JP2006073905A - Optical system, adjustment method therefor, aligner, and device manufacturing method - Google Patents

Optical system, adjustment method therefor, aligner, and device manufacturing method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical system capable of highly precisely adjusting inclinations and positions in the axial direction of a plurality of optical elements that constitute an optical system, and to provide an adjustment method for the optical system, an aligner, and a device manufacturing method. <P>SOLUTION: The optical system comprises a plurality of optical elements, and has a drive means for driving the optical elements, and a planar Fizeau lens which is formed on at least one of the plurality of optical elements and serves as a reference for the inclinations and positions in the optical axis direction of the optical elements relative to the axis of the optical system. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、一般には、露光装置に係り、特に、半導体素子、液晶表示素子、撮像素子(CCD等)又は薄膜磁気ヘッド等を製造するためのリソグラフィー工程に使用される露光装置において、レチクルのパターンを被処理体に投影する投影光学系及び当該投影光学系の調整方法に関する。本発明は、特に、露光光源として紫外光や極端紫外線(EUV:extreme ultraviolet)光を利用する露光装置に好適である。   The present invention generally relates to an exposure apparatus, and more particularly to a reticle pattern in an exposure apparatus used in a lithography process for manufacturing a semiconductor element, a liquid crystal display element, an imaging element (CCD, etc.) or a thin film magnetic head. The present invention relates to a projection optical system that projects a projection onto a target object and a method for adjusting the projection optical system. The present invention is particularly suitable for an exposure apparatus that uses ultraviolet light or extreme ultraviolet (EUV) light as an exposure light source.

フォトリソグラフィー(焼き付け)技術を用いて半導体メモリや論理回路などの微細な半導体素子を製造する際に、レチクル(マスク)に描画された回路パターンを投影光学系によって感光剤が塗布されたウェハ等に投影して回路パターンを転写する縮小投影露光装置が従来から使用されている。縮小投影露光装置に用いられる投影光学系としては、露光光を透過させる光学特性を有する屈折光学素子(レンズなど)から構成される屈折型投影光学系、露光光を反射させる光学特性を有する反射光学素子(ミラーなど)から構成される反射型投影光学系、屈折光学素子と反射光学素子とを組み合わせた反射屈折型投影光学系などが知られている。   When manufacturing a fine semiconductor element such as a semiconductor memory or a logic circuit using a photolithography technique, a circuit pattern drawn on a reticle (mask) is applied to a wafer coated with a photosensitive agent by a projection optical system. Conventionally, a reduction projection exposure apparatus that projects and transfers a circuit pattern has been used. The projection optical system used in the reduction projection exposure apparatus includes a refractive projection optical system composed of a refractive optical element (such as a lens) having optical characteristics that transmits exposure light, and reflective optics having optical characteristics that reflect exposure light. A reflection type projection optical system composed of elements (such as mirrors) and a catadioptric projection optical system combining a refractive optical element and a reflective optical element are known.

縮小投影露光装置で転写できる最小の寸法(解像度)は、露光に用いる光の波長に比例し、投影光学系の開口数(NA)に反比例する。従って、波長を短くすればするほど、解像度はよくなる。このため、近年の半導体素子の微細化への要求に伴い短波長化が進められ、超高圧水銀ランプ(i線(波長約365nm))、KrFエキシマレーザー(波長約248nm)、ArFエキシマレーザー(波長約193nm)と用いられる紫外光の波長は短くなってきた。   The minimum dimension (resolution) that can be transferred by the reduction projection exposure apparatus is proportional to the wavelength of light used for exposure and inversely proportional to the numerical aperture (NA) of the projection optical system. Therefore, the shorter the wavelength, the better the resolution. For this reason, with the recent demand for miniaturization of semiconductor elements, the wavelength has been shortened, and an ultra-high pressure mercury lamp (i-line (wavelength: about 365 nm)), KrF excimer laser (wavelength: about 248 nm), ArF excimer laser (wavelength). The wavelength of ultraviolet light used is about 193 nm).

しかし、半導体素子は急速に微細化しており、紫外光を用いたリソグラフィーでは限界がある。そこで、0.1μm以下の非常に微細な回路パターンを転写するために、紫外光よりも更に波長が短い、波長5nm乃至15nm程度の極端紫外線(EUV)光を用いた縮小投影露光装置(以下、「EUV露光装置」と称する。)が開発されている。   However, semiconductor elements are rapidly miniaturized, and there is a limit in lithography using ultraviolet light. Therefore, in order to transfer a very fine circuit pattern of 0.1 μm or less, a reduction projection exposure apparatus (hereinafter, referred to as “extreme ultraviolet (EUV) light) having a wavelength shorter than that of ultraviolet light and having a wavelength of about 5 nm to 15 nm (hereinafter referred to as“ ultraviolet light ”). "EUV exposure apparatus") has been developed.

EUV光の波長域では、物質による光の吸収が非常に大きくなるので、可視光や紫外光で用いられるような屈折光学素子は実用的ではなく(即ち、EUV光を透過させる硝材が存在しないためレンズなどの屈折光学素子を使用できない)、EUV露光装置では、反射光学素子による反射型投影光学系が用いられる。例えば、4枚の反射光学素子により構成された投影光学系が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。   In the EUV light wavelength range, the absorption of light by a substance becomes very large, so that a refractive optical element used for visible light or ultraviolet light is not practical (that is, there is no glass material that transmits EUV light). In a EUV exposure apparatus, a reflective projection optical system using a reflective optical element is used. For example, a projection optical system composed of four reflective optical elements has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

EUV露光装置を含めた露光装置の投影光学系の製造においては、要求される投影光学系の結像性能を満足するために、各光学素子の光軸に対する傾き、及び、光軸方向の光学素子の間隔を高精度に調整する必要がある。また、露光装置の搬送及び経時変化などによって光学素子の傾斜及び光軸方向の位置にずれが生じ、投影光学系の結像性能の悪化を招くことも考えられる。光学素子の傾斜及び光軸方向の位置にずれが生じた場合には、再度、各光学素子の光軸に対する傾き、及び、光軸方向の光学素子の間隔を調整することが必要となる。   In the manufacture of the projection optical system of an exposure apparatus including an EUV exposure apparatus, in order to satisfy the required imaging performance of the projection optical system, the inclination of each optical element with respect to the optical axis and the optical elements in the optical axis direction It is necessary to adjust the interval of the high accuracy. Further, it is conceivable that the optical element is inclined and the position in the optical axis direction is shifted due to the transport of the exposure apparatus and a change with time, and the imaging performance of the projection optical system is deteriorated. When a deviation occurs in the inclination of the optical element and the position in the optical axis direction, it is necessary to adjust the inclination of each optical element with respect to the optical axis and the interval between the optical elements in the optical axis direction again.

従来の投影光学系の製造においては、まず、各光学素子に取り付けられた基準枠を基準として機械的な精度で投影光学系を組み立て、その後、可視光、紫外光などの調整用光源を用いて投影光学系の結像性能を測定し、かかる測定結果に基づいて各光学素子の光軸に対する傾き、及び、光軸方向の光学素子の間隔を調整する(粗調整)。次いで、同様に、露光光源を用いて投影光学系の結像性能を測定し、かかる測定結果に基づいて各光学素子の光軸に対する傾き、及び、光軸方向の光学素子の間隔を微調整する(最終調整)。   In the production of a conventional projection optical system, first, the projection optical system is assembled with mechanical accuracy using the reference frame attached to each optical element as a reference, and then an adjustment light source such as visible light or ultraviolet light is used. The imaging performance of the projection optical system is measured, and the inclination of each optical element with respect to the optical axis and the distance between the optical elements in the optical axis direction are adjusted based on the measurement result (coarse adjustment). Next, similarly, the imaging performance of the projection optical system is measured using the exposure light source, and the inclination of each optical element with respect to the optical axis and the distance between the optical elements in the optical axis direction are finely adjusted based on the measurement result. (Final adjustment).

その他、投影光学系の調整方法として、干渉計を用いたものが従来から提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
特開2000−98228号公報 特開2003−35597号公報
In addition, a method using an interferometer has been proposed as a method for adjusting the projection optical system (see, for example, Patent Document 2).
JP 2000-98228 A JP 2003-35597 A

しかしながら、EUV露光装置等、露光光源の波長が短くなった場合、露光光と調整用の可視光及び紫外光とでは波長が大きく異なるため、可視光及び紫外光を使用した粗調整では色収差が発生してしまう。色収差は、粗調整での調整誤差を大きくしてしまうため、最終調整に長時間を要したり、最終調整において露光光が結像しないといった問題を生じる。   However, when the wavelength of the exposure light source, such as an EUV exposure apparatus, becomes short, the wavelength of exposure light differs from that of visible light and ultraviolet light for adjustment, so chromatic aberration occurs in coarse adjustment using visible light and ultraviolet light. Resulting in. Chromatic aberration increases the adjustment error in rough adjustment, and thus causes a problem that a long time is required for final adjustment and that exposure light does not form an image in the final adjustment.

また、露光装置の搬送及び経時変化などによって光学素子の傾斜及び光軸方向の位置にずれが生じた場合には、露光装置から投影光学系を取り出して調整する必要があり、非常に困難であるといった課題もある。   In addition, when the optical element is tilted and the position in the optical axis direction is deviated due to transport of the exposure apparatus or a change with time, it is necessary to take out and adjust the projection optical system from the exposure apparatus, which is very difficult. There is also a problem.

そこで、本発明は、光学系を構成する複数の光学素子の傾斜及び光軸方向の位置を装置上で高精度に調整することができる光学系、当該光学系の調整方法、露光装置、並びにデバイス製造方法を提供することを例示的目的とする。   Therefore, the present invention provides an optical system capable of adjusting the inclination and optical axis direction positions of a plurality of optical elements constituting the optical system with high accuracy on the apparatus, an adjustment method for the optical system, an exposure apparatus, and a device. It is an exemplary object to provide a manufacturing method.

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての光学系は、複数の光学素子から構成される光学系であって、前記光学素子を駆動する駆動手段と、少なくとも前記複数の光学素子の一に形成され、前記光学素子の前記光学系の光軸に対する傾き及び前記光軸方向の位置の基準となる平面フィゾーレンズとを有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, an optical system according to one aspect of the present invention is an optical system including a plurality of optical elements, and includes a driving unit that drives the optical elements, and at least the plurality of optical elements. And a flat Fizeau lens that serves as a reference for the inclination of the optical element with respect to the optical axis of the optical system and the position in the optical axis direction.

本発明の別の側面としての調整方法は、複数の光学素子から構成される光学系の調整方法であって、前記光学系に光を照射するステップと、少なくとも前記複数の光学素子の一に形成され、前記光学素子の前記光学系の光軸に対する傾き及び前記光軸方向の位置の基準となる平面フィゾーレンズからの反射光と、前記平面フィゾーレンズが形成された光学素子以外の光学素子に形成された基準平面からの反射光との干渉縞を形成するステップと、前記干渉縞を基に、前記光学素子の前記光学系の光軸に対する傾き及び前記光軸方向の位置を調整するステップとを有することを特徴とする。   An adjustment method according to another aspect of the present invention is an adjustment method of an optical system including a plurality of optical elements, and is formed in at least one of the plurality of optical elements, the step of irradiating the optical system with light. Formed on an optical element other than the optical element on which the planar Fizeau lens is formed and the reflected light from the planar Fizeau lens that serves as a reference for the inclination of the optical element with respect to the optical axis of the optical system and the position in the optical axis direction. Forming interference fringes with reflected light from the reference plane, and adjusting the inclination of the optical element with respect to the optical axis of the optical system and the position in the optical axis direction based on the interference fringes. It is characterized by having.

本発明の更に別の側面としての露光装置は、レチクルのパターンを被処理体に露光する露光装置であって、上述の調整方法を用いて調整された光学系を有することを特徴とする。   An exposure apparatus according to still another aspect of the present invention is an exposure apparatus that exposes a reticle pattern onto an object to be processed, and has an optical system that is adjusted using the adjustment method described above.

本発明の更に別の側面としての露光装置は、レチクルのパターンを被処理体に露光する露光装置であって、光軸に対する傾き及び前記光軸方向の位置の基準となる平面フィゾーレンズが形成された第1の光学素子と、基準平面が形成された第2の光学素子とから構成され、前記パターンを前記被処理体に投影する投影光学系と、前記第1の光学素子及び前記第2の光学素子を駆動する駆動手段と、前記投影光学系の光学特性を、前記平面フィゾーレンズからの反射光と前記基準平面からの反射光との干渉縞として検出するフィゾー干渉計と、前記フィゾー干渉計の検出結果に基づいて、前記駆動手段を制御する制御部とを有することを特徴とする。   An exposure apparatus according to still another aspect of the present invention is an exposure apparatus that exposes a reticle pattern onto an object to be processed, and is formed with a planar Fizeau lens that serves as a reference for the inclination with respect to the optical axis and the position in the optical axis direction. A first optical element and a second optical element having a reference plane formed thereon, a projection optical system for projecting the pattern onto the object to be processed, the first optical element, and the second optical element. Drive means for driving an optical element, a Fizeau interferometer for detecting optical characteristics of the projection optical system as interference fringes between reflected light from the planar Fizeau lens and reflected light from the reference plane, and the Fizeau interferometer And a control unit for controlling the driving means based on the detection result.

本発明の更に別の側面としてのデバイス製造方法は、上述の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、露光された前記被処理体を現像するステップとを有することを特徴とする。   According to still another aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method comprising: exposing a target object using the above-described exposure apparatus; and developing the exposed target object.

本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。   Further objects and other features of the present invention will become apparent from the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.

本発明によれば、光学系を構成する複数の光学素子の傾斜及び光軸方向の位置を装置上で高精度に調整することができる光学系、当該光学系の調整方法、露光装置、並びにデバイス製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optical system which can adjust the inclination of the some optical element which comprises an optical system, and the position of an optical axis direction with high precision on an apparatus, the adjustment method of the said optical system, exposure apparatus, and device A manufacturing method can be provided.

以下、添付図面を参照して、本発明の一側面としての露光装置及び投影光学系について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。ここで、図1は、本発明の露光装置1の構成を示す概略断面図である。   Hereinafter, an exposure apparatus and a projection optical system according to one aspect of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same reference number is attached | subjected about the same member and the overlapping description is abbreviate | omitted. Here, FIG. 1 is a schematic sectional view showing the structure of the exposure apparatus 1 of the present invention.

本発明の露光装置1は、露光用の照明光(露光光)として軟X線領域(波長約5nm乃至15nm)の極端紫外線光(EUV光)ELを用いて、例えば、ステップ・アンド・スキャン方式やステップ・アンド・リピート方式でレチクル20に形成された回路パターンを被処理体40に露光する投影露光装置である。かかる露光装置は、サブミクロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィー工程に好適であり、以下、本実施形態ではステップ・アンド・スキャン方式の露光装置(「スキャナー」とも呼ばれる。)を例に説明する。ここで、「ステップ・アンド・スキャン方式」とは、レチクルに対してウェハを連続的にスキャン(走査)してレチクルパターンをウェハに露光すると共に、1ショットの露光終了後ウェハをステップ移動して、次の露光領域に移動する露光方法である。「ステップ・アンド・リピート方式」は、ウェハの一括露光ごとにウェハをステップ移動して次のショットの露光領域に移動する露光方法である。   The exposure apparatus 1 of the present invention uses extreme ultraviolet light (EUV light) EL in a soft X-ray region (wavelength of about 5 nm to 15 nm) as exposure illumination light (exposure light), for example, a step-and-scan method. Or a projection exposure apparatus that exposes a circuit pattern formed on the reticle 20 to the object 40 by a step-and-repeat method. Such an exposure apparatus is suitable for a lithography process of sub-micron or quarter micron or less, and in the present embodiment, a step-and-scan type exposure apparatus (also referred to as “scanner”) will be described as an example. Here, the “step and scan method” means that the wafer is continuously scanned (scanned) with respect to the reticle to expose the reticle pattern onto the wafer, and the wafer is stepped after completion of one shot of exposure. The exposure method moves to the next exposure area. The “step-and-repeat method” is an exposure method in which the wafer is stepped and moved to the exposure area of the next shot for every batch exposure of the wafer.

露光装置1は、図1に示すように、照明装置10と、レチクル20を載置するレチクルステージ30と、被処理体40を載置するウェハステージ50と、投影光学系100と、フィゾー干渉計ユニット200と、制御部300とを有する。   As shown in FIG. 1, the exposure apparatus 1 includes an illumination apparatus 10, a reticle stage 30 on which the reticle 20 is placed, a wafer stage 50 on which the object to be processed 40 is placed, a projection optical system 100, and a Fizeau interferometer. The unit 200 and the control unit 300 are included.

図1には図示しないが、EUV光は、大気に対する透過率が低く、残留ガス(高分子有機ガスなど)成分との反応によりコンタミを生成してしまうため、少なくとも、EUV光が通る光路(即ち、光学系全体)は真空雰囲気であることが好ましい。   Although not shown in FIG. 1, EUV light has a low transmittance to the atmosphere and generates contamination due to a reaction with a residual gas (polymer organic gas or the like) component. The entire optical system) is preferably in a vacuum atmosphere.

また、露光装置1は、本実施形態では、投影原版としてのレチクル20からの反射光束の主光線を、被処理体40上に実質的に垂直に投影する投影光学系100を使用する。以下の説明においては、投影光学系100から被処理体40へのEUV光ELの主光線の投影方向を投影光学系100の光軸方向と呼ぶと共に、かかる光軸方向をZ軸方向、これに直交する面内で図1の紙面内の左右方向をY軸方向、その紙面に直交する方向をX軸方向とする。   Further, in the present embodiment, the exposure apparatus 1 uses a projection optical system 100 that projects the principal ray of the reflected light beam from the reticle 20 as a projection original plate onto the workpiece 40 substantially vertically. In the following description, the projection direction of the principal ray of the EUV light EL from the projection optical system 100 onto the object 40 is referred to as the optical axis direction of the projection optical system 100, and the optical axis direction is referred to as the Z-axis direction. 1 is defined as the Y-axis direction, and the direction perpendicular to the sheet surface is defined as the X-axis direction.

照明装置10は、投影光学系100の円弧状の視野に対する円弧状のEUV光(例えば、波長13.4nm)によりレチクル20を照明する照明装置であって、EUV光源部12と、照明光学系14とを有する。   The illumination device 10 is an illumination device that illuminates the reticle 20 with arc-shaped EUV light (for example, wavelength 13.4 nm) with respect to the arc-shaped field of the projection optical system 100, and includes an EUV light source unit 12 and an illumination optical system 14. And have.

EUV光源部12は、例えば、レーザープラズマ光源が用いられる。レーザープラズマ光源は、真空容器中のターゲット材に高強度のパルスレーザーを照射し、高温のプラズマを発生させ、これから放射される、例えば、波長13nm程度のEUV光を利用するものである。ターゲット材としては、金属膜、ガスジェット、液滴などが用いられる。放射されるEUV光の平均強度を高くするためにはパルスレーザーの繰り返し周波数は高い方がよく、通常数kHzの繰り返し周波数で運転される。   As the EUV light source unit 12, for example, a laser plasma light source is used. The laser plasma light source irradiates a target material in a vacuum vessel with a high-intensity pulsed laser to generate high-temperature plasma, and uses EUV light having a wavelength of, for example, about 13 nm. As the target material, a metal film, a gas jet, a droplet, or the like is used. In order to increase the average intensity of the emitted EUV light, the repetition frequency of the pulse laser should be high, and it is usually operated at a repetition frequency of several kHz.

照明光学系14は、レチクル20を均一に照明する光学系である。照明光学系14は、例えば、集光ミラーや、オプティカルインテグレーターから構成される。集光ミラーは、レーザープラズマからほぼ等方的に放射されるEUV光を集める役割を果たす。オプティカルインテグレーターは、レチクル20を均一に所定の開口数で照明する役割を持っている。また、照明光学系14は、レチクル20と共役な位置に、レチクル20の照明領域を円弧状に限定するためのアパーチャを設けてもよい。   The illumination optical system 14 is an optical system that uniformly illuminates the reticle 20. The illumination optical system 14 is composed of, for example, a condenser mirror and an optical integrator. The collector mirror serves to collect EUV light emitted approximately isotropically from the laser plasma. The optical integrator has a role of uniformly illuminating the reticle 20 with a predetermined numerical aperture. Further, the illumination optical system 14 may be provided with an aperture for limiting the illumination area of the reticle 20 in an arc shape at a position conjugate with the reticle 20.

レチクル20は、反射型レチクルで、その上には転写されるべき回路パターンが形成され、レチクルステージ30に支持及び駆動される。レチクル20から発せられた回折光は、投影光学系100で反射されて被処理体40上に投影される。レチクル20と被処理体40とは、光学的に共役の関係に配置される。露光装置1は、本実施形態では、スキャナーであるため、レチクル20と被処理体40を走査することによりレチクル20のパターンを被処理体40上に縮小投影する。   The reticle 20 is a reflective reticle, on which a circuit pattern to be transferred is formed, and is supported and driven by the reticle stage 30. The diffracted light emitted from the reticle 20 is reflected by the projection optical system 100 and projected onto the workpiece 40. The reticle 20 and the workpiece 40 are arranged in an optically conjugate relationship. Since the exposure apparatus 1 is a scanner in the present embodiment, the pattern of the reticle 20 is reduced and projected onto the object 40 by scanning the reticle 20 and the object 40.

レチクルステージ30は、例えば、レチクルチャックを介してレチクル20を支持して図示しない移動機構に接続されている。レチクルステージ30は、当業界周知のいかなる構造をも適用することができる。図示しない移動機構は、リニアモーターなどで構成され、少なくともX軸方向にレチクルステージ30を駆動することでレチクル20を移動させることができる。露光装置1は、レチクル20と被処理体40を同期した状態で走査する。   The reticle stage 30 supports the reticle 20 via a reticle chuck, for example, and is connected to a moving mechanism (not shown). The reticle stage 30 can employ any structure known in the art. A moving mechanism (not shown) is configured by a linear motor or the like, and can move the reticle 20 by driving the reticle stage 30 at least in the X-axis direction. The exposure apparatus 1 scans the reticle 20 and the workpiece 40 in a synchronized state.

被処理体40は、本実施形態では、ウェハであるが、液晶基板、その他の被処理体を広く含む。被処理体40には、フォトレジストが塗布されている。   The object to be processed 40 is a wafer in this embodiment, but widely includes a liquid crystal substrate and other objects to be processed. A photoresist is applied to the object to be processed 40.

ウェハステージ50は、ウェハチャックを介して被処理体40を支持する。ウェハステージ50は、例えば、リニアモーターを利用してX軸、Y軸及びZ軸方向に被処理体40を移動する。また、レチクルステージ30の位置とウェハステージ50の位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。   The wafer stage 50 supports the workpiece 40 via a wafer chuck. The wafer stage 50 moves the workpiece 40 in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions using, for example, a linear motor. The position of the reticle stage 30 and the position of the wafer stage 50 are monitored by, for example, a laser interferometer, and both are driven at a constant speed ratio.

投影光学系100は、複数の光学素子から構成され、レチクル20のパターンを被処理体40上に縮小投影する。投影光学系100は、本実施形態では、第1のミラー110、第2のミラー120、第3のミラー130及び第4のミラー140の4枚の反射光学素子で構成されている。少ない枚数のミラーで広い露光領域を実現するには、光軸から一定の距離だけ離れた細い円弧状の領域(リングフィールド)だけを用いて、レチクル20と被処理体40を同時に走査して広い面積を転写する。   The projection optical system 100 is composed of a plurality of optical elements, and reduces and projects the pattern of the reticle 20 onto the object to be processed 40. In the present embodiment, the projection optical system 100 includes four reflective optical elements, ie, a first mirror 110, a second mirror 120, a third mirror 130, and a fourth mirror 140. In order to realize a wide exposure area with a small number of mirrors, the reticle 20 and the object to be processed 40 are simultaneously scanned using only a thin arc-shaped area (ring field) separated from the optical axis by a certain distance. Transfer the area.

第1のミラー110乃至第4のミラー140の反射面(表面)は、設計値に対して露光波長の約1/50乃至1/60以下の精度で加工されている。第1のミラー110乃至第4のミラー140は、低熱膨張ガラス材、セラミックス又は金属で構成され、表面にはEUV光ELを反射するための反射膜が形成されている。かかる反射膜は、光を強め合う作用を奏し、光学定数の異なる2種類の物質を交互に積層した多層膜で構成される。波長20nm以下のEUV光を反射することが可能な多層膜は、例えば、モリブデン(Mo)層とシリコン(Si)層を交互に積層したMo/Si多層膜が考えられ、波長13nmのEUV光に対して70%の反射率を得ることができる。但し、多層膜は、上記した材料に限定されず、これと同様の作用及び効果を有する多層膜を適用することができる。   The reflecting surfaces (surfaces) of the first mirror 110 to the fourth mirror 140 are processed with an accuracy of about 1/50 to 1/60 or less of the exposure wavelength with respect to the design value. The first mirror 110 to the fourth mirror 140 are made of a low thermal expansion glass material, ceramics or metal, and a reflective film for reflecting the EUV light EL is formed on the surface. Such a reflective film has a function of strengthening light and is formed of a multilayer film in which two kinds of substances having different optical constants are alternately stacked. As a multilayer film capable of reflecting EUV light having a wavelength of 20 nm or less, for example, a Mo / Si multilayer film in which molybdenum (Mo) layers and silicon (Si) layers are alternately stacked is considered. On the other hand, a reflectance of 70% can be obtained. However, the multilayer film is not limited to the above-described materials, and a multilayer film having the same operation and effect as this can be applied.

第1のミラー110乃至第4のミラー140は、駆動素子112乃至142を介して投影光学系100に接続されている。駆動素子112乃至142は、例えば、圧電素子(ピエゾ素子)で構成され、第1のミラー110乃至第4のミラー140を駆動する機能を有する。駆動素子112乃至142は、具体的には、第1のミラー110乃至第4のミラー140の光軸に対する傾き及び光軸方向の位置を変更することができる。   The first mirror 110 to the fourth mirror 140 are connected to the projection optical system 100 via drive elements 112 to 142. The drive elements 112 to 142 are composed of, for example, piezoelectric elements (piezo elements) and have a function of driving the first mirror 110 to the fourth mirror 140. Specifically, the drive elements 112 to 142 can change the inclination of the first mirror 110 to the fourth mirror 140 with respect to the optical axis and the position in the optical axis direction.

また、投影光学系100を構成する複数の光学素子のうち、最上端(即ち、最もレチクル側)に配置された光学素子又は最下端(即ち、最も被処理体側)に配置された光学素子は、光軸に対する傾き及び光軸方向の位置の基準となる平面フィゾーレンズ160が形成されている。これにより、後述するように、一方向(即ち、レチクル側又は被処理体側)からフィゾー干渉計による計測を行うことで、投影光学系100の調整が可能となる。   Of the plurality of optical elements constituting the projection optical system 100, the optical element disposed at the uppermost end (that is, the most reticle side) or the optical element disposed at the lowermost end (that is, the most object side) is: A flat Fizeau lens 160 is formed as a reference for the tilt with respect to the optical axis and the position in the optical axis direction. Thus, as will be described later, the projection optical system 100 can be adjusted by performing measurement with a Fizeau interferometer from one direction (that is, the reticle side or the object to be processed).

本実施形態では、第1のミラー110乃至第4のミラー140のうち、最下端に配置された第3のミラー130の有効反射面外(即ち、EUV光ELが照射されない領域)に平面フィゾーレンズ160が形成されている。   In the present embodiment, a planar Fizeau lens outside the effective reflection surface of the third mirror 130 disposed at the lowermost end of the first mirror 110 to the fourth mirror 140 (that is, the region not irradiated with the EUV light EL). 160 is formed.

平面フィゾーレンズ160において、フィゾー面160aと対向する面(裏面)160bは、フィゾー面160aに対して傾斜して形成される。これにより、裏面160bからの反射光が後述するフィゾー干渉ユニット200に戻ることを防止することができる。   In the planar Fizeau lens 160, a surface (back surface) 160b facing the Fizeau surface 160a is formed to be inclined with respect to the Fizeau surface 160a. Thereby, the reflected light from the back surface 160b can be prevented from returning to the Fizeau interference unit 200 described later.

第1のミラー110の反射面110aと対向する面(裏面)110bには、光軸に対して垂直な基準平面114が形成されている。また、第2のミラー120及び第4のミラー140においては、有効反射面外(即ち、EUV光ELが照射されない領域の反射面120a及び140b)に、光軸に垂直な基準平面124及び144がそれぞれ形成されている。   A reference plane 114 perpendicular to the optical axis is formed on the surface (back surface) 110b of the first mirror 110 facing the reflective surface 110a. In the second mirror 120 and the fourth mirror 140, reference planes 124 and 144 perpendicular to the optical axis are provided outside the effective reflection surface (that is, the reflection surfaces 120a and 140b in the region where the EUV light EL is not irradiated). Each is formed.

なお、本実施形態では、平面フィゾーレンズ160を透過した測定光束MLが、第1のミラー110、第2のミラー120及び第4のミラー140の基準平面114、124及び144に到達するように、第1のミラー110及び第2のミラー120には、測定光束MLを通過させるための貫通孔116及び126が形成されている。また、基準平面が重なり合う場合には、その位置をずらして配置する。   In the present embodiment, the measurement light beam ML transmitted through the flat Fizeau lens 160 reaches the reference planes 114, 124, and 144 of the first mirror 110, the second mirror 120, and the fourth mirror 140. The first mirror 110 and the second mirror 120 are formed with through holes 116 and 126 for allowing the measurement light beam ML to pass therethrough. If the reference planes overlap, the positions are shifted.

第1のミラー110の基準平面114については、平面フィゾーレンズ160と基準平面114との間に測定光束MLを遮るものがないため、平面フィゾーレンズ160を透過した測定光束MLがそのまま基準平面114に投射され、基準平面114で反射された光束が干渉計ユニット200に戻る。   As for the reference plane 114 of the first mirror 110, there is nothing to block the measurement light beam ML between the flat Fizeau lens 160 and the reference plane 114, so that the measurement light beam ML transmitted through the flat Fizeau lens 160 is directly applied to the reference plane 114. The light beam projected and reflected by the reference plane 114 returns to the interferometer unit 200.

第2のミラー120の基準平面124については、図2に示すように、第1の光学素子110に貫通孔116が形成されており、測定光束MLは貫通孔116を通過して、第2のミラー120の基準平面124に投射され、基準平面124で反射された光束が干渉計ユニット200に戻る。ここで、図2は、第1のミラー110の基準平面114及び貫通孔116と、第2のミラー120の基準平面124及び貫通孔126との配置の一例を示す概略平面図である。   With respect to the reference plane 124 of the second mirror 120, as shown in FIG. 2, a through hole 116 is formed in the first optical element 110, and the measurement light beam ML passes through the through hole 116, and the second optical element 110 The light beam projected on the reference plane 124 of the mirror 120 and reflected by the reference plane 124 returns to the interferometer unit 200. Here, FIG. 2 is a schematic plan view showing an example of the arrangement of the reference plane 114 and the through hole 116 of the first mirror 110 and the reference plane 124 and the through hole 126 of the second mirror 120.

第4のミラー140の基準平面144については、図3に示すように、測定光束MLが第1のミラー110の貫通孔116を通過し、更に、図4に示すように、第2のミラー120の貫通孔126を通過し、第4のミラー140の基準平面144に投射され、基準平面144で反射された光束が干渉計ユニット200に戻る。ここで、図3は、第1のミラー110の基準平面114及び貫通孔116と、第4のミラー140の基準平面144との配置の一例を示す概略平面図である。図4は、第2のミラー120の基準平面124及び貫通孔126と、第4のミラー140の基準平面144との配置の一例を示す概略平面図である。   With respect to the reference plane 144 of the fourth mirror 140, as shown in FIG. 3, the measurement light beam ML passes through the through-hole 116 of the first mirror 110, and further, as shown in FIG. , The light beam projected onto the reference plane 144 of the fourth mirror 140 and reflected by the reference plane 144 returns to the interferometer unit 200. Here, FIG. 3 is a schematic plan view showing an example of the arrangement of the reference plane 114 and the through hole 116 of the first mirror 110 and the reference plane 144 of the fourth mirror 140. FIG. 4 is a schematic plan view illustrating an example of the arrangement of the reference plane 124 and the through hole 126 of the second mirror 120 and the reference plane 144 of the fourth mirror 140.

フィゾー干渉計ユニット200は、投影光学系100の下部に配置され、投影光学系100の光学特性を、第3のミラー130に形成された平面フィゾーレンズ160からの反射光と第1のミラー110、第2のミラー120及び第4のミラー140に形成された基準平面114、124及び144からの反射光との干渉縞として検出する。   The Fizeau interferometer unit 200 is disposed below the projection optical system 100, and reflects the optical characteristics of the projection optical system 100 by reflecting light from the planar Fizeau lens 160 formed on the third mirror 130 and the first mirror 110. Detection is performed as interference fringes with reflected light from the reference planes 114, 124, and 144 formed on the second mirror 120 and the fourth mirror 140.

フィゾー干渉計ユニット200から射出される測定光束MLは、平面フィゾーレンズ160に入射する。平面フィゾーレンズ160に入射した測定光束MLの一部は参照波面としてフィゾー面160aで反射されフィゾー干渉計ユニット200に戻る。一方、残りの測定光束MLは平面光波として透過し、第1のミラー110、第2のミラー120及び第4のミラー140の基準面114、124及び144で反射され、各々測定波面としてフィゾー干渉計ユニット200に戻る。   The measurement light beam ML emitted from the Fizeau interferometer unit 200 is incident on the planar Fizeau lens 160. A part of the measurement light beam ML incident on the flat Fizeau lens 160 is reflected by the Fizeau surface 160a as a reference wavefront and returns to the Fizeau interferometer unit 200. On the other hand, the remaining measurement light beam ML is transmitted as a plane light wave and reflected by the reference surfaces 114, 124, and 144 of the first mirror 110, the second mirror 120, and the fourth mirror 140, and Fizeau interferometers are used as measurement wavefronts. Return to unit 200.

フィゾー干渉計ユニット200は、図2に示すように、波長変調レーザー光源210と、レンズ220と、ハーフミラー230と、集光レンズ240と、CCDカメラ250とから構成される。なお、波長変調レーザー光源210は、例えば、波長が異なる2つのレーザー光源を選択的に切り換えて、測定光束MLの波長を変化させることができる。これにより、後述するように、投影光学系100を構成する光学素子(本実施形態では、第1のミラー110乃至第4のミラー140)をスキャンする必要がなく、より安定した状態で計測することができる。また、波長が異なる2つのレーザー光源を用いることで、波長が異なるレーザー光による各干渉縞の位相差から縞次数を決定する合成波長法により、平面フィゾーレンズに対する光学素子の位置を検出することが可能となる。ここで、図2は、フィゾー干渉ユニット200の内部の構成を示す概略断面図である。   As shown in FIG. 2, the Fizeau interferometer unit 200 includes a wavelength modulation laser light source 210, a lens 220, a half mirror 230, a condenser lens 240, and a CCD camera 250. Note that the wavelength modulation laser light source 210 can change the wavelength of the measurement light beam ML by selectively switching, for example, two laser light sources having different wavelengths. Thereby, as will be described later, it is not necessary to scan the optical elements constituting the projection optical system 100 (in this embodiment, the first mirror 110 to the fourth mirror 140), and measurement is performed in a more stable state. Can do. In addition, by using two laser light sources having different wavelengths, the position of the optical element relative to the planar Fizeau lens can be detected by a synthetic wavelength method that determines the fringe order from the phase difference of each interference fringe caused by laser beams having different wavelengths. It becomes possible. Here, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an internal configuration of the Fizeau interference unit 200.

制御部300は、図示しないCPU、メモリを有し、露光装置1の動作を制御する。制御部300は、照明装置10、レチクルステージ30(即ち、レチクルステージ30の図示しない移動機構)、ウェハステージ50(即ち、ウェハステージ50の図示しない移動機構)、駆動素子112乃至142、フィゾー干渉計ユニット200と電気的に接続されている。CPUは、MPUなど名前の如何を問わずいかなるプロセッサも含み、各部の動作を制御する。メモリは、ROM及びRAMより構成され、露光装置1を動作するファームウェアを格納する。   The control unit 300 includes a CPU and a memory (not shown) and controls the operation of the exposure apparatus 1. The control unit 300 includes the illumination device 10, the reticle stage 30 (that is, a moving mechanism (not shown) of the reticle stage 30), the wafer stage 50 (that is, a moving mechanism (not shown) of the wafer stage 50), driving elements 112 to 142, and a Fizeau interferometer. The unit 200 is electrically connected. The CPU includes any processor of any name such as MPU and controls the operation of each unit. The memory is composed of ROM and RAM, and stores firmware that operates the exposure apparatus 1.

制御部300は、本実施形態では、フィゾー干渉計ユニット200の検出結果に基づいて、駆動素子112乃至142を制御する。制御部300は、具体的には、駆動素子112乃至142を介して、第1のミラー110乃至第4のミラー140の光軸に対する傾き及び光軸方向の位置を調整する。   In the present embodiment, the control unit 300 controls the drive elements 112 to 142 based on the detection result of the Fizeau interferometer unit 200. Specifically, the control unit 300 adjusts the inclination of the first mirror 110 to the fourth mirror 140 with respect to the optical axis and the position in the optical axis direction via the drive elements 112 to 142.

ここで、制御部300の制御(即ち、投影光学系100の調整方法)について、フィゾー干渉計ユニット200の動作と共に説明する。   Here, the control of the control unit 300 (that is, the adjustment method of the projection optical system 100) will be described together with the operation of the Fizeau interferometer unit 200.

波長変調レーザー光源210から発生するレーザー光は、レンズ220で発散し、ハーフミラー230において反射され、測定光束MLとしてフィゾー干渉計ユニット200から射出される。フィゾー干渉計ユニット200から射出された測定光束MLの一部は、第3のミラー130に形成された平面フィゾーレンズ160により参照波面として反射され、フィゾー干渉計ユニット200に戻る。一方、残りの測定光束MLは、平面フィゾーレンズ160を透過し、投影光学系100を構成する第1のミラー110、第2のミラー120及び第4のミラー140の基準平面114、124及び144に照射及び反射され、測定波面としてそれぞれフィゾー干渉計ユニット200に戻る。フィゾー干渉計ユニット200に戻ってきた参照波面及び測定波面は、ハーフミラー230を透過し、CCDカメラ250の撮像面上で干渉し、干渉縞を形成する。   Laser light generated from the wavelength-modulated laser light source 210 is diverged by the lens 220, reflected by the half mirror 230, and emitted from the Fizeau interferometer unit 200 as a measurement light beam ML. A part of the measurement light beam ML emitted from the Fizeau interferometer unit 200 is reflected as a reference wavefront by the flat Fizeau lens 160 formed on the third mirror 130, and returns to the Fizeau interferometer unit 200. On the other hand, the remaining measurement light beam ML is transmitted through the planar Fizeau lens 160 and is incident on the reference planes 114, 124, and 144 of the first mirror 110, the second mirror 120, and the fourth mirror 140 constituting the projection optical system 100. Irradiated and reflected, each returns to the Fizeau interferometer unit 200 as a measurement wavefront. The reference wavefront and measurement wavefront that have returned to the Fizeau interferometer unit 200 are transmitted through the half mirror 230 and interfere on the imaging surface of the CCD camera 250 to form interference fringes.

次に、波長変調レーザー光源210により波長を変動させ、高精度に干渉縞の位相分布を検出する。かかる位相分布から平面フィゾーレンズ160に対する基準平面114、124及び144の傾きをそれぞれ計測することができる。平面フィゾーレンズ160に対する基準平面114、124及び144の傾き情報を基に、第1のミラー110、第2のミラー120及び第4のミラー140の傾きを駆動素子112、122及び142により微動させることで、平面フィゾーレンズ160に対して基準平面114、124及び144の傾きを調整することが可能となる。換言すれば、第3のミラー130に対して第1のミラー110、第2のミラー120及び第4のミラー140の傾きを調整する。   Next, the wavelength is varied by the wavelength modulation laser light source 210, and the phase distribution of the interference fringes is detected with high accuracy. From the phase distribution, the inclinations of the reference planes 114, 124, and 144 with respect to the planar Fizeau lens 160 can be measured. Based on the tilt information of the reference planes 114, 124, and 144 with respect to the planar Fizeau lens 160, the tilts of the first mirror 110, the second mirror 120, and the fourth mirror 140 are slightly moved by the drive elements 112, 122, and 142. Thus, the inclination of the reference planes 114, 124, and 144 with respect to the planar Fizeau lens 160 can be adjusted. In other words, the tilts of the first mirror 110, the second mirror 120, and the fourth mirror 140 are adjusted with respect to the third mirror 130.

次に、波長変調レーザー光源210により波長を切り換え、同様に、平面フィゾーレンズ160に対する第1のミラー110、第2のミラー120及び第4のミラー140に形成された基準平面114、124及び144の位相をそれぞれ検出する。基準平面114、124及び144について、波長が異なる2つのレーザーによる干渉縞間の位相差を取ることで、合成波長法により平面フィゾーレンズ160に対する基準平面114、124及び144の光軸方向の位置をそれぞれ計測することが可能となる。なお、平面フィゾーレンズ160又は基準平面114、124及び144を光軸方向に走査することでも干渉縞の位相を算出することができる。但し、本実施形態のように、波長変調レーザー光源210により波長を変化させ、調整する光学素子を静止したまま(即ち、安定した状態で)、干渉縞の位相を算出することが好ましい。平面フィゾーレンズ160からの第1のミラー110、第2のミラー120及び第4のミラー140の光軸方向の位置の情報を基に、第1のミラー110、第2のミラー120及び第4のミラー140を駆動素子112、122及び142により光軸方向に微動させることで、平面フィゾーレンズ160を基準として、第1のミラー110、第2のミラー120及び第4のミラー140の光軸方向の位置を調整することができる。   Next, the wavelength is switched by the wavelength modulation laser light source 210. Similarly, the reference planes 114, 124, and 144 formed on the first mirror 110, the second mirror 120, and the fourth mirror 140 with respect to the planar Fizeau lens 160 are changed. Each phase is detected. With respect to the reference planes 114, 124, and 144, the phase difference between the interference fringes by two lasers having different wavelengths is obtained, so that the positions of the reference planes 114, 124, and 144 in the optical axis direction with respect to the plane Fizeau lens 160 are determined by the synthetic wavelength method. Each can be measured. Note that the phase of the interference fringes can also be calculated by scanning the planar Fizeau lens 160 or the reference planes 114, 124, and 144 in the optical axis direction. However, as in this embodiment, it is preferable to calculate the phase of the interference fringes while changing the wavelength by the wavelength modulation laser light source 210 and keeping the optical element to be adjusted stationary (that is, in a stable state). Based on the information of the position of the first mirror 110, the second mirror 120, and the fourth mirror 140 in the optical axis direction from the planar Fizeau lens 160, the first mirror 110, the second mirror 120, and the fourth mirror The mirror 140 is finely moved in the optical axis direction by the drive elements 112, 122, and 142, so that the first mirror 110, the second mirror 120, and the fourth mirror 140 in the optical axis direction are referenced with the planar Fizeau lens 160 as a reference. The position can be adjusted.

以上、説明したように、露光装置1及び投影光学系100によれば、投影光学系100を調整する際に、高精度、且つ、簡単に、第1のミラー110乃至第4のミラー140の光軸に対する傾き及び光軸方向の位置を計測することが可能であり、調整を行うことができる。また、投影光学系100の組み立て時に限らず、装置の搬送及び経時変化などにより、第1のミラー110及び第4のミラー140の光軸に対する傾き及び光軸方向の位置がずれた場合にも、装置上で第1のミラー1110乃至第4のミラー140を所定の位置に戻すことが可能となる。   As described above, according to the exposure apparatus 1 and the projection optical system 100, when adjusting the projection optical system 100, the light from the first mirror 110 to the fourth mirror 140 can be easily and highly accurately. The inclination with respect to the axis and the position in the optical axis direction can be measured, and adjustment can be performed. Also, not only when the projection optical system 100 is assembled, but also when the tilt of the first mirror 110 and the fourth mirror 140 with respect to the optical axis and the position in the optical axis direction are shifted due to the conveyance of the apparatus and changes over time, It is possible to return the first mirror 1110 to the fourth mirror 140 to a predetermined position on the apparatus.

露光において、照明装置10から射出されたEUV光ELは、折り返しミラーRMにて反射され、レチクル20を照明し、投影光学系100によりレチクル20面上のパターンを被処理体40上に結像する。本実施形態において、像面は円弧状(リング状)の像面となり、レチクル20と被処理体40を投影光学系100に対して1次元方向(本実施形態では、Y軸方向)に相対走査することにより、レチクル20の全面を露光する。露光装置1が使用する投影光学系100は、投影光学系100を構成する光学素子の光軸に対する傾き及び光軸方向の位置が高精度に調整されているため、所望の結像性能を発揮して高いスループットで経済性よく従来よりも高品位なデバイス(半導体素子、LCD素子、撮像素子(CCDなど)、薄膜磁気ヘッドなど)を提供することができる。また、経時変化などにより光学素子の光軸に対する傾き及び光軸方向の位置がずれた場合にも、投影光学系100を取り出さずに装置上で調整が可能であるため、スループットの低下を最小限に抑えることができる。   In the exposure, the EUV light EL emitted from the illumination device 10 is reflected by the folding mirror RM, illuminates the reticle 20, and forms a pattern on the surface of the reticle 20 on the workpiece 40 by the projection optical system 100. . In this embodiment, the image plane is an arc-shaped (ring-shaped) image plane, and the reticle 20 and the workpiece 40 are scanned relative to the projection optical system 100 in a one-dimensional direction (Y-axis direction in the present embodiment). By doing so, the entire surface of the reticle 20 is exposed. The projection optical system 100 used by the exposure apparatus 1 exhibits desired imaging performance because the tilt of the optical elements constituting the projection optical system 100 and the position in the optical axis direction are adjusted with high accuracy. In addition, it is possible to provide a high-quality device (semiconductor element, LCD element, imaging element (CCD, etc.), thin film magnetic head, etc.) with high throughput and high economic efficiency. Further, even when the tilt of the optical element with respect to the optical axis and the position in the optical axis direction shift due to changes over time, the adjustment can be performed on the apparatus without taking out the projection optical system 100, so that a decrease in throughput is minimized. Can be suppressed.

次に、図6及び図7を参照して、上述の露光装置1を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明する。図6は、デバイス(ICやLSIなどの半導体チップ、LCD、CCD等)の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ1(回路設計)では、デバイスの回路設計を行う。ステップ2(マスク製作)では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップ3(ウェハ製造)では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ4(ウェハプロセス)は、前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いて本発明のリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ5(組み立て)は、後工程と呼ばれ、ステップ4によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封入)等の工程を含む。ステップ6(検査)では、ステップ5で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷(ステップ7)される。   Next, an embodiment of a device manufacturing method using the above-described exposure apparatus 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a flowchart for explaining how to fabricate devices (ie, semiconductor chips such as IC and LSI, LCDs, CCDs, and the like). Here, the manufacture of a semiconductor chip will be described as an example. In step 1 (circuit design), a device circuit is designed. In step 2 (mask production), a mask on which the designed circuit pattern is formed is produced. In step 3 (wafer manufacture), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by the lithography technique of the present invention using the mask and the wafer. Step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process for forming a semiconductor chip using the wafer created in step 4. The assembly process (dicing, bonding), packaging process (chip encapsulation), and the like are performed. Including. In step 6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device created in step 5 are performed. Through these steps, the semiconductor device is completed and shipped (step 7).

図7は、ステップ4のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ11(酸化)では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ12(CVD)では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ13(電極形成)では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ14(イオン打ち込み)では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ15(レジスト処理)では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ16(露光)では、上述の露光装置1によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。ステップ17(現像)では、露光したウェハを現像する。ステップ18(エッチング)では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ19(レジスト剥離)では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。かかるデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置1を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。   FIG. 7 is a detailed flowchart of the wafer process in Step 4. In step 11 (oxidation), the surface of the wafer is oxidized. In step 12 (CVD), an insulating film is formed on the surface of the wafer. In step 13 (electrode formation), an electrode is formed on the wafer by vapor deposition or the like. Step 14 (ion implantation) implants ions into the wafer. In step 15 (resist process), a photosensitive agent is applied to the wafer. Step 16 (exposure) uses the exposure apparatus 1 to expose a circuit pattern on the mask onto the wafer. In step 17 (development), the exposed wafer is developed. In step 18 (etching), portions other than the developed resist image are removed. In step 19 (resist stripping), the resist that has become unnecessary after the etching is removed. By repeatedly performing these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer. According to this device manufacturing method, it is possible to manufacture a higher quality device than before. Thus, the device manufacturing method using the exposure apparatus 1 and the resulting device also constitute one aspect of the present invention.

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、本発明は、投影光学系に限らず、照明光学系の調整にも適用することができる。また、光学系を構成する光学素子の数も4枚に限定するものではなく、4枚以下であってもよいし、4枚以上であってもよい。   The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist. For example, the present invention can be applied not only to a projection optical system but also to adjustment of an illumination optical system. Further, the number of optical elements constituting the optical system is not limited to four, but may be four or less, or four or more.

本発明の一側面としての露光装置の構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the exposure apparatus as one side surface of this invention. 図1に示す第1のミラーの基準平面及び貫通孔と、第2のミラーの基準平面及び貫通孔との配置の一例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows an example of arrangement | positioning with the reference plane and through-hole of a 1st mirror shown in FIG. 1, and the reference plane and through-hole of a 2nd mirror. 図1に示す第1のミラーの基準平面及び貫通孔と、第4のミラーの基準平面との配置の一例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows an example of arrangement | positioning with the reference plane and through-hole of a 1st mirror shown in FIG. 1, and the reference plane of a 4th mirror. 図1に示す第2のミラーの基準平面及び貫通孔と、第4のミラーの基準平面との配置の一例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows an example of arrangement | positioning with the reference plane and through-hole of a 2nd mirror shown in FIG. 1, and the reference plane of a 4th mirror. 図1に示すフィゾー干渉ユニットの内部の構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure inside the Fizeau interference unit shown in FIG. デバイス(ICやLSIなどの半導体チップ、LCD、CCD等)の製造を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating manufacture of devices (semiconductor chips, such as IC and LSI, LCD, CCD, etc.). 図6に示すステップ4のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。7 is a detailed flowchart of the wafer process in Step 4 shown in FIG. 6.

符号の説明Explanation of symbols

1 露光装置
100 投影光学系
110 第1のミラー
112 駆動素子
114 基準平面
116 貫通孔
120 第2のミラー
122 駆動素子
124 基準平面
126 貫通孔
130 第3のミラー
132 駆動素子
140 第4のミラー
142 駆動素子
144 基準平面
160 平面フィゾーレンズ
160a フィゾー面
160b 裏面
200 フィゾー干渉計ユニット
210 波長変調レーザー光源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exposure apparatus 100 Projection optical system 110 1st mirror 112 Driving element 114 Reference plane 116 Through-hole 120 Second mirror 122 Driving element 124 Reference plane 126 Through-hole 130 Third mirror 132 Driving element 140 Fourth mirror 142 Driving Element 144 Reference plane 160 Plane Fizeau lens 160a Fizeau surface 160b Back surface 200 Fizeau interferometer unit 210 Wavelength modulation laser light source

Claims (12)

複数の光学素子から構成される光学系であって、
前記光学素子を駆動する駆動手段と、
少なくとも前記複数の光学素子の一に形成され、前記光学素子の前記光学系の光軸に対する傾き及び前記光軸方向の位置の基準となる平面フィゾーレンズとを有することを特徴とする光学系。
An optical system composed of a plurality of optical elements,
Driving means for driving the optical element;
An optical system comprising at least one of the plurality of optical elements, and a planar Fizeau lens serving as a reference for the inclination of the optical element with respect to the optical axis of the optical system and the position in the optical axis direction.
前記平面フィゾーレンズは、前記光学系の最上端に配置された前記光学素子又は前記光学系の最下端に配置された前記光学素子に形成されることを特徴とする請求項1記載の光学系。   The optical system according to claim 1, wherein the planar Fizeau lens is formed on the optical element disposed at the uppermost end of the optical system or the optical element disposed at the lowermost end of the optical system. 前記複数の光学素子は、光を通過させる貫通孔を有することを特徴とする請求項1記載の光学系。   The optical system according to claim 1, wherein the plurality of optical elements have through-holes through which light passes. 前記複数の光学素子は、反射光学素子であることを特徴とする請求項1記載の光学系。   The optical system according to claim 1, wherein the plurality of optical elements are reflective optical elements. 複数の光学素子から構成される光学系の調整方法であって、
前記光学系に光を照射するステップと、
少なくとも前記複数の光学素子の一に形成され、前記光学素子の前記光学系の光軸に対する傾き及び前記光軸方向の位置の基準となる平面フィゾーレンズからの反射光と、前記平面フィゾーレンズが形成された光学素子以外の光学素子に形成された基準平面からの反射光との干渉縞を形成するステップと、
前記干渉縞を基に、前記光学素子の前記光学系の光軸に対する傾き及び前記光軸方向の位置を調整するステップとを有することを特徴とする調整方法。
An optical system adjustment method comprising a plurality of optical elements,
Irradiating the optical system with light;
Reflected light from a planar Fizeau lens, which is formed in at least one of the plurality of optical elements and serves as a reference for the inclination of the optical element with respect to the optical axis of the optical system and the position in the optical axis direction, and the planar Fizeau lens is formed Forming interference fringes with reflected light from a reference plane formed on an optical element other than the optical element formed;
Adjusting the inclination of the optical element with respect to the optical axis of the optical system and the position in the optical axis direction based on the interference fringes.
前記照射ステップは、
前記光学系に第1の波長を有する光を照射するステップと、
前記光学系に前記第1の波長と異なる第2の波長を有する光を照射するステップとを有し、
前記第1の波長の光による干渉縞と前記第2の波長の光による干渉縞との位相差を検出するステップを更に有することを特徴とする請求項5記載の調整方法。
The irradiation step includes
Irradiating the optical system with light having a first wavelength;
Irradiating the optical system with light having a second wavelength different from the first wavelength,
6. The adjustment method according to claim 5, further comprising a step of detecting a phase difference between an interference fringe due to the light of the first wavelength and an interference fringe due to the light of the second wavelength.
レチクルのパターンを被処理体に露光する露光装置であって、
請求項5又は6記載の調整方法を用いて調整された光学系を有することを特徴とする露光装置。
An exposure apparatus that exposes a reticle pattern onto an object to be processed,
An exposure apparatus comprising an optical system adjusted using the adjustment method according to claim 5.
レチクルのパターンを被処理体に露光する露光装置であって、
光軸に対する傾き及び前記光軸方向の位置の基準となる平面フィゾーレンズが形成された第1の光学素子と、基準平面が形成された第2の光学素子とから構成され、前記パターンを前記被処理体に投影する投影光学系と、
前記第1の光学素子及び前記第2の光学素子を駆動する駆動手段と、
前記投影光学系の光学特性を、前記平面フィゾーレンズからの反射光と前記基準平面からの反射光との干渉縞として検出するフィゾー干渉計と、
前記フィゾー干渉計の検出結果に基づいて、前記駆動手段を制御する制御部とを有することを特徴とする露光装置。
An exposure apparatus that exposes a reticle pattern onto an object to be processed,
A first optical element on which a flat Fizeau lens serving as a reference for an inclination with respect to the optical axis and a position in the optical axis direction is formed; and a second optical element on which a reference plane is formed, and A projection optical system for projecting onto the processing body;
Driving means for driving the first optical element and the second optical element;
A Fizeau interferometer that detects optical characteristics of the projection optical system as interference fringes between reflected light from the planar Fizeau lens and reflected light from the reference plane;
An exposure apparatus comprising: a control unit that controls the driving unit based on a detection result of the Fizeau interferometer.
前記第1の光学素子は、最も前記レチクル側又は最も前記被処理体側に配置されることを特徴とする請求項8記載の露光装置。   9. The exposure apparatus according to claim 8, wherein the first optical element is disposed closest to the reticle or closest to the object to be processed. 前記フィゾー干渉計は、前記投影光学系に照射する光の波長を変化させることができる波長変調光源を有することを特徴とする請求項8記載の露光装置。   9. The exposure apparatus according to claim 8, wherein the Fizeau interferometer includes a wavelength modulation light source capable of changing a wavelength of light applied to the projection optical system. 前記第2の光学素子は、前記光を通過させる貫通孔を有することを特徴とする請求項10記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 10, wherein the second optical element has a through hole through which the light passes. 請求項7乃至11のうちいずれか一項記載の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、
露光された前記被処理体を現像するステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。
Exposing the object to be processed using the exposure apparatus according to any one of claims 7 to 11,
And developing the exposed object to be processed.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009290603A (en) * 2008-05-29 2009-12-10 Toshiba Corp Format conversion method for digital av content and apparatus using this conversion method
JP2010277050A (en) * 2009-06-01 2010-12-09 Canon Inc Exposure apparatus and method for manufacturing device
JP2016145985A (en) * 2008-07-01 2016-08-12 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー Optical imaging device for determining imaging error

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009290603A (en) * 2008-05-29 2009-12-10 Toshiba Corp Format conversion method for digital av content and apparatus using this conversion method
JP2016145985A (en) * 2008-07-01 2016-08-12 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー Optical imaging device for determining imaging error
JP2010277050A (en) * 2009-06-01 2010-12-09 Canon Inc Exposure apparatus and method for manufacturing device
US8456612B2 (en) 2009-06-01 2013-06-04 Canon Kabushiki Kaisha Exposure apparatus and method of manufacturing device

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