JPH0774085A - 投影露光装置の照明系 - Google Patents
投影露光装置の照明系Info
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- JPH0774085A JPH0774085A JP5289412A JP28941293A JPH0774085A JP H0774085 A JPH0774085 A JP H0774085A JP 5289412 A JP5289412 A JP 5289412A JP 28941293 A JP28941293 A JP 28941293A JP H0774085 A JPH0774085 A JP H0774085A
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- projection exposure
- light
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/0006—Arrays
- G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
- G02B3/0056—Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along two different directions in a plane, e.g. honeycomb arrangement of lenses
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
-
- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Projection-Type Copiers In General (AREA)
- Light Sources And Details Of Projection-Printing Devices (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】蠅目レンズを有する投影露光装置の照明系を提
供する。 【構成】光源と、光源から出てきた光を反射する反射鏡
と、照明を均一にするための蠅目レンズを備える。蠅目
レンズの単位レンズはその中心が同一でありその直径は
相違の多数の環状のパターン部６と、パターン部６と交
互に配置された食刻部７を備え、食刻部はパターン部６
と１８０度の位相差を有するように形成される。 【効果】これにより、はるかに数多くの単位レンズ５が
形成されているので一層均一な照明が得られ、蠅目レン
ズに入射される殆どの光が透過されるので高い光利用効
率が得られる。
供する。 【構成】光源と、光源から出てきた光を反射する反射鏡
と、照明を均一にするための蠅目レンズを備える。蠅目
レンズの単位レンズはその中心が同一でありその直径は
相違の多数の環状のパターン部６と、パターン部６と交
互に配置された食刻部７を備え、食刻部はパターン部６
と１８０度の位相差を有するように形成される。 【効果】これにより、はるかに数多くの単位レンズ５が
形成されているので一層均一な照明が得られ、蠅目レン
ズに入射される殆どの光が透過されるので高い光利用効
率が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体素子などの製造の
ための投影露光装置に係り、特に均一な照明を得るため
に使われる蠅目レンズを改善した投影露光装置の照明系
に関する。
ための投影露光装置に係り、特に均一な照明を得るため
に使われる蠅目レンズを改善した投影露光装置の照明系
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１には半導体などの製造のための従来
の投影露光装置の照明系が概略的に示されている。これ
は光源１の前方に置かれる反射鏡２と、光源の後方に順
次に置かれる蠅目レンズ３とコンデンサレンズ４を備え
る。ここで蠅目レンズ３は一般に照明系で均一な照明を
得るために使われるもので、直径が数ｍｍ程度である数
十個の小さいレンズが密集した形態に配列されたもので
ある。この投影露光装置の照明系においては光源１から
出てきた光が反射鏡２を経て平行性を高めた後に、蠅目
レンズ３に入射されるが、蠅目レンズに入射される前の
光は位置によりその強度の違いが激しいが、散乱系とし
て動作する蠅目レンズ３を経た結像面においては数十個
の蠅目レンズにより均一な照明をなす。
の投影露光装置の照明系が概略的に示されている。これ
は光源１の前方に置かれる反射鏡２と、光源の後方に順
次に置かれる蠅目レンズ３とコンデンサレンズ４を備え
る。ここで蠅目レンズ３は一般に照明系で均一な照明を
得るために使われるもので、直径が数ｍｍ程度である数
十個の小さいレンズが密集した形態に配列されたもので
ある。この投影露光装置の照明系においては光源１から
出てきた光が反射鏡２を経て平行性を高めた後に、蠅目
レンズ３に入射されるが、蠅目レンズに入射される前の
光は位置によりその強度の違いが激しいが、散乱系とし
て動作する蠅目レンズ３を経た結像面においては数十個
の蠅目レンズにより均一な照明をなす。
【０００３】一方、近年露光方式が発展して蠅目レンズ
の大きさが変わったり、露光に使われる領域が拡がる一
方で、レンズの数が極めて少なくなって均一な照明が得
られない問題点があった。特に、最近開発され使われて
いる位相シフトマスク技術や環状照明などにおいては高
分解能が得られる斜入射照明のために蠅目レンズを通過
した中央部の光を遮断して２５％ないし５０％の光のみ
使うので照度が低下するとともに、照明の均一度が劣化
する問題点があった。また、通常の蠅目レンズは５０〜
１００個程度の個別レンズより構成されているので、個
別レンズの大きさを縮めてレンズの数が増やせるが、個
別レンズの製造コスト高になって限界があり、特に小さ
いレンズの加工がしにくくて非実用的である。
の大きさが変わったり、露光に使われる領域が拡がる一
方で、レンズの数が極めて少なくなって均一な照明が得
られない問題点があった。特に、最近開発され使われて
いる位相シフトマスク技術や環状照明などにおいては高
分解能が得られる斜入射照明のために蠅目レンズを通過
した中央部の光を遮断して２５％ないし５０％の光のみ
使うので照度が低下するとともに、照明の均一度が劣化
する問題点があった。また、通常の蠅目レンズは５０〜
１００個程度の個別レンズより構成されているので、個
別レンズの大きさを縮めてレンズの数が増やせるが、個
別レンズの製造コスト高になって限界があり、特に小さ
いレンズの加工がしにくくて非実用的である。
【０００４】そして、既存の蠅目レンズの代わりに使え
るものとしては光の回折現象を用いたレンズであるゾー
ンプレート（zone plate) がある。これは図２に示した
通り、同心円をなす形態にパターンを形成して交代に光
が透過または遮断されるよう構成されるもので、個別レ
ンズの大きさを縮めて多数のレンズを形成して照明の均
一性が高められるが、レンズの半分で光が遮断されるの
で全体的な光透過効率は５０％以下となる。この問題点
によりこのゾーンプレートはその製造工程が単純にも関
わらず今まで適用されなかった。
るものとしては光の回折現象を用いたレンズであるゾー
ンプレート（zone plate) がある。これは図２に示した
通り、同心円をなす形態にパターンを形成して交代に光
が透過または遮断されるよう構成されるもので、個別レ
ンズの大きさを縮めて多数のレンズを形成して照明の均
一性が高められるが、レンズの半分で光が遮断されるの
で全体的な光透過効率は５０％以下となる。この問題点
によりこのゾーンプレートはその製造工程が単純にも関
わらず今まで適用されなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は個別レ
ンズの大きさを著しく小さくして多数の単位レンズを形
成することにより均一な照明が得られると共に、光透過
効率も高くする改善された蠅目レンズを備える投影露光
装置の照明系を提供することである。
ンズの大きさを著しく小さくして多数の単位レンズを形
成することにより均一な照明が得られると共に、光透過
効率も高くする改善された蠅目レンズを備える投影露光
装置の照明系を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに本発明による投影露光装置の照明系は、光源と、前
記光源から出てきた光を収めて照明を均一にするよう多
数の個別レンズが密集され形成された蠅目レンズを備え
た投影露光装置の照明系において、前記蠅目レンズの単
位レンズが、その中心が同一でありその直径は相違の多
数の環状のパターン部と、前記パターン部と交互に配置
された食刻部を備えて入射される光を直接または回折さ
せ透過するよう形成されることを特徴とする。本発明に
おいて前記食刻部は前記パターン部と１８０度の位相差
を有するよう形成されるのが望ましい。更に、各単位レ
ンズの外周形を四角あるいは六角に整形して集合密度が
高められるようにし、各単位レンズは、隅々まで透過部
あるいは回折部として、あたかも、大形レンズの中心部
のみを切り出したような形状にすることが望ましい。
めに本発明による投影露光装置の照明系は、光源と、前
記光源から出てきた光を収めて照明を均一にするよう多
数の個別レンズが密集され形成された蠅目レンズを備え
た投影露光装置の照明系において、前記蠅目レンズの単
位レンズが、その中心が同一でありその直径は相違の多
数の環状のパターン部と、前記パターン部と交互に配置
された食刻部を備えて入射される光を直接または回折さ
せ透過するよう形成されることを特徴とする。本発明に
おいて前記食刻部は前記パターン部と１８０度の位相差
を有するよう形成されるのが望ましい。更に、各単位レ
ンズの外周形を四角あるいは六角に整形して集合密度が
高められるようにし、各単位レンズは、隅々まで透過部
あるいは回折部として、あたかも、大形レンズの中心部
のみを切り出したような形状にすることが望ましい。
【０００７】
【作用】本発明による蠅目レンズは従来のものに比べて
多数個の単位レンズを有し、蠅目レンズに入射される殆
どの光が透過されるので、さらに均一な照明が得られる
と共に高い光利用効率が得られる。
多数個の単位レンズを有し、蠅目レンズに入射される殆
どの光が透過されるので、さらに均一な照明が得られる
と共に高い光利用効率が得られる。
【０００８】
【実施例】以下、添付した図面に基づき本発明による投
影露光装置の照明系の好適な一実施例を詳しく説明す
る。本発明による投影露光装置の照明系は従来と同様、
光源１と、前記光源１の前方に置かれて光源から出てき
た光を反射集束する反射鏡２と、光源１の後方の光進行
経路上に順次に置かれる蠅目レンズ３とコンデンサレン
ズ４を備える。
影露光装置の照明系の好適な一実施例を詳しく説明す
る。本発明による投影露光装置の照明系は従来と同様、
光源１と、前記光源１の前方に置かれて光源から出てき
た光を反射集束する反射鏡２と、光源１の後方の光進行
経路上に順次に置かれる蠅目レンズ３とコンデンサレン
ズ４を備える。
【０００９】蠅目レンズ３は本発明の特徴的な要素であ
って、多数の小型単位レンズが密集配列され構成され
る。蠅目レンズ３の単位レンズ５は図３に示した通り、
その中心が同一でありその直径が相違の多数の環状パタ
ーン部６と、このパターン部６と交互に配置される食刻
部７を備え、食刻部７はパターン部６と１８０度の透過
位相差を有するよう形成される。１８０度の位相差を有
するためには波長をλとし、屈折率をｎとする際、食刻
部７が食刻される深さはλ／２（ｎ−１）であることが
望ましい。こうすることにより、同一位相の光は透過さ
れ、異なる位相の光も単位レンズ５を通過する時その位
相を１８０度反転させることにより同様な効果が得られ
る。
って、多数の小型単位レンズが密集配列され構成され
る。蠅目レンズ３の単位レンズ５は図３に示した通り、
その中心が同一でありその直径が相違の多数の環状パタ
ーン部６と、このパターン部６と交互に配置される食刻
部７を備え、食刻部７はパターン部６と１８０度の透過
位相差を有するよう形成される。１８０度の位相差を有
するためには波長をλとし、屈折率をｎとする際、食刻
部７が食刻される深さはλ／２（ｎ−１）であることが
望ましい。こうすることにより、同一位相の光は透過さ
れ、異なる位相の光も単位レンズ５を通過する時その位
相を１８０度反転させることにより同様な効果が得られ
る。
【００１０】単位レンズ５は良く知られているフォトリ
ソグラフィにより製造され得る。かかる単位レンズを極
めて密集された形態に配列すれば、本発明による蠅目レ
ンズが形成される。即ち、フォトマスク製作用のパター
ン製造装置を用いて素材に中心円と同心よりなった環状
のパターンをフォトレジストを用いて形成した後、この
パターン部と１８０度の位相差を有する深さに食刻しフ
ォトレジストを取り除く。もちろん、他の製造法例えば
精密プレス法で作成してもよく、複数の単位レンズを一
体化して作成することが可能である。このように製造さ
れた単位レンズ５が図３に示されている。これは図２に
示した従来のゾーンプレートと同一なパターンで形成さ
れたが、従来のゾーンプレートで環状の光遮断部位が光
透過部位に変わるよう食刻部とパターン部とが１８０度
の位相差を有する深さに食刻されたという点において相
違である。更に、四隅の斜線部を単純透過部、中心部と
同様な同心円的透過部、同心円的回折部で構成すること
により、光利用率を向上できる。前述した方法で形成さ
れた単位レンズ５が密集された形態に配列されれば図５
に示したような形態となる。かかる本発明による蠅目レ
ンズを図４に示した従来の蠅目レンズと比較して見る
際、その単位レンズの直径が従来のものより１／４以上
縮まった形態に構成され、全体の単位レンズの数は１６
倍以上が増加したものであって、究極的な目標である照
明の均一度が４倍以上に改善される。例えば、従来の蠅
目レンズにおいては焦点距離が２０ｍｍ、全体直径が５
０ｍｍであり個別レンズの直径が５ｍｍの場合、配列さ
せうる個別レンズの数の限界は１００個までであった。
しかし、本発明による蠅目レンズでは焦点距離が２０ｍ
ｍ、波長が０．３６５μｍ、中心円の直径が８５μｍで
あり５０個の同心円を形成する場合、最外郭の円の直径
は１２０４μｍなので約１６００個の個別レンズを配列
させうる。即ち、本発明による蠅目レンズは同一な全体
大きさの従来の蠅目レンズに比べて１６倍程度多くの単
位レンズを形成できるので照明の均一性は４倍くらい向
上される。
ソグラフィにより製造され得る。かかる単位レンズを極
めて密集された形態に配列すれば、本発明による蠅目レ
ンズが形成される。即ち、フォトマスク製作用のパター
ン製造装置を用いて素材に中心円と同心よりなった環状
のパターンをフォトレジストを用いて形成した後、この
パターン部と１８０度の位相差を有する深さに食刻しフ
ォトレジストを取り除く。もちろん、他の製造法例えば
精密プレス法で作成してもよく、複数の単位レンズを一
体化して作成することが可能である。このように製造さ
れた単位レンズ５が図３に示されている。これは図２に
示した従来のゾーンプレートと同一なパターンで形成さ
れたが、従来のゾーンプレートで環状の光遮断部位が光
透過部位に変わるよう食刻部とパターン部とが１８０度
の位相差を有する深さに食刻されたという点において相
違である。更に、四隅の斜線部を単純透過部、中心部と
同様な同心円的透過部、同心円的回折部で構成すること
により、光利用率を向上できる。前述した方法で形成さ
れた単位レンズ５が密集された形態に配列されれば図５
に示したような形態となる。かかる本発明による蠅目レ
ンズを図４に示した従来の蠅目レンズと比較して見る
際、その単位レンズの直径が従来のものより１／４以上
縮まった形態に構成され、全体の単位レンズの数は１６
倍以上が増加したものであって、究極的な目標である照
明の均一度が４倍以上に改善される。例えば、従来の蠅
目レンズにおいては焦点距離が２０ｍｍ、全体直径が５
０ｍｍであり個別レンズの直径が５ｍｍの場合、配列さ
せうる個別レンズの数の限界は１００個までであった。
しかし、本発明による蠅目レンズでは焦点距離が２０ｍ
ｍ、波長が０．３６５μｍ、中心円の直径が８５μｍで
あり５０個の同心円を形成する場合、最外郭の円の直径
は１２０４μｍなので約１６００個の個別レンズを配列
させうる。即ち、本発明による蠅目レンズは同一な全体
大きさの従来の蠅目レンズに比べて１６倍程度多くの単
位レンズを形成できるので照明の均一性は４倍くらい向
上される。
【００１１】前述したとおり構成された本発明による投
影露光装置の照明系は光源１から出てきた光が反射鏡２
を経て蠅目レンズ３に入射される。蠅目レンズに入射さ
れる前の光は位置によりその強度の差が激しいが、蠅目
レンズ３を経た結像面では数十個の蠅目レンズにより均
一な照明をすることになる。即ち、蠅目レンズは第２次
光源となって所定のパターンの形成されたマスクなどを
照明するが、多数の個別レンズにより均一な照明をす
る。
影露光装置の照明系は光源１から出てきた光が反射鏡２
を経て蠅目レンズ３に入射される。蠅目レンズに入射さ
れる前の光は位置によりその強度の差が激しいが、蠅目
レンズ３を経た結像面では数十個の蠅目レンズにより均
一な照明をすることになる。即ち、蠅目レンズは第２次
光源となって所定のパターンの形成されたマスクなどを
照明するが、多数の個別レンズにより均一な照明をす
る。
【００１２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による蠅目レ
ンズには従来のものに比べてはるかに数多くの個別レン
ズが形成されているので、さらに均一な照明が得られ、
蠅目レンズに入射される殆どの光が透過されるので高い
光利用効率が得られる。
ンズには従来のものに比べてはるかに数多くの個別レン
ズが形成されているので、さらに均一な照明が得られ、
蠅目レンズに入射される殆どの光が透過されるので高い
光利用効率が得られる。
【図１】投影露光装置の照明系を概略的に示した図面で
ある。
ある。
【図２】Ａは従来の光の回折を用いたゾーンプレートの
個別レンズを示した正面図である。Ｂは従来の光の回折
を用いたゾーンプレートの個別レンズを示した断面図で
ある。
個別レンズを示した正面図である。Ｂは従来の光の回折
を用いたゾーンプレートの個別レンズを示した断面図で
ある。
【図３】Ａは本発明による改善された蠅目レンズの個別
レンズを示した正面図である。Ｂは本発明による改善さ
れた蠅目レンズの個別レンズを示した断面図である。
レンズを示した正面図である。Ｂは本発明による改善さ
れた蠅目レンズの個別レンズを示した断面図である。
【図４】従来の蠅目レンズを示す図である。
【図５】本発明による改善された蠅目レンズを示す図で
ある。
ある。
１ 光源 ２ 反射鏡 ３ 蠅目レンズ ５ 単位レンズ ６ パターン部 ７ 食刻部
Claims (3)
- 【請求項１】 光源と、前記光源から出てきた光を収め
て照明を均一にするよう多数の個別レンズが密集され形
成された蠅目レンズを備えた投影露光装置の照明系にお
いて、 前記蠅目レンズの個別レンズが、その中心が同一であり
その直径は相違の多数の環状のパターン部と、前記パタ
ーン部と交互に配置された食刻部を備えて入射される光
を直接または回折させ透過するよう形成されることを特
徴とする投影露光装置の照明系。 - 【請求項２】 前記食刻部は前記パターン部と１８０度
の位相差を有するよう形成されることを特徴とする請求
項１項記載の投影露光装置の照明系。 - 【請求項３】 前記食刻部の食刻深さは波長をλとし、
屈折率をｎとする時、λ／２（ｎ−１）であることを特
徴とする請求項２項記載の投影露光装置の照明系。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR920022906 | 1992-11-20 | ||
| KR1992P22906 | 1992-11-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0774085A true JPH0774085A (ja) | 1995-03-17 |
Family
ID=19344371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5289412A Pending JPH0774085A (ja) | 1992-11-20 | 1993-11-18 | 投影露光装置の照明系 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5387961A (ja) |
| JP (1) | JPH0774085A (ja) |
| NL (1) | NL9301973A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5465220A (en) | 1992-06-02 | 1995-11-07 | Fujitsu Limited | Optical exposure method |
| JPH07153674A (ja) * | 1993-11-30 | 1995-06-16 | Nec Corp | 縮小投影露光装置 |
| WO2000036336A1 (en) * | 1998-12-17 | 2000-06-22 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Light engine |
| EP1446703A2 (en) * | 2001-11-07 | 2004-08-18 | Applied Materials, Inc. | Optical spot grid array printer |
| JP2005533365A (ja) | 2001-11-07 | 2005-11-04 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | マスクレスの光子−電子スポット格子アレイ印刷装置 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE34634E (en) * | 1982-02-26 | 1994-06-07 | Nippon Kogaku Kabushiki Kaisha | Light illumination device |
| JPS58147708A (ja) * | 1982-02-26 | 1983-09-02 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 照明用光学装置 |
| JPS59160134A (ja) * | 1983-03-04 | 1984-09-10 | Canon Inc | 照明光学系 |
| US4619508A (en) * | 1984-04-28 | 1986-10-28 | Nippon Kogaku K. K. | Illumination optical arrangement |
| US4939630A (en) * | 1986-09-09 | 1990-07-03 | Nikon Corporation | Illumination optical apparatus |
| JPH0355921Y2 (ja) * | 1986-11-11 | 1991-12-13 | ||
| JP2893778B2 (ja) * | 1990-01-17 | 1999-05-24 | キヤノン株式会社 | 露光装置 |
| JP3360686B2 (ja) * | 1990-12-27 | 2002-12-24 | 株式会社ニコン | 照明光学装置および投影露光装置並びに露光方法および素子製造方法 |
| JPH04369209A (ja) * | 1991-06-17 | 1992-12-22 | Nikon Corp | 露光用照明装置 |
| JPH05217855A (ja) * | 1992-02-01 | 1993-08-27 | Nikon Corp | 露光用照明装置 |
| US5311249A (en) * | 1992-02-13 | 1994-05-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Projection exposure apparatus |
| JP3075381B2 (ja) * | 1992-02-17 | 2000-08-14 | 株式会社ニコン | 投影露光装置及び転写方法 |
| US5309198A (en) * | 1992-02-25 | 1994-05-03 | Nikon Corporation | Light exposure system |
-
1993
- 1993-11-16 NL NL9301973A patent/NL9301973A/nl unknown
- 1993-11-18 JP JP5289412A patent/JPH0774085A/ja active Pending
- 1993-11-22 US US08/155,002 patent/US5387961A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5387961A (en) | 1995-02-07 |
| NL9301973A (nl) | 1994-06-16 |
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