JPS60218635A - 照明装置 - Google Patents

照明装置

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JPS60218635A
JPS60218635A JP59075388A JP7538884A JPS60218635A JP S60218635 A JPS60218635 A JP S60218635A JP 59075388 A JP59075388 A JP 59075388A JP 7538884 A JP7538884 A JP 7538884A JP S60218635 A JPS60218635 A JP S60218635A
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JP
Japan
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luminous flux
lens
light source
light
generating member
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JP59075388A
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JPH032284B2 (ja
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Masakatsu Oota
太田　正克
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Canon Inc
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Canon Inc
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Granted legal-status Critical Current

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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
    • G03F7/70058—Mask illumination systems

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】 本発明は被照射面を良好に照明するための装置に関しい
特に半導体転写装置で使用される。集積回路パターンを
具えたマスク又はレチクルを照明するための照明装置に
適する。
半導体装置の製造工程では多種のマスクに設けら　。
れたパターンを順次重ね合わせて転写する作業が含まれ
ている。この作業は、感光層に対して密着あるいは極近
接状態に保持されたマスクを黒用してパターンを転写す
るか、投影レンズあるいは反射型レンズに関して感光層
と共役に置かれたマスク（レチクルを含めて）を照明し
てなされる。
従って、転写されるパターンの像質は照明装置の性能に
大きく影響されることになるため、既に多くの改良がな
されている。＃開開４７−４８１７号や特開昭５０・−
’Ｉ　Ｏ３９７６号等は比較的初期　−の発明として知
られる。　′ 転写装置に使用される照明装置の主な要件は次の３つで
ある。
１、マスク面における照度ふうの除去。
２、集光効率の向上。
３、マスク面に入射する光束の入射角度を所望の偵に設
定する。
従来、１項で述べた照度ムラの除去は、蝿の目しンズ、
自己収束性あるいは普通のファイバーを集束した光学エ
レメントあるいはプリズムを放射状に配したもの等の多
光束発生部材で多数の部分光束を発生させ、これら部分
光束の各々をコリメートして被照射面で重畳させる（オ
プティカル・インチグレート）ことにより達成されてお
り、±２〜±３％の照度ムラの範囲に納めることができ
る。
また２項の集光効率の向上は光源の高輝度化により推進
されており、３項の入射光束の入射角度は多光束発生部
材の直径とコリメーションレンズの焦点距離によって所
望の値に設定することができる。
最近は入射光束内の強度分布の均一性が注目されている
が、不均一な強度分布は楕円反射鏡の様なコンデンサー
による光源像に既に発生しており、占ンデンサ゛−に続
く多光束発生部材を複数設配して性能を向上させる方法
が提案されている。しかしながら、多光束発生部材を照
明光路に１個配すると２０乃至４０％の光量損失を生ず
るため、複数個使用すると集光効率が低下する難点があ
る。
（発明の目的） 本発明の目的は集光効率を向上させることにあり、光束
内の強度分布の均一性を高め、あるいは所望の強度分布
を得ることである。
そして上記目的を達成するため後述の実施例では、楕円
反射鏡による光源像を多光束発生部材上に再結像させ、
その状態で発生した部分光束をコリメートして被照射面
を照射する。
（実施例） ｌは光源で、例えば超高圧水銀灯。２は楕円反射鏡で、
光源ｌは楕円反射鏡２の第１焦点に置かれる。３はフィ
ールドレンズで、楕円反射鏡２の第２焦点即ち光源ｌの
像が形成される位置に配される。
５は多光束発生部材で、例えば棒状レンズを束ねた蝿の
目レンズで、多方向へ部分光束を発生する。棒状レンズ
としては各端縁の曲面による焦点が別の端縁上に位置す
る構成のものが良い、４は結像レンズで、像面彎曲を発
生させた構成になっており、第２焦点上の光源ｌの像を
多光束発生部材５の図面中、左側の面（棒状レンズの頂
点を連ねた面）」二に結像させる。なお、結像レンズ４
の作用の詳細は後述する。６は第２のフィールドレンズ
で、多光束発生部材５に近接配置する。７はコリメータ
レンズで、多光束発生部材５で発生した多数の部分光束
の各々をコリメートして被照射面８上に重畳配向させる
。被照射面８にはマスクのパターン面が配置される一方
、マスクと密着あるいは極近接されてウェハが置かれる
か、投影レンズを挟んでウェハが置かれる。
前述した結像レンズ４は、周知の収差補正法の逆用で第
２図に描く像面彎曲を発生しており、Ａは最軸外位置、
Ｂは光軸位置を示す。従って、縦座標上のＡ点ではＸｍ
ｍのピントのずれを生じる。これに対し第３図（Ａ）は
像面をＸ点に置いた時の最軸外Ａ点でのスポット・ダイ
ヤグラム、（Ｂ）は光軸上Ｂ点でのスポット・ダイヤグ
ラムである。これから解る様に、楕円反射鏡２の第２焦
点面での光源１の像の照度分布が均一であると仮定し、
結像レンズ４に像面彎曲を有するものを使用し且つ多光
束発生部材５の図面中、左側の入力面の最軸外Ａ点でベ
ストピントになる様に配置すれば、入力面上での照度の
強度分布は中心（光軸）が低く、周辺（最軸外）が高く
なる。またこの強度分布は、結像レンズ４を構成する要
素レンズの曲率あるいは面間隔を選定して像面彎曲を変
えることにより所望のものが得られる。
実際には、楕円反射鏡２の第２焦点上での光源の像の強
度分布は中心が高く、周辺が低いので、強度の差を打ち
消すに必要な量だけ結像レンズ４の像面彎曲を発生させ
ることにより、多光束発生部材５の入力面上の光源像の
強度分布をほぼ均一にすることができる。そして多光束
発生部材の出力端では入力面の強度分布がそのまま維持
されるから、被照射面８に入射する入射光束内の強度分
布を均一にすることができる。
なお、上記例では強度分布の均一化を図っているが、結
像レンズの像面彎曲の度合と多光束発生部材の光軸方向
の位置との一方または両方を変えることにより、入射光
束内に所望の強度分布を得ることができる。また結像レ
ンズを要素レンズのみで構成しても良いし、非球面反射
鏡とレンズの組合せ等でも良く、更に多光束発生部材は
蝿の目レンズに限られるわけではない、フィールドレン
ズは光量を有効に利用するために配したもので、省略す
る場合もある。照明光路は反射鏡で任意にｉ曲げられる
。
（発明の効果） 以上述べた通り本発明は比較的簡単な構成でありながら
強度分布は著しく改良されるものであり、また例えば多
光束発生部材を２段使用する場合に比して集光効率は１
．２〜１．７倍高まる効果がある。従って、半導体転写
装置に使用すれば良好なパターン転写が可能であるから
製品の歩留りが向上し、合わせて集光効率が高いから１
回ごとの露光時間を短縮でき、現今の半導体製造の様に
昼夜に渡って著しく多数の露光を繰返す際にはスループ
ットの向上に貢献する処、大である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明実施例の光学断面図、第２図は像面彎曲
を示す収差図、第３図（Ａ）、（Ｂ）はスポットダイヤ
グラムを示す図。 図中、ｌは光源、２は楕円反射鏡、４は結像系、５は多
光束発生部材、７はコリメータレンズ、８は被照射面。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）楕円反射鏡と、楕円反射鏡の実質第１焦点に配置
    された光源と、光源による光束から多数の部分光束を発
    生させる多光束発生手段と、多数の部分光束で被照射面
    を照射するためのコリメータと、楕円反射鏡による光源
    の像を多光束発生手段に再結像させるために、楕円反射
    鏡と多光束発生手段との間に配された結像系とを備える
    照明装置。
  2. （２）前記多光束発生手段の入□力面は前記結像系によ
    る光軸外ベストピント位置に配置されていることを特徴
    とする特許請求・の範囲第１項記載の照明装置。
JP59075388A 1984-04-13 1984-04-13 照明装置 Granted JPS60218635A (ja)

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JP59075388A JPS60218635A (ja) 1984-04-13 1984-04-13 照明装置
US06/919,377 US4683524A (en) 1984-04-13 1986-10-16 Illumination apparatus

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JPH032284B2 JPH032284B2 (ja) 1991-01-14

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