JP2006078553A - Objective optical system, aberration measuring device and exposure apparatus - Google Patents

Objective optical system, aberration measuring device and exposure apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an objective optical system capable of satisfactorily correcting aberration even when the objective optical system is, for example, such a type that a pinhole member is disposed on the position closest to the object side and a large numerical aperture is secured. <P>SOLUTION: The objective optical system is provided with a first optical member (L11:11a) which is disposed on the position closest to the object side and is formed of a prescribed pattern on the surface of the object side. Further, the objective optical system is provided with a first lens group (G1) having the first optical member of positive refractive power, a second lens group (G2) having at least two positive lenses, a third lens group (G3) having at least one positive lens and a fourth lens group (G4) having at least one negative lens in order from the object side. The surface of the image side of the first optical member is formed in a prescribed curved shape. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、対物光学系、収差測定装置、および露光装置に関し、特に露光装置に搭載される投影光学系の波面収差を測定する装置に好適な対物光学系に関するものである。   The present invention relates to an objective optical system, an aberration measuring apparatus, and an exposure apparatus, and more particularly to an objective optical system suitable for an apparatus for measuring wavefront aberration of a projection optical system mounted on the exposure apparatus.

たとえば半導体素子や液晶表示素子などのマイクロデバイスをフォトリソグラフィ工程で製造する際に使用される露光装置に搭載される投影光学系には、高解像度の実現のために、その残存収差が極めて小さいことが要求される。したがって、露光装置の製造に際して、所定の波面測定装置を用いて投影光学系の波面収差の測定を行い、その測定結果に基づいて投影光学系の光学調整を行っている。   For example, a projection optical system mounted on an exposure apparatus used when manufacturing a microdevice such as a semiconductor element or a liquid crystal display element in a photolithography process has a very small residual aberration in order to realize high resolution. Is required. Therefore, when manufacturing the exposure apparatus, the wavefront aberration of the projection optical system is measured using a predetermined wavefront measuring apparatus, and the projection optical system is optically adjusted based on the measurement result.

この場合、この種の波面測定装置に用いられる対物光学系において、最も物体側(投影光学系側)には、物体側の面にピンホールが形成された平行平面板からなるピンホール部材が配置されることが多い(たとえば特許文献1を参照)。
特開2002−169083号公報
In this case, in the objective optical system used in this type of wavefront measuring apparatus, a pinhole member made of a plane parallel plate having a pinhole formed on the object side surface is disposed on the most object side (projection optical system side). (See, for example, Patent Document 1).
JP 2002-169083 A

上述のような従来の対物光学系において、開口数が比較的小さい場合、ピンホール部材の裏面(像側の面)での収差発生量が小さく、後続のレンズ群において収差を十分に補正することができる。しかしながら、たとえば半導体露光装置用の投影光学系においては、投影パターンの微細化により開口数が大きくなる傾向があり、収差測定装置用の対物光学系においても開口数を大きく確保する必要がある。   In the conventional objective optical system as described above, when the numerical aperture is relatively small, the amount of aberration generated on the back surface (image side surface) of the pinhole member is small, and the aberration is sufficiently corrected in the subsequent lens group. Can do. However, for example, in a projection optical system for a semiconductor exposure apparatus, the numerical aperture tends to increase due to the miniaturization of the projection pattern, and it is necessary to ensure a large numerical aperture in the objective optical system for an aberration measuring apparatus.

従来の対物光学系において、例えば開口数0.9またはそれ以上に対応するような大きな入射角の光線を入射させると、ピンホール部材の裏面で発生する収差量が大きくなりすぎて、後続のレンズ群により収差を補正し切れなくなるという不都合があった。実際に、ピンホール部材が石英により形成されている場合、開口数0.65に対応する光線のピンホール部材の裏面での射出角は40度程度であるが、開口数0.95に対応する光線のピンホール部材の裏面での射出角は70度を越えてしまう。   In a conventional objective optical system, for example, if a light beam having a large incident angle corresponding to a numerical aperture of 0.9 or more is incident, the amount of aberration generated on the back surface of the pinhole member becomes too large, and the subsequent lens There was an inconvenience that aberrations could not be completely corrected depending on the group. Actually, when the pinhole member is made of quartz, the emission angle of the light beam corresponding to the numerical aperture 0.65 on the back surface of the pinhole member is about 40 degrees, but corresponds to the numerical aperture 0.95. The exit angle of the light beam on the back surface of the pinhole member exceeds 70 degrees.

また、従来の対物光学系において、大きな開口数に対応する光線に起因してピンホール部材の裏面で大きく発生した収差を後続のレンズ群により無理に補正しようとすると、光学系全体が大型化したり、各レンズのパワーが全体的に大きくなって要求される製造精度および組立精度が厳しくなったりするという不都合があった。   In addition, in a conventional objective optical system, if the subsequent lens group forcibly corrects aberrations that have occurred greatly on the back surface of the pinhole member due to light rays corresponding to a large numerical aperture, the entire optical system becomes large. There has been a disadvantage that the power of each lens is increased as a whole, and the required manufacturing accuracy and assembly accuracy become severe.

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、たとえば最も物体側にピンホール部材が配置されたタイプであって、大きな開口数を確保しているにもかかわらず収差が良好に補正された対物光学系を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems. For example, the pinhole member is disposed on the most object side, and aberrations are corrected well despite a large numerical aperture. An object of the present invention is to provide an objective optical system.

また、大きな開口数を有し且つ収差が良好に補正された対物光学系を用いて、たとえば露光装置用の投影光学系の波面収差を高精度に測定することのできる収差測定装置を提供することを目的とする。   Also provided is an aberration measuring apparatus that can measure, for example, the wavefront aberration of a projection optical system for an exposure apparatus with high accuracy by using an objective optical system that has a large numerical aperture and whose aberration is well corrected. With the goal.

また、投影光学系の波面収差を高精度に測定することのできる収差測定装置を用いて高精度に光学調整された投影光学系を介して、高精度で良好な投影露光を行うことのできる露光装置を提供することを目的とする。   In addition, exposure that can perform good projection exposure with high accuracy through a projection optical system that is optically adjusted with high accuracy using an aberration measuring device that can measure wavefront aberration of the projection optical system with high accuracy An object is to provide an apparatus.

前記課題を解決するために、本発明の第1形態では、最も物体側に配置されて物体側の面に所定のパターンが形成された第1光学部材を備えた対物光学系において、
前記第1光学部材の像側の面は、所定の曲面状に形成されていることを特徴とする対物光学系を提供する。
In order to solve the above problems, in the first embodiment of the present invention, in an objective optical system including a first optical member that is disposed closest to the object side and has a predetermined pattern formed on the object side surface,
An object optical system is provided in which an image side surface of the first optical member is formed in a predetermined curved surface shape.

本発明の第2形態では、結像光学系の波面収差を測定する収差測定装置において、
前記第1光学部材の前記物体側の面が前記結像光学系の像面に位置決めされた第1形態の対物光学系を備え、
前記第1光学部材の前記物体側の面に形成された前記所定のパターンはピンホールであることを特徴とする収差測定装置を提供する。
In the second embodiment of the present invention, in the aberration measuring apparatus for measuring the wavefront aberration of the imaging optical system,
The object side surface of the first optical member includes a first form of objective optical system positioned on the image plane of the imaging optical system,
The aberration measuring apparatus is characterized in that the predetermined pattern formed on the object-side surface of the first optical member is a pinhole.

本発明の第3形態では、マスク上のパターンを、投影光学系を介して感光性基板上に露光する露光装置において、
前記投影光学系の波面収差を測定するための第2形態の収差測定装置を備えていることを特徴とする露光装置を提供する。
In the third embodiment of the present invention, in an exposure apparatus that exposes a pattern on a mask onto a photosensitive substrate via a projection optical system,
An exposure apparatus comprising a second form of aberration measuring apparatus for measuring the wavefront aberration of the projection optical system is provided.

本発明の典型的な態様にしたがう対物光学系では、最も物体側に配置されて物体側の面にピンホールのような所定のパターンが形成された第1光学部材を備え、この第1光学部材の像側の面は屈折面であって、像側に凸面を向けた曲面状に形成されている。この構成により、大きな開口数に対応して大きな入射角で第1光学部材の物体側の面に入射する光線を第1光学部材の像側の面の作用により内側へ屈折させて、後続のレンズ群への光線の入射角を小さく抑え、ひいては後続のレンズ群による収差補正を容易にすることができる。   An objective optical system according to a typical aspect of the present invention includes a first optical member that is disposed closest to the object side and has a predetermined pattern such as a pinhole formed on a surface on the object side. The first optical member The image-side surface is a refracting surface and is formed in a curved surface with a convex surface facing the image side. With this configuration, the light incident on the object-side surface of the first optical member at a large incident angle corresponding to a large numerical aperture is refracted inward by the action of the image-side surface of the first optical member, and the subsequent lens It is possible to suppress the incident angle of the light beam to the group and to easily correct the aberration correction by the subsequent lens group.

すなわち、本発明では、たとえば最も物体側にピンホール部材が配置されたタイプであって、大きな開口数を確保しているにもかかわらず収差が良好に補正された対物光学系を実現することができる。その結果、本発明では、大きな開口数を有し且つ収差が良好に補正された対物光学系を用いて、たとえば露光装置用の投影光学系の波面収差を高精度に測定することのできる収差測定装置を実現することができる。また、本発明の露光装置では、投影光学系の波面収差を高精度に測定することのできる収差測定装置を用いて高精度に光学調整された投影光学系を介して、高精度で良好な投影露光を行うことができ、ひいては高精度で良好なデバイスを製造することができる。   That is, in the present invention, it is possible to realize an objective optical system in which, for example, a pinhole member is arranged on the most object side, and aberrations are well corrected despite a large numerical aperture. it can. As a result, the present invention uses an objective optical system having a large numerical aperture and a well-corrected aberration, for example, aberration measurement capable of measuring the wavefront aberration of a projection optical system for an exposure apparatus with high accuracy. An apparatus can be realized. Further, in the exposure apparatus of the present invention, high-accuracy and good projection can be performed via the projection optical system that is optically adjusted with high accuracy using an aberration measuring apparatus that can measure the wavefront aberration of the projection optical system with high accuracy. Exposure can be performed, and as a result, a favorable device can be manufactured with high accuracy.

本発明の対物光学系は、最も物体側に配置されて物体側の面にピンホールのような所定のパターンが形成された第1光学部材を備えている。そして、第1光学部材の像側の面は、所定の曲面状に形成されている。具体的には、第1光学部材の像側の面は屈折面であり、像側に凸面を向けた曲面状に形成されている。   The objective optical system of the present invention includes a first optical member that is disposed closest to the object side and has a predetermined pattern such as a pinhole formed on the object side surface. The image-side surface of the first optical member is formed in a predetermined curved surface shape. Specifically, the image-side surface of the first optical member is a refracting surface, and is formed in a curved surface with a convex surface facing the image side.

この構成により、大きな開口数に対応して大きな入射角で第1光学部材の物体側の面に入射する光線を第1光学部材の像側の面の作用により内側へ屈折させて、後続のレンズ群への光線の入射角を小さく抑え、ひいては後続のレンズ群による収差補正を容易にすることができる。すなわち、本発明では、たとえば最も物体側にピンホール部材が配置されたタイプであって、大きな開口数を確保しているにもかかわらず収差が良好に補正された対物光学系を実現することができる。   With this configuration, the light incident on the object-side surface of the first optical member at a large incident angle corresponding to a large numerical aperture is refracted inward by the action of the image-side surface of the first optical member, and the subsequent lens It is possible to suppress the incident angle of the light beam to the group and to easily correct the aberration correction by the subsequent lens group. That is, in the present invention, it is possible to realize an objective optical system in which, for example, a pinhole member is arranged on the most object side, and aberrations are well corrected despite a large numerical aperture. it can.

その結果、本発明では、大きな開口数を有し且つ収差が良好に補正された対物光学系を用いて、たとえば露光装置用の投影光学系の波面収差を高精度に測定することのできる収差測定装置を実現することができる。また、本発明の露光装置では、投影光学系の波面収差を高精度に測定することのできる収差測定装置を用いて高精度に光学調整された投影光学系を介して、高精度で良好な投影露光を行うことができる。   As a result, the present invention uses an objective optical system having a large numerical aperture and a well-corrected aberration, for example, aberration measurement capable of measuring the wavefront aberration of a projection optical system for an exposure apparatus with high accuracy. An apparatus can be realized. Further, in the exposure apparatus of the present invention, high-accuracy and good projection can be performed via the projection optical system that is optically adjusted with high accuracy using an aberration measuring apparatus that can measure the wavefront aberration of the projection optical system with high accuracy. Exposure can be performed.

なお、本発明の対物光学系は、物体側から順に、正屈折力の第1光学部材を有する第1レンズ群と、少なくとも2つの正レンズを有する第2レンズ群と、少なくとも1つの正レンズを有する第3レンズ群と、少なくとも1つの負レンズを有する第4レンズ群とを備えていることが好ましい。この場合、第2レンズ群が第1レンズ群からの光線を収斂させることができ、第3レンズ群と第4レンズ群とのパワー比および空気間隔を適宜設定することにより所望の倍率を実現することができる。   The objective optical system of the present invention includes, in order from the object side, a first lens group having a first optical member having a positive refractive power, a second lens group having at least two positive lenses, and at least one positive lens. It is preferable to include a third lens group having a fourth lens group having at least one negative lens. In this case, the second lens group can converge the light beam from the first lens group, and a desired magnification can be realized by appropriately setting the power ratio and the air interval between the third lens group and the fourth lens group. be able to.

また、本発明では、次の条件式(1)を満足することが好ましい。条件式(1)において、aは第1光学部材の像側の面からの光線の最大射出角であり、NAは対物光学系の開口数である。
a/arcsin(NA)<0.95 (1)
In the present invention, it is preferable that the following conditional expression (1) is satisfied. In conditional expression (1), a is the maximum emission angle of the light beam from the image side surface of the first optical member, and NA is the numerical aperture of the objective optical system.
a / arcsin (NA) <0.95 (1)

条件式(1)は、第1レンズ群のパワー(屈折力)について適切な範囲を規定している。条件式(1)の上限値を上回ると、第1光学部材の像側の面で発生する収差発生量が大きい状態で後続のレンズ群に光線が入射することになり、収差補正に不利になるため好ましくない。   Conditional expression (1) defines an appropriate range for the power (refractive power) of the first lens group. If the upper limit of conditional expression (1) is exceeded, light rays will enter the subsequent lens group in a state where the amount of aberration generated on the image-side surface of the first optical member is large, which is disadvantageous for aberration correction. Therefore, it is not preferable.

また、本発明では、対物光学系中の少なくとも2つの光学部材は蛍石により形成されていることが好ましい。一般に、環境温度の変化により屈折率の変化が発生して光学性能の変動(例えばフォーカスずれなど)が起こるが、温度変化による屈折率変化の方向が石英と逆である蛍石を導入することにより、温度変化による光学性能の変動を小さく抑えることができる。ちなみに、石英では温度上昇に伴って屈折率が増大するが、蛍石では温度上昇に伴って屈折率が減少する。   In the present invention, it is preferable that at least two optical members in the objective optical system are made of fluorite. In general, a change in refractive index occurs due to a change in environmental temperature, resulting in a change in optical performance (for example, defocus). By introducing fluorite, the direction of the refractive index change due to the temperature change is opposite to that of quartz. , Fluctuations in optical performance due to temperature changes can be kept small. Incidentally, while the refractive index of quartz increases with increasing temperature, the refractive index of fluorite decreases with increasing temperature.

本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。図1は、本発明の実施形態にかかる収差測定装置を備えた露光装置の構成を概略的に示す図である。また、図2は、本実施形態にかかる収差測定装置の内部構成を概略的に示す図である。なお、図1において、投影光学系PLの光軸AXに平行にZ軸を、光軸AXに垂直な面内において図1の紙面に平行にY軸を、図1の紙面に垂直にX軸をそれぞれ設定している。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a drawing schematically showing a configuration of an exposure apparatus provided with an aberration measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram schematically showing an internal configuration of the aberration measuring apparatus according to the present embodiment. In FIG. 1, the Z axis is parallel to the optical axis AX of the projection optical system PL, the Y axis is parallel to the paper surface of FIG. 1 in the plane perpendicular to the optical axis AX, and the X axis is perpendicular to the paper surface of FIG. Are set respectively.

図1を参照すると、本実施形態の露光装置は、紫外領域の照明光を供給するための光源100として、たとえばArFエキシマレーザ光源やKrFエキシマレーザ光源を備えている。光源100から射出された光は、照明光学系ILを介して、所定のパターンが形成されたレチクル(マスク)Rを重畳的に照明する。なお、光源100として例えばArFエキシマレーザ光源を用いる場合、光源100と照明光学系ILとの間の光路はケーシング(不図示)で密封されており、光源100から照明光学系IL中の最もレチクル側の光学部材までの空間は、露光光の吸収率が低い気体であるヘリウムガスや窒素などの不活性ガスで置換されているか、あるいはほぼ真空状態に保持されている。   Referring to FIG. 1, the exposure apparatus of this embodiment includes, for example, an ArF excimer laser light source or a KrF excimer laser light source as a light source 100 for supplying illumination light in the ultraviolet region. The light emitted from the light source 100 illuminates the reticle (mask) R on which a predetermined pattern is formed in a superimposed manner via the illumination optical system IL. When an ArF excimer laser light source is used as the light source 100, for example, the optical path between the light source 100 and the illumination optical system IL is sealed with a casing (not shown), and the most reticle side in the illumination optical system IL from the light source 100 is sealed. The space to the optical member is replaced with an inert gas such as helium gas or nitrogen, which is a gas having a low exposure light absorption rate, or is maintained in a substantially vacuum state.

レチクルRは、レチクルホルダRHを介して、レチクルステージRS上においてXY平面に平行に保持されている。レチクルRには転写すべきパターンが形成されており、矩形状のパターン領域が照明される。レチクルステージRSは、図示を省略した駆動系の作用により、レチクル面(すなわちXY平面)に沿って二次元的に移動可能であり、その位置座標はレチクル移動鏡RMを用いた干渉計RIFによって計測され且つ位置制御されるように構成されている。レチクルRに形成されたパターンからの光は、投影光学系PLを介して、感光性基板であるウェハW上にレチクルパターン像を形成する。   The reticle R is held parallel to the XY plane on the reticle stage RS via the reticle holder RH. A pattern to be transferred is formed on the reticle R, and a rectangular pattern region is illuminated. Reticle stage RS can be moved two-dimensionally along the reticle plane (ie, XY plane) by the action of a drive system (not shown), and its position coordinates are measured by interferometer RIF using reticle moving mirror RM. And the position is controlled. Light from the pattern formed on the reticle R forms a reticle pattern image on the wafer W, which is a photosensitive substrate, via the projection optical system PL.

ウェハWは、ウェハホルダテーブルWTを介して、ウェハステージWS上においてXY平面に平行に保持されている。そして、レチクルR上での矩形状の照明領域に光学的に対応するように、ウェハW上では矩形状の静止露光領域(実効露光領域)にパターン像が形成される。ウェハステージWSは、図示を省略した駆動系の作用によりウェハ面(すなわちXY平面)に沿って二次元的に移動可能であり、その位置座標はウェハ移動鏡WMを用いた干渉計WIFによって計測され且つ位置制御されるように構成されている。   The wafer W is held parallel to the XY plane on the wafer stage WS via the wafer holder table WT. Then, a pattern image is formed in the rectangular still exposure region (effective exposure region) on the wafer W so as to optically correspond to the rectangular illumination region on the reticle R. The wafer stage WS can be moved two-dimensionally along the wafer surface (that is, the XY plane) by the action of a drive system (not shown), and its position coordinates are measured by an interferometer WIF using a wafer moving mirror WM. In addition, the position is controlled.

光源100として例えばArFエキシマレーザ光源を用いる場合、投影光学系PLの内部が気密状態を保つように構成され、投影光学系PLの内部の気体はヘリウムガスや窒素などの不活性ガスで置換されているか、あるいはほぼ真空状態に保持されている。さらに、照明光学系ILと投影光学系PLとの間の狭い光路には、レチクルRおよびレチクルステージRSなどが配置されているが、レチクルRおよびレチクルステージRSなどを密封包囲するケーシング(不図示)の内部に窒素やヘリウムガスなどの不活性ガスが充填されているか、あるいはほぼ真空状態に保持されている。   For example, when an ArF excimer laser light source is used as the light source 100, the inside of the projection optical system PL is configured to be kept airtight, and the gas inside the projection optical system PL is replaced with an inert gas such as helium gas or nitrogen. Or kept in a vacuum. Further, a reticle R and a reticle stage RS are arranged in a narrow optical path between the illumination optical system IL and the projection optical system PL, but a casing (not shown) that hermetically surrounds the reticle R and the reticle stage RS. Is filled with an inert gas such as nitrogen or helium gas, or is kept in a vacuum state.

こうして、駆動系および干渉計(RIF,WIF)などを用いて、投影光学系PLの光軸AXと直交する平面(XY平面)内においてウェハWを二次元的に駆動制御しながら一括露光を行うことにより、いわゆるステップ・アンド・リピート方式にしたがって、ウェハWのショット領域にはレチクルRのパターンが逐次露光される。あるいは、投影光学系PLの光軸AXと直交する平面(XY平面)内においてレチクルRおよびウェハWを投影光学系PLに対して相対移動させながら、いわゆるステップ・アンド・スキャン方式にしたがって、ウェハWの各露光領域にレチクルRのパターンをスキャン露光する。   In this way, collective exposure is performed using a drive system and an interferometer (RIF, WIF) or the like while two-dimensionally driving and controlling the wafer W in a plane (XY plane) orthogonal to the optical axis AX of the projection optical system PL. Thus, the pattern of the reticle R is sequentially exposed on the shot area of the wafer W in accordance with the so-called step-and-repeat method. Alternatively, the wafer W is moved according to a so-called step-and-scan method while moving the reticle R and the wafer W relative to the projection optical system PL in a plane (XY plane) orthogonal to the optical axis AX of the projection optical system PL. The reticle R pattern is scanned and exposed in each of the exposure regions.

本実施形態の露光装置は、結像光学系としての投影光学系PLの波面収差を測定するための収差測定装置10(図1では不図示)を備えている。図2を参照すると、本実施形態の収差測定装置10では、被検光学系である投影光学系PLの波面収差の測定に際して、レチクルステージRS上に収差測定用のテストマスクTMが設置される。テストマスクTMには、収差測定用の円形状の開口部TMaが二次元的に(たとえばX方向およびY方向に沿ってマトリックス状に)複数個形成されている。   The exposure apparatus of this embodiment includes an aberration measuring apparatus 10 (not shown in FIG. 1) for measuring the wavefront aberration of the projection optical system PL as an imaging optical system. Referring to FIG. 2, in the aberration measuring apparatus 10 of the present embodiment, when measuring the wavefront aberration of the projection optical system PL that is a test optical system, a test mask TM for measuring aberration is installed on the reticle stage RS. In the test mask TM, a plurality of circular openings TMa for measuring aberration are two-dimensionally formed (for example, in a matrix along the X and Y directions).

また、本実施形態の収差測定装置10は、ウェハステージWS上においてウェハWの露光面とほぼ同じ高さ位置(Z方向位置)に取り付けられたピンホール部材11aと後続レンズ群11bとからなる対物光学系11を備えている。すなわち、ピンホール部材11aの物体側(投影光学系PL側)の光学面は、投影光学系PLの像面に位置決めされ、その光学面の中央部にはピンホール11aaが形成されている。なお、ピンホール11aaは、投影光学系PLを介して形成されるテストマスクTMの開口部TMaの像よりも大きく設定されている。   In addition, the aberration measuring apparatus 10 of the present embodiment has an objective composed of a pinhole member 11a and a subsequent lens group 11b mounted on the wafer stage WS at substantially the same height position (Z-direction position) as the exposure surface of the wafer W. An optical system 11 is provided. That is, the object side (projection optical system PL side) optical surface of the pinhole member 11a is positioned on the image plane of the projection optical system PL, and a pinhole 11aa is formed at the center of the optical surface. The pinhole 11aa is set larger than the image of the opening TMa of the test mask TM formed through the projection optical system PL.

ここで、露光光として波長が193.3nmのArFエキシマレーザ光を用いる場合、対物光学系11として後述する第1実施例の対物光学系が用いられる。また、露光光として波長が248.3nmのKrFエキシマレーザ光を用いる場合、対物光学系11として後述する第2実施例の対物光学系が用いられる。収差測定装置10では、テストマスクTMの1つの開口部TMa、投影光学系PL、ピンホール部材11aのピンホール11aaを通過した光が、対物光学系11およびアフォーカルリレーレンズ(不図示)を介して、マイクロフライアイレンズ(マイクロレンズアレイ)12に入射する。   Here, when ArF excimer laser light having a wavelength of 193.3 nm is used as the exposure light, the objective optical system of the first embodiment described later is used as the objective optical system 11. In addition, when KrF excimer laser light having a wavelength of 248.3 nm is used as exposure light, the objective optical system of the second embodiment described later is used as the objective optical system 11. In the aberration measuring apparatus 10, light that has passed through one opening TMa of the test mask TM, the projection optical system PL, and the pinhole 11aa of the pinhole member 11a passes through the objective optical system 11 and an afocal relay lens (not shown). Then, the light enters the micro fly's eye lens (micro lens array) 12.

マイクロフライアイレンズ12は、その入射面が対物光学系11の射出瞳の位置またはその近傍に位置するように配置されている。マイクロフライアイレンズ12は、たとえば正方形状の断面を有し且つ正屈折力を有する多数の微小レンズ12aを縦横に且つ稠密に配列して構成された光学素子である。マイクロフライアイレンズ12は、例えば平行平面ガラス板にエッチング処理を施して微小レンズ群を形成することによって構成され、波面分割素子として機能する。   The micro fly's eye lens 12 is arranged such that its incident surface is located at or near the position of the exit pupil of the objective optical system 11. The micro fly's eye lens 12 is an optical element configured by, for example, a large number of microlenses 12a having a square cross section and having positive refractive power arranged vertically and horizontally and densely. The micro fly's eye lens 12 is configured, for example, by performing etching processing on a parallel flat glass plate to form a micro lens group, and functions as a wavefront dividing element.

したがって、マイクロフライアイレンズ12に入射した光束は、多数の微小レンズ12aにより二次元的に分割され、各微小レンズ12aの後側焦点面の近傍にはそれぞれ1つの開口部TMaの像が形成される。換言すると、マイクロフライアイレンズ12の後側焦点面の近傍には、開口部TMaの像が多数形成される。こうして形成された多数の開口部TMaの像は、二次元撮像素子としてのCCD13によって検出される。CCD13の出力は、信号処理ユニット14に供給される。   Therefore, the light beam incident on the micro fly's eye lens 12 is two-dimensionally divided by a large number of microlenses 12a, and an image of one opening TMa is formed in the vicinity of the rear focal plane of each microlens 12a. The In other words, many images of the opening TMa are formed in the vicinity of the rear focal plane of the micro fly's eye lens 12. The images of the numerous openings TMa formed in this way are detected by the CCD 13 as a two-dimensional image sensor. The output of the CCD 13 is supplied to the signal processing unit 14.

本実施形態の収差測定装置10では、CCD13から信号処理ユニット14へ供給された多数の開口部TMaの像に関する情報に基づいて、ピンホール11aaの位置に関する投影光学系PLの波面収差を測定することができる。なお、対物光学系11を除く収差測定装置10の詳細な構成および作用については、たとえば特開2002−169083号公報を参照することができる。以下、本実施形態にかかる対物光学系11の構成および作用について説明する。   In the aberration measuring apparatus 10 of the present embodiment, the wavefront aberration of the projection optical system PL related to the position of the pinhole 11aa is measured based on the information related to the images of the many openings TMa supplied from the CCD 13 to the signal processing unit 14. Can do. Note that the detailed configuration and operation of the aberration measuring apparatus 10 excluding the objective optical system 11 can be referred to, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-169083. Hereinafter, the configuration and operation of the objective optical system 11 according to the present embodiment will be described.

本実施形態の各実施例において、対物光学系は、物体側から順に、正屈折力の第1光学部材としてのピンホール部材11aを有する第1レンズ群G1と、少なくとも2つの正レンズを有する第2レンズ群G2と、少なくとも1つの正レンズを有する第3レンズ群G3と、少なくとも1つの負レンズを有する第4レンズ群G4とにより構成されている。また、各実施例の対物光学系は無限遠設計されているので、対物光学系の像側に70mmの空気間隔を隔てて結像レンズ(第2対物レンズ)を配置し、対物光学系と結像レンズとの組合せにより有限光学系を形成して対物光学系の性能評価を行っている。   In each example of the present embodiment, the objective optical system includes, in order from the object side, a first lens group G1 having a pinhole member 11a as a first optical member having a positive refractive power and at least two positive lenses. The second lens group G2 includes a third lens group G3 having at least one positive lens, and a fourth lens group G4 having at least one negative lens. In addition, since the objective optical system of each embodiment is designed at infinity, an imaging lens (second objective lens) is arranged at an air interval of 70 mm on the image side of the objective optical system, and is connected to the objective optical system. A finite optical system is formed in combination with an image lens to evaluate the performance of the objective optical system.

[第1実施例]
図3は、本実施形態の第1実施例にかかる対物光学系のレンズ構成を概略的に示す図である。第1実施例では、193.3nmの波長の光に対して用いられる対物光学系に本発明を適用している。図3を参照すると、第1実施例の対物光学系において、第1レンズ群G1は、物体側に平面を向けた平凸レンズL11(すなわちピンホール部材11a)により構成されている。第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた4つの正メニスカスレンズL21〜L24により構成されている。
[First embodiment]
FIG. 3 is a diagram schematically showing a lens configuration of the objective optical system according to the first example of the present embodiment. In the first embodiment, the present invention is applied to an objective optical system used for light having a wavelength of 193.3 nm. Referring to FIG. 3, in the objective optical system of the first example, the first lens group G1 is composed of a plano-convex lens L11 (that is, a pinhole member 11a) having a plane facing the object side. The second lens group G2 is composed of four positive meniscus lenses L21 to L24 having a concave surface directed toward the object side in order from the object side.

第3レンズ群G3は、物体側から順に、両凸レンズL31と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL32とにより構成されている。第4レンズ群G4は、両凹レンズL41により構成されている。第1実施例では、第2レンズ群G2中の正メニスカスレンズL22およびL24並びに第3レンズ群G3中の両凸レンズL31が蛍石により形成され、その他のレンズは石英により形成されている。ここで、使用波長(λ=193.3nm)に対する石英の屈折率は1.5603260であり、蛍石の屈折率は1.5014550である。   The third lens group G3 includes, in order from the object side, a biconvex lens L31 and a positive meniscus lens L32 having a convex surface directed toward the object side. The fourth lens group G4 includes a biconcave lens L41. In the first example, the positive meniscus lenses L22 and L24 in the second lens group G2 and the biconvex lens L31 in the third lens group G3 are made of fluorite, and the other lenses are made of quartz. Here, the refractive index of quartz with respect to the wavelength used (λ = 193.3 nm) is 1.5603260, and the refractive index of fluorite is 1.5014550.

次の表(1)に、第1実施例にかかる対物光学系の諸元の値を掲げる。表(1)において、NAは対物光学系の開口数を、Omは最大物体高をそれぞれ表している。さらに、面番号は物体側からの各面の順序を、rは各面の曲率半径(mm)を、dは各面の間隔(mm)を、nは使用波長(λ=193.3nm)に対する屈折率をそれぞれ示している。   The following table (1) lists the values of the specifications of the objective optical system according to the first example. In Table (1), NA represents the numerical aperture of the objective optical system, and Om represents the maximum object height. Furthermore, the surface number is the order of each surface from the object side, r is the radius of curvature (mm) of each surface, d is the spacing (mm) between the surfaces, and n is the wavelength used (λ = 193.3 nm). Refractive indexes are shown respectively.

(表1)
(主要諸元)
NA=0.96
Om=0.015mm

(光学部材諸元)
面番号 r d n 光学部材
1 ∞ 4.00000 1.5603260 (L11:11a)
2 -70.03100 0.46016
3 -18.64990 4.00000 1.5603260 (L21)
4 -9.14100 0.30000
5 -21.04500 4.20000 1.5014550 (L22)
6 -10.21210 0.30000
7 -26.40900 4.30000 1.5603260 (L23)
8 -14.29050 0.30000
9 -45.29600 4.50000 1.5014550 (L24)
10 -20.22020 0.30000
11 470.51400 4.50000 1.5014550 (L31)
12 -38.13500 4.50000
13 27.60700 4.20000 1.5603260 (L32)
14 629.60000 10.00000
15 -19.41000 3.00000 1.5603260 (L41)
16 32.36900 70.00000

(条件式対応値)
a=64.9度
(1)a/arcsin(NA)=0.927
(Table 1)
(Main specifications)
NA = 0.96
Om = 0.015mm

(Optical member specifications)
Surface number r dn optical member
1 ∞ 4.00000 1.5603260 (L11: 11a)
2 -70.03100 0.46016
3 -18.64990 4.00000 1.5603260 (L21)
4 -9.14100 0.30000
5 -21.04500 4.20000 1.5014550 (L22)
6 -10.21210 0.30000
7 -26.40900 4.30000 1.5603260 (L23)
8 -14.29050 0.30000
9 -45.29600 4.50000 1.5014550 (L24)
10 -20.22020 0.30000
11 470.51400 4.50000 1.5014550 (L31)
12 -38.13500 4.50000
13 27.60700 4.20000 1.5603260 (L32)
14 629.60000 10.00000
15 -19.41000 3.00000 1.5603260 (L41)
16 32.36900 70.00000

(Values for conditional expressions)
a = 64.9 degrees (1) a / arcsin (NA) = 0.927

図4は、第1実施例における横収差を示す図である。図4の収差図から明らかなように、第1実施例では、波長が193.3nmのArFエキシマレーザ光を用いて大きな開口数(NA=0.96)を確保しているにもかかわらず、収差が良好に補正されていることがわかる。   FIG. 4 is a diagram showing transverse aberration in the first example. As is apparent from the aberration diagram of FIG. 4, in the first example, although a large numerical aperture (NA = 0.96) is secured using ArF excimer laser light having a wavelength of 193.3 nm, It can be seen that the aberration is corrected well.

[第2実施例]
図5は、本実施形態の第2実施例にかかる対物光学系のレンズ構成を概略的に示す図である。第2実施例では、248.3nmの波長の光に対して用いられる対物光学系に本発明を適用している。図5を参照すると、第2実施例の対物光学系において、第1レンズ群G1は、物体側に平面を向けた平凸レンズL11(すなわちピンホール部材11a)により構成されている。第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた4つの正メニスカスレンズL21〜L24により構成されている。
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a diagram schematically showing a lens configuration of the objective optical system according to the second example of the present embodiment. In the second embodiment, the present invention is applied to an objective optical system used for light having a wavelength of 248.3 nm. Referring to FIG. 5, in the objective optical system of the second example, the first lens group G1 is composed of a plano-convex lens L11 (that is, a pinhole member 11a) having a plane facing the object side. The second lens group G2 is composed of four positive meniscus lenses L21 to L24 having a concave surface directed toward the object side in order from the object side.

第3レンズ群G3は、物体側から順に、両凸レンズL31と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL32とにより構成されている。第4レンズ群G4は、両凹レンズL41により構成されている。第2実施例では、第2レンズ群G2中の正メニスカスレンズL22および第3レンズ群G3中の両凸レンズL31が蛍石により形成され、その他のレンズは石英により形成されている。ここで、使用波長(λ=248.3nm)に対する石英の屈折率は1.5083897であり、蛍石の屈折率は1.4678825である。   The third lens group G3 includes, in order from the object side, a biconvex lens L31 and a positive meniscus lens L32 having a convex surface directed toward the object side. The fourth lens group G4 includes a biconcave lens L41. In the second example, the positive meniscus lens L22 in the second lens group G2 and the biconvex lens L31 in the third lens group G3 are made of fluorite, and the other lenses are made of quartz. Here, the refractive index of quartz for the used wavelength (λ = 248.3 nm) is 1.5083897, and the refractive index of fluorite is 1.46778825.

次の表(2)に、第2実施例にかかる対物光学系の諸元の値を掲げる。表(2)において、NAは対物光学系の開口数を、Omは最大物体高をそれぞれ表している。さらに、面番号は物体側からの各面の順序を、rは各面の曲率半径(mm)を、dは各面の間隔(mm)を、nは使用波長(λ=248.3nm)に対する屈折率をそれぞれ示している。   The following table (2) lists the values of the specifications of the objective optical system according to the second example. In Table (2), NA represents the numerical aperture of the objective optical system, and Om represents the maximum object height. Further, the surface number is the order of each surface from the object side, r is the radius of curvature (mm) of each surface, d is the space (mm) between the surfaces, and n is the wavelength used (λ = 248.3 nm). Refractive indexes are shown respectively.

(表2)
(主要諸元)
NA=0.93
Om=0.015mm

(光学部材諸元)
面番号 r d n 光学部材
1 ∞ 4.00000 1.5083897 (L11:11a)
2 -70.03100 0.46065
3 -21.95100 4.00000 1.5083897 (L21)
4 -7.92000 0.30000
5 -19.95050 4.10000 1.4678825 (L22)
6 -9.60010 0.30000
7 -29.16100 4.20000 1.5083897 (L23)
8 -15.14960 0.30000
9 -37.07500 4.50000 1.5083897 (L24)
10 -20.04840 0.30000
11 250.25500 4.60000 1.4678825 (L31)
12 -30.78500 0.50000
13 29.37700 4.20000 1.5083897 (L32)
14 231.72800 12.00000
15 -17.43550 3.00000 1.5083897 (L41)
16 38.18800 70.00000

(条件式対応値)
a=61.3度
(1)a/arcsin(NA)=0.943
(Table 2)
(Main specifications)
NA = 0.93
Om = 0.015mm

(Optical member specifications)
Surface number r dn optical member
1 ∞ 4.00000 1.5083897 (L11: 11a)
2 -70.03100 0.46065
3 -21.95100 4.00000 1.5083897 (L21)
4 -7.92000 0.30000
5 -19.95050 4.10000 1.4678825 (L22)
6 -9.60010 0.30000
7 -29.16100 4.20000 1.5083897 (L23)
8 -15.14960 0.30000
9 -37.07500 4.50000 1.5083897 (L24)
10 -20.04840 0.30000
11 250.25500 4.60000 1.4678825 (L31)
12 -30.78500 0.50000
13 29.37700 4.20000 1.5083897 (L32)
14 231.72800 12.00000
15 -17.43550 3.00000 1.5083897 (L41)
16 38.18800 70.00000

(Values for conditional expressions)
a = 61.3 degrees (1) a / arcsin (NA) = 0.943

図6は、第2実施例における横収差を示す図である。図6の収差図から明らかなように、第2実施例では、波長が248.3nmのKrFエキシマレーザ光を用いて大きな開口数(NA=0.93)を確保しているにもかかわらず、収差が良好に補正されていることがわかる。   FIG. 6 is a diagram showing transverse aberration in the second example. As is apparent from the aberration diagram of FIG. 6, in the second example, although a large numerical aperture (NA = 0.93) is secured using KrF excimer laser light with a wavelength of 248.3 nm, It can be seen that the aberration is corrected well.

なお、図示を省略したが、各実施例における結像レンズは、物体側(対物光学系11側)から順に、両凸レンズL51と両凹レンズL52との貼り合わせレンズと、両凸レンズL53と両凹レンズL54との貼り合わせレンズと、平行平面板P1とにより構成されている。次の表(3)に、各実施例における結像レンズの諸元の値を掲げる。表(3)において、面番号は物体側からの各面の順序を、rは各面の曲率半径(mm)を、dは各面の間隔(mm)を、nはd線(λ=587.6nm)に対する屈折率をそれぞれ示している。   Although not shown in the drawings, the imaging lens in each example includes a cemented lens of a biconvex lens L51 and a biconcave lens L52, a biconvex lens L53, and a biconcave lens L54 in order from the object side (objective optical system 11 side). And a plane parallel plate P1. The following table (3) lists the values of the specifications of the imaging lens in each example. In Table (3), the surface number is the order of each surface from the object side, r is the radius of curvature (mm) of each surface, d is the spacing (mm) between the surfaces, and n is the d line (λ = 587). .6 nm).

(表3)
面番号 r d n 光学部材
1 75.04300 5.10000 1.6228010 (L51)
2 -75.04300 2.00000 1.7495010 (L52)
3 1600.58000 7.50000
4 50.25600 5.10000 1.6675510 (L53)
5 -84.54100 1.80000 1.6126580 (L54)
6 36.91100 5.50000
7 ∞ 30.00000 1.5688290 (P1)
8 ∞
(Table 3)
Surface number r dn optical member
1 75.04300 5.10000 1.6228010 (L51)
2 -75.04300 2.00000 1.7495010 (L52)
3 1600.58000 7.50000
4 50.25600 5.10000 1.6675510 (L53)
5 -84.54100 1.80000 1.6126580 (L54)
6 36.91100 5.50000
7 ∞ 30.00000 1.5688290 (P1)
8 ∞

なお、上述の実施形態では、最も物体側に配置されて物体側の面にピンホールが形成された第1光学部材(ピンホール部材)を備えた対物光学系に本発明を適用しているが、これに限定されることなく、一般に所定のパターンが物体側の面に形成された第1光学部材を備えた対物光学系に本発明を適用することができる。具体的には、たとえば特開2003−114381号公報に開示された観察装置用の対物光学系のように、物体側の面に指標が形成された第1光学部材を備えた対物光学系に本発明を適用することもできる。   In the above-described embodiment, the present invention is applied to an objective optical system including a first optical member (pinhole member) that is disposed closest to the object side and has a pinhole formed on the object side surface. Without being limited thereto, in general, the present invention can be applied to an objective optical system including a first optical member in which a predetermined pattern is formed on a surface on the object side. Specifically, for example, an objective optical system including a first optical member having an index formed on a surface on the object side, such as an objective optical system for an observation apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-114381. The invention can also be applied.

また、上述の第1実施例において、蛍石から形成されるレンズL22,L24およびL31では、蛍石の固有複屈折による影響を補正するために、たとえば特開2003−50439号公報およびそれに対応する米国特許公開第2003/0025894号公報、国際特許公開WO03/007046号公報およびそれに対応する米国特許公開第2003/0011896号公報、国際特許公開WO03/001271号公報およびそれに対応する米国特許公開第2003/0011893号公報、国際特許公開WO03/003429号公報およびそれに対応する米国特許公開第2003/0058421号公報、または国際特許公開WO03/007045号公報およびそれに対応する米国特許公開第2003/0053036号公報に開示される技術にしたがって、蛍石の結晶軸方位の関係が位置決めされることが好ましい。   In the first embodiment described above, in the lenses L22, L24 and L31 formed from fluorite, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-50439 and corresponding thereto are used to correct the influence due to the intrinsic birefringence of fluorite. US Patent Publication No. 2003/0025894, International Patent Publication No. WO 03/007046 and corresponding US Patent Publication No. 2003/0011896, International Patent Publication No. WO 03/001271 and corresponding US Patent Publication No. 2003 / No. 0011893, International Patent Publication No. WO 03/003429 and the corresponding US Patent Publication No. 2003/0058421, or International Patent Publication No. WO 03/007045 and the corresponding US Patent Publication No. 2003/0053036. According to the technique shown, the relationship of crystal axis orientation of the fluorite are preferably positioned.

上述の実施形態の露光装置では、照明装置によってレチクル(マスク)を照明し(照明工程)、投影光学系を用いてマスクに形成された転写用のパターンを感光性基板に露光する(露光工程)ことにより、マイクロデバイス(半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等)を製造することができる。以下、本実施形態の露光装置を用いて感光性基板としてのウェハ等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図7のフローチャートを参照して説明する。   In the exposure apparatus of the above-described embodiment, the reticle (mask) is illuminated by the illumination device (illumination process), and the transfer pattern formed on the mask is exposed to the photosensitive substrate using the projection optical system (exposure process). Thus, a micro device (semiconductor element, imaging element, liquid crystal display element, thin film magnetic head, etc.) can be manufactured. Hereinafter, referring to the flowchart of FIG. 7 for an example of a method for obtaining a semiconductor device as a micro device by forming a predetermined circuit pattern on a wafer or the like as a photosensitive substrate using the exposure apparatus of the present embodiment. I will explain.

先ず、図7のステップ301において、1ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。次のステップ302において、その1ロットのウェハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップ303において、本実施形態の露光装置を用いて、マスク上のパターンの像がその投影光学系を介して、その1ロットのウェハ上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップ304において、その1ロットのウェハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップ305において、その1ロットのウェハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウェハ上の各ショット領域に形成される。   First, in step 301 of FIG. 7, a metal film is deposited on one lot of wafers. In the next step 302, a photoresist is applied on the metal film on the one lot of wafers. Thereafter, in step 303, using the exposure apparatus of the present embodiment, the image of the pattern on the mask is sequentially exposed and transferred to each shot area on the wafer of one lot via the projection optical system. Thereafter, in step 304, the photoresist on the one lot of wafers is developed, and in step 305, the resist pattern is etched on the one lot of wafers to form a pattern on the mask. Corresponding circuit patterns are 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。上述の半導体デバイス製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスをスループット良く得ることができる。なお、ステップ301〜ステップ305では、ウェ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、ウェ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。   Thereafter, a device pattern such as a semiconductor element is manufactured by forming a circuit pattern of an upper layer. According to the semiconductor device manufacturing method described above, a semiconductor device having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput. In steps 301 to 305, a metal is deposited on the wafer, a resist is applied on the metal film, and exposure, development, and etching processes are performed. Prior to these processes, on the wafer. It is needless to say that after forming a silicon oxide film, a resist may be applied on the silicon oxide film, and steps such as exposure, development, and etching may be performed.

また、本実施形態の露光装置では、プレート(ガラス基板)上に所定のパターン(回路パターン、電極パターン等)を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図8のフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。図8において、パターン形成工程401では、本実施形態の露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板(レジストが塗布されたガラス基板等)に転写露光する、所謂光リソグラフィ工程が実行される。この光リソグラフィー工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルター形成工程402へ移行する。   In the exposure apparatus of this embodiment, a liquid crystal display element as a micro device can be obtained by forming a predetermined pattern (circuit pattern, electrode pattern, etc.) on a plate (glass substrate). Hereinafter, an example of the technique at this time will be described with reference to the flowchart of FIG. In FIG. 8, in the pattern formation process 401, a so-called photolithography process is performed in which the exposure pattern of the present embodiment is used to transfer and expose the mask pattern onto a photosensitive substrate (such as a glass substrate coated with a resist). By this photolithography process, a predetermined pattern including a large number of electrodes and the like is formed on the photosensitive substrate. Thereafter, the exposed substrate undergoes steps such as a developing step, an etching step, and a resist stripping step, whereby a predetermined pattern is formed on the substrate, and the process proceeds to the next color filter forming step 402.

次に、カラーフィルター形成工程402では、R(Red)、G(Green)、B(Blue)に対応した3つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、またはR、G、Bの3本のストライプのフィルターの組を複数水平走査線方向に配列されたりしたカラーフィルターを形成する。そして、カラーフィルター形成工程402の後に、セル組み立て工程403が実行される。セル組み立て工程403では、パターン形成工程401にて得られた所定パターンを有する基板、およびカラーフィルター形成工程402にて得られたカラーフィルター等を用いて液晶パネル(液晶セル)を組み立てる。   Next, in the color filter forming step 402, a large number of sets of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix or three of R, G, and B A color filter is formed by arranging a plurality of stripe filter sets in the horizontal scanning line direction. Then, after the color filter forming step 402, a cell assembly step 403 is executed. In the cell assembly step 403, a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step 401, the color filter obtained in the color filter formation step 402, and the like.

セル組み立て工程403では、例えば、パターン形成工程401にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルター形成工程402にて得られたカラーフィルターとの間に液晶を注入して、液晶パネル(液晶セル)を製造する。その後、モジュール組み立て工程404にて、組み立てられた液晶パネル(液晶セル)の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する液晶表示素子をスループット良く得ることができる。   In the cell assembly step 403, for example, liquid crystal is injected between the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step 401 and the color filter obtained in the color filter formation step 402, and a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is obtained. ). Thereafter, in a module assembling step 404, components such as an electric circuit and a backlight for performing a display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell) are attached to complete a liquid crystal display element. According to the above-described method for manufacturing a liquid crystal display element, a liquid crystal display element having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput.

なお、上述の実施形態では、ArFエキシマレーザ光源やKrFエキシマレーザ光源を用いているが、これに限定されることなく、他の適当な光源を用いることもできる。また、上述の実施形態では、投影光学系の波面収差を測定する収差測定装置用の対物光学系に本発明を適用しているが、これに限定されることなく、最も物体側に配置されて物体側の面に所定のパターンが形成された第1光学部材を備える他の一般的な対物光学系、たとえば照明光学系および投影光学系の瞳透過率分布を計測する計測装置の対物光学系や、照明光学系および投影光学系の偏光分布を計測する計測装置の対物光学系などに対して本発明を適用することができる。   In the above-described embodiment, an ArF excimer laser light source or a KrF excimer laser light source is used. However, the present invention is not limited to this, and other appropriate light sources can also be used. In the above-described embodiment, the present invention is applied to the objective optical system for an aberration measuring apparatus that measures the wavefront aberration of the projection optical system. However, the present invention is not limited to this, and the object optical system is arranged on the most object side. Another general objective optical system including a first optical member in which a predetermined pattern is formed on the object side surface, for example, an objective optical system of a measuring device that measures pupil transmittance distribution of an illumination optical system and a projection optical system, The present invention can be applied to the objective optical system of a measuring apparatus that measures the polarization distribution of the illumination optical system and the projection optical system.

また、上述の実施形態の収差測定装置10は、ウェハステージWSに取り付け可能に構成されていても良いし、ウェハステージとは別の計測ステージに設けられていても良い。また、上述の実施形態では、投影光学系PLと基板としてのウェハWとの間に気体を満たした乾燥型の露光装置用の収差測定装置であったが、投影光学系PLとウェハW(基板)との間に液体を満たした液浸型の露光装置にも適用できる。   Further, the aberration measuring apparatus 10 of the above-described embodiment may be configured to be attachable to the wafer stage WS, or may be provided on a measurement stage different from the wafer stage. Further, in the above-described embodiment, the aberration measurement apparatus for the dry type exposure apparatus in which the gas is filled between the projection optical system PL and the wafer W as the substrate. However, the projection optical system PL and the wafer W (substrate) are used. It can also be applied to an immersion type exposure apparatus in which a liquid is filled in between.

液浸型の露光装置では、投影光学系の基板側開口数が1を超える場合があるが、本実施形態の対物光学系を備えた収差測定装置では、所定パターンを有する第1光学部材の像側の面が像側に凸面を向けた形状に形成されているため、開口数が1を超える光束の全てを取り込むことができる。   In the immersion type exposure apparatus, the numerical aperture on the substrate side of the projection optical system may exceed 1. However, in the aberration measuring apparatus including the objective optical system according to the present embodiment, the image of the first optical member having a predetermined pattern. Since the side surface is formed in a shape with the convex surface facing the image side, it is possible to capture all of the light beams having a numerical aperture exceeding 1.

なお、液浸型の露光装置としては、投影光学系PLと基板Pとの間に局所的に液体を満たす液浸露光装置や、露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる液浸露光装置や、ステージ上に所定深さの液体槽を形成しその中に基板を保持する液浸露光装置にも本発明を適用可能である。   As the immersion type exposure apparatus, an immersion exposure apparatus that locally fills the liquid between the projection optical system PL and the substrate P, or a stage that holds the substrate to be exposed is moved in the liquid tank. The present invention can also be applied to an immersion exposure apparatus or an immersion exposure apparatus in which a liquid tank having a predetermined depth is formed on a stage and a substrate is held therein.

本発明の実施形態にかかる収差測定装置を備えた露光装置の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the structure of the exposure apparatus provided with the aberration measuring device concerning embodiment of this invention. 本実施形態にかかる収差測定装置の内部構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the internal structure of the aberration measuring device concerning this embodiment. 本実施形態の第1実施例にかかる対物光学系のレンズ構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the lens structure of the objective optical system concerning the 1st Example of this embodiment. 第1実施例における横収差を示す図である。It is a figure which shows the lateral aberration in 1st Example. 本実施形態の第2実施例にかかる対物光学系のレンズ構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the lens structure of the objective optical system concerning the 2nd Example of this embodiment. 第2実施例における横収差を示す図である。It is a figure which shows the lateral aberration in 2nd Example. マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法のフローチャートである。It is a flowchart of the method at the time of obtaining the semiconductor device as a microdevice. マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得る際の手法のフローチャートである。It is a flowchart of the method at the time of obtaining the liquid crystal display element as a microdevice.

符号の説明Explanation of symbols

100 光源
IL 照明光学系
R レチクル
RS レチクルステージ
PL 投影光学系
W ウェハ
WS ウェハステージ
TM テストマスク
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
G4 第4レンズ群
10 収差測定装置
11 対物光学系
11a ピンホール部材(第1光学部材)
12 マイクロフライアイレンズ
13 CCD
14 信号処理ユニット
100 light source IL illumination optical system R reticle RS reticle stage PL projection optical system W wafer WS wafer stage TM test mask G1 first lens group G2 second lens group G3 third lens group G4 fourth lens group 10 aberration measuring apparatus 11 objective optical System 11a Pinhole member (first optical member)
12 Micro fly's eye lens 13 CCD
14 Signal processing unit

Claims (8)

最も物体側に配置されて物体側の面に所定のパターンが形成された第1光学部材を備えた対物光学系において、
前記第1光学部材の像側の面は、所定の曲面状に形成されていることを特徴とする対物光学系。
In the objective optical system including the first optical member that is disposed closest to the object side and has a predetermined pattern formed on the object side surface,
The image-side surface of the first optical member is formed in a predetermined curved surface shape.
前記第1光学部材の像側の面は、像側に凸面を向けた曲面状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の対物光学系。 2. The objective optical system according to claim 1, wherein the image-side surface of the first optical member is formed in a curved shape with a convex surface facing the image side. 前記第1光学部材の像側の面は屈折面であることを特徴とする請求項2に記載の対物光学系。 The objective optical system according to claim 2, wherein the image-side surface of the first optical member is a refractive surface. 物体側から順に、正屈折力の前記第1光学部材を有する第1レンズ群と、少なくとも2つの正レンズを有する第2レンズ群と、少なくとも1つの正レンズを有する第3レンズ群と、少なくとも1つの負レンズを有する第4レンズ群とを備えていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の対物光学系。 In order from the object side, a first lens group having the first optical member having positive refractive power, a second lens group having at least two positive lenses, a third lens group having at least one positive lens, and at least one The objective optical system according to any one of claims 1 to 3, further comprising a fourth lens group having two negative lenses. 前記第1光学部材の像側の面からの光線の最大射出角をaとし、前記対物光学系の開口数をNAとするとき、
a/arcsin(NA)<0.95
の条件を満足することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の対物光学系。
When the maximum emission angle of the light beam from the image side surface of the first optical member is a and the numerical aperture of the objective optical system is NA,
a / arcsin (NA) <0.95
The objective optical system according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.
前記対物光学系中の少なくとも2つの光学部材は蛍石により形成されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の対物光学系。 6. The objective optical system according to claim 1, wherein at least two optical members in the objective optical system are formed of fluorite. 結像光学系の波面収差を測定する収差測定装置において、
前記第1光学部材の前記物体側の面が前記結像光学系の像面に位置決めされた請求項1乃至6のいずれか1項に記載の対物光学系を備え、
前記第1光学部材の前記物体側の面に形成された前記所定のパターンはピンホールであることを特徴とする収差測定装置。
In an aberration measuring apparatus for measuring the wavefront aberration of an imaging optical system,
The objective optical system according to any one of claims 1 to 6, wherein a surface on the object side of the first optical member is positioned on an image plane of the imaging optical system.
The aberration measuring apparatus, wherein the predetermined pattern formed on the object-side surface of the first optical member is a pinhole.
マスク上のパターンを、投影光学系を介して感光性基板上に露光する露光装置において、
前記投影光学系の波面収差を測定するための請求項7に記載の収差測定装置を備えていることを特徴とする露光装置。
In an exposure apparatus that exposes a pattern on a mask onto a photosensitive substrate via a projection optical system,
An exposure apparatus comprising the aberration measuring apparatus according to claim 7 for measuring wavefront aberration of the projection optical system.
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