JP5190804B2 - Dimming unit, illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、減光ユニット、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法に関する。さらに詳細には、本発明は、例えば半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のデバイスをリソグラフィー工程で製造するための露光装置に好適な照明光学系に関するものである。 The present invention relates to a dimming unit, an illumination optical system, an exposure apparatus, and a device manufacturing method. More specifically, the present invention relates to an illumination optical system suitable for an exposure apparatus for manufacturing a device such as a semiconductor element, an imaging element, a liquid crystal display element, and a thin film magnetic head in a lithography process.
この種の典型的な露光装置においては、光源から射出された光が、オプティカルインテグレータとしてのフライアイレンズを介して、多数の光源からなる実質的な面光源としての二次光源(一般には照明瞳における所定の光強度分布)を形成する。以下、照明瞳での光強度分布を、「瞳強度分布」という。また、照明瞳とは、照明瞳と被照射面(露光装置の場合にはマスクまたはウェハ)との間の光学系の作用によって、被照射面が照明瞳のフーリエ変換面となるような位置として定義される。 In a typical exposure apparatus of this type, a secondary light source (generally an illumination pupil), which is a substantial surface light source composed of a number of light sources, passes through a fly-eye lens as an optical integrator. A predetermined light intensity distribution). Hereinafter, the light intensity distribution in the illumination pupil is referred to as “pupil intensity distribution”. The illumination pupil is a position where the illumination surface becomes the Fourier transform plane of the illumination pupil by the action of the optical system between the illumination pupil and the illumination surface (a mask or a wafer in the case of an exposure apparatus). Defined.
二次光源からの光は、コンデンサーレンズにより集光された後、所定のパターンが形成されたマスクを重畳的に照明する。マスクを透過した光は投影光学系を介してウェハ上に結像し、ウェハ上にはマスクパターンが投影露光(転写)される。マスクに形成されたパターンは高集積化されており、この微細パターンをウェハ上に正確に転写するにはウェハ上において均一な照度分布を得ることが不可欠である。 The light from the secondary light source is condensed by the condenser lens and then illuminates the mask on which a predetermined pattern is formed in a superimposed manner. The light transmitted through the mask forms an image on the wafer via the projection optical system, and the mask pattern is projected and exposed (transferred) onto the wafer. The pattern formed on the mask is highly integrated, and it is indispensable to obtain a uniform illumination distribution on the wafer in order to accurately transfer the fine pattern onto the wafer.
マスクの微細パターンをウェハ上に正確に転写するために、例えば輪帯状や複数極状(2極状、4極状など)の瞳強度分布を形成し、投影光学系の焦点深度や解像力を向上させる技術が提案されている(特許文献1を参照)。 In order to accurately transfer the fine pattern of the mask onto the wafer, for example, an annular or multipolar (bipolar, quadrupolar, etc.) pupil intensity distribution is formed to improve the depth of focus and resolution of the projection optical system. The technique to make it is proposed (refer patent document 1).
マスクの微細パターンをウェハ上に忠実に転写するには、瞳強度分布を所望の形状に調整するだけでなく、最終的な被照射面としてのウェハ上の各点に関する瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整する必要がある。ウェハ上の各点での瞳強度分布の均一性にばらつきがあると、ウェハ上の位置毎にパターンの線幅がばらついて、マスクの微細パターンを露光領域の全体に亘って所望の線幅でウェハ上に忠実に転写することができない。 In order to faithfully transfer the fine pattern of the mask onto the wafer, not only the pupil intensity distribution is adjusted to the desired shape, but also the pupil intensity distribution for each point on the wafer as the final irradiated surface is almost uniform. It is necessary to adjust to. If there is a variation in the uniformity of the pupil intensity distribution at each point on the wafer, the line width of the pattern varies from position to position on the wafer, and the fine pattern of the mask has the desired line width over the entire exposure area. It cannot be faithfully transferred onto the wafer.
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、被照射面上の各点での瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整することのできる照明光学系を提供することを目的とする。また、本発明は、被照射面上の各点での瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整する照明光学系を用いて、適切な照明条件のもとで良好な露光を行うことのできる露光装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an illumination optical system capable of adjusting the pupil intensity distribution at each point on the irradiated surface almost uniformly. The present invention also provides an exposure apparatus that can perform good exposure under appropriate illumination conditions using an illumination optical system that adjusts the pupil intensity distribution at each point on the irradiated surface substantially uniformly. The purpose is to provide.
前記課題を解決するために、本発明の第1形態では、被照射面を照明する照明光学系の光路中に配置される波面分割型のオプティカルインテグレータと組み合わせて用いられる減光ユニットであって、前記照明光学系の光軸と直交する平面内の第1方向に所定の屈折力を有する前記オプティカルインテグレータの複数の第1屈折面に対応するように前記複数の第1屈折面の後側に設けられて前記第1方向に所定の屈折力を有する前記オプティカルインテグレータの複数の第2屈折面のうちの少なくとも2つの隣り合う第2屈折面の境界線の直後に配置されて、前記被照射面に達する光の位置が前記被照射面の中心から前記第1方向に沿って離れるにしたがって減光率の増大する減光率特性を有する減光部を備えていることを特徴とする減光ユニットを提供する。 In order to solve the above problems, in the first embodiment of the present invention, a dimming unit used in combination with a wavefront division type optical integrator disposed in an optical path of an illumination optical system that illuminates a surface to be irradiated, Provided behind the plurality of first refracting surfaces so as to correspond to the plurality of first refracting surfaces of the optical integrator having a predetermined refractive power in a first direction within a plane orthogonal to the optical axis of the illumination optical system. And disposed immediately after a boundary line between at least two adjacent second refracting surfaces of the plurality of second refracting surfaces of the optical integrator having a predetermined refractive power in the first direction. A dimming unit comprising a dimming unit having a dimming rate characteristic in which the dimming rate increases as the position of the light reaching reaches away from the center of the irradiated surface along the first direction. To provide a Tsu door.
本発明の第2形態では、被照射面を照明する照明光学系の光路中に配置される波面分割型のオプティカルインテグレータと組み合わせて用いられる減光ユニットであって、前記照明光学系の光軸と直交する平面内の第1方向に所定の屈折力を有する前記オプティカルインテグレータの複数の第1屈折面に対応するように前記複数の第1屈折面の後側に設けられて前記第1方向に所定の屈折力を有する前記オプティカルインテグレータの複数の第2屈折面のうちの少なくとも2つの隣り合う第2屈折面の境界線の直後に配置されて、前記平面内で前記第1方向と直交する第2方向に沿って延びる前記境界線とほぼ平行に延びる線状の遮光部材を備え、前記線状の遮光部材は、位置および姿勢のいずれか一方が変更可能であることを特徴とする減光ユニットを提供する。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a dimming unit used in combination with a wavefront division type optical integrator disposed in an optical path of an illumination optical system that illuminates a surface to be irradiated, the optical axis of the illumination optical system, Provided on the rear side of the plurality of first refracting surfaces so as to correspond to the plurality of first refracting surfaces of the optical integrator having a predetermined refractive power in a first direction within a plane orthogonal to the predetermined direction in the first direction. And a second orthogonal to the first direction in the plane, which is disposed immediately after the boundary line of at least two adjacent second refractive surfaces of the plurality of second refractive surfaces of the optical integrator having the refractive power of A linear light-shielding member extending substantially parallel to the boundary line extending in the direction, and the linear light-shielding member can be changed in either position or orientation. To provide a unit.
本発明の第3形態では、光源からの光に基づいて被照射面を照明する照明光学系において、前記照明光学系の光路中に配置される波面分割型のオプティカルインテグレータと、前記オプティカルインテグレータと組み合わせて用いられる第1形態または第2形態の減光ユニットとを備えていることを特徴とする照明光学系を提供する。 In a third aspect of the present invention, in an illumination optical system that illuminates a surface to be irradiated based on light from a light source, a wavefront division type optical integrator disposed in an optical path of the illumination optical system, and a combination with the optical integrator The illumination optical system is provided with the light reduction unit of the first form or the second form used.
本発明の第4形態では、所定のパターンを照明するための第3形態の照明光学系を備え、前記所定のパターンを感光性基板に露光することを特徴とする露光装置を提供する。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus comprising the illumination optical system according to the third aspect for illuminating a predetermined pattern, and exposing the predetermined pattern onto a photosensitive substrate.
本発明の第5形態では、第4形態の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定の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形成する現像工程と、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を提供する。 In the fifth embodiment of the present invention, using the exposure apparatus of the fourth embodiment, an exposure step of exposing the predetermined pattern to the photosensitive substrate, and developing the photosensitive substrate to which the predetermined pattern is transferred, A development step for forming a mask layer having a shape corresponding to the predetermined pattern on the surface of the photosensitive substrate; and a processing step for processing the surface of the photosensitive substrate through the mask layer. A device manufacturing method is provided.
本発明の照明光学系では、オプティカルインテグレータの隣り合う屈折面の境界線の直後に、減光ユニットの減光部が設けられている。この減光部は、被照射面に達する光の位置がその中心から所定方向に沿って離れるにしたがって減光率の増大する減光率特性を有する。したがって、減光ユニットの減光部の作用により、被照射面上の各点に関する瞳強度分布をそれぞれ独立的に調整し、ひいては各点に関する瞳強度分布を互いにほぼ同じ性状の分布に調整することが可能である。その結果、本発明の照明光学系では、例えば被照射面上の各点での瞳強度分布を一律に調整する濃度フィルターと、各点に関する瞳強度分布をそれぞれ独立的に調整する減光ユニットとの協働作用により、被照射面上の各点での瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整することができる。こうして、本発明の露光装置では、被照射面上の各点での瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整する照明光学系を用いて、適切な照明条件のもとで良好な露光を行うことができ、ひいては良好なデバイスを製造することができる。 In the illumination optical system of the present invention, the dimming unit of the dimming unit is provided immediately after the boundary line between adjacent refractive surfaces of the optical integrator. This dimming part has a dimming rate characteristic in which the dimming rate increases as the position of the light reaching the irradiated surface moves away from the center along a predetermined direction. Therefore, the pupil intensity distribution for each point on the irradiated surface is independently adjusted by the action of the dimming unit of the dimming unit, and consequently the pupil intensity distribution for each point is adjusted to a distribution having substantially the same property as each other. Is possible. As a result, in the illumination optical system of the present invention, for example, a density filter that uniformly adjusts the pupil intensity distribution at each point on the irradiated surface, and a dimming unit that independently adjusts the pupil intensity distribution for each point, With this cooperative action, the pupil intensity distribution at each point on the illuminated surface can be adjusted substantially uniformly. Thus, the exposure apparatus of the present invention can perform good exposure under appropriate illumination conditions using the illumination optical system that adjusts the pupil intensity distribution at each point on the irradiated surface almost uniformly. And by extension, a good device can be manufactured.
本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。図1は、本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。図1において、感光性基板であるウェハWの露光面(転写面)の法線方向に沿ってZ軸を、ウェハWの露光面内において図1の紙面に平行な方向にY軸を、ウェハWの露光面内において図1の紙面に垂直な方向にX軸をそれぞれ設定している。図1を参照すると、本実施形態の露光装置では、光源1から露光光(照明光)が供給される。光源1として、たとえば193nmの波長の光を供給するArFエキシマレーザ光源や248nmの波長の光を供給するKrFエキシマレーザ光源などを用いることができる。光源1から射出された光は、整形光学系2により所要の断面形状の光束に変換された後、例えば輪帯照明用の回折光学素子3を介して、アフォーカルレンズ4に入射する。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a drawing schematically showing a configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the Z axis along the normal direction of the exposure surface (transfer surface) of the wafer W, which is a photosensitive substrate, and the Y axis in the direction parallel to the paper surface of FIG. In the W exposure plane, the X axis is set in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. Referring to FIG. 1, in the exposure apparatus of the present embodiment, exposure light (illumination light) is supplied from a
アフォーカルレンズ4は、その前側焦点位置と回折光学素子3の位置とがほぼ一致し且つその後側焦点位置と図中破線で示す所定面5の位置とがほぼ一致するように設定されたアフォーカル系(無焦点光学系)である。回折光学素子3は、基板に露光光(照明光)の波長程度のピッチを有する段差を形成することによって構成され、入射ビームを所望の角度に回折する作用を有する。具体的には、輪帯照明用の回折光学素子3は、矩形状の断面を有する平行光束が入射した場合に、ファーフィールド(またはフラウンホーファー回折領域)に輪帯状の光強度分布を形成する機能を有する。したがって、回折光学素子3に入射したほぼ平行光束は、アフォーカルレンズ4の瞳面に輪帯状の光強度分布を形成した後、輪帯状の角度分布でアフォーカルレンズ4から射出される。アフォーカルレンズ4の前側レンズ群4aと後側レンズ群4bとの間の光路中において、その瞳位置またはその近傍には、濃度フィルター6が配置されている。濃度フィルター6は平行平面板の形態を有し、その光学面にはクロムや酸化クロム等からなる遮光性ドットの濃密パターンが形成されている。すなわち、濃度フィルター6は、光の入射位置に応じて透過率の異なる透過率分布を有する。濃度フィルター6の具体的な作用については後述する。
The afocal lens 4 is set so that the front focal position thereof and the position of the diffractive optical element 3 substantially coincide with each other, and the rear focal position thereof substantially coincides with the position of the predetermined surface 5 indicated by a broken line in the drawing. System (non-focal optical system). The diffractive optical element 3 is formed by forming a step having a pitch of about the wavelength of exposure light (illumination light) on the substrate, and has a function of diffracting an incident beam to a desired angle. Specifically, the diffractive optical element 3 for annular illumination has a function of forming an annular light intensity distribution in the far field (or Fraunhofer diffraction region) when a parallel light beam having a rectangular cross section is incident. Have Therefore, the substantially parallel light beam incident on the diffractive optical element 3 is emitted from the afocal lens 4 with a ring-shaped angular distribution after forming a ring-shaped light intensity distribution on the pupil plane of the afocal lens 4. In the optical path between the
アフォーカルレンズ4を介した光は、σ値(σ値=照明光学系のマスク側開口数/投影光学系のマスク側開口数)可変用のズームレンズ7を介して、オプティカルインテグレータとしてのシリンドリカルマイクロフライアイレンズ9に入射する。シリンドリカルマイクロフライアイレンズ9は、図2に示すように、光源側に配置された第1フライアイ部材(第1光学部材)9aとマスク側に配置された第2フライアイ部材(第2光学部材)9bとにより構成されている。第1フライアイ部材9aの光源側(入射側)の面および第2フライアイ部材9bの光源側の面には、X方向に並んで配列された複数の円筒面形状の屈折面(シリンドリカルレンズ群)9aaおよび9baがそれぞれピッチpxで形成されている。第1フライアイ部材9aのマスク側(射出側)の面および第2フライアイ部材9bのマスク側の面には、Z方向に並んで配列された複数の円筒面形状の屈折面(シリンドリカルレンズ群)9abおよび9bbがそれぞれピッチpz(pz>px)で形成されている。
The light passing through the afocal lens 4 passes through a zoom lens 7 for varying the σ value (σ value = mask-side numerical aperture of the illumination optical system / mask-side numerical aperture of the projection optical system), and a cylindrical micro as an optical integrator. The light enters the fly eye lens 9. As shown in FIG. 2, the cylindrical micro fly's eye lens 9 includes a first fly eye member (first optical member) 9a disposed on the light source side and a second fly eye member (second optical member) disposed on the mask side. ) 9b. On the light source side (incident side) surface of the first fly's
シリンドリカルマイクロフライアイレンズ9のX方向に関する屈折作用(すなわちXY平面に関する屈折作用)に着目すると、光軸AXに沿って入射した平行光束は、第1フライアイ部材9aの光源側に形成された一群の屈折面9aaによってX方向に沿ってピッチpxで波面分割され、その屈折面で集光作用を受けた後、第2フライアイ部材9bの光源側に形成された一群の屈折面9ba中の対応する屈折面で集光作用を受け、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ9の後側焦点面上に集光する。シリンドリカルマイクロフライアイレンズ9のZ方向に関する屈折作用(すなわちYZ平面に関する屈折作用)に着目すると、光軸AXに沿って入射した平行光束は、第1フライアイ部材9aのマスク側に形成された一群の屈折面9abによってZ方向に沿ってピッチpzで波面分割され、その屈折面で集光作用を受けた後、第2フライアイ部材9bのマスク側に形成された一群の屈折面9bb中の対応する屈折面で集光作用を受け、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ9の後側焦点面上に集光する。
Focusing on the refraction action in the X direction of the cylindrical micro fly's eye lens 9 (that is, the refraction action in the XY plane), a group of parallel light beams incident along the optical axis AX are formed on the light source side of the first
このように、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ9は、シリンドリカルレンズ群が両側面に配置された第1フライアイ部材9aと第2フライアイ部材9bとにより構成されているが、X方向にpxのサイズを有しZ方向にpzのサイズを有する多数の矩形状の微小屈折面(単位波面分割面)が縦横に且つ稠密に一体形成されたマイクロフライアイレンズと同様の光学的機能を発揮する。シリンドリカルマイクロフライアイレンズ9では、微小屈折面の面形状のばらつきに起因する歪曲収差の変化を小さく抑え、たとえばエッチング加工により一体的に形成される多数の微小屈折面の製造誤差が照度分布に与える影響を小さく抑えることができる。
As described above, the cylindrical micro fly's eye lens 9 is composed of the first
所定面5の位置はズームレンズ7の前側焦点位置またはその近傍に配置され、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ9の入射面(すなわち第1フライアイ部材9aの入射面)はズームレンズ7の後側焦点位置またはその近傍に配置されている。換言すると、ズームレンズ7は、所定面5とシリンドリカルマイクロフライアイレンズ9の入射面とを実質的にフーリエ変換の関係に配置し、ひいてはアフォーカルレンズ4の瞳面とシリンドリカルマイクロフライアイレンズ9の入射面とを光学的にほぼ共役に配置している。したがって、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ9の入射面上には、アフォーカルレンズ4の瞳面と同様に、たとえば光軸AXを中心とした輪帯状の照野が形成される。この輪帯状の照野の全体形状は、ズームレンズ7の焦点距離に依存して相似的に変化する。シリンドリカルマイクロフライアイレンズ9の各単位波面分割面は、上述したように、Z方向に沿って長辺を有し且つX方向に沿って短辺を有する矩形状であって、マスクM上において形成すべき照明領域の形状(ひいてはウェハW上において形成すべき露光領域の形状)と相似な矩形状である。
The position of the predetermined surface 5 is disposed at or near the front focal position of the zoom lens 7, and the incident surface of the cylindrical micro fly's eye lens 9 (that is, the incident surface of the first fly's
シリンドリカルマイクロフライアイレンズ9に入射した光束は二次元的に分割され、その後側焦点面またはその近傍の位置(ひいては照明瞳の位置)には、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ9の入射面に形成される照野とほぼ同じ光強度分布を有する二次光源、すなわち光軸AXを中心とした輪帯状の実質的な面光源からなる二次光源(瞳強度分布)が形成される。シリンドリカルマイクロフライアイレンズ9の直後には、減光ユニット10が配置されている。減光ユニット10の構成および作用については後述する。シリンドリカルマイクロフライアイレンズ9の後側焦点面またはその近傍には、必要に応じて、輪帯状の二次光源に対応した輪帯状の開口部(光透過部)を有する照明開口絞り(不図示)が配置されている。照明開口絞りは、照明光路に対して挿脱自在に構成され、且つ大きさおよび形状の異なる開口部を有する複数の開口絞りと切り換え可能に構成されている。開口絞りの切り換え方式として、たとえば周知のターレット方式やスライド方式などを用いることができる。照明開口絞りは、後述する投影光学系PLの入射瞳面と光学的にほぼ共役な位置に配置され、二次光源の照明に寄与する範囲を規定する。
The light beam incident on the cylindrical micro fly's eye lens 9 is two-dimensionally divided, and is formed on the incident surface of the cylindrical micro fly's eye lens 9 at the rear focal plane or a position in the vicinity thereof (and thus the position of the illumination pupil). A secondary light source having substantially the same light intensity distribution as the illumination field, that is, a secondary light source (pupil intensity distribution) composed of a ring-shaped substantial surface light source centered on the optical axis AX is formed. A
シリンドリカルマイクロフライアイレンズ9および減光ユニット10を経た光は、コンデンサー光学系11を介して、マスクブラインド12を重畳的に照明する。こうして、照明視野絞りとしてのマスクブラインド12には、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ9の単位波面分割面の形状と焦点距離とに応じた矩形状の照野が形成される。マスクブラインド12の矩形状の開口部(光透過部)を経た光は、前側レンズ群13aと後側レンズ群13bとからなる結像光学系13を介して、所定のパターンが形成されたマスクMを重畳的に照明する。すなわち、結像光学系13は、マスクブラインド12の矩形状開口部の像をマスクM上に形成することになる。マスクステージMS上に保持されたマスクMには転写すべきパターンが形成されており、パターン領域全体のうちY方向に沿って長辺を有し且つX方向に沿って短辺を有する矩形状(スリット状)のパターン領域が照明される。マスクMのパターン領域を透過した光は、投影光学系PLを介して、ウェハステージWS上に保持されたウェハ(感光性基板)W上にマスクパターンの像を形成する。すなわち、マスクM上での矩形状の照明領域に光学的に対応するように、ウェハW上においてもY方向に沿って長辺を有し且つX方向に沿って短辺を有する矩形状の静止露光領域(実効露光領域)にパターン像が形成される。こうして、いわゆるステップ・アンド・スキャン方式にしたがって、投影光学系PLの光軸AXと直交する平面(XY平面)内において、X方向(走査方向)に沿ってマスクステージMSとウェハステージWSとを、ひいてはマスクMとウェハWとを同期的に移動(走査)させることにより、ウェハW上には静止露光領域のY方向寸法に等しい幅を有し且つウェハWの走査量(移動量)に応じた長さを有するショット領域(露光領域)に対してマスクパターンが走査露光される。
The light that has passed through the cylindrical micro fly's eye lens 9 and the
本実施形態では、上述したように、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ9により形成される二次光源を光源として、照明光学系(2〜13)の被照射面に配置されるマスクMをケーラー照明する。このため、二次光源が形成される位置は投影光学系PLの開口絞りASの位置と光学的に共役であり、二次光源の形成面を照明光学系(2〜13)の照明瞳面と呼ぶことができる。典型的には、照明瞳面に対して被照射面(マスクMが配置される面、または投影光学系PLを含めて照明光学系と考える場合にはウェハWが配置される面)が光学的なフーリエ変換面となる。なお、瞳強度分布とは、照明光学系(2〜13)の照明瞳面または当該照明瞳面と光学的に共役な面における光強度分布(輝度分布)である。シリンドリカルマイクロフライアイレンズ9による波面分割数が比較的大きい場合、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ9の入射面に形成される大局的な光強度分布と、二次光源全体の大局的な光強度分布(瞳強度分布)とが高い相関を示す。このため、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ9の入射面および当該入射面と光学的に共役な面における光強度分布についても瞳強度分布と称することができる。図1の構成において、回折光学素子3、アフォーカルレンズ4、ズームレンズ7、およびシリンドリカルマイクロフライアイレンズ9は、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ9よりも後側の照明瞳に瞳強度分布を形成する分布形成光学系を構成している。 In the present embodiment, as described above, the secondary light source formed by the cylindrical micro fly's eye lens 9 is used as the light source, and the mask M arranged on the irradiated surface of the illumination optical system (2-13) is Koehler illuminated. For this reason, the position where the secondary light source is formed is optically conjugate with the position of the aperture stop AS of the projection optical system PL, and the formation surface of the secondary light source is the illumination pupil plane of the illumination optical system (2-13). Can be called. Typically, the irradiated surface (the surface on which the mask M is disposed or the surface on which the wafer W is disposed when the illumination optical system including the projection optical system PL is considered) is optical with respect to the illumination pupil plane. A Fourier transform plane. The pupil intensity distribution is a light intensity distribution (luminance distribution) on the illumination pupil plane of the illumination optical system (2-13) or a plane optically conjugate with the illumination pupil plane. When the number of wavefront divisions by the cylindrical micro fly's eye lens 9 is relatively large, the global light intensity distribution formed on the incident surface of the cylindrical micro fly's eye lens 9 and the global light intensity distribution of the entire secondary light source (pupil) Intensity distribution). For this reason, the light intensity distribution on the incident surface of the cylindrical micro fly's eye lens 9 and a surface optically conjugate with the incident surface can also be referred to as a pupil intensity distribution. In the configuration of FIG. 1, the diffractive optical element 3, the afocal lens 4, the zoom lens 7, and the cylindrical micro fly's eye lens 9 are distributions that form a pupil intensity distribution in the illumination pupil behind the cylindrical micro fly's eye lens 9. The forming optical system is configured.
輪帯照明用の回折光学素子3に代えて、複数極照明(2極照明、4極照明、8極照明など)用の回折光学素子(不図示)を照明光路中に設定することによって、複数極照明を行うことができる。複数極照明用の回折光学素子は、矩形状の断面を有する平行光束が入射した場合に、ファーフィールドに複数極状(2極状、4極状、8極状など)の光強度分布を形成する機能を有する。したがって、複数極照明用の回折光学素子を介した光束は、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ9の入射面に、たとえば光軸AXを中心とした複数の所定形状(円弧状、円形状など)の照野からなる複数極状の照野を形成する。その結果、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ9の後側焦点面またはその近傍にも、その入射面に形成された照野と同じ複数極状の二次光源が形成される。また、輪帯照明用の回折光学素子3に代えて、円形照明用の回折光学素子(不図示)を照明光路中に設定することによって、通常の円形照明を行うことができる。円形照明用の回折光学素子は、矩形状の断面を有する平行光束が入射した場合に、ファーフィールドに円形状の光強度分布を形成する機能を有する。したがって、円形照明用の回折光学素子を介した光束は、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ9の入射面に、たとえば光軸AXを中心とした円形状の照野を形成する。その結果、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ9の後側焦点面またはその近傍にも、その入射面に形成された照野と同じ円形状の二次光源が形成される。また、輪帯照明用の回折光学素子3に代えて、適当な特性を有する回折光学素子(不図示)を照明光路中に設定することによって、様々な形態の変形照明を行うことができる。回折光学素子3の切り換え方式として、たとえば周知のターレット方式やスライド方式などを用いることができる。 In place of the diffractive optical element 3 for annular illumination, a plurality of diffractive optical elements (not shown) for multipole illumination (two-pole illumination, four-pole illumination, octupole illumination, etc.) are set in the illumination optical path. Polar lighting can be performed. A diffractive optical element for multipole illumination forms a light intensity distribution of multiple poles (bipolar, quadrupole, octupole, etc.) in the far field when a parallel light beam having a rectangular cross section is incident. It has the function to do. Therefore, the light flux that has passed through the diffractive optical element for multipole illumination is irradiated on the incident surface of the cylindrical micro fly's eye lens 9 with, for example, an illumination field having a plurality of predetermined shapes (arc shape, circular shape, etc.) centered on the optical axis AX A multipolar illumination field consisting of As a result, the same multipolar secondary light source as the illumination field formed on the incident surface is formed on the rear focal plane of the cylindrical micro fly's eye lens 9 or in the vicinity thereof. Moreover, instead of the diffractive optical element 3 for annular illumination, a normal circular illumination can be performed by setting a diffractive optical element (not shown) for circular illumination in the illumination optical path. The diffractive optical element for circular illumination has a function of forming a circular light intensity distribution in the far field when a parallel light beam having a rectangular cross section is incident. Therefore, the light beam that has passed through the diffractive optical element for circular illumination forms, for example, a circular illumination field around the optical axis AX on the incident surface of the cylindrical micro fly's eye lens 9. As a result, a secondary light source having the same circular shape as the illumination field formed on the incident surface is also formed on or near the rear focal plane of the cylindrical micro fly's eye lens 9. Also, instead of the diffractive optical element 3 for annular illumination, various forms of modified illumination can be performed by setting a diffractive optical element (not shown) having appropriate characteristics in the illumination optical path. As a switching method of the diffractive optical element 3, for example, a known turret method or slide method can be used.
以下の説明では、本実施形態の作用効果の理解を容易にするために、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ9の後側焦点面またはその近傍の照明瞳には、図3に示すような4つの円弧状の実質的な面光源(以下、単に「面光源」という)20a,20b,20cおよび20dからなる4極状の瞳強度分布(二次光源)20が形成されるものとする。また、以下の説明において単に「照明瞳」という場合には、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ9の後側焦点面またはその近傍の照明瞳を指すものとする。図3を参照すると、照明瞳に形成される4極状の瞳強度分布20は、光軸AXを挟んでX方向に間隔を隔てた面光源20aおよび20bと、光軸AXを挟んでZ方向に間隔を隔てた一対の円弧状の実質的な面光源20cおよび20dとを有する。なお、照明瞳におけるX方向はシリンドリカルマイクロフライアイレンズ9の矩形状の単位波面分割面の短辺方向であって、ウェハWの走査方向に対応している。また、照明瞳におけるZ方向は、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ9の矩形状の単位波面分割面の長辺方向であって、ウェハWの走査方向と直交する走査直交方向(ウェハW上におけるY方向)に対応している。
In the following description, in order to facilitate understanding of the effects of the present embodiment, the rear focal plane of the cylindrical micro fly's eye lens 9 or the illumination pupil in the vicinity thereof has four arcs as shown in FIG. It is assumed that a quadrupole pupil intensity distribution (secondary light source) 20 composed of a substantial surface light source (hereinafter simply referred to as “surface light source”) 20a, 20b, 20c and 20d is formed. In the following description, the term “illumination pupil” simply refers to the illumination pupil in the rear focal plane of the cylindrical micro fly's eye lens 9 or in the vicinity thereof. Referring to FIG. 3, the quadrupole
ウェハW上には、図4に示すように、Y方向に沿って長辺を有し且つX方向に沿って短辺を有する矩形状の静止露光領域ERが形成され、この静止露光領域ERに対応するように、マスクM上には矩形状の照明領域(不図示)が形成される。ここで、静止露光領域ER内の1点に入射する光が照明瞳に形成する4極状の瞳強度分布は、入射点の位置に依存することなく、互いにほぼ同じ形状を有する。しかしながら、4極状の瞳強度分布を構成する各面光源の光強度は、入射点の位置に依存して異なる傾向がある。具体的には、図5に示すように、静止露光領域ER内の中心点P1に入射する光が形成する4極状の瞳強度分布21の場合、Z方向に間隔を隔てた面光源21cおよび21dの光強度の方が、X方向に間隔を隔てた面光源21aおよび21bの光強度よりも大きくなる傾向がある。一方、図6に示すように、静止露光領域ER内の中心点P1からY方向に間隔を隔てた周辺の点P2,P3に入射する光が形成する4極状の瞳強度分布22の場合、Z方向に間隔を隔てた面光源22cおよび22dの光強度の方が、X方向に間隔を隔てた面光源22aおよび22bの光強度よりも小さくなる傾向がある。
As shown in FIG. 4, a rectangular still exposure region ER having a long side along the Y direction and a short side along the X direction is formed on the wafer W. Correspondingly, a rectangular illumination area (not shown) is formed on the mask M. Here, the quadrupole pupil intensity distribution formed on the illumination pupil by light incident on one point in the still exposure region ER has substantially the same shape without depending on the position of the incident point. However, the light intensity of each surface light source constituting the quadrupole pupil intensity distribution tends to differ depending on the position of the incident point. Specifically, as shown in FIG. 5, in the case of a quadrupole
一般に、照明瞳に形成される瞳強度分布の外形形状にかかわらず、ウェハW上の静止露光領域ER内の中心点P1に関する瞳強度分布(中心点P1に入射する光が照明瞳に形成する瞳強度分布)のZ方向に沿った光強度分布は、図7(a)に示すように、中央において最も小さく周辺に向かって増大する凹曲線状の分布を有する。一方、ウェハW上の静止露光領域ER内の周辺点P2,P3に関する瞳強度分布のZ方向に沿った光強度分布は、図7(b)に示すように、中央において最も大きく周辺に向かって減少する凸曲線状の分布を有する。そして、瞳強度分布のZ方向に沿った光強度分布は、静止露光領域ER内のX方向(走査方向)に沿った入射点の位置にはあまり依存しないが、静止露光領域ER内のY方向(走査直交方向)に沿った入射点の位置に依存して変化する傾向がある。このように、ウェハW上の静止露光領域ER内の各点に関する瞳強度分布(各点に入射する光が照明瞳に形成する瞳強度分布)がそれぞれほぼ均一でない場合、ウェハW上の位置毎にパターンの線幅がばらついて、マスクMの微細パターンを露光領域の全体に亘って所望の線幅でウェハW上に忠実に転写することができない。 In general, regardless of the outer shape of the pupil intensity distribution formed on the illumination pupil, the pupil intensity distribution related to the center point P1 in the still exposure region ER on the wafer W (the pupil formed on the illumination pupil by the light incident on the center point P1). As shown in FIG. 7A, the light intensity distribution along the Z direction of the intensity distribution has a concave curve distribution that is smallest at the center and increases toward the periphery. On the other hand, the light intensity distribution along the Z direction of the pupil intensity distribution related to the peripheral points P2 and P3 in the static exposure region ER on the wafer W is the largest at the center and toward the periphery as shown in FIG. It has a decreasing convex curve distribution. The light intensity distribution along the Z direction of the pupil intensity distribution does not depend much on the position of the incident point along the X direction (scanning direction) in the still exposure region ER, but the Y direction in the still exposure region ER. There is a tendency to change depending on the position of the incident point along the (scanning orthogonal direction). As described above, when the pupil intensity distribution (pupil intensity distribution formed on the illumination pupil by the light incident on each point) on each point in the still exposure region ER on the wafer W is not substantially uniform, for each position on the wafer W. Further, the line width of the pattern varies, and the fine pattern of the mask M cannot be faithfully transferred onto the wafer W with a desired line width over the entire exposure region.
本実施形態では、上述したように、アフォーカルレンズ4の瞳位置またはその近傍に、光の入射位置に応じて透過率の異なる透過率分布を有する濃度フィルター6が配置されている。また、アフォーカルレンズ4の瞳位置は、その後側レンズ群4bとズームレンズ7とにより、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ9の入射面と光学的に共役である。したがって、濃度フィルター6の作用により、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ9の入射面に形成される光強度分布が調整(補正)され、ひいてはシリンドリカルマイクロフライアイレンズ9の後側焦点面またはその近傍の照明瞳に形成される瞳強度分布も調整される。ただし、濃度フィルター6は、ウェハW上の静止露光領域ER内の各点に関する瞳強度分布を、各点の位置に依存することなく一律に調整する。その結果、濃度フィルター6の作用により、例えば中心点P1に関する4極状の瞳強度分布21がほぼ均一になるように、ひいては各面光源21a〜21dの光強度が互いにほぼ等しくなるように調整することはできるが、その場合には周辺点P2、P3に関する4極状の瞳強度分布22の面光源22a,22bと面光源22c,22dとの光強度の差は却って大きくなってしまう。すなわち、濃度フィルター6の作用により、ウェハW上の静止露光領域ER内の各点に関する瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整するには、濃度フィルター6とは別の手段により、各点に関する瞳強度分布を互いに同じ性状の分布に調整する必要がある。具体的には、例えば中心点P1に関する瞳強度分布21および周辺点P2,P3に関する瞳強度分布22において、面光源21a,21bと面光源21c,21dとの光強度の大小関係と面光源22a,22bと面光源22c,22dとの光強度の大小関係とをほぼ同じ比率で一致させる必要がある。
In the present embodiment, as described above, the density filter 6 having a transmittance distribution with different transmittance according to the incident position of light is disposed at or near the pupil position of the afocal lens 4. The pupil position of the afocal lens 4 is optically conjugate with the incident surface of the cylindrical micro fly's eye lens 9 by the
本実施形態では、中心点P1に関する瞳強度分布の性状と周辺点P2,P3に関する瞳強度分布の性状とをほぼ一致させるために、具体的には周辺点P2,P3に関する瞳強度分布22において面光源22a,22bの光強度の方が面光源22c,22dの光強度よりも小さくなるように調整する調整手段として減光ユニット10を備えている。図8は、本実施形態にかかる減光ユニットの要部構成および作用を説明する図である。図9は、本実施形態にかかる減光ユニットの全体構成を概略的に示す図である。図8を参照すると、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ9を構成する一対のフライアイ部材9aおよび9bのうち、後側(マスク側)の第2フライアイ部材9bの射出側において、Z方向に隣り合う2つの屈折面9bbの境界線9bcの直後に、境界線9bcと平行にX方向に沿って直線状に延びる遮光部材10aが配置されている。遮光部材10aは、例えば円形形状の断面を有し、適当な金属により形成されている。また、遮光部材10aは、図9に模式的に示すように、4極状の瞳強度分布20においてX方向に間隔を隔てた一対の面光源20aおよび20bに作用するように、Z方向に間隔を隔てて所要の数(図9では例示的に4つ)だけ配置されている。
In the present embodiment, in order to make the properties of the pupil intensity distribution related to the center point P1 and the properties of the pupil intensity distribution related to the peripheral points P2 and P3 substantially coincide, specifically, in the
具体的に、本実施形態の減光ユニット10は、図9に示すように、Z方向に間隔を隔ててX方向に沿って直線状に延びる複数の遮光部材10aと、これらの複数の遮光部材10aを所定の位置に保持するために各遮光部材10aの両端を支持する保持部材10bとにより構成されている。各遮光部材10aが所要の曲げ剛性を有しない場合、各遮光部材10aに所要のテンションを付与した状態でその両端を支持することにより、各遮光部材10aを直線状に維持することができる。なお、図8では、遮光部材10aの作用効果(ひいては減光ユニット10の作用効果)の理解を容易にするために、Z方向に隣り合う2つの境界線9bcに対応するように一対の遮光部材10aが配置されている様子を示している。図8を参照すると、4極状の瞳強度分布20のうち、X方向に間隔を隔てた面光源20aおよび20bを形成する光はシリンドリカルマイクロフライアイレンズ9を通過した直後に遮光部材10aの作用を受けるが、Z方向に間隔を隔てた面光源20cおよび20dを形成する光は遮光部材10aの作用を受けない。以下、図8を参照して、1つの屈折面9bbを介して面光源20a(または20b)を構成する多数の小光源のうちの1つの小光源20aa(または20ba)を形成する光線群に着目して、減光部としての遮光部材10aの作用を説明する。
Specifically, as shown in FIG. 9, the
ウェハW上の静止露光領域ER内の中心点P1に達する光線群L1は、屈折面9bbのZ方向に沿った中央領域を通過する。したがって、光線群L1は、遮光部材10aの作用を受けることなく、屈折面9bbの屈折作用を受けて、本来の大きさ(光量)を有する小光源を照明瞳に形成する。すなわち、光線群L1は、中心点P1に関する瞳強度分布21の面光源21a(または21b)を構成する多数の小光源のうちの1つの小光源を本来の光量で形成する。一方、静止露光領域ER内の周辺点P2に達する光線群L2は、屈折面9bbのZ方向に沿った中央領域から離れた領域を通過する。その結果、屈折面9bbを経た光線群L2の一部は遮光部材10aに入射し、残部は遮光部材10aに入射することなく小光源の形成面(照明瞳の面)に達する。遮光部材10aに入射して反射された光は、瞳強度分布の形成に寄与することなく、例えば照明光路の外側へ導き出される。こうして、光線群L2は、一部が屈折面9bbの屈折作用および遮光部材10aの減光作用を受け、残部が屈折面9bbの屈折作用だけを受けて、本来の大きさよりも小さい小光源を照明瞳に形成する。すなわち、光線群L2は、周辺点P2に関する瞳強度分布22の面光源22a(または22b)を構成する多数の小光源のうちの1つの小光源を、本来よりも小さい光量の小光源として形成する。
The light beam group L1 reaching the center point P1 in the static exposure region ER on the wafer W passes through the central region along the Z direction of the refractive surface 9bb. Therefore, the light beam group L1 receives the refraction action of the refraction surface 9bb without receiving the action of the
静止露光領域ER内の周辺点P3に達する光線群L3についても、一部が屈折面9bbを経た後に遮光部材10aに入射し、残部が屈折面9bbを経た後に遮光部材10aに入射することなく小光源の形成面に達する。その結果、光線群L3も光線群L2と同様に、一部が屈折面9bbの屈折作用および遮光部材10aの減光作用を受け、残部が屈折面9bbの屈折作用だけを受けて、本来の大きさよりも小さい小光源を照明瞳に形成する。すなわち、光線群L3は、周辺点P3に関する瞳強度分布22の面光源22a(または22b)を構成する多数の小光源のうちの1つの小光源を、本来よりも小さい光量の小光源として形成する。こうして、静止露光領域ER内の中心点P1に達する光線群L1は、4極状の瞳強度分布21の面光源21a,21bにおいて、図10(a)に模式的に示すように、本来の大きさ(すなわち本来の光量)を有する小光源31をマトリックス状に形成する。これに対し、静止露光領域ER内の周辺点P2,P3に達する光線群L2,L3は、4極状の瞳強度分布22の面光源22a,22bにおいて、図10(b)に模式的に示すように、本来の大きさ(本来の光量)を有する小光源32aと、本来よりも小さい(本来よりも光量の小さい)小光源32bとをマトリックス状に形成する。
A part of the light beam L3 reaching the peripheral point P3 in the still exposure region ER also enters the
実際には、図10(b)に示す模式図とは異なり、小光源32bは、遮光部材10aのZ方向に沿った位置および数nに対応して、Z方向に沿ったn個の位置においてX方向に沿って並んで形成される。したがって、周辺点P2,P3に関する瞳強度分布22の面光源22a,22bでは、光線群L2,L3が遮光部材10aの減光作用を受ける度合い、本来よりも光量の小さい小光源32bが小光源の総数に対して占める割合などに応じて、全体的な光強度が低下する。ここで、小光源32bが占める割合は、面光源22a,22bに作用する遮光部材10aの数nに依存する。また、光線群L2,L3が遮光部材10aの減光作用を受ける度合いすなわち減光率は、遮光部材10aの断面の形状に依存する。一般的には、光線群が静止露光領域ERに達する点が中心点P1からY方向に沿って離れるほど、当該光線群は屈折面9bbのZ方向に沿った中央領域から離れた領域を通過することになり、遮光部材10aに入射して遮られる光の割合の方が屈折面9bbに入射する光の割合よりも大きくなる。換言すれば、静止露光領域ER内の1点に達する光線群が遮光部材10aの減光作用を受ける度合いは、静止露光領域ERの中心点P1から当該光線群が達する点までのY方向(走査直交方向)に沿った距離が大きくなるにしたがって増大する。つまり、減光部としての遮光部材10aは、被照射面としての静止露光領域ERに達する光線群の位置が静止露光領域ERの中心からY方向に沿って離れるにしたがって減光率の増大するような減光率特性を有する。
Actually, unlike the schematic diagram shown in FIG. 10B, the small
こうして、中心点P1に関する瞳強度分布21のうち、面光源21aおよび21bを形成する光は遮光部材10aの減光作用を受けないため、面光源21aおよび21bの光強度は本来の大きさで維持される。面光源21cおよび21dを形成する光も遮光部材10aの減光作用を受けないため、面光源21cおよび21dの光強度は本来の大きさで維持される。その結果、中心点P1に関する瞳強度分布21は、図11に示すように、遮光部材10aの減光作用を受けることなく、本来の分布のままである。すなわち、Z方向に間隔を隔てた面光源21c,21dの光強度の方がX方向に間隔を隔てた面光源21a,21bの光強度よりも大きい性状はそのまま維持される。一方、周辺点P2、P3に関する瞳強度分布22のうち、面光源22aおよび22bからの光の一部が遮光部材10aの減光作用を受けるため、面光源22aおよび22bの全体的な光強度は低下する。面光源22cおよび22dからの光は遮光部材10aの減光作用を受けないため、面光源22cおよび22dの光強度は本来の大きさで維持される。その結果、周辺点P2、P3に関する瞳強度分布22は、図12に示すように、遮光部材10aの減光作用により、本来の分布22とは異なる性状の瞳強度分布22’に調整される。すなわち、調整された瞳強度分布22’では、Z方向に間隔を隔てた面光源22c,22dの光強度の方がX方向に間隔を隔てた面光源22a’,22b’の光強度よりも大きい性状に変化する。
Thus, in the
このように、遮光部材10aの作用(ひいては遮光ユニット10の減光部の作用)により、周辺点P2、P3に関する瞳強度分布22は、中心点P1に関する瞳強度分布21とほぼ同じ性状の分布22’に調整される。同様に、中心点P1と周辺点P2、P3との間でY方向に沿って並んだ各点に関する瞳強度分布、ひいてはウェハW上の静止露光領域ER内の各点に関する瞳強度分布も、中心点P1に関する瞳強度分布21とほぼ同じ性状の分布に調整される。換言すれば、遮光ユニット10の作用により、ウェハW上の静止露光領域ER内の各点に関する瞳強度分布は互いにほぼ同じ性状の分布に調整される。さらに別の表現をすれば、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ9の直後に配置された減光部としての遮光部材10aは、各点に関する瞳強度分布を互いにほぼ同じ性状の分布に調整するために必要な所要の減光率特性、すなわち被照射面としての静止露光領域ERに達する光の位置が中心点P1からY方向に沿って離れるにしたがって減光率の増大する所要の減光率特性を有する。減光部の所要の減光率特性は、上述したように、遮光部材10aの数、遮光部材10aの断面形状などを適宜設定することにより実現される。
Thus, due to the action of the
以上のように、本実施形態の遮光ユニット10は、波面分割型のオプティカルインテグレータとしてのシリンドリカルマイクロフライアイレンズ9の射出側においてZ方向に隣り合う屈折面9bbの境界線9bcの直後に配置され且つ境界線9bcと平行にX方向に沿って直線状に延びる遮光部材10aを備えている。減光部としての遮光部材10aは、被照射面である静止露光領域ERに達する光の位置が中心点P1からY方向に沿って離れるにしたがって減光率の増大する所要の減光率特性を有する。したがって、遮光部材10aの配置位置、数、断面形状などを適宜設定して得られる遮光ユニット10の減光部の作用により、被照射面上の各点に関する瞳強度分布をそれぞれ独立的に調整することができ、ひいては各点に関する瞳強度分布を互いにほぼ同じ性状の分布に調整することが可能である。また、本実施形態の照明光学系(2〜13)では、ウェハW上の静止露光領域ER内の各点に関する瞳強度分布をそれぞれ独立的に調整する調整手段としての遮光ユニット10と、光の入射位置に応じて変化する所要の透過率特性を有し、各点に関する瞳強度分布を一律に調整する濃度フィルター6との協働作用により、各点に関する瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整することができる。したがって、本実施形態の露光装置(1〜WS)では、ウェハW上の静止露光領域ER内の各点での瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整する照明光学系(2〜13)を用いて、マスクMの微細パターンに応じた適切な照明条件のもとで良好な露光を行うことができ、ひいてはマスクMの微細パターンを露光領域の全体に亘って所望の線幅でウェハW上に忠実に転写することができる。
As described above, the
本実施形態において、ウェハ(被照射面)W上の光量分布が、例えば遮光ユニット10の減光部の調整作用の影響を受けることが考えられる。この場合、必要に応じて、公知の構成を有する光量分布調整部の作用により、静止露光領域ER内の照度分布を変更する、または静止露光領域(照明領域)ERの形状を変更して露光量分布を変更することができる。具体的に、照度分布を変更する光量分布調整部としては、特開2001−313250号および特開2002−100561号(並びにそれらに対応する米国特許第6771350号および第6927836号)に記載された構成および手法を用いることができる。また、照明領域の形状を変更する光量分布調整部としては、国際特許公開第WO2005/048326号パンフレット(およびそれに対応する米国特許公開第2007/0014112号公報)に記載された構成および手法を用いることができる。
In the present embodiment, it is conceivable that the light amount distribution on the wafer (irradiated surface) W is affected by, for example, the adjustment operation of the light reduction unit of the
なお、上述の説明では、波面分割型のオプティカルインテグレータとして、図2に示すような形態を有するシリンドリカルマイクロフライアイレンズ9を用いている。しかしながら、これに限定されることなく、例えば図13に示すような別の形態を有するシリンドリカルマイクロフライアイレンズ19を用いることもできる。シリンドリカルマイクロフライアイレンズ19は、図13に示すように、光源側に配置された第1フライアイ部材19aとマスク側に配置された第2フライアイ部材19bとにより構成されている。第1フライアイ部材19aの光源側の面およびマスク側の面には、X方向に並んで配列された複数の円筒面形状の屈折面(シリンドリカルレンズ群)19aaおよび19abがそれぞれピッチp1で形成されている。第2フライアイ部材19bの光源側の面およびマスク側の面には、Z方向に並んで配列された複数の円筒面形状の屈折面(シリンドリカルレンズ群)19baおよび19bbがそれぞれピッチp2(p2>p1)で形成されている。
In the above description, the cylindrical micro fly's eye lens 9 having the form shown in FIG. 2 is used as the wavefront division type optical integrator. However, without being limited thereto, for example, a cylindrical micro fly's
シリンドリカルマイクロフライアイレンズ19のX方向に関する屈折作用(すなわちXY平面に関する屈折作用)に着目すると、光軸AXに沿って入射した平行光束は、第1フライアイ部材19aの光源側に形成された一群の屈折面19aaによってX方向に沿ってピッチp1で波面分割され、その屈折面で集光作用を受けた後、第1フライアイ部材19aのマスク側に形成された一群の屈折面19ab中の対応する屈折面で集光作用を受け、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ19の後側焦点面上に集光する。シリンドリカルマイクロフライアイレンズ19のZ方向に関する屈折作用(すなわちYZ平面に関する屈折作用)に着目すると、光軸AXに沿って入射した平行光束は、第2フライアイ部材19bの光源側に形成された一群の屈折面19baによってZ方向に沿ってピッチp2で波面分割され、その屈折面で集光作用を受けた後、第2フライアイ部材19bのマスク側に形成された一群の屈折面19bb中の対応する屈折面で集光作用を受け、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ19の後側焦点面上に集光する。
Focusing on the refractive action in the X direction of the cylindrical micro fly's eye lens 19 (that is, the refractive action in the XY plane), a group of parallel light beams incident along the optical axis AX are formed on the light source side of the first fly's
このように、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ19は、シリンドリカルレンズ群が両側面に配置された第1フライアイ部材19aと第2フライアイ部材19bとにより構成され、X方向にp1のサイズを有しZ方向にp2のサイズを有する多数の矩形状の微小屈折面(単位波面分割面)を有する。すなわち、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ19は、Z方向に沿って長辺を有し且つX方向に沿って短辺を有する矩形状の単位波面分割面を有する。シリンドリカルマイクロフライアイレンズ19を用いる場合も、図2のシリンドリカルマイクロフライアイレンズ9の場合と同様に、例えば円形形状の断面を有する線状の遮光部材10aを備えた減光ユニット10を付設することにより、上述の実施形態と同様の効果を発揮することができる。具体的には、図14に示すように、一対のフライアイ部材19aおよび19bのうち、後側(マスク側)の第2フライアイ部材19bの射出側において、Z方向に隣り合う2つの屈折面19bbの境界線19bcの直後に、境界線19bcと平行にX方向に沿って直線状に延びる遮光部材10aが配置される。減光部としての遮光部材10aは、例えば図9に模式的に示すように、X方向に間隔を隔てた一対の面光源20aおよび20bに作用するように、Z方向に間隔を隔てて所要の数だけ配置されている。
As described above, the cylindrical micro fly's
さらに一般的には、シリンドリカルマイクロフライアイレンズに限定されることなく、照明光学系の光軸と直交する平面内の第1方向に所定の屈折力を有する複数の第1屈折面と、複数の第1屈折面に対応するようにその後側に設けられて第1方向に所定の屈折力を有する複数の第2屈折面とを備えた波面分割型のオプティカルインテグレータと組み合わせて用いられる減光ユニットに対して本発明を適用することができる。この場合、被照射面に達する光の位置がその中心から第1方向に沿って離れるにしたがって減光率の増大する減光率特性を有する減光部が、少なくとも2つの隣り合う第2屈折面の境界線の直後に配置される。 More generally, without being limited to a cylindrical micro fly's eye lens, a plurality of first refracting surfaces having a predetermined refractive power in a first direction in a plane orthogonal to the optical axis of the illumination optical system, A dimming unit used in combination with a wavefront division type optical integrator provided on the rear side so as to correspond to the first refracting surface and having a plurality of second refracting surfaces having a predetermined refractive power in the first direction. The present invention can be applied to this. In this case, at least two adjacent second refracting surfaces have a dimming portion having a dimming rate characteristic in which the dimming rate increases as the position of the light reaching the irradiated surface increases from the center along the first direction. It is placed immediately after the boundary line.
また、上述の実施形態では、減光ユニット10の減光部が、円形形状の断面を有し且つ面光源20aに対応する位置から面光源20bに対応する位置まで延びる遮光部材10aにより構成されている。しかしながら、これに限定されることなく、減光部の具体的な構成、ひいては遮光部材の具体的な構成について、様々な形態が可能である。例えば、図15に示すように三角形状の断面を有する遮光部材10aaや、図16に示すように矩形形状の断面を有する遮光部材10abを用いることもできる。すなわち、線状の遮光部材の配置位置や数だけでなく、その断面形状についても様々な形態が可能である。また、図17に示すように、X方向に間隔を隔てた一対の面光源23a,23bのうち、一方の面光源23aに対応して配置された複数の遮光部材10acと、他方の面光源23bに対応して配置された複数の遮光部材10adと、これらの遮光部材10ac,10adを所定の位置に保持するために各遮光部材10ac,10adの一方の端だけを支持する保持部材10bとにより減光ユニット10を構成することもできる。また、図18に示すように、面光源23aおよび23bに対応する端部では断面積が比較的大きく且つ中央部では断面積が比較的小さい遮光部材(一般には長手方向に沿って変化する断面を有する遮光部材)10aeを用いることもできる。図17および図18の構成例では、例えば5極状の瞳強度分布においてX方向に間隔を隔てた一対の面光源23aおよび23bのみに減光作用を与え、これら一対の面光源23aおよび23bに挟まれて光軸AX上に位置する面光源23eに減光作用を与えないか、あるいは面光源23eに対する不要な減光作用を小さく抑えるという利点がある。
Moreover, in the above-mentioned embodiment, the light reduction part of the
また、上述の実施形態では、線状の遮光部材10aを固定的に位置決めしている。しかしながら、これに限定されることなく、1つまたは複数の線状の遮光部材の位置および姿勢のいずれか一方を変更可能に構成することもできる。また、複数の線状の遮光部材を備える場合には、一方の線状の遮光部材と他方の線状の遮光部材との相対的な位置および相対的な姿勢のうちの少なくとも一方を変更可能に構成することもできる。この構成により、遮光ユニットの減光部の減光率特性(減光率分布)の変更自由度を向上させることができる。例えば、図19に示すように、複数の線状の遮光部材10afを光軸AXに沿った方向すなわちY方向に一体的に移動可能または個別に移動可能に構成することができる。この場合、ある遮光部材10afが屈折面9bbから離れるにしたがって、当該遮光部材10afによる減光率が低下する。また、図20に示すように、少なくとも1つの線状の遮光部材10afをX方向に延びる軸(光軸AXと直交する軸)廻りに回転可能に構成することもできる。この場合、ある遮光部材10afが回転するにしたがって、当該遮光部材10afのうち屈折面9bbから離れる方の端部による減光率が低下する。
In the above-described embodiment, the linear
図21に示すように、面光源20aに対して配置された複数の線状の遮光部材10agおよび面光源20bに対して配置された複数の線状の遮光部材10ahにおいて、XZ平面(光軸AXと直交する平面)内における各遮光部材の位置を一体的に変更可能または個別に変更可能に構成することにより、減光率分布の変更自由度を向上させることもできる。なお、図21に示すように、ある遮光部材と他の遮光部材との間で長さを変えることもできる。また、図22に示すように、図21に示す状態から、例えば遮光部材10agをY方向(光軸AXの方向)に移動可能に構成することにより、減光率分布の変更自由度を向上させることができる。なお、図22に示すように、面光源20aと20bとの間で対応する遮光部材の本数が異なるように変更することもできる。さらに、図23に示すように、図21に示す状態から、例えば遮光部材10agをY方向に延びる軸(光軸AXまたは光軸AXと平行な軸)廻りに回転可能に構成することにより、減光率分布の変更自由度を向上させることもできる。
As shown in FIG. 21, in a plurality of linear light shielding members 10ag arranged with respect to the
また、図24に示すように、例えばZ方向に延びた遮光部材10aiをX方向(Z方向および光軸AX方向と直交する方向)に延びる軸廻りに回転可能に構成することにより、減光率分布の変更自由度を向上させることもできる。図24の例では、面光源20a内の領域において減光率分布を光軸からの距離に応じて変化したものとしている。なお、上述した図19〜図24の各構成例同士は互いに組み合わせることができ、その組み合わせは任意なものとすることができる。
Further, as shown in FIG. 24, for example, the light shielding member 10ai extending in the Z direction is configured to be rotatable around an axis extending in the X direction (a direction orthogonal to the Z direction and the optical axis AX direction), thereby reducing the light attenuation rate. The degree of freedom of changing the distribution can also be improved. In the example of FIG. 24, it is assumed that the dimming rate distribution is changed in accordance with the distance from the optical axis in the area within the
図25は、線状の遮光部材を移動可能に構成する際の駆動機構の一例を示している。図25(a)は図19および図20に対応しており、各遮光部材10afを光軸AXに沿った方向に移動させ、且つ光軸AXと直交する軸廻りに回転させる駆動機構を示し、図25(b)は図21に対応しており各遮光部材10ahの位置を変更する駆動機構を示している。 FIG. 25 shows an example of a drive mechanism when the linear light shielding member is configured to be movable. FIG. 25 (a) corresponds to FIGS. 19 and 20, and shows a driving mechanism that moves each light shielding member 10af in a direction along the optical axis AX and rotates it around an axis orthogonal to the optical axis AX. FIG. 25B corresponds to FIG. 21 and shows a driving mechanism for changing the position of each light shielding member 10ah.
図25(a)において、X方向に延びた各遮光部材10afは、それらの両端が駆動部31に接続されており、これらの駆動部31は保持部材10b上に設けられている。そして、各駆動部31は、遮光部材10afをX軸廻りに回転駆動させ、且つ遮光部材10afをY方向に沿って移動させる。ここで、遮光部材10afの両端の駆動部31においてY方向に沿った駆動量を同量とすれば、遮光部材10afのY方向に沿った位置が変更される。遮光部材10afの両端の駆動部31においてY方向に沿った駆動量を異なる量とすれば、遮光部材10afをZ軸廻りに回転できる。
In FIG. 25 (a), each light shielding member 10af extending in the X direction is connected to the
図25(b)において、X方向に延びた遮光部材のうち+Z方向側の遮光部材10agは駆動部32に接続されており、−Z方向側の遮光部材10ahは駆動部33に接続されている。これらの駆動部32および33は保持部材10b上に設けられている。そして、各駆動部32は、遮光部材10agをZ軸廻りに回転させると共に、Z方向に沿った位置を変更させる。また、各駆動部33は、遮光部材10ahをZ軸廻りに回転させると共に、Z方向に沿った位置を変更させる。
In FIG. 25B, among the light shielding members extending in the X direction, the
なお、上述に示した遮光部材10の位置・姿勢の調整は、被照射面上の複数の位置での瞳輝度分布(瞳強度分布)の観測結果に基づいて、各位置での瞳輝度分布が所望の分布(強度)となるように、駆動部を制御することによって行われる。ここで、瞳輝度分布の観測に際しては、たとえば特開2006−54328号公報や特開2003−22967号公報およびこれに対応する米国特許公開第2003/0038225号公報に開示されている瞳輝度分布計測装置を用いることができる。
The adjustment of the position / posture of the
また、上述の説明では、照明瞳に4極状の瞳強度分布が形成される変形照明、すなわち4極照明を例にとって、本発明の作用効果を説明している。しかしながら、4極照明に限定されることなく、例えば輪帯状の瞳強度分布が形成される輪帯照明、4極状以外の他の複数極状の瞳強度分布が形成される複数極照明などに対しても、同様に本発明を適用して同様の作用効果を得ることができることは明らかである。 Further, in the above description, the operational effects of the present invention are described by taking, as an example, modified illumination in which a quadrupole pupil intensity distribution is formed on the illumination pupil, that is, quadrupole illumination. However, the present invention is not limited to quadrupole illumination. For example, annular illumination in which an annular pupil intensity distribution is formed, multipolar illumination in which a multipolar pupil intensity distribution other than quadrupole is formed, and the like. In contrast, it is apparent that the same effects can be obtained by applying the present invention.
上述の実施形態の露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。 The exposure apparatus of the above-described embodiment is manufactured by assembling various subsystems including the respective constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. Is done. In order to ensure these various accuracies, before and after assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, and various electrical systems are Adjustments are made to achieve electrical accuracy. The assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, pneumatic circuit piping connection and the like between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.
次に、上述の実施形態にかかる露光装置を用いたデバイス製造方法について説明する。図26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。図26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W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、上述の実施形態の露光装置を用い、マスク(レチクル)Mに形成されたパターンをウェハW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Wの現像、つまりパターン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Wの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Wの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)。ここで、レジストパターンとは、上述の実施形態の露光装置によって転写されたパターン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Wの表面の加工を行う。ステップS48で行われる加工には、例えばウェハWの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、上述の実施形態の露光装置は、フォトレジストが塗布されたウェハWを、感光性基板つまりプレートPとしてパターンの転写を行う。 Next, a device manufacturing method using the exposure apparatus according to the above-described embodiment will be described. FIG. 26 is a flowchart showing a manufacturing process of a semiconductor device. As shown in FIG. 26, in the semiconductor device manufacturing process, a metal film is vapor-deposited on a wafer W to be a semiconductor device substrate (step S40), and a photoresist, which is a photosensitive material, is applied on the vapor-deposited metal film. (Step S42). Subsequently, using the exposure apparatus of the above-described embodiment, the pattern formed on the mask (reticle) M is transferred to each shot area on the wafer W (step S44: exposure process), and the transfer of the wafer W after the transfer is completed. Development, that is, development of the photoresist to which the pattern has been transferred is performed (step S46: development process). Thereafter, using the resist pattern generated on the surface of the wafer W in step S46 as a mask, processing such as etching is performed on the surface of the wafer W (step S48: processing step). Here, the resist pattern is a photoresist layer in which unevenness having a shape corresponding to the pattern transferred by the exposure apparatus of the above-described embodiment is generated, and the recess penetrates the photoresist layer. is there. In step S48, the surface of the wafer W is processed through this resist pattern. The processing performed in step S48 includes, for example, at least one of etching of the surface of the wafer W or film formation of a metal film or the like. In step S44, the exposure apparatus of the above-described embodiment performs pattern transfer using the wafer W coated with the photoresist as the photosensitive substrate, that is, the plate P.
図27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。図27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)、カラーフィルター形成工程(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。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、上述の実施形態の露光装置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、上述の実施形態の露光装置を用いてフォトレジスト層にパターンを転写する露光工程と、パターン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。ステップS52のカラーフィルター形成工程では、R(Red)、G(Green)、B(Blue)に対応する3つのドットの組をマトリッ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ーの組を水平走査方向に複数配列したカラーフィルターを形成する。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ー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ーとの間に液晶を注入することで液晶パネルを形成する。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。 FIG. 27 is a flowchart showing manufacturing steps of a liquid crystal device such as a liquid crystal display element. As shown in FIG. 27, 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. 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 of the above-described embodiment. In this pattern formation process, an exposure process for transferring the pattern to the photoresist layer using the exposure apparatus of the above-described embodiment and development of the plate P to which the pattern is transferred, that is, development of the photoresist layer on the glass substrate are performed. And a developing step for generating a photoresist layer having a shape corresponding to the pattern, and a processing step for processing the surface of the glass substrate through the developed photoresist layer. In the color filter forming step of 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 R, G, and B A color filter is formed by arranging a plurality of stripe filter sets in the horizontal scanning direction. 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. 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.
また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子(CCD等)、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、及びDNAチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク(フォトマスク、レチクル等)をフォトリソグラフィ工程を用いて製造する際の、露光工程(露光装置)にも適用することができる。 In addition, the present invention is not limited to application to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device, for example, an exposure apparatus for a display device such as a liquid crystal display element formed on a square glass plate or a plasma display, It can also be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing various devices such as an image sensor (CCD or the like), a micromachine, a thin film magnetic head, and a DNA chip. Furthermore, the present invention can also be applied to an exposure process (exposure apparatus) when manufacturing a mask (photomask, reticle, etc.) on which mask patterns of various devices are formed using a photolithography process.
なお、上述の実施形態では、露光光としてArFエキシマレーザ光(波長:193nm)やKrFエキシマレーザ光(波長:248nm)を用いているが、これに限定されることなく、他の適当なレーザ光源、たとえば波長157nmのレーザ光を供給するF2レーザ光源などに対して本発明を適用することもできる。また、上述の実施形態では、ウェハWのショット領域にマスクMのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置に対して本発明を適用している。しかしながら、これに限定されることなく、ウェハWの各露光領域にマスクMのパターンを一括露光する動作を繰り返すステップ・アンド・リピート方式の露光装置に対して本発明を適用することもできる。また、上述の実施形態では、露光装置においてマスクまたはウェハを照明する照明光学系に対して本発明を適用しているが、これに限定されることなく、マスクまたはウェハ以外の被照射面を照明する一般的な照明光学系に対して本発明を適用することもできる。 In the above-described embodiment, ArF excimer laser light (wavelength: 193 nm) or KrF excimer laser light (wavelength: 248 nm) is used as the exposure light. However, the present invention is not limited to this, and other appropriate laser light sources are used. For example, the present invention can also be applied to an F 2 laser light source that supplies laser light having a wavelength of 157 nm. In the above-described embodiment, the present invention is applied to a step-and-scan type exposure apparatus that scans and exposes the pattern of the mask M on the shot area of the wafer W. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to a step-and-repeat type exposure apparatus that repeats the operation of collectively exposing the pattern of the mask M to each exposure region of the wafer W. In the above-described embodiment, the present invention is applied to the illumination optical system that illuminates the mask or wafer in the exposure apparatus. However, the present invention is not limited to this, and the irradiated surface other than the mask or wafer is illuminated. The present invention can also be applied to a general illumination optical system.
1 光源; 3 回折光学素子; 4 アフォーカルレンズ; 6 濃度フィルター
7 ズームレンズ; 10 減光ユニット; 10a 遮光部材
9,19 シリンドリカルマイクロフライアイレンズ(オプティカルインテグレータ)
11 コンデンサー光学系; 12 マスクブラインド; 13 結像光学系
M マスク; PL 投影光学系; AS 開口絞り; W ウェハ
DESCRIPTION OF
11 Condenser optics; 12 Mask blind; 13 Imaging optics M Mask; PL Projection optics; AS Aperture stop; W Wafer
Claims (27)
前記照明光学系の光軸と直交する平面内の第1方向に所定の屈折力を有する前記オプティカルインテグレータの複数の第1屈折面に対応するように前記複数の第1屈折面の後側に設けられて前記第1方向に所定の屈折力を有する前記オプティカルインテグレータの複数の第2屈折面のうちの少なくとも2つの隣り合う第2屈折面の境界線の直後に配置されて、前記被照射面に達する光の位置が前記被照射面の中心から前記第1方向に沿って離れるにしたがって減光率の増大する減光率特性を有する減光部を備えていることを特徴とする減光ユニット。 A dimming unit used in combination with a wavefront division type optical integrator disposed in an optical path of an illumination optical system that illuminates an illuminated surface,
Provided behind the plurality of first refracting surfaces so as to correspond to the plurality of first refracting surfaces of the optical integrator having a predetermined refractive power in a first direction within a plane orthogonal to the optical axis of the illumination optical system. And disposed immediately after a boundary line between at least two adjacent second refracting surfaces of the plurality of second refracting surfaces of the optical integrator having a predetermined refractive power in the first direction. A dimming unit, comprising: a dimming unit having a dimming rate characteristic in which the dimming rate increases as the position of the reaching light moves away from the center of the irradiated surface along the first direction.
前記第1の線状の遮光部材と前記第2の線状の遮光部材との相対的な位置および相対的な姿勢のうちの少なくとも一方は変更可能であることを特徴とする請求項7乃至11のいずれか1項に記載の減光ユニット。 The linear light shielding member is disposed immediately after a first boundary line between the two adjacent second refractive surfaces of the plurality of second refractive surfaces of the optical integrator having a predetermined refractive power in the first direction. A first linear light-shielding member and a second boundary line between two adjacent second refractive surfaces of the plurality of second refractive surfaces of the optical integrator having a predetermined refractive power in the first direction. A second linear light shielding member disposed immediately after,
12. At least one of a relative position and a relative posture of the first linear light shielding member and the second linear light shielding member can be changed. The dimming unit according to any one of the above.
前記照明光学系の光軸と直交する平面内の第1方向に所定の屈折力を有する前記オプティカルインテグレータの複数の第1屈折面に対応するように前記複数の第1屈折面の後側に設けられて前記第1方向に所定の屈折力を有する前記オプティカルインテグレータの複数の第2屈折面のうちの少なくとも2つの隣り合う第2屈折面の境界線の直後に配置されて、前記平面内で前記第1方向と直交する第2方向に沿って延びる前記境界線とほぼ平行に延びる線状の遮光部材を備え、
前記線状の遮光部材は、位置および姿勢のいずれか一方が変更可能であることを特徴とする減光ユニット。 A dimming unit used in combination with a wavefront division type optical integrator disposed in an optical path of an illumination optical system that illuminates an illuminated surface,
Provided behind the plurality of first refracting surfaces so as to correspond to the plurality of first refracting surfaces of the optical integrator having a predetermined refractive power in a first direction within a plane orthogonal to the optical axis of the illumination optical system. And disposed immediately after a boundary line between at least two adjacent second refractive surfaces of the plurality of second refractive surfaces of the optical integrator having a predetermined refractive power in the first direction, and within the plane, A linear light shielding member extending substantially parallel to the boundary line extending along a second direction orthogonal to the first direction;
The dimming unit, wherein the linear light shielding member can be changed in either position or orientation.
前記第1光学部材の入射側には、前記第2方向に所定の屈折力を有し且つ前記第1方向にほぼ無屈折力の複数の第3屈折面が前記第2方向に沿って配列され、
前記第2光学部材の入射側には、前記複数の第3屈折面に対応するように前記第2方向に所定の屈折力を有し且つ前記第1方向にほぼ無屈折力の複数の第4屈折面が前記第2方向に沿って配列されていることを特徴とする請求項15に記載の減光ユニット。 The plurality of first refracting surfaces are substantially non-refractive in a second direction orthogonal to the first direction in the plane, and the plurality of second refracting surfaces are substantially non-refractive in the second direction;
On the incident side of the first optical member, a plurality of third refractive surfaces having a predetermined refractive power in the second direction and having almost no refractive power in the first direction are arranged along the second direction. ,
On the incident side of the second optical member, a plurality of fourth lenses having a predetermined refractive power in the second direction and substantially non-refracting power in the first direction so as to correspond to the plurality of third refractive surfaces. The dimming unit according to claim 15, wherein refracting surfaces are arranged along the second direction.
前記第1光学部材の入射側には、前記第2方向に所定の屈折力を有し且つ前記第1方向にほぼ無屈折力の複数の第3屈折面が前記第2方向に沿って配列され、
前記第1光学部材の射出側には、前記複数の第3屈折面に対応するように前記第2方向に所定の屈折力を有し且つ前記第1方向にほぼ無屈折力の複数の第4屈折面が前記第2方向に沿って配列されていることを特徴とする請求項17に記載の減光ユニット。 The plurality of first refracting surfaces are substantially non-refractive in a second direction orthogonal to the first direction in the plane, and the plurality of second refracting surfaces are substantially non-refractive in the second direction;
On the incident side of the first optical member, a plurality of third refractive surfaces having a predetermined refractive power in the second direction and having almost no refractive power in the first direction are arranged along the second direction. ,
On the exit side of the first optical member, a plurality of fourth lenses having a predetermined refractive power in the second direction and substantially non-refractive power in the first direction so as to correspond to the plurality of third refractive surfaces. The dimming unit according to claim 17, wherein refracting surfaces are arranged along the second direction.
前記照明光学系の光路中に配置される波面分割型のオプティカルインテグレータと、
前記オプティカルインテグレータと組み合わせて用いられる請求項1乃至19のいずれか1項に記載の減光ユニットとを備えていることを特徴とする照明光学系。 In the illumination optical system that illuminates the illuminated surface based on the light from the light source,
A wavefront splitting optical integrator disposed in the optical path of the illumination optical system;
An illumination optical system comprising: the dimming unit according to any one of claims 1 to 19 used in combination with the optical integrator.
前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定の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形成する現像工程と、
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 exposing the predetermined pattern to the photosensitive substrate using the exposure apparatus according to any one of claims 24 to 26;
Developing the photosensitive substrate to which the predetermined pattern is transferred, and forming a mask layer having a shape corresponding to the predetermined pattern on the surface of the photosensitive substrate;
And a processing step of processing the surface of the photosensitive substrate through the mask layer.
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