JPS61267722A - 照明光学装置 - Google Patents
照明光学装置Info
- Publication number
- JPS61267722A JPS61267722A JP60108438A JP10843885A JPS61267722A JP S61267722 A JPS61267722 A JP S61267722A JP 60108438 A JP60108438 A JP 60108438A JP 10843885 A JP10843885 A JP 10843885A JP S61267722 A JPS61267722 A JP S61267722A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- illuminance distribution
- lenses
- change
- illuminance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Projection-Type Copiers In General (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は一般に照明光学装置に関するものであり、特に
半導体露光装置の照明光学系のように照度分布の均一性
を必要とする照明光学装置に関するものである。
半導体露光装置の照明光学系のように照度分布の均一性
を必要とする照明光学装置に関するものである。
Ｃ従来の技術］
半導体露光装置ではウェハ面の照度分布が一定になるよ
うにオプティカルインテグレータを配置し、また、照明
光学系のレンズも照度分布が一定となるように設計され
ている。これは微細化されたパターンの線幅の再現性を
よくするためには照度のムラを極小に抑える必要がある
からである。
うにオプティカルインテグレータを配置し、また、照明
光学系のレンズも照度分布が一定となるように設計され
ている。これは微細化されたパターンの線幅の再現性を
よくするためには照度のムラを極小に抑える必要がある
からである。
しかし照度分布が一定となるようにレンズを設計しても
、照度のムラは製作、組立ての際の誤差に起因するため
装置ごとに照度のムラを最小にする調整が必要になって
くる。また、照明装置によっては所望のパターンの照度
分布を得たい場合もある。
、照度のムラは製作、組立ての際の誤差に起因するため
装置ごとに照度のムラを最小にする調整が必要になって
くる。また、照明装置によっては所望のパターンの照度
分布を得たい場合もある。
照明光学系の照度分布を可変とする従来の方法として場
所によって透過率の異なるフィルターを挿入して所望の
照度分布を得ていたが、これでは照射面での絶対照度が
低下するという問題があり、また照度の分布を連続的に
変化させることもできない。
所によって透過率の異なるフィルターを挿入して所望の
照度分布を得ていたが、これでは照射面での絶対照度が
低下するという問題があり、また照度の分布を連続的に
変化させることもできない。
［発明が解決しようとする問題点とその解決手段］本発
明の目的は、照度を低下させることなく照度分布を連続
的に変化させることができる照明装置を提供することで
ある。
明の目的は、照度を低下させることなく照度分布を連続
的に変化させることができる照明装置を提供することで
ある。
この目的は本発明に従って照度分布特性を変化。
させるよう光学系の光軸方向に移動可能な照度分布可変
レンズを含む照明光学装置によって達成される。特に好
ましい本発明の実施例では前記の照度分布可変レンズは
間隔を置いて配置した第１の対のコンデンサレンズ素子
と、同じように間隔を置いて配置した第２の対のコンデ
ンサレンズ素子とを含み、第２の対のコンデンサレンズ
の相互間隔を調整して所望の照度分布特性を得るように
し、第１の対のコンデンサレンズの相互間隔を調整して
、第２の対のコンデンサレンズの相互間隔の調整により
生じた光学的特性の変化を補償するようにしている。
レンズを含む照明光学装置によって達成される。特に好
ましい本発明の実施例では前記の照度分布可変レンズは
間隔を置いて配置した第１の対のコンデンサレンズ素子
と、同じように間隔を置いて配置した第２の対のコンデ
ンサレンズ素子とを含み、第２の対のコンデンサレンズ
の相互間隔を調整して所望の照度分布特性を得るように
し、第１の対のコンデンサレンズの相互間隔を調整して
、第２の対のコンデンサレンズの相互間隔の調整により
生じた光学的特性の変化を補償するようにしている。
［実施例］
第１図は半導体露光装置に使用した本発明の照明装置の
実施例を示す。１は光源である水銀ランプ、２は楕円ミ
ラー、３はミラー１．４はオプテイカルインテグレータ
である。水銀ランプ１からの光は楕円ミラー２の第２焦
点にあるオプテイカルインテグレータ４に集光する。５
は照度分布可変コンデンサ、６は絞り面である。２次光
源となっているオプテイカルインテグレータ４は照度分
布可変コンデンサレンズ５によって絞り面６を照射する
。７ａ、 ７ｂは結像レンズ、８はミラー、９はマスク
面である。絞り面６はマスク面９の照明範囲を決めるも
ので結像レンズ７ａ、 ７ｂでマスク面９に絞り面６は
結像する。マスク面９における照度分布を可変するため
、本発明に従って照度分布可変コンデンサ５を光軸に沿
って動かして絞り面６での照度分布を変化させ、これを
結像レンズ７ａ、 ７ｂでマスク面９に転写する。
実施例を示す。１は光源である水銀ランプ、２は楕円ミ
ラー、３はミラー１．４はオプテイカルインテグレータ
である。水銀ランプ１からの光は楕円ミラー２の第２焦
点にあるオプテイカルインテグレータ４に集光する。５
は照度分布可変コンデンサ、６は絞り面である。２次光
源となっているオプテイカルインテグレータ４は照度分
布可変コンデンサレンズ５によって絞り面６を照射する
。７ａ、 ７ｂは結像レンズ、８はミラー、９はマスク
面である。絞り面６はマスク面９の照明範囲を決めるも
ので結像レンズ７ａ、 ７ｂでマスク面９に絞り面６は
結像する。マスク面９における照度分布を可変するため
、本発明に従って照度分布可変コンデンサ５を光軸に沿
って動かして絞り面６での照度分布を変化させ、これを
結像レンズ７ａ、 ７ｂでマスク面９に転写する。
ルインテグレータに対応する光源（２次光源）であり１
２〜１５のコンデンサレンズで照射面１１を照明する。
２〜１５のコンデンサレンズで照射面１１を照明する。
コンデンサレンズ１４． Ｉｓの間隔を変化することに
よって照射面１１の照度分布を変化させそれに伴なって
発生する焦点距離や収差の変化をコンデンサレンズ１２
と１３のレンズｒｉｍを変化させて補正させ照度分布以
外の条件を照度分布変更前と同じにする。ここで、レン
ズ１２は光源１０側に凸の負のメニスカスレンズ、レン
ズ１３は光源１０側に凸の正のメニスカスレンズ、レン
ズ１４は光源１０側に凸の正のメニスカスレンズ、レン
ズ１５は両凸レンズであり、レンズ１２．１３とレンズ
１４．１５１ｉ１のそれぞれでメニスカス状の空気レン
ズを形成している。
よって照射面１１の照度分布を変化させそれに伴なって
発生する焦点距離や収差の変化をコンデンサレンズ１２
と１３のレンズｒｉｍを変化させて補正させ照度分布以
外の条件を照度分布変更前と同じにする。ここで、レン
ズ１２は光源１０側に凸の負のメニスカスレンズ、レン
ズ１３は光源１０側に凸の正のメニスカスレンズ、レン
ズ１４は光源１０側に凸の正のメニスカスレンズ、レン
ズ１５は両凸レンズであり、レンズ１２．１３とレンズ
１４．１５１ｉ１のそれぞれでメニスカス状の空気レン
ズを形成している。
半導体露光装置の照明光学系で重要な性能は有効照明範
囲と照度分布と照明系の開口数と有効光源分布である。
囲と照度分布と照明系の開口数と有効光源分布である。
本発明に従ってレンズの移動によって照度分布を変化さ
せる時、これに伴なって同時に変化する照明範囲と開口
数と有効光源分布とを一定に保つためには少なくとも２
ケ所のレンズを動かして照度分布を変化させると同時に
他の光学的性能の変化を補償して他の光学的性能につい
ては照度分布の変化前と同じままにしておくことが必要
である。このため第２図に示すように２組のレンズ１２
：１３と１４：１５を使用しているのである。
せる時、これに伴なって同時に変化する照明範囲と開口
数と有効光源分布とを一定に保つためには少なくとも２
ケ所のレンズを動かして照度分布を変化させると同時に
他の光学的性能の変化を補償して他の光学的性能につい
ては照度分布の変化前と同じままにしておくことが必要
である。このため第２図に示すように２組のレンズ１２
：１３と１４：１５を使用しているのである。
これについて詳細に説明する。 照射面１１における照
度分布を変化させることは光ｍ１０が角度θで射出する
光束の照射面上での座標をｙθ、角度θ＋Δθで射出す
る光束の照射面１１上での座標をｙθ＋Δθとした時（
ｙθ＋Δθ−ｙθ）／Δθを変化させることに対応する
。レンズ１４．１５の空気間隔はこの（ｙθ＋Δθ−ｙ
θ）／Δθの分布を変化させるために設けたものである
。照射面１１での照度分布を変化させるにはレンズ１４
．１５を移動させる必要があるが、この移動に原因して
生じる照明範囲や開口数の変化は抑制しなければならな
い。レンズ１４．１５の空気間隔の変化によって光学系
の近軸量や収差が変わってしまうため照明範囲や開口数
や有効光源分布が変化するのであるが、これらの特性の
変化を抑制する目的でレンズ１２゜１３を設けている。
度分布を変化させることは光ｍ１０が角度θで射出する
光束の照射面上での座標をｙθ、角度θ＋Δθで射出す
る光束の照射面１１上での座標をｙθ＋Δθとした時（
ｙθ＋Δθ−ｙθ）／Δθを変化させることに対応する
。レンズ１４．１５の空気間隔はこの（ｙθ＋Δθ−ｙ
θ）／Δθの分布を変化させるために設けたものである
。照射面１１での照度分布を変化させるにはレンズ１４
．１５を移動させる必要があるが、この移動に原因して
生じる照明範囲や開口数の変化は抑制しなければならな
い。レンズ１４．１５の空気間隔の変化によって光学系
の近軸量や収差が変わってしまうため照明範囲や開口数
や有効光源分布が変化するのであるが、これらの特性の
変化を抑制する目的でレンズ１２゜１３を設けている。
すなわち、レンズ１２．１３の間隔を調整することによ
りレンズ１４．１５の移動によって変化する光学系の焦
点距離を一定にするとともに、レンズ１４゜１５のレン
ズ間隔の変化によって生じる光線１６ｂの照射面１１上
での１６ａ 、 １６ｃからのズレを消滅させることが
できる。この２ケ所におけるレンズの移動が有効光源の
歪や光線のケラレを起こさずに照明範囲と開口数とを一
定のまま照度分布だけを可変とすることを可能としてい
る。
りレンズ１４．１５の移動によって変化する光学系の焦
点距離を一定にするとともに、レンズ１４゜１５のレン
ズ間隔の変化によって生じる光線１６ｂの照射面１１上
での１６ａ 、 １６ｃからのズレを消滅させることが
できる。この２ケ所におけるレンズの移動が有効光源の
歪や光線のケラレを起こさずに照明範囲と開口数とを一
定のまま照度分布だけを可変とすることを可能としてい
る。
第３図にコンデンサレンズの移動による照度分布の変化
を示す。第３Ｃ図のグラフにおいて横軸は照射面上での
半径を表わし、縦軸は中心の照度を１とした時の軸外で
の照度を表わしている。第３ａ図、第３ｂ図に示すレン
ズの調整位置Ａｃ−ａｓｅ。
を示す。第３Ｃ図のグラフにおいて横軸は照射面上での
半径を表わし、縦軸は中心の照度を１とした時の軸外で
の照度を表わしている。第３ａ図、第３ｂ図に示すレン
ズの調整位置Ａｃ−ａｓｅ。
Ｂ ｃａｓｅをそれぞれ照度分布の両極端としてレンズ
配置により照度分布は斜線範囲内の任意の位置をとるこ
とを示している。このとき照度分布は斜線範囲内で連続
的に変化する。
配置により照度分布は斜線範囲内の任意の位置をとるこ
とを示している。このとき照度分布は斜線範囲内で連続
的に変化する。
第４図に本発明を半導体露光装置へ適用した別の実施例
を示す。第１図の実施例では照度分布可変コンデンサレ
ンズ５を調整して絞り面６における照度分布を可変とし
てこれをマスク面９に転写したが、第４図の実施例では
照度分布可変コンデンサレンズ５ａ、 ５ｂを動かすこ
とで直接マスク面９の照度分布を変化させている。
を示す。第１図の実施例では照度分布可変コンデンサレ
ンズ５を調整して絞り面６における照度分布を可変とし
てこれをマスク面９に転写したが、第４図の実施例では
照度分布可変コンデンサレンズ５ａ、 ５ｂを動かすこ
とで直接マスク面９の照度分布を変化させている。
［発明の効果Ｊ
叙上から明らかなように、特定のレンズを移動すること
により照明Ｉｌ！囲の変化、照度の低下、さらに結像性
能に影響を及ぼす照射面での光源の形状の変化等を許容
範囲内に抑えて照射面の照度分布を連続的に変化させる
ことが可能になった。
により照明Ｉｌ！囲の変化、照度の低下、さらに結像性
能に影響を及ぼす照射面での光源の形状の変化等を許容
範囲内に抑えて照射面の照度分布を連続的に変化させる
ことが可能になった。
本発明を半導体露光装置に適用すれば装置ごとに調整し
て照度のムラを最小とし、また意図的に照度のムラを発
生させて所望の照度分布を得ることもできる。
て照度のムラを最小とし、また意図的に照度のムラを発
生させて所望の照度分布を得ることもできる。
第１図は本発明を半導体露光装置へ適用した実施例の略
図である。第２図は照度分布可変コンデンサレンズの構
成の一例を示す略図である。第３８．３ｂ図は照度分布
を変化させるレンズの配置の調整を示し、第３ｃ図は照
度分布を示すグラフである。第４図は半導体露光装置へ
本発明を適用した別の実施例の略図である。 １：水銀ランプ、２：楕円ミラー、３：ミラー、４：オ
プティカルインテグレータ、 ５；５ａ；５ｂ：照度分布可変コンデンサレンズ、６：
絞り面、７ａ ； ７ｂ ：絞り面の結像レンズ、８：
ミラー、９：マスク、１０：２次光源、１１：照射面、
１２〜１５：レンズ。 第２図 第３Ｃ図 ５１．／Ｌ分千 第４図
図である。第２図は照度分布可変コンデンサレンズの構
成の一例を示す略図である。第３８．３ｂ図は照度分布
を変化させるレンズの配置の調整を示し、第３ｃ図は照
度分布を示すグラフである。第４図は半導体露光装置へ
本発明を適用した別の実施例の略図である。 １：水銀ランプ、２：楕円ミラー、３：ミラー、４：オ
プティカルインテグレータ、 ５；５ａ；５ｂ：照度分布可変コンデンサレンズ、６：
絞り面、７ａ ； ７ｂ ：絞り面の結像レンズ、８：
ミラー、９：マスク、１０：２次光源、１１：照射面、
１２〜１５：レンズ。 第２図 第３Ｃ図 ５１．／Ｌ分千 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、照度分布特性を変化させるよう光学系の光軸方向に
移動可能な照度分布可変レンズを含むことを特徴とする
照明光学装置。 ２、前記の光学系がオプティカルインテグレータと絞り
面結像レンズとを含み、前記の照度分布可変レンズは前
記のオプティカルインテグレータと前記の絞り面との間
に配置されている特許請求の範囲第１項に記載の照明光
学装置。 ３、前記の照度分布可変レンズが間隔を置いて配置した
第１の対のコンデンサレンズ素子と、同じように間隔を
置いて配置した第２の対のコンデンサレンズ素子とを含
み、第２の対のコンデンサレンズの相互間隔を調整して
所望の照度分布特性を得るようにし、第１の対のコンデ
ンサレンズの相互間隔を調整して、第２の対のコンデン
サレンズの相互間隔の調整により生じた光学的特性の変
化を補償するようにした特許請求の範囲第２項に記載の
照明光学装置。 ４、前記の光学系がオプティカルインテグレータを含み
、前記の照度可変分布レンズが前記のオプティカルイン
テグレータと照射面との間に配置されている特許請求の
範囲第１項に記載の照明光学装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60108438A JPS61267722A (ja) | 1985-05-22 | 1985-05-22 | 照明光学装置 |
| US07/326,439 US4947030A (en) | 1985-05-22 | 1989-03-22 | Illuminating optical device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60108438A JPS61267722A (ja) | 1985-05-22 | 1985-05-22 | 照明光学装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61267722A true JPS61267722A (ja) | 1986-11-27 |
| JPH0413686B2 JPH0413686B2 (ja) | 1992-03-10 |
Family
ID=14484772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60108438A Granted JPS61267722A (ja) | 1985-05-22 | 1985-05-22 | 照明光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61267722A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6423216A (en) * | 1987-07-17 | 1989-01-25 | Dainippon Screen Mfg | Lens for illumination |
| US4851882A (en) * | 1985-12-06 | 1989-07-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Illumination optical system |
| US4988188A (en) * | 1987-08-31 | 1991-01-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Illumination device |
| JP2006184443A (ja) * | 2004-12-27 | 2006-07-13 | Nikon Corp | 照明光学装置 |
-
1985
- 1985-05-22 JP JP60108438A patent/JPS61267722A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4851882A (en) * | 1985-12-06 | 1989-07-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Illumination optical system |
| JPS6423216A (en) * | 1987-07-17 | 1989-01-25 | Dainippon Screen Mfg | Lens for illumination |
| US4988188A (en) * | 1987-08-31 | 1991-01-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Illumination device |
| JP2006184443A (ja) * | 2004-12-27 | 2006-07-13 | Nikon Corp | 照明光学装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0413686B2 (ja) | 1992-03-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |