JPH07130600A - 照明装置 - Google Patents
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- JPH07130600A JPH07130600A JP5147389A JP14738993A JPH07130600A JP H07130600 A JPH07130600 A JP H07130600A JP 5147389 A JP5147389 A JP 5147389A JP 14738993 A JP14738993 A JP 14738993A JP H07130600 A JPH07130600 A JP H07130600A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V5/00—Refractors for light sources
- F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Projection-Type Copiers In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】より微細な照度のコントロールを実現して、十
分に均一な照度を得ることができる照明装置を提供する
ことにある。 【構成】照明光を供給する光源手段と、該光源手段から
の照明光によって複数の光束を形成するオプティカルイ
ンテグレーターと、該オプティカルインテグレーターか
らの複数の光束を集光して被照明物体面を重畳的に照明
するコンデンサー光学系とを有する照明装置において、
前記照明光に対して所定の透過率分布もしくは所定の透
過率を持ち前記照明光の光量を減衰させる光量減衰部が
部分的に形成された透過性の光学部材を前記被照明物体
面と共役若しくはその近傍となる前記照明装置内の位置
に配置した。
分に均一な照度を得ることができる照明装置を提供する
ことにある。 【構成】照明光を供給する光源手段と、該光源手段から
の照明光によって複数の光束を形成するオプティカルイ
ンテグレーターと、該オプティカルインテグレーターか
らの複数の光束を集光して被照明物体面を重畳的に照明
するコンデンサー光学系とを有する照明装置において、
前記照明光に対して所定の透過率分布もしくは所定の透
過率を持ち前記照明光の光量を減衰させる光量減衰部が
部分的に形成された透過性の光学部材を前記被照明物体
面と共役若しくはその近傍となる前記照明装置内の位置
に配置した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光学的照明装置、特に照
度均一性を必要とする照明装置に関するものである。
度均一性を必要とする照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の特に照明均一性について厳しい
要求がなされる照明装置は、半導体素子、特に超ＬＳＩ
等の高集積度に半導体素子の製造に採用されており、そ
の均一性を向上させる方法として、例えば、特開昭６４
ー４２８２１号のような方法が提案されている。すなわ
ち、フライアイインテグレーターの小レンズ群の内の少
なくとも１つに入射する光束を部分的に遮光する遮光部
が形成された平行平面透明部材を、フライアイインテグ
レーターの入射光側に所定の距離を隔てて配置する方法
がそれである。
要求がなされる照明装置は、半導体素子、特に超ＬＳＩ
等の高集積度に半導体素子の製造に採用されており、そ
の均一性を向上させる方法として、例えば、特開昭６４
ー４２８２１号のような方法が提案されている。すなわ
ち、フライアイインテグレーターの小レンズ群の内の少
なくとも１つに入射する光束を部分的に遮光する遮光部
が形成された平行平面透明部材を、フライアイインテグ
レーターの入射光側に所定の距離を隔てて配置する方法
がそれである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これらの方法によれ
ば、フライアイインテグレーターを構成する複数のレン
ズ素子の内の少なくとも１つに入射する光束の１部を遮
光して、被照射面での照度分布を均一にしている。しか
しながら、仮にフライアイインテグレーターを構成する
小レンズに入射する光束の１部を遮光すると、この遮光
効果による照度ムラの補正量が２％乃至３％と極めて大
きい。従って、得られる照度分布は均一になるというよ
りむしろ階段状となり、１％以下での照度の調整を行っ
て、より均一な照度分布を得ることは難しかった。
ば、フライアイインテグレーターを構成する複数のレン
ズ素子の内の少なくとも１つに入射する光束の１部を遮
光して、被照射面での照度分布を均一にしている。しか
しながら、仮にフライアイインテグレーターを構成する
小レンズに入射する光束の１部を遮光すると、この遮光
効果による照度ムラの補正量が２％乃至３％と極めて大
きい。従って、得られる照度分布は均一になるというよ
りむしろ階段状となり、１％以下での照度の調整を行っ
て、より均一な照度分布を得ることは難しかった。
【０００４】なお、ここで言う照明むらとは、照度むら
をＵ（％）とし、被照明物体面上での照度分布の最大値
をＩ1 、被照明物体面上での照度分布の最小値をＩ2 と
するとき、Ｕ＝（Ｉ1 −Ｉ2 ）×１００／（Ｉ1 ＋
Ｉ2 ）で定義されるものを意味する。そこで、本発明
は、より微細な照度のコントロールを実現して、十分に
均一な照度を得ることができる照明装置を提供すること
を目的としている。
をＵ（％）とし、被照明物体面上での照度分布の最大値
をＩ1 、被照明物体面上での照度分布の最小値をＩ2 と
するとき、Ｕ＝（Ｉ1 −Ｉ2 ）×１００／（Ｉ1 ＋
Ｉ2 ）で定義されるものを意味する。そこで、本発明
は、より微細な照度のコントロールを実現して、十分に
均一な照度を得ることができる照明装置を提供すること
を目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、例えば図１に
示す如く、照明光を供給する光源手段１と、その光源手
段１からの照明光によって複数の光束を形成するオプテ
ィカルインテグレーターと、そのオプティカルインテグ
レーターからの複数の光束を集光して被照明物体面を重
畳的に照明するコンデンサー光学系とを有する構成を基
本とし、照明光に対して所定の透過率分布もしくは所定
の透過率を持ち照明光の光量を減衰させる光量減衰部が
部分的に形成された透過性の光学部材を被照明物体面と
共役若しくはその近傍となる前記照明装置内の位置に配
置したものである。
示す如く、照明光を供給する光源手段１と、その光源手
段１からの照明光によって複数の光束を形成するオプテ
ィカルインテグレーターと、そのオプティカルインテグ
レーターからの複数の光束を集光して被照明物体面を重
畳的に照明するコンデンサー光学系とを有する構成を基
本とし、照明光に対して所定の透過率分布もしくは所定
の透過率を持ち照明光の光量を減衰させる光量減衰部が
部分的に形成された透過性の光学部材を被照明物体面と
共役若しくはその近傍となる前記照明装置内の位置に配
置したものである。
【０００６】
【作用】上記の構成によれば、被照明物体面の任意の箇
所に任意の微小量の照度調整が可能となり、従来よりも
格段に均一となる照度分布を被照明物体面上に形成する
ことが可能となる。例えば、照度の調整手法の１つとし
ては、被照明物体面上での照度分布の変動が２％程度で
ある場合には、被照明物体面上最も照度の低い領域に合
わせ、他の箇所の照度を微小量だけ落として行けば、被
照明物体面の照度分布を均一にすることができる。ま
た、別の照度の調整手法の１つとしては、被照明物体面
上での照度分布の変動が数％程度である場合には、被照
明物体面上最も照度の低い領域に合わせ、他の箇所の照
度を微小量ずつ段階的に落として行けば、被照明物体面
の照度分布を均一にすることができる。
所に任意の微小量の照度調整が可能となり、従来よりも
格段に均一となる照度分布を被照明物体面上に形成する
ことが可能となる。例えば、照度の調整手法の１つとし
ては、被照明物体面上での照度分布の変動が２％程度で
ある場合には、被照明物体面上最も照度の低い領域に合
わせ、他の箇所の照度を微小量だけ落として行けば、被
照明物体面の照度分布を均一にすることができる。ま
た、別の照度の調整手法の１つとしては、被照明物体面
上での照度分布の変動が数％程度である場合には、被照
明物体面上最も照度の低い領域に合わせ、他の箇所の照
度を微小量ずつ段階的に落として行けば、被照明物体面
の照度分布を均一にすることができる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
図１は本発明による一実施例の構成の概略を示す光学構
成図である。超高圧水銀ランプ11の中心の発光点は楕円
鏡12の第１焦点上に配置されており、この超高圧水銀ラ
ンプ11からの光束は楕円鏡12により反射集光され、コー
ルドミラー13によって反射される。その後、このコール
ドミラー13で反射された光束は、楕円鏡12の第２焦点上
で一旦集光されて、コリメーションレンズ14によって平
行光束に変換され、フライアイインテグレーター17へ導
かれる。
図１は本発明による一実施例の構成の概略を示す光学構
成図である。超高圧水銀ランプ11の中心の発光点は楕円
鏡12の第１焦点上に配置されており、この超高圧水銀ラ
ンプ11からの光束は楕円鏡12により反射集光され、コー
ルドミラー13によって反射される。その後、このコール
ドミラー13で反射された光束は、楕円鏡12の第２焦点上
で一旦集光されて、コリメーションレンズ14によって平
行光束に変換され、フライアイインテグレーター17へ導
かれる。
【０００８】ここで、これら超高圧水銀ランプ11、楕円
鏡12及びコリメーションレンズ14は、ほぼ平行光束の照
明光を供給する光源部１を構成している。この光源部１
からの平行光束中には所望の波長域の光束のみを透過さ
せる干渉フィルター15と、所定の透過率分布もしくは所
定の透過率を持つ光量減衰部が部分的に形成された平行
平面透過部材16が配置されている。
鏡12及びコリメーションレンズ14は、ほぼ平行光束の照
明光を供給する光源部１を構成している。この光源部１
からの平行光束中には所望の波長域の光束のみを透過さ
せる干渉フィルター15と、所定の透過率分布もしくは所
定の透過率を持つ光量減衰部が部分的に形成された平行
平面透過部材16が配置されている。
【０００９】さて、フライアイインテグレーター17は複
数のレンズ素子が束ねられたレンズ素子の集合体で構成
されており、コリメーションレンズ14からの平行光束が
フライアイインテグレーター17を通過することによっ
て、そのフライアイインテグレーター17の射出側には、
これを構成する小レンズの数と等しい数の集光点が形成
され、ここには実質的に２次光源（面光源）が形成され
る。この２次光源からの光束は集光レンズ18（コンデン
サーレンズ）によってこれの後側焦点位置で集光され、
集光レンズ18の後側焦点位置に配置された視野絞り19の
開口部を重畳的に照明した後、この視野絞り19を通過し
た光束はリレー光学系（20,22)へ導かる。このリレー光
学系（20,22)は、第１リレーレンズ20と第２リレーレン
ズ22とから構成されており、この第１及び第２リレーレ
ンズ（20,22)との間には途中光路屈曲用のミラー24が配
置されている。
数のレンズ素子が束ねられたレンズ素子の集合体で構成
されており、コリメーションレンズ14からの平行光束が
フライアイインテグレーター17を通過することによっ
て、そのフライアイインテグレーター17の射出側には、
これを構成する小レンズの数と等しい数の集光点が形成
され、ここには実質的に２次光源（面光源）が形成され
る。この２次光源からの光束は集光レンズ18（コンデン
サーレンズ）によってこれの後側焦点位置で集光され、
集光レンズ18の後側焦点位置に配置された視野絞り19の
開口部を重畳的に照明した後、この視野絞り19を通過し
た光束はリレー光学系（20,22)へ導かる。このリレー光
学系（20,22)は、第１リレーレンズ20と第２リレーレン
ズ22とから構成されており、この第１及び第２リレーレ
ンズ（20,22)との間には途中光路屈曲用のミラー24が配
置されている。
【００１０】視野絞り19の開口部を重畳的に照明する複
数の光束は、視野絞り19の開口部を通過後、第１リレー
レンズ20、ミラー17及び第２リレーレンズ22を介して照
明物体面23を重畳的に照明し、ここには視野絞り19の像
が形成される。そして、被照明物体面23上には被照明物
体として例えばレチクルが配置されており、このレチク
ル上に形成される所望の回路パターンが、図示無き投影
対物レンズによってウエハ面上に投影されるのである。
数の光束は、視野絞り19の開口部を通過後、第１リレー
レンズ20、ミラー17及び第２リレーレンズ22を介して照
明物体面23を重畳的に照明し、ここには視野絞り19の像
が形成される。そして、被照明物体面23上には被照明物
体として例えばレチクルが配置されており、このレチク
ル上に形成される所望の回路パターンが、図示無き投影
対物レンズによってウエハ面上に投影されるのである。
【００１１】なお、フライアイインテグレーター17の入
射面は、フライアイインテグレーター17、コンデンサー
光学系（18,20,22) に関して、照明物体面23と共役であ
り、視野絞り19は、リレー光学系（20,22)に関して、照
明物体面23と共役である。次に、フライアイインテグレ
ーター17の入射面近傍に配置された平行平面透明部材16
について図２を参照しながら詳述する。
射面は、フライアイインテグレーター17、コンデンサー
光学系（18,20,22) に関して、照明物体面23と共役であ
り、視野絞り19は、リレー光学系（20,22)に関して、照
明物体面23と共役である。次に、フライアイインテグレ
ーター17の入射面近傍に配置された平行平面透明部材16
について図２を参照しながら詳述する。
【００１２】図２の（Ａ）は光量減衰部31を有する平行
平面透明部材16を通してフライアイインテグレーター17
を見たときの平面図、（Ｂ）は（Ａ）を側面から見たと
きの平行平面透明部材16とフライアイインテグレーター
17との配置関係を示す図である。図２に示す如く、平行
平面透明部材16には、フライアイインテグレーター17を
構成する多数のレンズ素子の内の一つのレンズ素子30に
入射する光束の光量をコントロールするために、光量減
衰部31はレンズ素子30の断面全体を覆うように形成され
ている。光量減衰部31は、遮光性のクロム等金属の微小
ドットの密度を連続的に変化させて形成された微小ドッ
トの集合体で構成されており、所定の透過率分布を有し
ている。なお、光量減衰部31は透過性の微小ドットの集
合体で構成されても良く、さらには、所定の透過率分布
特性を持つ誘電体薄膜で形成しても良い。
平面透明部材16を通してフライアイインテグレーター17
を見たときの平面図、（Ｂ）は（Ａ）を側面から見たと
きの平行平面透明部材16とフライアイインテグレーター
17との配置関係を示す図である。図２に示す如く、平行
平面透明部材16には、フライアイインテグレーター17を
構成する多数のレンズ素子の内の一つのレンズ素子30に
入射する光束の光量をコントロールするために、光量減
衰部31はレンズ素子30の断面全体を覆うように形成され
ている。光量減衰部31は、遮光性のクロム等金属の微小
ドットの密度を連続的に変化させて形成された微小ドッ
トの集合体で構成されており、所定の透過率分布を有し
ている。なお、光量減衰部31は透過性の微小ドットの集
合体で構成されても良く、さらには、所定の透過率分布
特性を持つ誘電体薄膜で形成しても良い。
【００１３】今、光量減衰部31を有する平行平面透明部
材16をフライアイインテグレーター17の入射面近傍に配
置しない状態（照明むらが補正されていない状態）にお
いて照明物体面23上では図３に示す如き小さな照度むら
（例えば、１％〜２％程度の照度の変動）を持つ照度分
布が形成される場合には、平行平面透明部材16上に形成
される光量減衰部31は、図４に示す如く、例えば、図３
の照度分布とは逆の傾向の透過率分布特性を有するよう
に構成されている。なお、図３では照度むらの様子を理
解を容易にするために照度変動量を誇張して示してい
る。
材16をフライアイインテグレーター17の入射面近傍に配
置しない状態（照明むらが補正されていない状態）にお
いて照明物体面23上では図３に示す如き小さな照度むら
（例えば、１％〜２％程度の照度の変動）を持つ照度分
布が形成される場合には、平行平面透明部材16上に形成
される光量減衰部31は、図４に示す如く、例えば、図３
の照度分布とは逆の傾向の透過率分布特性を有するよう
に構成されている。なお、図３では照度むらの様子を理
解を容易にするために照度変動量を誇張して示してい
る。
【００１４】すると、この光量減衰部31の光量減衰作用
を受けてレンズ素子30を通過する部分光束をはじめとし
て、その他の複数のレンズ素子を通過する複数の部分光
束は、集光レンズ18、視野絞り19、第１リレーレンズ2
0、ミラー21及び第２リレーレンズ22を介して照明物体
面23を重畳的に照明すると、光量減衰部31の光量減衰作
用によって図３に示す照明物体面23上での小さな照度む
らが相殺され、照明物体面23では図５に示す如き均一な
照明分布に調整される。
を受けてレンズ素子30を通過する部分光束をはじめとし
て、その他の複数のレンズ素子を通過する複数の部分光
束は、集光レンズ18、視野絞り19、第１リレーレンズ2
0、ミラー21及び第２リレーレンズ22を介して照明物体
面23を重畳的に照明すると、光量減衰部31の光量減衰作
用によって図３に示す照明物体面23上での小さな照度む
らが相殺され、照明物体面23では図５に示す如き均一な
照明分布に調整される。
【００１５】また、光量減衰部31を有する平行平面透明
部材16をフライアイインテグレーター17の入射面近傍に
配置しない状態（照明むらが補正されていない状態）に
おいて照明物体面23上では比較的大きな照度むら（例え
ば、２％程度以上の照度の変動）を持つ照度分布が形成
される場合には、照明物体面23上での照度分布と逆の透
過率分布特性を有する複数の光量減衰部31をフライアイ
インテグレーター17中のレンズ素子の各々に対応するよ
うに平行平面透明部材16上に形成する事が好ましく、こ
の場合、複数の光量減衰部31は、各レンズ素子に入射す
る光束の全部を覆うように平行平面透明部材16上にそれ
ぞれ形成される事が良い。さらに、互いに異なる透過率
分布特性を有する複数の光量減衰部31をフライアイイン
テグレーター17中のレンズ素子の各々に対応するように
平行平面透明部材16上に形成しても良く、このとき、各
レンズ素子を通過した光束が最終的に照明物体面23上で
重畳的に照明する事により形成される照度分布が均一と
なるように、各光量減衰部31の透過率分布をそれぞれ設
定する事が良い。従って、この場合には、光量減衰部31
は、少なくとも２つのレンズ素子に入射する光束の全部
を覆うように平行平面透明部材16上にそれぞれ形成され
る必要はなく、各レンズ素子に入射する光束の１部を覆
うように平行平面透明部材16上にそれぞれ形成されても
良い。
部材16をフライアイインテグレーター17の入射面近傍に
配置しない状態（照明むらが補正されていない状態）に
おいて照明物体面23上では比較的大きな照度むら（例え
ば、２％程度以上の照度の変動）を持つ照度分布が形成
される場合には、照明物体面23上での照度分布と逆の透
過率分布特性を有する複数の光量減衰部31をフライアイ
インテグレーター17中のレンズ素子の各々に対応するよ
うに平行平面透明部材16上に形成する事が好ましく、こ
の場合、複数の光量減衰部31は、各レンズ素子に入射す
る光束の全部を覆うように平行平面透明部材16上にそれ
ぞれ形成される事が良い。さらに、互いに異なる透過率
分布特性を有する複数の光量減衰部31をフライアイイン
テグレーター17中のレンズ素子の各々に対応するように
平行平面透明部材16上に形成しても良く、このとき、各
レンズ素子を通過した光束が最終的に照明物体面23上で
重畳的に照明する事により形成される照度分布が均一と
なるように、各光量減衰部31の透過率分布をそれぞれ設
定する事が良い。従って、この場合には、光量減衰部31
は、少なくとも２つのレンズ素子に入射する光束の全部
を覆うように平行平面透明部材16上にそれぞれ形成され
る必要はなく、各レンズ素子に入射する光束の１部を覆
うように平行平面透明部材16上にそれぞれ形成されても
良い。
【００１６】次に、本発明による別の実施例について説
明する。今、光量減衰部31を有する平行平面透明部材16
をフライアイインテグレーター17の入射面近傍に配置し
ない状態（照明むらが補正されていない状態）において
照明物体面23上での照度が図６に示す如き照度むらを有
しているものとする。図６の（Ａ）は照明物体面23上で
形成される照度分布を真上から見た時の等照度曲線（ｉ
1 〜ｉ5 ）を示しており、（Ｂ）は（Ａ）のａ−ａ’断
面方向での照度分布の様子を示している。なお、図６
（Ａ）の等照度曲線（ｉ1 〜ｉ5 ）は、最大照度を100
％とした時に照度がそれぞれ99.5％、99.0％、98.5％、
98.0％、97.5％となる箇所の様子を示しており、図６
（Ｂ）では、照明むらの様子を分かり易くするために、
照明むらの変動量を誇張して示している。
明する。今、光量減衰部31を有する平行平面透明部材16
をフライアイインテグレーター17の入射面近傍に配置し
ない状態（照明むらが補正されていない状態）において
照明物体面23上での照度が図６に示す如き照度むらを有
しているものとする。図６の（Ａ）は照明物体面23上で
形成される照度分布を真上から見た時の等照度曲線（ｉ
1 〜ｉ5 ）を示しており、（Ｂ）は（Ａ）のａ−ａ’断
面方向での照度分布の様子を示している。なお、図６
（Ａ）の等照度曲線（ｉ1 〜ｉ5 ）は、最大照度を100
％とした時に照度がそれぞれ99.5％、99.0％、98.5％、
98.0％、97.5％となる箇所の様子を示しており、図６
（Ｂ）では、照明むらの様子を分かり易くするために、
照明むらの変動量を誇張して示している。
【００１７】本実施例では、図６に示す如き照度むらを
補正するために、図６（Ａ）の５つの等照度曲線により
形成される形状と相似な形状を有する５つの光量減衰部
31を、図７に示す如く、フライアイインテグレーター17
の各レンズ素子に対応するように、平行平面透明部材16
上に形成している。この時、各光量減衰部31は、所定の
透過率分布特性を持つ誘電体薄膜で形成されており、こ
れらは互いに等しい所定の透過率を有しているが、密度
が一定となる遮光性又は透過性の微小ドットの集合体で
構成されても良い。図８は各光量減衰部31の透過率を合
成した時の透過分布の様子を示しており、換言すれば、
各光量減衰部31のみを通過した光束が、最終的に照明物
体面23上を照明する時の照度分布の様子を示している事
と等く、これが照度分布の補正量に相当する。
補正するために、図６（Ａ）の５つの等照度曲線により
形成される形状と相似な形状を有する５つの光量減衰部
31を、図７に示す如く、フライアイインテグレーター17
の各レンズ素子に対応するように、平行平面透明部材16
上に形成している。この時、各光量減衰部31は、所定の
透過率分布特性を持つ誘電体薄膜で形成されており、こ
れらは互いに等しい所定の透過率を有しているが、密度
が一定となる遮光性又は透過性の微小ドットの集合体で
構成されても良い。図８は各光量減衰部31の透過率を合
成した時の透過分布の様子を示しており、換言すれば、
各光量減衰部31のみを通過した光束が、最終的に照明物
体面23上を照明する時の照度分布の様子を示している事
と等く、これが照度分布の補正量に相当する。
【００１８】図８から理解される如く、各光量減衰部31
の透過率を合成した時の透過率分布は、照明物体面23上
での照度分布が補正されていない様子を示す図６の照度
分布とほぼ逆の特性を有している。従って、図７に示す
如く、５つの異なる形状を有する等しい透過率の光量減
衰部31を各レンズ素子の各々に対応するように平行平面
透明部材16に形成し、その平行平面透明部材16をフライ
アイインテグレーター17の入面近傍に配置すれば、図９
に示す如く、照明物体面23上での照度分布は完全にフラ
ットとすることは出来ないが、照度の変動量を原理的に
１％以内に抑えることができ、従来よりも格段に均一な
照度分布を得ることができる。
の透過率を合成した時の透過率分布は、照明物体面23上
での照度分布が補正されていない様子を示す図６の照度
分布とほぼ逆の特性を有している。従って、図７に示す
如く、５つの異なる形状を有する等しい透過率の光量減
衰部31を各レンズ素子の各々に対応するように平行平面
透明部材16に形成し、その平行平面透明部材16をフライ
アイインテグレーター17の入面近傍に配置すれば、図９
に示す如く、照明物体面23上での照度分布は完全にフラ
ットとすることは出来ないが、照度の変動量を原理的に
１％以内に抑えることができ、従来よりも格段に均一な
照度分布を得ることができる。
【００１９】なお、本実施例では、図６（ａ）の如く照
度が100 ％〜97.5％の間で0.5 ％毎に５ヶ所に分割し、
各分割した箇所の照度分布の断面と相似となる形状とな
る５つの光量減衰部31を平行平面透明部材16上に形成し
たが、さらに、照度が100 ％〜97.5％の間を細かく複数
に分割し、各分割した箇所の照度分布の断面と相似とな
る形状となる複数の光量減衰部31を平行平面透明部材16
上に形成すれば、図９に示す照度分布をさらに改善で
き、照度分布をより一層均一にすることが可能となる。
度が100 ％〜97.5％の間で0.5 ％毎に５ヶ所に分割し、
各分割した箇所の照度分布の断面と相似となる形状とな
る５つの光量減衰部31を平行平面透明部材16上に形成し
たが、さらに、照度が100 ％〜97.5％の間を細かく複数
に分割し、各分割した箇所の照度分布の断面と相似とな
る形状となる複数の光量減衰部31を平行平面透明部材16
上に形成すれば、図９に示す照度分布をさらに改善で
き、照度分布をより一層均一にすることが可能となる。
【００２０】以上においては、照明物体面23と共役なフ
ライアイインテグレーター17の入射面の位置近傍にて光
量減衰部を持つ平行平面透明部材16を配置した例を説明
したがこれに限るものではなく、この光量減衰部を持つ
平行平面透明部材16の代わりに、例えば、図１の点線で
示す如く、光量減衰部を持つ平行平面透明部材40を照明
物体面23と共役な視野絞り19の位置近傍（視野絞り19を
挟んで前後）に配置しても良い。
ライアイインテグレーター17の入射面の位置近傍にて光
量減衰部を持つ平行平面透明部材16を配置した例を説明
したがこれに限るものではなく、この光量減衰部を持つ
平行平面透明部材16の代わりに、例えば、図１の点線で
示す如く、光量減衰部を持つ平行平面透明部材40を照明
物体面23と共役な視野絞り19の位置近傍（視野絞り19を
挟んで前後）に配置しても良い。
【００２１】そこで、以下において、視野絞り19の位置
近傍に配置される平行平面透明部材40上の光量減衰部41
の好ましき構成について説明する。今、平行平面透明部
材40が視野絞り19の位置近傍に配置されていない状態で
の照度が前述した図６に示す如き照度むらを有している
ものとする。この場合は、図６（Ａ）の５つの等照度曲
線（ｉ1 〜ｉ5 ）により形成される形状と相似な形状を
有する５つの光量減衰部（41〜45) を図６（Ａ）の等照
度曲線と等しくなるように重ね合わせて平行平面透明部
材40上に形成する。図10はこの時の様子を示しており、
光源側から平行平面透明部材40を通して視野絞り17の開
口部を見た時の様子を示している。
近傍に配置される平行平面透明部材40上の光量減衰部41
の好ましき構成について説明する。今、平行平面透明部
材40が視野絞り19の位置近傍に配置されていない状態で
の照度が前述した図６に示す如き照度むらを有している
ものとする。この場合は、図６（Ａ）の５つの等照度曲
線（ｉ1 〜ｉ5 ）により形成される形状と相似な形状を
有する５つの光量減衰部（41〜45) を図６（Ａ）の等照
度曲線と等しくなるように重ね合わせて平行平面透明部
材40上に形成する。図10はこの時の様子を示しており、
光源側から平行平面透明部材40を通して視野絞り17の開
口部を見た時の様子を示している。
【００２２】ここで、各光量減衰部（41〜45) は、互い
に異なる透過率分布特性を持つ誘電体薄膜で形成されて
おり、各光量減衰部41〜45の透過率はそれぞれ異なる所
定の透過率差を有している。例えば、図６（Ａ）の等照
度曲線ｉ1 〜ｉ5 は、前述の如く、最大照度に対して0.
5 ％毎に５分割（99.5％、99.0％、98.5％、98.0％、9
7.5％）した場合を示しており、光量減衰部41は照度97.
5％の等照度曲線ｉ5 ，光量減衰部42は照度98.0％の等
照度曲線ｉ4 ，光量減衰部42は照度98.5％の等照度曲線
ｉ3 ，光量減衰部43は照度99.0％の等照度曲線ｉ2 ，光
量減衰部41は照度99.5％の等照度曲線ｉ1 にそれぞれ対
応している。
に異なる透過率分布特性を持つ誘電体薄膜で形成されて
おり、各光量減衰部41〜45の透過率はそれぞれ異なる所
定の透過率差を有している。例えば、図６（Ａ）の等照
度曲線ｉ1 〜ｉ5 は、前述の如く、最大照度に対して0.
5 ％毎に５分割（99.5％、99.0％、98.5％、98.0％、9
7.5％）した場合を示しており、光量減衰部41は照度97.
5％の等照度曲線ｉ5 ，光量減衰部42は照度98.0％の等
照度曲線ｉ4 ，光量減衰部42は照度98.5％の等照度曲線
ｉ3 ，光量減衰部43は照度99.0％の等照度曲線ｉ2 ，光
量減衰部41は照度99.5％の等照度曲線ｉ1 にそれぞれ対
応している。
【００２３】今、図６（Ｂ）に示す照度分布を補正する
には、各光量減衰部41〜45の合成の透過率が、図６
（Ｂ）の照度分布を反転させた如き分布を有するように
各光量減衰部41〜45の透過率を設定すれば良い。従っ
て、上述した各光量減衰部41〜45とそれに対応する等照
度曲線ｉ1 〜ｉ5 との対応関係を逆転するような関係で
設定、即ち光量減衰部41の透過率を99.5％、光量減衰部
42の透過率を99.0％、光量減衰部43の透過率を98.5％、
光量減衰部44の透過率を98.0％、光量減衰部45の透過率
を97.5％となるように設定すれば良い。
には、各光量減衰部41〜45の合成の透過率が、図６
（Ｂ）の照度分布を反転させた如き分布を有するように
各光量減衰部41〜45の透過率を設定すれば良い。従っ
て、上述した各光量減衰部41〜45とそれに対応する等照
度曲線ｉ1 〜ｉ5 との対応関係を逆転するような関係で
設定、即ち光量減衰部41の透過率を99.5％、光量減衰部
42の透過率を99.0％、光量減衰部43の透過率を98.5％、
光量減衰部44の透過率を98.0％、光量減衰部45の透過率
を97.5％となるように設定すれば良い。
【００２４】以上の複数の光量減衰部（41〜45) を有す
る平行平面透明部材40を視野絞り19の位置近傍に配置す
れば、図９に示す如く、照明物体面23上での照度分布の
変動量を原理的に１％以内に抑えることができ、従来よ
りも格段に均一な照度分布を得ることができる。なお、
各光量減衰部（41〜45) は、密度が一定となる遮光性又
は透過性の微小ドットの集合体で構成されても良い。
る平行平面透明部材40を視野絞り19の位置近傍に配置す
れば、図９に示す如く、照明物体面23上での照度分布の
変動量を原理的に１％以内に抑えることができ、従来よ
りも格段に均一な照度分布を得ることができる。なお、
各光量減衰部（41〜45) は、密度が一定となる遮光性又
は透過性の微小ドットの集合体で構成されても良い。
【００２５】以上では、照明装置内において、平行平面
透明部材16又は平行平面透明部材40を物体照明物体面23
と共役となる位置に固定的に配置した例を説明したが、
これらの部材を光軸方向へ移動させれば、物体照明物体
面23での照度分布を微調整することができる。さらに
は、光量減衰部が互いに異なる形状もしくは異なる数で
形成された複数の平行平面透明部材を交換可能に設けて
も良い。これにより、光源の出力の不安定さ、環境変化
等の要因により物体照明物体面23での照明分布が変化す
る場合に対応することができる。
透明部材16又は平行平面透明部材40を物体照明物体面23
と共役となる位置に固定的に配置した例を説明したが、
これらの部材を光軸方向へ移動させれば、物体照明物体
面23での照度分布を微調整することができる。さらに
は、光量減衰部が互いに異なる形状もしくは異なる数で
形成された複数の平行平面透明部材を交換可能に設けて
も良い。これにより、光源の出力の不安定さ、環境変化
等の要因により物体照明物体面23での照明分布が変化す
る場合に対応することができる。
【００２６】また、以上においては、複数のレンズ素子
の集合体よりなるフライアイインテグレーター17（フラ
イアイレンズ）をオプティカルインテグレーターとして
いるが、これの代わりに、例えば、内面反射型の角柱状
光学部材（ロッド型のオプティカルインテグレーター）
等を用いても良い。なお、特開昭６４ー４２８２１号に
開示さている従来の手法と本発明とを併用することも可
能である。例えば、平行平面透明部材16又は平行平面透
明部材40に従来の遮光部と本発明の光量減衰部とを形成
する。これにより、遮光部の作用によって照明分布を粗
く均一となるように粗調整し、光量減衰部の作用により
粗く均一となった照明分布を１％程度となるように微調
整することができる。
の集合体よりなるフライアイインテグレーター17（フラ
イアイレンズ）をオプティカルインテグレーターとして
いるが、これの代わりに、例えば、内面反射型の角柱状
光学部材（ロッド型のオプティカルインテグレーター）
等を用いても良い。なお、特開昭６４ー４２８２１号に
開示さている従来の手法と本発明とを併用することも可
能である。例えば、平行平面透明部材16又は平行平面透
明部材40に従来の遮光部と本発明の光量減衰部とを形成
する。これにより、遮光部の作用によって照明分布を粗
く均一となるように粗調整し、光量減衰部の作用により
粗く均一となった照明分布を１％程度となるように微調
整することができる。
【００２７】
【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、被照明物
体面の任意の箇所に任意の微小量の照度調整が可能とな
り、従来よりも格段に均一となる照度分布を被照明物体
面上に形成することが可能となる。
体面の任意の箇所に任意の微小量の照度調整が可能とな
り、従来よりも格段に均一となる照度分布を被照明物体
面上に形成することが可能となる。
【図１】本発明による照明装置の一実施例の概略を示す
光学構成図である。
光学構成図である。
【図２】（Ａ）は光量減衰部31を持つ平行平面透明部材
16を通してフライアイインテグレーター17を見たときの
平面図、（Ｂ）は（Ａ）を側面から見たときの平行平面
透明部材16とフライアイインテグレーター17との配置関
係を示す図である。
16を通してフライアイインテグレーター17を見たときの
平面図、（Ｂ）は（Ａ）を側面から見たときの平行平面
透明部材16とフライアイインテグレーター17との配置関
係を示す図である。
【図３】照明むらが補正されていないときの照明物体面
23上での照明分布を示す図である。
23上での照明分布を示す図である。
【図４】図２に示す平行平面透明部材16上に形成される
光量減衰部31の透過率分布を示す図である。
光量減衰部31の透過率分布を示す図である。
【図５】図２に示す平行平面透明部材16の配置によって
照明むらが補正された時の照明物体面23上での照明分布
を示す図である。
照明むらが補正された時の照明物体面23上での照明分布
を示す図である。
【図６】（Ａ）は照明むらが補正されていない時におい
て照明物体面23上での照度分布を真上から見た時の等照
度曲線（ｉ1 〜ｉ5 ）を示す図、（Ｂ）は（Ａ）のａ−
ａ’断面方向での照度分布を示す図である。
て照明物体面23上での照度分布を真上から見た時の等照
度曲線（ｉ1 〜ｉ5 ）を示す図、（Ｂ）は（Ａ）のａ−
ａ’断面方向での照度分布を示す図である。
【図７】（Ａ）は図２（Ａ）とは異なる光量減衰部31を
持つ平行平面透明部材16を通してフライアイインテグレ
ーター17を見たときの平面図、（Ｂ）は（Ａ）を側面か
ら見たときの平行平面透明部材16とフライアイインテグ
レーター17との配置関係を示す図である。
持つ平行平面透明部材16を通してフライアイインテグレ
ーター17を見たときの平面図、（Ｂ）は（Ａ）を側面か
ら見たときの平行平面透明部材16とフライアイインテグ
レーター17との配置関係を示す図である。
【図８】図７の平行平面透明部材16上に形成される各光
量減衰部31の透過率を合成したときの透過分布を示す図
である。
量減衰部31の透過率を合成したときの透過分布を示す図
である。
【図９】図７に示す平行平面透明部材16の配置によって
照明むらが補正された時の照明物体面23上での照明分布
を示す図である。
照明むらが補正された時の照明物体面23上での照明分布
を示す図である。
【図１０】光源側から平行平面透明部材40を通して視野
絞り17の開口部を見た時の様子を示す図である。
絞り17の開口部を見た時の様子を示す図である。
1 ・・・ 光源部 16、40・・・ 平行平面透明部材 17・・・ フライアイインテグレーター 18・・・ 集光レンズ（コンデンサーレンズ） 19・・・ 視野絞り 20・・・ 第１リレーレンズ 22・・・ 第２リレーレンズ 31、41・・・ 光量減衰部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｆ 7/20 ５２１ 9122−2Ｈ
Claims (6)
- 【請求項１】照明光を供給する光源手段と、該光源手段
からの照明光によって複数の光束を形成するオプティカ
ルインテグレーターと、該オプティカルインテグレータ
ーからの複数の光束を集光して被照明物体面を重畳的に
照明するコンデンサー光学系とを有する照明装置におい
て、 前記照明光に対して所定の透過率分布もしくは所定の透
過率を持ち前記照明光の光量を減衰させる光量減衰部が
部分的に形成された透過性の光学部材を前記被照明物体
面と共役若しくはその近傍となる前記照明装置内の位置
に配置したことを特徴とする照明装置。 - 【請求項２】前記オプティカルインテグレーターの入射
面は、前記被照明物体と共役に構成され、前記光学部材
は、前記オプティカルインテグレーターの入射面もしく
はその近傍に配置されることを特徴とする請求項１記載
の照明装置。 - 【請求項３】前記オプティカルインテグレーターは複数
のレンズ素子で構成され、前記光量減衰部は、前記オプ
ティカルインテグレーター内の少なくとも１つのレンズ
素子に入射する光束の１部もしくは全部の光量を減衰さ
せるように所定の大きさを有することを特徴とする請求
項２記載の照明装置。 - 【請求項４】前記光量減衰部は、所定の透過率分布を持
つように、遮光性もしくは透過性の複数の微小な点の密
度が連続的に変化する微小な点の集合体より構成される
ことを特徴とする請求項１乃至請求項２記載の照明装
置。 - 【請求項５】前記コンデンサー光学系は、前記照明物体
面の照明領域を制限する視野絞りと、前記オプティカル
インテグレーターからの複数の光束を集光し前記視野絞
りを重畳的に照明する集光光学系と、前記視野絞りを前
記被照明物体に投影するリレー光学系とを有し、前記光
学部材は、前記視野絞りが配置される位置もしくはその
近傍に配置されることを特徴とする請求項１記載の照明
装置。 - 【請求項６】前記光量減衰部は、所定の透過率を持つ薄
膜で形成されることを特徴とする請求項１、２、３、５
又は６記載の照明装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14738993A JP3440458B2 (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 照明装置、パターン投影方法及び半導体素子の製造方法 |
| US08/259,761 US5615047A (en) | 1993-06-18 | 1994-06-14 | Illumination apparatus and exposure apparatus using it |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14738993A JP3440458B2 (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 照明装置、パターン投影方法及び半導体素子の製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002379013A Division JP2003264143A (ja) | 2002-12-27 | 2002-12-27 | 照明装置、パターン投影方法及び半導体素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07130600A true JPH07130600A (ja) | 1995-05-19 |
| JP3440458B2 JP3440458B2 (ja) | 2003-08-25 |
Family
ID=15429160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14738993A Expired - Lifetime JP3440458B2 (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 照明装置、パターン投影方法及び半導体素子の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5615047A (ja) |
| JP (1) | JP3440458B2 (ja) |
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| JP2001033875A (ja) * | 1999-07-26 | 2001-02-09 | Canon Inc | 照明装置及びそれを用いた投影露光装置 |
| JP2001135564A (ja) * | 1999-11-05 | 2001-05-18 | Canon Inc | 投影露光装置 |
| JP2003092253A (ja) * | 2001-09-18 | 2003-03-28 | Nikon Corp | 照明光学系、露光装置、及びマイクロデバイスの製造方法 |
| US6741394B1 (en) | 1998-03-12 | 2004-05-25 | Nikon Corporation | Optical integrator, illumination optical apparatus, exposure apparatus and observation apparatus |
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| WO2018003418A1 (ja) * | 2016-06-28 | 2018-01-04 | 株式会社ブイ・テクノロジー | 照度調整フィルタの製造方法、照度調整フィルタ、照明光学系、及び露光装置 |
| KR20190040294A (ko) * | 2016-08-30 | 2019-04-17 | 캐논 가부시끼가이샤 | 조명 광학계, 리소그래피 장치, 및 물품 제조 방법 |
| WO2023127499A1 (ja) * | 2021-12-28 | 2023-07-06 | 株式会社ニコン | 露光装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| US6323938B1 (en) | 1998-04-27 | 2001-11-27 | Nikon Precision, Inc. | Method of characterizing photolithographic tool performance and photolithographic tool thereof |
| DE10062579A1 (de) * | 1999-12-15 | 2001-06-21 | Nikon Corp | Optischer Integrierer,optische Beleuchtungseinrichtung, Photolithographie-Belichtungseinrichtung,und Beobachtungseinrichtung |
| KR20010085493A (ko) * | 2000-02-25 | 2001-09-07 | 시마무라 기로 | 노광장치, 그 조정방법, 및 상기 노광장치를 이용한디바이스 제조방법 |
| US6704090B2 (en) | 2000-05-11 | 2004-03-09 | Nikon Corporation | Exposure method and exposure apparatus |
| JP2002006225A (ja) * | 2000-06-23 | 2002-01-09 | Nikon Corp | 顕微鏡照明装置 |
| US6373633B1 (en) * | 2000-07-06 | 2002-04-16 | Mems Optical, Llc | Shaping irradiance profiles using optical elements with positive and negative optical powers |
| US6967791B2 (en) * | 2001-12-06 | 2005-11-22 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Illumination systems and methods |
| DE102005042005A1 (de) | 2004-12-23 | 2006-07-06 | Carl Zeiss Smt Ag | Hochaperturiges Objektiv mit obskurierter Pupille |
| KR101314974B1 (ko) * | 2006-02-17 | 2013-10-04 | 칼 짜이스 에스엠티 게엠베하 | 마이크로리소그래픽 조명 시스템 및 이를 구비한 투사 노출장치 |
| DE102007023411A1 (de) * | 2006-12-28 | 2008-07-03 | Carl Zeiss Smt Ag | Optisches Element, Beleuchtungsoptik für die Mikrolithographie mit mindestens einem derartigen optischen Element sowie Beleuchtungssystem mit einer derartigen Beleuchtungsoptik |
| US8736813B2 (en) * | 2008-08-26 | 2014-05-27 | Nikon Corporation | Exposure apparatus with an illumination system generating multiple illumination beams |
| JP5850267B2 (ja) | 2010-08-30 | 2016-02-03 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | マイクロリソグラフィ投影露光装置の照明系 |
| JP6016169B2 (ja) | 2011-01-29 | 2016-10-26 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | マイクロリソグラフィ投影露光装置の照明系 |
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|---|---|---|---|---|
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