(57)【要約】【課題】レンズに発生する応力複屈折の影響を低減する照明光学系及び露光装置を提供する。【解決手段】レンズ１０を縦置きで収納する鏡筒２０を有する照明光学系は、その内周面に、レンズ１０の外周面１４にそれぞれ接触する一対の突出部２２を有する。レンズ１０の光軸ＯＡに垂直な面において、レンズ１０の中心である原点Ｏから見た、各突出部２２がレンズ１０の外周面１４と接触し得る角度範囲の絶対値はＺ軸を基準として５度以上４０度以下に設定されている。【選択図】図１
2010205899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被照明面を照明する照明光学系であって、
光軸が重力方向と垂直な方向に延びているレンズを収納する鏡筒を有し、
前記鏡筒の内周面は前記レンズの外周面にそれぞれ接触する一対の突出部を有し、
前記光軸に垂直な面において、前記光軸と前記光軸に垂直な面との交点から見た、各突出部が前記レンズの外周面と接触し得る角度範囲の絶対値は、前記交点を通って前記重力方向に平行な軸を基準として５度以上４０度以下であることを特徴とする照明光学系。
【請求項２】
前記一対の突起部は、前記交点を通って前記重力方向に平行な軸に関して非対称に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の照明光学系。
【請求項３】
請求項１に記載の照明光学系を有することを特徴とする露光装置。
【請求項４】
請求項３に記載の露光装置を使用して基板を露光するステップと、
露光された前記基板を現像するステップと、
を有することを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明光学系及び露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
投影露光装置において、照明光学系は、その一部に、レンズの光軸と重力方向が直交するようにレンズを収納するレンズ縦置き鏡筒を有する場合がある。従来技術としては特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２３１１９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、投影光学系においてレンズを縦置きで配置する構造は提案されていたが（特許文献１）、照明光学系については提案されていなかった。このため、かかる照明光学系において、レンズの応力複屈折による影響を十分に低減することはできず、特に、偏光照明を用いる露光装置では応力複屈折の影響で所望の偏光状態が変化するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、レンズに発生する応力複屈折の影響を低減する照明光学系及び露光装置を提供することを例示的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面としての照明光学系は、被照明面を照明する照明光学系であって、光軸が重力方向と垂直な方向に延びているレンズを収納する鏡筒を有し、前記鏡筒の内周面は前記レンズの外周面にそれぞれ接触する一対の突出部を有し、前記光軸に垂直な面において、前記光軸と前記光軸に垂直な面との交点から見た、各突出部が前記レンズの外周面と接触し得る角度範囲の絶対値は、前記交点を通って前記重力方向に平行な軸を基準として５度以上４０度以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、レンズに発生する応力複屈折の影響を低減する照明光学系及び露光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施例の照明光学系の鏡筒の断面図である。
【図２】図１のＺ軸に沿った断面図である。
【図３】図１に示す鏡筒を適用可能な露光装置の光路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、レンズ１０を収納する本実施例の照明光学系の鏡筒２０の、レンズ１０の光軸に垂直な面（紙面）における断面図である。図２は、図１のＺ軸に沿った断面図であり、ＯＡはレンズ１０の光軸を表している。
【００１０】
図１は、ＸＺ座標系を設定している。Ｘ軸とＺ軸は直交し、原点Ｏはレンズ１０の光軸ＯＡと紙面との交点であり、紙面におけるレンズ１０の中心である。Ｘ軸は、原点Ｏを通り、紙面においてレンズ１０の外形である円を上下に半分にする線である。Ｚ軸は、原点Ｏを通り、面Ｐにおいてレンズ１０の外形である円を左右に半分にするレンズ中心線である。Ｚ軸は重力方向に平行な軸であり、Ｚ軸下向きは重力方向である。
【００１１】
レンズ１０は、原点Ｏを通り、紙面に垂直な線である光軸がＺ軸下向きの重力方向と垂直な方向に延びるように配置される。レンズ１０は、有効光線の通過範囲１２の形状が紙面において長方形（正方形や隅部が円形である矩形も含む）や楕円である。レンズ１０において、縦置き支持によって発生する応力複屈折の影響が有効光線の通過範囲１２に及ぼす影響を低減することが重要である。本実施例のレンズ１０は、図２に示すように、両凸レンズであるが、レンズ１０の種類は限定されない。
【００１２】
鏡筒２０は、図２に示すレンズ１０の外周面１４を保持する内周面と、レンズ１０の傾倒を防止する傾倒防止手段と、を有する。
【００１３】
鏡筒２０の内周面は、レンズ１０の外周面１４にそれぞれ接触する一対の突出部２２と、一対の突出部２２よりもレンズ１０の径方向外側（図１に示すＲ方向）に向かって退避した一対の退避部２４ａ及び２４ｂと、を有する。鏡筒２０の内周面は、円筒面を有する内周面を表面加工（例えば、切削加工）することによって製造することができる。一対の突出部２２の上側に退避部２４ａが形成され、下側に退避部２４ｂが形成される。
【００１４】
鏡筒２０は、その内周面の一対の突出部２２でのみレンズ１０の外周面１４と接触する。次に、各突出部２２は、レンズ１０の外周面１４にそれぞれ接触する。本実施例の突出部２２は円筒面の退避部２４ａ及び２４ｂに相当する部分を切削すれば製造できるので、製造が容易である。
【００１５】
図１のＢは各突出部２２がレンズ１０の外周面１４を支持することによってレンズ１０に発生する応力複屈折の影響が及ぶ範囲を模式的に示している。この応力複屈折の影響が及ぶ範囲Ｂが有効光線の通過範囲１２に入り込まないように各突出部２２の位置を設定する必要がある。
【００１６】
そこで、本実施例は、図１の紙面において、原点Ｏから見た各突出部２２がレンズ１０の外周面１４と接触し得る角度範囲（即ち、図１における２３ａ〜２３ｂ）の絶対値を、Ｚ軸を基準として、５度以上４０度以下に設定している。５度（５°）未満であると、Ｚ軸と鏡筒２０の内周面との交点付近でレンズ１０の外周面１４を支持することになり、応力複屈折が重なり、重なった範囲の応力複屈折量が増大して有効光線の通過範囲１２に及んでしまう。また、レンズ１０の有効光線の通過範囲１２は、通常は、図１に示すように、正方形に近い長方形である。このため、原点Ｏから見てＺ軸から±４５度付近において有効光線の通過範囲１２は径方向外側（Ｒ方向）に張り出している。また、各突出部２２による径方向への応力複屈折量が増大し易い。このため、本実施例は、突出部２２が設置される最大角度を４０度（４０°）以下に限定して応力複屈折の範囲Ｂが有効光線の通過範囲１２に及ぶことを防止している。
【００１７】
また、図１では、説明の容易化のため、一対の突起部２２をＺ軸に関して対称に配置しているが、非対称に配置されてもよい。例えば、一方の突起部２２の保持角度範囲が５度以上１０度以下で、他方の突起部２２の保持角度範囲が１０度以上１５度以下であってもよい。このように、突起部２２の配置には弾力性があり、有効光線の通過範囲１２がＺ軸に関して対称でない場合や、他の部材との干渉を防ぐ場合、若しくは、厳密な対称性を要求せずに製造を容易にする場合などに便宜である。
【００１８】
傾倒防止手段は、図２に示すように、鏡筒２０の前板２６の裏側に塗布され、レンズ１０の表面の縁部を接着する接着材２８から構成されているが、これは単なる一例である。例えば、不図示のバネ部材などでレンズ１０の裏面を付勢してレンズ１０の表面を鏡筒２０の前板２６の裏側に押圧してもよいし、他の構成を使用してもよい。
【００１９】
本実施例の鏡筒２０は、露光装置の照明光学系においてレンズ１０を縦置きで支持する部分に使用することができる。以下、図３を参照して、鏡筒２０を照明光学系の一部に使用した露光装置３０について説明する。図３は、露光装置３０の光路図である。
【００２０】
光源３１から出た光を照明光学系３２で偏光状態も含めて所望の状態に調節し、原版（マスク又はレチクル）３６のパターンを投影光学系３７を介して基板（ウエハやガラスプレート）３８に露光する。
【００２１】
照明光学系３２は、被照明面に配置された原版３６を照明する光学系であり、不図示の偏光状態調節手段、可動ブラインド３４、複数の鏡筒３３及び３５を含んでいる。可動ブラインド３４は有効光線通過範囲を規定し、原版３６への光照射領域を制御する。鏡筒３３や３５は内部に一又は複数のレンズを収納する鏡筒であり、ここに、鏡筒２０のレンズ支持構造を適用することができる。鏡筒２０を使用することによって、応力複屈折の影響が低減し、不図示の偏光状態調節手段が設定した光の偏光状態を維持することができ、原版３６を所望の偏光状態で照明することができる。この結果、露光装置３０は、原版パターンを高解像度で基板３８に露光することができる。
【００２２】
デバイス製造方法は、前述の露光装置を使用して感光剤を塗布した基板を露光する工程と、その基板を現像する工程と、他の周知の工程と、を経ることにより製造される。デバイスには半導体集積回路素子、液晶表示素子等がある。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
照明光学系は、露光装置において、原版を照明する用途に適用することができる。露光装置は、デバイスを製造する用途に適用することができる。
【符号の説明】
【００２４】
１０                    光学素子
２０                    鏡筒
２２                    突起部
３０                    露光装置
３２                    照明光学系
ＯＡ                    光軸
【図１】
2010205899.tif 000003
【図２】
2010205899.tif 000004
【図３】
2010205899.tif 000005