JP2005019628A - Optical apparatus, aligner, manufacturing method of device - Google Patents

Optical apparatus, aligner, manufacturing method of device Download PDF

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JP2005019628A JP2003181463A JP2003181463A JP2005019628A JP 2005019628 A JP2005019628 A JP 2005019628A JP 2003181463 A JP2003181463 A JP 2003181463A JP 2003181463 A JP2003181463 A JP 2003181463A JP 2005019628 A JP2005019628 A JP 2005019628A
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Yuichi Shibazaki
祐一 柴崎
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical apparatus capable of correcting or solving an aberration of an optical member with a simple configuration. <P>SOLUTION: The optical apparatus is provided with a heat generating body 101 for heating the optical member CM disposed on the optical path of an energy beam IL. The heat generating body 101 has heat generation distribution based on the aberration of the optical member CM. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路、CCD等の撮像素子、液晶ディスプレイ、または薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイスをリソグラフィ技術を用いて製造する方法、その製造時に用いられる露光装置、並びにその露光装置に好適な光学装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体デバイスや液晶表示デバイスをリソグラフィ技術を用いて製造する際に、パターンが形成されたマスクに露光用照明光(露光ビーム)を照明し、マスクのパターンの像を投影光学系を介して、フォトレジスト等の感光材が塗布された半導体ウエハやガラスプレート等の基板上に投影露光する露光装置が用いられている。近年、露光装置では、パターンの微細化に伴い、露光ビームの短波長化が進行している。
【0003】
短波長の露光ビームとしては、例えば、KrFエキシマレーザ光(波長:248nm)、ArFエキシマレーザ光(波長:193nm)、Fレーザ光(波長:157nm)などがある。また、さらに短波長の露光ビームとして、波長5〜15nmの軟X線領域の光(以下、この光をEUV(Extreme Ultra Violet)光と称する)の使用が検討されている。
【0004】
短波長の露光ビームを用いた露光装置では、露光ビームの光路上に配置される光学部材が露光ビームの照射によって発熱しやすく、それに伴う光学部材の熱変形の制御が課題の一つとなっている。特に、短波長の紫外線やEUV光を用いた露光装置では、光路上の空間を真空にすることが多く、その場合、対流熱伝達による冷却効果がほとんどない。そのため、光学部材の熱変形が大きく生じやすい。
【0005】
また一般に、光学部材に対する露光ビームの照射エネルギー密度分布は照射領域内において一様ではない。そのため、その照射熱によって生じる光学部材の熱変形は複雑な形になりやすい。光学部材の複雑な変形は、補正が困難な高次の収差を生む。
【0006】
光学部材の熱変形を抑える技術としては、例えば、光学部材の変形をセンサによって検知し、その検知結果に基づいてアクチュエータを駆動し、これにより、上記熱変形が解消されるように、外部から光学部材に力を与える技術がある(例えば、特許文献1参照)。
【0007】
【特許文献1】
特開2002−100551号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記技術では、高次の変形を補正しようとすると、センサやアクチュエータを多数配置する必要があり、構成の複雑化を招いたり、センサやアクチュエータの設置スペースの確保に困難が伴う。
【0009】
本発明は、上述する事情に鑑みてなされたものであり、簡素な構成で、光学部材の収差を補正あるいは解消することが可能な光学装置を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、マスクのパターン像を精度よく基板上に転写できる露光装置、並びに、形成されるパターンの精度を向上させることができるデバイス製造方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の光学装置は、エネルギービーム(IL)の光路上に配置される光学部材(CM)を備える光学装置であって、前記光学部材(CM)を加熱する発熱体(101)を備え、前記発熱体(101)は、前記光学部材(CM)の収差に基づく発熱分布を有することを特徴とする。
【0011】
この光学装置では、発熱体を介して光学部材を加熱することにより、その光学部材を熱変形させることができる。この熱変形に際し、発熱体が光学部材の収差に基づく発熱分布を有することにより、光学部材の収差を補正あるいは解消することが可能となる。またこの光学装置では、収差の補正にあたって、光学部材に対して外部から力を与える必要がないことから、構成の簡素化が図られる。
【0012】
前記光学部材(CM)の収差としては、例えば、形状誤差に伴う収差、組立変形に伴う収差、及び前記エネルギービームの照射による熱変形に伴う収差のうちの少なくとも一つを含む。本発明の光学装置では、上記光学部材の加熱によって、これらの収差が補正あるいは解消されることにより、光学特性の向上が図られる。なお、収差補正のための光学部材の加熱は、装置の組み立て後や、装置の実稼動時にも実施可能である。
【0013】
上記の光学装置において、前記発熱体は、例えば、前記光学部材(CM)の複数の箇所に分けて配置されかつ、電流の供給量がそれぞれ制御される複数の電気抵抗(101)を含むとよい。この構成では、複数の電気抵抗のそれぞれに対する電流の供給量を制御することにより、光学部材の収差に基づく発熱分布を形成することができる。
【0014】
この場合、前記複数の電気抵抗(131)を含み、互いに離間して配置される複数の電気抵抗群(135,136)を有してもよい。この構成では、互いに離間して配置された複数の電気抵抗群のそれぞれに対する電流の供給量に差を設けることにより、光学部材を容易に変形させることが可能となる。
【0015】
また上記の光学装置において、前記発熱体は、前記光学部材(CM5)の収差に基づく断面形状を有する電気抵抗(141)を含んでもよい。この場合、例えば、大きな発熱を得たい部分では断面積を小さくし、発熱が小さくてよい部分では断面積を大きくする。この構成では、電気抵抗の断面形状に応じて発熱分布が形成されることから、構成の簡素化を図りやすい。
【0016】
また上記の光学装置において、前記光学部材(CM2)は、前記エネルギービーム(IL)を反射する反射面(110)を有し、前記発熱体(111)は、前記反射面の裏側に配置される構成としてもよい。この構成では、発熱体による反射面の裏側からの加熱により、反射面に生じる収差が補正あるいは解消される。
【0017】
この場合において、前記反射面(110)の裏側が薄肉化されていることにより、反射面が容易に熱変形する。
【0018】
また上記の光学装置において、前記光学部材(CM3)は、前記発熱体(121)を内包して成型されていてもよい。発熱体が光学部材に内包されていることにより、発熱体の熱が外部に逃げにくく、熱効率の向上が図られる。
【0019】
また上記の光学装置において、前記発熱体(151)は、前記光学部材(CM6)に対する前記エネルギービーム(IL)の照射状態に応じて、発熱分布が制御されてもよい。この場合、エネルギービームの照射状態が変化する場合にも、その照射状態に応じて複数の電気抵抗の発熱分布が制御されることにより、光学部材に生じる収差が補正あるいは解消される。
【0020】
本発明の露光装置は、パターンが形成されたマスク(R)をエネルギビーム(IL)により照明する照明系(21)と、前記マスク(R)のパターンを基板(W)上に転写する投影光学系(PL)との少なくとも一方が、上記記載の光学装置を備えることを特徴とする。
また、本発明のデバイス製造方法は、上記記載の露光装置を用いて、マスク(R)上に形成されたデバイスパターンを基板(W)上に転写する工程を含むことを特徴とする。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明に係る光学装置を投影光学系として備える一実施形態に係る半導体デバイス製造用の縮小投影型露光装置10の全体構成を示している。また、図1ではXYZ直交座標系を採用している。XYZ直交座標系は、基板(感光性基板)としてのウエハWを保持するウエハステージWSに対して平行となるようにX軸及びY軸が設定され、Z軸がウエハステージWSに対して直交する方向に設定される。実際には、図中のXYZ直交座標系は、XY平面が水平面に平行な面に設定され、Z軸が鉛直方向に設定される。
【0022】
本実施形態に係る露光装置は、露光光源としてFレーザ光源を使用している。また、マスク(投影原版)としてのレチクルR上の所定形状の照明領域に対して相対的に所定の方向へレチクルR及びウエハWを同期して走査することにより、ウエハW上の1つのショット領域に、レチクルRのパターン像を逐次的に転写するステップ・アンド・スキャン方式を採用している。
【0023】
図1において、露光装置10は、レーザ光源20、このレーザ光源20からの露光ビームILによりレチクルRを照明する照明光学系21、レチクルRから射出される露光ビームILをウエハW上に投射する投影光学系PL、及び装置全体を統括的に制御する不図示の主制御装置等を備えている。
【0024】
レーザ光源20は、例えば発振波長157nmのパルス紫外光を出力するFレーザを有する。また、レーザ光源20には、図示しない光源制御装置が併設されており、この光源制御装置は、主制御装置からの指示に応じて、射出されるパルス紫外光の発振中心波長及びスペクトル半値幅の制御、パルス発振のトリガ制御、レーザチャンバ内のガスの制御等を行う。
【0025】
レーザ光源20からのパルスレーザ光(照明光)は、偏向ミラー30にて偏向されて、光アッテネータとして可変減光器31に入射する。可変減光器31は、ウエハ上のフォトレジストに対する露光量を制御するために、減光率が段階的又は連続的に調整可能である。可変減光器31から射出される照明光は、光路偏向ミラー32にて偏向された後に、第1フライアイレンズ33、ズームレンズ34、振動ミラー35を順に介して第2フライアイレンズ36に達する。第2フライアイレンズ36の射出側には、有効光源のサイズ・形状を所望に設定するための照明光学系開口絞り用の切り替えレボルバ37が配置されている。本実施形態では、照明光学系開口絞りでの光量損失を低減させるために、ズームレンズ34による第2フライアイレンズ36への光束の大きさを可変としている。
【0026】
照明光学系開口絞りの開口から射出した光束は、コンデンサレンズ群40を介して照明視野絞り(レチクルブラインド)41を照明する。なお、照明視野絞り41については、特開平4−196513号公報及びこれに対応する米国特許第5,473,410号公報に開示されている。
【0027】
照明視野絞り41からの光は、偏向ミラー42,45、レンズ群43,44,46等からなる照明視野絞り結像光学系(レチクルブラインド結像系)を介してレチクルR上に導かれ、レチクルR上には、照明視野絞り41の開口部の像である照明領域が形成される。レチクルR上の照明領域からの光は、投影光学系PLを介してウエハW上へ導かれ、ウエハW上には、レチクルRの照明領域内のパターンの縮小像が形成される。レチクルRを保持するレチクルステージRSはXY平面内で二次元的に移動可能であり、その位置座標は干渉計50によって計測されかつ位置制御される。また、ウエハWを保持するウエハステージWSもXY平面内で二次元的に移動可能であり、その位置座標は干渉計51によって計測されかつ位置制御される。これらにより、レチクルR及びウエハWを高精度に同期走査することが可能になる。なお、上述したレーザ光源20〜照明視野絞り結像光学系等により照明光学系21が構成される。
【0028】
図2及び図3は、投影光学系PLの構成の一例をそれぞれ示している。本実施形態では、反射屈折型の投影光学系が採用される。以下、反射屈折型の投影光学系の構成例について図2及び図3を参照して説明する。
【0029】
図2の構成例において、投影光学系PLは、投影原版としてのレチクルR上のパターンの中間像を形成する屈折型の第1結像光学系K1と、第1結像光学系K1による中間像の像(2次像)を再結像する反射屈折型の第2結像光学系K2と、第2結像光学系K2による2次像をワークとしてのウエハW上に再結像させる屈折型の第3結像光学系K3とを有している。ここで、第1結像光学系K1と第2結像光学系K2との間の光路中には、光路を90°偏向させるための光路折り曲げ用の反射面M1が配置されており、第2結像光学系K2と第3結像光学系K3との間の光路中には、光路を90°偏向させるための光路折り曲げ用の反射面M2が配置されている。これらの反射面M1,M2は、光路折り曲げ部材FM上に設けられている。
【0030】
また、第1結像光学系K1は、光軸Ax1に沿って配置された複数のレンズ成分を有しており、約1/1.5倍〜1/3程度の縮小倍率のもとで中間像を形成する。第2結像光学系K2は、光軸Ax2に沿って配置された単数または複数のレンズ成分と凹面反射鏡CMとを有しており、ほぼ等倍のもとで、第1結像光学系K1による中間像の像(2次像)を形成する。そして、第3結像光学系K3は、光軸Ax3に沿って配置された複数のレンズ成分を有しており、約1/1.5倍〜1/3程度の縮小倍率のもとで、第1及び第2結像光学系K1,K2による2次像の像(3次像)をウエハW上に形成する。なお、本例では、光軸Ax1と光軸Ax3とは互いに一致しているが、光軸Ax1と光軸Ax3とは互いに平行且つ不一致であっても良く、また、光軸Ax2は、光軸Ax1または光軸Ax3に対して直交して無くとも良い。
【0031】
また、図3の構成例において、投影光学系PLは、投影原版としてのレチクルR上のパターンの中間像を形成する反射屈折型の第1結像光学系K1と、第1結像光学系K1による中間像の像をワークとしてのウエハW上に再結像させる屈折型の第2結像光学系K2とを有している。ここで、レチクルRと第1結像光学系K1との間の光路中には、光路を90°偏向させるための光路折り曲げ用の反射面M1が配置されており、第1結像光学系K1と第2結像光学系K2との間の光路中、すなわち中間像の近傍には、光路を90°偏向させるための光路折り曲げ用の反射面M2が配置されている。これらの反射面M1,M2は、光路折り曲げ部材FM上に設けられている。
【0032】
第1結像光学系K1は、光軸Ax2に沿って配置された複数のレンズ成分と凹面反射鏡CMとを有しており、ほぼ等倍またはやや縮小倍率のもとで中間像を形成する。第2結像光学系K2は、光軸Ax2と直交する光軸Ax3上に沿って配置された複数のレンズ成分及びコヒーレンスファクタを制御するための可変開口絞りASを有しており、中間像からの光に基づいて縮小倍率のもとで中間像の像、すなわち2次像を形成する。ここで、第1結像光学系K1の光軸Ax2は光路折り曲げ用反射面M1によって90°折り曲げられて、レチクルRと反射面M1との間に光軸Ax1を定義している。本例では、光軸Ax1と光軸Ax3とは互いに平行であるが、一致はしていない。なお、本例において、光軸Ax1と光軸Ax3とを互いに一致するように配置しても良い。また、光軸Ax1と光軸Ax2とのなす角度を90°とは異なる角度、好ましくは凹面反射鏡CMを反時計回りに回転させた角度としても良い。このとき、反射面M2での光軸の折り曲げ角度を、レチクルRとウエハWとが平行となるように設定することが好ましい。
【0033】
図1に戻り、本実施形態で使用するFレーザ光(波長:157nm)のように、真空紫外域の光を露光ビームとする場合には、その光路から酸素、水蒸気、炭化水素系のガス等の、係る波長帯域の光に対し強い吸収特性を有するガス(以下、適宜「吸収性ガス」と呼ぶ)を排除する必要がある。従って、本実施形態では、照明光路(レーザ光源20〜レチクルRへ至る光路)及び投影光路(レチクルR〜ウエハWへ至る光路)を外部雰囲気から遮断し、それらの光路を真空紫外域の光に対して吸収の少ない特性を有する特定ガスとしての窒素、ヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトンなどのガス、またはそれらの混合ガス(以下、適宜「低吸収性ガス」あるいは「特定ガス」と呼ぶ)で満たしている。
【0034】
具体的には、レーザ光源20から可変減光器31までの光路をケーシング60により外部雰囲気より遮断し、可変減光器31から照明視野絞り41までの光路をケーシング61により外部雰囲気より遮断し、照明視野絞り結像光学系をケーシング62により外部雰囲気から遮断し、それらの光路内に上記特定ガスを充填している。なお、ケーシング61とケーシング62はケーシング63により接続されている。また、投影光学系PL自体もその鏡筒69がケーシングとなっており、その内部光路に上記特定ガスを充填している。
【0035】
また、ケーシング64は、照明視野絞り結像光学系を納めたケーシング62と投影光学系PLとの間の空間を外部雰囲気から遮断しており、その内部にレチクルRを保持するレチクルステージRSを収納している。このケーシング64には、レチクルRを搬入・搬出するための扉70が設けられており、この扉70の外側には、レチクルRを搬入・搬出時にケーシング64内の雰囲気が汚染されるのを防ぐためのガス置換室65が設けられている。このガス置換室65にも扉71が設けられており、複数種のレチクルを保管しているレチクルストッカ66との間のレチクルの受け渡しは扉71を介して行う。
【0036】
また、ケーシング67は、投影光学系PLとウエハWとの間の空間を外部雰囲気から遮断しており、その内部に、ウエハホルダ80を介してウエハWを保持するウエハステージWS、ウエハWの表面のZ方向の位置(フォーカス位置)や傾斜角を検出するための斜入射形式のオートフォーカスセンサ81、オフ・アクシス方式のアライメントセンサ82、ウエハステージWSを載置している定盤83等を収納している。このケーシング67には、ウエハWを搬入・搬出するための扉72が設けられており、この扉72の外側にはケーシング67内部の雰囲気が汚染されるのを防ぐためのガス置換室68が設けられている。このガス置換室68には扉73が設けられており、装置内部へのウエハWの搬入、装置外部へのウエハWの搬出はこの扉73を介して行う。
【0037】
各光路空間に充填される特定ガスとしては、窒素やヘリウムを用いることが好ましい。窒素は波長が150nm程度以下の光に対して吸光特性が強く、ヘリウムは波長100nm程度以下の光に対して吸光特性が強い。ヘリウムは熱伝導率が窒素の約6倍であり、気圧変化に対する屈折率の変動量が窒素の約1/8であるため、特に高透過率と光学系の結像特性の安定性や冷却性とで優れている。なお、投影光学系PLの鏡筒について特定ガスとしてヘリウムを用い、他の光路(例えばレーザ光源20〜レチクルRまでの照明光路など)については特定ガスとして窒素を用いてもよい。
【0038】
図4及び図5は、先の図2及び図3に示した凹面反射鏡CMの構造を模式的に示す図であり、図4は平面図、図5は断面図である。
図4及び図5において、凹面反射鏡CMには、その反射面100の全域にわたり、発熱体としての複数の電気抵抗101が埋め込まれている。複数の電気抵抗101はそれぞれ、凹面反射鏡CMの反射面100の表面近くに埋設されており、導線102を介してコントローラ103に並列に結線されている。コントローラ103は、各電気抵抗101に供給される電流を正確に制御可能な構成となっており、これにより各電気抵抗101で発生する発熱量、並びにそれら複数の電気抵抗101の発熱分布を自在に制御することが可能となっている。
【0039】
凹面反射鏡CMの材質としては、SiC、ゼロデュア(商品名)、ULE(商品名)などが用いられる。また、凹面反射鏡CMから鏡筒69への熱の移動を抑制するために、凹面反射鏡CMは、熱抵抗の大きい部材(断熱材)、例えば熱伝導性の低い樹脂などからなるセル104を介して支持されている。このセル104は、本例では、環状に形成された部材からなり、例えば凹面反射鏡CMを3点で支持する。なお、凹面反射鏡CMに対する電気抵抗101の埋設は、例えば、凹面反射鏡がセラミックの場合、焼き固める前の成型工程において、導線が接続された電気抵抗を反射鏡に埋め込んでおき、その後焼き固めることにより行われる。導線は、凹面反射鏡の成型の後に、コントローラに接続される。
【0040】
複数の電気抵抗101は、凹面反射鏡CMの反射面100において、一様に分布しており、ほぼ等間隔で配列されている。複数の電気抵抗101の配列ピッチは、凹面反射鏡CMの物性、電気抵抗の発熱特性などに応じて適宜決定される。なお、本発明において、複数の電気抵抗の配列状態は上記等間隔に限らず、例えば領域ごとにその分布密度が異なっていてもよい。また、電気抵抗部以外の導線102の周囲を、凹面反射鏡CMの形成材料と親和性の低い物質で被覆し、導線102の熱膨張・収縮が凹面反射鏡CMの変形を誘発しない構成としてもよい。
【0041】
ここで、図6(a)は、上記凹面反射鏡CMに対する露光ビームの照射領域(照射フィールド)を示し、図6(b)はその照射領域における照射エネルギー密度分布を示し、図6(c)は凹面反射鏡CMに埋め込まれた複数の電気抵抗による電気的発熱分布を示している。露光ビームは、マスクのパターン領域に応じてその領域形状が規定されており、図6(a)に示すように、本例では矩形領域からなる。また、その照射エネルギー密度分布は、図6(b)に示すように、一様ではなく、中央部で高く、周辺に向かって低くなる。なお、照射領域が矩形状の場合、照射熱による光学部材の熱変形は、非回転対称なものとなり、光学的な補正が困難な高次な収差を生みやすい。
【0042】
本実施形態では、複数の電気抵抗101(図4参照)が、凹面反射鏡CMの収差に基づく発熱分布を有している。具体的には、複数の電気抵抗101は、図6(c)に示すように、露光ビームの照射エネルギー密度分布(図6(b))と略反比例関係となる発熱分布を有している。すなわち、コントローラ103は、複数の電気抵抗101に対する電流の供給量を制御して、複数の電気抵抗101のうち、凹面反射鏡CMの反射面100における中央部の電気抵抗に比べて、周辺部の電気抵抗に供給される電流値を大きくする。これにより、図6(c)に示すように、凹面反射鏡CMの反射面100における中央部で電気的発熱量が小さく、周辺部で発熱量が大きくなり、複数の電気抵抗101の電気的発熱分布と、露光ビームの照射エネルギー密度分布とが略反比例関係となる。そして、この略反比例関係により、露光ビームの照射エネルギーによる発熱分布と、複数の電気抵抗101による発熱分布との和が、図6(c)の二点鎖線で示すように、凹面反射鏡CMの反射面100の全体にわたって略一様となり、その結果、露光ビームの照射に伴う非回転対称な収差変動が抑制される。
【0043】
このように、本実施形態では、露光ビームの照射熱による凹面反射鏡CMの熱変形により生じる収差が、複数の電気抵抗101による凹面反射鏡CMの加熱によって解消される。そのため、凹面反射鏡CMの光学特性の向上が図られる。
【0044】
なお、照射エネルギー密度分布は、設計値により厳密に求めることが可能である。また、一般に、単純な電気抵抗に供給する電流を制御することは極めて容易である。つまり、本実施形態では、複数の電気抵抗に対する電流の供給量を制御することにより、任意の発熱分布を正確に生じさせることができ、その結果、凹面反射鏡の収差変動を正確に解消あるいは補正することができる。この場合、光学部材(凹面反射鏡CM)の収差変動の解消あるいは補正に際して、アクチュエータなどの力学的手段を用いて光学部材に対して外部から力を与える必要がないことから、構成の簡素化が図られ、スペースの有効利用が図られる。しかも、光学部材(凹面反射鏡CM)の変形をセンサ等で検知した結果を用いるのではなく、予め算出可能な露光ビームの照射エネルギー密度分布に基づいて収差の補正を行うことから、補正の遅れが生じにくい。
【0045】
また、本実施形態では、熱抵抗の大きい部材(断熱材)であるセル104によって凹面反射鏡CMが支持されていることから、凹面反射鏡CMで発生した熱は主に反射面100からの放射により放出される。凹面反射鏡CMを3点支持する場合、その支持部を介した熱伝導により、その支持部付近の温度が低下する、いわゆる3θ状の温度分布の発生のおそれがあるものの、支持部材であるセル104が断熱材であることから、上記熱伝導に伴う凹面反射鏡CMの温度ムラの発生が抑制される。
【0046】
なお、上記実施形態において、複数の電気抵抗101による凹面反射鏡CMの加熱は、露光ビームの照射時に限らず、非照射時に行ってもよい。この場合、例えば、露光ビームの非照射時において、凹面反射鏡CMの反射面100の全体にわたって照射時と同様の一様な発熱分布(温度分布)となるように、複数の電気抵抗101に対する電流の供給量を制御するとよい。これにより、凹面反射鏡CMについて、露光ビームの照射に伴う非回転対称な収差変動のみならず、回転対称な照射変動も排除することが可能となる。
【0047】
ここで、上述した加熱による光学部材(凹面反射鏡)の収差の補正は、照射に起因しない一般的な収差の補正にも適用可能である。照射に起因しない収差としては、例えば、形状誤差に伴う収差、組立変形に伴う収差などがある。これらの収差は、光学部材単体のものに限らず、光学系(投影光学系)の全体の収差を含む。
【0048】
図7は、光学系(投影光学系)全体の収差を補正する手順の一例を示すフローチャート図である。
図7に示すフローにおいては、まず、光学系全体の収差を測定し(ステップ250)、その測定結果に基づいてその収差を補正するのに必要な光学部材(本例では凹面反射鏡CM)の変形量を求める(ステップ251)。次に、その変形に必要な複数の電気抵抗のそれぞれの発熱量を計算し、その計算結果に基づいて複数の電気抵抗のそれぞれに対する電流の供給量を制御し、これにより、それら複数の電気抵抗による発熱分布を形成する(ステップ252)。そして、光学部材が熱変形した状態で光学系全体の収差を再度測定し(ステップ253)、収差が許容範囲内に入るまで上記一連の手順を繰り返す。
【0049】
なお、上記した複数の電気抵抗による発熱分布を形成する工程(ステップ252)は、以下のようにして行う。
まず、複数の電気抵抗に与える単位発熱量変化によって生じる光学部材(凹面反射鏡)の変形量(面変化)をあらかじめシミュレーションまたは実験により求めておく。これにより、1〜NのN個の電気抵抗における発熱量を各々ΔQ、ΔQ、…ΔQだけ変化させたときの面変化ΔSが計算できる。得たい面変化をΔSとしたとき、評価関数|ΔS−ΔS|を最小にする(ΔQ、ΔQ、…ΔQ)の組み合わせを、最小自乗法等で計算することにより、収差の補正に必要な発熱分布を求めることができる。
【0050】
このように、光学系全体の収差測定結果をフィードバックすることにより、光学系を組み立てた後でも、極めて容易に収差を補正することが可能である。その際、配置する電気抵抗の数が多いほど、熱分布の状態を細かく制御できることから、高次の収差の補正が可能となる。
【0051】
次に、本発明の第2実施形態について図8を参照して説明する。
本実施形態では、上述した第1実施形態と同様に、凹面反射鏡CM2の反射面110の全域にわたり、発熱体としての複数の電気抵抗111が配置されており、複数の電気抵抗111はそれぞれ、導線112を介してコントローラ113に並列に結線されている。また、本実施形態は、上述した第1実施形態と異なり、凹面反射鏡CM2が薄肉構造からなり、その裏面に上記複数の電気抵抗111を配置した形態となっている。すなわち、凹面反射鏡CM2は、第1実施形態で示した凹面反射鏡CMに比べて、反射面110の表面形状はそのままで裏面側の厚みを削られており(肉抜き)、その裏面に複数の電気抵抗111が貼り付けられている。
【0052】
上記構成により、本実施形態では、凹面反射鏡CM2の薄肉化が図られていることから、凹面反射鏡CM2の剛性が低く、凹面反射鏡CMの反射面110が変形しやすい。また、熱容量が低く、放熱性が高い。そのため、少ない加熱で凹面反射鏡CMの反射面110を所望の状態に熱変形させることができる。すなわち、複数の電気抵抗111による収差補正に関して、単位電流に対する効果が高く、感度の向上が図られる。
【0053】
また、本実施形態では、電気抵抗111の配置に際して、例えば、凹面反射鏡がセラミックの場合にも、複数の電気抵抗を成型時に埋め込む必要がなく、後付けでよい。そのため、生産性に優れる。
【0054】
次に、本発明の第3実施形態について図9を参照して説明する。
本実施形態では、上記各実施形態と同様に、凹面反射鏡CM3の反射面120の全域にわたり、発熱体としての複数の電気抵抗121が配置されており、複数の電気抵抗121はそれぞれ、導線122を介してコントローラ123に並列に結線されている。また、本実施形態は、凹面反射鏡CM3が薄肉構造からなり、かつその内部に上記複数の電気抵抗121が埋め込まれた形態となっている。すなわち、凹面反射鏡CM3は、上記第2実施形態で示した凹面反射鏡CM2とほぼ同様の形状からなり、複数の電気抵抗121が内部に埋め込まれている点が第2実施形態と異なる。
【0055】
上記構成により、本実施形態では、凹面反射鏡CM3の薄肉化が図られていることから、第2実施形態と同様に、発熱体である複数の電気抵抗121による収差補正の効果が高く、感度の向上が図られる。また、複数の電気抵抗121が凹面反射鏡CM3の内部に埋め込まれていることから、第2実施形態と比べて、生産性は劣るものの、複数の電気抵抗121の熱が外部に逃げにくく、熱効率が高いという利点がある。
【0056】
次に、本発明の第4実施形態について図10を参照して説明する。
本実施形態では、上記各実施形態と同様に、凹面反射鏡CM4の反射面130の全域にわたり、発熱体としての複数の電気抵抗131が配置されており、複数の電気抵抗131はそれぞれ、導線132を介してコントローラ133に並列に結線されている。また、本実施形態では、複数の電気抵抗131が、凹面反射鏡CM4の内部に埋め込まれるとともに、それら複数の電気抵抗131が2つの群に分かれて凹面反射鏡CM4の厚み方向に離間して配置されている。すなわち、凹面反射鏡CM4には、反射面130の表面近くに埋設される複数の電気抵抗からなる第1電気抵抗群135と、裏面近くに埋設される複数の電気抵抗からなる第2電気抵抗群136とが配置されており、その結果、複数の電気抵抗を含む2つの層が形成されている。
【0057】
上記構成により、本実施形態では、凹面反射鏡CM4の厚み方向に離間して配置される2つの電気抵抗群135,136を有することから、凹面反射鏡CM4が熱変形しやすい。すなわち、上記構成により、例えば、凹面反射鏡CM4の表面側と裏面側とで電気抵抗群の発熱温度に差を設けることで、バイメタル効果と同様の作用により、凹面反射鏡CM4が容易に変形する。またこの場合、変形の自在性が高く、凹面反射鏡CM4が有する形状誤差に伴う収差などを好ましく解消あるいは補正することができる。
【0058】
次に、本発明の第5実施形態について図11及び図12を参照して説明する。本実施形態では、上記各実施形態と同様に、凹面反射鏡CM5の反射面140の全域にわたり、発熱体としての複数の電気抵抗141が配置されており、複数の電気抵抗141はそれぞれ、導線142を介してコントローラ143に結線されている。また、本実施形態では、上記各実施形態と異なり、複数の電気抵抗141が、凹面反射鏡CM5の反射面140の表面近くに埋設され、反射面140にほぼ平行に沿うように、かつ反射面140の子午面に平行に配置されている。さらに、複数の電気抵抗141はそれぞれ、凹面反射鏡CM5の収差に基づく断面形状を有している。本例では、露光ビームの照射熱による凹面反射鏡CM5の熱変形により生じる収差に基づいて、各電気抵抗141の断面形状が定められている。すなわち、各電気抵抗141は、上記収差の解消に必要な発熱分布に応じて、例えば、大きな発熱を得たい部分では断面積が小さく(抵抗大=発熱大)、発熱が小さくてよい部分では断面積が大きく(抵抗小=発熱小)形成されている。
【0059】
上記構成により、本実施形態では、複数の電気抵抗141の配列並びに断面形状に応じて発熱分布が形成され、その結果、露光ビームの照射熱による凹面反射鏡CM5の収差が解消あるいは補正される。この構成では、電気抵抗の断面形状に応じて発熱分布が定まることから、発熱分布を他の状態に変化させることは困難であるものの、電気抵抗の数を減らせるなど、構成の簡素化が図られる。
【0060】
次に、本発明の第6実施形態について図13を参照して説明する。
本実施形態では、上記第5実施形態と同様に、凹面反射鏡CM6の収差に基づく断面形状を有する複数の電気抵抗151が、凹面反射鏡CM6の反射面150の表面近くに埋設され、反射面150にほぼ平行に沿うように、かつ反射面150の子午面に平行に配置されている。なお、図示省略しているが、複数の電気抵抗151はそれぞれ、導線を介してコントローラに結線されている。また、本実施形態では、上記第5実施形態と異なり、複数の電気抵抗151が、複数のグループ(グループA、グループB、及びグループC)に分けられており、照明条件の切り替えに応じて各グループが選択的に使用される。より具体的には、上記A、B、Cの各グループの電気抵抗151が1本ずつ交互に隣接して配置されている。また、複数の電気抵抗151は、各グループごとに所定の発熱分布が得られるように、その断面形状が定められている。そして、所定の3つの照明条件のうち、第1の照明条件で露光ビームが照射される際には、Aグループの電気抵抗が通電され、第2の照明条件ではBグループの電気抵抗、第3の照明条件ではCグループの電気抵抗がそれぞれ通電される。
【0061】
上記構成により、本実施形態では、複数(本例では3つ)の照明条件のそれぞれに応じて、複数の電気抵抗151の発熱分布が形成される。すなわち、照明条件が変化すると、照射エネルギー密度分布が変化するものの、その照射状態に応じて複数の電気抵抗151の発熱分布が制御される。その結果、照明条件が変化しても、その照明条件に応じて、照射熱による凹面反射鏡CM6の収差が解消あるいは補正される。
【0062】
次に、本発明の第7実施形態について図14を参照して説明する。
本実施形態は、光学部材(凹面反射鏡CM7)の反射面160における、主に低次の2θ形状の変形の補正を目的とした形態である。ここで、照射熱に伴う収差変動、形状誤差に伴う収差、及び組立変形に伴う収差などの各収差において、最も出現しやすい収差成分は低次の2θ成分であり、これを補正するだけでも光学特性の向上が図られる。この収差の2θ成分は、光学系の瞳付近であれば反射面を2θ形状に変形させることで補正が可能である。
【0063】
本実施形態では、2本の電気抵抗161a,161bが、凹面反射鏡CM7の反射面160の表面近くに埋設され、反射面160にほぼ平行に沿うように配置されている。また、2本の電気抵抗161a,161bは、直交する2つの子午面内に分けて配置されている。なお、図示省略しているが、各電気抵抗161a,161bはそれぞれ、導線を介してコントローラに結線されている。
【0064】
上記構成により、本実施形態では、上記2本の電気抵抗161a,161bに対する電流の供給量に差を与え、それらの電気抵抗161a,161bの発熱温度に差を設けることで、凹面反射鏡CM7の反射面160に2θ状の変形を与えることができ、その結果、収差の2θ成分が解消あるいは補正される。本実施形態では、主に2θ形状の変形の補正を目的としていることから、構成の簡素化が図られる。なお、上記第5実施形態(図12参照)のように、凹面反射鏡CM7の収差などに基づいて、各電気抵抗161a,161bの断面形状を変化させてもよい。
【0065】
次に、本発明の第8実施形態について図15及び図16を参照して説明する。
本実施形態は、上記第7実施形態の変形例であり、光学部材(凹面反射鏡CM8)の反射面170における、主に低次の2θ形状の変形の補正を目的とした形態である。本実施形態では、凹面反射鏡CM8の反射面170の表面近くに2本の電気抵抗171a,171bが埋設されるとともに、裏面側にも2本の電気抵抗171c,171dが埋設されている。表面側の2本の電気抵抗171a,171b、及び裏面側の2本の電気抵抗171c,171dはそれぞれ、直交する2つの子午面内に分けて配置されている。なお、図示省略しているが、各電気抵抗171a〜171dはそれぞれ、導線を介してコントローラに結線されている。
【0066】
上記構成により、本実施形態では、第7実施形態と同様に、上記2本の電気抵抗171a,171bに対する電流の供給量に差を与え、それらの電気抵抗の発熱温度に差を設けることで、凹面反射鏡CM8の反射面170に2θ状の変形を与えることができ、その結果、収差の2θ成分が解消あるいは補正される。また、本実施形態は、上記第4実施形態と同様に、凹面反射鏡CM8の表面近くと裏面側とに電気抵抗が分かれて配置されていることから、凹面反射鏡CM8の表面側と裏面側とで電気抵抗の発熱温度に差を設けることで、バイメタル効果と同様の作用により、凹面反射鏡CM8を容易に変形させることができる。
【0067】
次に、本発明の第9実施形態について図17及び図18を参照して説明する。本実施形態は、凹面反射鏡CM9の裏面に、任意の発熱分布を形成可能な可変発熱デバイス181を接合、あるいは直に生成させた形態である。
【0068】
図18は、可変発熱デバイス181の形態の一例を模式的に示す図である。
図18において、デバイス181は、電気抵抗を含む抵抗線レイヤ182、電流を迂回されるための導線を含むバイパスレイヤ183、及び複数のトランジスタを含むスイッチングレイヤ184等を含んで構成され、デバイス181にはコントローラ185を介して直流電圧が印加されている。また、スイッチングレイヤ184における各トランジスタは、コントローラ185を介して制御される。
【0069】
抵抗線レイヤ182には、所定の区間ごとにバイパスレイヤ183における導線、並びにスイッチングレイヤ184におけるトランジスタが接続されている。スイッチングレイヤ184のトランジスタは、抵抗線レイヤ182における各区間(発熱区間i)の発熱状態を制御する。すなわち、スイッチングレイヤ184におけるトランジスタ(スイッチi)がオフ状態(非導通状態)のとき、そのトランジスタに対応する抵抗線レイヤ182の所定区間(発熱区間i)において、電気抵抗に電流が流れて発熱状態となる(図18に示す経路A)。一方、トランジスタ(スイッチi)がオン状態(導通状態)のとき、そのトランジスタに対応する抵抗線レイヤ182の所定区間(発熱区間i)において、電気抵抗とバイパス回路との抵抗値の差(電気抵抗>バイパス回路)から、バイパス回路に電流が流れ、電気抵抗は非発熱状態となる(図18に示す経路B)。したがって、デバイス181では、コントローラ185(図17参照)を介して、スイッチングレイヤ184における複数のトランジスタのそれぞれのオン・オフ状態を制御することにより、抵抗線レイヤ182に任意の発熱分布を形成することができる。すなわち、抵抗線レイヤ182の所定領域内において、発熱状態にある区間の密度を高めるとその領域が高温となり、逆に発熱状態にある区間の密度を低下させるとその領域が低温となる。
【0070】
上記構成により、本実施形態では、凹面反射鏡CM9(反射面180)の収差に基づいて、可変発熱デバイス181に発熱分布を形成することにより、凹面反射鏡CM9に生じる収差が解消あるいは補正される。また、本実施形態では、上記デバイス181を、半導体デバイスと同様のプロセスを用いて製造することにより、制御する単位区間(発熱区間)を極めて細かく(多く)することが可能となる。この場合、形成する発熱分布の形状に対する制限が少なく、様々な形状の発熱分布を精度よくかつ滑らかに形成することができる。したがって、本実施形態では、凹面反射鏡CM9の高次の収差を正確に補正することが可能となる。
【0071】
次に、本発明の第10実施形態について図19を参照して説明する。
本実施形態は、上記第9実施形態の変形例であり、凹面反射鏡CM10の裏面に、先の図17及び図18に示した可変発熱デバイス181が配設され、さらにそのデバイス181の一面(反射鏡CM10との接合面の対向面)にヒートシンク191(液冷ヒートシンク)が配設された構成となっている。ヒートシンク191は、デバイス181を間に挟んで凹面反射鏡CM10の熱を面内一様に除去するものであり、ヒートシンク191には不図示の冷媒供給手段を介して液体冷媒が循環供給されている。
【0072】
上記構成により、本実施形態では、上記第9実施形態と同様に、可変発熱デバイス181に所定の発熱分布を形成することにより、凹面反射鏡CM10(反射面190)に生じる収差が解消あるいは補正される。また、本実施形態では、ヒートシンク191によって凹面反射鏡CM10の熱を面内一様に除去することから、凹面反射鏡CMの一様な熱膨張、並びに回転対称な収差変動が抑制される。
【0073】
次に、本発明の第11実施形態について図20を参照して説明する。
本実施形態は、上記第9実施形態の変形例であり、先の図17及び図18に示したものと同様の可変発熱デバイス201が、凹面反射鏡CM11の内部に配設されている。デバイス201の表面には、コントローラ202を介して任意の発熱分布が形成される。なお、可変発熱デバイス201は、平面状でかつなるべく薄く形成されるのが好ましい。また、凹面反射鏡CM11に対するデバイス201の埋設は、例えば、反射鏡がセラミックの場合、所定厚みに成型した基体上に上記デバイス201を形成し、さらにその上に基体を成型して反射面200を形成することにより行われる。あるいは、凹面反射鏡CM11を複数に分割したものを成型しておき、上記デバイス201を挟んでそれらを一体化させることにより行ってもよい。
【0074】
上記構成により、本実施形態では、上記第9実施形態と同様に、可変発熱デバイス201に所定の発熱分布を形成することにより、凹面反射鏡CM11(反射面200)に生じる収差を解消あるいは補正することができる。また、本実施形態では、可変発熱デバイス201が凹面反射鏡CM11の内部に配設されていることから、収差補正の精度が高い。すなわち、照射熱の発生部である反射面200に対して収差補正用の熱源であるデバイス201が近いため、より高精度な収差の補正が可能となる。また、収差補正用の熱源であるデバイス201から熱が外部に逃げにくく、熱効率が高いという利点がある。
【0075】
次に、本発明の第12実施形態について図21を参照して説明する。
本実施形態は、上記第11実施形態の変形例であり、図20に示したものと同様の可変発熱デバイス211が、凹面反射鏡CM12の内部に配設されている。デバイス211の表面には、コントローラ212を介して任意の発熱分布が形成される。また、本実施形態では、第11実施形態と異なり、可変発熱デバイス211が、凹面反射鏡CM12の反射面210に略平行となるように湾曲して形成されている。
【0076】
上記構成により、本実施形態では、上記第11実施形態と同様の利点が得られるとともに、収差補正の精度の向上が図られる。すなわち、収差補正用の熱源であるデバイス211の表面(発熱面)が、凹面反射鏡CM12の反射面210に略平行に配設されることにより、デバイス211の発熱面がその全域にわたって、照射熱の発生部である反射面210に近づき、その結果、より高精度な収差の補正が可能となる。
【0077】
次に、本発明の第13実施形態について図22を参照して説明する。
これまで説明した上記各実施形態が収差補正用の発熱体(熱源)を凹面反射鏡に接触させていたのに対して、本実施形態は、収差補正用の熱源を凹面反射鏡CM13に対して非接触に配置したことを特徴とする。本実施形態では、収差補正用の熱源として、露光ビームILとは別のエネルギービームを照射する加熱用照明系221が用いられる。
【0078】
加熱用照明系221は、所定波長のエネルギービームHBを凹面反射鏡CM13の裏面に照射するものであり、そのビームHBの照射エネルギー密度分布は、露光ビームILの照射エネルギー密度分布と略反比例関係となっている。すなわち、加熱用照明系221からのビームHBは、中央部でエネルギー密度が高く、周辺部で低い。そして、この略反比例関係により、露光ビームILの照射エネルギーによる発熱分布と、加熱用照明系221からのビームHBによる発熱分布との和が、図22(c)の二点鎖線で示すように、凹面反射鏡CM13の反射面220の全域にわたって略一様となり、その結果、露光ビームILの照射に伴う非回転対称な収差変動が抑制される。
【0079】
すなわち、本実施形態では、露光ビームILの照射熱による凹面反射鏡CM13の熱変形により生じる収差が、加熱用照明系221からのビームHBによる凹面反射鏡CM13の加熱によって解消あるいは補正される。また、本実施形態では、収差補正用の熱源が凹面反射鏡CM13に対して非接触に配置されることから、構成の簡素化が図られるとともに、組み立て変形に伴う凹面反射鏡CM13の収差が生じにくい。
【0080】
ここで、加熱用照明系221は、例えば、多数のスポットビームを、凹面反射鏡CM13の全域に、照射位置を分散して照射するとともに、各ビームの照射エネルギーを制御可能な構成からなる。あるいは、加熱用照明系221は、単数のビームを凹面反射鏡CM13の全域に照射するとともに、そのビームの照射エネルギー密度分布を制御可能な構成からなる。上記構成により、加熱用照明系221では、凹面反射鏡CM13に照射するビームHBに関して、任意の照射エネルギー密度分布を形成することが可能となる。
【0081】
また、加熱用照明系221から照射するビームHBは、露光ビームILと同じ波長でもよいし、異なる波長(低周波の電磁波を含む)でもよい。また、加熱の促進のために、凹面反射鏡CM13の裏面に吸熱特性を向上させる表面処理を施してもよい。なお、収差補正用ビームHBの照射エネルギー密度分布は、凹面反射鏡CMでのエネルギー損失を考慮して定められるのが好ましい。また、本例のように、露光ビームとは別のビームの照射によって光学部材(凹面反射鏡)の収差を補正する方法は、露光ビームの照射に起因しない一般的な収差(例えば、形状誤差に伴う収差、組立変形に伴う収差など)の補正にも適用可能である。
【0082】
次に、本発明の第14実施形態について図23を参照して説明する。
本実施形態は、上記第13実施形態と同様に、収差補正用のエネルギービームHBを凹面反射鏡CM14に照射する加熱用照明系226を備える構成からなり、反射面225におけるビームHBの照射エネルギー密度分布は、露光ビームILの照射エネルギー密度分布と略反比例関係となっている。また、本実施形態では、上記第13実施形態と異なり、加熱用照明系226からのビームHBは、凹面反射鏡CM14の反射面225に照射される。なお、本実施形態では、加熱用照明系226からのビームHB、並びにその反射ビームがウエハ上に到達しないように構成されている。
【0083】
上記構成により、本実施形態では、加熱用照明系226からのビームHBによって凹面反射鏡CM14が加熱されることにより、露光ビームILの照射熱による凹面反射鏡CM14の収差が解消あるいは補正される。また、本実施形態では、露光ビームILの照射熱の発生部である反射面225に対して直接、収差補正用のビームHBを照射するため、より高精度な収差の補正が可能となる。また、補正対象の反射面225に直接、補正収差用のビームHBを照射するため、凹面反射鏡の裏面にビームを照射する場合に比べて、エネルギー損失が少ないという利点がある。
【0084】
なお、上記第13実施形態及び第14実施形態において、収差補正用のビームHBの照射は、ウエハ上に露光ビームILを照射する露光時、並びにウエハ上に露光ビームILを照射しない非露光時のうちのいずれか一方のみとしてもよく、両方としてもよい。
【0085】
次に、上述した各実施形態では、Fレーザ光源を用いた露光装置について説明したが、露光ビームの波長がさらに短波長の紫外線やX線になると、使用できる光学ガラスが存在しない可能性が高い。この場合、投影光学系を、反射系のみで構成する、いわゆる反射屈折縮小光学系を採用することが考えられる。なお、投影光学系に反射屈折縮小光学系を採用した技術は、例えば、特開平2002−006221号方向に記載されている。
【0086】
図24は、投影光学系に反射屈折縮小光学系を採用した露光装置Eの概略構成を示す図である。この露光装置Eでは、露光ビームELとして波長5〜15nm程度の軟X線領域の光(EUV光)が用いられている。以下、この露光装置Eについて説明する。
【0087】
図24において、露光装置Eは、光源230からの光束をレチクルステージRSに支持されるレチクルRに照明する照明光学系IUと、露光ビームELで照明されたレチクルRのパターンの像をウエハW上に投影する投影光学系PLと、ウエハWを支持するウエハステージWSとを備えている。本実施形態における露光ビームであるEUV光は、大気に対する透過率が低いため、EUV光が通過する光路は真空チャンバVCにより覆われて外気より遮断されている。
【0088】
照明光学系IUにおいて、光源230は、赤外域〜可視域の波長のレーザ光を供給する機能を有し、例えば半導体レーザ励起によるYAGレーザやエキシマレーザ等が用いられる。このレーザ光は第1集光光学系231により集光されて位置232に集光する。ノズル233は気体状の物体を位置232に向けて噴出し、この噴出された物体は位置232において高照度のレーザ光を受ける。このとき、噴出された物体がレーザ光のエネルギで高温になり、プラズマ状態に励起され、低ポテンシャル状態へ遷移する際にEUV光を放出する。
【0089】
上記位置232の周囲には、第2集光光学系を構成する楕円鏡234が配置されており、この楕円鏡234は、その第1焦点が位置232とほぼ一致するように位置決めされている。楕円鏡234の内表面には、EUV光を反射するための多層膜が設けられており、ここで反射されたEUV光は、楕円鏡234の第2焦点で一度集光した後、第3集光光学系を構成するコリメート鏡としての放物面鏡235へ向かう。放物面鏡235は、その焦点が楕円鏡234の第2焦点位置とほぼ一致するように位置決めされており、その内表面には、EUV光を反射するための多層膜が設けられている。
【0090】
放物面鏡235から射出されるEUV光は、ほぼコリメートされた状態でオプティカルインテグレータとしての反射型フライアイ光学系236へ向かう。反射型フライアイ光学系236は、複数の反射面を集積した第1の反射素子群236aと、第1の反射素子群236aの複数の反射面と対応した複数の反射面を有する第2の反射素子群236bとで構成されている。これら第1及び第2の反射素子群236a、236bを構成する複数の反射面上にもEUV光を反射させるための多層膜が設けられている。
【0091】
放物面鏡235からのコリメートされたEUV光は、第1の反射素子群236aにより波面分割され、各々の反射面からのEUV光が集光されて複数の光源像が形成される。これら複数の光源像が形成される位置の近傍のそれぞれには、第2の反射素子群236bの複数の反射面が位置決めされており、これら第2の反射素子群236bの複数の反射面は、実質的にフィールドミラーの機能を果たす。このように、反射型フライアイ光学系236は、放物面鏡235からの略平行光束に基づいて、2次光源としての多数の光源像を形成する。なお、このような反射型フライアイ光学系236については、本願出願人による特願平10−47400号に提案されている。
【0092】
この露光装置Eでは、2次光源の形状を制御するために、第2の反射素子群236b近傍には、第1開口絞りとしてのσ絞りAS1が設けられている。このσ絞りAS1は、例えば互いに形状が異なる複数の開口部をターレット状に設けたものからなる。そして、σ絞り制御ユニットASC1により、どの開口部を光路内に配置するのかの制御が行われる。
【0093】
反射型フライアイ光学系236により形成された2次光源からのEUV光は、この2次光源位置の近傍が焦点位置となるように位置決めされたコンデンサミラー237へ向かい、このコンデンサミラー237にて反射集光された後に、光路折り曲げミラー238を介して、レチクルRに達する。これらコンデンサミラー237及び光路折り曲げミラー238の表面には、EUV光を反射させる多層膜が設けられている。そして、コンデンサミラー237は、2次光源から発するEUV光を集光して、レチクルRを均一照明する。
【0094】
なお、この露光装置Eでは、レチクルRへ向かう照明光と、このレチクルRにて反射されて投影光学系PLへ向かうEUV光との光路分離を空間的に行うために、照明光学系IUは非テレセントリック系であり、かつ投影光学系PLもレチクル側非テレセントリックな光学系としている。
【0095】
レチクルR上には、EUV光を反射する多層膜からなる反射膜が設けられており、この反射膜は、ウエハW上へ転写すべきパターンの形状に応じたパターンとなっている。このレチクルRにて反射されて、レチクルRのパターン情報を含むEUV光は、投影光学系PLに入射する。
【0096】
投影光学系PLは、反射鏡M1〜M6の6枚構成となっており、第1反射鏡M1とレチクルRとの間の光路中(反射鏡M1と反射鏡M2との頂点の間)には、第2の開口絞りとしての可変開口絞りASが配置されている。この可変開口絞りASは、その開口部の口径が可変となるように構成されており、その口径は可変開口絞り制御ユニットASC2により制御される。
【0097】
また、第2反射鏡M2と第3反射鏡M3との間の光路中の中間像形成位置には視野絞りFSが配置されている。なお、投影光学系PLを構成する反射鏡M1〜M6は、基材上にEUV光を反射する多層膜を設けたものからなる。
【0098】
レチクルRにて反射されたEUV光は、投影光学系PLを通過して、ウエハW上の円弧形状の露光領域内に、所定の縮小倍率β(例えば|β|=1/4,1/5、1/6)のもとでレチクルRのパターンの縮小像を形成する。なお、本実施形態においては、露光領域の形状は、投影光学系PL内に設けられた視野絞りFSにより規定される。
【0099】
レチクルRは少なくともY方向に沿って移動可能なレチクルステージRSにより支持されており、ウエハWはXYZ方向に沿って移動可能なウエハステージWSにより支持されている。これらのレチクルステージRS及びウエハステージWSの移動は、それぞれレチクルステージ制御ユニットRSC及び基板ステージ制御ユニットにより制御される。露光動作の際には、照明光学系IUによりレチクルRに対してEUV光を照射しつつ、投影光学系PLに対してレチクルR及びウエハWを、投影光学系PLの縮小倍率により定まる所定の速度比で移動させる。これにより、ウエハW上の所定のショット領域内に、レチクルRのパターンが走査露光される。
【0100】
なお、この露光装置Eにおいて、σ絞りAS1、可変開口絞りAS、視野絞りFSは、EUV光を十分に遮光するために、Au、Ta、Wなどの金属から構成されることが好ましい。また、以上述べた各反射鏡の表面の反射面は、EUV光を反射するために反射膜としての多層膜が形成されている。この多層膜は、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、珪素、珪素酸化物のうちの複数の物質を積層させて形成されている。
【0101】
上記構成の露光装置Eでは、投影光学系PLを構成する6つの反射鏡M1〜M6が配置される空間は真空に制御される。そのため、対流熱伝達による冷却効果がほとんどないため、反射鏡M1〜M6の熱変形を抑制するために、その温度制御が重要となる。これらの反射鏡M1〜M6に対しても、先の実施形態で示したものと同様に、熱伝導スプリングを介してヒートシンクを取り付けることにより、反射鏡M1〜M6の温度を良好に制御し、光学特性の低下を防止することができる。
【0102】
図25は、本発明の一実施形態による露光装置を用いたマイクロデバイス(半導体デバイス)の生産のフローチャートである。図12に示すように、まず、ステップS300(設計ステップ)において、デバイスの機能設計(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S301(マスク製作ステップ)において、設計した回路パターンに基づいて、マスクを製作する。一方、ステップS302(ウエハ製造ステップ)において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
【0103】
次に、ステップS303(ウエハプロセスステップ)において、ステップS300〜ステップS302で用意したマスクとウエハを使用して、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップS304(組立ステップ)において、ステップS303において処理されたウエハを用いてチップ化する。このステップS304には、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封入)等の工程が含まれる。最後に、ステップS305(検査ステップ)において、ステップS304で作製された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デバイスが完成し、これが出荷される。
【0104】
なお、上述した実施形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲においてプロセス条件や設計要求等に基づき種々変更可能である。
【0105】
投影光学系としては、エキシマレーザなどの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英、蛍石、フッ素をドープした石英、フッ化バリウム、フッ化リチウムなどの遠紫外線を透過する材料を用いる。
【0106】
また、各ケーシングや鏡筒、特定ガスの供給配管等は、研磨などの処理によって、表面粗さが低減されたステンレス(SUS)等の材質を用いることにより、脱ガスの発生を抑制できる。
【0107】
また、本発明が適用される露光装置は、露光用照明ビームに対してマスク(レチクル)と基板(ウエハ)とをそれぞれ相対移動する走査露光方式(例えば、ステップ・アンド・スキャン方式など)に限られるものではなく、マスクと基板とをほぼ静止させた状態でマスクのパターンを基板上に転写する静止露光方式、例えばステップ・アンド・リピート方式などでもよい。さらに、基板上で周辺部が重なる複数のショット領域にそれぞれパターンを転写するステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置などに対しても本発明を適用することができる。また、投影光学系は縮小系、等倍系、及び拡大系のいずれでもよいし、反射屈折系、及び反射系のいずれでもよい。さらに、投影光学系を用いない、例えばプロキシミティ方式の露光装置などに対しても本発明を適用できる。
【0108】
また、光源としては、Fレーザに限らず、発振波長248nmのKrFエキシマレーザや、発振波長193nmのArFエキシマレーザ、波長約120nm〜約180nmの真空紫外域に属する光を発するレーザ、例えば発振波長146nmのクリプトンダイマーレーザ(Krレーザ)、発振波長126nmのアルゴンダイマーレーザ(Arレーザ)などを用いてもよい。また、紫外光を発するレーザ光源だけでなく、光源として、YAGレーザ又は半導体レーザなどの高調波発生装置、SOR、レーザプラズマ光源などでもよい。
【0109】
また、本発明が適用される露光装置は、半導体デバイス製造用に限られるものではなく、液晶表示素子、ディスプレイ装置、薄膜磁気ヘッド、撮像素子(CCDなど)、マイクロマシン、及びDNAチップなどのマイクロデバイス(電子デバイス)製造用、露光装置で用いられるフォトマスクやレチクルの製造用などでもよい。
【0110】
また、本発明は露光装置だけでなく、光源装置を備え、デバイス製造工程で使用される他の製造装置(検査装置などを含む)に対しても適用することができる。
【0111】
また、上述したウエハステージやレチクルステージにリニアモータを用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもいい。また、ステージは、ガイドに沿って移動するタイプでもいいし、ガイドを設けないガイドレスタイプでもよい。さらに、ステージの駆動系として平面モ−タを用いる場合、磁石ユニット(永久磁石)と電機子ユニットのいずれか一方をステージに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットの他方をステージの移動面側(定盤、ベース)に設ければよい。
【0112】
また、ウエハステージの移動により発生する反力は、特開平8−166475号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床(大地)に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた露光装置においても適用可能である。
【0113】
また、レチクルステージの移動により発生する反力は、特開平8−330224号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床(大地)に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた露光装置においても適用可能である。
【0114】
また、本発明が適用される露光装置は、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。
【0115】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【0116】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光学装置によれば、発熱体を介して光学部材を加熱することにより、簡素な構成で、光学部材の収差を補正あるいは解消することができる。
また、本発明の露光装置によれば、光学特性の向上が図られた光学装置によって、マスクのパターン像を精度よく基板上に転写できる。
また、本発明のデバイス製造方法によれば、露光精度の向上により、形成されるパターンの精度が向上したデバイスを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光学装置を投影光学系として備える一実施形態に係る半導体デバイス製造用の縮小投影型露光装置の全体構成を示す図である。
【図2】投影光学系の構成の一例を示す図である。
【図3】投影光学系の構成の一例を示す図である。
【図4】凹面反射鏡の構造を模式的に示す平面図である。
【図5】凹面反射鏡の構造を模式的に示す断面図である。
【図6】(a)は凹面反射鏡に対する露光ビームの照射領域(照射フィールド)を模式的に示す平面図、(b)はその照射領域における照射エネルギー密度分布を模式的に示す図、(c)は凹面反射鏡に埋め込まれた発熱体である複数の電気抵抗による電気的発熱分布を示す図である。
【図7】光学系全体の収差を補正する手順の一例を示すフローチャート図である。
【図8】本発明の第2実施形態を説明するための図である。
【図9】本発明の第3実施形態を説明するための図である。
【図10】本発明の第4実施形態を説明するための図である。
【図11】本発明の第5実施形態を説明するための図である。
【図12】本発明の第5実施形態を説明するための図である。
【図13】本発明の第6実施形態を説明するための図である。
【図14】本発明の第7実施形態を説明するための図である。
【図15】本発明の第8実施形態を説明するための図である。
【図16】本発明の第8実施形態を説明するための図である。
【図17】本発明の第9実施形態を説明するための図である。
【図18】本発明の第9実施形態を説明するための図である。
【図19】本発明の第10実施形態を説明するための図である。
【図20】本発明の第11実施形態を説明するための図である。
【図21】本発明の第12実施形態を説明するための図である。
【図22】本発明の第13実施形態を説明するための図である。
【図23】本発明の第14実施形態を説明するための図である。
【図24】投影光学系に反射屈折縮小光学系を採用した露光装置の概略構成を示す図である。
【図25】本発明の実施形態による露光装置を用いた半導体デバイスの生産のフローチャート図である。
【符号の説明】
10,E…露光装置、R…レチクル(マスク)、W…ウエハ(基板)、CM,CM2〜CM6…凹面反射鏡(光学部材)、21,IU…照明光学系(照明系)、PL…投影光学系、101,111,121,131,141,151,161a,161b,171a〜171d…電気抵抗(発熱体)、135,136…電気抵抗群、181,201,211…可変発熱デバイス(発熱体)、191…ヒートシンク、221…加熱用照明系(発熱体)、HB…収差補正用ビーム。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is suitable for a method of manufacturing a microdevice such as a semiconductor integrated circuit, an image pickup device such as a CCD, a liquid crystal display, or a thin film magnetic head using a lithography technique, an exposure apparatus used at the time of manufacturing, and a suitable exposure apparatus. The present invention relates to an optical device.
[0002]
[Prior art]
When manufacturing semiconductor devices and liquid crystal display devices using lithography technology, the illumination light for exposure (exposure beam) is illuminated onto the mask on which the pattern is formed, and the mask pattern image is projected via the projection optical system. An exposure apparatus that performs projection exposure on a substrate such as a semiconductor wafer or a glass plate coated with a photosensitive material such as a resist is used. In recent years, in an exposure apparatus, the wavelength of an exposure beam has been shortened with the miniaturization of a pattern.
[0003]
Examples of the short wavelength exposure beam include KrF excimer laser light (wavelength: 248 nm), ArF excimer laser light (wavelength: 193 nm), F 2 There is laser light (wavelength: 157 nm). Further, the use of light in the soft X-ray region having a wavelength of 5 to 15 nm (hereinafter, this light is referred to as EUV (Extreme Ultra Violet) light) as an exposure beam having a shorter wavelength is being studied.
[0004]
In an exposure apparatus using an exposure beam with a short wavelength, an optical member arranged on the optical path of the exposure beam is likely to generate heat when irradiated with the exposure beam, and control of the thermal deformation of the optical member associated therewith is one of the problems. . In particular, in an exposure apparatus using short wavelength ultraviolet rays or EUV light, the space on the optical path is often evacuated, and in that case, there is almost no cooling effect due to convective heat transfer. Therefore, thermal deformation of the optical member is likely to occur greatly.
[0005]
In general, the irradiation energy density distribution of the exposure beam on the optical member is not uniform within the irradiation region. Therefore, the thermal deformation of the optical member caused by the irradiation heat tends to be complicated. Complex deformation of the optical member produces higher order aberrations that are difficult to correct.
[0006]
As a technique for suppressing the thermal deformation of the optical member, for example, the deformation of the optical member is detected by a sensor, and the actuator is driven based on the detection result. There is a technique for applying force to a member (see, for example, Patent Document 1).
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2002-100551 A
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above technique, in order to correct higher-order deformation, it is necessary to arrange a large number of sensors and actuators, resulting in a complicated configuration and difficulty in securing a space for installing the sensors and actuators.
[0009]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide an optical device capable of correcting or eliminating aberration of an optical member with a simple configuration.
Another object of the present invention is to provide an exposure apparatus capable of accurately transferring a mask pattern image onto a substrate, and a device manufacturing method capable of improving the precision of a pattern to be formed.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, an optical device according to the present invention is an optical device including an optical member (CM) disposed on an optical path of an energy beam (IL), and generates heat to heat the optical member (CM). The heating element (101) has a heat generation distribution based on the aberration of the optical member (CM).
[0011]
In this optical device, the optical member can be thermally deformed by heating the optical member via the heating element. In this thermal deformation, the heating element has a heat generation distribution based on the aberration of the optical member, so that the aberration of the optical member can be corrected or eliminated. Further, in this optical apparatus, since it is not necessary to apply an external force to the optical member when correcting the aberration, the configuration can be simplified.
[0012]
The aberration of the optical member (CM) includes, for example, at least one of an aberration associated with a shape error, an aberration associated with assembly deformation, and an aberration associated with thermal deformation caused by irradiation of the energy beam. In the optical device of the present invention, the optical characteristics are improved by correcting or eliminating these aberrations by heating the optical member. The heating of the optical member for aberration correction can be performed after the device is assembled or during actual operation of the device.
[0013]
In the above-described optical device, the heating element may include, for example, a plurality of electric resistors (101) that are arranged in a plurality of locations of the optical member (CM) and whose current supply amount is controlled. . In this configuration, a heat generation distribution based on the aberration of the optical member can be formed by controlling the amount of current supplied to each of the plurality of electrical resistances.
[0014]
In this case, a plurality of electrical resistance groups (135, 136) including the plurality of electrical resistances (131) and spaced apart from each other may be included. In this configuration, the optical member can be easily deformed by providing a difference in the amount of current supplied to each of the plurality of electrical resistance groups arranged apart from each other.
[0015]
In the optical device, the heating element may include an electric resistance (141) having a cross-sectional shape based on the aberration of the optical member (CM5). In this case, for example, the cross-sectional area is reduced in a portion where a large amount of heat generation is desired, and the cross-sectional area is increased in a portion where heat generation may be small. In this configuration, since the heat generation distribution is formed according to the cross-sectional shape of the electrical resistance, it is easy to simplify the configuration.
[0016]
In the optical device, the optical member (CM2) has a reflective surface (110) that reflects the energy beam (IL), and the heating element (111) is disposed on the back side of the reflective surface. It is good also as a structure. In this configuration, the aberration generated on the reflecting surface is corrected or eliminated by heating from the back side of the reflecting surface by the heating element.
[0017]
In this case, since the back side of the reflective surface (110) is thinned, the reflective surface is easily thermally deformed.
[0018]
In the optical device, the optical member (CM3) may be molded so as to include the heating element (121). Since the heating element is included in the optical member, the heat of the heating element is difficult to escape to the outside, and the thermal efficiency is improved.
[0019]
In the above optical device, the heat generating element (151) may have a heat generation distribution controlled in accordance with an irradiation state of the energy beam (IL) on the optical member (CM6). In this case, even when the irradiation state of the energy beam changes, the aberration generated in the optical member is corrected or eliminated by controlling the heat generation distribution of the plurality of electric resistances according to the irradiation state.
[0020]
The exposure apparatus of the present invention includes an illumination system (21) that illuminates a mask (R) on which a pattern is formed with an energy beam (IL), and projection optics that transfers the pattern of the mask (R) onto a substrate (W). At least one of the system (PL) includes the optical device described above.
The device manufacturing method of the present invention includes a step of transferring a device pattern formed on the mask (R) onto the substrate (W) using the exposure apparatus described above.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an overall configuration of a reduction projection type exposure apparatus 10 for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment provided with the optical apparatus according to the present invention as a projection optical system. In FIG. 1, an XYZ orthogonal coordinate system is adopted. In the XYZ orthogonal coordinate system, the X axis and the Y axis are set so as to be parallel to a wafer stage WS holding a wafer W as a substrate (photosensitive substrate), and the Z axis is orthogonal to the wafer stage WS. Set to direction. Actually, in the XYZ orthogonal coordinate system in the figure, the XY plane is set to a plane parallel to the horizontal plane, and the Z axis is set to the vertical direction.
[0022]
The exposure apparatus according to this embodiment uses F as an exposure light source. 2 A laser light source is used. Also, one shot area on the wafer W is scanned by synchronizing the reticle R and the wafer W in a predetermined direction relative to the illumination area having a predetermined shape on the reticle R as a mask (projection original). In addition, a step-and-scan system that sequentially transfers the pattern image of the reticle R is adopted.
[0023]
In FIG. 1, an exposure apparatus 10 projects a laser light source 20, an illumination optical system 21 that illuminates a reticle R with an exposure beam IL from the laser light source 20, and a projection that projects an exposure beam IL emitted from the reticle R onto a wafer W. An optical system PL and a main controller (not shown) that controls the entire apparatus are provided.
[0024]
The laser light source 20 outputs, for example, pulsed ultraviolet light having an oscillation wavelength of 157 nm. 2 Have a laser. Further, the laser light source 20 is provided with a light source control device (not shown), and this light source control device has an oscillation center wavelength and a spectrum half-value width of the emitted pulsed ultraviolet light according to an instruction from the main control device. Control, pulse oscillation trigger control, control of gas in the laser chamber, and the like are performed.
[0025]
Pulse laser light (illumination light) from the laser light source 20 is deflected by the deflection mirror 30 and enters the variable dimmer 31 as an optical attenuator. The variable dimmer 31 can adjust the dimming rate stepwise or continuously in order to control the exposure amount of the photoresist on the wafer. The illumination light emitted from the variable dimmer 31 is deflected by the optical path deflecting mirror 32, and then reaches the second fly-eye lens 36 through the first fly-eye lens 33, the zoom lens 34, and the vibration mirror 35 in this order. . On the emission side of the second fly-eye lens 36, a switching revolver 37 for an illumination optical system aperture stop for setting the size and shape of the effective light source as desired is disposed. In the present embodiment, in order to reduce the light amount loss at the illumination optical system aperture stop, the size of the light flux to the second fly's eye lens 36 by the zoom lens 34 is variable.
[0026]
The light beam emitted from the aperture of the illumination optical system aperture stop illuminates the illumination field stop (reticle blind) 41 via the condenser lens group 40. The illumination field stop 41 is disclosed in JP-A-4-196513 and US Pat. No. 5,473,410 corresponding thereto.
[0027]
The light from the illumination field stop 41 is guided onto the reticle R via the illumination field stop imaging optical system (reticle blind imaging system) including the deflection mirrors 42 and 45, the lens groups 43, 44, and 46, and the reticle. On R, an illumination area that is an image of the opening of the illumination field stop 41 is formed. The light from the illumination area on the reticle R is guided onto the wafer W via the projection optical system PL, and a reduced image of the pattern in the illumination area of the reticle R is formed on the wafer W. The reticle stage RS that holds the reticle R can be moved two-dimensionally in the XY plane, and its position coordinates are measured and controlled by the interferometer 50. Further, the wafer stage WS holding the wafer W can also be moved two-dimensionally in the XY plane, and its position coordinates are measured and controlled by the interferometer 51. As a result, the reticle R and the wafer W can be synchronously scanned with high accuracy. The illumination optical system 21 is composed of the laser light source 20 to the illumination field stop imaging optical system described above.
[0028]
2 and 3 show examples of the configuration of the projection optical system PL, respectively. In the present embodiment, a catadioptric projection optical system is employed. A configuration example of the catadioptric projection optical system will be described below with reference to FIGS.
[0029]
In the configuration example of FIG. 2, the projection optical system PL includes a refractive first imaging optical system K1 that forms an intermediate image of a pattern on a reticle R as a projection master, and an intermediate image by the first imaging optical system K1. A refraction-type second imaging optical system K2 for re-imaging the image (secondary image) and a refraction type for re-imaging the secondary image by the second imaging optical system K2 on the wafer W as a workpiece. The third imaging optical system K3. Here, in the optical path between the first imaging optical system K1 and the second imaging optical system K2, a reflection surface M1 for bending the optical path for deflecting the optical path by 90 ° is disposed. In the optical path between the imaging optical system K2 and the third imaging optical system K3, there is disposed a reflection surface M2 for bending the optical path for deflecting the optical path by 90 °. These reflecting surfaces M1 and M2 are provided on the optical path bending member FM.
[0030]
The first imaging optical system K1 has a plurality of lens components arranged along the optical axis Ax1, and is intermediate at a reduction ratio of about 1 / 1.5 times to 1/3. Form an image. The second imaging optical system K2 has one or a plurality of lens components arranged along the optical axis Ax2 and the concave reflecting mirror CM, and the first imaging optical system is at approximately equal magnification. An intermediate image (secondary image) is formed by K1. The third imaging optical system K3 has a plurality of lens components arranged along the optical axis Ax3, and has a reduction magnification of about 1 / 1.5 times to 1/3. A secondary image (tertiary image) is formed on the wafer W by the first and second imaging optical systems K1 and K2. In this example, the optical axis Ax1 and the optical axis Ax3 coincide with each other. However, the optical axis Ax1 and the optical axis Ax3 may be parallel and inconsistent with each other, and the optical axis Ax2 It does not have to be orthogonal to Ax1 or the optical axis Ax3.
[0031]
In the configuration example of FIG. 3, the projection optical system PL includes a catadioptric first imaging optical system K1 that forms an intermediate image of a pattern on a reticle R as a projection master, and a first imaging optical system K1. A refraction-type second imaging optical system K2 for re-imaging an intermediate image formed by the above method on a wafer W as a workpiece. Here, in the optical path between the reticle R and the first imaging optical system K1, an optical path bending reflecting surface M1 for deflecting the optical path by 90 ° is disposed, and the first imaging optical system K1. A reflecting surface M2 for bending the optical path for deflecting the optical path by 90 ° is disposed in the optical path between the second imaging optical system K2 and in the vicinity of the intermediate image. These reflecting surfaces M1 and M2 are provided on the optical path bending member FM.
[0032]
The first imaging optical system K1 has a plurality of lens components arranged along the optical axis Ax2 and the concave reflecting mirror CM, and forms an intermediate image under substantially the same magnification or slightly reduced magnification. . The second imaging optical system K2 has a plurality of lens components arranged along an optical axis Ax3 orthogonal to the optical axis Ax2 and a variable aperture stop AS for controlling a coherence factor. An intermediate image, that is, a secondary image is formed under the reduction magnification based on this light. Here, the optical axis Ax2 of the first imaging optical system K1 is bent by 90 ° by the optical path bending reflecting surface M1, and the optical axis Ax1 is defined between the reticle R and the reflecting surface M1. In this example, the optical axis Ax1 and the optical axis Ax3 are parallel to each other, but do not match. In this example, the optical axis Ax1 and the optical axis Ax3 may be arranged so as to coincide with each other. Further, the angle formed between the optical axis Ax1 and the optical axis Ax2 may be an angle different from 90 °, preferably an angle obtained by rotating the concave reflecting mirror CM counterclockwise. At this time, it is preferable to set the bending angle of the optical axis at the reflecting surface M2 so that the reticle R and the wafer W are parallel to each other.
[0033]
Returning to FIG. 1, F used in this embodiment is used. 2 In the case where light in the vacuum ultraviolet region is used as an exposure beam, such as laser light (wavelength: 157 nm), it has a strong absorption characteristic with respect to light in the wavelength band such as oxygen, water vapor, hydrocarbon gas, etc. from the optical path. It is necessary to exclude gas having the following (hereinafter referred to as “absorbing gas” as appropriate). Therefore, in this embodiment, the illumination optical path (the optical path from the laser light source 20 to the reticle R) and the projection optical path (the optical path from the reticle R to the wafer W) are blocked from the external atmosphere, and these optical paths are converted into light in the vacuum ultraviolet region. Filled with nitrogen, helium, argon, neon, krypton, etc., or a mixed gas (hereinafter referred to as “low-absorbing gas” or “specific gas” as appropriate) ing.
[0034]
Specifically, the optical path from the laser light source 20 to the variable dimmer 31 is blocked from the external atmosphere by the casing 60, and the optical path from the variable dimmer 31 to the illumination field stop 41 is blocked from the external atmosphere by the casing 61. The illumination field stop imaging optical system is shielded from the external atmosphere by the casing 62, and the specific gas is filled in the optical path thereof. The casing 61 and the casing 62 are connected by a casing 63. In addition, the projection optical system PL itself has its barrel 69 as a casing, and the internal optical path is filled with the specific gas.
[0035]
The casing 64 blocks the space between the casing 62 containing the illumination field stop imaging optical system and the projection optical system PL from the external atmosphere, and houses the reticle stage RS that holds the reticle R therein. is doing. The casing 64 is provided with a door 70 for loading / unloading the reticle R. The outside of the door 70 prevents the atmosphere in the casing 64 from being contaminated when the reticle R is loaded / unloaded. A gas replacement chamber 65 is provided. The gas replacement chamber 65 is also provided with a door 71, and the reticle is transferred to and from the reticle stocker 66 storing a plurality of types of reticles via the door 71.
[0036]
The casing 67 blocks the space between the projection optical system PL and the wafer W from the external atmosphere, and a wafer stage WS that holds the wafer W via the wafer holder 80 and a surface of the wafer W inside the casing 67. Accommodates an oblique-incidence type autofocus sensor 81 for detecting the Z-direction position (focus position) and tilt angle, an off-axis alignment sensor 82, a surface plate 83 on which the wafer stage WS is placed, and the like. ing. The casing 67 is provided with a door 72 for loading / unloading the wafer W, and a gas replacement chamber 68 for preventing the atmosphere inside the casing 67 from being contaminated outside the door 72. It has been. The gas replacement chamber 68 is provided with a door 73, and the wafer W is carried into the apparatus and the wafer W is carried out of the apparatus through the door 73.
[0037]
Nitrogen or helium is preferably used as the specific gas filled in each optical path space. Nitrogen has a strong light absorption characteristic for light having a wavelength of about 150 nm or less, and helium has a strong light absorption characteristic for light having a wavelength of about 100 nm or less. Helium has a thermal conductivity of about 6 times that of nitrogen, and the amount of change in refractive index with respect to changes in atmospheric pressure is about 1/8 of that of nitrogen. Therefore, particularly high transmittance, stability of the imaging characteristics of the optical system, and cooling performance. And is excellent at. Note that helium may be used as the specific gas for the lens barrel of the projection optical system PL, and nitrogen may be used as the specific gas for other optical paths (for example, an illumination optical path from the laser light source 20 to the reticle R).
[0038]
4 and 5 are views schematically showing the structure of the concave reflecting mirror CM shown in FIGS. 2 and 3, FIG. 4 is a plan view, and FIG. 5 is a cross-sectional view.
4 and 5, a plurality of electric resistors 101 as heating elements are embedded in the concave reflecting mirror CM over the entire reflecting surface 100. Each of the plurality of electric resistors 101 is embedded near the surface of the reflecting surface 100 of the concave reflecting mirror CM, and is connected in parallel to the controller 103 via a conducting wire 102. The controller 103 is configured to be able to accurately control the current supplied to each electrical resistor 101, thereby allowing the amount of heat generated by each electrical resistor 101 and the heat distribution of the plurality of electrical resistors 101 to be freely set. It is possible to control.
[0039]
As the material of the concave reflecting mirror CM, SiC, Zerodur (trade name), ULE (trade name), or the like is used. Further, in order to suppress the movement of heat from the concave reflecting mirror CM to the lens barrel 69, the concave reflecting mirror CM includes a cell 104 made of a member (heat insulating material) having a large thermal resistance, for example, a resin having low thermal conductivity. Is supported through. In this example, the cell 104 is formed of a ring-shaped member and supports, for example, the concave reflecting mirror CM at three points. In the embedding of the electric resistance 101 in the concave reflecting mirror CM, for example, when the concave reflecting mirror is ceramic, in the molding process before baking, the electric resistance to which the conductive wire is connected is embedded in the reflecting mirror, and then baking is performed. Is done. The conducting wire is connected to the controller after forming the concave reflecting mirror.
[0040]
The plurality of electric resistors 101 are uniformly distributed on the reflecting surface 100 of the concave reflecting mirror CM, and are arranged at almost equal intervals. The arrangement pitch of the plurality of electric resistors 101 is appropriately determined according to the physical properties of the concave reflecting mirror CM, the heat generation characteristics of the electric resistors, and the like. In the present invention, the arrangement state of the plurality of electric resistances is not limited to the above-mentioned equal interval, and for example, the distribution density may be different for each region. Further, the conductor 102 other than the electric resistance portion may be covered with a substance having a low affinity with the material for forming the concave reflector CM so that the thermal expansion / contraction of the conductor 102 does not induce deformation of the concave reflector CM. Good.
[0041]
Here, FIG. 6A shows an irradiation region (irradiation field) of the exposure beam with respect to the concave reflecting mirror CM, FIG. 6B shows an irradiation energy density distribution in the irradiation region, and FIG. Indicates an electric heat distribution due to a plurality of electric resistances embedded in the concave reflecting mirror CM. The area shape of the exposure beam is defined in accordance with the pattern area of the mask, and as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 6B, the irradiation energy density distribution is not uniform, and is high in the central portion and lower toward the periphery. When the irradiation region is rectangular, the thermal deformation of the optical member due to the irradiation heat becomes non-rotationally symmetric and tends to produce higher-order aberrations that are difficult to optically correct.
[0042]
In the present embodiment, the plurality of electric resistors 101 (see FIG. 4) have a heat generation distribution based on the aberration of the concave reflecting mirror CM. Specifically, as shown in FIG. 6C, the plurality of electric resistors 101 have a heat generation distribution that is substantially in inverse proportion to the irradiation energy density distribution of the exposure beam (FIG. 6B). That is, the controller 103 controls the amount of current supplied to the plurality of electric resistors 101, and among the plurality of electric resistors 101, the controller 103 has a peripheral portion compared with the electric resistance of the central portion of the reflecting surface 100 of the concave reflecting mirror CM. Increase the current value supplied to the electrical resistance. As a result, as shown in FIG. 6C, the electric heat generation amount is small at the central portion of the reflecting surface 100 of the concave reflecting mirror CM, the heat generation amount is large at the peripheral portion, and the electric heat generation of the plurality of electric resistors 101 is performed. The distribution and the irradiation energy density distribution of the exposure beam are substantially inversely proportional. Then, due to this substantially inversely proportional relationship, the sum of the heat generation distribution due to the exposure beam irradiation energy and the heat generation distribution due to the plurality of electrical resistances 101 is indicated by the two-dot chain line in FIG. As a result, non-rotationally symmetric aberration fluctuations associated with irradiation of the exposure beam are suppressed.
[0043]
Thus, in this embodiment, the aberration caused by the thermal deformation of the concave reflecting mirror CM due to the irradiation heat of the exposure beam is eliminated by heating the concave reflecting mirror CM by the plurality of electric resistors 101. Therefore, the optical characteristics of the concave reflecting mirror CM can be improved.
[0044]
Note that the irradiation energy density distribution can be determined strictly from the design value. In general, it is very easy to control the current supplied to a simple electric resistance. In other words, in this embodiment, by controlling the amount of current supplied to a plurality of electrical resistances, it is possible to accurately generate an arbitrary heat generation distribution, and as a result, accurately eliminate or correct aberration fluctuations of the concave reflecting mirror. can do. In this case, since it is not necessary to apply an external force to the optical member using a mechanical means such as an actuator when eliminating or correcting the aberration fluctuation of the optical member (concave reflector CM), the configuration can be simplified. The space is used effectively. In addition, since the aberration is corrected based on the irradiation energy density distribution of the exposure beam that can be calculated in advance, rather than using the result of detecting the deformation of the optical member (concave reflector CM) with a sensor or the like, the correction delay Is unlikely to occur.
[0045]
Further, in this embodiment, since the concave reflecting mirror CM is supported by the cell 104 which is a member (heat insulating material) having a large thermal resistance, the heat generated by the concave reflecting mirror CM is mainly emitted from the reflecting surface 100. Will be released. When supporting the concave reflecting mirror CM at three points, a cell serving as a supporting member may be generated, although the temperature near the supporting portion may decrease due to heat conduction through the supporting portion, so-called 3θ-shaped temperature distribution may occur. Since 104 is a heat insulating material, the occurrence of uneven temperature in the concave reflecting mirror CM due to the heat conduction is suppressed.
[0046]
In the above embodiment, the heating of the concave reflecting mirror CM by the plurality of electric resistors 101 is not limited to the irradiation of the exposure beam, but may be performed at the time of non-irradiation. In this case, for example, when the exposure beam is not irradiated, the currents to the plurality of electric resistances 101 are set so that the entire reflection surface 100 of the concave reflecting mirror CM has a uniform heat generation distribution (temperature distribution) similar to that during irradiation. It is good to control the supply amount. This makes it possible to eliminate not only rotationally symmetric aberration fluctuations associated with exposure beam irradiation but also rotationally symmetric irradiation fluctuations for the concave reflecting mirror CM.
[0047]
Here, the correction of the aberration of the optical member (concave reflecting mirror) by the heating described above can also be applied to correction of a general aberration not caused by irradiation. Aberrations not caused by irradiation include, for example, aberrations associated with shape errors and aberrations associated with assembly deformation. These aberrations are not limited to a single optical member, but include the entire aberration of the optical system (projection optical system).
[0048]
FIG. 7 is a flowchart showing an example of a procedure for correcting the aberration of the entire optical system (projection optical system).
In the flow shown in FIG. 7, first, the aberration of the entire optical system is measured (step 250), and the optical member (concave reflector CM in this example) necessary to correct the aberration based on the measurement result is measured. A deformation amount is obtained (step 251). Next, the calorific value of each of the plurality of electrical resistances required for the deformation is calculated, and the amount of current supplied to each of the plurality of electrical resistances is controlled based on the calculation result. A heat generation distribution is formed by (step 252). Then, the aberration of the entire optical system is measured again in a state where the optical member is thermally deformed (step 253), and the above series of procedures is repeated until the aberration falls within the allowable range.
[0049]
In addition, the process (step 252) of forming the heat generation distribution due to the plurality of electrical resistances described above is performed as follows.
First, the deformation amount (surface change) of the optical member (concave reflecting mirror) caused by the unit calorific value change given to a plurality of electric resistances is obtained in advance by simulation or experiment. As a result, the calorific values of the N electrical resistors 1 to N are respectively expressed by ΔQ 1 , ΔQ 2 ・ ・ ・… Q N It is possible to calculate the surface change ΔS when only the change is made. The surface change to be obtained is ΔS 0 The evaluation function | ΔS−ΔS 0 | Is minimized (ΔQ 1 , ΔQ 2 ・ ・ ・… Q N ) Is calculated by the method of least squares or the like, whereby the heat generation distribution necessary for correcting the aberration can be obtained.
[0050]
Thus, by feeding back the aberration measurement result of the entire optical system, it is possible to correct aberrations very easily even after the optical system is assembled. At that time, as the number of electric resistances to be arranged increases, the state of the heat distribution can be controlled more finely, so that higher-order aberrations can be corrected.
[0051]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, as in the first embodiment described above, a plurality of electrical resistors 111 as heating elements are arranged over the entire reflective surface 110 of the concave reflecting mirror CM2, and the plurality of electrical resistors 111 are respectively The conductors 112 are connected in parallel to the controller 113. Further, in the present embodiment, unlike the first embodiment described above, the concave reflecting mirror CM2 has a thin structure, and the plurality of electric resistors 111 are arranged on the back surface thereof. That is, the concave reflecting mirror CM2 has the thickness of the back surface side of the reflecting surface 110 as it is compared to the concave reflecting mirror CM shown in the first embodiment (thickening), and a plurality of concave reflecting mirrors CM2 are formed on the back surface. The electrical resistance 111 is affixed.
[0052]
With this configuration, in this embodiment, since the concave reflecting mirror CM2 is thinned, the rigidity of the concave reflecting mirror CM2 is low, and the reflecting surface 110 of the concave reflecting mirror CM is easily deformed. Moreover, heat capacity is low and heat dissipation is high. Therefore, the reflective surface 110 of the concave reflecting mirror CM can be thermally deformed to a desired state with a small amount of heating. That is, the aberration correction by the plurality of electric resistors 111 has a high effect on the unit current, and the sensitivity can be improved.
[0053]
Further, in the present embodiment, when the electric resistor 111 is arranged, for example, even when the concave reflecting mirror is ceramic, it is not necessary to embed a plurality of electric resistors at the time of molding, and it may be retrofitted. Therefore, it is excellent in productivity.
[0054]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, as in the above-described embodiments, a plurality of electric resistors 121 as heating elements are arranged over the entire reflecting surface 120 of the concave reflecting mirror CM3, and the plurality of electric resistors 121 are respectively conductive wires 122. Are connected to the controller 123 in parallel. In the present embodiment, the concave reflecting mirror CM3 has a thin-walled structure, and the plurality of electric resistors 121 are embedded therein. That is, the concave reflecting mirror CM3 has substantially the same shape as the concave reflecting mirror CM2 shown in the second embodiment, and is different from the second embodiment in that a plurality of electric resistors 121 are embedded therein.
[0055]
With the above configuration, in this embodiment, the concave reflecting mirror CM3 is thinned. Thus, as in the second embodiment, the effect of aberration correction by the plurality of electric resistors 121, which are heating elements, is high, and the sensitivity Is improved. In addition, since the plurality of electric resistors 121 are embedded in the concave reflecting mirror CM3, the productivity of the electric resistors 121 is inferior to that of the second embodiment, but the heat of the plurality of electric resistors 121 is difficult to escape to the outside. There is an advantage that is high.
[0056]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, as in the above-described embodiments, a plurality of electrical resistors 131 as heating elements are arranged over the entire reflecting surface 130 of the concave reflecting mirror CM4, and the plurality of electrical resistors 131 are respectively conductive wires 132. Are connected to the controller 133 in parallel. In the present embodiment, the plurality of electric resistors 131 are embedded in the concave reflecting mirror CM4, and the plurality of electric resistors 131 are divided into two groups and arranged separately in the thickness direction of the concave reflecting mirror CM4. Has been. That is, in the concave reflecting mirror CM4, a first electrical resistance group 135 composed of a plurality of electrical resistances embedded near the surface of the reflection surface 130 and a second electrical resistance group composed of a plurality of electrical resistances embedded near the back surface. As a result, two layers including a plurality of electric resistances are formed.
[0057]
With the above configuration, in the present embodiment, since the two electric resistance groups 135 and 136 are arranged apart from each other in the thickness direction of the concave reflecting mirror CM4, the concave reflecting mirror CM4 is likely to be thermally deformed. That is, with the above configuration, for example, by providing a difference in the heat generation temperature of the electrical resistance group between the front surface side and the back surface side of the concave reflecting mirror CM4, the concave reflecting mirror CM4 is easily deformed by the same action as the bimetal effect. . Further, in this case, the flexibility of deformation is high, and aberrations associated with the shape error of the concave reflecting mirror CM4 can be preferably eliminated or corrected.
[0058]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, as in the above-described embodiments, a plurality of electric resistors 141 as heating elements are arranged over the entire reflection surface 140 of the concave reflecting mirror CM5, and each of the plurality of electric resistors 141 is a conducting wire 142. Is connected to the controller 143 via Further, in the present embodiment, unlike each of the above embodiments, the plurality of electric resistors 141 are embedded near the surface of the reflecting surface 140 of the concave reflecting mirror CM5 so as to be substantially parallel to the reflecting surface 140 and the reflecting surface. It is arranged parallel to 140 meridian planes. Further, each of the plurality of electric resistors 141 has a cross-sectional shape based on the aberration of the concave reflecting mirror CM5. In this example, the cross-sectional shape of each electric resistor 141 is determined based on the aberration caused by the thermal deformation of the concave reflecting mirror CM5 due to the irradiation heat of the exposure beam. That is, each electric resistance 141 has a small cross-sectional area (high resistance = high heat generation) in a portion where it is desired to obtain a large amount of heat, and a portion where heat generation may be small. The area is large (small resistance = small heat generation).
[0059]
With this configuration, in the present embodiment, a heat generation distribution is formed according to the arrangement and cross-sectional shape of the plurality of electric resistors 141, and as a result, the aberration of the concave reflecting mirror CM5 due to the irradiation heat of the exposure beam is eliminated or corrected. In this configuration, since the heat generation distribution is determined according to the cross-sectional shape of the electrical resistance, it is difficult to change the heat generation distribution to another state, but the number of electrical resistances can be reduced and the configuration can be simplified. It is done.
[0060]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, similar to the fifth embodiment, a plurality of electric resistors 151 having a cross-sectional shape based on the aberration of the concave reflecting mirror CM6 are embedded near the surface of the reflecting surface 150 of the concave reflecting mirror CM6, and the reflecting surface 150 is arranged so as to be substantially parallel to 150 and parallel to the meridional surface of the reflecting surface 150. Although not shown, each of the plurality of electric resistors 151 is connected to the controller via a conducting wire. Moreover, in this embodiment, unlike the said 5th Embodiment, the several electrical resistance 151 is divided into the several group (Group A, Group B, and Group C), and each according to switching of illumination conditions Groups are selectively used. More specifically, the electrical resistances 151 of the groups A, B, and C are alternately arranged adjacent to each other. Moreover, the cross-sectional shape of the plurality of electric resistors 151 is determined so that a predetermined heat distribution is obtained for each group. Among the three predetermined illumination conditions, when the exposure beam is irradiated under the first illumination condition, the electrical resistance of the A group is energized, and under the second illumination condition, the electrical resistance of the B group, the third Under the lighting conditions, the electrical resistance of group C is energized.
[0061]
With the above configuration, in the present embodiment, a heat generation distribution of the plurality of electric resistors 151 is formed according to each of a plurality of (three in this example) illumination conditions. That is, when the illumination condition changes, the irradiation energy density distribution changes, but the heat generation distribution of the plurality of electric resistors 151 is controlled according to the irradiation state. As a result, even if the illumination condition changes, the aberration of the concave reflecting mirror CM6 due to the irradiation heat is eliminated or corrected according to the illumination condition.
[0062]
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The present embodiment is a form mainly intended for correction of deformation of a low-order 2θ shape on the reflecting surface 160 of the optical member (concave reflecting mirror CM7). Here, among aberrations such as aberration fluctuations due to irradiation heat, aberrations due to shape errors, and aberrations due to assembly deformation, the most likely aberration component is the low-order 2θ component. The characteristics are improved. The 2θ component of this aberration can be corrected by deforming the reflecting surface into a 2θ shape in the vicinity of the pupil of the optical system.
[0063]
In the present embodiment, the two electric resistors 161a and 161b are buried near the surface of the reflecting surface 160 of the concave reflecting mirror CM7 and are arranged so as to be substantially parallel to the reflecting surface 160. The two electric resistors 161a and 161b are arranged separately in two orthogonal meridian planes. Although not shown in the drawing, each of the electric resistors 161a and 161b is connected to the controller via a conducting wire.
[0064]
With the above configuration, in the present embodiment, a difference is provided in the amount of current supplied to the two electric resistors 161a and 161b, and a difference is generated in the heat generation temperature of the electric resistors 161a and 161b. 2θ-like deformation can be applied to the reflecting surface 160, and as a result, the 2θ component of the aberration is eliminated or corrected. In the present embodiment, since the purpose is mainly to correct the deformation of the 2θ shape, the configuration can be simplified. Note that, as in the fifth embodiment (see FIG. 12), the cross-sectional shapes of the electric resistors 161a and 161b may be changed based on the aberration of the concave reflecting mirror CM7.
[0065]
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The present embodiment is a modification of the seventh embodiment, and is a mode mainly intended to correct low-order 2θ-shaped deformation in the reflecting surface 170 of the optical member (concave reflecting mirror CM8). In the present embodiment, two electric resistors 171a and 171b are embedded near the surface of the reflecting surface 170 of the concave reflecting mirror CM8, and two electric resistors 171c and 171d are also embedded on the back surface side. The two electric resistances 171a and 171b on the front surface side and the two electric resistances 171c and 171d on the back surface side are arranged separately in two orthogonal meridian surfaces. Although not shown, each of the electric resistors 171a to 171d is connected to the controller via a conducting wire.
[0066]
With the above configuration, in the present embodiment, similarly to the seventh embodiment, by providing a difference in the amount of current supplied to the two electric resistors 171a and 171b and providing a difference in the heat generation temperature of these electric resistors, The 2θ-like deformation can be applied to the reflecting surface 170 of the concave reflecting mirror CM8, and as a result, the 2θ component of the aberration is eliminated or corrected. Further, in the present embodiment, similarly to the fourth embodiment, the electrical resistance is divided and disposed near the front surface and the back surface side of the concave reflecting mirror CM8, so that the front surface side and the back surface side of the concave reflecting mirror CM8 are arranged. Therefore, the concave reflecting mirror CM8 can be easily deformed by the same action as the bimetal effect.
[0067]
Next, a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, a variable heat generating device 181 capable of forming an arbitrary heat generation distribution is bonded to or directly generated on the back surface of the concave reflecting mirror CM9.
[0068]
FIG. 18 is a diagram schematically illustrating an example of the form of the variable heat generating device 181.
In FIG. 18, the device 181 includes a resistance line layer 182 including an electric resistance, a bypass layer 183 including a conductor for bypassing a current, a switching layer 184 including a plurality of transistors, and the like. A DC voltage is applied via the controller 185. Each transistor in the switching layer 184 is controlled via the controller 185.
[0069]
Conductive wires in the bypass layer 183 and transistors in the switching layer 184 are connected to the resistance line layer 182 for each predetermined section. The transistor of the switching layer 184 controls the heat generation state of each section (heat generation section i) in the resistance line layer 182. That is, when a transistor (switch i) in the switching layer 184 is in an off state (non-conducting state), a current flows through the electrical resistance in a predetermined section (heat generation section i) of the resistance line layer 182 corresponding to the transistor, and a heat generation state occurs. (Route A shown in FIG. 18). On the other hand, when the transistor (switch i) is in the on state (conducting state), the difference between the resistance values of the electrical resistance and the bypass circuit (electric resistance) in a predetermined section (heat generation section i) of the resistance line layer 182 corresponding to the transistor. > Bypass circuit), a current flows through the bypass circuit, and the electric resistance is in a non-heated state (path B shown in FIG. 18). Therefore, in the device 181, an arbitrary heat distribution is formed in the resistance line layer 182 by controlling the on / off states of the plurality of transistors in the switching layer 184 via the controller 185 (see FIG. 17). Can do. That is, when the density of the section in the heat generation state is increased in the predetermined area of the resistance wire layer 182, the area becomes high temperature, and conversely, when the density of the section in the heat generation state is decreased, the area becomes low temperature.
[0070]
With the above configuration, in the present embodiment, a heat generation distribution is formed in the variable heat generating device 181 based on the aberration of the concave reflecting mirror CM9 (reflecting surface 180), thereby eliminating or correcting the aberration generated in the concave reflecting mirror CM9. . Further, in the present embodiment, by manufacturing the device 181 using a process similar to that of a semiconductor device, the unit section (heat generation section) to be controlled can be made extremely fine (large). In this case, there are few restrictions on the shape of the heat generation distribution to be formed, and heat generation distributions of various shapes can be formed accurately and smoothly. Therefore, in the present embodiment, it is possible to accurately correct higher-order aberrations of the concave reflecting mirror CM9.
[0071]
Next, a tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This embodiment is a modification of the ninth embodiment, in which the variable heating device 181 shown in FIGS. 17 and 18 is disposed on the back surface of the concave reflecting mirror CM10, and one surface of the device 181 ( A heat sink 191 (liquid-cooled heat sink) is disposed on the surface facing the reflecting mirror CM10. The heat sink 191 removes the heat of the concave reflecting mirror CM10 uniformly within the surface with the device 181 interposed therebetween, and liquid refrigerant is circulated and supplied to the heat sink 191 via a refrigerant supply means (not shown). .
[0072]
With the above configuration, in the present embodiment, as in the ninth embodiment, by forming a predetermined heat generation distribution in the variable heat generation device 181, aberrations that occur in the concave reflecting mirror CM <b> 10 (reflection surface 190) are eliminated or corrected. The In the present embodiment, since the heat of the concave reflecting mirror CM10 is uniformly removed in the plane by the heat sink 191, uniform thermal expansion of the concave reflecting mirror CM and rotationally symmetric aberration fluctuations are suppressed.
[0073]
Next, an eleventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The present embodiment is a modification of the ninth embodiment, and a variable heating device 201 similar to that shown in FIGS. 17 and 18 is disposed inside the concave reflecting mirror CM11. An arbitrary heat generation distribution is formed on the surface of the device 201 via the controller 202. Note that the variable heat generating device 201 is preferably planar and as thin as possible. The device 201 is embedded in the concave reflecting mirror CM11. For example, when the reflecting mirror is a ceramic, the device 201 is formed on a substrate molded to a predetermined thickness, and the substrate is further molded thereon to form the reflecting surface 200. This is done by forming. Alternatively, the concave reflecting mirror CM11 may be divided into a plurality of parts, and then integrated by sandwiching the device 201 therebetween.
[0074]
With the above configuration, in the present embodiment, similarly to the ninth embodiment, by forming a predetermined heat distribution in the variable heat generating device 201, the aberration generated in the concave reflecting mirror CM11 (reflecting surface 200) is eliminated or corrected. be able to. In the present embodiment, since the variable heat generating device 201 is disposed inside the concave reflecting mirror CM11, the accuracy of aberration correction is high. That is, since the device 201 which is a heat source for correcting aberration is close to the reflecting surface 200 which is a generation part of irradiation heat, it is possible to correct aberration with higher accuracy. In addition, there is an advantage that heat is difficult to escape from the device 201 which is a heat source for correcting aberrations, and heat efficiency is high.
[0075]
Next, a twelfth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The present embodiment is a modification of the eleventh embodiment, and a variable heating device 211 similar to that shown in FIG. 20 is disposed inside the concave reflecting mirror CM12. An arbitrary heat generation distribution is formed on the surface of the device 211 via the controller 212. In the present embodiment, unlike the eleventh embodiment, the variable heat generating device 211 is formed to be curved so as to be substantially parallel to the reflecting surface 210 of the concave reflecting mirror CM12.
[0076]
With the above configuration, in this embodiment, the same advantages as those in the eleventh embodiment can be obtained, and the accuracy of aberration correction can be improved. That is, the surface (heat generation surface) of the device 211 that is a heat source for correcting aberrations is disposed substantially parallel to the reflection surface 210 of the concave reflecting mirror CM12, so that the heat generation surface of the device 211 is irradiated over the entire area. As a result, it becomes possible to correct the aberration with higher accuracy.
[0077]
Next, a thirteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the above-described embodiments, the aberration correction heating element (heat source) is in contact with the concave reflecting mirror, whereas in this embodiment, the aberration correcting heat source is connected to the concave reflecting mirror CM13. It is characterized by being arranged in a non-contact manner. In this embodiment, a heating illumination system 221 that irradiates an energy beam different from the exposure beam IL is used as a heat source for aberration correction.
[0078]
The heating illumination system 221 irradiates the back surface of the concave reflecting mirror CM13 with an energy beam HB having a predetermined wavelength, and the irradiation energy density distribution of the beam HB is substantially inversely proportional to the irradiation energy density distribution of the exposure beam IL. It has become. That is, the beam HB from the heating illumination system 221 has a high energy density at the center and a low energy at the periphery. Then, due to this substantially inversely proportional relationship, the sum of the heat generation distribution due to the irradiation energy of the exposure beam IL and the heat generation distribution due to the beam HB from the heating illumination system 221 is indicated by a two-dot chain line in FIG. As a result, non-rotationally symmetric aberration fluctuations associated with the irradiation of the exposure beam IL are suppressed.
[0079]
That is, in the present embodiment, the aberration caused by the thermal deformation of the concave reflecting mirror CM13 due to the irradiation heat of the exposure beam IL is eliminated or corrected by the heating of the concave reflecting mirror CM13 by the beam HB from the heating illumination system 221. Further, in this embodiment, since the aberration correction heat source is disposed in a non-contact manner with respect to the concave reflecting mirror CM13, the configuration is simplified and the aberration of the concave reflecting mirror CM13 due to assembly deformation occurs. Hateful.
[0080]
Here, for example, the heating illumination system 221 is configured to irradiate a large number of spot beams over the entire area of the concave reflecting mirror CM13 while distributing the irradiation positions and controlling the irradiation energy of each beam. Alternatively, the heating illumination system 221 is configured to irradiate a single beam over the entire area of the concave reflecting mirror CM13 and to control the irradiation energy density distribution of the beam. With the above configuration, the heating illumination system 221 can form an arbitrary irradiation energy density distribution with respect to the beam HB irradiated to the concave reflecting mirror CM13.
[0081]
Further, the beam HB irradiated from the heating illumination system 221 may have the same wavelength as the exposure beam IL or may have a different wavelength (including low-frequency electromagnetic waves). Further, in order to promote heating, a surface treatment for improving the endothermic characteristics may be applied to the back surface of the concave reflecting mirror CM13. Note that the irradiation energy density distribution of the aberration correcting beam HB is preferably determined in consideration of energy loss in the concave reflecting mirror CM. Further, as in this example, the method of correcting the aberration of the optical member (concave reflecting mirror) by irradiating with a beam different from the exposure beam can be applied to general aberration (for example, shape error) not caused by the exposure beam irradiation. The present invention can also be applied to correction of aberrations accompanying this, aberrations associated with assembly deformation, and the like.
[0082]
Next, a fourteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
Similar to the thirteenth embodiment, the present embodiment includes a heating illumination system 226 that irradiates the concave reflecting mirror CM14 with the aberration correcting energy beam HB, and the irradiation energy density of the beam HB on the reflecting surface 225. The distribution is substantially inversely proportional to the irradiation energy density distribution of the exposure beam IL. In the present embodiment, unlike the thirteenth embodiment, the beam HB from the heating illumination system 226 is applied to the reflecting surface 225 of the concave reflecting mirror CM14. In the present embodiment, the beam HB from the heating illumination system 226 and its reflected beam are configured not to reach the wafer.
[0083]
With the above configuration, in the present embodiment, the concave reflecting mirror CM14 is heated by the beam HB from the heating illumination system 226, whereby the aberration of the concave reflecting mirror CM14 due to the irradiation heat of the exposure beam IL is eliminated or corrected. In the present embodiment, the aberration correction beam HB is directly applied to the reflection surface 225, which is a generation part of the irradiation heat of the exposure beam IL, so that the aberration can be corrected with higher accuracy. In addition, since the correction aberration beam HB is directly irradiated onto the reflection surface 225 to be corrected, there is an advantage that energy loss is less than in the case where the beam is irradiated onto the back surface of the concave reflecting mirror.
[0084]
In the thirteenth and fourteenth embodiments, the aberration correction beam HB is irradiated during exposure in which the exposure beam IL is irradiated on the wafer and in non-exposure in which the exposure beam IL is not irradiated on the wafer. Only one of them or both of them may be used.
[0085]
Next, in each of the embodiments described above, F 2 Although the exposure apparatus using a laser light source has been described, there is a high possibility that there is no optical glass that can be used when the wavelength of the exposure beam becomes ultraviolet or X-ray with a shorter wavelength. In this case, it is conceivable to employ a so-called catadioptric reduction optical system in which the projection optical system is constituted only by a reflection system. Note that a technique that employs a catadioptric reduction optical system as a projection optical system is described, for example, in the direction of JP-A-2002-006221.
[0086]
FIG. 24 is a view showing the schematic arrangement of an exposure apparatus E that employs a catadioptric reduction optical system as a projection optical system. In this exposure apparatus E, light (EUV light) in a soft X-ray region having a wavelength of about 5 to 15 nm is used as the exposure beam EL. The exposure apparatus E will be described below.
[0087]
In FIG. 24, the exposure apparatus E displays an illumination optical system IU that illuminates the light beam from the light source 230 onto the reticle R supported by the reticle stage RS, and an image of the pattern of the reticle R illuminated with the exposure beam EL on the wafer W. A projection optical system PL for projecting onto the wafer W, and a wafer stage WS for supporting the wafer W. Since the EUV light that is the exposure beam in the present embodiment has a low transmittance to the atmosphere, the optical path through which the EUV light passes is covered by the vacuum chamber VC and is blocked from the outside air.
[0088]
In the illumination optical system IU, the light source 230 has a function of supplying laser light having a wavelength in the infrared region to the visible region, and for example, a YAG laser or an excimer laser by semiconductor laser excitation is used. This laser light is condensed by the first condensing optical system 231 and condensed at the position 232. The nozzle 233 ejects a gaseous object toward the position 232, and the ejected object receives high-intensity laser light at the position 232. At this time, the ejected object becomes high temperature by the energy of the laser beam, is excited to a plasma state, and emits EUV light when transitioning to a low potential state.
[0089]
Around the position 232, an elliptical mirror 234 that constitutes a second condensing optical system is disposed, and the elliptical mirror 234 is positioned so that its first focal point substantially coincides with the position 232. A multilayer film for reflecting EUV light is provided on the inner surface of the elliptical mirror 234. The EUV light reflected here is once condensed at the second focal point of the elliptical mirror 234, and then the third collection. It goes to a parabolic mirror 235 as a collimating mirror constituting the optical optical system. The parabolic mirror 235 is positioned so that its focal point substantially coincides with the second focal position of the elliptical mirror 234, and a multilayer film for reflecting EUV light is provided on the inner surface thereof.
[0090]
The EUV light emitted from the parabolic mirror 235 travels toward the reflective fly's eye optical system 236 as an optical integrator in a substantially collimated state. The reflective fly's eye optical system 236 includes a first reflective element group 236a in which a plurality of reflective surfaces are integrated, and a second reflective surface having a plurality of reflective surfaces corresponding to the multiple reflective surfaces of the first reflective element group 236a. And an element group 236b. A multilayer film for reflecting the EUV light is also provided on a plurality of reflecting surfaces constituting the first and second reflecting element groups 236a and 236b.
[0091]
The collimated EUV light from the parabolic mirror 235 is wavefront divided by the first reflecting element group 236a, and the EUV light from each reflecting surface is condensed to form a plurality of light source images. A plurality of reflecting surfaces of the second reflecting element group 236b are positioned near each of the positions where the plurality of light source images are formed, and the reflecting surfaces of the second reflecting element group 236b are It essentially functions as a field mirror. Thus, the reflective fly's eye optical system 236 forms a large number of light source images as secondary light sources based on the substantially parallel light flux from the parabolic mirror 235. Such a reflective fly-eye optical system 236 has been proposed in Japanese Patent Application No. 10-47400 by the present applicant.
[0092]
In this exposure apparatus E, in order to control the shape of the secondary light source, a σ stop AS1 as a first aperture stop is provided in the vicinity of the second reflective element group 236b. The σ stop AS1 is formed of, for example, a plurality of openings having different shapes in a turret shape. Then, the σ aperture control unit ASC1 controls which opening is arranged in the optical path.
[0093]
The EUV light from the secondary light source formed by the reflective fly's eye optical system 236 travels toward the condenser mirror 237 positioned so that the vicinity of the secondary light source position is the focal position, and is reflected by the condenser mirror 237. After being collected, the light reaches the reticle R via the optical path bending mirror 238. A multilayer film for reflecting EUV light is provided on the surfaces of the condenser mirror 237 and the optical path bending mirror 238. The condenser mirror 237 collects EUV light emitted from the secondary light source and uniformly illuminates the reticle R.
[0094]
Note that in this exposure apparatus E, the illumination optical system IU is not a non-illuminated system in order to spatially separate the optical path between the illumination light directed to the reticle R and the EUV light reflected by the reticle R and directed to the projection optical system PL. The telecentric system and the projection optical system PL are also non-telecentric optical systems on the reticle side.
[0095]
On the reticle R, a reflective film made of a multilayer film that reflects EUV light is provided, and this reflective film has a pattern according to the shape of the pattern to be transferred onto the wafer W. The EUV light that is reflected by the reticle R and includes the pattern information of the reticle R enters the projection optical system PL.
[0096]
The projection optical system PL is composed of six reflecting mirrors M1 to M6, and is in the optical path between the first reflecting mirror M1 and the reticle R (between the vertices of the reflecting mirror M1 and the reflecting mirror M2). A variable aperture stop AS as a second aperture stop is disposed. The variable aperture stop AS is configured such that the aperture diameter is variable, and the aperture is controlled by the variable aperture stop control unit ASC2.
[0097]
A field stop FS is disposed at an intermediate image forming position in the optical path between the second reflecting mirror M2 and the third reflecting mirror M3. Note that the reflecting mirrors M1 to M6 constituting the projection optical system PL are formed by providing a multilayer film that reflects EUV light on a substrate.
[0098]
The EUV light reflected by the reticle R passes through the projection optical system PL and enters a predetermined reduction magnification β (for example, | β | = 1/4, 1/5) in an arc-shaped exposure area on the wafer W. , 1/6), a reduced image of the pattern of the reticle R is formed. In the present embodiment, the shape of the exposure region is defined by the field stop FS provided in the projection optical system PL.
[0099]
The reticle R is supported by a reticle stage RS that can move at least along the Y direction, and the wafer W is supported by a wafer stage WS that can move along the XYZ directions. The movement of the reticle stage RS and the wafer stage WS is controlled by the reticle stage control unit RSC and the substrate stage control unit, respectively. During the exposure operation, the illumination optical system IU irradiates the reticle R with EUV light, and the reticle R and the wafer W are projected onto the projection optical system PL at a predetermined speed determined by the reduction magnification of the projection optical system PL. Move by ratio. Thereby, the pattern of the reticle R is scanned and exposed within a predetermined shot area on the wafer W.
[0100]
In this exposure apparatus E, the σ stop AS1, the variable aperture stop AS, and the field stop FS are preferably made of a metal such as Au, Ta, or W in order to sufficiently block EUV light. In addition, a multilayer film as a reflective film is formed on the reflective surface of each reflective mirror described above in order to reflect EUV light. This multilayer film is formed by laminating a plurality of substances of molybdenum, ruthenium, rhodium, silicon, and silicon oxide.
[0101]
In the exposure apparatus E configured as described above, the space in which the six reflecting mirrors M1 to M6 constituting the projection optical system PL are arranged is controlled to a vacuum. Therefore, since there is almost no cooling effect by convective heat transfer, the temperature control is important in order to suppress thermal deformation of the reflecting mirrors M1 to M6. Also for these reflecting mirrors M1 to M6, the temperature of the reflecting mirrors M1 to M6 can be controlled well by attaching a heat sink via a heat conducting spring in the same manner as shown in the previous embodiment. It is possible to prevent deterioration of characteristics.
[0102]
FIG. 25 is a flowchart of production of a micro device (semiconductor device) using the exposure apparatus according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 12, first, in step S300 (design step), functional design of a device (for example, circuit design of a semiconductor device) is performed, and pattern design for realizing the function is performed. Subsequently, in step S301 (mask manufacturing step), a mask is manufactured based on the designed circuit pattern. On the other hand, in step S302 (wafer manufacturing step), a wafer is manufactured using a material such as silicon.
[0103]
Next, in step S303 (wafer process step), an actual circuit or the like is formed on the wafer by lithography using the mask and wafer prepared in steps S300 to S302. Next, in step S304 (assembly step), the wafer processed in step S303 is formed into chips. This step S304 includes processes such as an assembly process (dicing, bonding), a packaging process (chip encapsulation), and the like. Finally, in step S305 (inspection step), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the device manufactured in step S304 are performed. After these steps, the device is completed and shipped.
[0104]
Note that the operation procedures shown in the above-described embodiment, or the shapes and combinations of the constituent members are examples, and can be variously changed based on process conditions, design requirements, and the like without departing from the gist of the present invention. .
[0105]
In the case of using far ultraviolet rays such as an excimer laser, a material that transmits far ultraviolet rays such as quartz, fluorite, quartz doped with fluorine, barium fluoride, lithium fluoride, or the like is used as the projection optical system.
[0106]
In addition, the occurrence of degassing can be suppressed by using a material such as stainless steel (SUS) whose surface roughness is reduced by a process such as polishing for each casing, lens barrel, specific gas supply pipe, and the like.
[0107]
An exposure apparatus to which the present invention is applied is limited to a scanning exposure method (for example, a step-and-scan method) in which a mask (reticle) and a substrate (wafer) are relatively moved with respect to an exposure illumination beam. Instead, a static exposure method in which the mask pattern is transferred onto the substrate while the mask and the substrate are substantially stationary, for example, a step-and-repeat method may be used. Further, the present invention can also be applied to a step-and-stitch type exposure apparatus that transfers a pattern to a plurality of shot regions whose peripheral portions overlap each other on the substrate. Further, the projection optical system may be any one of a reduction system, an equal magnification system, and an enlargement system, and may be any one of a catadioptric system and a reflection system. Furthermore, the present invention can be applied to, for example, a proximity type exposure apparatus that does not use a projection optical system.
[0108]
As a light source, F 2 Not only a laser but also a KrF excimer laser with an oscillation wavelength of 248 nm, an ArF excimer laser with an oscillation wavelength of 193 nm, a laser emitting light belonging to the vacuum ultraviolet region with a wavelength of about 120 nm to about 180 nm, such as a krypton dimer laser (Kr with an oscillation wavelength of 146 nm) 2 Laser), Argon dimer laser (Ar) with oscillation wavelength of 126 nm 2 Laser) or the like may be used. In addition to a laser light source that emits ultraviolet light, a harmonic generator such as a YAG laser or a semiconductor laser, an SOR, a laser plasma light source, or the like may be used as the light source.
[0109]
The exposure apparatus to which the present invention is applied is not limited to the manufacture of semiconductor devices, but includes microdevices such as liquid crystal display elements, display apparatuses, thin film magnetic heads, imaging elements (CCDs, etc.), micromachines, and DNA chips. It may be used for manufacturing (electronic device) or for manufacturing a photomask or reticle used in an exposure apparatus.
[0110]
The present invention can be applied not only to an exposure apparatus but also to other manufacturing apparatuses (including an inspection apparatus) that include a light source device and are used in a device manufacturing process.
[0111]
When a linear motor is used for the wafer stage or reticle stage described above, either an air levitation type using air bearings or a magnetic levitation type using Lorentz force or reactance force may be used. The stage may be a type that moves along a guide, or may be a guideless type that does not have a guide. Further, when a planar motor is used as the stage drive system, one of the magnet unit (permanent magnet) and the armature unit is connected to the stage, and the other of the magnet unit and the armature unit is connected to the moving surface side of the stage ( It may be provided on the surface plate or base.
[0112]
Further, the reaction force generated by the movement of the wafer stage may be released mechanically to the floor (ground) using a frame member as described in JP-A-8-166475. The present invention can also be applied to an exposure apparatus having such a structure.
[0113]
The reaction force generated by the movement of the reticle stage may be mechanically released to the floor (ground) using a frame member as described in JP-A-8-330224. The present invention can also be applied to an exposure apparatus having such a structure.
[0114]
An exposure apparatus to which the present invention is applied assembles various subsystems including the constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. It is manufactured by. To ensure these various accuracies, before and after this 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.
[0115]
As described above, the preferred embodiments according to the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the examples. It is obvious for those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that it belongs to.
[0116]
【The invention's effect】
As described above, according to the optical apparatus of the present invention, the aberration of the optical member can be corrected or eliminated with a simple configuration by heating the optical member via the heating element.
Further, according to the exposure apparatus of the present invention, the pattern image of the mask can be accurately transferred onto the substrate by the optical apparatus with improved optical characteristics.
Further, according to the device manufacturing method of the present invention, it is possible to provide a device in which the accuracy of the pattern to be formed is improved by improving the exposure accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a reduction projection type exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment provided with an optical apparatus according to the present invention as a projection optical system.
FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of a projection optical system.
FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of a projection optical system.
FIG. 4 is a plan view schematically showing the structure of a concave reflecting mirror.
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a concave reflecting mirror.
6A is a plan view schematically showing an irradiation region (irradiation field) of an exposure beam with respect to a concave reflecting mirror, FIG. 6B is a diagram schematically showing an irradiation energy density distribution in the irradiation region, and FIG. ) Is a diagram showing an electrical heating distribution due to a plurality of electrical resistances which are heating elements embedded in the concave reflecting mirror.
FIG. 7 is a flowchart showing an example of a procedure for correcting aberrations of the entire optical system.
FIG. 8 is a diagram for explaining a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram for explaining a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram for explaining a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram for explaining a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram for explaining a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram for explaining a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a diagram for explaining a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram for explaining an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a diagram for explaining an eighth embodiment of the present invention;
FIG. 17 is a diagram for explaining a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a diagram for explaining a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a diagram for explaining a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a diagram for explaining an eleventh embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a diagram for explaining a twelfth embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a diagram for explaining a thirteenth embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a diagram for explaining a fourteenth embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a view showing the schematic arrangement of an exposure apparatus that employs a catadioptric reduction optical system as a projection optical system.
FIG. 25 is a flowchart of semiconductor device production using the exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, E ... Exposure apparatus, R ... Reticle (mask), W ... Wafer (substrate), CM, CM2-CM6 ... Concave reflector (optical member), 21, IU ... Illumination optical system (illumination system), PL ... Projection Optical system, 101, 111, 121, 131, 141, 151, 161a, 161b, 171a to 171d ... electric resistance (heating element), 135, 136 ... electric resistance group, 181, 201, 211 ... variable heating device (heating element) , 191... Heat sink, 221... Heating illumination system (heating element), HB.

Claims (11)

エネルギービームの光路上に配置される光学部材を備える光学装置であって、
前記光学部材を加熱する発熱体を備え、
前記発熱体は、前記光学部材の収差に基づく発熱分布を有することを特徴とする光学装置。
An optical device comprising an optical member disposed on an optical path of an energy beam,
A heating element for heating the optical member;
The optical device, wherein the heating element has a heat generation distribution based on the aberration of the optical member.
前記光学部材の収差は、形状誤差に伴う収差、組立変形に伴う収差、及び前記エネルギービームの照射による熱変形に伴う収差のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1に記載の光学装置。The aberration of the optical member includes at least one of an aberration associated with a shape error, an aberration associated with assembly deformation, and an aberration associated with thermal deformation caused by irradiation of the energy beam. Optical device. 前記発熱体は、前記光学部材の複数の箇所に分けて配置されかつ、電流の供給量がそれぞれ制御される複数の電気抵抗を含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光学装置。The optical element according to claim 1, wherein the heating element includes a plurality of electric resistors that are arranged in a plurality of locations of the optical member and that control the amount of supplied current. apparatus. 前記複数の電気抵抗を含み、互いに離間して配置される複数の電気抵抗群を有することを特徴とする請求項3に記載の光学装置。The optical apparatus according to claim 3, further comprising a plurality of electrical resistance groups including the plurality of electrical resistances and spaced apart from each other. 前記発熱体は、前記光学部材の収差に基づく断面形状を有する電気抵抗を含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光学装置。The optical device according to claim 1, wherein the heating element includes an electric resistance having a cross-sectional shape based on an aberration of the optical member. 前記光学部材は、前記エネルギービームを反射する反射面を有し、
前記発熱体は、前記反射面の裏側に配置されることを特徴とする請求項1から請求項5のうちのいずれか一項に記載の光学装置。
The optical member has a reflecting surface that reflects the energy beam,
The optical device according to any one of claims 1 to 5, wherein the heating element is disposed on a back side of the reflecting surface.
前記反射面の裏側が薄肉化されていることを特徴とする請求項6に記載の光学装置。The optical device according to claim 6, wherein a back side of the reflecting surface is thinned. 前記光学部材は、前記発熱体を内包して成型されていることを特徴とする請求項1から請求項7のうちのいずれか一項に記載の光学装置。The optical device according to any one of claims 1 to 7, wherein the optical member is molded so as to include the heating element. 前記発熱体は、前記光学部材に対する前記エネルギービームの照射状態に応じて、発熱分布が制御されることを特徴とする請求項1から請求項8のうちのいずれかに記載の光学装置。The optical device according to any one of claims 1 to 8, wherein a heat generation distribution of the heating element is controlled according to an irradiation state of the energy beam to the optical member. パターンが形成されたマスクをエネルギビームにより照明する照明系と、前記マスクのパターンを基板上に転写する投影光学系との少なくとも一方が、請求項1から請求項9のうちのいずれか一項に記載の光学装置を備えることを特徴とする露光装置。At least one of an illumination system that illuminates a mask on which a pattern is formed with an energy beam and a projection optical system that transfers the pattern of the mask onto a substrate are according to any one of claims 1 to 9. An exposure apparatus comprising the optical device described above. 請求項10に記載の露光装置を用いて、マスク上に形成されたデバイスパターンを基板上に転写する工程を含むことを特徴とするデバイス製造方法。A device manufacturing method comprising: transferring a device pattern formed on a mask onto a substrate using the exposure apparatus according to claim 10.
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