JP3311319B2 - 光学ユニット、光学ユニットを用いた光学機器 - Google Patents

光学ユニット、光学ユニットを用いた光学機器

Info

Publication number
JP3311319B2
JP3311319B2 JP26444699A JP26444699A JP3311319B2 JP 3311319 B2 JP3311319 B2 JP 3311319B2 JP 26444699 A JP26444699 A JP 26444699A JP 26444699 A JP26444699 A JP 26444699A JP 3311319 B2 JP3311319 B2 JP 3311319B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
light
optical unit
unit according
optical element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP26444699A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2000173917A (ja
Inventor
俊彦 辻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP26444699A priority Critical patent/JP3311319B2/ja
Priority to EP99307717A priority patent/EP0990933A3/en
Priority to US09/411,633 priority patent/US6606195B2/en
Publication of JP2000173917A publication Critical patent/JP2000173917A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3311319B2 publication Critical patent/JP3311319B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0018Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means for preventing ghost images
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0025Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
    • G02B27/0037Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration with diffracting elements
    • G02B27/0043Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration with diffracting elements in projection exposure systems, e.g. microlithographic systems
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/42Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
    • G02B27/4205Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive optical element [DOE] contributing to image formation, e.g. whereby modulation transfer function MTF or optical aberrations are relevant
    • G02B27/4211Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive optical element [DOE] contributing to image formation, e.g. whereby modulation transfer function MTF or optical aberrations are relevant correcting chromatic aberrations
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/42Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
    • G02B27/4205Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive optical element [DOE] contributing to image formation, e.g. whereby modulation transfer function MTF or optical aberrations are relevant
    • G02B27/4222Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive optical element [DOE] contributing to image formation, e.g. whereby modulation transfer function MTF or optical aberrations are relevant in projection exposure systems, e.g. photolithographic systems
    • 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
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70241Optical aspects of refractive lens systems, i.e. comprising only refractive elements
    • 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
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70808Construction details, e.g. housing, load-lock, seals or windows for passing light in or out of apparatus
    • G03F7/70825Mounting of individual elements, e.g. mounts, holders or supports

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回折光学素子など
の複数の方向に光線を偏向する光学素子を備えた光学ユ
ニットに関し、特に、ICやLSI等を製作する装置に
好適な光学ユニットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年の半導体素子の製造技術の進展は目
覚ましく、それに伴う微細加工技術の進展も著しい。特
に、近年はサブミクロンの解像力を有する縮小投影露光
装置、通称ステッパーを用いて微細加工を行うことが主
流であり、さらなる解像力向上にむけて光学系の開口数
(NA)の拡大や、露光波長の短波長化、また新しい光
学素子の導入も盛んに研究されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の露光装置におい
ては、例えば色収差の補正に用いる回折光学素子のよう
な光学素子を用いた場合、光学素子により回折された光
線のうち、所望の方向以外に回折した光線(不要光)が
鏡筒内で反射してゴースト、フレア等の発生の要因とな
り、従って、被露光面における露光量分布が不均一とな
っていた。
【0004】本発明は、このような問題に鑑みて成され
たものであり、本発明の目的は、前述のゴースト、フレ
ア等をなくしたり、減らすことができる光学ユニットを
提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の光学ユニット
は、入射光を複数の方向に偏向させる光学素子と、前記
複数の方向のうちのある方向へ偏向した光を多重反射に
より減衰させる減衰手段とを備え、前記減衰手段は、内
壁面が反射面として形成された2つの角笛型の断面形状
の凹部を有しており、前記2つの角笛型の断面形状の凹
部は互いに離れる方向に屈曲していることを特徴とす
る。
【0006】
【0007】本発明の光学ユニットの一態様例において
は、前記減衰手段を冷却する冷却手段を更に有する。
【0008】本発明の光学ユニットの一態様例におい
て、前記減衰手段は、前記ある方向へ偏光した光を多重
反射により特定領域に収束する機能を有する。
【0009】本発明の光学ユニットの一態様例におい
て、前記光学素子は回折光学素子である。
【0010】本発明の光学ユニットの一態様例におい
て、前記回折光学素子は、階段状に形成された回折パタ
ーンを有する。
【0011】本発明の光学ユニットの一態様例におい
て、前記ある方向へ偏向した光は、前記光学素子により
偏向した前記光のうちの+1次または−1次の回折光で
ある。
【0012】
【0013】
【0014】本発明の光学ユニットの一態様例におい
て、前記光学素子は鏡筒内に固定又は移動可能に支持さ
れており、前記減衰手段は前記鏡筒の内周面の全周に渡
って形成されている。
【0015】本発明の光学ユニットの一態様例において
は、前記減衰手段を複数箇所設けている。
【0016】本発明の光学ユニットの一態様例におい
て、前記冷却手段は空冷式である。
【0017】本発明の光学ユニットの一態様例におい
て、前記冷却手段は水冷式である。
【0018】本発明の光学ユニットの一態様例におい
て、前記冷却手段がペルチェ素子から成る。
【0019】本発明の光学機器は、上記光学ユニットを
介して光束を感光材料に照射するものである。
【0020】本発明の光学機器は、上記光学ユニットを
介して光束を光電変換素子に照射するものである。
【0021】本発明の露光装置は、上記光学ユニットを
照明光学系及び/又は投影光学系の少なくとも一部とし
て備え、被露光面にマスクパターンを投影し露光を行
う。
【0022】本発明のデバイスの製造方法は、ウエハに
感光材料を塗布するステップと、上記露光装置を用い
て、前記感光材料が塗布された前記ウエハにデバイスパ
ターンの露光を行うステップと、前記露光が行われた前
記ウエハを現像するステップとを備えている。
【0023】
【作用】本発明においては、光学素子においてある方向
に回折した不要光線(例えば高次の回折光)を、減衰手
段に照射させ、多重反射させて特定領域に収束させるこ
とにより不要光線を吸収することができる。また、吸収
した際に減衰手段において発生する熱を、冷却手段によ
って冷却することができ、発熱に起因する光学ユニット
の変形等を抑止することができる。
【0024】
【発明の実施の形態】(第1の実施形態)以下、本発明
の第1の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は第
1の実施形態に係る光学ユニットを用いたステッパー
(縮小投影露光装置)の全体構成を示す側面図である。
図2は、図1に示すステッパーにおける投影光学系の一
部を示す概略断面図である。
【0025】図1は、第1の実施形態のステッパーの主
要構成を示す模式図である。このステッパーは、回路パ
ターンが描かれたレチクル11に照明光を照射するため
の照明光学系10と、レチクル11を通過した照明光が
入射して当該レチクル11のパターンをウェハ13の表
面に縮小投影するための投影光学系12と、ウェハ13
が載置固定されるウェハチャック14と、ウェハチャッ
ク14が固定されるウェハステージ15とを有してい
る。
【0026】前記光学系は、紫外線や遠紫外線等の短波
長光、ここでは照明光としての高輝度のArFエキシマ
レーザー光を発する光源1と、光源1からの照明光を所
望の光束形状に変換するビーム形状変換手段2と、複数
のシリンドリカルレンズや微小レンズを2次元的に配置
されてなるオプティカルインテグレータ3と、不図示の
切替手段により任意の絞りに切替可能とされ、オプティ
カルインテグレータ3により形成された2次光源の位置
近傍に配置された絞り部材4と、絞り部材4を通過した
照明光を集光するコンデンサーレンズ5と、例えば4枚
の可変ブレードにより構成され、レチクル11の共役面
に配置されてレチクル11の表面での照明範囲を任意に
決定するブラインド7と、ブラインド7で所定形状に決
定された照明光をレチクル11の表面に投影するための
結像レンズ8と、結像レンズ8からの照明光をレチクル
11の方向へ反射させる折り曲げミラー9とを有してい
る。
【0027】以上のように構成されたステッパーを用
い、レチクル11のパターンをウェハ13の表面に縮小
投影する動作について説明する。
【0028】先ず、光源1から発した照明光は、ビーム
形状変換手段2で所定形状に変換された後、オプティカ
ルインテグレータ3に指向される。このとき、その射出
面近傍に複数の2次光源が形成される。この2次光源か
らの照明光が、絞り部材4を介してコンデンサーレンズ
5で集光され、ブラインド7で所定形状に決定された後
に結像レンズ8を介して折り曲げミラー9で反射し、レ
チクル11のパターンを通過して投影光学系12に入射
する。そして、投影光学系12を通過して前記パターン
が所定寸法に縮小されてウェハ13の表面に投影され、
露光が施される。
【0029】次に、第1の実施形態における回折光学素
子22を備えた光学ユニットである投影光学系12の構
成を説明する。図2は、図1における投影光学系12の
一部を示す断面図である。鏡筒21の内部に回折光学素
子22が固定されており、回折光学素子22の上側と下
側にレンズ20,24が固定されている。
【0030】回折光学素子22は、単体でレンズを複数
枚重ねたものと同等の効果を有するユニットであり、投
影光学系12における収差、特に色収差を抑えることが
可能である。
【0031】すなわち、投影光学系12に回折光学素子
22を挿入することにより、投影光学系12の光学レン
ズの枚数を少なくして、収差の発生を最小限に抑えてい
る。
【0032】次に、回折光学素子22の詳細について説
明する。図3(a)は、回折光学素子22の平面図を示
している。そして、図3(b)は、図3(a)における
I−I線に沿った断面を示している。
【0033】図3(a)に示すように、回折光学素子2
2は、鏡筒21の内径に嵌合するように円盤状に形成さ
れている。そして、図3(b)に示すように、表面には
微小な階段状の断面からなる回折格子面22aが形成さ
れている。
【0034】すなわち、回折光学素子22は、微小な段
差を形成することにより回折格子面22aを形成したバ
イナリー型光学素子であって、この微小な段差により入
射する光線23を回折して所望の偏向角で偏向させるこ
とができる。
【0035】回折光学素子22は、石英を主とする円盤
状基板を、半導体製造プロセスにおいて使用されるフォ
トリソグラフィー及びドライエッチング技術によって微
細加工することにより形成され、その回折格子面22a
は、図3(b)に示すように理想の素子形状(ブレーズ
ド形状)を階段状に近似した形状に形成されている。こ
こで、階段状断面の1段の高さは40nm〜60nm程
度である。
【0036】回折格子面22aの回折パターンを形成す
るには、円盤状の基板の表面にフォトリソグラフィー及
びドライエッチングを施すことによりパターニングして
形成するが、図3(b)に示すように回折パターンを階
段状に形成するには、その段数に応じた回数のパターニ
ングが必要である。図3(b)に示す如く、回折パター
ンを8段状に形成する場合には、3回のパターニングが
必要となる。ここで、回折光学素子22の素材となる円
盤状基板が比較的大きい場合には、1回の露光で全範囲
を露光することができないため、素子面を同心円状に分
割してそれぞれの領域毎に3回のパターニングを行うこ
とになる。
【0037】図3(b)に示すように、回折光学素子2
2に入射した光線23は、回折光学素子22により所望
の偏向角に回折されて撮像に用いる一次回折光である光
線24となる。入射した光線23のほとんどが所望の一
次回折光として回折される。しかし、光線24の他、光
線24の進む方向とは別の方向に不要な光線25が回折
する。
【0038】光線25は、バイナリー型光学素子の微小
な段差に起因して生じる光線であって、回折光学素子2
2の回折格子面22aが完全な理想形状に形成されてい
れば理論上は不要な光線25は発生しない。しかし、回
折格子面22aを微小な階段構造で近似した場合は、不
要な光線25が生じることになる。回折光学素子22の
回折格子面22aの設計値、光源1から入射する光線の
波長等からシミュレーションすることにより、一次回折
光(光線24)の進行方向(回折角)とともに不要な光
線25の進行方向(回折角)を求めることができる。
【0039】次に、鏡筒21内に設けられた、不要な光
線25を吸収するための構造部材について説明する。図
2に示すように、回折光学素子22と光学レンズ24の
間における鏡筒21の内周面21aには、その全周に渡
って光束吸収構造体(減衰手段)26が構成されてい
る。そして、光束吸収構造体26に近接して、鏡筒21
の外側の全周には冷却手段27が設けられている。
【0040】図4は第1の実施形態における光束吸収構
造体26の構造を示している。光束吸収構造体26は隣
接して形成された2つの角笛型の断面形状を有する凹部
28,29により構成されている。角笛型の凹部28,
29は、鏡筒21の内周の全周に渡って形成されてい
る。そして、凹部28,29の光軸方向の位置は、回折
光学素子22の直下であって、不要な光線25の進行方
向の延長線上に配置されている。
【0041】鏡筒21は、例えば真鍮等の金属により形
成されているため、凹部28,29の内壁面28aは金
属反射面として形成されている。図5は、凹部28の詳
細な形状を示した断面図である。凹部28は角笛型の断
面に形成されているため、凹部28の内壁面28aは図
4において上方向に屈曲しており、先端部28bにおい
て特定領域に収束している。
【0042】図5は、凹部28に入射した不要な光線2
5が、凹部28内で反射する様子を示している。このよ
うに、不要な光線25は凹部28の内壁面28aで反射
して凹部28の底へと向かい、凹部28の底の先端部2
8bへ収束する。
【0043】このように、角笛型の凹部28を不要な光
線25の進行方向に設置しておくことにより、不要な光
線25を凹部28内で多重反射により特定収束領域に収
束させて吸収することが可能である。
【0044】図4に示すように、鏡筒21の外側には、
凹部28,29の先端部28b,29bに近接するよう
に、冷却手段27としてのペルチェ素子30a,30b
が設置されている。ペルチェ素子30a,30bは、ペ
ルチェ効果により熱を吸収することが可能である。
【0045】ペルチェ素子30a,30bを凹部28,
29の先端部28b,29bに近接させることにより、
不要な光線25を吸収した際に生ずる先端部28b,2
9bの発熱を鏡筒21の外側から冷却することができ
る。これにより、凹部28,29が発熱した際における
鏡筒21の変形を抑止することができ、鏡筒21の変形
による投影光学系12の光学性能の劣化を抑止すること
ができる。
【0046】以上説明したように、本発明の第1の実施
形態によれば、回折光学素子22に入射する光線23を
所望の一次回折光である光線24に回折させた際に、光
線24とは別の方向に回折された不要な光線25の進行
方向に角笛型の凹部28,29を設けておくことによ
り、光線25を吸収して投影光学系12から取り除くこ
とができる。
【0047】これにより、投影光学系12内において乱
反射の原因となる光線25を除去することができ、ゴー
スト、フレア等の発生を抑止することができ、ウェハ1
3上に照射される光束の均一性を高めることが可能とな
る。従って、投影光学系12を透過した所望の光線24
によりウェハ13上に高い精度で所望の形状のパターン
を形成することができ、図1に示すステッパーにより製
造されるデバイスの信頼性を高めることが可能となる。
【0048】また、凹部28,29に近接してペルチェ
素子30a,30bからなる冷却手段を設けたため、光
線25を吸収して加熱された凹部28,29を冷却する
ことが可能となる。これにより、鏡筒21の熱による変
形を低減して、投影光学系12の光学性能の劣化を抑止
することができる。
【0049】(第2の実施形態)次に、本発明の第2の
実施形態を図面に基づいて説明する。第2の実施形態に
おいても本発明に係る光学ユニットを用いた装置として
ステッパーを例示する。第2の実施形態におけるステッ
パー及び光学ユニットとしての投影光学系12の主要構
成は、第1の実施形態と同一であり、第2の実施形態に
おいては図2に示す光束吸収構造体26及び冷却手段2
7が第1の実施形態と異なるため、以下この部位の構成
について説明する。なお、第2の実施形態を説明する図
において、第1の実施形態と実質的に同一の構成部材等
については第1の実施形態と同一の符号を記す。
【0050】図6は第2の実施形態における光束吸収構
造体26の構造を示している。光束吸収構造体26は、
鏡筒21の内周面21aの全周に渡って形成された、楔
型の断面形状からなる溝状部材31から構成されてい
る。溝状部材31は先端が鋭利に形成されており、根元
において固定されている。
【0051】図7は、溝状部材31を拡大して示した断
面図である。本実施形態においては、溝状部材31は金
属材料から形成されており、溝状部材31の側面31a
は金属反射面とされている。このように、側面31aを
反射面としておくことにより、図7に示すように、溝状
部材31から構成される光束吸収構造体26に不要な光
線25が入射した際に、光線25を多重反射させて隣接
する溝状部材31間の根元部32まで光線25を導くこ
とができ、根元部32において光線25を吸収すること
ができる。
【0052】図6に示すように、鏡筒21の外周には、
溝状部材31からなる光束吸収構造体26と近接するよ
うにフィン状の放熱プレート33が形成されている。放
熱プレート33は、鏡筒21の外周の全周に渡って形成
されており、光線25を吸収することによって加熱され
た溝状部材31の各々を冷却する冷却部材27としての
役割を有している。
【0053】すなわち、光線25を吸収して加熱された
溝状部材31からの熱は、鏡筒21を介して放熱プレー
ト33に伝達される。そして、フィン状に形成されて表
面積が拡大された放熱プレート33により効果的に放熱
することができる。
【0054】以上説明したように、本発明の第2の実施
形態によれば、回折光学素子22に入射する光線23を
所望の一次回折光である光線24に回折させた際に、光
線24とは別の方向に回折された不要な光線25の進行
方向に溝状部材31からなる光束吸収構造体26を設け
ておくことにより、光線25を吸収して投影光学系12
から取り除くことができる。なお、溝状部材31の集合
体は一体的に構成してもよいし、鏡筒21と一体の同一
部材としてもよい。
【0055】これにより、投影光学系12内において乱
反射の原因となる光線25を除去することができ、ゴー
スト、フレア等の発生を抑止することができ、ウェハ1
3上に照射される光線の均一性を高めることが可能とな
る。従って、投影光学系12を透過した所望の光線24
によりウェハ13上に高い精度で所望の形状のパターン
を形成することができ、図1に示すステッパーにより製
造されるデバイスの信頼性を高めることが可能となる。
【0056】また、溝状部材31に近接するように、鏡
筒21の外側にフィン状の放熱プレート33を設けたた
め、光線25を吸収して加熱された溝状部材31を冷却
することが可能となる。これにより、鏡筒21の熱によ
る変形を低減して、投影光学系12の光学性能の劣化を
抑止することができる。
【0057】なお、第1の実施形態においても冷却手段
27として放熱プレート33を用いてもよい。また、第
2の実施形態においても冷却手段27としてペルチェ素
子30a,30bを用いてもよい。更に、第1及び第2
の実施形態において、例えば光学吸収構造体26の近傍
に配管等を設置することにより冷却手段27を水冷式と
してもよい。
【0058】また、図8に示すように、レンズ24の更
に下側に光学吸収構造体26’を設けてもよい。この位
置に光学吸収構造体26’を設けることによって、光線
25以外の方向に回折した不要な光線34が光学レンズ
24を透過した場合でも、光学レンズ24を透過した
後、光線34が鏡筒21の内周面21aに向かって偏向
(屈折)した場合にこれを除去することができる。この
場合も、光学吸収構造体26’に近接するように鏡筒2
1の外側に冷却手段27’を設けることによって、光線
33の吸収により加熱された光束吸収構造体26’を冷
却することができる。このように、光源1の波長、回折
光学素子22、光学レンズ23,24等の設計値からシ
ミュレーションし、不要な光線が入射すると想定される
部位に光束吸収構造体26を設けることにより、効果的
にこれらの不要な光線を吸収することできる。
【0059】次に、図1を用いて説明したステッパーを
利用した半導体装置(半導体デバイス)の製造方法の一
例を説明する。
【0060】図10は、半導体デバイス(ICやLSI
等の半導体チップ、あるいは液晶パネルやCCD等)の
製造工程のフローを示す。先ず、ステップ1(回路設
計)では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ
2(マスク製作)では設計した回路パターンを形成した
マスクを製作する。一方、ステップ3(ウェハ製造)で
はシリコン等の材料を用いてウェハを製造する。ステッ
プ4(ウェハプロセス)は前工程と称され、上記の如く
用意したマスクとウェハを用いて、フォトリソグラフィ
ー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。次の
ステップ5(組み立て)は後工程と称され、ステップ4
によって作製されたウェハを用いて半導体チップ化する
工程であり、アッセンプリ工程(ダイシング、ボンディ
ング)、パッケージンク工程(チップ封入)等の工程を
含む。ステップ6(検査)ではステップ5で作製された
半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検
査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成
し、これが出荷(ステップ7)される。
【0061】図11は上記ウェハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ11(酸化)ではウェハの表面を酸
化させる。ステップ12(CVD)ではウェハ表面に絶
縁膜を形成する。ステップ13(電極形成)ではウェハ
上に電極を蒸着によって形成する。ステップ14(イオ
ン打込み)ではウェハにイオンを打ち込む。ステップ1
5(レジスト処理)ではウェハに感光剤を塗布する。ス
テップ16(露光)では上記説明したステッパーによっ
てマスクの回路パターンをウェハに焼付露光する。ステ
ップ17(現像)では露光したウェハを現像する。ステ
ップ18(エッチング)では現像したレジスト像以外の
部分を削り取る。ステップ19(レジスト剥離)ではエ
ッチングが終了して不要となったレジストを除去する。
これらのステップを繰り返し行なうことによって、ウェ
ハ上に多重に回路パターンが形成される。
【0062】この製造方法を用いれば、ステップ16に
おいて本実施形態のステッパーを用いてその使用形態を
限定されず自由度の高い状態で、ウェハ面に各種光学的
収差の補正された均一な照明光が照射されるので、従来
は製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを容易且
つ確実に製造することができる。なお、この製造方法に
よって、半導体デバイスのみならず回折光学素子25自
身を製造してもよい。
【0063】なお、上述した第1及び第2の実施形態に
おいては、回折光学素子22を用いた光学装置としてス
テッパーを例示したが、本発明はこれに限定されるもの
ではない。例えば、図9に示すように、テレビカメラ
(CCDカメラ)を構成するレンズの一部として光学ユ
ニットを用いてもよい。
【0064】図9に示すテレビカメラにおいては、光電
変換素子(CCD)101の前側、すなわち被写体側に
レンズ群102〜105が構成されている。ここで10
2はフォーカシングレンズ群であり、103はバリエー
ターレンズ群である。また、104はコンペンセータレ
ンズ群、105はリレーレンズ群である。
【0065】フォーカシングレンズ群102はフォーカ
シングレンズ鏡筒によって保持され、光軸方向に移動す
るように構成されており、フォーカシングレンズ群10
2が移動することにより、合焦動作が行われる。バリエ
ーターレンズ群103とコンペンセータレンズ群104
が移動することにより、ズーミングが行われる。そし
て、被写体の像がリレーレンズ群105の後方の光電変
換素子101に結像されることにより、画像が形成され
る。
【0066】このような構成のテレビカメラにおいて、
本発明に係る回折光学素子22は例えばコンペンセータ
レンズ群104の最前部に固定されている。これによ
り、収差の発生を抑えるために必要とされたレンズ群の
一部を回折光学素子22によって置き換えることができ
る。そして、回折光学素子22をテレビカメラの光学系
の中に構成することによって、光学系全体としてのレン
ズ枚数を削減することができ、近時の要請である小型化
を実現でき、簡易な構成でテレビカメラを構成するとと
もに、製造コストを大幅に削減することができる。
【0067】そして、本発明に係る光束吸収構造体26
は回折光学素子22に隣接して、コンペンセータレンズ
群104を保持する鏡筒の内面に設けられている。ま
た、鏡筒の外周には冷却手段27が設けられている。回
折光学素子22により回折され、光束吸収構造体26に
向かう不要な光線は光束吸収構造体26により吸収さ
れ、光線の吸収により加熱した光束吸収構造体26は、
冷却手段27により冷却される。
【0068】また、フォーカシングレンズ群102を構
成する2枚のレンズの間にも光束吸収構造体26が設け
られている。このように、光束吸収構造体26は、回折
光学素子22により生ずる不要光線を直接吸収するのみ
ならず、レンズからの不要光線を吸収して除去すること
も可能である。この場合も、光束吸収構造体26に近接
して冷却手段27を設けておくのが望ましい。なお、上
述したテレビカメラの構成を通常の感光材料を使用する
銀塩カメラに適用してもよい。
【0069】(第3の実施形態)次に、本発明の第3の
実施形態を図面に基づいて説明する。第3の実施形態に
おいても、本発明に係る光学ユニットを用いた装置とし
てステッパーを例示する。第3の実施形態におけるステ
ッパー及び光学ユニットとしての投影光学系12の主要
構成は第2の実施形態と同一であり、第3の実施形態に
おいては図6に示す光束吸収構造体26が第2の実施形
態と異なるため、以下この部位の構成について説明す
る。
【0070】図12は、第3の実施形態における光束吸
収構造体26の構造を示している。光束吸収構造体26
は、鏡筒21の内周面21aの全周に渡って形成され
た、ほぼ矩形の断面形状からなる溝状部材201から構
成されている。この溝状部材201は根元部202が鋭
利ではなく、ある面積をもった面で形成される。
【0071】図13は、溝状部材201を拡大して示し
た断面図である。本実施形態においては、溝状部材20
1は金属材料から形成されており、溝状部材201の側
面201aは金属反射面とされている。
【0072】この反射面201aの反射率は、所望の光
学薄膜を付着させたり、切削加工時に粗面に加工したり
することで、入射光23の波長に対して低反射率になる
ように構成されている。これにより、光線25が入射し
た際に溝状部材201内面の多重反射により光線25が
減衰し、根元部202に到達した光線がさらに多重反射
して光線203として再び光束吸収構造体から射出され
たとしても、ゴーストやフレア等に影響しない程度にま
で減衰させることが可能である。
【0073】本実施形態においては、溝状部材201は
根元部202に向かって幅が狭くなる形態を示している
が、この幅が根元部201に向かってほぼ同じであって
も良く、また、根元部202は平面ではなく曲面であっ
ても良い。
【0074】また、第1及び第2の実施形態において
も、収束した光線の一部が光学吸収構造体から漏れでて
きた場合でも、ゴーストやフレア等の要因にならない程
度まで十分減衰させられていれば課題を解決することが
可能であることは言うまでもない。
【0075】
【発明の効果】本発明によれば、光学ユニット内の不要
な露光光線を除去することができる。従って、所望の光
線を照射することを可能とした光学ユニットと、この光
学ユニットを用いた露光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係るステッパーの全
体構成を示す模式図である。
【図2】本発明の実施形態に係る縮小光学系の一部を示
す概略断面図である。
【図3】本発明の実施形態に係る光学ユニットを示す模
式図である。
【図4】本発明の第1の実施形態に係る縮小光学系の一
部を拡大して示す概略断面図である。
【図5】本発明の第1の実施形態に係る光学吸収構造体
を詳細に示す概略断面図である。
【図6】本発明の第2の実施形態に係る縮小光学系の一
部を拡大して示す概略断面図である。
【図7】本発明の第2の実施形態に係る光学吸収構造体
を詳細に示す概略断面図である。
【図8】本発明の他の実施形態に係る縮小光学系の一部
を示す概略断面図である。
【図9】本発明に係るテレビカメラを示す概略断面図で
ある。
【図10】本発明に係るステッパーを用いた半導体デバ
イスの製造工程を示すフローチャートである。
【図11】図10の工程中のウェハプロセスを更に詳細
に示すフローチャートである。
【図12】本発明の第3の実施形態に係る縮小光学系の
一部を拡大して示す概略断面図である。
【図13】本発明の第3の実施形態に係る光学吸収構造
体を詳細に示す概略断面図である。
【符号の説明】
1 光源 2 ビーム形状変換手段 3 オプティカルインテグレータ 4 絞り部材 5 コンデンサーレンズ 7 ブラインド 8 結像レンズ 9 折り曲げミラー 10 照明光学系 11 レチクル 12 投影光学系 13 ウェハ 14 ウェハチャック 15 ウェハステージ 20,24 光学レンズ 21 鏡筒 22 回折光学素子 22a 回折格子面 23 入射光線 24 光線(一次光) 25,34 光線(不要光) 26,26’ 光束吸収構造体 27,27’ 冷却手段 28,29 角笛型の凹部 28a,29a 内壁面 28b,29b 先端部 30a,30b ペルチェ素子 31,201 溝状部材 31a,201a 側面 32,202 根元部 33 放熱プレート 101 光電変換素子 102 フォーカシングレンズ群 103 バリエーターレンズ群 104 コンペンセータレンズ群 105 リレーレンズ群 203 (多重反射した)光線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G03F 7/20 521 H01L 21/30 515D

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入射光を複数の方向に偏向させる光学素
    子と、 前記複数の方向のうちのある方向へ偏向した光を多重反
    射により減衰させる減衰手段とを備え、 前記減衰手段は、内壁面が反射面として形成された2つ
    の角笛型の断面形状の凹部を有しており、前記2つの角
    笛型の断面形状の凹部は互いに離れる方向に屈曲してい
    ることを特徴とする光学ユニット。
  2. 【請求項2】 前記減衰手段を冷却する冷却手段を更に
    有することを特徴とする請求項1に記載の光学ユニッ
    ト。
  3. 【請求項3】 前記減衰手段は、前記ある方向へ偏光し
    た光を多重反射により特定領域に収束する機能を有する
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の光学ユニッ
    ト。
  4. 【請求項4】 前記光学素子は、回折光学素子であるこ
    とを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光
    学ユニット。
  5. 【請求項5】 前記回折光学素子は、階段状に形成され
    た回折パターンを有することを特徴とする請求項4に記
    載の光学ユニット。
  6. 【請求項6】 前記ある方向へ偏向した光は、前記光学
    素子により偏向した前記光のうちの+1次または−1次
    の回折光であることを特徴とする請求項4又は5に記載
    の光学ユニット。
  7. 【請求項7】 前記光学素子は鏡筒内に固定又は移動可
    能に支持されており、 前記減衰手段は前記鏡筒の内周面の全周に渡って形成さ
    れていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項
    に記載の光学ユニット。
  8. 【請求項8】 前記減衰手段を複数箇所設けたことを特
    徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の光学ユニ
    ット。
  9. 【請求項9】 前記冷却手段は空冷式であることを特徴
    とする請求項2に記載の光学ユニット。
  10. 【請求項10】 前記冷却手段は水冷式であることを特
    徴とする請求項2に記載の光学ユニット。
  11. 【請求項11】 前記冷却手段がペルチェ素子であるこ
    とを特徴とする請求項2に記載の光学ユニット。
  12. 【請求項12】 請求項1〜11のいずれか1項に記載
    の光学ユニットを介して光束を感光材料に照射すること
    を特徴とする光学機器。
  13. 【請求項13】 請求項1〜11のいずれか1項に記載
    の光学ユニットを介して光束を光電変換素子に照射する
    ことを特徴とする光学機器。
  14. 【請求項14】 請求項1〜11のいずれか1項に記載
    の光学ユニットを照明光学系及び/又は投影光学系の少
    なくとも一部として備え、被照射面に所定パターンを投
    影し露光を行うことを特徴とする露光装置。
  15. 【請求項15】 ウエハに感光材料を塗布するステップ
    と、請求項14に記載の露光装置を用いて、前記感光材
    料が塗布された前記ウエハをデバイスパターンで露光す
    るステップと、露光が行われた前記ウエハを現像するス
    テップとを備えることを特徴とするデバイスの製造方
    法。
JP26444699A 1998-10-02 1999-09-17 光学ユニット、光学ユニットを用いた光学機器 Expired - Fee Related JP3311319B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26444699A JP3311319B2 (ja) 1998-10-02 1999-09-17 光学ユニット、光学ユニットを用いた光学機器
EP99307717A EP0990933A3 (en) 1998-10-02 1999-09-30 Projection optical system for projection exposure apparatus
US09/411,633 US6606195B2 (en) 1998-10-02 1999-10-01 Optical unit and optical instrument having the same

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10-281296 1998-10-02
JP28129698 1998-10-02
JP26444699A JP3311319B2 (ja) 1998-10-02 1999-09-17 光学ユニット、光学ユニットを用いた光学機器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000173917A JP2000173917A (ja) 2000-06-23
JP3311319B2 true JP3311319B2 (ja) 2002-08-05

Family

ID=26546516

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26444699A Expired - Fee Related JP3311319B2 (ja) 1998-10-02 1999-09-17 光学ユニット、光学ユニットを用いた光学機器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6606195B2 (ja)
EP (1) EP0990933A3 (ja)
JP (1) JP3311319B2 (ja)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2004068566A1 (ja) * 2003-01-30 2006-05-25 株式会社ニコン 真空紫外用光学系及び投影露光装置
JP4307130B2 (ja) * 2003-04-08 2009-08-05 キヤノン株式会社 露光装置
JP4947508B2 (ja) * 2003-04-09 2012-06-06 株式会社馬越 光沢黒色バッフル
GB0407492D0 (en) * 2004-04-02 2004-05-05 Koninkl Philips Electronics Nv Ghost image elimination in an image sensor employing a variable focus lens
JP2010219571A (ja) * 2007-07-12 2010-09-30 Panasonic Corp カメラモジュール
WO2009031299A1 (ja) * 2007-09-03 2009-03-12 Panasonic Corporation 反射防止構造体、光学ユニット及び光学装置
GB2465607A (en) * 2008-11-25 2010-05-26 St Microelectronics CMOS imager structures
JP2011100020A (ja) * 2009-11-06 2011-05-19 Fujifilm Corp レンズ鏡筒
US8342690B2 (en) * 2010-04-29 2013-01-01 Eastman Kodak Company Off-state light baffle for digital projection
US20120224263A1 (en) * 2011-03-02 2012-09-06 Omnivision Technologies, Inc. Optical Systems Utilizing Diffraction Gratings To Remove Undesirable Light From A Field Of View
JP6379913B2 (ja) * 2014-09-18 2018-08-29 カシオ計算機株式会社 光学読取構造および電子機器
DE102015210041A1 (de) * 2015-06-01 2016-12-01 Carl Zeiss Smt Gmbh Optisches System einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage
JP2017032713A (ja) 2015-07-30 2017-02-09 株式会社リコー 投影レンズユニット、光学エンジン及び画像投影装置
JP6673072B2 (ja) * 2016-07-19 2020-03-25 株式会社デンソー 車両用カメラ装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3630617A (en) * 1970-01-02 1971-12-28 Bausch & Lomb Automatic calibration of an optical measuring system employing a photomultiplier or like device
GB2039680B (en) * 1979-01-25 1982-10-06 Computer & Technical Expo Syst Optical systems
US4631416A (en) * 1983-12-19 1986-12-23 Hewlett-Packard Company Wafer/mask alignment system using diffraction gratings
US4626613A (en) * 1983-12-23 1986-12-02 Unisearch Limited Laser grooved solar cell
US4916319A (en) * 1988-04-22 1990-04-10 Tauton Technologies, Inc. Beam intensity profilometer
US5018832A (en) * 1988-11-10 1991-05-28 Nikon Corporation Device for preventing generation of harmful light in objective lens assembly
JPH0413910U (ja) * 1990-05-25 1992-02-04
JP3323537B2 (ja) 1991-07-09 2002-09-09 キヤノン株式会社 微細構造評価装置及び微細構造評価法
JP3187093B2 (ja) 1991-09-27 2001-07-11 キヤノン株式会社 位置ずれ測定装置
JP3210123B2 (ja) * 1992-03-27 2001-09-17 キヤノン株式会社 結像方法及び該方法を用いたデバイス製造方法
US5486919A (en) 1992-04-27 1996-01-23 Canon Kabushiki Kaisha Inspection method and apparatus for inspecting a particle, if any, on a substrate having a pattern
US5748222A (en) * 1992-06-11 1998-05-05 Zed Instruments Ltd. Laser angroxing head employing acousto-optic modulator
US5861952A (en) 1992-11-16 1999-01-19 Canon Kabushiki Kaisha Optical inspection method and apparatus including intensity modulation of a light beam and detection of light scattered at an inspection position
US5432603A (en) 1992-11-20 1995-07-11 Canon Kabushiki Kaisha Optical heterodyne interference measuring apparatus and method, and exposing apparatus and device manufacturing method using the same, in which a phase difference between beat signals is detected
JPH0743313A (ja) 1993-07-29 1995-02-14 Canon Inc 異物検査装置及びそれを用いた半導体デバイスの 製造方法
JP3211538B2 (ja) 1994-01-13 2001-09-25 キヤノン株式会社 検査装置及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法
JPH07209202A (ja) 1994-01-21 1995-08-11 Canon Inc 表面状態検査装置、該表面状態検査装置を備える露光装置及び該露光装置を用いてデバイスを製造する方法
JPH0815169A (ja) 1994-06-28 1996-01-19 Canon Inc 異物検査装置及びそれを用いた半導体デバイスの製造 方法
US5523562A (en) * 1994-10-31 1996-06-04 Hewlett-Packard Company Optical scanner having enhanced depth of illumination
JP3454397B2 (ja) * 1995-09-28 2003-10-06 富士写真光機株式会社 ビデオプロジェクタ用光学系

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000173917A (ja) 2000-06-23
EP0990933A2 (en) 2000-04-05
EP0990933A3 (en) 2003-10-22
US20020048085A1 (en) 2002-04-25
US6606195B2 (en) 2003-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3264224B2 (ja) 照明装置及びそれを用いた投影露光装置
US7375805B2 (en) Reticle and optical characteristic measuring method
US7023522B2 (en) Multiple exposure method
JP3311319B2 (ja) 光学ユニット、光学ユニットを用いた光学機器
US20060176461A1 (en) Projection optical system and exposure apparatus having the same
US5719617A (en) Illumination system for superposing light beams one upon another on a surface using a projecting system having different focal point positions
JPH0817719A (ja) 投影露光装置
US20080143987A1 (en) Exposure apparatus and device fabrication method
JP2001284240A (ja) 照明光学系、および該照明光学系を備えた投影露光装置と該投影露光装置によるデバイスの製造方法
JP2001284212A (ja) 照明装置及びそれを有する露光装置
JP2001358057A (ja) 照明装置及びそれを用いた走査型露光装置
JP2000206321A (ja) 回折光学素子、回折光学素子を備えた光学系、回折光学素子の製造方法、回折光学素子を備えた光学系を含む露光装置、及び露光装置を用いたデバイスの製造方法
JP5241270B2 (ja) 照明光学系、これを用いた露光装置及びデバイス製造方法
TW200809919A (en) Exposure apparatus
JPH09325275A (ja) 照明装置及びそれを用いた投影露光装置
US20080062509A1 (en) Diffractive optical element, exposure apparatus and device manufacturing method
US7242457B2 (en) Exposure apparatus and exposure method, and device manufacturing method using the same
JP5220136B2 (ja) 照明光学系、露光装置およびデバイス製造方法
US8305560B2 (en) Exposure apparatus, device manufacturing method, and aperture stop manufacturing method
JP4545854B2 (ja) 投影露光装置
JP4235410B2 (ja) 露光方法
JP2002057081A (ja) 照明光学装置並びに露光装置及び露光方法
JP3189528B2 (ja) X線投影露光装置
JP2005331651A (ja) 3次元構造形成方法および3次元構造形成方法を用いて製造された光学素子、光学系、装置、デバイスおよびデバイス製造方法
JP2001284237A (ja) 照明装置及びそれを用いた露光装置

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090524

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100524

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees