JPH032284B2 - - Google Patents

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JPH032284B2
JPH032284B2 JP59075388A JP7538884A JPH032284B2 JP H032284 B2 JPH032284 B2 JP H032284B2 JP 59075388 A JP59075388 A JP 59075388A JP 7538884 A JP7538884 A JP 7538884A JP H032284 B2 JPH032284 B2 JP H032284B2
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JP
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beam generating
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light
reflecting mirror
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JP59075388A
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JPS60218635A (ja
Inventor
Masakatsu Oota
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication of JPH032284B2 publication Critical patent/JPH032284B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • 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)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Light Sources And Details Of Projection-Printing Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は被照射面を良好に照明するための装置
に関し、特に半導体転写装置で使用される、集積
回路パターンを具えたマスク又はレチクルを照明
するための照明装置に適する。
半導体装置の製造工程では多種のマスクに設け
られたパターンを順次重ね合わせて転写する作業
が含まれている。この作業は、感光層に対して密
着あるいは極近接状態に保持されたマスクを照明
してパターンを転写するか、投影レンズあるいは
投影ミラーに関して感光層と共役に置かれたマス
ク（レチクルを含めて）を照明してなされる。
従つて、転写されるパターンの像質は照明装置
の性能に大きく影響されることになるため、既に
多くの改良がなされている。特開昭47−4817号や
特開昭50−103976号等は比較的初期の発明として
知られる。
転写装置に使用される照明装置の主な要件は次
の３つである。
１ マスク面における照度ムラの除去。
２ 集光効率の向上。
３ マスク面に入射するる光束の入射角度を所望
の値に設定する。
従来、１項で述べた照度ムラの除去は、縄の目
レンズ、自己収束性あるいは普通のフアイバーを
集束した光学エレメントあるいはプリズムを放射
状に配したもの等の多光束発生部材で多数の部分
光束を発生させ、これら部分光束の各々をコリメ
ートして被照射面で重畳させる（オプテイカル・
インテグレート）ことにより達成されており、±
２〜±３％の照度ムラの範囲に納めることができ
る。
また２項の集光効率の向上は光源の高輝度化に
より推進されており、３項の入射光束の入射角度
は多光束発生部材の直径とコリメーシヨンレンズ
の焦点距離によつて所望の値に設定することがで
きる。
最近は入射光束内の強度分布の均一性が注目さ
れているが、不均一な強度分布は楕円反射鏡の様
なコンデンサーによる光源像に既に発生してお
り、コンデンサーに続く多光束発生部材を複数段
配して性能を向上させる方法が提案されている。
しかしながら、多光束発生部材を照明光路に１個
配すると20乃至40％の光量損失を生ずるため、複
数個使用すると集光効率が低下する難点がある。
（発明の目的） 本発明の目的は集光効率を向上させるることに
あり、光束内の強度分布の均一性を高め、あるい
は所望の強度分布を得ることである。
そして上記目的を達成するため後述の実施例で
は、楕円反射鏡による光源像を多光束発生部材上
に再結像させ、その状態で発生した部分光束をコ
リメートして被照射面を照射する。
（実施例） １は光源で、例えば超高圧水銀灯。２は楕円反
射鏡で、光源１は楕円反射鏡２の第１焦点に置か
れる。３はフイールドレンズで、楕円反射鏡２の
第２焦点即ち光源１の像が形成される位置に配さ
れる。
５は多光束発生部材で、例えば棒状レンズを束
ねた縄の目レンズで、多方向へ部分光束を発生す
る。棒状レンズとしては各端縁の曲面による焦点
が別の端縁上に位置する構成のものが良い。４は
結像レンズで、像面彎曲を発生させた構成になつ
ており、第２焦点上の光源１の像を多光束発生部
材５の図面中、左側の面（棒状レンズの頂点を連
ねた面）上に結像させる。なお、結像レンズ４の
作用の詳細は後述する。６は第２のフイールドレ
ンズで、多光束発生部材５に近接配置する。７は
コリメータレンズで、多光束発生部材５で発生し
た多数の部分光束の各々をコリメートして被照射
面８上に重畳配向させる。被照射面８にはマスク
のパターン面が配置される一方、マスクと密着あ
るるいは極近接されてウエハが置かれるるか、投
影レンズを挟んでウエハが置かれる。
前述した結像レンズ４は、周知の収差補正法の
逆用で第２図に描く像面彎曲を発生しており、Ａ
は最軸外位置、Ｂは光軸位置を示す。従つて、縦
座標上のＡ点ではＸmmのピントのずれを生じる。
これに対し第３図Ａは像面をＸ点に置いた時の最
軸外Ａ点でのスポツト・ダイヤグラム、Ｂは光軸
上Ｂ点でのスポツト・ダイヤグラムである。これ
から解る様に、楕円反射鏡２の第２焦点面での光
源１の像の照度分布が均一であると仮定し、結像
レンズ４に像面彎曲を有するものを使用し且つ多
光束発生部材５の図面中、左側の入力面の最軸外
Ａ点でベストピントになる様に配置すれば、入力
面上での照度の強度分布は中心（光軸）が低く、
周辺、（最軸外）が高くなる。またこの強度分布
は、結像レンズ４を構成する要素レンズの曲率あ
るいは面間隔を選定して像面彎曲を変えることに
より所望のものが得られる。
実際には、楕円反射鏡２の第２焦点上での光源
の像の強度分布は中心が高く、周辺が低いので、
強度の差を打ち消すに必要な量だけ結像レンズ４
の像面彎曲を発生させることにより、多光束発生
部材５の入力面上の光源像の強度分布をほぼ均一
にすることができる。そして多光束発生部材の出
力端では入力面の強度分布がそのまま維持される
から、被照射面８に入射する入射光束内の強度分
布を均一にすることができる。
なお、上記例では強度分布の均一化を図つてい
るが、結像レンズの像面彎曲の度合と多光束発生
部材の光源方向の位置との一方または両方を変え
ることにより、入射光束内に所望の強度分布を得
ることができる。また結像レンズを要素レンズの
みで構成しても良いし、非球面反射鏡とレンズの
組合せ等でも良く、更に多光束発生部材は縄の目
レンズに限られるわけではない。フイールドレン
ズは光量を有効に利用するために配したもので、
省略する場合もある。照明光路は反射鏡で任意に
折曲げられる。
（発明の効果） 以上述べた通り本発明は比較的簡単な構成であ
りながら強度分布は著しく改良されるものであ
り、また例えば多光束発生部材を２段使用する場
合に比して集光効率は1.2〜1.7倍高まる効果があ
る。従つて、半導体転写装置に使用すれば良好な
パターン転写が可能であるから製品の歩留りが向
上し、合わせて集光効率が高いから１回ごとの露
光時間を短縮でき、現今の半導体製造の様に昼夜
に渡つて著しく多数の露光を繰返す際にはスルー
プツトの向上に貢献する処、大である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明実施例の光学断面図、第２図は
像面彎曲を示す収差図。第３図Ａ，Ｂはスポツト
ダイヤグラムを示す図。 図中、１は光源、２は楕円反射鏡、４は結像
系、５は多光束発生部材、７はコリメータレン
ズ、８は被照射面。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 楕円反射鏡と、該楕円反射鏡の第１焦点の近
    傍に配置された光源と、該楕円反射鏡による該光
    源の像を再結像せしめる結像系と、該結像系によ
    り再結像した光源像を受けて多数の光束を発生さ
    せる多光束発生手段と、該多光束発生手段からの
    多光束を被照射面に照射する光学系とを有し、該
    結像系で像面湾曲を発生させ、該多光束発生手段
    の光入力面を該結像系の像面の軸外ピント位置に
    設定したことを特徴とする照明装置。
JP59075388A 1984-04-13 1984-04-13 照明装置 Granted JPS60218635A (ja)

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US06/919,377 US4683524A (en) 1984-04-13 1986-10-16 Illumination apparatus

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JPS60218635A JPS60218635A (ja) 1985-11-01
JPH032284B2 true JPH032284B2 (ja) 1991-01-14

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