JPS639186A - 照明光学装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エキシマレーザを光源とするリングラフイー
装置およびレーザＣＶＤ装置に用いて好適な照明光学装
置に関する。

〔従来の技術〕

従来、このような照明光学装置は第９図に示すように構
成されている。すなわち図において、１は複数のレンズ
群からなるライトインテグレータで、これらライトイン
テグレータ１の後方焦点位置を含むように前側焦平面を
ほぼ一致させて配置されたコンデンサレンズ２から構成
されている。

これによりレーザ光は、ライトインテグレータ１で複数
の発散光束にされ、この発散光はコンデンサレンズ２に
よりその主光線が平行光束とされてコンデンサレンズ２
の焦平面にある被照射面３を照射径Ｉで照射する。そし
てライトインテグレータ１とコンデンサレンズのレンズ
径と焦点距離を適当に選択することにより所望の照射径
Ｉを得ていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような照明光学装置では、いったん投影露光装置
等の光学系として装置内に組み込まれてしまうと、照射
範囲をその後に変更しようとしても、各レンズの選択や
光軸合せに時間がかかり、実際には変更がほとんど困難
であった。

本発明は、上記実情に鑑みなされたもので、被照射面に
おける照射範囲を簡単に変更することができる照明光学
装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明は、
入射したレーザ光を複数の発散光束にする第１のインテ
グレータと、前記発散光束を入射光として二次光源を形
成する第２のインテグレータと、前記二次光源から供給
される光束を集光させるコンデンスレンズと、前記第１
のインテグレータと第２のインテグレータとの距離を変
化させる手段とを具え、前記第１のインテグレータと第
２のインチグレータの距離の変化に対応して二次光源か
ら出射される光束の拡がり角を変化させることにより被
照射面における光束の照射範囲を簡単に変更することが
できる。

〔実施例〕

本発明の実施例を第１図乃至第８図の図面にもとづいて
詳細に説明する。

第１図、第２図は、本発明の一実施例の動作を示す原理
図である。第１図は、それぞれ光軸合せを行なった第１
のインテグレータ１１を摺動機構１６によって第２のイ
ンテグレータ１２の方向へ摺動させてインチグレー２１
１．１２間の距離ｔぐ を小にした場合のンτる。第１図において、コリメート
されたレーザ光は、第１のインテグレータ１１および第
２のインテグレータ１２に入射する。

このレーザ光により、第１のインテグレータと第２のイ
ンテグレータはインコヒーレントな面光源（二次光源）
１３を近傍に形成し、この二次光源から発生した光線は
、拡がり角θが大の発散光となってコンデンサレンズ１
４に入射する。上記発散光は、このコンデンサレンズ１
４で、集光されてコンデンサレンズ１４の焦平面の位置
にある被照射面（例えばレチクル）１５を照射する。こ
の場合、上記発散光は、拡がり角θが大なので、被照射
面１５の光の照射径■は上記拡がり角に比例して大きく
なり被照射面１５を広範囲に照射することができる。な
お、摺動機構１６は、上記実施例に限らずインテグレー
タを摺動できる機構であればかまわない。

第２図は、第１のインテグレータ１１を摺動機構１６に
よって第２のインテグレータ１２から遠方へ摺動させて
インチグレー２１１．１２間の距離ｔを大にした場合の
図である。第２図において、第１のインテグレータ１１
と第２のインテグレータ１２は、レーザ光の入射により
二次光源１３を遠方に形成するので、この二次光源から
発生した光線は、拡がり角θが小の発散光となってコン
デンサレンズ１４に入射する。この場合、上記発散光は
、拡がり角θが小なので、コンデンサレンズ１４を介し
て被照射面１５を照射する光の照射径■は、上記拡がり
角に比例して小さくなり、被照射面１５を局所的に照射
することができる。

ところで、インテグレータ１１および１２は、第３図乃
至第６図に示すような構造のものであり、ＡｒＦで１９
３ｒ＋ｍ、、ＫｒＦで２４８　ｎｏ＋の紫外光よりなる
エキシマレーザ光に対して透過率の高い石英等によって
構成されている。

第３図に示すインテグレータは、基板１６の一方の面に
所望の曲率半径の凹状の溝１７を水平方向に平行に形成
するとともに相対する他方の面に同様の曲率半径の凹状
の溝１８を垂直方向に平行に形成している。また第４図
に示すインテグレータは、基板１９の一面に所定の曲率
半径の凹状の溝２０を水平および垂直の二方向に平行に
直交して形成されている。したがって第３図、第４図に
示したインテグレータは、レーザ光が入射すると、水平
および垂直方向の光をそれぞれ均一に拡げることができ
るので、ビーム強度が均一で干渉じまの生じない正方形
の形状の光を供給する。

また第５図（ａ）は、円形の基板２１の一面に所定の曲
率半径の凹状の溝２２によって同心円を形成させている
。第５図（ｂ）は、第５図（ａ）のＡ−Ａ断面図で、凹
状の溝２２を示す図である。

したがって第５図のインテグレータは、レーザ光が入射
すると、光を円形に均一に拡げることができるので、ビ
ーム強度が均一で干渉しまの生じない円形の形状の光を
供給する。

さらに本発明のインテグレータは、第６図（ａ）に示す
ように平行四辺形の基板２３の一方の面に所定の曲率半
径の凹状の溝２４を水平方向に平行に形成するとともに
、相対する他方の面に同様の曲率半径の凹状の溝２５を
上記溝２４の方向と直交しない方向に平行に形成するも
のである。したがってレーザ光が入射すると、第６図の
インテグレータは、光を平行四辺形に均一に拡げること
ができるので、ビーム強度が均一で干渉じまの生じない
平行四辺形の形状の光を供給することができる（第６図
（ｂ）参照）。

なお、本発明のインテグレータの形状は上記実施例に限
らず、レチクル上のパターンの形状にあわせて他の形状
にすることも可能である。また本実施例では、溝を凹状
に形成した場合を説明したが溝を凸状にしても同様の結
果が得られる。

第７図は、本発明の照明光学装置を縮小投影露光装置に
用いた場合の一例を示すものである。図において、光源
のエキシマレーザ３０から発振したインコヒーレント性
を有するレーザ光は、所定のビーム形状の平行光となっ
て反射ミラー３１を介して照明光学装置を構成する第１
のインテグレータ３２に入射する。この第１のインテグ
レータ３２は、摺動し、所定拡がり角の複数の発散光を
発生させる。この発散光により第１のインテグレータ３
２と第２のインテグレータ３３は、二次光源を形成、さ
せ、二次光源から発生した光線は、前記第１のインテグ
レータ３２と第２のインテグレータ３３間の距離に対応
した拡がり角の発散光となって反射ミラー３４を介して
コンデンサレンズ３５に供給される。コンデンサレンズ
３５に供給された発散光は、集光されビーム強度が均一
な所望の照射径の光線となってレチクル３６に照射され
る。この照射によりレチクル３６上に形成されたパター
ンは、縮小投影レンズ群３７を介してウェハ３８上の特
定の個所に投影される。

第８図は、本発明の照明光学装置をレーザＣｖＤ装置に
用いた場合の一例を示すものである。図において光源の
エキシマレーザ４０から発振したレーザ光は、第７図の
場合と同様に第１のインテグレータ４１および第２のイ
ンテグレータ４２により所定の拡がり角の発散光となっ
て反射ミラー４３を介してコンデンサレンズ４４に供給
される。

コンデンサレンズ４４に供給された発散光は、集光され
てビーム強度が均一な所望の照射径の光線となってウィ
ンドウ４５を介し、リアクター４６内の金属ガス雰囲気
中におかれたウェハ４７の表面に照射される。この照射
における光分解によって生じたラジカルは、ウェハ４７
上に吸着し、上記ウェハ上の特定の個所のみ金属の薄膜
を形成させることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、第１のインテグレータと
第２のインテグレータとの間の距離に対応して光束の拡
がり角を変化させ、該光束をコンデンサレンズにより被
照射面に集光させるので、被照射面における光束の照射
範囲を簡単に変更することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の一実施例の動作を示す原理図
、第３図乃至第６図はインテグレータの各実施例を示す
図、第７図は本発明の照明光学装置を縮小投影露光装置
に用いた一例を示す図、第１１．１２・・・インテグレ
ータ、１３・・・二次光源、１４・・・コンデンサレン
ズ、１５・・・被照射面、θ・・・拡がり角、ｔ・・・
インテグレータ間の距離。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入射したレーザ光を複数の発散光束に変換する第１のイ
   ンテグレータと、 該第１のインテグレータにより変換された複数の発散光
   束を入射光として二次光源を形成する第２のインテグレ
   ータと、 前記二次光源から出射される光束を集光させるコンデン
   サレンズと、 前記第１のインテグレータと前記第２のインテグレータ
   との距離を変化させる手段と を具えたことを特徴とする照明光学装置。