JP3208863B2 - 照明方法及び装置、露光方法、並びに半導体素子の製造方法 - Google Patents
照明方法及び装置、露光方法、並びに半導体素子の製造方法Info
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- JP3208863B2 JP3208863B2 JP23693992A JP23693992A JP3208863B2 JP 3208863 B2 JP3208863 B2 JP 3208863B2 JP 23693992 A JP23693992 A JP 23693992A JP 23693992 A JP23693992 A JP 23693992A JP 3208863 B2 JP3208863 B2 JP 3208863B2
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
- G03F7/70191—Optical correction elements, filters or phase plates for controlling intensity, wavelength, polarisation, phase or the like
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光学照明装置に関し、特
に所謂フライアイ・インテグレータを有する照明装置に
関する。
に所謂フライアイ・インテグレータを有する照明装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より半導体素子、特に超ＬＳＩ等の
高集積度の半導体素子を製造するための露光装置におい
て、フライアイレンズよりなるオプティカルインテグレ
ータ（所謂フライアイ・インテグレータ）を有する照明
装置が使用されている。斯かる照明装置の一例は、例え
ば米国特許第３，２９６，９２３号に開示されているよ
うに、光源、楕円鏡、コールドミラー、発散性コリメー
ションレンズ、２個のフライアイレンズ及び収斂性コリ
メーションレンズより構成されて、被照明物体面をほぼ
均一な照度で照明するものである。このようにフライア
イレンズを用いることによって、フライアイレンズの個
数に相当する数の２次光源が形成され、これらにより被
照明物体面を複数の方向から重畳的に照明することがで
き、被照明物体面上での照度分布の不均一性を数％以下
にすることができる。
高集積度の半導体素子を製造するための露光装置におい
て、フライアイレンズよりなるオプティカルインテグレ
ータ（所謂フライアイ・インテグレータ）を有する照明
装置が使用されている。斯かる照明装置の一例は、例え
ば米国特許第３，２９６，９２３号に開示されているよ
うに、光源、楕円鏡、コールドミラー、発散性コリメー
ションレンズ、２個のフライアイレンズ及び収斂性コリ
メーションレンズより構成されて、被照明物体面をほぼ
均一な照度で照明するものである。このようにフライア
イレンズを用いることによって、フライアイレンズの個
数に相当する数の２次光源が形成され、これらにより被
照明物体面を複数の方向から重畳的に照明することがで
き、被照明物体面上での照度分布の不均一性を数％以下
にすることができる。
【０００３】また、最近は超ＬＳＩ等の一層の高集積化
に伴い、回路パターンの良好な焼付露光に要求される照
明光には、より優れた照度均一性が望まれている。そこ
で、特開昭６４−４２８２１号公報において、所謂パタ
ーンドフィルターを用いてより優れた照度均一性を得る
と共に、使用されるレチクルやウエハに応じて最適な照
明状態を維持し得る照明装置が提案されている。図７
（ａ）は従来のパターンドフィルターを用いた照明装置
の要部を示し、この図７（ａ）において、１はフライア
イ・インテグレータであり、フライアイ・インテグレー
タ１はレンズエレメント２−１，２−２，２−３，‥‥
を束ねて形成されている。フライアイ・インテグレータ
１の光源側にパターンドフィルター板３が配置され、パ
ターンドフィルター板３の内の、例えばレンズエレメン
ト２−２に対応する領域の中央に遮光部４が形成されて
いる。
に伴い、回路パターンの良好な焼付露光に要求される照
明光には、より優れた照度均一性が望まれている。そこ
で、特開昭６４−４２８２１号公報において、所謂パタ
ーンドフィルターを用いてより優れた照度均一性を得る
と共に、使用されるレチクルやウエハに応じて最適な照
明状態を維持し得る照明装置が提案されている。図７
（ａ）は従来のパターンドフィルターを用いた照明装置
の要部を示し、この図７（ａ）において、１はフライア
イ・インテグレータであり、フライアイ・インテグレー
タ１はレンズエレメント２−１，２−２，２−３，‥‥
を束ねて形成されている。フライアイ・インテグレータ
１の光源側にパターンドフィルター板３が配置され、パ
ターンドフィルター板３の内の、例えばレンズエレメン
ト２−２に対応する領域の中央に遮光部４が形成されて
いる。
【０００４】そして、図示省略された光源から射出され
たほぼ平行光束よりなる照明光ＩＬがパターンドフィル
ター板３を透過してフライアイ・インテグレータ１に入
射し、フライアイ・インテグレータ１の後側（被照明物
体側）焦点面に各レンズエレンメントに対応して形成さ
れた多数の２次光源からの光が、コンデンサーレンズ５
により重畳されてレチクルのパターン形成面等の被照明
物体面６上に照射される。この場合、被照明物体面６の
図７（ａ）の紙面に平行な方向にＺ軸を取ると、フライ
アイ・インテグレータ１のレンズエレメント２−１及び
２−３からの照明光の被照明物体面６上での照度分布Ｉ
Ｄは、それぞれ例えば図７（ｂ）の分布７Ａ及び７Ｃの
ようになる。
たほぼ平行光束よりなる照明光ＩＬがパターンドフィル
ター板３を透過してフライアイ・インテグレータ１に入
射し、フライアイ・インテグレータ１の後側（被照明物
体側）焦点面に各レンズエレンメントに対応して形成さ
れた多数の２次光源からの光が、コンデンサーレンズ５
により重畳されてレチクルのパターン形成面等の被照明
物体面６上に照射される。この場合、被照明物体面６の
図７（ａ）の紙面に平行な方向にＺ軸を取ると、フライ
アイ・インテグレータ１のレンズエレメント２−１及び
２−３からの照明光の被照明物体面６上での照度分布Ｉ
Ｄは、それぞれ例えば図７（ｂ）の分布７Ａ及び７Ｃの
ようになる。
【０００５】一方、フライアイ・インテグレータ１の中
央のレンズエレメント２−２の前には遮光部４が形成さ
れているので、レンズエレメント２−２からの照明光の
被照明物体面６上での照度分布ＩＤは、例えば図７
（ｂ）の分布７Ｂのように光軸の付近が落ち込む特性と
なる。従って、３個のレンズエレメント２−１〜２−３
からの照明光の全体の照度分布は例えば図７（ｂ）の平
坦な分布８となる。即ち、パターンドフィルター方式
は、フライアイ・インテグレータ１の所定のレンズエレ
メントからの照明光の照度分布を適度に変形することに
より、全体としての照度分布の均一性を向上させるもの
である。
央のレンズエレメント２−２の前には遮光部４が形成さ
れているので、レンズエレメント２−２からの照明光の
被照明物体面６上での照度分布ＩＤは、例えば図７
（ｂ）の分布７Ｂのように光軸の付近が落ち込む特性と
なる。従って、３個のレンズエレメント２−１〜２−３
からの照明光の全体の照度分布は例えば図７（ｂ）の平
坦な分布８となる。即ち、パターンドフィルター方式
は、フライアイ・インテグレータ１の所定のレンズエレ
メントからの照明光の照度分布を適度に変形することに
より、全体としての照度分布の均一性を向上させるもの
である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如き従来の技術に於いては、フライアイ・インテグレー
タを構成する多数のレンズエレメントの内の極一部に対
してのみ遮光部を設けていた為、照度均一性の改善には
有効であっても、被照明物体の照明位置によって照明光
のコヒーレンス度が変化するという不都合があった。具
体的に図７（ａ）の例では、被照明物体面６上の照明領
域ＺＢでは通常の照明光が照射されているが、照明領域
ＺＡでは、パターンドフィルター板３上の遮光部４によ
りレンズエレメント２−２からの照明光が遮光される。
従って、照明領域ＺＡでは輪帯照明に近い照明が行われ
ていることになり、照明領域ＺＡとＺＢとで照明光のコ
ヒーレンス度が異なっている。
如き従来の技術に於いては、フライアイ・インテグレー
タを構成する多数のレンズエレメントの内の極一部に対
してのみ遮光部を設けていた為、照度均一性の改善には
有効であっても、被照明物体の照明位置によって照明光
のコヒーレンス度が変化するという不都合があった。具
体的に図７（ａ）の例では、被照明物体面６上の照明領
域ＺＢでは通常の照明光が照射されているが、照明領域
ＺＡでは、パターンドフィルター板３上の遮光部４によ
りレンズエレメント２−２からの照明光が遮光される。
従って、照明領域ＺＡでは輪帯照明に近い照明が行われ
ていることになり、照明領域ＺＡとＺＢとで照明光のコ
ヒーレンス度が異なっている。
【０００７】仮に、その被照明物体面６のパターンの像
を図示省略した投影光学系により感光基板上に投影する
ものとすると、そのように照明光のコヒーレンス度が変
化すると、投影光学系の入射瞳面（フーリエ変換面）内
での光量分布が変わるので、パターンドフィルタ板３の
遮光部４のパターンによって結像特性が変化してしまう
という不都合がある。これに関して、フライアイ・イン
テグレータを照明装置の光軸方向に多段に配置して照度
均一性及びコヒーレンス度の均一性をより向上すること
ができる照明装置が提案されているが、このような構成
では照明装置が全体として大きくなるという不都合があ
る。
を図示省略した投影光学系により感光基板上に投影する
ものとすると、そのように照明光のコヒーレンス度が変
化すると、投影光学系の入射瞳面（フーリエ変換面）内
での光量分布が変わるので、パターンドフィルタ板３の
遮光部４のパターンによって結像特性が変化してしまう
という不都合がある。これに関して、フライアイ・イン
テグレータを照明装置の光軸方向に多段に配置して照度
均一性及びコヒーレンス度の均一性をより向上すること
ができる照明装置が提案されているが、このような構成
では照明装置が全体として大きくなるという不都合があ
る。
【０００８】本発明は斯かる点に鑑み、装置全体を大型
化することなく且つ被照明物体面でのコヒーレンス度の
均一性を悪化させることなく、被照明物体面での照度均
一性を良好にできるようにすることを目的とする。
化することなく且つ被照明物体面でのコヒーレンス度の
均一性を悪化させることなく、被照明物体面での照度均
一性を良好にできるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明による第１の照明
装置は、例えば図２に示す如く、ほぼ平行光束の照明光
を供給する光源手段（９，１０，１１，１２）と、この
光源手段からの照明光の光路中に配置されそれぞれ集光
点を形成して被照明物体面（２０）を重畳的に照明する
複数の小レンズよりなるフライアイ・インテグレータ
（１６）と、フライアイ・インテグレータ（１６）の入
射面と被照明物体面（２０）とをほぼ共役にしフライア
イ・インテグレータ（１６）からの光束を被照明物体面
（２０）に導くコンデンサーレンズ（１９）と、フライ
アイ・インテグレータ（１６）のその光源手段側に所定
の間隔を隔てて配置され、フライアイ・インテグレータ
（１６）を構成する個々の小レンズに入射する照明光の
透過率分布をそれぞれ所定の分布に設定する透過率分布
調整部材（１４）とを有し、フライアイ・インテグレー
タ（１６）を構成する各小レンズによる被照明物体面
（２０）上での照度分布をそれぞれ一様にしたものであ
る。
装置は、例えば図２に示す如く、ほぼ平行光束の照明光
を供給する光源手段（９，１０，１１，１２）と、この
光源手段からの照明光の光路中に配置されそれぞれ集光
点を形成して被照明物体面（２０）を重畳的に照明する
複数の小レンズよりなるフライアイ・インテグレータ
（１６）と、フライアイ・インテグレータ（１６）の入
射面と被照明物体面（２０）とをほぼ共役にしフライア
イ・インテグレータ（１６）からの光束を被照明物体面
（２０）に導くコンデンサーレンズ（１９）と、フライ
アイ・インテグレータ（１６）のその光源手段側に所定
の間隔を隔てて配置され、フライアイ・インテグレータ
（１６）を構成する個々の小レンズに入射する照明光の
透過率分布をそれぞれ所定の分布に設定する透過率分布
調整部材（１４）とを有し、フライアイ・インテグレー
タ（１６）を構成する各小レンズによる被照明物体面
（２０）上での照度分布をそれぞれ一様にしたものであ
る。
【００１０】この場合、透過率分布調整部材（１４）
を、その光源手段からの照明光の光路に沿って移動自在
に配置することが望ましい。また、本発明による第２の
照明装置は、例えば図６に示すように、ほぼ平行光束の
照明光を供給する光源手段（９，１０，１１，１２）
と、この光源手段からの照明光の光路中に配置されそれ
ぞれ集光点を形成して被照明物体面（２０）を重畳的に
照明する複数の小レンズよりなるフライアイ・インテグ
レータ（１６）と、フライアイ・インテグレータ（１
６）の入射面と被照明物体面（２０）とをほぼ共役にし
フライアイ・インテグレータ（１６）からの光束を被照
明物体面（２０）に導くコンデンサーレンズ（１９）
と、フライアイ・インテグレータ（１６）のその光源手
段側に所定の間隔を隔てて配置され、その光源手段から
の照明光を拡散する拡散手段（３８）とを有し、フライ
アイ・インテグレータ（１６）を構成する各小レンズに
よる被照明物体面（２０）上での照度分布をそれぞれ一
様にしたものである。また、本発明による半導体素子の
製造方法は、本発明の照明装置を用いてその被照明物体
面としてのレチクルのパターン形成面を照明し、そのレ
チクルのパターンを転写する工程を有するものである。
次に、本発明の第１の照明方法は、被照明物体面とほぼ
共役な入射面を持つオプティカルインテグレータ（１
６）ヘ光源手段（９，１０，１１，１２）からの照明光
を導く工程と、そのオプティカルインテグレータからの
光をコンデンサーレンズ（１９）を介してその被照明物
体面へ導く工程と、そのオプティカルインテグレータの
光源側の位置に配置された透過率分布調整部材（１４）
を用いて、そのオプティカルインテグレータを構成する
個々の小レンズに入射する照明光の分布をそれぞれ所定
の分布に設定して、そのオプティカルインテグレータを
構成する各小レンズに対応するその被照明物体面上での
照度分布をそれぞれ一様にする工程とを有するものであ
る。また、本発明の第２の照明方法は、被照明物体面と
ほぼ共役な入射面を持つオプティカルインテグレータ
（１６）へ光源手段（９，１０，１１，１２）からの照
明光を導く工程と、そのオプティカルインテグレータか
らの光をコンデンサー レンズ（１９）を介してその被照
明物体面へ導く工程と、そのオプティカルインテグレー
タの光源側の位置に配置された拡散手段（３８）を用い
て、そのオプティカルインテグレータを構成する個々の
小レンズに入射する照明光の分布をそれぞれ所定の分布
に設定して、そのオプティカルインテグレータを構成す
る各小レンズに対応するその被照明物体面上での照度分
布をそれぞれ一様にする工程とを有するものである。ま
た、本発明の別の半導体素子の製造方法は、本発明の照
明方法を用いてその被照明物体面としてのレチクルのパ
ターン形成面を照明し、そのレチクルのパターンを転写
する工程を有するものである。また、本発明の露光方法
は、本発明の照明方法を用いてその被照明物体面として
のレチクルのパターン形成面を照明し、そのレチクルの
パターンを転写するものである。
を、その光源手段からの照明光の光路に沿って移動自在
に配置することが望ましい。また、本発明による第２の
照明装置は、例えば図６に示すように、ほぼ平行光束の
照明光を供給する光源手段（９，１０，１１，１２）
と、この光源手段からの照明光の光路中に配置されそれ
ぞれ集光点を形成して被照明物体面（２０）を重畳的に
照明する複数の小レンズよりなるフライアイ・インテグ
レータ（１６）と、フライアイ・インテグレータ（１
６）の入射面と被照明物体面（２０）とをほぼ共役にし
フライアイ・インテグレータ（１６）からの光束を被照
明物体面（２０）に導くコンデンサーレンズ（１９）
と、フライアイ・インテグレータ（１６）のその光源手
段側に所定の間隔を隔てて配置され、その光源手段から
の照明光を拡散する拡散手段（３８）とを有し、フライ
アイ・インテグレータ（１６）を構成する各小レンズに
よる被照明物体面（２０）上での照度分布をそれぞれ一
様にしたものである。また、本発明による半導体素子の
製造方法は、本発明の照明装置を用いてその被照明物体
面としてのレチクルのパターン形成面を照明し、そのレ
チクルのパターンを転写する工程を有するものである。
次に、本発明の第１の照明方法は、被照明物体面とほぼ
共役な入射面を持つオプティカルインテグレータ（１
６）ヘ光源手段（９，１０，１１，１２）からの照明光
を導く工程と、そのオプティカルインテグレータからの
光をコンデンサーレンズ（１９）を介してその被照明物
体面へ導く工程と、そのオプティカルインテグレータの
光源側の位置に配置された透過率分布調整部材（１４）
を用いて、そのオプティカルインテグレータを構成する
個々の小レンズに入射する照明光の分布をそれぞれ所定
の分布に設定して、そのオプティカルインテグレータを
構成する各小レンズに対応するその被照明物体面上での
照度分布をそれぞれ一様にする工程とを有するものであ
る。また、本発明の第２の照明方法は、被照明物体面と
ほぼ共役な入射面を持つオプティカルインテグレータ
（１６）へ光源手段（９，１０，１１，１２）からの照
明光を導く工程と、そのオプティカルインテグレータか
らの光をコンデンサー レンズ（１９）を介してその被照
明物体面へ導く工程と、そのオプティカルインテグレー
タの光源側の位置に配置された拡散手段（３８）を用い
て、そのオプティカルインテグレータを構成する個々の
小レンズに入射する照明光の分布をそれぞれ所定の分布
に設定して、そのオプティカルインテグレータを構成す
る各小レンズに対応するその被照明物体面上での照度分
布をそれぞれ一様にする工程とを有するものである。ま
た、本発明の別の半導体素子の製造方法は、本発明の照
明方法を用いてその被照明物体面としてのレチクルのパ
ターン形成面を照明し、そのレチクルのパターンを転写
する工程を有するものである。また、本発明の露光方法
は、本発明の照明方法を用いてその被照明物体面として
のレチクルのパターン形成面を照明し、そのレチクルの
パターンを転写するものである。
【００１１】
【作用】斯かる本発明の第１の照明装置の原理につき図
１を参照して説明する。図１（ａ）は第１の照明装置に
対応する照明装置の要部を示し、この図１（ａ）に示す
ように、フライアイ・インテグレータ１６は３個のレン
ズエレメント１７−１〜１７−３より構成されているも
のとする。フライアイ・インテグレータ１６の光源側に
配置された透過率分布調整部材１４におけるレンズエレ
メント１７−１〜１７−３の直前の領域には、それぞれ
所定の透過率分布のフィルターエレメント１５−１〜１
５−３が形成されている。
１を参照して説明する。図１（ａ）は第１の照明装置に
対応する照明装置の要部を示し、この図１（ａ）に示す
ように、フライアイ・インテグレータ１６は３個のレン
ズエレメント１７−１〜１７−３より構成されているも
のとする。フライアイ・インテグレータ１６の光源側に
配置された透過率分布調整部材１４におけるレンズエレ
メント１７−１〜１７−３の直前の領域には、それぞれ
所定の透過率分布のフィルターエレメント１５−１〜１
５−３が形成されている。
【００１２】この場合、本発明では、先ずフィルターエ
レメント１５−１の透過率分布は、フィルターエレメン
ト１５−１を透過した後に、レンズエレメント１７−１
から射出されてコンデンサーレンズ１９により被照明物
体２０上に照射される照明光の照度分布が、図１（ｂ）
の分布２１Ａのように均一になるように定める。同様
に、レンズエレメント１７−２及び１７−３から射出さ
れてコンデンサーレンズ１９により被照明物体面２０上
に照射される照明光の照度分布が、それぞれ図１（ｂ）
の分布２１Ｂ及び２１Ｃのように均一になるように、フ
ィルターエレメント１５−２及び１５−３の透過率分布
を定める。これにより、被照明物体面２０上の全体の照
明光の照度分布は、図１（ｂ）の分布２２で示すように
均一になる。しかも、図１（ａ）において、被照明物体
面２０上の異なる観測領域ＺＡ及びＺＢにおいては、そ
れぞれレンズエレメント１７−１〜１７−３より等しい
量の照明光を受けているので、コヒーレンス度も等しく
なっている。
レメント１５−１の透過率分布は、フィルターエレメン
ト１５−１を透過した後に、レンズエレメント１７−１
から射出されてコンデンサーレンズ１９により被照明物
体２０上に照射される照明光の照度分布が、図１（ｂ）
の分布２１Ａのように均一になるように定める。同様
に、レンズエレメント１７−２及び１７−３から射出さ
れてコンデンサーレンズ１９により被照明物体面２０上
に照射される照明光の照度分布が、それぞれ図１（ｂ）
の分布２１Ｂ及び２１Ｃのように均一になるように、フ
ィルターエレメント１５−２及び１５−３の透過率分布
を定める。これにより、被照明物体面２０上の全体の照
明光の照度分布は、図１（ｂ）の分布２２で示すように
均一になる。しかも、図１（ａ）において、被照明物体
面２０上の異なる観測領域ＺＡ及びＺＢにおいては、そ
れぞれレンズエレメント１７−１〜１７−３より等しい
量の照明光を受けているので、コヒーレンス度も等しく
なっている。
【００１３】即ち、本発明では、フライアイ・インテグ
レータ１６を構成する全てのレンズエレメントに対して
補正をかけることにより、各レンズエレメントからの被
照明物体面２０上への照明光の照度分布をそれぞれ均一
にしている。この場合、フライアイ・インテグレータ１
６の各レンズエレメントからの照明光の被照明物体面２
０上の異なる像高位置への寄与度は等しい。従って、仮
に被照明物体面２０の像を投影光学系を介して感光基板
上に投影するものとすると、像高変位に対する投影光学
系の入射瞳面（フーリエ変換面）内の光量分布の変化は
小さく、装置を大型化することなく結像に寄与するコヒ
ーレンス度の像面での変化をも小さく抑えることができ
る。
レータ１６を構成する全てのレンズエレメントに対して
補正をかけることにより、各レンズエレメントからの被
照明物体面２０上への照明光の照度分布をそれぞれ均一
にしている。この場合、フライアイ・インテグレータ１
６の各レンズエレメントからの照明光の被照明物体面２
０上の異なる像高位置への寄与度は等しい。従って、仮
に被照明物体面２０の像を投影光学系を介して感光基板
上に投影するものとすると、像高変位に対する投影光学
系の入射瞳面（フーリエ変換面）内の光量分布の変化は
小さく、装置を大型化することなく結像に寄与するコヒ
ーレンス度の像面での変化をも小さく抑えることができ
る。
【００１４】これに対して、従来のパターンドフィルタ
ー方式の照明装置では、図７（ａ）に示すように、フラ
イアイ・インテグレータ１の特定のレンズエレメント２
−２による被照明物体６上での照度分布を変形させて、
全体の照度分布を均一にしているので、コヒーレンス度
の均一性が悪化する場合がある。
ー方式の照明装置では、図７（ａ）に示すように、フラ
イアイ・インテグレータ１の特定のレンズエレメント２
−２による被照明物体６上での照度分布を変形させて、
全体の照度分布を均一にしているので、コヒーレンス度
の均一性が悪化する場合がある。
【００１５】また、透過率分布調整部材（１４）を、そ
の光源手段からの照明光の光路に沿って移動自在に配置
した場合には、被照明物体面（２０）上での照度分布が
より一様になるように且つ被照明物体面（２０）上での
コヒーレンス度がより一様になるように透過率分布調整
部材（１４）の位置を調整することにより、結像特性を
最良の状態に設定することができる。
の光源手段からの照明光の光路に沿って移動自在に配置
した場合には、被照明物体面（２０）上での照度分布が
より一様になるように且つ被照明物体面（２０）上での
コヒーレンス度がより一様になるように透過率分布調整
部材（１４）の位置を調整することにより、結像特性を
最良の状態に設定することができる。
【００１６】次に、本発明の第２の照明装置では、第１
の照明装置における透過率分布調整部材（１４）の代わ
りに、例えば図６に示すように、すりガラス板等の拡散
手段（３８）を配置している。この拡散手段（３８）に
よりフライアイ・インテグレータ（１６）を構成する個
々のレンズエレメントに入射する照明光の分布がそれぞ
れほぼ均一化され、結果として個々のレンズエレメント
から射出されてコンデンサーレンズ（１９）により被照
明物体（２０）に照射される照明光の照度分布がほぼ均
一化される。また、被照明物体（２０）の各点において
フライアイ・インテグレータ（１６）の各レンズエレメ
ントから受ける照明光の量はほぼ同一であるため、装置
を大型化することなくコヒーレンス度の均一性を良好に
維持できる。
の照明装置における透過率分布調整部材（１４）の代わ
りに、例えば図６に示すように、すりガラス板等の拡散
手段（３８）を配置している。この拡散手段（３８）に
よりフライアイ・インテグレータ（１６）を構成する個
々のレンズエレメントに入射する照明光の分布がそれぞ
れほぼ均一化され、結果として個々のレンズエレメント
から射出されてコンデンサーレンズ（１９）により被照
明物体（２０）に照射される照明光の照度分布がほぼ均
一化される。また、被照明物体（２０）の各点において
フライアイ・インテグレータ（１６）の各レンズエレメ
ントから受ける照明光の量はほぼ同一であるため、装置
を大型化することなくコヒーレンス度の均一性を良好に
維持できる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の第１実施例につき図２〜図４
を参照して説明する。図２は本実施例の照明装置の概略
構成を示し、この図２において、９は超高圧の水銀ラン
プであり、水銀ランプ９からの照明光ＩＬは楕円鏡１０
で反射されてコールドミラー１１によって反射された
後、楕円鏡１０の第２焦点上に集光される。その後発散
した照明光は、コリメーションレンズ１２によって平行
光束に変換された後に、干渉フィルター板１３及びパタ
ーンドフィルター板１４を経てフライアイ・インテグレ
ータ１６に入射する。干渉フィルター板１３は、コリメ
ーションレンズ１２から射出された照明光ＩＬの内の所
望の波長域の光束のみをパターンドフィルター板１４側
に透過させる。パターンドフィルター板１４は、石英ガ
ラス等よりなる透明な平行平面板上にフライアイ・イン
テグレータ１６を構成する各レンズエレメントに対応し
た多数のフィルターエレメントを形成したものである
（詳細後述）。
を参照して説明する。図２は本実施例の照明装置の概略
構成を示し、この図２において、９は超高圧の水銀ラン
プであり、水銀ランプ９からの照明光ＩＬは楕円鏡１０
で反射されてコールドミラー１１によって反射された
後、楕円鏡１０の第２焦点上に集光される。その後発散
した照明光は、コリメーションレンズ１２によって平行
光束に変換された後に、干渉フィルター板１３及びパタ
ーンドフィルター板１４を経てフライアイ・インテグレ
ータ１６に入射する。干渉フィルター板１３は、コリメ
ーションレンズ１２から射出された照明光ＩＬの内の所
望の波長域の光束のみをパターンドフィルター板１４側
に透過させる。パターンドフィルター板１４は、石英ガ
ラス等よりなる透明な平行平面板上にフライアイ・イン
テグレータ１６を構成する各レンズエレメントに対応し
た多数のフィルターエレメントを形成したものである
（詳細後述）。
【００１８】フライアイ・インテグレータ１６の後側
（コンデンサーレンズ側）焦点面の近傍には、フライア
イ・インテグレータ１６を構成する多数のレンズエレメ
ントの個数と等しい数の２次光源が形成される。これら
２次光源からの光束は反射ミラー１８で反射された後
に、収斂性のコンデンサーレンズ１９によって集光され
て重畳的にレチクルのパターン形成面に対応する被照明
物体面２０上に導かれる。そして、被照明物体面２０上
に配置されたレチクルのパターンが図示無き投影光学系
によってウエハ面上に投射される。
（コンデンサーレンズ側）焦点面の近傍には、フライア
イ・インテグレータ１６を構成する多数のレンズエレメ
ントの個数と等しい数の２次光源が形成される。これら
２次光源からの光束は反射ミラー１８で反射された後
に、収斂性のコンデンサーレンズ１９によって集光され
て重畳的にレチクルのパターン形成面に対応する被照明
物体面２０上に導かれる。そして、被照明物体面２０上
に配置されたレチクルのパターンが図示無き投影光学系
によってウエハ面上に投射される。
【００１９】次に本例のパターンドフィルター板１４及
びフライアイ・インテグレータ１６の構成につき説明す
る。先ず図２に示すように、フライアイ・インテグレー
タ１６は断面が四角形状の多数のレンズエレメント１７
−３，１７−８，１７−１４，‥‥を束ねて構成されて
おり、その入射光側レンズ面１６ａの後側焦点はほぼ射
出光側レンズ面１６ｂの位置にあり、射出光側レンズ面
１６ｂの前側焦点は入射光側レンズ面１６ａの位置にあ
る。このため、フライアイ・インテグレータ１６に入射
する平行光束は、各レンズエレメントの射出光側レンズ
面１６ｂの近傍に集光され、フライアイ・インテグレー
タ１６の射出面近傍には、レンズエレメントの個数に等
しい数の２次光源が形成される。
びフライアイ・インテグレータ１６の構成につき説明す
る。先ず図２に示すように、フライアイ・インテグレー
タ１６は断面が四角形状の多数のレンズエレメント１７
−３，１７−８，１７−１４，‥‥を束ねて構成されて
おり、その入射光側レンズ面１６ａの後側焦点はほぼ射
出光側レンズ面１６ｂの位置にあり、射出光側レンズ面
１６ｂの前側焦点は入射光側レンズ面１６ａの位置にあ
る。このため、フライアイ・インテグレータ１６に入射
する平行光束は、各レンズエレメントの射出光側レンズ
面１６ｂの近傍に集光され、フライアイ・インテグレー
タ１６の射出面近傍には、レンズエレメントの個数に等
しい数の２次光源が形成される。
【００２０】各レンズエレメントの射出光側レンズ面１
６ｂは、各２次光源に対してフィールドレンズとして機
能し、コンデンサーレンズ１９によりフライアイ・イン
テグレータ１６の入射面が被照明物体面２０とほぼ共役
に構成されている。従って、フライアイ・インテグレー
タ１６の射出面近傍に形成される多数の２次光源からの
光束がそれぞれ被照明物体面２０上を照明することによ
り、被照明物体面２０は重畳的に均一に照明される。ま
た、フライアイ・インテグレータ１６の射出面近傍に形
成される多数の２次光源の像がコンデンサーレンズ１９
により、図示無き投影光学系の入射瞳面上に投影され、
所謂ケーラー照明によってウエハ面においても均一な照
明が行われる。
６ｂは、各２次光源に対してフィールドレンズとして機
能し、コンデンサーレンズ１９によりフライアイ・イン
テグレータ１６の入射面が被照明物体面２０とほぼ共役
に構成されている。従って、フライアイ・インテグレー
タ１６の射出面近傍に形成される多数の２次光源からの
光束がそれぞれ被照明物体面２０上を照明することによ
り、被照明物体面２０は重畳的に均一に照明される。ま
た、フライアイ・インテグレータ１６の射出面近傍に形
成される多数の２次光源の像がコンデンサーレンズ１９
により、図示無き投影光学系の入射瞳面上に投影され、
所謂ケーラー照明によってウエハ面においても均一な照
明が行われる。
【００２１】図３は、パターンドフィルター１４とフラ
イアイ・インテグレータ１６とを干渉フィルター板１３
側（入射光側）から見た正面図であり、この図３におい
て、パターンドフィルター１４の内部のフライアイ・イ
ンテグレータ１６の各レンズエレメントの直前の領域に
それぞれフィルターエレメント１５−１，１５−２，１
５−３，‥‥を形成する。これらフィルターエレメント
１５−１，１５−２，‥‥の透過率分布は、フライアイ
・インテグレータ１６中の対応するレンズエレメントを
透過した照明光の被照明物体面２０上での照度分布がそ
れぞれ均一になるように設定する。従って、フィルター
エレメント１５−１，１５−２，‥‥の透過率分布は、
フライアイ・インテグレータ１６中の対応するレンズエ
レメントの特性及び水銀ランプ９からの照明光の分布特
性に応じてそれぞれ独立に設定される。
イアイ・インテグレータ１６とを干渉フィルター板１３
側（入射光側）から見た正面図であり、この図３におい
て、パターンドフィルター１４の内部のフライアイ・イ
ンテグレータ１６の各レンズエレメントの直前の領域に
それぞれフィルターエレメント１５−１，１５−２，１
５−３，‥‥を形成する。これらフィルターエレメント
１５−１，１５−２，‥‥の透過率分布は、フライアイ
・インテグレータ１６中の対応するレンズエレメントを
透過した照明光の被照明物体面２０上での照度分布がそ
れぞれ均一になるように設定する。従って、フィルター
エレメント１５−１，１５−２，‥‥の透過率分布は、
フライアイ・インテグレータ１６中の対応するレンズエ
レメントの特性及び水銀ランプ９からの照明光の分布特
性に応じてそれぞれ独立に設定される。
【００２２】より具体的に説明するに、図２の紙面に平
行にフライアイ・インテグレータ１６を横切る方向にＺ
軸をとり、図２のフライアイ・インテグレータ１６の３
個のレンズエレメント１７−３，１７−８及び１７−１
４の直前に、それぞれ図３のパターンドフィルター板１
４中のフィルターエレメント１５−３，１５−８及び１
５−１４が位置するものとする。この場合、一例とし
て、フィルターエレメント１５−３，１５−８及び１５
−１４のＺ軸に沿う透過率Ｔの分布は、それぞれ図４
（ａ），（ｂ）及び（ｃ）に示すようにする。これによ
り、図２のフライアイ・インテグレータ１６のレンズエ
レメント１７−３，１７−８及び１７−１４から射出さ
れてコンデンサーレンズ１９により被照明物体面２０上
に照射される照明光の照度分布はそれぞれ独立に均一に
なる。
行にフライアイ・インテグレータ１６を横切る方向にＺ
軸をとり、図２のフライアイ・インテグレータ１６の３
個のレンズエレメント１７−３，１７−８及び１７−１
４の直前に、それぞれ図３のパターンドフィルター板１
４中のフィルターエレメント１５−３，１５−８及び１
５−１４が位置するものとする。この場合、一例とし
て、フィルターエレメント１５−３，１５−８及び１５
−１４のＺ軸に沿う透過率Ｔの分布は、それぞれ図４
（ａ），（ｂ）及び（ｃ）に示すようにする。これによ
り、図２のフライアイ・インテグレータ１６のレンズエ
レメント１７−３，１７−８及び１７−１４から射出さ
れてコンデンサーレンズ１９により被照明物体面２０上
に照射される照明光の照度分布はそれぞれ独立に均一に
なる。
【００２３】同様に、フライアイ・インテグレータ１６
の他のレンズエレメントから射出されてコンデンサーレ
ンズ１９により被照明物体面２０上に照射される照明光
の照度分布もそれぞれ均一になる。これにより、フライ
アイ・インテグレータ１６からの照明光により被照明物
体面２０は全体として均一な照度分布で照明される。し
かも、被照明物体面２０上の異なる点においては、それ
ぞれフライアイ・インテグレータ１６の各レンズエレメ
ントからの照明光をほぼ等しい量だけ受光するため、被
照明物体面２０上での照明光のコヒーレンス度は均一で
ある。これにより投影光学系の結像特性が良好に維持さ
れる。
の他のレンズエレメントから射出されてコンデンサーレ
ンズ１９により被照明物体面２０上に照射される照明光
の照度分布もそれぞれ均一になる。これにより、フライ
アイ・インテグレータ１６からの照明光により被照明物
体面２０は全体として均一な照度分布で照明される。し
かも、被照明物体面２０上の異なる点においては、それ
ぞれフライアイ・インテグレータ１６の各レンズエレメ
ントからの照明光をほぼ等しい量だけ受光するため、被
照明物体面２０上での照明光のコヒーレンス度は均一で
ある。これにより投影光学系の結像特性が良好に維持さ
れる。
【００２４】なお、フライアイ・インテグレータ１６の
各レンズエレメントからの照明光の被照明物体面２０上
での照度分布をそれぞれ均一にすればよいので、照度ム
ラを生じていないレンズエレメントの入射側には当然に
フィルターエレメントを配置しなくともよい。但し、そ
のような照度ムラの無いレンズエレメントの入射側に光
量変化のない（透過率分布が一定の）フィルターエレメ
ントを配置しても良いことは言うまでもない。
各レンズエレメントからの照明光の被照明物体面２０上
での照度分布をそれぞれ均一にすればよいので、照度ム
ラを生じていないレンズエレメントの入射側には当然に
フィルターエレメントを配置しなくともよい。但し、そ
のような照度ムラの無いレンズエレメントの入射側に光
量変化のない（透過率分布が一定の）フィルターエレメ
ントを配置しても良いことは言うまでもない。
【００２５】また、図２において、パターンドフィルタ
ー板１４を図示省略した駆動装置で移動できるように支
持して、パターンドフィルター板１４とフライアイ・イ
ンテグレータ１６との間隔Ｄを照明光ＩＬの光路に沿っ
て可変にしてもよい。パターンドフィルター板１４を移
動させてその間隔Ｄを変えることにより、一種のデフォ
ーカスの効果により、パターンドフィルター板１４の各
フィルターエレメントの透過率分布が或る程度変形され
る。例えば被照明物体面２０上での照度分布の均一性及
びコヒーレンス度の均一性が最良の状態になる所でその
間隔Ｄを固定することにより、より結像特性を向上させ
ることができる。
ー板１４を図示省略した駆動装置で移動できるように支
持して、パターンドフィルター板１４とフライアイ・イ
ンテグレータ１６との間隔Ｄを照明光ＩＬの光路に沿っ
て可変にしてもよい。パターンドフィルター板１４を移
動させてその間隔Ｄを変えることにより、一種のデフォ
ーカスの効果により、パターンドフィルター板１４の各
フィルターエレメントの透過率分布が或る程度変形され
る。例えば被照明物体面２０上での照度分布の均一性及
びコヒーレンス度の均一性が最良の状態になる所でその
間隔Ｄを固定することにより、より結像特性を向上させ
ることができる。
【００２６】更に、例えば水銀ランプ９の光量が低下し
て、その水銀ランプ９を別の水銀ランプで交換したよう
な場合には、フライアイ・インテグレータ１６の各レン
ズエレメントの入射光側の照明光の分布が変化すること
も有り得る。そこで、パターンドフィルター板１４を例
えばターレット板方式で別の特性のパターンドフィルタ
ー板と交換できるように配置して、水銀ランプ９を交換
したような場合には、パターンドフィルター板をも新し
い水銀ランプに対応した特性を有するフィルター板と交
換することが望ましい。
て、その水銀ランプ９を別の水銀ランプで交換したよう
な場合には、フライアイ・インテグレータ１６の各レン
ズエレメントの入射光側の照明光の分布が変化すること
も有り得る。そこで、パターンドフィルター板１４を例
えばターレット板方式で別の特性のパターンドフィルタ
ー板と交換できるように配置して、水銀ランプ９を交換
したような場合には、パターンドフィルター板をも新し
い水銀ランプに対応した特性を有するフィルター板と交
換することが望ましい。
【００２７】次に、本発明の第２実施例につき図５を参
照して説明する。図５は本例の照明装置が適用された投
影露光装置を示し、この図５において、水銀ランプ９か
らの照明光は楕円鏡１０、コールドミラー１１及びコリ
メーションレンズ１２を経てほぼ平行光束になる。その
楕円鏡１０の第２焦点の近傍にシャッター２３を配置
し、このシャッター２３を駆動モーター２４で閉じるこ
とにより、コリメーションレンズ１２に対する照明光の
供給を随時停止する。照明装置の光源としては、水銀ラ
ンプ９の外に、例えばＫｒＦレーザー光等を発生するエ
キシマレーザー光源等を使用することができる。エキシ
マレーザー光源を使用する場合には、楕円鏡１０〜コリ
メーションレンズ１２までの光学系の代わりにビームエ
クスパンダ等が使用される。
照して説明する。図５は本例の照明装置が適用された投
影露光装置を示し、この図５において、水銀ランプ９か
らの照明光は楕円鏡１０、コールドミラー１１及びコリ
メーションレンズ１２を経てほぼ平行光束になる。その
楕円鏡１０の第２焦点の近傍にシャッター２３を配置
し、このシャッター２３を駆動モーター２４で閉じるこ
とにより、コリメーションレンズ１２に対する照明光の
供給を随時停止する。照明装置の光源としては、水銀ラ
ンプ９の外に、例えばＫｒＦレーザー光等を発生するエ
キシマレーザー光源等を使用することができる。エキシ
マレーザー光源を使用する場合には、楕円鏡１０〜コリ
メーションレンズ１２までの光学系の代わりにビームエ
クスパンダ等が使用される。
【００２８】そして、コリメーションレンズ１２から順
に、４角錐型（ピラミッド型）の凹部を有する第１の多
面体プリズム２５及び４角錐型（ピラミッド型）の凸部
を有する第２の多面体プリズム２６を配置する。この第
２の多面体プリズム２６から射出される照明光は、光軸
を中心として光軸の周囲に等角度で４個の光束に分割さ
れている。
に、４角錐型（ピラミッド型）の凹部を有する第１の多
面体プリズム２５及び４角錐型（ピラミッド型）の凸部
を有する第２の多面体プリズム２６を配置する。この第
２の多面体プリズム２６から射出される照明光は、光軸
を中心として光軸の周囲に等角度で４個の光束に分割さ
れている。
【００２９】これら４個に分割された光束をそれぞれパ
ターンドフィルター板２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ及び２７
Ｄを介してフライアイ・インテグレータ２８Ａ，２８
Ｂ，２８Ｃ及び２８Ｄに入射させる。図５ではパターン
ドフィルター板２７Ａ，２７Ｂ及びフライアイ・インテ
グレータ２８Ａ及び２８Ｂのみが示されているが、図５
の紙面に垂直な方向に光軸ＡＸを挟んで２個のパターン
ドフィルター板２７Ｃ，２７Ｄ及び２個のフライアイ・
インテグレータ２８Ｃ，２８Ｄが配置されている。本実
施例のパターンドフィルター板２７Ａ〜２７Ｄもそれぞ
れフライアイ・インテグレータ２８Ａ〜２８Ｄを構成す
る各レンズエレメントに対応するフィルターエレメント
を備えている。それらフライアイ・インテグレータ２８
Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ及び２８Ｄは光軸ＡＸの回りに９０
°間隔で配置されている。
ターンドフィルター板２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ及び２７
Ｄを介してフライアイ・インテグレータ２８Ａ，２８
Ｂ，２８Ｃ及び２８Ｄに入射させる。図５ではパターン
ドフィルター板２７Ａ，２７Ｂ及びフライアイ・インテ
グレータ２８Ａ及び２８Ｂのみが示されているが、図５
の紙面に垂直な方向に光軸ＡＸを挟んで２個のパターン
ドフィルター板２７Ｃ，２７Ｄ及び２個のフライアイ・
インテグレータ２８Ｃ，２８Ｄが配置されている。本実
施例のパターンドフィルター板２７Ａ〜２７Ｄもそれぞ
れフライアイ・インテグレータ２８Ａ〜２８Ｄを構成す
る各レンズエレメントに対応するフィルターエレメント
を備えている。それらフライアイ・インテグレータ２８
Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ及び２８Ｄは光軸ＡＸの回りに９０
°間隔で配置されている。
【００３０】フライアイ・インテグレータ２８Ａ〜２８
Ｄのレチクル側焦点面にはそれぞれ多数の２次光源が形
成されるが、それら２次光源の形成面の近傍にそれぞれ
可変開口絞り２９Ａ〜２９Ｄを配置する。なお、図５で
は可変開口絞り２９Ａ及び２９Ｂのみが現れている。こ
れら可変開口絞り２９Ａ〜２９Ｄを通過した照明光は、
それぞれ補助コンデンサーレンズ３０、ミラー３１及び
主コンデンサーレンズ３２を経て集光されてレチクル３
３を均一な照度で照明する。そのレチクル３３のパター
ンが投影光学系３４によりウエハステージ３６上のウエ
ハ３５上に所定の縮小倍率βで転写される。
Ｄのレチクル側焦点面にはそれぞれ多数の２次光源が形
成されるが、それら２次光源の形成面の近傍にそれぞれ
可変開口絞り２９Ａ〜２９Ｄを配置する。なお、図５で
は可変開口絞り２９Ａ及び２９Ｂのみが現れている。こ
れら可変開口絞り２９Ａ〜２９Ｄを通過した照明光は、
それぞれ補助コンデンサーレンズ３０、ミラー３１及び
主コンデンサーレンズ３２を経て集光されてレチクル３
３を均一な照度で照明する。そのレチクル３３のパター
ンが投影光学系３４によりウエハステージ３６上のウエ
ハ３５上に所定の縮小倍率βで転写される。
【００３１】この場合、パターンドフィルター板２７Ａ
の個々のフィルターエレメントの透過率分布は、それぞ
れフライアイ・インテグレータ２８Ａの対応するレンズ
エレメントから射出されてレチクル３３上に照射される
照明光の照度分布がそれぞれ均一になるように設定す
る。同様にパターンドフィルター板２７Ｂ〜２７Ｄの個
々のフィルターエレメントの透過率分布もそれぞれフラ
イアイ・インテグレータ２８Ｂ〜２８Ｄの対応するレン
ズエレメントから射出されてレチクル３３上に照射され
る照明光の照度分布がそれぞれ均一になるように設定す
る。これにより、レチクル３３のパターン領域での照明
光の照度均一性は良好であり、且つコヒーレンス度の均
一性も良好である。
の個々のフィルターエレメントの透過率分布は、それぞ
れフライアイ・インテグレータ２８Ａの対応するレンズ
エレメントから射出されてレチクル３３上に照射される
照明光の照度分布がそれぞれ均一になるように設定す
る。同様にパターンドフィルター板２７Ｂ〜２７Ｄの個
々のフィルターエレメントの透過率分布もそれぞれフラ
イアイ・インテグレータ２８Ｂ〜２８Ｄの対応するレン
ズエレメントから射出されてレチクル３３上に照射され
る照明光の照度分布がそれぞれ均一になるように設定す
る。これにより、レチクル３３のパターン領域での照明
光の照度均一性は良好であり、且つコヒーレンス度の均
一性も良好である。
【００３２】次に、本発明の第３実施例につき図６を参
照して説明する。図６は本実施例の照明装置の概略構成
を示し、この図６に示すように、図２のパターンドフィ
ルター板１４がすりガラス板３８によって置き換えられ
ている。他の構成は図２と同様であり、図６において図
２と対応する部分には同一符号を付してその詳細説明を
省略する。
照して説明する。図６は本実施例の照明装置の概略構成
を示し、この図６に示すように、図２のパターンドフィ
ルター板１４がすりガラス板３８によって置き換えられ
ている。他の構成は図２と同様であり、図６において図
２と対応する部分には同一符号を付してその詳細説明を
省略する。
【００３３】この図６の実施例では、すりガラス板３８
によりフライアイ・インテグレータ１６を構成する個々
のレンズエレメントに入射する照明光の分布がそれぞれ
ほぼ均一化され、結果として個々のレンズエレメントか
ら射出されてコンデンサーレンズ１９により被照明物体
面２０に照射される照明光の照度分布がほぼ均一化され
る。また、被照明物体面２０の各点においてフライアイ
・インテグレータ１６の各レンズエレメントから受ける
照明光の量はほぼ同一であるため、装置を大型化するこ
となくコヒーレンス度の均一性を良好に維持できる。な
お、すりガラス板３８の代わりに例えばピッチがランダ
ムの位相型の回折格子等を使用することができる。ま
た、ピッチがランダムで且つピッチが波長程度に微細な
透過型のパターンを用いても同様な効果を得ることがで
きる。
によりフライアイ・インテグレータ１６を構成する個々
のレンズエレメントに入射する照明光の分布がそれぞれ
ほぼ均一化され、結果として個々のレンズエレメントか
ら射出されてコンデンサーレンズ１９により被照明物体
面２０に照射される照明光の照度分布がほぼ均一化され
る。また、被照明物体面２０の各点においてフライアイ
・インテグレータ１６の各レンズエレメントから受ける
照明光の量はほぼ同一であるため、装置を大型化するこ
となくコヒーレンス度の均一性を良好に維持できる。な
お、すりガラス板３８の代わりに例えばピッチがランダ
ムの位相型の回折格子等を使用することができる。ま
た、ピッチがランダムで且つピッチが波長程度に微細な
透過型のパターンを用いても同様な効果を得ることがで
きる。
【００３４】なお、本発明は上述実施例に限定されず本
発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得るこ
とは勿論である。例えば、図２、図５、図６では光源像
がコリメーションレンズ１２によって無限遠位置に形成
されて、平行光束がフライアイ・インテグレータ（１
６，２８Ａ〜２８Ｄ）に入射する例を示したが、光源像
がフライアイ・インテグレータ（１６，２８Ａ〜２８
Ｄ）の入射面に形成される構成としても良い。この場合
にも、フライアイ・インテグレータ（１６，２８Ａ〜２
８Ｄ）の射出側に２次光源が形成されると考えられる。
発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得るこ
とは勿論である。例えば、図２、図５、図６では光源像
がコリメーションレンズ１２によって無限遠位置に形成
されて、平行光束がフライアイ・インテグレータ（１
６，２８Ａ〜２８Ｄ）に入射する例を示したが、光源像
がフライアイ・インテグレータ（１６，２８Ａ〜２８
Ｄ）の入射面に形成される構成としても良い。この場合
にも、フライアイ・インテグレータ（１６，２８Ａ〜２
８Ｄ）の射出側に２次光源が形成されると考えられる。
【００３５】
【発明の効果】本発明の第１の照明装置によれば、透過
率分布調整部材によりフライアイ・インテグレータを構
成する各小レンズによる被照明物体面上での照度分布を
それぞれ一様にしたので、装置全体を大型化することな
く且つ被照明物体面でのコヒーレンス度の均一性を悪化
させることなく、被照明物体面での照度均一性が良好で
ある利点がある。
率分布調整部材によりフライアイ・インテグレータを構
成する各小レンズによる被照明物体面上での照度分布を
それぞれ一様にしたので、装置全体を大型化することな
く且つ被照明物体面でのコヒーレンス度の均一性を悪化
させることなく、被照明物体面での照度均一性が良好で
ある利点がある。
【００３６】この場合、その透過率分布調整部材を、光
源手段からの照明光の光路に沿って移動自在に配置した
場合には、その透過率分布調整部材の位置を調整するこ
とにより、被照明物体面でのコヒーレンス度の均一性及
び照度均一性を更に一様にすることができる。また、第
２の照明装置によれば、拡散手段によりフライアイ・イ
ンテグレータを構成する各小レンズによる被照明物体面
上での照度分布をそれぞれ一様にしたので、装置全体を
大型化することなく且つ被照明物体面でのコヒーレンス
度の均一性を悪化させることなく、被照明物体面での照
度均一性が良好である利点がある。また、本発明の半導
体素子の製造方法によれば、本発明の照明装置を使用す
るため、その被照明物体面としてのレチクルのパターン
形成面でのコヒーレンス度の均一性を悪化させることな
く、レチクルのパターン形成面での照明光の照度分布を
均一化することができ、ひいてはそのレチクルのパター
ンを高精度に転写することができる。
源手段からの照明光の光路に沿って移動自在に配置した
場合には、その透過率分布調整部材の位置を調整するこ
とにより、被照明物体面でのコヒーレンス度の均一性及
び照度均一性を更に一様にすることができる。また、第
２の照明装置によれば、拡散手段によりフライアイ・イ
ンテグレータを構成する各小レンズによる被照明物体面
上での照度分布をそれぞれ一様にしたので、装置全体を
大型化することなく且つ被照明物体面でのコヒーレンス
度の均一性を悪化させることなく、被照明物体面での照
度均一性が良好である利点がある。また、本発明の半導
体素子の製造方法によれば、本発明の照明装置を使用す
るため、その被照明物体面としてのレチクルのパターン
形成面でのコヒーレンス度の均一性を悪化させることな
く、レチクルのパターン形成面での照明光の照度分布を
均一化することができ、ひいてはそのレチクルのパター
ンを高精度に転写することができる。
【図１】（ａ）は本発明の原理説明に供する光路図、
（ｂ）は図１（ａ）の被照明物体面上での照度分布の一
例を示す分布図である。
（ｂ）は図１（ａ）の被照明物体面上での照度分布の一
例を示す分布図である。
【図２】本発明の第１実施例の照明装置の概略を示す構
成図である。
成図である。
【図３】図２のパターンドフィルター板１４及びフライ
アイ・インテグレータ１６を干渉フィルター板１３側か
ら見た正面図である。
アイ・インテグレータ１６を干渉フィルター板１３側か
ら見た正面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ図３のパターンドフ
ィルター板１４の各フィルターエレメントの透過率分布
の特性の一例を示す分布図である。
ィルター板１４の各フィルターエレメントの透過率分布
の特性の一例を示す分布図である。
【図５】本発明の第２実施例の照明装置が適用された投
影露光装置の概略を示す構成図である。
影露光装置の概略を示す構成図である。
【図６】本発明の第３実施例の照明装置の概略を示す構
成図である。
成図である。
【図７】（ａ）は従来のパターンドフィルター板を用い
た照明装置の要部を示す光路図、（ｂ）は図７（ａ）の
被照明物体面６上での照度分布の一例を示す分布図であ
る。
た照明装置の要部を示す光路図、（ｂ）は図７（ａ）の
被照明物体面６上での照度分布の一例を示す分布図であ
る。
９ 超高圧の水銀ランプ １０ 楕円鏡 １１ コールドミラー １２ コリメーションレンズ １３ 干渉フィルター板 １４ パターンドフィルター板 １６ フライアイ・インテグレータ １８ 反射ミラー １９ コンデンサーレンズ ２０ 被照明物体面 ２７Ａ，２７Ｂ パターンドフィルター板 ２８Ａ，２８Ｂ フライアイ・インテグレータ ３８ すりガラス板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−11663（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 7/20 521 H01S 3/101
Claims (12)
- 【請求項１】 ほぼ平行光束の照明光を供給する光源手
段と、 該光源手段からの照明光の光路中に配置されそれぞれ集
光点を形成して被照明物体面を重量的に照明する複数の
小レンズよりなるフライアイ・インテグレータと、 該フライアイ・インテグレータの入射面と前記被照明物
体面とをほぼ共役にし該フライアイ・インテグレータか
らの光束を前記被照明物体面に導くコンデンサーレンズ
と、 前記フライアイ・インテグレータの前記光源手段側に所
定の間隔を隔てて配置され、前記フライアイ・インテグ
レータを構成する個々の小レンズに入射する照明光の透
過率分布をそれぞれ所定の分布に設定する透過率分布調
整部材とを有し、 前記フライアイ・インテグレータを構成する各小レンズ
による前記被照明物体面上での照度分布をそれぞれ一様
にしたことを特徴とする照明装置。 - 【請求項２】 前記透過率分布調整部材を、前記光源手
段からの照明光の光路に沿って移動自在に配置したこと
を特徴とする請求項１に記載の照明装置。 - 【請求項３】 ほぼ平行光束の照明光を供給する光源手
段と、 該光源手段からの照明光の光路中に配置されそれぞれ集
光点を形成して被照明物体面を重畳的に照明する複数の
小レンズよりなるフライアイ・インテグレータと、 該フライアイ・インテグレータの入射面と前記被照明物
体面とをほぼ共役にし該フライアイ・インテグレータか
らの光束を前記被照明物体面に導くコンデンサーレンズ
と、 前記フライアイ・インテグレータの前記光源手段側に所
定の間隔を隔てて配置され、前記光源手段からの照明光
を拡散する拡散手段とを有し、 前記フライアイ・インテグレータを構成する各小レンズ
による前記被照明物体面上での照度分布をそれぞれ一様
にしたことを特徴とする照明装置。 - 【請求項４】 請求項１、２、又は３に記載の照明装置
を用いて前記被照明物体面としてのレチクルのパターン
形成面を照明し、前記レチクルのパターンを転写する工
程を有することを特徴とする半導体素子の製造方法。 - 【請求項５】 被照明物体面とほぼ共役な入射面を持つ
オプティカルインテグレータヘ光源手段からの照明光を
導く工程と、 前記オプティカルインテグレータからの光をコンデンサ
ーレンズを介して前記被照明物体面へ導く工程と、 前記オプティカルインテグレータの光源側の位置に配置
された透過率分布調整部材を用いて、前記オプティカル
インテグレータを構成する個々の小レンズに入射する照
明光の分布をそれぞれ所定の分布に設定して、前記オプ
ティカルインテグレータを構成する各小レンズに対応す
る前記被照明物体面上での照度分布をそれぞれ一様にす
る工程とを有することを特徴とする照明方法。 - 【請求項６】 前記オプティカルインテグレータへ光源
手段からの照明光を導く工程は、前記照明光を前記オプ
ティカルインテグレータへ導く前に、前記照明光を第１
及び第２の多面体プリズムへ導く工程を有することを特
徴とする請求項５に記載の照明方法。 - 【請求項７】 前記第１及び第２の多面体プリズムは、
四角錐型プリズムであることを特徴とする請求項６に記
載の照明方法。 - 【請求項８】 前記オプティカルインテグレータへ光源
手段からの照明光を導く工程は、前記照明光を前記オプ
ティカルインテグレータへ導く前に、光軸を中心として
光軸の周囲に４個の光束に前記照明光を分割する工程を
有することを特徴とする請求項５に記載の照明方法。 - 【請求項９】 前記４個の光束に前記照明光を分割する
工程は、第１及び第２の四角錐型プリズムを用いること
を特徴とする請求項８に記載の照明方法。 - 【請求項１０】 被照明物体面とほぼ共役な入射面を持
つオプティカルインテグレータへ光源手段からの照明光
を導く工程と、 前記オプティカルインテグレータからの光をコンデンサ
ーレンズを介して前記被照明物体面へ導く工程と、 前記オプティカルインテグレータの光源側の位置に配置
された拡散手段を用いて、前記オプティカルインテグレ
ータを構成する個々の小レンズに入射する照明光の分布
をそれぞれ所定の分布に設定して、前記オプティカルイ
ンテグレータを構成する各小レンズに対応する前記被照
明物体面上での照度分布をそれぞれ一様にする工程とを
有することを特徴とする照明方法。 - 【請求項１１】 請求項５〜１０の何れか一項に記載の
照明方法を用いて前記被照明物体面としてのレチクルの
パターン形成面を照明し、前記レチクルのパターンを転
写する工程を有することを特徴とする半導体素子の製造
方法。 - 【請求項１２】 請求項５〜１０の何れか一項に記載の
照明方法を用いて前記被照明物体面としてのレチクルの
パターン形成面を照明し、前記レチクルのパターンを転
写することを特徴とする露光方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23693992A JP3208863B2 (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | 照明方法及び装置、露光方法、並びに半導体素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23693992A JP3208863B2 (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | 照明方法及び装置、露光方法、並びに半導体素子の製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36558899A Division JP3209220B2 (ja) | 1992-09-04 | 1999-12-22 | 露光方法及び半導体素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0684759A JPH0684759A (ja) | 1994-03-25 |
| JP3208863B2 true JP3208863B2 (ja) | 2001-09-17 |
Family
ID=17007991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23693992A Expired - Lifetime JP3208863B2 (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | 照明方法及び装置、露光方法、並びに半導体素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3208863B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP3817365B2 (ja) * | 1998-04-30 | 2006-09-06 | キヤノン株式会社 | 投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 |
| JP3937580B2 (ja) | 1998-04-30 | 2007-06-27 | キヤノン株式会社 | 投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 |
| JP4545854B2 (ja) * | 1999-11-05 | 2010-09-15 | キヤノン株式会社 | 投影露光装置 |
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| WO2007093433A1 (de) * | 2006-02-17 | 2007-08-23 | Carl Zeiss Smt Ag | Beleuchtungssystem für die mikro-lithographie, projektionsbelichtungsanlage mit einem derartigen beleuchtungssystem |
| JP2011091177A (ja) * | 2009-10-22 | 2011-05-06 | V Technology Co Ltd | レーザ露光装置 |
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-
1992
- 1992-09-04 JP JP23693992A patent/JP3208863B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0684759A (ja) | 1994-03-25 |
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