JPS6219723B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6219723B2
JPS6219723B2 JP56084349A JP8434981A JPS6219723B2 JP S6219723 B2 JPS6219723 B2 JP S6219723B2 JP 56084349 A JP56084349 A JP 56084349A JP 8434981 A JP8434981 A JP 8434981A JP S6219723 B2 JPS6219723 B2 JP S6219723B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
axis
light source
rotational symmetry
point light
ellipse
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.)
Expired
Application number
JP56084349A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS57200012A (en
Inventor
Yoshisada Oshida
Masataka Shiba
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP56084349A priority Critical patent/JPS57200012A/ja
Priority to EP82104828A priority patent/EP0066295B1/en
Priority to DE8282104828T priority patent/DE3268933D1/de
Priority to US06/384,679 priority patent/US4458302A/en
Publication of JPS57200012A publication Critical patent/JPS57200012A/ja
Publication of JPS6219723B2 publication Critical patent/JPS6219723B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0004Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
    • G02B19/0019Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having reflective surfaces only (e.g. louvre systems, systems with multiple planar reflectors)
    • G02B19/0023Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having reflective surfaces only (e.g. louvre systems, systems with multiple planar reflectors) at least one surface having optical power
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0047Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70233Optical aspects of catoptric systems, i.e. comprising only reflective elements, e.g. extreme ultraviolet [EUV] projection systems

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Light Sources And Details Of Projection-Printing Devices (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は解像度が優れた照明装置を備えた露光
装置に関するものである。
例えば1:1反射型露光装置は従来紫外光(波
長350nm程度)の光を用い、凹凸面鏡の組合せに
より、円弧スリツト内にあるパターンを円弧スリ
ツト内の結像領域に1:1の倍率で結像する露光
装置であり、米国特許第3748015号に示されるご
とく広く知られている。本装置を用いて微細マス
クパターンをウエハ上に焼付ける場合、露光に用
いる光の波長を短くするほど解像力が向上する。
現在超高圧Hgランプを用い円弧状の光源を透過
型光学系によりマスク上に円弧形細帯状に照明し
ている。この光は波長が350nm程度であるため2
μmパターンの解像が限界である。Xe―Hgラン
プを用いれば200〜300nmの遠紫外(DeepUV)
の短波長光となるが点光源であること、および透
過光学部品材は限られた材料(石英など)しか使
用できない等の制約がある。
また一般に例えば1:1反射型露光装置では照
明スリツト幅を広くすると円弧形細帯の中心部は
解像度が高いが中心からずれるに従い、解像力は
低下する。従つて細帯の幅を狭くし、この領域に
光源からの光量を有効に導き照射する必要があ
る。従来球面鏡を用い、点光源を円弧形細帯状に
照明する構成が採用されているがこのような構成
では狭い細帯幅に有効に光を照射することが困難
であつた。
本発明の目的は、点光源より発した光を有効
に、しかも狭い細帯幅内に結像して照明できるよ
うにして解像度の高い露光が得られるようにした
露光装置を提供するにある。即ち、本発明は、上
記目的を達成するために、実効的な点状光源と、
該実効的な点状光源から発生する光を結像された
円弧形細帯状の光に変換すべく、上記実効的な点
状光源の位置と上記円弧形細帯状の円弧中心とを
結ぶ線上に第1の回転対称軸を有し、該回転対称
軸を含む断面上では楕円の一部であり、該楕円の
長軸が該第1の回転対称軸と一定の傾きを成し、
且つ該楕円の一方の焦点に上記実効的な点状光源
を配置すると共に該楕円の他方の焦点に結像され
る円弧形細帯状が位置し、上記第1の回転対称軸
に垂直な断面上では第1の回転対称軸を中心にし
た円の一部である第1の4次曲面の反射鏡とから
なる照明装置を設け、該照明装置によつて照明さ
れた円弧形細帯状のマスク上のパターンをウエハ
上に結像せしめる結像光学系を設えたことを特徴
とする露光装置である。
以下本発明を図に示す実施例にもとづいて具体
的に説明する。
本発明は第1の4次曲面反射鏡によつて点光源
を円弧形細帯状に照明することにある。この4次
曲面を用いる光学系を第1図に示す。円弧形帯3
の円弧の中心を通り、円弧形帯面S1に直角な線を
回転対称軸lとし、この軸上に点光源Oを配置す
る。更にこの回転対称軸を含む面S2で切断した4
次曲面の表面σ(曲線)が点光源を一つの焦点と
し円弧形帯の中心線Cと面S2との交点を他の焦点
とする楕円とする。このような構成にすると点光
源Oを出射し面S2上を進む光は表面σで反射され
円弧形帯の中心線Cと面S2の交点I上に集光する
ことはσが楕円であるため明らかである。4次曲
面反射鏡の表面Σはlをその回転対称軸としてい
る事、および円弧形帯の中心線Cはやはりlをそ
の回転対称軸としている事より、Oを出射し面Σ
で反射する光は円弧C上に集光する。点光源1は
実際には有限の広がりを持つているため円弧Cの
まわりに拡がりを持つた強度分布となるが、点O
の点Iへの結像性能が高いため狭い円弧形帯の範
囲内を高い光利用効率で照明することが可能とな
る。
第1図は既に説明したごとく本発明の基本的な
構成となる一実施例である。点光源1はXe―Hg
ランプであり、ランプの最も輝度の高い部分がO
(楕円σの焦点)となり、4次曲面鏡2の反射面
Σの中央付近に当つた光が入射光に対しほぼ直角
方向に反射するように4次曲面の外形が切断され
ている。点光源Oを出射する光は広がりを持つて
いるが、面Σで反射され円弧スリツト3上に集光
される。第2図は点光源1が広がりを有する時に
光源の中心、即ち焦点Oより出射する光線(実
線)と、Oより±0.5mm離れた場所より出射する
光線(鎖線および一点鎖線)の光線追跡図であ
る。
第2図の出射光に対し、第3図aは本発明の実
施例のS2断面上で楕円の4次曲面を用いた時の、
円弧形細帯状照明の円弧に直角な面上の光線図を
示している。第2図と第3図の実線、鎖線、一点
鎖線は対応している。第3図bとcは従来の反射
型光学系の場合の光線図であり、bは球面鏡を用
いた場合、cは球面鏡を3枚組合せた場合であ
る。従来のいずれの場合に比べても、本発明の第
3図aは、結像ぼけがなく、狭い領域に有効に照
明できていることは明らかである。
第1図の実施例で用いた4次曲面の形状を以下
に示す。細帯状円弧の曲率半径をr(=OP)と
し、 IP=mr とすると、O点を原点として4次曲面Σは次式で
表わせる。
{(2m+1)z2+m(m+2)(x2+y2) +2m2rz−m2r2=4m2(r−z)(x2+y2) ……(1) 第4図は本発明の実施例であり、上記実施例を
1:1反射型露光装置に実装した図である。Xe
―Hgランプ1を出射した光は(1)式で示される4
次曲面2で反射されマスク4上に円弧スリツト照
明3′が得られる。マスク4を透過した光は凹面
鏡6と凸面鏡7でそれぞれ2回及び1回反射しウ
エハ5上に円弧領域の結像パターンを写し出すの
で、第4図に示すようにウエハとマスクを矢印方
向に同速度で走査すればウエハ全面にマスクのパ
ターンを露光することができる。
第5図は本発明の1:1反射型露光装置用照明
装置の一実施例である。1はXe―Hgランプから
成る点光源であり、21,22はこの点光源より
出射した光を一点1′に集光せしめるための凹面
鏡1、凹面鏡2である。この2つの凹面鏡として
本実施例では次の物を採用する。
(1) 凹面鏡1は前記(1)式で表わされm=m1の4
次曲面鏡 (2) 凹面鏡2は前記(1)式で表わされm=m2の4
次曲面鏡 更に凹面鏡1と2の相対関係は回転対称軸を共
用するとともに、回転対称軸を含む平面と両凹面
鏡の反射面の交線である2つの楕円の回転対称軸
上にない焦点は互にほぼ一致する。このような構
成から成る4次曲面鏡21,22により1′に実
効的な点光源が得られる。この実効的な点光源を
新たな点光源とし、第1図の実施例と同様に4次
曲面2を用いて円弧形細帯状照明3′を得ること
ができる。第7図(断面が楕円の4次曲面3個の
組合せ照明系による照明光線)は第5図の構成で
光源1の中心より発した光線(実線で図示)およ
び中心より±0.5mm離れた位置より発した光線
(鎖線および一点鎖線)が第5図のマスク面4上
でどのようになるかを示したものであり第3図b
やcに比べ優れた円弧形細帯状照明が得られるこ
とを示している。
次に同様に第5図を用いて他の実施例を説明す
る。本実施例では21′,22′の凹面鏡1,2は
次の物を採用する。
(3) 凹面鏡1: 第8図に示すように凹面鏡21′は光源を通過
する回転対称軸l21を有し、この回転軸を含む平
面S21(x,z)平面)と凹面鏡21′の交線σC
は円である。しかもこの円の中心は光軸l21上に
はない。光源を原点とした時の円の中心は(x0
z0)であり凹面鏡21′の表面ΣCは次の4次式を
満たす。
{r2 C−(z−z02−x2−y2−x −4x (x2+y2)=0 ……(2) (4) 凹面鏡2:(22′) 第8図の凹面鏡と同一のものであり、同一の回
転対称軸を有し、21′の0′に対応する点0″の位
置は一例としてrC=250mm x0=75.mm z0=177
mmの時0′0″=81mmである。
本実施例におけるマスク面4上の光線は第9図
(断面が円の4次曲面2個と断面が楕円の4次曲
面の組合せ照明系による照明光線)に示すように
なり第7図と同様又はそれ以上に優れた円弧形細
帯状照明が得られる。なお第5図に示すごとく点
光源1から出射し凹面鏡21と逆の側に進む光
を、点光源位置を曲率の中心とする球面鏡により
反射させれば光が有効に使えることは明らかであ
る。
次に第6図を用いて他の実施例を説明する。点
光源状ランプ1を出射した光を第1図の実施例で
示した直線lを回転対称軸とし、断面が楕円の4
次曲面鏡を用い第6図で鎖線で示した円弧形細帯
状に光を集める。この円弧に到る途中に断面が双
曲線でその焦点が上記の円弧上およびl上にあ
り、その回転対称軸をlとする4次曲面の凹面鏡
22″を挿入することにより、点光源状ランプ1
より出射した光は1′に集まり、1′は実効的点光
源となる。
なお以上説明した点状ランプの点光源を上述の
反射光学系により一点に集め、この集光点を実効
的点光源とする際、この集光位置に微小開口を配
置することにより、光源面積を小さくし、より点
光源に近づけることができる。
なお本発明の露光装置用照明装置は、1:1反
射型露光装置に限らず、マスクとウエハを走査し
ながら露光する方式の露光装置にも広く使われ
る。例えば密着露光装置、プロキシミテイ露光装
置などに適用することにより、紫外光や遠紫外光
で露光する場合、従来に比べ以下に述べるような
有利な特徴を有する。即ち従来点光源から一様
で、しかもできるだけ平行光に近い照明を得よう
とすると、反射型の光学系のみでは実現不可能で
あり、透過型の石英系のフライアイレンズや、石
英系のレンズを用いていた。しかしこのような光
学系を用いても、光の一様性や平行性は不十分で
あるばかりでなく、高価な石英系の光学系を用い
る必要があつた。本発明の露光装置用照明装置で
は、円弧形細帯上のどこを取つても一定の強度レ
ベルとなり、平行性も透れたものとなる。(前記
mを例えば2〜5程度にすることにより)更に本
発明の露光装置用照明装置では透過型の光学部品
を必要としないため、安価に構成することが可能
となる。また光の波長が短くなる程透過型光学部
品が使えなくなるためその効果は一層大きくな
る。
以上実施例を用いて説明したごとく、本発明に
よれば、点光源あるいは点光源に近い微小領域を
発光源とする光源から出射する光を円弧スリツト
状に結像のぼけを生ぜずに、従つて狭い領域に有
効に照明することが可能となり、狭い細帯状円弧
のパターンのみをウエハ上に焼付けることが可能
となつた。このことにより凹凸面鏡を基本構成と
する投影光学系の結像性能が良好に保たれる狭い
円弧形細帯状領域のみを用いてマスクおよびウエ
ハを速く走査し露光することが可能となり解像度
の高いパターンを高速に転写することが可能とな
つた。
即ち本発明によれば解像性能の向上と、経済的
効果が同時に得られ非常に効果が大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理を示す一実施例図、第2
図は本発明の効果を示す円弧形細帯状照明に用い
る有限光源からの光の発射光線図、第3図aは本
発明による照明光線図、第3図b,cは従来によ
る照明光線図、第4図は本発明の実施例であり、
1:1反射型露光装置の光学系を示す図、第5図
は本発明に係る実効的点光源を得る手段の一実施
例を示す図、第6図aは第5図と異なる他の一実
施例を示す図、第6図bは第6図aの断面図、第
7図は第5図に示す断面が楕円の4次曲面3個の
組合せ照明系による円弧形細帯状照明光の光線追
跡図、第8図は第5図の実施例で用いる2つの凹
面鏡1,2の形状を説明する図、第9図は第5図
及び第8図に示す断面が円の4次曲面2個と断面
が楕円の4次曲面の組せ照明系による円弧形細帯
状照明光の光線追跡図である。 1…光源、2…4次曲面鏡、21,22,2
1′,22′…凹面鏡(4次曲面)、3…円弧形細
帯、3′…円弧形細帯状照明、4…マスク、5…
ウエハ、6…凹面鏡、7…凸面鏡、25…球面
鏡。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 実効的な点状光源と、該実効的な点状光源か
    ら発生する光を結像された円弧形細帯状の光に変
    換すべく、上記実効的な点状光源の位置と上記円
    弧形細帯状の円弧中心とを結ぶ線上に第1の回転
    対称軸を有し、該回転対称軸を含む断面上では楕
    円の一部であり、該楕円の長軸が該第1の回転対
    称軸と一定の傾きを成し、且つ該楕円の一方の焦
    点に上記実効的な点状光源を配置すると共に該楕
    円の他方の焦点に結像される円弧形細帯状が位置
    し、上記第1の回転対称軸に垂直な断面上では第
    1の回転対称軸を中心にした円の一部である第1
    の4次曲面の反射鏡とからなる照明装置を設け、
    該照明装置によつて照明された円弧形細帯状のマ
    スク上のパターンをウエハ上に結像せしめる結像
    光学系を設えたことを特徴とする露光装置。 2 上記実効的な点状光源は、点光源と、該点光
    源より発した光を一点に集束せしめる少くとも2
    個の第2の4次曲面反射鏡によつて構成したこと
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の露光装
    置。 3 上記2個の第2の4次曲面反射鏡の各々は、
    実効的な点状光源及び点光源とを結ぶ線上に第2
    の回転対称軸を有し、該第2の回転対称軸を含む
    断面上では円の一部であり、該円の中心を第2の
    回転対称軸外に位置し、更に上記第2の回転対称
    軸に垂直な断面上では第2の回転対称軸を中心に
    した円の一部であるように形成したことを特徴と
    する特許請求の範囲第2項記載の露光装置。 4 上記2個の第2の4次曲面反射鏡の点光源側
    は、実効的な点状光源及び点光源とを結ぶ線上に
    第2の回転対称軸を有し、該第2の回転対称軸を
    含む断面上では楕円の一部であり、該楕円の長軸
    が該第2の回転対称軸と一定の傾きを成し、且つ
    該楕円の一方の焦点に上記点光源を配置し、上記
    第2の回転対称軸に垂直な断面上では第2の回転
    対称軸を中心にした円の一部であるように形成
    し、上記第2の4次曲面反射鏡の実効的な点状光
    源側は、上記第2の回転対称軸を含む断面上では
    双曲線の一部であり、上記第2の回転対称軸に垂
    直な断面上では第2の回転対称軸を中心にした円
    の一部であるように形成したことを特徴とする特
    許請求の範囲第2項記載の露光装置。
JP56084349A 1981-06-03 1981-06-03 Luminaire and luminaire for exposing device Granted JPS57200012A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56084349A JPS57200012A (en) 1981-06-03 1981-06-03 Luminaire and luminaire for exposing device
EP82104828A EP0066295B1 (en) 1981-06-03 1982-06-02 Reflection type optical focusing apparatus
DE8282104828T DE3268933D1 (en) 1981-06-03 1982-06-02 Reflection type optical focusing apparatus
US06/384,679 US4458302A (en) 1981-06-03 1982-06-02 Reflection type optical focusing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56084349A JPS57200012A (en) 1981-06-03 1981-06-03 Luminaire and luminaire for exposing device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS57200012A JPS57200012A (en) 1982-12-08
JPS6219723B2 true JPS6219723B2 (ja) 1987-04-30

Family

ID=13828033

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56084349A Granted JPS57200012A (en) 1981-06-03 1981-06-03 Luminaire and luminaire for exposing device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS57200012A (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05333267A (ja) * 1992-06-03 1993-12-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 円弧照明装置
JPH05333268A (ja) * 1992-06-03 1993-12-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 円弧照明装置
JPH075363A (ja) * 1993-06-16 1995-01-10 Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency 非同軸共焦点多面反射光学系
JP2786796B2 (ja) * 1993-06-23 1998-08-13 シャープ株式会社 プロジェクター

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54123876A (en) * 1978-03-18 1979-09-26 Canon Inc Image forming optical system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54123876A (en) * 1978-03-18 1979-09-26 Canon Inc Image forming optical system

Also Published As

Publication number Publication date
JPS57200012A (en) 1982-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4458302A (en) Reflection type optical focusing apparatus
JP2655465B2 (ja) 反射型ホモジナイザーおよび反射型照明光学装置
JPH0478002B2 (ja)
KR920012964A (ko) 미세패턴 전사방법 및 그 장치
JP2997351B2 (ja) 照明光学装置
JP2000021712A (ja) 照明光学系及びそれを有する露光装置
JPH07318847A (ja) 照明光学装置
JP5283928B2 (ja) 照明光学系、露光装置及びデバイス製造方法
JPS6219723B2 (ja)
JPH06250378A (ja) 露光方法及び該露光方法で使用されるフォトマスク
JP2696360B2 (ja) 照明光学装置
JPS58215621A (ja) 1「あ」1プロジエクシヨンアライナ
JPH07104499B2 (ja) 照明用光学系
JP3879142B2 (ja) 露光装置
JP3371510B2 (ja) 照明装置及び露光装置
JP3305119B2 (ja) X線投影露光装置
JP3367569B2 (ja) 照明光学装置、露光装置、及び該露光装置を用いた転写方法
JPS63288014A (ja) 焼付け装置
JPS59219713A (ja) 焼付け装置
JP3370175B2 (ja) 画像記録装置
JPS6246844B2 (ja)
JP2604471B2 (ja) 照明用光学系
JP3312576B2 (ja) 露光装置およびレジスト露光装置
JP2958078B2 (ja) 放物面鏡を有する反射照明装置
JPH0339977Y2 (ja)