JPH0248627A - 照明光学装置およびそれを用いた露光装置 - Google Patents
照明光学装置およびそれを用いた露光装置Info
- Publication number
- JPH0248627A JPH0248627A JP63200922A JP20092288A JPH0248627A JP H0248627 A JPH0248627 A JP H0248627A JP 63200922 A JP63200922 A JP 63200922A JP 20092288 A JP20092288 A JP 20092288A JP H0248627 A JPH0248627 A JP H0248627A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- integrator
- internal reflection
- type integrator
- reflection type
- 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.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 61
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 31
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Projection-Type Copiers In General (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、対象物を均一に照明するための照明光学装置
、特にIC,LSI、VLS I等の半導体チップを製
造するための露光装置に適した照明光学装置に関する。
、特にIC,LSI、VLS I等の半導体チップを製
造するための露光装置に適した照明光学装置に関する。
従来、この種の露光装置に用いられている照明光学装置
としては、オプティカルインテグレータを一個用いた構
成がよく知られている。しがしながら、この様な構成で
は、照明分布の均一性の達成度は必ずしも満足できるも
のではなく、更に被照射面以外での照度分布の均一性が
著しく劣るため、ステッパー(投影型露光装置)の照明
系として用いた場合には、投影レンズの解像力並びに焦
点深度を劣化させてしまうという難点があった。
としては、オプティカルインテグレータを一個用いた構
成がよく知られている。しがしながら、この様な構成で
は、照明分布の均一性の達成度は必ずしも満足できるも
のではなく、更に被照射面以外での照度分布の均一性が
著しく劣るため、ステッパー(投影型露光装置)の照明
系として用いた場合には、投影レンズの解像力並びに焦
点深度を劣化させてしまうという難点があった。
このような難点を解消するために、フライアイ型インテ
グレータを二段用いる構成の照明光学装置が、本願と同
一出願人による特開昭58−147708号として提案
されている。
グレータを二段用いる構成の照明光学装置が、本願と同
一出願人による特開昭58−147708号として提案
されている。
この特開昭58−147708号公報に開示された構成
を、第1O図として示した。光源1は楕円鏡2の第1焦
点付近に発光点が一敗するように配置され、第2焦点付
近(A1面)に集光点(光源像)を形成する。4J、光
点を通過した光束は、正レンズ3により概略平行光束と
なり、第1フライアイ型インテグレータ4に入射する。
を、第1O図として示した。光源1は楕円鏡2の第1焦
点付近に発光点が一敗するように配置され、第2焦点付
近(A1面)に集光点(光源像)を形成する。4J、光
点を通過した光束は、正レンズ3により概略平行光束と
なり、第1フライアイ型インテグレータ4に入射する。
第2フライアイ型インテグレータフとの間には、正レン
ズ5゜6が配置され、第1フライアイ型インテグレータ
4、第2フライアイ型インテグレータフの各々の入射面
(81面、82面)同志が互いに共役で、且つ各々の射
出面(A2面、A3面)同志が互いに共役になるように
構成されている。第27ライアイ型インテグレータフを
出た光束は、フィールドレンズ8及びコンデンサーレン
ズ9を介して、被照射面!0を均一に照明する。
ズ5゜6が配置され、第1フライアイ型インテグレータ
4、第2フライアイ型インテグレータフの各々の入射面
(81面、82面)同志が互いに共役で、且つ各々の射
出面(A2面、A3面)同志が互いに共役になるように
構成されている。第27ライアイ型インテグレータフを
出た光束は、フィールドレンズ8及びコンデンサーレン
ズ9を介して、被照射面!0を均一に照明する。
以上が上記公報に開示された基本構成であるが、第1θ
図において、光源lと共役関係にある面にはA1.A2
.A3の符号を付し、被照射面Oと共役関係にある面に
はBl、[32の符号を付した。
図において、光源lと共役関係にある面にはA1.A2
.A3の符号を付し、被照射面Oと共役関係にある面に
はBl、[32の符号を付した。
(発明が解決しようとする!IB)
第10図に示した如き従来の構成においては、フライア
イ型インテグレータが2段用いられるため、フライアイ
型インテグレータを構成するフライアイレンズの個数の
増大が避けられず、部品点数の増大による製造工程の増
加及びコストの増加という問題があった。
イ型インテグレータが2段用いられるため、フライアイ
型インテグレータを構成するフライアイレンズの個数の
増大が避けられず、部品点数の増大による製造工程の増
加及びコストの増加という問題があった。
また、エキシマレーザのごとき極めて高出力の光源を用
いる場合には集光点における発熱のために光学素子が破
壊される恐れがあるため、この点からの配慮も不可欠で
ある。
いる場合には集光点における発熱のために光学素子が破
壊される恐れがあるため、この点からの配慮も不可欠で
ある。
本発明の目的は、レーザを光源とする場合に、部品点数
が少なくF!J車な構成でありながら、均一な照明を行
うことが可能で、エキシマレーザのごとき高出力のレー
ザ光源を用いる場合にも光学素子が破損する恐れのない
照明光学!置を提供することにある。
が少なくF!J車な構成でありながら、均一な照明を行
うことが可能で、エキシマレーザのごとき高出力のレー
ザ光源を用いる場合にも光学素子が破損する恐れのない
照明光学!置を提供することにある。
本発明は、第1図及び第2図の実施例の構成に示す如く
、レーザ光源の如くコリメートされた光束を供給する光
源手段11からの光を入射して複数の集光点からなる実
質的面光源を形成するために、リレーレンズを挟んで直
列に配置された2つのオプティカルインテグレータを有
する照明光学装置を基本としている。そして、2つのオ
プティカルインテグレータのうち第1段のインテグレー
タとして、正レンズ又は負のレンズが複数個並列配置さ
れたフライアイ型インテグレータIOを用い、リレーレ
ンズを挟んで第2段のインテグレータとして角柱状の内
面反射型インテグレータ20を用いたものである。
、レーザ光源の如くコリメートされた光束を供給する光
源手段11からの光を入射して複数の集光点からなる実
質的面光源を形成するために、リレーレンズを挟んで直
列に配置された2つのオプティカルインテグレータを有
する照明光学装置を基本としている。そして、2つのオ
プティカルインテグレータのうち第1段のインテグレー
タとして、正レンズ又は負のレンズが複数個並列配置さ
れたフライアイ型インテグレータIOを用い、リレーレ
ンズを挟んで第2段のインテグレータとして角柱状の内
面反射型インテグレータ20を用いたものである。
ここで、第1段のインテグレータを複数の正レンズIO
aを並列配置して構成する場合には、各正レンズの後側
焦点位置を該正レンズの外部の後側空間内となるように
構成することが必要である。
aを並列配置して構成する場合には、各正レンズの後側
焦点位置を該正レンズの外部の後側空間内となるように
構成することが必要である。
そして、両インテグレータの間に配置されたリレーレン
ズにより、光源側のフライアイ型インテグレータによっ
て形成される複数の実又は虚の集光点と第2段のインテ
グレータとしての角柱状の内面反射型インテグレータ2
0の入射面近傍とを共役に形成したものである。
ズにより、光源側のフライアイ型インテグレータによっ
て形成される複数の実又は虚の集光点と第2段のインテ
グレータとしての角柱状の内面反射型インテグレータ2
0の入射面近傍とを共役に形成したものである。
上記の如き本発明の基本構成によれば、フライアイ型イ
ンテグレーク10によって形成される実又は虚の集光点
群の像が内面反射型インテグレータ20の入射面の近傍
に形成される。そして、第1段のインテグレータとして
複数の正レンズlOaを並列配置してなるフライアイ型
インテグレータを用いる場合には、これによる複数の集
光点が各正レンズの射出側空間に形成されるため集光点
で発する熱によってレンズが破壊されるおそれがなく、
また第1段のインテグレータとして複数の負レンズ10
bを並列配置してなるフライアイ型インテグレータを用
いる場合には、実の集光点が形成されないため熱による
破壊を防止することが可能である。
ンテグレーク10によって形成される実又は虚の集光点
群の像が内面反射型インテグレータ20の入射面の近傍
に形成される。そして、第1段のインテグレータとして
複数の正レンズlOaを並列配置してなるフライアイ型
インテグレータを用いる場合には、これによる複数の集
光点が各正レンズの射出側空間に形成されるため集光点
で発する熱によってレンズが破壊されるおそれがなく、
また第1段のインテグレータとして複数の負レンズ10
bを並列配置してなるフライアイ型インテグレータを用
いる場合には、実の集光点が形成されないため熱による
破壊を防止することが可能である。
しかも、2個のオプティカルインテグレータのうちの一
方を、単一の部材から構成し得る角柱状の内面反射型イ
ンテグレータとしているため、部品点数が僅かとなり極
めて簡単な構成としながらも、極めて均一な照明を行う
ことが可能である。
方を、単一の部材から構成し得る角柱状の内面反射型イ
ンテグレータとしているため、部品点数が僅かとなり極
めて簡単な構成としながらも、極めて均一な照明を行う
ことが可能である。
ここで、角柱状の内面反射型インテグレータ20につい
て説明する。内面反射型インテグレータとは、四角形や
六角形の如き角柱形状の各側面の内面が反射面に形成さ
れた光トンネルともいうべき光学部材である。
て説明する。内面反射型インテグレータとは、四角形や
六角形の如き角柱形状の各側面の内面が反射面に形成さ
れた光トンネルともいうべき光学部材である。
第3図には角柱状の内面反射型インテグレータ20とし
て、断面が正方形の内面反射型インテグレータの斜視図
を示し、第4図には正レンズ13によって集光された平
行光束が内面反射型インテグレータによって反射されて
射出する様子を示すために光軸に沿う断面光路の概要を
示した0図示の如く、四角柱状の各側面は内面が反射面
に形成され、内面反射型インテグレータの入射面20a
の近傍に形成される光源像S0から入射する光束のうち
、光軸に沿って進む光束はそのまま射出面20bを射出
して行く。図中の上方側面20cで反射される光束は、
上方側面20cに関して集光点S0と共役な虚の集光点
S、から供給されるようにして射出し、同様に、下方側
面20dで反射される光束は下方側面20dに関して集
光点Soと共役な虚の集光点S弓から供給されるごとく
射出する。そして、下方側面20dで反射された後に上
方側面20cで反射される光束は、あたかも虚集光点S
!から供給される如くに射出し、上方側面20cで反射
された後に下方側面20dで反射される光束は、あたか
も虚集光点S−2から供給される如くに射出する。
て、断面が正方形の内面反射型インテグレータの斜視図
を示し、第4図には正レンズ13によって集光された平
行光束が内面反射型インテグレータによって反射されて
射出する様子を示すために光軸に沿う断面光路の概要を
示した0図示の如く、四角柱状の各側面は内面が反射面
に形成され、内面反射型インテグレータの入射面20a
の近傍に形成される光源像S0から入射する光束のうち
、光軸に沿って進む光束はそのまま射出面20bを射出
して行く。図中の上方側面20cで反射される光束は、
上方側面20cに関して集光点S0と共役な虚の集光点
S、から供給されるようにして射出し、同様に、下方側
面20dで反射される光束は下方側面20dに関して集
光点Soと共役な虚の集光点S弓から供給されるごとく
射出する。そして、下方側面20dで反射された後に上
方側面20cで反射される光束は、あたかも虚集光点S
!から供給される如くに射出し、上方側面20cで反射
された後に下方側面20dで反射される光束は、あたか
も虚集光点S−2から供給される如くに射出する。
従って、角柱状の内面反射型インテグレータ20に入射
する集光点S0からの発散光束は、側面での1回または
複数回の反射によって、実質的に多数の光源像から供給
されているように射出する。
する集光点S0からの発散光束は、側面での1回または
複数回の反射によって、実質的に多数の光源像から供給
されているように射出する。
例えば、第3図の斜視図に示した如き断面が正方形の角
柱状である場合には、各側面での反射により射出面から
みた集光点の様子は、第5図の平面図の如く、格子状に
分布した多数の集光点からの光束によって射出面20b
が照明されるようになり、これら多数の虚集光点の形成
される面Sに実質的面光源が形成される。
柱状である場合には、各側面での反射により射出面から
みた集光点の様子は、第5図の平面図の如く、格子状に
分布した多数の集光点からの光束によって射出面20b
が照明されるようになり、これら多数の虚集光点の形成
される面Sに実質的面光源が形成される。
第3図及び第4図に示した内面反射型インテグレータは
、各側面を反射部材で形成した中空のものであるが、内
面反射型インテグレータとしては稠密なガラスロンドの
如き構成とすることも可能である。このような内面反射
型インテグレータ40として断面が正方形のものの斜視
図を第6図に、その光軸に沿う断面光路の概要を第7図
に示した。
、各側面を反射部材で形成した中空のものであるが、内
面反射型インテグレータとしては稠密なガラスロンドの
如き構成とすることも可能である。このような内面反射
型インテグレータ40として断面が正方形のものの斜視
図を第6図に、その光軸に沿う断面光路の概要を第7図
に示した。
第7図に示す如く、この内面反射型インチブレーク40
の入射面40aの近傍に形成される集光点S、から入射
面40aに入射する光束のうち、光軸に沿って進む光束
は入射面40a及び射出面40bでの屈折を受けて射出
して行き、図中の上方側面40cで反射される光束は、
上方側面40cに関して集光点S、と共役な産気光点S
1から供給されるようにして射出面40bを射出する。
の入射面40aの近傍に形成される集光点S、から入射
面40aに入射する光束のうち、光軸に沿って進む光束
は入射面40a及び射出面40bでの屈折を受けて射出
して行き、図中の上方側面40cで反射される光束は、
上方側面40cに関して集光点S、と共役な産気光点S
1から供給されるようにして射出面40bを射出する。
同様に、下方面40dで反射される光束は下方側面40
dに関して集光点S0と共役な産気光点S−1から供給
されるごとく射出面40bを射出する。そして、下方面
40dで反射された後に上方面40cで反射される光束
は、あたかも産気光点S8から供給される如くに射出し
、上方面40cで反射された後に下方面40dで反射さ
れる光束は、あたかも産気光点S−xから供給される如
くに射出する。
dに関して集光点S0と共役な産気光点S−1から供給
されるごとく射出面40bを射出する。そして、下方面
40dで反射された後に上方面40cで反射される光束
は、あたかも産気光点S8から供給される如くに射出し
、上方面40cで反射された後に下方面40dで反射さ
れる光束は、あたかも産気光点S−xから供給される如
くに射出する。
従って、このような角柱状の内面反射型インチブレーク
40によっても集光点S0からの発散光束は、側面での
1回または複数の反射によって、実質的に多数の集光点
から供給されているように射出し、それらの位置関係の
様子は、第5図と同様に格子状に分布した多数の集光点
からの光束によって射出面40bが照明されるようにな
り、この集光点の形成される面Sに実質的面光源が形成
される。
40によっても集光点S0からの発散光束は、側面での
1回または複数の反射によって、実質的に多数の集光点
から供給されているように射出し、それらの位置関係の
様子は、第5図と同様に格子状に分布した多数の集光点
からの光束によって射出面40bが照明されるようにな
り、この集光点の形成される面Sに実質的面光源が形成
される。
このように、1本の角柱状の内面反射型インチブレーク
という極めて簡単な構成の部材を用いて、その入射面の
近傍に実または虚の集光点を形成することによって、入
射面の近傍に実質的な面光源を形成することが可能とな
り、上記の如くフライアイ型インテグレータとの組み合
わせによって、均一な照明を行い得る簡単な構成の照明
光学装置が可能となる。
という極めて簡単な構成の部材を用いて、その入射面の
近傍に実または虚の集光点を形成することによって、入
射面の近傍に実質的な面光源を形成することが可能とな
り、上記の如くフライアイ型インテグレータとの組み合
わせによって、均一な照明を行い得る簡単な構成の照明
光学装置が可能となる。
そして、光源手段からの光束がコリメートされているた
め、レーザの如く実質的な点光源とみなすことができ、
従来の一数的フライアイ型インテグレータに必要とされ
た射出側のレンズ作用を無くすことが可能であり、正レ
ンズを並列配置してフライアイ型インテグレータを構成
する場合には、その射出面を平面に形成することが可能
である。
め、レーザの如く実質的な点光源とみなすことができ、
従来の一数的フライアイ型インテグレータに必要とされ
た射出側のレンズ作用を無くすことが可能であり、正レ
ンズを並列配置してフライアイ型インテグレータを構成
する場合には、その射出面を平面に形成することが可能
である。
また、負レンズを並列配置してフライアイ型インテグレ
ータを構成することも可能であり、この場合にも、一方
の面を平面に形成することができる。
ータを構成することも可能であり、この場合にも、一方
の面を平面に形成することができる。
従って、平凸レンズ或いは平凹レンズという極めて簡単
な構成によってフライアイ型インテグレータを構成する
ことが可能となる。
な構成によってフライアイ型インテグレータを構成する
ことが可能となる。
以下、本発明を図示した実施例に基づいて説明する。
第1図は本発明による第1実施例の概略光路を示す図で
あり、この第1実施例は第1段のオプティカルインテグ
レータとして複数の正レンズを並列配置して構成された
フライアイ型インテグレータを用いた照明光学装置であ
る。光源手段IIから供給される光束は実質的にコリメ
ートされており、フライアイ型インテグレータ10によ
って複数の集光点が射出側空間のA1面に形成される。
あり、この第1実施例は第1段のオプティカルインテグ
レータとして複数の正レンズを並列配置して構成された
フライアイ型インテグレータを用いた照明光学装置であ
る。光源手段IIから供給される光束は実質的にコリメ
ートされており、フライアイ型インテグレータ10によ
って複数の集光点が射出側空間のA1面に形成される。
光源手段11としては、レーザに加えてレーザからの光
束の断面形状を所望の大きさに拡大するためのビームエ
キスパンダーや、非等方的形状を等方的に変換するため
のシリンドリカルレンズを有するビームエキスパンダー
等の光学手段を含んでいる。A1面上の集光点群は、リ
レーレンズ12.13によって、角柱状の内面反射型イ
ンテグレニタ20の入射面A2にほぼ共役に形成されて
いる。この実施例における角柱状の内面反射型インチブ
レーク20は、第3図及び第4図に示した中空の角柱状
内面反射型インチブレークである。リレーレンズ121
3によるA1面上の集光点群と内面反射型インチブレー
ク20の入射面A2との共役関係は厳密である必要はな
いが、A1面上の集光点群から供給される光束を効率良
く角柱状内面反射型インチブレーク20に取り込むため
には上記の如き共役関係に配置することが最適である。
束の断面形状を所望の大きさに拡大するためのビームエ
キスパンダーや、非等方的形状を等方的に変換するため
のシリンドリカルレンズを有するビームエキスパンダー
等の光学手段を含んでいる。A1面上の集光点群は、リ
レーレンズ12.13によって、角柱状の内面反射型イ
ンテグレニタ20の入射面A2にほぼ共役に形成されて
いる。この実施例における角柱状の内面反射型インチブ
レーク20は、第3図及び第4図に示した中空の角柱状
内面反射型インチブレークである。リレーレンズ121
3によるA1面上の集光点群と内面反射型インチブレー
ク20の入射面A2との共役関係は厳密である必要はな
いが、A1面上の集光点群から供給される光束を効率良
く角柱状内面反射型インチブレーク20に取り込むため
には上記の如き共役関係に配置することが最適である。
内面反射型インチブレーク20に入射した光束は、前記
第3図乃至第5図に示した如く側面での内面反射を繰り
返し、内面反射型インチブレーク20の入射面A2の近
傍に実質的面光源が形成される。このとき、入射面A2
の近傍に形成される集光点の数は、フライアイ型インテ
グレータ10を構成するレンズ要素の数と角柱状内面反
射型インテグレータ20の側面での内面反射によって形
成される集光点の虚像の数の積に等しくなり、極めて均
一な面光源となる。
第3図乃至第5図に示した如く側面での内面反射を繰り
返し、内面反射型インチブレーク20の入射面A2の近
傍に実質的面光源が形成される。このとき、入射面A2
の近傍に形成される集光点の数は、フライアイ型インテ
グレータ10を構成するレンズ要素の数と角柱状内面反
射型インテグレータ20の側面での内面反射によって形
成される集光点の虚像の数の積に等しくなり、極めて均
一な面光源となる。
角柱状内面反射型インテグレータ20によって入射面A
2の近傍に形成される実質的面光源のからの光束は、正
レンズ14によって一旦集光された後、コンデンサーレ
ンズ15によって被照射面0上に導かれる。すなわち、
正レンズ14とコンデンサーレンズ15とによって、角
柱状内面反射型インテグレータ20の射出面B2と被照
射面0とがほぼ共役に形成され、これによって被照射面
Oが均一に照明される。
2の近傍に形成される実質的面光源のからの光束は、正
レンズ14によって一旦集光された後、コンデンサーレ
ンズ15によって被照射面0上に導かれる。すなわち、
正レンズ14とコンデンサーレンズ15とによって、角
柱状内面反射型インテグレータ20の射出面B2と被照
射面0とがほぼ共役に形成され、これによって被照射面
Oが均一に照明される。
上記第1″X施例の構成において、照明光の開口数(N
A)を調節するための絞りり、を、正レンズ14とコン
デンサーレンズ15との間の面A3上に配置することが
可能である。そして、照明光の光量を変化するための絞
りB2を、フライアイ型インテグレータ10によって集
光点群が形成される面A1上又はそれと共役な内面反射
型インテグレータ20の入射面^2の近傍に配置するこ
とが可能である。
A)を調節するための絞りり、を、正レンズ14とコン
デンサーレンズ15との間の面A3上に配置することが
可能である。そして、照明光の光量を変化するための絞
りB2を、フライアイ型インテグレータ10によって集
光点群が形成される面A1上又はそれと共役な内面反射
型インテグレータ20の入射面^2の近傍に配置するこ
とが可能である。
従って、絞りDlの開口を変化することによって照明光
の開口数を変えることができ、一方絞りB2の開口を変
化することによって、照明の開口数を変えることなく光
量のみを独立に変化させることが可能となる。
の開口数を変えることができ、一方絞りB2の開口を変
化することによって、照明の開口数を変えることなく光
量のみを独立に変化させることが可能となる。
尚、第1図においては、集光点の形成される面にA1の
符合を付し、この面と共役関係にある面にはAt、A3
の符号を付し、被照射面0と共役関係にある面にはBl
、B2の符号を付した。図示のようにB1面と82面と
は共に被照射面とほぼ共役な構成となっているが、必ず
しもこの関係は必要ではない。
符合を付し、この面と共役関係にある面にはAt、A3
の符号を付し、被照射面0と共役関係にある面にはBl
、B2の符号を付した。図示のようにB1面と82面と
は共に被照射面とほぼ共役な構成となっているが、必ず
しもこの関係は必要ではない。
ただ81面と82面とが共役である場合には、フライア
イ型10から射出する多数光束の各中心光線が内面反射
型インテグレータ20の射出面の中央を目指すようにす
ることができるため、光量のロスが少なくより均一な面
光源を形成するのに有効である。
イ型10から射出する多数光束の各中心光線が内面反射
型インテグレータ20の射出面の中央を目指すようにす
ることができるため、光量のロスが少なくより均一な面
光源を形成するのに有効である。
第2図は本発明による第2実施例を示す概略光路図であ
り、この実施例は第1段のオプティカルインテグレータ
として、複数の負レンズ10bを並列配置して成るフラ
イアイ型インテグレータ10を用いた照明光学装置であ
る。
り、この実施例は第1段のオプティカルインテグレータ
として、複数の負レンズ10bを並列配置して成るフラ
イアイ型インテグレータ10を用いた照明光学装置であ
る。
フライアイ型インテグレータ10により、レーザ光源を
含む光源手段11からの平行光束が、このインテグレー
タ10を構成する負レンズ10bの数に等しい数の発散
光1束に変換され、面Al上に負レンズの数に等しい数
の虚の集光点が形成される。本実施例ではフライアイ型
インテグレータによる複数の集光点が虚であるため、そ
の虚の集光位置はレンズ内部に位置する場合でも、集光
熱によるレンズの破損の恐れがない。このため、この虚
の集光点群は、第2図では負レンズの入射光側空間に形
成されているが、並列配置された負レンズの中心厚を厚
くして接合を容易とする場合には、虚の集光点が負レン
ズ内に形成される如く構成しても良い。
含む光源手段11からの平行光束が、このインテグレー
タ10を構成する負レンズ10bの数に等しい数の発散
光1束に変換され、面Al上に負レンズの数に等しい数
の虚の集光点が形成される。本実施例ではフライアイ型
インテグレータによる複数の集光点が虚であるため、そ
の虚の集光位置はレンズ内部に位置する場合でも、集光
熱によるレンズの破損の恐れがない。このため、この虚
の集光点群は、第2図では負レンズの入射光側空間に形
成されているが、並列配置された負レンズの中心厚を厚
くして接合を容易とする場合には、虚の集光点が負レン
ズ内に形成される如く構成しても良い。
そして、本実施例においてはフライアイ型インテグレー
タ10による集光点が虚であるが、フライアイ型インテ
グレータIOとしての機能の点から見ると実質的に等価
な役割を果たしている。そして、リレーレンズ12.1
3や第2インテグレータとしての角柱状内面反射インテ
グレータ20等の後続の光学構成は前記第1図に示した
第1実施例の構成と同一である。従って、第2実施例の
如き構成においも、照明光の開口数(NA)を調節する
ための絞りDl は正レンズ14とコンデンサーレンズ
15との間の面光源との共役面(A4)に設けることが
可能であり、照明光の開口数(NA)を一定に維持しつ
つ光量を調節するための絞りB2は、内面反射型インテ
グレータ200Å射側の近傍に設けることが可能である
。
タ10による集光点が虚であるが、フライアイ型インテ
グレータIOとしての機能の点から見ると実質的に等価
な役割を果たしている。そして、リレーレンズ12.1
3や第2インテグレータとしての角柱状内面反射インテ
グレータ20等の後続の光学構成は前記第1図に示した
第1実施例の構成と同一である。従って、第2実施例の
如き構成においも、照明光の開口数(NA)を調節する
ための絞りDl は正レンズ14とコンデンサーレンズ
15との間の面光源との共役面(A4)に設けることが
可能であり、照明光の開口数(NA)を一定に維持しつ
つ光量を調節するための絞りB2は、内面反射型インテ
グレータ200Å射側の近傍に設けることが可能である
。
上記の第1及び第2実施例では、第2段のインテグレー
タとして第3図乃至第4図に示した中空の角柱状内面反
射型インテグレータ20を用いたが、これに換えて第6
図乃至第7図に示した稠密のガラスロッドからなる角柱
状内面反射型インテグレータ40を用いることも可能で
ある。
タとして第3図乃至第4図に示した中空の角柱状内面反
射型インテグレータ20を用いたが、これに換えて第6
図乃至第7図に示した稠密のガラスロッドからなる角柱
状内面反射型インテグレータ40を用いることも可能で
ある。
稠密な角柱状内面反射型インテグレータ40を用いた第
3及び第4実施例の概略光路図を、第8図及び第9図に
示す、第8図の第3実施例は第1図に示した第1実施例
と同様に第1段のインテグレータ10として複数の正レ
ンズ10aを並列配置したフライアイ型インテグレータ
を用いたもので、基本的には、第1実施例と同一の構成
からなっている。また、第9図の第4実施例は第2図に
示した第2実施例と同様に第1段のインテグレータ10
として複数の負レンズlObを並列配置したフライアイ
型インテグレータを用いたもので、基本的には、第2実
施例と同一の構成からなっている。
3及び第4実施例の概略光路図を、第8図及び第9図に
示す、第8図の第3実施例は第1図に示した第1実施例
と同様に第1段のインテグレータ10として複数の正レ
ンズ10aを並列配置したフライアイ型インテグレータ
を用いたもので、基本的には、第1実施例と同一の構成
からなっている。また、第9図の第4実施例は第2図に
示した第2実施例と同様に第1段のインテグレータ10
として複数の負レンズlObを並列配置したフライアイ
型インテグレータを用いたもので、基本的には、第2実
施例と同一の構成からなっている。
尚、上記の各実施例において、第1段のインテグレータ
としてのフライアイ型インテグレータとして、平凸レン
ズや平凹レンズとすることが最も簡単な構成となるが、
何れの場合にもフライアイ型インテグレータを構成する
個々のレンズ要素の側面において光線が反射されること
によって光量の損失が生ずることを防止するために、各
レンズ要素の入射面に正屈折力を持たせる構成とするこ
とが望ましい。従って、正レンズを並列配置する構成の
場合には、入射光側に凸面を向けた正レンズとすること
が有効である。そして、負レンズを並列配置する構成の
場合には、入射側の面を平面として射出側の面に発散作
用をもつべく凹面とすることが望ましいく、さらに入射
側の面に若干の正レンズ作用を持たせるべく弱い凸面を
設ける構成とすることが有効である。
としてのフライアイ型インテグレータとして、平凸レン
ズや平凹レンズとすることが最も簡単な構成となるが、
何れの場合にもフライアイ型インテグレータを構成する
個々のレンズ要素の側面において光線が反射されること
によって光量の損失が生ずることを防止するために、各
レンズ要素の入射面に正屈折力を持たせる構成とするこ
とが望ましい。従って、正レンズを並列配置する構成の
場合には、入射光側に凸面を向けた正レンズとすること
が有効である。そして、負レンズを並列配置する構成の
場合には、入射側の面を平面として射出側の面に発散作
用をもつべく凹面とすることが望ましいく、さらに入射
側の面に若干の正レンズ作用を持たせるべく弱い凸面を
設ける構成とすることが有効である。
ところで、上記の各実施例の如く、内面反射型インテグ
レータの入射面の近傍にはいずれも実または虚の光源像
を形成することが好ましく、実の光源像の位置を内面反
射型インテグレータの入射面に一致させる場合に、内面
反射型インテグレータの口径を最も小さくすることが可
能である。しかしながら、第3実施例の如く、第2段の
インテグレータとして稠密なガラスロッドからなる内面
反射型インテグレータ40を用いる場合には、入射。
レータの入射面の近傍にはいずれも実または虚の光源像
を形成することが好ましく、実の光源像の位置を内面反
射型インテグレータの入射面に一致させる場合に、内面
反射型インテグレータの口径を最も小さくすることが可
能である。しかしながら、第3実施例の如く、第2段の
インテグレータとして稠密なガラスロッドからなる内面
反射型インテグレータ40を用いる場合には、入射。
面上に第1段のインテグレータ10による実の集光点群
の像が形成されるため、それらの集光熱によって内面反
射型インテグレータ40が破壊される恐れがある。この
ような場合には、第7図に示した如く、集光点群の像を
入射面から若干ずらして配置するか、又は負レンズを用
いて入射面の近傍に虚の集光点を形成することが有効で
ある。
の像が形成されるため、それらの集光熱によって内面反
射型インテグレータ40が破壊される恐れがある。この
ような場合には、第7図に示した如く、集光点群の像を
入射面から若干ずらして配置するか、又は負レンズを用
いて入射面の近傍に虚の集光点を形成することが有効で
ある。
また、内面反射型インテグレータの形状は完全な柱状と
する場合に限らず、若干のテーバを持たせることによっ
て、射出光束の拡がり角(開口数:NA)を変えること
が可能である。すなわち、内面反射型インテグレータの
側面を、光束の射出側に向かって狭まるように構成する
ことによって射出する光束のNAを大きくすることがで
き、光束の射出側に向かって広がるように構成すること
によって射出する光束のNAを小さくすることが可能で
ある。そして、内面反射型インテグレータを稠密なガラ
スロッドとする場合には、入射面又は射出面に、適宜レ
ンズ作用を持たせることも可能である。
する場合に限らず、若干のテーバを持たせることによっ
て、射出光束の拡がり角(開口数:NA)を変えること
が可能である。すなわち、内面反射型インテグレータの
側面を、光束の射出側に向かって狭まるように構成する
ことによって射出する光束のNAを大きくすることがで
き、光束の射出側に向かって広がるように構成すること
によって射出する光束のNAを小さくすることが可能で
ある。そして、内面反射型インテグレータを稠密なガラ
スロッドとする場合には、入射面又は射出面に、適宜レ
ンズ作用を持たせることも可能である。
また、上記の実施例においては、内面反射型インテグレ
ータとしていずれも底面が正方形の四角柱を用い゛たが
、これに限られるものではなく、底面の形状が正三角形
や正六角形など平面上に稠密に配置され得る形状であれ
ばよい。
ータとしていずれも底面が正方形の四角柱を用い゛たが
、これに限られるものではなく、底面の形状が正三角形
や正六角形など平面上に稠密に配置され得る形状であれ
ばよい。
また、本発明による照明光学装置を投影型露光装置に用
いる場合には、上記の実施例における被照射面0をレチ
クル面とし、図示なき投影対物レンズによってウェハ面
へレチクルの像を投影転写する構成とし、本発明によっ
て形成される実質的面光源の像を投影対物レンズの入射
瞳面上に形成することが有効である。
いる場合には、上記の実施例における被照射面0をレチ
クル面とし、図示なき投影対物レンズによってウェハ面
へレチクルの像を投影転写する構成とし、本発明によっ
て形成される実質的面光源の像を投影対物レンズの入射
瞳面上に形成することが有効である。
以上の如き本発明によれば、内面反射型インテグレータ
を用いているので、部品点数が少なく簡単な構成である
ため製造コストを抑えることが可能で、多数のフライア
イを用いた照明光学系と同等の性能を発揮することが可
能である。しかもエキシマレーザのごとき高出力のレー
ザ光源を用いる場合にも光学素子が破損する恐れが少な
い。具体的には、被照射面での照度均一性に優れている
と共に、光源面等の被照射面以外での照度の均一性も向
上するので、レーザを光源とする投影型露光装置用の照
明光学系として好適である。尚、本発明はその他の高精
度の照度均一性が要求されるレーザ照明光学装置にも適
用可能である。
を用いているので、部品点数が少なく簡単な構成である
ため製造コストを抑えることが可能で、多数のフライア
イを用いた照明光学系と同等の性能を発揮することが可
能である。しかもエキシマレーザのごとき高出力のレー
ザ光源を用いる場合にも光学素子が破損する恐れが少な
い。具体的には、被照射面での照度均一性に優れている
と共に、光源面等の被照射面以外での照度の均一性も向
上するので、レーザを光源とする投影型露光装置用の照
明光学系として好適である。尚、本発明はその他の高精
度の照度均一性が要求されるレーザ照明光学装置にも適
用可能である。
第1図は本発明による第1実施例の構成を示す概略光路
図、第2図は本発明による第2実施例の構成を示す概略
光路図、第3図は内面反射型インテグレータの例を示す
斜視図、第4図は内面反射型インテグレータの機能を説
明するための断面光路図、第5図は内面反射型インテグ
レータによる実質的面光源の例を示す平面図、第6図は
内面反射型インテグレータの他の例を示す斜視図、第7
図は第6図の内面反射型インテグレータの機能を説明す
るための断面光路図、第8図は本発明による第3実施例
の構成を示す概略光路図、第9図は本発明による第4実
施例の構成を示す概略光路図、第10図は従来の例を示
す概略光路図である。 〔主要部分の符号の説明〕 10・・・フライアイ型インテグレータ10a・・・正
レンズ、 10b川負レンズ20、40・・・内面反
射型インテグレータ12、13・・・リレーレンズ 14・・・正レンズ 15・・・コンデンサーレンズ ○・・・被照射面
図、第2図は本発明による第2実施例の構成を示す概略
光路図、第3図は内面反射型インテグレータの例を示す
斜視図、第4図は内面反射型インテグレータの機能を説
明するための断面光路図、第5図は内面反射型インテグ
レータによる実質的面光源の例を示す平面図、第6図は
内面反射型インテグレータの他の例を示す斜視図、第7
図は第6図の内面反射型インテグレータの機能を説明す
るための断面光路図、第8図は本発明による第3実施例
の構成を示す概略光路図、第9図は本発明による第4実
施例の構成を示す概略光路図、第10図は従来の例を示
す概略光路図である。 〔主要部分の符号の説明〕 10・・・フライアイ型インテグレータ10a・・・正
レンズ、 10b川負レンズ20、40・・・内面反
射型インテグレータ12、13・・・リレーレンズ 14・・・正レンズ 15・・・コンデンサーレンズ ○・・・被照射面
Claims (5)
- (1)コリメートされた光束を供給する光源手段と、該
コリメートされた光束中に配置された第1のオプティカ
ルインテグレータと、該第1オプティカルインテグレー
タの射出光側に配置されたリレーレンズと、該リレーレ
ンズの射出側に配置された第2オプティカルインテグレ
ータとを有する照明光学装置において、前記第1オプテ
ィカルインテグレータとして複数の正レンズが並列配置
されたフライアイ型インテグレータを用い、該各正レン
ズの後側焦点位置を該正レンズの外部の後側空間内とな
るように構成し、前記第2オプティカルインテグレータ
として角柱状の内面反射型インテグレータを用い、前記
リレーレンズは前記フライアイ型インテグレータの射出
側空間に形成される複数の集光点と前記内面反射型イン
テグレータの入射面とをほぼ共役に形成したことを特徴
とする照明光学装置。 - (2)前記第1オプティカルインテグレータを構成する
複数の正レンズは、入射光側に凸面を向けた平凸正レン
ズであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
照明光学装置。 - (3)コリメートされた光束を供給する光源手段と、該
コリメートされた光束中に配置された第1のオプティカ
ルインテグレータと、該第1オプティカルインテグレー
タの射出光側に配置されたリレーレンズと、該リレーレ
ンズの射出側に配置された第2オプティカルインテグレ
ータとを有する照明光学装置において、前記第1オプテ
ィカルインテグレータとして複数の負レンズが並列配置
されたフライアイ型インテグレータを用い、前記第2オ
プティカルインテグレータとして角柱状の内面反射型イ
ンテグレータを用い、前記リレーレンズは前記フライア
イ型インテグレータによって形成される複数の虚の集光
点と前記内面反射型インテグレータの入射面とをほぼ共
役に形成したことを特徴とする照明光学装置。 - (4)前記第1オプティカルインテグレータを構成する
複数の負レンズは、入射光側に平面を向けた平凹負レン
ズであることを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の
照明光学装置。 - (5)前記照明光学装置は、前記内面反射型インテグレ
ータと被照射面との間にコンデンサーレンズを有し、該
コンデンサーレンズによって前記内面反射型インテグレ
ータの射出面が前記被照射面と略共役に形成されること
を特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第4項記載の照
明光学装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63200922A JP2712342B2 (ja) | 1988-08-11 | 1988-08-11 | 照明光学装置およびそれを用いた露光装置 |
US07/340,444 US4918583A (en) | 1988-04-25 | 1989-04-19 | Illuminating optical device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63200922A JP2712342B2 (ja) | 1988-08-11 | 1988-08-11 | 照明光学装置およびそれを用いた露光装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0248627A true JPH0248627A (ja) | 1990-02-19 |
JP2712342B2 JP2712342B2 (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=16432508
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63200922A Expired - Fee Related JP2712342B2 (ja) | 1988-04-25 | 1988-08-11 | 照明光学装置およびそれを用いた露光装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2712342B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09232226A (ja) * | 1996-02-22 | 1997-09-05 | Sony Corp | スキャン式露光装置 |
US6285855B1 (en) | 1997-03-24 | 2001-09-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Illumination system and exposure apparatus having the same |
US6392742B1 (en) | 1999-06-01 | 2002-05-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Illumination system and projection exposure apparatus |
USRE39846E1 (en) | 1992-11-05 | 2007-09-18 | Nikon Corporation | Illumination optical apparatus and scanning exposure apparatus |
WO2017126500A1 (ja) * | 2016-01-20 | 2017-07-27 | ウシオ電機株式会社 | 光源装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01152411A (ja) * | 1987-09-17 | 1989-06-14 | Olympus Optical Co Ltd | 半導体露光装置の照明光学系 |
-
1988
- 1988-08-11 JP JP63200922A patent/JP2712342B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01152411A (ja) * | 1987-09-17 | 1989-06-14 | Olympus Optical Co Ltd | 半導体露光装置の照明光学系 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USRE39846E1 (en) | 1992-11-05 | 2007-09-18 | Nikon Corporation | Illumination optical apparatus and scanning exposure apparatus |
JPH09232226A (ja) * | 1996-02-22 | 1997-09-05 | Sony Corp | スキャン式露光装置 |
US6285855B1 (en) | 1997-03-24 | 2001-09-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Illumination system and exposure apparatus having the same |
US6392742B1 (en) | 1999-06-01 | 2002-05-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Illumination system and projection exposure apparatus |
WO2017126500A1 (ja) * | 2016-01-20 | 2017-07-27 | ウシオ電機株式会社 | 光源装置 |
JP2017130363A (ja) * | 2016-01-20 | 2017-07-27 | ウシオ電機株式会社 | 光源装置 |
US10845010B2 (en) | 2016-01-20 | 2020-11-24 | Ushio Denki Kabushiki Kaisha | Light source device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2712342B2 (ja) | 1998-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4918583A (en) | Illuminating optical device | |
US4974919A (en) | Illuminating device | |
JP3338028B2 (ja) | 走査式マイクロ・リソグラフィー・システム用の照明設計 | |
KR960042228A (ko) | 포토리도그래피 기법에서 사용하는 혼성(hybrid) 조명 장치 | |
JPS59226317A (ja) | 照明装置 | |
US4683524A (en) | Illumination apparatus | |
JPS597359A (ja) | 照明装置 | |
KR19980080521A (ko) | 조명장치 및 이 조명장치를 가진 노광장치 | |
JPH0360105B2 (ja) | ||
JP2006065348A (ja) | 正または負の光学力を有する光学要素を用いる照射プロフィール形成方法 | |
JP2001135560A (ja) | 照明光学装置、該照明光学装置を備えた露光装置、および該露光装置を用いたマイクロデバイス製造方法 | |
JP3428055B2 (ja) | 照明光学装置、露光装置、半導体製造方法および露光方法 | |
JPS633288B2 (ja) | ||
US5218660A (en) | Illumination device | |
JPH0248627A (ja) | 照明光学装置およびそれを用いた露光装置 | |
JPH0629189A (ja) | 投影式露光装置およびその方法並びに照明光学装置 | |
JP2002040327A (ja) | 波面分割型のオプティカルインテグレータおよび該オプティカルインテグレータを備えた照明光学装置 | |
JPS63114186A (ja) | 照明装置 | |
JPH01271718A (ja) | 照明光学装置 | |
JPH0744141B2 (ja) | 照明光学装置 | |
JPH1062710A (ja) | 照明光学系 | |
JP3415571B2 (ja) | 走査露光装置、露光方法及び半導体製造方法 | |
JPS6380243A (ja) | 露光装置用照明光学装置 | |
JPH07113735B2 (ja) | 照明光学装置 | |
JPS6381420A (ja) | 照明装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |