JPH07230057A - 照明光学系およびこれを用いた光学装置ならびにその光学装置を用いたデバイス製造方法 - Google Patents
照明光学系およびこれを用いた光学装置ならびにその光学装置を用いたデバイス製造方法Info
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- JPH07230057A JPH07230057A JP6318246A JP31824694A JPH07230057A JP H07230057 A JPH07230057 A JP H07230057A JP 6318246 A JP6318246 A JP 6318246A JP 31824694 A JP31824694 A JP 31824694A JP H07230057 A JPH07230057 A JP H07230057A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 エネルギー損失の少ない照明光学系を提供す
る。 【構成】 放射ビームを複数個の照明ビームに分割する
プリズムユニット２と、その複数個の照明ビームの各々
をプリズムユニット２による分割方向に関してフォーカ
スするシリンドリカルレンズ４と、シリンドリカルレン
ズ４からの複数個の照明ビームの夫々をマスク６上に、
プリズムユニット２による分割方向と直交する方向に関
してフォーカスし且つその分割方向に関してデフォーカ
スする凸レンズ５とを備える。マスク６上には、複数個
の照明ビームの夫々が重ねられ、線状の照明領域が形成
される。
る。 【構成】 放射ビームを複数個の照明ビームに分割する
プリズムユニット２と、その複数個の照明ビームの各々
をプリズムユニット２による分割方向に関してフォーカ
スするシリンドリカルレンズ４と、シリンドリカルレン
ズ４からの複数個の照明ビームの夫々をマスク６上に、
プリズムユニット２による分割方向と直交する方向に関
してフォーカスし且つその分割方向に関してデフォーカ
スする凸レンズ５とを備える。マスク６上には、複数個
の照明ビームの夫々が重ねられ、線状の照明領域が形成
される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ加工機や露光装
置等に用いられる照明光学系の改良に関する。
置等に用いられる照明光学系の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、マスク投影方式を用いたレーザ
加工機や露光装置等の照明光学系としては、複数のレン
ズを２次元的に配列したフライアイレンズを用いてい
る。
加工機や露光装置等の照明光学系としては、複数のレン
ズを２次元的に配列したフライアイレンズを用いてい
る。
【０００３】上述した照明系では、レーザ光源から射出
された光束は、光学ユニットによって拡大あるいは縮小
されてフライアイレンズ入射口の大きさに整形される。
整形された光束は、フライアイレンズを構成する各レン
ズに入射し分割される。分割された各光束はマスク上で
重ね合わされ、マスク上における照射光は広フィールド
に照度均一化がなされる。以上のように、マスクが照度
均一な照射光で照射されると、マスクパターンがサンプ
ル上に形成される。
された光束は、光学ユニットによって拡大あるいは縮小
されてフライアイレンズ入射口の大きさに整形される。
整形された光束は、フライアイレンズを構成する各レン
ズに入射し分割される。分割された各光束はマスク上で
重ね合わされ、マスク上における照射光は広フィールド
に照度均一化がなされる。以上のように、マスクが照度
均一な照射光で照射されると、マスクパターンがサンプ
ル上に形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た照明光学系は、光源から射出された光束を、フライア
イレンズを介してマスク上で広フィールドに均一照射す
るよう構成されているため、１次元的な線状のマスクパ
ターンを照明する場合にはエネルギー損失を生じる。
た照明光学系は、光源から射出された光束を、フライア
イレンズを介してマスク上で広フィールドに均一照射す
るよう構成されているため、１次元的な線状のマスクパ
ターンを照明する場合にはエネルギー損失を生じる。
【０００５】本発明の目的は、エネルギー損失が少ない
照明光学系を提供することにある。さらには、その照明
光学系を用いた光学装置およびその光学装置を用いたデ
バイス製造方法を提供することにある。
照明光学系を提供することにある。さらには、その照明
光学系を用いた光学装置およびその光学装置を用いたデ
バイス製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の照明光学系は、
放射ビームを複数個の照明ビームに分割する手段と、前
記複数個の照明ビームを被照明面上で互いに重ねる光学
系とを有し、前記光学系は実質的に直交する第１、第２
の方向に関して互いに異なる焦点距離を有し、前記複数
個のビームの夫々を、前記被照明面上に、前記第１の方
向に関してフォーカスし且つ前記第２の方向に関してデ
フォーカスすることにより、前記被照明面上に線状の照
明領域を形成することを特徴とする。
放射ビームを複数個の照明ビームに分割する手段と、前
記複数個の照明ビームを被照明面上で互いに重ねる光学
系とを有し、前記光学系は実質的に直交する第１、第２
の方向に関して互いに異なる焦点距離を有し、前記複数
個のビームの夫々を、前記被照明面上に、前記第１の方
向に関してフォーカスし且つ前記第２の方向に関してデ
フォーカスすることにより、前記被照明面上に線状の照
明領域を形成することを特徴とする。
【０００７】上記の場合、分割手段は、放射ビームの波
面を分割するものであってもよい。上記の場合、放射ビ
ームは、レーザビームであってもよい。この場合、レー
ザビームを供給するエキシマレーザを備えていてもよ
い。
面を分割するものであってもよい。上記の場合、放射ビ
ームは、レーザビームであってもよい。この場合、レー
ザビームを供給するエキシマレーザを備えていてもよ
い。
【０００８】上記の場合、複数個の照明ビームの各々を
分割手段による分割方向に関してフォーカスするアナモ
フィック光学系と、前記アナモフィック光学系からの前
記複数個の照明ビームの夫々を、被照明面上に、前記分
割方向と直交する方向に関してフォーカスし且つ前記分
割方向に関してデフォーカスする集光光学系とを有する
ものであってもよい。
分割手段による分割方向に関してフォーカスするアナモ
フィック光学系と、前記アナモフィック光学系からの前
記複数個の照明ビームの夫々を、被照明面上に、前記分
割方向と直交する方向に関してフォーカスし且つ前記分
割方向に関してデフォーカスする集光光学系とを有する
ものであってもよい。
【０００９】上記の場合、アナモフィック光学系はシリ
ンドリカルレンズよりなっていてもよい。
ンドリカルレンズよりなっていてもよい。
【００１０】さらに、集光光学系は、分割方向と該分割
方向に直交する方向に関する焦点距離が互いに等しいも
のであってもよい。
方向に直交する方向に関する焦点距離が互いに等しいも
のであってもよい。
【００１１】さらに、分割手段は、複数個の照明ビーム
の各中心光線がアナモフィック光学系の分割方向に関す
る前側焦点位置で交差するよう放射ビームを分割するも
のであってもよい。この場合、分割手段は、少なくとも
１つの、少なくとも１つの照明ビームを偏向するプリズ
ムを含むものであってもよい。
の各中心光線がアナモフィック光学系の分割方向に関す
る前側焦点位置で交差するよう放射ビームを分割するも
のであってもよい。この場合、分割手段は、少なくとも
１つの、少なくとも１つの照明ビームを偏向するプリズ
ムを含むものであってもよい。
【００１２】さらに、レーザビームを供給するエキシマ
レーザを備えていてもよい。
レーザを備えていてもよい。
【００１３】本発明の光学装置は、放射ビームを複数個
の照明ビームに分割する手段と、前記複数個の照明ビー
ムをマスク上で互いに重ねる光学系とを有し、前記光学
系は実質的に直交する第１、第２の方向に関して互いに
異なる焦点距離を有し、前記複数個のビームの夫々を、
前記マスク上に、前記第１の方向に関してフォーカスし
且つ前記第２の方向に関してデフォーカスすることによ
り、前記マスク上に線状の照明領域を形成し、前記照明
領域が、前記マスク上の線状のパターン領域上に形成さ
れ、前記マスクのパターン領域に形成されたパターンに
応じて加工片が露光されることを特徴とする。
の照明ビームに分割する手段と、前記複数個の照明ビー
ムをマスク上で互いに重ねる光学系とを有し、前記光学
系は実質的に直交する第１、第２の方向に関して互いに
異なる焦点距離を有し、前記複数個のビームの夫々を、
前記マスク上に、前記第１の方向に関してフォーカスし
且つ前記第２の方向に関してデフォーカスすることによ
り、前記マスク上に線状の照明領域を形成し、前記照明
領域が、前記マスク上の線状のパターン領域上に形成さ
れ、前記マスクのパターン領域に形成されたパターンに
応じて加工片が露光されることを特徴とする。
【００１４】上記の場合、分割手段は、放射ビームの波
面を分割するものであってもよい。
面を分割するものであってもよい。
【００１５】上記の場合、放射ビームは、レーザビーム
であってもよい。この場合、レーザビームを供給するエ
キシマレーザを備えていてもよい。さらに、複数個の照
明ビームの各々を分割手段による分割方向に関してフォ
ーカスするアナモフィック光学系と、前記アナモフィッ
ク光学系からの前記複数個の照明ビームの夫々を、被照
明面上に、前記分割方向と直交する方向に関してフォー
カスし且つ前記分割方向に関してデフォーカスする集光
光学系とを有するものであってもよい。この場合、アナ
モフィック光学系はシリンドリカルレンズよりなってい
てもよい。さらに、集光光学系は、分割方向と該分割方
向に直交する方向に関する焦点距離が互いに等しいもの
であってもよい。さらに、分割手段は、複数個の照明ビ
ームの各中心光線がアナモフィック光学系の分割方向に
関する前側焦点位置で交差するよう放射ビームを分割す
るものであってもよい。この場合、分割手段は、少なく
とも１つの、少なくとも１つの照明ビームを偏向するプ
リズムを含むものであってもよい。また、レーザビーム
を供給するエキシマレーザを備えていてもよい。
であってもよい。この場合、レーザビームを供給するエ
キシマレーザを備えていてもよい。さらに、複数個の照
明ビームの各々を分割手段による分割方向に関してフォ
ーカスするアナモフィック光学系と、前記アナモフィッ
ク光学系からの前記複数個の照明ビームの夫々を、被照
明面上に、前記分割方向と直交する方向に関してフォー
カスし且つ前記分割方向に関してデフォーカスする集光
光学系とを有するものであってもよい。この場合、アナ
モフィック光学系はシリンドリカルレンズよりなってい
てもよい。さらに、集光光学系は、分割方向と該分割方
向に直交する方向に関する焦点距離が互いに等しいもの
であってもよい。さらに、分割手段は、複数個の照明ビ
ームの各中心光線がアナモフィック光学系の分割方向に
関する前側焦点位置で交差するよう放射ビームを分割す
るものであってもよい。この場合、分割手段は、少なく
とも１つの、少なくとも１つの照明ビームを偏向するプ
リズムを含むものであってもよい。また、レーザビーム
を供給するエキシマレーザを備えていてもよい。
【００１６】さらに、レーザビームを供給するエキシマ
レーザを備えるものであってもよい。
レーザを備えるものであってもよい。
【００１７】さらに、マスクのパターンを加工片上に結
像する投影光学系を備えるものであってもよい。
像する投影光学系を備えるものであってもよい。
【００１８】本発明のデバイス製造方法は、上述の光学
装置のいずれかによりデバイスパターンを形成すること
を特徴とする。
装置のいずれかによりデバイスパターンを形成すること
を特徴とする。
【００１９】上記の場合、デバイスパターンはノズルプ
レートのインク吐出穴の列であってもよい。
レートのインク吐出穴の列であってもよい。
【００２０】
【作用】上記の如く構成される本発明の照明光学系で
は、分割手段によって放射ビームが複数個の照明ビーム
に分割され、光学系によってその分割された複数個の照
明ビームが被照明面上に互いに重ね合わされ、複数個の
照明ビームの夫々を、被照明面上に、第１の方向に関し
てはフォーカスし、第２の方向に関してはデフォーカス
することにより、被照明面上には照度分布がだいたい均
一な線状の照明領域が形成されるので、被照明面を照明
するビームの強度が高められる。
は、分割手段によって放射ビームが複数個の照明ビーム
に分割され、光学系によってその分割された複数個の照
明ビームが被照明面上に互いに重ね合わされ、複数個の
照明ビームの夫々を、被照明面上に、第１の方向に関し
てはフォーカスし、第２の方向に関してはデフォーカス
することにより、被照明面上には照度分布がだいたい均
一な線状の照明領域が形成されるので、被照明面を照明
するビームの強度が高められる。
【００２１】また、本発明の光学装置においては、上記
照明光学系と同様の作用により、マスク上にはビームの
強度が高められた、照度分布がだいたい均一な線状の照
明領域が形成される。したがって、この照明領域をマス
ク上の線状のパターン領域上に形成するよう構成すれ
ば、少ないエネルギーで、効率良くマスクのパターン領
域に形成されたパターンに応じた加工片の露光を行なう
ことができる。
照明光学系と同様の作用により、マスク上にはビームの
強度が高められた、照度分布がだいたい均一な線状の照
明領域が形成される。したがって、この照明領域をマス
ク上の線状のパターン領域上に形成するよう構成すれ
ば、少ないエネルギーで、効率良くマスクのパターン領
域に形成されたパターンに応じた加工片の露光を行なう
ことができる。
【００２２】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００２３】図１は、本発明の一実施例の照明光学系の
概略構成図で、（ａ）は光束分割方向に垂直な方向から
見た側面図、（ｂ）は光束分割方向から見た上面図であ
る。図２は、図１の（ａ）のプリズムユニット２、遮光
マスク３およびシリンドリルレンズユニット４で構成さ
れる部分を拡大した図である。
概略構成図で、（ａ）は光束分割方向に垂直な方向から
見た側面図、（ｂ）は光束分割方向から見た上面図であ
る。図２は、図１の（ａ）のプリズムユニット２、遮光
マスク３およびシリンドリルレンズユニット４で構成さ
れる部分を拡大した図である。
【００２４】本実施例の照明光学系は、ＫｒＦエキシマ
レーザ等のレーザ光源１と、該レーザ光源１から射出し
たほぼコリメートされたほぼコヒーレントなビームの進
行方向に順次設けられたプリズムユニット２、遮光マス
ク３、シリンドリカルレンズユニット４および回転対称
な凸レンズ５とを備えている。５１、５２はそれぞれレ
ンズ５の前側、後側主平面を示す。
レーザ等のレーザ光源１と、該レーザ光源１から射出し
たほぼコリメートされたほぼコヒーレントなビームの進
行方向に順次設けられたプリズムユニット２、遮光マス
ク３、シリンドリカルレンズユニット４および回転対称
な凸レンズ５とを備えている。５１、５２はそれぞれレ
ンズ５の前側、後側主平面を示す。
【００２５】プリズムユニット２は、図２に示すよう
に、レーザ光源１の射出光軸（中心光線）を対称軸とし
て、２つのプリズムが互いに対向するよう光束分割方向
に並設されたものである。該プリズムユニット２は、レ
ーザ光源１から射出された光束を３分割し、相異なる方
向に向ける。
に、レーザ光源１の射出光軸（中心光線）を対称軸とし
て、２つのプリズムが互いに対向するよう光束分割方向
に並設されたものである。該プリズムユニット２は、レ
ーザ光源１から射出された光束を３分割し、相異なる方
向に向ける。
【００２６】遮光マスク３は、中央部に、短い辺の長さ
が分割した光束の光束分割方向幅となる長方形の開口部
を有し、プリズムユニット２によって３分割された光束
が交わる位置に、該開口部の長手方向が光束分割方向と
垂直になるように設けられている。該遮光マスク３は、
光束通過時に散乱光等の不要な光を排除する。
が分割した光束の光束分割方向幅となる長方形の開口部
を有し、プリズムユニット２によって３分割された光束
が交わる位置に、該開口部の長手方向が光束分割方向と
垂直になるように設けられている。該遮光マスク３は、
光束通過時に散乱光等の不要な光を排除する。
【００２７】シリンドリカルレンズユニット４は、焦点
距離や屈折力が回転対称でない光学素子、すなわちアナ
モフィック光学素子であって、上記遮光マスク３が、こ
のシリンドリカルレンズユニット４の光束分割方向を含
む平面における前側焦点位置となるよう配置される。凸
レンズ５は、シリンドリカルレンズユニット４の後方の
所定の位置に配置される。
距離や屈折力が回転対称でない光学素子、すなわちアナ
モフィック光学素子であって、上記遮光マスク３が、こ
のシリンドリカルレンズユニット４の光束分割方向を含
む平面における前側焦点位置となるよう配置される。凸
レンズ５は、シリンドリカルレンズユニット４の後方の
所定の位置に配置される。
【００２８】上記照明光学系が用いられたレーザ加工機
や露光装置では、図１に示すようにデバイスパターンが
形成されたマスク６が、凸レンズ５の後側焦点位置に配
置され、該マスク６の後方に絞り７および投射レンズ８
が配置される。また、被加工片であるサンプル９は、投
影レンズ８に対してマスク６と共役となる一に配置され
る。なお、該サンプル９としては、プラスチック等の熱
加工可能なもの、あるいはレジスト等が用いられる。マ
スク６上には、光束分割方向に沿って多数個のホール
（穴）が形成されており、本実施例では、均一な照度分
布を有する光束分割方向に線状をなす照明光によりこの
ホール列を照明する。
や露光装置では、図１に示すようにデバイスパターンが
形成されたマスク６が、凸レンズ５の後側焦点位置に配
置され、該マスク６の後方に絞り７および投射レンズ８
が配置される。また、被加工片であるサンプル９は、投
影レンズ８に対してマスク６と共役となる一に配置され
る。なお、該サンプル９としては、プラスチック等の熱
加工可能なもの、あるいはレジスト等が用いられる。マ
スク６上には、光束分割方向に沿って多数個のホール
（穴）が形成されており、本実施例では、均一な照度分
布を有する光束分割方向に線状をなす照明光によりこの
ホール列を照明する。
【００２９】レーザ光源１を射出した光束は、プリズム
ユニット２によって３つの光束に分割される。３分割さ
れた光束は、一度遮光マスク３の位置、すなわちシリン
ドリカルレンズユニット４の前側焦点位置でそれぞれの
光束が交わり、遮光マスク３によって不要な光が排除さ
れた後、シリンドリカルレンズユニット４へ相異なる方
向から入射する。該入射した３光束の、遮光マスク３の
開口部の中心を通過した中心光線は、照明系の光軸ＡＸ
に対して平行にシリンドリカルレンズユニット４から射
出する。シリンドリカルレンズユニット４から射出した
３光束は、該レンズユニットの後側焦点位置で夫々一度
線状に収束した後、凸レンズ５に入射する。３光束は、
凸レンズ５により凸レンズ５の後側焦点位置、すなわち
マスク６上で互いに重なり合い、照度分布がだいたい均
一な線状の像としてマスク６上に投影される。この線状
の像は、３光束の夫々をマスク６面に対してホール列方
向に関してデフォーカスさせ、ホール列方向と直交する
方向に関してフォーカスすることにより形成した。投影
レンズ８はマスク６のホール列の像によりサンプル９に
ホール列を形成し（穴をあけ）、このサンプル９がイン
クジェットプリンターのインク吐出用のノズルプレート
として用いられる。また、投影レンズ８の絞り７の位置
（開口）では、３光束の夫々は、ホール列方向に関して
フォーカスし、ホール列と直交する方向に関してデフォ
ーカスする。
ユニット２によって３つの光束に分割される。３分割さ
れた光束は、一度遮光マスク３の位置、すなわちシリン
ドリカルレンズユニット４の前側焦点位置でそれぞれの
光束が交わり、遮光マスク３によって不要な光が排除さ
れた後、シリンドリカルレンズユニット４へ相異なる方
向から入射する。該入射した３光束の、遮光マスク３の
開口部の中心を通過した中心光線は、照明系の光軸ＡＸ
に対して平行にシリンドリカルレンズユニット４から射
出する。シリンドリカルレンズユニット４から射出した
３光束は、該レンズユニットの後側焦点位置で夫々一度
線状に収束した後、凸レンズ５に入射する。３光束は、
凸レンズ５により凸レンズ５の後側焦点位置、すなわち
マスク６上で互いに重なり合い、照度分布がだいたい均
一な線状の像としてマスク６上に投影される。この線状
の像は、３光束の夫々をマスク６面に対してホール列方
向に関してデフォーカスさせ、ホール列方向と直交する
方向に関してフォーカスすることにより形成した。投影
レンズ８はマスク６のホール列の像によりサンプル９に
ホール列を形成し（穴をあけ）、このサンプル９がイン
クジェットプリンターのインク吐出用のノズルプレート
として用いられる。また、投影レンズ８の絞り７の位置
（開口）では、３光束の夫々は、ホール列方向に関して
フォーカスし、ホール列と直交する方向に関してデフォ
ーカスする。
【００３０】上述のような照明光学系では、シリンドリ
カルレンズユニット４の焦点距離ｆ 1は、分割された光
束の幅、凸レンズ５の焦点距離およびマスク６上に投影
される線状光束（像）された像の長さで決定される。こ
こで、プリズムユニット２へ入射する光束の幅をａ、光
束を分割した数をｎ、凸レンズ５の焦点距離をｆ2、凸
レンズ５のリレー倍率をｍ、凸レンズ５の後側主平面５
２から像面である絞り７までの距離をｂ、マスク６上に
結像された線状光束の長さをＬとすると、シリンドリカ
ルレンズユニット４の焦点距離ｆ1は以下の式で表され
る。
カルレンズユニット４の焦点距離ｆ 1は、分割された光
束の幅、凸レンズ５の焦点距離およびマスク６上に投影
される線状光束（像）された像の長さで決定される。こ
こで、プリズムユニット２へ入射する光束の幅をａ、光
束を分割した数をｎ、凸レンズ５の焦点距離をｆ2、凸
レンズ５のリレー倍率をｍ、凸レンズ５の後側主平面５
２から像面である絞り７までの距離をｂ、マスク６上に
結像された線状光束の長さをＬとすると、シリンドリカ
ルレンズユニット４の焦点距離ｆ1は以下の式で表され
る。
【００３１】 ｆ1＝（ａ÷ｎ）×（（ｂ−ｆ2）÷Ｌ）×｜１÷ｍ｜ ここで、マスク６のパターン領域は形状が線状（１次元
ホール列）であることから、上記像の長さＬは、マスク
６のホール列の長さより大きければ良いこととなり、上
記シリンドリカルレンズユニット４の焦点距離ｆ1は、
以下の式の関係を満たすよう設定される。
ホール列）であることから、上記像の長さＬは、マスク
６のホール列の長さより大きければ良いこととなり、上
記シリンドリカルレンズユニット４の焦点距離ｆ1は、
以下の式の関係を満たすよう設定される。
【００３２】 ｆ1≦（ａ÷ｎ）×（（ｂ−ｆ2）÷Ｌ）×｜１÷ｍ｜ ここで、Ｌmは線状のマスクのホール列の長さを表す。
【００３３】次に、プリズムユニット２を構成する２つ
のプリズムから出射される各光束と照明系の光軸ＡＸと
のなす角度（以下出射角度という）について計算する。
のプリズムから出射される各光束と照明系の光軸ＡＸと
のなす角度（以下出射角度という）について計算する。
【００３４】各プリズムから射出される光束の出射角度
は、シリンドリカルレンズユニット４の焦点距離ｆ1と
絞り７の直径Ａとで決定される。また、上述した照明光
学系において、凸レンズ５は、プリズムユニット２で分
割されたそれぞれの光束を、マスク６上に結像させると
共に、シリンドリカルレンズユニット４で形成された３
つの線状の光源像を絞り７に再結像しているので、シリ
ンドリカルレンズユニット４による３つの光源像の大き
さは、上記凸レンズ５の結像倍率がｍであることから、
（Ａ÷ｍ）の値を越えてはならない。したがって、プリ
ズムユニット２から射出される３光束の中心光線は、以
下に示す式の関係を満たすものとなる。
は、シリンドリカルレンズユニット４の焦点距離ｆ1と
絞り７の直径Ａとで決定される。また、上述した照明光
学系において、凸レンズ５は、プリズムユニット２で分
割されたそれぞれの光束を、マスク６上に結像させると
共に、シリンドリカルレンズユニット４で形成された３
つの線状の光源像を絞り７に再結像しているので、シリ
ンドリカルレンズユニット４による３つの光源像の大き
さは、上記凸レンズ５の結像倍率がｍであることから、
（Ａ÷ｍ）の値を越えてはならない。したがって、プリ
ズムユニット２から射出される３光束の中心光線は、以
下に示す式の関係を満たすものとなる。
【００３５】ｆ1・ｔａｎθmax≦（Ａ÷２）÷ｍ ここで、θmaxはプリズムユニット２から射出された３
つの中心光線と照明光学系の光軸ＡＸとのなす角度を表
す。
つの中心光線と照明光学系の光軸ＡＸとのなす角度を表
す。
【００３６】上述した照明光学系では、図１（ａ）およ
び（ｂ）に示すように、プリズムユニット２によって分
割された光束は、光束分割方向とこの光束分割方向に対
して垂直な方向（以下光束分割垂直方向という）とで
は、プリズムユニット２およびシリンドリカルレンズ４
における作用が異なる。つまり、レーザ光源１を射出し
た光束は、光束分割方向では、上述した如く、プリズム
ユニット２およびシリンドリカルレンズ４の作用を受
け、光束が３つに分割され集光されるが、該光束分割方
向に対して垂直な方向では、プリズムユニット２は平板
として作用し、シリンドリカルレンズ４も平板として作
用し焦点距離は∞なので、プリズムユニット２およびシ
リンドリカルレンズ４の作用を受けることはなく、プリ
ズムユニット２に入射した状態を維持したままシリンド
リカルレンズ４から射出される。
び（ｂ）に示すように、プリズムユニット２によって分
割された光束は、光束分割方向とこの光束分割方向に対
して垂直な方向（以下光束分割垂直方向という）とで
は、プリズムユニット２およびシリンドリカルレンズ４
における作用が異なる。つまり、レーザ光源１を射出し
た光束は、光束分割方向では、上述した如く、プリズム
ユニット２およびシリンドリカルレンズ４の作用を受
け、光束が３つに分割され集光されるが、該光束分割方
向に対して垂直な方向では、プリズムユニット２は平板
として作用し、シリンドリカルレンズ４も平板として作
用し焦点距離は∞なので、プリズムユニット２およびシ
リンドリカルレンズ４の作用を受けることはなく、プリ
ズムユニット２に入射した状態を維持したままシリンド
リカルレンズ４から射出される。
【００３７】上述のようにしてシリンドリカルレンズ４
から射出された３光束が、凸レンズ５によってマスク６
上に重ねて照射された場合、マスク６上に投影される線
状の像の光束分割方向に垂直方向の大きさは、レーザ光
源１の発散角および凸レンズ５の焦点距離と収差で決
る。ただし、上述した照明光学系では、光束分割方向に
垂直方向の画角が小さいため、凸レンズ５の収差は直接
的な支配因子とはならい。したがって、レーザ光源１を
射出する光束の光束分割方向に垂直方向の幅ｄは、レー
ザ光源１の発散角をｗ、凸レンズ５の焦点距離をｆ2と
すると、以下の式で表される。
から射出された３光束が、凸レンズ５によってマスク６
上に重ねて照射された場合、マスク６上に投影される線
状の像の光束分割方向に垂直方向の大きさは、レーザ光
源１の発散角および凸レンズ５の焦点距離と収差で決
る。ただし、上述した照明光学系では、光束分割方向に
垂直方向の画角が小さいため、凸レンズ５の収差は直接
的な支配因子とはならい。したがって、レーザ光源１を
射出する光束の光束分割方向に垂直方向の幅ｄは、レー
ザ光源１の発散角をｗ、凸レンズ５の焦点距離をｆ2と
すると、以下の式で表される。
【００３８】ｄ＝ｗｆ2 また、光束分割方向に垂直方向におけるマスク６の幅を
Ｌwとすると、光束の光束分割垂直方向の幅ｄは、マス
ク６の幅Ｌwに対して以下の式の関係を満たすよう設定
される。
Ｌwとすると、光束の光束分割垂直方向の幅ｄは、マス
ク６の幅Ｌwに対して以下の式の関係を満たすよう設定
される。
【００３９】ｄ＞Ｌw 照明光学系を上述のように設定すると、マスク６上で照
度分布がだいたい均一な線状の照射光が得られる。該照
射光がマスク６に照射されると、照射光は、マスク６の
ホール列を透過し、絞り７によって所定の大きさに絞ら
れた後、投射レンズ８によってサンプル９に投射され
る。この結果、サンプル９上にマスク６のパターン、す
なわちホール列が形成される。
度分布がだいたい均一な線状の照射光が得られる。該照
射光がマスク６に照射されると、照射光は、マスク６の
ホール列を透過し、絞り７によって所定の大きさに絞ら
れた後、投射レンズ８によってサンプル９に投射され
る。この結果、サンプル９上にマスク６のパターン、す
なわちホール列が形成される。
【００４０】なお、上述した照明光学系では、レーザ光
源１を射出した光束がそのままプリズムユニット２に入
射するため、光束の大きさをプリズムユニット２の入射
口に合わせることができないが、レーザ光源１とプリズ
ムユニット２との間に、光束を拡大および縮小する光学
ユニットを設け、光束の大きさをプリズムユニット２の
入射口に合わせるようにすれば、レーザ光源１を射出し
た光束を効率良く使用することが可能となる。
源１を射出した光束がそのままプリズムユニット２に入
射するため、光束の大きさをプリズムユニット２の入射
口に合わせることができないが、レーザ光源１とプリズ
ムユニット２との間に、光束を拡大および縮小する光学
ユニットを設け、光束の大きさをプリズムユニット２の
入射口に合わせるようにすれば、レーザ光源１を射出し
た光束を効率良く使用することが可能となる。
【００４１】また、本実施例の照明光学系の光源として
レーザ光源が用いられているが、光源から射出された光
束をレーザ光束のように平行光束に整形できれば、レー
ザ光源以外の光源、例えば、白色光源等を用いても一行
に構わない。
レーザ光源が用いられているが、光源から射出された光
束をレーザ光束のように平行光束に整形できれば、レー
ザ光源以外の光源、例えば、白色光源等を用いても一行
に構わない。
【００４２】また、本実施例の照明光学系のプリズムユ
ニット２は、入射光束を３分割するよう２つのプリズム
で構成されているが、マスク６上で照度均一な線状の照
射光束が得られるのであれば、入射光束の分割数および
プリズムの数は限定されるものではない。
ニット２は、入射光束を３分割するよう２つのプリズム
で構成されているが、マスク６上で照度均一な線状の照
射光束が得られるのであれば、入射光束の分割数および
プリズムの数は限定されるものではない。
【００４３】さらに、レーザ光源１から射出された光束
を分割する手段として、プリズムユニット２が用いられ
ているが、分割された光束を高精度に所定位置で重ね合
わせることができるのであれば、反射損失の少ないミラ
ーを用いて光束を分割することも可能である。
を分割する手段として、プリズムユニット２が用いられ
ているが、分割された光束を高精度に所定位置で重ね合
わせることができるのであれば、反射損失の少ないミラ
ーを用いて光束を分割することも可能である。
【００４４】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、被照明面を照明するビームの強度が高めら
れ、被照明面上には照度分布がだいたい均一な線状の照
明領域が形成されるので、エネルギー効率が飛躍的に向
上するという効果がある。
いるので、被照明面を照明するビームの強度が高めら
れ、被照明面上には照度分布がだいたい均一な線状の照
明領域が形成されるので、エネルギー効率が飛躍的に向
上するという効果がある。
【００４５】放射ビームとしてレーザビームが用いられ
る場合、被照明面を照明するビームの強度の高い、照度
分布の均一性に優れた照明光学系を提供することができ
るという効果がある。したがって、マスクのパターンに
応じた加工片の露光を短時間で行なうことができるとい
う効果がある。
る場合、被照明面を照明するビームの強度の高い、照度
分布の均一性に優れた照明光学系を提供することができ
るという効果がある。したがって、マスクのパターンに
応じた加工片の露光を短時間で行なうことができるとい
う効果がある。
【図１】本発明の一実施例の照明光学系の概略構成図
で、（ａ）は光線分割方向に垂直な方向から見た側面
図、（ｂ）は光線分割方向から見た上面図。
で、（ａ）は光線分割方向に垂直な方向から見た側面
図、（ｂ）は光線分割方向から見た上面図。
【図２】図２は、図１（ａ）におけるプリズムユニット
２、遮光マスク３およびシリンドリルレンズユニット４
で構成される部分の拡大図。
２、遮光マスク３およびシリンドリルレンズユニット４
で構成される部分の拡大図。
１ レーザ光源 ２ プリズムユニット ３ 遮光マスク ４ シリンドリカルレンズユニット ５ 凸レンズ ６ マスク ７ 絞り ８ 投射レンズ ９ サンプル ５１ 凸レンズ５の前側主平面 ５２ 凸レンズ５の後側主平面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 顕 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内
Claims (23)
- 【請求項１】 放射ビームを複数個の照明ビームに分割
する手段と、 前記複数個の照明ビームを被照明面上で互いに重ねる光
学系とを有し、 前記光学系は実質的に直交する第１、第２の方向に関し
て互いに異なる焦点距離を有し、前記複数個のビームの
夫々を、前記被照明面上に、前記第１の方向に関してフ
ォーカスし且つ前記第２の方向に関してデフォーカスす
ることにより、前記被照明面上に線状の照明領域を形成
することを特徴とする照明光学系。 - 【請求項２】 請求項１に記載の照明光学系において、 分割手段は、放射ビームの波面を分割することを特徴と
する照明光学系。 - 【請求項３】 請求項２に記載の照明光学系において、 放射ビームは、レーザビームであることを特徴とする照
明光学系。 - 【請求項４】 請求項３に記載の照明光学系において、 レーザビームを供給するエキシマレーザを備えることを
特徴とする照明光学系。 - 【請求項５】 請求項３に記載の照明光学系において、 複数個の照明ビームの各々を分割手段による分割方向に
関してフォーカスするアナモフィック光学系と、 前記アナモフィック光学系からの前記複数個の照明ビー
ムの夫々を、被照明面上に、前記分割方向と直交する方
向に関してフォーカスし且つ前記分割方向に関してデフ
ォーカスする集光光学系とを有することを特徴とする照
明光学系。 - 【請求項６】 請求項５に記載の照明光学系において、 アナモフィック光学系はシリンドリカルレンズよりなる
ことを特徴とする照明光学系。 - 【請求項７】 請求項５に記載の照明光学系において、 集光光学系は、分割方向と該分割方向に直交する方向に
関する焦点距離が互いに等しいことを特徴とする照明光
学系。 - 【請求項８】 請求項５に記載の照明光学系において、 分割手段は、複数個の照明ビームの各中心光線がアナモ
フィック光学系の分割方向に関する前側焦点位置で交差
するよう放射ビームを分割することを特徴とする照明光
学系。 - 【請求項９】 請求項８に記載の照明光学系において、 分割手段は、少なくとも１つの、少なくとも１つの照明
ビームを偏向するプリズムを含むことを特徴とする照明
光学系。 - 【請求項１０】 請求項５に記載の照明光学系におい
て、 レーザビームを供給するエキシマレーザを備えることを
特徴とする照明光学系。 - 【請求項１１】 放射ビームを複数個の照明ビームに分
割する手段と、 前記複数個の照明ビームをマスク上で互いに重ねる光学
系とを有し、 前記光学系は、実質的に直交する第１、第２の方向に関
して互いに異なる焦点距離を有し、前記複数個のビーム
の夫々を、前記マスク上に、前記第１の方向に関してフ
ォーカスし且つ前記第２の方向に関してデフォーカスす
ることにより、前記マスク上に線状の照明領域を形成
し、 前記照明領域が、前記マスク上の線状のパターン領域上
に形成され、前記マスクのパターン領域に形成されたパ
ターンに応じて加工片が露光されることを特徴とする光
学装置。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載の光学装置におい
て、 分割手段は、放射ビームの波面を分割することを特徴と
する光学装置。 - 【請求項１３】 請求項１２に記載の光学装置におい
て、 放射ビームは、レーザビームであることを特徴とする光
学装置。 - 【請求項１４】 請求項１３に記載の光学装置におい
て、 レーザビームを供給するエキシマレーザを備えることを
特徴とする光学装置。 - 【請求項１５】 請求項１３に記載の光学装置におい
て、 複数個の照明ビームの各々を分割手段による分割方向に
関してフォーカスするアナモフィック光学系と、 前記アナモフィック光学系からの前記複数個の照明ビー
ムの夫々を、被照明面上に、前記分割方向と直交する方
向に関してフォーカスし且つ前記分割方向に関してデフ
ォーカスする集光光学系とを有することを特徴とする光
学装置。 - 【請求項１６】 請求項１５に記載の光学装置におい
て、 アナモフィック光学系はシリンドリカルレンズよりなる
ことを特徴とする光学装置。 - 【請求項１７】 請求項１５に記載の光学装置におい
て、 集光光学系は、分割方向と該分割方向に直交する方向に
関する焦点距離が互いに等しいことを特徴とする光学装
置。 - 【請求項１８】 請求項１５に記載の光学装置におい
て、 分割手段は、複数個の照明ビームの各中心光線がアナモ
フィック光学系の分割方向に関する前側焦点位置で交差
するよう放射ビームを分割することを特徴とする光学装
置。 - 【請求項１９】 請求項１８に記載の光学装置におい
て、 分割手段は、少なくとも１つの、少なくとも１つの照明
ビームを偏向するプリズムを含むことを特徴とする光学
装置。 - 【請求項２０】 請求項１５に記載の光学装置におい
て、 レーザビームを供給するエキシマレーザを備えることを
特徴とする光学装置。 - 【請求項２１】 請求項１３に記載の光学装置におい
て、 マスクのパターンを加工片上に結像する投影光学系を備
えることを特徴とする光学装置。 - 【請求項２２】 請求項１１乃至請求項２１のいずれか
１項に記載の光学装置によりデバイスパターンを形成す
ることを特徴とするデバイス製造方法。 - 【請求項２３】 請求項２２に記載のデバイス製造方法
において、 デバイスパターンはノズルプレートのインク吐出穴の列
であることを特徴とするデバイス製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31824694A JP3406946B2 (ja) | 1993-12-22 | 1994-12-21 | 照明光学系およびこれを用いた光学装置ならびにその光学装置を用いたデバイス製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-325156 | 1993-12-22 | ||
| JP32515693 | 1993-12-22 | ||
| JP31824694A JP3406946B2 (ja) | 1993-12-22 | 1994-12-21 | 照明光学系およびこれを用いた光学装置ならびにその光学装置を用いたデバイス製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07230057A true JPH07230057A (ja) | 1995-08-29 |
| JP3406946B2 JP3406946B2 (ja) | 2003-05-19 |
Family
ID=26569302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31824694A Expired - Fee Related JP3406946B2 (ja) | 1993-12-22 | 1994-12-21 | 照明光学系およびこれを用いた光学装置ならびにその光学装置を用いたデバイス製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3406946B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6303900B1 (en) | 1997-01-17 | 2001-10-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Machining device and production method of orifice plate |
| JP2008055467A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | レーザビーム照射装置及びレーザビーム照射方法 |
| CN115362281A (zh) * | 2020-04-09 | 2022-11-18 | 马克思-普朗克科学促进协会 | 热激光蒸发系统和在源处提供热激光束的方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54152299A (en) * | 1978-05-19 | 1979-11-30 | Ibm | Material working device |
| JPH02259448A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-22 | Hitachi Ltd | パターン発生光学装置 |
| JPH0545605A (ja) * | 1991-08-12 | 1993-02-26 | Asahi Optical Co Ltd | 照明光学装置 |
| JPH05159999A (ja) * | 1991-12-10 | 1993-06-25 | Mitsubishi Electric Corp | 投影露光装置 |
| JPH05188318A (ja) * | 1992-01-09 | 1993-07-30 | Hitachi Ltd | レーザ加工用光学装置 |
-
1994
- 1994-12-21 JP JP31824694A patent/JP3406946B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54152299A (en) * | 1978-05-19 | 1979-11-30 | Ibm | Material working device |
| JPH02259448A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-22 | Hitachi Ltd | パターン発生光学装置 |
| JPH0545605A (ja) * | 1991-08-12 | 1993-02-26 | Asahi Optical Co Ltd | 照明光学装置 |
| JPH05159999A (ja) * | 1991-12-10 | 1993-06-25 | Mitsubishi Electric Corp | 投影露光装置 |
| JPH05188318A (ja) * | 1992-01-09 | 1993-07-30 | Hitachi Ltd | レーザ加工用光学装置 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6303900B1 (en) | 1997-01-17 | 2001-10-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Machining device and production method of orifice plate |
| JP2008055467A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | レーザビーム照射装置及びレーザビーム照射方法 |
| US8227353B2 (en) | 2006-08-31 | 2012-07-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor device |
| KR101351813B1 (ko) * | 2006-08-31 | 2014-01-15 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치의 제조 방법 |
| CN115362281A (zh) * | 2020-04-09 | 2022-11-18 | 马克思-普朗克科学促进协会 | 热激光蒸发系统和在源处提供热激光束的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3406946B2 (ja) | 2003-05-19 |
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