JPS59216118A - 弓形の発光を生じる装置 - Google Patents

弓形の発光を生じる装置

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JPS59216118A JP59020137A JP2013784A JPS59216118A JP S59216118 A JPS59216118 A JP S59216118A JP 59020137 A JP59020137 A JP 59020137A JP 2013784 A JP2013784 A JP 2013784A JP S59216118 A JPS59216118 A JP S59216118A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔本発明の分野〕 本発明は、光学結像系、特に、コリメートされた光線を
必要な曲率及び開口数（ＮＡ）の自己発光性光源として
適用できるようにする〕゛−学系に関する。
〔先行技術〕
マイクロエレクトロニクス装置の回路密度を高める必要
性から、種々の高分解能リングラフィ技術に対する関心
が増々高まってきた。この技術には、より微細な高分解
能パターンを高い生産性で形成する能力が必要とされる
。フォトリングラフィでは、周知のように、より短い波
長の光を用いて分解能を上げている。その結果、遠紫外
線スペクトル領域で露光を行なう方法及び材料の開発に
努力が払われてきだ。そのような先行技術では、光源と
して重水素ランプ又はキセノン−水銀アーク・ランプが
、従来より用いられてきた。そのようなランプを光源と
して用いると、次のような問題が生じる。即ち、所望の
スペクトル領域においては、そのようなランプから十分
な出力を得ることができないことである。典型的なラン
プを典型的な光学系で用いる場合、集めて使用できる全
遠紫外線出力は、数十ミ’）ワット程度である。それで
、遠紫外線感光フォトレジストの露光時間は、典型的に
は数分である。
特願昭５７−６１９０号により、光源としてパルス動作
エフサイマー・レーザーを用いたフォトリングラフィ装
置が開示されている。この装置により、それまでよりも
かなり短い露光時間で、高分解能パターンを一様に露光
できるようになった。
このパルス動作エフサイマー・レーザー光源は、はぼコ
リメートされた光線を生じるが、これは、湾曲スリット
のような形の照明を利用するように設計された先行技術
の投影装置で用いるのには適していない。
特願昭５８−４２４９９号により例えばパルス化された
レーザー光線を、光学的には任意の形状及び開口数の自
己発光性光源に相当するものに変える、ホログラフィ方
法及び装置が開示されている。
特願昭５８−４４６１８号により、コリメートされた光
線を新規に次のようなレンズ配列体及び光フアイバ配列
体を提供して任意の形状及び開口数の自己発光性光源の
ように変える光学系が開示されている。そのレンズ配列
体は、各々が所定の開口数を有する複数の点光源のよう
に働くものである。一方、その光フアイバ配列体は、各
光ファイバの入力端が前記レンズ配列体における対向し
ていない１つのレンズから光を受取るように配置されて
そして、複数の光ファイバの出力端が所望の形状及び開
口数の自己発光性光源を形成するように配置された構成
をなすものである。
このように、先行技術は、実質的にコリメートされた光
線を強度が長さ方向に沿って一様な湾曲した線状光線に
変えて自己発光性光源として適用できるようにする通常
のアナモルフインクな光学手段から成る光学系を何ら示
していない。
〔本発明の概要〕
本発明の目的は、コリメートされた光線を所望の曲率の
湾曲した線状光線に変えて自己発光性光源として適用で
きるようにする装置を提供することである。
このような装置は、次のような構成をなす。即ち、実質
的にコリメートされた光線を生じる光源と、前記光線を
所定の光路に向ける手段と、前記光路に配置され第１の
位置に前記光線を線状に集束可能な第１の光学手段と、
前記第１の光学手段と前記第１の位置との間に挿入され
、前記第１の光学手段を通った光線から断面が弓形の光
線を生じて第２の位置に向ける第２の光学手段と、前記
第２の位置に設けられ前記断面が弓形の光線を受けて発
光する第３の光学手段とを備える構成である。前記第３
の光学手段は、例えば、指向性の拡散器から成る。
本発明によって、既存の投影装置にコリメートされた光
線を使用することができるようになった。
〔本発明の実施例〕
第１図に示すように、本発明を実施する光学系には、光
源からのコリメートされた光線１０が含まれる。この光
線は、矢印で示されているように、所定の光路を通るよ
うに方向付けられている。好ましい光源は、パルス動作
エフサイマー・レーザーである。このレーザーは、強度
がガウス分布をなしているというよりもむしろ光線の幅
にわたって実質的に一様な分布をなしているような光線
を生じる。光線１０は、球面レンズ１２．１４に入射す
る。これらのレンズは、光線を拡大するが、光線の形状
には影響を与えない。光線は、反射手段１６によって円
柱型レンズ１８に向けられる。
この円柱型レンズ１８は、光線が第１の位置ＳＩにおい
て線像に集束して強度がその長さ方向に一様に分布する
ような、一方向に倍率を備えている。
しかしながら、湾曲した反射手段２０が、円柱型レンズ
１８と第１の位置ｓ＋との間に所定の角度で挿入される
。これによって、第２の位置Ｓに、湾曲した線像が形成
される。この線像は、その長さ方向に沿って強度が一様
に分布している。拡散手段２２が、第２の位置Ｓに設け
られる。この拡散手段は、湾曲した線像を受取り、ＮＡ
の大きな放射をするような湾曲した自己発光性の分布を
生じる。
特定の実施例では、第２の位置Ｓが、フォトリングラフ
ィの投影装置における通常の集光系２４の光源面即ちラ
ンプを設ける面であり、反射手段２０の曲率は、その投
影装置における光源即ちランプの曲率に合うように選ば
れる。ランプのように光源が弓形の形状をしている場合
には、反射手段２０は、湾曲した線像を投影装置の光源
面へ方向付けるような特別の角度に傾けられた円筒型セ
グメントから成る。このような装置では、マスク部材２
８に入射する光が所望の程度に部分的にコヒーレントと
なるように、開口回転板２６の特定の開口を選ぶことに
より、適切なＮＡが選択される。
光源としてエフサイマー・レーザーを既存の投影装置に
使用した例においては、数秒程度の短い走査時間で・ウ
ニ・・全体の一様な露光が達成された。これは、露光時
間を大幅に短くするものである。
このように、既存の投影装置で露光時間を大幅に短くで
きるが、拡散手段２２を次のように方向付けることによ
り、露光時間をさらに短くすることができる。即ち、散
乱光の非常に多くの部分が、開口回転板２６の選択開口
３０により決まる開口数内であるようにである。このこ
とが、第２図に示されている。即ち、プロットしたグラ
フ２７は、通常の拡散手段の臼型的な強度分布であり、
プロットしたグラフ２９は、指向性の拡散手段について
のものである。これらのグラフは、指向性の拡散手段の
方が、小さな角度については大きな強度の分布となって
いることを示している。
第６図に、集光系２４の概略を示す。この図には、マス
ク部材２８の露光に利用する光を、有限の円すい体状に
示しである。このような集光系２４では、拡散手段２２
に入射した光は、拡散し、許容可能な円すい体状内の光
が、第６図に概略的に示しである反射手段６２によって
、選択開口６０の方へ向けられる。先に述べた特定の例
では、その投影装置に許容可能な光の最大の半分角θは
、約７°である。
指向性の拡散器を作る１つの適切な方法を、第４図及び
第５図て示す。この方法では、拡散手段３乙に方向付け
られたコヒーレント光線６４を用いる。拡散手段６６で
散乱した光は、平らな基板４０に付着された適切なフォ
トレジスト３８を露光するように方向付けられる。その
散乱光によって、フォトレジスト３８には、はん点のパ
ターンが生じる。コヒーレント光が光学手段即ち拡散性
の反射手段から反射又は散乱するときには、干渉パター
ンが生じることは、コヒーレント光の特徴である。これ
らの干渉パターンは、一般には°゛レーザーん点”とし
て現われる。変調周期を伴う光強度の１００％変調は、
照射領域のサイズよりもずっと小さい。
第５図に示すように、所望の深さの表面しＩＪ−７４２
を生じるように、現像時間を調節して、はん点のパター
ンで露光されたフォトレジスト６８１が、現像不足の処
理を施される。現像前では、フォトレジストの表面は鏡
のようになっており、それ故に、散乱は無視できるほど
である。一方、長時間現像すると、その表面ははっきり
したレリーフになり、それで光は多くの異なる角度で拡
散して・円すい体状の角度が増す。しかしながら、現像
不足のレジストについては、よりゆるやかな起伏が生じ
、それで、第５図に矢印で示されているように、入射光
が拡散される角度の範囲は、それに伴なってより小さく
なる。このようにして、散乱する円すい体状の角度は、
現像のパラメータにより制御される。
指向性の拡散器は、伝送又は反射のいずれのモードでも
使用できる。指向性の拡散器を反射モードで使用する場
合、フォトレジストの表面は、所望する程度の現像後に
は、金属付着される。指向性の拡散器を伝送モードで使
用する場合、基板は石英のような透明物質で作られ、金
属付着のステップは行なわれない。もし、レジスト物質
が所望の波長では透明でないなら、パターンが石英に移
される。
指向性の拡散器における散乱中心のサイズは、第４図に
示されているように、次のような関係によって与えられ
る光学手段の適切な位置決めにより、簡便に制御できる
。即ち、 ｄ：コヒーレント光線３４の直径 Ｌ：拡散手段３６とフォトレジスト６８の表面との間の
距離 λ：コヒーレント光線３４の波長 より細かな拡散を生じるためには、ｄを大きくしたり、
Ｌを小さくしたすすべきである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明を実施する光学系を示す図、第２図は
、通常の拡散器及び指向性の拡散器により散乱された光
の強度分布を示すグラフ、第３図は、特定のフォトリソ
グラフィ装置における指向性の拡散器の効果を示す図、
第４図は、所定の散乱特性を生じるような指向性の拡散
器を作ることができる方法を示す図、第５図は、第４図
に示した方法によって作られた指向性の拡散器を示す図
である。 １０・・・・コリメートされた光線、１２．１４・・・
・球面レンズ、１６・・・・反射手段、１８・・・・円
柱型レンズ、２０・・・・円筒型反射手段、２２・・・
・拡散手段。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 実質的にコリメートされた光線を生じる光源と、前記光
    線を所定の光路に向ける手段と、前記光路に配置され、
    第１の位置に前記光線を線状に集束可能な第１の光学手
    段と、 前記第１の光学手段と前記第１の位置との間に挿入され
    、前記第１の光学手段を通った光線から断面が弓形の光
    線を生じて第２の位置に向ける第２の光学手段と、 前記第２の位置に設けられ、前記断面が弓形の光線を受
    けて発光する第３の光学手段と、を備える弓形の発光を
    生じる装置。
JP59020137A 1983-05-23 1984-02-08 弓形の発光を生じる装置 Granted JPS59216118A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US06/497,392 US4521087A (en) 1983-05-23 1983-05-23 Optical system with diffuser for transformation of a collimated beam into a self-luminous arc with required curvature and numerical aperture
US497392 2000-02-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59216118A true JPS59216118A (ja) 1984-12-06
JPH0151162B2 JPH0151162B2 (ja) 1989-11-01

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EP (1) EP0127045B1 (ja)
JP (1) JPS59216118A (ja)
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