JP2001515268A - 走査式マイクロ・リソグラフィー・システム用の照明設計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 走査器用の照明システムは、励起レーザー(12)を組込んでおり、レーザーの方形ビームは、複数のレンズを有する2次元レンズ・アレー(20)に入射する。このアレーを出た光は、長い焦点距離のレンズ(24)に入射される。このアレーと長焦点距離レンズとの組合せによって、長焦点距離レンズの焦点面での方形ビームは、その全領域にわたって実質的に均一な強度を持つ。複数の円筒状レンズを有する円筒状レンズ・アレー(26)は、これらのほぼ平行な光線を受入れ、次に、そこからの光出力は、第1正レンズ(40)に入射される。このレンズの焦点距離は、円筒状レンズ・アレーと第1正レンズとの距離より長くされている。第2正レンズは、第1正レンズの焦点距離に設けられている。長方形状ビームは、焦点板を照射するために作られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の分野】

本発明は、光学装置、特に、半導体ウエハを加工するための走査器に使用され
る光学システムに関する。

【０００２】

【発明の背景】

半導体製造システムのいくつかの形式においては、光源が、焦点板（つまり、
マスク）を照明するようにし、次に、この焦点板上のパターンは、フォトレジス
ト層を露光するように、ウエハ上に集束するようになっている。露光システムに
１つの形式において、この照明光は、比較的細い光の帯(strip)であり、ウエハ 上のフォトレジストを露光するため、焦点板を横切るように走査される。 また、最先端のウエハ製造システムには、反復（焼付け）式の露光システムが
組込まれており、焦点板からのパターンは、フォトレジスト層を露光する際、ウ
エハ表面のほんの一部にしか照明されない。そして、ウエハは、焦点板パターン
に応じて段階的に処理され、最終的に、ウエハ全体が、焦点板パターンに沿って
露光されることになる。走査による露光技術は、反復式システムとともに使用す
ることが可能である。 良く知られているように、走査システムにおける焦点板の照明は、精密で、且
つ 予測可能なウエハ・パターンを得るように、均一でなくてはならない。すな
わち、焦点板に入射する光強度は、焦点板に沿った、つまり、走査方向に対し直
角である全ての位置において、完全に同一である必要があり、また、入射角に対
し同等のエネルギ量を示さなくてはならない。このような光特性は、ウエハ上の
全領域が焦点板によって等しく露光されることを保証する。

【０００３】 これまで、より均一な照明を得ようとして、光源と焦点板との間に、様々な光
学システムが用いられてきた。レーザー光のような光源では、その光出力が不均
一であるために、実質的に均一な焦点板の照明を行うことは極めて困難である。
本発明は、実質的に均一な焦点板の照明を可能とする走査式マイクロ・リソグ
ラフィー・システムのための照明設計に関するものである。

【０００４】

【発明の概要】

１つの実施形態において、走査器用の照明システムには、エキシマ（励起ニ量
体）・レーザーが組込まれており、このレーザーの方形ビームは、2次元のレン ズ・アレー上に入射する。このアレーを励起する光は、ほぼ平行光線を作り出す
ために、長い焦点距離レンズに入射することによって作られる。該アレーと長焦
点距離レンズとの組合せにより、長焦点距離レンズの焦点面において作られた方
形ビームは、その領域全体において実質的に均一な強度を持つことになる。

【０００５】 円筒状レンズのアレーは、これらのほぼ平行光を受入れる。本検討のために、
複数の円筒状レンズは、それらの主軸が水平になるように、例えば、アレー内の
水平列毎に１つのレンズが存在するように配置されることを前提とする。そして
、円筒レンズ・アレーは、その光を、1組の細い水平の光帯に集束し、この帯の 各々は、複数の円筒状レンズの１つによって作り出される。１つの実施形態にお
いて、垂直面における各円筒状レンズの焦点距離は、約21ｍｍであり、水平面に
おける焦点距離は、無限である。 円筒状レンズ・アレーの光出力は、第1の正のレンズに入射され、この正のレ ンズの焦点距離は、円筒状レンズ・アレーと第1正レンズとの間の距離より長く されている。第2の正レンズは、第1正レンズの焦点面の位置に設けられている。
これにより、同一の角度を有する円筒状レンズからの全光線は、第２正のレンズ
における同じ点に集束されることになる。 第２正レンズにおける入射光は、長い垂直方向寸法と短い水平方向寸法を有し
ている。

【０００６】 この光学システムの他の段階は、走査システムにおいて焦点板を照明するため
に、そして、投射光学装置の光学的要件に適合させるために（焦点板パターンを
ウエハ上に集束させるために）、照明帯の寸法調整、照明の方向修正を適切に行
うことにある。

【０００７】 作り出されたビームは、均一の強度を持つ、長く幅狭の帯となり、これが、走
査システムにおいて焦点板上に入射される。焦点板及びウエハは、ウエハを露光
するために、照明に対し相対的に動かされる。

【０００８】

【本発明の実施形態の詳細な説明】

本発明を用いて作られた長方形ビームの位置決め基準点は任意であるが、本説
明のために、光トレーンが、単一の軸線に沿って設定されるとともに、長方形の
照明パターンが、垂直方向において長い長さの次元と、水平方向において短い幅
の次元とを有していることを前提とする。特定の位置決め基準点を前提として、
図1Aは、走査器用の好ましい照明システムの側面図であり、図1Bは、同じ照明シ
ステムの平面図である。

【０００９】 1実施形態において、光源は、紫外線レーザー・ビームを出力するパルス・エ キシマ・レーザー12である。1実施形態において、パルス周波数は、1,000Hz程度
である。しかし、出力エネルギが実質的に視準されるものであれば如何なる光源
でも光トレーンとして使用できる。 典型的には、レーザー12は、ビーム14を生成し、このビームの形状は、先ず、
光トレーンを最適な形状で使用するために、修正される必要がある。1つの実施 形態において、レーザー・ビーム14は、16mmの垂直高さと、4mmの水平幅とを有 する。方形のビームを使用することは、好ましい実施形態において望ましいため
、改形的(アナモルフィック)拡大器を配列した従来型レンズ・システム16が、レ
ーザー12の出力を実質的に方形ビームに変換するために使用される。1実施形態 において、拡大器としてのレンズ・システム16は、約42mm×42mmの寸法を有する
方形ビーム18（図2）を得るために、ビーム高さを2.5倍、ビーム幅を10倍に拡大
する。

【００１０】 次に、この実質的に平行なビーム18は、7×7 のレンズ・アレー20に加えられ
る。1実施形態において、アレー20の各レンズ21は、6mmの直径と＋154mmの焦点 距離とを有する。これより大きな、又はより小さなアレーでも使用可能であるが
、この置換えは、本明細書を読んで当業者によって理解された場合に行われるべ
きである。レンズ・アレー20の機能は、後述されるように、垂直高さ及び水平幅
の全体のわたってビーム18の強度変動を効果的に平均化することにある。図2は 、方形レーザー・ビーム18の垂直及び水平面を示す該ビームの正面図である。図
3は、強度の非均一性を示すグラフである。図4は、強度の非均一性を示す、ビー
ム18の水平面に沿う強度のグラフである。

【００１１】 アレー20内における49個のレンズの各々は、そこから離れた1つの焦点距離に おける、光の小さな点、つまり 点光源を作り出し、ここでの各点光源の強度は
、関連するレンズへの入射光に比例している。アレー20内のこれらのレンズは、
良好に管理された角度を持った円錐を作り出すが、これは、この円錐の角度が、
製造過程で良く管理されているレンズの焦点距離のみによって決るためであり、
また、ビーム18の広がり(角度)は、これらレンズによって作り出される該角度よ
りも更に小さい。このような設定によって、レーザー・ビーム18の広がりの変動
は、7×7アレー20内の各レンズによって作り出される光線のより大きな円錐の角
度におけるわずかな摂動のみとなる。

【００１２】 例えば2,000mmの長い焦点距離を有するレンズ24は、アレー20の焦点面を若干 越えた位置に設けられている。1つの実施形態において、レンズ・アレー20を構 成する複数のレンズの各焦点距離が、＋154mmであると想定すると、レンズ24は 、レンズ・アレー20から約200mmの位置に設けられる。但し、この距離は、任意 に設定できる。レンズ24の焦点距離は、実用的には、できるだけ長くすべきであ
り、こうすることにより、レンズ24を出る光線を、ほぼ平行な光線とすることに
つながるためである。レンズ24の直径は、60mmである。他の実施形態において、
レンズ24の焦点距離は、約1000mmより長くされており、レンズ24とアレー20との
間の距離は、レンズ・アレー20の焦点距離より長くされている。

【００１３】 この時点までに、作り出された光トレーン及び光線25の側面図及び平面図にお
いて、レーザー・ビーム14の寸法以外は、同一である。ここで、方形ビームは、
後述するように細い帯に変形されることになる。 複数の円筒状レンズ28からなるアレー26は、レンズ24の焦点面の位置、このケ
ースでは2,000mm離れた位置、に設けられている。1つの実施形態において、アレ
ー26は、複数の円筒状レンズによって構成され、各レンズの長さは78mm、幅は、
6mmとされている。円筒状レンズ28は、13個の円筒状レンズ28の端部を示す図1A の水平方向において、任意に方向付けられる。図1Bの平面図は、最上部の円筒状
レンズ28のみが示している。1つの実施形態において、各円筒状レンズ28の垂直 面に沿う焦点距離は、約＋21mmであり、水平面における各円筒状レンズ28の焦点
距離は、無限とされている。

【００１４】 アレー26は、レンズ24の焦点面の位置に設けられているため、同じ角度で、7 ×7アレー20からレンズ24に入る光線は、レンズ24によって、アレー26の沿った 同一点に集束される。例として、7×7アレー20のレンズ列における全レンズは、
光線30及び32のような同じ角度でレンズ24に入射する光の一部分を出力する。従
って、同一の角度を有し、単一のレンズ列から出るこれらの光線は、レンズ24に
よって、円筒状レンズ・アレー26上のほぼ同一点に集束される。7×7アレー20内
の各レンズは、円錐の光線を出力し、各円錐内のこれらの全光線は、レンズ24の
入射角によって示されるように、レンズ24によって、円筒状レンズ・アレー26上
に集束される。この形態においては、7×7アレー20内の各レンズの光出力を効果
的に平均化する(重ね合わせる)ことにより、円筒状レンズ・アレー26を横切る光
線の強度は均一化される。図5及び6は、垂直面及び水平面のそれぞれにおける、
アレー26を横切る均一な光強度を示している。

【００１５】 アレー26は、いくつの円筒状レンズによっても構成できることを理解すべきで
ある。円筒状レンズ・アレー26は、レンズ24からの全光出力を受入れるに充分な
大きさに作られる必要がある。 正レンズ40は、アレー26の焦点面を超えた位置に設けられている。アレー26の
焦点距離は21mmであるため、レンズ40に相応しい位置は、アレー26から30−40mm
以上とすることができる。1つの実施形態において、レンズ40は、＋367mmの焦点
距離と110mmの直径とを有している。通常、レンズ24又は40を、それらの各上流 側に配されたレンズの焦点面の位置に設けると、レンズ24及び26に入射する際に
パワーが若干放散されるので好ましくない。他の実施形態において、レンズ40の
焦点距離は、約200−500mmの範囲とされる。

【００１６】 図1Aにおいて、アレー26内の端部にある2つの円筒状レンズの両端から出た光 線が示されており、これらはアレー26から21mmの焦点面で集束する。 アレー26内の各円筒状レンズ28からの光出力は、水平面において均一化され、
細い光帯である13の集合体を作る。各集合体内に、7×7アレー20内の7つのレン ズ列からの光を表す7つの細い帯が存在する。7×7アレー20の列内の各レンズ20 と関連する各点光源は、アレー26内の円筒状レンズへの入射角が若干異なるもの
となるために、該列内の他の点光源に対し空間的に移動されるので、各集合体内
のこれら7つの帯は、相互に若干位置がずらされている。１３の帯集合体内の垂 直面に沿ったこれら7つの帯の各強度が、図1Aにおいて焦点面で測定されたと同 様に、図7に示されている。この影響は、長い焦点距離のレンズ24を使用するこ とにより最小限とされる。このような長い焦点レンズの欠点は、距離が必要とさ
れ、更に、円筒状レンズ・アレー26により大きな物理的寸法が必要とされる点に
ある。レンズ24は、2mの有効焦点距離を有し、よりスペースを取らない複合レン
ズとすることができる。 アレー26の焦点面での水平方向の光強度が、図8に示される。

【００１７】 次に、7つの帯の13の集合体から出る光（計91）は、先に説明されたように、 レンズ40上に入射される。レンズ40は、長い焦点距離レンズ24と同様に機能し、
光線の通常のスペクトルから、レンズ40の焦点面での空間強度へと変換する。レ
ンズ40の焦点距離は、以下に説明するように、ビームの端部にて生じる階段状変
化の範囲を低減するために、実用的にはできるだけ短くする必要がある。

【００１８】 レンズ44は、レンズ40の（367mm離れた）焦点面の位置に設けられる。1つの実
施形態において、レンズ44は、＋183mmの焦点距離と110mmの直径とを有する等凸
正レンズとされている。 図9は、垂直面に沿ったレンズ44への入射光強度を示す。強度プロファイルの 端部での7つの段は、図7に示された強度プロファイルの副産物である。この階段
状の段は、アレー20で作り出された7×7の点光源からの光線が、レンズ24を通過
した後に、相互に完全に平行ではなく、若干の角度差がレンズ40の焦点面での空
間的差に置換えられたことに原因がある。この階段状の段は、この面又は焦点板
での口径を狭めるものであり、これは、光トレーン内の最初のエネルギ損失を意
味している。この損失は、損失合計の10％以下とすることができると考えられる
。

【００１９】 図1Bに示された光トレーンの平面図は、水平面において無限の焦点距離を有す
るアレー26内の円筒状レンズは、水平面に沿ったレンズ24からの光出力の方向を
、実質的に変えないことを示している。これにより、光線は、レンズ40によって
、レンズ44上の、小さな領域（例えば、水平面において7mm）に集束される。図1
Bにおけるレンズ44に入射する光は、実際には、7×7アレー20内の7つの列によっ
て生じた、水平面に沿う7つの強度スパイク(spikes)群からなる。図1Bにおける レンズ44への入射光の水平面での強度パターンは、10図に示される。これらのス
パイクは、円筒状レンズ・アレー26と同一平面内に微弱なディフューザ47を配置
することにより取除くことができる。

【００２０】 このディフューザ47は、アレー26への入射光のほぼ平行とされた特性を台無し
にしてしまい、レンズ44 への入射光のガウス曲線形とされた強度プロフィール を生じる原因ともなる。このガウス・プロフィールは、あるレベルの、切取り、
つまり、口径を小さくする必要があるため、そこにエネルギ損失が存在すること
になる。これは、光トレーン内の第2のエネルギ損失を意味する。30％レベルの 波形切断は、24％のエネルギ損失となる。これにより、システムの理論効率は、
合計0.9X0.67＝0.068、つまり 68.4％効率となる。

【００２１】 光トレーン内の他のレンズは、焦点板上のレンズ44を励起する均一照明面を転
送するために使用される。この中間結像は、照明領域の適切な寸法を実現すると
ともに、照明円錐の寸法を選定するために使用することができる。 等凸レンズ48は、183mmの焦点距離を有するレンズ44を同一であり、レンズ44 から焦点距離の2倍の位置に設けられている。これらのレンズ44及び48は、ウエ ハ上に焦点板の像を結像させる走査器投射光学装置を適切にインターフェースす
るために、別寸法とすることもできる。従って、光トレーンを適切に設計するた
めに、走査器の投射光は、前もって知っておく必要があり光トレーンは、図1A及
び2Aの最も左側から設計される。レンズ48は、走査器の投射レンズの入射瞳に対
し共役関係とされているため、照明パターンは、該入射瞳において複製されるこ
とになる。レンズ48の空間的均一性は、焦点板50での角度的均一性を意味する。

【００２２】 レンズ48への入射光の水平面に沿う均一な強度は、図6に示されたものと同様 である。垂直面におけるレンズ48への入射強度パターンは、図7に示されたもの と同様な7スパイクの１３の集合体から成っている。13の集合体の各々は、円筒 状レンズ・アレー26上の均一な入射照明により、等しい強度を有している。個々
のスパイクは、上述した微弱なディフューザ47により共に平準化することができ
る。ディフューザ47は、水平面における均一性を改善する必要はない。これは、
主に、図7の個々のスパイクを、平準化又は同化するために使用される。レーザ ー・ビームの分散性が、全スパイクを同化させるに充分な程高い場合には、ディ
フューザは必要とされない。

【００２３】 レンズ48への入射光強度の全体としての形状は、方形である。従来の瞳用の形
状が必要とされる場合には、円形絞りを、レンズ48に設け、円形瞳用の形状を作
るようにすれば良いが、追加される21.5％の損失は、全体システム効率を53.7％
とする。4極子照明のような新しい照明スキーム必要とされる場合、レンズ48で の方形パターンは、優位性を持っている。4極子照明は、方形の4隅に設けられた
4つの円形照明点から成っている。従って、方形照明パターンは、4極子照明を実
現するように簡単に口径を設定できる。

【００２４】 対物レンズ56は、レンズ48の焦点距離の2倍（つまり、2X183mm）程、レンズ48
から間隔を置いて設けられている。対物レンズの機能は、良く知られており、光
線の方向を変え、光線が中心軸線周りに対象とされ、光線の中心軸線が、焦点板
50に対し法線となるようにするために使用される。対物レンズ54は、当業者にと
って周知であるように、既存のもの、また、多くのレンズから構成することがで
きる。対物レンズ54の焦点距離は、焦点板での像が、走査器の結像光学装置（図
示せず）の瞳に適切にもたらされるように選定される。（図示せず）

【００２５】 図11は、焦点板50への入射される、生成された照明光60の正面図である。照明
光60は、焦点板50の露光領域に垂直高さ（例えば120mm）とほぼ等しい垂直高さ （図1A）を有する比較的細い（例えば7mm）光線である。照明光の位置決め基準 点は、走査器に対応して選定される。一般的な走査器において、照明光は、静止
した状態に保持され、一方、焦点板50及びウエハは、ウエハを露光するように、
共に動かされる。 本設計における照明光60の均一性は、垂直面に沿い優れており、更に、この照
明設計は、走査器を意図しているため、良好な空間的均一性は、長軸線に沿うこ
とだけが必要とされる。焦点板50上の入射光強度は、焦点板全体のどの位置にお
いても同じであり、入射光は、入射角に対して等しいエネルギ量を示す。

【００２６】 本デザインの様々な利点は、以下のものを含んでいる。 1) 走査方向に直角な照明光の高い均一性。 2) 低い数値の口径の光学装置のみで、安価な構造、及び 非常に大きな数値の
口径のマイクロ・リソグラフィー・システムへの拡張に寄与する。 3) レンズ44での均一な照明面は、拡大された状態で焦点板50に対し、共役関係
とされる。照明面の寸法及び形状を簡単に調整するために、絞り板を、この面に
配置することができる。この面は、焦点板と正確に共役関係とされているので、
半暗部（絞りぶれ）は少なくなる。 4) レンズ40及び44を、ズーム可能な光学部品とし構成できるので、システムが
、所定の特性の形式及び解像度に対し、好ましい瞳の寸法に適合するように瞳の
寸法を変えることができる。 5) 高い論理効率。 6) 焦点面、及び 投射光学装置の対象瞳面の両方における均一な照明。 7) 方形瞳は、4極子照明スキームを適用することによって実現可能である。

【００２７】 図12は、本発明の照明システムを組込んだ走査システム70を示す。ミラー72又
は他のビーム方向変換構成部品、例えばプリズム、を、照明源から焦点板に対す
る直線的な光路を回避するために使用することができる。走査器70用の結像光学
装置は、ウエハ80表面上に焦点板の像を結像する。ウエハ表面を焦点板パターン
に対し、均一に露光するため、駆動装置（図示せず）は、照明光に対し、焦点板
50及びウエハ80を走査する。 また、1実施形態における走査器70は、反復機構を備え、焦点板は、ウエハ80 表面の狭小部分のみを露光し、更に、ウエハ80は、ウエハの1部分を横切る次の 走査のために、新たな基準位置に進められる。

【００２８】 走査器に関する更なる情報は、米国特許番号第5,194,893及び4,924,257、「リ
ダクション・オプテックスを用いたステップ・アンド・スキャン・リトグラフィ
ー」と題された論文（Buckley 他, J. Vac. Sci. Technology, 11月/12月1989
年,1607−1612頁）で得ることができる。これら全て、参照文献として本明細書 に加入する。

【００２９】 本発明の特定の実施形態が示され、説明されたが、より広い観点において、本
発明から逸脱することなく変更及び変形を行うことが可能なことは、当業者にと
って容易であると考えられる。例えば、複数のレンズが、同じ機能を達成する等
凸レンズである必要はなく、それらの焦点距離も変更することが可能である。更
に、他のレンズを本システムに使用することができ、複合レンズを、単一レンズ
の代用とすることができる。従って、請求の範囲は、本発明の真の精神及び範囲
に属する全ての変更及び変形を、その範囲内に包含するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】 走査が水平方向で行われることを想定した、照明システムの1実施形態の側面 図である。

【図１Ｂ】 図１Ａに示した照明システムの平面図である。

【図２】 改形的(アナモルフィック)拡大の後に、レーザーにより生成された方形ビーム
の正面図である。

【図３】 図2に示されたビームの垂直面に沿う不均一な光強度を示すグラフである。

【図４】 図2に示されたビームの水平面に沿うビームの不均一な光強度を示すグラフで ある。

【図５】 垂直面に沿った、図１Aにおける円筒状レンズ・アレー26への入射光強度を示 すグラフである。

【図６】 水平面に沿った、円筒状レンズ・アレー26への入射光強度を示すグラフである
。

【図７】 垂直面に沿った、円筒状レンズ・アレー26からの出力光強度示すグラフである
。

【図８】 水平面に沿った、円筒状レンズ・アレー26からの出力光強度を示すグラフであ
る。

【図９】 垂直面に沿った、図1Aにおけるレンズ44への入射光強度を示すグラフである。

【図１０】 水平面に沿った、図1Bにおけるレンズ44への入射光強度を示すグラフである。

【図１１】 本発明を使用して作り出された照明光の正面図である。

【図１２】 本発明に組込まれた走査器を示す概要図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＵ ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (71)出願人 16750 Ｖｉａ Ｄｅｌ Ｃａｍｐｏ Ｃ ｏｕｒｔ， Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ， Ｃａ ｌｉｆｏｒｎｉａ 92127−1712 Ｕ．Ｓ. Ａ.

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの光を受入れる複数のレンズを有する2次元レンズ ・アレー、 第1焦点距離を有し、上記2次元レンズ・アレーから第1焦点距離未満の距 離を置いて配置された上記第1正レンズ、 上記第1正レンズから、ほぼ上記第1焦点距離だけ離れた位置に設けられた
   複数の円筒状レンズを有する円筒状レンズ・アレー、 第２焦点距離を有し、上記円筒状レンズ・アレーから第２焦点距離未満の
   距離を置いて配置された第２正レンズ、及び 走査式マイクロ・リソグラフィー・システム内の焦点板のパターンを照明
   する１つ以上の付加的レンズを備え、上記焦点板を照射する光は、長方形状を有
   し、上記焦点板に対して走査するようにしたことを特徴とする光学システム。
2. 【請求項２】 上記光源は、レーザーであることを特徴とする請求項1に記 載の光学システム。
3. 【請求項３】 上記レーザーと上記2次元レンズ・アレーとの間に設けられ 、上記レーザーからのレーザー・ビーム出力を、実質的に方形断面とするための
   改形的拡大器を更に備えたことを特徴とする請求項2に記載の光学システム。
4. 【請求項４】 上記第1焦点距離は、約2,000mmであることを特徴とする請求
   項1に記載の光学システム。
5. 【請求項５】上記第1焦点距離は、約1,000mmより大きいことを特徴とする請
   求項1に記載の光学システム。
6. 【請求項６】 上記2次元レンズ・アレーから上記第1正レンズまでの距離は
   、上記レンズ・アレーの焦点距離より大きいことを特徴とする請求項1に記載の 光学システム。
7. 【請求項７】 上記第1正レンズと上記円筒状レンズ・アレーとの間に設け られた光ディフューザを更に備えたことを特徴とする請求項1に記載の光学シス テム。
8. 【請求項８】 上記第2正レンズの上記第2焦点距離は、約200mmと約500mmの
   範囲にあることを特徴とする請求項1に記載の光学システム。
9. 【請求項９】 上記円筒状レンズ・アレーから上記第2正レンズまでの距離 は、各上記複数の円筒状レンズの焦点距離より大きいことを特徴とする請求項1 に記載の光学システム。
10. 【請求項１０】 上記1つ以上の付加的レンズは、対物レンズを含むことを 特徴とする請求項1に記載の光学システム。
11. 【請求項１１】 上記1つ以上の付加的レンズは、 第3焦点距離を有し、上記第2正レンズから、ほぼ上記第2焦点距離だけ離 れた位置に設けられた第3正レンズ、及び 第3焦点距離を有し、上記第3正レンズから、上記第3焦点距離の約2倍の位
    置に設けられた第4正レンズを更に備えたことを特徴とする請求項1に記載の光学
    システム。
12. 【請求項１２】 上記第4正レンズから、上記第3焦点距離の約2倍の間隔を 空けて設けられた対物レンズを更に備えたことを特徴とする請求項11に記載の光
    学システム。
13. 【請求項１３】 上記長方形状を有する上記光が入射される焦点板を更に備
    えたことを特徴とする請求項1に記載の光学システム。
14. 【請求項１４】 上記第1正レンズは、単一レンズであることを特徴とする 請求項1に記載の光学システム。
15. 【請求項１５】 各上記複数の円筒状レンズは、軸線を有するとともに、上
    記光は、長い寸法と短い寸法を持つ長方形状を有し、上記軸線は、上記長い方向
    に対し、実質的に直角であることを特徴とする請求項1に記載の光学システム。
16. 【請求項１６】 光学システムにより実行される方法であって、 光源からの視準された光線を準備し、 複数のレンズを有する2次元レンズ・アレーに対し上記光線を供給し、 上記複数のレンズを有するアレーを出た光を、第1焦点距離を有し、2次元
    レンズ・アレーから上記第1焦点距離未満の距離だけ離れた位置に設けられた上 記第1正レンズに供給し、 上記第1正レンズを出た光を、上記第1正レンズからほぼ上記第1焦点距離 だけ離れた位置に設けられた複数の円筒状レンズを有する円筒状レンズ・アレー
    に供給し、 上記複数の円筒状レンズを有する円筒状レンズ・アレーを出た光を、第2 の焦点距離を有し、上記複数の円筒状レンズを有する円筒状レンズ・アレーから
    第２焦点距離未満の距離を置いて配置された第２正レンズに供給し、且つ 第２正レンズを出た光を、走査式マイクロ・リソグラフィー・システム内
    の焦点板のパターンを照明する１つ以上の付加的レンズに供給し、上記焦点板を
    照射する光は、長方形状を有し、上記焦点板に対して走査するようにしたことを
    特徴とする方法。
17. 【請求項１７】 上記第1焦点距離は、約1000より大きいことを特徴とする 請求項16に記載の方法。