JPH11354424A

JPH11354424A - 照明装置及びそれを用いた投影露光装置

Info

Publication number: JPH11354424A
Application number: JP10172158A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Shinoda; 健一郎篠田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-06-04
Filing date: 1998-06-04
Publication date: 1999-12-24

Abstract

(57)【要約】【課題】被照射面を照明光束の有効利用を図りつつ、
均一に照明することができ、半導体デバイスの製造に好
適な照明装置及びそれを用いた投影露光装置を得るこ
と。【解決手段】光源からの光束を第１のオプティカルロ
ッドの光入射面に入射させ、該第１のオプティカルロッ
ドの光射出面からの光束をリレー光学系によって第２の
オプティカルロッドの光入射面に入射させ、該第２のオ
プティカルロッドの光射出面からの光束をオプティカル
インテグレータに導光し、該オプティカルインテグレー
タの出射面側に複数の２次光源像を形成し、該複数の２
次光源像からの各光束で光学系を介して被照射面上を重
ねて照明していること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は照明装置及びそれを
用いた投影露光装置に関し、例えばＩＣ、ＬＳＩ、ＣＣ
Ｄ、液晶パネル、磁気ヘッド等の各種のデバイスの製造
装置であるステップアンドリピート方式やステップアン
ドスキャン方式の投影露光装置において、照明装置から
の真空紫外域の露光光で均一照明したフォトマスクやレ
チクル等の原版（以下「レチクル」という）上の回路パ
ターンを感光剤を塗布したウェハー面上に投影転写し、
デバイスを製造する際に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子の製造用の投影露光装置で
は、照明系からの光束で電子回路パターンを形成したレ
チクルを照明し、該パターンを投影光学系でウェハー面
上に投影露光している。この際、高解像力化を図る為の
一要件としてウェハー面上を均一に照射することがあ
る。

【０００３】図８は従来の露光装置に用いられている照
明装置の光学概略図である。図８において、楕円鏡２の
第１焦点近傍に配置した光源である水銀ランプ１から放
射された光束は楕円鏡２により第２焦点近傍３に一旦集
光される。楕円鏡２の第２焦点位置３においては図２
（Ａ）に示すようにガウス分布に似た広がりのある光源
像を形成する。この光源像より発散する光束は、コンデ
ンサー光学系１３により、例えば数十個の同一形状の単
一レンズエレメント８ｃを光軸と垂直な面内に並べたレ
ンズ群で構成されたハエの目レンズ８の入射面８ａに入
射する。

【０００４】ハエの目レンズ８の射出面８ｂには多数の
光源像（２次光源）が形成され、この２次光源からの光
束は第１のリレーレンズ９で集光され、視野絞り１０の
開口部を通過後、第２のリレーレンズ１１で集光し、面
１１ａに複数の２次光源像を形成し、該２次光源からの
光束をコンデンサーレンズ１２で集光してレチクル面Ｒ
を重畳的に照明する。そして、レチクル面Ｒ上には所望
の回路パターンが形成されており、投影レンズ（不図
示）によってウェハーＷ上に投影している。

【０００５】なお、ハエの目レンズ８の入射面８ａはレ
チクル面Ｒ、視野絞り１０と共役に配置されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図８に示す照明装置で
は、レチクルＲ上の照明領域は露光すべきウェハー面上
の形状に合わせて長方形とすることが多く、レチクル面
と共役であるハエの目レンズ８の各レンズエレメント８
ｃの形状も長方形とする方が照明効率などの点で都合が
良い場合がある。また、露光領域を走査させて大画面を
照明するスキャン方式の露光装置が近年用いられてきて
おり、ここで用いられるハエの目レンズの各レンズエレ
メントも長方形の方が照明効率の点から好ましい。

【０００７】しかしながら、図８に示した構成の照明装
置において、ハエの目レンズ８の各レンズエレメント８
ｃの入射（射出）面形状が長方形であると、ハエの目レ
ンズ８の射出面８ｂに形成される２次光源は図９（Ａ）
のように配列ピッチが短辺方向と長辺方向で異なってし
まう。これは、露光装置の結像性能において、縦方向と
横方向で焦点深度に差を生じさせることとなり好ましく
ない。また、従来方法ではハエの目レンズ８のエレメン
ト８ｃが長方形であっても正方形であっても、２次光源
分布が離散的であるため、光源の位置が多少ずれると２
次光源は敏感に変化してしまうという問題点があった。

【０００８】本発明は、照明装置を構成する各要素を適
切に設定することにより、離散的でない均一な２次光源
を実現し、常に安定した照明条件で被照射面を照明する
ことができる半導体デバイスの製造装置に好適な照明装
置及びそれを用いた投影露光装置の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の照明装置は、 (1-1) 光源からの光束を第１のオプティカルロッドの光
入射面に入射させ、該第１のオプティカルロッドの光射
出面からの光束をリレー光学系によって第２のオプティ
カルロッドの光入射面に入射させ、該第２のオプティカ
ルロッドの光射出面からの光束をオプティカルインテグ
レータに導光し、該オプティカルインテグレータの出射
面側に複数の２次光源像を形成し、該複数の２次光源像
からの各光束で光学系を介して被照射面上を重ねて照明
していることを特徴としている。

【００１０】特に、 (1-1-1) 前記オプティカルインテグレータはハエの目レ
ンズより成り、該ハエの目レンズを構成する各レンズエ
レメントの断面形状は長方形もしくは正方形であり、前
記第１のオプティカルロッドの断面形状は該レンズエレ
メントの断面形状と相似であること。

【００１１】(1-1-2) 前記第２のオプティカルロッドの
断面形状は正方形もしくは長方形であること。

【００１２】(1-1-3) 前記リレー光学系は前記第１のオ
プティカルロッドの光出射面からの光束で前記第２のオ
プティカルロッドの光入射面をケーラー照明しているこ
と。

【００１３】(1-1-4) 前記第２のオプティカルロッドの
光出射面と前記オプティカルインテグレータの入射面が
ほぼ共役であること。

【００１４】(1-1-5) 前記第１のオプティカルロッド
は、大きさが異なる断面形状が相似形の複数本が用意さ
れ、各々交換可能であること。

【００１５】(1-1-6) 前記第１あるいは第２のオプティ
カルロッドはその光入射面が円形ないしは正方形等の直
交２軸対称性の形状であり、その光射出面が被照射面上
の照明領域と略相似形状であること。

【００１６】(1-1-7) 前記第１あるいは第２のオプティ
カルロッドはその光入射面が円形ないしは正方形等の直
交２軸対称性の形状であり、その光射出面が被照射面上
の照明領域と略相似形状であり、前記リレー光学系は前
記第１のオプティカルロッドの光出射面から光束で前記
第２オプティカルロッドの光入射面をケーラー照明して
いること。

【００１７】(1-1-8) 前記第２のオプティカルロッドの
光出射面からの光束をコンデンサー光学系によって前記
オプティカルインテグレータの入射面に導光しているこ
と。

【００１８】(1-1-9) 前記第２のオプティカルロッドの
光出射面と前記オプティカルインテグレータの光入射面
は共役であること。

【００１９】(1-1-10)前記コンデンサー光学系は変倍部
を有し、前記第２のオプティカルロッドの光出射面を前
記オプティカルインテグレータの光入射面に異なった倍
率で結像していること等を特徴としている。

【００２０】本発明の投影露光装置は、 (2-1) 構成(1-1) の照明装置からの光束によって照明さ
れた被照射面上に設けた第１物体面上のパターンを投影
光学系により第２物体面上に投影していることを特徴と
している。

【００２１】本発明のデバイスの製造方法は、 (3-1) 構成(1-1) の照明装置からの光束によりレチクル
面上のパターンを照明し、該パターンを投影光学系によ
りウェハー面上に投影し、露光した後に該ウェハーを現
像処理工程を介してデバイスを製造していることを特徴
としている。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は本発明の照明装置の実施形
態１の要部概略図である。同図は照明装置を例として半
導体素子（デバイス）製造用のステップアンドリピート
方式やステップアンドスキャン方式の縮小型の投影露光
装置に適用したときを示している。

【００２３】図中、１は紫外線や３遠紫外線等を放射す
る高輝度の超高圧水銀灯やエキシマレーザーレーザ等の
光源（光源手段）である。２は楕円鏡であり、その第１
焦点に光源１の発光点１ａが位置するように設定してい
る。光源１の発光点１ａは楕円鏡２によって第２焦点１
ｂに結像する。

【００２４】４は第１のオプティカルロッドであり、断
面形状は正方形状（又は長方形状）より成り、その光入
射面４ａは楕円鏡２の第２焦点１ｂに略一致している。
第１のオプティカルロッド４の光出射面４ｂにほぼ均一
な照度分布を形成している。５はリレー光学系であり、
第１のオプティカルロッド４の光出射面４ｂの各位置か
らの光束が第２のオプティカルロッドの光入射面６ａ全
体を照明する構成となっており、所謂該光入射面６ａを
ケーラー照明している。

【００２５】これによって第１のオプティカルロッド４
の光出射面４ｂのほぼ均一な照度分布を第２オプティカ
ルロッド６の光入射面６ａに入射するほぼ均一な配光分
布（角度分布）に対応させている。第２のオプティカル
ロッド６は断面形状が正方形（又は長方形）より成り、
その光入射面６ａはほぼ均一な配光分布で照明され、そ
の配光分布が保存された状態で光出射面６ｂに達してい
る。また、オプティカルロッドは、適当な長さで射出面
を照度均一にする効果を持っているので光出射面６ｂで
は照度分布と配交分布の双方が均一な状態となる。

【００２６】尚、第１，第２のオプティカルロッド４，
６は照明に適切な光透過性の硝材を用いた硝棒、又は平
坦な反射面を中空で内側に平坦な反射面が位置するよう
にしたパイプ状の光学素子から成っている。

【００２７】７はコンデンサー光学系であり、第２のオ
プティカルロッド６の光出射面６ｂからの光束を集光
し、オプティカルインテグレータとしてのハエの目レン
ズ（レンズアレイ）８の光入射面８ａに集光している。
ハエの目レンズ８は後述する被照射面Ｒの照明形状に合
わせて、断面形状が長方形（又は正方形）の複数の微小
レンズ、又はロッドレンズ８ｃを２次元的に配列して構
成しており、その光出射面８ｂ側に複数の２次光源像を
形成している。

【００２８】９は第１のリレー光学系であり、ハエの目
レンズ８の光出射面８ｂからの光束で視野絞り１０を照
明している。１１は第２のリレー光学系であり、視野絞
り１０を通過した光束を集光し、面１１ａに複数の２次
光源像を形成している。

【００２９】１２はコンデンサーレンズであり、面１１
ａに形成された複数の２次光源像からの光束を集光して
被照射面（レチクル）Ｒを多重照射している。被照射面
Ｒに配置したレチクルに描かれたパターンを投影光学系
（不図示）により感光基板（ウェハー）上に縮小投影し
ている。

【００３０】本実施形態では、このような構成の照明装
置からの光束によりレチクル面上のパターンを照明し、
該パターンを投影光学系によりウェハー面上に投影し、
露光した後に該ウェハーを現像処理工程を介してデバイ
スを製造している。

【００３１】次に、光軸方向をＸ軸、長方形のレンズエ
レメント８ｃの長辺方向をＹ軸、短辺方向をＺ軸にと
り、本実施形態における第１のオプティカルロッド４、
リレー光学系５、第２のオプティカルロッド６等の関係
および光学的作用そして効果を詳述する。

【００３２】図２は第１のオプティカルロッド４の光入
射面４ａと光射出面４ｂにおける照度分布である。光入
射面での照度分布は通常図２（Ａ）に示すようなガウス
分布に近い分布となる。一方、光射出面の照度分布は、
第１のオプティカルロッド４の長さを適当にすること
で、図２（Ｂ）に示すように比較的均一な照度分布とし
ている。

【００３３】リレー光学系５は、第１のオプティカルロ
ッド４の光射出面４ｂからの光束を第２のオプティカル
ロッド６の光入射面６ａにケーラー照明しているため、
第１のオプティカルロッド４の光射出端４ｂでの照度分
布が均一であれば、第２のオプティカルロッド６の光入
射面６ａに入射する光束の配光分布は均一となる。

【００３４】第２のオプティカルロッド６の断面形状は
正方形であり、光入射面６ａにおける均一な配光分布は
射出面においても保存される。また、その長さを適当に
することで光射出面６ｂにおける照度分布を均一にして
いる。以上から、第２のオプティカルロッド６の光射出
面６ｂでの照度分布および配光分布を均一としている。

【００３５】尚、第２のオプティカルロッド６の光出射
面６ｂの照度分布を均一にする必要がないときは、該第
１，第２のオプティカルロッド４，６の長さを調整して
（変換又は変更して）、光出射面６ｂの照度分布を種々
と変化させても良い。これによれば、ハエの目レンズ８
の光出射面８ｂの照度分布、いわゆる有効光源分布（２
次光源）を任意に設定することができる。

【００３６】ここで、第２のオプティカルロッド６の光
射出面６ｂとハエの目レンズ８の光入射面８ａはほぼ共
役であるので、ハエの目レンズ８の光入射面８ａに入射
する光束の照度分布及び配光分布も均一となり、ハエの
目レンズ８の光射出面８ｂに形成される２次光源は図９
（Ｂ）に示すごとく均一な分布となり、長方形のレンズ
エレメント８ｃを使用してもＹＺ方向における結像性能
の差が生じることはない。

【００３７】また、光源位置が正規の位置から多少ずれ
ることがあっても、ハエの目レンズ８の光射出面８ｂに
形成される２次光源分布はほとんど変化しない。

【００３８】本実施形態では以上のように、ハエの目レ
ンズの各レンズエレメントの断面形状が長方形（もしく
は正方形）であっても、ハエの目射出面で形成される２
次光源は図９（Ｂ）に示すように均一となり、解像性能
に方向差を生じさせることはない。また、光源位置が多
少ずれても均一な２次光源は変化しない。更に、図９
（Ａ）のような離散的２次光源だと局所的に光密度が高
くなる部分があるが、本発明では平均化されるため、露
光装置内の光学部品の耐久性を向上させることができ
る。

【００３９】図３は本発明の照明装置の実施形態２の要
部概略図である。

【００４０】本実施形態は図１の実施形態１に比べて、
ハエの目レンズ８の光射出面８ｂ近傍に可変式の開口絞
り１５を備えたこと、第２のオプティカルロッド６とハ
エの目レンズ８を結ぶコンデンサー光学系１４がズーム
機構を有していること、第１のオプティカルロッド４が
交換式となっている点が異なっており、その他の構成は
基本的に同じである。

【００４１】本実施形態の投影露光装置における照明装
置は任意のσ値を設定できるように、光学系中に設ける
開口絞り１５が可変となる機構を備えている。そして例
えば、σ値の小さいモードに対応するために開口絞り１
５を絞った場合でも、コンデンサー光学系１４のズーム
機構により投影倍率を変えてハエの目レンズ８に入射す
る光束を絞った開口絞り１５の径に集光させることで、
レチクル面Ｒ上での照度劣化を軽減している。

【００４２】又、コンデンサー光学系１４の集光角がハ
エの目レンズ８を構成する各レンズエレメント８ｃの入
射許容角より大きくなるとレンズエレメント８ｃ内でけ
られが発生し、集光すればするほど照度は２次の関数で
落ちてしまうことがある。

【００４３】このハエの目レンズ８でロスする照度を軽
減するため、コンデンサー光学系１４を集光させる小σ
モードの場合には、第１のオプティカルロッド４をオプ
ティカルロッド４’（断面形状はオプティカルロッド４
と相似形だが径を小さくしたもの）に交換して光束を規
定する方法を用いている。

【００４４】以下に、第１のオプティカルロッド４をオ
プティカルロッド４’に交換させる有効性を詳述する。

【００４５】いま、第１のオプティカルロッド（ロッ
ド）４は大σ用（径の大きいもの）４と小σ用（径の小
さいもの）のオプティカルロッド（ロッド）４’が交換
可能な状態で配置されているものとする。図４（Ａ）は
大σモード用の入射面における照度分布である。大σモ
ード用のロッド４で取り込める光はロッド径に相当する
領域（薄い影の領域）である。取り込まれた光はロッド
内で均一化され、光射出端では図４（Ｂ）のごとく平滑
化されている。ロッド内での光量ロスを無視すれば、図
４（Ａ）と図４（Ｂ）の有効光は等しい。

【００４６】図５（Ａ）は大σ用のロッド４を使用した
まま、コンデンサー光学系１４を集光させた場合の有効
光を示している。ハエの目レンズ８内で光がロスしてい
るため、本来取り込めるはずの光（薄い影）よりも実際
に有効な光（濃い影）は少ない。一方、図５（Ｂ）は小
σモード用ロッド４’を用いた場合のロッド４の光射出
面での照度分布である。ガウス分布中央付近の高い照度
領域の光を取り込んで均一化しているため、大σモード
用のロッド４の有効光（図５（Ａ））の濃い影の領域）
より多くなっている。

【００４７】以上より、ハエの目レンズ８への集光状態
に合わせて、第１のオプティカルロッドを切替えること
で照度効率を最適化している。又、本実施例では２本の
ロッドを交換としたが、切替本数を多くすればそれだけ
照度効率はあがるので好ましい。

【００４８】図６は本発明の実施形態３の一部分の要部
斜視図である。

【００４９】同図は照明装置の一部を構成する第１のオ
プティカルロッド（ロッド）４を示しており、光入射面
Ｓｉが正方形状、光出射面Ｓｏが矩形状（長方形状）と
なっている。

【００５０】図６において、Ｆは楕円ミラー２の第２焦
点面１ｂにおけるランプ（発光点）の像であり、通常は
光軸に対して回転対象なガウス状の光エネルギー分布を
もっている。この光束のロッド４の入射面Ｓｉは２つの
領域Ｐ１とＰ２とに分割されている。領域Ｐ１に入射し
た光束６１は直方体のプリズムブロックＰＲ１をそのま
ま通過して射出面Ｓｏに達する。これに対して、領域Ｐ
２に入射した光束６２は斜方体ＰＲ２を通過しながら反
射面ＰＲ２ａ，ＰＲ２ｂで反射し、光線方向をＩ３，Ｉ
４へと偏向し、ついで、斜方体ＰＲ３を通過して光線方
向をＩ５，Ｉ６へと偏向して、射出面Ｓｏに達する。し
たがって、射出面Ｓｏ上にはそれ以降の光学系に対して
矩形状の２次光源が形成されることになる。そして、射
出面Ｓｏ上での照度分布は、各プリズムブロックの長さ
と入射光束のＮＡ（配光特性）等によって変わる。プリ
ズム内部の光路長が充分長く、ＮＡが大きい場合は射出
面Ｓｏ上で均一な照度分布が得られる。

【００５１】ちなみに、プリズム内部で光束は基本的に
は全反射で伝達するが、ＮＡが大きく全反射の条件が満
たされない場合にはプリズムの反射面に薄膜コーティン
グ（反射増加膜）を施すことによって、光量ロスなく光
を伝達できる。

【００５２】本実施形態では、このような図６に示す第
１のオプティカルロッド４を図３の光学系の第１のオプ
ティカルロッドとして適用し、かつ、ハエの目レンズ８
の個々のエレメント８ｃの断面形状を矩形としている。
そして、第１オプティカルロッド４の射出口Ｓｏの形状
とハエの目レンズ８のエレメント８ｃの断面形状ととも
にレチクル面上の照明領域（スリット状）と相似形にし
ている。

【００５３】図３の光学配置から判るように、第１オプ
ティカルロッド４の射出面は第２オプティカルロッド６
の入射面６ａをケーラー照明し、かつ、第２オプティカ
ルロッド６は配光分布をそのまま保存して光伝送する性
質があるので、第２のオプティカルロッド６の射出面６
ｂをハエの目レンズ８の入射面８ａとほぼ共役にすれ
ば、ハエの目レンズ８の射出口８ｂには第１オプティカ
ルロッド４の射出口Ｓｏの照度分布が再形成される。

【００５４】したがって、以上の構成をとることによっ
て、光源から発した光束を損失せずにハエの目レンズ８
を通過させている。そして、以降のリレー光学系９，１
１及びコンデンサー光学系１２の作用によりレチクル面
Ｒ上に所望の矩形照明領域を形成している。

【００５５】本実施形態において、第１のオプティカル
ロッド４の入射面Ｓｉ形状は正方形である必要はなく、
円形や六角形のような直交２軸対称性の形状であれば、
光束の取り込み効率やロッドの加工上良い。

【００５６】本実施形態では一例として走査型の投影露
光方式採用されるスリット状の照明領域を形成する場合
を示したが、本発明の適用される範囲はこれに限定され
るものではない。例えば、液晶パネル製造に使われる等
倍のミラー走査露光方式の場合、照明領域は円弧状にな
る。

【００５７】この場合、図６の射出面Ｓｏの形状を最終
照明領域と相似な円弧状に形成し、かつ、ハエの目レン
ズ８のエレメントもこれらと相似な円弧状レンズ、（例
えば特開昭６２−１１５７１８号公報で開示されている
もの）に成形すれば同様の作用が得られる。

【００５８】本実施形態の効果としては、光軸に対して
回転対象な発光光源を用いても、縦横比の大きいスリッ
トのような軸非対称な照明領域を高効率で照明すること
ができる。第２オプティカルロッドでハエの目レンズを
均一に照明するので各ハエの目レンズのエレメントが有
効に働き照度むらを低減することができる。

【００５９】図７は本発明の照明装置の実施形態４の要
部概略図である。

【００６０】本実施形態は図３の実施形態２に比べて第
２のオプティカルロッド６がコンデンサーレンズ１４の
作用でハエの目レンズ８の入射面８ａをケーラー照明し
ている点が異なっているだけであり、その他の構成は同
じである。

【００６１】本実施形態は図６に示したプリズムブロッ
ク（出口が非対称形）を第２オプティカルロッド６に用
いている。第１オプティカルロッド４は実施形態１と同
じく入射面と射出面とがともに正方形ないしは長方形の
ものを用いている。このような構成によると、ハエの目
レンズ８の入射面８ａの照度分布は第２オプティカルロ
ッド６の射出面６ｂの配光分布によって決定され、ロッ
ド６の伝達特性と、第１，第２オプティカルロッド４，
６間がケーラー照明で連結されていることから、その分
布は第１のオプティカルロッド４の射出面４ｂの照度分
布に依存している。そして、その分布は第１オプティカ
ルロッド４の長さを選択すれば均一にもガウス状にも設
定することができる。

【００６２】一方、ハエの目レンズ８の射出面８ｂの照
度分布は第２のオプティカルロッド６の射出面６ｂ上の
照度分布に等しい。（互いに射出面同士が共役関係にあ
るので）したがって、第２のオプティカルロッド６の射
出面を図６のようにスリット状に変形し、ハエの目レン
ズ８のエレメント８ｃの断面形状もこれと相似形（レチ
クル面照明領域とも相似形）にすることによって、ハエ
の目レンズ８でのケラレが発生することなく、高効率で
レチクル面Ｒを照明することができる。また、ハエの目
レンズ８の入射面８ａの照度分布を任意に決定すること
ができるので、照度むらの低減や有効光源形状の選択が
可能となっている。

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば以上のように、照明装置
を構成する各要素を適切に設定することにより、離散的
でない均一な２次光源を実現し、常に安定した照明条件
で被照射面を照明することができる半導体デバイスの製
造装置に好適な照明装置及びそれを用いた投影露光装置
を達成することができる。

【００６４】特に、本発明によれば、オプティカルイン
テグレータの断面形状に縦横差があっても、オプティカ
ルインテグレータの光射出面近傍に形成される２次光源
を均一ないしは任意形状に設定することが可能となり、
従来よりも露光装置の像性能を向上させることが可能と
なる。また、被照射物への照度均一性も向上させること
が可能となる、更に、光源位置の変化に鈍感で安定した
２次光源を供給できる、等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の照明装置の実施形態１の要部概略図

【図２】図１の第１のオプティカルロッド光入射面と
光出射面における照度分布の説明図

【図３】本発明の照明装置の実施形態２の要部概略図

【図４】（Ａ）図３で第１のオプティカルロッド（大σ
モード用）４の光入射面における照度分布の説明図（Ｂ）図３で第１のオプティカルロッド（大σモード
用）４の射出面における照度分布

【図５】（Ａ）図３で第１のオプティカルロッド（大
σモード用）４の光射出面における照度分布の説明図
（小σモード用）（Ｂ）図３で第１のオプティカルロッド（小σモード
用）４の光射出面における照度分布（小σモード用）

【図６】本発明の照明装置の実施形態３の一部分の説
明図

【図７】本発明の照明装置の実施形態４の要部概略図

【図８】従来の照明装置を示す概略構成図

【図９】図８のハエの目レンズの光射出面に形成され
る２次光源の説明図

【符号の説明】

１：光源（水銀ランプ）２：楕円鏡３：楕円鏡の第２焦点位置４：第１のオプティカルロッド４’：第１のオプティカルロッド（小σモード用）６：第２のオプティカルロッド５，９，１１：リレー光学系７，１２，１３：コンデンサー光学系８：ハエの目レンズ１０：視野絞り１４：ズームコンデンサー光学系１５：可変開口絞りＲ：レチクル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源からの光束を第１のオプティカルロ
ッドの光入射面に入射させ、該第１のオプティカルロッ
ドの光射出面からの光束をリレー光学系によって第２の
オプティカルロッドの光入射面に入射させ、該第２のオ
プティカルロッドの光射出面からの光束をオプティカル
インテグレータに導光し、該オプティカルインテグレー
タの出射面側に複数の２次光源像を形成し、該複数の２
次光源像からの各光束で光学系を介して被照射面上を重
ねて照明している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はハエ
の目レンズより成り、該ハエの目レンズを構成する各レ
ンズエレメントの断面形状は長方形もしくは正方形であ
り、前記第１のオプティカルロッドの断面形状は該レン
ズエレメントの断面形状と相似であることを特徴とする
請求項１の照明装置。
【請求項３】前記第２のオプティカルロッドの断面形
状は正方形もしくは長方形であることを特徴とする請求
項１の照明装置。
【請求項４】前記リレー光学系は前記第１のオプティ
カルロッドの光出射面からの光束で前記第２のオプティ
カルロッドの光入射面をケーラー照明していることを特
徴とする請求項１の照明装置。
【請求項５】前記第２のオプティカルロッドの光出射
面と前記オプティカルインテグレータの入射面がほぼ共
役であることを特徴とする請求項１又は２の照明装置。
【請求項６】前記第１のオプティカルロッドは、大き
さが異なる断面形状が相似形の複数本が用意され、各々
交換可能であることを特徴とする請求項１又は２の照明
装置。
【請求項７】前記第１あるいは第２のオプティカルロ
ッドはその光入射面が円形ないしは正方形等の直交２軸
対称性の形状であり、その光射出面が被照射面上の照明
領域と略相似形状であることを特徴とする請求項１の照
明装置。
【請求項８】前記第１あるいは第２のオプティカルロ
ッドはその光入射面が円形ないしは正方形等の直交２軸
対称性の形状であり、その光射出面が被照射面上の照明
領域と略相似形状であり、前記リレー光学系は前記第１
のオプティカルロッドの光出射面から光束で前記第２オ
プティカルロッドの光入射面をケーラー照明しているこ
とを特徴とする請求項１の照明装置。
【請求項９】前記第２のオプティカルロッドの光出射
面からの光束をコンデンサー光学系によって前記オプテ
ィカルインテグレータの入射面に導光していることを特
徴とする請求項１の照明装置。
【請求項１０】前記第２のオプティカルロッドの光出
射面と前記オプティカルインテグレータの光入射面は共
役であることを特徴とする請求項９の照明装置。
【請求項１１】前記コンデンサー光学系は変倍部を有
し、前記第２のオプティカルロッドの光出射面を前記オ
プティカルインテグレータの光入射面に異なった倍率で
結像していることを特徴とする請求項９の照明装置。
【請求項１２】請求項１〜１１のいずれか１項記載の
照明装置からの光束によって照明された被照射面上に設
けた第１物体面上のパターンを投影光学系により第２物
体面上に投影していることを特徴とする投影露光装置。
【請求項１３】請求項１〜１１のいずれか１項記載の
照明装置からの光束によりレチクル面上のパターンを照
明し、該パターンを投影光学系によりウェハー面上に投
影し、露光した後に該ウェハーを現像処理工程を介して
デバイスを製造していることを特徴とするデバイスの製
造方法。