JPH0613289A - 照明装置及びそれを用いた露光装置 - Google Patents
照明装置及びそれを用いた露光装置Info
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- JPH0613289A JPH0613289A JP4193123A JP19312392A JPH0613289A JP H0613289 A JPH0613289 A JP H0613289A JP 4193123 A JP4193123 A JP 4193123A JP 19312392 A JP19312392 A JP 19312392A JP H0613289 A JPH0613289 A JP H0613289A
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- G02B3/0006—Arrays
- G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
- G02B3/0056—Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along two different directions in a plane, e.g. honeycomb arrangement of lenses
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- G02B3/00—Simple or compound lenses
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- G02B3/0062—Stacked lens arrays, i.e. refractive surfaces arranged in at least two planes, without structurally separate optical elements in-between
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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
- G03F7/70075—Homogenization of illumination intensity in the mask plane by using an integrator, e.g. fly's eye lens, facet mirror or glass rod, by using a diffusing optical element or by beam deflection
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- G—PHYSICS
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
- G03F7/70091—Illumination settings, i.e. intensity distribution in the pupil plane or angular distribution in the field plane; On-axis or off-axis settings, e.g. annular, dipole or quadrupole settings; Partial coherence control, i.e. sigma or numerical aperture [NA]
- G03F7/701—Off-axis setting using an aperture
-
- 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
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
- G03F7/70091—Illumination settings, i.e. intensity distribution in the pupil plane or angular distribution in the field plane; On-axis or off-axis settings, e.g. annular, dipole or quadrupole settings; Partial coherence control, i.e. sigma or numerical aperture [NA]
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 パターン形状の方向や線幅等により最適な照
明系を選択して高解像力の投影露光が可能な半導体素子
の製造に好適な照明装置及びそれを用いた露光装置を得
ること。 【構成】 光源からの光束を複数の微小レンズを２次元
的に配列した第１、第２オプティカルインテグレーター
を介し第１集光レンズで集光して第３オプティカルイン
テグレーターに入射させ、該第３オプティカルインテグ
レーターからの光束を第２集光レンズで集光して照明し
たパターンを投影光学系により基板面上に投影転写する
際、該第１、第２オプティカルインテグレーターの複数
の微小レンズの相対的位置関係を変更し、該第３オプテ
ィカルインテグレーターの入射面の光強度分布を変更し
たこと。
明系を選択して高解像力の投影露光が可能な半導体素子
の製造に好適な照明装置及びそれを用いた露光装置を得
ること。 【構成】 光源からの光束を複数の微小レンズを２次元
的に配列した第１、第２オプティカルインテグレーター
を介し第１集光レンズで集光して第３オプティカルイン
テグレーターに入射させ、該第３オプティカルインテグ
レーターからの光束を第２集光レンズで集光して照明し
たパターンを投影光学系により基板面上に投影転写する
際、該第１、第２オプティカルインテグレーターの複数
の微小レンズの相対的位置関係を変更し、該第３オプテ
ィカルインテグレーターの入射面の光強度分布を変更し
たこと。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は照明装置及びそれを用い
た露光装置に関し、具体的には半導体素子の製造装置で
ある所謂ステッパーにおいてレチクル面上のパターンを
適切に照明し、高い解像力が容易に得られるようにした
照明装置およびそれを用いた露光装置に関するものであ
る。
た露光装置に関し、具体的には半導体素子の製造装置で
ある所謂ステッパーにおいてレチクル面上のパターンを
適切に照明し、高い解像力が容易に得られるようにした
照明装置およびそれを用いた露光装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】最近の半導体素子の製造技術の進展は目
覚ましく、又それに伴う微細加工技術の進展も著しい。
特に光加工技術は１ＭＤＲＡＭの半導体素子の製造を境
にサブミクロンの解像力を有する微細加工の技術まで達
している。解像力を向上させる手段としてこれまで多く
の場合、露光波長を固定して、光学系のＮＡ（開口数）
を大きくしていく方法を用いていた。しかし最近では露
光波長をｇ線からｉ線に変えて、超高圧水銀灯を用いた
露光法により解像力を向上させる試みも種々と行われて
いる。
覚ましく、又それに伴う微細加工技術の進展も著しい。
特に光加工技術は１ＭＤＲＡＭの半導体素子の製造を境
にサブミクロンの解像力を有する微細加工の技術まで達
している。解像力を向上させる手段としてこれまで多く
の場合、露光波長を固定して、光学系のＮＡ（開口数）
を大きくしていく方法を用いていた。しかし最近では露
光波長をｇ線からｉ線に変えて、超高圧水銀灯を用いた
露光法により解像力を向上させる試みも種々と行われて
いる。
【０００３】露光波長としてｇ線やｉ線を用いる方法の
発展と共にレジストプロセスも同様に発展してきた。こ
の光学系とプロセスの両者が相まって、光リソグラフィ
が急激に進歩してきた。
発展と共にレジストプロセスも同様に発展してきた。こ
の光学系とプロセスの両者が相まって、光リソグラフィ
が急激に進歩してきた。
【０００４】一般にステッパーの焦点深度はＮＡの２乗
に反比例することが知られている。この為サブミクロン
の解像力を得ようとすると、それと共に焦点深度が浅く
なってくるという問題点が生じてくる。
に反比例することが知られている。この為サブミクロン
の解像力を得ようとすると、それと共に焦点深度が浅く
なってくるという問題点が生じてくる。
【０００５】これに対してエキシマレーザーに代表され
る更に短い波長の光を用いることにより解像力の向上を
図る方法が種々と提案されている。短波長の光を用いる
効果は一般に波長に反比例する効果を持っていることが
知られており、波長を短くした分だけ焦点深度は深くな
る。
る更に短い波長の光を用いることにより解像力の向上を
図る方法が種々と提案されている。短波長の光を用いる
効果は一般に波長に反比例する効果を持っていることが
知られており、波長を短くした分だけ焦点深度は深くな
る。
【０００６】短波長化の光を用いる他に解像力を向上さ
せる方法として位相シフトマスクを用いる方法（位相シ
フト法）が種々と提案されている。この方法は従来のマ
スクの一部分に他の部分とは通過光に対しテレセントリ
ック８０度の位相差を与える薄膜を形成し、解像力を向
上させようとするものであり、ＩＢＭ社（米国）のLeve
nsonらにより提案されている。解像力ＲＰは波長をλ、
パラメータをｋ1 、開口数をＮＡとすると一般に式 ＲＰ＝ｋ1 λ／ＮＡ で示される。通常０．７〜０．８が実用域とされるパラ
メータｋ1 は、位相シフト法によれば０．３５ぐらい迄
大幅に改善できることが知られている。
せる方法として位相シフトマスクを用いる方法（位相シ
フト法）が種々と提案されている。この方法は従来のマ
スクの一部分に他の部分とは通過光に対しテレセントリ
ック８０度の位相差を与える薄膜を形成し、解像力を向
上させようとするものであり、ＩＢＭ社（米国）のLeve
nsonらにより提案されている。解像力ＲＰは波長をλ、
パラメータをｋ1 、開口数をＮＡとすると一般に式 ＲＰ＝ｋ1 λ／ＮＡ で示される。通常０．７〜０．８が実用域とされるパラ
メータｋ1 は、位相シフト法によれば０．３５ぐらい迄
大幅に改善できることが知られている。
【０００７】位相シフト法には種々のものが知られてお
り、それらは例えば日系マイクロデバイス１９９０年７
月号１０８ページ以降の福田等の論文に詳しく記載され
ている。
り、それらは例えば日系マイクロデバイス１９９０年７
月号１０８ページ以降の福田等の論文に詳しく記載され
ている。
【０００８】しかしながら実際に空間周波数変調型の位
相シフトマスクを用いて解像力を向上させるためには未
だ多くの問題点が残っている。例えば現状で問題点とな
っているものとして以下のものがある。 （イ）．位相シフト膜を形成する技術が未確立。 （ロ）．位相シフト膜用の最適なＣＡＤの開発が未確
立。 （ハ）．位相シフト膜を付けれないパターンの存在。 （ニ）．（ハ）に関連してネガ型レジストを使用せざる
を得ないこと。 （ホ）．検査、修正技術が未確立。
相シフトマスクを用いて解像力を向上させるためには未
だ多くの問題点が残っている。例えば現状で問題点とな
っているものとして以下のものがある。 （イ）．位相シフト膜を形成する技術が未確立。 （ロ）．位相シフト膜用の最適なＣＡＤの開発が未確
立。 （ハ）．位相シフト膜を付けれないパターンの存在。 （ニ）．（ハ）に関連してネガ型レジストを使用せざる
を得ないこと。 （ホ）．検査、修正技術が未確立。
【０００９】このため実際に、この位相シフトマスクを
利用して半導体素子を製造するには様々な障害があり、
現在のところ大変困難である。
利用して半導体素子を製造するには様々な障害があり、
現在のところ大変困難である。
【００１０】これに対して、本出願人は、より解像力を
高めた露光方法及びそれを用いた露光装置を特願平３−
２８６３１号公報（平成３年２月２２日出願）で提案し
ている。
高めた露光方法及びそれを用いた露光装置を特願平３−
２８６３１号公報（平成３年２月２２日出願）で提案し
ている。
【００１１】そこでは照明光（有効光源）を４つの部分
に分割し、４重極状の照明光とすることにより高解像度
の投影を行っている。
に分割し、４重極状の照明光とすることにより高解像度
の投影を行っている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本出願人が先に提案し
た露光装置においては主としてｋ1 ファクターが０．５
付近の空間周波数が高い領域に注目した照明系を用いて
いる。この照明系は空間周波数が高いところでは焦点深
度が深い。
た露光装置においては主としてｋ1 ファクターが０．５
付近の空間周波数が高い領域に注目した照明系を用いて
いる。この照明系は空間周波数が高いところでは焦点深
度が深い。
【００１３】実際の半導体集積回路の製造工程はパター
ンの高い解像性能が必要とされる工程、それほどパター
ンの解像性能は必要とされない工程と種々様々である。
従って現在求められているのは各工程独自に求められる
解像性能への要求に対応できる露光装置である。
ンの高い解像性能が必要とされる工程、それほどパター
ンの解像性能は必要とされない工程と種々様々である。
従って現在求められているのは各工程独自に求められる
解像性能への要求に対応できる露光装置である。
【００１４】本発明は投影焼き付けを行なう対象とする
パターン形状および解像線幅に応じて適切なる照明方法
をその都度適用し、即ち最大２０を越える工程数を有す
る集積回路製造工程に対応する為、従来型の照明系と高
解像型の照明系を目的に応じて光束の有効利用を図りつ
つ容易に切り替えることができ、高い解像力が容易に得
られる照明装置及びそれを用いた露光装置の提供を目的
とする。
パターン形状および解像線幅に応じて適切なる照明方法
をその都度適用し、即ち最大２０を越える工程数を有す
る集積回路製造工程に対応する為、従来型の照明系と高
解像型の照明系を目的に応じて光束の有効利用を図りつ
つ容易に切り替えることができ、高い解像力が容易に得
られる照明装置及びそれを用いた露光装置の提供を目的
とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】（１−１）本発明の露光
装置は、光源からの光束を複数の微小レンズを２次元的
に所定のピッチで配列した第１オプティカルインテグレ
ータと該第１オプティカルインテグレータと実質的に同
じ配列ピッチの第２オプティカルインテグレータを介し
第１集光レンズで集光して第３オプティカルインテグレ
ータに入射させ、該第３オプティカルインテグレータか
らの光束を第２集光レンズで集光して被照射面上のパタ
ーンを照明し、該パターンを投影光学系により基板面上
に投影転写する際、変更手段により該第１オプティカル
インテグレータと第２オプティカルインテグレータの複
数の微小レンズの相対的位置関係を変更することにより
該第３オプティカルインテグレータの入射面の光強度分
布を変更するようにしたことを特徴としている。
装置は、光源からの光束を複数の微小レンズを２次元的
に所定のピッチで配列した第１オプティカルインテグレ
ータと該第１オプティカルインテグレータと実質的に同
じ配列ピッチの第２オプティカルインテグレータを介し
第１集光レンズで集光して第３オプティカルインテグレ
ータに入射させ、該第３オプティカルインテグレータか
らの光束を第２集光レンズで集光して被照射面上のパタ
ーンを照明し、該パターンを投影光学系により基板面上
に投影転写する際、変更手段により該第１オプティカル
インテグレータと第２オプティカルインテグレータの複
数の微小レンズの相対的位置関係を変更することにより
該第３オプティカルインテグレータの入射面の光強度分
布を変更するようにしたことを特徴としている。
【００１６】特に、前記変更手段は前記第１オプティカ
ルインテグレータと第２オプティカルインテグレータの
うち少なくとも一方を光軸と垂直方向に偏心させている
ことや、前記変更手段は前記第１オプティカルインテグ
レータと第２オプティカルインテグレータとの光軸方向
の間隔を変えていることや、前記第１集光レンズを構成
する光学部品の少なくとも１つを光軸方向に移動するこ
とにより前記第３オプティカルインテグレータの入射面
の光強度分布を変更すること等を特徴としている。
ルインテグレータと第２オプティカルインテグレータの
うち少なくとも一方を光軸と垂直方向に偏心させている
ことや、前記変更手段は前記第１オプティカルインテグ
レータと第２オプティカルインテグレータとの光軸方向
の間隔を変えていることや、前記第１集光レンズを構成
する光学部品の少なくとも１つを光軸方向に移動するこ
とにより前記第３オプティカルインテグレータの入射面
の光強度分布を変更すること等を特徴としている。
【００１７】又、前記第１オプティカルインテグレータ
の入射面と前記第２オプティカルインテグレータの射出
面と前記第３オプティカルインテグレータの射出面とは
互いに略共役関係となっており、該第２オプティカルイ
ンテグレータの入射面と該第３オプティカルインテグレ
ータの入射面とは略共役関係となっており、該第１オプ
ティカルインテグレータの複数の微小レンズは各々該第
２オプティカルインテグレータの入射面近傍に前記光源
に基づく複数の光源像を形成していることを特徴として
いる。
の入射面と前記第２オプティカルインテグレータの射出
面と前記第３オプティカルインテグレータの射出面とは
互いに略共役関係となっており、該第２オプティカルイ
ンテグレータの入射面と該第３オプティカルインテグレ
ータの入射面とは略共役関係となっており、該第１オプ
ティカルインテグレータの複数の微小レンズは各々該第
２オプティカルインテグレータの入射面近傍に前記光源
に基づく複数の光源像を形成していることを特徴として
いる。
【００１８】この他、前記第１オプティカルインテグレ
ータと第２オプティカルインテグレータの複数の微小レ
ンズは正方形開口により成っていることや、前記第３オ
プティカルインテグレータは複数の微小レンズを２次元
的に所定のピッチで配列して構成していること等を特徴
としている。
ータと第２オプティカルインテグレータの複数の微小レ
ンズは正方形開口により成っていることや、前記第３オ
プティカルインテグレータは複数の微小レンズを２次元
的に所定のピッチで配列して構成していること等を特徴
としている。
【００１９】（１−２）本発明の照明装置は、光源から
の光束を複数の微小レンズを２次元的に所定のピッチで
配列した第１オプティカルインテグレータと該第１オプ
ティカルインテグレータと実質的に同じ配列ピッチの第
２オプティカルインテグレータを介し第１集光レンズで
集光して第３オプティカルインテグレータに入射させ、
該第３オプティカルインテグレータからの光束を第２集
光レンズで集光して被照射面上のパターンを照明する
際、変更手段により該第１オプティカルインテグレータ
と第２オプティカルインテグレータの複数の微小レンズ
の相対的位置関係を変更することにより該第３オプティ
カルインテグレータの入射面の光強度分布を変更するよ
うにしたことを特徴としている。
の光束を複数の微小レンズを２次元的に所定のピッチで
配列した第１オプティカルインテグレータと該第１オプ
ティカルインテグレータと実質的に同じ配列ピッチの第
２オプティカルインテグレータを介し第１集光レンズで
集光して第３オプティカルインテグレータに入射させ、
該第３オプティカルインテグレータからの光束を第２集
光レンズで集光して被照射面上のパターンを照明する
際、変更手段により該第１オプティカルインテグレータ
と第２オプティカルインテグレータの複数の微小レンズ
の相対的位置関係を変更することにより該第３オプティ
カルインテグレータの入射面の光強度分布を変更するよ
うにしたことを特徴としている。
【００２０】（１−３）本発明の半導体素子の製造方法
としては、光源からの光束を複数の微小レンズを２次元
的に所定のピッチで配列した第１オプティカルインテグ
レータと実質的に該第１オプティカルインテグレータと
同じ配列ピッチの第２オプティカルインテグレータを介
し第１集光レンズで集光して第３オプティカルインテグ
レータに入射させ、該第３オプティカルインテグレータ
からの光束を第２集光レンズで集光してレチクル面上の
回路パターンを照明し、該回路パターンを投影光学系に
よりウエハ面上に投影転写し半導体素子を製造する際、
変更手段により該第１オプティカルインテグレータと第
２オプティカルインテグレータの複数の微小レンズの相
対的位置関係を変更することにより該第３オプティカル
インテグレータの入射面の光強度分布を変更するように
したことを特徴としている。
としては、光源からの光束を複数の微小レンズを２次元
的に所定のピッチで配列した第１オプティカルインテグ
レータと実質的に該第１オプティカルインテグレータと
同じ配列ピッチの第２オプティカルインテグレータを介
し第１集光レンズで集光して第３オプティカルインテグ
レータに入射させ、該第３オプティカルインテグレータ
からの光束を第２集光レンズで集光してレチクル面上の
回路パターンを照明し、該回路パターンを投影光学系に
よりウエハ面上に投影転写し半導体素子を製造する際、
変更手段により該第１オプティカルインテグレータと第
２オプティカルインテグレータの複数の微小レンズの相
対的位置関係を変更することにより該第３オプティカル
インテグレータの入射面の光強度分布を変更するように
したことを特徴としている。
【００２１】
【実施例】図１は本発明の実施例１の要部概略図、図２
は図１の一部分の説明図である。
は図１の一部分の説明図である。
【００２２】図中２は楕円鏡である。１は光源としての
発光管であり、紫外線及び遠紫外線等を放射する高輝度
の発光部１ａを有している。発光部１ａは楕円鏡２の第
１焦点近傍に配置している。３はコールドミラーであ
り、多層膜より成り、大部分の赤外光を透過すると共に
大部分の紫外光を反射させている。楕円鏡２はコールド
ミラー３を介して第２焦点４近傍に発光部１ａの発光部
像（光源像）１ｂを形成している。
発光管であり、紫外線及び遠紫外線等を放射する高輝度
の発光部１ａを有している。発光部１ａは楕円鏡２の第
１焦点近傍に配置している。３はコールドミラーであ
り、多層膜より成り、大部分の赤外光を透過すると共に
大部分の紫外光を反射させている。楕円鏡２はコールド
ミラー３を介して第２焦点４近傍に発光部１ａの発光部
像（光源像）１ｂを形成している。
【００２３】５は光学系であり、発光部像１ｂからの光
束を第１オプティカルインテグレータ６の入射面６ａに
入射させている。光学系５は楕円鏡２の開口部２ａと第
１オプティカルインテグレータ６の入射面６ａとが共役
関係となるようにしている。第１オプティカルインテグ
レータ６は図８に示すように複数の微小レンズ６−ｉ
（ｉ＝１〜Ｎ）を２次元的に所定のピッチで配列して構
成しており、図２に示すようにその射出面６ｂから所定
の位置（後述する第２オプティカルインテグレータ７の
入射面７ａ近傍）に２次光源を形成している。
束を第１オプティカルインテグレータ６の入射面６ａに
入射させている。光学系５は楕円鏡２の開口部２ａと第
１オプティカルインテグレータ６の入射面６ａとが共役
関係となるようにしている。第１オプティカルインテグ
レータ６は図８に示すように複数の微小レンズ６−ｉ
（ｉ＝１〜Ｎ）を２次元的に所定のピッチで配列して構
成しており、図２に示すようにその射出面６ｂから所定
の位置（後述する第２オプティカルインテグレータ７の
入射面７ａ近傍）に２次光源を形成している。
【００２４】７は第２オプティカルインテグレータであ
り、第１オプティカルインテグレータ６の複数の微小レ
ンズと同じ配列ピッチの複数の微小レンズ７−ｉ（ｉ＝
１〜Ｎ）より成っている。第２オプティカルインテグレ
ータ７はその入射面７ａに形成された２次光源からの光
束を射出面７ｂより略平行光束として射出している。
り、第１オプティカルインテグレータ６の複数の微小レ
ンズと同じ配列ピッチの複数の微小レンズ７−ｉ（ｉ＝
１〜Ｎ）より成っている。第２オプティカルインテグレ
ータ７はその入射面７ａに形成された２次光源からの光
束を射出面７ｂより略平行光束として射出している。
【００２５】２０は変更手段であり、第１オプティカル
インテグレータ６と第２オプティカルインテグレータ７
のうち少なくとも一方を変位させて複数の微小レンズの
相対的位置関係を変更している。
インテグレータ６と第２オプティカルインテグレータ７
のうち少なくとも一方を変位させて複数の微小レンズの
相対的位置関係を変更している。
【００２６】８は第１集光レンズであり、第２オプティ
カルインテグレータ７からの光束を集光し、第３オプテ
ィカルインテグレータ９に入射している。第１オプティ
カルインテグレータ６により第２オプティカルインテグ
レータ７の入射面７ａに形成した２次光源を第２オプテ
ィカルインテグレータ７と第１集光レンズ８とにより、
第３オプティカルインテグレータ９の入射面９ａに再結
像している。第３オプティカルインテグレータ９の射出
面９ｂには入射面９ａの光強度分布に対応した光強度分
布の２次光源像が形成されるようにしている。
カルインテグレータ７からの光束を集光し、第３オプテ
ィカルインテグレータ９に入射している。第１オプティ
カルインテグレータ６により第２オプティカルインテグ
レータ７の入射面７ａに形成した２次光源を第２オプテ
ィカルインテグレータ７と第１集光レンズ８とにより、
第３オプティカルインテグレータ９の入射面９ａに再結
像している。第３オプティカルインテグレータ９の射出
面９ｂには入射面９ａの光強度分布に対応した光強度分
布の２次光源像が形成されるようにしている。
【００２７】本実施例では図２に示すように第２オプテ
ィカルインテグレータ７の入射面７ａと第３オプティカ
ルインテグレータ９の入射面９ａとが略共役関係となる
ように各要素（７，８）を設定している。
ィカルインテグレータ７の入射面７ａと第３オプティカ
ルインテグレータ９の入射面９ａとが略共役関係となる
ように各要素（７，８）を設定している。
【００２８】又、第１オプティカルインテグレータ６の
入射面６ａと第２オプティカルインテグレータ７の射出
面７ｂと第３オプティカルインテグレータ９の射出面９
ｂとが互いに略共役関係となるように各要素（６，７，
８，９）を設定している。
入射面６ａと第２オプティカルインテグレータ７の射出
面７ｂと第３オプティカルインテグレータ９の射出面９
ｂとが互いに略共役関係となるように各要素（６，７，
８，９）を設定している。
【００２９】１０は絞り部材であり、複数の開口部を有
しており、第３オプティカルインテグレータ９の射出面
９ｂ近傍に設けている。絞り部材１０はその開口形状が
光路中で切り替えられる機能を有しており、これにより
第３オプティカルインテグレータ９の射出面９ｂに形成
される２次光源像１０ａの形状を任意に変えている。
しており、第３オプティカルインテグレータ９の射出面
９ｂ近傍に設けている。絞り部材１０はその開口形状が
光路中で切り替えられる機能を有しており、これにより
第３オプティカルインテグレータ９の射出面９ｂに形成
される２次光源像１０ａの形状を任意に変えている。
【００３０】１１はハーフミラーである。絞り部材１０
からの大部分の光束はハーフミラー１１で反射し、残り
の光束はハーフミラー１１を透過して光検出器１２に入
射している。１３は第２集光レンズであり、ハーフミラ
ー１１で反射した光束を集光し、レチクルステージ１５
に載置した被照射面であるレチクル１４の回路パターン
を照明している。尚以上の各要素（１〜１３）は照明装
置の一要素を構成している。
からの大部分の光束はハーフミラー１１で反射し、残り
の光束はハーフミラー１１を透過して光検出器１２に入
射している。１３は第２集光レンズであり、ハーフミラ
ー１１で反射した光束を集光し、レチクルステージ１５
に載置した被照射面であるレチクル１４の回路パターン
を照明している。尚以上の各要素（１〜１３）は照明装
置の一要素を構成している。
【００３１】１６は投影光学系であり、レチクル１４面
上の回路パターンをウエハチャック１８に載置したウエ
ハ１７面上に縮小投影している。ここでオプティカルイ
ンテグレータ９の射出面９ｂの２次光源は第２集光レン
ズ１３により投影光学系１６の瞳１６ａに形成してい
る。１９はウエハステージである。
上の回路パターンをウエハチャック１８に載置したウエ
ハ１７面上に縮小投影している。ここでオプティカルイ
ンテグレータ９の射出面９ｂの２次光源は第２集光レン
ズ１３により投影光学系１６の瞳１６ａに形成してい
る。１９はウエハステージである。
【００３２】本実施例ではレチクル１４の回路パターン
の方向性及び解像線幅等に応じて、変更手段２０により
図２の状態（通常照明）より図３に示すように第２オプ
ティカルインテグレータ７を光軸と垂直方向に移動（偏
心）させている。
の方向性及び解像線幅等に応じて、変更手段２０により
図２の状態（通常照明）より図３に示すように第２オプ
ティカルインテグレータ７を光軸と垂直方向に移動（偏
心）させている。
【００３３】これにより第１オプティカルインテグレー
タ６と第２オプティカルインテグレータ７の複数の微小
レンズの相対的位置関係を変更して高解像度照明を行な
っている。そして必要に応じて光学系５と第１集光レン
ズ８の位置又は／及び絞り部材１０の開口形状を変化さ
せている。
タ６と第２オプティカルインテグレータ７の複数の微小
レンズの相対的位置関係を変更して高解像度照明を行な
っている。そして必要に応じて光学系５と第１集光レン
ズ８の位置又は／及び絞り部材１０の開口形状を変化さ
せている。
【００３４】これにより投影光学系１６の瞳面１６ａに
形成される２次光源像の光強度分布を変更して、前述の
特願平３−２８６３１号で提案したのと同様の照明方法
（高解像度照明）を採ることにより高解像度の回路パタ
ーンの投影露光を行なっている。
形成される２次光源像の光強度分布を変更して、前述の
特願平３−２８６３１号で提案したのと同様の照明方法
（高解像度照明）を採ることにより高解像度の回路パタ
ーンの投影露光を行なっている。
【００３５】尚、光検出器１２はハーフミラー１１を透
過した光束を受光し、レチクル１４への照射光量と第３
オプティカルインテグレータ９の射出面９ｂ近傍に形成
される２次光源像１０ａの形状をモニターしている。
過した光束を受光し、レチクル１４への照射光量と第３
オプティカルインテグレータ９の射出面９ｂ近傍に形成
される２次光源像１０ａの形状をモニターしている。
【００３６】次に本実施例の第１オプティカルインテグ
レータ６から第３オプティカルインテグレータ９に至る
光学系の特徴について説明する。
レータ６から第３オプティカルインテグレータ９に至る
光学系の特徴について説明する。
【００３７】図２に示すように第１オプティカルインテ
グレータ６の複数の微小レンズ６−ｉの射出側（後側）
の焦点位置と第２オプティカルインテグレータ７の複数
の微小レンズ７−ｉの入射側（前側）の焦点位置とは面
Ｂで略一致している。この面Ｂは第２オプティカルイン
テグレータ７の入射面７ａと略一致している。面Ａは第
１オプティカルインテグレータ６の入射面６ａ、面Ｃは
第３オプティカルインテグレータ９の入射面９ａを示し
ている。第１オプティカルインテグレータ６の入射面６
ａと微小レンズ６−ｉの入射側の焦点位置とは略一致し
ている。又第２オプティカルインテグレータ７の射出面
７ｂと微小レンズ７−ｉの射出側の焦点位置Ｄとは略一
致している。
グレータ６の複数の微小レンズ６−ｉの射出側（後側）
の焦点位置と第２オプティカルインテグレータ７の複数
の微小レンズ７−ｉの入射側（前側）の焦点位置とは面
Ｂで略一致している。この面Ｂは第２オプティカルイン
テグレータ７の入射面７ａと略一致している。面Ａは第
１オプティカルインテグレータ６の入射面６ａ、面Ｃは
第３オプティカルインテグレータ９の入射面９ａを示し
ている。第１オプティカルインテグレータ６の入射面６
ａと微小レンズ６−ｉの入射側の焦点位置とは略一致し
ている。又第２オプティカルインテグレータ７の射出面
７ｂと微小レンズ７−ｉの射出側の焦点位置Ｄとは略一
致している。
【００３８】今、微小レンズ６−ｉの焦点距離をｆ1 、
微小レンズ７−ｉの焦点距離をｆ2、第１集光レンズ８
の焦点距離をｆ1 とする。
微小レンズ７−ｉの焦点距離をｆ2、第１集光レンズ８
の焦点距離をｆ1 とする。
【００３９】図９は第１オプティカルインテグレータ６
の入射面６ａ（面Ａ）から第３オプティカルインテグレ
ータ９の入射面（面Ｃ）に至る光学系の近軸配置を模式
的に示している。
の入射面６ａ（面Ａ）から第３オプティカルインテグレ
ータ９の入射面（面Ｃ）に至る光学系の近軸配置を模式
的に示している。
【００４０】本実施例ではｆ1 ≧ｆ2 を満足するように
し、第１オプティカルインテグレータ６に入射した光束
が微小レンズ６−ｉの側面でケラれることなく第２オプ
ティカルインテグレータ７に入射し、射出するようにし
ている。
し、第１オプティカルインテグレータ６に入射した光束
が微小レンズ６−ｉの側面でケラれることなく第２オプ
ティカルインテグレータ７に入射し、射出するようにし
ている。
【００４１】次に本実施例において変更手段２０により
第２オプティカルインテグレータ７を光軸と垂直方向に
移動させて（平行偏心させて）第３オプティカルインテ
グレータ９の入射面９ａの光強度分布を変更し、これに
より投影光学系１６の瞳面１６ａ近傍に形成される２次
光源像の光強度分布を変更する光学作用について説明す
る。
第２オプティカルインテグレータ７を光軸と垂直方向に
移動させて（平行偏心させて）第３オプティカルインテ
グレータ９の入射面９ａの光強度分布を変更し、これに
より投影光学系１６の瞳面１６ａ近傍に形成される２次
光源像の光強度分布を変更する光学作用について説明す
る。
【００４２】本実施例では図１において光学系５により
楕円ミラー２の開口形状２ａが第１オプティカルインテ
グレータ６の入射面６ａに結像するようにしている。第
１オプティカルインテグレータ６の入射面６ａでの光強
度分布の強い領域は図４（Ａ）の斜線部のようになって
いる。以下、表示方法は同様である。図４（Ａ）の点線
で示す格子は複数の微小レンズ６−ｉの配列を示してい
る。
楕円ミラー２の開口形状２ａが第１オプティカルインテ
グレータ６の入射面６ａに結像するようにしている。第
１オプティカルインテグレータ６の入射面６ａでの光強
度分布の強い領域は図４（Ａ）の斜線部のようになって
いる。以下、表示方法は同様である。図４（Ａ）の点線
で示す格子は複数の微小レンズ６−ｉの配列を示してい
る。
【００４３】即ち、本実施例の微小レンズの外形は正方
形状より成っている。図２に示すように第１オプティカ
ルインテグレータ６と第２オプティカルインテグレータ
７の複数の微小レンズが互いに同軸上にあり偏心してい
ない場合（通常照明の場合）には第１オプティカルイン
テグレータ６により複数の光源像が第２オプティカルイ
ンテグレータ７の入射面７ａ（面Ｂ）に図４（Ｂ）に示
すように形成される。図４（Ｂ）の点線による格子は第
２オプティカルインテグレータ７の複数の微小レンズ７
−ｉの配列を示している。
形状より成っている。図２に示すように第１オプティカ
ルインテグレータ６と第２オプティカルインテグレータ
７の複数の微小レンズが互いに同軸上にあり偏心してい
ない場合（通常照明の場合）には第１オプティカルイン
テグレータ６により複数の光源像が第２オプティカルイ
ンテグレータ７の入射面７ａ（面Ｂ）に図４（Ｂ）に示
すように形成される。図４（Ｂ）の点線による格子は第
２オプティカルインテグレータ７の複数の微小レンズ７
−ｉの配列を示している。
【００４４】第２オプティカルインテグレータ７の入射
面７ａに形成した複数の光源像は微小レンズ７−ｉと第
１集光レンズ８により第３オプティカルインテグレータ
９の入射面９ａに図４（ｃ）のように重ね合わせられ
る。図４（ｃ）の光強度分布はガウス分布に近いものと
なっている。図４（ｃ）の点線に示す格子は第３オプテ
ィカルインテグレータ９の複数の微小レンズ９−ｉ（ｉ
＝１〜Ｎ）の配列を示している。
面７ａに形成した複数の光源像は微小レンズ７−ｉと第
１集光レンズ８により第３オプティカルインテグレータ
９の入射面９ａに図４（ｃ）のように重ね合わせられ
る。図４（ｃ）の光強度分布はガウス分布に近いものと
なっている。図４（ｃ）の点線に示す格子は第３オプテ
ィカルインテグレータ９の複数の微小レンズ９−ｉ（ｉ
＝１〜Ｎ）の配列を示している。
【００４５】第３オプティカルインテグレータ９の入射
面９ａでの光強度分布は投影光学系１６の瞳面１６ａに
形成される有効光源像の光強度分布に対応している。こ
の結果、投影光学系１６の瞳面１６ａに形成される２次
光源像の光強度分布はガウス分布に近い形状となってい
る。このような光強度分布の照明方法（通常照明）はレ
チクル１４の回路パターンの線幅が比較的太い回路パタ
ーンのときに用いている。
面９ａでの光強度分布は投影光学系１６の瞳面１６ａに
形成される有効光源像の光強度分布に対応している。こ
の結果、投影光学系１６の瞳面１６ａに形成される２次
光源像の光強度分布はガウス分布に近い形状となってい
る。このような光強度分布の照明方法（通常照明）はレ
チクル１４の回路パターンの線幅が比較的太い回路パタ
ーンのときに用いている。
【００４６】次にレチクル１４の回路パターンの線幅が
比較的細い高解像度が要求される高解像度照明のときに
は変更手段２０で第２オプティカルインテグレータ７を
図３に示すように第１オプティカルインテグレータ６に
対して光軸と垂直方向に微小レンズ７−ｉの半ピッチ分
（微小レンズが直交配列されている方向に半ピッチ分）
だけ偏心させている。（尚、第１オプティカルインテグ
レータ６の入射面６ａの光強度分布は図５（Ａ）に示す
ように前述した図４（Ａ）と同じである。）このとき第
１オプティカルインテグレータ６により複数の光源像が
第２オプティカルインテグレータ７の入射面７ａ（面
Ｂ）に図５（Ｂ）に示すように形成される。図５（Ｂ）
に示すように各光源像は第２オプティカルインテグレー
タ７の入射面７ａにおいて複数の微小レンズ７−ｉにま
たがって形成される。この為、それらの光源像は分割さ
れて第１集光レンズ８により第３オプティカルインテグ
レータ９の入射面９ａ（面Ｃ）に図５（Ｃ）に示すよう
に重ね合わされる。
比較的細い高解像度が要求される高解像度照明のときに
は変更手段２０で第２オプティカルインテグレータ７を
図３に示すように第１オプティカルインテグレータ６に
対して光軸と垂直方向に微小レンズ７−ｉの半ピッチ分
（微小レンズが直交配列されている方向に半ピッチ分）
だけ偏心させている。（尚、第１オプティカルインテグ
レータ６の入射面６ａの光強度分布は図５（Ａ）に示す
ように前述した図４（Ａ）と同じである。）このとき第
１オプティカルインテグレータ６により複数の光源像が
第２オプティカルインテグレータ７の入射面７ａ（面
Ｂ）に図５（Ｂ）に示すように形成される。図５（Ｂ）
に示すように各光源像は第２オプティカルインテグレー
タ７の入射面７ａにおいて複数の微小レンズ７−ｉにま
たがって形成される。この為、それらの光源像は分割さ
れて第１集光レンズ８により第３オプティカルインテグ
レータ９の入射面９ａ（面Ｃ）に図５（Ｃ）に示すよう
に重ね合わされる。
【００４７】本実施例では図５（Ｃ）に示す４重極状の
光強度分布に対応した２次光源像を投影光学系１６の瞳
面１６ａに形成している。これにより高解像度照明を行
っている。
光強度分布に対応した２次光源像を投影光学系１６の瞳
面１６ａに形成している。これにより高解像度照明を行
っている。
【００４８】本実施例ではこのような照明方法をとるこ
とにより先の特願平３−２８６３１号と同様にして高解
像度照明の投影露光を可能としている。これによりレチ
クル１４面上の回路パターンを投影光学系１６によりウ
エハ１７面上に投影露光し、公知の現像処理等の各種の
工程を経て、半導体素子を製造している。
とにより先の特願平３−２８６３１号と同様にして高解
像度照明の投影露光を可能としている。これによりレチ
クル１４面上の回路パターンを投影光学系１６によりウ
エハ１７面上に投影露光し、公知の現像処理等の各種の
工程を経て、半導体素子を製造している。
【００４９】尚、本実施例においては図３に示す高解像
度照明の状態で、変更手段２０により第１オプティカル
インテグレータ６と第２オプティカルインテグレータ７
との光軸方向の間隔を変えても良い。
度照明の状態で、変更手段２０により第１オプティカル
インテグレータ６と第２オプティカルインテグレータ７
との光軸方向の間隔を変えても良い。
【００５０】図６はこのときの各要素（６，７，８，
９）を示す説明図である。図６においては第２オプティ
カルインテグレータ７の入射面７ａには第１オプティカ
ルインテグレータ６により形成した複数の光源像が図７
（Ｂ）に示すようにボケた状態（図５（Ｂ）に比べて）
で形成される。図７（Ａ）は第１オプティカルインテグ
レータ６の入射面６ａ上の光強度分布であり、図５
（Ａ）と同じである。そして第３オプティカルインテグ
レータ９の入射面９ａにおいても図７（Ｃ）に示すよう
に図５（Ｃ）に比べて光強度分布が４重極状の拡がった
状態となる。
９）を示す説明図である。図６においては第２オプティ
カルインテグレータ７の入射面７ａには第１オプティカ
ルインテグレータ６により形成した複数の光源像が図７
（Ｂ）に示すようにボケた状態（図５（Ｂ）に比べて）
で形成される。図７（Ａ）は第１オプティカルインテグ
レータ６の入射面６ａ上の光強度分布であり、図５
（Ａ）と同じである。そして第３オプティカルインテグ
レータ９の入射面９ａにおいても図７（Ｃ）に示すよう
に図５（Ｃ）に比べて光強度分布が４重極状の拡がった
状態となる。
【００５１】このように図３の状態より更に第１オプテ
ィカルインテグレータ６と第２オプティカルインテグレ
ータ７との光軸方向の間隔を変えて投影光学系１６の瞳
面１６ａに形成される２次光源像の光強度分布（有効光
源像の大きさ）を調整しても良く、これによれば、更に
任意の高解像度照明を行うことができる。
ィカルインテグレータ６と第２オプティカルインテグレ
ータ７との光軸方向の間隔を変えて投影光学系１６の瞳
面１６ａに形成される２次光源像の光強度分布（有効光
源像の大きさ）を調整しても良く、これによれば、更に
任意の高解像度照明を行うことができる。
【００５２】本実施例においては、図３に示す高解像度
照明の状態で第１集光レンズ８を構成するレンズの配置
を変え、図１２に示すように第１集光レンズ８′とし、
第２オプティカルインテグレータ７を構成する微小レン
ズ７−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）の入射面と第３オプティカルイ
ンテグレータ９の入射面９ａの結像倍率を変えてもよ
い。
照明の状態で第１集光レンズ８を構成するレンズの配置
を変え、図１２に示すように第１集光レンズ８′とし、
第２オプティカルインテグレータ７を構成する微小レン
ズ７−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）の入射面と第３オプティカルイ
ンテグレータ９の入射面９ａの結像倍率を変えてもよ
い。
【００５３】図１２はこのときの各要素（６，７，
８′，９）を示している。図１３（Ａ）は第１オプティ
カルインテグレータ６の入射面６ａ上の光強度分布であ
り、図５（Ａ）と同じである。図１３（Ｂ）は第２オプ
ティカルインテグレータ７の入射面７ａ上の光強度分布
であり、図５（Ｂ）と同じである。そして第３オプティ
カルインテグレータ９の入射面９ａ上の光強度分布は、
図１３（Ｃ）のように図５（Ｃ）の光強度分布を変倍し
たものとなる。
８′，９）を示している。図１３（Ａ）は第１オプティ
カルインテグレータ６の入射面６ａ上の光強度分布であ
り、図５（Ａ）と同じである。図１３（Ｂ）は第２オプ
ティカルインテグレータ７の入射面７ａ上の光強度分布
であり、図５（Ｂ）と同じである。そして第３オプティ
カルインテグレータ９の入射面９ａ上の光強度分布は、
図１３（Ｃ）のように図５（Ｃ）の光強度分布を変倍し
たものとなる。
【００５４】又、本実施例においては、図３に示す高解
像度照明の状態で、図１４に示すプリズム２１，２２を
第３オプティカルインテグレータ９の前に図１５（Ａ）
のように配置し、プリズム２１，１１の間隔を変えるこ
とにより図１５（Ｂ）に示すように第３オプティカルイ
ンテグレータ９の入射面９ａにおける光強度分布を変え
てもよい。
像度照明の状態で、図１４に示すプリズム２１，２２を
第３オプティカルインテグレータ９の前に図１５（Ａ）
のように配置し、プリズム２１，１１の間隔を変えるこ
とにより図１５（Ｂ）に示すように第３オプティカルイ
ンテグレータ９の入射面９ａにおける光強度分布を変え
てもよい。
【００５５】尚、本実施例において高解像度照明を行な
う際に第２オプティカルインテグレータ７を光軸と直交
する方向に偏心駆動させる代わりに第１オプティカルイ
ンテグレータ６を光軸と直交する方向に偏心駆動させて
も良い。又偏心量は第１オプティカルインテグレータと
第２オプティカルインテグレータの微小レンズの半ピッ
チに限定されるものではなく、必要に応じた量を偏心さ
せて有効光源分布を任意に調整しても良い。尚、このと
きの有効光源分布は、例えば図１の光検出器１２により
モニターして調整しても良い。
う際に第２オプティカルインテグレータ７を光軸と直交
する方向に偏心駆動させる代わりに第１オプティカルイ
ンテグレータ６を光軸と直交する方向に偏心駆動させて
も良い。又偏心量は第１オプティカルインテグレータと
第２オプティカルインテグレータの微小レンズの半ピッ
チに限定されるものではなく、必要に応じた量を偏心さ
せて有効光源分布を任意に調整しても良い。尚、このと
きの有効光源分布は、例えば図１の光検出器１２により
モニターして調整しても良い。
【００５６】図１０、図１１は本発明の実施例２の通常
照明と高解像度照明に係る各オプティカルインテグレー
タの入射面における光強度分布の説明図である。
照明と高解像度照明に係る各オプティカルインテグレー
タの入射面における光強度分布の説明図である。
【００５７】本実施例の基本構成は図１の実施例と同じ
であるが異なる点は光学系５によって光源像１ｂを第１
オプティカルインテグレータ６の入射面６ａに結像して
いることである。
であるが異なる点は光学系５によって光源像１ｂを第１
オプティカルインテグレータ６の入射面６ａに結像して
いることである。
【００５８】図１０（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は順に通常
照明のときの第１オプティカルインテグレータ６の入射
面６ａ、第２オプティカルインテグレータ７の入射面７
ａ、そして第３オプティカルインテグレータ９の入射面
９ａ上での光強度分布を示している。
照明のときの第１オプティカルインテグレータ６の入射
面６ａ、第２オプティカルインテグレータ７の入射面７
ａ、そして第３オプティカルインテグレータ９の入射面
９ａ上での光強度分布を示している。
【００５９】図１１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は第１オプ
ティカルインテグレータ６と第２オプティカルインテグ
レータ７の複数の微小レンズの相対的位置関係を変更し
て（図３に相当）、高解像度照明を行ったときの第１オ
プティカルインテグレータ６の入射面６ａ、第２オプテ
ィカルインテグレータ７の入射面７ａ、そして第３オプ
ティカルインテグレータ９の入射面９ａ上の光強度分布
を示している。
ティカルインテグレータ６と第２オプティカルインテグ
レータ７の複数の微小レンズの相対的位置関係を変更し
て（図３に相当）、高解像度照明を行ったときの第１オ
プティカルインテグレータ６の入射面６ａ、第２オプテ
ィカルインテグレータ７の入射面７ａ、そして第３オプ
ティカルインテグレータ９の入射面９ａ上の光強度分布
を示している。
【００６０】本実施例ではこれにより実施例１と同様に
高解像度照明の投影露光を可能としている。
高解像度照明の投影露光を可能としている。
【００６１】
【発明の効果】本発明によれば、投影露光するレチクル
面上のパターンの細かさ、方向性などを考慮して、該パ
ターンに適合した照明系を選択することによって最適な
高解像力の投影露光が可能な照明装置及びそれを用いた
投影露光装置を達成している。
面上のパターンの細かさ、方向性などを考慮して、該パ
ターンに適合した照明系を選択することによって最適な
高解像力の投影露光が可能な照明装置及びそれを用いた
投影露光装置を達成している。
【００６２】又、本発明によればそれほど細かくないパ
ターンを露光する場合には、従来の照明系そのままで用
いることができるとともに、細かいパターンを露光する
場合には光量の損傷が少ない高解像を容易に発揮できる
照明装置を用いて大きな焦点深度が得られるという効果
が得られる。
ターンを露光する場合には、従来の照明系そのままで用
いることができるとともに、細かいパターンを露光する
場合には光量の損傷が少ない高解像を容易に発揮できる
照明装置を用いて大きな焦点深度が得られるという効果
が得られる。
【００６３】又、照明系のみの変形で像性能がコントロ
ールでき、投影光学系に対しては制約を加えないため、
ディストーション、像面の特性等の光学系の主要な性質
が照明系で種々変形を加えるのにも変わらず、安定して
いるという効果を有した照明装置及びそれを用いた投影
露光装置を達成することができる。
ールでき、投影光学系に対しては制約を加えないため、
ディストーション、像面の特性等の光学系の主要な性質
が照明系で種々変形を加えるのにも変わらず、安定して
いるという効果を有した照明装置及びそれを用いた投影
露光装置を達成することができる。
【図１】 本発明の実施例１の要部概略図
【図２】 図１の一部分の説明図
【図３】 図１の一部分の説明図
【図４】 図２の各オプティカルインテグレータの入
射面での光強度分布の説明図
射面での光強度分布の説明図
【図５】 図３の各オプティカルインテグレータの入
射面での光強度分布の説明図
射面での光強度分布の説明図
【図６】 図３の一部分を変更したときの一実施例の
説明図
説明図
【図７】 図６の各オプティカルインテグレータの入
射面での光強度分布の説明図
射面での光強度分布の説明図
【図８】 図１の一部分の説明図
【図９】 図２の各要素の近軸屈折力配置の説明図
【図１０】 本発明の実施例２に係る各オプティカルイ
ンテグレータの入射面の光強度分布の説明図
ンテグレータの入射面の光強度分布の説明図
【図１１】 本発明の実施例２に係る各オプティカルイ
ンテグレータの入射面の光強度分布の説明図
ンテグレータの入射面の光強度分布の説明図
【図１２】 本発明の実施例３の一部分の説明図
【図１３】 図１２の各オプティカルインテグレータの
入射面での光強度分布の説明図
入射面での光強度分布の説明図
【図１４】 本発明で用いるプリズムの説明図
【図１５】 本発明の実施例４の一部分の説明図
１ 光源 ２ 楕円鏡 ３ コールドミラー ５ 光学系 ６ 第１オプティカルインテグレータ ７ 第２オプティカルインテグレータ ８ 第１集光レンズ ９ 第３オプティカルインテグレータ １０ 絞り部材 １３ 第２集光レンズ １４ レチクル １６ 投影光学系 １７ ウエハ
Claims (9)
- 【請求項１】 光源からの光束を複数の微小レンズを２
次元的に所定のピッチで配列した第１オプティカルイン
テグレータと該第１オプティカルインテグレータと実質
的に同じ配列ピッチの第２オプティカルインテグレータ
を介し第１集光レンズで集光して第３オプティカルイン
テグレータに入射させ、該第３オプティカルインテグレ
ータからの光束を第２集光レンズで集光して被照射面上
のパターンを照明し、該パターンを投影光学系により基
板面上に投影転写する際、変更手段により該第１オプテ
ィカルインテグレータと第２オプティカルインテグレー
タの複数の微小レンズの相対的位置関係を変更すること
により該第３オプティカルインテグレータの入射面の光
強度分布を変更するようにしたことを特徴とする露光装
置。 - 【請求項２】 前記変更手段は前記第１オプティカルイ
ンテグレータと第２オプティカルインテグレータのうち
少なくとも一方を光軸と垂直方向に偏心させていること
を特徴とする請求項１の露光装置。 - 【請求項３】 前記変更手段は前記第１オプティカルイ
ンテグレータと第２オプティカルインテグレータとの光
軸方向の間隔を変えていることを特徴とする請求項２の
露光装置。 - 【請求項４】 前記第１集光レンズを構成する光学部品
の少なくとも１つを光軸方向に移動することにより前記
第３オプティカルインテグレータの入射面の光強度分布
を変更することを特徴とする請求項２の露光装置。 - 【請求項５】 前記第１オプティカルインテグレータと
第２オプティカルインテグレータの複数の微小レンズは
正方形開口により成っていることを特徴とする請求項１
の露光装置。 - 【請求項６】 前記第１オプティカルインテグレータの
入射面と前記第２オプティカルインテグレータの射出面
と前記第３オプティカルインテグレータの射出面とは互
いに略共役関係となっており、該第２オプティカルイン
テグレータの入射面と該第３オプティカルインテグレー
タの入射面とは略共役関係となっており、該第１オプテ
ィカルインテグレータの複数の微小レンズは各々該第２
オプティカルインテグレータの入射面近傍に前記光源に
基づく複数の光源像を形成していることを特徴とする請
求項１の露光装置。 - 【請求項７】 前記第３オプティカルインテグレータは
複数の微小レンズを２次元的に所定のピッチで配列して
構成していることを特徴とする請求項１の露光装置。 - 【請求項８】 光源からの光束を複数の微小レンズを２
次元的に所定のピッチで配列した第１オプティカルイン
テグレータと該第１オプティカルインテグレータと実質
的に同じ配列ピッチの第２オプティカルインテグレータ
を介し第１集光レンズで集光して第３オプティカルイン
テグレータに入射させ、該第３オプティカルインテグレ
ータからの光束を第２集光レンズで集光して被照射面上
のパターンを照明する際、変更手段により該第１オプテ
ィカルインテグレータと第２オプティカルインテグレー
タの複数の微小レンズの相対的位置関係を変更すること
により該第３オプティカルインテグレータの入射面の光
強度分布を変更するようにしたことを特徴とする照明装
置。 - 【請求項９】 光源からの光束を複数の微小レンズを２
次元的に所定のピッチで配列した第１オプティカルイン
テグレータと該第１オプティカルインテグレータと実質
的に同じ配列ピッチの第２オプティカルインテグレータ
を介し第１集光レンズで集光して第３オプティカルイン
テグレータに入射させ、該第３オプティカルインテグレ
ータからの光束を第２集光レンズで集光してレチクル面
上の回路パターンを照明し、該回路パターンを投影光学
系によりウエハ面上に投影転写し半導体素子を製造する
際、変更手段により該第１オプティカルインテグレータ
と第２オプティカルインテグレータの複数の微小レンズ
の相対的位置関係を変更することにより該第３オプティ
カルインテグレータの入射面の光強度分布を変更するよ
うにしたことを特徴とする半導体素子の製造方法。
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