JPH0360105B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔本発明の技術分野〕 本発明は、光学的映像装置に係り、更に具体的
に云えば、コリメートされた光ビームを任意の形
状及び開口数を有する自己発光源に変換させる光
学装置に係る。 〔従来技術〕 超小型電子素子に於ける回路密度が増すととも
に、より高い解像度のパターンをより速い処理速
度で生じ得る主々の高解像度リソグラフイ技術が
必要とされている。光学的リソグラフイに於て、
より短い波長を用いることにより解像度が改良さ
れ得ることは周知である。そのために、遠紫外線
スペクトル領域に於ける露光を必要とする方法及
び材料を開発する試みが成されている。それらの
従来技術に於て伝統的に用いられている光源は、
ジユーテリウム灯又はキセノン−水銀アーク灯の
いずれかであつた。その様な光源を用いた場合の
問題は、所望のスペクトル領域に於てそれから充
分なパワーが得られないことである。或る典型的
装置に於る或る典型的光源に於ては、使用に於て
集められ得る遠紫外線領域の全パワーが数十ミリ
ワツトの範囲であり、従つて遠紫外線領域に於て
敏感なレジストのための露光時間は典型的には数
分間である。 従来の投影装置においては、開口の寸法を変え
ることにより、照射の円錐角度が変えられ、従つ
て部分的コヒーレンス及びそれに伴う端部解像度
も変えられる様に、開口絞りが設けられている。
しかしながら、その開口絞りは又、該投影装置に
入る全光量を限定するので、より良い端部解像を
達成するためには、より長い露光時間が必要とさ
れる。 〔本発明の概要〕 従つて、本発明の目的は、コリメートされた光
を任意の形状及び開口数を有する自己発光源に変
換させる光学装置を提供することである。 本発明は、コリメーとされた光を所定の径路に
沿つて方向づけるための第１光学手段と；上記の
コリメートされた光を受取る様に上記所定の径路
に沿つて配置され、所定の開口数を有する複数の
点光源を形成するレンズ配列体を含む、第２光学
手段と；上記レンズ配列体に於ける異なる１つの
レンズから光を受取る様に配置された各光フアイ
バの入力端部、及び所定の形状を有する自己発光
源（self−luminous source）を発生する様に配
置された各光フアイバの出力端部を有している光
フアイバ配列体とを含む；コリメートされた光か
ら所定の形状及び開口数を有する光源を発生させ
るための装置を提供する。 〔本発明の実施例〕 第１図に示されている本発明の１実施例による
光源発生装置は、好ましくはエクシクマ・レーザ
である、レーザ１０の如き適当な源からの光を用
いている。エクシマ・レーザは、略コリメートさ
れた略矩形の出力ビーム１２を発生する。それか
ら、ビーム１２は、コリメートされた状態を維持
してビーム寸法を変えるレンズ１４及び１６より
成る円柱（即ち、アナモルフイツク）望遠鏡によ
り、その矩形の形状が変えられる。次に、該ビー
ムは、或る選択された開口数を有する複数の焦結
された点を形成する複眼レンズ（fly′s eye lens）
配列体２０に入射する。レンズ配列体２０の後に
は、該レンズ配列体２０からの焦結されたビーム
を受取る様に矩形の構造を有する入力端部２４を
有している光フアイバ配列体２２が配置されてい
る。光フアイバ配列体２２は、その出力端部２６
に於て、任意の所望の構造を有し得る。第５図に
示されている特定の実施例に於ては、光フアイバ
配列体２２が、従来のフオトリソグラフイ投影装
置の必要条件に適合する様な構造に形成されてお
り、光フアイバ配列体２２の出力端部２６が、該
投影装置への光入力に適合する様に、弧状に配列
されている。 第１図に於ける複眼レンズ配列体２０と光フア
イバ配列体２２との関係が、第２図に於てより詳
細に示されている。レンズ１４及び１６により修
正されたレーザ１０からの矩形の光ビームは、複
眼レンズ配列体２０の略全体に入射する。第３Ａ
図に示されているレンズ配列体２０は、円形のレ
ンズ素子の100％よりも低い実装密度によつて生
じる効率の損失を除くために、正方形の断面を有
するレンズの配列体２８より成る。第３Ｂ図に示
されている他のレンズ配列体２０′は、六角形の
断面を有するレンズの配列体２８′より成る。配
列体２０を構成するレンズ２８又は配列体２０′
を構成するレンズ２８′の開口数は、光フアイバ
配列体２２を構成する個々の光フアイバ３０のコ
ア３２（第４図）の全体に光が入射しない様に選
択される。第４図に示されている如く、その様な
入射は、光フアイバのクラツド３６上に入射する
ことにより光が損失されることがない様に、コア
３２を100％よりも少なく照射する。光フアイバ
３０の出力端部２６（第１図）に於ける発散（開
口数）は、該光フアイバにより、複眼レンズ配列
体２０に於けるレンズ２８の開口数と同一である
様に維持される。光フアイバ３０の長さに沿つて
生じる多重内部反射及び異なる光フアイバからの
光の分布間の重複によつて、光フアイバ配列体２
２の出力端部２６に於ける分布が自己発光源、即
ち各々良好に限定された開口数を生じる照射中心
の連続的集合体として働く。 上述の如き構造に形成された光フアイバ配列体
を用いることにより、それらの光フアイバは、そ
の出力端部に於て、例えば半円形、楕円形、放物
線状又は他の任意の形状の如き特定の要求に適合
する様に任意の所望の構造に再分布され得るので
著しい融通性が得られる。第５図に示されている
構造は、従来のフオトリソグラフイ投影装置のた
めの光源としてエクシマ・レーザを用いることを
可能にする。その結果、該投影装置に必要とされ
た露光時間よりも約２桁分速い露光時間が実現さ
れる。この変化は、その様な適用例に於ける処理
速度を著しく増加させ得る。 第６図に示されている他の実施例に於ては、複
数のインデツクス可能な位置に回転され得る様に
適当なフレーム部材４４により支持されている円
板４２上に、複数のレンズ配列体４０が装着され
ている。各レンズ配列体４０は、複眼レンズ配列
体２０と同様な構成の複眼レンズ配列体より成
る。しかしながら、レンズ配列体４０に於ける各
レンズの焦点距離は、適当に配置されることによ
り、選択されたレンズ配列体４０ａ乃至４０ｄ
（第７図）が光フアイバ配列体中に入射する選択
された開口数を生じる様に、レンズ配列体４０ａ
乃至４０ｄの各々に於けるレンズに於て異なつて
いる。フレーム部材４４は、光フアイバ配列体２
２の入力端部２４に関して横方向へ複数の位置に
選択可能に移動され得る。そのフレーム部材４４
の横方向位置は、フレーム部材４４を装置フレー
ム４８に関して選択的に位置づけるデイテント機
構４６によつて調節され、横方向位置の各々にデ
イテント・ノツチ４６ａ乃至４６ｄが設けられて
いる。選択されたレンズ配列体４０ａ乃至４０ｄ
の１つを動作位置に移動させるために、円板４２
をその放射状の位置の１つにロツクさせる様に、
デイテント・ノツチ４７ａ乃至４７ｄと協働し得
る、第２のデイテント機構４７が設けられてい
る。この機構により、投影装置に必要な開口数の
各々に対して、或る特定のレンズ配列体４０及び
デイテント位置が与えられる。その選択は、任意
の適当な機械的、電気的、又は電気機械的手段に
よつて行われ得る。 次に示す表は、或る特定の投影装置に於て用い
られるために適している一連のレンズ配列体を用
いた、１つの特定の実施例を示している。

【表】 投影装置のために或る特定の開口数が選択され
得るもう１つの実施例が第８図に示されている。
この実施例に於ては、複数のインデツクス可能な
位置に回転され得る様に適当なフレーム部材５４
により支持されている円板５２上に装着されてい
る複数のレンズ配列体５０（５０ａ乃至５０ｄ）
とともに、レンズ配列体２０が用いられている。
この実施例に於ては、複数のレンズ配列体５０の
１つと配列体２０との組合せによつて、所望の開
口数が得られる。フレーム部材５４を横方向に位
置づけるために、デイテント機構４６と同様なデ
イテント機構が設けられ得る。又、デイテント・
ノツチ５７ａ乃至５７ｄ（第９図）と協働し得る、
デイテント機構４７と同様なデイテント機構も設
けられ得る。 更にもう１つの実施例に於ては、複数のインデ
ツクス可能な位置に回転され得る様に適当なフレ
ーム部材により支持されている円板上に装着され
ている複数のレンズが、複眼レンズ配列体２０と
ともに用いられる。この実施例に於ける上記円板
上のレンズは各々、複眼レンズ配列体４０又は５
０でなく、１つの球面レンズより成つている。円
板上の各レンズは、適当に配置されることによ
り、選択されたレンズが複眼レンズ配列体２０と
ともに光フアイバ配列体に選択された開口数を生
じる様に、異なる焦点距離を有している。所望で
あれば、フレーム部材を横方向に位置づけるため
に、デイテント機構が設けられ得る。この実施例
に於ては、光フアイバの入力端部が、それらをレ
ンズ配列体２０の軸と整合させるために、調節可
能にされてもよい。 第６図、第７図、第８図及び第９図に示されて
いる各実施例は、投影装置に入射する光全体を実
質的に変えずに、選択的に変更可能な開口数を有
するリソグラフイ投影装置を達成する。従つて、
本発明の装置は、光量及び照射の円錐角度（開口
数）が相互に依存しない装置の利点を達成し、そ
の結果端部解像度と露光時間との間のバランスを
とる必要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１好実施例による光源発生装
置を示す概略図、第２図は第１図に於ける複眼レ
ンズ配列体及び光フアイバ配列体を一部断面図に
より更に詳細に示す図、第３Ａ図は第２図の線３
−３に於ける断面図、第３Ｂ図はレンズ配列体２
０の他の実施例の端部を示す図、第４図は第２図
の線４−４に於ける断面図、第５図は第１図の光
フアイバ配列体に於ける出力端部を示す図、第６
図は開口数を調節するために選択的に動作される
様に複数の複眼レンズ配列体が装着されている、
本発明の他の実施例を示す概略図、第７図は第６
図の回転円板を示す平面図、第８図は開口数を調
節するために選択的に動作される複数の複眼レン
ズ配列体と組合わせて、定置された複眼レンズ配
列体が用いられている、本発明のもう１つの実施
例を示す概略図、第９図は第８図の回転円板を示
す平面図である。 １０……レーザ、１２……ビーム、１４，１６
……レンズ、２０，２０′，４０ａ乃至４０ｄ，
５０ａ乃至５０ｄ……複眼レンズ配列体、２２…
…光フアイバ配列体、２４……光フアイバ（配列
体）の入力端部、２６……光フアイバ（配列体）
の出力端部、２８……正方形の断面を有するレン
ズの配列体、２８′……六角形の断面を有するレ
ンズの配列体、３０……光フアイバ、３２……光
フアイバのコア、３６……光フアイバのクラツ
ド、４０，５０……複数の複眼レンズ配列体、４
２，５２……円板、４４，５４……フレーム部
材、４６，４７……デイテント機構、４６ａ乃至
４６ｄ，４７ａ乃至４７ｄ，５７ａ乃至５７ｄ…
…デイテント・ノツチ、４８……装置フレーム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ コリメートされた光の断面積を拡大するため
   の第１光学手段と、 ２次元的に配列された複数のレンズから成るレ
   ンズ配列体を複数含む第２光学手段であつて、同
   一のレンズ配列体のレンズは同じ焦点距離を持つ
   が異なるレンズ配列体のレンズとは異なる焦点距
   離を持つ、第２光学手段と、 この第２光学手段の複数のレンズ配列体の１つ
   を上記光の所定の経路内に選択的に配置する配置
   手段と、 上記経路内に配置されたレンズ配列体中の各レ
   ンズからの光を受取るよう様に入力端部が配置さ
   れ、出力端部が所定の形状を有する様に配置され
   た複数の光フアイバから成る光フアイバ配列体と
   を含む、 コリメートされた光から所定の開口数及び形状
   を有する光源を発生させるための装置。