JPS63100461A - 照明装置 - Google Patents
照明装置Info
- Publication number
- JPS63100461A JPS63100461A JP61245542A JP24554286A JPS63100461A JP S63100461 A JPS63100461 A JP S63100461A JP 61245542 A JP61245542 A JP 61245542A JP 24554286 A JP24554286 A JP 24554286A JP S63100461 A JPS63100461 A JP S63100461A
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- JP
- Japan
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- diffuser plate
- mirror
- light
- laser
- diffusing plate
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- Pending
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Classifications
-
- 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
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
- G03F7/70583—Speckle reduction, e.g. coherence control or amplitude/wavefront splitting
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Lasers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、光源にパルスレーザ例えばエキシマレーザ
を用いた半導体露光装置の照明（系）装置に関するもの
である。
を用いた半導体露光装置の照明（系）装置に関するもの
である。
半導体露光装置の光源には従来水銀ランプが用いられて
きたが、より短波長化して光りソグラフイの微細化に対
応するため、エキシマレーザが用いられるようになって
きている。エキシマレーザの中でもインジェクションロ
ッキングレーザに代表される波長幅の狭いレーザを用い
ると、高解像のレンズ光学系を容易に作ることができる
特徴（利点）がある。
きたが、より短波長化して光りソグラフイの微細化に対
応するため、エキシマレーザが用いられるようになって
きている。エキシマレーザの中でもインジェクションロ
ッキングレーザに代表される波長幅の狭いレーザを用い
ると、高解像のレンズ光学系を容易に作ることができる
特徴（利点）がある。
しかしながら、このようなレーザでは空間的コヒーレン
スによるスペックルが付随し、露光装置の光源としては
不適当なものとなってしまう。
スによるスペックルが付随し、露光装置の光源としては
不適当なものとなってしまう。
このスペックルを消す方法として、従来、第３図に示す
スペックル低減装置が用いられてきた。
スペックル低減装置が用いられてきた。
図において、レーザ１よυ出射された光は＠１の拡散板
２により拡散されるが、この拡散板２の後方にスペック
ルを生ずる。このスペックルの大きさは、拡散板の拡散
角をαとすると、おおよそλ／α（ユ数ミクロン）であ
る。ここで、λは光の波長である。次に、拡散板２の近
傍に図のように拡散板６を設置し、この拡散板を高速で
移動する。
２により拡散されるが、この拡散板２の後方にスペック
ルを生ずる。このスペックルの大きさは、拡散板の拡散
角をαとすると、おおよそλ／α（ユ数ミクロン）であ
る。ここで、λは光の波長である。次に、拡散板２の近
傍に図のように拡散板６を設置し、この拡散板を高速で
移動する。
この移動方法は、一般に、拡散板６に軸着されたモータ
８によって回転させている。
８によって回転させている。
この第２の拡散板６を通過した散乱光によっても、やは
り゛いたる所にスペックルを生ずるが・このスペックル
は定常的なものではなく、拡散板６の移動に応じて変化
するものである。すなわち第１の拡散板２によって第２
の拡散板６上に生じているスペックルの大きさの程度、
第２の拡散板６を移動させると、第２の拡散板６による
スペックルパターンは全く別のパターンに変形してしま
う。
り゛いたる所にスペックルを生ずるが・このスペックル
は定常的なものではなく、拡散板６の移動に応じて変化
するものである。すなわち第１の拡散板２によって第２
の拡散板６上に生じているスペックルの大きさの程度、
第２の拡散板６を移動させると、第２の拡散板６による
スペックルパターンは全く別のパターンに変形してしま
う。
したがって、第２の拡散板６を第１の拡散板１によるス
ペックルの大きさのＮ倍（Ｎは正の整数）移動して時間
平均すれば、第２の拡散板６後方のスペックルのコント
ラストは１／Ａに減少する。
ペックルの大きさのＮ倍（Ｎは正の整数）移動して時間
平均すれば、第２の拡散板６後方のスペックルのコント
ラストは１／Ａに減少する。
上記のスペックル低減方法は長時間平均すればする橿有
効であるため連続発振（ＣＷ）レーザに対しては非常に
有効な手段である。
効であるため連続発振（ＣＷ）レーザに対しては非常に
有効な手段である。
上記のようなスペックル低減方法は、エキシマレーザの
ようなパルスレーザにそのまま適用しても、パルスの発
光時間が数１Ｏｎ（８）と非常に短いために効果がない
。例えば拡散板６を半径１５０謹のすりガラスで形成し
、１００１００ｒｐ秒当９の回転数）で回転したとする
と、１パルスの３゜ｎ５ｅｅの間で外周部が移動する距
離は２ Ｘ ３．１４ Ｘ １５０ （ｍ）ｘｌ ００
＊３０＜１０→＝２．３×１Ｑ−’、。
ようなパルスレーザにそのまま適用しても、パルスの発
光時間が数１Ｏｎ（８）と非常に短いために効果がない
。例えば拡散板６を半径１５０謹のすりガラスで形成し
、１００１００ｒｐ秒当９の回転数）で回転したとする
と、１パルスの３゜ｎ５ｅｅの間で外周部が移動する距
離は２ Ｘ ３．１４ Ｘ １５０ （ｍ）ｘｌ ００
＊３０＜１０→＝２．３×１Ｑ−’、。
となる。すなわち２．８μｍの値となり、これは第１の
拡散板の格子によるスペックルの大きさとほぼ同程度で
あって、スペックルのコントラストはほとんど減少しな
い。スペックルをある程度減少するには少くとも１桁以
上拡散板の移動速度を上げる必要がある。しかしこれは
技術的に非常に困却な問題である。例えば、回転数を１
桁上げて１０００ｒＰ８とすると、遠心力のためにすシ
ガラスが破壊してしまう。たとえ強化ガラスを使用した
としても、２ｏｏｒｐｓ程度が限界であり、第６図にお
いて、拡散板を高速で回転するようなスペックル低減法
はパルスレーザに対して適用できない問題点がある。
拡散板の格子によるスペックルの大きさとほぼ同程度で
あって、スペックルのコントラストはほとんど減少しな
い。スペックルをある程度減少するには少くとも１桁以
上拡散板の移動速度を上げる必要がある。しかしこれは
技術的に非常に困却な問題である。例えば、回転数を１
桁上げて１０００ｒＰ８とすると、遠心力のためにすシ
ガラスが破壊してしまう。たとえ強化ガラスを使用した
としても、２ｏｏｒｐｓ程度が限界であり、第６図にお
いて、拡散板を高速で回転するようなスペックル低減法
はパルスレーザに対して適用できない問題点がある。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、パルスレーザに対して有効なスペックル低減
機能を有する照明装置を提供することを目的とするもの
である。
たもので、パルスレーザに対して有効なスペックル低減
機能を有する照明装置を提供することを目的とするもの
である。
本発明に係る照明装置は、パルスレーザ光を光源とする
光路中に第１の拡散板を設置し、この拡散板によって拡
散された光をレンズと変角ミラーによシ第２の拡散板近
傍に結像させてスペックルを低減することを技術的要点
とするものである。
光路中に第１の拡散板を設置し、この拡散板によって拡
散された光をレンズと変角ミラーによシ第２の拡散板近
傍に結像させてスペックルを低減することを技術的要点
とするものである。
この発明においては、上記の技術的要点において、光源
レーザのパルスと同期して、変角２ラーに用いた多面鏡
を回転するので第１の拡散板の像と第２の拡散板の像の
相対位置を等しくすることができるととも罠、スペック
ル像を拡散板に対して高速に移動することができる。こ
の移動量をスペックルの大きさの数１０倍とすれば、パ
ルスレーザにおいて不可避な空間的コヒーレンスによる
スペックルの低減が可能となる。
レーザのパルスと同期して、変角２ラーに用いた多面鏡
を回転するので第１の拡散板の像と第２の拡散板の像の
相対位置を等しくすることができるととも罠、スペック
ル像を拡散板に対して高速に移動することができる。こ
の移動量をスペックルの大きさの数１０倍とすれば、パ
ルスレーザにおいて不可避な空間的コヒーレンスによる
スペックルの低減が可能となる。
第１図はこの発明の一実施例を示す説明図であ、９，１
ａはパルスレーザ、２は第１の拡散板、３はレンズ、４
は回転多面体鏡、５はレンズ、６＆は第２の拡散板であ
シ、レンズ３及び５による光軸は図のよう（互に直角に
配置される。
ａはパルスレーザ、２は第１の拡散板、３はレンズ、４
は回転多面体鏡、５はレンズ、６＆は第２の拡散板であ
シ、レンズ３及び５による光軸は図のよう（互に直角に
配置される。
上記のように構成された照明装置において、パルスレー
ザ１より出射した光は第１の拡散板２によって散乱され
、レンズ３でほぼ平行に集光された後、高速で回転する
多面体鏡（ポリゴン鏡）４で反射され、レンズ５で第２
の拡散板６ａの位置に、第１の拡散板の像を結像する。
ザ１より出射した光は第１の拡散板２によって散乱され
、レンズ３でほぼ平行に集光された後、高速で回転する
多面体鏡（ポリゴン鏡）４で反射され、レンズ５で第２
の拡散板６ａの位置に、第１の拡散板の像を結像する。
ポリゴン鏡４は軸対称の８面体鏡ヲ用い、回転軸のベア
リングはエアベアリングを使用して、約１０００ｒｐｓ
で回転する。なお、ポリゴン鏡は上記の８面体に限
られるものではないが高速回転体であるから、空気の抵
抗や製作工数などを考慮して最適形状のものが製作・使
用されるロ レンズ６及びレンズ５は焦点距離３００■のものを使用
した。したがって、第１の拡散板２の像は３Ｑｎ式のパ
ルスの間に、 ２に３．１４に３００（ｗ） Ｘ １０００Ｘ３０Ｘ１
０−’ ＝０．０５７ｍ移動する。つまシ５７μｍ移動
するので、この量はスペックルの大きさ数μｍの数１０
倍である。
リングはエアベアリングを使用して、約１０００ｒｐｓ
で回転する。なお、ポリゴン鏡は上記の８面体に限
られるものではないが高速回転体であるから、空気の抵
抗や製作工数などを考慮して最適形状のものが製作・使
用されるロ レンズ６及びレンズ５は焦点距離３００■のものを使用
した。したがって、第１の拡散板２の像は３Ｑｎ式のパ
ルスの間に、 ２に３．１４に３００（ｗ） Ｘ １０００Ｘ３０Ｘ１
０−’ ＝０．０５７ｍ移動する。つまシ５７μｍ移動
するので、この量はスペックルの大きさ数μｍの数１０
倍である。
したがって、この像の近傍に設置した第２の拡散板６ａ
の後方のスペックルはかなり減少し、スペックルの低減
した照明装置が形成される。
の後方のスペックルはかなり減少し、スペックルの低減
した照明装置が形成される。
第２図はこの発明の他の実施例を示す説明図である。Ｗ
Ｅ１図の実施例と異なる所はポリゴン鏡４の近傍に、図
のように２個の鏡７及び７＆に設置したことと、第２の
拡散板６ｂをモータ８で回転可能としたことと、レンズ
３及び５の光軸が図のように同一になるよう配置した点
である。なお、上記の鏡は７及び７ａの２個の場合を示
したが、原理的には１枚以上の複数枚の鐘を用いること
で同様の効果をもつものである。
Ｅ１図の実施例と異なる所はポリゴン鏡４の近傍に、図
のように２個の鏡７及び７＆に設置したことと、第２の
拡散板６ｂをモータ８で回転可能としたことと、レンズ
３及び５の光軸が図のように同一になるよう配置した点
である。なお、上記の鏡は７及び７ａの２個の場合を示
したが、原理的には１枚以上の複数枚の鐘を用いること
で同様の効果をもつものである。
第２図の構成においては、ポリゴン鏡４で反射される光
を鏡７及び７ａで反射し再度ポリゴン鏡４に入射しズス
ペックルの移動量を反射回数倍増大してスペックル低減
を可能とするものである。
を鏡７及び７ａで反射し再度ポリゴン鏡４に入射しズス
ペックルの移動量を反射回数倍増大してスペックル低減
を可能とするものである。
さらに、上記の２つの実施例において、２個の拡散板の
うち、少なくとも１個の拡散板を移動させると、さらに
スペックル低減効果を上げることができる。例えば、第
２図の第２の拡散板６ｂで示したようにモータ８を用い
て回転するものである。（第１図では図示しなかったが
、拡散板６ａＫ回転機構を付加する）。
うち、少なくとも１個の拡散板を移動させると、さらに
スペックル低減効果を上げることができる。例えば、第
２図の第２の拡散板６ｂで示したようにモータ８を用い
て回転するものである。（第１図では図示しなかったが
、拡散板６ａＫ回転機構を付加する）。
この方法は、一般にエキシマレーザ等のパルスレーザを
用いた半導体露光ｉ置では、１パルスで露光することは
まれであって、通常は２０パルス以上で露光を行う。し
たがって、１パルス毎に拡散板を移動させれば、最終的
にできるスペックルの状態は１パルス毎に異ったものと
なシ、多数パルス露光することにより、スペックルが平
均化されて、スペックル像のコントラストが減少する（
Ｎ’パルスで１ ／ ｉ ’となる）。 この場合、パ
ルス間隔は数ｍ５ｅｃであるので、拡散板は高速に移動
する必要はない。
用いた半導体露光ｉ置では、１パルスで露光することは
まれであって、通常は２０パルス以上で露光を行う。し
たがって、１パルス毎に拡散板を移動させれば、最終的
にできるスペックルの状態は１パルス毎に異ったものと
なシ、多数パルス露光することにより、スペックルが平
均化されて、スペックル像のコントラストが減少する（
Ｎ’パルスで１ ／ ｉ ’となる）。 この場合、パ
ルス間隔は数ｍ５ｅｃであるので、拡散板は高速に移動
する必要はない。
また、上記第１図及び第２図に示した実施例に共通して
、レーザ光のパルス毎に第１の拡散板の像と第２の拡散
板の相対的位置をポリゴン鏡に対して等しくするために
は、ポリゴン鏡の回転と同期してレーザ光を発振させる
必要がある。
、レーザ光のパルス毎に第１の拡散板の像と第２の拡散
板の相対的位置をポリゴン鏡に対して等しくするために
は、ポリゴン鏡の回転と同期してレーザ光を発振させる
必要がある。
また、上記実施例では、ポリゴン鏡を高速回転する方法
を用いたものについて説明したが、ポリゴン鏡の代シに
振動ミラーで微小振動させて一定範囲振動走査する方法
罠よっても同様の効果をもたしめ得ることはいうまでも
ない。
を用いたものについて説明したが、ポリゴン鏡の代シに
振動ミラーで微小振動させて一定範囲振動走査する方法
罠よっても同様の効果をもたしめ得ることはいうまでも
ない。
また、露光用に限らず、レーザ光のスペックルを低減し
て照明を行なう装置一般に広く応用できるものである。
て照明を行なう装置一般に広く応用できるものである。
以上の説明のようにこの発明によれば、ポリゴン鏡なと
の変角ミラーとレンズの組合せによる反射及び集光を利
用して、レーザ光のスペックル像を高速に移動すること
ができるので、拡散板を高速に回転するというような技
術的に困難な手法を用いることなく、レーザ光に対して
有効なスペックル低減を達成することができてレーザ光
、特にパルスレーザ光を用いる露光装置に好適な照明装
置を実現できる効果がある。
の変角ミラーとレンズの組合せによる反射及び集光を利
用して、レーザ光のスペックル像を高速に移動すること
ができるので、拡散板を高速に回転するというような技
術的に困難な手法を用いることなく、レーザ光に対して
有効なスペックル低減を達成することができてレーザ光
、特にパルスレーザ光を用いる露光装置に好適な照明装
置を実現できる効果がある。
第１図はこの発明の第１の実施例を示す照明装置の主要
説明図、第２図はこの発明の第２の実施例を示す照明装
置の説明図、第３図は従来のスペックル低減法を示す照
明装置の説明図である。 図において、１はレーザ、２は第１の拡散板、３はレン
ズ、４は回転多面体鏡、５はレンズ、６は第２の拡散板
、７はミラー、８はモータである。
説明図、第２図はこの発明の第２の実施例を示す照明装
置の説明図、第３図は従来のスペックル低減法を示す照
明装置の説明図である。 図において、１はレーザ、２は第１の拡散板、３はレン
ズ、４は回転多面体鏡、５はレンズ、６は第２の拡散板
、７はミラー、８はモータである。
Claims (6)
- （１）レーザ光の光路に複数個の拡散板を設置して可干
渉性の低いレーザ光を出力する照明装置において、レー
ザ光を光源とする光路中に第１の拡散板を設置し、光軸
が連続して変動する変角ミラー面により、上記第１の拡
散板によつて拡散された前記レーザ光を反射する少くと
も１個の反射手段と、該反射手段によつて反射されたレ
ーザ光を、第２の拡散板近傍に結像する光学手段とを備
えたことを特徴とする照明装置。 - （２）前記第１及び第２の拡散板は、少なくとも一方の
拡散板を移動させて使用されるものである特許請求の範
囲第１項記載の照明装置。 - （３）前記変角ミラーは複数個用いて使用するものであ
る特許請求の範囲第１項記載の照明装置。 - （４）前記変角ミラーはポリゴン鏡である特許請求の範
囲第１項及び第３項記載の照明装置。 - （５）前記変角ミラーは少くとも１個の振動ミラーであ
る特許請求の範囲第１項及び第３項記載の照明装置。 - （６）前記レーザの発光は、上記変角ミラーによる該レ
ーザの所定の反射方向に同期してパルス発光させるもの
である特許請求の範囲第１項記載の照明装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61245542A JPS63100461A (ja) | 1986-10-17 | 1986-10-17 | 照明装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61245542A JPS63100461A (ja) | 1986-10-17 | 1986-10-17 | 照明装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63100461A true JPS63100461A (ja) | 1988-05-02 |
Family
ID=17135247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61245542A Pending JPS63100461A (ja) | 1986-10-17 | 1986-10-17 | 照明装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63100461A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006189700A (ja) * | 2005-01-07 | 2006-07-20 | Toppan Printing Co Ltd | プロジェクタおよび背面投射型ディスプレイ装置 |
| JP2007305979A (ja) * | 2006-04-13 | 2007-11-22 | Asml Netherlands Bv | 干渉パターンを低減するための屈折光学器に対するビームの移動 |
| JP2008097030A (ja) * | 2007-12-03 | 2008-04-24 | Sony Corp | 照明装置及び画像表示装置 |
| JPWO2006098281A1 (ja) * | 2005-03-16 | 2008-08-21 | 松下電器産業株式会社 | 画像投影装置 |
| US7859761B2 (en) * | 2007-04-02 | 2010-12-28 | Young Optics Inc. | Illumination system |
| JP2012238657A (ja) * | 2011-05-10 | 2012-12-06 | Dainippon Printing Co Ltd | 露光装置及び露光用光学装置 |
| CN110785708A (zh) * | 2017-05-16 | 2020-02-11 | 库力&索法利特克有限公司 | 光束扩散器系统及方法 |
| WO2022024965A1 (ja) * | 2020-07-30 | 2022-02-03 | 日本精機株式会社 | 表示装置 |
-
1986
- 1986-10-17 JP JP61245542A patent/JPS63100461A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN110785708B (zh) * | 2017-05-16 | 2022-03-18 | 库力&索法利特克有限公司 | 光束扩散器系统及方法 |
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