JP3309867B2 - 露光装置及び照明光学装置 - Google Patents
露光装置及び照明光学装置Info
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- 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
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水銀ランプ等の放電ラ
ンプからの光で転写用のパターンが形成されたマスクを
照明する照明光学装置、及びこの照明光学装置を備え、
そのパターンを投影光学系を介して感光基板に転写する
露光装置に関する。
ンプからの光で転写用のパターンが形成されたマスクを
照明する照明光学装置、及びこの照明光学装置を備え、
そのパターンを投影光学系を介して感光基板に転写する
露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、放電ランプからの光で被照明物体
を照明する装置が種々の分野で様々な用途に使用されて
いるが、中でもＬＳＩ等の半導体素子又は液晶表示素子
等をフォトリソグラフィ工程で製造する際に使用される
投影型露光装置（ステッパー、アライナー等）において
は、超高圧水銀ランプ（Ｈｇランプ、Ｘｅ−Ｈｇランプ
等）から出力される光の内の特定の波長の光（波長365n
m のｉ線、波長436nm のｇ線等）で転写用のパターンが
形成されたレチクルを照明する装置が使用されている。
を照明する装置が種々の分野で様々な用途に使用されて
いるが、中でもＬＳＩ等の半導体素子又は液晶表示素子
等をフォトリソグラフィ工程で製造する際に使用される
投影型露光装置（ステッパー、アライナー等）において
は、超高圧水銀ランプ（Ｈｇランプ、Ｘｅ−Ｈｇランプ
等）から出力される光の内の特定の波長の光（波長365n
m のｉ線、波長436nm のｇ線等）で転写用のパターンが
形成されたレチクルを照明する装置が使用されている。
【０００３】斯かる投影露光装置においては、より一層
微細なパターンを高い解像度で感光基板上に転写するた
めに多大の努力が続けられている。一般に、投影露光装
置の投影光学系の開口数をＮＡ、露光光の波長をλとす
ると、その投影露光装置の解像度Ｒ及び焦点深度ＤＯＦ
は次のように表すことができる。 Ｒ＝ｋ1 ・λ／ＮＡ （１） ＤＯＦ＝ｋ2 ・λ／ＮＡ2 （２） 但し、上式において、ｋ1 及びｋ2 はそれぞれプロセス
によって決まる係数である。上式によれば、パターンの
微細化は次の２つの手法の何れかにより達成される。
微細なパターンを高い解像度で感光基板上に転写するた
めに多大の努力が続けられている。一般に、投影露光装
置の投影光学系の開口数をＮＡ、露光光の波長をλとす
ると、その投影露光装置の解像度Ｒ及び焦点深度ＤＯＦ
は次のように表すことができる。 Ｒ＝ｋ1 ・λ／ＮＡ （１） ＤＯＦ＝ｋ2 ・λ／ＮＡ2 （２） 但し、上式において、ｋ1 及びｋ2 はそれぞれプロセス
によって決まる係数である。上式によれば、パターンの
微細化は次の２つの手法の何れかにより達成される。
【０００４】投影光学系の開口数ＮＡの拡大 露光光の波長（露光波長）λの短波長化 これら２つの手法の内の投影光学系の開口数について
は、近年開口数が０．５〜０．６といった大きな開口の
投影光学系が実現されており、これにより解像度は向上
している。しかしながら、単に投影光学系の開口数ＮＡ
を大きくすると、（２）式より、焦点深度ＤＯＦが開口
数ＮＡの自乗に反比例して小さくなるという不都合があ
る。一般に、実際の半導体プロセスにおいては、先工程
で段差の生じたウエハ上に回路パターンを露光する必要
があり、また、ウエハ自身の平面度誤差等を吸収する必
要もあるため、焦点深度ＤＯＦとしては充分大きな値が
確保される必要がある。
は、近年開口数が０．５〜０．６といった大きな開口の
投影光学系が実現されており、これにより解像度は向上
している。しかしながら、単に投影光学系の開口数ＮＡ
を大きくすると、（２）式より、焦点深度ＤＯＦが開口
数ＮＡの自乗に反比例して小さくなるという不都合があ
る。一般に、実際の半導体プロセスにおいては、先工程
で段差の生じたウエハ上に回路パターンを露光する必要
があり、また、ウエハ自身の平面度誤差等を吸収する必
要もあるため、焦点深度ＤＯＦとしては充分大きな値が
確保される必要がある。
【０００５】これに対して、露光波長λを短波長化する
方式では、（２）式から明らかなように、焦点深度ＤＯ
Ｆは露光光の波長λに比例して変化する。従って、露光
波長λの短波長化によって解像度を向上させる方が焦点
深度確保の点で有利となる。このような背景から、投影
露光装置における露光光としては、従来使用されていた
水銀ランプのｇ線（波長436nm ）と呼ばれる輝線から、
現在では同じ水銀ランプのｉ線（波長365nm ）と呼ばれ
る輝線を使用することが主流となってきている。
方式では、（２）式から明らかなように、焦点深度ＤＯ
Ｆは露光光の波長λに比例して変化する。従って、露光
波長λの短波長化によって解像度を向上させる方が焦点
深度確保の点で有利となる。このような背景から、投影
露光装置における露光光としては、従来使用されていた
水銀ランプのｇ線（波長436nm ）と呼ばれる輝線から、
現在では同じ水銀ランプのｉ線（波長365nm ）と呼ばれ
る輝線を使用することが主流となってきている。
【０００６】図４は、従来の投影露光装置用の水銀ラン
プを光源とする照明光学装置の一例を示し、この図４に
おいて、水銀ランプ１の発光点は楕円鏡２内の第１焦点
Ｆ１上に配置されている。楕円鏡２の端部には水銀ラン
プ１の電極部を通す開口部が形成され、楕円鏡２の内面
には、例えばアルミニウム又は種々の多層の誘電体材料
が蒸着され、その内面が反射面として作用する。水銀ラ
ンプ１から放射された光Ｌは、楕円鏡２の内面で反射さ
れて光路折り曲げ用のミラー３に向かう。ミラー３の反
射面にもアルミニウム又は種々の多層の誘電体材料が蒸
着され、ミラー３で反射された光が、楕円鏡２の第２焦
点Ｆ２に集光され、この第２焦点Ｆ２上に光源像が形成
される。
プを光源とする照明光学装置の一例を示し、この図４に
おいて、水銀ランプ１の発光点は楕円鏡２内の第１焦点
Ｆ１上に配置されている。楕円鏡２の端部には水銀ラン
プ１の電極部を通す開口部が形成され、楕円鏡２の内面
には、例えばアルミニウム又は種々の多層の誘電体材料
が蒸着され、その内面が反射面として作用する。水銀ラ
ンプ１から放射された光Ｌは、楕円鏡２の内面で反射さ
れて光路折り曲げ用のミラー３に向かう。ミラー３の反
射面にもアルミニウム又は種々の多層の誘電体材料が蒸
着され、ミラー３で反射された光が、楕円鏡２の第２焦
点Ｆ２に集光され、この第２焦点Ｆ２上に光源像が形成
される。
【０００７】この光源像からの発散光はコリメータレン
ズ４によりほぼ平行な光束に変換されて、狭帯域のバン
ドパスフィルタ板５に入射する。バンドパスフィルタ板
５で選択された波長の照明光がオプティカルインテグレ
ータとしてのフライアイレンズ６に入射し、このフライ
アイレンズ６の後側（レチクル側）焦点面に多数の２次
光源が形成される。これら多数の２次光源からの発散光
は、光路折り曲げ用のミラー７で反射された後にコンデ
ンサーレンズ８により集光されて、被照射面としてのレ
チクル９のパターン形成面を重畳的に照明する。ミラー
７の反射面にもアルミニウム又は種々の多層の誘電体材
料が蒸着されている。
ズ４によりほぼ平行な光束に変換されて、狭帯域のバン
ドパスフィルタ板５に入射する。バンドパスフィルタ板
５で選択された波長の照明光がオプティカルインテグレ
ータとしてのフライアイレンズ６に入射し、このフライ
アイレンズ６の後側（レチクル側）焦点面に多数の２次
光源が形成される。これら多数の２次光源からの発散光
は、光路折り曲げ用のミラー７で反射された後にコンデ
ンサーレンズ８により集光されて、被照射面としてのレ
チクル９のパターン形成面を重畳的に照明する。ミラー
７の反射面にもアルミニウム又は種々の多層の誘電体材
料が蒸着されている。
【０００８】全体の光学系は、光路を折り曲げるための
ミラー３及び７によりコンパクトにまとめられている。
また、集光鏡としての楕円鏡２の内面、ミラー３の反射
面及びミラー７の反射面は、それぞれ露光光の波長で最
大の反射率が得られるように設計されている。図４の水
銀ランプ１としては、超高圧水銀ランプが使用される
が、この超高圧水銀ランプの発光スペクトル分布を図５
に示す。また、反射面にアルミニウムが蒸着されたアル
ミニウム反射鏡の反射率の波長依存性を図６（ａ）に、
反射面に多層の誘電体膜が蒸着された従来の代表的な誘
電体多層膜反射鏡の反射率の波長依存性を図６（ｂ）に
示す。更に、露光光がｉ線（波長365nm ）である場合の
図４のバンドパスフィルタ板５の透過率の波長依存性を
図７に示す。このような構成により、ｉ線の照明光が選
択され、この選択された照明光によりレチクル９のパタ
ーンが均一な照度分布で照明され、レチクル９のパター
ンの像が図示省略された投影光学系を介して感光基板上
に結像されていた。
ミラー３及び７によりコンパクトにまとめられている。
また、集光鏡としての楕円鏡２の内面、ミラー３の反射
面及びミラー７の反射面は、それぞれ露光光の波長で最
大の反射率が得られるように設計されている。図４の水
銀ランプ１としては、超高圧水銀ランプが使用される
が、この超高圧水銀ランプの発光スペクトル分布を図５
に示す。また、反射面にアルミニウムが蒸着されたアル
ミニウム反射鏡の反射率の波長依存性を図６（ａ）に、
反射面に多層の誘電体膜が蒸着された従来の代表的な誘
電体多層膜反射鏡の反射率の波長依存性を図６（ｂ）に
示す。更に、露光光がｉ線（波長365nm ）である場合の
図４のバンドパスフィルタ板５の透過率の波長依存性を
図７に示す。このような構成により、ｉ線の照明光が選
択され、この選択された照明光によりレチクル９のパタ
ーンが均一な照度分布で照明され、レチクル９のパター
ンの像が図示省略された投影光学系を介して感光基板上
に結像されていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に
示す従来の照明光学装置を、外界に開放された状態で使
用した場合、水銀ランプ１からバンドパスフィルタ板５
までの光学部材、即ち楕円鏡２、光路折り曲げ用のミラ
ー３、コリメータレンズ４及びバンドパスフィルタ板５
の入射面の表面にそれぞれ白色の粉末が付着し、反射率
又は透過率が低下して照明効率が次第に低下するという
不都合があった。分析の結果、その白色の粉末は硫酸ア
ンモニウム（(NH4)2SO4 ）であることが判明し、更に、
その生成に関与する物質は照明光学系内には存在せず、
外気から供給されていることが分かった。
示す従来の照明光学装置を、外界に開放された状態で使
用した場合、水銀ランプ１からバンドパスフィルタ板５
までの光学部材、即ち楕円鏡２、光路折り曲げ用のミラ
ー３、コリメータレンズ４及びバンドパスフィルタ板５
の入射面の表面にそれぞれ白色の粉末が付着し、反射率
又は透過率が低下して照明効率が次第に低下するという
不都合があった。分析の結果、その白色の粉末は硫酸ア
ンモニウム（(NH4)2SO4 ）であることが判明し、更に、
その生成に関与する物質は照明光学系内には存在せず、
外気から供給されていることが分かった。
【００１０】これを回避するための一方法として、本出
願人は特開平４−１２８７０２号公報において、硫酸ア
ンモニウムの分解が１２０°Ｃ程度より始まることを利
用して（例えば化学大辞典編集委員会編：「化学大辞
典」Vol.9,P690, 共立出版1964参照）、図４の楕円鏡２
等の光学部材をその１２０°Ｃ以上の温度に保つことに
より、その白色の粉末の付着を防止する手法を提案して
いる。この場合、図４の楕円鏡２は水銀ランプ１という
大きな一種の熱源に近接しているため、比較的容易に高
温に維持することが可能である。
願人は特開平４−１２８７０２号公報において、硫酸ア
ンモニウムの分解が１２０°Ｃ程度より始まることを利
用して（例えば化学大辞典編集委員会編：「化学大辞
典」Vol.9,P690, 共立出版1964参照）、図４の楕円鏡２
等の光学部材をその１２０°Ｃ以上の温度に保つことに
より、その白色の粉末の付着を防止する手法を提案して
いる。この場合、図４の楕円鏡２は水銀ランプ１という
大きな一種の熱源に近接しているため、比較的容易に高
温に維持することが可能である。
【００１１】また、ミラー３には楕円鏡２により集光さ
れた光が直接的に当たり、ミラー３は通常でも比較的高
い温度となるので、僅かな熱源を加えるかまたは保温す
るだけで、ミラー３を容易に高温に維持でき、硫酸アン
モニウムの付着を防止できる。しかしながら、それ以上
の光学部材、即ちコリメータレンズ４及びバンドパスフ
ィルタ板５での硫酸アンモニウムの付着を防止するに
は、加熱する以外の方法はなく、これらの光学部材
（４，５）を十分に加熱するには、かなり大きな熱源を
必要とすることから、特に厳重な温度管理を必要とする
半導体露光装置の場合には、その排熱方法が大きな問題
となる。
れた光が直接的に当たり、ミラー３は通常でも比較的高
い温度となるので、僅かな熱源を加えるかまたは保温す
るだけで、ミラー３を容易に高温に維持でき、硫酸アン
モニウムの付着を防止できる。しかしながら、それ以上
の光学部材、即ちコリメータレンズ４及びバンドパスフ
ィルタ板５での硫酸アンモニウムの付着を防止するに
は、加熱する以外の方法はなく、これらの光学部材
（４，５）を十分に加熱するには、かなり大きな熱源を
必要とすることから、特に厳重な温度管理を必要とする
半導体露光装置の場合には、その排熱方法が大きな問題
となる。
【００１２】本発明は斯かる点に鑑み、放電ランプから
の光を集光鏡で集光した後、更に光学部材を介して転写
用のパターンが形成されたマスクを照明する照明光学装
置、及びこの照明光学装置を備えそのパターンを投影光
学系を介して感光基板に転写するような露光装置におい
て、新たに大きな熱源を設けることなくその光学部材に
付着する硫酸アンモニウムの白色の粉末の量を減少する
ことを目的とする。
の光を集光鏡で集光した後、更に光学部材を介して転写
用のパターンが形成されたマスクを照明する照明光学装
置、及びこの照明光学装置を備えそのパターンを投影光
学系を介して感光基板に転写するような露光装置におい
て、新たに大きな熱源を設けることなくその光学部材に
付着する硫酸アンモニウムの白色の粉末の量を減少する
ことを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明による第１の露光
装置は、例えば図１に示す如く、放電ランプ（１）と、
放電ランプ（１）からの光を反射する反射光学部材（２
Ａ）とを有し、反射光学部材（２Ａ）を介した光のもと
で、被照明物体としての転写用のパターンが形成された
マスク（９）を照明し、このパターンを感光基板上に転
写するための露光装置において、その反射光学部材によ
って反射された光からそのマスクを照明するための所定
の波長域の光を選択するバンドパスフィルタ（５）を有
し、さらに、二酸化硫黄の吸収帯の光に対する反射光学
部材（２Ａ）の反射率を小さくしたものである。
装置は、例えば図１に示す如く、放電ランプ（１）と、
放電ランプ（１）からの光を反射する反射光学部材（２
Ａ）とを有し、反射光学部材（２Ａ）を介した光のもと
で、被照明物体としての転写用のパターンが形成された
マスク（９）を照明し、このパターンを感光基板上に転
写するための露光装置において、その反射光学部材によ
って反射された光からそのマスクを照明するための所定
の波長域の光を選択するバンドパスフィルタ（５）を有
し、さらに、二酸化硫黄の吸収帯の光に対する反射光学
部材（２Ａ）の反射率を小さくしたものである。
【００１４】より具体的に言うと、本発明は、105nm 〜
180nm 、180nm 〜240nm 、260nm 〜340nm 、340nm 〜39
0nm の４つの波長帯の内の少なくとも１つの波長帯の光
に対するその反射光学部材（２Ａ）の反射率を小さくし
たものである。この場合、その反射光学部材（２Ａ）の
反射率特性の一例は、260nm 〜340nmの波長帯の光に対
する反射率が０．５以下となるものである。
180nm 、180nm 〜240nm 、260nm 〜340nm 、340nm 〜39
0nm の４つの波長帯の内の少なくとも１つの波長帯の光
に対するその反射光学部材（２Ａ）の反射率を小さくし
たものである。この場合、その反射光学部材（２Ａ）の
反射率特性の一例は、260nm 〜340nmの波長帯の光に対
する反射率が０．５以下となるものである。
【００１５】また、その反射光学部材（２Ａ）と被照明
物体（９）との照明光路間に光透過部材（１６）を配置
し、105nm 〜180nm 、180nm 〜240nm 、260nm 〜340nm
、340nm 〜390nm の４つの波長帯の内の少なくとも１
つの波長帯の光に対する光透過部材（１６）の透過率を
小さくしてもよい。更に、その反射光学部材（２Ａ）
は、一例としてその放電ランプからの光を反射する反射
集光部材と、その反射集光部材を介した光を反射偏向す
る反射部材（３Ａ）とを備え、260nm 〜340nm の波長帯
の光に対する反射部材（３Ａ）の反射率を０．２以下に
してもよい。次に、本発明の第２の露光装置は、放電ラ
ンプと、この放電ランプからの光を反射する反射光学部
材とを有し、この反射光学部材を介した光のもとで、転
写用のパターンが形成されたマスクを照明し、このパタ
ーンを感光基板上に転写するための露光装置において、
その反射光学部材によって反射された光からそのマスク
を照明するための所定の波長域の光を選択するバンドパ
スフィルタ（５）と、その反射光学部材とそのバンドパ
スフィルタとの間に配置されて、二酸化硫黄の吸収帯の
光に対する透過率が小さい透過光学部材とを有するもの
である。次に、本発明の第３の露光装置は、放電ランプ
（１）を有し、この放電ランプからの光のもとで、転写
用のパターンが形成されたマスク（９）を照明し、この
パターンを感光基板上に転写するための露光装置におい
て、その放電ランプからの光から所定の波長域の光を選
択するバンドパスフィルタ（５）と、その放電ランプと
バンドパスフィルタ（５）との間に配置され、硫酸アン
モニウムの生成に寄与する波長帯の光を吸収する光学部
材（１６）とを有するものである。この場合、一例とし
てその放電ランプからの光を反射する反射集光部材と、
その反射集光部材を介した光を反射偏向する反射部材と
を備え、その光学部材は、その反射集光部材とその反射
部材との間に配置される。この場合、その反射集光部材
の反射面の温度を、硫酸アンモニウムの分解温度以上に
加熱又は保温する温度制御装置（１０，１１Ａ，１１
Ｂ，４２）を有することが望ましい。また、反射集光部
材（２Ａ）とバンドパスフィルタ（５）との間に配置さ
れ、反射集光部材（２Ａ）によって反射された光を反射
偏向する反射部材（３Ａ）を有し、その光学部材（１
６）は、その反射集光部材とその反射部材との間に配置
されることが望ましい。また、反射部材（３Ａ）の反射
面の温度を、硫酸アンモニウムの分解温度以上に加熱又
は保温する温度制御装置（１３，１４Ａ〜１４Ｃ，１
５）を有することが望ましい。次に、本発明による第１
の照明光学装置は、放電ランプと、この放電ランプから
の光を反射する反射光学部材とを有し、この反射光学部
材を介した光を被照明物体へ照明する照明光学装置にお
いて、その反射光学部材によって反射された光からその
被照明物体を照明するための所定の波長域の光を選択す
るバンドパスフィルタを有し、さらに、その反射光学部
材の反射率は、二酸化硫黄の吸収帯の光に対して小さい
ものである。また、本発明による第２の照明光学装置
は、放電ランプと、この放電ランプからの光を透過する
透過光学部材とを有し、この透過光学部材を介した光を
被照明物体へ照明する照明光学装置において、その放電
ランプからの光から所定の波長域の光を選択するバンド
パスフィルタを有し、その透過光学部材は、その放電ラ
ンプとそのバンドパスフィルタとの間に配置され、かつ
二酸化硫黄の吸収帯の光に対して小さい透過率を有する
ものである。
物体（９）との照明光路間に光透過部材（１６）を配置
し、105nm 〜180nm 、180nm 〜240nm 、260nm 〜340nm
、340nm 〜390nm の４つの波長帯の内の少なくとも１
つの波長帯の光に対する光透過部材（１６）の透過率を
小さくしてもよい。更に、その反射光学部材（２Ａ）
は、一例としてその放電ランプからの光を反射する反射
集光部材と、その反射集光部材を介した光を反射偏向す
る反射部材（３Ａ）とを備え、260nm 〜340nm の波長帯
の光に対する反射部材（３Ａ）の反射率を０．２以下に
してもよい。次に、本発明の第２の露光装置は、放電ラ
ンプと、この放電ランプからの光を反射する反射光学部
材とを有し、この反射光学部材を介した光のもとで、転
写用のパターンが形成されたマスクを照明し、このパタ
ーンを感光基板上に転写するための露光装置において、
その反射光学部材によって反射された光からそのマスク
を照明するための所定の波長域の光を選択するバンドパ
スフィルタ（５）と、その反射光学部材とそのバンドパ
スフィルタとの間に配置されて、二酸化硫黄の吸収帯の
光に対する透過率が小さい透過光学部材とを有するもの
である。次に、本発明の第３の露光装置は、放電ランプ
（１）を有し、この放電ランプからの光のもとで、転写
用のパターンが形成されたマスク（９）を照明し、この
パターンを感光基板上に転写するための露光装置におい
て、その放電ランプからの光から所定の波長域の光を選
択するバンドパスフィルタ（５）と、その放電ランプと
バンドパスフィルタ（５）との間に配置され、硫酸アン
モニウムの生成に寄与する波長帯の光を吸収する光学部
材（１６）とを有するものである。この場合、一例とし
てその放電ランプからの光を反射する反射集光部材と、
その反射集光部材を介した光を反射偏向する反射部材と
を備え、その光学部材は、その反射集光部材とその反射
部材との間に配置される。この場合、その反射集光部材
の反射面の温度を、硫酸アンモニウムの分解温度以上に
加熱又は保温する温度制御装置（１０，１１Ａ，１１
Ｂ，４２）を有することが望ましい。また、反射集光部
材（２Ａ）とバンドパスフィルタ（５）との間に配置さ
れ、反射集光部材（２Ａ）によって反射された光を反射
偏向する反射部材（３Ａ）を有し、その光学部材（１
６）は、その反射集光部材とその反射部材との間に配置
されることが望ましい。また、反射部材（３Ａ）の反射
面の温度を、硫酸アンモニウムの分解温度以上に加熱又
は保温する温度制御装置（１３，１４Ａ〜１４Ｃ，１
５）を有することが望ましい。次に、本発明による第１
の照明光学装置は、放電ランプと、この放電ランプから
の光を反射する反射光学部材とを有し、この反射光学部
材を介した光を被照明物体へ照明する照明光学装置にお
いて、その反射光学部材によって反射された光からその
被照明物体を照明するための所定の波長域の光を選択す
るバンドパスフィルタを有し、さらに、その反射光学部
材の反射率は、二酸化硫黄の吸収帯の光に対して小さい
ものである。また、本発明による第２の照明光学装置
は、放電ランプと、この放電ランプからの光を透過する
透過光学部材とを有し、この透過光学部材を介した光を
被照明物体へ照明する照明光学装置において、その放電
ランプからの光から所定の波長域の光を選択するバンド
パスフィルタを有し、その透過光学部材は、その放電ラ
ンプとそのバンドパスフィルタとの間に配置され、かつ
二酸化硫黄の吸収帯の光に対して小さい透過率を有する
ものである。
【００１６】
【作用】斯かる本発明の原理につき説明する。先ず本発
明者は空気中に存在する微量物質から硫酸アンモニウム
（(NH4)2SO4 ）が生成されるプロセスを再度検討した。
そして、既に述べたように、従来の図４に示した水銀ラ
ンプのｉ線（波長365nm）を照明光として利用する照明
光学装置において、硫酸アンモニウムの白色の粉末が付
着するのはバンドパスフィルタ板５の入射面までに限ら
れることから、365nm 未満の波長域の光が関与する光化
学反応が想定できる。
明者は空気中に存在する微量物質から硫酸アンモニウム
（(NH4)2SO4 ）が生成されるプロセスを再度検討した。
そして、既に述べたように、従来の図４に示した水銀ラ
ンプのｉ線（波長365nm）を照明光として利用する照明
光学装置において、硫酸アンモニウムの白色の粉末が付
着するのはバンドパスフィルタ板５の入射面までに限ら
れることから、365nm 未満の波長域の光が関与する光化
学反応が想定できる。
【００１７】空気中には、微量の二酸化硫黄（亜硫酸）
（SO2 ）、アンモニア（NH 3 ）が極く普通に存在し、例
えば半導体露光装置が運転されるクリーンルーム内でも
同様である。従って、これらの物質と、空気中の酸素
（O2）及び水（H2O ）とを原料として、紫外線のエネル
ギーを用いて次の反応プロセスが想定される。
（SO2 ）、アンモニア（NH 3 ）が極く普通に存在し、例
えば半導体露光装置が運転されるクリーンルーム内でも
同様である。従って、これらの物質と、空気中の酸素
（O2）及び水（H2O ）とを原料として、紫外線のエネル
ギーを用いて次の反応プロセスが想定される。
【００１８】二酸化硫黄（SO2 ）が振動数νの紫外線
のエネルギーｈν（ｈはプランク定数）を得て、次のよ
うに活性化二酸化硫黄（SO2 *）となる。
のエネルギーｈν（ｈはプランク定数）を得て、次のよ
うに活性化二酸化硫黄（SO2 *）となる。
【００１９】
【化１】
【００２０】活性化二酸化硫黄（SO2 *）が酸化され
て、次のように三酸化硫黄（S03 ）となる。
て、次のように三酸化硫黄（S03 ）となる。
【００２１】
【化２】
【００２２】三酸化硫黄（S03 ）が次のように水と反
応して硫酸（H2SO4 ）となる。
応して硫酸（H2SO4 ）となる。
【００２３】
【化３】
【００２４】アンモニア（NH 3 ）が次のように水と反
応して水酸化アンモニウム（NH 4 OH ）となる。
応して水酸化アンモニウム（NH 4 OH ）となる。
【００２５】
【化４】
【００２６】上記の（化３）で得られた硫酸（H2SO
4 ）と（化４）で得られた水酸化アンモニウム（NH 4 OH
）とが反応（中和）し、次のように塩としての硫酸ア
ンモニウム（(NH4)2SO4 ）が生成される。
4 ）と（化４）で得られた水酸化アンモニウム（NH 4 OH
）とが反応（中和）し、次のように塩としての硫酸ア
ンモニウム（(NH4)2SO4 ）が生成される。
【００２７】
【化５】
【００２８】以上は「千葉大学環境科学研究報告第１巻
第１号pp.165 〜177 」を参考としたものである。本発
明者は、上記の反応の内の（化１）の反応を抑えること
ができれば硫酸アンモニウムの生成を抑制できることに
着目した。従って、先ず二酸化硫黄の吸収帯の光に対す
る反射集光部材（２Ａ）の反射率を小さくすることによ
り、後に続く光学部材側では二酸化硫黄を活性化する光
の照射量が減少し、最終的に白い粉末又は白い曇りの原
因となる硫酸アンモニウムの生成量が減少する。これに
より、長期の運転に際しても高い照明効率を維持できる
照明光学装置が実現できる。
第１号pp.165 〜177 」を参考としたものである。本発
明者は、上記の反応の内の（化１）の反応を抑えること
ができれば硫酸アンモニウムの生成を抑制できることに
着目した。従って、先ず二酸化硫黄の吸収帯の光に対す
る反射集光部材（２Ａ）の反射率を小さくすることによ
り、後に続く光学部材側では二酸化硫黄を活性化する光
の照射量が減少し、最終的に白い粉末又は白い曇りの原
因となる硫酸アンモニウムの生成量が減少する。これに
より、長期の運転に際しても高い照明効率を維持できる
照明光学装置が実現できる。
【００２９】次に、二酸化硫黄の吸収体についてより詳
細に検討すると、別の文献（H.Okabe:"Photochemistory
of Small Molecules",p248,Wiley-Inter Science,197
8）によれば、二酸化硫黄は次のように第１励起状態〜
第４励起状態に応じて４つの波長帯に吸収帯を持ってい
る。 第１励起状態：105〜180nm 第２励起状態：180〜240nm 第３励起状態：260〜340nm 第４励起状態：340〜390nm
細に検討すると、別の文献（H.Okabe:"Photochemistory
of Small Molecules",p248,Wiley-Inter Science,197
8）によれば、二酸化硫黄は次のように第１励起状態〜
第４励起状態に応じて４つの波長帯に吸収帯を持ってい
る。 第１励起状態：105〜180nm 第２励起状態：180〜240nm 第３励起状態：260〜340nm 第４励起状態：340〜390nm
【００３０】なお、の波長帯との波長帯とは連続し
ており、同様にの波長帯との波長帯とも連続してい
るが、それらの波長帯の光を二酸化硫黄が吸収した結果
生ずる励起二酸化硫黄の電子状態が互いに異なるため
に、それらの波長帯が区分されている。これにより、そ
れら〜の内の少なくとも１つの波長帯の光に対する
反射集光部材（２Ａ）の反射率を小さくすることによ
り、後に続く光学部材側では二酸化硫黄を活性化する光
の照射量が減少し、最終的に白い粉末又は白い曇りの原
因となる硫酸アンモニウムの生成量が減少することにな
る。
ており、同様にの波長帯との波長帯とも連続してい
るが、それらの波長帯の光を二酸化硫黄が吸収した結果
生ずる励起二酸化硫黄の電子状態が互いに異なるため
に、それらの波長帯が区分されている。これにより、そ
れら〜の内の少なくとも１つの波長帯の光に対する
反射集光部材（２Ａ）の反射率を小さくすることによ
り、後に続く光学部材側では二酸化硫黄を活性化する光
の照射量が減少し、最終的に白い粉末又は白い曇りの原
因となる硫酸アンモニウムの生成量が減少することにな
る。
【００３１】ところで、放電ランプ（１）として超高圧
水銀ランプを使用するものとすると、超高圧水銀ランプ
は240nm 以下の波長域で殆ど発光が無いこと、及び図４
の従来例ではバンドパスフィルタ板５以降の光学系では
経験的に硫酸アンモニウムの発生が認められないことか
ら、260nm 〜340nm の波長帯の紫外線が硫酸アンモニウ
ムの発生の反応に主要な役割を果たしていると考えられ
る。従って、反射集光部材（２Ａ）の反射率特性を、26
0nm 〜340nm の波長帯の光に対する反射率が０．５以下
とするだけでも、後続の光学部材に対する硫酸アンモニ
ウムの付着量が大幅に減少する。
水銀ランプを使用するものとすると、超高圧水銀ランプ
は240nm 以下の波長域で殆ど発光が無いこと、及び図４
の従来例ではバンドパスフィルタ板５以降の光学系では
経験的に硫酸アンモニウムの発生が認められないことか
ら、260nm 〜340nm の波長帯の紫外線が硫酸アンモニウ
ムの発生の反応に主要な役割を果たしていると考えられ
る。従って、反射集光部材（２Ａ）の反射率特性を、26
0nm 〜340nm の波長帯の光に対する反射率が０．５以下
とするだけでも、後続の光学部材に対する硫酸アンモニ
ウムの付着量が大幅に減少する。
【００３２】なお、反射集光部材（２Ａ）には硫酸アン
モニウムが付着することになるが、この部品は後続の光
学部材に比べて廉価であり容易に交換することができ
る。また、反射集光部材（２Ａ）は放電ランプ（１）に
近く加熱されているため、仮にその反射集光部材（２
Ａ）を硫酸アンモニウムの分解温度である１２０°Ｃ以
上に保つとしても、保温装置程度でよく、大きな熱源を
付加する必要はない。
モニウムが付着することになるが、この部品は後続の光
学部材に比べて廉価であり容易に交換することができ
る。また、反射集光部材（２Ａ）は放電ランプ（１）に
近く加熱されているため、仮にその反射集光部材（２
Ａ）を硫酸アンモニウムの分解温度である１２０°Ｃ以
上に保つとしても、保温装置程度でよく、大きな熱源を
付加する必要はない。
【００３３】また、その反射集光部材（２Ａ）と被照明
物体（９）との照明光路間に光透過部材（１６）を配置
し、105nm 〜180nm 、180nm 〜240nm 、260nm 〜340nm
、340nm 〜390nm の４つの波長帯の内の少なくとも１
つの波長帯の光に対する光透過部材（１６）の透過率を
小さくした場合には、後続の光学部材側に対する二酸化
硫黄に吸収される光の照射量が更に減少するので、硫酸
アンモニウムの付着量をより減少することができる。
物体（９）との照明光路間に光透過部材（１６）を配置
し、105nm 〜180nm 、180nm 〜240nm 、260nm 〜340nm
、340nm 〜390nm の４つの波長帯の内の少なくとも１
つの波長帯の光に対する光透過部材（１６）の透過率を
小さくした場合には、後続の光学部材側に対する二酸化
硫黄に吸収される光の照射量が更に減少するので、硫酸
アンモニウムの付着量をより減少することができる。
【００３４】同様に、その反射集光部材（２Ａ）の被照
明物体（９）側に反射集光部材（２Ａ）を介した光を反
射偏向する反射部材（３Ａ）を配置し、260nm 〜340nm
の波長帯の光に対する反射部材（３Ａ）の反射率を０．
２以下にした場合にも、後続の光学部材側に対する二酸
化硫黄に吸収される光の照射量が更に減少するので、硫
酸アンモニウムの付着量をより減少することができる。
また、本発明において、反射集光部材（２Ａ）、又は反
射部材（３Ａ）の反射面の温度を、硫酸アンモニウムの
分解温度以上に加熱又は保温する温度制御装置を設けた
場合には、その反射面に対する白色の粉末の付着を防止
できる。
明物体（９）側に反射集光部材（２Ａ）を介した光を反
射偏向する反射部材（３Ａ）を配置し、260nm 〜340nm
の波長帯の光に対する反射部材（３Ａ）の反射率を０．
２以下にした場合にも、後続の光学部材側に対する二酸
化硫黄に吸収される光の照射量が更に減少するので、硫
酸アンモニウムの付着量をより減少することができる。
また、本発明において、反射集光部材（２Ａ）、又は反
射部材（３Ａ）の反射面の温度を、硫酸アンモニウムの
分解温度以上に加熱又は保温する温度制御装置を設けた
場合には、その反射面に対する白色の粉末の付着を防止
できる。
【００３５】
【実施例】以下、本発明による露光装置の一実施例につ
き図１を参照して説明する。本実施例は図４の従来の露
光装置に備えられた照明光学装置を元にしたものであ
り、図１において図４に対応する部分には同一符号を付
してその詳細説明を省略する。また、本実施例では被照
明物体を照明する照明光として水銀ランプのｉ線（波長
365nm ）を使用する場合を扱う。
き図１を参照して説明する。本実施例は図４の従来の露
光装置に備えられた照明光学装置を元にしたものであ
り、図１において図４に対応する部分には同一符号を付
してその詳細説明を省略する。また、本実施例では被照
明物体を照明する照明光として水銀ランプのｉ線（波長
365nm ）を使用する場合を扱う。
【００３６】図１は本例の照明光学装置を示し、この図
１において、超高圧の水銀ランプ１の発光点が楕円鏡２
Ａの第１焦点Ｆ１上に配置され、楕円鏡２Ａの端部には
水銀ランプ１の電極部を通す開口部が形成されている。
楕円鏡２Ａの内面には、例えば種々の多層の誘電体材料
が蒸着され、その内面の反射率の波長依存性（分光反射
特性）は図２（ａ）に示すように、波長340nm 以下で
０．１より小さく設定されている。実際には超高圧の水
銀ランプには波長240nm 以下に殆ど発光が無いため、楕
円鏡２Ａの反射率は波長240nm 以下で大きくなっても差
し支えない。
１において、超高圧の水銀ランプ１の発光点が楕円鏡２
Ａの第１焦点Ｆ１上に配置され、楕円鏡２Ａの端部には
水銀ランプ１の電極部を通す開口部が形成されている。
楕円鏡２Ａの内面には、例えば種々の多層の誘電体材料
が蒸着され、その内面の反射率の波長依存性（分光反射
特性）は図２（ａ）に示すように、波長340nm 以下で
０．１より小さく設定されている。実際には超高圧の水
銀ランプには波長240nm 以下に殆ど発光が無いため、楕
円鏡２Ａの反射率は波長240nm 以下で大きくなっても差
し支えない。
【００３７】また、本例では楕円鏡２Ａへの硫酸アンモ
ニウムの白色の粉末の付着を防止するために、加熱装置
を設ける。即ち、楕円鏡２Ａの外側に発熱コイル１０を
巻回し、楕円鏡２Ａの端部にそれぞれ温度センサー１１
Ａ及び１１Ｂを取り付ける。そして、温度センサー１１
Ａ及び１１Ｂで検出した温度情報を温度コントローラ１
２に供給し、温度コントローラ１２は発熱コイル１０に
供給する電流量を調節することにより、楕円鏡２Ａの温
度を硫酸アンモニウムの分解温度である１２０°Ｃ以上
に維持する。なお、楕円鏡２Ａは熱源としての水銀ラン
プ１の近傍に配置されているため、発熱コイル１０には
それ程大きな電流を流す必要はない。
ニウムの白色の粉末の付着を防止するために、加熱装置
を設ける。即ち、楕円鏡２Ａの外側に発熱コイル１０を
巻回し、楕円鏡２Ａの端部にそれぞれ温度センサー１１
Ａ及び１１Ｂを取り付ける。そして、温度センサー１１
Ａ及び１１Ｂで検出した温度情報を温度コントローラ１
２に供給し、温度コントローラ１２は発熱コイル１０に
供給する電流量を調節することにより、楕円鏡２Ａの温
度を硫酸アンモニウムの分解温度である１２０°Ｃ以上
に維持する。なお、楕円鏡２Ａは熱源としての水銀ラン
プ１の近傍に配置されているため、発熱コイル１０には
それ程大きな電流を流す必要はない。
【００３８】また、楕円鏡２Ａには特に加熱装置を設け
るまでもなく、保温装置を設けるだけでもよい。保温装
置としては、例えば図３（ａ）に示すように、楕円鏡２
Ａの外面に保温材１７を設けることが考えられる。更
に、図３（ｂ）に示すように、楕円鏡２Ａの外面を側面
板１８，１９及び湾曲板２０で覆い、楕円鏡２Ａの外面
に外界と隔離された空間２１を形成し、これにより楕円
鏡２Ａを保温してもよい。
るまでもなく、保温装置を設けるだけでもよい。保温装
置としては、例えば図３（ａ）に示すように、楕円鏡２
Ａの外面に保温材１７を設けることが考えられる。更
に、図３（ｂ）に示すように、楕円鏡２Ａの外面を側面
板１８，１９及び湾曲板２０で覆い、楕円鏡２Ａの外面
に外界と隔離された空間２１を形成し、これにより楕円
鏡２Ａを保温してもよい。
【００３９】図１に戻り、水銀ランプ１から放射された
光は、楕円鏡２Ａの内面で反射されて光路折り曲げ用の
ミラー３Ａに向かう。ミラー３Ａの反射面にも例えば種
々の多層の誘電体材料が蒸着され、その反射率の波長依
存性（分光反射特性）も図２（ａ）に示すように、波長
340nm 以下で０．１より小さく設定されている。実際に
は超高圧の水銀ランプには波長240nm 以下に殆ど発光が
無いため、ミラー３Ａの反射率は波長240nm 以下で大き
くなっても差し支えない。
光は、楕円鏡２Ａの内面で反射されて光路折り曲げ用の
ミラー３Ａに向かう。ミラー３Ａの反射面にも例えば種
々の多層の誘電体材料が蒸着され、その反射率の波長依
存性（分光反射特性）も図２（ａ）に示すように、波長
340nm 以下で０．１より小さく設定されている。実際に
は超高圧の水銀ランプには波長240nm 以下に殆ど発光が
無いため、ミラー３Ａの反射率は波長240nm 以下で大き
くなっても差し支えない。
【００４０】また、本例ではミラー３Ａへの硫酸アンモ
ニウムの白色の粉末の付着を念のために防止するため
に、加熱装置を設ける。即ち、ミラー３Ａの外側に発熱
コイル１３を装着し、ミラー３Ａの裏面の両端部及び中
央部にそれぞれ温度センサー１４Ａ，１４Ｃ及び１４Ｂ
を取り付ける。そして、温度センサー１４Ａ〜１４Ｃで
検出した温度情報を温度コントローラ１５に供給し、温
度コントローラ１５は発熱コイル１３に供給する電流量
を調節することにより、ミラー３Ａの温度を硫酸アンモ
ニウムの分解温度である１２０°Ｃ以上に維持する。な
お、ミラー３Ａにおいても、特に加熱装置を設けるまで
もなく、図３に示したような保温装置を設けるだけでも
よい。
ニウムの白色の粉末の付着を念のために防止するため
に、加熱装置を設ける。即ち、ミラー３Ａの外側に発熱
コイル１３を装着し、ミラー３Ａの裏面の両端部及び中
央部にそれぞれ温度センサー１４Ａ，１４Ｃ及び１４Ｂ
を取り付ける。そして、温度センサー１４Ａ〜１４Ｃで
検出した温度情報を温度コントローラ１５に供給し、温
度コントローラ１５は発熱コイル１３に供給する電流量
を調節することにより、ミラー３Ａの温度を硫酸アンモ
ニウムの分解温度である１２０°Ｃ以上に維持する。な
お、ミラー３Ａにおいても、特に加熱装置を設けるまで
もなく、図３に示したような保温装置を設けるだけでも
よい。
【００４１】さらには、ミラー３Ａにおいて加熱装置又
は保温装置を新たに設けなくても、ミラー３Ａ，コリメ
ータレンズ４，バンドパスフィルタ板５での硫酸アンモ
ニウムの付着は原理的に防止できる。
は保温装置を新たに設けなくても、ミラー３Ａ，コリメ
ータレンズ４，バンドパスフィルタ板５での硫酸アンモ
ニウムの付着は原理的に防止できる。
【００４２】ミラー３Ａで反射された光が、楕円鏡２Ａ
の第２焦点Ｆ２に集光され、この第２焦点Ｆ２上に光源
像が形成される。この光源像からの発散光はコリメータ
レンズ４によりほぼ平行な光束に変換されて、狭帯域の
バンドパスフィルタ板５に入射する。バンドパスフィル
タ板５で選択されたｉ線（波長365nm ）の照明光がフラ
イアイレンズ６に入射し、フライアイレンズ６の後側
（レチクル側）焦点面に形成された多数の２次光源から
の発散光は、ミラー７及びコンデンサーレンズ８を経
て、被照明物体としてのレチクル９のパターン形成面を
重畳的に照明する。
の第２焦点Ｆ２に集光され、この第２焦点Ｆ２上に光源
像が形成される。この光源像からの発散光はコリメータ
レンズ４によりほぼ平行な光束に変換されて、狭帯域の
バンドパスフィルタ板５に入射する。バンドパスフィル
タ板５で選択されたｉ線（波長365nm ）の照明光がフラ
イアイレンズ６に入射し、フライアイレンズ６の後側
（レチクル側）焦点面に形成された多数の２次光源から
の発散光は、ミラー７及びコンデンサーレンズ８を経
て、被照明物体としてのレチクル９のパターン形成面を
重畳的に照明する。
【００４３】上述のように本例によれば、楕円鏡２Ａ及
び光路折り曲げ用のミラー３Ａにおいて、二酸化硫黄の
吸収帯の光の反射率が小さく設定されているため、コリ
メータレンズ４及びバンドパスフィルタ板５の入射面で
は硫酸アンモニウムの生成量が減少し、コリメータレン
ズ４及びバンドパスフィルタ板５における照明光の透過
率の減少が抑制される。また、楕円鏡２Ａ及びミラー３
Ａはそれぞれ加熱装置又は保温装置により温度が高く維
持されているため、硫酸アンモニウムはほとんど分解さ
れ、必要な照明光の反射率が低下することがない。
び光路折り曲げ用のミラー３Ａにおいて、二酸化硫黄の
吸収帯の光の反射率が小さく設定されているため、コリ
メータレンズ４及びバンドパスフィルタ板５の入射面で
は硫酸アンモニウムの生成量が減少し、コリメータレン
ズ４及びバンドパスフィルタ板５における照明光の透過
率の減少が抑制される。また、楕円鏡２Ａ及びミラー３
Ａはそれぞれ加熱装置又は保温装置により温度が高く維
持されているため、硫酸アンモニウムはほとんど分解さ
れ、必要な照明光の反射率が低下することがない。
【００４４】なお、図１において、例えば楕円鏡２Ａと
光路折り曲げ用のミラー３Ａとの間に、二酸化硫黄の吸
収帯の光を吸収するフィルタ板１６を配置してもよい。
このフィルタ板１６の透過率の波長依存性（分光透過特
性）を図２（ｂ）に示すように、波長340nm 以下で０．
１より小さく設定する。実際には超高圧の水銀ランプに
は波長240nm 以下に殆ど発光が無いため、フィルタ板１
６の透過率は波長240nm 以下で大きくなっても差し支え
ない。
光路折り曲げ用のミラー３Ａとの間に、二酸化硫黄の吸
収帯の光を吸収するフィルタ板１６を配置してもよい。
このフィルタ板１６の透過率の波長依存性（分光透過特
性）を図２（ｂ）に示すように、波長340nm 以下で０．
１より小さく設定する。実際には超高圧の水銀ランプに
は波長240nm 以下に殆ど発光が無いため、フィルタ板１
６の透過率は波長240nm 以下で大きくなっても差し支え
ない。
【００４５】このフィルタ板１６を配置することによ
り、ミラー３Ａ側には二酸化硫黄の吸収帯の光がほとん
ど照射されなくなるので、ミラー３Ａに対する硫酸アン
モニウムの白い粉末の付着量が減少する。従って、ミラ
ー３Ａには特に加熱装置や保温装置を設ける必要がなく
なる。また、フィルタ板１６にも加熱装置又は保温装置
を取り付けてもよいが、フィルタ板１６自体は単純で廉
価な部品であるため、例えばターレット方式でそのフィ
ルタ板１６を容易に交換できるようにして、照明効率が
低下したときに、そのフィルタ板１６を新たなフィルタ
板と交換するようにしてもよい。
り、ミラー３Ａ側には二酸化硫黄の吸収帯の光がほとん
ど照射されなくなるので、ミラー３Ａに対する硫酸アン
モニウムの白い粉末の付着量が減少する。従って、ミラ
ー３Ａには特に加熱装置や保温装置を設ける必要がなく
なる。また、フィルタ板１６にも加熱装置又は保温装置
を取り付けてもよいが、フィルタ板１６自体は単純で廉
価な部品であるため、例えばターレット方式でそのフィ
ルタ板１６を容易に交換できるようにして、照明効率が
低下したときに、そのフィルタ板１６を新たなフィルタ
板と交換するようにしてもよい。
【００４６】また、フィルタ板１６を、例えばミラー３
Ａとコリメータレンズ４との間に配置するようにしても
よい。なお、上述実施例は照明光として、水銀ランプの
ｉ線を使用する場合を扱っているが、例えば水銀ランプ
のｇ線（波長436nm ）を照明光として使用する場合に
は、楕円鏡２Ａ及びミラー３Ａでは更に340 〜390nm の
波長帯の光に対する反射率をも小さくすることが望まし
い。これにより、硫酸アンモニウムの生成量がより減少
する。また、水銀ランプ１の代わりに、キセノンランプ
等を使用する場合にも本発明を同様に適用することによ
り硫酸アンモニウムの発生を抑制することができる。
Ａとコリメータレンズ４との間に配置するようにしても
よい。なお、上述実施例は照明光として、水銀ランプの
ｉ線を使用する場合を扱っているが、例えば水銀ランプ
のｇ線（波長436nm ）を照明光として使用する場合に
は、楕円鏡２Ａ及びミラー３Ａでは更に340 〜390nm の
波長帯の光に対する反射率をも小さくすることが望まし
い。これにより、硫酸アンモニウムの生成量がより減少
する。また、水銀ランプ１の代わりに、キセノンランプ
等を使用する場合にも本発明を同様に適用することによ
り硫酸アンモニウムの発生を抑制することができる。
【００４７】この様に、照明光源装置の光源が発する各
波長光に二酸化硫黄の吸収帯の波長の光（105nm 〜180n
m 、180nm 〜240nm 、260nm 〜340nm 、340nm 〜390nm)
が存在する場合には、この二酸化硫黄の吸収帯の波長の
光の反射率を抑えた反射光学部材（楕円鏡２Ａ、ミラー
３Ａ）、又は二酸化硫黄の吸収帯の波長の光の透過率を
抑えた透過光学部材（フィルタ板１６）を用いること
で、各光学部材よりも被照明物体側の各光学部材での硫
酸アンモニウムの付着を原理的に防止することができ
る。このとき、二酸化硫黄の吸収帯の波長の光の反射率
を抑えた反射光学部材（楕円鏡２Ａ、ミラー３Ａ）、又
は二酸化硫黄の吸収帯の波長の光の透過率を抑えた透過
光学部材（フィルタ板１６）は加熱装置によって加熱あ
るいは保温装置によって保温されることが望ましいが、
これらの光学部材が光源の近くまたは光源からの光が集
中する箇所に設けられている場合には、これらの光学部
材自体が比較的高温となるため、新たに加熱装置または
保温装置を設けなくても、硫酸アンモニウムの付着を防
止できるという効果が期待できる。
波長光に二酸化硫黄の吸収帯の波長の光（105nm 〜180n
m 、180nm 〜240nm 、260nm 〜340nm 、340nm 〜390nm)
が存在する場合には、この二酸化硫黄の吸収帯の波長の
光の反射率を抑えた反射光学部材（楕円鏡２Ａ、ミラー
３Ａ）、又は二酸化硫黄の吸収帯の波長の光の透過率を
抑えた透過光学部材（フィルタ板１６）を用いること
で、各光学部材よりも被照明物体側の各光学部材での硫
酸アンモニウムの付着を原理的に防止することができ
る。このとき、二酸化硫黄の吸収帯の波長の光の反射率
を抑えた反射光学部材（楕円鏡２Ａ、ミラー３Ａ）、又
は二酸化硫黄の吸収帯の波長の光の透過率を抑えた透過
光学部材（フィルタ板１６）は加熱装置によって加熱あ
るいは保温装置によって保温されることが望ましいが、
これらの光学部材が光源の近くまたは光源からの光が集
中する箇所に設けられている場合には、これらの光学部
材自体が比較的高温となるため、新たに加熱装置または
保温装置を設けなくても、硫酸アンモニウムの付着を防
止できるという効果が期待できる。
【００４８】例えば、図４に示した従来の装置におい
て、従来の楕円鏡２の代わりに、二酸化硫黄の吸収帯の
波長の光の反射率を抑えた楕円鏡２Ａを用いるだけで
も、この楕円鏡２Ａは水銀ランプ１からの放射光により
比較的高温となっているため、各光学部材（３，４，
５）での硫酸アンモニウムの付着を防止できるという効
果が期待できる。
て、従来の楕円鏡２の代わりに、二酸化硫黄の吸収帯の
波長の光の反射率を抑えた楕円鏡２Ａを用いるだけで
も、この楕円鏡２Ａは水銀ランプ１からの放射光により
比較的高温となっているため、各光学部材（３，４，
５）での硫酸アンモニウムの付着を防止できるという効
果が期待できる。
【００４９】なお、本発明によれば、投影型露光装置用
の照明光学装置として有効であるのみならず、プロキシ
ミティー方式、コンタクト方式の露光装置の照明光学装
置として有効である。さらには、紫外線を用いる光学装
置においても有効であることは言うまでもない。
の照明光学装置として有効であるのみならず、プロキシ
ミティー方式、コンタクト方式の露光装置の照明光学装
置として有効である。さらには、紫外線を用いる光学装
置においても有効であることは言うまでもない。
【００５０】また、既に説明したように、硫酸アンモニ
ウムが生成されるのは、照明光学装置の雰囲気気体中に
微量の二酸化硫黄（SO2 ）及びアンモニア（NH 3 ）が存
在するからである。従って、照明光学装置が例えばクリ
ーンルーム内に設置されている場合には、クリーンルー
ム内に流通する気体を浄化するフィルタ部に、二酸化硫
黄（SO2 ）又はアンモニア（NH 3 ）の何れかを除去する
フィルタ装置を追加してもよい。これにより、硫酸アン
モニウムの生成が抑制される。この場合、二酸化硫黄
（SO2 ）及びアンモニア（NH 3 ）の両方を除去するフィ
ルタ装置を設けてもよい。
ウムが生成されるのは、照明光学装置の雰囲気気体中に
微量の二酸化硫黄（SO2 ）及びアンモニア（NH 3 ）が存
在するからである。従って、照明光学装置が例えばクリ
ーンルーム内に設置されている場合には、クリーンルー
ム内に流通する気体を浄化するフィルタ部に、二酸化硫
黄（SO2 ）又はアンモニア（NH 3 ）の何れかを除去する
フィルタ装置を追加してもよい。これにより、硫酸アン
モニウムの生成が抑制される。この場合、二酸化硫黄
（SO2 ）及びアンモニア（NH 3 ）の両方を除去するフィ
ルタ装置を設けてもよい。
【００５１】このように、本発明は上述実施例に限定さ
れず本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り
得る。
れず本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り
得る。
【００５２】
【発明の効果】本発明によれば、二酸化硫黄の吸収帯の
光に対する反射光学部材の反射率を小さくするか、又は
硫酸アンモニウムの生成に寄与する波長帯の光を吸収す
る光学部材を設けたので、新たに大きな熱源を設けるこ
となく、その反射光学部材又はその光学部材に続く光学
部材に付着する硫酸アンモニウムの白色の粉末の量を減
少できる利点がある。また、105nm 〜180nm 、180nm 〜
240nm 、260nm 〜340nm 、340nm 〜390nm の４つの波長
帯の内の少なくとも１つの波長帯の光に対するその反射
光学部材の反射率を小さくした場合には、二酸化硫黄の
吸収帯の光に対する反射率を小さくできる。
光に対する反射光学部材の反射率を小さくするか、又は
硫酸アンモニウムの生成に寄与する波長帯の光を吸収す
る光学部材を設けたので、新たに大きな熱源を設けるこ
となく、その反射光学部材又はその光学部材に続く光学
部材に付着する硫酸アンモニウムの白色の粉末の量を減
少できる利点がある。また、105nm 〜180nm 、180nm 〜
240nm 、260nm 〜340nm 、340nm 〜390nm の４つの波長
帯の内の少なくとも１つの波長帯の光に対するその反射
光学部材の反射率を小さくした場合には、二酸化硫黄の
吸収帯の光に対する反射率を小さくできる。
【００５３】また、放電ランプが水銀ランプの場合には
波長240nm 以下の発光が殆ど無い。従って、照明光とし
てｉ線（波長365nm ）を使用する際には、260nm 〜340n
m の波長帯の光に対するその反射集光部材の反射率を
０．５以下にするだけで、後続の光学部材に付着する硫
酸アンモニウムの白色の粉末の量を大幅に減少できる利
点がある。
波長240nm 以下の発光が殆ど無い。従って、照明光とし
てｉ線（波長365nm ）を使用する際には、260nm 〜340n
m の波長帯の光に対するその反射集光部材の反射率を
０．５以下にするだけで、後続の光学部材に付着する硫
酸アンモニウムの白色の粉末の量を大幅に減少できる利
点がある。
【００５４】更に、その反射集光部材と被照明物体との
照明光路間に光透過部材を配置し、105nm 〜180nm 、18
0nm 〜240nm 、260nm 〜340nm 、340nm 〜390nm の４つ
の波長帯の内の少なくとも１つの波長帯の光に対するそ
の光透過部材の透過率を小さくした場合には、光透過部
材に続く光学部材に付着する硫酸アンモニウムの白色の
粉末の量を大幅に減少できる。
照明光路間に光透過部材を配置し、105nm 〜180nm 、18
0nm 〜240nm 、260nm 〜340nm 、340nm 〜390nm の４つ
の波長帯の内の少なくとも１つの波長帯の光に対するそ
の光透過部材の透過率を小さくした場合には、光透過部
材に続く光学部材に付着する硫酸アンモニウムの白色の
粉末の量を大幅に減少できる。
【００５５】そして、その反射集光部材の被照明物体側
にその反射集光部材を介した光を反射偏向する反射部材
を配置し、260nm 〜340nm の波長帯の光に対する反射部
材の反射率を０．２以下にした場合にも、その反射部材
に続く光学部材に付着する硫酸アンモニウムの白色の粉
末の量を大幅に減少できる。
にその反射集光部材を介した光を反射偏向する反射部材
を配置し、260nm 〜340nm の波長帯の光に対する反射部
材の反射率を０．２以下にした場合にも、その反射部材
に続く光学部材に付着する硫酸アンモニウムの白色の粉
末の量を大幅に減少できる。
【図１】本発明の一実施例の露光装置に備えられた照明
光学装置を示す一部断面に沿う端面図を含む構成図であ
る。
光学装置を示す一部断面に沿う端面図を含む構成図であ
る。
【図２】（ａ）は図１の楕円鏡２Ａ及びミラー３Ａの反
射率特性を示す図、（ｂ）は図１のフィルタ板１６の透
過率特性を示す図である。
射率特性を示す図、（ｂ）は図１のフィルタ板１６の透
過率特性を示す図である。
【図３】（ａ）は図１の楕円鏡２Ａ用の保温装置の一例
を示す断面に沿う端面図、（ｂ）はその保温装置の他の
例を示す断面に沿う端面図である。
を示す断面に沿う端面図、（ｂ）はその保温装置の他の
例を示す断面に沿う端面図である。
【図４】従来の照明光学装置を示す一部断面に沿う端面
図を含む構成図である。
図を含む構成図である。
【図５】超高圧水銀ランプの発光スペクトル分布を示す
図である。
図である。
【図６】（ａ）は従来のアルミニウム反射鏡の反射率特
性を示す図、（ｂ）は従来の代表的な誘電体多層膜反射
鏡の反射率特性を示す図である。
性を示す図、（ｂ）は従来の代表的な誘電体多層膜反射
鏡の反射率特性を示す図である。
【図７】従来のバンドパスフィルタ板の透過率特性を示
す図である。
す図である。
１ 水銀ランプ ２Ａ 楕円鏡 ３Ａ 光路折り曲げ用のミラー ４ コリメータレンズ ５ バンドパスフィルタ板 ６ フライアイレンズ ８ コンデンサーレンズ ９ レチクル １６ フィルタ板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｂ 27/16 Ｇ０３Ｂ 27/54 Ｚ 27/54 27/72 Ｚ 27/72 Ｇ０３Ｆ 7/20 ５２１ Ｇ０３Ｆ 7/20 ５２１ Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１５Ｄ (72)発明者 長谷川 真一 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株式会社ニコン内 (56)参考文献 特開 昭59−44039（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−90404（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−59902（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−75528（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−75529（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G02B 3/00 G02B 5/08 G02B 5/26 G02B 5/28 G03B 27/16 G03B 27/54 G03B 27/72 G03F 7/20 521
Claims (12)
- 【請求項１】 放電ランプと、該放電ランプからの光を
反射する反射光学部材とを有し、該反射光学部材を介し
た光のもとで、転写用のパターンが形成されたマスクを
照明し、該パターンを感光基板上に転写するための露光
装置において、前記反射光学部材によって反射された光から前記マスク
を照明するための所定の波長域の光を選択するバンドパ
スフィルタを有し、 さらに、 二酸化硫黄の吸収帯の光に対する前記反射光学
部材の反射率を小さくしたことを特徴とする露光装置。 - 【請求項２】 105nm 〜180nm 、180nm 〜240nm 、260n
m 〜340nm 、340nm〜390nm の４つの波長帯の内の少な
くとも１つの波長帯の光に対する前記反射光学部材の反
射率を小さくしたことを特徴とする請求項１に記載の露
光装置。 - 【請求項３】 260nm 〜340nm の波長帯の光に対する前
記反射光学部材の反射率を０．５以下にしたことを特徴
とする請求項１に記載の露光装置。 - 【請求項４】 前記反射光学部材は、前記放電ランプか
らの光を反射する反射集光部材と、前記反射集光部材を
介した光を反射偏向する反射部材とを備え、260nm 〜34
0nm の波長帯の光に対する前記反射部材の反射率を０．
２以下にしたことを特徴とする請求項１又は３に記載の
露光装置。 - 【請求項５】 前記反射光学部材の反射率は、前記所定
の波長域の光に対して大きいことを特徴とする請求項１
〜４の何れか一項に記載の露光装置。 - 【請求項６】 放電ランプと、該放電ランプからの光を
反射する反射光学部材とを有し、該反射光学部材を介し
た光のもとで、転写用のパターンが形成されたマスクを
照明し、該パターンを感光基板上に転写するための露光
装置において、前記反射光学部材によって反射された光から前記マスク
を照明するための所定の波長域の光を選択するバンドパ
スフィルタと、 前記反射光学部材と前記バンドパスフィルタとの間に配
置されて、二酸化硫黄の吸収帯の光に対する透過率が小
さい透過光学部材とを有することを特徴とする露光装
置。 - 【請求項７】 105nm 〜180nm 、180nm 〜240nm 、260n
m 〜340nm 、340nm〜390nm の４つの波長帯の内の少な
くとも一つの波長帯の光に対する前記透過光学部材の透
過率を小さくしたことを特徴とする請求項６に記載の露
光装置。 - 【請求項８】 放電ランプを有し、該放電ランプからの
光のもとで、転写用のパターンが形成されたマスクを照
明し、該パターンを感光基板上に転写するための露光装
置において、前記放電ランプからの光から所定の波長域の光を選択す
るバンドパスフィルタと、 前記放電ランプ と前記バンドパスフィルタとの間に配置
され、硫酸アンモニウムの生成に寄与する波長帯の光を
吸収する光学部材とを有することを特徴とする露光装
置。 - 【請求項９】 前記放電ランプからの光を反射する反射
集光部材と、前記反射集光部材を介した光を反射偏向す
る反射部材とを備え、 前記光学部材は、前記反射集光部材と前記反射部材との
間に配置されることを特徴とする請求項８に記載の露光
装置。 - 【請求項１０】 放電ランプと、該放電ランプからの光
を反射する反射光学部材とを有し、該反射光学部材を介
した光を被照明物体へ照明する照明光学装置において、前記反射光学部材によって反射された光から前記被照明
物体を照明するための所定の波長域の光を選択するバン
ドパスフィルタを有し、 さらに、 前記反射光学部材の反射率は、二酸化硫黄の吸
収帯の光に対して小さいことを特徴とする照明光学装
置。 - 【請求項１１】 前記反射光学部材は、前記放電ランプ
からの光を反射する反射集光部材、又は前記反射集光部
材で反射された光を反射する光路折り曲げ用のミラーで
あることを特徴とする請求項１０に記載の照明光学装
置。 - 【請求項１２】 放電ランプと、該放電ランプからの光
を透過する透過光学部材とを有し、該透過光学部材を介
した光を被照明物体へ照明する照明光学装置において、前記放電ランプからの光から所定の波長域の光を選択す
るバンドパスフィルタ を有し、 前記透過光学部材は、前記放電ランプと前記バンドパス
フィルタとの間に配置され、かつ二酸化硫黄の吸収帯の
光に対して小さい透過率を有す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 |
|---|---|---|---|
| JP00058293A JP3309867B2 (ja) | 1993-01-06 | 1993-01-06 | 露光装置及び照明光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00058293A JP3309867B2 (ja) | 1993-01-06 | 1993-01-06 | 露光装置及び照明光学装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06202243A JPH06202243A (ja) | 1994-07-22 |
| JP3309867B2 true JP3309867B2 (ja) | 2002-07-29 |
Family
ID=11477714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00058293A Expired - Fee Related JP3309867B2 (ja) | 1993-01-06 | 1993-01-06 | 露光装置及び照明光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3309867B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2287644A2 (en) | 2009-08-18 | 2011-02-23 | Mitsubishi Electric Corporation | Light source device and method of producing the same |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3448670B2 (ja) * | 1993-09-02 | 2003-09-22 | 株式会社ニコン | 露光装置及び素子製造方法 |
| JP3221226B2 (ja) * | 1994-03-30 | 2001-10-22 | キヤノン株式会社 | 照明装置及びそれを用いた投影露光装置 |
| EP1107065B1 (en) * | 1999-12-01 | 2007-08-29 | ASML Netherlands B.V. | Lithography apparatus with filter |
| US7375794B2 (en) * | 2004-08-04 | 2008-05-20 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| JP2009244686A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Fujitsu Microelectronics Ltd | フォトマスクの処理方法及び装置 |
| JP5430489B2 (ja) * | 2010-05-13 | 2014-02-26 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 液晶露光装置 |
-
1993
- 1993-01-06 JP JP00058293A patent/JP3309867B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2287644A2 (en) | 2009-08-18 | 2011-02-23 | Mitsubishi Electric Corporation | Light source device and method of producing the same |
| US8733995B2 (en) | 2009-08-18 | 2014-05-27 | Mitsubishi Electric Corporation | Light source device with reduced optical part clouding |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06202243A (ja) | 1994-07-22 |
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