【手続補正書】
【提出日】平成16年5月17日(2004.5.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】照明装置、露光装置、および半導体デバイスの製造方法
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス光を発光する光源と、前記パルス光の発光時間を疑似的に伸長するパルス幅伸長光学系とを有し、
前記パルス幅伸長光学系は、前記パルス光を複数の光路に沿って分割するための光分割手段と、前記複数の光路に沿った分割パルス光を同一の光路に沿って合成するための光合成手段とを有し、
前記同一の光路に沿って合成された合成パルス光の強度が前記複数の光路に沿って分割される元のパルス光の強度よりも実質的に小さくなるように、前記複数の光路は互いに所定の光路長差を有し、
前記光分割手段の反射率をＲとし、前記光分割手段の透過率をＴとするとき、前記光分割手段は、２９．３％＜Ｒ＜５０％、または２９．３％＜Ｔ＜５０％の条件を満たすことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
パルス光を発光する光源と、前記パルス光の発光時間を疑似的に伸長するパルス幅伸長光学系とを有し、
前記パルス幅伸長光学系は、前記パルス光を複数の光路に沿って分割するための光分割手段と、前記複数の光路に沿った分割パルス光を同一の光路に沿って合成するための光合成手段と、前記複数の光路のうちの少なくとも１つの光路中に配置されると共に、前記光分割手段の分割面と前記光合成手段の合成面とを実質的に共役に構成するためのリレー光学系とを有し、
前記同一の光路に沿って合成された合成パルス光の強度が前記複数の光路に沿って分割される元のパルス光の強度よりも実質的に小さくなるように、前記複数の光路は互いに所定の光路長差を有することを特徴とする照明装置。
【請求項３】
前記リレー光学系は、−１倍の倍率を有することを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記所定の光路長差は、前記元のパルス光の発光時間内において発光強度がピーク強度の１／２以上である時間と光速との積よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項５】
前記所定の光路長差は３ｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項６】
パルス光を発光する光源と、前記パルス光の発光時間を疑似的に伸長するパルス幅伸長光学系とを有し、
前記パルス幅伸長光学系は、前記パルス光を複数の光路に沿って分割するための光分割手段と、前記複数の光路に沿った分割パルス光を同一の光路に沿って合成するための光合成手段とを備え、
前記同一の光路に沿って合成された合成パルス光の強度が前記複数の光路に沿って分割される元のパルス光の強度よりも実質的に小さくなるように、前記複数の光路は互いに所定の光路長差として３ｍ以上の光路長差を有し、
前記光分割手段及び前記光合成手段は偏光ビームスプリッターを有することを特徴とする照明装置。
【請求項７】
前記光分割手段により分割された光路に波長板が配置されていることを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
【請求項８】
前記光分割手段により分割された少なくとも１つの光路に、前記所定の光路長差を付与する光路長差付与手段が設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項９】
パルス光を発光する光源と、前記パルス光の発光時間を疑似的に伸長するパルス幅伸長光学系とを有し、
前記パルス幅伸長光学系は、前記パルス光を複数の光路に沿って分割するための光分割手段と、前記複数の光路に沿った分割パルス光を同一の光路に沿って合成するための光合成手段とを備え、
前記同一の光路に沿って合成された合成パルス光の強度が前記複数の光路に沿って分割される元のパルス光の強度よりも実質的に小さくなるように、前記複数の光路は互いに所定の光路長差として３ｍ以上の光路長差を有し、
前記光分割手段により分割された少なくとも１つの光路に、前記所定の光路長差を付与すると共に前記所定の光路長差を可変とする光路長差付与手段が設けられていることを特徴とする照明装置。
【請求項１０】
前記光路長差付与手段は、少なくとも１つの移動可能なミラーを有することを特徴とする請求項９に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記複数の光路は２つの光路からなり、前記光分割手段と前記光合成手段とは同一の光学素子であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１２】
パターンが形成されたマスクをほぼ均一に照明するための照明光学系を備え、前記マスク上に形成されたパターンの像を感光基板上に形成する露光装置において、
前記照明光学系は、パルス発光する光源と、該光源からのパルス光の発光時間を疑似的に伸長するためのパルス幅伸長光学系とを備え、
前記パルス幅伸長光学系は、前記パルス光を複数の光路に沿って分割するための光分割手段と、前記複数の光路に沿った分割パルス光を同一の光路に沿って合成するための光合成手段とを備え、前記同一の光路に沿って合成された合成パルス光の強度が前記複数の光路に沿って分割される元のパルス光の強度よりも実質的に小さくなるように、前記複数の光路は互いに所定の光路長差を有し、
前記光分割手段の反射率をＲとし、前記光分割手段の透過率をＴとするとき、前記光分割手段は、２９．３％＜Ｒ＜５０％、または２９．３％＜Ｔ＜５０％の条件を満たすことを特徴とする露光装置。
【請求項１３】
パターンが形成されたマスクをほぼ均一に照明するための照明光学系を備え、前記マスク上に形成されたパターンの像を感光基板上に形成する露光装置において、
前記照明光学系は、パルス発光する光源と、該光源からのパルス光の発光時間を疑似的に伸長するためのパルス幅伸長光学系とを備え、
前記パルス幅伸長光学系は、前記パルス光を複数の光路に沿って分割するための光分割手段と、前記複数の光路に沿った分割パルス光を同一の光路に沿って合成するための光合成手段と、前記複数の光路のうち少なくとも１つの光路中に配置されると共に、前記光分割手段の分割面と前記光合成手段の合成面とを実質的に共役に構成するためのリレー光学系とを有し、
前記同一の光路に沿って合成された合成パルス光の強度が前記複数の光路に沿って分割される元のパルス光の強度よりも実質的に小さくなるように、前記複数の光路は互いに所定の光路長差を有することを特徴とする露光装置。
【請求項１４】
前記リレー光学系は、−１倍の倍率を有することを特徴とする請求項１３に記載の露光装置。
【請求項１５】
前記所定の光路長差は、前記元のパルス光の発光時間内において発光強度がピーク強度の１／２以上である時間と光速との積よりも大きいことを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１６】
前記所定の光路長差は３ｍ以上であることを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１７】
前記マスク上に形成されたパターンを感光基板上に投影する投影光学系をさらに備えることを特徴とする請求項１２乃至１６のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１８】
パターンが形成されたマスクをほぼ均一に照明するための照明光学系と、前記マスク上に形成されたパターンを感光基板上に投影する投影光学系とを備え、前記マスク上に形成されたパターンの像を前記感光基板上に形成する露光装置において、
前記照明光学系は、パルス光を発光する光源と、前記パルス光の発光時間を疑似的に伸長するパルス幅伸長光学系とを有し、
前記パルス幅伸長光学系は、前記パルス光を複数の光路に沿って分割するための光分割手段と、前記複数の光路に沿った分割パルス光を同一の光路に沿って合成するための光合成手段とを備え、
前記同一の光路に沿って合成された合成パルス光の強度が前記複数の光路に沿って分割される元のパルス光の強度よりも実質的に小さくなるように、前記複数の光路は互いに所定の光路長差として３ｍ以上の光路長差を有し、
前記光分割手段及び前記光合成手段は偏光ビームスプリッターを有することを特徴とする露光装置。
【請求項１９】
前記光分割手段により分割された光路に波長板が配置されていることを特徴とする請求項１８に記載の露光装置。
【請求項２０】
前記光分割手段により分割された少なくとも１つの光路に、前記所定の光路長差を付与する光路長差付与手段が設けられていることを特徴とする請求項１２乃至１９のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項２１】
パターンが形成されたマスクをほぼ均一に照明するための照明光学系と、前記マスク上に形成されたパターンを感光基板上に投影する投影光学系とを備え、前記マスク上に形成されたパターンの像を前記感光基板上に形成する露光装置において、
前記照明光学系は、パルス光を発光する光源と、前記パルス光の発光時間を疑似的に伸長するパルス幅伸長光学系とを有し、
前記パルス幅伸長光学系は、前記パルス光を複数の光路に沿って分割するための光分割手段と、前記複数の光路に沿った分割パルス光を同一の光路に沿って合成するための光合成手段とを備え、
前記同一の光路に沿って合成された合成パルス光の強度が前記複数の光路に沿って分割される元のパルス光の強度よりも実質的に小さくなるように、前記複数の光路は互いに所定の光路長差として３ｍ以上の光路長差を有し、
前記光分割手段により分割された少なくとも１つの光路に、前記所定の光路長差を付与すると共に、前記所定の光路長差を可変にする光路長差付与手段が設けられていることを特徴とする露光装置。
【請求項２２】
前記光路長差付与手段は、少なくとも１つの移動可能なミラーを有することを特徴とする請求項２１に記載の露光装置。
【請求項２３】
前記複数の光路は２つの光路からなり、前記光分割手段と前記光合成手段とは同一の光学素子であることを特徴とする請求項１２乃至２２のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項２４】
前記照明光学系は、前記パルス幅伸長光学系を介して形成された合成パルス光に基づいて多数の光源像を形成するための多光源像形成手段と、該多光源像形成手段により形成された多数の光源像からの光束を集光して前記マスク上を重畳的に照明する集光光学系とをさらに備えていることを特徴とする請求項１２乃至２３のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項２５】
前記多光源像形成手段は、前記照明光学系の光軸に沿って並列配置された多数のレンズエレメントからなるフライアイレンズであり、前記フライアイレンズの入射面と前記光合成手段の合成面とが実質的に共役に位置決めされていることを特徴とする請求項２４に記載の露光装置。
【請求項２６】
請求項１２乃至２５のいずれか１項に記載の露光装置を用いて、前記マスク上に形成されたパターンを前記感光基板に露光する工程を含む、ことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はパルス幅伸長光学系を備えた照明装置およびパルス幅伸長光学系を備えた露光装置に関し、特にパルスレーザー光源からのパルス光の発光時間を疑似的に伸長する光学系を備えた照明装置およびパルス幅伸長光学系を備えた露光装置に関する。さらには、本発明は、パルス幅伸長光学系を備えた露光装置を用いた半導体デバイスの製造方法に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の第１発明においては、パルス光を発光する光源と、前記パルス光の発光時間を疑似的に伸長するパルス幅伸長光学系とを有し、
前記パルス幅伸長光学系は、前記パルス光を複数の光路に沿って分割するための光分割手段と、前記複数の光路に沿った分割パルス光を同一の光路に沿って合成するための光合成手段とを有し、
前記同一の光路に沿って合成された合成パルス光の強度が前記複数の光路に沿って分割される元のパルス光の強度よりも実質的に小さくなるように、前記複数の光路は互いに所定の光路長差を有し、
前記光分割手段の反射率をＲとし、前記光分割手段の透過率をＴとするとき、前記光分割手段は、２９．３％＜Ｒ＜５０％、または２９．３％＜Ｔ＜５０％の条件を満たすことを特徴とする照明装置を提供する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の第２発明においては、パルス光を発光する光源と、前記パルス光の発光時間を疑似的に伸長するパルス幅伸長光学系とを有し、
前記パルス幅伸長光学系は、前記パルス光を複数の光路に沿って分割するための光分割手段と、前記複数の光路に沿った分割パルス光を同一の光路に沿って合成するための光合成手段と、前記複数の光路のうちの少なくとも１つの光路中に配置されると共に、前記光分割手段の分割面と前記光合成手段の合成面とを実質的に共役に構成するためのリレー光学系とを有し、
前記同一の光路に沿って合成された合成パルス光の強度が前記複数の光路に沿って分割される元のパルス光の強度よりも実質的に小さくなるように、前記複数の光路は互いに所定の光路長差を有することを特徴とする照明装置を提供する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の第３発明においては、パルス光を発光する光源と、前記パルス光の発光時間を疑似的に伸長するパルス幅伸長光学系とを有し、
前記パルス幅伸長光学系は、前記パルス光を複数の光路に沿って分割するための光分割手段と、前記複数の光路に沿った分割パルス光を同一の光路に沿って合成するための光合成手段とを備え、
前記同一の光路に沿って合成された合成パルス光の強度が前記複数の光路に沿って分割される元のパルス光の強度よりも実質的に小さくなるように、前記複数の光路は互いに所定の光路長差として３ｍ以上の光路長差を有し、
前記光分割手段及び前記光合成手段は偏光ビームスプリッターを有することを特徴とする照明装置を提供する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の第４発明においては、パルス光を発光する光源と、前記パルス光の発光時間を疑似的に伸長するパルス幅伸長光学系とを有し、
前記パルス幅伸長光学系は、前記パルス光を複数の光路に沿って分割するための光分割手段と、前記複数の光路に沿った分割パルス光を同一の光路に沿って合成するための光合成手段とを備え、
前記同一の光路に沿って合成された合成パルス光の強度が前記複数の光路に沿って分割される元のパルス光の強度よりも実質的に小さくなるように、前記複数の光路は互いに所定の光路長差として３ｍ以上の光路長差を有し、
前記光分割手段により分割された少なくとも１つの光路に、前記所定の光路長差を付与すると共に前記所定の光路長差を可変とする光路長差付与手段が設けられていることを特徴とする照明装置を提供する。