JP3918440B2 - Light irradiation device with illuminance distribution uniform filter - Google Patents

Light irradiation device with illuminance distribution uniform filter Download PDF

Info

Publication number
JP3918440B2
JP3918440B2 JP2001033906A JP2001033906A JP3918440B2 JP 3918440 B2 JP3918440 B2 JP 3918440B2 JP 2001033906 A JP2001033906 A JP 2001033906A JP 2001033906 A JP2001033906 A JP 2001033906A JP 3918440 B2 JP3918440 B2 JP 3918440B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
illuminance distribution
illuminance
lens
integrator lens
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
JP2001033906A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2002237442A (en
Inventor
理 大澤
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.)
Ushio Denki KK
Original Assignee
Ushio Denki KK
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 Ushio Denki KK filed Critical Ushio Denki KK
Priority to JP2001033906A priority Critical patent/JP3918440B2/en
Publication of JP2002237442A publication Critical patent/JP2002237442A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3918440B2 publication Critical patent/JP3918440B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • G03F7/70191Optical correction elements, filters or phase plates for controlling intensity, wavelength, polarisation, phase or the like

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、集積回路や液晶表示素子などの製造に用いられる露光装置の光源装置として用いられ、良好な照度分布均一度が要求される光照射装置に関し、特に、矩形状の照射領域を有する光照射装置において、照射領域の周辺部の照度が高い場合であっても、簡便な方法で該周辺部の照度のみを低下させ照射領域の照度分布を均一化することができる照度分布均一化フィルタを備えた光照射装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図9に、従来の露光装置等の光源装置として用いられる光照射装置の構成例を示す。
同図において、ランプ1から出射した光は、集光鏡2によって集光され、第1の反射鏡3により光路を折り返し、インテグレータレンズ4に入射する。
インテグレータレンズ4は、該レンズ4に入射した光の照度分布を被照射面において均一にする機能を有する。そして該インテグレータレンズ4から出射した光は、第2の反射鏡5により反射され、コリメータレンズ6に入射する。コリメータレンズ6から出射する光は平行光となり、被照射面に照射される。
図9の場合、被照射面にはマスクMが置かれ、マスクMに形成されたマスクパターンが、投影レンズ7を介して、基板W上に投影され露光される。なお、投影レンズ7を用いず、マスクMと基板Wとを密着または近接し、マスクパターンを基板上に露光する装置についても、光照射装置の構成は同様である。
また、被照射面に、マスクMではなく被処理物(以下ワークと呼ぶ場合もある)を配置し、光を照射して、光化学反応により被処理物の表面改質等を行なう場合もある。例えば、液晶表示素子用の光配向膜を配置し、光配向処理等を行なっている。
【0003】
インテグレータレンズ4(フライアイレンズとも言う)は、十数〜数十のレンズを縦横方向に並列配置したものである。該各レンズが入射光を分割し、分割された光が照射面で重ね合わされることにより、照度分布を均一にする。即ち、インテグレータレンズ4に入射する光の照度分布が不均一であり、各レンズに入射する光の強さが異なっても、その出射光が同一照射面を重ねて照射することにより、均一な照度分布となる。
上記のようなインテグレータレンズ4を用いることにより、被照射面の照度分布を±5%程度にすることができる。
図10にインテグレータレンズによる上記照度分布の均一化の様子を示す。なお、同図では説明を容易にするため、3つのレンズから構成されるインテグレータレンズを示しているが、実際には十数〜数十のレンズが設けられている。
図10において、図示しないランプからの光が集光され、同図の上方からインテグレータレンズ4に入射し、コリメータレンズ6を介して、同図下方の被照射面の照射領域に照射される。
インテグレータレンズ4は、第1のレンズ4a、第2のレンズ4b、第3のレンズ4cから構成され、インテグレータレンズ4に入射する光の、図面左右方向の照度分布は、図中グラフ1に示すような形状であるとする。
インテグレータレンズ4は、個々のレンズに入射した光を、照射領域全体に投影する。第1のレンズ4aには、グラフ1のAの照度分布を有する光が入射し、照射領域全体に、グラフ2のA’のような照度分布を有する光として投影される。
【0004】
同様に、第2のレンズ4bには、グラフ1のBの照度分布を有する光が入射し、照射領域全体に、グラフ2のB’のような照度分布を有する光として投影される。第3のレンズ4cには、グラフ1のCの照度分布を有する光が入射し、照射領域全体に、グラフ2のC’のような照度分布を有する光として投影される。
照射領域において、上記A’、B’、C’の照度分布が足し合わされる。これにより照射領域の照度分布は、グラフ3に示すようになる。グラフ1に比べ、グラフ3は照度分布が均一化されている。
インテグレータレンズを構成するレンズの数を増やせば、このような照度分布の均一の効果があがる。インテグレータレンズにより、光照射領域の照度分布を±5%以下にすることができる。
しかし、最近は、被処理物の加工精度の微細化や、処理プロセスを安定に保つ等の理由により、より均一な照度分布、例えば±3%以下が要望されている。
【0005】
液晶基板やプリント基板などの矩形状のワークを露光する場合、光照射装置から照射される光の形状を、ワークの形状に合わせて矩形状にする。上記インテグレータレンズ4を構成する個々のレンズの、光軸に対し垂直方向の断面形状を矩形状にすれば、照射領域の形状が矩形状になる。
上記のような矩形状の照射領域において、照度が、照射領域の周辺部ほど高くなり、要求される照度均一度を満たさないことがある。その原因は、光学系の設計・組み立て条件や、光照射装置内のレンズやミラー表面に設けられた、各種蒸着膜の膜厚等のばらつきによる反射率や透過率の違いなどである。
照射領域の照度分布を改善するために、光照射装置の光路内に、図9の点線に示すように照度分布補正フィルタ8を設けることが知られている。
【0006】
例えば、特開昭56−55043号公報には、照度分布補正フィルタをインテグレータレンズと被照射面との間に設けることが記載されている。
照度分布補正フィルタは、部分的に光の透過率が異なるフィルタであり、例えば、石英板に、照射される波長の光を反射もしくは吸収する物質を蒸着して製作される。
さらに、例えば特開平7−20312号公報には、上記のような照度分布補正フィルタの構造について詳しく書かれている。
上記特開平7−20312号公報の段落〔0003〕〜〔0004〕に示されるように、照度分布補正フィルタは、光照射装置を組み立てた後、被照射面における照度分布を測定し、この照度分布に対応した、即ち、例えば照射領域の周辺部の照度が高ければ、周辺部の光透過率が小さくなるように製作する。これを光照射装置の光路に挿入し、照射領域の照度分布を均一にする。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
照度分布補正フィルタは、上記特開平7−20312号公報に示されるように、光を反射もしくは吸収する物質や反射防止膜などを、石英板に蒸着して製作する。石英の購入費用、蒸着費用、製作時間がかかることなどから高価になる。例えば200×200mmの照度分布補正フィルタの製作費用は、簡単な補正をする場合でも約20万円程度になる。
また、石英板に設けられる蒸着膜の透過率によって、本来低下させたくない部分の照度も低下し、照射領域全体として照度が低くなる。
例えば、照射領域が矩形状で周辺部の照度が大きい場合、できれば照射領域中央部の照度を低下させることなく周辺部のみの照度を低くし、照度分布を均一にしたい。しかし、従来の照度分布補正フィルタを使うと、照度分布は均一化されるが、石英板を透過することにより照射領域中央部の照度も低下してしまい、照射領域全体として照度が低くなる。これにより被処理物の処理時間が長くなりスループットが低下する。
本発明は上記事情を考慮してなされたものであって、本発明の目的は、照度分布補正フィルタの製作工数、製作コストを低減化するとともに、照射領域が矩形状で周辺部の照度が大きい場合、照射領域中央部の照度を低下させることなく周辺部のみの照度を低くし、照度分布の調整を行うことができる光照射装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
照度分布補正フィルタをフィルタ枠に張った金属線材で構成し、該金属線材をインテグレータレンズに入射する光の光芒中に挿入する。
インテグレータレンズを構成する個々のレンズは、本発明においては光軸に対して垂直方向の断面形状が矩形状であり、上記金属線材は、その入射光による影が、個々のレンズの境界線上に投影されるように設け、該影を被照射面に投影して、被照射面における照度分布を調整する。
図10で説明したインテグレータレンズの作用により、個々のレンズの境界線上に投影された影は、上記境界線に対応した被照射面の周辺部に投影されるので、例えば、フィルタ枠に上記金属線材を1本張れば、被照射面の周囲の対向する2辺の照度を低下させることができ、また、フィルタ枠に上記金属線材を直交させて2本張れば、被照射面の周囲の4辺の照度を低下させることができる。
すなわち、インテグレータレンズの光入射側に、少なくとも1本または2本の金属線材を直線状に張ったフィルタを挿入し、上記金属線材がインテグレータレンズに入射する光を遮光することにより生じる影が、上記インテグレータレンズを構成するレンズの境界線に投影されるようにすれば、被照射面の周囲の対向する2辺、または周囲の4辺の照度を低下させることができる。
また、被照射面の周囲の照度が低下するだけで、被照射面の中央部の照度は低下しない。
以上のように本発明によれば、フィルタ枠に1本または2本の金属線材を張るだけで、中央部の照度を低下させることなく、照射領域の周辺部の照度を低くすることができる。また、従来技術のように石英板も蒸着作業も必要とせず、製作コスト及び工数を大幅に低減化することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1に本発明の実施例の照度分布均一化フィルタを設けた光照射装置の構成例を示す。
図1において、ランプ1から出射した光は、集光鏡2によって集光され、第1の反射鏡3により光路を折り返し、インテグレータレンズ4に入射する。インテグレータレンズ4の光入射側には、金属線材が張り渡された本発明の照度分布均一化フィルタ10が設けられている。
インテグレータレンズ4を構成する個々のレンズは、光軸に対して垂直方向の断面形状が矩形状であり、上記照度分布均一化フィルタ10に張り渡された金属線材は、その入射光による影が、インテグレータレンズ4の個々のレンズの境界線上に投影されるように設けられている。
上記照度分布均一化フィルタ10により照度分布が調整されインテグレータレンズ4から出射した光は、第2の反射鏡5により反射されコリメータレンズ6に入射して平行光となり、被照射面に照射される。
【0010】
図2に、インテグレータレンズの入射面に影を投影する本発明の実施例の照度分布均一化フィルタの具体的な構成例を示す。
同図に示すように、照度分布均一化フィルタ10は、フィルタ枠11と、枠に張られた金属線材12とから構成される。
フィルタ枠11には、インテグレータレンズ4に入射する光の光芒が通過する開口11aが設けられている。また、フィルタ枠11には、金属線材12を通し固定する貫通孔11bが多数設けられている。
金属線材12は、例えば0.3mmのニッケル線であり、撚り線にしてフィルタ枠11に張り渡し、貫通孔11bに固定される。金属線材12は、集光された強い光が照射され高温になる。そのため、酸化しにくく、また膨張してたるみが生じないように、膨張率が比較的小さい材質として、ニッケル線を選択した。また、張り渡した時、蛇行したり、たるんだりしないように撚り線とした。
上記金属線材12は、前記したようにその入射光による影が、インテグレータレンズ4の個々のレンズの境界線上に投影されるような位置に張り渡される。
【0011】
金属線材12の設け方は、照度分布を測定しながら適宜行なう。図2に示すように1本の金属線材をフィルタ枠に設け、その影が、インテグレータレンズ4のレンズの境界線上に投影されるような位置に張り渡たした場合には、後述するように被照射面の対向する2辺の照度を低下させることができる。
上記金属線材12は、図2に示すように縦または横の一方向に1本のみ設けてもよいし、また、図3に示すように縦横1本ずつ十字に設けてもよい。このようにすれば、被照射面の周囲の4辺の照度を低下させることができる。
さらに、微妙な照度調整を行なう場合には、図4に示すように金属線材を1個所に複数本設けたり、図5に示すように2ケ所に設けてもよい。また、図6に示すように複数個所に十字に設けてもよい。
その他、金属線材の太さを変えたり、金属線材からインテグレータレンズまでの距離を変える等いくつかの手段により照度分布を調整することができる。
【0012】
次に本発明の実施例の照度分布均一化フィルタの作用について説明する。
インテグレータレンズは、前記したように、個々のレンズに入射した光を、照射領域全体に投影する。
以下図7を用いて説明する。
図7上方から光がインテグレータレンズ4に入射する。インテグレータレンズ4は、ここでは入射する光の光軸に対して垂直方向の断面形状が矩形状であるレンズを縦横方向に複数個配列することにより構成した複合レンズである。
インテグレータレンズ4より出射した光は、被照射面に投影され、その照射領域の形状はABCDで示される矩形状になる。
照射領域の頂点ABCDに投影される光は、インテグレータレンズ4を構成する個々のレンズの、ABCDの位置に入射する光である。煩雑になるため、個々のレンズに関するABCDの表記は、中央部の4つのレンズに関してしか示していないが、他のレンズについても同様である。
【0013】
ここで、照射領域ABCDの照度が、照度分布を示す曲線で示すように、中央部が低く、周辺部に向かうにしたがって高くなっているとする。このような照度分布を、改善する場合、次のようにする。
図8に示すように、インテグレータレンズ4の入射側に金属線材12a,12bを設け、入射する光を遮光する。インテグレータレンズ4に入射する光の入射角度は、光学系にもよるが、例えば0度から±8度の角度範囲を有するので、これによって生じる影は広がり、インテグレータレンズを構成する個々のレンズの境界線を中心に拡大投影される。
ところで、この影は、個々の境界線において最も濃く、境界線から離れるに従って薄くなる。また、金属線材12aをインテグレータレンズ4から遠ざけると影の幅は広がり、全体的に薄くなり、近づけると影の幅は狭まり、全体的に濃くなる。そしてこれは、照射領域の中心よりも周辺の照度が高い場合に照度分布を均一化する上で都合が良い。すなわち、金属線材12aは、レンズのAD、BC方向の境界線に影を拡大投影する。この影により、照射領域のAD周辺部、及びBC周辺部の照度は低くなり、照射領域中央の照度と同じになる。また、金属線材12bは、レンズのAB、DC方向の境界線に影を拡大投影する。そしてこの影により、照射領域のAB周辺部、及びDC周辺部の照度が低くなり、照射領域中央の照度と同じになる。
ここで、金属線材12a、12bが交差する部分の影は他に比べて濃くなる。したがって、交差する部分に相当する照射領域の頂点A,B,C,Dの照度は、最も照度が高くなっている部分であるが、他に比べて大きく低下し、照射領域中央の照度と同じになる。
【0014】
以上のように、金属線材12a,12bを、その影がインテグレータレンズ4を構成するレンズの境界線に投影されるように配置することにより、照射領域ABCDの中央部の照度を低下することなく、周辺部の照度を低くすることができ、照度分布を均一にすることができる。
同様に、例えば金属線12aのみを設け、レンズのAD、BC方向の境界線に影を投影すれば、照射領域のAD周辺部、及びBC周辺部の照度を低くすることができる。
金属線材12の設け方は、前記したように、照度分布を測定しながら適宜行なうが、1か所に金属線材を複数本設けたり、複数か所に複数本の金属線材を設けたり、また、金属線材の太さを変えたり、金属線材からインテグレータレンズまでの距離を変える等により、影の幅や濃さを変更できるので、所望の照度分布になるように調整することができる。
【0015】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては以下の効果を得ることができる。
(1)本発明の照度分布均一化フィルタは、金属性の枠に金属線材を取りつけたものであり、製作費用は極めて安く数万円である。従来の蒸着膜によるフィルタに比べ、製作コストを1/10以下にすることができる。
(2)フィルタ枠に金属線材を取りつけたりはずしたりするだけで、微妙な照度調整が可能であり、カットアンドトライにより、照度分布の均一度をより改善することができる。
(3)金属線材を設けない部分は何もないので、光は減衰しない。したがって、照射領域中央部の照度を低下させることなく、周辺部のみの照度を低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の光照射装置の構成例を示す図である。
【図2】照度分布均一化フィルタの具体的な構成例(1)を示す図である。
【図3】照度分布均一化フィルタの具体的な構成例(2)を示す図である。
【図4】照度分布均一化フィルタの具体的な構成例(3)を示す図である。
【図5】照度分布均一化フィルタの具体的な構成例(4)を示す図である。
【図6】照度分布均一化フィルタの具体的な構成例(5)を示す図である。
【図7】本発明の実施例の照度分布均一化フィルタの作用を説明する図(1)である。
【図8】本発明の実施例の照度分布均一化フィルタの作用を説明する図(2)である。
【図9】従来の露光装置等の光源装置として用いられる光照射装置の構成例を示す図である。
【図10】インテグレータレンズによる上記照度分布の均一化の様子を示す図である。
【符号の説明】
1 ランプ
2 集光鏡
3 第1の反射鏡
4 インテグレータレンズ
5 第2の反射鏡
6 コリメータレンズ
10 照度分布均一化フィルタ
11 フィルタ枠
11a開口
11b貫通孔
12 金属線材
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light irradiation apparatus that is used as a light source device of an exposure apparatus used in the manufacture of integrated circuits, liquid crystal display elements, and the like, and particularly requires light having a uniform irradiation area. In the irradiation apparatus, an illuminance distribution uniformizing filter capable of reducing only the illuminance of the peripheral portion and uniformizing the illuminance distribution of the irradiation region by a simple method even when the illuminance of the peripheral portion of the irradiation region is high. It is related with the provided light irradiation apparatus.
[0002]
[Prior art]
FIG. 9 shows a configuration example of a light irradiation apparatus used as a light source apparatus such as a conventional exposure apparatus.
In the figure, the light emitted from the lamp 1 is collected by the condenser mirror 2, the optical path is turned back by the first reflecting mirror 3, and enters the integrator lens 4.
The integrator lens 4 has a function of making the illuminance distribution of the light incident on the lens 4 uniform on the irradiated surface. The light emitted from the integrator lens 4 is reflected by the second reflecting mirror 5 and enters the collimator lens 6. The light emitted from the collimator lens 6 becomes parallel light and is irradiated on the irradiated surface.
In the case of FIG. 9, the mask M is placed on the irradiated surface, and the mask pattern formed on the mask M is projected onto the substrate W through the projection lens 7 and exposed. Note that the configuration of the light irradiation apparatus is the same for an apparatus that exposes the mask pattern on the substrate without bringing the projection lens 7 into close contact with the mask M and the substrate W.
In addition, there is a case where an object to be processed (hereinafter also referred to as a workpiece) is arranged on the surface to be irradiated instead of the mask M, and the surface of the object to be processed is modified by a photochemical reaction by irradiating light. For example, a photo-alignment film for a liquid crystal display element is disposed and a photo-alignment process is performed.
[0003]
The integrator lens 4 (also referred to as a fly-eye lens) is a lens in which dozens to dozens of lenses are arranged in parallel in the vertical and horizontal directions. Each of the lenses divides incident light, and the divided light is superimposed on the irradiation surface to make the illuminance distribution uniform. That is, the illuminance distribution of the light incident on the integrator lens 4 is non-uniform, and even if the intensity of the light incident on each lens is different, the emitted light irradiates the same irradiation surface so that the uniform illuminance is obtained. Distribution.
By using the integrator lens 4 as described above, the illuminance distribution on the irradiated surface can be about ± 5%.
FIG. 10 shows how the illuminance distribution is made uniform by the integrator lens. In addition, although the integrator lens comprised from three lenses is shown in the figure for easy description, actually, dozens to dozens of lenses are provided.
In FIG. 10, light from a lamp (not shown) is collected, enters the integrator lens 4 from the upper side of the figure, and irradiates the irradiation area of the irradiated surface at the lower side of the figure through the collimator lens 6.
The integrator lens 4 is composed of a first lens 4a, a second lens 4b, and a third lens 4c, and the illuminance distribution in the horizontal direction of the drawing of light incident on the integrator lens 4 is as shown in graph 1 in the figure. Suppose that it is a simple shape.
The integrator lens 4 projects the light incident on each lens over the entire irradiation area. The light having the illuminance distribution of A in the graph 1 is incident on the first lens 4a, and is projected as light having the illuminance distribution of A 'in the graph 2 on the entire irradiation region.
[0004]
Similarly, light having an illuminance distribution of B in the graph 1 is incident on the second lens 4b, and is projected as light having an illuminance distribution of B 'in the graph 2 on the entire irradiation region. Light having an illuminance distribution of C in the graph 1 is incident on the third lens 4c, and is projected as light having an illuminance distribution as in C 'of the graph 2 on the entire irradiation region.
In the irradiation region, the illuminance distributions A ′, B ′, and C ′ are added. As a result, the illuminance distribution in the irradiation region is as shown in the graph 3. Compared to the graph 1, the illuminance distribution of the graph 3 is made uniform.
If the number of lenses constituting the integrator lens is increased, such a uniform effect of the illuminance distribution can be obtained. The illuminance distribution in the light irradiation area can be made ± 5% or less by the integrator lens.
Recently, however, a more uniform illuminance distribution, for example, ± 3% or less, has been demanded for reasons such as miniaturization of processing accuracy of an object to be processed and a stable processing process.
[0005]
When exposing a rectangular workpiece such as a liquid crystal substrate or a printed circuit board, the shape of the light emitted from the light irradiation device is made to be rectangular according to the shape of the workpiece. If the cross-sectional shape of each lens constituting the integrator lens 4 in the direction perpendicular to the optical axis is made rectangular, the shape of the irradiation region becomes rectangular.
In the rectangular irradiation region as described above, the illuminance is higher in the periphery of the irradiation region, and may not satisfy the required illuminance uniformity. The cause of this is the difference in reflectance and transmittance due to variations in the film thickness and the like of various deposited films provided on the surfaces of lenses and mirrors in the light irradiation device, as well as the design and assembly conditions of the optical system.
In order to improve the illuminance distribution in the irradiation region, it is known to provide an illuminance distribution correction filter 8 as shown by a dotted line in FIG.
[0006]
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-55043 describes that an illuminance distribution correction filter is provided between an integrator lens and an irradiated surface.
The illuminance distribution correction filter is a filter having partially different light transmittances. For example, the illuminance distribution correction filter is manufactured by vapor-depositing a material that reflects or absorbs light having an irradiated wavelength on a quartz plate.
Further, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-20320 describes in detail the structure of the illuminance distribution correction filter as described above.
As shown in paragraphs [0003] to [0004] of JP-A-7-20212, the illuminance distribution correction filter measures the illuminance distribution on the irradiated surface after assembling the light irradiating device, and this illuminance distribution. In other words, for example, if the illuminance at the periphery of the irradiation region is high, the light transmittance of the periphery is reduced. This is inserted into the optical path of the light irradiation device to make the illuminance distribution in the irradiation region uniform.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The illuminance distribution correction filter is manufactured by depositing a material that reflects or absorbs light, an antireflection film, or the like on a quartz plate as disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-20320. Quartz purchase costs, vapor deposition costs, production time, etc. are expensive. For example, the manufacturing cost of the 200 × 200 mm illuminance distribution correction filter is about 200,000 yen even when simple correction is performed.
In addition, the illuminance of a portion that is not desired to be reduced is also reduced by the transmittance of the vapor deposition film provided on the quartz plate, and the illuminance is lowered as a whole irradiation region.
For example, if the irradiation area is rectangular and the peripheral area has a large illuminance, it is desirable to reduce the illuminance only at the peripheral area without reducing the illuminance at the central area of the irradiation area, and make the illuminance distribution uniform. However, when the conventional illuminance distribution correction filter is used, the illuminance distribution is made uniform, but the illuminance at the center of the irradiation area is also reduced by passing through the quartz plate, and the illuminance is reduced as a whole. As a result, the processing time of the object to be processed becomes longer and the throughput is lowered.
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and the object of the present invention is to reduce the man-hour and cost of manufacturing the illuminance distribution correction filter, and the irradiation area is rectangular, and the illuminance at the periphery is large. In this case, it is to provide a light irradiation device capable of adjusting the illuminance distribution by reducing the illuminance at only the peripheral portion without reducing the illuminance at the center of the irradiation region.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The illuminance distribution correction filter is composed of a metal wire stretched on a filter frame, and the metal wire is inserted into the light beam incident on the integrator lens.
In the present invention, the individual lenses constituting the integrator lens have a rectangular cross-sectional shape in the direction perpendicular to the optical axis, and the metal wire rod projects shadows due to the incident light onto the boundary lines of the individual lenses. The shadow is projected onto the irradiated surface, and the illuminance distribution on the irradiated surface is adjusted.
The shadows projected on the boundary lines of the individual lenses by the action of the integrator lens described in FIG. 10 are projected on the periphery of the irradiated surface corresponding to the boundary lines. For example, the metal wire rod is applied to the filter frame. If one wire is stretched, the illuminance on the two opposite sides around the irradiated surface can be reduced, and if the two metal wires are stretched perpendicular to the filter frame, the four sides around the illuminated surface are stretched. The illuminance can be reduced.
That is, a shadow produced by inserting a filter in which at least one or two metal wires are linearly inserted on the light incident side of the integrator lens and blocking the light incident on the integrator lens by the metal wire is described above. If projected onto the boundary line of the lenses constituting the integrator lens, the illuminance of the two opposing sides or the four surrounding sides of the irradiated surface can be reduced.
Further, only the illuminance around the irradiated surface is reduced, and the illuminance at the center of the irradiated surface is not reduced.
As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the illuminance at the peripheral portion of the irradiation region without reducing the illuminance at the central portion only by stretching one or two metal wires on the filter frame. Further, unlike the prior art, neither a quartz plate nor vapor deposition work is required, and the manufacturing cost and the number of steps can be greatly reduced.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a configuration example of a light irradiation apparatus provided with an illuminance distribution uniformizing filter according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, the light emitted from the lamp 1 is collected by the condenser mirror 2, the optical path is turned back by the first reflecting mirror 3, and enters the integrator lens 4. On the light incident side of the integrator lens 4 is provided an illuminance distribution uniformizing filter 10 of the present invention in which a metal wire is stretched.
The individual lenses constituting the integrator lens 4 have a rectangular cross-sectional shape perpendicular to the optical axis, and the metal wire stretched over the illuminance distribution uniformizing filter 10 is shaded by the incident light, The integrator lens 4 is provided so as to be projected onto the boundary line between the individual lenses.
Light emitted from the integrator lens 4 with the illuminance distribution adjusted by the illuminance distribution uniforming filter 10 is reflected by the second reflecting mirror 5 and incident on the collimator lens 6 to become parallel light, which is irradiated onto the irradiated surface.
[0010]
FIG. 2 shows a specific configuration example of the illuminance distribution uniformizing filter according to the embodiment of the present invention that projects a shadow on the incident surface of the integrator lens.
As shown in the figure, the illuminance distribution uniform filter 10 includes a filter frame 11 and a metal wire 12 stretched on the frame.
The filter frame 11 is provided with an opening 11a through which a light beam incident on the integrator lens 4 passes. Further, the filter frame 11 is provided with a large number of through holes 11b through which the metal wire 12 is fixed.
The metal wire 12 is, for example, a 0.3 mm nickel wire, is stranded and is stretched over the filter frame 11 and fixed to the through hole 11b. The metal wire 12 is irradiated with intense condensed light and becomes high temperature. Therefore, a nickel wire was selected as a material having a relatively low expansion rate so that it does not easily oxidize and does not swell and sag. Moreover, it was made into the strand wire so that it might not meander or sag when it was stretched.
As described above, the metal wire 12 is stretched to a position where the shadow caused by the incident light is projected onto the boundary lines of the individual lenses of the integrator lens 4.
[0011]
The metal wire 12 is appropriately provided while measuring the illuminance distribution. As shown in FIG. 2, when one metal wire is provided on the filter frame and its shadow extends over a position where it is projected onto the boundary line of the integrator lens 4, it is covered as described later. The illuminance on the two opposite sides of the irradiated surface can be reduced.
Only one metal wire 12 may be provided in one vertical or horizontal direction as shown in FIG. 2, or may be provided in a cross shape one by one in the vertical and horizontal directions as shown in FIG. In this way, it is possible to reduce the illuminance on the four sides around the irradiated surface.
Furthermore, when performing a fine illuminance adjustment, a plurality of metal wires may be provided at one place as shown in FIG. 4, or at two places as shown in FIG. Moreover, as shown in FIG. 6, you may provide in a cross in several places.
In addition, the illuminance distribution can be adjusted by several means such as changing the thickness of the metal wire or changing the distance from the metal wire to the integrator lens.
[0012]
Next, the operation of the illuminance distribution uniformizing filter of the embodiment of the present invention will be described.
As described above, the integrator lens projects the light incident on each lens over the entire irradiation region.
This will be described below with reference to FIG.
Light enters the integrator lens 4 from above in FIG. Here, the integrator lens 4 is a compound lens formed by arranging a plurality of lenses having a rectangular cross-sectional shape in the vertical direction with respect to the optical axis of incident light in the vertical and horizontal directions.
The light emitted from the integrator lens 4 is projected onto the surface to be irradiated, and the shape of the irradiation region becomes a rectangular shape indicated by ABCD.
The light projected onto the vertex ABCD of the irradiation area is light incident on the position of ABCD of each lens constituting the integrator lens 4. For the sake of simplicity, the ABCD notation for each lens shows only the four central lenses, but the same applies to the other lenses.
[0013]
Here, it is assumed that the illuminance of the irradiation area ABCD is low in the central part and becomes higher toward the peripheral part as shown by a curve indicating the illuminance distribution. In order to improve such illuminance distribution, the following is performed.
As shown in FIG. 8, metal wires 12a and 12b are provided on the incident side of the integrator lens 4 to block incident light. Although the incident angle of the light incident on the integrator lens 4 depends on the optical system, for example, it has an angle range of 0 ° to ± 8 °, so that the shadow caused by this spreads and the boundaries of the individual lenses constituting the integrator lens The projected image is enlarged around the line.
By the way, this shadow is the darkest in each boundary line, and becomes thinner as the distance from the boundary line increases. Further, when the metal wire 12a is moved away from the integrator lens 4, the width of the shadow is widened and thinned as a whole, and when approaching, the width of the shadow is narrowed and darkened as a whole. This is convenient for making the illuminance distribution uniform when the peripheral illuminance is higher than the center of the irradiation region. That is, the metal wire 12a enlarges and projects a shadow on the boundary line of the lens in the AD and BC directions. Due to this shadow, the illuminance at the AD peripheral portion and the BC peripheral portion of the irradiation region is lowered and becomes the same as the illuminance at the center of the irradiation region. In addition, the metal wire 12b enlarges and projects a shadow on the boundary line of the lens in the AB and DC directions. Then, due to this shadow, the illuminance at the AB peripheral portion and the DC peripheral portion of the irradiation region becomes low, and becomes the same as the illuminance at the center of the irradiation region.
Here, the shadow of the portion where the metal wires 12a and 12b intersect becomes darker than the others. Therefore, the illuminances at the vertices A, B, C, and D of the irradiation areas corresponding to the intersecting parts are the parts where the illuminance is the highest, but are greatly reduced compared to the other, and the same as the illuminance at the center of the irradiation area become.
[0014]
As described above, by arranging the metal wires 12a and 12b so that the shadows are projected onto the boundary lines of the lenses constituting the integrator lens 4, without reducing the illuminance at the center of the irradiation area ABCD, The illuminance at the periphery can be lowered, and the illuminance distribution can be made uniform.
Similarly, for example, if only the metal wire 12a is provided and a shadow is projected on the boundary line of the lens in the AD and BC directions, the illuminance at the AD peripheral portion and the BC peripheral portion of the irradiation region can be lowered.
As described above, the method of providing the metal wire 12 is appropriately performed while measuring the illuminance distribution, but a plurality of metal wires are provided at one place, a plurality of metal wires are provided at a plurality of places, Since the shadow width and density can be changed by changing the thickness of the metal wire or changing the distance from the metal wire to the integrator lens, it can be adjusted to have a desired illuminance distribution.
[0015]
【The invention's effect】
As described above, the following effects can be obtained in the present invention.
(1) The illuminance distribution uniformizing filter of the present invention has a metal frame attached to a metallic frame, and the manufacturing cost is extremely low, which is tens of thousands of yen. The manufacturing cost can be reduced to 1/10 or less as compared with a filter using a conventional deposited film.
(2) Fine illuminance adjustment is possible only by attaching or removing the metal wire to the filter frame, and the uniformity of the illuminance distribution can be further improved by cut-and-try.
(3) Since there is no portion where no metal wire is provided, light is not attenuated. Therefore, it is possible to reduce the illuminance only at the peripheral portion without reducing the illuminance at the center of the irradiation region.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a light irradiation apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a specific configuration example (1) of an illuminance distribution uniformizing filter;
FIG. 3 is a diagram illustrating a specific configuration example (2) of an illuminance distribution uniformizing filter;
FIG. 4 is a diagram illustrating a specific configuration example (3) of an illuminance distribution uniformizing filter;
FIG. 5 is a diagram illustrating a specific configuration example (4) of an illuminance distribution uniformizing filter;
FIG. 6 is a diagram illustrating a specific configuration example (5) of an illuminance distribution uniformizing filter.
FIG. 7 is a diagram (1) illustrating an operation of an illuminance distribution uniformizing filter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram (2) illustrating an operation of the illuminance distribution uniformizing filter according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of a light irradiation apparatus used as a light source apparatus such as a conventional exposure apparatus.
FIG. 10 is a diagram showing how the illuminance distribution is made uniform by an integrator lens.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lamp 2 Condensing mirror 3 1st reflective mirror 4 Integrator lens 5 2nd reflective mirror 6 Collimator lens 10 Illuminance distribution equalization filter 11 Filter frame 11a opening 11b Through-hole 12 Metal wire

Claims (1)

光源と、該光源からの光を被照射面に投射するインテグレータレンズとを含む光学素子を備えた光照射装置において、
上記インテグレータレンズは、入射する光の光軸に対して垂直方向の断面形状が矩形であるレンズを縦横方向に複数個配列することにより構成した複合レンズであり、
上記インテグレータレンズの光入射側に、金属線材を直線状に張ったフィルタが挿入され、上記金属線材がインテグレータレンズに入射する光を遮光するために生じる影が、上記インテグレータレンズを構成するレンズの境界線に投影される
ことを特徴とする照度分布均一化フィルタを備えた光照射装置。
In a light irradiation apparatus including an optical element including a light source and an integrator lens that projects light from the light source onto an irradiated surface,
The integrator lens is a compound lens configured by arranging a plurality of lenses having a rectangular cross-sectional shape in the vertical direction with respect to the optical axis of incident light in the vertical and horizontal directions,
A filter in which a metal wire is linearly inserted is inserted on the light incident side of the integrator lens, and a shadow caused by the metal wire blocking light incident on the integrator lens is a boundary between the lenses constituting the integrator lens. The light irradiation apparatus provided with the illuminance distribution uniformization filter characterized by being projected on a line.
JP2001033906A 2001-02-09 2001-02-09 Light irradiation device with illuminance distribution uniform filter Expired - Fee Related JP3918440B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001033906A JP3918440B2 (en) 2001-02-09 2001-02-09 Light irradiation device with illuminance distribution uniform filter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001033906A JP3918440B2 (en) 2001-02-09 2001-02-09 Light irradiation device with illuminance distribution uniform filter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002237442A JP2002237442A (en) 2002-08-23
JP3918440B2 true JP3918440B2 (en) 2007-05-23

Family

ID=18897590

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001033906A Expired - Fee Related JP3918440B2 (en) 2001-02-09 2001-02-09 Light irradiation device with illuminance distribution uniform filter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3918440B2 (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003282412A (en) 2002-03-25 2003-10-03 Ushio Inc Light irradiation apparatus
US7030958B2 (en) * 2003-12-31 2006-04-18 Asml Netherlands B.V. Optical attenuator device, radiation system and lithographic apparatus therewith and device manufacturing method
JP5190804B2 (en) * 2008-07-16 2013-04-24 株式会社ニコン Dimming unit, illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method
WO2010073801A1 (en) * 2008-12-25 2010-07-01 株式会社 ニコン Illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP5157945B2 (en) * 2009-02-09 2013-03-06 ウシオ電機株式会社 Light irradiation device
JP2011009611A (en) * 2009-06-29 2011-01-13 Ushio Inc Integrator and light irradiation device using the same integrator
CN105549339B (en) * 2016-02-19 2017-08-11 京东方科技集团股份有限公司 A kind of exposure machine and the optical filter for exposure machine
JP6587557B2 (en) * 2016-02-24 2019-10-09 株式会社ブイ・テクノロジー Exposure illumination apparatus, exposure apparatus and exposure method
JP6712508B2 (en) * 2016-06-28 2020-06-24 株式会社ブイ・テクノロジー Method of manufacturing illuminance adjustment filter, illuminance adjustment filter, illumination optical system, and exposure apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002237442A (en) 2002-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3259657B2 (en) Projection exposure apparatus and device manufacturing method using the same
US7158307B2 (en) Efficiently illuminating a modulating device
KR101391384B1 (en) Lighting optical device exposure system and exposure method
TWI474126B (en) Exposure apparatus and electronic device manufacturing method
US7046340B2 (en) Method and apparatus for controlling radiation beam intensity directed to microlithographic substrates
KR19980042721A (en) Spatially controllable and partially coherent illumination system
US20080143987A1 (en) Exposure apparatus and device fabrication method
JP2817615B2 (en) Reduction projection exposure equipment
JP3918440B2 (en) Light irradiation device with illuminance distribution uniform filter
JP2011039172A (en) Exposure apparatus and device manufacturing method
JP2004247527A (en) Illumination optical apparatus, aligner, and exposure method
JP3200244B2 (en) Scanning exposure equipment
TW200809919A (en) Exposure apparatus
TW201346457A (en) Exposure device, exposure method, manufacturing method of element and aperture board
TWI249652B (en) Scanning exposure apparatus and method
CN111090216A (en) Method and apparatus for determining the position of a plurality of pixels introduced into a photolithographic mask substrate
US6610460B2 (en) Exposure method
US6067145A (en) Light exposing device for manufacturing semiconductor device which further removes asymmetrical aberration
JP3336390B2 (en) Projection exposure apparatus and method
JP2503696B2 (en) Projection exposure device
TWI480705B (en) Illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method
JPH0519447A (en) Mask for stepper
JPH0936026A (en) Projection aligner and manufacturing method of semiconductor device using the same apparatus
JP3109946B2 (en) Exposure apparatus and device manufacturing method
JP4196076B2 (en) Method for manufacturing columnar lens and gray scale mask

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050921

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070123

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070205

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 3918440

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100223

Year of fee payment: 3

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110223

Year of fee payment: 4

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120223

Year of fee payment: 5

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130223

Year of fee payment: 6

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130223

Year of fee payment: 6

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140223

Year of fee payment: 7

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees