(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホトリソグラフィ用の照明装置において、
ビームエキスパンダと、
該ビームエキスパンダに後置されたレンズアレイと、
該レンズアレイに後置されておりそれぞれ異なる空間的位置で水平像平面と垂直像平面を有するコンデンサと、
該コンデンサに後置されたリレーとが設けられており、
前記ビームエキスパンダに入射した光はレンズアレイへ導かれ、
前記コンデンサにより、空間的に分離された２つの平面に結像され、
前記リレーにより、レチクルにおける単一の平面に再結像されることを特徴とする、
ホトリソグラフィ用の照明装置。
【請求項２】
照明源が設けられている、請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記照明源はレーザである、請求項１記載の照明装置。
【請求項４】
前記レーザはエキシマレーザである、請求項３記載の照明装置。
【請求項５】
前記ビームエキスパンダはズームビームエキスパンダである、請求項１記載の照明装置。
【請求項６】
前記ビームエキスパンダは球面形ズームビームエキスパンダである、請求項１記載の照明装置。
【請求項７】
前記ビームエキスパンダは円柱形ズームビームエキスパンダである、請求項１記載の照明装置。
【請求項８】
前記レンズアレイはマイクロレンズアレイである、請求項１記載の照明装置。
【請求項９】
前記レンズアレイは回折格子アレイである、請求項１記載の照明装置。
【請求項１０】
前記レンズアレイはバイナリアレイである、請求項１記載の照明装置。
【請求項１１】
前記レンズアレイは球面である、請求項１記載の照明装置。
【請求項１２】
前記レンズアレイは円柱状である、請求項１記載の照明装置。
【請求項１３】
前記コンデンサは球面および円柱面レンズから成る、請求項１記載の照明装置。
【請求項１４】
前記リレーは球面および円柱面レンズから成る、請求項１記載の照明装置。
【請求項１５】
幅調節手段と高さ調節手段とが設けられており、前記幅調節手段は水平像平面に配置されていて、前記レチクルに照射されるフィールドの幅を調節するために設けられており、前記高さ調節手段は垂直像平面に配置されていて、前記レチクルに照射されるフィールドの高さを調節するために設けられている、請求項１記載の照明装置。
【請求項１６】
照明線量を調節するため像平面の近くに照明調節手段が設けられている、請求項１５記載の照明装置。
【請求項１７】
ホトリソグラフィ用の照明装置において、
ズームビームエキスパンダと、
該ズームビームエキスパンダに後置されたレンズアレイと、
該レンズアレイに後置されたコンデンサレンズ群と、
該コンデンサレンズ群に後置されたリレーレンズ群とが設けられており、
前記コンデンサレンズ群は一方の端部から他方の端部へ向かって、第１の球面レンズ、第１の円柱レンズ、放物面を備えた第２の円柱レンズ、放物面を備えた第２の球面レンズ、ならびに第３の円柱レンズを有しており、該コンデンサレンズ群はそれぞれ異なる空間的位置に水平像平面と垂直像平面を有しており、
前記リレーレンズ群は一方の端部から他方の端部へ向かって、第３の球面レンズ、第４の円柱レンズ、第５の円柱レンズ、放物面を備えた第４の球面レンズ、楕円面を備えた第５の球面レンズ、ならびに第６の球面レンズを有しており、
前記ズームエキスパンダに入射した光は前記レンズアレイへ導かれ、コンデンサにより、空間的に分離された２つの平面に結像され、リレーにより、レチクルにおける単一の平面に再結像されることを特徴とする、
ホトリソグラフィ用の照明装置。
【請求項１８】
幅調節手段と高さ調節手段とが設けられており、前記幅調節手段は水平像平面に配置されていて、前記レチクルに照射されるフィールドの幅を調節するために設けられており、前記高さ調節手段は垂直像平面に配置されていて、前記レチクルに照射されるフィールドの高さを調節するために設けられている、請求項１７記載の照明装置。
【請求項１９】
ホトリソグラフィ用の照明装置において、
ズームビームエキスパンダと、
該ズームビームエキスパンダに後置されたレンズアレイと、
該レンズアレイに後置されており表１の光学的規定にしたがって構成されたコンデンサおよびリレーレンズ群とが設けられており、
前記ズームビームエキスパンダに入射した光はレンズアレイへ導かれ、前記コンデンサにより、空間的に分離された水平像平面と垂直像平面との２つの平面に結像され、前記リレーレンズ群により、レチクルにおける単一の平面に再結像されることを特徴とする、
ホトリソグラフィ用の照明装置。
【請求項２０】
レーザ照明源が設けられている、請求項１９記載の照明装置。
【請求項２１】
ホトリソグラフィ用の照明装置において、
ズームビームエキスパンダと、
該ズームビームエキスパンダに後置されたレンズアレイと、
該レンズアレイに後置されており表２の光学的規定にしたがって構成されたコンデンサおよびリレーレンズ群とが設けられており、
前記ズームビームエキスパンダに入射した光はレンズアレイへ導かれ、前記コンデンサにより、空間的に分離された水平像平面と垂直像平面との２つの平面に結像され、前記リレーレンズ群により、レチクルにおける単一の平面に再結像されることを特徴とする、
ホトリソグラフィ用の照明装置。
【請求項２２】
レーザ照明源が設けられている、請求項２１記載の照明装置。
【請求項２３】
ホトリソグラフィ用の照明装置において、
照明源と、
該照明源に後置されたビームエキスパンダと、
該ビームエキスパンダに後置されたレンズアレイと、
該レンズアレイに後置されたコンデンサと、
該コンデンサに後置されたリレーとが設けられており、
前記のビームエキスパンダおよびレンズアレイにより、水平面において所定の第１の開口数が生じ垂直面において第２の開口数が生じ、
前記コンデンサは水平像平面と垂直像平面を有しており、該垂直像平面は前記水平像平面とは空間的に分離されており、
前記リレーにより、前記の水平像平面および垂直像平面がレチクルにおける単一の照明平面と共役にされ、該リレーは水平平面で第１の倍率を有し垂直平面で第２の倍率を有することを特徴とする、
ホトリソグラフィ用の照明装置。
【請求項２４】
前記の第１の倍率と第２の倍率はそれぞれ異なる、請求項２３記載の照明装置。
【請求項２５】
前記の第１の開口数と第２の開口数はそれぞれ異なる、請求項２３記載の照明装置。
【請求項２６】
前記水平像平面に対応づけられている幅調節手段と、前記垂直像平面に対応づけられている高さ調節手段とが設けられており、前記幅調節手段は前記水平像平面の幅を調節するために設けられており、前記高さ調節手段は前記水平像平面の高さを調節するために設けられており、レチクルにおいて所定の矩形の照明フィールドが形成される、請求項２３記載の照明装置。
【請求項２７】
前記の第１の倍率の範囲は０．７から１．２の間にあり、前記の第２の倍率の範囲は０．８から１．３の間にある、請求項２３記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はホトリソグラフィ用の照明装置に関する。たとえば本発明は、種々異なるプロジェクション光学系に整合可能であって空間的に分離された中間像平面を有する照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造プロセスにおいてホトリソグラフィは典型的には、レチクルを通して光を投影し、回路素子を規定するため選択領域にホトレジストの被覆されたシリコンウェハをこの光によって露光するために用いられる。ホトリソグラフィでは、光を照射してレチクルに集めるために照明装置が用いられる。１９８５年５月１４日にjain等に与えられたアメリカ合衆国特許第４，５１６，８３２号、名称"Apparatus for Transforming of a Collimated Beam into a Source of Required Shape andNumerical Aperture” には、照明装置の一例が記載されている。Jain 等による特許では、レーザ光源と、この光源を発光特性曲線源へ変換する光学的変換装置について述べられている。１９８６年１０月２８日に Shibuya等に与えられたアメリカ合衆国特許第４，６１９，５０８号、名称”Illumination Optical Arrangement”には、別の形式の照明装置が示されている。Shibuyaによる特許では、コヒーレント光源を有する照明装置と、この光源から実質的にインコヒーレントな光源を形成する手段について述べられている。また、１９９０年４月１７日にKudo等 に与えられたアメリカ合衆国特許第第４，９１８，５８３号、名称”Illuminating Optical Device”には、さらに別の形式の照明装置が示されている。Kudoによる特許では、反射形インテグレータとフライズアイ形インテグレータについて述べられている。
【０００３】
SVG Lithography Systems, Inc. Witon, Connecticutにより Micrascan II の商標で販売されたステップ＆スキャン・ホトリソグラフィ装置では、別の照明装置が使用されてきた。この装置の場合、レチクルとウェハはそれぞれ異なる速度で移動する。このようなそれぞれ異なる速度は、プロジェクション光学系の倍率に等しい比を有している。照明装置により規定される方形のフィールドは、レチクルの上およびウェハの上をスキャンする。垂直方向フィールドデリミタにより垂直方向フィールドの高さが定められ、水平方向フレーミングブレードにより水平方向フィールドの幅が定められる。被露光フィールドの上端部から下端部まで均質な露光を達成するためには、可調整スリットが必要とされる。
【０００４】
メリジオナル平面を示す図１とサジタル平面を示す図２のように、Micrascan II 照明装置は、高圧キセノン水銀ランプ１、反射器２、円柱コンデンサ３、円柱レンズアレイ４、球面−円柱面コンデンサ５、ならびに１ｘリレー６を有している。垂直平面において、反射器２により光はランプ１から円柱コンデンサ３へ向けられ、円柱コンデンサ３により光が視準されてレンズアレイ４へ向けられる。レンズアレイ４は、同じ焦点距離とＦ数を有する種々の小さい正のレンズから成り、焦点面７に多重の点光源を生成する。垂直平面において、各点光源からの光は球面−円柱面コンデンサ５を通過し、中間像平面８の各点を照射する。レンズアレイ４の焦点面は無限遠に結像されるので、これはケーラー照明である。ケーラー照明であれば２段階の照明装置であり、これにより照明領域および照射ビームの開口数を制御可能である。
【０００５】
水平平面において、ランプ１のアークは球面−円柱面コンデンサ５により中間像平面８に結像される。そして中間像平面８において、テレセントリックな光のパターンが生じる。２つの共心のミラー９，１１から成る１ｘリレー６により中間像平面８はレチクル１３上に結像され、レンズアレイ４の焦点面７は２次ミラー１１のところに配置された開口絞り１５上に結像される。この場合、環状形、４極子形を含む種々異なる絞りおよび位相シフトマスクを開口絞り１５のところに配置することで、照明装置の部分干渉性、光学分割ならびに焦点深度を変えることができる。レンズリレー６の１ｘの倍率のため、テレセントリックな光のパターンがレチクル１３に生じる。
【０００６】
Micrascan II 照明装置 はただ１つの中間像平面８しか有していない。垂直方向フィールドデリミタは中間像平面８のところに配置されていて、レチクル１３における照明フィールドの高さが規定される。水平方向フレーミングブレードはレチクル１３の近くに配置されている。その結果、水平方向フレーミングブレードのウェハにおける像は鮮鋭ではない。このことでウェアの面積を有効に利用できなくなる。中間像８とレンズアレイ４の垂直および水平方向のサイズの比は、相応に０．７および０．４である。Micrascan II 照明装置 の部分干渉性およびフィールドサイズは、光の損失を伴わずに変えることはできない。そして光の損失によりスループットが低下する。Micrascan II 照明装置 のランプ１からレチクル１３までの全長は約２５００ｍｍである。
【０００７】
一般にレチクルの照明は、ウェアを被覆したホトレジストを均等に露光するために十分に均質でなければならない。また、照明は垂直および水平方向の大きさに関して所定のフィールドサイズのものでなければならないが、この大きさは種々のホトリソグラフィプロセスで異なるものである。しかしながら、種々のホトリソグラフィプロセスのために照明装置における垂直方向フィールドの高さおよび／または水平方向フィールドの幅を互いに無関係に変えるのは、光の損失なくしては困難であることが多い。さらに、照明装置の開口数をプロジェクション光学系の開口数と整合させることも望まれる。しかも、種々の適用事例で要求されるように照明の部分干渉性を変えることは光の損失なくしては達成できず、したがって所要露光時間が増加し、結果としてスループットが低下する。
【０００８】
このため、種々のホトリソグラフィシステムやプロセスに容易に整合させることができ、光を損失させることなく部分干渉性を変えられ２次元での照明フィールドサイズをそれぞれ別個に変化させることのできる一方で、ウェアにおいて垂直方向デリミタおよび水平方向フレーミングブレードを鮮鋭に結像できるようにした照明装置が必要とされる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の課題は、基板上に投影するためのレチクルを均質に照明する構成を提供することにあり、さらに光の損失を伴わずに部分干渉性を調整できる照明装置を提供することにある。また、本発明の別の課題は、光の損失を伴わずに垂直および水平方向のフィールドサイズを別個に変化させる構成を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によればこの課題は、ビームエキスパンダと、該ビームエキスパンダに後置されたレンズアレイと、該レンズアレイに後置されておりそれぞれ異なる空間的位置で水平像平面と垂直像平面を有するコンデンサと、該コンデンサに後置されたリレーとが設けられており、前記ビームエキスパンダに入射した光はレンズアレイへ導かれ、前記コンデンサにより、空間的に分離された２つの平面に結像され、前記リレーにより、レチクルにおける単一の平面に再結像されることにより解決される。
【００１１】
さらに上記の課題は、請求項１７、１９、２１ならびに２３の特徴部分に記載の構成により解決される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の１つの実施形態によれば、照射源たとえば光源と、ズームビームエキスパンダと、これに後置された可変のレンズアレイと、水平平面と垂直平面において空間的に分離された２つの中間像平面を有する球面−円柱面コンデンサと、垂直像平面と水平像平面におけるフィールドサイズを別個に調節するための手段と、垂直および水平像平面をレチクルに対し共役にさせる無限焦点球面−円柱面リレーが設けられている。
【００１３】
さらに本発明の別の実施形態によれば、サジタル平面とメリジオナル平面の両方においてケーラー照明が生じるように構成されている。
【００１４】
本発明のさらに別の実施形態によれば、空間的に分離された垂直および水平中間像平面が形成される。
【００１５】
また、本発明の別の実施形態によればズームビームエキスパンダが用いられている。
【００１６】
本発明のこれらの構成およびその他の特徴ならびに利点は、以下の詳細な説明に示されている。
【００１７】
【実施例】
図３には、本発明による光学照明装置の１つの実施形態が示されている。この場合、照明ないし光源としてエキシマレーザ１０を用いるとよい。ホトリソグラフィに適した比較的安定したエキシマレーザは、Cymer San Diego,Californiaまたは Lambda Psysic, Acton, Massachusetts  から入手できる。
【００１８】
レーザ１０はズームビームエキスパンダＬＧE へ導かれ、この実施例ではズームビームエキスパンダＬＧE は、正のレンズ１２、負のレンズ１４、負のレンズ１６および正のレンズ１８から成るレンズ群により構成されている。レンズ群がズームビームエキスパンダの機能を実行するならば、その他のレンズ構成配列を採用してもよい。ズームビームエキスパンダＬＧE により、レーザ１０から放射されたビームの広がりを変えることができ、ビームを実質的に視準された形に保持することができる。ズームビームエキスパンダＬＧE に、球面および／または円柱形の素子を設けることもできる。このことで放射ビーム形状を変えられるようになる。次にレンズアレイ２０が設けられており、つまりこれはズームビームエキスパンダＬＧE の隣りに配置されている。レンズアレイ２０はマイクロレンズアレイとすることができるが、慣用のフライズアイアレイ、バイナリレンズアレイまたは回折格子アレイとしてもよい。次につまりレンズアレイ２０の隣りにコンデンサ２２が配置されている。コンデンサ２２は球面−円柱面コンデンサとするのがよい。コンデンサ２２は、空間的に分離された水平像平面２４と垂直像平面２６を有している。水平像平面２４と垂直像平面２６における光はテレセントリックであり、したがってレンズアレイ２０の焦点面を無限遠に結像する。個々の水平および垂直の中間像平面２４および２６における開口数は、それぞれ異なるものであってよい。その隣りに、つまり中間像平面２４および２６に続いて、リレーレンズ系２８が配置されている。リレー２８は球面−円柱面リレーとするのがよい。リレー２８により、水平および垂直方向の中間像平面２４，２６がレチクル３２上に再結像される。リレー２８は、水平および垂直方向の中間像平面２４と２６に対しそれぞれ異なる倍率を有することができる。したがって、所定のサイズのレチクル３２において方形の照明フィールドが得られる。
【００１９】
コンデンサ２２およびリレー２８の第１の部分により、レンズアレイ２０の焦点面と共役である入射瞳が共通の開口絞り３０上に結像され、これによりサジタル平面とメリジオナル平面の両方でケーラー照明が生じる。このため２段階の照明装置により、照明領域および照射ビームの開口数を制御できるようになる。開口絞り３０はリレー２８内に配置されている。開口絞り３０は、リレー２８の第２の部分により無限大に結像される。これによりレチクル３２において、テレセントリックな光のパターンが生成される。レチクル３２における開口数は、水平平面と垂直平面とで等しくまたは異なるようにすることができる。水平方向フレーミングブレードないし幅調節装置３４は、水平像平面２４に設けられている。幅調節装置３４は、水平像平面２４の垂直方向の高さに沿っていかなる所定の位置にでも調節可能である。幅調節装置３４は水平像平面２４に配置されているので、照明フィールドはウェハにおいて幅の次元で鮮鋭である。
【００２０】
したがってレチクル３２に生成される方形の照明フィールドを、この方形照明フィールドの幅ないし横軸と平行にスキャンすることができる。この構成により、レチクル３２が照射される方形フィールドの幅よりも大きいかぎり、レチクル３２の像が逐次、露光されることになる。方形の照明フィールドの水平ないし横方向の幅の調節により、ウェハが受光するビームの線量つまりウェハの露光を一定速度のスキャン運動に関連して制御できる。垂直像平面２６における縦方向の垂直の高さは、垂直方向デリミタないし高さ調節装置３６により制御されるのが有利である。高さ調節装置３６は垂直像平面２６のところに配置されている。１つの実施形態によれば、この高さ調節装置３６は２つの可動のジョーを有しており、これは鮮鋭にフォーカシングされる水平方向のエッジをもち、それらのエッジは方形照明フィールドに対する所望の垂直方向の高さに対し無関係に位置決めできる。高さ調節装置は垂直像平面２６に配置されているので、照明フィールドの垂直方向のエッジはウェハにおいて鮮鋭に規定される。中間水平像平面２４と中間垂直像平面２６の間に照明調節装置３８が配置されている。照明調節装置３８は、互いに無関係に調節可能な複数の縦方向のエッジを有する方形のスロットとすることができる。この場合、縦方向のエッジは、均質な照明プロフィルないし所望の照明プロフィルを得るのに必要とされるように挿入および除去される。照明調節装置３８は像平面に配置されていないので、縦方向のエッジはウェハ平面において鮮鋭には規定されないことになる。このことにより照度プロフィルないし線量はほとんど補正しなくてよくなり、いっそう良好な照明均質性を達成できる。
【００２１】
ズームビームエキスパンダＬＧE は球面レンズまたは円柱レンズにより構成することができ、これにより垂直および水平平面とは無関係に集まる光の可変の部分干渉性を得ることができる。この実施例の場合、本発明によって種々異なるパターンをレチクル３２上に効果的に結像させることができる。さらにレンズアレイ２０は可変であって、球面形状とすることもできるし円柱面形状とすることもできる。このことにより、レチクル３２において種々異なる２次元のフィールドを得ることができる。したがって本発明による照明装置を、種々異なるプロジェクション光学系を用いた適用事例に簡単に整合させることができる。
【００２２】
レチクル３２における開口数は、ズームビームエキスパンダＬＧE から放射されるビームの２次元のサイズにより決定される。レチクル３２における開口数は、光のいかなる損失も伴わずに変えることができる。光の部分干渉性は、プロジェクション光学系の開口数と照明装置のレチクル３２における開口数の関数である。このため、レチクル３２における開口数を変えることにより光の部分干渉性を変えることができる。光の部分干渉性の変更は、種々異なる回路パターンのプリントにとって重要なものとなる可能性がある。ズームビームエキスパンダＬＧE が円柱状であるならば、垂直および水平平面において種々異なる部分干渉性を生じさせることができる。さらに、レンズアレイ２０が可変で円柱状であって垂直および水平平面でそれぞれ異なる開口数を有しているならば、別個に変えることのできる２次元のスキャンフィールドを、光のいかなる損失も伴わずにレチクル３２に生じさせることができる。したがって本発明による照明装置は著しくフレキシブルであり、多数の可能な適用事例を有するものである。
【００２３】
図４は、水平中間像平面２４と垂直中間像平面２６の詳細図である。水平中間像平面２４の幅は、幅調節ジョーないしブレード６４により制御される。ブレード６４は幅調節駆動部６６により駆動される。この場合、幅調節駆動部６６により、ｘ軸に沿ったブレード６４の運動が矢印７２により示された方向で制御される。垂直中間像平面２６の高さは、高さ調節ジョーないしブレード６８により制御される。ブレード６８は高さ調節駆動部７０により駆動される。この場合、高さ調節駆動部７０により、ｙ軸に沿ったブレード６８の運動が矢印７４により示された方向で制御される。幅調節ブレード６４と高さ調節ブレード６８を互いに無関係に調節することで、方形の照明スリットないしフィールドを精確に制御できる。空間的に分離されている水平中間像平面２４と垂直中間像平面２６により、所定の方形照明スリットないしフィールドをレチクルに形成するのがきわめて容易になる。
【００２４】
図５には本発明の１つの実施形態が示されており、この実施形態は２４８ｎｍの波長で動作するエキシマレーザ光源のために最適化されているものである。便宜上、この照明装置はレンズアレイ２０で始まるように描かれている。図示されている実施例の場合、この装置はレンズ群ＬＧC 、５つのレンズ素子を有する球面−円柱面コンデンサを有している。図５においてレンズ群ＬＧC は、球面レンズ４０、円柱レンズ４２、放物面を有する円柱レンズ４４、放物面を有する球面レンズ４６、ならびに円柱レンズ４８から成るものとして示されている。コンデンサの入射瞳はレンズアレイ２０の焦点面に位置している。水平像平面２４は、正のパワーの球面レンズ４０および共心の円柱レンズ４２、単一の正のパワーのレンズ４４、正のパワーの球面レンズ４６、ならびに負のパワーの円柱レンズ４８により形成される。レンズ４０と４２により第１の無限焦点レンズ群が形成されている。そしてレンズ４６と４８により第２の負のパワーのレンズ群が形成されている。単一レンズ４４と第２の負のパワーのレンズ群により望遠系が形成され、これによってコンデンサないしレンズ群ＬＧC の焦点距離に比べて短い全長が得られる。レンズ４４の第１の面は放物面であって、これにより水平像平面に主光線のテレセントリックなパターンが生成され、球面収差が補正される。第２の負のレンズ群４６，４８と単一レンズ４４に関して焦点距離の比が−０．９〜−１の間であることで、有利にはコンデンサＬＧC の長さからの約０．０３５〜０．０５０の間の外側の水平像平面位置を保持し、ペッツヴァル湾曲のための補正に用いられる。
【００２５】
垂直像平面２６は球面レンズ４０と４６により生成される。重大なコマおよび非点収差が生じるのを回避するために、レンズアレイ２０の焦点面の近くに視野レンズ４０が配置されている。レンズ４６により、垂直像平面２６においてテレセントリックな光のパターンが生成される。いかなるアクシスおよびオフアクシス収差でも平衡調整するため、レンズ４０，４６は１．４〜１．８の焦点距離比を有するようにすべきである。水平像平面と垂直像平面２４，２６の両方における射出瞳は、無限遠に位置している。中間像平面２４，２６におけるフィールドの区切りは、レンズアレイ２０の開口数とコンデンサレンズ群ＬＧC の実効焦点距離の関数である。
【００２６】
レンズ群ＬＧR はリレーレンズの球面−円柱面系であるとよい。レンズ群ＬＧR により水平像平面２４と垂直像平面２６が結像され、これにより矩形の照明フィールド６２が形成される。矩形の照明フィールド６２により、図３で示されているようにレチクル３２が照明される。レンズ群ＬＧR は以下の６つの素子から成るものとして示されている。すなわち、メニスカス球面レンズ５０、円柱レンズ５２、円柱レンズ５４、放物面を有する球面レンズ５６、楕円面を有する球面レンズ５８、ならびに球面レンズ６０により構成されている。レンズ群ＬＧR におけるこれらすべての６つの素子は、水平像面２４を矩形の照明フィールド６２と共役させるために用いられる。２つのレンズ５０および５２により、第１の長焦点距離補正レンズ群が形成される。レンズ５４および５６により、第２のリバース望遠レンズ群が形成される。レンズ５４は負のパワーのものであり、レンズ５６は正のパワーのものである。レンズ５８は瞳レンズであり、レンズ６０はコリメーティングレンズである。レンズ５０および５２は、コマおよび像面湾曲の補正に用いられる。リバース望遠レンズ群により、必要とされる焦点距離が得られる。レンズ５８および６０により、残留するひずみと非点収差が補正される。アクシスおよびオフアクシス収差を補正するのに有利であるのは、レンズ５４と５６の焦点距離の比を−１．１〜−１．３の間にすることである。さらにこの場合、リレーの水平平面倍率を０．７〜１．２の間にする。
【００２７】
リレーレンズ群ＬＧR において垂直平面は、メニスカス視野レンズ５０、正のパワーのレンズ５６、瞳レンズ５８、ならびに正のパワーのコリメーティングレンズ６０により結像される。視野レンズ５０により、コマおよび像面湾曲が補正される。レンズ５６によりその第１の放物面によって、球面収差、コマならびに非点収差が補正され、入射瞳が開口絞り３０と共役にさせられる。瞳レンズ５８によりその第２の楕円面によって、残留するひずみと非点収差が補正される。コリメーティングレンズ６０により、光が視準されて主光線のテレセントリックなパターンがレチクルに生成され、射出瞳が無限遠に結像される。パワフルなレンズ５６，６０の間における光学的なパワーの最適な配置のために、ならびにアクシスおよびオフアクシス収差の間の平衡調整のために有利であるのは、垂直平面の倍率を０．８〜１．３の間とすることである。さらにこの場合、レンズ５６とレンズ６０の焦点距離の比を０．６〜０．７の間とする。開口絞り３０は水平平面と垂直平面の両方に共通であり、瞳レンズ５８とコリメーティングレンズ６０により無限遠に結像される。上述の設計により、レンズ群ＬＧC とレンズ群ＬＧR の全長を約１．４ｍにすることができる。
【００２８】
表１にはそれぞれ、２４８ｎｍの波長と約１０ｎｍのスペクトル帯域幅において最適化されているコンデンサとリレーおよびレンズ群ＬＧC とレンズ群ＬＧR に関する光学的規定が示されており、このような照明装置はエキシマレーザ光源に適したものである。
【００２９】
【表１】
0003913288.tif 000002
【００３０】
表２にはそれぞれ、１９３ｎｍの波長において最適化されているコンデンサとリレーおよびレンズ群ＬＧC とレンズ群ＬＧR に関する光学的規定が示されている。
【００３１】
【表２】
0003913288.tif 000003
【００３２】
これらの表において、ＲＤＸはサジタル平面における半径であり、Ｋは表面プロフィルの２次の係数である。
【００３３】
上述のことから容易にわかるのは、ホトリソグラフィおよび半導体製造において用いられる照明装置が本発明により改善されることである。本発明はフレキシブルであり種々のホトリソグラフィシステムに対し整合可能であって、光を損失させることなく幅と高さの可変である均質な矩形の照明が得られる。
【００３４】
また、種々異なる投影による適用を容易にするために開口数を変えることができ、光を損失させることなく光の照明における部分干渉性を変更できる。これまで本発明の有利な実施形態を示してきたが、特許請求の範囲に記載の本発明の枠から逸脱することなく種々の変形を行えることは当業者にとって自明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の照明装置におけるメリジオナル平面の概略図である。
【図２】従来の照明装置におけるサジタル平面の概略図である。
【図３】本発明による光学照明装置の１つの実施形態の概略図である。
【図４】空間的に分離されている水平および垂直中間像平面の斜視図である。
【図５】本発明による光学照明装置を詳細に表した実施形態の斜視図である。
【符号の説明】
１  ランプ
２  反射器
３  円柱レンズ
４  円柱レンズアレイ
５  球面−円柱面コンデンサ
６  リレー
１０  エキシマレーザ
ＬＧE ズームレンズエキスパンダ
２０  レンズアレイ
２２  コンデンサ
２４，２６  中間像平面
２８  リレー
３０  開口絞り
３２  レチクル
３４  幅調節装置
３６  高さ調節装置
３８  照明調節装置
６４，６８  ブレード
６６  幅調節駆動部
７０  高さ調節装置
【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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