JP2006054328A - Illumination optic device, exposure device and manufacturing method of micro device - Google Patents

Illumination optic device, exposure device and manufacturing method of micro device Download PDF

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JP2006054328A JP2004235091A JP2004235091A JP2006054328A JP 2006054328 A JP2006054328 A JP 2006054328A JP 2004235091 A JP2004235091 A JP 2004235091A JP 2004235091 A JP2004235091 A JP 2004235091A JP 2006054328 A JP2006054328 A JP 2006054328A
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Inventor
Osamu Tanitsu
修 谷津
Original Assignee
Nikon Corp
株式会社ニコン
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an illumination optic device provided with an optical member capable of easily forming forms of a desired light intensity distribution or a light distribution in the pupil position of an illumination optic system or in a position conjugate to the pupil position. <P>SOLUTION: The illumination optic device comprises: an illumination optic system which guides light from a light source 1 to an irradiated side M1; a diffraction pattern information storage means 24 for storing the diffraction pattern information which is calculated so that the light distribution in the pupil position or in the position conjugate to the pupil position may be made into a desired light distribution form; and optical members 4 arranged in the light path of the illumination optic system for generating the diffraction pattern which makes the light distribution in the pupil position or in the position conjugate to the pupil position into a desired light distribution form on the basis of the diffraction pattern information stored by the diffraction pattern information storage means 24. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、半導体素子、液晶表示素子、撮像素子、薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイスをリソグラフィ工程で製造するための露光装置に用いられる照明光学装置、該照明光学装置を備えた露光装置及び該露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法に関するものである。 This invention relates to a semiconductor device, liquid crystal display devices, imaging devices, illumination optical apparatus for use microdevices such as thin-film magnetic head and an exposure apparatus for producing a lithography process, an exposure apparatus and the exposure with the illumination optical apparatus device a method for manufacturing a micro device using.

マイクロデバイスの一つである液晶表示素子は、通常、ガラス基板(プレート)上に透明薄膜電極をフォトリソグラフィの手法で所望の形状にパターニングして、TFT(Thin Film Transistor)等のスイッチング素子及び電極配線を形成して製造される。 The liquid crystal display device which is one of the micro devices typically is patterned into a desired shape of the transparent thin-film electrode on a glass substrate (plate) in the photolithography technique, the switching elements and the electrodes such as TFT (Thin Film Transistor) It is produced by forming a wiring. このフォトリソグラフィの手法を用いた製造工程では、マスク上に形成された原画となるパターンを、投影光学系を介してフォトレジスト等の感光剤が塗布されたプレート上に投影露光する投影露光装置が用いられている。 In a manufacturing process using a method of the photolithography, a pattern of an original image formed on a mask, a projection exposure apparatus with a photosensitive agent such as a photoresist via a projection optical system for projecting exposure onto the coated plates It has been used.

近年、マスクに形成されたパターンは高集積化されており、この微細なパターンをプレート上に正確に転写するためにはプレート上において、マスクパターンに最適な照度分布を得ることが不可欠である。 Recently, the pattern formed on the mask is a highly integrated, in order to accurately transfer this microscopic pattern onto the plate on the plate, it is essential to obtain an optimum illuminance distribution on the mask pattern. 従って、プレート上において、マスクパターンに最適な照度分布を得るために、露光装置が備える照明光学系の照明瞳において輪帯状や多極状(例えば4極状)の光強度分布や光分布形状を形成するための変形照明を行い、マイクロフライアイレンズの後側焦点面に形成される二次光源の光強度分布や光分布形状を変化させることにより、投影光学系の焦点深度や解像力を向上させる技術が注目されている。 Thus, on the plate, in order to obtain an optimum illuminance distribution on the mask pattern, the light intensity distribution or light distribution shape of the annular or Takyokujo in the illumination pupil of the illumination optical system in which the exposure apparatus is equipped (e.g., quadrupolar) It performs modified illumination to form, by changing the light intensity distribution or light distribution shape of the secondary light source formed on the rear focal plane of the micro fly's eye lens to improve the depth of focus and resolution of the projection optical system technology has been attracting attention.

ここで、光源からの光束を照明光学系の照明瞳において輪帯状や多極状の光強度分布や光分布形状を有する光束に変換する複数の回折光学素子を備えた露光装置が存在する。 Here, an exposure apparatus having a plurality of diffractive optical elements for converting the light beam having a luminous flux in the illumination pupil of the illumination optical system orbicular and multipolar-shaped light intensity distribution or light distribution shape from the light source is present. この露光装置においては、照明光路中に配置された回折光学素子を介することにより回折光学素子に入射する光束を照明光学系の照明瞳において輪帯状や多極状の光強度分布や光分布形状の光束に変換し、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と共役な位置(マイクロフライアイレンズの後側焦点面に形成される二次光源位置)において輪帯状や多極状の光強度分布や光分布形状を形成する。 In this exposure apparatus, the annular or multipolar shaped light intensity distribution or light distribution shape in the illumination pupil of the illumination optical system light that enters the diffractive optical element by passing through the diffractive optical element arranged in the illumination optical path is converted into the light flux, Ya pupil position or the pupil position conjugate with the position (micro secondary light source position formed on the rear focal plane of the fly's eye lens) annular or multipolar shape light intensity distribution of the illumination optical system to form a light distribution shape. そして、露光時にマスクのパターン等に応じてマイクロフライアイレンズの後側焦点面に形成される二次光源像を最適な光強度分布や光分布形状に変換する回折光学素子を選択し、該回折光学素子を照明光路中に配置して露光を行う。 Then, select the diffractive optical element for converting the secondary light source image formed on the rear focal plane of the micro fly's eye lens to the optimum light intensity distribution or light distribution shape in accordance with the pattern of a mask or the like at the time of exposure, the diffraction performing exposure by placing the optical element in the illumination optical path.

また、アレイ状に配列された多数の微小な要素ミラーを有する可動マルチミラー(例えば、DMD)を備え、要素ミラーのそれぞれの傾斜角及び傾斜方向を変化させることにより照明光学系の瞳位置または該瞳位置と共役な位置(マイクロフライアイレンズの後側焦点面に形成される二次光源位置)において所定の光強度分布や光分布形状を形成する露光装置が存在する(例えば、特許文献1参照)。 The movable multi-mirror having a number of minute mirror elements arranged in an array (e.g., DMD) comprises a pupil position or the illumination optical system by changing the respective inclination angle and inclination direction of the mirror element pupil position a conjugate position exposed to form the (formed on the rear focal plane of the micro fly's eye lens secondary light source position) a predetermined light intensity distribution or light distribution shape device is present (for example, see Patent Document 1 ). この露光装置においては、各要素ミラーに入射した光を各要素ミラーの反射面により反射される際に所定方向に所定角度偏向させて照明光学系の照明瞳において所定の光強度分布や光分布形状の光束に変換する。 In this exposure apparatus, the predetermined light intensity distribution or light distribution shape in the illumination pupil of the illumination optical system by a predetermined angular deflection in a predetermined direction when reflected by the reflecting surface of the mirror element the light incident on the mirror element the conversion of the light beam. そして、露光時にマスクのパターン等に応じてマイクロフライアイレンズの後側焦点面に形成される二次光源像を最適な光強度分布や光分布形状にするように可動マルチミラーの各要素ミラーの傾斜角及び傾斜方向を設定して露光を行う。 Then, each mirror element of the movable multi-mirror to optimize light intensity distribution or light distribution shape of the secondary light source image formed on the rear focal plane of the micro fly's eye lens in accordance with the pattern of the mask or the like at the time of exposure exposure is performed to set the inclination angle and inclination direction.

特開2002−353105号公報 JP 2002-353105 JP

ところで、上述の露光装置に用いられている回折光学素子はパターン設計、原盤作成、素子形成を経て作成され、その作成には多大な時間を要する。 Meanwhile, the diffractive optical elements used in the above exposure apparatus pattern design, mastering, created through the element formation, and its creation time consuming. また、この回折光学素子を備える露光装置においては、所定の光強度分布や光分布形状に変換する複数の回折光学素子を例えばターレット上に配置し、ターレットを回転駆動することにより最適な回折光学素子を照明光路中に配置して照明光学系の瞳位置または該瞳位置と共役な位置において所定の光強度分布や光分布形状を形成させているが、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と共役な位置において形成される光強度分布や光分布形状をマスクのパターン等に応じた最適なものに短時間かつ連続的に変更することは困難である。 Further, in the exposure apparatus including the diffractive optical element is optimized diffractive optical element by arranging a plurality of diffractive optical elements, for example, on a turret which converts the predetermined light intensity distribution or light distribution shape, rotates the turret although to form a predetermined light intensity distribution or light distribution shape at the pupil position or the pupil position conjugate with the position of the illumination optical system disposed in the illumination optical path and a pupil position or the pupil position of the illumination optical system it is difficult to change quickly and continuously the light intensity distribution or light distribution shape formed at a position conjugate to an optimum according to the pattern of a mask or the like.

また、特許文献1記載の露光装置においては、可動マルチミラーが備える要素ミラーのうちの1つが破損した場合、破損した要素ミラーを用いて形成される光強度分布や光分布形状を形成することができなくなる。 Further, in the exposure apparatus described in Patent Document 1, if one of the mirror elements provided in the movable multi-mirror corrupted, to form a light intensity distribution or light distribution shape formed using a damaged mirror elements become unable. また、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と共役な位置において所定の光強度分布や光分布形状を形成するために用いられる要素ミラー以外の要素ミラーにより反射される光は照明光(露光光)として用いないため、光源から射出される光の光量の損失が大きい。 Also, light reflected by the mirror elements other than the mirror elements used to form a predetermined light intensity distribution or light distribution shape at the pupil position or the pupil position conjugate with the position of the illumination optical system illuminating light (exposure light since) is not used as, a large loss of light quantity of light emitted from the light source.

この発明の課題は、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と共役な位置での所望の光強度分布や光分布形状を容易に発生することができる光学部材を備える照明光学装置、該照明光学装置を備えた露光装置及び該露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法を提供することである。 The problem of the invention is an illumination optical apparatus, the illumination optics comprising a desired optical member can easily generate a light intensity distribution or light distribution shape at the pupil position or the pupil position conjugate with the position of the illumination optical system it is to provide a method of manufacturing a micro device using the exposure apparatus and the exposure apparatus equipped with the device.

請求項1記載の照明光学装置は、光源からの光を被照射面に導く照明光学系と、前記照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にするために算出された回折パターン情報を記憶する回折パターン情報記憶手段と、前記照明光学系の光路中に配置され、前記回折パターン情報記憶手段により記憶されている回折パターン情報に基づいて、前記照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にするための回折パターンを発生する光学部材とを備えることを特徴とする。 The illumination optical apparatus comprising an illumination optical system for guiding the irradiated surface with light from a light source, a light distribution desired at the pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system a diffraction pattern information storing means for storing the diffraction pattern information calculated for the light distribution shape is disposed on the optical path of the illumination optical system, based on the diffraction pattern information stored by the diffraction pattern information storage means Te, characterized in that it comprises an optical member for generating a diffraction pattern for the light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system into a desired optical distribution shape.

この請求項1記載の照明光学装置によれば、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にするための回折パターンを発生する光学部材を備えているため、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置において形成される光分布形状を被照射面の特性等に応じた最適なものに短時間かつ連続的に変更することができる。 According to the illumination optical apparatus of the first aspect, optical for generating a diffraction pattern for the light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system into a desired light distribution shape due to the provision of a member, optimal for a short time and continuously in accordance with the light distribution shape formed at the pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system to the characteristics of the surface to be illuminated it can be changed to. 従って、この照明光学装置を備える露光装置により露光を行う場合には、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と共役な位置において形成される光分布形状をマスクのパターン等に応じた最適なものに短時間かつ連続的に変更することができ、高解像度でかつスループット良く露光を行うことができる。 Therefore, when performing exposure by the exposure apparatus including the illumination optical system, optimal to a light distribution shape formed at the pupil position or the pupil position conjugate with the position of the illumination optical system in accordance with the pattern of a mask or the like short time and can be continuously changed, it is possible to perform a high resolution and and high throughput exposure.

また、請求項2記載の照明光学装置は、光源からの光を被照射面に導く照明光学系と、前記照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布に関する情報を取得する情報取得手段と、前記照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を前記情報取得手段により取得された情報に基づき所望の光分布形状とするための回折パターン情報を算出する回折パターン情報算出手段と、前記回折パターン情報算出手段により算出された回折パターン情報を記憶する回折パターン情報記憶手段と、前記照明光学系の光路中に配置され、前記回折パターン情報記憶手段により記憶されている回折パターン情報に基づいて、前記照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形 The illumination optical device according to claim 2 includes an illumination optical system for guiding the irradiated surface with light from a light source, an optical distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system information acquisition means for acquiring information, the desired light distribution shape on the basis of the information obtained by the light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of said illumination optical system said information acquiring means a diffraction pattern information calculating means for calculating the diffraction pattern information to, the diffraction pattern information storing means for storing the diffraction pattern information calculated by the diffraction pattern information obtaining means, disposed in an optical path of the illumination optical system, wherein based on the diffraction pattern information stored by the diffraction pattern information storage means, the light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system desired light distribution type にするための回折パターンを発生する光学部材とを備えることを特徴とする。 Characterized in that it comprises an optical member for generating a diffraction pattern to the.

この請求項2記載の照明光学装置によれば、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布に関する情報を取得し、取得した情報に基づいて所望の光分布形状とするための回折パターン情報を算出し、算出した情報に基づいて所望の光分布形状にするための回折パターンを発生する光学部材を備えている。 According to the illumination optical apparatus of the second aspect, to obtain information about light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system, a desired light distribution on the basis of the acquired information calculated diffraction pattern information to the shape, based on the calculated information includes an optical member for generating a diffraction pattern for the desired light distribution shape. 従って、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を容易に様々な光分布形状にすることができ、被照射面の特性等に応じた最適なものに短時間かつ連続的に変更することができる。 Therefore, the light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system can be easily various light distribution shape, the optimal in accordance with the characteristics of the surface to be illuminated short time and can be continuously changed. 従って、この照明光学装置を備える露光装置により露光を行う場合には、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と共役な位置において形成される光分布形状をマスクのパターン等に応じた最適なものに短時間かつ連続的に変更することができ、高解像度でかつスループット良く露光を行うことができる。 Therefore, when performing exposure by the exposure apparatus including the illumination optical system, optimal to a light distribution shape formed at the pupil position or the pupil position conjugate with the position of the illumination optical system in accordance with the pattern of a mask or the like short time and can be continuously changed, it is possible to perform a high resolution and and high throughput exposure.

また、請求項3記載の照明光学装置は、前記回折パターン情報算出手段が複数の算出された回折パターン情報の中から最適な回折パターン情報を選択する回折パターン情報選択手段を備えることを特徴とする。 The illumination optical device according to claim 3 is characterized in that it comprises a diffraction pattern information selecting means for selecting the optimum diffraction pattern information from the diffraction pattern information the diffraction pattern information calculating means is a plurality of calculation .

この請求項3記載の照明光学装置によれば、複数の算出された回折パターン情報の中から最適な回折パターン情報を選択する。 According to the illumination optical apparatus of the third aspect, selecting the optimum diffraction pattern information from the diffraction pattern information in which a plurality of calculation. 即ち、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にするための回折パターン情報は複数算出されるため、光学部材の一部破損等により所望の光分布形状を形成することができない回折パターン情報が生じた場合においても、他の回折パターン情報を選択することにより所望の光分布形状を形成することができる。 That is, since the diffraction pattern information to the light distribution into a desired light distribution shape at the pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system is more calculated, part of the optical member breakage desired when the diffraction pattern information can not be formed a light distribution shape is also caused, it is possible to form a desired light distribution shape by selecting the other of the diffraction pattern information by.

また、請求項4記載の照明光学装置は、光源からの光を被照射面に導く照明光学系と、前記照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にするために算出されたパターン情報を記憶するパターン情報記憶手段と、前記照明光学系の光路中に配置され、前記パターン情報記憶手段により記憶されているパターン情報に基づいて、前記照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にするためのパターンを発生する光学部材と、前記照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて、前記パターン情報記憶手段に記憶されているパターン情報を変更し、変更されたパターンを The illumination optical apparatus according to claim 4 includes an illumination optical system for guiding the irradiated surface with light from a light source, a light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system and pattern information storage means for storing the pattern information calculated for the desired light distribution shape is disposed on the optical path of the illumination optical system, based on the pattern information stored by the pattern information storage means, an optical member for generating a pattern for the light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system into a desired optical distribution shape, pupil position or the pupil of the illumination optical system position and detection means for detecting the light distribution in the optically conjugate position, based on the detection result by the detection means, to change the pattern information the pattern information storing means is stored, the changed pattern 記光学部材にて再生成させるためのパターン情報変更手段とを備えることを特徴とする。 Serial characterized in that it comprises a pattern information changing means for regenerating by the optical member.

この請求項4記載の照明光学装置によれば、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を検出し、検出した光分布に基づいてパターン情報を変更し、変更されたパターンを光学部材にて再生成する。 According to the illumination optical apparatus of the fourth aspect, it detects the light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system, to change the pattern information based on the detected light distribution , to regenerate the modified pattern by the optical member. 即ち、光学部材の一部破損等により設定されているパターン情報に基づくパターンにより所望の光分布形状を形成することができなくなった場合においても、その光分布形状に対応する他のパターン情報に変更することができるため、変更された他のパターン情報に基づくパターンによりその最適な光分布形状の形成を継続して行うことができ、光学部材の交換頻度を減少させることができる。 That is, in the case where it becomes impossible to form a desired light distribution shape by a pattern based on the pattern information set by some damage of the optical element is also changed to other pattern information corresponding to the light distribution shape it is possible to, can be continuously performed to form the optimal light distribution shape by a pattern in accordance with another pattern information that has changed, it is possible to reduce the replacement frequency of the optical member. 従って、高解像度でスループット良く、被照射面の照明を行うことができる。 Therefore, high throughput, it is possible to perform illumination of the illuminated surface with high resolution.

また、請求項5記載の照明光学装置は、光源からの光を被照射面に導く照明光学系と、前記照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布に関する情報を取得する情報取得手段と、前記照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を前記情報取得手段により取得された情報に基づき所望の光分布形状とするためのパターン情報を算出するパターン情報算出手段と、前記パターン情報算出手段により算出されたパターン情報を記憶するパターン情報記憶手段と、前記照明光学系の光路中に配置され、前記パターン情報記憶手段により記憶されているパターン情報に基づいて、前記照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にするためのパターンを発生 The illumination optical device according to claim 5 includes an illumination optical system for guiding the irradiated surface with light from a light source, an optical distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system information acquisition means for acquiring information, the desired light distribution shape on the basis of the information obtained by the light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of said illumination optical system said information acquiring means and pattern information calculating means for calculating a pattern information for the the pattern information storing means for storing the pattern information calculated by the pattern information calculating means is arranged in the optical path of the illumination optical system, by the pattern information storage means based on the pattern information stored, generating a pattern for the light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system into a desired optical distribution shape る光学部材と、前記照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を検出する検出手段とを備え、前記パターン情報算出手段は、前記検出手段による検出結果に基づいて、前記照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状とするためのパターン情報を算出し、前記パターン情報記憶手段は、算出されたパターン情報に基づいて、記憶されているパターン情報を変更し、前記光学部材は、変更されたパターンを再生成することを特徴とする。 That an optical member, and a detecting means for detecting the light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system, the pattern information calculating means, the detection result of the detecting means based on calculates the pattern information to the light distribution and a desired light distribution shape at the pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system, wherein the pattern information storing means is calculated It was based on the pattern information, and change the pattern information stored, the optical member, characterized in that to regenerate the modified pattern.

この請求項5記載の照明光学装置によれば、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を検出し、検出した光分布に基づいてパターン情報を算出し、算出されたパターンを光学部材にて再生成する。 According to the illumination optical apparatus of the claim 5, wherein, to detect the light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system, to calculate the pattern information based on the detected light distribution regenerates the calculated pattern by the optical member. 即ち、光学部材の一部破損等により設定されているパターン情報に基づくパターンにより所望の光分布形状を形成することができなくなった場合においても、その光分布形状に対応する他のパターン情報を算出し、算出された他のパターン情報に基づくパターンに変更することができるため、その最適な光分布形状の形成を継続して行うことができ、光学部材の交換頻度を減少させることができる。 That is, in the case where it becomes impossible to form a desired light distribution shape by a pattern based on the pattern information set by some damage of the optical element also calculates the other pattern information corresponding to the light distribution shape and, it is possible to change the pattern in accordance with another pattern information calculated, can be continuously performed to form the optimal light distribution shape, it is possible to reduce the replacement frequency of the optical member. 従って、高解像度でかつスループット良く、被照射面の照明を行うことができる。 Thus, a and high throughput high resolution, it is possible to perform illumination of the illuminated surface.

また、請求項6記載の照明光学装置は、前記パターン情報算出手段が複数の算出されたパターン情報の中から最適なパターン情報を選択するパターン情報選択手段を備えることを特徴とする。 The illumination optical apparatus according to claim 6 is characterized in that it comprises a pattern information selection means for the pattern information calculating means to select the optimum pattern information from among a plurality of calculated pattern information.

この請求項6記載の照明光学装置によれば、複数の算出されたパターン情報の中から最適なパターン情報を選択する。 According to the illumination optical apparatus of the claim 6, selects an optimum pattern information from among a plurality of calculated pattern information. 即ち、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にするためのパターン情報は複数算出されるため、光学部材の一部破損等により所望の光分布形状を形成することができないパターン情報が生じた場合においても、他のパターン情報を選択することにより所望の光分布形状を形成することができる。 That is, since the pattern information to the light distribution into a desired light distribution shape at the pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system is more calculated by some breakage of the optical member when the pattern information can not form a desired light distribution shape is also caused, it is possible to form a desired light distribution shape by selecting another pattern information.

また、請求項7記載の照明光学装置は、前記光学部材が透過型の光学部材であることを特徴とする。 The illumination optical apparatus according to claim 7 is characterized in that the optical member is an optical member of the transmission type.

また、請求項8記載の照明光学装置は、前記光学部材が反射型の光学部材であることを特徴とする。 The illumination optical device according to claim 8, wherein the optical member is characterized in that an optical member reflective.

この請求項7及び請求項8記載の照明光学装置によれば、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の形状にするためのパターンを発生する透過型または反射型の光学部材を備えているため、照明光学装置が備える他の光学部材等との配置やスペースまたは照明光の波長等による特性に応じて透過型または反射型の光学部材を選択して用いることができる。 According to the illumination optical apparatus of the claim 7 and claim 8, wherein, to generate the pattern for the light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system into a desired shape due to the provision of a transmissive or reflective optical member, selecting a transmission or reflection type optical element in accordance with the characteristics according to the wavelength and the like of the arrangement and space or the illumination light with such other optical members illumination optical device comprises it can be used in. 例えば、通常の光学部材を透過することができない極紫外光(EUV光)により被照射面の照明を行う場合には、反射型の光学部材を用いるとよい。 For example, when performing the illumination of the illuminated surface by the extreme ultraviolet light can not be transmitted through the conventional optical member (EUV light), it may be used a reflective optical element.

また、請求項9記載の照明光学装置は、前記照明光学系の光路中に配置され、前記光学部材により形成されるフレア光を除去するフレア光除去手段を備えることを特徴とする。 The illumination optical device according to claim 9 is disposed in an optical path of the illumination optical system, characterized in that it comprises a flare light removal means for removing flare light formed by the optical member.

この請求項9記載の照明光学装置によれば、パターンを発生する光学部材により形成される回折光から生じるフレア光を除去することができるため、所望の光分布形状を有する照明光により被照射面の照明を行うことができる。 According to the illumination optical apparatus of the claim 9, it is possible to eliminate the flare light generated from the diffracted light formed by the optical member for generating a pattern, the irradiated surface by the illumination light having a desired light distribution shape it is possible to perform the lighting.

また、請求項10記載の露光装置は、感光性基板上にマスクのパターンを転写する露光装置において、前記被照射面に設定された前記マスクを照明するための請求項1乃至請求項9の何れか一項に記載の照明光学装置を備えることを特徴とする。 The exposure apparatus according to claim 10, wherein, in the exposure apparatus for transferring a pattern of a mask onto a photosensitive substrate, any of claims 1 to 9 for illuminating the set surface to be irradiated the mask characterized in that it comprises an illumination optical system according to one Section.

この請求項10記載の露光装置によれば、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にするためのパターンを発生する光学部材を有する照明光学装置によりマスクの照明を行うため、高解像度でかつスループット良く、マスクのパターンを感光性基板上に露光することができる。 According to the exposure apparatus of the claim 10, wherein the optical member for generating a pattern for the light distribution in the desired light distribution shape at the pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system to perform the illumination of the mask by the illumination optical apparatus comprising, and high resolution with high throughput, it is possible to expose a pattern of a mask onto a photosensitive substrate.

また、請求項11記載のマイクロデバイスの製造方法は、請求項10記載の露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板上に露光する露光工程と、前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とする。 A method of manufacturing a micro device according to claim 11 is an exposure step of exposing a pattern of a mask on a photosensitive substrate using the exposure apparatus according to claim 10, wherein the photosensitive substrate exposed by said exposure step characterized in that it comprises a developing step of developing the.

この請求項11記載のマイクロデバイスの製造方法によれば、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にするためのパターンを発生する光学部材を有する照明光学装置を備える露光装置により露光を行うため、高解像度でかつスループット良く、マイクロデバイスの製造を行うことができる。 According to the manufacturing method of the micro device of the claim 11 wherein, to generate the pattern for the light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system into a desired light distribution shape for performing exposure by the exposure apparatus comprising an illumination optical system having an optical element, and high throughput, high resolution, it is possible to manufacture a microdevice.

この発明の照明光学装置によれば、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にするための回折パターンを発生する光学部材を備えているため、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置において形成される光分布形状を被照射面の特性等に応じた最適なものに短時間かつ連続的に変更することができる。 According to the illumination optical apparatus of the present invention comprises an optical member for generating a diffraction pattern for the light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system into a desired light distribution shape and for that, to change quickly and continuously the light distribution shape formed at the pupil position or the pupil position optically conjugate with the position in the optimum according to the characteristics of the illuminated plane of the illumination system be able to.

また、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を検出し、検出した光分布に基づいてパターン情報を変更し、変更されたパターンを光学部材にて再生成する。 Further, to detect the light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system, to change the pattern information based on the detected light distribution, reproducing the changed pattern in the optical member It is formed. 即ち、光学部材の一部破損等により設定されているパターン情報に基づくパターンにより所望の光分布形状を形成することができなくなった場合においても、その光分布形状に対応する他のパターン情報に変更することができるため、変更された他のパターン情報に基づくパターンによりその最適な光分布形状の形成を継続して行うことができ、光学部材の交換頻度を減少させることができる。 That is, in the case where it becomes impossible to form a desired light distribution shape by a pattern based on the pattern information set by some damage of the optical element is also changed to other pattern information corresponding to the light distribution shape it is possible to, can be continuously performed to form the optimal light distribution shape by a pattern in accordance with another pattern information that has changed, it is possible to reduce the replacement frequency of the optical member. 従って、高解像度でかつスループット良く、被照射面の照明を行うことができる。 Thus, a and high throughput high resolution, it is possible to perform illumination of the illuminated surface.

また、この発明の露光装置によれば、この発明の照明光学装置によりマスクの照明を行うため、高解像度でかつスループット良く、マスクのパターンを感光性基板上に露光することができる。 Further, according to the exposure apparatus of the present invention, for performing the illumination of the mask by the illumination optical apparatus of the present invention, a high resolution and and high throughput can be exposed pattern of a mask onto a photosensitive substrate.

また、この発明のマイクロデバイスの製造方法によれば、この発明の照明光学装置を備える露光装置により露光を行うため、高解像度でかつスループット良く、マイクロデバイスの製造を行うことができる。 Further, according to the method of manufacturing a micro device of the present invention, in order to perform exposure by the exposure apparatus comprising an illumination optical apparatus of the present invention, and high throughput, high resolution, it is possible to manufacture a microdevice.

以下、図面を参照して、この発明の第1の実施の形態にかかる露光装置について説明する。 Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a description will be given exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図1は、この実施の形態にかかる露光装置の概略構成を示す図である。 Figure 1 is a view showing the schematic arrangement of an exposure apparatus according to this embodiment. なお、以下の説明においては、図1中に示すXYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。 In the following description, an XYZ rectangular coordinate system shown in FIG. 1, with reference to the XYZ orthogonal coordinate system for the positional relationship between the respective members will be described. XYZ直交座標系は、X軸及びY軸がウエハW1に対して平行となるように設定され、Z軸がウエハW1に対して直交する方向に設定されている。 XYZ orthogonal coordinate system, X-axis and Y-axis are set to be parallel to the wafer W1, is set to a direction Z-axis is perpendicular to the wafer W1.

この実施の形態にかかる露光装置は、図1に示すように、露光光(照明光)を供給するためのレーザ光源1として、例えば波長が約193nmの光を供給するArFエキシマレーザ光源または波長が約248nmの光を供給するKrFエキシマレーザ光源を備えている。 An exposure apparatus according to this embodiment, as shown in FIG. 1, a laser light source 1 for supplying exposure light (illumination light), is an ArF excimer laser light source or the wavelength supplying a wavelength of about 193nm light and a KrF excimer laser light source for supplying light of approximately 248 nm. レーザ光源1からZ方向に沿って射出された略平行な光束は、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及び2bからなるビームエキスパンダ2に入射する。 Substantially parallel light beam emitted from the laser light source 1 along the Z direction has a rectangular cross-section extending elongated along the X direction, and is incident on the beam expander 2 consisting of a pair of lenses 2a and 2b. 各レンズ2a及び2bは、図1のYZ平面内において負の屈折力及び正の屈折力をそれぞれ有する。 Each lens 2a and 2b have a negative refracting power and a positive refracting power, respectively, in the YZ plane of FIG. したがって、ビームエキスパンダ2に入射した光束は、図1のYZ平面内において拡大され、所定の矩形状の断面を有する光束に整形される。 Thus, a light beam incident on the beam expander 2 is expanded in the YZ plane of FIG. 1, it is shaped into a light beam having a predetermined rectangular cross-section.

整形光学系としてのビームエキスパンダ2を介した平行な光束は、折り曲げミラー3により反射されY方向に偏向された後、所定の回折パターン(パターン)を発生する透過型の光学部材としての透過型液晶素子4に入射する。 Parallel beam through the beam expander 2 as a shaping optical system is bent after being deflected reflected Y-direction by the mirror 3, the transmission type as an optical member of a transmission type for generating a predetermined diffraction pattern (pattern) It enters the liquid crystal element 4. 透過型液晶素子4は、入射する光の波長により定まる回折角を発生させるために十分な分解能を有する微細なピクセルにより形成されている。 Transmission type liquid crystal element 4 is formed by fine pixels having sufficient resolution to generate the diffraction angle determined by the wavelength of the incident light. 透過型液晶素子4を構成する各ピクセルに対応してスイッチとして機能する素子(以下、スイッチ素子という。)が形成されており、スイッチ素子をオンオフ制御することにより後述する記憶部24に記憶されている回折パターン情報に基づいた回折パターンを表示する。 Element that functions as a switch corresponding to each pixel constituting the transmissive liquid crystal device 4 (hereinafter, referred to as switching elements.) Are formed, is stored in the storage unit 24 to be described later by turning on and off the switching element diffraction pattern displays the based on the diffraction pattern information are. 従って、透過型液晶素子4は、表示している回折パターンにより入射光を所望の角度に回折する回折光学素子として機能し、各ピクセルに対応して形成されているスイッチ素子のオンオフを電気制御することにより矩形状の光分布形状を有する入射光を所望の光分布形状を有する光束に変換し、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置において所望の光分布形状を形成する。 Therefore, the transmission type liquid crystal element 4 acts as a diffractive optical element for diffracting incident light to a desired angle by the diffraction pattern being displayed, electrically controlled on-off switch element are formed corresponding to each pixel forming a desired light distribution shape incident light with a rectangular light distribution shape is converted into a light flux having a desired light distribution shape, at the pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system by to.

この実施の形態においては、透過型液晶素子4には入射光を矩形状から輪帯状の光分布形状に変換するための回折パターンが表示されており、透過型液晶素子4を通過した光束は、アフォーカルレンズ(リレー光学系)5に入射し、アフォーカルレンズ5(ひいては照明光学系)の照明瞳または該照明瞳の近傍に輪帯状の光分布を形成する。 In this embodiment, the transmission type liquid crystal element 4 are displayed diffraction pattern for converting the light distribution shape of the annular light incident from the rectangular shape, the light beam which has passed through the transmission type liquid crystal element 4, It enters the afocal lens (relay optical system) 5, to form a light distribution of annular near the illumination pupil or the illumination pupil of the afocal lens 5 (and thus the illumination optical system). アフォーカルレンズ5は、その前側焦点位置と透過型液晶素子4の位置とがほぼ一致し且つその後側焦点位置と図中破線で示す所定面6の位置とがほぼ一致するように設定されたアフォーカル系(無焦点光学系)である。 Afocal lens 5, A to its front-side focal position and the position of the predetermined plane 6 shows the position of the transmissive liquid crystal element 4 is almost coincident and rear focal position and the broken line in the figure is set to coincide substantially it is a focal system (afocal optical system). したがって、透過型液晶素子4に入射した略平行な光束は、アフォーカルレンズ5の照明瞳面に輪帯状の光分布を形成した後、略平行な光束となってアフォーカルレンズ5から射出される。 Therefore, substantially parallel light beam incident on the transmission type liquid crystal element 4 is formed by forming a light distribution of the annular on the illumination pupil plane of the afocal lens 5, it is emitted from the afocal lens 5 in a substantially parallel beam .

なお、アフォーカルレンズ5の前側レンズ群5aと後側レンズ群5bとの間の光路中には、照明瞳またはその近傍に、光源側から順に、円錐アキシコン系87、第1シリンドリカルレンズ対88及び第2シリンドリカルレンズ対89が配置されている。 Note that the optical path between the front lens group 5a and the rear lens group 5b of the afocal lens 5, on the illumination pupil or near, in order from the light source side, the conical axicon system 87, the first cylindrical lens pair 88 and the second cylindrical lens pair 89 is disposed.

図2は、照明光学系の照明瞳または該照明瞳の近傍に配置される円錐アキシコン系87の概略構成を示す図である。 Figure 2 is a diagram showing a schematic configuration of a conical axicon system 87 which is arranged in the vicinity of the illumination pupil or the illumination pupil of the illumination optical system. 円錐アキシコン系87は、光源側から順に、光軸AX方向に対して凹円錐状の屈折面(凹状屈折面)を有する第1プリズム87a及び第1プリズム87aの凹円錐状の屈折面と互いに当接可能なように相補的に形成された凸円錐状の屈折面(凸状屈折面)を有する第2プリズム87bを備えている。 Conical axicon system 87 is composed of, in order from the light source side, those mutually concave conical refracting surface of the first prism 87a and the first prism 87a having the concave conical refracting surface (concave refracting surface) with respect to the optical axis AX direction and a second prism 87b having a contact capable way complementarily formed convex conical refracting surface (convex refracting surface). 第1プリズム87aは光源側に平面を向け且つマスクM1側に凹円錐状の屈折面を向けて配置されており、第2プリズム87bは光軸AX側に凸円錐状の屈折面を向け且つマスクM1側に平面をむけて配置されている。 The first prism 87a is disposed toward the concave conical refracting surface and the mask M1 side is planar on the light source side, a second prism 87b are and mask toward the convex conical refracting surface to the optical axis AX side They are arranged towards the plane M1 side.

また、第1プリズム87a及び第2プリズム87bのうち少なくとも一方は光軸AXに沿って移動可能に構成されており、第1プリズム87aの凹円錐状の屈折面と第2プリズム87bの凸円錐状の屈折面との間隔が可変に構成されている。 Further, at least one of the first prism 87a and the second prism 87b are configured to be movable along the optical axis AX, convex conical concave conical refracting surface of the first prism 87a and the second prism 87b distance between the refractive surface of the is configured variably. ここで、第1プリズム87aの凹円錐状の屈折面と第2プリズム87bの凸円錐状の屈折面とが互いに当接している状態では、円錐アキシコン系87は平行平面板として機能し、後述するマイクロレンズアレイ10を介して形成される輪帯状の二次光源に及ぼす影響はない。 In a state in which the concave conical refracting surface of the first prism 87a and the convex conical refracting surface of the second prism 87b are in contact with each other, the conical axicon system 87 functions as a plane below no effect on the annular secondary light source formed via a microlens array 10. しかしながら、第1プリズム87aの凹円錐状の屈折面と第2プリズム87bの凸円錐状の屈折面とを離間させると、円錐アキシコン系87は、いわゆるビームエキスパンダとして機能する。 However, when the spaced concave conical refracting surface of the first prism 87a and the convex conical refracting surface of the second prism 87b, the conical axicon system 87 functions as a so-called beam expander. したがって、円錐アキシコン系87の間隔の変化に伴って、図1中破線で示す所定面6への入射光束の入射角度は変化する。 Thus, with a change in the spacing of the conical axicon system 87, the incident angle of the incident light beam to the predetermined plane 6 indicated by a broken line in FIG. 1 will change.

図3は、輪帯照明において形成される二次光源に対する円錐アキシコン系87の作用を説明するための図である。 Figure 3 is a diagram for explaining the action of the conical axicon system 87 for the secondary light source formed in annular illumination. 円錐アキシコン系87の間隔が0でかつ後述するズームレンズ7の焦点距離が最小値に設定された状態(以下、「標準状態」という)で形成された最も小さい輪帯状の二次光源130aは、円錐アキシコン系87の間隔を0から所定の値まで拡大させることにより、その幅(外径と内径との差の1/2:図中矢印で示す)が変化することなく、その外径および内径がともに拡大された輪帯状の二次光源130bに変化する。 State the focal length of the zoom lens 7 spacing of the conical axicon system 87 is 0, and later is set to the minimum value (hereinafter, referred to as "standard state") secondary light source 130a of the smallest annular formed in, by enlarging the distance between the conical axicon system 87 from 0 to a predetermined value, the width: without (the difference between the outer diameter and the inner diameter 1/2 indicated by the arrow) is changed, the outer and inner diameters thereof to make the transition to the secondary light source 130b of annular shape are both enlarged. 即ち、円錐アキシコン系87の作用により、輪帯状の二次光源の幅が変化することなく、その輪帯比(内径/外径)および大きさ(外径)がともに変化する。 That is, by the action of the conical axicon system 87, without the width of the annular secondary light source changes, the annular ratio (inside diameter / outside diameter) and the size (outside diameter) both vary.

図4は、アフォーカルレンズ5の前側レンズ群5aと後側レンズ群5bとの間の光路中に配置された第1シリンドリカルレンズ対88および第2シリンドリカルレンズ対89の概略構成を示す図である。 Figure 4 is a diagram showing the schematic configuration of the first cylindrical lens pair 88 and the second cylindrical lens pair 89 arranged in an optical path between the front lens group 5a and the rear lens group 5b of the afocal lens 5 . 図4に示すように、第1シリンドリカルレンズ対88は、光源側から順に、たとえばYZ平面内に負屈折力を有し且つXY平面内に無屈折力の第1シリンドリカル負レンズ88aと、同じくYZ平面内に正屈折力を有し且つXY平面内に無屈折力の第1シリンドリカル正レンズ88bとにより構成されている。 Figure 4 As shown, the first cylindrical lens pair 88 is composed of, in order from the light source side, for example, a first cylindrical negative lens 88a of no refractive power within and XY plane has a negative refractive power in the YZ plane, likewise YZ is constituted by a first cylindrical positive lens 88b of no refractive power in and XY plane has a positive refractive power in a plane. 一方、第2シリンドリカルレンズ対89は、光源側から順に、たとえばXY平面内に負屈折力を有し且つYZ平面内に無屈折力の第2シリンドリカル負レンズ89aと、同じくXY平面内に正屈折力を有し且つYZ平面内に無屈折力の第2シリンドリカル正レンズ89bとにより構成されている。 On the other hand, the second cylindrical lens pair 89 is composed of, in order from the light source side, for example, a second cylindrical negative lens 89a of no refractive power in and YZ plane has a negative refractive power in the XY plane, also having positive refracting the XY plane It is constituted by a second cylindrical positive lens 89b of no refractive power within and YZ plane having a force.

第1シリンドリカル負レンズ88aと第1シリンドリカル正レンズ88bとは、光軸AXを中心として一体的に回転するように構成されている。 The first cylindrical negative lens 88a and the first cylindrical positive lens 88b, and is configured to rotate integrally about the optical axis AX. 同様に、第2シリンドリカル負レンズ89aと第2シリンドリカル正レンズ89bとは、光軸AXを中心として一体的に回転するように構成されている。 Similarly, the second cylindrical negative lens 89a and the second cylindrical positive lens 89b, and is configured to rotate integrally about the optical axis AX. 第1シリンドリカルレンズ対88はZ方向にパワーを有するビームエキスパンダとして機能し、第2シリンドリカルレンズ対89はX方向にパワーを有するビームエキスパンダとして機能する。 The first cylindrical lens pair 88 acts as a beam expander having a power in the Z-direction, the second cylindrical lens pair 89 functions as a beam expander having a power in the X-direction. また、この実施の形態においては、第1シリンドリカルレンズ対88及び第2シリンドリカルレンズ対89のパワーが同一となるように設定されている。 Further, in this embodiment, the power of the first cylindrical lens pair 88 and the second cylindrical lens pair 89 are set to be the same. 従って、第1シリンドリカルレンズ対88及び第2シリンドリカルレンズ対89を通過した光束は、Z方向及びX方向に同一のパワーにより拡大作用を受ける。 Therefore, the light beam which has passed through the first cylindrical lens pair 88 and the second cylindrical lens pair 89 is subject to expansion effect by the same power in the Z and X directions.

アフォーカルレンズ5を介した光束は、σ値可変用のズームレンズ7に入射する。 The light beam through the afocal lens 5 is incident on the zoom lens 7 for σ value variable. 所定面6の位置はズームレンズ7の前側焦点位置またはその近傍に配置され、後述するマイクロレンズアレイ10の入射面はズームレンズ7の後側焦点面またはその近傍に配置されている。 Position of a predetermined surface 6 is arranged at the front focal position or the vicinity thereof of the zoom lens 7, the entrance surface of the microlens array 10 to be described later is disposed on or near the rear focal plane of the zoom lens 7. 即ち、ズームレンズ7は、所定面6とマイクロレンズアレイ10の入射面とを実質的にフーリエ変換の関係に配置し、ひいてはアフォーカルレンズ5の照明瞳面とマイクロレンズアレイ10の入射面とを光学的に略共役に配置している。 That is, the zoom lens 7, arranged substantially in the Fourier transform relationship with the entrance surface of a predetermined surface 6 and the microlens array 10, and thus the illumination pupil plane of the afocal lens 5 and the entrance surface of the microlens array 10 optically they are arranged in a substantially conjugate. したがって、マイクロレンズアレイ10の入射面上には、アフォーカルレンズ5の照明瞳面と同様に、例えば光軸AXを中心とした輪帯状の照野が形成される。 Therefore, on the entrance surface of the microlens array 10, as with the illumination pupil plane of the afocal lens 5, for example annular illumination field centered around the optical axis AX is formed. この輪帯状の照野の全体形状は、ズームレンズ7の焦点距離に依存して相似的に変化する。 The overall shape of this annular illumination field, depending on the focal length of the zoom lens 7 analogously changes. 即ち、マイクロレンズアレイ10によって照明瞳位置と光学的に共役な位置に形成される二次光源(面光源)の大きさは、レーザ光源1から射出される照明光の光量をほぼ一定に保ちながら、ズームレンズ7の焦点距離に依存して相似的に変更することができる。 That is, the size of the secondary light source formed on the illumination pupil position optically conjugate with the position by the microlens array 10 (surface light source) while keeping the amount of illumination light emitted from the laser light source 1 at a substantially constant it can be similar to changes depending on the focal length of the zoom lens 7.

図5は、輪帯照明において形成される二次光源に対するズームレンズ7の作用を説明するための図である。 Figure 5 is a diagram for explaining the action of the zoom lens 7 with respect to the secondary light source formed in annular illumination. 標準状態で形成された輪帯状の二次光源130aは、ズームレンズ7の焦点距離を最小値から所定の値へ拡大させることにより、照明光の光量をほぼ一定に保ちながら、その全体形状が相似的に拡大された輪帯状の二次光源130cに変化する。 Secondary light source 130a of the annular shape formed in the standard state, by enlarging the focal length of the zoom lens 7 from a minimum value to a predetermined value, while keeping the amount of illumination light substantially constant, the overall shape is similar to change the enlarged annular secondary light source 130c. 即ち、ズームレンズ7の作用により、輪帯状の二次光源の輪帯比が変化することなく、その幅及び大きさ(外径)が共に変化する。 That is, by the action of the zoom lens 7, without the annular ratio of the annular secondary light source changes, the width and size (outside diameter) both vary. ズームレンズ7を介した光束は、ビームスプリッタ8に入射する。 The light beam through the zoom lens 7 is incident on the beam splitter 8. ビームスプリッタ8により反射された光束は、CCD撮像部(検出手段)9に入射する。 The light beam reflected by the beam splitter 8 is incident on the CCD image pickup unit (detecting means) 9. CCD撮像部9による画像信号は、後述する制御部20に対して出力される。 Image signal by the CCD image sensor 9 is output to the control unit 20 described later.

ビームスプリッタ8を通過した光束は、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10に入射する。 The light beam which has passed through the beam splitter 8 is incident on the microlens array 10 as an optical integrator. マイクロレンズアレイ10への入射光束の入射角度は、円錐アキシコン系87の間隔の変化に伴って、所定面6への入射光束の角度が変化するのと同様に変化する。 The incident angle of the incident light beam to the microlens array 10, with changes in spacing of the conical axicon system 87, the angle of the incident light beam to the predetermined plane 6 changes as well as to changes. マイクロレンズアレイ10は、縦横にか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。 The microlens array 10 is an optical element consisting of a large number of microscopic lenses with a positive refractive power which is and densely arranged vertically and horizontally. マイクロレンズアレイ10を構成する各微小レンズは、マスク(被照射面)M1において形成すべき照野の形状(ひいてはウエハW1上において形成すべき露光領域の形状)と相似な矩形上の断面を有する。 Each micro lens forming the micro lens array 10 includes a mask (irradiated surface) illumination field shape to be formed in M1 (and hence the shape of an exposure region to be formed on the wafer W1), similar to a rectangular on the cross-section . マイクロレンズアレイ10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、その後側焦点面(ひいては照明瞳)にはマイクロレンズアレイ10への入射光束によって形成される照野と略同じ光分布を有する二次光源、即ち光軸AXを中心とした輪帯状の実質的な面光源からなる二次光源が形成される。 The light beam incident on the microlens array 10 is divided two-dimensionally by many micro lenses, substantially the same as the illumination field on the rear focal plane (eventually illumination pupil) formed by the incident light beam to the microlens array 10 secondary light source having a light distribution, i.e. the secondary light source consisting of a substantial surface illuminant of an annular shape centered around the optical axis AX is formed.

マイクロレンズアレイ10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、マイクロレンズアレイ10の後側焦点面(射出面)またはその近傍に配置可能に設けられている開口絞り(フレア光除去手段)12を通過する。 Beams from the secondary light source of the annular shape formed on the rear focal plane of the microlens array 10, the back focal plane of the microlens array 10 (the exit surface) or the aperture stop is provided so as to be arranged in the vicinity passing the (flare light removal means) 12. 開口絞り12は、マイクロレンズアレイ10の後側焦点面に形成される二次光源の大きさを所定の大きさに制限する例えば虹彩絞り等により構成されており、透過型液晶素子4により形成される回折光により生じるフレア光を除去する機能を有している。 The aperture stop 12 is constituted by such squeezing e.g. iris for limiting the size of the secondary light source formed on the rear focal plane into a predetermined size of the micro lens array 10 is formed by a transmission type liquid crystal element 4 and it has a function of removing flare light caused by the diffraction light that. 開口絞り12を介した光束は、ビームスプリッタ14、コンデンサレンズ17aを介して、マスクブラインドMBを重畳的に照明する。 The light beam through the aperture stop 12, the beam splitter 14, through the condenser lens 17a, to superposedly illuminate a mask blind MB. ビームスプリッタ14により反射された光束は、レンズ15を介してフォトダイオード16に入射する。 The light beam reflected by the beam splitter 14 is incident to the photodiode 16 through the lens 15. フォトダイオード16による検出信号は、制御部20に対して出力される。 Signal detected by the photodiode 16 is output to the control unit 20.

照明視野絞りとしてのマスクブラインドMBには、マイクロレンズアレイ10を構成する各微小レンズの形状と焦点距離とに応じた矩形状の照野が形成される。 The mask blind MB as an illumination field stop, rectangular illumination field according to the shape and focal length of each micro lens forming the micro lens array 10 is formed. マスクブラインドMBの矩形状の開口部を介した光束は、結像光学系17bの集光作用を受けた後、反射鏡19により反射され、所定のパターンが形成されたマスク(被照射面)M1を重畳的に照明する。 The light beam through the rectangular aperture of the mask blind MB is subjected to a condensing action of imaging optical system 17b, it is reflected by the reflecting mirror 19, a mask on which a predetermined pattern is formed (the surface to be illuminated) M1 superimposed illuminate the. 即ち、結像光学系17bは、マスクブラインドMBの矩形状開口部の像をマスクM1上に形成する。 That is, the imaging optical system 17b forms an image of the rectangular aperture of the mask blind MB on the mask M1. なお、レーザ光源1〜反射鏡19は、照明光学装置を構成する。 The laser light source 1 to the reflector 19 constitute the illumination optical apparatus.

マスクM1のパターンを透過した光束は、投影光学系PL1を介して、感光性基板であるウエハW1上にマスクM1のパターン像を形成する。 The light beam which has passed through the pattern of the mask M1 through the projection optical system PL1, to form a pattern image of the mask M1 on the wafer W1 which is a photosensitive substrate. こうして、投影光学系PL1の光軸AXと直交する平面内においてウエハW1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、ウエハW1の各露光領域にはマスクM1のパターンが逐次露光される。 Thus, by performing batch exposure or scanning exposure while drive-controlling the wafer W1 two-dimensionally in a plane perpendicular to the optical axis AX of the projection optical system PL1, in each exposure region of the wafer W1 is the pattern of the mask M1 It is sequentially exposed.

また、この実施の形態にかかる露光装置は照明光学系の瞳位置に形成される光分布形状(ひいては、マイクロレンズアレイ10の後側焦点面に形成される二次光源の光分布形状)を制御する制御部20を備えている。 The exposure apparatus according to this embodiment controls the light distribution shape formed at the pupil position of the illumination optical system (hence, the light distribution shape of the secondary light source formed on the rear focal plane of the microlens array 10) and a control unit 20 for. 制御部20には入力部22が接続されており、制御部20は、入力部22から入力された照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布に関する情報を取得し(情報取得手段)、取得した入力情報に基づき、照明光学系の瞳位置において所望の光分布形状とするためのパターン情報(この実施の形態においては、回折パターン情報)を算出する(回折パターン情報算出手段またはパターン情報算出手段)。 The control unit 20 is connected to an input unit 22, the control unit 20, information about the light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system, which is inputted from the input unit 22 acquired (information acquiring means), based on the acquired input information, pattern information for a desired light distribution shape at the pupil position of the illumination optical system (in this embodiment, the diffraction pattern information) is calculated (diffraction pattern information calculating means or pattern information calculation means). この制御部20により算出された回折パターン情報は、制御部20に接続されている記憶部24により記憶される。 Diffraction pattern information calculated by the control unit 20 is stored in the storage unit 24 connected to the control unit 20. なお、記憶部24には照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にするために予め算出された種々の回折パターン情報が記憶されている。 Incidentally, various diffraction pattern information light distribution was calculated in advance in order to obtain a desired light distribution shape at the pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system is stored in the storage unit 24 ing. また、制御部20には液晶素子駆動部26が接続されており、液晶素子駆動部26は、制御部20からの制御信号に基づいて透過型液晶素子4の各ピクセルの電源のオンオフを制御し、透過型液晶素子4に回折パターンを発生させる。 Further, the control unit 20 is connected to the liquid crystal device driving section 26, the liquid crystal device driving section 26, the on-off of the power supply of each pixel of the transmissive liquid crystal element 4 is controlled based on a control signal from the control unit 20 the diffraction pattern is generated on the transmission type liquid crystal element 4.

また、制御部20は、CCD撮像部9からの画像信号に基づいて照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布形状を検出することにより、照明光学系の瞳位置での光分布形状が透過型液晶素子4により所望の光分布形状に変換されているか否かを検出する。 The control unit 20, by detecting the light distribution shape at the pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system on the basis of the image signal from the CCD imaging unit 9, the illumination optical system light distribution shape at the pupil position detecting whether or not it is converted into a desired optical distribution shape by a transmission type liquid crystal element 4. 照明光学系の瞳位置での光分布形状が透過型液晶素子4により所望の光分布形状に変換されていないことを検出した場合には、制御部20は、記憶部24に記憶されている、瞳位置での光分布形状を所望の光分布形状に変換するための回折パターン情報であって、現在参照している回折パターン情報以外の回折パターン情報に参照する回折パターン情報を変更する。 When the light distribution shape at the pupil position of the illumination optical system has detected that it is not converted into the desired optical distribution shape by a transmission type liquid crystal element 4, the control unit 20 is stored in the storage unit 24, a diffraction pattern information for converting the light distribution shape on the pupil position in the desired light distribution shape, changes the diffraction pattern information to be referred to the diffraction pattern information other than the diffraction pattern information currently referenced. そして、変更された回折パターン情報に基づく回折パターンを透過型液晶素子4に再発生させるために液晶素子駆動部26に制御信号を出力する。 Then, it outputs a control signal to the liquid crystal device driving section 26 in order to regenerate the diffraction pattern based on the changed diffraction pattern information to the transmission type liquid crystal element 4. または、制御部20は、瞳位置での光分布形状を所望の光分布形状とするための回折パターン情報を再算出する。 Or, the control unit 20 re-calculates the diffraction pattern information to the light distribution shape on the pupil position and desired light distribution shape. 再算出された回折パターン情報を記憶部24に記憶させて、参照する回折パターン情報を再算出された回折パターン情報に変更し、変更された回折パターン情報に基づく回折パターンを透過型液晶素子4に再発生させるために液晶素子駆動部26に制御信号を出力する。 By storing the diffraction pattern information recalculated in the storage unit 24, change the reference diffraction pattern information diffraction pattern information is recalculated for the diffraction pattern based on the changed diffraction pattern information to the transmission type liquid crystal element 4 It outputs a control signal to the liquid crystal device driving section 26 in order to re-occur. 液晶素子駆動部26は、制御部20からの制御信号に基づいて透過型液晶素子4の各ピクセルの電源のオンオフを制御し、透過型液晶素子4に回折パターンを発生させる。 The liquid crystal device driving section 26 based on the control signal from the control unit 20 controls on and off of power to each pixel of the transmissive liquid crystal element 4, a diffraction pattern is generated on the transmission type liquid crystal element 4.

なお、照明光学系の瞳位置での光分布形状が所望の光分布形状に変換されていないことを検出した場合であって、円錐アキシコン系87、第1シリンドリカルレンズ対88、第2シリンドリカルレンズ対89またはズームレンズ7を駆動することにより調整を行うことができる場合には、制御部20は、円錐アキシコン系87、第1シリンドリカルレンズ対88、第2シリンドリカルレンズ対89またはズームレンズ7を図示しない駆動部を介して駆動制御することにより照明光学系の瞳位置での光分布形状の調整を行うこともできる。 Incidentally, in a case where the light distribution shape at the pupil position of the illumination optical system has detected that it is not converted into the desired light distribution shape, the conical axicon system 87, the first cylindrical lens pair 88, the second cylindrical lens pair if it can be adjusted by driving the 89 or the zoom lens 7, the control unit 20, the conical axicon system 87, the first cylindrical lens pair 88, not shown second cylindrical lens pair 89 or the zoom lens 7 the adjustment of the light distribution shape at the pupil position of the illumination optical system can be performed by driving control via the drive unit.

また、制御部20は、CCD撮像部9からの画像信号に基づいて照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布形状を検出することにより、透過型液晶素子4により形成される回折光により生じるフレア光が除去されているか否かを検出する。 The control unit 20, by detecting the light distribution shape at the pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system on the basis of the image signal from the CCD imaging unit 9, a transmission type liquid crystal element flare light generated by the diffraction beam formed by 4 to detect whether it is removed. 制御部20は、フレア光が除去されていないことを検出した場合には、開口絞り12の開口部の大きさを制御することによりフレア光を除去する。 Controller 20, when detecting that the flare light is not removed, to remove flare light by controlling the size of the opening of the aperture stop 12. 具体的には、図示しない駆動部を介して開口絞り12の開口部を駆動制御することにより、開口絞り12の開口部の大きさの調整を行う。 Specifically, by controlling the driving of the opening of the aperture stop 12 through a drive unit, not shown, to adjust the size of the opening of the aperture stop 12.

また、制御部20は、フォトダイオード16からの検出信号に基づいてマイクロレンズアレイ10の後側焦点面またはその近傍での照明光の光量を検出する。 The control unit 20 detects the amount of illumination light at or near the rear focal plane of the microlens array 10 on the basis of a detection signal from the photodiode 16. 検出された照明光の光量が最適でない場合には、制御部20は、例えばレーザ光源1から射出される光束の光量の調整を行う。 When the light amount of the detected illumination is not optimal, control unit 20 performs for example the light amount adjustment of the light beam emitted from the laser light source 1. 具体的には、図示しない電源部を介して電源制御することにより、レーザ光源1から射出される光束の光量を調整する。 Specifically, by power control via the power supply unit, not shown, and adjusts the amount of the light beam emitted from the laser light source 1.

次に、この第1の実施の形態にかかる透過型液晶素子4により回折パターンを発生する動作について説明する。 Next, the operation of generating a diffraction pattern by the transmission type liquid crystal element 4 according to the first embodiment. 図6は、透過型液晶素子4により回折パターンを発生する動作について説明するためのフローチャートである。 Figure 6 is a flow chart for explaining the operation of generating a diffraction pattern by the transmission type liquid crystal element 4.

まず、制御部20は、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にするために予め露光装置外において算出された回折パターン情報を入力部22を介して取得する。 First, the control unit 20, the diffraction pattern information calculated in advance exposure apparatus outside to the pupil position or the pupil position and the optically light distribution at a position conjugate of the illumination optical system into a desired light distribution shape to get through the input section 22. そして、入力部22を介して取得した回折パターン情報を記憶部24に記憶させる(ステップS10)。 Then, it stores the diffraction pattern information obtained via the input unit 22 in the storage unit 24 (step S10). なお、回折パターン情報は照明光学系の瞳位置での光分布形状をフーリエ変換することにより算出されるため、1つの照明光学系の瞳位置での光分布形状に基づく複数の回折パターン情報が算出される。 Since the diffraction pattern information to be calculated by Fourier transform of the light distribution shape at the pupil position of the illumination optical system, a plurality of diffraction pattern information based on the light distribution shape at the pupil position of one of the illumination optical system is calculated It is. 従って、制御部20は、1つの照明光学系の瞳位置での光分布形状を形成するための複数の回折パターン情報を入力部22を介して取得し、取得した複数の回折パターン情報を記憶部24に記憶させる。 Accordingly, the control unit 20, a plurality of diffraction pattern information for forming the light distribution shape at the pupil position of one of the illumination optical system obtained via the input unit 22, stores a plurality of diffraction patterns information acquisition unit to be stored in the 24.

次に、制御部20は、ステップS10において記憶部24に記憶された回折パターン情報から、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にするための回折パターン情報を取得する(ステップS11)。 Next, the control unit 20, the desired light distribution shape from the diffraction pattern information stored in the storage unit 24, a light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system in step S10 the diffraction pattern information to be acquired (step S11). 即ち、制御部20は、記憶部24に記憶されている、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にするための回折パターン情報の中から1つの回折パターン情報を選択し(回折パターン情報選択手段またはパターン情報選択手段)、取得する。 That is, the control unit 20 is stored in the storage unit 24, the diffraction pattern information to the light distribution into a desired light distribution shape at the pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system select one of the diffraction pattern information from the (diffraction pattern information selection means or pattern information selection means) obtains.

次に、制御部20は、ステップS11において取得した回折パターン情報に基づいて、照明光学系の瞳位置での光分布を所望の光分布形状にするための回折パターンを透過型液晶素子4において発生させる(ステップS12)。 Next, the control unit 20 based on the obtained diffraction pattern information in step S11, generates a diffraction pattern for the light distribution in a pupil position of the illumination optical system into a desired optical distribution shape in the transmission type liquid crystal element 4 make (step S12). 即ち、制御部20は取得した回折パターン情報に基づく制御信号を液晶素子駆動部26に出力し、液晶素子駆動部26は制御部20から出力された制御信号に基づいて透過型液晶素子4の各ピクセルの電源のオンオフ制御を行い、透過型液晶素子4に回折パターンを発生させる。 That is, the control unit 20 outputs a control signal based on the obtained diffraction pattern information to the liquid crystal element driving unit 26, each of the liquid crystal device driving section 26 transmission type liquid crystal element 4 based on the control signal outputted from the control unit 20 perform on-off control of the power supply of the pixels, the diffraction pattern is generated on the transmission type liquid crystal element 4.

次に、例えば透過型液晶素子4を構成するピクセルのうちのいくつかのピクセルが破損等により使用できなくなった場合において、透過型液晶素子4が他の回折パターンを発生する動作(即ち、透過型液晶素子4により発生させる回折パターンの修正)について説明する。 Then, for example, in the case where some of the pixels of the pixels constituting the transmission type liquid crystal element 4 can not be used due to damage, behavior transmission type liquid crystal element 4 generates another diffraction pattern (i.e., transmission correction of the diffraction pattern to be generated by the liquid crystal element 4) will be described. 図7は、透過型液晶素子4が他の回折パターンを発生する動作を説明するためのフローチャートである。 Figure 7 is a flowchart for explaining the operation of the transmission type liquid crystal element 4 generates another diffraction pattern.

まず、制御部20は、CCD撮像部9から出力される画像信号に基づいて、照明光学系の瞳位置での光分布を検出する(ステップS20)。 First, the control unit 20 based on the image signal outputted from the CCD imaging unit 9, detects the light distribution at the pupil position of the illumination optical system (step S20). なお、制御部20における照明光学系の瞳位置での光分布の検出を行う時間、日付、頻度、間隔等については予め設定することができるものとし、定期的かつ自動的に照明光学系の瞳位置での光分布の検出を行う。 The time to detect the light distribution on the pupil position of the illumination optical system in the control unit 20, the date, the frequency, and it can be preset for the distance or the like, periodically and automatically pupil of the illumination optical system to detect the light distribution at the position. 制御部20は、ステップS20において照明光学系の瞳位置での光分布を検出することにより、照明光学系の瞳位置での光分布が所望の光分布形状を示しているか否かを検出する(ステップS21)。 Control unit 20, by detecting the light distribution at the pupil position of the illumination optical system in step S20, the light distribution at the pupil position of the illumination optical system for detecting whether or not indicate a desired light distribution shape ( step S21).

ステップS21において照明光学系の瞳位置での光分布が所望の光分布形状を示していないことを検出した場合には、制御部20は、記憶部24に記憶されている回折パターン情報を参照する。 When the light distribution at the pupil position of the illumination optical system detects that do not show a desired light distribution shape in step S21, the control unit 20 refers to the diffraction pattern information stored in the storage unit 24 . そして、現在参照している回折パターン情報以外の回折パターン情報であって、記憶部24に記憶されている照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にするための回折パターン情報を取得する(ステップS22)。 Then, a current reference to the diffraction pattern information other than the diffraction pattern information is, the light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system stored in the storage unit 24 the desired obtaining a diffraction pattern information to the light distribution shape (step S22). 例えば、透過型液晶素子4を構成する複数のピクセルのうちのいくつかのピクセルが破損した場合であって、その破損したピクセルが透過型液晶素子4の回折パターンを発生させるために用いる必要がある場合においては、透過型液晶素子4は所定の回折パターンを発生することができず、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置に所望の光分布形状が形成されない。 For example, in a case where some pixels of the plurality of pixels constituting the transmission type liquid crystal element 4 is broken, it is necessary to use for the corrupted pixels to generate a diffraction pattern of the transmissive liquid crystal element 4 in case the transmission type liquid crystal element 4 is unable to generate a predetermined diffraction pattern, desired light distribution shape on the pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system is not formed. 従って、破損したピクセルを用いない回折パターンであって、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にするための回折パターン情報を取得する。 Accordingly, a diffraction pattern which does not use the corrupted pixel, obtaining a diffraction pattern information to the light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system into a desired light distribution shape to.

次に、制御部20は、ステップS22において取得した回折パターン情報に基づいて、照明光学系の瞳位置での光分布を所望の光分布形状にするための回折パターンを透過型液晶素子4において発生させる(ステップS23)。 Next, the control unit 20 based on the obtained diffraction pattern information in step S22, generates a diffraction pattern for the light distribution in a pupil position of the illumination optical system into a desired optical distribution shape in the transmission type liquid crystal element 4 make (step S23). 即ち、制御部20は取得した回折パターン情報に基づく制御信号を液晶素子駆動部26に出力し、液晶素子駆動部26は制御部20から出力された制御信号に基づいて透過型液晶素子4の各ピクセルの電源のオンオフ制御を行い、透過型液晶素子4に回折パターンを発生させる。 That is, the control unit 20 outputs a control signal based on the obtained diffraction pattern information to the liquid crystal element driving unit 26, each of the liquid crystal device driving section 26 transmission type liquid crystal element 4 based on the control signal outputted from the control unit 20 perform on-off control of the power supply of the pixels, the diffraction pattern is generated on the transmission type liquid crystal element 4.

制御部20は、CCD撮像部9により検出される画像信号を取得することにより、ステップS23において発生した回折パターンにより形成される照明光学系の瞳位置での光分布を検出し、所望の光分布形状となっているか否かの確認を行う。 The control unit 20 by acquiring the image signal detected by the CCD image sensor 9 detects the light distribution at the pupil position of the illumination optical system formed by the diffraction pattern generated in step S23, a desired light distribution whether or not has a shape or to confirm. 所望の光分布形状となっていないことを確認した場合には、制御部20は、所望の光分布形状となっていることを確認するまでステップS22及びステップS23の動作を繰り返す。 If it is confirmed that it is not a desired light distribution shape, the control unit 20 repeats the operation in steps S22 and S23 until sure that the desired light distribution shape.

次に、この第1の実施の形態にかかる透過型液晶素子4により回折パターンを発生する別の動作について説明する。 Next, a description will be given of another operation that generates a diffraction pattern by the transmission type liquid crystal element 4 according to the first embodiment. 図8は、透過型液晶素子4により回折パターンを発生する別の動作について説明するためのフローチャートである。 Figure 8 is a flow chart for explaining another operation for generating a diffraction pattern by the transmission type liquid crystal element 4.

まず、制御部20は、入力部22から入力される照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布に関する情報を取得する(ステップS30)。 First, the control unit 20 obtains information on light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system is input from the input unit 22 (step S30). 例えば、作業者等により、例えばイメージリーダ等により構成される入力部22を介して入力される照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での所望の光分布形状に関する情報を取得する。 Information, for example, by the operator or the like, for the desired light distribution shape at the pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system which is input via the input unit 22 constituted by, for example, an image reader or the like to get.

次に、制御部20は、ステップS30において取得した照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布に関する情報に基づいて、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にするためのパターン情報(この実施の形態においては、回折パターン情報)を算出する(ステップS31)。 Next, the control unit 20, based on the information on light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system obtained in step S30, pupil position or the pupil position of the illumination optical system and pattern information for the light distribution in the desired light distribution shape in a position optically conjugate with (in this embodiment, the diffraction pattern information) (step S31). 即ち、入力部22を介して入力された照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布に関する情報に示されている光分布形状とするための回折パターン情報を算出する(回折パターン情報算出手段またはパターン情報算出手段)。 That is, the diffraction pattern information to the light distribution shape shown on the information on light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system that has been input via the input unit 22 calculated for (diffraction pattern information calculating means or pattern information calculation means). 具体的には、入力部22を介して入力された照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布に関する情報に示されている光分布形状をフーリエ変換し、それに対応する複数の回折パターン情報を算出する。 Specifically, the light distribution shapes shown in information on light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system which is input through the input unit 22 Fourier transform, It calculates a plurality of diffraction pattern information corresponding thereto.

次に、制御部20は、ステップS31において算出された照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にするための複数の回折パターン情報を記憶部24に記憶させる(ステップS32)。 Next, the control unit 20, a plurality of diffraction pattern information to the light distribution into a desired light distribution shape at the pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system calculated in step S31 in the storage unit 24 (step S32). 次に、制御部20は、ステップS32において記憶部24に記憶された複数の回折パターン情報の中から1つの回折パターン情報を選択し(回折パターン情報選択手段またはパターン情報選択手段)、取得する(ステップS33)。 Next, the control unit 20, the selected (diffraction pattern information selection means or pattern information selecting means) one of the diffraction pattern information from among a plurality of diffraction pattern information stored in the storage unit 24 in step S32, obtains ( step S33).

次に、制御部20は、ステップS33において取得した回折パターン情報に基づいて、照明光学系の瞳位置での光分布を所望の光分布形状にするための回折パターンを透過型液晶素子4において発生させる(ステップS34)。 Next, the control unit 20 based on the obtained diffraction pattern information in step S33, generates a diffraction pattern for the light distribution in a pupil position of the illumination optical system into a desired optical distribution shape in the transmission type liquid crystal element 4 make (step S34). 即ち、制御部20は取得した回折パターン情報に基づく制御信号を液晶素子駆動部26に出力し、液晶素子駆動部26は制御部20から出力された制御信号に基づいて透過型液晶素子4の各ピクセルの電源のオンオフ制御を行い、透過型液晶素子4に回折パターンを発生させる。 That is, the control unit 20 outputs a control signal based on the obtained diffraction pattern information to the liquid crystal element driving unit 26, each of the liquid crystal device driving section 26 transmission type liquid crystal element 4 based on the control signal outputted from the control unit 20 perform on-off control of the power supply of the pixels, the diffraction pattern is generated on the transmission type liquid crystal element 4.

次に、例えば透過型液晶素子4を構成するピクセルのうちのいくつかのピクセルが破損等により使用できなくなった場合において、透過型液晶素子4が他の回折パターンを発生する動作(即ち、透過型液晶素子4により発生させる回折パターンの修正)について説明する。 Then, for example, in the case where some of the pixels of the pixels constituting the transmission type liquid crystal element 4 can not be used due to damage, behavior transmission type liquid crystal element 4 generates another diffraction pattern (i.e., transmission correction of the diffraction pattern to be generated by the liquid crystal element 4) will be described. 図9は、透過型液晶素子4が他の回折パターンを発生する動作を説明するためのフローチャートである。 Figure 9 is a flowchart for explaining the operation of the transmission type liquid crystal element 4 generates another diffraction pattern.

まず、制御部20は、CCD撮像部9から出力される画像信号に基づいて、照明光学系の瞳位置での光分布を検出する(ステップS40)。 First, the control unit 20 based on the image signal outputted from the CCD imaging unit 9, detects the light distribution at the pupil position of the illumination optical system (step S40). なお、制御部20における照明光学系の瞳位置での光分布の検出を行う時間、日付、頻度、間隔等については予め設定することができるものとし、定期的かつ自動的に照明光学系の瞳位置での光分布の検出を行う。 The time to detect the light distribution on the pupil position of the illumination optical system in the control unit 20, the date, the frequency, and it can be preset for the distance or the like, periodically and automatically pupil of the illumination optical system to detect the light distribution at the position. 制御部20は、ステップS40において照明光学系の瞳位置での光分布を検出することにより、照明光学系の瞳位置での光分布が所望の光分布形状を示しているか否かを検出する(ステップS41)。 Control unit 20, by detecting the light distribution at the pupil position of the illumination optical system in step S40, the light distribution at the pupil position of the illumination optical system for detecting whether or not indicate a desired light distribution shape ( step S41).

ステップS41において照明光学系の瞳位置での光分布が所望の光分布形状を示していないことを検出した場合には、制御部20は、記憶部24に記憶されている回折パターン情報を参照する。 When the light distribution at the pupil position of the illumination optical system detects that do not show a desired light distribution shape in step S41, the control unit 20 refers to the diffraction pattern information stored in the storage unit 24 . そして、現在参照している回折パターン情報以外の回折パターン情報であって、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にすることができる回折パターン情報が存在するか否かの判断を行い、存在する場合には、その回折パターン情報を参照して回折パターンを発生させるが、存在しない場合には、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にするための他の回折パターン情報を算出する(回折パターン情報算出手段またはパターン情報算出手段)。 Then, a diffraction pattern information other than the diffraction pattern information currently referenced, the light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system be set to a desired light distribution shape diffraction pattern information that can perform is determined whether there, if present, but to generate a diffraction pattern by referring to the diffraction pattern information, if not, the illumination optical system of the pupil position or the calculating the other diffraction pattern information to the light distribution at the pupil position optically conjugate with the position on the desired light distribution shape (diffraction pattern information calculating means or pattern information calculation means). 具体的には、回折パターン情報に示されている光分布形状をフーリエ変換し、記憶部24に記憶されている回折パターン情報以外の複数の回折パターン情報を算出する(ステップS42)。 Specifically, the light distribution shapes shown in the diffraction pattern information to the Fourier transform, it calculates a plurality of diffraction patterns information other than the diffraction pattern information stored in the storage unit 24 (step S42).

例えば、透過型液晶素子4を構成する複数のピクセルのうちのいくつかのピクセルが破損した場合であって、その破損したピクセルが透過型液晶素子4の回折パターンを発生させるために用いられていた場合においては、透過型液晶素子4は所定の回折パターンを発生することができず、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置に所望の光分布形状が形成されない。 For example, some pixels of a plurality of pixels constituting the transmission type liquid crystal element 4 even when it is damaged, the damaged pixels have been used to generate the diffraction pattern of the transmissive liquid crystal element 4 in case the transmission type liquid crystal element 4 is unable to generate a predetermined diffraction pattern, desired light distribution shape on the pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system is not formed. 従って、破損したピクセルを用いない回折パターンであって照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にするための回折パターン情報を再算出する。 Therefore, re-calculate the diffraction pattern information to the light distribution into a desired light distribution shape at the pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system to a diffraction pattern that does not use a damaged pixels to.

次に、制御部20は、ステップS42において算出された照明光学系の瞳位置における光分布を所望の光分布形状とすることができる複数の回折パターン情報を記憶部24に記憶させる(ステップS43)。 Next, the control unit 20 stores the plurality of diffraction pattern information light distribution can be a desired light distribution profile in the calculated pupil position of the illumination optical system in step S42 in the storage unit 24 (step S43) . 次に、制御部20は、ステップS43において記憶部24に記憶された複数の回折パターン情報の中から1つの回折パターン情報を選択し(回折パターン情報選択手段またはパターン情報選択手段)、取得する(ステップS44)。 Next, the control unit 20, the selected (diffraction pattern information selection means or pattern information selecting means) one of the diffraction pattern information from among a plurality of diffraction pattern information stored in the storage unit 24 in step S43, obtains ( step S44).

次に、制御部20は、ステップS44において取得された回折パターン情報に基づいて、照明光学系の瞳位置での光分布を所望の光分布形状にするための回折パターンを透過型液晶素子4において発生させる(ステップS45)。 Next, the control unit 20, based on the obtained diffraction pattern information in step S44, the diffraction pattern for the light distribution in a pupil position of the illumination optical system into a desired optical distribution shape in the transmission type liquid crystal element 4 It is generated (step S45). 即ち、制御部20は取得した回折パターン情報に基づく制御信号を液晶素子駆動部26に出力し、液晶素子駆動部26は制御部20から出力された制御信号に基づいて透過型液晶素子4の各ピクセルの電源のオンオフ制御を行い、透過型液晶素子4に回折パターンを発生させる。 That is, the control unit 20 outputs a control signal based on the obtained diffraction pattern information to the liquid crystal element driving unit 26, each of the liquid crystal device driving section 26 transmission type liquid crystal element 4 based on the control signal outputted from the control unit 20 perform on-off control of the power supply of the pixels, the diffraction pattern is generated on the transmission type liquid crystal element 4.

制御部20は、CCD撮像部9により検出される画像信号を取得することにより、ステップS45において発生した回折パターンにより形成される照明光学系の瞳位置での光分布を検出し、所望の光分布形状となっているか否かの確認を行う。 The control unit 20 by acquiring the image signal detected by the CCD image sensor 9 detects the light distribution at the pupil position of the illumination optical system formed by the diffraction pattern generated in step S45, a desired light distribution whether or not has a shape or to confirm. 所望の光分布形状となっていないことを確認した場合には、制御部20は、所望の光分布形状となっていることを確認するまでステップS42〜ステップS45の動作を繰り返す。 If it is confirmed that it is not a desired light distribution shape, the control unit 20 repeats the operation in steps S42~ step S45 until sure that the desired light distribution shape.

この第1の実施の形態にかかる露光装置によれば、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にするための回折パターンを発生する透過型液晶素子を備えているため、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を容易に様々な光分布形状にすることができ、短時間かつ連続的に最適な光分布形状に変更することができる。 According to an exposure apparatus according to the first embodiment, it generates a diffraction pattern for the light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system into a desired light distribution shape due to the provision of a transmission type liquid crystal element, it is possible to facilitate a variety of light distribution shape pupil position or the pupil position and the optically light distribution at a position conjugate of the illumination optical system, a short time and continuously it can be changed to-optimal light distribution shape. また、CCD撮像部により検出した照明光学系の瞳位置での光分布に基づいて回折パターン情報を変更し、変更された回折パターンを透過型液晶素子にて再生成するため、透過型液晶素子を構成するいくつかのピクセルが破損等により、設定されている回折パターン情報に基づく回折パターンにより所望の光分布形状を形成することができなくなった場合においても、所望の光分布形状に対応する他の回折パターン情報に変更し、変更された他の回折パターン情報に基づく回折パターンにより所望の光分布形状の形成を継続して行うことができる。 Further, the diffraction pattern information to change on the basis of the light distribution at the pupil position of the illumination optical system is detected by the CCD image sensor, in order to regenerate the modified diffraction patterns in transmission type liquid crystal device, a transmissive liquid crystal element several pixels constituting damage etc., even when it becomes impossible to form a desired light distribution shape by the diffraction pattern based on the diffraction pattern information set, the other corresponding to a desired light distribution shape change the diffraction pattern information, the diffraction pattern in accordance with another diffraction pattern information changed can be continued formation of the desired light distribution shape. 従って、高解像度でかつスループット良く、マスクのパターンをウエハ上に露光することができる。 Thus, a and high throughput high resolution, it is possible to expose a pattern of a mask onto a wafer.

次に、図面を参照して、この発明の第2の実施の形態にかかる露光装置について説明する。 Next, with reference to the accompanying drawings, a description will be given exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention. 図10は、この実施の形態にかかる露光装置の概略構成を示す図である。 Figure 10 is a view showing the schematic arrangement of an exposure apparatus according to this embodiment. この第2の実施の形態にかかる露光装置の構成は、第1の実施の形態にかかる露光装置を構成する折り曲げミラー3及び透過型液晶素子4に代えて、反射型液晶素子32を備えている。 Construction of an exposure apparatus according to the second embodiment, in place of the mirror 3 and the transmission type liquid crystal element 4 bent constituting an exposure apparatus according to the first embodiment, a reflective liquid crystal device 32 . なお、第2の実施の形態の説明においては、第1の実施の形態にかかる露光装置の構成と同一の構成の詳細な説明は省略し、第1の実施の形態にかかる露光装置と同一の構成については同一の符号を用いて説明を行う。 In the description of the second embodiment, configuration and detailed description of the same configuration of an exposure apparatus according to the first embodiment will be omitted, the exposure apparatus identical to that according to the first embodiment It will be described with the same reference numerals are used for the configuration.

この露光装置は、所定の回折パターン(パターン)を発生する反射型の光学部材としての反射型液晶素子32を備えている。 The exposure device includes a reflective liquid crystal device 32 as an optical member of a reflection type for generating a predetermined diffraction pattern (pattern). 反射型液晶素子32は、入射する光の波長により定まる回折角を発生させるに十分な分解能を有する微細なピクセルにより形成されている。 Reflective liquid crystal device 32 is formed by fine pixels having sufficient resolution to generate a diffraction angle determined by the wavelength of the incident light. 反射型液晶素子32を構成する各ピクセルに対応して、スイッチとして機能する素子(以下、スイッチ素子という。)が形成されており、スイッチ素子をオンオフ制御することにより記憶部24に記憶されている回折パターン情報に基づいた回折パターンを表示する。 Corresponding to each pixel constituting a reflection type liquid crystal element 32, the element that functions as a switch (hereinafter, referred to as the switch element.) Is formed, is stored in the storage unit 24 by turning on and off the switching element Show diffraction pattern based on the diffraction pattern information. 従って、反射型液晶素子32は、表示している回折パターンにより入射光を所望の角度に回折する回折光学素子として機能し、各ピクセルに対応して形成されているスイッチ素子のオンオフを電気制御することにより矩形状の光分布形状を有する入射光を所望の光分布形状を有する光束に変換し、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置において所望の光分布形状を形成する。 Thus, the reflection type liquid crystal element 32 serves as a diffractive optical element for diffracting incident light to a desired angle by the diffraction pattern being displayed, electrically controlled on-off switch element are formed corresponding to each pixel forming a desired light distribution shape incident light with a rectangular light distribution shape is converted into a light flux having a desired light distribution shape, at the pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system by to.

この実施の形態においては、反射型液晶素子32には入射光を矩形状から輪帯状の光分布形状に変換するための回折パターンが表示されており、反射型液晶素子32により反射された光束は、アフォーカルレンズ5(ひいては照明光学系)の照明瞳または該照明瞳の近傍に輪帯状の光分布を形成する。 In this embodiment, the reflective type liquid crystal device 32 are displayed diffraction pattern for converting the light distribution shape of the annular light incident from the rectangular shape, the light beam reflected by the reflective liquid crystal element 32 is forms a light distribution of annular near the illumination pupil or the illumination pupil of the afocal lens 5 (and thus the illumination optical system).

また、この第2の実施の形態にかかる反射型液晶素子32が回折パターンを発生する動作については、第1の実施の形態にかかる透過型液晶素子4が回折パターンを発生する動作と同一の動作であるため、説明を省略する。 Moreover, this for the operation of the second reflective liquid crystal device 32 according to the embodiment of generating a diffraction pattern, same operations as those of the transmissive liquid crystal device 4 according to the first embodiment generates a diffraction pattern because it is, the description thereof is omitted. 同様に、反射型液晶素子32を構成するピクセルのうちのいくつかのピクセルが破損等により使用できなくなった場合において、反射型液晶素子32が他の回折パターンを発生する動作(即ち、反射型液晶素子32により発生させる回折パターンの修正)についても、第1の実施の形態にかかる透過型液晶素子4の動作と同一の動作であるため、説明を省略する。 Similarly, in the case where some of the pixels of the pixels constituting the reflection type liquid crystal element 32 can not be used due to damage, operation is the reflective liquid crystal device 32 generates another diffraction pattern (i.e., a reflective liquid crystal since element also fixes) of the diffraction pattern to be generated by 32 is an operation the same operation of the transmissive liquid crystal device 4 according to the first embodiment, the description thereof is omitted.

この第2の実施の形態にかかる露光装置によれば、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にするための回折パターンを発生する反射型液晶素子を備えているため、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を容易に様々な光分布形状にすることができ、短時間かつ連続的に最適な光分布形状に変更することができる。 According to an exposure apparatus according to the second embodiment, it generates a diffraction pattern for the light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system into a desired light distribution shape due to the provision of a reflective liquid crystal device that can facilitate a variety of light distribution shape of light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system, a short time and continuously it can be changed to-optimal light distribution shape. また、CCD撮像部により検出した照明光学系の瞳位置での光分分布に基づいて回折パターン情報を変更し、変更された回折パターンを反射型液晶素子にて再生成するため、反射型液晶素子を構成するいくつかのピクセルが破損等により、設定されている回折パターン情報に基づく回折パターンにより所望の光分布形状を形成することができなくなった場合においても、所望の光分布形状に対応する他の回折パターン情報に変更し、変更された他の回折パターン情報に基づく回折パターンにより所望の光分布形状の形成を継続して行うことができる。 Further, since the diffraction pattern information to change based on the light amount distribution at the pupil position of the illumination optical system is detected by the CCD image sensor, to regenerate the modified diffraction patterns by the reflection type liquid crystal device, a reflective liquid crystal element some pixels that constitute it by damage to, even when it becomes impossible to form a desired light distribution shape by the diffraction pattern based on the diffraction pattern information set, other corresponding to a desired light distribution shape change of the diffraction pattern information, can be continued formation of the desired light distribution shape by the diffraction pattern in accordance with another diffraction pattern information that has changed. 従って、高解像度でかつスループット良く、マスクのパターンをウエハ上に露光することができる。 Thus, a and high throughput high resolution, it is possible to expose a pattern of a mask onto a wafer.

次に、図面を参照して、この発明の第3の実施の形態にかかる露光装置について説明する。 Next, with reference to the accompanying drawings, a description will be given of a third according to the embodiment of the exposure apparatus of the present invention. 図11は、この実施の形態にかかる露光装置の概略構成を示す図である。 Figure 11 is a view showing the schematic arrangement of an exposure apparatus according to this embodiment. この第3の実施の形態にかかる露光装置の構成は、第1の実施の形態にかかる露光装置を構成する円錐アキシコン系87、第1シリンドリカルレンズ対88及び第2シリンドリカルレンズ対89を取り除き、ズームレンズ7に代えてリレーレンズ30を備えている。 Construction of an exposure apparatus according to the third embodiment, removing the first conical axicon system 87 constituting the exposure apparatus according to the embodiment, the first cylindrical lens pair 88 and the second cylindrical lens pair 89, zoom and a relay lens 30 in place of the lens 7. なお、第3の実施の形態の説明においては、第1の実施の形態にかかる露光装置の構成と同一の構成の詳細な説明は省略し、第1の実施の形態にかかる露光装置と同一の構成については同一の符号を用いて説明を行う。 In the description of the third embodiment, configurations and the detailed description of the same configuration of an exposure apparatus according to the first embodiment will be omitted, the exposure apparatus identical to that according to the first embodiment It will be described with the same reference numerals are used for the configuration.

この露光装置は、回折パターンを発生する透過型の光学部材としての透過型液晶素子4を備えている。 The exposure apparatus includes a transmission type liquid crystal element 4 as an optical member of a transmission type for generating a diffraction pattern. 透過型液晶素子4は、入射する光の波長により定まる回折角を発生させるに十分な分解能を有する微細なピクセルにより形成されている。 Transmission type liquid crystal element 4 is formed by fine pixels having sufficient resolution to generate a diffraction angle determined by the wavelength of the incident light. 透過型液晶素子4を構成する各ピクセルに対応して、スイッチとして機能する素子(以下、スイッチ素子という。)が形成されており、スイッチ素子をオンオフ制御することにより、記憶部24に記憶されている回折パターン情報に基づいた回折パターンを表示する。 Corresponding to each pixel constituting the transmissive liquid crystal element 4, element functioning as a switch (hereinafter, referred to as the switch element.) Are formed by turning on and off the switching element, is stored in the storage unit 24 diffraction pattern displays the based on the diffraction pattern information are. 従って、透過型液晶素子4は、表示している回折パターンにより入射光を所望の角度に回折する回折光学素子として機能し、各ピクセルに対応して形成されているスイッチ素子のオンオフを電気制御することにより矩形状の光分布形状を有する入射光を所望の光分布形状を有する光束に変換し、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置において所望の光分布形状を形成する。 Therefore, the transmission type liquid crystal element 4 acts as a diffractive optical element for diffracting incident light to a desired angle by the diffraction pattern being displayed, electrically controlled on-off switch element are formed corresponding to each pixel forming a desired light distribution shape incident light with a rectangular light distribution shape is converted into a light flux having a desired light distribution shape, at the pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system by to. また、透過型液晶素子4を介することにより形成される光分布形状は、マイクロレンズアレイ10の後側焦点面に形成される二次光源像となる。 Further, the light distribution shape formed by passing through the transmission type liquid crystal element 4, a secondary light source image formed on the rear focal plane of the microlens array 10.

この実施の形態においては、透過型液晶素子4には入射光を矩形状から輪帯状の光分布形状に変換するための回折パターンが表示されており、透過型液晶素子4を通過した光束は、アフォーカルレンズ5に入射し、アフォーカルレンズ5(ひいては照明光学系)の照明瞳または該照明瞳の近傍に輪帯状の光分布を形成する。 In this embodiment, the transmission type liquid crystal element 4 are displayed diffraction pattern for converting the light distribution shape of the annular light incident from the rectangular shape, the light beam which has passed through the transmission type liquid crystal element 4, It enters the afocal lens 5 forms a light distribution of annular near the illumination pupil or the illumination pupil of the afocal lens 5 (and thus the illumination optical system).

アフォーカルレンズ5を介した光束は、リレーレンズ30に入射する。 The light beam through the afocal lens 5 is incident on the relay lens 30. 所定面6の位置はリレーレンズ30の前側焦点位置またはその近傍に配置され、後述するマイクロレンズアレイ10の入射面はリレーレンズ30の後側焦点面またはその近傍に配置されている。 Position of a predetermined surface 6 is arranged at the front focal position or its vicinity of the relay lens 30, the entrance surface of the microlens array 10 to be described later is disposed on or near the rear focal plane of the relay lens 30. 即ち、リレーレンズ30は、所定面6とマイクロレンズアレイ10の入射面とを実質的にフーリエ変換の関係に配置し、ひいてはアフォーカルレンズ5の照明瞳面とマイクロレンズアレイ10の入射面とを光学的に略共役に配置している。 That is, the relay lens 30, placed substantially in the relation of Fourier transform and the entrance surface of a predetermined surface 6 and the microlens array 10, and thus the illumination pupil plane of the afocal lens 5 and the entrance surface of the microlens array 10 optically they are arranged in a substantially conjugate. したがって、マイクロレンズアレイ10の入射面上には、アフォーカルレンズ5の照明瞳面と同様に、例えば光軸AXを中心とした輪帯状の照野が形成される。 Therefore, on the entrance surface of the microlens array 10, as with the illumination pupil plane of the afocal lens 5, for example annular illumination field centered around the optical axis AX is formed. 即ち、マイクロレンズアレイ10の入射面上及び後側焦点面には、透過型液晶素子4の回折パターンにより形成される輪帯状の光分布形状が形成される。 That is, the incident plane and the rear-side focal plane of the microlens array 10, the light distribution shapes of the annular shape formed by the diffraction pattern of the transmissive liquid crystal element 4 is formed.

また、この第3の実施の形態にかかる透過型液晶素子4が回折パターンを発生する動作については、第1の実施の形態にかかる透過型液晶素子が回折パターンを発生する動作と同一の動作であるため、説明を省略する。 Further, in this for the operation of transmission type liquid crystal element 4 according to the third embodiment generates a diffraction pattern, same operations as those of the transmissive liquid crystal device according to the first embodiment generates a diffraction pattern a certain order, and a description thereof will be omitted. 同様に、透過型液晶素子4を構成するピクセルのうちのいくつかのピクセルが破損等により使用できなくなった場合において、透過型液晶素子4が他の回折パターンを発生する動作(即ち、透過型液晶素子4により発生させる回折パターンの修正)についても、第1の実施の形態にかかる透過型液晶素子の動作と同一の動作であるため、説明を省略する。 Similarly, in the case where some of the pixels of the pixels constituting the transmission type liquid crystal element 4 can not be used due to damage, behavior transmission type liquid crystal element 4 generates another diffraction pattern (i.e., transmissive liquid crystal because the fixes) of the diffraction pattern to be generated by the element 4, the operation of the same operation of the transmissive liquid crystal device according to the first embodiment, the description thereof is omitted.

この第3の実施の形態にかかる露光装置によれば、円錐アキシコン系87、第1シリンドリカルレンズ対88及び第2シリンドリカルレンズ対89を備えておらず、ズームレンズ7に代えてリレーレンズ30を備えているため、照明光学系の瞳位置において所望の光分布形状を得るためには極めて多数の回折パターン情報を記憶しておく必要があり、透過型液晶素子4において精密な回折パターンを発生させる必要があるが、照明光学系の構成を簡略化することが可能になる。 According to the exposure apparatus according to the third embodiment, the conical axicon system 87 does not include a first cylindrical lens pair 88 and the second cylindrical lens pair 89, a relay lens 30 in place of the zoom lens 7 and for which, in order at the pupil position of the illumination optical system to obtain a desired light distribution shape must remember a large number of the diffraction pattern information, necessary to generate precise diffraction pattern in a transmission type liquid crystal element 4 there are, it is possible to simplify the configuration of the illumination optical system.

また、この第3の実施の形態にかかる露光装置によれば、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にするための回折パターンを発生する透過型液晶素子を備えているため、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を容易に様々な光分布形状にすることができ、短時間かつ連続的に最適な光分布形状に変更することができる。 Further, according to exposure apparatus according to the third embodiment, the diffraction pattern for the light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system into a desired light distribution shape due to the provision of a transmission type liquid crystal element for generating, can facilitate a variety of light distribution shape of light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system, a short time and it can be changed to continuously optimum light distribution shape. また、CCD撮像部により検出した照明光学系の瞳位置での光分布に基づいて回折パターン情報を変更し、変更された回折パターンを透過型液晶素子にて再生成するため、透過型液晶素子を構成するいくつかのピクセルが破損等により、設定されている回折パターン情報に基づく回折パターンにより所望の光分布形状を形成することができなくなった場合においても、所望の光分布形状に対応する他の回折パターン情報に変更し、変更された他の回折パターン情報に基づく回折パターンにより所望の光分布形状の形成を継続して行うことができる。 Further, the diffraction pattern information to change on the basis of the light distribution at the pupil position of the illumination optical system is detected by the CCD image sensor, in order to regenerate the modified diffraction patterns in transmission type liquid crystal device, a transmissive liquid crystal element several pixels constituting damage etc., even when it becomes impossible to form a desired light distribution shape by the diffraction pattern based on the diffraction pattern information set, the other corresponding to a desired light distribution shape change the diffraction pattern information, the diffraction pattern in accordance with another diffraction pattern information changed can be continued formation of the desired light distribution shape. 従って、高解像度でかつスループット良く、マスクのパターンをウエハ上に露光することができる。 Thus, a and high throughput high resolution, it is possible to expose a pattern of a mask onto a wafer.

次に、図面を参照して、この発明の第4の実施の形態にかかる露光装置について説明する。 Next, with reference to the accompanying drawings, a description will be given of a fourth exposure apparatus according to the embodiment of the present invention. 図12は、この実施の形態にかかる露光装置の概略構成を示す図である。 Figure 12 is a view showing the schematic arrangement of an exposure apparatus according to this embodiment. この第4の実施の形態にかかる露光装置の構成は、第2の実施の形態にかかる露光装置を構成する円錐アキシコン系87、第1シリンドリカルレンズ対88及び第2シリンドリカルレンズ対89を取り除き、ズームレンズ7に代えてリレーレンズ30を備えている。 Construction of an exposure apparatus according to the fourth embodiment, removing the second conical axicon system 87 constituting the exposure apparatus according to the embodiment, the first cylindrical lens pair 88 and the second cylindrical lens pair 89, zoom and a relay lens 30 in place of the lens 7. なお、第4の実施の形態の説明においては、第2の実施の形態にかかる露光装置の構成と同一の構成の詳細な説明は省略し、第2の実施の形態にかかる露光装置と同一の構成については同一の符号を用いて説明を行う。 In the description of the fourth embodiment, a structure and detailed description of the same configuration of an exposure apparatus according to the second embodiment will be omitted, the exposure apparatus identical to that according to the second embodiment It will be described with the same reference numerals are used for the configuration.

この露光装置は、回折パターンを発生する反射型の光学部材としての反射型液晶素子32を備えている。 The exposure device includes a reflective liquid crystal device 32 as an optical member of a reflection type which generates a diffraction pattern. 反射型液晶素子32は、入射する光の波長により定まる回折角を発生させるに十分な分解能を有する微細なピクセルにより形成されている。 Reflective liquid crystal device 32 is formed by fine pixels having sufficient resolution to generate a diffraction angle determined by the wavelength of the incident light. 反射型液晶素子32を構成する各ピクセルに対応して、スイッチとして機能する素子(以下、スイッチ素子という。)が形成されており、スイッチ素子をオンオフ制御することにより記憶部24に記憶されている回折パターン情報に基づいた回折パターンを表示する。 Corresponding to each pixel constituting a reflection type liquid crystal element 32, the element that functions as a switch (hereinafter, referred to as the switch element.) Is formed, is stored in the storage unit 24 by turning on and off the switching element Show diffraction pattern based on the diffraction pattern information. 従って、反射型液晶素子32は、表示している回折パターンにより入射光を所望の角度に回折する回折光学素子として機能し、各ピクセルに対応して形成されているスイッチ素子のオンオフを電気制御することにより矩形状の光分布形状を有する入射光を所望の光分布形状を有する光束に変換し、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置において所望の光分布形状を形成する。 Thus, the reflection type liquid crystal element 32 serves as a diffractive optical element for diffracting incident light to a desired angle by the diffraction pattern being displayed, electrically controlled on-off switch element are formed corresponding to each pixel forming a desired light distribution shape incident light with a rectangular light distribution shape is converted into a light flux having a desired light distribution shape, at the pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system by to. また、反射型液晶素子32により反射されることにより形成される光分布形状は、マイクロレンズアレイ10の後側焦点面に形成される二次光源像となる。 Further, the light distribution shape formed by being reflected by the reflective liquid crystal element 32, a secondary light source image formed on the rear focal plane of the microlens array 10.

この実施の形態においては、反射型液晶素子32は入射光を矩形状から輪帯状の光分布形状に変換するための回折パターンが表示されており、反射型液晶素子32により反射された光束は、アフォーカルレンズ(リレー光学系)5に入射して、アフォーカルレンズ5(ひいては照明光学系)の照明瞳または該照明瞳の近傍に輪帯状の光分布を形成する。 In this embodiment, the reflective liquid crystal device 32 is displayed diffraction pattern for converting the light distribution shape of the annular light incident from the rectangular shape, the light beam reflected by the reflective liquid crystal element 32, It enters the afocal lens (relay optical system) 5, to form a light distribution of annular near the illumination pupil or the illumination pupil of the afocal lens 5 (and thus the illumination optical system). アフォーカルレンズ5を介した光束は、リレーレンズ30に入射する。 The light beam through the afocal lens 5 is incident on the relay lens 30. 所定面6の位置はリレーレンズ30の前側焦点位置またはその近傍に配置され、後述するマイクロレンズアレイ10の入射面はリレーレンズ30の後側焦点面またはその近傍に配置されている。 Position of a predetermined surface 6 is arranged at the front focal position or its vicinity of the relay lens 30, the entrance surface of the microlens array 10 to be described later is disposed on or near the rear focal plane of the relay lens 30. したがって、マイクロレンズアレイ10の入射面上には、アフォーカルレンズ5の照明瞳面と同様に、例えば光軸AXを中心とした輪帯状の照野が形成される。 Therefore, on the entrance surface of the microlens array 10, as with the illumination pupil plane of the afocal lens 5, for example annular illumination field centered around the optical axis AX is formed. 即ち、マイクロレンズアレイ10の入射面上及び後側焦点面には、反射型液晶素子32の回折パターンにより形成される輪帯状の光分布形状が形成される。 That is, the incident plane and the rear-side focal plane of the microlens array 10, annular light distribution shape formed by the diffraction pattern of the reflection type liquid crystal element 32 is formed.

また、この第4の実施の形態にかかる反射型液晶素子32が回折パターンを発生する動作については、第1の実施の形態にかかる透過型液晶素子が回折パターンを発生する動作と同一の動作であるため、説明を省略する。 Further, in this for the operation of the fourth reflective liquid crystal device 32 according to the embodiment of generating a diffraction pattern, same operations as those of the transmissive liquid crystal device according to the first embodiment generates a diffraction pattern a certain order, and a description thereof will be omitted. 同様に、反射型液晶素子32を構成するいくつかのピクセルが破損等により使用できなくなった場合において、反射型液晶素子32が他の回折パターンを発生する動作(即ち、反射型液晶素子32により発生させる回折パターンの修正)についても、第1の実施の形態にかかる透過型液晶素子の動作と同一の動作であるため、説明を省略する。 Similarly, in the case where some of the pixels constituting the reflection type liquid crystal element 32 can not be used due to damage, operation reflective liquid crystal device 32 generates the other diffraction pattern (i.e., generated by the reflective liquid crystal element 32 because the fixes of the diffraction pattern) for an operation the same operation of the transmissive liquid crystal device according to the first embodiment, the description thereof is omitted.

この第4の実施の形態にかかる露光装置によれば、円錐アキシコン系87、第1シリンドリカルレンズ対88及び第2シリンドリカルレンズ対89を備えておらず、ズームレンズ7に代えてリレーレンズ30を備えているため、照明光学系の瞳位置において所望の光分布形状を得るためには極めて多数の回折パターン情報を記憶しておく必要があり、反射型液晶素子32において精密な回折パターンを発生させる必要があるが、照明光学系の構成を簡略化することが可能になる。 According to the exposure apparatus according to the fourth embodiment, the conical axicon system 87 does not include a first cylindrical lens pair 88 and the second cylindrical lens pair 89, a relay lens 30 in place of the zoom lens 7 and for which, in order at the pupil position of the illumination optical system to obtain a desired light distribution shape must remember a large number of the diffraction pattern information, necessary to generate precise diffraction pattern in the reflective liquid crystal device 32 there are, it is possible to simplify the configuration of the illumination optical system.

また、この第4の実施の形態にかかる露光装置によれば、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にするための回折パターンを発生する反射型液晶素子を備えているため、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を容易に様々な光分布形状にすることができ、短時間かつ連続的に最適な光分布形状に変更することができる。 Further, according to exposure apparatus according to the fourth embodiment, the diffraction pattern for the light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system into a desired light distribution shape due to the provision of a reflective liquid crystal element for generating, can facilitate a variety of light distribution shape of light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system, a short time and it can be changed to continuously optimum light distribution shape. また、CCD撮像部により検出した照明光学系の瞳位置での光分布に基づいて回折パターン情報を変更し、変更された回折パターンを反射型液晶素子にて再生成するため、反射型液晶素子を構成するいくつかのピクセルが破損等により、設定されている回折パターン情報に基づく回折パターンにより所望の光分布形状を形成することができなくなった場合においても、所望の光分布形状に対応する他の回折パターン情報に変更し、変更された他の回折パターン情報に基づく回折パターンにより所望の光分布形状の形成を継続して行うことができる。 Further, the diffraction pattern information to change on the basis of the light distribution at the pupil position of the illumination optical system is detected by the CCD image sensor, in order to regenerate the modified diffraction patterns by the reflection type liquid crystal device, a reflective liquid crystal device several pixels constituting damage etc., even when it becomes impossible to form a desired light distribution shape by the diffraction pattern based on the diffraction pattern information set, the other corresponding to a desired light distribution shape change the diffraction pattern information, the diffraction pattern in accordance with another diffraction pattern information changed can be continued formation of the desired light distribution shape. 従って、高解像度でかつスループット良く、マスクのパターンをウエハ上に露光することができる。 Thus, a and high throughput high resolution, it is possible to expose a pattern of a mask onto a wafer.

なお、上述の第1〜第4の実施の形態にかかる露光装置においては、ズームレンズ(またはリレーレンズ)とマイクロレンズアレイとの間にCCD撮像部を設け、照明光学系の瞳位置での光分布形状を検出しているが、マスクを載置するマスクステージ(図示せず)の一端にCCD撮像部などの検出部を設け、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を検出するようにしてもよい。 Incidentally, in an exposure apparatus according to the first to fourth embodiments described above, the light in the CCD image sensor is provided, the pupil position of the illumination optical system between the zoom lens (or relay lenses) and the microlens array While detecting the distribution shape, the detecting unit such as a CCD image sensor provided at one end of the mask stage for placing a mask (not shown), and optically conjugate pupil or pupil position of the illumination optical system light distribution at the position may be detected. また、ウエハを載置するウエハステージ(図示せず)の一端にCCD撮像部などの検出部を設け、投影光学系の瞳位置に形成される照明光学系の瞳像の形状や該瞳像の光分布を検出するようにしてもよい。 Further, the detecting unit, such as one end CCD image sensor of the wafer stage (not shown) for placing a wafer provided, the pupil image of the illumination optical system formed at the pupil position of the projection optical system the shape of the pupil image it may be detected light distribution.

また、上述の第1〜第4の実施の形態にかかる露光装置においては、レーザ光源としてArFエキシマレーザ光源またはKrFエキシマレーザ光源を用いているが、F レーザ光源を用いてもよい。 Further, in the exposure apparatus according to the first to fourth embodiments described above, although an ArF excimer laser light source or KrF excimer laser light as a laser light source, may be used F 2 laser light source.

次に、図面を参照して、この発明の第5の実施の形態にかかる露光装置について説明する。 Next, with reference to the accompanying drawings, a description will be given of an exposure apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. 図13は、この第5の実施の形態にかかる露光装置の概略構成を示す図である。 Figure 13 is a view showing the schematic arrangement of an exposure apparatus according to the fifth embodiment. なお、以下の説明においては、図13中に示すXYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。 In the following description, an XYZ rectangular coordinate system shown in FIG. 13, while referring to this XYZ orthogonal coordinate system for the positional relationship between the respective members will be described. XYZ直交座標系は、X軸及びY軸がウエハW2に対して平行となるように設定され、Z軸がウエハW2に対して直交する方向に設定されている。 XYZ orthogonal coordinate system, X-axis and Y-axis are set to be parallel to the wafer W2, is set to a direction Z-axis is perpendicular to the wafer W2. この露光装置は、図13に示すように、反射型マスクM2に形成されたパターンの一部の像を投影光学系PL2を介して感光性基板としてのウエハW2上に投影しつつ、マスクM2とウエハW2とを投影光学系PL2に対して1次元方向(Y方向)に相対走査することによってマスクM2のパターンの全体をウエハW2上の複数のショット領域の各々にステップ・アンド・スキャン方式で転写する。 The exposure apparatus, as shown in FIG. 13, while projecting a part of the image of a pattern formed on the reflective mask M2 on the wafer W2 as a photosensitive substrate via a projection optical system PL2, a mask M2 transferred in each step-and-scan the entire plurality of shot areas on wafer W2 of the pattern of the mask M2 by relative scanning in one dimensional direction (Y-direction) with respect to the projection optical system PL2 and the wafer W2 to.

この露光装置は大気に対する透過率が低い5nm〜20nm程度の軟X線領域の光(EUV光)を用いて露光を行うため、EUV光が通過する光路は図13に示すように真空チャンバ38により覆われて外気より遮断されている。 To carry out this exposure apparatus exposure using light (EUV light) in a soft X-ray range of about a low transmittance 5nm~20nm for air, the optical path passing through the EUV light by vacuum chamber 38 as shown in FIG. 13 covered with being cut off from the outside air. レーザ光源40は、赤外域〜可視域の波長のレーザ光を射出する。 The laser light source 40 emits a laser beam having a wavelength of infrared to visible region. 例えば、半導体レーザ励起によるYAGレーザやエキシマレーザ等が用いられている。 For example, YAG laser or excimer laser or the like by a semiconductor laser excitation is used. レーザ光源40から射出したレーザ光は集光光学部材41により集光されて、位置43に集光する。 The laser light emitted from the laser light source 40 is condensed by the condensing optical element 41, it is focused on the position 43. また、ノズル42は、気体状の物体を集光位置43へ向けて噴出し、この噴出された物体は集光位置43において高照度のレーザ光を受ける。 The nozzle 42, the gaseous object ejected toward the collection point 43, the jetted object receiving the laser light of high intensity in the light converging position 43. このとき、ノズル42から噴出された物体がレーザ光源40から射出したレーザ光のエネルギで高温となり、プラズマ状態へ遷移する際に約5nm〜20nmの軟X線領域の光(EUV光)を放出する。 In this case, heated to a high temperature by the energy of the laser beam jetted object from the nozzle 42 is emitted from the laser light source 40 emits light (EUV light) in a soft X-ray range of about 5nm~20nm when the transition to the plasma state .

集光位置43の周囲には、楕円鏡44が配置されており、この楕円鏡44はその第1焦点位置が集光位置43とほぼ一致するように位置決めされている。 Around the focusing position 43, there is disposed a elliptical mirror 44, the ellipsoidal mirror 44 is a first focal position is positioned to substantially coincide with the converging position 43. 楕円鏡44の内表面には、EUV光を反射するための多層膜が設けられており、ここで反射されたEUV光は、楕円鏡44の第2焦点位置で集光した後、放物面鏡45に入射する。 The inner surface of the elliptical mirror 44, and the multilayer film is provided for reflecting EUV light, EUV light reflected here, after condensed by the second focus position of the ellipsoidal mirror 44, paraboloid incident on the mirror 45. 放物面鏡45は、その焦点が楕円鏡44の第2焦点位置とほぼ一致するように位置決めされており、その内表面には、EUV光を反射するための多層膜が設けられている。 Parabolic mirror 45, the focus has been positioned to substantially coincide with the second focal position of the ellipsoidal mirror 44, Its inner surface, the multilayer film for reflecting EUV light is provided.

放物面鏡45から射出したEUV光は、回折パターンを発生する反射型の光学部材としての反射型液晶素子46に入射する。 EUV light emitted from the parabolic mirror 45 is incident on the reflective liquid crystal device 46 as an optical member of a reflection type which generates a diffraction pattern. 反射型液晶素子46は、入射する光の波長により定まる回折角を発生させるに十分な分解能を有する微細なピクセルにより形成されている。 Reflective liquid crystal device 46 is formed by fine pixels having sufficient resolution to generate a diffraction angle determined by the wavelength of the incident light. 反射型液晶素子46を構成する各ピクセルに対応して、スイッチとして機能する素子(以下、スイッチ素子という。)が形成されており、スイッチ素子をオンオフ制御することにより後述する記憶部64に記憶されている回折パターン情報に基づいた回折パターンを表示する。 Corresponding to each pixel constituting a reflection type liquid crystal element 46, the element that functions as a switch (hereinafter, referred to as the switch element.) Are formed, is stored in the storage unit 64 to be described later by turning on and off the switching element diffraction pattern displays the based on the diffraction pattern information has. 従って、反射型液晶素子46は、表示している回折パターンにより入射光を所望の角度に回折する回折光学素子として機能し、各ピクセルに対応して形成されているスイッチ素子のオンオフを電気制御することにより矩形状の光分布形状を有する入射光を所望の光分布形状を有する光束に変換し、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置において所定の光分布形状を形成する。 Thus, the reflection type liquid crystal element 46 serves as a diffractive optical element for diffracting incident light to a desired angle by the diffraction pattern being displayed, electrically controlled on-off switch element are formed corresponding to each pixel forming a predetermined light distribution shape in the incident light with a rectangular light distribution shape is converted into a light flux having a desired light distribution shape, pupil or pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system by to.

この実施の形態においては、反射型液晶素子46には入射光を矩形状から輪帯状の光分布形状に変換するための回折パターンが表示されており、反射型液晶素子46を通過した光束は、照明光学系の照明瞳または該照明瞳の近傍に輪帯状の光分布を形成する。 In this embodiment, the reflective type liquid crystal device 46 are displayed diffraction pattern for converting the light distribution shape of the annular light incident from the rectangular shape, the light beam which has passed through the reflective liquid crystal device 46, to form a light distribution of annular near the illumination pupil or the illumination pupil of the illumination optical system. 反射型液晶素子46を通過した光束は、いわゆるビームエキスパンダとして機能する反射型アキシコン系47に入射する。 The light beam which has passed through the reflective liquid crystal device 46 is incident on the reflective axicon system 47 functions as a so-called beam expander. 反射型アキシコン系47は、照明光学系の照明瞳またはその近傍に配置され、照明光路に対して挿脱可能に設けられており、光源側から順に、輪帯状の反射面を持つ第1反射部材47a及び円錐状の反射面を持つ第2反射部材47bにより構成されている。 Reflective axicon system 47 is arranged in the illumination or near the pupil of the illumination optical system provided so as to be inserted and removed from the illumination optical path, in order from the light source side, a first reflecting member having a reflecting surface of the annular It is constituted by the second reflecting member 47b with 47a and cone-shaped reflecting surface. また、第1反射部材47a及び第2反射部材47bのうち少なくとも一方は照明光路に沿って移動可能に構成されており、第1反射部材47aの輪帯状の反射面と第2反射部材47bの円錐状の反射面との間隔が可変に構成されている。 Further, conical at least one is configured to be movable along the illumination light path, the reflecting surface of the annular first reflective member 47a and the second reflection member 47b of the first reflecting member 47a and the second reflection member 47b distance between Jo reflective surface is configured to variably. 第1反射部材47a及び第2反射部材47bとの間隔を変化させることにより、後述する反射型フライアイ光学系49に入射する輪帯状のEUV光における輪帯の内径と輪帯の外径との比(輪帯比)が変化する。 By varying the distance between the first reflecting member 47a and the second reflection member 47b, the outer diameter of the inner diameter and annular annular in EUV light annular incident on the reflection type fly-eye optical system 49 to be described later ratio (annular ratio) changes. 即ち、反射型アキシコン系47の作用により、後述する反射型フライアイ光学系49により形成される輪帯状の二次光源の幅が変化することなく、その輪帯比及び外径の大きさがともに変化する。 That is, by the action of the reflective axicon system 47, without the width of the secondary light source of the annular shape formed by the reflection type fly-eye optical system 49 to be described later is changed, the size of the annular ratio and the outer diameter of both Change.

反射型アキシコン系47から射出したEUV光は、オプティカルインテグレータとしての反射型フライアイ光学系49に入射する。 EUV light emitted from the reflective axicon system 47 is incident on the reflection type fly-eye optical system 49 as an optical integrator. 反射型フライアイ光学系49は、複数の反射面を集積してなる第1反射素子群49aと、第1反射素子群49aの複数の反射面と対応した複数の反射面を有する第2反射素子群49bにより構成されている。 Reflection type fly-eye optical system 49 includes a first reflective element group 49a formed by integrating a plurality of reflecting surfaces, the second reflective element having a plurality of reflecting surface corresponding to a plurality of reflecting surfaces of the first reflective element group 49a It is composed of the group 49b. 第1反射素子群49a及び第2反射素子群49bを構成する複数の反射面上にもEUV光を反射させるための多層膜が設けられている。 Multilayer film for reflecting EUV light in a plurality of reflecting surfaces on which constitute the first reflective element group 49a and the second reflective element group 49b is provided.

また、反射型フライアイ光学系49を構成する第2反射素子群49bの反射面位置またはその近傍には反射型マスクM2を照明する光束の開口数(照明光学系の開口数)を可変とするための開口絞り51が配置されている。 Further, the reflective surface position at or near the second reflective element group 49b constituting the reflection type fly-eye optical system 49 to the numerical aperture of the light beam to illuminate the reflection type mask M2 (the numerical aperture of the illumination optical system) and variable an aperture stop 51 is arranged for. 開口絞り51は、ほぼ円形状の可変の開口部を有しており、開口部の大きさを変化させることにより、反射型液晶素子46により形成される回折光により生じるフレア光を除去することができる。 The aperture stop 51 is substantially has an opening of circular variable, by changing the size of the opening, the removal of the flare light caused by the diffraction light formed by the reflective liquid crystal element 46 it can.

反射型アキシコン系47から射出した輪帯状の光分布形状を有するEUV光は、第1反射素子群49aにより波面分割されて、第1反射素子群49aの各々の反射面からのEUV光が集光されて複数の光源像が形成される。 EUV light having emitted the annular light distribution shape from the reflective axicon system 47 are wavefront splitting by the first reflecting element group 49a, the EUV light from each reflecting surface of the first reflective element group 49a is condensing and a plurality of light source images are formed. これら複数の光源像が形成される位置の近傍のそれぞれには、第2の反射素子群49bの複数の反射面が位置決めされており、これら第2反射素子群49bの複数の反射面は実質的にフィールドミラーの機能を果たし、反射型フライアイ光学系49は二次光源としての多数の光源像を形成する。 Each near a position where the plurality of light source images are formed, is positioned a plurality of reflecting surfaces of the second reflective element group 49b, a plurality of reflecting surfaces of the second reflective element group 49b is substantially to play a field mirror function, the reflective fly's eye optical system 49 to form a plurality of light source images as secondary light source.

反射型フライアイ光学系49により形成された二次光源からのEUV光は、この二次光源位置の近傍が焦点位置となるように位置決めされたコンデンサミラー53へ向かい、このコンデンサミラー53にて反射集光された後に、光路折り曲げミラー54を介して、反射型マスクM2上に到達する。 EUV light from the secondary light sources formed by the reflective fly's eye optical system 49 is directed to the condenser mirror 53 near the secondary light source position is positioned such that the focal position, reflected by the condenser mirror 53 after being converged through the optical path bending mirror 54 to reach the reflective mask M2. これらコンデンサミラー53及び光路折り曲げミラー54の表面には、EUV光を反射させる多層膜が設けられている。 These surfaces of the condenser mirror 53 and the optical path bending mirror 54, the multilayer film is provided for reflecting the EUV light. そして、コンデンサミラー53は、二次光源から発するEUV光を集光して、反射型マスクM2上の所定の照明領域を重畳的に均一照明する。 The condenser mirror 53 condenses the EUV light emitted from the secondary light source, superimposed uniform illuminating a prescribed illumination region on the reflection type mask M2.

反射型マスクM2上には、EUV光を反射する多層膜のパターンが設けられており、この反射型マスクM2から反射したEUV光が投影光学系PL2によって結像されることにより、反射型マスクM2の像がウエハW2上に転写される。 On the reflective mask M2 is the pattern of the multilayer film is provided for reflecting the EUV light by EUV light reflected from the reflective mask M2 is imaged by the projection optical system PL2, a reflective mask M2 image of is transferred onto the wafer W2. なお、この実施の形態においては、反射型マスクM2へ向かうEUV光と、反射型マスクM2により反射されて投影光学系PL2へ向かうEUV光との光路分離を空間的に行うために、照明光学系は非テレセントリック系であり、かつ投影光学系PL2もマスク側非テレセントリックな光学系としている。 Incidentally, in this embodiment, the EUV light toward the reflective mask M2, the optical path separation between the EUV light in order to perform spatially directed after being reflected by the reflection type mask M2 to the projection optical system PL2, the illumination optical system It is a non-telecentric system, and the projection optical system PL2 is also a mask-side telecentric optical system.

また、この実施の形態にかかる露光装置は、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置に形成される光分布形状(ひいては、反射型フライアイ光学系49に形成される二次光源の光分布形状)を制御する制御部60を備えている。 Further, an exposure apparatus according to this embodiment is formed in the light distribution shape (thus, the reflection type fly-eye optical system 49 which is formed at the pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system and a control unit 60 for controlling the light distribution shape of the secondary light source). 制御部60には入力部62が接続されており、制御部60は、入力部62から入力された照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布に関する情報を取得し(情報取得手段)、取得した入力情報に基づき、照明光学系の瞳位置において所望の光分布形状とするためのパターン情報(この実施の形態においては、回折パターン情報)を算出する(回折パターン情報算出手段またはパターン情報算出手段)。 The control unit 60 is connected to an input unit 62, the control unit 60, information about the light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system, which is inputted from the input unit 62 acquired (information acquiring means), based on the acquired input information, pattern information for a desired light distribution shape at the pupil position of the illumination optical system (in this embodiment, the diffraction pattern information) is calculated (diffraction pattern information calculating means or pattern information calculation means). この制御部60により算出された回折パターンの情報は、制御部60に接続されている記憶部64により記憶される。 Information of the diffraction pattern calculated by the control unit 60 is stored in the storage unit 64 connected to the control unit 60. なお、記憶部64には照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にするために予め算出された種々の回折パターン情報が記憶されている。 Incidentally, various diffraction pattern information previously calculated in order to obtain a desired light distribution shape of light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system is stored in the storage unit 64 ing. また、制御部60には液晶素子駆動部66が接続されており、液晶素子駆動部66は、制御部60からの制御信号に基づいて反射型液晶素子46の各ピクセルの電源のオンオフを制御し、反射型液晶素子46に回折パターンを発生させる。 Further, the control unit 60 is connected to the liquid crystal device driving section 66, the liquid crystal device driving section 66 controls the on-off of the power supply of each pixel of the reflective liquid crystal device 46 based on a control signal from the control unit 60 , to generate a diffraction pattern in the reflective liquid crystal device 46.

また、この第5の実施の形態にかかる反射型液晶素子46が回折パターンを発生する動作については、第1の実施の形態にかかる透過型液晶素子が回折パターンを発生する動作と同一の動作であるため、説明を省略する。 Further, in this for the operation of the reflective liquid crystal device 46 according to the fifth embodiment generates a diffraction pattern, same operations as those of the transmissive liquid crystal device according to the first embodiment generates a diffraction pattern a certain order, and a description thereof will be omitted.
この第5の実施の形態にかかる露光装置によれば、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にするための回折パターンを発生する反射型液晶素子を備えているため、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を容易に様々な光分布形状にすることができ、短時間かつ連続的に最適な光分布形状に変更することができる。 According to an exposure apparatus according to the fifth embodiment, generating a diffraction pattern for the light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system into a desired light distribution shape due to the provision of a reflective liquid crystal device that can facilitate a variety of light distribution shape of light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system, a short time and continuously it can be changed to-optimal light distribution shape. 従って、高解像度でかつスループット良く、マスクのパターンをウエハ上に露光することができる。 Thus, a and high throughput high resolution, it is possible to expose a pattern of a mask onto a wafer.

次に、図面を参照して、この発明の第6の実施の形態にかかる露光装置について説明する。 Next, with reference to the accompanying drawings, a description will be given of an exposure apparatus according to a sixth embodiment of the present invention. 図14は、この第6の実施の形態にかかる露光装置の概略構成を示す図である。 Figure 14 is a view showing the schematic arrangement of an exposure apparatus according to the sixth embodiment. この第6の実施の形態にかかる露光装置の構成は、第5の実施の形態にかかる露光装置を構成する反射型アキシコン系47を取り除いている。 Configuration of an exposure apparatus according to the sixth embodiment is removed reflective axicon system 47 constituting an exposure apparatus according to the fifth embodiment. なお、第6の実施の形態の説明においては、第5の実施の形態にかかる露光装置の構成と同一の構成の詳細な説明は省略し、第5の実施の形態にかかる露光装置と同一の構成については同一の符号を用いて説明を行う。 In the description of the sixth embodiment, configurations and the detailed description of the same configuration of an exposure apparatus according to the fifth embodiment will be omitted, the exposure apparatus identical to that according to the fifth embodiment It will be described with the same reference numerals are used for the configuration.

この露光装置が備える反射型液晶素子46は、入射する光の波長により定まる回折角を発生させるに十分な分解能を有する微細なピクセルにより形成されている。 Reflective liquid crystal device 46 of this exposure apparatus is provided is formed by fine pixels having sufficient resolution to generate a diffraction angle determined by the wavelength of the incident light. 反射型液晶素子46を構成する各ピクセルに対応して、スイッチとして機能する素子(以下、スイッチ素子という。)が形成されており、スイッチ素子をオンオフ制御することにより記憶部64に記憶されている回折パターン情報に基づいた回折パターンを表示する。 Corresponding to each pixel constituting a reflection type liquid crystal element 46, the element that functions as a switch (hereinafter, referred to as the switch element.) Is formed, is stored in the storage unit 64 by turning on and off the switching element Show diffraction pattern based on the diffraction pattern information. 従って、反射型液晶素子46は、表示している回折パターンにより入射光を所望の角度に回折する回折光学素子として機能し、各ピクセルのスイッチ素子のオンオフを電気制御することにより矩形状の光分布形状を有する入射光を所望の光分布形状を有す光束に変換し、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置において所望の光分布形状を形成する。 Thus, the reflection type liquid crystal element 46, the incident light acts as a diffractive optical element that diffracts a desired angle by the diffraction pattern displaying, rectangular light distribution by electrically controlling on and off of switching element of each pixel the incident light having the shape into a light beam having a desired light distribution shape to form a desired light distribution shape at the pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system. また、反射型液晶素子46により反射されることにより形成される光分布形状は、反射型フライアイ光学系49の後側焦点面に形成される二次光源像となる。 Further, the light distribution shape formed by being reflected by the reflective liquid crystal element 46, a secondary light source image formed on the rear focal plane of the reflection type fly-eye optical system 49.

また、この第6の実施の形態にかかる反射型液晶素子46が回折パターンを発生する動作については、第1の実施の形態にかかる透過型液晶素子が回折パターンを発生する動作と同一の動作であるため、説明を省略する。 Further, in this for the operation of the sixth according to the embodiment of the reflection type liquid crystal element 46 generates a diffraction pattern, same operations as those of the transmissive liquid crystal device according to the first embodiment generates a diffraction pattern a certain order, and a description thereof will be omitted.

この第6の実施の形態にかかる露光装置によれば、反射型アキシコン系47を備えていないため、照明光学系の瞳位置において所望の光分布形状を得るためには極めて多数の回折パターン情報を記憶しておく必要があり、反射型液晶素子46において精密な回折パターンを発生させる必要があるが、照明光学系の構成を簡略化することが可能になる。 According to the exposure apparatus according to the sixth embodiment, since without a reflective axicon system 47, a very large number of the diffraction pattern information to the pupil position of the illumination optical system to obtain a desired light distribution shape it is necessary to store, it is necessary to generate a precise diffraction pattern in the reflective liquid crystal device 46, it is possible to simplify the configuration of the illumination optical system.

また、この第6の実施の形態にかかる露光装置によれば、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にするための回折パターンを発生する反射型液晶素子を備えているため、照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を容易に様々な光分布形状にすることができ、短時間かつ連続的に最適な光分布形状に変更することができる。 Further, according to exposure apparatus according to the sixth embodiment, the diffraction pattern for the light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system into a desired light distribution shape due to the provision of a reflective liquid crystal element for generating, can facilitate a variety of light distribution shape of light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system, a short time and it can be changed to continuously optimum light distribution shape. 従って、高解像度でかつスループット良く、マスクのパターンをウエハ上に露光することができる。 Thus, a and high throughput high resolution, it is possible to expose a pattern of a mask onto a wafer.

なお、上述の第1及び第3の実施の形態においては、回折光学素子として機能する透過型光学部材として透過型液晶素子を用いているが、様々な回折パターンまたはパターンを発生することができる他の透過型光学部材を用いてもよい。 In the first and third embodiments described above, but using a transmission type liquid crystal device as a transmission type optical element which functions as a diffractive optical element, the other capable of generating various diffraction patterns or pattern it may be used in the transmissive optical member. 例えば、少なくとも1つの音響光学結晶により構成される透過型光学部材を用いてもよい。 For example, it may be a transmission type optical element constituted by at least one acousto-optic crystal. 音響光学結晶は、音波の伝搬によって引き起こされる歪みの影響により屈折率変化が顕著に誘起される結晶である。 Acousto-optical crystal is a crystal in which the refractive index change is significantly induced by the influence of distortion caused by the propagation of sound waves. 屈折率変化は、音波によって原子が変位し電子雲に粗密変化を生じさせることによって現れる。 Refractive index change is manifested by producing density change in the electron cloud atom is displaced by sound waves. 例えば、屈折率変化を周期的に生じさせることにより結晶内部や結晶表面に回折格子を形成し、この回折格子が形成された結晶に光が入射した際に光の進行方向を変える働きをする。 For example, the refractive index change to form a diffraction grating inside the crystal and the crystal surface by causing periodically occurs, and serves to change the traveling direction of light when light is incident on the crystal of the diffraction grating is formed. この場合には、音響光学結晶中を伝搬する音波を制御することにより様々なパターンを発生することができる。 In this case, it is possible to generate various patterns by controlling the sound wave propagating through acousto-optic crystal.

また、例えば、ファラデー効果を有する多数の微小な回転素子を備える透過型光学部材を用いてもよい。 Further, for example, it may be a transmission type optical element having a number of minute rotating element having the Faraday effect. ファラデー効果とは、磁界を印加した回転素子を通過する光が偏光方向を非相反的に回転する効果のことである。 The Faraday effect is that the effect of light passing through the rotating element a magnetic field is applied to rotate the polarization direction non-reciprocal manner. この場合には、それぞれの回転素子の偏光方向を制御することにより様々なパターンを発生することができる。 In this case, it is possible to generate various patterns by controlling the polarization direction of the respective rotational elements.

また、上述の第2、第4、第5及び第6の実施の形態においては、回折光学素子として機能する反射型光学部材として反射型液晶素子を用いているが、様々な回折パターンまたはパターンを発生することができる他の反射型光学部材を用いてもよい。 The second above, the fourth, in the fifth embodiment and sixth, although a reflection type liquid crystal element as a reflection type optical element which functions as a diffractive optical element, various diffraction patterns or pattern it may use other reflective optical element that can occur. 例えば、少なくとも1つの音響光学結晶により構成される反射型光学部材を用いてもよい。 For example, it may be a reflection type optical element constituted by at least one acousto-optic crystal. この場合には、音響光学結晶中を伝搬する音波を制御することにより様々なパターンを発生することができる。 In this case, it is possible to generate various patterns by controlling the sound wave propagating through acousto-optic crystal. また、ファラデー効果を有する多数の微小な回転素子を備える反射型光学部材を用いてもよい。 It is also possible to use a reflection type optical element having a number of minute rotating element having the Faraday effect. この場合には、それぞれの回転素子の偏光方向を制御することにより様々なパターンを発生することができる。 In this case, it is possible to generate various patterns by controlling the polarization direction of the respective rotational elements.

また、この上述の第5及び第6の実施の形態にかかるにおいては、CCD撮像部またはフォトダイオード等の検出部を設け、照明光学系の瞳位置での光分布や光量を検出するようにしてもよい。 Further, in this according to the fifth and sixth embodiments described above, the detection unit such as a CCD image sensor or a photodiode is provided, so as to detect the light distribution and light intensity at the pupil position of the illumination optical system it may be. この場合には、CCD撮像部により検出した照明光学系の瞳位置での光分布に基づいて回折パターン情報を最適なものに変更し、変更された回折パターンを反射型液晶素子にて再生成することができる。 In this case, the diffraction pattern information to change the optimum on the basis of the light distribution at the pupil position of the illumination optical system is detected by the CCD image sensor, to regenerate the modified diffraction patterns by the reflection type liquid crystal element be able to. 従って、反射型液晶素子を構成するいくつかのピクセルが破損等により、設定されている回折パターン情報に基づく回折パターンにより所望の光分布形状を形成することができなくなった場合においても、所望の光分布形状に対応する他の回折パターン情報に変更し、変更された他の回折パターン情報に基づく回折パターンにより所望の光分布形状の形成を継続して行うことができる。 Therefore, the number of pixels constituting the reflection type liquid crystal element damage, even when it becomes impossible to form a desired light distribution shape by the diffraction pattern based on the diffraction pattern information set, the desired optical change the other diffraction pattern information corresponding to the distribution shape, the diffraction pattern in accordance with another diffraction pattern information changed can be continued formation of the desired light distribution shape.

上述の各実施の形態にかかる露光装置では、照明光学系によってレチクル(マスク)を照明し、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(ウエハ)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。 In an exposure apparatus according to each of the embodiments described above, it illuminates the reticle (mask) by the illumination optical system to expose a pattern for transfer formed on the mask onto a photosensitive substrate (wafer) by using a projection optical system ( the exposure step), it is possible to manufacture microdevices (semiconductor devices, imaging devices, liquid crystal display devices, thin-film magnetic heads, etc.). 以下、上述の実施の形態にかかる露光装置を用いて感光性基板としてのウエハ等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図15のフローチャートを参照して説明する。 Hereinafter, by forming a predetermined circuit pattern on a wafer or the like as a photosensitive substrate using the exposure apparatus according to the embodiment described above, the flowchart of FIG. 15 per example of a technique for obtaining a semiconductor device as a microdevice with reference to the description.

先ず、図15のステップS301において、1ロットのウエハ上に金属膜が蒸着される。 First, in step S301 of FIG. 15, the metal film is deposited on one lot of wafers. 次のステップS302において、その1ロットのウエハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。 In the next step S302, photoresist is applied onto the metal film on the wafer in the lot. その後、ステップS303において、上述の実施の形態にかかる露光装置を用いて、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ロットのウエハ上の各ショット領域に順次露光転写される。 Thereafter, in step S303, using the exposure apparatus according to the embodiment described above, the image of the pattern on the mask via the projection optical system, are sequentially exposed and transferred to each shot area on the wafer in the lot . その後、ステップS304において、その1ロットのウエハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップS305において、その1ロットのウエハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウエハ上の各ショット領域に形成される。 Thereafter, in step S304, after the development of the photoresist on the wafer in the lot is performed, in step S305, by performing etching using the resist pattern on the wafer in the lot as a mask, the pattern on the mask corresponding circuit pattern is formed in each shot area on each wafer.

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。 Then, by further performing the formation of circuit patterns in upper layers, devices such as semiconductor devices are manufactured. 上述のマイクロデバイス製造方法によれば、上述の実施の形態にかかる露光装置を用いて露光を行うため、スループット良くマスクの照明を行うことができ、極めて微細な回路パターンを有するマイクロデバイスを精度良く得ることができる。 According to the micro device manufacturing method described above, for performing exposure using an exposure apparatus according to the embodiment described above, it is possible to perform illumination with high throughput mask, accurately micro devices with extremely fine circuit patterns it is possible to obtain. なお、ステップS301〜ステップS305では、ウエハ上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を行っているが、これらの工程に先立って、ウエハ上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもない。 In step S301~ step S305, metal is deposited on the wafer, the resist on the metal film coating and exposure, development, are performed the steps of etching, prior to these steps, the wafer after forming the oxide film of silicon, a resist onto the oxide film of the silicon coating, and exposing, developing, may of course be carried out each step of etching.

また、上述の実施の形態にかかる露光装置では、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。 Further, the exposure apparatus according to the embodiment described above, by forming the plate predetermined pattern on a (glass substrate) (circuit pattern, electrode pattern, etc.), it is also possible to obtain a liquid crystal display device as a microdevice. 以下、図16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。 Hereinafter, with reference to the flowchart of FIG. 16, it will be described an example of a method in this case. 図16において、パターン形成工程S401では、上述の実施の形態にかかる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工程が実行される。 16, in the pattern forming step S401, to transfer the mask pattern is exposed onto a photosensitive substrate (resist glass substrate coated) using the exposure apparatus according to the embodiment described above, Tokoroiko lithography process is performed It is. この光リソグラフィ工程によって、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。 This photolithography process, on the photosensitive substrate a predetermined pattern including a number of electrodes and others are formed. 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形成工程S402へ移行する。 Thereafter, the exposed substrate is developed step by passing through an etching process, the steps such as a resist stripping step, a predetermined pattern is formed on the substrate, followed by the next color filter forming step S402.

次に、カラーフィルタ形成工程S402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の組を複数水平走査線方向に配列されたりしたカラーフィルタを形成する。 Next, in the color filter forming step S402, R (Red), G (Green), B or sets of three dots corresponding to (Blue) are arrayed in a matrix, or R, G, 3 pieces of B forming a color filter of the stripe set of filter or arranged in a plurality horizontal scanning line direction. そして、カラーフィルタ形成工程S402の後に、セル組み立て工程S403が実行される。 After the color filter forming step S402, a cell assembly step S403 is executed. セル組み立て工程S403では、パターン形成工程S401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形成工程S402にて得られたカラーフィルタ等を用いて液晶パネル(液晶セル)を組み立てる。 In the cell assembly step S403, to assemble a liquid crystal panel (liquid crystal cell), using the pattern forming step the substrate with the predetermined pattern obtained in S401, and forming the color filter color filters obtained in S402. セル組み立て工程S403では、例えば、パターン形成工程S401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形成工程S402にて得られたカラーフィルタ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。 In the cell assembly step S403, for example, by injecting liquid crystal between the color filter obtained in the substrate and the color filter forming step S402 with the predetermined pattern obtained in the pattern forming step S401, the liquid crystal panel (liquid crystal cell ) to produce.

その後、モジュール組み立て工程S404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。 Subsequent module assembling step S404, an electric circuit for display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell), by attaching the respective components such as a backlight to complete the liquid-crystal display device. 上述の液晶表示素子の製造方法によれば、上述の実施の形態にかかる露光装置を用いて露光を行うため、スループット良くマスクの照明を行うことができ、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスを精度良く得ることができる。 According to the manufacturing method of the liquid crystal display device described above, in order to perform exposure using the exposure apparatus according to the embodiment described above, it is possible to perform illumination with high throughput mask, the semiconductor devices with extremely fine circuit patterns it can be obtained with high accuracy.

第1の実施の形態にかかる露光装置の概略構成を示す図である。 It is a diagram showing a schematic configuration of an exposure apparatus according to the first embodiment. 第1の実施の形態にかかる照明光学装置が備える円錐アキシコン系の概略構成を示す図である。 Is a diagram showing a schematic configuration of a conical axicon system first the illumination optical apparatus according to the embodiment is provided. 第1の実施の形態にかかる輪帯照明において形成される二次光源に対する円錐アキシコン系の作用を説明するための図である。 It is a diagram for explaining the action of the conical axicon system for the secondary light source formed in the annular illumination according to the first embodiment. 第1の実施の形態にかかる照明光学装置が備える第1シリンドリカルレンズ対及び第2シリンドリカルレンズ対の概略構成を示す図である。 It shows a schematic configuration of the first cylindrical lens pair and the second cylindrical lens pair included in the illumination optical apparatus according to the first embodiment. 第1の実施の形態にかかる輪帯照明において形成される二次光源に対するズームレンズの作用を説明するための図である。 It is a diagram for explaining the action of the zoom lens with respect to the secondary light source formed in the annular illumination according to the first embodiment. 第1の実施の形態にかかる透過型液晶素子が回折パターンを発生する動作を説明するためのフローチャートである。 Transmissive liquid crystal device according to the first embodiment is a flowchart for explaining the operation of generating a diffraction pattern. 第1の実施の形態にかかる透過型液晶素子が表示する回折パターンが他の回折パターンに変更される動作を説明するためのフローチャートである。 It is a flowchart for explaining the operation of the diffraction pattern transmission type liquid crystal element according to the first embodiment is displayed is changed to the other of the diffraction pattern. 第1の実施の形態にかかる透過型液晶素子が回折パターンを発生する動作を説明するためのフローチャートである。 Transmissive liquid crystal device according to the first embodiment is a flowchart for explaining the operation of generating a diffraction pattern. 第1の実施の形態にかかる透過型液晶素子が表示する回折パターンが他の回折パターンに変更される動作を説明するためのフローチャートである。 It is a flowchart for explaining the operation of the diffraction pattern transmission type liquid crystal element according to the first embodiment is displayed is changed to the other of the diffraction pattern. 第2の実施の形態にかかる露光装置の概略構成を示す図である。 It is a diagram showing a schematic configuration of an exposure apparatus according to the second embodiment. 第3の実施の形態にかかる露光装置の概略構成を示す図である。 It is a diagram showing a schematic configuration of an exposure apparatus according to the third embodiment. 第4の実施の形態にかかる露光装置の概略構成を示す図である。 It is a diagram showing a schematic configuration of an exposure apparatus according to the fourth embodiment. 第5の実施の形態にかかる露光装置の概略構成を示す図である。 It is a diagram showing a schematic configuration of an exposure apparatus according to the fifth embodiment. 第6の実施の形態にかかる露光装置の概略構成を示す図である。 It is a diagram showing a schematic configuration of an exposure apparatus according to the sixth embodiment. 実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての半導体デバイスの製造方法を示すフローチャートである。 It is a flowchart illustrating a method of manufacturing a semiconductor device as a microdevice according to the embodiment. 実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての液晶表示素子の製造方法を示すフローチャートである。 It is a flowchart showing a method of manufacturing the liquid crystal display device as a micro device according to the embodiment.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1,40…レーザ光源、2…ビームエキスパンダ、3…折り曲げミラー、4…透過型液晶素子、5…アフォーカルレンズ、7…ズームレンズ、8,14…ビームスプリッタ、9…CCD撮像部、10…マイクロレンズアレイ、12,51…開口絞り、16…フォトダイオード、17a…コンデンサレンズ、17b…結像光学系、19…反射鏡、20,60…制御部、22,62…入力部、24,64…記憶部、26,66…液晶素子駆動部、30…リレーレンズ、32,46…反射型液晶素子、38…チャンバ、47…反射型アキシコン系、49…反射型フライアイ光学系、53…コンデンサミラー、54…光路折り曲げミラー、PL1…投影光学系、MB…マスクブラインド、M1,M2…マスク、W1,W2…ウエハ。 1,40 ... laser light source, 2 ... beam expander, 3 ... folding mirrors, 4 ... transmission type liquid crystal device, 5 ... afocal lens, 7 ... zoom lens, 8, 14 ... beam splitter, 9 ... CCD image pickup unit, 10 ... microlens array, 12, 51 ... aperture stop, 16 ... photodiode, 17a ... condenser lens, 17b ... imaging optical system, 19 ... reflector, 20, 60 ... control unit, 22 and 62 ... input unit, 24, 64 ... storage unit, 26, 66 ... liquid crystal element driving unit, 30 ... relay lens, 32, 46 ... reflective liquid crystal device, 38 ... chamber, 47 ... reflective axicon system, 49 ... reflection type fly-eye optical system, 53 ... condenser mirror, 54 ... optical path bending mirror, PL1 ... projection optical system, MB ... mask blind, M1, M2 ... mask, W1, W2 ... wafer.

Claims (11)

  1. 光源からの光を被照射面に導く照明光学系と、 An illumination optical system for guiding the irradiated surface with light from a light source,
    前記照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にするために算出された回折パターン情報を記憶する回折パターン情報記憶手段と、 A diffraction pattern information storing means for storing the diffraction pattern information calculated for the light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system into a desired optical distribution shape,
    前記照明光学系の光路中に配置され、前記回折パターン情報記憶手段により記憶されている回折パターン情報に基づいて、前記照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にするための回折パターンを発生する光学部材と、 Is disposed in an optical path of the illumination optical system, based on the diffraction pattern information stored by the diffraction pattern information storing means, the light at the pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system an optical member for generating a diffraction pattern for distribution to a desired light distribution shape,
    を備えることを特徴とする照明光学装置。 The illumination optical apparatus comprising: a.
  2. 光源からの光を被照射面に導く照明光学系と、 An illumination optical system for guiding the irradiated surface with light from a light source,
    前記照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布に関する情報を取得する情報取得手段と、 Information acquisition means for acquiring information on light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system,
    前記照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を前記情報取得手段により取得された情報に基づき所望の光分布形状とするための回折パターン情報を算出する回折パターン情報算出手段と、 Diffraction to calculate the diffraction pattern information to the desired light distribution shape on the basis of the information light distribution obtained by the information obtaining unit in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system and pattern information calculating means,
    前記回折パターン情報算出手段により算出された回折パターン情報を記憶する回折パターン情報記憶手段と、 A diffraction pattern information storing means for storing the diffraction pattern information calculated by the diffraction pattern information calculating means,
    前記照明光学系の光路中に配置され、前記回折パターン情報記憶手段により記憶されている回折パターン情報に基づいて、前記照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にするための回折パターンを発生する光学部材と、 Is disposed in an optical path of the illumination optical system, based on the diffraction pattern information stored by the diffraction pattern information storing means, the light at the pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system an optical member for generating a diffraction pattern for distribution to a desired light distribution shape,
    を備えることを特徴とする照明光学装置。 The illumination optical apparatus comprising: a.
  3. 前記回折パターン情報算出手段は、複数の算出された回折パターン情報の中から最適な回折パターン情報を選択する回折パターン情報選択手段を備えることを特徴とする請求項2記載の照明光学装置。 The diffraction pattern information calculating means, the illumination optical apparatus according to claim 2, characterized in that it comprises a diffraction pattern information selecting means for selecting the optimum diffraction pattern information from the diffraction pattern information in which a plurality of calculation.
  4. 光源からの光を被照射面に導く照明光学系と、 An illumination optical system for guiding the irradiated surface with light from a light source,
    前記照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にするために算出されたパターン情報を記憶するパターン情報記憶手段と、 And pattern information storage means for storing the pattern information calculated to a light distribution into a desired light distribution shape at the pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system,
    前記照明光学系の光路中に配置され、前記パターン情報記憶手段により記憶されているパターン情報に基づいて、前記照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にするためのパターンを発生する光学部材と、 Is disposed in an optical path of the illumination optical system, based on the pattern information stored by the pattern information storing means, the light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system an optical member for generating a pattern for the desired light distribution shape,
    前記照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を検出する検出手段と、 Detection means for detecting the light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system,
    前記検出手段による検出結果に基づいて、前記パターン情報記憶手段に記憶されているパターン情報を変更し、変更されたパターンを前記光学部材にて再生成させるためのパターン情報変更手段と、 Based on the detection result of the detecting means, and pattern information changing means for the change of the pattern information the pattern information storing means are stored, to regenerate the modified pattern by the optical member,
    を備えることを特徴とする照明光学装置。 The illumination optical apparatus comprising: a.
  5. 光源からの光を被照射面に導く照明光学系と、 An illumination optical system for guiding the irradiated surface with light from a light source,
    前記照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布に関する情報を取得する情報取得手段と、 Information acquisition means for acquiring information on light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system,
    前記照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を前記情報取得手段により取得された情報に基づき所望の光分布形状とするためのパターン情報を算出するパターン情報算出手段と、 Pattern information for calculating the pattern information for a desired light distribution shape on the basis of the information light distribution obtained by the information obtaining unit in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system a calculation means,
    前記パターン情報算出手段により算出されたパターン情報を記憶するパターン情報記憶手段と、 And pattern information storage means for storing the pattern information calculated by the pattern information calculating means,
    前記照明光学系の光路中に配置され、前記パターン情報記憶手段により記憶されているパターン情報に基づいて、前記照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状にするためのパターンを発生する光学部材と、 Is disposed in an optical path of the illumination optical system, based on the pattern information stored by the pattern information storing means, the light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system an optical member for generating a pattern for the desired light distribution shape,
    前記照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を検出する検出手段と、 Detection means for detecting the light distribution in a pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system,
    を備え、 Equipped with a,
    前記パターン情報算出手段は、前記検出手段による検出結果に基づいて、前記照明光学系の瞳位置または該瞳位置と光学的に共役な位置での光分布を所望の光分布形状とするためのパターン情報を算出し、前記パターン情報記憶手段は、算出されたパターン情報に基づいて、記憶されているパターン情報を変更し、前記光学部材は、変更されたパターンを再生成することを特徴とする照明光学装置。 The pattern information calculation means on the basis of the detection result of the detecting means, the pattern for the light distribution and a desired light distribution shape at the pupil position or the pupil position optically conjugate with the position of the illumination optical system calculates information, the pattern information storing means, based on the calculated pattern information, to change the pattern information stored, the optical member, characterized in that to regenerate the modified pattern illumination optical device.
  6. 前記パターン情報算出手段は、複数の算出されたパターン情報の中から最適なパターン情報を選択するパターン情報選択手段を備えることを特徴とする請求項5記載の照明光学装置。 The pattern information calculating means, the illumination optical device according to claim 5, characterized in that it comprises a pattern information selection means for selecting an optimum pattern information from among a plurality of calculated pattern information.
  7. 前記光学部材は、透過型の光学部材であることを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか一項に記載の照明光学装置。 The optical member, a transmission type illumination optical apparatus according to any one of claims 1 to 6, characterized in that an optical member.
  8. 前記光学部材は、反射型の光学部材であることを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか一項に記載の照明光学装置。 The optical member, a reflection type illumination optical apparatus according to any one of claims 1 to 6, characterized in that an optical member.
  9. 前記照明光学系の光路中に配置され、前記光学部材により形成されるフレア光を除去するフレア光除去手段を備えることを特徴とする請求項1乃至請求項8の何れか一項に記載の照明光学装置。 Is disposed in an optical path of the illumination optical system, illumination of any one of claims 1 to 8, characterized in that it comprises a flare light removal means for removing flare light formed by the optical member optical device.
  10. 感光性基板上にマスクのパターンを転写する露光装置において、 An exposure apparatus for transferring a pattern of a mask on a photosensitive substrate,
    前記被照射面に設定された前記マスクを照明するための請求項1乃至請求項9の何れか一項に記載の照明光学装置を備えることを特徴とする露光装置。 The exposure apparatus, characterized in that it comprises an illumination optical apparatus according to any one of claims 1 to 9 for illuminating the mask set on the illuminated surface.
  11. 請求項10記載の露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板上に露光する露光工程と、 An exposure step of exposing a pattern of a mask on a photosensitive substrate using the exposure apparatus according to claim 10,
    前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像する現像工程と、 A developing step of developing the photosensitive substrate exposed by said exposure step,
    を含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。 Method of manufacturing a micro device, which comprises a.
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