JPS6366553A - 照明光学装置 - Google Patents
照明光学装置Info
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- JPS6366553A JPS6366553A JP61212064A JP21206486A JPS6366553A JP S6366553 A JPS6366553 A JP S6366553A JP 61212064 A JP61212064 A JP 61212064A JP 21206486 A JP21206486 A JP 21206486A JP S6366553 A JPS6366553 A JP S6366553A
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- Japan
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- light source
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- optical
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- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 241000276498 Pollachius virens Species 0.000 description 1
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- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
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- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 1
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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)
- Lasers (AREA)
- Light Sources And Details Of Projection-Printing Devices (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、レーザーのようなコリメートされた光源を使
って対象物を均一に照明する７′こめの照明用光学装置
に関し、特にＩＣ等の半導体素子を製造するための露光
装置に適した照明光学装置に関する。
って対象物を均一に照明する７′こめの照明用光学装置
に関し、特にＩＣ等の半導体素子を製造するための露光
装置に適した照明光学装置に関する。
従来、ＩＣ等の半導体素子を製造するための露光装置に
適した照明光学装置としては、例えば特開昭５６−８１
８１３号公報に開示されているように、楕円鏡と１個の
多数光Ｊ５Ｊ像形成手段としてのオブティカルインテグ
レータを用いたものや、また、照明の均一性をより高め
るために特開昭５８−１４７７０８号公報に開示される
如く、直列配置された２個のオプティカルインテグレー
タを用いたものが知られている。しかし、これらの照明
光学装置においては光源として、超高圧水銀灯を用いて
おり、短波長域での発光特性が不十分で光量も小さなも
のしか得るこ七が出来ないという欠点があった。このた
め、超高圧水銀灯に代わる短波長用の高出力光源として
レーザーを用いることが提案されてきている。
適した照明光学装置としては、例えば特開昭５６−８１
８１３号公報に開示されているように、楕円鏡と１個の
多数光Ｊ５Ｊ像形成手段としてのオブティカルインテグ
レータを用いたものや、また、照明の均一性をより高め
るために特開昭５８−１４７７０８号公報に開示される
如く、直列配置された２個のオプティカルインテグレー
タを用いたものが知られている。しかし、これらの照明
光学装置においては光源として、超高圧水銀灯を用いて
おり、短波長域での発光特性が不十分で光量も小さなも
のしか得るこ七が出来ないという欠点があった。このた
め、超高圧水銀灯に代わる短波長用の高出力光源として
レーザーを用いることが提案されてきている。
しかしながら、上記のような１：１（明光学装置の光源
として、ある種のレーザー（例えば、エキシマ・レーザ
ー、ＹＡＧレーザーなど）を用いる場合、レーザーのパ
ワーが非常に強いため、レンズそのものを破壊したり、
レンズ内部の反射により、ウェハ上に、ゴースト光が現
れる恐れがあった。
として、ある種のレーザー（例えば、エキシマ・レーザ
ー、ＹＡＧレーザーなど）を用いる場合、レーザーのパ
ワーが非常に強いため、レンズそのものを破壊したり、
レンズ内部の反射により、ウェハ上に、ゴースト光が現
れる恐れがあった。
そこで本発明の目的は、これらの問題点を解消し、レー
ザーのようなある波長での光強度が非常に強い光源を使
用しても、レンズ等の光学素子を破壊する恐れがなく、
また照射物体上で効率がよくしかも均一な光強度分布を
得ることのできる照明光学装置を提供することにある。
ザーのようなある波長での光強度が非常に強い光源を使
用しても、レンズ等の光学素子を破壊する恐れがなく、
また照射物体上で効率がよくしかも均一な光強度分布を
得ることのできる照明光学装置を提供することにある。
ｃ問題点を解決するための手段〕
本発明は、レーザー等の平行光束を供給する光源手段１
０からの光束をレティクルＲやマスク。
０からの光束をレティクルＲやマスク。
ウェハＷ等の被照明物体上にて、レーザー光束の断面内
の強度分布むらにもかかわらず均一照明を行うために、
光源手段１０から供給される光束から複数の光源像を形
成するための２次光源形成手段ｌと、この２次光源形成
手段１からの射出光束中に配置された３次光源形成手段
４、及び３次光源形成手段４からの射出光束中に配置さ
れたコンデンサーレンズ６とを有する照明光学装置を基
本としている。そして、前記２次光源形成手段は、その
入射光側面に該２次光源形成手段の厚さり。
の強度分布むらにもかかわらず均一照明を行うために、
光源手段１０から供給される光束から複数の光源像を形
成するための２次光源形成手段ｌと、この２次光源形成
手段１からの射出光束中に配置された３次光源形成手段
４、及び３次光源形成手段４からの射出光束中に配置さ
れたコンデンサーレンズ６とを有する照明光学装置を基
本としている。そして、前記２次光源形成手段は、その
入射光側面に該２次光源形成手段の厚さり。
より長い焦点路Ｗ１【１を有する複数のレンズ面１ａを
有し、前記２次光源形成手段による前記複数の光源像１
０ａが前記２次光源形成手段の射出側空間中に形成され
る構成としたものである。
有し、前記２次光源形成手段による前記複数の光源像１
０ａが前記２次光源形成手段の射出側空間中に形成され
る構成としたものである。
このような構成によれば、レーザー等の光源手段ｌＯか
ら供給される光束が最初に集光される位置が、２次光源
形成手段としての第１オプテイカルインテグレータｌの
素子の外部の空間上であるため、光源手段からの光強度
が極めて強い場合にも、集光点での熱によって素子が破
壊される恐れがない、しかも、２次光源形成手段と直列
に配置された３次光源形成手段との組み合わせによって
、３次光源形成手段の射出面上には多数の点光源が形成
され、実質的に均一で大きな面光源が形成されるため、
被照射面上にて効率良く均一な照明を行うことができる
。
ら供給される光束が最初に集光される位置が、２次光源
形成手段としての第１オプテイカルインテグレータｌの
素子の外部の空間上であるため、光源手段からの光強度
が極めて強い場合にも、集光点での熱によって素子が破
壊される恐れがない、しかも、２次光源形成手段と直列
に配置された３次光源形成手段との組み合わせによって
、３次光源形成手段の射出面上には多数の点光源が形成
され、実質的に均一で大きな面光源が形成されるため、
被照射面上にて効率良く均一な照明を行うことができる
。
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
第１図は本発明による照明光学装置を、投影型露光装置
の照明装置として用いた場合の一実施例の概略構成を示
す展開光路図である。光源手段としてのレーザー光源１
０から供給される光束は実質的にコリメートされており
、２次光源形成手段としての第１オプテイカルインテグ
レータｌによって複数の光源像１０ａがその射出側空間
の面Ａ上に形成される。この複数光源像１０ａからの光
束は、正レンズ２を通ってインプットレンズ３により平
行光束に変換されて３次光源形成手段としての第２オプ
テイカルインテグレータ４に入射する。
の照明装置として用いた場合の一実施例の概略構成を示
す展開光路図である。光源手段としてのレーザー光源１
０から供給される光束は実質的にコリメートされており
、２次光源形成手段としての第１オプテイカルインテグ
レータｌによって複数の光源像１０ａがその射出側空間
の面Ａ上に形成される。この複数光源像１０ａからの光
束は、正レンズ２を通ってインプットレンズ３により平
行光束に変換されて３次光源形成手段としての第２オプ
テイカルインテグレータ４に入射する。
ここで、第１オプテイカルインテグレークｌは、第２Ａ
図の斜視図に示す如く、四角柱の棒状素子１１が複数束
ねて構成されたものであり、各棒状素子１１の入射面１
１ａは凸レンズ面に形成されている。
図の斜視図に示す如く、四角柱の棒状素子１１が複数束
ねて構成されたものであり、各棒状素子１１の入射面１
１ａは凸レンズ面に形成されている。
そして、各棒状素子１１の入射面１１ａ上の凸球面によ
って、棒上素子１１の射出面から離れた位置に光束の集
光点を形成し、この点が２次光源となる。
って、棒上素子１１の射出面から離れた位置に光束の集
光点を形成し、この点が２次光源となる。
ここでは、レーザー光源を用いているために光源像には
実質的に大きさが無いと考えられ、第１オプテイカルイ
ンテグレータ１の射出側には所謂視野レンズの如きレン
ズ作用を必要とはしない。従って、棒状素子１１の射出
面１１ｂはここでは平面に形成されている。このような
第１オプテイカルインテグレータ１の構成によって、そ
の射出側空間の面Ａ上に棒状素子１１の数と等しい数の
２次光源が形成される。そして、正レンズ２は第１オプ
テイカルインテグレータ１による複数２次光源の強い集
光位置を避けるために、２次光源の形成される面Ａから
離れて配置されている。
実質的に大きさが無いと考えられ、第１オプテイカルイ
ンテグレータ１の射出側には所謂視野レンズの如きレン
ズ作用を必要とはしない。従って、棒状素子１１の射出
面１１ｂはここでは平面に形成されている。このような
第１オプテイカルインテグレータ１の構成によって、そ
の射出側空間の面Ａ上に棒状素子１１の数と等しい数の
２次光源が形成される。そして、正レンズ２は第１オプ
テイカルインテグレータ１による複数２次光源の強い集
光位置を避けるために、２次光源の形成される面Ａから
離れて配置されている。
第２オプテイカルインテグレータ４も、第３Ａ図の斜視
図に示す如く、四角柱状の複数の仲状素子４１が束ねら
れて構成されたものであるが、その入射面４１ａと射出
面４１ｂとは共に凸レンズ面に形成されている。そして
、第３Ｂ図の断面図に示す如く、両レンズ面の焦点は棒
状素子の互いの対向する面上に位置している。即ち、入
射面４１ａへ光軸に平行に入射する光束が射出面４１ｂ
に集光され、入射面４１ａに集光状態で入射してくる光
束は射出面４１ｂを射出後、平行光束となるように構成
されている。そして、正レンズ２、インプットレンズ３
及び第２オブテイカルインテグレータの入射面４１ａと
に関して、２次光源が形成されるＡ面と第２オブテイカ
ルインテグレータの射出面としての８面とが共役に構成
されている。従って、第２オブテイカルインテグレータ
４の射出面Ｂ上には、第１オブテイカルインテグレータ
ｌを構成する棒状素子１１の数と、第２オブテイカルイ
ンテグレータ４を構成する棒状素子４１の数との積に相
当する数の３次光源が形成され、ここに実質的に均一な
面光源が形成される。
図に示す如く、四角柱状の複数の仲状素子４１が束ねら
れて構成されたものであるが、その入射面４１ａと射出
面４１ｂとは共に凸レンズ面に形成されている。そして
、第３Ｂ図の断面図に示す如く、両レンズ面の焦点は棒
状素子の互いの対向する面上に位置している。即ち、入
射面４１ａへ光軸に平行に入射する光束が射出面４１ｂ
に集光され、入射面４１ａに集光状態で入射してくる光
束は射出面４１ｂを射出後、平行光束となるように構成
されている。そして、正レンズ２、インプットレンズ３
及び第２オブテイカルインテグレータの入射面４１ａと
に関して、２次光源が形成されるＡ面と第２オブテイカ
ルインテグレータの射出面としての８面とが共役に構成
されている。従って、第２オブテイカルインテグレータ
４の射出面Ｂ上には、第１オブテイカルインテグレータ
ｌを構成する棒状素子１１の数と、第２オブテイカルイ
ンテグレータ４を構成する棒状素子４１の数との積に相
当する数の３次光源が形成され、ここに実質的に均一な
面光源が形成される。
尚、第１オプテイカルインテグレータ１の射出側に配置
される正レンズ２の焦点距離は、この正レンズ２と第２
オブテイカルインテグレータ４の入射面との距離にほぼ
等しく配置されている６また、インプットレンズ３の光
源側焦点は前記２次光源が形成されるＡ面上にほぼ一致
しており、２次光源からの光束を平行光束に変換してい
る。
される正レンズ２の焦点距離は、この正レンズ２と第２
オブテイカルインテグレータ４の入射面との距離にほぼ
等しく配置されている６また、インプットレンズ３の光
源側焦点は前記２次光源が形成されるＡ面上にほぼ一致
しており、２次光源からの光束を平行光束に変換してい
る。
第２オブテイカルインテグレータ４の射出面Ｂ上の３次
光源からの光束は、アウトプットレンズ５を通って、コ
ンデンサーレンズ６によって収斂され、被照射物体とし
てのレティクルＲ上を照明する。そして、投影対物レン
ズ７により、レティクルＲ上の所定のバクーンがウェハ
Ｗ上に転写される。ここで、コンデンサーレンズ６によ
って投影対物レンズ７の入射瞳７ａ上に、第２オブテイ
カルインテグレータ４の射出面に成形される３次光源の
像が再結像され、所謂ケーラー照明が達成される。尚、
アウトプットレンズ５は第２オブテイカルインテグレー
タの射出面側の凸面と同様に、視野レンズとして機能し
ているため、必ずしも必要ではなく除去することも可能
である。
光源からの光束は、アウトプットレンズ５を通って、コ
ンデンサーレンズ６によって収斂され、被照射物体とし
てのレティクルＲ上を照明する。そして、投影対物レン
ズ７により、レティクルＲ上の所定のバクーンがウェハ
Ｗ上に転写される。ここで、コンデンサーレンズ６によ
って投影対物レンズ７の入射瞳７ａ上に、第２オブテイ
カルインテグレータ４の射出面に成形される３次光源の
像が再結像され、所謂ケーラー照明が達成される。尚、
アウトプットレンズ５は第２オブテイカルインテグレー
タの射出面側の凸面と同様に、視野レンズとして機能し
ているため、必ずしも必要ではなく除去することも可能
である。
また、本実施例においては、第１オプテイカルインテグ
レータ１の射出側空間の面Ａ上に、口径が可変の第１開
口絞りＳＩが設けられており、第２オブテイカルインテ
グレータ４の射出面Ｂ上にも口径が可変の第２開口絞り
Ｓ２が設けられている。この第１開口絞りＳ、の口径変
化によって、σ値を一定に保ったまま被照射物体に達す
る光景を制御することができ、また第２開口絞りＳ、の
口径変化によって、σ値を制御することができる。
レータ１の射出側空間の面Ａ上に、口径が可変の第１開
口絞りＳＩが設けられており、第２オブテイカルインテ
グレータ４の射出面Ｂ上にも口径が可変の第２開口絞り
Ｓ２が設けられている。この第１開口絞りＳ、の口径変
化によって、σ値を一定に保ったまま被照射物体に達す
る光景を制御することができ、また第２開口絞りＳ、の
口径変化によって、σ値を制御することができる。
σ値とは、投影対物レンズのＮ、Ａ、 （開口数）に対
する照明光学系のＮ、＾、の比の値として定義され、こ
の値によって投影対物レンズの解像力とコントラストと
のバランスを調整することができる。このような２つの
開口絞りＳｔ、Ｓｚの組み合わせによって、光計の制御
とσ値の制御とを独立に行うことが可能となり、光源か
ら供給される光景の変化や、レティクルＲ上の投影パタ
ーンの微細度、ウェハ上に塗布されるレジストの特性等
に応じて、それぞれ最適な照明状態を実現することが可
能となる。
する照明光学系のＮ、＾、の比の値として定義され、こ
の値によって投影対物レンズの解像力とコントラストと
のバランスを調整することができる。このような２つの
開口絞りＳｔ、Ｓｚの組み合わせによって、光計の制御
とσ値の制御とを独立に行うことが可能となり、光源か
ら供給される光景の変化や、レティクルＲ上の投影パタ
ーンの微細度、ウェハ上に塗布されるレジストの特性等
に応じて、それぞれ最適な照明状態を実現することが可
能となる。
尚、上記の実施例では２次光源形成手段としての第１オ
プテイカルインテグレータ１を、光源側の面に凸球面を
向けた平凸レンズ群としたが、これに限るものではなく
射出面に若干のレンズ作用を持たせることも可能である
。
プテイカルインテグレータ１を、光源側の面に凸球面を
向けた平凸レンズ群としたが、これに限るものではなく
射出面に若干のレンズ作用を持たせることも可能である
。
以上の如く、本発明によれば、最も強い光強度となる２
次光源形成手段による多数光源像を、該多数光源像形成
手段の外部の空間として素子内部での集光を避けたため
、レーザーのような光強度が非常に強い光源を使用して
も、レンズ等の光学素子を破壊する恐れがない。また、
照射物体上で均一な光強度分布を効率よく得ることので
きる照明光学装置が実現される。
次光源形成手段による多数光源像を、該多数光源像形成
手段の外部の空間として素子内部での集光を避けたため
、レーザーのような光強度が非常に強い光源を使用して
も、レンズ等の光学素子を破壊する恐れがない。また、
照射物体上で均一な光強度分布を効率よく得ることので
きる照明光学装置が実現される。
また、本発明ではレーザー等のコリメートされた光束を
用いるため、２次光源形成手段としての第１オプテイカ
ルインテグレークｌの射出面には、視野レンズとしての
機能を持たせる必要がなく平面でもよいので製造も容易
になる。
用いるため、２次光源形成手段としての第１オプテイカ
ルインテグレークｌの射出面には、視野レンズとしての
機能を持たせる必要がなく平面でもよいので製造も容易
になる。
尚、上記実施例は投影型露光装置の照明光学装置であっ
たが、本発明はこれに限られるものではなく、種々の露
光装置の照明光学装置としても有効である。また、図示
した構成は、分かり易くするために展開光路図としたも
のであり、実際の装置においては、所望の位置に反射部
材を設けて光路を折り曲げ、装置全体を小型に構成する
ことが望ましいことはいうまでもない。
たが、本発明はこれに限られるものではなく、種々の露
光装置の照明光学装置としても有効である。また、図示
した構成は、分かり易くするために展開光路図としたも
のであり、実際の装置においては、所望の位置に反射部
材を設けて光路を折り曲げ、装置全体を小型に構成する
ことが望ましいことはいうまでもない。
第１図は本発明による一実施例の概略構成を示す展開光
路図、第２Ａ図は２次光源形成手段としての第１オブテ
イカルインテグレータを構成する棒状素子の形状を示す
斜視図、第２Ｂ図はその断面図、第３Ａ図は３次光源形
成手段としての第２オプテイカルインテグレータを構成
する棒状素子の形状を示す斜視図、第３Ｂ図はその断面
図である。 〔主要部分の符号の説明〕 ＩＯ・・・光源手段（レーザー） １ ・・・２次光源形成手段 ４ ・・・３次光源形成手段 ６ ・・・コンデンサーレンズ Ｒ，Ｗ・・被照射物体 ７ ・・・投影対物レンズ
路図、第２Ａ図は２次光源形成手段としての第１オブテ
イカルインテグレータを構成する棒状素子の形状を示す
斜視図、第２Ｂ図はその断面図、第３Ａ図は３次光源形
成手段としての第２オプテイカルインテグレータを構成
する棒状素子の形状を示す斜視図、第３Ｂ図はその断面
図である。 〔主要部分の符号の説明〕 ＩＯ・・・光源手段（レーザー） １ ・・・２次光源形成手段 ４ ・・・３次光源形成手段 ６ ・・・コンデンサーレンズ Ｒ，Ｗ・・被照射物体 ７ ・・・投影対物レンズ
Claims (1)
- コリメートされた光束を供給する光源手段と、該光源手
段から供給される光束から複数の２次光源を形成するた
めの２次光源形成手段と、前記２次光源形成手段からの
射出光束中に配置された３次光源形成手段と、前記３次
光源形成手段からの射出光束中に配置されたコンデンサ
ーレンズとを有し、前記２次光源形成手段は、その入射
面に複数のレンズ面を有し該複数のレンズ面によって該
２次光源形成手段の射出面から離れた位置に複数の２次
光源を形成することを特徴とする照明光学装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61212064A JPH07113735B2 (ja) | 1986-09-09 | 1986-09-09 | 照明光学装置 |
| US07/237,847 US4939630A (en) | 1986-09-09 | 1988-08-26 | Illumination optical apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61212064A JPH07113735B2 (ja) | 1986-09-09 | 1986-09-09 | 照明光学装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5155045A Division JPH0746682B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 投影露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6366553A true JPS6366553A (ja) | 1988-03-25 |
| JPH07113735B2 JPH07113735B2 (ja) | 1995-12-06 |
Family
ID=16616268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61212064A Expired - Fee Related JPH07113735B2 (ja) | 1986-09-09 | 1986-09-09 | 照明光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07113735B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6249890A (ja) * | 1985-08-29 | 1987-03-04 | ブラザー工業株式会社 | ミシン |
| US5335044A (en) * | 1992-02-26 | 1994-08-02 | Nikon Corporation | Projection type exposure apparatus and method of exposure |
-
1986
- 1986-09-09 JP JP61212064A patent/JPH07113735B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6249890A (ja) * | 1985-08-29 | 1987-03-04 | ブラザー工業株式会社 | ミシン |
| JPH0771594B2 (ja) * | 1985-08-29 | 1995-08-02 | ブラザー工業株式会社 | ミシン |
| US5335044A (en) * | 1992-02-26 | 1994-08-02 | Nikon Corporation | Projection type exposure apparatus and method of exposure |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07113735B2 (ja) | 1995-12-06 |
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