JPH114031A - レーザ光源、照明光学装置および露光機 - Google Patents
レーザ光源、照明光学装置および露光機Info
- Publication number
- JPH114031A JPH114031A JP9156450A JP15645097A JPH114031A JP H114031 A JPH114031 A JP H114031A JP 9156450 A JP9156450 A JP 9156450A JP 15645097 A JP15645097 A JP 15645097A JP H114031 A JPH114031 A JP H114031A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- light source
- laser light
- devices
- rays
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】複数の小型レーザからなるレーザ光源におい
て、光源全体からの出力光を無偏光状態とする。 【解決手段】ｘ方向に直線偏光した出力の小型レーザ
と、ｙ方向に直線偏光した出力の小型レーザとの、２種
類の小型レーザを交互に配置してレーザ光源を構成する
ことにより、光源全体としての出力光を無偏光状態とす
る。
て、光源全体からの出力光を無偏光状態とする。 【解決手段】ｘ方向に直線偏光した出力の小型レーザ
と、ｙ方向に直線偏光した出力の小型レーザとの、２種
類の小型レーザを交互に配置してレーザ光源を構成する
ことにより、光源全体としての出力光を無偏光状態とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造工程で
使用される露光機の光源に係わり、特に、複数の小型レ
ーザを束ねて構成されたレーザ光源に関する。
使用される露光機の光源に係わり、特に、複数の小型レ
ーザを束ねて構成されたレーザ光源に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体製造工程で使用される露光
機の光源において、その偏光状態が直線偏光であり、か
つ、露光したパターンに線状の部分が含まれているとき
に、当該偏光方向に平行な線と垂直な線とでは、線幅が
異なってしまうという問題があった。この問題に関する
分析と実験結果については、Asai他による文献（S. Asa
i, I. Hanyu and M.Takikawa, Jpn. J. Appl. Phys. Vo
l. 32, (1993) pp. 5863-5866）に開示されている。
機の光源において、その偏光状態が直線偏光であり、か
つ、露光したパターンに線状の部分が含まれているとき
に、当該偏光方向に平行な線と垂直な線とでは、線幅が
異なってしまうという問題があった。この問題に関する
分析と実験結果については、Asai他による文献（S. Asa
i, I. Hanyu and M.Takikawa, Jpn. J. Appl. Phys. Vo
l. 32, (1993) pp. 5863-5866）に開示されている。
【０００３】従来、水銀ランプを光源として用いる露光
機の場合、光源がもともと無偏光のものであったために
問題はなかった。また、直線偏光を発生するエキシマレ
ーザを用いた露光機の場合、上述のような問題を解消す
るために、複屈折を用いた光学素子によって縦横の２偏
光状態を混合し、該光源からの出力光を全体として無偏
光状態としていた。
機の場合、光源がもともと無偏光のものであったために
問題はなかった。また、直線偏光を発生するエキシマレ
ーザを用いた露光機の場合、上述のような問題を解消す
るために、複屈折を用いた光学素子によって縦横の２偏
光状態を混合し、該光源からの出力光を全体として無偏
光状態としていた。
【０００４】また、露光機の光源としても使用可能な出
力を備えた紫外レーザ光を発生できる紫外レーザ光源と
して、複数の小型紫外レーザを束ねて構成した低コヒー
レンスのレーザ光源が特開平８−３３４８０３号公報に
開示されている。
力を備えた紫外レーザ光を発生できる紫外レーザ光源と
して、複数の小型紫外レーザを束ねて構成した低コヒー
レンスのレーザ光源が特開平８−３３４８０３号公報に
開示されている。
【０００５】上記公知例に開示されているような、複数
の小型紫外レーザを並列に束ねたレーザ光源において、
個々の小型紫外レーザの出力は直線偏光を持っている。
しかし、それらは互いに干渉しない、いわゆるインコヒ
ーレントな性質を持っている。このため、例えば、露光
機の照明光学系の中において各小型レーザからのレーザ
光が重ね合わされることにより、光源全体としての照明
の一様化とスペックル低減のためのコヒーレンスの減少
がなされる。
の小型紫外レーザを並列に束ねたレーザ光源において、
個々の小型紫外レーザの出力は直線偏光を持っている。
しかし、それらは互いに干渉しない、いわゆるインコヒ
ーレントな性質を持っている。このため、例えば、露光
機の照明光学系の中において各小型レーザからのレーザ
光が重ね合わされることにより、光源全体としての照明
の一様化とスペックル低減のためのコヒーレンスの減少
がなされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複数の
小型レーザからのレーザ光が重ね合わされる際に、すべ
てのレーザ光の偏光方向が一方向にそろっていると、重
ね合わされた照明光の偏光方向も直線偏光となり、上述
したような問題が生じる。
小型レーザからのレーザ光が重ね合わされる際に、すべ
てのレーザ光の偏光方向が一方向にそろっていると、重
ね合わされた照明光の偏光方向も直線偏光となり、上述
したような問題が生じる。
【０００７】本発明の目的は、並列配置された複数の小
型レーザからなるレーザ光源において、光源全体として
の偏光状態をより無偏光な状態とすることができるレー
ザ光源を提供することにある。
型レーザからなるレーザ光源において、光源全体として
の偏光状態をより無偏光な状態とすることができるレー
ザ光源を提供することにある。
【０００８】さらに、本発明の他の目的は、上記レーザ
光源を光源として使用することによって、すべての方向
の線幅をより等しくすることができる露光機を提供する
ことにある。
光源を光源として使用することによって、すべての方向
の線幅をより等しくすることができる露光機を提供する
ことにある。
【０００９】さらに、本発明の他の目的は、上記レーザ
光源あるいは露光機用光源を、上述した複屈折を用いた
光学素子を使用せずに実現することにある。
光源あるいは露光機用光源を、上述した複屈折を用いた
光学素子を使用せずに実現することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、複数のレーザ装置を並列に束ねて構成し
たレーザ光源において、複数のレーザ装置を、同一偏光
方向のレーザ光を出力する少なくとも１つ以上のレーザ
装置と、当該偏光方向とは異なる偏光方向のレーザ光を
出力する残りのレーザ装置とから構成することによっ
て、レーザ光源を構成するレーザ装置各々の偏光方向を
異なる方向に設定し、光源全体としてより無偏光な状態
のレーザ光を出射する。
に本発明では、複数のレーザ装置を並列に束ねて構成し
たレーザ光源において、複数のレーザ装置を、同一偏光
方向のレーザ光を出力する少なくとも１つ以上のレーザ
装置と、当該偏光方向とは異なる偏光方向のレーザ光を
出力する残りのレーザ装置とから構成することによっ
て、レーザ光源を構成するレーザ装置各々の偏光方向を
異なる方向に設定し、光源全体としてより無偏光な状態
のレーザ光を出射する。
【００１１】例えば、複数のレーザ装置のうち半分の偏
光方向をｘ方向とし、残りの半分をｙ方向（光線の進む
方向をｚ方向として）とすることによって、重ね合わさ
った後の照明光において、その偏光状態を無偏光とする
ことができる。
光方向をｘ方向とし、残りの半分をｙ方向（光線の進む
方向をｚ方向として）とすることによって、重ね合わさ
った後の照明光において、その偏光状態を無偏光とする
ことができる。
【００１２】なお、本明細書において無偏光状態とは、
互いに干渉性のない多数の光子がそれぞれ別の偏光方向
を持っていることを示す。
互いに干渉性のない多数の光子がそれぞれ別の偏光方向
を持っていることを示す。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明を適用した紫外レーザアレ
イ光源の一実施形態を図１〜図３に示す。
イ光源の一実施形態を図１〜図３に示す。
【００１４】図１に、縦８本、横８本の計６４本の小型
レーザを並列にした本実施形態によるレーザ光源の構成
例を示す。このレーザ光源は、図２に示すようにｘ方向
に直線偏光した出力の小型レーザと、図３に示すように
ｙ方向に直線偏光した出力の小型レーザとの、２種類の
小型レーザから構成される。両者は、同一種類のレーザ
をｚ軸に関して90°回転させたものである。
レーザを並列にした本実施形態によるレーザ光源の構成
例を示す。このレーザ光源は、図２に示すようにｘ方向
に直線偏光した出力の小型レーザと、図３に示すように
ｙ方向に直線偏光した出力の小型レーザとの、２種類の
小型レーザから構成される。両者は、同一種類のレーザ
をｚ軸に関して90°回転させたものである。
【００１５】本実施形態では、これら２種類の小型レー
ザを、図１に示すように隣り合う小型レーザの偏光方向
が異なるように、すなわち、偏光方向がいわゆる市松模
様になるように並べている。
ザを、図１に示すように隣り合う小型レーザの偏光方向
が異なるように、すなわち、偏光方向がいわゆる市松模
様になるように並べている。
【００１６】本実施形態のレーザ光源を構成する小型レ
ーザの各々は、励起用のレーザダイオード１１と、可視
または赤外光を発生する固体レーザ１２と、固体レーザ
１２からの光を非線形光学結晶によって紫外光に変換す
るための波長変換部１３とから構成されている。
ーザの各々は、励起用のレーザダイオード１１と、可視
または赤外光を発生する固体レーザ１２と、固体レーザ
１２からの光を非線形光学結晶によって紫外光に変換す
るための波長変換部１３とから構成されている。
【００１７】個々のレーザの出力は概ね同一の出力をも
つものとし、また、ほぼ同一の波長を発生するが、互い
に干渉性はないものとする。
つものとし、また、ほぼ同一の波長を発生するが、互い
に干渉性はないものとする。
【００１８】ほぼ同一の波長で干渉性がないという状態
を作る方法としては、個々の小型レーザをＱスイッチ方
式によるパルスレーザとし、それらに一つのシードレー
ザからインジェクションシードを行い、同一の波長を発
生させるが、個々のパルスレーザのパルスが重ならない
ようにパルス発生タイミングをずらす方法を用いること
ができる。
を作る方法としては、個々の小型レーザをＱスイッチ方
式によるパルスレーザとし、それらに一つのシードレー
ザからインジェクションシードを行い、同一の波長を発
生させるが、個々のパルスレーザのパルスが重ならない
ようにパルス発生タイミングをずらす方法を用いること
ができる。
【００１９】ここで、各小型レーザからの出力されるレ
ーザ光の偏光方向を設定することができるものであれ
ば、レーザダイオード１１、固体レーザ１２および波長
変換部１３の具体的構成内容は限定されるものではな
い。例えば、以下に説明する条件を満たすものであれ
ば、上記従来技術の欄で引用した特開平８−３３４８０
３号公報に例示されているようなレーザ光源を構成する
小型レーザに、本発明を適用することができる。
ーザ光の偏光方向を設定することができるものであれ
ば、レーザダイオード１１、固体レーザ１２および波長
変換部１３の具体的構成内容は限定されるものではな
い。例えば、以下に説明する条件を満たすものであれ
ば、上記従来技術の欄で引用した特開平８−３３４８０
３号公報に例示されているようなレーザ光源を構成する
小型レーザに、本発明を適用することができる。
【００２０】本実施形態によれば、並列配置された複数
の小型レーザからなるレーザ光源において、複屈折を用
いた光学素子を用いることなく、光源全体としての偏光
状態をより無偏光な状態とすることができる。
の小型レーザからなるレーザ光源において、複屈折を用
いた光学素子を用いることなく、光源全体としての偏光
状態をより無偏光な状態とすることができる。
【００２１】なお、各小型レーザの偏光状態をｘ、ｙの
互いに直交する直線偏光とする代わりに、各小型レーザ
光の偏光状態をＲ（右回り），Ｌ（左回り）円偏光等、
他の種類の偏光状態とするような場合でも、本実施形態
と同様に互いに異なる偏光状態のレーザ光が重なり合う
ように、小型レーザの配置および偏光状態を調整するこ
とで、光源全体としての出力光をより無偏光な状態とす
ることができる。
互いに直交する直線偏光とする代わりに、各小型レーザ
光の偏光状態をＲ（右回り），Ｌ（左回り）円偏光等、
他の種類の偏光状態とするような場合でも、本実施形態
と同様に互いに異なる偏光状態のレーザ光が重なり合う
ように、小型レーザの配置および偏光状態を調整するこ
とで、光源全体としての出力光をより無偏光な状態とす
ることができる。
【００２２】次に、上記実施形態のレーザ光源を光源と
して用いる露光機の一実施形態を図４に示す。
して用いる露光機の一実施形態を図４に示す。
【００２３】本実施形態における露光機は、例えば図１
に示すような構成を備えるレーザ光源により実現される
無偏光状態の紫外レーザ光を出力する光源６１と、該レ
ーザ光の照度均一化およびスペックル除去のための光分
散光学系６２と、反射鏡６３と、照明用レンズ６４と、
プロジェクションレンズ６６とから構成される。
に示すような構成を備えるレーザ光源により実現される
無偏光状態の紫外レーザ光を出力する光源６１と、該レ
ーザ光の照度均一化およびスペックル除去のための光分
散光学系６２と、反射鏡６３と、照明用レンズ６４と、
プロジェクションレンズ６６とから構成される。
【００２４】投影されるべき所定のパターンが形成され
ているマスク６５は、照明用レンズ６４とプロジェクシ
ョンレンズ６６との間に配置され、マスク６５上のパタ
ーンが、プロジェクションレンズ６６の後方に配置され
たウエーハ６７上に投影される。
ているマスク６５は、照明用レンズ６４とプロジェクシ
ョンレンズ６６との間に配置され、マスク６５上のパタ
ーンが、プロジェクションレンズ６６の後方に配置され
たウエーハ６７上に投影される。
【００２５】本実施形態の露光機によれば、光源６１か
ら無偏光状態のレーザ光を出力できるため、マスク６５
のパターンに含まれるすべての方向の線状部分を、より
正確にウエハー６７上へ投影することができる。
ら無偏光状態のレーザ光を出力できるため、マスク６５
のパターンに含まれるすべての方向の線状部分を、より
正確にウエハー６７上へ投影することができる。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、複数の小型レーザから
なるレーザ光源および露光機用光源において、光源全体
からの出力光を無偏光状態とすることができる。
なるレーザ光源および露光機用光源において、光源全体
からの出力光を無偏光状態とすることができる。
【図１】本発明によるレーザ光源の一実施形態を示す斜
視図である。
視図である。
【図２】図１の構成要素であるＸ方向に偏光した小型レ
ーザを示す斜視図である。
ーザを示す斜視図である。
【図３】図１の構成要素であるＹ方向に偏光した小型レ
ーザを示す斜視図である。
ーザを示す斜視図である。
【図４】露光機の構成例を示す説明図である。
１１：励起用レーザダイオード、 １２：固体レーザ、 １３：波長変換部。
Claims (6)
- 【請求項１】複数のレーザ装置を並列に束ねて構成した
レーザ光源において、 前記複数のレーザ装置は、同一偏光方向のレーザ光を出
力する少なくとも１つ以上のレーザ装置と、当該偏光方
向とは異なる偏光方向のレーザ光を出力する残りのレー
ザ装置とから構成されることを特徴とするレーザ光源。 - 【請求項２】請求項１に記載のレーザ光源において、 前記各レーザ装置が、半導体レーザ励起の固体レーザか
ら発せられた可視または赤外光を、非線形光学結晶によ
って紫外光に変換し、出力するものであることを特徴と
したレーザ光源。 - 【請求項３】請求項１に記載のレーザ光源において、 前記複数のレーザ装置のうち略半数が、残りの略半数の
レーザ装置と直交する偏光方向を持つことを特徴とする
レーザ光源。 - 【請求項４】請求項３に記載のレーザ光源において、 前記各レーザ装置の偏光方向が、隣り合うレーザ装置と
直交するように交互に配置されることを特徴とするレー
ザ光源。 - 【請求項５】複数のレーザ装置を並列に束ねて構成した
光源と、パターンが形成されたマスクに、前記光源で発
生された光を照射する照明光学系と、前記マスクから得
られるパターン像を露光基板に結像させるための結像光
学系とを備える露光機において、 前記レーザ光源として、請求項１〜４のうちいずれかに
記載のレーザ光源を用いることを特徴とする露光機。 - 【請求項６】複数のレーザ装置を並列に束ねて構成した
光源と、パターンが形成されたマスクに、前記光源から
の光を照射する照明光学系とを備えた照明光学装置にお
いて、 前記光源は、同一偏光方位のレーザ光を出力する少なく
とも１つのレーザ装置と、当該偏光方位とは異なる偏光
状態のレーザ光を出力する残りのレーザ装置とから構成
されることを特徴とする照明光学装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9156450A JPH114031A (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | レーザ光源、照明光学装置および露光機 |
| US09/096,674 US6324203B1 (en) | 1997-06-13 | 1998-06-12 | Laser light source, illuminating optical device, and exposure device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9156450A JPH114031A (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | レーザ光源、照明光学装置および露光機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH114031A true JPH114031A (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=15628020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9156450A Pending JPH114031A (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | レーザ光源、照明光学装置および露光機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH114031A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7098992B2 (en) | 1999-09-10 | 2006-08-29 | Nikon Corporation | Light source unit and wavelength stabilizing control method, exposure apparatus and exposure method, method of making exposure apparatus, and device manufacturing method and device |
| JP2008210814A (ja) * | 2008-04-28 | 2008-09-11 | Hitachi Ltd | 変調器 |
| JP4517271B2 (ja) * | 1999-09-10 | 2010-08-04 | 株式会社ニコン | レーザ装置を備えた露光装置 |
-
1997
- 1997-06-13 JP JP9156450A patent/JPH114031A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7098992B2 (en) | 1999-09-10 | 2006-08-29 | Nikon Corporation | Light source unit and wavelength stabilizing control method, exposure apparatus and exposure method, method of making exposure apparatus, and device manufacturing method and device |
| JP4517271B2 (ja) * | 1999-09-10 | 2010-08-04 | 株式会社ニコン | レーザ装置を備えた露光装置 |
| JP2008210814A (ja) * | 2008-04-28 | 2008-09-11 | Hitachi Ltd | 変調器 |
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