JPH10206798A - 光学装置および該光学装置を備えた投影露光装置並びにデバイス製造方法 - Google Patents
光学装置および該光学装置を備えた投影露光装置並びにデバイス製造方法Info
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- JPH10206798A JPH10206798A JP9006291A JP629197A JPH10206798A JP H10206798 A JPH10206798 A JP H10206798A JP 9006291 A JP9006291 A JP 9006291A JP 629197 A JP629197 A JP 629197A JP H10206798 A JPH10206798 A JP H10206798A
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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
-
- G—PHYSICS
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- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
- G02B27/281—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for attenuating light intensity, e.g. comprising rotatable polarising elements
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
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- G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
- G03F7/70566—Polarisation control
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- Optics & Photonics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】レーザミラーのレーザ耐久性を向上させるこ
と。 【解決手段】所定の偏光方向のレーザ光を射出するレー
ザ光源（１）と、このレーザ光を反射するレーザミラー
（ＬＭ１〜ＬＭ３）とを有し、レーザミラーに入射する
レーザ光が、レーザミラーに対してＰ偏光または楕円偏
光となるものである。また、レーザミラー（ＬＭ１）に
入射するレーザ光がレーザミラー（ＬＭ１）に対してＰ
偏光または楕円偏光とするために、レーザミラーの入射
側に移相器（２）を配置するものである。
と。 【解決手段】所定の偏光方向のレーザ光を射出するレー
ザ光源（１）と、このレーザ光を反射するレーザミラー
（ＬＭ１〜ＬＭ３）とを有し、レーザミラーに入射する
レーザ光が、レーザミラーに対してＰ偏光または楕円偏
光となるものである。また、レーザミラー（ＬＭ１）に
入射するレーザ光がレーザミラー（ＬＭ１）に対してＰ
偏光または楕円偏光とするために、レーザミラーの入射
側に移相器（２）を配置するものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光源からの
レーザ光を被照射物体へ導くための光学装置に関する。
さらに詳しくは、レーザ光源を備えた投影露光装置、レ
ーザ加工機に好適な光学装置に関する。また、本発明
は、レーザ光源からのレーザ光により、マスク或いはレ
チクル上の回路パターンを感光性基板上に転写する工程
を含むデバイス製造方法に関する。
レーザ光を被照射物体へ導くための光学装置に関する。
さらに詳しくは、レーザ光源を備えた投影露光装置、レ
ーザ加工機に好適な光学装置に関する。また、本発明
は、レーザ光源からのレーザ光により、マスク或いはレ
チクル上の回路パターンを感光性基板上に転写する工程
を含むデバイス製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、レーザ光源からの光を反射するた
めのレーザミラーにおいては、高いパワーのレーザ光に
より、レーザミラー上に設けられている膜のダメージが
生じていた。特に、紫外域かつ高いパワーのパルスを発
振するエキシマレーザにおいては、発振波長が膜材料の
吸収端に近いため、微少な吸収による膜のダメージ発生
が顕著であった。そのため、ダメージの発生しないレー
ザミラーが要求されている。
めのレーザミラーにおいては、高いパワーのレーザ光に
より、レーザミラー上に設けられている膜のダメージが
生じていた。特に、紫外域かつ高いパワーのパルスを発
振するエキシマレーザにおいては、発振波長が膜材料の
吸収端に近いため、微少な吸収による膜のダメージ発生
が顕著であった。そのため、ダメージの発生しないレー
ザミラーが要求されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述のようなダメージ
の発生しないレーザミラーを得るために、レーザミラー
そのもののレーザ耐久性を向上させることが行われてい
る。例えば、吸収の少ない材料を使用する、吸収の少な
い成膜方法を用いる、アンダーコートやオーバーコート
を施すなどの改善が行われている。
の発生しないレーザミラーを得るために、レーザミラー
そのもののレーザ耐久性を向上させることが行われてい
る。例えば、吸収の少ない材料を使用する、吸収の少な
い成膜方法を用いる、アンダーコートやオーバーコート
を施すなどの改善が行われている。
【０００４】本発明では、上述のようなレーザミラーそ
のもののレーザ耐久性を向上させるための改善とは別の
観点でレーザミラーのレーザ耐久性を向上させることを
目的とする。
のもののレーザ耐久性を向上させるための改善とは別の
観点でレーザミラーのレーザ耐久性を向上させることを
目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の一つの態様にかかる光学装置は、例えば
図６に示す如く、所定の偏光方向のレーザ光を射出する
レーザ光源（１）と、このレーザ光を反射するレーザミ
ラー（ＬＭ１〜ＬＭ３）とを有し、レーザミラーに入射
するレーザ光が、レーザミラーに対してＰ偏光または楕
円偏光となるものである。
めに、本発明の一つの態様にかかる光学装置は、例えば
図６に示す如く、所定の偏光方向のレーザ光を射出する
レーザ光源（１）と、このレーザ光を反射するレーザミ
ラー（ＬＭ１〜ＬＭ３）とを有し、レーザミラーに入射
するレーザ光が、レーザミラーに対してＰ偏光または楕
円偏光となるものである。
【０００６】本発明の好ましい態様においては、レーザ
ミラーの表面に照射される前記レーザ光のＳ偏光成分に
おけるエネルギー密度が
ミラーの表面に照射される前記レーザ光のＳ偏光成分に
おけるエネルギー密度が
【０００７】
【化２】
【０００８】以上の場合、レーザミラーに入射するレー
ザ光を、レーザミラーに対してＰ偏光または楕円偏光と
するものである。なお、ここで言う楕円偏光とは、円偏
光を含む概念である。また、本発明の別の態様にかかる
光学装置は、例えば図７に示す如く、所定の偏光方向の
レーザ光を射出するレーザ光源（１）と、レーザ光を反
射するレーザミラー（ＬＭ１、ＬＭ２）と、レーザ光に
基づいて多数の光源像を形成するオプティカルインテグ
レータ（４）とを有し、レーザミラー（ＬＭ１）に入射
するレーザ光がレーザミラー（ＬＭ１）に対してＰ偏光
または楕円偏光とするために、レーザミラーの入射側に
移相器（２Ａ）を配置するものである。
ザ光を、レーザミラーに対してＰ偏光または楕円偏光と
するものである。なお、ここで言う楕円偏光とは、円偏
光を含む概念である。また、本発明の別の態様にかかる
光学装置は、例えば図７に示す如く、所定の偏光方向の
レーザ光を射出するレーザ光源（１）と、レーザ光を反
射するレーザミラー（ＬＭ１、ＬＭ２）と、レーザ光に
基づいて多数の光源像を形成するオプティカルインテグ
レータ（４）とを有し、レーザミラー（ＬＭ１）に入射
するレーザ光がレーザミラー（ＬＭ１）に対してＰ偏光
または楕円偏光とするために、レーザミラーの入射側に
移相器（２Ａ）を配置するものである。
【０００９】ここで、本発明の別の態様に係る光学装置
においては、レーザミラー（ＬＭ１）の射出側に配置さ
れて、入射側の移相器（２Ａ）と対になるように配置さ
れた移相器（２Ｂ）をさらに有することが好ましい。ま
た、移相器（２，２Ａ，２Ｂ）としては、複屈折性を有
する物質を用いるか、フレネル斜方体を用いることが好
ましい。
においては、レーザミラー（ＬＭ１）の射出側に配置さ
れて、入射側の移相器（２Ａ）と対になるように配置さ
れた移相器（２Ｂ）をさらに有することが好ましい。ま
た、移相器（２，２Ａ，２Ｂ）としては、複屈折性を有
する物質を用いるか、フレネル斜方体を用いることが好
ましい。
【００１０】また、レーザミラーは、高屈折層と低屈折
層とを有し、高屈折層は、
層とを有し、高屈折層は、
【００１１】
【化３】
【００１２】からなるグループから選択された少なくと
も１つの材料で構成され、低屈折層は、
も１つの材料で構成され、低屈折層は、
【００１３】
【化４】
【００１４】からなるグループから選択された少なくと
も１つの材料で構成されることが好ましい。なお、本発
明においては、吸収の少ない材料を使用する、吸収の少
ない成膜方法を用いる、アンダーコートやオーバーコー
トを施すなどの改善を排除するものではない。本発明
は、これらの改善と平行して適用することができるもの
である。
も１つの材料で構成されることが好ましい。なお、本発
明においては、吸収の少ない材料を使用する、吸収の少
ない成膜方法を用いる、アンダーコートやオーバーコー
トを施すなどの改善を排除するものではない。本発明
は、これらの改善と平行して適用することができるもの
である。
【００１５】
【発明の実施の形態】まず、本発明における基本的な原
理について説明する。図１は、ＫｒＦエキシマレーザ
（波長λ＝２４８ｎｍ）用のレーザミラーの膜構成の一
例を示す断面図である。図１に示す膜１０は、基板１上
に設けられており、高屈折層３として、
理について説明する。図１は、ＫｒＦエキシマレーザ
（波長λ＝２４８ｎｍ）用のレーザミラーの膜構成の一
例を示す断面図である。図１に示す膜１０は、基板１上
に設けられており、高屈折層３として、
【００１６】
【化５】
【００１７】が用いられ、低屈折層２として、
【００１８】
【化６】
【００１９】が用いられている。また、この膜１０に
は、耐久性を向上させるためのアンダーコート２ｕとオ
ーバーコート２ｏとが設けられている。なお、この膜１
０は、表面に対して４５°方向から入射する光に対して
最大の反射率を持つように設計されている。図２は、図
１に示す膜１０の反射率特性を示すグラフであって、縦
軸が反射率（％）、横軸が波長であり、実線がＳ偏光成
分の反射率特性、破線がＰ偏光成分の反射率特性であ
る。この図２から明らかなように、Ｓ偏光成分の方がＰ
偏光成分に比べて反射率が高く、また広帯域にわたり高
反射率が得られていることが分かる。
は、耐久性を向上させるためのアンダーコート２ｕとオ
ーバーコート２ｏとが設けられている。なお、この膜１
０は、表面に対して４５°方向から入射する光に対して
最大の反射率を持つように設計されている。図２は、図
１に示す膜１０の反射率特性を示すグラフであって、縦
軸が反射率（％）、横軸が波長であり、実線がＳ偏光成
分の反射率特性、破線がＰ偏光成分の反射率特性であ
る。この図２から明らかなように、Ｓ偏光成分の方がＰ
偏光成分に比べて反射率が高く、また広帯域にわたり高
反射率が得られていることが分かる。
【００２０】この図２からは、高帯域にわたって高い反
射率を達成するためには、レーザミラーをＳ偏光で使用
すれば良いことが分かるが、本願発明者らは、膜内の電
界強度がレーザミラーの長期間にわたる耐久性に影響し
ていると考え、偏光によるレーザミラーの耐久性の調査
を行った。図３および図４は、それぞれＳ偏光成分およ
びＰ偏光成分の電界強度分布を示す図であり、縦軸に電
界強度
射率を達成するためには、レーザミラーをＳ偏光で使用
すれば良いことが分かるが、本願発明者らは、膜内の電
界強度がレーザミラーの長期間にわたる耐久性に影響し
ていると考え、偏光によるレーザミラーの耐久性の調査
を行った。図３および図４は、それぞれＳ偏光成分およ
びＰ偏光成分の電界強度分布を示す図であり、縦軸に電
界強度
【００２１】
【化７】
【００２２】横軸に膜厚をとっている。図３および図４
から明らかなように、Ｓ偏光成分をレーザミラーに照射
したときの電界強度の方がＰ偏光成分よりも強いことが
分かる。また、本件発明者らは、レーザミラーの偏光成
分による耐久性について実験によっても実証した。図５
は、ＬＤＴ（レーザダメージスレショールド:Laser Dam
age Threshold）を示すグラフであり、縦軸にフルエン
ス（Fluences）
から明らかなように、Ｓ偏光成分をレーザミラーに照射
したときの電界強度の方がＰ偏光成分よりも強いことが
分かる。また、本件発明者らは、レーザミラーの偏光成
分による耐久性について実験によっても実証した。図５
は、ＬＤＴ（レーザダメージスレショールド:Laser Dam
age Threshold）を示すグラフであり、縦軸にフルエン
ス（Fluences）
【００２３】
【化８】
【００２４】、横軸に照射ショット数を示してある。ま
た、図５において、実線はＳ偏光成分、破線はＰ偏光成
分である。この図５からも明らかな通り、例えばエキシ
マレーザのような高パワーのレーザ光源と共に用いるレ
ーザミラーにおいては、反射率をかせぐためにＳ偏光で
使用するという従来の常識ではなく、このＳ偏光成分の
割合を極力減らすように使用することにより、耐久性の
向上ひいては光学系の寿命を格段に延長することが可能
となる。
た、図５において、実線はＳ偏光成分、破線はＰ偏光成
分である。この図５からも明らかな通り、例えばエキシ
マレーザのような高パワーのレーザ光源と共に用いるレ
ーザミラーにおいては、反射率をかせぐためにＳ偏光で
使用するという従来の常識ではなく、このＳ偏光成分の
割合を極力減らすように使用することにより、耐久性の
向上ひいては光学系の寿命を格段に延長することが可能
となる。
【００２５】次に、図６を参照して、本発明の具体的な
実施の形態につき説明する。図６は、本発明による光学
装置をエキシマレーザ光源を用いた照明光学装置に適用
したときの概略的な構成を示す図である。なお、図６に
おいては、ＸＹＺ座標系を採用している。図６におい
て、エキシマレーザ光源１は、例えば波長２４８ｎｍの
パルスレーザを発振する。エキシマレーザ光源１からの
レーザ光は、図中Ｘ方向に沿った偏光成分が９０％以上
であるものとする。このエキシマレーザレーザ光源１か
らのレーザ光は、図中＋Ｙ方向に沿って進行してレーザ
ミラーＬＭ１に達するが、レーザミラーＬＭ１の反射面
内に偏光方向があるため、レーザミラーＬＭ１に対して
Ｐ偏光である。レーザミラーＬＭ１で反射されたレーザ
光は、図中ーＸ方向に沿って進行して、このレーザ光を
＋Ｚ方向へ偏向させるためのレーザミラーＬＭ２に向か
う。
実施の形態につき説明する。図６は、本発明による光学
装置をエキシマレーザ光源を用いた照明光学装置に適用
したときの概略的な構成を示す図である。なお、図６に
おいては、ＸＹＺ座標系を採用している。図６におい
て、エキシマレーザ光源１は、例えば波長２４８ｎｍの
パルスレーザを発振する。エキシマレーザ光源１からの
レーザ光は、図中Ｘ方向に沿った偏光成分が９０％以上
であるものとする。このエキシマレーザレーザ光源１か
らのレーザ光は、図中＋Ｙ方向に沿って進行してレーザ
ミラーＬＭ１に達するが、レーザミラーＬＭ１の反射面
内に偏光方向があるため、レーザミラーＬＭ１に対して
Ｐ偏光である。レーザミラーＬＭ１で反射されたレーザ
光は、図中ーＸ方向に沿って進行して、このレーザ光を
＋Ｚ方向へ偏向させるためのレーザミラーＬＭ２に向か
う。
【００２６】このとき、レーザミラーＬＭ２へ達するレ
ーザ光の偏光方向は、何もしなければレーザミラーＬＭ
２に対してＳ偏光となってしまうため、本実施の形態で
はレーザミラーＬＭ２の入射側に移相器としての１／２
波長板２をレーザ光の偏光面に対して４５度傾けて配置
する。これにより、図中Ｙ方向に沿った偏光方向（偏光
面）を持つレーザ光は、１／２波長板２を通過した後、
偏光面が９０度回転して図中Ｚ方向の偏光面を持つ。こ
のレーザ光は、レーザミラーＬＭ２に対してＰ偏光とな
る。
ーザ光の偏光方向は、何もしなければレーザミラーＬＭ
２に対してＳ偏光となってしまうため、本実施の形態で
はレーザミラーＬＭ２の入射側に移相器としての１／２
波長板２をレーザ光の偏光面に対して４５度傾けて配置
する。これにより、図中Ｙ方向に沿った偏光方向（偏光
面）を持つレーザ光は、１／２波長板２を通過した後、
偏光面が９０度回転して図中Ｚ方向の偏光面を持つ。こ
のレーザ光は、レーザミラーＬＭ２に対してＰ偏光とな
る。
【００２７】さて、本実施の形態では、移相器として１
／２波長板２を用いているが、１／２波長板２として
は、厚さを極力薄くしたものであって、ｎ＋λ／２にお
けるｎが小さいほど、言い換えると薄ければ薄いほど、
その設置角度の公差の影響および波長変動を受けにく
い。また、本実施の形態の１／２波長板２として、結晶
軸が入射光に対して垂直から外すことによりゼロオーダ
（ｎ＝０）を実現したものを用いても良い。この１／２
波長板２は、１枚の結晶からなるため良好な耐久性を有
している。また、オプティカル・コンタクトの手法によ
り互いに直交する方向に光学軸を持つように２枚の結晶
を張り合わせてゼロオーダー（ｎ＝０）とした１／２波
長板を用いても良い。
／２波長板２を用いているが、１／２波長板２として
は、厚さを極力薄くしたものであって、ｎ＋λ／２にお
けるｎが小さいほど、言い換えると薄ければ薄いほど、
その設置角度の公差の影響および波長変動を受けにく
い。また、本実施の形態の１／２波長板２として、結晶
軸が入射光に対して垂直から外すことによりゼロオーダ
（ｎ＝０）を実現したものを用いても良い。この１／２
波長板２は、１枚の結晶からなるため良好な耐久性を有
している。また、オプティカル・コンタクトの手法によ
り互いに直交する方向に光学軸を持つように２枚の結晶
を張り合わせてゼロオーダー（ｎ＝０）とした１／２波
長板を用いても良い。
【００２８】さて、レーザミラーＬＭ２をＰ偏光で反射
したレーザ光は、図中＋Ｚ方向に沿って進行して、この
レーザ光をーＸ方向へ偏向させるレーザミラーＬＭ３に
達する。このレーザ光の偏光面はＸ方向に沿ったもので
あるので、レーザミラーＬＭ３に対してもＰ偏光とな
る。レーザミラーＬＭ３で反射されてーＸ方向に進行す
るレーザ光は、エキスパンダ３で拡大整形された後、複
数のレンズ素子４０からなるフライアイレンズ４に入射
する。フライアイレンズ４は、射出面側に複数の光源像
を形成する。この複数の光源像からのレーザ光は、図示
なきコンデンサレンズ系や折曲げミラーを介して被照明
物体を照明する。
したレーザ光は、図中＋Ｚ方向に沿って進行して、この
レーザ光をーＸ方向へ偏向させるレーザミラーＬＭ３に
達する。このレーザ光の偏光面はＸ方向に沿ったもので
あるので、レーザミラーＬＭ３に対してもＰ偏光とな
る。レーザミラーＬＭ３で反射されてーＸ方向に進行す
るレーザ光は、エキスパンダ３で拡大整形された後、複
数のレンズ素子４０からなるフライアイレンズ４に入射
する。フライアイレンズ４は、射出面側に複数の光源像
を形成する。この複数の光源像からのレーザ光は、図示
なきコンデンサレンズ系や折曲げミラーを介して被照明
物体を照明する。
【００２９】このように、図６に示す実施の形態では、
レーザミラーＬＭ１〜ＬＭ３に対してＰ偏光となるよう
に構成しているため、各レーザミラーでの耐久性を向上
させることができ、ひいては照明光学装置全体の光学寿
命を延ばすことが可能となる。なお、上述の説明におい
ては、レーザミラーＬＭ１〜ＬＭ３上の膜として、
レーザミラーＬＭ１〜ＬＭ３に対してＰ偏光となるよう
に構成しているため、各レーザミラーでの耐久性を向上
させることができ、ひいては照明光学装置全体の光学寿
命を延ばすことが可能となる。なお、上述の説明におい
ては、レーザミラーＬＭ１〜ＬＭ３上の膜として、
【００３０】
【化９】
【００３１】
【化１０】
【００３２】からなり、４５度方向からの光に対して最
大の反射率を示すものを用いている。なお、耐久性を向
上させるためにこの膜にはオーバーコートおよびアンダ
ーコートを施している。なお。レーザミラーとしては、
この構成に限られず、高屈折層として、
大の反射率を示すものを用いている。なお、耐久性を向
上させるためにこの膜にはオーバーコートおよびアンダ
ーコートを施している。なお。レーザミラーとしては、
この構成に限られず、高屈折層として、
【００３３】
【化１１】
【００３４】を用いることができ、低屈折層として、
【００３５】
【化１２】
【００３６】を用いることができる。次に、図７を参照
して本発明にかかる第２の実施の形態を説明する。図７
は、第２の実施の形態にかかる照明光学装置の模式図で
ある。なお、図７では、図６に示す装置を同様の機能を
有する部材には、同一の符号を付してあり、ＸＹＺ座標
系を採用している。
して本発明にかかる第２の実施の形態を説明する。図７
は、第２の実施の形態にかかる照明光学装置の模式図で
ある。なお、図７では、図６に示す装置を同様の機能を
有する部材には、同一の符号を付してあり、ＸＹＺ座標
系を採用している。
【００３７】図７において、エキシマレーザ光源１から
のレーザ光は、図中Ｘ方向に沿った偏光成分が９０％以
上であり、図中＋Ｙ方向に沿って進行して、レーザ光を
図中＋Ｚ方向へ偏向するためのレーザミラーＬＭ１へ向
かう。このとき、レーザミラーＬＭ１に達するレーザ光
の偏光面は、何もしなければレーザミラーＬＭ１に対し
てＳ偏光となってしまうため、上述の実施の形態と同様
に、レーザミラーＬＭ１の入射側に移相器としての１／
２波長板２Ａを配置する。この１／２波長板２Ａは、レ
ーザ光の偏光面に対して４５度傾けて配置されているた
め、レーザミラーＬＭ１に入射するレーザ光は、レーザ
ミラーＬＭ１に対してＰ偏光となる。
のレーザ光は、図中Ｘ方向に沿った偏光成分が９０％以
上であり、図中＋Ｙ方向に沿って進行して、レーザ光を
図中＋Ｚ方向へ偏向するためのレーザミラーＬＭ１へ向
かう。このとき、レーザミラーＬＭ１に達するレーザ光
の偏光面は、何もしなければレーザミラーＬＭ１に対し
てＳ偏光となってしまうため、上述の実施の形態と同様
に、レーザミラーＬＭ１の入射側に移相器としての１／
２波長板２Ａを配置する。この１／２波長板２Ａは、レ
ーザ光の偏光面に対して４５度傾けて配置されているた
め、レーザミラーＬＭ１に入射するレーザ光は、レーザ
ミラーＬＭ１に対してＰ偏光となる。
【００３８】レーザミラーＬＭ１で反射されたレーザ光
は、図中＋Ｚ方向に沿って進行して、このレーザ光をー
Ｘ方向へ偏向させるためのレーザミラーＬＭ２へ向かう
が、このレーザ光の偏光面は、何もしなければレーザミ
ラーＬＭ２に対してＳ偏光となってしまうため、レーザ
ミラーＬＭ２の入射側（レーザミラーＬＭ１の射出側）
に移相器としての１／２波長板２Ｂをレーザ光の偏光面
に対して４５度傾けて配置する。これにより、図中Ｙ方
向に沿った偏光方向（偏光面）を持つレーザ光は、１／
２波長板２を通過した後、偏光面が９０度回転して図中
Ｘ方向の偏光面を持つ。このレーザ光は、レーザミラー
ＬＭ２に対してＰ偏光となる。
は、図中＋Ｚ方向に沿って進行して、このレーザ光をー
Ｘ方向へ偏向させるためのレーザミラーＬＭ２へ向かう
が、このレーザ光の偏光面は、何もしなければレーザミ
ラーＬＭ２に対してＳ偏光となってしまうため、レーザ
ミラーＬＭ２の入射側（レーザミラーＬＭ１の射出側）
に移相器としての１／２波長板２Ｂをレーザ光の偏光面
に対して４５度傾けて配置する。これにより、図中Ｙ方
向に沿った偏光方向（偏光面）を持つレーザ光は、１／
２波長板２を通過した後、偏光面が９０度回転して図中
Ｘ方向の偏光面を持つ。このレーザ光は、レーザミラー
ＬＭ２に対してＰ偏光となる。
【００３９】このレーザミラーＬＭ２にて反射されたレ
ーザ光は、図中ーＸ方向に沿って進行して、エキスパン
ダ３で拡大整形された後、複数のレンズ素子４０からな
るフライアイレンズ４に入射する。フライアイレンズ４
は、射出面側に複数の光源像を形成する。この複数の光
源像からのレーザ光は、図示なきコンデンサレンズ系や
折曲げミラーを介して被照明物体を照明する。
ーザ光は、図中ーＸ方向に沿って進行して、エキスパン
ダ３で拡大整形された後、複数のレンズ素子４０からな
るフライアイレンズ４に入射する。フライアイレンズ４
は、射出面側に複数の光源像を形成する。この複数の光
源像からのレーザ光は、図示なきコンデンサレンズ系や
折曲げミラーを介して被照明物体を照明する。
【００４０】このように、図７に示す実施の形態におい
ても、レーザミラーＬＭ１，ＬＭ２に対してＰ偏光とな
るように構成しているため、各レーザミラーでの耐久性
を向上させることができ、ひいては照明光学装置全体の
光学寿命を延ばすことが可能となる。さらに、図７に示
す実施の形態では、レーザミラーＬＭ２が入射するレー
ザ光に対してＳ偏光となる配置であっても、レーザミラ
ーＬＭ１の射出側にも移相器としての１／２波長板２ｂ
を配置することにより、このレーザミラーに対してＰ偏
光を入射させることができる。このように、光路の引き
回しに制約がある場合においても、レーザミラーの入射
側・射出側に位相器を配置することにより、レーザミラ
ーに対して常にＰ偏光となるようにレーザ光を入射させ
ることができ、これにより、装置寿命を延ばすことが可
能となる。
ても、レーザミラーＬＭ１，ＬＭ２に対してＰ偏光とな
るように構成しているため、各レーザミラーでの耐久性
を向上させることができ、ひいては照明光学装置全体の
光学寿命を延ばすことが可能となる。さらに、図７に示
す実施の形態では、レーザミラーＬＭ２が入射するレー
ザ光に対してＳ偏光となる配置であっても、レーザミラ
ーＬＭ１の射出側にも移相器としての１／２波長板２ｂ
を配置することにより、このレーザミラーに対してＰ偏
光を入射させることができる。このように、光路の引き
回しに制約がある場合においても、レーザミラーの入射
側・射出側に位相器を配置することにより、レーザミラ
ーに対して常にＰ偏光となるようにレーザ光を入射させ
ることができ、これにより、装置寿命を延ばすことが可
能となる。
【００４１】また、図７の例において、例えばレーザミ
ラーＬＭ１とレーザミラーＬＭ２との間の光路中に光源
のエネルギーをモニタするためのエネルギーモニタの光
路分岐素子を配置する場合には、レーザミラーＬＭ２に
対してＰ偏光となるような偏光状態では不都合なときも
ある。この場合、光路分岐素子の特性に応じて偏光状態
を所定の偏光状態にするために移相器として１／２波長
板以外のもの、例えば１／４波長板や１／ｎ波長板を用
いれば良い。
ラーＬＭ１とレーザミラーＬＭ２との間の光路中に光源
のエネルギーをモニタするためのエネルギーモニタの光
路分岐素子を配置する場合には、レーザミラーＬＭ２に
対してＰ偏光となるような偏光状態では不都合なときも
ある。この場合、光路分岐素子の特性に応じて偏光状態
を所定の偏光状態にするために移相器として１／２波長
板以外のもの、例えば１／４波長板や１／ｎ波長板を用
いれば良い。
【００４２】また、上述の図６および図７の例において
は、レーザミラーに対してＰ偏光となるようにレーザ光
を入射させる構成としているが、レーザミラーの耐久性
を向上させるためにはＳ偏光成分を減らせば良いため、
レーザミラーに対して円偏光あるいは楕円偏光となるよ
うにレーザ光を入射させても良い。このときには、移相
器として、１／４波長板や１／ｎ波長板を用いる。
は、レーザミラーに対してＰ偏光となるようにレーザ光
を入射させる構成としているが、レーザミラーの耐久性
を向上させるためにはＳ偏光成分を減らせば良いため、
レーザミラーに対して円偏光あるいは楕円偏光となるよ
うにレーザ光を入射させても良い。このときには、移相
器として、１／４波長板や１／ｎ波長板を用いる。
【００４３】また、上述の図６および図７の例において
は、光源からエキスパンダまでの光路中に配置されるリ
レー光学系を図示省略しているが、このリレー光学系に
よって各レーザミラーＬＭ１〜ＬＭ３上でのレーザの集
光状態が異なる場合がある。このときには、レーザの集
光度が小さい、すなわちレーザミラー上でのエネルギー
密度が低くなっているレーザミラーについては、Ｐ偏光
ではなく円偏光・楕円偏光であっても良い。
は、光源からエキスパンダまでの光路中に配置されるリ
レー光学系を図示省略しているが、このリレー光学系に
よって各レーザミラーＬＭ１〜ＬＭ３上でのレーザの集
光状態が異なる場合がある。このときには、レーザの集
光度が小さい、すなわちレーザミラー上でのエネルギー
密度が低くなっているレーザミラーについては、Ｐ偏光
ではなく円偏光・楕円偏光であっても良い。
【００４４】次に、図８を参照して本発明を走査型の投
影露光装置に適用した第３の実施の形態について説明す
る。図８は、第３の実施の形態にかかる投影露光装置の
模式図である。なお、図８では、図６および図７に示す
装置を同様の機能を有する部材には、同一の符号を付し
てあり、ＸＹＺ座標系を採用している 図８において、エキシマレーザ光源１からレーザミラー
ＬＭ２に至る光路は、図７に示す実施の形態と同じであ
るため、ここでは説明を省略する。
影露光装置に適用した第３の実施の形態について説明す
る。図８は、第３の実施の形態にかかる投影露光装置の
模式図である。なお、図８では、図６および図７に示す
装置を同様の機能を有する部材には、同一の符号を付し
てあり、ＸＹＺ座標系を採用している 図８において、エキシマレーザ光源１からレーザミラー
ＬＭ２に至る光路は、図７に示す実施の形態と同じであ
るため、ここでは説明を省略する。
【００４５】レーザミラーＬＭ２からのレーザ光は、図
中Ｚ方向に偏光面を有しており、図中ーＸ方向に沿って
進行する。このレーザ光はエキスパンダ３Ａにより拡大
整形され、その後、所定の一方向のみ（例えば図中Ｙ方
向）に屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成され
るエキスパンダ３Ｂを経て、複数のレンズ素子４０Ａか
らなるフライアイレンズ４Ａに入射する。これら複数の
レンズ素子４０Ａはほぼ正方形状の断面を有し、フライ
アイレンズ４Ａ全体の断面形状が後述のレンズ素子４０
Ｂの断面形状とほぼ相似形状となるように集積されてい
る。
中Ｚ方向に偏光面を有しており、図中ーＸ方向に沿って
進行する。このレーザ光はエキスパンダ３Ａにより拡大
整形され、その後、所定の一方向のみ（例えば図中Ｙ方
向）に屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成され
るエキスパンダ３Ｂを経て、複数のレンズ素子４０Ａか
らなるフライアイレンズ４Ａに入射する。これら複数の
レンズ素子４０Ａはほぼ正方形状の断面を有し、フライ
アイレンズ４Ａ全体の断面形状が後述のレンズ素子４０
Ｂの断面形状とほぼ相似形状となるように集積されてい
る。
【００４６】フライアイレンズ４Ａの射出面側には複数
の光源像が形成され、ここからのレーザ光はリレーレン
ズ５を経てフライアイレンズ４Ｂに達する。フライアイ
レンズ４Ｂは、長方形状の断面を有する複数のレンズ素
子４０Ｂから構成されており、各々のレンズ素子４０Ｂ
の射出面側には、フライアイレンズ４Ａによる複数の光
源像が再結像されて３次光源が形成される。この３次光
源からのレーザ光は、図示なき開口絞りを経た後、折曲
げミラーＦＭ、およびコンデンサレンズＣＬを介して、
レチクルＲ上の照明領域を重畳的に均一照明する。
の光源像が形成され、ここからのレーザ光はリレーレン
ズ５を経てフライアイレンズ４Ｂに達する。フライアイ
レンズ４Ｂは、長方形状の断面を有する複数のレンズ素
子４０Ｂから構成されており、各々のレンズ素子４０Ｂ
の射出面側には、フライアイレンズ４Ａによる複数の光
源像が再結像されて３次光源が形成される。この３次光
源からのレーザ光は、図示なき開口絞りを経た後、折曲
げミラーＦＭ、およびコンデンサレンズＣＬを介して、
レチクルＲ上の照明領域を重畳的に均一照明する。
【００４７】レチクルＲからの光は、投影光学系ＰＬを
介してウエハＷ上に達し、ウエハＷ上には、レチクルＲ
上に形成されている回路パターンの像が転写される。レ
チクルＲは少なくとも図中Ｘ方向に移動可能なレチクル
ステージＲＳ上に載置されており、ウエハＷは図中ＸＹ
平面内で移動可能なウエハステージＷＳ上に載置されて
いる。
介してウエハＷ上に達し、ウエハＷ上には、レチクルＲ
上に形成されている回路パターンの像が転写される。レ
チクルＲは少なくとも図中Ｘ方向に移動可能なレチクル
ステージＲＳ上に載置されており、ウエハＷは図中ＸＹ
平面内で移動可能なウエハステージＷＳ上に載置されて
いる。
【００４８】そして、例えばレチクルステージＲＳを−
Ｘ方向へ移動させ、ウエハステージＷＳを＋Ｘ方向へ移
動させつつレチクルＲを照明することにより、ウエハＷ
上にはレチクルＲの回路パターンが転写される。このよ
うに図８の例においても、図７の例と同様にレーザミラ
ーＬＭ１，ＬＭ２に対してＰ偏光となるように構成して
いるため、各レーザミラーでの耐久性を向上させること
ができ、ひいては投影露光装置全体の光学寿命を延ばす
ことが可能となる。
Ｘ方向へ移動させ、ウエハステージＷＳを＋Ｘ方向へ移
動させつつレチクルＲを照明することにより、ウエハＷ
上にはレチクルＲの回路パターンが転写される。このよ
うに図８の例においても、図７の例と同様にレーザミラ
ーＬＭ１，ＬＭ２に対してＰ偏光となるように構成して
いるため、各レーザミラーでの耐久性を向上させること
ができ、ひいては投影露光装置全体の光学寿命を延ばす
ことが可能となる。
【００４９】なお、図８に示す投影露光装置において、
レーザミラーＬＭ２からフライアイレンズ４Ａに至る光
路中に、所定の偏光状態のレーザ光を無偏光状態に変換
するデポラライザを配置しても良い。このようなデポラ
ライザとしては、例えばクサビ形状の複屈折性材料と、
このクサビと相補的なクサビ形状を有する光学部材とを
組み合わせたものを用いることができる。
レーザミラーＬＭ２からフライアイレンズ４Ａに至る光
路中に、所定の偏光状態のレーザ光を無偏光状態に変換
するデポラライザを配置しても良い。このようなデポラ
ライザとしては、例えばクサビ形状の複屈折性材料と、
このクサビと相補的なクサビ形状を有する光学部材とを
組み合わせたものを用いることができる。
【００５０】なお、上述の図８の例では、本発明を半導
体デバイスや液晶パネルなどを製造するための投影露光
装置の照明系として適用しているが、本願出願人が特願
平８−３７１６８や特願平８ー２２１２５５で提案して
いるレーザ加工装置の照明系としても適用することがで
きる。また、上述の図６〜図８に示す装置では、レーザ
光源として、波長２４８ｎｍのパルスレーザ光を発生す
るＫｒＦエキシマレーザを適用しているが、波長１９３
ｎｍのパルスレーザ光を発生するＡｒＦエキシマレーザ
や、波長３０８ｎｍのパルスレーザ光を発生するＸｅＣ
ｌエキシマレーザなどにも適用できる。
体デバイスや液晶パネルなどを製造するための投影露光
装置の照明系として適用しているが、本願出願人が特願
平８−３７１６８や特願平８ー２２１２５５で提案して
いるレーザ加工装置の照明系としても適用することがで
きる。また、上述の図６〜図８に示す装置では、レーザ
光源として、波長２４８ｎｍのパルスレーザ光を発生す
るＫｒＦエキシマレーザを適用しているが、波長１９３
ｎｍのパルスレーザ光を発生するＡｒＦエキシマレーザ
や、波長３０８ｎｍのパルスレーザ光を発生するＸｅＣ
ｌエキシマレーザなどにも適用できる。
【００５１】さて、以上説明した図６〜図８の例では、
全てのレーザミラーをＰ偏光あるいは楕円偏光（円偏光
も楕円偏光に含まれる）で用いている。しかしながら、
複数のレーザミラーがある場合、レーザミラーの表面上
でのＳ偏光成分のエネルギー密度が
全てのレーザミラーをＰ偏光あるいは楕円偏光（円偏光
も楕円偏光に含まれる）で用いている。しかしながら、
複数のレーザミラーがある場合、レーザミラーの表面上
でのＳ偏光成分のエネルギー密度が
【００５２】
【化１３】
【００５３】以上となっているレーザミラーについての
みＰ偏光あるいは楕円偏光で用いれば、実用的には十分
である。また、移相器としては、水晶などの複屈折性物
質を用いたもの以外に、例えばフレネル斜方体を用いる
ことができる。このようなフレネル斜方体は、「応用光
学Ｉ」鶴田匡夫著、第４０〜４１頁、培風館に開示され
ている。
みＰ偏光あるいは楕円偏光で用いれば、実用的には十分
である。また、移相器としては、水晶などの複屈折性物
質を用いたもの以外に、例えばフレネル斜方体を用いる
ことができる。このようなフレネル斜方体は、「応用光
学Ｉ」鶴田匡夫著、第４０〜４１頁、培風館に開示され
ている。
【００５４】
【発明の効果】以上の通り本発明によれば、レーザミラ
ーそのもののレーザ耐久性を向上させるための改善とは
異なる観点でレーザミラーのレーザ耐久性を向上させる
ことが可能となり、上記改善と合わせてレーザミラーの
レーザ耐久性を格段に向上させることができる。これに
より、本発明を適用した装置においては、大幅に装置寿
命を向上させることができる。
ーそのもののレーザ耐久性を向上させるための改善とは
異なる観点でレーザミラーのレーザ耐久性を向上させる
ことが可能となり、上記改善と合わせてレーザミラーの
レーザ耐久性を格段に向上させることができる。これに
より、本発明を適用した装置においては、大幅に装置寿
命を向上させることができる。
【図１】本発明にかかるレーザミラーのコートの一例を
示す図である。
示す図である。
【図２】本発明にかかるレーザミラーのコートの分光特
性を示す図である。
性を示す図である。
【図３】Ｓ偏光成分での電界強度分布を示す図である。
【図４】Ｐ偏光成分での電界強度分布を示す図である。
【図５】本発明にかかるレーザミラーのコートの耐久性
を示す図である。
を示す図である。
【図６】第１の実施の形態を概略的に示す模式図であ
る。
る。
【図７】第２の実施の形態を概略的に示す模式図であ
る。
る。
【図８】第３の実施の形態を概略的に示す模式図であ
る。
る。
１：光源 ２：移相器（１／２波長板） ＬＭ１〜ＬＭ３：レーザミラー
Claims (6)
- 【請求項１】所定の偏光方向のレーザ光を射出するレー
ザ光源と、 前記レーザ光を反射するレーザミラーとを有し、 前記レーザミラーに入射する前記レーザ光が、前記レー
ザミラーに対してＰ偏光または楕円偏光となることを特
徴とする光学装置。 - 【請求項２】前記レーザミラーの表面に照射される前記
レーザ光のＳ偏光成分におけるエネルギー密度が 【化１】 以上の場合、前記レーザミラーに入射する前記レーザ光
を、前記レーザミラーに対してＰ偏光または楕円偏光と
することを特徴とする請求項１記載の光学装置。 - 【請求項３】所定の偏光方向のレーザ光を射出するレー
ザ光源と、 前記レーザ光を反射するレーザミラーと、 前記レーザ光に基づいて多数の光源像を形成するオプテ
ィカルインテグレータとを有し、 前記レーザミラーに入射する前記レーザ光が前記レーザ
ミラーに対してＰ偏光または楕円偏光とするために、前
記レーザミラーの入射側に移相器を配置することを特徴
とする光学装置。 - 【請求項４】前記レーザミラーの射出側に配置されて、
前記入射側の移相器と対になるように配置された移相器
をさらに有することを特徴とする請求項３記載の光学装
置。 - 【請求項５】所定のパターンを有するマスクを保持する
マスクステージと；感光性基板を保持する基板ステージ
と；請求項１乃至４のいずれか一項記載の光学装置を含
み、前記マスクを照明するための照明光学系と；前記マ
スク上の前記パターンを前記感光性基板に転写するため
の投影光学系と；を有することを特徴とする投影露光装
置。 - 【請求項６】請求項５に記載の露光装置を用いて、前記
マスク上のパターンを前記感光性基板上に転写する工程
を含むデバイス製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9006291A JPH10206798A (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 光学装置および該光学装置を備えた投影露光装置並びにデバイス製造方法 |
| EP98300290A EP0854374A3 (en) | 1997-01-17 | 1998-01-16 | Illumination apparatus with a high laser damage threshold and pattern transfer apparatus comprising the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9006291A JPH10206798A (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 光学装置および該光学装置を備えた投影露光装置並びにデバイス製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10206798A true JPH10206798A (ja) | 1998-08-07 |
Family
ID=11634290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9006291A Pending JPH10206798A (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 光学装置および該光学装置を備えた投影露光装置並びにデバイス製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0854374A3 (ja) |
| JP (1) | JPH10206798A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4305611B2 (ja) * | 2002-07-18 | 2009-07-29 | 株式会社ニコン | 照明光学装置、露光装置および露光方法 |
| EP1431827A1 (en) * | 2002-12-18 | 2004-06-23 | ASML Netherlands B.V. | Lithographic apparatus, mirror element, device manufacturing method, and beam delivery system |
| EP1431824A1 (en) | 2002-12-18 | 2004-06-23 | ASML Netherlands B.V. | Lithographic apparatus, device manufacturing method, and device manufactured thereby |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5253110A (en) * | 1988-12-22 | 1993-10-12 | Nikon Corporation | Illumination optical arrangement |
| US5231263A (en) * | 1990-03-09 | 1993-07-27 | Hitachi, Ltd. | Liquid crystal mask type laser marking system |
| JPH04270091A (ja) * | 1991-01-18 | 1992-09-25 | Nissan Motor Co Ltd | レーザ加工装置 |
| JPH0856028A (ja) * | 1994-08-10 | 1996-02-27 | Fanuc Ltd | レーザ発振器 |
-
1997
- 1997-01-17 JP JP9006291A patent/JPH10206798A/ja active Pending
-
1998
- 1998-01-16 EP EP98300290A patent/EP0854374A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0854374A2 (en) | 1998-07-22 |
| EP0854374A3 (en) | 1999-02-03 |
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