JPH06202243A - Illuminating optical device - Google Patents
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- JPH06202243A JPH06202243A JP5000582A JP58293A JPH06202243A JP H06202243 A JPH06202243 A JP H06202243A JP 5000582 A JP5000582 A JP 5000582A JP 58293 A JP58293 A JP 58293A JP H06202243 A JPH06202243 A JP H06202243A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は水銀ランプ等の放電ラン
プからの光で被照明物体を照明する照明光学装置に関
し、特に半導体製造用露光装置の照明光学系に適用して
好適なものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an illumination optical apparatus for illuminating an object to be illuminated with light from a discharge lamp such as a mercury lamp, and is particularly suitable for application to an illumination optical system of an exposure apparatus for semiconductor manufacturing. .
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、放電ランプからの光で被照明物体
を照明する装置が種々の分野で様々な用途に使用されて
いるが、中でもＬＳＩ等の半導体素子又は液晶表示素子
等をフォトリソグラフィ工程で製造する際に使用される
投影型露光装置（ステッパー、アライナー等）において
は、超高圧水銀ランプ（Ｈｇランプ、Ｘｅ−Ｈｇランプ
等）から出力される光の内の特定の波長の光（波長365n
m のｉ線、波長436nm のｇ線等）で転写用のパターンが
形成されたレチクルを照明する装置が使用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, an apparatus for illuminating an object to be illuminated with light from a discharge lamp has been used for various purposes in various fields. Above all, a semiconductor element such as LSI or a liquid crystal display element is subjected to a photolithography process. In the projection type exposure apparatus (stepper, aligner, etc.) used in the manufacturing of the above, the light of a specific wavelength (wavelength of the light output from the ultra-high pressure mercury lamp (Hg lamp, Xe-Hg lamp, etc.) is used. 365n
An apparatus for illuminating a reticle on which a transfer pattern is formed with an i line of m, a g line of 436 nm wavelength, etc. is used.
【０００３】斯かる投影露光装置においては、より一層
微細なパターンを高い解像度で感光基板上に転写するた
めに多大の努力が続けられている。一般に、投影露光装
置の投影光学系の開口数をＮＡ、露光光の波長をλとす
ると、その投影露光装置の解像度Ｒ及び焦点深度ＤＯＦ
は次のように表すことができる。 Ｒ＝ｋ1 ・λ／ＮＡ （１） ＤＯＦ＝ｋ2 ・λ／ＮＡ2 （２） 但し、上式において、ｋ1 及びｋ2 はそれぞれプロセス
によって決まる係数である。上式によれば、パターンの
微細化は次の２つの手法の何れかにより達成される。In such a projection exposure apparatus, great efforts are being made to transfer a finer pattern onto a photosensitive substrate with high resolution. Generally, when the numerical aperture of the projection optical system of the projection exposure apparatus is NA and the wavelength of the exposure light is λ, the resolution R and the depth of focus DOF of the projection exposure apparatus.
Can be expressed as: R = k 1 · λ / NA (1) DOF = k 2 · λ / NA 2 (2) However, in the above equation, k 1 and k 2 are coefficients determined by the process. According to the above equation, pattern miniaturization can be achieved by either of the following two methods.
【０００４】投影光学系の開口数ＮＡの拡大 露光光の波長（露光波長）λの短波長化 これら２つの手法の内の投影光学系の開口数について
は、近年開口数が０．５〜０．６といった大きな開口の
投影光学系が実現されており、これにより解像度は向上
している。しかしながら、単に投影光学系の開口数ＮＡ
を大きくすると、（２）式より、焦点深度ＤＯＦが開口
数ＮＡの自乗に反比例して小さくなるという不都合があ
る。一般に、実際の半導体プロセスにおいては、先工程
で段差の生じたウエハ上に回路パターンを露光する必要
があり、また、ウエハ自身の平面度誤差等を吸収する必
要もあるため、焦点深度ＤＯＦとしては充分大きな値が
確保される必要がある。Expansion of Numerical Aperture NA of Projection Optical System Shortening of Wavelength (Exposure Wavelength) λ of Exposure Light In recent years, the numerical aperture of the projection optical system of these two methods is 0.5 to 0. A projection optical system having a large aperture such as 0.6 has been realized, which improves the resolution. However, simply the numerical aperture NA of the projection optical system
There is a disadvantage in that the depth of focus DOF becomes smaller in inverse proportion to the square of the numerical aperture NA, according to the expression (2), when is larger. Generally, in an actual semiconductor process, it is necessary to expose a circuit pattern on a wafer having a step in the previous step, and it is also necessary to absorb a flatness error of the wafer itself. It is necessary to secure a sufficiently large value.
【０００５】これに対して、露光波長λを短波長化する
方式では、（２）式から明らかなように、焦点深度ＤＯ
Ｆは露光光の波長λに比例して変化する。従って、露光
波長λの短波長化によって解像度を向上させる方が焦点
深度確保の点で有利となる。このような背景から、投影
露光装置における露光光としては、従来使用されていた
水銀ランプのｇ線（波長436nm ）と呼ばれる輝線から、
現在では同じ水銀ランプのｉ線（波長365nm ）と呼ばれ
る輝線を使用することが主流となってきている。On the other hand, in the method of shortening the exposure wavelength λ, the depth of focus DO is
F changes in proportion to the wavelength λ of the exposure light. Therefore, it is advantageous to improve the resolution by shortening the exposure wavelength λ in terms of ensuring the depth of focus. From such a background, as the exposure light in the projection exposure apparatus, from the bright line called g-line (wavelength 436 nm) of the mercury lamp which has been used conventionally,
At present, the use of bright lines called i-line (wavelength 365 nm) of the same mercury lamp has become the mainstream.
【０００６】図４は、従来の投影露光装置用の水銀ラン
プを光源とする照明光学装置の一例を示し、この図４に
おいて、水銀ランプ１の発光点は楕円鏡２内の第１焦点
Ｆ１上に配置されている。楕円鏡２の端部には水銀ラン
プ１の電極部を通す開口部が形成され、楕円鏡２の内面
には、例えばアルミニウム又は種々の多層の誘電体材料
が蒸着され、その内面が反射面として作用する。水銀ラ
ンプ１から放射された光Ｌは、楕円鏡２の内面で反射さ
れて光路折り曲げ用のミラー３に向かう。ミラー３の反
射面にもアルミニウム又は種々の多層の誘電体材料が蒸
着され、ミラー３で反射された光が、楕円鏡２の第２焦
点Ｆ２に集光され、この第２焦点Ｆ２上に光源像が形成
される。FIG. 4 shows an example of an illumination optical device using a conventional mercury lamp for a projection exposure apparatus as a light source. In FIG. 4, the light emitting point of the mercury lamp 1 is on a first focal point F1 in the elliptical mirror 2. It is located in. An opening for passing the electrode portion of the mercury lamp 1 is formed at the end of the ellipsoidal mirror 2, and, for example, aluminum or various multilayer dielectric materials are vapor-deposited on the inner surface of the ellipsoidal mirror 2, and the inner surface serves as a reflecting surface. To work. The light L emitted from the mercury lamp 1 is reflected by the inner surface of the elliptic mirror 2 and travels to the mirror 3 for bending the optical path. Aluminum or various multilayer dielectric materials are also vapor-deposited on the reflecting surface of the mirror 3, and the light reflected by the mirror 3 is focused on the second focal point F2 of the elliptic mirror 2, and the light source is placed on the second focal point F2. An image is formed.
【０００７】この光源像からの発散光はコリメータレン
ズ４によりほぼ平行な光束に変換されて、狭帯域のバン
ドパスフィルタ板５に入射する。バンドパスフィルタ板
５で選択された波長の照明光がオプティカルインテグレ
ータとしてのフライアイレンズ６に入射し、このフライ
アイレンズ６の後側（レチクル側）焦点面に多数の２次
光源が形成される。これら多数の２次光源からの発散光
は、光路折り曲げ用のミラー７で反射された後にコンデ
ンサーレンズ８により集光されて、被照射面としてのレ
チクル９のパターン形成面を重畳的に照明する。ミラー
７の反射面にもアルミニウム又は種々の多層の誘電体材
料が蒸着されている。The divergent light from this light source image is converted into a substantially parallel light beam by the collimator lens 4 and is incident on the narrow band bandpass filter plate 5. Illumination light having a wavelength selected by the bandpass filter plate 5 enters a fly-eye lens 6 as an optical integrator, and a large number of secondary light sources are formed on the focal plane on the rear side (reticle side) of the fly-eye lens 6. . The divergent light from these many secondary light sources is reflected by the mirror 7 for bending the optical path and then condensed by the condenser lens 8 to illuminate the pattern forming surface of the reticle 9 as the irradiated surface in a superimposed manner. The reflecting surface of the mirror 7 is also vapor-deposited with aluminum or various multilayer dielectric materials.
【０００８】全体の光学系は、光路を折り曲げるための
ミラー３及び７によりコンパクトにまとめられている。
また、集光鏡としての楕円鏡２の内面、ミラー３の反射
面及びミラー７の反射面は、それぞれ露光光の波長で最
大の反射率が得られるように設計されている。図４の水
銀ランプ１としては、超高圧水銀ランプが使用される
が、この超高圧水銀ランプの発光スペクトル分布を図５
に示す。また、反射面にアルミニウムが蒸着されたアル
ミニウム反射鏡の反射率の波長依存性を図６（ａ）に、
反射面に多層の誘電体膜が蒸着された従来の代表的な誘
電体多層膜反射鏡の反射率の波長依存性を図６（ｂ）に
示す。更に、露光光がｉ線（波長365nm ）である場合の
図４のバンドパスフィルタ板５の透過率の波長依存性を
図７に示す。このような構成により、ｉ線の照明光が選
択され、この選択された照明光によりレチクル９のパタ
ーンが均一な照度分布で照明され、レチクル９のパター
ンの像が図示省略された投影光学系を介して感光基板上
に結像されていた。The entire optical system is compactly assembled by mirrors 3 and 7 for bending the optical path.
Further, the inner surface of the elliptic mirror 2 as the condenser mirror, the reflecting surface of the mirror 3 and the reflecting surface of the mirror 7 are designed so that the maximum reflectance is obtained at the wavelength of the exposure light. An ultrahigh pressure mercury lamp is used as the mercury lamp 1 in FIG. 4, and the emission spectrum distribution of this ultrahigh pressure mercury lamp is shown in FIG.
Shown in. Further, FIG. 6A shows the wavelength dependence of the reflectance of an aluminum reflecting mirror in which aluminum is deposited on the reflecting surface.
FIG. 6B shows the wavelength dependence of the reflectance of a conventional typical dielectric multilayer film reflecting mirror in which a multilayer dielectric film is deposited on the reflecting surface. Further, FIG. 7 shows the wavelength dependence of the transmittance of the bandpass filter plate 5 of FIG. 4 when the exposure light is the i-line (wavelength 365 nm). With such a configuration, the i-line illumination light is selected, the pattern of the reticle 9 is illuminated by the selected illumination light with a uniform illuminance distribution, and the projection optical system in which the image of the pattern of the reticle 9 is omitted is shown. An image was formed on the photosensitive substrate via the.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に
示す従来の照明光学装置を、外界に開放された状態で使
用した場合、水銀ランプ１からバンドパスフィルタ板５
までの光学部材、即ち楕円鏡２、光路折り曲げ用のミラ
ー３、コリメータレンズ４及びバンドパスフィルタ板５
の入射面の表面にそれぞれ白色の粉末が付着し、反射率
又は透過率が低下して照明効率が次第に低下するという
不都合があった。分析の結果、その白色の粉末は硫酸ア
ンモニウム（(NH4)2SO4 ）であることが判明し、更に、
その生成に関与する物質は照明光学系内には存在せず、
外気から供給されていることが分かった。However, when the conventional illumination optical device shown in FIG. 4 is used in a state where it is open to the outside, the mercury lamp 1 to the bandpass filter plate 5 are used.
Up to optical members, that is, the elliptical mirror 2, the mirror 3 for bending the optical path, the collimator lens 4, and the bandpass filter plate 5.
However, there is a disadvantage that white powder adheres to the surface of each of the incident surfaces, the reflectance or the transmittance decreases, and the illumination efficiency gradually decreases. Analysis revealed that the white powder was ammonium sulfate ((NH 4 ) 2 SO 4 ), and
The substances involved in its production are not present in the illumination optics,
It turned out that it was supplied from outside air.
【００１０】これを回避するための一方法として、本出
願人は特開平４−１２８７０２号公報において、硫酸ア
ンモニウムの分解が１２０°Ｃ程度より始まることを利
用して（例えば化学大辞典編集委員会編：「化学大辞
典」Vol.9,P690, 共立出版1964参照）、図４の楕円鏡２
等の光学部材をその１２０°Ｃ以上の温度に保つことに
より、その白色の粉末の付着を防止する手法を提案して
いる。この場合、図４の楕円鏡２は水銀ランプ１という
大きな一種の熱源に近接しているため、比較的容易に高
温に維持することが可能である。As a method for avoiding this, the present applicant uses the fact that the decomposition of ammonium sulfate starts at about 120 ° C. in Japanese Patent Laid-Open No. 4-128702 (for example, edited by the Chemical Dictionary Dictionary Committee). : "Chemical Dictionary" Vol.9, P690, Kyoritsu Shuppan 1964), elliptical mirror 2 in Fig. 4
It proposes a method of preventing the adhesion of the white powder by keeping the optical member such as the above at a temperature of 120 ° C. or higher. In this case, since the elliptical mirror 2 in FIG. 4 is close to a large kind of heat source called the mercury lamp 1, it is possible to maintain the temperature at a high temperature relatively easily.
【００１１】また、ミラー３には楕円鏡２により集光さ
れた光が直接的に当たり、ミラー３は通常でも比較的高
い温度となるので、僅かな熱源を加えるかまたは保温す
るだけで、ミラー３を容易に高温に維持でき、硫酸アン
モニウムの付着を防止できる。しかしながら、それ以上
の光学部材、即ちコリメータレンズ４及びバンドパスフ
ィルタ板５での硫酸アンモニウムの付着を防止するに
は、加熱する以外の方法はなく、これらの光学部材
（４，５）を十分に加熱するには、かなり大きな熱源を
必要とすることから、特に厳重な温度管理を必要とする
半導体露光装置の場合には、その排熱方法が大きな問題
となる。Further, the light condensed by the elliptical mirror 2 directly hits the mirror 3, and the mirror 3 usually has a relatively high temperature. Therefore, the mirror 3 can be heated by adding a slight heat source or keeping it warm. Can be easily maintained at a high temperature, and the adhesion of ammonium sulfate can be prevented. However, in order to prevent ammonium sulfate from adhering to further optical members, that is, the collimator lens 4 and the bandpass filter plate 5, there is no method other than heating, and these optical members (4, 5) are sufficiently heated. In order to achieve this, a considerably large heat source is required. Therefore, in the case of a semiconductor exposure apparatus that requires strict temperature control, the method of exhausting heat is a serious problem.
【００１２】本発明は斯かる点に鑑み、放電ランプから
の光を集光鏡で集光した後、更に光学部材を介して被照
明物体を照明するような照明光学装置において、新たに
大きな熱源を設けることなくその光学部材に付着する硫
酸アンモニウムの白色の粉末の量を減少することを目的
とする。In view of the above point, the present invention provides a new large heat source in an illumination optical device in which light from a discharge lamp is condensed by a condenser mirror and then an illuminated object is further illuminated through an optical member. The purpose is to reduce the amount of ammonium sulfate white powder adhering to the optical member without providing.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明による照明光学装
置は、例えば図１に示す如く、放電ランプ（１）と、放
電ランプ（１）からの光を反射する反射集光部材（２
Ａ）とを有し、反射集光部材（２Ａ）を介した光を被照
明物体（９）へ照明する装置において、二酸化硫黄の吸
収帯の光に対する反射集光部材（２Ａ）の反射率を小さ
くしたものである。As shown in FIG. 1, for example, an illuminating optical device according to the present invention includes a discharge lamp (1) and a reflection condensing member (2) for reflecting light from the discharge lamp (1).
A) for illuminating the illuminated object (9) with the light passing through the reflective light collecting member (2A), the reflectance of the reflective light collecting member (2A) with respect to the light in the absorption band of sulfur dioxide. It is a small one.
【００１４】より具体的に言うと、本発明は、105nm 〜
180nm 、180nm 〜240nm 、260nm 〜340nm 、340nm 〜39
0nm の４つの波長帯の内の少なくとも１つの波長帯の光
に対するその反射集光部材（２Ａ）の反射率を小さくし
たものである。この場合、その反射集光部材（２Ａ）の
反射率特性の一例は、260nm 〜340nmの波長帯の光に対
する反射率が０．５以下となるものである。More specifically, the present invention is directed to 105 nm
180nm, 180nm ~ 240nm, 260nm ~ 340nm, 340nm ~ 39
The reflectance of the reflecting and condensing member (2A) for light in at least one wavelength band of four wavelength bands of 0 nm is reduced. In this case, an example of the reflectance characteristic of the reflective condensing member (2A) is that the reflectance for light in the wavelength band of 260 nm to 340 nm is 0.5 or less.
【００１５】また、その反射集光部材（２Ａ）と被照明
物体（９）との照明光路間に光透過部材（１６）を配置
し、105nm 〜180nm 、180nm 〜240nm 、260nm 〜340nm
、340nm 〜390nm の４つの波長帯の内の少なくとも１
つの波長帯の光に対する光透過部材（１６）の透過率を
小さくしてもよい。更に、その反射集光部材（２Ａ）の
被照明物体（９）側に反射集光部材（２Ａ）を介した光
を反射偏向する反射部材（３Ａ）を配置し、260nm 〜34
0nm の波長帯の光に対する反射部材（３Ａ）の反射率を
０．２以下にしてもよい。Further, a light transmitting member (16) is arranged in the illumination optical path between the reflecting and condensing member (2A) and the illuminated object (9), and 105 nm to 180 nm, 180 nm to 240 nm, 260 nm to 340 nm are arranged.
, At least one of the four wavelength bands from 340nm to 390nm
The transmittance of the light transmitting member (16) for light in one wavelength band may be reduced. Further, a reflecting member (3A) for reflecting and deflecting the light passing through the reflecting and converging member (2A) is arranged on the illuminated object (9) side of the reflecting and condensing member (2A), and the reflection and condensing member 260 nm to
The reflectance of the reflecting member (3A) for light in the wavelength band of 0 nm may be 0.2 or less.
【００１６】[0016]
【作用】斯かる本発明の原理につき説明する。先ず本発
明者は空気中に存在する微量物質から硫酸アンモニウム
（(NH4)2SO4 ）が生成されるプロセスを再度検討した。
そして、既に述べたように、従来の図４に示した水銀ラ
ンプのｉ線（波長365nm）を照明光として利用する照明
光学装置において、硫酸アンモニウムの白色の粉末が付
着するのはバンドパスフィルタ板５の入射面までに限ら
れることから、365nm 未満の波長域の光が関与する光化
学反応が想定できる。The principle of the present invention will be described. First, the present inventor reexamined the process of producing ammonium sulfate ((NH 4 ) 2 SO 4 ) from a trace substance present in the air.
As described above, in the conventional illumination optical device that uses the i-line (wavelength 365 nm) of the mercury lamp shown in FIG. 4 as illumination light, the white powder of ammonium sulfate adheres to the bandpass filter plate 5 Since it is limited to the incident surface of, a photochemical reaction involving light in the wavelength range of less than 365 nm can be assumed.
【００１７】空気中には、微量の二酸化硫黄（亜流酸）
（SO2 ）、アンモニア（NH4 ）が極く普通に存在し、例
えば半導体露光装置が運転されるクリーンルーム内でも
同様である。従って、これらの物質と、空気中の酸素
（O2）及び水（H2O ）とを原料として、紫外線のエネル
ギーを用いて次の反応プロセスが想定される。A small amount of sulfur dioxide (sulfurous acid) is present in the air.
(SO 2 ) and ammonia (NH 4 ) are extremely common, and the same is true, for example, in a clean room where a semiconductor exposure apparatus is operated. Therefore, the following reaction process is envisioned by using these substances and oxygen (O 2 ) and water (H 2 O) in the air as raw materials and using the energy of ultraviolet rays.
【００１８】二酸化硫黄（SO2 ）が振動数νの紫外線
のエネルギーｈν（ｈはプランク定数）を得て、次のよ
うに活性化二酸化硫黄（SO2 *）となる。Sulfur dioxide (SO 2 ) obtains the energy hν of ultraviolet light having a frequency ν (h is Planck's constant), and becomes activated sulfur dioxide (SO 2 * ) as follows.
【００１９】[0019]
【化１】 [Chemical 1]
【００２０】活性化二酸化硫黄（SO2 *）が酸化され
て、次のように三酸化硫黄（S03 ）となる。Activated sulfur dioxide (SO 2 * ) is oxidized to sulfur trioxide (S 0 3 ) as follows.
【００２１】[0021]
【化２】 [Chemical 2]
【００２２】三酸化硫黄（S03 ）が次のように水と反
応して硫酸（H2SO4 ）となる。Sulfur trioxide (S0 3 ) reacts with water to form sulfuric acid (H 2 SO 4 ) as follows.
【００２３】[0023]
【化３】 [Chemical 3]
【００２４】アンモニア（NH4 ）が次のように水と反
応して水酸化アンモニウム（NH3OH ）となる。Ammonia (NH 4 ) reacts with water to form ammonium hydroxide (NH 3 OH) as follows.
【００２５】[0025]
【化４】 [Chemical 4]
【００２６】上記の（化３）で得られた硫酸（H2SO
4 ）と（化４）で得られた水酸化アンモニウム（NH3OH
）とが反応（中和）し、次のように塩としての硫酸ア
ンモニウム（(NH4)2SO4 ）が生成される。The sulfuric acid (H 2 SO
4 ) and ammonium hydroxide (NH 3 OH) obtained by
) And ammonium sulfate ((NH 4 ) 2 SO 4 ) as a salt are produced as follows.
【００２７】[0027]
【化５】 [Chemical 5]
【００２８】以上は「千葉大学環境科学研究報告第１巻
第１号pp.165 〜177 」を参考としたものである。本発
明者は、上記の反応の内の（化１）の反応を抑えること
ができれば硫酸アンモニウムの生成を抑制できることに
着目した。従って、先ず二酸化硫黄の吸収帯の光に対す
る反射集光部材（２Ａ）の反射率を小さくすることによ
り、後に続く光学部材側では二酸化硫黄を活性化する光
の照射量が減少し、最終的に白い粉末又は白い曇りの原
因となる硫酸アンモニウムの生成量が減少する。これに
より、長期の運転に際しても高い照明効率を維持できる
照明光学装置が実現できる。The above is based on "Chiba University Environmental Science Research Report Vol. 1, No. 1, pp.165-177". The present inventor has noticed that if the reaction of (Chemical Formula 1) among the above reactions can be suppressed, the production of ammonium sulfate can be suppressed. Therefore, first, by reducing the reflectance of the reflecting and condensing member (2A) with respect to the light in the absorption band of sulfur dioxide, the irradiation amount of light for activating sulfur dioxide on the optical member side that follows is reduced, and finally The amount of ammonium sulfate that causes white powder or white cloudiness is reduced. This makes it possible to realize an illumination optical device that can maintain high illumination efficiency even during long-term operation.
【００２９】次に、二酸化硫黄の吸収体についてより詳
細に検討すると、別の文献（H.Okabe:"Photochemistory
of Small Molecules",p248,Wiley-Inter Science,197
8）によれば、二酸化硫黄は次のように第１励起状態〜
第４励起状態に応じて４つの波長帯に吸収帯を持ってい
る。 第１励起状態：105〜180nm 第２励起状態：180〜240nm 第３励起状態：260〜340nm 第４励起状態：340〜390nmNext, a more detailed study of the sulfur dioxide absorber will be described in another document (H.Okabe: "Photochemistory").
of Small Molecules ", p248, Wiley-Inter Science, 197
According to 8), sulfur dioxide has the following first excited state ~
It has absorption bands in four wavelength bands depending on the fourth excited state. First excited state: 105 to 180 nm Second excited state: 180 to 240 nm Third excited state: 260 to 340 nm Fourth excited state: 340 to 390 nm
【００３０】なお、の波長帯との波長帯とは連続し
ており、同様にの波長帯との波長帯とも連続してい
るが、それらの波長帯の光を二酸化硫黄が吸収した結果
生ずる励起二酸化硫黄の電子状態が互いに異なるため
に、それらの波長帯が区分されている。これにより、そ
れら〜の内の少なくとも１つの波長帯の光に対する
反射集光部材（２Ａ）の反射率を小さくすることによ
り、後に続く光学部材側では二酸化硫黄を活性化する光
の照射量が減少し、最終的に白い粉末又は白い曇りの原
因となる硫酸アンモニウムの生成量が減少することにな
る。Note that the wavelength band of and the wavelength band of are continuous and are also continuous with the wavelength band of, but the excitation generated as a result of the absorption of light in these wavelength bands by sulfur dioxide. Since the electronic states of sulfur dioxide are different from each other, their wavelength bands are divided. As a result, the reflectance of the reflective condensing member (2A) with respect to the light in at least one of the wavelength bands is reduced, and the irradiation amount of light that activates sulfur dioxide is reduced on the subsequent optical member side. In the end, however, the amount of ammonium sulfate, which causes white powder or white cloudiness, is reduced.
【００３１】ところで、放電ランプ（１）として超高圧
水銀ランプを使用するものとすると、超高圧水銀ランプ
は240nm 以下の波長域で殆ど発光が無いこと、及び図４
の従来例ではバンドパスフィルタ板５以降の光学系では
経験的に硫酸アンモニウムの発生が認められないことか
ら、260nm 〜340nm の波長帯の紫外線が硫酸アンモニウ
ムの発生の反応に主要な役割を果たしていると考えられ
る。従って、反射集光部材（２Ａ）の反射率特性を、26
0nm 〜340nm の波長帯の光に対する反射率が０．５以下
とするだけでも、後続の光学部材に対する硫酸アンモニ
ウムの付着量が大幅に減少する。By the way, if an ultra-high pressure mercury lamp is used as the discharge lamp (1), the ultra-high pressure mercury lamp emits almost no light in the wavelength range of 240 nm or less, and FIG.
In the conventional example, the generation of ammonium sulfate is empirically not observed in the optical system after the bandpass filter plate 5, so it is considered that ultraviolet rays in the wavelength range of 260 nm to 340 nm play a major role in the reaction of generation of ammonium sulfate. To be Therefore, the reflectance characteristic of the reflective condensing member (2A) is
Even if the reflectance for light in the wavelength band of 0 nm to 340 nm is set to 0.5 or less, the amount of ammonium sulfate attached to the subsequent optical members is significantly reduced.
【００３２】なお、反射集光部材（２Ａ）には硫酸アン
モニウムが付着することになるが、この部品は後続の光
学部材に比べて廉価であり容易に交換することができ
る。また、反射集光部材（２Ａ）は放電ランプ（１）に
近く加熱されているため、仮にその反射集光部材（２
Ａ）を硫酸アンモニウムの分解温度である１２０°Ｃ以
上に保つとしても、保温装置程度でよく、大きな熱源を
付加する必要はない。Ammonium sulfate adheres to the reflecting and condensing member (2A), but this part is less expensive than the subsequent optical member and can be easily replaced. Further, since the reflective light collecting member (2A) is heated close to the discharge lamp (1), it is assumed that the reflective light collecting member (2A) is
Even if A) is maintained at 120 ° C. or higher, which is the decomposition temperature of ammonium sulfate, only a heat-retaining device is required and it is not necessary to add a large heat source.
【００３３】また、その反射集光部材（２Ａ）と被照明
物体（９）との照明光路間に光透過部材（１６）を配置
し、105nm 〜180nm 、180nm 〜240nm 、260nm 〜340nm
、340nm 〜390nm の４つの波長帯の内の少なくとも１
つの波長帯の光に対する光透過部材（１６）の透過率を
小さくした場合には、後続の光学部材側に対する二酸化
硫黄に吸収される光の照射量が更に減少するので、硫酸
アンモニウムの付着量をより減少することができる。Further, a light transmitting member (16) is arranged in the illumination optical path between the reflecting and condensing member (2A) and the object to be illuminated (9), and 105 nm to 180 nm, 180 nm to 240 nm, 260 nm to 340 nm.
, At least one of the four wavelength bands from 340nm to 390nm
When the transmittance of the light transmitting member (16) for light of one wavelength band is reduced, the irradiation amount of light absorbed by sulfur dioxide to the subsequent optical member side is further reduced, so that the adhesion amount of ammonium sulfate is further increased. Can be reduced.
【００３４】同様に、その反射集光部材（２Ａ）の被照
明物体（９）側に反射集光部材（２Ａ）を介した光を反
射偏向する反射部材（３Ａ）を配置し、260nm 〜340nm
の波長帯の光に対する反射部材（３Ａ）の反射率を０．
２以下にした場合にも、後続の光学部材側に対する二酸
化硫黄に吸収される光の照射量が更に減少するので、硫
酸アンモニウムの付着量をより減少することができる。Similarly, a reflecting member (3A) for reflecting and deflecting the light passing through the reflecting and condensing member (2A) is disposed on the illuminated object (9) side of the reflecting and condensing member (2A), and 260 nm to 340 nm
The reflectance of the reflection member (3A) with respect to the light of the wavelength band of 0.
Even when the number is 2 or less, the irradiation amount of the light absorbed by the sulfur dioxide on the subsequent optical member side is further reduced, so that the adhesion amount of ammonium sulfate can be further reduced.
【００３５】[0035]
【実施例】以下、本発明による照明光学装置の一実施例
につき図１を参照して説明する。本実施例は図４の従来
の装置を元にしたものであり、図１において図４に対応
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。また、本実施例では被照明物体を照明する照明光と
して水銀ランプのｉ線（波長365nm ）を使用する場合を
扱う。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the illumination optical device according to the present invention will be described below with reference to FIG. This embodiment is based on the conventional apparatus of FIG. 4, and in FIG. 1, parts corresponding to those of FIG. 4 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. Further, this embodiment deals with the case where the i-line (wavelength 365 nm) of a mercury lamp is used as the illumination light for illuminating the object to be illuminated.
【００３６】図１は本例の照明光学装置を示し、この図
１において、超高圧の水銀ランプ１の発光点が楕円鏡２
Ａの第１焦点Ｆ１上に配置され、楕円鏡２Ａの端部には
水銀ランプ１の電極部を通す開口部が形成されている。
楕円鏡２の内面には、例えば種々の多層の誘電体材料が
蒸着され、その内面の反射率の波長依存性（分光反射特
性）は図２（ａ）に示すように、波長340nm 以下で０．
１より小さく設定されている。実際には超高圧の水銀ラ
ンプには波長240nm 以下に殆ど発光が無いため、楕円鏡
２Ａの反射率は波長240nm 以下で大きくなっても差し支
えない。FIG. 1 shows an illumination optical device of this example. In FIG. 1, the light emitting point of an ultrahigh pressure mercury lamp 1 is an elliptical mirror 2.
The opening is formed on the first focal point F1 of A, and the electrode portion of the mercury lamp 1 is formed at the end of the elliptical mirror 2A.
On the inner surface of the elliptic mirror 2, for example, various multilayer dielectric materials are vapor-deposited, and the wavelength dependence (spectral reflection characteristic) of the reflectance of the inner surface is 0 at a wavelength of 340 nm or less as shown in FIG. ．
It is set smaller than 1. In reality, an ultra-high pressure mercury lamp emits almost no light at a wavelength of 240 nm or less, so that the reflectance of the elliptical mirror 2A may be large at a wavelength of 240 nm or less.
【００３７】また、本例では楕円鏡２Ａへの硫酸アンモ
ニウムの白色の粉末の付着を防止するために、加熱装置
を設ける。即ち、楕円鏡２Ａの外側に発熱コイル１０を
巻回し、楕円鏡２Ａの端部にそれぞれ温度センサー１１
Ａ及び１１Ｂを取り付ける。そして、温度センサー１１
Ａ及び１１Ｂで検出した温度情報を温度コントローラ１
２に供給し、温度コントローラ１２は発熱コイル１０に
供給する電流量を調節することにより、楕円鏡２Ａの温
度を硫酸アンモニウムの分解温度である１２０°Ｃ以上
に維持する。なお、楕円鏡２Ａは熱源としての水銀ラン
プ１の近傍に配置されているため、発熱コイル１０には
それ程大きな電流を流す必要はない。In this example, a heating device is provided to prevent the white powder of ammonium sulfate from adhering to the elliptical mirror 2A. That is, the heating coil 10 is wound on the outer side of the elliptic mirror 2A, and the temperature sensor 11 is provided at each end of the elliptic mirror 2A.
Install A and 11B. And the temperature sensor 11
Temperature controller 1 detects temperature information detected by A and 11B.
2 and the temperature controller 12 adjusts the amount of current supplied to the heating coil 10 to maintain the temperature of the elliptic mirror 2A at 120 ° C. or higher, which is the decomposition temperature of ammonium sulfate. Since the elliptical mirror 2A is arranged in the vicinity of the mercury lamp 1 as a heat source, it is not necessary to supply a large current to the heating coil 10.
【００３８】また、楕円鏡２Ａには特に加熱装置を設け
るまでもなく、保温装置を設けるだけでもよい。保温装
置としては、例えば図３（ａ）に示すように、楕円鏡２
Ａの外面に保温材１７を設けることが考えられる。更
に、図３（ｂ）に示すように、楕円鏡２Ａの外面を側面
板１８，１９及び湾曲板２０で覆い、楕円鏡２Ａの外面
に外界と隔離された空間２１を形成し、これにより楕円
鏡２Ａを保温してもよい。The elliptic mirror 2A need not be provided with a heating device, but may be provided with a heat retaining device. As the heat retaining device, for example, as shown in FIG.
It is conceivable to provide the heat insulating material 17 on the outer surface of A. Further, as shown in FIG. 3B, the outer surface of the elliptical mirror 2A is covered with the side plates 18 and 19 and the curved plate 20 to form a space 21 isolated from the outside on the outer surface of the elliptic mirror 2A. The mirror 2A may be kept warm.
【００３９】図１に戻り、水銀ランプ１から放射された
光は、楕円鏡２Ａの内面で反射されて光路折り曲げ用の
ミラー３Ａに向かう。ミラー３Ａの反射面にも例えば種
々の多層の誘電体材料が蒸着され、その反射率の波長依
存性（分光反射特性）も図２（ａ）に示すように、波長
340nm 以下で０．１より小さく設定されている。実際に
は超高圧の水銀ランプには波長240nm 以下に殆ど発光が
無いため、ミラー３Ａの反射率は波長240nm 以下で大き
くなっても差し支えない。Returning to FIG. 1, the light emitted from the mercury lamp 1 is reflected by the inner surface of the elliptical mirror 2A and travels to the mirror 3A for bending the optical path. Various multilayer dielectric materials, for example, are also vapor-deposited on the reflecting surface of the mirror 3A, and the wavelength dependency of its reflectance (spectral reflection characteristic) is also shown in FIG.
It is set smaller than 0.1 at 340 nm or less. In reality, an ultra-high pressure mercury lamp hardly emits light at a wavelength of 240 nm or less, so that the reflectance of the mirror 3A may be large at a wavelength of 240 nm or less.
【００４０】また、本例ではミラー３Ａへの硫酸アンモ
ニウムの白色の粉末の付着を念のために防止するため
に、加熱装置を設ける。即ち、ミラー３Ａの外側に発熱
コイル１３を装着し、ミラー３Ａの裏面の両端部及び中
央部にそれぞれ温度センサー１４Ａ，１４Ｃ及び１４Ｂ
を取り付ける。そして、温度センサー１４Ａ〜１４Ｃで
検出した温度情報を温度コントローラ１５に供給し、温
度コントローラ１５は発熱コイル１３に供給する電流量
を調節することにより、ミラー３Ａの温度を硫酸アンモ
ニウムの分解温度である１２０°Ｃ以上に維持する。な
お、ミラー３Ａにおいても、特に加熱装置を設けるまで
もなく、図３に示したような保温装置を設けるだけでも
よい。Further, in this example, a heating device is provided in order to prevent adhesion of the white powder of ammonium sulfate to the mirror 3A, just in case. That is, the heat generating coil 13 is attached to the outside of the mirror 3A, and the temperature sensors 14A, 14C and 14B are provided at both ends and the center of the rear surface of the mirror 3A, respectively.
Attach. Then, the temperature information detected by the temperature sensors 14A to 14C is supplied to the temperature controller 15, and the temperature controller 15 adjusts the amount of current supplied to the heating coil 13 so that the temperature of the mirror 3A is the decomposition temperature of ammonium sulfate 120. Keep above ° C. It should be noted that also in the mirror 3A, it is not necessary to provide a heating device in particular, and only the heat retaining device as shown in FIG. 3 may be provided.
【００４１】さらには、ミラー３Ａにおいて加熱装置又
は保温装置を新たに設けなくても、ミラー３Ａ，コリメ
ータレンズ４，バンドパスフィルタ板５での硫酸アンモ
ニウムの付着は原理的に防止できる。Further, even if a heating device or a heat retaining device is not additionally provided in the mirror 3A, the adhesion of ammonium sulfate to the mirror 3A, the collimator lens 4 and the bandpass filter plate 5 can be prevented in principle.
【００４２】ミラー３Ａで反射された光が、楕円鏡２Ａ
の第２焦点Ｆ２に集光され、この第２焦点Ｆ２上に光源
像が形成される。この光源像からの発散光はコリメータ
レンズ４によりほぼ平行な光束に変換されて、狭帯域の
バンドパスフィルタ板５に入射する。バンドパスフィル
タ板５で選択されたｉ線（波長365nm ）の照明光がフラ
イアイレンズ６に入射し、フライアイレンズ６の後側
（レチクル側）焦点面に形成された多数の２次光源から
の発散光は、ミラー７及びコンデンサーレンズ８を経
て、被照明物体としてのレチクル９のパターン形成面を
重畳的に照明する。The light reflected by the mirror 3A is reflected by the elliptical mirror 2A.
Is focused on the second focal point F2, and a light source image is formed on the second focal point F2. The divergent light from the light source image is converted into a substantially parallel light flux by the collimator lens 4 and is incident on the bandpass filter plate 5 having a narrow band. The illumination light of the i-line (wavelength 365 nm) selected by the bandpass filter plate 5 enters the fly-eye lens 6 and is emitted from a large number of secondary light sources formed on the focal plane on the rear side (reticle side) of the fly-eye lens 6. Through the mirror 7 and the condenser lens 8 to illuminate the pattern forming surface of the reticle 9 as an illuminated object in a superimposed manner.
【００４３】上述のように本例によれば、楕円鏡２Ａ及
び光路折り曲げ用のミラー３Ａにおいて、二酸化硫黄の
吸収帯の光の反射率が小さく設定されているため、コリ
メータレンズ４及びバンドパスフィルタ板５の入射面で
は硫酸アンモニウムの生成量が減少し、コリメータレン
ズ４及びバンドパスフィルタ板５における照明光の透過
率の減少が抑制される。また、楕円鏡２Ａ及びミラー３
Ａはそれぞれ加熱装置又は保温装置により温度が高く維
持されているため、硫酸アンモニウムはほとんど分解さ
れ、必要な照明光の反射率が低下することがない。As described above, according to this example, the light reflectance in the absorption band of sulfur dioxide is set to be small in the elliptic mirror 2A and the mirror 3A for bending the optical path, so that the collimator lens 4 and the bandpass filter are used. At the incident surface of the plate 5, the amount of ammonium sulfate produced is reduced, and the reduction of the transmittance of the illumination light in the collimator lens 4 and the bandpass filter plate 5 is suppressed. In addition, the elliptical mirror 2A and the mirror 3
Since each of A is kept at a high temperature by a heating device or a heat retaining device, ammonium sulfate is almost decomposed and the reflectance of necessary illumination light does not decrease.
【００４４】なお、図１において、例えば楕円鏡２Ａと
光路折り曲げ用のミラー３Ａとの間に、二酸化硫黄の吸
収帯の光を吸収するフィルタ板１６を配置してもよい。
このフィルタ板１６の透過率の波長依存性（分光透過特
性）を図２（ｂ）に示すように、波長340nm 以下で０．
１より小さく設定する。実際には超高圧の水銀ランプに
は波長240nm 以下に殆ど発光が無いため、フィルタ板１
６の透過率は波長240nm 以下で大きくなっても差し支え
ない。In FIG. 1, for example, a filter plate 16 for absorbing light in the absorption band of sulfur dioxide may be arranged between the elliptic mirror 2A and the mirror 3A for bending the optical path.
As shown in FIG. 2B, the wavelength dependence of the transmittance of the filter plate 16 (spectral transmission characteristic) is 0.
Set smaller than 1. In reality, the ultra-high pressure mercury lamp emits almost no wavelength below 240 nm, so filter plate 1
The transmittance of No. 6 may be large at a wavelength of 240 nm or less.
【００４５】このフィルタ板１６を配置することによ
り、ミラー３Ａ側には二酸化硫黄の吸収帯の光がほとん
ど照射されなくなるので、ミラー３Ａに対する硫酸アン
モニウムの白い粉末の付着量が減少する。従って、ミラ
ー３Ａには特に加熱装置や保温装置を設ける必要がなく
なる。また、フィルタ板１６にも加熱装置又は保温装置
を取り付けてもよいが、フィルタ板１６自体は単純で廉
価な部品であるため、例えばターレット方式でそのフィ
ルタ板１６を容易に交換できるようにして、照明効率が
低下したときに、そのフィルタ板１６を新たなフィルタ
板と交換するようにしてもよい。By arranging the filter plate 16, almost no light in the absorption band of sulfur dioxide is irradiated to the mirror 3A side, so that the amount of white powder of ammonium sulfate attached to the mirror 3A is reduced. Therefore, it is not necessary to provide the mirror 3A with a heating device or a heat retaining device. A heating device or a heat retaining device may be attached to the filter plate 16, but since the filter plate 16 itself is a simple and inexpensive component, the filter plate 16 can be easily replaced by, for example, a turret system, The filter plate 16 may be replaced with a new filter plate when the illumination efficiency decreases.
【００４６】また、フィルタ板１６を、例えばミラー３
Ａとコリメータレンズ４との間に配置するようにしても
よい。なお、上述実施例は照明光として、水銀ランプの
ｉ線を使用する場合を扱っているが、例えば水銀ランプ
のｇ線（波長436nm ）を照明光として使用する場合に
は、楕円鏡２Ａ及びミラー３Ａでは更に340 〜390nm の
波長帯の光に対する反射率をも小さくすることが望まし
い。これにより、硫酸アンモニウムの生成量がより減少
する。また、水銀ランプ１の代わりに、キセノンランプ
等を使用する場合にも本発明を同様に適用することによ
り硫酸アンモニウムの発生を抑制することができる。Further, the filter plate 16 may be replaced by, for example, the mirror 3
It may be arranged between A and the collimator lens 4. Although the above embodiment deals with the case where the i-line of a mercury lamp is used as the illumination light, for example, when the g-line (wavelength 436 nm) of the mercury lamp is used as the illumination light, the elliptical mirror 2A and the mirror are used. In 3A, it is desirable to further reduce the reflectance for light in the wavelength band of 340 to 390 nm. This further reduces the amount of ammonium sulfate produced. Further, when a xenon lamp or the like is used instead of the mercury lamp 1, the present invention is similarly applied to suppress the generation of ammonium sulfate.
【００４７】この様に、照明光源装置の光源が発する各
波長光に二酸化硫黄の吸収帯の波長の光（105nm 〜180n
m 、180nm 〜240nm 、260nm 〜340nm 、340nm 〜390nm)
が存在する場合には、この二酸化硫黄の吸収帯の波長の
光の反射率を抑えた反射光学部材（楕円鏡２Ａ、ミラー
３Ａ）、又は二酸化硫黄の吸収帯の波長の光の透過率を
抑えた透過光学部材（フィルタ板１６）を用いること
で、各光学部材よりも被照明物体側の各光学部材での硫
酸アンモニウムの付着を原理的に防止することができ
る。このとき、二酸化硫黄の吸収帯の波長の光の反射率
を抑えた反射光学部材（楕円鏡２Ａ、ミラー３Ａ）、又
は二酸化硫黄の吸収帯の波長の光の透過率を抑えた透過
光学部材（フィルタ板１６）は加熱装置によって加熱あ
るいは保温装置によって保温されることが望ましいが、
これらの光学部材が光源の近くまたは光源からの光が集
中する箇所に設けられている場合には、これらの光学部
材自体が比較的高温となるため、新たに加熱装置または
保温装置を設けなくても、硫酸アンモニウムの付着を防
止できるという効果が期待できる。As described above, the light of each wavelength emitted from the light source of the illumination light source device has a wavelength in the absorption band of sulfur dioxide (105 nm to 180 nm).
m, 180nm-240nm, 260nm-340nm, 340nm-390nm)
When present, a reflection optical member (elliptic mirror 2A, mirror 3A) that suppresses the reflectance of light having a wavelength in the absorption band of sulfur dioxide, or suppresses transmittance of light having a wavelength in the absorption band of sulfur dioxide. By using the transmissive optical member (filter plate 16), it is possible in principle to prevent ammonium sulfate from adhering to each optical member closer to the illuminated object than each optical member. At this time, a reflective optical member (elliptic mirror 2A, mirror 3A) that suppresses the reflectance of light having a wavelength in the absorption band of sulfur dioxide, or a transmissive optical member that suppresses the transmittance of light having a wavelength in the absorption band of sulfur dioxide ( The filter plate 16) is preferably heated by a heating device or kept warm by a heat retaining device,
When these optical members are provided near the light source or in a place where the light from the light source is concentrated, the optical members themselves have a relatively high temperature, so that it is not necessary to newly provide a heating device or a heat retaining device. Also, the effect of preventing the adhesion of ammonium sulfate can be expected.
【００４８】例えば、図４に示した従来の装置におい
て、従来の楕円鏡２の代わりに、二酸化硫黄の吸収帯の
波長の光の反射率を抑えた楕円鏡２Ａを用いるだけで
も、この楕円鏡２Ａは水銀ランプ１からの放射光により
比較的高温となっているため、各光学部材（３，４，
５）での硫酸アンモニウムの付着を防止できるという効
果が期待できる。For example, in the conventional apparatus shown in FIG. 4, instead of the conventional elliptic mirror 2, an elliptic mirror 2A which suppresses the reflectance of light having a wavelength in the absorption band of sulfur dioxide is used. Since 2A has a relatively high temperature due to the radiated light from the mercury lamp 1, each optical member (3, 4,
The effect of preventing the adhesion of ammonium sulfate in 5) can be expected.
【００４９】なお、本発明によれば、投影型露光装置用
の照明光学装置として有効であるのみならず、プロキシ
ミティー方式、コンタクト方式の露光装置の照明光学装
置として有効である。さらには、紫外線を用いる光学装
置においても有効であることは言うまでもない。The present invention is not only effective as an illumination optical apparatus for a projection type exposure apparatus, but also effective as an illumination optical apparatus for a proximity type or contact type exposure apparatus. Further, it goes without saying that it is also effective in an optical device using ultraviolet rays.
【００５０】また、既に説明したように、硫酸アンモニ
ウムが生成されるのは、照明光学装置の雰囲気気体中に
微量の二酸化硫黄（SO2 ）及びアンモニア（NH4 ）が存
在するからである。従って、照明光学装置が例えばクリ
ーンルーム内に設置されている場合には、クリーンルー
ム内に流通する気体を浄化するフィルタ部に、二酸化硫
黄（SO2 ）又はアンモニア（NH4 ）の何れかを除去する
フィルタ装置を追加してもよい。これにより、硫酸アン
モニウムの生成が抑制される。この場合、二酸化硫黄
（SO2 ）及びアンモニア（NH4 ）の両方を除去するフィ
ルタ装置を設けてもよい。Further, as described above, ammonium sulfate is produced because trace amounts of sulfur dioxide (SO 2 ) and ammonia (NH 4 ) are present in the atmosphere gas of the illumination optical device. Therefore, when the illumination optical device is installed in, for example, a clean room, the filter part for purifying the gas flowing in the clean room has a filter for removing either sulfur dioxide (SO 2 ) or ammonia (NH 4 ). Additional devices may be added. Thereby, the production of ammonium sulfate is suppressed. In this case, a filter device for removing both sulfur dioxide (SO 2 ) and ammonia (NH 4 ) may be provided.
【００５１】このように、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。As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
【００５２】[0052]
【発明の効果】本発明によれば、二酸化硫黄の吸収帯の
光に対する反射集光部材の反射率を小さくしたので、新
たに大きな熱源を設けることなく、その反射集光部材に
続く光学部材に付着する硫酸アンモニウムの白色の粉末
の量を減少できる利点がある。また、105nm 〜180nm 、
180nm 〜240nm 、260nm 〜340nm 、340nm 〜390nm の４
つの波長帯の内の少なくとも１つの波長帯の光に対する
その反射集光部材の反射率を小さくした場合には、二酸
化硫黄の吸収帯の光に対する反射率を小さくできる。According to the present invention, the reflectance of the reflecting and condensing member with respect to the light in the absorption band of sulfur dioxide is reduced, so that the optical member following the reflecting and condensing member can be provided without newly providing a large heat source. This has the advantage of reducing the amount of ammonium sulfate white powder that deposits. Also, 105nm ~ 180nm,
180nm ~ 240nm, 260nm ~ 340nm, 340nm ~ 390nm 4
When the reflectance of the reflecting and condensing member for light in at least one of the two wavelength bands is reduced, the reflectance for light in the absorption band of sulfur dioxide can be reduced.
【００５３】また、放電ランプが水銀ランプの場合には
波長240nm 以下の発光が殆ど無い。従って、照明光とし
てｉ線（波長365nm ）を使用する際には、260nm 〜340n
m の波長帯の光に対するその反射集光部材の反射率を
０．５以下にするだけで、後続の光学部材に付着する硫
酸アンモニウムの白色の粉末の量を大幅に減少できる利
点がある。When the discharge lamp is a mercury lamp, there is almost no light emission with a wavelength of 240 nm or less. Therefore, when i-line (wavelength 365nm) is used as illumination light, 260nm-340n
There is an advantage that the amount of the white powder of ammonium sulfate adhering to the subsequent optical member can be greatly reduced only by making the reflectance of the reflecting and condensing member for the light in the m 2 wavelength band 0.5 or less.
【００５４】更に、その反射集光部材と被照明物体との
照明光路間に光透過部材を配置し、105nm 〜180nm 、18
0nm 〜240nm 、260nm 〜340nm 、340nm 〜390nm の４つ
の波長帯の内の少なくとも１つの波長帯の光に対するそ
の光透過部材の透過率を小さくした場合には、光透過部
材に続く光学部材に付着する硫酸アンモニウムの白色の
粉末の量を大幅に減少できる。Further, a light transmitting member is arranged between the reflecting and condensing member and the illumination optical path between the object to be illuminated and 105 nm to 180 nm, 18 nm.
When the transmittance of the light transmissive member for light in at least one of the four wavelength bands of 0 nm to 240 nm, 260 nm to 340 nm, and 340 nm to 390 nm is reduced, it is attached to the optical member following the light transmissive member. The amount of white powder of ammonium sulfate can be greatly reduced.
【００５５】そして、その反射集光部材の被照明物体側
にその反射集光部材を介した光を反射偏向する反射部材
を配置し、260nm 〜340nm の波長帯の光に対する反射部
材の反射率を０．２以下にした場合にも、その反射部材
に続く光学部材に付着する硫酸アンモニウムの白色の粉
末の量を大幅に減少できる。A reflecting member for reflecting and deflecting the light passing through the reflecting and condensing member is disposed on the illuminated object side of the reflecting and condensing member, and the reflectance of the reflecting member for the light in the wavelength band of 260 nm to 340 nm is set. Even if it is 0.2 or less, the amount of the white powder of ammonium sulfate adhering to the optical member following the reflecting member can be greatly reduced.
【図１】本発明による照明光学装置の一実施例を示す一
部断面に沿う端面図を含む構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram including an end view along a partial cross section showing an embodiment of an illumination optical device according to the present invention.
【図２】（ａ）は図１の楕円鏡２Ａ及びミラー３Ａの反
射率特性を示す図、（ｂ）は図１のフィルタ板１６の透
過率特性を示す図である。2A is a diagram showing reflectance characteristics of the elliptic mirror 2A and the mirror 3A of FIG. 1, and FIG. 2B is a diagram showing transmittance characteristics of the filter plate 16 of FIG.
【図３】（ａ）は図１の楕円鏡２Ａ用の保温装置の一例
を示す断面に沿う端面図、（ｂ）はその保温装置の他の
例を示す断面に沿う端面図である。3 (a) is an end view along a cross section showing an example of a heat retaining device for the elliptical mirror 2A of FIG. 1, and FIG. 3 (b) is an end view along a cross section showing another example of the heat retaining device.
【図４】従来の照明光学装置を示す一部断面に沿う端面
図を含む構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram including an end view along a partial cross section showing a conventional illumination optical device.
【図５】超高圧水銀ランプの発光スペクトル分布を示す
図である。FIG. 5 is a diagram showing an emission spectrum distribution of an ultra-high pressure mercury lamp.
【図６】（ａ）は従来のアルミニウム反射鏡の反射率特
性を示す図、（ｂ）は従来の代表的な誘電体多層膜反射
鏡の反射率特性を示す図である。FIG. 6A is a diagram showing a reflectance characteristic of a conventional aluminum reflecting mirror, and FIG. 6B is a diagram showing a reflectance characteristic of a typical conventional dielectric multilayer film reflecting mirror.
【図７】従来のバンドパスフィルタ板の透過率特性を示
す図である。FIG. 7 is a diagram showing a transmittance characteristic of a conventional bandpass filter plate.
１ 水銀ランプ ２Ａ 楕円鏡 ３Ａ 光路折り曲げ用のミラー ４ コリメータレンズ ５ バンドパスフィルタ板 ６ フライアイレンズ ８ コンデンサーレンズ ９ レチクル １６ フィルタ板 1 Mercury lamp 2A Elliptical mirror 3A Mirror for bending optical path 4 Collimator lens 5 Bandpass filter plate 6 Fly-eye lens 8 Condenser lens 9 Reticle 16 Filter plate
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｂ 27/16 Ａ 27/72 Ｚ 8411−2Ｋ Ｇ０３Ｆ 7/20 ５２１ 7316−2Ｈ Ｈ０１Ｌ 21/027 // Ｇ０２Ｂ 5/26 8507−2Ｋ (72)発明者 長谷川 真一 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株 式会社ニコン内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location G03B 27/16 A 27/72 Z 8411-2K G03F 7/20 521 7316-2H H01L 21/027 / / G02B 5/26 8507-2K (72) Inventor Shinichi Hasegawa 3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Within Nikon Corporation
Claims (5)
反射する反射集光部材とを有し、該反射集光部材を介し
た光を被照明物体へ照明する装置において、 二酸化硫黄の吸収帯の光に対する前記反射集光部材の反
射率を小さくした事を特徴とする照明光学装置。1. A device comprising a discharge lamp and a reflective condensing member for reflecting light from the discharge lamp, and illuminating an object to be illuminated with the light passing through the reflective condensing member. An illuminating optical device characterized in that the reflectance of the reflecting and condensing member with respect to the band light is reduced.
m 〜340nm 、340nm〜390nm の４つの波長帯の内の少な
くとも１つの波長帯の光に対する前記反射集光部材の反
射率を小さくした事を特徴とする請求項１記載の照明光
学装置。2. 105 nm to 180 nm, 180 nm to 240 nm, 260n
2. The illumination optical device according to claim 1, wherein the reflectance of the reflecting and condensing member for light in at least one of the four wavelength bands of m to 340 nm and 340 to 390 nm is reduced.
記反射集光部材の反射率を０．５以下にした事を特徴と
する請求項１記載の照明光学装置。3. The illumination optical apparatus according to claim 1, wherein the reflectance of the reflecting and condensing member for light in the wavelength band of 260 nm to 340 nm is 0.5 or less.
照明光路間に光透過部材を配置し、105nm 〜180nm 、18
0nm 〜240nm 、260nm 〜340nm 、340nm 〜390nm の４つ
の波長帯の内の少なくとも１つの波長帯の光に対する前
記光透過部材の透過率を小さくした事を特徴とする請求
項１又は２記載の照明光学装置。4. A light transmissive member is disposed in an illumination optical path between the reflective light condensing member and the object to be illuminated, and the light transmissive member has a wavelength of 105 nm to 180 nm.
3. The illumination according to claim 1, wherein the light transmissive member has a reduced transmittance for light in at least one wavelength band of four wavelength bands of 0 nm to 240 nm, 260 nm to 340 nm, and 340 nm to 390 nm. Optical device.
前記反射集光部材を介した光を反射偏向する反射部材を
配置し、260nm 〜340nm の波長帯の光に対する前記反射
部材の反射率を０．２以下にした事を特徴とする請求項
１又は３記載の照明光学装置。5. A reflecting member for reflecting and deflecting the light passing through the reflecting and condensing member is arranged on the illuminated object side of the reflecting and condensing member, and the reflecting member reflects the light in the wavelength band of 260 nm to 340 nm. The illumination optical device according to claim 1 or 3, wherein the ratio is 0.2 or less.
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