JP2005236088A - Illuminating optical device, aligner, and exposure method - Google Patents

Illuminating optical device, aligner, and exposure method Download PDF

Info

Publication number
JP2005236088A
JP2005236088A JP2004044243A JP2004044243A JP2005236088A JP 2005236088 A JP2005236088 A JP 2005236088A JP 2004044243 A JP2004044243 A JP 2004044243A JP 2004044243 A JP2004044243 A JP 2004044243A JP 2005236088 A JP2005236088 A JP 2005236088A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
light
illumination
optical system
light beam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2004044243A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005236088A5 (en
JP4693088B2 (en
Inventor
Hisashi Nishinaga
壽 西永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2004044243A priority Critical patent/JP4693088B2/en
Publication of JP2005236088A publication Critical patent/JP2005236088A/en
Publication of JP2005236088A5 publication Critical patent/JP2005236088A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4693088B2 publication Critical patent/JP4693088B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an illuminating optical device which can provide illumination conditions which are highly diverse regarding proper illumination conditions such as a secondary light source shape, light intensity and polarization state required for transferring a mask pattern with various characteristics truly when mounted on an aligner. <P>SOLUTION: The illuminating optical device illuminates an irradiation surface by optical flux from a light source (1). It has an illuminating pupil formation means (20 to 26, 6) for forming illuminating pupil distribution with light intensity distribution located in a first region, and light intensity distribution located in a second region on an illuminating pupil surface; and illuminating pupil control means (17, 23 and 24) for carrying out control for changing the shape of the first region and the shape of the second region independently from each other, and control for changing the polarization state of optical flux passing through the first region and the polarization state of optical flux passing through the second region independently from each other. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、照明光学装置、露光装置、および露光方法に関し、特に半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイスをリソグラフィー工程で製造するための露光装置に好適な照明光学装置に関するものである。   The present invention relates to an illumination optical apparatus, an exposure apparatus, and an exposure method, and more particularly to an illumination optical apparatus suitable for an exposure apparatus for manufacturing a microdevice such as a semiconductor element, an imaging element, a liquid crystal display element, and a thin film magnetic head in a lithography process. It is about.

この種の典型的な露光装置においては、光源から射出された光束が、オプティカルインテグレータとしてのフライアイレンズ(またはマイクロフライアイレンズ)を介して、多数の光源からなる実質的な面光源としての二次光源(一般には照明瞳面に形成される所定の光強度分布)を形成する。二次光源からの光束は、フライアイレンズの後側焦点面の近傍に配置された開口絞りを介して制限された後、コンデンサーレンズに入射する。   In a typical exposure apparatus of this type, a light beam emitted from a light source passes through a fly-eye lens (or micro fly-eye lens) as an optical integrator, and is used as a substantial surface light source composed of a number of light sources. A next light source (generally, a predetermined light intensity distribution formed on the illumination pupil plane) is formed. The light beam from the secondary light source is limited through an aperture stop disposed in the vicinity of the rear focal plane of the fly-eye lens, and then enters the condenser lens.

コンデンサーレンズにより集光された光束は、所定のパターンが形成されたマスクを重畳的に照明する。マスクのパターンを透過した光は、投影光学系を介してウェハ上に結像する。こうして、ウェハ上には、マスクパターンが投影露光(転写)される。なお、マスクに形成されたパターンは高集積化されており、この微細パターンをウェハ上に正確に転写するにはウェハ上において均一な照度分布を得ることが不可欠である。   The light beam condensed by the condenser lens illuminates the mask on which a predetermined pattern is formed in a superimposed manner. The light transmitted through the mask pattern forms an image on the wafer via the projection optical system. Thus, the mask pattern is projected and exposed (transferred) onto the wafer. The pattern formed on the mask is highly integrated, and it is essential to obtain a uniform illuminance distribution on the wafer in order to accurately transfer this fine pattern onto the wafer.

そこで、フライアイレンズの後側焦点面に円形状の二次光源を形成し、その大きさを変化させて照明のコヒーレンシィσ(σ値=開口絞り径/投影光学系の瞳径、あるいはσ値=照明光学系の射出側開口数/投影光学系の入射側開口数)を変化させる技術が注目されている。また、フライアイレンズの後側焦点面に輪帯状や4極状の二次光源を形成し、投影光学系の焦点深度や解像力を向上させる技術が注目されている。   Therefore, a circular secondary light source is formed on the rear focal plane of the fly-eye lens, and the size thereof is changed to change the illumination coherency σ (σ value = aperture aperture diameter / projection optical system pupil diameter, or σ Attention has been focused on a technique of changing the value = the exit numerical aperture of the illumination optical system / the incident numerical aperture of the projection optical system. Further, attention has been focused on a technique for forming an annular or quadrupolar secondary light source on the rear focal plane of the fly-eye lens to improve the depth of focus and resolution of the projection optical system.

上述のような従来の露光装置では、マスクのパターン特性に応じて、円形状の二次光源に基づく通常の円形照明を行ったり、輪帯状や4極状の二次光源に基づく変形照明(輪帯照明や4極照明)を行ったりしている。しかしながら、様々な特性を有するマスクパターンを忠実に転写するために必要な適切な照明条件、たとえば二次光源の形状や光強度や偏光状態などに関して多様性に富んだ照明条件を実現することができなかった。   In the conventional exposure apparatus as described above, normal circular illumination based on a circular secondary light source is performed according to the pattern characteristics of the mask, or modified illumination based on a ring-shaped or quadrupolar secondary light source (ring Band lighting and quadrupole lighting). However, it is possible to realize a variety of illumination conditions necessary for faithfully transferring a mask pattern having various characteristics, such as the shape, light intensity, and polarization state of the secondary light source. There wasn't.

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、たとえば露光装置に搭載された場合に、様々な特性を有するマスクパターンを忠実に転写するために必要な適切な照明条件、たとえば二次光源の形状や光強度や偏光状態などに関して多様性に富んだ照明条件を実現することのできる照明光学装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems. For example, when mounted on an exposure apparatus, an appropriate illumination condition necessary for faithfully transferring a mask pattern having various characteristics, such as a secondary illumination. It is an object of the present invention to provide an illumination optical apparatus that can realize a wide variety of illumination conditions regarding the shape, light intensity, polarization state, and the like of a light source.

また、本発明は、たとえば様々な特性を有するマスクパターンを忠実に転写するために必要な適切な照明条件を実現することのできる照明光学装置を用いて、マスクのパターン特性に応じて実現された適切な照明条件のもとで良好な露光を行うことのできる露光装置および露光方法を提供することを目的とする。   Further, the present invention has been realized according to the pattern characteristics of the mask, using an illumination optical device that can realize appropriate illumination conditions necessary for faithfully transferring a mask pattern having various characteristics, for example. An object of the present invention is to provide an exposure apparatus and an exposure method capable of performing good exposure under appropriate illumination conditions.

前記課題を解決するために、本発明の第1形態では、光源からの光束で被照射面を照明する照明光学装置において、
照明瞳面上の第1領域に位置する光強度分布と第2領域に位置する光強度分布とを有する照明瞳分布を形成するための照明瞳形成手段と、
前記第1領域の形状と前記第2領域の形状とを互いに独立に変更する制御と、前記第1領域を通過する光束の偏光状態と前記第2領域を通過する光束の偏光状態とを互いに独立に変更する制御とを行うための照明瞳制御手段とを備えていることを特徴とする照明光学装置を提供する。
In order to solve the above problems, in the first embodiment of the present invention, in the illumination optical device that illuminates the illuminated surface with the light beam from the light source,
Illumination pupil forming means for forming an illumination pupil distribution having a light intensity distribution located in the first region on the illumination pupil plane and a light intensity distribution located in the second region;
Control for changing the shape of the first region and the shape of the second region independently of each other, and the polarization state of the light beam passing through the first region and the polarization state of the light beam passing through the second region are independent of each other. There is provided an illumination optical apparatus comprising illumination pupil control means for performing control to change to

第1形態の好ましい態様によれば、前記光源からの光束を分割するための分割素子と、前記分割素子を介して分割された一方の光束を前記照明瞳面上の前記第1領域へ導くための第1光学系と、前記分割素子を介して分割された他方の光束を前記第1光学系とは異なる光路に沿って前記照明瞳面上の前記第2領域へ導くための第2光学系とを備えている。この場合、前記光源と前記分割素子との間の光路中に配置されて、前記分割素子の近傍での照度分布をほぼ均一化するための照度均一化手段を備えていることが好ましい。また、前記分割素子は、前記光源からの光束を波面分割して前記第1光学系および前記第2光学系へ導くことが好ましい。   According to a preferred aspect of the first aspect, the splitting element for splitting the light flux from the light source and one light flux split through the splitting element are guided to the first region on the illumination pupil plane. And the second optical system for guiding the other light beam split through the splitting element to the second region on the illumination pupil plane along an optical path different from that of the first optical system. And. In this case, it is preferable to include an illuminance uniforming unit that is disposed in an optical path between the light source and the splitting element to substantially uniform the illuminance distribution in the vicinity of the splitting element. In addition, it is preferable that the splitting element guides the light flux from the light source to the first optical system and the second optical system by dividing the wavefront.

また、第1形態の好ましい態様によれば、前記照明瞳形成手段は、前記第1光学系の光路中に配置されて入射する光束を前記第1領域に対応する光束に変換するための第1光束変換素子と、前記第2光学系の光路中に配置されて入射する光束を前記第2領域に対応する光束に変換するための第2光束変換素子と、前記第1光束変換素子からの光束および前記第2光束変換素子からの光束に基づいて前記照明瞳面に前記照明瞳分布を形成するためのオプティカルインテグレータとを有する。また、前記照明瞳制御手段は、前記第1光学系の光路中に配置されて前記第1領域の形状を変更するための第1形状変更手段と、前記第2光学系の光路中に配置されて前記第2領域の形状を変更するための第2形状変更手段とを有することが好ましい。   According to a preferred aspect of the first aspect, the illumination pupil forming means is a first for converting the incident light beam arranged in the optical path of the first optical system into a light beam corresponding to the first region. A light beam conversion element, a second light beam conversion element disposed in the optical path of the second optical system for converting an incident light beam into a light beam corresponding to the second region, and a light beam from the first light beam conversion element And an optical integrator for forming the illumination pupil distribution on the illumination pupil plane based on the light flux from the second light flux conversion element. The illumination pupil control means is arranged in the optical path of the first optical system and is arranged in the optical path of the second optical system, and first shape changing means for changing the shape of the first region. And second shape changing means for changing the shape of the second region.

また、第1形態の好ましい態様によれば、前記第1形状変更手段は、前記第1光束変換素子と前記オプティカルインテグレータとの間の光路中に配置された第1アキシコン系を有し、前記第2形状変更手段は、前記第2光束変換素子と前記オプティカルインテグレータとの間の光路中に配置された第2アキシコン系を有し、前記第1アキシコン系および前記第2アキシコン系は、凹状断面の屈折面を有する第1プリズムと、該第1プリズムの前記凹状断面の屈折面とほぼ相補的に形成された凸状断面の屈折面を有する第2プリズムとをそれぞれ有し、前記第1プリズムと前記第2プリズムとの間隔は可変に構成されている。この場合、前記第1形状変更手段は、前記第1光束変換素子と前記オプティカルインテグレータとの間の光路中に配置された第1変倍光学系を有し、前記第2形状変更手段は、前記第2光束変換素子と前記オプティカルインテグレータとの間の光路中に配置された第2変倍光学系を有することが好ましい。   Further, according to a preferred aspect of the first aspect, the first shape changing means has a first axicon system disposed in an optical path between the first light flux conversion element and the optical integrator, The two shape changing means has a second axicon system disposed in an optical path between the second light flux conversion element and the optical integrator, and the first axicon system and the second axicon system have a concave cross section. A first prism having a refracting surface, and a second prism having a refracting surface with a convex cross section formed substantially complementary to the refracting surface with the concave cross section of the first prism, The distance from the second prism is variable. In this case, the first shape changing unit includes a first variable magnification optical system disposed in an optical path between the first light beam conversion element and the optical integrator, and the second shape changing unit includes the first shape changing unit, It is preferable to have a second variable magnification optical system disposed in the optical path between the second light flux conversion element and the optical integrator.

また、第1形態の好ましい態様によれば、前記照明瞳制御手段は、前記第1光学系の光路中に配置されて前記第1領域を通過する光束の偏光状態を変更するための第1偏光状態変更手段と、前記第2光学系の光路中に配置されて前記第2領域を通過する光束の偏光状態を変更するための第2偏光状態変更手段とを有する。この場合、前記第1偏光状態変更手段は、前記第1光学系の光路中に配置されて入射する直線偏光の偏光方向を必要に応じて変化させるための第1位相部材を有し、前記第2偏光状態変更手段は、前記第2光学系の光路中に配置されて入射する直線偏光の偏光方向を必要に応じて変化させるための第2位相部材を有することが好ましい。また、前記第1偏光状態変更手段は、前記第1光学系の光路に対して挿脱自在に構成されて、入射する光を必要に応じて非偏光化するための第1偏光解消素子を有し、前記第2偏光状態変更手段は、前記第2光学系の光路に対して挿脱自在に構成されて、入射する光を必要に応じて非偏光化するための第2偏光解消素子を有することが好ましい。   According to a preferred aspect of the first aspect, the illumination pupil control means is a first polarization for changing the polarization state of a light beam that is disposed in the optical path of the first optical system and passes through the first region. State changing means and second polarization state changing means for changing the polarization state of a light beam that is disposed in the optical path of the second optical system and passes through the second region. In this case, the first polarization state changing unit includes a first phase member that is arranged in the optical path of the first optical system and changes the polarization direction of the incident linearly polarized light as necessary. The bi-polarization state changing means preferably has a second phase member that is arranged in the optical path of the second optical system and changes the polarization direction of the linearly polarized light that is incident as necessary. The first polarization state changing means is configured to be detachable with respect to the optical path of the first optical system, and has a first depolarization element for depolarizing incident light as necessary. The second polarization state changing means includes a second depolarization element configured to be detachable from the optical path of the second optical system and depolarizing incident light as necessary. It is preferable.

また、第1形態の好ましい態様によれば、前記照明瞳形成手段は、前記第1光学系の光路中に配置されて入射する光束を前記第1領域に対応する光束に変換するための第1光束変換素子と、前記第2光学系の光路中に配置されて入射する光束を前記第2領域に対応する光束に変換するための第2光束変換素子とを備え、前記第1偏光状態変更手段は、前記分割素子と前記第1光束変換素子との間の光路中に配置されて入射する直線偏光の偏光方向を必要に応じて変化させるための第1位相部材と、前記分割素子と前記第1光束変換素子との間の前記光路中に挿脱自在に配置されて入射する光を必要に応じて非偏光化するための第1偏光解消素子とを備え、前記第2偏光状態変更手段は、前記分割素子と前記第2光束変換素子との間の光路中に配置されて入射する直線偏光の偏光方向を必要に応じて変化させるための第2位相部材と、前記分割素子と前記第1光束変換素子との間の前記光路中に挿脱自在に配置されて入射する光を必要に応じて非偏光化するための第2偏光解消素子とを備えている。   According to a preferred aspect of the first aspect, the illumination pupil forming means is a first for converting the incident light beam arranged in the optical path of the first optical system into a light beam corresponding to the first region. The first polarization state changing means, comprising: a light beam conversion element; and a second light beam conversion element disposed in the optical path of the second optical system for converting an incident light beam into a light beam corresponding to the second region. Includes a first phase member arranged in an optical path between the splitting element and the first light flux conversion element for changing a polarization direction of incident linearly polarized light as necessary, the splitting element, and the first A first depolarizing element that is detachably disposed in the optical path between the light flux converting element and depolarizes incident light as necessary, and the second polarization state changing means includes: , In the optical path between the splitting element and the second light flux converting element A second phase member for changing the polarization direction of the linearly polarized light that is placed and incident, if necessary, and removably disposed in the optical path between the splitting element and the first light beam conversion element. A second depolarizing element for depolarizing incident light as necessary is provided.

また、第1形態の好ましい態様によれば、前記照明瞳制御手段は、前記第1領域を通過する光束の光強度を変更するための第1光強度変更手段と、前記第2領域を通過する光束の光強度を変更するための第2光強度変更手段とを有する。この場合、前記第1光強度変更手段は前記第1光学系の光路中に配置され、前記第2光強度変更手段は前記第2光学系の光路中に配置されていることが好ましい。また、この場合、前記第1光強度変更手段は前記第1光学系の光路に対して選択的に挿脱自在な少なくとも1つの減光手段を有し、前記第2光強度変更手段は前記第2光学系の光路に対して選択的に挿脱自在な少なくとも1つの減光手段を有することが好ましい。   Further, according to a preferred aspect of the first aspect, the illumination pupil control means passes through the second area and first light intensity changing means for changing the light intensity of the light beam passing through the first area. Second light intensity changing means for changing the light intensity of the light beam. In this case, it is preferable that the first light intensity changing unit is disposed in the optical path of the first optical system, and the second light intensity changing unit is disposed in the optical path of the second optical system. In this case, the first light intensity changing means has at least one dimming means that can be selectively inserted into and removed from the optical path of the first optical system, and the second light intensity changing means is the first light intensity changing means. It is preferable to have at least one dimming means that can be selectively inserted into and removed from the optical path of the two optical systems.

また、第1形態の好ましい態様によれば、前記第1光束変換素子および前記第2光束変換素子は光路に対してそれぞれ交換可能に構成されている。また、前記第1領域は前記照明瞳面上において光軸を含む領域であり、前記第2領域は前記照明瞳面上において前記光軸から離れた領域であることが好ましい。この場合、前記第2領域は輪帯状または複数極状であることが好ましい。また、前記オプティカルインテグレータからの光束を前記被照射面へ導くための導光光学系をさらに備えていることが好ましい。   According to a preferred aspect of the first aspect, the first light flux conversion element and the second light flux conversion element are configured to be interchangeable with respect to the optical path. The first region is preferably a region including an optical axis on the illumination pupil plane, and the second region is a region away from the optical axis on the illumination pupil plane. In this case, the second region is preferably ring-shaped or multipolar. It is preferable that the optical system further includes a light guide optical system for guiding the light beam from the optical integrator to the irradiated surface.

本発明の第2形態では、光源からの光束で被照射面を照明する照明光学装置において、
照明瞳面上の第1領域に位置する光強度分布と第2領域に位置する光強度分布とを有する照明瞳分布を形成するための照明瞳形成手段を備え、
前記照明瞳形成手段は、
前記光源と前記照明瞳面との間の光路中に配置された分割素子と、
前記分割素子を介して分割された一方の光束を前記照明瞳面上の第1領域へ導くための第1光学系と、
前記分割素子を介して分割された他方の光束を前記第1光学系とは異なる光路に沿って前記照明瞳面上の第2領域へ導くための第2光学系と、
前記分割素子と前記照明瞳面との間の光路中に配置されて、前記第1光学系の光軸と前記第2光学系の光軸とを合成するための合成素子とを備え、
前記第1光学系は、入射する光束を前記第1領域に対応する光束に変換するための第1光束変換素子を備え、
前記第2光学系は、入射する光束を前記第2領域に対応する光束に変換するための第2光束変換素子を備えていることを特徴とする照明光学装置を提供する。
In the second embodiment of the present invention, in the illumination optical device that illuminates the irradiated surface with the light beam from the light source,
Illumination pupil forming means for forming an illumination pupil distribution having a light intensity distribution located in the first region on the illumination pupil plane and a light intensity distribution located in the second region;
The illumination pupil forming means includes
A splitting element disposed in an optical path between the light source and the illumination pupil plane;
A first optical system for guiding one light beam divided through the dividing element to a first region on the illumination pupil plane;
A second optical system for guiding the other light beam split through the splitting element to a second region on the illumination pupil plane along an optical path different from that of the first optical system;
A combining element disposed in an optical path between the dividing element and the illumination pupil plane for combining the optical axis of the first optical system and the optical axis of the second optical system;
The first optical system includes a first light beam conversion element for converting an incident light beam into a light beam corresponding to the first region,
The second optical system includes an illumination optical apparatus including a second light beam conversion element for converting an incident light beam into a light beam corresponding to the second region.

第2形態の好ましい態様によれば、前記照明瞳形成手段は、前記分割素子を介して分割された光束を前記第1光学系および前記第2光学系とは異なる光路に沿って前記照明瞳面上の第3領域へ導くための第3光学系をさらに備えている。   According to a preferred aspect of the second form, the illumination pupil forming means causes the illumination pupil plane to split the light beam split through the splitting element along an optical path different from that of the first optical system and the second optical system. A third optical system for guiding to the third region above is further provided.

本発明の第3形態では、マスクを照明するための第1形態または第2形態の照明光学装置を備え、前記マスクのパターンを感光性基板上に露光することを特徴とする露光装置を提供する。この場合、前記マスクのパターンの像を前記感光性基板上に形成するための投影光学系をさらに備え、前記照明光学装置の瞳面は、前記投影光学系の瞳位置とほぼ共役に位置決めされていることが好ましい。   According to a third aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus comprising the illumination optical apparatus according to the first or second aspect for illuminating a mask, and exposing the pattern of the mask onto a photosensitive substrate. . In this case, the image forming apparatus further includes a projection optical system for forming an image of the mask pattern on the photosensitive substrate, and the pupil plane of the illumination optical device is positioned substantially conjugate with the pupil position of the projection optical system. Preferably it is.

本発明の第4形態では、第1形態または第2形態の照明光学装置を用いてマスクを照明する照明工程と、前記マスクのパターンを感光性基板上に露光する露光工程とを含むことを特徴とする露光方法を提供する。この場合、前記露光工程は、投影光学系を用いて前記マスクのパターンの像を前記感光性基板上に形成する投影工程を含み、前記照明光学装置の瞳面は、前記投影光学系の瞳位置とほぼ共役に位置決めされることが好ましい。   According to a fourth aspect of the present invention, the method includes an illumination step of illuminating a mask using the illumination optical apparatus of the first or second aspect, and an exposure step of exposing the pattern of the mask onto a photosensitive substrate. An exposure method is provided. In this case, the exposure step includes a projection step of forming an image of the mask pattern on the photosensitive substrate using a projection optical system, and the pupil plane of the illumination optical device is a pupil position of the projection optical system. It is preferable that it is positioned almost conjugate with.

本発明の照明光学装置では、たとえば回折光学素子のような光束変換素子やマイクロフライアイレンズのようなオプティカルインテグレータなどの作用により、照明瞳面上の第1領域に位置する光強度分布と第2領域に位置する光強度分布とを有する照明瞳分布、たとえば5極状の二次光源を形成する。そして、たとえばアキシコン系や変倍光学系などの作用により、第1領域の形状と第2領域の形状とを互いに独立に変更する制御を行う。また、たとえば1/2波長板のような位相部材やデポラライザ(偏光解消素子)などの作用により、第1領域を通過する光束の偏光状態と第2領域を通過する光束の偏光状態とを互いに独立に変更する制御を行う。   In the illumination optical apparatus according to the present invention, for example, the light intensity distribution and the second position located in the first region on the illumination pupil plane are obtained by the action of a light beam conversion element such as a diffractive optical element or an optical integrator such as a micro fly's eye lens. An illumination pupil distribution having a light intensity distribution located in the region, for example, a pentapolar secondary light source is formed. And control which changes the shape of the 1st field and the shape of the 2nd field mutually independently by operation of an axicon system, a variable magnification optical system, etc., for example is performed. Further, for example, the polarization state of the light beam passing through the first region and the polarization state of the light beam passing through the second region are made independent of each other by the action of a phase member such as a half-wave plate or a depolarizer (depolarization element). Control to change to.

したがって、たとえば露光装置に本発明の照明光学装置を搭載した場合、様々な特性を有するマスクパターンを忠実に転写するために必要な適切な照明条件、たとえば二次光源の形状や光強度や偏光状態などに関して多様性に富んだ照明条件を実現することができる。また、本発明の照明光学装置を用いる露光装置および露光方法では、様々な特性を有するマスクパターンを忠実に転写するために必要な適切な照明条件を実現することができるので、マスクのパターン特性に応じて実現された適切な照明条件のもとで良好な露光を行うことができ、ひいては高いスループットで良好なデバイスを製造することができる。   Therefore, for example, when the illumination optical apparatus of the present invention is mounted on an exposure apparatus, appropriate illumination conditions necessary for faithfully transferring a mask pattern having various characteristics, such as the shape, light intensity, and polarization state of the secondary light source A variety of lighting conditions can be realized. In addition, in the exposure apparatus and exposure method using the illumination optical apparatus of the present invention, it is possible to realize appropriate illumination conditions necessary for faithfully transferring a mask pattern having various characteristics. Accordingly, it is possible to perform good exposure under appropriate illumination conditions realized accordingly, and thus it is possible to manufacture a good device with high throughput.

本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の実施形態にかかる露光装置の全体構成を概略的に示す図である。また、図2は、図1における制御ユニットの内部構成を概略的に示す図である。図1において、感光性基板であるウェハWの法線方向に沿ってZ軸を、ウェハWの面内において図1の紙面に平行な方向にY軸を、ウェハWの面内において図1の紙面に垂直な方向にX軸をそれぞれ設定している。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a view schematically showing the overall configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram schematically showing the internal configuration of the control unit in FIG. In FIG. 1, the Z axis along the normal direction of the wafer W, which is a photosensitive substrate, the Y axis in the direction parallel to the plane of FIG. 1 in the plane of the wafer W, and the plane of the wafer W in FIG. The X axis is set in the direction perpendicular to the paper surface.

図1を参照すると、本実施形態の露光装置は、露光光(照明光)を供給するための光源1を備えている。光源1として、たとえば248nmの波長の光を供給するKrFエキシマレーザ光源や193nmの波長の光を供給するArFエキシマレーザ光源などを用いることができる。光源1から+Z方向に沿って射出されたほぼ平行な光束は、X方向に沿って細長く延びた矩形状の断面を有し、一対のレンズ2aおよび2bからなるビームエキスパンダー2に入射する。各レンズ2aおよび2bは、図1の紙面内(YZ平面内)において負の屈折力および正の屈折力をそれぞれ有する。   Referring to FIG. 1, the exposure apparatus of this embodiment includes a light source 1 for supplying exposure light (illumination light). As the light source 1, for example, a KrF excimer laser light source that supplies light with a wavelength of 248 nm, an ArF excimer laser light source that supplies light with a wavelength of 193 nm, or the like can be used. A substantially parallel light beam emitted from the light source 1 along the + Z direction has a rectangular cross section extending along the X direction and is incident on the beam expander 2 including a pair of lenses 2a and 2b. Each lens 2a and 2b has a negative refracting power and a positive refracting power in the plane of FIG. 1 (in the YZ plane), respectively.

したがって、ビームエキスパンダー2に入射した光束は、図1の紙面内において拡大され、所定の矩形状の断面を有する光束に整形される。整形光学系としてのビームエキスパンダー2を介したほぼ平行な光束は、ミラー3で+Y方向に偏向された後、制御ユニット5へ導かれる。なお、ミラー3は、ミラー駆動部4の作用により光軸AXに対して傾動可能に構成されている。ミラー駆動部4は、後述する検出器19aおよび19bからの信号に基づいて、ミラー3の傾動を制御する。   Accordingly, the light beam incident on the beam expander 2 is enlarged in the plane of FIG. 1 and shaped into a light beam having a predetermined rectangular cross section. A substantially parallel light beam via the beam expander 2 as a shaping optical system is guided to the control unit 5 after being deflected by the mirror 3 in the + Y direction. The mirror 3 is configured to be tiltable with respect to the optical axis AX by the action of the mirror driving unit 4. The mirror driving unit 4 controls the tilting of the mirror 3 based on signals from detectors 19a and 19b described later.

図2を参照すると、本実施形態の制御ユニット5へ導かれた光束は、たとえば縦横に且つ稠密に配列された多数の正レンズエレメントからなるフライアイレンズ11に入射する。フライアイレンズ11に入射した光束は、多数のレンズエレメントにより二次元的に分割され、その後側焦点面またはその近傍に多数の光源を形成する。フライアイレンズ11の後側焦点面またはその近傍に形成された多数光源からの光束は、コンデンサーレンズ12を介して集光された後、その後側焦点位置またはその近傍にほぼ均一な照度分布を有する照野を形成する。   Referring to FIG. 2, the light beam guided to the control unit 5 of the present embodiment is incident on a fly-eye lens 11 made up of a number of positive lens elements that are arranged vertically and horizontally and densely, for example. The light beam incident on the fly-eye lens 11 is two-dimensionally divided by a large number of lens elements, and a large number of light sources are formed at or near the rear focal plane. Light beams from multiple light sources formed on the rear focal plane of the fly-eye lens 11 or in the vicinity thereof are condensed through the condenser lens 12 and then have a substantially uniform illuminance distribution at the rear focal position or in the vicinity thereof. Form Teruno.

コンデンサーレンズ12の後側焦点位置またはその近傍には、分割素子としての直角プリズム13が配置されている。したがって、コンデンサーレンズ12を介して直角プリズム13に入射した光束のうち、その第1反射面13aに入射した光束は−Z方向に反射されて第1光学系へ導かれ、その第2反射面13bに入射した光束は+Z方向に反射されて第2光学系へ導かれる。第1光学系と第2光学系とは基本的に同じ構成を有するが、後述する回折光学素子20の特性だけが互いに相違している。   A right-angle prism 13 as a dividing element is disposed at or near the rear focal position of the condenser lens 12. Therefore, among the light beams incident on the right-angle prism 13 through the condenser lens 12, the light beam incident on the first reflecting surface 13a is reflected in the -Z direction and guided to the first optical system, and the second reflecting surface 13b. Is reflected in the + Z direction and guided to the second optical system. The first optical system and the second optical system have basically the same configuration, but only the characteristics of the diffractive optical element 20 described later are different from each other.

そこで、図2において、第1光学系を構成する要素には参照番号に符号「a」を添付し、第2光学系を構成する対応要素には同じ参照番号に符号「b」を添付している。以下、第1光学系および第2光学系の構成および作用の説明に際して、第2光学系の対応する参照符号などを括弧内に記している。第1光学系(第2光学系)へ導かれた光束は、リレーレンズ14a(14b)を介して、ビームスプリッター15a(15b)に入射する。ビームスプリッター15a(15b)で+Y方向に反射された大部分の光束は、リレーレンズ16a(16b)を介して、偏光状態変更部17a(17b)に入射する。   Therefore, in FIG. 2, a reference numeral “a” is attached to an element constituting the first optical system, and a reference numeral “b” is attached to the same reference numeral for a corresponding element constituting the second optical system. Yes. Hereinafter, in the description of the configurations and operations of the first optical system and the second optical system, reference numerals corresponding to the second optical system are indicated in parentheses. The light beam guided to the first optical system (second optical system) enters the beam splitter 15a (15b) via the relay lens 14a (14b). Most of the light beam reflected in the + Y direction by the beam splitter 15a (15b) enters the polarization state changing unit 17a (17b) via the relay lens 16a (16b).

偏光状態変更部17a(17b)は、光源側から順に、光路に対して挿脱可能に構成された1/4波長板17aa(17ba)と、光路に対して挿脱可能に構成された1/2波長板17ab(17bb)と、光路に対して挿脱可能に構成されたデポラライザ(非偏光化素子)17ac(17bc)とにより構成されている。なお、偏光状態変更部17a(17b)の詳細な構成および作用については後述する。   The polarization state changing unit 17a (17b) includes, in order from the light source side, a quarter-wave plate 17aa (17ba) configured to be detachable with respect to the optical path, and 1 / configured to be detachable with respect to the optical path. The two-wavelength plate 17ab (17bb) and a depolarizer (non-polarizing element) 17ac (17bc) configured to be detachable with respect to the optical path. The detailed configuration and operation of the polarization state changing unit 17a (17b) will be described later.

一方、ビームスプリッター15a(15b)を透過した光束は、リレーレンズ18a(18b)を介して検出器19a(19b)に達する。ここで、コンデンサーレンズ12の後側焦点位置と検出器19a(19b)の検出面とは、リレーレンズ14a(14b)およびリレーレンズ18a(18b)を介して、光学的にほぼ共役に配置されている。こうして、リレーレンズ18a(18b)および検出器19a(19b)は、第1光学系(第2光学系)へ導かれた光束の光量(光強度)を検出し、ひいては直角プリズム13における光量分割比を検出するための光量検出系を構成している。   On the other hand, the light beam transmitted through the beam splitter 15a (15b) reaches the detector 19a (19b) via the relay lens 18a (18b). Here, the rear focal position of the condenser lens 12 and the detection surface of the detector 19a (19b) are arranged optically almost conjugate via the relay lens 14a (14b) and the relay lens 18a (18b). Yes. Thus, the relay lens 18a (18b) and the detector 19a (19b) detect the light amount (light intensity) of the light beam guided to the first optical system (second optical system), and consequently the light amount splitting ratio in the right-angle prism 13. A light amount detection system for detecting the light is configured.

検出器19a(19b)の出力信号は、ミラー駆動部4に供給される。ミラー駆動部4は、上述したように、検出器19aおよび19bからの信号に基づいてミラー3を所定角度だけ傾動させ、直角プリズム13の近傍に形成される照野を光軸直交方向(Z方向に)に平行移動させる。換言すると、ミラー駆動部4からの指令に基づくミラー3の傾動により、直角プリズム13における光量分割比が変化し、ひいては第1光学系へ導かれる光束の光量(光強度)と第2光学系へ導かれる光束の光量(光強度)との比が変化する。   The output signal of the detector 19a (19b) is supplied to the mirror driving unit 4. As described above, the mirror driving unit 4 tilts the mirror 3 by a predetermined angle based on the signals from the detectors 19a and 19b, and sets the illumination field formed in the vicinity of the right-angle prism 13 in the optical axis orthogonal direction (Z direction). )). In other words, the amount of light splitting ratio in the right-angle prism 13 changes due to the tilt of the mirror 3 based on the command from the mirror drive unit 4, and consequently the light amount (light intensity) of the light beam guided to the first optical system and the second optical system. The ratio with the light quantity (light intensity) of the guided light flux changes.

偏光状態変更部17a(17b)を通過した光束は、回折光学素子20a(20b)を介して、アフォーカルレンズ21a(21b)に入射する。ここで、直角プリズム13の反射面13a(13b)と回折光学素子20a(20b)とは、リレーレンズ14a(14b)およびリレーレンズ16a(16b)を介して、光学的にほぼ共役に配置されている。また、アフォーカルレンズ21a(21b)は、その前側焦点位置と回折光学素子20a(20b)の位置とがほぼ一致し且つその後側焦点位置と図中破線で示す所定面22a(22b)の位置とがほぼ一致するように設定されたアフォーカル系(無焦点光学系)である。   The light beam that has passed through the polarization state changing unit 17a (17b) enters the afocal lens 21a (21b) through the diffractive optical element 20a (20b). Here, the reflecting surface 13a (13b) of the right-angle prism 13 and the diffractive optical element 20a (20b) are arranged optically almost conjugate via the relay lens 14a (14b) and the relay lens 16a (16b). Yes. The afocal lens 21a (21b) has a front focal position substantially coincident with the position of the diffractive optical element 20a (20b), and the rear focal position and a position of a predetermined surface 22a (22b) indicated by a broken line in the figure. Are afocal systems (non-focal optical systems) set so as to substantially match.

一般に、回折光学素子は、基板に露光光(照明光)の波長程度のピッチを有する段差を形成することによって構成され、入射ビームを所望の角度に回折する作用を有する。具体的には、第1光学系の光路中に配置された第1回折光学素子20aは、矩形状の断面を有する平行光束が入射した場合に、そのファーフィールド(またはフラウンホーファー回折領域)に円形状の光強度分布を形成する機能を有する。一方、第2光学系の光路中に配置された第2回折光学素子20bは、矩形状の断面を有する平行光束が入射した場合に、そのファーフィールド(またはフラウンホーファー回折領域)に4極状の光強度分布を形成する機能を有する。   In general, a diffractive optical element is formed by forming a step having a pitch of the wavelength of exposure light (illumination light) on a substrate, and has a function of diffracting an incident beam to a desired angle. Specifically, the first diffractive optical element 20a disposed in the optical path of the first optical system has a circular shape in its far field (or Fraunhofer diffraction region) when a parallel light beam having a rectangular cross section is incident. It has a function of forming a light intensity distribution having a shape. On the other hand, the second diffractive optical element 20b disposed in the optical path of the second optical system has a quadrupole shape in its far field (or Fraunhofer diffraction region) when a parallel light beam having a rectangular cross section is incident. It has a function of forming a light intensity distribution.

したがって、光束変換素子としての回折光学素子20a(20b)に入射したほぼ平行光束は、アフォーカルレンズ21a(21b)の瞳面またはその近傍に円形状(4極状)の光強度分布を形成した後、ほぼ平行光束となってアフォーカルレンズ21a(21b)から射出される。なお、アフォーカルレンズ21a(21b)の前側レンズ群21aa(21ba)と後側レンズ群21ab(21bb)との間の光路中においてその瞳面またはその近傍には、円錐アキシコン系23a(23b)が配置されているが、その詳細な構成および作用については後述する。   Accordingly, the substantially parallel light beam incident on the diffractive optical element 20a (20b) as the light beam conversion element forms a circular (quadrupole) light intensity distribution on or near the pupil surface of the afocal lens 21a (21b). Then, it becomes a substantially parallel light beam and is emitted from the afocal lens 21a (21b). In the optical path between the front lens group 21aa (21ba) and the rear lens group 21ab (21bb) of the afocal lens 21a (21b), a conical axicon system 23a (23b) is provided on or near the pupil plane. The detailed configuration and operation will be described later.

以下、説明を簡単にするために、円錐アキシコン系23a(23b)の作用を無視して、基本的な構成および作用を説明する。アフォーカルレンズ21a(21b)を介した光束は、σ値可変用のズームレンズ24a(24b)およびリレーレンズ25a(25b)を介して、第1光学系(第2光学系)から射出される。第1光学系および第2光学系からそれぞれ射出された光束は、集光光学系26を介して、オプティカルインテグレータとしてのマイクロフライアイレンズ(またはフライアイレンズ)6に入射する。   Hereinafter, in order to simplify the description, the basic configuration and operation will be described ignoring the operation of the conical axicon system 23a (23b). The light beam that has passed through the afocal lens 21a (21b) is emitted from the first optical system (second optical system) through the zoom lens 24a (24b) for varying the σ value and the relay lens 25a (25b). The light beams respectively emitted from the first optical system and the second optical system are incident on a micro fly's eye lens (or fly eye lens) 6 as an optical integrator via a condensing optical system 26.

なお、制御ユニット5において、フライアイレンズ11の入射面と、直角プリズム13の反射面13a(13b)と、検出器19a(19b)の検出面と、回折光学素子20a(20b)と、所定面22a(22b)と、リレーレンズ25a(25b)の後側焦点面(あるいは集光光学系26の前側焦点面)とが光学的にほぼ共役になっている。また、フライアイレンズ11の後側焦点面(あるいは射出面)と、ビームスプリッター15a(15b)と、円錐アキシコン系23a(23b)と、ズームレンズ24a(24b)の後側焦点面(あるいはリレーレンズ25a(25b)の前側焦点面)とが光学的にほぼ共役になっている。   In the control unit 5, the incident surface of the fly-eye lens 11, the reflection surface 13a (13b) of the right-angle prism 13, the detection surface of the detector 19a (19b), the diffractive optical element 20a (20b), and a predetermined surface 22a (22b) and the rear focal plane of the relay lens 25a (25b) (or the front focal plane of the condensing optical system 26) are optically conjugate. Further, the rear focal plane (or exit surface) of the fly-eye lens 11, the beam splitter 15a (15b), the conical axicon system 23a (23b), and the rear focal plane (or relay lens) of the zoom lens 24a (24b). 25a (the front focal plane of 25b) is optically nearly conjugate.

マイクロフライアイレンズ6は、たとえば縦横に且つ稠密に配列された多数の正屈折力を有する微小レンズからなる光学素子である。一般に、マイクロフライアイレンズは、たとえば平行平面板にエッチング処理を施して微小レンズ群を形成することによって構成される。ここで、マイクロフライアイレンズを構成する各微小レンズは、フライアイレンズを構成する各レンズエレメントよりも微小である。また、マイクロフライアイレンズは、互いに隔絶されたレンズエレメントからなるフライアイレンズとは異なり、多数の微小レンズ(微小屈折面)が互いに隔絶されることなく一体的に形成されている。   The micro fly's eye lens 6 is an optical element composed of a large number of micro lenses having positive refractive power, which are arranged vertically and horizontally and densely, for example. In general, a micro fly's eye lens is configured by, for example, performing etching treatment on a plane-parallel plate to form a micro lens group. Here, each micro lens constituting the micro fly's eye lens is smaller than each lens element constituting the fly eye lens. Further, unlike a fly-eye lens composed of lens elements isolated from each other, a micro fly-eye lens is formed integrally with a large number of micro lenses (micro refractive surfaces) without being isolated from each other.

しかしながら、正屈折力を有するレンズ要素が縦横に配置されている点でマイクロフライアイレンズはフライアイレンズと同じ波面分割型のオプティカルインテグレータである。なお、所定面22a(22b)の位置はズームレンズ24a(24b)の前側焦点位置またはその近傍に配置され、ズームレンズ24a(24b)の後側焦点位置とリレーレンズ25a(25b)の前側焦点位置とはほぼ一致している。さらに、リレーレンズ25a(25b)の後側焦点位置は集光光学系26の前側焦点面またはその近傍に配置され、集光光学系26の後側焦点位置またはその近傍にマイクロフライアイレンズ6の入射面が配置されている。   However, the micro fly's eye lens is the same wavefront division type optical integrator as the fly eye lens in that lens elements having positive refractive power are arranged vertically and horizontally. The position of the predetermined surface 22a (22b) is arranged at or near the front focal position of the zoom lens 24a (24b), and the rear focal position of the zoom lens 24a (24b) and the front focal position of the relay lens 25a (25b). Is almost the same. Further, the rear focal position of the relay lens 25a (25b) is disposed at or near the front focal plane of the condensing optical system 26, and the micro fly's eye lens 6 is disposed at or near the rear focal position of the condensing optical system 26. An incident surface is arranged.

換言すると、ズームレンズ24a(24b)とリレーレンズ25a(25b)と集光光学系26とは、所定面22a(22b)とマイクロフライアイレンズ6の入射面とを実質的にフーリエ変換の関係に配置し、ひいてはアフォーカルレンズ21a(21b)の瞳面とマイクロフライアイレンズ6の入射面とを光学的にほぼ共役に配置している。したがって、マイクロフライアイレンズ6の入射面上には、第1光学系中の第1アフォーカルレンズ21aの瞳面またはその近傍に形成される円形状の光強度分布と、第2光学系中の第2アフォーカルレンズ21bの瞳面またはその近傍に形成される4極状の光強度分布との合成からなる5極状の照野が形成される。この5極状の照野の全体形状は、ズームレンズ24a(24b)の焦点距離に依存して相似的に変化する。   In other words, the zoom lens 24a (24b), the relay lens 25a (25b), and the condensing optical system 26 substantially have a Fourier transform relationship between the predetermined surface 22a (22b) and the incident surface of the micro fly's eye lens 6. In other words, the pupil plane of the afocal lens 21a (21b) and the incident plane of the micro fly's eye lens 6 are optically substantially conjugate. Therefore, on the incident surface of the micro fly's eye lens 6, a circular light intensity distribution formed on or near the pupil surface of the first afocal lens 21a in the first optical system, and in the second optical system. A pentapolar illumination field is formed by combining with a quadrupolar light intensity distribution formed on or near the pupil plane of the second afocal lens 21b. The overall shape of the pentapolar illumination field changes in a similar manner depending on the focal length of the zoom lens 24a (24b).

マイクロフライアイレンズ6を構成する各微小レンズは、マスクM上において形成すべき照野の形状(ひいてはウェハW上において形成すべき露光領域の形状)と相似な矩形状の断面を有する。マイクロフライアイレンズ6に入射した光束は多数の微小レンズにより二次元的に分割され、その後側焦点面またはその近傍に(ひいては照明瞳面に)、マイクロフライアイレンズ6の入射面に形成される照野とほぼ同じ光強度分布を有する二次光源、すなわち図3に示すように例えば光軸AXを中心とした円形状の実質的な面光源40aと、例えば光軸AXに関して対称的に配置された4つの円弧状の実質的な面光源40b1〜40b4とからなる5極状の二次光源40が形成される。   Each microlens constituting the micro fly's eye lens 6 has a rectangular cross section similar to the shape of the illumination field to be formed on the mask M (and thus the shape of the exposure region to be formed on the wafer W). A light beam incident on the micro fly's eye lens 6 is two-dimensionally divided by a large number of minute lenses, and is formed on the incident surface of the micro fly's eye lens 6 on the rear focal plane or in the vicinity thereof (and on the illumination pupil plane). A secondary light source having almost the same light intensity distribution as that of the illumination field, that is, a substantially planar light source 40a having a circular shape centered on the optical axis AX, for example, as shown in FIG. In addition, a pentode-shaped secondary light source 40 composed of four arc-shaped substantial surface light sources 40b1 to 40b4 is formed.

マイクロフライアイレンズ6の後側焦点面またはその近傍に形成された5極状の二次光源(照明瞳分布)からの光束は、ビームスプリッター7aおよびコンデンサー光学系8を介した後、マスクブラインド9を重畳的に照明する。こうして、照明視野絞りとしてのマスクブラインド9には、マイクロフライアイレンズ6を構成する各微小レンズの形状と焦点距離とに応じた矩形状の照野が形成される。なお、ビームスプリッター7aを内蔵する偏光モニター7の内部構成および作用については後述する。マスクブラインド9の矩形状の開口部(光透過部)を介した光束は、結像光学系10の集光作用を受けた後、所定のパターンが形成されたマスクMを重畳的に照明する。   A light beam from a quinpole secondary light source (illumination pupil distribution) formed on the rear focal plane of the micro fly's eye lens 6 or in the vicinity thereof passes through a beam splitter 7a and a condenser optical system 8, and then is mask blind 9 Are illuminated in a superimposed manner. Thus, a rectangular illumination field corresponding to the shape and focal length of each microlens constituting the micro fly's eye lens 6 is formed on the mask blind 9 as an illumination field stop. The internal configuration and operation of the polarization monitor 7 incorporating the beam splitter 7a will be described later. The light beam that has passed through the rectangular opening (light transmitting portion) of the mask blind 9 receives the light condensing action of the imaging optical system 10 and then illuminates the mask M on which a predetermined pattern is formed in a superimposed manner.

すなわち、結像光学系10は、マスクブラインド9の矩形状開口部の像をマスクM上に形成することになる。マスクステージMSにより保持されたマスクMのパターンを透過した光束は、投影光学系PLを介して、ウェハステージWSにより保持されたウェハ(感光性基板)W上にマスクパターンの像を形成する。ここで、マイクロフライアイレンズ6の後側焦点面またはその近傍の照明瞳面は、投影光学系PLの瞳位置とほぼ共役に位置決めされている。こうして、投影光学系PLの光軸AXと直交する平面(XY平面)内においてウェハWを二次元的に駆動制御しながら一括露光またはスキャン露光を行うことにより、ウェハWの各露光領域にはマスクMのパターンが逐次露光される。   That is, the imaging optical system 10 forms an image of the rectangular opening of the mask blind 9 on the mask M. The light flux that has passed through the pattern of the mask M held by the mask stage MS forms an image of the mask pattern on the wafer (photosensitive substrate) W held by the wafer stage WS via the projection optical system PL. Here, the rear focal plane of the micro fly's eye lens 6 or the illumination pupil plane in the vicinity thereof is positioned substantially conjugate with the pupil position of the projection optical system PL. Thus, by performing batch exposure or scan exposure while driving and controlling the wafer W two-dimensionally in a plane (XY plane) orthogonal to the optical axis AX of the projection optical system PL, each exposure region of the wafer W is masked. M patterns are sequentially exposed.

なお、偏光状態変更部17a(17b)において、1/4波長板17aa(17ba)は、光軸AXを中心として結晶光学軸が回転自在に構成されて、入射する楕円偏光の光を直線偏光の光に変換する。また、1/2波長板17ab(17bb)は、光軸AXを中心として結晶光学軸が回転自在に構成されて、入射する直線偏光の偏光面を変化させる。また、デポラライザ17ac(17bc)は、相補的な形状を有する楔形状の水晶プリズムと楔形状の石英プリズムとにより構成されている。水晶プリズムと石英プリズムとは、一体的なプリズム組立体として、照明光路に対して挿脱自在に構成されている。   In the polarization state changing unit 17a (17b), the quarter wave plate 17aa (17ba) is configured such that the crystal optical axis is rotatable around the optical axis AX, and the incident elliptically polarized light is converted into linearly polarized light. Convert to light. The half-wave plate 17ab (17bb) is configured such that the crystal optical axis is rotatable about the optical axis AX, and changes the polarization plane of incident linearly polarized light. The depolarizer 17ac (17bc) is composed of a wedge-shaped quartz prism and a wedge-shaped quartz prism having complementary shapes. The quartz prism and the quartz prism are configured to be detachable with respect to the illumination optical path as an integral prism assembly.

光源1としてKrFエキシマレーザ光源やArFエキシマレーザ光源を用いる場合、これらの光源から射出される光は典型的には95%以上の偏光度を有し、1/4波長板17aa(17ba)にはほぼ直線偏光の光が入射する。しかしながら、光源1と偏光状態変更部17a(17b)との間の光路中に裏面反射鏡としての直角プリズムが介在する場合、入射する直線偏光の偏光面がP偏光面またはS偏光面に一致していないと、直角プリズムでの全反射により直線偏光が楕円偏光に変わる。   When a KrF excimer laser light source or an ArF excimer laser light source is used as the light source 1, the light emitted from these light sources typically has a degree of polarization of 95% or more, and the quarter wavelength plate 17aa (17ba) Nearly linearly polarized light is incident. However, when a right-angle prism as a back reflecting mirror is interposed in the optical path between the light source 1 and the polarization state changing unit 17a (17b), the polarization plane of incident linearly polarized light coincides with the P polarization plane or the S polarization plane. If not, linearly polarized light is changed to elliptically polarized light by total reflection at the right-angle prism.

偏光状態変更部17a(17b)では、たとえば直角プリズムでの全反射に起因して楕円偏光の光が入射しても、1/4波長板17aa(17ba)の作用により変換された直線偏光の光が1/2波長板17ab(17bb)に入射する。1/2波長板17ab(17bb)の結晶光学軸が入射する直線偏光の偏光面に対して0度または90度の角度をなすように設定された場合、1/2波長板17ab(17bb)に入射した直線偏光の光は偏光面が変化することなくそのまま通過する。   In the polarization state changing unit 17a (17b), for example, even if elliptically polarized light is incident due to total reflection from a right-angle prism, linearly polarized light converted by the action of the quarter-wave plate 17aa (17ba). Is incident on the half-wave plate 17ab (17bb). When the crystal optical axis of the half-wave plate 17ab (17bb) is set to make an angle of 0 degree or 90 degrees with respect to the plane of polarization of the linearly polarized light that is incident on the half-wave plate 17ab (17bb), The incident linearly polarized light passes through without changing the plane of polarization.

また、1/2波長板17ab(17bb)の結晶光学軸が入射する直線偏光の偏光面に対して45度の角度をなすように設定された場合、1/2波長板17ab(17bb)に入射した直線偏光の光は偏光面が90度だけ変化した直線偏光の光に変換される。さらに、デポラライザ17ac(17bc)の水晶プリズムの結晶光学軸が入射する直線偏光の偏光面に対して45度の角度をなすように設定された場合、水晶プリズムに入射した直線偏光の光は非偏光状態の光に変換(非偏光化)される。   Further, when the crystal optical axis of the half-wave plate 17ab (17bb) is set to make an angle of 45 degrees with respect to the plane of polarization of the linearly polarized light that is incident, the light enters the half-wave plate 17ab (17bb). The linearly polarized light is converted into linearly polarized light whose polarization plane is changed by 90 degrees. Further, when the crystal optical axis of the crystal prism of the depolarizer 17ac (17bc) is set to form an angle of 45 degrees with respect to the plane of polarization of the linearly polarized light incident thereon, the linearly polarized light incident on the crystal prism is not polarized. It is converted (unpolarized) into state light.

偏光状態変更部17a(17b)では、デポラライザ17ac(17bc)が照明光路中に位置決めされたときに水晶プリズムの結晶光学軸が入射する直線偏光の偏光面に対して45度の角度をなすように構成されている。ちなみに、水晶プリズムの結晶光学軸が入射する直線偏光の偏光面に対して0度または90度の角度をなすように設定された場合、水晶プリズムに入射した直線偏光の光は偏光面が変化することなくそのまま通過する。また、1/2波長板17ab(17bb)の結晶光学軸が入射する直線偏光の偏光面に対して22.5度の角度をなすように設定された場合、1/2波長板17ab(17bb)に入射した直線偏光の光は、偏光面が変化することなくそのまま通過する直線偏光成分と偏光面が90度だけ変化した直線偏光成分とを含む非偏光状態の光に変換される。   In the polarization state changing unit 17a (17b), when the depolarizer 17ac (17bc) is positioned in the illumination optical path, the crystal optical axis of the crystal prism makes an angle of 45 degrees with respect to the polarization plane of the linearly polarized light that is incident. It is configured. Incidentally, when the crystal optical axis of the crystal prism is set to make an angle of 0 degrees or 90 degrees with respect to the plane of polarization of the linearly polarized light incident thereon, the plane of polarization of the linearly polarized light incident on the crystal prism changes. It passes without any changes. Further, when the crystal optical axis of the half-wave plate 17ab (17bb) is set to make an angle of 22.5 degrees with respect to the plane of polarization of the linearly polarized light that is incident, the half-wave plate 17ab (17bb) The linearly polarized light incident on is converted into light in a non-polarized state including a linearly polarized light component that passes through without changing its polarization plane and a linearly polarized light component whose polarization plane changes by 90 degrees.

偏光状態変更部17a(17b)では、上述したように、直線偏光の光が1/2波長板17ab(17bb)に入射するが、以下の説明を簡単にするために、図2においてZ方向に偏光方向(電場の方向)を有する直線偏光(以下、「Z方向偏光」と称する)の光が1/2波長板17ab(17bb)に入射するものとする。デポラライザ17ac(17bc)を照明光路中に位置決めした場合、1/2波長板17ab(17bb)の結晶光学軸を入射するZ方向偏光の偏光面(偏光方向)に対して0度または90度の角度をなすように設定すると、1/2波長板17ab(17bb)に入射したZ方向偏光の光は偏光面が変化することなくZ方向偏光のまま通過してデポラライザ17ac(17bc)の水晶プリズムに入射する。水晶プリズムの結晶光学軸は入射するZ方向偏光の偏光面に対して45度の角度をなすように設定されているので、水晶プリズムに入射したZ方向偏光の光は非偏光状態の光に変換される。   In the polarization state changing unit 17a (17b), as described above, linearly polarized light is incident on the half-wave plate 17ab (17bb). However, in order to simplify the following description, in FIG. It is assumed that light of linearly polarized light (hereinafter referred to as “Z-direction polarized light”) having a polarization direction (electric field direction) is incident on the half-wave plate 17ab (17bb). When the depolarizer 17ac (17bc) is positioned in the illumination optical path, an angle of 0 degree or 90 degrees with respect to the polarization plane (polarization direction) of the Z-direction polarization incident on the crystal optical axis of the half-wave plate 17ab (17bb) In this case, the Z-polarized light incident on the half-wave plate 17ab (17bb) passes through the Z-polarized light without changing the polarization plane and enters the quartz prism of the depolarizer 17ac (17bc). To do. The crystal optical axis of the quartz prism is set to make an angle of 45 degrees with respect to the polarization plane of the incident Z-direction polarized light. Therefore, the Z-polarized light incident on the quartz prism is converted into unpolarized light. Is done.

水晶プリズムを介して非偏光化された光は、光の進行方向を補償するためのコンペンセータとしての石英プリズムを介して、非偏光状態で回折光学素子20a(20b)に入射する。一方、1/2波長板17ab(17bb)の結晶光学軸を入射するZ方向偏光の偏光面に対して45度の角度をなすように設定すると、1/2波長板17ab(17bb)に入射したZ方向偏光の光は偏光面が90度だけ変化し、図2においてX方向に偏光方向(電場の方向)を有する直線偏光(以下、「X方向偏光」と称する)の光になってデポラライザ17ac(17bc)の水晶プリズムに入射する。水晶プリズムの結晶光学軸は入射するX方向偏光の偏光面に対しても45度の角度をなすように設定されているので、水晶プリズムに入射したX方向偏光の光は非偏光状態の光に変換され、石英プリズムを介して、非偏光状態で回折光学素子20a(20b)に入射する。   The light depolarized through the quartz prism enters the diffractive optical element 20a (20b) in a non-polarized state through the quartz prism as a compensator for compensating the traveling direction of the light. On the other hand, if the crystal optical axis of the half-wave plate 17ab (17bb) is set to form an angle of 45 degrees with respect to the polarization plane of the Z-direction polarized light that is incident, it enters the half-wave plate 17ab (17bb). The Z-polarized light has a polarization plane changed by 90 degrees, and becomes linearly polarized light (hereinafter referred to as “X-direction polarized light”) having a polarization direction (electric field direction) in the X direction in FIG. The light enters the quartz prism (17bc). Since the crystal optical axis of the quartz prism is set to make an angle of 45 degrees with respect to the polarization plane of the incident X-direction polarized light, the X-direction polarized light incident on the quartz prism is converted into unpolarized light. The light is converted and enters the diffractive optical element 20a (20b) through the quartz prism in an unpolarized state.

これに対し、デポラライザ17ac(17bc)を照明光路から退避させた場合、1/2波長板17ab(17bb)の結晶光学軸を入射するZ方向偏光の偏光面に対して0度または90度の角度をなすように設定すると、1/2波長板17ab(17bb)に入射したZ方向偏光の光は偏光面が変化することなくZ方向偏光のまま通過し、Z方向偏光状態で回折光学素子20a(20b)に入射する。一方、1/2波長板17ab(17bb)の結晶光学軸を入射するZ方向偏光の偏光面に対して45度の角度をなすように設定すると、1/2波長板17ab(17bb)に入射したZ方向偏光の光は偏光面が90度だけ変化してX方向偏光の光になり、X方向偏光状態で回折光学素子20a(20b)に入射する。   On the other hand, when the depolarizer 17ac (17bc) is retracted from the illumination optical path, the angle of 0 degree or 90 degrees with respect to the polarization plane of the Z-direction polarization incident on the crystal optical axis of the half-wave plate 17ab (17bb) Is set such that the Z-polarized light incident on the half-wave plate 17ab (17bb) passes through the Z-polarized light without changing the polarization plane, and the diffractive optical element 20a ( 20b). On the other hand, if the crystal optical axis of the half-wave plate 17ab (17bb) is set to form an angle of 45 degrees with respect to the polarization plane of the Z-direction polarized light that is incident, it enters the half-wave plate 17ab (17bb). The Z-polarized light changes its polarization plane by 90 degrees to become X-directional polarized light, and enters the diffractive optical element 20a (20b) in the X-directional polarization state.

以上のように、偏光状態変更部17a(17b)では、デポラライザ17ac(17bc)を照明光路中に挿入して位置決めすることにより、非偏光状態の光を回折光学素子20a(20b)に入射させることができる。また、デポラライザ17ac(17bc)を照明光路から退避させ且つ1/2波長板17ab(17bb)の結晶光学軸を入射するZ方向偏光の偏光面に対して0度または90度の角度をなすように設定することにより、Z方向偏光状態の光を回折光学素子20a(20b)に入射させることができる。さらに、デポラライザ17ac(17bc)を照明光路から退避させ且つ1/2波長板17ab(17bb)の結晶光学軸を入射するZ方向偏光の偏光面に対して45度をなすように設定することにより、X方向偏光状態の光を回折光学素子20a(20b)に入射させることができる。   As described above, in the polarization state changing unit 17a (17b), the depolarizer 17ac (17bc) is inserted and positioned in the illumination optical path so that light in the non-polarized state is incident on the diffractive optical element 20a (20b). Can do. Further, the depolarizer 17ac (17bc) is retracted from the illumination optical path, and an angle of 0 degrees or 90 degrees is formed with respect to the polarization plane of the Z-direction polarization incident on the crystal optical axis of the half-wave plate 17ab (17bb). By setting, light in the Z-direction polarization state can be incident on the diffractive optical element 20a (20b). Further, by retracting the depolarizer 17ac (17bc) from the illumination optical path and setting the crystal optical axis of the half-wave plate 17ab (17bb) to be 45 degrees with respect to the polarization plane of the Z direction polarization, Light in the X direction polarization state can be incident on the diffractive optical element 20a (20b).

換言すれば、1/4波長板17aa(17ba)と1/2波長板17ab(17bb)とデポラライザ17ac(17bc)とからなる偏光状態変更部17a(17b)の作用により、回折光学素子20a(20b)への入射光の偏光状態を、ひいては二次光源40の円形状の面光源40a(4極状の面光源40b1〜40b4)を通過する光の偏光状態を、直線偏光状態と非偏光状態との間で切り換えることができ、直線偏光状態の場合には互いに直交する偏光状態間(Z方向偏光とX方向偏光との間)で切り換えることができる。   In other words, the diffractive optical element 20a (20b) is obtained by the action of the polarization state changing unit 17a (17b) including the quarter-wave plate 17aa (17ba), the half-wave plate 17ab (17bb), and the depolarizer 17ac (17bc). ), The polarization state of light passing through the circular surface light source 40a (quadrupole surface light sources 40b1 to 40b4) of the secondary light source 40, and the linear polarization state and the non-polarization state. In the case of a linear polarization state, it can be switched between mutually orthogonal polarization states (between Z direction polarization and X direction polarization).

また、一般的には、1/2波長板17ab(17bb)の作用により、回折光学素子20a(20b)への入射光の偏光状態を、任意方向に偏光方向を有する直線偏光状態に設定することもできる。さらに、偏光状態変更部17a(17b)では、1/2波長板17ab(17bb)およびデポラライザ17ac(17bc)をともに照明光路から退避させ、且つ1/4波長板17aa(17ba)の結晶光学軸を入射する楕円偏光に対して所定の角度をなすように設定することにより、円偏光状態の光を回折光学素子20a(20b)に入射させることができる。   In general, the polarization state of the incident light to the diffractive optical element 20a (20b) is set to a linear polarization state having a polarization direction in an arbitrary direction by the action of the half-wave plate 17ab (17bb). You can also. Further, in the polarization state changing unit 17a (17b), the half-wave plate 17ab (17bb) and the depolarizer 17ac (17bc) are both retracted from the illumination optical path, and the crystal optical axis of the quarter-wave plate 17aa (17ba) is adjusted. By setting so as to make a predetermined angle with respect to the incident elliptically polarized light, light in a circularly polarized state can be made incident on the diffractive optical element 20a (20b).

次に、円錐アキシコン系23a(23b)は、光源側から順に、光源側(光入射側)に平面を向け且つマスク側(光射出側)に凹円錐状の屈折面を向けた第1プリズム部材23aa(23ba)と、マスク側に平面を向け且つ光源側に凸円錐状の屈折面を向けた第2プリズム部材23ab(23bb)とから構成されている。そして、第1プリズム部材23aa(23ba)の凹円錐状の屈折面と第2プリズム部材23ab(23bb)の凸円錐状の屈折面とは、互いに当接可能なように相補的に形成されている。また、第1プリズム部材23aa(23ba)および第2プリズム部材23ab(23bb)のうち少なくとも一方の部材が光軸AXに沿って移動可能に構成され、第1プリズム部材23aa(23ba)の凹円錐状の屈折面と第2プリズム部材23ab(23bb)の凸円錐状の屈折面との間隔が可変に構成されている。   Next, the conical axicon system 23a (23b) includes, in order from the light source side, a first prism member having a flat surface directed toward the light source side (light incident side) and a concave conical refractive surface directed toward the mask side (light emission side). 23aa (23ba) and a second prism member 23ab (23bb) having a plane facing the mask side and a convex conical refracting surface facing the light source. The concave conical refracting surface of the first prism member 23aa (23ba) and the convex conical refracting surface of the second prism member 23ab (23bb) are complementarily formed so as to be in contact with each other. . Further, at least one of the first prism member 23aa (23ba) and the second prism member 23ab (23bb) is configured to be movable along the optical axis AX, and the first prism member 23aa (23ba) has a concave conical shape. The distance between the refracting surface and the convex conical refracting surface of the second prism member 23ab (23bb) is variable.

ここで、第1プリズム部材23aa(23ba)の凹円錐状屈折面と第2プリズム部材23ab(23bb)の凸円錐状屈折面とが互いに当接している状態では、円錐アキシコン系23a(23b)は平行平面板として機能し、形成される二次光源40を構成する円形状(4極状)の面光源40a(40b)に及ぼす影響はない。しかしながら、第1プリズム部材23aa(23ba)の凹円錐状屈折面と第2プリズム部材23ab(23bb)の凸円錐状屈折面とを離間させると、円錐アキシコン系23a(23b)は、いわゆるビームエキスパンダーとして機能する。したがって、円錐アキシコン系23a(23b)の間隔の変化に伴って、所定面22a(22b)への入射光束の角度は変化する。   Here, when the concave conical refracting surface of the first prism member 23aa (23ba) and the convex conical refracting surface of the second prism member 23ab (23bb) are in contact with each other, the conical axicon system 23a (23b) is There is no influence on the circular (quadrupole) surface light source 40a (40b) that functions as a plane-parallel plate and constitutes the formed secondary light source 40. However, when the concave conical refracting surface of the first prism member 23aa (23ba) and the convex conical refracting surface of the second prism member 23ab (23bb) are separated from each other, the conical axicon system 23a (23b) becomes a so-called beam expander. Function. Therefore, the angle of the incident light beam on the predetermined surface 22a (22b) changes with the change in the interval of the conical axicon system 23a (23b).

図4は、二次光源を構成する4極状の面光源に対する円錐アキシコン系の作用を説明する図である。図4を参照すると、第2光学系中の円錐アキシコン系23bの間隔が零で且つズームレンズ24bの焦点距離が最小値に設定された状態(以下、「標準状態」という)で形成された最も小さい4極状の面光源41b1〜41b4が、円錐アキシコン系23bの間隔を零から所定の値まで拡大させることにより、その幅(外接円の直径である外径と内接円の直径である内径との差の1/2:図中両方向矢印で示す)が変化することなく、その外径および内径がともに拡大された4極状の面光源42b1〜42b4に変化する。換言すると、円錐アキシコン系23bの作用により、4極状の面光源の幅が変化することなく、その輪帯比(内径/外径)および大きさ(外径)がともに変化する。   FIG. 4 is a diagram for explaining the action of the conical axicon system on the quadrupole surface light source constituting the secondary light source. Referring to FIG. 4, the most formed in a state where the distance between the conical axicon system 23b in the second optical system is zero and the focal length of the zoom lens 24b is set to the minimum value (hereinafter referred to as “standard state”). The small quadrupole surface light sources 41b1 to 41b4 expand the interval of the conical axicon system 23b from zero to a predetermined value, thereby increasing the width (the outer diameter that is the diameter of the circumscribed circle and the inner diameter that is the diameter of the inscribed circle). (Indicated by a double-headed arrow in the figure) does not change, and changes to the four-pole surface light sources 42b1 to 42b4 whose outer diameter and inner diameter are both enlarged. In other words, the ring zone ratio (inner diameter / outer diameter) and size (outer diameter) both change without the width of the quadrupole surface light source changing due to the action of the conical axicon system 23b.

一方、図示を省略するが、ズームレンズ24bの標準状態で形成された4極状の面光源は、ズームレンズ24bの焦点距離を最小値から所定の値へ拡大させることにより、その全体形状が相似的に拡大された4極状の面光源に変化する。換言すると、ズームレンズ24bの変倍作用により、4極状の面光源40b1〜40b4の全体が相似的に拡大または縮小され、その輪帯比が変化することなく、その幅および大きさ(外径)がともに変化する。同様に、第1光学系中のズームレンズ24aの変倍作用により、円形状の面光源40aが相似的に拡大または縮小される。なお、第1光学系中の円錐アキシコン系23aの作用により、必要に応じて円形状の面光源40aを輪帯状の面光源に変換し、その幅(外径と内径との差の1/2)を変化させることなく、その輪帯比(内径/外径)および大きさ(外径)をともに変化させることもできる。   On the other hand, although not shown, the quadrupole surface light source formed in the standard state of the zoom lens 24b has a similar overall shape by increasing the focal length of the zoom lens 24b from a minimum value to a predetermined value. It changes to a quadrupole surface light source that is enlarged. In other words, due to the zooming action of the zoom lens 24b, the entire quadrupole surface light sources 40b1 to 40b4 are enlarged or reduced in a similar manner, and the width and size (outer diameter) are changed without changing the annular ratio. ) Both change. Similarly, the circular surface light source 40a is similarly enlarged or reduced by the zooming action of the zoom lens 24a in the first optical system. Note that, by the action of the conical axicon system 23a in the first optical system, the circular surface light source 40a is converted into a ring-shaped surface light source as necessary, and its width (1/2 of the difference between the outer diameter and the inner diameter) is converted. ) Can be changed without changing the ring zone ratio (inner diameter / outer diameter) and size (outer diameter).

図5は、5極状の二次光源に対する円錐アキシコン系とズームレンズとの協働作用を説明する図である。本実施形態では、第1光学系中のズームレンズ24aの変倍作用により、図5(a)に示すように円形状の面光源を比較的小さくしたり、図5(b)に示すように円形状の面光源を比較的大きくしたりすることができる。また、第2光学系中の円錐アキシコン系23bとズームレンズ24bとの協働作用により、大きさ(外径)を一定に保ちつつ、図5(a)に示すように4極状の面光源の幅を比較的大きくしたり、図5(b)に示すように4極状の面光源の幅を比較的小さくしたりすることができる。   FIG. 5 is a diagram for explaining the cooperative action of the conical axicon system and the zoom lens with respect to the pentapolar secondary light source. In the present embodiment, the zoom lens 24a in the first optical system has a zooming action of the zoom lens 24a, so that the circular surface light source is made relatively small as shown in FIG. 5A, or as shown in FIG. 5B. The circular surface light source can be made relatively large. In addition, the colloidal axicon system 23b and the zoom lens 24b in the second optical system cooperate with each other to keep the size (outer diameter) constant, and as shown in FIG. 5A, a quadrupole surface light source. Can be made relatively large, or the width of the quadrupole surface light source can be made relatively small as shown in FIG.

すなわち、図5に示す例に限定されることなく、一般的に、第1光学系中のズームレンズ24aの変倍作用により、4極状の面光源とは独立して円形状の面光源を相似的に拡大または縮小することができる。また、第2光学系中の円錐アキシコン系23bとズームレンズ24bとの協働作用により、円形状の面光源とは独立して、4極状の面光源の幅、輪帯比(内径/外径)、大きさ(外径)などの形状パラメータを変化させることができる。さらに、必要に応じて、第1光学系中の円錐アキシコン系23aとズームレンズ24aとの協働作用により、円形状の面光源を輪帯状の面光源に変換し、その幅、輪帯比(内径/外径)、大きさ(外径)などの形状パラメータを変化させることができる。   That is, without being limited to the example shown in FIG. 5, generally, a circular surface light source is used independently of a quadrupole surface light source by the zooming action of the zoom lens 24a in the first optical system. It can be enlarged or reduced in a similar manner. In addition, due to the cooperative action of the conical axicon system 23b and the zoom lens 24b in the second optical system, the width and annular ratio (inner diameter / outer ratio) of the quadrupole surface light source are independent of the circular surface light source. Shape parameters such as (diameter) and size (outer diameter) can be changed. Furthermore, if necessary, a circular surface light source is converted into a ring-shaped surface light source by the cooperative action of the conical axicon system 23a and the zoom lens 24a in the first optical system, and the width, the ring-zone ratio ( Shape parameters such as (inner diameter / outer diameter) and size (outer diameter) can be changed.

図6は、図1の偏光モニターの内部構成を概略的に示す斜視図である。図6を参照すると、偏光モニター7は、マイクロフライアイレンズ6とコンデンサー光学系8との間の光路中に配置された第1ビームスプリッター7aを備えている。第1ビームスプリッター7aは、たとえば石英ガラスにより形成されたノンコートの平行平面板(すなわち素ガラス)の形態を有し、入射光の偏光状態とは異なる偏光状態の反射光を光路から取り出す機能を有する。   FIG. 6 is a perspective view schematically showing an internal configuration of the polarization monitor of FIG. Referring to FIG. 6, the polarization monitor 7 includes a first beam splitter 7 a disposed in the optical path between the micro fly's eye lens 6 and the condenser optical system 8. The first beam splitter 7a has a form of a non-coated parallel flat plate (that is, a bare glass) formed of, for example, quartz glass, and has a function of extracting reflected light having a polarization state different from the polarization state of incident light from the optical path. .

第1ビームスプリッター7aにより光路から取り出された光は、第2ビームスプリッター7bに入射する。第2ビームスプリッター7bは、第1ビームスプリッター7aと同様に、例えば石英ガラスにより形成されたノンコートの平行平面板の形態を有し、入射光の偏光状態とは異なる偏光状態の反射光を発生させる機能を有する。そして、第1ビームスプリッター7aに対するP偏光が第2ビームスプリッター7bに対するS偏光になり、且つ第1ビームスプリッター7aに対するS偏光が第2ビームスプリッター7bに対するP偏光になるように設定されている。   The light extracted from the optical path by the first beam splitter 7a enters the second beam splitter 7b. Similar to the first beam splitter 7a, the second beam splitter 7b has a form of a non-coated parallel flat plate made of, for example, quartz glass, and generates reflected light having a polarization state different from the polarization state of incident light. It has a function. The P-polarized light for the first beam splitter 7a is set to be S-polarized light for the second beam splitter 7b, and the S-polarized light for the first beam splitter 7a is set to be P-polarized light for the second beam splitter 7b.

また、第2ビームスプリッター7bを透過した光は第1光強度検出器7cにより検出され、第2ビームスプリッター7bで反射された光は第2光強度検出器7dにより検出される。第1光強度検出器7cおよび第2光強度検出器7dの出力は、それぞれ制御部(不図示)に供給される。制御部は、偏光状態変更部17a(17b)を構成する1/4波長板17aa(17ba)、1/2波長板17ab(17bb)およびデポラライザ17ac(17bc)を必要に応じて駆動する。   The light transmitted through the second beam splitter 7b is detected by the first light intensity detector 7c, and the light reflected by the second beam splitter 7b is detected by the second light intensity detector 7d. Outputs of the first light intensity detector 7c and the second light intensity detector 7d are respectively supplied to a control unit (not shown). The controller drives the quarter-wave plate 17aa (17ba), the half-wave plate 17ab (17bb), and the depolarizer 17ac (17bc) constituting the polarization state changing unit 17a (17b) as necessary.

上述のように、第1ビームスプリッター7aおよび第2ビームスプリッター7bにおいて、P偏光に対する反射率とS偏光に対する反射率とが実質的に異なっている。したがって、偏光モニター7では、第1ビームスプリッター7aからの反射光が、例えば第1ビームスプリッター7aへの入射光の10%程度のS偏光成分(第1ビームスプリッター7aに対するS偏光成分であって第2ビームスプリッター7bに対するP偏光成分)と、例えば第1ビームスプリッター7aへの入射光の1%程度のP偏光成分(第1ビームスプリッター7aに対するP偏光成分であって第2ビームスプリッター7bに対するS偏光成分)とを含むことになる。   As described above, in the first beam splitter 7a and the second beam splitter 7b, the reflectance for P-polarized light and the reflectance for S-polarized light are substantially different. Therefore, in the polarization monitor 7, the reflected light from the first beam splitter 7a is, for example, about 10% of the S-polarized component of the incident light to the first beam splitter 7a (the S-polarized component with respect to the first beam splitter 7a, P-polarized component for the two beam splitter 7b) and P-polarized component of about 1% of the incident light to the first beam splitter 7a (P-polarized component for the first beam splitter 7a and S-polarized light for the second beam splitter 7b) Component).

また、第2ビームスプリッター7bからの反射光は、例えば第1ビームスプリッター7aへの入射光の10%×1%=0.1%程度のP偏光成分(第1ビームスプリッター7aに対するP偏光成分であって第2ビームスプリッター7bに対するS偏光成分)と、例えば第1ビームスプリッター7aへの入射光の1%×10%=0.1%程度のS偏光成分(第1ビームスプリッター7aに対するS偏光成分であって第2ビームスプリッター7bに対するP偏光成分)とを含むことになる。   The reflected light from the second beam splitter 7b is, for example, a P-polarized component of about 10% × 1% = 0.1% of the incident light to the first beam splitter 7a (a P-polarized component with respect to the first beam splitter 7a). The S-polarized component for the second beam splitter 7b) and the S-polarized component of, for example, about 1% × 10% = 0.1% of the incident light to the first beam splitter 7a (the S-polarized component for the first beam splitter 7a) And a P-polarized component for the second beam splitter 7b).

こうして、偏光モニター7では、第1ビームスプリッター7aが、その反射特性に応じて、入射光の偏光状態とは異なる偏光状態の反射光を光路から取り出す機能を有する。その結果、第2ビームスプリッター7bの偏光特性による偏光変動の影響を僅かに受けるものの、第1光強度検出器7cの出力(第2ビームスプリッター7bの透過光の強度に関する情報、すなわち第1ビームスプリッター7aからの反射光とほぼ同じ偏光状態の光の強度に関する情報)に基づいて、第1ビームスプリッター7aへの入射光の偏光状態(偏光度)を、ひいてはマスクMやウェハWへの照明光の偏光状態を検知することができる。   Thus, in the polarization monitor 7, the first beam splitter 7 a has a function of extracting reflected light having a polarization state different from the polarization state of incident light from the optical path according to the reflection characteristics. As a result, the output of the first light intensity detector 7c (information on the intensity of the transmitted light of the second beam splitter 7b, that is, the first beam splitter is slightly affected by the polarization fluctuation due to the polarization characteristic of the second beam splitter 7b. 7a), the polarization state (degree of polarization) of the incident light on the first beam splitter 7a, and thus the illumination light on the mask M and the wafer W. The polarization state can be detected.

また、偏光モニター7では、第1ビームスプリッター7aに対するP偏光が第2ビームスプリッター7bに対するS偏光になり且つ第1ビームスプリッター7aに対するS偏光が第2ビームスプリッター7bに対するP偏光になるように設定されている。その結果、第2光強度検出器7dの出力(第1ビームスプリッター7aおよび第2ビームスプリッター7bで順次反射された光の強度に関する情報)に基づいて、第1ビームスプリッター7aへの入射光の偏光状態の変化の影響を実質的に受けることなく、第1ビームスプリッター7aへの入射光の光量(強度)を、ひいてはマスクMへの照明光の光量を検知することができる。   The polarization monitor 7 is set so that the P-polarized light for the first beam splitter 7a becomes S-polarized light for the second beam splitter 7b and the S-polarized light for the first beam splitter 7a becomes P-polarized light for the second beam splitter 7b. ing. As a result, based on the output of the second light intensity detector 7d (information on the intensity of light sequentially reflected by the first beam splitter 7a and the second beam splitter 7b), the polarization of the incident light to the first beam splitter 7a. The light quantity (intensity) of the incident light on the first beam splitter 7a and the light quantity of the illumination light on the mask M can be detected without being substantially affected by the change in the state.

こうして、偏光モニター7を用いて、第1ビームスプリッター7aへの入射光の偏光状態を検知し、ひいてはマスクMへの照明光が所望の非偏光状態、直線偏光状態または円偏光状態になっているか否かを判定することができる。そして、制御部が偏光モニター7の検知結果に基づいてマスクM(ひいてはウェハW)への照明光が所望の非偏光状態、直線偏光状態または円偏光状態になっていないことを確認した場合、偏光状態変更部17a(17b)を構成する1/4波長板17aa(17ba)、1/2波長板17ab(17bb)およびデポラライザ17ac(17bc)を駆動調整し、マスクMへの照明光の状態を所望の非偏光状態、直線偏光状態または円偏光状態に調整することができる。   In this way, the polarization monitor 7 is used to detect the polarization state of the incident light on the first beam splitter 7a, and thus whether the illumination light to the mask M is in a desired non-polarized state, linearly polarized state or circularly polarized state. It can be determined whether or not. When the control unit confirms that the illumination light to the mask M (and thus the wafer W) is not in the desired non-polarized state, linearly polarized state, or circularly polarized state based on the detection result of the polarization monitor 7, The quarter-wave plate 17aa (17ba), the half-wave plate 17ab (17bb), and the depolarizer 17ac (17bc) constituting the state changing unit 17a (17b) are driven and adjusted, and the state of illumination light to the mask M is desired. Can be adjusted to a non-polarized state, a linearly polarized state, or a circularly polarized state.

本実施形態では、上述したように、直角プリズム13が、光源1からの光束を波面分割して第1光学系(14a〜25a)および第2光学系(14b〜25b)へ導くための分割素子を構成している。また、光源1と直角プリズム13との間の光路中には、直角プリズム13の近傍に照度分布のほぼ均一な照野を形成するための手段、すなわち直角プリズム13の近傍の照度分布をほぼ均一化するための照度均一化手段として、フライアイレンズ11とコンデンサーレンズ12とが配置されている。   In the present embodiment, as described above, the right-angle prism 13 splits the light beam from the light source 1 into the first optical system (14a to 25a) and the second optical system (14b to 25b) and splits the wave front. Is configured. Further, in the optical path between the light source 1 and the right-angle prism 13, means for forming an illumination field having a substantially uniform illuminance distribution in the vicinity of the right-angle prism 13, that is, the illuminance distribution in the vicinity of the right-angle prism 13 is substantially uniform. As an illuminance uniformizing means for achieving this, a fly-eye lens 11 and a condenser lens 12 are disposed.

こうして、直角プリズム13により分割された一方の光束は、回折光学素子20aを含む第1光学系(14a〜25a)およびマイクロフライアイレンズ6を介して、二次光源40の円形状の面光源(照明瞳面において光軸AXを含む第1領域に位置する光強度分布)40aを形成する。一方、直角プリズム13により分割された他方の光束は、第1光学系(14a〜25a)とは異なる光路に沿って、回折光学素子20bを含む第2光学系(14b〜25b)およびマイクロフライアイレンズ6を介して、二次光源40の4極状の面光源(照明瞳面において光軸AXから離れた第2領域に位置する光強度分布)40bを形成する。   In this way, one light beam divided by the right-angle prism 13 passes through the first optical system (14a to 25a) including the diffractive optical element 20a and the micro fly's eye lens 6, and the circular surface light source (secondary light source 40). A light intensity distribution) 40a located in the first region including the optical axis AX on the illumination pupil plane. On the other hand, the other light beam divided by the right-angle prism 13 has a second optical system (14b-25b) including the diffractive optical element 20b and a micro fly eye along an optical path different from that of the first optical system (14a-25a). A quadrupolar surface light source (light intensity distribution located in a second region away from the optical axis AX on the illumination pupil plane) 40 b of the secondary light source 40 is formed via the lens 6.

ここで、回折光学素子20a(20b)は、第1光学系(第2光学系)の光路中に配置されて入射する光束を第1領域の円形状の面光源40a(第2領域の4極状の面光源40b)に対応する光束に変換するための第1光束変換素子(第2光束変換素子)を構成している。また、マイクロフライアイレンズ6は、第1光束変換素子としての回折光学素子20aからの光束および第2光束変換素子としての回折光学素子20bからの光束に基づいて、その後側焦点面またはその近傍(すなわち照明瞳面)に二次光源(照明瞳分布)40を形成するためのオプティカルインテグレータを構成している。   Here, the diffractive optical element 20a (20b) is arranged in the optical path of the first optical system (second optical system), and enters the incident light beam into a circular surface light source 40a in the first region (four poles in the second region). A first light beam conversion element (second light beam conversion element) for converting into a light beam corresponding to the planar surface light source 40b). The micro fly's eye lens 6 is based on the light beam from the diffractive optical element 20a as the first light beam conversion element and the light beam from the diffractive optical element 20b as the second light beam conversion element. That is, an optical integrator for forming a secondary light source (illumination pupil distribution) 40 on the illumination pupil plane) is configured.

さらに、第1光束変換素子としての回折光学素子20a、第2光束変換素子としての回折光学素子20b、およびオプティカルインテグレータとしてのマイクロフライアイレンズ6は、円形状の面光源(すなわち照明瞳面上の第1領域に位置する光強度分布)40aと、4極状の面光源(すなわち照明瞳面上の第2領域に位置する光強度分布)40bとを有する二次光源(照明瞳分布)40を形成するための照明瞳形成手段を構成している。また、コンデンサー光学系8および結像光学系10は、オプティカルインテグレータとしてのマイクロフライアイレンズ6からの光束を被照射面であるマスクMへ導くための導光光学系を構成している。   Further, the diffractive optical element 20a as the first light flux conversion element, the diffractive optical element 20b as the second light flux conversion element, and the micro fly's eye lens 6 as the optical integrator are a circular surface light source (that is, on the illumination pupil plane). A secondary light source (illumination pupil distribution) 40 having a light intensity distribution 40a located in the first region 40a and a quadrupole surface light source (ie, a light intensity distribution located in the second region on the illumination pupil plane) 40b. The illumination pupil forming means for forming is configured. Further, the condenser optical system 8 and the imaging optical system 10 constitute a light guide optical system for guiding the light beam from the micro fly's eye lens 6 as an optical integrator to the mask M that is an irradiated surface.

また、上述したように、第1アキシコン系としての円錐アキシコン系23aとズームレンズ(変倍光学系)24aとは、第1光学系(14a〜25a)の光路中に配置されて円形状の面光源(第1領域)40aの形状を変更するための第1形状変更手段を構成している。同様に、第2アキシコン系としての円錐アキシコン系23bとズームレンズ(変倍光学系)24bとは、第2光学系(14b〜25b)の光路中に配置されて4極状の面光源(第2領域)40bの形状を変更するための第2形状変更手段を構成している。   Further, as described above, the conical axicon system 23a as the first axicon system and the zoom lens (variable magnification optical system) 24a are arranged in the optical path of the first optical system (14a to 25a) and have a circular surface. A first shape changing means for changing the shape of the light source (first region) 40a is configured. Similarly, a conical axicon system 23b as a second axicon system and a zoom lens (magnification variable optical system) 24b are arranged in the optical path of the second optical system (14b to 25b) and are a quadrupole surface light source (first optical system). 2 area | region) The 2nd shape change means for changing the shape of 40b is comprised.

さらに、上述したように、偏光状態変更部17a(17b)において、1/2波長板17ab(17bb)は、第1光学系(第2光学系)の光路中に配置されて入射する直線偏光の偏光方向を必要に応じて変化させるための第1位相部材(第2位相部材)を構成している。また、デポラライザ17ac(17bc)は、第1光学系(第2光学系)の光路に対して挿脱自在に構成されて、入射する光を必要に応じて非偏光化するための第1偏光解消素子(第2偏光解消素子)を構成している。   Further, as described above, in the polarization state changing unit 17a (17b), the half-wave plate 17ab (17bb) is arranged in the optical path of the first optical system (second optical system) and is incident on linearly polarized light that is incident. A first phase member (second phase member) for changing the polarization direction as necessary is configured. In addition, the depolarizer 17ac (17bc) is configured to be detachable with respect to the optical path of the first optical system (second optical system), and the first depolarization for depolarizing incident light as necessary. An element (second depolarization element) is configured.

また、1/4波長板17aa(17ba)は、第1光学系(第2光学系)の光路中に配置されて入射する楕円偏光の光を直線偏光の光に変換するための位相部材を構成している。こうして、偏光状態変更部17aは、第1光学系の光路中に配置されて第1領域の円形状の面光源40aを通過する光束の偏光状態を変更するための第1偏光状態変更手段を構成している。一方、偏光状態変更部17bは、第2光学系の光路中に配置されて第2領域の4極状の面光源40bを通過する光束の偏光状態を変更するための第2偏光状態変更手段を構成している。   The quarter-wave plate 17aa (17ba) is disposed in the optical path of the first optical system (second optical system) and constitutes a phase member for converting incident elliptically polarized light into linearly polarized light. doing. Thus, the polarization state changing unit 17a constitutes first polarization state changing means for changing the polarization state of the light beam that is arranged in the optical path of the first optical system and passes through the circular surface light source 40a in the first region. doing. On the other hand, the polarization state changing unit 17b includes second polarization state changing means for changing the polarization state of the light beam that is disposed in the optical path of the second optical system and passes through the quadrupole surface light source 40b in the second region. It is composed.

また、上述したように、ミラー3、ミラー駆動部4、フライアイレンズ11、コンデンサーレンズ12、および直角プリズム13は、直角プリズム13における光量分割比を変化させ、ひいては第1光学系へ導かれて第1領域の円形状の面光源40aを通過する光束の光強度(光量)と第2光学系へ導かれて第2領域の4極状の面光源40bを通過する光束の光強度(光量)との比を変更するための光強度比変更手段を構成している。   Further, as described above, the mirror 3, the mirror driving unit 4, the fly-eye lens 11, the condenser lens 12, and the right-angle prism 13 change the light quantity division ratio in the right-angle prism 13, and are led to the first optical system. The light intensity (light quantity) of the light beam passing through the circular surface light source 40a in the first area and the light intensity (light quantity) of the light beam guided to the second optical system and passing through the quadrupole surface light source 40b in the second area. The light intensity ratio changing means for changing the ratio is configured.

こうして、本実施形態では、円錐アキシコン系23aおよびズームレンズ24aを有する第1形状変更手段と、円錐アキシコン系23bおよびズームレンズ24bを有する第2形状変更手段との作用により、第1領域の円形状の面光源40aの形状と第2領域4極状の面光源40bの形状とを互いに独立に変更する制御を行うことができる。また、偏光状態変更部17aを有する第1偏光状態変更手段と、偏光状態変更部17bを有する第2偏光状態変更手段との作用により、第1領域の円形状の面光源40aを通過する光束の偏光状態と第2領域の4極状の面光源40bを通過する光束の偏光状態とを互いに独立に変更する制御を行うことができる。   Thus, in the present embodiment, the first shape changing means having the conical axicon system 23a and the zoom lens 24a and the second shape changing means having the conical axicon system 23b and the zoom lens 24b cause the circular shape of the first region. The surface light source 40a and the shape of the second region quadrupole surface light source 40b can be controlled independently of each other. In addition, due to the action of the first polarization state changing unit having the polarization state changing unit 17a and the second polarization state changing unit having the polarization state changing unit 17b, the light flux passing through the circular surface light source 40a in the first region is changed. It is possible to perform control for independently changing the polarization state and the polarization state of the light beam passing through the quadrupolar surface light source 40b in the second region.

換言すれば、第1形状変更手段と第2形状変更手段と第1偏光状態変更手段と第2偏光状態変更手段とは、第1領域の形状と第2領域の形状とを互いに独立に変更する制御と、第1領域を通過する光束の偏光状態と第2領域を通過する光束の偏光状態とを互いに独立に変更する制御とを行うための照明瞳制御手段を構成している。さらに、本実施形態では、ミラー3、ミラー駆動部4、フライアイレンズ11、コンデンサーレンズ12、および直角プリズム13を有する光強度比変更手段の作用により、第1領域の円形状の面光源40aを通過する光束の光強度と第2領域の4極状の面光源40bを通過する光束の光強度との比を変更する制御を行うことができる。   In other words, the first shape changing means, the second shape changing means, the first polarization state changing means, and the second polarization state changing means change the shape of the first region and the shape of the second region independently of each other. Illumination pupil control means for performing control and control for independently changing the polarization state of the light beam passing through the first region and the polarization state of the light beam passing through the second region are configured. Further, in the present embodiment, the circular surface light source 40a in the first region is formed by the action of the light intensity ratio changing means having the mirror 3, the mirror driving unit 4, the fly-eye lens 11, the condenser lens 12, and the right-angle prism 13. Control can be performed to change the ratio of the light intensity of the light beam passing through and the light intensity of the light beam passing through the quadrupole surface light source 40b in the second region.

以上のように、本実施形態の照明光学装置(1〜10)では、様々な特性を有するマスクパターンを忠実に転写するために必要な適切な照明条件、たとえば二次光源の形状や光強度や偏光状態などに関して多様性に富んだ照明条件を実現することができる。また、本発明の露光装置では、様々な特性を有するマスクパターンを忠実に転写するために必要な適切な照明条件を実現することができるので、マスクのパターン特性に応じて実現された適切な照明条件のもとで良好な露光を行うことができる。   As described above, in the illumination optical devices (1 to 10) of the present embodiment, appropriate illumination conditions necessary for faithfully transferring a mask pattern having various characteristics, such as the shape and light intensity of the secondary light source, Various illumination conditions can be realized with respect to the polarization state and the like. In addition, since the exposure apparatus of the present invention can realize appropriate illumination conditions necessary for faithfully transferring a mask pattern having various characteristics, appropriate illumination realized according to the pattern characteristics of the mask. Good exposure can be performed under conditions.

なお、上述の実施形態では、回折光学素子20aおよび20bが光路に対して挿脱可能に構成され、且つ特性の異なる他の回折光学素子と交換可能に構成されている。したがって、第2光学系中の4極照明用の回折光学素子20bに代えて、たとえば2極照明用(8極照明用)の回折光学素子を光路中に設定することによって、3極(9極)照明を行うことができる。また、第2光学系中の4極照明用の回折光学素子20bに代えて、たとえば輪帯照明用の回折光学素子を光路中に設定することによって、変形輪帯照明を行うことができる。   In the above-described embodiment, the diffractive optical elements 20a and 20b are configured to be detachable with respect to the optical path, and are configured to be exchangeable with other diffractive optical elements having different characteristics. Therefore, instead of the diffractive optical element 20b for quadrupole illumination in the second optical system, for example, by setting a diffractive optical element for dipole illumination (for octupole illumination) in the optical path, three poles (9 poles) ) Lighting can be performed. Further, instead of the diffractive optical element 20b for quadrupole illumination in the second optical system, for example, by setting a diffractive optical element for annular illumination in the optical path, modified annular illumination can be performed.

また、第1光学系中の円形照明用の回折光学素子20aに代えて、たとえば4極照明用の回折光学素子20bを光路中に設定することによって、8極照明を行うことができる。同様に、第1光学系中の円形照明用の回折光学素子20aや第2光学系中の4極照明用の回折光学素子20bに代えて、適当な特性を有する回折光学素子を光路中に設定することによって、様々な形態の変形照明を行うことができる。さらに、4極照明用の回折光学素子20bを光路から退避させて円形照明を行ったり、円形照明用の回折光学素子20aを光路から退避させて4極照明を行ったりすることもできる。   Further, instead of the diffractive optical element 20a for circular illumination in the first optical system, octupole illumination can be performed by setting, for example, a diffractive optical element 20b for quadrupole illumination in the optical path. Similarly, in place of the diffractive optical element 20a for circular illumination in the first optical system and the diffractive optical element 20b for quadrupole illumination in the second optical system, a diffractive optical element having appropriate characteristics is set in the optical path. By doing so, various forms of modified illumination can be performed. Further, circular illumination can be performed by retracting the diffractive optical element 20b for quadrupole illumination from the optical path, and quadrupole illumination can be performed by retracting the diffractive optical element 20a for circular illumination from the optical path.

また、上述の実施形態では、直角プリズム13により分割された一方の光束が第1光学系(14a〜25a)へ導かれ、直角プリズム13により分割された他方の光束が第2光学系(14b〜25b)へ導かれている。しかしながら、これに限定されることなく、分割素子を介して分割された光束を第1光学系および第2光学系とは異なる光路に沿って第3光学系を介して照明瞳面上の第3領域へ導く構成も可能である。
たとえば、第1光学系(14a〜25a)によって照明瞳面上の第1領域内に、図3に示した面光源40aを形成し、第2光学系(14b〜25b)によって照明瞳面上の第2領域内に、図3に示した面光源40b1,40b4を形成し、これら第1光学系および第2光学系とは異なる第3光学系(不図示)によって照明瞳面上の第3領域内に、図3に示した面光源40b2,40b3を形成する構成として、面光源40aに達する光束の偏光状態を非偏光、X方向偏光またはZ方向偏光に設定し、面光源40b1,40b4に達する光束の偏光状態を光軸を中心とした円の接線方向に偏光面を持つ直線偏光に設定し、面光源40b2,40b3に達する光束の偏光状態を光軸を中心とした円の接線方向に偏光面を持つ直線偏光(面光源40b1,40b4に達する光束の偏光方向とは直交する方向に偏光面を持つ直線偏光)に設定することもできる。
In the above-described embodiment, one light beam divided by the right-angle prism 13 is guided to the first optical system (14a to 25a), and the other light beam divided by the right-angle prism 13 is the second optical system (14b to 14b). 25b). However, the present invention is not limited to this, and the third light beam on the illumination pupil plane is split through the third optical system along the optical path different from that of the first optical system and the second optical system. A configuration leading to the region is also possible.
For example, the surface light source 40a shown in FIG. 3 is formed in the first region on the illumination pupil plane by the first optical system (14a to 25a), and the illumination optical plane on the illumination pupil plane is formed by the second optical system (14b to 25b). The surface light sources 40b1 and 40b4 shown in FIG. 3 are formed in the second region, and a third region on the illumination pupil plane is formed by a third optical system (not shown) different from the first and second optical systems. In the configuration in which the surface light sources 40b2 and 40b3 shown in FIG. 3 are formed, the polarization state of the light beam reaching the surface light source 40a is set to non-polarized, X-direction polarized light or Z-direction polarized light, and reaches the surface light sources 40b1 and 40b4. The polarization state of the light beam is set to linearly polarized light having a polarization plane in the tangential direction of the circle around the optical axis, and the polarization state of the light beam reaching the surface light sources 40b2 and 40b3 is polarized in the tangential direction of the circle around the optical axis. Linearly polarized light with a surface (surface light source 40 The polarization direction of the light beam reaching the 1,40b4 may be set to a linearly polarized light) having a polarization plane in a direction perpendicular.

図7は、本実施形態の第1変形例にかかる制御ユニットの構成を概略的に示す図である。第1変形例の制御ユニット50は、図2に示す実施形態の制御ユニット5と類似の構成を有する。しかしながら、第1変形例では、ズームレンズ24aおよび24bとマイクロフライアイレンズ6との間の構成だけが、図2の実施形態と相違している。以下、図2の実施形態との相違点に着目して、第1変形例の制御ユニット50の構成および作用を説明する。   FIG. 7 is a diagram schematically showing a configuration of a control unit according to the first modification of the present embodiment. The control unit 50 of the first modification has a configuration similar to the control unit 5 of the embodiment shown in FIG. However, in the first modification, only the configuration between the zoom lenses 24a and 24b and the micro fly's eye lens 6 is different from the embodiment of FIG. Hereinafter, the configuration and operation of the control unit 50 according to the first modification will be described with a focus on differences from the embodiment of FIG.

図7を参照すると、第1変形例の制御ユニット50では、ズームレンズ24aを介して第1光学系(14a〜24a)から射出された光束が、偏向部材としての直角プリズム(あるいは折り曲げミラー)27により+Z方向に反射される。直角プリズム27により+Z方向に反射された光束は、リレーレンズ系28を介して、第2光学系の光軸上に配置された偏向部材としての直角プリズム(あるいは折り曲げミラー)29に入射する。直角プリズム29により+Y方向に反射された第1光学系からの光束は、リレーレンズ系30を介して、マイクロフライアイレンズ6に達する。   Referring to FIG. 7, in the control unit 50 of the first modification, the light beam emitted from the first optical system (14a to 24a) via the zoom lens 24a is a right-angle prism (or a bending mirror) 27 as a deflecting member. Is reflected in the + Z direction. The light beam reflected in the + Z direction by the right-angle prism 27 enters a right-angle prism (or a bending mirror) 29 as a deflection member disposed on the optical axis of the second optical system via the relay lens system 28. The light beam from the first optical system reflected in the + Y direction by the right-angle prism 29 reaches the micro fly's eye lens 6 via the relay lens system 30.

一方、ズームレンズ24bを介して第2光学系(14b〜24b)から射出された光束は、直角プリズム29に遮られることなく、リレーレンズ系30を介して、マイクロフライアイレンズ6に達する。なお、第1変形例では、円錐アキシコン系23a(23b)と、直角プリズム27の反射面と、直角プリズム29の反射面と、マイクロフライアイレンズ6の入射面とが、光学的にほぼ共役になっている。また、所定面22a(22b)と、リレーレンズ系28の瞳面と、リレーレンズ系30の瞳面と、マイクロフライアイレンズ6の後側焦点面(あるいは射出面)とが、光学的にほぼ共役になっている。   On the other hand, the light beam emitted from the second optical system (14 b to 24 b) via the zoom lens 24 b reaches the micro fly's eye lens 6 via the relay lens system 30 without being blocked by the right-angle prism 29. In the first modification, the conical axicon system 23a (23b), the reflecting surface of the right-angle prism 27, the reflecting surface of the right-angle prism 29, and the incident surface of the micro fly's eye lens 6 are optically substantially conjugate. It has become. The predetermined plane 22a (22b), the pupil plane of the relay lens system 28, the pupil plane of the relay lens system 30, and the rear focal plane (or exit plane) of the micro fly's eye lens 6 are optically almost the same. It is conjugate.

そして、直角プリズム27と29とは、分割素子である直角プリズム13と照明瞳面であるマスクMとの間の光路中に配置されて、第1光学系(14a〜24a)の光軸と前記第2光学系(14b〜24b)の光軸とを合成するための合成素子を構成している。第1変形例においても上述の実施形態と同様に、第1領域の円形状の面光源40aの形状と第2領域4極状の面光源40bの形状とを互いに独立に変更する制御、第1領域の円形状の面光源40aを通過する光束の偏光状態と第2領域の4極状の面光源40bを通過する光束の偏光状態とを互いに独立に変更する制御、および第1領域の円形状の面光源40aを通過する光束の光強度と第2領域の4極状の面光源40bを通過する光束の光強度との比を変更する制御を行うことができる。   The right-angle prisms 27 and 29 are arranged in an optical path between the right-angle prism 13 as a dividing element and the mask M as an illumination pupil plane, and the optical axis of the first optical system (14a to 24a) A combining element for combining the optical axes of the second optical systems (14b to 24b) is configured. Also in the first modified example, as in the above-described embodiment, the control for changing the shape of the circular surface light source 40a in the first region and the shape of the surface light source 40b in the second region quadrupole independently from each other, the first Control for independently changing the polarization state of the light beam passing through the circular surface light source 40a in the region and the polarization state of the light beam passing through the quadrupole surface light source 40b in the second region, and the circular shape of the first region The ratio of the light intensity of the light beam passing through the surface light source 40a to the light intensity of the light beam passing through the quadrupole surface light source 40b in the second region can be changed.

図8は、本実施形態の第2変形例にかかる制御ユニットの要部構成を概略的に示す図である。第2変形例の制御ユニット51は、図2に示す実施形態の制御ユニット5および第1変形例の制御ユニット50と類似の要部構成を有する。しかしながら、第2変形例では、ミラー3と偏光状態変更部17aおよび17bとの間の構成が、図2の実施形態および第1変形例と相違している。以下、図2の実施形態および第1変形例との相違点に着目して、第2変形例の制御ユニット51の構成および作用を説明する。   FIG. 8 is a diagram schematically illustrating a main configuration of a control unit according to a second modification of the present embodiment. The control unit 51 of the second modification has a main part configuration similar to that of the control unit 5 of the embodiment shown in FIG. 2 and the control unit 50 of the first modification. However, in the second modification, the configuration between the mirror 3 and the polarization state changing units 17a and 17b is different from the embodiment of FIG. 2 and the first modification. Hereinafter, the configuration and operation of the control unit 51 of the second modification will be described by focusing on the differences between the embodiment of FIG. 2 and the first modification.

図8を参照すると、第2変形例の制御ユニット51では、ミラー3により+Y方向に反射された光束が、ビームスプリッター31に入射する。ビームスプリッター31により−Z方向に反射されて第1光学系へ導かれた光束は、折り曲げミラー32により+Y方向に反射された後、少なくとも1つの減光フィルター33aを介して、偏光状態変更部17aに達する。一方、ビームスプリッター31を透過して第2光学系へ導かれた光束は、少なくとも1つの減光フィルター33bを介して、偏光状態変更部17bに達する。偏光状態変更部17aおよび17bよりも後側(マイクロフライアイレンズ6側)の構成は、図2の実施形態または第1変形例と同じである。   Referring to FIG. 8, in the control unit 51 of the second modification, the light beam reflected in the + Y direction by the mirror 3 enters the beam splitter 31. The light beam reflected in the −Z direction by the beam splitter 31 and guided to the first optical system is reflected in the + Y direction by the bending mirror 32, and then passes through at least one neutral density filter 33a, and then the polarization state changing unit 17a. To reach. On the other hand, the light beam transmitted through the beam splitter 31 and guided to the second optical system reaches the polarization state changing unit 17b via at least one neutral density filter 33b. The configuration on the rear side (the micro fly's eye lens 6 side) from the polarization state changing units 17a and 17b is the same as that of the embodiment of FIG. 2 or the first modification.

ここで、減光フィルター33aおよび減光フィルター33bが光路に対して挿脱可能に構成され、且つ特性の異なる他の減光フィルターと交換可能に構成されている。すなわち、減光フィルター33aは、第1光学系の光路に対して選択的に挿脱自在な少なくとも1つの減光手段であって、第1光学系の光路中に配置されて第1領域の円形状の面光源40aを通過する光束の光強度を変更するための第1光強度変更手段を構成している。また、減光フィルター33bは、第2光学系の光路に対して選択的に挿脱自在な少なくとも1つの減光手段であって、第2光学系の光路中に配置されて第2領域の4極状の面光源40bを通過する光束の光強度を変更するための第2光強度変更手段を構成している。   Here, the neutral density filter 33a and the neutral density filter 33b are configured to be insertable / removable with respect to the optical path, and are configured to be interchangeable with other neutral density filters having different characteristics. In other words, the neutral density filter 33a is at least one dimming means that can be selectively inserted into and removed from the optical path of the first optical system, and is disposed in the optical path of the first optical system so as to be circular in the first region. A first light intensity changing means for changing the light intensity of the light beam passing through the shaped surface light source 40a is configured. The neutral density filter 33b is at least one dimming means that can be selectively inserted into and removed from the optical path of the second optical system, and is disposed in the optical path of the second optical system. The second light intensity changing means for changing the light intensity of the light beam passing through the polar surface light source 40b is configured.

したがって、第2変形例では、ミラー3を傾動させるためのミラー駆動部4は不要である。そして、たとえばビームスプリッター31における光量分割比を1:1に設定し、減光フィルター33aや減光フィルター33bを特性の異なる他の減光フィルターと交換したり、減光フィルター33aや減光フィルター33bを光路から退避させたりすることにより、図2の実施形態または第1変形例とは異なり、第1領域の円形状の面光源40aを通過する光束の光強度と第2領域の4極状の面光源40bを通過する光束の光強度とを互いに独立に変更する制御を行うことができる。   Therefore, in the second modification, the mirror driving unit 4 for tilting the mirror 3 is not necessary. For example, the light split ratio in the beam splitter 31 is set to 1: 1, and the neutral density filter 33a or the neutral density filter 33b is replaced with another neutral density filter having different characteristics, or the neutral density filter 33a or the neutral density filter 33b. 2 is retracted from the optical path, unlike the embodiment of FIG. 2 or the first modification, the light intensity of the light beam passing through the circular surface light source 40a in the first region and the quadrupolar shape in the second region. It is possible to perform control for independently changing the light intensity of the light beam passing through the surface light source 40b.

上述の各実施形態または各変形例において、照度均一化手段としてのフライアイレンズ11に替えて、そのファーフィールド(またはフラウンホーファー回折領域)にほぼ均一な光強度分布を形成する回折光学素子を適用してもよい。ここで、この回折光学素子のファーフィールド(またはフラウンホーファー回折領域)は、照度均一化手段としてのコンデンサーレンズ12の後側焦点位置またはその近傍にリレーされることになる。   In each of the above-described embodiments or modifications, a diffractive optical element that forms a substantially uniform light intensity distribution in the far field (or Fraunhofer diffraction region) is applied in place of the fly-eye lens 11 as illuminance uniformizing means. May be. Here, the far field (or Fraunhofer diffraction region) of this diffractive optical element is relayed to or near the rear focal position of the condenser lens 12 as the illuminance uniformizing means.

また、上述の各実施形態または各変形例において、第1光学系(14a〜25a)および第2光学系(14b〜25b)中の回折光学素子20a(20b)からズームレンズ24a(24b)までの光学系を、たとえば特開2001−176766号公報に開示される照明光学装置の回折光学素子51からズームレンズ7までの光学系や、特開2001−85923号公報に開示される照明光学装置のマイクロレンズアレイ4からズームレンズ7までの光学系、特開2002−231619号公報に開示される回折光学素子4からズームレンズ7までの光学系、特開2003−178951号公報に開示される照明光学装置の回折光学素子4からズームレンズ7までの光学系、特開2003−178952号公報に開示される照明光学装置の角度光束形成部2から変倍光学系4までの光学系などに置き換えることも可能である。   Further, in each of the above-described embodiments or modifications, from the diffractive optical element 20a (20b) to the zoom lens 24a (24b) in the first optical system (14a to 25a) and the second optical system (14b to 25b). The optical system is, for example, an optical system from the diffractive optical element 51 to the zoom lens 7 of an illumination optical device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-176766, or a micro of an illumination optical device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-85923. Optical system from lens array 4 to zoom lens 7, optical system from diffractive optical element 4 to zoom lens 7 disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-231619, illumination optical device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-178951 An optical system from the diffractive optical element 4 to the zoom lens 7 of the illumination optical apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-178952 It can be replaced from time beam forming unit 2 such as an optical system to the variable magnification optical system 4.

上述の実施形態にかかる露光装置では、照明光学装置によってマスク(レチクル)を照明し(照明工程)、投影光学系を用いてマスクに形成された転写用のパターンを感光性基板に露光する(露光工程)ことにより、マイクロデバイス(半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等)を製造することができる。以下、上述の実施形態の露光装置を用いて感光性基板としてのウェハ等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図9のフローチャートを参照して説明する。   In the exposure apparatus according to the above-described embodiment, the illumination optical device illuminates the mask (reticle) (illumination process), and the projection optical system is used to expose the transfer pattern formed on the mask onto the photosensitive substrate (exposure). Step), a micro device (semiconductor element, imaging element, liquid crystal display element, thin film magnetic head, etc.) can be manufactured. Refer to the flowchart of FIG. 9 for an example of a technique for obtaining a semiconductor device as a micro device by forming a predetermined circuit pattern on a wafer or the like as a photosensitive substrate using the exposure apparatus of the above-described embodiment. To explain.

先ず、図9のステップ301において、1ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。次のステップ302において、その1ロットのウェハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップ303において、上述の実施形態の露光装置を用いて、マスク上のパターンの像がその投影光学系を介して、その1ロットのウェハ上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップ304において、その1ロットのウェハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップ305において、その1ロットのウェハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウェハ上の各ショット領域に形成される。その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスをスループット良く得ることができる。   First, in step 301 of FIG. 9, a metal film is deposited on one lot of wafers. In the next step 302, a photoresist is applied on the metal film on the one lot of wafers. Thereafter, in step 303, the image of the pattern on the mask is sequentially exposed and transferred to each shot area on the wafer of one lot through the projection optical system using the exposure apparatus of the above-described embodiment. Thereafter, in step 304, the photoresist on the one lot of wafers is developed, and in step 305, the resist pattern is etched on the one lot of wafers to form a pattern on the mask. Corresponding circuit patterns are formed in each shot area on each wafer. Thereafter, a device pattern such as a semiconductor element is manufactured by forming a circuit pattern of an upper layer. According to the semiconductor device manufacturing method described above, a semiconductor device having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput.

また、上述の実施形態の露光装置では、プレート(ガラス基板)上に所定のパターン(回路パターン、電極パターン等)を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図10のフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。図10において、パターン形成工程401では、上述の実施形態の露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板(レジストが塗布されたガラス基板等)に転写露光する、所謂光リソグラフィー工程が実行される。この光リソグラフィー工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルター形成工程402へ移行する。   In the exposure apparatus of the above-described embodiment, a liquid crystal display element as a micro device can be obtained by forming a predetermined pattern (circuit pattern, electrode pattern, etc.) on a plate (glass substrate). Hereinafter, an example of the technique at this time will be described with reference to the flowchart of FIG. In FIG. 10, in the pattern formation process 401, a so-called photolithography process is performed in which the exposure pattern of the above-described embodiment is used to transfer and expose a mask pattern onto a photosensitive substrate (such as a glass substrate coated with a resist). . By this photolithography process, a predetermined pattern including a large number of electrodes and the like is formed on the photosensitive substrate. Thereafter, the exposed substrate undergoes steps such as a developing step, an etching step, and a resist stripping step, whereby a predetermined pattern is formed on the substrate, and the process proceeds to the next color filter forming step 402.

次に、カラーフィルター形成工程402では、R(Red)、G(Green)、B(Blue)に対応した3つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、またはR、G、Bの3本のストライプのフィルターの組を複数水平走査線方向に配列したカラーフィルターを形成する。そして、カラーフィルター形成工程402の後に、セル組み立て工程403が実行される。セル組み立て工程403では、パターン形成工程401にて得られた所定パターンを有する基板、およびカラーフィルター形成工程402にて得られたカラーフィルター等を用いて液晶パネル(液晶セル)を組み立てる。   Next, in the color filter forming step 402, a large number of sets of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix or three of R, G, and B A color filter is formed by arranging a plurality of stripe filter sets in the horizontal scanning line direction. Then, after the color filter forming step 402, a cell assembly step 403 is executed. In the cell assembly step 403, a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step 401, the color filter obtained in the color filter formation step 402, and the like.

セル組み立て工程403では、例えば、パターン形成工程401にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルター形成工程402にて得られたカラーフィルターとの間に液晶を注入して、液晶パネル(液晶セル)を製造する。その後、モジュール組み立て工程404にて、組み立てられた液晶パネル(液晶セル)の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する液晶表示素子をスループット良く得ることができる。   In the cell assembly step 403, for example, liquid crystal is injected between the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step 401 and the color filter obtained in the color filter formation step 402, and a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is obtained. ). Thereafter, in a module assembling step 404, components such as an electric circuit and a backlight for performing a display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell) are attached to complete a liquid crystal display element. According to the above-described method for manufacturing a liquid crystal display element, a liquid crystal display element having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput.

なお、上述の実施形態では、露光光としてKrFエキシマレーザ光(波長:248nm)やArFエキシマレーザ光(波長:193nm)を用いているが、これに限定されることなく、他の適当なレーザ光源、たとえば波長157nmのレーザ光を供給するF2レーザ光源などに対して本発明を適用することもできる。さらに、上述の実施形態では、照明光学装置を備えた露光装置を例にとって本発明を説明したが、マスクやウェハ以外の被照射面を照明するための一般的な照明光学装置に本発明を適用することができることは明らかである。 In the above-described embodiment, KrF excimer laser light (wavelength: 248 nm) or ArF excimer laser light (wavelength: 193 nm) is used as the exposure light. However, the present invention is not limited to this, and other appropriate laser light sources are used. For example, the present invention can also be applied to an F 2 laser light source that supplies laser light having a wavelength of 157 nm. Furthermore, in the above-described embodiment, the present invention has been described by taking an exposure apparatus including an illumination optical apparatus as an example. However, the present invention is applied to a general illumination optical apparatus for illuminating an irradiated surface other than a mask or a wafer. Obviously you can do that.

また、上述の実施形態において、投影光学系と感光性基板との間の光路中を1.1よりも大きな屈折率を有する媒体(典型的には液体)で満たす手法、所謂液浸法を適用しても良い。この場合、投影光学系と感光性基板との間の光路中に液体を満たす手法としては、国際公開番号WO99/49504号公報に開示されているような局所的に液体を満たす手法や、特開平6−124873号公報に開示されているような露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる手法や、特開平10−303114号公報に開示されているようなステージ上に所定深さの液体槽を形成し、その中に基板を保持する手法などを採用することができる。   In the above-described embodiment, a so-called immersion method is applied in which the optical path between the projection optical system and the photosensitive substrate is filled with a medium (typically liquid) having a refractive index larger than 1.1. You may do it. In this case, as a method of filling the liquid in the optical path between the projection optical system and the photosensitive substrate, a method of locally filling the liquid as disclosed in International Publication No. WO99 / 49504, A method of moving a stage holding a substrate to be exposed as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-124873 in a liquid bath, or a predetermined depth on a stage as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-303114. A technique of forming a liquid tank and holding the substrate in the liquid tank can be employed.

なお、液体としては、露光光に対する透過性があってできるだけ屈折率が高く、投影光学系や基板表面に塗布されているフォトレジストに対して安定なものを用いることが好ましく、たとえばKrFエキシマレーザ光やArFエキシマレーザ光を露光光とする場合には、液体として純水、脱イオン水を用いることができる。また、露光光としてF2レーザ光を用いる場合は、液体としてはF2レーザ光を透過可能な例えばフッ素系オイルや過フッ化ポリエーテル(PFPE)等のフッ素系の液体を用いればよい。 As the liquid, it is preferable to use a liquid that is transmissive to exposure light and has a refractive index as high as possible, and is stable with respect to a photoresist applied to the projection optical system and the substrate surface, for example, KrF excimer laser light. When ArF excimer laser light is used as exposure light, pure water or deionized water can be used as the liquid. When F 2 laser light is used as exposure light, a fluorine-based liquid such as fluorine oil or perfluorinated polyether (PFPE) that can transmit the F 2 laser light may be used as the liquid.

本発明の実施形態にかかる露光装置の全体構成を概略的に示す図である。1 is a drawing schematically showing an overall configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. 図1における制御ユニットの内部構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the internal structure of the control unit in FIG. マイクロフライアイレンズの後側焦点面またはその近傍に形成される5極状の二次光源を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the pentapolar secondary light source formed in the back side focal plane of a micro fly's eye lens, or its vicinity. 二次光源を構成する4極状の面光源に対する円錐アキシコン系の作用を説明する図である。It is a figure explaining the effect | action of a cone axicon system with respect to the quadrupole surface light source which comprises a secondary light source. 5極状の二次光源に対する円錐アキシコン系とズームレンズとの協働作用を説明する図である。It is a figure explaining the cooperation effect | action of a cone axicon system and a zoom lens with respect to a pentapolar secondary light source. 図1の偏光モニターの内部構成を概略的に示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view schematically showing an internal configuration of the polarization monitor of FIG. 1. 本実施形態の第1変形例にかかる制御ユニットの構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the structure of the control unit concerning the 1st modification of this embodiment. 本実施形態の第2変形例にかかる制御ユニットの要部構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the principal part structure of the control unit concerning the 2nd modification of this embodiment. マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法のフローチャートである。It is a flowchart of the method at the time of obtaining the semiconductor device as a microdevice. マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得る際の手法のフローチャートである。It is a flowchart of the method at the time of obtaining the liquid crystal display element as a microdevice.

符号の説明Explanation of symbols

1 光源
5,50,51 制御ユニット
6 マイクロフライアイレンズ(フライアイレンズ)
7 偏光モニター
7a ビームスプリッター
8 コンデンサー光学系
9 マスクブラインド
10 結像光学系
11 フライアイレンズ
13 直角プリズム(分割素子)
17 偏光状態変更部
19 検出器
20 回折光学素子(光束変換素子)
21 アフォーカルレンズ
23 円錐アキシコン系
24 ズームレンズ
26 集光光学系
M マスク
PL 投影光学系
W ウェハ
1 Light source 5, 50, 51 Control unit 6 Micro fly eye lens (fly eye lens)
7 Polarization Monitor 7a Beam Splitter 8 Condenser Optical System 9 Mask Blind 10 Imaging Optical System 11 Fly Eye Lens 13 Right Angle Prism (Division Element)
17 Polarization state changing unit 19 Detector 20 Diffractive optical element (light beam conversion element)
21 Afocal lens 23 Conical axicon system 24 Zoom lens 26 Condensing optical system M Mask PL Projecting optical system W Wafer

Claims (25)

光源からの光束で被照射面を照明する照明光学装置において、
照明瞳面上の第1領域に位置する光強度分布と第2領域に位置する光強度分布とを有する照明瞳分布を形成するための照明瞳形成手段と、
前記第1領域の形状と前記第2領域の形状とを互いに独立に変更する制御と、前記第1領域を通過する光束の偏光状態と前記第2領域を通過する光束の偏光状態とを互いに独立に変更する制御とを行うための照明瞳制御手段とを備えていることを特徴とする照明光学装置。
In the illumination optical device that illuminates the illuminated surface with the light flux from the light source,
Illumination pupil forming means for forming an illumination pupil distribution having a light intensity distribution located in the first region on the illumination pupil plane and a light intensity distribution located in the second region;
Control for changing the shape of the first region and the shape of the second region independently of each other, and the polarization state of the light beam passing through the first region and the polarization state of the light beam passing through the second region are independent of each other. An illumination optical apparatus comprising: an illumination pupil control means for performing control to change to
前記光源からの光束を分割するための分割素子と、
前記分割素子を介して分割された一方の光束を前記照明瞳面上の前記第1領域へ導くための第1光学系と、
前記分割素子を介して分割された他方の光束を前記第1光学系とは異なる光路に沿って前記照明瞳面上の前記第2領域へ導くための第2光学系とを備えていることを特徴とする請求項1に記載の照明光学装置。
A splitting element for splitting a light flux from the light source;
A first optical system for guiding one light beam split through the splitting element to the first region on the illumination pupil plane;
A second optical system for guiding the other light beam split through the splitting element to the second region on the illumination pupil plane along an optical path different from that of the first optical system. The illumination optical apparatus according to claim 1, wherein
前記光源と前記分割素子との間の光路中に配置されて、前記分割素子の近傍での照度分布をほぼ均一化するための照度均一化手段を備えていることを特徴とする請求項2に記載の照明光学装置。 3. An illuminance equalizing unit disposed in an optical path between the light source and the dividing element and configured to substantially uniform an illuminance distribution in the vicinity of the dividing element. The illumination optical device described. 前記分割素子は、前記光源からの光束を波面分割して前記第1光学系および前記第2光学系へ導くことを特徴とする請求項2または3に記載の照明光学装置。 4. The illumination optical apparatus according to claim 2, wherein the splitting element guides the light flux from the light source to the first optical system and the second optical system by splitting the wavefront thereof. 5. 前記照明瞳形成手段は、前記第1光学系の光路中に配置されて入射する光束を前記第1領域に対応する光束に変換するための第1光束変換素子と、前記第2光学系の光路中に配置されて入射する光束を前記第2領域に対応する光束に変換するための第2光束変換素子と、前記第1光束変換素子からの光束および前記第2光束変換素子からの光束に基づいて前記照明瞳面に前記照明瞳分布を形成するためのオプティカルインテグレータとを有することを特徴とする請求項2乃至4に記載の照明光学装置。 The illumination pupil forming means includes a first light beam conversion element arranged in the optical path of the first optical system for converting an incident light beam into a light beam corresponding to the first region, and an optical path of the second optical system. A second light beam conversion element for converting an incident light beam disposed therein into a light beam corresponding to the second region, a light beam from the first light beam conversion element, and a light beam from the second light beam conversion element The illumination optical apparatus according to claim 2, further comprising an optical integrator for forming the illumination pupil distribution on the illumination pupil plane. 前記照明瞳制御手段は、前記第1光学系の光路中に配置されて前記第1領域の形状を変更するための第1形状変更手段と、前記第2光学系の光路中に配置されて前記第2領域の形状を変更するための第2形状変更手段とを有することを特徴とする請求項2乃至5に記載の照明光学装置。 The illumination pupil control means is arranged in the optical path of the first optical system and is arranged in the optical path of the second optical system, and first shape changing means for changing the shape of the first region. 6. The illumination optical apparatus according to claim 2, further comprising a second shape changing unit for changing the shape of the second region. 前記第1形状変更手段は、前記第1光束変換素子と前記オプティカルインテグレータとの間の光路中に配置された第1アキシコン系を有し、
前記第2形状変更手段は、前記第2光束変換素子と前記オプティカルインテグレータとの間の光路中に配置された第2アキシコン系を有し、
前記第1アキシコン系および前記第2アキシコン系は、凹状断面の屈折面を有する第1プリズムと、該第1プリズムの前記凹状断面の屈折面とほぼ相補的に形成された凸状断面の屈折面を有する第2プリズムとをそれぞれ有し、前記第1プリズムと前記第2プリズムとの間隔は可変に構成されていることを特徴とする請求項6に記載の照明光学装置。
The first shape changing means has a first axicon system disposed in an optical path between the first light flux conversion element and the optical integrator,
The second shape changing means has a second axicon system disposed in an optical path between the second light flux conversion element and the optical integrator,
The first axicon system and the second axicon system include a first prism having a concave sectional refractive surface, and a convex sectional refractive surface formed substantially complementary to the concave sectional refractive surface of the first prism. The illumination optical device according to claim 6, wherein each of the second prisms includes a second prism, and an interval between the first prism and the second prism is variable.
前記第1形状変更手段は、前記第1光束変換素子と前記オプティカルインテグレータとの間の光路中に配置された第1変倍光学系を有し、
前記第2形状変更手段は、前記第2光束変換素子と前記オプティカルインテグレータとの間の光路中に配置された第2変倍光学系を有することを特徴とする請求項7に記載の照明光学装置。
The first shape changing means has a first variable magnification optical system disposed in an optical path between the first light flux conversion element and the optical integrator,
8. The illumination optical apparatus according to claim 7, wherein the second shape changing unit includes a second variable magnification optical system disposed in an optical path between the second light beam conversion element and the optical integrator. .
前記照明瞳制御手段は、前記第1光学系の光路中に配置されて前記第1領域を通過する光束の偏光状態を変更するための第1偏光状態変更手段と、前記第2光学系の光路中に配置されて前記第2領域を通過する光束の偏光状態を変更するための第2偏光状態変更手段とを有することを特徴とする請求項2乃至8のいずれか1項に記載の照明光学装置。 The illumination pupil control means includes first polarization state changing means for changing the polarization state of a light beam that is disposed in the optical path of the first optical system and passes through the first region, and an optical path of the second optical system. The illumination optics according to any one of claims 2 to 8, further comprising second polarization state changing means for changing a polarization state of a light beam that is disposed inside and passes through the second region. apparatus. 前記第1偏光状態変更手段は、前記第1光学系の光路中に配置されて入射する直線偏光の偏光方向を必要に応じて変化させるための第1位相部材を有し、
前記第2偏光状態変更手段は、前記第2光学系の光路中に配置されて入射する直線偏光の偏光方向を必要に応じて変化させるための第2位相部材を有することを特徴とする請求項9に記載の照明光学装置。
The first polarization state changing means has a first phase member arranged in the optical path of the first optical system for changing the polarization direction of the linearly polarized light that is incident as necessary.
The second polarization state changing means includes a second phase member arranged in the optical path of the second optical system and configured to change the polarization direction of incident linearly polarized light as necessary. 9. The illumination optical apparatus according to 9.
前記第1偏光状態変更手段は、前記第1光学系の光路に対して挿脱自在に構成されて、入射する光を必要に応じて非偏光化するための第1偏光解消素子を有し、
前記第2偏光状態変更手段は、前記第2光学系の光路に対して挿脱自在に構成されて、入射する光を必要に応じて非偏光化するための第2偏光解消素子を有することを特徴とする請求項9または10に記載の照明光学装置。
The first polarization state changing unit includes a first depolarizing element configured to be detachable with respect to the optical path of the first optical system and depolarizing incident light as necessary.
The second polarization state changing means includes a second depolarizing element configured to be detachable with respect to the optical path of the second optical system and depolarizing incident light as necessary. The illumination optical apparatus according to claim 9 or 10, characterized in that
前記照明瞳形成手段は、前記第1光学系の光路中に配置されて入射する光束を前記第1領域に対応する光束に変換するための第1光束変換素子と、前記第2光学系の光路中に配置されて入射する光束を前記第2領域に対応する光束に変換するための第2光束変換素子とを備え、
前記第1偏光状態変更手段は、前記分割素子と前記第1光束変換素子との間の光路中に配置されて入射する直線偏光の偏光方向を必要に応じて変化させるための第1位相部材と、前記分割素子と前記第1光束変換素子との間の前記光路中に挿脱自在に配置されて入射する光を必要に応じて非偏光化するための第1偏光解消素子とを備え、
前記第2偏光状態変更手段は、前記分割素子と前記第2光束変換素子との間の光路中に配置されて入射する直線偏光の偏光方向を必要に応じて変化させるための第2位相部材と、前記分割素子と前記第1光束変換素子との間の前記光路中に挿脱自在に配置されて入射する光を必要に応じて非偏光化するための第2偏光解消素子とを備えていることを特徴とする請求項9乃至11に記載の照明光学装置。
The illumination pupil forming means includes a first light beam conversion element arranged in the optical path of the first optical system for converting an incident light beam into a light beam corresponding to the first region, and an optical path of the second optical system. A second light beam conversion element for converting the incident light beam disposed therein into a light beam corresponding to the second region,
The first polarization state changing means is arranged in an optical path between the splitting element and the first light beam conversion element, and a first phase member for changing the polarization direction of the linearly polarized light that is incident as necessary. A first depolarizing element that is detachably disposed in the optical path between the splitting element and the first light flux converting element and depolarizes incident light as necessary.
The second polarization state changing means is disposed in the optical path between the splitting element and the second light beam conversion element, and a second phase member for changing the polarization direction of the linearly polarized light that is incident as necessary, And a second depolarizing element that is detachably disposed in the optical path between the splitting element and the first light flux converting element and depolarizes incident light as necessary. The illumination optical apparatus according to claim 9, wherein the illumination optical apparatus is an illumination optical apparatus.
前記照明瞳制御手段は、前記第1領域を通過する光束の光強度を変更するための第1光強度変更手段と、前記第2領域を通過する光束の光強度を変更するための第2光強度変更手段とを有することを特徴とする請求項2乃至12のいずれか1項に記載の照明光学装置。 The illumination pupil control means includes first light intensity changing means for changing the light intensity of the light beam passing through the first area, and second light for changing the light intensity of the light flux passing through the second area. The illumination optical apparatus according to claim 2, further comprising an intensity changing unit. 前記第1光強度変更手段は前記第1光学系の光路中に配置され、前記第2光強度変更手段は前記第2光学系の光路中に配置されていることを特徴とする請求項13に記載の照明光学装置。 The first light intensity changing means is disposed in an optical path of the first optical system, and the second light intensity changing means is disposed in an optical path of the second optical system. The illumination optical device described. 前記第1光強度変更手段は前記第1光学系の光路に対して選択的に挿脱自在な少なくとも1つの減光手段を有し、前記第2光強度変更手段は前記第2光学系の光路に対して選択的に挿脱自在な少なくとも1つの減光手段を有することを特徴とする請求項14に記載の照明光学装置。 The first light intensity changing means has at least one dimming means that can be selectively inserted into and removed from the optical path of the first optical system, and the second light intensity changing means is an optical path of the second optical system. 15. The illumination optical apparatus according to claim 14, further comprising at least one dimming means that can be selectively inserted into and removed from the light. 前記第1光束変換素子および前記第2光束変換素子は光路に対してそれぞれ交換可能に構成されていることを特徴とする請求項3乃至15のいずれか1項に記載の照明光学装置。 16. The illumination optical apparatus according to claim 3, wherein the first light beam conversion element and the second light beam conversion element are configured to be interchangeable with respect to an optical path. 前記第1領域は前記照明瞳面上において光軸を含む領域であり、前記第2領域は前記照明瞳面上において前記光軸から離れた領域であることを特徴とする請求項1乃至16のいずれか1項に記載の照明光学装置。 17. The first area according to claim 1, wherein the first area is an area including an optical axis on the illumination pupil plane, and the second area is an area away from the optical axis on the illumination pupil plane. The illumination optical device according to any one of the above. 前記第2領域は輪帯状または複数極状であることを特徴とする請求項17に記載の照明光学装置。 The illumination optical apparatus according to claim 17, wherein the second region has an annular shape or a multipolar shape. 前記オプティカルインテグレータからの光束を前記被照射面へ導くための導光光学系をさらに備えていることを特徴とする請求項3乃至18のいずれか1項に記載の照明光学装置。 The illumination optical apparatus according to claim 3, further comprising a light guide optical system for guiding a light beam from the optical integrator to the irradiated surface. 光源からの光束で被照射面を照明する照明光学装置において、
照明瞳面上の第1領域に位置する光強度分布と第2領域に位置する光強度分布とを有する照明瞳分布を形成するための照明瞳形成手段を備え、
前記照明瞳形成手段は、
前記光源と前記照明瞳面との間の光路中に配置された分割素子と、
前記分割素子を介して分割された一方の光束を前記照明瞳面上の第1領域へ導くための第1光学系と、
前記分割素子を介して分割された他方の光束を前記第1光学系とは異なる光路に沿って前記照明瞳面上の第2領域へ導くための第2光学系と、
前記分割素子と前記照明瞳面との間の光路中に配置されて、前記第1光学系の光軸と前記第2光学系の光軸とを合成するための合成素子とを備え、
前記第1光学系は、入射する光束を前記第1領域に対応する光束に変換するための第1光束変換素子を備え、
前記第2光学系は、入射する光束を前記第2領域に対応する光束に変換するための第2光束変換素子を備えていることを特徴とする照明光学装置。
In the illumination optical device that illuminates the illuminated surface with the light flux from the light source,
Illumination pupil forming means for forming an illumination pupil distribution having a light intensity distribution located in the first region on the illumination pupil plane and a light intensity distribution located in the second region;
The illumination pupil forming means includes
A splitting element disposed in an optical path between the light source and the illumination pupil plane;
A first optical system for guiding one light beam divided through the dividing element to a first region on the illumination pupil plane;
A second optical system for guiding the other light beam split through the splitting element to a second region on the illumination pupil plane along an optical path different from that of the first optical system;
A combining element disposed in an optical path between the dividing element and the illumination pupil plane for combining the optical axis of the first optical system and the optical axis of the second optical system;
The first optical system includes a first light beam conversion element for converting an incident light beam into a light beam corresponding to the first region,
The illumination optical apparatus, wherein the second optical system includes a second light beam conversion element for converting an incident light beam into a light beam corresponding to the second region.
前記照明瞳形成手段は、前記分割素子を介して分割された光束を前記第1光学系および前記第2光学系とは異なる光路に沿って前記照明瞳面上の第3領域へ導くための第3光学系をさらに備えていることを特徴とする請求項2乃至20のいずれか1項に記載の照明光学装置。 The illumination pupil forming means guides a light beam split through the splitting element to a third region on the illumination pupil plane along an optical path different from that of the first optical system and the second optical system. The illumination optical apparatus according to any one of claims 2 to 20, further comprising three optical systems. マスクを照明するための請求項1乃至21のいずれか1項に記載の照明光学装置を備え、前記マスクのパターンを感光性基板上に露光することを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus comprising the illumination optical apparatus according to any one of claims 1 to 21 for illuminating a mask and exposing a pattern of the mask onto a photosensitive substrate. 前記マスクのパターンの像を前記感光性基板上に形成するための投影光学系をさらに備え、
前記照明光学装置の瞳面は、前記投影光学系の瞳位置とほぼ共役に位置決めされていることを特徴とする請求項22に記載の露光装置。
A projection optical system for forming an image of the mask pattern on the photosensitive substrate;
23. The exposure apparatus according to claim 22, wherein a pupil plane of the illumination optical apparatus is positioned substantially conjugate with a pupil position of the projection optical system.
請求項1乃至21のいずれか1項に記載の照明光学装置を用いてマスクを照明する照明工程と、
前記マスクのパターンを感光性基板上に露光する露光工程とを含むことを特徴とする露光方法。
An illumination step of illuminating the mask using the illumination optical apparatus according to any one of claims 1 to 21,
And an exposure step of exposing the pattern of the mask onto a photosensitive substrate.
前記露光工程は、投影光学系を用いて前記マスクのパターンの像を前記感光性基板上に形成する投影工程を含み、
前記照明光学装置の瞳面は、前記投影光学系の瞳位置とほぼ共役に位置決めされることを特徴とする請求項24に記載の露光方法。
The exposure step includes a projection step of forming an image of the mask pattern on the photosensitive substrate using a projection optical system,
25. The exposure method according to claim 24, wherein a pupil plane of the illumination optical device is positioned substantially conjugate with a pupil position of the projection optical system.
JP2004044243A 2004-02-20 2004-02-20 Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method Expired - Fee Related JP4693088B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004044243A JP4693088B2 (en) 2004-02-20 2004-02-20 Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004044243A JP4693088B2 (en) 2004-02-20 2004-02-20 Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2005236088A true JP2005236088A (en) 2005-09-02
JP2005236088A5 JP2005236088A5 (en) 2008-02-28
JP4693088B2 JP4693088B2 (en) 2011-06-01

Family

ID=35018712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004044243A Expired - Fee Related JP4693088B2 (en) 2004-02-20 2004-02-20 Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4693088B2 (en)

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006077849A1 (en) * 2005-01-21 2006-07-27 Nikon Corporation Method of adjusting lighting optical device, lighting optical device, exposure system, and exposure method
WO2007119514A1 (en) * 2006-04-17 2007-10-25 Nikon Corporation Illuminating optical apparatus, exposure apparatus and device manufacturing method
JP2008041710A (en) * 2006-08-01 2008-02-21 Fujitsu Ltd Lighting optical device, exposure method, and design method
JP2008047744A (en) * 2006-08-18 2008-02-28 Nikon Corp Optical illumination apparatus, exposure apparatus and device manufacturing method
JP2008060546A (en) * 2006-07-14 2008-03-13 Carl Zeiss Smt Ag Illuminating optical system for microlithography projection aligner
EP2040283A1 (en) * 2006-07-12 2009-03-25 Nikon Corporation Illuminating optical apparatus, exposure apparatus and device manufacturing method
EP2040284A1 (en) * 2006-07-12 2009-03-25 Nikon Corporation Illuminating optical apparatus, exposure apparatus and device manufacturing method
WO2009050966A1 (en) * 2007-10-16 2009-04-23 Nikon Corporation Light transmission optical system, illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP2009088358A (en) * 2007-10-01 2009-04-23 Canon Inc Illumination optical system, exposure apparatus, and device-manufacturing method
WO2009128293A1 (en) * 2008-04-14 2009-10-22 株式会社ニコン Spatial light modulation unit, lighting optical system, exposure apparatus and method for manufacturing device
WO2011010560A1 (en) * 2009-07-24 2011-01-27 株式会社ニコン Lighting optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP2012160729A (en) * 2011-02-02 2012-08-23 Asml Netherlands Bv Illumination system, lithographic apparatus and method
US20130271945A1 (en) 2004-02-06 2013-10-17 Nikon Corporation Polarization-modulating element, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method
CN103777363A (en) * 2007-10-24 2014-05-07 株式会社尼康 Illumination optical apparatus, exposure apparatus, illumination method, exposure method and device manufacturing method
US9052611B2 (en) 2006-07-14 2015-06-09 Carl Zeiss Smt Gmbh Microlithographic projection exposure apparatus illumination optics
KR101546987B1 (en) 2007-10-16 2015-08-24 가부시키가이샤 니콘 Illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method
US9423698B2 (en) 2003-10-28 2016-08-23 Nikon Corporation Illumination optical apparatus and projection exposure apparatus
US9678437B2 (en) 2003-04-09 2017-06-13 Nikon Corporation Illumination optical apparatus having distribution changing member to change light amount and polarization member to set polarization in circumference direction
US9678332B2 (en) 2007-11-06 2017-06-13 Nikon Corporation Illumination apparatus, illumination method, exposure apparatus, and device manufacturing method
US9885872B2 (en) 2003-11-20 2018-02-06 Nikon Corporation Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method with optical integrator and polarization member that changes polarization state of light
US9891539B2 (en) 2005-05-12 2018-02-13 Nikon Corporation Projection optical system, exposure apparatus, and exposure method
US10101666B2 (en) 2007-10-12 2018-10-16 Nikon Corporation Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
CN109307988A (en) * 2017-07-28 2019-02-05 佳能株式会社 Lamp optical system, exposure device and article manufacturing method
CN111061064A (en) * 2019-12-30 2020-04-24 浙江大学 Double-beam optical trap beam auxiliary alignment device and method

Cited By (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9678437B2 (en) 2003-04-09 2017-06-13 Nikon Corporation Illumination optical apparatus having distribution changing member to change light amount and polarization member to set polarization in circumference direction
US9885959B2 (en) 2003-04-09 2018-02-06 Nikon Corporation Illumination optical apparatus having deflecting member, lens, polarization member to set polarization in circumference direction, and optical integrator
US9423698B2 (en) 2003-10-28 2016-08-23 Nikon Corporation Illumination optical apparatus and projection exposure apparatus
US9760014B2 (en) 2003-10-28 2017-09-12 Nikon Corporation Illumination optical apparatus and projection exposure apparatus
US9885872B2 (en) 2003-11-20 2018-02-06 Nikon Corporation Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method with optical integrator and polarization member that changes polarization state of light
US10281632B2 (en) 2003-11-20 2019-05-07 Nikon Corporation Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method with optical member with optical rotatory power to rotate linear polarization direction
US10241417B2 (en) 2004-02-06 2019-03-26 Nikon Corporation Polarization-modulating element, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method
US10007194B2 (en) 2004-02-06 2018-06-26 Nikon Corporation Polarization-modulating element, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method
US10234770B2 (en) 2004-02-06 2019-03-19 Nikon Corporation Polarization-modulating element, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method
US20130271945A1 (en) 2004-02-06 2013-10-17 Nikon Corporation Polarization-modulating element, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method
WO2006077849A1 (en) * 2005-01-21 2006-07-27 Nikon Corporation Method of adjusting lighting optical device, lighting optical device, exposure system, and exposure method
US9891539B2 (en) 2005-05-12 2018-02-13 Nikon Corporation Projection optical system, exposure apparatus, and exposure method
WO2007119514A1 (en) * 2006-04-17 2007-10-25 Nikon Corporation Illuminating optical apparatus, exposure apparatus and device manufacturing method
US9195069B2 (en) 2006-04-17 2015-11-24 Nikon Corporation Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
EP2040283A4 (en) * 2006-07-12 2012-02-08 Nikon Corp Illuminating optical apparatus, exposure apparatus and device manufacturing method
JPWO2008007633A1 (en) * 2006-07-12 2009-12-10 株式会社ニコン Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
US8325324B2 (en) 2006-07-12 2012-12-04 Nikon Corporation Illuminating optical apparatus, exposure apparatus and device manufacturing method
EP2040284A4 (en) * 2006-07-12 2013-01-23 Nikon Corp Illuminating optical apparatus, exposure apparatus and device manufacturing method
EP2040283A1 (en) * 2006-07-12 2009-03-25 Nikon Corporation Illuminating optical apparatus, exposure apparatus and device manufacturing method
EP2040284A1 (en) * 2006-07-12 2009-03-25 Nikon Corporation Illuminating optical apparatus, exposure apparatus and device manufacturing method
JPWO2008007632A1 (en) * 2006-07-12 2009-12-10 株式会社ニコン Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
US9052611B2 (en) 2006-07-14 2015-06-09 Carl Zeiss Smt Gmbh Microlithographic projection exposure apparatus illumination optics
JP2012209584A (en) * 2006-07-14 2012-10-25 Carl Zeiss Smt Gmbh Illumination optical system for microlithographic projection exposure device
US9223226B2 (en) 2006-07-14 2015-12-29 Carl Zeiss Smt Gmbh Microlithographic projection exposure apparatus illumination optics
JP2008060546A (en) * 2006-07-14 2008-03-13 Carl Zeiss Smt Ag Illuminating optical system for microlithography projection aligner
JP2013102225A (en) * 2006-07-14 2013-05-23 Carl Zeiss Smt Gmbh Illumination optical system for microlithographic projection exposure apparatus
US9470981B2 (en) 2006-07-14 2016-10-18 Carl Zeiss Smt Gmbh Microlithographic projection exposure apparatus illumination optics
JP2008041710A (en) * 2006-08-01 2008-02-21 Fujitsu Ltd Lighting optical device, exposure method, and design method
JP2008047744A (en) * 2006-08-18 2008-02-28 Nikon Corp Optical illumination apparatus, exposure apparatus and device manufacturing method
JP2009088358A (en) * 2007-10-01 2009-04-23 Canon Inc Illumination optical system, exposure apparatus, and device-manufacturing method
US10101666B2 (en) 2007-10-12 2018-10-16 Nikon Corporation Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
KR101546987B1 (en) 2007-10-16 2015-08-24 가부시키가이샤 니콘 Illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method
WO2009050966A1 (en) * 2007-10-16 2009-04-23 Nikon Corporation Light transmission optical system, illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP5459482B2 (en) * 2007-10-16 2014-04-02 株式会社ニコン Light transmission optical system, illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method
US9857599B2 (en) 2007-10-24 2018-01-02 Nikon Corporation Optical unit, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
US9341954B2 (en) 2007-10-24 2016-05-17 Nikon Corporation Optical unit, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP2015029128A (en) * 2007-10-24 2015-02-12 株式会社ニコン Optical unit, illumination optical device, exposure device, and manufacturing method of device
CN103777363A (en) * 2007-10-24 2014-05-07 株式会社尼康 Illumination optical apparatus, exposure apparatus, illumination method, exposure method and device manufacturing method
KR101624140B1 (en) 2007-10-24 2016-05-25 가부시키가이샤 니콘 Optical unit, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
US9678332B2 (en) 2007-11-06 2017-06-13 Nikon Corporation Illumination apparatus, illumination method, exposure apparatus, and device manufacturing method
WO2009128293A1 (en) * 2008-04-14 2009-10-22 株式会社ニコン Spatial light modulation unit, lighting optical system, exposure apparatus and method for manufacturing device
WO2011010560A1 (en) * 2009-07-24 2011-01-27 株式会社ニコン Lighting optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP2012160729A (en) * 2011-02-02 2012-08-23 Asml Netherlands Bv Illumination system, lithographic apparatus and method
US9360762B2 (en) 2011-02-02 2016-06-07 Asml Netherlands B.V. Illumination system, lithographic apparatus and method
TWI448841B (en) * 2011-02-02 2014-08-11 Asml Netherlands Bv Illumination system, lithographic apparatus and method
KR20190013511A (en) * 2017-07-28 2019-02-11 캐논 가부시끼가이샤 Illumination optical system, exposure apparatus, and method of manufacturing article
JP2019028224A (en) * 2017-07-28 2019-02-21 キヤノン株式会社 Illumination optical system, exposure equipment, and, article production method
CN109307988A (en) * 2017-07-28 2019-02-05 佳能株式会社 Lamp optical system, exposure device and article manufacturing method
TWI709825B (en) * 2017-07-28 2020-11-11 日商佳能股份有限公司 Illumination optical system, exposure device and article manufacturing method
KR102354064B1 (en) * 2017-07-28 2022-01-24 캐논 가부시끼가이샤 Illumination optical system, exposure apparatus, and method of manufacturing article
CN111061064A (en) * 2019-12-30 2020-04-24 浙江大学 Double-beam optical trap beam auxiliary alignment device and method

Also Published As

Publication number Publication date
JP4693088B2 (en) 2011-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4693088B2 (en) Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method
JP6493325B2 (en) Flux conversion element, illumination optical device, exposure apparatus, and exposure method
JP4747844B2 (en) Polarization conversion element, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method
JPWO2004051717A1 (en) Illumination optical device, exposure apparatus and exposure method
JP2006196715A (en) Luminous-flux converting element, illuminating optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method
EP1811544A1 (en) Lighting optical device, exposure system, and exposure method
JPWO2005036619A1 (en) Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method
JP4470095B2 (en) Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method
JP4976094B2 (en) Illumination optical apparatus, exposure apparatus, exposure method, and microdevice manufacturing method
JP4748015B2 (en) Illumination optical apparatus, exposure apparatus, exposure method, and microdevice manufacturing method
JP4952800B2 (en) Illumination optical system, exposure apparatus, and exposure method
JPWO2008004654A1 (en) Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP2010123983A (en) Illumination optical device, exposure device, and exposure method
JP2005108925A (en) Lighting optical device, exposure apparatus and exposure method
JP2005333001A (en) Lighting optical device, exposure system and exposing method
JP2005302826A (en) Lighting optical device, exposure system and method
JP5338863B2 (en) Illumination optical system, exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
JP2019023732A (en) Illumination optical system, light exposure device, and device manufacturing method
JP2007048851A (en) Lighting optical device, exposure apparatus, and process for fabricating device
JP2006237538A (en) Illuminating optical equipment, exposure apparatus, and micro device manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070105

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080110

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080425

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081105

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081219

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090619

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110115

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110218

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140304

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4693088

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140304

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees