JP3316937B2 - 照明光学装置、露光装置、及び該露光装置を用いた転写方法 - Google Patents
照明光学装置、露光装置、及び該露光装置を用いた転写方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は被照射面を均一に照明す
る照明光学装置に関するものであり、特に、半導体製造
用の露光装置に好適な照明光学装置に関するものであ
る。
る照明光学装置に関するものであり、特に、半導体製造
用の露光装置に好適な照明光学装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来においては、例えば、図１２に示す
如き半導体露光装置に応用された照明光学装置が公知で
ある。図１２に示す如く、水銀アーク灯等の光源１から
の光束は、楕円鏡２により反射鏡Ｍ1 を介して集光さ
れ、コリメートレンズ３により平行光束に変換され、フ
ライアイレンズ４へ導かれる。そして、この平行光束が
フライアイレンズ４を介する事により、複数の２次光源
像よりなる２次光源が形成される。この２次光源からの
光束は、反射鏡Ｍ2 を介してコンデンサーレンズ６によ
り集光され、被照射物体としてのレチクルＲ上を重畳的
に均一に照明する。
如き半導体露光装置に応用された照明光学装置が公知で
ある。図１２に示す如く、水銀アーク灯等の光源１から
の光束は、楕円鏡２により反射鏡Ｍ1 を介して集光さ
れ、コリメートレンズ３により平行光束に変換され、フ
ライアイレンズ４へ導かれる。そして、この平行光束が
フライアイレンズ４を介する事により、複数の２次光源
像よりなる２次光源が形成される。この２次光源からの
光束は、反射鏡Ｍ2 を介してコンデンサーレンズ６によ
り集光され、被照射物体としてのレチクルＲ上を重畳的
に均一に照明する。
【０００３】以上の照明光学装置の構成により、レチク
ルＲ上に形成された回路パターンが、投影光学系７によ
ってウエハステージ８上に載置されたウエハＷ上に縮小
投影される。ところで、近年においては、微細なパター
ンをウエハ上に転写することが切望されており、このた
めの対応として投影光学系の解像度を向上させることが
考えられる。投影光学系の解像度を向上させるには、照
明光源をより短波長化とする手法と投影光学系の開口数
を大きくする手法がある。
ルＲ上に形成された回路パターンが、投影光学系７によ
ってウエハステージ８上に載置されたウエハＷ上に縮小
投影される。ところで、近年においては、微細なパター
ンをウエハ上に転写することが切望されており、このた
めの対応として投影光学系の解像度を向上させることが
考えられる。投影光学系の解像度を向上させるには、照
明光源をより短波長化とする手法と投影光学系の開口数
を大きくする手法がある。
【０００４】ところが、照明光源をより短波長化とする
と、透過光学部材として使用できる適切な光学材料が存
在しない等の問題があり、短波長化に対応できる投影光
学系を構成することは困難である。また、投影光学系の
開口数を大きくすると、この開口数の二乗に比例して焦
点深度が浅くなるという問題があり、現在、投影光学系
により得られている解像度も既に限界に来ている。
と、透過光学部材として使用できる適切な光学材料が存
在しない等の問題があり、短波長化に対応できる投影光
学系を構成することは困難である。また、投影光学系の
開口数を大きくすると、この開口数の二乗に比例して焦
点深度が浅くなるという問題があり、現在、投影光学系
により得られている解像度も既に限界に来ている。
【０００５】この様に行き詰まった状況の中で、最近、
図１２に示す如きフライアイレンズ４の射出側に形成さ
れる２次光源の形状を変形させて、レチクルＲを傾斜照
明することにより、投影光学系７が本来有する解像度並
びに焦点深度よりも大幅に向上させようという傾斜照明
技術が提案されており、大きな注目を集めている。例え
ば、図１２に示す如きフライアイレンズ４の射出側に配
置されている開口絞り５に輪帯状（ドーナツ状）の開口
部を設けて輪帯状の２次光源を形成し、レチクルＲを傾
斜照明することにより、解像度並びに焦点深度の改善を
図ろうとする輪帯状照明法が知られている。
図１２に示す如きフライアイレンズ４の射出側に形成さ
れる２次光源の形状を変形させて、レチクルＲを傾斜照
明することにより、投影光学系７が本来有する解像度並
びに焦点深度よりも大幅に向上させようという傾斜照明
技術が提案されており、大きな注目を集めている。例え
ば、図１２に示す如きフライアイレンズ４の射出側に配
置されている開口絞り５に輪帯状（ドーナツ状）の開口
部を設けて輪帯状の２次光源を形成し、レチクルＲを傾
斜照明することにより、解像度並びに焦点深度の改善を
図ろうとする輪帯状照明法が知られている。
【０００６】また、図１２に示す如き開口絞り５に２つ
あるいは４つの開口部を設けて２つあるいは４つの２次
光源を形成し、レチクルＲを傾斜照明することにより、
輪帯状照明法よりも大きな解像度並びに深い焦点深度を
得ようとする特殊傾斜照明法も知られており、この技術
は例えば特開平４−１０１１４８号公報に開示されてい
る。
あるいは４つの開口部を設けて２つあるいは４つの２次
光源を形成し、レチクルＲを傾斜照明することにより、
輪帯状照明法よりも大きな解像度並びに深い焦点深度を
得ようとする特殊傾斜照明法も知られており、この技術
は例えば特開平４−１０１１４８号公報に開示されてい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述した傾斜照明技術
によれば、投影光学系が本来有する解像度並びに焦点深
度よりも大幅に向上させことが実現できるという大きな
利点があるものの、２次光源の形状を変形させるため
に、フライアイレンズの射出側に設けられている開口絞
りによって光束を大幅に遮光しなければならず、照明効
率が大幅に低下するという問題があった。この結果、ス
ループットが大幅に低下するという深刻な問題が存在し
ていた。
によれば、投影光学系が本来有する解像度並びに焦点深
度よりも大幅に向上させことが実現できるという大きな
利点があるものの、２次光源の形状を変形させるため
に、フライアイレンズの射出側に設けられている開口絞
りによって光束を大幅に遮光しなければならず、照明効
率が大幅に低下するという問題があった。この結果、ス
ループットが大幅に低下するという深刻な問題が存在し
ていた。
【０００８】そこで、本発明は、上記の問題を全て解決
したものであり、高い照明効率を維持することを目的と
する。
したものであり、高い照明効率を維持することを目的と
する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明による第１の照明光学装置は、図１に示す
如く、光束を供給する光源１と、所定形状の開口部２ａ
を有する回転対称型反射鏡２と、その回転対称型反射鏡
によって集光された光源１からの光束を平行光束に変換
するコリメート光学系３と、その平行光束によって複数
の２次光源を形成する多光源形成手段４と、その多光源
形成手段４からの光束を集光して被照射物体Ｒを均一に
照明するためのコンデンサー光学系６とを有し、そのコ
リメート光学系３は、回転対称型反射鏡２の反射面２ｂ
の像を多光源形成手段４の入射面４ａの位置Ｂ1に形成
する構成としたものである。また、本発明による第１の
露光装置は、上記第１の照明光学装置と、被照射物体Ｒ
に形成されたパターンの像をウエハＷに投影する投影光
学系７とを有する構成としたものである。 また、本発明
による第１の転写方法は、上記第１の露光装置を用いた
転写方法であって、照明光学装置からの光束を被照射物
体Ｒに照明する工程と、投影光学系７を介して被照射物
体Ｒに形成されたパターンの像をウエハＷに投影転写す
る工程を含むようにしたものである。
めに、本発明による第１の照明光学装置は、図１に示す
如く、光束を供給する光源１と、所定形状の開口部２ａ
を有する回転対称型反射鏡２と、その回転対称型反射鏡
によって集光された光源１からの光束を平行光束に変換
するコリメート光学系３と、その平行光束によって複数
の２次光源を形成する多光源形成手段４と、その多光源
形成手段４からの光束を集光して被照射物体Ｒを均一に
照明するためのコンデンサー光学系６とを有し、そのコ
リメート光学系３は、回転対称型反射鏡２の反射面２ｂ
の像を多光源形成手段４の入射面４ａの位置Ｂ1に形成
する構成としたものである。また、本発明による第１の
露光装置は、上記第１の照明光学装置と、被照射物体Ｒ
に形成されたパターンの像をウエハＷに投影する投影光
学系７とを有する構成としたものである。 また、本発明
による第１の転写方法は、上記第１の露光装置を用いた
転写方法であって、照明光学装置からの光束を被照射物
体Ｒに照明する工程と、投影光学系７を介して被照射物
体Ｒに形成されたパターンの像をウエハＷに投影転写す
る工程を含むようにしたものである。
【００１０】また、本発明による第２の照明光学装置
は、図７に示す如く、光束を供給する光源１と、所定形
状の開口部２ａを有する回転対称型反射鏡２と、その回
転対称型反射鏡２によって光源１からの光束が集光され
ることにより形成される光源像を再結像する再結像光学
系３０と、その再結像光学系３０によって再結像された
光源像位置Ａ3に入射面４０ａが配置され,複数の２次光
源を形成する多光源形成手段４０と、その多光源形成手
段４０からの光束を集光する集光光学系４２と、その集
光光学系４２からの光束を集光して被照射物体Ｒを均一
に照明するためのコンデンサー光学系６とを有し、その
再結像光学系３０は、回転対称型反射鏡２の反射面２ｂ
の像を多光源形成手段４０の射出面４０ｂの位置Ｂ11に
する構成としたものである。また、本発明による第２の
露光装置は、上記第２の照明光学装置と、被照射物体Ｒ
に形成されたパターンの像をウエハＷに投影する投影光
学系７とを有する構成としたものである。 また、本発明
による第２の転写方法は、上記第２の露光装置を用いた
転写方法であって、照明光学装置からの光束を被照射物
体Ｒに照明する工程と、投影光学系７を介して被照射物
体Ｒに形成されたパターンの像をウエハＷに投影転写す
る工程を含むようにしたものである。
は、図７に示す如く、光束を供給する光源１と、所定形
状の開口部２ａを有する回転対称型反射鏡２と、その回
転対称型反射鏡２によって光源１からの光束が集光され
ることにより形成される光源像を再結像する再結像光学
系３０と、その再結像光学系３０によって再結像された
光源像位置Ａ3に入射面４０ａが配置され,複数の２次光
源を形成する多光源形成手段４０と、その多光源形成手
段４０からの光束を集光する集光光学系４２と、その集
光光学系４２からの光束を集光して被照射物体Ｒを均一
に照明するためのコンデンサー光学系６とを有し、その
再結像光学系３０は、回転対称型反射鏡２の反射面２ｂ
の像を多光源形成手段４０の射出面４０ｂの位置Ｂ11に
する構成としたものである。また、本発明による第２の
露光装置は、上記第２の照明光学装置と、被照射物体Ｒ
に形成されたパターンの像をウエハＷに投影する投影光
学系７とを有する構成としたものである。 また、本発明
による第２の転写方法は、上記第２の露光装置を用いた
転写方法であって、照明光学装置からの光束を被照射物
体Ｒに照明する工程と、投影光学系７を介して被照射物
体Ｒに形成されたパターンの像をウエハＷに投影転写す
る工程を含むようにしたものである。
【００１１】
【作 用】本発明は、回転対称型反射鏡の曲線状の反射
面の像を平坦となるように補正し、この平坦な反射面の
像位置に多光源形成手段の入射面または射出面を配置す
ることにより、輪帯状の複数の２次光源像を形成すると
いう事に着目したものである。
面の像を平坦となるように補正し、この平坦な反射面の
像位置に多光源形成手段の入射面または射出面を配置す
ることにより、輪帯状の複数の２次光源像を形成すると
いう事に着目したものである。
【００１２】まず、本発明による第１の照明光学装置
は、このコリメート光学系が回転対称型反射鏡の反射面
の像を多光源形成手段の入射面上に形成することによ
り、多光源形成手段の関与によって輪帯状の２次光源像
を得るようにしたものである。また、本発明による第２
の照明光学装置は、再結像光学系が回転対称型反射鏡の
反射面の像を多光源形成手段の射出面上に形成すること
により、多光源形成手段の関与によって輪帯状の２次光
源像を得るようにしたものである。
は、このコリメート光学系が回転対称型反射鏡の反射面
の像を多光源形成手段の入射面上に形成することによ
り、多光源形成手段の関与によって輪帯状の２次光源像
を得るようにしたものである。また、本発明による第２
の照明光学装置は、再結像光学系が回転対称型反射鏡の
反射面の像を多光源形成手段の射出面上に形成すること
により、多光源形成手段の関与によって輪帯状の２次光
源像を得るようにしたものである。
【００１３】これらにより、原理的に光量損失を招くこ
となく輪帯照明が達成でき、また、２つあるいは４つの
開口部を持つ開口絞りを設ければ、従来よりも大幅に照
明効率が改善された状態で、特殊傾斜照明法が達成でき
る。
となく輪帯照明が達成でき、また、２つあるいは４つの
開口部を持つ開口絞りを設ければ、従来よりも大幅に照
明効率が改善された状態で、特殊傾斜照明法が達成でき
る。
【００１４】
【実施例】図１は本発明の照明光学装置を半導体製造用
の露光装置に応用した一例を第１実施例として示してお
り、図１において、図１２と同一の機能を持つ部材には
同一の符号を付してある。以下、図１を参照しながら第
１実施例を詳述する。ｇ線(436nm) 又はｉ線（365nm)等
の光束を発する水銀アーク灯等の光源１は、回転対称型
反射鏡としての楕円鏡２のほぼ第１焦点位置Ｏに設けら
れており、この光源１からの光束は、円形開口部２ａ及
び楕円反射面２ｂを有する楕円鏡２により反射集光さ
れ、楕円鏡２の第２焦点位置Ａ1 には光源１の光源像が
形成される。
の露光装置に応用した一例を第１実施例として示してお
り、図１において、図１２と同一の機能を持つ部材には
同一の符号を付してある。以下、図１を参照しながら第
１実施例を詳述する。ｇ線(436nm) 又はｉ線（365nm)等
の光束を発する水銀アーク灯等の光源１は、回転対称型
反射鏡としての楕円鏡２のほぼ第１焦点位置Ｏに設けら
れており、この光源１からの光束は、円形開口部２ａ及
び楕円反射面２ｂを有する楕円鏡２により反射集光さ
れ、楕円鏡２の第２焦点位置Ａ1 には光源１の光源像が
形成される。
【００１５】図２には、楕円鏡２をこれの第２焦点側か
ら見た様子を示しており、図１に示す開口部２ａの近傍
の反射位置ａ1 及び開口部２ａから最も離れた反射位置
ｂ1での反射領域は、図２に示す如く、共にリング状と
なっている。なお、楕円鏡２の開口部２ａを円形以外の
形状にしても良い。さて、楕円鏡２の集光作用を受けて
これの第２焦点位置Ａ1 で光源像を一旦形成した光束
は、この光源像位置Ａ1 に前側焦点が位置するように設
けられたコリメート光学系としてのコリメートレンズ３
により平行光束に変換され、この平行光束は、多光源形
成手段として機能するフライアイレンズ４に入射する。
ら見た様子を示しており、図１に示す開口部２ａの近傍
の反射位置ａ1 及び開口部２ａから最も離れた反射位置
ｂ1での反射領域は、図２に示す如く、共にリング状と
なっている。なお、楕円鏡２の開口部２ａを円形以外の
形状にしても良い。さて、楕円鏡２の集光作用を受けて
これの第２焦点位置Ａ1 で光源像を一旦形成した光束
は、この光源像位置Ａ1 に前側焦点が位置するように設
けられたコリメート光学系としてのコリメートレンズ３
により平行光束に変換され、この平行光束は、多光源形
成手段として機能するフライアイレンズ４に入射する。
【００１６】このフライアイレンズ４は、円形又は多角
形（四角形、六角形等）の断面形状を有するレンズ素子
４１が複数束ねられた集合体で構成されており、このフ
ライアイレンズ４を平行光束が通過すると、これの射出
側面もしくはその近傍の位置Ａ2 には複数の光源像が形
成され、ここには実質的に２次光源が形成される。この
２次光源の位置Ａ2 には、図３に示す如く、輪帯状（ド
ーナツ状）の開口部を有する開口絞り５が設けられてい
る。なお、本実施例では、このレンズ素子４１は両凸形
状を有しているが、一方の面を平面もくしは凹面として
も良く、さらには、両凹形状としても良い。また、フラ
イアイレンズ４は、ドーナツ状に束ねられて構成されて
も良い。
形（四角形、六角形等）の断面形状を有するレンズ素子
４１が複数束ねられた集合体で構成されており、このフ
ライアイレンズ４を平行光束が通過すると、これの射出
側面もしくはその近傍の位置Ａ2 には複数の光源像が形
成され、ここには実質的に２次光源が形成される。この
２次光源の位置Ａ2 には、図３に示す如く、輪帯状（ド
ーナツ状）の開口部を有する開口絞り５が設けられてい
る。なお、本実施例では、このレンズ素子４１は両凸形
状を有しているが、一方の面を平面もくしは凹面として
も良く、さらには、両凹形状としても良い。また、フラ
イアイレンズ４は、ドーナツ状に束ねられて構成されて
も良い。
【００１７】ここで、コリメートレンズ３は、楕円鏡２
の反射面２ｂの像を平坦となるように補正して、楕円鏡
２の開口部近傍のリング状反射領域ａ1 からの反射光束
をフライアイレンズ４の入射面４ａの中心から少し離れ
た位置ａ2 に結像し、楕円鏡２における開口部２ａから
最も離れた周辺のリング状反射領域ｂ1 からの反射光束
をフライアイレンズ４の入射面４ａの周辺位置ｂ2 に結
像する。従って、楕円鏡２の反射面２ｂの結像位置を示
す図４の如く、コリメートレンズ３により楕円鏡２の反
射面２ｂ全体の像は、ほぼ平坦となってフライアイレン
ズ４の入射面４ａ上に形成される。
の反射面２ｂの像を平坦となるように補正して、楕円鏡
２の開口部近傍のリング状反射領域ａ1 からの反射光束
をフライアイレンズ４の入射面４ａの中心から少し離れ
た位置ａ2 に結像し、楕円鏡２における開口部２ａから
最も離れた周辺のリング状反射領域ｂ1 からの反射光束
をフライアイレンズ４の入射面４ａの周辺位置ｂ2 に結
像する。従って、楕円鏡２の反射面２ｂの結像位置を示
す図４の如く、コリメートレンズ３により楕円鏡２の反
射面２ｂ全体の像は、ほぼ平坦となってフライアイレン
ズ４の入射面４ａ上に形成される。
【００１８】この結果、フライアイレンズ４の入射面上
では、図５の（ａ）に示す如く、周辺部のみに光強度が
存在する中抜け状態の光強度分布が形成され、フライア
イレンズ４の射出側位置Ａ2 に形成される複数の２次光
源も実質的に図５の（ａ）の如く周辺部のみに光強度が
存在する中抜け状態の光強度分布が形成される。よっ
て、フライアイレンズ４の射出側位置Ａ2 には、輪帯状
の２次光源が形成され、この輪帯状の２次光源は、開口
絞り５の輪帯状開口部に見合った大きさで形成される。
では、図５の（ａ）に示す如く、周辺部のみに光強度が
存在する中抜け状態の光強度分布が形成され、フライア
イレンズ４の射出側位置Ａ2 に形成される複数の２次光
源も実質的に図５の（ａ）の如く周辺部のみに光強度が
存在する中抜け状態の光強度分布が形成される。よっ
て、フライアイレンズ４の射出側位置Ａ2 には、輪帯状
の２次光源が形成され、この輪帯状の２次光源は、開口
絞り５の輪帯状開口部に見合った大きさで形成される。
【００１９】この輪帯状の２次光源からの輪帯光束は、
開口絞り５を通過後、コンデンサー光学系としてのコン
デンサーレンズ６により集光されて、被照射物体として
のレチクルＲ上を重畳的に傾斜照明する。このとき、レ
チクルＲ上での光強度分布は、図５の（ｂ）に示す如く
均一となり、レチクルＲは均一照明されていることが理
解できる。
開口絞り５を通過後、コンデンサー光学系としてのコン
デンサーレンズ６により集光されて、被照射物体として
のレチクルＲ上を重畳的に傾斜照明する。このとき、レ
チクルＲ上での光強度分布は、図５の（ｂ）に示す如く
均一となり、レチクルＲは均一照明されていることが理
解できる。
【００２０】さて、レチクルＲは不図示であるがレチク
ルステージに保持されており、投影対象としてのウエハ
Ｗは２次元移動するウエハステージ８上に載置されてお
り、レチクルＲとウエハＷとは投影光学系７に関して共
役となるように設定されている。そして、レチクルＲが
均一照明されると、レチクルＲ上に形成されている所定
の回路パターンは、投影光学系７によりウエハＷ上に縮
小投影され、ウエハＷ上に回路パターン像が転写され
る。
ルステージに保持されており、投影対象としてのウエハ
Ｗは２次元移動するウエハステージ８上に載置されてお
り、レチクルＲとウエハＷとは投影光学系７に関して共
役となるように設定されている。そして、レチクルＲが
均一照明されると、レチクルＲ上に形成されている所定
の回路パターンは、投影光学系７によりウエハＷ上に縮
小投影され、ウエハＷ上に回路パターン像が転写され
る。
【００２１】以上の如く、第１実施例では、光束を何ら
遮光することなく、輪帯状の２次光源を直接的に形成で
きるため、格段に高い照明効率のもとで輪帯照明が達成
できる。これにより、大きなスループットを実現しなが
ら、深い焦点深度のもとでより微細なパターンをウエハ
Ｗ上に転写することができる。なお、第１実施例では、
図３に示す如き輪帯状の開口部を有する開口絞り５を設
けているが、これの代わりに、例えば、図６の（ａ）に
示す如く、４つの円形状の開口部を有する開口絞り５
０、又は図６の（ｂ）に示す如く、４つの扇形の開口部
を有する開口絞り５０を設ければ、従来よりも格段に高
い照明効率のもとで特殊傾斜照明が達成できる。
遮光することなく、輪帯状の２次光源を直接的に形成で
きるため、格段に高い照明効率のもとで輪帯照明が達成
できる。これにより、大きなスループットを実現しなが
ら、深い焦点深度のもとでより微細なパターンをウエハ
Ｗ上に転写することができる。なお、第１実施例では、
図３に示す如き輪帯状の開口部を有する開口絞り５を設
けているが、これの代わりに、例えば、図６の（ａ）に
示す如く、４つの円形状の開口部を有する開口絞り５
０、又は図６の（ｂ）に示す如く、４つの扇形の開口部
を有する開口絞り５０を設ければ、従来よりも格段に高
い照明効率のもとで特殊傾斜照明が達成できる。
【００２２】次に、図７を参照しながら本発明による第
２実施例について説明する。図７に示す第２実施例は半
導体製造用の露光装置に好適な照明光学装置を示してお
り、図７において、図１と同一の機能を持つ部材には同
一の符号を付してある。第２実施例は、第１実施例に示
したフライアイレンズ４の代わりに多光源形成手段とし
てのガラスロッド等のロッド状の光学部材４０（角柱状
の内面反射型インテグレータ）を用いて第１実施例を応
用した例を示している。
２実施例について説明する。図７に示す第２実施例は半
導体製造用の露光装置に好適な照明光学装置を示してお
り、図７において、図１と同一の機能を持つ部材には同
一の符号を付してある。第２実施例は、第１実施例に示
したフライアイレンズ４の代わりに多光源形成手段とし
てのガラスロッド等のロッド状の光学部材４０（角柱状
の内面反射型インテグレータ）を用いて第１実施例を応
用した例を示している。
【００２３】図７に示す如く、光源１からの光束は、回
転対称型反射鏡としての楕円鏡２の集光作用を受けてこ
れの第２焦点位置Ａ11で光源像を一旦形成した後、再結
像光学系３０に入射する。この再結像光学系３０は、第
１再結像レンズ３１と第２再結像レンズ３２とで構成さ
れ、この第１再結像レンズ３１は、これの前側焦点位置
が光源像位置Ａ11と一致するように設定されており、楕
円鏡２の集光作用を受けた光束を平行光束に変換する。
第２再結像レンズ３２は、第１再結像レンズ３１により
変換された平行光束を集光して、これの後側焦点位置Ａ
12に再び光源像を形成し、光束を多光源形成手段として
のロッド状光学部材４０へ導く。
転対称型反射鏡としての楕円鏡２の集光作用を受けてこ
れの第２焦点位置Ａ11で光源像を一旦形成した後、再結
像光学系３０に入射する。この再結像光学系３０は、第
１再結像レンズ３１と第２再結像レンズ３２とで構成さ
れ、この第１再結像レンズ３１は、これの前側焦点位置
が光源像位置Ａ11と一致するように設定されており、楕
円鏡２の集光作用を受けた光束を平行光束に変換する。
第２再結像レンズ３２は、第１再結像レンズ３１により
変換された平行光束を集光して、これの後側焦点位置Ａ
12に再び光源像を形成し、光束を多光源形成手段として
のロッド状光学部材４０へ導く。
【００２４】このロッド状光学部材４０の入射面４０ａ
は、再結像光学系３０によって再結像された光源像位置
Ａ12に入射面４０ａが一致するように設けられており、
ロッド状光学部材４０の内面反射によってぼぼ入射面４
０ａの位置Ａ12上に実質的に複数の光源像（虚像）が形
成される。そして、ロッド状光学部材４０により形成さ
れた複数の光束は、集光光学系としての集光レンズ４２
に導かれる。
は、再結像光学系３０によって再結像された光源像位置
Ａ12に入射面４０ａが一致するように設けられており、
ロッド状光学部材４０の内面反射によってぼぼ入射面４
０ａの位置Ａ12上に実質的に複数の光源像（虚像）が形
成される。そして、ロッド状光学部材４０により形成さ
れた複数の光束は、集光光学系としての集光レンズ４２
に導かれる。
【００２５】この集光レンズ４２は、これの前側焦点位
置がロッド状光学部材４０の射出面４０ｂの位置Ｂ11と
一致するように設けられており、ロッド状光学部材４０
から射出する光束を集光して、集光レンズ４２の後側焦
点位置Ａ13に複数の光源像（実像）を形成する。この複
数の光源像（実像）が形成される位置には、図３に示し
た如く、輪帯状（ドーナツ状）の開口部を有する開口絞
り５が設けられている。
置がロッド状光学部材４０の射出面４０ｂの位置Ｂ11と
一致するように設けられており、ロッド状光学部材４０
から射出する光束を集光して、集光レンズ４２の後側焦
点位置Ａ13に複数の光源像（実像）を形成する。この複
数の光源像（実像）が形成される位置には、図３に示し
た如く、輪帯状（ドーナツ状）の開口部を有する開口絞
り５が設けられている。
【００２６】ここで、楕円鏡２の反射面２ｂの結像位置
を示す図８の如く、再結像光学系３０は、ロッド状光学
部材４０の射出面４０ｂの位置Ｂ11にて形成される楕円
鏡２の反射面２ｂの像をほぼ平坦となるように補正して
いる。なお、図８は、より分かり易くするために、図７
の一点鎖線で示す如く、ロッド状光学部材４０により内
面反射する光束を展開して仮想面Ｐ（ロッド状光学部材
の射出面４０ｂに沿った面）に結像するようにした状態
での楕円鏡２の反射面２ｂの結像位置を示しているが、
ロッド状光学部材４０内の内部から射出面にわたって実
際に形成される楕円鏡２の反射面２ｂの光軸方向での結
像位置は、図７の一点鎖線で示す展開した状態と同じで
ある。
を示す図８の如く、再結像光学系３０は、ロッド状光学
部材４０の射出面４０ｂの位置Ｂ11にて形成される楕円
鏡２の反射面２ｂの像をほぼ平坦となるように補正して
いる。なお、図８は、より分かり易くするために、図７
の一点鎖線で示す如く、ロッド状光学部材４０により内
面反射する光束を展開して仮想面Ｐ（ロッド状光学部材
の射出面４０ｂに沿った面）に結像するようにした状態
での楕円鏡２の反射面２ｂの結像位置を示しているが、
ロッド状光学部材４０内の内部から射出面にわたって実
際に形成される楕円鏡２の反射面２ｂの光軸方向での結
像位置は、図７の一点鎖線で示す展開した状態と同じで
ある。
【００２７】本実施例では、図７に示す如く、第１再結
像レンズ３１が、楕円鏡２の反射面２ｂの像を平坦とな
るように補正する機能を主に担っているが、この機能を
主に第２再結像レンズ３２に担わせても良く、さらに
は、この補正機能を双方の再結像レンズ３１，３２に分
担させても良い。この様に、再結像光学系３０は、図７
及び図６に示す如く、楕円鏡２の開口部近傍のリング状
反射領域ａ1 からの反射光束をロッド状光学部材４０の
射出面４０ｂの中心から少し離れた位置ａ21に結像し、
楕円鏡２における開口部２ａから最も離れた周辺のリン
グ状反射領域ｂ1 からの反射光束をロッド状光学部材４
０の射出面４０ｂの周辺位置ｂ21に結像して、楕円鏡２
の反射面２ｂ全体の像は、ほぼ平坦となってロッド状光
学部材４０の入射面４０ａ上に形成される。
像レンズ３１が、楕円鏡２の反射面２ｂの像を平坦とな
るように補正する機能を主に担っているが、この機能を
主に第２再結像レンズ３２に担わせても良く、さらに
は、この補正機能を双方の再結像レンズ３１，３２に分
担させても良い。この様に、再結像光学系３０は、図７
及び図６に示す如く、楕円鏡２の開口部近傍のリング状
反射領域ａ1 からの反射光束をロッド状光学部材４０の
射出面４０ｂの中心から少し離れた位置ａ21に結像し、
楕円鏡２における開口部２ａから最も離れた周辺のリン
グ状反射領域ｂ1 からの反射光束をロッド状光学部材４
０の射出面４０ｂの周辺位置ｂ21に結像して、楕円鏡２
の反射面２ｂ全体の像は、ほぼ平坦となってロッド状光
学部材４０の入射面４０ａ上に形成される。
【００２８】この結果、再結像光学系３０の射出面上で
は、図９の（ａ）に示す如く、周辺部のみに光強度が存
在する中抜け状態の光強度分布が形成される。従って、
ロッド状光学部材４０と集光レンズ４２との共働により
位置Ａ13に再形成される２次光源（実像）も実質的に図
９の（ａ）に示す如く周辺部のみに光強度が存在する中
抜け状態の光強度分布を有することになる。よって、こ
こには、輪帯状の２次光源が形成され、この輪帯状の２
次光源は、開口絞り５の輪帯状開口部に見合った大きさ
で形成される。
は、図９の（ａ）に示す如く、周辺部のみに光強度が存
在する中抜け状態の光強度分布が形成される。従って、
ロッド状光学部材４０と集光レンズ４２との共働により
位置Ａ13に再形成される２次光源（実像）も実質的に図
９の（ａ）に示す如く周辺部のみに光強度が存在する中
抜け状態の光強度分布を有することになる。よって、こ
こには、輪帯状の２次光源が形成され、この輪帯状の２
次光源は、開口絞り５の輪帯状開口部に見合った大きさ
で形成される。
【００２９】この２次光源からの輪帯光束は、開口絞り
５を通過後、コンデンサーレンズ６により集光されて、
被照射物体としてのレチクルＲ上を重畳的に傾斜照明す
る。この時のレチクルＲ上での光強度分布は、図９の
（ｂ）に示す如く、均一となり、レチクルＲは均一照明
されていることが理解できる。従って、第２実施例にお
いても第１実施例と同様に、光束を何ら遮光することな
く、輪帯状の２次光源を形成できるため、格段に高い照
明効率のもとで輪帯照明が達成できる。このため、第２
実施例の装置を図１に示す如き半導体製造用の露光装置
に適用すれば、大きなスループットを実現しながら、深
い焦点深度のもとでより微細なパターンをウエハＷ上に
転写することができる。
５を通過後、コンデンサーレンズ６により集光されて、
被照射物体としてのレチクルＲ上を重畳的に傾斜照明す
る。この時のレチクルＲ上での光強度分布は、図９の
（ｂ）に示す如く、均一となり、レチクルＲは均一照明
されていることが理解できる。従って、第２実施例にお
いても第１実施例と同様に、光束を何ら遮光することな
く、輪帯状の２次光源を形成できるため、格段に高い照
明効率のもとで輪帯照明が達成できる。このため、第２
実施例の装置を図１に示す如き半導体製造用の露光装置
に適用すれば、大きなスループットを実現しながら、深
い焦点深度のもとでより微細なパターンをウエハＷ上に
転写することができる。
【００３０】なお、第２実施例においても、図３に示す
如き輪帯状の開口部を有する開口絞り５の代わりに、例
えば、図６の（ａ）に示す如く、４つの円形状の開口部
を有する開口絞り５０、又は図６の（ｂ）に示す如く、
４つの扇形の開口部を有する開口絞り５０を設ければ、
従来よりも高い照明効率のもとで特殊傾斜照明が達成で
きる。また、第２実施例のロッド状光学部材４０として
はガラスロッドに限らす、例えば中空の角柱状内面反射
型の光学部材を用いても良い。
如き輪帯状の開口部を有する開口絞り５の代わりに、例
えば、図６の（ａ）に示す如く、４つの円形状の開口部
を有する開口絞り５０、又は図６の（ｂ）に示す如く、
４つの扇形の開口部を有する開口絞り５０を設ければ、
従来よりも高い照明効率のもとで特殊傾斜照明が達成で
きる。また、第２実施例のロッド状光学部材４０として
はガラスロッドに限らす、例えば中空の角柱状内面反射
型の光学部材を用いても良い。
【００３１】次に、図１０を参照しながら本発明による
第３実施例について説明する。図１０に示す第３実施例
は、半導体製造用の露光装置に好適な照明光学装置を示
している。この第３実施例は、レチクルＲ上での照明方
法を切り換えるために、図１の第１実施例の開口絞り５
の代わりに、複数の開口絞りを設けたターレット板５１
を設け、この複数の開口絞りの開口部の形状に合わせ
て、コリメートレンズ３ａ、３ｂを交換可能に設けてい
る。このコリメータレンズ３ａは、第１実施例のコリメ
ートレンズ３と同様の光学特性を有している。
第３実施例について説明する。図１０に示す第３実施例
は、半導体製造用の露光装置に好適な照明光学装置を示
している。この第３実施例は、レチクルＲ上での照明方
法を切り換えるために、図１の第１実施例の開口絞り５
の代わりに、複数の開口絞りを設けたターレット板５１
を設け、この複数の開口絞りの開口部の形状に合わせ
て、コリメートレンズ３ａ、３ｂを交換可能に設けてい
る。このコリメータレンズ３ａは、第１実施例のコリメ
ートレンズ３と同様の光学特性を有している。
【００３２】なお、図１０では、図１と同一の機能を有
する部材には同一の符号を付してあり、図１０(a) は、
図１の第１実施例と同様の傾斜照明による照明状態を示
し、図１０(b) は、従来の如き通常照明による照明状態
を示している。複数の開口絞りを有するターレット板５
１は、図１１に示す如く、所定の軸５２を中心として回
転可能に設けられている。図示の如く、ターレット板５
１上には、それぞれ開口部の形状が異なる開口絞り５０
ａ〜５０ｆが設けられている。ここで、開口絞り５０ａ
は、輪帯形状（ドーナッツ状）の開口部を持つ開口絞り
であり、開口絞り５０ｂと開口絞り５０ｅとは、それぞ
れ開口径の異なる円形状の開口部を持つ開口絞りであ
る。また、開口絞り５０ｃは、４つの扇形の開口部を有
する開口絞りであり、開口絞り５０ｄは、４つの円形状
の開口部を有する開口絞りである。そして、開口絞り５
０ｆは、開口絞り５０ａとは異なる輪帯比（輪帯形状の
開口部の外径と内径との比率）の開口部を持つ開口絞り
である。
する部材には同一の符号を付してあり、図１０(a) は、
図１の第１実施例と同様の傾斜照明による照明状態を示
し、図１０(b) は、従来の如き通常照明による照明状態
を示している。複数の開口絞りを有するターレット板５
１は、図１１に示す如く、所定の軸５２を中心として回
転可能に設けられている。図示の如く、ターレット板５
１上には、それぞれ開口部の形状が異なる開口絞り５０
ａ〜５０ｆが設けられている。ここで、開口絞り５０ａ
は、輪帯形状（ドーナッツ状）の開口部を持つ開口絞り
であり、開口絞り５０ｂと開口絞り５０ｅとは、それぞ
れ開口径の異なる円形状の開口部を持つ開口絞りであ
る。また、開口絞り５０ｃは、４つの扇形の開口部を有
する開口絞りであり、開口絞り５０ｄは、４つの円形状
の開口部を有する開口絞りである。そして、開口絞り５
０ｆは、開口絞り５０ａとは異なる輪帯比（輪帯形状の
開口部の外径と内径との比率）の開口部を持つ開口絞り
である。
【００３３】図１０(a) において、入力部１３は、レチ
クルＲ上での照明方法の選択に関する情報を入力するた
めのものであり、本実施例では、「第１の輪帯照明」、
「第２の輪帯照明」、「第１の通常照明」、「第２の通
常照明」、「第１の特殊傾斜照明」及び「第２の特殊傾
斜照明」の選択が可能となっている。この選択情報は、
制御部１０へ伝達される。そして、制御部１０は、入力
部１３からの選択情報に基づいて、ターレット板５１を
回転させる駆動部１１と、コリメートレンズ３ａ、３ｂ
の交換を行なうレンズ交換部１２との制御を行なう。こ
の制御部１０の動作について、以下に詳述する。
クルＲ上での照明方法の選択に関する情報を入力するた
めのものであり、本実施例では、「第１の輪帯照明」、
「第２の輪帯照明」、「第１の通常照明」、「第２の通
常照明」、「第１の特殊傾斜照明」及び「第２の特殊傾
斜照明」の選択が可能となっている。この選択情報は、
制御部１０へ伝達される。そして、制御部１０は、入力
部１３からの選択情報に基づいて、ターレット板５１を
回転させる駆動部１１と、コリメートレンズ３ａ、３ｂ
の交換を行なうレンズ交換部１２との制御を行なう。こ
の制御部１０の動作について、以下に詳述する。
【００３４】まず、初期状態が図１０(a) に示す如く傾
斜照明であるとする。このとき、ターレット板５１は、
図１１に示す開口絞り５０ａが複数の光源像位置Ａ2 に
位置する状態である。さて、レチクルＲ上での照明状態
を通常照明に切り換える場合には、入力部１３に「第１
の通常照明」または「第２の通常照明」に関する選択情
報を入力する。ここで、「第１の通常照明」と「第２の
通常照明」との違いは、σ値（照明光学系１〜６の開口
数をＮＡ1 とし、投影光学系７の開口数をＮＡ2 とする
とき、σ＝ＮＡ1 ／ＮＡ2 で示される。）が異なる点で
ある。
斜照明であるとする。このとき、ターレット板５１は、
図１１に示す開口絞り５０ａが複数の光源像位置Ａ2 に
位置する状態である。さて、レチクルＲ上での照明状態
を通常照明に切り換える場合には、入力部１３に「第１
の通常照明」または「第２の通常照明」に関する選択情
報を入力する。ここで、「第１の通常照明」と「第２の
通常照明」との違いは、σ値（照明光学系１〜６の開口
数をＮＡ1 とし、投影光学系７の開口数をＮＡ2 とする
とき、σ＝ＮＡ1 ／ＮＡ2 で示される。）が異なる点で
ある。
【００３５】例えば、入力部１３に「第１の通常照明」
に関する選択情報が入力された場合には、制御部１０
は、この選択情報に基づいて、複数の光源像位置Ａ2 に
開口絞り５０ｅが位置するように、駆動部１１を駆動し
てターレット板５１を回転させる。また、入力部１３に
「第２の通常照明」に関する選択情報が入力された場合
には、制御部１０は、この選択情報に基づいて、複数の
光源像位置Ａ2 に開口絞り５０ｂが位置するように、駆
動部１１を駆動する。次に、制御部１０は、コリメート
レンズ３ａの代わりに、コリメートレンズ３ｂが照明光
学系の光路中に位置するように、レンズ交換部１２の制
御を行なう。
に関する選択情報が入力された場合には、制御部１０
は、この選択情報に基づいて、複数の光源像位置Ａ2 に
開口絞り５０ｅが位置するように、駆動部１１を駆動し
てターレット板５１を回転させる。また、入力部１３に
「第２の通常照明」に関する選択情報が入力された場合
には、制御部１０は、この選択情報に基づいて、複数の
光源像位置Ａ2 に開口絞り５０ｂが位置するように、駆
動部１１を駆動する。次に、制御部１０は、コリメート
レンズ３ａの代わりに、コリメートレンズ３ｂが照明光
学系の光路中に位置するように、レンズ交換部１２の制
御を行なう。
【００３６】ここで、コリメートレンズ３ｂの光学特性
について、図１０(b) を参照しながら説明する。図１０
(b) において、光源１からの光束は、楕円鏡２の集光作
用を受けて、楕円鏡２の第２焦点位置Ａ1 で光源像を一
旦形成した後、コリメートレンズ３ｂに入射する。この
コリメートレンズ３ｂは、光源像位置Ａ1 に前側焦点が
位置するように配置されており、この光源像位置Ａ1 か
らの光束を平行光束に変換する。このとき、楕円鏡２の
反射面２ｂの像は、フライアイレンズ４の入射面４ａか
ら離れた位置に形成される。これにより、フライアイレ
ンズ４の入射面４ａでは、反射面２ａの像がディフォー
カスされた状態となり、中抜けのない光強度分布とな
る。従って、フライアイレンズ４の射出側位置Ａ2 で
は、一様に配列された複数の２次光源が形成される。こ
の複数の２次光源からの光束は、ターレット板５１上の
開口絞り５０ｅを通過後、コンデンサーレンズ６により
集光されて、被照射物体としてのレチクルＲ上を重畳的
に均一照明する。なお、コリメートレンズ３ｂによる反
射面２ｂの像は、フライアイレンズ４の入射面４ｂから
離れた位置に形成されれば良く、この反射面２ｂの像が
平坦であっても、湾曲していても構わない。
について、図１０(b) を参照しながら説明する。図１０
(b) において、光源１からの光束は、楕円鏡２の集光作
用を受けて、楕円鏡２の第２焦点位置Ａ1 で光源像を一
旦形成した後、コリメートレンズ３ｂに入射する。この
コリメートレンズ３ｂは、光源像位置Ａ1 に前側焦点が
位置するように配置されており、この光源像位置Ａ1 か
らの光束を平行光束に変換する。このとき、楕円鏡２の
反射面２ｂの像は、フライアイレンズ４の入射面４ａか
ら離れた位置に形成される。これにより、フライアイレ
ンズ４の入射面４ａでは、反射面２ａの像がディフォー
カスされた状態となり、中抜けのない光強度分布とな
る。従って、フライアイレンズ４の射出側位置Ａ2 で
は、一様に配列された複数の２次光源が形成される。こ
の複数の２次光源からの光束は、ターレット板５１上の
開口絞り５０ｅを通過後、コンデンサーレンズ６により
集光されて、被照射物体としてのレチクルＲ上を重畳的
に均一照明する。なお、コリメートレンズ３ｂによる反
射面２ｂの像は、フライアイレンズ４の入射面４ｂから
離れた位置に形成されれば良く、この反射面２ｂの像が
平坦であっても、湾曲していても構わない。
【００３７】また、レチクルＲに対する照明を図１０
(b) に示す如き通常照明から傾斜照明に切換える場合に
は、入力部１３に「第１の輪帯照明」、「第２の輪帯照
明」、「第１の特殊傾斜照明」及び「第２の特殊傾斜照
明」のうちの何れかに関する選択情報を入力する。ここ
で、「第１の輪帯照明」と「第２の輪帯照明」との違い
は、輪帯状の２次光源の輪帯比が異なる点である。ま
た、「第１の特殊傾斜照明」と「第２の特殊傾斜照明」
との違いは、２次光源の分布が異なる点である。すなわ
ち、「第１の特殊傾斜照明」における２次光源は、４つ
の扇状の領域に分布しており、「第２の特殊傾斜照明」
における２次光源は、４つの円形状の領域に分布してい
る。
(b) に示す如き通常照明から傾斜照明に切換える場合に
は、入力部１３に「第１の輪帯照明」、「第２の輪帯照
明」、「第１の特殊傾斜照明」及び「第２の特殊傾斜照
明」のうちの何れかに関する選択情報を入力する。ここ
で、「第１の輪帯照明」と「第２の輪帯照明」との違い
は、輪帯状の２次光源の輪帯比が異なる点である。ま
た、「第１の特殊傾斜照明」と「第２の特殊傾斜照明」
との違いは、２次光源の分布が異なる点である。すなわ
ち、「第１の特殊傾斜照明」における２次光源は、４つ
の扇状の領域に分布しており、「第２の特殊傾斜照明」
における２次光源は、４つの円形状の領域に分布してい
る。
【００３８】例えば、「第１の輪帯照明」が選択された
場合には、制御部１０は、駆動部１１を制御して、複数
の光源像位置Ａ2 に開口絞り５０ａが位置するようにタ
ーレット板５１を回転させ、「第２の輪帯照明」が選択
された場合には、制御部１０は、駆動部１１を制御し
て、複数の光源像位置Ａ2 に開口絞り５０ｆが位置する
ようにターレット板５１を回転させる。また、「第１の
特殊傾斜照明」が選択された場合には、制御部１０は、
駆動部１１を制御して、複数の光源像位置Ａ2 に開口絞
り５０ｃが位置するようにターレット板５１を回転さ
せ、「第２の特殊傾斜照明」が選択された場合には、制
御部１０は、駆動部１１を制御して、複数の光源像位置
Ａ2 に開口絞り５０ｄが位置するようにターレット板５
１を回転させる。次に、制御部１０は、レンズ交換部１
２を制御して、コリメートレンズ３ｂをコリメートレン
ズ３ａに交換する。このコリメートレンズ３ａにより、
楕円鏡２の反射面２ｂ全体の像がほぼ平坦となって、フ
ライアイレンズの入射面４ａ上に形成される。これによ
り、フライアイレンズ４がほぼ輪帯状の２次光源を形成
するため、光量効率良く傾斜照明を実行できる。
場合には、制御部１０は、駆動部１１を制御して、複数
の光源像位置Ａ2 に開口絞り５０ａが位置するようにタ
ーレット板５１を回転させ、「第２の輪帯照明」が選択
された場合には、制御部１０は、駆動部１１を制御し
て、複数の光源像位置Ａ2 に開口絞り５０ｆが位置する
ようにターレット板５１を回転させる。また、「第１の
特殊傾斜照明」が選択された場合には、制御部１０は、
駆動部１１を制御して、複数の光源像位置Ａ2 に開口絞
り５０ｃが位置するようにターレット板５１を回転さ
せ、「第２の特殊傾斜照明」が選択された場合には、制
御部１０は、駆動部１１を制御して、複数の光源像位置
Ａ2 に開口絞り５０ｄが位置するようにターレット板５
１を回転させる。次に、制御部１０は、レンズ交換部１
２を制御して、コリメートレンズ３ｂをコリメートレン
ズ３ａに交換する。このコリメートレンズ３ａにより、
楕円鏡２の反射面２ｂ全体の像がほぼ平坦となって、フ
ライアイレンズの入射面４ａ上に形成される。これによ
り、フライアイレンズ４がほぼ輪帯状の２次光源を形成
するため、光量効率良く傾斜照明を実行できる。
【００３９】なお、上述の第３実施例では、入力部１３
を介して照明方法の選択を行なっているが、図１０(a)
破線で示す如く、レチクルＲ上の情報を読み取る検知部
１４を設けても良い。このとき、レチクルＲの回路パタ
ーンの領域外の位置に、例えばバーコード等で照明方法
に関する情報を記録する。検知部１４は、この照明方法
に関する情報を読み取って、制御部１０へ伝達する。制
御部１０は、照明方法に関する情報に基づいて、上述の
如く駆動部１１とレンズ交換部１２とを制御する。
を介して照明方法の選択を行なっているが、図１０(a)
破線で示す如く、レチクルＲ上の情報を読み取る検知部
１４を設けても良い。このとき、レチクルＲの回路パタ
ーンの領域外の位置に、例えばバーコード等で照明方法
に関する情報を記録する。検知部１４は、この照明方法
に関する情報を読み取って、制御部１０へ伝達する。制
御部１０は、照明方法に関する情報に基づいて、上述の
如く駆動部１１とレンズ交換部１２とを制御する。
【００４０】このように、第３実施例においては、光源
からの光を平行光束に変換するコリメートレンズの光学
特性を通常照明と傾斜照明との切換えに応じて変更する
構成であるため、通常照明及び傾斜照明における照明効
率を共に向上させることができる。なお、以上に述べた
各実施例では、輪帯状の２次光源が形成される位置に開
口絞りを設けているが、本発明の原理から容易に理解で
きるように開口絞りは本発明の必須のものではない。
からの光を平行光束に変換するコリメートレンズの光学
特性を通常照明と傾斜照明との切換えに応じて変更する
構成であるため、通常照明及び傾斜照明における照明効
率を共に向上させることができる。なお、以上に述べた
各実施例では、輪帯状の２次光源が形成される位置に開
口絞りを設けているが、本発明の原理から容易に理解で
きるように開口絞りは本発明の必須のものではない。
【００４１】
【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、極めて簡
素な構成での実現を可能としながら、原理的に光量損失
を招くことなく、格段に高い照明効率のもとで、輪帯状
の２次光源を形成することかできる。特に、本発明を半
導体製造用の露光装置に適用すれば、格段に高い照明効
率で被照明物体としてのレチクルを均一に傾斜照明でき
るため、格段に高いスループットのもとで、より微細な
パターンをウエハ上に転写することができる。
素な構成での実現を可能としながら、原理的に光量損失
を招くことなく、格段に高い照明効率のもとで、輪帯状
の２次光源を形成することかできる。特に、本発明を半
導体製造用の露光装置に適用すれば、格段に高い照明効
率で被照明物体としてのレチクルを均一に傾斜照明でき
るため、格段に高いスループットのもとで、より微細な
パターンをウエハ上に転写することができる。
【００４２】しかも、本発明によれば、従来の装置に僅
かな改良を加えるだけで大きな効果を期待できる。
かな改良を加えるだけで大きな効果を期待できる。
【図１】本発明による第１実施例の構成を示す図であ
る。
る。
【図２】楕円鏡を第２焦点側から見た時の様子を示す図
である。
である。
【図３】開口部を輪帯形状とした時の開口絞りの様子を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図４】第１実施例のコリメータレンズにより形成され
る楕円鏡の反射面の結像位置を示す図である。
る楕円鏡の反射面の結像位置を示す図である。
【図５】（ａ）は第１実施例のコリメートレンズによっ
て楕円鏡の反射面の像が形成されるフライアイレンズの
入射面上での光強度分布を示す図であり、（ｂ）はレチ
クル上での光強度分布を示す図である。
て楕円鏡の反射面の像が形成されるフライアイレンズの
入射面上での光強度分布を示す図であり、（ｂ）はレチ
クル上での光強度分布を示す図である。
【図６】（ａ）は４つの円形状の開口部を有する開口絞
りの様子を示す平面図であり、（ｂ）は４つの扇形状の
開口部を有する開口絞りの様子を示す平面図である。
りの様子を示す平面図であり、（ｂ）は４つの扇形状の
開口部を有する開口絞りの様子を示す平面図である。
【図７】本発明による第２実施例の構成を示す図であ
る。
る。
【図８】第２実施例の再結像光学系により形成される楕
円鏡の反射面の結像位置を示す図である。
円鏡の反射面の結像位置を示す図である。
【図９】（ａ）は第１実施例の再結像光学系によって楕
円鏡の反射面の像が形成されるロッド状光学部材の射出
面での光強度分布を示す図であり、（ｂ）はレチクル上
での光強度分布を示す図である。
円鏡の反射面の像が形成されるロッド状光学部材の射出
面での光強度分布を示す図であり、（ｂ）はレチクル上
での光強度分布を示す図である。
【図１０】本発明による第３実施例の構成を示す図であ
り、（ａ）は傾斜照明の状態を示し、（ｂ）は通常照明
の状態を示す。
り、（ａ）は傾斜照明の状態を示し、（ｂ）は通常照明
の状態を示す。
【図１１】第３実施例におけるターレット型絞りの構成
を模式的に示す図である。
を模式的に示す図である。
【図１２】従来の装置の構成を示す図である。
１・・・・・ 光源 ２・・・・・ 楕円鏡 ３・・・・・ コリメータレンズ ４・・・・・ フライアイレンズ ５、５０・・・・・ 開口絞り ６・・・・・ コンデンサーレンズ ７・・・・・ 投影光学系 ３０・・・・・ 再結像光学系 ４０・・・・・ ロッド状光学部材 ４２・・・・・ 集光レンズ Ｒ・・・・・ レチクル Ｗ・・・・・ ウエハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027
Claims (6)
- 【請求項１】 光束を供給する光源と、所定形状の開口
部を有する回転対称型反射鏡と、該回転対称型反射鏡に
よって集光された前記光源からの光束を平行光束に変換
するコリメート光学系と、該平行光束によって複数の２
次光源を形成する多光源形成手段と、該多光源形成手段
からの光束を集光して被照射物体を均一に照明するため
のコンデンサー光学系とを有し、 前記コリメート光学系は、前記回転対称型反射鏡の反射
面の像を前記多光源形成手段の入射面上にすることを特
徴とする照明光学装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の照明光学装置と、前記
被照射物体に形成されたパターンの像をウエハに投影す
る投影光学系とを有することを特徴とする露光装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載の露光装置を用いた転写
方法において、 前記照明光学装置からの光束を前記被照射物体に照明す
る工程と、前記投影光学系を介して前記被照射物体に形
成されたパターンの像をウエハに投影転写する工程を含
むことを特徴とする転写方法。 - 【請求項４】 光束を供給する光源と、所定形状の開口
部を有する回転対称型反射鏡と、該回転対称型反射鏡に
よって前記光源からの光束が集光されることにより形成
される光源像を再結像する再結像光学系と、該再結像光
学系によって再結像された光源像位置に入射面が配置さ
れ,複数の２次光源を形成する多光源形成手段と、該多
光源形成手段からの光束を集光する集光光学系と、該集
光光学系からの光束を集光して被照射物体を均一に照明
するためのコンデンサー光学系とを有し、 前記再結像光学系は、前記回転対称型反射鏡の反射面の
像を前記多光源形成手段の射出面上に形成することを特
徴とする照明光学装置。 - 【請求項５】 請求項４に記載の照明光学装置と、前記
被照射物体に形成されたパターンの像をウエハに投影す
る投影光学系とを有することを特徴とする露光装置。 - 【請求項６】 請求項５に記載の露光装置を用いた転写
方法において、 前記照明光学装置からの光束を前記被照射物体に照明す
る工程と、前記投影光学系を介して前記被照射物体に形
成されたパターンの像をウエハに投影転写する工程とを
含むことを特徴とする転写方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12864293A JP3316937B2 (ja) | 1992-11-24 | 1993-05-31 | 照明光学装置、露光装置、及び該露光装置を用いた転写方法 |
| US08/439,773 US5619376A (en) | 1992-11-24 | 1995-05-12 | Illuminating optical apparatus for uniformly illuminating a reticle |
| US08/609,180 US5745294A (en) | 1992-11-24 | 1996-03-01 | Illuminating optical apparatus |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31254592 | 1992-11-24 | ||
| JP4-312545 | 1992-11-24 | ||
| JP12864293A JP3316937B2 (ja) | 1992-11-24 | 1993-05-31 | 照明光学装置、露光装置、及び該露光装置を用いた転写方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06216008A JPH06216008A (ja) | 1994-08-05 |
| JP3316937B2 true JP3316937B2 (ja) | 2002-08-19 |
Family
ID=26464257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12864293A Expired - Fee Related JP3316937B2 (ja) | 1992-11-24 | 1993-05-31 | 照明光学装置、露光装置、及び該露光装置を用いた転写方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5619376A (ja) |
| JP (1) | JP3316937B2 (ja) |
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| FR2747486B1 (fr) * | 1996-04-10 | 1998-05-22 | Hardware | Dispositif de repartition de lumiere sur un support d'image |
| JPH1041225A (ja) * | 1996-07-24 | 1998-02-13 | Canon Inc | 照明装置及びそれを用いた投影露光装置 |
| JPH11174372A (ja) * | 1997-12-11 | 1999-07-02 | Victor Co Of Japan Ltd | 投影装置の照明装置及び投影装置 |
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| US6178046B1 (en) | 1999-04-21 | 2001-01-23 | Intel Corporation | Anti-aliasing diffractive aperture and method of using same |
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| US6844951B2 (en) | 2002-12-23 | 2005-01-18 | Lexmark International, Inc. | Stationary coil oscillator scanning system |
| US6956597B2 (en) * | 2002-12-23 | 2005-10-18 | Lexmark International, Inc. | Scanning with multiple oscillating scanners |
| US6870560B2 (en) | 2002-12-23 | 2005-03-22 | Lexmark International, Inc. | Bi-directional galvonometric scanning and imaging |
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- 1993-05-31 JP JP12864293A patent/JP3316937B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-05-12 US US08/439,773 patent/US5619376A/en not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-03-01 US US08/609,180 patent/US5745294A/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH06216008A (ja) | 1994-08-05 |
| US5619376A (en) | 1997-04-08 |
| US5745294A (en) | 1998-04-28 |
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