JP2003109895A - Projection exposure method and its device - Google Patents
Projection exposure method and its deviceInfo
- Publication number
- JP2003109895A JP2003109895A JP2002194204A JP2002194204A JP2003109895A JP 2003109895 A JP2003109895 A JP 2003109895A JP 2002194204 A JP2002194204 A JP 2002194204A JP 2002194204 A JP2002194204 A JP 2002194204A JP 2003109895 A JP2003109895 A JP 2003109895A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exposure
- light
- reticle
- shape
- light source
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は半導体の投影式露光装置
等に用いられる露光照明の方法及び装置に係り、特に露
光や検出を行うパターンの寸法や形状、或いはマスクま
たはレチクルやウエハの種類に応じて照明光の指向性を
制御し、最適な状態でパターン露光やパターン検出を可
能にする投影式露光装置並びに照明方法及び照明装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for exposure illumination used in a projection type exposure apparatus for semiconductors, and more particularly to the size and shape of a pattern for exposure and detection, or the type of mask or reticle or wafer. The present invention relates to a projection-type exposure apparatus, an illumination method, and an illumination apparatus that control the directivity of illumination light in accordance therewith and enable pattern exposure and pattern detection in an optimum state.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体集積回路のパターン微細化は光の
波長に近いパターン幅に迫る程に進んで来ている。光に
代わる露光方法として、X線或いは電子線による方法も
開発が進められているが、需要の大きいメモリ等では短
時間で多数の集積回路チップが露光できる光露光に比べ
量産性が劣り、安価なメモリーを大量に生産することが
難しい。このような状況下で、近年、従来のi線縮小投
影露光装置(i線ステッパ)に用いるマスクあるいはレ
チクル上のパターンに位相シフト部を設け、従来使用さ
れていた通常のレチクルに比べパターンの解像度を大幅
に向上させる技術の開発が進められている。またこのよ
うな特殊なレチクルを用いなくても、特開昭61−91
662号に記載されているように、レチクルに照射する
照明光が縮小投影レンズの入射瞳上で輪帯状になるよう
にし、レチクル透過光の高い空間周波数成分が露光結像
レンズの入射瞳を通過する様にすることにより、パター
ンの解像度を向上させる技術の開発も進められている。2. Description of the Related Art The pattern miniaturization of semiconductor integrated circuits has advanced to the extent that the pattern width close to the wavelength of light is approached. A method using X-rays or electron beams is being developed as an alternative exposure method to light, but mass production is inferior to optical exposure, which can expose a large number of integrated circuit chips in a short time, for memories that are in high demand, and it is inexpensive. It is difficult to produce a large amount of memory. Under these circumstances, in recent years, a pattern shifter is provided in a pattern on a mask or reticle used in a conventional i-line reduction projection exposure apparatus (i-line stepper), and the pattern resolution is higher than that of a conventionally used reticle. The development of technology that significantly improves Further, even if such a special reticle is not used, the method disclosed in JP-A-61-91
As described in No. 662, the illumination light illuminating the reticle is shaped like a ring on the entrance pupil of the reduction projection lens, and the high spatial frequency component of the reticle transmitted light passes through the entrance pupil of the exposure imaging lens. By doing so, the development of a technique for improving the resolution of the pattern is also in progress.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】このような解像度向上
方法を用いようとするとき、従来用いていた半導体露光
装置(i線ステッパ)をそのまま用いると、レチクルを
照明する照明光の照明指向性を示すいわゆるσの値(σ
=露光結像レンズの瞳径に対する照明光のこの瞳上での
広がりの比)が上記の解像度向上方法で最適とされる照
明指向性を示すσ値と一致しないという課題を有してい
た。When attempting to use such a resolution improving method, if the conventionally used semiconductor exposure apparatus (i-line stepper) is used as it is, the illumination directivity of the illumination light for illuminating the reticle is improved. The so-called σ value (σ
(The ratio of the spread of illumination light on the pupil to the pupil diameter of the exposure imaging lens) does not match the σ value that indicates the illumination directivity that is optimal in the above-described resolution improving method.
【0004】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決すべく、各種の解像度向上方法に対し最適となる照明
光を容易に選択制御し、かつ露光光源から発する露光光
を無駄することなく利用できるようにした投影式露光装
置並びに照明方法及び照明装置を提供することにある。The object of the present invention is to easily select and control the illumination light which is optimum for various resolution improving methods and solve the above-mentioned problems of the prior art without waste of the exposure light emitted from the exposure light source. It is an object of the present invention to provide a projection type exposure apparatus, an illumination method and an illumination apparatus which can be used.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、露光光源と、該露光光源より出射した光
をマスクまたはレチクルに照射せしめるべく、前記露光
光源より出射した光が入射される入射面を有する複数の
光ファイバーを束ねた光ファイバー束部と該光ファイバ
ー束部から分岐され、出射面を有する複数個の小さい束
の小光ファイバー束部とから構成された光ファイバーを
備えた照明光学系と、該照明光学系により照明されてマ
スクまたはレチクルを透過した光を被露光物体上にマス
クまたはレチクルのパターン像として投影せしめる投影
露光系とを備えたことを特徴とする投影式露光装置であ
る。即ち、本発明は、投影式露光装置において、露光光
源より出射した光を集めて複数の光ファイバーを束ねた
光ファイバー束部の一方の入射面に照射し、この光ファ
イバー束部を分岐して複数個の小さい束の小光ファイバ
ー束部を有するように照明光学系を構成する。しかもこ
の光ファイバーの複数の小光ファイバー束部から出射し
た光をマスクまたはレチクルの被照射物体に照射する
際、この複数の小光ファイバー束部の各出射面の相対的
位置を制御可能に構成する。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an exposure light source and light emitted from the exposure light source so that the light emitted from the exposure light source is applied to a mask or a reticle. An illumination optical system including an optical fiber comprising a plurality of optical fibers having an incident surface and a plurality of small optical fiber bundles branched from the optical fiber bundle portion and having an emission surface. And a projection exposure system for projecting, as a pattern image of the mask or reticle, the light illuminated by the illumination optical system and transmitted through the mask or reticle onto the object to be exposed. That is, according to the present invention, in a projection type exposure apparatus, light emitted from an exposure light source is collected and irradiated on one incident surface of an optical fiber bundle portion in which a plurality of optical fibers are bundled, and the optical fiber bundle portion is branched to form a plurality of optical fibers. The illumination optical system is configured to have a small bundle of small optical fibers. Moreover, when the light emitted from the plurality of small optical fiber bundles of the optical fiber is applied to the irradiation target object of the mask or reticle, the relative positions of the emission surfaces of the plurality of small optical fiber bundles can be controlled.
【0006】また光ファイバーの入射端面近傍に当該入
射端面の法線に対し平行な対称軸を有し、その表面が露
光光に対し高反射率を有する鏡面である柱状鏡を、この
対称軸が入射端面の外形の中心とほぼ一致するごとく配
置することにより、光源より出射した光を光ファイバー
束の入射端面に輪帯状に入射させることが可能となる。
あるいは入射端面の法線に対し平行な回転対称軸を持ち
当該法線を含む平面で切った断面が凹状の直線となる透
明物体を入射端面近傍に配置し、光源より出射した光を
光ファイバー束の入射端面に輪帯状に入射させることが
可能となる。この入射端で輪帯状に照明される光ファイ
バの出射端は小ファイバ束の出射端の中心部に来ないよ
うにすれば輪帯照明光が出射端から得られる。更にこの
柱状鏡や断面が凹状の直線となる透過物体を光ファイバ
ーの入射端面の近傍に自動的に挿入、撤去可能にしてお
く。Further, a columnar mirror having a symmetry axis parallel to the normal to the incident end face of the optical fiber and having a mirror surface whose surface has a high reflectance for exposure light is incident on the symmetric axis. The light emitted from the light source can be incident on the incident end face of the optical fiber bundle in a ring shape by arranging the end face so as to substantially coincide with the center of the outer shape.
Alternatively, a transparent object that has a rotational symmetry axis parallel to the normal line of the incident end face and has a concave cross section cut by a plane including the normal line is arranged near the incident end face, and the light emitted from the light source is transmitted through the optical fiber bundle. It is possible to make the light incident on the entrance end face in a ring shape. If the exit end of the optical fiber that is illuminated in a ring shape at the entrance end does not come to the center of the exit end of the small fiber bundle, the ring illumination light can be obtained from the exit end. Further, the columnar mirror and the transmissive object having a concave straight line can be automatically inserted and removed near the incident end face of the optical fiber.
【0007】またエキシマレーザ等、干渉性並びに指向
性の高い光源に対しては、上記の構成で、光ファイバー
束の各光ファイバーの長さをレーザビームの断面の各位
置間での可干渉性に応じて、長さを変えることにより、
光路長を変化させ、出射端から得られる照射光の干渉性
を低減し、一様な照明光を得ることができる。また指向
性の高いレーザ光をファイバー束の入射端面に入射させ
る時、この入射端面を複数の部分に分割し、各部分で
は、入射レーザ光に対し入射角が異なるようにすること
により、ファイバー出射端から出て来る照射光の指向性
を照明に必要な所望の指向性にすることが可能となる。With respect to a light source having high coherence and directivity such as an excimer laser, the length of each optical fiber of the optical fiber bundle is adjusted according to the coherence between the positions of the cross section of the laser beam. By changing the length,
It is possible to change the optical path length, reduce the coherence of the irradiation light obtained from the emission end, and obtain uniform illumination light. In addition, when a highly directional laser beam is incident on the incident end face of the fiber bundle, this incident end face is divided into multiple parts, and at each part the incident angle with respect to the incident laser light is made different It is possible to set the directivity of the irradiation light emerging from the end to the desired directivity required for illumination.
【0008】即ち本発明は、光源より出射した光を集め
て複数の光ファイバ−を束ねた光ファイバ−束の一方の
端面に照射し、該光ファイバ−束の他の端面が複数個の
小さい束の小光ファイバ−束になるように構成された光
ファイバ−の複数の小光ファイバ−束の各端面の相対的
位置を制御して該複数の小光ファイバ−束から出射した
光を被照明物体に照射することを特徴とする。That is, according to the present invention, the light emitted from the light source is collected and radiated to one end face of the optical fiber bundle in which a plurality of optical fibers are bundled, and the other end face of the optical fiber bundle is a plurality of small ones. A plurality of small optical fibers of the bundle-an optical fiber configured to form a bundle-controls the relative position of each end face of the bundle to receive the light emitted from the plurality of small optical fibers. It is characterized by irradiating an illumination object.
【0009】また本発明は上記複数の小光ファイバ−束
の数を5個以上にすると共に、その端面が所望の面内に
有り、上記相対的位置の制御に伴う該端面の移動は該所
望の面に沿ってなされることを特徴とする。Further, according to the present invention, the number of the plurality of small optical fiber bundles is set to 5 or more, and the end face is in a desired plane, and the movement of the end face due to the control of the relative position is the desired one. It is characterized in that it is made along the surface of.
【0010】また本発明は、上記複数の小光ファイバ−
束の相対的位置の制御は1つの駆動系により同時になさ
れることを特徴とする。The present invention also relates to the above-mentioned plurality of small optical fibers.
It is characterized in that the relative position of the bundle is controlled simultaneously by one drive system.
【0011】また本発明は、上記複数の小光ファイバ−
束の相対的位置の制御により各小光ファイバ−束端面の
相対的位置は相似的に変化することを特徴とする。The present invention also provides a plurality of small optical fibers as described above.
It is characterized in that the relative position of each small optical fiber-end face of the bundle is changed in a similar manner by controlling the relative position of the bundle.
【0012】また本発明は、上記複数の小光ファイバ−
束の相対的位置の制御により各小光ファイバ−束端面の
相対的位置は該複数の小光ファイバ−束端面が形成する
面上の1点を中心に放射状に変化することを特徴とす
る。The present invention also provides a plurality of small optical fibers as described above.
By controlling the relative position of the bundle, the relative position of each small optical fiber-end face of the bundle is radially changed around a point on the surface formed by the plurality of small optical fibers-end face of the bundle.
【0013】また本発明は、上記光ファイバ−束の一方
の端面である入射端面はその外形が円形もしくはほぼ正
多角形であり、該入射端面近傍に該入射端面の法線に対
し平行な対称軸を有し、その表面が上記照明光に対し高
反射率を有する鏡面である柱状鏡を、該対称軸が該入射
端面の外形の中心とほぼ一致するごとく配置し、上記光
源より出射した光を光ファイバ−束の入射端面に輪帯状
に高い光の利用効率で入射せしめたことを特徴とする。According to the present invention, the incident end face, which is one end face of the optical fiber bundle, has a circular or substantially regular outer shape, and is symmetrical near the incident end face and parallel to the normal line of the incident end face. A columnar mirror having an axis, the surface of which is a mirror surface having a high reflectance for the illumination light, is arranged so that the axis of symmetry substantially coincides with the center of the outer shape of the incident end surface, and the light emitted from the light source is arranged. Is incident on the incident end face of the optical fiber bundle in a ring-shaped manner with high light utilization efficiency.
【0014】また本発明は、上記柱状鏡を上記光ファイ
バ−の入射端面近傍に自動的に挿入、撤去可能としたこ
とを特徴とする。Further, the present invention is characterized in that the columnar mirror can be automatically inserted and removed in the vicinity of the incident end face of the optical fiber.
【0015】また、本発明は、上記光ファイバ−束の一
方の端面である入射端面はその外形が円形もしくはほぼ
正多角形であり、該入射端面近傍に該入射端面の法線に
対し平行な回転対称軸を持ち該法線を含む平面で切った
断面が凹状の直線となる透明物体を配置し、上記光源よ
り出射した光を光ファイバ−束の入射端面に輪帯状に高
い光の利用効率で入射せしめたことを特徴とする。Further, according to the present invention, the incident end face which is one end face of the optical fiber bundle has a circular or substantially regular polygonal outer shape, and is parallel to the normal to the incident end face in the vicinity of the incident end face. A transparent object having a rotational symmetry axis and a cross section cut by a plane including the normal line to be a concave straight line is arranged, and the light emitted from the light source is used as a ring-shaped high light utilization efficiency on the incident end face of the optical fiber-bundle. It is characterized in that it was made incident at.
【0016】また本発明は、上記透明物体を光ファイバ
−の入射端面近傍に自動的に挿入、撤去可能としたこと
を特徴とする。Further, the present invention is characterized in that the transparent object can be automatically inserted and removed in the vicinity of the incident end face of the optical fiber.
【0017】また本発明は、上記光ファイバ−束の一方
の端面である入射端面は各光ファイバ−の光を透過する
部分の間の部分を光反射率の高い材料とし、該入射端面
へ入射する光の吸収による発熱を低減したことを特徴と
する。According to the present invention, the incident end surface, which is one end surface of the optical fiber bundle, is made of a material having a high light reflectance between the light transmitting portions of the respective optical fibers, and is incident on the incident end surface. It is characterized in that heat generation due to absorption of light is reduced.
【0018】また本発明は、上記光ファイバ−束の一方
の端面である入射端面は各光ファイバ−の光を透過する
部分の形状が該各光ファイバ−の出射端の光を出射する
部分の形状と異なることを特徴とする。Further, according to the present invention, the shape of the part of the incident end surface, which is one end surface of the optical fiber bundle, for transmitting the light of each optical fiber is that of the part for emitting the light of the emitting end of each optical fiber. It is characterized by different shape.
【0019】また本発明は、光源をレ−ザ光源とし、該
レ−ザ光源を出射した光を所望のビ−ム径にした後、複
数の光ファイバ−を束ねた光ファイバ−束の一方の端面
に該ビ−ムを入射せしめたことを特徴とする。According to the present invention, the light source is a laser light source, the light emitted from the laser light source is made into a desired beam diameter, and then one of a plurality of optical fibers is bundled. The beam is incident on the end face of the.
【0020】また本発明は、上記光ファイバ−束の入射
端面上における該レ−ザ光源から出射したレ−ザ光の可
干渉性に応じて、該光ファイバ−束の各光ファイバ−の
長さを変え、出射端から得られる照射光の干渉性を低減
し、照明の一様化を図ったことを特徴とする。Further, according to the present invention, the length of each optical fiber of the optical fiber bundle-depending on the coherence of the laser light emitted from the laser light source on the incident end face of the optical fiber bundle. It is characterized in that the illumination is uniformized by changing the thickness to reduce the coherence of the irradiation light obtained from the emission end.
【0021】また本発明は、上記レ−ザ光源から出射し
たレ−ザ光のビ−ム断面上の各位置間における可干渉性
に応じてビ−ム断面内の各部分で光路長を変化させた
後、各部分のビ−ムを光ファイバ−束に入射せしめたこ
とを特徴とする。Further, according to the present invention, the optical path length is changed at each portion in the beam section according to the coherence between the positions of the laser light emitted from the laser light source in the beam section. After that, the beam of each part is made to enter the optical fiber bundle.
【0022】また本発明は、レ−ザ光源を出射したレ−
ザ光を所望のビ−ム径にした後、該ビ−ム光路に複数の
光ファイバ−を束ねた光ファイバ−束の一方の端面を挿
入し、該光ファイバ−束の他方の端面から出射するレ−
ザビ−ムを照明に用いる照明方法であって、上記ファイ
バ−束の入射端面は複数の部分から成り、各部分は該入
射端面の法線が該部分に入射するレ−ザビ−ムの入射方
向となす角、即ち入射角が各部分間で異なるように構成
することにより、上記出射端面からの出射光に対して照
明において所望な光の指向性を持たせたことを特徴とす
る。Further, according to the present invention, a laser emitting a laser light source is used.
After the light is made to have a desired beam diameter, one end face of an optical fiber bundle that bundles a plurality of optical fibers is inserted into the beam optical path, and the optical fiber is emitted from the other end face of the bundle. To do
An illumination method using a beam for illumination, wherein an incident end face of the fiber bundle is composed of a plurality of parts, and each part has an incident direction of a laser beam in which a normal line of the incident end face enters the part. It is characterized in that a desired light directivity in illumination is given to the light emitted from the emission end face by configuring that the angle formed by and the incident angle are different between the respective portions.
【作用】上記の手段を用いることにより、位相シフトレ
チクルの場合に適した指向性の比較的高い、σの小さな
照明にしたり、通常のレチクルで高解像度のパターンを
得るために輪帯照明にしたり、あるいは従来の照明の指
向性にしたりすることが容易に可能となる。更に上記手
段を用いることにより光源から出射した光を高い利用効
率で被露光物体に照射させることが可能となる。By using the above means, it is possible to make an illumination with a relatively high directivity and a small σ suitable for a phase shift reticle, or to make an annular illumination to obtain a high resolution pattern with a normal reticle. Alternatively, the directivity of the conventional lighting can be easily achieved. Further, by using the above means, it becomes possible to irradiate the object to be exposed with the light emitted from the light source with high utilization efficiency.
【0023】また将来パターン線幅が更に小さくなり、
露光波長を小さくするためにエキシマレーザ等を用いる
ようになると、レーザの干渉性や指向性に伴う、照明の
むらの問題を上記の方法で容易に解決することが可能と
なり、エキシマレーザステッパにおいても上記の各種の
照明を容易に、かつ光の損失を少なく実現することがで
きる。In the future, the pattern line width will be further reduced,
When an excimer laser or the like is used to reduce the exposure wavelength, it becomes possible to easily solve the problem of uneven illumination due to the coherence and directivity of the laser by the above method, and even in the excimer laser stepper, It is possible to realize various types of illumination easily and with little light loss.
【0024】[0024]
【実施例】以下に本発明を図面に基づいて詳細に説明す
る。The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【0025】図4は投影式露光装置における露光照明光
学系を示した図である。水銀ランプ24から出射したi
線光を楕円面鏡25で反射させ波長選択ミラー26、イ
ンプットレンズ27を通し、ロットレンズ28に集め
る。ロットレンズを出射した光はアウトプットレンズ2
9で集めながらミラー26’で反射させ、コンデンサレ
ンズ23を通した後レチクル3に照射される。レチクル
3のパターンを通過した光は縮小レンズ4によりウエハ
ステージ6上のウエハチャックに固定されたウエハ5に
レチクルのパターンの1/5倍の像を結像し、露光す
る。1回の露光では20ないし25mm角の領域に2な
いし3チップを同時に露光する。ウエハステージはレー
ザ測長機(図示せず)のレーザビーム60と平面ミラー
61により正確に位置決めされ、ウエハ全面にチップの
パターンが露光される。FIG. 4 is a diagram showing an exposure illumination optical system in the projection type exposure apparatus. I emitted from the mercury lamp 24
The linear light is reflected by the ellipsoidal mirror 25, passes through the wavelength selection mirror 26 and the input lens 27, and is collected in the lot lens 28. The light emitted from the lot lens is the output lens 2
The light is reflected by a mirror 26 ′ while being collected at 9, passes through a condenser lens 23, and is then irradiated on the reticle 3. The light that has passed through the pattern of the reticle 3 forms an image of 1/5 times the pattern of the reticle on the wafer 5 fixed to the wafer chuck on the wafer stage 6 by the reduction lens 4 and exposes it. In one exposure, 2 to 3 chips are simultaneously exposed in a 20 to 25 mm square area. The wafer stage is accurately positioned by a laser beam 60 of a laser length measuring machine (not shown) and a plane mirror 61, and a chip pattern is exposed on the entire surface of the wafer.
【0026】この投影式露光装置で上記の例えば位相シ
フトレチクルを用いる場合、指向性を高く、即ちσを小
さくする必要があるため、露光照明系内の上記露光結像
レンズの入射瞳と共役な場所に露光光束の外周部分を遮
光する遮光板を挿入する必要がある。そこで図4(b)
に示す開口を有する遮光版19をインプットレンズ27
の前面もしくはアウトプットレンズ29の後方に設け遮
光版19内の比較的小さな開口192を通ったi線を露
光に用いる。When the above-mentioned phase shift reticle, for example, is used in this projection type exposure apparatus, it is necessary to have high directivity, that is, to reduce σ. Therefore, it is not conjugate with the entrance pupil of the exposure imaging lens in the exposure illumination system. It is necessary to insert a light shielding plate that shields the outer peripheral portion of the exposure light flux at a place. Therefore, FIG. 4 (b)
The light blocking plate 19 having the opening shown in FIG.
The i-line passing through the relatively small opening 192 in the light-shielding plate 19 provided on the front surface or behind the output lens 29 is used for exposure.
【0027】また上記の輪帯照明ではこの入射瞳と共役
な場所に露光光束の中心部を遮光する円板を挿入する必
要が生じる。この場合には図4(b)に示す開口を有す
る遮光版19内の輪帯上の開口193を用いる。また、
この輪帯照明の場合、照明光束の入射瞳と共役な場所で
の露光光束を従来の半導体露光装置の露光光束に比べ
1.2から1.6倍程度拡大する事が望ましい。Further, in the above annular illumination, it is necessary to insert a disc that shields the central portion of the exposure light flux at a location conjugate with the entrance pupil. In this case, the opening 193 on the annular zone in the light shielding plate 19 having the opening shown in FIG. 4B is used. Also,
In the case of this annular illumination, it is desirable to expand the exposure light flux at a location conjugate with the entrance pupil of the illumination light flux by about 1.2 to 1.6 times that of the exposure light flux of the conventional semiconductor exposure apparatus.
【0028】このように解像度を向上するための上記各
種の方法を一台の半導体露光装置で実現しようとする
と、方法が変わるたびに、露光照明系2’の内部に各種
の遮光板を入れ替える必要があるばかりでなく、露光光
束を一部遮光することにより、露光光を無駄にすること
になり、この結果集積回路チップを露光する時間が長く
なり露光のスループットを大幅に落してしまう。例えば
位相シフトレチクルを用いるため、σを0.6から0.
4に変えようとすると、露光のエネルギーはこの比の2
乗に逆比例するため、2.25倍露光時間がかかること
になる。In order to realize the above-mentioned various methods for improving the resolution with one semiconductor exposure apparatus, it is necessary to replace various light-shielding plates inside the exposure illumination system 2'whenever the method is changed. Not only that, but the exposure light is wasted by partially blocking the exposure light flux, and as a result, the exposure time of the integrated circuit chip is lengthened and the exposure throughput is significantly reduced. For example, since a phase shift reticle is used, .sigma.
If you try to change it to 4, the exposure energy is 2 of this ratio.
Since it is inversely proportional to the power, it takes 2.25 times the exposure time.
【0029】そこで、本発明は、これらの課題を解決す
るようにしたものであり、本発明について更に図面を用
いて詳細に説明する。Therefore, the present invention has been made to solve these problems, and the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【0030】図1は本発明の露光照明装置2を示す一実
施例である。水銀ランプ24から発した光は楕円面鏡2
5で反射され、所望の露光波長である例えばi線を反射
する波長選択ミラー26で反射された後にレンズ21を
透過し、光ファイバー束1の端面A−A’面に入射す
る。光ファイバーの入射端面A−A’面は多数の光ファ
イバーを束ねたものであり、例えば光ファイバー1本の
径は0.2mmで、束ねたものの径は30mm程度であ
る。束ねられた光ファイバーは入射端から或る距離離れ
た所から複数の小光ファイバー束に分岐される。分岐さ
れた複数の小光ファイバー束の各端面の相対的位置を制
御可能にする機能を持つ小光ファイバー束相対位置可変
機構10により、小光ファイバー束出射端面が面B−
B’内で相対的な位置を変える。B−B’面に有る光フ
ァイバー束の出射端はいわゆる2次光源となるため、小
光ファイバー束相対位置可変機構10を稼働することに
より2次光源の形状や大きさを変える事が可能となる。
B−B’面上の光ファイバー束端面から出射した露光光
は通常の半導体露光装置等で用いられる照明系と同様に
アウトプットレンズ22を通過した後コンデンサレンズ
23を通り被露光物体であるレチクル3を照明する。FIG. 1 is an embodiment showing an exposure illumination device 2 of the present invention. The light emitted from the mercury lamp 24 is an ellipsoidal mirror 2.
After being reflected by the wavelength selecting mirror 26 which reflects the desired exposure wavelength, i.e., the i-line, the light passes through the lens 21 and enters the end face AA 'of the optical fiber bundle 1. The incident end face AA 'of the optical fiber is a bundle of many optical fibers. For example, the diameter of one optical fiber is 0.2 mm, and the diameter of the bundle is about 30 mm. The bundled optical fibers are branched into a plurality of small optical fiber bundles at a distance from the entrance end. The small optical fiber bundle relative position varying mechanism 10 having a function of controlling the relative positions of the end surfaces of the plurality of branched small optical fiber bundles allows the small optical fiber bundle emitting end surface to be a surface B-
Change the relative position within B '. Since the emission end of the optical fiber bundle on the BB 'plane serves as a so-called secondary light source, it is possible to change the shape and size of the secondary light source by operating the small optical fiber bundle relative position varying mechanism 10.
The exposure light emitted from the end face of the optical fiber bundle on the BB 'plane passes through the output lens 22 and then passes through the condenser lens 23 to pass through the reticle 3 which is the object to be exposed, similarly to the illumination system used in a normal semiconductor exposure apparatus. Illuminate.
【0031】半導体露光装置の場合、図4に示す様に従
来の露光照明系2’では水銀ランプの2次光源はいわゆ
るロットレンズの出射端であり、この出射端が図1のB
−B’面上にある小光ファイバー束の出射端に相当す
る。この2次光源から出た露光光は上記のアウトプット
レンズとコンデンサレンズ23を通りレチクル3を照射
する。レチクルのパターンを透過した光は縮小投影露光
レンズ4によりxyzの3次元方向に粗微動可能なウエ
ハステージ6上のウエハチャック51上に有るウエハ5
の表面にレチクルの1/5倍の像を結像、露光する。In the case of the semiconductor exposure apparatus, as shown in FIG. 4, in the conventional exposure illumination system 2 ', the secondary light source of the mercury lamp is the emission end of the so-called lot lens, and this emission end is B in FIG.
It corresponds to the exit end of the small optical fiber bundle on the −B ′ plane. The exposure light emitted from the secondary light source passes through the output lens and the condenser lens 23 and illuminates the reticle 3. The light transmitted through the pattern of the reticle is moved by the reduction projection exposure lens 4 in the three-dimensional direction of xyz, and the wafer 5 on the wafer chuck 51 on the wafer stage 6 can be finely and finely moved.
An image of 1/5 times the reticle is formed and exposed on the surface of.
【0032】先に説明したように従来の半導体露光装置
では、露光照明系の2次光源の縮小露光レンズの瞳41
上での像200の径dの瞳径Dに対する比、即ちパーシ
ャルコヒーレンシーσは固定であったが、本発明の露光
照明系2を半導体露光装置に搭載することにより、縮小
露光レンズの瞳41上の2次光源の像の大きさは小光フ
ァイバー束相対位置可変機構10を稼働することにより
可変となる。As described above, in the conventional semiconductor exposure apparatus, the pupil 41 of the reduction exposure lens of the secondary light source of the exposure illumination system is used.
The ratio of the diameter d of the image 200 to the pupil diameter D, that is, the partial coherency σ was fixed, but by mounting the exposure illumination system 2 of the present invention on the semiconductor exposure apparatus, the pupil 41 of the reduction exposure lens is adjusted. The size of the image of the secondary light source can be changed by operating the small optical fiber bundle relative position changing mechanism 10.
【0033】例えば従来の光を通すか、通さないかでパ
ターン情報を表すレチクルの場合にはσ=0.6程度
に、また位相シフトレチクルを用いる場合σ=0.4程
度にはなるように小光ファイバー束相対位置可変機構1
0を駆動制御回路を含む制御系7を用いて駆動する。For example, in the case of a conventional reticle which expresses pattern information by passing or not passing light, σ = 0.6, and when a phase shift reticle is used, σ = 0.4. Small optical fiber bundle relative position variable mechanism 1
0 is driven by using a control system 7 including a drive control circuit.
【0034】図2は上記の小光ファイバー束相対位置可
変機構10の詳細を説明する本発明の1実施例である。
光ファイバー束1は分岐されフレキシブルな部分11’
と、これに続く周囲が剛性の有る金属パイプで覆われた
部分11からなる。この剛性の有る金属パイプで覆われ
た部分11の端面110が出射端で有り、面B−B’上
に出射端が有る。金属パイプで覆われた部分11はその
長さ方向の中間点に対してほぼ対称な形状をしており、
垂直な部分(光の進む方向の部分)111’と111及
び傾斜部分112’、112からなっている。傾斜部分
は表面が滑らかであり、傾斜穴ガイドスライド機構1
2’、12の各傾斜穴ガイドの穴の方向に沿ってスライ
ドする。傾斜穴ガイドスライド機構12’、12はその
周辺にガイド棒16(複数)を通すスライド穴が複数有
るとともに、モータ19により歯車15、15’を介し
て回転駆動する左右回りネジ付き回転シャフト14が回
転することにより互いに近付いたり、離れたりする。こ
の結果、近付くと各光ファイバー端110は接近し、照
明のパーシャルコヒーレンシーσは小さくなり、離れれ
ばσは大きくなる。傾斜穴ガイドスライド機構12’、
12の間隔の変化に伴うこのようなσの変化を示したも
のが図3である。図3の(a)は傾斜穴ガイドスライド
機構12’、12が最も接近したときの小光ファイバー
束の出射端B−B’における配列を示している。図3
(b)〜(d)は傾斜穴ガイドスライド機構12’、1
2が徐々に離れていったときの配列を表している。この
ように制御系7からの指令信号にもとずき、モータ19
を駆動する事により光源の光を損失することなく、所望
の照明の指向性σに簡単に、短時間に設定することが可
能となる。FIG. 2 is an embodiment of the present invention for explaining the details of the small optical fiber bundle relative position changing mechanism 10 described above.
The optical fiber bundle 1 is branched and has a flexible portion 11 '.
And a portion 11 that follows is surrounded by a rigid metal pipe. The end face 110 of the portion 11 covered with the rigid metal pipe is the emission end, and the emission end is on the plane BB ′. The portion 11 covered with the metal pipe has a shape that is substantially symmetrical with respect to the midpoint in the longitudinal direction,
It is composed of vertical portions (portions in the light traveling direction) 111 'and 111 and inclined portions 112', 112. The inclined part has a smooth surface, and the inclined hole guide slide mechanism 1
2 ', 12 slide along the direction of the holes of each inclined hole guide. The inclined hole guide slide mechanisms 12 ′, 12 have a plurality of slide holes through which the guide rods 16 are passed, and a rotary shaft 14 with a left-right turning screw which is rotationally driven by a motor 19 via gears 15, 15 ′. Rotate to move toward and away from each other. As a result, the optical fiber ends 110 approach each other when approaching, and the partial coherency σ of the illumination decreases, and σ increases when moving away from each other. Inclined hole guide slide mechanism 12 ',
FIG. 3 shows such a change in σ with a change in the interval of 12. FIG. 3A shows the arrangement at the exit end BB ′ of the small optical fiber bundle when the inclined hole guide slide mechanisms 12 ′, 12 are closest to each other. Figure 3
(B) to (d) are inclined hole guide slide mechanisms 12 ', 1
2 represents the arrangement when 2 is gradually separated. In this way, the motor 19 receives the command signal from the control system 7.
It becomes possible to easily set the desired illumination directivity σ in a short time without driving the light of the light source.
【0035】次に輪帯照明を実現する本発明の実施例を
図6を用いて説明する。図6の部品に付けた番号が図1
のそれと同じものは同一物を表す。水銀ランプ24から
出射した光は光ファイバー束1の入射端に集光される。
この入射端面はその外形が円形もしくはほぼ正多角形で
ある。この入射端面の法線に対し平行な対称軸を有し、
その表面が露光光に対し高反射率を有する鏡面である柱
状鏡を、この対称軸が光ファイバー束の入射端面の外形
の中心とほぼ一致するごとく配置し、光源より出射した
光を光ファイバー束の入射端面に輪帯状に高い光の利用
効率で入射させる。このような構成にすると図7(a)
に示すようにもしこの柱状鏡17がなかったとしたとき
に、光ファイバー束の中心付近に入射する光は柱状鏡1
7の表面で反射し、図7の(b)の斜線で示すように光
ファイバー束の外周より内側で外周に近い部分に入射す
る。この光の入射角は柱状鏡17が無いとしたときに光
ファイバー束の入射端に入射する光のそれとほぼ同にな
るため、光の損失を生じること無く光ファイバー束に入
射し、他端の小光ファイバー束から、輪帯状の露光照明
光が出射される。ただしこの場合入射端の光ファイバー
の位置とその光ファイバーの出射端での位置はランダム
ではなく、入射端の周辺部のファイバは出射端の周辺部
にのみつながっていることは明らかである。Next, an embodiment of the present invention for realizing annular illumination will be described with reference to FIG. The numbers given to the parts in FIG. 6 are shown in FIG.
The same as that of represents the same thing. The light emitted from the mercury lamp 24 is condensed at the incident end of the optical fiber bundle 1.
The incident end face has a circular outer shape or a substantially regular polygonal shape. It has an axis of symmetry parallel to the normal to this incident end face,
A columnar mirror whose surface is a mirror surface having a high reflectance for exposure light is arranged so that the axis of symmetry is substantially coincident with the center of the outer shape of the incident end face of the optical fiber bundle, and the light emitted from the light source is incident on the optical fiber bundle. The light is incident on the end face in a ring shape with high light use efficiency. With such a configuration, FIG.
If the columnar mirror 17 is absent as shown in FIG.
The light is reflected by the surface of No. 7 and is incident on a portion inside the outer circumference of the optical fiber bundle and near the outer circumference, as indicated by the hatched line in FIG. Since the incident angle of this light is almost the same as that of the light incident on the incident end of the optical fiber bundle when the columnar mirror 17 is not provided, the light enters the optical fiber bundle without loss of light and the small optical fiber at the other end. A ring-shaped exposure illumination light is emitted from the bundle. However, in this case, the position of the optical fiber at the incident end and the position of the optical fiber at the outgoing end are not random, and it is clear that the fiber around the incident end is connected only to the peripheral part of the outgoing end.
【0036】輪帯照明を実現する本発明の他の実施例を
図8を用いて説明する。図8の部品に付けた番号が図1
のそれと同じものは同一物を表す。水銀ランプ24から
出射した光は光ファイバー束1の入射端に集光される。
この入射端面はその外形が円形もしくはほぼ正多角形で
ある。この入射端の前面近傍にこの入射端面の法線に対
し平行な回転対称軸を持ちこの法線を含む平面で切った
断面が凹状のほぼ直線となる透明物体を配置する。この
凹状透明物体を透過する光は光軸の外側に発散するので
凸レンズで各光ファイバーに入射する光束の主光線がほ
ぼ平行になるようにすれば、上記光源より出射した光を
光ファイバー束の入射端面に輪帯状に高い光の利用効率
で入射させる事が可能になる。このようにすると図9
(a)に示すように光ファイバー束の入射端面の中央部
には光が達せず光ファイバー束の外周より内側で外周に
近い部分に入射し、他端の小光ファイバー束から、図9
(b)の斜線で示すように輪帯状の露光照明光が出射さ
れる。ただしこの場合にも入射端の光ファイバーの位置
とその光ファイバーの出射端での位置はランダムではな
く一定の関係を持っていることは明らかである。Another embodiment of the present invention for realizing annular illumination will be described with reference to FIG. The numbers given to the parts in FIG. 8 are shown in FIG.
The same as that of represents the same thing. The light emitted from the mercury lamp 24 is condensed at the incident end of the optical fiber bundle 1.
The incident end face has a circular outer shape or a substantially regular polygonal shape. A transparent object having a rotational symmetry axis parallel to the normal line of the incident end face and having a substantially straight line having a concave cross section taken along a plane including the normal line is arranged near the front face of the incident end face. Since the light transmitted through this concave transparent object diverges to the outside of the optical axis, if the principal rays of the light flux entering each optical fiber are made substantially parallel by a convex lens, the light emitted from the above light source will be incident on the end face of the optical fiber bundle. It is possible to make the light incident on the ring with high light utilization efficiency. In this way,
As shown in (a), the light does not reach the central part of the incident end face of the optical fiber bundle and is incident on a portion inside the outer periphery of the optical fiber bundle and close to the outer periphery.
The ring-shaped exposure illumination light is emitted as indicated by the hatched line in (b). However, in this case as well, it is clear that the position of the optical fiber at the entrance end and the position of the optical fiber at the exit end have a fixed relationship rather than random.
【0037】図10は光ファイバー束1から出射する光
を所望の発散角にするための手段を示す1実施例であ
る。図10(a)に示すように、出射端の各小光ファイ
バー束に微小な凹レンズ122を配置し、小光ファイバ
ー束の開口角(発散角)θを大きくし、Θにしている。
本実施例では凹レンズを出射端に配置しているが、凸レ
ンズを用いても本発明の目的を達成できることは明らか
である。FIG. 10 is an embodiment showing a means for making the light emitted from the optical fiber bundle 1 have a desired divergence angle. As shown in FIG. 10A, a minute concave lens 122 is arranged in each small optical fiber bundle at the exit end, and the opening angle (divergence angle) θ of the small optical fiber bundle is increased to Θ.
In this embodiment, the concave lens is arranged at the exit end, but it is clear that the object of the present invention can be achieved by using a convex lens.
【0038】図11は光ファイバー束1から出射する光
を所望の発散角にするための手段を示す1実施例であ
る。図11(a)(b)に示すように、光ファイバー束
の入射端の径Dと出射端の径dが異なる様に徐々に光フ
ァイバー径を変化させておくと、入射側の開口角θと出
射側の開口角Θが異なるようにできる。出射側の開口角
が所望の角Θになるようにすれば、図10の実施例の様
に凹レンズを用いなくとても所望の発散角にすることが
できる。FIG. 11 is an embodiment showing a means for making the light emitted from the optical fiber bundle 1 have a desired divergence angle. As shown in FIGS. 11A and 11B, when the optical fiber diameter is gradually changed so that the diameter D at the entrance end and the diameter d at the exit end of the optical fiber bundle are changed, the opening angle θ on the entrance side and the exit angle θ The side opening angle Θ can be different. If the aperture angle on the output side is set to a desired angle Θ, a very desired divergence angle can be obtained without using a concave lens as in the embodiment of FIG.
【0039】図12は光ファイバー束1の入射端の拡大
した構造を示す本発明の実施例である。図12(a)は
入射端が円形の光ファイバーからなり、各光ファイバー
の間隙は反射率の高い素材および構造からなっている。
特に光源として紫外線の水銀ランプのi線、あるいはK
rFやArFエキシマレーザのような遠視外線を用いる
場合にはアルミニュウムのようなこの波長域で反射率の
高い素材を用い、その表面の保護と、増反射効果を持っ
た酸化シリコンの薄膜を保護コートするとよい。このよ
うにすれば、露光光のエネルギーが高くなっても、光フ
ァイバー束の入射端面で光エネルギーを吸収して高温に
なり、光ファイバー入射端面が破損するようなことが無
くなり、照度の高い、長寿命の光ファイバー束が実現で
きる。なお図12からも分かるように、各光ファイバー
間の間隙は面積が小さいほど光の利用効率は高くなり、
特に図12(b)に示すような入射端面ファイバ形状に
し、この間隙の面積を原理的に0にすることができるよ
うにすることが好ましい。上記の間隙に充填された高反
射材は光ファイバー束の入射端面の近傍のみにあれば本
発明の目的を十分達成できる事は明らかである。またこ
の間隙に充填された高反射材の表面の形状は平面にした
り、凹面にしたりして、この反射面で反射した光が本発
明の照明系の目標に合致するように形状を選択する。FIG. 12 is an embodiment of the present invention showing an enlarged structure of the incident end of the optical fiber bundle 1. In FIG. 12A, the incident end is made of a circular optical fiber, and the gap between the optical fibers is made of a material and a structure having a high reflectance.
Especially as a light source, i-line of ultraviolet mercury lamp or K
When using far-sighted rays such as rF and ArF excimer lasers, use a material with high reflectance in this wavelength range, such as aluminum, to protect the surface and a silicon oxide thin film with a reflection enhancing effect. Good to do. In this way, even if the energy of the exposure light becomes high, the incident end surface of the optical fiber bundle will not absorb the light energy and become high temperature, and the incident end surface of the optical fiber will not be damaged. The optical fiber bundle can be realized. As can be seen from FIG. 12, the smaller the area between the optical fibers is, the higher the light utilization efficiency becomes,
In particular, it is preferable to form the fiber on the incident end face as shown in FIG. 12B so that the area of this gap can be set to 0 in principle. It is apparent that the object of the present invention can be sufficiently achieved if the high-reflecting material filled in the above-mentioned gap is only near the entrance end face of the optical fiber bundle. Further, the surface of the high-reflecting material filled in the gap is formed into a flat surface or a concave surface, and the shape is selected so that the light reflected by this reflecting surface matches the target of the illumination system of the present invention.
【0040】図13は本発明の照明装置の光源がKrF
やArFエキシマレーザの場合の場合の1実施例であ
る。この図の部品番号と図5の部品番号が同じものは同
一物を表している。光源24’から出射したレーザ光は
そのビーム断面は矩形であるが、そのままの形状で、こ
の矩形と同じ入射端面を有する光ファイバー束1’に入
射させる。出射端には図10の実施例に示した様に各小
光ファイバー束に小さいレンズを配置し、出射光が所望
の発散角になるようにしている。この照明系を図5の投
影露光装置に搭載することにより、レーザ光の光利用効
率の高い投影露光装置が実現する。また本レーザ光を用
いた照明系は投影露光装置に限らず各種のレーザ光の一
様照明を必要とする装置に適用することにより、高い光
の利用効率を有し、光の指向性あるいは照明範囲を可変
にする照明を実現することが可能となる。FIG. 13 shows that the light source of the illumination device of the present invention is KrF.
This is an example in the case of an ArF excimer laser. The parts having the same part numbers in FIG. 5 and FIG. 5 represent the same parts. The laser light emitted from the light source 24 'has a rectangular beam cross section, but is incident on the optical fiber bundle 1'having the same shape as that of the rectangle and having the same incident end face. At the exit end, as shown in the embodiment of FIG. 10, a small lens is arranged in each small optical fiber bundle so that the exit light has a desired divergence angle. By mounting this illumination system on the projection exposure apparatus of FIG. 5, a projection exposure apparatus with high light utilization efficiency of laser light is realized. The illumination system using this laser light is not limited to the projection exposure apparatus, but is applied to an apparatus that requires uniform illumination of various types of laser light. It is possible to realize illumination with a variable range.
【0041】図14は本発明の投影露光装置の1実施例
である。この図の部品番号と図5の部品番号が同じもの
は同一物を表している。露光光源はKrFまたはArF
エキシマレーザである。縮小露光装置に用いられる縮小
投影レンズは合成石英のみから構成されているため、レ
ーザ光のスペクトル幅は例えば1pm程度に狭いほど、
石英ガラスの屈折率の分散に伴う色収差による解像度劣
化が無く、微細なパターンが露光できるようになる。し
かし、一般にスペクトル幅を狭くするほどモード数が少
なくなる傾向が有る。この結果図13の光ファイバー束
の各光ファイバーの長さが総べてほぼ同一であると小光
ファイバー束から出射した光が発散され互いに重なりあ
うと、干渉が生じレチクル上の照明光にむらが発生す
る。本実施例では図14(a)から(e)に示すよう
に、入射端面AA’では(b)に示すようにレーザ光の
ビーム形状とほぼ等しい形状をしており、ビーム形状の
長手方向には1100から1500の5つの部分に分割
されている。各部分は図14(c)に示すようにマトリ
ックス状に分割されている。このマトリックスの互いに
近い部分は可干渉性が強いため、各マトリックス内の光
ファイバーの長さは等しいが、互いのマトリックス間で
は光ファイバーの長さが異なる。この長さの差は可干渉
距離以上であることが望ましいが、必ずしもその長さの
差がなくても、十分効果がある。上記の5つの部分に分
割した各部分については、図14(c)に示すように、
互いに対応する場所、例えば1111と1211、11
51と1251、1114と1214は同一の光ファイ
バー長を有し、これら同一光ファイバー長を有する物は
出射側で同一の小光ファイバー端110の1111’や
1211’等につながっている。FIG. 14 shows an embodiment of the projection exposure apparatus of the present invention. The parts having the same part numbers in FIG. 5 and FIG. 5 represent the same parts. The exposure light source is KrF or ArF
It is an excimer laser. Since the reduction projection lens used in the reduction exposure apparatus is composed only of synthetic quartz, the narrower the spectral width of the laser light is, for example, about 1 pm,
It is possible to expose a fine pattern without deterioration of resolution due to chromatic aberration due to the dispersion of the refractive index of quartz glass. However, in general, the number of modes tends to decrease as the spectral width becomes narrower. As a result, if the lengths of all the optical fibers of the optical fiber bundle shown in FIG. 13 are all substantially the same, the lights emitted from the small optical fiber bundle are diverged and overlap each other, and interference occurs, causing unevenness in the illumination light on the reticle. . In this embodiment, as shown in FIGS. 14A to 14E, the incident end face AA ′ has a shape substantially equal to the beam shape of the laser light as shown in FIG. Is divided into 5 parts 1100 to 1500. Each part is divided into a matrix as shown in FIG. Since the portions of this matrix close to each other have strong coherence, the lengths of the optical fibers in each matrix are equal, but the lengths of the optical fibers differ between the matrices. It is desirable that this difference in length be equal to or greater than the coherence length, but even if there is no difference in length, it is sufficiently effective. Regarding each part divided into the above five parts, as shown in FIG.
Locations corresponding to each other, for example, 1111 and 1211, 11
51 and 1251, 1114 and 1214 have the same optical fiber length, and those having the same optical fiber length are connected to 1111 ′ and 1211 ′ of the same small optical fiber end 110 on the emission side.
【0042】このようにすれば、各小光ファイバー束か
ら出射するレーザ光はお互いに干渉すること無く、レチ
クル上では照明強度のバラツキはほとんど無くなり、照
度が一様で、光の利用効率が高く、所望の指向性を持っ
た露光照明光を実現することができる。本実施例では光
ファイバー束の断面積はエキシマレーザのビームの断面
積と等しく、4×20mm程度で良いため、高出力の水
銀ランプを光源にする場合(20〜30mmφ)に比
べ、少ない光ファイバー数で目的を達成することがで
き、経済的である。In this way, the laser beams emitted from the respective small optical fiber bundles do not interfere with each other, the variations in illumination intensity on the reticle are almost eliminated, the illuminance is uniform, and the light utilization efficiency is high. Exposure illumination light having a desired directivity can be realized. In this embodiment, since the cross-sectional area of the optical fiber bundle is equal to the cross-sectional area of the beam of the excimer laser and may be about 4 × 20 mm, the number of optical fibers is smaller than that when a high-power mercury lamp is used as the light source (20 to 30 mmφ). It can achieve its purpose and is economical.
【0043】図15はレーザ光の可干渉性の低減とレー
ザが元もと持っている指向性を低減する機能を有する部
分と、所望の照明の指向性を付与する機能の部分とを分
離した本発明の実施例である。即ち光ファイバー束1
A’は図16(a)に示すように入射断面が上記のエキ
シマレーザのビームの断面形状にほぼ等しい矩形であ
り、出射端面は図16(b)に示すように円形に成って
いる。また光ファイバーの長さは出射したレーザ光が互
いに干渉しないように可干渉距離程度以上にしてある。
光ファイバー束1A’の出射端にはレーザ光の高い指向
性を除去するため小レンズ群を配置し、これにより得ら
れる発散光をレンズにより、図16(c)に示す第2の
光ファイバー束1B’の入射端面に集めている。光ファ
イバー束1B’の出射端B2B2’は図16(d)に示す
ように小光ファイバー束相対位置可変機構10により所
望の広がりを与えられる。小光ファイバー束出射端面か
ら後の光路は図1の実施例と構成は同じである。In FIG. 15, a part having a function of reducing the coherence of laser light and a function of originally reducing the directivity of the laser and a part having a function of imparting a desired illumination directivity are separated. It is an example of the present invention. That is, the optical fiber bundle 1
As shown in FIG. 16 (a), A ′ is a rectangle whose incident cross section is substantially equal to the cross-sectional shape of the beam of the excimer laser described above, and the emission end face is circular as shown in FIG. 16 (b). Further, the length of the optical fiber is set to about a coherence length or more so that the emitted laser beams do not interfere with each other.
A small lens group is arranged at the emission end of the optical fiber bundle 1A 'to remove the high directivity of the laser light, and the divergent light obtained by this is reflected by the lens to produce a second optical fiber bundle 1B' shown in FIG. 16 (c). Are collected at the incident end face of. The exit end B 2 B 2 ′ of the optical fiber bundle 1B ′ is given a desired spread by the small optical fiber bundle relative position varying mechanism 10 as shown in FIG. 16 (d). The optical path after the exit end face of the small optical fiber bundle has the same configuration as that of the embodiment of FIG.
【0044】図17は本発明の投影露光装置の露光照明
系の1実施例である。光源としては水銀ランプを用いて
も、エキシマレーザを用いてもよい。例えば図5の露光
装置に図6の光ファイバ入射端付近の構造と同じ照明系
が搭載されている。光ファイバー束1”の出射端は図1
7に示すように5つの小光ファイバー束に分離されてお
り、一つは中心に、他の4つは周辺に配置されている。
中心の小光ファイバー束は固定であり、周辺の4つは放
射状にスライド可能な機構に固定されている。通常のレ
チクルを用い、比較的広いパターン幅を露光する場合に
は周辺の4つの小光ファイバー束を比較的内側に寄せて
5つの小光ファイバー束全部の露光光を用いて露光を行
う。通常のレチクルを用い、比較的狭いパターン幅を露
光する場合には制御系7の指令により、柱状鏡17を光
ファイバー束1の入射端の前面に挿入し、光ファイバー
束1の出射端である中心に有る小光ファイバー束に向か
う光を柱状鏡17の側面での反射により周辺に有る4つ
の小光ファイバー束に通じる光ファイバーの入射端に向
ける。さらに周辺の4つの小光ファイバー束を小光ファ
イバー束相対位置可変機構10により外側に寄せる。こ
のようにすることにより、光の損失を発生させずに輪帯
照明にして比較的狭いパターンを露光する。次に非常に
狭いパターンを露光する場合には、位相シフトレチクル
を用いて、制御系7の指令により周辺の4つの小光ファ
イバー束を一番内側まで寄せて、5つの小光ファイバー
束全部の露光光を用いて露光を行う。本実施例では簡単
な構成により、露光するパターンの形状、寸法に応じ
て、照明の指向性を容易に変化させ、かつ光の損失無
く、露光することが可能になる。FIG. 17 shows an embodiment of the exposure illumination system of the projection exposure apparatus of the present invention. A mercury lamp or an excimer laser may be used as the light source. For example, the exposure system of FIG. 5 is equipped with the same illumination system as the structure near the optical fiber entrance end of FIG. The exit end of the optical fiber bundle 1 "is shown in FIG.
As shown in FIG. 7, it is divided into five small optical fiber bundles, one in the center and the other four in the periphery.
The central small optical fiber bundle is fixed, and the four peripheral optical fiber bundles are fixed to a radially slidable mechanism. When an ordinary reticle is used to expose a relatively wide pattern width, the four small optical fiber bundles on the periphery are relatively moved inward, and the exposure light of all five small optical fiber bundles is used for exposure. When an ordinary reticle is used to expose a relatively narrow pattern width, the columnar mirror 17 is inserted in front of the entrance end of the optical fiber bundle 1 according to a command from the control system 7, and the center of the exit end of the optical fiber bundle 1 is inserted. The light directed to the existing small optical fiber bundle is directed by the side surface of the columnar mirror 17 to the incident end of the optical fiber leading to the four small optical fiber bundles in the periphery. Further, the four small optical fiber bundles on the periphery are brought to the outside by the small optical fiber bundle relative position changing mechanism 10. By doing so, a relatively narrow pattern is exposed by making annular illumination without causing light loss. Next, when exposing a very narrow pattern, the phase shift reticle is used to move the four small optical fiber bundles around to the innermost side by the command of the control system 7 to expose all five small optical fiber bundles. Is used to perform exposure. In this embodiment, with a simple configuration, it is possible to easily change the illumination directivity according to the shape and size of the pattern to be exposed, and to perform exposure without loss of light.
【0045】図18は本発明の投影露光装置の露光照明
系の1実施例である。光ファイバー束1”の出射端は図
に示すように9つの小光ファイバー束に分離されてお
り、一つは中心に、4つは中心の小光ファイバー束の周
辺に配置されており、この4つの小光ファイバー束の周
辺に残りの4つ小光ファイバー束が配置されている。中
心の小光ファイバー束は固定であり、その周辺の8つは
放射状にスライド可能な機構に固定されている。8つの
小光ファイバー束を図18の(a)(b)(c)に示す
ように移動し、(b)の輪帯照明の時には上記図6で説
明したように、柱状鏡17を挿入することにより、解像
度とレチクルの種類に応じて所望の露光照明光の指向性
と最大の光の利用効率を実現することが可能と成る。FIG. 18 shows an embodiment of the exposure illumination system of the projection exposure apparatus of the present invention. The output end of the optical fiber bundle 1 "is divided into nine small optical fiber bundles as shown in the figure, one is arranged at the center and four are arranged around the central small optical fiber bundle. The remaining four small optical fiber bundles are arranged around the optical fiber bundle, the central small optical fiber bundle is fixed, and the eight peripheral optical fiber bundles are fixed to a radially slidable mechanism. The bundle is moved as shown in (a), (b) and (c) of FIG. 18, and at the time of the annular illumination of (b), the columnar mirror 17 is inserted as described in FIG. It is possible to realize the desired directivity of the exposure illumination light and the maximum light utilization efficiency according to the type of reticle.
【0046】図19は本発明の投影露光装置の露光照明
系の1実施例である。レーザ光源24’を出射しA
3A3’断面のレーザ光は図20(a)に示すように、図
19の紙面に垂直な方向には長く、紙面内の方向には短
い。この紙面内の方向にはモード数が少ないため、干渉
性が強い。シリンドリカルレンズ261、262により
図20(b)にA4A4’断面を示すように、図19の紙
面内の方向を広げる。広げられたビームは光路長差発生
プリズム250により光路長差の付いた6つのビームに
分割される。各分割ビームは入射端面が6つに分割され
た入射端面分割光ファイバー束1C’に入射する。この
入射端面A5A5’は図20(c)に示すような強度分布
をしている。光ファイバー束1C’の入射端は図20
(c)に示すように6つに分離した矩形の端面を有し、
中央付近の2つのファイバー端は図の矢印が示すように
移動する。移動する合計4つのファイバー端のうち図1
9、20に示すファイバー端101”、101’はそれ
ぞれファイバー出射端122の中心部と周辺部につなが
っている。他の固定の入射端101は全て出射端122
の周辺部にのみつながっている。このようにすることに
より、101”に光が入射する状態(位置)の時には通
常の、σが可変な照明を、また101’に光が入射する
状態(位置)の時には輪帯照明を実現することが可能と
なる。FIG. 19 shows an embodiment of the exposure illumination system of the projection exposure apparatus of the present invention. A laser light source 24 'is emitted
As shown in FIG. 20A, the laser light of the 3 A 3 'section is long in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 19 and short in the direction of the paper surface. Since the number of modes is small in the direction of this paper surface, the interference is strong. The cylindrical lenses 261 and 262 widen the direction in the plane of FIG. 19 as shown in the A 4 A 4 ′ cross section in FIG. The expanded beam is split by an optical path length difference generating prism 250 into six beams with different optical path lengths. Each split beam is incident on the incident end face splitting optical fiber bundle 1C ′ whose incident end face is split into six. The incident end face A 5 A 5 ′ has an intensity distribution as shown in FIG. The entrance end of the optical fiber bundle 1C 'is shown in FIG.
As shown in (c), it has six rectangular end faces,
The two fiber ends near the center move as shown by the arrows in the figure. Figure 1 of a total of four moving fiber ends
Fiber ends 101 ″ and 101 ′ shown in FIGS. 9 and 20 are respectively connected to the central portion and the peripheral portion of the fiber output end 122. All other fixed input ends 101 are output ends 122.
It is connected only to the peripheral area. By doing so, normal illumination with variable σ can be realized when light is incident on 101 ″ (position), and annular illumination can be realized when light is incident on 101 ′ (position). It becomes possible.
【0047】図21は本発明の投影露光装置の露光照明
系のの1実施例である。レーザ光源24’を出射したレ
ーザ光は図19の実施例同様シリンドリカルレンズ26
1、262により所望の大きさに拡大され、光路長差発
生プリズム250’により光路長差の付いた6つのビー
ムに分割される。図19と異なるのは各分割ビームのビ
ーム寸法が異なることである。周辺は寸法が大きく、中
心部は小さい。この光路長差発生プリズムを出射したビ
ームは図22(c)(d)(e)にその断面を示す光路
選択プリズム120に到る。このプリズムは120A,
120Bの2つのプリズムからなり、この2つのプリズ
ムが一定の距離を保ち、固定され、一体となって、図2
2の(c)〜(e)で紙面内を左右に移動可能になって
いる。この光路選択プリズム120を通過した光は光フ
ァイバー束1D’の入射端に入射する。この入射端はビ
ームの寸法に応じて、周辺は大きく、中心部は小さい。
また、このファイバーの端面は図21および図22
(a)に示すように、その法線方向が周辺部では入射光
線に対し傾き、中心部では入射光線に対し平行になって
いる。光ファイバー端への入射角と出射光線の出射端面
法線に対する角度の関係を図23を用いて説明する。周
辺部に有り、入射光線に対しθ1傾いている光ファイバ
ー101aや101fに入射した光は図23(a)に示
すように、出射端101a’や101f’からは図23
(b)に示すように、出射端の法線に対し、一定の角度
範囲を持った指向性で出射する。即ち、出射端法線に対
し出射光線のなす角度をθとすると、
θ1−Δθ≦θ≦θ1+Δθ
となる。FIG. 21 shows an embodiment of the exposure illumination system of the projection exposure apparatus of the present invention. The laser light emitted from the laser light source 24 'is the cylindrical lens 26 as in the embodiment of FIG.
1 and 262 expand the light beam to a desired size, and the light path length difference generating prism 250 ′ splits the light beam into six beams with different light path lengths. The difference from FIG. 19 is that the beam size of each split beam is different. The periphery is large and the center is small. The beam emitted from this optical path length difference generation prism reaches the optical path selection prism 120 whose cross section is shown in FIGS. 22 (c), (d) and (e). This prism is 120A,
It consists of two prisms of 120B, and these two prisms are fixed at a certain distance and are integrated into one body, as shown in FIG.
2 (c) to (e), it is possible to move left and right in the plane of the drawing. The light that has passed through the optical path selection prism 120 is incident on the incident end of the optical fiber bundle 1D ′. The entrance end is large at the periphery and small at the center, depending on the size of the beam.
The end face of this fiber is shown in FIG. 21 and FIG.
As shown in (a), the normal direction is inclined with respect to the incident light ray in the peripheral portion and is parallel with the incident light ray in the central portion. The relationship between the angle of incidence on the end of the optical fiber and the angle of the outgoing ray with respect to the normal to the outgoing end face will be described with reference to FIG. The light incident on the optical fibers 101a and 101f that are in the peripheral portion and are inclined by θ 1 with respect to the incident light beam is emitted from the output ends 101a ′ and 101f ′ as shown in FIG.
As shown in (b), the light is emitted with directivity having a certain angle range with respect to the normal line of the emission end. That is, if the angle formed by the outgoing ray with respect to the normal to the outgoing end is θ, then θ1−Δθ ≦ θ ≦ θ1 + Δθ.
【0048】一方中心部の光ファイバー101cや10
1dに垂直に入射する光は図23(e)に示すように、
その主光線が出射端にほぼ垂直に若干の広がりを持って
出射して来る。中心と周辺の中間の位置に有る光ファイ
バー101b,101eは図23(c)に示すように図
の(a)と(e)の中間的な広がりを持って出射する。
このような光ファイバーの入射角度と出射光の指向性の
関係があるから、次に示すような入射端と出射端のつな
がりにすると、出射端の各場所からは所望の一様な指向
性の光が平均的に得られ、レチクルを一様に照明するこ
とが可能となる。即ち、図22(a)に示すように光フ
ァイバー束1D’の各入射端、例えば101aを3つの
部分101aA,101aB、および101aCに分割
し、101aAは図22(f)に示すように光ファイバ
ー出射端110の中心と周辺の中間にある110Aにつ
ながっている。同様にして101aBは110Bに、1
01aCは110Cにつながっている。光ファイバーの
入射端101bについても同様に、101bAは110
Aに、101bBは110Bに、101bCは110C
にそれぞれつながっている。On the other hand, the optical fibers 101c and 10 at the center
Light vertically incident on 1d is as shown in FIG.
The chief ray emerges with a slight spread almost perpendicular to the exit end. The optical fibers 101b and 101e located at the intermediate positions between the center and the periphery emit as shown in FIG. 23 (c) with an intermediate spread between (a) and (e).
Since there is such a relationship between the incident angle of the optical fiber and the directivity of the outgoing light, if the following connection between the incoming end and the outgoing end is made, the light of desired uniform directivity will be emitted from each position of the outgoing end. Is obtained on average, and it becomes possible to uniformly illuminate the reticle. That is, as shown in FIG. 22 (a), each entrance end of the optical fiber bundle 1D ', for example, 101a is divided into three parts 101aA, 101aB, and 101aC, and 101aA is an optical fiber exit end as shown in FIG. 22 (f). It is connected to 110A, which is located between the center of 110 and the periphery. Similarly, 101aB becomes 110B and 1 becomes
01aC is connected to 110C. Similarly, for the incident end 101b of the optical fiber, 101bA is 110
A, 101bB is 110B, 101bC is 110C
Connected to each.
【0049】図21に示す光路選択プリズム120が図
22(c)に示す状態にある時には、光路長差発生プリ
ズム250’から出射した光はファイバー入射端の10
1aB,101bB,101cB,101dB,101
eBおよび101fBに入射し、光ファイバー出射端1
01Bからのみ出射光が出て来る。またこの出射光の指
向性は図23を用いて説明したごとく、ファイバー入射
端への光の指向性が高いにもかかわらず、所望の指向性
を得ることが可能となる。しかも光ファイバー出射端1
01Bのみから光が発射するので、露光光学系には指向
性の高い、即ちσの小さな露光照明が、位相シフトレチ
クル3になされる。When the optical path selecting prism 120 shown in FIG. 21 is in the state shown in FIG. 22 (c), the light emitted from the optical path length difference generating prism 250 'is 10 at the fiber entrance end.
1aB, 101bB, 101cB, 101dB, 101
It is incident on eB and 101fB, and the optical fiber exit end 1
The emitted light comes out only from 01B. Further, as described with reference to FIG. 23, the directivity of the emitted light can obtain a desired directivity even though the directivity of the light to the fiber incident end is high. Moreover, the optical fiber output end 1
Since the light is emitted only from 01B, the exposure optical system is exposed to the phase shift reticle 3 with exposure light having high directivity, that is, small σ.
【0050】レチクルが通常の線幅を有するものに変え
られた場合には光路選択プリズムを移動し、プリズム1
20Aが図22(b)に示すような位置に来るようにす
る。このようにすると光ファイバー入射端101aAと
101aBの2部分に同時に光が入射する。他の光ファ
イバー入射端に付いても同様に2部分に入射する。この
2部分は光ファイバー出射端110Aと110Bにつな
がっているので、照明の指向性が中間程度の照明光が得
られ上記線幅のレチクルに対し最適な指向性となるよう
に小光ファイバー束相対位置可変機構10を駆動すれ
ば、この線幅パターンに対し最適な露光が実現できる。When the reticle is changed to one having a normal line width, the optical path selecting prism is moved, and the prism 1
20A should be positioned as shown in FIG. 22 (b). By doing so, light is simultaneously incident on the two portions of the optical fiber incident ends 101aA and 101aB. Even if it is attached to another optical fiber incident end, it is incident on two portions in the same manner. Since these two parts are connected to the optical fiber emitting ends 110A and 110B, the relative position of the small optical fiber bundle can be changed so that the illumination light with an intermediate directivity is obtained and the directivity is optimal for the reticle having the above line width. By driving the mechanism 10, optimum exposure can be realized for this line width pattern.
【0051】位相シフトレチクルではないが、線幅が縮
小レンズの解像限界に近いパターンを含むレチクル3が
露光装置に搭載された場合には、図22(e)に示すよ
うに、光路選択プリズム120を移動し、プリズム12
0Bが光路中に入り、光を光ファイバー入射端101a
C等に入射する様にする。このようにすれば各光ファイ
バー入射端から入った光は光ファイバー出射端の最外周
の110Cから出射することになり、輪帯照明が実現
し、解像限界に近いパターンが良好なパターン形状で解
像可能となる。When the reticle 3 which is not a phase shift reticle but includes a pattern whose line width is close to the resolution limit of the reduction lens is mounted in the exposure apparatus, as shown in FIG. Move 120, prism 12
0B enters the optical path and allows light to enter the optical fiber entrance end 101a.
Make it incident on C etc. In this way, the light entering from each optical fiber entrance end is emitted from the outermost circumference 110C of the optical fiber exit end, realizing annular illumination and resolving a pattern close to the resolution limit with a good pattern shape. It will be possible.
【0052】以上の実施例では縮小露光装置に本発明の
照明系を適用したものについて説明したが、これに限ら
れる訳ではない。即ち、例えば、大面積の液晶テレビデ
ィスプレイ用の露光装置や、パターン検査装置、あるい
は各種のディスプレイ装置等、照明光がその2次光源を
変えることにより、最適な照明指向性、あるいは最適照
明照度分布を得、パターンの結像による、露光、検出あ
るいは表示等を行う対象に広く適用することが可能であ
る。またある場合には結像系の無い、露光(プロキシミ
ティ露光)や検出或いは表示等に適用できる。Although the reduction exposure apparatus to which the illumination system of the present invention is applied has been described in the above embodiments, the present invention is not limited to this. That is, for example, in an exposure device for a large area liquid crystal television display, a pattern inspection device, various display devices, etc., the illumination light changes its secondary light source to obtain the optimal illumination directivity or the optimal illumination illuminance distribution. Therefore, it can be widely applied to objects to be exposed, detected, or displayed by imaging a pattern. In some cases, it can be applied to exposure (proximity exposure), detection, or display without an imaging system.
【0053】図24は本発明の1実施例を示す図であ
る。この図の部品番号と図5及び図6のそれが等しいも
のは同一物を表している。照明系2は上記に示した実施
例のいずれであってもよい。縮小レンズ4’には入射瞳
41’上にここを通過する光を所望の領域に限り部分的
に遮光又は透過光量を減少することが可能な可変フィル
タ400が挿入されている。可変フィルタ400は例え
ば図24(b)に示すように3つの部分401、40
2、403からなり、図24(a)に示すように、縮小
レンズ4の瞳に各部分が来るように移動可能である。通
常のパターン線幅のレチクルの時には小光ファイバー束
相対位置可変機構10を駆動し、σ=0.5になるよう
にし、可変フィルタ400は401の部分が瞳上に来る
ようにする。次に細いパターン線幅の通常のレチクルを
用いて露光する場合には、光ファイバー束1の入射端に
有る柱状鏡17を光路に挿入し、小光ファイバー束相対
位置可変機構10を駆動して出射ファイバー端を広げ、
輪帯照明にする。さらに可変フィルタ400の403の
部分が瞳上に来るようにする。403は輪帯照明の瞳上
の2次光源像とほぼ等しい形状と大きさであるため、4
03が401に代わった単なる輪帯照明の場合に比べ、
細いパターンと太いパターンが混ざったような回路パタ
ーンに対し、両パターンを比較的解像度高く露光するこ
とが可能となる。このように縮小レンズの瞳上に可変フ
ィルタを設けることにより、更に各種のパターンに対
し、対応可能となる。FIG. 24 is a diagram showing one embodiment of the present invention. The parts having the same numbers in FIGS. 5 and 6 represent the same parts. Illumination system 2 may be any of the embodiments shown above. The reduction lens 4'is provided with a variable filter 400 capable of partially blocking the light passing through the entrance pupil 41 'only in a desired region or reducing the amount of transmitted light. The variable filter 400 has three parts 401 and 40 as shown in FIG.
24, and can be moved so that each part comes to the pupil of the reduction lens 4, as shown in FIG. In the case of a reticle having a normal pattern line width, the small optical fiber bundle relative position varying mechanism 10 is driven so that σ = 0.5, and the variable filter 400 causes the portion 401 to come on the pupil. Next, when exposure is performed using an ordinary reticle having a narrow pattern line width, the columnar mirror 17 at the entrance end of the optical fiber bundle 1 is inserted into the optical path, and the small optical fiber bundle relative position varying mechanism 10 is driven to output the fiber. Spread the edges,
Use ring lighting. Further, the portion 403 of the variable filter 400 is placed on the pupil. Since 403 has a shape and size that are almost the same as the secondary light source image on the pupil of the annular illumination,
Compared to the case of mere ring-shaped lighting in which 03 is replaced with 401,
With respect to a circuit pattern in which a thin pattern and a thick pattern are mixed, both patterns can be exposed with a relatively high resolution. By providing the variable filter on the pupil of the reduction lens in this way, it becomes possible to deal with various patterns.
【0054】図25は本発明の照明系をパターン検査装
置に適用した実施例である。この図の部品番号と図5、
図6及び図24のそれが等しいものは同一物を表してい
る。光ファイバ出射端より出射した光はコンデンサレン
ズ23”によりハーフミラー91で反射された後、対物
レンズ4”の瞳41”上に光ファイバ出射端の像を結像
する。この像の外径の瞳径に対する比率σがパターン検
出における照明のパーシャルコヒーレンシになる。小光
ファイバー束相対位置可変機構10を駆動することによ
り、光ファイバ出射端の広がりが変えられると、上記σ
を変化させることができる。例えば、表面が粒状のパタ
ーンの時にはσを1に近くし、照明光の指向性を低くす
ることにより、ノイズの小さな検出が可能となる。また
段差が小さなパターンに対しては、σを小さくすること
により、低いコントラストを高くし、信号を検出しやす
くできる。またパターンのエッジを強調して検出したい
ときには柱状鏡17を光路に挿入することにより輪帯照
明にでき、エッジ部が強調されてくる。更に図には表し
ていないが、この対物レンズの瞳の位置に図24の実施
例と同様に図24(b)の403に示すような輪帯状の
ストッパを挿入すれば、いわゆる暗視野照明となり、パ
ターンエッジ部のみが明るい暗視野像が得られる。この
ように本発明の照明装置をパターン検出系に用いること
により、制御系7’の指令により、検出パターンの種類
に応じて、最適な照明を簡単に光の損失を少なく実現す
ることが可能となる。FIG. 25 shows an embodiment in which the illumination system of the present invention is applied to a pattern inspection device. Part numbers in this figure and Figure 5,
6 and 24 that are equal represent the same. The light emitted from the output end of the optical fiber is reflected by the half mirror 91 by the condenser lens 23 ″, and then an image of the output end of the optical fiber is formed on the pupil 41 ″ of the objective lens 4 ″. The ratio σ to the pupil diameter becomes the partial coherency of the illumination in pattern detection.When the spread of the optical fiber emission end is changed by driving the small optical fiber bundle relative position varying mechanism 10, the above σ
Can be changed. For example, when the surface has a granular pattern, σ is set close to 1 and the directivity of the illumination light is lowered, whereby small noise can be detected. Further, for a pattern having a small step, by reducing σ, low contrast can be increased and a signal can be easily detected. Further, when it is desired to detect the edge of the pattern by emphasizing it, the columnar mirror 17 is inserted into the optical path so that an annular illumination can be achieved, and the edge portion is emphasized. Although not shown in the figure, if a ring-shaped stopper as shown by 403 in FIG. 24 (b) is inserted at the pupil position of this objective lens as in the embodiment of FIG. A dark field image in which only the pattern edge is bright is obtained. As described above, by using the illumination device of the present invention in the pattern detection system, it is possible to easily realize the optimum illumination according to the type of the detection pattern by the command of the control system 7 ′ with a small loss of light. Become.
【0055】本発明の小光ファイバー束相対位置可変機
構10は図2で示した実施例に限定されるものではな
く、例えばそれを駆動することにより、図6や図8の輪
帯照明用の光学部品の搬入搬出を行わずに、その小光フ
ァイバー束相対位置可変機構のみで総ての所望の照明指
向性を実現することも可能である。またこの駆動による
小ファイバ束の位置変化は上記の実施例で示した放射状
の移動に限らず、例えば螺旋状、あるいは非線形な動き
であってもよいことは明らかである。The small optical fiber bundle relative position changing mechanism 10 of the present invention is not limited to the embodiment shown in FIG. 2, and for example, by driving it, the optical system for annular illumination shown in FIGS. 6 and 8. It is also possible to realize all desired illumination directivities only by the small optical fiber bundle relative position changing mechanism without carrying in / out the parts. Further, it is obvious that the positional change of the small fiber bundle due to this driving is not limited to the radial movement shown in the above-mentioned embodiment, but may be a spiral movement or a non-linear movement.
【0056】[0056]
【発明の効果】以上実施例を用いて説明したように、本
発明によりパターンの露光、検査或いは表示等に用いる
照明系において、露光、検査或いは表示の対象とするパ
ターンの形状や寸法とこの露光、検査或いは表示を行う
際に用いられる光学系の関係において最適となる照明を
比較的簡単な構成で、容易に得られるのみならず、パタ
ーンの形状や寸法の変化や、光学系の変化に伴う最適照
明の変化を簡単に実現することが可能と成る。これによ
り従来固定の照明系内に照明光を部分的に遮光する必要
がなくなり、光の利用効率を低下させることなく、所望
の照明指向性あるいは照明光分布を実現することが可能
となり、スループットの大きな露光装置あるいは検査装
置が実現する。また表示装置においても明るい表示が可
能となり、同一の明るさを実現しようとする場合には、
出力の小さな光源で済む。As described above with reference to the embodiments, in the illumination system used for exposing, inspecting or displaying a pattern according to the present invention, the shape and size of the pattern to be exposed, inspected or displayed and this exposure. It is not only easy to obtain the optimum illumination in relation to the optical system used for inspection or display with a relatively simple configuration, but also with changes in the shape and dimensions of the pattern and changes in the optical system. It is possible to easily realize the change of the optimum illumination. As a result, it is not necessary to partially block the illumination light in the conventionally fixed illumination system, and it becomes possible to realize a desired illumination directivity or illumination light distribution without lowering the light utilization efficiency, and to improve throughput. A large exposure apparatus or inspection apparatus is realized. In addition, when it is possible to achieve a bright display on a display device and to achieve the same brightness,
A light source with a small output is sufficient.
【図1】本発明の投影式露光装置等に用いる水銀ランプ
を光源とする露光照明装置の光学系の実施例を示す図で
ある。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an optical system of an exposure illuminating device using a mercury lamp as a light source, which is used in a projection type exposure device of the present invention.
【図2】本発明の照明装置の小光ファイバー束相対位置
可変機構の実施例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of a small optical fiber bundle relative position changing mechanism of the lighting device of the present invention.
【図3】本発明の小光ファイバー束相対位置可変機構の
小光ファイバー束端の配置を示す図である。FIG. 3 is a view showing an arrangement of small optical fiber bundle ends of the small optical fiber bundle relative position varying mechanism of the present invention.
【図4】本発明に係る照明光学系を用いた投影式露光装
置で各種照明法を実現する場合を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a case where various illumination methods are realized by a projection type exposure apparatus using an illumination optical system according to the present invention.
【図5】本発明の照明光学系を備えた投影式露光装置を
示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a projection type exposure apparatus provided with the illumination optical system of the present invention.
【図6】本発明の投影式露光装置等に用いられる照明装
置で輪帯照明を実現する第1の実施例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a first embodiment for realizing annular illumination with an illuminating device used in the projection type exposure apparatus of the present invention.
【図7】図6の実施例の詳細を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing details of the embodiment of FIG.
【図8】本発明の投影式露光装置等に用いられる照明装
置で輪帯照明を実現する第2の実施例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a second embodiment for realizing annular illumination with an illuminating device used in the projection type exposure apparatus of the present invention.
【図9】図8の実施例の詳細を示す図である。9 is a diagram showing details of the embodiment in FIG. 8. FIG.
【図10】本発明の投影式露光装置等に用いられる照明
装置で小光ファイバー束の出射端に光拡散光学部品を実
装した実施例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an embodiment in which a light diffusing optical component is mounted on the emitting end of a small optical fiber bundle in an illuminating device used in the projection type exposure apparatus of the present invention.
【図11】光ファイバーの径を変化させる実施例を示す
図である。FIG. 11 is a diagram showing an example in which the diameter of an optical fiber is changed.
【図12】光ファイバー入射端の隣接する各ファイバー
間の部分を高反射材とする実施例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an example in which a portion between adjacent fibers at an optical fiber incident end is made of a highly reflective material.
【図13】光源としてレーザを用いる場合の第1の実施
例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a first embodiment when a laser is used as a light source.
【図14】光源としてレーザを用い場合の実施例におい
て光ファイバーの入射端と出射端の関係を示す図であ
る。FIG. 14 is a diagram showing a relationship between an incident end and an emitting end of an optical fiber in an example in which a laser is used as a light source.
【図15】2つの光ファイバー束を用いた場合の実施例
を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing an example in which two optical fiber bundles are used.
【図16】図15の実施例の光路の断面を示す図であ
る。16 is a diagram showing a cross section of an optical path in the embodiment of FIG.
【図17】本発明の小光ファイバー束の出射端が小光フ
ァイバー束相対位置可変機構により変化する状況を示す
図である。FIG. 17 is a diagram showing a situation where the emitting end of the small optical fiber bundle of the present invention is changed by the small optical fiber bundle relative position changing mechanism.
【図18】本発明の小光ファイバー束の出射端が小光フ
ァイバー束相対位置可変機構により変化する状況を示す
図である。FIG. 18 is a diagram showing a situation in which the emitting end of the small optical fiber bundle of the present invention is changed by the small optical fiber bundle relative position changing mechanism.
【図19】光源としてレーザを用いる場合の第2の実施
例を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing a second embodiment when a laser is used as a light source.
【図20】図19の実施例で光路の断面を示す図であ
る。20 is a diagram showing a cross section of an optical path in the embodiment of FIG.
【図21】光源としてレーザを用いる場合の第3の実施
例を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing a third embodiment when a laser is used as a light source.
【図22】図21の実施例で光路の断面を示す図であ
る。22 is a diagram showing a cross section of an optical path in the embodiment of FIG.
【図23】図21、22の実施例の原理を示す光ファイ
バーの入射光の入射角と出射光の出射角(発散光の状
況)を示す図である。FIG. 23 is a diagram showing an incident angle of incident light and an emission angle of emitted light (a situation of divergent light) of the optical fiber, which shows the principle of the embodiment of FIGS.
【図24】本発明の縮小投影露光装置の実施例で、縮小
露光レンズの入射瞳の位置に可変フィルタを実装したも
のを示す図である。FIG. 24 is a diagram showing an embodiment of a reduction projection exposure apparatus of the present invention in which a variable filter is mounted at the position of the entrance pupil of the reduction exposure lens.
【図25】本発明の照明装置をパターン検査装置に適用
した実施例を示す図である。FIG. 25 is a diagram showing an example in which the illumination device of the present invention is applied to a pattern inspection device.
1、1’、1A’、1B’、1C’、1D’…光ファイ
バー束、10…小光ファイバー束相対位置可変機構、1
7…柱状鏡、2、2’…照明光学系、24…水銀ランプ
光源、24’…レーザ光源、3…レチクル、4、4’…
縮小投影(露光)レンズ、4”…対物レンズ、400…
可変フィルタ、5…ウエハ、6…ウエハ駆動ステージ、
60…測長用のレーザビーム、7、7’…制御系。1, 1 ', 1A', 1B ', 1C', 1D '... Optical fiber bundle, 10 ... Small optical fiber bundle Relative position variable mechanism, 1
7 ... Columnar mirror, 2 and 2 '... Illumination optical system, 24 ... Mercury lamp light source, 24' ... Laser light source, 3 ... Reticle 4, 4 '...
Reduction projection (exposure) lens, 4 ″ ... Objective lens, 400 ...
Variable filter, 5 ... Wafer, 6 ... Wafer drive stage,
60 ... Laser beam for length measurement, 7, 7 '... Control system.
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成14年7月31日(2002.7.3
1)[Submission date] July 31, 2002 (2002.7.3)
1)
【手続補正1】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Name of item to be amended] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【特許請求の範囲】[Claims]
【手続補正2】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0001[Correction target item name] 0001
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は半導体の投影式露光方法
及びその装置等に係り、特に露光や検出を行うパターン
の寸法や形状、或いはマスクまたはレチクルやウエハの
種類に応じて照明光の指向性を制御し、最適な状態でパ
ターン露光を可能にする投影式露光方法及びその装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor projection type exposure method and apparatus, and more particularly, to directing illumination light according to the size and shape of a pattern for exposure and detection, or the type of mask, reticle or wafer. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection type exposure method and an apparatus therefor, which control pattern property and enable pattern exposure in an optimum state.
【手続補正3】[Procedure 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0004[Correction target item name] 0004
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0004】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決すべく、各種の解像度向上方法に対し最適となる照明
光を容易に選択制御し、かつ露光光源から発する露光光
を無駄することなく利用できるようにした投影式露光方
法及びその装置を提供することにある。The object of the present invention is to easily select and control the illumination light which is optimum for various resolution improving methods and solve the above-mentioned problems of the prior art without waste of the exposure light emitted from the exposure light source. It is an object of the present invention to provide a projection type exposure method and an apparatus thereof that can be used.
【手続補正4】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0005[Name of item to be corrected] 0005
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、露光光を発射する露光光源と、この露
光光源から発射した露光光をパターンを形成したマスク
又はレチクルに照射する照明光学系と、この照明光学系
により照射されてマスク又はレチクルを透過した光を被
露光物体上にマスク又はレチクルのパターン像として結
像する露光結像レンズ系とを備えた投影式露光装置にお
いて、照明光学系は、露光光源から発射されて露光結像
レンズ系の瞳と共役な位置に入射した露光光を遮光する
ことなく瞳と共役な位置で照明光学系の2次光源の形状
を輪帯形状と4つ以上に分離した光束形状と1つの光束
形状とのうちの何れかの形状から他の形状に切替えて設
定する切替手段を備え、この切替手段により輪帯形状と
4つ以上に分離した光束形状と1つの光束形状とのうち
の何れかの形状に設定された露光光を2次光源からパタ
ーンを形成したマスク又はレチクルに照射するように構
成した.In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, an exposure light source for emitting exposure light, and an illumination for irradiating the exposure light emitted from this exposure light source to a mask or reticle on which a pattern is formed. In a projection type exposure apparatus including an optical system and an exposure image forming lens system that forms an image of light, which is irradiated by the illumination optical system and transmitted through a mask or reticle, as a pattern image of the mask or reticle on an object to be exposed, The illumination optical system forms the shape of the secondary light source of the illumination optical system at the position conjugate with the pupil without blocking the exposure light emitted from the exposure light source and incident on the position conjugate with the pupil of the exposure imaging lens system. A switching means for switching and setting any one of the shape, the light flux shape divided into four or more and the one light flux shape to another shape, and the switching means separates into the annular shape and four or more. Shi And configured to irradiate the light shaping and one of either the mask or reticle set the exposure light to form a pattern from the secondary light sources in the shape of the light beam shape.
【手続補正5】[Procedure Amendment 5]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0006[Correction target item name] 0006
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0006】また、本発明では、投影露光方法におい
て、露光光源から発射した露光光の光路を変更させるこ
とにより輪帯形状と4つ以上に分離した光束形状と1つ
の光束形状のうちの何れかの形状の2次光源を成形し、
この2次光源から発した露光光をパターンを形成したマ
スク又はレチクルに照射し、この照射によりマスク又は
レチクルを透過した光を結像光学系を介して被露光物体
上にマスク又はレチクルのパターン像として結像するよ
うにした。According to the present invention, in the projection exposure method, the optical path of the exposure light emitted from the exposure light source is changed to select one of the annular shape, the light flux shape divided into four or more, and the one light flux shape. Mold a secondary light source in the shape of
The exposure light emitted from the secondary light source is applied to a mask or reticle on which a pattern is formed, and the light transmitted through the mask or reticle by this irradiation is transferred onto the object to be exposed via an imaging optical system to form a pattern image of the mask or reticle. To form an image.
【手続補正6】[Procedure correction 6]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0007[Correction target item name] 0007
【補正方法】削除[Correction method] Delete
【手続補正7】[Procedure Amendment 7]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0008[Correction target item name] 0008
【補正方法】削除[Correction method] Delete
【手続補正8】[Procedure Amendment 8]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0009[Correction target item name] 0009
【補正方法】削除[Correction method] Delete
【手続補正9】[Procedure Amendment 9]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0010[Correction target item name] 0010
【補正方法】削除[Correction method] Delete
【手続補正10】[Procedure Amendment 10]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0011[Correction target item name] 0011
【補正方法】削除[Correction method] Delete
【手続補正11】[Procedure Amendment 11]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0012[Correction target item name] 0012
【補正方法】削除[Correction method] Delete
【手続補正12】[Procedure Amendment 12]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0013[Correction target item name] 0013
【補正方法】削除[Correction method] Delete
【手続補正13】[Procedure Amendment 13]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0014[Correction target item name] 0014
【補正方法】削除[Correction method] Delete
【手続補正14】[Procedure Amendment 14]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0015[Name of item to be corrected] 0015
【補正方法】削除[Correction method] Delete
【手続補正15】[Procedure Amendment 15]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0016[Correction target item name] 0016
【補正方法】削除[Correction method] Delete
【手続補正16】[Procedure Amendment 16]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0017[Correction target item name] 0017
【補正方法】削除[Correction method] Delete
【手続補正17】[Procedure Amendment 17]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0018[Correction target item name] 0018
【補正方法】削除[Correction method] Delete
【手続補正18】[Procedure 18]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0019[Correction target item name] 0019
【補正方法】削除[Correction method] Delete
【手続補正19】[Procedure Amendment 19]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0020[Correction target item name] 0020
【補正方法】削除[Correction method] Delete
【手続補正20】[Procedure amendment 20]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0021[Correction target item name] 0021
【補正方法】削除[Correction method] Delete
【手続補正21】[Procedure correction 21]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0022[Name of item to be corrected] 0022
【補正方法】削除[Correction method] Delete
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芝田 行広 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 石井 重美 茨城県勝田市大字市毛882番地株式会社日 立製作所計測器事業部内 (72)発明者 野口 稔 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 寺沢 恒男 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 村山 誠 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内 Fターム(参考) 2H097 BB01 CA06 CA13 EA01 GB01 GB02 LA10 5F046 BA04 CA04 CB04 CB23 CB27 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Yukihiro Shibata Stock, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Production Engineering Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Shigemi Ishii 882 Ichige, Iwaki, Katsuta City, Ibaraki Japan Tate Works Measuring Instruments Division (72) Minoru Noguchi, Inventor Stock, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Production Engineering Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Tsuneo Terasawa Stock, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Production Engineering Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Makoto Murayama Stock, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Production Engineering Research Laboratory, Hitachi, Ltd. F term (reference) 2H097 BB01 CA06 CA13 EA01 GB01 GB02 LA10 5F046 BA04 CA04 CB04 CB23 CB27
Claims (12)
から発射した露光光をパターンを形成したマスク又はレ
チクルに照射する照明光学系と、該照明光学系により照
射されて前記マスク又はレチクルを透過した光を被露光
物体上に前記マスク又はレチクルのパターン像として結
像する露光結像レンズ系とを備えた投影式露光装置であ
って、前記露光光源は、露光光としてエキシマレーザを
発射し、前記照明光学系は、前記エキシマレーザの可干
渉性を低減する手段と、前記照明光学系の2次光源の形
状を輪帯形状と4つ以上に分離した光束形状と1つの光
束形状とのうちの何れかの形状から他の形状に切替えて
設定する切替手段とを有し、該切替手段により輪帯形状
と4つ以上に分離した光束形状と1つの光束形状とのう
ちの何れかの形状に設定された前記可干渉性が低減され
たエキシマレーザを前記2次光源から前記パターンを形
成したマスク又はレチクルに照射することを特徴とする
投影露光装置。1. An exposure light source that emits exposure light, an illumination optical system that illuminates the exposure light emitted from the exposure light source to a patterned mask or reticle, and the mask or reticle that is illuminated by the illumination optical system. A projection type exposure apparatus that forms an image of the light transmitted through the object as an image pattern of the mask or reticle on the object to be exposed, wherein the exposure light source emits an excimer laser as the exposure light. The illumination optical system includes a means for reducing the coherence of the excimer laser, a secondary light source of the illumination optical system having an annular shape, a luminous flux shape in which four or more are separated, and one luminous flux shape. And a switching means for switching and setting from any one of the above shapes to another shape, and any one of the annular shape, the light flux shape separated into four or more and one light flux shape by the switching means. Shape of Projection exposure apparatus and then irradiating an excimer laser set the coherence is reduced to a mask or reticle to form the pattern from the secondary light source.
の入射瞳の径に対する前記マスク又はレチクルに照射す
る前記露光光の該入射瞳上での広がりの比(σ)を切替
え可能な切替え手段を有することを特徴とする請求項1
記載の投影露光装置。2. The illumination optical system can switch a ratio (σ) of spread on the entrance pupil of the exposure light with which the mask or reticle is irradiated with respect to a diameter of the entrance pupil of the exposure imaging lens system. A switching means is provided, The said 1st characterized by the above-mentioned.
The projection exposure apparatus described.
の間で切替え可能であることを特徴とする請求項2記載
の投影露光装置。3. The switching means changes the σ value from 0.4 to 0.6.
The projection exposure apparatus according to claim 2, wherein the projection exposure apparatus is switchable between the two.
から発射した露光光をパターンを形成したマスク又はレ
チクルに照射する照明光学系と、該照明光学系により照
射されて前記マスク又はレチクルを透過した光を被露光
物体上に前記マスク又はレチクルのパターン像として結
像する露光結像レンズ系とを備えた投影式露光装置であ
って、前記露光光源は、露光光としてエキシマレーザを
発射し、前記照明光学系は、前記エキシマレーザの可干
渉性を低減する手段と、前記露光結像レンズ系の入射瞳
と共役な場所での前記露光光の光束形状を輪帯形状と4
つ以上に分離した光束形状と1つの光束形状とのうちの
何れかの形状から他の形状に切替えて設定する切替手段
とを有し、前記露光結像レンズ系の入射瞳と共役な場所
で前記切替手段により輪帯形状と4つ以上に分離した光
束形状と1つの光束形状とのうちの何れかの形状に設定
された前記可干渉性が低減されたエキシマレーザを前記
パターンを形成したマスク又はレチクルに照射すること
を特徴とする投影露光装置。4. An exposure light source for emitting exposure light, an illumination optical system for irradiating the exposure light emitted from the exposure light source to a patterned mask or reticle, and the mask or reticle illuminated by the illumination optical system. A projection type exposure apparatus that forms an image of the light transmitted through the object as an image pattern of the mask or reticle on the object to be exposed, wherein the exposure light source emits an excimer laser as the exposure light. The illumination optical system has a means for reducing the coherence of the excimer laser, and a luminous flux shape of the exposure light at a location conjugate with the entrance pupil of the exposure and imaging lens system to be a ring shape.
A switching means for switching and setting any one of one or more light beam shapes and one light beam shape to another light beam shape, and at a location conjugate with the entrance pupil of the exposure imaging lens system. A mask in which the pattern is formed by the excimer laser with reduced coherence, which is set to any one of a ring shape, a light flux shape divided into four or more and one light flux shape by the switching means. Alternatively, a projection exposure apparatus which irradiates a reticle.
から発射した露光光をパターンを形成したマスク又はレ
チクルに照射する照明光学系と、該照明光学系により照
射されて前記マスク又はレチクルを透過した光を被露光
物体上に前記マスク又はレチクルのパターン像として結
像する露光結像レンズ系とを備えた投影式露光装置であ
って、前記露光光源は、露光光としてエキシマレーザを
発射し、前記照明光学系は、前記エキシマレーザの可干
渉性を低減する手段と、前記照明光学系の2次光源の光
束形状を輪帯形状と4つ以上に分離した光束形状と1つ
の光束形状とのうちの何れかの形状から他の形状に切替
えて設定する切替手段とを有し、該切替手段により輪帯
形状と4つ以上に分離した光束形状と1つの光束形状と
のうちの何れかの形状に設定された前記可干渉性を低減
する手段を経たエキシマレーザを前記2次光源から前記
パターンを形成したマスク又はレチクルに照射すること
を特徴とする投影露光装置。5. An exposure light source that emits exposure light, an illumination optical system that irradiates the mask or reticle on which a pattern is formed with the exposure light emitted from the exposure light source, and the mask or reticle that is illuminated by the illumination optical system. A projection type exposure apparatus that forms an image of the light transmitted through the object as an image pattern of the mask or reticle on the object to be exposed, wherein the exposure light source emits an excimer laser as the exposure light. The illumination optical system includes a means for reducing the coherence of the excimer laser, a luminous flux shape of a secondary light source of the illumination optical system, an annular shape, and a luminous flux shape obtained by dividing the luminous flux shape into four or more and one luminous flux shape. And a switching means for switching and setting from any one of the above shapes to another shape, and any one of the annular shape, the luminous flux shape divided into four or more and one luminous flux shape by the switching means. Or Projection exposure apparatus and then irradiating an excimer laser through a means for reducing the coherence, which is set for constant to mask or reticle to form the pattern from the secondary light source.
手段は光ファイバ束であって、該光ファイバ束は光路長
の異なる複数の光ファイバを組み合わせて構成されてい
ることを特徴とする請求項1、4または5の何れかに記
載の投影露光装置。6. The means for reducing the coherence of the excimer laser is an optical fiber bundle, and the optical fiber bundle is formed by combining a plurality of optical fibers having different optical path lengths. Item 6. The projection exposure apparatus according to item 1, 4 or 5.
換することにより前記露光結像レンズ系の入射瞳と共役
な場所での前記露光光の形状を、輪帯形状と4つ以上に
分離した光束形状と1つの光束形状とのうちの何れかの
形状から他の形状に切替え可能な構成を備えることを特
徴とする請求項1、4または5の何れかに記載の投影露
光装置。7. The switching means converts the optical path of the exposure light to change the shape of the exposure light at a position conjugate with the entrance pupil of the exposure imaging lens system to a ring shape or four or more. 6. The projection exposure apparatus according to claim 1, further comprising a configuration capable of switching any one of the separated light beam shape and one light beam shape to another shape.
たは前記露光結像レンズ系の入射瞳と共役な場所に設置
された遮光板を有し、該遮光板には輪帯形状の開口と4
つ以上に分離した開口と1つの開口とが形成されている
ことを特徴とする請求項1、4または5の何れかに記載
の投影露光装置。8. The switching means has a light shielding plate installed at a position conjugate with the position of the secondary light source or the entrance pupil of the exposure imaging lens system, and the light shielding plate has a ring-shaped opening. And 4
The projection exposure apparatus according to claim 1, wherein one or more openings and one or more openings separated from each other are formed.
ンズ手段を用いて輪帯状に成形し、該輪帯状に形成した
エキシマレーザをパターンを形成したマスク又はレチク
ルに照射し、該照射により前記マスク又はレチクルを透
過した光を結像光学系を介して被露光物体上に前記マス
ク又はレチクルのパターン像として結像することを特徴
とする投影露光方法。9. An excimer laser emitted from an exposure light source is shaped into an annular shape by using a lens means, and the excimer laser formed into the annular shape is irradiated on a patterned mask or reticle, and the mask or reticle is irradiated by the irradiation. A projection exposure method, wherein the light transmitted through the reticle is imaged as a pattern image of the mask or reticle on an object to be exposed through an imaging optical system.
光路を変更させることにより輪帯状の2次光源を成形
し、該輪帯状の2次光源から発したエキシマレーザをパ
ターンを形成したマスク又はレチクルに照射し、該照射
により前記マスク又はレチクルを透過した光を結像光学
系を介して被露光物体上に前記マスク又はレチクルのパ
ターン像として結像することを特徴とする投影露光方
法。10. A ring-shaped secondary light source is formed by changing the optical path of an excimer laser emitted from an exposure light source, and the excimer laser emitted from the ring-shaped secondary light source is applied to a mask or reticle on which a pattern is formed. A projection exposure method, which comprises irradiating, and forming the light transmitted through the mask or reticle by the irradiation as a pattern image of the mask or reticle on an object to be exposed through an imaging optical system.
れるエキシマレーザは、可干渉性が低減されていること
を特徴とする請求項9又は10に記載の投影露光方法。11. The projection exposure method according to claim 9, wherein the excimer laser with which the mask or reticle is irradiated for irradiation has reduced coherence.
長さの異なる光ファイバに入射させることにより可干渉
性を低減することを特徴とする請求項11記載の投影露
光方法。12. The projection exposure method according to claim 11, wherein coherence is reduced by causing the excimer lasers formed in the annular shape to enter optical fibers having different lengths.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002194204A JP2003109895A (en) | 2002-07-03 | 2002-07-03 | Projection exposure method and its device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002194204A JP2003109895A (en) | 2002-07-03 | 2002-07-03 | Projection exposure method and its device |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP01867692A Division JP3380868B2 (en) | 1992-02-04 | 1992-02-04 | Projection exposure equipment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003109895A true JP2003109895A (en) | 2003-04-11 |
Family
ID=19195575
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002194204A Pending JP2003109895A (en) | 2002-07-03 | 2002-07-03 | Projection exposure method and its device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003109895A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006337475A (en) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Pattern drawing device |
JP2014116612A (en) * | 2013-12-27 | 2014-06-26 | Nikon Corp | Illumination optical device, exposure device and exposure method |
JP2015172749A (en) * | 2015-04-03 | 2015-10-01 | 株式会社ニコン | Illumination optical apparatus, exposure device and exposure method |
-
2002
- 2002-07-03 JP JP2002194204A patent/JP2003109895A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006337475A (en) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Pattern drawing device |
JP4679249B2 (en) * | 2005-05-31 | 2011-04-27 | 大日本スクリーン製造株式会社 | Pattern drawing device |
JP2014116612A (en) * | 2013-12-27 | 2014-06-26 | Nikon Corp | Illumination optical device, exposure device and exposure method |
JP2015172749A (en) * | 2015-04-03 | 2015-10-01 | 株式会社ニコン | Illumination optical apparatus, exposure device and exposure method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5302999A (en) | Illumination method, illumination apparatus and projection exposure apparatus | |
JP4546019B2 (en) | Exposure equipment | |
US5726740A (en) | Projection exposure apparatus having illumination device with ring-like or spot-like light source | |
JP3102076B2 (en) | Illumination device and projection exposure apparatus using the same | |
US5659429A (en) | Illuminating optical apparatus and method | |
US5745294A (en) | Illuminating optical apparatus | |
JPH05160002A (en) | Exposing method and device, exposing system and mask circuit pattern inspection system | |
JPH06214318A (en) | Reflection type homogenizer and reflection type illuminating optical device | |
JPH0536586A (en) | Image projection method and manufacture of semiconductor device using same method | |
EP2253997A2 (en) | Illumination system for a microlithographic contact and proximity exposure apparatus | |
JPH05326370A (en) | Projection aligner | |
JP3380868B2 (en) | Projection exposure equipment | |
JPH0629189A (en) | Projection type aligner, method therefor and illumination optical device | |
JP3997199B2 (en) | Exposure method and apparatus | |
JP3814444B2 (en) | Illumination apparatus and projection exposure apparatus using the same | |
KR20090053694A (en) | Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP2000182933A (en) | Illumination optical device and aligner equipped therewith | |
JP2003109895A (en) | Projection exposure method and its device | |
JP2001230204A (en) | Method of projection-aligning semiconductor integrated circuit pattern | |
JP3291839B2 (en) | Illumination optical device, exposure apparatus, and element manufacturing method using the exposure apparatus | |
JP2000182953A (en) | Micro lithography projection device | |
JPH06204114A (en) | Lighting system and projection aligner using same | |
JPH0684760A (en) | Formation of zonal luminous flux and illuminating optical device | |
JP2002222756A (en) | Illuminator, exposure apparatus, method of manufacturing device, and device | |
JPH0322518A (en) | Illuminating optical device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040427 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040625 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20060419 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070320 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070717 |