JPH04314321A - Aligner - Google Patents
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Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光、特に波長が
320nm以下のエキシマレーザ光を光源とする露光装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus using a laser beam, particularly an excimer laser beam having a wavelength of 320 nm or less, as a light source.
【0002】0002
【従来の技術】近年、LSI等の半導体素子の回路パタ
ーンの微細化、集積度の増加に伴い、パターン転写手段
として、高解像性能を有する光学式投影露光装置が広く
使用されている。これに伴い露光装置に用いられる光束
の波長が、より短いものへと進んでいる。2. Description of the Related Art In recent years, with the miniaturization and increase in the degree of integration of circuit patterns of semiconductor devices such as LSIs, optical projection exposure apparatuses having high resolution performance have been widely used as pattern transfer means. Along with this, the wavelength of the light flux used in exposure apparatuses is progressing toward shorter wavelengths.
【0003】最近、特に関心を集めているのが、紫外線
波長域の光束を使用した露光装置、あるいはそれを超え
たさらに短い波長のエキシマレーザ光を使用した露光装
置である。エキシマレーザ光は波長が短く、しかも高出
力が得られる。しかし、レーザ光発振器の電極の関係か
ら、射出されるエキシマレーザ光の光束の断面は通常円
形や正方形にならず、長方形になる。また、エキシマレ
ーザ光の発散角も、長方形の長辺方向と短辺方向とで異
なり、その差は数ミリラジアンであることが知られてい
る。[0003] Recently, exposure apparatuses that use light beams in the ultraviolet wavelength range or even shorter wavelength excimer laser beams have been attracting particular attention. Excimer laser light has a short wavelength and can provide high output. However, due to the relationship between the electrodes of the laser beam oscillator, the cross section of the emitted excimer laser beam is usually not circular or square but rectangular. Furthermore, it is known that the divergence angle of excimer laser light is different between the longer and shorter sides of the rectangle, and the difference is several milliradians.
【0004】一方、エキシマレーザ光発振器を光源とす
る露光装置においては、該エキシマレーザ光発振器がか
なり大型であるため、露光装置本体とエキシマレーザ光
光源部とは分離独立した構成にすることが一般的である
。この場合、エキシマレーザ光発振器と露光装置本体の
間の距離が長くなってしまい、レーザ光の上記発散角の
影響が無視できなくなる。On the other hand, in an exposure apparatus using an excimer laser light oscillator as a light source, since the excimer laser light oscillator is quite large, the exposure apparatus main body and the excimer laser light source section are generally constructed separately and independently. It is true. In this case, the distance between the excimer laser light oscillator and the main body of the exposure apparatus becomes long, and the influence of the above-mentioned divergence angle of the laser light cannot be ignored.
【0005】このような問題に対して、特開昭63ー1
33522号公報に開示されているように、ビーム整形
光学系をエキシマレーザ光発振部に配置し、ビームエキ
スパンダ光学系を露光装置本体部の照明部入口に配置す
ることによって、エキシマレーザ光の発散角度を低減さ
せるという消極的な対策が講じられている。[0005] To solve this problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1983-1
As disclosed in Japanese Patent Application No. 33522, by disposing a beam shaping optical system in the excimer laser light oscillation section and disposing a beam expander optical system at the entrance of the illumination section of the main body of the exposure apparatus, the divergence of the excimer laser light can be improved. Negative measures have been taken to reduce the angle.
【0006】すなわち、上記レーザ光光源部は、図4に
示すように、光軸01 上に、レーザ光光源1と、2個
のアナモルフィックレンズからなるビーム整形光学部3
aおよび2個の球面レンズからなるビームエキスパンダ
3bとからなる。That is, as shown in FIG. 4, the laser light source section includes, on the optical axis 01, a laser light source 1 and a beam shaping optical section 3 consisting of two anamorphic lenses.
a and a beam expander 3b consisting of two spherical lenses.
【0007】ここで、図5において、ビーム整形光学部
3a及びビームエキスパンダ3bへの入射直前の位置(
A)おび(B)、さらにビームエキスパンダ3bからの
射出直後の位置(C)におけるレーザ光ビームの断面R
は、理想的には、図5(A)、(B)、(C)に示すも
のである。しかし、実際には、レーザ光ビームの発散角
が、X方向ではεx≒4mrd であり、Y方向ではε
y ≒2mrd であり、図6(A)、(B)、(C)
に示すものとなる。従って、従来のレーザ光光源を有す
る露光装置では設計値と大きく異なった露光をすること
になってしまう。Here, in FIG. 5, the position (
A) and (B), and further the cross section R of the laser light beam at the position (C) immediately after emission from the beam expander 3b.
are ideally shown in FIGS. 5(A), (B), and (C). However, in reality, the divergence angle of the laser beam is εx≒4mrd in the X direction, and εx in the Y direction.
y ≒ 2 mrd, and Fig. 6 (A), (B), (C)
It will be as shown below. Therefore, an exposure apparatus having a conventional laser light source will perform exposure that is significantly different from the designed value.
【0008】[0008]
【0009】本発明は、上記従来技術の以下に示す問題
点に鑑みなされたものである。すなわち、露光装置にお
いては、設計値通りの面積の露光を行うために、レーザ
光ビームの発散角は0°であることが望ましいが、従来
はそのような発散角を有しかつ所望の出力を有するレー
ザ光光源は存在していない。The present invention has been made in view of the following problems of the above-mentioned prior art. In other words, in an exposure apparatus, it is desirable that the divergence angle of the laser beam be 0° in order to perform exposure of the designed area, but conventionally, a laser beam having such a divergence angle and a desired output is used. There is no laser light source.
【0010】従って、レーザ光ビームの整形を行う必要
がある。しかし、従来のビーム整形は、ビームの長辺ま
たは短辺のいずれか一方の辺長を他方の辺長に一致させ
、その後ビームエキスパンダによって上記長辺および短
辺の両方向について同一倍率で拡大しているのであり、
上記長辺および短辺の各方向の発散角の差が拡大すると
いう問題が生じている。Therefore, it is necessary to shape the laser beam. However, in conventional beam shaping, the length of either the long side or the short side of the beam is made to match the length of the other side, and then both the long side and short side are expanded by the same magnification using a beam expander. It is because
A problem arises in that the difference in divergence angles in each direction of the long side and the short side increases.
【0011】本発明は、X方向とY方向とで発散角の異
なるレーザ光をアナモルフィック光学系を用いることで
レーザ光ビームの発散角をほぼ0°とし、露光照度の均
一性に優れた、光量損失の少ない露光装置を提供するこ
とを目的とする。[0011] The present invention uses an anamorphic optical system to generate a laser beam with different divergence angles in the X direction and Y direction, so that the divergence angle of the laser beam is approximately 0°, and the uniformity of the exposure illuminance is excellent. An object of the present invention is to provide an exposure apparatus with low loss of light amount.
【0012】0012
【課題を解決するための手段】本発明は、X方向及びこ
れと直交するY方向の発散角が互いに相違するレーザ光
を露光用照明光源とするレーザ光光源部と、上記レーザ
光光源からの光束を被照射面に導いて上記被照射面のパ
ターンの像を感光基板上に投影する照明部とが各々独立
の装置に配置され、上記レーザ光光源部に該レーザ光光
源部からの光束を所定のビーム形状に整形するビーム整
形光学系と、ビームを所定の大きさにするビームエキス
パンダ光学系とを有する露光装置において、[Means for Solving the Problems] The present invention provides a laser light source section that uses laser light having different divergence angles in the X direction and in the Y direction perpendicular to the X direction as an exposure illumination light source, and An illumination section that guides a light beam to a surface to be irradiated and projects an image of a pattern of the surface to be irradiated onto a photosensitive substrate is arranged in each independent device, and a light beam from the laser light source section is directed to the laser light source section. In an exposure apparatus having a beam shaping optical system that shapes the beam into a predetermined beam shape and a beam expander optical system that makes the beam a predetermined size,
【0013
】上記レーザ光光源と上記ビーム整形光学系及びビーム
エキスパンダ光学系の間の光路に、射出レーザ光の発散
角を略0°とするようなアナモルフィック光学系を配置
したことを特徴とする露光装置である。0013
] An anamorphic optical system is arranged in the optical path between the laser light source and the beam shaping optical system and beam expander optical system so that the divergence angle of the emitted laser light is approximately 0°. It is an exposure device.
【0014】[0014]
【作用】上記構成によれば、アナモルフィック光学系に
よって、レーザ光ビーム自体が持つ互いに直交する方向
の異なった発散角を独立に補正し、いずれの方向の発散
角もほぼ0°にすることができる。[Operation] According to the above configuration, the anamorphic optical system independently corrects the different divergence angles of the laser beam itself in mutually orthogonal directions, and makes the divergence angle in any direction almost 0°. Can be done.
【0015】[0015]
【実施例】以下、本発明の実施例の露光装置を図に基づ
いて説明する。露光装置は、図1に示すように、レーザ
光光源部4と、露光部5とからなる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Exposure apparatuses according to embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the exposure apparatus includes a laser light source section 4 and an exposure section 5.
【0016】レーザ光光源部4は、レーザ光光源1、レ
ーザ光ビーム補正用のアナモルフィック光学系2、ビー
ム整形系3を光軸01 上に配置してなる。ビーム整形
系3は、2個のアナモルフィックレンズからなるビーム
整形光学部3aと、2個の球面レンズからなるビームエ
キスパンダ3bとからなる。なお、先に図4に基づいて
説明した従来技術の光源装置と同一の構成については、
図面に同一の符号を付してその説明を省略する。The laser light source section 4 includes a laser light source 1, an anamorphic optical system 2 for laser beam correction, and a beam shaping system 3 arranged on an optical axis 01. The beam shaping system 3 includes a beam shaping optical section 3a made up of two anamorphic lenses and a beam expander 3b made up of two spherical lenses. Note that the same configuration as the prior art light source device described above based on FIG. 4 is as follows.
The same reference numerals are given to the drawings, and the explanation thereof will be omitted.
【0017】アナモルフィック光学系2は、図2に示す
ように、X平面においてパワーを有する、f1=1/ε
y のyアナモルフィックレンズ2bと、Y平面におい
てパワーを有する、f2=1/εxのxアナモルフィッ
クレンズ2aを、レーザ光光源1の射出部からそれぞれ
距離f1、f2だけ間隔をおいて配置する。εx≒4m
rd 、εy≒2mrd であるとき、f1≒250m
m、f2≒500mmである。As shown in FIG. 2, the anamorphic optical system 2 has power in the X plane, f1=1/ε
A y anamorphic lens 2b of y and an x anamorphic lens 2a of f2=1/εx having power in the Y plane are arranged at distances f1 and f2 from the emission part of the laser light source 1, respectively. do. εx≒4m
rd, εy≒2mrd, f1≒250m
m, f2≈500 mm.
【0018】このようなアナモルフィック光学系2にお
いては、レーザ光光源1から射出されたレーザ光ビーム
は、断面が、図5(A)に示すように、辺x、yの長方
形で発散角0°のものとなる。さらに、このレーザ光ビ
ームの断面は、ビーム整形光学部3aによって、図5(
B)に示すように、辺x、xの正方形となり、倍率βの
ビームエキスパンダ3bとビーム整形系3によって、図
5(C)に示すように、辺βxの正方形となる。In such an anamorphic optical system 2, the laser beam emitted from the laser beam source 1 has a cross section of a rectangle with sides x and y and a divergence angle, as shown in FIG. 5(A). It becomes 0°. Furthermore, the cross section of this laser beam is shaped by the beam shaping optical section 3a as shown in FIG.
As shown in FIG. 5C, it becomes a square with sides x and x, and by the beam expander 3b with magnification β and the beam shaping system 3, it becomes a square with sides βx as shown in FIG. 5C.
【0019】なお、ここでアナモルフィック光学系2を
互いに異なる所定の焦点距離のアナモルフィックレンズ
2aと2bの2つのレンズで形成したが、X方向及びY
方向に所定の焦点距離のパワーを有する1つのアナモル
フィックレンズ(トーリックレンズ)で形成してもよい
。Note that although the anamorphic optical system 2 is formed of two lenses, anamorphic lenses 2a and 2b, having different predetermined focal lengths,
It may be formed by one anamorphic lens (toric lens) having a power of a predetermined focal length in the direction.
【0020】露光部5は、光軸02 上に、レーザ光光
学部4から射出されたレーザ光ビームを受ける第1ミラ
ー6と、絞りσを有する補助レンズ7と、第2および第
3ミラー8、9と、コンデンサーレンズ10と、レチク
ル20上に形成された透過型回折格子11と、絞り付き
結像レンズ12と、ウエハー14に形成された反射型回
折格子13とを配置してなる。The exposure section 5 includes, on the optical axis 02, a first mirror 6 that receives the laser beam emitted from the laser beam optical section 4, an auxiliary lens 7 having an aperture σ, and second and third mirrors 8. , 9, a condenser lens 10, a transmission type diffraction grating 11 formed on a reticle 20, an imaging lens 12 with an aperture, and a reflection type diffraction grating 13 formed on a wafer 14.
【0021】露光部5においては、レーザ光光学部4か
ら射出されたレーザ光ビームによって透過型回折格子1
1と反射型回折格子13との相対的位置関係を決定する
。In the exposure section 5, the transmission type diffraction grating 1 is exposed to the laser beam emitted from the laser beam optical section 4.
1 and the reflection type diffraction grating 13 is determined.
【0022】[0022]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、レ
ーザ光ビームの発散角をほぼ0°とし、露光照度の均一
性に優れ、光量損失の少ない露光装置を得ることができ
る。As described above, according to the present invention, it is possible to obtain an exposure apparatus in which the divergence angle of the laser light beam is approximately 0°, the exposure illuminance is excellent in uniformity, and the loss of light amount is small.
【0023】[0023]
【図1】本発明の実施例の露光装置の光学図である。FIG. 1 is an optical diagram of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明のアナモルフィック光学系の平面図であ
る。FIG. 2 is a plan view of the anamorphic optical system of the present invention.
【図3】本発明のアナモルフィック光学系の正面図であ
る。FIG. 3 is a front view of the anamorphic optical system of the present invention.
【図4】従来のレーザ光光源部の光学図である。FIG. 4 is an optical diagram of a conventional laser light source section.
【図5】図4の位置(A)、(B)、(C)における理
想的なレーザ光ビームの断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of an ideal laser light beam at positions (A), (B), and (C) in FIG. 4;
【図6】従来のレーザ光光源における図4の位置(A)
、(B)、(C)のレーザ光ビームの断面図である。[Fig. 6] Position of Fig. 4 in a conventional laser light source (A)
, (B), and (C) are cross-sectional views of the laser light beams.
1 レーザ光光源
2 アナモルフィック光学系2a x
アナモルフィックレンズ2b yアナモルフィッ
クレンズ3 ビーム整形系
3a ビーム整形光学部
3b ビームエキスパンダ
4 レーザ光光源部
5 露光部
7 補助レンズ
10 コンデンサーレンズ
11 透過型回折格子
12 結像レンズ
13 反射型回折格子1 Laser light source 2 Anamorphic optical system 2a x
Anamorphic lens 2b YAnamorphic lens 3 Beam shaping system 3a Beam shaping optical section 3b Beam expander 4 Laser light source section 5 Exposure section 7 Auxiliary lens 10 Condenser lens 11 Transmission type diffraction grating 12 Imaging lens 13 Reflection type diffraction lattice
Claims (4)
散角が互いに相違するレーザ光を露光用照明光源とする
レーザ光光源部と、上記レーザ光光源からの光束を被照
射面に導いて上記被照射面のパターンの像を感光基板上
に投影する照明部とが各々独立の装置に配置され、上記
レーザ光光源部に該レーザ光光源部からの光束を所定の
ビーム形状に整形するビーム整形光学系と、ビームを所
定の大きさにするビームエキスパンダ光学系とを有する
露光装置において、上記レーザ光光源と上記ビーム整形
光学系及びビームエキスパンダ光学系の間の光路に、射
出レーザ光の発散角を略0°とするようなアナモルフィ
ック光学系を配置したことを特徴とする露光装置。1. A laser light source section that uses laser light having different divergence angles in an X direction and a Y direction perpendicular to the X direction as an exposure illumination light source, and a laser light source section that guides a light flux from the laser light source to an irradiated surface. An illumination unit that projects an image of the pattern of the irradiated surface onto the photosensitive substrate is arranged in an independent device, and the laser light source unit emits a beam that shapes the light flux from the laser light source unit into a predetermined beam shape. In an exposure apparatus having a shaping optical system and a beam expander optical system for shaping the beam to a predetermined size, an emitted laser beam is provided in an optical path between the laser light source and the beam shaping optical system and the beam expander optical system. An exposure apparatus characterized in that an anamorphic optical system is arranged such that the angle of divergence of the angle of divergence is approximately 0°.
アナモルフィックレンズによって形成され、上記アナモ
ルフィックレンズが、母線に垂直な屈折面が互いに直交
するように配置されている請求項1記載の露光装置。2. The anamorphic optical system according to claim 1, wherein the anamorphic optical system is formed by two anamorphic lenses, and the anamorphic lenses are arranged such that refractive surfaces perpendicular to the generatrix are orthogonal to each other. Exposure equipment.
ビームの発散角εx ,εy により決定されるf1
=1/εx ,f2 =1/εy のパワーを有し、上
記ビームの発散中心からほぼf1 ,f2 だけ離れた
位置に配置されていることを特徴とする請求項1または
請求項2に記載の露光装置。3. The anamorphic lens has f1 determined by the divergence angles εx and εy of the beams.
=1/εx, f2 =1/εy, and is located at a position approximately f1, f2 from the divergence center of the beam. Exposure equipment.
下であることを特徴とする請求項1記載の露光装置。4. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the laser beam has a wavelength of 320 nm or less.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3079681A JPH04314321A (en) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | Aligner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP3079681A JPH04314321A (en) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | Aligner |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04314321A true JPH04314321A (en) | 1992-11-05 |
Family
ID=13696946
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3079681A Pending JPH04314321A (en) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | Aligner |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04314321A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1991
- 1991-04-12 JP JP3079681A patent/JPH04314321A/en active Pending
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