JPH05127086A - 光強度の均一化方法およびそれを用いた露光装置 - Google Patents
光強度の均一化方法およびそれを用いた露光装置Info
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- JPH05127086A JPH05127086A JP3287469A JP28746991A JPH05127086A JP H05127086 A JPH05127086 A JP H05127086A JP 3287469 A JP3287469 A JP 3287469A JP 28746991 A JP28746991 A JP 28746991A JP H05127086 A JPH05127086 A JP H05127086A
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- Japan
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- light
- optical system
- light intensity
- exposure surface
- integrator optical
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-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 インテグレータ光学系を用いた照明光学系
で、露光面において均一な照度分布を得る。 【構成】 インテグレータ光学系２の直前に入射光線１
を遮る遮光物６を設けることで、全入射光量の一部だけ
の光量分布を制御し、露光面５の一部の光強度を低下さ
せることで、露光面５の照度分布の均一化を図ることが
できる。 【効果】 露光面の直前に均一化するための透過率フィ
ルターを挿入するよりもはるかにラフな精度の遮光物を
用いることができる。
で、露光面において均一な照度分布を得る。 【構成】 インテグレータ光学系２の直前に入射光線１
を遮る遮光物６を設けることで、全入射光量の一部だけ
の光量分布を制御し、露光面５の一部の光強度を低下さ
せることで、露光面５の照度分布の均一化を図ることが
できる。 【効果】 露光面の直前に均一化するための透過率フィ
ルターを挿入するよりもはるかにラフな精度の遮光物を
用いることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザ光などを光源とし
た照明光学系において、露光面において均一な照度分布
を得るための光強度の均一化方法に関するものである。
た照明光学系において、露光面において均一な照度分布
を得るための光強度の均一化方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】縮小投影型装置などに代表される露光装
置では、露光面を均一に照明することが最重要課題であ
る。そのため光源の光を多数の２次光源に分割して、露
光面を多重に照明するためにはインテグレータ光学系が
用いられている。（例えば特開昭５８−１４７７０８号
公報） 図５に従来のインテグレータを用いた照明光学系を示
す。インテグレータに入射する光線２０はインテグレー
タ光学系２１によって２次光源２２に分割される。イン
テグレータの数は図面では便宜上４個であるが、実際に
は１０×１０程度のインテグレータを用いることによっ
て１００個の２次光源を作ることができる。２次光源２
２を集光レンズ２３によって露光面２４を照明する。す
なわち露光面２４は２次光源の数だけ多重に照明され
る。したがって入射光線２０の強度分布が図６に示すよ
うに不均一な場合でも、露光面２４の照度分布は図７に
示すように均一化される。
置では、露光面を均一に照明することが最重要課題であ
る。そのため光源の光を多数の２次光源に分割して、露
光面を多重に照明するためにはインテグレータ光学系が
用いられている。（例えば特開昭５８−１４７７０８号
公報） 図５に従来のインテグレータを用いた照明光学系を示
す。インテグレータに入射する光線２０はインテグレー
タ光学系２１によって２次光源２２に分割される。イン
テグレータの数は図面では便宜上４個であるが、実際に
は１０×１０程度のインテグレータを用いることによっ
て１００個の２次光源を作ることができる。２次光源２
２を集光レンズ２３によって露光面２４を照明する。す
なわち露光面２４は２次光源の数だけ多重に照明され
る。したがって入射光線２０の強度分布が図６に示すよ
うに不均一な場合でも、露光面２４の照度分布は図７に
示すように均一化される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、照明光学系の設計値からのずれや、ア
ライメント誤差により、必ずしも均一な照明が完全に得
られるとは限らない。例えば、入射光線２０の強度分布
が、図８に示すように光軸に対して左右非対称になる
と、露光面２４の照度分布も図９に示すように非対称性
が残存して、照度分布の均一度が悪くなる。したがって
露光面での光強度の均一性を高めるためには、非常に高
精度な光学系の加工が必要になったり、あるいは光学系
の調整が困難になったりする。
ような構成では、照明光学系の設計値からのずれや、ア
ライメント誤差により、必ずしも均一な照明が完全に得
られるとは限らない。例えば、入射光線２０の強度分布
が、図８に示すように光軸に対して左右非対称になる
と、露光面２４の照度分布も図９に示すように非対称性
が残存して、照度分布の均一度が悪くなる。したがって
露光面での光強度の均一性を高めるためには、非常に高
精度な光学系の加工が必要になったり、あるいは光学系
の調整が困難になったりする。
【０００４】また露光面の近くに、照度の不均一性に応
じた、透過率を持ったフィルターを配置することによ
り、均一な照度分布を得る方法もあるが、例えば１％の
均一性を得るためには、フィルターの透過率の精度も１
％の精度で制御しなければならないなどの問題点を有し
ていた。
じた、透過率を持ったフィルターを配置することによ
り、均一な照度分布を得る方法もあるが、例えば１％の
均一性を得るためには、フィルターの透過率の精度も１
％の精度で制御しなければならないなどの問題点を有し
ていた。
【０００５】本発明は上記問題点に鑑み、精度の高いア
ライメントや、露光面直前の透過率フィルターを用いる
事なく、簡単な光線遮蔽物などによって、高精度な光強
度の均一化方法を提供するものである。
ライメントや、露光面直前の透過率フィルターを用いる
事なく、簡単な光線遮蔽物などによって、高精度な光強
度の均一化方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明の光強度の均一化方法は、光源と前記光源
を分割して多数の２次光源を形成するインテグレータ光
学系と前記インテグレータ光学系により多重に照明され
る露光面からなり、前記インテグレータ光学系の一部を
前記露光面の光強度が均一化するよう光線遮光手段によ
って光線の透過量を調整するように構成したものであ
る。
めに、本発明の光強度の均一化方法は、光源と前記光源
を分割して多数の２次光源を形成するインテグレータ光
学系と前記インテグレータ光学系により多重に照明され
る露光面からなり、前記インテグレータ光学系の一部を
前記露光面の光強度が均一化するよう光線遮光手段によ
って光線の透過量を調整するように構成したものであ
る。
【０００７】
【作用】本発明は上記した構成によって、不均一な強度
分布を持つ入射光をインテグレータ光学系により分割
し、それぞれの２次光源から、露光面を多重に照明す
る。この状態において、露光面は入射光よりも光強度の
均一化が進んでいる。しかしアライメント誤差や、光学
系の製作誤差により不均一性が残存する。これを取り除
くために、インテグレータ光学系の一部を遮光する。遮
光物は光線をまったく透過させないか、あるいは一部透
過するようなものであるため、露光面を照射している一
部分の光強度が低下する。インテグレータ光学系の中の
１つのレンズの一部のみを遮光した場合、露光面での光
強度の低下に与える影響は、インテグレータの全個数を
ｎ個とした場合１／ｎになる。したがって遮光部が光線
を１００％透過させないものであっても、インテグレー
タ光学系が１０×１０すなわち１００個の場合は、１％
の精度で露光面の光強度の不均一性を補正することがで
きることとなる。
分布を持つ入射光をインテグレータ光学系により分割
し、それぞれの２次光源から、露光面を多重に照明す
る。この状態において、露光面は入射光よりも光強度の
均一化が進んでいる。しかしアライメント誤差や、光学
系の製作誤差により不均一性が残存する。これを取り除
くために、インテグレータ光学系の一部を遮光する。遮
光物は光線をまったく透過させないか、あるいは一部透
過するようなものであるため、露光面を照射している一
部分の光強度が低下する。インテグレータ光学系の中の
１つのレンズの一部のみを遮光した場合、露光面での光
強度の低下に与える影響は、インテグレータの全個数を
ｎ個とした場合１／ｎになる。したがって遮光部が光線
を１００％透過させないものであっても、インテグレー
タ光学系が１０×１０すなわち１００個の場合は、１％
の精度で露光面の光強度の不均一性を補正することがで
きることとなる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例の光強度の均一化方法
について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明
の実施例を示す光路図である。入射光１はインテグレー
タ光学系２によって多数の２次光源３に分割される。２
次光源３は集光レンズ４によって露光面５を多重に照射
する。インテグレータ光学系の一部に遮光物６を挿入す
ることによって入射光線の一部は遮られて、遮光光線部
７を形成する。
について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明
の実施例を示す光路図である。入射光１はインテグレー
タ光学系２によって多数の２次光源３に分割される。２
次光源３は集光レンズ４によって露光面５を多重に照射
する。インテグレータ光学系の一部に遮光物６を挿入す
ることによって入射光線の一部は遮られて、遮光光線部
７を形成する。
【０００９】入射光１の光の強度分布が図８に示すよう
な対称性を欠いているため、遮光物６を挿入する前の露
光面５の光強度分布が図９のように不均一になっている
場合を考える。遮光物６が全く光を透過せず、かつ入射
光１の光源がレーザ光の様に点光源と見なせる場合は、
遮光光線部７により遮られた露光面５の一部が、インテ
グレータ光学系のレンズ総数をｎとしたとき１／ｎだけ
光量が低下する。したがって光強度分布は、図２のよう
になって、遮光物６を挿入する以前よりも露光面５にお
ける光強度の均一性が増すことになる。
な対称性を欠いているため、遮光物６を挿入する前の露
光面５の光強度分布が図９のように不均一になっている
場合を考える。遮光物６が全く光を透過せず、かつ入射
光１の光源がレーザ光の様に点光源と見なせる場合は、
遮光光線部７により遮られた露光面５の一部が、インテ
グレータ光学系のレンズ総数をｎとしたとき１／ｎだけ
光量が低下する。したがって光強度分布は、図２のよう
になって、遮光物６を挿入する以前よりも露光面５にお
ける光強度の均一性が増すことになる。
【００１０】さらに光源が点光源でなく有限の大きさを
持っている場合には入射光１は完全な平行光線だけでな
く斜めの光線も含まれることになる。したがって、遮光
物６によってできる露光面上の影は、図２の場合のよう
にエッジが鮮明なものではなく、図３に示すようにエッ
ジが滑らかになる。その結果図３に示すように光強度の
均一性をより良好に改善できる場合もある。
持っている場合には入射光１は完全な平行光線だけでな
く斜めの光線も含まれることになる。したがって、遮光
物６によってできる露光面上の影は、図２の場合のよう
にエッジが鮮明なものではなく、図３に示すようにエッ
ジが滑らかになる。その結果図３に示すように光強度の
均一性をより良好に改善できる場合もある。
【００１１】また遮光物６は完全に光を透過させないよ
うなものである必要はなく、透過量が滑らかに変化する
ものを、点光源光学系の場合に用いて図３のような結果
を得ることも可能である。その場合の遮光物６の透過量
の制御は、遮光物６を露光面５の直前に挿入する場合に
比べて、１／ｎの精度で事足りる。
うなものである必要はなく、透過量が滑らかに変化する
ものを、点光源光学系の場合に用いて図３のような結果
を得ることも可能である。その場合の遮光物６の透過量
の制御は、遮光物６を露光面５の直前に挿入する場合に
比べて、１／ｎの精度で事足りる。
【００１２】さらに遮光物６はインテグレータ光学系２
の中のレンズ１つのみに限定する必要はなく、複数のレ
ンズに対してさまざまな遮光物を挿入することにより、
よりきめ細かな光強度の均一化を実施することもでき
る。またインテグレータ光学系２のどのレンズに遮光物
を挿入するかについては、入射光１の強度分布に応じ
て、低下量を増やしたいときには、入射光量の大きいレ
ンズの直前に挿入するなどをして、容易に光強度の均一
化のための光量低下量の調整を行うことができる。
の中のレンズ１つのみに限定する必要はなく、複数のレ
ンズに対してさまざまな遮光物を挿入することにより、
よりきめ細かな光強度の均一化を実施することもでき
る。またインテグレータ光学系２のどのレンズに遮光物
を挿入するかについては、入射光１の強度分布に応じ
て、低下量を増やしたいときには、入射光量の大きいレ
ンズの直前に挿入するなどをして、容易に光強度の均一
化のための光量低下量の調整を行うことができる。
【００１３】また遮光物６はインテグレータ光学系２と
接触していても良く、さらに実施令では光線の入射側に
挿入したが、出射側に密着させても、あるいは出射側か
ら少し離れた位置に配置しても良い。またこの光強度の
均一化方法を用いることにより、露光面が均一な照度分
布をもった露光装置を実現することができる。
接触していても良く、さらに実施令では光線の入射側に
挿入したが、出射側に密着させても、あるいは出射側か
ら少し離れた位置に配置しても良い。またこの光強度の
均一化方法を用いることにより、露光面が均一な照度分
布をもった露光装置を実現することができる。
【００１４】図４はエキシマレーザを用いた縮小投影露
光装置の概略図である。エキシマレーザ８の光路はミラ
ー９、１１、および１５により曲げられる。その間ビー
ムエキスパンダー１０によりエキシマレーザ８の光線の
形状を矩形に近づけた上で、インテグレータ光学系１３
に入射する。インテグレータ光学系１３の直前にはレチ
クル面１７の光強度の均一化を図るための光線遮光フィ
ルター１２を挿入する。インテグレータ光学系１３を出
射した光は、集光レンズ１４、コンデンサーレンズ１６
を通って、レチクル面１７を照明する。レチクル面１７
に描かれたパターンは縮小投影レンズ１８によりウェハ
ー１９面上に露光される。一般にエキシマレーザを用い
た縮小投影露光装置などでは、レチクル面、あるいはウ
ェハー面上の光強度の均一度を数％の範囲に制御する必
要がある。このとき光線遮光フィルター１２をレチクル
面１７の直前に挿入した場合は、光線遮光フィルターの
透過率そのものを数％の精度に制御する必要があった
が、インテグレータ光学系１３の直前に挿入すること
で、その透過量の精度はインテグレータ光学系のレンズ
個数分の１に緩和することができる。
光装置の概略図である。エキシマレーザ８の光路はミラ
ー９、１１、および１５により曲げられる。その間ビー
ムエキスパンダー１０によりエキシマレーザ８の光線の
形状を矩形に近づけた上で、インテグレータ光学系１３
に入射する。インテグレータ光学系１３の直前にはレチ
クル面１７の光強度の均一化を図るための光線遮光フィ
ルター１２を挿入する。インテグレータ光学系１３を出
射した光は、集光レンズ１４、コンデンサーレンズ１６
を通って、レチクル面１７を照明する。レチクル面１７
に描かれたパターンは縮小投影レンズ１８によりウェハ
ー１９面上に露光される。一般にエキシマレーザを用い
た縮小投影露光装置などでは、レチクル面、あるいはウ
ェハー面上の光強度の均一度を数％の範囲に制御する必
要がある。このとき光線遮光フィルター１２をレチクル
面１７の直前に挿入した場合は、光線遮光フィルターの
透過率そのものを数％の精度に制御する必要があった
が、インテグレータ光学系１３の直前に挿入すること
で、その透過量の精度はインテグレータ光学系のレンズ
個数分の１に緩和することができる。
【００１５】
【発明の効果】以上のように本発明は、光源と前記光源
を分割して多数の２次光源を形成するインテグレータ光
学系と前記インテグレータ光学系により多重に照明され
る露光面からなり、前記インテグレータ光学系の一部を
光線遮光手段によって光線の透過量を調整することによ
り、精度の低い、あるいは光線を完全に遮光してしまう
ようなフィルターで、露光面の光強度の均一化を図るこ
とができる。
を分割して多数の２次光源を形成するインテグレータ光
学系と前記インテグレータ光学系により多重に照明され
る露光面からなり、前記インテグレータ光学系の一部を
光線遮光手段によって光線の透過量を調整することによ
り、精度の低い、あるいは光線を完全に遮光してしまう
ようなフィルターで、露光面の光強度の均一化を図るこ
とができる。
【図１】本発明の実施例の光強度の均一化方法を示す光
路図
路図
【図２】実施例によって得られた露光面の光強度の分布
図
図
【図３】実施例によって得られた露光面の光強度の分布
図
図
【図４】本発明の実施例の露光装置の概略図
【図５】従来の照明光学系を示す光路図
【図６】左右対称な入射光線の光強度の分布図
【図７】左右対称な入射光線によって得られる露光面の
光強度の分布図
光強度の分布図
【図８】左右が非対称な入射光線の光強度の分布図
【図９】左右が非対称な入射光線によって得られる露光
面の光強度の分布図
面の光強度の分布図
１ 入射光線 ２ インテグレータ光学系 ３ ２次光源 ４ 集光レンズ ５ 露光面 ６ 遮光物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉川 智延 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 光源と前記光源を分割して多数の２次光
源を形成するインテグレータ光学系と前記インテグレー
タ光学系により多重に照明される露光面からなり、前記
インテグレータ光学系の一部を前記露光面の光強度が均
一化するよう光線遮光手段によって光線の透過量を調整
したことを特徴とする光強度の均一化方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の光強度の均一化方法を用
いた露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3287469A JPH05127086A (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | 光強度の均一化方法およびそれを用いた露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3287469A JPH05127086A (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | 光強度の均一化方法およびそれを用いた露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05127086A true JPH05127086A (ja) | 1993-05-25 |
Family
ID=17717744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3287469A Pending JPH05127086A (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | 光強度の均一化方法およびそれを用いた露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05127086A (ja) |
Cited By (20)
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| JP2008235941A (ja) * | 2003-12-31 | 2008-10-02 | Asml Netherlands Bv | 光減衰器デバイス、放射システム、及び、それらの付属するリソグラフィ装置、及び、デバイス製造方法 |
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-
1991
- 1991-11-01 JP JP3287469A patent/JPH05127086A/ja active Pending
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