JPH10189431A - 照明光学系及びそれを用いた露光装置 - Google Patents
照明光学系及びそれを用いた露光装置Info
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- JPH10189431A JPH10189431A JP8355390A JP35539096A JPH10189431A JP H10189431 A JPH10189431 A JP H10189431A JP 8355390 A JP8355390 A JP 8355390A JP 35539096 A JP35539096 A JP 35539096A JP H10189431 A JPH10189431 A JP H10189431A
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
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- G03F7/70216—Mask projection systems
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 被照射面上において、第1 方向又は第1 方向
とこれに直交する第2 方向の両方向の照度分布を効率よ
く台形形状にする照明光学系及びそれを用いた露光装置
を得ること。 【解決手段】 光源からの光束をインテグレータに入射
させ、該インテグレータを構成する複数の素子レンズか
らの光束をコンデンサーレンズを介してケーラー照明に
より被照射面に照射する照明光学系において、該素子レ
ンズを該被照射面上での照射面積が夫々異なる複数種類
によって構成している。
とこれに直交する第2 方向の両方向の照度分布を効率よ
く台形形状にする照明光学系及びそれを用いた露光装置
を得ること。 【解決手段】 光源からの光束をインテグレータに入射
させ、該インテグレータを構成する複数の素子レンズか
らの光束をコンデンサーレンズを介してケーラー照明に
より被照射面に照射する照明光学系において、該素子レ
ンズを該被照射面上での照射面積が夫々異なる複数種類
によって構成している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は照明光学系及びそれ
を用いた露光装置に関し、特にIC、LSI 等の半導体デバ
イス、CCD 等の撮像デバイス、液晶パネル等の表示デバ
イスや磁気ヘッド等のデバイスを製造する際に、マスク
やレチクル面上の回路パターンをウエハ面上に投影光学
系を介して走査露光するのに好適なものである。
を用いた露光装置に関し、特にIC、LSI 等の半導体デバ
イス、CCD 等の撮像デバイス、液晶パネル等の表示デバ
イスや磁気ヘッド等のデバイスを製造する際に、マスク
やレチクル面上の回路パターンをウエハ面上に投影光学
系を介して走査露光するのに好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より半導体デバイス等をフォトリソ
グラフィー技術を用いて製造する際にレチクル上の回路
パターンを投影光学系を介してフォトレジスト等を塗布
したウエハ又はガラスプレート等の感光基板上に露光転
写する露光装置が使用されているが、最近は半導体デバ
イス1 個のチップサイズが大型化する傾向にあり、露光
装置においてはレチクル上のより大きな面積の回路パタ
ーンを感光基板上により大きく露光することが求められ
ている。
グラフィー技術を用いて製造する際にレチクル上の回路
パターンを投影光学系を介してフォトレジスト等を塗布
したウエハ又はガラスプレート等の感光基板上に露光転
写する露光装置が使用されているが、最近は半導体デバ
イス1 個のチップサイズが大型化する傾向にあり、露光
装置においてはレチクル上のより大きな面積の回路パタ
ーンを感光基板上により大きく露光することが求められ
ている。
【０００３】上記の転写対象の回路パターンの大面積化
に応える装置としては、スティッチング及びスリットス
キャン露光方式の投影露光装置が知られている。
に応える装置としては、スティッチング及びスリットス
キャン露光方式の投影露光装置が知られている。
【０００４】スリットスキャン露光方式とはレチクル上
の回路パターンをスリット状の照明領域で照明し、露光
に際して投影光学系の光軸に直交する第1 方向にレチク
ルと感光基板を同期して相対的に走査しながら露光する
ことで第1 方向に対して投影光学系の有効露光フィール
ドよりも広い感光基板上の範囲にレチクル上の回路パタ
ーンを投影露光する方式である。
の回路パターンをスリット状の照明領域で照明し、露光
に際して投影光学系の光軸に直交する第1 方向にレチク
ルと感光基板を同期して相対的に走査しながら露光する
ことで第1 方向に対して投影光学系の有効露光フィール
ドよりも広い感光基板上の範囲にレチクル上の回路パタ
ーンを投影露光する方式である。
【０００５】又、スティッチング露光方式とは、上記ス
リットスキャン露光方式による第1方向の露光が行われ
た後、レチクルを交換するか、又はそのレチクルを照明
領域の第1 方向に垂直、且つ光軸に対して垂直な第2 方
向に所定量だけ移動し、同時に感光基板を第2 の方向に
共役な方向に横ずれさせ、再び照明領域に対して第1方
向 (但し逆方向) にレチクル及び感光基板を同期して相
対的に走査することで第2 列目の領域への露光を行い、
結果として感光基板上で第1 方向及び第2 方向の両方に
対し投影光学系の有効露光フィールドよりも広い範囲に
レチクル上の回路パターンを投影露光する方式である。
リットスキャン露光方式による第1方向の露光が行われ
た後、レチクルを交換するか、又はそのレチクルを照明
領域の第1 方向に垂直、且つ光軸に対して垂直な第2 方
向に所定量だけ移動し、同時に感光基板を第2 の方向に
共役な方向に横ずれさせ、再び照明領域に対して第1方
向 (但し逆方向) にレチクル及び感光基板を同期して相
対的に走査することで第2 列目の領域への露光を行い、
結果として感光基板上で第1 方向及び第2 方向の両方に
対し投影光学系の有効露光フィールドよりも広い範囲に
レチクル上の回路パターンを投影露光する方式である。
【０００６】なお、この時第1 方向の露光は所謂ステッ
プアンドリピート法、即ち露光した後レチクルとウエハ
を夫々1 露光領域分移動し、隣接する部分において次ぎ
の露光を行うことによって行ってもよい。
プアンドリピート法、即ち露光した後レチクルとウエハ
を夫々1 露光領域分移動し、隣接する部分において次ぎ
の露光を行うことによって行ってもよい。
【０００７】また半導体素子の高集積化、微細化に応じ
て投影光学系の解像度の向上も求められており、これに
応えるためにパルスレーザーのエキシマレーザーが遠紫
外領域の光源として露光装置に使用されて来た。
て投影光学系の解像度の向上も求められており、これに
応えるためにパルスレーザーのエキシマレーザーが遠紫
外領域の光源として露光装置に使用されて来た。
【０００８】しかしながら、パルス光を発振するエキシ
マレーザを光源とするスリットスキャン方式の走査型の
露光装置においては、走査速度又はパルス発振のタイミ
ングがずれた場合はマスク面上やウエハ面上で露光むら
が生じる。
マレーザを光源とするスリットスキャン方式の走査型の
露光装置においては、走査速度又はパルス発振のタイミ
ングがずれた場合はマスク面上やウエハ面上で露光むら
が生じる。
【０００９】又、パルス光を発振するエキシマレーザを
光源とするスティッチング露光方式においては、前記の
第2 方向の移動によるパターンの重ね合わせの際に位置
ずれが生じないようにするために、1 回目のスリットス
キャン露光での投影露光と2回目のスリットスキャン露
光での投影露光により2 回露光される接続領域を設ける
が、その際接続部での照度むらを防ぐために、照明領域
の前記第2 方向での照度分布を台形状にする投影光学装
置が特開平06−132195号公報で開示されている。
光源とするスティッチング露光方式においては、前記の
第2 方向の移動によるパターンの重ね合わせの際に位置
ずれが生じないようにするために、1 回目のスリットス
キャン露光での投影露光と2回目のスリットスキャン露
光での投影露光により2 回露光される接続領域を設ける
が、その際接続部での照度むらを防ぐために、照明領域
の前記第2 方向での照度分布を台形状にする投影光学装
置が特開平06−132195号公報で開示されている。
【００１０】図20は該公報に開示されている投影光学装
置の露光方式の説明図である。同図はスティッチング及
びスリットスキャン露光方式で露光する際の被露光領域
を示す平面図であり、被露光領域121 部分に回路パター
ンを露光する説明図である。
置の露光方式の説明図である。同図はスティッチング及
びスリットスキャン露光方式で露光する際の被露光領域
を示す平面図であり、被露光領域121 部分に回路パター
ンを露光する説明図である。
【００１１】被露光領域121 中の最初の転写領域は図中
122 の位置にあり、そこからs1方向へ走査し123 の位置
へ至る。そしてs2方向へ横ずれして124 の位置へ至った
後、s3方向へ走査し、125 の位置に至って被露光領域12
1 全体への露光が終わる。
122 の位置にあり、そこからs1方向へ走査し123 の位置
へ至る。そしてs2方向へ横ずれして124 の位置へ至った
後、s3方向へ走査し、125 の位置に至って被露光領域12
1 全体への露光が終わる。
【００１２】この際すでに述べたようにs1方向の走査露
光部とs3方向の走査露光部は接続領域126 を設けてい
る。
光部とs3方向の走査露光部は接続領域126 を設けてい
る。
【００１３】この接続領域126 では2 回露光されること
となるが、照明領域の照度分布形状を図21(A) に示すよ
うにスティッチングの方向 (s2方向) に対して台形分布
として、走査することにより、図21(B) に示すように被
露光領域121 全体にフラットな露光量I121が得られるよ
うにしている。この場合、例え僅かに走査間隔が小さく
なっても図22に示すように接続領域126 の露光量として
は特に大きくならず、接続領域に大きい露光むらが発生
することを防ぐことができる。
となるが、照明領域の照度分布形状を図21(A) に示すよ
うにスティッチングの方向 (s2方向) に対して台形分布
として、走査することにより、図21(B) に示すように被
露光領域121 全体にフラットな露光量I121が得られるよ
うにしている。この場合、例え僅かに走査間隔が小さく
なっても図22に示すように接続領域126 の露光量として
は特に大きくならず、接続領域に大きい露光むらが発生
することを防ぐことができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】前記の特開平06−1321
95号公報で開示されているようにスティッチング露光方
式において、照明領域の照度分布形状を台形分布にすれ
ば、接続領域での露光むらを少なくすることができる。
95号公報で開示されているようにスティッチング露光方
式において、照明領域の照度分布形状を台形分布にすれ
ば、接続領域での露光むらを少なくすることができる。
【００１５】又、ステップアンドスキャン方式の走査型
の露光装置においても走査方向の照度分布形状を台形分
布にすれば、走査方向の接続領域での露光むらを少なく
することができる。
の露光装置においても走査方向の照度分布形状を台形分
布にすれば、走査方向の接続領域での露光むらを少なく
することができる。
【００１６】しかしながら、特開平06−132195号公報で
は照明領域の照度分布形状を台形形状にする具体的な構
成については触れていない。
は照明領域の照度分布形状を台形形状にする具体的な構
成については触れていない。
【００１７】本発明の目的は、被照射面上において、第
1 方向又は第1 方向とこれに直交する第2 方向の両方向
の照度分布を効率よく台形形状にする照明光学系及びそ
れを用いた露光装置の提供である。
1 方向又は第1 方向とこれに直交する第2 方向の両方向
の照度分布を効率よく台形形状にする照明光学系及びそ
れを用いた露光装置の提供である。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明の照明光学系は、 （１−１） 光源からの光束をインテグレータに入射さ
せ、該インテグレータを構成する複数の素子レンズから
の光束をコンデンサーレンズを介してケーラー照明によ
り被照射面に照射する照明光学系において、該素子レン
ズを該被照射面上での照射面積が夫々異なる複数種類に
よって構成していること等を特徴としている。
せ、該インテグレータを構成する複数の素子レンズから
の光束をコンデンサーレンズを介してケーラー照明によ
り被照射面に照射する照明光学系において、該素子レン
ズを該被照射面上での照射面積が夫々異なる複数種類に
よって構成していること等を特徴としている。
【００１９】特に、 （１−１−１） 前記インテグレータを複数種類の素子
レンズで構成する際、同種の素子レンズを分散して配置
している。 （１−１−２） 前記複数種類の素子レンズは夫々その
焦点距離が異なる。 （１−１−３） 前記インテグレータを前記コンデンサ
ーレンズの光軸を含む第1断面内のみにパワーを有する
シリンドリカルの素子レンズA と、該光軸を含み該第1
断面に直交する第2 断面内のみにパワーを有するシリン
ドリカルの素子レンズB で構成し、該素子レンズA 又は
該素子レンズB を夫々焦点距離が異なる複数種類によっ
て構成している。 （１−１−４） 前記複数種類の素子レンズは夫々その
入射側開口の大きさが異なる。 （１−１−５） 前記素子レンズの少なくとも一部を回
折光学素子で構成している。 （１−１−６） 前記インテグレータを前記コンデンサ
ーレンズの光軸を含む第1断面内のみにパワーを有する
シリンドリカルの素子レンズA と、該光軸を含み該第1
断面に直交する第2 断面内のみにパワーを有するシリン
ドリカルの素子レンズB で構成し、該素子レンズA 又は
該素子レンズB をその入射側開口のパワーを有する断面
内の大きさが異なる複数種類で構成している。 （１−１−７） 前記素子レンズA 又は／及び前記素子
レンズB を回折光学素子で構成している。こと等を特徴
としている。
レンズで構成する際、同種の素子レンズを分散して配置
している。 （１−１−２） 前記複数種類の素子レンズは夫々その
焦点距離が異なる。 （１−１−３） 前記インテグレータを前記コンデンサ
ーレンズの光軸を含む第1断面内のみにパワーを有する
シリンドリカルの素子レンズA と、該光軸を含み該第1
断面に直交する第2 断面内のみにパワーを有するシリン
ドリカルの素子レンズB で構成し、該素子レンズA 又は
該素子レンズB を夫々焦点距離が異なる複数種類によっ
て構成している。 （１−１−４） 前記複数種類の素子レンズは夫々その
入射側開口の大きさが異なる。 （１−１−５） 前記素子レンズの少なくとも一部を回
折光学素子で構成している。 （１−１−６） 前記インテグレータを前記コンデンサ
ーレンズの光軸を含む第1断面内のみにパワーを有する
シリンドリカルの素子レンズA と、該光軸を含み該第1
断面に直交する第2 断面内のみにパワーを有するシリン
ドリカルの素子レンズB で構成し、該素子レンズA 又は
該素子レンズB をその入射側開口のパワーを有する断面
内の大きさが異なる複数種類で構成している。 （１−１−７） 前記素子レンズA 又は／及び前記素子
レンズB を回折光学素子で構成している。こと等を特徴
としている。
【００２０】又、本発明の露光装置は、 （１−２） (1-1)〜(1-1-7) 項のいずれか１項に記載の
照明光学系を有し、前記被照射面を照明する光束により
第1 物体の一部を照明し、該第1 物体からの光束を投影
光学系により第2 物体の上に結像して露光する際、該第
1 物体と第2 物体の双方を該投影光学系の光軸と垂直且
つ互いに直交する2 つの方向の少なくとも1 方向に移動
させて該第1 物体全体を露光すること等を特徴としてい
る。
照明光学系を有し、前記被照射面を照明する光束により
第1 物体の一部を照明し、該第1 物体からの光束を投影
光学系により第2 物体の上に結像して露光する際、該第
1 物体と第2 物体の双方を該投影光学系の光軸と垂直且
つ互いに直交する2 つの方向の少なくとも1 方向に移動
させて該第1 物体全体を露光すること等を特徴としてい
る。
【００２１】又、本発明のデバイスの製造方法は、 （１−３） (1-2) 項の露光装置を用いて前記第1 物体
を前記第2 物体上に投影露光した後、該第2 物体を現像
処理してデバイスを製造すること等を特徴としている。
を前記第2 物体上に投影露光した後、該第2 物体を現像
処理してデバイスを製造すること等を特徴としている。
【００２２】
【発明の実施の形態】始めに図5 を用いてインテグレー
タの素子レンズとコンデンサーレンズ、被照射面の関係
を説明する。
タの素子レンズとコンデンサーレンズ、被照射面の関係
を説明する。
【００２３】図5 中、21はインテグレータの素子レンズ
であり、その焦点距離をfi 、開口幅をDi とする。この
素子レンズを複数個アレイ状に配列することで、素子レ
ンズの後側焦点Fi' の位置に2次光源面を形成する。
であり、その焦点距離をfi 、開口幅をDi とする。この
素子レンズを複数個アレイ状に配列することで、素子レ
ンズの後側焦点Fi' の位置に2次光源面を形成する。
【００２４】その2次光源面に焦点距離fcのコンデンサ
ーレンズ2の前側焦点Fc を略一致させて配置し、コンデ
ンサーレンズ2の後側焦点を被照射面に略一致させるこ
とで、所謂ケーラー照明系を構成している。
ーレンズ2の前側焦点Fc を略一致させて配置し、コンデ
ンサーレンズ2の後側焦点を被照射面に略一致させるこ
とで、所謂ケーラー照明系を構成している。
【００２５】その際被照射面の照明幅Di には Dc ＝Di ・fc ／fi ‥‥(1) の関係がある。従って素子レンズ21の焦点距離fi 、ま
たは開口幅Di を異ならすことで、照明幅Di を調整する
ことが可能である。
たは開口幅Di を異ならすことで、照明幅Di を調整する
ことが可能である。
【００２６】図1 は本発明の照明光学系の実施形態1 の
要部構成図である。図中、31は光源であり、ここではパ
ルス発振するレーザで構成している。32はビーム整形光
学系であり、光源31からの光束を所望の太さの光束に変
換する。33は露光量調整手段であり、照明光学系による
露光量を調整する。1Aはインテグレータであり、複数の
素子レンズで構成しており、その射出面に複数の2 次光
源を形成する。2 はコンデンサーレンズであり、素子レ
ンズからの光束をを用い被照射面3 をケーラー照明す
る。なお、3 は被照射面又はマスキング面である。
要部構成図である。図中、31は光源であり、ここではパ
ルス発振するレーザで構成している。32はビーム整形光
学系であり、光源31からの光束を所望の太さの光束に変
換する。33は露光量調整手段であり、照明光学系による
露光量を調整する。1Aはインテグレータであり、複数の
素子レンズで構成しており、その射出面に複数の2 次光
源を形成する。2 はコンデンサーレンズであり、素子レ
ンズからの光束をを用い被照射面3 をケーラー照明す
る。なお、3 は被照射面又はマスキング面である。
【００２７】本実施形態の作用を説明する。光源31を出
射した光束は、ビーム整形光学系32で所望の光束径に変
換した後、露光量調整手段33を経て、インテグレータ1A
へ至る。そして、インテグレータ1Aを構成する複数の素
子レンズからの光束をコンデンサーレンズ2 を介して被
照射面3 に照射し、その際、各素子レンズからの光束の
主光線を該被照射面上で略重ねることにより被照射面3
上には所望の照度分布を有する照明領域が形成される。
射した光束は、ビーム整形光学系32で所望の光束径に変
換した後、露光量調整手段33を経て、インテグレータ1A
へ至る。そして、インテグレータ1Aを構成する複数の素
子レンズからの光束をコンデンサーレンズ2 を介して被
照射面3 に照射し、その際、各素子レンズからの光束の
主光線を該被照射面上で略重ねることにより被照射面3
上には所望の照度分布を有する照明領域が形成される。
【００２８】図2 は実施形態1 のインテグレータ1Aから
被照射面3 までの要部概略図である。これによって本実
施形態を詳しく説明する。なお、照明光学系にはコンデ
ンサーレンズ2 の光軸をz 軸とする直交xyz 座標系を設
定しyz断面を第1 断面、xz断面を第2 断面とする。
被照射面3 までの要部概略図である。これによって本実
施形態を詳しく説明する。なお、照明光学系にはコンデ
ンサーレンズ2 の光軸をz 軸とする直交xyz 座標系を設
定しyz断面を第1 断面、xz断面を第2 断面とする。
【００２９】インテグレータ1Aは焦点距離が異なる3 種
類の素子レンズ101 、102 、103 をxy断面内にアレイ状
に配置して構成しており、素子レンズ101 が最も長焦
点、素子レンズ103 が最も短焦点となっている。なお、
各素子レンズの入射側開口 (断面) は同じ大きさの正方
形である。
類の素子レンズ101 、102 、103 をxy断面内にアレイ状
に配置して構成しており、素子レンズ101 が最も長焦
点、素子レンズ103 が最も短焦点となっている。なお、
各素子レンズの入射側開口 (断面) は同じ大きさの正方
形である。
【００３０】また各素子レンズの入射面と被照射面3 は
共役な関係となっている。従って被照射面3 上には各素
子レンズの入射面の開口形状 (正方形) と相似な形状の
照明領域が各素子レンズによって形成されるが、その際
各照明領域の中心は図中一点鎖線で示す各光束の主光線
が被照射面3 と交わる位置であるので共通であり、又、
照明領域の大きさは式(1) から示されるように、素子レ
ンズの焦点距離が大きいもの程小さく、焦点距離が小さ
いもの程大きくなる。
共役な関係となっている。従って被照射面3 上には各素
子レンズの入射面の開口形状 (正方形) と相似な形状の
照明領域が各素子レンズによって形成されるが、その際
各照明領域の中心は図中一点鎖線で示す各光束の主光線
が被照射面3 と交わる位置であるので共通であり、又、
照明領域の大きさは式(1) から示されるように、素子レ
ンズの焦点距離が大きいもの程小さく、焦点距離が小さ
いもの程大きくなる。
【００３１】図3 は実施形態1 の被照射面3 に得られる
照明領域と照度分布の説明図である。図中、s101は素子
レンズ101 で形成される照明領域であり、以下s102は素
子レンズ102 で、s103は素子レンズ103 により形成され
る照明領域である。
照明領域と照度分布の説明図である。図中、s101は素子
レンズ101 で形成される照明領域であり、以下s102は素
子レンズ102 で、s103は素子レンズ103 により形成され
る照明領域である。
【００３２】被照射面3 上でこれらは重ね合わせられ、
図3 で示すようなx 軸及びy 軸断面の照度分布を形成す
る。この例ではxy両方向ともに略台形状の照度分布を形
成している。
図3 で示すようなx 軸及びy 軸断面の照度分布を形成す
る。この例ではxy両方向ともに略台形状の照度分布を形
成している。
【００３３】インテグレータ中の各素子レンズの分布
は、被照射面3 上でのNAを均一にすることが望ましいの
で均等に分散して配置することが望ましい。これは後記
の他の実施形態でも同様である。
は、被照射面3 上でのNAを均一にすることが望ましいの
で均等に分散して配置することが望ましい。これは後記
の他の実施形態でも同様である。
【００３４】なお、台形照度分布の形状は、素子レンズ
の種類と、各々の入射側開口の面積の和により決定され
るので、所望の照度分布形状に応じてそれらを決定すれ
ばよい。
の種類と、各々の入射側開口の面積の和により決定され
るので、所望の照度分布形状に応じてそれらを決定すれ
ばよい。
【００３５】従ってこの実施形態では素子レンズの種類
は3 種類であったが、必要に応じ種類を増減させて構わ
ない。
は3 種類であったが、必要に応じ種類を増減させて構わ
ない。
【００３６】本実施形態の素子レンズの入射側開口は正
方形であったが、これは必要に応じ長方形や六角形等に
してもよい。素子レンズの開口形状を長方形にした場合
の被照射面3 上での照度分布の様子を図4 で示す。
方形であったが、これは必要に応じ長方形や六角形等に
してもよい。素子レンズの開口形状を長方形にした場合
の被照射面3 上での照度分布の様子を図4 で示す。
【００３７】この場合の素子レンズの開口形状はy 方向
の寸法がx 方向よりも短い長方形であり、その相似形の
照明領域が被照射面3 上に形成される。
の寸法がx 方向よりも短い長方形であり、その相似形の
照明領域が被照射面3 上に形成される。
【００３８】なお、以下の照明光学系の各実施形態にお
いても各素子レンズからの光束の主光線は図中で一点鎖
線で示し、該主光線が被照射面3 と交わる位置は各実施
形態においてすべて同じである。
いても各素子レンズからの光束の主光線は図中で一点鎖
線で示し、該主光線が被照射面3 と交わる位置は各実施
形態においてすべて同じである。
【００３９】図6 は本発明の照明光学系の実施形態2 の
要部概略図である。本実施形態は実施形態1 に対してイ
ンテグレータの構成のみが異なっており、その他の部分
は同じであるので図ではインテグレータから被照射面3
までを図示している。図中、4 はyz断面内 (正しくはyz
断面に平行な平面内と云うべきであるが、説明を簡単に
する為に "yz断面内" と表現する。以下同様) のみにパ
ワーを有する複数のシリンドリカルの素子レンズからな
る第1 インテグレータであり、焦点距離の異なる3 種類
のシリンドリカルの素子レンズ (素子レンズA)401 、40
2 、403 により構成しており、素子レンズA401が最も長
焦点、素子レンズA403が最も短焦点となっており、各々
の入射側開口は等しい面積の長方形である。
要部概略図である。本実施形態は実施形態1 に対してイ
ンテグレータの構成のみが異なっており、その他の部分
は同じであるので図ではインテグレータから被照射面3
までを図示している。図中、4 はyz断面内 (正しくはyz
断面に平行な平面内と云うべきであるが、説明を簡単に
する為に "yz断面内" と表現する。以下同様) のみにパ
ワーを有する複数のシリンドリカルの素子レンズからな
る第1 インテグレータであり、焦点距離の異なる3 種類
のシリンドリカルの素子レンズ (素子レンズA)401 、40
2 、403 により構成しており、素子レンズA401が最も長
焦点、素子レンズA403が最も短焦点となっており、各々
の入射側開口は等しい面積の長方形である。
【００４０】5 はxz断面内のみにパワーを有するシリン
ドリカルの素子レンズ (素子レンズB)501 からなる第2
インテグレータである。
ドリカルの素子レンズ (素子レンズB)501 からなる第2
インテグレータである。
【００４１】又、すべての素子レンズ401 、402 、403
、501 の入射側開口は被照射面3 と共役に配置してい
る。
、501 の入射側開口は被照射面3 と共役に配置してい
る。
【００４２】第1 インテグレータ4 及び第2 インテグレ
ータ5 等はインテグレータ1Bの一要素を構成している。
ータ5 等はインテグレータ1Bの一要素を構成している。
【００４３】図7 は実施形態2 の照度分布の説明図であ
る。y 方向断面においては、実施形態1 と同様、焦点距
離が異なるために、各素子レンズA によってy 方向の照
明幅が異なり、一方、x 方向断面においては、焦点距離
が同じ素子レンズB501によってx 方向の照明幅は同じに
なる。その結果、素子レンズ401+501 の組合わせは照明
領域s401を形成し、以下素子レンズ402+501 の組み合わ
せは照明領域s402を、素子レンズ403+501 の組み合わせ
は照明領域s403を形成する。これらの積算により、y 方
向断面では略台形状の照度分布となり、x 方向断面では
一様な照度分布となる。
る。y 方向断面においては、実施形態1 と同様、焦点距
離が異なるために、各素子レンズA によってy 方向の照
明幅が異なり、一方、x 方向断面においては、焦点距離
が同じ素子レンズB501によってx 方向の照明幅は同じに
なる。その結果、素子レンズ401+501 の組合わせは照明
領域s401を形成し、以下素子レンズ402+501 の組み合わ
せは照明領域s402を、素子レンズ403+501 の組み合わせ
は照明領域s403を形成する。これらの積算により、y 方
向断面では略台形状の照度分布となり、x 方向断面では
一様な照度分布となる。
【００４４】図8 は本発明の照明光学系の実施形態3 の
要部概略図である。本実施形態は実施形態1 に対してイ
ンテグレータの構成のみが異なっており、その他の部分
は同じであるので図ではインテグレータから被照射面3
までを図示している。図中、6Aはyz断面内のみにパワー
を有するシリンドリカルレンズからなるインテグレータ
であり、インテグレータ6Aは焦点距離の異なる複数のシ
リンドリカルレンズ611 、612 、613 で構成されてい
る。 6Bはyz断面内でパワーを有するシリンドリカルレ
ンズからなるインテグレータであり、インテグレータ6B
は焦点距離の異なる複数のシリンドリカルレンズ621 、
622 、623 で構成されている。
要部概略図である。本実施形態は実施形態1 に対してイ
ンテグレータの構成のみが異なっており、その他の部分
は同じであるので図ではインテグレータから被照射面3
までを図示している。図中、6Aはyz断面内のみにパワー
を有するシリンドリカルレンズからなるインテグレータ
であり、インテグレータ6Aは焦点距離の異なる複数のシ
リンドリカルレンズ611 、612 、613 で構成されてい
る。 6Bはyz断面内でパワーを有するシリンドリカルレ
ンズからなるインテグレータであり、インテグレータ6B
は焦点距離の異なる複数のシリンドリカルレンズ621 、
622 、623 で構成されている。
【００４５】インテグレータ6A及びインテグレータ6B等
は第1 インテグレータ6 の一要素を構成している。第1
インテグレータ6 はシリンドリカルレンズ611+621 、61
2+622 、613+623 と組み合わせて素子レンズA を構成し
ており、最初の組み合わせの素子レンズA の焦点距離が
最も長く、最後の組み合わせの素子レンズA の焦点距離
が最も短い。また各素子レンズA の入射側開口は同じ大
きさの長方形である。7Aはxz断面内でパワーを有するシ
リンドリカルレンズ701 からなるインテグレータであ
る。7Bはxz断面内でパワーを有するシリンドリカルレン
ズ702 からなるインテグレータである。
は第1 インテグレータ6 の一要素を構成している。第1
インテグレータ6 はシリンドリカルレンズ611+621 、61
2+622 、613+623 と組み合わせて素子レンズA を構成し
ており、最初の組み合わせの素子レンズA の焦点距離が
最も長く、最後の組み合わせの素子レンズA の焦点距離
が最も短い。また各素子レンズA の入射側開口は同じ大
きさの長方形である。7Aはxz断面内でパワーを有するシ
リンドリカルレンズ701 からなるインテグレータであ
る。7Bはxz断面内でパワーを有するシリンドリカルレン
ズ702 からなるインテグレータである。
【００４６】インテグレータ7A及びインテグレータ7B等
は第2 インテグレータ7 の一要素を構成している。第2
インテグレータ7 はシリンドリカルレンズ701+702 と組
み合わせて素子レンズB を構成している。
は第2 インテグレータ7 の一要素を構成している。第2
インテグレータ7 はシリンドリカルレンズ701+702 と組
み合わせて素子レンズB を構成している。
【００４７】またインテグレータ6Aを構成するシリンド
リカルレンズの入射側開口とインテグレータ7Aを構成す
るシリンドリカルレンズの入射側開口は被照射面3 と共
役に配置している。
リカルレンズの入射側開口とインテグレータ7Aを構成す
るシリンドリカルレンズの入射側開口は被照射面3 と共
役に配置している。
【００４８】第1 インテグレータ6 及び第2 インテグレ
ータ7 等はインテグレータ1Cの一要素を構成している。
ータ7 等はインテグレータ1Cの一要素を構成している。
【００４９】本実施形態は実施形態2 と同様に図7 に示
すy 方向断面が台形分布、x 方向断面が一様の照度分布
を得ることができる。従って実施形態2 と同じ効果が得
られる。
すy 方向断面が台形分布、x 方向断面が一様の照度分布
を得ることができる。従って実施形態2 と同じ効果が得
られる。
【００５０】図9 は本発明の照明光学系の実施形態4 の
要部概略図である。本実施形態は実施形態1 に対してイ
ンテグレータの構成のみが異なっており、その他の部分
は同じであるので図ではインテグレータから被照射面3
までを図示している。図中、1Dはインテグレータであ
り、焦点距離が等しく、入射側開口の大きさが異なる3
種類の素子レンズ801 、802 、803 より構成している。
この場合のインテグレータの正面図を図10 に示す。
要部概略図である。本実施形態は実施形態1 に対してイ
ンテグレータの構成のみが異なっており、その他の部分
は同じであるので図ではインテグレータから被照射面3
までを図示している。図中、1Dはインテグレータであ
り、焦点距離が等しく、入射側開口の大きさが異なる3
種類の素子レンズ801 、802 、803 より構成している。
この場合のインテグレータの正面図を図10 に示す。
【００５１】この場合各素子レンズによる照明領域の大
きさは式(1) で表されるように、素子レンズの開口の大
きさに比例する。そこで、本実施形態では3 つの大きさ
の異なる照明領域の重ね合わせにより、実施形態1 の図
4 と同様な照度分布を得ることができる。従って実施形
態1 と同じ効果が得られる。
きさは式(1) で表されるように、素子レンズの開口の大
きさに比例する。そこで、本実施形態では3 つの大きさ
の異なる照明領域の重ね合わせにより、実施形態1 の図
4 と同様な照度分布を得ることができる。従って実施形
態1 と同じ効果が得られる。
【００５２】図11は本発明の照明光学系の実施形態5 の
要部概略図である。本実施形態は実施形態1 に対してイ
ンテグレータの構成のみが異なっており、その他の部分
は同じであるので図ではインテグレータから被照射面3
までを図示している。図中、9Aはyz断面内のみにパワー
を有するシリンドリカルレンズからなるインテグレータ
であり、インテグレータ9Aは焦点距離が等しく、入射側
開口の大きさの異なる複数のシリンドリカルレンズ911
、912 、913 で構成している。
要部概略図である。本実施形態は実施形態1 に対してイ
ンテグレータの構成のみが異なっており、その他の部分
は同じであるので図ではインテグレータから被照射面3
までを図示している。図中、9Aはyz断面内のみにパワー
を有するシリンドリカルレンズからなるインテグレータ
であり、インテグレータ9Aは焦点距離が等しく、入射側
開口の大きさの異なる複数のシリンドリカルレンズ911
、912 、913 で構成している。
【００５３】9Bはyz断面内のみにパワーを有するシリン
ドリカルレンズからなるインテグレータであり、インテ
グレータ9Bは焦点距離が等しく、入射側開口の大きさの
異なる複数のシリンドリカルレンズ921 、922 、923 で
構成されている。
ドリカルレンズからなるインテグレータであり、インテ
グレータ9Bは焦点距離が等しく、入射側開口の大きさの
異なる複数のシリンドリカルレンズ921 、922 、923 で
構成されている。
【００５４】インテグレータ9A及びインテグレータ9B等
は第1 インテグレータ9 の一要素を構成している。第1
インテグレータ9 はシリンドリカルレンズ911+921 、91
2+922 、913+923 と組み合わせて素子レンズA を構成し
ており、各素子レンズA の前後のシリンドリカルレンズ
の入射側開口は同じ大きさの長方形である。そして、最
初の組み合わせの素子レンズA の入射側開口が最も大き
く、最後の組み合わせの素子レンズA の入射側開口が最
も小さい。
は第1 インテグレータ9 の一要素を構成している。第1
インテグレータ9 はシリンドリカルレンズ911+921 、91
2+922 、913+923 と組み合わせて素子レンズA を構成し
ており、各素子レンズA の前後のシリンドリカルレンズ
の入射側開口は同じ大きさの長方形である。そして、最
初の組み合わせの素子レンズA の入射側開口が最も大き
く、最後の組み合わせの素子レンズA の入射側開口が最
も小さい。
【００５５】10A はxz断面内のみにパワーを有するシリ
ンドリカルレンズ1001からなるインテグレータである。
又、10B はxz断面内のみにパワーを有するシリンドリカ
ルレンズ1002からなるインテグレータである。なお、シ
リンドリカルレンズ1001とシリンドリカルレンズ1002の
開口形状は同じである。
ンドリカルレンズ1001からなるインテグレータである。
又、10B はxz断面内のみにパワーを有するシリンドリカ
ルレンズ1002からなるインテグレータである。なお、シ
リンドリカルレンズ1001とシリンドリカルレンズ1002の
開口形状は同じである。
【００５６】インテグレータ10A 及びインテグレータ10
B 等は第2 インテグレータ10の一要素を構成している。
第2 インテグレータ10はシリンドリカルレンズ1001+100
2 と組み合わせて素子レンズB を構成している。
B 等は第2 インテグレータ10の一要素を構成している。
第2 インテグレータ10はシリンドリカルレンズ1001+100
2 と組み合わせて素子レンズB を構成している。
【００５７】またインテグレータ9Aを構成するシリンド
リカルレンズの入射側開口とインテグレータ10A を構成
するシリンドリカルレンズの入射側開口は被照射面3 と
共役に配置している。
リカルレンズの入射側開口とインテグレータ10A を構成
するシリンドリカルレンズの入射側開口は被照射面3 と
共役に配置している。
【００５８】第1 インテグレータ9 と第2 インテグレー
タ10等はインテグレータ1Eの一要素を構成している。
タ10等はインテグレータ1Eの一要素を構成している。
【００５９】本実施形態は実施形態2 と同様にy 方向断
面が台形分布、x 方向断面が一様の照度分布を得ること
ができる。従って実施形態2 と同じ効果を得ることが出
来る。
面が台形分布、x 方向断面が一様の照度分布を得ること
ができる。従って実施形態2 と同じ効果を得ることが出
来る。
【００６０】以上の実施形態4 及び5 は被照射面3 を照
明するNAを均等にするため、照明領域の異なる素子レン
ズを分散させて配置することが望ましい。例えば、実施
形態4 のインテグレータ1Dは図10にその正面図を示すよ
うに、素子レンズ801 、802、803 を分散させて配置す
る。
明するNAを均等にするため、照明領域の異なる素子レン
ズを分散させて配置することが望ましい。例えば、実施
形態4 のインテグレータ1Dは図10にその正面図を示すよ
うに、素子レンズ801 、802、803 を分散させて配置す
る。
【００６１】この様に素子レンズを分散して配置するに
は、素子レンズに高い製作精度や高い組立精度が要求さ
れる。
は、素子レンズに高い製作精度や高い組立精度が要求さ
れる。
【００６２】しかしながら、これらの素子レンズを回折
光学素子であるバイナリレンズ（以下BOE と記す）で製
作すれば、基板上にリソグラフィーの技術を用いて作製
できるので製作が容易となる。以下BOE を使用した実施
形態を説明する。
光学素子であるバイナリレンズ（以下BOE と記す）で製
作すれば、基板上にリソグラフィーの技術を用いて作製
できるので製作が容易となる。以下BOE を使用した実施
形態を説明する。
【００６３】図12は本発明の照明光学系の実施形態6 の
要部概略図である。又、図12(B) は図12(A) の点線部分
の拡大図である。本実施形態は実施形態4 のインテグレ
ータと同等なものをBOE を用いて構成したものである。
その他の部分は実施形態4 と同じである。
要部概略図である。又、図12(B) は図12(A) の点線部分
の拡大図である。本実施形態は実施形態4 のインテグレ
ータと同等なものをBOE を用いて構成したものである。
その他の部分は実施形態4 と同じである。
【００６４】図中、11A は第1 基板であり、図12(B) に
示すように基板の上に焦点距離はすべて同じで、夫々開
口の大きさが異なる微小なBOE 1111,1112,1113をアレイ
状に形成している。又、11B は第2 基板であり、図12
(B) に示すように基板の上に焦点距離はすべて同じで、
夫々開口の大きさが異なる微小なBOE 1121,1122,1123を
アレイ状に形成している。
示すように基板の上に焦点距離はすべて同じで、夫々開
口の大きさが異なる微小なBOE 1111,1112,1113をアレイ
状に形成している。又、11B は第2 基板であり、図12
(B) に示すように基板の上に焦点距離はすべて同じで、
夫々開口の大きさが異なる微小なBOE 1121,1122,1123を
アレイ状に形成している。
【００６５】そして、BOE 1111+1121 、1112+1122 、11
13+1123 の組み合わせにより素子レンズを構成してい
る。そして、この順に入射側開口が大きい。
13+1123 の組み合わせにより素子レンズを構成してい
る。そして、この順に入射側開口が大きい。
【００６６】第1 基板11A 及び第2 基板11B 等はインテ
グレータ1Fの一要素を構成している。
グレータ1Fの一要素を構成している。
【００６７】本実施形態の各素子レンズの焦点距離は等
しく、且つ第1 基板11A の各BOE の入射面は被照射面3
と共役となっている。この結果実施形態1 の図4 と同様
なy方向、x 方向とも台形形状の照度分布を得ることが
できる。従って実施形態1 と同じ効果を得ることが出来
る。
しく、且つ第1 基板11A の各BOE の入射面は被照射面3
と共役となっている。この結果実施形態1 の図4 と同様
なy方向、x 方向とも台形形状の照度分布を得ることが
できる。従って実施形態1 と同じ効果を得ることが出来
る。
【００６８】図13は本発明の照明光学系の実施形態7 の
要部概略図である。又、図14は図13の点線部分の拡大図
である。本実施形態は実施形態3 のインテグレータと同
等なものをBOE を用いて構成したものである。その他の
部分は実施形態3 と同じである。
要部概略図である。又、図14は図13の点線部分の拡大図
である。本実施形態は実施形態3 のインテグレータと同
等なものをBOE を用いて構成したものである。その他の
部分は実施形態3 と同じである。
【００６９】図中、12A は第1 基板であり、図14(A) で
示すように、1 つの基板の上にyz面内のみに同じパワー
があり、夫々この平面内の開口の大きさが異なる3 つの
シリンドリカルBOE 1211、1212、1213を複数個数配列し
て形成している。12B は第2基板であり、図14(A) で示
すように、1 つの基板の上にyz面内のみに同じパワーが
あり、夫々この平面内の開口の大きさが異なる3 つのシ
リンドリカルBOE 1221、1222、1223を複数個数配列して
形成している。そしてシリンドリカルBOE 1211+1221 、
1212+1222 、1213+1223 の組み合わせにより夫々素子レ
ンズA を構成している。またこの順に素子レンズA の入
射側開口が大きい。なお、各素子レンズA の焦点距離は
等しい。
示すように、1 つの基板の上にyz面内のみに同じパワー
があり、夫々この平面内の開口の大きさが異なる3 つの
シリンドリカルBOE 1211、1212、1213を複数個数配列し
て形成している。12B は第2基板であり、図14(A) で示
すように、1 つの基板の上にyz面内のみに同じパワーが
あり、夫々この平面内の開口の大きさが異なる3 つのシ
リンドリカルBOE 1221、1222、1223を複数個数配列して
形成している。そしてシリンドリカルBOE 1211+1221 、
1212+1222 、1213+1223 の組み合わせにより夫々素子レ
ンズA を構成している。またこの順に素子レンズA の入
射側開口が大きい。なお、各素子レンズA の焦点距離は
等しい。
【００７０】第1 基板12A 、第2 基板12B 等は第1 イン
テグレータ12の一要素を構成している。
テグレータ12の一要素を構成している。
【００７１】図15は第1 基板12A の正面部分拡大図であ
る。図示するようにシリンドリカルBOE はy 方向では位
相分布を持つが、x 方向では位相分布を有しない。
る。図示するようにシリンドリカルBOE はy 方向では位
相分布を持つが、x 方向では位相分布を有しない。
【００７２】13A は第1 シリンドリカルレンズアレイで
あり、図14(B) で示すように、xz面内のみにパワーがあ
るシリンドリカルレンズ1311を配列して構成している。
13Bは第2 シリンドリカルレンズアレイであり、図14(B)
で示すように、xz面内のみにパワーがあるシリンドリ
カルレンズ1312を配列して構成している。第1 シリンド
リカルレンズアレイ13A 、第2 シリンドリカルレンズア
レイ13B 等は第2 インテグレータ13の一要素を構成して
いる。
あり、図14(B) で示すように、xz面内のみにパワーがあ
るシリンドリカルレンズ1311を配列して構成している。
13Bは第2 シリンドリカルレンズアレイであり、図14(B)
で示すように、xz面内のみにパワーがあるシリンドリ
カルレンズ1312を配列して構成している。第1 シリンド
リカルレンズアレイ13A 、第2 シリンドリカルレンズア
レイ13B 等は第2 インテグレータ13の一要素を構成して
いる。
【００７３】そして、シリンドリカルレンズ1311+1312
の組み合わせにより素子レンズB を構成している。
の組み合わせにより素子レンズB を構成している。
【００７４】第1 インテグレータ12及び第2 インテグレ
ータ13等はインテグレータ1Gの一要素を構成している。
ータ13等はインテグレータ1Gの一要素を構成している。
【００７５】上記の第1 基板12A 及び第1 シリンドリカ
ルレンズアレイ13A の入射面は被照射面3 と共役に設定
している。この結果、本実施形態は実施形態2 の図7 と
同様にy 方向には台形状、x 方向には一様な照度分布を
得ることができる。従って実施形態2 と同じ効果が得ら
れる。
ルレンズアレイ13A の入射面は被照射面3 と共役に設定
している。この結果、本実施形態は実施形態2 の図7 と
同様にy 方向には台形状、x 方向には一様な照度分布を
得ることができる。従って実施形態2 と同じ効果が得ら
れる。
【００７６】図16は本発明の照明光学系の実施形態8 の
要部概略図である。本実施形態は実施形態7 の第2 イン
テグレータ中のシリンドリカルレンズアレイをBOE で構
成したものである。その他の部分は実施形態7 と同じで
ある。
要部概略図である。本実施形態は実施形態7 の第2 イン
テグレータ中のシリンドリカルレンズアレイをBOE で構
成したものである。その他の部分は実施形態7 と同じで
ある。
【００７７】図中、15A は第3 基板であり、xz断面内に
のみパワーを有するシリンドリカルBOE 1511を配置して
構成している。又、15B は第4 基板であり、xz断面内に
のみパワーを有するシリンドリカルBOE 1512を配置して
構成している。そして、シリンドリカルBOE 1511+1512
の組み合わせで素子レンズB を構成している。これらで
構成される素子レンズB の入射側開口の大きさは等し
い。
のみパワーを有するシリンドリカルBOE 1511を配置して
構成している。又、15B は第4 基板であり、xz断面内に
のみパワーを有するシリンドリカルBOE 1512を配置して
構成している。そして、シリンドリカルBOE 1511+1512
の組み合わせで素子レンズB を構成している。これらで
構成される素子レンズB の入射側開口の大きさは等し
い。
【００７８】第3 基板15A 、第4 基板15B 等は第2 イン
テグレータ15の一要素を構成している。又、第1 インテ
グレータ12及び第2 インテグレータ15等はインテグレー
タ1Hの一要素を構成している。
テグレータ15の一要素を構成している。又、第1 インテ
グレータ12及び第2 インテグレータ15等はインテグレー
タ1Hの一要素を構成している。
【００７９】また、第3 基板15A の各BOE の入射面は被
照射面3 と共役になっている。
照射面3 と共役になっている。
【００８０】この結果、本実施形態は実施形態2 の図7
と同様にy 方向には台形状、x 方向には一様な照度分布
を得ることができる。従って実施形態2 と同じ効果が得
られる。
と同様にy 方向には台形状、x 方向には一様な照度分布
を得ることができる。従って実施形態2 と同じ効果が得
られる。
【００８１】また本実施形態の第2 インテグレータ15の
シリンドリカルBOE はすべて入射側開口の大きさを等し
くしていたが、第3 基板15A 、第4 基板15B を入射側開
口が異なる複数種類のシリンドリカルBOE から構成して
もよい。この場合の被照射面3 上での照度分布は、実施
形態1 の図5 で示すような照度分布となる。
シリンドリカルBOE はすべて入射側開口の大きさを等し
くしていたが、第3 基板15A 、第4 基板15B を入射側開
口が異なる複数種類のシリンドリカルBOE から構成して
もよい。この場合の被照射面3 上での照度分布は、実施
形態1 の図5 で示すような照度分布となる。
【００８２】上記の回折光学素子を使った各実施形態で
は、光利用効率の点から4 レベル以上のバイナリレンズ
で構成することが望ましい。
は、光利用効率の点から4 レベル以上のバイナリレンズ
で構成することが望ましい。
【００８３】次に、上記の照明光学系を利用した露光装
置について説明する。
置について説明する。
【００８４】図17は本発明の露光装置の実施形態の要部
概略図である。図中、光源31から被照射面 (マスキング
面) 3 までは本発明の照明光学系の実施形態1 である。
34は視野絞りであり、該視野絞り34の開口により被照射
面3 を照明する光束から所定断面形状の光束を取り出
す。35はマスキング結像レンズであり、視野絞り34の開
口から射出する光束をレチクル37上に結像する。
概略図である。図中、光源31から被照射面 (マスキング
面) 3 までは本発明の照明光学系の実施形態1 である。
34は視野絞りであり、該視野絞り34の開口により被照射
面3 を照明する光束から所定断面形状の光束を取り出
す。35はマスキング結像レンズであり、視野絞り34の開
口から射出する光束をレチクル37上に結像する。
【００８５】38は投影光学系であり、レチクル37上の回
路パターン (第1 物体) からの光束をウエハ (第2 物
体) 40上に結像する。また36はレチクル移動手段、39は
基板移動手段である。照明光学系、視野絞り34、マスキ
ング結像レンズ35等はレチクル37を照明する照明系の一
要素を構成している。なお、コンデンサーレンズ2 から
投影光学系38に至る光軸をz 軸とするxyz 直交座標系を
設定する。
路パターン (第1 物体) からの光束をウエハ (第2 物
体) 40上に結像する。また36はレチクル移動手段、39は
基板移動手段である。照明光学系、視野絞り34、マスキ
ング結像レンズ35等はレチクル37を照明する照明系の一
要素を構成している。なお、コンデンサーレンズ2 から
投影光学系38に至る光軸をz 軸とするxyz 直交座標系を
設定する。
【００８６】本実施形態の作用を説明する。光源31を出
射した光束は、ビーム整形光学系32で所望の光束径に変
換された後、露光量調整手段33を経て、インテグレータ
1Aへ至る。そして、インテグレータ1Aとコンデンサーレ
ンズ2 によりマスキング面3上にはx 方向、y 方向共に
台形形状の照度分布を有する照明領域が形成される。そ
の照明領域は絞り開口34の開口を介してマスキング結像
レンズ35により転送され、その照明領域の形状でレチク
ル37を照明する。レチクル上の回路パターンは該照明領
域によってその一部が照明され、この部分は投影レンズ
38により基板40上に露光・転写される。
射した光束は、ビーム整形光学系32で所望の光束径に変
換された後、露光量調整手段33を経て、インテグレータ
1Aへ至る。そして、インテグレータ1Aとコンデンサーレ
ンズ2 によりマスキング面3上にはx 方向、y 方向共に
台形形状の照度分布を有する照明領域が形成される。そ
の照明領域は絞り開口34の開口を介してマスキング結像
レンズ35により転送され、その照明領域の形状でレチク
ル37を照明する。レチクル上の回路パターンは該照明領
域によってその一部が照明され、この部分は投影レンズ
38により基板40上に露光・転写される。
【００８７】次いで、レチクル37はレチクル移動手段36
によって、又ウエハ40は基板移動手段39によって例えば
y 方向に夫々所定量移動し、回路パターンの先に露光し
た部分に隣接する部分を露光する。これを繰り返し、y
方向にステップアンドリピート法によって露光を行な
う。
によって、又ウエハ40は基板移動手段39によって例えば
y 方向に夫々所定量移動し、回路パターンの先に露光し
た部分に隣接する部分を露光する。これを繰り返し、y
方向にステップアンドリピート法によって露光を行な
う。
【００８８】y 方向への1 回目の走査露光が終わったと
ころでレチクル37をレチクル移動手段36によって、又ウ
エハ40を基板移動手段39によってx 方向に夫々所定量移
動し、(-y)方向への2 回目の走査露光をスタートする。
これによって回路パターン上の(-y)方向に1 回目の走査
露光を行なった部分の隣接する部分を走査露光する。以
上の露光を繰り返して回路パターン全体をウエハ40上に
転写する。
ころでレチクル37をレチクル移動手段36によって、又ウ
エハ40を基板移動手段39によってx 方向に夫々所定量移
動し、(-y)方向への2 回目の走査露光をスタートする。
これによって回路パターン上の(-y)方向に1 回目の走査
露光を行なった部分の隣接する部分を走査露光する。以
上の露光を繰り返して回路パターン全体をウエハ40上に
転写する。
【００８９】本実施形態は光利用効率も高く、且つ回路
パターンの一部分を照明するのに、x 方向、y 方向共台
形状の照度分布をもって照明するので、例え走査速度の
ばらつきやパルス発振のタイミングのずれに起因して隣
り合う露光領域の間隔が僅かにずれたとしても露光量の
むらは大きくならず、結果として良好な全体像を与え
る。
パターンの一部分を照明するのに、x 方向、y 方向共台
形状の照度分布をもって照明するので、例え走査速度の
ばらつきやパルス発振のタイミングのずれに起因して隣
り合う露光領域の間隔が僅かにずれたとしても露光量の
むらは大きくならず、結果として良好な全体像を与え
る。
【００９０】次に上で説明した露光装置を利用したデバ
イスの製造方法の実施形態を説明する。
イスの製造方法の実施形態を説明する。
【００９１】図18はデバイス (ICやLSI 等の半導体チッ
プ、或いは液晶パネルやCCD 等）の製造方法のフローチ
ャートである。 ステップ1 （回路設計）では半導体デバイスの回路設計
を行なう。 ステップ2 （マスク製作）では設計した回路パターンを
形成したマスクを製作する。一方、ステップ3 （ウエハ
製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造す
る。 ステップ4 （ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記
の露光装置と前記用意したマスク (レチクル) とウエハ
を用いてリソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回
路を形成する。 ステップ5 （組立）は後工程と呼ばれ、ステップ4 によ
って作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程
であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディン
グ）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含
む。 ステップ6 （検査）ではステップ5 で作製された半導体
デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行
なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、こ
れが出荷（ステップ７）される。
プ、或いは液晶パネルやCCD 等）の製造方法のフローチ
ャートである。 ステップ1 （回路設計）では半導体デバイスの回路設計
を行なう。 ステップ2 （マスク製作）では設計した回路パターンを
形成したマスクを製作する。一方、ステップ3 （ウエハ
製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造す
る。 ステップ4 （ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記
の露光装置と前記用意したマスク (レチクル) とウエハ
を用いてリソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回
路を形成する。 ステップ5 （組立）は後工程と呼ばれ、ステップ4 によ
って作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程
であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディン
グ）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含
む。 ステップ6 （検査）ではステップ5 で作製された半導体
デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行
なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、こ
れが出荷（ステップ７）される。
【００９２】図19は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
チャートである。 ステップ11（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。 ステップ12（CVD)ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。 ステップ13（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によ
って形成する。 ステップ14（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち
込む。 ステップ15（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布
する。 ステップ16（露光）では上記の露光装置によってレチク
ルの回路パターンをウエハに焼付露光する。 ステップ17（現像）では露光したウエハを現像する。 ステップ18（エッチング）では現像したレジスト以外の
部分を削り取る。 ステップ19（レジスト剥離）ではエッチングがすんで不
要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰
り返し行なうことによってウエハ上に多重に回路パター
ンが形成される。
チャートである。 ステップ11（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。 ステップ12（CVD)ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。 ステップ13（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によ
って形成する。 ステップ14（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち
込む。 ステップ15（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布
する。 ステップ16（露光）では上記の露光装置によってレチク
ルの回路パターンをウエハに焼付露光する。 ステップ17（現像）では露光したウエハを現像する。 ステップ18（エッチング）では現像したレジスト以外の
部分を削り取る。 ステップ19（レジスト剥離）ではエッチングがすんで不
要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰
り返し行なうことによってウエハ上に多重に回路パター
ンが形成される。
【００９３】本実施形態の製造方法を用いれば、従来は
製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを容易に製
造することができる。
製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを容易に製
造することができる。
【００９４】
【発明の効果】本発明は以上の構成により、被照射面上
において、第1 方向又は第1 方向とこれに直交する第2
方向の両方向の照度分布を効率よく台形形状にする照明
光学系を達成し、パルス発振するレーザ光源を用いて走
査露光を行う露光装置に該照明光学系を用いることによ
り、走査速度のばらつきやパルス発振のタイミングのず
れに起因する露光量のばらつきの小さい露光装置を達成
する。
において、第1 方向又は第1 方向とこれに直交する第2
方向の両方向の照度分布を効率よく台形形状にする照明
光学系を達成し、パルス発振するレーザ光源を用いて走
査露光を行う露光装置に該照明光学系を用いることによ
り、走査速度のばらつきやパルス発振のタイミングのず
れに起因する露光量のばらつきの小さい露光装置を達成
する。
【００９５】又、本発明の露光装置を用いれば、従来は
製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを容易に製
造することができるデバイスの製造方法を達成する。
製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを容易に製
造することができるデバイスの製造方法を達成する。
【図１】 本発明の照明光学系の実施形態1 の要部構成
図
図
【図２】 実施形態1 のインテグレータから被照射面ま
での要部概略図
での要部概略図
【図３】 実施形態1 の照明領域と照度分布の説明図
【図４】 別の実施形態1 の照度分布の説明図
【図５】 素子レンズとコンデンサーレンズの関係の説
明図
明図
【図６】 本発明の照明光学系の実施形態2 の要部概略
図
図
【図７】 実施形態2 の照度分布の説明図
【図８】 本発明の照明光学系の実施形態3 の要部概略
図
図
【図９】 本発明の照明光学系の実施形態4 の要部概略
図
図
【図１０】 実施形態4 のインテグレータ1D の正面図
【図１１】 本発明の照明光学系の実施形態5 の要部概
略図
略図
【図１２】 本発明の照明光学系の実施形態6 の要部概
略図
略図
【図１３】 本発明の照明光学系の実施形態7 の要部概
略図
略図
【図１４】 実施形態7 の部分拡大図
【図１５】 第1 基板12A の正面部分拡大図
【図１６】 本発明の照明光学系の実施形態8 の要部概
略図
略図
【図１７】 本発明の露光装置の実施形態の要部概略図
【図１８】 本発明のデバイスの製造方法のフローチャ
ート
ート
【図１９】 ウエハプロセスのフローチャート
【図２０】 従来の投影光学装置の露光方式の説明図
【図２１】 従来の投影光学装置の照明領域の照度分布
形状及び露光量の説明図
形状及び露光量の説明図
【図２２】 従来の投影光学装置において走査間隔が僅
かに小さくなった際の露光量のばらつきの説明図
かに小さくなった際の露光量のばらつきの説明図
1A〜1H インテグレータ 2 コンデンサーレンズ 3 被照射面又はマスキング面 4,6,9,12 第1 インテグレータ 5,7,10,13,15 第2 インテグレータ 6A,6B,7A,7B,9A,9B,10A,10B インテグレータ 11A,12A 第1 基板 11B,12B 第2 基板 13A 第1 シリンドリカルレンズアレイ 13B 第2 シリンドリカルレンズアレイ 15A 第3 基板 15B 第4 基板 21 素子レンズ 31 光源 32 ビーム整形光学系 33 露光量調整手段 34 視野絞り 35 マスキング結像レンズ 36 レチクル移動手段 37 レチクル 38 投影光学系 39 基板移動手段 40 ウエハ 101〜103,801〜803 素子レンズ s101〜s103,s401〜s403 照明領域 401〜403 シリンドリカルの素子レンズA 501 シリンドリカルの素子レンズB 611〜613,621〜623,701,702,911〜913,921〜923,1001,1
002 シリンドリカルレンズ 1111〜1113,1121〜1123 回折光学素子(BOE) 1211〜1213,1221〜1223,1511,1512 シリンドリカルBOE 1311,1312 シリンドリカルレンズ
002 シリンドリカルレンズ 1111〜1113,1121〜1123 回折光学素子(BOE) 1211〜1213,1221〜1223,1511,1512 シリンドリカルBOE 1311,1312 シリンドリカルレンズ
Claims (10)
- 【請求項１】 光源からの光束をインテグレータに入射
させ、該インテグレータを構成する複数の素子レンズか
らの光束をコンデンサーレンズを介してケーラー照明に
より被照射面に照射する照明光学系において、 該素子レンズを該被照射面上での照射面積が夫々異なる
複数種類によって構成していることを特徴とする照明光
学系。 - 【請求項２】 前記インテグレータを複数種類の素子レ
ンズで構成する際、 同種の素子レンズを分散して配置していることを特徴と
する請求項１の照明光学系。 - 【請求項３】 前記複数種類の素子レンズは夫々その焦
点距離が異なることを特徴とする請求項１又は２の照明
光学系。 - 【請求項４】 前記インテグレータを前記コンデンサー
レンズの光軸を含む第1 断面内のみにパワーを有するシ
リンドリカルの素子レンズA と、該光軸を含み該第1 断
面に直交する第2 断面内のみにパワーを有するシリンド
リカルの素子レンズB で構成し、該素子レンズA 又は該
素子レンズB を夫々焦点距離が異なる複数種類によって
構成していることを特徴とする請求項１又は２の照明光
学系。 - 【請求項５】 前記複数種類の素子レンズは夫々その入
射側開口の大きさが異なることを特徴とする請求項１又
は２の照明光学系。 - 【請求項６】 前記素子レンズの少なくとも一部を回折
光学素子で構成していることを特徴とする請求項５の照
明光学系。 - 【請求項７】 前記インテグレータを前記コンデンサー
レンズの光軸を含む第1 断面内のみにパワーを有するシ
リンドリカルの素子レンズA と、該光軸を含み該第1 断
面に直交する第2 断面内のみにパワーを有するシリンド
リカルの素子レンズB で構成し、該素子レンズA 又は該
素子レンズB をその入射側開口のパワーを有する断面内
の大きさが異なる複数種類で構成していることを特徴と
する請求項１又は２の照明光学系。 - 【請求項８】 前記素子レンズA 又は／及び前記素子レ
ンズB を回折光学素子で構成していることを特徴とする
請求項７の照明光学系。 - 【請求項９】 請求項１〜８のいずれか１項に記載の照
明光学系を有し、 前記被照射面を照明する光束により第1 物体の一部を照
明し、該第1 物体からの光束を投影光学系により第2 物
体の上に結像して露光する際、 該第1 物体と第2 物体の双方を該投影光学系の光軸と垂
直且つ互いに直交する2 つの方向の少なくとも1 方向に
移動させて該第1 物体全体を露光することを特徴とする
露光装置。 - 【請求項１０】 請求項９の露光装置を用いて前記第1
物体を前記第2 物体上に投影露光した後、該第2 物体を
現像処理してデバイスを製造することを特徴とするデバ
イスの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35539096A JP3618944B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 照明光学系及びそれを用いた露光装置 |
| US08/927,294 US5963305A (en) | 1996-09-12 | 1997-09-11 | Illumination system and exposure apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35539096A JP3618944B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 照明光学系及びそれを用いた露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10189431A true JPH10189431A (ja) | 1998-07-21 |
| JP3618944B2 JP3618944B2 (ja) | 2005-02-09 |
Family
ID=18443665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35539096A Expired - Fee Related JP3618944B2 (ja) | 1996-09-12 | 1996-12-20 | 照明光学系及びそれを用いた露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3618944B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008124149A (ja) * | 2006-11-09 | 2008-05-29 | Advanced Lcd Technologies Development Center Co Ltd | 光学装置および結晶化装置 |
| JP2010519726A (ja) * | 2007-02-20 | 2010-06-03 | カール・ツァイス・エスエムティー・アーゲー | 複数の１次光源を有する光学要素 |
| US9030645B2 (en) | 2008-07-14 | 2015-05-12 | Nikon Corporation | Illumination optical system, exposure apparatus, and exposure method |
-
1996
- 1996-12-20 JP JP35539096A patent/JP3618944B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008124149A (ja) * | 2006-11-09 | 2008-05-29 | Advanced Lcd Technologies Development Center Co Ltd | 光学装置および結晶化装置 |
| JP2010519726A (ja) * | 2007-02-20 | 2010-06-03 | カール・ツァイス・エスエムティー・アーゲー | 複数の１次光源を有する光学要素 |
| US9030645B2 (en) | 2008-07-14 | 2015-05-12 | Nikon Corporation | Illumination optical system, exposure apparatus, and exposure method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3618944B2 (ja) | 2005-02-09 |
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