JP2009130071A - Illumination optical system, exposure apparatus, and method of manufacturing device - Google Patents

Illumination optical system, exposure apparatus, and method of manufacturing device Download PDF

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卓典 植村
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an illumination optical system achieving high-grade resolution with a simple configuration, and to provide an exposure apparatus. <P>SOLUTION: In the illumination optical system that is used for the exposure apparatus for exposing a pattern on a precursor to a substrate using light from a light source, irradiates the precursor with light, and has a section for adjusting the amount of exposure, the section for adjusting the amount of exposure has a pair of optical element groups capable of varying the interval among the groups while each group includes one optical element or more, and an aperture diaphragm arranged at the side of the precursor as compared with the pair of optical element groups in the optical path of the illumination optical system. In the illumination optical system, the luminous flux diameter of light through the pair of optical element groups is changed since the interval of the pair of optical element groups changes, and spread in the aperture diaphragm of rays emitted from a point at a finite or infinite distance is changed. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、照明光学系、露光装置及びデバイス製造方法に関する。   The present invention relates to an illumination optical system, an exposure apparatus, and a device manufacturing method.

原版(レチクル又はマスク)パターンを投影光学系によってウエハなどの基板に露光する投影露光装置は従来から使用されており、経済性の向上と高品位な解像が益々要求されている。経済性の向上には露光装置の大型化によるコストアップを抑える必要がある。また、露光量にバラツキがあると、感光基板を露光した際に、パターンの忠実度が低下し、CD均一性が悪化する。また、偏光照明や原版のパターンの形状に応じて露光量を変更する必要もある。このように、高品位な解像には高精度な露光量制御が必要となる。   Projection exposure apparatuses that expose an original (reticle or mask) pattern onto a substrate such as a wafer using a projection optical system have been used in the past, and there is an increasing demand for improvement in economy and high-quality resolution. In order to improve economy, it is necessary to suppress an increase in cost due to an increase in the size of the exposure apparatus. In addition, when the exposure amount varies, the fidelity of the pattern decreases and the CD uniformity deteriorates when the photosensitive substrate is exposed. It is also necessary to change the exposure amount according to the shape of the polarized illumination or the pattern of the original. Thus, high-precision exposure control is required for high-quality resolution.

従来、特許文献1に開示された切り替え式NDフィルターや特許文献2に開示されたメッシュフィルターを利用して露光量を離散的に調節することは知られている。また、レーザー光のビーム径をズームエキスパンダとアパーチャーにより拡大縮小して露光量を連続的に調節する方法も特許文献3に開示されている。
特開昭61−202437号公報 特開昭63−316430号公報 特開昭63−213927号公報
Conventionally, it is known that the exposure amount is discretely adjusted using the switchable ND filter disclosed in Patent Document 1 or the mesh filter disclosed in Patent Document 2. Further, Patent Document 3 discloses a method for continuously adjusting the exposure amount by enlarging / reducing the beam diameter of the laser light using a zoom expander and an aperture.
JP-A 61-202437 JP-A-63-331630 Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-213927

しかしながら、特許文献1及び2は、露光量を離散的に制御するために精度が低い。高精度な露光量制御には露光量の連続的な制御が必要である。一方、特許文献3のズームエキスパンダは、同文献の第2図では単純化された構成を有するものの、実際には、ズーム範囲に亘って収差補正が必要となるために多くのレンズやズーム群が必要で、露光装置の大型化とコストアップを招く。   However, Patent Documents 1 and 2 have low accuracy because the exposure amount is discretely controlled. Highly accurate exposure control requires continuous control of exposure. On the other hand, the zoom expander of Patent Document 3 has a simplified configuration in FIG. 2 of the same document, but in reality, since aberration correction is required over the zoom range, many lenses and zoom groups are required. This increases the size and cost of the exposure apparatus.

本発明は、簡易な構成で高品位な解像を可能にする照明光学系及び露光装置に関する。   The present invention relates to an illumination optical system and an exposure apparatus that enable high-quality resolution with a simple configuration.

本発明の一側面としての照明光学系は、光源からの光を利用して原版のパターンを基板に露光する露光装置に使用され、前記原版を照明すると共に露光量調整部を有する照明光学系において、前記露光量調整部は、各群が一以上の光学素子を含み、各群の間隔が可変な一対の光学素子群と、前記照明光学系の光路内において、前記一対の光学素子群よりも原版側に配置された開口絞りと、を有し、前記一対の光学素子群の間隔が変化することによって、前記一対の光学素子群を経た前記光の光束径が変化し、かつ、有限又は無限遠にある点から射出される光線の前記開口絞りにおける広がりが変化することを特徴とする。   An illumination optical system according to an aspect of the present invention is used in an exposure apparatus that exposes a pattern of an original on a substrate using light from a light source, and illuminates the original and includes an exposure amount adjustment unit. The exposure amount adjusting unit includes a pair of optical element groups, each group including one or more optical elements, and a distance between the groups being variable, and an optical path of the illumination optical system, than the pair of optical element groups. An aperture stop disposed on the original plate side, and a light flux diameter of the light passing through the pair of optical element groups is changed by changing a distance between the pair of optical element groups, and is finite or infinite The spread at the aperture stop of a light beam emitted from a distant point changes.

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

本発明によれば、簡易な構成で高品位な解像を可能にする照明光学系及び露光装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an illumination optical system and an exposure apparatus that enable high-quality resolution with a simple configuration.

以下、添付図面を参照して、本発明の一実施例の露光装置100について説明する。   Hereinafter, an exposure apparatus 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図2は、露光装置100の概略ブロック図である。露光装置100は、ステップアンドキャン方式によりレチクル(原版)13のパターンをウエハ(基板)16に露光する投影露光装置である。但し、露光装置100はステップアンドリピート方式も適用することができる。露光装置100は、光源1と、照明光学系110と、レチクルステージ14と、投影光学系15と、ウエハステージ17と、を有する。   FIG. 2 is a schematic block diagram of the exposure apparatus 100. The exposure apparatus 100 is a projection exposure apparatus that exposes a pattern of a reticle (original) 13 onto a wafer (substrate) 16 by a step-and-can method. However, the exposure apparatus 100 can also apply a step-and-repeat method. The exposure apparatus 100 includes a light source 1, an illumination optical system 110, a reticle stage 14, a projection optical system 15, and a wafer stage 17.

光源1はレチクル13のパターンをウエハ16に露光する光を射出する。光源1は、例えば、波長が約193nmのArFレーザーや約248nmのKrFレーザーであるが、本発明は光源の種類や波長、個数を限定するものではない。例えば、光源1は、レーザーに限らず、水銀ランプなどの非レーザー光源でもあってもよい。   The light source 1 emits light that exposes the pattern of the reticle 13 onto the wafer 16. The light source 1 is, for example, an ArF laser having a wavelength of about 193 nm or a KrF laser having a wavelength of about 248 nm, but the present invention does not limit the type, wavelength, or number of light sources. For example, the light source 1 is not limited to a laser, and may be a non-laser light source such as a mercury lamp.

照明光学系110は、ビーム引き回し光学系2、露光量調整部3、ビーム整形光学系4、オプティカルインテグレータ5、遮光部材6、コンデンサー光学系7、10、12、減光部材8、走行視野絞り9、ミラー11を有する。   The illumination optical system 110 includes a beam routing optical system 2, an exposure amount adjustment unit 3, a beam shaping optical system 4, an optical integrator 5, a light shielding member 6, condenser optical systems 7, 10, 12, a light reduction member 8, and a traveling field stop 9. And a mirror 11.

ビーム引き回し光学系2は、光源1からの光束を集光してビームを拡大縮小し、露光量調整部3に光束を導く。従って、ビーム引き回し光学系2は周知のビームエキスパンダから構成されてもよい。このように、本実施例では、ビーム引き回し光学系2に加えて露光量調整部3を設けている。   The beam routing optical system 2 condenses the light beam from the light source 1 to enlarge and reduce the beam, and guides the light beam to the exposure adjustment unit 3. Therefore, the beam routing optical system 2 may be constituted by a known beam expander. Thus, in this embodiment, the exposure adjustment unit 3 is provided in addition to the beam routing optical system 2.

露光量調整部3は、射出する光束の光量(即ち、露光量)を調整する機能を有する。露光量調整部3による露光量調整動作は制御部40によって制御される。露光量調整部3については後述する。   The exposure amount adjusting unit 3 has a function of adjusting the light amount of the emitted light beam (that is, the exposure amount). The exposure adjustment operation by the exposure adjustment unit 3 is controlled by the control unit 40. The exposure amount adjusting unit 3 will be described later.

ビーム整形光学系4は、複数の光学素子やズーム光学系などから構成される。ビーム整形光学系4は、後段のオプティカルインテグレータ5に入射する光束の強度分布及び角度分布を調整する。   The beam shaping optical system 4 includes a plurality of optical elements, a zoom optical system, and the like. The beam shaping optical system 4 adjusts the intensity distribution and angular distribution of the light beam incident on the optical integrator 5 at the subsequent stage.

オプティカルインテグレータ5は、例えば、複数の屈折光学素子や反射光学素子、フレネルレンズのような回折光学素子を2次元的に配置したマイクロレンズアレイである。また、オプティカルインテグレータ5は計算機ホログラム(CGH:Computer Generated Hologram)でもよい。オプティカルインテグレータ5を射出した光束は、コンデンサー光学系7によって集光され、走行視野絞り9が位置する面を重畳的に照明する。   The optical integrator 5 is, for example, a microlens array in which a plurality of refractive optical elements, reflective optical elements, and diffractive optical elements such as Fresnel lenses are two-dimensionally arranged. Moreover, the optical integrator 5 may be a computer generated hologram (CGH: Computer Generated Hologram). The light beam emitted from the optical integrator 5 is condensed by the condenser optical system 7 and illuminates the surface on which the traveling field stop 9 is positioned in a superimposed manner.

遮光部材6は、オプティカルインテグレータ5の射出面近傍に配置される。遮光部材6が位置する面は、投影光学系15の瞳面15aと共役関係にある。遮光部材6の形状に応じて種々の変形照明を形成することができる。図3を用いて、遮光部材6の具体的な切換え機構の一例を説明する。遮光部材6は、円形の基板600の上に配置された複数の異なる形状の絞り601乃至603を含む。基板600は、その上の1つの絞り601乃至603が光路内に位置するように、点Oを中心として回転可能に構成される。絞り601は通常の開口絞りである。絞り602はダイポール照明用の絞りであり、コンベンショナル照明、輪帯照明などから光束を切り出すことにより、ダイポール照明を形成することが可能となる。絞り603は四重極用の絞りであり、コンベンショナル照明、輪帯照明などから光束を切り出すことにより、四重極照明を形成することが可能となる。   The light shielding member 6 is disposed in the vicinity of the exit surface of the optical integrator 5. The surface on which the light shielding member 6 is located has a conjugate relationship with the pupil surface 15a of the projection optical system 15. Various modified illuminations can be formed according to the shape of the light shielding member 6. An example of a specific switching mechanism of the light shielding member 6 will be described with reference to FIG. The light shielding member 6 includes a plurality of differently shaped apertures 601 to 603 disposed on a circular substrate 600. The substrate 600 is configured to be rotatable around the point O so that one of the diaphragms 601 to 603 on the substrate 600 is located in the optical path. The diaphragm 601 is a normal aperture diaphragm. A diaphragm 602 is a diaphragm for dipole illumination, and dipole illumination can be formed by cutting out a light beam from conventional illumination, annular illumination, or the like. The stop 603 is a stop for a quadrupole, and a quadrupole illumination can be formed by cutting out a light beam from conventional illumination, annular illumination, or the like.

減光部材8は、例えば、濃度フィルターや金属ブレードである。減光部材8の移動又は回転を制御することによって被照射面に到達する光強度分布を調整することが可能になる。   The dimming member 8 is, for example, a density filter or a metal blade. By controlling the movement or rotation of the light reducing member 8, the light intensity distribution reaching the irradiated surface can be adjusted.

走行視野絞り9は、レチクル(原版)13が位置する被照射面と共役な位置に配置される。走行視野絞り9は複数の可動遮光板から成り、任意の開口形状に制御することによって、被照射面の照明範囲を規制している。   The traveling field stop 9 is disposed at a position conjugate with the irradiated surface on which the reticle (original) 13 is located. The traveling field stop 9 is composed of a plurality of movable light-shielding plates, and controls the illumination range of the irradiated surface by controlling to an arbitrary opening shape.

走行視野絞り9を通過した光束は、コンデンサー光学系10、(折り曲げ)ミラー11、コンデンサー光学系12によって、被照射面に導かれる。   The light beam that has passed through the traveling field stop 9 is guided to the irradiated surface by the condenser optical system 10, the (bending) mirror 11, and the condenser optical system 12.

レチクル13はレチクルステージ14によって支持及び駆動される。被照射面に配置されたレチクル13のパターンは、投影光学系15によって露光面に位置するウエハ16に投影される。ウエハステージ17はウエハ16を保持し、3次元方向に移動される。レチクルステージ14及びウエハステージ17の移動は制御部40によって制御される。レチクル13とウエハ16は図2の矢印方向に同期しながら走査露光を行う。投影光学系の縮小倍率が1/βの際には、ウエハステージ17の走査速度がVのとき、レチクルステージ14の走査速度はβVである。   The reticle 13 is supported and driven by a reticle stage 14. The pattern of the reticle 13 disposed on the irradiated surface is projected onto the wafer 16 positioned on the exposure surface by the projection optical system 15. The wafer stage 17 holds the wafer 16 and is moved in a three-dimensional direction. The movement of the reticle stage 14 and the wafer stage 17 is controlled by the control unit 40. The reticle 13 and the wafer 16 are subjected to scanning exposure in synchronization with the arrow direction in FIG. When the reduction magnification of the projection optical system is 1 / β, when the scanning speed of the wafer stage 17 is V, the scanning speed of the reticle stage 14 is βV.

本実施例ではウエハ16を使用するが、本発明は被露光体である基板の種類を限定するものではなく液晶基板その他の基板を広く含む。基板にはレジストが塗付されている。   In this embodiment, the wafer 16 is used. However, the present invention does not limit the type of the substrate to be exposed, and widely includes a liquid crystal substrate and other substrates. A resist is applied to the substrate.

制御部40は、露光装置100の各部の動作を制御する。例えば、レチクルステージ14とウエハステージ17の位置を計測する図示しないレーザー干渉計による検出結果を取得してこれらのステージの動作を制御する。また、制御部40は、露光量検出部50a、50bの検出結果に基づいて露光量調整部3の後述する移動部による光学素子群の移動動作を制御する。   The control unit 40 controls the operation of each unit of the exposure apparatus 100. For example, detection results by a laser interferometer (not shown) that measures the positions of the reticle stage 14 and the wafer stage 17 are acquired, and the operation of these stages is controlled. Further, the control unit 40 controls the movement operation of the optical element group by a moving unit (to be described later) of the exposure amount adjustment unit 3 based on the detection results of the exposure amount detection units 50a and 50b.

露光量検出部50aはレチクルステージ14上に配置されるか、コンデンサー光学系12とレチクル13との間か、レチクル13と投影光学系15との間に挿脱可能に構成される。同様に、露光量検出部50bはウエハステージ17上に配置されるか、投影光学系15とウエハ16との間に挿脱可能に構成される。代替的に露光量検出部は、図示しないビームスプリッタを照明光学系110内に配置して、ビームスプリッタが反射した光束の一部を受光してもよい。露光量検出部50a、50bは、露光時の光量を検出する照度計(積算露光量検出部)である。露光量検出部50a、50bは、レチクル13及びウエハ16が配置される位置、または、その位置と光学的に共役な位置に配置され、検出結果に応じた信号を制御部40に送信する。   The exposure amount detection unit 50 a is configured to be detachable from the reticle stage 14, between the condenser optical system 12 and the reticle 13, or between the reticle 13 and the projection optical system 15. Similarly, the exposure amount detection unit 50 b is arranged on the wafer stage 17 or configured to be detachable between the projection optical system 15 and the wafer 16. Alternatively, the exposure amount detection unit may receive a part of the light beam reflected by the beam splitter by disposing a beam splitter (not shown) in the illumination optical system 110. The exposure amount detection units 50a and 50b are illuminance meters (integrated exposure amount detection units) that detect the amount of light during exposure. The exposure amount detection units 50a and 50b are arranged at a position where the reticle 13 and the wafer 16 are arranged, or at a position optically conjugate with the position, and transmit a signal corresponding to the detection result to the control unit 40.

光源1から射出された光Lを利用して照明光学系110はレチクル13をケーラー照明する。レチクルパターンを反映した光は投影光学系15を介してウエハ16に投影される。絞り601乃至603などの照明条件が変更された場合やパターンの形状、経時的な露光量の変動がある場合に制御部40は露光量検出部50a、50bの検出結果に基づいて露光量調整部3の露光量調整動作を制御する。即ち、制御部40は、露光量調整部3が調整する露光量を制御する。   The illumination optical system 110 uses the light L emitted from the light source 1 to Koehler illuminate the reticle 13. The light reflecting the reticle pattern is projected onto the wafer 16 via the projection optical system 15. When the illumination conditions such as the apertures 601 to 603 are changed, or when there is a variation in the pattern shape and the exposure amount over time, the control unit 40 controls the exposure amount adjustment unit based on the detection results of the exposure amount detection units 50a and 50b. 3 exposure amount adjustment operation is controlled. That is, the control unit 40 controls the exposure amount adjusted by the exposure amount adjustment unit 3.

以下、図1を用いて、実施例1の照明光学系110の構成の詳細について説明する。照明光学系110の露光量調整部3は、オプティカルインテグレータ301と、ビーム径調整光学系302と、開口絞り303とを有する。   Hereinafter, the configuration of the illumination optical system 110 according to the first embodiment will be described in detail with reference to FIG. The exposure amount adjustment unit 3 of the illumination optical system 110 includes an optical integrator 301, a beam diameter adjustment optical system 302, and an aperture stop 303.

オプティカルインテグレータ(第1のオプティカルインテグレータ)301は、光束の射出角度を規定し、入射した光束は、一定の発散角度で射出される。オプティカルインテグレータ301は、入射光の波面を分割して光射出面又はその近傍に複数の光源を形成し、本実施例では、矩形形状の微細レンズが多数配列されたハエの目レンズである。ハエの目レンズは入射光の角度分布を位置分布に変換して射出し、その入射面301aと射出面301bとはフーリエ変換の関係になっている。これにより、オプティカルインテグレータ301の射出面301bの近傍は2次光源となっている。オプティカルインテグレータ301の均一化効果により、露光量の調整が安定するという利点がある。   The optical integrator (first optical integrator) 301 defines an emission angle of a light beam, and the incident light beam is emitted at a constant divergence angle. The optical integrator 301 is a fly-eye lens in which a wavefront of incident light is divided to form a plurality of light sources at or near the light exit surface, and in this embodiment, a large number of rectangular microlenses are arranged. The fly-eye lens emits after converting the angular distribution of incident light into a position distribution, and the incident surface 301a and the exit surface 301b are in a Fourier transform relationship. Thereby, the vicinity of the emission surface 301b of the optical integrator 301 is a secondary light source. Due to the uniformizing effect of the optical integrator 301, there is an advantage that the adjustment of the exposure amount is stabilized.

但し、オプティカルインテグレータ301はハエの目レンズに限定されない。例えば、オプティカルインテグレータ301は光学ロッド、ファイバ束、CGH、回折光学素子、各組が直交するように配置された複数の組のシリンドリカルレンズアレイ板、コーティングを施した反射型インテグレータであってもよい。   However, the optical integrator 301 is not limited to a fly-eye lens. For example, the optical integrator 301 may be an optical rod, a fiber bundle, a CGH, a diffractive optical element, a plurality of sets of cylindrical lens array plates arranged so that each set is orthogonal, and a reflective integrator with coating.

図1は、オプティカルインテグレータ301から光軸OAと平行に射出される光線を実線、図1の上方向に射出される光線を破線で示し、簡単のため図1の下方向に射出される光線は省略している。射出された光束は、ビーム径調整光学系302に入射する。   FIG. 1 shows a ray emitted from the optical integrator 301 in parallel with the optical axis OA as a solid line, a ray emitted upward in FIG. 1 as a broken line, and a ray emitted downward in FIG. Omitted. The emitted light beam enters the beam diameter adjusting optical system 302.

ビーム径調整光学系302は、一対の光学素子群30a、30bと、移動部35a、35bと、を有し、一対の光学素子群30a、30bを経た光の光束径を変更する。   The beam diameter adjusting optical system 302 includes a pair of optical element groups 30a and 30b and moving portions 35a and 35b, and changes the light beam diameter of light that has passed through the pair of optical element groups 30a and 30b.

一対の光学素子群30a、30bは、それぞれが一以上の光学素子を有し、本実施例ではコンデンサー光学系(集光光学系)を構成する。光学素子群30aは、本実施例では、凸レンズ302aを有する。光学素子群30bは、本実施例では、凹レンズ302b及び凸レンズ302cを有する。このように、本実施例の一対の光学素子群30a及び30bはコンデンサー光学系(集光光学系)である。但し、本発明において一対の光学素子群30a、30bはかかる構成に限定されず、レンズの代わりにミラーを含んでもよい。   Each of the pair of optical element groups 30a and 30b has one or more optical elements, and constitutes a condenser optical system (condensing optical system) in this embodiment. The optical element group 30a includes a convex lens 302a in this embodiment. In this embodiment, the optical element group 30b includes a concave lens 302b and a convex lens 302c. Thus, the pair of optical element groups 30a and 30b in the present embodiment is a condenser optical system (condensing optical system). However, in the present invention, the pair of optical element groups 30a and 30b is not limited to such a configuration, and may include a mirror instead of a lens.

例えば、図1(c)に示すように、光学素子群30aは、光源1から光路に沿って順に凸レンズ302aと、凹レンズ302dを有する光学素子群30Aaに置換されてもよい。光学素子群30Aaは凸レンズ302aの後段(レチクル13側)に一の凹レンズ302dを有するが、凸レンズ302aのレチクル13側に配置される凹レンズの数は問わない。   For example, as shown in FIG. 1C, the optical element group 30a may be replaced with an optical element group 30Aa having a convex lens 302a and a concave lens 302d in order from the light source 1 along the optical path. The optical element group 30Aa has one concave lens 302d at the rear stage (reticle 13 side) of the convex lens 302a, but the number of concave lenses arranged on the reticle 13 side of the convex lens 302a is not limited.

同様に、図1(c)に示すように、光学素子群30bは、光源側から光路に沿って順に凹レンズ302e、凹レンズ302b、凸レンズ302cを有する光学素子群30Abに置換されてもよい。光学素子群30Abは凹レンズ302bの光源1側に一の凹レンズ302eを有するが、凹レンズ302eの光源1側に配置される凹レンズの数は問わない。   Similarly, as shown in FIG. 1C, the optical element group 30b may be replaced with an optical element group 30Ab having a concave lens 302e, a concave lens 302b, and a convex lens 302c in order along the optical path from the light source side. The optical element group 30Ab has one concave lens 302e on the light source 1 side of the concave lens 302b, but the number of concave lenses arranged on the light source 1 side of the concave lens 302e is not limited.

移動部35aは、光学素子群30aを光軸方向Dに移動する。移動部35bは、光学素子群30bを光軸方向Dに移動する。但し、光学素子群30aと30bの間隔が変更される限り、移動部35a及び35bのうちいずれか一方のみが設けられていれば足りる。この結果、移動部は、一対の光学素子群30a、30bの少なくとも一方を移動して一対の光学素子群30a、30bの間隔を変化させる。これにより、ビーム径調整光学系302を経た光の光束径を変更する。   The moving unit 35a moves the optical element group 30a in the optical axis direction D. The moving unit 35b moves the optical element group 30b in the optical axis direction D. However, as long as the distance between the optical element groups 30a and 30b is changed, only one of the moving parts 35a and 35b is required. As a result, the moving unit moves at least one of the pair of optical element groups 30a and 30b to change the interval between the pair of optical element groups 30a and 30b. As a result, the beam diameter of the light passing through the beam diameter adjusting optical system 302 is changed.

移動部35a、35bによる一対の光学素子群30a、30bの移動は制御部40によって制御される。制御部40は、露光量検出部50a及び/又は50bの検出結果に基づいて移動部35a及び/又は35bによる光学素子群の移動量を制御する。   The movement of the pair of optical element groups 30a and 30b by the moving units 35a and 35b is controlled by the control unit 40. The control unit 40 controls the movement amount of the optical element group by the movement units 35a and / or 35b based on the detection result of the exposure amount detection unit 50a and / or 50b.

また、一対の光学素子群30a、30bは、移動部35a、35bにより焦点距離が可変のズーム光学系(変倍光学系)として構成される。   The pair of optical element groups 30a and 30b is configured as a zoom optical system (variable magnification optical system) having a variable focal length by the moving units 35a and 35b.

開口絞り303は、露光量を調節するために光束の有効領域を規定する。開口絞り303は、遮光部303aと開口303bを有する。光軸OAは開口303bの中心を貫通する。また、開口絞り303は、入射面303cと射出面303dを有する。開口絞り303は本実施例では開口303bの面積が固定であるが、開口の面積が可変な虹彩絞りやブレードであってもよい。開口絞り303は、一対の光学素子群30a、30bよりも光路に沿って原版側(被照射面側)に配置される。   The aperture stop 303 defines an effective area of the light beam in order to adjust the exposure amount. The aperture stop 303 has a light shielding part 303a and an opening 303b. The optical axis OA passes through the center of the opening 303b. The aperture stop 303 has an entrance surface 303c and an exit surface 303d. In this embodiment, the aperture stop 303 has a fixed area of the aperture 303b, but may be an iris diaphragm or a blade having a variable aperture area. The aperture stop 303 is disposed closer to the original (on the irradiated surface side) along the optical path than the pair of optical element groups 30a and 30b.

移動部35a、35bが一対の光学素子群30a、30bの少なくとも一方を移動することにより、ビーム径調整光学系302を経た光の開口絞り303の入射面303cにおける光束径が変更する。   When the moving parts 35a and 35b move at least one of the pair of optical element groups 30a and 30b, the light beam diameter on the incident surface 303c of the aperture stop 303 of the light that has passed through the beam diameter adjusting optical system 302 is changed.

図1(a)は、ビーム径調整光学系302の射出ビーム径(光束径)が最小となる状態を示す概略断面図である。図1(b)は、光学素子群30aを固定して光学素子群30bを光軸方向Dに沿って開口絞り303側に移動することによって、ビーム径調整光学系302の焦点距離を延ばし、射出ビーム径を拡大した状態を示す概略断面図である。また、図4(a)は、図1(a)に示すようにビーム径調整光学系302の射出ビーム径を最小とした状態における開口絞り303を通過する光束の光強度分布を示すグラフである。図4(b)は、図1(b)に示すようにビーム径調整光学系302の焦点距離を延ばして射出ビーム径を拡大した状態における開口絞り303を通過する光束の光強度分布を示すグラフである。   FIG. 1A is a schematic cross-sectional view showing a state where the exit beam diameter (light beam diameter) of the beam diameter adjusting optical system 302 is minimized. In FIG. 1B, the optical element group 30a is fixed and the optical element group 30b is moved to the aperture stop 303 side along the optical axis direction D, thereby extending the focal length of the beam diameter adjusting optical system 302 and emitting the light. It is a schematic sectional drawing which shows the state which expanded the beam diameter. FIG. 4A is a graph showing the light intensity distribution of the light beam passing through the aperture stop 303 in a state where the exit beam diameter of the beam diameter adjusting optical system 302 is minimized as shown in FIG. . FIG. 4B is a graph showing the light intensity distribution of the light beam passing through the aperture stop 303 in a state where the focal length of the beam diameter adjusting optical system 302 is extended and the exit beam diameter is enlarged as shown in FIG. It is.

移動部35a及び/又は35bが一対の光学素子群30a及び30bの少なくとも一方を移動する範囲において、図1(a)は光束径が開口絞り303上で最小となる位置を示している。図1(a)に示すように、ビーム径が最小となる位置は光学素子群30bの集光位置(焦点位置)であることが好ましい。この位置で、光束径が最小になるからである。また、この結果、オプティカルインテグレータ301の射出面301bと開口絞り303とは光学的にフーリエ変換の関係に配置される。但し、本発明は完全なフーリエ変換の関係を要求するものではない。   FIG. 1A shows a position where the light beam diameter is minimum on the aperture stop 303 within a range in which the moving portions 35a and / or 35b move at least one of the pair of optical element groups 30a and 30b. As shown in FIG. 1A, the position at which the beam diameter is minimum is preferably the condensing position (focal position) of the optical element group 30b. This is because the beam diameter is minimized at this position. As a result, the exit surface 301b of the optical integrator 301 and the aperture stop 303 are optically arranged in a Fourier transform relationship. However, the present invention does not require a complete Fourier transform relationship.

図1(a)及び図4(a)に示されるように、ビーム径調整光学系302による射出ビーム径が最小のときに開口絞り303による遮光が最小に設定する必要がある。この時に露光量が最大になるため、これにより、露光量の低下を防止してスループットの低下を抑えることができる。また、ビーム径調整光学系302によってビーム径を拡大したときに開口絞り303によって遮光される光量の割合が増え、露光量の調整範囲を大きくすることができるためである。   As shown in FIGS. 1A and 4A, when the exit beam diameter by the beam diameter adjusting optical system 302 is the minimum, the light shielding by the aperture stop 303 needs to be set to the minimum. Since the exposure amount is maximized at this time, it is possible to prevent a decrease in the exposure amount and suppress a decrease in the throughput. Further, when the beam diameter is enlarged by the beam diameter adjusting optical system 302, the ratio of the amount of light shielded by the aperture stop 303 is increased, and the exposure amount adjustment range can be enlarged.

このため、この時、開口絞り303の開口303bはビーム径調整光学系302による射出ビーム径が最小となる光束を遮光しない(即ち、全て通過する)寸法及び形状を有する。   For this reason, at this time, the aperture 303b of the aperture stop 303 has a size and a shape that do not block (that is, pass through) the light beam whose emission beam diameter is minimized by the beam diameter adjusting optical system 302.

更に、同様の理由から、ビーム径調整光学系302による射出ビーム径が最小となる時、有限又は無限遠にある点から射出される光線の開口絞り303の入射面303cにおける広がり(以下、「光線広がり」という。)が最小となるように設定される。この光線広がりは、光学系の収差を定量的に評価する方法の一つとしてよく使用される。かかる光線広がりがあると開口303bを超えて開口絞り303の遮光部303aによって遮光されるおそれがある。射出ビーム径が最小となるとき、光線広がりを最小にすれば、それを防止することができる。   Furthermore, for the same reason, when the beam diameter adjusted by the beam diameter adjusting optical system 302 is minimized, the light beam emitted from a point at a finite or infinite distance spreads on the entrance surface 303c of the aperture stop 303 (hereinafter referred to as “light beam”). "Expansion" is set to be minimal. This beam spread is often used as one of the methods for quantitatively evaluating the aberration of the optical system. When there is such a light beam spread, there is a possibility that the light is blocked by the light blocking portion 303a of the aperture stop 303 beyond the opening 303b. When the exit beam diameter is minimized, it can be prevented by minimizing the beam spread.

また、本実施例では、図1(b)及び図4(b)に示されるように、ビーム径の拡大時に光線広がりが大きくなる。つまり、一対の光学素子群30a及び30bの間隔が変化することによって、一対の光学素子群30a及び30bを経た光の光束径が変化し、かつ、有限又は無限遠にある点から射出される光線の開口絞り303における広がりが変化する。光線広がりが大きいと、図4(b)に示されるように、開口絞り303における光強度分布は台形形状となる。光強度分布が台形形状である方が有効領域内に含まれる光量の割合が小さくなる。このため、ビーム径の拡大時にはより多くの光が、開口絞り303の遮光部303aによって遮光されることになるので露光量の調整範囲が大きくなる。このように、ビーム径調整光学系302によるビーム径の縮小時(最小時)の光線広がりよりもビーム径の拡大時の光線広がりを大きくすることで露光量の調整範囲を大きくできる。   Further, in this embodiment, as shown in FIGS. 1B and 4B, the beam spread increases when the beam diameter is enlarged. In other words, the light beam emitted from a point at a finite or infinite distance changes in the light beam diameter of the light passing through the pair of optical element groups 30a and 30b by changing the distance between the pair of optical element groups 30a and 30b. The spread at the aperture stop 303 changes. When the light beam spread is large, the light intensity distribution at the aperture stop 303 has a trapezoidal shape as shown in FIG. When the light intensity distribution has a trapezoidal shape, the ratio of the amount of light included in the effective area becomes smaller. For this reason, when the beam diameter is enlarged, more light is shielded by the light shielding portion 303a of the aperture stop 303, so that the exposure amount adjustment range becomes large. In this way, the exposure adjustment range can be increased by increasing the beam spread when the beam diameter is expanded, rather than the beam spread when the beam diameter is reduced (minimum) by the beam diameter adjusting optical system 302.

この結果、ビーム径の拡大縮小時の焦点距離の変化量を小さくすることができ、一対の光学素子群30a、30bの移動距離を小さくして露光量調整部3を小型化することができる。   As a result, the amount of change in the focal length when the beam diameter is enlarged or reduced can be reduced, and the movement distance of the pair of optical element groups 30a and 30b can be reduced to reduce the exposure amount adjustment unit 3.

また、ビーム径が最小の時のみ光線広がりを抑えればよいので設計上の制約条件が少なくなり、レンズの枚数やレンズ群の数を最小に抑えることができる。このため、ビーム径調整光学系302を簡易な構成にして小型化することができると共にコストアップを抑えることができる。   Further, since it is only necessary to suppress the beam spread only when the beam diameter is the minimum, design constraints are reduced, and the number of lenses and the number of lens groups can be minimized. For this reason, the beam diameter adjusting optical system 302 can be reduced in size with a simple configuration, and cost increase can be suppressed.

このように実施例1の照明光学系110によれば、レンズ枚数やレンズ群を最小限に抑えた単純かつ小型の構成で露光量を連続的に広範囲で調整可能とすることができる。また、ビーム径調整光学系302(露光量調整部3)の構造は単純化かつ小型化されているので露光装置100の経済性にも優れている。   As described above, according to the illumination optical system 110 of the first embodiment, the exposure amount can be continuously adjusted over a wide range with a simple and small configuration in which the number of lenses and the lens group are minimized. In addition, since the structure of the beam diameter adjusting optical system 302 (exposure amount adjusting unit 3) is simplified and miniaturized, the economic efficiency of the exposure apparatus 100 is excellent.

以下、図5(a)及び図5(b)を用いて、実施例2の照明光学系110の露光量調整部3Aについて説明する。露光量調整部3Aは、オプティカルインテグレータ301及び313と、ビーム径調整光学系302と、開口絞り303と、ターレット311と、減光フィルター312とを有する。図5(a)は図1(a)に対応し、ビーム径が最小となる状態を示す概略断面図であり、図5(b)は図1(b)に対応し、ビーム径が拡大した状態を示す概略断面図である。図5(a)及び図5(b)において図1(a)及び図1(b)と同一の参照符号は実施例1と同様である。   Hereinafter, the exposure amount adjustment unit 3A of the illumination optical system 110 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 5 (a) and 5 (b). The exposure adjustment unit 3 </ b> A includes optical integrators 301 and 313, a beam diameter adjustment optical system 302, an aperture stop 303, a turret 311, and a neutral density filter 312. FIG. 5A corresponds to FIG. 1A and is a schematic cross-sectional view showing a state where the beam diameter is minimized. FIG. 5B corresponds to FIG. 1B and the beam diameter is enlarged. It is a schematic sectional drawing which shows a state. 5A and 5B, the same reference numerals as those in FIGS. 1A and 1B are the same as those in the first embodiment.

減光部としての減光フィルター312は、光が通過する際に光量を減光し、オプティカルインテグレータ301の光源側に設けられている。減光フィルター312は、例えば、ガラス基板上に誘電体多層膜をコーティングすることによって、透過率を制御したフィルターである。別の実施例では、減光フィルター312は、クロムなど光を吸収する物質をガラス基板上にコーティングしたフィルターを使用することもできる。この場合、透過率は吸光物質の濃度を変えることで制御できる。更に別の実施例では、減光フィルター312はメッシュ状の遮光部分が設けられたフィルターであってもよい。   A neutral density filter 312 serving as a neutral density unit reduces the amount of light when light passes and is provided on the light source side of the optical integrator 301. The neutral density filter 312 is, for example, a filter whose transmittance is controlled by coating a dielectric multilayer film on a glass substrate. In another embodiment, the neutral density filter 312 may be a filter obtained by coating a glass substrate with a light absorbing material such as chromium. In this case, the transmittance can be controlled by changing the concentration of the light-absorbing substance. In yet another embodiment, the neutral density filter 312 may be a filter provided with a mesh-shaped light shielding portion.

減光フィルター312はターレット311上に複数配置され、光路中に導入可能な減光フィルター312を切換え可能な構成となっている。これによって、露光量を離散的に調整することができる。複数の減光フィルター312の透過率の差を、ビーム径調整光学系302による露光量調整範囲よりも小さくすることで広い範囲で露光量を連続的に調整することができる。   A plurality of neutral density filters 312 are arranged on the turret 311 so that the neutral density filters 312 that can be introduced into the optical path can be switched. Thereby, the exposure amount can be adjusted discretely. By making the difference in transmittance between the plurality of neutral density filters 312 smaller than the exposure amount adjustment range by the beam diameter adjusting optical system 302, the exposure amount can be continuously adjusted over a wide range.

オプティカルインテグレータ(第2のオプティカルインテグレータ)313は、開口絞り303の後方に配置されているが、この順番は逆でもよい。即ち、オプティカルインテグレータ313は開口絞り303に隣接して設けられれば足りる。オプティカルインテグレータ313はオプティカルインテグレータ303と同様の構造を有する。ビーム径調整光学系302がビーム径の拡大縮小を行うと、開口絞り303を通過する光線のNA及びテレセンに影響を与える。ビーム径調整光学系302よりも後方に、オプティカルインテグレータ313を配置することによって、ビーム整形光学系4に安定したビームを供給することが可能となる。また、図4(b)に示されるように、ビーム径拡大時でも有効領域内の光強度分布を均一となるようにすると、ビーム整形光学系4に供給されるビームはより安定化される。露光量調整部3から射出される光束が、露光量調整に拘わらず一定であると後方に配置されるビーム整形光学系4によって整形されるビームプロファイルが安定するためである。   The optical integrator (second optical integrator) 313 is disposed behind the aperture stop 303, but this order may be reversed. In other words, it is sufficient that the optical integrator 313 is provided adjacent to the aperture stop 303. The optical integrator 313 has the same structure as that of the optical integrator 303. When the beam diameter adjusting optical system 302 enlarges / reduces the beam diameter, it affects the NA and telecentricity of the light beam passing through the aperture stop 303. By disposing the optical integrator 313 behind the beam diameter adjusting optical system 302, a stable beam can be supplied to the beam shaping optical system 4. Further, as shown in FIG. 4B, the beam supplied to the beam shaping optical system 4 is further stabilized when the light intensity distribution in the effective region is made uniform even when the beam diameter is expanded. This is because if the light beam emitted from the exposure adjustment unit 3 is constant regardless of the exposure adjustment, the beam profile shaped by the beam shaping optical system 4 disposed behind becomes stable.

このように実施例1の照明光学系110の露光量調整部3によれば、レンズ枚数やレンズ群を最小限に抑えた単純かつ小型の構成で露光量を連続的に広範囲で調整可能とすることができる。   As described above, according to the exposure amount adjustment unit 3 of the illumination optical system 110 according to the first embodiment, the exposure amount can be continuously adjusted over a wide range with a simple and small configuration in which the number of lenses and the lens group are minimized. be able to.

このように実施例2の照明光学系110の露光量調整部3Aによれば、レンズ枚数やレンズ群を最小限に抑えた単純かつ小型の構成で、露光量を連続的かつ広範囲で調整可能とすることができる。   As described above, according to the exposure amount adjusting unit 3A of the illumination optical system 110 according to the second embodiment, the exposure amount can be continuously and widely adjusted with a simple and small configuration with the number of lenses and the lens group being minimized. can do.

以下、図6(a)及び図6(b)を用いて、実施例3の照明光学系110の露光量調整部3Bについて説明する。露光量調整部3Bは、ビーム径調整光学系321と、開口絞り303とを有する。図6(a)は図1(a)に対応し、ビーム径が最小となる状態を示す概略断面図であり、図6(b)は図1(b)に対応し、ビーム径が拡大した状態を示す概略断面図である。   Hereinafter, the exposure amount adjusting unit 3B of the illumination optical system 110 according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 6A and 6B. The exposure amount adjustment unit 3B includes a beam diameter adjustment optical system 321 and an aperture stop 303. FIG. 6A corresponds to FIG. 1A and is a schematic sectional view showing a state where the beam diameter is minimized. FIG. 6B corresponds to FIG. 1B and the beam diameter is enlarged. It is a schematic sectional drawing which shows a state.

ビーム径調整光学系321は一対の光学素子群30Ba、30Bbと、移動部35a、35bとを有し、一対の光学素子群30Ba、30Bbを経た光の光束径を変更する。移動部35a及び35bが、少なくとも一方の光学素子群30Ba及び30Bbを移動してその間の間隔を変更すれば足りる点は実施例1と同様である。   The beam diameter adjusting optical system 321 includes a pair of optical element groups 30Ba and 30Bb and moving parts 35a and 35b, and changes the light beam diameter of the light that has passed through the pair of optical element groups 30Ba and 30Bb. Similar to the first embodiment, the moving units 35a and 35b only need to move at least one of the optical element groups 30Ba and 30Bb and change the interval therebetween.

一対の光学素子群30Ba、30Bbは、それぞれが一以上の光学素子を有する。光学素子群30Baは、本実施例では、凸レンズ321aを有する。光学素子群30Bbは、本実施例では、凸レンズ321b及び凹レンズ321cを有する。このように、本実施例の一対の光学素子群30Ba及び30Bbはアフォーカル光学系を構成し、ビーム径調整光学系321は倍率が可変の結像光学系である。なお、本発明はビーム径調整光学系321のレンズの枚数を限定するものではない。本実施例の露光量調整部3は、光源1が射出NAの比較的大きいランプの場合に特に好適である。   Each of the pair of optical element groups 30Ba and 30Bb has one or more optical elements. The optical element group 30Ba has a convex lens 321a in this embodiment. In this embodiment, the optical element group 30Bb includes a convex lens 321b and a concave lens 321c. As described above, the pair of optical element groups 30Ba and 30Bb in this embodiment constitute an afocal optical system, and the beam diameter adjusting optical system 321 is an imaging optical system having a variable magnification. Note that the present invention does not limit the number of lenses of the beam diameter adjusting optical system 321. The exposure amount adjusting unit 3 of this embodiment is particularly suitable when the light source 1 is a lamp having a relatively large emission NA.

図6は、ビーム径調整光学系321に入射する光束のうち、光軸OAと平行に入射する光線を実線、図6の上向きに入射する光線を破線で示し、簡単のため図6の下向きに入射する光線は省略している。   FIG. 6 shows a light beam incident on the beam diameter adjusting optical system 321 in parallel with the optical axis OA by a solid line, and a light beam incident upward in FIG. 6 by a broken line. Incident light rays are omitted.

露光量の調整効果は、実施例1と同様に図4によって理解される。露光量調整部3Bでは、図4(a)に示すように、ビーム径が最小の時よりも図4(b)に示すように、ビーム径の拡大時に光線広がりが大きくなる。図4(b)に示されるように、光線広がりが大きく、光強度分布が台形形状である方が有効領域内に含まれる光量の割合が小さくなる。このため、ビーム径拡大時に、より多くの光が開口絞り303によって遮光されるので露光量の調整範囲が大きくなる。   The effect of adjusting the exposure amount can be understood from FIG. In the exposure adjustment unit 3B, as shown in FIG. 4A, the light beam spread becomes larger when the beam diameter is expanded as shown in FIG. 4B than when the beam diameter is minimum. As shown in FIG. 4B, the ratio of the amount of light contained in the effective region is smaller when the light beam spread is larger and the light intensity distribution is trapezoidal. For this reason, when the beam diameter is expanded, more light is shielded by the aperture stop 303, so that the exposure amount adjustment range becomes large.

このように実施例3の照明光学系110の露光量調整部3Bによれば、レンズ枚数やレンズ群を最小限に抑えた単純かつ小型の構成で、露光量を連続的かつ広範囲で調整可能とすることができる。   As described above, according to the exposure amount adjustment unit 3B of the illumination optical system 110 according to the third embodiment, the exposure amount can be continuously and widely adjusted with a simple and small configuration with the number of lenses and the lens group being minimized. can do.

次に、図7及び図8を参照して、露光装置100を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明する。図7は、デバイス(ICやLSIなどの半導体チップ、LCD、CCD等)の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ1(回路設計)では、デバイスの回路設計を行う。ステップ2(レチクル製作)では、設計した回路パターンを形成したレチクルを製作する。ステップ3(ウエハ製造)では、シリコンなどの材料を用いてウエハを製造する。ステップ4(ウエハプロセス)は、前工程と呼ばれ、レチクルとウエハを用いて本発明のリソグラフィー技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。ステップ5(組み立て)は、後工程と呼ばれ、ステップ4によって作成されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封入)等の工程を含む。ステップ6(検査)では、ステップ5で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷(ステップ7)される。   Next, an embodiment of a device manufacturing method using the exposure apparatus 100 will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a flowchart for explaining how to fabricate devices (ie, semiconductor chips such as IC and LSI, LCDs, CCDs, etc.). Here, the manufacture of a semiconductor chip will be described as an example. In step 1 (circuit design), a device circuit is designed. In step 2 (reticle fabrication), a reticle on which the designed circuit pattern is formed is fabricated. In step 3 (wafer manufacture), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by the lithography technique of the present invention using the reticle and the wafer. Step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process for forming a semiconductor chip using the wafer created in step 4, and includes processes such as an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (chip encapsulation). Including. In step 6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device created in step 5 are performed. Through these steps, the semiconductor device is completed and shipped (step 7).

図8は、ステップ4のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ11(酸化)では、ウエハの表面を酸化させる。ステップ12(CVD)では、ウエハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ13(電極形成)では、ウエハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ14(イオン打ち込み)では、ウエハにイオンを打ち込む。ステップ15(レジスト処理)では、ウエハに感光剤を塗布する。ステップ16(露光)では、露光装置100によってレチクル13のパターンをウエハ16に露光する。ステップ17(現像)では、露光したウエハ16を現像する。ステップ18(エッチング)では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ19(レジスト剥離)では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。かかるデバイス製造方法によれば、露光量の調整を高精度に行って従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。   FIG. 8 is a detailed flowchart of the wafer process in Step 4. In step 11 (oxidation), the surface of the wafer is oxidized. In step 12 (CVD), an insulating film is formed on the surface of the wafer. In step 13 (electrode formation), an electrode is formed on the wafer by vapor deposition or the like. In step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. In step 15 (resist process), a photosensitive agent is applied to the wafer. Step 16 (exposure) uses the exposure apparatus 100 to expose the pattern of the reticle 13 onto the wafer 16. In step 17 (development), the exposed wafer 16 is developed. In step 18 (etching), portions other than the developed resist image are removed. In step 19 (resist stripping), the resist that has become unnecessary after the etching is removed. By repeatedly performing these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer. According to this device manufacturing method, it is possible to manufacture a higher quality device than before by adjusting the exposure amount with high accuracy. Thus, the device manufacturing method using the exposure apparatus and the resulting device also constitute one aspect of the present invention.

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist.

本発明の実施例1による露光量調整部の概略ブロック図である。It is a schematic block diagram of the exposure amount adjustment part by Example 1 of this invention. 図1に示す露光量調整部を含む露光装置の概略ブロック図である。It is a schematic block diagram of the exposure apparatus containing the exposure amount adjustment part shown in FIG. 図2に示す露光装置の遮光部材の切換えについて説明するための概略平面図である。It is a schematic plan view for demonstrating switching of the light shielding member of the exposure apparatus shown in FIG. 図1に示す露光量調整部による露光量の調整を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating adjustment of the exposure amount by the exposure amount adjustment part shown in FIG. 本発明の実施例2による露光量調整部の概略図である。It is the schematic of the exposure amount adjustment part by Example 2 of this invention. 本発明の実施例3による露光量調整部の概略図である。It is the schematic of the exposure amount adjustment part by Example 3 of this invention. デバイス(ICやLSIなどの半導体チップ、LCD、CCD等)の製造を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating manufacture of devices (semiconductor chips, such as IC and LSI, LCD, CCD, etc.). 図7に示すステップ4のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。8 is a detailed flowchart of the wafer process in Step 4 shown in FIG. 7.

符号の説明Explanation of symbols

1 光源
3 露光量調整部
13 レチクル(原版)
15 投影光学系
16 ウエハ(基板)
301 オプティカルインテグレータ
302 ビーム径調整光学系
302a−302c 一対の光学素子群
303 開口絞り
311 ターレット
312 減光フィルター
313 オプティカルインテグレータ
321 ビーム径調整光学系
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 3 Exposure amount adjustment part 13 Reticle (original)
15 Projection optical system 16 Wafer (substrate)
301 Optical Integrator 302 Beam Diameter Adjustment Optical System 302a-302c A Pair of Optical Element Groups 303 Aperture Stop 311 Turret 312 Neutral Filter 313 Optical Integrator 321 Beam Diameter Adjustment Optical System

Claims (11)

光源からの光を利用して原版のパターンを基板に露光する露光装置に使用され、前記原版を照明すると共に露光量調整部を有する照明光学系において、
前記露光量調整部は、
各群が一以上の光学素子を含み、各群の間隔が可変な一対の光学素子群と、
前記照明光学系の光路内において、前記一対の光学素子群よりも原版側に配置された開口絞りと、を有し、
前記一対の光学素子群の間隔が変化することによって、前記一対の光学素子群を経た前記光の光束径が変化し、かつ、有限又は無限遠にある点から射出される光線の前記開口絞りにおける広がりが変化することを特徴とする照明光学系。
In an illumination optical system that is used in an exposure apparatus that exposes a pattern of an original on a substrate using light from a light source, illuminates the original and has an exposure amount adjustment unit,
The exposure amount adjustment unit
Each group includes one or more optical elements, and a pair of optical element groups each having a variable interval,
In the optical path of the illumination optical system, an aperture stop disposed on the original plate side with respect to the pair of optical element groups, and
As the distance between the pair of optical elements changes, the beam diameter of the light that has passed through the pair of optical elements changes, and the light beam emitted from a point at a finite or infinite distance in the aperture stop An illumination optical system characterized in that the spread changes.
前記光束径が前記開口絞りの位置において最小となるときに、有限又は無限遠にある点から射出される光線の前記開口絞りにおける広がりが最小となることを特徴とする請求項1に記載の照明光学系。   2. The illumination according to claim 1, wherein when the light beam diameter is minimum at the position of the aperture stop, the spread of the light beam emitted from a point at a finite or infinite distance is minimum in the aperture stop. Optical system. 前記一対の光学素子群のうち前記光源側の光学素子群は、前記光源側から順に、凸レンズと、一以上の凹レンズと、を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の照明光学系。   3. The illumination optical system according to claim 1, wherein the optical element group on the light source side of the pair of optical element groups includes a convex lens and one or more concave lenses in order from the light source side. . 前記一対の光学素子群のうち前記原版側の光学素子群は、前記光源側から順に、一以上の凹レンズと、凸レンズと、を有することを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一項に記載の照明光学系。   4. The optical element group on the original plate side of the pair of optical element groups includes one or more concave lenses and a convex lens in order from the light source side. 5. The illumination optical system described in 1. 前記一対の光学素子群は焦点距離が可変のコンデンサー光学系であり、前記一対の光学素子群により前記開口絞りの開口にのみ前記光が集光することを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか一項に記載の照明光学系。   The pair of optical element groups is a condenser optical system having a variable focal length, and the light is condensed only on an aperture of the aperture stop by the pair of optical element groups. The illumination optical system according to any one of the above. 前記一対の光学素子群は焦点距離が可変のコンデンサー光学系であり、
前記露光量調整部は、前記一対の光学素子群の前記光源側に第1のオプティカルインテグレータを更に有することを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか一項に記載の照明光学系。
The pair of optical element groups is a condenser optical system having a variable focal length,
6. The illumination optical system according to claim 1, wherein the exposure amount adjusting unit further includes a first optical integrator on the light source side of the pair of optical element groups.
前記露光量調整部は、前記開口絞りに隣接して第2のオプティカルインテグレータを更に有することを特徴とする請求項6に記載の照明光学系。   The illumination optical system according to claim 6, wherein the exposure adjustment unit further includes a second optical integrator adjacent to the aperture stop. 前記露光量調整部は、光量を減光する減光部を更に有することを特徴とする請求項1乃至7のうちいずれか一項に記載の照明光学系。   The illumination optical system according to claim 1, wherein the exposure amount adjustment unit further includes a light reduction unit that reduces the amount of light. 前記一対の光学素子群はアフォーカル光学系を構成することを有することを特徴とする請求項1に記載の照明光学系。   The illumination optical system according to claim 1, wherein the pair of optical elements includes an afocal optical system. 原版を照明する、請求項1乃至9のうちいずれか一項に記載の照明光学系と、
前記原版のパターンの像を基板に投影する投影光学系と、を有することを特徴とする露光装置。
The illumination optical system according to any one of claims 1 to 9, which illuminates an original plate;
An exposure apparatus comprising: a projection optical system that projects an image of the original pattern onto a substrate.
請求項10に記載の露光装置を用いて基板を露光するステップと、
前記露光された基板を現像するステップと、を有することを特徴とするデバイスの製造方法。
Exposing the substrate using the exposure apparatus according to claim 10;
And developing the exposed substrate. A device manufacturing method comprising the steps of:
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