JPH10209028A - 照明光学装置及び半導体素子の製造方法 - Google Patents
照明光学装置及び半導体素子の製造方法Info
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- JPH10209028A JPH10209028A JP9019912A JP1991297A JPH10209028A JP H10209028 A JPH10209028 A JP H10209028A JP 9019912 A JP9019912 A JP 9019912A JP 1991297 A JP1991297 A JP 1991297A JP H10209028 A JPH10209028 A JP H10209028A
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-
- 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
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- G—PHYSICS
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- Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】高出力のエキシマレーザーを用いてもレンズを
構成するレンズ部材の寿命を損なうことのない照明光学
装置を提供する。 【解決手段】エキシマレーザーから射出される平行光束
を拡大または等倍の平行光束に変換するアフォーカル光
学系を有する照明光学装置において、アフォーカル光学
系は、少なくとも３群のレンズ群を有し、該３群のレン
ズ群は、光源側より順に、負屈折力を有する第１レンズ
群、正屈折力を有する第２レンズ群、及び正屈折力を有
する第３レンズ群からなるか、または少なくとも３群の
レンズ群を有し、該３群のレンズ群は、光源側より順
に、正屈折力を有する第１レンズ群、正屈折力を有する
第２レンズ群、及び負屈折力を有する第３レンズ群から
なることを特徴とする。
構成するレンズ部材の寿命を損なうことのない照明光学
装置を提供する。 【解決手段】エキシマレーザーから射出される平行光束
を拡大または等倍の平行光束に変換するアフォーカル光
学系を有する照明光学装置において、アフォーカル光学
系は、少なくとも３群のレンズ群を有し、該３群のレン
ズ群は、光源側より順に、負屈折力を有する第１レンズ
群、正屈折力を有する第２レンズ群、及び正屈折力を有
する第３レンズ群からなるか、または少なくとも３群の
レンズ群を有し、該３群のレンズ群は、光源側より順
に、正屈折力を有する第１レンズ群、正屈折力を有する
第２レンズ群、及び負屈折力を有する第３レンズ群から
なることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エキシマレーザー
を光源とし、そのエキシマレーザーのレーザービームを
拡大整形するビームエキスパンダを有する照明光学装置
に関し、特に半導体素子の製造装置に用いられる照明光
学装置、及びこの照明光学装置を用いた半導体素子の製
造方法に関するものである。
を光源とし、そのエキシマレーザーのレーザービームを
拡大整形するビームエキスパンダを有する照明光学装置
に関し、特に半導体素子の製造装置に用いられる照明光
学装置、及びこの照明光学装置を用いた半導体素子の製
造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体の製造や半導体チップ実装
基板の製造では、回路パターンがますます微細化してお
り、これらのパターンを焼き付ける半導体素子製造装置
には、より解像力の高いものが要求されてきている。そ
して、微細な回路パターンの露光を行うために、従来の
紫外光線として利用されてきた超高圧水銀灯に代わっ
て、より短波長でより高出力の紫外光線を発するエキシ
マレーザーを光源とする照明光学装置が開発されつつあ
る。従来、この種のエキシマレーザーを光源とする照明
光学装置としては、特開平１−９６９２９号公報に開示
されているように、光源から順に、正屈折力を有する第
１レンズ群、負屈折力を有する第２レンズ群、及び正屈
折力を有する第３レンズ群から構成されたアフォーカル
光学系を用いたものが知られている。さらにその他の照
明光学装置として、正屈折力を有する第１レンズ群、正
屈折力を有する第２レンズ群、及び正屈折力を有する第
３レンズ群から構成されたアフォーカル光学系を用いた
ものが知られている。
基板の製造では、回路パターンがますます微細化してお
り、これらのパターンを焼き付ける半導体素子製造装置
には、より解像力の高いものが要求されてきている。そ
して、微細な回路パターンの露光を行うために、従来の
紫外光線として利用されてきた超高圧水銀灯に代わっ
て、より短波長でより高出力の紫外光線を発するエキシ
マレーザーを光源とする照明光学装置が開発されつつあ
る。従来、この種のエキシマレーザーを光源とする照明
光学装置としては、特開平１−９６９２９号公報に開示
されているように、光源から順に、正屈折力を有する第
１レンズ群、負屈折力を有する第２レンズ群、及び正屈
折力を有する第３レンズ群から構成されたアフォーカル
光学系を用いたものが知られている。さらにその他の照
明光学装置として、正屈折力を有する第１レンズ群、正
屈折力を有する第２レンズ群、及び正屈折力を有する第
３レンズ群から構成されたアフォーカル光学系を用いた
ものが知られている。
【０００３】図４に従来の照明光学装置に用いられるア
フォーカル光学系の概略図を示す。同図中（ａ）は倍率
が比較的低い場合を表し、（ｂ）は倍率が比較的高い場
合を表している。本従来例のアフォーカル光学系は光源
側から順に、正屈折力を有する第１レンズ群Ｌ1、負屈
折力を有する第２レンズ群Ｌ2、及び正屈折力を有する
第３レンズ群Ｌ3で構成されている。まず不図示のエキ
シマレーザー光源からの平行光束は図面左側から第１レ
ンズ群Ｌ1に入射し、第１レンズ群Ｌ1は正の屈折力を有
するため焦点位置Ｆ1に集光される。つぎに、光束は第
１レンズ群Ｌ1の後側焦点Ｆ1近傍に配置された第２レン
ズ群Ｌ2に入射する。さらに、第３レンズ群Ｌ3によっ
て、射出光は再び平行光束となる。
フォーカル光学系の概略図を示す。同図中（ａ）は倍率
が比較的低い場合を表し、（ｂ）は倍率が比較的高い場
合を表している。本従来例のアフォーカル光学系は光源
側から順に、正屈折力を有する第１レンズ群Ｌ1、負屈
折力を有する第２レンズ群Ｌ2、及び正屈折力を有する
第３レンズ群Ｌ3で構成されている。まず不図示のエキ
シマレーザー光源からの平行光束は図面左側から第１レ
ンズ群Ｌ1に入射し、第１レンズ群Ｌ1は正の屈折力を有
するため焦点位置Ｆ1に集光される。つぎに、光束は第
１レンズ群Ｌ1の後側焦点Ｆ1近傍に配置された第２レン
ズ群Ｌ2に入射する。さらに、第３レンズ群Ｌ3によっ
て、射出光は再び平行光束となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の照明光学装置の
アフォーカル光学系では、第１レンズ群Ｌ1の後側焦点
Ｆ1の近傍に第２レンズ群Ｌ2を配置するため、第２レン
ズ群Ｌ2の少ない移動量で倍率を大きく変化させること
ができる利点がある。しかしながら、同時に第２レンズ
群Ｌ2の近傍にエネルギー集光点が生じることになり、
雰囲気中の不純物がレンズ表面に堆積してレンズの透過
率が減少し、レンズ自体が加熱されるという現象が起こ
る。そのためレンズ部材の寿命を著しく悪化させ、場合
によってはレンズ自体が破壊されるという不都合があっ
た。そこで、本発明は高出力のエキシマレーザーを用い
てもレンズ部材の寿命を損なうことのない照明光学装置
を提供することを課題とする。
アフォーカル光学系では、第１レンズ群Ｌ1の後側焦点
Ｆ1の近傍に第２レンズ群Ｌ2を配置するため、第２レン
ズ群Ｌ2の少ない移動量で倍率を大きく変化させること
ができる利点がある。しかしながら、同時に第２レンズ
群Ｌ2の近傍にエネルギー集光点が生じることになり、
雰囲気中の不純物がレンズ表面に堆積してレンズの透過
率が減少し、レンズ自体が加熱されるという現象が起こ
る。そのためレンズ部材の寿命を著しく悪化させ、場合
によってはレンズ自体が破壊されるという不都合があっ
た。そこで、本発明は高出力のエキシマレーザーを用い
てもレンズ部材の寿命を損なうことのない照明光学装置
を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、エキシマレーザーから射出される平行光
束を拡大または等倍の平行光束に変換するアフォーカル
光学系を有する照明光学装置において、アフォーカル光
学系は少なくとも３群のレンズ群を有し、該３群のレン
ズ群は、光源側より順に、負屈折力を有する第１レンズ
群、正屈折力を有する第２レンズ群、及び正屈折力を有
する第３レンズ群からなることを特徴とする照明光学装
置、及びこの照明光学装置を用いた半導体素子の製造方
法である。
に、本発明は、エキシマレーザーから射出される平行光
束を拡大または等倍の平行光束に変換するアフォーカル
光学系を有する照明光学装置において、アフォーカル光
学系は少なくとも３群のレンズ群を有し、該３群のレン
ズ群は、光源側より順に、負屈折力を有する第１レンズ
群、正屈折力を有する第２レンズ群、及び正屈折力を有
する第３レンズ群からなることを特徴とする照明光学装
置、及びこの照明光学装置を用いた半導体素子の製造方
法である。
【０００６】本発明はまた、エキシマレーザーから射出
される平行光束を拡大または等倍の平行光束に変換する
アフォーカル光学系を有する照明光学装置において、ア
フォーカル光学系は少なくとも３群のレンズ群を有し、
該３群のレンズ群は、光源側より順に、正屈折力を有す
る第１レンズ群、正屈折力を有する第２レンズ群、及び
負屈折力を有する第３レンズ群からなることを特徴とす
る照明光学装置、及びこの照明光学装置を用いた半導体
素子の製造方法である。
される平行光束を拡大または等倍の平行光束に変換する
アフォーカル光学系を有する照明光学装置において、ア
フォーカル光学系は少なくとも３群のレンズ群を有し、
該３群のレンズ群は、光源側より順に、正屈折力を有す
る第１レンズ群、正屈折力を有する第２レンズ群、及び
負屈折力を有する第３レンズ群からなることを特徴とす
る照明光学装置、及びこの照明光学装置を用いた半導体
素子の製造方法である。
【０００７】本発明はまた、光源から射出される光束を
所定の大きさのビーム断面を持つ光束に変換するビーム
整形光学系を有する照明光学装置において、ビーム整形
光学系は、複数のレンズ群を有し、複数のレンズ群は、
ビーム整形光学系に入射する光束のビーム断面の面積よ
りも大きいビーム断面の面積となる位置にそれぞれ配置
されることを特徴とする照明光学装置、及びこの照明光
学装置を用いた半導体素子の製造方法である。
所定の大きさのビーム断面を持つ光束に変換するビーム
整形光学系を有する照明光学装置において、ビーム整形
光学系は、複数のレンズ群を有し、複数のレンズ群は、
ビーム整形光学系に入射する光束のビーム断面の面積よ
りも大きいビーム断面の面積となる位置にそれぞれ配置
されることを特徴とする照明光学装置、及びこの照明光
学装置を用いた半導体素子の製造方法である。
【０００８】
【発明の実施の態様】図１に本発明に係る照明光学装置
のアフォーカル光学系の一実施例を示す。本図中（ａ）
は倍率が比較的低い場合を表し、（ｂ）は倍率が比較的
高い場合を表している。本実施例のアフォーカル光学系
は、光源側から順に、負屈折率を有する第１レンズ群Ｇ
1、正屈折率を有する第２レンズ群Ｇ2、及び正屈折率を
有する第３レンズ群Ｇ3で構成されている。ここで第１
レンズ群Ｇ1、第２レンズ群Ｇ2、及び第３レンズ群Ｇ3
の焦点距離をそれぞれｆ1、ｆ2、及びｆ3とし、第１レ
ンズ群Ｇ1と第２レンズ群Ｇ2の距離をｄ1、第２レンズ
群Ｇ2と第３レンズ群Ｇ3の距離をｄ2とする。不図示の
エキシマレーザー光源からの平行光束は、図面左側から
半径ｒ1で第１レンズ群Ｇ1に入射する。この平行光束
は、第１レンズ群Ｇ1が負の屈折力を有するため発散さ
れて第２レンズ群Ｇ2に入射する。第２レンズ群Ｇ2は正
の屈折力を有するため、この発散光は収束光に転じ、集
光する。その後、光束は正の屈折力を有する第３レンズ
群Ｇ3に入射するが、第３レンズ群Ｇ3の前側焦点位置Ｆ
を第２レンズ群Ｇ2による集光点に一致させることによ
り、第３レンズ群Ｇ3からの射出光は再び半径ｒ3の平行
光束となる。
のアフォーカル光学系の一実施例を示す。本図中（ａ）
は倍率が比較的低い場合を表し、（ｂ）は倍率が比較的
高い場合を表している。本実施例のアフォーカル光学系
は、光源側から順に、負屈折率を有する第１レンズ群Ｇ
1、正屈折率を有する第２レンズ群Ｇ2、及び正屈折率を
有する第３レンズ群Ｇ3で構成されている。ここで第１
レンズ群Ｇ1、第２レンズ群Ｇ2、及び第３レンズ群Ｇ3
の焦点距離をそれぞれｆ1、ｆ2、及びｆ3とし、第１レ
ンズ群Ｇ1と第２レンズ群Ｇ2の距離をｄ1、第２レンズ
群Ｇ2と第３レンズ群Ｇ3の距離をｄ2とする。不図示の
エキシマレーザー光源からの平行光束は、図面左側から
半径ｒ1で第１レンズ群Ｇ1に入射する。この平行光束
は、第１レンズ群Ｇ1が負の屈折力を有するため発散さ
れて第２レンズ群Ｇ2に入射する。第２レンズ群Ｇ2は正
の屈折力を有するため、この発散光は収束光に転じ、集
光する。その後、光束は正の屈折力を有する第３レンズ
群Ｇ3に入射するが、第３レンズ群Ｇ3の前側焦点位置Ｆ
を第２レンズ群Ｇ2による集光点に一致させることによ
り、第３レンズ群Ｇ3からの射出光は再び半径ｒ3の平行
光束となる。
【０００９】この光学系がケプラー型アフォーカルビー
ムエキスパンダとして機能するには、第１レンズ群Ｇ1
と第２レンズ群Ｇ2の合成焦点距離は正の値であると同
時に、第３レンズ群Ｇ3の焦点距離ｆ3はこの第１レンズ
群Ｇ1と第２レンズ群Ｇ2の合成焦点距離に比ベて大きな
値を取る必要がある。これによって、第１レンズ群Ｇ1
への入射光束の半径ｒ1に比べ、第２レンズ群Ｇ2での入
射光束の半径ｒ2、第３レンズ群Ｇ3からの射出光束の半
径ｒ3は大きくなる。すなわち第１レンズ群Ｇ1への入射
光束のエネルギー密度に比べ第２レンズ群Ｇ2、第３レ
ンズ群Ｇ3におけるエネルギー密度は低くなる。したが
って、ガラスに与えるダメージはエネルギー密度に比例
するから、エネルギー密度が低ければダメージは起きに
くく、ダメージに至るまでの経過時間が遥かに長くな
り、結果的にはレンズの耐久性が増したことと同じ効果
が得られる。
ムエキスパンダとして機能するには、第１レンズ群Ｇ1
と第２レンズ群Ｇ2の合成焦点距離は正の値であると同
時に、第３レンズ群Ｇ3の焦点距離ｆ3はこの第１レンズ
群Ｇ1と第２レンズ群Ｇ2の合成焦点距離に比ベて大きな
値を取る必要がある。これによって、第１レンズ群Ｇ1
への入射光束の半径ｒ1に比べ、第２レンズ群Ｇ2での入
射光束の半径ｒ2、第３レンズ群Ｇ3からの射出光束の半
径ｒ3は大きくなる。すなわち第１レンズ群Ｇ1への入射
光束のエネルギー密度に比べ第２レンズ群Ｇ2、第３レ
ンズ群Ｇ3におけるエネルギー密度は低くなる。したが
って、ガラスに与えるダメージはエネルギー密度に比例
するから、エネルギー密度が低ければダメージは起きに
くく、ダメージに至るまでの経過時間が遥かに長くな
り、結果的にはレンズの耐久性が増したことと同じ効果
が得られる。
【００１０】この点について、図１に基づきレンズ群が
薄レンズで構成されている場合のレンズ部材におけるレ
ーザビームのエネルギー密度について説明する。いま第
１レンズ群Ｇ1に入射する平行光束のビーム形状を円形
とした場合のビーム半径をｒ1とすると、第２レンズ群
Ｇ2に入射する光束のビーム半径ｒ2は、 で表され、ｄ1≧０であるからｒ2≧ｒ1となる。一方、
入射するレーザビームのエネルギーＰ［Ｊ］のエネルギ
ー密度Ｅ［Ｊ／ｍ2］は、ビーム半径をｒとすると、 であるから、第１レンズ群Ｇ1および第２レンズ群Ｇ2で
のエネルギー密度をそれぞれＥ1、Ｅ2とすると、Ｅ1≧
Ｅ2となる。また第３レンズ群Ｇ3でのエネルギー密度
は、アフォーカルビームエキスパンダの倍率β＝｜ｒ3
／ｒ1｜が等倍以上であればｒ3≧ｒ1であるから、Ｅ3≧
Ｅ1である。したがって本実施例のアフォーカルビーム
エキスパンダは入射エネルギー密度より大きいエネルギ
ー密度になるレンズ部材が存在しないので、レンズ部材
の劣化及び損傷が少なく寿命が長いという効果が得られ
る。
薄レンズで構成されている場合のレンズ部材におけるレ
ーザビームのエネルギー密度について説明する。いま第
１レンズ群Ｇ1に入射する平行光束のビーム形状を円形
とした場合のビーム半径をｒ1とすると、第２レンズ群
Ｇ2に入射する光束のビーム半径ｒ2は、 で表され、ｄ1≧０であるからｒ2≧ｒ1となる。一方、
入射するレーザビームのエネルギーＰ［Ｊ］のエネルギ
ー密度Ｅ［Ｊ／ｍ2］は、ビーム半径をｒとすると、 であるから、第１レンズ群Ｇ1および第２レンズ群Ｇ2で
のエネルギー密度をそれぞれＥ1、Ｅ2とすると、Ｅ1≧
Ｅ2となる。また第３レンズ群Ｇ3でのエネルギー密度
は、アフォーカルビームエキスパンダの倍率β＝｜ｒ3
／ｒ1｜が等倍以上であればｒ3≧ｒ1であるから、Ｅ3≧
Ｅ1である。したがって本実施例のアフォーカルビーム
エキスパンダは入射エネルギー密度より大きいエネルギ
ー密度になるレンズ部材が存在しないので、レンズ部材
の劣化及び損傷が少なく寿命が長いという効果が得られ
る。
【００１１】次に本実施例の光学系がケプラー型アフォ
ーカル光学系ビームエキスパンダとして機能するための
条件を説明する。図１の光学系において、第２レンズ群
Ｇ2についての結像の式は次のとおりである。 したがって、ｄ1は次のように表される。 同様に、ｄ2は次のように表される。 一方、本実施例のアフォーカルビームエキスパンダの倍
率β＝｜ｒ3／ｒ1｜は次のように表される。
ーカル光学系ビームエキスパンダとして機能するための
条件を説明する。図１の光学系において、第２レンズ群
Ｇ2についての結像の式は次のとおりである。 したがって、ｄ1は次のように表される。 同様に、ｄ2は次のように表される。 一方、本実施例のアフォーカルビームエキスパンダの倍
率β＝｜ｒ3／ｒ1｜は次のように表される。
【００１２】以上より、ｄ1、ｄ2をｆ1、ｆ2、ｆ3及び
βで表すと、以下の関係式が得られる。 すなわち、必要なβに対してｄ1、ｄ2を（５）式、及び
（６）式を満たすように変化させれることによって、倍
率βを連続的に変化させることが出来るアフォーカルビ
ームエキスパンダを構成することが可能である。
βで表すと、以下の関係式が得られる。 すなわち、必要なβに対してｄ1、ｄ2を（５）式、及び
（６）式を満たすように変化させれることによって、倍
率βを連続的に変化させることが出来るアフォーカルビ
ームエキスパンダを構成することが可能である。
【００１３】このとき好ましくは、アフォーカルビーム
エキスパンダの変倍に際して、第１レンズ群Ｇ1と第２
レンズ群Ｇ2との距離ｄ1及び第２レンズ群Ｇ2と第３レ
ンズ群Ｇ3との間の距離ｄ2とが変化するように、第１レ
ンズ群Ｇ1を固定した状態で、第２レンズ群Ｇ2と第３レ
ンズ群Ｇ3とを光軸方向に沿って移動させることが良
い。また、第１レンズ群Ｇ1、第２レンズ群Ｇ2、第３レ
ンズ群Ｇ3が厚レンズまたは複数枚のレンズで構成され
る場合は、次の関係が成り立つ。 Ｄ1：第１レンズ群Ｇ1の最終レンズ面から第２レンズ群
Ｇ2の第１レンズ面までの距離 Ｄ2：第２レンズ群Ｇ2の最終レンズ面から第３レンズ群
Ｇ3の第１レンズ面までの距離 ｓ1r：第１レンズ群Ｇ1における後側主平面から最終レ
ンズ面までの距離 ｓ2f：第２レンズ群Ｇ2における第１レンズ面から前側
主平面までの距離 ｓ2r：第２レンズ群Ｇ2における後側主平面から最終レ
ンズ面までの距離 ｓ3f：第３レンズ群Ｇ3における第１レンズ面から前側
主平面までの距離
エキスパンダの変倍に際して、第１レンズ群Ｇ1と第２
レンズ群Ｇ2との距離ｄ1及び第２レンズ群Ｇ2と第３レ
ンズ群Ｇ3との間の距離ｄ2とが変化するように、第１レ
ンズ群Ｇ1を固定した状態で、第２レンズ群Ｇ2と第３レ
ンズ群Ｇ3とを光軸方向に沿って移動させることが良
い。また、第１レンズ群Ｇ1、第２レンズ群Ｇ2、第３レ
ンズ群Ｇ3が厚レンズまたは複数枚のレンズで構成され
る場合は、次の関係が成り立つ。 Ｄ1：第１レンズ群Ｇ1の最終レンズ面から第２レンズ群
Ｇ2の第１レンズ面までの距離 Ｄ2：第２レンズ群Ｇ2の最終レンズ面から第３レンズ群
Ｇ3の第１レンズ面までの距離 ｓ1r：第１レンズ群Ｇ1における後側主平面から最終レ
ンズ面までの距離 ｓ2f：第２レンズ群Ｇ2における第１レンズ面から前側
主平面までの距離 ｓ2r：第２レンズ群Ｇ2における後側主平面から最終レ
ンズ面までの距離 ｓ3f：第３レンズ群Ｇ3における第１レンズ面から前側
主平面までの距離
【００１４】（７）式、（８）式を、それぞれ（５）
式、（６）式に代入すれば、第１レンズ群Ｇ1、第２レ
ンズ群Ｇ2、第３レンズ群Ｇ3が厚レンズまたは複数枚の
レンズで構成される場合において、Ｄ1、Ｄ2をｆ1、
ｆ2、ｆ3とβで表した次の関係式が得られる。
式、（６）式に代入すれば、第１レンズ群Ｇ1、第２レ
ンズ群Ｇ2、第３レンズ群Ｇ3が厚レンズまたは複数枚の
レンズで構成される場合において、Ｄ1、Ｄ2をｆ1、
ｆ2、ｆ3とβで表した次の関係式が得られる。
【００１５】つぎに図２は本発明に係る照明光学装置の
アフォーカル光学系の他の実施例を示す。同図中（ａ）
は倍率が比較的低い場合を表し、（ｂ）は倍率が比較的
高い場合を表している。本実施例のアフォーカル光学系
は、光源側から順に、正屈折率を有する第１レンズ群Ｇ
1、正屈折率を有する第２レンズ群Ｇ2、及び負屈折率を
有する第３レンズ群Ｇ3で構成されている。また第１レ
ンズ群Ｇ1、第２レンズ群Ｇ2、及び第３レンズ群Ｇ3の
焦点距離をそれぞれｆ1、ｆ2、及びｆ3とし、第１レン
ズ群Ｇ1と第２レンズ群Ｇ2の距離をｄ1、第２レンズ群
Ｇ2と第３レンズ群Ｇ3の距離をｄ2とする点について
は、前述の実施例と同様である。本実施例のアフォーカ
ル光学系においても、前述の実施例のアフォーカル光学
系の場合と同様の関係式が成り立つ。したがって必要な
βに対してｄ1、ｄ2を（５）式、及び（６）式、または
（９）式、及び（１０）式を満たすように変化させるこ
とによって、倍率βを連続的に変化させることができる
アフォーカルビームエキスパンダを構成することが可能
である。このとき好ましくは、アフォーカルビームエキ
スパンダの変倍に際して、第１レンズ群Ｇ1と第２レン
ズ群Ｇ2との距離ｄ1及び第２レンズ群Ｇ2と第３レンズ
群Ｇ3との間の距離ｄ2とが変化するように、第１レンズ
群Ｇ1を固定した状態で、第２レンズ群Ｇ2と第３レンズ
群Ｇ3とを光軸方向に沿って移動させることが良い。以
上の図１及び図２に示した実施例では、アフォーカルビ
ームエキスパンダに入射する光束を所定の大きさに変更
する機能を有しているため、互いに異なる光束径を持つ
複数の光源の内の１つが光源として設定されて、アフォ
ーカルビームエキスパンダに入射する光束径の大きさが
変化したとしても、アフォーカルビームエキスパンダの
倍率を変更する事によって、常に射出される光束径を一
定に保つことも可能である。
アフォーカル光学系の他の実施例を示す。同図中（ａ）
は倍率が比較的低い場合を表し、（ｂ）は倍率が比較的
高い場合を表している。本実施例のアフォーカル光学系
は、光源側から順に、正屈折率を有する第１レンズ群Ｇ
1、正屈折率を有する第２レンズ群Ｇ2、及び負屈折率を
有する第３レンズ群Ｇ3で構成されている。また第１レ
ンズ群Ｇ1、第２レンズ群Ｇ2、及び第３レンズ群Ｇ3の
焦点距離をそれぞれｆ1、ｆ2、及びｆ3とし、第１レン
ズ群Ｇ1と第２レンズ群Ｇ2の距離をｄ1、第２レンズ群
Ｇ2と第３レンズ群Ｇ3の距離をｄ2とする点について
は、前述の実施例と同様である。本実施例のアフォーカ
ル光学系においても、前述の実施例のアフォーカル光学
系の場合と同様の関係式が成り立つ。したがって必要な
βに対してｄ1、ｄ2を（５）式、及び（６）式、または
（９）式、及び（１０）式を満たすように変化させるこ
とによって、倍率βを連続的に変化させることができる
アフォーカルビームエキスパンダを構成することが可能
である。このとき好ましくは、アフォーカルビームエキ
スパンダの変倍に際して、第１レンズ群Ｇ1と第２レン
ズ群Ｇ2との距離ｄ1及び第２レンズ群Ｇ2と第３レンズ
群Ｇ3との間の距離ｄ2とが変化するように、第１レンズ
群Ｇ1を固定した状態で、第２レンズ群Ｇ2と第３レンズ
群Ｇ3とを光軸方向に沿って移動させることが良い。以
上の図１及び図２に示した実施例では、アフォーカルビ
ームエキスパンダに入射する光束を所定の大きさに変更
する機能を有しているため、互いに異なる光束径を持つ
複数の光源の内の１つが光源として設定されて、アフォ
ーカルビームエキスパンダに入射する光束径の大きさが
変化したとしても、アフォーカルビームエキスパンダの
倍率を変更する事によって、常に射出される光束径を一
定に保つことも可能である。
【００１６】図３に本発明による半導体素子の製造方法
を実現する露光装置の一実施例を示す。同図中（ａ）は
平断面図を表し、（ｂ）は縦断面図を表している。エキ
シマレーザー１から射出された平行光束は、シリンドリ
カルレンズ２によってビーム形状をほぼ正方形に整形さ
れた後、アフォーカルビームエキスパンダ３により所望
の大きさに拡大される。つぎにこの拡大された平行光束
は、オプティカルインテグレータ４に入射する。このオ
プティカルインテグレータ４は、１０×１０〜１００×
１００個の並列配置された複数のレンズ素子からなるは
えの目レンズで構成される。このオプティカルインテグ
レータ４によって、平行光束ははえの目レンズの射出側
レンズ面近傍に、実質的に面状の２次光源を形成する。
この２次光源からの光束をコンデンサーレンズ５によっ
てレチクルＲを重畳的に照明し、レチクルＲの微細パタ
ーンを投影光学系６によりウエハＷ上に転写する。
を実現する露光装置の一実施例を示す。同図中（ａ）は
平断面図を表し、（ｂ）は縦断面図を表している。エキ
シマレーザー１から射出された平行光束は、シリンドリ
カルレンズ２によってビーム形状をほぼ正方形に整形さ
れた後、アフォーカルビームエキスパンダ３により所望
の大きさに拡大される。つぎにこの拡大された平行光束
は、オプティカルインテグレータ４に入射する。このオ
プティカルインテグレータ４は、１０×１０〜１００×
１００個の並列配置された複数のレンズ素子からなるは
えの目レンズで構成される。このオプティカルインテグ
レータ４によって、平行光束ははえの目レンズの射出側
レンズ面近傍に、実質的に面状の２次光源を形成する。
この２次光源からの光束をコンデンサーレンズ５によっ
てレチクルＲを重畳的に照明し、レチクルＲの微細パタ
ーンを投影光学系６によりウエハＷ上に転写する。
【００１７】なお、所定の回路パターンが形成されたレ
チクルＲは、レチクルステージＲＳによって保持され、
感光剤としてのレジストが塗布された感光性基板として
のウエハＷは、ウエハステージＷＳによって保持されて
いる。図３に示した本実施例の露光装置による露光の工
程（フォトリソグラフィ工程）を経たウエハＷは、現像
する工程を経てから現像したレジスト以外の部分を除去
するエッチングの工程、エッチングの工程後の不要なレ
ジストを除去するレジスト除去の工程等を経てウエハプ
ロセスが終了する。そして、ウエハプロセスが終了する
と、実際の組立工程にて、焼き付けられた回路毎にウエ
ハを切断してチップ化するダイシング、各チップに配線
等を付与するボンディイング、各チップ毎にパッテージ
ングするパッケージング等の各工程を経て、最終的に半
導体装置としての半導体デバイス（ＬＳＩ等）が製造さ
れる。なお、以上には、投影露光装置を用いたウエハプ
ロセスでのフォトリソグラフィ工程により半導体素子を
製造する例を示したが、露光装置を用いたフォトリソグ
ラフィ工程によって、半導体デバイスとして、液晶表示
素子、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ等）を製造す
ることができる。
チクルＲは、レチクルステージＲＳによって保持され、
感光剤としてのレジストが塗布された感光性基板として
のウエハＷは、ウエハステージＷＳによって保持されて
いる。図３に示した本実施例の露光装置による露光の工
程（フォトリソグラフィ工程）を経たウエハＷは、現像
する工程を経てから現像したレジスト以外の部分を除去
するエッチングの工程、エッチングの工程後の不要なレ
ジストを除去するレジスト除去の工程等を経てウエハプ
ロセスが終了する。そして、ウエハプロセスが終了する
と、実際の組立工程にて、焼き付けられた回路毎にウエ
ハを切断してチップ化するダイシング、各チップに配線
等を付与するボンディイング、各チップ毎にパッテージ
ングするパッケージング等の各工程を経て、最終的に半
導体装置としての半導体デバイス（ＬＳＩ等）が製造さ
れる。なお、以上には、投影露光装置を用いたウエハプ
ロセスでのフォトリソグラフィ工程により半導体素子を
製造する例を示したが、露光装置を用いたフォトリソグ
ラフィ工程によって、半導体デバイスとして、液晶表示
素子、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ等）を製造す
ることができる。
【００１８】さて、図３の本実施例の露光装置では、オ
プティカルインテグレータ４の射出側に形成される多数
の２次光源位置またはその近傍において、開口径が可変
な可変開口絞りＡＳ1が設けられており、また、投影光
学系６の瞳位置には開口絞りＡＳ2が設けられている。
そして、可変開口絞りＡＳ1の開口径を変化させること
により、コヒーレンスファクターと呼ばれるσ値を変化
させることができるため、感光性基板としてのウエハＷ
上に転写されるパターンの微細度、各露光プロセスに応
じた最適な照明を行うことができる。なお、図３に示す
本実施例の露光装置は、投影光学系６の露光面に順次設
定されるべきウエハＷの搬送マップがコンソール等の入
力部ＩＵを介して入力された情報に基づいて、制御部Ｃ
Ｕが可変開口絞りＡＳ1の開口径を大きさを制御するよ
うに構成されている。
プティカルインテグレータ４の射出側に形成される多数
の２次光源位置またはその近傍において、開口径が可変
な可変開口絞りＡＳ1が設けられており、また、投影光
学系６の瞳位置には開口絞りＡＳ2が設けられている。
そして、可変開口絞りＡＳ1の開口径を変化させること
により、コヒーレンスファクターと呼ばれるσ値を変化
させることができるため、感光性基板としてのウエハＷ
上に転写されるパターンの微細度、各露光プロセスに応
じた最適な照明を行うことができる。なお、図３に示す
本実施例の露光装置は、投影光学系６の露光面に順次設
定されるべきウエハＷの搬送マップがコンソール等の入
力部ＩＵを介して入力された情報に基づいて、制御部Ｃ
Ｕが可変開口絞りＡＳ1の開口径を大きさを制御するよ
うに構成されている。
【００１９】図３に示す本実施例のアフォーカルビーム
エキスパンダ３の変倍は、以上に述べたσ値を変化させ
るに応じて変更される可変開口絞りＡＳ1の開口径に見
合った効率の良い照明を行うために、アフォーカルビー
ムエキスパンダ３を構成する少なくとも１つのレンズ群
は光軸方向に沿って移動される。この時、アフォーカル
ビームエキスパンダ３中のレンズ群の移動に関する制御
は、前述の制御部ＣＵによってなされる。
エキスパンダ３の変倍は、以上に述べたσ値を変化させ
るに応じて変更される可変開口絞りＡＳ1の開口径に見
合った効率の良い照明を行うために、アフォーカルビー
ムエキスパンダ３を構成する少なくとも１つのレンズ群
は光軸方向に沿って移動される。この時、アフォーカル
ビームエキスパンダ３中のレンズ群の移動に関する制御
は、前述の制御部ＣＵによってなされる。
【００２０】ところで、図３に示す本実施例のアフォー
カルビームエキスパンダ３の変倍は、σ値の変更に応じ
て行われることに限らず、被照射面としてのレチクル
Ｒ、ウエハＷでの照度、または露光量を調整することも
可能である。具体的には、感光性基板としてのウエハＷ
を保持する基板ステージとしてのウエハステージＷＳの
一端に、投影光学系の露光面（結像面）での光量または
照度を計測する検出器ＩＤを設ける。そして、ウエハス
テージＷＳは、投影光学系６の露光面（結像面）に沿っ
て２次元的に移動可能に設けられ、このウエハステージ
ＷＳの移動は、制御部ＣＵに制御されている。検出計Ｉ
Ｄは、制御部ＣＵによって投影光学系６の露光面（結像
面）に設定された後、検出計ＩＤにて計測された検出情
報に基づいて、制御部ＣＵは、積算光量値を検出する。
その後、制御部ＣＵは、その算出された積算光量値と入
力部ＩＵを介して予め入力された目標とされる積算光量
値とを比較して、所定の時間内での露光量が過剰あるい
は不足する事が予測される場合に、不図示の駆動部を介
してアフォーカルビームエキスパンダ３の変倍を最適な
倍率に設定する。あるいは、検出計ＩＤにて計測された
検出情報に基づいて、制御部ＣＵは、入力部ＩＵを介し
て予め入力された目標とされる照度とを比較して、所定
の時間内での照度が過剰あるいは不足した場合に、不図
示の駆動部を介してアフォーカルビームエキスパンダ３
の変倍を最適な倍率に設定する。
カルビームエキスパンダ３の変倍は、σ値の変更に応じ
て行われることに限らず、被照射面としてのレチクル
Ｒ、ウエハＷでの照度、または露光量を調整することも
可能である。具体的には、感光性基板としてのウエハＷ
を保持する基板ステージとしてのウエハステージＷＳの
一端に、投影光学系の露光面（結像面）での光量または
照度を計測する検出器ＩＤを設ける。そして、ウエハス
テージＷＳは、投影光学系６の露光面（結像面）に沿っ
て２次元的に移動可能に設けられ、このウエハステージ
ＷＳの移動は、制御部ＣＵに制御されている。検出計Ｉ
Ｄは、制御部ＣＵによって投影光学系６の露光面（結像
面）に設定された後、検出計ＩＤにて計測された検出情
報に基づいて、制御部ＣＵは、積算光量値を検出する。
その後、制御部ＣＵは、その算出された積算光量値と入
力部ＩＵを介して予め入力された目標とされる積算光量
値とを比較して、所定の時間内での露光量が過剰あるい
は不足する事が予測される場合に、不図示の駆動部を介
してアフォーカルビームエキスパンダ３の変倍を最適な
倍率に設定する。あるいは、検出計ＩＤにて計測された
検出情報に基づいて、制御部ＣＵは、入力部ＩＵを介し
て予め入力された目標とされる照度とを比較して、所定
の時間内での照度が過剰あるいは不足した場合に、不図
示の駆動部を介してアフォーカルビームエキスパンダ３
の変倍を最適な倍率に設定する。
【００２１】なお、被照射面での積算光量値又は測定照
度に応じて、エキシマレーザー１の発光時間（所定時間
内での発振パルスの数）を制御するために、制御部ＣＵ
は、エキシマレーザー１に対して制御信号を出力するよ
うに構成されても良い。以上のアフォーカルビームエキ
スパンダ３の変倍効果により、オプティカルインテグレ
ータ４に入射する光密度を調整することができるため、
被照射面での照度または露光量等を調整することが可能
となる。なお、検出計ＩＤはウエハステージＷＳ上のみ
に設けられる必要はなく、レチクルＲを保持するレチク
ルステージＲＳ上等に配置されても良い。
度に応じて、エキシマレーザー１の発光時間（所定時間
内での発振パルスの数）を制御するために、制御部ＣＵ
は、エキシマレーザー１に対して制御信号を出力するよ
うに構成されても良い。以上のアフォーカルビームエキ
スパンダ３の変倍効果により、オプティカルインテグレ
ータ４に入射する光密度を調整することができるため、
被照射面での照度または露光量等を調整することが可能
となる。なお、検出計ＩＤはウエハステージＷＳ上のみ
に設けられる必要はなく、レチクルＲを保持するレチク
ルステージＲＳ上等に配置されても良い。
【００２２】さて、以上においては、アフォーカルビー
ムエキスパンダ３の変倍は、σ値の変更時、被照射面で
の照度または露光量を調整時に行うことを述べたが、こ
れに限ることはない。例えば、エキシマレーザーは製造
されるメーカーによって、発振されるレーザー光の大き
さ（光断面の面積）が様々である。このため、互いに異
なる光束の大きさ（光断面の面積）を持つ複数のエキシ
マレーザーの内の１つが露光装置用の光源として設定さ
れて、アフォーカルビームエキスパンダ３に入射する光
束径の大きさが変化したとしても、アフォーカルビーム
エキスパンダ３の倍率を変更することによって、常に射
出される光束径を一定に保つことが可能である。
ムエキスパンダ３の変倍は、σ値の変更時、被照射面で
の照度または露光量を調整時に行うことを述べたが、こ
れに限ることはない。例えば、エキシマレーザーは製造
されるメーカーによって、発振されるレーザー光の大き
さ（光断面の面積）が様々である。このため、互いに異
なる光束の大きさ（光断面の面積）を持つ複数のエキシ
マレーザーの内の１つが露光装置用の光源として設定さ
れて、アフォーカルビームエキスパンダ３に入射する光
束径の大きさが変化したとしても、アフォーカルビーム
エキスパンダ３の倍率を変更することによって、常に射
出される光束径を一定に保つことが可能である。
【００２３】図３において、本実施例の半導体素子の製
造方法を実現する露光装置に用いるアフォーカルビーム
エキスパンダ３として、ｆ1＝−１００、ｆ2＝１００、
ｆ3＝２００とすると、（５）式および（６）式より となる。したがって倍率βを任意に、例えば等倍から５
倍の範囲、すなわちβ＝１〜５を選び、（１１）式およ
び（１２）式によりｄ1、ｄ2を決定すればよい。このと
き好ましくは、アフォーカルビームエキスパンダ３の変
倍に際して、第１レンズ群Ｇ1と第２レンズ群Ｇ2との距
離ｄ1及び第２レンズ群Ｇ2と第３レンズ群Ｇ3との間の
距離ｄ2とが変化するように、第１レンズ群Ｇ1を固定し
た状態で、第２レンズ群Ｇ2と第３レンズ群Ｇ3とを光軸
方向に沿って移動させることが良い。なお、図３にて示
した実施例では、オプティカルインテグレータを１つと
した場合を示したが、照明光学系中には２つ以上のオプ
ティカルインテグレータを配置しても良い。また、オプ
ティカルインテグレータとしては、複数のレンズ素子が
束ねられたフライアイレンズに限らず、内面反射型のロ
ッド型光学部材等をオプティカルインテグレータとして
用いても良い。さらに、図３に示した本実施例の露光装
置は、ウエハ上での１ショットの一括露光毎に、ウエハ
ステージＷＳを移動させて、各ショット領域を順次露光
して行く、所謂ステップ・アンド・リピート方式のもの
に限ることなく、レチクルパターンの露光時に、投影光
学系６に対してレチクルステージＲＳとウエハステージ
ＷＳを同時に移動させて、走査露光を行う走査型の露光
装置にも適用できる。この場合、走査露光時に被照射面
での照度または露光量等が変動した際には、アフォーカ
ルビームエキスパンダ３の倍率を変更することにより被
照射面での照度または露光量等を調整することが可能と
なる。さらには、エキシマレーザー１の発光時間（所定
時間内での発振パルスの数）を制御するようにしても良
い。
造方法を実現する露光装置に用いるアフォーカルビーム
エキスパンダ３として、ｆ1＝−１００、ｆ2＝１００、
ｆ3＝２００とすると、（５）式および（６）式より となる。したがって倍率βを任意に、例えば等倍から５
倍の範囲、すなわちβ＝１〜５を選び、（１１）式およ
び（１２）式によりｄ1、ｄ2を決定すればよい。このと
き好ましくは、アフォーカルビームエキスパンダ３の変
倍に際して、第１レンズ群Ｇ1と第２レンズ群Ｇ2との距
離ｄ1及び第２レンズ群Ｇ2と第３レンズ群Ｇ3との間の
距離ｄ2とが変化するように、第１レンズ群Ｇ1を固定し
た状態で、第２レンズ群Ｇ2と第３レンズ群Ｇ3とを光軸
方向に沿って移動させることが良い。なお、図３にて示
した実施例では、オプティカルインテグレータを１つと
した場合を示したが、照明光学系中には２つ以上のオプ
ティカルインテグレータを配置しても良い。また、オプ
ティカルインテグレータとしては、複数のレンズ素子が
束ねられたフライアイレンズに限らず、内面反射型のロ
ッド型光学部材等をオプティカルインテグレータとして
用いても良い。さらに、図３に示した本実施例の露光装
置は、ウエハ上での１ショットの一括露光毎に、ウエハ
ステージＷＳを移動させて、各ショット領域を順次露光
して行く、所謂ステップ・アンド・リピート方式のもの
に限ることなく、レチクルパターンの露光時に、投影光
学系６に対してレチクルステージＲＳとウエハステージ
ＷＳを同時に移動させて、走査露光を行う走査型の露光
装置にも適用できる。この場合、走査露光時に被照射面
での照度または露光量等が変動した際には、アフォーカ
ルビームエキスパンダ３の倍率を変更することにより被
照射面での照度または露光量等を調整することが可能と
なる。さらには、エキシマレーザー１の発光時間（所定
時間内での発振パルスの数）を制御するようにしても良
い。
【００２４】本発明の他の実施例としては、投影光学系
６を用いず、レチクルＲと感光性基板とを密着させる、
所謂コンタクト方式の半導体素子の製造装置にも応用で
きる。
６を用いず、レチクルＲと感光性基板とを密着させる、
所謂コンタクト方式の半導体素子の製造装置にも応用で
きる。
【００２５】さらに本発明の他の実施例としては、半導
体素子の製造装置以外にもレチクルＲの代わりにマスク
を配置し、ウエハＷの代わりにポリイミドを配置し、こ
のポリイミド上に微細なパターンを加工するといったレ
ーザー加工機にも応用できる。
体素子の製造装置以外にもレチクルＲの代わりにマスク
を配置し、ウエハＷの代わりにポリイミドを配置し、こ
のポリイミド上に微細なパターンを加工するといったレ
ーザー加工機にも応用できる。
【００２６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、高出力の
エキシマレーザーを用いても、レンズ群のガラス部材の
寿命を損なうことのない照明光学装置を提供でき、長期
間にわたって安定した照度で被照明物体を照明できる。
特に半導体素子製造用投影露光装置に応用した場合は長
期間にわたってスループットを落とすことなく安定して
ウエハに微細パターンを投影露光することができるとい
う効果がある。
エキシマレーザーを用いても、レンズ群のガラス部材の
寿命を損なうことのない照明光学装置を提供でき、長期
間にわたって安定した照度で被照明物体を照明できる。
特に半導体素子製造用投影露光装置に応用した場合は長
期間にわたってスループットを落とすことなく安定して
ウエハに微細パターンを投影露光することができるとい
う効果がある。
【図１】本発明による照明光学装置の一実施例の要部を
示す概略図
示す概略図
【図２】本発明による照明光学装置の他の実施例の要部
を示す概略図
を示す概略図
【図３】本発明の半導体素子の製造方法を実現する露光
装置を示す（ａ）平断面図及び（ｂ）縦断面図
装置を示す（ａ）平断面図及び（ｂ）縦断面図
【図４】従来の照明光学装置に用いられるアフォーカル
光学系の概略図
光学系の概略図
Ｇ1…第１レンズ群 Ｇ2…第２レ
ンズ群 Ｇ3…第３レンズ群 １…エキシマ
レーザー ２…シリンドリカルレンズ ３…アフォー
カルビームエキスパンダ ４…オプティカルインテグレータ ５…コンデン
サーレンズ ６…投影光学系 Ｒ…レチクル Ｗ…ウエハ
ンズ群 Ｇ3…第３レンズ群 １…エキシマ
レーザー ２…シリンドリカルレンズ ３…アフォー
カルビームエキスパンダ ４…オプティカルインテグレータ ５…コンデン
サーレンズ ６…投影光学系 Ｒ…レチクル Ｗ…ウエハ
Claims (9)
- 【請求項１】エキシマレーザーから射出される平行光束
を拡大または等倍の平行光束に変換するアフォーカル光
学系を有する照明光学装置において、 前記アフォーカル光学系は少なくとも３群のレンズ群を
有し、該３群のレンズ群は、光源側より順に、負屈折力
を有する第１レンズ群、正屈折力を有する第２レンズ
群、及び正屈折力を有する第３レンズ群からなることを
特徴とする照明光学装置。 - 【請求項２】エキシマレーザーから射出される平行光束
を拡大または等倍の平行光束に変換するアフォーカル光
学系を有する照明光学装置において、 前記アフォーカル光学系は少なくとも３群のレンズ群を
有し、該３群のレンズ群は、光源側より順に、正屈折力
を有する第１レンズ群、正屈折力を有する第２レンズ
群、及び負屈折力を有する第３レンズ群からなることを
特徴とする照明光学装置。 - 【請求項３】前記アフォーカル光学系は、隣接する前記
３群のレンズ群の各間隔をいずれも可変に配置した、請
求項１または２記載の照明光学装置。 - 【請求項４】前記アフォーカル光学系は、前記第１レン
ズ群、第２レンズ群、及び第３レンズ群の焦点距離をそ
れぞれｆ1、ｆ2、及びｆ3とし、第１レンズ群と第２レ
ンズ群の間隔をｄ1、第２レンズ群と第３レンズ群の間
隔をｄ2とし、前記アフォーカル光学系の倍率をβとし
たとき、必要な倍率βに対して次式を満たすように前記
各間隔ｄ1、ｄ2を変化させた、請求項３記載の照明光学
装置。 - 【請求項５】照明光学装置によってレチクルを照明し、
該レチクルを透過した光束を投影光学系によってウエハ
上に結像することにより、前記レチクル上に描いた回路
パターンを前記ウエハ上に転写する半導体素子の製造方
法において、 前記照明光学装置は、エキシマレーザーから射出される
平行光束を拡大または等倍の平行光束に変換するアフォ
ーカル光学系を有し、且つ、 該アフォーカル光学系は少なくとも３群のレンズ群を有
し、該３群のレンズ群は、光源側より順に、負屈折力を
有する第１レンズ群、正屈折力を有する第２レンズ群、
及び正屈折力を有する第３レンズ群からなることを特徴
とする半導体素子の製造方法。 - 【請求項６】照明光学装置によってレチクルを照明し、
該レチクルを透過した光束を投影光学系によってウエハ
上に結像することにより、前記レチクル上に描いた回路
パターンを前記ウエハ上に転写する半導体素子の製造方
法において、 前記照明光学装置は、エキシマレーザーから射出される
平行光束を拡大または等倍の平行光束に変換するアフォ
ーカル光学系を有し、且つ、 該アフォーカル光学系は少なくとも３群のレンズ群を有
し、該３群のレンズ群は、光源側より順に、正屈折力を
有する第１レンズ群、正屈折力を有する第２レンズ群、
及び負屈折力を有する第３レンズ群からなることを特徴
とする半導体素子の製造方法。 - 【請求項７】光源から射出される光束を所定の大きさの
ビーム断面を持つ光束に変換するビーム整形光学系を有
する照明光学装置において、 前記ビーム整形光学系は、複数のレンズ群を有し、 前記複数のレンズ群は、前記ビーム整形光学系に入射す
る光束のビーム断面の面積よりも大きいビーム断面の面
積となる位置にそれぞれ配置されることを特徴とする照
明光学装置。 - 【請求項８】前記複数のレンズ群の少なくとも１つのレ
ンズ群は、前記ビーム整形光学系の倍率を可変とするた
めに、前記ビーム整形光学系の光軸に沿って移動可能に
構成され、 前記移動するレンズ群は、前記ビーム整形光学系の変倍
に際して、前記ビーム整形光学系に入射する光束のビー
ム断面の面積よりも大きいビーム断面の面積となる位置
に存在することを特徴とする請求項７記載の照明光学装
置。 - 【請求項９】照明光学装置によって所定のパターンが形
成されたレチクルを照明して、前記レチクルのパターン
を感光性基板に転写することにより半導体素子を製造す
る方法において、 前記照明光学装置は、光源から射出される光束を所定の
大きさのビーム断面を持つ光束に変換するビーム整形光
学系を有し、 前記ビーム整形光学系は、複数のレンズ群を有し、 前記複数のレンズ群は、前記ビーム整形光学系に入射す
る光束のビーム断面の面積よりも大きいビーム断面の面
積となる位置にそれぞれ配置されることを特徴とする半
導体素子を製造する方法。
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