JP2001230192A - Projection aligner and method of manufacturing device - Google Patents

Projection aligner and method of manufacturing device

Info

Publication number
JP2001230192A
JP2001230192A JP2000041675A JP2000041675A JP2001230192A JP 2001230192 A JP2001230192 A JP 2001230192A JP 2000041675 A JP2000041675 A JP 2000041675A JP 2000041675 A JP2000041675 A JP 2000041675A JP 2001230192 A JP2001230192 A JP 2001230192A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exposure apparatus
projection
projection exposure
scanning
optical system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000041675A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Hasegawa
康生 長谷川
Yuhei Sumiyoshi
雄平 住吉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2000041675A priority Critical patent/JP2001230192A/en
Publication of JP2001230192A publication Critical patent/JP2001230192A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • 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
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a scanning projection aligner which can obtain a pattern of high resolution by correcting the scale factor and/or distortion of a projection optical system, and a manufacturing method of a device which uses the projection aligner. SOLUTION: In a projection aligner, a pattern on a mask illuminated by a slit-shaped exposure light is projected on a photosensitive substrate with a projection optical system and scanned in a scanning direction. The projection optical system is provided with a member having a surface form of rotation asymmetry which contributes to the scale factor and/or distortion of the projection optical system regarding a direction perpendicular to the scanning direction, and a means for moving the member during scanning.

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】本発明は投影露光装置及びデ
バイスの製造方法に関し、例えばICやLSI等の半導
体デバイスやCCD等の撮像デバイスや液晶パネル等の
表示デバイスや磁気ヘッド等のデバイスを製造するため
のフォトリソグラフィ工程でマスク上のパターンを感光
性の基板上に走査露光する際に好適なものである。特に
マスクの転写用のパターン中のスリット領域のパターン
を基板上に投影した状態で、マスクと基板とを投影光学
系に対して同期走査して露光を行うステップ・アンド・
スキャン方式等の走査露光型の投影露光装置に適用して
好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection exposure apparatus and a method of manufacturing a device, for example, manufacturing a semiconductor device such as an IC or LSI, an imaging device such as a CCD, a display device such as a liquid crystal panel, or a device such as a magnetic head. Is preferred when a pattern on a mask is scanned and exposed on a photosensitive substrate in a photolithography process for the purpose. In particular, in a state where the pattern of the slit region in the transfer pattern of the mask is projected on the substrate, the mask and the substrate are synchronously scanned with respect to the projection optical system to perform exposure.
This is suitable for application to a scanning exposure type projection exposure apparatus such as a scanning method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、半導体デバイスや液晶パネル
等のデバイスをフォトリソグラフィ技術を用いて製造す
る際には、レチクル面上のパターンを投影露光系を介し
てフォトレジスト等が塗布されたウェハー又はガラスプ
レート等の感光基板上に一括露光転写する投影露光装置
(ステッパー)が使用されている。これに対し最近は特
に半導体技術の微細化が進んでおり、例えば線幅が0.
25μmからさらに細かなパターンまでの解像が議論の
対象になっている。また、半導体チップパターンの大型
化に対応する為、より大きな面積のレチクルのパターン
をウェハー上の各ショット領域に転写することが求めら
れている。ところが、広い有効露光フィールドの全面
で、ディストーションや像面湾曲等の諸収差を微細化の
要求に耐える所定の許容値以下に抑える投影光学系の設
計及び製造は困難となってきている。
2. Description of the Related Art Conventionally, when a device such as a semiconductor device or a liquid crystal panel is manufactured using a photolithography technique, a pattern on a reticle surface is projected onto a wafer or a wafer coated with a photoresist or the like via a projection exposure system. 2. Description of the Related Art A projection exposure apparatus (stepper) that performs batch exposure transfer onto a photosensitive substrate such as a glass plate is used. On the other hand, in recent years, the miniaturization of semiconductor technology has been particularly advanced.
The resolution from 25 μm to finer patterns is the subject of discussion. Further, in order to cope with an increase in the size of a semiconductor chip pattern, it is required to transfer a reticle pattern having a larger area to each shot area on a wafer. However, it has become difficult to design and manufacture a projection optical system that suppresses various aberrations such as distortion and field curvature to a predetermined allowable value or less that can meet the demand for miniaturization over the entire effective exposure field.

【0003】そのため、最近ではレチクル上の長方形又
は円弧状等のスリット状の照明領域内のパターンを投影
光学系を介してウェハー上に投影した状態で、レチクル
とウェハーとを投影光学系の投影倍率に対応して同期走
査しながらレチクルのパターンをウェハー上の各ショッ
ト領域に逐次露光する、ステップ・アンド・スキャン方
式等の走査露光型の投影露光装置が種々と提案されてい
る。この走査露光型の投影露光装置は、投影光学系の有
効露光領域の直径を最大限に利用できるほか、走査方向
への転写パターンの長さはその有効露光領域の直径より
も長くできるため、結果として大面積のレチクルのパタ
ーンを小さな収差でウェハー上に転写できる特徴があ
る。
For this reason, recently, a reticle and a wafer are projected on a wafer through a projection optical system with a pattern in a slit-like illumination area such as a rectangle or an arc on the reticle, and the projection magnification of the projection optical system is changed. Various types of scanning exposure type projection exposure apparatuses, such as a step-and-scan method, for sequentially exposing a reticle pattern to each shot area on a wafer while synchronously scanning in accordance with the above-mentioned method, have been proposed. This scanning exposure type projection exposure apparatus can make maximum use of the diameter of the effective exposure area of the projection optical system, and the length of the transfer pattern in the scanning direction can be longer than the diameter of the effective exposure area. Is characterized in that a pattern of a large-area reticle can be transferred onto a wafer with a small aberration.

【0004】投影露光技術で高集積度のパターンを得る
為の重要な項目の1つに、常に同一の光学性能を保つと
いう項目がある。投影露光装置は、気圧等の環境変化や
露光光を投影レンズ自身が吸収すること等によって諸収
差が変動してしまう問題がある。LSI作成の工程で
は、1枚のウェハー上にマスクパターンを重ねて露光す
るが、この際、露光時に必要とする解像線幅の1/5〜
1/10程度の精度で、前工程によって既にウェハー上
に形成されているパターンの上に新たなパターンを重ね
合わせ露光しなければならない。この為、例えば各露光
装置の露光倍率、ディストーション性能が安定している
ことは特に重要な項目である。
One of the important items for obtaining a highly integrated pattern by the projection exposure technique is to always maintain the same optical performance. The projection exposure apparatus has a problem in that various aberrations fluctuate due to environmental changes such as atmospheric pressure and the exposure lens itself absorbing exposure light. In the LSI fabrication process, a mask pattern is superimposed on one wafer for exposure. At this time, 1/5 of the resolution line width required at the time of exposure is used.
A new pattern must be superposed and exposed on a pattern already formed on the wafer by the previous process with an accuracy of about 1/10. Therefore, for example, it is particularly important that the exposure magnification and the distortion performance of each exposure apparatus are stable.

【0005】露光倍率、ディストーションに関して言え
ば、性能が安定しているだけではなく、積極的に補正で
きることが望ましい。1つのLSIを作成するのには、
露光、現像、エッチング等のリソグラフィ工程を数十回
程度繰り返す。従って、生産性を向上させるため、1つ
の生産ライン上に複数台の露光装置を配置し、この複数
台の露光装置を順次用いて1枚のウェハー上にパターン
を重ね合わせ露光するのが一般的である。露光装置の露
光倍率は一定の基準に入るよう調整されているが、より
高い重ね合わせ精度を確保するには、同一ライン内の露
光装置に合うように調整される必要がある。さらに、L
SIの製造工程が進んでくると、工程中にかかる熱等の
影響で、ウェハー自体が伸縮し、合わせるべき露光倍率
が変動する場合があること等が、その理由である。
In terms of exposure magnification and distortion, it is desirable that not only the performance be stable but also that it be possible to positively correct it. To create one LSI,
A lithography process such as exposure, development, and etching is repeated several tens of times. Therefore, in order to improve the productivity, it is general to arrange a plurality of exposure apparatuses on one production line, and superimpose and expose a pattern on one wafer by using the plurality of exposure apparatuses sequentially. It is. Although the exposure magnification of the exposure apparatus is adjusted to be within a certain standard, it is necessary to adjust the exposure magnification to match the exposure apparatus in the same line in order to ensure higher overlay accuracy. Furthermore, L
This is because, as the SI manufacturing process progresses, the wafer itself expands and contracts due to the influence of heat and the like during the process, and the exposure magnification to be adjusted may fluctuate.

【0006】こういった事実に鑑み、投影露光装置で
は、これまでにも、倍率やディストーションを調整可能
とした発明がいくつか提案されている。その方法として
は、例えば、本出願人が特願平10−201117号で
提案している投影光学系を構成するレンズの一部を光軸
方向に移動可能としたものや、特開昭60−23902
3号公報等で提案されている、投影光学系の空間の一部
を気圧可変とするものがある。
In view of these facts, there have been proposed several inventions of a projection exposure apparatus in which magnification and distortion can be adjusted. Examples of the method include a method in which a part of a lens constituting a projection optical system proposed by the present applicant in Japanese Patent Application No. 10-201117 is made movable in the optical axis direction. 23902
There is one proposed in Japanese Patent Publication No. 3 and the like in which a part of the space of the projection optical system is variable in atmospheric pressure.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来から提案されてい
る投影光学系の倍率とディストーションの補正機構とし
てのレンズの光軸方向への移動方法や、特定の空間の気
圧を変化させる方法等の投影光学系内部の特定のパラメ
ーターを変化させる方法で、倍率や、ディストーション
を補正しようとすると、それ以外の収差、例えば球面収
差やコマ収差等の他の収差も変化してくる。諸収差の安
定化のために、これらの他の収差も積極的に補正しよう
とすると、投影光学系内にたくさんの機構を構成する必
要が生じてくる。
A projection method such as a method of moving a lens in a direction of an optical axis as a mechanism for correcting magnification and distortion of a projection optical system and a method of changing a pressure in a specific space have been proposed. If an attempt is made to correct the magnification or distortion by changing a specific parameter inside the optical system, other aberrations, for example, other aberrations such as spherical aberration and coma also change. In order to stably correct these aberrations in order to stabilize various aberrations, it becomes necessary to configure many mechanisms in the projection optical system.

【0008】本発明は、装置倍率または/及びディスト
ーションなどの光学特性を、簡単に調整することができ
る走査型の投影露光装置及びデバイスの製造方法の提供
を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a scanning projection exposure apparatus and a method for manufacturing a device, in which optical characteristics such as apparatus magnification and / or distortion can be easily adjusted.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明の投影露
光装置は、スリット状露光光により照明したマスク上の
パターンを投影光学系により感光基板上に投影し且つ走
査方向に走査する投影露光装置において、前記投影光学
系は走査方向に直交する方向に関する前記投影光学系の
倍率または/及びディストーションに寄与する回転非対
称な面形状を有した部材を有し、該部材を前記走査中動
かす手段を有することを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a projection exposure apparatus for projecting a pattern on a mask illuminated by slit exposure light onto a photosensitive substrate by a projection optical system and scanning in a scanning direction. In the apparatus, the projection optical system includes a member having a rotationally asymmetric surface shape that contributes to a magnification or / and a distortion of the projection optical system in a direction orthogonal to a scanning direction, and means for moving the member during the scanning. It is characterized by having.

【0010】請求項2の発明は請求項1の発明におい
て、前記部材は最も前記マスク側、もしくは最も前記感
光基板側に位置していることを特徴としている。
A second aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect of the present invention, the member is located closest to the mask or the photosensitive substrate.

【0011】請求項3の発明は請求項1の発明におい
て、前記部材は、前記走査中に前記投影光学系の光軸を
中心に回転することを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the member rotates around the optical axis of the projection optical system during the scanning.

【0012】請求項4の発明は請求項1の発明におい
て、前記部材は、前記走査中に走査方向に平行に並進移
動することを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the member is translated in parallel to a scanning direction during the scanning.

【0013】請求項5の発明の投影露光装置は、スリッ
ト状の光により照明したマスクのパターンを投影光学系
により感光部材上に投影すると共に前記マスクと前記感
光部材とを前記スリット状の光の短手方向に相当する走
査方向に走査する投影露光装置において、前記投影光学
系は、光軸を含む複数の断面の形状が互いに異なる曲面
を有し且つ前記光軸を中心として回転可能な光学素子を
備えることを特徴としている。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a projection exposure apparatus, wherein a pattern of a mask illuminated by slit-shaped light is projected onto a photosensitive member by a projection optical system, and the mask and the photosensitive member are irradiated with the slit-shaped light. In a projection exposure apparatus that scans in a scanning direction corresponding to a short direction, the projection optical system has an optical element having a plurality of cross-sections including an optical axis, curved surfaces different from each other, and rotatable about the optical axis. It is characterized by having.

【0014】請求項6の発明は請求項5の発明におい
て、前記曲面は直交する2方向をX,Yとし、aを係数
としたとき、 f(X)=aX2 f(Y)=−aY2 で示す形状を有することを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the present invention, the curved surface is defined as X and Y in two orthogonal directions, and a is a coefficient. F (X) = aX 2 f (Y) = − aY It is characterized by having the shape shown by 2 .

【0015】請求項7の発明は請求項5の発明におい
て、前記曲面は直交する2方向をX,Yとし、aを係数
としたとき、 f(X)=aX4 f(Y)=−aY4 で示す形状を有することを特徴としている。
According to a seventh aspect of the present invention, in the fifth aspect of the present invention, f (X) = aX 4 f (Y) = − aY, where X and Y represent two orthogonal directions of the curved surface and a is a coefficient. It is characterized by having the shape shown by 4 .

【0016】請求項8の発明は請求項5の発明におい
て、前記曲面は直交する2方向をX,Yとし、a,bを
係数としたとき、 f(X)=aX2+bX4 f(Y)=−aY2−bY4 で示す形状を有することを特徴としている。
According to an eighth aspect of the present invention, in the invention of the fifth aspect, when the curved surface has two orthogonal directions, X and Y, and a and b are coefficients, f (X) = aX 2 + bX 4 f (Y ) = − AY 2 −bY 4 .

【0017】請求項9の発明は請求項5の発明におい
て、前記走査方向に直交する複数の断面の形状が互いに
異なる曲面を有し且つ前記走査方向に移動可能な光学素
子も有することを特徴としている。
In a ninth aspect of the present invention, in accordance with the fifth aspect of the present invention, there is provided an optical element having a plurality of cross sections orthogonal to the scanning direction having curved surfaces different from each other and movable in the scanning direction. I have.

【0018】請求項10の発明は請求項9の発明におい
て、前記曲面は直交する2方向をX,Yとし、aを係数
としたとき、 F(X,Y)=a・Y・X2 で示す形状を有することを特徴としている。
[0018] In the invention the present invention of claim 9 according to claim 10, wherein the curved surface is the two directions perpendicular to X, and Y, when the coefficient a, F (X, Y) = in a · Y · X 2 It is characterized by having the shape shown.

【0019】請求項11の発明の投影露光装置は、スリ
ット状の光により照明したマスクのパターンを投影光学
系により感光部材上に投影すると共に前記マスクと前記
感光部材とを前記スリット状の光の短手方向に相当する
走査方向に走査する露光装置において、前記投影光学系
は、前記走査方向に直交する複数の断面の形状が互いに
異なる曲面を有し且つ前記走査方向に移動可能な光学素
子を有することを特徴としている。
In the projection exposure apparatus according to the present invention, the pattern of the mask illuminated by the slit-shaped light is projected onto a photosensitive member by a projection optical system, and the mask and the photosensitive member are separated by the slit-shaped light. In an exposure apparatus that scans in a scanning direction corresponding to a short direction, the projection optical system includes an optical element that has a curved surface having a plurality of cross-sectional shapes orthogonal to the scanning direction and has different curved surfaces and is movable in the scanning direction. It is characterized by having.

【0020】請求項12の発明は請求項11の発明にお
いて、前記曲面は、直交する2方向をX,Yとし、aを
係数としたとき、 F(X,Y)=a・Y・X2 で示す形状を有することを特徴としている。
[0020] The invention of claim 12 is the invention of claim 11, wherein the curved surface, the two directions perpendicular to X, and Y, when the coefficient a, F (X, Y) = a · Y · X 2 It is characterized by having the shape shown by.

【0021】請求項13の発明は請求項5〜12のいず
れか1項の発明において、前記複数の断面の形状は互い
に異なる焦点距離を供給するものであることを特徴とし
ている。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in any one of the fifth to twelfth aspects, the shapes of the plurality of cross sections supply different focal lengths.

【0022】請求項14の発明は請求項5〜12のいず
れか1項の発明において、前記複数の断面の形状は互い
に異なる曲率を有するものであることを特徴としてい
る。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in any one of the fifth to twelfth aspects, the shapes of the plurality of cross sections have different curvatures from each other.

【0023】請求項15の発明は請求項5〜12のいず
れか1項の発明において、前記複数の断面の形状は互い
に異なる非球面であることを特徴としている。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in any one of the fifth to twelfth aspects, the shapes of the plurality of cross sections are different from each other.

【0024】請求項16の発明は請求項5〜12のいず
れか1項の発明において、前記複数の断面の形状は互い
に異なる倍率を供給するものであることを特徴としてい
る。
A sixteenth aspect of the present invention is characterized in that, in the invention of any one of the fifth to twelfth aspects, the shapes of the plurality of cross sections supply magnifications different from each other.

【0025】請求項17の発明は請求項5〜12のいず
れか1項の発明において、前記複数の断面の形状は互い
に異なる歪曲収差を生じるものであることを特徴として
いる。
A seventeenth aspect of the present invention is characterized in that, in the invention of any one of the fifth to twelfth aspects, the shapes of the plurality of cross sections cause different distortions.

【0026】請求項18の発明は請求項5〜12のいず
れか1項の発明において、前記投影光学系はレンズ系と
前記光学素子を含み、前記光学素子は前記レンズ系の物
体側もしくは像側にあることを特徴としている。
According to an eighteenth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the fifth to twelfth aspects, the projection optical system includes a lens system and the optical element, and the optical element is an object side or an image side of the lens system. It is characterized by having.

【0027】請求項19の発明は請求項5〜12のいず
れか1項の発明において、前記走査前に前記光学素子の
回転位置または前記走査方向の位置を調整することを特
徴としている。
In a nineteenth aspect of the present invention, in any one of the fifth to twelfth aspects, the rotational position of the optical element or the position in the scanning direction is adjusted before the scanning.

【0028】請求項20の発明は請求項5〜12のいず
れか1項の発明において、前記走査中に前記光学素子の
回転位置または前記走査方向の位置を変化させることを
特徴としている。
According to a twentieth aspect of the present invention, in any one of the fifth to twelfth aspects, the rotational position of the optical element or the position in the scanning direction is changed during the scanning.

【0029】請求項21の発明のデバイス製造方法は請
求項1から20のいずれか1項の装置を用いて、レチク
ルのパターンでウエハを露光する段階と、次いで該露光
したウエハを現像する段階を含むことを特徴としてい
る。
According to a twenty-first aspect of the present invention, a step of exposing a wafer to a reticle pattern using the apparatus according to any one of the first to twentieth aspects and then a step of developing the exposed wafer are performed. It is characterized by including.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を添付図面に基
づいて説明する。図1は本発明の投影露光装置の実施形
態1の要部概略図である。本実施形態では半導体デバイ
スの製造用のスキャン型の投影露光装置において投影倍
率の補正を、走査露光に応じて光学部材(光学特性補正
部材)を光軸周りに回転させて行った例を示している。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic view of a main part of a projection exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention. In the present embodiment, an example is shown in which a scan-type projection exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device corrects a projection magnification by rotating an optical member (optical characteristic correction member) around an optical axis according to scanning exposure. I have.

【0031】同図において、4は露光照明系であり、第
1物体としてのレチクル(マスク)1を(スリット開口
で)照明している。露光照明系4はArFエキシマレー
ザー(波長193nm)又はKrFエキシマレーザー
(波長248nm)又はg線(波長436nm)やi線
(波長265nm)を発するランプのうちの何れか1つ
の光源と、公知の光学系等から構成されている。
In FIG. 1, reference numeral 4 denotes an exposure illumination system which illuminates (with a slit opening) a reticle (mask) 1 as a first object. The exposure illumination system 4 is a light source for emitting one of an ArF excimer laser (wavelength 193 nm), a KrF excimer laser (wavelength 248 nm), a g-ray (wavelength 436 nm) and an i-ray (wavelength 265 nm), and a known optical system. System.

【0032】1は第1物体としてのレチクル(マスク)
である。2は屈折型又はカタジオプトリック型等の投影
光学系であり、露光照明系4によってスリット開口の光
束で照明されたレチクル1の回路パターンを第2物体と
してのウェハー3(被露光感光基板)に投影している。
1 is a reticle (mask) as a first object
It is. Reference numeral 2 denotes a projection optical system such as a refraction type or a catadioptric type, and a wafer 3 (a photosensitive substrate to be exposed) which uses a circuit pattern of the reticle 1 illuminated by the exposure illumination system 4 with the light flux of the slit opening as a second object. Is projected on.

【0033】尚、投影光学系2はマスクや感光基板の光
軸方向の位置誤差や、環境変化による倍率の変動を抑え
るため、入射側(マスク側)と出射側(感光基板側)共
にテレセントリックな光学系に構成されている。T1は
投影光学系2の投影倍率を制御する機能を有する光学手
段であり、石英又はホタル石等の露光光を透過させる材
料からなり、平行平板の1面に表面加工された光学部材
(光学特性補正部材)11とその回転駆動機構(駆動制
御手段)12を有している。尚、投影光学系2は光学部
材11を光路中に入れた状態で収差補正がなされるよう
設計されている。
The projection optical system 2 is telecentric on both the entrance side (mask side) and the exit side (photosensitive substrate side) in order to suppress positional errors in the optical axis direction of the mask and the photosensitive substrate and fluctuations in magnification due to environmental changes. The optical system is configured. T1 is an optical unit having a function of controlling the projection magnification of the projection optical system 2, and is made of a material that transmits exposure light such as quartz or fluorite, and has an optical member (optical characteristics (A correction member) 11 and a rotation drive mechanism (drive control means) 12 thereof. The projection optical system 2 is designed so that aberration is corrected while the optical member 11 is in the optical path.

【0034】5はウェハーホルダーであり、ウェハー3
を保持している。6はウェハーステージであり、レチク
ル1を載置している不図示のレチクルステージと共に、
投影光学系2の結像倍率に応じた速度比率で投影光学系
2の光軸と直交する方向(スリット開口の短軸方向)に
同期して移動させて走査露光している。
Reference numeral 5 denotes a wafer holder, and the wafer 3
Holding. Reference numeral 6 denotes a wafer stage together with a reticle stage (not shown) on which the reticle 1 is mounted.
Scanning exposure is performed by moving the projection optical system 2 at a speed ratio corresponding to the imaging magnification in synchronization with a direction orthogonal to the optical axis of the projection optical system 2 (the short axis direction of the slit opening).

【0035】7は干渉用ミラーであり、ウェハーステー
ジ6の位置を不図示の干渉計でモニターするためのもの
である。干渉計ミラー7と干渉計から得られる信号を用
いて不図示のウェハーステージ駆動制御系によりウェハ
ー3を所定の位置に位置決めして、その状態で走査投影
露光を行っている。
Numeral 7 denotes an interference mirror for monitoring the position of the wafer stage 6 with an interferometer (not shown). The wafer 3 is positioned at a predetermined position by a wafer stage drive control system (not shown) using the interferometer mirror 7 and signals obtained from the interferometer, and scanning projection exposure is performed in that state.

【0036】本実施形態の走査型の投影露光装置は光学
手段T1とその駆動制御手段12とを設けているのが通
常の走査型の投影露光装置と異なっており、その他の構
成は基本的に同じである。
The scanning projection exposure apparatus of the present embodiment is different from a normal scanning projection exposure apparatus in that an optical means T1 and a drive control means 12 are provided, and the other components are basically the same. Is the same.

【0037】本実施例では、光学手段T1を投影光学系
2の投影倍率(倍率)の調整用(補正用)として適用し
ている。
In this embodiment, the optical means T1 is used for adjusting (correcting) the projection magnification (magnification) of the projection optical system 2.

【0038】本実施形態の走査型の投影露光装置におい
ては、スリット開口の露光領域をスリット開口の短軸方
向に走査することによって走査露光を行っている。この
とき、走査方向(スリットの短軸方向)の倍率またはデ
ィストーションはマスク及びウェハーの駆動制御によっ
て制御している。
In the scanning projection exposure apparatus of this embodiment, scanning exposure is performed by scanning the exposure area of the slit opening in the short axis direction of the slit opening. At this time, the magnification or distortion in the scanning direction (the short axis direction of the slit) is controlled by drive control of the mask and the wafer.

【0039】一方、走査露光するスリット開口の長軸す
なわち走査方向に垂直な方向の倍率または、ディストー
ションは回転非対称な面形状をもつ光学部材11を光路
中に配置し、この光学部材11を走査露光に応じて変化
させることにより制御している。
On the other hand, an optical member 11 having a surface shape that is rotationally asymmetric with respect to the major axis of the slit opening for scanning exposure, that is, a direction perpendicular to the scanning direction or distortion is disposed in the optical path, and this optical member 11 is subjected to scanning exposure. Is controlled by changing according to

【0040】次に具体的な数値を用いて説明する。Next, a description will be given using specific numerical values.

【0041】投影光学系としては実質的にスリット開口
の長軸方向の倍率またはディストーションを補正できる
ことが必要項目となる。例えば露光スリット開口のサイ
ズを25×5mmとし、1ppmの倍率変化を発生させ
たい場合、光学部材のスリット開口の長軸方向の位置ズ
レ量は最大で12.5nmで発生し、これはそのままデ
ィストーション量となる。
It is necessary for the projection optical system to be able to substantially correct the magnification or distortion in the long axis direction of the slit opening. For example, when the size of the exposure slit opening is set to 25 × 5 mm and a magnification change of 1 ppm is desired to occur, the positional shift amount of the optical member in the long axis direction of the slit opening occurs at a maximum of 12.5 nm, which is the distortion amount as it is. Becomes

【0042】一方光学部材のスリット開口の短軸方向の
スリット上の位置ズレ量は最大で2.5nmとなるが走
査露光した場合、これはディストーションとはならず、
値が大きい場合に若干のコントラスト低下の要因とな
る。このコントラスト低下の影響がでるのはスリット開
口上の位置ズレ量が20〜30nm以上ある場合であ
り、数ppm程度の倍率変化は結像性能に影響を与えな
い。
On the other hand, the positional deviation amount of the slit opening of the optical member on the slit in the short axis direction is 2.5 nm at the maximum. However, when scanning exposure is performed, this does not cause distortion.
When the value is large, it causes a slight decrease in contrast. The effect of this decrease in contrast occurs when the amount of positional shift on the slit opening is 20 to 30 nm or more, and a magnification change of about several ppm does not affect the imaging performance.

【0043】従って、前記の如き回転非対称な面形状を
有する光学部材を回転や、走査方向に並進等の変位を与
えることで、前記スリット開口の長軸方向の本光学部材
の断面形状を連続的に変化させることが可能となり、こ
れによってスリット開口の長軸方向の倍率またはディス
トーションを連続的に変化させている。
Therefore, the optical member having the rotationally asymmetric surface shape as described above is rotated, or a displacement such as translation is given in the scanning direction, so that the sectional shape of the optical member in the major axis direction of the slit opening is continuously changed. Thus, the magnification or distortion in the long axis direction of the slit opening is continuously changed.

【0044】前記光学部材は、その表面形状を加工して
いるため、この光学部材を通過する光束を断面形状に応
じて屈折作用により偏向させている。これにより、物体
面上の所定の点の結像位置を像面上において光軸と垂直
方向に偏位させて、投影光学系の倍率およびディストー
ション成分をその断面形状に対応した形に補正してい
る。
Since the surface of the optical member is processed, the light beam passing through the optical member is deflected by the refraction according to the sectional shape. Thereby, the imaging position of a predetermined point on the object plane is deviated in the direction perpendicular to the optical axis on the image plane, and the magnification and distortion components of the projection optical system are corrected to a shape corresponding to the cross-sectional shape. I have.

【0045】補正すべきディストーションの形状は、前
記光学部材の面形状に依存する。結像面でのディストー
ション形状は、前記光学部材の面形状を微分した形とな
る。例えば、倍率成分を補正したい場合、面の変異f
(x)と位置xの関係を f(x)=ax2 となるように加工すればよい。これは、実質的にはR
(球面)形状で構成された面とすればよい。
The shape of the distortion to be corrected depends on the surface shape of the optical member. The distortion shape on the image plane is a shape obtained by differentiating the surface shape of the optical member. For example, when it is desired to correct the magnification component, the surface variation f
The relationship between (x) and the position x may be processed so that f (x) = ax 2 . This is essentially R
The surface may have a (spherical) shape.

【0046】また、前記光学部材は、マスクと投影光学
系の間で、望ましくはマスク近傍に配置されるため、前
記光学部材の表面形状加工ならびに光学部材の回転・並
進は、倍率、ディストーション以外の収差には、殆ど影
響を与えることないため、目的とする倍率または/及び
ディストーションの補正を他の収差と独立に行うことを
可能としている。
Further, since the optical member is disposed between the mask and the projection optical system, preferably near the mask, the surface shape processing of the optical member and the rotation and translation of the optical member are performed by means other than magnification and distortion. Since the aberration is hardly affected, it is possible to correct the target magnification and / or distortion independently of other aberrations.

【0047】以下、本実施形態において光学部材11を
用いた具体的な倍率の補正方法について述べる。
Hereinafter, a specific magnification correction method using the optical member 11 in this embodiment will be described.

【0048】光学部材11は、例えば図2に示すように
露光光に対して透過する材料で作られた平行平板をベー
スにレチクル1に近い方の面に f(y)=−ay2 で表わされる形状の加工(非球面加工)を加え必要な表
面形状を形成している。
The optical member 11 is expressed by f (y) = − ay 2 on a surface closer to the reticle 1 based on a parallel flat plate made of a material that transmits exposure light as shown in FIG. 2, for example. The required surface shape is formed by processing the shape (aspherical surface processing).

【0049】図1の実施形態1では光学部材11は投影
光学系2とレチクル1の間の光路中に配置されている
(尚、本実施形態ではその他の位置(例えば投影光学系
2の瞳面又は投影光学系2とウエハ3との間)に配置し
ても良い。)。
In the first embodiment shown in FIG. 1, the optical member 11 is disposed in the optical path between the projection optical system 2 and the reticle 1 (in this embodiment, the optical member 11 is located at another position (for example, the pupil plane of the projection optical system 2). Alternatively, it may be arranged between the projection optical system 2 and the wafer 3).

【0050】この位置は比較的開口数(NA)が細い光
束が通過する位置であるため、光学部材11の位置ずれ
による光線の結像位置の偏位を考える場合、光学部材1
1の表面形状f(y)によって偏位される光束のうち、
代表的に主光線の偏位を考えればよい。
Since this position is a position through which a light beam having a relatively small numerical aperture (NA) passes, when considering the deviation of the image forming position of the light beam due to the positional shift of the optical member 11, the optical member 1 is used.
1 of the light flux deflected by the surface shape f (y)
Typically, the deviation of the chief ray may be considered.

【0051】図3は光学部材11によって光線を偏向す
るときの原理説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view of the principle when light rays are deflected by the optical member 11.

【0052】図3に示す光学部材11の光軸と垂直方向
の位置ズレ量distと光学部材11表面の主光線の法
線の角度変化量θとの関係は dist=β・LR(n−1)・θ となる。尚、LRはレチクル1から光学部材11の表面
11aまでの距離、βは投影光学系2の横倍率、nは光
学部材11の材質の屈折率である。ここでθは小さいの
で光学部材11の表面形状をf(y)とすると θ≒tanθ=f(y)/dy となる。この式より表面形状f(y)と偏位量dist
の関係は f(y)=−(∫(dist)dy)/(LRβ(n−
1)) となり、光学部材11の面形状を微分したものが、結像
面での偏位(ディストーション)形状となる。従って、
倍率成分を発生させる場合に必要な光学部材11の面形
状は f(y)=ay2 ・・・(式1) で表せる2次関数となる。
The relationship between the positional deviation amount dist in the direction perpendicular to the optical axis of the optical member 11 shown in FIG. 3 and the angle change amount θ of the normal to the principal ray on the surface of the optical member 11 is dist = β · LR (n− 1) · θ Here, LR is the distance from the reticle 1 to the surface 11a of the optical member 11, β is the lateral magnification of the projection optical system 2, and n is the refractive index of the material of the optical member 11. Here, since θ is small, if the surface shape of the optical member 11 is f (y), θ ≒ tan θ = f (y) / dy. From this equation, the surface shape f (y) and the deviation amount dist are obtained.
The relationship f (y) = - (∫ (dist) dy) / (L R β (n-
1)), and the surface shape of the optical member 11 is differentiated to be a displacement (distortion) shape on the image plane. Therefore,
The surface shape of the optical member 11 required for generating the magnification component is a quadratic function expressed by f (y) = ay 2 (Equation 1).

【0053】倍率を可変とするために、上式で言えば係
数aの値を変動させる手段が必要となる。本実施形態で
は、以下の方法で係数aを変動させている。
In order to make the magnification variable, means for changing the value of the coefficient a in the above equation is required. In the present embodiment, the coefficient a is varied by the following method.

【0054】光学部材11の表面11aの形状は図2に
示すように、直交する2方向で上式の係数aを異なる値
とする。標準的には、直交する2方向で係数aの符号を
変えたものとするのが好適である。この場合は2方向を
x,yとしたときの断面形状を、 f(x)=ax2 ・・・(式2a) f(y)=−ay2 ・・・(式2b) というかたちで表現できる。
As shown in FIG. 2, the shape of the surface 11a of the optical member 11 is such that the coefficient a in the above equation is different in two orthogonal directions. Normally, it is preferable that the sign of the coefficient a is changed in two orthogonal directions. In this case, the cross-sectional shape when two directions are x and y is expressed as f (x) = ax 2 (Equation 2a) f (y) = − ay 2 (Equation 2b) it can.

【0055】ただし、加工面11aの基準面からの差は
小さいので、実質的には大きさが同じで符号が異なるR
(球面)をもつようなトーリック面を形成すればよい。
However, since the difference between the processing surface 11a and the reference surface is small, R is substantially the same in size but different in sign.
What is necessary is just to form the toric surface which has (spherical surface).

【0056】このように表面を加工した光学部材11を
中心11bを通るいくつかの面で切ってみると、図4
(a),(b),(c)に示されるような、曲率の異な
る断面形状が得られる。
When the optical member 11 whose surface is processed as described above is cut along several planes passing through the center 11b, FIG.
(A), (b), and (c), the cross-sectional shape from which curvature differs is obtained.

【0057】これを角度φの関数としてグラフを描くと
図5のような+R0から−R0まで連続可変の曲率を得
ることができる。従って、図1に示した回転駆動機構1
2により光学部材11を光軸2a(中心11b)を中心
に回転させることによって、走査型の投影露光装置にお
けるスリット開口の長軸方向の倍率を変化させることが
可能となり、任意の角度を設定することにより所望の倍
率を得ている。
When this is plotted as a function of the angle φ, a continuously variable curvature from + R0 to −R0 as shown in FIG. 5 can be obtained. Therefore, the rotation drive mechanism 1 shown in FIG.
By rotating the optical member 11 about the optical axis 2a (center 11b) by using 2, the magnification in the major axis direction of the slit opening in the scanning projection exposure apparatus can be changed, and an arbitrary angle is set. Thus, a desired magnification is obtained.

【0058】尚、図2では、断面形状が分かり易いよう
光学部材11が矩形状になっているが、実際には円形の
平板を加工したもので良い。
In FIG. 2, the optical member 11 has a rectangular shape so that the sectional shape can be easily understood. However, in practice, a circular flat plate may be processed.

【0059】一例として投影光学系の倍率が1/4の縮
小率でKrFエキシマレーザーを光源とする、スキャン
型の投影露光装置を考えた場合、走査露光のスリット開
口のサイズをウェハー上で25×5mmとして±5pp
mの倍率補正範囲を持った補正機構を構成する場合、光
学部材11を石英で形成しレチクル1と光学部材11の
距離を10mmとすると、基準平面からの変位量が中心
から52mmの位置での最大変位量が、およそ±0.3
μmのトロイダル面を形成すればよい。
As an example, in the case of a scan type projection exposure apparatus using a KrF excimer laser as a light source at a reduction ratio of 1/4 of the projection optical system, the size of the slit opening for scanning exposure is set to 25 × on the wafer. ± 5pp as 5mm
When configuring a correction mechanism having a magnification correction range of m, if the optical member 11 is formed of quartz and the distance between the reticle 1 and the optical member 11 is 10 mm, the amount of displacement from the reference plane is 52 mm from the center. Maximum displacement is about ± 0.3
A μm toroidal surface may be formed.

【0060】この例では走査露光のスリット領域は走査
方向に5mmの幅を持っているがスリット内での走査方
向の位置ズレ量のバラツキは最大で12.5nmでこれ
は実質的には走査露光時の焼き付け性能には影響を及ぼ
さない。
In this example, the slit area of the scanning exposure has a width of 5 mm in the scanning direction, but the positional deviation in the scanning direction within the slit has a maximum variation of 12.5 nm, which is substantially equal to the scanning exposure. It does not affect the baking performance at the time.

【0061】尚、本実施形態では、光学部材11の1面
だけをトロイダル加工したが、両面を加工しても良い。
又、本実施形態では、光学部材11は平行平面板を基準
に表面加工したが、球面等を基準面とし、そこから非球
面の追加工をしても良い。ただし、加工精度や保持精度
を考えると平行平面板の1面のみを加工するのが最も好
適である。
Although only one surface of the optical member 11 is toroidally processed in this embodiment, both surfaces may be processed.
In the present embodiment, the optical member 11 is surface-processed on the basis of the plane-parallel plate; However, considering processing accuracy and holding accuracy, it is most preferable to process only one surface of the parallel flat plate.

【0062】次に本発明の実施形態2について説明す
る。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.

【0063】本発明の実施形態2では、3次のディスト
ーションの補正を行っている。図6は本発明の実施形態
2を示した概略図である。本実施形態は実施形態1の倍
率補正用の光学手段T1の代わりに、ディストーション
補正用の光学手段T2(21、12)を適用したもので
あり、その他の構成は実施形態1と同じである。21は
面加工された光学部材、12は光学部材21を回転変位
させる回転機構である。
In the second embodiment of the present invention, third-order distortion is corrected. FIG. 6 is a schematic diagram showing Embodiment 2 of the present invention. In the present embodiment, a distortion correcting optical unit T2 (21, 12) is applied instead of the magnification correcting optical unit T1 of the first embodiment, and the other configuration is the same as that of the first embodiment. Reference numeral 21 denotes a surface-processed optical member, and reference numeral 12 denotes a rotation mechanism that rotationally displaces the optical member 21.

【0064】図7に本実施形態で用いる光学部材21の
形状の一例を示す。
FIG. 7 shows an example of the shape of the optical member 21 used in this embodiment.

【0065】光学手段T2により対称3次のディストー
ションを補正する場合、光学部材21の面形状は、直交
する2方向で絶対値を同じで符号を反転させた形状とし
た場合では、 f(x)=ax4 ・・・(式3a) f(y)=−ay4 ・・・(式3b) 又は、 f(x)=ax2+bx4 ・・・(式4a) f(y)=−ay2−by4 ・・・(式4b) というかたちに加工すればよい。
In the case where the symmetric third-order distortion is corrected by the optical unit T2, the surface shape of the optical member 21 is f (x) when the absolute value is the same in two orthogonal directions and the sign is inverted. = ax 4 ··· (wherein 3a) f (y) = - ay 4 ··· ( wherein 3b) or, f (x) = ax 2 + bx 4 ··· ( wherein 4a) f (y) = - ay 2- by 4 (Equation 4b)

【0066】(式3)の形状の場合、図6には図示して
いない投影倍率補正手段(本発明の実施形態1を含む)
と組み合わせることにより、ディストーションの1次
(倍率)成分と3次成分をほぼ独立に補正することがで
きる。
In the case of the shape of (Equation 3), the projection magnification correcting means (not shown in FIG. 6) (including the first embodiment of the present invention)
By combining the above, the first-order (magnification) component and the third-order component of the distortion can be corrected almost independently.

【0067】(式4)の形状をとる場合は、光学部材2
1の加工量を最小にしたい場合、または、本発明により
ディストーションを補正する際に最小自乗倍率を変化さ
せない場合などに用いると好適である。
In the case of taking the shape of (Equation 4), the optical member 2
It is suitable for use in cases where it is desired to minimize the processing amount of 1 or when the minimum square magnification is not changed when correcting distortion according to the present invention.

【0068】尚、ディストーションの他に倍率成分を同
時に制御するためには、光学部材21の1つの面に(式
3)又は(式4)の表面加工を施し、もう1つの面に又
は新たな光学部材の面に倍率成分を制御するための(式
2)等の形状加工を施しても良い。
In order to simultaneously control the magnification component in addition to the distortion, one surface of the optical member 21 is subjected to the surface processing of (Expression 3) or (Expression 4), and the other surface or a new surface is processed. The surface of the optical member may be subjected to shape processing such as (Equation 2) for controlling the magnification component.

【0069】次に本発明の実施形態3について説明す
る。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.

【0070】本実施形態では、光学部材の変位手段とし
て光軸に垂直な方向への平行移動を行っている。図8は
本発明の実施形態3を示した概略図である。本実施形態
は実施形態1の回転による倍率補正の光学手段T1の代
わりに、走査方向に並進による倍率補正の光学手段T3
を適用したものであり、その他の構成は実施形態1と同
じである。光学手段T3のうち、31は光学部材であ
り、13はこの光学部材を光軸と垂直な面上で露光用の
スリット開口の走査方向に光学部材31を平行駆動する
駆動部である。
In the present embodiment, parallel displacement in the direction perpendicular to the optical axis is performed as displacement means of the optical member. FIG. 8 is a schematic diagram showing Embodiment 3 of the present invention. In the present embodiment, instead of the optical means T1 for magnification correction by rotation of the first embodiment, an optical means T3 for magnification correction by translation in the scanning direction.
The other configuration is the same as that of the first embodiment. In the optical means T3, reference numeral 31 denotes an optical member, and reference numeral 13 denotes a drive unit that drives the optical member 31 in parallel with the scanning direction of the slit opening for exposure on a plane perpendicular to the optical axis.

【0071】ここで適用する光学部材は図9,図10の
ようにx方向の断面形状がy座標の位置によって連続的
に変化しており、これを数式で表現すると F(x,y)=a・y・x2 ・・・(式5) というかたちになる。
The optical member applied here has a cross-sectional shape in the x direction that changes continuously depending on the position of the y coordinate as shown in FIGS. 9 and 10. When this is expressed by a mathematical formula, F (x, y) = a · y · x 2 (Equation 5)

【0072】ここで、x方向を露光スリットAの長軸方
向にとり図8に示した駆動機構13でスリットAに対し
てy方向に光学部材31を並進駆動する事により、光学
部材31のスリットAの長軸に対する(長手方向に関す
る)断面形状を変化させることができる。
Here, the x direction is taken as the major axis direction of the exposure slit A, and the optical member 31 is translated in the y direction with respect to the slit A by the driving mechanism 13 shown in FIG. The cross-sectional shape with respect to the long axis (in the longitudinal direction) can be changed.

【0073】実施形態1と同様に25×5mmのスリッ
トの場合で±5ppmの補正範囲を持った補正機構を形
成する場合、光学部材31を石英で形成し、レチクル1
と光学部材31の距離を10mmとすると、基準平面か
らの最大変位量はやはり±0.3μmとなる。
When forming a correction mechanism having a correction range of ± 5 ppm in the case of a 25 × 5 mm slit as in the first embodiment, the optical member 31 is formed of quartz and the reticle 1
When the distance between the optical member 31 and the optical member 31 is 10 mm, the maximum displacement from the reference plane is also ± 0.3 μm.

【0074】露光スリットの短軸つまり走査方向の幅5
mmの両端でもx断面形状の差異が生じる。この差が大
きい場合はやはり、走査露光した場合のコントラスト低
下を引き起こすが、光学部材のy方向の長さを200m
mとするとスリット内のdx(x方向のバラツキ)の最
大値は12.5nmとなり、この値は実質的に、走査露
光時の結像性能に影響を及ぼさない。
Short axis of exposure slit, ie width 5 in scanning direction
Even at both ends of mm, there is a difference in x cross-sectional shape. When this difference is large, the contrast is reduced when scanning exposure is performed. However, the length of the optical member in the y direction is set to 200 m.
Assuming m, the maximum value of dx (variation in the x direction) in the slit is 12.5 nm, and this value does not substantially affect the imaging performance during scanning exposure.

【0075】実施形態1〜3は、補正用の光学手段をマ
スクと投影光学系の間に構成したが、光学手段を投影光
学系と感光基板の間に構成しても同様の効果が得られ
る。
In the first to third embodiments, the optical means for correction is provided between the mask and the projection optical system. However, the same effect can be obtained even if the optical means is provided between the projection optical system and the photosensitive substrate. .

【0076】次に上記説明した投影露光装置を利用した
半導体デバイスの製造方法を説明する。
Next, a method of manufacturing a semiconductor device using the above-described projection exposure apparatus will be described.

【0077】図11は半導体デバイス(ICやLSI等
の半導体チップ、或は液晶パネルやCCD等)の製造の
フローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart for manufacturing a semiconductor device (a semiconductor chip such as an IC or LSI, or a liquid crystal panel or a CCD).

【0078】本実施例においてステップ1(回路設計)
では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ2(マ
スク製作)では設計した回路パターンを形成したマスク
を製作する。
Step 1 (circuit design) in this embodiment
Now, we will design the circuit of the semiconductor device. Step 2 is a process for making a mask on the basis of the circuit pattern design.

【0079】一方、ステップ3(ウエハ製造)ではシリ
コン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ4
(ウエハプロセス)は前行程と呼ばれ、前記用意したマ
スクとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ
上に実際の回路を形成する。
On the other hand, in step 3 (wafer manufacture), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4
The (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the prepared mask and wafer.

【0080】次のステップ5(組立)は後行程と呼ば
れ、ステップ4によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシ
ング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封
入)等の工程を含む。
The next step 5 (assembly) is called a post-process, and is a step of forming a semiconductor chip using the wafer produced in step 4, and includes an assembly step (dicing and bonding) and a packaging step (chip encapsulation). And the like.

【0081】ステップ6(検査)ではステップ5で作製
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これが出荷(ステップ7)される。
In step 6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device manufactured in step 5 are performed. Through these steps, a semiconductor device is completed and shipped (step 7).

【0082】図12は上記ステップ4のウエハプロセス
の詳細なフローチャートである。まず、ステップ11
(酸化)ではウエハの表面を酸化させる。ステップ12
(CVD)ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。
FIG. 12 is a detailed flowchart of the wafer process in step 4 described above. First, step 11
In (oxidation), the surface of the wafer is oxidized. Step 12
In (CVD), an insulating film is formed on the wafer surface.

【0083】ステップ13(電極形成)ではウエハ上に
電極を蒸着によって形成する。ステップ14(イオン打
込み)ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ15
(レジスト処理)ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ16(露光)では前記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。
In step 13 (electrode formation), electrodes are formed on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. Step 15
In (resist processing), a photosensitive agent is applied to the wafer. Step 16 (exposure) uses the above-described exposure apparatus to print and expose the circuit pattern of the mask onto the wafer.

【0084】ステップ17(現像)では露光したウエハ
を現像する。ステップ18(エッチング)では現像した
レジスト以外の部分を削り取る。ステップ19(レジス
ト剥離)ではエッチングが済んで不要となったレジスト
を取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことに
よってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
In step 17 (development), the exposed wafer is developed. In step 18 (etching), portions other than the developed resist are removed. In step 19 (resist stripping), unnecessary resist after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

【0085】尚、本実施例の製造方法を用いれば、高集
積度の半導体デバイスを容易に製造することができる。
By using the manufacturing method of this embodiment, a highly integrated semiconductor device can be easily manufactured.

【0086】以上説明した各実施形態によれば、投影光
学系における倍率または/及びディストーションを、他
の収差とは独立に良好に補正することができる走査型の
投影露光装置及びデバイスの製造方法を達成することが
できる。
According to each of the embodiments described above, a scanning projection exposure apparatus and a device manufacturing method capable of favorably correcting magnification and / or distortion in a projection optical system independently of other aberrations are provided. Can be achieved.

【0087】この他本発明によれば、回転非対称な断面
形状を持つ光学部材を回転あるいは走査方向と並進可能
とし、その変位量を制御することにより、走査型の投影
露光装置の倍率または/及び、ディストーションを、他
の収差と独立に補正することが可能となり、常に高精度
な投影露光を行うことができる。
In addition, according to the present invention, the optical member having a rotationally asymmetric cross-sectional shape can be rotated or translated in the scanning direction, and by controlling the amount of displacement, the magnification and / or the magnification of the scanning projection exposure apparatus can be improved. , Distortion can be corrected independently of other aberrations, and high-precision projection exposure can always be performed.

【0088】また、投影光学系に1つの補正部材で構成
される補正機構を加えるだけなので、複雑になりがちな
投影光学系の設計上、製造上の制約を緩和できるという
メリットがある。
Further, since only a correction mechanism composed of one correction member is added to the projection optical system, there is an advantage that restrictions on design and manufacturing of the projection optical system, which tend to be complicated, can be eased.

【0089】[0089]

【発明の効果】本発明によれば、倍率又は/及びディス
トーション等の光学特性を簡単に調整することができる
走査型の投影露光装置及びデバイスの製造方法を達成す
ることができる。
According to the present invention, it is possible to achieve a scanning type projection exposure apparatus and a method of manufacturing a device in which optical characteristics such as magnification and / or distortion can be easily adjusted.

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

【図1】 本発明の実施形態1を示す概略図。FIG. 1 is a schematic view showing a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施形態1で用いられる光学特性補
正部材の例示する外観図。
FIG. 2 is an external view exemplifying an optical characteristic correction member used in the first embodiment of the present invention.

【図3】 図2の光学部材により光線を偏向することが
出来る基本原理を示す説明図。
FIG. 3 is an explanatory view showing a basic principle that light beams can be deflected by the optical member of FIG. 2;

【図4】 図2の光学部材の断面形状を示す図。FIG. 4 is a view showing a cross-sectional shape of the optical member of FIG. 2;

【図5】 図2の光学部材を回転させたときの露光スリ
ット方向の断面形状の変化を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a change in a cross-sectional shape in an exposure slit direction when the optical member of FIG. 2 is rotated.

【図6】 本発明の実施形態2を示す概略図。FIG. 6 is a schematic view showing a second embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の実施形態2で用いられる光学特性補
正部材の例示する外観図。
FIG. 7 is an exemplary external view of an optical characteristic correction member used in a second embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の実施形態3を示す概略図。FIG. 8 is a schematic view showing a third embodiment of the present invention.

【図9】 本発明の実施形態3で用いられる光学特性補
正部材の例示する外観図。
FIG. 9 is an external view exemplifying an optical characteristic correction member used in Embodiment 3 of the present invention.

【図10】 図9の光学部材の断面形状を示す図。FIG. 10 is a view showing a cross-sectional shape of the optical member of FIG. 9;

【図11】 本発明のデバイスの製造方法のフローチャ
ート
FIG. 11 is a flowchart of a device manufacturing method according to the present invention.

【図12】 本発明のデバイスの製造方法のフローチャ
ート
FIG. 12 is a flowchart of a device manufacturing method according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 マスク(レチクル) 2 投影光学系 3 感光基板(ウェハー) 4 照明光学系 5 感光基板ホルダー 6 ウェハーステージ 7 干渉用ミラー T1、T2、T3 光学手段 11、21、31 光学部材 Reference Signs List 1 mask (reticle) 2 projection optical system 3 photosensitive substrate (wafer) 4 illumination optical system 5 photosensitive substrate holder 6 wafer stage 7 interference mirror T1, T2, T3 optical means 11, 21, 31 optical member

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 スリット状露光光により照明したマスク
上のパターンを投影光学系により感光基板上に投影し且
つ走査方向に走査する投影露光装置において、前記投影
光学系は走査方向に直交する方向に関する前記投影光学
系の倍率または/及びディストーションに寄与する回転
非対称な面形状を有した部材を有し、該部材を前記走査
中動かす手段を有することを特徴とする投影露光装置。
1. A projection exposure apparatus for projecting a pattern on a mask illuminated by slit exposure light onto a photosensitive substrate by a projection optical system and scanning in a scanning direction, wherein the projection optical system is related to a direction orthogonal to the scanning direction. A projection exposure apparatus, comprising: a member having a rotationally asymmetric surface shape that contributes to magnification and / or distortion of the projection optical system, and a unit that moves the member during the scanning.
【請求項2】 前記部材は最も前記マスク側、もしくは
最も前記感光基板側に位置していることを特徴とする請
求項1の投影露光装置。
2. The projection exposure apparatus according to claim 1, wherein said member is located closest to said mask or said photosensitive substrate.
【請求項3】 前記部材は、前記走査中に前記投影光学
系の光軸を中心に回転することを特徴とする請求項1の
投影露光装置。
3. The projection exposure apparatus according to claim 1, wherein said member rotates around an optical axis of said projection optical system during said scanning.
【請求項4】 前記部材は、前記走査中に走査方向に平
行に並進移動することを特徴とする請求項1の投影露光
装置。
4. The projection exposure apparatus according to claim 1, wherein the member translates in parallel with a scanning direction during the scanning.
【請求項5】 スリット状の光により照明したマスクの
パターンを投影光学系により感光部材上に投影すると共
に前記マスクと前記感光部材とを前記スリット状の光の
短手方向に相当する走査方向に走査する投影露光装置に
おいて、前記投影光学系は、光軸を含む複数の断面の形
状が互いに異なる曲面を有し且つ前記光軸を中心として
回転可能な光学素子を備えることを特徴とする投影露光
装置。
5. A pattern of a mask illuminated by slit-like light is projected onto a photosensitive member by a projection optical system, and the mask and the photosensitive member are moved in a scanning direction corresponding to a short direction of the slit-like light. In a projection exposure apparatus that performs scanning, the projection optical system includes an optical element that has a curved surface having a plurality of different cross-sections including an optical axis and is rotatable about the optical axis. apparatus.
【請求項6】 前記曲面は直交する2方向をX,Yと
し、aを係数としたとき、 f(X)=aX2 f(Y)=−aY2 で示す形状を有することを特徴とする請求項5に記載の
投影露光装置。
6. The curved surface has a shape represented by f (X) = aX 2 f (Y) = − aY 2 where X and Y are orthogonal directions and a is a coefficient. A projection exposure apparatus according to claim 5.
【請求項7】 前記曲面は直交する2方向をX,Yと
し、aを係数としたとき、 f(X)=aX4 f(Y)=−aY4 で示す形状を有することを特徴とする請求項5に記載の
投影露光装置。
7. The curved surface has a shape represented by f (X) = aX 4 f (Y) = − aY 4 where a is a coefficient and X and Y are two directions orthogonal to each other. A projection exposure apparatus according to claim 5.
【請求項8】 前記曲面は直交する2方向をX,Yと
し、a,bを係数としたとき、 f(X)=aX2+bX4 f(Y)=−aY2−bY4 で示す形状を有することを特徴とする請求項5に記載の
投影露光装置。
8. The curved surface has a shape represented by f (X) = aX 2 + bX 4 f (Y) = − aY 2 −bY 4 where X and Y are orthogonal directions and a and b are coefficients. 6. The projection exposure apparatus according to claim 5, comprising:
【請求項9】 前記走査方向に直交する複数の断面の形
状が互いに異なる曲面を有し且つ前記走査方向に移動可
能な光学素子も有することを特徴とする請求項5に記載
の投影露光装置。
9. The projection exposure apparatus according to claim 5, further comprising an optical element having a plurality of cross-sections orthogonal to the scanning direction and having curved surfaces different from each other and movable in the scanning direction.
【請求項10】 前記曲面は直交する2方向をX,Yと
し、aを係数としたとき、 F(X,Y)=a・Y・X2 で示す形状を有することを特徴とする請求項9に記載の
投影露光装置。
Wherein said curved surface is the two directions perpendicular X, and Y, when the coefficient a, claims, characterized in that it has a shape shown by F (X, Y) = a · Y · X 2 10. The projection exposure apparatus according to 9.
【請求項11】 スリット状の光により照明したマスク
のパターンを投影光学系により感光部材上に投影すると
共に前記マスクと前記感光部材とを前記スリット状の光
の短手方向に相当する走査方向に走査する露光装置にお
いて、前記投影光学系は、前記走査方向に直交する複数
の断面の形状が互いに異なる曲面を有し且つ前記走査方
向に移動可能な光学素子を有することを特徴とする投影
露光装置。
11. A pattern of a mask illuminated by slit-shaped light is projected onto a photosensitive member by a projection optical system, and the mask and the photosensitive member are moved in a scanning direction corresponding to a short direction of the slit-shaped light. In a scanning exposure apparatus, the projection optical system has an optical element having a curved surface having a plurality of cross-sections orthogonal to the scanning direction and different shapes from each other and movable in the scanning direction. .
【請求項12】 前記曲面は、直交する2方向をX,Y
とし、aを係数としたとき、 F(X,Y)=a・Y・X2 で示す形状を有することを特徴とする請求項11に記載
の投影露光装置。
12. The curved surface has two orthogonal directions, X and Y.
And then, when the coefficient a, F (X, Y) = projection exposure apparatus according to claim 11, characterized in that it has a shape shown by a · Y · X 2.
【請求項13】 前記複数の断面の形状は互いに異なる
焦点距離を供給するものであることを特徴とする請求項
5〜12のいずれか1項記載の投影露光装置。
13. The projection exposure apparatus according to claim 5, wherein the shapes of the plurality of cross sections supply different focal lengths.
【請求項14】 前記複数の断面の形状は互いに異なる
曲率を有するものであることを特徴とする請求項5〜1
2のいずれか1項記載の投影露光装置。
14. The method according to claim 5, wherein the shapes of the plurality of cross sections have different curvatures from each other.
3. The projection exposure apparatus according to claim 2.
【請求項15】 前記複数の断面の形状は互いに異なる
非球面であることを特徴とする請求項5〜12のいずれ
か1項記載の投影露光装置。
15. The projection exposure apparatus according to claim 5, wherein the plurality of cross sections have different aspherical shapes.
【請求項16】 前記複数の断面の形状は互いに異なる
倍率を供給するものであることを特徴とする請求項5〜
12のいずれか1項記載の投影露光装置。
16. The method according to claim 5, wherein the shapes of the plurality of cross sections supply magnifications different from each other.
13. The projection exposure apparatus according to claim 12.
【請求項17】 前記複数の断面の形状は互いに異なる
歪曲収差を生じるものであることを特徴とする請求項5
〜12のいずれか1項記載の投影露光装置。
17. The apparatus according to claim 5, wherein the shapes of the plurality of cross sections cause different distortions.
13. The projection exposure apparatus according to any one of claims 12 to 12.
【請求項18】 前記投影光学系はレンズ系と前記光学
素子を含み、前記光学素子は前記レンズ系の物体側もし
くは像側にあることを特徴とする請求項5〜12のいず
れか1項記載の投影露光装置。
18. The projection optical system according to claim 5, wherein the projection optical system includes a lens system and the optical element, and the optical element is located on an object side or an image side of the lens system. Projection exposure equipment.
【請求項19】 前記走査前に前記光学素子の回転位置
または前記走査方向の位置を調整することを特徴とする
請求項5〜12のいずれか1項記載の投影露光装置。
19. The projection exposure apparatus according to claim 5, wherein a rotation position of the optical element or a position in the scanning direction is adjusted before the scanning.
【請求項20】 前記走査中に前記光学素子の回転位置
または前記走査方向の位置を変化させることを特徴とす
る請求項5〜12のいずれか1項記載の投影露光装置。
20. The projection exposure apparatus according to claim 5, wherein a rotation position of the optical element or a position in the scanning direction is changed during the scanning.
【請求項21】 請求項1から20のいずれか1項の装
置を用いて、レチクルのパターンでウエハを露光する段
階と、次いで該露光したウエハを現像する段階を含むこ
とを特徴とするデバイスの製造方法。
21. A device according to claim 1, comprising the steps of: exposing a wafer with a pattern of a reticle using the apparatus according to claim 1; and developing the exposed wafer. Production method.
JP2000041675A 2000-02-18 2000-02-18 Projection aligner and method of manufacturing device Pending JP2001230192A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000041675A JP2001230192A (en) 2000-02-18 2000-02-18 Projection aligner and method of manufacturing device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000041675A JP2001230192A (en) 2000-02-18 2000-02-18 Projection aligner and method of manufacturing device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001230192A true JP2001230192A (en) 2001-08-24

Family

ID=18564872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000041675A Pending JP2001230192A (en) 2000-02-18 2000-02-18 Projection aligner and method of manufacturing device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001230192A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009206513A (en) * 2008-02-26 2009-09-10 Asml Netherlands Bv Lithographic method for transferring pattern on substrate and lithography equipment
KR100942351B1 (en) 2005-04-08 2010-02-12 우시오덴키 가부시키가이샤 Exposure apparatus
JP2010535423A (en) * 2007-08-03 2010-11-18 カール・ツァイス・エスエムティー・アーゲー Projection objective system, projection exposure apparatus, projection exposure method, and optical correction plate for microlithography

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100942351B1 (en) 2005-04-08 2010-02-12 우시오덴키 가부시키가이샤 Exposure apparatus
JP2010535423A (en) * 2007-08-03 2010-11-18 カール・ツァイス・エスエムティー・アーゲー Projection objective system, projection exposure apparatus, projection exposure method, and optical correction plate for microlithography
JP2014075610A (en) * 2007-08-03 2014-04-24 Carl Zeiss Smt Gmbh Projection objective system for microlithography, projection aligner, projection exposure method, and optical correction plate
JP2016042192A (en) * 2007-08-03 2016-03-31 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー Projection objective system for microlithography, projection exposure apparatus, projection exposure method, and optical correction plate
JP2009206513A (en) * 2008-02-26 2009-09-10 Asml Netherlands Bv Lithographic method for transferring pattern on substrate and lithography equipment
US9423688B2 (en) 2008-02-26 2016-08-23 Asml Netherlands B.V. Lithographic method to apply a pattern to a substrate and lithographic apparatus
US9891532B2 (en) 2008-02-26 2018-02-13 Asml Netherlands B.V. Lithographic method to apply a pattern to a substrate and lithographic apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6104472A (en) Projection exposure apparatus and device manufacturing method
JP3303758B2 (en) Projection exposure apparatus and device manufacturing method
JP2003092253A (en) Illumination optical system, projection aligner, and manufacturing method of microdevice
KR20030082452A (en) Projective optical system, exposure apparatus and exposure method
US20060056038A1 (en) Aberration correcting optical system
US7232233B2 (en) Catoptric reduction projection optical system and exposure apparatus using the same
JP2007207821A (en) Variable slit device, lighting device, aligner, exposure method, and method of manufacturing device
KR20040075764A (en) Catoptric projection optical system and exposure apparatus
KR100918335B1 (en) Projection exposure device
US20040248043A1 (en) Exposure method, exposure apparatus and device manufacturing method
JP2008112756A (en) Optical element driving device and control method thereof, exposure apparatus, and manufacturing method of device
JP2000021752A (en) Projection and exposure apparatus and manufacture of device
US7064805B2 (en) Exposure apparatus
EP1413908A2 (en) Projection optical system and exposure apparatus equipped with the projection optical system
JP5118407B2 (en) Optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP2000214382A (en) Optical system and projection device using the same
JP2004158786A (en) Projection optical system and exposure device
KR20190092275A (en) Projection optical system, exposure apparatus, and method of manufacturing article
WO2002031870A1 (en) Projection optical system, aligner comprising the projection optical system, and method for manufacturing apparartus comprising the aligner
JP2001230192A (en) Projection aligner and method of manufacturing device
JP5006762B2 (en) Exposure apparatus and device manufacturing method
JPWO2004066371A1 (en) Exposure equipment
JP2007287885A (en) Illuminating optical apparatus, aligner, and method of manufacturing device
JP2006080444A (en) Measurement apparatus, test reticle, aligner, and device manufacturing method
JPH0963923A (en) X-ray projection aligner