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JP2009032749A - Exposure apparatus and device manufacturing method - Google Patents

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JP2009032749A
JP2009032749A JP2007192670A JP2007192670A JP2009032749A JP 2009032749 A JP2009032749 A JP 2009032749A JP 2007192670 A JP2007192670 A JP 2007192670A JP 2007192670 A JP2007192670 A JP 2007192670A JP 2009032749 A JP2009032749 A JP 2009032749A
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JP
Japan
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light
exposure
pattern
optical
exposure apparatus
Prior art date
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Pending
Application number
JP2007192670A
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Japanese (ja)
Inventor
Motoo Koyama
元夫 小山
Tatsuo Fukui
達雄 福井
Yasujiro Mera
泰次郎 米良
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable adjustment of the optical characteristics of exposure light to a photosensitive board in correspondence to the light quantity ratio between beams of exposure light emitted from a plurality of light sources. <P>SOLUTION: The exposure apparatus 100 includes driving mechanisms 51 to 56 which drive an optical element included in at least either of an illuminating optical system IL and a projection optical system to change the optical characteristics of exposure light on a conjugate surface of a pattern DP, and a main control system 20 which, based on information corresponding to the light quantities of beams of exposure light emitted from first and second light sources among a plurality of light sources 1, detects information corresponding to the light quantity ratio between the beams of exposure light and changes the optical characteristics of exposure light based on the result of the detection, using at least one of the driving mechanisms 51 to 56. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、感光性基板上にパターンを転写する露光装置およびデバイス製造方法に関する。   The present invention relates to an exposure apparatus and a device manufacturing method for transferring a pattern onto a photosensitive substrate.

従来、液晶表示素子、半導体素子等のデバイス上に回路パターンを形成するために、フォトリソグラフィ技術を利用した露光装置が用いられている。かかる露光装置では、例えば回路パターンの原画としてのパターンが形成されたマスクを所定の波長帯域の露光光によって照明し、この照明したパターンの像をデバイスの基板となる感光性基板上に形成することでパターンが転写される。   Conventionally, in order to form a circuit pattern on a device such as a liquid crystal display element or a semiconductor element, an exposure apparatus using a photolithography technique has been used. In such an exposure apparatus, for example, a mask on which a pattern as an original image of a circuit pattern is illuminated with exposure light of a predetermined wavelength band, and an image of the illuminated pattern is formed on a photosensitive substrate which is a device substrate. The pattern is transferred.

近年、露光装置では、液晶表示素子等の大面積化の要求にともない、感光性基板上に転写するパターンの転写領域(露光領域)の拡大が要望されている。これに対して、マルチレンズ方式の投影光学系を備え、マスクおよび感光性基板を投影光学系に対して同期走査させながらパターンの転写を行うステップ・アンド・スキャン方式の露光装置が開発されている(例えば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art In recent years, an exposure apparatus is required to expand a transfer area (exposure area) of a pattern to be transferred onto a photosensitive substrate in accordance with a demand for a large area of a liquid crystal display element or the like. On the other hand, a step-and-scan type exposure apparatus that has a multi-lens type projection optical system and transfers a pattern while synchronously scanning a mask and a photosensitive substrate with respect to the projection optical system has been developed. (For example, refer to Patent Document 1).

特許文献1に記載された露光装置では、感光性基板のパターン転写面(露光面)に沿って複数の投影光学ユニットが配列されており、この配列数を増やすことで露光領域が拡大される。その際、1つの光源では露光光が光量不足となる場合には、複数の光源を用い、その各光源が発する露光光を混合してマスクを照明することで光量不足を解消することができる。この場合、各光源が発する露光光は、例えば複数の光ファイバーをランダムに束ねて構成されるライトガイドを用いて混合される。   In the exposure apparatus described in Patent Document 1, a plurality of projection optical units are arranged along the pattern transfer surface (exposure surface) of the photosensitive substrate, and the exposure area is expanded by increasing the number of arrangement. At that time, when the exposure light amount is insufficient with one light source, the shortage of light amount can be solved by using a plurality of light sources and mixing the exposure light emitted from each light source to illuminate the mask. In this case, the exposure light emitted from each light source is mixed using, for example, a light guide configured by bundling a plurality of optical fibers randomly.

特開平7−57986号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-57986

ところが、複数の光源を用いると、例えば光源の経時劣化や点灯数の変更などにより、各光源から発せられる露光光の光量比が変化する。このため、特許文献1に記載の露光装置では、複数の光源が発する露光光を混合してマスクを照明する場合、感光性基板に対する露光光の光学特性が投影光学ユニットごと、および各投影光学ユニット間で変化する恐れがあった。また、露光光の光学特性が変化することで、感光性基板上に形成されるパターンの像の像質が劣化し、感光性基板上に転写されるパターンの精度が低下するという問題があった。   However, when a plurality of light sources are used, the ratio of the amount of exposure light emitted from each light source changes due to, for example, deterioration of the light source over time or change in the number of lighting. Therefore, in the exposure apparatus described in Patent Document 1, when the exposure light emitted from a plurality of light sources is mixed to illuminate the mask, the optical characteristics of the exposure light with respect to the photosensitive substrate are different for each projection optical unit and each projection optical unit. There was a risk of changing between. In addition, there is a problem in that the optical quality of the exposure light changes, so that the image quality of the pattern image formed on the photosensitive substrate deteriorates and the accuracy of the pattern transferred onto the photosensitive substrate decreases. .

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の光源が発する各露光光の光量比に対応して感光性基板に対する露光光の光学特性を調整することができ、感光性基板上に高精度にパターンを転写することができる露光装置およびデバイス製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and can adjust the optical characteristics of the exposure light with respect to the photosensitive substrate in accordance with the light intensity ratio of each exposure light emitted from a plurality of light sources. An object of the present invention is to provide an exposure apparatus and a device manufacturing method capable of transferring a pattern with high accuracy.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる露光装置は、複数の光源が発する露光光を混合し、所定面に位置するパターンに照射する照明手段と、前記パターンを介した前記露光光をもとに、前記所定面の共役面に位置する感光性基板上に前記パターンの像を形成する投影手段とを備えた露光装置において、前記照明手段または前記投影手段の少なくとも一方に含まれる光学素子を駆動して前記共役面における前記露光光の光学特性を変化させる調整手段と、前記複数の光源のうちの第1光源および第2光源が発する各露光光の光量に対応する情報をもとに該各露光光の光量比に対応する情報を検知する検知手段と、前記検知手段の検知結果をもとに前記調整手段を用いて前記光学特性を変化させる調整制御手段と、を備えたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, an exposure apparatus according to the present invention mixes exposure light emitted from a plurality of light sources, and irradiates a pattern located on a predetermined surface, via the pattern. An exposure apparatus comprising: a projection unit that forms an image of the pattern on a photosensitive substrate located on a conjugate plane of the predetermined plane based on the exposure light; and at least one of the illumination unit and the projection unit Corresponding to the light quantity of each exposure light emitted from the first light source and the second light source of the plurality of light sources, and an adjusting means for driving the optical element included in the light source to change the optical characteristics of the exposure light on the conjugate plane. Detection means for detecting information corresponding to the light intensity ratio of each exposure light based on the information, adjustment control means for changing the optical characteristics using the adjustment means based on the detection result of the detection means, Be equipped Characterized in that was.

また、本発明にかかるデバイス製造方法は、上記の露光装置を用いて前記感光性基板上に前記パターンを転写する露光工程と、前記パターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記パターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に生成する現像工程と、前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する加工工程と、を含むことを特徴とする。   The device manufacturing method according to the present invention includes an exposure step of transferring the pattern onto the photosensitive substrate using the exposure apparatus described above, and developing the photosensitive substrate to which the pattern has been transferred. A developing step for generating a mask layer having a corresponding shape on the surface of the photosensitive substrate; and a processing step for processing the surface of the photosensitive substrate through the mask layer.

本発明にかかる露光装置およびデバイス製造方法によれば、複数の光源が発する各露光光の光量比に対応して感光性基板に対する露光光の光学特性を調整することができ、感光性基板上に高精度にパターンを転写することができる。   According to the exposure apparatus and the device manufacturing method according to the present invention, the optical characteristics of the exposure light with respect to the photosensitive substrate can be adjusted in accordance with the light intensity ratio of each exposure light emitted from the plurality of light sources. The pattern can be transferred with high accuracy.

以下、添付図面を参照して、本発明にかかる露光装置およびデバイス製造方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一符号を付して示している。   Exemplary embodiments of an exposure apparatus and a device manufacturing method according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. Moreover, in description of drawing, the same code | symbol is attached | subjected and shown to the same part.

(実施の形態)
図1は、本実施の形態にかかる露光装置100の全体構成を示す斜視図である。この図に示すように、露光装置100は、複数の光源1(ただし、図1では1つのみ図示)と、照明手段としての照明光学系ILと、複数の投影手段としての投影光学ユニットPL1〜PL5(ただし、投影光学ユニットPL2は不図示)を用いて構成された投影光学系PLとを備える。照明光学系ILは、各光源1が発する露光光をもとに、投影光学ユニットPL1〜PL5に対応するマスクM上の5つの領域を照明する。投影光学系PLは、投影光学ユニットPL1〜PL5ごとに、照明光学系ILから照射される露光光をもとに、マスクMの下面に形成されたパターンの像を感光性基板としてのプレートP上に形成する。
(Embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing an overall configuration of an exposure apparatus 100 according to the present embodiment. As shown in this figure, the exposure apparatus 100 includes a plurality of light sources 1 (only one is shown in FIG. 1), an illumination optical system IL as an illumination unit, and projection optical units PL1 to PL1 as a plurality of projection units. And a projection optical system PL configured using PL5 (however, the projection optical unit PL2 is not shown). The illumination optical system IL illuminates five areas on the mask M corresponding to the projection optical units PL1 to PL5 based on the exposure light emitted from each light source 1. For each of the projection optical units PL1 to PL5, the projection optical system PL uses a pattern image formed on the lower surface of the mask M on the plate P as a photosensitive substrate based on the exposure light irradiated from the illumination optical system IL. To form.

なお、本実施の形態では、露光装置100に対して図1に示すようにXYZ座標系を設定し、以降の説明において、このXYZ座標系を適宜参照する。また、図1以降の各図にも、このXYZ座標系を適宜図示するものとする。具体的には、XYZ座標系は、例えば水平面と平行にX軸およびY軸が設定され、鉛直上方を正方向としてZ軸が設定される。   In the present embodiment, an XYZ coordinate system is set for the exposure apparatus 100 as shown in FIG. 1, and this XYZ coordinate system will be referred to as appropriate in the following description. In addition, the XYZ coordinate system is also illustrated as appropriate in each figure after FIG. Specifically, in the XYZ coordinate system, for example, the X axis and the Y axis are set in parallel with the horizontal plane, and the Z axis is set with the vertical direction as the positive direction.

ここで、マスクMは、下面に形成されたパターンが、照明光学系ILと投影光学系PLとの間にあらかじめ設定される所定面に位置するように、露光装置100に対して交換自在に配置される。露光装置100では、この所定面は、水平面であるXY平面と平行に設定されている。また、プレートPは、パターンの転写面である上面の露光面が、その所定面の投影光学系PLによる共役面に位置するように、露光装置100に対して交換自在に配置される。すなわち、プレートPの露光面は、マスクMに形成されたパターンの共役面に配置される。   Here, the mask M is disposed so as to be exchangeable with respect to the exposure apparatus 100 so that the pattern formed on the lower surface is positioned on a predetermined surface set in advance between the illumination optical system IL and the projection optical system PL. Is done. In the exposure apparatus 100, the predetermined plane is set in parallel with the XY plane which is a horizontal plane. Further, the plate P is disposed so as to be exchangeable with respect to the exposure apparatus 100 so that the upper exposure surface, which is a pattern transfer surface, is located on a conjugate surface of the predetermined surface by the projection optical system PL. That is, the exposure surface of the plate P is disposed on the conjugate surface of the pattern formed on the mask M.

露光装置100は、マスクステージMSおよびプレートステージPS(図2参照)を備える。マスクステージMSは、上部にマスクMを保持し、プレートステージPSは、上部にプレートPを保持する。マスクステージMSおよびプレートステージPSには、それぞれ図示しない走査駆動機構が設けられている。これらの走査駆動機構は、マスクステージMSおよびプレートステージPSをX軸方向へ個別あるいは同期して移動させることで、投影光学系PLによるパターン投影領域をプレートP上でX軸方向に走査させる。   The exposure apparatus 100 includes a mask stage MS and a plate stage PS (see FIG. 2). The mask stage MS holds the mask M on the top, and the plate stage PS holds the plate P on the top. Each of the mask stage MS and the plate stage PS is provided with a scanning drive mechanism (not shown). These scanning drive mechanisms scan the pattern projection area by the projection optical system PL on the plate P in the X-axis direction by moving the mask stage MS and the plate stage PS individually or synchronously in the X-axis direction.

また、マスクステージMSおよびプレートステージPSには、それぞれ図示しない調整駆動機構およびステップ駆動機構が設けられている。調整駆動機構は、マスクステージMSをY軸方向へ微小移動させるとともにZ軸回りに微小回転させることで、プレートPに対するマスクMの姿勢をXY平面に沿って調整する。ステップ駆動機構は、プレートステージPSをY軸方向へステップ移動させることで、投影光学系PLによるパターン投影領域をプレートP上でY軸方向にステップ移動させる。   The mask stage MS and the plate stage PS are provided with an adjustment drive mechanism and a step drive mechanism (not shown), respectively. The adjustment driving mechanism adjusts the posture of the mask M with respect to the plate P along the XY plane by moving the mask stage MS slightly in the Y-axis direction and rotating it slightly around the Z-axis. The step driving mechanism moves the pattern projection region by the projection optical system PL in the Y-axis direction on the plate P by step-moving the plate stage PS in the Y-axis direction.

なお、マスクステージMSは、露光装置100の図示しない本体架台もしくはマスクステージMSに固定されるバーミラー25と、図示しないレーザ干渉計とを用いてXY平面に沿って位置制御される。同様にプレートステージPSは、露光装置100の図示しない本体架台もしくはプレートステージPSに固定されるバーミラー26x,26yと、図示しないレーザ干渉計とを用いてXY平面に沿って位置制御される。   Note that the position of the mask stage MS is controlled along the XY plane by using a body mirror (not shown) of the exposure apparatus 100 or a bar mirror 25 fixed to the mask stage MS and a laser interferometer (not shown). Similarly, the position of the plate stage PS is controlled along the XY plane using bar mirrors 26x and 26y fixed to the main body frame (not shown) of the exposure apparatus 100 or the plate stage PS and a laser interferometer (not shown).

また、露光装置100は、プレートステージPSをZ軸方向へ移動させる図示しない合焦駆動機構を備える。合焦駆動機構は、プレートステージPSをZ軸方向へ移動させることで、プレートPの露光面を投影光学ユニットPL1〜PL5によるパターンの像の像面、つまりパターンの共役面に一致させる。なお、プレートステージPSは、図示しない焦点検出装置を用いてZ軸方向に沿って位置制御される。   The exposure apparatus 100 also includes a focusing drive mechanism (not shown) that moves the plate stage PS in the Z-axis direction. The focusing drive mechanism moves the plate stage PS in the Z-axis direction so that the exposure surface of the plate P coincides with the image plane of the pattern image by the projection optical units PL1 to PL5, that is, the conjugate plane of the pattern. The position of the plate stage PS is controlled along the Z-axis direction using a focus detection device (not shown).

さらに、露光装置100は、マスクMとプレートPとのXY平面に沿った相対位置計測を行う一対のアライメント装置27a,27bを備える。アライメント装置27a,27bは、マスクMの上方でY軸方向に所定の間隔を隔てて配置されている。アライメント装置27a,27bは、例えば画像処理技術を用い、マスクM上に形成された所定のマスクアライメントマークと、プレートP上に形成されたプレートアライメントマークもしくはプレートステージPSの所定位置に設けられた基準部材28上の基準アライメントマークとの相対位置を計測することで、マスクMとプレートPとのXY平面に沿った相対位置を計測する。これによって、マスクMとプレートPとはXY平面に沿って相対位置が制御される。なお、アライメント装置27a,27bは、それぞれ対応する投影光学ユニットPL1,PL5を介してプレートアライメントマークもしくは基準アライメントマークを検出する。   Further, the exposure apparatus 100 includes a pair of alignment devices 27a and 27b that measure the relative positions of the mask M and the plate P along the XY plane. The alignment devices 27a and 27b are arranged above the mask M at a predetermined interval in the Y-axis direction. The alignment devices 27a and 27b use, for example, an image processing technique, and a predetermined mask alignment mark formed on the mask M and a reference provided at a predetermined position on the plate alignment mark or plate stage PS formed on the plate P. By measuring the relative position of the reference alignment mark on the member 28, the relative position of the mask M and the plate P along the XY plane is measured. As a result, the relative positions of the mask M and the plate P are controlled along the XY plane. The alignment devices 27a and 27b detect the plate alignment mark or the reference alignment mark via the corresponding projection optical units PL1 and PL5, respectively.

また、露光装置100は、照明光学系ILにより投影光学ユニットPL1〜PL5を介してプレートP上に照射される露光光の照度を検出する照度検出部29を備える。照度検出部29は、例えばスリット状もしくはピンホール状等の所定の大きさの開口部が形成された光制限部材と、この光制限部材の開口部を通過した露光光を光電検出する光検出器とを用いて構成され、光制限部材をプレートPとほぼ同じ高さにしてプレートステージPSにおけるX軸方向の端部に設けられる。照度検出部29は、投影光学ユニットPL1〜PL5によるプレートP上の各パターン投影領域内に適宜移動され、各パターン投影領域における露光光の照度分布、照度ムラ、平均照度等、照度に関する各種情報を検出する。   The exposure apparatus 100 further includes an illuminance detection unit 29 that detects the illuminance of exposure light irradiated onto the plate P via the projection optical units PL1 to PL5 by the illumination optical system IL. The illuminance detection unit 29 includes a light limiting member in which an opening having a predetermined size, for example, a slit shape or a pinhole shape, and a photodetector that photoelectrically detects exposure light that has passed through the opening of the light limiting member. And the light limiting member is provided at the end of the plate stage PS in the X-axis direction with the same height as the plate P. The illuminance detection unit 29 is appropriately moved into each pattern projection area on the plate P by the projection optical units PL1 to PL5, and displays various information regarding illuminance such as illuminance distribution, illuminance unevenness, and average illuminance of exposure light in each pattern projection area. To detect.

さらに、露光装置100は、照明光学系ILによって照射されてマスクMのパターンを介した露光光をもとに、投影光学ユニットPL1〜PL5がそれぞれプレートP上に形成するパターンの像を検出する空間像検出部24を備える。空間像検出部24は、例えば所定の指標が形成された光透過部材である指標板60と、指標板60上に形成されるパターンの像を画像として検出する像検出ユニット61とを用いて構成され、指標板60の上面をプレートPとほぼ同じ高さにしてプレートステージPSにおけるX軸方向の端部に設けられる。像検出ユニット61は、投影光学ユニットPL1〜PL5に対応して複数設けられ、それぞれ対応する投影光学ユニットPL1〜PL5が形成するパターンの像を検出する。   Further, the exposure apparatus 100 detects a pattern image formed on the plate P by the projection optical units PL1 to PL5 based on the exposure light irradiated by the illumination optical system IL and passed through the pattern of the mask M. An image detection unit 24 is provided. The aerial image detection unit 24 is configured using, for example, an index plate 60 that is a light transmission member on which a predetermined index is formed, and an image detection unit 61 that detects a pattern image formed on the index plate 60 as an image. Then, the upper surface of the indicator plate 60 is set to be almost the same height as the plate P, and is provided at the end of the plate stage PS in the X-axis direction. A plurality of image detection units 61 are provided corresponding to the projection optical units PL1 to PL5, and detect images of patterns formed by the corresponding projection optical units PL1 to PL5.

また、空間像検出部24は、合焦駆動機構によってプレートステージPSがZ軸方向へ所定量ずつ順次駆動されるごとにパターンの像を検出することで、プレートステージPSのZ軸方向の位置(高さ)に対するパターンの像のX軸方向およびY軸方向の位置を検知する。露光装置100では、この検知結果をもとに、マスクMのパターンの共役面における露光光のテレセントリシティが検出される。   In addition, the aerial image detection unit 24 detects the pattern image each time the plate stage PS is sequentially driven in the Z-axis direction by a predetermined amount by the focusing drive mechanism, so that the position of the plate stage PS in the Z-axis direction ( The position in the X-axis direction and the Y-axis direction of the pattern image with respect to (height) is detected. The exposure apparatus 100 detects the telecentricity of the exposure light on the conjugate plane of the pattern of the mask M based on this detection result.

つぎに、投影光学系PLについて詳細に説明する。図2は、投影光学系PLが備える投影光学ユニットPL1の要部構成を示す図である。投影光学系PLは、この図に示す投影光学ユニットPL1と、この投影光学ユニットPL1と同様に構成される投影光学ユニットPL2〜PL5とを用いて構成されている。投影光学ユニットPL1〜PL5は、それぞれXZ平面に沿って構成部品が配置されている。   Next, the projection optical system PL will be described in detail. FIG. 2 is a diagram showing a main configuration of the projection optical unit PL1 provided in the projection optical system PL. The projection optical system PL is configured using the projection optical unit PL1 shown in this figure and projection optical units PL2 to PL5 configured in the same manner as the projection optical unit PL1. In the projection optical units PL1 to PL5, components are arranged along the XZ plane.

投影光学ユニットPL1は、図2に示すように、結像光学系30a,30bおよび視野絞りASを備える。結像光学系30aは、直角プリズム31aと、屈折光学系32aおよび凹面反射鏡33aを有する反射屈折光学系34aとを用いて構成されている。結像光学系30aは、マスクMの下面に形成されたパターンDPを介した露光光をもとに、パターンDPの一次像を形成する。結像光学系30bは、結像光学系30aと同様に、直角プリズム31bと、屈折光学系32bおよび凹面反射鏡33bを有する反射屈折光学系34bとを用いて構成されており、パターンDPの一次像を介した露光光をもとに、パターンDPの正立正像である二次像をプレートP上に形成する。   As shown in FIG. 2, the projection optical unit PL1 includes imaging optical systems 30a and 30b and a field stop AS. The imaging optical system 30a includes a right-angle prism 31a and a catadioptric optical system 34a having a refractive optical system 32a and a concave reflecting mirror 33a. The imaging optical system 30a forms a primary image of the pattern DP based on the exposure light that passes through the pattern DP formed on the lower surface of the mask M. Similar to the imaging optical system 30a, the imaging optical system 30b is configured by using a right-angle prism 31b and a catadioptric optical system 34b having a refractive optical system 32b and a concave reflecting mirror 33b. A secondary image, which is an erect image of the pattern DP, is formed on the plate P based on the exposure light through the image.

ここで、直角プリズム31aは、直交する2つの反射面を有し、Z軸に平行な軸AX10に沿って+Z側から入射する露光光をX軸に平行な光軸AX11に沿って−X側へ反射させる。また、光軸AX11に沿って−X側から入射する露光光を軸AX10に沿って−Z側へ反射させる。なお、軸AX10は、照明光学系ILにおける後述の光軸AX2と一致させる軸である。反射屈折光学系34aは、屈折光学系32aと凹面反射鏡33aとが光軸AX11を共通の光軸として直角プリズム31a側からこの順に配置されており、凹面反射鏡33aが屈折光学系32aの後側焦点位置もしくはその近傍に配置されている。反射屈折光学系34aは、光軸AX11に沿って+X側から入射する露光光を光軸AX11に沿って−X側へ射出させる。なお、屈折光学系32aは正の屈折力を有しており、凹面反射鏡33aは凹面反射面を屈折光学系32aに対向させている。また、光軸AX11は、直角プリズム31aの2つの反射面がなす稜線と直交している。   Here, the right-angle prism 31a has two orthogonal reflecting surfaces, and the exposure light incident from the + Z side along the axis AX10 parallel to the Z axis is -X side along the optical axis AX11 parallel to the X axis. Reflect to. Further, the exposure light incident from the −X side along the optical axis AX11 is reflected to the −Z side along the axis AX10. Note that the axis AX10 is an axis that coincides with an optical axis AX2 described later in the illumination optical system IL. In the catadioptric optical system 34a, the refractive optical system 32a and the concave reflecting mirror 33a are arranged in this order from the right-angle prism 31a side with the optical axis AX11 as a common optical axis, and the concave reflecting mirror 33a is disposed behind the refractive optical system 32a. It is arranged at the side focal position or in the vicinity thereof. The catadioptric optical system 34a emits exposure light incident from the + X side along the optical axis AX11 to the -X side along the optical axis AX11. The refractive optical system 32a has a positive refractive power, and the concave reflecting mirror 33a has the concave reflecting surface opposed to the refractive optical system 32a. The optical axis AX11 is orthogonal to the ridgeline formed by the two reflecting surfaces of the right-angle prism 31a.

同様に、直角プリズム31bは、直交する2つの反射面を有し、軸AX10に沿って+Z側から入射する露光光をX軸に平行な光軸AX12に沿って−X側へ反射させるとともに、光軸AX12に沿って−X側から入射する露光光を軸AX10に沿って−Z側へ反射させる。反射屈折光学系34bは、屈折光学系32bと凹面反射鏡33bとが光軸AX12を共通の光軸として直角プリズム31b側からこの順に配置されており、凹面反射鏡33bが屈折光学系32bの後側焦点位置もしくはその近傍に配置されている。反射屈折光学系34bは、光軸AX12に沿って+X側から入射する露光光を光軸AX12に沿って−X側へ射出させる。なお、屈折光学系32bは正の屈折力を有し、凹面反射鏡33bは凹面反射面を屈折光学系32bに対向させている。また、光軸AX12は、直角プリズム31bの2つの反射面がなす稜線と直交している。   Similarly, the right-angle prism 31b has two reflecting surfaces orthogonal to each other, reflects exposure light incident from the + Z side along the axis AX10 to the −X side along the optical axis AX12 parallel to the X axis, and Exposure light incident from the −X side along the optical axis AX12 is reflected to the −Z side along the axis AX10. In the catadioptric optical system 34b, the refractive optical system 32b and the concave reflecting mirror 33b are arranged in this order from the right-angle prism 31b side with the optical axis AX12 as a common optical axis, and the concave reflecting mirror 33b is disposed behind the refractive optical system 32b. It is arranged at the side focal position or in the vicinity thereof. The catadioptric optical system 34b emits exposure light incident from the + X side along the optical axis AX12 to the -X side along the optical axis AX12. The refractive optical system 32b has a positive refractive power, and the concave reflecting mirror 33b has the concave reflecting surface opposed to the refractive optical system 32b. The optical axis AX12 is orthogonal to the ridge line formed by the two reflecting surfaces of the right-angle prism 31b.

視野絞りASは、所定の開口部を有し、パターンDPの一次像の像面上もしくはその近傍に設けられている。視野絞りASは、投影光学ユニットPL1によって一括して投影可能なパターンDPのパターン領域を規定するとともに、投影光学ユニットPL1によって一括して投影されるパターンDPのプレートP上におけるパターン投影領域を規定する。具体的には、視野絞りASは、例えば台形状の開口部を有し、これによってパターン領域およびパターン投影領域を台形状に規定している。   The field stop AS has a predetermined opening and is provided on or near the image plane of the primary image of the pattern DP. The field stop AS defines a pattern area of the pattern DP that can be projected collectively by the projection optical unit PL1, and also defines a pattern projection area on the plate P of the pattern DP that is projected collectively by the projection optical unit PL1. . Specifically, the field stop AS has, for example, a trapezoidal opening, thereby defining the pattern region and the pattern projection region in a trapezoidal shape.

投影光学ユニットPL1は、さらに、フォーカス補正光学系35、平行平面板36,37および倍率補正光学系38を備える。フォーカス補正光学系35は、等しいクサビ角を有する2枚のクサビ状プリズムを用いて構成され、マスクMと直角プリズム31aとの間に設けられている。2枚のクサビ状プリズムは、それぞれ一方の面を軸AX10に直交させるとともに他方の面を互いに対向させ、軸AX10に沿って隣接して配置されている。初期状態において、2枚のクサビ状プリズムは、互いに対向する面が平行とされ、全体として1つの平行平面板状に配置される。   The projection optical unit PL1 further includes a focus correction optical system 35, parallel plane plates 36 and 37, and a magnification correction optical system 38. The focus correction optical system 35 is configured by using two wedge-shaped prisms having equal wedge angles, and is provided between the mask M and the right-angle prism 31a. The two wedge-shaped prisms are arranged adjacent to each other along the axis AX10 with one surface orthogonal to the axis AX10 and the other surface opposed to each other. In the initial state, the two wedge-shaped prisms are arranged in a single parallel plane plate as a whole, with mutually facing surfaces being parallel.

このように構成されたフォーカス補正光学系35では、2枚のクサビ状プリズムの一方を他方に対して相対的に、かつ互いに対向する面に沿って軸AX10に対して傾斜した方向へ移動させることで、投影光学ユニットPL1によるパターンDPの像の合焦位置を軸AX10方向に移動させる(上下動させる)ことができる。あるいは、2枚のクサビ状プリズムの一方を他方に対して相対的に、かつ互いの間隔を変化させるように軸AX10に対して垂直方向へ移動させるようにしてもよい。フォーカス補正光学系35におけるクサビ状プリズムは、駆動機構39によって移動可能とされている。   In the focus correction optical system 35 configured in this way, one of the two wedge-shaped prisms is moved relative to the other and in a direction inclined with respect to the axis AX10 along the surfaces facing each other. Thus, the in-focus position of the image of the pattern DP by the projection optical unit PL1 can be moved (moved up and down) in the direction of the axis AX10. Alternatively, one of the two wedge-shaped prisms may be moved in the vertical direction with respect to the axis AX10 so as to change the distance from each other relative to the other. The wedge-shaped prism in the focus correction optical system 35 can be moved by a drive mechanism 39.

一対の平行平面板36,37は、マスクMと直角プリズム31aとの間に設けられ、初期状態においてそれぞれ軸AX10に直交して配置される。平行平面板36は、例えばX軸回りに回転可能とされ、X軸回りに回転された場合、プレートP上に形成されるパターンDPの像をY軸方向に移動させる。同様に、平行平面板37は、例えばY軸回りに回転可能とされ、Y軸回りに回転された場合、プレートP上に形成されるパターンDPの像をX軸方向に移動させる。平行平面板36,37は、それぞれ駆動機構40,41によって、対応する軸回りに回転可能とされている。   The pair of parallel flat plates 36 and 37 are provided between the mask M and the right-angle prism 31a, and are arranged orthogonal to the axis AX10 in the initial state. For example, the plane parallel plate 36 is rotatable around the X axis, and when rotated around the X axis, moves the image of the pattern DP formed on the plate P in the Y axis direction. Similarly, the plane-parallel plate 37 is rotatable around the Y axis, for example, and when rotated around the Y axis, moves the image of the pattern DP formed on the plate P in the X axis direction. The plane parallel plates 36 and 37 can be rotated about the corresponding axes by drive mechanisms 40 and 41, respectively.

倍率補正光学系38は、例えばほぼ等しい曲率の曲面を有した2つの平凹レンズと両凸レンズとを用いて構成されるレンズ系であって、その光軸を軸AX10に一致させて直角プリズム31bとプレートPとの間に設けられるとともに、各平凹レンズの曲面と両凸レンズの曲面とをそれぞれ光軸方向に所定の間隔を隔てて対向させている。このように構成された倍率補正光学系38では、少なくとも一方の平凹レンズと両凸レンズとの間隔を変化させることで、プレートP上に投影されるパターンDPの像の投影倍率を変化させることができる。倍率補正光学系38におけるレンズ間隔は、駆動機構42によって変更可能とされている。   The magnification correction optical system 38 is a lens system configured by using, for example, two plano-concave lenses having curved surfaces with substantially the same curvature and a biconvex lens, the optical axis of which coincides with the axis AX10, and a right-angle prism 31b. It is provided between the plate P and the curved surface of each plano-concave lens and the curved surface of the biconvex lens are opposed to each other at a predetermined interval in the optical axis direction. In the magnification correction optical system 38 configured in this way, the projection magnification of the image of the pattern DP projected on the plate P can be changed by changing the distance between at least one plano-concave lens and the biconvex lens. . The lens interval in the magnification correction optical system 38 can be changed by the drive mechanism 42.

また、投影光学ユニットPL1では、直角プリズム31bは、駆動機構43によって軸AX10回りに回転可能とされている。直角プリズム31bは、軸AX10回りに回転された場合、プレートP上に投影されるパターンDPの像を軸AX10回りに回転させることができる。なお、直角プリズム31bに代えて直角プリズム31aを軸AX10回りに回転可能としてもよく、直角プリズム31a,31bの双方を回転可能としてもよい。直角プリズム31aを軸AX10回りに回転させることで、直角プリズム31bを回転させる場合と同様にパターンDPの像を軸AX10回りに回転させることができる。   In the projection optical unit PL1, the right-angle prism 31b can be rotated around the axis AX10 by the drive mechanism 43. When the right-angle prism 31b is rotated about the axis AX10, the image of the pattern DP projected on the plate P can be rotated about the axis AX10. Instead of the right-angle prism 31b, the right-angle prism 31a may be rotatable about the axis AX10, and both the right-angle prisms 31a and 31b may be rotatable. By rotating the right-angle prism 31a around the axis AX10, the image of the pattern DP can be rotated around the axis AX10 in the same manner as when the right-angle prism 31b is rotated.

以上のように構成された投影光学ユニットPL1では、視野絞りASの台形状の開口部に対応するマスクM上のパターン領域内に位置するパターンDPが照明光学系ILによって照明されることで、そのパターンDPの像(二次像)が、視野絞りASの台形状の開口部に対応するプレートP上のパターン投影領域内に正立正像として形成される。その際、パターンDPの像は、凹面反射鏡33a,33bがそれぞれ屈折光学系32a,32bの後側焦点位置もしくはその近傍に配置されているため、プレートPに対してテレセントリックに投影される。   In the projection optical unit PL1 configured as described above, the pattern DP positioned in the pattern region on the mask M corresponding to the trapezoidal opening of the field stop AS is illuminated by the illumination optical system IL. An image (secondary image) of the pattern DP is formed as an erect image in the pattern projection area on the plate P corresponding to the trapezoidal opening of the field stop AS. At this time, the image of the pattern DP is projected on the plate P in a telecentric manner because the concave reflecting mirrors 33a and 33b are disposed at or near the rear focal positions of the refractive optical systems 32a and 32b, respectively.

また、プレートP上に形成されるパターンDPの像は、フォーカス補正光学系35、平行平面板36,37、倍率補正光学系38および直角プリズム31bをそれぞれ駆動機構39,40,41,42および43によって駆動させることで、プレートP上における合焦位置、投影位置、投影倍率および軸AX10回りの姿勢が適宜調整される。その際、各駆動機構は、露光装置100が備える主制御系20によって駆動制御される。   Further, the image of the pattern DP formed on the plate P is obtained by driving the focus correction optical system 35, the plane parallel plates 36 and 37, the magnification correction optical system 38, and the right-angle prism 31b, respectively, by driving mechanisms 39, 40, 41, 42 and 43. , The focus position on the plate P, the projection position, the projection magnification, and the attitude around the axis AX10 are adjusted as appropriate. At that time, each drive mechanism is driven and controlled by the main control system 20 provided in the exposure apparatus 100.

ここで、主制御系20は、露光装置100において電気的に作動可能な各部と電気的に接続されており、露光装置100が備える記憶装置19にあらかじめ記憶された所定の処理プログラムを実行させることで、その各部における処理および動作を制御する。その際、主制御系20は、例えばキーボード、マウス、タッチパネル等を用いて構成される図示しない情報入力装置、または有線もしくは無線による情報通信装置等を介して入力される指示情報をもとに各部の制御を行うことができる。また、照明光学系ILにおける各種の照明条件等の変更に対応して各部の制御を行うことができる。   Here, the main control system 20 is electrically connected to each part that is electrically operable in the exposure apparatus 100, and causes the storage device 19 provided in the exposure apparatus 100 to execute a predetermined processing program stored in advance. Thus, processing and operation in each part are controlled. At that time, the main control system 20 is configured by each unit based on instruction information input via an information input device (not shown) configured using, for example, a keyboard, a mouse, a touch panel, or the like, or a wired or wireless information communication device. Can be controlled. Moreover, each part can be controlled in response to changes in various illumination conditions in the illumination optical system IL.

つぎに、照明光学系ILについて詳細に説明する。図3は、照明光学系ILの全体構成を示す斜視図である。この図に示すように、照明光学系ILは、2組の導入光学系ILa,ILbと、光伝送部材としてのライトガイド9と、5組の導光光学系IL1〜IL5とを備える。図4は、照明光学系ILを代表する構成として導入光学系ILa、ライトガイド9および導光光学系IL1の要部構成を示す側面図である。導入光学系ILa,ILbは、互いに同一の構成部品を用いて構成され、導光光学系IL1〜IL5は、各々同一の構成部品を用いて構成されている。   Next, the illumination optical system IL will be described in detail. FIG. 3 is a perspective view showing the overall configuration of the illumination optical system IL. As shown in this figure, the illumination optical system IL includes two sets of introduction optical systems ILa and ILb, a light guide 9 as an optical transmission member, and five sets of light guide optical systems IL1 to IL5. FIG. 4 is a side view showing a main configuration of the introduction optical system ILa, the light guide 9, and the light guide optical system IL1 as a configuration representative of the illumination optical system IL. The introduction optical systems ILa and ILb are configured using the same components, and the light guide optical systems IL1 to IL5 are configured using the same components.

導入光学系ILa,ILbは、図3および図4に示すように、それぞれ楕円鏡2、ダイクロイックミラー3、シャッター4、コリメートレンズ5、波長選択フィルタ6,7およびリレーレンズ8を用いて構成されている。光源1は、例えば超高圧水銀ランプが用いられる。光源1は、その発光部が楕円鏡2の第1焦点位置に設けられており、楕円鏡2は、光源1が発する露光光をダイクロイックミラー3を介して第2焦点位置に集光させる。ダイクロイックミラー3は、光源1が発した光のうち、露光光として用いる波長帯域の光を選択的に反射させ、例えば、少なくともi線(波長365nm)〜g線(波長436nm)の波長帯域の光を反射させる。   The introduction optical systems ILa and ILb are configured by using an elliptical mirror 2, a dichroic mirror 3, a shutter 4, a collimating lens 5, wavelength selection filters 6 and 7, and a relay lens 8, respectively, as shown in FIGS. Yes. For example, an ultrahigh pressure mercury lamp is used as the light source 1. The light source 1 has a light emitting portion provided at the first focal position of the elliptical mirror 2, and the elliptical mirror 2 condenses the exposure light emitted from the light source 1 at the second focal position via the dichroic mirror 3. The dichroic mirror 3 selectively reflects light in the wavelength band used as exposure light among the light emitted from the light source 1, for example, light in the wavelength band of at least i line (wavelength 365 nm) to g line (wavelength 436 nm). To reflect.

シャッター4は、開口板4aおよび遮蔽板4bを用いて構成されている。開口板4aは開口部を有し、シャッター4は、開口板4aの開口部が楕円鏡2の第2焦点位置を囲うように配置されている。遮蔽板4bは、開口板4aの開口部を開放自在に閉塞する。コリメートレンズ5は、シャッター4が通過させた発散光束である光を平行光束に変換する。波長選択フィルタ6,7は、コリメートレンズ5が射出させた光の中から露光光として用いる所定の波長帯域の光を選択的に透過させる。リレーレンズ8は、波長選択フィルタ6または7が透過させた露光光をライトガイド9の入射端部9a−1または9a−2の入射端面に集光させる。ここで、コリメートレンズ5およびリレーレンズ8は、光軸AX1を共通の光軸として配置されている。   The shutter 4 is configured using an aperture plate 4a and a shielding plate 4b. The aperture plate 4 a has an opening, and the shutter 4 is disposed so that the aperture of the aperture plate 4 a surrounds the second focal position of the elliptical mirror 2. The shielding plate 4b closes the opening of the opening plate 4a so as to be freely opened. The collimating lens 5 converts the light, which is a divergent light beam passed by the shutter 4, into a parallel light beam. The wavelength selection filters 6 and 7 selectively transmit light in a predetermined wavelength band used as exposure light from the light emitted from the collimator lens 5. The relay lens 8 condenses the exposure light transmitted by the wavelength selection filter 6 or 7 on the incident end face of the light guide 9 at the incident end 9a-1 or 9a-2. Here, the collimating lens 5 and the relay lens 8 are disposed with the optical axis AX1 as a common optical axis.

波長選択フィルタ6は、ダイクロイックミラー3が反射させた光の中から、例えばi線の光を選択的に抽出して透過させ、波長選択フィルタ7は、例えばi線〜g線の波長帯域の光を選択的に透過させる。波長選択フィルタ6,7は、駆動装置18によって、コリメートレンズ5とリレーレンズ8との間における平行光束の光路に対して挿脱自在とされている。駆動装置18は、主制御系20に電気的に接続されており、主制御系20によって駆動制御される。   The wavelength selection filter 6 selectively extracts, for example, i-line light from the light reflected by the dichroic mirror 3 and transmits the light. The wavelength selection filter 7 is, for example, light in the wavelength band of i-line to g-line. Is selectively transmitted. The wavelength selection filters 6 and 7 can be inserted into and removed from the optical path of the parallel light flux between the collimating lens 5 and the relay lens 8 by the driving device 18. The drive device 18 is electrically connected to the main control system 20 and is driven and controlled by the main control system 20.

ライトガイド9は、例えば複数の光ファイバーをランダムに束ねて構成されたランダムライトガイドファイバが用いられる。ライトガイド9は、導入光学系ILa,ILbに各々対応する入射端部9a−1,9a−2と、導光光学系IL1〜IL5に各々対応する射出端部9b〜9fとを有する。ライトガイド9では、一端が入射端部9a−1において束ねられた光ファイバー群は、他端において射出端部9b〜9fに等分配されている。同様に、一端が入射端部9a−2において束ねられた光ファイバー群も、他端において射出端部9b〜9fに等分配されている。このため、ライトガイド9は、導入光学系ILa,ILbによって集光される各露光光をそれぞれ対応する入射端部9a−1,9a−2から受光し、この受光した各露光光をそれぞれ複数の射出端部9b〜9fへ分配して射出させる。言い換えると、ライトガイド9は、射出端部9b〜9fごとに、異なる入射端部9a−1,9a−2から受光した露光光を共通の射出端部から射出する。   As the light guide 9, for example, a random light guide fiber configured by randomly bundling a plurality of optical fibers is used. The light guide 9 has incident end portions 9a-1 and 9a-2 respectively corresponding to the introduction optical systems ILa and ILb, and exit end portions 9b to 9f respectively corresponding to the light guide optical systems IL1 to IL5. In the light guide 9, the optical fiber group having one end bundled at the incident end 9a-1 is equally distributed to the exit ends 9b to 9f at the other end. Similarly, the optical fiber group in which one end is bundled at the incident end 9a-2 is equally distributed to the emission ends 9b to 9f at the other end. For this reason, the light guide 9 receives the respective exposure lights condensed by the introduction optical systems ILa and ILb from the corresponding incident end portions 9a-1 and 9a-2, and each of the received exposure lights is plural. It distributes and injects to the injection | emission end part 9b-9f. In other words, the light guide 9 emits the exposure light received from the different incident end portions 9a-1 and 9a-2 from the common exit end portion for each of the exit end portions 9b to 9f.

導光光学系IL1〜IL5は、それぞれ減光フィルタ10、コリメートレンズ11、フライアイレンズ12、開口絞り13およびコンデンサレンズ14を用いて構成され、各々対応する射出端部9b〜9fとマスクMとの間に配置されている。減光フィルタ10は、射出端部9b〜9fのうち対応する射出端部から射出された露光光の減光率を0%から所定範囲内で変更可能、つまり透過率を100%から所定範囲内で変更可能なフィルタである。減光フィルタ10は、例えば図5に示すように露光光の透過位置に対応して減光率(透過率)を変化させるフィルタが用いられる。図5において、黒色部は露光光に対する不透明領域(非透過領域)を示し、白色部は露光光に対する透明領域(透過領域)を示している。かかる減光フィルタ10では、X軸方向に沿って不透明領域の面積が連続的に変化することで、その方向における露光光の透過位置に対応して減光率(透過率)を連続的に変化させる。   The light guide optical systems IL1 to IL5 are respectively configured by using a neutral density filter 10, a collimating lens 11, a fly-eye lens 12, an aperture stop 13 and a condenser lens 14, and corresponding exit ends 9b to 9f and a mask M, respectively. It is arranged between. The neutral density filter 10 can change the attenuation rate of the exposure light emitted from the corresponding emission end portion among the emission end portions 9b to 9f within a predetermined range from 0%, that is, the transmittance is within the predetermined range from 100%. It is a filter that can be changed with. As the neutral density filter 10, for example, as shown in FIG. 5, a filter that changes the neutral density (transmittance) corresponding to the transmission position of the exposure light is used. In FIG. 5, the black portion indicates an opaque region (non-transmission region) for exposure light, and the white portion indicates a transparent region (transmission region) for exposure light. In the neutral density filter 10, the area of the opaque region continuously changes along the X-axis direction, so that the attenuation rate (transmittance) continuously changes corresponding to the exposure light transmission position in that direction. Let

コリメートレンズ11は、減光フィルタ10が透過させた発散光束である露光光を平行光束に変換する。フライアイレンズ12は、複数のレンズエレメントがZ軸に平行な光軸AX2周りに稠密に2次元配列されたレンズ素子であって、コリメートレンズ11が射出させた露光光をレンズエレメントごとにその射出面近傍の後側焦点面に集光させる。これによって、フライアイレンズ12は、射出端部9b〜9fのうち対応する射出端部の射出端面の像をレンズエレメントごとに形成するとともに、この複数の射出端面の像からなる面光源としての二次光源を形成する。   The collimating lens 11 converts the exposure light that is a divergent light beam transmitted by the neutral density filter 10 into a parallel light beam. The fly-eye lens 12 is a lens element in which a plurality of lens elements are densely two-dimensionally arranged around the optical axis AX2 parallel to the Z axis, and the exposure light emitted by the collimating lens 11 is emitted for each lens element. The light is condensed on the rear focal plane in the vicinity of the surface. As a result, the fly-eye lens 12 forms an image of the exit end face of the exit end corresponding to the exit end 9b to 9f for each lens element, and also serves as a surface light source composed of the images of the plurality of exit end faces. The next light source is formed.

開口絞り13は、開口径が変更可能な開口部を有し、フライアイレンズ12の射出端面近傍に設けられている。開口絞り13は、フライアイレンズ12から射出する露光光の光束径、すなわち二次光源の口径を制限することで、マスクMに照射する露光光の開口数(NA)を規定するとともに、照明条件としてのσ値を規定する。ここでσ値とは、投影光学ユニットPL1〜PL5のうち対応する投影光学ユニットの瞳径に対するその瞳面上での二次光源の口径の比として算出される。   The aperture stop 13 has an opening whose aperture diameter can be changed, and is provided near the exit end face of the fly-eye lens 12. The aperture stop 13 regulates the numerical aperture (NA) of the exposure light applied to the mask M by limiting the beam diameter of the exposure light emitted from the fly-eye lens 12, that is, the aperture of the secondary light source, and the illumination condition. Is defined as the σ value. Here, the σ value is calculated as the ratio of the aperture of the secondary light source on the pupil plane to the pupil diameter of the corresponding projection optical unit among the projection optical units PL1 to PL5.

コンデンサレンズ14は、二次光源の各点から発する露光光のうち開口絞り13が通過させた露光光をそれぞれ平行光束に変換するとともに、この変換した各露光光を、投影光学ユニットPL1〜PL5のうち対応する投影光学ユニットによって規定されるマスクM上のパターン領域内に位置するパターンDPに照射する。これによって、投影光学ユニットPL1〜PL5ごとに、パターン領域内のパターンDPは、複数の光源1が発する露光光を混合した露光光によって照明される。   The condenser lens 14 converts the exposure light passed through the aperture stop 13 out of the exposure light emitted from each point of the secondary light source into a parallel light beam, and converts the converted exposure light into the projection optical units PL1 to PL5. The pattern DP located in the pattern area on the mask M defined by the corresponding projection optical unit is irradiated. Thus, for each of the projection optical units PL1 to PL5, the pattern DP in the pattern region is illuminated with exposure light obtained by mixing exposure light emitted from the plurality of light sources 1.

ここで、ライトガイド9の射出端部9b〜9fと、導光光学系IL1〜IL5に含まれる各光学素子とは、プレートP上における露光光の光学特性、つまり投影光学ユニットPL1〜PL5によるパターンDPの共役面における露光光の光学特性を調整するために、それぞれ光軸AX2に対して駆動可能とされている。   Here, the exit end portions 9b to 9f of the light guide 9 and the optical elements included in the light guide optical systems IL1 to IL5 are the optical characteristics of the exposure light on the plate P, that is, patterns by the projection optical units PL1 to PL5. In order to adjust the optical characteristics of the exposure light on the conjugate plane of the DP, each can be driven with respect to the optical axis AX2.

具体的には、射出端部9b〜9fは、それぞれ駆動機構51が設けられ、この駆動機構51によって光軸AX2に対してX軸方向およびY軸方向へ傾斜駆動(チルト駆動)可能とされている。駆動機構51は、射出端部9b〜9fを、それぞれ射出端面と光軸AX2との交点を含む軸回りに光軸AX2に対して傾斜駆動させることで、各々対応するフライアイレンズ12の入射端面における露光光の光束、すなわち露光光の照度分布を光軸AX2に直交する方向へ移動させることができる。これによって、駆動機構51は、フライアイレンズ12の入射端面と共役なマスクM上およびプレートP上における露光光の照度分布の傾斜成分、つまり照度分布の傾斜にともなう照度ムラを変化させることができる。   Specifically, each of the exit ends 9b to 9f is provided with a drive mechanism 51, and the drive mechanism 51 can be driven to tilt (tilt drive) in the X-axis direction and the Y-axis direction with respect to the optical axis AX2. Yes. The drive mechanism 51 drives the exit end portions 9b to 9f to be inclined with respect to the optical axis AX2 around the axis including the intersection of the exit end surface and the optical axis AX2, respectively, so that the incident end surfaces of the corresponding fly-eye lenses 12 respectively. The light flux of the exposure light at, that is, the illuminance distribution of the exposure light can be moved in the direction orthogonal to the optical axis AX2. Accordingly, the drive mechanism 51 can change the illuminance distribution inclination component of the exposure light on the mask M and the plate P conjugate with the incident end face of the fly-eye lens 12, that is, the illuminance unevenness accompanying the inclination of the illuminance distribution. .

図6は、駆動機構51による射出端部9bの駆動状態を示す図である。この図において(a)は、駆動機構51が射出端部9bを駆動せず、射出端部9bの射出端面が光軸AX2に対して垂直な初期状態にあることを示している。また、(b)は、駆動機構51が射出端部9bを+X側へチルト駆動した状態を示している。この図に示すように、フライアイレンズ12の入射端面における露光光は、射出端部9bのX軸方向へのチルト駆動にともなってX軸方向へ移動する。   FIG. 6 is a diagram illustrating a driving state of the ejection end portion 9 b by the driving mechanism 51. In this figure, (a) shows that the drive mechanism 51 does not drive the exit end 9b, and the exit end face of the exit end 9b is in an initial state perpendicular to the optical axis AX2. Further, (b) shows a state in which the drive mechanism 51 tilts the ejection end portion 9b to the + X side. As shown in this figure, the exposure light at the entrance end face of the fly-eye lens 12 moves in the X-axis direction as the exit end 9b is tilted in the X-axis direction.

図7は、露光光の照度分布を示す図である。この図において(a)は、フライアイレンズ12の入射端面における露光光の照度分布を示し、(b)は、この入射端面と共役なプレートP上、つまり投影光学ユニットPL1によるパターンDPの共役面上における照度分布を示している。射出端部9bが図6(a)に示す状態にある場合、フライアイレンズ12の入射端面における露光光の照度分布は、図7(a)に示す照度分布PF10となり、プレートP上における露光光の照度分布は、図7(b)に示す照度分布PF20となる。   FIG. 7 is a diagram showing an illuminance distribution of exposure light. In this figure, (a) shows the illuminance distribution of the exposure light on the incident end face of the fly-eye lens 12, and (b) shows the conjugate plane of the pattern DP by the projection optical unit PL1 on the plate P conjugate with the incident end face. The illuminance distribution above is shown. When the exit end 9b is in the state shown in FIG. 6A, the illuminance distribution of the exposure light on the incident end face of the fly-eye lens 12 becomes the illuminance distribution PF10 shown in FIG. Is an illuminance distribution PF20 shown in FIG.

これに対して、射出端部9bが図6(b)に示す状態にある場合、フライアイレンズ12の入射端面における露光光の照度分布は、図7(a)に示す照度分布PF11のようになり、プレートP上における露光光の照度分布は、図7(b)に示す照度分布PF21のようになる。すなわち、射出端部9bを図6(a)に示す状態と図6(b)に示す状態との間で傾斜駆動させることで、プレートP上における露光光の照度分布の傾斜成分を図7(b)に示す照度分布PF20と照度分布PF21との間で変化させることができる。   On the other hand, when the exit end 9b is in the state shown in FIG. 6B, the illuminance distribution of the exposure light on the incident end face of the fly-eye lens 12 is as shown in the illuminance distribution PF11 shown in FIG. Thus, the illuminance distribution of the exposure light on the plate P is as shown in an illuminance distribution PF21 shown in FIG. That is, by tilting the exit end portion 9b between the state shown in FIG. 6A and the state shown in FIG. 6B, the slope component of the illuminance distribution of the exposure light on the plate P is shown in FIG. It can be changed between the illuminance distribution PF20 and the illuminance distribution PF21 shown in b).

コリメートレンズ11は、駆動機構53が設けられ、この駆動機構53によって光軸AX2に対して垂直方向(X軸方向およびY軸方向)へ直線駆動(シフト駆動)可能とされている。駆動機構53は、コリメートレンズ11を光軸AX2に対して直線駆動させることで、フライアイレンズ12の入射端面における露光光の照度分布をその入射端面に対して相対的に光軸AX2に直交する方向へ移動させることができる。これによって、駆動機構53は、駆動機構51と同様に、マスクM上およびプレートP上における露光光の照度分布の傾斜成分を変化させることができる。   The collimating lens 11 is provided with a drive mechanism 53, and the drive mechanism 53 can be linearly driven (shifted) in a direction perpendicular to the optical axis AX2 (X-axis direction and Y-axis direction). The drive mechanism 53 linearly drives the collimator lens 11 with respect to the optical axis AX2, so that the illuminance distribution of the exposure light on the incident end face of the fly-eye lens 12 is orthogonal to the optical axis AX2 relative to the incident end face. It can be moved in the direction. As a result, the drive mechanism 53 can change the slope component of the illuminance distribution of the exposure light on the mask M and the plate P, similarly to the drive mechanism 51.

コンデンサレンズ14は、駆動機構56が設けられ、この駆動機構56によって、コンデンサレンズ14に含まれる少なくとも1つのレンズ等の光学部材(以下、可動レンズと呼ぶ。)が光軸AX2に対してX軸方向およびY軸方向へ傾斜駆動可能にされるとともに、光軸AX2方向へ直線駆動可能とされている。駆動機構56は、コンデンサレンズ
14の可動レンズを光軸AX2に対して傾斜駆動させることで、駆動機構51,53と同様に、マスクM上およびプレートP上における露光光の照度分布の傾斜成分を変化させることができる。また、駆動機構56は、コンデンサレンズ14の可動レンズを光軸AX2方向へ直線駆動することで、マスクM上およびプレートP上における露光光の照度分布の光軸AX2回りもしくは軸AX10回りの軸対称成分、つまり照度分布の2次成分にともなう照度ムラを変化させることができる。なお、駆動機構56が傾斜駆動させる可動レンズと直線駆動させる可動レンズとは、コンデンサレンズ14の構成等に応じて同一部材または個別部材とされる。
The condenser lens 14 is provided with a drive mechanism 56, by which an optical member such as at least one lens (hereinafter referred to as a movable lens) included in the condenser lens 14 is X-axis with respect to the optical axis AX2. In the direction and the Y-axis direction, the tilt drive is possible, and the linear drive is possible in the optical axis AX2 direction. The drive mechanism 56 tilts the movable lens of the condenser lens 14 with respect to the optical axis AX2, and thus, similar to the drive mechanisms 51 and 53, the tilt component of the illuminance distribution of the exposure light on the mask M and the plate P is obtained. Can be changed. Further, the drive mechanism 56 linearly drives the movable lens of the condenser lens 14 in the direction of the optical axis AX2, so that the illuminance distribution of the exposure light on the mask M and the plate P is symmetrical about the optical axis AX2 or the axis AX10. The illuminance unevenness associated with the component, that is, the secondary component of the illuminance distribution can be changed. The movable lens that is driven to be tilted by the drive mechanism 56 and the movable lens that is driven linearly are the same member or individual members depending on the configuration of the condenser lens 14 and the like.

図8は、プレートP上、つまり投影光学ユニットPL1によるパターンDPの共役面上における照度分布を示す図である。コンデンサレンズ14の可動レンズが光軸AX2方向の基準位置にある場合、プレートP上における露光光の照度分布は、図8に照度分布PF20として示すように均一となる。これに対して、駆動機構56が可動レンズを基準位置から光軸AX2方向へ所定量駆動させた場合、プレートP上における照度分布は、例えば照度分布PF22として示すように、軸AX10回りに軸対称の成分を有するように変化する。すなわち、コンデンサレンズ14の可動レンズを光軸AX2方向に基準位置から所定量駆動させることで、プレートP上における露光光の照度分布の軸対称成分を図8に示す照度分布PF20と照度分布PF22との間で変化させることができる。   FIG. 8 is a diagram showing the illuminance distribution on the plate P, that is, on the conjugate plane of the pattern DP by the projection optical unit PL1. When the movable lens of the condenser lens 14 is at the reference position in the direction of the optical axis AX2, the illuminance distribution of the exposure light on the plate P is uniform as shown as the illuminance distribution PF20 in FIG. On the other hand, when the drive mechanism 56 drives the movable lens by a predetermined amount from the reference position in the direction of the optical axis AX2, the illuminance distribution on the plate P is axially symmetric about the axis AX10, for example, as shown as the illuminance distribution PF22. To have the following components. That is, by driving the movable lens of the condenser lens 14 by a predetermined amount from the reference position in the optical axis AX2 direction, the axially symmetric components of the illuminance distribution of the exposure light on the plate P are the illuminance distribution PF20 and the illuminance distribution PF22 shown in FIG. Can vary between.

減光フィルタ10は、駆動機構52が設けられ、この駆動機構52によって光軸AX2に対して垂直方向(例えばX軸方向)へ直線駆動可能とされている。駆動機構52は、減光フィルタ10を光軸AX2に対して垂直方向へ直線駆動させることで、減光フィルタ10を透過する露光光の減光率(透過率)を変化させることができ、マスクM上およびプレートP上における露光光の照度(平均照度、最大照度および最小照度等)を変化させることができる。また、導光光学系IL1〜IL5ごとに、すなわち投影光学ユニットPL1〜PL5ごとに、駆動機構52によって減光フィルタ10を適宜直線駆動させることで、導光光学系IL1〜IL5ごとにマスクM上に照射される露光光の照度比と、投影光学ユニットPL1〜PL5ごとにプレートP上に照射される露光光の照度比とをそれぞれ変化させることができる。   The neutral density filter 10 is provided with a drive mechanism 52, and the drive mechanism 52 can be linearly driven in a direction perpendicular to the optical axis AX <b> 2 (for example, the X-axis direction). The drive mechanism 52 linearly drives the neutral density filter 10 in a direction perpendicular to the optical axis AX2, thereby changing the extinction ratio (transmittance) of the exposure light transmitted through the neutral density filter 10, and the mask The illuminance (average illuminance, maximum illuminance, minimum illuminance, etc.) of the exposure light on M and the plate P can be changed. Further, the light reducing filter 10 is appropriately linearly driven by the drive mechanism 52 for each of the light guide optical systems IL1 to IL5, that is, for each of the projection optical units PL1 to PL5. It is possible to change the illuminance ratio of the exposure light irradiated on the plate and the illuminance ratio of the exposure light irradiated on the plate P for each of the projection optical units PL1 to PL5.

フライアイレンズ12は、駆動機構54が設けられ、この駆動機構54によって光軸AX2に対して垂直方向(X軸方向およびY軸方向)へ直線駆動可能とされている。駆動機構54は、フライアイレンズ12を光軸AX2に対して垂直方向へ直線駆動させることで、マスクM上およびプレートP上における露光光のテレセントリシティを変化させることができる。この場合、特に、露光光のテレセントリシティの全体的な傾斜成分をその直線駆動方向へ変化させることができる。また、フライアイレンズ12は、駆動機構54によって光軸AX2方向へ駆動可能とされており、駆動機構54は、フライアイレンズ12を光軸AX2方向へ駆動させることで、露光光のテレセントリシティのうち、特に光軸AX2に対する軸対称成分を変化させることができる。   The fly-eye lens 12 is provided with a drive mechanism 54, and the drive mechanism 54 can be linearly driven in a direction perpendicular to the optical axis AX2 (X-axis direction and Y-axis direction). The drive mechanism 54 can change the telecentricity of the exposure light on the mask M and the plate P by linearly driving the fly-eye lens 12 in the direction perpendicular to the optical axis AX2. In this case, in particular, the overall inclination component of the telecentricity of the exposure light can be changed in the linear drive direction. Further, the fly-eye lens 12 can be driven in the direction of the optical axis AX2 by the drive mechanism 54. The drive mechanism 54 drives the fly-eye lens 12 in the direction of the optical axis AX2, so that the telecentricity of the exposure light. In particular, the axially symmetric component with respect to the optical axis AX2 can be changed.

開口絞り13は、駆動機構55が設けられ、この駆動機構55によって光軸AX2に対して垂直方向(X軸方向およびY軸方向)へ直線駆動可能とされている。駆動機構55は、開口絞り13を光軸AX2に対して垂直方向へ直線駆動させることで、駆動機構54と同様に、マスクM上およびプレートP上における露光光のテレセントリシティの全体的な傾斜成分を変化させることができる。また、開口絞り13は、駆動機構55によって光軸AX2方向へ駆動可能とされており、駆動機構55は、開口絞り13を光軸AX2方向へ駆動させることで、駆動機構54と同様に、露光光のテレセントリシティのうちの光軸AX2に対する軸対称成分を変化させることができる。   The aperture stop 13 is provided with a drive mechanism 55, and the drive mechanism 55 can be linearly driven in a direction perpendicular to the optical axis AX <b> 2 (X-axis direction and Y-axis direction). The drive mechanism 55 linearly drives the aperture stop 13 in the direction perpendicular to the optical axis AX2, so that the overall inclination of the telecentricity of the exposure light on the mask M and the plate P is the same as that of the drive mechanism 54. The ingredients can be changed. Further, the aperture stop 13 can be driven in the direction of the optical axis AX2 by the drive mechanism 55. The drive mechanism 55 drives the aperture stop 13 in the direction of the optical axis AX2, thereby exposing similarly to the drive mechanism 54. The axially symmetric component with respect to the optical axis AX2 in the telecentricity of light can be changed.

駆動機構51〜56は、それぞれ主制御系20と電気的に接続されており、主制御系20によって駆動制御される。主制御系20は、駆動機構51〜56の他、各光源1に対応して設けられた光量検出センサ16と、各光源1に供給される電力を制御する光源制御装置17とに電気的に接続されており、駆動機構51〜56とともに光量検出センサ16および光源制御装置17における処理および動作を制御する。主制御系20は、光量検出センサ16または光源制御装置17による検出情報もしくは制御情報をもとに、駆動機構51〜56の制御を行う。   The drive mechanisms 51 to 56 are electrically connected to the main control system 20 and are driven and controlled by the main control system 20. In addition to the drive mechanisms 51 to 56, the main control system 20 is electrically connected to a light amount detection sensor 16 provided corresponding to each light source 1 and a light source control device 17 that controls electric power supplied to each light source 1. It is connected and controls processing and operations in the light quantity detection sensor 16 and the light source control device 17 together with the drive mechanisms 51 to 56. The main control system 20 controls the drive mechanisms 51 to 56 based on detection information or control information from the light quantity detection sensor 16 or the light source control device 17.

ここで、光量検出センサ16は、例えば光検出器が用いられ、光源1に対してダイクロイックミラー3の背面側(光透過側)に設けられる(図4参照)。光量検出センサ16は、ダイクロイックミラー3の背面側における楕円鏡2の第2焦点位置もしくはその近傍に配置され、光源1が発した光のうちダイクロイックミラー3を透過した光を受光してその光量を検出する。ダイクロイックミラー3を透過する光には、露光光として用いる波長帯域の光の他、露光光以外の波長帯域の光が含まれる。光量検出センサ16は、これらの光のうちの少なくとも一方を検出し、その検出結果としての光量情報を主制御系20へ出力する。   Here, for example, a light detector is used as the light amount detection sensor 16, and is provided on the back side (light transmission side) of the dichroic mirror 3 with respect to the light source 1 (see FIG. 4). The light quantity detection sensor 16 is disposed at or near the second focal position of the elliptical mirror 2 on the back side of the dichroic mirror 3, and receives the light transmitted through the dichroic mirror 3 out of the light emitted from the light source 1, and calculates the light quantity. To detect. The light transmitted through the dichroic mirror 3 includes light in a wavelength band other than the exposure light, in addition to light in the wavelength band used as exposure light. The light amount detection sensor 16 detects at least one of these lights, and outputs light amount information as a detection result to the main control system 20.

光源制御装置17は、各光源1と、各光源1に対して電力供給を行う図示しない電源装置とに電気的に接続されている。光源制御装置17は、電源装置を制御することで、電源装置から各光源1に供給される各電力を制御するとともに、この電力の制御結果に対応する制御情報を主制御系20へ出力する。また、光源制御装置17は、電源装置から各光源1に供給される各電力を検出し、その検出結果としての電力情報を主制御系20へ出力する。なお、ここでは電源装置が光源制御装置17とは別に設けられるものとしたが、光源制御装置17と一体に設けることもできる。   The light source control device 17 is electrically connected to each light source 1 and a power supply device (not shown) that supplies power to each light source 1. The light source control device 17 controls each power supplied from the power supply device to each light source 1 by controlling the power supply device, and outputs control information corresponding to the control result of this power to the main control system 20. The light source control device 17 detects each power supplied from the power supply device to each light source 1 and outputs power information as a detection result to the main control system 20. Here, the power supply device is provided separately from the light source control device 17, but may be provided integrally with the light source control device 17.

主制御系20は、光量検出センサ16の検出結果としての光量情報をもとに、各光源1が発する露光光の光量比に対応する情報(以下、光量比情報と呼ぶ。)を検知する。具体的には、例えば光量情報として、光量検出センサ16が光源1ごとに検出した各光量の検出値を取得し、この各光量の検出値を除算することで光量比情報を検知する。   The main control system 20 detects information corresponding to the light amount ratio of the exposure light emitted by each light source 1 (hereinafter referred to as light amount ratio information) based on the light amount information as the detection result of the light amount detection sensor 16. Specifically, for example, as the light amount information, the light amount detection sensor 16 detects a detection value of each light amount detected for each light source 1, and the light amount ratio information is detected by dividing the detection value of each light amount.

また、主制御系20は、光源制御装置17の制御結果に対応する制御情報をもとに、光量比情報を検知する。具体的には、例えば制御情報として、光源制御装置17が各光源1を点灯または消灯させる指示情報を取得し、光源1ごとのその指示情報に対応して、光量比情報を検知する。この場合、主制御系20は、指示情報に対応して、各光源1の光量比が例えば「1:1」、「1:0」、「0:1」もしくは「0:0」のいずれかであるものと検知する。   Further, the main control system 20 detects the light amount ratio information based on the control information corresponding to the control result of the light source control device 17. Specifically, for example, as control information, the light source control device 17 acquires instruction information for turning on or off each light source 1, and detects light amount ratio information corresponding to the instruction information for each light source 1. In this case, the main control system 20 corresponds to the instruction information and the light quantity ratio of each light source 1 is, for example, “1: 1”, “1: 0”, “0: 1”, or “0: 0”. It detects that it is.

さらに、主制御系20は、光源制御装置17の検出結果としての電力情報をもとに、光量比情報を検知する。具体的には、例えば電力情報として、光源制御装置17が光源1ごとに検出した各電力の検出値を取得し、この各電力の検出値を除算することで、光量比情報を検知する。あるいは、取得した各電力の検出値を所定演算によって光量値に換算した結果を除算して光量比情報とすることもできる。   Further, the main control system 20 detects the light amount ratio information based on the power information as the detection result of the light source control device 17. Specifically, as the power information, for example, the detected value of each power detected for each light source 1 by the light source control device 17 is acquired, and the detected light amount ratio information is detected by dividing the detected value of each power. Alternatively, the obtained detection value of each power can be divided into a light amount value by a predetermined calculation to obtain light amount ratio information.

主制御系20は、このように光量検出センサ16による光量情報または光源制御装置17による制御情報もしくは電力情報をもとに検知した各光量比情報のうち少なくとも1つに基づいて駆動機構51〜56を適宜駆動制御し、プレートP上における露光光の光学特性、つまり投影光学ユニットPL1〜PL5によるパターンDPの共役面における露光光の光学特性を変化させて調整する。   The main control system 20 thus drives the driving mechanisms 51 to 56 based on at least one of the light quantity ratio information detected based on the light quantity information by the light quantity detection sensor 16 or the control information or power information by the light source control device 17 as described above. Is appropriately controlled to change and adjust the optical characteristics of the exposure light on the plate P, that is, the optical characteristics of the exposure light on the conjugate plane of the pattern DP by the projection optical units PL1 to PL5.

これによって、主制御系20は、例えば、複数の光源1のうち、1つの光源のみを点灯させ、他の光源を消灯させるなど、複数の光源1の点灯状態を変化させた場合に、その点灯状態に対応して駆動機構51〜56を適宜駆動制御することができる。そして、主制御系20は、プレートP上における露光光の光学特性を複数の光源1の点灯状態に対して最適化することができる。また、主制御系20は、例えば、複数の光源1のうちの1つが寿命等の要因で消灯した場合には、光量情報をもとに検知した光量比情報に基づいて駆動機構51〜56を適宜駆動制御することで、プレートP上における露光光の光学特性を最適化することができる。   Thus, the main control system 20 turns on the light source 1 when the lighting state of the light sources 1 is changed, for example, by turning on only one light source among the plurality of light sources 1 and turning off the other light sources. The drive mechanisms 51 to 56 can be appropriately driven and controlled according to the state. The main control system 20 can optimize the optical characteristics of the exposure light on the plate P with respect to the lighting states of the plurality of light sources 1. In addition, for example, when one of the plurality of light sources 1 is turned off due to a lifetime or the like, the main control system 20 controls the drive mechanisms 51 to 56 based on the light amount ratio information detected based on the light amount information. By appropriately controlling the drive, the optical characteristics of the exposure light on the plate P can be optimized.

その際、主制御系20は、例えば検知した光量比情報をもとに、駆動機構51〜56の各々に対応する光学素子の駆動量を算出し、この算出した駆動量だけその光学素子を駆動させるように駆動機構51〜56の少なくとも1つを駆動制御する。あるいは、主制御系20は、検知した光量比情報をもとに記憶装置19を参照し、その光量比情報に対応付けて記憶装置19に記憶された各光学素子の駆動量を取得するとともに、この取得した駆動量だけその光学素子を駆動させるように駆動機構51〜56の少なくとも1つを駆動制御することもできる。この場合、記憶装置19は、異なる光量比情報に対して駆動機構51〜56に対応する各光学素子の駆動量をあらかじめ記憶しておくものとする。   At that time, the main control system 20 calculates the driving amount of the optical element corresponding to each of the driving mechanisms 51 to 56 based on the detected light quantity ratio information, for example, and drives the optical element by this calculated driving amount. At least one of the drive mechanisms 51 to 56 is controlled to be driven. Alternatively, the main control system 20 refers to the storage device 19 based on the detected light amount ratio information, acquires the driving amount of each optical element stored in the storage device 19 in association with the light amount ratio information, and It is also possible to drive and control at least one of the driving mechanisms 51 to 56 so that the optical element is driven by the acquired driving amount. In this case, the storage device 19 stores in advance the drive amounts of the optical elements corresponding to the drive mechanisms 51 to 56 for different light quantity ratio information.

また、主制御系20は、照度検出部29および空間像検出部24の少なくとも一方の検出結果をもとに駆動機構51〜56を駆動制御することもできる。この場合、例えば照度検出部29による投影光学ユニットPL1〜PL5ごとの照度の検出値、あるいは空間像検出部24による投影光学ユニットPL1〜PL5ごとのテレセントリシティの検出値がそれぞれ所定範囲内に収束されるように、駆動機構51〜56の少なくとも1つを駆動させることができる。   The main control system 20 can also drive control the drive mechanisms 51 to 56 based on the detection result of at least one of the illuminance detection unit 29 and the aerial image detection unit 24. In this case, for example, the detection value of the illuminance for each of the projection optical units PL1 to PL5 by the illuminance detection unit 29 or the detection value of the telecentricity for each of the projection optical units PL1 to PL5 by the aerial image detection unit 24 converges within a predetermined range. As described above, at least one of the drive mechanisms 51 to 56 can be driven.

これによって、主制御系20は、例えば、複数の光源1のうち、1つの光源のみを点灯させ、他の光源を消灯させるなど、複数の光源1の点灯状態を変化させた場合、あるいは複数の光源1のうちの1つが寿命等の要因で消灯した場合に、プレートP上における露光光の光学特性を適宜補正することができ、光学特性の変化を抑制することができる。なお、照度検出部29および空間像検出部24の少なくとも一方の検出結果に基づく駆動機構51〜56の駆動制御は、光量比情報に基づく駆動制御と併用して、あるいは個別に行うことができる。   Accordingly, the main control system 20 changes the lighting state of the plurality of light sources 1 such as turning on only one light source among the plurality of light sources 1 and turning off the other light sources, or a plurality of light sources 1. When one of the light sources 1 is extinguished due to factors such as lifetime, the optical characteristics of the exposure light on the plate P can be corrected as appropriate, and changes in the optical characteristics can be suppressed. Note that drive control of the drive mechanisms 51 to 56 based on the detection result of at least one of the illuminance detection unit 29 and the aerial image detection unit 24 can be performed in combination with drive control based on the light amount ratio information or individually.

また、ここでは主制御系20は、光量検出センサ16による光量情報と、光源制御装置17による制御情報および電力情報との各情報に基づいてそれぞれ光量比情報を検知するものとしたが、これら光量情報、制御情報または電力情報のいずれか1つに基づいて光量比情報を検知するようにしても構わない。あるいは、主制御系20は、図示しない情報入力手段を介して露光装置100のオペレータ等から入力される指示情報等をもとに光量比情報を検知するようにしてもよい。ここで、指示情報とは、例えば各光源1の点灯もしくは消灯を指示する情報が含まれる。さらに、ここでは主制御系20は、駆動機構51〜56に各々対応する光学素子の各駆動量を取得するものとしたが、所定もしくは適宜選択される光学素子の駆動量のみ取得するようにしても構わない。   Here, the main control system 20 detects the light amount ratio information based on the light amount information by the light amount detection sensor 16 and the control information and power information by the light source control device 17. The light amount ratio information may be detected based on any one of information, control information, and power information. Alternatively, the main control system 20 may detect the light amount ratio information based on instruction information input from an operator of the exposure apparatus 100 via an information input unit (not shown). Here, the instruction information includes, for example, information that instructs to turn on or off each light source 1. Further, here, the main control system 20 acquires the respective drive amounts of the optical elements corresponding to the drive mechanisms 51 to 56, but acquires only the drive amounts of the optical elements that are predetermined or appropriately selected. It doesn't matter.

つぎに、露光装置100によるプレートPの露光処理手順について説明する。図9は、その露光処理手順を示すフローチャートである。この図に示す露光処理手順は、主制御系20が記憶装置19に記憶された所定の処理プログラムを実行することで処理される。まず、主制御系20は、記憶装置19にあらかじめ記憶された露光データファイルを読み込み(ステップS10)、露光データファイルの内容に応じて波長選択フィルタ6,7の切り替えを行う(ステップS11)。   Next, a procedure for exposing the plate P by the exposure apparatus 100 will be described. FIG. 9 is a flowchart showing the exposure processing procedure. The exposure processing procedure shown in this figure is processed by the main control system 20 executing a predetermined processing program stored in the storage device 19. First, the main control system 20 reads an exposure data file stored in advance in the storage device 19 (step S10), and switches the wavelength selection filters 6 and 7 according to the contents of the exposure data file (step S11).

ステップS10では、主制御系20は、露光データファイルをもとに、プレートPの露光処理に必要な各種情報を取得する。この露光データファイルには、例えば、露光するプレートPに塗布されたレジスト等の感光性材料の特性(例えば、感度特性)に関する情報、パターンDPの転写に必要な解像度、使用するマスクM、波長選択フィルタ6,7の選択指示情報、照明光学系ILの調整情報、投影光学系PLの調整情報、プレートPの平坦度に関する情報等が含まれる。   In step S10, the main control system 20 acquires various information necessary for the exposure processing of the plate P based on the exposure data file. This exposure data file includes, for example, information on the characteristics (eg, sensitivity characteristics) of a photosensitive material such as a resist applied to the plate P to be exposed, the resolution required for transferring the pattern DP, the mask M to be used, and the wavelength selection. This includes selection instruction information for the filters 6 and 7, adjustment information for the illumination optical system IL, adjustment information for the projection optical system PL, information about the flatness of the plate P, and the like.

つづいて、主制御系20は、照明光学系ILによってマスクMを照明し、投影光学ユニットPL1〜PL5を介してプレートP上に照射される各露光光の照度ムラ等の光学特性を検出するとともに光源1の光量比情報を検知し(ステップS12)、この光学特性の検出値、光量比情報および露光データファイル内の照明光学系ILの調整情報等に基づいて照明光学系ILの調整を行う(ステップS13)。   Subsequently, the main control system 20 illuminates the mask M with the illumination optical system IL, and detects optical characteristics such as illuminance unevenness of each exposure light irradiated on the plate P via the projection optical units PL1 to PL5. The light amount ratio information of the light source 1 is detected (step S12), and the illumination optical system IL is adjusted based on the detected value of the optical characteristic, the light amount ratio information, the adjustment information of the illumination optical system IL in the exposure data file, and the like (step S12). Step S13).

ステップS12では、主制御系20は、照度検出部29によって、投影光学ユニットPL1〜PL5によるパターンDPの共役面における露光光の照度分布、照度ムラ、平均照度等の照度に関する各種情報を検出するとともに、空間像検出部24によって、パターンDPの共役面における露光光のテレセントリシティを検出する。また、主制御系20は、光量検出センサ16による光量情報と、光源制御装置17による制御情報および電力情報との少なくとも一つを取得して光量比情報を検知する。   In step S12, the main control system 20 uses the illuminance detection unit 29 to detect various types of information relating to illuminance such as the illuminance distribution, illuminance unevenness, and average illuminance of the exposure light on the conjugate plane of the pattern DP by the projection optical units PL1 to PL5. The aerial image detector 24 detects the telecentricity of the exposure light on the conjugate plane of the pattern DP. Further, the main control system 20 detects the light amount ratio information by acquiring at least one of the light amount information by the light amount detection sensor 16 and the control information and power information by the light source control device 17.

ステップS13では、主制御系20は、光学特性の検出値、光量比情報および照明光学系ILの調整情報等をもとに駆動機構51〜56を適宜駆動制御し、投影光学ユニットPL1〜PL5ごとのパターンDPの共役面における露光光の照度ムラおよびテレセントリシティと、投影光学ユニットPL1〜PL5における各投影光学ユニット間の露光光の照度比とを適宜調整する。なお、主制御系20は、ステップS12,S13を適宜繰り返すことで、パターンDPの共役面における露光光の光学特性を所望範囲内に収束させるようにすることもできる。   In step S13, the main control system 20 appropriately drives and controls the drive mechanisms 51 to 56 based on the detected values of the optical characteristics, the light amount ratio information, the adjustment information of the illumination optical system IL, and the like, for each of the projection optical units PL1 to PL5. The illuminance unevenness and telecentricity of the exposure light on the conjugate plane of the pattern DP and the illuminance ratio of the exposure light between the projection optical units in the projection optical units PL1 to PL5 are appropriately adjusted. The main control system 20 can converge the optical characteristics of the exposure light on the conjugate plane of the pattern DP within a desired range by appropriately repeating steps S12 and S13.

つづいて、主制御系20は、マスクステージMSに形成された図示しない基準パターンの、投影光学ユニットPL1〜PL5による各投影像を検出し(ステップS14)、この検出結果および露光データファイル内の投影光学系PLの調整情報等に基づいて投影光学系PLの調整を行う(ステップS15)。   Subsequently, the main control system 20 detects projection images of the reference pattern (not shown) formed on the mask stage MS by the projection optical units PL1 to PL5 (step S14), and the detection result and the projection in the exposure data file. The projection optical system PL is adjusted based on the adjustment information of the optical system PL (step S15).

ステップS14では、主制御系20は、空間像検出部24によって、基準パターンの投影光学ユニットPL1〜PL5による各投影像を検出し、それらの大きさ、投影位置、合焦位置、回転量、配列誤差等を計測する。また、ステップS15では、主制御系20は、この計測結果および投影光学系PLの調整情報等をもとに駆動機構39〜43を適宜駆動制御し、投影光学ユニットPL1〜PL5による投影像の投影倍率、投影位置、合焦位置および回転を適宜調整する。なお、主制御系20は、ステップS14,S15を適宜繰り返すことで、投影像の投影倍率、投影位置、合焦位置および回転を所望範囲内に収束させるようにすることもできる。   In step S <b> 14, the main control system 20 detects the projection images of the reference pattern projection optical units PL <b> 1 to PL <b> 5 by the aerial image detection unit 24, and their size, projection position, focus position, rotation amount, array Measure errors. In step S15, the main control system 20 appropriately drives and controls the drive mechanisms 39 to 43 based on the measurement result and the adjustment information of the projection optical system PL, and projects the projection image by the projection optical units PL1 to PL5. The magnification, projection position, focus position, and rotation are adjusted as appropriate. Note that the main control system 20 can converge the projection magnification, projection position, focus position, and rotation of the projected image within a desired range by appropriately repeating steps S14 and S15.

つづいて、主制御系20は、アライメント装置27a,27bを用いて基準部材28の位置計測を行い(ステップS16)、その後、露光データファイル内の使用するマスクMの情報等をもとに、マスクMを搬入してマスクステージMS上に載置するとともに、プレートPを搬入してプレートステージPS上に載置する(ステップS17)。そして、主制御系20は、アライメント装置27a,27bおよび焦点検出装置を用い、その検出結果に基づいてマスクMとプレートPとの相対的な位置合わせを行う(ステップS18)。   Subsequently, the main control system 20 measures the position of the reference member 28 using the alignment devices 27a and 27b (step S16), and then, based on information on the mask M to be used in the exposure data file, etc. M is carried in and placed on the mask stage MS, and the plate P is carried in and placed on the plate stage PS (step S17). Then, the main control system 20 uses the alignment devices 27a and 27b and the focus detection device, and performs relative alignment between the mask M and the plate P based on the detection result (step S18).

ステップS18では、主制御系20は、プレートP上にあらかじめ設定された複数のショット領域のうち、マスクMのパターンDPを転写すべきショット領域が、投影光学系PLによるパターン投影領域の近傍に位置するように、マスクMとプレートPとの相対位置合わせを行う。また、投影光学系PLによるパターンDPの共役面とプレートPの露光面との位置合わせ、つまり焦点合わせを行う。   In step S18, the main control system 20 positions a shot area to which the pattern DP of the mask M is to be transferred among a plurality of preset areas set on the plate P in the vicinity of the pattern projection area by the projection optical system PL. As described above, the relative alignment between the mask M and the plate P is performed. Further, the alignment of the conjugate plane of the pattern DP and the exposure surface of the plate P by the projection optical system PL, that is, focusing is performed.

つづいて、主制御系20は、マスクMのパターンDPをプレートP上のショット領域に転写し(ステップS19)、他に露光すべきショット領域があるか否かを判断する(ステップS20)。そして、露光すべきショット領域があると判断した場合(ステップS
20:Yes)、パターン転写領域に対応させるショット領域を切り換え(ステップS
21)、ステップS18からの処理を繰り返す。
Subsequently, the main control system 20 transfers the pattern DP of the mask M to the shot area on the plate P (step S19), and determines whether there is another shot area to be exposed (step S20). If it is determined that there is a shot area to be exposed (step S
20: Yes), the shot area corresponding to the pattern transfer area is switched (step S).
21) The processing from step S18 is repeated.

一方、露光すべきショット領域がないと判断した場合(ステップS20:No)、主制御系20は、露光すべきすべてのプレートPに対して露光が終了しているか否かを判断し(ステップS22)、すべてのプレートPに対して露光が終了していない場合には(ステップS22:No)、プレートPを交換し(ステップS23)、ステップS18からの処理を繰り返す。すべてのプレートPに対して露光が終了している場合には(ステップS22:Yes)、主制御系20は、一連の露光処理を終了する。   On the other hand, if it is determined that there is no shot area to be exposed (step S20: No), the main control system 20 determines whether or not the exposure has been completed for all the plates P to be exposed (step S22). ) If all the plates P have not been exposed (step S22: No), the plates P are exchanged (step S23), and the processing from step S18 is repeated. If exposure has been completed for all the plates P (step S22: Yes), the main control system 20 ends a series of exposure processes.

ステップS19では、主制御系20は、照明光学系ILによって露光光をパターンDPの一部に照射させるとともに、走査駆動機構によってマスクMとプレートPとをX軸方向へ同期して走査させることで、パターンDP全体をプレートP上の1つのショット領域に転写する。また、ステップS21では、主制御系20は、走査駆動機構およびステップ駆動機構の少なくとも一方を用いてプレートPを移動させることで、パターン投影領域に対応させるショット領域を切り換える。主制御系20は、このステップS19およびS21を繰り返すことで、プレートP上の各ショット領域にパターンDPを転写する。なお、ステップS21,S22では、主制御系20は、必要に応じてマスクMを交換することもできる。   In step S19, the main control system 20 irradiates a part of the pattern DP with the exposure light by the illumination optical system IL, and scans the mask M and the plate P in synchronization with the X-axis direction by the scanning drive mechanism. The entire pattern DP is transferred to one shot area on the plate P. In step S21, the main control system 20 switches the shot area corresponding to the pattern projection area by moving the plate P using at least one of the scanning drive mechanism and the step drive mechanism. The main control system 20 transfers the pattern DP to each shot area on the plate P by repeating these steps S19 and S21. In steps S21 and S22, the main control system 20 can also replace the mask M as necessary.

つぎに、露光装置100を用いたデバイス製造方法について説明する。図10は、半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。この図に示すように、半導体デバイスの製造工程では、半導体デバイスの基板となるウェハに金属膜を蒸着し(ステップS40)、この蒸着した金属膜上に感光性材料であるフォトレジストを塗布する(ステップS42)。つづいて、露光装置100を用い、マスクMに形成されたパターンDPをウェハ上の各ショット領域に転写し(ステップS44:露光工程)、この転写が終了したウェハの現像、つまりパターンDPが転写されたフォトレジストの現像を行う(ステップS46:現像工程)。その後、ステップS46によってウェハ表面に生成されたレジストパターンをマスクとし、ウェハ表面に対してエッチング等の加工を行う(ステップS48:加工工程)。   Next, a device manufacturing method using the exposure apparatus 100 will be described. FIG. 10 is a flowchart showing a manufacturing process of a semiconductor device. As shown in this figure, in the semiconductor device manufacturing process, a metal film is vapor-deposited on a wafer to be a substrate of a semiconductor device (step S40), and a photoresist, which is a photosensitive material, is applied onto the vapor-deposited metal film ( Step S42). Subsequently, by using the exposure apparatus 100, the pattern DP formed on the mask M is transferred to each shot area on the wafer (step S44: exposure process), and the development of the wafer after the transfer, that is, the pattern DP is transferred. The developed photoresist is developed (step S46: development step). Thereafter, using the resist pattern generated on the wafer surface in step S46 as a mask, processing such as etching is performed on the wafer surface (step S48: processing step).

ここで、レジストパターンとは、露光装置100によって転写されたパターンDPに対応する形状の凹凸が生成されたフォトレジスト層であって、その凹部がフォトレジスト層を貫通しているものである。ステップS48では、このレジストパターンを介してウェハ表面の加工を行う。ステップS48で行われる加工には、例えばウェハ表面のエッチングまたは金属膜等の成膜の少なくとも一方が含まれる。なお、ステップS44では、露光装置100は、フォトレジストが塗布されたウェハを感光性基板つまりプレートPとしてパターンDPの転写を行う。   Here, the resist pattern is a photoresist layer in which unevenness having a shape corresponding to the pattern DP transferred by the exposure apparatus 100 is generated, and the recess penetrates the photoresist layer. In step S48, the wafer surface is processed through this resist pattern. The processing performed in step S48 includes at least one of etching of the wafer surface or film formation of a metal film, for example. In step S44, the exposure apparatus 100 transfers the pattern DP using the wafer coated with the photoresist as the photosensitive substrate, that is, the plate P.

図11は、液晶表示素子等の液晶デバイスの製造工程を示すフローチャートである。この図に示すように、液晶デバイスの製造工程では、パターン形成工程(ステップS50)、カラーフィルタ形成工程(ステップS52)、セル組立工程(ステップS54)およびモジュール組立工程(ステップS56)を順次行う。   FIG. 11 is a flowchart showing a manufacturing process of a liquid crystal device such as a liquid crystal display element. As shown in this figure, in the liquid crystal device manufacturing process, a pattern forming process (step S50), a color filter forming process (step S52), a cell assembling process (step S54) and a module assembling process (step S56) are sequentially performed.

ステップS50のパターン形成工程では、プレートPとしてフォトレジストが塗布されたガラス基板上に、露光装置100を用いて回路パターンおよび電極パターン等の所定のパターンを形成する。このパターン形成工程には、露光装置100を用いてフォトレジスト層にパターンDPを転写する露光工程と、パターンDPが転写されたプレートPの現像、つまりガラス基板上のフォトレジスト層の現像を行い、パターンDPに対応する形状のフォトレジスト層を生成する現像工程と、この現像されたフォトレジスト層を介してガラス基板の表面を加工する加工工程とが含まれている。   In the pattern forming process of step S50, a predetermined pattern such as a circuit pattern and an electrode pattern is formed on the glass substrate coated with a photoresist as the plate P using the exposure apparatus 100. In this pattern formation step, an exposure step of transferring the pattern DP to the photoresist layer using the exposure apparatus 100, development of the plate P to which the pattern DP has been transferred, that is, development of the photoresist layer on the glass substrate, A development step for generating a photoresist layer having a shape corresponding to the pattern DP and a processing step for processing the surface of the glass substrate through the developed photoresist layer are included.

ステップS52のカラーフィルタ形成工程では、R(Red)、G(Green)、B(Blue)に対応する3つのドットの組をマトリクス状に多数配列するか、またはR、G、Bの3本のストライプのフィルタの組を水平走査方向に複数配列したカラーフィルタを形成する。   In the color filter forming step in step S52, a large number of sets of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix, or three of R, G, and B are arranged. A color filter is formed by arranging a plurality of stripe filter sets in the horizontal scanning direction.

ステップS54のセル組立工程では、ステップS50によって所定パターンが形成されたガラス基板と、ステップS52によって形成されたカラーフィルタとを用いて液晶パネル(液晶セル)を組み立てる。具体的には、例えばガラス基板とカラーフィルタとの間に液晶を注入することで液晶パネルを形成する。   In the cell assembly process in step S54, a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the glass substrate on which the predetermined pattern is formed in step S50 and the color filter formed in step S52. Specifically, for example, a liquid crystal panel is formed by injecting liquid crystal between a glass substrate and a color filter.

ステップS56のモジュール組立工程では、ステップS54によって組み立てられた液晶パネルに対し、この液晶パネルの表示動作を行わせる電気回路およびバックライト等の各種部品を取り付ける。   In the module assembling process in step S56, various components such as an electric circuit and a backlight for performing the display operation of the liquid crystal panel are attached to the liquid crystal panel assembled in step S54.

以上説明したように、本実施の形態にかかる露光装置100では、複数の光源1が発する露光光を混合し、この混合した露光光をあらかじめ設定される所定面に位置するパターンDPに照射する照明光学系ILと、パターンDPを介した露光光をもとに、その所定面の共役面に位置する感光性基板としてのプレートP上にパターンDPの像を形成する複数の投影光学ユニットPL1〜PL5と、照明光学系ILまたは投影光学ユニットPL1〜PL5の少なくとも1つに含まれる光学素子を駆動し、パターンDPの共役面における露光光の光学特性を変化させる調整手段としての駆動機構51〜56と、複数の光源1のうち第1の光源としての一方の光源1および第2の光源としての他方の光源1が発する各露光光の光量に対応する情報をもとにこの各露光光の光量比に対応する情報を検知するとともに、この検知結果をもとに駆動機構51〜56の少なくとも1つを用いて露光光の光学特性を変化させる検知手段兼調整制御手段としての主制御系20とを備えているため、複数の光源1が発する各露光光の光量比に対応してプレートPに対する露光光の光学特性を調整することができ、プレートP上に高精度にパターンDPを転写することができる。   As described above, in the exposure apparatus 100 according to the present embodiment, the exposure light emitted from the plurality of light sources 1 is mixed, and the mixed exposure light is irradiated onto the pattern DP positioned on a predetermined plane set in advance. A plurality of projection optical units PL1 to PL5 that form an image of a pattern DP on a plate P as a photosensitive substrate positioned on a conjugate plane of the optical system IL and exposure light via the pattern DP. Driving mechanisms 51 to 56 as adjustment means for driving an optical element included in at least one of the illumination optical system IL or the projection optical units PL1 to PL5 and changing the optical characteristics of the exposure light on the conjugate plane of the pattern DP; The information corresponding to the amount of each exposure light emitted from one light source 1 as the first light source and the other light source 1 as the second light source among the plurality of light sources 1 is also included. In addition, information corresponding to the light intensity ratio of each exposure light is detected, and at least one of the driving mechanisms 51 to 56 is used to change the optical characteristics of the exposure light based on the detection result. Therefore, the optical characteristics of the exposure light with respect to the plate P can be adjusted in accordance with the light quantity ratio of each exposure light emitted from the plurality of light sources 1, and the plate P has high accuracy. The pattern DP can be transferred to the surface.

ここまで、本発明を実施する最良の形態を実施の形態として説明したが、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。   So far, the best mode for carrying out the present invention has been described as an embodiment. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention. Is possible.

例えば、上述した実施の形態では、露光装置100は、駆動機構51〜56を備え、この各駆動機構によってライトガイド9の射出端部9b〜9f、減光フィルタ10、コリメートレンズ11、フライアイレンズ12、開口絞り13およびコンデンサレンズ14の可動レンズをそれぞれ駆動可能としたが、必ずしも駆動機構51〜56をすべて備える必要はなく、その一部だけを備えるようにしても構わない。具体的には、例えば露光光の照度分布の傾斜成分を調整する機構として、駆動機構51,53または56のいずれか一つを備えるようにすることができる。   For example, in the above-described embodiment, the exposure apparatus 100 includes the drive mechanisms 51 to 56, and the emission ends 9 b to 9 f of the light guide 9, the neutral density filter 10, the collimator lens 11, and the fly-eye lens by the drive mechanisms. 12, the aperture stop 13 and the movable lens of the condenser lens 14 can be driven. However, it is not always necessary to provide all the driving mechanisms 51 to 56, and only a part of them may be provided. Specifically, for example, any one of the drive mechanisms 51, 53, and 56 can be provided as a mechanism for adjusting the inclination component of the illuminance distribution of the exposure light.

また、上述した実施の形態では、光量検出センサ16は、光源1が発した光のうちダイクロイックミラー3を透過した光を検出するものとしたが、ダイクロイックミラー3を透過した光に限定されず、ダイクロイックミラー3によって反射された露光光の一部を検出するものとしてもよい。この場合、例えばダイクロイックミラー3からマスクMまでの光路において露光光の一部を分岐させ、この分岐させた露光光を光量検出センサ16によって検出することができる。あるいは、照度検出部29を光量検出センサとして兼用し、投影光学系PLを介した露光光の光量を検出するようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the light amount detection sensor 16 detects light transmitted through the dichroic mirror 3 out of light emitted from the light source 1, but is not limited to light transmitted through the dichroic mirror 3. A part of the exposure light reflected by the dichroic mirror 3 may be detected. In this case, for example, a part of the exposure light is branched in the optical path from the dichroic mirror 3 to the mask M, and the branched exposure light can be detected by the light amount detection sensor 16. Alternatively, the illuminance detection unit 29 may be used as a light amount detection sensor to detect the light amount of exposure light via the projection optical system PL.

また、上述した実施の形態では、投影光学系PLは、投影光学ユニットPL1〜PL5を備える、すなわち5組の投影光学ユニットを備えるものとしたが、5組に限らず4組以下もしくは6組以上備える構成としてもよい。具体的には、例えば投影光学ユニットを1組だけ備えるようにしてもよい。また、投影光学ユニットPL1〜PL5は、反射屈折式の結像光学系であるものとしたが、反射屈折式に限定されず、反射曲面を用いない屈折式の結像光学系、あるいは屈折曲面を用いない反射式の結像光学系であってもよい。   In the above-described embodiment, the projection optical system PL includes the projection optical units PL1 to PL5. That is, the projection optical system PL includes five sets of projection optical units. It is good also as a structure provided. Specifically, for example, only one set of projection optical units may be provided. The projection optical units PL1 to PL5 are catadioptric imaging optical systems. However, the projection optical units PL1 to PL5 are not limited to the catadioptric system, and are not limited to a catadioptric system. A reflective imaging optical system that is not used may be used.

また、上述した実施の形態では、光源1は、超高圧水銀ランプ等を用いるランプ光源であるものとして説明したが、ランプ光源に限定されず、エキシマレーザ等のレーザ光源であってもよい。この場合、照明光学系ILは、楕円鏡2およびコリメートレンズ5等に替えて、レーザ光源から射出するビームを拡大整形するビームエキスパンダ等を用いるとよい。   In the above-described embodiment, the light source 1 is described as a lamp light source using an ultra-high pressure mercury lamp or the like, but is not limited to the lamp light source, and may be a laser light source such as an excimer laser. In this case, the illumination optical system IL may use a beam expander or the like that enlarges and shapes the beam emitted from the laser light source, instead of the elliptical mirror 2 and the collimating lens 5.

また、上述した実施の形態では、露光装置100は、露光光を透過させる透過型のマスクMに形成されたパターンDPをプレートP上に転写するものとしたが、透過型に限定されず、反射型のマスクMに形成されたパターンDPを転写する構成としてもよい。さらに、露光装置100は、固定パターンが形成されたマスクを用いることに限定されず、パターン形状を適宜変更可能な可変パターンマスクを用いることができる。可変パターンマスクとしては、例えば、プログラム可能LCDアレイ(米国特許第5229872号明細書を参照)、DMD等のプログラム可能ミラーアレイ(米国特許第5296891号明細書を参照)、もしくはマトリックス状(アレイ状)発光点をもつ自己発光型マスク等の可変パターンジェネレータを用いることができる。ここで、可変パターンジェネレータは、アドレス指定された領域のみ露光光を透過、反射または発光させるマトリックスアドレス可能面をもち、露光光がマトリックスアドレス可能面におけるアドレス指定パターンに従ってパターン化されるようになっている。必要なアドレス指定は、適当な電子手段を使って行われる。このとき、上記マトリックスアドレス可能面が、照明光学系ILと投影光学系PLとの間に設定される所定面に位置することになる。   In the above-described embodiment, the exposure apparatus 100 transfers the pattern DP formed on the transmission mask M that transmits the exposure light onto the plate P. The pattern DP formed on the mask M of the mold may be transferred. Furthermore, the exposure apparatus 100 is not limited to using a mask on which a fixed pattern is formed, and a variable pattern mask capable of changing the pattern shape as appropriate can be used. Examples of the variable pattern mask include a programmable LCD array (see US Pat. No. 5,229,872), a programmable mirror array such as DMD (see US Pat. No. 5,296,891), or a matrix (array). A variable pattern generator such as a self-luminous mask having a light emitting point can be used. Here, the variable pattern generator has a matrix addressable surface that transmits, reflects or emits exposure light only in the addressed region, and the exposure light is patterned according to the addressing pattern on the matrix addressable surface. Yes. The necessary addressing is performed using suitable electronic means. At this time, the matrix addressable surface is positioned on a predetermined surface set between the illumination optical system IL and the projection optical system PL.

また、上述した実施の形態では、露光装置100は、導光光学系L1〜L5が各々備える減光フィルタ10、コリメータレンズ11、フライアイレンズ12、開口絞り13またはコンデンサレンズ14中の可動レンズの少なくとも1つを用いてプレートP上における露光光の光学特性を変化させ、これによって例えばプレートP上の露光量を各ショット領域内で均一にするようにしていたが、露光光の光学特性を変化させる代わりに、各投影光学ユニットPL1〜PL5によるパターン転写領域を変化させることで各ショット領域内の露光量を均一化することもできる。具体的には、例えば、走査駆動機構によるプレートPの走査方向と直交する方向における露光光の照度分布に傾斜成分が生じた場合、投影光学ユニットPL1〜PL5が備える各視野絞りASの大きさを、プレートPの走査方向に対して、照度分布の傾斜成分の程度に対応して適宜非対称とさせることで、ショット領域内の露光量を均一化することができる。この場合、走査方向と直交する方向における照度分布が高い側に対応する視野絞りASの走査方向の幅を、照度分布が低い側に対応する幅に対して狭めるとよい。   In the above-described embodiment, the exposure apparatus 100 is a movable lens in the neutral density filter 10, the collimator lens 11, the fly-eye lens 12, the aperture stop 13, or the condenser lens 14 provided in each of the light guide optical systems L1 to L5. The optical characteristic of the exposure light on the plate P is changed by using at least one, so that, for example, the exposure amount on the plate P is made uniform in each shot area, but the optical characteristic of the exposure light is changed. Instead, the exposure amount in each shot area can be made uniform by changing the pattern transfer area by the projection optical units PL1 to PL5. Specifically, for example, when an inclination component occurs in the illuminance distribution of the exposure light in the direction orthogonal to the scanning direction of the plate P by the scanning drive mechanism, the size of each field stop AS provided in the projection optical units PL1 to PL5 is set. The exposure amount in the shot area can be made uniform by appropriately making it asymmetrical with respect to the scanning direction of the plate P corresponding to the degree of the gradient component of the illuminance distribution. In this case, the width in the scanning direction of the field stop AS corresponding to the side with the high illuminance distribution in the direction orthogonal to the scanning direction may be narrower than the width corresponding to the side with the low illuminance distribution.

本発明の実施の形態にかかる露光装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the exposure apparatus concerning embodiment of this invention. 投影光学系が備える投影光学ユニットの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the projection optical unit with which a projection optical system is provided. 照明光学系の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an illumination optical system. 照明光学系が備える導入光学系および導光光学系の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the introduction optical system with which an illumination optical system is provided, and a light guide optical system. 導光光学系が備える減光フィルタの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the neutral density filter with which a light guide optical system is provided. ライタガイドの射出端部の傾斜駆動状態を示す図である。It is a figure which shows the inclination drive state of the injection | emission end part of a writer guide. フライアイレンズ上およびプレート上における露光光の照度分布を示す図である。It is a figure which shows the illumination intensity distribution of the exposure light on a fly eye lens and a plate. プレート上における露光光の照度分布を示す図である。It is a figure which shows the illumination intensity distribution of the exposure light on a plate. 実施の形態にかかる露光装置が行う露光処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the exposure process procedure which the exposure apparatus concerning Embodiment performs. 実施の形態にかかる露光装置を用いて製造する半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing process of the semiconductor device manufactured using the exposure apparatus concerning embodiment. 実施の形態にかかる露光装置を用いて製造する液晶デバイスの製造工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing process of the liquid crystal device manufactured using the exposure apparatus concerning embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 光源
9 ライトガイド
10 減光フィルタ
11 コリメートレンズ
12 フライアイレンズ
13 開口絞り
14 コンデンサレンズ
16 光量検出センサ
17 光源制御装置
18 駆動装置
19 記憶装置
20 主制御系
24 空間像検出部
29 照度検出部
51〜56 駆動機構
100 露光装置
DP パターン
IL 照明光学系
IL1〜IL5 導光光学系
ILa,ILb 導入光学系
M マスク
P プレート
PL 投影光学系
PL1〜PL5 投影光学ユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 9 Light guide 10 Neutralizing filter 11 Collimating lens 12 Fly eye lens 13 Aperture stop 14 Condenser lens 16 Light quantity detection sensor 17 Light source control device 18 Drive device 19 Storage device 20 Main control system 24 Spatial image detection unit 29 Illuminance detection unit 51 -56 Drive mechanism 100 Exposure apparatus DP pattern IL Illumination optical system IL1-IL5 Light guide optical system ILa, ILb Introduction optical system M Mask P plate PL Projection optical system PL1-PL5 Projection optical unit

Claims (13)

複数の光源が発する露光光を混合し、所定面に位置するパターンに照射する照明手段と、前記パターンを介した前記露光光をもとに、前記所定面の共役面に位置する感光性基板上に前記パターンの像を形成する投影手段とを備えた露光装置において、
前記照明手段または前記投影手段の少なくとも一方に含まれる光学素子を駆動して前記共役面における前記露光光の光学特性を変化させる調整手段と、
前記複数の光源のうちの第1光源および第2光源が発する各露光光の光量に対応する情報をもとに該各露光光の光量比に対応する情報を検知する検知手段と、
前記検知手段の検知結果をもとに前記調整手段を用いて前記光学特性を変化させる調整制御手段と、
を備えたことを特徴とする露光装置。
An illumination unit that mixes exposure light emitted from a plurality of light sources and irradiates a pattern positioned on a predetermined surface, and a photosensitive substrate positioned on a conjugate plane of the predetermined surface based on the exposure light via the pattern In an exposure apparatus comprising a projection means for forming an image of the pattern
Adjusting means for driving an optical element included in at least one of the illuminating means or the projecting means to change the optical characteristics of the exposure light on the conjugate plane;
Detecting means for detecting information corresponding to the light quantity ratio of each exposure light based on information corresponding to the light quantity of each exposure light emitted from the first light source and the second light source of the plurality of light sources;
Adjustment control means for changing the optical characteristics using the adjustment means based on the detection result of the detection means;
An exposure apparatus comprising:
前記第1光源および前記第2光源が発する各露光光の光量を検出する光量検出手段を備え、
前記検知手段は、前記光量検出手段の検出結果をもとに前記光量比に対応する情報を検知することを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
A light amount detecting means for detecting a light amount of each exposure light emitted from the first light source and the second light source;
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the detection unit detects information corresponding to the light amount ratio based on a detection result of the light amount detection unit.
前記第1光源および前記第2光源に供給される各電力を検出する電力検出手段を備え、
前記検知手段は、前記電力検出手段の検出結果をもとに前記光量比に対応する情報を検知することを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
Power detection means for detecting each power supplied to the first light source and the second light source;
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the detection unit detects information corresponding to the light amount ratio based on a detection result of the power detection unit.
前記第1光源および前記第2光源に供給される各電力を制御する電力制御手段を備え、
前記検知手段は、前記電力制御手段の制御情報をもとに前記光量比に対応する情報を検知することを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
Power control means for controlling each power supplied to the first light source and the second light source;
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the detection unit detects information corresponding to the light amount ratio based on control information of the power control unit.
前記光量比に対応する情報に対応付けて前記光学素子の駆動量をあらかじめ記憶した記憶手段を備え、
前記調整制御手段は、前記検知手段が検知した前記光量比に対応する情報に対応付けて前記記憶手段に記憶された前記駆動量に基づいて前記光学特性を変化させることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の露光装置。
Storage means for storing in advance the driving amount of the optical element in association with information corresponding to the light amount ratio;
2. The adjustment control unit changes the optical characteristic based on the driving amount stored in the storage unit in association with information corresponding to the light amount ratio detected by the detection unit. The exposure apparatus according to any one of -4.
前記調整制御手段は、前記検知手段が検知した前記光量比に対応する情報をもとに前記光学素子の駆動量を算出し、この算出した駆動量に基づいて前記光学特性を変化させることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の露光装置。   The adjustment control unit calculates a driving amount of the optical element based on information corresponding to the light amount ratio detected by the detecting unit, and changes the optical characteristics based on the calculated driving amount. The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 4. 前記光学特性を検出する光学特性検出手段を備え、
前記調整制御手段は、前記光学特性検出手段による前記光学特性の検出値が所定範囲内となるように前記光学特性を変化させることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の露光装置。
An optical property detecting means for detecting the optical property;
The said adjustment control means changes the said optical characteristic so that the detected value of the said optical characteristic by the said optical characteristic detection means may be in a predetermined range, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Exposure device.
前記照明手段は、
前記複数の光源が発する各露光光を異なる入射端部から受光して共通の射出端部から射出させる光伝送部材と、
前記光学素子を含み、前記射出端部から射出される前記露光光を前記パターンへ導く導光光学系と、
を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の露光装置。
The illumination means includes
A light transmission member that receives each exposure light emitted from the plurality of light sources from a different incident end and emits the light from a common exit end;
A light guide optical system that includes the optical element and guides the exposure light emitted from the emission end to the pattern;
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure apparatus includes:
前記照明手段は、
前記複数の光源が発する各露光光を異なる入射端部から受光し、この受光した各露光光をそれぞれ複数の前記射出端部へ分配して射出させる光伝送部材と、
複数の前記射出端部ごとに、前記光学素子を含み、該射出端部から射出される前記露光光を前記パターンへ導く導光光学系群と、
を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の露光装置。
The illumination means includes
A light transmission member that receives each exposure light emitted from the plurality of light sources from different incident end portions, distributes the received exposure light to the plurality of exit end portions, and emits the light;
A light guide optical system group that includes the optical element for each of a plurality of the emission ends, and guides the exposure light emitted from the emission ends to the pattern,
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure apparatus includes:
前記光学特性は、前記共役面における前記露光光の照度ムラまたはテレセントリシティであることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein the optical characteristic is illuminance unevenness or telecentricity of the exposure light on the conjugate plane. 前記光学特性は、複数の前記射出端部ごとに射出される各露光光の前記共役面における照度比であることを特徴とする請求項9に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 9, wherein the optical characteristic is an illuminance ratio at the conjugate plane of each exposure light emitted for each of the plurality of exit end portions. 前記光源は、2つであることを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein the number of the light sources is two. 請求項1〜12のいずれか一項に記載の露光装置を用いて前記感光性基板上に前記パターンを転写する露光工程と、
前記パターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記パターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に生成する現像工程と、
前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する加工工程と、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
An exposure step of transferring the pattern onto the photosensitive substrate using the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 12,
Developing the photosensitive substrate to which the pattern is transferred, and developing a mask layer having a shape corresponding to the pattern on the surface of the photosensitive substrate;
A processing step of processing the surface of the photosensitive substrate through the mask layer;
A device manufacturing method comprising:
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