JP2877619B2 - Lighting equipment - Google Patents

Lighting equipment

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JP2877619B2
JP2877619B2 JP4179564A JP17956492A JP2877619B2 JP 2877619 B2 JP2877619 B2 JP 2877619B2 JP 4179564 A JP4179564 A JP 4179564A JP 17956492 A JP17956492 A JP 17956492A JP 2877619 B2 JP2877619 B2 JP 2877619B2
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light source
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勝信 浜
邁 田和
恒男 寺沢
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路等の製造
に用いる縮小投影露光装置の照明光学系に係り、とくに
微細パタ−ンの転写に好適な照明装置ならびに投影露光
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an illumination optical system of a reduction projection exposure apparatus used for manufacturing semiconductor integrated circuits and the like, and more particularly to an illumination apparatus and a projection exposure apparatus suitable for transferring a fine pattern.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に照明光学系と結像光学系よりなる
露光光学系においては、照明光源の形状を輪帯状にする
と解像度が向上することがしられている。例えば特開昭
61−91662号公報、特開昭61−276217公
報には、投影露光装置の2次光源の直後に特殊な絞りを
設け、レチクル(マスク基板)に照射する光強度分布を
中央部より周辺部を大きくすることが開示されている。
2. Description of the Related Art Generally, in an exposure optical system including an illumination optical system and an image forming optical system, resolution is improved by making an illumination light source into a ring shape. For example, in JP-A-61-91662 and JP-A-61-276217, a special stop is provided immediately after a secondary light source of a projection exposure apparatus, and a light intensity distribution applied to a reticle (mask substrate) is adjusted at a central portion. It is disclosed that the peripheral portion is made larger.

【0003】また、特開昭59−49514号公報には
光源の光を光学部材により円筒状光に変換し、次いで輪
状開口絞りにより輪状光束に変換する環状照明装置が開
示されている。また、特開昭63−304624公報に
は2次光源像を2次光源の光強度分布を測定してプロセ
スに合うように補正し、さらに、ランプの輝点位置を光
軸方向に移動してレチクルに照射する光強度の周辺部を
中央部より高めるようにすることが開示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-49514 discloses an annular illuminating device that converts light from a light source into cylindrical light with an optical member, and then converts the light into a circular light beam with a circular aperture stop. Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-304624 discloses that a secondary light source image is corrected by measuring the light intensity distribution of the secondary light source so as to be suitable for the process, and furthermore, by moving the bright spot position of the lamp in the optical axis direction. It is disclosed that the peripheral portion of the light intensity applied to the reticle is made higher than the central portion.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記特開昭61−91
662号公報や特開昭61−276217公報に開示の
方法では、2次光源の直後に配置した絞りによる光損失
が大きいのでレティクル上の照度が著しく低下するとい
う問題があった。また、特開昭59−49514号公報
に開示の方法では、上記照度低下は緩和されるものの、
光源光を円筒状光に変換し、次いで輪帯光束に変換する
ので光学部材が複雑化するという問題があった。
SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-91 is disclosed.
In the methods disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 662 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-276217, there is a problem that the illuminance on the reticle is significantly reduced due to a large light loss caused by an aperture disposed immediately after the secondary light source. In the method disclosed in JP-A-59-49514, the decrease in illuminance is alleviated,
Since the light from the light source is converted into cylindrical light and then into annular light, there is a problem that the optical member becomes complicated.

【0005】また、特開昭63−304624公報にお
いては、パタ−ン寸法や同形状に応じて入射瞳上の光強
度を正しく測定する方法が示されているものの、中央部
の光強度を積極的に低下させて解像度を向上させ方法に
ついては開示されていない。また上記各従来技術では、
レチクルのパタ−ン寸法や形状に応じた上記輪帯光束の
最適強度分布が得られとは限られず、また、パタ−ン毎
に適した強度分布を得るための調整作業工数が大きいこ
とも問題であった。本照明の目的は、上記輪帯照明を含
む各種パタ−ンの照明条件を光の損失少なく、比較的簡
単に得ることのできるな照明装置ならびに投影露光装置
を提供することにある。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-304624 discloses a method for correctly measuring the light intensity on the entrance pupil according to the pattern size and the same shape. There is no disclosure of a method for improving the resolution by lowering the resolution. In each of the above prior arts,
It is not always possible to obtain the optimum intensity distribution of the zonal luminous flux according to the pattern size and shape of the reticle, and there is also a problem that the number of adjustment work steps for obtaining the intensity distribution suitable for each pattern is large. Met. An object of the present illumination is to provide an illumination apparatus and a projection exposure apparatus capable of relatively easily obtaining illumination conditions of various patterns including the above-mentioned annular illumination with little loss of light.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、楕円面鏡の第一焦点付近に光源を配置してその第二
焦点付近に集光する光を多光束発生部材に照射し、上記
多光束発生部材の出射光をコンデンサレンズを介してマ
スク基板(レチクル)に照射する照明装置において、上
記楕円面鏡の位置を変えることにより多光束発生部材上
の光強度分布を輪帯状にするようにする。
In order to solve the above problems, a light source is arranged near a first focal point of an ellipsoidal mirror, and light condensed near the second focal point is irradiated on a multi-beam generating member. In an illuminating device that irradiates the light emitted from the multi-beam generating member to a mask substrate (reticle) via a condenser lens, the light intensity distribution on the multi-beam generating member is made annular by changing the position of the elliptical mirror. To do.

【0007】また、上記光源と楕円面鏡を一体に保持し
てその位置を変え、または少なくとも上記多光束発生部
材とコンデンサレンズと試料台とを一体に保持してその
位置を変えるようにする。また、上記光源と多光束発生
部材の間に集光位置を変えるためのレンズ系を設けるよ
うにする。また、上記多光束発生部材の入射面または出
射面に可変絞り装置を取付けるようにする。
In addition, the light source and the elliptical mirror are integrally held and their positions are changed, or at least the multi-beam generating member, the condenser lens and the sample stage are integrally held and their positions are changed. Further, a lens system for changing the light condensing position is provided between the light source and the multi-beam generating member. Further, a variable diaphragm device is mounted on the entrance surface or the exit surface of the multi-beam generating member.

【0008】また、レンチクラ−ルレンズにより上記楕
円面鏡の反射光の強度分布を変更するようにし、上記レ
ンチクラ−ルレンズを、その中心部の焦点距離に対して
周辺部の焦点距離を短くするようにしたり、その中心部
を凹レンズ特性とし、その周辺部を凸レンズ特性とする
ようにする。また、互いに光学特性値の異なる複数の上
記レンチクラ−ルレンズを交換できるようにする。ま
た、投影露光装置において、上記の各照明装置によりマ
スク基板に照射した光を投影レンズによりウエハに投影
するようにする。
The lenticular lens changes the intensity distribution of the reflected light from the ellipsoidal mirror, and the lenticular lens has a peripheral focal length shorter than a central focal length. Alternatively, the central portion has a concave lens characteristic, and the peripheral portion has a convex lens characteristic. In addition, a plurality of lenticular lenses having different optical characteristic values can be exchanged. Further, in the projection exposure apparatus, the light irradiated on the mask substrate by each of the above-mentioned illumination devices is projected onto the wafer by the projection lens.

【0009】[0009]

【作用】光源を固定して上記楕円面鏡の位置を変えた
り、あるいは一体に保持した光源と楕円面鏡の位置を変
え、または少なくとも上記多光束発生部材とコンデンサ
レンズと試料台とを一体に保持してその位置を変えるる
ことにより多光束発生部材上の光強度分布は輪帯状や平
坦状に変化する。また、上記光源と多光束発生部材の間
に設けたレンズ系は多光束発生部材上の光強度分布を同
様に変化させる。また、上記多光束発生部材の入射面ま
たは出射面に設けた可変絞り装置はレイチクルの入射光
量を一定化する。
The position of the elliptical mirror is changed by fixing the light source, or the position of the light source and the elliptical mirror held together is changed, or at least the multi-beam generating member, the condenser lens and the sample stage are integrated. By holding and changing the position, the light intensity distribution on the multi-beam generating member changes to an annular shape or a flat shape. A lens system provided between the light source and the multi-beam generating member similarly changes the light intensity distribution on the multi-beam generating member. Further, the variable stop device provided on the entrance surface or the exit surface of the multi-beam generating member makes the incident light amount of the reticle constant.

【0010】また、中心部に対して周辺部の焦点距離を
短くしたり、または中心部を凹レンズ特性とし周辺部を
凸レンズ特性とした上記レンチクラ−ルレンズは、楕円
面鏡からの反射光の強度分布を輪帯状や平坦状に変化さ
せる。また、上記レンチクラ−ルレンズを交換すること
により、上記反射光の強度分布が変更される。また、上
記各照明装置を使用する投影露光装置は、マスク基板上
に各種の輪帯状や平坦状光を照度の低下なく照射するこ
とができる。
In the lenticular lens, the focal length of the peripheral portion is made shorter than that of the central portion, or the central portion has a concave lens characteristic and the peripheral portion has a convex lens characteristic. Is changed into a ring shape or a flat shape. Further, by replacing the lenticular lens, the intensity distribution of the reflected light is changed. Further, the projection exposure apparatus using each of the above illumination devices can irradiate various annular or flat light onto the mask substrate without lowering the illuminance.

【0011】[0011]

【実施例】図1は本発明による照明装置を用いた投影露
光装置の光学系も構成図である。図1において、水銀ラ
ンプ1の実質的光源100からの光は楕円面鏡2により
反射し、楕円面鏡2の第2焦点位置近傍に若干の広がり
をもって集光される。3はこの集光位置である。この光
は多光束発生部材4とコンデンサレンズ5を介してしレ
ティクル6に照射され、レティクル6上のパタ−ンが投
影レンズ7を介してウエハ9に結像される。なお、実際
の露光光学系においては楕円面鏡2とレティクル6間に
反射鏡を設けて光路を折り曲げるようにしているが、図
1では露光光学系を基本概念的に示しているので上記反
射鏡を省略している。
FIG. 1 is a block diagram showing an optical system of a projection exposure apparatus using an illumination device according to the present invention. In FIG. 1, light from a substantial light source 100 of a mercury lamp 1 is reflected by an ellipsoidal mirror 2 and condensed with a slight spread near a second focal position of the ellipsoidal mirror 2. Reference numeral 3 denotes this light condensing position. This light is applied to the reticle 6 via the multi-beam generating member 4 and the condenser lens 5, and the pattern on the reticle 6 is imaged on the wafer 9 via the projection lens 7. In an actual exposure optical system, a reflecting mirror is provided between the elliptical mirror 2 and the reticle 6 to bend the optical path. However, since the exposure optical system is shown in a basic concept in FIG. Is omitted.

【0012】このとき、多光束発生部材4の射出面4a
が等価的にレティクル6の照明光源となるので、レティ
クル6はその光強度分布により照明されることになる。
図1のように、集光位置3が多光束発生部材4の入射面
から遠ざかっている場合には、上記多光束発生部材4の
入射面における光強度分布は図2に示すように中心部が
弱く周辺部が強い輪帯状になり、したがって出射面4a
の光強度分布も同様な輪帯状となる。
At this time, the emission surface 4a of the multi-beam generating member 4
Are equivalently the illumination light source of the reticle 6, and the reticle 6 is illuminated by its light intensity distribution.
As shown in FIG. 1, when the light condensing position 3 is far from the incident surface of the multi-beam generating member 4, the light intensity distribution on the incident surface of the multi-beam generating member 4 has a central portion as shown in FIG. 2. The periphery is weak and has a strong annular shape.
Has a similar annular shape.

【0013】上記輪帯状の光強度分布により解像度が上
がることが知られており輪帯照明法と呼ばれているが、
実際には上記光強度分布をレティクル6上のパタ−ンの
形や分布に応じて最適に設定する必要がある。また、集
光位置3を多光束発生部材4の入射面に一致させると、
多光束発生部材4の出射面4aにおける光強度は図3に
示すような一様分布に変化する。
It is known that the resolution is improved by the above-mentioned annular light intensity distribution, which is called an annular illumination method.
Actually, it is necessary to optimally set the light intensity distribution according to the shape and distribution of the pattern on the reticle 6. When the light condensing position 3 is made to coincide with the incident surface of the multi-beam generating member 4,
The light intensity on the emission surface 4a of the multi-beam generating member 4 changes to a uniform distribution as shown in FIG.

【0014】このように、集光位置3と多光束発生部材
4の入射面間の距離を変化させることによりレティクル
6上の照射光分布を輪帯状から一様分布に連続的に変化
させることができるので、レティクル6上のパタ−ンに
応じてその照射光を解像度向上に必要な最適分布形状に
設定することができる。
As described above, by changing the distance between the light condensing position 3 and the incident surface of the multi-beam generating member 4, the irradiation light distribution on the reticle 6 can be continuously changed from the annular shape to the uniform distribution. Therefore, the irradiation light can be set to an optimum distribution shape necessary for improving the resolution in accordance with the pattern on the reticle 6.

【0015】特開昭63−304624公報に開示の方
法においては、水銀ランプ1を光軸方向に移動して多光
束発生部材4の入射面に対する集光位置3を移動するよ
うにしていた。しかし、水銀ランプ1は高温で動作する
のでその移動機構には耐熱性や熱的安定性等が要求され
るうえ、移動機構による光のけられにより光分布に影が
生じ易いので、本発明では楕円面鏡2や多光束発生部材
4等の位置を移動するようにし、また、他の方法により
集光位置3を移動するようにする。
In the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-304624, the mercury lamp 1 is moved in the direction of the optical axis to move the condensing position 3 with respect to the incident surface of the multi-beam generating member 4. However, since the mercury lamp 1 operates at a high temperature, its moving mechanism is required to have heat resistance, thermal stability, and the like, and in addition, the light distribution by the moving mechanism easily causes a shadow in the light distribution. The positions of the elliptical mirror 2, the multi-beam generating member 4, and the like are moved, and the condensing position 3 is moved by another method.

【0016】〔実施例 1〕本実施例では移動機構10
により楕円面鏡2を移動できるようにする。移動機構1
0により集光位置3を多光束発生部材4の受光面位置か
ら図4に示すような多光束発生部材4から離れたな位置
にまで設定して、多光束発生部材4の出射光強度を図
2、3のような分布に任意に設定することができる。な
お、水銀ランプ1は細長の形状であるので、楕円面鏡2
の中心部には図4に示すような小穴を必要により設ける
ようにする。この小穴は水銀ランプ1の冷却用として有
効であり、また、楕円面鏡2の中心部からの反射光を逃
すので図2のような輪帯状分布が得やすくなる。
[Embodiment 1] In this embodiment, the moving mechanism 10
Enables the elliptical mirror 2 to move. Moving mechanism 1
By setting 0, the light condensing position 3 is set from the position of the light receiving surface of the multi-beam generating member 4 to a position away from the multi-beam generating member 4 as shown in FIG. It can be set arbitrarily to a distribution like 2, 3. Since the mercury lamp 1 has an elongated shape, the elliptical mirror 2
A small hole as shown in FIG. These small holes are effective for cooling the mercury lamp 1 and allow the reflected light from the central part of the ellipsoidal mirror 2 to escape, so that a ring-shaped distribution as shown in FIG.

【0017】図5は上記図1の照明装置を用いた投影露
光装置により転写したウエハ上のパタ−ンのコントラス
トとパタ−ン寸法(ライン・アンド・スペ−ス寸法、ま
たは空間周波数)を従来の投影露光装置の性能と比較し
て示す特性図である。これより本発明により、略0.3
μm以上のライン・アンド・スペ−ス寸法におけるコン
トラストが相当に改善されることがわかる。
FIG. 5 shows the conventional pattern contrast and pattern size (line-and-space size or spatial frequency) transferred by a projection exposure apparatus using the illumination apparatus of FIG. FIG. 6 is a characteristic diagram shown in comparison with the performance of the projection exposure apparatus of FIG. Thus, according to the present invention, approximately 0.3
It can be seen that the contrast at line and space dimensions above μm is significantly improved.

【0018】〔実施例 2〕レティクル6のパタ−ンを
ウエハ9上に正しく結像するためにはコンデンサレンズ
5に対して多光束発生部材4の出射面とその入射瞳8を
光学的共厄の位置に設定する必要がある。このため多光
束発生部材4のみを移動するとその入射面に対する集光
位置3の位置を移動できるものの、上記光学的共厄条件
が崩れることになる。このため、本実施例においては図
6、または図7のようにして水銀ランプ1と楕円面鏡2
を含む部分、または多光束発生部材4、コンデンサレン
ズ5、レティクル6、投影レンズ7およびウエハ9を含
む部分を移動するようにする。
[Embodiment 2] In order to form an image of the pattern of the reticle 6 on the wafer 9 correctly, the exit surface of the multi-beam generating member 4 and the entrance pupil 8 thereof are optically incompatible with the condenser lens 5. Must be set to the position. For this reason, if only the multi-beam generating member 4 is moved, the position of the light condensing position 3 with respect to the incident surface can be moved, but the above-mentioned optical complication condition is broken. Therefore, in this embodiment, the mercury lamp 1 and the ellipsoidal mirror 2 are used as shown in FIG. 6 or FIG.
Or the portion including the multi-beam generating member 4, the condenser lens 5, the reticle 6, the projection lens 7, and the wafer 9 is moved.

【0019】図6において、水銀ランプ1と楕円面鏡2
を台21上固定し、移動機構11により台21を移動す
る。また図7においては、多光束発生部材4、コンデン
サレンズ5、レティクル6、および投影レンズ7等を台
22上固定し、移動機構12により台22を移動する。
このような移動により上記光学的共厄条件を維持したま
ま、多光束発生部材4に対する集光位置3の位置を移動
してその出射光分布を連続的に変更することができる。
In FIG. 6, a mercury lamp 1 and an ellipsoidal mirror 2 are shown.
Is fixed on the table 21 and the table 21 is moved by the moving mechanism 11. In FIG. 7, the multi-beam generating member 4, the condenser lens 5, the reticle 6, the projection lens 7, and the like are fixed on the table 22, and the table 22 is moved by the moving mechanism 12.
By such a movement, the position of the light condensing position 3 with respect to the multi-beam generating member 4 can be moved and the emission light distribution thereof can be continuously changed while maintaining the above-mentioned optically harmful condition.

【0020】〔実施例 3〕本実施例においては、水銀
ランプ1、楕円面鏡2、多光束発生部材4、コンデンサ
レンズ5、レティクル6、投影レンズ7およびウエハ9
等の位置関係を固定したまま、レンズ系により集光位置
3の位置のみを移動移動するようにする。図8に示すよ
うに、上記レンズ系を例えば凹レンズ50と凸レンズ5
1により構成する。また、上記二つのレンズの位置関係
を例えば凹レンズ50はその焦点が集光位置3に一致す
るようにし、凸レンズ51は光軸方向に移動できるよう
にする。
[Embodiment 3] In this embodiment, a mercury lamp 1, an ellipsoidal mirror 2, a multi-beam generating member 4, a condenser lens 5, a reticle 6, a projection lens 7, and a wafer 9
With the positional relationship such as being fixed, only the position of the light condensing position 3 is moved and moved by the lens system. As shown in FIG. 8, the above lens system is composed of, for example, a concave lens 50 and a convex lens 5.
1. The positional relationship between the two lenses is set, for example, such that the focal point of the concave lens 50 coincides with the focal point 3 and the convex lens 51 can move in the optical axis direction.

【0021】上記配置により凹レンズ50の出射光は並
行光束に変換され、凸レンズ51によりその焦点31に
集光されることになる。したがって、集光位置3が等価
的に焦点31に移動したことになるので、凸レンズ51
の移動により集光位置3を連続的に移動することができ
る。なお、凹レンズ50の焦点を集光位置3から外すと
上記並行光束が得られなくなるが、凸レンズ51により
これを絞りこむことができるので同様の効果を得ること
ができる。
With the above arrangement, the light emitted from the concave lens 50 is converted into a parallel light beam, and condensed at the focal point 31 by the convex lens 51. Therefore, since the light condensing position 3 has equivalently moved to the focal point 31, the convex lens 51
, The light condensing position 3 can be continuously moved. Note that if the focus of the concave lens 50 is shifted from the light condensing position 3, the parallel light beam cannot be obtained. However, the same effect can be obtained because the convex lens 51 can narrow the parallel light beam.

【0022】また、上記レンズ系をズ−ムレンズや、倍
率と像点を独立に制御できる他の光学系に替えても同様
の効果を得ることができる。また、上記レンズ系を着脱
可能に構成し、上記レンズ系がない場合に最も使用頻度
の高い輪帯光分布が得られるようにしておけば、多くの
露光作業を上記レンズ系の調整作業なしに迅速に行な
い、輪帯光分布の修正が必要な比較的特殊な場合にのみ
上記レンズ系を用いるようにすることができるので、多
数のレチクルを用いる露光作業においては全体を効率化
することができる。また、上記実施例1〜3においては
輪帯光分布の変更によりレチクル6の平均照度が変わる
場合が発生する。このような場合には例えば図9に示す
ように、回転円板41上にアパ−チャの異なる複数の絞
り42を有する可変絞り装置をもうけ、上記レチクル6
の平均照度を調整するようにする。
The same effect can be obtained by replacing the lens system with a zoom lens or another optical system capable of independently controlling the magnification and the image point. In addition, if the lens system is configured to be detachable so that the most frequently used annular light distribution is obtained when the lens system is not provided, many exposure operations can be performed without adjusting the lens system. Since the above-mentioned lens system can be used only in a relatively special case where the correction is performed quickly and the orbicular zone light distribution needs to be corrected, the overall efficiency can be improved in the exposure operation using a large number of reticles. . In the first to third embodiments, the average illuminance of the reticle 6 may change due to the change in the annular light distribution. In such a case, for example, as shown in FIG. 9, a variable diaphragm device having a plurality of diaphragms 42 having different apertures on a rotating disk 41 is provided.
Adjust the average illuminance.

【0023】〔実施例 4〕上記輪帯光分布は非球面レ
ンズによっても得ることができる。しかし非球面レンズ
は通常製作しにくく高価でもあるので,本実施例におい
ては非球面のレンチクラ−ルレンズ(Lentikular lens
e)を用いるようにする。レンチクラ−ルレンズは通常、
分厚く重いレンズを軽くする場合に用いられ、例えば、
図10(a)の実線で示す非球面レンズの斜線で示した
部分を抜き出して同図(b)のように平板状に構成され
る。
[Embodiment 4] The above annular light distribution can also be obtained by an aspheric lens. However, since an aspherical lens is usually difficult to manufacture and is expensive, in this embodiment, an aspherical lenticular lens (Lentikular lens) is used.
Use e). Lenticular lenses are usually
Used to lighten thick and heavy lenses, for example,
A hatched portion of the aspherical lens shown by a solid line in FIG. 10A is extracted and configured into a flat plate shape as shown in FIG.

【0024】図11は上記レンチクラ−ルレンズの光の
集束状況を説明する図である。レンチクラ−ルレンズ6
0はその中心に対して同心環状に切りだした部分がそれ
ぞれ焦点距離の異なる凸レンズの相当部分になるように
作られている。すなわち、レンチクラ−ルレンズ60の
周辺部の焦点距離は短く、中心部の焦点距離は相対的に
長く設定するようにする。この結果、例えばa−a断面
においては周辺部の密度が濃い輪帯光束分布が得られる
ので、この位置に多光束発生部材4の受光面を配置すれ
ば図2と同様な光密度を得ることができる。
FIG. 11 is a view for explaining the state of light focusing by the lenticular lens. Lenticular lens 6
0 is formed so that the portion cut out concentrically with respect to the center thereof becomes a substantial portion of a convex lens having a different focal length. That is, the focal length of the peripheral portion of the lenticular lens 60 is set short, and the focal length of the central portion is set relatively long. As a result, for example, in the aa cross section, a ring-shaped luminous flux distribution with a high density in the peripheral portion can be obtained, and if the light receiving surface of the multi-beam generating member 4 is arranged at this position, the same light density as in FIG. 2 can be obtained. Can be.

【0025】また、レンチクラ−ルレンズ60の中心部
を凹レンズ特性とし、周辺部を凸レンズ特性としても同
様な輪帯光束分布を得ることができる。また、レンチク
ラ−ルレンズ60の入射光はもはや輪帯光分布とする必
要がないので、楕円面鏡2を単純な放物面鏡等に替えて
その反射光密度を一様化するようにしてもよい。また、
レンチクラ−ルレンズは薄く軽いので容易に交換、着脱
することができる。したがって、図12に示すように非
球面度の異なる複数のレンチクラ−ルレンズを回転リン
グ70に取り付けて交換可能にすることができる。これ
により使用者は回転リング70の回転のみにより極めて
迅速に所要の輪帯光分布を選定できるので調整作業がな
くなり、作業工数を大幅に短縮することができる。
Similar zonal luminous flux distribution can be obtained even if the center of the lenticular lens 60 has a concave lens characteristic and the peripheral portion has a convex lens characteristic. Further, since it is no longer necessary for the lenticular lens 60 to have an annular light distribution, the elliptical mirror 2 may be replaced with a simple parabolic mirror or the like so as to make the reflected light density uniform. Good. Also,
Since the lenticular lens is thin and light, it can be easily replaced and detached. Therefore, as shown in FIG. 12, a plurality of lenticular lenses having different asphericity can be attached to the rotating ring 70 so as to be replaceable. As a result, the user can select the required annular light distribution very quickly only by rotating the rotary ring 70, so that the adjustment work is eliminated and the number of working steps can be greatly reduced.

【0026】[0026]

【発明の効果】楕円面鏡の位置や一体に保持した光源と
楕円面鏡の位置、あるいは一体に保持した多光束発生部
材とコンデンサレンズと試料台等の位置を変えるること
により、投影露光装置等のレチクルに輪帯状強度分布の
光を照明することができ、これにより露光の精細度を向
上することができる。また、上記光源と多光束発生部材
の間にレンズ系を設けることにより、同様な輪帯状光を
得ることができる。
By changing the position of the elliptical mirror, the position of the light source and the elliptical mirror held together, or the position of the multi-beam generating member, the condenser lens and the sample stage held integrally, the projection exposure apparatus can be used. The reticle can be illuminated with light having an annular intensity distribution, thereby improving the definition of exposure. Further, by providing a lens system between the light source and the multi-beam generating member, similar annular light can be obtained.

【0027】また、上記多光束発生部材の入射面または
出射面に可変絞り装置を設けることにより輪帯状強度分
布に関わり無くレイチクルの入射光量を一定化すること
ができる。また、非球面特性のレンチクラ−ルレンズに
より楕円面鏡からの反射光を集光することにより同様な
輪帯状光を得ることができ、さらに、複数のレンチクラ
−ルレンズを交換することにより、無調整で上記輪帯状
光の強度分布を変更することができる。
Further, by providing a variable diaphragm device on the entrance surface or exit surface of the multi-beam generating member, the incident light amount of the reticle can be made constant regardless of the annular intensity distribution. In addition, similar annular light can be obtained by condensing the reflected light from the ellipsoidal mirror with a lenticular lens having an aspherical characteristic, and further, by adjusting a plurality of lenticular lenses, without adjustment. The intensity distribution of the annular light can be changed.

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

【図1】本発明の実施例1の側面図である。FIG. 1 is a side view of a first embodiment of the present invention.

【図2、3】図1における多光束発生部材入射面上の光
強度分布図である。
FIGS. 2 and 3 are light intensity distribution diagrams on a multi-beam generating member incident surface in FIG.

【図4】本発明の実施例1の部分側面図である。FIG. 4 is a partial side view of the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例1のコントラスト特性図であ
る。
FIG. 5 is a contrast characteristic diagram according to the first embodiment of the present invention.

【図6、7】本発明の実施例2の側面図である。6 and 7 are side views of Embodiment 2 of the present invention.

【図8】本発明の実施例3の部分側面図である。FIG. 8 is a partial side view of a third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施例1〜3に可変絞りを設けた場合
の側面図である。
FIG. 9 is a side view in the case where a variable aperture is provided in Embodiments 1 to 3 of the present invention.

【図10】レンチクラ−ルレンズの断面図である。FIG. 10 is a sectional view of a lenticular lens.

【図11】本発明の実施例4におけるレンチクラ−ルレ
ンズの集光特性の説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of a light-collecting characteristic of a lenticular lens in Embodiment 4 of the present invention.

【図12】本発明の実施例4の構成例を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…水銀ランプ、2…楕円面鏡、3…第2焦点、4…多
光束発生部材、5…コンデンサレンズ、6…レティク
ル、7…投影レンズ、8…投影レンズの入射瞳、9…ウ
エハ、10、11、12…移動機構、21、22…台、
42…絞り、50…凹レンズ、51…凸レンズ、60…
レンチクラ−ルレンズ、41、70…回転リング。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mercury lamp, 2 ... Ellipsoidal mirror, 3 ... 2nd focus, 4 ... Multi-beam generating member, 5 ... Condenser lens, 6 ... Reticle, 7 ... Projection lens, 8 ... Projection lens entrance pupil, 9 ... Wafer, 10, 11, 12: moving mechanism, 21, 22, ...,
42 ... Aperture, 50 ... Concave lens, 51 ... Convex lens, 60 ...
Lenticular lenses, 41, 70 ... rotating ring.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−202148(JP,A) 特開 昭59−155843(JP,A) 特開 昭50−129045(JP,A) 実開 平56−119646(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/027 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-3-202148 (JP, A) JP-A-59-155843 (JP, A) JP-A-50-129045 (JP, A) 119646 (JP, U) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H01L 21/027

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 楕円面鏡の第一焦点付近に光源を配置し
てその第二焦点付近に集光する光を多光束発生部材に照
射し、上記多光束発生部材の出射光をコンデンサレンズ
を介してマスク基板(レチクル)に照射する照明装置に
おいて、上記楕円面鏡の位置を変える手段を設けたこと
を特徴とする照明装置。
1. A light source is disposed near a first focal point of an ellipsoidal mirror, and light condensed near the second focal point is irradiated on a multi-beam generating member, and light emitted from the multi-beam generating member is passed through a condenser lens. An illumination device for irradiating a mask substrate (reticle) through the illumination device, wherein a means for changing a position of the ellipsoidal mirror is provided.
【請求項2】 楕円面鏡の第一焦点付近に光源を配置し
てその第二焦点付近に集光する光を多光束発生部材に照
射し、上記多光束発生部材の出射光をコンデンサレンズ
を介してマスク基板に照射する照明装置において、上記
光源と楕円面鏡を一体に保持する第1の保持手段と、少
なくとも上記多光束発生部材とコンデンサレンズと試料
台とを一体に保持する第2の保持手段を設け、第1の保
持手段または/および第2の保持手段の位置を変える手
段を設けたことを特徴とする照明装置。
2. A light source is disposed near a first focal point of an ellipsoidal mirror, and light condensed near the second focal point is radiated to a multi-beam generating member, and light emitted from the multi-beam generating member is passed through a condenser lens. An illumination device for irradiating the mask substrate with the light source and the ellipsoidal mirror integrally, and a second holding device for integrally holding at least the multi-beam generating member, the condenser lens, and the sample stage. A lighting device, comprising: holding means; and means for changing a position of the first holding means and / or the second holding means.
【請求項3】 請求項1ないし2記載のいずれかの照明
装置において、上記多光束発生部材の入射面または出射
面に可変絞り装置を取付けたことを特徴とする照明装
置。
3. The illuminating device according to claim 1, wherein a variable stop device is attached to an entrance surface or an exit surface of the multi-beam generating member.
【請求項4】 楕円面鏡の第一焦点付近に光源を配置し
てその第二焦点付近に集光する光を多光束発生部材に照
射し、上記多光束発生部材の出射光をコンデンサレンズ
を介してマスク基板に照射する照明装置において、 上記光源と多光束発生部材の間に上記光源の光軸方向へ
の移動によって集光位置が変わるレンズ系を設け、さら
に、上記多光束発生部材の入射面または出射面に可変絞
り装置を取付けたことを特徴とする照明装置。
4. A light source is arranged near a first focal point of an ellipsoidal mirror, and light condensed near the second focal point is radiated to a multi-beam generating member, and light emitted from the multi-beam generating member is passed through a condenser lens. An illumination device for irradiating the mask substrate with the light source, between the light source and the multi- beam generating member in the optical axis direction of the light source
An illumination system, wherein a lens system whose focusing position is changed by the movement of the lens is provided, and a variable diaphragm device is attached to an entrance surface or an exit surface of the multi-beam generating member.
【請求項5】 楕円面鏡の第一焦点付近に可動光源を配
置してその第二焦点付近に集光する光を多光束発生部材
に照射し、上記多光束発生部材の出射光をコンデンサレ
ンズを介してマスク基板(レチクル)に照射する照明装
置において、上記多光束発生部材の入射面または出射面
に可変絞り装置を取付けたことを特徴とする照明装置。
5. A movable light source is disposed near a first focal point of an ellipsoidal mirror, and light condensed near the second focal point is irradiated on a multi-beam generating member, and light emitted from the multi-beam generating member is condensed by a condenser lens. A illuminating device for irradiating a mask substrate (reticle) via a light source, wherein a variable stop device is attached to an entrance surface or an exit surface of the multi-beam generating member.
【請求項6】 楕円面鏡の第一焦点付近に光源を配置し
てその第二焦点付近に集光する光を多光束発生部材に照
射し、上記多光束発生部材の出射光をコンデンサレンズ
を介してマスク基板(レチクル)に照射する照明装置に
おいて、 上記光源と多光束発生部材の間にレンチクラ−ルレンズ
を設け、上記楕円 面鏡の反射光の強度分布を変更するよ
うにしたことを特徴とする照明装置。
6. A light source is arranged near a first focal point of an ellipsoidal mirror.
The light focused near the second focus on the multi-beam generating member.
And a condenser lens for emitting light emitted from the multi-beam generating member.
Illumination device that irradiates the mask substrate (reticle) through the
A lenticular lens between the light source and the multi-beam generating member.
Wherein the intensity distribution of the reflected light from the ellipsoidal mirror is changed.
【請求項7】 請求項6記載の照明装置において、上記
レンチクラ−ルレンズを、その中心部の焦点距離に対し
て周辺部の焦点距離を短くするようにしたことを特徴と
する照明装置。
7. The illuminating device according to claim 6, wherein the lenticular lens has a focal length at a peripheral portion shorter than that at a central portion of the lenticular lens.
【請求項8】 請求項6記載の照明装置において、上記
レンチクラ−ルレンズを、その中心部は凹レンズ特性と
し、その周辺部を凸レンズ特性とするようにしたことを
特徴とする照明装置。
8. The illuminating device according to claim 6, wherein the lenticular lens has a concave lens characteristic at a central portion and a convex lens characteristic at a peripheral portion thereof.
【請求項9】 請求項6ないし8記載のいずれかの照明
装置において、互いに光学特性値の異なる複数の上記レ
ンチクラ−ルレンズを設け、さらに上記複数のレンチク
ラ−ルレンズを交換する手段を設けたことを特徴とする
照明装置。
9. The illuminating device according to claim 6, wherein a plurality of said lenticular lenses having different optical characteristic values are provided, and means for replacing said plurality of lenticular lenses is provided. Lighting device characterized by the following.
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