JPH0611663A - 照明光学系 - Google Patents

照明光学系

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Publication number
JPH0611663A
JPH0611663A JP4170394A JP17039492A JPH0611663A JP H0611663 A JPH0611663 A JP H0611663A JP 4170394 A JP4170394 A JP 4170394A JP 17039492 A JP17039492 A JP 17039492A JP H0611663 A JPH0611663 A JP H0611663A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical integrator
light
optical
optical system
integrator
Prior art date
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Pending
Application number
JP4170394A
Other languages
English (en)
Inventor
Tamikazu Yamaguchi
民和 山口
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.)
Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Minolta Co Ltd filed Critical Minolta Co Ltd
Priority to JP4170394A priority Critical patent/JPH0611663A/ja
Publication of JPH0611663A publication Critical patent/JPH0611663A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Projection-Type Copiers In General (AREA)
  • Light Sources And Details Of Projection-Printing Devices (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】IC等の露光装置に用いられる照明光学系にお
いて、伝達される光量の損失がほとんどない状態で、オ
プティカルインテグレーター入射端での光の広がり状態
を変化させることを可能にする。 【構成】照明光学系を構成する楕円鏡2とオプティカル
インテグレーター3との間に、凹型の円錐面を有する第
1屈折部材fと第1屈折部材の凹型の円錐面に対向して
凸型の円錐面を有する第2屈折部材gとを配置し、これ
ら第1屈折部材f及び第2屈折部材g間の間隔を光軸方
向に変化させる。または、楕円鏡2とオプティカルイン
テグレーター3との間に、作用の異なる円錐型の屈折部
材jを交換可能に配置し、これら屈折部材jを交換す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、対象物を均一に照明す
るための照明光学系に関するものであり、特に、IC等
の半導体製造装置用の露光照明光学系に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の照明光学系には、基本的
に図11に示されるようなものが使用されている。この
照明光学系の原理を簡単に説明する。楕円鏡2の第一焦
点近傍に配された光源1による光は、楕円鏡2により反
射された後、オプティカルインテグレーター3の入射端
aに入射する。オプティカルインテグレーター3の射出
端bには、オプティカルインテグレーターの分割数だけ
光源1の二次光源像が形成される。この二次光源像は集
光レンズ4により投影レンズ5の瞳位置dに結像され
る。一方、全ての二次光源像からの光は、集光レンズ4
を通してレティクルcの上に重ねられるため、レティク
ルc上で均一な照明光が得られ、その結果、投影レンズ
5の結像位置eで均一な光量の像が得られることとな
る。
【0003】このような照明光学系では、通常、光源1
及び楕円鏡2により作られるオプティカルインテグレー
ター3上での光の広がり、すなわち投影レンズ5の瞳位
置dでの光の広がりは一定である。しかしながら、図1
2で示されるように、光源1及び楕円鏡2とオプティカ
ルインテグレーター3との間にコリメータレンズmを設
けた照明光学系が、特開昭62−123423号公報で
提案されている。この照明光学系では、コリメータレン
ズmの焦点距離を変えることにより、オプティカルイン
テグレーター3に入る光束幅、すなわちオプティカルイ
ンテグレーター入射端上での光の広がりを変えるてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】近年、半導体製造の分
野において、より微細加工を可能とするために位相シフ
ト法を採用したマスクの使用や、照明方法の工夫が検討
されている。いずれの場合も、投影レンズ5の瞳位置で
の強度分布形状を変化させること、すなわち、楕円鏡2
により作られるオプティカルインテグレーター3上での
光の広がりを変えることが必要とされている。
【0005】従来、オプティカルインテグレーターの固
定された広がりの範囲内で光量分布をより均一にするこ
とにより、投影レンズの性能を十分発揮させる提案が、
特開昭62−150315号公報、特開昭59−735
9号公報、特開昭58−147708号公報等でなされ
ている。しかしながら、オプティカルインテグレーター
上での光の広がりを変化させる提案は、前述の特開昭6
2−123423号公報に見られる程度である。
【0006】特開昭62−123423号公報の例のよ
うに、コリメータレンズmの焦点距離を変えてオプティ
カルインテグレーター3上の光の広がりを変える方法の
場合、光の広がりは広がるものの、光源そのものが広が
りを持っている際には、楕円鏡2等による結像でも完全
な点光源とは成らず、ある広がりを持った光源と成る。
このため、コリメータレンズmの焦点距離を変化させる
ことは、上記オプティカルインテグレーター3に入射す
る光の角度を変えることとなり、伝達される光量に損失
が発生してしまう。(図13を参照して、光源kが広が
りlを持っている時、オプティカルインテグレーター3
に入射する光線の角度θ1、θ2はコリメータmの焦点
距離f1、f2に応じて変化する。)本発明は、伝達さ
れる光量の損失がほとんどない状態で、オプティカルイ
ンテグレーター入射端での光の広がり状態を変化させる
ことが可能な照明光学系を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の照明光学系は、
上記目的を達成するために、楕円鏡とオプティカルイン
テグレーターの間に、凹型の円錐面を有する第1屈折部
材と第1屈折部材の凹型の円錐面に対向して凸型の円錐
面を有する第2屈折部材とを配置し、これら第1屈折部
材及び第2屈折部材間の間隔を光軸方向に変化させるこ
とによりオプティカルインテグレーターの入射側光束の
広がり幅を調整している。さらに、広がりの状態をより
効率良く限定するために、中心部又は周辺部のみがレン
ズと同様の作用を行う光量分布補正板を配置したり、光
の広がりを変えた場合にレティクル上での光量の均一性
を確保するために、オプティカルインテグレーターを構
成する光学要素の径を一部異なるものとしている。
【0008】また本発明の別の照明光学系は、楕円鏡と
オプティカルインテグレーターの間に、作用の異なる円
錐型の屈折部材を交換可能に配置し、これら屈折部材を
交換することによりオプティカルインテグレーターの入
射側光束の広がり幅を調整している。
【0009】
【作用】上記の構成により、オプティカルインテグレー
ターの入射端での光の広がりが効率良く変化する。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例につ
いて説明する。
【0011】図1、図2、図4は、本発明の照明光学系
の第1実施例の構成を示すものである。なお、オプティ
カルインテグレーター3以降の構成は、従来例を示した
図11と同様であるため省略した。オプティカルインテ
グレーター3の入射端aに入る光線のうち、後方の投影
レンズ(図11参照)に有効に伝達される角度範囲は、
オプティカルインテグレーター3の光学特性により限定
されている(例えば、入射角±10゜の範囲の光線のみ
が有効に伝達される)。楕円鏡2とオプティカルインテ
グレーター3との間に、通常のレンズを入れたり、また
ズーム作用を有するレンズを入れ光の広がりを変えよう
とすると、その変化倍率に応じて光線の角度も変化す
る。このため、投影レンズに入る有効なエネルギー量が
大幅に変化し、照明光学系としては効率の悪いものとな
り好ましくない。
【0012】本発明の第1の実施例のように、図1に示
す凹型の円錐面を有する第1屈折部材fと第1屈折部材
fの凹型の円錐面に対向して凸型の円錐面を有する第2
屈折部材gとを配置し、これら第1屈折部材f及び第2
屈折部材g間の間隔を光軸方向に変化させる方法を採用
した場合、オプティカルインテグレーター3に入射する
光線の角度を変えることなく入射光の広がりを変化させ
ることが出来る。例えば、第1屈折部材f及び第2屈折
部材g間の間隔を、図2の状態から図4の状態に変位さ
せることにより、図3から図5に示したように有効に光
の強度Iを変化させることが出来る。また、両屈折部材
間の間隔を図3の状態よりもさらに大きくすることによ
り、図6のような光強度分布形態とすることも可能であ
る。
【0013】次に、本発明の第2の実施例を図7に示
す。部材hは中央部のみが凹レンズの作用をする部材
で、中央部の光線をほぼ有効な角度でオプティカルイン
テグレーター3の周辺部に集める。部材iは、オプティ
カルインテグレーター3よりはみ出した光線をオプティ
カルインテグレーター3に持込む。それぞれの部材の効
果を図8中に実線で示すとともに、オプティカルインテ
グレーター3の入射端上で得られる強度分布を図8に示
した。このように部材h、iを用いることにより、第
1、第2屈折部材f、gのみで得られる強度分布(図6
参照)よりも、集光度の良い輪帯形状の強度分布を得る
ことができる。
【0014】図9は、本発明の第3の実施例の構成を示
すものである。円錐型の屈折部材jの楕円鏡2側とオプ
ティカルインテグレーター3側の錐面の光軸に対する傾
き角が同一であれば、光線の角度を変えることなくオプ
ティカルインテグレーター3の入射端での光の広がりが
変化する。この実施例において、光軸と錐面の成す角度
を変えたり屈折部材の厚さを変えることで光の広がり度
合を変えることが出来るので、構成の異なる円錐型の屈
折部材jを交換することにより、オプティカルインテグ
レーター3の入射端での光の広がりを任意に変えること
が出来る。
【0015】図10は、上記した第1乃至第3実施例に
適用可能なオプティカルインテグレーター3を示したも
のである。図10(A)に示したような異なる2つのタ
イプの強度分布にオプティカルインテグレーター3を対
応させる必要が生じた時、オプティカルインテグレータ
ー3の周辺部の光学要素を細くすることにより有効光部
の分割数を出来るだけ多くし、マスク上での均一性を保
っている。なお、光の広がりの変化に応じて最適な構成
のオプティカルインテグレーターと交換することも有効
である。また、オプティカルインテグレーター3の射出
側に、オプティカルインテグレーター3の有効径を制限
する可変または交換式の絞りを配置するのも有効であ
る。
【0016】
【発明の効果】以上のように、本発明の照明光学系によ
れば、簡単な構成ながら光量損失をほとんど発生させる
ことなくオプティカルインテグレーター上の光の広がり
を変えることが出来る。従って、この照明光学系を搭載
することによりより、位相シフト法の採用や、照明条件
の変更が任意に出来る露光装置の開発が可能となり、微
細加工に適した露光装置の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の要部の構成を示す図。
【図2】第1実施例の作用を説明する図。
【図3】第1実施例の作用を説明する図。
【図4】図2の状態におけるオプティカルインテグレー
ターの入射端上の光強度分布を示す図。
【図5】図3の状態におけるオプティカルインテグレー
ターの入射端上の光強度分布を示す図。
【図6】オプティカルインテグレーターの入射端上の光
強度分布を示す図。
【図7】本発明の第2実施例の要部の構成を示す図。
【図8】図7の状態におけるオプティカルインテグレー
ターの入射端上の光強度分布を示す図。
【図9】本発明の第3実施例の要部の構成を示す図。
【図10】オプティカルインテグレーターの構成を説明
する図。
【図11】従来の照明光学系の構成を示す図。
【図12】コリメータを有する従来の照明光学系の構成
を示す図。
【図13】図12の照明光学系の作用を説明する図。
【符号の説明】
1 光源 2 楕円鏡 3 オプティカルインテグレーター 4 光学系 5 投影レンズ f 第1屈折部材 g 第2屈折部材 h、i 光量分布補正板 j 円錐型の屈折部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03F 7/20 521 9122−2H H01L 21/027

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】楕円鏡と、 楕円鏡の第一焦点近傍に配置された光源と、 楕円鏡からの光を受けて複数の二次光源を形成するオプ
    ティカルインテグレーターと、 オプティカルインテグレーターにより形成される二次光
    源像を投影レンズの入射瞳位置に作成すると共に、投影
    レンズのオプティカルインテグレーター側に均一照度の
    面を作る光学系と、 を有する照明光学系において、 楕円鏡とオプティカルインテグレーターの間に、凹型の
    円錐面を有する第1屈折部材と第1屈折部材の凹型の円
    錐面に対向して凸型の円錐面を有する第2屈折部材とを
    配置し、これら第1屈折部材及び第2屈折部材間の間隔
    を光軸方向に変化させることによりオプティカルインテ
    グレーターの入射側光束の広がり幅を調整することを特
    徴とする照明光学系。
  2. 【請求項2】第1、第2屈折部材とオプティカルインテ
    グレーターの間に、中央部が凹レンズの作用を有し周辺
    部が凸レンズの作用を有する光量分布補正板を配置した
    ことを特徴とする請求項1に記載の照明光学系。
  3. 【請求項3】オプティカルインテグレーターへの入射光
    量分布に応じて、オプティカルインテグレーターを構成
    する光学要素の径が異なっていることを特徴とする請求
    項1に記載の照明光学系。
  4. 【請求項4】楕円鏡と、 楕円鏡の第一焦点近傍に配置された光源と、 楕円鏡からの光を受けて複数の二次光源を形成するオプ
    ティカルインテグレーターと、 オプティカルインテグレーターにより形成される二次光
    源像を投影レンズの入射瞳位置に作成すると共に、投影
    レンズのオプティカルインテグレーター側に均一照度の
    面を作る光学系と、 を有する照明光学系において、 楕円鏡とオプティカルインテグレーターの間に、作用の
    異なる円錐型の屈折部材を交換可能に配置し、これら屈
    折部材を交換することによりオプティカルインテグレー
    ターの入射側光束の広がり幅を調整することを特徴とす
    る照明光学系。
JP4170394A 1992-06-29 1992-06-29 照明光学系 Pending JPH0611663A (ja)

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JP4170394A JPH0611663A (ja) 1992-06-29 1992-06-29 照明光学系

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JP4170394A JPH0611663A (ja) 1992-06-29 1992-06-29 照明光学系

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JPH0611663A true JPH0611663A (ja) 1994-01-21

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ID=15904117

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JP4170394A Pending JPH0611663A (ja) 1992-06-29 1992-06-29 照明光学系

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JP (1) JPH0611663A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9874637B2 (en) 2010-12-14 2018-01-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Illumination optical system and 3D image acquisition apparatus including the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9874637B2 (en) 2010-12-14 2018-01-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Illumination optical system and 3D image acquisition apparatus including the same

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