FIG. 2, the lens 20 is held by a lens barrel 110. The luminous flux passing through the lens 20 reaches the illumination area on the illuminated surface. All the luminous fluxes reaching the entire illuminated area on the illuminated surface have the effective diameter 20a when passing through the lens 20. Decide. In other words, of the light beams passing through the lens 20, the peripheral envelope of the light beam (effective light beam) that reaches the illumination area on the irradiation surface determines the area 20a within the effective diameter.

【0017】そして、レンズ20の有効径内の領域20
aの外側の領域には、気体通過部としての孔20bが設
けられている。有効径の外側の領域は有効光束が通過し
ない部分であるので、孔20bを設けることによる照明
光学装置の光学性能の劣化を招かない。気体通過部とし
ての孔20bにより、レンズ20の前側(図中左側)の
空間110aと、後側(図中右側)の空間110bとが
接続される。従って、例えば、空間110aに気体を流
入させる配管を設け、空間11abに気体を排出する配
管を設けることにより、気体は空間110aから気体通
過部としての孔20bを通過し空間110bへ到達す
る。
The area 20 within the effective diameter of the lens 20
A hole 20b as a gas passage is provided in a region outside a. Since the region outside the effective diameter is a portion through which the effective light flux does not pass, the provision of the hole 20b does not cause deterioration of the optical performance of the illumination optical device. The space 110a on the front side (left side in the figure) of the lens 20 and the space 110b on the rear side (right side in the figure) are connected by the hole 20b as a gas passage portion. Therefore, for example, by providing a pipe for allowing gas to flow into the space 110a and providing a pipe for discharging gas to the space 11ab, the gas reaches the space 110b from the space 110a through the hole 20b as a gas passage.

【0018】この気体通過部としては、孔20bには限
られない。例えば図3(a)に示す孔20bの代わり
に、図3(b)に示すようなレンズ20の有効径内の領
域20aの外側の周辺部に溝20cを設ける構成であっ
ても良く、また図3(c)に示すようなレンズ20の有
効径内の領域20aの外側の周辺部に切り欠き20dを
設ける構成であっても良い。このとき、レンズ20を保
持する金物と、孔20b、溝20c、切り欠き20dと
により、隙間が形成され、この隙間を通して、レンズ2
0の前後の空間110a、110b間の気体の移動が可
能となる。なお、これらの孔20b、溝20c、切り欠
き20dの数は3つには限られない。また、これらの孔
20b、溝20c、切り欠き20dを複数種組み合わせ
る構成であっても良い。
The gas passage is not limited to the hole 20b. For example, instead of the hole 20b shown in FIG. 3A, a configuration in which a groove 20c is provided in a peripheral portion outside the area 20a within the effective diameter of the lens 20 as shown in FIG. A configuration in which a notch 20d is provided in a peripheral portion outside a region 20a within the effective diameter of the lens 20 as shown in FIG. At this time, a gap is formed by the hardware holding the lens 20, the hole 20b, the groove 20c, and the notch 20d.
The gas can be moved between the spaces 110a and 110b before and after zero. The number of the holes 20b, the grooves 20c, and the notches 20d is not limited to three. A configuration in which a plurality of these holes 20b, grooves 20c, and notches 20d are combined may be used.

【0019】次に、比較例に対する本実施形態の利点に
ついて述べる。図4は比較例としての投影露光装置の概
略的構成を示す図である。図4の比較例において、図1
の実施形態とは異なる点は、リレー光学系を構成するレ
ンズ2A〜2D自体に気体通過部を設けるのではなく、
リレー光学系を構成するレンズ2a〜2dを保持する鏡
筒12自体に気体通過部を設けた点である。この場合、
レンズ2a〜2dの周囲を保持する保持部分に孔などを
設ける必要があるため、鏡筒自体の大きさに余裕を持た
せなくてはならず、照明光学装置の大型化を招く。ま
た、レンズ2a〜2dのそれぞれに隣接する空間を配管
で接続することもできるが、この場合においても、配管
のためのスペースを確保する必要があるので、照明光学
装置の大型化を招く。
Next, advantages of this embodiment over a comparative example will be described. FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a projection exposure apparatus as a comparative example. In the comparative example of FIG.
The difference from the first embodiment is that the lenses 2A to 2D constituting the relay optical system are not provided with the gas passages themselves,
The point is that a gas passage portion is provided in the lens barrel 12 itself holding the lenses 2a to 2d constituting the relay optical system. in this case,
Since it is necessary to provide a hole or the like in a holding portion for holding the periphery of the lenses 2a to 2d, it is necessary to allow a margin in the size of the lens barrel itself, which causes an increase in the size of the illumination optical device. Further, spaces adjacent to each of the lenses 2a to 2d can be connected by a pipe, but in this case, it is necessary to secure a space for the pipe, so that the size of the illumination optical device is increased.

【0020】この図4の比較例に対して、図1の実施形
態では、新たに配管を施したり、鏡筒の大きさに余裕を
持たせる必要がないため、装置自体の大型化を招く恐れ
は少ない。なお、図3(a)〜(c)には、有効径内の
領域20aの形状が円形状である場合を図示したが、被
照射面上の照明領域の形状によっては円形状とならない
場合がある。例えば、図1に示した投影露光装置では、
照明領域の形状が長方形状となる場合が多く、レンズ7
において、長方形状の照明領域の短手方向においては、
有効光束が通過する領域が外接する円の有効径に対して
小さくなっている。この場合には、この領域を使用し孔
や、溝を作っても良い。これにより装置全体の大きさを
縮小することができる。
In contrast to the comparative example shown in FIG. 4, in the embodiment shown in FIG. 1, there is no need to provide a new pipe or allow the lens barrel to have a margin, which may lead to an increase in the size of the apparatus itself. Is less. FIGS. 3A to 3C show the case where the shape of the region 20a within the effective diameter is circular. However, there are cases where the shape is not circular depending on the shape of the illumination region on the irradiated surface. is there. For example, in the projection exposure apparatus shown in FIG.
In many cases, the shape of the illumination area is rectangular, and the lens 7
In the short direction of the rectangular illumination area,
The area through which the effective light beam passes is smaller than the effective diameter of the circumscribed circle. In this case, holes and grooves may be formed using this region. Thereby, the size of the entire apparatus can be reduced.

【0021】また、気体通過部の光軸Axに垂直な面内
の位置は、有効光束が通過する領域20aの外側であれ
ば自由に設定することが可能であるため、複数の光学素
子がそれぞれ気体通過部を有する場合には、それぞれの
気体通過部の位置を光軸に垂直な面内の位置を異ならせ
ることができる。以下、図5を参照して説明する。図5
は照明光学装置の一部を模式的に示す図である。図5に
おいて、レンズ21とレンズ22とは共通の光軸Axに
沿って配置されており、これらのレンズ21,22は、
鏡筒110により保持されている。ここで、レンズ21
において有効光束が通過する領域21aの外側には、2
つの気体通過部21bが設けられており、レンズ22に
おいて有効光束が通過する領域22aの外側には、2つ
の気体通過部22bが設けられている。レンズ21の気
体通過部21bとレンズ22の気体通過部22bとは、
光軸に垂直な面内において異なる位置に位置決めされて
いる(図5の例では90度異なる)。
Further, the position of the gas passage portion in a plane perpendicular to the optical axis Ax can be freely set as long as the position is outside the region 20a through which the effective light beam passes. In the case where a gas passage is provided, the position of each gas passage can be different in a plane perpendicular to the optical axis. Hereinafter, description will be made with reference to FIG. FIG.
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a part of the illumination optical device. In FIG. 5, a lens 21 and a lens 22 are arranged along a common optical axis Ax.
It is held by a lens barrel 110. Here, the lens 21
Outside the area 21a through which the effective light beam passes,
Two gas passage portions 21b are provided, and two gas passage portions 22b are provided outside a region 22a of the lens 22 through which the effective light flux passes. The gas passage portion 21b of the lens 21 and the gas passage portion 22b of the lens 22
They are positioned at different positions in a plane perpendicular to the optical axis (different by 90 degrees in the example of FIG. 5).

【0022】この場合、例えばレンズ21の前側(レン
ズ22と反対側)の空間からレンズ22の後側(レンズ
21と反対側)の空間へ気体を流す場合を考えると、こ
の気体は、レンズ21の気体通過部21bを通過した
後、レンズ21とレンズ22との間の空間を流れ、レン
ズ22の気体通過部22bを通過する。このとき、気体
通過部21b,22bの位置が光軸垂直面内において異
なるため、レンズ21とレンズ22との間の空間におい
ては、気体の淀みを低減させることが可能となる。これ
により、光学素子全体に気体が行き渡り、被照射面上で
の照度低下や照度ムラを防止することができる。ここ
で、レンズ間の空間にて気体がよどむ場合には、この淀
んでいる部分での気体置換を実行できず、この部分への
物質の付着を防止できなくなるため、結果的に被照射面
での照度低下や照度ムラを引き起こすので好ましくな
い。
In this case, for example, considering a case where a gas flows from the space in front of the lens 21 (the side opposite to the lens 22) to the space behind the lens 22 (the side opposite to the lens 21), this gas is After passing through the gas passage portion 21b, the gas flows through the space between the lens 21 and the lens 22, and passes through the gas passage portion 22b of the lens 22. At this time, since the positions of the gas passage portions 21b and 22b are different in the plane perpendicular to the optical axis, gas stagnation can be reduced in the space between the lens 21 and the lens 22. This allows gas to spread throughout the optical element, thereby preventing illuminance reduction and illuminance unevenness on the surface to be irradiated. Here, if gas stagnates in the space between the lenses, gas replacement cannot be performed in this stagnant part, and it becomes impossible to prevent the substance from adhering to this part, and as a result, the surface to be illuminated This causes undesired reduction in illuminance and uneven illuminance.

【0023】このように、複数の光学素子の気体通過部
の位置をずらして設定する場合には、複数の光学素子を
鏡筒へ組み込む際の作業を容易にするために、各光学部
材にマークを設けることが好ましい。このマークとして
は、例えば光学部材の周辺の切り欠きや刻印などを適用
することができる。なお、マークとして気体通過部その
ものと共用させても良い。
As described above, when the positions of the gas passage portions of the plurality of optical elements are set to be shifted from each other, in order to facilitate the work of incorporating the plurality of optical elements into the lens barrel, a mark is provided on each optical member. Is preferably provided. As the mark, for example, a notch or an engraved mark around the optical member can be applied. The mark may be shared with the gas passage section itself.

【0024】また、図6に示すように、鏡筒111の断
面形状を円筒ではない形にし、レンズ23、24も鏡筒
と方向が一致しないと挿入できない形状とすれば、組み
立ての際の作業ミスを防ぐことができる。なお、上記の
実施形態では、光源1からフライアイ・インテグレータ
4までの光路において本発明を適用したが、本発明はこ
の場所のみの適用には限られず、例えばフライアイ・イ
ンテグレータ4から被照射面としてのレチクル8までの
光路にも適用できる。
As shown in FIG. 6, if the sectional shape of the lens barrel 111 is not a cylinder and the lenses 23 and 24 are shaped so that they cannot be inserted unless their directions coincide with the lens barrel, the work at the time of assembly is possible. Mistakes can be prevented. In the above-described embodiment, the present invention is applied to the optical path from the light source 1 to the fly-eye integrator 4. However, the present invention is not limited to the application only at this location. The optical path up to the reticle 8 can also be applied.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上の通り、本発明にによれば、光学素
子を保持する鏡筒を大型化することなく、光学素子間の
複数の空間で気体置換を行うことができるため、被照射
面での照度低下や照度ムラの発生を防ぐことができる。
そして、投影露光装置に適用すれば、投影系の大開口数
化により大型化しがちな投影露光装置本体の小型化を図
りつつ、微細なパターンを線幅のばらつき無く高いスル
ープットのもとで転写することができる。
As described above, according to the present invention, the gas can be replaced in a plurality of spaces between the optical elements without increasing the size of the lens barrel holding the optical elements. Illuminance and uneven illuminance can be prevented.
If the present invention is applied to a projection exposure apparatus, a fine pattern is transferred with a high throughput without variation in line width while reducing the size of the projection exposure apparatus body which tends to be large due to a large numerical aperture of a projection system. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明にかかる実施形態の投影露光装置を概略
的に示す図である。
FIG. 1 is a view schematically showing a projection exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の原理を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the principle of the present invention.

【図3】発明の実施形態の変形例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a modification of the embodiment of the present invention.

【図4】比較例としての投影露光装置を概略的に示す図
である。
FIG. 4 is a diagram schematically showing a projection exposure apparatus as a comparative example.

【図5】発明の実施形態の変形例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a modification of the embodiment of the present invention.

【図6】発明の実施形態の変形例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a modification of the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エキシマレーザー 2a〜2d リレー光学系 3 折り曲げミラー 4 オプチカルインテグレータ 5 照明開口絞り 6 折り曲げミラー 7 コンデンサーレンズ 8 レチクル 9 投影光学系 10 ウエハ 11 鏡筒 12 鏡筒 REFERENCE SIGNS LIST 1 excimer laser 2 a to 2 d relay optical system 3 folding mirror 4 optical integrator 5 illumination aperture stop 6 folding mirror 7 condenser lens 8 reticle 9 projection optical system 10 wafer 11 lens barrel 12 lens barrel

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光源からの光束を被照射面へ導き、該被照
射面上の照明領域内を照明するための照明光学装置にお
いて、 前記光源と前記被照射面との間の光路中に配置される光
学素子を備え、 該光学素子は、前記照明領域内に到達する光束が該光学
素子を通過する領域とは異なる領域に設けられて、前記
光学素子の前記光源側の空間と前記被照射面側の空間と
を接続するための気体通過部を有することを特徴とする
照明光学装置。
An illumination optical device for guiding a light beam from a light source to a surface to be illuminated and illuminating an illumination area on the surface to be illuminated, wherein the optical device is arranged in an optical path between the light source and the surface to be illuminated. The optical element is provided in a region different from a region where the light beam reaching the illumination region passes through the optical device, and the space on the light source side of the optical element and the light-irradiated region are provided. An illumination optical device, comprising: a gas passage portion for connecting a space on a surface side.
【請求項2】前記気体通過部は、前記光学素子に設けら
れた1つまたは複数の孔であることを特徴とする請求項
1記載の照明光学装置。
2. The illumination optical device according to claim 1, wherein said gas passage is one or more holes provided in said optical element.
【請求項3】前記気体通過部は、前記光学素子の周辺部
に設けられた1つまたは複数の溝であることを特徴とす
る請求項1または2記載の照明光学装置。
3. The illumination optical device according to claim 1, wherein the gas passage portion is one or a plurality of grooves provided in a peripheral portion of the optical element.
【請求項4】前記光源と前記被照射面との間の光路中に
前記光学素子と隣接して配置される別の光学素子を更に
含み、 該別の光学素子は、前記照明領域内に到達する光束が該
別の光学素子を通過する領域とは異なる領域に設けられ
て、前記別の光学素子の前記光源側の空間と前記被照射
面側の空間とを接続するための気体通過部を有し、 前記光学素子の気体通過部と、前記別の光学素子の気体
通過部とは、前記照明光学装置の光軸に垂直な面内にお
いて別の位置に設けられていることを特徴とする請求項
1乃至3の何れか一項記載の照明光学装置。
4. The optical device according to claim 1, further comprising another optical element disposed adjacent to said optical element in an optical path between said light source and said illuminated surface, said another optical element reaching said illumination area. A light beam to be provided is provided in a region different from a region where the another optical element passes, and a gas passage portion for connecting the space on the light source side and the space on the irradiation surface side of the another optical element. Wherein the gas passage of the optical element and the gas passage of the another optical element are provided at different positions in a plane perpendicular to the optical axis of the illumination optical device. The illumination optical device according to claim 1.
【請求項5】前記光学素子及び前記別の光学素子には、
前記光学素子及び前記別の光学素子の方向を指示するた
めのマークが設けられていることを特徴とする請求項4
記載の照明光学装置。
5. The optical element and the another optical element,
5. A mark for indicating a direction of said optical element and said another optical element is provided.
The illumination optical device according to claim 1.
【請求項6】前記光学素子及び前記別の光学素子の光軸
垂直方向の形状は、軸対称な形状とは異なる形状である
ことを特徴とする請求項4記載の照明光学装置。
6. The illumination optical device according to claim 4, wherein the shapes of the optical element and the another optical element in the direction perpendicular to the optical axis are different from the axially symmetric shape.
【請求項7】投影原版上に設けられたパターンを照明
し、該照明されたパターンを感光性基板上へ転写する露
光装置において、 前記投影原版上の前記パターンを照明するための請求項
1乃至6の何れか一項に記載の照明光学装置を備え、 前記照明光学装置中の前記光源は、200nm以下の光
を供給することを特徴とする露光装置。
7. An exposure apparatus for illuminating a pattern provided on a projection original and transferring the illuminated pattern onto a photosensitive substrate, for illuminating the pattern on the projection original. An exposure apparatus, comprising: the illumination optical device according to any one of Claims 6 to 6, wherein the light source in the illumination optical device supplies light having a wavelength of 200 nm or less.
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