JP2565134B2 - 照明光学装置 - Google Patents
照明光学装置Info
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- JP2565134B2 JP2565134B2 JP6123416A JP12341694A JP2565134B2 JP 2565134 B2 JP2565134 B2 JP 2565134B2 JP 6123416 A JP6123416 A JP 6123416A JP 12341694 A JP12341694 A JP 12341694A JP 2565134 B2 JP2565134 B2 JP 2565134B2
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- reflecting
- reflecting mirror
- light
- roof
- staircase
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-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
- G03F7/70566—Polarisation control
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明の照明光学装置は可干渉性
の高い光を光源とする装置において、干渉性を弱めスペ
ックルあるいはそのほかの干渉による光学的ノイズを減
少させるための装置であり、あらゆる照明光学装置に用
いられる。特に狭帯域化されたエキシマレーザを光源と
する半導体素子作製のためのマスクパターン投影露光装
置の照明光学装置の一部として用いることができる。
の高い光を光源とする装置において、干渉性を弱めスペ
ックルあるいはそのほかの干渉による光学的ノイズを減
少させるための装置であり、あらゆる照明光学装置に用
いられる。特に狭帯域化されたエキシマレーザを光源と
する半導体素子作製のためのマスクパターン投影露光装
置の照明光学装置の一部として用いることができる。
【0002】
【従来の技術】レーザ顕微鏡、レーザリソグラフィー、
ホログラフィー、干渉計測などの分野においては、スペ
ックルノイズやそのほかの干渉ノイズのために像や光信
号の品質が低下することが問題になっている。これは使
用している光源の干渉性が高いために起きるものであ
る。特に微細なパターンを露光する半導体マスクの投影
露光装置においては、解像度を向上させるために狭帯域
化された光源を必要とし、そのため光の干渉性が向上
し、干渉によるノイズが増大することが問題となってい
る。一般的にこれらの干渉ノイズを減少させるには、光
源の時間的コヒーレンスあるいは空間的コヒーレンスを
弱めることにより解決している。
ホログラフィー、干渉計測などの分野においては、スペ
ックルノイズやそのほかの干渉ノイズのために像や光信
号の品質が低下することが問題になっている。これは使
用している光源の干渉性が高いために起きるものであ
る。特に微細なパターンを露光する半導体マスクの投影
露光装置においては、解像度を向上させるために狭帯域
化された光源を必要とし、そのため光の干渉性が向上
し、干渉によるノイズが増大することが問題となってい
る。一般的にこれらの干渉ノイズを減少させるには、光
源の時間的コヒーレンスあるいは空間的コヒーレンスを
弱めることにより解決している。
【0003】レーザを光源とする半導体マスクの露光装
置の分野においては時間的または空間的に照明光を積分
するかあるいは平均化することにより光の干渉を減少さ
せ、スペックルなどの干渉ノイズによる影響を低減させ
ている。ビクター・ポール(Victor Pol)他
による“Excimer laser basedli
thography: a deep−ultravi
olet wafer stepper for VL
SI processing”(オプティカル・エンジ
ニアリング Opt.Eng’g.,Vol.26,N
o.4,pp311−318,1987)では露光装置
の照明系の反射鏡を振動させることにより時間積分を行
い、干渉によるノイズを減少させ良好な露光結果を得た
ことが記載されている。米国特許USP4,851,9
78においても同様に照明系の反射鏡を振動させること
が提案されている。また特開平5−29193号公報の
一実施例では干渉性を低下させる例としてスリガラスの
ような拡散板を回転させることが記されている。
置の分野においては時間的または空間的に照明光を積分
するかあるいは平均化することにより光の干渉を減少さ
せ、スペックルなどの干渉ノイズによる影響を低減させ
ている。ビクター・ポール(Victor Pol)他
による“Excimer laser basedli
thography: a deep−ultravi
olet wafer stepper for VL
SI processing”(オプティカル・エンジ
ニアリング Opt.Eng’g.,Vol.26,N
o.4,pp311−318,1987)では露光装置
の照明系の反射鏡を振動させることにより時間積分を行
い、干渉によるノイズを減少させ良好な露光結果を得た
ことが記載されている。米国特許USP4,851,9
78においても同様に照明系の反射鏡を振動させること
が提案されている。また特開平5−29193号公報の
一実施例では干渉性を低下させる例としてスリガラスの
ような拡散板を回転させることが記されている。
【0004】一方空間的に平均化を行い干渉ノイズを減
少させる方法としてはライトガイド、光ファイバーなど
で照明光を分割し再度合成する方法が知られている。こ
のような方法として特開平5−29193号公報、特開
平4−196280号公報、特開平2−94418号公
報、特開昭63−44726号公報がある。また特開平
3−82011号公報では多数の大きさの異なるプリズ
ムで分割した光束の光路長を変え空間的コヒーレンスの
減少を実現し、特開昭60−230629号公報および
特開昭61−169815号公報では長さの異なる透過
部材より構成される光路差発生部材により照明光の光路
差を変えて同様に空間的コヒーレンスを減少させてい
る。
少させる方法としてはライトガイド、光ファイバーなど
で照明光を分割し再度合成する方法が知られている。こ
のような方法として特開平5−29193号公報、特開
平4−196280号公報、特開平2−94418号公
報、特開昭63−44726号公報がある。また特開平
3−82011号公報では多数の大きさの異なるプリズ
ムで分割した光束の光路長を変え空間的コヒーレンスの
減少を実現し、特開昭60−230629号公報および
特開昭61−169815号公報では長さの異なる透過
部材より構成される光路差発生部材により照明光の光路
差を変えて同様に空間的コヒーレンスを減少させてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】近年、半導体集積回路
の小型化高密度化に伴いマスクパターンの微細化が要求
され、マスクパターンを投影露光するための露光光源の
短波長化および狭帯域化が進んでいる。光源を狭帯域化
すると光学系の解像性能は向上するが干渉性が良くなり
スペックルノイズなどの結像性能を低下させる光学的ノ
イズが増大する。これらの悪影響を除くために光ファイ
バー、プリズム、透過部材よりなる光路差発生部材など
の光学素子で干渉性を弱める方法が提案されているが、
光の波長がArFエキシマレーザ(波長193nm)など
のように短くなると光が透過する光学素子材料が限ら
れ、かつ高い透過率が得られないという重要な問題に直
面する。
の小型化高密度化に伴いマスクパターンの微細化が要求
され、マスクパターンを投影露光するための露光光源の
短波長化および狭帯域化が進んでいる。光源を狭帯域化
すると光学系の解像性能は向上するが干渉性が良くなり
スペックルノイズなどの結像性能を低下させる光学的ノ
イズが増大する。これらの悪影響を除くために光ファイ
バー、プリズム、透過部材よりなる光路差発生部材など
の光学素子で干渉性を弱める方法が提案されているが、
光の波長がArFエキシマレーザ(波長193nm)など
のように短くなると光が透過する光学素子材料が限ら
れ、かつ高い透過率が得られないという重要な問題に直
面する。
【0006】また照明系の光路中に振動ミラーや回転拡
散板を設置し光束を時間的に平均化し干渉ノイズを低減
させる方法は、振動ミラーあるいは回転拡散板を振動や
回転させる装置による振動が光学系に伝達し、結像性能
に悪影響を及ぼすことがある。またこれらの影響を取り
除くための除振装置が大きくなりかつ高価になるなどの
欠点がある。
散板を設置し光束を時間的に平均化し干渉ノイズを低減
させる方法は、振動ミラーあるいは回転拡散板を振動や
回転させる装置による振動が光学系に伝達し、結像性能
に悪影響を及ぼすことがある。またこれらの影響を取り
除くための除振装置が大きくなりかつ高価になるなどの
欠点がある。
【0007】本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされ
たものであって、装置に振動を与えることなく、かつ短
波長の光を吸収する部材を多く使用しないので光を効率
良く伝達し、光束を空間的に平均化し干渉性の低い良好
な照明光学装置を提供することを目的とする。
たものであって、装置に振動を与えることなく、かつ短
波長の光を吸収する部材を多く使用しないので光を効率
良く伝達し、光束を空間的に平均化し干渉性の低い良好
な照明光学装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1の装置は複数の平面
反射鏡より構成される階段状反射鏡と1/4波長板と偏
光ビームスプリッタを有し該階段状反射鏡の反射面は入
射光束に対して垂直であり、それぞれの反射鏡の位置が
使用光源の空間的コヒーレンス長の1/2以上になって
いることを特徴とする照明光学装置である。
反射鏡より構成される階段状反射鏡と1/4波長板と偏
光ビームスプリッタを有し該階段状反射鏡の反射面は入
射光束に対して垂直であり、それぞれの反射鏡の位置が
使用光源の空間的コヒーレンス長の1/2以上になって
いることを特徴とする照明光学装置である。
【0009】第2の装置は入射光束に対して45度に設
置された多数の反射鏡より構成される階段状反射鏡を互
いに対称に配置した2段型階段状反射鏡と、屋根型の反
射鏡を複数並べた屋根型反射鏡を2組有し、入射光束に
対して45度に設置された多数の反射鏡のそれぞれの距
離が、2段型反射鏡の1つの反射鏡における反射回数の
2倍の逆数と入射光源の空間的コヒーレンス長の積より
長いことを特徴とする照明光学装置である。
置された多数の反射鏡より構成される階段状反射鏡を互
いに対称に配置した2段型階段状反射鏡と、屋根型の反
射鏡を複数並べた屋根型反射鏡を2組有し、入射光束に
対して45度に設置された多数の反射鏡のそれぞれの距
離が、2段型反射鏡の1つの反射鏡における反射回数の
2倍の逆数と入射光源の空間的コヒーレンス長の積より
長いことを特徴とする照明光学装置である。
【0010】さらに上記に記載された第1の照明光学装
置を2組あるいは第2の照明光学装置を2組とビームス
プリッタを有し、ビームスプリッタの反射面を介して2
つの照明光学装置による光束の分割方向が互いに直交す
るように配置されている照明光学装置である。
置を2組あるいは第2の照明光学装置を2組とビームス
プリッタを有し、ビームスプリッタの反射面を介して2
つの照明光学装置による光束の分割方向が互いに直交す
るように配置されている照明光学装置である。
【0011】
【作用】本発明は照明光学系における照明光束を光路差
が異なる反射鏡を有する階段状反射鏡で分割反射させる
ことにより、分割した光束の光路長を光源の可干渉距離
より長くすることによって、空間的コヒーレンシーを低
下させ干渉性の弱い照明光源を提供するものである。
が異なる反射鏡を有する階段状反射鏡で分割反射させる
ことにより、分割した光束の光路長を光源の可干渉距離
より長くすることによって、空間的コヒーレンシーを低
下させ干渉性の弱い照明光源を提供するものである。
【0012】
【実施例】図1に本発明の第1の実施例の構成を示す。
レーザ装置より出力されたP偏光に偏光している入射光
束10は偏光ビームスプリッタ11を透過し次に1/4
波長板12を透過し、このとき円偏光に変換されて階段
状反射鏡13に入射する。階段状反射鏡13は図1に示
すように複数の反射鏡14a、14b、14c……を有
している。それぞれの反射鏡の反射面の面間距離Lは入
射光束10の空間的コヒーレンス長Lc の1/2以上の
距離になっている。光の空間的コヒーレンス長Lc は光
源の波長をλ、そのときのスペクトル幅をΔλとすると
きLc =λ2 /Δλであることは周知の通りである。階
段状反射鏡13のそれぞれの反射鏡14a、14b、1
4c……で反射した光束は再び1/4波長板12を通過
する。このとき光束の偏光方向はS偏光に変換される。
次に偏光ビームスプリッタ11で反射し入射光束と直角
方向に分離され光束15となる。階段状反射鏡13のそ
れぞれの反射鏡14a、14b、14c……で反射した
光束はそれぞれ2L以上の距離の差を持っているため互
いには干渉せず光束15は干渉性の低い光束となる。こ
のとき入射光束10が偏光していない光であれば偏光ビ
ームスプリッタ11の前方に偏光板などの偏光子を挿入
して、入射光束10を偏光させれば偏光ビームスプリッ
タ11を透過あるいは反射するときの光利用効率は良
い。
レーザ装置より出力されたP偏光に偏光している入射光
束10は偏光ビームスプリッタ11を透過し次に1/4
波長板12を透過し、このとき円偏光に変換されて階段
状反射鏡13に入射する。階段状反射鏡13は図1に示
すように複数の反射鏡14a、14b、14c……を有
している。それぞれの反射鏡の反射面の面間距離Lは入
射光束10の空間的コヒーレンス長Lc の1/2以上の
距離になっている。光の空間的コヒーレンス長Lc は光
源の波長をλ、そのときのスペクトル幅をΔλとすると
きLc =λ2 /Δλであることは周知の通りである。階
段状反射鏡13のそれぞれの反射鏡14a、14b、1
4c……で反射した光束は再び1/4波長板12を通過
する。このとき光束の偏光方向はS偏光に変換される。
次に偏光ビームスプリッタ11で反射し入射光束と直角
方向に分離され光束15となる。階段状反射鏡13のそ
れぞれの反射鏡14a、14b、14c……で反射した
光束はそれぞれ2L以上の距離の差を持っているため互
いには干渉せず光束15は干渉性の低い光束となる。こ
のとき入射光束10が偏光していない光であれば偏光ビ
ームスプリッタ11の前方に偏光板などの偏光子を挿入
して、入射光束10を偏光させれば偏光ビームスプリッ
タ11を透過あるいは反射するときの光利用効率は良
い。
【0013】図2は第2の発明による実施例である。入
射光束20は45度の反射面を多数持つ2段型階段状反
射鏡21に入射する。2段型反射鏡21は反射面22に
多数の反射鏡22a、22b、22c……を持ち同様に
反射鏡23に多数の反射面23a、23b、23c……
を持っている。入射光束20のうち反射鏡22aに入射
した光束は直角方向に反射し対向する反射鏡23aでさ
らに直角方向に反射し入射光束20と平行方向に射出す
る。同様に反射鏡22bに入射した光束は反射鏡22b
で直角方向に反射し、対向する反射鏡23bでさらに直
角方向に反射し入射光束20と平行方向に射出する。以
下同様に反射鏡22cおよび符号を省略してある反射鏡
に入射した光束は反射面22と直角方向に反射し、対向
する反射鏡23cおよび符号を省略してある反射面23
の反射面で反射し入射光束20と平行方向に射出する。
このようにして2段型階段状反射鏡21より射出した光
束は2段型階段状反射鏡の前面に設置してある屋根型反
射鏡24の反射鏡25aに入射する。
射光束20は45度の反射面を多数持つ2段型階段状反
射鏡21に入射する。2段型反射鏡21は反射面22に
多数の反射鏡22a、22b、22c……を持ち同様に
反射鏡23に多数の反射面23a、23b、23c……
を持っている。入射光束20のうち反射鏡22aに入射
した光束は直角方向に反射し対向する反射鏡23aでさ
らに直角方向に反射し入射光束20と平行方向に射出す
る。同様に反射鏡22bに入射した光束は反射鏡22b
で直角方向に反射し、対向する反射鏡23bでさらに直
角方向に反射し入射光束20と平行方向に射出する。以
下同様に反射鏡22cおよび符号を省略してある反射鏡
に入射した光束は反射面22と直角方向に反射し、対向
する反射鏡23cおよび符号を省略してある反射面23
の反射面で反射し入射光束20と平行方向に射出する。
このようにして2段型階段状反射鏡21より射出した光
束は2段型階段状反射鏡の前面に設置してある屋根型反
射鏡24の反射鏡25aに入射する。
【0014】屋根型反射鏡24は複数の屋根型の反射鏡
を持っている。図2の例では2つの屋根型反射鏡すなわ
ち25a、25b、25c、25dの4つの反射鏡を持
った屋根型反射鏡で説明している。屋根型反射鏡24の
反射鏡25aに入射した光束は反射鏡25aと反射鏡2
5bで反射し2段型階段状反射鏡21の反射面23に戻
される。反射面23に戻った光束のうち反射鏡23aに
入射した光束は入射方向と直角方向に反射し対向してあ
る反射面22のうち反射鏡22aに入射し入射光束20
と平行方向に射出する。同様に屋根型反射鏡24で反射
して戻ってきた光束のうち反射鏡23b、23c……に
入射した光束はそれぞれ反射し対向する反射鏡22b、
22cで反射し入射光束20と平行方向に射出される。
を持っている。図2の例では2つの屋根型反射鏡すなわ
ち25a、25b、25c、25dの4つの反射鏡を持
った屋根型反射鏡で説明している。屋根型反射鏡24の
反射鏡25aに入射した光束は反射鏡25aと反射鏡2
5bで反射し2段型階段状反射鏡21の反射面23に戻
される。反射面23に戻った光束のうち反射鏡23aに
入射した光束は入射方向と直角方向に反射し対向してあ
る反射面22のうち反射鏡22aに入射し入射光束20
と平行方向に射出する。同様に屋根型反射鏡24で反射
して戻ってきた光束のうち反射鏡23b、23c……に
入射した光束はそれぞれ反射し対向する反射鏡22b、
22cで反射し入射光束20と平行方向に射出される。
【0015】2段型屋根型反射鏡21の反射面22側の
前方には屋根型反射鏡24とほぼ同じ形状の屋根型反射
鏡26が設置してあり、前記した屋根型反射鏡24と同
様に反射鏡27a、27b、27c、27dを有してい
る。このとき屋根型反射鏡24と26の設置位置は高さ
方向に屋根型反射鏡の1周期分だけずれて屋根型反射鏡
26が低い位置に設置されている。すなわち屋根型反射
鏡24の反射鏡25c、25dと屋根型反射鏡26の反
射鏡27a、27bが同一平面上になるように設置され
ている。屋根型反射鏡26の反射鏡27aに入射した光
束は反射鏡27a、27bで反射し再度2段型階段状反
射鏡21の反射面22に入射する。以下の光束の振舞い
は上記に説明した反射の繰り返しで最後に射出光束28
となって射出する。
前方には屋根型反射鏡24とほぼ同じ形状の屋根型反射
鏡26が設置してあり、前記した屋根型反射鏡24と同
様に反射鏡27a、27b、27c、27dを有してい
る。このとき屋根型反射鏡24と26の設置位置は高さ
方向に屋根型反射鏡の1周期分だけずれて屋根型反射鏡
26が低い位置に設置されている。すなわち屋根型反射
鏡24の反射鏡25c、25dと屋根型反射鏡26の反
射鏡27a、27bが同一平面上になるように設置され
ている。屋根型反射鏡26の反射鏡27aに入射した光
束は反射鏡27a、27bで反射し再度2段型階段状反
射鏡21の反射面22に入射する。以下の光束の振舞い
は上記に説明した反射の繰り返しで最後に射出光束28
となって射出する。
【0016】以上の説明を分かりやすく説明するために
図2に於ける符号を用いて入射光束20が反射する経路
を反射順に記述する。すなわち入射光束20→2段型反
射鏡の反射面22→2段型反射鏡の反射面23→屋根型
反射鏡24の反射鏡25a→屋根型反射鏡24の反射鏡
25b→2段型反射鏡の反射面23→2段型反射鏡の反
射面22→屋根型反射鏡26の反射鏡27a→屋根型反
射鏡26の反射鏡27b→2段型反射鏡の反射面22→
2段型反射鏡の反射面23→屋根型反射鏡24の反射鏡
25c→屋根型反射鏡24の反射鏡25d→2段型反射
鏡の反射面23→2段型反射鏡の反射面22→屋根型反
射鏡26の反射鏡27c→屋根型反射鏡26の反射鏡2
7d→2段型反射鏡の反射面22→2段型反射鏡の反射
面23→射出光束28である。2段型階段状反射鏡のそ
れぞれの反射鏡22a、22b、22c……および23
a、23b、23c……の間隔Sはそれぞれの面におけ
る反射回数をn回、入射光束20の空間的コヒーレンス
長をLc としたときS>Lc /2nを満足するようにな
っている。
図2に於ける符号を用いて入射光束20が反射する経路
を反射順に記述する。すなわち入射光束20→2段型反
射鏡の反射面22→2段型反射鏡の反射面23→屋根型
反射鏡24の反射鏡25a→屋根型反射鏡24の反射鏡
25b→2段型反射鏡の反射面23→2段型反射鏡の反
射面22→屋根型反射鏡26の反射鏡27a→屋根型反
射鏡26の反射鏡27b→2段型反射鏡の反射面22→
2段型反射鏡の反射面23→屋根型反射鏡24の反射鏡
25c→屋根型反射鏡24の反射鏡25d→2段型反射
鏡の反射面23→2段型反射鏡の反射面22→屋根型反
射鏡26の反射鏡27c→屋根型反射鏡26の反射鏡2
7d→2段型反射鏡の反射面22→2段型反射鏡の反射
面23→射出光束28である。2段型階段状反射鏡のそ
れぞれの反射鏡22a、22b、22c……および23
a、23b、23c……の間隔Sはそれぞれの面におけ
る反射回数をn回、入射光束20の空間的コヒーレンス
長をLc としたときS>Lc /2nを満足するようにな
っている。
【0017】図2の実施例では屋根型反射鏡24、26
が2連式となっているため2段型階段状反射鏡21の反
射面22、23では5回反射する構成になっている。し
たがって2段型階段状反射鏡21のそれぞれの反射面の
間隔Sは入射光束20の空間的コヒーレンス長Lc の1
/10になっている。射出光束28は2段型階段状反射
鏡21の反射面に対応して28a、28b、27c……
に分割されていると考えるとそれぞれの光路長は空間的
コヒーレンス長Lc より長くなっているので互いに干渉
することなく干渉性の低い良好な照明光源が得られる。
が2連式となっているため2段型階段状反射鏡21の反
射面22、23では5回反射する構成になっている。し
たがって2段型階段状反射鏡21のそれぞれの反射面の
間隔Sは入射光束20の空間的コヒーレンス長Lc の1
/10になっている。射出光束28は2段型階段状反射
鏡21の反射面に対応して28a、28b、27c……
に分割されていると考えるとそれぞれの光路長は空間的
コヒーレンス長Lc より長くなっているので互いに干渉
することなく干渉性の低い良好な照明光源が得られる。
【0018】図3は第3の発明による実施例であり偏光
ビームスプリッタ11と2つの1/4波長板12、31
と2つの階段状反射鏡13、32より構成されている。
エキシマレーザなどの光源装置からのP偏光した入射光
束30は偏光ビームスプリッタ11を透過し1/4波長
板12で円偏光になり階段状反射鏡13に入射する。階
段状反射鏡13は複数の反射鏡14a、14b、14c
……を有しており第1の発明の実施例で説明した同じ機
能を持ち同じ作用をする。すなわちそれぞれの反射鏡1
4a、14b、14c……で反射した光束は再び1/4
波長板12を透過しS偏光となって偏光ビームスプリッ
タ31で反射される。反射した後2つ目の1/4波長板
31を透過し、再び円偏光となって2番目の階段状反射
鏡32に入射する。2番目の階段状反射鏡32は反射鏡
33a、33b、33c……を有しており階段状反射鏡
13と同一の反射鏡であるが、その反射鏡の設置方向は
偏光ビームスプリッタ11を介して光学的に直交方向に
設置されている。階段状反射鏡32に入射した光束はそ
れぞれの反射鏡33a、33b、33c……で反射し再
び1/4波長板を透過することによりP偏光となりさら
に偏光ビームスプリッタ11を透過し射出光束34とな
る。
ビームスプリッタ11と2つの1/4波長板12、31
と2つの階段状反射鏡13、32より構成されている。
エキシマレーザなどの光源装置からのP偏光した入射光
束30は偏光ビームスプリッタ11を透過し1/4波長
板12で円偏光になり階段状反射鏡13に入射する。階
段状反射鏡13は複数の反射鏡14a、14b、14c
……を有しており第1の発明の実施例で説明した同じ機
能を持ち同じ作用をする。すなわちそれぞれの反射鏡1
4a、14b、14c……で反射した光束は再び1/4
波長板12を透過しS偏光となって偏光ビームスプリッ
タ31で反射される。反射した後2つ目の1/4波長板
31を透過し、再び円偏光となって2番目の階段状反射
鏡32に入射する。2番目の階段状反射鏡32は反射鏡
33a、33b、33c……を有しており階段状反射鏡
13と同一の反射鏡であるが、その反射鏡の設置方向は
偏光ビームスプリッタ11を介して光学的に直交方向に
設置されている。階段状反射鏡32に入射した光束はそ
れぞれの反射鏡33a、33b、33c……で反射し再
び1/4波長板を透過することによりP偏光となりさら
に偏光ビームスプリッタ11を透過し射出光束34とな
る。
【0019】階段状反射鏡13および33のそれぞれの
反射鏡の距離は互いに入射光束30の空間的コヒーレン
ス長の1/2以上の長さに設定されている。さらに階段
状反射鏡13、32の反射鏡の長さ方向は光学的に互い
に直交して配置されているのでそれぞれの反射鏡によっ
て入射光束30は格子状に分割される。図3における射
出光束34はその様子を示したもので3511、3512、
3513……3521、3522……に分割され、隣合う分割
された光束の光路長は入射光束30の空間的コヒーレン
ス長より長くなっているために干渉性が弱められ照明光
源として良好な性質を持った光束となる。
反射鏡の距離は互いに入射光束30の空間的コヒーレン
ス長の1/2以上の長さに設定されている。さらに階段
状反射鏡13、32の反射鏡の長さ方向は光学的に互い
に直交して配置されているのでそれぞれの反射鏡によっ
て入射光束30は格子状に分割される。図3における射
出光束34はその様子を示したもので3511、3512、
3513……3521、3522……に分割され、隣合う分割
された光束の光路長は入射光束30の空間的コヒーレン
ス長より長くなっているために干渉性が弱められ照明光
源として良好な性質を持った光束となる。
【0020】以上第3の発明の実施例を第1の発明であ
る図1の装置を2つ組み合わせた例で説明したが、第2
の発明例である図2に示されている2段型階段状反射鏡
21を同様に2つ用いて実現することも本発明の範囲に
含まれる。
る図1の装置を2つ組み合わせた例で説明したが、第2
の発明例である図2に示されている2段型階段状反射鏡
21を同様に2つ用いて実現することも本発明の範囲に
含まれる。
【0021】図4は本発明の照明光学装置を半導体マス
クパターンを露光する縮小投影露光装置に応用した例で
ある。レーザ装置47から発せられた偏光している光束
30はビームエキスパンダ46で適当な大きさの光束に
変換する。ビームエキスパンダ46の次には図3の実施
例で示した本発明の照明光学装置が設置されており、図
3の実施例で説明した通りに干渉性の低い光束34とな
ってフライアイレンズ45に入射する。その後フライア
イレンズ45の焦点面に2次光源を形成し、集光レンズ
44でレチクル43を照明する。縮小投影レンズ42は
レチクル43のパターンをウェハー41に投影露光す
る。
クパターンを露光する縮小投影露光装置に応用した例で
ある。レーザ装置47から発せられた偏光している光束
30はビームエキスパンダ46で適当な大きさの光束に
変換する。ビームエキスパンダ46の次には図3の実施
例で示した本発明の照明光学装置が設置されており、図
3の実施例で説明した通りに干渉性の低い光束34とな
ってフライアイレンズ45に入射する。その後フライア
イレンズ45の焦点面に2次光源を形成し、集光レンズ
44でレチクル43を照明する。縮小投影レンズ42は
レチクル43のパターンをウェハー41に投影露光す
る。
【0022】
【発明の効果】本発明は照明光学装置において照明光の
光路を複数に分割し、分割されたそれぞれの光路が互い
に照明光源の空間的コヒーレンス長より長くなっている
ため、互いに干渉せず、スペックルなどの光の干渉によ
るノイズを低減させることができる。従って半導体露光
装置など微細パターンを解像する装置の照明光学装置の
一部として用いた場合、結像性能の低下を防止すること
ができる。さらに大部分の光学素子が反射面で構成され
ているので、短波長光源に対しても光量の損失が少なく
実現でき、さらに光学素子の損傷も防げる。また振動ミ
ラー、回転拡散板などの駆動部分がないので装置に振動
などの悪影響を及ぼすこと無く装置の性能を妨げること
がない。
光路を複数に分割し、分割されたそれぞれの光路が互い
に照明光源の空間的コヒーレンス長より長くなっている
ため、互いに干渉せず、スペックルなどの光の干渉によ
るノイズを低減させることができる。従って半導体露光
装置など微細パターンを解像する装置の照明光学装置の
一部として用いた場合、結像性能の低下を防止すること
ができる。さらに大部分の光学素子が反射面で構成され
ているので、短波長光源に対しても光量の損失が少なく
実現でき、さらに光学素子の損傷も防げる。また振動ミ
ラー、回転拡散板などの駆動部分がないので装置に振動
などの悪影響を及ぼすこと無く装置の性能を妨げること
がない。
【図1】階段状反射鏡を有する本発明の構成図である。
【図2】45度の反射面を持つ2段型階段状反射鏡を有
する本発明の構成図である。
する本発明の構成図である。
【図3】階段状反射鏡を2つ用いた本発明の実施例を説
明するための図である。
明するための図である。
【図4】本発明を縮小投影露光装置の照明系に応用した
例を示す図である。
例を示す図である。
10、20、30 入射光束 11 偏光ビームスプリッタ 12、31 1/4波長板 13、32 階段状反射鏡 14a、14b、14c、33a、33b、33c 反
射鏡 15、28、34 射出光束 21 2段型階段状反射鏡 22、23 反射面 22a、22b、22c、23a、23b、23c、2
5a、25b、25c、25d、27a、27b、27
c、27d 反射鏡 24、26 屋根型反射鏡
射鏡 15、28、34 射出光束 21 2段型階段状反射鏡 22、23 反射面 22a、22b、22c、23a、23b、23c、2
5a、25b、25c、25d、27a、27b、27
c、27d 反射鏡 24、26 屋根型反射鏡
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/30 525T 527
Claims (3)
- 【請求項1】複数の平面反射鏡より構成される階段状反
射鏡と1/4波長板と偏光ビームスプリッタを有し、該
階段状反射鏡の複数の反射鏡の反射面は入射光束に対し
て垂直であり、それぞれの反射鏡の入射方向の間隔が使
用光源の空間的コヒーレンス長の1/2以上になってい
ることを特徴とする照明光学装置。 - 【請求項2】入射光束に対して45度に設置された複数
の反射鏡より構成される階段状反射鏡を互いに対称に配
置した2段型階段状反射鏡と、屋根型反射鏡を複数並列
に配置した屋根型反射鏡を2組有し、前記2段型反射鏡
における複数の反射鏡のそれぞれの距離が、2段型反射
鏡の1つの反射鏡における反射回数の2倍の逆数と入射
光束の空間的コヒーレンス長の積より長いことを特徴と
する照明光学装置。 - 【請求項3】請求項1あるいは請求項2に記載された照
明光学装置を2組とビームスプリッタを有し、ビームス
プリッタの反射面を介して2つの照明光学装置による光
束の分割方向が互いに直交するように配置されているこ
とを特徴とする照明光学装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6123416A JP2565134B2 (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | 照明光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6123416A JP2565134B2 (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | 照明光学装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07335523A JPH07335523A (ja) | 1995-12-22 |
JP2565134B2 true JP2565134B2 (ja) | 1996-12-18 |
Family
ID=14860022
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6123416A Expired - Lifetime JP2565134B2 (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | 照明光学装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2565134B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20000065391A (ko) * | 1999-04-02 | 2000-11-15 | 김영환 | 조명광의 균일도 개선방법 |
DE10245229A1 (de) * | 2002-09-27 | 2004-04-01 | Carl Zeiss Microelectronic Systems Gmbh | Anordnung zur Verminderung der Kohärenz eines Lichtbündels |
US7379651B2 (en) * | 2003-06-10 | 2008-05-27 | Abu-Ageel Nayef M | Method and apparatus for reducing laser speckle |
DE10338244A1 (de) * | 2003-08-20 | 2005-03-10 | Zeiss Carl Sms Gmbh | Kohärenzminderer und Herstellungsverfahren eines Kohärenzminderers |
US7586959B2 (en) * | 2004-09-27 | 2009-09-08 | Applied Materials, Israel, Ltd. | Speckle reduction with transparent blocks |
US7843558B2 (en) | 2008-06-25 | 2010-11-30 | Applied Materials South East Asia Pte. Ltd. | Optical inspection tools featuring light shaping diffusers |
CN102436074B (zh) * | 2010-09-29 | 2016-08-03 | 株式会社尼康 | 光斑减少装置以及投影仪 |
JP5626406B2 (ja) * | 2013-05-31 | 2014-11-19 | 株式会社ニコン | 光学装置およびプロジェクタ |
JP2020204734A (ja) * | 2019-06-18 | 2020-12-24 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 光源装置 |
-
1994
- 1994-06-06 JP JP6123416A patent/JP2565134B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07335523A (ja) | 1995-12-22 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960806 |