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公開番号2025075823
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-15
出願番号2023187260
出願日2023-10-31
発明の名称照明光学系、露光装置、及び物品の製造方法
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類G03F 7/20 20060101AFI20250508BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】様々な照明モードに対応するうえで有利な光源装置を提供すること。
【解決手段】複数のLED素子を含む光源装置を有する照明光学系であり、前記複数のLED素子からの光を前記照明光学系の瞳面に重畳させ、前記瞳面に所望の光強度分布を形成する照明光学系であって、前記光源装置は、発光面が第1発光分布となる第1LED素子と、発光面が前記第1発光分布とは異なる第2発光分布となる第2LED素子と、前記第1LED素子及び前記第2LED素子の発光を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記第1LED素子が前記瞳面に形成する光強度分布と、前記第2LED素子が前記瞳面に形成する光強度分布と、の相対強度が互いに異なる複数の照明モードにより、前記瞳面を照明するように、前記第1LED素子の発光と前記第2LED素子の発光を制御する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
複数のＬＥＤ素子を含む光源装置を有する照明光学系であり、前記複数のＬＥＤ素子からの光を前記照明光学系の瞳面に重畳させ、前記瞳面に所望の光強度分布を形成する照明光学系であって、
前記光源装置は、
発光面が第１発光分布となる第１ＬＥＤ素子と、
発光面が前記第１発光分布とは異なる第２発光分布となる第２ＬＥＤ素子と、
前記第１ＬＥＤ素子及び前記第２ＬＥＤ素子の発光を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記第１ＬＥＤ素子が前記瞳面に形成する光強度分布と、前記第２ＬＥＤ素子が前記瞳面に形成する光強度分布と、の相対強度が互いに異なる複数の照明モードにより、前記瞳面を照明するように、前記第１ＬＥＤ素子の発光と前記第２ＬＥＤ素子の発光を制御することを特徴とする照明光学系。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記複数の照明モードは、
前記第１ＬＥＤ素子を発光させ、且つ、前記第２ＬＥＤ素子を前記第１ＬＥＤ素子の発光量の１０％以下となるように発光させることにより前記瞳面に第１光強度分布を形成する第１照明モードと、
前記第２ＬＥＤ素子を発光させ、且つ、前記第１ＬＥＤ素子を前記第２ＬＥＤ素子の発光量の１０％以下となるように発光させることにより前記瞳面に第２光強度分布を形成する第２照明モードと、
を含み、
前記制御部は、前記第１照明モードと、前記第２照明モードと、を切り替えるよう制御す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】
前記複数の照明モードは、前記第１ＬＥＤ素子を発光させて前記第２ＬＥＤ素子を発光させないことにより前記瞳面に第１光強度分布を形成する第１照明モードと、前記第１ＬＥＤ素子を発光させないで前記第２ＬＥＤ素子を発光させることにより前記瞳面に前記第１光強度分布とは異なる第２光強度分布を形成する第２照明モードと、を含み、
前記制御部は、前記第１照明モードと、前記第２照明モードと、を切り替えるよう制御す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４】
前記複数の照明モードは、
前記第１ＬＥＤ素子及び前記第２ＬＥＤ素子を発光させることにより前記瞳面に前記第１光強度分布及び前記第２光強度分布とは異なる第３光強度分布を形成する第３照明モードを更に含み、
前記制御部は、前記第１照明モード又は前記第２照明モードと、前記第３照明モードと、を切り替えるよう制御することを特徴とする請求項２に記載の照明光学系。
【請求項５】
前記第３光強度分布は、前記第１光強度分布と前記第２光強度分布との足し合わせであることを特徴とする請求項４に記載の照明光学系。
【請求項６】
前記第１発光分布は、前記第１ＬＥＤ素子の発光面の中心がピークを有するように発光する発光分布であり、
前記第２発光分布は、前記第２ＬＥＤ素子の発光面の中心がピークを有さないように発光する発光分布である、
ことを特徴とする請求項１に記載の照明光学系。
【請求項７】
前記第１発光分布は、円形状に発光する発光分布であり、
前記第２発光分布は、輪帯形状に発光する発光分布である、
ことを特徴とする請求項６に記載の照明光学系。
【請求項８】
前記第１発光分布は、正規分布となるように発光する発光分布であることを特徴とする請求項７に記載の照明光学系。
【請求項９】
前記制御部は、取得した目標の光強度分布に関する情報に基づいて、複数の照明モードのうち１つの照明モードを選択す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１０】
前記複数のＬＥＤ素子が実装された基板を冷却する冷却器を更に有す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１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明光学系、露光装置、及び物品の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
露光装置は、半導体デバイスや液晶表示装置等の製造工程であるリソグラフィ工程において、原版（レチクル又はマスク）のパターンを、投影光学系を介して感光性の基板（表面にレジスト層が形成されたウエハやガラスプレート等）に転写する装置である。例えば、液晶表示装置にパターンを転写する投影露光装置では、近年、マスク上のより大きな面積パターンを基板上に一括露光することが求められている。この要求に対応するために、高解像力が得られ、かつ、大画面を露光することができるステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置が提案されている。この走査型露光装置は、スリット光束により照明されたパターンを、投影光学系を介してスキャン動作により基板上に転写する。
【０００３】
露光装置の光源として、例えば、水銀ランプが用いられているが、近年、水銀ランプの代わりに、固体発光素子である発光ダイオード（ＬＥＤ：ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）へ置換することが期待されている。ＬＥＤは発光を制御する基板回路に電流を流してから、光の出力が安定するまでの時間が短く、水銀ランプのように常時発光させる必要がないため、省エネルギー且つ長寿命であるというメリットがある。
【０００４】
また、露光装置においては、微細パターンに対する転写性能の向上技術として、超解像技術（ＲＥＴ：ＲｅｓｏｌｕｔｉｏｎＥｎｈａｎｃｅｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓ）が知られている。ＲＥＴの１つとして、マスクの各点を照明する光の角度分布を最適化する変形照明の技術が知られている。例えば、微細パターンに対する解像性能を向上させることを目的として、有効光源分布を輪帯形状にした輪帯照明が用いられる。
【０００５】
特許文献１には、輪帯状に発光する複数のＬＥＤ素子を用いることによって輪帯照明を実現させる内容が開示されている。これにより、ＬＥＤの利用効率を低下させることなく変形照明を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０２１－１８９３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示されている手法は、輪帯状に発光するＬＥＤ素子を用いることが前提である。そのため、照明光学系の光強度分布が輪帯となる照明モードである輪帯照明以外の照明モード（例えば、照明光学系の光強度分布が円形となる照明）を用いることができず、用途が限定されてしまう点で不利になりうる。
【０００８】
そこで、本発明は、様々な照明モードに対応するうえで有利な照明光学系を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての照明光学系は、複数のＬＥＤ素子を含む光源装置を有する照明光学系であり、前記複数のＬＥＤ素子からの光を前記照明光学系の瞳面に重畳させ、前記瞳面に所望の光強度分布を形成する照明光学系であって、前記光源装置は、発光面が第１発光分布となる第１ＬＥＤ素子と、発光面が前記第１発光分布とは異なる第２発光分布となる第２ＬＥＤ素子と、前記第１ＬＥＤ素子及び前記第２ＬＥＤ素子の発光を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記第１ＬＥＤ素子が前記瞳面に形成する光強度分布と、前記第２ＬＥＤ素子が前記瞳面に形成する光強度分布と、の相対強度が互いに異なる複数の照明モードにより、前記瞳面を照明するように、前記第１ＬＥＤ素子の発光と前記第２ＬＥＤ素子の発光を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、様々な照明モードに対応するうえで有利な照明光学系を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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