JPH0684759A - Illuminator - Google Patents

Illuminator

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JPH0684759A
JPH0684759A JP4236939A JP23693992A JPH0684759A JP H0684759 A JPH0684759 A JP H0684759A JP 4236939 A JP4236939 A JP 4236939A JP 23693992 A JP23693992 A JP 23693992A JP H0684759 A JPH0684759 A JP H0684759A
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fly
eye integrator
illuminated object
light
object surface
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敏之 浪川
Masato Shibuya
眞人 渋谷
Hideo Hirose
秀男 広瀬
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    • 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
    • G03F7/70191Optical correction elements, filters or phase plates for controlling intensity, wavelength, polarisation, phase or the like

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  • 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)

Abstract

PURPOSE:To make the illuminance distribution on the surface of an object to be illuminated uniform with a simple constitution and without deteriorating the uniformity of the degree of coherence. CONSTITUTION:The title illuminator is provided with a fly-eye integrator 16 composed of a plurality of small lenses which illuminate the surface 20 of an object to be illuminated in a superposed state, condenser lens 19 which leads the luminous flux from the integrator 16 to the surface 20, and patterned filter plate 14 which makes the transmittance distribution of illuminating light made incident to individual small lenses of the integrator 16 to a prescribed one and makes the illuminance distributions 21A-21C on the surface 20 by each small lens of the integrator uniform.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光学照明装置に関し、特
に所謂フライアイ・インテグレータを有する照明装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical lighting device, and more particularly to a lighting device having a so-called fly-eye integrator.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より半導体素子、特に超LSI等の
高集積度の半導体素子を製造するための露光装置におい
て、フライアイレンズよりなるオプティカルインテグレ
ータ(所謂フライアイ・インテグレータ)を有する照明
装置が使用されている。斯かる照明装置の一例は、例え
ば米国特許第3,296,923号に開示されているよ
うに、光源、楕円鏡、コールドミラー、発散性コリメー
ションレンズ、2個のフライアイレンズ及び収斂性コリ
メーションレンズより構成されて、被照明物体面をほぼ
均一な照度で照明するものである。このようにフライア
イレンズを用いることによって、フライアイレンズの個
数に相当する数の2次光源が形成され、これらにより被
照明物体面を複数の方向から重畳的に照明することがで
き、被照明物体面上での照度分布の不均一性を数%以下
にすることができる。
2. Description of the Related Art Conventionally, an illuminator having an optical integrator (so-called fly-eye integrator) including a fly-eye lens has been used in an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element, particularly a highly integrated semiconductor element such as a VLSI. Has been done. An example of such an illuminating device is, for example, as disclosed in US Pat. No. 3,296,923, a light source, an elliptical mirror, a cold mirror, a divergent collimation lens, two fly-eye lenses and a convergent collimation lens. It is configured to illuminate the illuminated object surface with substantially uniform illuminance. By using the fly-eye lens in this way, a number of secondary light sources corresponding to the number of fly-eye lenses are formed, and these can illuminate the illuminated object surface in a superimposed manner from a plurality of directions. The non-uniformity of the illuminance distribution on the object surface can be reduced to several percent or less.

【0003】また、最近は超LSI等の一層の高集積化
に伴い、回路パターンの良好な焼付露光に要求される照
明光には、より優れた照度均一性が望まれている。そこ
で、特開昭64−42821号公報において、所謂パタ
ーンドフィルターを用いてより優れた照度均一性を得る
と共に、使用されるレチクルやウエハに応じて最適な照
明状態を維持し得る照明装置が提案されている。図7
(a)は従来のパターンドフィルターを用いた照明装置
の要部を示し、この図7(a)において、1はフライア
イ・インテグレータであり、フライアイ・インテグレー
タ1はレンズエレメント2−1,2−2,2−3,‥‥
を束ねて形成されている。フライアイ・インテグレータ
1の光源側にパターンドフィルター板3が配置され、パ
ターンドフィルター板3の内の、例えばレンズエレメン
ト2−2に対応する領域の中央に遮光部4が形成されて
いる。
Further, recently, with higher integration of VLSI and the like, more excellent illuminance uniformity has been demanded for illumination light required for good printing exposure of circuit patterns. Therefore, in JP-A-64-42821, there is proposed an illuminating device that can obtain more excellent illuminance uniformity by using a so-called patterned filter and can maintain an optimal illuminating state according to the reticle or wafer used. Has been done. Figure 7
FIG. 7A shows a main part of a conventional lighting device using a patterned filter. In FIG. 7A, reference numeral 1 is a fly-eye integrator, and fly-eye integrator 1 is a lens element 2-1 and 2-2. -2, 2-3, ...
It is formed by bundling. The patterned filter plate 3 is arranged on the light source side of the fly-eye integrator 1, and the light-shielding portion 4 is formed in the center of a region of the patterned filter plate 3 corresponding to, for example, the lens element 2-2.

【0004】そして、図示省略された光源から射出され
たほぼ平行光束よりなる照明光ILがパターンドフィル
ター板3を透過してフライアイ・インテグレータ1に入
射し、フライアイ・インテグレータ1の後側(被照明物
体側)焦点面に各レンズエレンメントに対応して形成さ
れた多数の2次光源からの光が、コンデンサーレンズ5
により重畳されてレチクルのパターン形成面等の被照明
物体面6上に照射される。この場合、被照明物体面6の
図7(a)の紙面に平行な方向にZ軸を取ると、フライ
アイ・インテグレータ1のレンズエレメント2−1及び
2−3からの照明光の被照明物体面6上での照度分布I
Dは、それぞれ例えば図7(b)の分布7A及び7Cの
ようになる。
Illumination light IL, which is substantially parallel light flux emitted from a light source (not shown), passes through the patterned filter plate 3 and enters the fly-eye integrator 1, and the rear side of the fly-eye integrator 1 ( The light from a large number of secondary light sources formed on the focal plane of the illuminated object side) corresponding to each lens element is the condenser lens 5
Are radiated onto the illuminated object surface 6 such as the pattern forming surface of the reticle. In this case, when the Z axis is taken in the direction parallel to the paper surface of the illuminated object surface 6 in FIG. 7A, the illuminated object of the illumination light from the lens elements 2-1 and 2-3 of the fly-eye integrator 1 is taken. Illuminance distribution I on surface 6
D becomes like distributions 7A and 7C in FIG. 7B, respectively.

【0005】一方、フライアイ・インテグレータ1の中
央のレンズエレメント2−2の前には遮光部4が形成さ
れているので、レンズエレメント2−2からの照明光の
被照明物体面6上での照度分布IDは、例えば図7
(b)の分布7Bのように光軸の付近が落ち込む特性と
なる。従って、3個のレンズエレメント2−1〜2−3
からの照明光の全体の照度分布は例えば図7(b)の平
坦な分布8となる。即ち、パターンドフィルター方式
は、フライアイ・インテグレータ1の所定のレンズエレ
メントからの照明光の照度分布を適度に変形することに
より、全体としての照度分布の均一性を向上させるもの
である。
On the other hand, since the light-shielding portion 4 is formed in front of the lens element 2-2 at the center of the fly-eye integrator 1, the illumination light from the lens element 2-2 on the illuminated object surface 6 is illuminated. Illuminance distribution ID is, for example, as shown in FIG.
The distribution 7B in (b) has a characteristic that the vicinity of the optical axis drops. Therefore, the three lens elements 2-1 to 2-3
The overall illuminance distribution of the illumination light from is, for example, a flat distribution 8 in FIG. That is, the patterned filter method improves the uniformity of the illuminance distribution as a whole by appropriately transforming the illuminance distribution of the illumination light from a predetermined lens element of the fly-eye integrator 1.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如き従来の技術に於いては、フライアイ・インテグレー
タを構成する多数のレンズエレメントの内の極一部に対
してのみ遮光部を設けていた為、照度均一性の改善には
有効であっても、被照明物体の照明位置によって照明光
のコヒーレンス度が変化するという不都合があった。具
体的に図7(a)の例では、被照明物体面6上の照明領
域ZBでは通常の照明光が照射されているが、照明領域
ZAでは、パターンドフィルター板3上の遮光部4によ
りレンズエレメント2−2からの照明光が遮光される。
従って、照明領域ZAでは輪帯照明に近い照明が行われ
ていることになり、照明領域ZAとZBとで照明光のコ
ヒーレンス度が異なっている。
However, in the prior art as described above, the light-shielding portion is provided only for a very small part of the many lens elements forming the fly-eye integrator. Even though it is effective in improving the illuminance uniformity, there is a disadvantage that the coherence degree of the illumination light changes depending on the illumination position of the illuminated object. Specifically, in the example of FIG. 7A, the normal illumination light is emitted in the illumination area ZB on the illuminated object surface 6, but in the illumination area ZA, the light shielding portion 4 on the patterned filter plate 3 causes The illumination light from the lens element 2-2 is blocked.
Therefore, illumination close to the annular illumination is performed in the illumination area ZA, and the illumination areas ZA and ZB have different degrees of coherence of illumination light.

【0007】仮に、その被照明物体面6のパターンの像
を図示省略した投影光学系により感光基板上に投影する
ものとすると、そのように照明光のコヒーレンス度が変
化すると、投影光学系の入射瞳面(フーリエ変換面)内
での光量分布が変わるので、パターンドフィルタ板3の
遮光部4のパターンによって結像特性が変化してしまう
という不都合がある。これに関して、フライアイ・イン
テグレータを照明装置の光軸方向に多段に配置して照度
均一性及びコヒーレンス度の均一性をより向上すること
ができる照明装置が提案されているが、このような構成
では照明装置が全体として大きくなるという不都合があ
る。
If the image of the pattern of the illuminated object plane 6 is projected onto a photosensitive substrate by a projection optical system (not shown), such a change in the coherence degree of the illumination light causes the projection optical system to enter. Since the light quantity distribution in the pupil plane (Fourier transform plane) changes, there is a disadvantage that the image forming characteristics change depending on the pattern of the light shielding portion 4 of the patterned filter plate 3. In this regard, there has been proposed an illuminating device in which fly-eye integrators are arranged in multiple stages in the optical axis direction of the illuminating device to further improve the illuminance uniformity and the coherence degree uniformity. There is an inconvenience that the lighting device becomes large as a whole.

【0008】本発明は斯かる点に鑑み、装置全体を大型
化することなく且つ被照明物体面でのコヒーレンス度の
均一性を悪化させることなく、被照明物体面での照度均
一性に優れた照明装置を提供することを目的とする。
In view of the above points, the present invention has excellent illuminance uniformity on the illuminated object surface without increasing the size of the entire apparatus and without deteriorating the uniformity of the coherence degree on the illuminated object surface. An object is to provide a lighting device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明による第1の照明
装置は、例えば図2に示す如く、ほぼ平行光束の照明光
を供給する光源手段(9,10,11,12)と、この
光源手段からの照明光の光路中に配置されそれぞれ集光
点を形成して被照明物体面(20)を重畳的に照明する
複数の小レンズよりなるフライアイ・インテグレータ
(16)と、フライアイ・インテグレータ(16)の入
射面と被照明物体面(20)とをほぼ共役にしフライア
イ・インテグレータ(16)からの光束を被照明物体面
(20)に導くコンデンサーレンズ(19)と、フライ
アイ・インテグレータ(16)のその光源手段側に所定
の間隔を隔てて配置され、フライアイ・インテグレータ
(16)を構成する個々の小レンズに入射する照明光の
透過率分布をそれぞれ所定の分布に設定する透過率分布
調整部材(14)とを有し、フライアイ・インテグレー
タ(16)を構成する各小レンズによる被照明物体面
(20)上での照度分布をそれぞれ一様にしたものであ
る。
A first illuminating device according to the present invention is, for example, as shown in FIG. 2, a light source means (9, 10, 11, 12) for supplying illumination light of substantially parallel luminous flux, and this light source. A fly-eye integrator (16), which is arranged in the optical path of the illumination light from the means and forms condensing points to illuminate the illuminated object surface (20) in a superimposed manner, and a fly-eye integrator (16). A condenser lens (19) that makes the incident surface of the integrator (16) and the illuminated object surface (20) substantially conjugate and guides the light flux from the fly-eye integrator (16) to the illuminated object surface (20); The transmittance distributions of the illumination light incident on the individual small lenses that are arranged on the light source means side of the integrator (16) at a predetermined interval and that make up the fly-eye integrator (16), respectively. A uniform distribution of illuminance on the illuminated object surface (20) by each small lens that constitutes the fly-eye integrator (16), having a transmittance distribution adjusting member (14) set to a predetermined distribution. It was done.

【0010】この場合、透過率分布調整部材(14)
を、その光源手段からの照明光の光路に沿って移動自在
に配置することが望ましい。また、本発明による第2の
照明装置は、例えば図6に示すように、ほぼ平行光束の
照明光を供給する光源手段(9,10,11,12)
と、この光源手段からの照明光の光路中に配置されそれ
ぞれ集光点を形成して被照明物体面(20)を重畳的に
照明する複数の小レンズよりなるフライアイ・インテグ
レータ(16)と、フライアイ・インテグレータ(1
6)の入射面と被照明物体面(20)とをほぼ共役にし
フライアイ・インテグレータ(16)からの光束を被照
明物体面(20)に導くコンデンサーレンズ(19)
と、フライアイ・インテグレータ(16)のその光源手
段側に所定の間隔を隔てて配置され、その光源手段から
の照明光を拡散する拡散手段(38)とを有し、フライ
アイ・インテグレータ(16)を構成する各小レンズに
よる被照明物体面(20)上での照度分布をそれぞれ一
様にしたものである。
In this case, the transmittance distribution adjusting member (14)
Is preferably movably arranged along the optical path of the illumination light from the light source means. Further, the second illuminating device according to the present invention is, for example, as shown in FIG. 6, a light source means (9, 10, 11, 12) for supplying illumination light of substantially parallel luminous flux.
And a fly-eye integrator (16) comprising a plurality of small lenses arranged in the optical path of the illumination light from the light source means to form converging points and illuminate the illuminated object surface (20) in a superimposed manner. , Fly-eye integrator (1
Condenser lens (19) that guides the light flux from the fly-eye integrator (16) to the illuminated object surface (20) by making the incident surface of 6) and the illuminated object surface (20) substantially conjugate.
And a diffusing means (38) arranged at a predetermined distance on the light source means side of the fly-eye integrator (16) and diffusing the illumination light from the light source means, the fly-eye integrator (16) ), The illuminance distribution on the illuminated object plane (20) is made uniform by the respective small lenses.

【0011】[0011]

【作用】斯かる本発明の第1の照明装置の原理につき図
1を参照して説明する。図1(a)は第1の照明装置に
対応する照明装置の要部を示し、この図1(a)に示す
ように、フライアイ・インテグレータ16は3個のレン
ズエレメント17−1〜17−3より構成されているも
のとする。フライアイ・インテグレータ16の光源側に
配置された透過率分布調整部材14におけるレンズエレ
メント17−1〜17−3の直前の領域には、それぞれ
所定の透過率分布のフィルターエレメント15−1〜1
5−3が形成されている。
The principle of the first lighting device of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1A shows a main part of a lighting device corresponding to the first lighting device. As shown in FIG. 1A, the fly-eye integrator 16 includes three lens elements 17-1 to 17-. It is assumed to be composed of 3. In the areas immediately before the lens elements 17-1 to 17-3 in the transmittance distribution adjusting member 14 arranged on the light source side of the fly-eye integrator 16, the filter elements 15-1 to 15-1 having predetermined transmittance distributions are respectively provided.
5-3 is formed.

【0012】この場合、本発明では、先ずフィルターエ
レメント15−1の透過率分布は、フィルターエレメン
ト15−1を透過した後に、レンズエレメント17−1
から射出されてコンデンサーレンズ19により被照明物
体20上に照射される照明光の照度分布が、図1(b)
の分布21Aのように均一になるように定める。同様
に、レンズエレメント17−2及び17−3から射出さ
れてコンデンサーレンズ19により被照明物体面20上
に照射される照明光の照度分布が、それぞれ図1(b)
の分布21B及び21Cのように均一になるように、フ
ィルターエレメント15−2及び15−3の透過率分布
を定める。これにより、被照明物体面20上の全体の照
明光の照度分布は、図1(b)の分布22で示すように
均一になる。しかも、図1(a)において、被照明物体
面20上の異なる観測領域ZA及びZBにおいては、そ
れぞれレンズエレメント17−1〜17−3より等しい
量の照明光を受けているので、コヒーレンス度も等しく
なっている。
In this case, according to the present invention, the transmittance distribution of the filter element 15-1 is first determined by the lens element 17-1 after passing through the filter element 15-1.
1B shows the illuminance distribution of the illumination light that is emitted from the condenser lens 19 and is irradiated onto the illuminated object 20 by the condenser lens 19.
The distribution 21A is determined to be uniform. Similarly, the illuminance distribution of the illumination light emitted from the lens elements 17-2 and 17-3 and irradiated on the illuminated object surface 20 by the condenser lens 19 is shown in FIG.
The transmittance distributions of the filter elements 15-2 and 15-3 are determined so that the distributions 21B and 21C are uniform. As a result, the illuminance distribution of the entire illumination light on the illuminated object surface 20 becomes uniform as shown by the distribution 22 in FIG. Moreover, in FIG. 1 (a), different observation regions ZA and ZB on the illuminated object surface 20 receive the same amount of illumination light from the lens elements 17-1 to 17-3, respectively, and therefore the coherence degree is also high. Are equal.

【0013】即ち、本発明では、フライアイ・インテグ
レータ16を構成する全てのレンズエレメントに対して
補正をかけることにより、各レンズエレメントからの被
照明物体面20上への照明光の照度分布をそれぞれ均一
にしている。この場合、フライアイ・インテグレータ1
6の各レンズエレメントからの照明光の被照明物体面2
0上の異なる像高位置への寄与度は等しい。従って、仮
に被照明物体面20の像を投影光学系を介して感光基板
上に投影するものとすると、像高変位に対する投影光学
系の入射瞳面(フーリエ変換面)内の光量分布の変化は
小さく、装置を大型化することなく結像に寄与するコヒ
ーレンス度の像面での変化をも小さく抑えることができ
る。
That is, in the present invention, the illuminance distribution of the illumination light from each lens element on the illuminated object plane 20 is respectively corrected by correcting all the lens elements that make up the fly-eye integrator 16. It is uniform. In this case, fly eye integrator 1
Illuminated object surface 2 of illumination light from each lens element 6
The contributions to different image height positions on 0 are equal. Therefore, assuming that the image of the illuminated object plane 20 is projected onto the photosensitive substrate via the projection optical system, the change in the light amount distribution in the entrance pupil plane (Fourier transform plane) of the projection optical system with respect to the image height displacement is It is small, and it is possible to suppress the change in the coherence degree on the image plane that contributes to image formation to be small without increasing the size of the device.

【0014】これに対して、従来のパターンドフィルタ
ー方式の照明装置では、図7(a)に示すように、フラ
イアイ・インテグレータ1の特定のレンズエレメント2
−2による被照明物体6上での照度分布を変形させて、
全体の照度分布を均一にしているので、コヒーレンス度
の均一性が悪化する場合がある。
On the other hand, in the conventional patterned filter type illuminator, as shown in FIG. 7A, the specific lens element 2 of the fly-eye integrator 1 is used.
By changing the illuminance distribution on the illuminated object 6 by -2,
Since the entire illuminance distribution is uniform, the uniformity of the coherence degree may deteriorate.

【0015】また、透過率分布調整部材(14)を、そ
の光源手段からの照明光の光路に沿って移動自在に配置
した場合には、被照明物体面(20)上での照度分布が
より一様になるように且つ被照明物体面(20)上での
コヒーレンス度がより一様になるように透過率分布調整
部材(14)の位置を調整することにより、結像特性を
最良の状態に設定することができる。
Further, when the transmittance distribution adjusting member (14) is movably arranged along the optical path of the illumination light from the light source means, the illuminance distribution on the illuminated object surface (20) is further improved. By adjusting the position of the transmittance distribution adjusting member (14) so that the coherence degree on the illuminated object surface (20) becomes more uniform, the imaging characteristics are in the optimum state. Can be set to.

【0016】次に、本発明の第2の照明装置では、第1
の照明装置における透過率分布調整部材(14)の代わ
りに、例えば図6に示すように、すりガラス板等の拡散
手段(38)を配置している。この拡散手段(38)に
よりフライアイ・インテグレータ(16)を構成する個
々のレンズエレメントに入射する照明光の分布がそれぞ
れほぼ均一化され、結果として個々のレンズエレメント
から射出されてコンデンサーレンズ(19)により被照
明物体(20)に照射される照明光の照度分布がほぼ均
一化される。また、被照明物体(20)の各点において
フライアイ・インテグレータ(16)の各レンズエレメ
ントから受ける照明光の量はほぼ同一であるため、装置
を大型化することなくコヒーレンス度の均一性を良好に
維持できる。
Next, in the second lighting device of the present invention,
Instead of the transmittance distribution adjusting member (14) in the illumination device, a diffusing means (38) such as a frosted glass plate is arranged as shown in FIG. 6, for example. By the diffusing means (38), the distribution of the illumination light incident on the individual lens elements forming the fly-eye integrator (16) is made substantially uniform, and as a result, the illumination light is emitted from the individual lens elements and the condenser lens (19). As a result, the illuminance distribution of the illumination light with which the illuminated object (20) is irradiated is made substantially uniform. Further, since the amount of illumination light received from each lens element of the fly-eye integrator (16) at each point of the illuminated object (20) is substantially the same, the uniformity of the coherence degree can be improved without increasing the size of the device. Can be maintained at

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明による照明装置の第1実施例に
つき図2〜図4を参照して説明する。図2は本実施例の
照明装置の概略構成を示し、この図2において、9は超
高圧の水銀ランプであり、水銀ランプ9からの照明光I
Lは楕円鏡10で反射されてコールドミラー11によっ
て反射された後、楕円鏡10の第2焦点上に集光され
る。その後発散した照明光は、コリメーションレンズ1
2によって平行光束に変換された後に、干渉フィルター
板13及びパターンドフィルター板14を経てフライア
イ・インテグレータ16に入射する。干渉フィルター板
13は、コリメーションレンズ12から射出された照明
光ILの内の所望の波長域の光束のみをパターンドフィ
ルター板14側に透過させる。パターンドフィルター板
14は、石英ガラス等よりなる透明な平行平面板上にフ
ライアイ・インテグレータ16を構成する各レンズエレ
メントに対応した多数のフィルターエレメントを形成し
たものである(詳細後述)。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of a lighting device according to the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 2 shows a schematic configuration of the illuminating device of the present embodiment. In FIG. 2, 9 is an ultra-high pressure mercury lamp, and illumination light I from the mercury lamp 9 is used.
L is reflected by the elliptical mirror 10 and then by the cold mirror 11 and then focused on the second focal point of the elliptic mirror 10. The illuminating light diverged after that, collimation lens 1
After being converted into a parallel light flux by 2, the light flux enters the fly-eye integrator 16 through the interference filter plate 13 and the patterned filter plate 14. The interference filter plate 13 transmits only the light flux in the desired wavelength region of the illumination light IL emitted from the collimation lens 12 to the patterned filter plate 14 side. The patterned filter plate 14 is formed by forming a large number of filter elements corresponding to the respective lens elements forming the fly-eye integrator 16 on a transparent plane parallel plate made of quartz glass or the like (details will be described later).

【0018】フライアイ・インテグレータ16の後側
(コンデンサーレンズ側)焦点面の近傍には、フライア
イ・インテグレータ16を構成する多数のレンズエレメ
ントの個数と等しい数の2次光源が形成される。これら
2次光源からの光束は反射ミラー18で反射された後
に、収斂性のコンデンサーレンズ19によって集光され
て重畳的にレチクルのパターン形成面に対応する被照明
物体面20上に導かれる。そして、被照明物体面20上
に配置されたレチクルのパターンが図示無き投影光学系
によってウエハ面上に投射される。
In the vicinity of the focal plane on the rear side (condenser lens side) of the fly-eye integrator 16, as many secondary light sources as the number of many lens elements forming the fly-eye integrator 16 are formed. The light fluxes from these secondary light sources are reflected by the reflection mirror 18, and then are condensed by the converging condenser lens 19 and superposedly guided onto the illuminated object surface 20 corresponding to the pattern formation surface of the reticle. Then, the pattern of the reticle arranged on the illuminated object surface 20 is projected onto the wafer surface by a projection optical system (not shown).

【0019】次に本例のパターンドフィルター板14及
びフライアイ・インテグレータ16の構成につき説明す
る。先ず図2に示すように、フライアイ・インテグレー
タ16は断面が四角形状の多数のレンズエレメント17
−3,17−8,17−14,‥‥を束ねて構成されて
おり、その入射光側レンズ面16aの後側焦点はほぼ射
出光側レンズ面16bの位置にあり、射出光側レンズ面
16bの前側焦点は入射光側レンズ面16aの位置にあ
る。このため、フライアイ・インテグレータ16に入射
する平行光束は、各レンズエレメントの射出光側レンズ
面16bの近傍に集光され、フライアイ・インテグレー
タ16の射出面近傍には、レンズエレメントの個数に等
しい数の2次光源が形成される。
Next, the structures of the patterned filter plate 14 and the fly-eye integrator 16 of this embodiment will be described. First, as shown in FIG. 2, the fly-eye integrator 16 includes a large number of lens elements 17 each having a rectangular cross section.
-3, 17-8, 17-14, ... are bundled, and the rear focal point of the incident light side lens surface 16a is almost at the position of the exit light side lens surface 16b. The front focal point of 16b is located on the incident light side lens surface 16a. Therefore, the parallel light flux incident on the fly-eye integrator 16 is condensed near the exit-side lens surface 16b of each lens element, and the number of lens elements near the exit surface of the fly-eye integrator 16 is equal to the number of lens elements. A number of secondary light sources are formed.

【0020】各レンズエレメントの射出光側レンズ面1
6bは、各2次光源に対してフィールドレンズとして機
能し、コンデンサーレンズ19によりフライアイ・イン
テグレータ16の入射面が被照明物体面20とほぼ共役
に構成されている。従って、フライアイ・インテグレー
タ16の射出面近傍に形成される多数の2次光源からの
光束がそれぞれ被照明物体面20上を照明することによ
り、被照明物体面20は重畳的に均一に照明される。ま
た、フライアイ・インテグレータ16の射出面近傍に形
成される多数の2次光源の像がコンデンサーレンズ19
により、図示無き投影光学系の入射瞳面上に投影され、
所謂ケーラー照明によってウエハ面においても均一な照
明が行われる。
Ejection light side lens surface 1 of each lens element
Reference numeral 6b functions as a field lens for each secondary light source, and the condenser lens 19 configures the incident surface of the fly-eye integrator 16 to be substantially conjugate with the illuminated object surface 20. Therefore, by illuminating the illuminated object surface 20 with light beams from a large number of secondary light sources formed in the vicinity of the exit surface of the fly-eye integrator 16, the illuminated object surface 20 is superimposed and uniformly illuminated. It In addition, the images of a large number of secondary light sources formed in the vicinity of the exit surface of the fly-eye integrator 16 are displayed on the condenser lens 19.
Is projected on the entrance pupil plane of the projection optical system not shown,
The so-called Koehler illumination provides uniform illumination on the wafer surface.

【0021】図3は、パターンドフィルター14とフラ
イアイ・インテグレータ16とを干渉フィルター板13
側(入射光側)から見た正面図であり、この図3におい
て、パターンドフィルター14の内部のフライアイ・イ
ンテグレータ16の各レンズエレメントの直前の領域に
それぞれフィルターエレメント15−1,15−2,1
5−3,‥‥を形成する。これらフィルターエレメント
15−1,15−2,‥‥の透過率分布は、フライアイ
・インテグレータ16中の対応するレンズエレメントを
透過した照明光の被照明物体面20上での照度分布がそ
れぞれ均一になるように設定する。従って、フィルター
エレメント15−1,15−2,‥‥の透過率分布は、
フライアイ・インテグレータ16中の対応するレンズエ
レメントの特性及び水銀ランプ9からの照明光の分布特
性に応じてそれぞれ独立に設定される。
In FIG. 3, the patterned filter 14 and the fly-eye integrator 16 are connected to the interference filter plate 13.
FIG. 4 is a front view seen from the side (incident light side), and in FIG. 3, filter elements 15-1 and 15-2 are provided in regions immediately before each lens element of the fly-eye integrator 16 inside the patterned filter 14. , 1
Form 5-3 ,. The transmittance distributions of these filter elements 15-1, 15-2, ... Are such that the illuminance distribution of the illumination light transmitted through the corresponding lens element in the fly-eye integrator 16 is uniform on the illuminated object surface 20. To be set. Therefore, the transmittance distribution of the filter elements 15-1, 15-2, ...
It is set independently according to the characteristics of the corresponding lens elements in the fly-eye integrator 16 and the distribution characteristics of the illumination light from the mercury lamp 9.

【0022】より具体的に説明するに、図2の紙面に平
行にフライアイ・インテグレータ16を横切る方向にZ
軸をとり、図2のフライアイ・インテグレータ16の3
個のレンズエレメント17−3,17−8及び17−1
4の直前に、それぞれ図3のパターンドフィルター板1
4中のフィルターエレメント15−3,15−8及び1
5−14が位置するものとする。この場合、一例とし
て、フィルターエレメント15−3,15−8及び15
−14のZ軸に沿う透過率Tの分布は、それぞれ図4
(a),(b)及び(c)に示すようにする。これによ
り、図2のフライアイ・インテグレータ16のレンズエ
レメント17−3,17−8及び17−14から射出さ
れてコンデンサーレンズ19により被照明物体面20上
に照射される照明光の照度分布はそれぞれ独立に均一に
なる。
More specifically, in the direction crossing the fly-eye integrator 16 in the direction parallel to the plane of FIG.
Take the axis, 3 of the fly-eye integrator 16 in FIG.
Lens elements 17-3, 17-8 and 17-1
Immediately before 4, the patterned filter plate 1 of FIG.
Filter elements 15-3, 15-8 and 1 in 4
It is assumed that 5-14 is located. In this case, as an example, the filter elements 15-3, 15-8 and 15
The distribution of the transmittance T along the Z axis of −14 is shown in FIG.
As shown in (a), (b) and (c). As a result, the illuminance distributions of the illumination light emitted from the lens elements 17-3, 17-8 and 17-14 of the fly-eye integrator 16 shown in FIG. Be independent and uniform.

【0023】同様に、フライアイ・インテグレータ16
の他のレンズエレメントから射出されてコンデンサーレ
ンズ19により被照明物体面20上に照射される照明光
の照度分布もそれぞれ均一になる。これにより、フライ
アイ・インテグレータ16からの照明光により被照明物
体面20は全体として均一な照度分布で照明される。し
かも、被照明物体面20上の異なる点においては、それ
ぞれフライアイ・インテグレータ16の各レンズエレメ
ントからの照明光をほぼ等しい量だけ受光するため、被
照明物体面20上での照明光のコヒーレンス度は均一で
ある。これにより投影光学系の結像特性が良好に維持さ
れる。
Similarly, the fly-eye integrator 16
The illuminance distribution of the illumination light emitted from the other lens elements and irradiated on the illuminated object surface 20 by the condenser lens 19 is also uniform. As a result, the illuminated object plane 20 is illuminated by the illumination light from the fly-eye integrator 16 with a uniform illuminance distribution as a whole. Moreover, at different points on the illuminated object plane 20, the illumination light from the respective lens elements of the fly-eye integrator 16 is received by substantially equal amounts, so that the coherence degree of the illumination light on the illuminated object plane 20 is received. Is uniform. As a result, the image forming characteristics of the projection optical system are maintained well.

【0024】なお、フライアイ・インテグレータ16の
各レンズエレメントからの照明光の被照明物体面20上
での照度分布をそれぞれ均一にすればよいので、照度ム
ラを生じていないレンズエレメントの入射側には当然に
フィルターエレメントを配置しなくともよい。但し、そ
のような照度ムラの無いレンズエレメントの入射側に光
量変化のない(透過率分布が一定の)フィルターエレメ
ントを配置しても良いことは言うまでもない。
Since the illuminance distribution of the illumination light from each lens element of the fly-eye integrator 16 on the illuminated object surface 20 can be made uniform, the incident side of the lens element in which the illuminance unevenness does not occur Of course, it is not necessary to arrange the filter element. However, it goes without saying that a filter element that does not change the amount of light (constant transmittance distribution) may be disposed on the incident side of such a lens element that does not have uneven illuminance.

【0025】また、図2において、パターンドフィルタ
ー板14を図示省略した駆動装置で移動できるように支
持して、パターンドフィルター板14とフライアイ・イ
ンテグレータ16との間隔Dを照明光ILの光路に沿っ
て可変にしてもよい。パターンドフィルター板14を移
動させてその間隔Dを変えることにより、一種のデフォ
ーカスの効果により、パターンドフィルター板14の各
フィルターエレメントの透過率分布が或る程度変形され
る。例えば被照明物体面20上での照度分布の均一性及
びコヒーレンス度の均一性が最良の状態になる所でその
間隔Dを固定することにより、より結像特性を向上させ
ることができる。
In FIG. 2, the patterned filter plate 14 is movably supported by a drive device (not shown), and the distance D between the patterned filter plate 14 and the fly-eye integrator 16 is set to the optical path of the illumination light IL. You may make it variable along with. By moving the patterned filter plate 14 and changing the distance D between them, the transmittance distribution of each filter element of the patterned filter plate 14 is deformed to some extent by a kind of defocusing effect. For example, by fixing the distance D at a place where the uniformity of the illuminance distribution and the uniformity of the coherence degree on the illuminated object surface 20 are optimal, the imaging characteristics can be further improved.

【0026】更に、例えば水銀ランプ9の光量が低下し
て、その水銀ランプ9を別の水銀ランプで交換したよう
な場合には、フライアイ・インテグレータ16の各レン
ズエレメントの入射光側の照明光の分布が変化すること
も有り得る。そこで、パターンドフィルター板14を例
えばターレット板方式で別の特性のパターンドフィルタ
ー板と交換できるように配置して、水銀ランプ9を交換
したような場合には、パターンドフィルター板をも新し
い水銀ランプに対応した特性を有するフィルター板と交
換することが望ましい。
Further, for example, when the amount of light of the mercury lamp 9 is lowered and the mercury lamp 9 is replaced with another mercury lamp, the illumination light on the incident light side of each lens element of the fly-eye integrator 16 is illuminated. The distribution of may change. Therefore, when the mercury lamp 9 is replaced by arranging the patterned filter plate 14 so that it can be replaced with a patterned filter plate having a different characteristic by a turret plate method, the patterned filter plate can be replaced with new mercury. It is desirable to replace it with a filter plate that has characteristics corresponding to the lamp.

【0027】次に、本発明の第2実施例につき図5を参
照して説明する。図5は本例の照明装置が適用された投
影露光装置を示し、この図5において、水銀ランプ9か
らの照明光は楕円鏡10、コールドミラー11及びコリ
メーションレンズ12を経てほぼ平行光束になる。その
楕円鏡10の第2焦点の近傍にシャッター23を配置
し、このシャッター23を駆動モーター24で閉じるこ
とにより、コリメーションレンズ12に対する照明光の
供給を随時停止する。照明装置の光源としては、水銀ラ
ンプ9の外に、例えばKrFレーザー光等を発生するエ
キシマレーザー光源等を使用することができる。エキシ
マレーザー光源を使用する場合には、楕円鏡10〜コリ
メーションレンズ12までの光学系の代わりにビームエ
クスパンダ等が使用される。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows a projection exposure apparatus to which the illuminating device of this example is applied. In FIG. 5, the illumination light from the mercury lamp 9 passes through the elliptical mirror 10, the cold mirror 11 and the collimation lens 12 and becomes a substantially parallel light beam. A shutter 23 is arranged in the vicinity of the second focal point of the elliptic mirror 10, and the shutter 23 is closed by a drive motor 24 to stop the supply of illumination light to the collimation lens 12 at any time. As the light source of the illuminating device, an excimer laser light source that generates KrF laser light or the like can be used in addition to the mercury lamp 9. When an excimer laser light source is used, a beam expander or the like is used instead of the optical system including the elliptic mirror 10 to the collimation lens 12.

【0028】そして、コリメーションレンズ12から順
に、4角錐型(ピラミッド型)の凹部を有する第1の多
面体プリズム25及び4角錐型(ピラミッド型)の凸部
を有する第2の多面体プリズム26を配置する。この第
2の多面体プリズム26から射出される照明光は、光軸
を中心として光軸の周囲に等角度で4個の光束に分割さ
れている。
Then, in order from the collimation lens 12, a first polyhedral prism 25 having a quadrangular pyramid (pyramid) concave portion and a second polyhedral prism 26 having a quadrangular pyramid (pyramid) convex portion are arranged. . The illumination light emitted from the second polyhedron prism 26 is divided into four light fluxes at the same angle around the optical axis with the optical axis as the center.

【0029】これら4個に分割された光束をそれぞれパ
ターンドフィルター板27A,27B,27C及び27
Dを介してフライアイ・インテグレータ28A,28
B,28C及び28Dに入射させる。図5ではパターン
ドフィルター板27A,27B及びフライアイ・インテ
グレータ28A及び28Bのみが示されているが、図5
の紙面に垂直な方向に光軸AXを挟んで2個のパターン
ドフィルター板27C,27D及び2個のフライアイ・
インテグレータ28C,28Dが配置されている。本実
施例のパターンドフィルター板27A〜27Dもそれぞ
れフライアイ・インテグレータ28A〜28Dを構成す
る各レンズエレメントに対応するフィルターエレメント
を備えている。それらフライアイ・インテグレータ28
A,28B,28C及び28Dは光軸AXの回りに90
°間隔で配置されている。
The light beams divided into these four light beams are respectively converted into patterned filter plates 27A, 27B, 27C and 27.
Fly-eye integrator 28A, 28 via D
B, 28C and 28D are made incident. Although only the patterned filter plates 27A and 27B and the fly-eye integrators 28A and 28B are shown in FIG.
Two patterned filter plates 27C and 27D and two fly-eyes sandwiching the optical axis AX in the direction perpendicular to the paper surface of
Integrators 28C and 28D are arranged. The patterned filter plates 27A to 27D of this embodiment also include filter elements corresponding to the respective lens elements forming the fly-eye integrators 28A to 28D. Those fly-eye integrator 28
A, 28B, 28C and 28D are 90 around the optical axis AX.
° Spaced.

【0030】フライアイ・インテグレータ28A〜28
Dのレチクル側焦点面にはそれぞれ多数の2次光源が形
成されるが、それら2次光源の形成面の近傍にそれぞれ
可変開口絞り29A〜29Dを配置する。なお、図5で
は可変開口絞り29A及び29Bのみが現れている。こ
れら可変開口絞り29A〜29Dを通過した照明光は、
それぞれ補助コンデンサーレンズ30、ミラー31及び
主コンデンサーレンズ32を経て集光されてレチクル3
3を均一な照度で照明する。そのレチクル33のパター
ンが投影光学系34によりウエハステージ36上のウエ
ハ35上に所定の縮小倍率βで転写される。
Fly-eye integrators 28A-28
A large number of secondary light sources are formed on the reticle side focal plane of D, and variable aperture stops 29A to 29D are arranged near the surfaces on which the secondary light sources are formed. In FIG. 5, only the variable aperture stops 29A and 29B are shown. The illumination light passing through these variable aperture diaphragms 29A to 29D is
The reticle 3 is condensed through the auxiliary condenser lens 30, the mirror 31, and the main condenser lens 32, respectively.
Illuminate 3 with uniform illuminance. The pattern of the reticle 33 is transferred onto the wafer 35 on the wafer stage 36 by the projection optical system 34 at a predetermined reduction magnification β.

【0031】この場合、パターンドフィルター板27A
の個々のフィルターエレメントの透過率分布は、それぞ
れフライアイ・インテグレータ28Aの対応するレンズ
エレメントから射出されてレチクル33上に照射される
照明光の照度分布がそれぞれ均一になるように設定す
る。同様にパターンドフィルター板27B〜27Dの個
々のフィルターエレメントの透過率分布もそれぞれフラ
イアイ・インテグレータ28B〜28Dの対応するレン
ズエレメントから射出されてレチクル33上に照射され
る照明光の照度分布がそれぞれ均一になるように設定す
る。これにより、レチクル33のパターン領域での照明
光の照度均一性は良好であり、且つコヒーレンス度の均
一性も良好である。
In this case, the patterned filter plate 27A
The transmittance distributions of the individual filter elements are set so that the illuminance distributions of the illumination light emitted from the corresponding lens elements of the fly-eye integrator 28A and irradiated on the reticle 33 are uniform. Similarly, the transmittance distributions of the individual filter elements of the patterned filter plates 27B to 27D are the illuminance distributions of the illumination light emitted from the corresponding lens elements of the fly-eye integrators 28B to 28D and irradiated on the reticle 33, respectively. Set so that it is uniform. As a result, the illuminance uniformity of the illumination light in the pattern area of the reticle 33 is good, and the coherence degree uniformity is also good.

【0032】次に、本発明による照明装置の第3実施例
につき図6を参照して説明する。図6は本実施例の照明
装置の概略構成を示し、この図6に示すように、図2の
パターンドフィルター板14がすりガラス板38によっ
て置き換えられている。他の構成は図2と同様であり、
図6において図2と対応する部分には同一符号を付して
その詳細説明を省略する。
Next, a third embodiment of the lighting device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows a schematic configuration of the illumination device of this embodiment. As shown in FIG. 6, the patterned filter plate 14 of FIG. 2 is replaced by a frosted glass plate 38. Other configurations are the same as those in FIG.
6, parts corresponding to those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0033】この図6の実施例では、すりガラス板38
によりフライアイ・インテグレータ16を構成する個々
のレンズエレメントに入射する照明光の分布がそれぞれ
ほぼ均一化され、結果として個々のレンズエレメントか
ら射出されてコンデンサーレンズ19により被照明物体
面20に照射される照明光の照度分布がほぼ均一化され
る。また、被照明物体面20の各点においてフライアイ
・インテグレータ16の各レンズエレメントから受ける
照明光の量はほぼ同一であるため、装置を大型化するこ
となくコヒーレンス度の均一性を良好に維持できる。な
お、すりガラス板38の代わりに例えばピッチがランダ
ムの位相型の回折格子等を使用することができる。ま
た、ピッチがランダムで且つピッチが波長程度に微細な
透過型のパターンを用いても同様な効果を得ることがで
きる。
In the embodiment of FIG. 6, the ground glass plate 38
Makes the distribution of the illumination light incident on the individual lens elements of the fly-eye integrator 16 substantially uniform, and as a result, the illumination light is emitted from the individual lens elements and irradiated onto the illuminated object surface 20 by the condenser lens 19. The illuminance distribution of the illumination light is made substantially uniform. Further, since the amount of illumination light received from each lens element of the fly-eye integrator 16 at each point on the illuminated object surface 20 is substantially the same, the uniformity of the coherence degree can be favorably maintained without increasing the size of the device. . Instead of the frosted glass plate 38, for example, a phase type diffraction grating having a random pitch can be used. Also, the same effect can be obtained by using a transmissive pattern having a random pitch and a fine pitch of about the wavelength.

【0034】なお、本発明は上述実施例に限定されず本
発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得るこ
とは勿論である。例えば、図2、図5、図6では光源像
がコリメーションレンズ12によって無限遠位置に形成
されて、平行光束がフライアイ・インテグレータ(1
6,28A〜28D)に入射する例を示したが、光源像
がフライアイ・インテグレータ(16,28A〜28
D)の入射面に形成される構成としても良い。この場合
にも、フライアイ・インテグレータ(16,28A〜2
8D)の射出側に2次光源が形成されると考えられる。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and it goes without saying that various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention. For example, in FIG. 2, FIG. 5, and FIG. 6, the light source image is formed at the infinite position by the collimation lens 12, and the parallel light flux is converted into the fly-eye integrator (1
6, 28A to 28D), the light source image is a fly-eye integrator (16, 28A to 28D).
It may be formed on the incident surface of D). Also in this case, the fly eye integrator (16, 28A-2
It is considered that a secondary light source is formed on the exit side of 8D).

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明の第1の照明装置によれば、透過
率分布調整部材によりフライアイ・インテグレータを構
成する各小レンズによる被照明物体面上での照度分布を
それぞれ一様にしたので、装置全体を大型化することな
く且つ被照明物体面でのコヒーレンス度の均一性を悪化
させることなく、被照明物体面での照度均一性が良好で
ある利点がある。
According to the first illumination device of the present invention, the illuminance distribution on the illuminated object surface is made uniform by the small lenses forming the fly-eye integrator by the transmittance distribution adjusting member. There is an advantage that the illuminance uniformity on the illuminated object surface is good without increasing the size of the entire apparatus and without deteriorating the uniformity of the coherence degree on the illuminated object surface.

【0036】この場合、その透過率分布調整部材を、光
源手段からの照明光の光路に沿って移動自在に配置した
場合には、その透過率分布調整部材の位置を調整するこ
とにより、被照明物体面でのコヒーレンス度の均一性及
び照度均一性を更に一様にすることができる。また、第
2の照明装置によれば、拡散手段によりフライアイ・イ
ンテグレータを構成する各小レンズによる被照明物体面
上での照度分布をそれぞれ一様にしたので、装置全体を
大型化することなく且つ被照明物体面でのコヒーレンス
度の均一性を悪化させることなく、被照明物体面での照
度均一性が良好である利点がある。
In this case, when the transmittance distribution adjusting member is movably arranged along the optical path of the illumination light from the light source means, the position of the transmittance distribution adjusting member is adjusted to illuminate the object to be illuminated. It is possible to make the coherence degree uniformity and the illuminance uniformity on the object plane more uniform. Further, according to the second illuminating device, the illuminance distribution on the illuminated object surface is made uniform by the respective small lenses constituting the fly-eye integrator by the diffusing means, so that the entire device is not enlarged. Further, there is an advantage that the illuminance uniformity on the illuminated object surface is good without deteriorating the uniformity of the coherence degree on the illuminated object surface.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(a)は本発明の原理説明に供する光路図、
(b)は図1(a)の被照明物体面上での照度分布の一
例を示す分布図である。
FIG. 1A is an optical path diagram for explaining the principle of the present invention,
FIG. 1B is a distribution diagram showing an example of an illuminance distribution on the illuminated object plane of FIG.

【図2】本発明による照明装置の第1実施例の概略を示
す構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing an outline of a first embodiment of an illumination device according to the present invention.

【図3】図2のパターンドフィルター板14及びフライ
アイ・インテグレータ16を干渉フィルター板13側か
ら見た正面図である。
3 is a front view of the patterned filter plate 14 and the fly-eye integrator 16 of FIG. 2 as viewed from the interference filter plate 13 side.

【図4】(a)〜(c)はそれぞれ図3のパターンドフ
ィルター板14の各フィルターエレメントの透過率分布
の特性の一例を示す分布図である。
4A to 4C are distribution charts each showing an example of characteristics of transmittance distribution of each filter element of the patterned filter plate 14 of FIG.

【図5】本発明の第2実施例の照明装置が適用された投
影露光装置の概略を示す構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram showing an outline of a projection exposure apparatus to which the illumination device of the second embodiment of the present invention is applied.

【図6】本発明の第3実施例の照明装置の概略を示す構
成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram showing an outline of a lighting device of a third embodiment of the present invention.

【図7】(a)は従来のパターンドフィルター板を用い
た照明装置の要部を示す光路図、(b)は図7(a)の
被照明物体面6上での照度分布の一例を示す分布図であ
る。
7A is an optical path diagram showing a main part of an illumination device using a conventional patterned filter plate, and FIG. 7B is an example of an illuminance distribution on an illuminated object plane 6 of FIG. 7A. It is a distribution diagram shown.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

9 超高圧の水銀ランプ 10 楕円鏡 11 コールドミラー 12 コリメーションレンズ 13 干渉フィルター板 14 パターンドフィルター板 16 フライアイ・インテグレータ 18 反射ミラー 19 コンデンサーレンズ 20 被照明物体面 27A,27B パターンドフィルター板 28A,28B フライアイ・インテグレータ 38 すりガラス板 9 Ultra-high pressure mercury lamp 10 Elliptical mirror 11 Cold mirror 12 Collimation lens 13 Interference filter plate 14 Patterned filter plate 16 Fly-eye integrator 18 Reflection mirror 19 Condenser lens 20 Illuminated object surface 27A, 27B Patterned filter plate 28A, 28B Fly's Eye Integrator 38 Ground glass plate

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ほぼ平行光束の照明光を供給する光源手
段と、 該光源手段からの照明光の光路中に配置されそれぞれ集
光点を形成して被照明物体面を重畳的に照明する複数の
小レンズよりなるフライアイ・インテグレータと、 該フライアイ・インテグレータの入射面と前記被照明物
体面とをほぼ共役にし該フライアイ・インテグレータか
らの光束を前記被照明物体面に導くコンデンサーレンズ
と、 前記フライアイ・インテグレータの前記光源手段側に所
定の間隔を隔てて配置され、前記フライアイ・インテグ
レータを構成する個々の小レンズに入射する照明光の透
過率分布をそれぞれ所定の分布に設定する透過率分布調
整部材とを有し、 前記フライアイ・インテグレータを構成する各小レンズ
による前記被照明物体面上での照度分布をそれぞれ一様
にした事を特徴とする照明装置。
1. A light source means for supplying illumination light of substantially parallel light flux, and a plurality of light source means arranged in an optical path of the illumination light from the light source means to form condensing points and illuminate an illuminated object surface in a superimposed manner. A fly-eye integrator consisting of a small lens, and a condenser lens that guides the light flux from the fly-eye integrator to the illuminated object surface by making the incident surface of the fly-eye integrator and the illuminated object surface substantially conjugate. Transmissions that are arranged on the side of the light source means of the fly-eye integrator at a predetermined interval and that set the transmittance distributions of the illumination light incident on the individual small lenses forming the fly-eye integrator to predetermined distributions, respectively. And a factor distribution adjusting member for calculating the illuminance distribution on the illuminated object surface by each small lens that constitutes the fly-eye integrator. Illumination device, characterized in that the uniform is.
【請求項2】 前記透過率分布調整部材を、前記光源手
段からの照明光の光路に沿って移動自在に配置した事を
特徴とする請求項1記載の照明装置。
2. The illumination device according to claim 1, wherein the transmittance distribution adjusting member is arranged so as to be movable along an optical path of illumination light from the light source means.
【請求項3】 ほぼ平行光束の照明光を供給する光源手
段と、 該光源手段からの照明光の光路中に配置されそれぞれ集
光点を形成して被照明物体面を重畳的に照明する複数の
小レンズよりなるフライアイ・インテグレータと、 該フライアイ・インテグレータの入射面と前記被照明物
体面とをほぼ共役にし該フライアイ・インテグレータか
らの光束を前記被照明物体面に導くコンデンサーレンズ
と、 前記フライアイ・インテグレータの前記光源手段側に所
定の間隔を隔てて配置され、前記光源手段からの照明光
を拡散する拡散手段とを有し、 前記フライアイ・インテグレータを構成する各小レンズ
による前記被照明物体面上での照度分布をそれぞれ一様
にした事を特徴とする照明装置。
3. Light source means for supplying illumination light of substantially parallel light flux, and a plurality of light source means arranged in the optical path of the illumination light from said light source means to form condensing points and illuminate the illuminated object surface in a superimposed manner. A fly-eye integrator consisting of a small lens, and a condenser lens that guides the light flux from the fly-eye integrator to the illuminated object surface by making the incident surface of the fly-eye integrator and the illuminated object surface substantially conjugate. The fly-eye integrator is provided on the light source means side with a predetermined interval, and has a diffusing means for diffusing the illumination light from the light source means, the small lenses constituting the fly-eye integrator An illumination device characterized in that the illuminance distribution on the illuminated object surface is uniform.
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