JP2004079864A

JP2004079864A - 露光装置の照明光学系

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Publication number: JP2004079864A
Application number: JP2002240042A
Authority: JP
Inventors: Naoki Uchida; 内田　直樹; Yoshiyuki Enomoto; 榎本　芳幸
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 2002-08-21
Filing date: 2002-08-21
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2022-08-21
Also published as: JP4295483B2

Abstract

【課題】照明光の出射口が上向き、横向き等のいずれであっても、そのような取付け方向に限定されることなく、装置本体の枠部材との柔軟な当たり具合を可能にした露光装置の照明光学系を提供する。
【解決手段】照明光源（１１０）と、照明光源（１１０）からの光を反射して出射口（２０）から出射させる反射部材（１２０）と、反射部材（１２０）を支持するための枠部材（２２）とを有する露光装置の照明光学系において、反射部材（１２０）の外周面（１２０ｂ）に切欠部（１２０ｃ）を設け、切欠部（１２０ｃ）を介して反射部材（１２０）が枠部材（２２）に嵌め込み装着されることを特徴とする露光装置の照明光学系。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、露光装置の照明光学系に関し、とくに、プリント基板、液晶、ＬＳＩ等の製造に使用されるフォトリソグラフィー用に適した露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、露光装置の照明光学系において、図８、９に示すように、強烈な熱と光を受ける集光鏡５０と、これを支持する装置本体の金枠５２との間には、板バネ５４等が介され、熱歪みによる破損が生じないような工夫がされる場合が多い。
【０００３】
例えば、実公昭５０−２２６１７号公報、特開昭５７−８５０４６号公報、特開昭６０−１８６８２９号公報、特開昭６３−１２１８３３号公報、特開平１−１１７０２５号公報、実開平２−１７８７５号公報、特開平６−３２００９７号公報、特開平９−１０２４５５号公報、特開平１０−５５７１３号公報、特開平１１−２５８８１５号公報、特開２０００−４０６５５号公報等に記載されているように、ほとんどがネジ止め、取付金具、支持具等で固定されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、照明光の出射口が上向き、横向き等に集光鏡が支持される場合、反射ミラー（反射面）自身の熱膨張による歪破損を生じないようにするためには、装置本体の金枠との接触は柔軟な当たり具合であることと、クリアランスをとることが重要である。また、反射ミラー（反射面）は、高温、大照度の環境下にあるため、長期間の使用後に反射ミラーの酸化による曇り、剥がれ、反射率の低下等が生じる虞がある。
【０００５】
そのため、容易に金枠に対して取り外し可能であり、また位置の再現性がある反射ミラー支持態様（支持方法）が望まれていた。
【０００６】
本発明は、照明光の出射口が上向き、横向き等のいずれの取付け方向であっても、装置本体の枠部材（たとえば金枠）との柔軟な当たり具合を可能にしたり、クリアランスをとったり、長期間の使用においても反射ミラーの酸化による曇り、剥がれ、反射率の低下等が発生した場合でも容易に交換、精度の再現が出来る露光装置の照明光学系を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による課題を解決するための手段を例示すると、以下のとおりである。
【０００８】
（１）　照明光源（１１０）と、照明光源（１１０）からの光を反射して出射口（２０）から出射させる反射部材（１２０）と、反射部材（１２０）を支持するための枠部材（２２）とを有する露光装置の照明光学系において、反射部材（１２０）の外周面（１２０ｂ）に切欠部（１２０ｃ）を設け、切欠部（１２０ｃ）を介して反射部材（１２０）が枠部材（２２）に嵌め込み装着されることを特徴とする露光装置の照明光学系。
【０００９】
（２）　前述の露光装置の照明光学系において、枠部材（２２）と反射部材（１２０）の外周面（１２０ｂ）の切欠部（１２０ｃ）との間に珪素化合物（２６）を介在させ補強したことを特徴とする露光装置の照明光学系。
【００１０】
（３）　前述の露光装置の照明光学系において、枠部材（２２）と反射部材（１２０）の外周面（１２０ｂ）とを固定部材（２８）により固定させ補強したことを特徴とする露光装置の照明光学系。
【００１１】
（４）　前述の露光装置の照明光学系において、固定部材（２８）が板バネであることを特徴とする露光装置の照明光学系。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の露光装置の照明光学系においては、好ましくは集光鏡の外周部の端部付近に切欠部たとえば切り欠き溝を形成し、装置本体の枠部材（以下の実施例では金枠を採用している）に嵌め込み装着したものである。
【００１３】
集光鏡（反射部材の一例）の出射口の向きは、上向き、下向き、横向き等任意に構成できる。
【００１４】
反射部材は、以下の実施例では集光鏡としての楕円鏡が示されているが、放物面鏡、球面鏡等の回転対称体の集光鏡であってもよい。
【００１５】
切欠部は、好ましくは反射部材の出射口付近に設けられる。切欠部は、枠部材に支持される水平面と傾斜面からなる形状が好ましいが、他の形状からなるものでも良い。例えば、切欠部を凹形にして枠部材を挟持する構成にしても良いし、Ｖ形や曲面にしても良い。
【００１６】
固定部材は、好ましくは板バネであり、枠部材と反射部材の外周面とを固定して補強するために用いられる。好ましくは、板バネを枠部材に固定し、バネ作用により外周面を押圧することにより反射部材を固定する。
【００１７】
枠部材と反射部材の外周面の補強のために、ゴム等の種々の補強用の材料を利用できる。このような補強材料としては、耐熱性、耐光性の点でシリコンゴム等の接着剤を使用するのが好ましい。
【００１８】
【実施例】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
【００１９】
図１は、本発明による照明光学系を備えた露光装置の一例を概念的に示す。
【００２０】
図１において、プロキシミティ及びコンタクト方式の露光装置１０は、本発明における照明光源の典型例としての超高圧水銀ランプ１１０、反射部材の典型例としての楕円鏡１２０、コールドミラー１３、フライアイレンズ１４、コリメートミラー３０を有する照明光学系を備えている。
【００２１】
超高圧水銀ランプ１１０は、陰極１３０、陽極１４０を備えており、陰極１３０の先端（照明光源の中心、アークスポット）で発光する。
【００２２】
超高圧水銀ランプ１１０から照射された光は、２枚のコールドミラー１３により方向変換され、フライアイレンズ１４を通って、コリメートミラー３０で反射され平行光束となる。
【００２３】
平行光束の進行方向には、光軸と垂直になるように露光用パターン１６を備えたマスク（ガラス）１５が支持されており、その先には、基板（レジスト塗布）１８を載せた基板１７が配置されている。
【００２４】
図１においては、楕円鏡１２０は、その出射口２０を下向きにして配置され、その外側は枠部材の典型例としての金枠２２に支持されている。
【００２５】
図７には、楕円鏡１２０の端部付近の一部を拡大した断面の一例が示されている。楕円鏡１２０の出射口２０付近の外周面１２０ｂには、切欠部１２０ｃが設けられている。切欠部１２０ｃは、外周面１２０ｂから内側に実質的に水平に延びる水平面と、この水平面の内側端部から外側下方に傾斜して延びる傾斜面からなる。金枠２２の上面に切欠部１２０ｃの水平面が載置されることにより、楕円鏡１２０が金枠２２に支持されている。
【００２６】
図２及び図３には、本発明の第２実施例が示されている。
【００２７】
図２には、出射口２０１を上向きにした場合の楕円鏡１２１と超高圧水銀ランプ１１１の関係の一例が拡大して示されている。なお、楕円鏡１２１は集光鏡の例示である。また、図２において切欠部は図示省略されている。
【００２８】
超高圧水銀ランプ１１１からの光２４が楕円鏡１２１で反射されて上方の出射口２０１から出射されている。
【００２９】
図３は、図２に示された楕円鏡１２１を金枠２２に嵌め込み装着した例を拡大して示している。なお、以下の図３において、超高圧水銀ランプの図示は省略されている。
【００３０】
楕円鏡１２１の出射口２０１付近の外周面１２１ｂには、切欠部１２１ｃが設けられている。切欠部１２１ｃは、外周面１２１ｂから内側に実質的に水平に延びる水平面と、この水平面の内側端部から外側下方に傾斜して延びる傾斜面からなる。金枠２２の上面に切欠部１２１ｃの水平面が載置されることにより、楕円鏡１２１が金枠２２に支持されている。
【００３１】
なお、本発明においては、反射部材は、集光鏡としての楕円鏡に限定されず、放物面鏡、球面鏡等の回転対称体の集光鏡であってもよい。
【００３２】
また、幾つかの図において、楕円鏡と金枠は、見やすくするため僅かな隙間を空けて配置されているが、実際にはこれらは接触して配置されている。
【００３３】
図４には、第２実施例の変形例が示されている。
【００３４】
図４においては、楕円鏡１２２の出射口２０２を横向きにして、装置本体の金枠２２２に切欠部１２２ｃを介して嵌め込み装着した形が示されている。出射口２０２を横向きにしても、適当なクリアランスがあるため、金枠との柔軟な当たりが可能である。
【００３５】
図５には、第３実施例として、装置本体の金枠２２と楕円鏡１２０の間の補強に、本発明における珪素化合物の典型例としてのシリコンゴム２６（例えば、信越化学株式会社製のＫＥ‐４５）を用いた例が示されている。シリコンゴム２６を切欠部１２０ｃと金枠２２の接触部付近に設けることで、光学部品に対し歪みを与えることなく補強させて固定することができる。この場合、ミラー交換時もシリコンゴムを、カッター等で切り裂くことにより容易にミラーと金枠との結合を外すことができる。
【００３６】
図６には、第４実施例として、装置本体の金枠２２３と楕円鏡１２０の間の補強に、本発明における固定部材の典型例としての板バネ２８を用いた例が示されている。板バネ２８の基部は、ビス２９により金枠２２３に固定されている。板バネ２８の先端付近は、楕円鏡１２０の外周面１２０に接触している。板バネ２８の先端付近が外周面１２０を押圧することにより、装着を補強している。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は、照明光の出射口が上向き、下向き、横向き等のいずれであっても、取付け方向に限定されることなく、装置本体の金枠との柔軟な当たり具合を可能にし、光学的に実用上問題ないクリアランスをとり、長期間の使用において反射ミラーの酸化による曇り、剥がれ、反射率の低下等が生じた場合、容易に交換、精度の再現が可能である反射ミラーの支持態様を提供にすることができる。
【００３８】
珪素化合物を補強材料として介在させ補強すれば、反射部材に歪みを与えることなく柔軟に装着することができる。
【００３９】
また、板バネ等の固定部材により固定しても、反射部材に歪みを与えることなく安定して装着することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る露光装置の照明光学系を示す。
【図２】本発明の第２実施例において、出射口が上向きの集光鏡とランプの関係を示す。
【図３】図２の実施例における集光鏡と金枠の関係を示す。
【図４】出射口が横向きの場合の集光鏡と金枠の関係を示す。
【図５】本発明の第３実施例における集光鏡と金枠の関係を示す。
【図６】本発明の第４実施例における集光鏡と金枠の関係を示す。
【図７】図１における集光鏡の部分拡大図を示す。
【図８】従来技術の一例を示す。
【図９】従来技術の別の例を示す。
【符号の説明】
１０　露光装置
１１０、１１１　超高圧水銀ランプ
１２０、１２１、１２２　楕円鏡
１２０ａ、１２１ａ　内周面
１２０ｂ、１２１ｂ　外周面
１２０ｃ、１２１ｃ、１２２ｃ　切欠部
１３　コールドミラー
１３０　陰極
１４　フライアイレンズ
１４０　陽極
１５　マスク（ガラス）
１６　露光用パターン
１７　基板
１８　基板（レジスト塗布）
２０、２０１、２１　出射口
２４　光
２６　シリコンゴム
２８　板バネ
３０　コリメートミラー

Claims

照明光源（１１０）と、照明光源（１１０）からの光を反射して出射口（２０）から出射させる反射部材（１２０）と、反射部材（１２０）を支持するための枠部材（２２）とを有する露光装置の照明光学系において、反射部材（１２０）の外周面（１２０ｂ）に切欠部（１２０ｃ）を設け、切欠部（１２０ｃ）を介して反射部材（１２０）が枠部材（２２）に嵌め込み装着されることを特徴とする露光装置の照明光学系。
請求項１に記載の露光装置の照明光学系において、枠部材（２２）と反射部材（１２０）の外周面（１２０ｂ）の切欠部（１２０ｃ）との間に珪素化合物（２６）を介在させ補強したことを特徴とする露光装置の照明光学系。
請求項１に記載の露光装置の照明光学系において、枠部材（２２）と反射部材（１２０）の外周面（１２０ｂ）とを固定部材（２８）により固定させ補強したことを特徴とする露光装置の照明光学系。
請求項３に記載の露光装置の照明光学系において、固定部材（２８）が板バネであることを特徴とする露光装置の照明光学系。