JP5239829B2 - Illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、光源から射出される光に基づいて被照射面を照明する照明光学系、該照明光学系を備える露光装置、及び該露光装置を用いたデバイスの製造方法に関する。 The present invention relates to an illumination optical system that illuminates a surface to be irradiated based on light emitted from a light source, an exposure apparatus that includes the illumination optical system, and a device manufacturing method that uses the exposure apparatus.
一般に、半導体集積回路などのマイクロデバイスを製造するための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を形成する。なお、二次光源とは、照明瞳での光強度分布(以下、「瞳強度分布」という。)を示している。また、照明瞳とは、マスクの被照射面に対して光学的にフーリエ変換の関係にある位置として定義される。 In general, in an exposure apparatus for manufacturing a microdevice such as a semiconductor integrated circuit, light emitted from a light source is used as a substantial surface light source composed of a number of light sources via a fly-eye lens as an optical integrator. A secondary light source is formed. The secondary light source indicates a light intensity distribution (hereinafter referred to as “pupil intensity distribution”) at the illumination pupil. The illumination pupil is defined as a position that is optically Fourier-transformed with respect to the irradiated surface of the mask.
そして、二次光源からの光は、コンデンサ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。続いて、マスクを透過した光は、投影光学系を介して、感光性材料の塗布されたウエハ上に結像し、ウエハ上にはマスクパターンが投影露光(転写)される。 Then, after the light from the secondary light source is collected by the condenser lens, the mask on which a predetermined pattern is formed is illuminated in a superimposed manner. Subsequently, the light transmitted through the mask forms an image on the wafer coated with the photosensitive material via the projection optical system, and the mask pattern is projected and exposed (transferred) onto the wafer.
このとき、ウエハ上には、マスクに形成されたマスクパターンを正確に転写するために均一な照度分布を得ることが不可欠となる。そこで、従来から、マスクパターンをウエ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1参照)。
ところで、マスクパターンをウエハ上に忠実に転写する際には、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エハ上の各点に関する瞳強度分布をほぼ均一に調整する必要がある。しかしながら、特許文献1に示すように、従来の露光装置では、ウエハ上の各点での瞳強度分布にばらつきが生じた場合に、その瞳強度分布のばらつきを抑制することができない構成となっていた。そのため、ウエハ上の位置毎にパターンの線幅がばらつくことにより、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エハ上に忠実に転写することができない虞があった。
By the way, when the mask pattern is faithfully transferred onto the wafer, not only the pupil intensity distribution is adjusted to a desired shape but also the pupil intensity distribution at each point on the wafer as the final irradiated surface is substantially uniform. It is necessary to adjust to. However, as shown in
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、被照射面上での瞳強度分布を調整することができる照明光学系、露光装置、及びデバイスの製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an illumination optical system, an exposure apparatus, and a device manufacturing method capable of adjusting the pupil intensity distribution on the irradiated surface. There is to do.
上記課題を解決するため、本発明は、実施形態に示す図1〜図23に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の照明光学系は、光源(12)から射出される光(EL)に基づいて被照射面(Ra)を照明する照明光学系(13)において、前記照明光学系(13)の光軸(AX)と交差する面内に配列された複数の透過型のレンズ面(47c,47d,48c,48d)を有するオプティカルインテグレータ(28)と、前記光(EL)の光路における前記オプティカルインテグレータ(28)よりも前記被照射面(Ra)側に配置され、互いに相対変位可能な複数の単位ユニット(58a,58b,58c)により構成される第1の遮光部材(55)と、該第1の遮光部材(55)における前記各単位ユニット(58a,58b,58c)を前記光(EL)の光路内で個別に変位可能とする変位機構(59)と、を備え、前記変位機構(59)は、前記光軸(AX)と交差する方向に前記各単位ユニット(58a,58b,58c)をそれぞれ移動可能に構成されていることを要旨とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention employs the following configuration corresponding to FIGS. 1 to 23 shown in the embodiment.
The illumination optical system of the present invention includes an illumination optical system (13) that illuminates a surface to be irradiated (Ra) based on light (EL) emitted from a light source (12), and an optical axis of the illumination optical system (13). An optical integrator (28) having a plurality of transmissive lens surfaces (47c, 47d, 48c, 48d) arranged in a plane crossing (AX), and the optical integrator (28) in the optical path of the light (EL). ) On the irradiated surface (Ra) side, and a first light shielding member (55) configured by a plurality of unit units (58a, 58b, 58c) that can be displaced relative to each other, and the first light shielding with each of the unit unit in member (55) (58a, 58b, 58c) said light displacement mechanism to individually displaceable in the light path of the (EL) (59), the said displacement mechanism (59 Is a gist that the configured each basic unit (58a, 58b, 58c) and movable respectively in a direction intersecting the optical axis (AX).
上記構成によれば、光源から射出される光が第1の遮光部材によって遮光される遮光量は、第1の遮光部材に対して入射する際の入射角によって相違する。そのため、第1の遮光部材を構成する各単位ユニットの変位によって、光源から射出される光に対する第1の遮光部材の遮光量の変化量は、被照射面の位置毎に相違する。したがって、変位機構は、第1の遮光部材を構成する各単位ユニットを光路内で変位させることによって、被照射面の位置毎における光強度分布(「瞳強度分布」ともいう。)を独立的に調整することができ、結果として、各点における光強度分布を互いに略同一性状の分布に調整することが可能となる。 According to the above configuration, the amount of light shielded by the first light shielding member from the light emitted from the light source differs depending on the incident angle when entering the first light shielding member. Therefore, the amount of change in the light shielding amount of the first light shielding member with respect to the light emitted from the light source varies depending on the position of the irradiated surface due to the displacement of each unit unit constituting the first light shielding member. Therefore, the displacement mechanism independently displaces the light intensity distribution (also referred to as “pupil intensity distribution”) for each position of the irradiated surface by displacing each unit unit constituting the first light shielding member in the optical path. As a result, the light intensity distribution at each point can be adjusted to distributions having substantially the same characteristics.
なお、本発明をわかりやすく説明するために実施形態に示す図面の符号に対応付けて説明したが、本発明が実施形態に限定されるものではないことは言うまでもない。 In order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, the description has been made in association with the reference numerals of the drawings shown in the embodiments, but it goes without saying that the present invention is not limited to the embodiments.
(第1の実施形態)
以下、本発明を具体化した第1の実施形態について図1〜図16に基づき説明する。なお、本実施形態では、後述する投影光学系15の光軸方向(図1における上下方向)をZ軸方向というと共に、図1における左右方向をY軸方向といい、さらに、図1において紙面に直交する方向をX軸方向というものとする。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the optical axis direction (vertical direction in FIG. 1) of the projection
図1に示すように、本実施形態の露光装置11は、所定の回路パターンが形成された透過型のレチクルRに露光光ELを照明することにより、表面(+Z方向側の面であって、図1では上面)にレジストなどの感光材料が塗布された感光性基板としてのウエハWに回路パターンの像を投影するための装置である。こうした露光装置11は、光源としての光源装置12から射出された露光光ELをレチクルRの被照射面Ra(+Z方向側の面)に導く照明光学系13と、レチクルRを保持するレチクルステージ14と、レチクルRを透過した露光光ELをウエハWの被照射面Waに導く投影光学系15と、ウエハWを保持するウエハステージ16とを備えている。なお、本実施形態の光源装置12は、193nmの波長の光を出力するArFエキシマレーザ光源を有し、該ArFエキシマレーザ光源から出力される光が露光光ELとして露光装置11内に導かれる。
As shown in FIG. 1, the
照明光学系13は、光源装置12から射出される露光光ELを所定の断面形状(例えば、断面略矩形状)をなす平行な光束に変換するための整形光学系17と、該整形光学系17から射出された露光光ELをレチクルR側(ここでは、+Y方向側であって図1における右側)に反射する第1反射ミラー18とを備えている。この第1反射ミラー18の射出側(レチクルR側)には、レチクルRの被照射面Raに対する露光光ELの照射態様を調整する調整部材としての回折光学素子19が設けられている。この回折光学素子19は、ガラス基板に露光光ELの波長と同程度のピッチを有する複数の段差を形成することにより構成されており、入射側(光源装置12側)から入射した露光光ELを所定の角度に回折する作用を有している。例えば、輪帯照明用の回折光学素子19を用いる場合、回折光学素子19に入射側から断面略矩形状をなす平行な光束の露光光ELが入射すると、回折光学素子19からは、断面形状が輪帯状(略円環状)をなす光束がレチクルR側に射出される。また、複数極(2極、4極、8極など)照明用の回折光学素子19を用いる場合、回折光学素子19に入射側から断面略矩形状をなす平行な光束の露光光ELが入射すると、回折光学素子19からは、分極数に応じた複数(例えば4つ)の光束がレチクルR側に射出される。なお、本実施形態では、後述するオプティカルインテグレータ28の射出面近傍に形成される照明瞳面29上での露光光ELの光強度分布が、回折光学素子19により調節される露光光ELの照射態様とされる。
The illumination
また、照明光学系13には、回折光学素子19から射出される露光光ELが入射するアフォーカル光学系20(「無焦点光学系」ともいう。)が設けられている。このアフォーカル光学系20は、第1レンズ群21(図1では一枚のレンズのみを図示)と、該第1レンズ群21よりも射出側に配置される第2レンズ群22(図1では一枚のレンズのみを図示)とを有している。そして、アフォーカル光学系20は、その入射側の焦点位置と回折光学素子19の設置位置とがほぼ一致するように露光光ELの光路上に配置されている。
In addition, the illumination
また、第1レンズ群21と第2レンズ群22との間の光路内において、後述するオプティカルインテグレータ28の入射面と光学的に共役な位置には、露光光EL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補正フィルタ24(図2参照)が設けられている。この補正フィルタ24は、平板状をなすガラス基板25の入射面25a上に、クロム(Cr)や酸化クロム(CrO)などから構成される複数(本実施形態では4つ)の矩形状の第2の遮光部材としての遮光性ドット26が形成されたフィルタである。
Further, in the optical path between the
また、アフォーカル光学系20のレチクルR側には、σ値(σ値=照明光学系13のレチクルR側の開口数/投影光学系15のレチクルR側の開口数)を可変させるためのズーム光学系27が設けられており、該ズーム光学系27は、アフォーカル光学系20の射出側の焦点位置に位置する所定面23(図1において破線で示す)よりも射出側に配置されている。そして、ズーム光学系27から射出される露光光ELは、ズーム光学系27によって平行な光束に変換された後、該ズーム光学系27の射出側に配置されるオプティカルインテグレータ28に入射するようになっている。そして、オプティカルインテグレータ28は、入射した露光光ELを複数の光束に波面分割し、その射出側(+Y方向側)に位置する照明瞳面29に所定の光強度分布(「瞳強度分布」ともいう。)を形成するようになっている。なお、瞳強度分布が形成される照明瞳面29のことを、多数の面光源からなる二次光源30ともいう。
Further, on the reticle R side of the afocal
オプティカルインテグレータ28は、その入射面(−Y方向側の面であって、図1では左面)がズーム光学系27の射出側の焦点位置(瞳面ともいう。)又は該焦点位置近傍に位置するように配置されている。すなわち、ズーム光学系27は、所定面23とオプティカルインテグレータ28の入射面とが実質的にフーリエ変換の関係であると共に、アフォーカル光学系20の射出側の焦点位置とオプティカルインテグレータ28の入射面とが光学的にほぼ共役となる位置に配置されている。
The
オプティカルインテグレータ28の射出側には、投影光学系15の入射瞳面と光学的にほぼ共役な位置に配置され、且つ二次光源30の照明に寄与する範囲を規定するための図示しない照明開口絞りが設けられている。この照明開口絞りは、大きさ及び形状の異なる複数の開口部を有している。そして、照明開口絞りでは、二次光源30から射出される露光光ELの断面形状に対応した開口部が露光光ELの光路内に配置される。すなわち、二次光源30から射出される露光光ELの断面形状が輪帯状である場合、照明開口絞りは、輪帯状に対応した形状の開口部が露光光ELの光路内に位置するように駆動される。また、二次光源30から射出される露光光ELの断面形状が4極状である場合、照明開口絞りは、4極状に対応した形状の開口部が露光光ELの光路内に位置するように駆動される。
On the exit side of the
オプティカルインテグレータ28及び上記照明開口絞りの射出側には、パワー(焦点距離の逆数)を有する少なくとも一枚の光学素子(図1では一枚のみ図示)から構成される第1コンデンサ光学系31が設けられている。なお、パワーを有する光学素子とは、露光光ELが光学素子に入射することにより、該露光光ELの特性が変化するような光学素子のことである。
A first condenser
また、オプティカルインテグレータ28と第1コンデンサ光学系31との間には、二次光源30から射出された露光光ELに対する遮光量を調整可能な遮光装置32が設けられている。そして、遮光装置32は、レチクルR上に形成される照明領域ER1(図6(a)参照)や該照明領域ER1と光学的に共役な関係になるウエハW上に形成される静止露光領域ER2(図6(b)参照)内の各点における光強度分布を補正可能となっている。
Further, between the
また、第1コンデンサ光学系31の射出側であって且つレチクルRの被照射面Ra及びウエハWの被照射面Waと光学的に共役な位置には、レチクルブラインド33(「マスクブラインド」ともいう。)が設けられている。レチクルブラインド33には、長手方向がZ軸方向であって且つ短手方向がX軸方向となる矩形状の開口部34が形成されている。そして、第1コンデンサ光学系31から射出された露光光ELは、レチクルブラインド33を重畳的に照明するようになっている。
Further, on the exit side of the first condenser
また、レチクルブラインド33の射出側には、パワーを有するレンズから構成される第2コンデンサ光学系35が設けられており、該第2コンデンサ光学系35は、レチクルブラインド33側から入射した露光光ELを略平行な光束に変換するようになっている。そして、第2コンデンサ光学系35から射出される露光光ELは、該第2コンデンサ光学系35の射出側に配置される結像光学系36に入射するようになっている。
Further, a second condenser
結像光学系36は、入射側レンズ群37と、該入射側レンズ群37から射出される露光光ELを−Z方向側(図1では下側)に反射する第2反射ミラー38と、該第2反射ミラー38の射出側に配置される射出側レンズ群39とを備えている。入射側レンズ群37は、少なくとも一枚(図1では一枚のみ図示)のパワーを有する光学素子(レンズ)から構成されると共に、射出側レンズ群39は、少なくとも一枚(図1では一枚のみ図示)のパワーを有する光学素子(レンズ)から構成されている。そして、結像光学系36から射出される露光光ELは、レチクルRの被照射面Raを重畳的に照明するようになっている。なお、本実施形態では、レチクルブラインド33の開口部34の形状は、上述したように、矩形状をなしている。そのため、レチクルR上の照明領域ER1及びウエハW上の静止露光領域ER2は、図6(a)(b)に示すように、長手方向がY軸方向となり、且つ短手方向がX軸方向となる矩形状にそれぞれ形成される。
The imaging optical system 36 includes an incident
レチクルステージ14は、投影光学系15の物体面側において、レチクルRの載置面が投影光学系15の光軸方向(Z軸方向)とほぼ直交するように配置されている。また、レチクルステージ14には、保持するレチクルRをX軸方向に所定ストロークで移動させる図示しないレチクルステージ駆動部が設けられている。
The
また、レチクルステージ14の近傍には、計測部材としての瞳強度分布計測装置40が設けられている。この瞳強度分布計測装置40は、二次光源30においてレチクルR上の照明領域ER1内の一点に入射する入射光によって形成される瞳強度分布を点毎(位置毎)に計測する装置である。こうした瞳強度分布計測装置40は、射出側レンズ群39からレチクルRに向けて射出される露光光ELの一部を反射させるビームスプリッタ41と、該ビームスプリッタ41により反射された反射光が入射する計測用レンズ42と、該計測用レンズ42から射出された反射光が入射する、CCD撮像素子やフォトダイオード等からなる検出部43とを備えている。なお、瞳強度分布計測装置40については、例えば、特開2006−54328号公報や特開2003−22967号公報及びこれに対応する米国特許公開2003/0038225号公報に開示されている。
Further, a pupil intensity
投影光学系15は、内部が窒素などの不活性ガスで充填された鏡筒44を備え、該鏡筒44内には、図示しない複数のレンズが露光光ELの光路に沿って設けられている。また、鏡筒44内において、ウエハWの被照射面Waの設置位置及びレチクルRの被照射面Raの設置位置と光学的にフーリエ変換の関係となる位置には、開口絞り45が配置されている。そして、露光光ELにて照明されたレチクルRの回路パターンの像は、投影光学系15を介して所定の縮小倍率に縮小された状態で、ウエハステージ16上のウエハWに投影転写される。ここで、光路とは、投影光学系15の使用状態において、露光光ELが通ることが意図されている経路のことを示している。
The projection
ウエハステージ16は、投影光学系15の光軸とほぼ直交する平面状の載置面46を備え、該載置面46上には、ウエハWが載置される。また、ウエハステージ16には、保持するウエハWをX軸方向に所定ストロークで移動させる図示しないウエハステージ駆動部が設けられている。さらに、ウエハステージ16には、ウエハWの被照射面Waが投影光学系15の光軸方向と直交するように、ウエハWの位置を微調整させる機能が設けられている。
The
そして、本実施形態の露光装置11を用いてウエハWにパターンの像を投影する場合、レチクルRは、上記レチクルステージ駆動部の駆動によって、+X方向側から−X方向側(図1では紙面手前側から紙面奥手側)に所定ストローク毎に移動する。すると、レチクルRにおける照明領域ER1は、該レチクルRの被照射面Raの−X方向側から+X方向側(図1では紙面奥手側から紙面手前側)に沿って移動する。すなわち、レチクルRのパターンが−X方向側から+X方向側に順にスキャンされる。また、ウエハWは、上記ウエハステージ駆動部の駆動によって、レチクルRのX軸方向に沿った移動に対して投影光学系15の縮小倍率に応じた速度比で−X方向側から+X方向側に同期して移動する。その結果、ウエハWの一つのショット領域には、レチクルR及びウエハWの同期移動に伴って、レチクルR上の回路パターンを所定の縮小倍率に縮小した形状のパターンが形成される。そして、一つのショット領域へのパターンの形成が終了した場合、ウエハWの他のショット領域に対するパターンの形成が連続して行われる。
When a pattern image is projected onto the wafer W using the
次に、本実施形態のオプティカルインテグレータ28について図3に基づき説明する。なお、図3では、明細書の説明理解の便宜上、後述する各シリンドリカルレンズ面47c,47d,48c,48dの大きさが誇張して描かれているものとする。
Next, the
図3に示すように、オプティカルインテグレータ28は、照明光学系13の光軸AX(図3では一点鎖線で示す。)に沿って配置される一対のマイクロフライアイレンズ47,48を備えている。これら両マイクロフライアイレンズ47,48は、オプティカルインテグレータ28の射出側に位置する照明瞳面29が投影光学系15の開口絞り45と光学的に共役な位置に形成されるようにそれぞれ配置されている。
As shown in FIG. 3, the
入射側に位置する第1マイクロフライアイレンズ47の入射側、及び射出側に位置する第2マイクロフライアイレンズ48の入射側には、照明光学系13の光軸AXとほぼ直交する入射面47a,48aがそれぞれ形成されている。また、第1マイクロフライアイレンズ47の射出側、及び第2マイクロフライアイレンズ48の射出側には、照明光学系13の光軸AXとほぼ直交する射出面47b,48bがそれぞれ形成されている。そして、両マイクロフライアイレンズ47,48の入射面47a,48a側には、Z軸方向に延びる複数(図2では10個)のレンズ面としてのシリンドリカルレンズ面47c,48cがX軸方向に沿ってそれぞれ配列されている。これら各シリンドリカルレンズ面47c,48cは、円柱の一部を切り取った形状をなすようにそれぞれ形成されており、各シリンドリカルレンズ面47c,48cのX軸方向における長さ(即ち、幅)は、第1幅H1となっている。
On the incident side of the first micro fly's
また、両マイクロフライアイレンズ47,48の射出面47b,48b側には、X軸方向に延びる複数(図2では10個)のレンズ面としてのシリンドリカルレンズ面47d,48dがZ軸方向に沿ってそれぞれ配列されている。これら各シリンドリカルレンズ面47d,48dは、円柱の一部を切り取った形状をなすようにそれぞれ形成されており、各シリンドリカルレンズ面47d,48dのZ軸方向における長さ(即ち、幅)は、第1幅H1よりも広い第2幅H2となっている。なお、第1幅H1及び第2幅H2は、レチクルブラインド33の開口部34におけるX軸方向における長さ及びZ軸方向における長さ、即ち照明領域ER1及び静止露光領域ER2のX軸方向における長さ及びY軸方向における長さとそれぞれ対応関係がある。
In addition, on the exit surfaces 47b and 48b side of both micro fly's
オプティカルインテグレータ28のX軸方向に関する屈折作用に着目した場合、照明光学系13の光軸AXに沿って入射した露光光EL(即ち、平行光束)は、第1マイクロフライアイレンズ47の入射面47aに形成される各シリンドリカルレンズ面47cによってX軸方向に沿って第1幅H1の間隔で波面分割される。そして、各シリンドリカルレンズ面47cによって波面分割された各光束は、第2マイクロフライアイレンズ48の入射面48aに形成される各シリンドリカルレンズ面48cのうち個別対応するシリンドリカルレンズ面48cでそれぞれ集光作用を受ける。
When attention is paid to the refractive action in the X-axis direction of the
また、オプティカルインテグレータ28のZ軸方向に関する屈折作用に着目した場合、照明光学系13の光軸AXに沿って入射した露光光EL(即ち、平行光束)は、第1マイクロフライアイレンズ47の射出面47bに形成される各シリンドリカルレンズ面47dによってX軸方向に沿って第2幅H2の間隔で波面分割される。そして、各シリンドリカルレンズ面47dによって波面分割された各光束は、第2マイクロフライアイレンズ48の射出面48bに形成される各シリンドリカルレンズ面48dのうち個別対応するシリンドリカルレンズ面48dでそれぞれ集光作用を受ける。
Further, when attention is paid to the refractive action of the
そのため、露光光ELが、オプティカルインテグレータ28の入射面の全域に及ぶように照明光学系13の光軸AXに沿って入射した場合には、オプティカルインテグレータ28の射出側となる照明瞳面29には、多数の点光源49が形成される(図4参照)。具体的には、照明瞳面29には、点光源49が、第2マイクロフライアイレンズ48の入射面48aに形成されたシリンドリカルレンズ面48cの個数(図4では10個)と同数の横列数(即ち、X軸方向に沿う列数)を有し、且つ第2マイクロフライアイレンズ48の射出面48bに形成されたシリンドリカルレンズ面48dの個数(図4では7個)と同数の縦列数(即ち、Z軸方向に沿う列数)を有する格子状をなすように形成される。
Therefore, when the exposure light EL is incident along the optical axis AX of the illumination
なお、各マイクロフライアイレンズ47,48の各シリンドリカルレンズ面47c,47d,48c,48dの第1幅H1及び第2幅H2は、本来、非常に狭い。そのため、本実施形態のオプティカルインテグレータ28での波面分割数は、複数のレンズ要素から構成されるフライアイレンズを用いる場合に比して多い。その結果、オプティカルインテグレータ28の入射側に形成される大局的な光強度分布と、射出側である照明瞳面29に形成される点光源49全体の大局的な光強度分布とは、互いに高い相関関係を示す。したがって、オプティカルインテグレータ28の入射側及び該入射側と光学的に共役な面における光強度分布についても、瞳強度分布と称すことができる。
Note that the first width H1 and the second width H2 of the cylindrical lens surfaces 47c, 47d, 48c, and 48d of the micro fly's
また、回折光学素子19として輪帯照明用の回折光学素子が用いられる場合、オプティカルインテグレータ28の入射側には、照明光学系13の光軸AXを中心とした輪帯状の照野が形成される。その結果、オプティカルインテグレータ28の射出側に位置する照明瞳面29には、入射側に形成される輪帯状の照野に対応する位置に、多数の点光源49が形成される。また、回折光学素子19として複数極照明用の回折光学素子19が用いられる場合、オプティカルインテグレータ28の入射側には、照明光学系13の光軸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が形成される。その結果、オプティカルインテグレータ28の射出側に位置する照明瞳面29には、入射側に形成される複数極状の照野に対応する位置に、多数の点光源49が形成される。なお、本実施形態では、4極照明用の回折光学素子19が用いられるものとする。
When a diffractive optical element for annular illumination is used as the diffractive
すなわち、オプティカルインテグレータ28の射出側に位置する照明瞳面29には、図5に示すように、各々が多数の点光源49からなる4つの円弧状の実質的な面光源(以下、単に「面光源」という。)50a〜50dが形成され、これらの面光源50a〜50dにより4極状の二次光源30(瞳強度分布)が構成される。具体的には、二次光源30は、照明光学系13の光軸AXの+X方向側に位置する円弧状の第1面光源50aと、照明光学系13の光軸AXの−X方向側に位置する円弧状の第2面光源50bとを有しており、第1面光源50aと光軸AXとの間隔は、第2面光源50bと光軸AXとの間隔とほぼ等間隔となっている。また、二次光源30は、照明光学系13の光軸AXの+Z方向側に位置する円弧状の第3面光源50cと、照明光学系13の光軸AXの−Z方向側に位置する円弧状の第4面光源50dとを有しており、第3面光源50cと光軸AXとの間隔は、第4面光源50dと光軸AXとの間隔とほぼ等間隔となっている。
That is, on the
こうした各面光源50a,50b,50c,50dから射出される各露光光ELがレチクルR上に導かれると、レチクルRの被照射面Ra上には、図6(a)に示すように、長手方向がY軸方向であり且つ短手方向がX軸方向となる矩形状の照明領域ER1が形成される。また、ウエハWの被照射面Wa上には、図6(b)に示すように、レチクルR上の照明領域ER1と対応した矩形状の静止露光領域ER2が形成される。この際、静止露光領域ER2(及び照明領域ER1)内の各点に入射する入射光が形成する4極状の瞳強度分布の各々は、露光光ELが入射する位置に依存することなく、互いにほぼ同一形状をなしている。ところが、静止露光領域ER2(及び照明領域ER1)内の各点に入射する入射する4極状の瞳強度分布の各々は、露光光ELが入射する位置に依存して、光強度が互いに異なってしまう傾向がある。
When each exposure light EL emitted from each of the
具体的には、図6(a)(b)及び図7に示すように、照明領域ER1内及び静止露光領域ER2内のY軸方向における中心点P1a、P1bに入射する露光光ELによって形成される第1瞳強度分布51では、Z軸方向に沿って配置される第3面光源51c及び第4面光源51dの光強度の方が、X軸方向に沿って配置される第1面光源51a及び第2面光源51bの光強度よりも強くなる傾向がある。一方、図6(a)(b)及び図8に示すように、照明領域ER1内及び静止露光領域ER2内において中心点P1a,P1bに対してY軸方向に沿って離間した各周辺点P2a,P2b,P3a,P3bに入射する露光光ELによって形成される第2瞳強度分布52では、Z軸方向に沿って配置される第3面光源52c及び第4面光源52dの光強度の方が、X軸方向に沿って配置される第1面光源52a及び第2面光源52bの光強度よりも弱くなる傾向がある。なお、ここでいう各瞳強度分布51,52は、照明光学系13内における露光光ELの光路内に補正フィルタ24及び遮光装置32が配置されていない場合に、照明瞳面29及び該照明瞳面29と光学的に共役な瞳共役面に形成される、静止露光領域ER2内の各点P1b,P2b,P3bに対応する光強度分布のことを示している。
Specifically, as shown in FIGS. 6A, 6B, and 7, it is formed by exposure light EL that is incident on center points P1a and P1b in the Y-axis direction in the illumination region ER1 and in the static exposure region ER2. In the first
一般に、中心点P1a,P1bに対応する第1瞳強度分布51のZ軸方向に沿った光強度分布は、図9(a)に示すように、Z軸方向における中央が最も弱くなると共に、中央からZ軸方向に沿って離間するに連れて次第に強くなる凹曲線状の分布である。また、各周辺点P2a,P2b,P3a,P3bに対応する第2瞳強度分布52のZ軸方向に沿った光強度分布は、図9(b)に示すように、中央からZ軸方向に沿って離間するに連れて次第に弱くなる凸曲面状の分布である。
In general, the light intensity distribution along the Z-axis direction of the first
こうした瞳強度分布51,52のZ軸方向に沿った光強度分布は、照明領域ER1及び静止露光領域ER2内のX軸方向に沿った各点の位置にはほとんど依存しないものの、照明領域ER1及び静止露光領域ER2内のY軸方向に沿った各点の位置に依存して変化する傾向がある。そのため、静止露光領域ER2内におけるY軸方向に沿った各点P1b,P2b,P3bに個別に対応する瞳強度分布51,52がそれぞれ均一ではない場合、ウエハWにおいて形成されるパターンの線幅にばらつきが発生する虞がある。このような課題を解決するために、本実施形態の照明光学系13内には、補正フィルタ24及び遮光装置32が設けられている。
The light intensity distribution along the Z-axis direction of the
なお、図10に示すように、補正フィルタ24に形成された各遮光性ドット26は、照明瞳面29に形成される二次光源30のうちZ軸方向に沿った第3面光源50c又は第4面光源50dに対して、照明光学系13の光軸方向で重畳するように配置されている。そのため、補正フィルタ24は、照明瞳面29に形成される二次光源30のうち、第3面光源50c及び第4面光源50dから射出される露光光ELを減光させる一方、第1面光源50a及び第2面光源50bから射出される露光光ELをほとんど減光させない透過率分布を有している。
As shown in FIG. 10, each light-shielding
次に、本実施形態の遮光装置32について図10(a)(b)に基づき説明する。
図10(a)に示すように、遮光装置32は、複数(本実施形態では6つ)の第1の遮光部材としての遮光ユニット55を備え、オプティカルインテグレータ28と第1コンデンサ光学系31との間に設定される設定領域54(図1参照)内であって、且つ照明瞳面29と光学的に共役な位置に配置される。そして、これらの遮光ユニット55のうち、照明光学系13の光軸AXの+X方向側に位置する3つの遮光ユニット55は、二次光源30の第1面光源50aから射出される露光光ELの光路内に位置するように、照明光学系13の光軸方向であるY軸方向と直交するZ軸方向に沿って並列して配置されており、二次光源30の第1面光源50aから射出される露光光ELに対する遮光量を調整する第1遮光部56を構成している。また、これらの遮光ユニット55のうち、照明光学系13の光軸AXの−X方向側に位置する3つの遮光ユニット55は、二次光源30の第2面光源50bから射出される露光光ELの光路内に位置するように、照明光学系13の光軸方向であるY軸方向と直交するZ軸方向に沿って並列して配置されており、二次光源30の第2面光源50bから射出される露光光ELに対する遮光量を調整する第2遮光部57を構成している。なお、図10(b)に示すように、各遮光ユニット55は、複数(本実施形態では3つ)の単位ユニットとしての遮光部材58a,58b,58cにより構成されており、これらの遮光部材58a,58b,58cは、照明光学系13の光軸方向であるY軸方向に沿って並列して配置されている。
Next, the
As shown in FIG. 10A, the
また、遮光装置32には、各遮光ユニット55を個別に変位させるための変位機構59(図1参照)が設けられている。この変位機構59は、図11に示すように、各遮光ユニット55に個別に対応する複数(本実施形態では6つ)の駆動源60から構成されている。また、これらの各駆動源60は、各々が対応する遮光ユニット55を構成する3つの遮光部材58a,58b,58cのうち、−Y方向側(オプティカルインテグレータ28側)に配置された第1遮光部材58aを変位させるための駆動力を付与する第1駆動部61、Y軸方向で真ん中に位置する第2遮光部材58bを変位させるための駆動力を付与する第2駆動部62、+Y方向側(第1コンデンサ光学系31側)に配置された第3遮光部材58cを変位させるための駆動力を付与する第3駆動部63をそれぞれ備えている。そして、これらの各駆動源60は、制御装置64からの制御指令に応じて各駆動部61,62,63を駆動制御することにより、二次光源30の各面光源50a,50b,50c,50dから射出される露光光ELの光路内で、各々が対応する遮光部材58a,58b,58cを、X軸方向、Z軸方向、及びθy方向にそれぞれ変位させるようになっている。
The
次に、本実施形態の露光装置11の制御構成について説明する。
図11に示すように、露光装置11における装置全体の駆動状態を制御するための制御装置64は、CPUなどを備えたコントローラ(図示略)と、各装置を駆動させるための駆動回路(図示略)とを主体として構成されている。制御装置64の入力側インターフェースには、瞳強度分布計測装置40の検出部43が接続されており、該検出部43からの検出信号を受信するようになっている。また、制御装置64の入力側インターフェースには、入力装置65が接続されており、入力装置65からの入力信号を受信するようになっている。
Next, the control configuration of the
As shown in FIG. 11, a
一方、制御装置64の出力側インターフェース(図示略)には、モニタ等からなる表示装置66が接続されている。そして、表示装置66は、瞳強度分布計測装置40の検出部43から受信した検出信号に基づいて導出された照明領域ER1の点毎の瞳強度分布を表示するようになっている。また、制御装置64の出力側インターフェースには、遮光装置32の各遮光ユニット55を個別に変位させるための駆動源60が接続されている。そして、制御装置64は、入力装置65からの入力信号に基づき、各遮光ユニット55の光路内での位置を各々が対応する駆動源60によって個別に制御するようになっている。
On the other hand, a
次に、上記のように構成された露光装置11の作用について、特に、静止露光領域ER2内のY軸方向に沿った各点P1b,P2b,P3bに対応する各瞳強度分布51,52を調整する際の作用について以下説明する。
Next, regarding the operation of the
さて、光源装置12から射出される露光光ELが回折光学素子19に入射すると、該回折光学素子19からは、断面形状が4極状をなす露光光ELが射出される。すると、この露光光ELが照明瞳面29と光学的に共役な位置又はその近傍に配置される補正フィルタ24を通過することにより、オプティカルインテグレータ28の射出側に形成される照明瞳面29には、補正フィルタ24によってほとんど補正(減光)されない第1面光源50a及び第2面光源50bと、補正フィルタ24によって補正される第3面光源50c及び第4面光源50dとを有する二次光源30が形成される。
When the exposure light EL emitted from the
また、レチクルRの照明領域ER1内及びウエハW上の静止露光領域ER2内の中心点P1a,P1bに対応する第1瞳強度分布51では、露光光ELの光路内に補正フィルタ24がない場合、X軸方向に沿った第1面光源51a及び第2面光源51bの各光強度が、Z軸方向に沿った第3面光源51c及び第4面光源51dの各光強度よりもそれぞれ弱い。そのため、第1瞳強度分布51では、補正フィルタ24によって、第3面光源51c及び第4面光源51dの各光強度が、第1面光源50a及び第2面光源50bの各光強度とほぼ同等となる。一方、照明領域ER1内及び静止露光領域ER2内の各周辺点P2a,P2b,P3a,P3bに対応する第2瞳強度分布52では、露光光ELの光路内に補正フィルタ24がない場合、X軸方向に沿った第1面光源52a及び第2面光源52bの各光強度が、Z軸方向に沿った第3面光源52c及び第4面光源52dの各光強度よりもそれぞれ強い。そのため、第2瞳強度分布52では、補正フィルタ24によって、第1面光源52a及び第2面光源52bの各光強度と第3面光源52c及び第4面光源52dの各光強度との差が逆に大きくなってしまう。
Further, in the first
この点、本実施形態の遮光装置32では、図12(a)に示すように、二次光源30の第1面光源50a及び第2面光源50bから射出される露光光ELのうち、レチクルRの照明領域ER1内及びウエハWの静止露光領域ER2内の中心点P1a,P1bに向けて射出される露光光EL、即ち、レチクルブラインド33の開口部34の中心点P1に達する露光光ELは、各々が対応する遮光部56,57を構成する各遮光ユニット55によってはほとんど遮光されない。一方、図12(b)に示すように、二次光源30の第1面光源50a及び第2面光源50bから射出される露光光ELのうち、レチクルRの照明領域ER1内及びウエハWの静止露光領域ER2内の各周辺点P2a,P2b,P3a,P3bに向けて射出される露光光EL、即ち、レチクルブラインド33の開口部34の周辺点P2,P3に達する露光光ELは、各々が対応する遮光部56,57を構成する各遮光ユニット55によって高効率に遮光される。すなわち、本実施形態の遮光装置32によれば、第1瞳強度分布51の第1面光源51a及び第2面光源51bの光強度が維持されつつ、第2瞳強度分布52の第1面光源52a及び第2面光源52bの光強度が減光される。その結果、補正フィルタ24によって生じた第2瞳強度分布52の各面光源52a,52b,52c,52dでの光強度のばらつきが相殺されるため、第1瞳強度分布51と第2瞳強度分布52とをほぼ同一性状の分布に調整することが可能となっている。
In this regard, in the
また、図13(a)及び図14(a)に示すように、本実施形態の遮光装置32では、第1遮光部56を構成する3つの遮光ユニット55のうち、Z軸方向で真ん中に位置する遮光ユニット55が、第1面光源50aの略中央に位置する点光源49aと、該点光源49aが−Z方向に隣り合う点光源49bとの間の中間点M1に対して、照明光学系13の光軸方向で対向する位置に配置されている。この場合、該点光源49aからZ軸方向両側に拡がるように放射状に射出された露光光ELのうち、該点光源49aから照明光学系13の光軸方向に延びる軸線67の近傍をY軸方向に沿って略平行に延びる露光光ELは、遮光ユニット55間の隙間を通過した後、第1コンデンサ光学系31に到達する。一方、同点光源49aから射出される露光光ELのうち、同軸線67から離間するようにZ軸方向両側に拡がりつつY軸方向に延びる露光光ELは、同点光源49aに対してZ軸方向両側斜方に配置された遮光ユニット55により遮断されるため、第1コンデンサ光学系31に到達することはない。
Further, as shown in FIGS. 13A and 14A, in the
ここで、図13(b)及び図14(b)に示すように、遮光装置32が、第1遮光部56を構成する3つの遮光ユニット55のうち、Z軸方向で真ん中に位置する遮光ユニット55を変位させたとする。具体的には、同遮光ユニット55を構成する3つの遮光部材58a,58b,58cのうち、Y軸方向で真ん中に位置する第2遮光部材58bを+Z方向に移動させると共に、+Y方向側(第1コンデンサ光学系31側)に位置する第3遮光部材58cを、第1面光源50aの略中央に位置する点光源49aに対して照明光学系13の光軸方向で対向する位置まで、第2遮光部材58bよりも更に大きく+Z方向に移動させたとする。この場合、該点光源49aからZ軸方向両側に拡がるように放射状に射出される露光光ELのうち、同点光源49aから照明光学系13の光軸方向に延びる軸線67から離間するように−Z方向側に拡がりつつY軸方向に延びる露光光ELは、遮光ユニット55の移動前の状態(即ち、図14(a)に示す状態)と同様に、該遮光ユニット55を構成する3つの遮光部材58a,58b,58cのうち、同点光源49aに対して−Z方向側斜方に配置された第2遮光部材58bにより遮断されるため、第1コンデンサ光学系31に到達することはない。また、同点光源49aから同軸線67の近傍をY軸方向に沿って略平行に延びる露光光ELは、遮光ユニット55の移動前の状態と比較して、該遮光ユニット55を構成する3つの遮光部材58a,58b,58cのうち、同点光源49aに対して照明光学系13の光軸方向で重畳するように配置された第2遮光部材58b及び第3遮光部材58cによる遮光量が増大する。すなわち、遮光ユニット55は、第1面光源50aの略中央に位置する点光源49aに対して、照明光学系13の光軸方向で重畳する領域の大きさを変化させるように、Z軸方向に沿ってそれぞれ相対移動することにより、該点光源49aから射出される露光光ELが第1コンデンサ光学系31に入射する比率を変化させるようになっている。
Here, as shown in FIG. 13B and FIG. 14B, the
また同様に、図15(a)に示すように、遮光ユニット55を構成する3つの遮光部材58a,58b,58cが、第1面光源50aの略中央に位置する点光源49aと、該点光源49aが−Z方向に隣り合う点光源49bとの間の中間点M1に対して、照明光学系13の光軸方向で対向する位置にZ軸方向に沿うように配置されているとする。この状態から、同遮光ユニット55を構成する3つの遮光部材58a,58b,58cのうち、Y軸方向で真ん中に位置する第2遮光部材58bを、照明光学系13の光軸AXに対して平行に延びる軸線68を中心として+θy方向に回動させると共に、+Y方向側(第1コンデンサ光学系31側)に位置する第3遮光部材58cを、第2遮光部材58bよりも更に大きく+θy方向に回動させたとする(図15(b)参照)。この場合、第2遮光部材58b及び第3遮光部材58cは、その長手方向の略中央部が、同点光源49aに対して照明光学系13の光軸方向で対向するように、X軸方向に対して傾斜して配置される。すなわち、遮光ユニット55は、第1面光源50aの略中央に位置する点光源49aに対して、照明光学系13の光軸方向で重畳する領域の大きさを変化させるように、第2遮光部材58b及び第3遮光部材58cをY軸方向と平行な軸線68を中心に相対回動させることにより、該点光源49aから射出される露光光ELが第1コンデンサ光学系31に入射する比率を変化させるようになっている。
Similarly, as shown in FIG. 15A, the three
また同様に、図16(a)に示すように、遮光ユニット55を構成する3つの遮光部材58a,58b,58cが、第1面光源50aの略中央に位置する点光源49aと、該点光源49aが+Z方向に隣り合う点光源49cとの間の中間点M2に対して、照明光学系13の光軸方向で対向する位置に、Z軸方向に対して傾斜して配置されているとする。この状態から、同遮光ユニット55を構成する3つの遮光部材58a,58b,58cのうち、Y軸方向で真ん中に位置する第2遮光部材58bを+X方向に移動させると共に、+Y方向側(第1コンデンサ光学系31側)に位置する第3遮光部材58cを、第2遮光部材58bよりも更に大きく+X方向に移動させたとする(図16(b)参照)。この場合、第2遮光部材58b及び第3遮光部材58cは、その長手方向の略中央部が、同点光源49aに対して照明光学系13の光軸方向で対向する位置に配置される。すなわち、遮光ユニット55は、第1面光源50aの略中央に位置する点光源49aに対して、照明光学系13の光軸方向で重畳する領域の大きさを変化させるように、第2遮光部材58b及び第3遮光部材58cをX軸方向に相対移動させることにより、該点光源49aから射出される露光光ELが第1コンデンサ光学系31に入射する比率を変化させるようになっている。
Similarly, as shown in FIG. 16 (a), the three
なお、遮光装置32は、第1面光源50aを構成する他の点光源49に対しても同様に、それらの点光源49に対して照明光学系13の光軸方向で重畳する領域の大きさを変化させるように、第1遮光部56を構成する各遮光ユニット55をX軸方向、Z軸方向、及びθy方向に変位させることにより、それらの点光源49から射出される露光光ELが第1コンデンサ光学系31に入射する比率を変化させるようになっている。すなわち、遮光装置32は、第1遮光部56を構成する各遮光ユニット55をX軸方向、Z軸方向、及びθy方向にそれぞれ変位させることにより、第1面光源50aから射出される露光光ELに対する遮光量を調整することが可能となっている。
It should be noted that the
ところで、露光装置11の駆動時には、照明光学系13を構成する光学素子の光学特性に変化が生じる等の要因により、二次光源30の各面光源50a,50b,50c,50dから射出される露光光ELの光強度が予め設定した値からずれることが有り得る。ここで、第1面光源50aから射出される露光光ELの光強度が予め想定した値よりも大きかったと仮定すると、照明領域ER1内及び静止露光領域ER2内の中心点P1a,P1bに対応する第1瞳強度分布51の第1面光源51aと、照明領域ER1内及び静止露光領域ER2内の周辺点P2a,P2b,P3a,P3bに対応する第2瞳強度分布52の第1面光源52aとでは、光強度の増大量が相違する。そのため、第1瞳強度分布51及び第2瞳強度分布52の性状がばらつくことにより、ウエハWの被照射面Waにおいて形成されるパターンの線幅にばらつきを生じる虞があった。
By the way, when the
この点、本実施形態の露光装置11では、瞳強度分布計測装置40によって、静止露光領域ER2内の点毎の光強度がそれぞれ計測される。ここでは、静止露光領域ER2内の中心点P1b及び周辺点P2b,P3bに入射する露光光ELによって照明瞳面29上に形成される第1瞳強度分布51及び第2瞳強度分布52がそれぞれ計測される。そして、制御装置64は、瞳強度分布計測装置40によって、両瞳強度分布51,52の第1面光源51a,52aの光強度が予め想定していた値よりも大きいことがそれぞれ検出された場合には、その旨を表示装置66に出力して表示させる。そして、操作者は、表示装置66の表示結果に基づき、入力装置65を介して遮光ユニット55に関する各種条件を設定する。すると、制御装置64は、設定された各種条件に基づいて各駆動源60を駆動することにより、照明瞳面29上の第1面光源50aから射出される露光光ELの光路内にて、各遮光ユニット55をX軸方向、Z軸方向、及びθy方向にそれぞれ変位させる。そして、各遮光ユニット55がそれぞれ変位すると、瞳強度分布計測装置40によって計測される各瞳強度分布51,52の性状の各々は、各遮光ユニット55の変位態様に応じてそれぞれ変化する。
In this regard, in the
具体的には、各遮光ユニット55が、第1面光源50aを構成する各点光源49に対して、照明光学系13の光軸方向で重畳する領域を増大させるように変位した場合には、第1面光源50aから射出される露光光ELのうち、静止露光領域ER2内の中心点P1bに入射する露光光ELは、各遮光ユニット55による減光量が増大する。また、各遮光ユニット55が、第1面光源50aを構成する各点光源49の中間点に対して、照明光学系13の光軸方向で重畳する領域を増大させるように変位した場合には、第1面光源50aから射出される露光光ELのうち、静止露光領域ER2内の各周辺点P2b,P3bに入射する露光光ELは、各遮光ユニット55による減光量が増大する。すなわち、中心点P1bに対応する第1瞳強度分布51の第1面光源51aの光強度と、周辺点P2b,P3bに対応する第2瞳強度分布52の第1面光源52aの光強度とは、各遮光ユニット55が変位した際の変化量が相違する。
Specifically, when each
そのため、操作者は、瞳強度分布計測装置40の計測結果を確認しつつ、各遮光ユニット55をそれぞれ変位させることにより、各瞳強度分布51,52の性状のばらつきを相殺するように、各瞳強度分布51,52の第1面光源51a,52aの光強度を調整することができる。すなわち、第1面光源51aから静止露光領域ER2内の中心点P1bに入射する露光光ELの光強度の変化量と、第1面光源52aから静止露光領域ER2内の各周辺点P2b,P3bに入射する露光光ELの光強度の変化量との差を相殺するように、露光光ELに対する減光量を調整することができる。したがって、この状態で露光処理が実行されると、ウエハW上の静止露光領域ER2内の各点P1b,P2b,P3bに対応する各瞳強度分布51,52がほぼ同一性状であるため、ウエハWの被照射面Waに形成されるパターンの線幅にばらつきを生じることが抑制される。
Therefore, the operator confirms the measurement result of the pupil intensity
すなわち、本実施形態では、照明瞳面29上の各面光源50a,50b,50c,50dから射出される露光光ELの光強度が予め想定していた値からずれている場合であっても、各遮光ユニット55を露光光ELの光路内で変位させることにより、静止露光領域ER2内の各点P1b,P2b,P3bに対応する各瞳強度分布51,52の性状を簡便に調整することができる。また、本実施形態では、遮光ユニット55を構成する各遮光部材58a,58b,58cを個別に変位させることにより、遮光ユニット55を構成する全ての遮光部材58a,58b,58cを一律に変位させる場合と比較して、静止露光領域ER2内の各点P1b,P2b,P3bに対応する各瞳強度分布51,52の性状をより精密に調整することができる。
That is, in the present embodiment, even when the light intensity of the exposure light EL emitted from the
したがって、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
(1)本実施形態では、光源装置12から射出される露光光ELが、遮光ユニット55によって遮光される遮光量は、遮光ユニット55に対して入射する際の入射角に依存して相違する。そのため、遮光ユニット55を露光光ELの光路内で変位させることによって、光源装置12から射出される露光光ELに対する遮光ユニット55の遮光量の変化量は、静止露光領域ER2の位置毎に相違する。したがって、変位機構59は、遮光ユニット55を光路内で変位させることによって、静止露光領域ER2の位置毎における光強度分布(即ち、瞳強度分布51,52)を独立的に調整することができ、結果として、各点における光強度を互いに略同一性状の分布に調整することが可能となる。
Therefore, in this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the present embodiment, the amount of light that the exposure light EL emitted from the
(2)本実施形態では、オプティカルインテグレータ28よりも光源装置12側において、ウエハWの被照射面Waと光学的に共役な位置には、ウエハW上の静止露光領域ER2内の各点P1b,P2b,P3bに対応する瞳強度分布51,52を一律に調整するための補正フィルタ24が設けられている。そして、静止露光領域ER2内の各点P1b,P2b,P3bに対応する各瞳強度分布51,52は、補正フィルタ24と遮光ユニット55との協働作用によって、それぞれほぼ均一となるように調整される。そのため、露光光ELの光路内に補正フィルタ24を配置しない場合に比して、静止露光領域ER2内の各点P1b,P2b,P3bに対応する各瞳強度分布51,52をより精密に調整することができる。したがって、レチクルRの回路パターンに応じた適切な照明条件に基づいてウエハWに対する露光処理を行うことができ、結果として、ウエハWの全体に亘って所望の線幅のパターンを忠実に形成することができる。
(2) In this embodiment, each point P1b in the static exposure region ER2 on the wafer W is positioned at a position optically conjugate with the irradiated surface Wa of the wafer W on the
(3)本実施形態では、変位機構59は、二次光源30を構成する各点光源49に対して、照明光学系13の光軸方向で重畳する領域の大きさを変化させるように、各点光源49から射出される露光光ELの光路内にて、各遮光ユニット55をX軸方向、Z軸方向、及びθy方向に変位させる。そのため、変位機構59は、それらの点光源49から射出される露光光ELのうち、静止露光領域ER2の中心点P1bに向けて照明光学系13の光軸AXと平行に射出される露光光EL、及び、静止露光領域ER2の周辺点P2b,P3bに向けて照明光学系13の光軸AXに対して傾斜するように射出された露光光ELに対して、各遮光ユニット55による遮光量を個別に調整することができる。すなわち、変位機構59は、露光光ELの光路内で各遮光ユニット55を変位させることにより、静止露光領域ER2の位置毎における光強度分布を独立的に調整することができ、結果として、各点における光強度分布を互いに略同一性状の分布となるように簡便に調整することができる。
(3) In the present embodiment, the
(4)本実施形態では、変位機構59は、光源装置12から射出される露光光ELの光路内にて、遮光ユニット55を構成する各遮光部材58a,58b,58cを個別に変位させる。そのため、遮光ユニット55を構成する全ての遮光部材58a,58b,58cを一律に変位させる場合と比較して、静止露光領域ER2内の各点P1b,P2b,P3bに対応する各瞳強度分布51,52の性状をより精密に調整することができる。
(4) In the present embodiment, the
(5)本実施形態では、各遮光ユニット55は、照明瞳面29の近傍にそれぞれ配置されている。そのため、各遮光ユニット55を露光光ELの光路内でそれぞれ変位させることにより、静止露光領域ER2の各点P1b,P2b,P3bに対応する各瞳強度分布51,52を、所望の性状の分布となるようにそれぞれ調整することができる。
(5) In the present embodiment, each
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態を図17〜図19に基づき説明する。なお、第2の実施形態は、遮光装置を構成する各遮光ユニットが、二次光源を構成する各点光源に対して、照明光学系の光軸方向で重畳する領域の大きさを変化させることなく、露光光の光路内で変位する点が第1の実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第1の実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1の実施形態と同一又は相当する構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, each light shielding unit that constitutes the light shielding device changes the size of the region that overlaps in the optical axis direction of the illumination optical system with respect to each point light source that constitutes the secondary light source. However, the second embodiment is different from the first embodiment in that it is displaced in the optical path of the exposure light. Therefore, in the following description, parts different from those of the first embodiment will be mainly described, and the same or corresponding components as those of the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and redundant description will be omitted. And
図17(a)に示すように、本実施形態の遮光装置32では、第1遮光部56を構成する3つの遮光ユニット55が、第1面光源50aを構成する各点光源49の中間点に対して、照明光学系13の光軸方向で対向する位置に配置されている。この場合、第1面光源50aの略中央に位置する点光源49aからZ軸方向両側に拡がるように放射状に射出される露光光ELのうち、該点光源49aから照明光学系13の光軸方向に延びる軸線67の近傍をY軸方向に沿って略平行に延びる露光光ELは、遮光ユニット55間の隙間を通過した後、第1コンデンサ光学系31に到達する。一方、同軸線67から離間するようにZ軸方向両側に拡がりつつY軸方向に延びる露光光ELは、同点光源49aに対してZ軸方向両側斜方に配置された遮光ユニット55により遮断されるため、第1コンデンサ光学系31に到達することはない。
As shown in FIG. 17A, in the
ここで、図17(b)に示すように、遮光装置32が、第1遮光部56を構成する3つの遮光ユニット55のうち、+Z方向側に位置する遮光ユニット55を変位させたとする。具体的には、同遮光ユニット55を構成する3つの遮光部材58a,58b,58cのうち、Y軸方向で真ん中に位置する第2遮光部材58b、及び+Y方向側(第1コンデンサ光学系31側)に位置する第3遮光部材58cを、第1面光源50aを構成する各点光源49の中間点に対して照明光学系13の光軸方向で対向した状態を維持しつつ、同点光源49から離間するように照明光学系13の光軸に沿って+Y方向にそれぞれ移動させたとする。この場合、点光源49aからZ軸方向両側に拡がるように放射状に射出される露光光ELのうち、該点光源49aから照明光学系13の光軸方向に延びる軸線67から離間するように+Z方向に拡がりつつY軸方向に延びる露光光ELは、遮光ユニット55の移動前の状態(即ち、図17(a)に示す状態)と比較して、該遮光ユニット55を構成する3つの遮光部材58a,58b,58cのうち、同点光源49aに対して+Z方向側斜方に配置された第2遮光部材58b及び第3遮光部材58cによる遮光量が増大する。すなわち、遮光装置32は、第1面光源50aの略中央に位置する点光源49aに対して、照明光学系13の光軸方向での距離を変更するように、Y軸方向に沿って遮光ユニット55を相対移動させることにより、該点光源49aから射出される露光光ELが第1コンデンサ光学系31に入射する比率を変化させるようになっている。
Here, as shown in FIG. 17B, it is assumed that the
また、図18(a)に示すように、本実施形態の遮光装置32では、第1遮光部56を構成する3つの遮光ユニット55は、該遮光ユニット55を構成する各遮光部材58a,58b,58cの長辺方向が第1面光源50aに対して平行となるように、照明光学系13の光軸方向で対向する位置に配置されている。この場合、図18(b)に示すように、第1面光源50aの略中央に位置する点光源49aからZ軸方向両側に拡がるように放射状に射出される露光光ELのうち、該点光源49aから照明光学系13の光軸方向に延びる軸線67の近傍をY軸方向に沿って略平行に延びる露光光ELは、遮光ユニット55間の隙間を通過した後、第1コンデンサ光学系31に到達する。一方、同軸線67から離間するようにZ軸方向両側に拡がりつつY軸方向に延びる露光光ELは、同点光源49aに対してZ軸方向両側斜方に配置された遮光ユニット55により遮断されるため、第1コンデンサ光学系31に到達することはない。
Further, as shown in FIG. 18A, in the
ここで、図19(a)に示すように、遮光装置32が、第1遮光部56を構成する3つの遮光ユニット55のうち、+Z方向側に位置する遮光ユニット55を変位させたとする。具体的には、同遮光ユニット55を構成する3つの遮光部材58a,58b,58cのうち、+Y方向側(第1コンデンサ光学系31側)に位置する第3遮光部材58cを、照明光学系13の光軸AXと直交する軸線69を中心として+θz方向に回動させたとする。この場合、該遮光部材58cは、同軸線69から照明光学系13の光軸AXに沿うY軸方向に張り出す寸法が大きくなる。その結果、図19(b)に示すように、第1面光源50aの略中央に位置する点光源49aからZ軸方向両側に拡がるように放射状に射出される露光光ELのうち、該点光源49aから照明光学系13の光軸方向に延びる軸線67から離間するように+Z方向側に拡がりつつY軸方向に延びる露光光ELは、遮光ユニット55の移動前の状態(即ち、図(18(b)に示す状態)と比較して、該遮光ユニット55を構成する3つの遮光部材58a,58b,58cのうち、同点光源49aに対して+Z方向側斜方に配置された第3遮光部材58cによる遮光量が増大する。すなわち、遮光装置32は、照明光学系13の光軸方向に張り出す寸法を変更するように、遮光ユニット55をZ軸方向に沿う軸線69周りに回動させることにより、第1面光源50aの略中央に位置する点光源49aから射出される露光光ELが第1コンデンサ光学系31に入射する比率を変更するようになっている。なお、図19では、第3遮光部材58cを+θz方向に90度だけ回動させた状態を図示しているが、第3遮光部材58cの回動角度は90度には限定されず任意の角度であっても良い。
Here, as illustrated in FIG. 19A, it is assumed that the
なお、遮光装置32は、第1面光源50aを構成する他の点光源49に対しても同様に、それらの点光源49に対して照明光学系13の光軸方向で重畳する領域の大きさを維持しつつ、第1遮光部56を構成する各遮光ユニット55をY軸方向及びθz方向に変位させることにより、それらの点光源49から射出される露光光ELが第1コンデンサ光学系31に入射する比率を変化させるようになっている。すなわち、遮光装置32は、第1遮光部56を構成する各遮光ユニット55をY軸方向及びθz方向に変位させることにより、第1面光源50aから射出される露光光ELに対する遮光量を調整することが可能となっている。
It should be noted that the
したがって、本実施形態では、上記第1の実施形態の効果(1)、(2)、(4)、(5)に加えて以下に示す効果を得ることができる。
(6)本実施形態では、変位機構59は、二次光源30を構成する各点光源49に対して、照明光学系13の光軸方向で重畳する領域の大きさを変更させることなく、各点光源49から射出される露光光ELの光路内にて、Y軸方向及びθz方向に各遮光ユニット55を変位させる。そのため、変位機構59は、それらの点光源49から射出される露光光ELのうち、静止露光領域ER2の中心点P1bに向けて照明光学系13の光軸AXと平行に射出される露光光ELに対する遮光量を維持しつつ、静止露光領域ER2の周辺点P2b,P3bに向けて照明光学系13の光軸AXに対して傾斜するように射出される露光光ELに対する遮光量を変化させるように、各遮光ユニット55を変位させることができる。すなわち、変位機構59は、露光光ELの光路内で各遮光ユニット55を変位させることにより、静止露光領域ER2の位置毎における光強度分布を独立的に調整することができ、結果として、各点における光強度分布を互いに略同一性状の分布となるように簡便に調整することができる。
Therefore, in this embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects (1), (2), (4), and (5) of the first embodiment.
(6) In the present embodiment, the
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態を図20及び図21に従って説明する。なお、第3の実施形態は、遮光装置を構成する各遮光ユニットが、補正フィルタによって補正される第3面光源及び第4面光源から射出される露光光の光路内に配置されている点が第1の実施形態及び第2の実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第1の実施形態及び第2の実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1の実施形態及び第2の実施形態と同一又は相当する構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the third embodiment, each light shielding unit constituting the light shielding device is arranged in the optical path of the exposure light emitted from the third surface light source and the fourth surface light source corrected by the correction filter. It is different from the first embodiment and the second embodiment. Therefore, in the following description, parts different from the first embodiment and the second embodiment will be mainly described, and the same or corresponding configurations as the first embodiment and the second embodiment are not included. The same reference numerals will be given and redundant description will be omitted.
図20に示すように、本実施形態の遮光装置32は、オプティカルインテグレータ28と第1コンデンサ光学系31との間に設定される設定領域54内であって、且つ照明瞳面29と光学的に共役な位置に配置される複数(本実施形態では6つ)の遮光ユニット55を備えている。そして、これらの遮光ユニット55のうち、照明光学系13の光軸AXの+Z方向側に位置する3つの遮光ユニット55は、二次光源30の第3面光源50cから射出される露光光ELの光路内に位置するように、照明光学系13の光軸方向であるY軸方向と直交するX軸方向に沿って並列して配置されており、二次光源30の第3面光源50cから射出される露光光ELに対する遮光量を調整する第3遮光部70を構成している。また、これらの遮光ユニット55のうち、照明光学系13の光軸AXの−Z方向側に位置する3つの遮光ユニット55は、二次光源30の第4面光源50dから射出される露光光ELの光路内に位置するように、照明光学系13の光軸方向であるY軸方向と直交するZ軸方向に沿って並列して配置されており、二次光源30の第4面光源50dから射出される露光光ELに対する遮光量を調整する第4遮光部71を構成している。
As shown in FIG. 20, the light-shielding
ここで、二次光源30の各面光源50a,50b,50c,50dから射出される露光光ELのうち、第3面光源50cから射出される露光光ELの強度が予め想定していた値よりも大きかったと仮定する。この場合、本実施形態の遮光装置32は、照明瞳面29上の第3面光源50cから射出される露光光ELの光路内にて、第3遮光部70を構成する各遮光ユニット55を、X軸方向、Z軸方向、及びθy方向にそれぞれ変位させる。そして、各遮光ユニット55がそれぞれ変位すると、瞳強度分布計測装置40によって計測される両瞳強度分布51,52は、各遮光ユニット55の変位態様に応じて変化する。
Here, of the exposure light EL emitted from the
具体的には、変位機構59は、第3面光源50cを補正(減光)する補正フィルタ24上の遮光性ドット26に対して、照明光学系13の光軸方向で部分的に重畳する配置態様(図21(a)参照)である場合には、補正フィルタ24上の遮光性ドット26に対して重畳する領域を減少させるように、各遮光ユニット55を変位させる(図21(b)参照)。すると、各遮光ユニット55は、第3面光源50cを構成する各点光源49のうち、補正フィルタ24上の遮光性ドット26によって遮光された点光源49に対して照明光学系13の光軸方向で対向する領域が減少するとともに、補正フィルタ24上の遮光性ドット26によって遮光されていない点光源49に対して同方向で対向する領域が増大する。その結果、第3遮光部70を構成する各遮光ユニット55は、第3面光源50cから射出される露光光ELに対する遮光量が増大する。
Specifically, the
なお、オプティカルインテグレータ28の射出側に配置された遮光装置32と、オプティカルインテグレータ28の入射側に配置された補正フィルタ24とは、互いに光学的に共役な位置に配置されていない。しかしながら、本実施形態のオプティカルインテグレータ28は、入射した露光光ELに対する波面分割数が大きいため、露光光ELが、補正フィルタ24の入射面内にて遮光性ドット26によって遮光される領域と、遮光装置32の入射面内にて各遮光ユニット55によって遮光される領域とは高い相関を示す。そのため、変位機構59は、補正フィルタ24上の遮光性ドット26に対して、照明光学系13の光軸方向で重畳する領域を変化させるように、各遮光ユニット55を変位させることにより、露光光ELに対する遮光量を調整することが可能となっている。
The
したがって、本実施形態では、上記第1の実施形態の効果(1)〜(5)に加えて以下に示す効果を得ることができる。
(7)本実施形態では、変位機構59は、第3面光源50cを補正(減光)する補正フィルタ24上の遮光性ドット26に対して、照明光学系13の光軸方向で重畳する領域の大きさを変化させるように、第3面光源50cから射出される露光光ELの光路内にて、各遮光ユニット55を変位させる。そのため、第3面光源50cを構成する各点光源49のうち、補正フィルタ24上の遮光性ドット26によって遮光されていない点光源49に対して、照明光学系13の光軸方向で対向する領域が変化する。その結果、第3遮光部70を構成する各遮光ユニット55は、第3面光源50cから射出される露光光ELに対する遮光量が増減する。したがって、変位機構59は、各遮光ユニット55の変位態様に応じて、静止露光領域ER2内の各点P1b,P2b,P3bに対応する各瞳強度分布51,52を調整することができる。
Therefore, in this embodiment, in addition to the effects (1) to (5) of the first embodiment, the following effects can be obtained.
(7) In the present embodiment, the
なお、上記実施形態は、以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・上記第1の実施形態において、変位機構59は、照明光学系13の光軸方向又は光軸と平行な方向から遮光ユニット55を見た場合に、該遮光ユニット55と二次光源30を構成する各点光源49との重畳する状態を変化させるように、各点光源49から射出される露光光ELの光路内にて、該遮光ユニット55を変位させる構成としてもよい。例えば、遮光ユニット55と各点光源49とが重畳する領域の大きさを変化させるように、遮光ユニット55を変位(遮光部材58a,58b,58cを一体的に変位)させても良い。
In addition, you may change the said embodiment into another embodiment as follows.
In the first embodiment, the
・上記各実施形態において、回折光学素子19は、4極照明以外の他の分極照明用(例えば、2極照明用)の回折光学素子であってもよいし、輪帯照明用の回折光学素子であってもよいし、円形状の回折光学素子であってもよい。また、露光光ELの形状を変形させることが可能な光学素子であれば、回折光学素子の代わりにアキシコレンズ対などの他の任意の光学素子を配置してもよい。
In each of the above embodiments, the diffractive
・上記各実施形態において、露光光ELの照射態様を調整するための調整手段として、レチクルRの被照射面Raに到達する露光光ELの光強度や強度分布、レチクルRの被照射面Ra上の照明領域ER1の形状、レチクルRの被照射面Raに到達する露光光ELの偏光状態や偏光分布を調整可能な部材を配置してもよい。 In each of the above-described embodiments, as the adjusting means for adjusting the irradiation mode of the exposure light EL, the light intensity and intensity distribution of the exposure light EL reaching the irradiated surface Ra of the reticle R, on the irradiated surface Ra of the reticle R A member capable of adjusting the shape of the illumination region ER1 and the polarization state and polarization distribution of the exposure light EL reaching the irradiated surface Ra of the reticle R may be disposed.
・上記各実施形態において、補正フィルタ24は、オプティカルインテグレータ28の入射側にて、オプティカルインテグレータ28の入射面と光学的に共役な位置であれば任意の位置に配置してもよい。また、補正フィルタ24は、オプティカルインテグレータ28の入射面近傍に配置してもよい。
In each of the above embodiments, the
・上記各実施形態において、遮光装置32は、オプティカルインテグレータ28の射出側にて、オプティカルインテグレータ28の射出面と光学的に共役な位置であれば、任意の位置に配置してもよい。
In each of the above embodiments, the
・上記各実施形態において、遮光装置32は、遮光ユニット55を構成する遮光部材58a,58b,58cのうち、一部の遮光部材のみを変位可能な構成としてもよい。
・上記各実施形態において、遮光装置32は、遮光ユニット55を構成する遮光部材58a,58b,58cを単一の駆動源を用いて一律に駆動する構成としてもよい。
In each of the above embodiments, the
In each of the above embodiments, the
・上記各実施形態において、遮光装置32は、遮光ユニット55を構成する遮光部材58a,58b,58cを照明光学系13の光軸AXと交差する方向に並列して配置してもよい。
In each of the above embodiments, the
・上記各実施形態において、瞳強度分布計測装置40は、レチクルR上の被照射面Ra(又は、ウエハWの被照射面Wa)と光学的に共役な位置近傍であれば、任意の位置に配置してもよい。
In each of the above embodiments, the pupil intensity
・上記各実施形態において、露光装置11は、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、EUV露光装置、X線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクルまたはマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハなどへ回路パターンを転写する露光装置であってもよい。また、露光装置11は、液晶表示素子(LCD)などを含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッド等の製造に用いられて、デバイスパターンをセラミックウエハ等へ転写する露光装置、及びCCD等の撮像素子の製造に用いられる露光装置などであってもよい。
In each of the above embodiments, the
・上記各実施形態において、露光装置11を、レチクルRとウエハWとが相対移動した状態でレチクルRのパターンをウエハWへ転写し、ウエハWを順次ステップ移動させるスキャニング・ステッパに具体化してもよい。
In each of the above embodiments, the
・上記各実施形態において、オプティカルインテグレータ28は、屈折率を有する単位波面分割面がZ方向及びX方向に沿って配列される1枚のマイクロフライアイレンズから構成されるものであってもよい。また、オプティカルインテグレータとして、複数のレンズ要素が配列されてなるフライアイレンズを用いてもよい。また、オプティカルインテグレータとして、複数のミラー面が配列されてなる一対のフライアイミラーであってもよい。また、オプティカルインテグレータとして、Y軸方向に沿って延びるロッドレンズであってもよい。
In each of the above embodiments, the
・上記各実施形態において、露光装置11を、可変パターン生成器(例えば、DMD(Digital Mirror Device又はDigital Micro-mirror Device))を用いたマスクレス露光装置に具体化してもよい。
In each of the above embodiments, the
・上記各実施形態において、光源装置12は、例えばg線(436nm)、i線(365nm)、KrFエキシマレーザ(248nm)、F2レーザ(157nm)、Kr2レーザ(146nm)、Ar2レーザ(126nm)等を供給可能な光源であってもよい。また、光源装置12は、DFB半導体レーザまたはファイバレーザから発振される赤外域、または可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム(またはエルビウムとイッテルビウムの双方)がドープされたファイバアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を供給可能な光源であってもよい。
In each of the above embodiments, the
次に、本発明の実施形態の露光装置11によるデバイスの製造方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図22は、マイクロデバイス(ICやLSI等の半導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等)の製造例のフローチャートを示す図である。
Next, an embodiment of a microdevice manufacturing method using the device manufacturing method by the
まず、ステップS101(設計ステップ)において、マイクロデバイスの機能・性能設計(例えば、半導体デバイスの回路設計等)を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップS102(マスク製作ステップ)において、設計した回路パターンを形成したマスク(レチクルRなど)を製作する。一方、ステップS103(基板製造ステップ)において、シリコン、ガラス、セラミックス等の材料を用いて基板(シリコン材料を用いた場合にはウエハWとなる。)を製造する。 First, in step S101 (design step), function / performance design (for example, circuit design of a semiconductor device) of a micro device is performed, and pattern design for realizing the function is performed. Subsequently, in step S102 (mask manufacturing step), a mask (reticle R or the like) on which the designed circuit pattern is formed is manufactured. On the other hand, in step S103 (substrate manufacturing step), a substrate (a wafer W when a silicon material is used) is manufactured using a material such as silicon, glass, or ceramics.
次に、ステップS104(基板処理ステップ)において、ステップS101〜ステップS104で用意したマスクと基板を使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によって基板上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップS105(デバイス組立ステップ)において、ステップS104で処理された基板を用いてデバイス組立を行う。このステップS105には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程(チップ封入)等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップS106(検査ステップ)において、ステップS105で作製されたマイクロデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。 Next, in step S104 (substrate processing step), using the mask and substrate prepared in steps S101 to S104, an actual circuit or the like is formed on the substrate by lithography or the like, as will be described later. Next, in step S105 (device assembly step), device assembly is performed using the substrate processed in step S104. Step S105 includes processes such as a dicing process, a bonding process, and a packaging process (chip encapsulation) as necessary. Finally, in step S106 (inspection step), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the microdevice manufactured in step S105 are performed. After these steps, the microdevice is completed and shipped.
図23は、半導体デバイスの場合におけるステップS104の詳細工程の一例を示す図である。
ステップS111(酸化ステップ)おいては、基板の表面を酸化させる。ステップS112(CVDステップ)においては、基板表面に絶縁膜を形成する。ステップS113(電極形成ステップ)においては、基板上に電極を蒸着によって形成する。ステップS114(イオン打込みステップ)においては、基板にイオンを打ち込む。以上のステップS111〜ステップS114のそれぞれは、基板処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
FIG. 23 is a diagram illustrating an example of a detailed process of step S104 in the case of a semiconductor device.
In step S111 (oxidation step), the surface of the substrate is oxidized. In step S112 (CVD step), an insulating film is formed on the substrate surface. In step S113 (electrode formation step), an electrode is formed on the substrate by vapor deposition. In step S114 (ion implantation step), ions are implanted into the substrate. Each of the above steps S111 to S114 constitutes a pretreatment process at each stage of the substrate processing, and is selected and executed according to a necessary process at each stage.
基板プロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップS115(レジスト形成ステップ)において、基板に感光性材料を塗布する。引き続き、ステップS116(露光ステップ)において、上で説明したリソグラフィシステム(露光装置11)によってマスクの回路パターンを基板に転写する。次に、ステップS117(現像ステップ)において、ステップS116にて露光された基板を現像して、基板の表面に回路パターンからなるマスク層を形成する。さらに続いて、ステップS118(エッチングステップ)において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップS119(レジスト除去ステップ)において、エッチングが済んで不要となった感光性材料を取り除く。すなわち、ステップS118及びステップS119において、マスク層を介して基板の表面を加工する。これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、基板上に多重に回路パターンが形成される。 When the above-mentioned pretreatment process is completed in each stage of the substrate process, the posttreatment process is executed as follows. In this post-processing process, first, in step S115 (resist formation step), a photosensitive material is applied to the substrate. Subsequently, in step S116 (exposure step), the circuit pattern of the mask is transferred to the substrate by the lithography system (exposure apparatus 11) described above. Next, in step S117 (development step), the substrate exposed in step S116 is developed to form a mask layer made of a circuit pattern on the surface of the substrate. Subsequently, in step S118 (etching step), the exposed member other than the portion where the resist remains is removed by etching. In step S119 (resist removal step), the photosensitive material that has become unnecessary after the etching is removed. That is, in step S118 and step S119, the surface of the substrate is processed through the mask layer. By repeatedly performing these pre-processing steps and post-processing steps, multiple circuit patterns are formed on the substrate.
11…露光装置、12…光源としての光源装置、13…照明光学系、15…投影光学系、19…調整部材としての回折光学素子、26…第2の遮光部材としての遮光性ドット、28…オプティカルインテグレータ、40…計測部材としての瞳強度分布計測装置、47c,47d,48c,48d…レンズ面としてのシリンドリカルレンズ面、55…第1の遮光部材としての遮光ユニット、58a,58b,58c,58d…単位ユニットしての遮光部材、59…変位機構、68…照明光学系の光軸と平行な軸線、69…照明光学系の光軸と交差する軸線、AX…光軸、EL…光としての露光光、Ra…被照射面、W…感光性基板としてのウエハ。
DESCRIPTION OF
Claims (20)
前記照明光学系の光軸と交差する面内に配列された複数の透過型のレンズ面を有するオプティカルインテグレータと、
前記光の光路における前記オプティカルインテグレータよりも前記被照射面側に配置され、互いに相対変位可能な複数の単位ユニットにより構成される第1の遮光部材と、
該第1の遮光部材における前記各単位ユニットを前記光の光路内で個別に変位可能とする変位機構と、を備え、
前記変位機構は、前記光軸と交差する方向に前記各単位ユニットをそれぞれ移動可能に構成され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 emitted from the light source,
An optical integrator having a plurality of transmissive lens surfaces arranged in a plane intersecting the optical axis of the illumination optical system;
A first light-shielding member that is disposed on the irradiated surface side of the optical integrator in the optical path of the light and includes a plurality of unit units that can be displaced relative to each other;
A displacement mechanism capable of individually displacing each unit unit in the first light shielding member within the optical path of the light ,
The illuminating optical system characterized in that the displacement mechanism is configured to be able to move the unit units in a direction intersecting the optical axis .
前記変位機構は、前記光軸と交差する軸線を中心に前記各単位ユニットをそれぞれ回動可能に構成されていることを特徴とする照明光学系。 The illumination optical system according to claim 1,
The illuminating optical system characterized in that the displacement mechanism is configured to be capable of rotating the unit units around an axis intersecting the optical axis .
前記照明光学系の光軸と交差する面内に配列された複数の透過型のレンズ面を有するオプティカルインテグレータと、
前記光の光路における前記オプティカルインテグレータよりも前記被照射面側に配置され、互いに相対変位可能な複数の単位ユニットにより構成される第1の遮光部材と、
該第1の遮光部材における前記各単位ユニットを前記光の光路内で個別に変位可能とする変位機構と、を備え、
前記変位機構は、前記光軸と交差する軸線を中心に前記各単位ユニットをそれぞれ回動可能に構成され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 emitted from the light source,
An optical integrator having a plurality of transmissive lens surfaces arranged in a plane intersecting the optical axis of the illumination optical system;
A first light-shielding member that is disposed on the irradiated surface side of the optical integrator in the optical path of the light and includes a plurality of unit units that can be displaced relative to each other;
A displacement mechanism capable of individually displacing each unit unit in the first light shielding member within the optical path of the light,
The illuminating optical system characterized in that the displacement mechanism is configured to be capable of rotating the unit units around an axis intersecting the optical axis .
前記変位機構は、前記光軸に対して前記被照射面側に所定の傾斜角を有する直線上から前記各単位ユニットを見た場合に、前記各単位ユニットと前記オプティカルインテグレータの前記レンズ面とが重畳する領域の大きさを、前記光軸に対する傾斜角に応じて異ならせるように、前記各単位ユニットをそれぞれ変位させることを特徴とする照明光学系。 In the illumination optical system according to any one of claims 1 to 3,
When the unit is viewed from a straight line having a predetermined inclination angle on the irradiated surface side with respect to the optical axis, the displacement unit is configured such that each unit unit and the lens surface of the optical integrator are An illumination optical system , wherein each unit unit is displaced so that a size of a region to be overlapped varies depending on an inclination angle with respect to the optical axis .
前記照明光学系の光軸と交差する面内に配列された複数の透過型のレンズ面を有するオプティカルインテグレータと、
前記光の光路における前記オプティカルインテグレータよりも前記被照射面側に配置され、互いに相対変位可能な複数の単位ユニットにより構成される第1の遮光部材と、
該第1の遮光部材における前記各単位ユニットを前記光の光路内で個別に変位可能とする変位機構と、を備え、
前記変位機構は、前記光軸に対して前記被照射面側に所定の傾斜角を有する直線上から前記各単位ユニットを見た場合に、前記各単位ユニットと前記オプティカルインテグレータの前記レンズ面とが重畳する領域の大きさを、前記光軸に対する傾斜角に応じて異ならせるように、前記各単位ユニットをそれぞれ変位させ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 emitted from the light source,
An optical integrator having a plurality of transmissive lens surfaces arranged in a plane intersecting the optical axis of the illumination optical system;
A first light-shielding member that is disposed on the irradiated surface side of the optical integrator in the optical path of the light and includes a plurality of unit units that can be displaced relative to each other;
A displacement mechanism capable of individually displacing each unit unit in the first light shielding member within the optical path of the light,
When the unit is viewed from a straight line having a predetermined inclination angle on the irradiated surface side with respect to the optical axis, the displacement unit is configured such that each unit unit and the lens surface of the optical integrator are An illumination optical system , wherein each unit unit is displaced so that a size of a region to be overlapped varies depending on an inclination angle with respect to the optical axis .
前記変位機構は、前記各単位ユニットと前記オプティカルインテグレータの前記レンズ面とが前記光軸方向で重畳する領域の大きさを変更するように、前記各単位ユニットをそれぞれ変位させることを特徴とする照明光学系。 The illumination optical system according to claim 4 or 5 ,
The displacement mechanism displaces each unit unit so as to change a size of a region where the unit unit and the lens surface of the optical integrator overlap in the optical axis direction. Optical system.
前記第1の遮光部材は、前記オプティカルインテグレータの射出面近傍または該射出面と光学的に共役な位置の近傍に配置されることを特徴とする照明光学系。 In the illumination optical system according to any one of claims 1 to 6 ,
The illumination optical system, wherein the first light shielding member is disposed in the vicinity of the exit surface of the optical integrator or in the vicinity of a position optically conjugate with the exit surface .
前記照明光学系の光軸と交差する面内に配列された複数の透過型のレンズ面を有するオプティカルインテグレータと、
前記光の光路における前記オプティカルインテグレータよりも前記被照射面側に配置され、互いに相対変位可能な複数の単位ユニットにより構成される第1の遮光部材と、
該第1の遮光部材における前記各単位ユニットを前記光の光路内で個別に変位可能とする変位機構と、を備え、
前記第1の遮光部材は、前記オプティカルインテグレータの射出面近傍または該射出面と光学的に共役な位置の近傍に配置され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 emitted from the light source,
An optical integrator having a plurality of transmissive lens surfaces arranged in a plane intersecting the optical axis of the illumination optical system;
A first light-shielding member that is disposed on the irradiated surface side of the optical integrator in the optical path of the light and includes a plurality of unit units that can be displaced relative to each other;
A displacement mechanism capable of individually displacing each unit unit in the first light shielding member within the optical path of the light,
The illumination optical system, wherein the first light shielding member is disposed in the vicinity of the exit surface of the optical integrator or in the vicinity of a position optically conjugate with the exit surface .
前記光の光路における前記オプティカルインテグレータよりも前記光源側に配置された第2の遮光部材を備え、
前記変位機構は、前記各単位ユニットが前記第2の遮光部材に対して前記光軸方向で重畳する領域の大きさを変更するように、前記各単位ユニットをそれぞれ変位させることを特徴とする照明光学系。 In the illumination optical system according to any one of claims 1 to 8,
A second light shielding member disposed on the light source side of the optical integrator in the optical path of the light;
The displacement mechanism is configured to displace each unit unit so that the unit unit changes a size of a region where the unit unit overlaps the second light shielding member in the optical axis direction. Optical system.
前記照明光学系の光軸と交差する面内に配列された複数の透過型のレンズ面を有するオプティカルインテグレータと、
前記光の光路における前記オプティカルインテグレータよりも前記被照射面側に配置され、互いに相対変位可能な複数の単位ユニットにより構成される第1の遮光部材と、
該第1の遮光部材における前記各単位ユニットを前記光の光路内で個別に変位可能とする変位機構と、
前記光の光路における前記オプティカルインテグレータよりも前記光源側に配置された第2の遮光部材と、を備え、
前記変位機構は、前記各単位ユニットが前記第2の遮光部材に対して前記光軸方向で重畳する領域の大きさを変更するように、前記各単位ユニットをそれぞれ変位させ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 emitted from the light source,
An optical integrator having a plurality of transmissive lens surfaces arranged in a plane intersecting the optical axis of the illumination optical system;
A first light-shielding member that is disposed on the irradiated surface side of the optical integrator in the optical path of the light and includes a plurality of unit units that can be displaced relative to each other;
A displacement mechanism capable of individually displacing each unit unit in the first light shielding member in the optical path of the light;
A second light shielding member disposed on the light source side of the optical integrator in the optical path of the light,
The displacement mechanism is configured to displace each unit unit so that the unit unit changes a size of a region where the unit unit overlaps the second light shielding member in the optical axis direction. Optical system.
前記第2の遮光部材は、前記オプティカルインテグレータの入射面近傍または該入射面と光学的に共役な位置の近傍に配置されることを特徴とする照明光学系。 The illumination optical system according to claim 9 or 10 ,
The illumination optical system, wherein the second light shielding member is disposed in the vicinity of an incident surface of the optical integrator or in the vicinity of a position optically conjugate with the incident surface .
前記被照射面上の所定の点に到達する光束の角度方向の強度分布を計測する計測部材を備えたことを特徴とする照明光学系。 In the illumination optical system according to any one of claims 1 to 11,
An illumination optical system comprising a measurement member that measures an intensity distribution in an angular direction of a light beam that reaches a predetermined point on the irradiated surface .
前記照明光学系の光軸と交差する面内に配列された複数の透過型のレンズ面を有するオプティカルインテグレータと、
前記光の光路における前記オプティカルインテグレータよりも前記被照射面側に配置され、互いに相対変位可能な複数の単位ユニットにより構成される第1の遮光部材と、
該第1の遮光部材における前記各単位ユニットを前記光の光路内で個別に変位可能とする変位機構と、
前記被照射面上の所定の点に到達する光束の角度方向の強度分布を計測する計測部材と、を備えた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 emitted from the light source,
An optical integrator having a plurality of transmissive lens surfaces arranged in a plane intersecting the optical axis of the illumination optical system;
A first light-shielding member that is disposed on the irradiated surface side of the optical integrator in the optical path of the light and includes a plurality of unit units that can be displaced relative to each other;
A displacement mechanism capable of individually displacing each unit unit in the first light shielding member in the optical path of the light;
An illumination optical system comprising: a measuring member that measures an intensity distribution in an angular direction of a light beam that reaches a predetermined point on the irradiated surface .
前記変位機構は、前記第1の遮光部材を駆動する駆動部を備え、The displacement mechanism includes a drive unit that drives the first light shielding member,
前記照明光学系は、前記計測部材の計測結果に基づいて、前記第1の遮光部材を変位させるように前記駆動部を制御する制御部を備えたことを特徴とする照明光学系。The illumination optical system includes a control unit that controls the drive unit to displace the first light shielding member based on a measurement result of the measurement member.
前記第1の遮光部材は、前記各単位ユニットが前記光軸方向に沿って並列して配置されていることを特徴とする照明光学系。The illumination optical system according to claim 1, wherein the first light shielding member includes the unit units arranged in parallel along the optical axis direction.
前記変位機構は、前記光軸と平行な軸線を中心に前記各単位ユニットをそれぞれ回動可能に構成されていることを特徴とする照明光学系。The illuminating optical system characterized in that the displacement mechanism is configured to be capable of rotating the unit units around an axis parallel to the optical axis.
前記光の光路における前記オプティカルインテグレータよりも前記光源側に配置され、前記オプティカルインテグレータを介して前記被照射面に照射される前記光の照射態様を調整する調整部材を備えたことを特徴とする照明光学系。Illumination comprising: an adjustment member that is disposed closer to the light source than the optical integrator in the optical path of the light, and that adjusts an irradiation mode of the light irradiated to the irradiated surface via the optical integrator Optical system.
前記光の照射態様は、前記オプティカルインテグレータの射出面近傍における光の強度分布であることを特徴とする照明光学系。An illumination optical system characterized in that the light irradiation mode is a light intensity distribution in the vicinity of an exit surface of the optical integrator.
所定のパターンの像を前記被照射面に投影可能な投影光学系と、を備えたことを特徴とする露光装置。An exposure apparatus comprising: a projection optical system capable of projecting a predetermined pattern image onto the irradiated surface.
請求項19に記載の露光装置を用いて所定のパターンを感光性基板に露光する工程と、A step of exposing the photosensitive substrate to a predetermined pattern using the exposure apparatus according to claim 19;
前記露光された基板を現像し、前記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工程と、Developing the exposed substrate and forming a mask layer having a shape corresponding to the pattern on the surface of the photosensitive substrate;
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工程と、を含むことを特徴とするデバイスの製造方法。And a step of processing the surface of the photosensitive substrate through the mask layer.
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