JPH06188174A - 照明光学装置 - Google Patents
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- JPH06188174A JPH06188174A JP5128641A JP12864193A JPH06188174A JP H06188174 A JPH06188174 A JP H06188174A JP 5128641 A JP5128641 A JP 5128641A JP 12864193 A JP12864193 A JP 12864193A JP H06188174 A JPH06188174 A JP H06188174A
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- 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
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
- G02B19/0004—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
- G02B19/0028—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed refractive and reflective surfaces, e.g. non-imaging catadioptric systems
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- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- 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
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- G03F7/701—Off-axis setting using an aperture
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Projection-Type Copiers In General (AREA)
- Light Sources And Details Of Projection-Printing Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】簡素な構成としながらも、高い照明効率を維持
できる高性能な照明光学装置の実現にある。 【構成】光束を供給する光源と、所定形状の開口部を有
する回転対称型反射鏡と、該回転対称型反射鏡によって
集光された前記光源からの光束を平行光束に変換するコ
リメート光学系と、該平行光束によって複数の２次光源
を形成する多光源形成手段と、該多光源形成手段からの
光束を集光して被照射物体を均一に照明するためのコン
デンサー光学系とを有し、前記コリメート光学系は、前
記回転対称型反射鏡の開口部近傍の反射領域の像を前記
多光源形成手段の入射面に形成し、前記回転対称型反射
鏡における前記開口部から最も離れた反射領域の像を前
記多光源形成手段の入射面から離れた位置に形成する。
できる高性能な照明光学装置の実現にある。 【構成】光束を供給する光源と、所定形状の開口部を有
する回転対称型反射鏡と、該回転対称型反射鏡によって
集光された前記光源からの光束を平行光束に変換するコ
リメート光学系と、該平行光束によって複数の２次光源
を形成する多光源形成手段と、該多光源形成手段からの
光束を集光して被照射物体を均一に照明するためのコン
デンサー光学系とを有し、前記コリメート光学系は、前
記回転対称型反射鏡の開口部近傍の反射領域の像を前記
多光源形成手段の入射面に形成し、前記回転対称型反射
鏡における前記開口部から最も離れた反射領域の像を前
記多光源形成手段の入射面から離れた位置に形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は被照射面を均一に照明す
る照明光学装置に関するものであり、特に、半導体製造
用の露光装置に好適な照明光学装置に関するものであ
る。
る照明光学装置に関するものであり、特に、半導体製造
用の露光装置に好適な照明光学装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来においては、例えば、図１２に示す
如き半導体露光装置に応用された照明光学装置が公知で
ある。図１２に示す如く、水銀アーク灯等の光源１から
の光束は、楕円鏡２により反射鏡Ｍ1 を介して集光さ
れ、コリメートレンズ３により平行光束に変換され、フ
ライアイレンズ４へ導かれる。そして、この平行光束が
フライアイレンズ４を介する事により、複数の２次光源
像よりなる２次光源が形成される。この２次光源からの
光束は、反射鏡Ｍ2 を介してコンデンサーレンズ６によ
り集光され、被照射物体としてのレチクルＲ上を重畳的
に均一に照明する。
如き半導体露光装置に応用された照明光学装置が公知で
ある。図１２に示す如く、水銀アーク灯等の光源１から
の光束は、楕円鏡２により反射鏡Ｍ1 を介して集光さ
れ、コリメートレンズ３により平行光束に変換され、フ
ライアイレンズ４へ導かれる。そして、この平行光束が
フライアイレンズ４を介する事により、複数の２次光源
像よりなる２次光源が形成される。この２次光源からの
光束は、反射鏡Ｍ2 を介してコンデンサーレンズ６によ
り集光され、被照射物体としてのレチクルＲ上を重畳的
に均一に照明する。
【０００３】以上の照明光学装置の構成により、レチク
ルＲ上に形成された回路パターンが、投影光学系７によ
ってウエハステージ８上に載置されたウエハＷ上に縮小
投影される。ところで、近年においては、微細なパター
ンをウエハ上に転写することが切望されており、このた
めの対応として投影光学系の解像度を向上させることが
考えられる。投影光学系の解像度を向上させるには、照
明光源をより短波長化とする手法と投影光学系の開口数
を大きくする手法がある。
ルＲ上に形成された回路パターンが、投影光学系７によ
ってウエハステージ８上に載置されたウエハＷ上に縮小
投影される。ところで、近年においては、微細なパター
ンをウエハ上に転写することが切望されており、このた
めの対応として投影光学系の解像度を向上させることが
考えられる。投影光学系の解像度を向上させるには、照
明光源をより短波長化とする手法と投影光学系の開口数
を大きくする手法がある。
【０００４】ところが、照明光源をより短波長化とする
と、透過光学部材として使用できる適切な光学材料が存
在しない等の問題があり、短波長化に対応できる投影光
学系を構成することは困難である。また、投影光学系の
開口数を大きくすると、この開口数の二乗に比例して焦
点深度が浅くなるという問題があり、現在、投影光学系
により得られている解像度も既に限界に来ている。
と、透過光学部材として使用できる適切な光学材料が存
在しない等の問題があり、短波長化に対応できる投影光
学系を構成することは困難である。また、投影光学系の
開口数を大きくすると、この開口数の二乗に比例して焦
点深度が浅くなるという問題があり、現在、投影光学系
により得られている解像度も既に限界に来ている。
【０００５】この様に行き詰まった状況の中で、最近、
図１２に示す如きフライアイレンズ４の射出側に形成さ
れる２次光源の形状を変形させて、レチクルＲを傾斜照
明することにより、投影光学系７が本来有する解像度並
びに焦点深度よりも大幅に向上させようという傾斜照明
技術が提案されており、大きな注目を集めている。例え
ば、図１２に示す如きフライアイレンズ４の射出側に配
置されている開口絞り５に輪帯状（ドーナツ状）の開口
部を設けて輪帯状の２次光源を形成し、レチクルＲを傾
斜照明することにより、解像度並びに焦点深度の改善を
図ろうとする輪帯状照明法が知られている。
図１２に示す如きフライアイレンズ４の射出側に形成さ
れる２次光源の形状を変形させて、レチクルＲを傾斜照
明することにより、投影光学系７が本来有する解像度並
びに焦点深度よりも大幅に向上させようという傾斜照明
技術が提案されており、大きな注目を集めている。例え
ば、図１２に示す如きフライアイレンズ４の射出側に配
置されている開口絞り５に輪帯状（ドーナツ状）の開口
部を設けて輪帯状の２次光源を形成し、レチクルＲを傾
斜照明することにより、解像度並びに焦点深度の改善を
図ろうとする輪帯状照明法が知られている。
【０００６】また、図１２に示す如き開口絞り５に２つ
あるいは４つの開口部を設けて２つあるいは４つの２次
光源を形成し、レチクルＲを傾斜照明することにより、
輪帯状照明法よりも大きな解像度並びに深い焦点深度を
得ようとする特殊傾斜照明法も知られており、この技術
は例えば特開平４−１０１１４８号公報に開示されてい
る。
あるいは４つの開口部を設けて２つあるいは４つの２次
光源を形成し、レチクルＲを傾斜照明することにより、
輪帯状照明法よりも大きな解像度並びに深い焦点深度を
得ようとする特殊傾斜照明法も知られており、この技術
は例えば特開平４−１０１１４８号公報に開示されてい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述した傾斜照明技術
によれば、投影光学系が本来有する解像度並びに焦点深
度よりも大幅に向上させことが実現できるという大きな
利点があるものの、２次光源の形状を変形させるため
に、フライアイレンズの射出側に設けられている開口絞
りによって光束を大幅に遮光しなければならず、照明効
率が大幅に低下するという問題があった。この結果、ス
ループットが大幅に低下するという深刻な問題が存在し
ていた。
によれば、投影光学系が本来有する解像度並びに焦点深
度よりも大幅に向上させことが実現できるという大きな
利点があるものの、２次光源の形状を変形させるため
に、フライアイレンズの射出側に設けられている開口絞
りによって光束を大幅に遮光しなければならず、照明効
率が大幅に低下するという問題があった。この結果、ス
ループットが大幅に低下するという深刻な問題が存在し
ていた。
【０００８】そこで、本発明は、上記の問題を全て解消
するためになされたものであり、簡素な構成としながら
も、高い照明効率を維持できる高性能な照明光学装置を
提供することを目的としている。
するためになされたものであり、簡素な構成としながら
も、高い照明効率を維持できる高性能な照明光学装置を
提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に係る発明は、図１に示す如く、光束を
供給する光源１と、所定形状の開口部２ａを有する回転
対称型反射鏡２と、その回転対称型反射鏡２によって集
光された光源１からの光束を平行光束に変換するコリメ
ート光学系３と、その平行光束によって複数の２次光源
を形成する多光源形成手段４と、その多光源形成手段４
からの光束を集光して被照射物体Ｒを均一に照明するた
めのコンデンサー光学系６とを有し、そのコリメート光
学系３は、回転対称型反射鏡２の開口部近傍の反射領域
ａの像を多光源形成手段４の入射面４ａの位置Ｂ2 に形
成し、回転対称型反射鏡２における開口部２ａから最も
離れた反射領域ｂの像を多光源形成手段４の入射面４ａ
の位置Ｂ2 から離れた位置Ｂ1 に形成する構成としたも
のである。
めに、請求項１に係る発明は、図１に示す如く、光束を
供給する光源１と、所定形状の開口部２ａを有する回転
対称型反射鏡２と、その回転対称型反射鏡２によって集
光された光源１からの光束を平行光束に変換するコリメ
ート光学系３と、その平行光束によって複数の２次光源
を形成する多光源形成手段４と、その多光源形成手段４
からの光束を集光して被照射物体Ｒを均一に照明するた
めのコンデンサー光学系６とを有し、そのコリメート光
学系３は、回転対称型反射鏡２の開口部近傍の反射領域
ａの像を多光源形成手段４の入射面４ａの位置Ｂ2 に形
成し、回転対称型反射鏡２における開口部２ａから最も
離れた反射領域ｂの像を多光源形成手段４の入射面４ａ
の位置Ｂ2 から離れた位置Ｂ1 に形成する構成としたも
のである。
【００１０】また、請求項２に係る発明は、図７に示す
如く、光束を供給する光源１と、所定形状の開口部２ａ
を有する回転対称型反射鏡２と、その回転対称型反射鏡
２によって光源１からの光束が集光されることにより形
成される光源像を再結像する再結像光学系３０と、その
再結像光学系３０によって再結像された光源像位置Ａ 3
に入射面４０ａが配置され，複数の２次光源を形成する
多光源形成手段４０と、その多光源形成手段４０からの
光束を集光する集光光学系４２と、その集光光学系４２
からの光束を集光して被照射物体Ｒを均一に照明するた
めのコンデンサー光学系６とを有し、その再結像光学系
３０は、回転対称型反射鏡２の開口部近傍の反射領域ａ
の像を多光源形成手段４０の射出面４０ｂの位置Ｂ5 に
形成し、回転対称型反射鏡２における開口部２ａから最
も離れた反射領域ｂの像を多光源形成手段４０の射出面
４０ｂの位置Ｂ5 から離れた位置Ｂ4 に形成する構成と
したものである。
如く、光束を供給する光源１と、所定形状の開口部２ａ
を有する回転対称型反射鏡２と、その回転対称型反射鏡
２によって光源１からの光束が集光されることにより形
成される光源像を再結像する再結像光学系３０と、その
再結像光学系３０によって再結像された光源像位置Ａ 3
に入射面４０ａが配置され，複数の２次光源を形成する
多光源形成手段４０と、その多光源形成手段４０からの
光束を集光する集光光学系４２と、その集光光学系４２
からの光束を集光して被照射物体Ｒを均一に照明するた
めのコンデンサー光学系６とを有し、その再結像光学系
３０は、回転対称型反射鏡２の開口部近傍の反射領域ａ
の像を多光源形成手段４０の射出面４０ｂの位置Ｂ5 に
形成し、回転対称型反射鏡２における開口部２ａから最
も離れた反射領域ｂの像を多光源形成手段４０の射出面
４０ｂの位置Ｂ5 から離れた位置Ｂ4 に形成する構成と
したものである。
【００１１】
【作 用】本発明は、照明光学装置内の被照射面と共役
な位置（照明光学装置内の瞳位置）またはその近傍に形
成される回転対称型反射鏡の反射面像を積極的に湾曲さ
せることにより、多光源形成手段の関与によって形成さ
れる複数の２次光源像を輪帯状にしながら、２次光源像
の周辺部では、回転対称型反射鏡における開口部から最
も離れた周辺の反射領域像の鋭いエッジを生じさせるこ
となく特異点が無いなだらかな光強度分布が得られると
いう事に着目したものである。
な位置（照明光学装置内の瞳位置）またはその近傍に形
成される回転対称型反射鏡の反射面像を積極的に湾曲さ
せることにより、多光源形成手段の関与によって形成さ
れる複数の２次光源像を輪帯状にしながら、２次光源像
の周辺部では、回転対称型反射鏡における開口部から最
も離れた周辺の反射領域像の鋭いエッジを生じさせるこ
となく特異点が無いなだらかな光強度分布が得られると
いう事に着目したものである。
【００１２】まず、請求項１に係る発明は、コリメート
光学系により形成される回転対称型反射鏡の反射面の像
を湾曲させ、このコリメート光学系が、回転対称型反射
鏡の開口部近傍の反射領域の像を多光源形成手段の入射
面上に形成し、回転対称型反射鏡における開口部から最
も離れた周辺の反射領域の像を多光源形成手段の入射面
から離れた位置に形成することにより、多光源形成手段
にて形成される２次光源像を輪帯状にしながら２次光源
像の周辺部ではなだらかな光強度分布が得られるように
したものである。
光学系により形成される回転対称型反射鏡の反射面の像
を湾曲させ、このコリメート光学系が、回転対称型反射
鏡の開口部近傍の反射領域の像を多光源形成手段の入射
面上に形成し、回転対称型反射鏡における開口部から最
も離れた周辺の反射領域の像を多光源形成手段の入射面
から離れた位置に形成することにより、多光源形成手段
にて形成される２次光源像を輪帯状にしながら２次光源
像の周辺部ではなだらかな光強度分布が得られるように
したものである。
【００１３】また、請求項２に係る発明は、再結像光学
系により形成される回転対称型反射鏡の反射面の像を湾
曲させ、この再結像光学系が、回転対称型反射鏡の開口
部近傍の反射領域の像を多光源形成手段の射出面上に形
成し、回転対称型反射鏡における開口部から最も離れた
周辺の反射領域の像を多光束形成手段の射出面から離れ
た位置に形成することにより、多光束形成手段と集光光
学系との共働により再形成される２次光源像を輪帯状に
しながら２次光源像の周辺部ではなだらかな光強度分布
が得られるようにしたものである。
系により形成される回転対称型反射鏡の反射面の像を湾
曲させ、この再結像光学系が、回転対称型反射鏡の開口
部近傍の反射領域の像を多光源形成手段の射出面上に形
成し、回転対称型反射鏡における開口部から最も離れた
周辺の反射領域の像を多光束形成手段の射出面から離れ
た位置に形成することにより、多光束形成手段と集光光
学系との共働により再形成される２次光源像を輪帯状に
しながら２次光源像の周辺部ではなだらかな光強度分布
が得られるようにしたものである。
【００１４】これらにより、原理的に光量損失を招くこ
となく輪帯照明が達成でき、また、２つあるいは４つの
開口部を持つ開口絞りを設ければ、従来よりも大幅なる
照明効率の点で改善された状態で、特殊傾斜照明法が達
成できる。
となく輪帯照明が達成でき、また、２つあるいは４つの
開口部を持つ開口絞りを設ければ、従来よりも大幅なる
照明効率の点で改善された状態で、特殊傾斜照明法が達
成できる。
【００１５】
【実施例】図１は本発明の照明光学装置を半導体製造用
の露光装置に応用した一例を第１実施例として示してお
り、図１において、図１２と同一の機能を持つ部材には
同一の符号を付してある。以下、図１を参照しながら第
１実施例を詳述する。ｇ線(436nm) 又はｉ線（365nm)等
の光束を発する水銀アーク灯等の光源１は、回転対称型
反射鏡としての楕円鏡２のほぼ第１焦点位置ｃに設けら
れており、この光源１からの光束は、円形開口部２ａ及
び楕円反射面２ｂを有する楕円鏡２により反射集光さ
れ、楕円鏡２の第２焦点位置Ａ1 には光源１の光源像が
形成される。
の露光装置に応用した一例を第１実施例として示してお
り、図１において、図１２と同一の機能を持つ部材には
同一の符号を付してある。以下、図１を参照しながら第
１実施例を詳述する。ｇ線(436nm) 又はｉ線（365nm)等
の光束を発する水銀アーク灯等の光源１は、回転対称型
反射鏡としての楕円鏡２のほぼ第１焦点位置ｃに設けら
れており、この光源１からの光束は、円形開口部２ａ及
び楕円反射面２ｂを有する楕円鏡２により反射集光さ
れ、楕円鏡２の第２焦点位置Ａ1 には光源１の光源像が
形成される。
【００１６】図２には、楕円鏡２をこれの第２焦点側か
ら見た様子を示しており、図１に示す開口部２ａの近傍
の反射位置ａ及び開口部２ａから最も離れた反射位置ｂ
での反射領域は、図２に示す如く、共にリング状となっ
ている。なお、楕円鏡２の開口部２ａを円形以外の形状
にしても良い。さて、楕円鏡２の集光作用を受けてこれ
の第２焦点位置Ａ1 で光源像を一旦形成した光束は、こ
の光源像位置Ａ1 に前側焦点が位置するように設けられ
たコリメート光学系としてのコリメートレンズ３により
平行光束に変換され、この平行光束は、多光源形成手段
として機能するフライアイレンズ４を介して、このフラ
イアイレンズ４の射出面側の位置Ａ2 に２次光源として
の複数の光源像が形成される。そして、この複数の光源
像位置Ａ2 には、図３に示す如く、輪帯状（ドーナツ
状）の開口部を有する開口絞り５が設けられている。
ら見た様子を示しており、図１に示す開口部２ａの近傍
の反射位置ａ及び開口部２ａから最も離れた反射位置ｂ
での反射領域は、図２に示す如く、共にリング状となっ
ている。なお、楕円鏡２の開口部２ａを円形以外の形状
にしても良い。さて、楕円鏡２の集光作用を受けてこれ
の第２焦点位置Ａ1 で光源像を一旦形成した光束は、こ
の光源像位置Ａ1 に前側焦点が位置するように設けられ
たコリメート光学系としてのコリメートレンズ３により
平行光束に変換され、この平行光束は、多光源形成手段
として機能するフライアイレンズ４を介して、このフラ
イアイレンズ４の射出面側の位置Ａ2 に２次光源として
の複数の光源像が形成される。そして、この複数の光源
像位置Ａ2 には、図３に示す如く、輪帯状（ドーナツ
状）の開口部を有する開口絞り５が設けられている。
【００１７】このフライアイレンズ４は、円形又は多角
形（四角形、六角形等）の断面形状を有するレンズ素子
４１が複数束ねられた集合体で構成されており、このフ
ライアイレンズ４の射出側面もしくはその近傍に複数の
光源像が形成され、ここには実質的に２次光源が形成さ
れる。なお、本実施例では、このレンズ素子４１は両凸
形状を有しているが、一方の面を平面もくしは凹面とし
ても良く、さらには、両凹形状としても良い。また、フ
ライアイレンズ４は、ドーナツ状に束ねられて構成され
ても良い。
形（四角形、六角形等）の断面形状を有するレンズ素子
４１が複数束ねられた集合体で構成されており、このフ
ライアイレンズ４の射出側面もしくはその近傍に複数の
光源像が形成され、ここには実質的に２次光源が形成さ
れる。なお、本実施例では、このレンズ素子４１は両凸
形状を有しているが、一方の面を平面もくしは凹面とし
ても良く、さらには、両凹形状としても良い。また、フ
ライアイレンズ４は、ドーナツ状に束ねられて構成され
ても良い。
【００１８】ここで、コリメートレンズ３は、楕円鏡２
の反射面２ｂの結像位置を示す図４の如く、このコリメ
ートレンズ３によりフライアイレンズ４の入射面４ａの
位置Ｂ2 にて形成される楕円鏡２の反射面２ｂの像を湾
曲させる機能を有している。これにより、コリメートレ
ンズ３は、楕円鏡２の開口部近傍のリング状反射領域ａ
からの反射光束をフライアイレンズ４の入射面の位置Ｂ
2 に結像して、このリング状反射領域ａの像をフライア
イレンズ４の入射面の位置Ｂ2 に形成すると共に、楕円
鏡２における開口部２ａから最も離れた周辺のリング状
反射領域ｂからの反射光束をフライアイレンズ４の入射
面の位置Ｂ2 から光軸方向に沿って離れた位置Ｂ1 に結
像し、このリング状反射領域ｂの像をフライアイレンズ
４の入射面の位置Ｂ2 から光軸方向に沿って離れた位置
Ｂ1 に形成する。
の反射面２ｂの結像位置を示す図４の如く、このコリメ
ートレンズ３によりフライアイレンズ４の入射面４ａの
位置Ｂ2 にて形成される楕円鏡２の反射面２ｂの像を湾
曲させる機能を有している。これにより、コリメートレ
ンズ３は、楕円鏡２の開口部近傍のリング状反射領域ａ
からの反射光束をフライアイレンズ４の入射面の位置Ｂ
2 に結像して、このリング状反射領域ａの像をフライア
イレンズ４の入射面の位置Ｂ2 に形成すると共に、楕円
鏡２における開口部２ａから最も離れた周辺のリング状
反射領域ｂからの反射光束をフライアイレンズ４の入射
面の位置Ｂ2 から光軸方向に沿って離れた位置Ｂ1 に結
像し、このリング状反射領域ｂの像をフライアイレンズ
４の入射面の位置Ｂ2 から光軸方向に沿って離れた位置
Ｂ1 に形成する。
【００１９】この結果、コリメートレンズ３によって楕
円鏡２の開口部２ａから最も離れたリング状反射領域ｂ
の像が形成される位置Ｂ1 での光束は、図５の（ａ）に
示す如く、中心部が窪んだ状態の光強度分布を有し、コ
リメートレンズ３によって楕円鏡２の開口部２ａの開口
部近傍のリング状反射領域ａの像が形成される位置Ｂ 2
での光束は、図５の（ｂ）に示す如く、周辺部がなだら
かな中抜け状態の光強度分布を有する輪帯状の光束とな
る。従って、フライアイレンズ４の射出側位置Ａ2 に形
成される複数の２次光源も実質的に図５の（ｂ）の如く
周辺部がなだらかな中抜け状態の光強度分布を有するこ
とになり、後述するがフライアイレンズ４による被照明
物体としてのレチクルＲでの照度均一性の効果を最大限
に得ることができる。このとき、フライアイレンズ４に
より形成される輪帯状の２次光源は、開口絞り５の輪帯
状開口部の大きさに見合った輪帯状光源となる。
円鏡２の開口部２ａから最も離れたリング状反射領域ｂ
の像が形成される位置Ｂ1 での光束は、図５の（ａ）に
示す如く、中心部が窪んだ状態の光強度分布を有し、コ
リメートレンズ３によって楕円鏡２の開口部２ａの開口
部近傍のリング状反射領域ａの像が形成される位置Ｂ 2
での光束は、図５の（ｂ）に示す如く、周辺部がなだら
かな中抜け状態の光強度分布を有する輪帯状の光束とな
る。従って、フライアイレンズ４の射出側位置Ａ2 に形
成される複数の２次光源も実質的に図５の（ｂ）の如く
周辺部がなだらかな中抜け状態の光強度分布を有するこ
とになり、後述するがフライアイレンズ４による被照明
物体としてのレチクルＲでの照度均一性の効果を最大限
に得ることができる。このとき、フライアイレンズ４に
より形成される輪帯状の２次光源は、開口絞り５の輪帯
状開口部の大きさに見合った輪帯状光源となる。
【００２０】この輪帯状の２次光源からの輪帯光束は、
開口絞り５を通過後、コンデンサー光学系としてのコン
デンサーレンズ６により集光されて、被照射物体として
のレチクルＲ上を重畳的に傾斜照明する。このとき、レ
チクルＲ上での光強度分布は、図５の（ｃ）に示す如く
均一となり、レチクルＲは均一照明されていることが理
解できる。
開口絞り５を通過後、コンデンサー光学系としてのコン
デンサーレンズ６により集光されて、被照射物体として
のレチクルＲ上を重畳的に傾斜照明する。このとき、レ
チクルＲ上での光強度分布は、図５の（ｃ）に示す如く
均一となり、レチクルＲは均一照明されていることが理
解できる。
【００２１】さて、レチクルＲは不図示であるがレチク
ルステージに保持されており、投影対象としてのウエハ
Ｗは２次元移動するウエハステージ上に載置されてお
り、レチクルＲとウエハＷとは投影光学系７に関して共
役となるように設定されている。そして、レチクルＲが
均一照明されると、レチクルＲ上に形成されている所定
の回路パターンは、投影光学系７によりウエハＷ上に縮
小投影され、ウエハＷ上に回路パターン像が転写され
る。
ルステージに保持されており、投影対象としてのウエハ
Ｗは２次元移動するウエハステージ上に載置されてお
り、レチクルＲとウエハＷとは投影光学系７に関して共
役となるように設定されている。そして、レチクルＲが
均一照明されると、レチクルＲ上に形成されている所定
の回路パターンは、投影光学系７によりウエハＷ上に縮
小投影され、ウエハＷ上に回路パターン像が転写され
る。
【００２２】以上の如く、第１実施例では、光束を何ら
遮光することなく、輪帯状の２次光源を直接的に形成で
きるため、格段に高い照明効率のもとで輪帯照明が達成
できる。これにより、大きなスループットを実現しなが
ら、深い焦点深度のもとでより微細なパターンをウエハ
Ｗ上に転写することができる。なお、第１実施例では、
図３に示す如き輪帯状の開口部を有する開口絞り５を設
けているが、これの代わりに、例えば、図６に示す如
く、４つの円形状の開口部を有する開口絞り５０を設け
れば、従来よりも格段に高い照明効率のもとで特殊傾斜
照明が達成できる。次に、図７を参照しながら本発明に
よる第２実施例について説明する。図７に示す第２実施
例は半導体製造用の露光装置に好適な照明光学装置を示
しており、図７において、図１と同一の機能を持つ部材
には同一の符号を付してある。
遮光することなく、輪帯状の２次光源を直接的に形成で
きるため、格段に高い照明効率のもとで輪帯照明が達成
できる。これにより、大きなスループットを実現しなが
ら、深い焦点深度のもとでより微細なパターンをウエハ
Ｗ上に転写することができる。なお、第１実施例では、
図３に示す如き輪帯状の開口部を有する開口絞り５を設
けているが、これの代わりに、例えば、図６に示す如
く、４つの円形状の開口部を有する開口絞り５０を設け
れば、従来よりも格段に高い照明効率のもとで特殊傾斜
照明が達成できる。次に、図７を参照しながら本発明に
よる第２実施例について説明する。図７に示す第２実施
例は半導体製造用の露光装置に好適な照明光学装置を示
しており、図７において、図１と同一の機能を持つ部材
には同一の符号を付してある。
【００２３】第２実施例は、第１実施例に示したフライ
アイレンズ４の代わりに多光源形成手段としてのロッド
状の光学部材４０を用いて第１実施例を応用した例を示
している。図７に示す如く、光源１からの光束は、回転
対称型反射鏡としての楕円鏡２の集光作用を受けてこれ
の第２焦点位置Ａ1 で光源像を一旦形成した後、再結像
光学系３０に入射する。この再結像光学系３０は、第１
再結像レンズ３１と第２再結像レンズ３２とで構成さ
れ、この第１再結像レンズ３１は、これの前側焦点位置
が光源像位置Ａ1 と一致するように設定されており、楕
円鏡２の集光作用を受けた光束を平行光束に変換する。
第２再結像レンズ３２は、第１再結像レンズ３１により
変換された平行光束を集光して第２再結像レンズ３２の
後側焦点位置Ａ 3 に再び光源像を形成して、光束を多光
源形成手段としてのロッド状光学部材４０へ導く。
アイレンズ４の代わりに多光源形成手段としてのロッド
状の光学部材４０を用いて第１実施例を応用した例を示
している。図７に示す如く、光源１からの光束は、回転
対称型反射鏡としての楕円鏡２の集光作用を受けてこれ
の第２焦点位置Ａ1 で光源像を一旦形成した後、再結像
光学系３０に入射する。この再結像光学系３０は、第１
再結像レンズ３１と第２再結像レンズ３２とで構成さ
れ、この第１再結像レンズ３１は、これの前側焦点位置
が光源像位置Ａ1 と一致するように設定されており、楕
円鏡２の集光作用を受けた光束を平行光束に変換する。
第２再結像レンズ３２は、第１再結像レンズ３１により
変換された平行光束を集光して第２再結像レンズ３２の
後側焦点位置Ａ 3 に再び光源像を形成して、光束を多光
源形成手段としてのロッド状光学部材４０へ導く。
【００２４】このロッド状光学部材４０の入射面４０ａ
は、再結像光学系３０によって再結像された光源像位置
Ａ3 に入射面４０ａが一致するように設けられており、
ロッド状光学部材４０の内面反射によってぼぼ入射面４
０ａの位置Ａ3 上に実質的に複数の光源像（虚像）が形
成される。そして、ロッド状光学部材４０により形成さ
れた複数の光束は、集光光学系としての集光レンズ４２
に導かれる。
は、再結像光学系３０によって再結像された光源像位置
Ａ3 に入射面４０ａが一致するように設けられており、
ロッド状光学部材４０の内面反射によってぼぼ入射面４
０ａの位置Ａ3 上に実質的に複数の光源像（虚像）が形
成される。そして、ロッド状光学部材４０により形成さ
れた複数の光束は、集光光学系としての集光レンズ４２
に導かれる。
【００２５】この集光レンズ４２は、これの前側焦点位
置がロッド状光学部材４０の射出面４０ｂの位置Ｂ5 と
一致するように設けられており、ロッド状光学部材４０
から射出する光束を集光して、集光レンズ４２の後側焦
点位置Ａ4 に複数の光源像（実像）を形成する。この複
数の光源像（実像）が形成される位置には、図３に示し
た如く、輪帯状（ドーナツ状）の開口部を有する開口絞
り５が設けられている。
置がロッド状光学部材４０の射出面４０ｂの位置Ｂ5 と
一致するように設けられており、ロッド状光学部材４０
から射出する光束を集光して、集光レンズ４２の後側焦
点位置Ａ4 に複数の光源像（実像）を形成する。この複
数の光源像（実像）が形成される位置には、図３に示し
た如く、輪帯状（ドーナツ状）の開口部を有する開口絞
り５が設けられている。
【００２６】ここで、再結像光学系３０は、楕円鏡２の
反射面２ｂの結像位置を示す図８の如く、再結像光学系
３０によりロッド状光学部材４０の射出面４０ｂの位置
Ｂ3にて形成される楕円鏡２の反射面２ｂの像を湾曲さ
せる機能を有している。なお、図７は、より分かり易く
するために、図１の一点鎖線で示す如く、ロッド状光学
部材４０により内面反射する光束を展開して仮想面Ｐ
（ロッド状光学部材の射出面４０ｂに沿った面）に結像
するようにした状態での楕円鏡２の反射面２ｂの結像位
置を示しているが、ロッド状光学部材４０内の内部から
射出面にわたって実際に形成される楕円鏡２の反射面２
ｂの光軸方向での結像位置は、図１の一点鎖線で示す展
開した状態と同じである。
反射面２ｂの結像位置を示す図８の如く、再結像光学系
３０によりロッド状光学部材４０の射出面４０ｂの位置
Ｂ3にて形成される楕円鏡２の反射面２ｂの像を湾曲さ
せる機能を有している。なお、図７は、より分かり易く
するために、図１の一点鎖線で示す如く、ロッド状光学
部材４０により内面反射する光束を展開して仮想面Ｐ
（ロッド状光学部材の射出面４０ｂに沿った面）に結像
するようにした状態での楕円鏡２の反射面２ｂの結像位
置を示しているが、ロッド状光学部材４０内の内部から
射出面にわたって実際に形成される楕円鏡２の反射面２
ｂの光軸方向での結像位置は、図１の一点鎖線で示す展
開した状態と同じである。
【００２７】本実施例では、図７に示す如く、主に第１
再結像レンズ３１が、ロッド状光学部材４０の射出面４
０ｂにおいて楕円鏡２の反射面２ｂの像面湾曲を発生さ
せる機能を担っているが、この機能を主に第２再結像レ
ンズ３２に担わせても良く、さらには、像面湾曲を発生
させる機能を双方の再結像レンズ３１，３２に分担させ
ても良い。
再結像レンズ３１が、ロッド状光学部材４０の射出面４
０ｂにおいて楕円鏡２の反射面２ｂの像面湾曲を発生さ
せる機能を担っているが、この機能を主に第２再結像レ
ンズ３２に担わせても良く、さらには、像面湾曲を発生
させる機能を双方の再結像レンズ３１，３２に分担させ
ても良い。
【００２８】この様に、再結像光学系３０は、図７の一
点鎖線で示す如く、楕円鏡２の開口部近傍のリング状反
射領域ａからの反射光束をロッド状光学部材４０の射出
面４０ｂの位置Ｂ5 に結像して、このリング状反射領域
ａの像をロッド状光学部材４０の射出面４０ｂの位置Ｂ
5 に形成すると共に、楕円鏡２における開口部２ａから
最も離れた周辺のリング状反射領域ｂからの反射光束を
ロッド状光学部材４０の射出面４０ｂの位置Ｂ5 から光
軸方向に沿って離れた位置Ｂ4 に結像し、このリング状
反射領域ｂの像をロッド状光学部材４０の射出面４０ｂ
の位置Ｂ5 から光軸方向に沿って離れた位置Ｂ4 に形成
する。
点鎖線で示す如く、楕円鏡２の開口部近傍のリング状反
射領域ａからの反射光束をロッド状光学部材４０の射出
面４０ｂの位置Ｂ5 に結像して、このリング状反射領域
ａの像をロッド状光学部材４０の射出面４０ｂの位置Ｂ
5 に形成すると共に、楕円鏡２における開口部２ａから
最も離れた周辺のリング状反射領域ｂからの反射光束を
ロッド状光学部材４０の射出面４０ｂの位置Ｂ5 から光
軸方向に沿って離れた位置Ｂ4 に結像し、このリング状
反射領域ｂの像をロッド状光学部材４０の射出面４０ｂ
の位置Ｂ5 から光軸方向に沿って離れた位置Ｂ4 に形成
する。
【００２９】この結果、再結像光学系３０によって楕円
鏡２の開口部２ａから最も離れたリング状反射領域ｂの
像が形成される位置Ｂ4 での光束は、図９の（ａ）に示
す如く、中心部が窪んだ状態の光強度分布を有し、再結
像光学系３０によって楕円鏡２の開口部２ａの開口部近
傍のリング状反射領域ａの像が形成される位置Ｂ5 での
光束は、図９の（ｂ）に示す如く、周辺部がなだらかな
中抜け状態の光強度分布を有する光強度分布を有する輪
帯状の光束となる。従って、ロッド状光学部材４０と集
光レンズ４２との共働により位置Ａ4 に再形成される２
次光源（実像）も実質的に図９の（ｂ）に示す如く周辺
部がなだらかな中抜け状態の光強度分布を有することに
なり、後述するがロッド状光学部材４０による被照明物
体としてのレチクルＲでの照度均一性の効果を最大限に
得ることができる。このとき、ロッド状光学部材４０と
集光レンズ４２との共働により形成される輪帯状の２次
光源は、開口絞り５の輪帯状開口部の大きさに見合った
輪帯状光源となる。
鏡２の開口部２ａから最も離れたリング状反射領域ｂの
像が形成される位置Ｂ4 での光束は、図９の（ａ）に示
す如く、中心部が窪んだ状態の光強度分布を有し、再結
像光学系３０によって楕円鏡２の開口部２ａの開口部近
傍のリング状反射領域ａの像が形成される位置Ｂ5 での
光束は、図９の（ｂ）に示す如く、周辺部がなだらかな
中抜け状態の光強度分布を有する光強度分布を有する輪
帯状の光束となる。従って、ロッド状光学部材４０と集
光レンズ４２との共働により位置Ａ4 に再形成される２
次光源（実像）も実質的に図９の（ｂ）に示す如く周辺
部がなだらかな中抜け状態の光強度分布を有することに
なり、後述するがロッド状光学部材４０による被照明物
体としてのレチクルＲでの照度均一性の効果を最大限に
得ることができる。このとき、ロッド状光学部材４０と
集光レンズ４２との共働により形成される輪帯状の２次
光源は、開口絞り５の輪帯状開口部の大きさに見合った
輪帯状光源となる。
【００３０】この２次光源からの輪帯光束は、開口絞り
５を通過後、コンデンサーレンズ６により集光されて、
被照射物体としてのレチクルＲ上を重畳的に傾斜照明す
る。この時のレチクルＲ上での光強度分布は、図９の
（ｃ）に示した如く均一となり、レチクルＲは均一照明
されていることが理解できる。従って、第２実施例にお
いても第１実施例と同様に、光束を何ら遮光することな
く、輪帯状の２次光源を形成できるため、格段に高い照
明効率のもとで輪帯照明が達成できる。このため、第２
実施例の装置を図１に示す如き半導体製造用の露光装置
に適用すれば、大きなスループットを実現しながら、深
い焦点深度のもとでより微細なパターンをウエハＷ上に
転写することができる。
５を通過後、コンデンサーレンズ６により集光されて、
被照射物体としてのレチクルＲ上を重畳的に傾斜照明す
る。この時のレチクルＲ上での光強度分布は、図９の
（ｃ）に示した如く均一となり、レチクルＲは均一照明
されていることが理解できる。従って、第２実施例にお
いても第１実施例と同様に、光束を何ら遮光することな
く、輪帯状の２次光源を形成できるため、格段に高い照
明効率のもとで輪帯照明が達成できる。このため、第２
実施例の装置を図１に示す如き半導体製造用の露光装置
に適用すれば、大きなスループットを実現しながら、深
い焦点深度のもとでより微細なパターンをウエハＷ上に
転写することができる。
【００３１】なお、第２実施例においても、図３に示す
如き輪帯状の開口部を有する開口絞り５の代わりに、例
えば、図６に示す如き４つの円形状の開口部を有する開
口絞り５０を設ければ、従来よりも高い照明効率のもと
で特殊傾斜照明が達成できる。次に、図１０を参照しな
がら本発明による第３実施例について説明する。図１０
に示す第３実施例は、半導体製造用の露光装置に好適な
照明光学装置を示している。この第３実施例は、レチク
ルＲ上での照明方法を切換えるために、図１に示す第１
実施例の開口絞り５の代わりに、複数の開口絞りを設け
たターレット板５１を設け、この複数の開口絞りの開口
部の形状に合わせて、コリメートレンズ３ａ、３ｂを交
換可能に設けている。このコリメートレンズ３ａは、第
１実施例に示すコリメートレンズ３と同様の光学特性を
有している。
如き輪帯状の開口部を有する開口絞り５の代わりに、例
えば、図６に示す如き４つの円形状の開口部を有する開
口絞り５０を設ければ、従来よりも高い照明効率のもと
で特殊傾斜照明が達成できる。次に、図１０を参照しな
がら本発明による第３実施例について説明する。図１０
に示す第３実施例は、半導体製造用の露光装置に好適な
照明光学装置を示している。この第３実施例は、レチク
ルＲ上での照明方法を切換えるために、図１に示す第１
実施例の開口絞り５の代わりに、複数の開口絞りを設け
たターレット板５１を設け、この複数の開口絞りの開口
部の形状に合わせて、コリメートレンズ３ａ、３ｂを交
換可能に設けている。このコリメートレンズ３ａは、第
１実施例に示すコリメートレンズ３と同様の光学特性を
有している。
【００３２】なお、図１０では、図１と同一の機能を有
する部材には同一の符号を付してあり、図１０(a) は、
図１の第１実施例と同様の傾斜照明による照明状態を示
し、図１０(b) は、従来の如き通常照明による照明状態
を示している。複数の開口絞りを有するターレット板５
１は、図１１に示す如く、所定の軸５２を中心として回
転可能に設けられている。図示の如く、ターレット板５
１上には、それぞれ開口部の形状が異なる開口絞り５０
ａ〜５０ｆが設けられている。ここで、開口絞り５０ａ
は、輪帯形状（ドーナッツ状）の開口部を持つ開口絞り
であり、開口絞り５０ｂと開口絞り５０ｅとは、それぞ
れ開口径の異なる円形状の開口部を持つ開口絞りであ
る。また、開口絞り５０ｃは、４つの扇形の開口部を有
する開口絞りであり、開口絞り５０ｄは、４つの円形状
の開口部を有する開口絞りである。そして、開口絞り５
０ｆは、開口絞り５０ａとは異なる輪帯比（輪帯形状の
開口部の外径と内径との比率）を持つ開口絞りである。
する部材には同一の符号を付してあり、図１０(a) は、
図１の第１実施例と同様の傾斜照明による照明状態を示
し、図１０(b) は、従来の如き通常照明による照明状態
を示している。複数の開口絞りを有するターレット板５
１は、図１１に示す如く、所定の軸５２を中心として回
転可能に設けられている。図示の如く、ターレット板５
１上には、それぞれ開口部の形状が異なる開口絞り５０
ａ〜５０ｆが設けられている。ここで、開口絞り５０ａ
は、輪帯形状（ドーナッツ状）の開口部を持つ開口絞り
であり、開口絞り５０ｂと開口絞り５０ｅとは、それぞ
れ開口径の異なる円形状の開口部を持つ開口絞りであ
る。また、開口絞り５０ｃは、４つの扇形の開口部を有
する開口絞りであり、開口絞り５０ｄは、４つの円形状
の開口部を有する開口絞りである。そして、開口絞り５
０ｆは、開口絞り５０ａとは異なる輪帯比（輪帯形状の
開口部の外径と内径との比率）を持つ開口絞りである。
【００３３】図１０(a) において、入力部１３は、レチ
クルＲ上での照明方法の選択に関する情報を入力するた
めのものであり、本実施例では、「第１の輪帯照明」、
「第２の輪帯照明」、「第１の通常照明」、「第２の通
常照明」、「第１の特殊傾斜照明」及び「第２の特殊傾
斜照明」の選択が可能となっている。この選択情報は、
制御部１０へ伝達される。そして、制御部１０は、入力
部１３からの選択情報に基づいて、ターレット板５１を
回転させる駆動部１１と、コリメートレンズ３ａ、３ｂ
の交換を行なうレンズ交換部１２との制御を行なう。こ
の制御部１０の動作について、以下に詳述する。
クルＲ上での照明方法の選択に関する情報を入力するた
めのものであり、本実施例では、「第１の輪帯照明」、
「第２の輪帯照明」、「第１の通常照明」、「第２の通
常照明」、「第１の特殊傾斜照明」及び「第２の特殊傾
斜照明」の選択が可能となっている。この選択情報は、
制御部１０へ伝達される。そして、制御部１０は、入力
部１３からの選択情報に基づいて、ターレット板５１を
回転させる駆動部１１と、コリメートレンズ３ａ、３ｂ
の交換を行なうレンズ交換部１２との制御を行なう。こ
の制御部１０の動作について、以下に詳述する。
【００３４】まず、初期状態が図１０(a) に示す如く傾
斜照明であるとする。このとき、ターレット板５１は、
図１１に示す開口絞り５０ａが複数の光源像位置Ａ2 に
位置する状態である。さて、レチクルＲ上での照明状態
を通常照明に切り換える場合には、入力部１３に「第１
の通常照明」または「第２の通常照明」に関する選択情
報を入力する。ここで、「第１の通常照明」と「第２の
通常照明」との違いは、σ値（照明光学系１〜６の開口
数をＮＡ1 とし、投影光学系７の開口数をＮＡ2 とする
とき、σ＝ＮＡ1 ／ＮＡ2 で示される。）が異なる点で
ある。
斜照明であるとする。このとき、ターレット板５１は、
図１１に示す開口絞り５０ａが複数の光源像位置Ａ2 に
位置する状態である。さて、レチクルＲ上での照明状態
を通常照明に切り換える場合には、入力部１３に「第１
の通常照明」または「第２の通常照明」に関する選択情
報を入力する。ここで、「第１の通常照明」と「第２の
通常照明」との違いは、σ値（照明光学系１〜６の開口
数をＮＡ1 とし、投影光学系７の開口数をＮＡ2 とする
とき、σ＝ＮＡ1 ／ＮＡ2 で示される。）が異なる点で
ある。
【００３５】例えば、入力部１３に「第１の通常照明」
に関する選択情報が入力された場合には、制御部１０
は、この選択情報に基づいて、複数の光源像位置Ａ2 に
開口絞り５０ｅが位置するように、駆動部１１を駆動し
てターレット板５１を回転させる。また、入力部１３に
「第２の通常照明」に関する選択情報が入力された場合
には、制御部１０は、この選択情報に基づいて、複数の
光源像位置Ａ2 に開口絞り５０ｂが位置するように、駆
動部１１を駆動する。次に、制御部１０は、コリメート
レンズ３ａの代わりに、コリメートレンズ３ｂが照明光
学系の光路中に位置するように、レンズ交換部１２の制
御を行なう。
に関する選択情報が入力された場合には、制御部１０
は、この選択情報に基づいて、複数の光源像位置Ａ2 に
開口絞り５０ｅが位置するように、駆動部１１を駆動し
てターレット板５１を回転させる。また、入力部１３に
「第２の通常照明」に関する選択情報が入力された場合
には、制御部１０は、この選択情報に基づいて、複数の
光源像位置Ａ2 に開口絞り５０ｂが位置するように、駆
動部１１を駆動する。次に、制御部１０は、コリメート
レンズ３ａの代わりに、コリメートレンズ３ｂが照明光
学系の光路中に位置するように、レンズ交換部１２の制
御を行なう。
【００３６】ここで、コリメートレンズ３ｂの光学特性
について、図１０(b) を参照しながら説明する。図１０
(b) において、光源１からの光束は、楕円鏡２の集光作
用を受けて、楕円鏡２の第２焦点位置Ａ1 で光源像を一
旦形成した後、コリメートレンズ３ｂに入射する。この
コリメートレンズ３ｂは、光源像位置Ａ1 に前側焦点が
位置するように配置されており、この光源像位置Ａ1 か
らの光束を平行光束に変換する。このとき、楕円鏡２の
反射面２ｂの像は、フライアイレンズ４の入射面４ａか
ら離れた位置に形成される。これにより、フライアイレ
ンズ４の入射面４ａでは、反射面２ａの像がディフォー
カスされた状態となり、中抜けのない光強度分布とな
る。従って、フライアイレンズ４の射出側位置Ａ2 で
は、一様に配列された複数の２次光源が形成される。こ
の複数の２次光源からの光束は、ターレット板５１上の
開口絞り５０ｅを通過後、コンデンサーレンズ６により
集光されて、被照射物体としてのレチクルＲ上を重畳的
に均一照明する。なお、コリメートレンズ３ｂによる反
射面２ｂの像は、フライアイレンズ４の入射面４ｂから
離れた位置に形成されれば良く、この反射面２ｂの像が
湾曲していても、平坦であっても構わない。
について、図１０(b) を参照しながら説明する。図１０
(b) において、光源１からの光束は、楕円鏡２の集光作
用を受けて、楕円鏡２の第２焦点位置Ａ1 で光源像を一
旦形成した後、コリメートレンズ３ｂに入射する。この
コリメートレンズ３ｂは、光源像位置Ａ1 に前側焦点が
位置するように配置されており、この光源像位置Ａ1 か
らの光束を平行光束に変換する。このとき、楕円鏡２の
反射面２ｂの像は、フライアイレンズ４の入射面４ａか
ら離れた位置に形成される。これにより、フライアイレ
ンズ４の入射面４ａでは、反射面２ａの像がディフォー
カスされた状態となり、中抜けのない光強度分布とな
る。従って、フライアイレンズ４の射出側位置Ａ2 で
は、一様に配列された複数の２次光源が形成される。こ
の複数の２次光源からの光束は、ターレット板５１上の
開口絞り５０ｅを通過後、コンデンサーレンズ６により
集光されて、被照射物体としてのレチクルＲ上を重畳的
に均一照明する。なお、コリメートレンズ３ｂによる反
射面２ｂの像は、フライアイレンズ４の入射面４ｂから
離れた位置に形成されれば良く、この反射面２ｂの像が
湾曲していても、平坦であっても構わない。
【００３７】また、レチクルＲに対する照明を図１０
(b) に示す如き通常照明から傾斜照明に切換える場合に
は、入力部１３に「第１の輪帯照明」、「第２の輪帯照
明」、「第１の特殊傾斜照明」及び「第２の特殊傾斜照
明」のうちの何れかに関する選択情報を入力する。ここ
で、「第１の輪帯照明」と「第２の輪帯照明」との違い
は、輪帯状に形成される２次光源の輪帯比が異なる点で
ある。また、「第１の特殊傾斜照明」と「第２の特殊傾
斜照明」との違いは、２次光源の分布が異なる点であ
る。すなわち、「第１の特殊傾斜照明」における２次光
源は、４つの扇状の領域に分布しており、「第２の特殊
傾斜照明」における２次光源は、４つの円形状の領域に
分布している。
(b) に示す如き通常照明から傾斜照明に切換える場合に
は、入力部１３に「第１の輪帯照明」、「第２の輪帯照
明」、「第１の特殊傾斜照明」及び「第２の特殊傾斜照
明」のうちの何れかに関する選択情報を入力する。ここ
で、「第１の輪帯照明」と「第２の輪帯照明」との違い
は、輪帯状に形成される２次光源の輪帯比が異なる点で
ある。また、「第１の特殊傾斜照明」と「第２の特殊傾
斜照明」との違いは、２次光源の分布が異なる点であ
る。すなわち、「第１の特殊傾斜照明」における２次光
源は、４つの扇状の領域に分布しており、「第２の特殊
傾斜照明」における２次光源は、４つの円形状の領域に
分布している。
【００３８】例えば、「第１の輪帯照明」が選択された
場合には、制御部１０は、駆動部１１を制御して、複数
の光源像位置Ａ2 に開口絞り５０ａが位置するようにタ
ーレット板５１を回転させ、「第２の輪帯照明」が選択
された場合には、制御部１０は、駆動部１１を制御し
て、複数の光源像位置Ａ2 に開口絞り５０ｆが位置する
ようにターレット板５１を回転させる。また、「第１の
特殊傾斜照明」が選択された場合には、制御部１０は、
駆動部１１を制御して、複数の光源像位置Ａ2 に開口絞
り５０ｃが位置するようにターレット板５１を回転さ
せ、「第２の特殊傾斜照明」が選択された場合には、制
御部１０は、駆動部１１を制御して、複数の光源像位置
Ａ2 に開口絞り５０ｄが位置するようにターレット板５
１を回転させる。次に、制御部１０は、レンズ交換部１
２を制御して、コリメートレンズ３ｂをコリメートレン
ズ３ａに交換する。このコリメートレンズ３ａにより、
フライアイレンズ４の入射面４ａの位置Ｂ2 では、楕円
鏡２の反射面２ｂの像が湾曲した状態で形成される。こ
れより、フライアイレンズ４がほぼ輪帯状の２次光源を
形成するため、光量効率良く傾斜照明を実行できる。
場合には、制御部１０は、駆動部１１を制御して、複数
の光源像位置Ａ2 に開口絞り５０ａが位置するようにタ
ーレット板５１を回転させ、「第２の輪帯照明」が選択
された場合には、制御部１０は、駆動部１１を制御し
て、複数の光源像位置Ａ2 に開口絞り５０ｆが位置する
ようにターレット板５１を回転させる。また、「第１の
特殊傾斜照明」が選択された場合には、制御部１０は、
駆動部１１を制御して、複数の光源像位置Ａ2 に開口絞
り５０ｃが位置するようにターレット板５１を回転さ
せ、「第２の特殊傾斜照明」が選択された場合には、制
御部１０は、駆動部１１を制御して、複数の光源像位置
Ａ2 に開口絞り５０ｄが位置するようにターレット板５
１を回転させる。次に、制御部１０は、レンズ交換部１
２を制御して、コリメートレンズ３ｂをコリメートレン
ズ３ａに交換する。このコリメートレンズ３ａにより、
フライアイレンズ４の入射面４ａの位置Ｂ2 では、楕円
鏡２の反射面２ｂの像が湾曲した状態で形成される。こ
れより、フライアイレンズ４がほぼ輪帯状の２次光源を
形成するため、光量効率良く傾斜照明を実行できる。
【００３９】なお、上述の第３実施例では、入力部１３
を介して照明方法の選択を行なっているが、図１０(a)
破線で示す如く、レチクルＲ上の情報を読み取る検知部
１４を設けても良い。このとき、レチクルＲの回路パタ
ーンの領域外の位置に、例えばバーコード等で照明方法
に関する情報を記録する。検知部１４は、この照明方法
に関する情報を読み取って、制御部１０へ伝達する。制
御部１０は、照明方法に関する情報に基づいて、上述の
如く駆動部１１とレンズ交換部１２とを制御する。
を介して照明方法の選択を行なっているが、図１０(a)
破線で示す如く、レチクルＲ上の情報を読み取る検知部
１４を設けても良い。このとき、レチクルＲの回路パタ
ーンの領域外の位置に、例えばバーコード等で照明方法
に関する情報を記録する。検知部１４は、この照明方法
に関する情報を読み取って、制御部１０へ伝達する。制
御部１０は、照明方法に関する情報に基づいて、上述の
如く駆動部１１とレンズ交換部１２とを制御する。
【００４０】このように、第３実施例においては、光源
からの光を平行光束に変換するコリメートレンズの光学
特性を通常照明と傾斜照明との切換えに応じて変更する
構成であるため、通常照明及び傾斜照明における照明効
率を共に向上させることができる。なお、以上に述べた
各実施例では、輪帯状の２次光源が形成される位置に開
口絞りを設けているが、本発明の原理から容易に理解で
きるように開口絞りは本発明の必須のものではない。
からの光を平行光束に変換するコリメートレンズの光学
特性を通常照明と傾斜照明との切換えに応じて変更する
構成であるため、通常照明及び傾斜照明における照明効
率を共に向上させることができる。なお、以上に述べた
各実施例では、輪帯状の２次光源が形成される位置に開
口絞りを設けているが、本発明の原理から容易に理解で
きるように開口絞りは本発明の必須のものではない。
【００４１】
【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、極めて簡
素な構成での実現を可能としながら、原理的に光量損失
を招くことなく、格段に高い照明効率のもとで、輪帯状
の２次光源を形成することかできる。特に、本発明を半
導体製造用の露光装置に適用すれば、格段に高い照明効
率で被照明物体としてのレチクルを均一に傾斜照明でき
るため、格段に高いスループットのもとで、より微細な
パターンをウエハ上に転写することができる。
素な構成での実現を可能としながら、原理的に光量損失
を招くことなく、格段に高い照明効率のもとで、輪帯状
の２次光源を形成することかできる。特に、本発明を半
導体製造用の露光装置に適用すれば、格段に高い照明効
率で被照明物体としてのレチクルを均一に傾斜照明でき
るため、格段に高いスループットのもとで、より微細な
パターンをウエハ上に転写することができる。
【００４２】しかも、本発明によれば、従来の装置に僅
かな改良を加えるだけで大きな効果を期待できる。
かな改良を加えるだけで大きな効果を期待できる。
【図１】本発明による第１実施例の構成を示す図であ
る。
る。
【図２】楕円鏡を第２焦点側から見た時の様子を示す図
である。
である。
【図３】開口部を輪帯形状とした時の開口絞りの様子を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図４】第１実施例のコリメータレンズにより形成され
る楕円鏡の反射面の結像位置を示す図である。
る楕円鏡の反射面の結像位置を示す図である。
【図５】（ａ）は第１実施例のコリメートレンズによっ
て楕円鏡の開口部から最も離れたリング状反射領域の像
が形成される位置での光強度分布を示す図であり、
（ｂ）は第１実施例のコリメートレンズによって楕円鏡
の開口部の開口部近傍のリング状反射領域の像が形成さ
れる位置での光強度分布を示す図であり、（ｃ）はレチ
クル上での光強度分布を示す図である。
て楕円鏡の開口部から最も離れたリング状反射領域の像
が形成される位置での光強度分布を示す図であり、
（ｂ）は第１実施例のコリメートレンズによって楕円鏡
の開口部の開口部近傍のリング状反射領域の像が形成さ
れる位置での光強度分布を示す図であり、（ｃ）はレチ
クル上での光強度分布を示す図である。
【図６】４つの円形状の開口部を有する開口絞りの様子
を示す平面図である。
を示す平面図である。
【図７】本発明による第２実施例の構成を示す図であ
る。
る。
【図８】第２実施例の再結像光学系により形成される楕
円鏡の反射面の結像位置を示す図である。
円鏡の反射面の結像位置を示す図である。
【図９】（ａ）は第１実施例の再結像光学系によって楕
円鏡の開口部から最も離れたリング状反射領域の像が形
成される位置での光強度分布を示す図であり、（ｂ）は
第１実施例の再結像光学系によって楕円鏡の開口部の開
口部近傍のリング状反射領域の像が形成される位置での
光強度分布を示す図であり、（ｃ）はレチクル上での光
強度分布を示す図である。
円鏡の開口部から最も離れたリング状反射領域の像が形
成される位置での光強度分布を示す図であり、（ｂ）は
第１実施例の再結像光学系によって楕円鏡の開口部の開
口部近傍のリング状反射領域の像が形成される位置での
光強度分布を示す図であり、（ｃ）はレチクル上での光
強度分布を示す図である。
【図１０】本発明による第３実施例の構成を示す図であ
り、（ａ）は傾斜照明の状態を示し、（ｂ）は通常照明
の状態を示す。
り、（ａ）は傾斜照明の状態を示し、（ｂ）は通常照明
の状態を示す。
【図１１】第３実施例におけるターレット型絞りの構成
を模式的に示す図である。
を模式的に示す図である。
【図１２】従来の装置の構成を示す図である。
１・・・・・ 光源 ２・・・・・ 楕円鏡 ３・・・・・ コリメータレンズ ４・・・・・ フライアイレンズ ５、５０・・・・・ 開口絞り ６・・・・・ コンデンサーレンズ ７・・・・・ 投影光学系 ３０・・・・・ 再結像光学系 ４０・・・・・ ロッド状光学部材 ４２・・・・・ 集光レンズ Ｒ・・・・・ レチクル Ｗ・・・・・ ウエハ
Claims (2)
- 【請求項１】光束を供給する光源と、所定形状の開口部
を有する回転対称型反射鏡と、該回転対称型反射鏡によ
って集光された前記光源からの光束を平行光束に変換す
るコリメート光学系と、該平行光束によって複数の２次
光源を形成する多光源形成手段と、該多光源形成手段か
らの光束を集光して被照射物体を均一に照明するための
コンデンサー光学系とを有し、 前記コリメート光学系は、前記回転対称型反射鏡の開口
部近傍の反射領域の像を前記多光源形成手段の入射面に
形成し、前記回転対称型反射鏡における前記開口部から
最も離れた反射領域の像を前記多光源形成手段の入射面
から離れた位置に形成する特徴とする照明光学装置。 - 【請求項２】光束を供給する光源と、所定形状の開口部
を有する回転対称型反射鏡と、該回転対称型反射鏡によ
って前記光源からの光束が集光されることにより形成さ
れる光源像を再結像する再結像光学系と、該再結像光学
系によって再結像された光源像位置に入射面が配置さ
れ，複数の２次光源を形成する多光源形成手段と、該多
光束形成手段からの光束を集光する集光光学系と、該集
光光学系からの光束を集光して被照射物体を均一に照明
するためのコンデンサー光学系とを有し、 前記再結像光学系は、前記回転対称型反射鏡の開口部近
傍の反射領域の像を前記多光源形成手段の射出面に形成
し、前記回転対称型反射鏡における前記開口部から最も
離れた反射領域の像を前記多光源形成手段の射出面から
離れた位置に形成する特徴とする照明光学装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12864193A JP3316936B2 (ja) | 1992-10-22 | 1993-05-31 | 照明光学装置、露光装置、及び該露光装置を用いた転写方法 |
| US08/458,746 US5659429A (en) | 1992-10-22 | 1995-06-02 | Illuminating optical apparatus and method |
| US08/668,829 US5610763A (en) | 1992-10-22 | 1996-06-24 | Illuminating optical apparatus |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28422692 | 1992-10-22 | ||
| JP4-284226 | 1992-10-22 | ||
| JP12864193A JP3316936B2 (ja) | 1992-10-22 | 1993-05-31 | 照明光学装置、露光装置、及び該露光装置を用いた転写方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06188174A true JPH06188174A (ja) | 1994-07-08 |
| JP3316936B2 JP3316936B2 (ja) | 2002-08-19 |
Family
ID=26464256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12864193A Expired - Fee Related JP3316936B2 (ja) | 1992-10-22 | 1993-05-31 | 照明光学装置、露光装置、及び該露光装置を用いた転写方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5659429A (ja) |
| JP (1) | JP3316936B2 (ja) |
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| WO2013187299A1 (ja) * | 2012-06-15 | 2013-12-19 | ウシオ電機株式会社 | 光照射装置、露光装置 |
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| KR100422887B1 (ko) * | 1995-03-16 | 2005-02-02 | 가부시키가이샤 니콘 | 노광장치및방법 |
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- 1993-05-31 JP JP12864193A patent/JP3316936B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1995
- 1995-06-02 US US08/458,746 patent/US5659429A/en not_active Expired - Fee Related
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1996
- 1996-06-24 US US08/668,829 patent/US5610763A/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| US5610763A (en) | 1997-03-11 |
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