(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光源から発光され非球面鏡で反射された露光光によってマスクのパターンを被転写物体に転写する露光装置の照明光学系において、
照明光源の中心を通る水平面から上側或いは下側のいずれか一方での配光を非球面鏡により反射させるように構成し、配光特性の異なる、陽極ＵＰ方式のキセノンランプと、陽極ＤＯＷＮ方式の超高圧水銀ランプの両方の方式に対応可能であり、かつ
照明光源から放射状に発光される露光光のうち、その光源の中心を通る水平面から斜め３０度より大きい角度までの配光を非球面鏡により反射させるように構成したことを特徴とする露光装置の照明光学系。
【請求項２】
請求項１に記載の露光装置の照明光学系において、
照明光源の中心を通る水平面から斜め上側４０度の角度の配光を非球面鏡により反射させるように構成したことを特徴とする露光装置の照明光学系。
【請求項３】
請求項１に記載の露光装置の照明光学系において、
照明光源の中心を通る水平面から下側斜め４５度乃至６０度の角度までの配光を非球面鏡により反射させるように構成したことを特徴とする露光装置の照明光学系。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の露光装置の照明光学系において、
非球面鏡は楕円鏡であることを特徴とする露光装置の照明光学系。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、照明光源から発光され楕円鏡等の非球面鏡で反射された露光光によってマスクのパターンを被転写物体に転写する露光装置の照明光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の露光装置の照明光学系において、図４に示すように、陰極１３、陽極１４を備え陰極１３の先端（照明光源の中心、アークスポット）で発光する超高圧水銀ランプ１１や、図５に示すように、水銀ランプ１１とは上下が反転した陽極１４´、陰極１３´を備え、陰極１３´の先端（照明光源の中心、アークスポット）で発光するキセノンランプ１１´などが照明光源として用いられている。これらの照明光源は、配光特性が陰極側に偏っているため、水銀ランプ１１の場合は照明光源の中心を通る水平面から上側斜め方向に配光され、キセノンランプ１１´の場合は照明光源の中心を通る水平面から下側斜め方向に配光され、それらに応じて図４、５に示すように、楕円鏡の配光利用角度が照明光源の中心を通る水平面の下側斜め２０度程度あるいは照明光源の中心を通る水平面の上側斜め２０度程度までの水銀ランプあるいはキセノンランプの配光を利用していた（矢印は発光された露光光の放出方向を示し、点線で示す領域は露光光の配光分布を示す）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、楕円鏡１２、１２´の配光利用角度が水銀ランプ１１の中心を通る水平面Ｈあるいはキセノンランプ１１´の中心を通る水平面Ｈ´から小さな傾斜角度の配光を用いた場合、水銀ランプ１１あるいはキセノンランプ１１´から発光された露光光の損失が大きく、譬え水銀ランプ１１あるいはキセノンランプ１１´の光量をあげたとしても、より超高出力の水銀ランプ、キセノンランプを必要としなければならない欠点があった。
【０００４】
そこで、本発明は、水銀ランプ１１、キセノンランプ１１´等の照明光源から放射状に発光される露光光のうち、その光源の中心を通る水平面から斜め３０度より大きい角度までの配光を非球面鏡により反射されるように構成したことによって、水銀ランプ、キセノンランプ等の照明光源から発光された露光光の損失を軽減し、露光面の照度を向上させる露光装置の照明光学系を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、発明は以下のとおりである。
【０００６】
本願の請求項１に記載の発明は、照明光源から発光され非球面鏡で反射された露光光によってマスクのパターンを被転写物体に転写する露光装置の照明光学系において、
照明光源の中心を通る水平面から上側或いは下側のいずれか一方での配光を非球面鏡により反射させるように構成し、配光特性の異なる、陽極ＵＰ方式のキセノンランプと、陽極ＤＯＷＮ方式の超高圧水銀ランプの両方の方式に対応可能であり、かつ
照明光源から放射状に発光される露光光のうち、その光源の中心を通る水平面から斜め３０度より大きい角度までの配光を非球面鏡により反射させるように構成したことを特徴とする露光装置の照明光学系である。
【０００７】
本願の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の露光装置の照明光学系において、
照明光源の中心を通る水平面から斜め上側４０度の角度の配光を非球面鏡により反射させるように構成したことを特徴とする露光装置の照明光学系である。
【０００８】
本願の請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の露光装置の照明光学系において、
照明光源の中心を通る水平面から下側斜め４５度乃至６０度の角度までの配光を非球面鏡により反射させるように構成したことを特徴とする露光装置の照明光学系である。
【０００９】
また、本願の請求項４に記載の発明は、非球面鏡は楕円鏡であることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明は、照明光源から発光された非球面鏡で反射された露光光によってマスクのパターンを被転写物体に転写する露光装置の照明光学系において、照明光源に工夫を凝らし、露光面の照度を向上させるものである。
【００１１】
この発明の露光装置の照明光学系においては、配光特性の異なる、陽極ＵＰ方式のキセノンランプと、陽極ＤＯＷＮ方式の超高圧水銀ランプの両方の方式に対応可能であり、かつ照明光源の中心を通る水平面から斜め３０度より大きい角度（好ましくは斜め４０度あるいは４５度ないし６０度の大きい角度）までの、照明光源からの配光を非球面鏡により反射させるように構成する。
【００１２】
非球面鏡は楕円鏡であることが好ましい。
【００１３】
【実施例】
第１実施例
以下、図面を参照して、本発明の第１実施例を説明する。
【００１４】
図１は、本発明の照明光学系を備えた露光装置を概念的に示す。図２は、図１に示されている超高圧水銀ランプ１１０と、非球面鏡の例示である楕円鏡１２０を拡大して示す。
【００１５】
図１において、プロキシミティ及びコンタクト方式の露光装置１０は、超高圧水銀ランプ１１０、楕円鏡１２０、コールドミラー１３、フライアイレンズ１４、コリメートミラー３０からなる照明光学系を備えている。
【００１６】
超高圧水銀ランプ１１０は、陰極１３０、陽極１４０を備えており、陰極１３０の先端（照明光源の中心、アークスポット）で発光する。
【００１７】
超高圧水銀ランプ１１０から照射された光は、２枚のコールドミラー１３によって方向変換され、フライアイレンズ１４を通って、コリメートミラー３０で反射されて平行光束となる。
【００１８】
平行光束の進行方向には、光軸と垂直になるように露光用パターン１６を備えたマスク（ガラス）１５が支持されており、その先には、基板（レジスト塗布）１８を載せた基板１７が配置されている。
【００１９】
このような露光装置において、図２に示すように、楕円鏡１２０が超高圧水銀ランプ１１０を覆う部分を大きくとる。たとえば、照明光源である超高圧水銀ランプ１１０から発光された露光光が、楕円鏡１２０を覆う部分により、超高圧水銀ランプ１１０の陰極１３０の先端（照明光源の中心）Ｏを通る水平面Ｈの下側４０度まで取り込まれるように構成する。
【００２０】
第２実施例
第２実施例は、図３に示すようなキセノンランプ１１０´を照明光源として用いた露光装置である。
【００２１】
露光装置のその他の構成は、第１実施例と同様であるので、説明を省略する。
【００２２】
キセノンランプ１１０´は、超高圧水銀ランプ１１０の陰極・陽極の位置が上下入れ替わった陰極１３０´、陽極１４０´を備えており、陰極１３０´の先端（照明光源の中心、アークスポット）で発光する。
【００２３】
このような露光装置において、図３に示すように、楕円鏡１２０´がキセノンランプ１１０´を覆う部分を大きくとる。たとえば、照明光源であるキセノンランプ１１０´から発光された露光光が、楕円鏡１２０´を覆う部分により、キセノンランプ１１０´の陰極１３０´の先端（照明光源の中心）Ｏを通る水平面Ｈ´の上側４０度まで取り込まれるように構成する。
【００２４】
なお、本発明は、前述の実施例に限定されず、超高圧水銀ランプの陰極を通る水平面から下側斜め４５度乃至６０度の大きな角度までの配光を楕円鏡により反射させるように構成することができ、同様にキセノンランプの陰極を通る水平面から上側斜め４５度乃至６０度の大きな角度までの配光を楕円鏡により反射させるように構成することができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は、照明光源から発光され非球面鏡で反射された露光光によってマスクのパターンを被転写物体に転写する露光装置の照明光学系において、照明光源から放射状に発光される露光光のうち、その光源の中心を通る水平面から斜め３０度より大きい角度までの配光を非球面鏡により反射させるように構成したことを特徴としているので、例えば超高圧水銀ランプやキセノンランプ等の照明光源から発光された露光光の損失を軽減し、露光面の照度を向上させることができる。たとえば、露光面の照度を従来のものに比べて、少なくとも１０％露光面の照度を向上させることができる。
【００２６】
また本発明は、陽極ＵＰ方式のキセノンランプ、陽極ＤＯＷＮ方式の超高圧水銀ランプ両方式の配光特性にも対応可能であり、これらの方式に対応させて光学系を変更する必要がないので、製造コストを軽減することができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施例を示しており、照明光学系に水銀ランプを備えた露光装置を概念的に示す概略図。
【図２】  図１に示されている超高圧水銀ランプと楕円鏡を拡大して示す説明図。
【図３】  本発明の第２実施例を示しており、キセノンランプを照明光源として用いた露光装置を示す。
【図４】  従来の露光装置の一例を示す。
【図５】  従来の露光装置の他の例を示す。
【符号の説明】
１０  露光装置
１３  コールドミラー
１４  フライアイレンズ
１５  マスク（ガラス）
１６  パターン
１７  基板
１８  基板（レジスト塗布）
３０  コリメートミラー
１１０  超高圧水銀ランプ
１２０  楕円鏡
Ｈ  超高圧水銀ランプの中心を通る水平線
Ｏ  超高圧水銀ランプの中心
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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