JP2009041956A - Pupil transmittance distribution measuring apparatus and method, projection exposure apparatus, and device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被検光学系の光学性能を計測するための光学性能計測技術に関し、例えば半導体集積回路、液晶表示素子、又は薄膜磁気ヘッド等の各種デバイスを製造するためのリソグラフィ工程でマスクパターンを基板上に転写するために使用される投影露光装置の投影光学系等の結像光学系の瞳透過率分布等を計測する際に使用して好適なものである。 The present invention relates to an optical performance measurement technique for measuring the optical performance of a test optical system. For example, a mask pattern is formed in a lithography process for manufacturing various devices such as a semiconductor integrated circuit, a liquid crystal display element, or a thin film magnetic head. It is suitable for use in measuring pupil transmittance distribution of an imaging optical system such as a projection optical system of a projection exposure apparatus used for transferring onto a substrate.
例えば半導体集積回路を製造するためのリソグラフィ工程中で、マスクとしてのレチクル(又はフォトマスク等)のパターンを感光基板(感応物体)としてのレジストが塗布されたウエハW(又はガラスプレート等)の各ショット領域に転写するために、照明光学系と投影光学系とを備えたステッパー型又はスキャニングステッパー型等の投影露光装置が使用されている。微細パターンをウエハW上に高精度に転写するためには、投影光学系において例えば瞳透過率分布などの光学性能が所定の条件を満たすことが要求される。そのためには、まず投影光学系の光学性能を正確に計測(評価)する必要があり、従来より様々な計測装置が使用されている。 For example, in a lithography process for manufacturing a semiconductor integrated circuit, each pattern of a wafer (or a glass plate or the like) on which a resist (or a sensitive object) is applied as a pattern of a reticle (or a photomask or the like) as a mask is applied. In order to transfer to a shot area, a projection exposure apparatus such as a stepper type or a scanning stepper type provided with an illumination optical system and a projection optical system is used. In order to transfer the fine pattern onto the wafer W with high accuracy, it is required that the optical performance such as pupil transmittance distribution satisfies a predetermined condition in the projection optical system. For this purpose, it is first necessary to accurately measure (evaluate) the optical performance of the projection optical system, and various measuring apparatuses have been used.
例えば、投影露光装置における投影光学系の射出瞳面での瞳輝度分布を計測するために、投影光学系を通過した照明光をピンホール板及び集光光学系を介して2次元光センサで受光し、その2次元光センサの検出信号を処理してその投影光学系の射出瞳面での瞳輝度分布を計測する計測装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1の計測装置では、投影露光装置における照明光学系及び投影光学系を合成した光学系の瞳輝度分布を計測しており、投影光学系単体での瞳透過率分布の計測は不可能であった。
However, in the measurement apparatus of
そこで、本発明は、投影光学系等の結像光学系の射出瞳での瞳透過率分布を計測することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to measure the pupil transmittance distribution at the exit pupil of an imaging optical system such as a projection optical system.
上述の目的を達成するために、本発明の第1の態様にかかる瞳透過率分布計測装置は、第1面と第2面とを光学的に共役な関係にする結像光学系の射出瞳と共役な面内における透過率分布を計測する瞳透過率分布計測装置であって、
前記第1面を介して前記結像光学系に向かう第1の光を供給する光供給部と;
前記第1面に配置可能に設けられて、前記第1の光の放射照度を計測する第1照度計と;
前記第2面に配置可能に設けられて、前記結像光学系を介した前記光供給部からの第2の光の放射照度を計測する第2照度計と;
を備え、
前記光供給部は、前記結像光学系が取り込むことができる光束の角度範囲のうちの一部の角度範囲に設定された前記第1の光を供給し、且つ前記第2の光を、前記第1の光の前記角度範囲に対応する角度範囲に設定することを特徴とする。
In order to achieve the above-described object, the pupil transmittance distribution measuring apparatus according to the first aspect of the present invention is an exit pupil of an imaging optical system in which the first surface and the second surface are in an optically conjugate relationship. A pupil transmittance distribution measuring device that measures the transmittance distribution in a plane conjugate with
A light supply unit for supplying first light directed to the imaging optical system via the first surface;
A first illuminometer provided so as to be arranged on the first surface and measuring the irradiance of the first light;
A second illuminometer provided so as to be arranged on the second surface and measuring the irradiance of the second light from the light supply unit via the imaging optical system;
With
The light supply unit supplies the first light set in a part of an angular range of a light flux that can be captured by the imaging optical system, and the second light is An angle range corresponding to the angle range of the first light is set.
また、上述の目的を達成するために、本発明の第2の態様にかかる瞳透過率分布計測方法は、第1面と第2面とを光学的に共役な関係にする結像光学系の射出瞳と共役な面内における透過率分布を計測する瞳透過率分布計測方法であって、
前記第1面を介して前記結像光学系に向かう第1の光の放射照度を計測する第1計測工程と;
前記結像光学系を介して前記第2面側に射出される第2の光の放射照度を計測する第2計測工程と;
を備え、
前記第1の光は、前記結像光学系が取り込むことができる光束の角度範囲のうちの一部の角度範囲であり、
前記第2の光は、前記第1の光の前記角度範囲に対応する角度範囲であることを特徴とする。
In order to achieve the above-described object, a pupil transmittance distribution measuring method according to the second aspect of the present invention is an imaging optical system that optically conjugates a first surface and a second surface. A pupil transmittance distribution measuring method for measuring a transmittance distribution in a plane conjugate with an exit pupil,
A first measurement step of measuring the irradiance of the first light traveling toward the imaging optical system via the first surface;
A second measuring step of measuring the irradiance of the second light emitted to the second surface side through the imaging optical system;
With
The first light is a part of an angular range of a luminous flux that can be captured by the imaging optical system,
The second light is an angle range corresponding to the angle range of the first light.
また、本発明の第3の態様にかかる投影露光装置は、所定のパターンを感光性基板に投影露光する投影露光装置であって、
光源からの光を前記所定のパターンへ照明する照明光学系と;
前記所定のパターンの像を形成する投影光学系と;
該投影光学系の瞳透過率分布を計測するための第1の態様にかかる瞳透過率分布計測装置と;
を備え、
前記光供給ユニットの一部は、前記照明光学系内に設けられることを特徴とする。
A projection exposure apparatus according to a third aspect of the present invention is a projection exposure apparatus that projects and exposes a predetermined pattern onto a photosensitive substrate.
An illumination optical system for illuminating the predetermined pattern with light from a light source;
A projection optical system for forming an image of the predetermined pattern;
A pupil transmittance distribution measuring apparatus according to the first aspect for measuring the pupil transmittance distribution of the projection optical system;
With
A part of the light supply unit is provided in the illumination optical system.
また、本発明の第4の態様にかかる投影露光装置は、所定のパターンを感光性基板に投影露光する投影露光装置において、
光源からの光を前記所定のパターンへ照明する照明光学系と;
前記所定のパターンの像を形成する投影光学系と;
を備え、
前記投影光学系は、第2の態様にかかる瞳透過率分布計測方法によって計測されていることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a projection exposure apparatus for projecting and exposing a predetermined pattern on a photosensitive substrate.
An illumination optical system for illuminating the predetermined pattern with light from a light source;
A projection optical system for forming an image of the predetermined pattern;
With
The projection optical system is measured by the pupil transmittance distribution measuring method according to the second aspect.
また、本発明の第5の態様にかかるデバイス製造方法は、上記の露光装置を用いて前記感光性基板上に前記パターンを転写する露光工程と、前記パターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記パターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に生成する現像工程と、前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する加工工程と、を含むことを特徴とする。 A device manufacturing method according to a fifth aspect of the present invention includes an exposure step of transferring the pattern onto the photosensitive substrate using the exposure apparatus, and developing the photosensitive substrate to which the pattern has been transferred. And a development step for generating a mask layer having a shape corresponding to the pattern on the surface of the photosensitive substrate, and a processing step for processing the surface of the photosensitive substrate through the mask layer. To do.
また、本発明の第6の態様にかかるデバイス製造方法は、投影光学系を備える露光装置を用いて感光性基板上にパターンを転写する露光工程と、前記パターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記パターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に生成する現像工程と、前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する加工工程と、前記投影光学系の瞳透過率分布を第2の態様にかかる計測方法に従って計測する工程と、を備えることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method comprising: an exposure step of transferring a pattern onto a photosensitive substrate using an exposure apparatus having a projection optical system; and the photosensitive substrate to which the pattern is transferred. A development step for developing and generating a mask layer having a shape corresponding to the pattern on the surface of the photosensitive substrate; a processing step for processing the surface of the photosensitive substrate through the mask layer; and And measuring the pupil transmittance distribution according to the measurement method according to the second aspect.
また、本発明の第7の態様にかかる投影光学系の調整方法は、所定のパターンを感光性基板に投影する投影光学系の調整方法であって、第2の態様にかかる瞳透過率分布計測方法を用いて前記投影光学系の瞳透過率分布を計測する工程と、計測された瞳透過率分布に基づいて、前記投影光学系の瞳透過率分布を補正する工程とを備えることを特徴とする。 A projection optical system adjustment method according to a seventh aspect of the present invention is a projection optical system adjustment method for projecting a predetermined pattern onto a photosensitive substrate, and the pupil transmittance distribution measurement according to the second aspect. Measuring the pupil transmittance distribution of the projection optical system using a method, and correcting the pupil transmittance distribution of the projection optical system based on the measured pupil transmittance distribution. To do.
本発明では、所定の角度範囲に制限された光束の第1面での放射照度と、当該光束の第2面での放射照度とを除算することによって、結像光学系の射出瞳内において上記光束が通過する範囲での透過率を算出することができる。すなわち、結像光学系の瞳透過率分布に対応する結像光学系の射出瞳を分割した各区画ごとの透過率を求めることができる。 In the present invention, by dividing the irradiance on the first surface of the light beam limited to a predetermined angle range and the irradiance on the second surface of the light beam, the above-mentioned in the exit pupil of the imaging optical system. The transmittance in the range through which the light beam passes can be calculated. That is, it is possible to obtain the transmittance of each section obtained by dividing the exit pupil of the imaging optical system corresponding to the pupil transmittance distribution of the imaging optical system.
以下、図面を参照して、本発明にかかる実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一符号を付して示している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. Moreover, in description of drawing, the same code | symbol is attached | subjected and shown to the same part.
図1は、本発明の第1の実施の形態を概略的に示す図である。第1の実施の形態は、投影露光装置に装着されている被検光学系としての投影光学系(結像光学系)の瞳透過率分布を計測する場合に本発明を適用したものである。その瞳透過率分布の計測は、例えば投影露光装置のメンテナンス時等に行われる。ここで、図1(a)は照度計7を投影光学系POの物体面である第1面10に配置した状態を示し、図1(b)は投影光学系POの像面である第2面20に照度計8を配置し且つ照度計7を光路から外した状態を示す図である。
FIG. 1 schematically shows a first embodiment of the present invention. In the first embodiment, the present invention is applied when measuring the pupil transmittance distribution of a projection optical system (imaging optical system) as a test optical system mounted on a projection exposure apparatus. The pupil transmittance distribution is measured, for example, during maintenance of the projection exposure apparatus. Here, FIG. 1A shows a state in which the illuminance meter 7 is disposed on the
なお、以下の説明においては、各図中に示したXYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。XYZ直交座標系は、X軸及びY軸がウエハW面又はレチクル面に対して平行となるよう設定され、Z軸がウエハW面又はレチクル面に対して直交する方向に設定されている。図中のXYZ座標系は、実際にはXY平面が水平面に平行な面に設定され、Z軸が鉛直上方向に設定される。 In the following description, the XYZ orthogonal coordinate system shown in each drawing is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system. The XYZ orthogonal coordinate system is set such that the X axis and the Y axis are parallel to the wafer W surface or the reticle surface, and the Z axis is set to a direction orthogonal to the wafer W surface or the reticle surface. In the XYZ coordinate system in the figure, the XY plane is actually set to a plane parallel to the horizontal plane, and the Z-axis is set vertically upward.
図1は、第1の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示し、この図1において、露光ビームとしての露光光(照明光)を供給するための露光光源1として、例えばArFエキシマレーザ光源(波長193nm)が使用されている。なお、露光光源1としては、KrF エキシマレーザ光源(波長247nm)、F2 レーザ光源( 波長157nm)、Kr2 レーザ光源(波長146nm)などの紫外パルスレーザ光源、YAGレーザや固体レーザ(半導体レーザなど)の高調波発生光源、紫外固体光源(紫外半導体レーザや紫外LEDなど)、又は水銀ランプ(i線等)なども使用することができる。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a projection exposure apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, as an
露光光源1から射出されたほぼ平行光束よりなる露光光ILは、例えば回折光学素子を有する光束断面形状変換素子2を介してズームレンズ3に入射する。光束断面形状変換素子2を構成する回折光学素子は、ガラス基板に露光光(照明光)の波長程度のピッチを有する段差を形成することによって構成され、入射ビームを所望の角度に回折する作用を有する。第1の実施の形態において光束断面形状変換素子2(回折光学素子)は、矩形状の断面を有する平行光束が入射した場合に、そのファーフィールド(またはフラウンホーファー回折領域)に円形状の光強度分布を形成する機能を有する。
The exposure light IL composed of a substantially parallel light beam emitted from the exposure
第1の実施の形態では、ズームレンズ3の前側焦点が光束断面形状変換素子2の位置としているため、光束断面形状変換素子2からの光束によって、ズームレンズ3の後側焦点面に円形状の光強度分布、即ち円形状の断面を有する光束が形成される。
In the first embodiment, since the front focal point of the zoom lens 3 is the position of the light beam cross-sectional
ズームレンズ3の後側焦点面の近傍には、フライアイレンズ4の入射面が位置決めされている。なお、フライアイレンズ4は入射光束に基づいて多数光源を形成するオプティカルインテグレータとして機能する。このようなフライアイレンズ4としては、例えば特開2004-56103号公報及びこれに対応する米国特許第6,913,373号を参照することができる。フライアイレンズ4に入射した光束は二次元的に分割され、フライアイレンズ4の後側焦点面にはフライアイレンズ4への入射光束によって形成される照野と同じ円形状に分布した多数光源(二次光源)からなる面光源が形成される。 In the vicinity of the rear focal plane of the zoom lens 3, the incident surface of the fly-eye lens 4 is positioned. The fly-eye lens 4 functions as an optical integrator that forms a large number of light sources based on the incident light flux. As such a fly-eye lens 4, reference can be made, for example, to JP-A-2004-56103 and US Pat. No. 6,913,373 corresponding thereto. The light beam incident on the fly-eye lens 4 is two-dimensionally divided, and multiple light sources distributed in the same circular shape as the illumination field formed by the light beam incident on the fly-eye lens 4 on the rear focal plane of the fly-eye lens 4 A surface light source composed of (secondary light source) is formed.
図1の状態では、フライアイレンズ4の後側焦点面に、計測用の開口絞り5が配置されており、開口絞り5を通過した露光光ILは、コンデンサ光学系6を介して、マスクとしてのレチクルの転写用のパターンが形成された下面(レチクル面)が位置すべき第1面10の照明領域をほぼ均一な照度分布で照明する。
In the state of FIG. 1, a
図1(a)に示すように、第1面10に照度計7が配置されている場合には、照度計7は開口絞り5によって制限された光の放射照度を計測する。ここで、光束断面形状変換素子2、ズームレンズ3、フライアイレンズ4、開口絞り5及びコンデンサ光学系6は、露光光源1からの光を第1面10に供給する光供給部と見なすことができる。
As shown in FIG. 1A, when the illuminance meter 7 is disposed on the
また、図1(b)に示すように、第1面10から照度計7が外されている場合(照度計7が光路から外されている場合)には、開口絞り5を通過した露光光ILは、コンデンサ光学系6及び第1面10を介して、投影光学系POを通過し、レジストが塗布された基板(感光基板)としてのウエハWが位置すべき第2面20の照明領域をほぼ均一な照度分布で照明する。ここで、第1面10と第2面20とは、投影光学系POに関して互いに光学的に共役な関係であり、第1面10に転写用のパターンが配置される場合には、第2面20にはそのパターンの像が形成される。そのため、第1面10を投影光学系POの物体面、第2面20を投影光学系POの像面を呼ぶことができる。
Further, as shown in FIG. 1B, when the illuminance meter 7 is removed from the first surface 10 (when the illuminance meter 7 is removed from the optical path), the exposure light that has passed through the
図2に照度計7の概略構成を示す。なお、照度計8の構成についても照度計7の構成と同様であるため、ここでは説明を省略する。照度計7は、所定の大きさ(例えば直径数mm)の開口部7aを有し、遮光性材料で形成された基板7bと、この開口部7aを通過した光を受光して、入射するエネルギ量に応じた光電変換信号を出力する受光素子とを備える。そして、この照度計7は、例えばレチクルと同形状・同サイズとすることができ、図示なきレチクル搬送機構によって、投影露光装置本体のレチクルステージRSに載置可能である。
FIG. 2 shows a schematic configuration of the illuminometer 7. Note that the configuration of the
また、照度計8は、例えばウエハWと同形状・同サイズとすることができ、図示なきウエハW搬送機構によって、投影露光装置本体のウエハWステージWSに載置可能である。
The
なお、照度計7,8においては、角度特性を良好にするために(受光素子に入射する光の受光素子面に対する角度に応じた感度を一定に近づけるために)、受光素子表面または受光素子の入射側に隣接した光透過部材表面を拡散面とする表面処理を行っても良い。
In addition, in the
従って、第1面10での放射照度を計測する場合には、不図示のレチクル搬送機構を用いて、照度計7をレチクルステージRS上に載置する。また、第2面20での放射照度を計測する場合には、上記レチクル搬送機構を用いて照度計7をレチクルステージRSから搬出し、且つ不図示のウエハW搬送機構を用いて照度計8をウエハWステージWS上に載置する。
Therefore, when measuring the irradiance on the
第1の実施の形態においては、まず、第1面10に配置された照度計7を用いて開口絞り5を介した光の放射照度を計測し、第1面10から照度計7を除いた状態で第2面20に照度計8を配置して開口絞り5及び投影光学系POを介した光の放射照度を計測する。そして、これらの放射照度を除算することによって、開口絞り5の開口部の領域に対応する投影光学系の射出瞳面内の部分領域の透過率を算出することができる。
In the first embodiment, first, the irradiance of light through the
以下、図3及び図4を参照して、第1の実施の形態における計測手法の詳細説明を行う。 Hereinafter, with reference to FIG.3 and FIG.4, the detailed description of the measurement method in 1st Embodiment is given.
図3(a)は、フライアイレンズ4の射出面側に形成される面光源4aの状態を示し、図3(b)は、この面光源4aが開口絞り5によって制限された状態を示す。図3(b)では、開口絞り5によって制限された面光源を面光源4bとして図示する。図3(b)に示すように、第1の実施の形態における開口絞り5は、扇形状の開口部を有し、フライアイレンズ4によって形成される面光源を四分円形状の面光源4bに制限する。
FIG. 3A shows a state of the
また、図3(c)〜(e)は、ズームレンズ3の焦点距離を変化させ、フライアイレンズ4の射出側に形成される面光源の大きさを徐々に大きくした状態を示す。なお、理解を容易にするために、図3(c)では図3(b)における面光源4bの外形を波線で示し、図3(d)では図3(b)での面光源4bと図3(c)での面光源4cとの外形をそれぞれ波線で示している。また、図3(e)では面光源4eと重ねて、図3(b)での面光源4b、図3(c)での面光源4c、図3(d)での面光源4dの外形をそれぞれ波線で示している。
3C to 3E show a state in which the focal length of the zoom lens 3 is changed and the size of the surface light source formed on the exit side of the fly-eye lens 4 is gradually increased. In order to facilitate understanding, the outer shape of the
図4(a)〜(d)は、第1面10上の所定の一点についての光供給部の射出瞳と光学的に共役な面における光強度分布を示す図であり、これらは第1面上の所定の一点に入射する光束の光強度の角度分布に対応している。ここで、図4(a)は図3(b)の状態と対応しており、図4(b)は図3(c)、図4(c)は図3(d)、図4(d)は図3(e)の状態と対応している。
FIGS. 4A to 4D are diagrams showing light intensity distributions on a surface optically conjugate with the exit pupil of the light supply unit at a predetermined point on the
まず、照度計7を、その開口部7aが上記所定の一点となるように位置決めし(図1(a)参照)、図3(b)の状態となるようにズームレンズ3の焦点距離の設定を行い、照度計7に到達する放射照度E11を計測する。次に、図3(c)の状態となるようにズームレンズ3の焦点距離を変化させ、第1面に配置された照度計7に到達する放射照度E12を計測する。
First, the illuminance meter 7 is positioned so that the
ここで、放射照度E11は、図4(a)に示した領域からの光が第1面上の所定の一点に到達した際の放射照度であり、放射照度E12は、図4(b)に示した領域からの光が第1面上の所定の一点に到達した際の放射照度である。そして、図4(a)に示した領域の面積をS11とし、図4(b)に示した領域の面積をS12とするとき、これらの放射照度E11,E12から、図4(e)にハッチングで示す領域からの光が第1面上の所定の一点に到達した際の放射照度E13を
E13=E12−E11×(S11/S12)
の式によって算出することができる。
Here, the irradiance E11 is the irradiance when the light from the region shown in FIG. 4A reaches a predetermined point on the first surface, and the irradiance E12 is shown in FIG. 4B. This is the irradiance when light from the indicated area reaches a predetermined point on the first surface. When the area of the region shown in FIG. 4 (a) is S11 and the area of the region shown in FIG. 4 (b) is S12, from these irradiances E11 and E12, hatching is performed in FIG. 4 (e). E13 = E12−E11 × (S11 / S12) is the irradiance E13 when the light from the area indicated by reaches a predetermined point on the first surface.
It can be calculated by the following formula.
同様に、ズームレンズ3の焦点距離を変更して図3(d)の状態とし、第1面に配置された照度計7に到達する放射照度E14を計測すれば、図4(f)にハッチングで示す領域からの光が第1面上の所定の一点に到達した際の放射照度E15を
E15=E14−E12×(S12/S14)
の式によって算出することができる。但し、S14は図4(f)に示した領域の面積である。
Similarly, if the focal length of the zoom lens 3 is changed to the state shown in FIG. 3D, and the irradiance E14 reaching the illuminometer 7 arranged on the first surface is measured, the hatching in FIG. E15 = E14−E12 × (S12 / S14) is the irradiance E15 when the light from the area indicated by the light reaches a predetermined point on the first surface.
It can be calculated by the following formula. However, S14 is the area of the region shown in FIG.
さらに、ズームレンズ3の焦点距離を変更して図3(e)の状態とし、第1面に配置された照度計7に到達する放射照度E16を計測すれば、図4(g)にハッチングで示す領域からの光が第1面上の所定の一点に到達した際の放射照度E17を
E17=E16−E14×(S14/S16)
の式によって算出することができる。但し、S16は図4(g)に示した領域の面積である。
Furthermore, if the focal length of the zoom lens 3 is changed to the state shown in FIG. 3E and the irradiance E16 reaching the illuminometer 7 arranged on the first surface is measured, the hatching in FIG. E17 = E16−E14 × (S14 / S16) is the irradiance E17 when the light from the area shown reaches a predetermined point on the first surface.
It can be calculated by the following formula. However, S16 is the area of the region shown in FIG.
次に、照度計7を光路から取り外して、照度計8の開口部が投影光学系POに関して第1面10上の所定の一点と共役な点となるように位置決めし、上述の放射照度計測と同様の手順で計測を行う。
Next, the illuminance meter 7 is removed from the optical path, and the
このとき、図4(a)に示した領域からの光が第2面上の上記共役点に到達した際の放射照度を放射照度E21とし、図4(e)にハッチングで示す領域からの光が第2面20上の上記共役点に到達した際の放射照度を放射照度E23、図4(f)にハッチングで示す領域からの光が第2面20上の上記共役点に到達した際の放射照度を放射照度E25、図4(g)にハッチングで示す領域からの光が第2面20上の上記共役点に到達した際の放射照度を放射照度E27とする。
At this time, the irradiance when the light from the region shown in FIG. 4A reaches the conjugate point on the second surface is irradiance E21, and the light from the region shown by hatching in FIG. Is the irradiance when the light reaches the conjugate point on the
図5は、投影光学系POの射出瞳を複数の区画に分割した状態を示しており、図4(a)に示した領域が区画ANW1に対応しており、図4(e)にハッチングで示す領域が区画ANW2に、図4(f)にハッチングで示す領域が区画ANW3に、図4(g)にハッチングで示す領域が区画ANW4にそれぞれ対応している。 FIG. 5 shows a state in which the exit pupil of the projection optical system PO is divided into a plurality of sections. The region shown in FIG. 4A corresponds to the section ANW1, and hatching is shown in FIG. The region shown in FIG. 4 corresponds to the partition ANW2, the region shown by hatching in FIG. 4F corresponds to the partition ANW3, and the region shown in hatching in FIG. 4G corresponds to the partition ANW4.
ここで、投影光学系POの射出瞳での区画ANW1における透過率は、
E21/E11
で算出でき、区画ANW2における透過率は、
E23/E13
で算出でき、ANW3における透過率は、
E25/E15
で算出でき、ANW4における透過率は、
E27/E17
で算出できる。
Here, the transmittance in the section ANW1 at the exit pupil of the projection optical system PO is
E21 / E11
The transmittance in the partition ANW2 is
E23 / E13
The transmittance in ANW3 is
E25 / E15
The transmittance in ANW4 is
E27 / E17
It can be calculated by
次に、開口絞り5の開口部を光軸廻りに90°回転させ、上述の計測を行う動作を繰り返し、投影光学系POの射出瞳の全区画について、透過率の算出を行う。
Next, the opening of the
これにより、投影光学系の瞳透過率分布に対応する結像光学系の射出瞳を分割した各区画ごとの透過率を求めることができる。 Thereby, the transmittance | permeability for every division which divided | segmented the exit pupil of the imaging optical system corresponding to the pupil transmittance distribution of a projection optical system can be calculated | required.
そして、照度計7,8による第1面10、第2面20の計測位置(照度計の開口部の位置)を第1面10内、第2面20内で変更した後、上述の計測を行うことにより、投影光学系の複数の像点に対応する瞳透過率分布を計測することができる。
And after changing the measurement position of the
第1の実施の形態では、照度計7,8を用いて第1面10、第2面20での放射照度を計測しているため、計測器の角度特性に影響されずに高精度な計測を行うことができ、ひいては透過率分布を高精度に算出することができる。
In the first embodiment, since the irradiance is measured on the
なお、上記第1の実施の形態では、光束断面形状変換素子2がそのファーフィールドに形成する光強度分布が円形状であったが、輪帯状であっても良い。この場合、ズームレンズ3のポジション間で放射照度の減算動作を省略することができる。
In the first embodiment, the light intensity distribution formed in the far field by the light beam cross-sectional
また、上記第1の実施の形態では、扇状(四分円状)の開口部を有する開口絞り5を光軸廻りに回転させていたが、図6に示すように、扇状(四分円状)の開口部の方位が異なる複数の開口部(5NW,5NE,5SE,5SW)を互いに交換可能に設けても良い。
In the first embodiment, the
また、開口絞り5として、例えば特開2000−58441号及びこれに対応する米国特許第6,452,662号に開示される扇形状の開口部の開き角を変更可能な開口絞りを用いても良い。
Further, as the
また、上述の例では、扇形状の開口部を用いてフライアイレンズ4によって形成される面光源の一部を遮光する構成としたが、図7(a)〜(c)に示すように、光束断面形状変換素子2によって、そのファーフィールドに四分円状、扇形状、部分輪帯状の光強度分布を形成し、開口絞り5を用いることなく、四分円状、扇形状、部分輪帯状の面光源を形成しても良い。このとき、光束断面形状変換素子2自体を光軸廻りに回転することによって、四分円状、扇形状、部分輪帯状の面光源も光軸廻りに回転させることができる。
Moreover, in the above-mentioned example, it was set as the structure which light-shields a part of surface light source formed with the fly-eye lens 4 using a fan-shaped opening part, but as shown to Fig.7 (a)-(c), The light beam cross-sectional
また、第1の実施の形態では、オプティカルインテグレータとしてのフライアイレンズ4の射出側に開口絞り5を配置したが、開口絞り5の位置は、フライアイレンズ4の入射側であっても、フライアイレンズ4の入射側光路であってフライアイレンズ4の入射面とほぼ共役な位置であっても良い。
In the first embodiment, the
図8を参照して、本発明の第2の実施の形態を説明する。第2の実施の形態では、開口絞り5をフライアイレンズ4の入射側光路であってフライアイレンズ4の入射面とほぼ共役な位置に設けたものである。なお、図8において、図1に示した第1の実施の形態と同じ機能を有する部材には、同じ符号を付してある。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the
図8において、露光光源1からの露光光は、光路折曲げプリズムFPを介して光束断面形状変換素子2に入射する。なお、第2実施形態では、計測用の光束断面形状変換素子2と交換可能に露光用の光束断面形状変換素子2aが設けられている。
In FIG. 8, the exposure light from the exposure
光束断面形状変換素子2からの露光光は、リレー光学系30、輪帯比変更光学系31を順に経由して、ズームレンズ3に入射する。ここで、リレー光学系30は、前側焦点が光束断面形状変換素子2とほぼ一致するように設けられた前群30aと、前側焦点が前群の後側焦点とほぼ一致するように設けられた後群30bとを備え、前群30aの後側焦点と後群30bの前側焦点が一致する位置に開口絞り5が配置されている。この開口絞り5は、別の開口形状を有する別の開口絞り5aと交換可能に設けられている。
The exposure light from the beam cross-sectional
また、輪帯比変更光学系31は、前側焦点がリレー光学系30の後群の後側焦点、即ちリレー光学系30による光束断面形状変換素子2の共役面とほぼ一致するように設けられた前群31aと、前側焦点が前群の後側焦点とほぼ一致するように設けられた後群31bと、前群31aの後側焦点と後群31bの前側焦点が一致する位置に設けられたアキシコン系32を備えている。なお、アキシコン系32の詳細は、国際特許公開第WO2006/043458号パンプレットに記載されているため、ここでは説明を省略する。
Further, the annular ratio changing
これらのリレー光学系30及び輪帯比変更光学系31によって、ズームレンズ3の前側焦点位置に、光束断面形状変換素子2の共役面が形成される。従って、アキシコン系32を動作させない場合には、ズームレンズ3及びその射出側に斜設された光路折曲げミラーFL1を介した光によって、光束断面形状変換素子2のファーフィールドに形成される光強度分布と相似な光強度分布がフライアイレンズ4の入射面に形成される。
By these relay
フライアイレンズ4からの光は、コンデンサ光学系6を介して、レチクルブラインドRBをほぼ均一な照度分布で照明する。そして、このレチクルブラインドRBからの光は、前群60a、後群60b及びこれら前群60aと後群60bとの間に配置された光路折曲げミラーFL2を備えるレチクルブラインド結像系60によって、第1面10へ導かれる。
Light from the fly-eye lens 4 illuminates the reticle blind RB with a substantially uniform illuminance distribution via the condenser optical system 6. The light from the reticle blind RB is reflected by the reticle
図8においては、第1面10上に照度計7が位置決めされており、且つ第2面20上に照度計8が位置決めされている状態で図示しているが、第1の実施形態と同様に、照度計8による第2面での放射照度計測時には、照度計7は光路から退避する。なお、実際の露光時には、レチクルRが第1面に位置決めされ、ウエハWWが第2面に位置決めされる。
In FIG. 8, the illuminometer 7 is positioned on the
この第2の実施の形態においては、フライアイレンズ4によって形成される面光源を開口絞り5で制限するのではなく、フライアイレンズ4の上流に配置された開口絞りによって光を整形した後にフライアイレンズ4へ導く構成となっている。このような構成においても、上述の第1の実施の形態と同様に、高精度に投影光学系の瞳透過率分布を計測することができる。
In the second embodiment, the surface light source formed by the fly-eye lens 4 is not limited by the
また、第2の実施の形態において、アキシコン系32を、例えば米国特許公開第US2002/0085276号の図10〜図24の実施形態に開示されるV字断面形状を有するアキシコン系とすることもできる。
Further, in the second embodiment, the
このV字断面形状を有するアキシコン系では、フライアイレンズ4の入射面に形成される光束断面形状変換素子2(回折光学素子)のファーフィールドの光強度分布の像を、光軸直交面内(図8ではYZ平面内)において移動させることができる。このため、例えば光束断面形状変換素子2(回折光学素子)のファーフィールドの光強度分布が矩形状の光強度分布である場合には、図9に示すように、投影光学系POの射出瞳面を2次元マトリックス状の複数の区画に分割することができる。なお、図9では、投影光学系POの射出瞳と共役な面における射出瞳EXPの状態を図示している。 In the axicon system having the V-shaped cross-sectional shape, the far-field light intensity distribution image of the light beam cross-sectional shape converting element 2 (diffractive optical element) formed on the incident surface of the fly-eye lens 4 is in the plane orthogonal to the optical axis ( In FIG. 8, it can be moved in the YZ plane). Therefore, for example, when the far-field light intensity distribution of the beam cross-sectional shape converting element 2 (diffractive optical element) is a rectangular light intensity distribution, as shown in FIG. 9, the exit pupil plane of the projection optical system PO Can be divided into a plurality of sections in the form of a two-dimensional matrix. FIG. 9 shows the state of the exit pupil EXP on a plane conjugate with the exit pupil of the projection optical system PO.
また、上述の各実施の形態において、求められた投影光学系の瞳透過率分布が一様でない場合には、投影光学系の開口絞り位置、または当該開口絞りと光学的に共役な位置に、瞳透過率分布補正部材を設けることができる。 In each of the embodiments described above, when the obtained pupil transmittance distribution of the projection optical system is not uniform, the aperture stop position of the projection optical system, or a position optically conjugate with the aperture stop, A pupil transmittance distribution correction member can be provided.
図10は、このような瞳透過率分布補正部材9の概略的な構成を示す図である。図10において、瞳透過率分布補正部材9は、光透過性の基板9aと、その基板9aの表面上に形成されて所定の透過率を持つ補正膜9b,9cとを備えている。この補正膜9b,9cとしては、例えば露光光に対して遮光性の薄膜を基板9a上にドット状に分布させたドット濃密型の補正膜や、基板9a上において厚み分布を有するように設けた遮光性の薄膜からなる補正膜などを用いることができる。ここで、補正膜の材料としての遮光性材料は、露光光に対して完全遮光である必要ななく、減光する機能があれば良い。
FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of such a pupil transmittance distribution correction member 9. In FIG. 10, the pupil transmittance distribution correction member 9 includes a light-transmitting
ここで、瞳透過率分布補正部材9の面内透過率分布は、上述に従って得られる投影光学系の瞳内透過率分布を実質的に一様にするように定められる。 Here, the in-plane transmittance distribution of the pupil transmittance distribution correcting member 9 is determined so that the in-pupil transmittance distribution of the projection optical system obtained according to the above is substantially uniform.
図11は、投影光学系POの一例を示す図である。図11に示す投影光学系は、例えば国際特許公開第WO2004/019128号パンフレットに開示されている。この図11の投影光学系POは、第1面10(または第2面20)と光学的に共役な位置を内部に形成するものであって、第1面10と光学的に共役な位置を形成する屈折型の第1結像光学系G1と、第1結像光学系G1による共役位置のさらなる共役位置を形成する反射屈折型の第2結像光学系G2と、第2結像光学系G2による共役位置の更なる共役位置を第2面20上に形成する屈折型の第3結像光学系とを備える。なお、投影光学系POとしては、例えば国際特許公開第WO2005/069055号パンプレットに開示されている投影光学系も用いることができる。
FIG. 11 is a diagram showing an example of the projection optical system PO. The projection optical system shown in FIG. 11 is disclosed, for example, in International Patent Publication No. WO2004 / 019128. The projection optical system PO of FIG. 11 forms a position optically conjugate with the first surface 10 (or the second surface 20) inside, and has a position optically conjugate with the
ここで、第3結像光学系G3内の面P3には、開口絞りASが設けられている。この面P3と光学的に共役な面は、第1結像光学系G1中の面P1及び第2結像光学系G2中の面P2である。なお、図9に示した瞳透過率分布補正部材9は、投影光学系PO中の面P1またはP3に配置することができる。 Here, an aperture stop AS is provided on the surface P3 in the third imaging optical system G3. Surfaces optically conjugate with this surface P3 are a surface P1 in the first imaging optical system G1 and a surface P2 in the second imaging optical system G2. The pupil transmittance distribution correction member 9 shown in FIG. 9 can be disposed on the surface P1 or P3 in the projection optical system PO.
また、図11に示す投影光学系POでは、凹面反射鏡が開口絞りASと共役な位置である面P2に配置されているため、この凹面反射鏡の反射面内における反射率分布を制御することによっても、投影光学系の瞳内透過率分布を制御することができる。ひいては、投影光学系の瞳内透過率分布を実質的に一様にすることができる。なお、反射率分布を制御する手法としては、凹面反射鏡の反射面上に減光性の材料からなる層を設ける手法を適用できる。 Further, in the projection optical system PO shown in FIG. 11, since the concave reflecting mirror is disposed on the surface P2 that is conjugate to the aperture stop AS, the reflectance distribution in the reflecting surface of the concave reflecting mirror is controlled. Also, the intra-pupil transmittance distribution of the projection optical system can be controlled. As a result, the transmittance distribution in the pupil of the projection optical system can be made substantially uniform. As a method for controlling the reflectance distribution, a method in which a layer made of a light-reducing material is provided on the reflecting surface of the concave reflecting mirror can be applied.
また、上述では、投影光学系POの各像点に対して一様に投影光学系の瞳内透過率分布を補正していたが、投影光学系POの各像点に対して個別に投影光学系の瞳内透過率分布を制御する場合には、投影光学系POの開口絞りASの位置または共役位置(面P1〜P3)から外れた位置に瞳透過率分布補正部材9を設ければよい。 In the above description, the intra-pupil transmittance distribution of the projection optical system is corrected uniformly for each image point of the projection optical system PO. When controlling the transmittance distribution in the pupil of the system, the pupil transmittance distribution correcting member 9 may be provided at a position deviating from the position of the aperture stop AS or the conjugate position (planes P1 to P3) of the projection optical system PO. .
なお、瞳透過率分布補正部材9は所定の光路長を有するため、投影光学系POの設計・製造に際しては瞳透過率分布補正部材9の基板9aを含めて設計・製造を行うことが良い。このとき、瞳透過率分布を補正する際に、投影光学系PO内に位置決めされている基板9aを取り出して、この基板9a上に補正膜を設けるか、補正膜が形成された基板9aを投影光学系PO内に位置決めされている基板(平行平面板)と交換すれば良い。
Since the pupil transmittance distribution correction member 9 has a predetermined optical path length, it is preferable to design and manufacture the projection optical system PO including the
また、投影光学系POを構成するレンズやミラー等の光学部材の光学面(屈折面や反射面)に補正膜を設けても良い。この場合には、上述の手法に従って投影光学系POの瞳透過率分布を求めた後、投影光学系POを構成する光学部材を取り出し、求められた瞳透過率分布を補正するための透過率分布を持つ補正膜を取り出された光学部材に形成し、補正膜が形成された光学部材を再び投影光学系POに組み込む。 Further, a correction film may be provided on the optical surface (refractive surface or reflective surface) of an optical member such as a lens or mirror constituting the projection optical system PO. In this case, after obtaining the pupil transmittance distribution of the projection optical system PO according to the above-described method, the optical member constituting the projection optical system PO is taken out, and the transmittance distribution for correcting the obtained pupil transmittance distribution Is formed on the extracted optical member, and the optical member on which the correction film is formed is incorporated into the projection optical system PO again.
また、投影光学系POを構成する光学部材の表面が汚染された場合(例えば曇りが生じた場合)や光学部材内部の変質が生じた場合においても、投影光学系POの瞳透過率分布の均一性が悪化することがある。この場合、投影光学系POの瞳透過率分布の計測結果に応じて、汚染された光学部材の洗浄や変質が生じた光学部材の交換を行えば良い。 Even when the surface of the optical member constituting the projection optical system PO is contaminated (for example, when fogging occurs) or when the optical member is deteriorated, the pupil transmittance distribution of the projection optical system PO is uniform. Sexuality may worsen. In this case, depending on the measurement result of the pupil transmittance distribution of the projection optical system PO, the contaminated optical member may be cleaned or the optical member that has deteriorated may be replaced.
さて、上述の例において、投影光学系POの瞳透過率分布を計測するための光として、非偏光光(減偏光光)を用いることが好ましいが、所定の方向に偏光方向を有する直線偏光光を用いても良い。この場合、互いに直交する2種類の偏光方向でそれぞれ計測を行うことにより、偏光毎の瞳透過率分布を計測することができる。 In the above example, it is preferable to use non-polarized light (depolarized light) as light for measuring the pupil transmittance distribution of the projection optical system PO, but linearly polarized light having a polarization direction in a predetermined direction. May be used. In this case, the pupil transmittance distribution for each polarized light can be measured by performing measurement in two kinds of polarization directions orthogonal to each other.
また、上述の瞳透過率分布の計測(及び補正)は、例えば投影露光装置製造工場における投影光学系の検査時、デバイス製造工場へ投影露光装置を納入する際の検収時、デバイス製造工場での投影露光装置の定期メンテナンス時、デバイス製造工場において投影露光装置が異常を示した時などに実施することができる。 In addition, the measurement (and correction) of the pupil transmittance distribution described above is performed, for example, at the time of inspection of the projection optical system in the projection exposure apparatus manufacturing factory, at the time of inspection when delivering the projection exposure apparatus to the device manufacturing factory, It can be carried out during regular maintenance of the projection exposure apparatus, when the projection exposure apparatus shows an abnormality in the device manufacturing factory, and the like.
上述の各実施の形態においては、投影光学系が組み込まれた投影露光装置の照明光学系を利用して、投影光学系を投影露光装置から取り出すことなく投影光学系の瞳透過率分布を計測することができるため、投影露光装置のダウンタイムを低減できる効果がある。 In each of the above-described embodiments, the illumination optical system of the projection exposure apparatus incorporating the projection optical system is used to measure the pupil transmittance distribution of the projection optical system without taking the projection optical system out of the projection exposure apparatus. Therefore, the downtime of the projection exposure apparatus can be reduced.
また、上述の各実施の形態では、レチクル又はウエハと同形状に形成された照度計を搬送機構を用いてステージ上に載置する構成としたが、レチクルステージの一部及びウエハステージ(又はウエハステージとは別の計測ステージ)の一部に照度計を設けても良い。 In each of the embodiments described above, the illuminance meter formed in the same shape as the reticle or wafer is placed on the stage using the transfer mechanism. However, a part of the reticle stage and the wafer stage (or wafer) An illuminometer may be provided in a part of a measurement stage (different from the stage).
なお、上記実施の形態の投影露光装置は、複数のレンズから構成される照明光学系、投影光学系を投影露光装置本体に組み込み光学調整をして、多数の機械部品からなるレチクルステージやウエハステージを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、更に総合調整(電気調整、動作確認等)をすることにより製造することができる。ここで、上述の実施の形態にかかる瞳透過率分布の計測を投影光学系単体の製造時及び投影露光装置本体への組み込み後の調整時に行うことができる。なお、その投影露光装置の製造は温度及びクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。 In the projection exposure apparatus of the above embodiment, an illumination optical system composed of a plurality of lenses, a projection optical system is incorporated in the projection exposure apparatus main body, optical adjustment is performed, and a reticle stage or wafer stage composed of a large number of mechanical parts. Is attached to the exposure apparatus main body, wiring and piping are connected, and further comprehensive adjustment (electrical adjustment, operation check, etc.) is performed. Here, the measurement of the pupil transmittance distribution according to the above-described embodiment can be performed at the time of manufacturing the projection optical system alone and at the time of adjustment after incorporation into the projection exposure apparatus main body. The projection exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room in which the temperature, cleanliness, etc. are controlled.
次に、上述の各実施の形態にかかる露光装置を用いたデバイス製造方法について説明する。図12は、半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。この図に示すように、半導体デバイスの製造工程では、半導体デバイスの基板となるウエハWに金属膜を蒸着し(ステップS40)、この蒸着した金属膜上に感光性材料であるフォトレジストを塗布する(ステップS42)。つづいて、各実施の形態の投影露光装置を用い、レチクルRに形成されたパターンをウエハW上の各ショット領域に転写し(ステップS44:露光工程)、この転写が終了したウエハWの現像、つまりパターンが転写されたフォトレジストの現像を行う(ステップS46:現像工程)。その後、ステップS46によってウエハW表面に生成されたレジストパターンをマスクとし、ウエハW表面に対してエッチング等の加工を行う(ステップS48:加工工程)。 Next, a device manufacturing method using the exposure apparatus according to each of the above embodiments will be described. FIG. 12 is a flowchart showing a manufacturing process of a semiconductor device. As shown in this figure, in the semiconductor device manufacturing process, a metal film is vapor-deposited on a wafer W to be a semiconductor device substrate (step S40), and a photoresist, which is a photosensitive material, is applied on the vapor-deposited metal film. (Step S42). Subsequently, using the projection exposure apparatus of each embodiment, the pattern formed on the reticle R is transferred to each shot area on the wafer W (step S44: exposure process), and the development of the wafer W after the transfer is completed. That is, the photoresist to which the pattern has been transferred is developed (step S46: development process). Thereafter, using the resist pattern generated on the surface of the wafer W in step S46 as a mask, processing such as etching is performed on the surface of the wafer W (step S48: processing step).
ここで、レジストパターンとは、各実施の形態の投影露光装置によって転写されたパターンに対応する形状の凹凸が生成されたフォトレジスト層であって、その凹部がフォトレジスト層を貫通しているものである。ステップS48では、このレジストパターンを介してウエハW表面の加工を行う。ステップS48で行われる加工には、例えばウエハW表面のエッチングまたは金属膜等の成膜の少なくとも一方が含まれる。なお、ステップS44では、各実施の形態の投影露光装置は、フォトレジストが塗布されたウエハWを感光性基板つまりプレートPとしてパターンの転写を行う。 Here, the resist pattern is a photoresist layer in which unevenness having a shape corresponding to the pattern transferred by the projection exposure apparatus of each embodiment is generated, and the recess penetrates the photoresist layer. It is. In step S48, the surface of the wafer W is processed through this resist pattern. The processing performed in step S48 includes at least one of etching of the surface of the wafer W or film formation of a metal film, for example. In step S44, the projection exposure apparatus of each embodiment transfers the pattern using the wafer W coated with the photoresist as the photosensitive substrate, that is, the plate P.
図13は、液晶表示素子等の液晶デバイスの製造工程を示すフローチャートである。この図に示すように、液晶デバイスの製造工程では、パターン形成工程(ステップS50)、カラーフィルタ形成工程(ステップS52)、セル組立工程(ステップS54)およびモジュール組立工程(ステップS56)を順次行う。 FIG. 13 is a flowchart showing a manufacturing process of a liquid crystal device such as a liquid crystal display element. As shown in this figure, in the liquid crystal device manufacturing process, a pattern forming process (step S50), a color filter forming process (step S52), a cell assembling process (step S54) and a module assembling process (step S56) are sequentially performed.
ステップS50のパターン形成工程では、プレートPとしてフォトレジストが塗布されたガラス基板上に、各実施の形態の投影露光装置を用いて回路パターンおよび電極パターン等の所定のパターンを形成する。このパターン形成工程には、各実施の形態の投影露光装置を用いてフォトレジスト層にパターンを転写する露光工程と、パターンが転写されたプレートPの現像、つまりガラス基板上のフォトレジスト層の現像を行い、パターンに対応する形状のフォトレジスト層を生成する現像工程と、この現像されたフォトレジスト層を介してガラス基板の表面を加工する加工工程とが含まれている。 In the pattern forming step of step S50, a predetermined pattern such as a circuit pattern and an electrode pattern is formed on the glass substrate coated with a photoresist as the plate P using the projection exposure apparatus of each embodiment. In this pattern forming process, an exposure process for transferring the pattern to the photoresist layer using the projection exposure apparatus of each embodiment, development of the plate P to which the pattern has been transferred, that is, development of the photoresist layer on the glass substrate And a developing step for generating a photoresist layer having a shape corresponding to the pattern, and a processing step for processing the surface of the glass substrate through the developed photoresist layer.
ステップS52のカラーフィルタ形成工程では、R(Red)、G(Green)、B(Blue)に対応する3つのドットの組をマトリクス状に多数配列するか、またはR、G、Bの3本のストライプのフィルタの組を水平走査方向に複数配列したカラーフィルタを形成する。 In the color filter forming step in step S52, 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 are arranged. A color filter is formed by arranging a plurality of stripe filter sets in the horizontal scanning direction.
ステップS54のセル組立工程では、ステップS50によって所定パターンが形成されたガラス基板と、ステップS52によって形成されたカラーフィルタとを用いて液晶パネル(液晶セル)を組み立てる。具体的には、例えばガラス基板とカラーフィルタとの間に液晶を注入することで液晶パネルを形成する。 In the cell assembly process in step S54, a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the glass substrate on which the predetermined pattern is formed in step S50 and the color filter formed in step S52. Specifically, for example, a liquid crystal panel is formed by injecting liquid crystal between a glass substrate and a color filter.
ステップS56のモジュール組立工程では、ステップS54によって組み立てられた液晶パネルに対し、この液晶パネルの表示動作を行わせる電気回路およびバックライト等の各種部品を取り付ける。 In the module assembling process in step S56, various components such as an electric circuit and a backlight for performing the display operation of the liquid crystal panel are attached to the liquid crystal panel assembled in step S54.
また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子(CCD等)、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、及びDNAチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク(フォトマスク、レチクル等)をフォトリソグラフィ工程を用いて製造する際の、露光工程(露光装置)にも適用することができる。 In addition, the present invention is not limited to application to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device, for example, an exposure apparatus for a display device such as a liquid crystal display element formed on a square glass plate or a plasma display, It can also be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing various devices such as an image sensor (CCD or the like), a micromachine, a thin film magnetic head, and a DNA chip. Furthermore, the present invention can also be applied to an exposure process (exposure apparatus) when manufacturing a mask (photomask, reticle, etc.) on which mask patterns of various devices are formed using a photolithography process.
また、上述の実施形態では、投影露光装置の投影光学系の瞳透過率分布を計測したが、本発明は投影光学系の瞳透過率分布の計測に限定されず、一般的な結像光学系の瞳透過率分布の計測に対して本発明を適用することができる。また、無限遠補正型の顕微鏡対物光学系のように、それ自体では像を形成せずに所定の結像レンズと組み合わせることによって像を形成する光学系に対しても、瞳透過率分布が既知の結像レンズと組合せた状態で本発明を適用することができる。 In the above-described embodiment, the pupil transmittance distribution of the projection optical system of the projection exposure apparatus is measured. However, the present invention is not limited to the measurement of the pupil transmittance distribution of the projection optical system, and is a general imaging optical system. The present invention can be applied to the measurement of pupil transmittance distribution. The pupil transmittance distribution is also known for an optical system that forms an image by combining with a predetermined imaging lens without forming an image by itself, such as an infinitely corrected microscope objective optical system. The present invention can be applied in combination with the imaging lens.
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, A various structure can be taken in the range which does not deviate from the summary of this invention.
1…露光光源、2…光束断面形状変換素子、4…フライアイレンズ、5…開口絞り、7,8…照度計、PO…投影光学系、10…第1面、20…第2面
DESCRIPTION OF
Claims (20)
前記第1面を介して前記結像光学系に向かう第1の光を供給する光供給部と;
前記第1面に配置可能に設けられて、前記第1の光の放射照度を計測する第1照度計と;
前記第2面に配置可能に設けられて、前記結像光学系を介した前記光供給部からの第2の光の放射照度を計測する第2照度計と;
を備え、
前記光供給部は、前記結像光学系が取り込むことができる光束の角度範囲のうちの一部の角度範囲に設定された前記第1の光を供給し、且つ前記第2の光を、前記第1の光の前記角度範囲に対応する角度範囲に設定することを特徴とする瞳透過率分布計測装置。 In the pupil transmittance distribution measuring apparatus that measures the transmittance distribution in the conjugate plane with the exit pupil of the imaging optical system that optically conjugates the first surface and the second surface,
A light supply unit for supplying first light directed to the imaging optical system via the first surface;
A first illuminometer provided so as to be arranged on the first surface and measuring the irradiance of the first light;
A second illuminometer provided so as to be arranged on the second surface and measuring the irradiance of the second light from the light supply unit via the imaging optical system;
With
The light supply unit supplies the first light set in a part of an angular range of a light flux that can be captured by the imaging optical system, and the second light is A pupil transmittance distribution measuring apparatus, wherein an angle range corresponding to the angle range of the first light is set.
前記第2照度計は、前記結像光学系に関して前記第1の点と光学的に共役な第2の点に向かう前記第2の光の放射照度の計測することを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の瞳透過率分布計測装置。 The first illuminometer measures the irradiance of the first light toward the first point on the first surface;
The second illuminometer measures the irradiance of the second light toward the second point optically conjugate with the first point with respect to the imaging optical system. The pupil transmittance distribution measuring apparatus according to any one of claims 5 to 6.
前記第2照度計は前記第2面内で移動可能に設けられることを特徴とする請求項6に記載の瞳透過率分布計測装置。 The first illuminometer is provided so as to be movable within the first surface,
The pupil transmittance distribution measuring apparatus according to claim 6, wherein the second illuminometer is provided so as to be movable in the second plane.
前記第2の光は、前記第1の光の前記別の角度範囲に対応する角度範囲を有することを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の瞳透過率分布計測装置。 The light supply unit changes the partial angle range of the first light to another angular range different from the partial angle range,
The pupil transmittance distribution measuring apparatus according to claim 1, wherein the second light has an angle range corresponding to the other angle range of the first light.
前記第1面を介して前記結像光学系に向かう第1の光の放射照度を計測する第1計測工程と;
前記結像光学系を介して前記第2面側に射出される第2の光の放射照度を計測する第2計測工程と;
を備え、
前記第1の光は、前記結像光学系が取り込むことができる光束の角度範囲のうちの一部の角度範囲であり、
前記第2の光は、前記第1の光の前記角度範囲に対応する角度範囲であることを特徴とする瞳透過率計測方法。 In the pupil transmittance distribution measuring method for measuring the transmittance distribution in the conjugate plane with the exit pupil of the imaging optical system that optically conjugates the first surface and the second surface,
A first measurement step of measuring the irradiance of the first light traveling toward the imaging optical system via the first surface;
A second measuring step of measuring the irradiance of the second light emitted to the second surface side through the imaging optical system;
With
The first light is a part of an angular range of a luminous flux that can be captured by the imaging optical system,
The pupil transmittance measuring method, wherein the second light is in an angle range corresponding to the angle range of the first light.
前記第2計測工程では、前記第2面上で前記第2の光の放射照度の計測することを特徴とする請求項9に記載の瞳透過率分布計測方法。 In the first measurement step, the irradiation illuminance of the first light is measured on the first surface,
The pupil transmittance distribution measuring method according to claim 9, wherein in the second measuring step, the irradiance of the second light is measured on the second surface.
前記第1計測工程では、前記制限された前記第1の光の前記放射照度を計測することを特徴とする請求項9又は10に記載の瞳透過率分布計測方法。 A range of the first light passing through a plane optically conjugate with the entrance pupil of the imaging optical system is set to a predetermined range, and the first light incident on the imaging optical system is It has an angle range setting process to set a part of the angle range,
The pupil transmittance distribution measuring method according to claim 9 or 10, wherein, in the first measuring step, the irradiance of the limited first light is measured.
前記第2の光は、前記結像光学系に関して前記第1の点と光学的に共役な第2の点に向かう光であることを特徴とする請求項9乃至12の何れか一項に記載の瞳透過率分布計測方法。 The first light is light directed to a first point on the first surface;
The said 2nd light is a light which goes to the 2nd point optically conjugate with the said 1st point regarding the said imaging optical system, It is any one of Claim 9 thru | or 12 characterized by the above-mentioned. Pupil transmittance distribution measurement method.
前記結像光学系を介して前記第2面側に射出される第4の光の放射照度を計測する第4計測工程と;
を備え、
前記第1の光は、前記第1面上の前記第1の点とは異なる第3の点を経由する光であって、前記結像光学系が取り込むことができる光束の角度範囲のうちの一部の角度範囲を有し、
前記第2の光は、前記結像光学系に関して前記第3の点と光学的に共役な第4の点に向かう光であって、前記第3の光の前記角度範囲に対応する角度範囲を有することを特徴とする請求項13に記載の瞳透過率計測方法。 A third measurement step of measuring the irradiance of the third light traveling toward the imaging optical system via the first surface;
A fourth measuring step of measuring the irradiance of the fourth light emitted to the second surface side through the imaging optical system;
With
The first light is light that passes through a third point different from the first point on the first surface, and is included in an angular range of light flux that can be captured by the imaging optical system. Have some angular range,
The second light is light that is directed to a fourth point that is optically conjugate with the third point with respect to the imaging optical system, and has an angular range corresponding to the angular range of the third light. The pupil transmittance measuring method according to claim 13, comprising:
前記別の角度範囲を有する前記第1の光の放射照度を計測する第5計測工程と;
前記第1の光の前記別の角度範囲に対応する角度範囲を有する前記第2の光の放射照度を計測する第6計測工程と;
をさらに備えることを特徴とする請求項9乃至14の何れか一項に記載の瞳透過率分布計測方法。 An angle range changing step of changing the partial angle range of the first light to another angular range different from the partial angle range;
A fifth measuring step of measuring irradiance of the first light having the different angle range;
A sixth measurement step of measuring an irradiance of the second light having an angle range corresponding to the other angle range of the first light;
The pupil transmittance distribution measuring method according to claim 9, further comprising:
光源からの光を前記所定のパターンへ照明する照明光学系と;
前記所定のパターンの像を形成する投影光学系と;
該投影光学系の瞳透過率分布を計測するための請求項1乃至8の何れか一項に記載の瞳透過率分布計測装置と;
を備え、
前記光供給ユニットの一部は、前記照明光学系内に設けられることを特徴とする投影露光装置。 In a projection exposure apparatus that projects and exposes a predetermined pattern onto a photosensitive substrate,
An illumination optical system for illuminating the predetermined pattern with light from a light source;
A projection optical system for forming an image of the predetermined pattern;
The pupil transmittance distribution measuring device according to any one of claims 1 to 8 for measuring the pupil transmittance distribution of the projection optical system;
With
A part of the light supply unit is provided in the illumination optical system.
光源からの光を前記所定のパターンへ照明する照明光学系と;
前記所定のパターンの像を形成する投影光学系と;
を備え、
前記投影光学系は、請求項9乃至15の何れか一項に記載の瞳透過率分布計測方法によって計測されていることを特徴とする投影露光装置。 In a projection exposure apparatus that projects and exposes a predetermined pattern onto a photosensitive substrate,
An illumination optical system for illuminating the predetermined pattern with light from a light source;
A projection optical system for forming an image of the predetermined pattern;
With
A projection exposure apparatus, wherein the projection optical system is measured by the pupil transmittance distribution measurement method according to any one of claims 9 to 15.
前記パターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記パターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に生成する現像工程と、
前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する加工工程と、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。 An exposure step of transferring the pattern onto the photosensitive substrate using the exposure apparatus according to claim 16 or 17,
Developing the photosensitive substrate to which the pattern is transferred, and developing a mask layer having a shape corresponding to the pattern on the surface of the photosensitive substrate;
A processing step of processing the surface of the photosensitive substrate through the mask layer;
A device manufacturing method comprising:
前記パターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記パターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に生成する現像工程と、
前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する加工工程と、
前記投影光学系の瞳透過率分布を請求項9乃至15の何れか一項に記載の計測方法に従って計測する工程と、
を備えることを特徴とするデバイス製造方法。 An exposure step of transferring a pattern onto a photosensitive substrate using an exposure apparatus including a projection optical system;
Developing the photosensitive substrate to which the pattern is transferred, and developing a mask layer having a shape corresponding to the pattern on the surface of the photosensitive substrate;
A processing step of processing the surface of the photosensitive substrate through the mask layer;
Measuring the pupil transmittance distribution of the projection optical system according to the measurement method according to any one of claims 9 to 15,
A device manufacturing method comprising:
請求項9乃至15の何れか一項に記載の瞳透過率分布計測方法を用いて前記投影光学系の瞳透過率分布を計測する工程と、
計測された瞳透過率分布に基づいて、前記投影光学系の瞳透過率分布を補正する工程とを備えることを特徴とする調整方法。 In a method for adjusting a projection optical system that projects a predetermined pattern onto a photosensitive substrate,
Measuring the pupil transmittance distribution of the projection optical system using the pupil transmittance distribution measuring method according to any one of claims 9 to 15;
And a step of correcting the pupil transmittance distribution of the projection optical system based on the measured pupil transmittance distribution.
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JP2010251409A (en) * | 2009-04-13 | 2010-11-04 | Nikon Corp | Exposure method, exposure apparatus, and device manufacturing method |
JP2014165291A (en) * | 2013-02-23 | 2014-09-08 | Nikon Corp | Estimation method and device for mask characteristic, and exposure method and device |
CN104931236A (en) * | 2015-05-11 | 2015-09-23 | 上海交通大学 | High flux array culture instrument illuminating lamp panel illumination uniformity determination device |
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