JPS60232552A - 照明光学系 - Google Patents

照明光学系

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JPS60232552A
JPS60232552A JP59087879A JP8787984A JPS60232552A JP S60232552 A JPS60232552 A JP S60232552A JP 59087879 A JP59087879 A JP 59087879A JP 8787984 A JP8787984 A JP 8787984A JP S60232552 A JPS60232552 A JP S60232552A
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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
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0004—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
    • G02B19/0028—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed refractive and reflective surfaces, e.g. non-imaging catadioptric systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は円弧状光束を供給する照明光学系、特にフォト
マスク上の超ＬＳＩ等の微細パターンを半導体基板に転
写するミラープロジェクションアライナ−に適用しうる
照明光学系に関する。
〔従来技術〕
従来この種の照明光学系にはクリティカル照明法、すな
わち光源をマスク面上に結像する方法が用いられていた
０例えば特開昭５４−１２３８７７号他。
従っエマスク面上の円弧状照射域各点における有効光源
像は光学系の光軸を中心とする回転対称の向きを持つ。
第１図はこの様子を模式的に表わした図であり、０は光
軸、Ａはマスク面における円弧状照射域、Ｂは光源像を
示している。一方、マスク上の微細パターンは一般にＸ
方向およびＸ方向の一定の方向性を持つので、照射円弧
の両端にいくにつれて有効光源像の方向とマスク上のパ
ターンの方向との差が大きくなる。その結果、わずかの
デフォーカスでウェーハ上に転写されるパターン像が歪
んでしまうという欠点を有していた。
〔発明の目的〕
本発明の目的は上記の欠点を解決し、歪みのない微細パ
ターン像をウェーハ上に転写することができる照明光学
系を提供することにある。
〔発明の構成〕
本発明に係る照明光学系は、光源からの光でケーラー照
明するケーラー照明手段と、該ケーラー照明の照射面に
配置され、円弧状に光を規制する規制手段と、該規制手
段の像を所定の面に投影する投影手段とを有することを
特徴とする。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
０本発明による照明光学系の一実施例を第２図に示して
いる。ｌは照明光源で例えば超高圧水銀灯、２は楕円ミ
ラーでその第１焦点に照明光源が置かれる。３は例えば
シリンドリカルレンズ板により構成されたライトインテ
グレータで詳細は第４図に示す、４はコリメータレンズ
、５は円弧スリット（第５図に平面形態を描く）でライ
トインテグレータ３の射光点はコリメータレンズ４の第
１焦点に、円弧スリット５は第２焦点面にあってケーラ
ー照明系を構成する。６は円弧スリ、ト結像用光学系、
７はマスクを示している。
なお、第３図は第２図の光学系の３から７までの部分を
ａの方向から描いた図である。ごて超高圧水銀灯１から
発した光は、楕円ミラー２によってライトインテグレー
タ３上に集光ぎれる。さらにライトインテグレータ３の
各点を出た光はコリメータレンズ４の作用によってそれ
ぞれ平行光線となり、円弧スリット５の面を照射する。
すなわち円弧スリット５に多光束のケーラー照明がなｙ
れる。さらに円弧スリット５を通り抜けた光束は円弧ス
リット結像用光学系６によりマスク７の面上に投影され
半円弧状の被照明域を形成する。
以上のようにケーラー照明の照射面に円弧スリット５を
配置しこの円弧スリット５の像をマスク７の面上に結ん
でいるので、従来のようなマスク面上の有効光源像が存
在せず、従ってウェーハ上に転写されるパターン像が歪
むことはない。しかも、ライトインテグレータ３として
第４図に示されるような２組のシリンドリカルレンズの
集合体（１板目と４板目はそれぞれ焦点距離ｆ１．２板
目と３板目はそれとは別の焦点距離ｆ２で、各々の集合
体を相手の焦点位置に置いて組を作る）を直角に組み合
わせた光学系を用いて直交方向でＦナンバーの異なる光
束を作り、円弧スリット５の面上にスリット開口の大き
さに見合う矩形の照射域を形成することにより、光量を
有効に活用することが可能となる。第５図は円弧スリッ
ト５の平面図であり、図中の８はスリット開口、９はス
リット面上における矩形の照射域である。なお、光の有
効利用にあまり気を使わなくても良い場合はライトイン
テグレータとして棒状レンズの結束体を用いても良い。
第６図に本発明による照明光学系の適用例として反射投
影型半導体露光装置を示している０図中のｌから７まで
は第１図の同番号のものと同一であり、さらに１０及び
１３は光路を折曲げる平面鏡、１１は凹面鏡、１２は凸
面鏡、！４はウェーハを示し、凹面鏡１１と凸面鏡１２
は反射型投影系を構成する。
マスク７とウェーハ１４を同時に矢印方向に走査するこ
とによりマスク７のパターン像の全面が歪むことなくウ
ェハー１４に転写される。
一般にこのような照明光学系を搭載した半導体露光装Ｍ
（マスクアライナ−）によって半導体基板上等に転写さ
れるフォトマスク上のパターンは、全面で一定方向を向
いており、その方向と前記の照明光学系の２本の対称軸
のうちのいずれかの方向とを合致させれば、全面でパタ
ーンの方向と有効光源像の方向が一致する。従って半導
体基板等上のパターン像がディフォーカス昨においても
有効光源と同じく等方的にポケるので像歪が生じない。
次に第１図で述べた光学系の調整について触れておく、
まずマスク７を外し、替りにピンポールを有する遮光板
とその下方にスクリーンを取付ける。スクリーンにはマ
スク相当面における有効光源像がピンホールカメラの原
理により投影されるが、その有効光源像はライトインテ
グレータ３の外形に一致し、円弧上の各点において方向
が回転しないはずである。従ってスクリーン上の有効光
源像が所望の状態を満たす様に各部材間の調整を行えば
、良好な照明状態を得ることができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、歪みのない微細パ
ターン像をウェーハ上に転写することができる。さらに
ケーラー照明法を採用しているので光源の輝度ムラが照
明ムラに影響しないという利点を有するとともに、シリ
ンドリカルレンズの集合体等を用いているので光量の節
約が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の照明光学系のマスク面における光源像が
光学系の光軸を中心として回転対称の向Ｓになることを
模式的に表わした図、第２図は本発明の一実施例に係る
照明光学系の構成図、第３図は第２図における３から７
までの部分の側面図、第４図はライトインテグレータ３
の拡大斜視図、第５図は円弧スリット５の平面図、第６
図は本発明による照明光学系を適用した反射投影型半導
体露光装置の一例を示す構成図である。 １−−一光源 ２−ｍ−楕円ミラー ３−−−ライトインテグレータ ４−−−コリメータレンズ ５−ｍ−円弧スリット ６−−−円弧スリット結像用光学系 ７−−−マスク ８−ｍ−スリット開口 ９−ｍ−円弧スリット面上の照射域 第　１　図 第　２　図　第　３１１ 第　５　図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 円弧状光束を供給する照明光学系において、光源からの
    光でケーラー照明するケーラー照明手段と、該ケーラー
    照明の照射面に配置され、円弧状に光を規制する規制手
    段と、該規制手段の像を所定の面に投影する投影手段と
    を有することを特徴とする照明光学系。
JP59087879A 1984-05-02 1984-05-02 照明光学系 Granted JPS60232552A (ja)

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