JP6468765B2 - Light source device, illumination device, exposure device, and article manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、光源装置、照明装置、露光装置、および物品の製造方法に関する。 The present invention relates to a light source device, an illumination device, an exposure device, and an article manufacturing method.
半導体デバイスなどの製造工程に含まれるリソグラフィ工程において、原版（レチクルなど）に形成されているパターンを、投影光学系などを介して基板（表面にレジスト層が形成されたウエハなど）に転写する露光装置が用いられる。ここで、露光装置は、光源からの光束で原版を照明する照明光学装置を備える。このような照明光学装置では、光量の損失を可能な限り抑えることが望ましく、かつ、二次光源の像を所望の形状に適宜変化させることができればなおよい。そこで、特許文献１は、楕円鏡の開口部とハエの眼レンズの入射面とを略共役な位置関係とし、ハエの眼レンズの光源側にある円錐プリズムを切り換えることで、実質的に光量損失することなく輪帯形状の二次光源の像を変化させる露光装置を開示している。また、特許文献２は、レンズを挟んでハエの眼レンズの光源側の瞳位置に円錐プリズムを挿入し、円形状の二次光源の像を輪帯形状に変化させる露光装置を開示している。
In lithography processes included in the manufacturing process of semiconductor devices, etc., exposure that transfers the pattern formed on the original (reticle etc.) to the substrate (wafer etc. with a resist layer formed on the surface) via the projection optical system etc. A device is used. Here, the exposure apparatus includes an illumination optical device that illuminates the original with a light beam from a light source. In such an illumination optical device, it is desirable to suppress the loss of the light amount as much as possible, and it is more preferable that the image of the secondary light source can be appropriately changed to a desired shape. In view of this, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228707 substantially reduces the amount of light loss by switching the conical prism on the light source side of the fly's eye lens with a substantially conjugate positional relationship between the opening of the elliptical mirror and the incident surface of the fly's eye lens. An exposure apparatus is disclosed that changes the image of a secondary light source having an annular shape without the need to do so. Further,
しかしながら、特許文献１に開示されている露光装置における照明光学装置では、形成された輪帯形状の二次光源の像の輪帯比（内径と外径との比率）は変えられるが、輪帯幅（内径と外径との間の距離）を変えることができない。また、この照明光学装置では、円形状の二次光源の径をあまり小さくできない。一方、特許文献２に開示されている露光装置における照明光学装置では、二次光源の像を光学素子で変化させ、かつハエの眼レンズの射出側の絞りで整形するので、その分、光量の損失が発生する。さらに、二次光源の像の形状を所望の形状に変更させる際には、その変更を容易に行えることが望ましい。
However, in the illumination optical device disclosed in Patent Document 1, the annular ratio (ratio between the inner diameter and the outer diameter) of the formed annular-shaped secondary light source image can be changed. The width (distance between the inner and outer diameters) cannot be changed. Also, with this illumination optical device, the diameter of the circular secondary light source cannot be made too small. On the other hand, in the illumination optical device in the exposure apparatus disclosed in
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、光量の損失を抑えつつ、二次光源の像の形状を容易に所望の輪帯形状や円形状とする照明光学装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and provides an illumination optical device that easily makes the shape of an image of a secondary light source a desired annular shape or a circular shape while suppressing loss of light amount. For the purpose.
上記課題を解決するために、本発明は、発光領域から光を放射する光源と、前記光を集光して外部へ出射する集光部と、を含む光源装置であって、集光部は、発光領域から放射された光を反射する反射面を有する反射鏡を複数有し、各反射鏡は軸を囲むように設置され、複数の反射鏡のうちの少なくとも２つは、反射面が楕円面である楕円面反射鏡であり、楕円面反射鏡は、軸の方向における位置が変更可能であり、複数の反射鏡のうちの少なくとも１つは、反射面が球面である球面反射鏡であり、楕円面反射鏡と、球面反射鏡とは、軸の方向に交互に配置され、１つの球面反射鏡により反射された光が１つの楕円面反射鏡により反射されて外部へ出射することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is a light source device including a light source that emits light from a light emitting region, and a light collecting unit that collects the light and emits the light to the outside. , Having a plurality of reflecting mirrors each having a reflecting surface for reflecting light emitted from the light emitting region, each reflecting mirror is installed so as to surround an axis, and at least two of the plurality of reflecting mirrors have an elliptical reflecting surface an ellipsoidal reflector is a surface, ellipsoidal reflector, Ri is changeable der position in the direction of the axis, at least one of the plurality of reflecting mirrors, a spherical reflecting mirror reflecting surface is spherical There, the elliptical reflecting mirror, the spherical reflecting mirror, are arranged alternately in the direction of the axis, Rukoto to be reflected emitted outside by one of light one of the ellipsoidal reflector is reflected by the spherical reflecting mirror It is characterized by.
本発明によれば、光量の損失を抑えつつ、二次光源の像の形状を容易に所望の輪帯形状や円形状とする照明光学装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the illumination optical apparatus which makes the shape of the image of a secondary light source easily a desired ring zone shape or circular shape can be provided, suppressing the loss of light quantity.
以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係る照明光学装置（照明装置）と、この照明光学装置を備える露光装置について説明する。図１は、本実施形態に係る露光装置１００の構成を示す概略図である。露光装置１００は、例えば、半導体デバイスの製造工程におけるリソグラフィ工程で使用されるものであり、走査露光方式にて、レチクルＲに形成されているパターンの像をウエハＷ上（基板上）に露光（転写）する投影型露光装置である。なお、図１以下の各図では、投影光学系１４の光軸に平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な同一平面内で露光時のウエハＷの走査方向（レチクルＲとウエハＷとの相対的な移動方向）にＹ軸を取り、Ｙ軸に直交する非走査方向にＸ軸を取っている。露光装置１００は、照明系１２と、レチクルステージ１３と、投影光学系（露光部）１４と、ウエハステージ１７と、制御部３６とを備える。
(First embodiment)
First, an illumination optical apparatus (illumination apparatus) according to a first embodiment of the present invention and an exposure apparatus including the illumination optical apparatus will be described. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an
照明系１２は、本実施形態に係る照明光学装置であり、光源１からの光束を調整してレチクルＲを照明する。なお、照明系１２の詳細については後述する。レチクルＲは、ウエハＷ上に転写されるべきパターン（例えば回路パターン）が形成された、例えば石英ガラス製の原版である。レチクルステージ１３は、レチクルＲを保持してＸ、Ｙの各軸方向に可動である。投影光学系１４は、レチクルＲを通過した光を所定の倍率（例えば１／２倍）でウエハＷ上に投影する。ウエハＷは、表面上にレジスト（感光剤）が塗布された、例えば単結晶シリコンからなる基板である。ウエハステージ１７は、ウエハチャック１６を介してウエハＷを保持し、Ｘ、Ｙ、Ｚ（それぞれの回転方向であるωｘ、ωｙ、ωｚを含む場合もある）の各軸方向に可動である。
The
制御部（露光制御部）３６は、例えばコンピューターなどで構成され、露光装置１００の各構成要素に回線を介して接続されて、プログラムなどに従って各構成要素の動作および調整などを制御し得る。なお、制御部３６は、露光装置１００の他の部分と一体で（共通の筐体内に）構成してもよいし、露光装置１００の他の部分とは別体で（別の筐体内に）構成してもよい。また、照明系１２は、該照明系１２に含まれる駆動系の動作の制御や各種演算を実行する演算部３７（後述）との送受信などを独自に実行する制御部を有するものとしてもよい。以下、簡単のために、照明系１２に関する制御等についても、すべて制御部３６が実行するものとして説明する。
The control unit (exposure control unit) 36 is configured by a computer, for example, and is connected to each component of the
次に、照明系１２の構成について具体的に説明する。照明系１２は、光源１と、集光鏡２と、コールドミラー３と、第１入射光学系４と、第２入射光学系５と、オプティカルインテグレーター６と、コリメーター１０と、折り曲げミラー１１とを含む。このうち、第１入射光学系４および第２入射光学系５は、露光を行うときの照明条件に合わせていずれかが選択され、照明系１２の光路に適宜設置される。
Next, the configuration of the
光源１は、例えば、紫外線や遠紫外線等を放射する高輝度の超高圧水銀ランプである。また、光源１は、陰極（Ｃａｔｈｏｄｅ）と陽極（Ａｎｏｄｅ）との２つの電極を有し、電極間に形成される所定の大きさを有する発光点（発光領域）１ａから光束を放射する。発光部１ａは、集光鏡２を構成する複数の楕円鏡の各第１焦点の近傍に位置し、回転対称な発光強度分布を有する。このとき、照明系１２の光軸ＡＸは、発光点１ａの回転対称軸といえる。さらに、照明系１２は、制御部３６からの指令に基づいて光源１をＸＹＺの各軸方向に変位させる第１駆動部（光源駆動部）３５を含む。
The light source 1 is, for example, a high-intensity ultra-high pressure mercury lamp that emits ultraviolet rays or far ultraviolet rays. The light source 1 has two electrodes, a cathode and an anode, and emits a light beam from a light emitting point (light emitting region) 1a having a predetermined size formed between the electrodes. The
集光鏡（集光部）２は、光軸ＡＸに対して回転対称な形状を有する楕円鏡と球面鏡とを交互に配置した反射鏡を複数有する多段集光鏡である。集光鏡２は、光源１から発せられた光束を集光し、コールドミラー３に入射させる。以下、本実施形態における集光鏡２は、一例として、第１楕円鏡２１、第１球面鏡２２、第２楕円鏡２３、第２球面鏡２４および第３楕円鏡２５の５つの反射鏡を含むものとする。ここで、楕円鏡は、光束を反射する反射面を楕円面とする楕円面反射鏡である。一方、球面鏡は、光束を反射する反射面を球面とする球面反射鏡である。特に、３つの楕円鏡２１、２３、２５は、それぞれの各焦点間距離が等しくなるように曲率が設定されており、また、それぞれの焦点位置が等しくなるよう配置されているものとする。光源１から発せられた光束は、具体的には各楕円鏡２１、２３、２５により集光され、コールドミラー３に入射される。また、照明系１２は、制御部３６からの指令に基づいて各反射鏡を個別に移動可能とする第２駆動部（反射鏡駆動部）１５を含む。
The condensing mirror (condensing part) 2 is a multistage condensing mirror having a plurality of reflecting mirrors in which elliptical mirrors and spherical mirrors having a rotationally symmetric shape with respect to the optical axis AX are alternately arranged. The condensing
コールドミラー３は、表面が誘電体等の多層膜で形成され、主に赤外線を透過させるとともに、露光光に用いる紫外光を反射させる。具体的には、コールドミラー３で反射された光束は、各楕円鏡２１、２３、２５の第２焦点の近傍の第１位置１８に発光部１ａの像を形成する。また、コールドミラー３は、図１に示すように光源１から発せられた光束の光軸ＡＸをＺ軸方向からＹ軸方向へ折り曲げている。
The
第１入射光学系（第１光学系）４は、集光鏡２で集光された光束を第１入射光に変換してオプティカルインテグレーター６へ導光する光学系である。第１入射光学系４は、オプティカルインテグレーター６の入射面１９を、集光鏡２が光源１からの光束を集光する位置と光学的に瞳の関係となるように構成されている。具体的には、第１入射光学系４は、オプティカルロッド４１と、フーリエ変換光学系４２と、オプティカルインテグレーター６の射出面２０に配置される開口絞り（第１絞り）４３とを含む。オプティカルロッド４１は、フーリエ変換光学系４２の物体面に射出面が位置するように配置される、円柱形状の導波管である。オプティカルロッド４１は、光源１に電力を供給するリード線１ｂの影を入射面１９上に生じさせないために設置される。具体的には、オプティカルロッド４１は、入射光束を円柱側面で反射し旋回する光線（Ｓｋｅｗ光線）とし、入射光束に含まれるリード線１ｂの影をぼかして消失させる。フーリエ変換光学系４２は、オプティカルロッド４１の射出面からの光束を受けて略平行光束に変換し、オプティカルインテグレーター６の入射面１９に入光させる。オプティカルインテグレーター６は、光軸ＡＸの方向（Ｙ軸方向）に延設され、かつ、光軸ＡＸの方向と直交する平面方向（ＸＺ平面）に複数並列させた小レンズを有し、その射出面２０に二次光源を形成する。開口絞り４３は、オプティカルインテグレーター６の射出面２０に形成される二次光源の形状を整形する。例えば、オプティカルインテグレーター６が１００個ほどハエノ目レンズで構成されている場合、射出面２０に形成される二次光源の端部は、照明系１２の光軸ＡＸを中心とした連続した円形とはならず、ハエノ目レンズの形状に沿った角張った形状となる。そこで、開口絞り４３は、この角張った形状の一部を遮光することで、円形に整形する。ただし、例えば、オプティカルインテグレーター６がマイクロレンズアレイ等の微小な光学素子で構成され、入射面１９に形成される光束の形状が、射出面２０で得られる光束の形状と略等しくなる場合には、必ずしも開口絞り４３を設ける必要はない。
The first incident optical system (first optical system) 4 is an optical system that converts the light beam collected by the
第２入射光学系（第２光学系）５は、集光鏡２で集光された光束を、第１入射光とは異なる第２入射光に変換してオプティカルインテグレーター６へ導光する光学系である。第２入射光学系５は、オプティカルインテグレーター６の入射面１９を、集光鏡２が光源１からの光束を集光する位置と光学的に共役な関係となるように構成されている。例えば、第２入射光学系５は、第１フーリエ変換光学系５１および第２フーリエ変換光学系５２と、オプティカルインテグレーター６の射出面２０に配置される開口絞り（第２絞り）５３とを含む。光源１側に配置される第１フーリエ変換光学系５１に入射した光束は、略平行光束に変換され、オプティカルインテグレーター６側に配置される第２フーリエ変換光学系５２に入射する。第２フーリエ変換光学系５２に入射した光束は、集光光束に変換され、入射面１９に入光し、射出面２０に二次光源を形成する。開口絞り５３は、第１入射光学系４に含まれる開口絞り４３と同様に、射出面２０に形成される二次光源の形状を整形する。ただし、例えば、オプティカルインテグレーター６がマイクロレンズアレイ等の微小な光学素子で構成され入射面１９に形成される光束の形状が、射出面２０で得られる光束の形状と略等しくなる場合には、必ずしも開口絞り５３を設ける必要はない。
The second incident optical system (second optical system) 5 converts the light beam collected by the
また、第１入射光学系４と第２入射光学系５とは、照明系１２の光路中に着脱可能（取り外しおよび取り付け可能、または切り換え可能）に配置される。具体的には、照明系１２は、第１入射光学系４と第２入射光学系５とを、手動で取り外しおよび取り付けを行う機構を含むものとしてもよい。または、照明系１２は、第１入射光学系４と第２入射光学系５とを、制御部３６からの指令に基づいて自動で切り換え可能とする駆動機構（光学系駆動部）を含むものとしてもよい。
In addition, the first incident optical system 4 and the second incident
コリメーター１０は、例えば、折り曲げミラー１１を挟んで配置される２つの光学系１０ａ、１０ｂを含み、レチクルステージ１３に載置されている被照射物としてのレチクルＲを照明する。コリメーター１０が照明系１２内でこのように配置される場合、オプティカルインテグレーター６の射出面２０に形成された二次光源の像は、投影光学系１４の瞳面１４ａの近傍に結像する。
The
さらに、照明系１２は、ハーフミラー７と、検出光学系８と、検出器９と、演算部３７とを備え得る。ハーフミラー７は、オプティカルインテグレーター６とコリメーター１０（光学系１０ａ）との間に配置され、オプティカルインテグレーター６から射出した光束の一部を検出光学系８に向けて反射させる。検出光学系８は、例えば、２つの光学系８ａ、８ｂを含み、オプティカルインテグレーター６の射出面に形成された二次光源の像を検出器９上に投影（縮小投影）する。検出器９は、例えば、４分割センサーや二次元ＣＣＤ等の光電変換素子であり、投影された二次光源の像を検出する。また、演算部３７は、検出器９の出力に基づいて、二次光源の像の総光量および光強度分布の対称性を演算し、得られた情報を制御部３６へ送信する。
Further, the
次に、照明系１２（それを用いた露光装置１００）の作用について説明する。照明系１２は、レチクルＲに形成されているパターンの解像線幅や孤立性等に応じて、オプティカルインテグレーター６の入射面１９に形成される光束の光強度分布を変更する。これにより、照明系１２は、投影光学系１４の瞳面１４ａに形成される二次光源の光強度分布を変化させ得る。
Next, the operation of the illumination system 12 (
はじめに、オプティカルインテグレーター６の入射面１９の光強度分布を変更する方法について説明する。図２および図３は、それぞれ、光源１から発せられた光束が形成する光強度分布を説明するための光学系を示す概略図である。なお、図２および図３では、簡単のために、コールドミラー３およびオプティカルロッド４１の図示を省略している。そのため、図２および図３では、照明系１２の光軸はＺ軸方向に延びているものとする。ここで、第１位置１８は、照明系１２が第１入射光学系４を適用する場合、オプティカルロッド４１の入射面の位置となる。一方、照明系１２が第２入射光学系５を適用する場合、第１位置１８は、入射面１９と共役な位置となる。したがって、第２入射光学系５は、第１位置１８に形成された光束の光強度分布を入射面１９に再形成（結像）し得る。また、第２位置１８０は、照明系１２が第１入射光学系４を採用する場合、フーリエ変換光学系４２の瞳面の位置であり、かつ、入射面１９の位置となる。
First, a method for changing the light intensity distribution on the
まず、図２（ａ）は、集光鏡２の基準状態を示す。ここで、基準状態とは、以下の条件を満たす状態をいう。第１条件として、集光鏡２を構成する各楕円鏡２１、２３、２５のそれぞれの第１焦点位置が一致し、かつ、それぞれの第２焦点位置も一致する。第２条件として、それぞれの第２焦点位置は、第１位置１８に一致する。また、第３条件として、集光鏡２を構成する各球面鏡２２、２４の曲率中心（中心点）は、上記の３つの楕円鏡の第１焦点位置に一致する。この状態において発光部１ａを各楕円鏡２１、２３、２５の第１焦点位置に配置すると、発光部１ａから発せられた光束は、各楕円鏡２１、２３、２５で反射されてそれぞれ光束２１０、２３０、２５０となり、第２焦点位置である第１位置１８に集光する。一方、発光部１ａから発せられた光束の一部は、第２球面鏡２４で反射されて発光部１ａに集光した後、第２球面鏡２４に対向する第２楕円鏡２３で反射されて光束２３０の一部となり、第１位置１８に集光する。同様に、発光部１ａから発せられた光束の別の一部は、第１球面鏡２２で反射されて発光部１ａに集光した後、第１球面鏡２２に対向する第３楕円鏡２５で反射されて光束２５０の一部となり、第１位置１８に集光する。そして、各光束２１０、２３０、２５０は、第１位置１８に集光した後、フーリエ変換光学系４２に入射して略平行光束に変換され、フーリエ変換光学系４２の瞳面の第２位置１８０に輪帯形状の光強度分布を形成する。
First, FIG. 2A shows a reference state of the
図４は、図２（ａ）に示す状態に対応した、集光鏡２が第１位置１８に形成する（集光する）光束の光強度分布の第１例を示す図である。このうち、図４（ａ）は、各光束２５０、２３０、２１０が重なって生じる光強度分布を示している。図４（ｂ）〜図４（ｄ）は、順に光束２５０、２３０、２１０のそれぞれが生じる光強度分布を示している。照明系１２が第２入射光学系５を適用する場合、第１位置１８に形成された図４に示す光強度分布がオプティカルインテグレーター６の入射面１９に形成される。この場合、各楕円鏡２１、２３、２５のそれぞれの集光点が第１位置１８に一致しているので、図４（ｂ）〜図４（ｄ）に示すように、各光束２５０、２３０、２１０が形成する光強度分布は、それぞれピーク強度が最も高くなる。したがって、各光束２５０、２３０、２１０が重なって生じる光強度分布も、図４（ａ）に示すように、ピーク強度が最も高くなる。
FIG. 4 is a diagram showing a first example of the light intensity distribution of the light beam formed (condensed) by the
図５は、図２（ａ）に示す状態に対応した、集光鏡２が第２位置１８０に形成する光束の光強度分布の第２例を示す図である。このうち、図５（ａ）は、各光束２５０、２３０、２１０が重なって生じる光強度分布を示している。図５（ｂ）〜図５（ｄ）は、順に光束２５０、２３０、２１０のそれぞれが生じる光強度分布を示している。また、図５では、光束２５０の光強度分布の外側径をＷ（２５０）、内側径をＷ’（２５０）とそれぞれ表記している。同様に、光束２３０の光強度分布の外側径をＷ（２３０）、内側径をＷ’（２３０）と、光束２１０の光強度分布の外側径をＷ（２１０）、内側径をＷ’（２１０）とそれぞれ表記している。照明系１２が第１入射光学系４を適用する場合、第２位置１８０に形成された図５に示す光強度分布がオプティカルインテグレーター６の入射面１９に形成される。ここで、各楕円鏡２１、２３、２５の楕円率（短径／長径）には、（楕円鏡２１の楕円率）＞（楕円鏡２３の楕円率）＞（楕円鏡２３の楕円率）の関係がある。さらに、各楕円鏡２１、２３、２５の楕円率（短径／長径）は、各間の焦点距離（第１焦点位置と第２焦点位置との距離）が等しく、かつ、Ｗ’（２５０)＝Ｗ（２３０)、Ｗ’（２３０)＝Ｗ（２１０)の関係をそれぞれ満たすように設定される。したがって、各光束２５０、２３０、２１０が重なって生じる光強度分布は、図５（ａ）に示すように、外側径がＷ（２５０)で、内側径がＷ’（２１０)である輪帯形状となる。
FIG. 5 is a diagram showing a second example of the light intensity distribution of the light beam formed by the
次に、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す基準状態から、集光鏡２を構成する各楕円鏡のうちの第１楕円鏡２１および第３楕円鏡２５の位置を移動させた状態を示す。特に図２（ｂ）に示す例では、第１楕円鏡２１は、−Ｚ方向に移動し、第３楕円鏡２５は、＋Ｚ方向に移動している。なお、本実施形態では、Ｚ軸は、照明系１２における光軸に平行である。ここで、光束２１０ｂは、−Ｚ方向に移動した第１楕円鏡２１で反射された光束である。この光束２１０ｂは、第１楕円鏡２１で反射された後、第１位置１８よりもＺ軸方向マイナス側（集光鏡２側）に集光し、フーリエ変換光学系４２に入射して略平行光束に変換され、フーリエ変換光学系４２の瞳面の第２位置１８０に輪帯形状の光強度分布を形成する。このとき、光束２１０ｂは、第１位置１８よりも集光鏡２に近い位置で集光するので、図２（ａ）における光束２１０よりも大きな角度でフーリエ変換光学系４２に入射する。一方、光束２５０ｂは、＋Ｚ方向に移動した第３楕円鏡２５で反射された光束と、第１球面鏡２２で反射した後に＋Ｚ方向に移動した第３楕円鏡２５で反射された光束とを含む。この光束２５０ｂは、第３楕円鏡２５で反射された後、第１位置１８よりもＺ軸方向プラス側に集光し、フーリエ変換光学系４２に入射して略平行光束に変換され、フーリエ変換光学系４２の瞳面の第２位置１８０に輪帯形状の光強度分布を形成する。このとき、光束２５０ｂは、第１位置１８よりも集光鏡２から遠い位置で集光するので、図２（ａ）における光束２５０よりも小さな角度でフーリエ変換光学系４２に入射する。
Next, FIG. 2B moves the positions of the first
図６は、図２（ｂ）に示す状態に対応した、集光鏡２が第１位置１８に形成する光束の光強度分布の第３例を示す図である。このうち、図６（ａ）は、各光束２５０ｂ、２３０、２１０ｂが重なって生じる光強度分布を示している。図６（ｂ）〜図６（ｄ）は、順に光束２５０ｂ、２３０、２１０ｂのそれぞれが生じる光強度分布を示している。照明系１２が第２入射光学系５を適用する場合、第１位置１８に形成された図６に示す光強度分布がオプティカルインテグレーター６の入射面１９に形成される。この場合、図６（ｄ）に示すように、光束２１０ｂが形成する光強度分布では、図４（ｄ）に示す光束２１０の光強度分布よりも、ピーク強度が低く、裾も広がる。また、図６（ａ）に示すように、光束２５０ｂが形成する光強度分布では、図４（ａ）に示す光束２５０の光強度分布よりも、ピーク強度が低く、裾も広がり、さらにはピークが２つに分かれる。これは、光束２１０ｂおよび光束２５０ｂの各集光点が第１位置１８と離れているためであり、特に、光束２５０ｂが形成する光強度分布が２つに分かれるのは、光束２５０ｂの集光角度が光束２１０ｂの集光角度よりも大きいためである。したがって、各光束２５０ｂ、２３０、２１０ｂが重なって生じる光強度分布は、図６（ａ）に示すように、図４（ａ）に示す光強度分布に比べて、ピークが略平坦で、裾が広がる。
FIG. 6 is a diagram showing a third example of the light intensity distribution of the light beam formed by the
図７は、図２（ｂ）に示す状態に対応した、集光鏡２が第２位置１８０に形成する光束の光強度分布の第４例を示す図である。このうち、図７（ａ）は、各光束２５０ｂ、２３０、２１０ｂが重なって生じる光強度分布を示している。図７（ｂ）〜図７（ｄ）は、順に光束２５０ｂ、２３０、２１０ｂのそれぞれが生じる光強度分布を示している。また、図７では、光束２５０ｂの光強度分布の外側径をＷ（２５０ｂ）、内側径をＷ’（２５０ｂ）とそれぞれ表記している。同様に、光束２３０の光強度分布の外側径をＷ（２３０）、内側径をＷ’（２３０）と、光束２１０ｂの光強度分布の外側径をＷ（２１０ｂ）、内側径をＷ’（２１０ｂ）とそれぞれ表記している。照明系１２が第１入射光学系４を適用する場合、第２位置１８０に形成された図７に示す光強度分布がオプティカルインテグレーター６の入射面１９に形成される。ここで、図２（ｂ）に示す光束２１０ｂの方が、図２（ａ）に示す光束２１０よりもフーリエ変換光学系４２に入射する角度が大きい。そのため、光束２１０の光強度分布の外側径Ｗ(２１０ｂ）と光束２３０の内側径Ｗ’（２３０）とは、Ｗ’（２３０）＜Ｗ（２１０ｂ）の関係を満たす。また、図２（ｂ）に示す光束２５０ｂの方が、図２（ａ）に示す光束２５０よりもフーリエ変換光学系４２に入射する角度が小さい。そのため、光束２５０の光強度分布の内側径Ｗ’（２５０ｂ）と光束２３０の外側径Ｗ（２３０）とは、Ｗ’（２５０）＜Ｗ（２３０）の関係を満たす。したがって、各光束２５０ｂ、２３０、２１０ｂが重なって生じる光強度分布は、図７（ａ）に示すように、図５（ａ）に示す光強度分布に比べて、輪帯部の幅が狭くなる。図７（ａ）に示す光強度分布の輪帯部の幅｛Ｗ（２５０ｂ）−Ｗ’（２１０ｂ）｝と、図５（ａ）に示す光強度分布の輪帯部の幅｛Ｗ（２５０）−Ｗ’（２１０）｝とは、{Ｗ（２５０ｂ）−Ｗ’（２１０ｂ）}＜{Ｗ（２５０）−Ｗ’（２１０）}の関係を満たす。
FIG. 7 is a diagram showing a fourth example of the light intensity distribution of the light beam formed by the
次に、図３（ａ）は、図２（ａ）に示す基準状態から、集光鏡２を構成する各球面鏡のうちの第２球面鏡２４の位置を移動させた状態を示す。特に図３（ａ）に示す例では、第２球面鏡２４は、−Ｚ方向に移動している。ここで、第２球面鏡２４で反射された光束は、発光部１ａに戻らず、光源１を構成する電極に遮られるので、第２楕円鏡２３には到達しない。また、光束２３０ｃは、第２楕円鏡２３だけで反射された光束で形成されるので、図２（ａ）に示す光束２３０に比べて、光強度が低い。なお、各光束２５０、２１０の状態は、図２（ａ）に示す各光束２５０、２１０と同じである。
Next, FIG. 3A shows a state in which the position of the second
図８は、図３（ａ）に示す状態に対応した、集光鏡２が第２位置１８０に形成する光束の光強度分布の第５例を示す図である。このうち、図８（ａ）は、各光束２５０、２３０ｃ、２１０が重なって生じる光強度分布を示している。図８（ｂ）〜図８（ｄ）は、順に光束２５０、２３０ｃ、２１０のそれぞれが生じる光強度分布を示している。照明系１２が第１入射光学系４を適用する場合、第２位置１８０に形成された図８に示す光強度分布がオプティカルインテグレーター６の入射面１９に形成される。この場合、図８（ｃ）に示す光束２３０ｃが形成する輪帯形状の光強度分布のピーク強度は、図５（ｃ）に示す場合と異なり、各光束２５０、２１０がそれぞれ形成する輪帯形状の光強度分布のピーク強度と等しい。したがって、各光束２５０、２３０ｃ、２１０が重なって生じる光強度分布では、図（５ａ）に示す各光束２５０、２３０、２１０が重なって生じる光強度分布に比べて、ピーク強度が平坦となる。
FIG. 8 is a diagram showing a fifth example of the light intensity distribution of the light beam formed by the
次に、図３（ｂ）は、集光鏡２を構成する各楕円鏡のうちの第１楕円鏡２１と第３楕円鏡２５とを移動させている図２（ｂ）に示す状態に対し、さらに第２楕円鏡２３の位置を移動させた状態を示す。特に図３（ｂ）に示す例では、第２楕円鏡２３は、−Ｚ方向に移動している。ここで、光束２３０ｄは、−Ｚ方向に移動した第２楕円鏡２３で反射された光束であり、第２楕円鏡２３で反射された後に第１位置１８よりもＺ軸方向マイナス側に集光し、フーリエ変換光学系４２に入射する。フーリエ変換光学系４２に入射した光束２３０ｄは、略平行光束に変換され、フーリエ変換光学系４２の瞳面の第２位置１８０に輪帯形状の光強度分布を形成する。この場合、光束２３０ｄは、第１位置１８よりも集光鏡２に近い位置で集光するので、図２（ａ）に示す光束２１０よりも大きな角度でフーリエ変換光学系４２に入射する。
Next, FIG. 3B shows the state shown in FIG. 2B in which the first
図９は、図３（ｂ）に示す状態に対応した、集光鏡２が第２位置１８０に形成する光束の光強度分布の第６例を示す図である。このうち、図９（ａ）は、各光束２５０ｂ、２３０ｄ、２１０ｂが重なって生じる光強度分布を示している。図９（ｂ）〜図９（ｄ）は、順に光束２５０ｂ、２３０ｄ、２１０ｂのそれぞれが生じる光強度分布を示している。照明系１２が第１入射光学系４を適用する場合、第２位置１８０に形成された図９に示す光強度分布がオプティカルインテグレーター６の入射面１９に形成される。また、図９では、光束２３０ｄの光強度分布の外側径をＷ（２３０ｄ）、内側径をＷ’（２３０ｄ）とそれぞれ表記している。図３（ｂ）では、光束２３０ｄがフーリエ変換光学系４２に入射する角度は、図９に示す光束２３０ｄの光強度分布の外側径Ｗ(２３０ｄ）と、光束２５０ｂの光強度分布の外側径Ｗ(２５０ｂ）との関係がＷ（２３０ｄ）＝Ｗ（２５０ｂ）を満たすよう設定される。したがって、図９（ａ）に示す光強度分布のピーク強度の位置は、図７（ａ）に示す光強度分布のピーク強度の位置に比べて、輪帯部の外側に寄ったものとなる。
FIG. 9 is a diagram showing a sixth example of the light intensity distribution of the light beam formed by the
次に、照明系１２における、集光鏡２を構成する各楕円鏡および各球面鏡のそれぞれの移動方法について説明する。図１０は、本実施形態における各楕円鏡および各球面鏡の移動工程（移動方法）を示すフローチャートである。まず、制御部３６は、ジョブに設定された入射光学系の条件より、光路に設置されている入射光学系（第１入射光学系４または第２入射光学系５）に切り換えが必要かどうかを判断する（ステップＳ１０１）。ここで、制御部３６は、入射光学系の切り換えが必要と判断した場合には（Ｙｅｓ）、不図示の駆動機構を用いるなどして入射光学系を切り換える（ステップＳ１０２）。一方、制御部３６は、入射光学系の切り換えが不要と判断した場合には（Ｎｏ）、ステップＳ１０３に移行する。次に、制御部３６は、ジョブに設定された集光鏡２に含まれる各楕円鏡２１、２３、２５のＺ軸方向の位置の条件より、各楕円鏡２１、２３、２５の少なくともいずれかの移動が必要かどうかを判断する（ステップＳ１０３）。ここで、制御部３６は、各楕円鏡２１、２３、２５の少なくともいずれかの移動が必要であると判断した場合には（Ｙｅｓ）、第２駆動部１５を駆動させ、その楕円鏡をジョブに設定された位置に移動させる（ステップＳ１０４）。一方、制御部３６は、各楕円鏡の移動が不要であると判断した場合には（Ｎｏ）、ステップＳ１０５に移行する。そして、制御部３６は、ジョブに設定された集光鏡２に含まれる各球面鏡２２、２４のＺ軸方向の位置の条件より、各球面鏡２２、２４の少なくともいずれかの移動が必要かどうかを判断する（ステップＳ１０５）。ここで、制御部３６は、各球面鏡２２、２４の少なくともいずれかの移動が必要であると判断した場合には（Ｙｅｓ）、第２駆動部１５を駆動させ、その球面鏡をジョブに設定された位置に移動させ（ステップＳ１０６）、移動工程を終了する。一方、制御部３６は、各球面鏡の移動が不要であると判断した場合には（Ｎｏ）、そのまま移動工程を終了する。ただし、上記の移動工程において、どの入射光学系を用いるか、ならびに、各楕円鏡および各球面鏡のそれぞれのＺ軸方向の位置をどの程度にするかの各情報は、予め照明条件ごとに定められているものとする。これにより、はじめにユーザーがジョブで所望の照明条件を入力することで、制御部３６は、どの入射光学系を用いるか、および、各楕円鏡および各球面鏡のＺ軸方向の位置をいくつにするかを自動で設定することが可能となる。
Next, each moving method of each elliptical mirror and each spherical mirror constituting the
次に、露光装置１００における二次光源の調整方法について説明する。上記説明では、照明系１２において所望の光強度分布を得るために、第１入射光学系４と第２入射光学系５とを適宜切り換えるものとした。また、光源１としてはランプを用い得るものとした。そのため、例えば、入射光学系の切り換え動作において誤差が生じると、二次光源の像の光強度分布の対称性が変化する場合がある。また、光源１の点灯に伴うランプ電極の消耗により、二次光源の像の総光量が変化する場合がある。そこで、露光装置１００は、以下のように光源１の位置を適宜変化させることで二次光源を調整し、二次光源の像の光強度分布を良好に維持する。
Next, a method for adjusting the secondary light source in the
図１１は、二次光源の調整工程（調整方法）を示すフローチャートである。まず、制御部３６は、光源１を点灯させる（ステップＳ２０１）。次に、制御部３６は、演算部３７に、検出器９の出力に基づいて二次光源の像の総光量を演算させ、演算部３７から総光量についての情報を取得する（ステップＳ２０２：二次光源の第１光量計測）。次に、制御部３６は、第１駆動部３５に、得られた総光量の値が最大値となるように、光源１の位置をＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に移動させる（ステップＳ２０３：第１位置調整）。
FIG. 11 is a flowchart showing a secondary light source adjustment process (adjustment method). First, the
次に、制御部３６は、予めジョブに設定されている条件に基づいて、照明条件の切り換えの必要性を判断する（ステップＳ２０４）。ここで、制御部３６は、切り換えが必要であると判断した場合には（Ｙｅｓ）、不図示の例えば駆動機構に、第１入射光学系４または第２入射光学系５を駆動させ、かつ、第２駆動部１５に、集光鏡２を構成する各反射鏡を適宜駆動させる（ステップＳ２０５）。これにより、オプティカルインテグレーター６に入射する光束の光強度分布が変更される。次に、制御部３６は、ステップＳ２０５の後、演算部３７に、検出器９の出力に基づいて二次光源の像の光強度分布の対称性を演算させ、演算部３７から光強度分布の対称性についての情報を取得する（ステップＳ２０６：二次光源の光量分布計測）。次に、制御部３６は、第１駆動部３５に、得られた光強度分布の対称性が最も対称となるように、光源１の位置をＸ、Ｙ軸方向に移動させる（ステップＳ２０７：第２位置調整）。なお、光源１のＺ軸方向の位置は、光強度分布の対称性に影響しないので、ステップＳ２０７では、光源１の位置をＺ軸方向に移動させる必要はない。一方、制御部３６は、ステップＳ２０４にて、切り換えは不要であると判断した場合には（Ｎｏ）、そのまま以下のステップＳ２０８に移行する。
Next, the
次に、制御部３６は、ステップＳ２０３での光源１のＺ軸方向の位置調整の後、所定の時間が経過しているかどうかを判断する（ステップＳ２０８）。所定の時間としては、例えば、光源１への入力を一定として点灯を行い、照度が３０％低下した時点でランプ交換を行うと想定したときに、照度低下が３％生じる時間とし得る。ここで、制御部３６は、所定の時間が経過していると判断した場合には（Ｙｅｓ）、演算部３７に、検出器９の出力に基づいて二次光源の像の総光量を演算させ、演算部３７から総光量についての情報を取得する（ステップＳ２０９：二次光源の第２光量計測）。次に、制御部３６は、第１駆動部３５に、得られた総光量の値が最大値となるように、光源１の位置をＺ軸方向に移動させる（ステップＳ２１０：第３位置調整）。ステップＳ２１０で光源１の位置をＺ軸方向に移動させた後、照明系１２は、レチクルＲを照明できる状態になる。例えば、照明系１２に備えられた露光シャッター（不図示）を開く（ＯＮにする）ことで、照明系１２は、レチクルＲを照明する。レチクルＲの照明が開始することで、露光装置１００の露光工程（露光シーケンス）が始まる。なお、このような調整が可能であるのは、光強度分布の総光量の変化が、点灯に伴う光源１の電極の消耗に起因して、発光点１ａがＺ軸方向に変化して生じるものだからである。一方、制御部３６は、ステップＳ２０８にて、所定の時間が経過していないと判断した場合には（Ｎｏ）、照明系１２は、レチクルＲを照明できる状態になり、レチクルＲを照明して、露光装置１００の露光工程を始めることができる。
Next, the
次に、制御部３６は、露光装置１００の露光工程が終了したら、光源１の点灯時間が交換時間（寿命）に達したかどうかを判断する（ステップＳ２１１）。ここで、制御部３６は、交換時間に達したと判断した場合には（Ｙｅｓ）、光源１を消灯し（ステップＳ２１２）、二次光源の調整工程を終了する。一方、制御部３６は、ステップＳ２１１にて、交換時間に達していないと判断した場合には（Ｎｏ）、ステップＳ２０４に戻る。照明条件の切替えが必要でなく、所定時間が経過していなければ、また照明系１２は、レチクルＲを照明できる状態になり露光装置１００の露光工程を実行することができる。なお、制御部３６が二次光源の像の光強度分布を常時モニターし、二次光源の像の総光量または光強度分布の対称性が所定値（許容値）以上の変化を生じている場合に、適宜、光源１の位置をＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に調整するものとしてもよい。
Next, when the exposure process of the
このように、照明系１２は、二次光源の像の形状を変更するのに、従来のような円錐プリズムや絞り等を使用しないので、光量の損失を可能な限り抑えることができる。また、照明系１２は、上記のような構成のもと、集光鏡２を構成する反射鏡を適宜移動させることで、二次光源の像を容易に輪帯形状とすることも円形状とすることもできる。さらに、照明系１２は、集光鏡２を構成する反射鏡の移動に合わせ、異なる複数の入射光学系４、５を使い分けることで、二次光源の像をさらに様々な形状に変化させることができる。
In this way, the
以上のように、本実施形態によれば、光量の損失を抑えつつ、二次光源の像の形状を容易に所望の輪帯形状や円形状とする照明光学装置を提供することができる。また、このような照明光学装置を備える露光装置によれば、より高効率化および省電力化を図ることが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide an illumination optical device that easily makes the shape of the image of the secondary light source a desired annular shape or a circular shape while suppressing loss of light amount. Moreover, according to the exposure apparatus provided with such an illumination optical apparatus, it is possible to achieve higher efficiency and power saving.
なお、上記説明では、照明系１２において、集光鏡２が５段構成の反射鏡からなる場合を例示した。しかしながら、本発明は、集光鏡２を構成する反射鏡の段数をそれに限定するものではなく、適宜変更可能である。以下、図１２〜図１４を用いて、集光鏡２の他の構成について具体的に例示する。なお、図１２〜図１４は、それぞれ、図２および図３の図示方法に準拠した、光源１から発せられた光束が形成する光強度分布を説明するための光学系を示す概略図である。
In the above description, in the
図１２は、６段構成の反射鏡からなる集光鏡２’の基準状態を示す。集光鏡２’は、図２（ａ）に示す第２焦点位置側にある最外殻の第３楕円鏡２５を、第４楕円鏡２５’および第３球面鏡２６で置き換えたような構成となっている。ここで、第４楕円鏡２５’は、図２（ａ）に示す第３楕円鏡２５の一部を切り取ったものと見ることができる。そして、光束２５０１は、第４楕円鏡２５’のみで集光される光束と、第１球面鏡２２で反射した後に第４楕円鏡２５’で集光される光束とを含む。一方、第３球面鏡２６は、その曲率中心が第１球面鏡２２および第２球面鏡２４の曲率中心と一致し、その焦点位置が各楕円鏡２１、２３、２５’の第１焦点位置に一致している。そして、光束２１０１は、第１楕円鏡２１のみで集光される光束と、第３球面鏡２６で反射した後に第１楕円鏡２１で集光される光束とを含む。この場合、３つの楕円鏡２１、２３、２５’のそれぞれに対して、個別に３つの球面鏡２６、２４、２２が対となり、集光鏡２’は、発光点１ａからの光束を集光する。そして、各楕円鏡２１、２３、２５’で集光される各光束２１０１、２３０、２５０１は、それぞれ各球面鏡２６、２４、２２のＺ軸方向の位置を変化させることで、第１位置１８または第２位置１８０に形成する光強度分布のピーク強度を変化させ得る。したがって、図１２に示した６段構成の集光鏡２’は、図２（ａ）に示した５段構成の集光鏡２に比べて、第１位置１８または第２位置１８０に形成する光強度分布をより広い範囲で変化させることが可能となる。
FIG. 12 shows a reference state of the condensing
図１３（ａ）は、２段構成の反射鏡からなる集光鏡２’’の基準状態を示す。集光鏡２’’は、第１楕円鏡２１’’と第２楕円鏡２３’’との２つの楕円鏡を含む。ここで、第１楕円鏡２１’’と第２楕円鏡２３’’とは、１つの楕円鏡を２つに分割したものであり、第１楕円鏡２１’’と第２楕円鏡２３’’との第１焦点位置および第２焦点位置は、それぞれ一致している。この場合、光束２１０２は、第１楕円鏡２１’’で反射した後に集光される。一方、光束２３０２は、第２楕円鏡２３’’で反射した後に集光される。
FIG. 13A shows a reference state of the condensing
図１３（ｂ）は、図１３（ａ）に示す基準状態から、集光鏡２’’を構成する各楕円鏡２１’’、２３’’の位置を移動させた状態を示す。特に図１３（ｂ）に示す例では、第１楕円鏡２１’’は、−Ｚ方向に移動している。一方、第２楕円鏡２３’’は、＋Ｚ方向に移動している。この場合、光束２１０３は、第１楕円鏡２１’’で反射された後、第１位置１８よりもＺ軸方向マイナス側に集光し、フーリエ変換光学系４２に入射する。フーリエ変換光学系４２に入射した光束２１０３は、略平行光束に変換され、フーリエ変換光学系４２の瞳面の第２位置１８０に輪帯形状の光強度分布を形成する。このとき、光束２１０３は、第１位置１８よりも集光鏡２’’に近い位置で集光するので、図１３（ａ）に示す光束２１０２よりも大きな角度でフーリエ変換光学系４２に入射する。一方、光束２３０３は、第２楕円鏡２３’’で反射された後、第１位置１８よりもＺ軸方向プラス側に集光し、フーリエ変換光学系４２に入射する。フーリエ変換光学系４２に入射した光束２３０３は、略平行光束に変換され、フーリエ変換光学系４２の瞳面の第２位置１８０に輪帯形状の光強度分布を形成する。このとき、光束２３０３は、第１位置１８よりも集光鏡２’’に遠い位置に集光するので、図１３（ａ）に示す光束２３０２よりも小さな角度でフーリエ変換光学系４２に入射する。
FIG. 13B shows a state in which the positions of the
図１３に示すように、第２位置１８０に形成される輪帯形状の光強度分布を変化させるためには、集光鏡２の最少の構成として楕円鏡が少なくとも２つあれば、輪帯形状の光強度分布の内側径と外側径とをそれぞれ独立して変化させることが可能となる。
As shown in FIG. 13, in order to change the light intensity distribution of the annular zone formed at the
ここで、図１３に示したように楕円鏡のみで構成される集光鏡２’’では、図１３（ｂ）に示すように、光源１から照射された光束の一部が、漏れ光２０００として、第１楕円鏡２１’’と第２楕円鏡２３’’との光軸方向の隙間から外部に漏れ出る。このような光の漏出は、すなわち光量の損失であり、極力避けることが望ましい。そこで、漏れ光２０００の発生を抑えるために、集光鏡の構成を以下の図１４に示すようなものとすることが有効となる。
Here, as shown in FIG. 13, in the condensing
図１４（ａ）は、３段構成の反射鏡からなる集光鏡２’’’の基準状態を示す。集光鏡２’’’は、図１３に示す構成と比較して各楕円鏡の間に球面鏡を加えたものであり、第１楕円鏡２１’’’と、第２楕円鏡２３’’’と、球面鏡２２’’’とを含む。ここで、第１楕円鏡２１’’’と第２楕円鏡２３’’’との第１焦点位置は、それぞれ一致し、かつ、第２焦点位置も、それぞれ一致している。また、第１楕円鏡２１’’’と第２楕円鏡２３’’’との第２焦点位置は、それぞれ第１位置１８に一致している。また、球面鏡２２’’’の曲率中心は、第１楕円鏡２１’’’と第２楕円鏡２３’’’との第１焦点位置に一致している。この場合、光束２１０４は、第１楕円鏡２１’’’で反射された後に集光される。一方、光束２３０４は、球面鏡２２’’’で反射された後、さらに第２楕円鏡２３’’’で反射された後に集光される。
FIG. 14A shows a reference state of the condensing
図１４（ｂ）は、図１４（ａ）に示す基準状態から、集光鏡２’’’を構成する各楕円鏡２１’’’、２３’’’の位置を移動させた状態を示す。特に図１４（ｂ）に示す例では、第１楕円鏡２１’’’は、−Ｚ方向に移動している。一方、第２楕円鏡２３’’’は、＋Ｚ方向に移動している。この場合、光束２１０５は、第１楕円鏡２１’’’で反射された後、第１位置１８よりもＺ軸方向マイナス側に集光し、フーリエ変換光学系４２に入射する。フーリエ変換光学系４２に入射した光束２１０４は、略平行光束に変換され、フーリエ変換光学系４２の瞳面の第２位置１８０に輪帯形状の光強度分布を形成する。このとき、光束２１０４は、第１位置１８よりも集光鏡２’’’に近い位置で集光するので、図１４（ａ）に示す光束２１０４よりも大きな角度でフーリエ変換光学系４２に入射する。一方、光束２３０５は、第２楕円鏡２３’’’で反射された後、第１位置１８よりもＺ軸方向プラス側に集光し、フーリエ変換光学系４２に入射する。フーリエ変換光学系４２に入射した光束２３０５は、略平行光束に変換され、フーリエ変換光学系４２の瞳面の第２位置１８０に輪帯形状の光強度分布を形成する。このとき、光束２３０５は、第２位置１８０よりも集光鏡２’’’に遠い位置で集光するので、図１４（ａ）に示す光束２３０４よりも小さな角度でフーリエ変換光学系４２に入射する。
FIG. 14B shows a state in which the positions of the
図１４に示すような構成によれば、各楕円鏡を移動させても、図１３（ｂ）に示した漏れ光２０００が生じることがなく、図１３に示す場合と同様に、第１位置１８０に形成される輪帯形状の光強度分布を変化させることができる。
According to the configuration shown in FIG. 14, even if each elliptical mirror is moved, the
上記の例示を踏まえ、集光鏡が、少なくとも２つの移動可能な楕円鏡と、これらの楕円鏡と同数以下（ゼロを含む）の固定または移動可能な球面鏡とを含むものとすれば、本実施形態に係る照明光学装置は、上記説明した効果を奏するものとなる。 Based on the above illustration, if the condensing mirror includes at least two movable ellipsoidal mirrors and a fixed or movable spherical mirror of the same number or less (including zero) as these ellipsoidal mirrors, this embodiment The illumination optical device according to the embodiment has the above-described effects.
（物品の製造方法）
本発明の実施形態にかかる物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板に塗布された感光剤に上記の露光装置を用いて潜像パターンを形成する工程（基板を露光する工程）と、かかる工程で潜像パターンが形成された基板を現像する工程とを含む。さらに、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含む。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。
(Product manufacturing method)
The method for manufacturing an article according to an embodiment of the present invention is suitable, for example, for manufacturing an article such as a microdevice such as a semiconductor device or an element having a fine structure. In the method for manufacturing an article according to the present embodiment, a latent image pattern is formed on the photosensitive agent applied to the substrate using the above-described exposure apparatus (a step of exposing the substrate), and the latent image pattern is formed in this step. Developing the substrate. Further, the manufacturing method includes other well-known steps (oxidation, film formation, vapor deposition, doping, planarization, etching, resist stripping, dicing, bonding, packaging, and the like). The method for manufacturing an article according to the present embodiment is advantageous in at least one of the performance, quality, productivity, and production cost of the article as compared with the conventional method.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
１ 光源
１ａ 発光領域
２ 集光部
４ 第１入射光学系
５ 第２入射光学系
６ オプティカルインテグレーター
１２ 照明光学装置
２１ 第１楕円鏡
２３ 第２楕円鏡
２５ 第３楕円鏡
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (19)
前記集光部は、前記発光領域から放射された光を反射する反射面を有する反射鏡を複数有し、各反射鏡は軸を囲むように設置され、
前記複数の反射鏡のうちの少なくとも２つは、前記反射面が楕円面である楕円面反射鏡であり、
前記楕円面反射鏡は、前記軸の方向における位置が変更可能であり、
前記複数の反射鏡のうちの少なくとも１つは、前記反射面が球面である球面反射鏡であり、
前記楕円面反射鏡と、前記球面反射鏡とは、前記軸の方向に交互に配置され、１つの前記球面反射鏡により反射された光が１つの前記楕円面反射鏡により反射されて前記外部へ出射する、
ことを特徴とする光源装置。 A light source device including a light source that emits light from a light emitting region, and a light collecting unit that collects the light and emits the light to the outside,
The condensing unit has a plurality of reflecting mirrors having a reflecting surface that reflects the light emitted from the light emitting region, and each reflecting mirror is installed so as to surround an axis,
At least two of the plurality of reflecting mirrors are ellipsoidal reflecting mirrors in which the reflecting surface is an ellipsoid,
The ellipsoidal reflector can change its position in the direction of the axis,
At least one of the plurality of reflecting mirrors is a spherical reflecting mirror in which the reflecting surface is a spherical surface,
The ellipsoidal reflector and the spherical reflector are alternately arranged in the direction of the axis, and the light reflected by one spherical reflector is reflected by one ellipsoidal reflector to the outside. Exit,
A light source device characterized by that.
前記集光部に集光された光を導光する光学系と、
前記光学系を経て入射した光束を被照射面に向けて射出するオプティカルインテグレーターと、
を有することを特徴とする照明装置。 A light source device according to any one of claims 1 to 7 ,
An optical system for guiding the light collected on the light collecting unit;
An optical integrator that emits the light beam incident through the optical system toward the irradiated surface;
A lighting device comprising:
前記集光部に集光された光を導光する光学系と、
前記光学系を経て入射した光束を被照射面に向けて射出するオプティカルインテグレーターと、を有する照明装置であって、
前記集光部は、前記発光領域から放射された光を反射する反射面を有する反射鏡を複数有し、各反射鏡は軸を囲むように設置され、前記複数の反射鏡のうちの少なくとも２つは前記反射面が楕円面である楕円面反射鏡であり、前記楕円面反射鏡は前記軸の方向における位置が変更可能であり、
前記光学系は、前記照明装置の光路中に切り換えて着脱可能である第１光学系と第２光学系とを含み、
前記第１光学系は、前記オプティカルインテグレーターの入射面を、前記集光部が前記光源からの光を集光する位置と光学的に瞳の関係とし、
前記第２光学系は、前記オプティカルインテグレーターの入射面を、前記集光部が前記光源からの光を集光する位置と光学的に共役な関係とする、
ことを特徴とする照明装置。 A light source device including a light source that emits light from a light emitting region, and a light collecting unit that collects the light and emits the light to the outside,
An optical system for guiding the light collected on the light collecting unit;
An optical integrator that emits a light beam incident through the optical system toward an irradiated surface;
The condensing unit includes a plurality of reflecting mirrors each having a reflecting surface that reflects light emitted from the light emitting region, and each reflecting mirror is disposed so as to surround an axis, and at least two of the plurality of reflecting mirrors One is an ellipsoidal reflector in which the reflecting surface is an ellipsoid, and the position of the ellipsoidal reflector in the direction of the axis can be changed,
The optical system includes a first optical system and a second optical system that are detachable by switching in an optical path of the illumination device,
The first optical system is configured such that the incident surface of the optical integrator is optically in a pupil relationship with a position where the light collecting unit condenses light from the light source,
In the second optical system, the incident surface of the optical integrator has an optically conjugate relationship with the position where the light collecting unit collects light from the light source.
A lighting device characterized by that.
前記オプティカルインテグレーターの入射面を、前記導波管の射出面と光学的に瞳の関係とする、ことを特徴とする請求項９に記載の照明装置。 The first optical system has a waveguide at a position where the condensing unit condenses light from the light source,
The illumination apparatus according to claim 9 , wherein an entrance surface of the optical integrator is optically in a pupil relationship with an exit surface of the waveguide.
前記光学系駆動部の動作を制御する制御部と、
を有することを特徴とする請求項９ないし１１のいずれか１項に記載の照明装置。 An optical system drive unit for switching between the first optical system and the second optical system;
A control unit for controlling the operation of the optical system driving unit;
Lighting device according to any one of claims 9 to 11, characterized in that it has a.
前記照明装置により照明されたマスクを用いて基板を露光する露光部と、
を備えることを特徴とする露光装置。 The lighting device according to any one of claims 8 to 16 ,
An exposure unit that exposes the substrate using a mask illuminated by the illumination device;
An exposure apparatus comprising:
前記検出器の出力に基づいて前記二次光源の光量に関する情報を求める演算部と、
前記情報に基づいて前記楕円面反射鏡の位置を変更する制御部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１７に記載の露光装置。 A detector for detecting an image of a secondary light source formed on the exit surface of the optical integrator;
A calculation unit for obtaining information on the light amount of the secondary light source based on the output of the detector;
A control unit that changes the position of the ellipsoidal reflecting mirror based on the information;
The exposure apparatus according to claim 17 , further comprising:
前記工程で露光された前記基板を加工する工程と、を含み、
加工された基板から物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。 A step of exposing the substrate using the exposure apparatus according to claim 17 or 18 ,
Processing the substrate exposed in the step,
A method for producing an article, comprising producing the article from a processed substrate.
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