JP2005116848A - Projecting aligner and method for manufacturing device - Google Patents

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

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projecting aligner capable of preventing the generation of exposure astigmatism and capable of obtaining large focal depth and effective optical performance in a step and scanning type aligner. <P>SOLUTION: In the scanning type projecting aligner, a plurality of illuminating beams of prescribed shapes are included in an effective screen of a projecting optical system and the quantity of exposure obtained by integrating the quantity of exposure in the effective screen of the projecting optical system is uniformed on a wafer. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、いわゆるステップアンドスキャン方式の投影露光装置に関する。このような露光装置は例えばICやLSI等のデバイスやCCD等の撮像デバイスや液晶パネル等の表示デバイスや磁気ヘッド等のデバイスを製造する工程のうち、リソグラフィ工程に使用される際に好適なものである。   The present invention relates to a so-called step-and-scan projection exposure apparatus. Such an exposure apparatus is suitable for use in lithography processes among processes for manufacturing devices such as ICs and LSIs, imaging devices such as CCDs, display devices such as liquid crystal panels, and devices such as magnetic heads. It is.

最近の半導体素子の製造技術の進展は目覚ましく、またそれに伴う微細加工技術の進展も著しい。特に光加工技術はサブミクロンの解像力を有する縮小投影露光装置、通称ステッパが主流であり、さらなる解像力向上に向けて光学系の開口数(NA)の拡大や、露光波長の短波長化が図られている。   Recent progress in the manufacturing technology of semiconductor devices is remarkable, and the progress of microfabrication technology is also remarkable. In particular, optical processing technology is mainly reduced projection exposure equipment with a submicron resolution, commonly called a stepper, and the numerical aperture (NA) of the optical system can be increased and the exposure wavelength can be shortened to further improve the resolution. ing.

このステッパにおいては、マスク(レチクル)の回路パターン像を所定の縮小倍率を持った投影光学系を介してウエハ面上の所定の位置に縮小投影して転写を行い、一回の投影転写終了後、ウエハが載置されたステージを所定の量移動して再び転写を行うステップを繰り返してウエハ全面の露光を行っている。   In this stepper, a circuit pattern image of a mask (reticle) is reduced and projected to a predetermined position on a wafer surface via a projection optical system having a predetermined reduction magnification, and after one projection transfer is completed. The entire surface of the wafer is exposed by repeating a step of moving the stage on which the wafer is placed by a predetermined amount and transferring again.

そして最近では高解像度が得られ、かつ画面サイズを拡大できる、走査機構を用いたステップアンドスキャン方式の投影露光装置が実用化されている。   Recently, a step-and-scan projection exposure apparatus using a scanning mechanism that can obtain a high resolution and can enlarge the screen size has been put into practical use.

このステップアンドスキャン方式の露光装置ではスリット状の露光領域を有し、ショットの露光はレチクルとウエハとを走査することにより行っている。そして一つのショットの走査が終了すると、ウエハは次のショットにステップして、次のショットの露光を開始する。これを繰り返してウエハ全体の露光を行っている。   This step-and-scan type exposure apparatus has a slit-shaped exposure area, and shot exposure is performed by scanning a reticle and a wafer. When scanning of one shot is completed, the wafer steps to the next shot, and exposure of the next shot is started. This is repeated to expose the entire wafer.

図7は、走査機構を用いて露光領域を広くとることが可能なステップアンドスキャン方式を行う投影露光装置を示している。図中、101は第1物体としてのレチクル(マスク)であり、102は投影レンズ(投影光学系)、104は可動ステージであり、第2物体としてのウエハ103を載置している。ウエハ103面上には紫外光に反応するレジストが塗布されている。レチクル101の直前に設けたスリット開口106'を有するアパーチャ106によりスリット状の照明光束の当たった部分の回路パターンのみがウエハ103上に投影転写される。000はX,Y,Z軸を示す座標系を示している。投影レンズ102の光軸108をZ軸方向に、スリット状の照明光束106'の長手方向をY軸方向に、また短手方向をX軸方向に一致するようにとっている。   FIG. 7 shows a projection exposure apparatus that performs a step-and-scan method that can take a wide exposure region by using a scanning mechanism. In the figure, 101 is a reticle (mask) as a first object, 102 is a projection lens (projection optical system), 104 is a movable stage, and a wafer 103 as a second object is placed thereon. A resist that reacts with ultraviolet light is applied on the surface of the wafer 103. Only the circuit pattern of the portion irradiated with the slit-shaped illumination light beam is projected and transferred onto the wafer 103 by the aperture 106 having a slit opening 106 ′ provided immediately before the reticle 101. 000 indicates a coordinate system indicating the X, Y, and Z axes. The optical axis 108 of the projection lens 102 is aligned with the Z-axis direction, the longitudinal direction of the slit-shaped illumination light beam 106 ′ is aligned with the Y-axis direction, and the short direction is aligned with the X-axis direction.

同図を用いて動作原理を簡単に説明する。レチクル101上のパターンは、スリット状の照明光束106'の当たった部分のみしか投影転写されない。したがって、レチクル101を矢印114の方向に所定の速度でスキャンすると同時に、この速度に投影レンズ102の結像倍率を乗じた速度でステージ104を矢印115の方向にスキャンすることによって、レチクル101上の回路パターン全体をウエハ103上に投影転写している。また、スキャンコントローラ111によってレチクル101とウエハ103を同期させてスキャンを制御している。そして回路パターン全体の転写終了後、ステージ104を所定の量だけ移動、すなわちステップしてウエハ103上の異なる多数の位置で上記と同様の方法でパターンの転写を繰り返す。   The principle of operation will be briefly described with reference to FIG. The pattern on the reticle 101 is projected and transferred only in the portion where the slit-shaped illumination light beam 106 'is hit. Accordingly, by scanning the reticle 101 in the direction of the arrow 114 at a predetermined speed, and simultaneously scanning the stage 104 in the direction of the arrow 115 at a speed obtained by multiplying this speed by the imaging magnification of the projection lens 102, the reticle 101 is scanned. The entire circuit pattern is projected and transferred onto the wafer 103. Further, the scan is controlled by synchronizing the reticle 101 and the wafer 103 by the scan controller 111. After the transfer of the entire circuit pattern is completed, the stage 104 is moved by a predetermined amount, that is, stepped, and the pattern transfer is repeated in the same manner as described above at many different positions on the wafer 103.

なお、図7ではレチクル101の直前にアパーチャ106を配置することにより、レチクル101を照明する光束をスリット形状に制限しているが、照明系光路中のレチクルと共役な面にアパーチャを配置し、そこで光束をスリット形状に制限しても、同様の効果が得られる。   In FIG. 7, the aperture 106 is arranged immediately before the reticle 101 to limit the light beam that illuminates the reticle 101 to a slit shape, but the aperture is arranged on a plane conjugate with the reticle in the illumination system optical path, Therefore, even if the light beam is limited to the slit shape, the same effect can be obtained.

また、図8は、ウエハ107上における、光束(スリット)とパターン転写領域と投影光学系の有効領域の関係を示したものである。投影光学系はたいていの場合、軸対称に構成されており、円形の有効領域201を持っていて、設計上は、その内部の任意の場所で良好な結像特性が得られる。その中の、スリット状の部分202のみを照明することにより領域202内のパターンが転写され、さらにステージ104とレチクル114を同期してスキャンすることにより、領域203内にあるパターン全体が転写される。   FIG. 8 shows the relationship among the luminous flux (slit), the pattern transfer area, and the effective area of the projection optical system on the wafer 107. In most cases, the projection optical system is configured to be axially symmetric and has a circular effective area 201. By design, good imaging characteristics can be obtained at an arbitrary location inside the projection optical system. Among them, the pattern in the region 202 is transferred by illuminating only the slit-shaped portion 202, and the entire pattern in the region 203 is transferred by scanning the stage 104 and the reticle 114 in synchronization. .

まとめると、ステップアンドスキャン方式の露光装置では、ステッパ方式の露光装置と比較して、次のような特徴を持っている。
(1)レチクルとステージを同期してスキャンすることにより、投影光学系の有効領域よりも大きい範囲のパターンを転写することができる。
(2)投影光学系は円形の領域を有しているにも関わらずスリット状の一部の領域しか投影露光に使用していない。
In summary, the step-and-scan type exposure apparatus has the following characteristics as compared with the stepper type exposure apparatus.
(1) By scanning the reticle and the stage in synchronization, a pattern in a range larger than the effective area of the projection optical system can be transferred.
(2) Although the projection optical system has a circular area, only a part of the slit-shaped area is used for projection exposure.

ところで、投影露光装置では、投影光学系が光エネルギーを吸収することにより、好ましくない性能劣化、いわゆる熱収差(あるいは露光収差)が発生する。   By the way, in the projection exposure apparatus, when the projection optical system absorbs light energy, undesirable performance deterioration, so-called thermal aberration (or exposure aberration) occurs.

図9は投影光学系の模式図である。レチクル101からの光束は、投影光学系102を通過し、ウエハ103に達する。投影光学系は、レチクル側から順番に、凸レンズ1021、凹レンズ1022、凸レンズ1023、絞り1024、凸レンズ1025、から構成されている。各レンズは保持部材1027により保持され、保持部材は鏡筒1026に支えられている。   FIG. 9 is a schematic diagram of the projection optical system. The light beam from the reticle 101 passes through the projection optical system 102 and reaches the wafer 103. The projection optical system includes a convex lens 1021, a concave lens 1022, a convex lens 1023, a diaphragm 1024, and a convex lens 1025 in order from the reticle side. Each lens is held by a holding member 1027, and the holding member is supported by a lens barrel 1026.

露光中、各レンズに露光光が照射されている状態では、レンズ材料の光学ガラス(あるいは合成石英や蛍石など)や反射防止膜が、光エネルギーを僅かながら吸収し、レンズ内部に熱が発生し、温度上昇を引き起こす。レンズ内部の熱は、保持部材1027から鏡筒1026を伝って外部に排出されるが、光エネルギーも次々に供給されるため、レンズ内部には、照度分布に応じた温度分布が形成される。この温度分布が原因で、レンズ内に屈折率分布が生じたり、あるいは、レンズが熱膨張し局所的な面変形を引き起こしたりする。   During exposure, when each lens is exposed to exposure light, the lens material's optical glass (or synthetic quartz, fluorite, etc.) or antireflection film absorbs light energy slightly, generating heat inside the lens. And cause an increase in temperature. The heat inside the lens is discharged from the holding member 1027 through the lens barrel 1026 to the outside, but since light energy is also supplied one after another, a temperature distribution corresponding to the illuminance distribution is formed inside the lens. Due to this temperature distribution, a refractive index distribution is generated in the lens, or the lens is thermally expanded to cause local surface deformation.

その結果、投影光学系の、フォーカス、倍率などが変化したり、ディストーション、球面収差、コマ収差などの収差が発生したりと、好ましくない性能変化、性能劣化が生じる。これらの熱収差(露光収差)を補正するために、露光装置には通常、種々の検出系や補正機構が設けられている。   As a result, when the focus, magnification, etc. of the projection optical system change, or aberrations such as distortion, spherical aberration, and coma occur, undesirable performance changes and performance degradation occur. In order to correct these thermal aberrations (exposure aberrations), the exposure apparatus is usually provided with various detection systems and correction mechanisms.

上述した露光収差の一種で、とりわけステップアンドスキャン方式の露光装置で問題になるのが、スリット状の一部の領域しか投影露光に使用していないために生じる非点収差である。   One of the above-mentioned exposure aberrations, particularly a problem in a step-and-scan type exposure apparatus, is astigmatism that occurs because only a part of the slit-shaped region is used for projection exposure.

図10は、レチクル上をスリット形状に照明した光束が、投影光学系を構成する各レンズを透過するとき、どのような照度分布になるかを模式的に示したものである。図中、外側の円形の線は各レンズの有効領域の端を表し、斜線の領域が、光の通過する領域を示している。レチクル101で長方形のスリットであった光束は、第1レンズ1021を通過するときは長方形に近い形をしている。第2レンズ1022、第3レンズ1023と絞り1024に近づくに従い徐々に円形に近づいていき、絞り1024を通過するときにはほぼ完全な円形となる。第4レンズ1025では光束形状は再びスリットに近づき、ウエハ103では、長方形のスリット形状に光束が集光する。   FIG. 10 schematically shows the illuminance distribution when the light beam illuminated in a slit shape on the reticle is transmitted through each lens constituting the projection optical system. In the drawing, the outer circular line represents the end of the effective area of each lens, and the hatched area represents the area through which light passes. The light beam that was a rectangular slit on the reticle 101 has a shape close to a rectangle when passing through the first lens 1021. As it approaches the second lens 1022, the third lens 1023 and the aperture 1024, it gradually approaches a circle, and when passing through the aperture 1024, it becomes a nearly perfect circle. In the fourth lens 1025, the shape of the light flux approaches the slit again, and in the wafer 103, the light flux is condensed into a rectangular slit shape.

ここで、第1レンズ1021などのように、スリットに似た細長い形状で光があたっていると、レンズ内の温度分布が、X軸方向とY軸方向で異なる分布となってしまい、それゆえ、レンズ内の屈折率分布や、レンズの熱膨張による形状変化も、X軸方向とY軸方向で異なる分布、形状となってしまう。その結果、レチクル上のある一点を出発し、X軸方向に広がって再びウエハ上で一点に集光する光束と、Y軸方向に広がって再びウエハ上で一点に集光する光束との間に光路長差が生じ、それが、X軸方向とY軸方向のフォーカス差、すなわち、非点収差となって表れる。   Here, when the light hits in a long and narrow shape similar to the slit like the first lens 1021, the temperature distribution in the lens becomes different in the X-axis direction and the Y-axis direction. The refractive index distribution in the lens and the shape change due to thermal expansion of the lens also have different distributions and shapes in the X-axis direction and the Y-axis direction. As a result, between a light beam that starts from a certain point on the reticle, spreads in the X-axis direction, and converges again to a single point on the wafer, and a light beam that spreads in the Y-axis direction and converges again to a single point on the wafer. An optical path length difference is generated, which appears as a focus difference between the X-axis direction and the Y-axis direction, that is, astigmatism.

上述してきた露光装置の例としては、特許文献1、2等の文献に記載されている実施例が挙げられる。
特開平09−246177号公報 特開平11−160887号公報
Examples of the exposure apparatus described above include the examples described in documents such as Patent Documents 1 and 2.
JP 09-246177 A JP-A-11-160887

投影光学系に非点収差があると、焦点深度の減少や、ホールパターンの歪み、転写パターンの寸法精度の悪化など、好ましくない光学性能の劣化を引き起こし、デバイス製作に悪影響を及ぼすので、できるだけ排除しなければならない。   If there is astigmatism in the projection optical system, it will cause undesirable optical performance degradation such as reduced depth of focus, hole pattern distortion, and transferred pattern dimensional accuracy, which will adversely affect device fabrication and will be eliminated as much as possible. Must.

本発明は、以上述べたようなステップアンドスキャン方式の露光装置で問題になる露光時の非点収差を除去することを目的とする。   An object of the present invention is to eliminate astigmatism during exposure which is a problem in the step-and-scan type exposure apparatus described above.

上記の目的を達成するため、本発明の投影露光装置は、投影光学系の有効画面内に、複数のスリット(あるいは開口)を有し、ウエハ上において、投影光学系の有効画面内をスキャン方向に積算した露光量が、均一になるように構成されたことを特徴としている。   In order to achieve the above object, the projection exposure apparatus of the present invention has a plurality of slits (or openings) in the effective screen of the projection optical system, and scans within the effective screen of the projection optical system on the wafer. It is characterized in that the exposure amount integrated in the above is configured to be uniform.

以上述べてきたように、本発明によれば、ステップアンドスキャン方式の露光装置において、従来問題となっていた露光非点収差の発生を防ぎ、その結果、大きな焦点深度と良好な光学性能が得られる投影露光装置を達成することができる。また、実施の構成によっては、従来よりも高スループットの装置を実現することができる。   As described above, according to the present invention, in a step-and-scan exposure apparatus, exposure astigmatism, which has been a problem in the past, can be prevented, and as a result, a large depth of focus and good optical performance can be obtained. Projection exposure apparatus can be achieved. In addition, depending on the configuration, an apparatus having a higher throughput than the conventional one can be realized.

図1は、本発明の第1の実施例を示したものである。x,y軸は図7,8と同様にとってある。円形の枠11は、ウエハ面における投影光学系の有効系を示し、この内部であれば良好な結像性能が得られることを示している。また、斜線の領域12は、投影に使用する領域を示している。本実施例では、従来、単一のスリットであった露光領域を、2つ使用し、両方を使って露光を行うことにより、各レンズに入射する光束のX,Y非対称性を極力排除している。図11は、図1の投影エリアを用いて露光を行ったときの、図9に示された投影光学系の第1レンズ1021上での照度分布を模式的に示したものである。従来例(図10の1021)と比較して、ほぼレンズ全面に光があたっており、非点収差の除去に効果的である。   FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. The x and y axes are the same as in FIGS. A circular frame 11 indicates an effective system of the projection optical system on the wafer surface, and indicates that good imaging performance can be obtained within this area. A hatched area 12 indicates an area used for projection. In this embodiment, two exposure areas that were conventionally a single slit are used, and exposure is performed using both, thereby eliminating the X and Y asymmetry of the light beam incident on each lens as much as possible. Yes. FIG. 11 schematically shows the illuminance distribution on the first lens 1021 of the projection optical system shown in FIG. 9 when exposure is performed using the projection area of FIG. Compared with the conventional example (1021 in FIG. 10), light is almost irradiated on the entire surface of the lens, which is effective in removing astigmatism.

なお、このような複数の投影エリアは、レチクル直前に配置したアパーチャ(図7の106)の開口形状(106')を変えることにより実現できる。また、照明光学系光路中のレチクルと共役な面にアパーチャを配置し、そこで光束をスリット形状に制限しても、同様の効果が得られる。以下の実施例においても同様である。   Such a plurality of projection areas can be realized by changing the opening shape (106 ′) of the aperture (106 in FIG. 7) arranged immediately before the reticle. Further, the same effect can be obtained even if an aperture is arranged on a plane conjugate with the reticle in the optical path of the illumination optical system and the light beam is limited to a slit shape there. The same applies to the following embodiments.

図2は、本発明の第2の実施例を示したものである。実施例1では、スリットのY軸方向の長さが、従来に比べて短くなってしまい、十分な広さの転写領域を得ることができないというデメリットがあった。例えば実施例1では、投影光学系のウエハ上における有効径に対し、投影エリアのY軸方向の長さ(スリット長)が7割程度にしか達しておらず、図1の投影光学系の有効領域の中の上下部分が投影に使われずに無駄になってしまっている。しかし、この実施例2では、投影エリアを図2のように配置することにより、それが克服されている。   FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. In the first embodiment, the length of the slit in the Y-axis direction is shorter than the conventional one, and there is a demerit that a sufficiently wide transfer region cannot be obtained. For example, in Example 1, the length of the projection area in the Y-axis direction (slit length) reaches only about 70% of the effective diameter of the projection optical system on the wafer, and the projection optical system of FIG. The upper and lower parts of the area are wasted without being used for projection. However, in the second embodiment, this is overcome by arranging the projection areas as shown in FIG.

この実施例2では、4つの投影エリアを有しているが、これらの投影エリアは、各投影エリアをX方向に合計した長さが、どのY座標でも等しくなるように、形状と配置が工夫されている。その上で、各エリアを均一な照度で照明することで、スキャンしたときに、各投影エリアの光束が積算され、転写エリア全体で均一な照度分布が得られるというわけである。これは、以下の実施例においても同様である。   In Example 2, there are four projection areas. These projection areas are devised in shape and arrangement so that the total length of each projection area in the X direction is the same for any Y coordinate. Has been. In addition, by illuminating each area with a uniform illuminance, when scanning, the light flux of each projection area is integrated, and a uniform illuminance distribution is obtained over the entire transfer area. The same applies to the following embodiments.

なお、スキャン後、ウエハ面上で均一な照度分布を得るためには、投影光学系の透過率分布に応じて若干の調整を行う必要がある。一般に投影光学系は、膜の反射率特性などの要因により、中心に比べて周辺部は僅かに透過率が少ない傾向があるため、それを見込んで、各投影エリアのX方向の長さ(幅)を各Y座標ごとに僅かに変化させる、あるいは、照明光束に、僅かに照度分布を持たせる、等の工夫を行う必要がある。   Note that in order to obtain a uniform illuminance distribution on the wafer surface after scanning, it is necessary to make a slight adjustment according to the transmittance distribution of the projection optical system. In general, the projection optical system tends to have slightly lower transmittance than the center due to factors such as the reflectance characteristics of the film. Accordingly, the length (width) of each projection area in the X direction is expected. ) Must be slightly changed for each Y coordinate, or the illumination light beam must have a slight illuminance distribution.

また、各投影エリアは、スキャンしたときに、互いに重なり合う部分を持つように構成されている(上下の辺が斜めになっている部分)。これは、以下のような理由による。例えば、図6のように、互いに重なり合う部分がないような投影エリア構成にすると、各投影エリア形状の位置や大きさに誤差があったとき、スキャンしたときに、aとbの間、bとcの間に空隙が生じてしまい、デバイス不良を引き起こしてしまう。このような不具合を避けるために、本実施例では、各投影エリアに、互いに重なり合う部分を持たせた構成にしてある。これは、以下の実施例3,5においても同様である。   Further, each projection area is configured to have a portion that overlaps each other when scanned (portion where the upper and lower sides are slanted). This is due to the following reasons. For example, as shown in FIG. 6, when the projection area configuration is such that there are no overlapping portions, when there is an error in the position and size of each projection area shape, An air gap is generated between c, causing a device failure. In order to avoid such a problem, in this embodiment, each projection area is configured to have an overlapping portion. The same applies to Examples 3 and 5 below.

図3は、本発明の第3の実施例を示したものである。実施例2に比べて投影エリアの数をさらに多くして、投影光学系の有効領域全体に散らばらせた配置にすることにより、投影光学系中のレンズの照度分布を均一にする効果をさらに向上させるように狙ったものである。ただし、本実施例のような構成はレンズの照度分布を均一にする効果は高いが、その一方で、投影エリアの数が増えると投影エリア同士の重ね合わせ部分における照度の制御や投影パターンの位置制御(投影光学系のディストーションの制御)などが複雑になるので、投影エリアの数を適切に選択するためには見極めが必要である。   FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. The effect of making the illuminance distribution of the lenses in the projection optical system more uniform by further increasing the number of projection areas compared to Example 2 and arranging them in the entire effective area of the projection optical system. It is aimed to improve. However, the configuration of the present embodiment has a high effect of making the illuminance distribution of the lens uniform, but on the other hand, when the number of projection areas increases, the control of the illuminance and the position of the projection pattern in the overlapping area of the projection areas Since control (control of distortion of the projection optical system) is complicated, it is necessary to determine in order to appropriately select the number of projection areas.

ところで、従来のステップアンドスキャン方式の露光装置では、投影光学系の部品加工や組立調整において、使用する細長いスリット状の部分でのみ結像性能を良好にし、他の部分の性能は無視する、という方法をとることにより、画面全体を使用するステッパ方式の露光装置に比べて、高精度な加工・組立調整を行うことができた。それに対し、これまで述べてきた実施例1〜3では、有効領域の広範囲な部分を使用するため、そのアドバンテージが失われてしまっている。それを解決したものが、図4に示した第4の実施例である。   By the way, in the conventional step-and-scan type exposure apparatus, in the parts processing and assembly adjustment of the projection optical system, the imaging performance is improved only in the elongated slit-like portion to be used, and the performance of other portions is ignored. By adopting this method, it was possible to perform high-precision processing and assembly adjustment compared to a stepper type exposure apparatus that uses the entire screen. On the other hand, in Examples 1 to 3 described so far, the advantage is lost because a wide part of the effective area is used. The solution to this is the fourth embodiment shown in FIG.

図4に示したように、本実施例では、投影光学系の有効領域のうち、中心(光軸)からの距離がほぼ一定の領域を投影エリアとして使用する。このような構成にすることにより、投影光学系は、一定画角(物体高)の領域のみ良好な結像性能が出るように設計、組立調整すればよく、従来よりもさらに高性能な露光装置の実現に寄与する。しかも投影エリアは、略軸対称な形状をしているので、投影光学系中のレンズの照度分布も略軸対称形状となるので、非点収差もほとんど発生しない。   As shown in FIG. 4, in the present embodiment, of the effective area of the projection optical system, an area having a substantially constant distance from the center (optical axis) is used as the projection area. By adopting such a configuration, the projection optical system needs to be designed, assembled and adjusted so that a good imaging performance is obtained only in a region with a constant angle of view (object height). Contribute to the realization of In addition, since the projection area has a substantially axisymmetric shape, the illuminance distribution of the lens in the projection optical system also has a substantially axisymmetric shape, and astigmatism hardly occurs.

図5は、本発明の第5の実施例を示したものである。これまでの実施例2〜4では、高照度を得るのが難しいという特徴がある。例えば実施例3のような投影エリアを照明する手段として、照明光学系で投影系の有効領域全体を照明しておき、その中の投影エリアのみアパーチャで切り出して使う、という構成が考えられるが、この場合、照明した光のうち約32%程度しか使用しないことになり、利用効率が悪くなってしまう。他の実施例2,4においても事情は同様である。それを解決したものが、本実施例である。   FIG. 5 shows a fifth embodiment of the present invention. Examples 2 to 4 so far have a feature that it is difficult to obtain high illuminance. For example, as a means for illuminating the projection area as in Example 3, it is possible to illuminate the entire effective area of the projection system with the illumination optical system, and to cut out and use only the projection area in the aperture, In this case, only about 32% of the illuminating light is used, resulting in poor utilization efficiency. The situation is the same in the other Examples 2 and 4. This embodiment solves this problem.

図5のような投影エリアを有する構成とすれば、図に点線で示した51およびと52の2つの長方形エリアを照明すれば良く、照明系のオプティカルインテグレータ(ハエの目)の工夫や、照明光学系を2つ搭載するなど、の方法で高効率な照明系が実現可能である。特に2つの照明光学系を搭載した場合、従来よりも高い照度を得ることができ、その結果、高いスループットを実現することができる。   If the configuration has a projection area as shown in FIG. 5, it is sufficient to illuminate the two rectangular areas 51 and 52 shown by dotted lines in the figure. A highly efficient illumination system can be realized by a method such as mounting two optical systems. In particular, when two illumination optical systems are mounted, it is possible to obtain higher illuminance than before, and as a result, high throughput can be realized.

また、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本実施例に記載の露光装置を用いたデバイスの製造方法にも適用可能である。具体的には、上述の露光装置を用いて、ウエハやガラス基板等の被露光体を露光する工程と、その露光された被露光体を現像する工程と、さらに現像された被露光体に後処理を施す工程とを有するデバイスの製造方法である。   Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be applied to a device manufacturing method using the exposure apparatus described in this embodiment. Specifically, using the above-described exposure apparatus, a step of exposing an object to be exposed such as a wafer or a glass substrate, a step of developing the exposed object to be exposed, and a step of further developing the exposed object to be exposed A method for manufacturing a device.

本発明第1の実施例を説明する図The figure explaining 1st Example of this invention 本発明第2の実施例を説明する図The figure explaining 2nd Example of this invention 本発明第3の実施例を説明する図The figure explaining 3rd Example of this invention 本発明第4の実施例を説明する図The figure explaining the 4th example of the present invention. 本発明第5の実施例を説明する図The figure explaining the 5th Example of this invention 実施例2を補足説明する図The figure explaining supplementary Example 2 ステップアンドスキャン露光装置の概略図Schematic diagram of step-and-scan exposure equipment ステップアンドスキャン露光装置のスリットと転写エリアの説明図Explanatory drawing of slit and transfer area of step and scan exposure system 投影光学系の概略図Schematic diagram of projection optical system 投影光学系内のレンズの照度分布を示す図Diagram showing the illumination distribution of the lens in the projection optical system 実施例1における投影光学系内の第1レンズの照度分布を示す図FIG. 6 is a diagram showing the illuminance distribution of the first lens in the projection optical system in Embodiment 1.

Claims (5)

所定形状の照明光束でレチクル(マスク)上のパターンを照明し、前記レチクル上のパターンを投影光学系により可動ステージに載置したウエハ(基盤)面上に、前記レチクル上と前記可動ステージを前記投影光学系の投影倍率に対応させた速度比で同期させてスキャンさせながら投影露光する走査型投影露光装置において、前記投影光学系の有効画面内に前記所定形状の照明光束を複数有し、前記ウエハ上において、前記投影光学系の有効画面内をスキャン方向に積算した露光量が、均一になるように構成されたことを特徴とする投影露光装置。   A pattern on the reticle (mask) is illuminated with an illumination beam having a predetermined shape, and the reticle and the movable stage are placed on the wafer (substrate) surface on which the pattern on the reticle is placed on the movable stage by a projection optical system. In a scanning projection exposure apparatus that performs projection exposure while scanning in synchronization with a speed ratio corresponding to the projection magnification of a projection optical system, the projection optical system has a plurality of illumination beams of the predetermined shape in an effective screen of the projection optical system, A projection exposure apparatus characterized in that an exposure amount obtained by integrating an effective screen of the projection optical system in a scan direction on a wafer is uniform. ウエハ上におけるスリット長(スキャンと垂直な方向の投影エリア全体の長さ)が、ウエハ上における投影光学系の有効径の0.7倍以上であることを特徴とする請求項1の投影露光装置。   2. The projection exposure apparatus according to claim 1, wherein the slit length on the wafer (the length of the entire projection area in the direction perpendicular to the scan) is 0.7 times or more the effective diameter of the projection optical system on the wafer. 投影光学系の有効領域のうち略輪帯状の範囲を投影エリアとして使用することを特徴とする請求項1の投影露光装置。   2. The projection exposure apparatus according to claim 1, wherein a substantially annular zone of the effective area of the projection optical system is used as a projection area. 投影エリアの数が2で、それぞれ台形もしくは長方形形状をしていることを特徴とする請求項2の投影露光装置。   3. The projection exposure apparatus according to claim 2, wherein the number of projection areas is two and each has a trapezoidal shape or a rectangular shape. 請求項1乃至4いずれかに記載の投影露光装置を用いて被露光体を露光する工程と、前記露光された被露光体を現像する工程とを有することを特徴とするデバイスの製造方法。
5. A device manufacturing method, comprising: a step of exposing an object to be exposed using the projection exposure apparatus according to claim 1; and a step of developing the exposed object to be exposed.
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