JP2010062309A - Lighting optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法に関する。さらに詳細には、本発明は、半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のデバイスをリソグラフィー工程で製造するための露光装置に好適な照明光学系に関するものである。 The present invention relates to an illumination optical system, an exposure apparatus, and a device manufacturing method. More specifically, the present invention relates to an illumination optical system suitable for an exposure apparatus for manufacturing devices such as a semiconductor element, an image sensor, a liquid crystal display element, and a thin film magnetic head in a lithography process.
この種の典型的な露光装置においては、光源から射出された光が、フライアイレンズを介して、その後側焦点面に多数の光源からなる二次光源(所定の光強度分布)を形成する。二次光源からの光は、コンデンサーレンズを介して、所定のパターンが形成されたマスクを重畳的に照明する。マスクを透過した光は投影光学系を介してウェハ上に結像し、ウェハ上にはマスクのパターンが投影露光(転写)される。 In a typical exposure apparatus of this type, light emitted from a light source forms a secondary light source (predetermined light intensity distribution) composed of a number of light sources on the rear focal plane through a fly-eye lens. The light from the secondary light source illuminates the mask on which a predetermined pattern is formed via a condenser lens in a superimposed manner. The light transmitted through the mask forms an image on the wafer via the projection optical system, and the mask pattern is projected and exposed (transferred) onto the wafer.
近年、回路パターンの高密度化に伴い、露光光の短波長化、投影光学系の高開口数化、レジストの高感度化等の開発が盛んである。また、回路パターンの高密度化に伴い、フライアイレンズの後側焦点面の照明瞳に形成される光強度分布(二次光源)すなわち瞳強度分布の形状や偏光状態などについて多様性が求められている。そこで、偏光制御部、回折光学素子、ズームレンズ、アキシコン系等を用いて、瞳強度分布の形状や偏光状態などについて多様な照明条件を実現する照明光学系が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。 In recent years, with the increase in circuit pattern density, developments such as shortening the wavelength of exposure light, increasing the numerical aperture of projection optical systems, and increasing the sensitivity of resists have become active. In addition, with the increase in circuit pattern density, diversity is required for the light intensity distribution (secondary light source) formed on the illumination pupil on the rear focal plane of the fly-eye lens, that is, the shape and polarization state of the pupil intensity distribution. ing. Therefore, an illumination optical system has been proposed that uses a polarization controller, a diffractive optical element, a zoom lens, an axicon system, and the like to realize various illumination conditions for the shape of the pupil intensity distribution, the polarization state, and the like (for example, Patent Documents). 1).
特許文献1に開示された照明光学系では、波長板等を用いて偏光制御を行っているが、例えばレンズ内の応力複屈折の影響により所要の偏光状態とは異なる偏光状態に変化し易い。レンズ内の応力複屈折の影響はレンズの厚みに応じて増大するため、通常のレンズに代えて、軸上厚を比較的薄くすることのできるフレネルレンズを用いる構成が考えられる。しかしながら、通常のレンズをフレネルレンズで単に置換すると、フレネルレンズ面の段差の影響により、被照射面(露光装置の場合にはマスクのパターン面またはウェハの露光面)における照度分布にムラが発生し易い。 In the illumination optical system disclosed in Patent Document 1, polarization control is performed using a wave plate or the like. However, for example, due to the influence of stress birefringence in the lens, the polarization state is likely to change from a required polarization state. Since the influence of stress birefringence in the lens increases according to the thickness of the lens, a configuration using a Fresnel lens capable of making the axial thickness relatively thin can be considered instead of a normal lens. However, if a normal lens is simply replaced with a Fresnel lens, the illumination distribution on the irradiated surface (mask pattern surface or wafer exposure surface in the case of an exposure apparatus) will be uneven due to the effect of the steps on the Fresnel lens surface. easy.
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、被照射面における照度ムラの発生およびレンズ内の応力複屈折の影響による偏光状態の変化を抑えることのできる照明光学系を提供することを目的とする。また、本発明は、被照射面における照度ムラの発生およびレンズ内の応力複屈折の影響による偏光状態の変化を抑えることのできる照明光学系を用いて、所望の照明条件の下で良好な露光を行うことのできる露光装置およびデバイスの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and provides an illumination optical system capable of suppressing changes in the polarization state due to the occurrence of illuminance unevenness on the irradiated surface and the influence of stress birefringence in the lens. With the goal. In addition, the present invention uses an illumination optical system capable of suppressing changes in the polarization state due to the occurrence of illuminance unevenness on the surface to be irradiated and the influence of stress birefringence in the lens, and provides good exposure under desired illumination conditions. An object of the present invention is to provide an exposure apparatus and a device manufacturing method capable of performing the above.
前記課題を解決するために、本発明の第1形態では、光源からの光で被照射面を照明する照明光学系において、
光路中に配置された第1のフレネルレンズ面と第2のフレネルレンズ面とを備え、
前記第1のフレネルレンズ面の段差の位置と前記第2のフレネルレンズ面の段差の位置とが前記照明光学系の光軸方向から見て重なり合わないように構成されていることを特徴とする照明光学系を提供する。
In order to solve the above problems, in the first embodiment of the present invention, in the illumination optical system that illuminates the illuminated surface with light from a light source,
A first Fresnel lens surface and a second Fresnel lens surface disposed in the optical path;
The position of the step on the first Fresnel lens surface and the position of the step on the second Fresnel lens surface are configured not to overlap each other when viewed from the optical axis direction of the illumination optical system. An illumination optical system is provided.
本発明の第2形態では、所定のパターンを照明するための第1形態の照明光学系を備え、前記所定のパターンを感光性基板に露光することを特徴とする露光装置を提供する。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus comprising the illumination optical system according to the first aspect for illuminating a predetermined pattern, and exposing the predetermined pattern onto a photosensitive substrate.
本発明の第3形態では、第2形態の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定の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形成する現像工程と、
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を提供する。
In the third embodiment of the present invention, using the exposure apparatus of the second embodiment, an exposure step of exposing the predetermined pattern to the photosensitive substrate;
Developing the photosensitive substrate to which the predetermined pattern is transferred, and forming a mask layer having a shape corresponding to the predetermined pattern on the surface of the photosensitive substrate;
And a processing step of processing the surface of the photosensitive substrate through the mask layer.
本発明の照明光学系では、通常のレンズに代えて、軸上厚を比較的薄くすることのできるフレネルレンズを用いているので、レンズ内の応力複屈折の影響による偏光状態の変化を抑えることができる。また、例えば隣り合う一対のフレネルレンズの間で、一方のフレネルレンズのフレネルレンズ面の段差の位置と、他方のフレネルレンズのフレネルレンズ面の段差の位置とが、光軸方向から見て重なり合わないように構成されているので、フレネルレンズ面の段差の影響による照度ムラの発生を抑えることができる。 In the illumination optical system of the present invention, instead of a normal lens, a Fresnel lens having a relatively thin on-axis thickness is used, so that a change in polarization state due to the influence of stress birefringence in the lens is suppressed. Can do. Also, for example, between a pair of adjacent Fresnel lenses, the position of the step on the Fresnel lens surface of one Fresnel lens overlaps the position of the step on the Fresnel lens surface of the other Fresnel lens when viewed from the optical axis direction. Since it is configured so that there is no illuminance unevenness due to the influence of the step on the Fresnel lens surface, it can be suppressed.
すなわち、本発明の照明光学系では、被照射面における照度ムラの発生およびレンズ内の応力複屈折の影響による偏光状態の変化を抑えることができる。また、本発明の露光装置では、被照射面における照度ムラの発生およびレンズ内の応力複屈折の影響による偏光状態の変化を抑えることのできる照明光学系を用いて、所望の照明条件の下で良好な露光を行うことができ、ひいては良好なデバイスを製造することができる。 That is, in the illumination optical system of the present invention, it is possible to suppress changes in the polarization state due to the occurrence of illuminance unevenness on the irradiated surface and the influence of stress birefringence in the lens. Further, the exposure apparatus of the present invention uses an illumination optical system capable of suppressing changes in the polarization state due to the occurrence of illuminance unevenness on the irradiated surface and the stress birefringence in the lens, under a desired illumination condition. Good exposure can be performed, and thus a good device can be manufactured.
本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。図1は、本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。図1において、感光性基板であるウェハWの法線方向に沿ってZ軸を、ウェハWの面内において図1の紙面に平行な方向にY軸を、ウェハWの面内において図1の紙面に垂直な方向にX軸をそれぞれ設定している。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a drawing schematically showing a configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the Z axis along the normal direction of the wafer W, which is a photosensitive substrate, the Y axis in the direction parallel to the plane of FIG. 1 in the plane of the wafer W, and the plane of the wafer W in FIG. The X axis is set in the direction perpendicular to the paper surface.
図1を参照すると、本実施形態の露光装置では、光源1から露光光(照明光)が供給される。光源1として、たとえば193nmの波長の光を供給するArFエキシマレーザ光源や248nmの波長の光を供給するKrFエキシマレーザ光源などを用いることができる。光源1から射出された光は、周知の構成を有するビーム送光系2および偏光制御部3を介して、第1フライアイレンズ4に入射する。
Referring to FIG. 1, in the exposure apparatus of the present embodiment, exposure light (illumination light) is supplied from a light source 1. As the light source 1, for example, an ArF excimer laser light source that supplies light with a wavelength of 193 nm, a KrF excimer laser light source that supplies light with a wavelength of 248 nm, or the like can be used. The light emitted from the light source 1 enters the first fly-
ビーム送光系2は、入射光束を適切な大きさおよび形状の断面を有する光束に変換しつつ偏光制御部3へ導く機能を有する。また、ビーム送光系2は、偏光制御部3へ入射する光束(ひいては第1フライアイレンズ4へ入射する光束)の位置変動および角度変動をアクティブに補正する機能を有する。
The
偏光制御部3は、例えば、光源側から順に、光軸AXを中心として結晶光学軸が回転自在に構成されて入射する楕円偏光の光を直線偏光の光に変換する1/4波長板3aと、光軸AXを中心として結晶光学軸が回転自在に構成されて入射する直線偏光の偏光方向を変化させる1/2波長板3bと、照明光路に対して挿脱自在なデポラライザ(非偏光化素子)3cとを備えている。
For example, the
偏光制御部3は、デポラライザ3cを照明光路から退避させた状態で、光源1からの光を所望の偏光方向を有する直線偏光の光に変換して第1フライアイレンズ4へ入射させる機能を有する。また、偏光制御部3は、デポラライザ3cを照明光路中に設定した状態で、光源1からの光を実質的に非偏光の光に変換して第1フライアイレンズ4へ入射させる機能を有する。
The
第1フライアイレンズ4は、例えば縦横に且つ稠密に配列された複数のレンズ要素からなる波面分割型のオプティカルインテグレータであって、その後側焦点面またはその近傍に多数の光源を形成する。多数の光源からの光は、例えば複数のフレネルレンズからなるリレー光学系5を介して、第2フライアイレンズ6の入射面を重畳的に照明する。
The first fly-
第2フライアイレンズ6は、第1フライアイレンズ4と同様に、例えば縦横に且つ稠密に配列された複数のレンズ要素からなる波面分割型のオプティカルインテグレータである。なお、図1では、図面の明瞭化のために、フライアイレンズ4,6を構成するレンズ要素の数を実際の数よりもかなり少なく表している。
Similar to the first fly-
こうして、第2フライアイレンズ6の後側焦点面またはその近傍には、第1フライアイレンズ4のレンズ要素数と第2フライアイレンズ6のレンズ要素数との積に相当する数の多数の光源からなる実質的な面光源(二次光源)が形成される。二次光源からの光は、例えば複数のフレネルレンズからなるコンデンサー光学系7を介して、マスクブラインド8を重畳的に照明する。
Thus, a large number of lenses corresponding to the product of the number of lens elements of the first fly-
照明視野絞りとしてのマスクブラインド8の矩形状の開口部(光透過部)を介した光は、複数のフレネルレンズからなる結像光学系9の集光作用を受けた後、所定のパターンが形成されたマスクMを重畳的に照明する。すなわち、結像光学系9は、マスクブラインド8の矩形状開口部の像をマスクM上に形成することになる。マスクステージMS上に保持されたマスクMのパターンを透過した光は、投影光学系PLを介して、ウェハステージWS上に保持されたウェハ(感光性基板)W上にマスクパターンの像を形成する。
The light passing through the rectangular opening (light transmitting portion) of the mask blind 8 as an illumination field stop is subjected to the light condensing action of the imaging
こうして、投影光学系PLの光軸AXと直交する平面(XY平面)内においてウェハステージWSを二次元的に駆動制御しながら、ひいてはウェハWを二次元的に駆動制御しながら一括露光またはスキャン露光を行うことにより、ウェハWの各露光領域にはマスクMのパターンが順次露光される。なお、図1では、図面の明瞭化のために、リレー光学系5およびコンデンサー光学系7を1つのフレネルレンズにより表し、結像光学系9を一対のフレネルレンズにより表している。
In this way, batch exposure or scan exposure is performed while the wafer stage WS is two-dimensionally driven and controlled in a plane (XY plane) orthogonal to the optical axis AX of the projection optical system PL, and thus the wafer W is two-dimensionally driven and controlled. As a result, the pattern of the mask M is sequentially exposed in each exposure region of the wafer W. In FIG. 1, for clarity of illustration, the relay
上述の構成において、偏光制御部3よりも下流に配置された光学系、すなわちリレー光学系5、コンデンサー光学系7および結像光学系9を、軸上厚が比較的大きい通常のレンズを用いて構成した場合、例えばレンズ内の応力複屈折の影響により所要の偏光状態とは異なる偏光状態に変化し易い。その結果、所要の偏光状態の光でウェハWを照明することが困難になり、所望のコントラストを有するマスクパターンの良像を形成することが困難になる。
In the above-described configuration, the optical system arranged downstream of the
本実施形態では、レンズ内の応力複屈折の影響による偏光状態の変化を抑えるために、リレー光学系5、コンデンサー光学系7および結像光学系9を、軸上厚を比較的薄くすることのできるフレネルレンズにより構成している。ただし、通常のレンズをフレネルレンズで単に置換しただけでは、フレネルレンズ面の段差の影響により、被照射面(マスクMのパターン面またはウェハWの露光面)における照度分布にムラが発生し易い。
In the present embodiment, the axial thickness of the relay
例えば、図2に示すように、隣り合う一対のフレネルレンズ21と22との間で、フレネルレンズ面21aおよび21bの段差の位置とフレネルレンズ面22aおよび22bの段差の位置とが互いにほぼ一致している場合、光軸AXからの距離がほぼ等しい4つの段差の作る影(もしくは影がボケたもの)がウェハW上に転写され易く、4つの段差の相加的な影響によりウェハWにおける照度ムラが比較的大きく発生し易い。なお、通常のフレネルレンズでは、光の入射側のフレネルレンズ面と射出側のフレネルレンズ面との間で段差の位置が互いに一致している。
For example, as shown in FIG. 2, the position of the step between the
本実施形態では、リレー光学系5、コンデンサー光学系7および結像光学系9のうちの少なくとも1つの光学系において、図3に示すように、隣り合う一対のフレネルレンズ11と12との間で、フレネルレンズ面の段差の位置が互いに異なるように構成している。換言すれば、フレネルレンズ11のフレネルレンズ面11aおよび11bの段差の位置と、フレネルレンズ12のフレネルレンズ面12aおよび12bの段差の位置とが、光軸AX方向から見て重なり合わないように構成している。この場合、図2と図3とを比較して明らかなように、フレネルレンズ面の段差の影響が分散され、ひいては各段差に対応してウェハW上に転写される影が低減される。
In the present embodiment, in at least one of the relay
以上のように、本実施形態の照明光学系(2〜9)では、偏光制御部3よりも下流に配置された光学系において軸上厚を比較的薄くすることのできるフレネルレンズを用いているので、レンズ内の応力複屈折の影響による偏光状態の変化を抑えることができる。また、偏光制御部3よりも下流に配置された所要の光学系中の隣り合う一対のフレネルレンズの間で、フレネルレンズ面の段差の位置が光軸AX方向から見て重なり合わないように構成されているので、フレネルレンズ面の段差の影響による照度ムラの発生を抑えることができる。
As described above, the illumination optical system (2 to 9) of the present embodiment uses a Fresnel lens that can have a relatively thin axial thickness in the optical system disposed downstream of the
すなわち、本実施形態の照明光学系(2〜9)では、被照射面(M;W)における照度ムラの発生およびレンズ内の応力複屈折の影響による偏光状態の変化を抑えることができる。また、本実施形態の露光装置(2〜WS)では、被照射面(M;W)における照度ムラの発生およびレンズ内の応力複屈折の影響による偏光状態の変化を抑えることのできる照明光学系(2〜9)を用いて、所望の照明条件の下で良好な露光を行うことができる。 That is, in the illumination optical system (2-9) of the present embodiment, it is possible to suppress changes in the polarization state due to the occurrence of illuminance unevenness on the irradiated surface (M; W) and the influence of stress birefringence in the lens. Further, in the exposure apparatus (2 to WS) of the present embodiment, an illumination optical system capable of suppressing changes in the polarization state due to the occurrence of illuminance unevenness on the irradiated surface (M; W) and the influence of stress birefringence in the lens. Using (2-9), good exposure can be performed under desired illumination conditions.
なお、上述の実施形態では、図3に示すように、所要の光学系中の隣り合う一対のフレネルレンズ11と12との間でフレネルレンズ面の段差の位置が互いに異なるように構成している。しかしながら、これに限定されることなく、図4に示すように、所要の光学系に含まれる少なくとも1つのフレネルレンズ13において、光の入射側のフレネルレンズ面13aの段差の位置と、光の射出側のフレネルレンズ面13bの段差の位置とが光軸AX方向から見て重なり合わないように構成することにより、本発明の効果を達成することができる。
In the above-described embodiment, as shown in FIG. 3, the position of the step on the Fresnel lens surface is different between a pair of
また、図5に示すように、所要の光学系中の隣り合う一対のフレネルレンズ14および15において、一方のフレネルレンズ14の一方のフレネルレンズ面14aの段差の位置と他方のフレネルレンズ面14bの段差の位置とが互いに異なり、他方のフレネルレンズ15の一方のフレネルレンズ面15aの段差の位置と他方のフレネルレンズ面15bの段差の位置とが互いに異なり、且つフレネルレンズ14と15との間でフレネルレンズ面の段差の位置が互いに異なるように構成することにより、本発明の効果をさらに良好に達成することができる。
Further, as shown in FIG. 5, in a pair of
なお、上述の実施形態では、マスクの代わりに、所定の電子データに基づいて所定パターンを形成する可変パターン形成装置を用いることができる。このような可変パターン形成装置を用いれば、パターン面が縦置きでも同期精度に及ぼす影響を最低限にできる。なお、可変パターン形成装置としては、たとえば所定の電子データに基づいて駆動される複数の反射素子を含むDMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス)を用いることができる。DMDを用いた露光装置は、例えば特開2004−304135号公報、国際特許公開第2006/080285号パンフレットに開示されている。また、DMDのような非発光型の反射型空間光変調器以外に、透過型空間光変調器を用いても良く、自発光型の画像表示素子を用いても良い。なお、パターン面が横置きの場合であっても可変パターン形成装置を用いても良い。 In the above-described embodiment, a variable pattern forming apparatus that forms a predetermined pattern based on predetermined electronic data can be used instead of a mask. By using such a variable pattern forming apparatus, the influence on the synchronization accuracy can be minimized even if the pattern surface is placed vertically. As the variable pattern forming apparatus, for example, a DMD (digital micromirror device) including a plurality of reflecting elements driven based on predetermined electronic data can be used. An exposure apparatus using DMD is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-304135 and International Patent Publication No. 2006/080285. In addition to a non-light-emitting reflective spatial light modulator such as DMD, a transmissive spatial light modulator may be used, or a self-luminous image display element may be used. Note that a variable pattern forming apparatus may be used even when the pattern surface is placed horizontally.
上述の実施形態の露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およ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。 The exposure apparatus of the above-described embodiment is manufactured by assembling various subsystems including the respective constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. Is done. In order to ensure these various accuracies, before and after assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, and various electrical systems are Adjustments are made to achieve electrical accuracy. The assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, pneumatic circuit piping connection and the like between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.
次に、上述の実施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6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。図6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ェハ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、上述の実施形態の露光装置を用い、マスク(レチクル)Mに形成されたパターンをウェハ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ェハ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によってウェハWの表面に生成されたレジストパターンをマスクとし、ウェハWの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 the above-described embodiment will be described. FIG. 6 is a flowchart showing a semiconductor device manufacturing process. As shown in FIG. 6, 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 exposure apparatus of the above-described embodiment, the pattern formed on the mask (reticle) M is transferred to each shot area on the wafer W (step S44: exposure process), and the transfer of the wafer W after the transfer is completed. Development, that is, development of the photoresist to which the pattern has been transferred is performed (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、上述の実施形態の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ェハWの表面の加工を行う。ステップS48で行われる加工には、例えばウェハWの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、上述の実施形態の露光装置は、フォトレジストが塗布されたウェハ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 exposure apparatus of the above-described embodiment is generated, and the recess penetrates the photoresist layer. is there. In step S48, the surface of the wafer W is processed through this resist pattern. The processing performed in step S48 includes, for example, at least one of etching of the surface of the wafer W or film formation of a metal film or the like. In step S44, the exposure apparatus of the above-described embodiment performs pattern transfer using the wafer W coated with the photoresist as the photosensitive substrate, that is, the plate P.
図7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。図7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)、カラーフィルター形成工程(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. 7 is a flowchart showing a manufacturing process of a liquid crystal device such as a liquid crystal display element. As shown in FIG. 7, in the manufacturing process of the liquid crystal device, a pattern formation process (step S50), a color filter formation process (step S52), a cell assembly process (step S54), and a module assembly 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、上述の実施形態の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、上述の実施形態の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 process 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 exposure apparatus of the above-described embodiment. In this pattern formation process, an exposure process for transferring the pattern to the photoresist layer using the exposure apparatus of the above-described embodiment and development of the plate P to which the pattern is transferred, that is, development of the photoresist layer on the glass substrate are performed. 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のカラーフィルター形成工程では、R(Red)、G(Green)、B(Blue)に対応する3つのドットの組をマトリッ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ーの組を水平走査方向に複数配列したカラーフィルターを形成する。 In the color filter forming step of 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 R, G, and B 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ー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ーとの間に液晶を注入することで液晶パネルを形成する。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 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. 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.
なお、上述の実施形態では、露光光としてArFエキシマレーザ光(波長:193nm)やKrFエキシマレーザ光(波長:248nm)を用いているが、これに限定されることなく、他の適当なレーザ光源、たとえば波長157nmのレーザ光を供給するF2レーザ光源などに対して本発明を適用することもできる。また、上述の実施形態では、露光装置においてマスクを照明する照明光学系に対して本発明を適用しているが、これに限定されることなく、マスク以外の被照射面を照明する一般的な照明光学系に対して本発明を適用することもできる。 In the above-described embodiment, ArF excimer laser light (wavelength: 193 nm) or KrF excimer laser light (wavelength: 248 nm) is used as the exposure light. However, the present invention is not limited to this, and other appropriate laser light sources are used. For example, the present invention can also be applied to an F 2 laser light source that supplies laser light having a wavelength of 157 nm. In the above-described embodiment, the present invention is applied to the illumination optical system that illuminates the mask in the exposure apparatus. However, the present invention is not limited to this, and a general illumination surface other than the mask is illuminated. The present invention can also be applied to an illumination optical system.
1 光源
2 ビーム送光系
3 偏光制御部
4,6 フライアイレンズ
5 リレー光学系
7 コンデンサー光学系
8 マスクブラインド
9 結像光学系
11〜15 フレネルレンズ
M マスク
PL 投影光学系
W ウェハ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
光路中に配置された第1のフレネルレンズ面と第2のフレネルレンズ面とを備え、
前記第1のフレネルレンズ面の段差の位置と前記第2のフレネルレンズ面の段差の位置とが前記照明光学系の光軸方向から見て重なり合わないように構成されていることを特徴とする照明光学系。 In the illumination optical system that illuminates the illuminated surface with light from the light source,
A first Fresnel lens surface and a second Fresnel lens surface disposed in the optical path;
The position of the step on the first Fresnel lens surface and the position of the step on the second Fresnel lens surface are configured not to overlap each other when viewed from the optical axis direction of the illumination optical system. Illumination optical system.
前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定の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形成する現像工程と、
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 exposing the predetermined pattern to the photosensitive substrate using the exposure apparatus according to claim 4;
Developing the photosensitive substrate to which the predetermined pattern is transferred, and forming a mask layer having a shape corresponding to the predetermined pattern on the surface of the photosensitive substrate;
And a processing step of processing the surface of the photosensitive substrate through the mask layer.
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