JPS63114187A - 光束分割装置 - Google Patents

光束分割装置

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JPS63114187A
JPS63114187A JP61260238A JP26023886A JPS63114187A JP S63114187 A JPS63114187 A JP S63114187A JP 61260238 A JP61260238 A JP 61260238A JP 26023886 A JP26023886 A JP 26023886A JP S63114187 A JPS63114187 A JP S63114187A
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luminous flux
optical path
light beam
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coherent
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JP61260238A
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Masato Muraki
真人 村木
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Canon Inc
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    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
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    • GPHYSICS
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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】 〔技術分野) 本発明は光の可干渉性の低下を図った光束分割装置に関
し、特に可干渉性の良い光を用いIC。
LS ISの微細パターンをシリコンウェハー等に焼付
ける場合に生じる干渉にょる悪影響の防止を図った光の
可干渉性の低下を図った光束分割装置に関するものであ
る。
〔従来技術〕
従来よりIC,LSI等の電子回路の微細パターンをウ
ニ八面上に光りソグラフイ手法により焼付ける半導体製
造用の露光装置の光源としては主に超高圧水銀ランプあ
るいは超高圧Xe−Hgランプが使われていた。ところ
が近時、光りソグラフイの使用波長である紫外域の光を
高出力で発振するレーザー(エキシマレーザ−等)が開
発され、半導体製造用の光装置の新しい光源として注目
されている。一般にレーザー光は高い輝度と指向性を有
するので、光源として使用すると集光光学系の高効率化
が達成されるか、レーザー光特有の強い干渉性が光りソ
グラフィにおいては欠点となっている。即ち、微細パタ
ーンが形成されているマスク面やウニへ面の不完全さや
照明光学系の光学特性及び光学系内の多重反射等により
マスク面やウニへ面上にランダムな干渉縞、所謂スペッ
クルが発生し、照明ムラや焼付は誤差を起こし微細パタ
ーン像の解像力を低下させていた。
この様なレーザ光特有の強い干渉性に起因する悪影響を
除去する為に、従来から種々の可干渉性の低下を図る為
の装置が考案されている。
この種の装置として、各々の屈折率或いは長さが異なる
複数のファイバーを束ねたファイバ一部材の入射面に可
干渉性の良い光束を入射させ、このファインバ一部材の
射出面より射出する光束の可干渉性を低下させた装置が
ある。
しかしながら、ファイバーの如き透光性の伝達部材を用
いる場合、照明時に使用する光束数が増加すると光束の
分割数だけ部材の数が必要となって装置が大型化し高価
となる。その上、可干渉性を低下させる為に各光束に光
路差を付与するには、夫々の部材の長さを変えるか、各
部材の屈折率を夫々異ならせる必要があり、容易に製作
することが出来なかった。
〔発明の概要〕
本発明の目的は、上記従来の装置の問題点に鑑み、小型
且つ製作容易な光束分割装置を提供することにある。
上記目的を達成する為に、本発明に係る光束分割装置は
、コヒーレント光束の光路中に該光路を横切る方向に沿
って複数の反射手段を設け、上記複数の反射手段で上記
コヒーレント光束を反射し複数の光束に分割する共に、
該複数の光束に互いに光路差を付与したことを特徴とし
ている。
更に具体的には、上記複数の反射手段は上記光束の進行
方向に対して夫々所定の角度を成して配され、この角度
に依存した方向へ分割した複数の光束を指向する。又、
上記反射手段の角度を変えることにより、分割した複数
の光束に付与する光路差を調整出来る。
尚、本発明の更なる特徴、具体的構成例は以下の実施例
に詳細に記載する。
(実施例) 第1図は本発明に係る光束分割装置の一実施例を示す断
面図である。本装置の全体は、紙面垂直方向に所定の高
さを有し且つ図示する断面形状を持つ五角柱の部材から
構成されているものである。
゛同図に於いて、1は第1のプリズム、2は第2のプリ
ズム、3は第3のプリズムを示す。
各プリズムは個別に光束人出射面を備えており、夫々の
光束人出射面で光束入射面A、光束出射面Bを形成する
様に貼り合わされている。41゜42+ 43は夫々第
1のプリズム1、第2のプリズム2、第3のプリズム3
に形成された反射面で、各プリズムの光束入射面から入
射した光束を所定の角度(2α)で反射し光束出射面へ
指向する。5は本光束分割装置に入射するコヒーレント
光束で、その中心光束は光束入射面Aに対して垂直に入
射する。11.12+  i3は本光束分割装置で分割
された複数の光束の夫々を示し、コヒーレント光束5の
進行方向とは異なる方向へ光束出射面Bから出射する。
又、光束i1.i2.i3は互いに所定量の光路差を有
しており、互いにインコヒーレントな光束となっている
プリズム1,2.3の個々の光束人出射面は巾dを有し
ており、従って、本光束分割装置の光束入射面Aと光束
入射面Bの巾は各々3dの大きさをもつ。又、これに併
せて本光束分割装置に入射するコヒーレント光束の巾(
径)もほぼ3dとなる様に光束径を規制されている。こ
れは光束の有効利用を図る為であり、実際には任意の光
束径の光束を入射させて構わない。
プリズム1,2.3の各貼り合わせ面は、図中の破線で
光束入射側と光束出射側とに本光束分割装置の部位を区
分した際2、光束入射側ではコヒーレント光束5の進行
方向に平行で、光束出射側では反射膜41+  2+4
3で反射された分割光束11.t2+  i3の進行方
向に平行となる様に構成されている。
プリズム1,2.3に形成された反射面4、。
42 +  43は、該反射面に対する垂線とコヒーレ
ント光束5の進行方向との成す角度がαになる様に設定
されている。従って、この角度αに依存した方向、即ち
入射方向と2αの角度を成して分割光束11+  12
+  13は反射される。
又、後述する様に、分割光束i1.t2+13に互いに
付与される光路差Δjもこの角度αに依存する。
本光束分割装置をコヒーレント光束5の光路中に配し、
コヒーレント光束5を本装置に入射させる。コヒーレン
ト光束5の光路は本装置の光束入射面Aを構成する各プ
リズム1,2.3の光束入射面によって実質的に3つの
光路に分離される。プリズム1,2.3内に存する3つ
の光路の夫々を進行する光束は、各プリズム1,2.3
に形成され、光束入射面Aから異なる距離に存する反射
面41 +  42 +  43で夫々反射される。
反射面41,4□、4.で反射された各光束はプリズム
1,2.3の内部を進行し、光束出射面Bから光路差が
生じた3つの分割光束11+12+13として同方向に
出射する。
ここで、各プリズム1,2.3が屈折率nの同一材料か
ら成り、jmを分割光束in(m=1.2.3)の光束
入射面Aから光束出射面Bまでの光路長とすると、各分
割光束間の光路差Δjは Δ j = j  3   j  2 ”jz  −J+ = 2 nd / t a  n a となる。従って、本光束分割装置に於いて、各分割光束
間に付与する光路差はn、d、  αの3つのパラメー
タにより制御する。これらの3つのパラメータn、d、
 αは容易に変更可能である為、図示される如き小型且
つ簡便な装置で容易に所望の光路差を与えて可干渉性を
軽減出来る。即ち、Δjがコヒーレント光束5のコヒー
レンス長以上の値となる様に適宜n、d。
αを設定すれば良いのである。この様に、パラメータが
1個増えたことにより、従来の光ファイバー等を用いた
装置に比べ、更に自由な設計を可能とするもので、この
為に種々の仕様の光束分割装置を提供出来る。
第2図は、本光束分割装置を構成するプリズムの一例を
示す図である。同図に示されたプリズムは第1図の装置
に於けるプリズム3である。
図中、31はプリズム3を構成する第1の光学部材、3
2は第2の光学部材で、両部材共通光性の部材から成り
同一屈折率を有するものである。
各光学部材31.32は図示される様な台形の断面形状
を有しており、四角柱の部材に斜面を設けるだけの筒車
な加工で製作出来る。又、本プリズム3は光学部材32
の斜面と光学部材31の底面の一部とを0面で真空接着
して容易に作成される。
第3図は本光束分割装置の応用例を示し、第1図に示す
断面形状を有する光束分割装置を2個用いた装置の斜視
図である。
同図に於いて、10は第1の光束分割装置、11は第2
の光束分割装置を示し、1,2,3゜1’ 、2’ 、
3’ は夫々光束分割装置10.11を構成する第1.
第2.第3のプリズムを示している。又、5はコヒーレ
ント光束、6は本装置を通過後の出射光束、i 、 ”
−1i gは夫々分割された各光束を表わしている。
エキシマレーザ等のコヒーレントな光源から出射した長
方形断面を有するコヒーレント光束5は最初に光束分割
装置10に指向される。光束分割装置10は光束5をそ
の長方形断面の長辺に沿って3分割し、出射光束6の断
面図に示す(11+  12+  ts)の組と(14
+15+ta)の組と(i? +  ia r  1.
)の組の3組の光束が光束分割装置10から進行方向を
90゜曲げられて出射する。続いて、これらの3組の光
束は光束分割装置11に入射し、光束5の長方形断面の
短辺に沿って3分割される。従って、光束分割装置11
から出射する光束34は’l+  L2+  t3.L
4+  is、ia、  it+18+19の9組の光
束に2次元的に分割され、全体の形状は出射光束6が示
す様な長方形を維持している。
この時、複数の分割光束i、〜19は、光束分割装置1
0.11の内部で互いに所定の光路差を付与されている
為、互いにインコヒーレントな光束として出射する。
本実施例で示した装置は、2つの光束分割装置10.1
1を第1図に示した断面が互いに直交する様に構成する
ことによりコヒーレント光束5を2次元的に分割するこ
と―成功している。
この種の装置は、例えば互いにインコヒーレントな複数
の光束を用いて被照射面を照明する様な照明装置に好適
である。
本実施例で適用された光束分割装置10.11を構成す
るプリズム1,2,3.1’ 、2’ 。
3′の反射面の角度αは45゛に設定されており、入射
したコヒーレント光束5は90”進行方向を変えられて
、複数の分割光束となって各装置から出射する。
第1図及び第3図に示す如き光束分割装置の光束人出射
面に反射防止膜等を形成すれば、更に光束損失を減少さ
せることが可能である。
又、上記各実施例ではコヒーレント光束を3分割する例
を挙げているが、第1図に於いて、更にプリズム、反射
面等の数を増やしたり、第3図の如く複数の光束分割装
置を組合わせることで所望の数の分割光束を得ることが
出来る。又、付与すべき光路差は、使用するプリズム材
料と、分割すべきコヒーレント光束及びその光束径と、
分割光束数が決まれば、前述の如く反射面の角度を適当
に設定することにより容易に得られる。
第4図は本発明に係る光束分割装置の他の実施例を示す
概略構成図である。図中、5はコヒーレント光束、il
=+  t21 13は分割され互いにインコヒーレン
ト化した分割光束を示し、上記実施例同様である。又、
7は、偏光ビームスプリッタ−18は1/4波長板、9
..92゜93は全反射ミラーである。又、全反射ミラ
ー9、と92及び92と93のコヒーレント光束の進行
方向に沿う方向に於ける間隔は夫々dとしである。
本実施例の光束分割装置は、第1図及び第2図に示され
た光束分割装置と異なり、プリズムによっては構成され
ていない。本光束分割装置は偏光ビームスプリッタ−7
と1/4波長板8と全反射ミラー9..92.93とか
ら構成されており、全反射ミラー91 +  ”2 +
  93 はコヒーレント光束5の光路を横切って配さ
れ、コヒーレント光束5の進行方向に垂直な反射面を備
えている。従って、各全反射ミラー9.,92,9゜で
全反射されたコヒーレント光束5は元の光路を逆行する
ことになる。この際、コヒーレント光束5は複数の全反
射ミラー91,92.93によって複数の光束il= 
 12+  13に分割される。
本実施例の光束分割装置には所定の直線偏光光束を用い
る。例えば、コヒーレント光束5をp <m光した光束
とすれば、このP (m先光束は偏光ビームスプリッタ
−7を透過して1/4波長板8により円偏光に変換され
、全反射ミラー9、。
9、.93に入射する。全反射ミラー9.。
92.93で反射された反射円偏光光束は再度1/4波
長板を通過することによりS偏光光束に変換される。S
偏光光束と成った光束’I+12+13は偏光ビームス
プリッタ−7で反射し、光路を90°折り曲げられて本
装置から出射する。この様に直線偏光光束と偏光ビーム
スプリッタ−と174波長板を組合わせて用いることに
より、光束の損失をなくし、コヒーレント光束の有効利
用が図れる。尚、コヒーレント光束5の強度が十分に有
り、光束の損失があっても構わない場合は、コヒーレン
ト光束5の光路中にはハーフミラ−と複数の全反射ミラ
ーとを配するだけで良い。
又、本実施例に於いて各分割光束il、12+13間に
付与される光路差は、空気の屈折率が1であり且つ全反
射ミラー9 r 、 92 、93がコヒーレント光束
5の進行方向に対して傾いていない為に、車に2dで表
わすことが出来る。
従って、2dがコヒーレント光束のコヒーレンス長より
長くなる様に全反射ミラー91,92゜93の配置を設
定すれば良い。
以上、本実施例の光束分割装置はプリズム等の光学部品
は必要でなく、上述した如き簡単な構成を有する為極め
て有用である。
以上説明した各実施例は本発明の一形態であり、この他
にも種々の形態の装置を構成し得ることは言うまでもな
い。
〔発明の効果〕
以上、本発明に係る光束分割装置は、コヒーレント光束
の光路中にこの光路を横切る方向に沿って複数の反射手
段を設けるという極めて簡便な構成により、光束分割、
及び分割した各光束のインコヒーレント化を達成し得る
装置である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る光束分割装置の一実施例を示す断
面図。 第2図は第1図の光束分割装置を構成するプリズムの一
例を示す図。 第3図は本光束分割装置の応用例を示す斜視図。 第4図は本発明に係る光束分割装置の他の実施例を示す
概略構成図。 1.2 、 3 −一−−−−−−プリズム41.4□
、4.−−一反射面 5−−−−−−−−−一−−−−−−コヒーレント光束
11− 12 +  13−−一互いにインコヒーレン
トな分割光束

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. コヒーレント光束の光路中に該光路を横切る方向に沿っ
    て複数の反射手段を設け、上記複数の反射手段で上記コ
    ヒーレント光束を反射し複数の光束に分割すると共に該
    複数の光束に互いに光路差を付与したことを特徴とする
    光束分割装置。
JP61260238A 1986-10-30 1986-10-30 光束分割装置 Pending JPS63114187A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61260238A JPS63114187A (ja) 1986-10-30 1986-10-30 光束分割装置
EP87309574A EP0266203B1 (en) 1986-10-30 1987-10-29 An illumination device
DE3750174T DE3750174T2 (de) 1986-10-30 1987-10-29 Belichtungseinrichtung.
US07/384,908 US4974919A (en) 1986-10-30 1989-07-25 Illuminating device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61260238A JPS63114187A (ja) 1986-10-30 1986-10-30 光束分割装置

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ID=17345271

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JP (1) JPS63114187A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4964720A (en) * 1987-10-30 1990-10-23 Canon Kabushiki Kaisha Exposure apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4964720A (en) * 1987-10-30 1990-10-23 Canon Kabushiki Kaisha Exposure apparatus

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