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JP4534210B2 - Optical delay device, illumination optical device, exposure apparatus and method, and semiconductor device manufacturing method - Google Patents
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Optical delay device, illumination optical device, exposure apparatus and method, and semiconductor device manufacturing method Download PDF

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JP4534210B2 JP2007141207A JP2007141207A JP4534210B2 JP 4534210 B2 JP4534210 B2 JP 4534210B2 JP 2007141207 A JP2007141207 A JP 2007141207A JP 2007141207 A JP2007141207 A JP 2007141207A JP 4534210 B2 JP4534210 B2 JP 4534210B2
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

本発明は、半導体素子を製造する露光装置に関し、特に露光装置に用いられる照明光学装置に用いられる光遅延素子に関する。   The present invention relates to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element, and more particularly to an optical delay element used in an illumination optical apparatus used in the exposure apparatus.

従来の照明光学装置は、例えば、特開平1−198759号公報(特許文献1)に開示されたものがある。
一般に、レーザー光源の半値幅をΔλ、波長をλとすると、時間的可干渉長(コヒーレンス長)tcは、
tc=λ2 /Δλ
で与えられる。波長λ=248nmで半値幅Δλ=0.8pmの場合は時間的コヒーレンス長tc=77mmとなり、波長λ=248nmで半値幅Δλ=0.6pmの場合は時間的コヒーレンス長tc=103mmになる。そこで、従来では、図10に示されるように、光路中に、ハーフミラー及び反射部材からなる光遅延素子を挿入することで、コヒーレンス長以上の光路差を設け、可干渉性(コヒーレンシー)の低減をはかっていた。光遅延素子は、原理的には遅延光路中を無限回廻って光が出てくるが、ハーフミラーの反射率や反射部材の反射率等から、ハーフミラー反射率をを33%から50%程度に設定することが一般的である。この様な反射率に設定することで、1パーセント程度の光エネルギーまで取ると、光遅延素子をおおむね2回から3回廻って出てくる光まで使用することが出来る。
特開平1−198759号公報
A conventional illumination optical device is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-198759 (Patent Document 1).
In general, when the half width of a laser light source is Δλ and the wavelength is λ, the temporal coherence length (coherence length) tc is
tc = λ 2 / Δλ
Given in. When the wavelength λ = 248 nm and the half width Δλ = 0.8 pm, the temporal coherence length tc = 77 mm. When the wavelength λ = 248 nm and the half width Δλ = 0.6 pm, the temporal coherence length tc = 103 mm. Therefore, conventionally, as shown in FIG. 10, by inserting an optical delay element composed of a half mirror and a reflection member in the optical path, an optical path difference equal to or greater than the coherence length is provided, thereby reducing coherency. I was measuring. The optical delay element, in principle, emits light indefinitely in the delay optical path, but the half mirror reflectivity is about 33% to 50% due to the reflectivity of the half mirror and the reflectivity of the reflecting member. It is general to set to. By setting the reflectivity to such a value, when the light energy of about 1% is taken, the light delay element can be used up to light that comes out about 2 to 3 times.
Japanese Patent Laid-Open No. 1-198759

従来の光遅延素子では、角度ずれがあったときの影響について何ら考慮されていなかった。   In the conventional optical delay element, no consideration has been given to the influence when there is an angle shift.

そこで、本発明は、角度ずれがあったとしても性能に大きな影響を与えないことを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to prevent the performance from being greatly affected even if there is an angle shift.

本発明では、ウエハを露光する露光装置と共に用いられる光遅延装置であって、且つコヒーレント光源からの光束を分割し、分割された一方の光束を遅延光路に廻し、再び分割した光路に戻す光遅延素子であって、前記光遅延素子の入り口と出口とを共役にする凹面鏡を有し、前記遅延光路を経由した前記分割された一方の光束と、分割された他方の光束とをエネルギーを低減させ且つ前記ウエハ上でのスペックルをシフトさせるために所定の角度をなして射出する光遅延装置を提供する。 In the present invention, an optical delay device that is used together with an exposure apparatus that exposes a wafer , splits a light beam from a coherent light source, passes one of the divided light beams to a delay optical path, and returns it to the split optical path again. An optical element having a concave mirror that conjugates an entrance and an exit of the optical delay element, and reduces energy of the one split light flux and the other split light flux that have passed through the delay optical path. Also provided is an optical delay device that emits light at a predetermined angle in order to shift speckle on the wafer .

また、本発明では、上記の光遅延装置を備え、前記コヒーレント光源からの光に基づいて被照射面を照明することを特徴とする照明光学装置を提供する。
また、本発明では、上記の照明光学装置と、前記照明光学装置によって照明されたパターンを基板に投影する投影光学系とを有することを特徴とする露光装置を提供する。
また、本発明では、上記の照明光学装置によりパターンを照明し、前記パターンを投影光学系を用いてウエハ上に投影露光することを特徴とする露光方法を提供する。
また、本発明では、上記の照明光学装置によりパターンを照明し、前記パターンを投影光学系を用いてウエハ上に投影露光することを特徴とする半導体素子製造方法を提供する。
According to the present invention, there is provided an illumination optical apparatus comprising the above-described optical delay device and illuminating a surface to be irradiated based on light from the coherent light source.
According to the present invention, there is provided an exposure apparatus comprising the illumination optical apparatus described above and a projection optical system that projects a pattern illuminated by the illumination optical apparatus onto a substrate.
The present invention also provides an exposure method characterized in that a pattern is illuminated by the illumination optical device and the pattern is projected and exposed onto a wafer using a projection optical system.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device, wherein a pattern is illuminated by the illumination optical device, and the pattern is projected and exposed on a wafer using a projection optical system.

以上のように、本発明により、角度ずれがあったとしても性能に大きな影響を与えないことができる。   As described above, according to the present invention, even if there is an angle shift, the performance can not be greatly affected.

エキシマレーザーは、スペクトル分布の半値幅を狭くする為に、回折格子(グレーティング)Gを用いている。この様に、グレーティングGを内部に有しているレーザー光源の場合には、図9に示すように、分光部分の射出スリットS上(例えば、図9(a)の+p/2、0、−p/2位置)に、波長分布が生じる。つまり、分光部分の射出スリット上に形成された微小な光源のスペクトル分布が多数集まって、光源全体のスペクトル分布が形成されている。   The excimer laser uses a diffraction grating (grating) G in order to narrow the half width of the spectral distribution. In this way, in the case of a laser light source having the grating G inside, as shown in FIG. 9, on the exit slit S of the spectroscopic portion (for example, + p / 2, 0, − in FIG. 9A). A wavelength distribution occurs at the (p / 2 position). That is, the spectral distribution of the entire light source is formed by gathering a large number of spectral distributions of minute light sources formed on the exit slit of the spectroscopic portion.

この様に、微小な素光源が多数集まって形成されていると考えられる光源の場合で、隣合う微小な光源が分離して観察できる空間分解能p(これはエキシマレーザーの発散角ωからおおよそ推定でき、p〜λ/ωである)がスリット幅Pよりも細かい(小さい)ときには、可干渉長を、この空間分解能内での波長分布Δλpから求まる可干渉長tcp
tcp=λ2 /Δλp
で考える必要がある。(ここで、tc<tcpである。)その理由は、遅延素子によって、このスリットの像が多数生成されると、遅延の光路長がスリットの全波長分布から決まる可干渉長tcでしかない場合、各スリット像の任意の空間分解能サイズからの光は互いに干渉するからである。そしてこの干渉に因って被照射面上に干渉縞やスペックルを発生する事になる。
In this way, in the case of a light source that is considered to be formed of a large number of minute elementary light sources, spatial resolution p that can be observed by separating adjacent minute light sources (this is roughly estimated from the divergence angle ω of the excimer laser) Is possible (p˜λ / ω) is smaller (smaller) than the slit width P, the coherence length tcp is obtained from the wavelength distribution Δλp within the spatial resolution.
tcp = λ 2 / Δλp
It is necessary to think in. (Here, tc <tcp.) The reason is that when many images of this slit are generated by the delay element, the delay optical path length is only the coherence length tc determined from the total wavelength distribution of the slit. This is because light from an arbitrary spatial resolution size of each slit image interferes with each other. Due to this interference, interference fringes and speckles are generated on the irradiated surface.

例えば、従来の技術のところで述べたエキシマレーザーの場合、半値幅Δλ=0.8pmの場合はtcp=154mmとなり、半値幅Δλ=0.6pmの場合はtcp=206mmになる。
本発明では、光遅延素子の遅延光路の光路長を、コヒーレント光源のスリットの空間分解能内の光の波長分布で決まる可干渉長tcpより長くする事により、または被照射面であるレチクルと共役な光源近傍の位置での空間分解能内の光の波長分布で決まる可干渉長tcpより長くする事により、照明むらを無くすことが出来る。
For example, in the case of the excimer laser described in the prior art, tcp = 154 mm when the half width Δλ = 0.8 pm, and tcp = 206 mm when the half width Δλ = 0.6 pm.
In the present invention, the optical path length of the delay optical path of the optical delay element is made longer than the coherence length tcp determined by the wavelength distribution of light within the spatial resolution of the slit of the coherent light source, or conjugated with the reticle that is the irradiated surface. By making it longer than the coherence length tcp determined by the wavelength distribution of light within the spatial resolution at a position near the light source, illumination unevenness can be eliminated.

尚、上記説明では、分光部分の射出スリット上に波長分布が生じる、と説明したが、射出光束が波長分布を生じるような特性となっいればよい。また、上記説明では、エキシマレーザーを例に採ったが、エキシマレーザーのみならず、微視的にコヒーレント素光源が多数集まって形成された特性のコヒーレント光源であれば、本発明を適用することが有効であり、コヒーレンスの低減を行うことができる。   In the above description, it has been described that the wavelength distribution is generated on the exit slit of the spectroscopic portion. However, it is sufficient that the emitted light beam has a characteristic that causes the wavelength distribution. In the above description, an excimer laser is taken as an example. However, the present invention can be applied to not only an excimer laser but also a coherent light source having a characteristic formed by a large number of microscopic coherent light sources gathered together. It is effective and can reduce coherence.

以下に、本発明による照明光学装置の基本的配置の実施例を、図1を参照しながら説明する。ここに示す実施例の照明光学装置は、光路順に、エキシマレーザー1、デポラライザー3、第1の光遅延素子4、第2の光遅延素子5及びフライアイオプティカルインテグレータ7を配置している。尚、これらの素子の間には、照明光学装置のチャンバー内の空間を有効に活用するため、幾つかミラーが配置されており、光路は折り曲げられている。   An embodiment of the basic arrangement of the illumination optical device according to the present invention will be described below with reference to FIG. In the illumination optical apparatus of the embodiment shown here, an excimer laser 1, a depolarizer 3, a first optical delay element 4, a second optical delay element 5, and a fly-eye optical integrator 7 are arranged in the order of the optical paths. In order to effectively use the space in the chamber of the illumination optical device, several mirrors are arranged between these elements, and the optical path is bent.

デポラライザー3は、図2に示すように、偏光ビームスプリッタ31、34及び反射ミラー32、33からなっている。偏光ビームスプリッタ31は入射光線を、P偏光及びS偏光に分離して射出する。そして、P偏光は、偏光ビームスプリッタ31、偏光ビームスプリッタ34の順に進行し、S偏光は、偏光ビームスプリッタ31、反射ミラー32、反射ミラー33、偏光ビームスプリッタ31の順に進行する。ここで、偏光ビームスプリッタ31及び34は、石英基板等に薄膜を施し、入射角がほぼブリュースターアングル56.5度から、薄膜の設計によっては65度近傍までなるように傾けて使用し、主にS偏光を反射させP偏光を透過させる。さらに、反射したS偏光を、反射ミラー31で光路を光路長が前記のスリットの空間分解能内の波長分布できまるコヒーレンス長tcp=154mm以上になる距離分だけ離してある。そして、S及びPの両偏光は、ビームスプリッタ34で再び同一光路に戻る。   As shown in FIG. 2, the depolarizer 3 includes polarizing beam splitters 31 and 34 and reflecting mirrors 32 and 33. The polarization beam splitter 31 separates the incident light beam into P-polarized light and S-polarized light and emits it. The P-polarized light travels in the order of the polarizing beam splitter 31 and the polarizing beam splitter 34, and the S-polarized light travels in the order of the polarizing beam splitter 31, the reflecting mirror 32, the reflecting mirror 33, and the polarizing beam splitter 31. Here, the polarization beam splitters 31 and 34 are used by applying a thin film to a quartz substrate or the like and tilting the incident angle from about 56.5 degrees to about 65 degrees depending on the design of the thin film. Reflect S-polarized light and transmit P-polarized light. Further, the reflected S-polarized light is separated from the optical path by the reflection mirror 31 by a distance where the optical path length is equal to or greater than the coherence length tcp = 154 mm, which is a wavelength distribution within the spatial resolution of the slit. Then, both the S and P polarizations are returned to the same optical path by the beam splitter 34.

このデポラライザー3の働きでP偏光とS偏光とは振幅の干渉作用が無くなるが、P偏光、S偏光からそれぞれ派生した円偏光同士、楕円偏光同士も振幅の干渉が無くなる。そのため、不図示のウエハ上でもデポラライズされた状態が達成できる。
デポラライザー3の調整は、一般には、単体ではオートコリメータを使用して、角度を合わせている。そのため反射ミラーの表面にはエキシマ光を反射する反射膜を蒸着し、裏面には可視光を反射する反射膜を蒸着する。この様な反射膜を蒸着した反射ミラーを用いることで、従来のように、デポラライザー部分を抜き出して調整し、再び光路中へ戻すといった工程を無くすことができる。この様に、本実施例中のデポラライザー3の調整は、光路に配置したままオートコリメータによる調整を行うことができる。偏光度の調整は全体を光軸回りに回転させることで調整する。
This depolarizer 3 eliminates amplitude interference between P-polarized light and S-polarized light, but circularly polarized light derived from P-polarized light and S-polarized light, and elliptically polarized light also have no amplitude interference. Therefore, a depolarized state can be achieved even on a wafer (not shown).
Adjustment of the depolarizer 3 is generally performed by using an autocollimator as a single unit. Therefore, a reflective film that reflects excimer light is deposited on the surface of the reflecting mirror, and a reflective film that reflects visible light is deposited on the back surface. By using a reflection mirror deposited with such a reflection film, it is possible to eliminate the step of extracting and adjusting the depolarizer part and returning it to the optical path again as in the prior art. As described above, the adjustment of the depolarizer 3 in the present embodiment can be performed by the autocollimator while being arranged in the optical path. The degree of polarization is adjusted by rotating the whole around the optical axis.

光遅延素子4は、図3(a)に示すように、ハーフミラー41及び3枚の反射ミラー41、42、43で構成され、ハーフミラー40を反射した光と透過した光とで2dの光路差が生じるように配置されている。このようにすれば、分割された波連において偏光を除去でき、コヒーレンシーを低減できるようになるからである。また、本実施例では、ハーフミラー41を最初に透過する光線を基本光線としている。ここで、ハーフミラー41の反射率は、平均で33%から50%程度である。   As shown in FIG. 3A, the optical delay element 4 is composed of a half mirror 41 and three reflecting mirrors 41, 42, 43, and a 2d optical path between the light reflected by the half mirror 40 and the transmitted light. They are arranged so that a difference occurs. This is because the polarization can be removed in the divided wave train and the coherency can be reduced. In the present embodiment, the light beam that first passes through the half mirror 41 is the basic light beam. Here, the reflectance of the half mirror 41 is about 33% to 50% on average.

さらに、第2の光遅延素子5は、図3(b)に示すように、ハーフミラー51及び3枚の反射ミラー52、53、53で構成され、6dの光路差が生じるように設定してある。また、第1の光遅延素子4同様に、ハーフミラー51を最初に透過する光線を基本光線としている。このように、第1の光遅延素子4の遅延光路長と第2の光遅延素子5の遅延光路長とを設定すれば、表2に示すように、9つの分割光において光路差が同一とならないように出来る。このように、ほぼ光を時間的に、1パーセント以上の光なら、9分割することでコヒーレンシーの低減がはかれる。0.1パーセント以上の光なら、18分割することが好ましい。   Further, as shown in FIG. 3B, the second optical delay element 5 is composed of a half mirror 51 and three reflection mirrors 52, 53, 53, and is set so as to produce a 6d optical path difference. is there. Similarly to the first optical delay element 4, a light beam that first passes through the half mirror 51 is a basic light beam. In this way, if the delay optical path length of the first optical delay element 4 and the delay optical path length of the second optical delay element 5 are set, as shown in Table 2, the optical path difference is the same in the nine split lights. You can avoid it. As described above, if the light is approximately 1% or more in terms of time, the coherency can be reduced by dividing the light into nine. If the light is 0.1% or more, it is preferably divided into 18 parts.

Figure 0004534210
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さらに、図4に示すように、両光遅延素子の光入射方位を第1と第2とで直交させ、しかも、一回中を通るたびに角度θが付く様に設定すると、フライアイ6に入射する光束は、ほぼ1パーセント以上で9つの光に分割される。これによりエネルギーが低減されるだけでなく、ウエハ上でのスペックルをシフトさせる効果がある。   Further, as shown in FIG. 4, when the light incident directions of both optical delay elements are set to be orthogonal to each other between the first and the second, and the angle θ is set to pass every time, the fly eye 6 is The incident light beam is divided into nine lights of approximately 1% or more. This not only reduces energy, but also has the effect of shifting speckle on the wafer.

また、ハーフミラーの反射率はP偏光入射とS偏光入射とでは異なるため、図5に示す様に、方位を直交させることで、第1と第2の合成の反射率はP偏光とS偏光とでほぼ同じになる。従って、フライアイに入射する光束の偏光状態はあまり変化しないという効果もある。さらに、図6に示す様に、直接光bと反射光c及びdとで光のプロファイルが反転するようにしてあるので、レーザー光のプロファイルを平均化する効果もある。   Also, since the reflectivity of the half mirror differs between P-polarized light incidence and S-polarized light incidence, as shown in FIG. 5, the first and second composite reflectances are P-polarized light and S-polarized light by making the orientations orthogonal. And almost the same. Therefore, there is also an effect that the polarization state of the light beam incident on the fly eye does not change so much. Furthermore, as shown in FIG. 6, since the light profiles are inverted between the direct light b and the reflected lights c and d, there is also an effect of averaging the laser light profiles.

第1の光遅延素子4及び第2の光遅延素子5の反射ミラーは、表面に主波長であるエキシマ光を反射し、裏面には例えば緑色などの可視光を主に反射する薄膜が蒸着されている。これは、偏角を調整する時にオートコリメーターを使用して調整するようにするためで、調整時におのおののミラーを振って調整するが、調整用の工具ミラーなどを用いると、交換する時にずれが生じ、偏角が狂う恐れがある。エキシマ光と可視光を反射するミラーを用いることで、交換する必要が無くなる。   The reflective mirrors of the first optical delay element 4 and the second optical delay element 5 are formed by depositing a thin film that mainly reflects excimer light, which is the main wavelength, on the front surface and reflects mainly visible light such as green on the back surface. ing. This is because the autocollimator is used to adjust the declination, and each mirror is adjusted by adjusting the adjustment angle. May occur and the declination may be crazy. Using a mirror that reflects excimer light and visible light eliminates the need for replacement.

また、KrFエキシマレーザーの場合は、本願出願時点で、反射ミラーを使用できるが、ArFレーザーやそれ以下の波長の光源の場合、反射率があまり高くないので、ミラーを使用できない可能性がある。その場合は、図7に示すように、ミラーの代わりに、蛍石などの45度プリズム45、46、47、48、55、56、57及び、58を用いて、全反射を利用して光路を曲げてやればよい。
ここで、図7(b)に示すように、光遅延素子の中にリレーレンズ61及び62を配置すると、角度ずれが生じても性能に大きな影響を与えない光学系を構成することができる。また、リレーレンズの代わりに、ミラー自身を凹面鏡にして、入り口、出口を共役にしてやれば、同様に、角度ずれが生じても性能に大きな影響を与えない光学系を構成することができる。
In the case of a KrF excimer laser, a reflection mirror can be used at the time of filing of the present application. However, in the case of an ArF laser or a light source having a wavelength shorter than that, the reflectivity is not so high, so there is a possibility that the mirror cannot be used. In that case, as shown in FIG. 7, instead of the mirror, 45-degree prisms 45, 46, 47, 48, 55, 56, 57, and 58 such as fluorite are used to make an optical path using total reflection. Just bend.
Here, as shown in FIG. 7B, when the relay lenses 61 and 62 are arranged in the optical delay element, an optical system that does not greatly affect the performance even if an angular deviation occurs can be configured. Similarly, if the mirror itself is a concave mirror and the entrance and exit are conjugated instead of the relay lens, an optical system that does not greatly affect the performance even if an angular deviation occurs can be configured.

更に、詳細な、半導体素子を製造する露光光装置全体の実施例を以下に示す。図9に示すように、投影露光装置に配置された照明光学装置の基本配置は前述の実施例の通りであるが、さらに詳しくは、デポラライーザー3と第1の光遅延素子4との間にリレーレンズ2を設け、第2の光遅延素子6とフライアイオプティカルインテグレータ7との間にエキスパンダー光学系6を有し、フライアイオプティカルインテグレータ7の射出側にはコンデンサーレンズ8が配置されている。   Further, a detailed example of the entire exposure light apparatus for manufacturing a semiconductor element is shown below. As shown in FIG. 9, the basic arrangement of the illumination optical apparatus arranged in the projection exposure apparatus is the same as that in the above-described embodiment. More specifically, a relay is provided between the depolarizer 3 and the first optical delay element 4. A lens 2 is provided, an expander optical system 6 is provided between the second optical delay element 6 and the fly-eye optical integrator 7, and a condenser lens 8 is disposed on the exit side of the fly-eye optical integrator 7.

ここで、エキスパンダー光学系6は、シリンドリカルエキスパンダー及びエキスパンダーから構成されており、エキシマレーザー1の矩形形状を正方形形状にしている。また、フライアイオプティカルインテグレータ7は、第1フライアイ71と第2フライアイ72とから構成されている。第1フライアイ71は長方形形状のフライアイレンズ素子が規則的に配置されたもので、第2フライアイ72は、長方形形状のフライアイレンズ素子が不規則的に配置されたものである。フライアイオプティカルインテグレータ7を射出した光束は、コンデンサーレンズ8によって、被照射面であるレチクル9を均一にケーラー照明することになる。
そして、投影対物レンズ10を介して、露光面であるウエハ11がレチクル9と共役になっており、レチクル9のパターンがウエハ11面上に転写される。そのときの、倍率は、1/4または1/5が好ましく、実際の露光は、レチクル9及びウエハ11を走査して行う。
Here, the expander optical system 6 includes a cylindrical expander and an expander, and the rectangular shape of the excimer laser 1 is changed to a square shape. The fly eye optical integrator 7 includes a first fly eye 71 and a second fly eye 72. The first fly's eye 71 is a regular arrangement of rectangular fly-eye lens elements, and the second fly's eye 72 is an irregular arrangement of rectangular fly-eye lens elements. The light beam emitted from the fly-eye optical integrator 7 is uniformly Koehler-illuminated by the condenser lens 8 on the reticle 9 that is the irradiated surface.
Then, the wafer 11 as an exposure surface is conjugate with the reticle 9 via the projection objective lens 10, and the pattern of the reticle 9 is transferred onto the surface of the wafer 11. In this case, the magnification is preferably 1/4 or 1/5, and actual exposure is performed by scanning the reticle 9 and the wafer 11.

ここで、理想的には、スリットの空間分解能内の光の波長分布で決まる可干渉長tcpより長くする事が望ましいが、被照射面と共役な光源近傍の位置での空間分解能内の光の波長分布で決まる可干渉長tcpより長くする事でも良い。というのは、この共役面での光源像が遅延素子によって重畳されるので、ここでの可干渉距離tcpより長ければ、不要な干渉縞やスペックルは発生しないからである。また、ここでの可干渉距離は、一般にはスリット上での可干渉距離よりも短いと考えられ、より実際的な構成が達成できる。   Here, ideally, it is desirable that the length be longer than the coherence length tcp determined by the wavelength distribution of the light within the spatial resolution of the slit, but the light within the spatial resolution at a position near the light source conjugate with the irradiated surface. It may be longer than the coherence length tcp determined by the wavelength distribution. This is because the light source image on this conjugate plane is superimposed by the delay element, so that if it is longer than the coherence distance tcp here, unnecessary interference fringes and speckles are not generated. The coherence distance here is generally considered to be shorter than the coherence distance on the slit, and a more practical configuration can be achieved.

図1は、本発明による照明光学装置を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an illumination optical apparatus according to the present invention. 図2は、本発明によるデポーラライザーを説明した図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a depolarizer according to the present invention. 図3は、本発明による光遅延素子を説明した図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an optical delay element according to the present invention. 図4は、本発明による光遅延素子の作用を説明した図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the optical delay element according to the present invention. 図5は、本発明によるハーフミラーを示した図である。FIG. 5 shows a half mirror according to the present invention. 図6は、本発明による光遅延素子の作用を説明した図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the optical delay element according to the present invention. 図7は、45度プリズムを用いた実施例を示した図である。FIG. 7 is a diagram showing an embodiment using a 45 degree prism. 図8は、本発明による露光装置を示した図である。FIG. 8 shows an exposure apparatus according to the present invention. 図9は、エキシマレーザーの射出光分布を示した図である。FIG. 9 is a diagram showing an emission light distribution of the excimer laser. 図10は、従来例の図である。FIG. 10 is a diagram of a conventional example.

符号の説明Explanation of symbols

1 エキシマレーザー
2 リレーレンズ
3 デポラライザ
4 第1の光遅延素子
5 第2の光遅延素子
6 エキスパンダー光学系
7 フライアイオプティカルインテグレータ
8 コンデンサーレンズ
9 レチクル
10 投影対物レンズ
11 ウエハ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Excimer laser 2 Relay lens 3 Depolarizer 4 1st optical delay element 5 2nd optical delay element 6 Expander optical system 7 Fly eye optical integrator 8 Condenser lens 9 Reticle 10 Projection objective lens 11 Wafer

Claims (7)

ウエハを露光する露光装置と共に用いられる光遅延装置であって、コヒーレント光源からの光束を分割し、分割された一方の光束を遅延光路に廻し、再び分割した光路に戻す光遅延装置において、
前記光遅延素子の入り口と出口とを共役にする凹面鏡を有し、
前記遅延光路を経由した前記分割された一方の光束と、分割された他方の光束とは、エネルギーを低減させ且つ前記ウエハ上でのスペックルをシフトさせるために所定の角度をなして射出されることを特徴とする光遅延装置。
An optical delay device used together with an exposure apparatus for exposing a wafer, wherein the optical delay device divides a light beam from a coherent light source , passes one of the divided light beams to a delay optical path, and returns to the split optical path again.
A concave mirror that conjugates the entrance and exit of the optical delay element;
The one split light flux that has passed through the delay optical path and the other split light flux are emitted at a predetermined angle in order to reduce energy and shift speckle on the wafer. An optical delay device.
請求項1に記載の光遅延装置を備え、前記コヒーレント光源からの光に基づいて被照射面を照明することを特徴とする照明光学装置。 An illumination optical apparatus comprising the optical delay device according to claim 1 and illuminating a surface to be irradiated based on light from the coherent light source. 前記光遅延装置と前記被照射面との間に配置されたフライアイオプティカルインテグレータを備えていることを特徴とする請求項2に記載の照明光学装置。 The illumination optical apparatus according to claim 2, further comprising a fly-eye optical integrator disposed between the optical delay device and the irradiated surface. 前記コヒーレント光源はエキシマレーザを備えていることを特徴とする請求項2または3に記載の照明光学装置。 4. The illumination optical apparatus according to claim 2, wherein the coherent light source includes an excimer laser. 請求項2乃至4のいずれか1項に記載の照明光学装置と、前記照明光学装置によって照明されたパターンを基板に投影する投影光学系と、を有することを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus comprising: the illumination optical apparatus according to claim 2; and a projection optical system that projects a pattern illuminated by the illumination optical apparatus onto a substrate. 請求項2乃至4のいずれか1項に記載の照明光学装置によりパターンを照明し、前記パターンを投影光学系を用いてウエハ上に投影露光することを特徴とする露光方法。 5. An exposure method comprising: illuminating a pattern with the illumination optical apparatus according to claim 2; and projecting and exposing the pattern onto a wafer using a projection optical system. 請求項2乃至4のいずれか1項に記載の照明光学装置によりパターンを照明し、前記パターンを投影光学系を用いてウエハ上に投影露光することを特徴とする半導体素子製造方法。 5. A semiconductor device manufacturing method, comprising: illuminating a pattern with the illumination optical device according to claim 2; and projecting and exposing the pattern onto a wafer using a projection optical system.
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