JPH09159964A - 半導体露光装置用の照明装置 - Google Patents

半導体露光装置用の照明装置

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JPH09159964A
JPH09159964A JP7345566A JP34556695A JPH09159964A JP H09159964 A JPH09159964 A JP H09159964A JP 7345566 A JP7345566 A JP 7345566A JP 34556695 A JP34556695 A JP 34556695A JP H09159964 A JPH09159964 A JP H09159964A
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prism
incident
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Hisashi Masuda
久 増田
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コヒーレント長が長い光源に対し光路差生起
手段を大型にせずにスペックルを防止でき、光学薄膜の
施された個所を低減できる照明装置を提供する。 【解決手段】 入射ビーム1はプリズム3の入出射面2
に角度θで入射する。入射ビーム1は入射面2の光学薄
膜等の手段により反射光と屈折光5とに所定の比率で分
割される。屈折光5はプリズム中を進行し、薄膜のない
反射面6,8で全反射し反射面7で反射して入射位置2
aの近傍に戻ってくる。戻ってきた周回光は、最初の反
射光に平行でプリズム3の外部に向かう出射光とプリズ
ム中に進行する反射光とに分割される。入出射面2でプ
リズム内に反射された反射光は再びプリズム中の周回を
繰り返す。入射ビーム1のほぼ全てが反射光と後続する
出射光として合流し出射ビーム4となる。出射ビームの
各出射光の通過した光路長の間の差は可干渉距離の二分
の一以上とされているのでスペックルが低減される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板製造に
用いられる半導体露光装置用の照明装置を含む、光を照
射して基板上に塗布されたフォトレジストに所望パター
ンを転写して素子を作成する露光装置用の照明装置に関
し、特に光源としてレーザを採用するとともに、光源と
照明対象物との間に光路差生起手段を配置した照明装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の照明装置は、光源として
コヒーレンス度の低い水銀ランプ等を採用していたの
で、スペックルによる照明の不均一性の問題が発生する
ことは稀であった。しかし、例えば近年の半導体装置の
集積度の向上に伴って、更なる微細な加工を行わなけれ
ばならず、照明装置の光源も短波長のものに移行せざる
を得なくなり、最近では248nm以下の波長をもつエ
キシマレーザを利用する装置も投入されている。しか
し、このような紫外波長域においては、屈折型対物レン
ズに使用できる硝材が限定され、色消しが困難になり、
レンズの開口率を上げるためには、エキシマレーザ等の
光源波長幅を狭窄化することが必要となった。この光源
波長幅の狭窄化が進むと必然的に時間的コヒーレンスは
長くなり、干渉縞やスペックルが、照明の均一化の障害
になり易くなった。そこで、この問題を解決するため
に、種々の光路差生起手段が提案されることとなった
(例えば、特開昭60−247643号公報、特開昭6
1−169815号公報、特開昭63−22131号公
報、特開昭63−216338号公報、特開平1−29
0276号公報に開示された発明)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の半導体露
光装置等に用いられるエキシマレーザ光源は、元来コヒ
ーレント長の短い光であったが、紫外波長域での高開口
レンズにおいて色消しが困難であるという事情から、光
源波長幅の狭窄化が必要になり、その狭窄化によって光
の時間的コヒーレント長が長くなっているわけである。
また、Nd:YAGを代表とするネオジミウムレーザの
第4,第5高調波を光源とすると、光源波長幅を極めて
狭い範囲に狭窄化することが容易に可能となる。これら
光源を、使用しようとする場合、どちらにしても、時間
的コヒーレント長が長くなるために、この光を空間分割
して一様な照明を得ようとしても、干渉やスペックルが
発生して一様化できないため、コヒーレント長の低減が
まず必要になる。こうした光源からの光をコヒーレンス
の低い照明に転換するためには光路差生起手段がある
が、コヒーレント長の長い光に対しては、より大きな光
路差の生起を必要とするために、従来示されているよう
な平行平板等の方式では大型化してしまう。また、波長
が短波長化するに従って、耐久力を有するコーティング
材料の選択が困難になるため、コーティング面をできる
限り減らすことが光路差生起手段の耐久力向上のために
は必要であり、コストの低減にもつながる。
【0004】本発明の目的は、コヒーレント長が長い光
源を用いても光路差生起手段を大型化させずにスペック
ルの発生を防止でき、コーティングの個所を極力減らし
て耐久性を向上できる照明装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決しようとする手段】上記目的を達成するた
めに、コヒーレント光源と、コヒーレント光源からの入
射ビームを複数のビームに分割し、分割した各ビームに
異なる光路長を与え、異なる光路長を通過した各ビーム
を再度適宜に集めて出射ビームを形成する光路差生起手
段とを有し、光路差生起手段が形成した出射ビームを用
いて照明対象を照明する、本発明の露光装置用の照明装
置において、前記光路差生起手段は、ビームに関わらな
い面を除いたとき、中心軸に直交する横断面が四角形以
上の多角形をなす柱状のプリズムであり、中心軸に平行
な一側面が入出射面とされ、入出射面の一部には部分透
過膜が施され、入出射面の入射位置に入射された入射ビ
ームが、入出射面において、プリズム外に向かう反射光
と、プリズム内に向かう屈折光とに分割され、屈折光は
プリズム内を進行し、反射手段の施されていない中心軸
に平行な側面では全反射され、反射手段の施された中心
軸に平行な側面では反射されて周回し、入出射面の入射
位置より所定距離離れた位置に戻り、プリズム外に向か
う出射光と、プリズム内に向かう反射光とに分割され、
プリズム内に向かう反射光により周回動作が繰り返さ
れ、入出射面からの反射光と複数の出射光とからなる出
射ビームを形成する。
【0006】また、本発明においては、前記入射ビーム
はレーザ光であり、前記出射ビームを形成する反射光と
複数の出射光とは、互いに平行でほぼ等間隔に隣接する
ようにされ、前記出射ビームを形成する反射光と複数の
出射光との間の光路長差は、レーザ光の可干渉距離の少
くとも二分の一、望ましくは可干渉距離を越えている。
【0007】また、前記プリズムの横断面の前記多角形
は、平行四辺形であり、前記入出射面の前記部分透過膜
は、反射光および複数の出射光からなる出射ビームの光
量分布が一様になるように形成された光学薄膜であり、
前記入出射面に対向する側面には、高反射の光学薄膜が
施され、他の2つの側面には光学薄膜は施されておらず
全反射を行うようにされ、前記屈折光が最初に到達する
全反射を行う側面と前記入出射面とがなす角度は鋭角で
ある。なお、光学薄膜の代わりに光学薄膜を施したミラ
ーを密着して取り付けてもよい。
【0008】さらに、本発明の照明装置において、光路
差生起手段は、中心軸に直交する横断面が多角形をなす
柱状のプリズムであり、中心軸に平行ななにも施されて
いない一つの側面が入射面とされ、部分透過膜が施され
た他のもう一つの側面が出射面とされ、入射面に入射さ
れた入射ビームが、屈折してプリズム内を進行し、入射
面を除く反射手段の施されていない中心軸に平行な側面
では全反射され、反射手段の施された中心軸に平行な側
面では反射されて周回するとともに、到達位置を所定距
離ずつずらせつつ出射面に到達する毎に、プリズム外に
向かう出射光と、プリズム内に向かう反射光とに分割さ
れ、プリズム内に向かう反射光により周回動作が繰り返
され、周回動作により出射面から出射される複数の出射
光から出射ビームを形成するようにしてもよい。
【0009】また、前記プリズムの横断面の前記多角形
は、長方形の一角を若干直線で切り取った五角形であ
り、切り取った部分が前記入射面とされ光学薄膜は施さ
れておらず、前記出射面の前記部分透過膜は、複数の出
射光からなる出射ビームの光量分布が一様になるように
形成された光学薄膜であり、前記出射面に隣接する側面
には、光学薄膜は施されておらず全反射を行うようにさ
れ、前記出射面に対向し前記入射面に隣接する側面には
高反射の光学薄膜が施されている。
【0010】このように本発明の照明装置においては、
入射ビームの一部あるいはほぼ全体が、プリズムの中を
繰り返し周回光として周回させられ、周回する光が順次
到達位置をずらせつつ出射面に到達する毎に、周回する
光から分割した出射光を出射する。出射面からプリズム
外に向けられた複数の出射光および反射光は、適宜に並
べられて出射ビームとして用いられるが、出射面から外
に向けられた各出射光のプリズム内を通過した光路長の
間の差は、それぞれ可干渉距離の少なくとも二分の一を
越えるようにされている。
【0011】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態例につい
て説明する。図1は本発明の照明装置の第1の実施例に
用いられる光路差生起手段の原理構成を示す断面図であ
る。本実施例における光路差生起手段は、断面が図1で
示されるように、長さx,yの隣り合う2辺の挟む角が
A(この例では鋭角)である平行四辺形になるように形
成されたプリズム3である。このプリズム3の図1にお
ける右側面には、高反射の光学薄膜が施され、左側面
(入射面)には、反射率が適宜に調節された光学薄膜
(部分透過膜)が施され、上面と下面とには光学薄膜は
施されていない。
【0012】入射ビーム1は、ビーム幅Wのほぼ平行光
であり、入出射面2の入射位置2aにおいて角度θでプ
リズム3に入射する。入射ビーム1は、必要に応じて入
出射面2に施された光学薄膜により、反射光(出射ビー
ム4の構成要素となる)と屈折光5とに予め定めれた所
望の比率で分割される。屈折光5は、プリズム3の中を
進行し、反射面6で全反射し、反射面7で反射し、反射
面8で全反射して、入射ビーム1の入射位置2aの近傍
の位置に戻ってくる。入射位置2aの近傍に戻ってきた
周回光は、プリズムの対向面が平行に加工されているの
で、反射光4に平行でプリズム3の外部に向かう出射光
と、プリズム3の内部に進行する反射光とに分割され
る。この出射光と反射光との分割比は、入出射面2に施
された光学薄膜によって決定される。周回光のうち入出
射面2で反射された反射光は、再びプリズム3の中を、
屈折光5が進行した進行路に平行に進行し、反射面6,
7,8で全反射あるいは反射され、前の周回光の戻り位
置の近傍に戻ってきて、再び出射光と反射光とに分割さ
れる。このように反射光の周回および周回光の分割が順
次繰り返され、入射ビーム1のほぼ全てが、プリズム3
の外方に向かう反射光とそれに後続する出射光として合
流し出射ビーム4となる。
【0013】光路差生起手段がプリズムである場合、紫
外域で透過率の高い材料は限定される。例えば、プリズ
ムが合成石英である場合、一例として真空中での波長が
213nmの入射ビームに対しては、屈折率nがほぼ
1.535であり、1周回だけ周回数の異なる出射光の
間の光路長差△は、下記の式(1)で与えられる。
【0014】 △=2n[ x{sin A−cos (A−θ’)sin θ’}/cos θ’+ysin θ’] ・・・・(1) ここで、θ’はスネルの法則である下記の式(2)を解
くことで与えられる。
【0015】sin θ=nsin θ’ ・・・・・・(2) 例えば、光源のコヒーレント長が100mmである場
合、△を100mm以上にしておけば、1周回だけ周回
数の異なる出射光同士(反射光と出射光を含む)の可干
渉度を低下させることができる。
【0016】図2は、図1の入出射面2における入射ビ
ーム1の入射位置2aの近傍を拡大して示す図である。
反射光4に各周回光の出射光が合流する際に、各出射光
の位置が(4)式で与えられるwずつずれ、この値wが
式(3)に示すように入射ビーム幅Wにほぼ等しくなる
ようにプリズムと入射角とを設定しておけば、出射ビー
ム4を構成するように並べられた反射光および出射光の
光量分布を比較的容易に一様化し易い。条件式は、
【0017】W≒w ・・・・ (3) 但し、 w=2{y−xcos (A−θ’)/cos θ’}cos θ ・・・・(4) である。式(4)において△>100mmとなる数値例
としては、 A=80度 x=34mm y=25mm θ=45度 とすれば、△=118mmを得る。このとき値wは、
2.4mmとなるので、ビーム幅Wを約2.4mmとす
ると好都合である。上記の条件のうち入射角θは、45
度である必要はないが、入射角θが45度のときに、出
射ビーム4は、入射ビーム1と90度をなすので、光路
設計が容易になるという利点を有する。△は可干渉距離
と同程度かそれ以上であることが望ましいが、可干渉距
離のおおよそ二分の一以上であれば、効果が認められ
る。
【0018】本実施例において、反射面6,8における
入射角は、約52.6度となり、全反射の臨界角40.
7度を越えているので、反射面6,8における反射は、
全反射となり、光量のロスが低減される。反射面7にお
いては、高反射の光学薄膜が施されているものとした
が、高反射の光学薄膜が施されたミラーを密着させて光
量の低減を防ぐようにしてもよい。同様に、入出射面2
においては、部分透過膜を施すこととしたが、部分透過
膜の施されたミラーを入射ビームを避けて入出射面2に
密着させ、周回光の出射光と反射光との分割を行い、こ
の行程を複数回繰り返すことで光路差のある複数の出射
光(入射ビームの反射光を含む)から構成される可干渉
度の低下した光束を得る。
【0019】次に本発明の第2の実施例について図3お
よび図4を参照して説明する。図3は本発明の照明装置
の第2の実施例に用いられる光路差生起手段の原理構成
を示す断面図である。本実施例における光路差生起手段
は、断面が図3で示されるように、長さx,yの隣り合
う2辺の挟む角が直角である長方形であるが、その一角
が入射ビーム用の入射面12として切り取られた形状に
なるように形成されたプリズム13である。このプリズ
ム13の図3における左側面には、高反射の光学薄膜が
施され、右側面(出射面)には、反射率が適宜に調節さ
れた光学薄膜(部分透過膜)が施され、上面と下面とに
は光学薄膜は施されていない。
【0020】本実施例の場合、入射ビーム11は、例え
ばp偏光であって、入射面12に対してブリュースター
角で入射される。この場合、入射面12における反射は
ゼロとなる。具体的には、入射ビーム11に対するプリ
ズムの屈折率が1.535のとき、ビーム幅Wのp偏光
である入射ビーム11を約57度で入射面12に入射さ
せることで、コーティングがなくとも入射面12の反射
をゼロにできる。入射ビーム11は、プリズム13に入
射後、プリズム13の中を進行し、反射面16に対して
全反射の臨界角を越えて入射するので反射面16で全反
射する。全反射したビームは、出射面17に対し全反射
の臨界角を越えないように入射した位置で、出射光と反
射光とに分割される。この出射光と反射光との分割比
は、出射面17に施された光学薄膜によって決定され
る。出射光は出射位置からプリズム13の外部に向か
い、出射面17で反射された反射光は、プリズム13内
を進行して、反射面18に対して全反射の臨界角を越え
て入射するので、反射面18で全反射する。反射面18
で全反射したビームは、プリズム13内を進行し反射面
19に対し全反射の臨界角を越えないように入射する
が、高反射の光学薄膜に反射され、プリズム13内を進
行し、反射面16で全反射され、出射面17の出射位置
の近傍に戻ってくる。出射位置の近傍に戻ってきたこの
周回光は、再び出射光と反射光とに分割される。分割さ
れた出射光は、1周回前の出射光と平行にプリズム13
の外部に向かい、反射光はプリズム13内を更に進行
し、同様な動作を繰り返す。
【0021】本実施例の場合、出射面17に施されてい
る光学薄膜である部分透過膜は、最初の反射時に反射率
が高く、順次反射回数が増加する毎に反射率が低下する
ような空間配置とされている。この空間配置により、複
数の出射光から構成される出射ビームの各出射光は、ほ
ぼ一定のパワーまたは強度を持つようになり、半導体露
光装置の露光等の照明に用いるのに有利である。反射面
19においては、高反射の光学薄膜が施されているもの
としたが、高反射の光学薄膜が施されたミラーを密着さ
せて光量の低減を防ぐようにしてもよい。同様に、出射
面17においては、部分透過膜を施すこととしたが、部
分透過膜の施されたミラーを最後の出射光を避けて出射
面17に密着させてもよい。このように、プリズム13
の3面12,16,18は無コーティングであることに
より、紫外レーザに対しての耐久性が高い。また、他の
2面ではコーティングを使用するもののミラーを密着さ
せる方法を採れば、プリズム本体の損傷はさらに一段と
低減される。
【0022】次に図4および図5を参照して、出射光の
各ビームの可干渉度がどのように低下されているかにつ
いて説明する。図4,図5は、図3のプリズム13の入
射位置12aの近傍および出射位置の近傍を示す拡大図
である。
【0023】ビーム幅Wの入射ビーム11が図4で示さ
れる入射面12の入射位置12aから入射角θでプリズ
ム13に入射する。入射した入射ビーム11は、屈折角
φで屈折し、プリズム13の中を進行し、上述したよう
にプリズム13の中で周回するとともに出射面17で順
次分割され、出射面17から出射される。このとき、周
回数が1周回だけ異なるビーム間の光路長差△は、下記
の式(5)で与えられる。
【0024】 △=2n[ xcos θ’+ysin θ’] ・・・・・・・・(5) プリズムが合成石英製である場合、一例として真空中で
の波長が213nmの入射ビームに対しては屈折率nが
ほぼ1.535である。スネルの法則は、 sin θ=nsin φ ・・・・・・・・・(6) であり、図3において、 θ’=(π/2)−c−φ ・・・・・(7) となっている。ここで、cは、図4で示された、反射面
と、特別に形成された入射面とのなす角度である。
【0025】次に、図4および図5に詳細に示すよう
に、出射面17で複数の出射光が合流して出射ビームを
形成する際、各出射光の出射位置が(9)、(10)式
で与えられるwずつずれるとして、この値が出射光の幅
W”にほぼ等しくなるようにプリズムと入射角の大きさ
を設計しておくと、並べられた複数の出射光からなる出
射ビーム14の光量分布を比較的容易に一様化し易い。
このための条件は式(8)で与えられ、
【0026】 W”=W≒w ・・・・・・・・・・・・・・(8) 但し、 w=2{xcot (c+φ)−y}cos θ” ・・・・・・・(9) cos (c+φ)=nsin θ” ・・・・・・・・・・(10) である。さらに、入射ビームと出射ビームとのなす角を
90度にすることは必要でないが、光路設計上望ましい
ので、このための条件を求めておくと、 tan c={n(n−1)}/(n+1) ・・・・・・・(11) を満たす角度cにプリズム入射面を形成することが条件
になる。一例としてプリズムが合成石英製である場合、
真空中での波長が213nmの入射ビームに対してはn
=1.535であるから、c=17.95度となる。
【0027】各ビーム間の光路長差△が、△>100m
mとなるための数値例としては、 x=33mm y=23mm θ=57度 として、△=123mm、θ”=20.3度を得る。入
射ビーム等の幅に関しては出射光の幅と周回ずれ量がほ
ぼ等しくなるようにすると、W”=W≒w=2.5mm
となる。この場合も、△は可干渉距離と同程度またはそ
れ以上であることが望ましいが、可干渉距離のおおよそ
二分の一以上であれば効果が認められる。
【0028】以上、本発明の実施例を示したが、本発明
はこの実施例および実施例に示された数値に限られたも
のでなく、材質、形状、寸法、角度、偏光等さまざまな
応用例を含むものとする。
【0029】
【発明の効果】本発明の照明装置は以上説明したように
構成されているので以下に述べるような効果を奏する。 (1)入射ビームが、光路差生起手段であるプリズムの
中を繰り返し周回させられるので、長い光路長差を生起
できるのに拘わらず、光路差生起手段を小型とすること
ができる。 (2)光を周回させるのに、できるだけ全反射を行わせ
ることにより、光学薄膜を施す面が少なくなり、耐久性
を向上させることができる。 (3)光学薄膜を施す代わりに、光学薄膜を施したミラ
ーを用いることにより、交換が容易になる。 (4)上記の小型化や光学薄膜数の低減から大幅なコス
ト低減がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の照明装置の第1の実施例に用いられる
光路差生起手段の原理構成を示す断面図である。
【図2】図1の入出射面2における入射ビーム1の入射
位置の近傍を拡大して示す拡大断面図である。
【図3】本発明の照明装置の第2の実施例に用いられる
光路差生起手段の原理構成を示す断面図である。
【図4】図3のプリズム13の入射位置の近傍を拡大し
て示す拡大断面図である。
【図5】図3のプリズム13の出射位置の近傍を拡大し
て示す拡大断面図である。
【符号の説明】
1、11 入射ビーム 2 入出射面 3、13 プリズム 4、14 出射ビーム 5、15 屈折光 6、7、8、16、18,19 反射面 12 入射面 17 出射面
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 H01L 21/30 515D 527

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コヒーレント光源と、 コヒーレント光源からの入射ビームを複数のビームに分
    割し、分割した各ビームに異なる光路長を与え、異なる
    光路長を通過した各ビームを再度適宜に集めて出射ビー
    ムを形成する光路差生起手段とを有し、 光路差生起手段が形成した出射ビームを用いて照明対象
    を照明する露光装置用の照明装置において、 前記光路差生起手段は、ビームに関わらない面を除いた
    とき、中心軸に直交する横断面が四角形以上の多角形を
    なす柱状のプリズムであり、中心軸に平行な一側面が入
    出射面とされ、 前記入出射面の一部には部分透過膜が施され、 前記入出射面の入射位置に入射された入射ビームが、入
    出射面において、プリズム外に向かう反射光と、プリズ
    ム内に向かう屈折光とに分割され、 前記屈折光はプリズム内を進行し、反射手段の施されて
    いない中心軸に平行な側面では全反射され、反射手段の
    施された中心軸に平行な側面では反射されて周回し、入
    出射面の入射位置より所定距離離れた位置に戻り、プリ
    ズム外に向かう出射光と、プリズム内に向かう反射光と
    に分割され、 前記プリズム内に向かう反射光により周回動作が繰り返
    され、入出射面からの反射光と複数の出射光とからなる
    出射ビームを形成する、 ことを特徴とする照明装置。
  2. 【請求項2】 前記入射ビームはレーザ光であり、前記
    出射ビームを形成する反射光と複数の出射光とは、互い
    に平行でほぼ等間隔に隣接するようにされ、前記出射ビ
    ームを形成する反射光と複数の出射光との間の光路長差
    は、レーザ光の可干渉距離の二分の一を越えている請求
    項1記載の照明装置。
  3. 【請求項3】 前記多角形は、四角形である請求項1記
    載の照明装置。
  4. 【請求項4】 前記プリズムの横断面の前記多角形は、
    平行四辺形であり、前記入出射面の前記部分透過膜は、
    反射光および複数の出射光からなる出射ビームの光量分
    布が一様になるように形成された光学薄膜であり、前記
    入出射面に対向する側面には、高反射の光学薄膜が施さ
    れ、他の2つの側面には光学薄膜は施されておらず全反
    射を行うようにされた請求項1または2記載の照明装
    置。
  5. 【請求項5】 前記プリズムの横断面の前記多角形は、
    平行四辺形であり、前記入出射面の前記部分透過膜は、
    反射光および複数の出射光からなる出射ビームの光量分
    布が一様になるように光学薄膜が形成され、前記入出射
    面に密着して取り付けられた部分透過ミラーであり、前
    記入出射面に対向する側面には、高反射の光学薄膜が施
    された高反射ミラーが密着して取り付けられ、他の2つ
    の側面には光学薄膜は施されておらず全反射を行うよう
    にされた請求項1または2記載の照明装置。
  6. 【請求項6】 前記プリズム内の周回光は、周回毎に2
    回の全反射を行う請求項3ないし5のいずれか1項記載
    の照明装置。
  7. 【請求項7】 前記入射ビームはp偏光であり、入出射
    面にブリュースター角で入射する請求項1ないし6のい
    ずれか1項記載の照明装置。
  8. 【請求項8】 前記プリズムは、合成石英から形成され
    ている請求項1ないし7のいずれか1項記載の照明装
    置。
  9. 【請求項9】 前記プリズムは、水晶、MgF2、また
    はCaF2から形成されている請求項1ないし7のいず
    れか1項記載の照明装置。
  10. 【請求項10】 前記コヒーレント光源は、ネオジウム
    レーザYAGの第4高調波または第5高調波である請求
    項1ないし9のいずれか1項記載の照明装置。
  11. 【請求項11】 前記入射ビームと出射ビームとがなす
    角度は、90度である請求項1ないし10のいずれか1
    項記載の照明装置。
  12. 【請求項12】 コヒーレント光源と、 コヒーレント光源からの入射ビームを複数のビームに分
    割し、分割した各ビームに異なる光路長を与え、異なる
    光路長を通過した各ビームを再度適宜に集めて出射ビー
    ムを形成する光路差生起手段とを有し、 光路差生起手段が形成した出射ビームを用いて照明対象
    を照明する露光装置用の照明装置において、 前記光路差生起手段は、ビームに関わらない面を除いた
    とき、中心軸に直交する横断面が四角形以上の多角形を
    なす柱状のプリズムであり、中心軸に平行ななにも施さ
    れていない一つの側面が入射面とされ、部分透過膜が施
    された他のもう一つの側面が出射面とされ、 前記入射面に入射された入射ビームが、屈折してプリズ
    ム内を進行し、入射面を除く反射手段の施されていない
    中心軸に平行な側面では全反射され、反射手段の施され
    た中心軸に平行な側面では反射されて周回するととも
    に、到達位置を所定距離ずつずらせつつ出射面に到達す
    る毎に、プリズム外に向かう出射光と、プリズム内に向
    かう反射光とに分割され、 前記プリズム内に向かう反射光により周回動作が繰り返
    され、周回動作により出射面から出射される複数の出射
    光から出射ビームを形成する、 ことを特徴とする照明装置。
  13. 【請求項13】 前記入射ビームはレーザ光であり、前
    記出射ビームを形成する複数の出射光は、互いに平行で
    ほぼ等間隔に隣接するようにされ、前記出射ビームを形
    成する複数の出射光の間の光路長差は、レーザ光の可干
    渉距離の二分の一を越えている請求項12記載の照明装
    置。
  14. 【請求項14】 前記多角形は、五角形である請求項1
    2記載の照明装置。
  15. 【請求項15】 前記プリズムの横断面の前記多角形
    は、平行四辺形の一角を若干直線で切り取った五角形で
    あり、切り取った部分が前記入射面とされ光学薄膜は施
    されておらず、前記出射面の前記部分透過膜は、複数の
    出射光からなる出射ビームの光量分布が一様になるよう
    に形成された光学薄膜であり、前記出射面に隣接する側
    面には、光学薄膜は施されておらず全反射を行うように
    され、前記出射面に対向し前記入射面に隣接する側面に
    は高反射の光学薄膜が施されている請求項12または1
    3記載の照明装置。
  16. 【請求項16】 前記プリズムの横断面の前記多角形
    は、平行四辺形の一角を若干直線で切り取った五角形で
    あり、切り取った部分が前記入射面とされ光学薄膜は施
    されておらず、前記出射面の前記部分透過膜は、複数の
    出射光からなる出射ビームの光量分布が一様になるよう
    に光学膜が形成され、密着して取り付けられた部分透過
    ミラーであり、前記出射面に隣接する側面には、光学薄
    膜は施されておらず全反射を行うようにされ、前記出射
    面に対向し前記入射面に隣接する側面には高反射の光学
    薄膜が施されたミラーが密着して取り付けられている請
    求項12または13記載の照明装置。
  17. 【請求項17】 前記プリズムの横断面の前記多角形
    は、長方形の一角を若干直線で切り取った五角形である
    請求項15または16記載の照明装置。
  18. 【請求項18】 前記プリズム内の周回光は、周回毎に
    2回の全反射を行う請求項15または16記載の照明装
    置。
  19. 【請求項19】 前記入射ビームはp偏光であり、入出
    射面にブリュースター角で入射する請求項12ないし1
    8のいずれか1項記載の照明装置。
  20. 【請求項20】 前記プリズムは、合成石英、水晶、M
    gF2、CaF2のうちの一つから形成されている請求
    項12ないし18のいずれか1項記載の照明装置。
  21. 【請求項21】 前記コヒーレント光源は、ネオジムレ
    ーザの第4高調波または第5高調波である請求項12な
    いし20のいずれか1項記載の照明装置。
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