JP2004140390A - Illumination optical system, exposure device and device manufacturing method - Google Patents

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JP2004140390A JP2003401068A JP2003401068A JP2004140390A JP 2004140390 A JP2004140390 A JP 2004140390A JP 2003401068 A JP2003401068 A JP 2003401068A JP 2003401068 A JP2003401068 A JP 2003401068A JP 2004140390 A JP2004140390 A JP 2004140390A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an illumination optical system and an exposure device, illuminating a region to be illuminated at a uniform illuminance, in which centroid of intensity of a light ray made incident on the region to be illuminated is accorded with a center of the light ray, and to provide a method for manufacturing a device using them. <P>SOLUTION: The illumination optical system illuminating a surface to be illuminated with a light whose wavelength from a light source is 200 nm or less comprises: a field stop provided with an opening for defining a illuminating region of the surface to be illuminated; a reflective optical system which images the opening on the surface to be illuminated by using a light flux which has passed through the opening of the field stop; and an adjusting mechanism which adjusts an angle of a main light ray of the light flux, made incident on the surface to be illuminated, to the surface to be illuminated. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

 本発明は照明光学系に関し、特に光源として波長200nm乃至10nmの極端紫外線領域(EUV:extreme ultraviolet)、又はX線領域の発光光源を利用して、半導体ウェハ用の単結晶基板、液晶ディスプレイ(LCD)用のガラス基板などの被処理体を露光する照明光学系、露光装置及びデバイス製造方法に関する。 The present invention relates to an illumination optical system, and particularly to a single crystal substrate for a semiconductor wafer and a liquid crystal display (LCD) using a light source in an extreme ultraviolet region (EUV: extreme ultraviolet) having a wavelength of 200 nm to 10 nm or an X-ray region as a light source. The present invention relates to an illumination optical system for exposing an object to be processed, such as a glass substrate, an exposure apparatus, and a device manufacturing method.

 微細パターンをもつ半導体回路素子などを製造する方法として、例えば、波長13.4nmのEUV光を用いた縮小投影露光方法がある。この方法では、回路パターンが形成されたマスク又はレチクル(本出願ではこれらを交換可能に使用する。)をEUV光で照明し、マスク上のパターンの像をウェハ面に縮小投影し、その表面のレジストを露光してパターンを転写する。 縮小 As a method of manufacturing a semiconductor circuit element having a fine pattern, there is, for example, a reduction projection exposure method using EUV light having a wavelength of 13.4 nm. In this method, a mask or a reticle on which a circuit pattern is formed (in the present application, these are used interchangeably) is illuminated with EUV light, an image of the pattern on the mask is reduced and projected on a wafer surface, and the surface of the mask is resized. The pattern is transferred by exposing the resist.

 投影露光装置の解像度Rは、露光光源の波長λ、露光装置の開口数(NA)及び比例定数kを用いて次式で与えられる。 Resolution R of the projection exposure apparatus, the wavelength of the exposure light source lambda, given by the following equation using the numerical aperture (NA) and the proportionality constant k 1 of the exposure apparatus.

 また、一定の結像性能を維持できる焦点範囲を焦点深度といい、焦点深度DOFは、比例定数kを用いて次式で与えられる。 Further, means a focal range that can maintain a constant imaging performance and depth of focus, depth of focus DOF is given by the following equation using the proportional constant k 2.

 従来のEUV縮小投影露光装置1000の要部概略を図18に示す。図18において、1001はEUV光の発光点、1002はEUV光束、1003はフィルタ、1004は第1の回転放物面ミラー、1005は反射型インテグレータ、1006は第2の回転放物面ミラー、1007は反射型マスク、1008は投影光学系を構成する複数のミラー系、1009はウェハ、1010はマスクステージ、1011はウェハステージ、1012は円弧状アパーチャ、1013はレーザ光源、1014はレーザ集光光学系、1017は真空容器である。また、図19は、マスク1007上の照明領域1015と露光が行われる円弧状領域1016との関係を示す平面図である。 FIG. 18 shows an outline of a main part of a conventional EUV reduction projection exposure apparatus 1000. In FIG. 18, reference numeral 1001 denotes an emission point of EUV light, 1002 denotes an EUV light flux, 1003 denotes a filter, 1004 denotes a first paraboloid of revolution, 1005 denotes a reflection type integrator, 1006 denotes a second paraboloid of revolution, 1007 Denotes a reflection type mask, 1008 denotes a plurality of mirror systems constituting a projection optical system, 1009 denotes a wafer, 1010 denotes a mask stage, 1011 denotes a wafer stage, 1012 denotes an arc-shaped aperture, 1013 denotes a laser light source, and 1014 denotes a laser focusing optical system. Reference numeral 1017 denotes a vacuum container. FIG. 19 is a plan view showing a relationship between an illumination area 1015 on the mask 1007 and an arc-shaped area 1016 on which exposure is performed.

 このように、露光装置1000は、EUV光を生成する光源部1013及び1014、照明光学系(即ち、第1の回転放物面ミラー1004、反射型インテグレータ1005及び第2の回転放物面ミラー1006)、反射型マスク1007、投影光学系1008、ウェハ1009、マスクを搭載したステージ1010、ウェハを搭載したステージ1011、マスクやウェハの位置を精密に合わせる図示しないアライメント機構、EUV光の減衰を防ぐために光学系全体を真空に保つための真空容器1017と図示しない排気装置などからなる。 As described above, the exposure apparatus 1000 includes the light source units 1013 and 1014 that generate EUV light, the illumination optical system (that is, the first rotating parabolic mirror 1004, the reflective integrator 1005, and the second rotating parabolic mirror 1006). ), A reflective mask 1007, a projection optical system 1008, a wafer 1009, a stage 1010 on which a mask is mounted, a stage 1011 on which a wafer is mounted, an alignment mechanism (not shown) for precisely adjusting the positions of the mask and the wafer, and a method for preventing EUV light attenuation. It comprises a vacuum vessel 1017 for keeping the entire optical system in a vacuum and an exhaust device (not shown).

 照明光学系は、発光点1001からのEUV光1002を第1の回転放物面ミラー1004で集光し、反射型インテグレータ1005に照射して2次光源を形成し、更に、この2次光源からのEUV光を第2の回転放物面ミラー1006で重畳されるように集光し、マスク1007を均一に照明する。 The illumination optical system converges EUV light 1002 from the light emitting point 1001 with a first rotating parabolic mirror 1004 and irradiates it with a reflective integrator 1005 to form a secondary light source. The EUV light is condensed by the second paraboloid of revolution mirror 1006 so as to be superimposed, and the mask 1007 is uniformly illuminated.

 反射型マスク1007は多層膜反射鏡の上にEUV吸収体などからなる非反射部を設けた転写パターンが形成されたものである。反射型マスク1007で反射された回路パターンの情報を有するEUV光は、投影光学系1008によってウェハ1009面上に結像する。 The reflective mask 1007 is formed by forming a transfer pattern in which a non-reflective portion made of an EUV absorber or the like is provided on a multilayer film reflective mirror. The EUV light having the information of the circuit pattern reflected by the reflective mask 1007 forms an image on the surface of the wafer 1009 by the projection optical system 1008.

 投影光学系1008は光軸中心に対して軸外の細い円弧状の領域が良好な結像性能をもつように設計されている。従って、露光はこの細い円弧状領域のみが利用されるように、ウェハ1009直前に円弧状開口をもったアパーチャ1012が設けられている。そして矩型形状をしたマスク全面のパターンを転写するため、反射型マスク1007とウェハ1009が同時にスキャンして露光が行われる。 (4) The projection optical system 1008 is designed such that a thin arc-shaped region off axis with respect to the center of the optical axis has good imaging performance. Therefore, an aperture 1012 having an arc-shaped opening is provided immediately before the wafer 1009 so that only the thin arc-shaped region is used for exposure. Then, in order to transfer the pattern on the entire surface of the mask having the rectangular shape, the reflection type mask 1007 and the wafer 1009 are simultaneously scanned and exposed.

 ここで投影光学系1008は複数の多層膜反射鏡によって構成され、マスク1007上のパターンをウェハ1009表面に縮小投影する構成となっており、通常、像側テレセントリック系が用いられている。なお、物体側(反射型マスク側)は、反射型マスク1007に入射する照明光束との物理的干渉を避けるために、通常、非テレセントリックな構成となっている。 Here, the projection optical system 1008 is configured by a plurality of multilayer film reflecting mirrors and configured to reduce and project the pattern on the mask 1007 onto the surface of the wafer 1009, and usually uses an image-side telecentric system. It should be noted that the object side (reflective mask side) is usually of a non-telecentric configuration in order to avoid physical interference with the illumination light beam incident on the reflective mask 1007.

 レーザ光源1013からのレーザ光はレーザ集光光学系1014により発光点1001の位置にある不図示のターゲットに集光され、高温のプラズマ光源を生成する。このプラズマ光源から熱輻射により放射されたEUV光1002は第1の回転放物面ミラー1004で反射して平行なEUV光束となる。この光束が反射型インテグレータ1005で反射して、多数の2次光源を形成する。 The laser light from the laser light source 1013 is condensed by a laser condensing optical system 1014 on a target (not shown) at the position of the light emitting point 1001 to generate a high temperature plasma light source. EUV light 1002 emitted from the plasma light source by thermal radiation is reflected by the first rotating parabolic mirror 1004 to become a parallel EUV light flux. This light beam is reflected by the reflection type integrator 1005 to form a number of secondary light sources.

 この2次光源からのEUV光は第2の回転放物面ミラー1006で反射して反射型マスク1007を照明する。ここで該2次光源から第2の回転放物面ミラー1006、第2の回転放物面ミラー1006から反射型マスク1007までの距離は、第2の回転放物面ミラー1006の焦点距離に等しく設定されている。 (4) The EUV light from the secondary light source is reflected by the second paraboloid of revolution mirror 1006 to illuminate the reflective mask 1007. Here, the distance from the secondary light source to the second rotating parabolic mirror 1006 and the distance from the second rotating parabolic mirror 1006 to the reflective mask 1007 are equal to the focal length of the second rotating parabolic mirror 1006. Is set.

 2次光源の位置に第2の回転放物面ミラー1006の焦点が位置しているので2次光源の1つから出たEUV光は反射型マスク1007を平行光束で照射する。これによりケーラー照明が満たされている。即ち、反射型マスク1007上のある1点を照明するEUV光は全ての2次光源から出たEUV光の重なったものである。 (4) Since the focal point of the second rotating parabolic mirror 1006 is located at the position of the secondary light source, EUV light emitted from one of the secondary light sources irradiates the reflective mask 1007 with a parallel light beam. This fills the Koehler illumination. That is, the EUV light that illuminates one point on the reflective mask 1007 is an overlap of the EUV light emitted from all the secondary light sources.

 マスク面上の照明領域1015は、図19に示すように、反射型インテグレータ1005の構成要素である凸又は凹面ミラーの反射面の平面形状と相似であり、実際に露光が行われる円弧領域1016を含むほぼ矩形領域である。投影光学系1008は2次光源の像が投影光学系1008の入射瞳面に投影されるように設計されている。 As shown in FIG. 19, the illumination region 1015 on the mask surface is similar to the planar shape of the reflection surface of the convex or concave mirror which is a component of the reflection type integrator 1005, and the arc region 1016 where exposure is actually performed is formed. It is a substantially rectangular area that includes. The projection optical system 1008 is designed such that an image of the secondary light source is projected on the entrance pupil plane of the projection optical system 1008.

 また、その他にもEUV光を露光光とする露光装置に関して様々な提案がなされている(例えば、特許文献1〜3参照。)。

特開平07−235472号公報 特開平10−70058号公報 特開平11−312638号公報
In addition, various proposals have been made regarding exposure apparatuses that use EUV light as exposure light (for example, see Patent Documents 1 to 3).

JP 07-235472 A JP-A-10-70058 JP-A-11-312638

 マスク1007の円弧領域は照度ムラがなく照明されることが必要であるが、それに加えて、円弧領域に入射する光線の光強度の重心を光線の中心に一致させる必要がある。しかし、従来のEUV縮小投影露光装置1000ではこれらの条件がかならずしも満足されていなかった。そのため、円弧領域のある点において光線の重心が中心に一致していなければ、実質的に照明光の主光線は所望する方向からずれて入射したと同様の効果となり、マスクパターンが正常に露光できなくなるという問題を有していた。 (4) The circular arc region of the mask 1007 needs to be illuminated without illuminance unevenness. In addition, it is necessary to match the center of the light intensity of the light beam incident on the circular arc region with the center of the light beam. However, in the conventional EUV reduction projection exposure apparatus 1000, these conditions are not always satisfied. Therefore, if the center of gravity of the light beam does not coincide with the center at a certain point in the circular arc region, the effect is substantially the same as that of the principal ray of the illumination light having been shifted from the desired direction, and the mask pattern can be exposed normally. Had the problem of disappearing.

 また、図19に示すように、マスク1007には実際に露光が行われる円弧領域1016を含むほぼ矩形領域1015に対してEUV光が照射されるため、露光に寄与しないEUV光はウェハ1009上の円弧状アパーチャ1012により遮光されて無駄になっていた。即ち、従来のEUV縮小投影露光装置1000では露光光量の損失が非常に大きいために露光時間が長くかかり、スループットを高めることができないという問題も有していた。 Further, as shown in FIG. 19, the mask 1007 is irradiated with EUV light on a substantially rectangular area 1015 including an arc area 1016 on which exposure is actually performed. The light was shielded by the arcuate aperture 1012 and wasted. That is, the conventional EUV reduction projection exposure apparatus 1000 has a problem that the exposure time is long because the loss of the exposure light amount is extremely large, and the throughput cannot be increased.

 更に、従来のEUV縮小投影露光装置1000は、マスク1007からの反射光の光軸が投影光学系1008の光軸と一致せずに投影光学系1008によって反射光がケラレてしまうという問題も有していた。 Further, the conventional EUV reduction projection exposure apparatus 1000 has a problem that the optical axis of the reflected light from the mask 1007 does not coincide with the optical axis of the projection optical system 1008, and the reflected light is vignetted by the projection optical system 1008. I was

 そこで、本発明の目的は、被照明領域を均一な照度で照明すると共に、被照明領域に入射する光線の光強度の重心を光線の中心に一致させる照明光学系、露光装置及びこれを用いたデバイス製造方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide an illumination optical system, an exposure apparatus, and an exposure apparatus that illuminate an illuminated area with uniform illuminance and match the center of light intensity of a light ray incident on the illuminated area with the center of the light ray. An object of the present invention is to provide a device manufacturing method.

 また、本発明の他の目的は、光量の損失が少なく、露光時間の短縮とスループットの向上をもたらす照明光学系、露光装置及びこれを用いたデバイス製造方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an illumination optical system, an exposure apparatus, and a device manufacturing method using the same, which reduce the loss of light amount, shorten the exposure time, and improve the throughput.

 また、本発明の更に別の目的は、マスクからの反射光の光軸を投影光学系の光軸に一致させる照明光学系、露光装置及びこれを用いたデバイス製造方法を提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide an illumination optical system, an exposure apparatus, and a device manufacturing method using the same, in which the optical axis of light reflected from a mask coincides with the optical axis of a projection optical system.

 上記目的を達成するために、本発明の一側面としての照明光学系は、光源からの波長200nm以下の光で被照明面を照明する照明光学系において、前記被照明面の照明領域を定義するための開口が設けられた視野絞りと、当該視野絞りの前記開口を経た光束で、前記開口を前記被照明面に結像する反射光学系と、前記被照明面に入射する光束の主光線の前記被照明面に対する角度を調節する調節機構とを有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an illumination optical system according to one aspect of the present invention defines an illumination area of the illumination surface in an illumination optical system that illuminates the illumination surface with light having a wavelength of 200 nm or less from a light source. A field stop provided with an opening for light, a reflection optical system that forms an image of the opening on the surface to be illuminated with a light beam passing through the opening of the field stop, and a principal ray of a light beam incident on the surface to be illuminated. And an adjusting mechanism for adjusting an angle with respect to the illuminated surface.

 本発明の別の側面としての照明光学系は、光源からの波長200nm以下の光で被照明面を照明する照明光学系において、反射型インテグレータと、該反射型インテグレータからの複数の光束を前記被照明面に重ねる集光ミラーと、該集光ミラーからの光を前記被照射面に導く反射光学系と、前記被照射面に入射する光束の主光線の前記被照明面に対する角度を調節する調節機構とを有することを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, there is provided an illumination optical system for illuminating a surface to be illuminated with light having a wavelength of 200 nm or less from a light source, wherein a reflection type integrator and a plurality of light beams from the reflection type integrator are received by the illumination optical system. A condenser mirror superimposed on the illumination surface, a reflection optical system for guiding light from the condenser mirror to the surface to be illuminated, and an adjustment for adjusting an angle of a principal ray of a light beam incident on the surface to be illuminated with respect to the surface to be illuminated. And a mechanism.

 本発明の更に別の側面としての露光装置は、上述の照明光学系により光源からの光でレチクル又はマスクに形成されたパターンを照明し、当該パターンを投影光学系により被処理体上に投影することを特徴とする。 An exposure apparatus as still another aspect of the present invention illuminates a pattern formed on a reticle or a mask with light from a light source by the above-described illumination optical system, and projects the pattern onto a target object by a projection optical system. It is characterized by the following.

 本発明の更に別の側面としてのデバイス製造方法は、上述の露光装置を用いてデバイスパターンで基板を露光する工程と、前記露光された基板に所定のプロセスを行う工程とを有することを特徴とする。 A device manufacturing method as still another aspect of the present invention includes a step of exposing a substrate with a device pattern using the above-described exposure apparatus, and a step of performing a predetermined process on the exposed substrate. I do.

 本発明の他の目的及び更なる特徴は以下添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。 Other objects and further features of the present invention will become apparent by preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.

 本発明による照明装置及び露光装置によれば、高効率で均一な円弧照明を行ない、照度ムラをなくすことができる。また、光源に変動があっても、被照射面への光束入射角度が安定することで露光への影響を除去することができる。 According to the illumination device and the exposure device of the present invention, uniform circular illumination can be performed with high efficiency, and illuminance unevenness can be eliminated. Further, even if the light source fluctuates, the influence on the exposure can be removed by stabilizing the incident angle of the light beam on the irradiated surface.

 以下、添付図面を参照して、本発明の第1の実施形態の露光装置10を詳細に説明する。本発明の露光装置10は露光用の照明光としてEUV光(例えば、波長13.4nm)を用いて、ステップ・アンド・スキャン方式の露光を行う投影露光装置である。露光装置10は、図1に示すように、光源部100と、照明光学系200と、マスク300と、投影光学系400と、被処理体500とを有する。また、露光装置10は、マスク300を載置するマスクステージ350と、被処理体500を載置するウェハステージ550とを更に有し、マスクステージ350とウェハステージ550は図示しない制御部に接続されて駆動制御されている。光源部100と照明光学系200は照明装置を構成する。ここで、図1は、露光装置10の概略図である。 Hereinafter, the exposure apparatus 10 according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The exposure apparatus 10 of the present invention is a projection exposure apparatus that performs step-and-scan exposure using EUV light (for example, a wavelength of 13.4 nm) as illumination light for exposure. The exposure apparatus 10 includes a light source unit 100, an illumination optical system 200, a mask 300, a projection optical system 400, and an object 500, as shown in FIG. The exposure apparatus 10 further includes a mask stage 350 on which the mask 300 is mounted, and a wafer stage 550 on which the object 500 is mounted. The mask stage 350 and the wafer stage 550 are connected to a control unit (not shown). Drive control. The light source unit 100 and the illumination optical system 200 constitute an illumination device. Here, FIG. 1 is a schematic diagram of the exposure apparatus 10.

 EUV光は大気に対する透過率が低いため、露光装置10は、光源部100を真空容器12に収納し、残りの構成要素200乃至550を真空容器14に収納している。但し、本発明は少なくともEUV光が通る光路が真空雰囲気に維持された場合を含むものである。 Since the transmittance of EUV light to the atmosphere is low, the exposure apparatus 10 stores the light source unit 100 in the vacuum container 12 and stores the remaining components 200 to 550 in the vacuum container 14. However, the present invention includes a case where at least an optical path through which EUV light passes is maintained in a vacuum atmosphere.

 光源部100は、プラズマ発光点120からEUV光を生成する。光源部100は、プラズマ生成のターゲットとなる液滴を噴射するノズル130と、励起レーザ光が照射されなかった液滴を回収して再利用するための液滴回収部140と、回転楕円ミラー150と、フィルタ170とを有する。 The light source unit 100 generates EUV light from the plasma light emitting point 120. The light source unit 100 includes a nozzle 130 for ejecting a droplet serving as a target for plasma generation, a droplet collecting unit 140 for collecting and reusing a droplet that has not been irradiated with the excitation laser light, and a spheroid mirror 150. And a filter 170.

 不図示の励起レーザ光源及び集光光学系からなる励起レーザ部から放射された、高出力の励起パルスレーザ光110は、発光点120の位置に集光するように構成されている。またレーザプラズマ光源のターゲットとなる液滴(例えば、Xe)は、ノズル130から一定の時間間隔で連続的に噴射され、集光点120を通過するようになっている。そして上記のように噴射された液滴が、ちょうど120の位置にきた時に、励起パルスレーザ光110がその液滴を照射することで高温のプラズマ発光点120を生成し、このプラズマからの熱輻射によってEUV光が放射状に発生する。 (4) The high-output excitation pulse laser beam 110 emitted from an excitation laser section including an excitation laser light source and a condensing optical system (not shown) is configured to be condensed at a position of a light emitting point 120. In addition, a droplet (for example, Xe) serving as a target of the laser plasma light source is continuously ejected from the nozzle 130 at fixed time intervals, and passes through the focal point 120. When the droplet ejected as described above comes to the position of exactly 120, the excitation pulse laser beam 110 irradiates the droplet to generate a high-temperature plasma emission point 120, and the thermal radiation from the plasma is generated. Generates EUV light radially.

 なお、本実施形態はターゲットとしてXeの液滴を用いたが、ターゲットとしてXeガスをノズルから真空中に噴射して、断熱膨張により生じるクラスタを用いたり、Xeガスを金属表面で冷却して固体化したものを用いたり、Cu等の金属を用いたテープを選択してもよい。また、本実施形態はレーザプラズマ方式を採用してEUV光を生成しているが、EUV光源としてアンジュレータを用いてもよい。また、EUV光の製造方法としてZピンチ方式、プラズマ・フォーカス、キャピラリー・ディスチャージ、ホロウカソード・トリガードZピンチ等のディスチャージ方式を使用してもよい。 In this embodiment, a droplet of Xe is used as a target. However, as a target, a cluster generated by adiabatic expansion by injecting Xe gas from a nozzle into a vacuum or a solid formed by cooling Xe gas on a metal surface is used. Alternatively, a tape using a metal such as Cu may be selected. In the present embodiment, the EUV light is generated using the laser plasma method, but an undulator may be used as the EUV light source. Further, as a method for producing EUV light, a discharge method such as a Z-pinch method, plasma focus, capillary discharge, and hollow cathode triggered Z-pinch may be used.

 プラズマ発光点120から放射されたEUV光は、回転楕円ミラー150により集光されて、EUV光束160として取りだされる。回転楕円ミラー150は、EUV光を効率良く反射するための反射多層膜が成膜されており、高温のプラズマ120からの放射エネルギーを一部吸収するために、露光中に高温になる。そのために材質としては熱伝導性の高い金属等の材料を用いるとともに、不図示の冷却手段を有して、常に冷却されている。フィルタ170は、プラズマや周辺からの飛散粒子(デブリ)をカットしたり、EUV露光に不要な波長をカットしたりする。EUV光束160は、真空容器12及び14の境界面に設けられた窓部210から、真空容器14の照明光学系200に導入される。窓部210は真空を維持したままEUV光束160を通過する機能を有する。 E The EUV light emitted from the plasma emission point 120 is condensed by the spheroidal mirror 150 and extracted as an EUV light beam 160. The spheroidal mirror 150 is formed with a reflective multilayer film for efficiently reflecting EUV light. The spheroidal mirror 150 becomes high in temperature during exposure to partially absorb radiant energy from the high-temperature plasma 120. For this purpose, a material such as a metal having a high thermal conductivity is used as a material, and a cooling means (not shown) is provided so that the material is constantly cooled. The filter 170 cuts plasma and particles scattered from the periphery (debris), and cuts a wavelength unnecessary for EUV exposure. The EUV light beam 160 is introduced into the illumination optical system 200 of the vacuum container 14 from a window 210 provided at the boundary between the vacuum containers 12 and 14. The window 210 has a function of passing the EUV light beam 160 while maintaining a vacuum.

 照明光学系200は、反射型縮小投影光学系400の円弧状の視野に対応する円弧状のEUV光によりマスク300を均一に照明し、回転放物面ミラー220及び260と放物面ミラー240と、反射型インテグレータ230及び250と、マスキングブレード270と、リレー光学系282乃至286(以下、特に断らない限り「280」で総括する。)と、補正機構290とを有する。 The illumination optical system 200 uniformly illuminates the mask 300 with arc-shaped EUV light corresponding to the arc-shaped field of view of the reflection-type reduction projection optical system 400, and rotates the paraboloid mirrors 220 and 260 and the paraboloid mirror 240. , Reflection type integrators 230 and 250, a masking blade 270, relay optical systems 282 to 286 (hereinafter collectively referred to as “280” unless otherwise specified), and a correction mechanism 290.

 回転放物面ミラー220は、窓部210から導入されたEUV光束160を反射して平行光束222を形成する。次に、平行光束となったEUV光222は、複数の凸状円筒面232を有する反射型凸状円筒面インテグレータ230に入射する。インテグレータ230の各円筒面232により形成された2次光源から放射されるEUV光を放物面ミラー240により集光して重畳することにより、複数の凸状円筒面252を有する反射型インテグレータ250の円筒整列方向をほぼ均一な強度分布で照明することができる。 The paraboloid-of-rotation mirror 220 reflects the EUV light beam 160 introduced from the window 210 to form a parallel light beam 222. Next, the EUV light 222 that has become a parallel light beam is incident on a reflective convex cylindrical surface integrator 230 having a plurality of convex cylindrical surfaces 232. EUV light radiated from the secondary light source formed by each cylindrical surface 232 of the integrator 230 is condensed and superimposed by the parabolic mirror 240, so that the reflective integrator 250 having the plurality of convex cylindrical surfaces 252 is formed. It is possible to illuminate the cylinder alignment direction with a substantially uniform intensity distribution.

 反射型インテグレータ230は複数の円筒面を有し、回転放物面ミラー240と共に、反射型インテグレータ250を均一に(即ち、後述するようにほぼケーラー照明で)照明する。これにより、後述する円弧照明領域の径方向の光強度分布を均一にすると共に反射型インテグレータ250からの有効光源分布を均一にすることができる。反射型インテグレータ230、250は、図7に示すような繰返し周期を有する微小な凸又は凹球面を2次元に多数配列したフライアイミラー230Aに置換されてもよい。 The reflective integrator 230 has a plurality of cylindrical surfaces, and illuminates the reflective integrator 250 uniformly (that is, substantially Koehler illumination as described later) together with the paraboloid of revolution 240. Accordingly, the light intensity distribution in the radial direction of the arc illumination region described later can be made uniform, and the effective light source distribution from the reflective integrator 250 can be made uniform. The reflection type integrators 230 and 250 may be replaced by a fly-eye mirror 230A in which a large number of minute convex or concave spherical surfaces having a repetition period are two-dimensionally arranged as shown in FIG.

 反射型インテグレータ250は複数の円筒面を有し、マスク面を均一に照明する。ここで、インテグレータ250によって円弧領域を均一に照明する原理について、図2乃至図4を参照して詳細に説明する。ここで、図2(a)は、複数の反射型凸状円筒面252を有するインテグレータ250に平行光が入射した場合の摸式的斜視図である。光線の入射方向はインテグレータ250の場合を表現している。図2(b)は、図2(a)と同様の効果を有する複数の反射型凹状円筒面252Aを有するインテグレータ250Aの模式的斜視図である。インテグレータ230も、図2(a)に示す反射型凸状円筒面252を有するインテグレータ250と同様の構造を有する。インテグレータ230及び250は、共に、図2(b)に示す反射型凹状円筒面252Aを有するインテグレータ250Aによって置換されてもよく、あるいはこれらの凹凸の組み合わせによって構成されてもよい。 The reflection type integrator 250 has a plurality of cylindrical surfaces and illuminates the mask surface uniformly. Here, the principle of uniformly illuminating the arc region by the integrator 250 will be described in detail with reference to FIGS. Here, FIG. 2A is a schematic perspective view when parallel light is incident on an integrator 250 having a plurality of reflective convex cylindrical surfaces 252. The incident direction of the light beam represents the case of the integrator 250. FIG. 2B is a schematic perspective view of an integrator 250A having a plurality of reflective concave cylindrical surfaces 252A having the same effect as that of FIG. 2A. The integrator 230 has the same structure as the integrator 250 having the reflective convex cylindrical surface 252 shown in FIG. Both the integrators 230 and 250 may be replaced by an integrator 250A having a reflective concave cylindrical surface 252A shown in FIG. 2B, or may be configured by a combination of these irregularities.

 図2(a)に示すように、複数の円筒面252を有する反射型インテグレータ250にほぼ平行なEUV光束を入射すると、インテグレータ250によって2次光源が形成されると共に、この2次光源から放射されるEUV光の角度分布が円錐面状となる。次に、この2次光源位置を焦点とする反射鏡で前記EUV光を反射してマスク300あるいはマスク300と共役な面を照明することにより、円弧形状の照明が可能となる。 As shown in FIG. 2A, when a substantially parallel EUV light beam is incident on a reflective integrator 250 having a plurality of cylindrical surfaces 252, a secondary light source is formed by the integrator 250 and emitted from the secondary light source. The angular distribution of the EUV light becomes conical. Next, by illuminating the mask 300 or a surface conjugate with the mask 300 by reflecting the EUV light with a reflecting mirror having a focal point at the position of the secondary light source, arc-shaped illumination becomes possible.

 図3は反射型凸状円筒面252を有するインテグレータ250の部分拡大図、図4(a)及び図4(b)は反射型凸状円筒面252を有するインテグレータ250の円筒面252でのEUV光反射を説明するための斜視図及びベクトル図、図5は反射型凸円筒面252を有するインテグレータ250の円筒面252で反射したEUV光の角度分布を説明するための図である。 FIG. 3 is a partially enlarged view of the integrator 250 having the reflective convex cylindrical surface 252, and FIGS. 4A and 4B are EUV light on the cylindrical surface 252 of the integrator 250 having the reflective convex cylindrical surface 252. FIG. 5 is a perspective view and a vector diagram for explaining reflection, and FIG. 5 is a diagram for explaining the angular distribution of EUV light reflected on the cylindrical surface 252 of the integrator 250 having the reflective convex cylindrical surface 252.

 複数の円筒面252をもった反射型インテグレータ250の作用を説明するために、まず、一つの円筒面反射鏡に平行光が入射した場合の反射光の振る舞いについて図4を参照して説明する。今、図4(a)に示すように、一の円筒面にその中心軸であるZ軸に垂直な面(xy平面)に対してθの角度で平行光を入射する場合を考える。平行な入射光の光線ベクトルをPとし、円筒面形状の反射面の法線ベクトルをnとすると、P及びnは以下のベクトル式で定義される。なお、便宜上、特に付してある以外は、Pやnなどの頭に付されるベクトルを表す矢印は省略する。 In order to explain the operation of the reflective integrator 250 having a plurality of cylindrical surfaces 252, first, the behavior of reflected light when parallel light enters one cylindrical reflecting mirror will be described with reference to FIG. Now, as shown in FIG. 4A, consider a case where parallel light is incident on one cylindrical surface at an angle of θ with respect to a plane (xy plane) perpendicular to the Z axis which is the central axis. The light vector parallel incident light is P 1, the normal vector of the reflecting surface of the cylindrical surface shape with n, P 1 and n are defined by the following vector equation. For convenience, except that are designated in particular, the arrows are omitted representing the vector to be added to the head of such P 1 and n.

 図4(b)を参照するに、−Pのnへの正射影ベクトルをaとすると、aは次式で表される。 Referring to FIG. 4 (b), the orthogonal projection vector of the n of -P 1 When a, a is represented by the following equation.

 また、反射光Pの光線ベクトルは、次式で与えられる。 Further, ray vector of the reflected light P 2 is given by the following equation.

数式5及び6より、Pは次式で与えられる。 From Equation 5 and 6, P 2 is given by the following equation.

このとき反射光Pの光線ベクトルをxy平面に射影したベクトルをQとすると、
Qは次式で与えられる。
In this case the vector obtained by projecting the ray vector of the reflected light P 2 in the xy plane to is Q,
Q is given by the following equation.

これより、図5に示す位相空間にプロットすれば、Qは半径R=cosθの円周上で−2φ≦2α≦2φの範囲に存在する。即ち、反射光Pは円錐面状の発散光となり、この円錐面の頂点の位置に2次光源が存在することになる。この2次光源は円筒面が凹面であれば反射面の外部に実像として存在し、凸面であれば反射面の内部に、虚像として存在することになる。 Thus, when plotted in the phase space shown in FIG. 5, Q exists in a range of -2φ ≦ 2α ≦ 2φ on the circumference of the radius R = cos θ. That is, the reflected light P 2 becomes a conical shape of the divergent light, so that the secondary light source is present at the position of the apex of the conical surface. This secondary light source exists as a real image outside the reflecting surface if the cylindrical surface is concave, and exists as a virtual image inside the reflecting surface when the cylindrical surface is convex.

 また、図3に示すように反射面が円筒面の一部に限られていて、その中心角が2φである場合は、第5図に示すように反射光Pの光線べクトルはxy平面上で中心角4φの円弧となる。 Also, though the reflecting surface, as shown in FIG. 3 is limited to a part of a cylindrical surface, when the central angle of 2φ is light base vector of the reflected light P 2, as shown in FIG. 5 xy plane Above is a circular arc having a central angle of 4φ.

 次に、円筒面の一部からなる反射鏡に平行光が入射し、この2次光源の位置に焦点をもつ焦点距離fの回転放物面反射鏡と、更にこの回転放物面反射鏡からfだけ離れた位置に被照射面を配置した場合を考える。2次光源から出た光は円錐面状の発散光になり焦点距離fの反射鏡で反射したのち、平行光となる。このときの反射光は半径f×cosθで中心角4φの円弧状断面のシートビームになる。従って被照射面上の半径f×cosθで中心角4φの円弧状領域のみが照明されることになる。 Next, parallel light is incident on a reflecting mirror consisting of a part of a cylindrical surface. The rotating parabolic reflecting mirror having a focal length f and having a focal point at the position of the secondary light source, Let us consider a case where the irradiated surface is arranged at a position separated by f. The light emitted from the secondary light source becomes divergent light having a conical surface, is reflected by a reflecting mirror having a focal length f, and becomes parallel light. The reflected light at this time is a sheet beam having an arc-shaped cross section with a radius f × cos θ and a central angle of 4φ. Therefore, only an arc-shaped region having a radius f × cos θ and a central angle 4φ on the irradiated surface is illuminated.

 これまでは1つの円筒面反射鏡について説明してきたが、次に、図2(a)に示すように多数の円筒面252を平行に多数並べた広い面積のインテグレータ250に、太さDの平行光が図示した方向に入射した場合を考える。先の例と同様に、回転方物面反射鏡とマスク300を配置したとすれば、円筒面を平行に多数並ベた反射鏡で反射された光の角度分布は先の例と変わらないので、マスク300上では半径f×cosθで中心角4φの円弧状領域が照明される。また、マスク300上の一点に入射する光は円筒面を平行に多数並べた反射鏡の照射領域全域から到達するので、その角度広がりはD/fとなる。開口数NAはsinθで与えられ、照明光学系200の開口数はD/(2f)となる。投影光学系400のマスク300側の開口数をNAp1とすると、コヒーレンスファクタσはσ=D/(2fNAp1)となる。従って、インテグレータ250に入射する平行光の太さによって、最適なコヒーレンスファクタσに設定することができる。 So far, one cylindrical surface reflecting mirror has been described. Next, as shown in FIG. 2A, a large-area integrator 250 in which a large number of cylindrical surfaces 252 are arranged in parallel is provided. Consider the case where light is incident in the illustrated direction. As in the previous example, if the rotating parabolic reflector and the mask 300 are arranged, the angular distribution of light reflected by the mirror having a large number of cylindrical surfaces arranged in parallel is the same as in the previous example. On the mask 300, an arc-shaped region having a radius of f × cos θ and a central angle of 4φ is illuminated. In addition, since light incident on one point on the mask 300 reaches from the entire irradiation area of the reflecting mirror in which a large number of cylindrical surfaces are arranged in parallel, the angular spread is D / f. The numerical aperture NA is given by sin θ, and the numerical aperture of the illumination optical system 200 is D / (2f). Assuming that the numerical aperture on the mask 300 side of the projection optical system 400 is NAp1, the coherence factor σ is σ = D / (2fNAp1). Therefore, the optimum coherence factor σ can be set according to the thickness of the parallel light incident on the integrator 250.

 以上で述べたインテグレータ250によって円弧領域を照明する原理と、更にインテグレータ230を用いて、円弧領域をより効果的に均一に照明することが可能な本実施形態の主要な構成について、図1のインテグレータ230及び250付近を抜粋した図6を参照して、以下に詳細に説明する。 The principle of illuminating the arc region by the integrator 250 described above and the main configuration of the present embodiment that can more effectively and uniformly illuminate the arc region using the integrator 230 are described in FIG. This will be described in detail below with reference to FIG.

 図6において、インテグレータ230の複数の凸状円筒反射面232の直線方向235は、紙面に対して垂直な方向に配置されている。図中、233はインテグレータ230の下面である。また、インテグレータ250の複数の凸状円筒反射面252の直線方向255は、紙面に対して平行な方向に配置されている。図中、253はインテグレータ250の上面である。 In FIG. 6, the linear directions 235 of the plurality of convex cylindrical reflecting surfaces 232 of the integrator 230 are arranged in a direction perpendicular to the paper surface. In the drawing, reference numeral 233 denotes a lower surface of the integrator 230. The linear directions 255 of the plurality of convex cylindrical reflecting surfaces 252 of the integrator 250 are arranged in a direction parallel to the paper surface. In the figure, reference numeral 253 denotes an upper surface of the integrator 250.

 上述したように、2つのインテグレータ230及び250の空間的配置を凸状円筒反射面232及び252の整列方向235及び255を互いに直交させることが本実施態様の重要な点であり、これにより以下に示すようにより均一な円弧照明が可能となる。 As described above, it is an important point of this embodiment that the spatial arrangement of the two integrators 230 and 250 is such that the alignment directions 235 and 255 of the convex cylindrical reflecting surfaces 232 and 252 are orthogonal to each other. As shown, more uniform arc illumination is possible.

 ほぼ平行なEUV光束222が、インテグレータ230の反射面231に図6に示すように、即ち、方向235に対して垂直に入射すると、インテグレータ230の内部に2次光源の虚像が生成されて、比較的小さい所定の発散角θで各2次光源からEUV光が反射される。その発散するEUV光を放物面ミラー240を介してインテグレータ250の反射面251にほぼ平行光束として入射させる。 When the substantially parallel EUV light flux 222 is incident on the reflection surface 231 of the integrator 230 as shown in FIG. 6, that is, perpendicular to the direction 235, a virtual image of the secondary light source is generated inside the integrator 230, and EUV light is reflected by the target small predetermined divergence angle theta 1 from each secondary light source. The diverging EUV light is incident on the reflection surface 251 of the integrator 250 via the parabolic mirror 240 as a substantially parallel light beam.

 放物面ミラー240は、その焦点位置がインテグレータ230の反射面231にほぼ一致するように配置されており、反射面231上の各円筒面232からの反射光がインテグレータ250の反射面251上でそれぞれ重畳するように設定されている。放物面ミラー240は、インテグレータ250の円筒反射面251の長手方向に関する光強度分布を均一にすればよいので、放物断面を有する必要はあるが、必ずしも回転方物面ミラーである必要はない。このように放物面ミラー240はインテグレータ250の反射面251上に対して、ほぼケーラー照明となるように配置されている。このような配置とすることで、インテグレータ250の反射面251上で、特に、255の方向に対してより均一な強度分布が形成される。 The parabolic mirror 240 is arranged so that its focal position substantially coincides with the reflection surface 231 of the integrator 230, and the reflected light from each cylindrical surface 232 on the reflection surface 231 is reflected on the reflection surface 251 of the integrator 250. Each is set to overlap. The parabolic mirror 240 needs to have a parabolic cross-section because the light intensity distribution in the longitudinal direction of the cylindrical reflecting surface 251 of the integrator 250 only needs to be uniform, but does not necessarily need to be a rotating parabolic mirror. . In this way, the parabolic mirror 240 is arranged on the reflection surface 251 of the integrator 250 so as to be almost Koehler illumination. With such an arrangement, a more uniform intensity distribution is formed on the reflection surface 251 of the integrator 250, particularly in the direction of 255.

 そして複数の凸状円筒反射面252を有するインテグレータ250により反射されたEUV光束は、すでに図2乃至図5を参照して詳細に説明したとおり、回転放物面ミラー260により集光されて、その焦点距離fの位置に配置されたマスキングブレード270上に、均一な円弧照明領域を形成する。 The EUV light beam reflected by the integrator 250 having the plurality of convex cylindrical reflection surfaces 252 is condensed by the paraboloid of revolution 260 as described in detail with reference to FIGS. A uniform circular illumination area is formed on the masking blade 270 disposed at the position of the focal length f.

 マスキングブレード270は、EUV光を吸収する材質により構成された遮光部272と、図6の一部に示す正面図に示すように露光に最適な所望の円弧形状の開口部274とを有する。マスキングブレード270は、円弧照明に寄与しない不要な迷光を遮光すると共に、不図示のスリット幅可変機構により、所望のスリット幅に設定したり、部分的にスリット幅を変えることで照度ムラを良好に補正したりする機能を有する。 The masking blade 270 has a light-shielding portion 272 made of a material that absorbs EUV light, and a desired arc-shaped opening 274 optimal for exposure as shown in a front view partially shown in FIG. The masking blade 270 shields unnecessary stray light that does not contribute to arc illumination and satisfactorily reduces illuminance unevenness by setting a desired slit width or partially changing the slit width by a slit width variable mechanism (not shown). It has a function to correct.

 上記のような構成により、円弧照明領域においては、その円弧に沿った角度方向(即ち、θ方向)についてはインテグレータ250の複数の円筒面252からの複数の光束が重畳されることでその均一性が達成され、円弧に垂直な径方向(即ち、r方向)については、インテグレータ230からの複数の光束が重畳されることでその均一性が達成されている。これにより従来よりも飛躍的に効率がよく均一な円弧照明を行うことが可能となる。 With the above-described configuration, in the circular arc illumination region, in the angular direction (that is, the θ direction) along the circular arc, a plurality of light beams from the plurality of cylindrical surfaces 252 of the integrator 250 are superimposed so that the uniformity is obtained. Is achieved, and in the radial direction perpendicular to the arc (that is, the r direction), the uniformity is achieved by superimposing a plurality of light beams from the integrator 230. As a result, it is possible to perform a uniform arc illumination that is significantly more efficient and more uniform than before.

 マスキングブレード270の円弧形状開口部を通過したEUV光束は、リレー光学系280により所望の倍率に変換されたのち、マスクステージ350に保持された反射型マスク300上に円弧照明領域を形成することによって円弧照明を行う。複数のミラー面から形成されるリレー光学系280は、円弧形状を所定の倍率で拡大または縮小する機能を有する。 The EUV light flux that has passed through the arc-shaped opening of the masking blade 270 is converted into a desired magnification by the relay optical system 280, and then forms an arc illumination area on the reflective mask 300 held on the mask stage 350. Perform arc lighting. The relay optical system 280 formed by a plurality of mirror surfaces has a function of enlarging or reducing the arc shape at a predetermined magnification.

 補正機構290は主光線(光軸)調整機構であり、リレー光学系280のミラー位置を微小に偏心移動及び回転移動することにより、反射型マスク300からの反射光が投影光学系400の入射側光軸と良好に一致するように補正する機能を有する。 The correction mechanism 290 is a chief ray (optical axis) adjustment mechanism. By slightly eccentrically moving and rotating the mirror position of the relay optical system 280, the reflected light from the reflective mask 300 is reflected on the incident side of the projection optical system 400. It has the function of correcting the optical axis so that it matches well.

 また、図8に示すように、マスキングブレード270をマスク300の近傍に配置してリレー光学系280を減少してもよい。ここで、図8は、図1に示す露光装置10の変形例の要部概略図である。図1と同一の部材には同一の参照符号を付して重複説明は省略する。 8, the masking blade 270 may be arranged near the mask 300 to reduce the number of relay optical systems 280. Here, FIG. 8 is a schematic view of a main part of a modification of the exposure apparatus 10 shown in FIG. The same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

 マスク300を含む各ミラーの表面には殆ど直入射のEUV光に対して高い反射率を得るために、屈折率の差が大きく吸収が小さい2種類の材料層を露光波長の約半分の周期で繰り返し積層させた多層膜が成膜されている。できるだけ高い反射率を得るために、材料としてはMo及びSiを用いるのが通常であるが、その場合においても得られる反射率は、約60%から70%である。 In order to obtain a high reflectance for EUV light almost directly incident on the surface of each mirror including the mask 300, two types of material layers having a large difference in refractive index and a small absorption are formed at a period of about half the exposure wavelength. A multilayer film that is repeatedly laminated is formed. In order to obtain the highest possible reflectance, it is usual to use Mo and Si as the material, but even in that case, the obtained reflectance is about 60% to 70%.

 従って照明光学系200において、反射強度の損失を抑えるためには、使用するミラー枚数を最小にする必要がある。本実施形態の特徴は、円弧形状の開口部を有するマスキングブレード270を、反射型マスク300の反射面近傍に配置することで、第1図におけるリレー光学系282及び284を省略し、照明光学系200の効率を向上させている点である。 Therefore, in the illumination optical system 200, it is necessary to minimize the number of mirrors used in order to suppress the loss of the reflection intensity. The feature of this embodiment is that a masking blade 270 having an arc-shaped opening is arranged near the reflection surface of the reflection type mask 300, so that the relay optical systems 282 and 284 in FIG. The point is that the efficiency of the 200 is improved.

 次に、所望の照明条件を設定することが可能な本発明の別の実施形態について図9を参照して説明する。ここで、図9は、本発明の第3の実施形態の露光装置10Bを示す概略図である。 Next, another embodiment of the present invention capable of setting a desired illumination condition will be described with reference to FIG. Here, FIG. 9 is a schematic view showing an exposure apparatus 10B according to the third embodiment of the present invention.

 図1に示す露光装置10と対比すると、露光装置10Bは、所望の照明条件に応じて切り替え可能な2つの反射型インテグレータ230及び230Bと、絞り236及び256と、絞り駆動系238及び258とを有する。 In comparison with the exposure apparatus 10 shown in FIG. 1, the exposure apparatus 10B includes two reflective integrators 230 and 230B that can be switched according to desired illumination conditions, diaphragms 236 and 256, and diaphragm driving systems 238 and 258. Have.

 反射型インテグレータ230及び230Bは、複数の凸状円筒面を有する反射型インテグレータであるがその円筒面の曲率半径(と、従ってパワー)が互いに異なる。以下、インテグレータ230と230Bを切り替えることで、コヒーレンスファクタσ、即ち、照明系の開口数を所望の値に設定する方法について説明する。 The reflective integrators 230 and 230B are reflective integrators having a plurality of convex cylindrical surfaces, but have different radii of curvature (and therefore power) from the cylindrical surfaces. Hereinafter, a method of setting the coherence factor σ, that is, the numerical aperture of the illumination system to a desired value by switching between the integrators 230 and 230B will be described.

 図10は、複数の凸状円筒反射面232を有するインテグレータ230の表面の模式図であり、図11はインテグレータ230Bの表面の模式図である。ここでインテグレータ230と230Bの円筒面232及び232Bの曲率半径r及びrはr<rに設定されている。 FIG. 10 is a schematic diagram of a surface of an integrator 230 having a plurality of convex cylindrical reflecting surfaces 232, and FIG. 11 is a schematic diagram of a surface of an integrator 230B. Here integrator 230 and the cylindrical surface 232 and the curvature of the 232B of 230B radius r 1 and r 2 are set to r 1 <r 2.

 今、図10において、紙面上方から平行光束がインテグレータ230の凸状円筒反射面231に入射した場合を考える。この場合、凸状円筒反射面231によって光束は発散するが、その集光点は凸面の内部の曲率中心Oから距離r/2の位置に虚像として存在する。従って、反射光は次式で与えられる発散角θで発散する。 Now, in FIG. 10, it is assumed that a parallel light beam is incident on the convex cylindrical reflection surface 231 of the integrator 230 from above the plane of the paper. In this case, the luminous flux is diverged by the convex cylindrical reflecting surface 231, but the converging point exists as a virtual image at a distance r 1/2 from the center of curvature O inside the convex surface. Therefore, the reflected light diverges at a divergence angle theta 1 which is given by the following equation.

同様に、インテグレータ230Bにおいては、集光点は凸状円筒面232Bの曲率中心Oから距離r/2の位置に虚像として存在する。従って、反射光は次式で与えられる発散角θで発散する。 Similarly, in the integrator 230B, the focal point is present as a virtual image from the center of curvature O of the convex cylindrical surface 232B at a distance r 2/2. Therefore, the reflected light diverges at a divergence angle theta 2 which is given by the following equation.

ここで、r<rより、θ>θの関係が成り立つ。つまり、インテグレータ230により反射する光束の発散角θの方がインテグレータ230Bにより反射する光束の発散角θよりも大きくなる。 Here, the relationship of θ 1 > θ 2 is established from r 1 <r 2 . In other words, towards the divergence angle theta 1 of the light flux reflected by the integrator 230 is larger than the divergence angle theta 2 of the light flux reflected by the integrator 230B.

 図12及び図13は、インテグレータ230と230Bとの切り替えによって照明光学系200の開口数を切り替える方法を説明する模式図である。図12において、ほぼ平行なEUV光束222が絞り236を経てインテグレータ230の円筒反射面231に図に示すように入射すると、インテグレータ230の内部に2次光源の虚像が生成されて、所定の発散角θで各2次光源からEUV光が反射される。その発散するEUV光を焦点距離fの放物面ミラー240により集光して、絞り256を介してインテグレータ250の反射面251にほぼ平行光束として入射する。 12 and 13 are schematic diagrams illustrating a method of switching the numerical aperture of the illumination optical system 200 by switching between the integrators 230 and 230B. In FIG. 12, when a substantially parallel EUV light beam 222 enters the cylindrical reflection surface 231 of the integrator 230 via the stop 236 as shown in the figure, a virtual image of the secondary light source is generated inside the integrator 230, and a predetermined divergence angle is obtained. EUV light is reflected from the respective secondary light sources at theta 1. The diverging EUV light is condensed by a parabolic mirror 240 having a focal length f 1 , and is incident on the reflection surface 251 of the integrator 250 via the stop 256 as a substantially parallel light beam.

 複数の凸状円筒反射面251を有するインテグレータ250により反射されたEUV光束は、回転放物面ミラー260により集光されて、その焦点距離fの位置に配置されたマスキングブレード270上に、均一な円弧照明領域を形成する。ここで、マスキングブレード270における照明光学系200の開口数をNAは次式で与えられる。 EUV light flux reflected by the integrator 250 having a plurality of convex cylindrical reflecting surface 251 is condensed by the rotational parabolic mirror 260, on which the focal length masking blade 270 which is disposed at the position of f 2, uniform A circular arc illumination area. Here, NA 1 the numerical aperture of the illumination optical system 200 in the masking blade 270 is given by the following equation.

開口数NAは反射型マスク300上における照明光学系200の開口数に比例する量であり、発散角θに比例する。 The numerical aperture NA 1 is an amount proportional to the numerical aperture of the illumination optical system 200 on the reflective mask 300 and is proportional to the divergence angle θ 1 .

 図13に示すように、インテグレータ230を230Bに不図示の切り替え機構により切り替えた場合、同様に、マスキングブレード270における照明光学系200の開口数NAは次式で与えられる。 As shown in FIG. 13, when switched by the switching mechanism (not shown) the integrator 230 to 230B, similarly, the numerical aperture NA 2 of the illumination optical system 200 in the masking blade 270 is given by the following equation.

θ>θから、インテグレータ230を用いた場合はインテグレータ230Bを用いた場合よりも大きな照明光学系200の開口数が得られ、コヒーレンスファクタσが大きくなる。 from θ 1> θ 2, large numerical aperture of the illumination optical system 200 is obtained than when using the integrator 230 with an integrator 230B, the coherence factor σ is larger.

 上記の説明では、2個のインテグレータ230及び230Bを切り替える例を示したが、コヒーレンスファクタσを段階的に変化させるために、2個以上の発散角の異なるインテグレータ230をターレットなどを用いて切り替えるように構成してもよい。インテグレータ230の切り替えに応じて、絞り256を切り替えてインテグレータ250への入射光束径を所望の大きさに制御することで、更に精度の高いσの制御を行ってもよい。 In the above description, an example in which the two integrators 230 and 230B are switched has been described. However, in order to change the coherence factor σ stepwise, two or more integrators 230 having different divergence angles are switched using a turret or the like. May be configured. By controlling the aperture 256 in accordance with the switching of the integrator 230 and controlling the diameter of the light beam incident on the integrator 250 to a desired size, the control of σ with higher accuracy may be performed.

 絞り236は、反射型インテグレータ230又は230Bの前面に設けられ、遮光部237aと開口部237bとを有する。絞り236は絞り駆動系238によって駆動されて開口部237bの開口径を連続的に可変することができる。開口部237bの開口径は、絞り駆動系238に入力された不図示の制御系からの信号により調整される。絞り駆動系238には、カムを利用した虹彩絞り装置など当業界で既知のいかなる構成をも適用することができる。 The stop 236 is provided on the front surface of the reflection type integrator 230 or 230B, and has a light blocking part 237a and an opening 237b. The aperture 236 is driven by an aperture drive system 238 to continuously vary the opening diameter of the opening 237b. The opening diameter of the opening 237b is adjusted by a signal from a control system (not shown) input to the aperture driving system 238. Any configuration known in the art, such as an iris diaphragm device using a cam, can be applied to the diaphragm drive system 238.

 絞り236の開口径を変えることで(図中に点線で示すように)インテグレータ250に入射する光束の紙面に平行な方向への広がりを調整することができる。即ち、図9において絞り236の開口径が大きくなれば、これによってマスキングブレード270において照明領域となる円弧スリットの径方向の幅を調整することが可能である。また、インテグレータ230、230Bの切り換えだけでなく、絞り256を調節することによってインテグレータ250に入射する光線の太さDを変更し、コヒーレンスファクタσを所望のものに変更したり照度ムラを補正したりすることもできる。 広 が り By changing the aperture diameter of the stop 236, it is possible to adjust the spread of the light beam incident on the integrator 250 in the direction parallel to the paper surface (as indicated by the dotted line in the figure). That is, if the aperture diameter of the stop 236 in FIG. 9 is increased, it is possible to adjust the radial width of the arc slit that becomes the illumination area in the masking blade 270. In addition, not only switching of the integrators 230 and 230B, but also adjusting the aperture 256 to change the thickness D of the light beam incident on the integrator 250, change the coherence factor σ to a desired one, and correct uneven illuminance. You can also.

 絞り256は、反射型インテグレータ250の前面に設けられ、絞り駆動系258によって駆動されて所望の有効光源分布を形成することができる。絞り256は遮光部257aと開口部257bとを有する。 The stop 256 is provided on the front surface of the reflection type integrator 250 and can be driven by the stop drive system 258 to form a desired effective light source distribution. The stop 256 has a light blocking portion 257a and an opening 257b.

 絞り256を介して複数の凸状円筒反射面を有するインテグレータ250により反射されたEUV光束は、回転放物面ミラー260により集光されて、その焦点位置に配置されたマスキングブレード270上に、均一な円弧照明領域を形成する。 The EUV luminous flux reflected by the integrator 250 having a plurality of convex cylindrical reflecting surfaces via the stop 256 is condensed by the paraboloid of revolution 260, and is uniformly spread on the masking blade 270 arranged at the focal position. A circular arc illumination area.

 以下、図14及び図15を参照して、絞り256の切り替えにより輪帯照明等の変形照明を行う方法について説明する。図14(a)乃至(c)は、絞り256に適用可能な絞りを示す平面図である。図14(a)は通常照明の場合の絞り256Aを示し、図14(b)はいわゆる輪帯照明の場合の絞り256Bを示し、図14(c)はいわゆる四重極照明の場合の絞り256Cを示している。このようないくつかの開口パターンを図9の絞り256に示すように、例えば、ターレットとして用意しておき、絞り駆動系258により不図示の制御系からの信号を受けてターレットを回転させることで、所望の開口形状に切り替えることができる。また、ターレットを用いずに他の機械的な方法、例えば、複数の絞りを並べて順次切り替えてもよい。 Hereinafter, a method of performing deformed illumination such as annular illumination by switching the stop 256 will be described with reference to FIGS. 14 and 15. FIGS. 14A to 14C are plan views showing apertures applicable to the aperture 256. FIG. FIG. 14A shows an aperture 256A for normal illumination, FIG. 14B shows an aperture 256B for so-called annular illumination, and FIG. 14C shows an aperture 256C for so-called quadrupole illumination. Is shown. For example, as shown in the stop 256 in FIG. 9, several such opening patterns are prepared as a turret, and the turret is rotated by receiving a signal from a control system (not shown) by the stop drive system 258. Can be switched to a desired opening shape. Alternatively, another mechanical method may be used without using the turret, for example, a plurality of apertures may be arranged and sequentially switched.

 絞り256は図9に示すように、インテグレータ250の反射面251近傍に配置される。従って、インテグレータ250に入射する光束の入射角をθとすると、インテグレータ250の反射面251において、光束径は紙面に平行な方向に1/cosθの倍率で伸長する。これにより絞り256の開口部257bの形状も同一方向に1/cosθの倍率で伸長しておく必要がある。図14において、例えば、絞り256Aは、入射光束径を円形に絞るために用いられるが、この楕円の縦横比は1/cosθになっている。絞り256B及び256Cも同様である。 The stop 256 is arranged near the reflection surface 251 of the integrator 250 as shown in FIG. Therefore, assuming that the incident angle of the light beam incident on the integrator 250 is θ, the light beam diameter on the reflection surface 251 of the integrator 250 extends in a direction parallel to the paper surface at a magnification of 1 / cos θ. Accordingly, the shape of the opening 257b of the stop 256 must also be extended in the same direction at a magnification of 1 / cos θ. In FIG. 14, for example, an aperture 256A is used to reduce the diameter of the incident light beam to a circle, and the aspect ratio of the ellipse is 1 / cos θ. The same applies to the stops 256B and 256C.

 次に、絞り256によって変形照明が行われる原理について、輪帯照明モードとする絞り256Bを例に説明する。変形照明法は、数式1において比例定数kの値を小さくすることにより微細化を図る超解像技術(RET:Resolution Enhanced Technology)の一つである。数式1において短波長化による解像度の向上を行えば数式2において焦点深度の短縮を伴うが、変形照明法は、数式2において焦点深度の短縮を伴わないので好ましい。 Next, the principle of performing modified illumination by the stop 256 will be described by taking the stop 256B in the annular illumination mode as an example. Modified illumination method, the super-resolution technology to miniaturize by reducing the value of the proportionality constant k 1 in Equation 1: a (RET Resolution Enhanced Technology). If the resolution is improved by shortening the wavelength in Expression 1, the depth of focus is reduced in Expression 2, but the modified illumination method is preferable because Expression 2 does not involve reduction in the depth of focus.

 図15は、図9に示すインテグレータ250、回転放物面ミラー260、マスキングブレード270を抜き出した図であり、図15(a)は側面図、図15(b)はミラー260を透過した状態で見た上面図である。輪帯照明モードとする絞り256Bは図15(a)に示すように配置されるが図15(b)では説明を容易にするために図示していない。 FIG. 15 is a diagram in which the integrator 250, the paraboloid of revolution 260, and the masking blade 270 shown in FIG. 9 are extracted. FIG. 15A is a side view, and FIG. It is the top view seen. The stop 256B in the annular illumination mode is arranged as shown in FIG. 15A, but is not shown in FIG. 15B for ease of explanation.

 反射型インテグレータ250に入射した光束は、絞り256によって光軸中心部部分と外径部の一部を遮光されて楕円状の輪帯形状分布259で反射する。分布259の形状は絞り256Bの開口部の形状に一致する。この光束を回転放物面反射鏡260により集光して、その焦点距離fの位置に配置したマスキングブレード270の位置に円弧形状の均一な照明領域を形成する。この時、光束の中心を遮光されているために、集光された光束は図15のハッチング部262に示す光束となる。これは図15(b)においても同様であり、ハッチング部264に示す光束となる。このように、反射型インテグレータ250は、円弧領域の角度方向には二次光源を重畳し、円弧領域の径方向には全ての光束を一点に集光するようにマスク300を(クリティカル照明によって)照明する。これは主光線と光学軸との交点の位置、即ち、瞳面位置295において278のような分布、即ち、輪帯照明が行われていることを示している。 The luminous flux incident on the reflection type integrator 250 is shielded by the stop 256 at the central part of the optical axis and a part of the outer diameter part, and is reflected by the elliptical ring-shaped distribution 259. The shape of the distribution 259 matches the shape of the aperture of the stop 256B. The light beam is condensed by a parabolic reflector 260 rotates to form a uniform illumination region of arcuate shape at the position of the masking blade 270 which is disposed at the position of the focal length f 2. At this time, since the center of the light beam is shielded, the condensed light beam becomes a light beam indicated by a hatched portion 262 in FIG. This is the same in FIG. 15B, and the light flux is indicated by the hatched portion 264. As described above, the reflective integrator 250 superimposes the secondary light source in the angular direction of the circular arc region, and sets the mask 300 (by critical illumination) so as to collect all the light beams in one point in the radial direction of the circular arc region. Light up. This indicates that the distribution like 278 at the position of the intersection of the principal ray and the optical axis, that is, the pupil plane position 295, that is, the annular illumination is being performed.

 再び、図1に戻り、本実施形態の露光方法について引き続き説明する。なお、マスク300以降は図8及び図9でも同様である。 {Returning to FIG. 1 again, the exposure method of this embodiment will be described continuously. 8 and 9 after the mask 300.

 反射型マスク300は多層膜反射鏡の上にEUV吸収体などからなる非反射部を設けた転写パターンが形成されている。円弧形状に照明された反射型マスク300からの回路パターン情報を有するEUV反射光は、投影光学系400により露光に最適な倍率で感光材が塗布された被処理体500に投影結像されることで、回路パターンの露光が行なわれる。本実施例の投影光学系400は6枚のミラーから構成されている反射型投影光学系であるが、ミラーの枚数は6枚に限定されず、4枚、5枚、8枚など所望の数を使用することができる。 The reflection type mask 300 has a transfer pattern in which a non-reflection portion made of an EUV absorber or the like is provided on a multilayer film reflection mirror. The EUV reflected light having the circuit pattern information from the reflective mask 300 illuminated in an arc shape is projected and imaged by the projection optical system 400 onto the object 500 coated with a photosensitive material at a magnification optimal for exposure. Then, the circuit pattern is exposed. The projection optical system 400 according to the present embodiment is a reflection type projection optical system including six mirrors, but the number of mirrors is not limited to six, but may be a desired number such as four, five, or eight. Can be used.

 上記被処理体500はウェハステージ550に固定されており、紙面上で上下前後左右に平行移動する機能を持ち、その移動は不図示のレーザ干渉計等の測長器で制御されている。そして、投影光学系400の倍率をMとすると、例えば反射型マスク300を紙面に平行な方向に速度vで走査すると同時に、被処理体500を紙面に平行な方向に速度v/Mにて同期走査することで、全面露光が行なわれる。 The object 500 is fixed to the wafer stage 550 and has a function of moving up, down, front, back, left and right on the paper surface, and its movement is controlled by a length measuring device such as a laser interferometer (not shown). Assuming that the magnification of the projection optical system 400 is M, for example, the reflective mask 300 is scanned at a speed v in a direction parallel to the plane of the paper, and at the same time, the object 500 is synchronized at a speed v / M in a direction parallel to the plane of the paper. By scanning, the entire surface is exposed.

 本実施形態ではウェハへの露光としているが、露光対象としての被処理帯500はウェハに限られるものではなく、液晶基板その他の被処理体を広く含む。被処理体500にはフォトレジストが塗布されている。フォトレジスト塗布工程は、前処理と、密着性向上剤塗布処理と、フォトレジスト塗布処理と、プリベーク処理とを含む。前処理は洗浄、乾燥などを含む。密着性向上剤塗布処理は、フォトレジストと下地との密着性を高めるための表面改質(即ち、界面活性剤塗布による疎水性化)処理であり、HMDS(Hexamethyl−disilazane)などの有機膜をコート又は蒸気処理する。プリベークはベーキング(焼成)工程であるが現像後のそれよりもソフトであり、溶剤を除去する。 In the present embodiment, the exposure is performed on the wafer. However, the processing target band 500 as an exposure target is not limited to the wafer, and includes a liquid crystal substrate and other processing targets. A photoresist is applied to the object to be processed 500. The photoresist application step includes a pretreatment, an adhesion improver application process, a photoresist application process, and a pre-bake process. Pretreatment includes washing, drying and the like. The adhesion improver application treatment is a surface modification treatment (that is, a hydrophobic treatment by applying a surfactant) for increasing the adhesion between the photoresist and the base, and the organic film such as HMDS (Hexamethyl-disilazane) is treated. Coat or steam. Prebaking is a baking (firing) step, but is softer than that after development, and removes the solvent.

 ウェハステージ550は被処理体500を支持する。ステージ550は、当業界で周知のいかなる構成をも適用することができ、例えば、リニアモータを利用してXYZ方向に被処理体500を移動する。マスク300と被処理体500は、図示しない制御部により制御され同期して走査される。また、マスクステージ350とウェハステージ550の位置は、例えば、レーザ干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。 The wafer stage 550 supports the object 500 to be processed. As the stage 550, any structure known in the art can be applied, and for example, the target object 500 is moved in the XYZ directions using a linear motor. The mask 300 and the object to be processed 500 are controlled by a control unit (not shown) and scanned synchronously. The positions of the mask stage 350 and the wafer stage 550 are monitored by, for example, a laser interferometer or the like, and both are driven at a constant speed ratio.

 次に、図16及び図17を参照して、上述の露光装置10を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明する。図16は、デバイス(ICやLSIなどの半導体チップ、LCD、CCD等)の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ1(回路設計)では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。ステップ3(ウェハ製造)ではシリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ4(ウェハプロセス)は前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソグラフィ技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ5(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステップ4によって作成されたウェ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。ステップ6(検査)では、ステップ5で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。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。 Next, an embodiment of a device manufacturing method using the above-described exposure apparatus 10 will be described with reference to FIGS. FIG. 16 is a flowchart for explaining the manufacture of devices (semiconductor chips such as ICs and LSIs, LCDs, CCDs, etc.). Here, the manufacture of a semiconductor chip will be described as an example. In step 1 (circuit design), the circuit of the device is designed. Step 2 (mask fabrication) forms a mask on which the designed circuit pattern is formed. In step 3 (wafer manufacture), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a preprocess, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the mask and the wafer. Step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process of forming a semiconductor chip using the wafer created in step 4, and includes processes such as an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (chip encapsulation). . In step 6 (inspection), inspections such as an operation check test and a durability test of the semiconductor device created in step 5 are performed. Through these steps, a semiconductor device is completed and shipped (step 7).

 図17は、ステップ4のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ11(酸化)ではウェハの表面を酸化させる。ステップ12(CVD)では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ13(電極形成)では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ14(イオン打ち込み)ではウェハにイオンを打ち込む。ステップ15(レジスト処理)ではウェハに感光剤を塗布する。ステップ16(露光)では、露光装置1によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。ステップ17(現像)では、露光したウェハを現像する。ステップ18(エッチング)では、現像したレジスト像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うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施例の製造方法によれば従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、かかる露光装置10を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面として機能するものである。 FIG. 17 is a detailed flowchart of the wafer process in Step 4. Step 11 (oxidation) oxidizes the wafer's surface. Step 12 (CVD) forms an insulating film on the surface of the wafer. Step 13 (electrode formation) forms electrodes on the wafer by vapor deposition or the like. Step 14 (ion implantation) implants ions into the wafer. In step 15 (resist processing), a photosensitive agent is applied to the wafer. Step 16 (exposure) uses the exposure apparatus 1 to expose a circuit pattern on the mask onto the wafer. Step 17 (development) develops the exposed wafer. Step 18 (etching) removes portions other than the developed resist image. Step 19 (resist stripping) removes unnecessary resist after etching. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer. According to the manufacturing method of this embodiment, it is possible to manufacture a device having higher quality than the conventional device. As described above, the device manufacturing method using the exposure apparatus 10 and the resulting device also function as one aspect of the present invention.

 以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、本実施形態ではEUV光を使用して説明したが、本発明はX線領域の光源にも適用することができる。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, it goes without saying that the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the invention. For example, although the present embodiment has been described using EUV light, the present invention can be applied to a light source in the X-ray region.

本発明の第1の実施形態の露光装置を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図1に示す露光装置の反射型インテグレータに適用可能な2種類のインテグレータを示す概略斜視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view showing two types of integrators applicable to the reflection type integrator of the exposure apparatus shown in FIG. 図2(a)に示す凸状円筒面を有する反射型インテグレータの動作を説明するための模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the operation of a reflective integrator having a convex cylindrical surface shown in FIG. 図3に示す反射型インテグレータの円筒面における光束反射を説明するための模式的斜視図である。FIG. 4 is a schematic perspective view for explaining light beam reflection on a cylindrical surface of the reflection type integrator shown in FIG. 3. 図4に示す円筒面で反射した光束の角度分布を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for describing an angular distribution of a light beam reflected on the cylindrical surface illustrated in FIG. 4. 図1に示す露光装置の2つのインテグレータによる円弧照明を形成する拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of forming an arc illumination by two integrators of the exposure apparatus shown in FIG. 1. 図1に示す光源側の反射型インテグレータの変形例を示す概略斜視図である。FIG. 7 is a schematic perspective view showing a modification of the reflection type integrator on the light source side shown in FIG. 1. 本発明の第2の実施形態の露光装置を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施形態の露光装置を示す概略図である。FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an exposure apparatus according to a third embodiment of the present invention. 図9に示す露光装置に設けられる一方の光源側インテグレータの模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram of one light source-side integrator provided in the exposure apparatus shown in FIG. 9. 図9に示す露光装置に設けられる他方の光源側インテグレータの模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram of the other light source side integrator provided in the exposure apparatus shown in FIG. 9. 図9に示す露光装置の光源側インテグレータの切り替えによって照明光学系の開口数を切り替える方法を説明する模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a method of switching a numerical aperture of an illumination optical system by switching a light source side integrator of the exposure apparatus shown in FIG. 9. 図9に示す露光装置の光源側インテグレータの切り替えによって照明光学系の開口数を切り替える方法を説明する模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a method of switching a numerical aperture of an illumination optical system by switching a light source side integrator of the exposure apparatus shown in FIG. 9. 図9に示す露光装置のマスク側インテグレータに使用される絞りの例を示す平面図である。FIG. 10 is a plan view illustrating an example of an aperture used for a mask-side integrator of the exposure apparatus shown in FIG. 9. 図9に示す露光装置のマスク側インテグレータ、回転放物面ミラー、マスキングブレードを抜き出した図である。FIG. 10 is a diagram in which a mask-side integrator, a rotating parabolic mirror, and a masking blade of the exposure apparatus shown in FIG. 9 are extracted. デバイス(ICやLSIなどの半導体チップ、LCD、CCD等)の製造を説明するためのフローチャートである。6 is a flowchart for explaining the manufacture of a device (a semiconductor chip such as an IC or LSI, an LCD, a CCD, or the like). 図16に示すステップ4のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。17 is a detailed flowchart of a wafer process in Step 4 shown in FIG. 従来の露光装置の概略図である。It is a schematic diagram of a conventional exposure apparatus. 図18に示す露光装置のマスクの照明領域と露光に使用される領域との関係を説明するための平面図である。FIG. 19 is a plan view for explaining a relationship between an illumination area of a mask of the exposure apparatus shown in FIG. 18 and an area used for exposure.

符号の説明Explanation of reference numerals

10、10A、10B      露光装置
100             光源部
200             照明光学系
230、230A、230B   反射型インテグレータ
231             反射面
232             円筒面
236             絞り
240             放物面ミラー
250、250A        反射型インテグレータ
251             反射面
252             円筒面
256、256A−C      絞り
270             マスキングブレード
280(282−288)    リレー光学系
300             反射型マスク
400             投影光学系
500             被処理体
10, 10A, 10B Exposure apparatus 100 Light source unit 200 Illumination optical system 230, 230A, 230B Reflective integrator 231 Reflective surface 232 Cylindrical surface 236 Aperture 240 Parabolic mirror 250, 250A Reflective integrator 251 Reflective surface 252 Cylindrical surface 256, 256A -C Aperture 270 Masking blade 280 (282-288) Relay optical system 300 Reflective mask 400 Projection optical system 500 Workpiece

Claims (6)

 光源からの波長200nm以下の光で被照明面を照明する照明光学系において、
 前記被照明面の照明領域を定義するための開口が設けられた視野絞りと、
 当該視野絞りの前記開口を経た光束で、前記開口を前記被照明面に結像する反射光学系と、
 前記被照明面に入射する光束の主光線の前記被照明面に対する角度を調節する調節機構とを有することを特徴とする照明光学系。
In an illumination optical system that illuminates an illuminated surface with light having a wavelength of 200 nm or less from a light source,
A field stop provided with an opening for defining an illumination area of the illuminated surface,
A reflection optical system that forms an image of the opening on the surface to be illuminated with a light beam passing through the opening of the field stop;
An illumination mechanism for adjusting an angle of a principal ray of a light beam incident on the illumination surface with respect to the illumination surface.
光源からの波長200nm以下の光で被照明面を照明する照明光学系において、
 反射型インテグレータと、
 該反射型インテグレータからの複数の光束を前記被照明面に重ねる集光ミラーと、
 該集光ミラーからの光を前記被照射面に導く反射光学系と、
 前記被照射面に入射する光束の主光線の前記被照明面に対する角度を調節する調節機構とを有することを特徴とする照明光学系。
In an illumination optical system that illuminates an illuminated surface with light having a wavelength of 200 nm or less from a light source,
A reflective integrator,
A condenser mirror for superimposing a plurality of light beams from the reflection type integrator on the illuminated surface;
A reflection optical system for guiding light from the condenser mirror to the surface to be irradiated,
An illumination mechanism for adjusting an angle of a principal ray of a light beam incident on the surface to be illuminated with respect to the surface to be illuminated.
前記調節機構は、前記反射光学系の少なくとも一つのミラーを偏心移動及び/又は回転移動することを特徴とする請求項1又は2記載の照明光学系。 The illumination optical system according to claim 1, wherein the adjusting mechanism moves at least one mirror of the reflection optical system in an eccentric manner and / or a rotational manner. 前記反射光学系は、一つのミラーからなることを特徴とする請求項2記載の照明光学系。 3. The illumination optical system according to claim 2, wherein the reflection optical system includes one mirror. 請求項1乃至4のうちいずれか一項記載の照明光学系により光源からの光でレチクル又はマスクに形成されたパターンを照明し、当該パターンを投影光学系により被処理体上に投影することを特徴とする露光装置。 An illumination optical system according to claim 1 illuminates a pattern formed on a reticle or a mask with light from a light source, and projects the pattern onto an object to be processed by a projection optical system. An exposure apparatus characterized by the following. 請求項5記載の露光装置を用いてデバイスパターンで基板を露光する工程と、
 前記露光された基板に所定のプロセスを行う工程とを有することを特徴とするデバイス製造方法。
Exposing a substrate with a device pattern using the exposure apparatus according to claim 5;
Performing a predetermined process on the exposed substrate.
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