DE10237325A1

DE10237325A1 - Gerät und Verfahren zur Belichtung eines Objektes mit Licht

Info

Publication number: DE10237325A1
Application number: DE10237325A
Authority: DE
Inventors: Jin-Jun Park; Doo-Hoon Goo
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2001-11-05
Filing date: 2002-08-14
Publication date: 2003-05-22
Anticipated expiration: 2022-08-15
Also published as: GB2381591A; GB2381591B; DE10237325B4; CN100507717C; NL1021785A1; US6757052B2; KR100431883B1; CN1417644A; TW535029B; GB0223465D0; KR20030037793A; NL1021785C2; ITMI20021436A1; US20030086070A1; ITMI20021436A0; JP2003151897A; FR2831967A1

Abstract

Es ist ein Verfahren und ein Gerät zum Belichten eines Objektes mit Licht zur Verbesserung eines Lichtwirkungsgrades offenbart. Nachdem Licht mit einer einheitlichen Intensitätsverteilung erzeugt worden ist, wird das Licht in eine Vielzahl von divergierenden Lichtstrahlen gebrochen. Dann wird die Vielzahl der divergierenden Lichtstrahlen erneut in eine Vielzahl von parallelen Lichtstrahlen gebrochen. Es wird das Objekt mit dem Licht in Form der Vielzahl der parallelen Lichtstrahlen belichtet. Es wird dadurch die Differenz des Lichtflusses zwischen dem Anfangslicht und dem parallelen Licht, durch welches das Objekt belichtet wird, minimiert, so daß der Lichtwirkungsgrad des Gerätes verbessert werden kann.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Projektionsverfahren und Projektionssystem und spezieller ein Projektionsverfahren und ein Projektionssystem unter Verwendung einer modifizierten Beleuchtung, die für einen fotolithographischen Prozeß einer Halbleitervorrichtung verwendet wird.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Wenn eine Halbleitervorrichtung in der Form eines ULSI-(Ultra Large-Scaled Integrated Cirucit = ultra-hochintegrierte Schaltung)-Chips hergestellt wird, werden Forschungen hinsichtlich eines fotolithographischen Prozesses intensiver durchgeführt, bei dem auf Grund einer Entscheidung eine Musterbreite von jedem Element der Halbleitervorrichtung bestimmt wird. Um die Muster mit winziger Breite oder Weite auszubilden, sind eine hohe Auflösung und eine angemessene Fokussierungstiefe (DOF) erforderlich, wenn der fotolithographische Prozeß durchgeführt wird. Um somit einen hohen Grad einer Auflösung und eine angemessene DOF sicherzustellen, wurden viele neuartige Verfahren entwickelt, wie beispielsweise ein Excimer-Laser-Verfahren, bei dem die Wellenlänge einer Lichtquelle verkürzt wird, ein Belichtungsverfahren unter Verwendung einer Phasenverschiebungsmaske und ein modifiziertes Beleuchtungsverfahren, beispielsweise ein Verfahren gemäß einer geneigten oder schrägen Beleuchtung.

Das Geneigt-Beleuchtungsverfahren kann die Auflösung und den DOF der Muster verbessern, die aus Linien und Abständen oder Raum bestehen, welche wiederholt angeordnet sind, wobei eine Öffnung geändert wird, die an der Rückseite einer Fliegenaugenlinse (flys eye lens) verschoben wird, ohne die Linse und das Beleuchtungssystem zu modifizieren. Das Geneigt-Beleuchtungsverfahren wird in ein Dipol-Beleuchtungsvorfahren, ein Quadrupol-Beleuchtungsverfahren, ein Schrumpf-Beleuchtungsverfahren und ein Ring-Beleuchtungsverfahren in Einklang mit der Öffnungsgestalt klassifiziert.

Gemäß den Fig. 1, 2A, 2B und 2C wird ein herkömmliches Geneigt-Beleuchtungsverfahren wie folgt beschrieben: Fig. 1 veranschaulicht eine Struktur eines Beleuchtungssystems des herkömmlichen Projektionsbeleuchtungsgerätes und die Fig. 2A bis 2C zeigen verschiedene Gestalten der Öffnung, die in dem Beleuchtungssystem des herkömmlichen Projektionsbeleuchtungsgerätes installiert sind.

Gemäß Fig. 1 umfaßt das herkömmliche Beleuchtungssystem eine Lichtquelle 10, eine Fliegenaugenlinse 12 mit einer Linsenanordnung, eine Öffnung 14 mit einer vorbestimmten Gestalt und eine Sammellinse 16. Die Öffnung 14 kann in einem Dipol-Typ gebildet sein, wie in Fig. 2A gezeigt ist, ferner in einem Quadrupol-Typ, wie in Fig. 2B gezeigt ist, oder einem Ring-Typ, wie in Fig. 2C gezeigt ist. Das in der Lichtquelle 10 erzeugte Licht wird mit Hilfe der Fliegenaugenlinse 12 in paralleles Licht umgesetzt, und die Öffnung 14 überträgt einen Teil des Lichtes. Das heißt die Öffnung 14 liefert vertikale Komponenten des abgeschnittenen Lichtes und es gelangen lediglich schräge Komponenten des Lichtes hindurch und daher erreicht lediglich ein Teil des Lichtes, das heißt die schräge Komponente des Lichtes, eine Strichplatte 18. Nachfolgend wird das Licht durch die Strichplatte 18 gebeugt und verläuft durch eine Projektionslinse 20. Schließlich wird das gebeugte Licht auf einen Wafer projiziert und eine Oberfläche des Wafers wird teilweise belichtet, wodurch dann das Projektionsbelichtungsverfahren vervollständigt wird.

Das Geneigt-Beleuchtungsverfahren entsprechend einem der modifizierten Beleuchtungsverfahren wird mehr in Einzelheiten unter Hinweis auf die Fig. 3 und 4 beschrieben.

Fig. 3 zeigt ein schematisches Diagramm, welches ein herkömmliches Projektionsbelichtungsverfahren unter Verwendung eines herkömmlichen Beleuchtungsverfahrens darstellt, und Fig. 4 zeigt ein schematisches Diagramm, welches ein Projektionsbelichtungsverfahren unter Verwendung des oben beschriebenen Geneigt-Beleuchtungsverfahrens zeigt.

Gemäß dem herkömmlichen Projektionsbelichtungsverfahren, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, wird das Licht auf eine Maske 18 durch eine Sammellinse 16 gestrahlt, und zwar derart, daß die Oberfläche, auf der das Licht auftrifft, mit einer Fourier-Transformationsebene der Maske 18 koinzidiert. Das auf die Fourier-Transformationsebene aufgestrahlte Licht wird innerhalb eines kreisförmigen Bereiches verteilt und gebeugt. Das gebeugte Licht nullter Ordnung, welches aus einer vertikalen Komponente des Einfallslichtes besteht, wandert entlang einer optischen Achse, und das gebeugte Licht der +1^st- und -1^st-Ordnung, welches eine schräge Komponente des Einfallslichtes ist, wandert entlang den Richtungen des Beugungswinkels A. Die Lichtanteile der nullten Ordnung und der +1^st- und -1^st-Ordnung verläuft durch die Projektionslinse 20 und interferiert miteinander auf dem Wafer, um letztendlich ein Bild zu formen.

Gewöhnlich gilt, je feiner das Muster der Maske ist, desto größer ist der Beugungswinkel θ und daher desto größer ist sinθ. Wenn sinθ größer ist als die numerische Öffnung (NA) der Projektionslinse 20, kann das gebeugte Licht der +1^st- und -1^st -Ordnung nicht durch die Projektionslinse 20 hindurch verlaufen und lediglich das gebeugte Licht nullter Ordnung verläuft durch die Projektionslinse 20, um eine Oberfläche des Wafers zu erreichen, was dann in keiner Interferenz resultiert. Zu diesem Zeitpunkt wird die minimale Auflösung R wie folgt definiert:

Gemäß einem Projektionsbelichtungsverfahren, bei dem das geneigte Beleuchtungsverfahren angewendet wird, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, wird das Licht, welches durch die Öffnung 14 hindurch verläuft, auf die Maske 18 in einem spezifischen schrägen Einfallswinkel α aufgestrahlt. Der schräge Einfallswinkel α wird bestimmt anhand eines Abstandes x zwischen der optischen Achse und einem transparenten Abschnitt der Öffnung 14 und dem Brennpunktabstand f der Sammellinse 16, und zwar anhand der folgenden Gleichung:

f sinα = x

Das Licht, welches auf die Maske 18 projiziert wird, wird durch die Muster gebeugt, die an der Maske 18 ausgebildet sind. Zu diesem Zeitpunkt wird das Licht nullter Ordnung in bezug auf die optische Achse in einem Beugungswinkel θ gebeugt, und das Licht der +1^st- und -1^st-Ordnung wird in bezug auf die optische Achse gemäß einem Winkel θ₁ bzw. θ₂ gebeugt. Die Winkel θ₁ und θ₂ haben die folgende Beziehung:

worin Pr eine Liniensteigung oder eine Raumsteigung der Maske 18 bedeutet, das heißt eine Mustersteigung der Maske 18.

Das gebeugte Licht höherer Ordnung wandert andere Pfade entlang. Das Licht -1^st-Ordnung oder höher gebeugtes Licht kann nicht in die Projektionslinse 20 eintreten, da die Mustersteigung der Maske 18 fein ist und NA der Projektionslinse 20 größer ist als sinθ₂. Als ein Ergebnis wird lediglich das gebeugte Licht nullter Ordnung und +1^st-Ordnung durch Beugung an einer Pupillenebene getrennt und verläuft durch die Projektionslinse 20, um auf der Waferoberfläche miteinander zu interferieren, so daß ein Bild geformt wird. Die Auflösungsgrenze ist um 1,5-mal höher als diejenige des herkömmlichen Projektionsbelichtungsverfahrens.

Jedoch ist das zuvor beschriebene Geneigt-Beleuchtungsverfahren mit mehreren Problemen behaftet.

Ein erstes Problem besteht darin, daß ein Bereich, durch den das Licht hindurch verläuft, sehr viel kleiner ist als ein Bereich, an dem das Licht blockiert wird. Beispielsweise läßt sich im Falle einer ringförmigen Öffnung, wie in Fig. 2C gezeigt ist, ein Verhältnis der Lichtübertragung anhand der folgenden Gleichung berechnen:

Da die Beziehung

als am meisten bevorzugt bekannt ist, lautet das am bevorzugteste Übertragungsverhältnis 5/9, wodurch eine Belichtungszeit um das Zweifache vergrößert wird.

Im Falle einer Quadrupol-Öffnung, wie in Fig. 2B gezeigt ist, kann das Verhältnis der Lichtübertragung anhand der folgenden Gleichung berechnet werden:

Wenn

liegt das Übertragungsverhältnis bei 1/4 und die Belichtungszeit vergrößert sich um das vierfache, was in signifikanter Weise den Wirkungsgrad des Projektionssystems vermindert. Auch wenn die Dipol-Öffnung verwendet wird, die in Fig. 2A gezeigt ist, kann das Verhältnis der Lichtübertragung anhand der folgenden Gleichung berechnet werden:

Wenn

ist, lautet das Übertragungsverhältnis 1/8 und die Belichtungszeit wird um das achtfache erhöht, wodurch in enormer Weise der Wirkungsgrad des Projektionssystems reduziert wird.

Ein Beleuchtungsgerät zum Erhöhen der Menge des Belichtungslichtes mit Hilfe der ringförmigen Öffnung ist in dem US-Patent Nr. 5,757,470, ausgegeben an Dewa et al., offenbart, in welchem ein Paar von konkaven und konvexen konischen Linsen das Licht eines zentralen Abschnitts einer ringförmigen Öffnung divergieren läßt und das divergierte Licht konvergieren läßt, so daß das von der Lichtquelle emittierte Licht ringförmig aufgestrahlt werden kann.

Gemäß dem Beleuchtungsgerät nach dem genannten US-Patent, ausgegeben and Dewa et al., fällt das von der Lichtquelle abgestrahlte Licht auf die konkave konische Linse durch eine Fliegenaugenlinse. Es wird dann das Einfallslicht zu einem peripheren Abschnitt der Öffnung in einem vorbestimmten Winkel abgelenkt oder gestreut und nachfolgend fällt das gestreute Licht auf die konvexe konische Linse, um zu konvergieren, und erreicht dann die Sammellinse.

Da das Licht des zentralen Abschnitts der optischen Achse vollständig verwendet werden kann, wird der Lichtwirkungsgrad erhöht. Da jedoch das Licht des peripheren Abschnitts der optischen Achse ebenfalls gestreut wird und als Ergebnis davon nicht das gesamte Licht auf die ringförmige Öffnung konvergiert werden kann, wird der Lichtwirkungsgrad nicht soweit erhöht, wie dies erforderlich wäre. Nebenbei bemerkt, wenn eine Größe der Öffnung, durch die das Licht aufgestrahlt wird, vergrößert wird, wird auch ein Bereich oder eine Fläche des lichtblockierenden Abschnitts vergrößert und daher ist es schwierig, sowohl die Größe der Öffnung als auch des Bereiches des lichtblockierenden Abschnitts jeweils zu steuern.

Ferner erfordert die Herstellung der Halbleitervorrichtung, daß der Belichtungsprozeß viele Male wiederholt wird. Immer, wenn jeder Belichtungsprozeß durchgeführt wird, ist eine jeweilige Öffnung, die besonders für jeden der spezifischen Belichtungsprozesse geeignet ist, erforderlich und eine Bedienungsperson des Belichtungsgerätes sollte daher die Öffnung ändern. Ein verbessertes Belichtungsgerät enthält eine Öffnung vom Revolvertyp, der eingeführt wurde, jedoch ergibt sich ein Problem, daß das verbesserte Belichtungsgerät zu sperrig ist, und daß die Gestalt der Öffnung auf Grund des Revolvertyps eingeschränkt ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde zur Lösung der zuvor erläuterten Probleme entwickelt und es ist daher eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Belichten eines Objektes mit Licht anzugeben, bei dem der Lichtwirkungsgrad erhöht ist.

Ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung richtet sich auf ein Gerät zum Belichten eines Objektes mit Licht, um den Lichtwirkungsgrad zu erhöhen.

Um die zuerst genannte Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, wird ein Verfahren zum Belichten eines Objektes mit Licht geschaffen, welches die folgenden Schritte umfaßt: Erzeugen von Lichtstrahlen mit einer einheitlichen Intensitätsverteilung; Beugen der Lichtstrahlen in eine Vielzahl von divergierenden Lichtstrahlen; Beugen der Vielzahl der divergierten Lichtstrahlen in eine Vielzahl von parallelen Lichtstrahlen; und Belichten des Objektes mit dem Licht der Vielzahl der parallelen Lichtstrahlen.

Bei dem zuvor erläuterten Verfahren besitzen die Vielzahl der divergenten Lichtstrahlen eine kombinierte Intensität, die angenähert gleich ist der Intensität der Lichtstrahlen vor der Beugung und es wird daher die Intensität der Vielzahl der parallelen Lichtstrahlen, die das Objekt belichten, nahezu gleich der Intensität des nicht divergenten Lichtes vor der Beugung, was zu einer Maximierung des Lichtwirkungsgrades bei der Belichtung eines Objektes mit Licht führt.

Um das zweitgenannte Ziel der vorliegenden Erfindung zu erreichen, wird ein Gerät zum Belichten eines Objektes mit Licht geschaffen, welches aufweist: eine Einrichtung zum Erzeugen von Lichtstrahlen mit einer einheitlichen Intensitätsverteilung; eine erste Beugungseinrichtung zum Beugen der Lichtstrahlen in eine Vielzahl von divergierenden Lichtstrahlen; eine zweite Beugungseinrichtung zum Beugen der Vielzahl der divergierenden Lichtstrahlen in eine Vielzahl von parallelen Lichtstrahlen; und eine Einrichtung zum Belichten des Objektes mit dem Licht aus der Vielzahl der parallelen Lichtstrahlen.

Bei dem oben erläuterten Gerät kann die erste Beugungseinrichtung die Lichtstrahlen in zwei divergierende Lichtstrahlen beugen, die zueinander symmetrisch in bezug auf eine erste Richtungslinie sind, die senkrecht zu einer Ausbreitungsrichtung der Lichtstrahlen verläuft.

Die erste Beugungseinrichtung kann die Lichtstrahlen auch in vier divergente Lichtstrahlen beugen, die zueinander in bezug auf eine erste Richtungslinie symmetrisch liegen und auch in bezug auf eine zweite Richtungslinie, die beide senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Lichtstrahlen verlaufen.

Das zuvor erläuterte Gerät kann ferner eine Steuereinrichtung enthalten, um eine relative Verschiebung zwischen der ersten Beugungseinrichtung und der zweiten Beugungseinrichtung zu steuern, wobei in einem Fall, bei dem die Steuereinrichtung die erste Beugungseinrichtung von der zweiten Beugungseinrichtung trennt, das Licht in eine Vielzahl von divergierenden Lichtstrahlen gebeugt wird und die Vielzahl der diverzierenden Lichtstrahlen in eine Vielzahl von parallelen Lichtstrahlen gebeugt werden, und in einem Fall, bei dem die Steuereinrichtung die Möglichkeit schafft, daß die erste Beugungseinrichtung einen engen Kontakt mit der zweiten Beugungseinrichtung eingeht, das Licht durch die erste Beugungseinrichtung und durch die zweite Beugungseinrichtung als gesamtes Licht ohne Beugung hindurch verläuft.

Das oben erläuterte Gerät umfaßt ferner eine dritte Beugungseinrichtung zum Beugen der Lichtstrahlen in ringförmig verlaufende divergierende Lichtstrahlen, die um ein Zentrum der Lichtstrahlen herum divergieren; und umfaßt eine vierte Beugungseinrichtung, um die ringförmig divergierenden Lichtstrahlen in ringförmig gestaltete parallele Lichtstrahlen umzuwandeln.

Um das zweitgenannte Ziel nach der vorliegenden Erfindung zu erreichen, wird ein Gerät zum Belichten eines Objektes mit Licht geschaffen, welches Gerät folgendes aufweist: eine Einrichtung zum Erzeugen von Lichtstrahlen mit einer einheitlichen Intensitätsverteilung; ein erstes Linsensystem zum Beugen oder Übertragen von ersten Lichtstrahlen, die auf dieses einfallen, wobei die ersten Lichtstrahlen in eine Vielzahl von divergierenden Lichtstrahlen gebeugt werden und die Vielzahl der divergierenden Lichtstrahlen in eine Vielzahl von parallelen Lichtstrahlen gebeugt werden, oder wobei das erste Linsensystem den ersten Lichtstrahlen die Möglichkeit gibt, dort hindurch zu verlaufen, und zwar ohne Beugung; ein zweites Linsensystem zum Beugen oder Übertragen von zweiten Lichtstrahlen, die auf dieses einfallen, wobei die zweiten Lichtstrahlen in einen ringförmig gestalteten divergierenden Lichtstrahl gebeugt werden und der ringförmig gestaltete divergierende Lichtstrahl in ringförmig gestaltete parallele Lichtstrahlen gebeugt wird, oder das zweite Linsensystem die Möglichkeit bietet, daß die zweiten Lichtstrahlen durch dieses hindurch verlaufen, ohne gebeugt zu werden; und eine Einrichtung zum Belichten des Objektes mit dem Licht aus der Vielzahl der parallelen Lichtstrahlen oder den ringförmig gestalteten parallelen Lichtstrahlen.

Bei dem zuvor erläuterten Gerät ist eine kombinierte Intensität der Vielzahl der divergierenden Lichtstrahlen in etwa gleich einer Intensität der nicht divergenten Lichtstrahlen vor der Beugung und daher wird der Lichtwirkungsgrad beim Belichten eines Objektes mit Licht maximal gestaltet. Ferner kann das Objekt in vielfältiger Weise unter Verwendung des gleichen Gerätes belichtet werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die oben erläuterten und weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich unmittelbar aus der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen, in denen zeigen:
Fig. 1 eine Konstruktionsansicht eines Beleuchtungssystems eines herkömmlichen Projektionsbeleuchtungsgerätes;
Fig. 2A bis 2C Querschnittsansichten, die verschiedene Gestalten einer Öffnung wiedergeben, die in dem Beleuchtungssystem des herkömmlichen Projektionsbeleuchtungsgerätes installiert sind;
Fig. 3 ein schematisches Diagramm, welches ein herkömmliches Projektionsbelichtungsverfahren unter Verwendung eines herkömmlichen Beleuchtungsverfahrens darstellt;
Fig. 4 ein schematisches Diagramm, welches ein Projektionsbelichtungsverfahren unter Verwendung eines geneigten Beleuchtungsverfahrens zeigt;
Fig. 5 eine Querschnittsansicht, die ein Belichtungsgerät gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht, die ein erstes und ein zweites Übertragungsteil wiedergibt, welches in Fig. 5 gezeigt ist;
Fig. 7 eine Ansicht, die eine Beugungserscheinung erläutert, wenn ein Lichtstrahl durch Medien hindurchwandert, von denen die Beugungsindexwerte voneinander verschieden sind;
Fig. 8 eine Ansicht, welche die Beziehung zwischen dem Spaltabstand zwischen dem ersten und dem zweiten Übertragungsteil erläutert, die in Fig. 5 gezeigt sind, und der Abstandsstrecke der parallelen Lichtstrahlen zeigt;
Fig. 9 eine Querschnittsansicht, die ein Belichtungsgerät gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht, die erste bis vierte Übertragungsteile darstellt, wie sie in Fig. 9 veranschaulicht sind;
Fig. 11A eine Ansicht, die Licht darstellt, welches durch jedes der Übertragungsteile hindurch verläuft, die in Fig. 9 gezeigt sind;
Fig. 11B eine Draufsicht, die das Licht zeigt, welches durch das vierte Übertragungsteil hindurch verläuft, welches in Fig. 9 gezeigt ist;
Fig. 12 eine Querschnittsansicht, die ein Belichtungsgerät gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
Fig. 13 eine perspektivische Ansicht, die erste bis dritte Übertragungsteile veranschaulicht, welche in Fig. 9 gezeigt sind;
Fig. 14 eine Querschnittsansicht, die ein Belichtungsgerät gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wiedergibt;
Fig. 15A bis 15C Ansichten, die verschiedene Gestalten der Lichtstrahlen wiedergeben, die am Belichtungsabschnitt gemäß dem ersten und dem zweiten Linsensystem angeboten werden;
Fig. 16 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines ersten Verfahrens zur Belichtung eines Objektes mit Lichtstrahl; und
Figur L7 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines zweiten Verfahrens zur Belichtung eines Objektes mit Lichtstrahlen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Im folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Einzelheiten unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Gerät zur Belichtung eines Objektes mit Licht

Ausführungsform 1

Fig. 5 zeigt eine Querschnittsansicht, die ein Belichtungsgerät gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Das Belichtungsgerät gemäß der vorliegenden Ausführungsform beugt einfallende Lichtstrahl in zwei divergierende Lichtstrahlen, die in bezug auf eine erste Richtungslinie senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der einfallenden Lichtstrahlen symmetrisch zueinander sind, und heut die zwei divergierenden Lichtstrahlen erneut in parallele Lichtstrahlen. Das Belichtungsgerät belichtet ein Objekt mit Licht aus den parallelen Lichtstrahlen.
Gemäß Fig. 5 enthält das Belichtungsgerät einen Lichtstrahlerzeugungsabschnitt 100 zum Erzeugen von Lichtstrahlen mit einer einheitlichen Intensitätsverteilung. Der Lichtstrahlerzeugungsabschnitt 100 enthält eine Lichtquelle 101 zum Erzeugen von Licht und eine Fliegenaugenlinse 102, die Mikrolinsen 102 enthält, um das von der Lichtquelle 101 zugeführte Licht in einen parallelen Lichtstrahl umzusetzen. Der Lichtstrahl, der durch die Fliegenaugenlinse 102 hindurch verläuft, pflanzt sich als parallele Lichtstrahlen mit einer einheitlichen Intensitätsverteilung fort.
Das Belichtungsgerät enthält auch ein erstes Übertragungsteil 104 zum Beugen der Lichtstrahlen, die von dem Lichtstrahlerzeugungsabschnitt 100 geliefert werden (im folgenden als Anfangslichtstrahlen bezeichnet), wobei die Beugung zu zwei divergenten Lichtstrahlen führt, und enthält ein zweites Übertragungsteil 106 zum Beugen der zweiten divergenten Lichtstrahlen in zwei parallele Lichtstrahlen.
Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht, die das erste und das zweite Übertragungsteil wiedergibt, die in Fig. 5 gezeigt sind.
Das erste Übertragungsteil 104 beugt die Anfangslichtstrahlen in zwei divergierende Lichtstrahlen, die jeweils entlang einer ersten Bahn und einer zweiten Bahn verlaufen, die in bezug auf eine erste Richtungslinie senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Anfangslichtstrahlen symmetrisch zueinander sind.
Um dies spezieller zum Ausdruck zu bringen, so enthält das erste Übertragungsteil 104 eine Einfallsfläche 104a, die senkrecht zu einer Ausbreitungsrichtung der Anfangslichtstrahl verläuft, vier Seitenflächen 104b, die senkrecht zur Einfallsfläche 104a verlaufen und parallel zur Ausbreitungsrichtung der Anfangslichtstrahlen liegen, und erste und zweite Emittierungsflächen 104c und 104d, die in bezug auf die erste Richtungslinie 114 symmetrisch zueinander verlaufen und gegenüber der Einfallsfläche 104a liegen, wobei die erste und die zweite Emittierungsfläche 104c und 104d miteinander eine V-gestaltete Nut bilden.
Die Anfangslichtstrahlen gelangen in das erste Übertragungsteile 104 ohne Beugung hinein und wandern entlang der Anfangsrichtung innerhalb des ersten Übertragungsteiles 104, da die Anfangslichtstrahlen auf die Einfallsfläche 104a in einem rechten Winkel von 90° einfallen. Dann erreichen einige der Anfangslichtstrahlen die erste emittierende Oberfläche 104c und der Rest der Anfangslichtstrahlen erreicht die zweite emittierende Oberfläche 104d. Somit werden einige der Anfangslichtstrahlen an der ersten emittierenden Oberfläche 104c gebeugt und verlassen das erste Übertragungsteil 104 entlang einem ersten Pfad und andererseits wird der Rest der Anfangslichtstrahlen an der zweiten emittierenden Oberfläche 104d gebeugt und verläßt das erste Übertragungsteil 104 entlang einem zweiten Pfad symmetrisch zu dem ersten Pfad, und zwar in bezug auf die erste Richtungslinie 114. Demzufolge werden die Anfangslichtstrahlen in zwei divergierende Lichtstrahlen aufgeteilt, da die erste und die zweite emittierende Oberfläche so gebildet sind, daß sie eine V-Gestalt haben.
Ein Beugungspfad der Lichtstrahlen gemäß einer Gestalt der ersten und der zweiten emittierenden Oberfläche 104c und 104d wird im folgenden erläutert.
Fig. 7 zeigt eine Ansicht zur Erläuterung einer Beugungserscheinung, wenn ein Lichtstrahl durch Medien hindurch verläuft, deren Beugungsindexwerte voneinander verschieden sind.
Im allgemeinen wird ein Lichtstrahl gemäß dem Beugungsgesetz gebeugt, welches als Snellsches Gesetz bezeichnet wird und sich mit Hilfe der folgenden Gleichung in bezug auf eine Bedingung ausdrücken läßt, daß beide Medien isotrope Materialien sind.

n₁ sinθ₁ = n₂ sinθ₂

worin n₁ und n₂ Brechungs- oder Beugungsindizes der Medien sind, θ₁ ein Einfallswinkel ist, der zwischen einer Richtung des Einfallslichtstrahls und einer senkrechten Linie einer Grenzfläche gebildet ist, und θ₂ ein Beugungswinkel ist, der zwischen einer Richtung des gebeugten Lichtstrahls und einer senkrechten Linie einer Grenzfläche gebildet ist.
Gemäß dem Beugungsgesetz fällt ein Lichtstrahl auf eine Oberfläche eines isotropen Mediums in einem Winkel von weniger als 90° ein, so daß es dadurch gebeugt oder gebrochen wird. Demzufolge, damit der Lichtstrahl gebeugt wird und von dem ersten Übertragungsteil 104 nach Luft wandert, wandert der Lichtstrahl innerhalb des ersten Übertragungsteiles 104 und erreicht die erste und die zweite emittierende Fläche 104c und 104d in einem Winkel, der kleiner als 90° ist. Für diesen Zweck sind die erste und die zweite emittierende Oberfläche in einem vorbestimmten Neigungswinkel ausgebildet.
Da das erste Übertragungsteil 104 dichter als Luft ist, ist der Beugungsindexwert oder Brechungsindexwert des ersten Übertragungsteiles 104 größer als derjenige von Luft. Wenn damit der Lichtstrahl von dem ersten Übertragungsteil 104 nach Luft wandert, ist der Beugungswinkel größer als der Einfallswinkel.
Eine Änderung der Gestalt der emittierenden Flächen 104c und 104d führt daher zu einer Änderung der Bahn des Brechungslichtstrahls. Die emittierenden Flächen 104c und 104d sind in bezug auf eine vorbestimmte Grundlinie zueinander symmetrisch ausgebildet, so daß einige der Anfangslichtstrahlen aus der ersten emittierenden Fläche 104c austreten und der Rest der Anfangslichtstrahl von der zweiten emittierenden Fläche 104d austritt. Es werden daher die Anfangslichtstrahlen in Einklang mit dem Neigungswinkel der emittierenden Flächen 104c und 104d konvergiert oder divergiert. Mit anderen Worten, wenn die emittierenden Flächen 104c und 104d so ausgebildet sind, daß sie eine Sägezahngestalt haben (vorspringende V-Gestalt), so wird der Anfangslichtstrahl durch die erste emittierende Fläche 104c und die zweite emittierende Fläche 140d konvergiert, und wenn die emittierenden Flächen 104c und 104d so geformt sind, daß sie eine V-gestaltete Nut bilden, werden die Anfangslichtstrahlen durch die erste emittierende Fläche 104c und durch die zweite emittierende Fläche 104d divergiert. Damit demzufolge die Anfangslichtstrahlen, die parallel verlaufen, in zwei divergierende Lichtstrahlen gebeugt oder gebrochen werden, müssen die erste emittierende Fläche 104c und die zweite emittierende Fläche 104d eine V-gestaltete Nut bilden.
Wenn ein erster Einfallswinkel, der zwischen einer senkrechten Linie senkrecht zur ersten emittierenden Oberfläche 104c und einer Richtung der Anfangslichtstrahlen gebildet wird, der gleiche ist wie ein zweiter Einfallswinkel, der zwischen einer senkrechten Linie senkrecht zur zweiten emittierenden Oberfläche 104c und einer Richtung der Anfangslichtstrahlen gebildet wird, werden die zwei divergierenden Lichtstrahlen in dem gleichen Beugungswinkel an der ersten und der zweiten emittierenden Fläche 104c und 104d gebeugt. Wenn andererseits der erste Einfallswinkel verschieden ist von dem zweiten Einfallswinkel, werden die zwei divergierenden Lichtstrahlen in unterschiedlichen Beugungswinkeln an der ersten und der zweiten emittierenden Fläche 104c und 104d gebeugt.
Die Einfallsfläche 104a ist so ausgebildet, daß sie so groß ist, daß alle Anfangslichtstrahlen auf die Einfallsfläche 104a einfallen können.
Das zweite Übertragungsteil 106 beugt die zwei divergierenden Lichtstrahlen erneut in zwei parallele Lichtstrahl und es sind daher die zwei parallelen Lichtstrahlen in bezug auf die erste Richtungslinie 114 zueinander symmetrisch und wandern parallel zueinander in der gleichen Richtung der Anfangslichtstrahl.
Spezieller gesagt, enthält das zweite Übertragungsteil 106 erste und zweite Einfallsflächen 106a und 106b, die zusammen einen dreieckförmigen Querschnitt haben, und zwar gegenüber einer Ausbreitungsrichtung der Anfangslichtstrahlen mit einer Kanten- oder Randlinie, wo die zwei Einfallsflächen miteinander in Kontakt stehen, parallel zu einer ersten Richtungslinie, und sie ragen zu dem ersten Übertragungsteil 104 nach vorne hin, wobei vier Seitenflächen 106c parallel zur Ausbreitungsrichtung der Anfangslichtstrahlen vorhanden sind und eine emittierende Fläche 106d vorhanden ist, welche gegenüber der ersten und der zweiten Einfallsfläche 106a und 106b liegen und senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Anfangslichtstrahlen verlaufen.
Die zwei divergierenden Lichtstrahlen, die von dem ersten Übertragungsteil 104 nach Luft hin wandern bzw. sich ausbreiten, gelangen in das zweite Übertragungsteil 106. Da das zweite Übertragungsteil 106 dichter als Luft ist, ist der Einfallswinkel größer als der Beugungswinkel in Einklang mit dem Beugungsgesetz. Wenn somit die zwei divergierenden Lichtstrahlen auf die erste und die zweite Einfallsfläche 106a und 106b des zweiten Übertragungsteiles 106 einfallen, wird jeder der zwei divergierenden Lichtstrahlen zur Randlinie hin gebeugt, wo die erste Einfallsfläche 106a und die zweite Ein- Fallsfläche 106b miteinander in Kontakt gelangen, wobei sie zu dem ersten Übertragungsteil 104 vorragen.
Die erste und die zweite Einfallsfläche 106a und 106b sind in einer solchen Gestalt ausgebildet, daß die zwei divergierenden Lichtstrahlen in parallele Lichtstrahlen gebeugt werden. Spezifischer ausgedrückt, ist jede der ersten und zweiten Einfallsflächen 106a und 106b des zweiten Übertragungsteiles 106 so ausgebildet bzw. gestaltet, dass sich ein Neigungswinkel in bezug auf die Richtung der divergierenden Lichtstrahlen ergibt, und zwar unter Einbeziehung des Einfallswinkels der divergierenden Lichtstrahlen und des Brechungsindexwertes des zweiten Übertragungsteiles 106, so daß die zwei divergierenden Lichtstrahlen, die auf das zweite Übertragungsteil 106 in einem vorbestimmten Einfallswinkel einfallen, in zwei parallele Lichtstrahlen gebeugt werden können.
Das zweite Übertragungsteil 106 ist in einer solchen Größe ausgebildet, daß die zwei divergierenden Lichtstrahlen vollständig auf die erste und die zweite Einfallsfläche 106a und 106b einfallen können und die einfallenden Lichtstrahlen vollständig durch die emittierende Fläche 106d emittiert werden. Daher ist die Intensität der Anfangslichtstrahlen, die in dem Lichtstrahlerzeugungsabschnitt 100 erzeugt werden, etwa gleich der kombinierten Intensität aus den parallelen Lichtstrahlen, die von dem zweiten Übertragungsteil 106 emittiert werden.
Das Belichtungsgerät umfaßt ferner einen Steuerabschnitt 116 zum Steuern einer relativen Verschiebung oder Versetzung des ersten und des zweiten Übertragungsteiles 104 und 106. Der Steuerabschnitt 116 kann einen Spaltabstand zwischen dem ersten Übertragungsteil 104 und dem zweiten Übertragungsteil 106 einstellen und es kann daher eine Abstandsstrecke D zwischen den zwei parallelen Lichtstrahlen, die von dem zweiten Übertragungsteil 106 emittiert werden und die erste Richtungslinie 114 kreuzen, gesteuert werden. Spezifischer ausgedrückt, nimmt, je stärker die Spaltstrecke bzw. der Spaltabstand zunimmt, umso mehr die Ausbreitungsstrecke der zwei divergierenden Lichtstrahlen zu, die von dem ersten Übertragungsteil 104 nach Luft emittiert werden. Als ein Ergebnis nimmt, je mehr die Ausbreitungsstrecke zunimmt, desto mehr die Abstandsstrecke D zu.
Der Steuerabschnitt 116 steuert die Spaltstrecke zwischen dem ersten und dem zweiten Übertragungsteil 104 und 106, der eine bestimmte Gestalt bildet. Wenn der Steuerabschnitt 116 das erste und das zweite Übertragungsteil 104 und 106 voneinander trennt, so daß ein Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Übertragungsteil 104 und 106 gebildet wird, werden die Anfangslichtstrahlen in zwei divergierende Lichtstrahl gebeugt oder gebrochen und nachfolgend werden die zwei divergierenden Lichtstrahlen in zwei parallele Lichtstrahlen gebeugt oder gebrochen. Wenn der Steuerabschnitt 116 das erste und das zweite Übertragungsteil 104 und 106 in Berührung miteinander bringt, ist kein Raum zwischen dem ersten und dem zweiten Übertragungsteil 104 und 106 vorhanden, es werden dann die Anfangslichtstrahlen durch das erste und das zweite Übertragungsteil 104 und 106 als Ganzes ohne Beugung oder Brechungsvorgang übertragen.
In bevorzugter Weise bestehen das erste und das zweite Übertragungsteil 104 und 106 aus einem transparenten Material, wie beispielsweise Glas, Quarz, und transparentem Kunststoff. Das erste und das zweite Übertragungsteil 104 und 106 können unter Verwendung unterschiedlicher Materialien hergestellt werden, sie werden jedoch in bevorzugter Weise unter Verwendung des gleichen Materials hergestellt, so daß die Brechungsindizes des ersten und des zweiten Übertragungsteiles 104 und 106 gleich sind. Im Folgenden wird die oben erläuterte Beziehung unter Hinweis auf Fig. 8 näher beschrieben.
Fig. 8 zeigt eine Ansicht, welche die Beziehung zwischen dem Spaltabstand bzw. der Spaltstrecke und dem Zwischenraumabstand erläutert.
Um die Lichtstrahlen in zwei parallele Lichtstrahlen zu beugen, müssen die erste emittierende Oberfläche 104c und die zweite emittierende Oberfläche 104d des ersten Übertragungsteiles 104 parallel in bezug auf die erste Einfallsfläche 106a und die zweite Einfallsfläche 106b des zweiten Übertragungsteiles 106 verlaufen.
Wenn damit das erste Übertragungsteil 104 und das zweite Übertragungsteil 106 in Kontakt gebracht werden und dann kein Zwischenraum zwischen dem ersten Übertragungsteil 104 und dem zweiten Übertragungsteil 106 gebildet wird, wird der Spaltabstand zwischen dem ersten Übertragungsteil 104 und dem zweiten Übertragungsteil 106 zu 0 und die Anfangslichtstrahlen werden durch das erste und das zweite Übertragungsteil 104 und 106 als Ganzes ohne Beugung oder Brechung übertragen.
Wenn das erste Übertragungsteil 104 und das zweite Übertragungsteil 106 voneinander getrennt werden und dadurch ein Raum zwischen dem ersten und dem zweiten Übertragungsteil 104 und 106 gebildet wird, muß der Brechungsindexwert des ersten Übertragungsteiles 104 im wesentlichen gleich sein demjenigen des zweiten Übertragungsteiles 106, so daß die zwei divergierenden Lichtstrahlen, die auf das zweite Übertragungsteil 106 einfallen, in zwei parallele Lichtstrahlen gebrochen oder gebeugt werden können.
Der Lichtstrahl wandert von dem ersten Übertragungsteil 104 nach Luft, und zwar in einem Einfallswinkel θ₁ und einem Brechungswinkel θ₂. Der gebrochene oder gebeute Lichtstrahl wandert von Luft zu dem zweiten Übertragungsteil 106 in einem Einfallswinkel θ₂, da die erste und die zweite emittierende Oberfläche 104c und 104d parallel in bezug auf die erste und die zweite Einfallsfläche 106a und 106b sind. Wenn der Einfallswinkel des gebeugten Lichtstrahls θ₂ ist, muß der Beugungswinkel des gebeugten Lichtstrahls θ₁ sein, damit der Beugungslichtstrahl, der erneut durch das zweite Übertragungsteil 106 gebeugt wird, zu parallelen Lichtstrahlen wird. Daher ist der Brechungsindex des ersten Übertragungsteiles 104 im wesentlichen gleich dem Brechungsindex des zweiten Übertragungsteiles 106. Mit anderen Worten bestehen das erste und das zweite Übertragungsteil 104 und 106 in bevorzugter Weise aus dem gleichen Material.
Wenn das erste und das zweite Übertragungsteil 104 und 106 in einer spezifischen Gestalt ausgeführt sind, kann der Steuerabschnitt 116, der wenigstens eine Position des ersten und des zweiten Übertragungsteiles 104 und 106 steuern kann, die Abstandsstrecke D zwischen den parallelen Lichtstrahlen ändern.
Beispielsweise enthält der Steuerabschnitt 116 eine Zahnstange mit Ritzel, die bei wenigstens einem der Teile gemäß dem ersten und dem zweiten Übertragungsteil 104 und 106 installiert ist, und eine elektrische Stromversorgungsquelle zum Antreiben der Zahnstange und des Ritzels.
Wenn das erste und das zweite Übertragungsteil 104 und 106 in einer spezifischen Gestalt realisiert sind und der Steuerabschnitt 116 installiert ist, läßt sich die Abstandsstrecke D zwischen den zwei parallelen Lichtstrahlen, die von dem zweiten Übertragungsteil 106 emittiert werden, durch die folgende Gleichung (1) ausdrücken:

worin θ ein spitzer Winkel ist, der zwischen der ersten emittierenden Oberfläche oder der zweiten emittierenden Oberfläche und der Ausbreitungsrichtung des Anfangslichtstrahles gebildet wird, δ ein spitzer Winkel ist, der zwischen der Ausbreitungsrichtung des divergierenden Lichtstrahls, der von dem ersten Übertragungsteil emittiert wird, und einer Ausbreitungsrichtung des Anfangslichtstrahles gebildet wird, und wobei d eine Spaltstrecke bzw. Spaltabstand zwischen dem ersten Übertragungsteil und dem zweiten Übertragungsteil bedeutet.
Die Gleichung (1) ist bei einer Bedingung gültig, bei der ein zwischen der Ausbreitungsrichtung des Anfangslichtstrahles und der ersten emittierenden Oberfläche 104c gebildeter Winkel gleich ist einem Winkel, der zwischen der Ausbreitungsrichtung des Anfangslichtstrahls und der zweiten emittierenden Oberfläche 104d eingeschlossen ist.
Der Parameter θ und δ hat eine Beziehung, die sich durch die folgende Gleichung (2) basierend auf einer Brechungs- oder Beugungsgleichung ausdrücken läßt:

n₁ cosθ = cos(θ - δ) (2)

worin n, ein Brechungsindexwert des ersten Übertragungsteiles 104 bedeutet.
Speziell, wenn der Lichtstrahl von dem ersten Übertragungsteil 104 nach Luft wandert, kann die Beugungs- oder Brechungsgleichung anhand der folgenden Gleichung (3) ausgedrückt werden:

n₁ sinθ₁ = sinθ₂ (3)

worin θ₁ der Einfallswinkel bei dem ersten Übertragungsteil 104 ist, θ₂ der Brechungswinkel des ersten Übertragungsteiles 104 ist und der Brechungsindexwert von Luft mit 1 angenommen ist.
Betrachtet man die geometrische Beziehung zwischen θ₁, θ₂, θ und δ unter Hinweis auf Fig. 8, so ist der Einfallswinkel θ₁ gleich 90 - θ und der Brechungswinkel θ₂ ist gleich θ₁ + δ. Damit läßt sich die Gleichung (3) erneut als Funktion von δ und θ ausdrücken und führt zu der Gleichung (2).
Wenn das erste und das zweite Übertragungsteil 104 und 106 die oben erläuterten Formen oder Gestalten haben, ist der Abstand zwischen zwei Seitenflächen (x) des zweiten Übertragungsteiles 106, zu denen die zwei divergierenden Lichtstrahlen wandern und einander gegenüberliegen, größer als die Gesamtstrecke bzw. -abstand (x') der Zwischenraumstrecke (D) zwischen den zwei parallelen Lichtstrahlen und einer Weite oder Breite, die parallel zur ersten Richtungslinie 114 verläuft, der Querschnittsfläche, deren Schnitt entlang einer horizontalen Richtung der Anfangslichtstrahlen verläuft. Auch ist ein Abstand zwischen den anderen zwei Seitenflächen des zweiten Übertragungsteiles 106 größer als eine Weite oder Breite, die vertikal zur ersten Richtungslinie 114 verläuft, und zwar von der Querschnittsfläche, deren Schnitt entlang einer horizontalen Linie der Anfangslichtstrahlen verläuft. Demzufolge ermöglicht das zweite Übertragungsteil 106, daß die zwei divergierenden Lichtstrahlen dort auftreffen und sie beugen die zwei divergierenden Lichtstrahlen in zwei parallele Lichtstrahlen.
Das Belichtungsgerät enthält auch einen Belichtungsabschnitt 109 zum Belichten eines Objektes mit Licht in Form der zwei parallelen Lichtstrahlen, die von dem zweiten Übertragungsteil 106 emittiert werden. Der Belichtungsabschnitt 109 umfaßt eine Sammellinse 108, durch die parallelen Lichtstrahlen hindurch verlaufen, ein Strichplattenmuster 110 und eine Projektionslinse 112, durch die die gebeugten Strahlen, die durch das Strichplattenmuster gebeugt wurden, projiziert werden.
Die zwei parallelen Lichtstrahlen, die von dem zweiten Übertragungsteil 106 emittiert werden, verlaufen durch die Sammellinse 108. Anschließend fallen die parallelen Lichtstrahlen auf das Strichplattenmuster 110 in einem schrägen Einfallswinkel ein und werden durch das Strichplattenmuster 110 gebeugt. Dann verlaufen die gebeugten Lichtstrahlen zu der Projektionslinse 112. Von den gebeugten Lichtstrahlen verlaufen die Lichtstrahlen nullter Ordnung und der +1^st-Ordnung durch die Projektionslinse 112 und die gebeugten Lichtstrahlen der -1^st-Ordnung verlaufen außerhalb der Projektionslinse 112. Die gebeugten Lichtstrahlen höherer Ordnung wandern entlang anderer Pfade.
Die gebeugten Lichtstrahlen der nullten Ordnung und der +1^st-Ordnung, die durch die Projektionslinse 112 hindurch verlaufen, interferieren auf einer Oberfläche des Objektes und das Objekt wird damit belichtet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Objekt aus einem Wafer W bestehen, spezieller aus einem Wafer mit einem darauf aufgetragenen Fotoresistfilm.
Demzufolge werden die Anfangslichtstrahlen, die in dem Lichtstrahlerzeugungsabschnitt 100 erzeugt werden, in parallele Lichtstrahlen gebrochen oder gebeugt und es wird das Objekt mit Licht in Form der parallelen Lichtstrahlen belichtet, was zu einer Verbesserung des Lichtwirkungsgrades und der Produktivität der Halbleitervorrichtung führt.

Ausführungsform 2

Fig. 9 zeigt eine Querschnittsansicht zur Erläuterung des Belichtungsgerätes gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Das Belichtungsgerät gemäß der vorliegenden Ausführungsform ermöglicht es, daß Lichtstrahlen, die in einem Lichtstrahlerzeugungsabschnitt erzeugt werden, in vier divergierende Lichtstrahlen gebrochen oder gebeugt werden, die in bezug auf eine erste Richtungslinie und in bezug auf eine zweite Richtungslinie divergieren, von denen beide senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Lichtstrahlen verlaufen, und wobei die vier divergierenden Lichtstrahlen in vier parallele Lichtstrahlen gebeugt werden. Ein Objekt wird mit dem Licht unter Verwendung der vier parallelen Lichtstrahlen belichtet.
Das Belichtungsgerät gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfaßt erste und zweite Übertragungsteile, welche die gleichen sind wie das erste und das zweite Übertragungsteil, welches bei dem Belichtungsgerät gemäß der ersten Ausführungsform installiert sind, und umfaßt ferner ein drittes und ein viertes Übertragungsteil.
Gemäß Fig. 9 enthält das Belichtungsgerät einen Lichtstrahlerzeugungsabschnitt 200 zum Erzeugen von Lichtstrahlen mit einer einheitlichen Intensitätsverteilung. Der Lichtstrahlerzeugungsabschnitt 200 umfaßt eine Lichtquelle 201 zum Erzeugen von Licht, eine Fliegenaugenlinse 202, die aus einer Vielzahl von Mikrolinsen besteht, um das Licht, welches von der Lichtquelle 201 zugeführt wird, in parallele Lichtstrahlen umzusetzen. Der Lichtstrahl, der durch die Fliegenaugenlinse 202 hindurch verläuft, pflanzt sich in Form von parallelen Lichtstrahlen fort, die eine einheitliche Intensitätsverteilung aufweisen.
Das Belichtungsgerät enthält auch erste bis vierte Übertragungsteile, die zu einer Beugung der Lichtstrahlen führen, die durch den Lichtstrahlerzeugungsabschnitt 200 erzeugt werden (im folgenden als Anfangslichtstrahlen bezeichnet), wobei die Beugung oder Brechung in vier divergierende Lichtstrahlen erfolgt und wobei die vier divergierenden Lichtstrahlen in vier parallele Lichtstrahlen gebeugt werden.
Fig. 10 zeigt eine perspektivische Ansicht der ersten bis vierten Übertragungsteile, wie sie in Fig. 9 dargestellt sind. Fig. 11A ist eine Ansicht, die das Licht zeigt, welches durch jedes der Übertragungsteile hindurch verläuft, wie sie in Fig. 9 gezeigt sind. Fig. 11B ist eine Draufsicht, die das Licht veranschaulicht, welches durch die vier Übertragungsteile hindurch verläuft, die in Fig. 9 dargestellt sind.
Das Belichtungsgerät enthält ein erstes Übertragungsteil 204 zum Brechen oder Beugen der Anfangslichtstrahlen 300 in zwei divergente Lichtstrahl 302. Das erste Übertragungsteil 204 bricht die Anfangslichtstrahlen in zwei divergierende Lichtstrahlen, die jeweils entlang einer ersten Bahn und einer zweiten Bahn verlaufen, die in bezug auf eine erste Richtungslinie 220 zueinander symmetrisch sind, wobei diese Linie senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Anfangslichtstrahlen 300 verläuft.
Spezieller gesagt, enthält das erste Übertragungsteil 204 eine Einfallsfläche 204a, die senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Anfangslichtstrahlen 300 verläuft, vier Seitenflächen 204b, die senkrecht zu der Einfallsfläche 204a verlaufen und parallel zur Ausbreitungsrichtung der Anfangslichtstrahlen 300 verlaufen, und enthält erste und zweite emittierende Oberflächen 204c und 204d, die in bezug auf die erste Richtungslinie 20 zueinander symmetrisch sind und der Einfallsfläche 204a gegenüberliegen, wobei sie zusammen eine V-gestaltete Nut bilden. Die Einfallsfläche 204a des ersten Übertragungsteiles 204 ist so groß ausgebildet, daß die Gesamtheit der Anfangslichtstrahlen auf die Einfallsfläche 204a einfallen kann.
Das Belichtungsgerät enthält ferner ein zweites Übertragungsteil 206 zum Brechen der zwei divergierenden Lichtstrahlen 302 in zwei parallele Lichtstrahlen 306. Das zweite Übertragungsteil 206 bricht die zwei divergierenden Lichtstrahlen 302 in zwei parallele Lichtstrahlen 304, die sich in der gleichen Richtung wie die Anfangslichtstrahlen 300 ausbreiten.
Gemäß Fig. 10 enthält das zweite Übertragungsteil 206 erste und zweite Einfalls- Flächen 206a und 206b, die zusammen einen dreieckförmigen Querschnitt bilden, und zwar gegenüber der Ausbreitungsrichtung der Anfangslichtstrahlen 300 unter Bildung einer Randlinie, dort, wo die zwei Einfallsflächen 206a und 206b miteinander in Kontakt gelangen, parallel zur ersten Richtungslinie 220 und zu dem ersten Übertragungsteil 204 hin vorspringend, enthält vierte Seitenflächen 206c parallel zur Ausbreitungsrichtung der Anfangslichtstrahlen 300, und eine emittierende Oberfläche 206d gegenüber der ersten und der zweiten Einfallsfläche 206a und 206b und senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Anfangslichtstrahlen.
Das zweite Übertragungsteil 206 ist derart groß ausgebildet, daß die Gesamtheit aller divergierenden Lichtstrahlen 302 lediglich auf die Einfallsflächen 206a und 206b einfallen können, und es werden alle Einfallslichtstrahlen in Form von parallelen Lichtstrahlen lediglich durch die emittierenden Oberflächen emittiert.
Da das erste und das zweite Übertragungsteil 204 und 206 in der gleichen Weise ausgebildet ist, wie dies in Verbindung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, wird eine weitere Beschreibung des ersten und des zweiten Übertragungsteiles 204 und 206 weggelassen.
Das Belichtungsgerät enthält auch ein drittes Übertragungsteil 208 zum Brechen der zwei parallelen Lichtstrahlen in vier divergente Lichtstrahlen. Das dritte Übertragungsteil 208 bricht die zwei parallelen Lichtstrahlen 304 in vier divergierende Lichtstrahlen 306, die in bezug auf eine zweite Richtungslinie 222 zueinander symmetrisch sind und senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Anfangslichtstrahlen 300 verlaufen, die durch den Lichtstrahlerzeugungsabschnitt 200 erzeugt werden.
Gemäß Fig. 10 enthält das dritte Übertragungsteil 208 eine Einfallsfläche 208a senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der zwei parallelen Lichtstrahlen 304, die durch das zweite Übertragungsteil 206 hindurch verlaufen, enthält vier Seitenflächen 208b senkrecht zur Einfallsfläche 208a und parallel zur Ausbreitungsrichtung der parallelen Lichtstrahlen 304, und eine dritte und vierte emittierende Oberfläche 208c und 208d, die eine V-gestaltete Nut zusammen bilden, die symmetrisch in bezug auf die zweite Richtungslinie 222 sind und der Einfallsfläche 208a gegenüber liegen.
Die erste Richtungslinie 220 und die zweite Richtungslinie 222 bilden einen Winkel y in einem Bereich von etwa 45 bis etwa 90 Grad.
Die auf das dritte Übertragungsteil 208 in einem Einfallswinkel von 90° einfallenden zwei parallelen Lichtstrahlen 304 verlaufen durch das dritte Übertragungsteil 208 in der gleichen Ausbreitungsrichtung. Dann werden die zwei parallelen Lichtstrahlen 204 an den emittierenden Flächen 208c und 208d in vier divergente Lichtstrahlen gebrochen.
Die zwei parallelen Lichtstrahlen 304 bestehen aus einem ersten parallelen Lichtstrahl 304a und einem zweiten parallelen Lichtstrahl 304b. Der erste parallele Lichtstrahl 304a wird an der dritten und der vierten Fläche 208c und 208d in einem vorbestimmten Brechungswinkel in zwei divergierende Lichtstrahlen gebrochen und in der gleichen Weise wie der erste parallele Lichtstrahl 304a wird auch der zweite parallele Lichtstrahl 304b an der dritten und der vierten Fläche 208c und 208d in einem vorbestimmten Brechungswinkel in zwei divergierende Lichtstrahlen gebrochen. Demzufolge werden der erste und der zweite parallele Lichtstrahl 304a und der 304b in vier divergierende Lichtstrahlen 306 gebrochen, während sie durch das dritte Übertragungsteil 208 hindurch verlaufen. Zu diesem Zeitpunkt werden der erste und der zweite parallele Lichtstrahl 304, die von der gleichen emittierenden Oberfläche emittiert werden, in dem gleichen Brechungswinkel gebrochen.
Dabei hat der Winkel y, der zwischen der ersten Richtungslinie 220 und der zweiten Richtungslinie 222 gebildet ist, eine Beziehung mit dem Lichtfluß der vier divergierenden Lichtstrahlen. Spezifischer ausgedrückt, wenn der Winkel y gleich ist 90 Grad, wird jeder der ersten und zweiten parallelen Lichtstrahlen in zwei divergierende Lichtstrahlen gebrochen, wobei jeder der divergierenden Lichtstrahlen den gleichen Lichtfluß hat. Demzufolge ist es wünschenswert, daß der Winkel y mit 90° ausgebildet wird.
Das Belichtungsgerät enthält auch ein viertes Übertragungsteil 210 zum Brechen der vier divergierenden Lichtstrahlen 306 in vier parallele Lichtstrahlen 308. Das vierte Übertragungsteil 210 bricht die vier divergierenden Lichtstrahlen 306 symmetrisch in bezug auf die zweite Richtungslinie 222 in vier parallele Lichtstrahlen 308, die sich parallel zueinander in der gleichen Richtung ausbreiten, in welcher die Anfangslichtstrahlen 300 wandern.
Das vierte Übertragungsteil 210 umfaßt eine dritte und eine vierte Einfallsfläche 210a und 210b, die zusammen einen dreieckförmigen Querschnitt haben, und zwar gegenüber der Ausbreitungsrichtung der Anfangslichtstrahlen 300 unter Bildung einer Kantenlinie oder Randlinie, wo die zwei Einfallsflächen 210a und 210b miteinander in Kontakt gelangen, parallel zu der zweiten Richtungslinie 222 und zu dem dritten Übertragungsteil 208 vorspringend, mit vier Seitenflächen 210c parallel zur Richtung der Anfangslichtstrahlen und mit einer emittierenden Fläche 210d gegenüber der dritten und der vierten Einfallsfläche 210a und 210b und senkrecht zur Richtung der Anfangslichtstrahlen.
Die vier divergierenden Lichtstrahlen 306, die an der emittierenden Oberfläche des dritten Übertragungsteiles 208 gebrochen wurden und sich in Luft ausbreiten, fallen auf das vierte Übertragungsteil 210, welches dichter als Luft ist. In Einklang mit dem Brechungsgesetz ist der Einfallswinkel größer als der Brechungswinkel, wenn die Lichtstrahlen durch das vierte Übertragungsteil 210 hindurch verlaufen. Wenn daher die vier divergierenden Lichtstrahlen 306 auf das vierte Übertragungsteil 210 einfallen, welches in der oben beschriebenen Weise gestaltet ist, werden die vier divergierenden Lichtstrahlen 306 jeweils symmetrisch in bezug auf die Kantenlinie oder Randlinie gebrochen, wo die dritte und die vierte Einfallsfläche 210a und 210b des vierten Übertragungsteiles 210 Berührung miteinander haben.
Die Einfallsflächen 210a und 210b des vierten Übertragungsteiles 210 sind so ausgebildet, daß die vier divergierenden Lichtstrahlen in jeweils parallele Lichtstrahlen gebrochen werden können. Spezifischer ausgedrückt, ragen die dritte und die vierte Einfallsfläche 210a und 210b von dem vierten Übertragungsteil 210 vor und sind in einem vorbestimmten Winkel in bezug auf die Ausbreitungsrichtung der Anfangslichtstrahlen 300 unter Beachtung des Brechungswinkels der divergierenden Lichtstrahlen und des Brechungsindex des vierten Übertragungsteiles 210 gebracht, so daß die vier divergierenden Lichtstrahlen, die auf die dritte und die vierte Einfallsfläche 210a und 210b einfallen, in vier parallele Lichtstrahlen gebrochen werden, die parallel zu den Anfangslichtstrahlen 300 verlaufen. Als ein Ergebnis werden die vier divergierenden Lichtstrahlen 306 auf das vierte Übertragungsteil 210 zum Einfallen gebracht und werden nachfolgend in vier parallele Lichtstrahlen 308 gebrochen.
Das vierte Übertragungsteil 210 ist so groß ausgebildet, daß die vier divergierenden Lichtstrahlen 306 vollständig auf die Einfallsflächen 210a und 210b einfallen können und die Einfallslichtstrahlen vollständig als parallele Lichtstrahlen emittiert werden. Daher ist der Lichtfluß der Anfangslichtstrahlen 300 gleich der Summe aus dem Lichtfluß von jedem der parallelen Lichtstrahlen 308, die von dem vierten Übertragungsteil 210 emittiert werden.
Das Belichtungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung enthält auch einen ersten Steuerabschnitt 230 zum Steuern der relativen Verschiebung des ersten Übertragungsteiles 204 und des zweiten Übertragungsteiles 206, und einen zweiten Steuerabschnitt 232 zum Steuern einer relativen Verschiebung des dritten Übertragungsteiles 204 und des vierten Übertragungsteiles 206. Der erste Steuerabschnitt 230 steuert eine erste Spaltstrecke zwischen dem ersten Übertragungsteil 204 und dem zweiten Übertragungsteil 206 und daher kann ein erster Zwischenraumabstand D₁ zwischen den zwei parallelen Lichtstrahlen 304, die von dem zweiten Übertragungsteil 206 emittiert werden und über die erste Richtungslinie 220 kreuzen, gesteuert werden. Ferner steuert der zweite Steuerabschnitt 232 einen zweiten Spaltabstand zwischen dem dritten Übertragungsteil 208 und dem vierten Übertragungsteil 210 und es kann daher ein zweiter Zwischenraumabstand D₂ zwischen den vier parallelen Lichtstrahlen 308, die von dem vierten Übertragungsteil 210 emittiert werden und die zweite Richtungslinie 222 kreuzen, gesteuert werden. Es gilt somit die Regel, je mehr die erste Spaltstrecke bzw. Spaltabstand zwischen dem ersten Übertragungsteil 204 und dem zweiten Übertragungsteil 206 erhöht wird, desto mehr nimmt die Wanderstrecke der zweiten divergierenden Lichtstrahlen 302, die von dem ersten Übertragungsteil 204 nach Luft emittiert werden, zu. Demzufolge gilt, je mehr die Wanderstrecke der zwei divergierenden Lichtstrahlen 302 erhöht wird, desto mehr nimmt der erste Zwischenraumabstand D₁ zwischen den zwei parallelen Lichtstrahlen 304, die von dem zweiten Übertragungsteil 206 emittiert werden, zu.
In der gleichen Weise gilt, je mehr die zweite Spaltstrecke bzw. Spaltabstand zwischen dem dritten Übertragungsteil 208 und dem vierten Übertragungsteil 210 zunimmt, desto mehr nimmt die Ausbreitungsstrecke bzw. Durchlaufstrecke der vierten divergierenden Lichtstrahlen 306, die von dem dritten Übertragungsteil 208 nach Luft emittiert werden, zu. Demzufolge gilt, je mehr die Wanderstrecke der vier divergierenden Lichtstrahlen 306 zunimmt, desto mehr nimmt der zweite Zwischenraumabstand D₂ zwischen den vier parallelen Lichtstrahlen 308, die von dem vierten Übertragungsteil 210 emittiert werden, zu.
Der erste Steuerabschnitt 230 steuert die erste Spaltstrecke zwischen dem ersten Übertragungsteil 204 und dem zweiten Übertragungsteil 206, die eine bestimmte Gestalt haben. Wenn der erste Steuerabschnitt 230 das erste und das zweite Übertragungsteil 204 und 206 voneinander trennt unter Bildung eines Raumes zwischen dem ersten und dem zweiten Übertragungsteil 204 und 206, werden die Anfangslichtstrahlen 300 in zwei divergierende Lichtstrahl 302 gebrochen, die in bezug auf die erste Richtungslinie 220 zueinander symmetrisch sind und es werden nachfolgend die zwei divergierenden Lichtstrahlen 302 in zwei parallele Lichtstrahlen 304 gebrochen. Wenn der erste Steuerabschnitt 230 das erste und das zweite Übertragungsteil 204 und 206 in Kontakt miteinander bringt, wird kein Zwischenraum zwischen dem ersten und dem zweiten Übertragungsteil 204 und 206 gebildet, es verlaufen die Anfangslichtstrahlen 300 durch das erste und das zweite Übertragungsteil 204 und 206 als Ganzes, und zwar ohne Brechung oder Beugung.
Auf die gleiche Weise steuert der zweite Steuerabschnitt 232 die zweite Spaltstrecke zwischen dem dritten Übertragungsteil 208 und dem vierten Übertragungsteil 210, die eine bestimmte Gestalt haben. Wenn der zweite Steuerabschnitt 232 das dritte und das vierte Übertragungsteil 208 und 210 voneinander trennt, und zwar unter Bildung eines Zwischenraumes zwischen dem dritten und dem vierten Übertragungsteil 208 und 210, werden die zwei parallelen Lichtstrahlen 304 in vier divergente Lichtstrahlen 306 gebrochen, die in bezug auf die zweite Richtungslinie 222 symmetrisch sind bzw. zueinander symmetrisch sind, und nachfolgend werden die vier divergierenden Lichtstrahlen 306 in vier parallele Lichtstrahlen 308 gebrochen. Wenn der zweite Steuerabschnitt 232 das dritte und das vierte Übertragungsteil 208 und 210 in Berührung miteinander bringt, so bleibt kein Zwischenraum zwischen dem dritten und dem vierten Übertragungsteil 208 und 210 übrig, die zwei parallelen Lichtstrahlen 304 verlaufen dann durch das dritte und das vierte Übertragungsteil 208 und 210, und zwar als Gesamtheit ohne Brechung oder Beugung.
Wenn das erste und das zweite Übertragungsteil 204 und 206 miteinander Kontakt haben und wenn das dritte und das vierte Übertragungsteil 208 und 210 voneinander getrennt sind, wandern die Lichtstrahlen, die durch das erste und das zweite Übertragungsteil 204 und 206 hindurch verlaufen, in der gleichen Richtung wie die Anfangslichtstrahlen 300 ohne eine Brechung oder Beugung. Das heißt, die Lichtstrahlen verlaufen durch das erste und das zweite Übertragungsteil 204 und 206 und sind identisch zu den Anfangslichtstrahlen 300. Nachfolgend, wenn die Anfangslichtstrahlen 300 durch das erste und das zweite Übertragungsteil 204 und 206 hindurch verlaufen und auf das dritte Übertragungsteil 208 auftreffen, werden die Anfangslichtstrahlen 300 in zwei divergierende Lichtstrahlen 306 gebrochen, die in bezug auf die zweite Richtungslinie 222 bzw. zueinander symmetrisch sind und dann werden die zwei divergierenden Lichtstrahlen 306 erneut gebrochen und werden in zwei parallele Lichtstrahlen umgesetzt, während sie durch das vierte Übertragungsteil 210 hindurch verlaufen.
Wie oben beschrieben wurde, können die Anfangslichtstrahlen 300 in vier parallele Lichtstrahlen oder in zwei parallele Lichtstrahlen gebrochen werden, die in bezug auf die erste oder die zweite Richtungslinie symmetrisch zueinander sind, indem der erste Spaltabstand D₁ zwischen dem ersten und dem zweiten Übertragungsteil 204 und 206 und der zweite Spaltabstand D₂ zwischen dem dritten und dem vierten Übertragungsteil 206 und 210 unter Verwendung des ersten und des zweiten Steuerabschnitts 230 und 232 gesteuert werden. Wenn es erforderlich ist, verlaufen die Anfangslichtstrahlen durch das erste Übertragungsteil 204 bis zu dem vierten Übertragungsteil 210 als Gesamtheit ohne Brechung oder Beugung.
Zur Durchführung der beschriebenen Funktion wird die erste emittierende Oberfläche 204c des ersten Übertragungsteiles 204 parallel in bezug auf die erste Einfallsfläche 206a des zweiten Übertragungsteiles 206 eingestellt und es wird gleichzeitig die zweite emittierende Oberfläche 204d des ersten Übertragungsteiles 204 parallel zu der zweiten Einfallsfläche 206b des zweiten Übertragungsteiles 206 eingestellt. Wenn somit das erste Übertragungsteil 204 und das zweite Übertragungsteil 206 miteinander Kontakt schließen und kein Zwischenraum zwischen dem ersten und dem zweiten Übertragungsteil 204 und 206 vorhanden ist, werden die Anfangslichtstrahlen durch das zweite Übertragungsteil 206 in der gleichen Richtung übertragen, ohne Brechung. Wenn ferner das erste und das zweite Übertragungsteil 204 und 206 voneinander getrennt sind und die erste und die zweite emittierende Oberfläche 204c und 204d des ersten Übertragungsteiles 204 jeweils parallel zur ersten und zur zweiten Einfallsfläche 206a und 206b des zweiten Übertragungsteiles 206 verlaufen, müssen die Brechungsindizes des ersten und des zweiten Übertragungsteiles 204 und 206 im wesentlichen identisch sein, um die zwei divergierenden Lichtstrahlen zu brechen, die auf das zweite Übertragungsteil 206 einfallen, und zwar in die zwei parallelen Lichtstrahlen.
Auf die gleiche Weise wird die dritte emittierende Fläche 208c des dritten Übertragungsteiles 208 parallel zu der dritten Einfallsfläche 210a des vierten Übertragungsteiles 210 eingestellt und gleichzeitig wird die vierte emittierende Fläche 208d des dritten Übertragungsteiles 208 parallel zu der vierten Einfallsfläche 210b des vierten Übertragungsteiles 210 eingestellt. Wenn somit das dritte Übertragungsteil 208 und das vierte Übertragungsteil 210 miteinander in Kontakt stehen und kein Zwischenraum zwischen dem dritten und dem vierten Übertragungsteil 208 und 210 vorhanden ist, werden die Lichtstrahlen, die durch das zweite Übertragungsteil 206 hindurch verlaufen, durch das vierte Übertragungsteil 206 in der gleichen Richtung ohne Brechung oder Beugung übertragen. Wenn ferner das dritte und das vierte Übertragungsteil 208 und 210 voneinander getrennt werden und die dritte und die vierte emittierende Oberfläche 208c und 208d des ersten Übertragungsteiles 208 jeweils parallele zu der dritten und der vierten Einfallsoberfläche 210a und 210b des vierten Übertragungsteiles 210 verlaufen, müssen die Brechungsindizes des dritten und des vierten Übertragungsteiles 208 und 210 im wesentlichen identisch sein, um die zwei divergierenden Lichtstrahlen, die auf das vierte Übertragungsteil 210 einfallen, in zwei parallele Lichtstrahlen zu brechen.
In bevorzugter Weise bestehen das erste, das zweite, das dritte und das vierte Übertragungsteil 204, 206, 208 und 210 aus einem transparenten Material, wie beispielsweise Glas, Quarz, transparentem Kunststoff. Das erste bis vierte Übertragungsteil 204, 206, 208 und 210 kann unter Verwendung unterschiedlicher Materialien hergestellt werden, sie werden jedoch in bevorzugter Weise unter Verwendung des gleichen Materials hergestellt, so daß die Brechungsindizes der ersten bis vierten Übertragungsteile 204, 206, 208 und 210 gleich sind.
Der Belichtungsabschnitt 211 belichtet ein Objekt mit Licht in Form der parallelen Lichtstrahlen 308, die von dem vierten Übertragungsteil 210 emittiert werden. Der Belichtungsabschnitt 211 enthält eine Sammellinse 212, durch die parallelen Lichtstrahlen 308 hindurch verlaufen, ein Strichplattenmuster 214, eine Projektionslinse 216, auf die bzw. durch die die gebeugten Strahlen, die durch das Strichplattenmuster gebeugt wurden, projiziert werden.
Die parallelen Lichtstrahlen, die von dem vierten Übertragungsteil 210 emittiert werden, verlaufen durch die Sammellinse 212. Demzufolge fallen die parallelen Lichtstrahlen auf das Strichplattenmuster 214 in einem schrägen Einfallswinkel ein und werden durch das Strichplattenmuster 214 gebeugt. Dann verlaufen die gebeugten Lichtstrahlen zu der Projektionslinse 216 und verlaufen durch die Projektionslinse 216 hindurch. Die Lichtstrahlen, die durch die Projektionslinse 216 hindurch verlaufen, interferieren auf der Oberfläche des Objektes und es wird dann das Objekt mit dem Licht der parallelen Lichtstrahlen belichtet.
Es werden daher die Anfangslichtstrahlen, die durch den Lichtstrahlerzeugungsabschnitt 200 erzeugt werden, in parallele Lichtstrahlen gebrochen und es wird ein Objekt mit dem Licht der parallelen Lichtstrahlen belichtet, was zu einer Verbesserung des Lichtwirkungsgrades und der Produktivität der Halbleitervorrichtung führt.

Ausführungsform 3

Fig. 12 zeigt eine Querschnittsansicht, die ein Belichtungsgerät gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Das Belichtungsgerät gemäß der vorliegenden Ausführungsform bricht Lichtstrahlen in vier divergente Lichtstrahlen auf, die symmetrisch in bezug auf eine erste und eine zweite Richtungslinie zueinander sind, die senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Lichtstrahlen verlaufen, und bricht erneut die vier divergenten Lichtstrahlen in parallele Lichtstrahlen, die ein Objekt mit Licht in der gleichen Weise belichten, wie bei dem Belichtungsgerät gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Gemäß Fig. 12 enthält das Belichtungsgerät einen Lichtstrahlerzeugungsabschnitt 400 zum Erzeugen von Lichtstrahlen, die mit einheitlicher Intensität verteilt sind. Der Lichtstrahlerzeugungsabschnitt 400 enthält eine Lichtquelle 401 zum Erzeugen des Lichtes und eine Fliegenaugenlinse 402, die aus einer Vielzahl von Mikrolinsen zusammengesetzt ist, um das von der Lichtquelle 401 zugeführte Licht in parallele Lichtstrahlen umzusetzen. Das Licht, welches durch die Fliegenaugenlinse 402 hindurch verläuft, breitet sich in Form von parallelen Lichtstrahlen aus, die eine einheitliche Intensitätsverteilung haben.
Das Belichtungsgerät enthält auch erste bis dritte Übertragungsteile, welche die Lichtstrahlen aufnehmen können, die von dem Lichtstrahlerzeugungsabschnitt 400 kommen (im folgenden als Anfangslichtstrahlen bezeichnet) und die in vier divergierende Lichtstrahlen gebrochen werden und wobei die vier divergierenden Lichtstrahlen dann in vier parallele Lichtstrahlen gebrochen werden.
Fig. 13 zeigt eine perspektivische Ansicht, welche ein erstes bis drittes Übertragungsteil veranschaulicht, die in Fig. 9 gezeigt sind.
Das Belichtungsgerät enthält ein erstes Übertragungsteil 404 zum Brechen der Anfangslichtstrahlen, die von dem Lichtstrahlerzeugungsabschnitt 400 erzeugt werden, in zwei divergierende Lichtstrahlen. Das erste Übertragungsteil 404 bricht die Anfangslichtstrahlen in zwei divergierende Lichtstrahlen, die jeweils entlang einer ersten Bahn und einer zweiten Bahn wandern, die in bezug auf eine erste Richtungslinie 420 symmetrisch sind bzw. auch zueinander symmetrisch sind, wobei die Linie senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Anfangslichtstrahlen verläuft.
Spezieller gesagt, enthält das erste Übertragungsteil 404 eine Einfallsoberfläche 404a senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Anfangslichtstrahlen 300, vier Seitenflächen 404b senkrecht zur Einfallsfläche 404a und parallel zur Ausbreitungsrichtung der Anfangslichtstrahlen 300, und eine erste und eine zweite emittierende Oberfläche 404c und 404d, die in bezug auf die erste Richtungslinie 420 zueinander symmetrisch sind und der Einfallsfläche 404a gegenüberliegen, wobei sie eine V-gestaltete Nut miteinander bilden.
Die Einfallsoberfläche 404a des ersten Übertragungsteiles 404 ist so groß ausgebildet, daß alle Lichtstrahlen auf die Einfallsfläche 404a einfallen können.
Da das erste Übertragungsteil 404 in der gleichen Weise ausgebildet ist wie bei der ersten und der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wird eine Beschreibung des ersten Übertragungsteiles 404 weggelassen.
Das Belichtungsgerät enthält ferner ein zweites Übertragungsteil 406 zum Brechen der zwei divergierenden Lichtstrahlen in zwei parallele Lichtstrahlen und zum erneuten Brechen der zwei parallelen Lichtstrahlen in vier divergierende Lichtstrahlen.
Spezieller ausgedrückt, enthält das zweite Übertragungsteil 406 eine erste und eine zweite Einfallsfläche 406a und 406b, die zusammen einen dreieckförmigen Querschnitt bilden, und zwar gegenüber der Ausbreitungsrichtung der Anfangslichtstrahlen unter Bildung einer Kanten- oder Randlinie, wo sich die erste und die zweite Einfallsfläche 406a und 406b miteinander berühren, parallel zu der ersten Richtungslinie und zu dem ersten Übertragungsteil 404 hin vorspringend, ferner mit vier Seitenflächen 406c parallel zur Richtung der Anfangslichtstrahlen, und mit einer dritten und vierten emittierenden Fläche 406d und 406e, die miteinander eine V-gestaltete Nut bilden, und zwar mit einer Rand- oder Kantenlinie, wo sich die dritte und die vierte emittierende Fläche 406a und 406b einander berühren, parallel mit der zweiten Richtungslinie 422 und senkrecht zur Richtung der Anfangslichtstrahlen.
Das zweite Übertragungsteil 406 ist so groß ausgebildet, daß beide der zwei divergierenden Lichtstrahlen auf die Einfallsflächen 406a und 406b einfallen können und alle einfallenden Lichtstrahlen gebrochen werden können und in Form von parallelen Lichtstrahlen lediglich durch die emittierende Oberfläche emittiert werden können.
Die erste Richtungslinie 420 und die zweite Richtungslinie 422 bilden einen Winkel y in einem Bereich von etwa 45 bis etwa 90 Grad.
Die Einfallslichtstrahlen, die auf das zweite Übertragungsteil 406 auftreffen, werden gebrochen und wandern durch das zweite Übertragungsteil 406 in Form von zwei parallelen Lichtstrahlen hindurch. Die zwei parallelen Lichtstrahlen werden dann an den emittierenden Oberflächen 406d und 406e des zweiten Übertragungsteiles 406 gebrochen und wandern dann in die Luft in Form von vier divergierenden Lichtstrahlen.
Einer der zwei parallelen Lichtstrahlen wird als ein erster paralleler Lichtstrahl festgelegt und der andere der zwei parallelen Lichtstrahlen wird als ein zweiter paralleler Lichtstrahl festgelegt. Der erste parallele Lichtstrahl wird an der dritten und an der vierten emittierenden Fläche 406d und 406e mit einem vorbestimmten Brechungswinkel gebrochen und wird divergiert, so daß zwei divergierende Lichtstrahlen entstehen, was auch mit den zweiten parallelen Lichtstrahlen erfolgt. Daher werden der erste und der zweite parallele Lichtstrahl in vier divergierende Lichtstrahlen gebrochen, wenn sie durch das zweite Übertragungsteil 406 hindurch verlaufen. Zu diesem Zeitpunkt werden der erste und der zweite parallele Lichtstrahl, die von der gleichen emittierenden Fläche emittiert werden, in dem gleichen Brechungswinkel gebrochen.
Wenn jeder der ersten und zweiten parallelen Lichtstrahlen jeweils in zwei divergierende Lichtstrahlen gebrochen worden ist, hat ein Winkel, der zwischen der zweiten Richtungslinie 422, welches eine Grundlinie für die V-gestaltete Nut darstellt, die an einer emittierenden Oberfläche des zweiten Übertragungsteiles 406 gebildet ist, und der zweiten Richtungslinie 420 gebildet ist, die eine Grundlinie für einen V-gestalteten vorspringenden Abschnitt ist, der an einer Einfallsfläche des zweiten Übertragungsteiles 406 gebildet ist, eine Beziehung zu dem Lichtfluß der vier divergierenden Lichtstrahlen. Spezieller ausgedrückt, wenn der Winkel zwischen der ersten Richtungslinie und der zweiten Richtungslinie 90° beträgt, wird jeder der ersten und zweiten parallelen Lichtstrahlen jeweils in zwei divergierende Lichtstrahlen mit dem gleichen Lichtfluß gebrochen. Es ist daher wünschenswert, daß der Winkel zwischen der ersten und der zweiten Richtungslinie 420 und 422 gleich 90° beträgt.
Das Belichtungsgerät enthält auch ein drittes Übertragungsteil 406 zum Brechen der vier divergierenden Lichtstrahlen in vier parallele Lichtstrahlen. Das dritte Übertragungsteil 408 bricht die vier divergierenden Lichtstrahlen in vier parallele Lichtstrahlen, die in bezug auf eine zweite Richtungslinie zueinander symmetrisch sind und die sich in der gleichen Richtung wie die Anfangslichtstrahlen ausbreiten.
Das dritte Übertragungsteil 408 enthält eine dritte und eine vierte Einfallsfläche 408a und 408b, die eine Querschnittsgestalt eines Dreiecks miteinander bilden und zu dem zweiten Übertragungsteil 406 vorragen, und zwar unter Bildung einer Kantenlinie parallel zu der zweiten Richtungslinie 422, dort wo die dritte und die vierte Einfallsfläche 408a und 408b miteinander in Kontakt geraten, wobei vier Seitenflächen 408c vorhanden sind, und zwar parallel zur Richtung der Anfangslichtstrahlen, und eine emittierende Fläche 408d gegenüber der dritten und der vierten Fläche 408a und 408b vorhanden ist, und zwar senkrecht zur Richtung der Anfangslichtstrahlen.
Die vier divergierenden Lichtstrahlen, die an den emittierenden Flächen des zweiten Übertragungsteiles 406 gebrochen wurden und sich in Luft ausbreiten, fallen auf das dritte Übertragungsteil 408, welches dichter als Luft ist. Gemäß dem Brechungsgesetz ist damit der Einfallswinkel größer als der Brechungswinkel, wenn die Lichtstrahlen durch das dritte Übertragungsteil 408 hindurch verlaufen. Wenn daher die vier divergierenden Lichtstrahlen auf das dritte Übertragungsteil 408 einfallen, welches in der oben beschriebenen Weise gestaltet ist, werden die vier divergierenden Lichtstrahlen jeweils symmetrisch in bezug auf die Kantenlinie gebrochen, wo die dritte und die vierte Einfallsoberfläche 408a und 408b des dritten Übertragungsteiles 408 miteinander in Kontakt treten.
Die Einfallsoberflächen 408a und 408b des dritten Übertragungsteiles 408 sind so geformt, daß die vier divergierenden Lichtstrahlen in jeweils parallele Lichtstrahlen gebrochen werden. Spezifischer ausgedrückt, ragen die dritte und die vierte Einfallsfläche 408a und 408b von dem dritten Übertragungsteil 408 vor und verlaufen in einem vorbestimmten Winkel in bezug auf die Ausbreitungsrichtung der Anfangslichtstrahlen unter Einbeziehung des Brechungswinkels der divergierenden Lichtstrahlen und des Brechungsindex des dritten Übertragungsteiles 408, so daß die vier divergierenden Lichtstrahlen auf die dritte und die vierte Einfallsfläche 408a und 408b einfallen und in vier parallele Lichtstrahlen gebrochen werden, die sich parallel zu den Anfangslichtstrahlen ausbreiten. Als ein Ergebnis fallen die vier divergierenden Lichtstrahlen auf das dritte Übertragungsteil 408 und werden nachfolgend in vier parallele Lichtstrahlen gebrochen.
Das dritte Übertragungsteil 408 ist so ausgebildet, daß es so groß ist, daß die vier divergierenden Lichtstrahlen vollständig auf die Einfallsflächen 408a und 408b einfallen können und es werden dadurch die Einfallslichtstrahlen vollständig als parallele Lichtstrahlen emittiert. Daher ist der Lichtfluß der Anfangslichtstrahlen gleich der Summe aus dem Lichtfluß von jedem der parallelen Lichtstrahlen, die von dem dritten Übertragungsteil 408 emittiert werden.
Das Belichtungsgerät gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält auch einen ersten Steuerabschnitt 430 zur Steuerung der relativen Verschiebung des ersten Übertragungsteiles 404 und des zweiten Übertragungsteiles 406, und enthält einen zweiten Steuerabschnitt 432 zum Steuern der relativen Verschiebung oder Versetzung des zweiten Übertragungsteiles 404 und des dritten Übertragungsteiles 406. Der erste Steuerabschnitt 430 steuert eine erste Spaltstrecke zwischen dem ersten Übertragungsteil 404 und dem zweiten Übertragungsteil 406 und daher einen ersten Zwischenraumabstand zwischen den zwei parallelen Lichtstrahlen, die durch das zweite Übertragungsteil 406 hindurch verlaufen und über die erste Richtungslinie 420 kreuzen. Ferner steuert der zweite Steuerabschnitt 432 einen zweiten Spaltabstand zwischen dem zweiten Übertragungsteil 406 und dem dritten Übertragungsteil 408 und daher kann ein zweiter Raumabstand zwischen den vier parallelen Lichtstrahlen, die von dem dritten Übertragungsteil 408 emittiert werden und die zweite Richtungslinie 422 kreuzen, gesteuert werden.
Es gilt somit, je mehr die erste Spaltabstandsstrecke zwischen dem ersten Übertragungsteil 404 und dem zweiten Übertragungsteil 406 zunimmt, desto mehr vergrößert sich die Wanderstrecke der zwei divergierenden Lichtstrahlen, die von dem ersten Übertragungsteil 404 emittiert werden und nach Luft wandern. Es gilt demzufolge, je mehr die Wanderstrecke der zwei divergierenden Lichtstrahlen zunimmt, desto mehr nimmt der erste Raumabstand zwischen den zwei parallelen Lichtstrahlen zu, die durch das zweite Übertragungsteil 406 hindurch verlaufen.
Auch gilt, je größer der zweite Spaltabstand zwischen dem zweiten Übertragungsteil 406 und dem dritten Übertragungsteil 408 wird, desto mehr nimmt die Wanderstrecke der vier divergierenden Lichtstrahlen zu, die von dem zweiten Übertragungsteil 406 nach Luft übertragen werden. Demzufolge gilt, je mehr die Wanderstrecke der vier divergierenden Lichtstrahlen zunimmt, desto mehr nimmt der zweite Abstand zwischen den vier parallelen Lichtstrahlen zu, die von dem dritten Übertragungsteil 408 emittiert werden.
Der erste Steuerabschnitt 430 steuert den ersten Spaltabstand zwischen dem ersten Übertragungsteil 404 und dem zweiten Übertragungsteil 406, der eine bestimmte Gestalt hat. Wenn der erste Steuerabschnitt 403 das erste und das zweite Übertragungsteil 404und 406 voneinander trennt und damit ein Raum zwischen dem ersten und dem zweiten Übertragungsteil 404 und 406 gebildet wird, werden die Anfangslichtstrahlen in zwei divergierende Lichtstrahlen symmetrisch zueinander in bezug auf die erste Richtungslinie 420 gebrochen und anschließend werden die zwei divergierenden Lichtstrahlen in zwei parallele Lichtstrahlen gebrochen. Wenn der erste Steuerabschnitt 430 bewirkt, daß das erste und das zweite Übertragungsteil 404 und 406 miteinander in Kontakt gelangen und damit kein Raum zwischen dem ersten und dem zweiten Übertragungsteil 404 und 406 gebildet ist, werden die Anfangslichtstrahlen durch das erste Übertragungsteil 404 übertragen und treffen auf das zweite Übertragungsteil 406 auf, und zwar ohne Brechung, wobei die Richtung der Anfangslichtstrahlen beibehalten wird.
In der gleichen Weise steuert der zweite Steuerabschnitt 432 die zweite Spaltstrecke zwischen dem zweiten Übertragungsteil 406 und dem dritten Übertragungsteil 408, welcher Spalt eine bestimmte Gestalt hat. Wenn der zweite Steuerabschnitt 432 das zweite und das dritte Übertragungsteil 406 und 408 voneinander trennt, und zwar unter Bildung eines Raumes zwischen dem zweiten und dem dritten Übertragungsteil 406 und 408, werden die zwei parallelen Lichtstrahlen in vier divergierende Lichtstrahlen symmetrisch zueinander, und zwar in bezug auf die zweite Richtungslinie 422, gebrochen und nachfolgend werden die vier divergierenden Lichtstrahlen in vier parallele Lichtstrahlen gebrochen. Wenn der zweite Steuerabschnitt 432 bewirkt, daß das zweite und das dritte Übertragungsteil 406 und 408 miteinander in Kontakt gelangen, wobei kein Raum zwischen dem zweiten und dem dritten Übertragungsteil 406 und 408 gebildet wird, werden die zwei parallelen Lichtstrahlen durch das zweite und das dritte Übertragungsteil 406 und 408 als Ganzes ohne Brechung übertragen.
Zur Durchführung der zuvor beschriebenen Funktion wird die erste emittierende Oberfläche 404c des ersten Übertragungsteiles 404 so eingestellt, daß sie parallel zur ersten Einfallsoberfläche 406a des zweiten Übertragungsteiles 406 verläuft, und gleichzeitig wird die zweite emittierende Oberfläche 404d des ersten Übertragungsteiles 404 so eingestellt, daß sie parallel zu der zweiten Einfallsoberfläche 406b des zweiten Übertragungsteiles 406 verläuft. Wenn damit das erste Übertragungsteil 404 und das zweite Übertragungsteil 406 miteinander in Kontakt geraten und dabei kein Raum zwischen dem ersten und dem zweiten Übertragungsteil 404 und 406 gebildet wird, können die Anfangslichtstrahlen innerhalb des zweiten Übertragungsteiles 406 wandern, und zwar in der gleichen Richtung ohne eine Brechung. Wenn ferner das erste und das zweite Übertragungsteil 404 und 406 voneinander getrennt werden und sich die erste und die zweite emittierende Oberfläche 404c und 404d des ersten Übertragungsteiles 404 jeweils parallel zur ersten und zur zweiten Einfallsfläche 406a und 406d des zweiten Übertragungsteiles 406 erstrecken, müssen die Brechungsindizes des ersten und des zweiten Übertragungsteiles 404 und 406 im wesentlichen identisch sein, um die divergierenden Lichtstrahlen, die auf das zweite Übertragungsteil 406 einfallen, in parallele Lichtstrahlen zu brechen.
In gleicher Weise wird die dritte emittierende Fläche 406d des zweiten Übertragungsteiles 406 so eingestellt, daß sie parallel zur dritten Einfallsoberfläche 408a des dritten Übertragungsteiles 408 verläuft, und es wird gleichzeitig die vierte emittierende Oberfläche 406e des zweiten Übertragungsteiles 406 so eingestellt, daß sie parallel zur vierten Einfallsfläche 408b des dritten Übertragungsteiles 408 verläuft. Wenn damit das zweite Übertragungsteil 406 und das dritte Übertragungsteil 408 miteinander in Kontakt kommen, wobei kein Raum zwischen dem zweiten und dem dritten Übertragungsteil 406 und 408 gebildet wird, werden die Lichtstrahlen, die durch das zweite Übertragungsteil 406 hindurch verlaufen, durch das dritte Übertragungsteil 404 in der gleichen Richtung ohne Brechung übertragen. Wenn ferner das zweite und das dritte Übertragungsteil 406 und 408 voneinander getrennt werden und sich die dritte und die vierte emittierende Fläche 406d und 406e des zweiten Übertragungsteiles 406 jeweils parallel zur dritten und vierten Einfallsfläche 408a und 408b des dritten Übertragungsteiles 408 befinden, müssen die Brechungsindizes des zweiten und des dritten Übertragungsteiles 406 und 408 im wesentlichen identisch sein, um die divergierenden Lichtstrahlen, die auf das dritte Übertragungsteil 408 auftreffen, in parallele Lichtstrahlen zu brechen.
Der Belichtungsabschnitt 409 projiziert die parallelen Lichtstrahlen 308, die von dem dritte Übertragungsteil 408 emittiert werden, auf ein Objekt. Der Belichtungsabschnitt 409 enthält eine Sammellinse 410, durch die die parallelen Lichtstrahlen hindurch verlaufen, ein Strichplattenmuster 412 und eine Projektionslinse 414, durch die die gebeugten Lichtstrahlen, die durch das Strichplattenmuster 412 gebeugt wurden, projiziert werden.
Die parallelen Lichtstrahlen, die von dem dritten Übertragungsteil 408 emittiert werden, verlaufen durch die Sammellinse 410 hindurch. Anschließend fallen die parallelen Lichtstrahlen auf das Strichplattenmuster 412 in einem schrägen Einfallswinkel auf und werden durch das Strichplattenmuster 412 gebeugt. Dann breiten sich die gebeugten Lichtstrahlen zu der Projektionslinse 414 hin aus. Die durch die Projektionslinse 414 hindurch verlaufenden Lichtstrahlen interferieren auf einer Oberfläche des Objektes und an einer Schicht, die auf der Oberfläche des Objektes gebildet ist, und diese wird selektiv geschmolzen, und zwar in Einklang mit dem Strichplattenmuster 412.
Demzufolge werden die Anfangslichtstrahlen, die von dem Lichtstrahlerzeugungsabschnitt 200 erzeugt werden, in parallele Lichtstrahlen gebrochen und werde auf ein Objekt projiziert, was zu einer Verbesserung des Lichtwirkungsgrades und in der Produktivität der Halbleitervorrichtung führt.

Ausführungsform 4

Fig. 14 zeigt eine Querschnittsansicht zur Erläuterung eines Belichtungsgerätes gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Das Belichtungsgerät gemäß der vorliegenden Ausführungsform bricht Lichtstrahlen in zwei oder vier parallele Lichtstrahlen und kann die zwei oder die vier parallelen Lichtstrahlen auf ein Objekt projizieren. Wenn es erforderlich ist, kann das Belichtungsgerät auch Lichtstrahlen in ringförmige Lichtstrahlen brechen und kann die ringförmigen Lichtstrahlen auf ein Objekt projizieren.
Gemäß Fig. 14 enthält das Belichtungsgerät einen Lichtstrahlerzeugungsabschnitt 500 zum Erzeugen von Lichtstrahlen, die in einheitlicher Intensität verteilt sind. Der Lichtstrahlerzeugungsabschnitt 500 umfaßt eine Lichtquelle 501 zum Erzeugen von Licht und eine Fliegenaugenlinse 502, die aus einer Vielzahl von Mikrolinsen zusammengesetzt ist, um das von der Lichtquelle 501 zugeführte Licht in parallele Lichtstrahlen umzusetzen. Daher breitet sich der Lichtstrahl, der durch die Fliegenaugenlinse 502 hindurch verläuft, in Form von parallelen Lichtstrahlen aus, die eine einheitliche Identitätsverteilung besitzen.
Das Belichtungsgerät enthält auch ein erstes Linsensystem 504 zum Brechen der parallelen Lichtstrahlen in eine Vielzahl von divergierenden Lichtstrahlen und zum erneuten Brechen der Vielzahl der divergierenden Lichtstrahlen in eine Vielzahl von parallelen Lichtstrahlen oder durch welches die parallelen Lichtstrahlen in der gleichen Richtung hindurch verlaufen.
Das erste Linsensystem 504 enthält ein erstes Übertragungsteil 504 zum Brechen der Lichtstrahlen, die sich von dem Lichtstrahlerzeugungsabschnitt 500 her ausbreiten (im folgenden als Anfangslichtstrahlen bezeichnet), wobei die Brechung in zwei divergierende Lichtstrahlen erfolgt, enthält ein drittes Übertragungsteil 508, auf welches die zwei divergierenden Lichtstrahlen auftreffen und in zwei parallele Lichtstrahlen gebrochen werden und von welchem die parallelen Lichtstrahlen emittiert werden, um in vier divergierende Lichtstrahlen gebrochen zu werden, enthält ein drittes Übertragungsteil 510 zum Brechen der vier divergierenden Lichtstrahlen in vier parallele Lichtstrahlen und einen ersten und einen zweiten Steuerabschnitt 512 und 514 zum Steuern der relativen Position zwischen den Übertragungsteilen.
Im folgenden wird das erste Linsensystem 504 mehr in Einzelheiten beschrieben.
Das erste Übertragungsteil 506 bricht die Anfangslichtstrahlen in zwei divergierende Lichtstrahl, die sich jeweils entlang einer ersten Bahn und einer zweiten Bahn ausbreiten, die in bezug auf eine erste Richtungslinie 530 zueinander symmetrisch sind und senkrecht zu einer Ausbreitungsrichtung der Anfangslichtstrahlen verlaufen.
Spezieller ausgedrückt, enthält das erste Übertragungsteil 506 eine Einfallsfläche, die senkrecht zu einer Ausbreitungsrichtung der Anfangslichtstrahlen verläuft, vier Seitenflächen, die senkrecht zu der Einfallsfläche verlaufen und auch parallel zur Ausbreitungsrichtung der Anfangslichtstrahlen sind, und erste und zweite emittierende Flächen, die in bezug auf die erste Richtungslinie 530 zueinander symmetrisch sind und der Einfallsfläche gegenüberliegen, wobei sie eine V-gestaltete Nut miteinander bilden. Die Einfallsfläche des ersten Übertragungsteiles 506 ist so groß ausgebildet, daß alle Anfangslichtstrahlen auf die Einfallsfläche einfallen können. Da das erste Übertragungsteil 506 in der gleichen Weise ausgebildet ist, wie dies anhand der ersten und der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert wurde, wird eine weitere Beschreibung des ersten Übertragungsteiles 506 weggelassen.
Das Belichtungsgerät enthält ferner ein zweites Übertragungsteil 508, auf welches die zwei divergierenden Lichtstrahlen auftreffen, damit die zwei divergierenden Lichtstrahlen in zwei parallele Lichtstrahlen gebrochen werden und um die parallelen Lichtstrahlen weiter in vier divergierende Lichtstrahlen zu brechen.
Spezieller ausgedrückt, enthält das zweite Übertragungsteil 508 erste und zweite Einfallsflächen, die eine Querschnittgestalt in Form eines Dreiecks miteinander bilden, wobei sie sich zu dem ersten Übertragungsteil 506 hin erstrecken, und zwar unter Bildung einer Kantenlinie parallel zu der ersten Richtungslinie 530, wo die erste und die zweite Einfallsfläche miteinander in Kontakt stehen, mit vier Seitenflächen parallel zur Richtung der Anfangslichtstrahlen, und mit einer dritten und einer vierten emittierenden Fläche, die zusammen eine V-gestaltete Nut bilden, und zwar mit einer Kantenlinie, wo die dritte und die vierte emittierende Fläche miteinander in Kontakt stehen, parallel zu der zweiten Richtungslinie 532 und senkrecht zu der Richtung der Anfangslichtstrahlen.
Die erste Einfallsfläche und die zweite Einfallsfläche des zweiten Übertragungsteiles 508 müssen in bezug auf die erste emittierende Fläche und die zweite emittierende Fläche des ersten Übertragungsteiles 506 parallel verlaufen. Wenn daher das erste und das zweite Übertragungsteil 506 und 508 miteinander in Kontakt stehen, wobei kein Raum zwischen dem ersten und dem zweiten Übertragungsteil 506 und 508 gebildet wird, werden die Anfangslichtstrahlen durch das erste Übertragungsteil 506 übertragen und treffen auf das zweite Übertragungsteil 508 auf, und zwar ohne Brechung, so daß die Richtung der Anfangslichtstrahlen beibehalten wird.
Ferner ist der Brechungsindex des zweiten Übertragungsteiles 508 im wesentlichen identisch mit dem Brechungsindex des ersten Übertragungsteiles 506. Wenn die erste und die zweite emittierende Fläche des ersten Übertragungsteiles 506 jeweils parallel mit der ersten und der zweiten Einfallsfläche des zweiten Übertragungsteiles 508 verlauten, werden die zwei divergierenden Lichtstrahlen, die auf das zweite Übertragungsteil 508 auffallen, in parallele Lichtstrahlen gebrochen.
Das zweite Übertragungsteil 508 ist so groß bemessen, daß beide divergierende Lichtstrahlen auf die Einfallsfläche einfallen können und die einfallenden Lichtstrahlen vollständig von der emittierenden Oberfläche emittiert werden können.
Ein spitzer Winkel, der zwischen der ersten Richtungslinie 530 und der zweiten Richtungslinie 532 gebildet ist, liegt in einem Bereich von etwa 45° bis 90° oder bevorzugt bei etwa 90°.
Die zwei divergierenden Lichtstrahlen, die auf das zweite Übertragungsteil 508 einfallen, werden in zwei parallele Lichtstrahlen gebrochen und breiten sich innerhalb des zweiten Übertragungsteiles 508 in Form von zwei parallelen Lichtstrahlen aus. Anschließend werden die zwei parallelen Lichtstrahlen erneut an der emittierenden Oberfläche des zweiten Übertragungsteiles 508 in vier divergierende Lichtstrahlen gebrochen und pflanzen sich dann in Luft fort.
Das Belichtungsgerät enthält ferner ein drittes Übertragungsteil 510 zum Brechen der vier divergierenden Lichtstrahlen in vier parallele Lichtstrahlen. Da dritte Übertragungsteil 510 bewirkt, daß die vier divergierenden Lichtstrahlen in vier parallele Lichtstrahlen gebrochen werden, die in der gleichen Richtung wie die Anfangslichtstrahlen verlaufen, und zwar symmetrisch in bezug auf die zweite Richtungslinie 532.
Spezieller gesagt, enthält das dritte Übertragungsteil 510 dritte und vierte Einfallsflächen, die eine Querschnittsgestalt gemäß einem Dreieck miteinander formen und zu dem zweiten Übertragungsteil 508 vorspringen, und zwar unter Bildung einer Kantenlinie parallel zu der zweiten Richtungslinie 532, wo die dritte und die vierte Einfallsfläche miteinander in Kontakt stehen, wobei vier Seitenflächen vorgesehen sind, und zwar parallel zur Richtung der Anfangslichtstrahlen, und eine emittierende Oberfläche gegenüber der dritten und der vierten Einfallsfläche vorgesehen ist, und zwar senkrecht zur Richtung der Anfangslichtstrahlen.
Die dritte Einfallsfläche und die vierte Einfallsfläche des dritten Übertragungsteiles 510 müssen jeweils parallel zu der dritten emittierenden Fläche und der vierten emittierenden Fläche des zweiten Übertragungsteiles 508 sein. Wenn daher das zweite und das dritte Übertragungsteil 508 und 510 miteinander in Kontakt gelangen, wobei kein Raum zwischen dem zweiten und dem dritten Übertragungsteil 508 und 510 gebildet wird, werden die von dem ersten Übertragungsteil 506 emittierten Lichtstrahlen durch das zweite und das dritte Übertragungsteil 508 und 510 als Gesamtheit übertragen, und zwar ohne Brechung.
Ferner ist der Brechungsindex des dritten Übertragungsteiles 510 im wesentlichen identisch mit dem Brechungsindex des zweiten Übertragungsteiles 508. Wenn die dritte und die vierte emittierende Oberfläche des zweiten Übertragungsteiles 508 parallel jeweils zur dritten und zur vierten Einfallsfläche des dritten Übertragungsteiles 510 verlaufen, werden die vier divergierenden Lichtstrahlen die auf das dritte Übertragungsteil 510 auftreffen, in vier parallel Lichtstrahlen gebrochen.
Das dritte Übertragungsteil 510 ist so groß ausgeführt, daß alle der vier divergierenden Lichtstrahlen auf die Einfallsflächen einfallen können und die Einfallslichtstrahlen vollständig von der emittierenden Fläche emittiert werden können und in vier parallele Lichtstrahlen gebrochen werden können.
Die vier divergierenden Lichtstrahlen werden in vier parallele Lichtstrahlen an den Einfallsflächen des dritten Übertragungsteiles 510 gebrochen und die vier parallelen Lichtstrahlen werden von der emittierenden Fläche des dritten Übertragungsteiles 510 nach Luft hin emittiert.
Das Belichtungsgerät gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält auch einen ersten Steuerabschnitt 512 zum Steuern der relativen Verschiebung des ersten Übertragungsteiles 506 und des zweiten Übertragungsteiles 508, einen zweiten Steuerabschnitt 514 zum Steuern der relativen Verschiebung des zweiten Übertragungsteiles 508 und des dritten Übertragungsteiles 510.
Der erste Steuerabschnitt 512 steuert einen ersten Spaltabstand zwischen dem ersten Übertragungsteil 506 und dem zweiten Übertragungsteil 508 und es kann daher der erste Raumabstand zwischen den zwei parallelen Lichtstrahlen, die durch das zweite Übertragungsteil 508 hindurch verlaufen, wobei sie die erste Richtungslinie 530 kreuzen, gesteuert werden. Ferner steuert der zweite Steuerabschnitt 510 einen zweiten Spaltabstand zwischen dem zweiten Übertragungsteil 508 und dem dritten Übertragungsteil 510 und es kann daher ein zweiter Raumabstand zwischen den vier parallelen Lichtstrahlen, die durch das dritte Übertragungsteil 510 hindurch verlaufen, wobei sie die zweite Richtungslinie 532 kreuzen, gesteuert werden.
Es gilt somit, je stärker der erste Spaltabstand zwischen dem ersten Übertragungsteil 506 und dem zweiten Übertragungsteil 508 zunimmt, desto stärker nimmt die Wanderstrecke der zwei divergierenden Lichtstrahlen zu, die von dem ersten Übertragungsteil 506 nach Luft emittiert werden. Es gilt demzufolge, je stärker die Wanderstrecke der zwei divergierenden Lichtstrahlen zunimmt, desto mehr nimmt der erste Raumabstand zwischen den zwei parallelen Lichtstrahlen, die durch das zweite Übertragungsteil 508 hindurch verlaufen, zu.
Auch gilt, je stärker der zweite Spaltabstand zwischen dem zweiten Übertragungsteil 508 und dem dritten Übertragungsteil 510 zunimmt, desto stärker nimmt die Wanderstrecke der vier divergierenden Lichtstrahlen zu, die von dem zweiten Übertragungsteil 508 nach Luft emittiert werden. Demzufolge gilt, je stärker die Wanderstrecke der vier divergierenden Lichtstrahlen zunimmt, desto stärker nimmt der zweite Raumabstand zwischen den vier parallelen Lichtstrahlen zu, die von dem dritten Übertragungsteil 510 emittiert werden.
Wenn der erste Steuerabschnitt 512 das erste und das zweite Übertragungsteil 506 und 508 voneinander trennt, und zwar unter Bildung eines Zwischenraumes zwischen dem ersten und dem zweiten Übertragungsteil 506 und 508, werden die Anfangslichtstrahlen in zwei divergierende Lichtstrahlen an den Emittierungsflächen des ersten Übertragungsteiles 506 gebrochen, und zwar symmetrisch in bezug auf die erste Richtungslinie 530 bzw. symmetrisch zueinander, und nachfolgend werden die zwei divergierenden Lichtstrahlen in zwei parallele Lichtstrahlen an den Einfallsflächen des zweiten Übertragungsteiles 508 gebrochen. Wenn der erste Steuerabschnitt 512 bewirkt, daß das erste und das zweite Übertragungsteil 506 und 508 miteinander in Kontakt gelangen, wobei kein Zwischenraum zwischen dem ersten und dem zweiten Übertragungsteil 506 und 508 gebildet wird, werden die Anfangslichtstrahlen durch das erste Übertragungsteil 506 hindurch übertragen und fallen auf das zweite Übertragungsteil 508, und zwar ohne Brechung, so daß sie die Richtung der Anfangslichtstrahlen beibehalten.
Wenn in der gleichen Weise der zweite Steuerabschnitt 514 das zweite und das dritte Übertragungsteil 508 und 510 voneinander trennt, und zwar unter Bildung eines Zwischenraumes zwischen dem zweiten und dem dritten Übertragungsteil 508 und 510, werden die zwei parallelen Lichtstrahlen in vier divergierende Lichtstrahlen an den emittierenden Flächen des zweiten Übertragungsteiles 508 gebrochen, und zwar symmetrisch zueinander bzw. symmetrisch in bezug auf die zweite Richtungslinie 532, und es werden dann die vier divergierenden Lichtstrahlen nachfolgend in vier parallele Lichtstrahlen an den Einfallsflächen des dritten Übertragungsteiles 510 gebrochen. Wenn der zweite Steuerabschnitt 514 bewirkt, daß das zweite und das dritte Übertragungsteil 508 und 510 miteinander in Kontakt geraten, wobei kein Zwischenraum zwischen dem zweiten und dem dritten Übertragungsteil 508 und 510 gebildet wird, werden die zwei parallelen Lichtstrahlen durch das zweite und das dritte Übertragungsteil 508 und 510 als Ganzes ohne Brechung übertragen.
Es werden daher die Anfangslichtstrahlen in vier parallele Lichtstrahlen gebrochen oder auch in zwei parallele Lichtstrahlen, die zueinander symmetrisch sind bzw. symmetrisch in bezug auf die erste Richtungslinie 530 oder die zweite Richtungslinie 532 sind in Einklang mit dem ersten Spaltabstand und dem zweiten Spaltabstand, die durch den ersten Steuerabschnitt 512 bzw. den zweiten Steuerabschnitt 514 gesteuert werden.
Der erste Zwischenraumabstand zwischen den zwei parallelen Lichtstrahlen, die durch das zweite Übertragungsteil 508 hindurch verlaufen, und der zweite Zwischenraumabstand zwischen den vier parallelen Lichtstrahlen, die von dem dritten Übertragungsteil 510 emittiert werden, werden auch anhand der Gleichung (1) erhalten, wie sie in der Beschreibung in Verbindung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert wurde.
Das Belichtungsgerät gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält auch ein zweites Linsensystem 516, welches die vier parallelen Lichtstrahlen, die durch das erste Linsensystem 504 hindurch verlaufen, in ringförmig gestaltete divergierende Lichtstrahlen brechen kann und die ringförmig divergierenden Lichtstrahlen erneut in ringförmig gestaltete parallele Lichtstrahlen brechen kann oder durch welches die vier parallelen Lichtstrahlen ohne Brechung übertragen werden können.
Das zweite Linsensystem 516 umfaßt eine erste konische Linse 518, die einen zentralen Abschnitt der parallelen Lichtstrahlen bricht, welche durch das erste Linsensystem 504 hindurch verlaufen, und zwar in einem Brechungswinkel, der größer ist als derjenige des peripheren Abschnitts der parallelen Lichtstrahlen, enthält eine zweite konische Linse 520 zum Umsetzen der Lichtstrahlen, die durch die erste konische Linse 518 hindurch verlaufen sind, in parallele Lichtstrahlen, um ringförmig gestaltete parallele Lichtstrahlen zu bilden, und enthält einen dritten Steuerabschnitt 522 zur Steuerung der relativen Verschiebung der ersten und der zweiten konischen Linse 518 und 520.
Spezieller gesagt, enthält die erste konische Linse 518 eine Einfallsfläche, die so ausgebildet ist, daß sie eine ebene Platte bildet senkrecht zu den parallelen Lichtstrahlen, die durch das erste Linsensystem 504 hindurch verlaufen und auf welches die parallelen Lichtstrahlen einfallen, ohne gebrochen zu werden, und welche eine emittierende Fläche aufweist, die so ausgebildet ist, daß sie eine konische Nut bildet. Die zweite konische Linse 520 enthält eine Einfallsfläche, die so ausgebildet ist, daß sie eine obere Fläche eines kreisförmigen Kegels oder Konus aufweist, die parallel zu der emittierenden Fläche der ersten konischen Linse 518 verläuft. Wenn demzufolge die erste und die zweite konische Linse 518 und 520 miteinander in Kontakt geraten, wobei kein Zwischenraum zwischen der ersten konischen Linse 518 und der zweiten konischen Linse 520 gebildet wird, wandern die parallelen Lichtstrahlen, die durch das erste Linsensystem 504 hindurch verlaufen, durch die erste und die zweite konische Linse 518 und 520 als Gesamtheit ohne Brechung hindurch. Wenn die erste und die zweite konische Linse 518 und 520 voneinander getrennt werden und ein Zwischenraum zwischen der ersten konischen Linse 518 und der zweiten konischen Linse 520 gebildet wird, werden die Lichtstrahlen, die in eine Ringgestalt durch die erste konische Linse 518 gebrochen wurden, dann in parallele Lichtstrahlen mit Hilfe der zweiten konischen Linse 520 gebrochen. Der Brechungsindexwert der zweiten konischen Linse 520 ist im wesentlichen identisch mit dem Brechungsindexwert der ersten konischen Linse 518. Eine emittierende Oberfläche der zweiten konischen Linse 520 ist so ausgebildet, daß sie eine ebene Fläche darstellt, senkrecht zu den parallelen Lichtstrahlen, die innerhalb der zweiten konischen Linse 520 wandern bzw. sich darin ausbreiten, so daß die parallelen Lichtstrahlen von der zweiten konischen Linse 520 ohne Brechung emittiert werden.
Der Belichtungsabschnitt 523 belichtet ein Objekt mit dem Licht der parallelen Lichtstrahlen oder der ringförmig gestalteten parallelen Lichtstrahlen, die von dem dritten Übertragungsteil 408 emittiert werden. Der Belichtungsabschnitt 523 enthält eine Sammellinse 524, durch die die parallelen Lichtstrahlen hindurch verlaufen, ein Strichplattenmuster 526 und eine Projektionslinse 528, auf die die gebeugten Strahlen, die durch das Strichplattenmuster 412 gebeugt wurden, projiziert werden.
Die von dem zweiten konischen Linsensystem 516 emittierten parallelen Lichtstrahlen werden dem Belichtungsabschnitt 523 in vielfältiger Weise angeboten.
Die Fig. 15A bis 15C sind Ansichten zur Erläuterung der verschiedenen Gestalten der Lichtstrahlen, die dem Belichtungsabschnitt gemäß dem ersten und dem zweiten Linsensystem angeboten werden.
Gemäß Fig. 15A werden Lichtstrahlen dem Belichtungsabschnitt 523 angeboten, nachdem die Lichtstrahlen in ringförmig gestaltete parallele Lichtstrahlen gebrochen wurden.
Die Anfangslichtstrahlen fallen auf das zweite Linsensystem 516 ein. Wenn die einfallenden Lichtstrahlen von der ersten konischen Linse 518 emittiert werden, wird ein zentraler Abschnitt der einfallenden Lichtstrahlen in einem Brechungswinkel gebrochen, der größer ist als derjenige eines peripheren Abschnitts der einfallenden Lichtstrahlen. Die gebrochenen Lichtstrahlen, die durch die erste konische Linse 518 gebrochen wurden, werden erneut in ringförmig gestaltete parallele Lichtstrahlen mit Hilfe der zweiten konischen Linse 520 gebrochen. Zu diesem Zeitpunkt bewirken der erste und der zweite Steuerabschnitt 512 und 514, daß das erste, das zweite und das dritte Übertragungsteil 506, 508 und 510 des ersten Linsensystems 504 miteinander in Kontakt gelangen, so daß die Anfangslichtstrahlen durch das erste Linsensystem 504 in der gleichen Richtung hindurch verlaufen können, ohne gebrochen zu werden. Gleichzeitig ermöglicht der dritte Steuerabschnitt 522, daß die erste und die zweite konische Linse 518 und 520 des zweiten Linsensystems 516 voneinander getrennt werden und somit ein Zwischenraum zwischen der ersten und der zweiten konischen Linse 518 und 522 gebildet wird, so daß die divergierenden Lichtstrahlen durch die erste konische Linse 518 gebrochen werden und erneut in ringförmig gestaltete parallele Lichtstrahlen gebrochen werden.
Die Lichtstrahlen können auch dem Belichtungsabschnitt 523 angeboten werden, nachdem die Lichtstrahlen in eine Vielzahl von parallelen Lichtstrahlen gebrochen worden sind.
Die Anfangslichtstrahlen fallen auf das erste Linsensystem 504 und es werden eine Vielzahl von parallelen Lichtstrahlen von dem ersten Linsensystem 504 emittiert. Dann müssen die Vielzahl der parallelen Lichtstrahlen durch das zweite Linsensystem hindurch verlaufen, und zwar ohne Brechung. Daher wird wenigstens ein Abstand gemäß dem ersten Spaltabstand zwischen dem ersten und dem zweiten Übertragungsteil und dem zweiten Spaltabstand zwischen dem zweiten und dem dritten Übertragungsteil des ersten Linsensystems so gesteuert, dass dieser größer als 0 ist, und die Steuerung erfolgt ferner derart, daß die erste und die zweite konische Linse des zweiten Linsensystems miteinander in Kontakt geraten, so daß die Vielzahl der parallelen Lichtstrahlen durch das zweite Linsensystem übertragen werden können.
Fig. 15B zeigt eine Ansicht, die darstellt, daß die Lichtstrahlen dem Belichtungsabschnitt angeboten werden, nachdem die Lichtstrahlen in vier parallele Lichtstrahlen gebrochen wurden.
Der erste Steuerabschnitt 512 trennt das erste Übertragungsteil 506 und das zweite Übertragungsteil 508 des ersten Linsensystems 504 voneinander, und der zweite Steuerabschnitt 514 trennt auch das zweite und das dritte Übertragungsteil 508 und 510 des ersten Linsensystems 504 voneinander. Auch ermöglicht der dritte Steuerabschnitt 522, daß die erste und die zweite konische Linse 518 und 520 des zweiten Linsensystems 516 miteinander in Kontakt gelangen. Demzufolge werden die Anfangslichtstrahlen in vier parallele Lichtstrahlen mit Hilfe des ersten Linsensystems 504 gebrochen, und es werden die vier parallelen Lichtstrahlen durch das zweite Linsensystem 516 ohne Brechung übertragen, um sie auf das Objekt zu projizieren.
Die von dem zweiten Linsensystem 516 emittierten parallelen Lichtstrahlen verlaufen durch die Sammellinse 524 hindurch. Nachfolgend fallen die parallelen Lichtstrahlen auf das Strichplattenmuster 526 in einem schrägen Einfallswinkel und werden durch das Strichplattenmuster 526 gebeugt. Dann wandern die gebeugten Lichtstrahlen zu der Projektionslinse 528 hin. Die durch die Projektionslinse 528 hindurch verlaufenden Lichtstrahlen interferieren auf einer Oberfläche des Objektes und es wird somit das Objekt mit Licht der Lichtstrahlen belichtet, die durch die Projektionslinse hindurch verlaufen.
Demzufolge werden die Einfallslichtstrahlen, die auf das Objekt projiziert werden, mit Hilfe des ersten und des zweiten Linsensystems 504 und 516 in diverse Lichtstrahlen umgesetzt und die von dem Lichtstrahlerzeugungsabschnitt 200 erzeugten Anfangslichtstrahlen werden in parallele Lichtstrahlen gebrochen, mit denen das Objekt mit Licht belichtet wird, was dann zu einer Verbesserung des Lichtwirkungsgrades und der Produktivität einer Halbleitervorrichtung führt.
Fig. 15C zeigt eine Ansicht, die veranschaulicht, daß Lichtstrahlen dem Belichtungsabschnitt angeboten werden, nachdem die Lichtstrahlen in zwei parallele Lichtstrahlen gebrochen worden sind.
Der erste Steuerabschnitt 512 trennt das erste und das zweite Übertragungsteil 506 und 508 des ersten Linsensystems 504 voneinander, und der zweite Steuerabschnitt 514 trennt das zweite und das dritte Übertragungsteil 508 und 510 des ersten Linsensystems voneinander. Auch ermöglicht der dritte Steuerabschnitt 522, daß die erste und die zweite konische Linse 518 und 520 des zweiten Linsensystems 516 miteinander in Kontakt gelangen. Demzufolge werden die Anfangslichtstrahlen in zwei parallele Lichtstrahlen mit Hilfe des ersten Linsensystems 504 gebrochen und es werden die zwei parallelen Lichtstrahlen durch das zweite Linsensystem 516 hindurchgeschickt, ohne gebrochen zu werden, und werden auf das Objekt projiziert.
Die von dem zweiten Linsensystem 516 emittierten parallelen Lichtstrahlen verlaufen durch die Sammellinse 524. Nachfolgend fallen die parallelen Lichtstrahlen auf das Strichplattenmuster 526 in einem schrägen Einfallswinkel auf und werden durch das Strichplattenmuster 526 gebeugt. Dann verlaufen die gebeugten Lichtstrahlen zu der Projektionslinse 528 hin. Die durch die Projektionslinse 528 hindurch verlaufenden Lichtstrahlen interferieren auf einer Oberfläche des Objektes und das Objekt wird somit mit Licht der Lichtstrahlen belichtet, die durch die Projektionslinse 528 hindurch verlaufen.
Demzufolge werden die einfallenden Lichtstrahlen, die auf das Objekt projiziert werden, durch das erste und das zweite Linsensystem 504 und 516 in verschiedener Form ausgebildet und die von dem Lichtstrahlerzeugungsabschnitt 200 erzeugten Anfangslichtstrahlen werden in parallele Lichtstrahlen gebrochen, die zum Belichten eines Objektes mit Licht verwendet werden, was zu einer Verbesserung des Lichtwirkungsgrades und der Produktivität einer Halbleitervorrichtung führt.
Gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden drei Übertragungsteile 506, 508 und 510 dazu verwendet, um die Anfangslichtstrahlen in parallele Lichtstrahlen zu brechen, es ist jedoch offensichtlich, daß vier Übertragungsteile, wie beispielsweise das erste, das zweite, das dritte und das vierte Übertragungsteil gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, und zwar anstelle der drei Übertragungsteile.

Verfahren zum Belichten eines Objektes mit Licht

Ein Verfahren zum Belichten eines Objektes mit Lichtstrahlen wird im folgenden beschrieben:

Ausführungsform 5

Fig. 16 zeigt ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines ersten Verfahrens zum Belichten eines Objektes mit Lichtstrahlen.
Gemäß Fig. 16 werden Lichtstrahlen mit einer einheitlichen Intensitätsverteilung von dem Lichtstrahlerzeugungsabschnitt erzeugt, der eine Lichtquelle und eine Fliegenaugenlinse enthält. Die von der Lichtquelle zugeführten Lichtstrahlen breiten sich in Form von parallelen Lichtstrahlen mit einheitlicher Intensitätsverteilung aus, nachdem sie durch die Fliegenaugenlinse hindurch verlaufen sind, welche Mikrolinsen enthält, um das Licht in parallele Lichtstrahlen umzusetzen (Schritt S10).
Nachfolgend werden die parallelen Lichtstrahlen in zwei divergierende Lichtstrahlen gebrochen (Schritt S12). Speziell werden die Anfangslichtstrahlen in zwei divergierende Lichtstrahlen gebrochen, die zueinander symmetrisch sind bzw. zu einer ersten Richtungslinie symmetrisch sind, die senkrecht zu einer Ausbreitungsrichtung der Anfangslichtstrahlen verläuft. Die Anfangslichtstrahlen werden in zwei divergierende Lichtstrahlen an einer emittierenden Oberfläche des ersten Übertragungsteiles 104 gehrochen, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Eine kombinierte Intensität der zwei divergierenden Lichtstrahlen ist etwa gleich einer Intensität der Anfangslichtstrahlen vor der Brechung. Jeder der zwei divergierenden Lichtstrahlen wird in einem gleichen Brechungswinkel oder wird in unterschiedlichen Brechungswinkeln gebrochen. In bevorzugter Weise werden die zwei divergierenden Lichtstrahlen so gebrochen, daß jeder Lichtfluß der zwei divergierenden Lichtstrahlen relativ zum jeweils anderen gleich ist und in dem gleichen Brechungswinkel gebrochen ist.
Anschließend werden die zwei divergierenden Lichtstrahlen in zwei parallele Lichtstrahlen gebrochen (Schritt 14). Die zwei parallelen Lichtstrahlen breiten sich in der gleichen Richtung wie die Anfangslichtstrahlen aus. Die zwei divergierenden Lichtstrahlen, die mit Hilfe des ersten Übertragungsteiles 104 divergieren, werden in zwei parallele Lichtstrahlen mit Hilfe des zweiten Übertragungsteiles gebrochen und breiten sich in der gleichen Richtung wie die Anfangslichtstrahlen aus.
Ein Raumabstand zwischen den zwei parallelen Lichtstrahlen, die in bezug auf die erste Richtungslinie zueinander symmetrisch sind, wird durch den Brechungswinkel bestimmt, in welchem die Anfangslichtstrahlen in die zwei divergierenden Lichtstrahlen gebrochen werden, und auch anhand der Ausbreitungsstrecke der zwei divergierenden Lichtstrahlen, bevor die zwei divergierenden Lichtstrahlen in die zwei parallelen Lichtstrahlen gebrochen werden. Da die Beziehung zwischen dem Brechungswinkel und der Ausbreitungsstrecke anhand einer trigonometrischen Funktion abgeleitet werden kann, kann eine mathematische Gleichung hinsichtlich des Brechungswinkels und der Ausbreitungsstrecke weggelassen werden.
Die zwei parallelen Lichtstrahlen werden auf ein Objekt projiziert und das Objekt wird mit dem Licht in Form der zwei parallelen Lichtstrahlen belichtet (Schritt S16).
Die zwei parallelen Lichtstrahlen verlaufen durch die Sammellinse und nachfolgend fallen die parallelen Lichtstrahlen auf das Strichplattenmuster auf, so daß sie durch das Strichplattenmuster gebeugt werden. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht das Objekt aus einer Fotoresistschicht auf einem Halbleiterwafer.
Die zwei parallelen Lichtstrahlen fallen auf das Strichplattenmuster in einem schrägen Einfallswinkel auf und werden durch das Strichplattenmuster gebeugt. Dann wandern die gebeugten Lichtstrahlen zu der Projektionslinse. Unter den gebeugten Lichtstrahlen verlaufen die gebeugten Lichtstrahlen der nullten Ordnung und der +1^st-Ordnung durch die Projektionslinse hindurch und die gebeugten Lichtstrahlen der -1^st-Ordnung verlaufen außerhalb der Projektionslinse. Gebeugte Lichtstrahlen höherer Ordnung verlaufen entlang anderer Bahnen.
Die gebeugten Lichtstrahlen der nullten Ordnung und der +1^st-Ordnung verlaufen durch die Projektionslinse und interferieren auf einer Oberfläche des Objekts und einer Schicht, die auf der Oberfläche des Objekts ausgebildet ist, die dadurch selektiv gemäß dem Strichplattenmuster belichtet wird.
Wenn demzufolge ein Objekt teilweise mit Lichtstrahlen belichtet wird, kann die Fokustiefe und die Auflösung dadurch verbessert werden, indem die zwei parallelen Lichtstrahlen, die auf der Grundlage der Anfangslichtstrahlen gebrochen wurden, auf das Objekt projiziert werden. Da auch die kombinierte Intensität aus den zwei parallelen Lichtstrahlen, die auf das Strichplattenmuster projiziert werden, etwa gleich ist einer Intensität der Anfangslichtstrahlen vor der Brechung, kann der Lichtwirkungsgrad verbessert werden und die Verarbeitungszeit verkürzt werden.

Ausführungsform 6

Fig. 17 zeigt ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines zweiten Verfahrens zum Belichten eines Objektes mit Lichtstrahlen.
Gemäß Fig. 17 werden Lichtstrahlen mit einer einheitlichen Intensitätsverteilung durch den Lichtstrahlerzeugungsabschnitt erzeugt, der eine Lichtquelle und eine Fliegenaugenlinse enthält. Die von der Lichtquelle zugeführten Lichtstrahlen breiten sich in Form von parallelen Lichtstrahlen aus, die mit einer einheitlichen Intensität verteilt sind, nachdem sie durch die Fliegenaugenlinse hindurch verlaufen sind, die Mikrolinsen enthält, um das Licht in parallele Lichtstrahlen umzusetzen (Schritt S20).
Nachfolgend werden die parallelen Lichtstrahlen in vier divergierende Lichtstrahlen gebrochen (Schritt S22). Speziell ausgedrückt und mit Hinweis auf Fig. 9, bricht das erste Übertragungsteil 204 die Anfangslichtstrahlen in zwei divergierende Lichtstrahlen, die sich jeweils entlang einer ersten Bahn und einer zweiten Bahn ausbreiten, die zueinander symmetrisch sind bzw. symmetrisch in bezug auf eine erste Richtungslinie 220 sind, die senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Anfangslichtstrahlen 300 verläuft. Das zweite Übertragungsteil 206 bricht die zwei divergierenden Lichtstrahlen 302 in zwei parallele Lichtstrahlen 304, die sich in der gleichen Richtung ausbreiten wie die Anfangslichtstrahlen 300. Das dritte Übertragungsteil 208 bricht die zwei parallelen Lichtstrahlen in vier divergierende Lichtstrahlen, die zueinander symmetrisch sind bzw. symmetrisch in bezug auf eine zweite Richtungslinie sind, die senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Anfangslichtstrahl 300 verläuft, welche Anfangslichtstrahlen von dem Lichtstrahlerzeugungsabschnitt 300 her übertragen werden.
Die kombinierte Intensität der vier divergierenden Lichtstrahlen ist angenähert gleich einer Intensität der Anfangslichtstrahlen vor der Brechung. Es wird ein spitzer Winkel zwischen der ersten und der zweiten Richtungslinie in einem Bereich von etwa 45 bis 90 Grad gebildet.
In bevorzugter Weise sollten die vier divergierenden Lichtstrahlen derart gebrochen werden, daß jeder der vier divergierenden Lichtstrahlen den gleichen Lichtfluß aufweist und auch den gleichen Brechungswinkel aufweist. Erstens werden die Anfangslichtstrahlen in die zwei divergierenden Lichtstrahlen in dem gleichen Brechungswinkel gebrochen, und es werden dann die zwei gebrochenen Lichtstrahlen in zwei parallele Lichtstrahlen erneut gebrochen. Zu diesem Zeitpunkt haben die Anfangslichtstrahlen, die gebrochen werden, den gleichen Lichtfluß. Daher sind die Lichtflußgrößen der zwei parallelen Lichtstrahlen ebenfalls gleich. Die zweite Richtungslinie, in bezug auf die die zwei divergierenden Lichtstrahlen in vier divergierende Lichtstrahlen symmetrisch gebrochen werden, verläuft senkrecht zur ersten Richtungslinie. Die zwei parallelen Lichtstrahlen werden jeweils in dem gleichen Brechungswinkel in vier divergierende Lichtstrahlen gebrochen. Zu diesem Zeitpunkt werden die zwei divergierenden Lichtstrahlen derart gebrochen, daß der jeweilige Lichtfluß von jedem divergierenden Lichtstrahl gleich ist und vier divergierende Lichtstrahlen gebildet werden.
Dann bricht das vierte Übertragungsteil 210, wie in Fig. 9 dargestellt ist, die vier divergierenden Lichtstrahlen 210 in vier parallele Lichtstrahlen (Schritt S24). Die vier parallelen Lichtstrahlen breiten sich in der gleichen Richtung wie die Anfangslichtstrahlen aus.
Die vier divergierenden Lichtstrahlen 306, die an der emittierenden Oberfläche des dritten Übertragungsteiles 208 gebrochen wurden, breiten sich in Luft aus und fallen dann auf das vierte Übertragungsteil 210, welches dichter als Luft ist. Wenn demzufolge die vier divergierenden Lichtstrahlen 306 auf das vierte Übertragungsteil 210 fallen, werden die vier divergierenden Lichtstrahlen 306 jeweils symmetrisch zu einander bzw. in bezug auf die Kantenlinie oder Randlinie gebrochen, dort, wo die dritte und die vierte Einfallsfläche 210a und 210b des vierten Übertragungsteiles 210 miteinander Kontakt haben.
Der erste Raumabstand zwischen den zwei parallelen Lichtstrahlen, die über die erste Richtungslinie kreuzen, wird durch den Brechungswinkel bestimmt, in welchem die Anfangslichtstrahlen in die zwei divergierenden Lichtstrahlen gebrochen werden, und durch den Ausbreitungsabstand der zwei divergierenden Lichtstrahlen, bevor die zwei divergierenden Lichtstrahlen in die zwei parallelen Lichtstrahlen gebrochen werden. Auch wird der zweite Raumabstand zwischen den vier parallelen Lichtstrahlen, welche die zweite Richtungslinie kreuzen, durch den Brechungswinkel bestimmt, in welchem die zwei parallelen Lichtstrahlen in die vier divergierenden Lichtstrahlen gebrochen werden, und durch den Ausbreitungsabstand der vier divergierenden Lichtstrahlen, bevor die vier divergierenden Lichtstrahlen in die vier parallelen Lichtstrahlen gebrochen werden.
Es werden dann die vier parallelen Lichtstrahlen auf ein Objekt projiziert und es wird das Objekt mit Licht in Form der vier parallelen Lichtstrahlen belichtet (Schritt S26).
Die vier parallelen Lichtstrahlen verlaufen durch die Sammellinse und nachfolgend fallen die parallelen Lichtstrahlen auf das Strichplattenmuster, durch welches sie gebeugt werden. Die gebeugten Lichtstrahlen breiten sich zur Projektionslinse hin aus. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht das Objekt aus einer Fotoresistschicht auf einem Halbleiterwafer.
Wenn demzufolge das Objekt mit Licht belichtet wird, kann die Fokussierungstiefe und die Auflösung durch das Projizieren der vier parallelen Lichtstrahlen verbessert werden, die durch Brechen der Anfangslichtstrahlen auf das Objekt projiziert werden. Da ferner auch eine kombinierte Intensität der vier parallelen Lichtstrahlen, die auf das Strichplattenmuster projiziert werden, etwa gleich ist der Intensität der Anfangslichtstrahlen vor der Brechung, kann der Lichtwirkungsgrad verbessert werden und die Verarbeitungszeit kann verkürzt werden.
Es wird nun das zweite Verfahren zum Belichten eines Objektes mit Licht unter Verwendung des Belichtungsgerätes gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Es ist jedoch selbstverständlich, daß das zweite Verfahren cum Belichten eines Objektes mit Licht auch unter Verwendung des Belichtungsgerätes gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert werden kann. Bei der vorliegenden Erfindung werden in der oben beschriebenen Weise die Anfangslichtstrahlen in vielfältige schräg einfallende Lichtstrahlen gebrochen und die schräg einfallenden Lichtstrahlen werden auf das Strichplattenmuster projiziert. Demzufolge kann die Fokussierungstiefe und die Auflösung des Belichtungsprojektionssystems verbessert werden und es kann auch die Produktivität einer Halbleitervorrichtung durch die Erhöhung des Lichtwirkungsgrades verbessert werden.
Obwohl bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, sei darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung nicht auf diese bevorzugten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern vielfältige Änderungen und Modifikationen von einem Fachmann vorgenommen werden können, ohne dadurch den Rahmen der vorliegenden Erfindung, wie er sich aus den Ansprüchen ergibt, zu verlassen.

Claims

1. Verfahren zum Belichten eines Objektes mit Licht, mit den folgenden Schritten:
Erzeugen von Lichtstrahlen mit einer einheitlichen Intensitätsverteilung;
Brechen der Lichtstrahlen in eine Vielzahl von divergierenden Lichtstrahlen;
Brechen der Vielzahl der divergierenden Lichtstrahlen in eine Vielzahl von parallelen Lichtstrahlen; und
Belichten des Objektes mit dem Licht gemäß der Vielzahl der parallelen Lichtstrahlen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wonach die Vielzahl der divergierenden Lichtstrahlen eine kombinierte Intensität haben, die etwa gleich ist der Intensität des Lichtstrahls vor der Brechung.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Vielzahl der divergierenden Lichtstrahlen um gleiche Winkel gebrochen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Vielzahl der divergierenden Lichtstrahlen in unterschiedlichen Winkeln gebrochen werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Lichtstrahlen in zwei divergierende Lichtstrahlen gebrochen werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem Lichtstrahlen in vier divergierende Lichtstrahlen gebrochen werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Lichtstrahlen in vier parallele Lichtstrahlen in der folgenden Weise gebrochen werden:
Brechen der Lichtstrahlen in zwei divergierende Lichtstrahlen;
Brechen der zwei divergierenden Lichtstrahlen in zwei parallele Lichtstrahlen;
Brechen der zwei parallelen Lichtstrahlen in vier divergierende Lichtstrahlen; und
Brechen der vier divergierenden Lichtstrahlen in vier parallele Lichtstrahlen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem eine erste Richtungslinie, in bezug auf die die Lichtstrahlen symmetrisch in zwei divergierende Lichtstrahlen gebrochen werden, und eine zweite Richtungslinie, in bezug auf die die zwei parallelen Lichtstrahlen symmetrisch in vier divergierende Lichtstrahlen gebrochen werden, in einem Winkel zueinander verlaufen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Winkel zwischen etwa 45 Grad bis etwa 90 Grad liegt.

10. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem, bevor das Objekt belichtet wird, das Licht der Vielzahl der parallelen Lichtstrahlen durch ein Muster gebeugt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem das Muster aus einem Strichplattenmuster besteht.

12. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Objekt aus einem Halbleiterwafer besteht.

13. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Objekt eine Fotoresistschicht auf einem Halbleiterwafer ist.

14. Gerät zum Belichten eines Objektes mit Licht, mit:
einer Einrichtung zum Erzeugen von Lichtstrahlen mit einer einheitlichen Intensitätsverteilung;
einer ersten Brechungseinrichtung zum Brechen der Lichtstrahlen in eine Vielzahl von divergierenden Lichtstrahlen;
einer zweiten Brechungseinrichtung zum Brechen der Vielzahl der divergierenden Lichtstrahlen in eine Vielzahl von parallelen Lichtstrahlen; und
einer Einrichtung zum Belichten des Objektes mit Licht in Form der Vielzahl der parallelen Lichtstrahlen.

15. Gerät nach Anspruch 14, bei dem das Licht in zwei divergierende Lichtstrahlen gebrochen ist.

16. Gerät nach Anspruch 15, bei dem die erste Brechungseinrichtung aus einem ersten Übertragungsteil besteht, um das Licht in zwei divergierende Lichtstrahlen symmetrisch in bezug auf eine erste Richtungslinie zu brechen, die senkrecht zu einer Ausbreitungsrichtung der Lichtstrahlen verläuft.

17. Gerät nach Anspruch 16, bei dem das erste Übertragungsteil eine Einfallsoberfläche besitzt, die senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Lichtstrahlen verläuft, vier Seitenflächen besitzt, die senkrecht zu der Einfallsoberfläche verlaufen und die parallele zur Ausbreitungsrichtung der Lichtstrahlen verlaufen, und zwei emittierende Oberflächen besitzt, die eine V-gestaltete Nut zusammen bilden und die in bezug auf die erste Richtungslinie symmetrisch zueinander sind.

18. Gerät nach Anspruch 15, bei dem die zweite Brechungseinrichtung aus einem zweiten Übertragungsteil zum Brechen der zwei divergierenden Lichtstrahlen in zwei parallele Lichtstrahlen besteht, die in bezug auf die erste Richtungslinie symmetrisch sind und sich in der gleichen Richtung wie die Lichtstrahlen ausbreiten.

19. Gerät nach Anspruch 18, bei dem das zweite Übertragungsteil zwei Einfallsoberflächen aufweist, die zusammen einen dreieckförmigen Querschnitt bilden, und zwar entgegen der Ausbreitungsrichtung der Lichtstrahlen unter Bildung einer Kantenlinie, wo die zwei Einfallsoberflächen miteinander Kontakt haben, wobei die Kantenlinie parallel zur ersten Richtungslinie verläuft und wobei der dreieckförmige Querschnitt zu der ersten Brechungseinrichtung hin vorspringt, mit vier Seitenflächen parallel zur Ausbreitungsrichtung der Lichtstrahlen, und mit einer emittierenden Oberfläche gegenüber den Einfallsoberflächen und senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Lichtstrahlen.

20. Gerät nach Anspruch 14, bei dem die erste Brechungseinrichtung die Lichtstrahlen in vier divergierende Lichtstrahlen bricht, die in bezug auf die erste Richtungslinie und in bezug auf eine zweite Richtungslinie symmetrisch sind, von denen beide senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Lichtstrahlen verlaufen.

21. Gerät nach Anspruch 20, bei dem die erste Brechungseinrichtung folgendes aufweist:
ein erstes Übertragungsteil zum Brechen der Lichtstrahlen in zwei divergierende Lichtstrahlen;
ein zweites Übertragungsteil zum Brechen der zwei divergierenden Lichtstrahlen in zwei parallele Lichtstrahlen; und
ein drittes Übertragungsteil zum Brechen der zwei parallelen Lichtstrahlen in vier divergierende Lichtstrahlen.

22. Gerät nach Anspruch 21, bei dem
das erste Übertragungsteil eine erste Einfallsoberfläche aufweist, die senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Lichtstrahlen verläuft, vier erste Seitenflächen aufweist, die senkrecht zu der ersten Einfallsoberfläche verlaufen und parallel zur Ausbreitungsrichtung der Lichtstrahlen verlaufen; und zwei erste emittierende Oberflächen aufweist, die miteinander eine V-gestaltete Nut bilden und symmetrisch in bezug auf die erste Richtungslinie zueinander sind, wobei die ersten emittierenden Oberflächen der ersten Einfallsoberfläche gegenüberliegen;
das zweite Übertragungsteil zwei zweite Einfallsoberflächen aufweist, die einen dreieckförmigen Querschnitt gegenüber der Ausbreitungsrichtung der Lichtstrahlen formen, und zwar unter Bildung einer Kantenlinie, wo sich die zwei Einfallsoberflächen einander berühren, und parallel mit der ersten Richtungslinie und zu dem ersten Übertragungsteil hin vorspringend, mit vier zweiten Seitenflächen parallel zur Ausbreitungsrichtung der Lichtstrahlen, und mit zwei zweiten emittierenden Oberflächen, die miteinander eine V-gestaltete Nut bilden und die in bezug auf die zweite Richtungslinie symmetrisch zueinander sind; und
das dritte Übertragungsteil eine dritte Einfallsoberfläche senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Lichtstrahlen aufweist, ferner vier dritte Seitenflächen senkrecht zur dritten Einfallsoberfläche und parallel zur Ausbreitungsrichtung der Lichtstrahlen; und mit zwei dritten emittierenden Oberflächen, die miteinander eine V-gestaltete Nut bilden und in bezug auf eine zweite Richtungslinie symmetrisch zueinander sind, wobei die dritten emittierenden Oberflächen gegenüber der dritten Einfallsoberfläche liegen.

23. Gerät nach Anspruch 20, bei dem die erste Brechungseinrichtung folgendes aufweist:
ein erstes Übertragungsteil zum Brechen der Lichtstrahlen in zwei divergierende Lichtstrahlen;
ein zweites Übertragungsteil zum Brechen der zwei divergierenden Lichtstrahlen in zwei parallele Lichtstrahlen und zum Brechen der zwei parallelen Lichtstrahlen in vier divergierende Lichtstrahlen.

24. Gerät nach Anspruch 21, bei dem
das erste Übertragungsteil eine erste Einfallsfläche senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Lichtstrahlen aufweist, ferner vier erste Seitenflächen aufweist, die senkrecht zur der Einfallsfläche und parallel zur Ausbreitungsrichtung der Lichtstrahlen verlaufen, und mit zwei ersten emittierenden Flächen, die zusammen eine V-gestaltete Nut bilden und die zueinander bzw. in bezug auf die erste Richtungslinie symmetrisch sind, wobei die ersten emittierenden Flächen gegenüber der ersten Einfallsfläche liegen; und
das zweite Übertragungsteil zwei zweite Einfallsflächen aufweist, die zusammen einen dreieckförmigen Querschnitt gegenüber der Ausbreitungsrichtung der Lichtstrahlen unter Bildung einer Kantenlinie aufweisen, wo die zwei Einfallsflächen miteinander Kontakt haben und parallel zu der ersten Richtungslinie und zu dem ersten Übertragungsteil hin vorspringend; mit vier zweiten Seitenflächen parallel zur Ausbreitungsrichtung der Lichtstrahlen, und mit zwei zweiten emittierenden Flächen, die zusammen eine V-gestaltete Nut bilden, und zwar symmetrisch in bezug auf die zweite Richtungslinie bzw. symmetrisch zueinander.

25. Gerät nach Anspruch 14, ferner mit einer Steuereinrichtung zum Steuern einer relativen Verschiebung zwischen der ersten Brechungseinrichtung und der zweiten Brechungseinrichtung, wobei in einem Fall, bei dem die Steuereinrichtung die erste Brechungseinrichtung von der zweiten Brechungseinrichtung trennt, das Licht in eine Vielzahl von divergierenden Lichtstrahlen gebrochen wird und die Vielzahl der divergierenden Lichtstrahlen in eine Vielzahl von parallelen Lichtstrahlen gebrochen werden, und in einem Fall, bei dem die Steuereinrichtung die erste Brechungseinrichtung und die zweite Brechungseinrichtung miteinander in Berührung bringt, die durch die erste Brechungseinrichtung und die zweite Brechungseinrichtung hindurch verlaufenden Lichtstrahlen als Ganzes ohne Brechung übertragen werden.

26. Gerät nach Anspruch 25, bei dem die erste Brechungseinrichtung aus einem ersten Übertragungsteil zum Brechen der Lichtstrahlen in zwei divergierende Lichtstrahlen symmetrisch in bezug auf eine erste Richtungslinie bzw. symmetrisch zueinander besteht, welche Linie senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Lichtstrahlen verläuft, und bei dem die zweite Brechungseinrichtung aus einem zweiten Übertragungsteil zum Brechen der zwei divergierenden Lichtstrahlen in zwei parallele Lichtstrahlen besteht, so daß die zwei parallelen Lichtstrahlen symmetrisch in bezug auf die erste Richtungslinie bzw. symmetrisch zueinander verlaufen und sich in der gleichen Richtung wie die Lichtstrahlen ausbreiten.

27. Gerät nach Anspruch 25, ferner mit einer dritten Brechungseinrichtung zum Brechen der Vielzahl der parallelen Lichtstrahlen in eine Vielzahl von zweiten divergierenden Lichtstrahlen, und mit einer vierten Brechungseinrichtung zum Brechen der Vielzahl der zweiten divergierenden Lichtstrahlen in eine Vielzahl von zweiten parallelen Lichtstrahlen.

28. Gerät nach Anspruch 27, ferner mit einer zweiten Steuereinrichtung zur Steuerung der relativen Verschiebung zwischen der dritten Brechungseinrichtung und der vierten Brechungseinrichtung, wobei in einem Fall, bei dem die zweite Steuereinrichtung die dritte Brechungseinrichtung von der vierten Brechungseinrichtung trennt, die Lichtstrahlen, die durch die zweite Brechungseinrichtung hindurch verlaufen, in eine Vielzahl von zweiten divergierenden Lichtstrahlen gebrochen werden, und die Vielzahl der zweiten divergierenden Lichtstrahlen in eine Vielzahl von zweiten parallelen Lichtstrahlen gebrochen werden, und in einem Fall, bei dem die Steuereinrichtung die dritte Brechungseinrichtung und die vierte Brechungseinrichtung in Kontakt zueinander bringt, die durch die zweite Brechungseinrichtung hindurch verlaufenden Lichtstrahlen durch die dritte Brechungseinrichtung und die vierte Brechungseinrichtung als Gesamtheit ohne Brechung übertragen werden.

29. Gerät nach Anspruch 14, bei dem die erste Brechungseinrichtung ein erstes Übertragungsteil zum Brechen der Lichtstrahlen in zwei divergierende Lichtstrahlen und ein zweites Übertragungsteil zum Brechen der zwei divergierenden Lichtstrahlen in zwei parallele Lichtstrahlen aufweist, wobei das zweite Übertragungsteil die zwei divergierenden Lichtstrahlen in vier divergierende Lichtstrahlen bricht und wobei die zweite Brechungseinrichtung ein drittes Übertragungsteil aufweist, um die vier divergierenden Lichtstrahlen, die durch das zweite Übertragungsteil hindurch verlaufen, in vier parallele Lichtstrahlen zu brechen.

30. Gerät nach Anspruch 29, ferner mit einer ersten Steuereinrichtung zum Steuern der relativen Verschiebung zwischen dem ersten Übertragungsteil und dem zweiten Übertragungsteil, wobei in einem Fall, bei dem die erste Steuereinrichtung das erste Übertragungsteil von dem zweiten Übertragungsteil trennt, die durch das erste Übertragungsteil hindurch verlaufenden Lichtstrahlen in eine Vielzahl von ersten divergierenden Lichtstrahlen gebrochen werden und die Vielzahl der ersten divergierenden Lichtstrahlen in eine Vielzahl von parallelen Lichtstrahlen gebrochen werden, und in einem Fall, bei dem die erste Steuereinrichtung das erste Übertragungsteil und das zweite Übertragungsteil in Berührung miteinander bringt, die durch das erste Übertragungsteil und das zweite Übertragungsteil hindurch verlaufenden Lichtstrahlen als Ganzes ohne Brechung übertragen werden.

31. Gerät nach Anspruch 29, ferner mit einer zweiten Steuereinrichtung zum Steuern einer relativen Verschiebung zwischen dem zweiten Übertragungsteil und dem dritten Übertragungsteil, wobei in einem Fall, daß die zweite Steuereinrichtung das zweite Übertragungsteil von dem dritten Übertragungsteil trennt, die durch das zweite Übertragungsteil hindurch verlaufenden Lichtstrahlen in eine Vielzahl von zweiten divergierenden Lichtstrahlen gebrochen werden und die Vielzahl der zweiten divergierenden Lichtstrahlen in eine Vielzahl von parallelen Lichtstrahlen gebrochen werden, und in einem Fall, bei dem die zweite Steuereinrichtung das zweite Übertragungsteil und das dritte Übertragungsteil in Kontakt miteinander bringt, die durch das zweite Übertragungsteil hindurch verlaufenden Lichtstrahlen durch das zweite Übertragungsteil und durch das dritte Übertragungsteil als Ganzes ohne Brechung übertragen werden.

32. Gerät nach Anspruch 14, ferner mit einer dritten Brechungseinrichtung zum Brechen der Lichtstrahlen in ringförmig gestaltete divergierende Lichtstrahlen, die um ein Zentrum des Lichts herum divergieren; und mit einer vierten Brechungseinrichtung zum Umsetzen der ringförmig gestalteten divergierenden Lichtstrahlen in ringförmig gestaltete parallele Lichtstrahlen.

33. Gerät nach Anspruch 32, ferner mit einer dritten Steuereinrichtung zum Steuern der relativen Verschiebung zwischen der dritten Brechungseinrichtung und der vierten Brechungseinrichtung, wobei in einem Fall, bei dem die dritte Steuereinrichtung die dritte Brechungseinrichtung von der vierten Brechungseinrichtung trennt, die auf die dritte Brechungseinrichtung einfallenden Lichtstrahlen in die ringförmig gestalteten divergierenden Lichtstrahlen gebrochen werden und die ringförmig gestalteten divergierenden Lichtstrahlen in parallele Lichtstrahlen gebrochen werden, und in einem Fall, bei dem die dritte Steuereinrichtung die dritte Brechungseinrichtung und die vierte Brechungseinrichtung miteinander in Kontakt bringt, die Lichtstrahlen, die auf die dritte Brechungseinrichtung auftreffen, durch die dritte Brechungseinrichtung und die vierte Brechungseinrichtung als Gesamtheit ohne Brechung hindurch verlaufen.

34. Gerät zum Belichten eines Objektes mit Licht, mit:
einer Einrichtung zum Erzeugen von Lichtstrahlen mit einer einheitlichen Intensitätsverteilung;
einem ersten Linsensystem zum Brechen oder zum Übertragen von ersten Lichtstrahlen, die darauf einfallen, wobei die ersten Lichtstrahlen in eine Vielzahl von divergierenden Lichtstrahlen gebrochen werden und die Vielzahl der divergierenden Lichtstrahlen in eine Vielzahl von parallelen Lichtstrahlen gebrochen werden, oder die ersten Lichtstrahlen durch das erste Linsensystem ohne Brechung hindurch verlaufen;
einem zweiten Linsensystem zum Brechen oder zum Übertragen von zweiten darauf einfallenden Lichtstrahlen, wobei die zweiten Lichtstrahlen in ringförmig gestaltete divergierende Lichtstrahlen gebrochen werden und die ringförmig gestalteten divergierenden Lichtstrahlen in ringförmig gestaltete parallele Lichtstrahlen gebrochen werden oder die zweiten Lichtstrahlen durch das zweite Linsensystem ohne Brechung hindurch verlaufen; und
einer Einrichtung zum Belichten eines Objektes mit dem Licht in Form der Vielzahl der parallelen Lichtstrahlen oder der ringförmig gestalteten parallelen Lichtstrahlen.

35. Gerät nach Anspruch 34, bei dem das erste Linsensystem folgendes aufweist:
ein erstes Übertragungsteil zum Brechen der Lichtstrahlen in zwei divergierende Lichtstrahlen;
ein zweites Übertragungsteil zum Brechen der zwei divergierenden Lichtstrahlen in zwei parallele Lichtstrahlen; und
eine erste Steuereinrichtung zum Steuern einer relativen Verschiebung zwischen dem ersten Übertragungsteil und dem zweiten Übertragungsteil, wobei in einem Fall, bei dem die erste Steuereinrichtung das erste Übertragungsteil von dem zweiten Übertragungsteil trennt, die Lichtstrahlen in zwei divergierende Lichtstrahlen gebrochen werden und die zwei divergierenden Lichtstrahlen in zwei parallele Lichtstrahlen gebrochen werden, und in einem Fall, bei dem die erste Steuereinrichtung die erste Übertragungseinrichtung mit der zweiten Übertragungseinrichtung in Berührung bringt, die durch das erste Übertragungsteil und das zweite Übertragungsteil hindurch verlaufenden Lichtstrahlen als Gesamtheit ohne Brechung übertragen werden.

36. Gerät nach Anspruch 34, bei dem das zweite Linsensystem folgendes aufweist:
ein drittes Übertragungsteil zum Brechen des Lichtes in ringförmig gestaltete divergierende Lichtstrahlen, die um ein Lichtzentrum herum divergieren;
ein viertes Übertragungsteil zum Umsetzen der ringförmig gestalteten divergierenden Lichtstrahlen in ringförmig gestaltete parallele Lichtstrahlen; und
eine zweite Steuereinrichtung zur Steuerung einer relativen Verschiebung zwischen dem dritten Übertragungsteil und dem vierten Übertragungsteil, wobei in einem Fall, bei dem die zweite Steuereinrichtung das dritte Übertragungsteil von dem vierten Übertragungsteil trennt, die auf das dritte Übertragungsteil einfallenden Lichtstrahlen in ringförmig gestaltete divergierende Lichtstrahlen gebrochen werden und die ringförmig gestalteten divergierenden Lichtstrahlen in ringförmig gestaltete parallele Lichtstrahlen gebrochen werden, und in einem Fall, bei dem die zweite Steuereinrichtung das dritte Übertragungsteil in Berührung mit dem vierten Übertragungsteil bringt, die Lichtstrahlen, die auf das dritte Übertragungsteil einfallen, durch das dritte Übertragungsteil und das vierte Übertragungsteil als Gesamtheit ohne Brechung übertragen werden.