JP2001110706A - Lighting system, aligner, exposing method and manufacturing method of microdevice - Google Patents

Lighting system, aligner, exposing method and manufacturing method of microdevice

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JP2001110706A
JP2001110706A JP28741199A JP28741199A JP2001110706A JP 2001110706 A JP2001110706 A JP 2001110706A JP 28741199 A JP28741199 A JP 28741199A JP 28741199 A JP28741199 A JP 28741199A JP 2001110706 A JP2001110706 A JP 2001110706A
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太郎 尾形
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    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain change in illumination characteristic on a surface to be illuminated under a plurality of illumination conditions without complexing unnecessarily equipment itself. SOLUTION: In this lighting system, a light distribution changing means which forms one out of first light distribution and second light distribution different from the first light distribution on a specified position, on the basis of an illumination light from a light source means, a light introducing system for introducing an illumination light from the light distribution changing means to an object to be illuminated, and an adjustment means which is arranged in an optical path between the light source means and the object and adjusts illumination characteristic at the object, are arranged. The adjustment means is provided with a first light distribution correcting part having specified first optical characteristic for correcting first illumination characteristic which is formed on the object by the first light distribution, and a second light distribution correcting part having specified second optical characteristic for correcting second illumination characteristic which is formed on the object by the second light distribution.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は照明装置、特に高い
照度均一性を必要とする照明装置、あるいはその照明装
置を搭載した露光装置、さらにはそれら装置を用いた露
光方法やマイクロデバイスの製造方法等の各種の方法に
関するものである。特に、本発明で言うマイクロデバイ
スとは、半導体集積回路等を有する半導体素子、高精細
フラットパネルディスプレイ、CCD等の撮像素子、パ
ソコンハードディスク用の磁気ヘッド、回折光学素子等
を含む。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an illuminating device, particularly an illuminating device requiring high illuminance uniformity, an exposing device equipped with the illuminating device, and an exposing method and a micro device manufacturing method using the illuminating device. And various other methods. In particular, the microdevice referred to in the present invention includes a semiconductor element having a semiconductor integrated circuit and the like, a high-definition flat panel display, an imaging element such as a CCD, a magnetic head for a personal computer hard disk, a diffractive optical element, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の装置においては被照射面での厳
しい照度均一性が要求され、この被照射面での照度均一
性を向上させる方法として、被照射面と光学的に共役な
照明光路の位置に所定の光学特性を持つフィルターを配
置する事を特開平7−130600号公報においてを提
案した。
2. Description of the Related Art In this type of apparatus, strict illuminance uniformity is required on a surface to be illuminated. As a method for improving the uniformity of illuminance on the surface to be illuminated, an illumination optical path optically conjugate with the surface to be illuminated is used. Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-130600 proposed to dispose a filter having a predetermined optical characteristic at the position of.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】近年においては、半導
体集積回路を有する半導体素子で代表されるマイクロデ
バイスの製造においては、感光性基板に露光(転写)さ
れるパターンの種類毎に照明光学系に関する照明光の照
明条件の最適化が行われている。この照明条件の最適化
は、例えば、照明光学系の瞳位置に形成される2次光源
の大きさや形状を変更する事により行われる。
In recent years, in the manufacture of a micro device represented by a semiconductor element having a semiconductor integrated circuit, an illumination optical system is required for each type of pattern exposed (transferred) to a photosensitive substrate. Optimization of the illumination conditions of the illumination light has been performed. The optimization of the illumination condition is performed, for example, by changing the size and shape of the secondary light source formed at the pupil position of the illumination optical system.

【0004】しかしながら、以上のように、照明光学系
の2次光源の大きさや形状を変更するに従って、所定の
パターンが形成されたマスク(レチクル)上又は感光性
基板上での照明分布等の照明特性が変化するという問題
が生じる。この問題を解決する方法として、特開平10
−189427号公報には、照明光学系の2次光源の大
きさや形状を可変開口絞りを用いて変更するに連動し
て、各種調整機構が動くと言う装置構成が提案されてい
る。しかし、この方法では、装置そのものが複雑化する
という問題があった。
However, as described above, as the size and shape of the secondary light source of the illumination optical system are changed, illumination such as illumination distribution on a mask (reticle) on which a predetermined pattern is formed or on a photosensitive substrate. There is a problem that the characteristics change. As a method for solving this problem, Japanese Patent Application Laid-Open
Japanese Patent Application Laid-Open No. 189427 proposes a device configuration in which various adjustment mechanisms move in conjunction with changing the size and shape of a secondary light source of an illumination optical system using a variable aperture stop. However, this method has a problem that the apparatus itself is complicated.

【0005】そこで、本発明は、以上の課題の鑑みてな
されたものであり、装置自身を必要以上複雑化させるこ
となく、複数の照明条件のもとでも被照射面での照明特
性が変化しない照明装置、あるいはその照明装置を搭載
した露光装置、さらにはそれら装置を用い露光方法やマ
イクロデバイスの製造方法等の各種の方法を提供するこ
とを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and does not change the illumination characteristics on an irradiated surface under a plurality of illumination conditions without complicating the apparatus itself more than necessary. An object of the present invention is to provide an illumination device, an exposure device equipped with the illumination device, and various methods such as an exposure method and a microdevice manufacturing method using the illumination device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明による照明装置は、照明光を供給する光源
手段と、該光源手段からの照明光に基づいて第1の光分
布と該第1の光分布とは異なる第2の光分布との一方を
所定の位置に形成する光分布可変手段と、該光分布可変
手段からの照明光を被照明物体に導く導光系と、前記光
源手段と前記被照明物体との間の光路中に配置されて前
記被照明物体での照明特性を調整する調整手段を有し、
前記調整手段は、前記第1の光分布により前記照明物体
に形成される第1の照明特性を補正するための所定の第
1の光学特性を有する第1の光分布補正部と、前記第2
の光分布により前記照明物体に形成される第2の照明特
性を補正するための所定の第2の光学特性を有する第2
の光分布補正部とを有するものである。
In order to achieve the above object, an illuminating device according to the present invention comprises a light source means for supplying illumination light and a first light distribution based on the illumination light from the light source means. A light distribution varying means for forming one of a second light distribution different from the first light distribution at a predetermined position, a light guide system for guiding illumination light from the light distribution variable means to an object to be illuminated, Adjusting means arranged in an optical path between the light source means and the illuminated object to adjust the illumination characteristics of the illuminated object,
The adjustment unit includes a first light distribution correction unit having a predetermined first optical characteristic for correcting a first illumination characteristic formed on the illumination object by the first light distribution, and a second light distribution correction unit.
A second optical characteristic having a predetermined second optical characteristic for correcting a second illumination characteristic formed on the illumination object by the light distribution of
And a light distribution correction unit.

【0007】このとき、前記第1の光分布補正部と前記
第2の光分布補正部とは、前記照明光の光路を横切る所
定の面に沿って互いに異なる領域に形成されることが好
ましい。あるいは、前記第1の光分布補正部と前記第2
の光分布補正部とは、前記照明光の光路を横切る所定の
面に沿って形成され、前記第1の光分布補正部の1部の
領域に前記第2の光分布補正部が形成されるようにして
も良い。
In this case, it is preferable that the first light distribution correction section and the second light distribution correction section are formed in different areas along a predetermined plane crossing the optical path of the illumination light. Alternatively, the first light distribution correction unit and the second light distribution correction unit
The light distribution correcting section is formed along a predetermined surface crossing the optical path of the illumination light, and the second light distribution correcting section is formed in a part of the first light distribution correcting section. You may do it.

【0008】また、前記第1の光分布補正部は、所定の
第1の透過率分布を持つ複数の透過要素からなる第1の
透過領域と、前記第1の透過率分布とは異なる所定の第
2の透過率分布を持つ複数の透過要素からなる第2の透
過領域とを少なくとも含み、前記第2の光分布補正部
は、所定の第3の透過率分布を持つ複数の透過要素から
なる第3の透過領域と、前記第3の透過率分布とは異な
る所定の第4の透過率分布を持つ複数の透過要素からな
る第4の透過領域とを少なくとも含むようにすることが
望ましい。あるいは、前記第1の光分布補正部は、所定
の第1の透過率分布を持つ複数の透過要素からなる第1
の透過領域を有し、前記第2の光分布補正部は、前記第
1の透過率分布とは異なる所定の第2の透過率分布を持
つ複数の透過要素からなる第2の透過領域を有するよう
にしても良い。
[0008] The first light distribution correction unit may include a first transmission region including a plurality of transmission elements having a predetermined first transmittance distribution, and a first transmission region different from the first transmittance distribution. A second transmissive region including at least a second transmissive element having a second transmissivity distribution, wherein the second light distribution correction unit includes a plurality of transmissive elements having a predetermined third transmissivity distribution It is desirable to include at least a third transmission region and a fourth transmission region including a plurality of transmission elements having a predetermined fourth transmittance distribution different from the third transmittance distribution. Alternatively, the first light distribution correction unit includes a first light distribution correction unit including a plurality of transmission elements having a predetermined first transmittance distribution.
And the second light distribution correction unit has a second transmission region including a plurality of transmission elements having a predetermined second transmittance distribution different from the first transmittance distribution. You may do it.

【0009】また、前記光分布可変手段は、前記照明光
に基づいて前記所定の位置又は前記所定の位置と光学的
に共役な位置に2次光源を形成するオプティカルインテ
グレータと、前記所定の位置又は前記所定の位置と光学
的に共役な位置での光分布を変更する変更手段とを含む
ことをがより好ましい。特に、前記変更手段は、前記オ
プティカルインテグレータにより形成される2次光源の
形状又は大きさを変更する可変開口絞りを有する事が良
い。
Further, the light distribution changing means includes an optical integrator for forming a secondary light source at the predetermined position or a position optically conjugate with the predetermined position based on the illumination light; It is more preferable to include changing means for changing the light distribution at a position optically conjugate with the predetermined position. In particular, the changing means preferably has a variable aperture stop for changing the shape or size of the secondary light source formed by the optical integrator.

【0010】本発明による露光装置は、例えば、所定の
パターンが形成されたマスクを照明するために、以上に
て記載した照明装置と、前記マスクの像を感光性基板に
投影する投影系とを有することが望ましい。また、本発
明による露光方法は、所定のパターンが形成されたマス
クが設定されるべき位置又は前記マスクのパターンが露
光されるべき感光性基板が設定されるべき位置での第1
の照明特性を第1の照明条件のもとで求める第1計測工
程と、前記第1計測工程の結果に基づいて第1の照明特
性を補正する所定の第1の光分布を付与する第1の補正
工程と、前記マスクが設定されるべき位置又は前記感光
性基板が設定されるべき位置での第2の照明特性を第2
の照明条件のもとで求める第2計測工程と、前記第2計
測工程の結果に基づいて第2の照明特性を補正する所定
の第2の光分布を付与する第2の補正工程と、前記各補
正工程後に、前記マスクを照明して前記マスクのパター
ンの像を感光性基板に露光する露光工程とを含むように
したものである。
An exposure apparatus according to the present invention includes, for example, the illumination apparatus described above for illuminating a mask having a predetermined pattern formed thereon, and a projection system for projecting an image of the mask onto a photosensitive substrate. It is desirable to have. Further, the exposure method according to the present invention is characterized in that the first position at the position where the mask on which the predetermined pattern is formed or the position where the photosensitive substrate at which the pattern of the mask is to be exposed is set is set.
A first measurement step of obtaining the first illumination characteristic under the first illumination condition; and a first step of providing a predetermined first light distribution for correcting the first illumination characteristic based on a result of the first measurement step. And a second illumination characteristic at a position where the mask is to be set or at a position where the photosensitive substrate is to be set.
A second measurement step for obtaining under a lighting condition of the second, a second correction step of providing a predetermined second light distribution for correcting a second illumination characteristic based on the result of the second measurement step, After each correction step, an exposure step of illuminating the mask and exposing an image of a pattern of the mask to a photosensitive substrate is provided.

【0011】この場合、第1の補正工程は、前記第1の
光分布を付与する第1の光分布補正部を照明光路に形成
することを含み、前記第1の光分布補正部は、所定の第
1の透過率分布を持つ複数の透過要素からなる第1の透
過領域と、前記第1の透過率分布とは異なる所定の第2
の透過率分布を持つ複数の透過要素からなる第2の透過
領域とを少なくとも含み、第2の補正工程は、前記第2
の光分布を付与する第2の光分布補正部を照明光路に形
成することを含み、前記第2の光分布補正部は、所定の
第3の透過率分布を持つ複数の透過要素からなる第3の
透過領域と、前記第3の透過率分布とは異なる所定の第
4の透過率分布を持つ複数の透過要素からなる第4の透
過領域とを少なくとも含むことをが好ましい。
In this case, the first correction step includes forming a first light distribution correction section for providing the first light distribution in the illumination light path, and the first light distribution correction section includes a predetermined light distribution correction section. A first transmission region including a plurality of transmission elements having a first transmittance distribution, and a second transmission region different from the first transmittance distribution.
A second transmission region including a plurality of transmission elements having a transmittance distribution of
Forming a second light distribution correction unit for providing the light distribution in the illumination light path, wherein the second light distribution correction unit includes a plurality of transmission elements having a predetermined third transmittance distribution. It is preferable to include at least a third transmission region and a fourth transmission region including a plurality of transmission elements having a predetermined fourth transmittance distribution different from the third transmittance distribution.

【0012】あるいは、第1の補正工程は、前記第1の
光分布を付与する第1の光分布補正部を照明光路に形成
することを含み、前記第1の光分布補正部は、所定の第
1の透過率分布を持つ複数の透過要素からなる第1の透
過領域を有し、第2の補正工程は、前記第2の光分布を
付与する第2の光分布補正部を照明光路に形成すること
を含み、前記第2の光分布補正部は、前記第1の透過率
分布とは異なる所定の第2の透過率分布を持つ複数の透
過要素からなる第2の透過領域を有するようにしても良
い。
Alternatively, the first correcting step includes forming a first light distribution correcting section for providing the first light distribution in an illumination light path, wherein the first light distribution correcting section includes a predetermined light distribution correcting section. A first light-transmitting region including a plurality of light-transmitting elements having a first light-transmittance distribution; Forming, wherein the second light distribution correction unit has a second transmission region including a plurality of transmission elements having a predetermined second transmittance distribution different from the first transmittance distribution. You may do it.

【0013】また、本発明によるマイクロデバイスの露
光方法は、以上に記載の露光方法を用いてマイクロデバ
イスを製造するようにしたものである。
Further, a method for exposing a micro device according to the present invention is a method for manufacturing a micro device using the above-described exposure method.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明による第1の実施の
形態について図1から図5を参照しながら説明する。図
1は本発明の第1の実施の形態に係る露光装置の構成の
概略を示す図である。図1に示すように、超高圧水銀ラ
ンプ11の中心の発光点は楕円鏡12の第1焦点上に配
置されており、この超高圧水銀ランプ11からの光束は
楕円鏡12により反射集光され、コールドミラー13によ
って反射される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a view schematically showing a configuration of an exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the emission point at the center of the ultra-high pressure mercury lamp 11 is located on the first focal point of the elliptical mirror 12, and the light beam from the ultra-high pressure mercury lamp 11 is reflected and condensed by the elliptical mirror 12. Is reflected by the cold mirror 13.

【0015】ここで、超高圧水銀ランプ11からは、例
えば、波長が436nm(g線)、あるいは365nm
(i線)等の光が供給される。さて、コールドミラー1
3で反射された光束は、楕円鏡12の第2焦点上で一旦
集光されて、コリメート光学系14によってほぼ平行光
束に変換され、オプティカルインテグレータ17へ導か
れる。
Here, from the ultrahigh pressure mercury lamp 11, for example, a wavelength of 436 nm (g line) or 365 nm
Light such as (i-line) is supplied. Well, cold mirror 1
The light beam reflected by 3 is once collected on the second focal point of the elliptical mirror 12, converted into a substantially parallel light beam by the collimating optical system 14, and guided to the optical integrator 17.

【0016】ここで、これら超高圧水銀ランプ11、楕
円鏡12及びコリメート光学系14は、ほぼ平行光束の
照明光を供給する光源部1を構成している。なお、この
光源部1は、波長が248nm(KrF)または波長が
193nm(ArF)のレーザ光を供給するエキシマレ
ーザ光源、波長が157nmのレーザ光を供給するF 2
レーザ光源等を光源と、これらの光源から供給される光
束を整形するビーム形成光学系と、被照射面にて生ずる
スペックル等を低減させるために光遅延光学系等を有す
る構成とすることもできる。
Here, these ultra-high pressure mercury lamps 11
The circular mirror 12 and the collimating optical system 14
The light source unit 1 that supplies illumination light is configured. Note that this
The light source unit 1 has a wavelength of 248 nm (KrF) or a wavelength of 248 nm (KrF).
Excimere that supplies 193 nm (ArF) laser light
Laser light source, F that supplies laser light with a wavelength of 157 nm Two
Light sources such as laser light sources, and light supplied from these light sources
Beam shaping optics to shape the bundle and occur at the illuminated surface
Has optical delay optical system etc. to reduce speckles etc.
It is also possible to adopt a configuration in which

【0017】さて、この光源部1からの平行光束中には
所望の波長域の光束のみを透過させる干渉フィルター1
5、及び後に詳述実するが調整手段(又は補正手段)と
しての光強度分布調整用フィルター(照度補正又は照度
調整用フィルター)16が配置されている。なお、図1
において、光強度分布調整用フィルター16は、オプテ
ィカルインテグレータ17から多少離れた位置に配され
た様子を示しているが、実際には、光強度分布調整用フ
ィルター16はオプティカルインテグレータ17の近傍
の位置(オプティカルインテグレータ17の入射面から
僅かに離れた位置)に配置されている。
An interference filter 1 that transmits only a light beam in a desired wavelength range in the parallel light beam from the light source unit 1 is described.
5, and a light intensity distribution adjustment filter (illuminance correction or illuminance adjustment filter) 16 as an adjustment unit (or correction unit), which will be described in detail later. FIG.
2 shows that the light intensity distribution adjusting filter 16 is arranged at a position slightly distant from the optical integrator 17, but in practice, the light intensity distribution adjusting filter 16 is located at a position (near the optical integrator 17). (A position slightly distant from the incident surface of the optical integrator 17).

【0018】さて、オプティカルインテグレータ17
は、図2に示すように、複数のレンズ素子17aが束ね
られたレンズ素子の集合体(いわゆる、フライアイレン
ズ)で構成されている。そして、コリメーションレンズ
14からの平行光束がオプティカルインテグレータ17
を通過することによって、そのオプティカルインテグレ
ータ17の射出側には、これを構成する小レンズの数と
等しい数の集光点(光源像)が形成され、ここには実質
的に2次光源(面光源)が形成される。この2次光源か
らの光束群は、図3の(A)〜(C)に示すように、例
えば互いに交換可能な3種の開口絞り(30〜32)を
有する可変開口絞り装置AS1によって所望の大きさ又
は所望の形状の光束に制限された後、集光光学系18に
よって視野絞り19上に集光される。なお、可変開口絞
り装置AS1は、例えば、ターレット板等の円形基板の
円周方向に沿って形成された図3に示す3種の開口絞り
(30〜32)を備え、その円形基板を回転に伴い3種
の開口絞り(30〜32)の内の1つが照明光路内に設
定されるように構成されている。なお、オプティカルイ
ンテグレータ17と可変開口絞り装置AS1(変更手
段)とで光分布可変手段を構成している。
Now, the optical integrator 17
As shown in FIG. 2, is composed of an aggregate of lens elements (a so-called fly-eye lens) in which a plurality of lens elements 17a are bundled. Then, the parallel light beam from the collimation lens 14 is
Is formed on the exit side of the optical integrator 17 in the number of condensing points (light source images) equal to the number of the small lenses constituting the optical integrator 17. A light source) is formed. As shown in FIGS. 3A to 3C, a group of light beams from the secondary light source is desired by a variable aperture stop apparatus AS1 having, for example, three kinds of aperture stops (30 to 32) that are interchangeable. After being limited to a light beam having a size or a desired shape, the light beam is condensed on a field stop 19 by a condensing optical system 18. The variable aperture stop AS1 includes, for example, three types of aperture stops (30 to 32) shown in FIG. 3 formed along the circumferential direction of a circular substrate such as a turret plate, and rotates the circular substrate. Accordingly, one of the three types of aperture stops (30 to 32) is configured to be set in the illumination optical path. Note that the optical integrator 17 and the variable aperture stop AS1 (change means) constitute a light distribution changing means.

【0019】さて、2次光源は、集光光学系18の前側
焦点位置に配置されており、また、視野絞り19は、集
光光学系18の後側焦点位置に配置されている。従っ
て、2次光源の各光源像からの光束は集光光学系18を
通過すると視野絞り19の開口部を重畳的に照明する。
その後、この視野絞り19の開口部を重畳的に照明した各
光束はリレー光学系(20、22)を通過した後、回路
パターン等の所定のパターンが形成されたマスク(レチ
クル)23を重畳的に均一照明する。
The secondary light source is located at the front focal position of the condenser optical system 18, and the field stop 19 is located at the rear focal position of the condenser optical system 18. Therefore, when the light flux from each light source image of the secondary light source passes through the condenser optical system 18, it illuminates the opening of the field stop 19 in a superimposed manner.
After that, each light beam that illuminates the opening of the field stop 19 in a superimposed manner passes through the relay optical system (20, 22), and is then superimposed on a mask (reticle) 23 on which a predetermined pattern such as a circuit pattern is formed. Illuminate uniformly.

【0020】ここで、リレー光学系(20、22)は、
前群20と後群22とから構成されており、このリレー
光学系(20、22)の2つのレンズ群の間には光路屈
曲用のミラー21が配置されている。さて、以上の照明
装置によってマスクが均一照明されると、マスク23の
パターン像が投影光学系24によってレジストが塗布さ
れたウエハ等の感光性基板25上に投影露光される。
Here, the relay optical system (20, 22)
The relay optical system (20, 22) includes a front group 20 and a rear group 22, and a mirror 21 for bending the optical path is arranged between two lens groups of the relay optical system (20, 22). When the mask is uniformly illuminated by the above illumination device, the pattern image of the mask 23 is projected and exposed by the projection optical system 24 onto a photosensitive substrate 25 such as a wafer on which a resist is applied.

【0021】ここで、マスク23は、マスクステージM
Sに保持されており、また、感光性基板25は、基板ス
テージWSに保持されている。そして、基板ステージW
Sの一端には、投影光学系24の結像面(感光性基板の
表面の被露光面)に沿って照明特性の1つである照度を
2次元的なマトリックス状に計測する照度センサーIS
が設けられている。また、投影光学系24は、瞳位置に
配置された開口絞りAS2と、その開口絞りAS2を挟
んで第1レンズ群24Aと、第2レンズ群24Bとを有
している。
Here, the mask 23 is a mask stage M
S, and the photosensitive substrate 25 is held on the substrate stage WS. Then, the substrate stage W
At one end of S, an illuminance sensor IS that measures the illuminance, which is one of the illumination characteristics, in a two-dimensional matrix along the imaging surface of the projection optical system 24 (the exposed surface of the photosensitive substrate).
Is provided. The projection optical system 24 has an aperture stop AS2 arranged at the pupil position, a first lens group 24A, and a second lens group 24B with the aperture stop AS2 interposed therebetween.

【0022】なお、オプティカルインテグレータ17の
入射面、視野絞り19は、マスク面(投影光学系の物体
面)又は感光性基板25上の被露光面(投影光学系の結
像面)と光学的に共役となっている。また、オプティカ
ルインテグレータ17の射出面又は開口絞り(30〜3
2)は、照明光学系の瞳の位置にあり、これらは投影光
学系24の瞳又はその位置に配置された開口絞りAS2
と光学的に共役となっている。
The entrance surface of the optical integrator 17 and the field stop 19 are optically connected to the mask surface (the object surface of the projection optical system) or the surface to be exposed on the photosensitive substrate 25 (the imaging surface of the projection optical system). It is conjugate. Also, the exit surface of the optical integrator 17 or the aperture stop (30 to 3)
2) is at the position of the pupil of the illumination optical system, and these are the pupil of the projection optical system 24 or the aperture stop AS2 arranged at that position.
And optically conjugate.

【0023】さて、次に、図3に示す3種の開口絞り
(30〜32)を用いた場合における調整手段(又は補
正手段)としての光強度分布調整用フィルター(照度補
正又は照度調整用フィルター)16の製造方法並びに構
成について説明する。ここで、図3において(A)は大
きい円形開口部を有する開口絞り(大σ絞り)30、
(B)は小さい円形開口部を有する開口絞り(小σ絞
り)31、(C)は輪帯状開口部を有する開口絞り(輪
帯絞り)32の様子をそれぞれ示している。そして、図
3(A)に示す開口絞り30の円形開口部の直径をD30
とし、図3(B)に示す開口絞り31の円形開口部の直
径をD31、図3(C)に示す開口絞り32の輪帯開口部
の外径をD32、図3(C)に示す開口絞り32の輪帯開
口部の内径をd32とするとき、D30とD32とが等しく、
D31とd32とが等しいものとする。 〔ステップ1〕ステップ1では、第1の照明条件のもと
で感光性基板25が設定されるべき位置(投影光学系2
4の結像面の位置)での照度分布を求める。そこで、第
1の照明条件を設定するために、可変開口絞り装置AS
1によって、3種の開口絞り(30〜32)の内の小円
形開口を有する開口絞り(小σ絞り)31を照明光路に
設定する。このとき、露光用のマスク23はマクステー
ジMSから取り外されるか、あるいは、マクステージM
Sには、露光用のマスク23と同じ厚さを持つ平行平面
板が配置される。
Next, a light intensity distribution adjustment filter (illuminance correction or illuminance adjustment filter) as adjustment means (or correction means) when the three types of aperture stops (30 to 32) shown in FIG. 3 are used. ) 16 will be described. Here, in FIG. 3, (A) is an aperture stop (large σ stop) 30 having a large circular aperture,
(B) shows an aperture stop (small σ stop) 31 having a small circular opening, and (C) shows an aperture stop (ring stop) 32 having an annular opening. The diameter of the circular aperture of the aperture stop 30 shown in FIG.
The diameter of the circular aperture of the aperture stop 31 shown in FIG. 3B is D31, the outer diameter of the annular opening of the aperture stop 32 shown in FIG. 3C is D32, and the aperture shown in FIG. When the inner diameter of the orifice opening of the diaphragm 32 is d32, D30 and D32 are equal,
It is assumed that D31 and d32 are equal. [Step 1] In step 1, the position where the photosensitive substrate 25 is to be set under the first illumination condition (the projection optical system 2
(The position of the imaging plane No. 4). Therefore, in order to set the first illumination condition, the variable aperture stop device AS
According to 1, an aperture stop (small σ stop) 31 having a small circular aperture among the three types of aperture stops (30 to 32) is set in the illumination optical path. At this time, the exposure mask 23 is removed from the max stage MS or the
In S, a parallel flat plate having the same thickness as the exposure mask 23 is arranged.

【0024】次に、基板ステージWSの一端に設けられ
ている照度センサーISを用いて、第1の照明条件(小
円形開口を有する開口絞り31の設定による照明条件)
のもとでの投影光学系24の結像面に沿った照度を2次
元マトリックス状に計測して、この時の第1の照度分布
31(x,y) を求める。但し、x及びyは、投影光学系2
4の結像面内での位置である。 〔ステップ2〕次に、ステップ2では、第1の照明条件
のもとで求められた第1の照度分布I 31(x,y) の結果
(ステップ1の計測結果)に基づいて、光強度分布調整
用フィルター16にどのような第1の透過率分布TA(x,
y)を付与すれば良いかを以下の数式1を用いて算出す
る。
Next, one end of the substrate stage WS is provided.
The first illuminating condition (small
Illumination conditions by setting aperture stop 31 having a circular aperture)
Illuminance along the image plane of the projection optical system 24 under the
First illuminance distribution at this time, measured in the form of an original matrix
I31Find (x, y). Where x and y are the projection optical system 2
4 is a position in the image plane. [Step 2] Next, in step 2, the first illumination condition
Illuminance distribution I obtained under the condition 31(x, y) result
Light intensity distribution adjustment based on (measurement result of step 1)
What is the first transmittance distribution TA (x,
y) is calculated using Equation 1 below.
You.

【0025】[0025]

【数1】TA(x,y)=CA /I31(x,y) ここで、CA は定数であり、I31(x,y) の最大値が1
(すなわち、透過率が100%)になるような値を選択
するのが望ましい。説明するまでもないが、それ以下で
あると光量を必要以上に損失してしまい、それ以上であ
ると、光強度分布調整用フィルター16の製作が不可能
である。
## EQU1 ## where TA (x, y) = CA / I 31 (x, y) where CA is a constant and the maximum value of I 31 (x, y) is 1
It is desirable to select such a value that the transmittance becomes 100%. Needless to say, if it is less than this, the light quantity is unnecessarily lost, and if it is more than that, it is impossible to manufacture the light intensity distribution adjusting filter 16.

【0026】図5には、ある照明条件(露光条件)のも
とでの被露光面25での照度分布I(x,y) とその照度分
布I(x,y) を補正し得るようなフィルター16での透過
率分布T(x,y) との関係を示している。今、第1の照明
条件(第1の露光条件)のもとでの被露光面25での第
1の照度分布I31(x,y) を図5(A)に示す分布とす
る。この場合、この図5(A)に示す分布とは逆特性を
有する図5(B)に示す第1の透過率分布TA(x,y)をフ
ィルター16に付与すれば、図5(A)に示す第1の照
度分布I31(x,y) の不均一性を補正できることが理解さ
れる。 〔ステップ3〕以上のように、第1の照明条件のもとで
の第1の透過率分布TA(x,y)が求めた後、ステップ3で
は、次に、光強度分布調整用フィルター16のどの位置
に第1の透過率分布TA(x,y)を形成すれば良いかを決定
する。
FIG. 5 shows an illuminance distribution I (x, y) on the surface 25 to be exposed under a certain illumination condition (exposure condition) and the illuminance distribution I (x, y) which can be corrected. The relationship with the transmittance distribution T (x, y) in the filter 16 is shown. Now, assume that the first illuminance distribution I 31 (x, y) on the exposed surface 25 under the first illumination condition (first exposure condition) is a distribution shown in FIG. In this case, if the first transmittance distribution TA (x, y) shown in FIG. 5B having the opposite characteristic to the distribution shown in FIG. It can be understood that the non-uniformity of the first illuminance distribution I 31 (x, y) shown in FIG. [Step 3] As described above, after the first transmittance distribution TA (x, y) under the first illumination condition is obtained, in step 3, the light intensity distribution adjusting filter 16 Where the first transmittance distribution TA (x, y) should be formed.

【0027】図4(A)は、第1の照明条件を設定する
開口絞り31が照明光路内に配置さた時において、開口
絞り31側からオプティカルインテグレータ17を見た
時の様子を示している。なお、図4(A)では、オプテ
ィカルインテグレータ17において、開口絞り31によ
って制限されないレンズ要素に「A」の記号を付してあ
り、換言すれば、開口絞り31の配置によっても露光
(照明)に寄与する光束が通過するレンズ要素に「A」
の記号を付してある。
FIG. 4A shows a state in which the optical integrator 17 is viewed from the aperture stop 31 side when the aperture stop 31 for setting the first illumination condition is arranged in the illumination optical path. . In FIG. 4A, in the optical integrator 17, a symbol “A” is attached to a lens element that is not limited by the aperture stop 31. In other words, exposure (illumination) is also performed depending on the arrangement of the aperture stop 31. "A" for the lens element through which the contributing light flux passes
The symbol is attached.

【0028】従って、開口絞り31の配置によってオプ
ティカルインテグレータ17の中心領域に位置する32
個のレンズ要素Aを各々を通過する光束は、最終的に投
影光学系24の結像面(感光性基板25)に形成される
結像領域(露光領域)で重畳するため、32個のレンズ
要素Aを通過する光束に対してそれぞれ第1の照度分布
31(x,y) の不均一性を補正するような光強度分布を付
与すれば良いことが理解される。
Therefore, the position of the aperture stop 31 in the central region of the optical integrator 17 depends on the arrangement of the aperture stop 31.
The luminous flux passing through each of the lens elements A is superimposed on an image-forming area (exposure area) finally formed on the image-forming surface (photosensitive substrate 25) of the projection optical system 24. It is understood that a light intensity distribution that corrects the non-uniformity of the first illuminance distribution I 31 (x, y) should be given to the light flux passing through the element A.

【0029】よって、図4(C)に示すように、32個
のレンズ要素Aに対応する光強度分布調整用フィルター
16の光透過部分(第1透過要素)のそれぞれに、上記
ステップ2で求めた第1の透過率分布TA(x,y)を付与す
ることによって、第1の照度分布I31(x,y) を補正する
ことができる。なお、光強度分布調整用フィルター16
の32個の光透過部分(第1透過要素)は第1の光分布
補正部を構成する。
Therefore, as shown in FIG. 4 (C), each of the light transmitting portions (first transmitting elements) of the light intensity distribution adjusting filter 16 corresponding to the 32 lens elements A is obtained in step 2 described above. The first illuminance distribution I 31 (x, y) can be corrected by giving the first transmittance distribution TA (x, y). The light intensity distribution adjusting filter 16
The 32 light transmitting portions (first transmitting elements) constitute a first light distribution correction unit.

【0030】続いて、次に、ステップ4にて第2の照明
条件のもとで照度分布の計測、ステップ5にて第2の照
明条件のもとでの補正すべき透過率の算出、ステップ6
にて第2の照明条件のもとで照度分布を補正する光強度
分布調整用フィルター16の構成について説明する。 〔ステップ4〕ステップ4では、第2の照明条件のもと
で感光性基板25が設定されるべき位置(投影光学系2
4の結像面の位置)での照度分布を求める。そこで、第
2の照明条件を設定するために、可変開口絞り装置AS
1によって、3種の開口絞り(30〜32)の内の輪帯
開口を有する開口絞り(輪帯絞り)32を照明光路に設
定する。このとき、露光用のマスク23はマクステージ
MSから取り外されるか、あるいは、マクステージMS
には、露光用のマスク23と同じ厚さを持つ平行平面板
が配置される。
Next, at step 4, the illuminance distribution is measured under the second illumination condition, and at step 5, the transmittance to be corrected under the second illumination condition is calculated. 6
The configuration of the light intensity distribution adjusting filter 16 that corrects the illuminance distribution under the second illumination condition will be described. [Step 4] In step 4, the position where the photosensitive substrate 25 is to be set under the second illumination condition (the projection optical system 2
(The position of the imaging plane No. 4). Therefore, in order to set the second illumination condition, the variable aperture stop device AS
According to 1, an aperture stop (ring stop) 32 having an annular aperture among the three types of aperture stops (30 to 32) is set in the illumination optical path. At this time, the exposure mask 23 is removed from the max stage MS or the
A parallel flat plate having the same thickness as that of the exposure mask 23 is disposed at the first position.

【0031】次に、基板ステージWSの一端に設けられ
ている照度センサーISを用いて、第2の照明条件(輪
帯開口を有する開口絞り32の設定による照明条件)の
もとでの投影光学系24の結像面に沿った照度を2次元
マトリックス状に計測して、この時の第2の照度分布I
32(x,y) を求める。但し、x及びyは、投影光学系24
の結像面内での位置である。 〔ステップ5〕次に、ステップ5では、第2の照明条件
のもとで求められた第2の照度分布I 32(x,y) の結果
(ステップ4の計測結果)に基づいて、光強度分布調整
用フィルター16にどのような第2の透過率分布TB(x,
y)を付与すれば良いかを以下の数式2を用いて算出す
る。
Next, one end of the substrate stage WS is provided.
The second illumination condition (ring
Illumination conditions by setting the aperture stop 32 having a band aperture)
The illuminance along the image plane of the projection optical system 24 is two-dimensional
The second illuminance distribution I at this time is measured in a matrix.
32Find (x, y). Where x and y are the projection optical system 24
In the image plane. [Step 5] Next, in step 5, the second illumination condition
Illuminance distribution I obtained under the condition 32(x, y) result
Light intensity distribution adjustment based on (measurement result in step 4)
What kind of second transmittance distribution TB (x,
y) is calculated using Equation 2 below.
You.

【0032】[0032]

【数2】TB(x,y)=CB /I32(x,y) ここで、CB は定数であり、I32(x,y) の最大値が1
(すなわち、透過率が100%)になるような値を選択
するのが望ましい。図5には、ある照明条件(露光条
件)のもとでの被露光面25での照度分布I(x,y) とそ
の照度分布I(x,y) を補正し得るようなフィルター16
での透過率分布T(x,y) との関係を示している。
## EQU2 ## where TB (x, y) = CB / I 32 (x, y) where CB is a constant, and the maximum value of I 32 (x, y) is 1
It is desirable to select such a value that the transmittance becomes 100%. FIG. 5 shows an illuminance distribution I (x, y) on the surface 25 to be exposed under a certain illumination condition (exposure condition) and a filter 16 capable of correcting the illuminance distribution I (x, y).
5 shows the relationship with the transmittance distribution T (x, y).

【0033】今、第2の照明条件(第2の露光条件)の
もとでの被露光面25での第2の照度分布I32(x,y) を
図5(A)に示す分布とする。この場合、この図5
(A)に示す分布とは逆特性を有する図5(B)に示す
第2の透過率分布TB(x,y)をフィルター16に付与すれ
ば、図5(A)に示す第2の照度分布I32(x,y) の不均
一性を補正できることが理解される。 〔ステップ6〕以上のように、第2の照明条件のもとで
の第2の透過率分布TB(x,y)を求めた後、ステップ5で
は、次に、光強度分布調整用フィルター16のどの位置
に第2の透過率分布TB(x,y)を形成すれば良いかを決定
する。
Now, the second illuminance distribution I 32 (x, y) on the surface 25 to be exposed under the second illumination condition (second exposure condition) is the same as the distribution shown in FIG. I do. In this case, FIG.
If the second transmittance distribution TB (x, y) shown in FIG. 5B having the opposite characteristic to the distribution shown in FIG. 5A is given to the filter 16, the second illuminance shown in FIG. It is understood that the non-uniformity of the distribution I 32 (x, y) can be corrected. [Step 6] As described above, after the second transmittance distribution TB (x, y) under the second illumination condition is determined, in step 5, the light intensity distribution adjusting filter 16 Where the second transmittance distribution TB (x, y) should be formed.

【0034】図4(B)は、第2の照明条件を設定する
開口絞り32が照明光路内に配置さた時において、開口
絞り32側からオプティカルインテグレータ17を見た
時の様子を示している。なお、図4(B)では、オプテ
ィカルインテグレータ17において、開口絞り32によ
って制限されないレンズ要素に「B」の記号を付してあ
り、換言すれば、開口絞り32の配置によっても露光
(照明)に寄与する光束が通過するレンズ要素に「B」
の記号を付してある。
FIG. 4B shows a state when the optical integrator 17 is viewed from the aperture stop 32 side when the aperture stop 32 for setting the second illumination condition is arranged in the illumination optical path. . In FIG. 4B, in the optical integrator 17, a lens element that is not restricted by the aperture stop 32 is denoted by “B”. In other words, exposure (illumination) is also performed depending on the arrangement of the aperture stop 32. "B" for the lens element through which the contributing light flux passes
The symbol is attached.

【0035】従って、開口絞り32の配置によってオプ
ティカルインテグレータ17の周辺領域に位置する84
個のレンズ要素Bを各々を通過する光束は、最終的に投
影光学系24の結像面(感光性基板25)に形成される
結像領域(露光領域)で重畳するため、84個のレンズ
要素Bを通過する光束に対してそれぞれ第2の照度分布
32(x,y) の不均一性を補正するような光強度分布を付
与すれば良いことが理解される。
Accordingly, the position 84 located in the peripheral area of the optical integrator 17 depends on the arrangement of the aperture stop 32.
The luminous flux passing through each of the lens elements B is superimposed on an image forming area (exposure area) finally formed on the image forming plane (photosensitive substrate 25) of the projection optical system 24, so that 84 lenses are used. It is understood that a light intensity distribution that corrects the non-uniformity of the second illuminance distribution I 32 (x, y) may be given to the light flux passing through the element B.

【0036】よって、図4(C)に示すように、84個
のレンズ要素Bに対応する光強度分布調整用フィルター
16の光透過部分(第2透過要素)のそれぞれに、上記
ステップ5で求めた第2の透過率分布TB(x,y)を付与す
ることによって、第2の照度分布I32(x,y) を補正する
ことができる。なお、光強度分布調整用フィルター16
の84個の光透過部分(第2透過要素)は第2の光分布
補正部を構成する。
Therefore, as shown in FIG. 4 (C), each of the light transmitting portions (second transmitting elements) of the light intensity distribution adjusting filter 16 corresponding to the 84 lens elements B is obtained in step 5 described above. By giving the second transmittance distribution TB (x, y), the second illuminance distribution I 32 (x, y) can be corrected. The light intensity distribution adjusting filter 16
The 84 light transmitting portions (second transmitting elements) constitute a second light distribution correction unit.

【0037】以上のように、ステップ3及びステップ6
によって、最終的には、図4(C)に示すように、光強
度分布調整用フィルター16は、第1の透過率分布TA
(x,y)を持つ複数の透過部分からなる中心領域(第1の
光分布補正部)と、第2の透過率分布TB(x,y)を持つ複
数の透過部分からなる周辺領域(第2の光分布補正部)
とを有することによって、小さい円形開口部を持つ開口
絞り31と輪帯開口を持つ開口絞り32とのいずれか一
方を照明光路中に設定したとしても、感光性基板25上
では極めて高い照度均一性を得る事が出来る。しかも、
大σ絞り30の開口部は、小σ絞り31の開口部と輪帯
絞り32の開口部とを合わせたものである為、図4
(C)に示す光強度分布調整用フィルター16が図1に
示す位置に設定されていれば、特に何もしなくとも、大
σ絞り30の選択時にも、感光性基板25上では極めて高
い照度均一性を十分に得ることができる。
As described above, steps 3 and 6
Finally, as shown in FIG. 4C, the filter 16 for adjusting the light intensity distribution adjusts the first transmittance distribution TA.
A central region (first light distribution correction unit) including a plurality of transmission portions having (x, y) and a peripheral region (first region) including a plurality of transmission portions having a second transmittance distribution TB (x, y). 2 light distribution correction unit)
By setting the aperture stop 31 having a small circular aperture or the aperture stop 32 having a ring-shaped aperture in the illumination optical path, the illuminance uniformity is extremely high on the photosensitive substrate 25. Can be obtained. Moreover,
Since the opening of the large σ stop 30 is the combination of the opening of the small σ stop 31 and the opening of the annular stop 32, FIG.
If the light intensity distribution adjusting filter 16 shown in (C) is set at the position shown in FIG. 1, the illuminance uniformity is extremely high on the photosensitive substrate 25 even when the large σ stop 30 is selected without any particular operation. Sex can be sufficiently obtained.

【0038】なお、本発明による光強度分布調整用フィ
ルター16の製造手順は、以上の各ステップの順番に限
ることはなく、以上の各ステップの順番を変更すること
ができることは言うまでもない。例えば、予め複数の照
明条件のもとでの照度分布I(x,y) をそれぞれ計測した
後、各計測結果に基づいて各照明条件毎の補正すべきフ
ィルター16の透過率分布T(x,y) を算出し、最後に、
各照明条件毎の補正すべきフィルター16の透過率分布
T(x,y) をフィルター16の各領域に形成するようにし
ても良い。
The manufacturing procedure of the light intensity distribution adjusting filter 16 according to the present invention is not limited to the order of the above steps, and it goes without saying that the order of the above steps can be changed. For example, the illuminance distribution I (x, y) under a plurality of illumination conditions is measured in advance, and the transmittance distribution T (x, y) of the filter 16 to be corrected for each illumination condition based on each measurement result. y), and finally,
The transmittance distribution T (x, y) of the filter 16 to be corrected for each illumination condition may be formed in each region of the filter 16.

【0039】ところで、以上にて示した光強度分布調整
用フィルター16では、説明を容易にする意図から、小
σ絞り31の開口部と輪帯絞り32の開口部との和が、
大σ絞り30の開口部と等しくなる例を示したが、小σ
絞り31の開口部と輪帯絞り32の開口部との和が、大
σ絞り30の開口部と等しくならない例を図6及び図7
を参照しながら説明する。
By the way, in the light intensity distribution adjusting filter 16 described above, the sum of the opening of the small σ stop 31 and the opening of the annular stop 32 is set for the sake of simplicity.
An example in which the aperture is equal to the aperture of the large σ stop 30 has been described.
FIGS. 6 and 7 show an example in which the sum of the aperture of the diaphragm 31 and the aperture of the annular diaphragm 32 is not equal to the aperture of the large σ diaphragm 30.
This will be described with reference to FIG.

【0040】すなわち、以下においては、図3に示す3
種の開口絞り(30〜32)の代わりに、図6に示す3
種の開口絞り(130〜132)を用いた場合における
別の光強度分布調整用フィルター160の製造方法並び
に構成について説明する。なお、この場合における露光
装置の構成は、図1と全く同じであるため説明を省略す
る。
That is, in the following, 3 shown in FIG.
Instead of a kind of aperture stop (30-32), 3
A description will be given of a manufacturing method and a configuration of another light intensity distribution adjusting filter 160 in the case of using various kinds of aperture stops (130 to 132). The configuration of the exposure apparatus in this case is exactly the same as that of FIG.

【0041】図6において(A)は大きい円形開口部を
有する開口絞り(大σ絞り)130、(B)は小さい円
形開口部を有する開口絞り(小σ絞り)131、(C)
は輪帯状開口部を有する開口絞り(輪帯絞り)132の
様子をそれぞれ示している。そして、図6(A)に示す
開口絞り130の円形開口部の直径をD130 とし、図6
(B)に示す開口絞り131の円形開口部の直径をD13
1 、図6(C)に示す開口絞り132の輪帯開口部の外
径をD132 、図3(C)に示す開口絞り132の輪帯開
口部の内径をd132 とするとき、D130 とD132 とが等
しく、d132 <D131 <D132 の関係が成立しているも
のとする。
In FIG. 6, (A) is an aperture stop (large σ stop) 130 having a large circular aperture, (B) is an aperture stop (small σ stop) 131 having a small circular aperture, (C)
Shows the state of an aperture stop (ring stop) 132 having a ring-shaped opening. The diameter of the circular aperture of the aperture stop 130 shown in FIG.
The diameter of the circular aperture of the aperture stop 131 shown in FIG.
1. When the outer diameter of the annular opening of the aperture stop 132 shown in FIG. 6C is D132 and the inner diameter of the annular opening of the aperture stop 132 shown in FIG. Are equal, and the relationship d132 <D131 <D132 holds.

【0042】本例においては、3種の開口絞り(130
〜132)のいずれを選択しても、被露光面(感光性基
板25の表面)上を照度を均一にする為には、例えば、
以下の手順でフィルター16の透過率分布を決定するこ
とができる。なお、理解を容易にするために、本例のフ
ィルター160においては、図4に示した前述のフィル
ター16の製造手順とは異なる手順で説明する。 〔ステップ1〕ステップ1では、感光性基板25が設定
されるべき位置(投影光学系24の結像面の位置)での
照度分布を3つの照明条件(3種の絞りの設定)毎に計
測する。すなわち、図1に示す可変開口絞り装置AS1
によって3種の開口絞り(130〜132)の1つを順
番に照明光路に設定し、絞りが順次設定される毎に、投
影光学系24の結像面に沿った照度を2次元マトリック
ス状に計測して、大σ絞り130の設定による照度分布
130(x,y)、小σ絞り131の設定による照度分布I
131(x,y)、輪帯絞り132 の設定による照度分布I
132(x,y)を順次求める。なお、照度計測時には、露光用
のマスク23はマクステージMSから取り外されるか、
あるいは、マクステージMSには、露光用のマスク23
と同じ厚さを持つ平行平面板が配置される。 〔ステップ2〕次に、ステップ1の計測によって得られ
た各照明条件毎の照度分布に含まれる照度むら(照度不
均一性)を補正するフィルター160の透過率分布をそ
れぞれ求める。この事に先立って、小σ絞り131の開
口部に対応するフィルター160の領域と輪帯絞り13
2の開口部に対応するフィルター160の領域との重複
領域を補正するために、各絞り(131、132)の開
口部に対応するフィルター160の領域を複数領域に分
割する。
In this example, three types of aperture stops (130
To 132), in order to make the illuminance uniform on the surface to be exposed (the surface of the photosensitive substrate 25), for example,
The transmittance distribution of the filter 16 can be determined by the following procedure. In order to facilitate understanding, the filter 160 of the present embodiment will be described using a procedure different from the above-described procedure for manufacturing the filter 16 shown in FIG. [Step 1] In step 1, the illuminance distribution at the position where the photosensitive substrate 25 is to be set (the position of the imaging plane of the projection optical system 24) is measured for each of the three illumination conditions (three types of aperture settings). I do. That is, the variable aperture stop AS1 shown in FIG.
, One of the three types of aperture stops (130 to 132) is sequentially set in the illumination optical path, and each time the stop is sequentially set, the illuminance along the imaging plane of the projection optical system 24 is formed into a two-dimensional matrix. Measured, the illuminance distribution I 130 (x, y) according to the setting of the large σ stop 130 and the illuminance distribution I according to the setting of the small σ stop 131
131 (x, y), the illuminance distribution I by setting annular stop 13 2
132 (x, y) is obtained sequentially. At the time of illuminance measurement, the exposure mask 23 is removed from the Mac stage MS, or
Alternatively, the mask 23 for exposure is
A plane-parallel plate having the same thickness as is arranged. [Step 2] Next, the transmittance distribution of the filter 160 for correcting the illuminance unevenness (illuminance non-uniformity) included in the illuminance distribution for each illumination condition obtained by the measurement in step 1 is obtained. Prior to this, the area of the filter 160 corresponding to the opening of the small σ stop 131 and the annular stop 13
In order to correct the overlapping area with the area of the filter 160 corresponding to the second opening, the area of the filter 160 corresponding to the opening of each diaphragm (131, 132) is divided into a plurality of areas.

【0043】まずは、図7(A)及び図7(B)に示す
ように、第1の照明条件を設定する小σ絞り131の開
口部と第2の照明条件を設定する輪帯絞り132の開口
部との互いの絞りの開口部の形状を考慮しながらオプテ
ィカルインテグレータ17を構成するレンズ要素の配列
に合わせて双方の開口部を複数の領域に分割する。ここ
で、図7(A)は、第1の照明条件を設定する小σ絞り
131が照明光路内に配置された時において、小σ絞り
131側からオプティカルインテグレータ17を見た時
の様子を示している。また、図7(B)は、第2の照明
条件を設定する輪帯絞り132が照明光路内に配置され
た時において、輪帯絞り132側からオプティカルイン
テグレータ17を見た時の様子を示している。
First, as shown in FIGS. 7A and 7B, the aperture of the small σ stop 131 for setting the first illumination condition and the annular stop 132 for setting the second illumination condition are set. Both apertures are divided into a plurality of regions in accordance with the arrangement of the lens elements constituting the optical integrator 17 in consideration of the shapes of the apertures of the apertures and the apertures. Here, FIG. 7A shows a state when the optical integrator 17 is viewed from the small σ stop 131 side when the small σ stop 131 for setting the first illumination condition is arranged in the illumination optical path. ing. FIG. 7B shows a state when the optical integrator 17 is viewed from the annular stop 132 side when the annular stop 132 for setting the second illumination condition is arranged in the illumination optical path. I have.

【0044】図7(A)と図7(B)との比較から理解
されるように、図7(A)では、オプティカルインテグ
レータ17において、小σ絞り131によって制限され
ないレンズ要素に「A」及び「B」の記号を付してあ
り、換言すれば、小σ絞り131の配置によっても露光
(照明)に寄与する光束が通過するレンズ要素に「A」
及び「B」の記号を付してある。特に、図7(A)で
は、オプティカルインテグレータ17において、輪帯絞
り132の内径を規定する中心の遮光部分によって制限
される16個のレンズ要素に「A」の記号を付してあ
る。
As can be understood from a comparison between FIGS. 7A and 7B, in FIG. 7A, in the optical integrator 17, "A" and "A" The symbol “B” is attached. In other words, “A” is assigned to a lens element through which a light beam contributing to exposure (illumination) passes even when the small σ stop 131 is disposed.
And the symbol “B”. In particular, in FIG. 7A, in the optical integrator 17, the symbol “A” is given to 16 lens elements limited by the central light-shielding portion that defines the inner diameter of the annular stop 132.

【0045】一方、図7(B)では、オプティカルイン
テグレータ17において、輪帯絞り132によって制限
されないレンズ要素に「B」及び「C」の記号を付して
あり、換言すれば、輪帯絞り132の配置によっても露
光(照明)に寄与する光束が通過するレンズ要素に
「B」及び「C」の記号を付してある。特に、図7
(B)では、オプティカルインテグレータ17におい
て、輪帯絞り132の内径と小σ絞り131の開口径と
に挟まれる領域に対応する44個のレンズ要素に「B」
の記号を付してあり、小σ絞り131の開口径と輪帯絞
り132の外径とに挟まれる領域に対応する60個のレ
ンズ要素に「C」の記号を付してある。
On the other hand, in FIG. 7B, in the optical integrator 17, the symbols "B" and "C" are given to the lens elements which are not restricted by the annular stop 132, in other words, the annular stop 132 The symbols "B" and "C" are given to the lens elements through which the light beam contributing to the exposure (illumination) passes even in the arrangement of. In particular, FIG.
In (B), in the optical integrator 17, “B” is assigned to 44 lens elements corresponding to a region sandwiched between the inner diameter of the annular stop 132 and the opening diameter of the small σ stop 131.
The symbol “C” is assigned to the 60 lens elements corresponding to the area between the aperture diameter of the small σ stop 131 and the outer diameter of the annular stop 132.

【0046】次に、ステップ1の各計測結果に基づい
て、図7(C)に示すように、16個のレンズ要素Aに
対応する光強度分布調整用フィルター160の光透過部
分(第1透過要素)のそれぞれに付与すべき第1の透過
率分布TA(x,y)、44個のレンズ要素Bに対応する光強
度分布調整用フィルター160の光透過部分(第2透過
要素)のそれぞれに付与すべき第2の透過率分布TB(x,
y)、60個のレンズ要素Cに対応する光強度分布調整用
フィルター160の光透過部分(第3透過要素)のそれ
ぞれに付与すべき第3の透過率分布TC(x,y)を順次求め
る。
Next, based on each measurement result in step 1, as shown in FIG. 7C, the light transmitting portion (first transmitting portion) of the light intensity distribution adjusting filter 160 corresponding to the 16 lens elements A The first transmittance distribution TA (x, y) to be given to each of the elements, and the light transmitting portions (second transmitting elements) of the light intensity distribution adjusting filter 160 corresponding to the 44 lens elements B. The second transmittance distribution TB (x,
y), a third transmittance distribution TC (x, y) to be given to each of the light transmitting portions (third transmitting elements) of the light intensity distribution adjusting filter 160 corresponding to the 60 lens elements C is sequentially obtained. .

【0047】ステップ1の各測定結果より、フィルター
160の内の要素レンズAに対応する部分に与える透過
率分布TA(x,y)は、以下の数式3にて与えられる。
From the measurement results in step 1, the transmittance distribution TA (x, y) given to the portion of the filter 160 corresponding to the element lens A is given by the following equation (3).

【0048】[0048]

【数3】TA (x,y) =C1/{I130(x,y)−I132(x,y)} 但し、C1は定数であり、TA (x,y) の最大値が1(す
なわち、透過率が100%)になる値が望ましい。上記
数式3では、大σ絞り130を設定した時の照度分布I
130(x,y)と輪帯絞り132を設定した時の照度分布I
132(x,y)との差を補正し得る透過率分布TA(x,y) を求
めている。換言すれば、これは、輪帯絞り132の内径
を規定する中央の遮光部と同じ大きさの開口を持つ絞り
を図1に示すオプティカルインテグレータ17の射出側
の位置に設定し、その時の感光性基板25上に形成され
る照度分布のむらを補正するような透過率分布TA (x,
y) を求めていることに等しい。次に、フィルター16
0の内の要素レンズBに対応する部分に与える透過率分
布TB (x,y) を求めるが、ここでは簡単の為、オプティ
カルインテグレータ17に入射面での光束の強度分布が
均一であると仮定して計算する。また、要素レンズAは
16個、要素レンズBは44個であるが、周辺の要素レ
ンズBは小σ絞り131からはみ出しているので、小σ
絞り131内の要素レンズBは実効的に32個であると
して計算する。フィルター160の内の要素レンズBに
対応する部分に与える透過率分布TB(x,y)は、以下の数
式4にて与えられる。
## EQU3 ## where TA (x, y) = C1 / {I 130 (x, y) -I 132 (x, y)} where C1 is a constant, and the maximum value of TA (x, y) is 1 ( That is, a value that results in a transmittance of 100%) is desirable. In the above equation 3, the illuminance distribution I when the large σ stop 130 is set
Illuminance distribution I when 130 (x, y) and annular diaphragm 132 are set
The transmittance distribution TA (x, y) that can correct the difference from 132 (x, y) is obtained. In other words, this means that an aperture having the same size as the central light-shielding portion that defines the inner diameter of the annular aperture 132 is set at the position on the emission side of the optical integrator 17 shown in FIG. A transmittance distribution TA (x, x) for correcting unevenness of the illuminance distribution formed on the substrate 25.
y). Next, filter 16
The transmittance distribution TB (x, y) given to the portion corresponding to the element lens B out of 0 is obtained. Here, for the sake of simplicity, it is assumed that the optical integrator 17 has a uniform light intensity distribution on the incident surface. And calculate. The number of the element lenses A is 16 and the number of the element lenses B is 44. However, since the peripheral element lenses B protrude from the small σ stop 131, the small σ
The calculation is performed on the assumption that the number of element lenses B in the diaphragm 131 is effectively 32. The transmittance distribution TB (x, y) given to the portion corresponding to the element lens B in the filter 160 is given by the following Expression 4.

【0049】[0049]

【数4】 TB(x,y)=C2/I131(x,y)−16×TA (x,y) /32 但し、C2は定数であり、TB (x,y) の最大値が1になる
値が望ましい。上記数式4の意味する所を言葉で書け
ば、次の様になる。照度分布I131(x,y)を均一にする透
過率分布はC2/I131(x,y)であるが、既に要素レンズA
に対応する個所の透過率分布は決定してしまっているの
で、この影響も打ち消すために−16×TA (x,y) /32が
加えてある。
[Expression 4] TB (x, y) = C2 / I 131 (x, y) −16 × TA (x, y) / 32 where C 2 is a constant, and the maximum value of TB (x, y) is A value that becomes 1 is desirable. If the meaning of the above equation 4 is written in words, it is as follows. The transmittance distribution for making the illuminance distribution I 131 (x, y) uniform is C2 / I 131 (x, y), but the element lens A
Since the transmittance distribution of the corresponding points are accidentally determined, in order to counteract also this effect -16 × T A (x, y ) / 32 is with addition.

【0050】次に、フィルター160の内の要素レンズ
Cに対応する部分に与える透過率分布TC(x,y)を求め
る。ここで、要素レンズAは16個、要素レンズBは4
4個、要素レンズCは60個であるが、周辺の要素レン
ズCは大σ絞り130からはみ出しているので、絞り1
30内の要素レンズCは実効的に46個であるとして、
透過率分布TC(x,y)を計算する。フィルター160の内
の要素レンズCに対応する部分に与える透過率分布TC
(x,y)は、以下の数式5にて与えられる。
Next, a transmittance distribution TC (x, y) to be given to a portion of the filter 160 corresponding to the element lens C is obtained. Here, 16 element lenses A and 4 element lenses B
Although there are four lens elements and 60 element lenses C, the peripheral element lenses C protrude from the large σ stop 130, so the stop 1
Assuming that the number of element lenses C in 30 is effectively 46,
The transmittance distribution TC (x, y) is calculated. Transmittance distribution TC applied to a portion of filter 160 corresponding to element lens C
(x, y) is given by Equation 5 below.

【0051】[0051]

【数5】TC(x,y)=C3/I130(x,y)−16×TA (x,y) /
46−44×TB (x,y) /46 但し、C3は定数であり、TC(x,y)の最大値が1になる値
が望ましい。以上のように、開口絞り130〜132の
いずれを照明光路内に設定したとしても、極めて高い照
度均一性を得る事が出来る。
## EQU5 ## TC (x, y) = C3 / I130 (x, y) -16.times.TA (x, y) /
46−44 × TB (x, y) / 46 where C3 is a constant, and it is desirable that the maximum value of TC (x, y) is 1. As described above, even if any of the aperture stops 130 to 132 is set in the illumination light path, extremely high illuminance uniformity can be obtained.

【0052】なお、確認の為に、図7(C)に示すフィ
ルター160を図1に示すフィルター16の代わりに設
定した場合における照度分布を計算する。まず、大σ絞
りに130を選択した場合の照度分布I'130(x,y) は、
以下の数式6にて与えられる。
For confirmation, the illuminance distribution when the filter 160 shown in FIG. 7C is set in place of the filter 16 shown in FIG. 1 is calculated. First, the illuminance distribution I ′ 130 (x, y) when 130 is selected for the large σ stop is
It is given by Equation 6 below.

【0053】[0053]

【数6】I'130(x,y) =I130(x,y)×{16×TA(x,y)+
44×TB(x,y)+46×TC(x,y)}/106 上記数式6を上記数式5に代入すると、以下に示す数式
7の関係が得られる。
## EQU6 ## I ′ 130 (x, y) = I 130 (x, y) × {16 × TA (x, y) +
44 × TB (x, y) + 46 × TC (x, y)} / 106 By substituting Equation 6 into Equation 5, the following Equation 7 is obtained.

【0054】[0054]

【数7】I'130(x,y) =46×C3/106 以上の数式7に示されるように、I'130(x,y) は、被照
射面(感光性基板25)上での各位置(x、y)によら
ない定数となり、大σ絞りに130を選択した場合でも
被照射面(感光性基板25)上での照度が均一となって
いる事が確認できる。
I ′ 130 (x, y) = 46 × C3 / 106 As shown in the above equation (7), I ′ 130 (x, y) is calculated on the irradiated surface (photosensitive substrate 25). It is a constant that does not depend on each position (x, y), and it can be confirmed that the illuminance on the irradiated surface (the photosensitive substrate 25) is uniform even when 130 is selected for the large σ stop.

【0055】次に、小σ絞り131を選択した場合の照
度分布I'131(x,y) は、以下の数式8にて与えられる。
Next, the illuminance distribution I ' 131 (x, y) when the small σ stop 131 is selected is given by the following equation (8).

【0056】[0056]

【数8】I'131(x,y) =I131(x,y)×{16×TA(x,y)+
32×TB(x,y)}/48 上記数式8を上記数式4に代入すると、以下に示す数式
9の関係が得られる。
## EQU8 ## I ' 131 (x, y) = I 131 (x, y) × {16 × TA (x, y) +
32 × TB (x, y)} / 48 By substituting Equation 8 into Equation 4, the following Equation 9 is obtained.

【0057】[0057]

【数9】I'131(x,y) =32×C2/48 以上の数式9に示されるように、I'131(x,y) は、被照
射面(感光性基板25)上での各位置(x、y)によら
ない定数となり、小σ絞り131を選択した場合でも被
照射面(感光性基板25)上での照度が均一となってい
る事が確認できる。
I ′ 131 (x, y) = 32 × C2 / 48 As shown by the above equation (9), I ′ 131 (x, y) is calculated on the irradiated surface (photosensitive substrate 25). It is a constant that does not depend on each position (x, y), and it can be confirmed that the illuminance on the irradiated surface (photosensitive substrate 25) is uniform even when the small σ stop 131 is selected.

【0058】最後に、輪帯絞り132を選択した場合の
照度分布I'132(x,y) は、大σ絞り130が形成する照
度分布から、輪帯絞り132の中央の遮光部の寄与分を
引くと考えれば、以下の数式10にて与えられる。
Finally, the illuminance distribution I ′ 132 (x, y) when the annular stop 132 is selected is based on the contribution of the central light shielding portion of the annular stop 132 from the illuminance distribution formed by the large σ stop 130. Is given by the following equation (10).

【0059】[0059]

【数10】 I'132(x,y) =I130(x,y)×{16×TA(x,y)+44×TB(x,y)+ 46×TC(x,y)}/106 −{I130(x,y)−I132(x,y)} ×TA(x,y) =46×C3/106 −{I130(x,y)−I132(x,y)}×TA(x,y) 上記数式10を上記数式3に代入すると、以下に示す数
式11の関係が得られる。
I ′ 132 (x, y) = I 130 (x, y) × {16 × TA (x, y) + 44 × TB (x, y) + 46 × TC (x, y)} / 106 − {I 130 (x, y) −I 132 (x, y)} × TA (x, y) = 46 × C3 / 106 − {I 130 (x, y) −I 132 (x, y)} × TA (x, y) By substituting Equation 10 into Equation 3, the following Equation 11 is obtained.

【0060】[0060]

【数11】I'132(x,y) =46×C3/106 +C1 以上の数式12に示されるように、I'132(x,y) は、被
照射面(感光性基板25)上での各位置(x、y)によ
らない定数となり、輪帯絞り132を選択した場合でも
被照射面(感光性基板25)上での照度が均一となって
いる事が確認できる。
I ′ 132 (x, y) = 46 × C3 / 106 + C1 As shown in the above equation 12, I ′ 132 (x, y) is calculated on the irradiated surface (photosensitive substrate 25). Is constant regardless of each position (x, y), and it can be confirmed that the illuminance on the irradiated surface (photosensitive substrate 25) is uniform even when the annular stop 132 is selected.

【0061】以上のように、図7(C)に示す光強度分
布調整用フィルター160は、第1の透過率分布TA(x,
y)を持つ複数の透過部分からなる中心領域(第1の透過
領域)と、第2の透過率分布TB(x,y)を持つ複数の透過
部分からなる第1の周辺領域(第2の透過領域)と、第
3の透過率分布TC(x,y)を持つ複数の透過部分からなる
第2の周辺領域(第3の透過領域)とを有することによ
って、3種の開口絞り(130〜132)のいずれか一
方を照明光路中に設定したとしても、感光性基板25上
では極めて高い照度均一性を得る事が出来る。
As described above, the light intensity distribution adjusting filter 160 shown in FIG. 7C has the first transmittance distribution TA (x,
y)) and a first peripheral region (second transmission region) having a plurality of transmission portions having a second transmittance distribution TB (x, y). (A transmission region) and a second peripheral region (a third transmission region) including a plurality of transmission portions having a third transmittance distribution TC (x, y), thereby providing three types of aperture stop (130). To 132) can be obtained on the photosensitive substrate 25, even if any one of them is set in the illumination light path.

【0062】なお、小σ絞り131が設定された時に
は、図7(A)に示すように、第1の透過率分布TA(x,
y)を持つ複数の透過部分からなる第1の透過領域と、第
2の透過率分布TB(x,y)を持つ複数の透過部分からなる
第2の透過領域とは、光強度分布調整用フィルター16
0の第1の光分布補正部を構成する。また、輪帯絞り1
32が設定された時には、図7(B)に示すように、第
2の透過率分布TB(x,y)を持つ複数の透過部分からなる
第2の透過領域と、第3の透過率分布TC(x,y)を持つ複
数の透過部分からなる第3の透過領域とは、光強度分布
調整用フィルター160の第2の光分布補正部を構成す
る。また、また、大σ絞り130が設定された時には、
第1の透過率分布TA(x,y)を持つ複数の透過部分からな
る第1の透過領域と、第2の透過率分布TB(x,y)を持つ
複数の透過部分からなる第2の透過領域と、第3の透過
率分布TC(x,y)を持つ複数の透過部分からなる第3の透
過領域とは、光強度分布調整用フィルター160の第2
の光分布補正部を構成する。
When the small σ stop 131 is set, as shown in FIG. 7A, the first transmittance distribution TA (x,
y) and a second transmission region including a plurality of transmission portions having a second transmittance distribution TB (x, y) are used for adjusting the light intensity distribution. Filter 16
0 constitutes a first light distribution correction unit. In addition, the annular diaphragm 1
When 32 is set, as shown in FIG. 7B, a second transmission region including a plurality of transmission portions having a second transmission distribution TB (x, y) and a third transmission distribution The third transmission region including a plurality of transmission portions having TC (x, y) constitutes a second light distribution correction unit of the light intensity distribution adjustment filter 160. Also, when the large σ stop 130 is set,
A first transmission region including a plurality of transmission portions having a first transmittance distribution TA (x, y) and a second transmission region including a plurality of transmission portions having a second transmittance distribution TB (x, y). The transmission region and the third transmission region including a plurality of transmission portions having the third transmittance distribution TC (x, y) are the second transmission region of the light intensity distribution adjusting filter 160.
Of the light distribution correction unit.

【0063】なお、図4(C)及び図4(C)に示す光
強度分布調整用フィルター(16、160)では、2つ
の異なる開口絞り(2つの照明条件)での照度分布(照
明特性)が最適となるように構成した例を示したが、本
発明ではこれに限る事はない。例えば、本発明による光
強度分布調整用フィルター(16、160)は、2つ以
上の異なる開口絞り(2つ以上の照明条件)での照度分
布(照明特性)が最適となるように構成する事も可能で
ある。
In the light intensity distribution adjusting filters (16, 160) shown in FIG. 4C and FIG. 4C, the illuminance distribution (illumination characteristics) at two different aperture stops (two illumination conditions). Although the example which comprised so that it became optimal was shown, in this invention, it is not limited to this. For example, the light intensity distribution adjusting filters (16, 160) according to the present invention are configured such that the illuminance distribution (illumination characteristics) at two or more different aperture stops (two or more illumination conditions) is optimized. Is also possible.

【0064】また、以上の光強度分布調整用フィルター
(16、160)では、例えば、開口絞り等を用いて2
次光源の形状を円形形状から輪帯形状(輪帯形状から円
形形状)に切り換える時に照度分布(照明特性)が最適
となるように例を示したが、本発明によるフィルター
(16、160)では、2次光源の形状を円形形状から
4極形状(4極形状から円形形状)または輪帯形状から
4極形状(4極形状から輪帯形状)に切り換える時に照
度分布(照明特性)が最適となるように構成することが
できる。なお、以上の図1示す例では、照明条件を変更
するために、可変開口絞り装置AS1を用いて光束の1
部を遮光していた。しかしながら、コリメート光学系1
4を変倍光学系にして、可変開口絞り装置AS1により
大σ絞り30と小σ絞り31との一方の絞りが設定され
る時には、コリメート光学系14の倍率を変化させれ
ば、高い照明効率のもとで照明条件を変更することがで
きる。また、この図1に示す例の場合、コリメート光学
系14とフィルター15との間の光路中において、特開
平5−251308に示すように、凸の円錐状屈折面を
有する光学部材と凹の円錐状屈折面を有する光学部材と
を有する輪帯光束形成光学系を着脱可能に設け、可変開
口絞り装置AS1による輪帯絞り32の設定時にその輪
帯光束形成光学系を光路に設定するようにすれば、輪帯
照明時にも効率の良い照明が可能となる。
In the light intensity distribution adjusting filters (16, 160), for example, an aperture stop or the like is used.
Although an example has been shown in which the illuminance distribution (illumination characteristics) is optimized when the shape of the next light source is switched from a circular shape to a ring shape (from a ring shape to a circular shape), the filter (16, 160) according to the present invention employs an example. Optimum illuminance distribution (illumination characteristics) when switching the shape of the secondary light source from a circular shape to a quadrupole shape (quadrupole shape to circular shape) or a ring shape to quadrupole shape (quadrupole shape to ring shape) It can be configured to be. In the example shown in FIG. 1, in order to change the illumination condition, the variable aperture stop AS1 is used to change the light flux.
The part was light-shielded. However, the collimating optical system 1
4 is a variable magnification optical system, and when one of the large σ stop 30 and the small σ stop 31 is set by the variable aperture stop device AS1, if the magnification of the collimating optical system 14 is changed, high illumination efficiency can be obtained. The lighting conditions can be changed under the conditions. In the case of the example shown in FIG. 1, in the optical path between the collimating optical system 14 and the filter 15, as shown in JP-A-5-251308, an optical member having a convex conical refracting surface and a concave An annular light beam forming optical system having an optical member having a convex refracting surface is detachably provided, and the annular light beam forming optical system is set in the optical path when the annular stop 32 is set by the variable aperture stop device AS1. Thus, efficient illumination can be achieved even during annular illumination.

【0065】また、図1では、オプティカルインテグレ
ータ17として、フライアイレンズを用いたが、図8
(A)及び図8(B)に示すように、オプティカルパイ
プ等(内面反射型のロッド部材等)を用いても良く、こ
のオプティカルパイプは内面反射するものであれば中空
パイプであってもガラスロッドであっても良い。この場
合、図8(A)及び図8(B)に示すように、図1に示
すフライアイレンズ17の代わりに、フィルター(1
6,160)からの光束を集光する集光レンズ40、そ
の集光レンズ40による集光光を入射端で受けるオプテ
ィカルパイプ41、そのオプティカルパイプ41の射出
端から射出する光束をコリメートするコリメートレンズ
42を光源側から順に配置する。ここで、図8(A)に
示すように、フィルター(16,160)とオプティカ
ルパイプ41の射出端とは、被照明面(マスク23)又
は被露光面(感光性基板25)と光学的に共役であり、
また、図8(B)に示すように、オプティカルパイプ4
1の入射端と可変開口絞り装置AS1による互いに交換
可能な開口絞り(30〜32)の位置とは、投影光学系
24又は照明光学系の瞳と光学的に共役である。さて、
図1では、オプティカルインテグレータ17を1つだけ
用いた露光装置の例を示したが、本発明によるフィルタ
ー(16,160)は、図9に示す様にオプティカルイ
ンテグレーターを2つ用いた構成を採用しても良い。
Although a fly-eye lens is used as the optical integrator 17 in FIG.
As shown in FIG. 8A and FIG. 8B, an optical pipe or the like (an internal reflection type rod member or the like) may be used. It may be a rod. In this case, as shown in FIGS. 8A and 8B, a filter (1) is used instead of the fly-eye lens 17 shown in FIG.
6, 160), an optical pipe 41 for receiving the light condensed by the condensing lens 40 at the incident end, and a collimating lens for collimating the light emitted from the exit end of the optical pipe 41. 42 are arranged in order from the light source side. Here, as shown in FIG. 8A, the filter (16, 160) and the exit end of the optical pipe 41 are optically connected to the surface to be illuminated (mask 23) or the surface to be exposed (photosensitive substrate 25). Conjugate,
Further, as shown in FIG.
The position of the entrance end 1 and the positions of the interchangeable aperture stops (30 to 32) by the variable aperture stop device AS1 are optically conjugate with the pupil of the projection optical system 24 or the illumination optical system. Now,
FIG. 1 shows an example of an exposure apparatus using only one optical integrator 17, but the filter (16, 160) according to the present invention employs a configuration using two optical integrators as shown in FIG. May be.

【0066】図9に示す装置は、図1に示す装置と異な
る所は、光源部1がエキシマレーザ光等のレーザ光を供
給する構成である点と、光源部1とフィルター(16,
160)との間の光路中に、オプティカルインテグレー
タ117と集光光学系118とを配置した点である。こ
こで、光源側のオプティカルインテグレータ117の入
射面と被露光面側のオプティカルインテグレータ17の
入射面とは、被照明面(マスク23)又は被露光面(感
光性基板25)と光学的に共役であり、また、フィルタ
ー(16,160)は、被照明面(マスク23)又は被
露光面(感光性基板25)と光学的にほぼ共役である。
The device shown in FIG. 9 differs from the device shown in FIG. 1 in that the light source unit 1 supplies laser light such as excimer laser light, and that the light source unit 1 and the filter (16,
160) is that the optical integrator 117 and the condensing optical system 118 are arranged in the optical path between the optical integrator 117 and the light condensing optical system 118. Here, the incident surface of the optical integrator 117 on the light source side and the incident surface of the optical integrator 17 on the exposed surface side are optically conjugate with the illuminated surface (mask 23) or the exposed surface (photosensitive substrate 25). In addition, the filters (16, 160) are almost optically conjugate with the surface to be illuminated (mask 23) or the surface to be exposed (photosensitive substrate 25).

【0067】以下において、図9に示す第2の実施の形
態に係る露光装置の概略構成について、簡単に説明す
る。光源部1は、波長が248nm(KrF)または波
長が193nm(ArF)のレーザ光を供給するエキシ
マレーザ光源、あるいは波長が157nmのレーザ光を
供給するF2 レーザ光源等の光源と、この光源から供給
される光束を整形するビーム形成光学系と、被照射面に
て生ずるスペックル等を低減させるために光遅延光学系
等を有している。
Hereinafter, a brief description will be given of a schematic configuration of the exposure apparatus according to the second embodiment shown in FIG. Light source unit 1 includes a excimer laser light source or a wavelength such as F 2 laser light source for supplying laser light of 157nm light source supplies a laser beam having a wavelength of 248 nm (KrF) or wavelength 193 nm (ArF), from the light source It has a beam forming optical system for shaping the supplied light beam, and an optical delay optical system for reducing speckles and the like generated on the irradiated surface.

【0068】そして、光源部1から供給される所定の波
長を持つレーザ光(ほぼ平行光束)は、第1のオプティ
カルインテグレータ(第1フライアレンズ)117に入
射する。すると、フライアイインテグレータ117の射
出側には、これを構成するレンズ素子の数と等しい数の
集光点(光源像)が形成され、ここには実質的に2次光
源が形成される。この2次光源からの光束群は、第1集
光光学系118によって集光されて第2のオプティカル
インテグレータ(第2フライアレンズ)17の入射面を
重畳的に照明する。
Then, the laser beam (approximately parallel light beam) having a predetermined wavelength supplied from the light source unit 1 is incident on the first optical integrator (first flyer lens) 117. Then, on the emission side of the fly-eye integrator 117, the same number of light-condensing points (light source images) as the number of lens elements constituting the fly-eye integrator 117 are formed, and a secondary light source is substantially formed here. The light beam group from the secondary light source is condensed by the first condensing optical system 118 and illuminates the incident surface of the second optical integrator (second flyer lens) 17 in a superimposed manner.

【0069】このように第2のオプティカルインテグレ
ータ17に2次光源からの多数の光束が入射すると、こ
の第2のオプティカルインテグレータ17の射出側に
は、第1のオプティカルインテグレータ117を構成す
る多数のレンズ素子の数と第2のオプティカルインテグ
レータ17を構成する多数のレンズ素子の数との積に等
しい数の集光点(光源像)が形成され、ここには実質的
に3次光源(面光源)が形成される。この結果、本例で
はオプティカルインテグレータが1つ増えた事により、
3次光源(面光源)からのより多数の光束が被照明面
(マスク23)及び被露光面(感光性基板25)を重畳
的に照明するため、被照明面(マスク23)及び被露光
面(感光性基板25)での照度分布はより一層均一にな
る。
When a large number of light beams from the secondary light source enter the second optical integrator 17 as described above, a large number of lenses constituting the first optical integrator 117 are provided on the exit side of the second optical integrator 17. A number of light condensing points (light source images) equal to the product of the number of elements and the number of lens elements constituting the second optical integrator 17 are formed, where a tertiary light source (surface light source) is substantially formed. Is formed. As a result, in this example, the number of optical integrators increased by one,
Since a larger number of light beams from the tertiary light source (surface light source) illuminate the illuminated surface (mask 23) and the exposed surface (photosensitive substrate 25) in a superimposed manner, the illuminated surface (mask 23) and the exposed surface The illuminance distribution on the (photosensitive substrate 25) becomes even more uniform.

【0070】この3次光源(面光源)の位置には、可変
開口絞り装置AS1による互いに交換可能な開口絞り
(30〜32)が設けられており、この可変開口絞り装
置AS1のよって3次光源(面光源)の大きさや形状が
定められことによって、被照明面(マスク23)又は被
露光面(感光性基板25)での照明条件(又は露光条
件)を規定される。なお、可変開口絞り装置AS1によ
る互いに交換可能な開口絞り(30〜32)の被露光面
(感光性基板25)側の光学系の配置および機能は図1
に示した例と同様であるため説明を省略する。
At the position of the tertiary light source (surface light source), mutually interchangeable aperture stops (30 to 32) are provided by a variable aperture stop device AS1, and the tertiary light source is provided by the variable aperture stop device AS1. By determining the size and shape of the (surface light source), the illumination condition (or exposure condition) on the surface to be illuminated (mask 23) or the surface to be exposed (photosensitive substrate 25) is defined. The arrangement and function of the optical system on the exposed surface (photosensitive substrate 25) side of the interchangeable aperture stops (30 to 32) by the variable aperture stop apparatus AS1 are shown in FIG.
The description is omitted because it is the same as the example shown in FIG.

【0071】尚、図9ではオプティカルインテグレータ
ーとしてフライアイレンズを用いたが、フライアイレン
ズ以外のオプティカルインテグレータを用いても良い事
は言うまでもない。フライアイレンズ以外のオプティカ
ルインテグレータとして、前述したオプティカルパイプ
が使用可能な事は勿論であるが、第1及び第2オプティ
カルインテグレータとしてはこの他に、回折光学素子
や、多数のマクロレンズを並列に並べたマクロフライア
イレンズ等の素子も使用可能である。さらには、第1オ
プティカルインテグレータとしては拡散板等も使用可能
である。
Although the fly-eye lens is used as the optical integrator in FIG. 9, it goes without saying that an optical integrator other than the fly-eye lens may be used. The optical pipe described above can be used as an optical integrator other than the fly-eye lens. Of course, as the first and second optical integrators, a diffractive optical element and a large number of macro lenses are arranged in parallel. Also, an element such as a macro fly-eye lens can be used. Further, a diffusion plate or the like can be used as the first optical integrator.

【0072】また、図9の様に2つのオプティカルイン
テグレータを含む構成を採る場合、光強度分布調整フィ
ルター(照度分布調整フィルター)16は、図9の如く
第2のオプティカルインテグレータ17の入射側での被
照明物体23(被露光物体25)と光学的に共役な面上
に配する事が望ましいが、この事は、第1のオプティカ
ルインテグレータ117の入射側での被照明物体23
(被露光物体25)と光学的に共役な面上に光強度分布
調整フィルター(16,160)を配する構成を否定す
るものではない。
When a configuration including two optical integrators as shown in FIG. 9 is employed, the light intensity distribution adjusting filter (illuminance distribution adjusting filter) 16 is provided on the incident side of the second optical integrator 17 as shown in FIG. It is desirable to dispose it on a plane optically conjugate with the object to be illuminated 23 (object to be exposed 25). This is because the object 23 to be illuminated on the incident side of the first optical integrator 117 is desired.
This does not deny a configuration in which the light intensity distribution adjusting filters (16, 160) are arranged on a plane optically conjugate with the (exposure target object 25).

【0073】なお、上記各実施例の説明において、被照
明物体23(被露光物体25)での照度分布をI(x,y)
、光強度分布調整フィルター(16,160)での透
過率分布をT(x,y) として、それぞれをx とy による二
次元の関数としたが、これはマスク23と感光性基板2
5とを静止させた上で一括露光を行うステップ・アンド
・リピート方式等もの露光装置を念頭に置いたものであ
る。本発明は、この方式の以外の露光装置に適用可能で
あり、マスク23と感光性基板25とを移動させながら
露光を行うスキャン露光(ステップ・アンド・スキャン
方式の露光等)にも適用する事ができる。
In the description of each of the above embodiments, the illuminance distribution of the illuminated object 23 (the exposed object 25) is represented by I (x, y).
The transmittance distribution in the light intensity distribution adjusting filters (16, 160) is defined as T (x, y), and each is a two-dimensional function of x and y.
In this case, an exposure apparatus such as a step-and-repeat method for performing a batch exposure after the stationary apparatus 5 is stopped is considered. The present invention is applicable to an exposure apparatus other than this method, and is also applicable to scan exposure (step-and-scan type exposure or the like) in which exposure is performed while moving the mask 23 and the photosensitive substrate 25. Can be.

【0074】例えば、図9に示す露光装置でスキャン露
光するには、矢印に示すように露光時において、マスク
23を保持するマスクステージMSと感光性基板25を
保持する基板ステージWSをX方向(スキャン方向)に
移動させることにより、マスク全面のパターンの像が投
影光学系24によって感光性基板25に投影露光され
る。
For example, in order to perform scanning exposure using the exposure apparatus shown in FIG. 9, during exposure, as shown by the arrow, the mask stage MS holding the mask 23 and the substrate stage WS holding the photosensitive substrate 25 are moved in the X direction ( (Scan direction), the pattern image on the entire surface of the mask is projected and exposed on the photosensitive substrate 25 by the projection optical system 24.

【0075】このとき、被照明物体23(被露光物体2
5)での照度むらは、図9に示すように、スキャン方向
(X方向)と垂直な非スキャン方向(Y方向)のみを考
慮すれば良い。つまり、スキャン露光における照度むら
は、一般に、感光性基板25上に形成されるスキャン方
向に沿った走査照明領域での照度を積分した照度の値
(光強度)を考慮している為、スキャン露光での考慮す
べき照度分布は、走査照明領域のスキャン方向で積分し
た照度の値(光強度)をIs とし、その値Is を非スキ
ャン方向(Y方向)での一次元の関数、すなわち、Is
(X) として扱う事ができる。このため、光強度分布調整
フィルター(16,160)に形成されるべき各微少領
域での透過率分布Ts も、非スキャン方向(Y方向)で
の一次元の関数、すなわち、Ts (X) として扱う事がで
きる。換言すれば、オプティカルインテグレータ17を
フライアイレンズとした場合には、スキャン露光機にお
ける光強度分布調整フィルター(16,160)でのフ
ライアイレンズ中の各レンズ素子のそれぞれに対応する
部分に形成されるパターン(ドットパターン等)は、ス
キャン方向での透過率一定であり、非スキャン方向のみ
透過率が変化するような透過率分布Ts (X) を持つよう
なパターンを用いることができる。
At this time, the illumination target 23 (the exposure target 2
As shown in FIG. 9, the illuminance unevenness in 5) only needs to consider a non-scan direction (Y direction) perpendicular to the scan direction (X direction). That is, the illuminance unevenness in the scan exposure generally takes into account the illuminance value (light intensity) obtained by integrating the illuminance in the scan illumination area along the scan direction formed on the photosensitive substrate 25. In the illuminance distribution to be considered in the above, the illuminance value (light intensity) integrated in the scanning direction of the scanning illumination area is Is, and the value Is is a one-dimensional function in the non-scanning direction (Y direction), that is, Is.
(X). For this reason, the transmittance distribution Ts in each micro area to be formed in the light intensity distribution adjusting filters (16, 160) is also a one-dimensional function in the non-scanning direction (Y direction), that is, Ts (X). Can handle. In other words, when the optical integrator 17 is a fly-eye lens, the optical integrator 17 is formed in a portion corresponding to each lens element in the fly-eye lens in the light intensity distribution adjustment filter (16, 160) in the scan exposure machine. For example, a pattern having a constant transmittance in the scanning direction and having a transmittance distribution Ts (X) such that the transmittance changes only in the non-scanning direction can be used.

【0076】なお、以上の図9示す例では、照明条件を
変更するために、可変開口絞り装置AS1を用いて光束
の1部を遮光していた。しかしながら、可変開口絞り装
置AS1により大σ絞り30と小σ絞り31との一方の
絞りが設定される時には、オプティカルインテグレータ
117と集光光学系118の少なくとも一方を変倍光学
系化すれば、高い照明効率のもとで照明条件を変更する
ことができる。また、この図1に示す例の場合、光源部
1とフィルター15との間の光路中において、特開平5
−251308に示すように、凸の円錐状屈折面を有す
る光学部材と凹の円錐状屈折面を有する光学部材とを有
する輪帯光束形成光学系を着脱可能に設け、可変開口絞
り装置AS1による輪帯絞り32の設定時にその輪帯光
束形成光学系を光路に設定するようにすれば、輪帯照明
時にも効率の良い照明が可能となる。
In the example shown in FIG. 9, a part of the light beam is shielded by using the variable aperture stop AS1 in order to change the illumination condition. However, when one of the large σ stop 30 and the small σ stop 31 is set by the variable aperture stop device AS1, it is high if at least one of the optical integrator 117 and the condensing optical system 118 is a variable magnification optical system. The lighting conditions can be changed under the lighting efficiency. Also, in the case of the example shown in FIG. 1, the optical path between the light source unit 1 and the filter 15
As shown in -251308, an annular luminous flux forming optical system having an optical member having a convex conical refracting surface and an optical member having a concave conical refracting surface is detachably provided, and a ring formed by a variable aperture stop apparatus AS1 is provided. If the annular light beam forming optical system is set in the optical path when the band stop 32 is set, efficient illumination can be performed even during annular illumination.

【0077】なお、図1及び図9に示す各光学部材及び
各ステージ(MS、WS)等を前述したような機能を達
成するように、電気的、機械的または光学的に連結する
ことで、本発明にかかる露光装置が組み上げらることが
できる。また、図1及び図9に示す各露光装置では、被
露光面(感光性基板25の表面)での照明特性(露光特
性)を計測するためのセンサーISを基板ステージWS
に配置した例を説明したが、被照明面(マスク23の表
面)での照明特性を計測するためのセンサーをマスクス
テージMSの一端に設けても良く、さらには、双方のス
テージ(MS、WS)に照明特性を計測用のセンサーを
それぞれ設けても良い。
The optical members and the stages (MS, WS) shown in FIGS. 1 and 9 are electrically, mechanically or optically connected so as to achieve the functions described above. The exposure apparatus according to the present invention can be assembled. In each of the exposure apparatuses shown in FIGS. 1 and 9, a sensor IS for measuring illumination characteristics (exposure characteristics) on a surface to be exposed (the surface of the photosensitive substrate 25) is provided with a substrate stage WS.
Has been described, but a sensor for measuring the illumination characteristics on the surface to be illuminated (the surface of the mask 23) may be provided at one end of the mask stage MS. Further, both stages (MS, WS) ) May be provided with sensors for measuring the illumination characteristics.

【0078】また、次に、上記の図1及び図9に示す各
実施の形態の投影露光装置を用いて感光性基板としての
ウエ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第10図のフローチャートを参照し
て説明する。先ず、第10図のステップ301におい
て、1ロットのウエ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ロットのウエハ上の金属
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、図1及び図9に示す何れかの投影露光
装置を用いて、マスク(レチクル)23上のパターンの
像がその投影光学系24を介して、その1ロットのウエ
ハ25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ロットのウエハ上
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ロットのウエ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
23上のパターンに対応する回路パターンが、各ウエハ
25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。
Next, a predetermined circuit pattern is formed on a wafer or the like as a photosensitive substrate using the projection exposure apparatus of each of the embodiments shown in FIGS. An example of a method for obtaining a semiconductor device will be described with reference to the flowchart in FIG. First, in step 301 of FIG. 10, 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, using one of the projection exposure apparatuses shown in FIGS. 1 and 9, the image of the pattern on the mask (reticle) 23 is transferred onto the wafer 25 of the lot through the projection optical system 24. Are sequentially transferred to each shot area. Thereafter, in step 304, after the photoresist on the one lot of the wafer is developed, step 305 is performed.
In the above, the circuit pattern corresponding to the pattern on the mask 23 is formed in each shot area on each wafer 25 by performing etching on the one lot of wafers using the resist pattern as a mask. After that, by forming a circuit pattern of a further upper layer,
Devices such as semiconductor elements are manufactured.

【0079】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。また、上記の図1及
び図9に示す各実施の形態の投影露光装置では、プレー
ト(ガラス基板)上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液晶表示素子を
得ることもできる。以下、第11図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第7図のフロー
チャートを参照して説明する。
According to the above-described semiconductor device manufacturing method,
A semiconductor device having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput. In the projection exposure apparatus of each embodiment shown in FIGS. 1 and 9 described above, a liquid crystal display element as a micro device can be obtained by forming a predetermined circuit pattern on a plate (glass substrate). . Hereinafter, an example of the technique at this time will be described with reference to the flowchart in FIG. 7 with reference to the flowchart in FIG.

【0080】第11図において、パターン形成工程40
1では、本実施形態の露光装置を用いてレチクルのパタ
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、レチクル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202へ移行する。
In FIG. 11, a pattern forming step 40 is performed.
In 1, a so-called photolithography process of transferring and exposing a reticle pattern to a photosensitive substrate (a glass substrate coated with a resist) using the exposure apparatus of the present embodiment is performed. 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 is subjected to various steps such as a developing step, an etching step, and a reticle peeling step, so that a predetermined pattern is formed on the substrate, and the process proceeds to the next color filter forming step 202.

【0081】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4
01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。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。
Next, in a color filter forming step 402, a color filter is formed in which a large number of sets of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix. Then, after the color filter forming step 402, a cell assembling step 403 is performed. In the cell assembling step 403, a pattern forming step 4
A liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the substrate having the predetermined pattern obtained in step 01, the color filter obtained in the color filter forming step 402, and the like. In the cell assembling step 403, for example, a liquid crystal is injected between the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern forming step 401 and the color filter obtained in the color filter forming step 402, and a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is formed. ) To manufacture.

【0082】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。
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 liquid crystal display element manufacturing method, a liquid crystal display element having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput.

【0083】[0083]

【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、比較的簡
単な構成によって、各照明条件(各露光条件)において
も極めて良好なる照明特性(照度均一性等)を実現でき
る照明装置や露光装置を得ることができる。さらに、そ
れらの装置を用いた露光方法やマイクロデバイスの製造
方法を行えば、歩留りの少ない、極めて良好なるマイク
ロデバイスを得ることができる。
As described above, according to the present invention, an illumination apparatus and an exposure apparatus which can realize extremely good illumination characteristics (illuminance uniformity) under various illumination conditions (each exposure condition) with a relatively simple structure. A device can be obtained. Further, if an exposure method and a method for manufacturing a micro device using these apparatuses are performed, a very good micro device with a low yield can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による第1の実施の形態の露光装置の構
成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】オプティカルインテグレータ17を構成するレ
チクル素子の配列の様子を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an arrangement of reticle elements constituting an optical integrator 17;

【図3】互いに交換可能な3種の開口絞り30〜32の
様子を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing three kinds of aperture stops 30 to 32 which can be exchanged with each other;

【図4】(A)は開口絞り31を設定した時のオプティ
カルインテグレータ17との関係を示す図である。
(B)は開口絞り32を設定した時のオプティカルイン
テグレータ17との関係を示す図である。(C)は、図
3に示す3種の開口絞り30〜32を用いた時の光強度
分布調整用フィルター17の構成を示す図である。
FIG. 4A is a diagram illustrating a relationship between an aperture stop 31 and an optical integrator 17 when the aperture stop 31 is set.
FIG. 4B is a diagram showing a relationship between the optical system and the optical integrator 17 when the aperture stop 32 is set. FIG. 4C is a diagram showing the configuration of the light intensity distribution adjusting filter 17 when the three types of aperture stops 30 to 32 shown in FIG. 3 are used.

【図5】(A)は被照射面での照度分布の様子を示す図
である。(B)は(A)に示す照度分布を補正し得る光
強度分布調整用フィルター17での透過率分布の様子を
示す図である。
FIG. 5A is a diagram showing a state of an illuminance distribution on a surface to be irradiated. (B) is a diagram showing a state of a transmittance distribution in the light intensity distribution adjusting filter 17 that can correct the illuminance distribution shown in (A).

【図6】互いに交換可能な3種の開口絞り130〜13
2の様子を示す図である。
FIG. 6 shows three types of aperture stops 130 to 13 which are interchangeable.
It is a figure which shows the situation of 2.

【図7】(A)は開口絞り131を設定した時のオプテ
ィカルインテグレータ17との関係を示す図である。
(B)は開口絞り132を設定した時のオプティカルイ
ンテグレータ17との関係を示す図である。(C)は、
図6に示す3種の開口絞り130〜232を用いた時の
光強度分布調整用フィルター17の構成を示す図であ
る。
FIG. 7A is a diagram showing a relationship between an optical stop and an optical integrator 17 when an aperture stop 131 is set.
FIG. 7B is a diagram showing a relationship between the optical integrator 17 when the aperture stop 132 is set. (C)
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a light intensity distribution adjusting filter 17 when three types of aperture stops 130 to 232 illustrated in FIG. 6 are used.

【図8】図1に示すフライアイレンズ17をオプティカ
ルパイプに変更した時の構成の様子を示し図である。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration when the fly-eye lens 17 shown in FIG. 1 is changed to an optical pipe.

【図9】本発明による第2の実施の形態の露光装置の構
成を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of an exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図10】マイクロデバイスとしての半導体デバイスの
製造方法を示すフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart showing a method for manufacturing a semiconductor device as a micro device.

【図11】マイクロデバイスとしての液晶表示素子の製
造方法を示すフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart showing a method for manufacturing a liquid crystal display element as a micro device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・・・ 光源部 17・・・・・ オプティカルインテグレータ 16、160・・・・・ 光強度分布調整用フィルター 18・・・・・ 集光光学系 19・・・・・ 視野絞り 20・・・・・ リレー光学系の前群 22・・・・・ リレー光学系の後群 23・・・・・ マスク(レチクル) 24・・・・・ 投影光学系 25・・・・・ 感光性基板 30、31、32、130、131、132・・・・・ 開口
絞り
1 Light source unit 17 Optical integrator 16, 160 Filter for adjusting light intensity distribution 18 Condensing optical system 19 Field stop 20 ... Front group of relay optical system 22... Rear group of relay optical system 23... Mask (reticle) 24... Projection optical system 25. 30, 31, 32, 130, 131, 132 ... Aperture stop

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F046 BA03 CA02 CA04 CB05 CB08 CB13 CB23 DA01 DB01 DC03 DC12  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5F046 BA03 CA02 CA04 CB05 CB08 CB13 CB23 DA01 DB01 DC03 DC12

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】照明光を供給する光源手段と、該光源手段
からの照明光に基づいて第1の光分布と該第1の光分布
とは異なる第2の光分布との一方を所定の位置に形成す
る光分布可変手段と、該光分布可変手段からの照明光を
被照明物体に導く導光系と、前記光源手段と前記被照明
物体との間の光路中に配置されて前記被照明物体での照
明特性を調整する調整手段を有し、 前記調整手段は、前記第1の光分布により前記照明物体
に形成される第1の照明特性を補正するための所定の第
1の光学特性を有する第1の光分布補正部と、前記第2
の光分布により前記照明物体に形成される第2の照明特
性を補正するための所定の第2の光学特性を有する第2
の光分布補正部とを有することを特徴とする照明装置。
1. A light source means for supplying illumination light, and one of a first light distribution and a second light distribution different from the first light distribution is determined based on the illumination light from the light source means. A light distribution varying means formed at a position, a light guide system for guiding illumination light from the light distribution varying means to an object to be illuminated, and a light guide system arranged in an optical path between the light source means and the object to be illuminated Adjusting means for adjusting an illumination characteristic of the illumination object; the adjustment means configured to correct a first illumination characteristic formed on the illumination object by the first light distribution; A first light distribution correction unit having characteristics,
A second optical characteristic having a predetermined second optical characteristic for correcting a second illumination characteristic formed on the illumination object by the light distribution of
And a light distribution correction unit.
【請求項2】前記第1の光分布補正部と前記第2の光分
布補正部とは、前記照明光の光路を横切る所定の面に沿
って互いに異なる領域に形成されることを特徴とする請
求項1に記載の照明装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein the first light distribution correction section and the second light distribution correction section are formed in different areas along a predetermined plane crossing an optical path of the illumination light. The lighting device according to claim 1.
【請求項3】前記第1の光分布補正部と前記第2の光分
布補正部とは、前記照明光の光路を横切る所定の面に沿
って形成され、 前記第1の光分布補正部の1部の領域に前記第2の光分
布補正部が形成されることを特徴とする請求項1に記載
の照明装置。
3. The first light distribution correction section, wherein the first light distribution correction section and the second light distribution correction section are formed along a predetermined surface crossing an optical path of the illumination light. The lighting device according to claim 1, wherein the second light distribution correction unit is formed in a part of the area.
【請求項4】前記第1の光分布補正部は、所定の第1の
透過率分布を持つ複数の透過要素からなる第1の透過領
域と、前記第1の透過率分布とは異なる所定の第2の透
過率分布を持つ複数の透過要素からなる第2の透過領域
とを少なくとも含み、 前記第2の光分布補正部は、所定の第3の透過率分布を
持つ複数の透過要素からなる第3の透過領域と、前記第
3の透過率分布とは異なる所定の第4の透過率分布を持
つ複数の透過要素からなる第4の透過領域とを少なくと
も含むことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれ
か1項に記載の照明装置。
4. The first light distribution correction section includes: a first transmission region including a plurality of transmission elements having a predetermined first transmittance distribution; and a predetermined transmission region different from the first transmittance distribution. A second transmissive area including a plurality of transmissive elements having a second transmissivity distribution, wherein the second light distribution correction unit includes a plurality of transmissive elements having a predetermined third transmissivity distribution 2. The apparatus according to claim 1, further comprising a third transmission region and a fourth transmission region including a plurality of transmission elements having a predetermined fourth transmittance distribution different from the third transmittance distribution. The lighting device according to claim 3.
【請求項5】前記第1の光分布補正部は、所定の第1の
透過率分布を持つ複数の透過要素からなる第1の透過領
域を有し、 前記第2の光分布補正部は、前記第1の透過率分布とは
異なる所定の第2の透過率分布を持つ複数の透過要素か
らなる第2の透過領域を有することを特徴とする請求項
1乃至請求項3のいずれか1項に記載の照明装置。
5. The first light distribution correction unit has a first transmission region including a plurality of transmission elements having a predetermined first transmittance distribution, and the second light distribution correction unit includes: 4. The apparatus according to claim 1, further comprising a second transmission region including a plurality of transmission elements having a predetermined second transmittance distribution different from the first transmittance distribution. 5. The lighting device according to claim 1.
【請求項6】前記光分布可変手段は、前記照明光に基づ
いて前記所定の位置又は前記所定の位置と光学的に共役
な位置に2次光源を形成するオプティカルインテグレー
タと、前記所定の位置又は前記所定の位置と光学的に共
役な位置での光分布を変更する変更手段とを含むことを
特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載
の照明装置。
6. An optical integrator for forming a secondary light source at the predetermined position or at a position optically conjugate to the predetermined position based on the illumination light, the light distribution varying means; The lighting device according to any one of claims 1 to 5, further comprising changing means for changing a light distribution at a position optically conjugate with the predetermined position.
【請求項7】前記変更手段は、前記オプティカルインテ
グレータにより形成される2次光源の形状又は大きさを
変更する可変開口絞りを有する請求項6に記載の照明装
置。
7. The illumination device according to claim 6, wherein said changing means has a variable aperture stop for changing a shape or a size of a secondary light source formed by said optical integrator.
【請求項8】所定のパターンが形成されたマスクを照明
するために、請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記
載の照明装置と、前記マスクの像を感光性基板に投影す
る投影系とを有することを特徴とする露光装置。
8. A lighting device according to claim 1, wherein said mask has a predetermined pattern formed thereon, and a projection for projecting an image of said mask onto a photosensitive substrate. An exposure apparatus comprising:
【請求項9】所定のパターンが形成されたマスクが設定
されるべき位置又は前記マスクのパターンが露光される
べき感光性基板が設定されるべき位置での第1の照明特
性を第1の照明条件のもとで求める第1計測工程と、 前記第1計測工程の結果に基づいて第1の照明特性を補
正する所定の第1の光分布を付与する第1の補正工程
と、 前記マスクが設定されるべき位置又は前記感光性基板が
設定されるべき位置での第2の照明特性を第2の照明条
件のもとで求める第2計測工程と、 前記第2計測工程の結果に基づいて第2の照明特性を補
正する所定の第2の光分布を付与する第2の補正工程
と、 前記各補正工程後に、前記マスクを照明して前記マスク
のパターンの像を感光性基板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。
9. A first illumination characteristic at a position where a mask on which a predetermined pattern is formed is set or a position where a photosensitive substrate on which a pattern of the mask is to be exposed is set. A first measurement step for obtaining under a condition; a first correction step of providing a predetermined first light distribution for correcting a first illumination characteristic based on a result of the first measurement step; A second measurement step of obtaining a second illumination characteristic at a position to be set or a position at which the photosensitive substrate is to be set under a second illumination condition; and based on a result of the second measurement step. A second correction step of providing a predetermined second light distribution for correcting a second illumination characteristic; and after each of the correction steps, illuminating the mask and exposing a pattern image of the mask to a photosensitive substrate. An exposure method, comprising: an exposure step.
【請求項10】第1の補正工程は、前記第1の光分布を
付与する第1の光分布補正部を照明光路に形成すること
を含み、 前記第1の光分布補正部は、所定の第1の透過率分布を
持つ複数の透過要素からなる第1の透過領域と、前記第
1の透過率分布とは異なる所定の第2の透過率分布を持
つ複数の透過要素からなる第2の透過領域とを少なくと
も含み、 第2の補正工程は、前記第2の光分布を付与する第2の
光分布補正部を照明光路に形成することを含み、 前記第2の光分布補正部は、所定の第3の透過率分布を
持つ複数の透過要素からなる第3の透過領域と、前記第
3の透過率分布とは異なる所定の第4の透過率分布を持
つ複数の透過要素からなる第4の透過領域とを少なくと
も含むことを特徴とする請求項9に記載の露光方法。
10. The first correction step includes forming a first light distribution correction section for providing the first light distribution on an illumination light path, wherein the first light distribution correction section includes a predetermined light distribution correction section. A first transmission region including a plurality of transmission elements having a first transmittance distribution, and a second transmission region including a plurality of transmission elements having a predetermined second transmittance distribution different from the first transmittance distribution. A second light distribution correcting unit that provides the second light distribution in an illumination light path, wherein the second light distribution correcting unit includes: A third transmission region including a plurality of transmission elements having a predetermined third transmittance distribution, and a third transmission region including a plurality of transmission elements having a predetermined fourth transmittance distribution different from the third transmittance distribution. The exposure method according to claim 9, wherein the exposure method includes at least four transmission regions.
【請求項11】第1の補正工程は、前記第1の光分布を
付与する第1の光分布補正部を照明光路に形成すること
を含み、 前記第1の光分布補正部は、所定の第1の透過率分布を
持つ複数の透過要素からなる第1の透過領域を有し、 第2の補正工程は、前記第2の光分布を付与する第2の
光分布補正部を照明光路に形成することを含み、 前記第2の光分布補正部は、前記第1の透過率分布とは
異なる所定の第2の透過率分布を持つ複数の透過要素か
らなる第2の透過領域を有することを特徴とする請求項
9に記載の露光方法。
11. The first correction step includes forming a first light distribution correction section for providing the first light distribution in an illumination light path, wherein the first light distribution correction section includes a predetermined light distribution correction section. A first transmission area including a plurality of transmission elements having a first transmittance distribution; and a second correction step includes: providing a second light distribution correction unit for providing the second light distribution to an illumination light path. Forming, wherein the second light distribution correction unit has a second transmission region including a plurality of transmission elements having a predetermined second transmittance distribution different from the first transmittance distribution. The exposure method according to claim 9, wherein:
【請求項12】請求項9乃至請求項11のいずれか1項
に記載の露光方法を用いてマイクロデバイスを製造する
ことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
12. A method for manufacturing a micro device, comprising manufacturing a micro device using the exposure method according to claim 9. Description:
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006019702A (en) * 2004-06-04 2006-01-19 Canon Inc Illumination optical system and exposure apparatus
JP2006135325A (en) * 2004-11-03 2006-05-25 Asml Netherlands Bv Lithography apparatus and method of manufacturing device
JP2011171776A (en) * 2004-06-04 2011-09-01 Canon Inc Illumination optical system and exposure apparatus
JP2015115423A (en) * 2013-12-11 2015-06-22 富士通セミコンダクター株式会社 Designing method of approximation light source

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