JP2004207389A - Illumination optical apparatus, aligner, method of exposure, method of adjusting illumination optical apparatus, and method of manufacturing aligner - Google Patents

Illumination optical apparatus, aligner, method of exposure, method of adjusting illumination optical apparatus, and method of manufacturing aligner Download PDF

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Koji Shigematsu
幸二 重松
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an illumination optical apparatus which can adjust the position of an illumination area formed on an illuminated face while at the same time suppressing a loss of optical energy. <P>SOLUTION: The illumination optical apparatus illuminates the illuminated face (M) based on the luminous flux from a light source (1). The apparatus comprises an optical integrator (7) which is located in an optical path between the light source 1 and the illuminated face and forms a secondary light source based on the luminous flux from the light source 1, and an optical guide optical system (9, 10, 11) which is located in an optical path between the optical integrator and the illuminated face and guides the luminous flux from the secondary light source to the illuminated face. The optical guide optical system includes a reflection mirror (M2) which is so structured as to make a fine movement in order to adjust the position of the illumination area to be formed on the illuminated face. By making a fine movement of the reflection mirror located in an optical path of the optical guide optical system, the position of the illumination area to be formed on the illuminate face can be adjusted. Unlike the conventional technology where the position of the illumination area is adjusted by moving a field stop, this new method goes substantially without a loss of optical energy in the field stop. Consequently, the position of the illumination area to be formed on the illuminated face can be adjusted while at the same time sufficiently suppressing a loss of optical energy. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明光学装置、露光装置、露光方法、照明光学装置の調整方法、および露光装置の製造方法に関する。特に、本発明は、半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイスをリソグラフィー工程で製造するための露光装置に好適な照明光学装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の典型的な露光装置においては、光源から射出された光束が、たとえばフライアイレンズのようなオプティカルインテグレータに入射し、その後側焦点面に多数の光源からなる二次光源を形成する。二次光源からの光束は、コンデンサー光学系により集光された後、マスク(またはレチクル)と共役な所定面に照野を形成する。この所定面の近傍には、照明視野絞りとしてのマスクブラインドが配置されている。
【0003】
したがって、所定面に形成された照野からの光束は、照明視野絞りを介して制限された後、結像光学系を介して所定のパターンが形成されたマスクを重畳的に照明する。こうして、マスク上には、照明視野絞りの開口部の像が照明領域として形成される。マスクのパターンを透過した光は、投影光学系を介して感光性基板(たとえばウェハなど)上に結像する。こうして、感光性基板上には、マスクパターンが投影露光(転写)される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
露光装置では、光源からオプティカルインテグレータ、導光光学系(コンデンサー光学系、結像光学系など)、マスク、投影光学系を介して感光性基板に至る光路は非常に長い。したがって、露光装置は複数のユニットにより構成されており、ユニット毎に組立調整した後にこれらの複数のユニットを総合的に組み合わせることにより露光装置が最終的に製造される。特に、投影光学系に許容される残存収差は非常に小さいため、マスクと投影光学系と感光性基板とは光軸に沿って高精度に位置決めされる。
【0005】
この場合、光軸に沿って高精度に位置決めされたマスクと投影光学系と感光性基板との合成ユニットに対して、複数のユニットからなる照明光学装置を正確に組み合わせてマスク上に形成される照明領域の位置と投影光学系の視野領域の位置とを一致させることは非常に困難であった。そこで、従来技術では、上述のマスクブラインドを光軸と直交する方向に沿って移動させることにより、投影光学系の視野領域の位置に応じてマスク上に形成される照明領域の位置を調整していた。
【0006】
しかしながら、マスクブラインドを移動させてマスク上に形成される照明領域の位置を調整する従来技術では、マスクブラインドの移動範囲に応じてマスクブラインドの開口部よりもかなり大きな領域を照明する必要がある。その結果、従来技術では、マスクブラインドにおいてある程度の光が照明に寄与することなく遮られ、このマスクブラインドにおける光量損失に起因して露光装置のスループットが低下し易いという不都合があった。
【0007】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、光量損失を良好に抑えつつ、被照射面に形成される照明領域の位置を調整することのできる照明光学装置を提供することを目的とする。また、本発明は、光量損失を良好に抑えつつ被照射面に形成される照明領域の位置を調整することのできる照明光学装置を用いて、高精度な投影露光を高いスループットで行うことのできる露光装置および露光方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の第1形態では、光源からの光束に基づいて被照射面を照明するための照明光学装置において、
前記光源と前記被照射面との間の光路中に配置されて前記光源からの光束に基づいて二次光源を形成するためのオプティカルインテグレータと、
前記オプティカルインテグレータと前記被照射面との間の光路中に配置されて前記二次光源からの光束を前記被照射面へ導くための導光光学系とを備え、
前記導光光学系は、前記被照射面に形成される照明領域の位置を調整するために微動可能に構成された反射鏡を有することを特徴とする照明光学装置を提供する。
【0009】
第1形態の好ましい態様によれば、前記反射鏡は平面状の反射面を有する。また、前記反射鏡は、前記導光光学系の光軸に沿って移動可能に構成されていることが好ましい。さらに、前記反射鏡は、所定の軸線を中心として回転可能に構成されていることが好ましい。
【0010】
また、第1形態の好ましい態様によれば、前記導光光学系は、前記被照射面と光学的にほぼ共役な位置に配置されて前記被照射面に形成される照明領域の形状および大きさを規定するための視野絞りを有する。さらに、前記導光光学系は複数の反射鏡を備え、前記照明領域の位置を調整するために微動可能に構成された前記反射鏡は、前記複数の反射鏡のうち最も前記被照射面側に配置されていることが好ましい。
【0011】
本発明の第2形態では、第1形態の照明光学装置と、前記被照射面に配置されたマスクのパターンを感光性基板に投影露光するための投影光学系とを備え、
前記照明光学装置は、前記照明領域の位置を前記投影光学系の視野領域の位置に応じて調整することを特徴とする露光装置を提供する。
【0012】
本発明の第3形態では、第1形態の照明光学装置を介してマスクを照明する照明工程と、
照明された前記マスクに形成されたパターンの像を感光性基板上に投影露光する投影露光工程とを備え、
前記照明光学装置による前記照明領域の位置は、前記投影光学系の視野領域に位置決めされていることを特徴とする露光方法を提供する。
【0013】
本発明の第4形態では、光源からの光束に基づいて形成された二次光源からの光束を被照射面へ導くための導光光学系を備えた照明光学装置の調整方法において、
前記導光光学系の光路中に配置された反射鏡を微動させて前記被照射面に形成される照明領域の位置を調整する調整工程を含むことを特徴とする調整方法を提供する。
【0014】
第4形態の好ましい態様によれば、前記調整工程は、前記導光光学系の光軸に沿って前記反射鏡を移動させる移動工程および所定の軸線を中心として前記反射鏡を回転させる回転工程のうちの少なくとも一方の工程を含む。また、前記導光光学系は複数の反射鏡を備え、前記調整工程では、前記複数の反射鏡のうちの最も前記被照射面側に配置された前記反射鏡を微動させて前記被照射面に形成される前記照明領域の位置を調整することが好ましい。
【0015】
本発明の第5形態では、光源からの光束に基づいて形成された二次光源からの光束をマスクへ導くための導光光学系を有する照明光学装置と、該照明光学装置により照明された前記マスクのパターンを感光性基板に投影露光するための投影光学系とを備えた露光装置の製造方法において、
前記投影光学系を所定位置に設置する第1設置工程と、
前記照明光学装置を所定位置に設置する第2設置工程と、
前記導光光学系の光路中に配置された反射鏡を微動させて前記マスクに形成される照明領域の位置を前記マスク上における前記投影光学系の視野領域に対して調整する調整工程とを含むことを特徴とする製造方法を提供する。
【0016】
第5形態の好ましい態様によれば、前記調整工程は、前記導光光学系の光軸に沿って前記反射鏡を移動させる移動工程および所定の軸線を中心として前記反射鏡を回転させる回転工程のうちの少なくとも一方の工程を含む。
【0017】
【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、本発明の実施形態にかかる照明光学装置を備えた露光装置の構成を概略的に示す図である。図1において、感光性基板であるウェハWの法線方向に沿ってZ軸を、ウェハ面内において図1の紙面に平行な方向にY軸を、ウェハ面内において図1の紙面に垂直な方向にX軸をそれぞれ設定している。図1の露光装置は、露光光(照明光)を供給するための光源1として、波長が193nmの光を供給するArFエキシマレーザー光源を備えている。
【0018】
光源1からY方向に沿って射出されたほぼ平行光束は、X方向に沿って細長く延びた矩形状の断面を有し、一対のレンズ2aおよび2bからなるビームエキスパンダー2に入射する。各レンズ2aおよび2bは、図1において負の屈折力および正の屈折力をそれぞれ有する。また、一対のレンズ2aおよび2bのうちの少なくとも一方が、光軸AXに沿って移動可能に構成されている。したがって、ビームエキスパンダー2に入射した光束は、一対のレンズ2aと2bとの間隔に応じて図1の紙面内において拡大され、所望の矩形状の断面を有する光束に整形される。
【0019】
整形光学系としてのビームエキスパンダー2を介したほぼ平行光束は、折り曲げミラーでZ方向に偏向された後、回折光学素子3を介して、アフォーカルズームレンズ4に入射する。一般に、回折光学素子は、基板に露光光(照明光)の波長程度のピッチを有する段差を形成することによって構成され、入射ビームを所望の角度に回折する作用を有する。具体的には、回折光学素子3は、矩形状の断面を有する平行光束が入射した場合に、そのファーフィールド(またはフラウンホーファー回折領域)に円形状の光強度分布を形成する機能を有する。
【0020】
したがって、回折光学素子3を介した光束は、アフォーカルズームレンズ4の瞳位置に円形状の光強度分布、すなわち円形状の断面を有する光束を形成する。アフォーカルズームレンズ4は、アフォーカル系(無焦点光学系)を維持しながら所定の範囲で倍率を連続的に変化させることができるように構成されている。アフォーカルズームレンズ4を介した光束は、たとえば輪帯照明用の回折光学素子5に入射する。アフォーカルズームレンズ4は、回折光学素子3の発散原点と回折光学素子5の回折面とを光学的にほぼ共役に結んでいる。そして、回折光学素子5の回折面またはその近傍の面の一点に集光する光束の開口数は、アフォーカルズームレンズ4の倍率に依存して変化する。
【0021】
輪帯照明用の回折光学素子5は、平行光束が入射した場合に、そのファーフィールドにリング状の光強度分布を形成する機能を有する。回折光学素子5を介した光束は、ズームレンズ6に入射する。ズームレンズ6の後側焦点面の近傍には、マイクロレンズアレイ(またはフライアイレンズ)7の入射面が位置決めされている。マイクロレンズアレイ7は、縦横に且つ稠密に配列された多数の正屈折力を有する微小レンズからなる光学素子である。一般に、マイクロレンズアレイは、たとえば平行平面板にエッチング処理を施して微小レンズ群を形成することによって構成される。
【0022】
ここで、マイクロレンズアレイを構成する各微小レンズは、フライアイレンズを構成する各レンズエレメントよりも微小である。また、マイクロレンズアレイは、互いに隔絶されたレンズエレメントからなるフライアイレンズとは異なり、多数の微小レンズ(微小屈折面)が互いに隔絶されることなく一体的に形成されている。しかしながら、正屈折力を有するレンズ要素が縦横に配置されている点でマイクロレンズアレイはフライアイレンズと同じ波面分割型のオプティカルインテグレータである。なお、図1では、図面の明瞭化のために、マイクロレンズアレイ7を構成する微小レンズの数を実際よりも非常に少なく表している。
【0023】
上述したように、回折光学素子3を介してアフォーカルズームレンズ4の瞳位置に形成される円形状の光強度分布からの光束は、アフォーカルズームレンズ4から射出された後、様々な角度成分を有する光束となって回折光学素子5に入射する。一方、回折光学素子5は、平行光束が入射した場合に、そのファーフィールドにリング状の光強度分布を形成する光束変換素子としての機能を有する。したがって、回折光学素子5を介した光束は、ズームレンズ6の後側焦点面に(ひいてはマイクロレンズアレイ7の入射面に)、たとえば光軸AXを中心とした輪帯状の照野を形成する。
【0024】
マイクロレンズアレイ7の入射面に形成される輪帯状の照野の外径は、ズームレンズ6の焦点距離に依存して変化する。このように、ズームレンズ6は、回折光学素子5とマイクロレンズアレイ7の入射面とを実質的にフーリエ変換の関係に結んでいる。マイクロレンズアレイ7に入射した光束は多数の微小レンズにより二次元的に分割され、光束が入射した各微小レンズの後側焦点面には光源がそれぞれ形成される。こうして、マイクロレンズアレイ7の後側焦点面には、マイクロレンズアレイ7への入射光束によって形成される照野とほぼ同じ光強度分布を有する輪帯状の実質的な面光源(以下、「二次光源」という)が形成される。
【0025】
マイクロレンズアレイ7の後側焦点面に形成された輪帯状の二次光源からの光束は、その近傍に配置された開口絞り8に入射する。輪帯状の開口部(光透過部)を有する開口絞り8を介した二次光源からの光は、コンデンサー光学系9の集光作用を受けた後、その後側焦点面またはその近傍に配置されたマスクブラインド10を重畳的に照明する。こうして、照明視野絞りとしてのマスクブラインド10には、マイクロレンズアレイ7を構成する各微小レンズの形状と相似な矩形状の照野が形成される。
【0026】
マスクブラインド10の矩形状の開口部(光透過部)を介した光束は、結像光学系11の集光作用を受けた後、所定のパターンが形成されたマスクMを重畳的に照明する。こうして、結像光学系11は、マスクブラインド10の矩形状の開口部の像をマスクM上に形成することになる。なお、結像光学系11の光路中にはZ方向に沿って入射する光をY方向に偏向するための第1平面反射鏡M1が配置されている。また、結像光学系11とマスクMとの間の光路中にはY方向に沿って入射する光をZ方向に偏向するための第2平面反射鏡M2が配置されている。第2平面反射鏡M2の構成および作用については後述する。
【0027】
このように、コンデンサー光学系9、マスクブラインド10および結像光学系11は、二次光源からの光束をマスクMへ導くための導光光学系を構成している。マスクMのパターンを透過した光束は、投影光学系PLを介して、感光性基板であるウェハW上にマスクパターンの像を形成する。こうして、投影光学系PLの光軸AXと直交する平面(XY平面)内においてウェハWを二次元的に駆動制御しながら一括露光またはスキャン露光を行うことにより、ウェハWの各露光領域にはマスクMのパターンが逐次露光される。
【0028】
なお、一括露光では、いわゆるステップ・アンド・リピート方式にしたがって、ウェハの各露光領域に対してマスクパターンを一括的に露光する。この場合、マスクM上での照明領域の形状は正方形に近い矩形状であり、マイクロレンズアレイ7の各微小レンズの断面形状も正方形に近い矩形状となる。一方、スキャン露光では、いわゆるステップ・アンド・スキャン方式にしたがって、マスクおよびウェハを投影光学系に対して相対移動させながらウェハの各露光領域に対してマスクパターンをスキャン露光する。この場合、マスクM上での照明領域の形状は短辺と長辺との比がたとえば1:3の矩形状であり、マイクロレンズアレイ7の各微小レンズの断面形状もこれと相似な矩形状となる。
【0029】
図2は、第2平面反射鏡の構成および作用を概略的に示す図である。図2を参照すると、第2平面反射鏡M2は、導光光学系(9,10,11)の光軸AXに沿って移動可能に、すなわちY方向およびZ方向に沿ってそれぞれ移動可能に構成されている。また、第2平面反射鏡M2は、その反射面と光軸AXとの交点を通りX方向に沿って延びる第1軸線R1を中心として回転可能に構成されている。さらに、第2平面反射鏡M2は、その反射面と光軸AXを含む平面との交差線として規定される第2軸線R2を中心として回転可能に構成されている。
【0030】
したがって、第2平面反射鏡M2をY方向に沿って移動させることにより、あるいは第2平面反射鏡M2をZ方向に沿って移動させることにより、あるいは第2平面反射鏡M2を第1軸線R1廻りに回転させることにより、マスクM上に形成される照明領域IRをY方向に沿って移動させることができる。一方、第2平面反射鏡M2を第2軸線R2廻りに回転させることにより、マスクM上に形成される照明領域IRをX方向に沿って移動させることができる。
【0031】
こうして、本実施形態にかかる露光装置の製造に際して、投影光学系PLを組み立てて所定位置に設置し、照明光学装置(1〜11)を組み立てて所定位置に設置した後に、第2平面反射鏡M2を微動させてマスクM上に形成される照明領域IRの位置をマスクM上における投影光学系PLの視野領域に対して調整することになる。以上のように、本実施形態では、第2平面反射鏡M2を微動させることにより、マスクM上に形成される照明領域IRの位置を調整することができる。したがって、マスクブラインドを移動させて照明領域の位置を調整する従来技術とは異なり、マスクブラインド10において光量損失の発生を実質的に回避することができる。すなわち、本実施形態では、光量損失を良好に抑えつつ、投影光学系PLの視野領域の位置に応じてマスクM上に形成される照明領域IRの位置を調整することができ、ひいては高精度な投影露光を高いスループットで行うことができる。
【0032】
なお、上述の実施形態では、第2平面反射鏡M2がY方向およびZ方向に沿ってそれぞれ移動可能に構成されるとともに、第1軸線R1を中心として回転可能に構成されている。しかしながら、これに限定されることなく、マスクM上に形成される照明領域IRをY方向に沿って移動させるには、第2平面反射鏡M2がY方向に沿って移動可能か、あるいはZ方向に沿って移動可能か、あるいは第1軸線R1を中心として回転可能に構成されていればよい。
【0033】
また、上述の実施形態では、結像光学系11とマスクMとの間の光路中に配置された第2平面反射鏡M2を微動させてマスクM上に形成される照明領域IRの位置を調整している。しかしながら、これに限定されることなく、結像光学系11の光路中に配置された第1平面反射鏡M1を微動させることにより、あるいは第2平面反射鏡M2と第1平面反射鏡M1との双方を微動させることにより、照明領域IRの位置を調整することもできる。ただし、2つの平面反射鏡M1およびM2のうち最もマスク側に配置された第2平面反射鏡M2を微動させる方が、すなわちマスクMに近い平面反射鏡を微動させる方が、照明領域IRの位置を安定的に調整することができる。
【0034】
さらに、上述の実施形態では、オプティカルインテグレータとしてのマイクロレンズアレイ7とマスクMとの間の光路中に、マスクM上に形成される照明領域IRの形状および大きさを規定するための照明視野絞りとしてのマスクブラインド10が配置されている。しかしながら、これに限定されることなく、図3に示すようにオプティカルインテグレータとしてのマイクロレンズアレイ7とマスクMとの間の光路中に照明視野絞りが介在しない変形例においても、マスクMの直ぐ光源側に配置された平面反射鏡M3を微動させてマスクM上に形成される照明領域IRの位置を調整することができる。
【0035】
また、上述の実施形態では、輪帯照明用の回折光学素子5を用いて輪帯照明を行っているが、これに限定されることなく、回折光学素子5に代えて4極照明用の回折光学素子を照明光路中に設定することにより4極照明を行ったり、回折光学素子3を照明光路から退避させるとともに、回折光学素子5に代えて円形照明用の回折光学素子を照明光路中に設定することにより円形照明を行ったりすることもできる。
【0036】
上述の実施形態にかかる露光装置では、照明光学装置によってマスク(レチクル)を照明し(照明工程)、投影光学系を用いてマスクに形成された転写用のパターンを感光性基板に露光する(露光工程)ことにより、マイクロデバイス(半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等)を製造することができる。以下、本実施形態の露光装置を用いて感光性基板としてのウェハ等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図4のフローチャートを参照して説明する。
【0037】
先ず、図4のステップ301において、1ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。次のステップ302において、そのlロットのウェハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップ303において、本実施形態の露光装置を用いて、マスク上のパターンの像がその投影光学系を介して、その1ロットのウェハ上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップ304において、その1ロットのウェハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップ305において、その1ロットのウェハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウェハ上の各ショット領域に形成される。その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスをスループット良く得ることができる。
【0038】
また、本実施形態の露光装置では、プレート(ガラス基板)上に所定のパターン(回路パターン、電極パターン等)を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図5のフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。図5において、パターン形成工程401では、本実施形態の露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板(レジストが塗布されたガラス基板等)に転写露光する、所謂光リソグラフィー工程が実行される。この光リソグラフィー工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルター形成工程402へ移行する。
【0039】
次に、カラーフィルター形成工程402では、R(Red)、G(Green)、B(Blue)に対応した3つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、またはR、G、Bの3本のストライプのフィルターの組を複数水平走査線方向に配列したカラーフィルターを形成する。そして、カラーフィルター形成工程402の後に、セル組み立て工程403が実行される。セル組み立て工程403では、パターン形成工程401にて得られた所定パターンを有する基板、およびカラーフィルター形成工程402にて得られたカラーフィルター等を用いて液晶パネル(液晶セル)を組み立てる。セル組み立て工程403では、例えば、パターン形成工程401にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルター形成工程402にて得られたカラーフィルターとの間に液晶を注入して、液晶パネル(液晶セル)を製造する。
【0040】
その後、モジュール組み立て工程404にて、組み立てられた液晶パネル(液晶セル)の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する液晶表示素子をスループット良く得ることができる。
【0041】
なお、上述の実施形態では、ArFエキシマレーザー光源を用いているが、これに限定されることなく、たとえば波長が248nmの光を供給するKrFエキシマレーザー光源や波長が156nmの光を供給するF2エキシマレーザー光源のような他の適当な光源を用いることもできる。また、上述の実施形態では、照明光学装置を備えた投影露光装置を例にとって本発明を説明したが、マスク以外の被照射面を照明するための一般的な照明光学装置に本発明を適用することができることは明らかである。
【0042】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の照明光学装置では、導光光学系の光路中に配置された反射鏡を微動させることにより、被照射面上に形成される照明領域の位置を調整することができるので、視野絞りを移動させて照明領域の位置を調整する従来技術とは異なり、視野絞りにおいて光量損失の発生を実質的に回避することができる。その結果、光量損失を良好に抑えつつ、被照射面に形成される照明領域の位置を調整することができる。
【0043】
したがって、本発明の照明光学装置を用いる露光装置および露光方法では、投影光学系の視野領域の位置に応じてマスク上に形成される照明領域の位置を調整することができ、ひいては高精度な投影露光を高いスループットで行うことができ、高いスループットで良好なデバイスを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図2】第2平面反射鏡の構成および作用を概略的に示す図である。
【図3】本実施形態の変形例にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図4】マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法のフローチャートである。
【図5】マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得る際の手法のフローチャートである。
【符号の説明】
1 光源
3,5 回折光学素子
4 アフォーカルズームレンズ
6 ズームレンズ
7 マイクロレンズアレイ
8 開口絞り
9 コンデンサー光学系
10 マスクブラインド(照明視野絞り)
11 結像光学系
M1,M2,M3 平面反射鏡
M マスク
PL 投影光学系
W ウェハ
IR 照明領域
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an illumination optical device, an exposure device, an exposure method, a method for adjusting an illumination optical device, and a method for manufacturing an exposure device. In particular, the present invention relates to an illumination optical device suitable for an exposure apparatus for manufacturing a micro device such as a semiconductor device, an imaging device, a liquid crystal display device, and a thin-film magnetic head by a lithography process.
[0002]
[Prior art]
In a typical exposure apparatus of this type, a light beam emitted from a light source is incident on an optical integrator such as a fly-eye lens, and forms a secondary light source including a large number of light sources on a rear focal plane. The light flux from the secondary light source is condensed by the condenser optical system and then forms an illumination field on a predetermined surface conjugate with the mask (or reticle). A mask blind as an illumination field stop is arranged near the predetermined surface.
[0003]
Therefore, the luminous flux from the illumination field formed on the predetermined surface is restricted via the illumination field stop, and then illuminates the mask on which the predetermined pattern is formed in a superimposed manner via the imaging optical system. Thus, an image of the opening of the illumination field stop is formed as an illumination area on the mask. The light transmitted through the pattern of the mask forms an image on a photosensitive substrate (for example, a wafer) via a projection optical system. Thus, the mask pattern is projected and exposed (transferred) on the photosensitive substrate.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In an exposure apparatus, an optical path from a light source to a photosensitive substrate via an optical integrator, a light guiding optical system (a condenser optical system, an image forming optical system, and the like), a mask, and a projection optical system is extremely long. Therefore, the exposure apparatus is composed of a plurality of units, and after assembling and adjusting each unit, the exposure apparatus is finally manufactured by comprehensively combining these plurality of units. In particular, since the residual aberration allowed in the projection optical system is very small, the mask, the projection optical system, and the photosensitive substrate are positioned with high accuracy along the optical axis.
[0005]
In this case, a combination unit of the mask, the projection optical system, and the photosensitive substrate positioned with high accuracy along the optical axis is formed on the mask by accurately combining an illumination optical device including a plurality of units. It has been very difficult to match the position of the illumination area with the position of the field of view of the projection optical system. Therefore, in the related art, the position of the illumination area formed on the mask is adjusted in accordance with the position of the field of view of the projection optical system by moving the mask blind in a direction perpendicular to the optical axis. Was.
[0006]
However, in the related art in which the position of the illumination area formed on the mask is adjusted by moving the mask blind, it is necessary to illuminate an area considerably larger than the opening of the mask blind depending on the moving range of the mask blind. As a result, in the related art, a certain amount of light is blocked without contributing to illumination in the mask blind, and the throughput of the exposure apparatus is likely to be reduced due to the loss of light amount in the mask blind.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to provide an illumination optical device that can adjust the position of an illumination area formed on an irradiation surface while favorably suppressing loss of light amount. And In addition, the present invention can perform high-precision projection exposure with high throughput by using an illumination optical device that can adjust the position of an illumination area formed on an irradiation surface while favorably suppressing loss of light amount. An object of the present invention is to provide an exposure apparatus and an exposure method.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, according to a first embodiment of the present invention, there is provided an illumination optical device for illuminating an illumination target surface based on a light beam from a light source,
An optical integrator arranged in an optical path between the light source and the illuminated surface to form a secondary light source based on a light beam from the light source,
A light guiding optical system arranged in the optical path between the optical integrator and the irradiated surface, for guiding a light beam from the secondary light source to the irradiated surface,
The light guide optical system includes an illumination optical device including a reflecting mirror configured to be finely movable to adjust a position of an illumination area formed on the irradiation surface.
[0009]
According to a preferred mode of the first mode, the reflecting mirror has a planar reflecting surface. Further, it is preferable that the reflecting mirror is configured to be movable along an optical axis of the light guiding optical system. Further, it is preferable that the reflecting mirror is configured to be rotatable about a predetermined axis.
[0010]
According to a preferred aspect of the first aspect, the light guide optical system is disposed at a position optically substantially conjugate with the surface to be irradiated, and the shape and size of an illumination area formed on the surface to be irradiated. Has a field stop for defining the following. Furthermore, the light guide optical system includes a plurality of reflecting mirrors, the reflecting mirror configured to be finely movable to adjust the position of the illumination area, the reflecting mirror closest to the irradiated surface side of the plurality of reflecting mirrors Preferably, they are arranged.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, the illumination optical apparatus of the first aspect, and a projection optical system for projecting and exposing a pattern of a mask disposed on the surface to be irradiated to a photosensitive substrate,
The illumination optical device provides an exposure apparatus, wherein the position of the illumination region is adjusted according to the position of a field region of the projection optical system.
[0012]
In a third aspect of the present invention, an illumination step of illuminating a mask via the illumination optical device of the first aspect,
A projection exposure step of projecting and exposing an image of a pattern formed on the illuminated mask onto a photosensitive substrate,
An exposure method is provided, wherein a position of the illumination area by the illumination optical device is positioned in a field area of the projection optical system.
[0013]
According to a fourth embodiment of the present invention, there is provided a method for adjusting an illumination optical device including a light guide optical system for guiding a light beam from a secondary light source formed based on a light beam from a light source to a surface to be irradiated,
There is provided an adjustment method including an adjustment step of finely moving a reflecting mirror arranged in an optical path of the light guiding optical system to adjust a position of an illumination area formed on the irradiation surface.
[0014]
According to a preferred aspect of the fourth aspect, the adjusting step includes a moving step of moving the reflecting mirror along an optical axis of the light guiding optical system and a rotating step of rotating the reflecting mirror about a predetermined axis. It includes at least one of the steps. Further, the light guide optical system includes a plurality of reflecting mirrors, and in the adjusting step, the reflecting mirror, which is arranged closest to the irradiated surface side among the plurality of reflecting mirrors, is slightly moved to the irradiated surface. Preferably, the position of the formed illumination area is adjusted.
[0015]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an illumination optical device having a light guide optical system for guiding a light beam from a secondary light source formed based on a light beam from a light source to a mask, and the illumination optical device illuminated by the illumination optical device. In a method of manufacturing an exposure apparatus having a projection optical system for projecting and exposing a pattern of a mask onto a photosensitive substrate,
A first installation step of installing the projection optical system at a predetermined position;
A second installation step of installing the illumination optical device at a predetermined position;
Adjusting a position of an illumination area formed on the mask with respect to a field area of the projection optical system on the mask by finely moving a reflecting mirror arranged in an optical path of the light guiding optical system. A manufacturing method is provided.
[0016]
According to a preferred aspect of the fifth aspect, the adjusting step includes a moving step of moving the reflecting mirror along an optical axis of the light guiding optical system and a rotating step of rotating the reflecting mirror about a predetermined axis. It includes at least one of the steps.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a view schematically showing a configuration of an exposure apparatus provided with an illumination optical device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the Z axis is along the normal direction of the wafer W as a photosensitive substrate, the Y axis is in the direction parallel to the plane of FIG. 1 in the wafer plane, and the Z axis is perpendicular to the plane of FIG. 1 in the wafer plane. The X axis is set in each direction. The exposure apparatus of FIG. 1 includes an ArF excimer laser light source that supplies light having a wavelength of 193 nm as a light source 1 for supplying exposure light (illumination light).
[0018]
A substantially parallel light beam emitted from the light source 1 along the Y direction has a rectangular cross section elongated in the X direction, and enters a beam expander 2 including a pair of lenses 2a and 2b. Each of the lenses 2a and 2b has a negative refractive power and a positive refractive power in FIG. 1, respectively. In addition, at least one of the pair of lenses 2a and 2b is configured to be movable along the optical axis AX. Therefore, the light beam incident on the beam expander 2 is enlarged in the paper of FIG. 1 according to the distance between the pair of lenses 2a and 2b, and shaped into a light beam having a desired rectangular cross section.
[0019]
The substantially parallel light beam passing through the beam expander 2 as a shaping optical system is deflected in the Z direction by a bending mirror, and then enters the afocal zoom lens 4 via the diffractive optical element 3. Generally, a diffractive optical element is formed by forming a step having a pitch on the order of the wavelength of exposure light (illumination light) on a substrate, and has a function of diffracting an incident beam to a desired angle. Specifically, the diffractive optical element 3 has a function of forming a circular light intensity distribution in its far field (or Fraunhofer diffraction region) when a parallel light beam having a rectangular cross section is incident.
[0020]
Therefore, the light beam having passed through the diffractive optical element 3 forms a circular light intensity distribution at the pupil position of the afocal zoom lens 4, that is, a light beam having a circular cross section. The afocal zoom lens 4 is configured such that the magnification can be continuously changed within a predetermined range while maintaining an afocal system (a non-focus optical system). The light beam having passed through the afocal zoom lens 4 is incident on, for example, a diffractive optical element 5 for annular illumination. The afocal zoom lens 4 optically connects the divergence origin of the diffractive optical element 3 and the diffractive surface of the diffractive optical element 5 almost optically conjugate. Then, the numerical aperture of the light beam condensed on one point of the diffractive surface of the diffractive optical element 5 or a surface in the vicinity thereof changes depending on the magnification of the afocal zoom lens 4.
[0021]
The diffractive optical element 5 for annular illumination has a function of forming a ring-shaped light intensity distribution in its far field when a parallel light beam enters. The light beam having passed through the diffractive optical element 5 enters the zoom lens 6. An entrance surface of a microlens array (or fly-eye lens) 7 is positioned near the rear focal plane of the zoom lens 6. The microlens array 7 is an optical element composed of a large number of microlenses having a positive refractive power arranged vertically and horizontally and densely. In general, a microlens array is formed by, for example, performing an etching process on a parallel flat plate to form a microlens group.
[0022]
Here, each micro lens constituting the micro lens array is smaller than each lens element constituting the fly-eye lens. Also, unlike a fly-eye lens composed of lens elements isolated from each other, the microlens array has a large number of microlenses (microrefractive surfaces) formed integrally without being isolated from each other. However, the microlens array is a wavefront splitting optical integrator similar to a fly-eye lens in that lens elements having positive refractive power are arranged vertically and horizontally. In FIG. 1, the number of microlenses constituting the microlens array 7 is much smaller than the actual number for clarity.
[0023]
As described above, the luminous flux from the circular light intensity distribution formed at the pupil position of the afocal zoom lens 4 via the diffractive optical element 3 is emitted from the afocal zoom lens 4 and then has various angular components. And enters the diffractive optical element 5. On the other hand, the diffractive optical element 5 has a function as a light beam conversion element that forms a ring-shaped light intensity distribution in the far field when a parallel light beam enters. Accordingly, the light beam having passed through the diffractive optical element 5 forms an annular illumination field around the optical axis AX, for example, on the rear focal plane of the zoom lens 6 (and thus on the incident surface of the microlens array 7).
[0024]
The outer diameter of the annular illumination field formed on the incident surface of the microlens array 7 changes depending on the focal length of the zoom lens 6. As described above, the zoom lens 6 connects the diffractive optical element 5 and the incident surface of the microlens array 7 substantially in a Fourier transform relationship. The light beam incident on the microlens array 7 is two-dimensionally divided by a large number of minute lenses, and a light source is formed on the rear focal plane of each minute lens on which the light beam has entered. Thus, on the rear focal plane of the microlens array 7, a substantially annular light source (hereinafter referred to as “secondary light source”) having substantially the same light intensity distribution as the illumination field formed by the light beam incident on the microlens array 7 is provided. A light source) is formed.
[0025]
The light flux from the annular secondary light source formed on the rear focal plane of the microlens array 7 is incident on an aperture stop 8 arranged in the vicinity thereof. The light from the secondary light source through the aperture stop 8 having the annular aperture (light transmitting portion) is subjected to the condensing action of the condenser optical system 9 and then disposed on the rear focal plane or in the vicinity thereof. The mask blind 10 is illuminated in a superimposed manner. In this way, a rectangular illumination field similar to the shape of each micro lens constituting the micro lens array 7 is formed on the mask blind 10 as the illumination field stop.
[0026]
The light beam passing through the rectangular opening (light transmitting portion) of the mask blind 10 receives the light-condensing action of the imaging optical system 11 and then illuminates the mask M on which a predetermined pattern is formed in a superimposed manner. Thus, the imaging optical system 11 forms an image of the rectangular opening of the mask blind 10 on the mask M. In the optical path of the imaging optical system 11, a first plane reflecting mirror M1 for deflecting light incident along the Z direction in the Y direction is arranged. In the optical path between the imaging optical system 11 and the mask M, a second plane reflecting mirror M2 for deflecting light incident along the Y direction in the Z direction is arranged. The configuration and operation of the second plane reflecting mirror M2 will be described later.
[0027]
As described above, the condenser optical system 9, the mask blind 10, and the imaging optical system 11 constitute a light guiding optical system for guiding a light beam from the secondary light source to the mask M. The light flux transmitted through the pattern of the mask M forms an image of the mask pattern on the wafer W as a photosensitive substrate via the projection optical system PL. In this way, by performing collective exposure or scan exposure while controlling the wafer W two-dimensionally in a plane (XY plane) orthogonal to the optical axis AX of the projection optical system PL, each exposure area of the wafer W is masked. The M patterns are sequentially exposed.
[0028]
In the batch exposure, a mask pattern is collectively exposed to each exposure region of the wafer according to a so-called step-and-repeat method. In this case, the shape of the illumination region on the mask M is a rectangular shape close to a square, and the cross-sectional shape of each minute lens of the microlens array 7 is also a rectangular shape close to a square. On the other hand, in scan exposure, according to a so-called step-and-scan method, a mask pattern is scanned and exposed on each exposure region of a wafer while the mask and wafer are relatively moved with respect to a projection optical system. In this case, the shape of the illumination area on the mask M is a rectangular shape having a ratio of the short side to the long side of, for example, 1: 3, and the cross-sectional shape of each microlens of the microlens array 7 is similar to the rectangular shape. It becomes.
[0029]
FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration and operation of the second plane reflecting mirror. Referring to FIG. 2, the second plane reflecting mirror M2 is configured to be movable along the optical axis AX of the light guide optical system (9, 10, 11), that is, to be movable along the Y direction and the Z direction, respectively. Have been. The second plane reflecting mirror M2 is configured to be rotatable about a first axis R1 extending in the X direction through an intersection between the reflecting surface and the optical axis AX. Further, the second plane reflecting mirror M2 is configured to be rotatable around a second axis R2 defined as an intersection line between the reflecting surface and a plane including the optical axis AX.
[0030]
Therefore, by moving the second plane reflecting mirror M2 along the Y direction, or by moving the second plane reflecting mirror M2 along the Z direction, or by moving the second plane reflecting mirror M2 around the first axis R1. , The illumination region IR formed on the mask M can be moved in the Y direction. On the other hand, by rotating the second plane reflecting mirror M2 about the second axis R2, the illumination region IR formed on the mask M can be moved in the X direction.
[0031]
Thus, when manufacturing the exposure apparatus according to the present embodiment, the projection optical system PL is assembled and installed at a predetermined position, and the illumination optical devices (1 to 11) are assembled and installed at the predetermined position. Is finely adjusted to adjust the position of the illumination region IR formed on the mask M with respect to the field of view of the projection optical system PL on the mask M. As described above, in the present embodiment, the position of the illumination region IR formed on the mask M can be adjusted by slightly moving the second plane reflecting mirror M2. Therefore, unlike the related art in which the position of the illumination area is adjusted by moving the mask blind, it is possible to substantially avoid the occurrence of light amount loss in the mask blind 10. That is, in the present embodiment, it is possible to adjust the position of the illumination region IR formed on the mask M according to the position of the field of view of the projection optical system PL while favorably suppressing the loss of light amount, and as a result, high accuracy Projection exposure can be performed with high throughput.
[0032]
In the above-described embodiment, the second plane reflecting mirror M2 is configured to be movable along the Y direction and the Z direction, respectively, and is configured to be rotatable about the first axis R1. However, without being limited to this, to move the illumination region IR formed on the mask M along the Y direction, the second plane reflecting mirror M2 can be moved along the Y direction, or can be moved in the Z direction. May be configured so as to be movable along the axis or rotatable about the first axis R1.
[0033]
In the above-described embodiment, the position of the illumination region IR formed on the mask M is adjusted by slightly moving the second plane reflecting mirror M2 disposed in the optical path between the imaging optical system 11 and the mask M. are doing. However, the present invention is not limited to this. By slightly moving the first plane reflecting mirror M1 disposed in the optical path of the imaging optical system 11, or by moving the second plane reflecting mirror M2 and the first plane reflecting mirror M1. By finely moving both, the position of the illumination region IR can be adjusted. However, it is better to finely move the second plane reflecting mirror M2 arranged closest to the mask side of the two plane reflecting mirrors M1 and M2, that is, to finely move the plane reflecting mirror closer to the mask M in the position of the illumination region IR. Can be adjusted stably.
[0034]
Further, in the above-described embodiment, an illumination field stop for defining the shape and size of the illumination region IR formed on the mask M in the optical path between the microlens array 7 as an optical integrator and the mask M A mask blind 10 is disposed. However, without being limited to this, even in a modified example in which the illumination field stop is not interposed in the optical path between the microlens array 7 as an optical integrator and the mask M as shown in FIG. The position of the illumination region IR formed on the mask M can be adjusted by slightly moving the plane reflecting mirror M3 arranged on the side.
[0035]
Further, in the above-described embodiment, the annular illumination is performed by using the diffractive optical element 5 for annular illumination. However, the present invention is not limited to this. By setting the optical element in the illumination optical path, quadrupole illumination is performed, the diffractive optical element 3 is retracted from the illumination optical path, and a diffractive optical element for circular illumination is set in the illumination optical path instead of the diffractive optical element 5. By doing so, circular illumination can be performed.
[0036]
In the exposure apparatus according to the above-described embodiment, a mask (reticle) is illuminated by an illumination optical device (illumination step), and a transfer pattern formed on the mask is exposed onto a photosensitive substrate using a projection optical system (exposure). Through the steps, a micro device (semiconductor element, imaging element, liquid crystal display element, thin film magnetic head, etc.) can be manufactured. Hereinafter, an example of a technique for obtaining a semiconductor device as a micro device by forming a predetermined circuit pattern on a wafer or the like as a photosensitive substrate using the exposure apparatus of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. Will be explained.
[0037]
First, in step 301 of FIG. 4, a metal film is deposited on one lot of wafers. In the next step 302, a photoresist is applied on the metal film on the l lot of wafers. Thereafter, in step 303, using the exposure apparatus of this embodiment, an image of the pattern on the mask is sequentially exposed and transferred to each shot area on the wafer of the lot through the projection optical system. Thereafter, in step 304, the photoresist on the one lot of wafers is developed, and in step 305, the resist on the one lot of wafers is etched using the resist pattern as a mask, thereby forming a pattern on the mask. A corresponding circuit pattern is formed in each shot area on each wafer. Thereafter, a device such as a semiconductor element is manufactured by forming a circuit pattern of an upper layer and the like. According to the above-described semiconductor device manufacturing method, a semiconductor device having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput.
[0038]
In the exposure apparatus of the present embodiment, a liquid crystal display element as a micro device can be obtained by forming a predetermined pattern (circuit pattern, electrode pattern, etc.) on a plate (glass substrate). Hereinafter, an example of the technique at this time will be described with reference to the flowchart of FIG. In FIG. 5, in a pattern forming step 401, a so-called photolithography step of transferring and exposing a mask pattern onto a photosensitive substrate (eg, a glass substrate coated with a resist) using the exposure apparatus of the present embodiment is performed. By this photolithography process, a predetermined pattern including a large number of electrodes and the like is formed on the photosensitive substrate. Thereafter, the exposed substrate undergoes each of a developing process, an etching process, a resist stripping process, and the like, whereby a predetermined pattern is formed on the substrate, and the process proceeds to the next color filter forming process 402.
[0039]
Next, in a color filter forming step 402, a large number of sets of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix, or three sets of R, G, B Are formed in a horizontal scanning line direction to form a color filter. Then, after the color filter forming step 402, a cell assembling step 403 is performed. In the cell assembly step 403, a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step 401, the color filter obtained in the color filter formation step 402, and the like. In the cell assembling step 403, for example, a liquid crystal is injected between the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern forming step 401 and the color filter obtained in the color filter forming step 402, and a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is formed. ) To manufacture.
[0040]
Thereafter, in a module assembling step 404, components such as an electric circuit and a backlight for performing a display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell) are attached to complete a liquid crystal display element. According to the above-described method for manufacturing a liquid crystal display device, a liquid crystal display device having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput.
[0041]
In the embodiment described above, ArF excimer laser is used a light source, but without having to be limited to this, for example, a wavelength for supplying light of KrF excimer laser light source or the wavelength 156nm supplies light of 248 nm F 2 Other suitable light sources such as excimer laser light sources can also be used. Further, in the above-described embodiment, the present invention has been described by taking as an example a projection exposure apparatus provided with an illumination optical device. However, the present invention is applied to a general illumination optical device for illuminating an irradiated surface other than a mask. Obviously you can.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, in the illumination optical device of the present invention, it is possible to adjust the position of the illumination area formed on the surface to be illuminated by slightly moving the reflector disposed in the optical path of the light guide optical system. Therefore, unlike the related art in which the position of the illumination area is adjusted by moving the field stop, it is possible to substantially avoid the occurrence of light amount loss in the field stop. As a result, it is possible to adjust the position of the illumination area formed on the irradiation surface while favorably suppressing the light amount loss.
[0043]
Therefore, in the exposure apparatus and the exposure method using the illumination optical device of the present invention, the position of the illumination area formed on the mask can be adjusted according to the position of the field of view of the projection optical system, and as a result, highly accurate projection can be performed. Exposure can be performed at a high throughput, and a good device can be manufactured at a high throughput.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view schematically showing a configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration and operation of a second plane reflecting mirror.
FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration of an exposure apparatus according to a modification of the present embodiment.
FIG. 4 is a flowchart of a method for obtaining a semiconductor device as a micro device.
FIG. 5 is a flowchart of a method for obtaining a liquid crystal display element as a micro device.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 light source 3, 5 diffractive optical element 4 afocal zoom lens 6 zoom lens 7 micro lens array 8 aperture stop 9 condenser optical system 10 mask blind (illumination field stop)
11 imaging optical system M1, M2, M3 plane reflecting mirror M mask PL projection optical system W wafer IR illumination area

Claims (13)

光源からの光束に基づいて被照射面を照明するための照明光学装置において、
前記光源と前記被照射面との間の光路中に配置されて前記光源からの光束に基づいて二次光源を形成するためのオプティカルインテグレータと、
前記オプティカルインテグレータと前記被照射面との間の光路中に配置されて前記二次光源からの光束を前記被照射面へ導くための導光光学系とを備え、
前記導光光学系は、前記被照射面に形成される照明領域の位置を調整するために微動可能に構成された反射鏡を有することを特徴とする照明光学装置。
In an illumination optical device for illuminating a surface to be irradiated based on a light beam from a light source,
An optical integrator arranged in an optical path between the light source and the illuminated surface to form a secondary light source based on a light beam from the light source,
A light guiding optical system arranged in the optical path between the optical integrator and the irradiated surface, for guiding a light beam from the secondary light source to the irradiated surface,
The illumination optical device, wherein the light guide optical system includes a reflecting mirror configured to be finely movable to adjust a position of an illumination area formed on the irradiation surface.
前記反射鏡は平面状の反射面を有することを特徴とする請求項1に記載の照明光学装置。The illumination optical device according to claim 1, wherein the reflecting mirror has a planar reflecting surface. 前記反射鏡は、前記導光光学系の光軸に沿って移動可能に構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の照明光学装置。The illumination optical device according to claim 1, wherein the reflecting mirror is configured to be movable along an optical axis of the light guiding optical system. 前記反射鏡は、所定の軸線を中心として回転可能に構成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の照明光学装置。The illumination optical device according to claim 1, wherein the reflecting mirror is configured to be rotatable about a predetermined axis. 前記導光光学系は、前記被照射面と光学的にほぼ共役な位置に配置されて前記被照射面に形成される照明領域の形状および大きさを規定するための視野絞りを有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の照明光学装置。The light guide optical system has a field stop arranged at a position optically substantially conjugate with the irradiation surface and defining a shape and a size of an illumination area formed on the irradiation surface. The illumination optical device according to claim 1. 前記導光光学系は複数の反射鏡を備え、
前記照明領域の位置を調整するために微動可能に構成された前記反射鏡は、前記複数の反射鏡のうち最も前記被照射面側に配置されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の照明光学装置。
The light guiding optical system includes a plurality of reflecting mirrors,
6. The reflection mirror according to claim 1, wherein the reflection mirror configured to be finely movable to adjust a position of the illumination area is disposed closest to the irradiation surface side among the plurality of reflection mirrors. 7. The illumination optical device according to claim 1.
請求項1乃至6のいずれか1項に記載の照明光学装置と、前記被照射面に配置されたマスクのパターンを感光性基板に投影露光するための投影光学系とを備え、
前記照明光学装置は、前記照明領域の位置を前記投影光学系の視野領域の位置に応じて調整することを特徴とする露光装置。
An illumination optical device according to any one of claims 1 to 6, further comprising: a projection optical system for projecting and exposing a pattern of a mask disposed on the irradiation surface to a photosensitive substrate.
An exposure apparatus, wherein the illumination optical device adjusts the position of the illumination area in accordance with the position of a visual field area of the projection optical system.
請求項1乃至6のいずれか1項に記載の照明光学装置を介してマスクを照明する照明工程と、
照明された前記マスクに形成されたパターンの像を感光性基板上に投影露光する投影露光工程とを備え、
前記照明光学装置による前記照明領域の位置は、前記投影光学系の視野領域に位置決めされていることを特徴とする露光方法。
An illumination step of illuminating a mask via the illumination optical device according to any one of claims 1 to 6,
A projection exposure step of projecting and exposing an image of a pattern formed on the illuminated mask onto a photosensitive substrate,
An exposure method, wherein the position of the illumination area by the illumination optical device is positioned in a field area of the projection optical system.
光源からの光束に基づいて形成された二次光源からの光束を被照射面へ導くための導光光学系を備えた照明光学装置の調整方法において、
前記導光光学系の光路中に配置された反射鏡を微動させて前記被照射面に形成される照明領域の位置を調整する調整工程を含むことを特徴とする調整方法。
In an adjustment method of an illumination optical device including a light guide optical system for guiding a light beam from a secondary light source formed based on a light beam from a light source to a surface to be irradiated,
An adjustment method, comprising: adjusting a position of an illumination area formed on the surface to be illuminated by slightly moving a reflecting mirror arranged in an optical path of the light guide optical system.
前記調整工程は、前記導光光学系の光軸に沿って前記反射鏡を移動させる移動工程および所定の軸線を中心として前記反射鏡を回転させる回転工程のうちの少なくとも一方の工程を含むことを特徴とする請求項9に記載の調整方法。The adjusting step includes at least one of a moving step of moving the reflecting mirror along an optical axis of the light guiding optical system and a rotating step of rotating the reflecting mirror about a predetermined axis. The adjustment method according to claim 9, wherein: 前記導光光学系は複数の反射鏡を備え、
前記調整工程では、前記複数の反射鏡のうちの最も前記被照射面側に配置された前記反射鏡を微動させて前記被照射面に形成される前記照明領域の位置を調整することを特徴とする請求項9または10に記載の調整方法。
The light guiding optical system includes a plurality of reflecting mirrors,
In the adjusting step, the position of the illumination area formed on the irradiated surface is adjusted by finely moving the reflecting mirror, which is disposed closest to the irradiated surface side, of the plurality of reflecting mirrors. The adjustment method according to claim 9 or 10, wherein the adjustment is performed.
光源からの光束に基づいて形成された二次光源からの光束をマスクへ導くための導光光学系を有する照明光学装置と、該照明光学装置により照明された前記マスクのパターンを感光性基板に投影露光するための投影光学系とを備えた露光装置の製造方法において、
前記投影光学系を所定位置に設置する第1設置工程と、
前記照明光学装置を所定位置に設置する第2設置工程と、
前記導光光学系の光路中に配置された反射鏡を微動させて前記マスクに形成される照明領域の位置を前記マスク上における前記投影光学系の視野領域に対して調整する調整工程とを含むことを特徴とする製造方法。
An illumination optical device having a light guiding optical system for guiding a light beam from a secondary light source formed based on a light beam from a light source to a mask, and a pattern of the mask illuminated by the illumination optical device on a photosensitive substrate. In a method of manufacturing an exposure apparatus including a projection optical system for projection exposure,
A first installation step of installing the projection optical system at a predetermined position;
A second installation step of installing the illumination optical device at a predetermined position;
Adjusting a position of an illumination area formed on the mask with respect to a field area of the projection optical system on the mask by finely moving a reflecting mirror arranged in an optical path of the light guiding optical system. A manufacturing method characterized in that:
前記調整工程は、前記導光光学系の光軸に沿って前記反射鏡を移動させる移動工程および所定の軸線を中心として前記反射鏡を回転させる回転工程のうちの少なくとも一方の工程を含むことを特徴とする請求項12に記載の製造方法。The adjusting step includes at least one of a moving step of moving the reflecting mirror along an optical axis of the light guiding optical system and a rotating step of rotating the reflecting mirror about a predetermined axis. The method according to claim 12, wherein:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006146243A (en) * 2004-11-24 2006-06-08 Leica Microsystems (Schweiz) Ag Transmitted light base for microscope and method for controlling illumination intensity of transmitted light base

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