DE19912464A1 - Beleuchtungsoptik und mit der Beleuchtungsoptik versehene Belichtungsvorrichtung - Google Patents

Beleuchtungsoptik und mit der Beleuchtungsoptik versehene Belichtungsvorrichtung

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Osamu Tanitsu
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Abstract

Beleuchtungsoptik und mit der Beleuchtungsoptik versehene Belichtungsvorrichtung. Eine Beleuchtungsoptik weist eine Kondensoroptik 5 zum Bündeln des Lichtstrahls von einer Lichtquelle 1 an einem Konvergenzpunkt F, eine stabförmige Integrationsoptik 6 mit einer Einfalloberfläche 6a, die mit einem vorbestimmten Abstand auf der von der Lichtquelle abgewandten Seite von dem Konvergenzpunkt F entfernt angeordnet ist, um eine Mehrzahl von Lichtquellen aus dem auf die Einfalloberflächen auftreffenden Lichtstrahl zu formen, und eine Bildoptik 7 auf, um die Lichtstrahlen der Mehrzahl von Lichtquellen zusammenzuführen und die zu bestrahlenden Flächen zu beleuchten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsoptik und eine mit der Beleuchtungsoptik versehene Belichtungsvorrichtung, insbesondere eine Beleuchtungsoptik mit einer stabförmigen Integratoroptik.
Aus der JP-8-6145 ist eine Beleuchtungsoptik bekannt, die für eine Belichtungsvorrichtung oder Ähnliches zum Herstellen von Halbleitervorrichtungen mittels eines Fotolitographieverfahrens geeignet ist. Diese Beleuchtungsoptik verwendet als Integratoroptik eine stabförmige Integratoroptik vom Typ des internen Reflektors, so daß aus einem von der Lichtquelle abgegebenen Lichtstrahl eine Mehrzahl von Lichtquellenabbildungen erzeugt wird, und bündelt den von der Lichtquelle einfallenden Lichtstrahl mittels einer Kondensorlinse auf der stabförmigen Integratoroptik. Der auf die Einfalloberfläche der stabförmigen Integratoroptik auftreffende gebündelte Lichtstrahl wird in zahlreiche Lichtstrahlen gesplittet, die je nach Winkelrichtung unterschiedlich weiterlaufen, und zahlreiche Abbildungen der Lichtquelle werden entlang der Einfallsoberfläche gebildet. Die Lichtstrahlen der zahlreichen Lichtquellenabbildungen treten durch die Kondensorlinse hindurch und beleuchten eine zu beleuchtende Oberfläche, wie z. B. eine Maske.
Für Belichtungsvorrichtungen, die eingesetzt werden, um höhere Integrationsgrade von Halbleitervorrichtungen herzustellen, werden zunehmend Excimer-Laser-Lichtquellen (Oszillationswellenlänge von 248 nm oder 193 nm) hergestellt und vertrieben, die eine kurze Oszillationswellenlänge und eine hohe Energieleistung aufweisen. Falls die beschriebene Beleuchtungsoptik aus dem Stand der Technik für eine Belichtungsvorrichtung verwendet wird, bei der Typ von Hochenergielichtquelle einer Excimer-Laser-Lichtquelle eingesetzt wird, tritt das Problem aufs daß in der aus Glas gebildeten stabförmigen Integratoroptik infolge der Energiekonzentration an dem auf der Einfalloberfläche der stabförmigen Integratoroptik gebildeten Konvergenzpunkt Material ausbricht bzw. diese zerstört wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Beleuchtungsoptik zu schaffen, bei der die stabförmige Integratoroptik nicht bricht bzw. beschädigt wird, selbst wenn eine Hochenergielichtquelle, wie eine Excimer-Laser-Lichtquelle verwendet wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst mit einer Beleuchtungsoptik aufweisend eine Lichtquelle zum Erzeugen eines Lichtstrahls, eine Kondensoroptik zum Verdichten des von der Lichtquelle abgegebenen Lichtstrahls, eine stabförmige Integratoroptik mit einer Einfalloberfläche die auf der von der Lichtquelle abgewandten Seite mit einem Abstand von dem von der Kondensoroptik bestimmten Konvergenzpunkt angeordnet ist, so daß aus dem auf die Einfalloberfläche auftreffenden Lichtstrahl eine Mehrzahl von Lichtquellen gebildet wird, und eine Bildoptik zum Zusammenführen der Lichtstrahlen der mittels der stabförmigen Integratoroptik gebildeten Mehrzahl von Lichtquellen und zum Beleuchten der zu bestrahlenden Oberfläche, wobei die stabförmige Integratoroptik einen rechteckigen Querschnitt aufweist und die Bedingungen
0,1 mm ≦ L ≦ dx/(2 tanαx)
und
0,1 mm ≦ L ≦ dy/(2 tanαy)
erfüllt sind, wobei dx die Länge der Seite des Querschnitts der stabförmigen Integratoroptik entlang einer ersten zu der optischen Achse senkrechten Achsenrichtung in mm ist, dy die Länge der Seite des Querschnitts der stabförmigen Integratoroptik entlang einer zweiten zu der ersten Achsenrichtung und zu der optischen Achse senkrechten Achse in mm ist, αx der maximale Einfallwinkel des auf die stabförmige Integratoroptik auftreffenden einfallenden Lichtstrahls in einer die optische Achse und die erste Achsenrichtung enthaltenden Ebene ist, und αy der maximale Einfallswinkel des auf die stabförmige Integratoroptik auftreffenden einfallenden Lichtstrahls in einer die optische Achse und die zweite Achsenrichtung aufweisenden Ebene ist.
Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst mit einer Beleuchtungsoptik, aufweisend eine Lichtquelle zum Erzeugen eines Lichtstrahls, eine Kondensoroptik zum Bündeln des von der Lichtquelle abgegebenen Lichtstrahls, eine stabförmige Integratoroptik zum Bilden einer Mehrzahl von Lichtquellen aus dem durch die Kondensoroptik durchgetretenen Lichtstrahl, eine Bildoptik zum Zusammenführen der Lichtstrahlen der von der stabförmigen Integratoroptik gebildeten Mehrzahl von Lichtquellen und zum Beleuchten der zu bestrahlenden Oberfläche, und eine Lichtquellen-Umform-Optik zum Umformen des Lichtstrahls aus der Lichtquelle in einen Lichtstrahl mit einem vorbestimmten Querschnitt, so daß die Querschnittsgestalt des auf die Einfalloberfläche der stabförmigen Integratoroptik auftreffenden Lichtstrahls und die Gestalt des Querschnitts der stabförmigen Integratoroptik im wesentlichen ähnlich sind.
Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst mit einer Belichtungsvorrichtung mit einer Beleuchtungsoptik gemäß der Erfindung und einer Projektionsoptik zum Projizieren des Musters einer Maske und Belichten eines fotoempfindlichen Substrats mit dem Muster der Maske bestrahlt wird.
Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst mit einem Halbleiterherstellungsverfahren aufweisend den Schritt des Belichtens einer Maske, so daß ein fotoempfindliches Substrat mit dem Muster der Maske bestrahlt wird, wobei die erfindungsgemäße Beleuchtungsoptik verwendet wird.
Anders als beim Stand der Technik, wo der Konvergenzpunkt auf der Einfalloberfläche der stabförmigen Integratoroptik ausgebildet ist, kann bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungsoptik die Solarization in befriedigendem Umfang unter Kontrolle gehalten werden, die Bildung von Verunreinigungsstoffen infolge von fotochemischen Reaktionen reduziert werden und verhindert werden, daß die stabförmige Integratoroptik durch Einwirken der Hochenergielichtquelle wie etwa einer Excimer-Laser-Lichtquelle bricht (d. h. zerstört wird), da die auf die Einfalloberfläche einwirkende Energie im Vergleich zum Stand der Technik erheblich reduziert ist und keine Energiekonzentration auf der Eintrittsoberfläche der stabförmigen Integratoroptik auftritt.
Infolgedessen werden bei einer Belichtungsvorrichtung, die die erfindungsgemäße Beleuchtungsoptik aufweist, eine zufriedenstellende Projektion und Belichtung unter stabilen und; befriedigenden Belichtungsbedingungen bei hohem Durchsatz erreicht, da selbst dann, wenn eine Hochenergielichtquelle wie eine Excimer-Laser-Lichtquelle verwendet wird, kein Brechen (d. h. kein Ausbrechen von Partikeln bzw. keine Zerstörung) der stabförmigen Integratoroptik auftritt. Durch Benutzung der erfindungsgemäßen Beleuchtungsoptik zum Belichten eines fotoempfindlichen Substrats mit dem Muster einer Maske können mit Fertigungsverfahren für Halbleitervorrichtungen zufriedenstellende Halbleitervorrichtungen hergestellt werden, da Projektion und Belichtung unter stabilen und befriedigenden Belichtungsbedingungen durchgeführt werden können.
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnung erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Belichtungsvorrichtung, die mit einer Beleuchtungsoptik gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung versehen ist;
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Aufbaus der Beleuchtungsoptik aus Fig. 1 von der Excimer-Laser-Lichtquelle 1 bis zur Bildoptik 7, wobei die kegelförmigen Prismen 3a, 3b und die pyramidenförmigen Prismen 4a, 4b nicht gezeigt sind;
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des Aufbaus der Beleuchtungsoptik aus Fig. 1 von der zylinderförmigen Aufweitevorrichtung 2a, 2b bis zu den pyramidenförmigen Prismen 4a, 4b; und
Fig. 4 eine schematische Darstellung des Aufbaus der erfindungsgemäßen Belichtungsvorrichtung, die mit der Beleuchtungsoptik gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung versehen ist.
Es wird die erste Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 beschrieben.
Wie aus Fig. 1a ersichtlich ist, ist die Z-Achse parallel zur optischen Achse AX der Belichtungsvorrichtung definiert. Die Y-Achse verläuft parallel zu der Papierebene von Fig. 1a in einer Ebene senkrecht zu der optischen Achse AX, und die X-Achse verläuft senkrecht zu der Papierebene von Fig. 1a in einer Ebene senkrecht zu der optischen Achse AX. Entsprechend ist in Fig. 1b, die die Belichtungsvorrichtung aus der Y-Richtung betrachtet zeigt, die X-Achse die Richtung, die parallel zu der Papierebene in einer Ebene senkrecht zur optischen Achse AX verläuft. Die Y-Achse ist die Richtung senkrecht zu der Papierebene.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist die Belichtungsvorrichtung mit einer Excimer-Laser-Lichtquelle 1 versehen, die als die Licht zur Belichtung herstellende Lichtquelle dient und Laserlicht mit einer Wellenlänge von z. B. 248 nm oder 193 nm erzeugt. Die Excimer-Laser-Lichtquelle 1 entsendet einen im wesentlichen parallelen Lichtstrahl mit einem rechteckigen Querschnitt, der in Y-Richtung verläuft. Der von der Excimer- Laser-Lichtquelle 1 ausgestrahlte rechteckförmige Lichtstrahl tritt in eine zwei zylinderförmige Linsen 2a, 2b aufweisende zylinderförmige Aufweitevorrichtung 2 ein. Die zylinderförmigen Linsen 2a, 2b haben, in der Papierebene von Fig. 1b (in der XZ-Ebene) betrachtet, einen negativen bzw. einen positiven Brechwert, und dienen, in der Papierebene von Fig. 1a (in der YZ-Ebene) betrachtet, als planparallele Platten. Dementsprechend wird der rechteckförmige Lichtstrahl, der in die zylinderförmige Aufweitevorrichtung 2 eintritt, in der Papierebene von Fig. 1b aufgeweitet und in einen Lichtstrahl umgeformt, der einen im wesentlichen quadratförmigen Querschnitt aufweist.
Bevorzugt bilden die zylinderförmigen Linsen 2a, 2b insgesamt eine Zoomlinse, d. h. eine Linse mit veränderbaren Brennweite, so daß das Seitenlängenverhältnis der Querschnittsfläche des Strahls veränderbar ist. Der aus der zylinderförmigen Aufweitevorrichtung 2 austretende Lichtstrahl tritt durch zwei kegelförmige Prismen 3a, 3b und zwei pyramidenförmige Prismen 4a, 4b und tritt in eine Kondensoroptik 5 mit einer veränderbaren Brennweite ein. Der Aufbau und die Wirkungsweise der zwei kegelförmigen Prismen 3a, 3b und der zwei pyramidenförmigen Prismen 4a, 4b werden später beschrieben. Es wird in der nachstehenden Erläuterung zunächst davon ausgegangen, daß der aus der zylinderförmigen Aufweitevorrichtung 2 austretende Lichtstrahl unter Aufrechterhalten der bestehenden Form des Querschnitts durch die kegelförmigen Prismen 3a, 3b und die pyramidenförmigen Prismen 4a, 4b hindurchtritt.
Der durch die Kondensoroptik 5 hindurchgetretene Lichtstrahl konvergiert am Punkt F auf der optischen Achse AX und tritt dann in eine stabförmige Integratoroptik 6 mit einem in wesentlichen quadratförmigen Querschnitt ein. Die stabförmige Integratoroptik 6 ist ein Glasstab vom Typ des Internreflektors, der ein Glasmaterial wie Quarzglas oder Fluorit aufweist. Unter Ausnutzung aller Reflexionen an der Grenzfläche zwischen dem Innenteil und dem Außenteil, d. h. der Innenfläche, werden entlang einer Fläche, die parallel zu der Einfalloberfläche 6a der stabförmigen Integratoroptik 6 durch den Konvergenzpunkt F verläuft, Abbildungen der Lichtquelle in einer Anzahl gebildet, die der Anzahl von internen Reflexionen entspricht. Dementsprechend sind fast alle Abbildungen der Lichtquelle virtuelle Bilder und lediglich die Abbildungen der Lichtquelle im Zentrum (Konvergenzpunkt) sind echte Bilder. Mit anderen Worten, der in die stabförmige Integratoroptik 6 eintretende Lichtstrahl wird infolge interner Reflexionen nach Winkelrichtungen aufgespalten und bildet eine Vielzahl von Abbildungen der Lichtquelle entlang einer Ebene, die parallel zu der Einfalloberfläche 6a durch den Konvergenzpunkt F verläuft.
Die Lichtstrahlen der zahlreichen Lichtquellenabbildungen, die an der Einfalloberfläche 6a durch die stabförmige Integratoroptik 6 gebildet werden, überlagern sich an deren Ausfalloberfläche und treten dann durch die Bildoptik 7, so daß sie gleichmäßig die Maske 8 beleuchten, auf der ein vorbestimmtes Muster ausgebildet ist. Die Ausfalloberfläche der stabförmigen Integratoroptik 6 und die Maske 8 (sowie der später besprochene Wafer 10) stehen über die Bildoptik 7 miteinander in Verbindung. Dementsprechend wird auf der Maske 8 ein im wesentlichen quadratisches Beleuchtungsfeld ausgebildet, das der Querschnittsgestalt der stabförmigen Integratoroptik 6 ähnlich ist. Der durch das Muster der Maske 8 hindurchtretende Lichtstrahl tritt durch die Projektionsoptik 9 hindurch und bildet eine Abbildung des Maskenmusters auf dem Wafer 10 aus, der ein fotoempfindliches Substrat aufweist. Auf diese Weise wird sukzessive jeder Belichtungsbereich des Wafers 10 mit dem Muster der Maske 8 belichtet, indem Projektion und Belichtung durchgeführt werden, während der Wafer 10 in einer Ebene senkrecht zur optischen Achse AX der Projektionsoptik 9 (XY-Ebene) in zwei Richtungen angetrieben und gesteuert wird.
Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, wird bei der ersten Ausführungsform ein vorbestimmter Abstand L1 zwischen dem Konvergenzpunkt F, der durch die Kondensoroptik 5 bestimmt ist, und der Einfalloberfläche 6a der stabförmigen Integratoroptik 6 eingestellt. Dementsprechend tritt, anders als beim Stand der Technik, wo der Konvergenzpunkt F auf der Einfalloberfläche der stabförmigen Integratoroptik ausgebildet ist, auf der Einfalloberfläche 6a der stabförmigen Integratoroptik 6 gemäß der ersten Ausführungsform keine Energiekonzentration auf, und im Vergleich zum Stand der Technik wird die auf die Einfalloberfläche 6a wirkende Energie spürbar reduziert. Infolgedessen wird in befriedigendem Ausmaß die Solarisation unter Kontrolle gehalten und die Bildung von Verunreinigungsstoffen infolge von fotochemischen Reaktionen wird ebenfalls reduziert. Die stabförmige Integratoroptik 6 bricht nicht bzw. es brechen keine Partikel aus, selbst wenn Hochenergie-Lichtquellen wie eine Excimer-Laser-Lichtquelle verwendet werden.
Um das Brechen der stabförmigen Integratoroptik 6 zu verhindern, und um optische Verluste an der Einfalloberfläche 6a der stabförmigen Integratoroptik 6 zu vermeiden, wird es bei der ersten Ausführungsform bevorzugt, daß ein Abstand L1 zwischen dem Konvergenzpunkt F und der Einfalloberfläche 6a der stabförmigen Integratoroptik 6 eingehalten wird, der die nachfolgende Bedingung erfüllt:
0,1 mm ≦ L1 ≦ d/(2 tanα) (1)
wobei d die Länge einer Seite der quadratförmigen Querschnittsfläche der stabförmigen Integratoroptik 6 in mm ist, und α der maximale Einfallwinkel des einfallenden Lichtstrahls, der auf die stabförmige Integratoroptik 6 auftrifft.
Falls der Abstand L1 unter die in Gleichung (1) ausgedrückte untere Grenze fällt, ist dies nachteilig, da der Abstand zwischen dem Konvergenzpunkt F und der Einfalloberfläche 6a der stabförmigen Integratoroptik 6 extrem gering wird, die auf die Einfalloberfläche 6a einwirkende Energie zunimmt, und ein Brechen der stabförmigen Integratoroptik 6 auftritt. Falls auf der anderen Seite der Abstand L1 die obere Grenze der Gleichung (1) übersteigt, ist dies nachteilig, da dann der Abstand zwischen dem Konvergenzpunkt F und der Einfalloberfläche 6a der stabförmigen Integratoroptik 6 extrem groß wird, nicht mehr der ganze einfallende Lichtstrahl auf die Einfalloberfläche 6a auftrifft und somit optische Verluste (Energieverluste) an der Einfalloberfläche 6a auftreten. Ferner wird der optimale Abstand L1op innerhalb des von der Gleichung (1) beschriebenen Bereichs abhängig von dem Ausmaß der Energieabgabe der verwendeten Laserlichtquelle und der Querschnittsgestalt des abgegebenen Strahls festgesetzt.
Im folgenden wird ein Zahlenbeispiel für die erste Ausführungsform beschrieben. Falls die Länge der stabförmigen Integratoroptik 6 LIN 1000 mm beträgt, die Anzahl der Lichtquellenabbildungen, die von der stabförmigen Integratoroptik 6 erzeugt wird (Anzahl der Splits infolge der stabförmigen Integratoroptik 6), 1024 (32 × 32) beträgt, und die Länge d der einen Seite des Querschnitts der stabförmigen Integratoroptik 6 10 mm beträgt, dann ist α = tan-1 [32 × (d/2)/LIN] = 9,1°.
In diesem Fall sollte dementsprechend der Abstand L1 auf der Grundlage der oben genannten Gleichung (1) innerhalb des Bereichs von 0,1 bis 31,25 mm festgelegt werden.
Um ein vorher festgelegtes optisches Verhalten zu erhalten und um die Fertigung zu vereinfachen und die Vorrichtung kompakt zu gestalten, wird es bevorzugt, die Länge LIN der stabförmigen Integratoroptik 6 auf kleiner als 1,5 m, d. h. LIN ≦ 1500 mm festzulegen.
Nachfolgend werden der Aufbau und die Funktion der kegelförmigen Prismen 3a, 3b und der pyramidenförmigen Prismen 4a, 4b beschrieben.
Wie aus Fig. 1 und Fig. 3 ersichtlich ist, ist die lichtquellenseitige Oberfläche des ersten kegelförmigen Prismas 3a in der Form einer zu der optischen Achse AX senkrechten Ebene ausgebildet. Die maskenseitige Oberfläche des ersten kegelförmigen Prismas 3a ist bezüglich der optischen Achse AX symmetrisch und in der Gestalt einer kegelförmigen Oberfläche (Mantelfläche eines Kegels) ausgebildet, wobei die Kegelinnenseite zu der Maske hin ausgerichtet ist. Die lichtquellenseitige Oberfläche des zweiten kegelförmigen Prismas 3b ist bezüglich der optischen Achse AX symmetrisch ausgebildet und in der Gestalt einer kegelförmigen Oberfläche ausgebildet, wobei die Kegelaußenseite bzw. die Spitze zu der Lichtquelle hin ausgerichtet ist. Die maskenseitige Oberfläche des zweiten kegelförmigen Prismas 3b ist in Gestalt einer zu der optischen Achse AX senkrechten Ebene ausgebildet.
Die Schrägfläche (Kegelmantelfläche) auf der Maskenseite des ersten kegelförmigen Prismas 3a und die Schrägfläche auf der Lichtquellenseite des zweiten kegelförmigen Prismas 3b sind parallel zueinander und das erste kegelförmige Prisma 3a und/oder das zweite kegelförmige Prisma 3b ist/sind entlang der optischen Achse AX bewegbar ausgebildet. In einem ersten Zustand, in dem die Schrägfläche auf der Maskenseite des ersten kegelförmigen Prismas 3a die Schrägfläche auf der Lichtquellenseite des zweiten kegelförmigen Prismas 3b berührt, dienen die beiden kegelförmigen Prismen 3a, 3b als planparallele Platte. Mit anderen Worten, in dem ersten Zustand tritt ein in die kegelförmigen Prismen 3a, 3b eintretender Lichtstrahl mit einer unveränderten Querschnittsgestalt aus-.
In einem zweiten Zustand dahingegen, in dem die Schrägfläche (Kegelmantelfläche) auf der Maskenseite des ersten kegelförmigen Prismas 3a mit einem Abstand von der Schrägfläche auf der Lichtquellenseite des zweiten kegelförmigen Prismas 3b angeordnet ist, wird der in die kegelförmigen Prismen 3a, 3b eintretende Lichtstrahl relativ zur optischen Achse AX um eine einheitliche Distanz in radialer Richtung nach außen hin versetzt. Infolgedessen wird in dem zweiten Zustand ein einen quadratischen Querschnitt aufweisende einfallender Lichtstrahl, der durch die kegelförmigen Prismen 3a, 3b hindurchtritt, in einen Lichtstrahl mit einem hohlen quadratischen Querschnitt umgeformt, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist. Dieses hohle Quadrat des Querschnitts hat eine Gestalt, die von einem äußeren Quadrat und einem inneren Quadrat mit einem gemeinsamen Quadratmittelpunkt (in diesem Fall die optische Achse AX) begrenzt wird.
Wie aus Fig. 1 und Fig. 3 ersichtlich ist, ist die lichtquellenseitige Oberfläche des ersten pyramidenförmigen Prismas 4a in der Gestalt einer zu der optischen Achse AX senkrechten Ebene ausgebildet. Die maskenseitige Oberfläche des ersten pyramidenförmigen Prismas 4a ist bezüglich der optischen Achse AX symmetrisch und in der Gestalt der Seitenflächen einer regulären quadratischen Pyramide ausgebildet, wobei deren Innenseite zu der Maske hin ausgerichtet ist. Die lichtquellenseitige Oberfläche des zweiten pyramidenförmigen Prismas 4b ist bezüglich der optischen Achse AX symmetrisch ausgebildet und in der Gestalt der Seitenflächen einer regulären quadratischen Pyramide ausgebildet, wobei deren Außenseite, d. h. deren Spitze zu der Lichtquelle hin ausgerichtet ist. Die maskenseitige Oberfläche des zweiten pyramidenförmigen Prismas 4b ist in der Gestalt einer zu der optischen Achse AX senkrechten Ebene ausgebildet.
Die vier Schrägflächen (Seitenflächen) auf der Maskenseite des ersten pyramidenförmigen Prismas 4a und die vier entsprechenden Schrägflächen (Seitenflächen) auf der Lichtquellenseite des zweiten pyramidenförmigen Prismas 4b sind zueinander parallel ausgebildet, und das erste pyramidenförmige Prisma 4a und/oder das zweite pyramidenförmige Prisma 4b sind/ist entlang der optischen Achse AX bewegbar ausgebildet. Dementsprechend dienen in einem ersten Zustand, in dem die Schrägflächen auf der Maskenseite des ersten pyramidenförmigen Prismas 4a die Schrägflächen auf der Lichtquellenseite des zweiten pyramidenförmigen Prismas 4b berühren, die pyramidenförmigen Prismen 4a, 4b als planparallele Platte. Mit anderen Worten, in dem ersten Zustand tritt ein Lichtstrahl, der in die pyramidenförmigen Prismen 4a, 4b eintritt, in einer Gestalt aus, in der der Querschnitt aufrechterhalten bleibt.
In einem zweiten Zustand dahingegen, in dem die Schrägflächen auf der Maskenseite des ersten pyramidenförmigen Prismas 4a mit einem Abstand von den Schrägflächen auf der Lichtquellenseite des zweiten pyramidenförmigen Prismas 4b angeordnet sind, wird ein Lichtstrahl, der in die pyramidenförmigen Prismen 4a, 4b eintritt, entlang von vier radialen Achsen, die im Verhältnis zur X-Achse und zur Y-Achse jeweils um 45° schräg gestellt sind, parallel von der optischen Achse AX zu den vier Ecken hin verschoben. Infolgedessen tritt bei dem zweiten Zustand ein einfallender Lichtstrahl, der einen quadratischen Querschnitt aufweist, durch die pyramidenförmigen Prismen 4a, 4b hindurch und wird dabei in eine Gruppe von Lichtstrahlen umgeformt, die vier Lichtstrahlen mit jeweils quadratischem Querschnitt aufweist, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist. Der Querschnitt jedes von den pyramidenförmigen Prismen 4a, 4b gebildeten Lichtstrahls ist im wesentlichen quadratisch und die Mittelpunkte der vier Lichtstrahlen fallen im wesentlichen mit den vier Ecken eines Quadrates zusammen, dessen Mittelpunkt auf der optischen Achse AX angeordnet ist.
Indem sowohl die kegelförmigen Prismen 3a, 3b als auch die pyramidenförmigen Prismen 4a, 4b jeweils gemäß dem ersten Zustand angeordnet werden, wird in der Pupillenebene der Kondensoroptik 5 eine quadratische Lichtquelle ausgebildet und es kann eine sogenannte normale Beleuchtung erreicht werden. Indem die kegelförmigen Prismen 3a, 3b gemäß dem ersten oder gemäß dem zweiten Zustand angeordnet werden und die pyramidenförmigen Prismen 4a, 4b gemäß dem zweiten Zustand angeordnet werden, wird in der Pupillenebene der Kondensoroptik 5 eine vierpolige Lichtquelle (vier Lichtquellen mit quadratischem Querschnitt bzw. hohlquadratischem Querschnitt aufweisend) ausgebildet. Es kann eine sogenannte vierpolige deformierte Beleuchtung erhalten werden. Indem die kegelförmigen Prismen 3a, 3b gemäß dem zweiten Zustand eingestellt werden und die pyramidenförmigen Prismen 4a, 4b gemäß dem ersten Zustand eingestellt werden, wird in der Pupillenebene der Kondensoroptik 5 eine ringförmige Lichtquelle ausgebildet. Es wird eine sogenannte ringförmige deformierte Beleuchtung realisiert.
Wie vorangehend beschrieben, stellen die kegelförmigen Prismen 3a, 3b und die pyramidenförmigen Prismen 4a, 4b eine Lichtquellenumformvorrichtung dar, von der in der Pupillenebene der Kondensoroptik 5 eine ringförmige Lichtquelle oder eine Mehrzahl von bezüglich der optischen Achse AX exzentrisch angeordneten Lichtquellen (in diesem Fall vier) gebildet werden kann/können. Indem die kegelförmigen Prismen 3a, 3b und die pyramidenförmigen Prismen 4a, 4b bei der ersten Ausführungsform zwischen der zylinderförmigen Aufweitevorrichtung 2 und der Pupillenebene der Kondensoroptik 5 auf dem optischen Weg angeordnet werden, wird die deformierte Lichtquelle in der Pupillenebene der Kondensoroptik 5 ausgebildet. Durch Anordnen derselben zwischen der stabförmigen Integratoroptik 6 und der Pupillenebene der Bildoptik 7 kann dahingegen eine deformierte Lichtquelle in der Pupillenebene der Bildoptik 7 ausgebildet werden.
Nebenbei bemerkt, hängt die Anzahl der auf der Einfallseite der stabförmigen Integratoroptik 6 gebildeten Lichtquellenabbildungen von der Anzahl der internen Reflexionen in der stabförmigen Integratoroptik 6 ab. Die Anzahl der internen Reflexionen hängt von der Länge der stabförmigen Integratoroptik 6 und der Brechungsabweichung des einfallenden Lichtstrahls ab, und die Brechungsabweichung des einfallenden Lichtstrahls verändert sich abhängig von der Brennweite der Kondensoroptik 5. Indem bei der ersten Ausführungsform die Brennweite der Kondensoroptik 5 geeignet verändert wird, kann der Konvergenzzustand (Brechungsabweichung und ähnliches) des in die stabförmige Integratoroptik 6 eintretenden Lichtstrahls verändert werden, während die Lage des Konvergenzpunktes F unverändert beibehalten wird. Mit anderen Worten kann die Anzahl der Lichtquellenabbildungen eingestellt werden, indem auf geeignete Weise die Brennweite der Kondensoroptik 5 verändert wird, während gleichzeitig sicher das Brechen (die Zerstörung) der stabförmigen Integratoroptik 6 verhindert wird.
Aus Fig. 4 ist die schematische Darstellung des Aufbaus einer Belichtungsvorrichtung ersichtlich, die mit der Beleuchtungsoptik gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung versehen ist.
Die zweite Ausführungsform hat einen Aufbau ähnlich dem der ersten Ausführungsform. Bei der ersten Ausführungsform wird eine stabförmige Integratoroptik 6 mit einem im wesentlichen quadratischen Querschnitt verwendet. Davon unterscheidet sich die zweite Ausführungsform im wesentlichen lediglich dadurch, daß eine stabförmige Integratoroptik 60 verwendet wird, die einen rechteckigen Querschnitt aufweist, dessen Längsrichtung sich entlang der Y-Richtung erstreckt. Bauteile in Fig. 4, die dieselbe Funktion haben, wie die der ersten Ausführungsform sind mit denselben Bezugszeichen versehen wie die Bauteile in Fig. 1. Im folgenden wird die zweite Ausführungsform beschrieben, wobei der Augenmerk auf die Punkte gerichtet wird, die sich von der ersten Ausführungsform unterscheiden.
Bei der zweiten Ausführungsform sendet die Excimer-Laser- Lichtquelle 1 einen im wesentlichen parallelen Lichtstrahl mit rechteckigem Querschnitt aus, der entlang der Y-Richtung verläuft. Der von der Excimer-Laser-Lichtquelle 1 ausgesendete rechteckförmige Lichtstrahl tritt in eine zylinderförmige Aufweitevorrichtung 20 ein, die zwei zylinderförmige Linsen 2a, 2b aufweist, ebenso wie bei der ersten Ausführungsform. Jedoch haben die zylinderförmigen Linsen der zylinderförmigen Aufweitevorrichtung 20 der zweiten Ausführungsform einen negativen Brechwert bzw. einen positiven Brechwert in der Papierebene der Fig. 4a (in der YZ-Ebene) und wirken als eine planparallele Platte in der Papierebene der Fig. 4b (XZ-Ebene). Dementsprechend wird ein Lichtstrahl, der in die zylinderförmige Aufweitevorrichtung 20 eintritt, in der Papierebene der Fig. 4a aufgeweitet und in einen Lichtstrahl mit rechteckigem Querschnitt umgeformt, deren Längsrichtung sich entlang der Y-Richtung erstreckt.
Der von der zylinderförmigen Aufweitevorrichtung 20 ausgestoßene Lichtstrahl tritt durch zwei kegelförmige Prismen 3a, 3b, und zwei pyramidenförmige Prismen 4a, 4b und tritt in eine Kondensoroptik 5 mit einer veränderbaren Brennweite ein. Der in die Kondensoroptik 5 eingetretene Lichtstrahl konvergiert am Punkt F auf der optischen Achse AX und tritt nachfolgend in die stabförmige Integratoroptik 60 mit rechteckigem Querschnitt ein, deren Längsrichtung in Y-Richtung ausgerichtet ist. Der in die stabförmige Integratoroptik 60 eingetretene Lichtstrahl wird mittels interner Reflexionen in Winkelrichtungen gesplittet und an der Einfalloberfläche 60a der stabförmigen Integratoroptik 60 werden zahlreiche Lichtquellenabbildungen gebildet. Die Lichtstrahlen der zahlreichen Lichtquellenabbildungen, die von der stabförmigen Integratoroptik 60 gebildet werden, treten durch die Bildoptik 7 hindurch und beleuchten gleichmäßig die Maske 8. Bei der zweiten Ausführungsform ist auf der Maske 8 ein rechteckiges Beleuchtungsfeld ähnlich der Gestalt des Querschnitts der stabförmigen Integratoroptik 60 ausgebildet.
Bei der zweiten Ausführungsform wird zwischen dem durch die Kondensoroptik 5 bestimmten Konvergenzpunkt F und der Einfalloberfläche 60a der stabförmigen Integratoroptik 60 ein vorbestimmter Abstand L2 eingestellt, ebenso wie bei der ersten Ausführungsform. Dementsprechend wird verglichen mit dem Stand der Technik die auf die Einfalloberfläche 60a wirkende Energie erheblich reduziert, wobei keine Energiekonzentration auf der Einfalloberfläche 60a der stabförmigen Integratoroptik 60 auftritt. Infolgedessen kann das Auftreten von Solarisation (Umkehrerscheinung) zufriedenstellend unter Kontrolle gehalten werden. Die Bildung von Verunreinigungsstoffen infolge von fotochemischen Reaktionen wird ebenfalls reduziert, wobei kein Brechen der stabförmigen Integratoroptik 60 infolge der hochenergetischen Lichtquelle wie einer Excimer-Laser- Lichtquelle auftritt.
Damit die stabförmige Integratoroptik 60 einen rechteckigen Querschnitt haben kann, wird bei der zweiten Ausführungsform bevorzugt, daß zwischen dem Konvergenzpunkt F und der Einfalloberfläche 60a der stabförmigen Integratoroptik 60 ein Abstand L2 eingehalten wird, der den folgenden Gleichungen (2) und (3) genügt:
0,1 mm ≦ L2 ≦ dx/(2 tanαx) (2)
0,1 mm ≦ L2 ≦ dy/(2 tanαy) (3).
Dabei ist dx die Länge der Seite des Querschnitts der stabförmigen Integratoroptik 60 entlang der X-Richtung in mm und dy die Länge der Seite des Querschnitts der stabförmigen Integratoroptik 60 entlang der Y-Richtung in mm. Ferner ist αx der maximale Einfallwinkel des auf die stabförmige Integratoroptik 60 auftreffenden Lichtstrahls in der XZ-Ebene, und αy ist der maximale Eintrittswinkel des auf die stabförmige Integratoroptik 60 auftreffenden Lichtstrahls in der YZ-Ebene.
Falls der Abstand L2 unter die untere Grenze in Gleichung (2) und Gleichung (3) fällt, ist dies nachteilig, da der Abstand zwischen dem Konvergenzpunkt F und der Einfalloberfläche 60a der stabförmigen Integratoroptik 60 dann extrem gering wird und ein Brechen (Zerstörung) der stabförmigen Integratoroptik 60 auftreten kann.
Falls der Abstand L2 die obere Grenze in der Gleichung (2) und der Gleichung (3) übersteigt, ist dies nachteilig, da der Abstand zwischen dem Konvergenzpunkt F und der Einfalloberfläche 60a der stabförmigen Integratoroptik 60 extrem groß wird und optische Verluste (Energieverluste) an der Einfalloberfläche 60a auftreten.
Im Hinblick auf das Erreichen einer vorbestimmten optischen Wirkung und im Hinblick auf Fertigungsgesichtspunkte und das Erhalten einer kompakten Vorrichtung, wird es bevorzugt, wie vorher bereits im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform angesprochen, daß die Länge LIN der stabförmigen Integratoroptik 60 kleiner als 1,5 m, d. h. LIN ≦ 1500 mm, ist.
Es versteht sich von selbst, daß bei der zweiten Ausführungsform ebenfalls eine verformte Lichtquelle in der Pupillenebene der Bildoptik 7 erhalten werden kann, indem die kegelförmigen Prismen 3a, 3b und die pyramidenförmigen Prismen 4a, 4b auf dem optischen Weg zwischen der stabförmigen Integratoroptik 60 und der Pupillenebene der Bildoptik 7 angeordnet werden.
Wie bereits vorher erwähnt, hängt die Anzahl der an der Einfallseite der stabförmigen Integratoroptik 60 gebildeten Lichtquellenabbildungen von der Anzahl von internen Reflexionen in der stabförmigen Integratoroptik 60 ab. Die Anzahl der internen Reflexionen hängt von der Länge der stabförmigen Integratoroptik und der Brechungsabweichung des einfallenden Lichtstrahls ab, und die Brechungsabweichung des einfallenden Lichtstrahls kann abhängig von der Brennweite der Kondensoroptik 5 verändert werden. Falls der Querschnitt der stabförmigen Integratoroptik (d. h. die Gestalt der Einfalloberfläche 60a) dem Querschnitt des auf die stabförmige Integratoroptik 60 der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform einfallenden Lichtstrahls nicht ähnlich ist, unterscheidet sich die Anzahl von Lichtquellenabbildungen, die entlang der X-Richtung auf der Einfallseite der stabförmigen Integratoroptik 60 gebildet werden, von der Anzahl der in Y-Richtung gebildeten Lichtquellenabbildungen.
Im Fall der zweiten Ausführungsform wird z. B., falls ein Lichtstrahl mit einem quadratischen Querschnitt in die stabförmige Integratoroptik 60 mit rechteckigem Querschnitt mit sich in Y-Richtung erstreckender Längsrichtung einfällt, die Anzahl von entlang der X-Richtung gebildeten Lichtquellenabbildungen größer als die Anzahl der in Y-Richtung gebildeten Lichtquellenabbildungen. Infolgedessen stimmt die Auflösung der Projektionsoptik 9 in den zueinander senkrechten Richtungen der Belichtungsoberfläche (den Richtungen, die der X-Achse und der Y-Achse entsprechen) nicht länger überein, und es besteht die Gefahr, daß die Linienbreite des auf dem Wafer 10 ausgebildeten Musters in den zueinander senkrechten Richtungen der Belichtungsoberfläche nicht länger übereinstimmt. Um die Anzahl von in X-Richtung gebildeten Lichtquellenabbildungen und die Anzahl der entlang der Y-Richtung gebildeten Lichtquellenabbildungen in Übereinstimmung zu bringen, wird daher bevorzugt, eine zylindrische Aufweitevorrichtung 2 einzusetzen, so daß der Querschnitt der stabförmigen Integratoroptik 60 und der Querschnitt des auf die Einfalloberfläche 60a der stabförmigen Integratoroptik 60 einfallenden Lichtstrahls im wesentlichen ähnlich sind.
Ohne Beschränkung auf die erste und die zweite Ausführungsform, die oben beschrieben worden sind, gilt für die erfindungsgemäße Beleuchtungsoptik, bei der eine stabförmige Integratoroptik verwendet wird, generell, daß der Querschnitt der stabförmigen Integratoroptik und der Querschnitt des auf der Einfallebene der stabförmigen Integratoroptik einfallenden Lichtstrahls so einzustellen sind, daß diese im wesentlichen ähnliche Gestalt haben, so daß die Anzahlen der in zueinander senkrechten Richtungen auf der Einfallseite der stabförmigen Integratoroptik gebildeten Lichtquellenabbildungen im wesentlichen übereinstimmen und infolgedessen die Auflösung der Projektionsoptik in zueinander senkrechten Richtungen der Belichtungsoberfläche im wesentlichen übereinstimmt. Selbst in dem Fall, wenn z. B. in einer Belichtungsvorrichtung, in der eine Mercury-Lampe als Lichtquelle verwendet wird, der Lichtstrahl von einer Mercury-Lampe auf der Einfalloberfläche einer stabförmigen Integratoroptik konvergiert wird und eine Abbildung der Lichtquelle auf der Einfalloberfläche erzeugt wird, kann die Projektionsoptik in zueinander senkrechten Richtungen der Belichtungsoberfläche eine übereinstimmende Auflösung erhalten, indem der Aufbau so gestaltet wird, daß der Querschnitt der stabförmigen Integratoroptik und die Gestalt der auf der Einfalloberfläche der stabförmigen Integratoroptik gebildeten Lichtquellenabbildung im wesentlichen ähnlich sind.
Bei jedem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele können eine zufriedenstellende Projektion und Belichtung unter stabilen und befriedigenden Belichtungsbedingungen erzielt werden, ohne daß in der stabförmigen Integratoroptik infolge der Verwendung einer Hochenergielichtquelle wie einer Excimer- Laser-Lichtquelle ein Brechen (eine Zerstörung) auftritt und ohne daß auf der Einfalloberfläche der stabförmigen Integratoroptik optische Verluste auftreten. Dar Wafer, der mittels der Belichtungsvorrichtung gemäß einem der Ausführungsbeispiele einem Belichtungsprozeß (Fotolitographieprozeß) unterworfen worden ist, wird anschließend einem Entwicklungsprozeß und dann einem Ätzprozeß ausgesetzt, der die Teile außer dem entwickelten Resist (Schutzlack) entfernt, und einem Resist-Entfernungsprozeß unterworfen, der das nach dem Ätzprozeß unbenötigte Resist (den unbenötigten Schutzlack) entfernt. Nach der Vollendung der Waferfertigung werden bei dem eigentlichen Montageprozeß verschiedene Arbeitsschritte durchgeführt, wie das Dicen, bei dem der Wafer zum Bilden von Chips in die diesen zusammensetzenden einzelnen gedruckten Schaltkreise, zerschnitten werden, das Bonden, bei dem eine Verdrahtung und Ähnliches auf jedem Chip angebracht wird, und das Packaging, bei dem jeder Chip mit einem Gehäuse versehen wird. Schließlich werden Halbleitervorrichtungen wie LSI-Chips gefertigt.
Die obige Passage beschreibt ein Beispiel für eine Verwendung der Projektions- und Belichtungsvorrichtung, bei der Halbleitervorrichtungen mittels eines Fotolitographieprozesses in Waferfertigung hergestellt werden. Ebenso wie Halbleitervorrichtungen können jedoch auch Flüssigkristallanzeigevorrichtungen, Dünnschichtmagnetköpfe und Bildaufnahmevorrichtungen (CCDs und ähnlich) mittels eines Fotolitographieprozesses gefertigt werden, bei dem die Belichtungsvorrichtung verwendet wird.
Da erfindungsgemäß Projektion und Belichtung unter gleichbleibenden und zufriedenstellenden Belichtungsbedingungen durchgeführt werden können, ist bei einer Fertigung von Halbleitervorrichtungen unter Verwendung der erfindungsgemäßen Beleuchtungsoptik eine Herstellung von brauchbaren Halbleitervorrichtungen bei sehr hohem Durchsatz möglich. Als Hochenergielichtquelle in der Beleuchtungsoptik kann erfindungsgemäß eine KrF (248 nm) oder ArF (193 nm) Excimer- Laser-Lichtquelle verwendet werden. Ebenso kann jedoch erfindungsgemäß auch eine andere Hochenergielichtquelle verwendet werden.
Zum Beispiel kann als Lichtquelle eine Laserlichtquelle, wie z. B. ein F2-Laser, der Licht mit einer Wellenlänge von 157 nm erzeugt, verwendet werden, oder eine Kombination aus einer Laserlichtquelle, die Licht einer vorbestimmten Wellenlänge herstellt, und einem nicht linearen Optikelement, das das Licht von der Laserlichtquelle in Licht einer kürzeren Wellenlänge von kleiner als 200 nm umwandelt.
Erfindungsgemäß kann die Beleuchtungsoptik als Bestandteil einer Belichtungsvorrichtung ausgebildet sein. Erfindungsgemäß ist es jedoch ebenfalls möglich, daß die erfindungsgemäße Beleuchtungsoptik als Bestandteil einer geeigneten Beleuchtungsanordnung zum gleichmäßigen Beleuchten einer zu bestrahlenden Oberfläche oder einer Maske verwendet wird.

Claims (9)

1. Beleuchtungsoptik aufweisend:
eine Lichtquelle (1) zum Erzeugen eines Lichtstrahls;
eine Kondensoroptik (5) zum Verdichten des von der Lichtquelle (1) abgegebenen Lichtstrahls;
eine stabförmige Integratoroptik (6) mit einer Einfalloberfläche (6a) die auf der von der Lichtquelle (1) abgewandten Seite mit einem Abstand von dem von der Kondensoroptik (5) bestimmten Konvergenzpunkt (F) angeordnet ist, so daß aus dem auf die Einfalloberfläche (6a) auftreffenden Lichtstrahl eine Mehrzahl von Lichtquellen gebildet wird; und
eine Bildoptik (7) zum Zusammenführen der Lichtstrahlen der mittels der stabförmigen Integratoroptik (6) gebildeten Mehrzahl von Lichtquellen und zum Beleuchten der zu bestrahlenden Oberfläche;
wobei die stabförmige Integratoroptik (6) einen rechteckigen Querschnitt aufweist und die Bedingungen
0,1 mm ≦ L ≦ dx/(2 tanαx)
und
0,1 mm ≦ L ≦ dy/(2 tanαy)
erfüllt sind, wobei dx die Länge der Seite des Querschnitts der stabförmigen Integratoroptik entlang einer ersten zu der optischen Achse (AX) senkrechten Achsenrichtung in mm ist, dy die Länge der Seite des Querschnitts der stabförmigen Integratoroptik entlang einer zweiten zu der ersten Achsenrichtung und zu der optischen Achse (AX) senkrechten Achse in mm ist, αx der maximale Einfallwinkel des auf die stabförmige Integratoroptik (6) auftreffenden einfallenden Lichtstrahls in einer die optische Achse (AX) und die erste Achsenrichtung enthaltenden Ebene ist, und αy der maximale Einfallswinkel des auf die stabförmige Integratoroptik (6) auftreffenden einfallenden Lichtstrahls in einer die optische Achse (AX) und die zweite Achsenrichtung aufweisenden Ebene ist.
2. Beleuchtungsoptik gemäß Anspruch 1, die eine Lichtquellen- Umform-Optik aufweist, von der der von der Lichtquelle (1) abgegebene Lichtstrahl in einen Lichtstrahl mit einem vorbestimmten Querschnitt umwandelbar ist, so daß der Querschnitt des auf die Einfalloberfläche (6a) der stabförmigen Integratoroptik (6) auftreffenden Lichtstrahls und die Gestalt des Querschnitts der stabförmigen Integratoroptik (6) zueinander ähnlich sind.
3. Beleuchtungsoptik gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Kondensoroptik (5) eine verstellbare Brennweite aufweist, so daß der Bündelungszustand des auf die stabförmige Integratoroptik (6) auftreffenden Lichtstrahls veränderbar ist, während die Lage des Konvergenzpunktes (F) unverändert bleibt.
4. Beleuchtungsoptik gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei an der Pupillenebene der Kondensoroptik (5) oder der Pupillenebene der Bildoptik (7) eine Lichtquellen-Umform-Optik angeordnet ist, von der eine ringförmige Lichtquelle oder eine Mehrzahl von zu der optischen Achse (AX) exzentrischen Lichtquellen gebildet werden kann.
5. Beleuchtungsoptik gemäß Anspruch 4, wobei
die Lichtquellen-Umform-Optik ein erstes kegelförmiges Prisma (3a) und ein zweites kegelförmiges Prisma (3b) aufweist,
die Oberfläche des ersten kegelförmigen Prismas (3a) an der Seite des zu bestrahlenden Objektes in Bezug auf die optische Achse (AX) symmetrisch und in der Gestalt einer kegelmantelförmigen Fläche ausgebildet ist, wobei die Kegelmantelinnenseite zu der zu bestrahlenden Oberfläche hin ausgerichtet ist,
die Oberfläche des zweiten kegelförmigen Prismas (3b) an der der Lichtquelle (1) zugewandten Seite bezüglich der optischen Achse (AX) symmetrisch und in Gestalt einer kegelmantelförmigen Fläche ausgebildet ist, wobei die Kegelmantelaußenseite zu der Lichtquelle (1) hin ausgerichtet ist, und
das erste kegelförmige Prisma (3a) und/oder das zweite kegelförmige Prisma (3b) entlang der optischen Achse (AX) bewegbar ausgebildet ist.
6. Beleuchtungsoptik gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei
die Lichtquellen-Umform-Optik ein erstes pyramidenförmiges Prisma (4a) und ein zweites pyramidenförmiges Prisma (4b) aufweist,
die Oberfläche des ersten pyramidenförmigen Prismas (4a) auf der der zu bestrahlenden Oberfläche zugewandten Seite bezüglich der optischen Achse (AX) symmetrisch und in der Gestalt der Seitenflächen einer quadratischen Pyramide ausgebildet ist, wobei die Innenseite der Seitenflächen zu der zu bestrahlenden Oberfläche hin ausgerichtet ist,
die Oberfläche des zweiten pyramidenförmigen Prismas (4b) auf der der Lichtquelle (1) zugewandten Seite in Bezug auf die optische Achse (AX) symmetrisch und in der Gestalt der Seitenflächen einer quadratischen Pyramide ausgebildet ist, wobei die Außenseite der Seitenflächen zu der Lichtquelle (1) hin ausgerichtet ist, und
das erste pyramidenförmige Prisma (4a) und/oder das zweite pyramidenförmige Prisma (4b) entlang der optischen Achse (AX) verschiebbar ausgebildet ist.
7. Beleuchtungsoptik, aufweisend
eine Lichtquelle (1) zum Erzeugen eines Lichtstrahls;
eine Kondensoroptik (5) zum Bündeln des von der Lichtquelle (1) abgegebenen Lichtstrahls;
eine stabförmige Integratoroptik (6) zum Bilden einer Mehrzahl von Lichtquellen aus dem durch die Kondensoroptik (5) durchgetretenen Lichtstrahl;
eine Bildoptik (7) zum Zusammenführen der Lichtstrahlen der von der stabförmigen Integratoroptik (6) gebildeten Mehrzahl von Lichtquellen und zum Beleuchten der zu bestrahlenden Oberfläche; und
eine Lichtquellen-Umform-Optik zum Umformen des Lichtstrahls aus der Lichtquelle (1) in einen Lichtstrahl mit einem vorbestimmten Querschnitt, so daß die Querschnittsgestalt des auf die Einfalloberfläche (6a) der stabförmigen Integratoroptik (6) auftreffenden Lichtstrahls und die Gestalt des Querschnitts der stabförmigen Integratoroptik (6) im wesentlichen ähnlich sind.
8. Belichtungsvorrichtung mit einer Beleuchtungsoptik gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 und einer Projektionsoptik (9) zum Projizieren des Musters einer Maske (8) und Belichten eines fotoempfindlichen Substrats mit dem Muster der Maske (8).
9. Halbleiterherstellungsverfahren aufweisend den Schritt des Beleuchtens einer Maske, so daß ein fotoempfindliches Substrat mit dem Muster der Maske belichtet wird, wobei die Beleuchtungsoptik gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 verwendet wird.
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