JPH08162402A - Lighting optics - Google Patents
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- JPH08162402A JPH08162402A JP6323928A JP32392894A JPH08162402A JP H08162402 A JPH08162402 A JP H08162402A JP 6323928 A JP6323928 A JP 6323928A JP 32392894 A JP32392894 A JP 32392894A JP H08162402 A JPH08162402 A JP H08162402A
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- 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
- G03F7/70091—Illumination settings, i.e. intensity distribution in the pupil plane or angular distribution in the field plane; On-axis or off-axis settings, e.g. annular, dipole or quadrupole settings; Partial coherence control, i.e. sigma or numerical aperture [NA]
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Light Sources And Details Of Projection-Printing Devices (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 たとえばランプの輝点移動の影響を受けて光
束のエネルギ分布が変化しても所望の照度均一性を維持
することのできる照明光学装置を提供すること。
【構成】 本発明においては、物体上を均一に照明する
ための照明光学装置において、照明光を供給する光源手
段と、前記光源手段からの照明光を集光して空間的に離
れた位置に光源像を形成する像形成手段と、前記光源像
からの照明光を集光するコレクターレンズと、前記コレ
クターレンズからの光束に基づいて複数の光源像を形成
するオプティカルインテグレータと、前記オプティカル
インテグレータにより形成された複数の光源像からの光
束を集光して前記物体上を重畳的に照明するコンデンサ
ーレンズとを備え、前記オプティカルインテグレータの
前記光源手段側の光路中には、光束のエネルギ分布を光
拡散作用により均一化するための光拡散手段が設けられ
ている。
(57) [Summary] [Object] To provide an illumination optical device capable of maintaining desired illuminance uniformity even if the energy distribution of a light flux changes due to, for example, the movement of a bright spot of a lamp. According to the present invention, in an illumination optical device for uniformly illuminating an object, light source means for supplying illumination light and illumination light from the light source means are condensed and positioned at spatially separated positions. An image forming unit that forms a light source image, a collector lens that collects illumination light from the light source image, an optical integrator that forms a plurality of light source images based on the light flux from the collector lens, and an optical integrator. A condenser lens that condenses the light fluxes from the plurality of light source images and illuminates the object in a superimposed manner, and diffuses the energy distribution of the light fluxes in the optical path on the light source means side of the optical integrator. A light diffusing means is provided for uniforming by action.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は照明光学装置に関し、例
えば半導体素子または液晶表示素子等を製造するための
露光装置において転写用のパターンが形成されたマスク
やレチクル等を均一な照度で照明するための照明光学装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an illuminating optical device, and illuminates a mask, a reticle or the like having a transfer pattern formed therein with a uniform illuminance in an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element, a liquid crystal display element or the like. The present invention relates to an illumination optical device.
【0002】[0002]
【従来の技術】高集積半導体素子等の製造用露光装置に
使用されるこの種の照明光学装置では、被照明物体面上
における優れた照度均一性が要求される。このため、従
来のこの種の照明光学装置では、フライアイレンズのよ
うなオプティカルインテグレータを介して重畳的に照明
する装置が採用されている。すなわち、フライアイレン
ズに入射する光束をフライアイレンズを構成する複数の
レンズエレメントにより二次元的に分割し、分割された
これらの光束を被照明物体面において重ねる。こうし
て、被照明物体面上での照度分布の均一性を数パーセン
ト以内の変動に抑えることが可能である。2. Description of the Related Art An illumination optical apparatus of this type used in an exposure apparatus for manufacturing highly integrated semiconductor elements or the like is required to have excellent illuminance uniformity on the object surface to be illuminated. Therefore, a conventional illumination optical device of this type employs a device that illuminates in a superimposed manner via an optical integrator such as a fly-eye lens. That is, the light beam incident on the fly-eye lens is two-dimensionally divided by a plurality of lens elements forming the fly-eye lens, and these divided light beams are superposed on the illuminated object plane. In this way, it is possible to suppress the uniformity of the illuminance distribution on the illuminated object surface to within a few percent.
【0003】最近、パターンの微細化に伴い、マスク
(以下、レチクルを含む)に対する照度の不均一性に起
因する微細パターンの線幅のばらつきが顕在化してお
り、より高い照度均一性が要求されている。また、光源
ランプの使用時間の経過に伴う照度均一性の変動が指摘
されている。そして、この照度均一性の変動の原因とし
て、ランプの高輝度化に伴う輝点の移動が考えられてい
る。In recent years, with the miniaturization of patterns, variations in line widths of fine patterns have become apparent due to nonuniformity of illuminance with respect to a mask (hereinafter, reticle), and higher illuminance uniformity is required. ing. Further, it has been pointed out that the illuminance uniformity varies with the use time of the light source lamp. Then, as a cause of the variation in the illuminance uniformity, it is considered that the bright spots move with the increase in the brightness of the lamp.
【0004】露光装置の高スループット化の要求によ
り、被照明物体面において求められる照度は年々増大し
続けている。しかしながら、Straubelの定理に
より、被露光面(ウエハ等)に達する光束の開き具合す
なわち立体角と被露光面の面積との積が、光源の面積と
光源からの光束の立体角との積よりも小さい場合、光源
からの光束を介在する光学系においてすべて取り込むこ
とができないことが知られている。Due to the demand for higher throughput of the exposure apparatus, the illuminance required on the illuminated object surface continues to increase year by year. However, according to Straubel's theorem, the opening degree of the light flux reaching the surface to be exposed (wafer or the like), that is, the product of the solid angle and the area of the surface to be exposed is more than the product of the area of the light source and the solid angle of the light flux from the light source. It is known that if it is small, it is not possible to capture all of the light flux from the light source in the intervening optical system.
【0005】このため、露光装置において被露光面の照
度を上げるには、ランプの輝点のサイズを大きくするこ
となく且つ光源ランプからの光線の広がり角を広げるこ
となく、ランプの輝点から放出される時間当たりのエネ
ルギー量を増大させなければならない。換言すれば、被
露光面の照度を上げるために、ランプの高輝度化が要求
される。Therefore, in order to increase the illuminance of the surface to be exposed in the exposure apparatus, the light is emitted from the bright spot of the lamp without increasing the size of the bright spot of the lamp and without widening the spread angle of the light beam from the light source lamp. The amount of energy consumed per hour must be increased. In other words, in order to increase the illuminance of the exposed surface, it is necessary to increase the brightness of the lamp.
【0006】この種の露光装置の光源には、超高圧水銀
ランプが多く使用されている。ところで、超高圧水銀ラ
ンプでは、輝点からの光線の広がり角がランプ形状に基
づいてほぼ規定されている。したがって、超高圧水銀ラ
ンプにおいて高輝度化を図るには、輝点の大きさを変え
ることなくランプへの入力電力を増大させる必要があ
る。ただし、投影光学系の色収差補正が可能な露光波長
の輝線幅を保ったまま入力電力を上げなければならな
い。しかしながら、超高圧水銀ランプの極間の距離当た
りの電位差を大きくすると、露光波長の輝線幅が広がっ
てしまう。An ultra-high pressure mercury lamp is often used as the light source of this type of exposure apparatus. By the way, in the ultra-high pressure mercury lamp, the divergence angle of the light ray from the bright spot is almost defined based on the lamp shape. Therefore, in order to increase the brightness of the ultra-high pressure mercury lamp, it is necessary to increase the input power to the lamp without changing the size of the bright spot. However, it is necessary to increase the input power while maintaining the bright line width of the exposure wavelength capable of correcting the chromatic aberration of the projection optical system. However, when the potential difference per distance between the poles of the ultra-high pressure mercury lamp is increased, the bright line width of the exposure wavelength is widened.
【0007】このため、例えば単に電流量を増加させる
方法が考えられる。しかしながら、この方法によると、
電極が損傷を受け易くなり、ランプの使用時間の経過に
伴う輝点移動が大きくなる。また、極間の距離を広げる
ことにより極間の距離当たりの電位差を大きくすること
なく極間の電位差を大きくし、且つ陰極の先端の面積を
小さくすることにより電流密度を高くして極間の距離を
広げることに伴う輝点の拡大を制御する方法もある。し
かしながら、この方法では、陰極のジュール熱発生によ
るダメージが大きくなる。その結果、電極が摩耗し易
く、ランプの使用時間の経過に伴う輝点移動が大きくな
る。Therefore, for example, a method of simply increasing the amount of current can be considered. However, according to this method,
The electrodes are likely to be damaged, and the movement of the bright spots increases with the lapse of the lamp usage time. Further, by increasing the distance between the electrodes, the potential difference between the electrodes is increased without increasing the potential difference per distance between the electrodes, and by reducing the area of the tip of the cathode, the current density is increased to increase the current between the electrodes. There is also a method of controlling the expansion of bright spots associated with increasing the distance. However, with this method, the damage due to the Joule heat generation of the cathode increases. As a result, the electrodes are easily worn, and the movement of bright spots increases with the lapse of the lamp usage time.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】このように、上述の従
来の照明光学装置では、光源ランプの使用時間の経過に
伴って輝点が大きく移動するので、フライアイレンズに
対する光線の入射経路が変化し、フライアイレンズに入
射する光束の強度分布が変わってしまう。その結果、ラ
ンプ寿命内において所望の照度均一性を維持することが
できないという不都合があった。As described above, in the above-mentioned conventional illumination optical device, the bright spot largely moves with the lapse of the usage time of the light source lamp, so that the incident path of the light ray to the fly-eye lens changes. However, the intensity distribution of the light beam incident on the fly-eye lens changes. As a result, there is a disadvantage that desired illuminance uniformity cannot be maintained within the life of the lamp.
【0009】なお、ランプの輝点移動の影響を軽減する
対策として、フライアイレンズを構成するレンズエレメ
ントの数を数倍に増やすことによって、フライアイレン
ズの積分効果を上げる方法も考えられる。しかしなが
ら、各レンズエレメントが小粒化(微小化)して製造が
困難になるばかりでなく、エレメント数が増えることに
より製造コストが増大してしまう。As a measure to reduce the influence of the movement of the bright spot of the lamp, a method of increasing the integral effect of the fly-eye lens by increasing the number of lens elements constituting the fly-eye lens several times can be considered. However, not only does each lens element become smaller (smaller) and difficult to manufacture, but also the manufacturing cost increases due to the increase in the number of elements.
【0010】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、たとえばランプの輝点移動の影響を受けて光
束のエネルギ分布が変化しても所望の照度均一性を維持
することのできる照明光学装置を提供することを目的と
する。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and can maintain desired illuminance uniformity even if the energy distribution of the light flux changes due to the influence of the movement of the bright spot of the lamp, for example. An object is to provide an illumination optical device.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、物体上を均一に照明するための
照明光学装置において、照明光を供給する光源手段と、
前記光源手段からの照明光を集光して空間的に離れた位
置に光源像を形成する像形成手段と、前記光源像からの
照明光を集光するコレクターレンズと、前記コレクター
レンズからの光束に基づいて複数の光源像を形成するオ
プティカルインテグレータと、前記オプティカルインテ
グレータにより形成された複数の光源像からの光束を集
光して前記物体上を重畳的に照明するコンデンサーレン
ズとを備え、前記オプティカルインテグレータの前記光
源手段側の光路中には、光束のエネルギ分布を光拡散作
用により均一化するための光拡散手段が設けられている
ことを特徴とする照明光学装置を提供する。In order to solve the above problems, in the present invention, in an illumination optical device for uniformly illuminating an object, a light source means for supplying illumination light,
Image forming means for collecting illumination light from the light source means to form a light source image at spatially separated positions, a collector lens for collecting illumination light from the light source image, and light flux from the collector lens An optical integrator that forms a plurality of light source images based on, and a condenser lens that condenses the light flux from the plurality of light source images formed by the optical integrator to illuminate the object in a superimposed manner, the optical Provided is an illumination optical device characterized in that a light diffusing means for equalizing the energy distribution of a light flux by a light diffusing action is provided in an optical path of the integrator on the side of the light source means.
【0012】本発明の好ましい態様によれば、前記光拡
散手段は、前記オプティカルインテグレータの前記光源
手段側に隣接して位置決めされている。また、前記物体
上における照明光の照度分布に応じて、前記オプティカ
ルインテグレータの光軸に対して前記光拡散手段を傾斜
させるための傾斜手段を備えているのが好ましい。According to a preferred embodiment of the present invention, the light diffusing means is positioned adjacent to the light source means side of the optical integrator. Further, it is preferable that tilting means for tilting the light diffusing means with respect to the optical axis of the optical integrator is provided according to the illuminance distribution of the illumination light on the object.
【0013】[0013]
【作用】フライアイレンズを使用した照明光学装置にお
いては、光源からの光束をフライアイレンズにより二次
元的に矩形状に分割する。そして、矩形状に分割された
それぞれの光束をコンデンサーレンズにより被照明物体
面上に重ねることによって、被照明物体面を効率良く均
一に照明する。図2は、フライアイレンズの作用および
光束のエネルギ分布が変化したときの照度均一性の変動
を説明する図である。なお、図2においてフライアイレ
ンズの作用を明瞭に示すために、フライアイレンズを3
層状に簡素構成している。In the illuminating optical device using the fly-eye lens, the light flux from the light source is two-dimensionally divided into a rectangular shape by the fly-eye lens. Then, the respective luminous fluxes divided into the rectangular shape are superposed on the illuminated object surface by the condenser lens, so that the illuminated object surface is efficiently and uniformly illuminated. FIG. 2 is a diagram for explaining the action of the fly-eye lens and the variation of the illuminance uniformity when the energy distribution of the light flux changes. In order to clearly show the action of the fly-eye lens in FIG.
The structure is simple in layers.
【0014】図2に示すように、フライアイレンズに入
射する光束は、一般に中心の強いガウス型のエネルギー
分布を有する。このようなエネルギー分布は、光源から
の光束を集光して光源像を形成するための楕円鏡の特性
に基づいている。図2(a)のようなエネルギ分布を有
する光束がフライアイレンズ6に入射すると、各レンズ
エレメント6a〜6cの射出端にそれぞれ光源像が形成
される。各光源像からの光は、コンデンサーレンズ9を
介して被照明物体面10上においてそれぞれ重なる。As shown in FIG. 2, the light beam incident on the fly-eye lens generally has a strong Gaussian energy distribution at the center. Such energy distribution is based on the characteristics of the elliptical mirror for forming the light source image by collecting the light flux from the light source. When a light flux having an energy distribution as shown in FIG. 2A enters the fly-eye lens 6, light source images are formed at the exit ends of the lens elements 6a to 6c, respectively. The lights from the respective light source images are superimposed on the illuminated object plane 10 via the condenser lens 9.
【0015】すなわち、レンズエレメント6a〜6cの
光源像からの光は、被照明物体面10上においてそれぞ
れ照度分布A〜Cを呈する。したがって、全体として、
被照明物体面10上における照度分布Dはほぼ均一にな
る。換言すれば、図2(a)に示すようなエネルギ分布
を有する光束に対して、レンズエレメント6a〜6cを
介した被照明物体面10上における照度分布がほぼ均一
になるように、他の光学部品が調整されている。That is, the lights from the light source images of the lens elements 6a to 6c exhibit illuminance distributions A to C on the illuminated object plane 10, respectively. So overall,
The illuminance distribution D on the illuminated object surface 10 becomes substantially uniform. In other words, for the light flux having the energy distribution as shown in FIG. 2A, other optics are used so that the illuminance distribution on the illuminated object surface 10 via the lens elements 6a to 6c becomes substantially uniform. Parts are adjusted.
【0016】ところが、ランプの使用時間の経過に伴っ
て輝点移動が発生し、図2(b)に示すように、フライ
アイレンズ6に入射する光束のエネルギー分布が変化す
ると、レンズエレメント6a〜6cの光源像からの光に
よる照度分布A’〜C’もそれぞれ変化する。その結
果、全体として、被照明物体面10上における照度分布
D’は均一性を維持することができなくなる。However, when the luminous spot moves as the lamp is used for a long time and the energy distribution of the light beam incident on the fly-eye lens 6 changes as shown in FIG. The illuminance distributions A ′ to C ′ due to the light from the light source image 6c also change. As a result, the illuminance distribution D ′ on the illuminated object surface 10 cannot maintain uniformity as a whole.
【0017】ここで、フライアイレンズを構成する各レ
ンズエレメントが無限小であれば、すなわち無限数のレ
ンズエレメントによりフライアイレンズを構成していれ
ば、どのようなエネルギ分布の光束が入射しようと、す
なわちどのようにエネルギ分布が変化しても、被照明物
体面において完全な照度均一性が得られ且つ維持される
はずである。Here, if each of the lens elements forming the fly-eye lens is infinitely small, that is, if the fly-eye lens is formed of an infinite number of lens elements, what kind of energy distribution of light beam will enter. That is, no matter how the energy distribution changes, perfect illumination uniformity should be obtained and maintained at the illuminated object plane.
【0018】しかしながら、製造コスト等の関係から、
現実のフライアイレンズは通常100個前後のレンズエ
レメントを縦横に配列して構成されている。このため、
フライアイレンズに入射する光束のエネルギー分布が変
化すると、被照明物体面の照度分布が変化してしまう。
すなわち、ランプの輝点移動の影響を受けて照度均一性
を維持することができなくなってしまう。このため、本
発明では、たとえば光源の輝点移動に起因して光源から
の光束のエネルギ分布が大きく変化しても、フライアイ
レンズに入射する光束のエネルギー分布が実質的に変化
しないような構成を採用している。However, due to the manufacturing cost and the like,
An actual fly-eye lens is usually constructed by arranging about 100 lens elements vertically and horizontally. For this reason,
When the energy distribution of the light flux incident on the fly-eye lens changes, the illuminance distribution on the illuminated object surface also changes.
That is, it becomes impossible to maintain the illuminance uniformity under the influence of the movement of the bright spots of the lamp. Therefore, in the present invention, the energy distribution of the light flux incident on the fly-eye lens does not substantially change even if the energy distribution of the light flux from the light source changes significantly due to the movement of the bright spot of the light source. Has been adopted.
【0019】図3は、本発明の動作原理を説明する図で
ある。図3では、フライアイレンズの光源側に光拡散板
11が設けられている点だけが図2と構成的に相違して
いる。本発明では、光拡散板11によって入射光線の方
向を微小面積ごとに無作為に折り曲げることによって、
フライアイレンズ6に入射する光束のエネルギー分布を
ある程度均一化する。なお、光拡散板11は、表面散乱
タイプでも内部拡散タイプでもよい。ただし、光量の損
失を防ぐために、光拡散板11から放射される光線の角
度がフライアイレンズの開口数以下であるのが好まし
い。FIG. 3 is a diagram for explaining the operating principle of the present invention. In FIG. 3, only the point that the light diffusion plate 11 is provided on the light source side of the fly-eye lens is structurally different from FIG. 2. In the present invention, the direction of the incident light beam is randomly bent by the light diffusing plate 11 for each minute area,
The energy distribution of the light flux incident on the fly-eye lens 6 is made uniform to some extent. The light diffusion plate 11 may be a surface scattering type or an internal diffusion type. However, in order to prevent the loss of the amount of light, it is preferable that the angle of the light beam emitted from the light diffusion plate 11 is equal to or smaller than the numerical aperture of the fly-eye lens.
【0020】このように、本発明では、光拡散板11の
作用により中心の強いエネルギ分布を有する光源からの
光束が、ある程度均一なエネルギ分布を有する光束に変
換される。すなわち、図3(a)に示すように、中心の
強いエネルギー分布12を有する光束が光拡散板11を
介してある程度均一なエネルギー分布14を有する光束
に変換される。ある程度均一なエネルギー分布14を有
する光束は、フライアイレンズ6を介して被照明物体面
10をほぼ均一な照度で照明する。As described above, in the present invention, the light flux from the light source having a strong energy distribution at the center is converted into a light flux having a somewhat uniform energy distribution by the action of the light diffusion plate 11. That is, as shown in FIG. 3A, a light flux having a strong center energy distribution 12 is converted into a light flux having a somewhat uniform energy distribution 14 through the light diffusion plate 11. The light flux having a somewhat uniform energy distribution 14 illuminates the illuminated object surface 10 with a substantially uniform illuminance via the fly-eye lens 6.
【0021】そして、ランプの使用時間の経過に伴って
輝点移動が発生し、光拡散板11に入射する光束のエネ
ルギー分布が図3(b)の参照符号13で示すように変
化しても、フライアイレンズ6に入射する光束のエネル
ギー分布15は図3(a)のエネルギ分布14と同様に
ある程度均一である。したがって、被照明物体面10上
における照度分布は均一性をほぼ維持することが可能に
なる。Then, even if the luminous spot moves with the lapse of the use time of the lamp and the energy distribution of the light beam incident on the light diffusing plate 11 changes as shown by the reference numeral 13 in FIG. 3B. The energy distribution 15 of the light beam incident on the fly-eye lens 6 is uniform to some extent, like the energy distribution 14 of FIG. Therefore, the illuminance distribution on the illuminated object surface 10 can be maintained substantially uniform.
【0022】すなわち、本発明では、光源の輝点移動に
起因して光束のエネルギ分布が大きく変化しても、光拡
散作用によりフライアイレンズに入射する光束のエネル
ギー分布はある程度均一で変動が少ない。したがって、
光源の輝点移動の影響を実質的に受けることなく、照度
分布の均一性を維持することができる。That is, according to the present invention, even if the energy distribution of the light flux changes greatly due to the movement of the bright spots of the light source, the energy distribution of the light flux entering the fly-eye lens is uniform to some extent and has little fluctuation due to the light diffusion effect. . Therefore,
It is possible to maintain the uniformity of the illuminance distribution without being substantially affected by the movement of the bright spot of the light source.
【0023】また、光学部品の偏心等に起因して、被照
明物体面10の照度分布に傾斜ムラがあるような場合、
光拡散板11を光軸に対して適宜傾斜させて傾斜ムラを
補正することが可能である。図4は、照度分布の傾斜ム
ラを補正する動作原理を説明する図である。図4に示す
ように、光源からの光束が光軸に関して対称なエネルギ
分布12を有する場合でも、光拡散板11を図中時計回
りに回転させて光軸に対して適宜傾斜させることによ
り、図示のようにレンズエレメント6aに入射する光束
のエネルギが大きくレンズエレメント6cに入射する光
束のエネルギが少ないような光軸に関して非対称なエネ
ルギ分布16を得ることができる。Further, in the case where the illuminance distribution on the illuminated object surface 10 has uneven inclination due to the eccentricity of the optical components,
It is possible to correct the unevenness of inclination by appropriately inclining the light diffusion plate 11 with respect to the optical axis. FIG. 4 is a diagram for explaining the operation principle for correcting the unevenness of inclination of the illuminance distribution. As shown in FIG. 4, even when the light flux from the light source has a symmetrical energy distribution 12 with respect to the optical axis, the light diffusing plate 11 is rotated clockwise in FIG. As described above, it is possible to obtain the energy distribution 16 which is asymmetric with respect to the optical axis such that the energy of the light beam incident on the lens element 6a is large and the energy of the light beam incident on the lens element 6c is small.
【0024】このように、非対称なエネルギ分布16を
有する光束をフライアイレンズ6に入射させることによ
り、被照明物体面10においても光軸に関して非対称な
照度分布D''を得ることができる。換言すれば、光拡散
板11を光軸に対して適宜傾斜させて傾斜ムラを補正す
ることが可能となる。なお、光源とフライアイレンズと
の間に平行平面板を付設し、この平行平面板を、あるい
はこの平行平面板および光拡散板を光軸に対して適宜傾
斜させて傾斜ムラを補正することも可能である。In this way, by making the light flux having the asymmetrical energy distribution 16 incident on the fly-eye lens 6, an illuminance distribution D ″ asymmetrical with respect to the optical axis can be obtained even on the illuminated object plane 10. In other words, it is possible to correct the unevenness of inclination by appropriately inclining the light diffusion plate 11 with respect to the optical axis. It is also possible to attach a plane-parallel plate between the light source and the fly-eye lens and correct the plane-parallel plate or the plane-parallel plate and the light diffusion plate appropriately with respect to the optical axis to correct the unevenness of inclination. It is possible.
【0025】[0025]
【実施例】本発明の実施例を、添付図面に基づいて説明
する。図1は、本発明の実施例にかかる照明光学装置の
構成を模式的に説明する図である。図1の照明光学装置
は、たとえば水銀ランプのような光源1を備えている。
光源1は、たとえばg線、h線、i線等の輝線を有する
光束を出力する。なお、光源1の輝点21は、後述する
楕円鏡2の第1焦点位置に位置決めされている。Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram schematically illustrating the configuration of an illumination optical device according to an embodiment of the present invention. The illumination optical device of FIG. 1 includes a light source 1 such as a mercury lamp.
The light source 1 outputs a luminous flux having bright lines such as g-line, h-line, and i-line. The bright spot 21 of the light source 1 is positioned at the first focal position of the elliptical mirror 2 described later.
【0026】光源1より射出された光束は楕円鏡2によ
りミラー3を介して集光され、楕円鏡2の第2焦点位置
に光源像22を形成する。光源像22から発散する光束
は、コレクターレンズ4を介した後、バンドパスフィル
タ5に入射する。バンドパスフィルタ5では、入射光束
からたとえば露光光として水銀の輝線436nm(g
線)、365nm(i線)等を選択する。なお、バンド
パスフィルタ5を通過した光束は、楕円鏡2の特性によ
り中心の強いエネルギ分布を有する。The light beam emitted from the light source 1 is condensed by the elliptic mirror 2 via the mirror 3 to form a light source image 22 at the second focal position of the elliptic mirror 2. The light flux diverging from the light source image 22 enters the bandpass filter 5 after passing through the collector lens 4. In the bandpass filter 5, for example, as the exposure light from the incident light flux, the mercury emission line 436 nm (g
Line), 365 nm (i-line), etc. The light flux passing through the bandpass filter 5 has a strong center energy distribution due to the characteristics of the elliptical mirror 2.
【0027】バンドパスフィルタ5で選択された特定波
長の光束は、光散乱板11を介してある程度均一なエネ
ルギ分布を有する光束に変換される。こうして、エネル
ギ分布がある程度均一に変換された光束は、多数のレン
ズエレメントを縦横に配列することによって構成された
フライアイレンズ6に入射する。そして、フライアイレ
ンズ6に入射した光束は集光され、その射出側面には光
源像22の多数の二次光源像が形成される。The light beam of the specific wavelength selected by the bandpass filter 5 is converted into a light beam having a somewhat uniform energy distribution through the light scattering plate 11. In this way, the light flux whose energy distribution is converted to a certain degree is incident on the fly-eye lens 6 configured by arranging a large number of lens elements vertically and horizontally. Then, the light flux incident on the fly-eye lens 6 is condensed, and a large number of secondary light source images of the light source image 22 are formed on the exit side surface thereof.
【0028】フライアイレンズ6の射出側面に形成され
た複数の二次光源像からの光束は、その直後に配置され
た開口絞り7により整形される。整形された複数の光源
像からの光束は、ミラー8で反射されコンデンサーレン
ズ9で集光された後、たとえばマスクのような被照明物
体面10を重畳的に均一照明する。なお、光散乱板11
から放射される光線の角度がフライアイレンズ6の開口
数以下であれば、光散乱板11以降の光学系に全ての光
束を導くことができる。このため、本実施例の構成によ
り光伝達に関する効率が低下することはない。The light fluxes from the plurality of secondary light source images formed on the exit side surface of the fly-eye lens 6 are shaped by the aperture stop 7 arranged immediately after that. Light fluxes from a plurality of shaped light source images are reflected by a mirror 8 and condensed by a condenser lens 9, and then uniformly illuminate an illuminated object surface 10 such as a mask in a superimposed manner. The light scattering plate 11
If the angle of the light beam emitted from the light source is less than or equal to the numerical aperture of the fly-eye lens 6, all the light beams can be guided to the optical system after the light scattering plate 11. Therefore, the structure of the present embodiment does not reduce the efficiency of light transmission.
【0029】なお、本実施例では、オプティカルインテ
グレータとしてフライアイレンズを用いた例を示してい
る。しかしながら、たとえば本出願人名義の特開平2−
48627号に開示の内面反射型オプティカルインテグ
レータをフライアイレンズに代えて使用することもでき
る。In this embodiment, the fly-eye lens is used as the optical integrator. However, for example, JP-A-2-
The internal reflection type optical integrator disclosed in Japanese Patent No. 48627 can be used instead of the fly-eye lens.
【0030】[0030]
【効果】以上説明したように、本発明の照明光学装置で
は、たとえば光拡散板によってエネルギ分布をある程度
均一にした光束をフライアイレンズのようなオプティカ
ルインテグレータに入射するので、たとえば輝点移動等
に起因して光源からの光束のエネルギ分布が大きく変化
しても、被照明物体面の照度分布の均一性をほぼ維持す
ることができる。As described above, in the illumination optical apparatus of the present invention, a light beam whose energy distribution is made uniform to some extent by a light diffusing plate is incident on an optical integrator such as a fly's eye lens. Even if the energy distribution of the light flux from the light source changes significantly due to this, the uniformity of the illuminance distribution on the illuminated object surface can be substantially maintained.
【図1】本発明の実施例にかかる照明光学装置の構成を
模式的に説明する図である。FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of an illumination optical device according to an example of the present invention.
【図2】フライアイレンズの作用および光束のエネルギ
分布が変化したときの照度均一性の変動を説明する図で
ある。FIG. 2 is a diagram for explaining the action of the fly-eye lens and the variation in illuminance uniformity when the energy distribution of the light flux changes.
【図3】本発明の動作原理を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the operating principle of the present invention.
【図4】本発明における照度分布の傾斜ムラを補正する
動作原理を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an operation principle for correcting unevenness in inclination of the illuminance distribution according to the present invention.
1 光源 2 楕円鏡 3、8 ミラー 4 コレクターレンズ 5 バンドパスフィルタ 6 フライアイレンズ 7 開口絞り 9 コンデンサーレンズ 10 被照明物体面 11 光拡散板 1 Light Source 2 Elliptical Mirror 3, 8 Mirror 4 Collector Lens 5 Bandpass Filter 6 Fly's Eye Lens 7 Aperture Stop 9 Condenser Lens 10 Illuminated Object Surface 11 Light Diffusing Plate
Claims (3)
装置において、 照明光を供給する光源手段と、 前記光源手段からの照明光を集光して空間的に離れた位
置に光源像を形成する像形成手段と、 前記光源像からの照明光を集光するコレクターレンズ
と、 前記コレクターレンズからの光束に基づいて複数の光源
像を形成するオプティカルインテグレータと、 前記オプティカルインテグレータにより形成された複数
の光源像からの光束を集光して前記物体上を重畳的に照
明するコンデンサーレンズとを備え、 前記オプティカルインテグレータの前記光源手段側の光
路中には、光束のエネルギ分布を光拡散作用により均一
化するための光拡散手段が設けられていることを特徴と
する照明光学装置。1. An illumination optical device for uniformly illuminating an object, comprising: light source means for supplying illumination light; and illumination light from said light source means to be condensed to form a light source image at a spatially separated position. Image forming means for forming, a collector lens for converging illumination light from the light source image, an optical integrator for forming a plurality of light source images based on the light flux from the collector lens, and a plurality of optical integrators formed by the optical integrator And a condenser lens for converging the light flux from the light source image to illuminate the object in a superimposed manner, and in the optical path on the light source means side of the optical integrator, the energy distribution of the light flux is made uniform by a light diffusion action. An illuminating optical device, characterized in that a light diffusing means for converting the illuminating light is provided.
ンテグレータの前記光源手段側に隣接して位置決めされ
ていることを特徴とする請求項1に記載の照明光学装
置。2. The illumination optical apparatus according to claim 1, wherein the light diffusing means is positioned adjacent to the light source means side of the optical integrator.
応じて、前記オプティカルインテグレータの光軸に対し
て前記光拡散手段を傾斜させるための傾斜手段を備えて
いることを特徴とする請求項1または2に記載の照明光
学装置。3. The tilting means for tilting the light diffusing means with respect to the optical axis of the optical integrator according to the illuminance distribution of the illumination light on the object. Or the illumination optical device according to 2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6323928A JPH08162402A (en) | 1994-12-01 | 1994-12-01 | Lighting optics |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6323928A JPH08162402A (en) | 1994-12-01 | 1994-12-01 | Lighting optics |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08162402A true JPH08162402A (en) | 1996-06-21 |
Family
ID=18160199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6323928A Pending JPH08162402A (en) | 1994-12-01 | 1994-12-01 | Lighting optics |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08162402A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015007044A1 (en) * | 2013-07-17 | 2015-01-22 | 京东方科技集团股份有限公司 | Exposure device and exposure method |
| JP6463542B1 (en) * | 2018-07-25 | 2019-02-06 | 株式会社栗原工業 | Interference fringe inspection apparatus, interference fringe inspection method, and inspection method using interference fringes |
-
1994
- 1994-12-01 JP JP6323928A patent/JPH08162402A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015007044A1 (en) * | 2013-07-17 | 2015-01-22 | 京东方科技集团股份有限公司 | Exposure device and exposure method |
| JP6463542B1 (en) * | 2018-07-25 | 2019-02-06 | 株式会社栗原工業 | Interference fringe inspection apparatus, interference fringe inspection method, and inspection method using interference fringes |
| TWI729442B (en) * | 2018-07-25 | 2021-06-01 | 日商栗原工業股份有限公司 | Interference fringes inspection device |
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