JP2003167213A - 可干渉性解消素子およびビームホモジナイザ - Google Patents
可干渉性解消素子およびビームホモジナイザInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザビームの可干渉性を減じることのでき
る光学部材を提供する。 【解決手段】 可干渉性解消素子は、レーザビームの光
路に沿って配置される光学部材であって、レーザビーム
の光路断面を複数の領域の配列に分割し、分割された各
領域のレーザビーム束に互いに異なる光路長を付与し、
出射面で入射面での配列に対応する配列でレーザビーム
束を出射することのできる光学部材を含む。
る光学部材を提供する。 【解決手段】 可干渉性解消素子は、レーザビームの光
路に沿って配置される光学部材であって、レーザビーム
の光路断面を複数の領域の配列に分割し、分割された各
領域のレーザビーム束に互いに異なる光路長を付与し、
出射面で入射面での配列に対応する配列でレーザビーム
束を出射することのできる光学部材を含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームの取
り扱い技術に関し、特に所望の領域内で均一な強度分布
を有するレーザビームを形成するのに有効なレーザビー
ムの取り扱い技術に関する。
り扱い技術に関し、特に所望の領域内で均一な強度分布
を有するレーザビームを形成するのに有効なレーザビー
ムの取り扱い技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザビームは、種々の用途に用いられ
る。アモルファスシリコンの結晶化アニールやホトリソ
グラフィにおいては、目的とする面積内で均一な強度分
布を有するレーザビームが望まれる。レーザビームは本
来可干渉性を有する。光路の異なるビームが重ね合わさ
れると、干渉が生じ、スペックルパターンが生じる。ま
た，レーザビームは一般的にビーム断面内で強度分布を
有する。中央部の強度は高く，周辺部の強度は低い。
る。アモルファスシリコンの結晶化アニールやホトリソ
グラフィにおいては、目的とする面積内で均一な強度分
布を有するレーザビームが望まれる。レーザビームは本
来可干渉性を有する。光路の異なるビームが重ね合わさ
れると、干渉が生じ、スペックルパターンが生じる。ま
た，レーザビームは一般的にビーム断面内で強度分布を
有する。中央部の強度は高く，周辺部の強度は低い。
【０００３】均一な強度分布を有するレーザビームを形
成する技術として、アレイレンズやカライドスコープが
知られている。
成する技術として、アレイレンズやカライドスコープが
知られている。
【０００４】図５（Ａ）は、アレイレンズの構成を概略
的に示す。シリンドリカルレンズ群ＣＸ１，ＣＹ１，Ｃ
Ｙ２，ＣＸ２が入射レーザビームＬＦ１を複数のレーザ
光束ＬＦ３に分割する。各レーザ光束ＬＦ３は、コンデ
ンサレンズＩＬによって像面ＩＰ上の共通の領域を重ね
あって照射する光束ＬＦ４となる。
的に示す。シリンドリカルレンズ群ＣＸ１，ＣＹ１，Ｃ
Ｙ２，ＣＸ２が入射レーザビームＬＦ１を複数のレーザ
光束ＬＦ３に分割する。各レーザ光束ＬＦ３は、コンデ
ンサレンズＩＬによって像面ＩＰ上の共通の領域を重ね
あって照射する光束ＬＦ４となる。
【０００５】各シリンドリカルレンズ群は、１方向に長
いシリンドリカルレンズを並べて配置したものである。
シリンドリカルレンズは、長さ方向に一様な断面を有
し，直交（横）方向に曲面を形成して焦点距離を有す
る。面内の１方向にのみ焦点距離を有するので、入射平
行光束を長さ方向の直線上に焦合することができる。
いシリンドリカルレンズを並べて配置したものである。
シリンドリカルレンズは、長さ方向に一様な断面を有
し，直交（横）方向に曲面を形成して焦点距離を有す
る。面内の１方向にのみ焦点距離を有するので、入射平
行光束を長さ方向の直線上に焦合することができる。
【０００６】複数のシリンドリカルレンズを並べて配置
することにより、１本のレーザビームを複数のレーザ光
束に分割することができる。同一方向の１対のシリンド
リカルレンズ群を用いることによって、１本の平行光束
をｎ本の所望形状の光束、たとえば断面積を調整したｎ
本の平行光束に整形することができる。
することにより、１本のレーザビームを複数のレーザ光
束に分割することができる。同一方向の１対のシリンド
リカルレンズ群を用いることによって、１本の平行光束
をｎ本の所望形状の光束、たとえば断面積を調整したｎ
本の平行光束に整形することができる。
【０００７】長さ方向の直交する２組（Ｘ方向およびＹ
方向）のシリンドリカルレンズ群を用いることにより、
１本のレーザビームを直交方向のそれぞれに関して任意
に分割調整することができる。長さ方向を直交させると
各方向のレンズ作用は独立となる。従って、シリンドリ
カルレンズ群ＣＸ１，ＣＸ２とシリンドリカルレンズ群
ＣＹ１，ＣＹ２はそれぞれ独立に機能する。このように
して，１本のレーザビームを所望形状の（ｎ ＊ ｍ）
本のレーザビーム束に分割することができる。
方向）のシリンドリカルレンズ群を用いることにより、
１本のレーザビームを直交方向のそれぞれに関して任意
に分割調整することができる。長さ方向を直交させると
各方向のレンズ作用は独立となる。従って、シリンドリ
カルレンズ群ＣＸ１，ＣＸ２とシリンドリカルレンズ群
ＣＹ１，ＣＹ２はそれぞれ独立に機能する。このように
して，１本のレーザビームを所望形状の（ｎ ＊ ｍ）
本のレーザビーム束に分割することができる。
【０００８】図においては、シリンドリカルレンズ群Ｃ
Ｘ１がＸＺ面内で収束するｎ本のレーザビーム束を形成
し、シリンドリカルレンズ群ＣＹ１が各レーザビーム束
をさらにＹＺ面内で収束するｍ本のレーザビーム束ＬＦ
２に分割する。シリンドリカルレンズ群ＣＹ２，ＣＸ２
は、ＹＺ面、ＸＺ面内でレーザビーム束を所望の断面形
状を有するビーム束ＬＦ３に調整する。（ｎ ＊ ｍ）
本のレーザビーム束ＬＦ３は、コンデンサレンズＩＬに
より同一領域上を照射するレーザビーム群ＬＦ４とな
る。
Ｘ１がＸＺ面内で収束するｎ本のレーザビーム束を形成
し、シリンドリカルレンズ群ＣＹ１が各レーザビーム束
をさらにＹＺ面内で収束するｍ本のレーザビーム束ＬＦ
２に分割する。シリンドリカルレンズ群ＣＹ２，ＣＸ２
は、ＹＺ面、ＸＺ面内でレーザビーム束を所望の断面形
状を有するビーム束ＬＦ３に調整する。（ｎ ＊ ｍ）
本のレーザビーム束ＬＦ３は、コンデンサレンズＩＬに
より同一領域上を照射するレーザビーム群ＬＦ４とな
る。
【０００９】入射レーザビームＬＦ１は、その断面内で
図５（Ｃ）に示すような中央部で高く、周辺部で低い強
度分布を有する。分割、重ね合わせにより像面ＩＰ上の
レーザビームは，図５（Ｄ）に示すような均一な強度分
布を有する。重ね合わせて照射されたレーザビームＬＦ
４は、図５（Ｄ）に示すように強度分布が平均化され、
均一になる。各レンズ系の結像特性を調整することによ
り、像面上のビーム形状を種々に調整することができ
る。
図５（Ｃ）に示すような中央部で高く、周辺部で低い強
度分布を有する。分割、重ね合わせにより像面ＩＰ上の
レーザビームは，図５（Ｄ）に示すような均一な強度分
布を有する。重ね合わせて照射されたレーザビームＬＦ
４は、図５（Ｄ）に示すように強度分布が平均化され、
均一になる。各レンズ系の結像特性を調整することによ
り、像面上のビーム形状を種々に調整することができ
る。
【００１０】干渉性のよいレーザビームをアレイレンズ
で均一化しようとする場合、分割されたビームが重ね合
わされる時、互いに干渉し、強度のうねり（スペックル
パターン）を生じ、均一度が悪化する。ホトリソグラフ
ィ用のステッパ等では前段のミラーを揺動し、積算値と
して均一化する方法を取っている。
で均一化しようとする場合、分割されたビームが重ね合
わされる時、互いに干渉し、強度のうねり（スペックル
パターン）を生じ、均一度が悪化する。ホトリソグラフ
ィ用のステッパ等では前段のミラーを揺動し、積算値と
して均一化する方法を取っている。
【００１１】図５（Ｂ）は、カライドスコープの構成を
示す。フォーカシング（収束）レンズＦＬは、入射レー
ザビームＬＦ１を収束して、収束レーザビームＬＦ２を
カライドスコープＫＳに入射する。カライドスコープＫ
Ｓ内には種々の進行方向を有する光線が入射する。これ
らの光線は、入射角に応じて内部反射を繰り返し、種々
の光路長を経て、出射面で重ね合わされて出射光束ＬＦ
３を形成する。光束ＬＦ３は、イメージングレンズＩＬ
によって像面ＩＰを照射する光束ＬＦ４となる。
示す。フォーカシング（収束）レンズＦＬは、入射レー
ザビームＬＦ１を収束して、収束レーザビームＬＦ２を
カライドスコープＫＳに入射する。カライドスコープＫ
Ｓ内には種々の進行方向を有する光線が入射する。これ
らの光線は、入射角に応じて内部反射を繰り返し、種々
の光路長を経て、出射面で重ね合わされて出射光束ＬＦ
３を形成する。光束ＬＦ３は、イメージングレンズＩＬ
によって像面ＩＰを照射する光束ＬＦ４となる。
【００１２】入射光ＬＦ１は，図５（Ｃ）に示すよう
な，中央部で高く，周辺部で低い強度分布を有する。カ
ライドスコープＫＳの出射光ＬＦ３，および像面上のビ
ームＬＦ４は、図５（Ｄ）に示すような均一な強度分布
を有するビームとなる。
な，中央部で高く，周辺部で低い強度分布を有する。カ
ライドスコープＫＳの出射光ＬＦ３，および像面上のビ
ームＬＦ４は、図５（Ｄ）に示すような均一な強度分布
を有するビームとなる。
【００１３】カライドスコープへの入射角度がことなる
と光路長に差が生じるため、可干渉性が減少し、スペッ
クルパターンは生じ難い。しかし、ビームを可変にでき
ない、均一化の精度が低い、入射ビームの特性に、出射
ビームの特性が依存し、調整が難しい等の性質を伴う。
と光路長に差が生じるため、可干渉性が減少し、スペッ
クルパターンは生じ難い。しかし、ビームを可変にでき
ない、均一化の精度が低い、入射ビームの特性に、出射
ビームの特性が依存し、調整が難しい等の性質を伴う。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】レーザビームを所望の
形状に成形し、照射領域内で均一な強度分布を得ること
は、容易ではない。アレイレンズでは、スペックルパタ
ーンの発生が防止しにくい。カライドスコープでは，十
分な均一性が得にくい。
形状に成形し、照射領域内で均一な強度分布を得ること
は、容易ではない。アレイレンズでは、スペックルパタ
ーンの発生が防止しにくい。カライドスコープでは，十
分な均一性が得にくい。
【００１５】本発明の目的は、所望の照射領域で均一性
の高いレーザビームを形成することのできる技術を提供
することである。
の高いレーザビームを形成することのできる技術を提供
することである。
【００１６】本発明の他の目的は、レーザビームの可干
渉性を減じることのできる光学部材を提供することであ
る。
渉性を減じることのできる光学部材を提供することであ
る。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の１観点によれ
ば、レーザビームの光路に沿って配置される光学部材で
あって、レーザビームの光路断面を複数の領域の配列に
分割し、分割された各領域のレーザビーム束に互いに異
なる光路長を付与し、出射面で入射面での配列に対応す
る配列でレーザビーム束を出射することのできる光学部
材を含む可干渉性解消素子が提供される。
ば、レーザビームの光路に沿って配置される光学部材で
あって、レーザビームの光路断面を複数の領域の配列に
分割し、分割された各領域のレーザビーム束に互いに異
なる光路長を付与し、出射面で入射面での配列に対応す
る配列でレーザビーム束を出射することのできる光学部
材を含む可干渉性解消素子が提供される。
【００１８】本発明の他の観点によれば、レーザビーム
の光路に沿って配置される光学部材であって、レーザビ
ームの光路断面を複数の領域の配列に分割し、分割され
た各領域のレーザビーム束に互いに異なる光路長を付与
し、出射面で入射面での配列に対応する配列でレーザビ
ーム束を出射することのできる光学部材を含む可干渉性
解消素子と、前記可干渉性解消素子から出射した複数の
領域の光束を共通の領域上に照射するホモジナイザ光学
系と、を有するビームホモジナイザが提供される。
の光路に沿って配置される光学部材であって、レーザビ
ームの光路断面を複数の領域の配列に分割し、分割され
た各領域のレーザビーム束に互いに異なる光路長を付与
し、出射面で入射面での配列に対応する配列でレーザビ
ーム束を出射することのできる光学部材を含む可干渉性
解消素子と、前記可干渉性解消素子から出射した複数の
領域の光束を共通の領域上に照射するホモジナイザ光学
系と、を有するビームホモジナイザが提供される。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下，図面を参照して、本発明の
実施例を説明する。
実施例を説明する。
【００２０】図１（Ａ），（Ｂ）は、可干渉性解消素子
１７、ホモジナイザ光学系１８の構成例を示す。光軸を
Ｚ方向とした場合、図１（Ａ）は、たとえばＸ方向から
見た側面図であり、図１（Ｂ）はＹ方向から見た側面図
である。
１７、ホモジナイザ光学系１８の構成例を示す。光軸を
Ｚ方向とした場合、図１（Ａ）は、たとえばＸ方向から
見た側面図であり、図１（Ｂ）はＹ方向から見た側面図
である。
【００２１】可干渉性解消素子１７は、Ｚ方向の長さが
異なる光学材料の板をＸ方向に積層した素子１７ａとＹ
方向に積層した素子１７ｂとを光軸方向に並べて配置し
た構成を有する。
異なる光学材料の板をＸ方向に積層した素子１７ａとＹ
方向に積層した素子１７ｂとを光軸方向に並べて配置し
た構成を有する。
【００２２】図２は、可干渉性解消素子１７ａ、１７ｂ
の構成を示す斜視図である。各素子１７ａ（１７ｂ）に
おいて、光軸方向の長さが次第に減少する板１７−１、
１７−２、．．．１７−ｎが上から下に積層されてい
る。以下、素子１７aは、ｎ枚の板を積層し、素子１７
ｂは、ｍ枚の板を積層した構成とする。
の構成を示す斜視図である。各素子１７ａ（１７ｂ）に
おいて、光軸方向の長さが次第に減少する板１７−１、
１７−２、．．．１７−ｎが上から下に積層されてい
る。以下、素子１７aは、ｎ枚の板を積層し、素子１７
ｂは、ｍ枚の板を積層した構成とする。
【００２３】素子１７a（１７ｂ）において、任意の２
つの光学材料の板の光軸方向の光路長差が時間コヒーレ
ンス長以上となるように各板の長さを選択すれば、異な
る板から出射したレーザビーム間の干渉性は消滅する。
つの光学材料の板の光軸方向の光路長差が時間コヒーレ
ンス長以上となるように各板の長さを選択すれば、異な
る板から出射したレーザビーム間の干渉性は消滅する。
【００２４】時間コヒーレンス長以上でなくても、ある
程度以上の光路長差が生じれば、可干渉性が低減する。
レーザビーム全体に空間的コヒーレンス長が及ばないと
きは、空間コヒーレンス長の範囲内で時間コヒーレンス
長以上の光路長差を与えれば十分である。
程度以上の光路長差が生じれば、可干渉性が低減する。
レーザビーム全体に空間的コヒーレンス長が及ばないと
きは、空間コヒーレンス長の範囲内で時間コヒーレンス
長以上の光路長差を与えれば十分である。
【００２５】素子１７ａは、入射レーザビームをＸ方向
で分割しｎ本のレーザビーム束を形成する。素子１７ｂ
は、入射レーザビームをＹ方向で分割し、それぞれｍ本
のレザビーム束を形成する。２つの素子１７ａ、１７ｂ
で、入射レーザビームを（ｎ＊ ｍ）本のレーザビーム
束に分割し、任意の２つのビーム束間の可干渉性を消
滅、ないし低減することができる。
で分割しｎ本のレーザビーム束を形成する。素子１７ｂ
は、入射レーザビームをＹ方向で分割し、それぞれｍ本
のレザビーム束を形成する。２つの素子１７ａ、１７ｂ
で、入射レーザビームを（ｎ＊ ｍ）本のレーザビーム
束に分割し、任意の２つのビーム束間の可干渉性を消
滅、ないし低減することができる。
【００２６】なお、レーザビームの断面を（ｎ ＊
ｍ）の領域に分割するだけであれば、素子１７ａと素子
１７ｂの積層方向が交差するようにするだけで十分であ
る。積層方向を直交するようにすると、レーザビーム断
面を直交する２方向に沿って分割し、（ｎ ＊ ｍ）個
の矩形領域を形成することができる。直交方向に分布す
る複数のビーム束群とすることにより、以下に述べるホ
モジナイザ光学系との適合性が増す。
ｍ）の領域に分割するだけであれば、素子１７ａと素子
１７ｂの積層方向が交差するようにするだけで十分であ
る。積層方向を直交するようにすると、レーザビーム断
面を直交する２方向に沿って分割し、（ｎ ＊ ｍ）個
の矩形領域を形成することができる。直交方向に分布す
る複数のビーム束群とすることにより、以下に述べるホ
モジナイザ光学系との適合性が増す。
【００２７】ホモジナイザ光学系１８は、たとえば、Ｘ
方向に並んで配列され、光軸方向に焦点距離を有するＸ
シリンドリカルレンズ群１８ａ、１８ｂと、Ｙ方向に並
んで配置され、光軸方向に焦点距離を有するＹシリンド
リカルレンズ群１８ｃ、１８とを含む。Ｘシリンドリカ
ルレンズ群１８ａ、１８ｂと、Ｙシリンドリカルレンズ
群１８ｃ、１８とは独立であり，その配置順序は任意で
ある。
方向に並んで配列され、光軸方向に焦点距離を有するＸ
シリンドリカルレンズ群１８ａ、１８ｂと、Ｙ方向に並
んで配置され、光軸方向に焦点距離を有するＹシリンド
リカルレンズ群１８ｃ、１８とを含む。Ｘシリンドリカ
ルレンズ群１８ａ、１８ｂと、Ｙシリンドリカルレンズ
群１８ｃ、１８とは独立であり，その配置順序は任意で
ある。
【００２８】シリンドリカルレンズ群１８ａが、Ｘ方向
に並んだ複数の光束を形成し、他のＸ方向シリンドリカ
ルレンズ群１８ｂで各光束の形状を調整し、Ｘ方向に並
んだ所望形状のｎ本のビーム束を形成する。同様Ｙ方向
シリンドリカルレンズ群１８ｃが、各ビーム束をＹ方向
に並んだｍ本の光束に分解し、他のＹ方向シリンドリカ
ルレンズ群１８ｄで各光束の形状を調整する。シリンド
リカルレンズ群１８aから１８ｄの光路分割は，可干渉
性解消素子１７の光路分割と１：１に対応させる。
に並んだ複数の光束を形成し、他のＸ方向シリンドリカ
ルレンズ群１８ｂで各光束の形状を調整し、Ｘ方向に並
んだ所望形状のｎ本のビーム束を形成する。同様Ｙ方向
シリンドリカルレンズ群１８ｃが、各ビーム束をＹ方向
に並んだｍ本の光束に分解し、他のＹ方向シリンドリカ
ルレンズ群１８ｄで各光束の形状を調整する。シリンド
リカルレンズ群１８aから１８ｄの光路分割は，可干渉
性解消素子１７の光路分割と１：１に対応させる。
【００２９】このようにして、たとえば（ｎ ＊ ｍ）
本の光路長の異なるビーム群が形成され、コンデンサレ
ンズ１８p，１８qに入射する。コンデンサレンズ１８
ｐ、１８ｑは、各光束を共通の領域上に照射する。分割
された複数のビーム束が重ねあわされて照射されるた
め、照射領域内の強度分布は均一となる。
本の光路長の異なるビーム群が形成され、コンデンサレ
ンズ１８p，１８qに入射する。コンデンサレンズ１８
ｐ、１８ｑは、各光束を共通の領域上に照射する。分割
された複数のビーム束が重ねあわされて照射されるた
め、照射領域内の強度分布は均一となる。
【００３０】可干渉性解消素子１７による光路の分割
と、ホモジナイザ光学系１８による光路の分割とを１：
１に対応させることにより、可干渉性解消素子１７の効
果が最大限利用できる。すなわち、ホモジナイザ光学系
１８を出射する（ｎ ｘ ｍ）本のビーム束は、像面上
で重ね合わされても、互いに干渉性を示さない。このよ
うにして、照射領域内で一定の強度を有するビームを形
成できる。
と、ホモジナイザ光学系１８による光路の分割とを１：
１に対応させることにより、可干渉性解消素子１７の効
果が最大限利用できる。すなわち、ホモジナイザ光学系
１８を出射する（ｎ ｘ ｍ）本のビーム束は、像面上
で重ね合わされても、互いに干渉性を示さない。このよ
うにして、照射領域内で一定の強度を有するビームを形
成できる。
【００３１】シリンドリカルレンズ群１８aから１８ｄ
の特性，配置を選択することにより，所望寸法の矩形領
域を照射するビームを形成することができる。たとえ
ば、アモルファスシリコンの結晶化アニールのような場
合には、長尺のビームを形成し、この長尺ビームを長さ
方向と直交する横方向に走査して、広い面積を効率的に
処理する。
の特性，配置を選択することにより，所望寸法の矩形領
域を照射するビームを形成することができる。たとえ
ば、アモルファスシリコンの結晶化アニールのような場
合には、長尺のビームを形成し、この長尺ビームを長さ
方向と直交する横方向に走査して、広い面積を効率的に
処理する。
【００３２】図１（Ａ）、（Ｂ），図２では、互いに隣
接する板部材の長さ（光路長）が単調に変化する構成を
図示したが，光路長差の設定は任意である。たとえば，
素子１７a、１７ｂを交換した配置、Ｚ軸方向に関し，
反転させた配置でもよい。入射面，出射面が同一平面を
形成する構成を示したが、他の構成でもよい。
接する板部材の長さ（光路長）が単調に変化する構成を
図示したが，光路長差の設定は任意である。たとえば，
素子１７a、１７ｂを交換した配置、Ｚ軸方向に関し，
反転させた配置でもよい。入射面，出射面が同一平面を
形成する構成を示したが、他の構成でもよい。
【００３３】図３（Ａ）は，積層方向に沿ってランダム
な光路長差を設定した構成を示す。各板部材を透過した
ビーム束が、同一領域に重ねて照射される場合、効果は
図１（Ａ）、（Ｂ），図２の場合と同様である。
な光路長差を設定した構成を示す。各板部材を透過した
ビーム束が、同一領域に重ねて照射される場合、効果は
図１（Ａ）、（Ｂ），図２の場合と同様である。
【００３４】なお、ビーム断面内を複数の領域に分割す
る構成も上述のものに限らない。
る構成も上述のものに限らない。
【００３５】図３（Ｂ）は、光路長の異なる柱状光学部
材を束ね、光路の断面を分割する構成を示す。この場合
は、１個の素子で２次元平面内をＸ軸、Ｙ軸に沿って、
（ｎ＊ ｍ）個の領域に分割できる。柱上部材を配置す
ることにより，上述の実施例の可干渉性解消素子１７と
同様の機能を実現できる。各領域に異なる光路差を生じ
させる構成であれば図示の構成に限らない。
材を束ね、光路の断面を分割する構成を示す。この場合
は、１個の素子で２次元平面内をＸ軸、Ｙ軸に沿って、
（ｎ＊ ｍ）個の領域に分割できる。柱上部材を配置す
ることにより，上述の実施例の可干渉性解消素子１７と
同様の機能を実現できる。各領域に異なる光路差を生じ
させる構成であれば図示の構成に限らない。
【００３６】図４は、ホトリソグラフィに用いる露光装
置の構成を示す。露光装置はたとえばステッパである。
レーザ発振器ＬＯから出射したレーザ光はシリンドリカ
ルレンズＣＬ１、ＣＬ２で形状を調整されズームレンズ
ＺＬでレチクルＲＴ上に焦合される。ズームレンズＺＬ
の出射光は、ミラーＭ１，Ｍ２で光路を折り曲げ、図３
（Ｂ）に示すような構成を有する可干渉性解消素子１７
に入射する。可干渉性解消素子１７は、入射ビームを複
数のビーム束に分解し、各ビーム束間の可干渉性を解消
又は低減する。
置の構成を示す。露光装置はたとえばステッパである。
レーザ発振器ＬＯから出射したレーザ光はシリンドリカ
ルレンズＣＬ１、ＣＬ２で形状を調整されズームレンズ
ＺＬでレチクルＲＴ上に焦合される。ズームレンズＺＬ
の出射光は、ミラーＭ１，Ｍ２で光路を折り曲げ、図３
（Ｂ）に示すような構成を有する可干渉性解消素子１７
に入射する。可干渉性解消素子１７は、入射ビームを複
数のビーム束に分解し、各ビーム束間の可干渉性を解消
又は低減する。
【００３７】分解されたビーム束群は、対応するフライ
アイレンズＦＥＬに入射し、コンデンサレンズＣＤを介
してレチクルＲＴを照明する。フライアイレンズＦＥＬ
は、昆虫の複眼のように多数の小レンズが２次元的に分
布し，それぞれレンズ作用を示すレンズである。本構成
の場合、フライアイレンズＦＥＬが単独で，又はコンデ
ンサレンズと共に、ホモジナイザ光学系を構成する。
アイレンズＦＥＬに入射し、コンデンサレンズＣＤを介
してレチクルＲＴを照明する。フライアイレンズＦＥＬ
は、昆虫の複眼のように多数の小レンズが２次元的に分
布し，それぞれレンズ作用を示すレンズである。本構成
の場合、フライアイレンズＦＥＬが単独で，又はコンデ
ンサレンズと共に、ホモジナイザ光学系を構成する。
【００３８】フライアイレンズＦＥＬは、可干渉性解消
素子１７のビーム分割に１：１に対応した構成を有す
る。レチクルＲＴ上で重ね合わせて照射される複数の光
束は可干渉性が解消ないし低減しているため，スペック
ルパターンは生じにくい。入射ビームが複数の光束に分
解され，それぞれが重ねあわされてレチクル上を照明す
るため，均一な強度でレチクルを照明できる。
素子１７のビーム分割に１：１に対応した構成を有す
る。レチクルＲＴ上で重ね合わせて照射される複数の光
束は可干渉性が解消ないし低減しているため，スペック
ルパターンは生じにくい。入射ビームが複数の光束に分
解され，それぞれが重ねあわされてレチクル上を照明す
るため，均一な強度でレチクルを照明できる。
【００３９】投射レンズＰＬによってレチクルＲＴの像
が所望倍率でウエハＷＦ上に結像される。レチクルＲＴ
を照明するビーム群が可干渉性を解消しているため、ウ
エハ上のスペックルパターンは防止される。
が所望倍率でウエハＷＦ上に結像される。レチクルＲＴ
を照明するビーム群が可干渉性を解消しているため、ウ
エハ上のスペックルパターンは防止される。
【００４０】以上、実施例に沿って本発明を説明した
が、本発明はこれらに限定されるものではない。例え
ば、種々の変更、改良、組みあわせ等が可能なことは、
当業者に自明であろう。
が、本発明はこれらに限定されるものではない。例え
ば、種々の変更、改良、組みあわせ等が可能なことは、
当業者に自明であろう。
【００４１】
【発明の効果】レーザビームを複数のビーム束に分解し
たとき、ビーム束間の可干渉性が低減され、スペックル
パターンの発生を防止できる。
たとき、ビーム束間の可干渉性が低減され、スペックル
パターンの発生を防止できる。
【００４２】均一な強度分布を有する所望形状のビーム
を形成することができる。精度の高い加工を効率的に行
なうことが可能になる。
を形成することができる。精度の高い加工を効率的に行
なうことが可能になる。
【図１】本発明の実施例による可干渉性解消素子を示
す。
す。
【図２】図１の可干渉性解消素子の１つの素子の形状を
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図３】図１の可干渉性解消素子の変形例を示す側面
図、正面図である。
図、正面図である。
【図４】本発明の他の実施例による露光装置の側面図で
ある。
ある。
【図５】従来例を示す概略断面図である。
１７ 可干渉性解消素子
１８ ホモジナイザ光学系
１８ａ、１８ｂ Ｘシリンドリカルレンズ群
１８ｃ、１８ｄ Ｙシリンドリカルレンズ群
ＬＯ レーザ発振器
ＣＬ シリンドリカルレンズ
ＺＬ ズームレンズ
Ｍ ミラー
ＦＥＬ フライアイレンズ
ＣＤ コンデンサレンズ
ＲＴ レチクル
ＷＦ ウエハ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年１２月１９日（２００１．１２．
１９）
１９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正内容】
Claims (11)
- 【請求項１】 レーザビームの光路に沿って配置される
光学部材であって、レーザビームの光路断面を複数の領
域の配列に分割し、分割された各領域のレーザビーム束
に互いに異なる光路長を付与し、出射面で入射面での配
列に対応する配列でレーザビーム束を出射することので
きる光学部材を含む可干渉性解消素子。 - 【請求項２】 前記光路長の差が時間コヒーレンス長以
上である（サポートＰ５）請求項１記載の可干渉性解消
素子。 - 【請求項３】 前記光学部材が、第１および第２の積層
部材を含み、前記第１および第２の積層部材は、それぞ
れ光軸方向の長さが異なる板材を積層した構成を有し、
積層方向を交差させて、光軸方向に並べて配置されてい
る請求項１記載の可干渉性解消素子。 - 【請求項４】 前記光学部材が、それぞれ光軸方向の長
さが異なる柱材を束ねた構成を有する請求項１記載の可
干渉性解消素子。 - 【請求項５】 レーザビームの光路に沿って配置される
光学部材であって、レーザビームの光路断面を複数の領
域の配列に分割し、分割された各領域のレーザビーム束
に互いに異なる光路長を付与し、出射面で入射面での配
列に対応する配列でレーザビーム束を出射することので
きる光学部材を含む可干渉性解消素子と、 前記可干渉性解消素子から出射した複数の領域の光束を
共通の領域上に照射するホモジナイザ光学系と、を有す
るビームホモジナイザ。 - 【請求項６】 前記光学部材が、第１および第２の積層
部材を含み、前記第１および第２の積層部材は、それぞ
れ光軸方向の長さが異なる板材を積層した構成を有する
請求項５記載のビームホモジナイザ。 - 【請求項７】 前記第１および第２の積層部材は直交す
る方向に積層され、レーザビームの光路断面を（ｍ ＊
ｎ）の領域に分割する請求項６記載のビームホモジナ
イザ。 - 【請求項８】 前記光学部材が、それぞれ光軸方向の長
さが異なる複数の柱材を束ねた構成を有する請求項５記
載のビームホモジナイザ。 - 【請求項９】 前記複数の柱材は、直交方向にそれｍ個
およびｎ個並ぶ行列状に配列され、レーザビームの光路
断面を（ｍ ＊ ｎ）の領域に分割する請求項８記載の
ビームホモジナイザ。 - 【請求項１０】前記ホモジナイザ光学系が、第１および
第２のシリンドリカルレンズ群の対を含み、第１及び第
２のシリンドリカルレンズ群の対は、それぞれ光軸方向
に焦点距離を有し、光軸と直交する面内で並べて配置さ
れた複数のシリンドリカルレンズ群の対を含み、第１お
よび第２の方向が光軸に直交する面内で直交する請求項
７または９記載のビームホモジナイザ。 - 【請求項１１】 前記第１および第２の方向が、前記複
数の領域が配列される方向と同じであり、前記レーザビ
ームの光路断面を（ｍ ＊ ｎ）の領域に分割する請求
項１０記載のビームホモジナイザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001370263A JP2003167213A (ja) | 2001-12-04 | 2001-12-04 | 可干渉性解消素子およびビームホモジナイザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001370263A JP2003167213A (ja) | 2001-12-04 | 2001-12-04 | 可干渉性解消素子およびビームホモジナイザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003167213A true JP2003167213A (ja) | 2003-06-13 |
Family
ID=19179513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001370263A Pending JP2003167213A (ja) | 2001-12-04 | 2001-12-04 | 可干渉性解消素子およびビームホモジナイザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003167213A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005337851A (ja) * | 2004-05-26 | 2005-12-08 | Hitachi High-Technologies Corp | 欠陥検査方法及びその装置 |
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| DE102006009212A1 (de) * | 2006-02-28 | 2007-08-30 | Carl Zeiss Sms Gmbh | Optische Vorrichtung und optisches Verfahren zur Homogenisierung von Laserstrahlung |
| JP2009512883A (ja) * | 2005-09-21 | 2009-03-26 | アブ−アジール、ナイェフ・エム | レーザ・スペックルを低減する方法および装置 |
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| JP2017139487A (ja) * | 2003-11-26 | 2017-08-10 | サイマー リミテッド ライアビリティ カンパニー | レーザによりポリシリコン薄膜をアニールする光学系 |
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-
2001
- 2001-12-04 JP JP2001370263A patent/JP2003167213A/ja active Pending
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| US7768635B2 (en) | 2006-01-23 | 2010-08-03 | Hitachi High-Technologies Corporation | Apparatus and method for inspecting defects |
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