JPH06194595A - 投影装置用照明光学系 - Google Patents
投影装置用照明光学系Info
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- JPH06194595A JPH06194595A JP4346084A JP34608492A JPH06194595A JP H06194595 A JPH06194595 A JP H06194595A JP 4346084 A JP4346084 A JP 4346084A JP 34608492 A JP34608492 A JP 34608492A JP H06194595 A JPH06194595 A JP H06194595A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ケーラー照明を厳密に維持することが可能であ
りながら、非球面レンズの口径が小さく、製造も容易で
優れた性能を有する照明光学系を提供する。 【構成】多数光源像形成手段による多数の光源像を再結
像して２次光源像を形成する光源像リレー光学系と、前
記光源像リレー光学系による２次光源像からの照明光を
被照明物体に導くと共に投影対物レンズの瞳位置に前記
２次光源像の像を再結像することによって被照明物体面
を均一照明するためのコンデンサー光学系とを設け、前
記光源像リレー光学系を構成するレンズの少なくとも１
つのレンズ面に、該光源像リレー光学系による２次光源
像に球面収差を発生させる非球面を設けた。光源像リレ
ー光学系の非球面は、該光源像リレー光学系による２次
光源像に正の球面収差を発生させる作用を有することが
実用的である。
りながら、非球面レンズの口径が小さく、製造も容易で
優れた性能を有する照明光学系を提供する。 【構成】多数光源像形成手段による多数の光源像を再結
像して２次光源像を形成する光源像リレー光学系と、前
記光源像リレー光学系による２次光源像からの照明光を
被照明物体に導くと共に投影対物レンズの瞳位置に前記
２次光源像の像を再結像することによって被照明物体面
を均一照明するためのコンデンサー光学系とを設け、前
記光源像リレー光学系を構成するレンズの少なくとも１
つのレンズ面に、該光源像リレー光学系による２次光源
像に球面収差を発生させる非球面を設けた。光源像リレ
ー光学系の非球面は、該光源像リレー光学系による２次
光源像に正の球面収差を発生させる作用を有することが
実用的である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、投影対物レンズによっ
て所定の物体像を投影するための投影装置に適した照明
光学系に関する。
て所定の物体像を投影するための投影装置に適した照明
光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の光学系としては、映写機
やプロジェクター用のものが種々提案されており、特に
均一性の高い照明を必要とするものとして、超ＬＳＩの
製造に用いられる投影型露光装置用の照明光学系があ
る。これらの照明光学系としては投影対物レンズの瞳位
置に光源像を形成する所謂ケーラー照明を構成すること
により、被照明物体としてのフィルム、液晶バルブやレ
チクル等が均一に照明されることとなる。このようなケ
ーラー照明において、照明の明るさと均一性を厳密に達
成するために収差補正のための非球面を用いた構成が、
例えば特公昭３７−１０２９１号公報に開示されてい
る。この構成は被照明物体としてのスライドを映写する
ための照明光学系であり、図５に示す如く、コンデンサ
ーレンズに非球面を用いることによって、対物レンズ７
の入射瞳１０にフィラメントの像を形成する時の球面収
差を補正する共に、フィラメントの端から出て照明光学
系を斜めに通過する光線についてのコマ収差と非点収差
が補正される。
やプロジェクター用のものが種々提案されており、特に
均一性の高い照明を必要とするものとして、超ＬＳＩの
製造に用いられる投影型露光装置用の照明光学系があ
る。これらの照明光学系としては投影対物レンズの瞳位
置に光源像を形成する所謂ケーラー照明を構成すること
により、被照明物体としてのフィルム、液晶バルブやレ
チクル等が均一に照明されることとなる。このようなケ
ーラー照明において、照明の明るさと均一性を厳密に達
成するために収差補正のための非球面を用いた構成が、
例えば特公昭３７−１０２９１号公報に開示されてい
る。この構成は被照明物体としてのスライドを映写する
ための照明光学系であり、図５に示す如く、コンデンサ
ーレンズに非球面を用いることによって、対物レンズ７
の入射瞳１０にフィラメントの像を形成する時の球面収
差を補正する共に、フィラメントの端から出て照明光学
系を斜めに通過する光線についてのコマ収差と非点収差
が補正される。
【０００３】また、同様に非球面を用いた照明光学系と
して、特開昭６２−２６６５１３号公報に開示された投
影露光装置用のものが知られている。この構成において
は、被照明物体としてのレチクルの照明光の主光線と投
影対物レンズの主光線との角度を一致させるための非球
面として解説されてはいるものの、この非球面の作用
は、光源像を投影対物レンズの瞳に形成する場合の球面
収差を補正することと全く等価である。従って、この照
明光学系は、瞳に光源像を形成する場合の収差を良好に
補正するために非球面を用いたという点において、基本
的には上記特開昭３７−１０２９１号公報におけるケー
ラー照明と実質的に同一であった。
して、特開昭６２−２６６５１３号公報に開示された投
影露光装置用のものが知られている。この構成において
は、被照明物体としてのレチクルの照明光の主光線と投
影対物レンズの主光線との角度を一致させるための非球
面として解説されてはいるものの、この非球面の作用
は、光源像を投影対物レンズの瞳に形成する場合の球面
収差を補正することと全く等価である。従って、この照
明光学系は、瞳に光源像を形成する場合の収差を良好に
補正するために非球面を用いたという点において、基本
的には上記特開昭３７−１０２９１号公報におけるケー
ラー照明と実質的に同一であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の照明
光学系においては、確かに非球面を用いることによって
光源像が大きい場合にもケーラー照明を厳密に維持する
ことが可能であったが、非球面を有するレンズの口径が
大きくなるという問題があった。すなわち、図５に示し
た如く、被照明物体としてのスライドやレチクルの大き
さ以上の口径のレンズに非球面を設けることが必要であ
り、特に上記特開昭６２−２６６５１３号公報に開示さ
れた投影露光装置用の照明光学系では、被照明物体（レ
チクル）の近傍に非球面レンズを配置するため、非球面
レンズにかなり大きな口径が必要となっていた。非球面
レンズの口径が大きい場合には研削に多大な時間が必要
となるなどその製造上の困難が大きく、量産には不向き
であった。また、面精度の達成やその測定においても過
大な負荷がさけられず、製造面での問題は少なくなかっ
た。
光学系においては、確かに非球面を用いることによって
光源像が大きい場合にもケーラー照明を厳密に維持する
ことが可能であったが、非球面を有するレンズの口径が
大きくなるという問題があった。すなわち、図５に示し
た如く、被照明物体としてのスライドやレチクルの大き
さ以上の口径のレンズに非球面を設けることが必要であ
り、特に上記特開昭６２−２６６５１３号公報に開示さ
れた投影露光装置用の照明光学系では、被照明物体（レ
チクル）の近傍に非球面レンズを配置するため、非球面
レンズにかなり大きな口径が必要となっていた。非球面
レンズの口径が大きい場合には研削に多大な時間が必要
となるなどその製造上の困難が大きく、量産には不向き
であった。また、面精度の達成やその測定においても過
大な負荷がさけられず、製造面での問題は少なくなかっ
た。
【０００５】そこで本発明の目的は、ケーラー照明を厳
密に維持することが可能でありながら、非球面レンズの
口径が小さく、製造も容易で優れた性能を有する照明光
学系を提供することにある。
密に維持することが可能でありながら、非球面レンズの
口径が小さく、製造も容易で優れた性能を有する照明光
学系を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の照明光学系は、
光束を供給する光源手段と、該光源手段から供給される
光束を受けて多数の光源像を形成する多数光源像形成手
段と、該多数光源像形成手段による多数の光源像を再結
像して２次光源像を形成する光源像リレー光学系と、前
記光源像リレー光学系による２次光源像からの照明光を
被照明物体に導くと共に投影対物レンズの瞳位置に前記
２次光源像の像を再結像することによって被照明物体面
を均一照明するためのコンデンサー光学系とを有し、前
記光源像リレー光学系を構成するレンズの少なくとも１
つのレンズ面に、該光源像リレー光学系による２次光源
像に球面収差を発生させる非球面を設けたものである。
光束を供給する光源手段と、該光源手段から供給される
光束を受けて多数の光源像を形成する多数光源像形成手
段と、該多数光源像形成手段による多数の光源像を再結
像して２次光源像を形成する光源像リレー光学系と、前
記光源像リレー光学系による２次光源像からの照明光を
被照明物体に導くと共に投影対物レンズの瞳位置に前記
２次光源像の像を再結像することによって被照明物体面
を均一照明するためのコンデンサー光学系とを有し、前
記光源像リレー光学系を構成するレンズの少なくとも１
つのレンズ面に、該光源像リレー光学系による２次光源
像に球面収差を発生させる非球面を設けたものである。
【０００７】このような本発明の基本構成において、光
源像リレー光学系の非球面は、該光源像リレー光学系に
よる２次光源像に正の球面収差を発生させる作用を有す
ることが実用的である。
源像リレー光学系の非球面は、該光源像リレー光学系に
よる２次光源像に正の球面収差を発生させる作用を有す
ることが実用的である。
【０００８】
【作用】このように、本発明においては照明光学系内部
に２次光源像を形成し、その際、この２次光源像を形成
するためのリレー光学系の少なくとも１つのレンズ面を
非球面とすることにより２次光源像に球面収差を発生さ
せるものである。そして、２次光源像において球面収差
が既に発生していることにより、コンデンサー光学系に
より投影対物レンズの瞳位置に形成される光源像（３次
光源像）についての瞳の球面収差が相殺されるのであ
る。このように、２次光源像に前記３次光源像について
の瞳の球面収差を相殺すべくあらかじめ球面収差を発生
させるようにリレー光学系に非球面を配置するため、従
来のようにコンデンサー光学系において球面収差を補正
する必要がなくなり、従来３〜４枚のレンズで構成され
ていたコンデンサー光学系を１〜２枚という極めて簡素
な構成とすることができる。このため、投影像に悪影響
を及ぼすレンズ面での反射光も大幅に減少させることが
でき、反射光に起因する照度ムラの補正にも寄与すると
ころ大である。また、リレー光学系中の非球面レンズの
口径は光源像よりやや大きければ十分であるため、小さ
な口径となり、被照明物体としてのスライドやレチクル
よりも小さい口径に構成することが可能である。
に２次光源像を形成し、その際、この２次光源像を形成
するためのリレー光学系の少なくとも１つのレンズ面を
非球面とすることにより２次光源像に球面収差を発生さ
せるものである。そして、２次光源像において球面収差
が既に発生していることにより、コンデンサー光学系に
より投影対物レンズの瞳位置に形成される光源像（３次
光源像）についての瞳の球面収差が相殺されるのであ
る。このように、２次光源像に前記３次光源像について
の瞳の球面収差を相殺すべくあらかじめ球面収差を発生
させるようにリレー光学系に非球面を配置するため、従
来のようにコンデンサー光学系において球面収差を補正
する必要がなくなり、従来３〜４枚のレンズで構成され
ていたコンデンサー光学系を１〜２枚という極めて簡素
な構成とすることができる。このため、投影像に悪影響
を及ぼすレンズ面での反射光も大幅に減少させることが
でき、反射光に起因する照度ムラの補正にも寄与すると
ころ大である。また、リレー光学系中の非球面レンズの
口径は光源像よりやや大きければ十分であるため、小さ
な口径となり、被照明物体としてのスライドやレチクル
よりも小さい口径に構成することが可能である。
【０００９】そして、上述の如き従来の照明光学系にお
いては、対物レンズの瞳位置に光源像を良好に結像する
ためにコンデンサー光学系に非球面を導入していたのに
対し、本発明による照明光学系においては光源像リレー
光学系により一旦２次光源像を形成することとし、この
２次光源像を形成する光源像リレー光学系中に非球面を
設けることによって、２次の光源像自体に球面収差を発
生させておくものである。従って、本発明の照明光学系
は、上述した如き従来の照明光学系とは、照明光学系に
おける非球面の作用において、全く異なる作用を有して
いる。
いては、対物レンズの瞳位置に光源像を良好に結像する
ためにコンデンサー光学系に非球面を導入していたのに
対し、本発明による照明光学系においては光源像リレー
光学系により一旦２次光源像を形成することとし、この
２次光源像を形成する光源像リレー光学系中に非球面を
設けることによって、２次の光源像自体に球面収差を発
生させておくものである。従って、本発明の照明光学系
は、上述した如き従来の照明光学系とは、照明光学系に
おける非球面の作用において、全く異なる作用を有して
いる。
【００１０】
【実施例】以下に、本発明を超ＬＳＩ等の半導体素子の
製造に用いられる投影型露光装置用の照明光学系に用い
た実施例について詳細に説明する。図１は、レチクルＲ
上のパターンを所定の倍率でウエハＷ上に投影するため
の投影露光装置の光学系構成を示すの概略光路図であ
る。楕円鏡２２の第１焦点の位置に配された超高圧水銀
灯２１から発光される照明光束は、楕円鏡２２によって
反射された後、楕円鏡２２の第２焦点位置２３に収斂し
た後、発散し、コリメータレンズ２４によって平行光束
に変換され、フライアイ・インテグレータ２５に入射す
る。このフライアイ・インテグレータ２５は、多数の正
レンズが束ねられたものであり、その射出側に正レンズ
の数に等しい数の光源像を形成して実質的な面光源を形
成し、本発明における多数光源像形成手段として機能し
ている。
製造に用いられる投影型露光装置用の照明光学系に用い
た実施例について詳細に説明する。図１は、レチクルＲ
上のパターンを所定の倍率でウエハＷ上に投影するため
の投影露光装置の光学系構成を示すの概略光路図であ
る。楕円鏡２２の第１焦点の位置に配された超高圧水銀
灯２１から発光される照明光束は、楕円鏡２２によって
反射された後、楕円鏡２２の第２焦点位置２３に収斂し
た後、発散し、コリメータレンズ２４によって平行光束
に変換され、フライアイ・インテグレータ２５に入射す
る。このフライアイ・インテグレータ２５は、多数の正
レンズが束ねられたものであり、その射出側に正レンズ
の数に等しい数の光源像を形成して実質的な面光源を形
成し、本発明における多数光源像形成手段として機能し
ている。
【００１１】フライアイ・インテグレータ２５により形
成された多数の光源像からの光束は、リレー光学系２７
により開口絞り２８の位置に再結像され、ここに多数光
源の２次像が形成される。コンデンサー光学系２９は開
口絞り２８上の２次光源像からの光束によりレチクルＲ
を照明すると共に、２次光源の像（３次光源像）を投影
対物レンズ３０の瞳位置３１上に投影する。ここでは、
投影画面全体にわたり、照明光の主光線が光軸と平行に
なるような所謂テレセントリックな照明状態が実現さ
れ、投影対物レンズ３０においては、レチクルＲ側とウ
エハＷ側との両側において主光線が光軸に平行になって
おり、両側でテレセントリックに構成されている。
成された多数の光源像からの光束は、リレー光学系２７
により開口絞り２８の位置に再結像され、ここに多数光
源の２次像が形成される。コンデンサー光学系２９は開
口絞り２８上の２次光源像からの光束によりレチクルＲ
を照明すると共に、２次光源の像（３次光源像）を投影
対物レンズ３０の瞳位置３１上に投影する。ここでは、
投影画面全体にわたり、照明光の主光線が光軸と平行に
なるような所謂テレセントリックな照明状態が実現さ
れ、投影対物レンズ３０においては、レチクルＲ側とウ
エハＷ側との両側において主光線が光軸に平行になって
おり、両側でテレセントリックに構成されている。
【００１２】ここで、フライアイ・インテグレータ２５
の入射面は、リレー光学系２７及びコンデンサー光学系
２９によって、被照明物体としてのレチクルＲと共役に
構成され、さらに投影対物レンズ３０を介してウェハＷ
とも共役に構成されている。また、フライアイ・インテ
グレータ２５の射出面には照明条件を決定するσ値（対
物レンズの瞳の開口径に対するその瞳面上での光源像の
口径の比）を設定するための絞り部材２６が配置されて
おり、この位置にフライアイ・インテグレータ２５によ
り多数の光源像からなる実質的な面光源が形成される。
の入射面は、リレー光学系２７及びコンデンサー光学系
２９によって、被照明物体としてのレチクルＲと共役に
構成され、さらに投影対物レンズ３０を介してウェハＷ
とも共役に構成されている。また、フライアイ・インテ
グレータ２５の射出面には照明条件を決定するσ値（対
物レンズの瞳の開口径に対するその瞳面上での光源像の
口径の比）を設定するための絞り部材２６が配置されて
おり、この位置にフライアイ・インテグレータ２５によ
り多数の光源像からなる実質的な面光源が形成される。
【００１３】このような構成において、リレー光学系２
７には少なくとも１つの非球面が設けられており、この
非球面の作用によりリレー光学系２７とコンデンサー光
学系２９との間の開口絞り位置２８に形成される多数の
２次光源像に正の球面収差を発生させている。これによ
り、投影光学系の像高の違いに対応する瞳の球面収差を
良好にバランスさせることが可能となり、投影対物レン
ズ３０の瞳面３１上に２次光源像の像（３次光源像）が
鮮明に形成され、ケーラー照明が良好に達成される。
７には少なくとも１つの非球面が設けられており、この
非球面の作用によりリレー光学系２７とコンデンサー光
学系２９との間の開口絞り位置２８に形成される多数の
２次光源像に正の球面収差を発生させている。これによ
り、投影光学系の像高の違いに対応する瞳の球面収差を
良好にバランスさせることが可能となり、投影対物レン
ズ３０の瞳面３１上に２次光源像の像（３次光源像）が
鮮明に形成され、ケーラー照明が良好に達成される。
【００１４】一般に多くの投影光学系においては、瞳の
共役関係における収差のために、その主光線が光軸と交
わる位置は各像高によって変化する。例えば、近軸領域
での瞳の光軸上での位置を原点とし、縦軸に像高、横軸
に光軸上での瞳の位置をとると図２（ａ）のように、大
きな負の球面収差を発生する。このため、前述した従来
の照明光学系では、コンデンサーレンズに非球面を用い
ることによって、この負の球面収差を補正する構成を採
用していたのである。この場合、被照明物体の直前に位
置するコンデンサー光学系に非球面を用いているため
に、非球面レンズの口径が大きくなって製造が難しなる
ことは前述したとおりである。
共役関係における収差のために、その主光線が光軸と交
わる位置は各像高によって変化する。例えば、近軸領域
での瞳の光軸上での位置を原点とし、縦軸に像高、横軸
に光軸上での瞳の位置をとると図２（ａ）のように、大
きな負の球面収差を発生する。このため、前述した従来
の照明光学系では、コンデンサーレンズに非球面を用い
ることによって、この負の球面収差を補正する構成を採
用していたのである。この場合、被照明物体の直前に位
置するコンデンサー光学系に非球面を用いているため
に、非球面レンズの口径が大きくなって製造が難しなる
ことは前述したとおりである。
【００１５】これに対して、本実施例では図３の部分拡
大光路図に示すごとく、光源像リレー光学系２７により
一旦２次光源像を形成した後にコンデンサー光学系２９
を介してレチクルＲを照明する構成とし、さらに、リレ
ー光学系２８中に少なくとも１つの非球面Ａを設けるこ
とにより、開口絞り２８の位置の２次光源像に、図２
（ｂ）の如く正の球面収差を発生させている。すなわ
ち、図３の光路図に示す如く、フライアイ・インテグレ
ータ２５の射出面に形成される多数光源像が、リレー光
学系２７によって再結像され、この時図中の光線に示し
たように球面収差を大きく正に発生させている。そし
て、この正の球面収差によりコンデンサー光学系２９と
投影対物レンズ３０における瞳の球面収差（負）が相殺
され、瞳３１上に２次光源の像（３次光源像）が正確に
形成される。これにより、ウエハＷ上の投影画面全体に
わたってテレセントリックな照明が実現できると共に、
球面収差を発生させるための非球面が、口径の大きなコ
ンデンサー光学系ではなく、より小さい口径のリレー光
学系に設けられるため非球面レンズの口径を小さくする
ことができる。しかも、同時にコンデンサー光学系の構
成が簡単になるため、フレアの原因となりやすいコンデ
ンサー光学系のレンズ面の数を減少でき、従来ウエハＷ
やレチクルＲとコンデンサーレンズとの間で生じていた
フレアー量の軽減も可能となる。
大光路図に示すごとく、光源像リレー光学系２７により
一旦２次光源像を形成した後にコンデンサー光学系２９
を介してレチクルＲを照明する構成とし、さらに、リレ
ー光学系２８中に少なくとも１つの非球面Ａを設けるこ
とにより、開口絞り２８の位置の２次光源像に、図２
（ｂ）の如く正の球面収差を発生させている。すなわ
ち、図３の光路図に示す如く、フライアイ・インテグレ
ータ２５の射出面に形成される多数光源像が、リレー光
学系２７によって再結像され、この時図中の光線に示し
たように球面収差を大きく正に発生させている。そし
て、この正の球面収差によりコンデンサー光学系２９と
投影対物レンズ３０における瞳の球面収差（負）が相殺
され、瞳３１上に２次光源の像（３次光源像）が正確に
形成される。これにより、ウエハＷ上の投影画面全体に
わたってテレセントリックな照明が実現できると共に、
球面収差を発生させるための非球面が、口径の大きなコ
ンデンサー光学系ではなく、より小さい口径のリレー光
学系に設けられるため非球面レンズの口径を小さくする
ことができる。しかも、同時にコンデンサー光学系の構
成が簡単になるため、フレアの原因となりやすいコンデ
ンサー光学系のレンズ面の数を減少でき、従来ウエハＷ
やレチクルＲとコンデンサーレンズとの間で生じていた
フレアー量の軽減も可能となる。
【００１６】図４に本発明による照明光学系を、光源と
してエキシマレーザ等のレーザ−を光源とする半導体露
光装置の照明光学系に適用した第２実施例を示す。図４
において、前述した図１に示した各部材とほぼ同様の機
能を有する部材には同一の記号を付した。この第２実施
例の構成では、レーザ−光源４０からの平行光束がビー
ムエキスパンダー光学系４１を介してフライアイ・イン
テグレータ２５に入射し、その射出側に多数の光源像が
形成される。このレーザ−光源４０とビームエキスパン
ダー光学系４１とが図１に示した第１実施例の構成にお
ける超高圧水銀灯２１、楕円鏡２２及びコリメータレン
ズ２４に相当し、共にフライアイ・インテグレータ２５
へ平行光束を供給する光源手段として機能している。
してエキシマレーザ等のレーザ−を光源とする半導体露
光装置の照明光学系に適用した第２実施例を示す。図４
において、前述した図１に示した各部材とほぼ同様の機
能を有する部材には同一の記号を付した。この第２実施
例の構成では、レーザ−光源４０からの平行光束がビー
ムエキスパンダー光学系４１を介してフライアイ・イン
テグレータ２５に入射し、その射出側に多数の光源像が
形成される。このレーザ−光源４０とビームエキスパン
ダー光学系４１とが図１に示した第１実施例の構成にお
ける超高圧水銀灯２１、楕円鏡２２及びコリメータレン
ズ２４に相当し、共にフライアイ・インテグレータ２５
へ平行光束を供給する光源手段として機能している。
【００１７】また、この実施例においては、光源像リレ
ー光学系２７が、前群２７ａと後群２７ｂとの２群で構
成され、本発明による非球面Ａは後群２７ｂに設けられ
ている。そして、前群２７ａと後群２７ｂとの間には、
視野絞り３２が設けられており、この視野絞り３２がリ
レー光学系の後群２７ｂとコンデンサー光学系２９とに
よりレチクルＲ上に投影され、所謂レチクルブラインド
（フォーカスブラインド）を構成する。その他の光学系
の構成は図１に示したのと実質的に同一であるため、説
明の詳細は省略するが、この構成においても、ウエハＷ
上の投影画面全体にわたってテレセントリックな照明が
実現できると共に、球面収差を発生させるための非球面
レンズの口径を小さくすることが可能である。
ー光学系２７が、前群２７ａと後群２７ｂとの２群で構
成され、本発明による非球面Ａは後群２７ｂに設けられ
ている。そして、前群２７ａと後群２７ｂとの間には、
視野絞り３２が設けられており、この視野絞り３２がリ
レー光学系の後群２７ｂとコンデンサー光学系２９とに
よりレチクルＲ上に投影され、所謂レチクルブラインド
（フォーカスブラインド）を構成する。その他の光学系
の構成は図１に示したのと実質的に同一であるため、説
明の詳細は省略するが、この構成においても、ウエハＷ
上の投影画面全体にわたってテレセントリックな照明が
実現できると共に、球面収差を発生させるための非球面
レンズの口径を小さくすることが可能である。
【００１８】尚、図４に示した如きレーザ−光源を用い
る場合の照明系としては、例えば、本願と同一出願人に
よる特開昭５８−１４７７０８号公報（米国特許第４４
９７０１５号公報）、特開昭６３−６６５５３号公報
（米国特許第４９３９６３０号公報）や特開平１−２７
１７１８号公報等の構成を用いることも可能であり、多
数光源像形成手段として図示したフライアイ・インテグ
レータに限らず、内面反射面を有するロッドタイプのも
のを用いることも可能である。
る場合の照明系としては、例えば、本願と同一出願人に
よる特開昭５８−１４７７０８号公報（米国特許第４４
９７０１５号公報）、特開昭６３−６６５５３号公報
（米国特許第４９３９６３０号公報）や特開平１−２７
１７１８号公報等の構成を用いることも可能であり、多
数光源像形成手段として図示したフライアイ・インテグ
レータに限らず、内面反射面を有するロッドタイプのも
のを用いることも可能である。
【００１９】ところで、上記の実施例では光源像リレー
光学系の１つのレンズ面を非球面とした場合を示した
が、２つ以上のレンズ面を非球面とすれば更に本発明の
目的を良好に達成することができることは言うまでもな
い。また、本発明は上記実施例のような半導体製造のた
めのリソグラフィ用露光装置として、ＩＣパターンをレ
チクル（マスク）からウエハへ転写するための投影装置
に限らず、一般のスライドプロジェクターや液晶プロジ
ェクターとしても有効である。
光学系の１つのレンズ面を非球面とした場合を示した
が、２つ以上のレンズ面を非球面とすれば更に本発明の
目的を良好に達成することができることは言うまでもな
い。また、本発明は上記実施例のような半導体製造のた
めのリソグラフィ用露光装置として、ＩＣパターンをレ
チクル（マスク）からウエハへ転写するための投影装置
に限らず、一般のスライドプロジェクターや液晶プロジ
ェクターとしても有効である。
【００２０】
【発明の効果】以上の様に本発明によれば、多数光源像
を２次光源像にリレーする光源像リレー光学系の少なく
とも１つのレンズ面を非球面として、２次光源像そのも
のに球面収差を発生させることにより、以降の光学系で
生ずる瞳の球面収差を補正することを可能としたため、
ケーラー照明を厳密に維持することが可能であり、投影
画面全体にわたり照度が均一で良好な像を得ることがで
きる。そして、非球面が形成されるリレー光学系の口径
は光源像と同程度かやや大きい程度の口径であればよい
ため、非球面レンズの口径が比較的小さく、製造も容易
で優れた性能を有する照明光学系が可能となる。
を２次光源像にリレーする光源像リレー光学系の少なく
とも１つのレンズ面を非球面として、２次光源像そのも
のに球面収差を発生させることにより、以降の光学系で
生ずる瞳の球面収差を補正することを可能としたため、
ケーラー照明を厳密に維持することが可能であり、投影
画面全体にわたり照度が均一で良好な像を得ることがで
きる。そして、非球面が形成されるリレー光学系の口径
は光源像と同程度かやや大きい程度の口径であればよい
ため、非球面レンズの口径が比較的小さく、製造も容易
で優れた性能を有する照明光学系が可能となる。
【図１】本発明を半導体製造用の露光装置へ適用した本
発明による第１実施例の照明光学系の概略構成を示す光
路図。
発明による第１実施例の照明光学系の概略構成を示す光
路図。
【図２】瞳の球面収差の様子を示す収差図。
【図３】光学系の球面収差の様子を説明する部分拡大光
路図。
路図。
【図４】本発明による第２実施例の照明光学系の概略構
成を示す光路図。
成を示す光路図。
【図５】従来の照明光学系の構成を示す概略光路図。
２１…超高圧水銀灯 ２２…楕円鏡 ２４…コリメーターレンズ ２５…フライアイ・インテグレータ ２７…リレー光学系 ２９…コンデンサー光学系 Ｒ…レチクル ３０…投影光学系 ３１…投影対物レンズの瞳（絞り） Ｗ…ウエハ Ａ…非球面
Claims (2)
- 【請求項１】光束を供給する光源手段と、該光源手段か
ら供給される光束を受けて多数の光源像を形成する多数
光源像形成手段と、該多数光源像形成手段による多数の
光源像を再結像して２次光源像を形成する光源像リレー
光学系と、前記光源像リレー光学系による２次光源像か
らの照明光を被照明物体に導くと共に投影対物レンズの
瞳位置に前記２次光源像の像を再結像することによって
被照明物体面を均一照明するためのコンデンサー光学系
とを有し、前記光源像リレー光学系を構成するレンズの
少なくとも１つのレンズ面に、該光源像リレー光学系に
よる２次光源像に球面収差を発生させる非球面を設けた
ことを特徴とする投影装置用照明光学系。 - 【請求項２】前記光源像リレー光学系の非球面は、該光
源像リレー光学系による２次光源像に正の球面収差を発
生させる作用を有することを特徴とする投影装置用照明
光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34608492A JP3269144B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 投影装置用照明光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34608492A JP3269144B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 投影装置用照明光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06194595A true JPH06194595A (ja) | 1994-07-15 |
| JP3269144B2 JP3269144B2 (ja) | 2002-03-25 |
Family
ID=18381033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34608492A Expired - Lifetime JP3269144B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 投影装置用照明光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3269144B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0933951A1 (en) * | 1998-01-28 | 1999-08-04 | NEC Corporation | Relay lens for image projector |
| JP2013221960A (ja) * | 2012-04-13 | 2013-10-28 | Nikon Corp | 顕微鏡の調整方法及び顕微鏡 |
-
1992
- 1992-12-25 JP JP34608492A patent/JP3269144B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0933951A1 (en) * | 1998-01-28 | 1999-08-04 | NEC Corporation | Relay lens for image projector |
| US6149276A (en) * | 1998-01-28 | 2000-11-21 | Nec Corporation | Image projector |
| JP2013221960A (ja) * | 2012-04-13 | 2013-10-28 | Nikon Corp | 顕微鏡の調整方法及び顕微鏡 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3269144B2 (ja) | 2002-03-25 |
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