JPH02142111A - 照明方法及びその装置並びに投影式露光方法及びその装置 - 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〕 本発明はレーザ等指向性の高い光源を用いる照明方法及
びその装置、特に一様分布の得にくい上記光源を用い、
一様或いは指向性偏りの少ない照明方法およびその装置
並びにその照明を用いた投影式露光方法及びその装置に
関する。

〔従来の技術〕

半導体回路の高集積化に伴ない、回路パターンの露光に
用いる光源の波長を短くし、解像度の向上が不可欠にな
っている。エキシマレーザに代表される紫外レーザはエ
ネルギーが高く、合成石英レンズに必要なスペクトルの
狭帯域化も比較的容易であり、露光光源として有望視さ
れている。エキシマレーザは発振装置の植成から、その
出射ビームの断面強度分布は一方向はｇａｕβｉａｎ　
、他方向は台形となっており、一般にこの台形分布も傾
きを持ったり、中央部の強度が強いなど、平坦な一様分
布のものは皆無に等しい。またエキシマレーザ以外の例
えば第２．第３の高調波を用いた紫外レーザについても
出射分布の一様性はほとんど期待できない。

一方、半導体の露光装置では原版となるレチクルに照射
する照明光の一様性は±２％程度のばらつき範囲に押え
る必要がある。狭帯域化されたレーザ光源に対し、通常
水銀ランプを光源とする照明系に用いるロッドレンズに
よる照明の一様化の方法を単純にそのまま適用すると、
レーザ光のコヒーレンシーによりレチクル上の照明光の
分布に細かい干渉縞が発生し、一様な照明が実現しない
。

このような方法の他に既に、特開昭５６−８５７２４号
公報や特開昭５９−１９．３３．２号公報に、ガウス分
布を有するレーザビームを用い一様照明を得る方法が示
されている。第１の出願はビームを進行方向に垂直な断
面内で４つの部分に分割した後、被照射物体上で重畳し
均一化を図っている。

重畳した時に発生する干渉による照明むらを除去するた
め、４つの内の２分した２つ間では偏光が直交するよう
にして干渉の発生を押え、また４つの肉池の２分した２
つの間では照明時間内で２分した一方の側の光の位相を
変化させ、照明時間の平均を取ると干渉縞が消滅するよ
うにしている。

この方式の場合ｇａｕβ分布はそのままで重ね合わされ
るため一様性は不十分である。また４分割しただけでこ
れを例えば縮小露光装置のレチクル照明光としたのでは
、照明の指向性が強すぎ良好なパ・ターンの露光はでき
ない。前記第２の出願はやけリガウス状の強度分布を有
するレーザビームを４分割して重畳することにより一様
化を図るものであるが、分割後重畳するまでの光路中に
は各分割光が互いに非干渉状態にする手段を施していな
いため、重畳した部分では細かい干渉縞が発生している
。このような方式を露光装置のレチクル照明に用いれば
、ウェハ上に干渉縞模様が転写されレチクル上の回路パ
ターンの正しい転写が不可能となる。

さてこのようなビームを分割した後、レチクル上で重畳
することによる干渉縞の発生を防ぎスペックルノイズ等
を除去する露光方法としては特開昭５１−１１１８３２
号公報に分割ビーム間に光路長差を与える方法が示され
ている。また特開昭ＧＺ−２５４８３号公報には前記特
開昭５４１１１８３２号公報の光路長差を与える一方法
として光路迂回手段を構成する反射鏡を用いる方式％式
％ 〔発明が解決しようとする課題〕 上記従来技術はガウス分布をしたレーザ光にのみ、成る
程度の巨視的一様化を図る上で有効であったり、微視的
一様化（スペックルノイズの低減）には有効であっても
巨視的一様化は図れなかったりするものであり、巨視的
にも微視的にも一様な照明を実現しようとする点につい
て配慮されてぃ本発明の目的は、レーザ光源を用いる露
光装置に必要な巨視的に、並びに微視的に強度が均一な
照明を与えるのみならず露光パターンを原画レチクルに
忠実な形状で投影するのに必要な所望の指向性を持った
照明光を与え、しかもレーザ光源より出射した光エネル
ギーの利用効率の高い照明光を与える照明方法及びその
装置並びに投影式露光方法及びその装置を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために第１の発明は、指向性の高い
光源より出射した光束の強度分布をほぼ線形な分布に変
換すると共にこの光束を複数の光束に分離し、これら分
離された光束を干渉しないように被照射物体上の所望の
領域で重ね合わせて一様な照度分布で照明することにあ
る。

また第２の発明は、指向性の高い光源と、該光源より出
射した光束について所望の領域をほぼ線形な強度分布に
変換する実効的振幅分布制御手段と、上記光束について
複数の光束に分離する光束分離手段によってほぼ線形な
強度分布に変換され１分離された複数の光束を被照射物
体上で重ね合わせる重畳手段とを備え、被照射物体上の
所望の領域において一様な照度分布を得るように構成し
たことにある。

また第３の発明は、指向性の高い光源と、該光源より出
射した光束について複数の光束に分離する光束分離手段
と、該光束分離手段によって分離された複数の光束につ
いて、各光束の光路長が互いに可干渉距離以上に形成す
ると共に互いに回転させた状態で被照射物体上で重ね合
わせる重畳手段とを備えたことにある。

また第４の発明は、指向性の高い光源と、該光源より出
射した光束について所望の領域をほぼ線形な強度分布に
変換する実効的振幅分布制御手段と、上記光束について
複数の光束に分離する光束分離手段と、上記実効的振幅
分布制御手段及び光束分離手段によってほぼ線形な強度
分布に変換され、分離された複数の光束を一定面上で重
ね合わせる重畳手段と、上記一定面を入射側の光源面と
するロッドレンズ又はフライアイレンズと、該ロッドレ
ンズ又はフライアイレンズの透過光を被照射物体上に導
くコンデンサレンズとを備えたことにある。

また第５の発明は、指向性の高い光源と、該光源より出
射した光束について複数の光束に分離する光束分離手段
と、該光束分離手段によって分離された複数の光束につ
いて、各光束の光路長が互いに可干渉距離以上に形成す
ると共に互いに回転させた状態で一定面上で重ね合わせ
る重畳手段と、上記一定面を入射側の光源面とするロン
１〜レンズ又はフライアイレンズと、該ロッドレンズ又
はフライアイレンズの透過光・を被照射物体上に導くコ
ンデンサレンズとを備えたことにある。

また第６の発明は、指向性の高い光源より出射した光束
の強度分布をほぼ線形な分布に変換すると共にこの光束
を複数の光束に分離し、これら分離された光束を干渉し
ないようにレチクル上の所望の領域で重ね合わせて一様
な照度分布で照明し、該Ｖ、、、！クル上の回路パター
ンを投影レンズにより基板上に縮小投影することを特徴
とする投影式露光方法である。

また第７の発明は、指向性の高い光源と、該光源より出
射した光束について所望の領域をほぼ線形な強度分布に
変換する実効的振幅分布制御手段と、上記光束について
複数の光束に分離する光束分離手段と、上記実効的振幅
分布制御手段及び光束分離手段によってほぼ線形な強度
分布に変換され、分離された複数の光束をレチクル上で
重ね合わせる重畳手段とを備え、レチクル上の所望の領
域において一様な照度分布を得るように構成した照明装
置を設け、該照明装置により照明されたレチクル上の回
路パターンを基板上に縮小投影する投影レンズを設けた
ことを特徴とする投影式露光装置である。

また第８の発明は、指向性の高い光源と、該光源より出
射した光束について複数の光束に分離する光束分離手段
と、該光束分離手段によって分離された複数の光束につ
いて、各光束の光路長が互いに可干渉距離以上に形成す
ると共に互いに回転させた状態でレチクル上で重ね合わ
せる重畳手段とを備えた照明装置を設け、該照明装置に
より照明されたレチクル上の回路パターンを基板上に縮
小投影する投影レンズを設けたことを特徴とする投影式
露光装置である。

また第９の発明は、指向性の高い光源と、該光源より出
射した光束について所望の領域をほぼ線形な強度分布に
変換する実効的振幅分布制御手段と、上記光束について
複数の光束に分離する光束分離手段と、上記実効的振幅
分布制御手段及び光束分離手段によってほぼ線形な強度
分布に変換され、分離された複数の光束を一定面上で重
ね合わせる重畳手段と、上記一定面を入射側の光源面と
するロッドレンズ又はフライアイレンズと、該ロッドレ
ンズ又はフライアイレンズの透過光をレチクル上に導く
コンデンサレンズとを備えた照明装置を設け、該照明装
置により照明されたレチクル上の回路パターンを基板上
に縮小投影する投影レンズを設けたことを特徴とする投
影式露光装置である。

また第１０の発明は、指向性の高い光源と、該光源より
出射した光束について複数の光束に分離する光束分離手
段と、該光束分離手段によって分離された複数の光束に
ついて、各光束の光路長が互いに可干渉距離以上に形成
すると共に互いに回転させた状態で一定面上で重ね合わ
せる重畳手段と、上記一定面を入射側の光源面とするロ
ッドレンズ又はフライアイレンズと、該ロフトレンズ又
はフライアイレンズの透過光をレチクル上に導くコンデ
ンサレンズとを備えた照明装置を設け、該照明装置によ
り照明されたレチクル上の回路パターンを基板上で縮小
投影する投影レンズを設けたことを特徴とする投影式露
光装置である。

〔作用〕

前記構成より、本発明においてはレーザ出射光の強度分
布を線形な分布にする。即ち例えばエキシマレーザの場
合、強度分布の一方向は１＜ａｕβ分布、他方向は台形
に近いが傾きを持った分布をしている場合が多い。この
ような分布形状に対し。

エネルギーの利用効率が最も高く、なおかつ利用する光
分布内では線形な強度分布となる様に実効的振幅分布制
御手段を用いて分布形状を補正する。

このように線形な分布となれば、このビームをビームス
プリッタ等で、分離し、可干渉距離が長い場合には、各
ビームを可干渉距離以上の光路長差が付くようにして再
び重ね合せる。この時、ミラー等を用いて線形な強度分
布となっている各ビームが、重ね合される場所では例え
ばビームＡは右下りの分布であれば、ビームＢは左下り
の分布となるようにしておく。この様にすればレチクル
等照明する物の上の照度分布は巨視的な一様性が得られ
るとともに、干渉縞等の微視的なむらも無くなる。また
上記分離後レチクル上で重ねる各ビームは互に角度を付
けてレチクルを照明しているため照明光の指向性も高す
ぎることがない、また更に上記分離するビームの数が少
ない場合には所望の照明指向性が十分に得られない。こ
の場合には照明光学系のレチクルと共役な位置に配置し
た光偏向手段を用い、全分離ビームを同時に偏向し。

この偏向時間内で露光（或いは検出）を行なうことによ
り所望の照明の指向性を得ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。まず
本発明の一様露光照明手段を適用する露光装置について
光学系の全体構成と動作を説明する。、１は紫外のレー
ザ光であるエキシマレーザ光源であり、ここを出射した
パルスレーザ光は露光照明装置３を通り、露光物体であ
るレチクル２を一様に照明し、このレチクルを透過した
レーザ光は石英レンズ等で構成された縮小レンズ５を通
過し、被露光媒体であるウェハ４の上に塗布された感光
剤（レジスト）に露光物体の像を結像する。

露光照明装置３は以下の構成から成っている。レーザ光
源より出射した紫外のレーザ光の強度分布は第４図に示
す如く一様でない。このためビームの強度を一様な分布
にするビーム一様露光手段３１を通る。ビーム一様化手
段を通過したレーザ光は３２〜３５の焦光レンズでＡ面
に絞り込まれる。

Ａ面に到る途中には揺動ミラー３４があリレーザ光を偏
向する。Ａ面には開口絞り３６を設け、レンズ３７によ
り縮小レンズ５の瞳５１に結像すると同時に、レンズ３
５と３７により揺動ミラー３４とレチクル２の描画面（
下面）を互に共役な位置関係にしている。従って制御回
路６により、エキシマレーザ光源１のパルス発光のタイ
ミングと、揺動ミラー３４の偏向のタイミングを同ｊυ
ｊをとって制御し、開［」絞り３６の絞り径を所望の大
きさにすることにより縮小レンズの瞳５１上に第２図に
示すようにレーザスポラ１〜像３８を結像する。これら
各点にレーザスポットを結像している時には、レチクル
２への照明光の入射角度が変化しているのであり、いず
れの場合もレチクル］二の照射光の分布は一様であるこ
とが望ましい。本発明では、この照射光の一様化を一様
露光手段３１により行っている。以下、照射光の一様化
について具体的に説明する。第３図は、本発明による一
実施例を示したもので第１図における一様露光手段３］
−の構成を具体的に開示したものである。レーザ源から
出射したレーザビーム１１の照度分布は一般に中心部が
強く、周辺部が弱い傾向にあり、強さが一様でない。ま
たエキシマレーザの場合には、第４図に示す如く、対称
性が悪い例も見栄られる。まずビーム選択手段３１１に
より中心付近のビームを第４図の実線で示した如く、効
率的に選択する。ビームの選択範囲は、後述するフィル
タ等から成る実効的振幅分布制御手段３１２によって線
形な強度分布にならしめ、かつ最も照度低下の少ない範
囲が良い、実効的振幅分布制御手段３１２を通過したレ
ーザビームはハーフミラ−３１３で２本のビームに分割
する。第５図は実効的振幅分布制御手段３１２によって
線形な照度分布とし、ハーフミラ−３１３を通過した直
後のビームの照度分布を示したものである。他方のビー
ムはハーフミラ−３１３，全反射ミラー３１４゜３１５
で３回（奇数回）反射した後、最初のハーフミラ−３１
３を通過したビームと平行にしてハーフミラ−３１６に
照射する。ここで重要な点は、２分割したビームを一方
は偶数回（Ｑ、２．４・・・）、他方は奇数回（１，３
，５・・・）反射させ、互いに照度分布を反転させてい
る点である。３１６に入射した２本のビームは更に２分
割され、合；ｉｔ　４　木のビームとなる。これら４本
の平行ビームはＩ）の字で示した如く互いに照度分布が
反転する（第６図）。この照度分りｆか反転した４本の
ビームを第１図で示す如くレチクル２」−で重ね合せる
ことにより、照度分布の−・様化が図れる。第７図はこ
の様子を示したものである。また本発明によＩ′Ｌば、
ビームを分割する際、互いに可］−渉距離以上の光路長
差を付与することによりレーザ照明のインコヒーレント
化も同時に図ることができる。即ち可干渉距離をＱとす
るとハーフミラ−３１３で反射してから全反射ミラー３
１５で反射するまでの光路長をＱ、ハーフミラ−３１６
で反射してから全反射ミラー３１７で反射するまでの光
路長を２Ｑとすれば互いにＱ以上の光路長差を付けるこ
とができる。ここで可干渉距離Ωはレーザ光の中心波長
をλ、スペクトル半値１隋をΔλとするとばぼλ２／△
λである。

以上の説明では′、レチクル上の照度分布が完全に一様
になることを狙ったものであるが、中心部と周辺部に若
干の強度差を許せる場合には次に述べる２つの実施例で
実現することができる。まず第１の実施例は、第３図に
おいて強度分布を線形にならしめる実効的振幅分布変化
手段３１２を外した状態である。この状態で照度分布の
一様化を図った場合にはレチクル上の照度分布は第８図
の如くなる。中央部の照度が周辺部の照度より若干高く
なる。第９図は、照度分布を一様化する他の実施例を示
したものである。本実施例はレーザビームの照度分布が
第１０図の如く対称的な場合に有効である。まず複数の
開口を有するビーム選択手段３１１′により第１０図の
実線の如く照度分布が対称となる範囲を選択する。第９
図においては４本のビームが選択される。この４本のビ
ームを半分の面積を反射面としたミラー３１３′３１６
’　　（斜線部が反射面を示す）および全面が反射面で
ある全反射ミラー３１４’　、３１８’により互いに照
度分布が反転せず、かつ可干渉距離以上の光路長差を有
する４本のビームに分離する。

この４本のビームをレチクル上で重ね合せることにより
第１１図の如く照度分布の一様化が図れる。

第９図の実施例では４本のビームが偶数回（０゜２．４
回）の反射のため照度分布は互いに反転しない。

第１２図は、プリズム形ビームスプリッタの実施例を示
したものである。第３図および第９図の実施例では、平
行平板形のビームスプリッタによりレーザビームを分割
した。しかし、平行平板形のビームスプリッタに干渉性
の高いレーザ光を透過させた場合板厚が可干渉距離以上
ないと裏面反射により干渉縞が発生し、照度分布を悪く
することがある。第１２図で示したプリズム形のビーム
スプリッタではこの問題が発生しない。プリズム形ビー
ムスプリッタ３１３′に入射したレーザビーム１１はＢ
点で反射光１２と透過光１３に分かれる。反射光１２は
全反射ミラー３１４′で再度反射し右方向に直進する。

このビームは偶数回（２回）の反射のため入射ビーム１
１と同じ照度分布である。一方プリズム内部に進入した
透過光１とくＣ面で全反射しＤ点で再び空気中に出で右
方向に直進する。Ｄ点においては破線で示した反射光が
発生するが透過光とは逆方向に進み、干渉縞を発生しな
い。透過光１３は奇数回の反射（プリズム内で１回反射
）のため照度分布は入射ビーム１１の反対となる。

第１３図は本発明の一実施例であり、第１図中及び第３
図に示したビーム−採血光手段３１に用いられる実効的
振幅分布制御手段３１２を説明する図である。前述した
ごとくレーザ光源を出射したビームは第１３図Σ面上で
は第１５図（ａ）。

（ｃ）に示すような強度分布を有している。このビーム
は回折格子形フィルタ３１２１に入射する。

回折格子形フィルタは第１４図、第１６図に示すごとく
、入射ビームの領域内で細分された部分領域ＦＯ，Ｆｌ
、Ｆ２・・・Ｆ゛５を有している。それぞれの領域内で
は同一線幅（Ｗｏ、Ｗ工、Ｗ２．・・・Ｗ、）からなる
回折格子から成っている。次の表１はこの線幅の一例を
示したもので、回折格子のピッチＰを単位として表され
ている。

以下余白 表　　１ この回折格子形フィルタは透明な合成石英平面ガラスに
クロム膜を蒸着し、電子線用フォトレジストを塗布した
ものを、電子線描画装置で描画し、現像、エツチング処
理等を施すことにより作製される。クロム膜パターンに
より形成された回折格子形フィルタではパターン幅Ｗが
広くなるほど透過率は低くなるとともに、±１次や高次
に回折する成分が多くなり、直進する０次光酸分がその
分、更に少くなる。第１３図に示すように、透過光の一
部分を選択する手段３１２２により回折光成分は選択的
に遮光され、Ｏ次透過光成分のみが照明光として以後用
いられる。このようにすると第１３図の実効的振幅分布
制御手段３１２を通過した光はΣ′西面上第１５図（ｂ
）、（ｄ）に示すように強度分布を一様な線形分布にす
ることが可能となり、前述したごとく、被照射物を一様
にほぼ一定の強度で照明することが可能となる。

上記実施例では回折格子形フィルタとしてクロム膜を用
いる振幅変調形を用いたが、上記のフィルタ製作時にク
ロム膜を蒸着しない石英ガラスを用い、現像して得られ
たレジストパターンをマスクガラス面をエツチングして
凹凸形状を形成し、位相変調形フィルタとしても良い、
また上記実施例では一次元的回折格子パターンを用いて
いるが。

二次元的回折格子を用いても同様な効果が得られる。こ
の場合パターンは若干複雑になるが、透過率の微妙な変
化を与えることが容易となる。

第１７図は本発明の一実施例であり、第１３図と同一番
号は同一物を表わす。本実施例では一次元的回折格子形
フィルタに代り、二次元的格子を用いている。格子上の
パターンは第１７図に示すように円形のＣｒパターンで
も良いし、矩形のパターンでも良い。フィルタの場所に
より、パターンの寸法を次の表２に示すように変え、こ
こを通過したレーザビームの分布が第１３〜１５図で説
明した方法により線形な分布となる様にしている。

表　　２ 第１８図は本発明による一様露光手段を従来のフライア
イレンズを用いた露光装置に適用した例を示す。光源１
を出射した照明光は一様露光手段３１により一様化され
、焦光レンズ３２′でフライアイレンズ３９位置に重ね
合せる。フライアイレンズ３９によって集光された二次
光源像はレンズ３７によりレチクル２を一様に照明し、
縮小レンズ５の瞳面に結像し、縮小レンズ５を通過して
被露光媒体であるウェハ４上の感光剤に露光物体の像を
結像する。本実施例の適用によりレチクル２は照度分布
が一様で、指向性の偏りのない照明をすることが可能と
なる。第１９図はフライアイレンズに入射する照明光の
照度分布が一様でない場合の例を示したもので、実線方
向の照度と破線方向の照度が異なり指向性に偏りが生ず
ることがわかる。

第２０図は本発明を顕微鏡に適用した例を示す。

光源１′に一様露光手段３１’　を付加することにより
実現できる。光源１′が干渉性の高いレーザ光に対して
特に有効である。

第２１図は本発明をパターン検出装置に適用した例を示
す。光源１′より発した照明光を一様露光手段３１′に
より一様化し、対物レンズ７１を介してウェハ４上の検
出パターンを照明する。検出パターンは対物レンズ７１
によって検出器７２上に結像し、検出信号７３を得る。

７４はＣＰＵで検出信号の処理、演算を行う。−採血光
手段３１′　を設けない場合は第２２図示す如く、ノイ
ズ成分が重畳した検出信号７５となり正確なパターン検
出が困難となる。

第２３図は本発明をレーザ加工機に適用した例である。

光源１′より発したレーザ光は一様露光手段３１′によ
り一様化し、揺動ミラー３４によりビームを試料４′上
で走査する。加工位置の選択は、揺動ミラー３４を固定
して、試料ステージ７６を移動して行ってもよい。レー
ザビームはレンズ７１により集光し、試料４′の加工（
例えば穴あけ加工）を行なう、第２４図、第２５図は、
本発明によるー・採血光手段３１′を適用した例と、し
ない例である。−採血光手段３１′を適用しない場合は
、第２５図に示すように照度むらにより穴の周辺がきれ
いに加工できない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、照明光路中に強度
分布をほぼ線形な分布にならしめる実効的振幅分布制御
手段を設け、当該実効的振幅分布制御手段の前又は後の
光路に光束分離手段を設け、当該光束分離手段で分離後
の複数の光束髪被照射物体上で重ね合せるようにしたの
で一様な照度分布が得られるようになった。また、上記
構成に加えて光束分離手段により分離後、上記被照射物
体に至るまでの光路長が各分離光束間で互に可干渉距離
以上となるようにしたので、干渉によるスペックルノイ
ズの低減と、照度分布の均一化が同時に図れるようにな
った。また、各分離ビームを上下又は、および左右が互
に逆転した状態で重ね合せるようにしたので一様な照度
分布が得られるようになった。また上記被照射物体に相
当する位置にロッドレンズ又はフライアイレンズを配置
し、当該ロッドレンズ又はフライアイレンズの透過光を
コンデンサレンズにより被照射物体に導くことにより、
指向性の偏りのない照明ができるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例でエキシマ露光装置の露光照
明系を示す図、第２図は縮小レンズ隨面内におけるレー
ザスポットの走査状況を示す図。 第３図は本発明の一様露光手段の詳細構成を示す図、第
４図〜第８図は光路中における照度分布を示す図、第９
図は一様露光手段の他の実施例を示す詳細構成図、第１
０図及び第１１図は第９図の光路中の照度分布を示す図
、第１２図はプリズム形の光束分離手段を示す図、第１
３図は本発明による実効的振幅分布変化手段の構成を説
明するための図、第１４図は第１３図に示す回折格子形
フィルタの概略を拡大して示した図、第１５図は第１３
図に示す実効的振幅分布制御手段前後のビームの強度分
布を示した図、第１６図は第１３図に示す一次元的回折
格子形フィルタを拡大して示した図、第１７図は第１３
図に示す二次元的回折格子形フィルタを拡大して示した
図、第１８図は本発明に係る一様露光手段をフライアイ
レンズを用いた露光装置に適用した例を示す図、第１９
図は第１８図に示す装置においてフライアイレンズに入
射する照明光の照度分布が一様でない場合の例を示した
図、第２０図は本発明に係る一様露光手段を顕微鏡に適
用した例を示す図、第２１図は本発明に係る、一様露光
手段をパターン検出装置に適用した例を示す図、第２２
図は第２１図において一様露光手段を備けない場合に検
出されるノイズ成分が重畳した検出信号波形を示す図、
第２３図は本発明に係る一様露光手段をレーザ加工機に
適用した例を示す図、第２４図は第２３図に示す装置に
よって穴あけ加工をした場合の穴形状を示す図、第２５
図は第２３図に示す装置において一様露光手段を儲けな
い場合の穴あけ加工した穴形状を示す図である。 １・・・エキシマレーザ、１１・・・レーザビーム、２
・・・レチクル、３・・・露光照明装置、３１・・・一
様露光手段、３２，３３，３５．３７・・・レンズ、３
４・・・揺動ミラー、３６・・・開口絞り、３８・・・
レーザスポット像、４・・・ウェハ、５・・・縮小レン
ズ、５１・・・縮小レンズ瞳、６・・・制御回路、３１
１・・・ビーム選択手段、３１２・・・実効的振幅分布
変化手段、３１３．３１６・・・ハーフミラ−１３１４
，３１５゜３１７．３１８・・・全反射ミラー　１２・
・・反射光、１３・・・透過光、３１３′・・・プリズ
ム形ビームスプリッタ、３１２１・・・回折格子形フィ
ルタ、３１２２・・・ビーム選択手段、３９・・・ロッ
ドレンズ、７１・・・対物レンズ、７２・・・検出器、
７３．７５検出信号、７４・・・ＣＰＵ、７６・・・試
料ステージ。 第 子 躬 拓 崩４０ 閑５区 果６団 躬７区 第 ＩＩＤ 躬 ／乙 固 躬 ／ど 躬 躬 ／７ 肥 躬 ｊ 区 第 ２３固

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、指向性の高い光源より出射した光束の強度分布をほ
   ぼ線形な分布に変換すると共にこの光束を複数の光束に
   分離し、これら分離された光束を干渉しないように被照
   射物体上の所望の領域で重ね合わせて一様な照度分布で
   照明することを特徴とする照明方法。 ２、指向性の高い光源と、該光源より出射した光束につ
   いて所望の領域をほぼ線形な強度分布に変換する実効的
   振幅分布制御手段と、上記光束について複数の光束に分
   離する光束分離手段と、上記実効的振幅分布制御手段及
   び光束分離手段によってほぼ線形な強度分布に変換され
   、分離された複数の光束を被照射物体上で重ね合わせる
   重畳手段とを備え、被照射物体上の所望の領域において
   一様な照度分布を得るように構成したことを特徴とする
   照明装置。 ３、上記光束分離手段によって分離される各光束につい
   ての被照射物体に至る光路長が可干渉距離以上の差を有
   するように形成したことを特徴とする請求項２記載の照
   明装置。 ４、上記実効的振幅分布制御手段は、透過又は反射媒体
   上に形成され、場所により寸法の異なる微細パターンと
   、上記媒体を透過又は反射した光の一部分を選択する手
   段とを有することを特徴とする請求項２記載の照明装置
   。 ５、上記微細パターンは、一定ピッチで配列した一方向
   を向いた線状パターンで形成したことを特徴とする請求
   項４記載の照明装置。 ６、上記微細パターンは、一定ピッチで配列した二次元
   的に配列した定形パターンで形成したことを特徴とする
   請求項４記載の照明装置。 ７、指向性の高い光源と、該光源より出射した光束につ
   いて複数の光束に分離する光束分離手段と、該光束分離
   手段によって分離された複数の光束について、各光束の
   光路長が互いに可干渉距離以上に形成すると共に互いに
   回転させた状態で被照射物体上で重ね合わせる重畳手段
   とを備えたことを特徴とする照明装置。 ８、指向性の高い光源と、該光源より出射した光束につ
   いて所望の領域をほぼ線形な強度分布に変換する実効的
   振幅分布制御手段と、上記光束について複数の光束に分
   離する光束分離手段と、上記実効的振幅分布制御手段及
   び光束分離手段によってほぼ線形な強度分布に変換され
   、分離された複数の光束を一定面上で重ね合わせる重畳
   手段と、上記一定面を入射側の光源面とするロッドレン
   ズ又はフライアイレンズと、該ロッドレンズ又はフライ
   アイレンズの透過光を被照射物体上に導くコンデンサレ
   ンズとを備えたことを特徴とする照明装置。 ９、指向性の高い光源と、該光源より出射した光束につ
   いて複数の光束に分離する光束分離手段と、該光束分離
   手段によって分離された複数の光束について、各光束の
   光路長が互いに可干渉距離以上に形成すると共に互いに
   回転させた状態で一定面上で重ね合わせる重畳手段と、
   上記一定面を入射側の光源面とするロッドレンズ又はフ
   ライアイレンズと、該ロッドレンズ又はフライアイレン
   ズの透過光を被照射物体上に導くコンデンサレンズとを
   備えたことを特徴とする照明装置。 １０、指向性の高い光源より出射した光束の強度分布を
   ほぼ線形な分布に変換すると共にこの光束を複数の光束
   に分離し、これら分離された光束を干渉しないようにレ
   チクル上の所望の領域で重ね合わせて一様な照度分布で
   照明し、該レチクル上の回路パターンを投影レンズによ
   り基板上に縮小投影することを特徴とする投影式露光方
   法。 １１、上記光束が紫外レーザ光であることを特徴とする
   請求項１０記載の投影式露光方法。 １２、指向性の高い光源と、該光源より出射した光束に
   ついて所望の領域をほぼ線形な強度分布に変換する実効
   的振幅分布制御手段と、上記光束について複数の光束に
   分離する光束分離手段と、上記実効的振幅分布制御手段
   及び光束分離手段にょってほぼ線形な強度分布に変換さ
   れ、分離された複数の光束をレチクル上で重ね合わせる
   重畳手段とを備え、レチクル上の所望の領域において一
   様な照度分布を得るように構成した照明装置を設け、該
   照明装置により照明されたレチクル上の回路パターンを
   基板上に縮小投影する投影レンズを設けたことを特徴と
   する投影式露光装置。 １３、上記光源がエキシマレーザ光源で形成したことを
   特徴とする請求項１２記載の投影式露光装置。 １４、上記投影レンズを石英レンズで形成したことを特
   徴とする請求項１２記載の投影式露光装置。 １５、指向性の高い光源と、該光源より出射した光束に
   ついて複数の光束に分離する光束分離手段と、該光束分
   離手段によって分離された複数の光束について、各光束
   の光路長が互いに可干渉距離以上に形成すると共に互い
   に回転させた状態でレチクル上で重ね合わせる重畳手段
   とを備えた照明装置を設け、該照明装置により照明され
   たレチクル上の回路パターンを基板上に縮小投影する投
   影レンズを設けたことを特徴とする投影式露光装置。 １６、上記光源がエキシマレーザ光源で形成したことを
   特徴とする請求項１５記載の投影式露光装置。 １７、上記投影レンズを石英レンズで形成したことを特
   徴とする請求項１５記載の投影式露光装置。 １８、指向性の高い光源と、該光源より出射した光束に
   ついて所望の領域をほぼ線形な強度分布に変換する実効
   的振幅分布制御手段と、上記光束について複数の光束に
   分離する光束分離手段と、上記実効的振幅分布制御手段
   及び光束分離手段によってほぼ線形な強度分布に変換さ
   れ、分離された複数の光束を一定面上で重ね合わせる重
   畳手段と、上記一定面を入射側の光源面とするロッドレ
   ンズ又はフライアイレンズと、該ロッドレンズ又はフラ
   イアイレンズの透過光をレチクル上に導くコンデンサレ
   ンズとを備えた照明装置を設け、該照明装置により照明
   されたレチクル上の回路パターンを基板上に縮小投影す
   る投影レンズを設けたことを特徴とする投影式露光装置
   。 １９、上記光源がエキシマレーザ光源で形成したことを
   特徴とする請求項１８記載の投影式露光装置。 ２０、上記投影レンズを石英レンズで形成したことを特
   徴とする請求項１８記載の投影式露光装置。 ２１、指向性の高い光源と、該光源より出射した光束に
   ついて複数の光束に分離する光束分離手段と、該光束分
   離手段によって分離された複数の光束について、各光束
   の光路長が互いに可干渉距離以上に形成すると共に互い
   に回転させた状態で一定面上で重ね合わせる重畳手段と
   、上記一定面を入射側の光源面とするロッドレンズ又は
   フライアイレンズと、該ロッドレンズ又はフライアイレ
   ンズの透過光をレチクル上に導くコンデンサレンズとを
   備えた照明装置を設け、該照明装置により照明されたレ
   チクル上の回路パターンを基板上に縮小投影する投影レ
   ンズを設けたことを特徴とする投影式露光装置。 ２２、上記光源がエキシマレーザ光源で形成したことを
   特徴とする請求項２１記載の投影式露光装置。 ２３、上記投影レンズを石英レンズで形成したことを特
   徴とする請求項２１記載の投影式露光装置。