JP2010141151A - Luminous flux-splitting element, illumination optical system, exposure device, and device manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、光束分割素子、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、例えば半導体素子、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 a light beam splitting element, 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 a device such as a semiconductor element, an imaging element, 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束が、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を介して、多数の光源からなる実質的な面光源としての二次光源(一般には照明瞳における所定の光強度分布)を形成する。以下、照明瞳での光強度分布を、「瞳強度分布」という。また、照明瞳とは、照明瞳と被照射面(露光装置の場合にはマスクまたはウェハ)との間の光学系の作用によって、被照射面が照明瞳のフーリエ変換面となるような位置として定義される。 In a typical exposure apparatus of this type, a light beam emitted from a light source is passed through a fly-eye lens as an optical integrator, and a secondary light source (generally an illumination pupil) as a substantial surface light source composed of a number of light sources. A predetermined light intensity distribution). Hereinafter, the light intensity distribution in the illumination pupil is referred to as “pupil intensity distribution”. The illumination pupil is a position where the illumination surface becomes the Fourier transform plane of the illumination pupil by the action of the optical system between the illumination pupil and the illumination surface (a mask or a wafer in the case of an exposure apparatus). Defined.
二次光源からの光束は、コンデンサー光学系により集光された後、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パターンが投影露光(転写)される。マスクに形成されたパターンは高集積化されており、この微細パターンをウェハ上に正確に転写するにはウェハ上において均一な照度分布を得ることが不可欠である。 The light beam from the secondary light source is condensed by the condenser optical system and then illuminates the mask on which a predetermined pattern is formed 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. The pattern formed on the mask is highly integrated, and it is indispensable to obtain a uniform illumination distribution on the wafer in order to accurately transfer the fine pattern onto the wafer.
従来、ズーム光学系を用いることなく瞳強度分布(ひいては照明条件)を連続的に変更することのできる照明光学系が提案されている(特許文献1を参照)。特許文献1に開示された照明光学系では、アレイ状に配列され且つ傾斜角および傾斜方向が個別に駆動制御される多数の微小なミラー要素により構成された可動マルチミラーを用いて、入射光束を反射面毎の微小単位に分割して偏向させることにより、光束の断面を所望の形状または所望の大きさに変換し、ひいては所望の瞳強度分布を実現している。 Conventionally, there has been proposed an illumination optical system capable of continuously changing the pupil intensity distribution (and thus the illumination condition) without using a zoom optical system (see Patent Document 1). In the illumination optical system disclosed in Patent Document 1, an incident light beam is generated using a movable multi-mirror configured by a large number of minute mirror elements that are arranged in an array and whose tilt angle and tilt direction are individually driven and controlled. By dividing and deflecting into minute units for each reflecting surface, the cross section of the light beam is converted into a desired shape or a desired size, and thus a desired pupil intensity distribution is realized.
特許文献1に記載された照明光学系では、可動マルチミラーを用いているので瞳強度分布の形状および大きさの変更に関する自由度は高いが、空間光変調器としての可動マルチミラーを単体で使用しているため、ミラー要素の反射面に入射する光の単位面積当たりのエネルギーが比較的大きくなる。その結果、光照射に起因してミラー要素の反射率が経時的に低下し易く、ひいては空間光変調器が所要の機能を所要期間に亘って安定的に発揮することが困難になる。 In the illumination optical system described in Patent Document 1, since a movable multi-mirror is used, the degree of freedom in changing the shape and size of the pupil intensity distribution is high, but the movable multi-mirror as a spatial light modulator is used alone. Therefore, the energy per unit area of the light incident on the reflecting surface of the mirror element becomes relatively large. As a result, the reflectivity of the mirror element tends to decrease with time due to light irradiation, and as a result, it becomes difficult for the spatial light modulator to stably perform a required function over a required period.
一方、ミラー要素の反射面に入射する光の単位面積当たりのエネルギーを小さく抑えるために空間光変調器への入射光束の断面を大きくすると、二次元的に配置された多数のミラー要素が占める反射領域の全体面積が大きくなり、空間光変調器が大型化する。空間光変調器の大型化は、空間光変調器の入射側に配置される光学部材および射出側に配置される光学部材の大型化を招き、ひいては照明光学系の大型化を招いてしまう。ここで、複数の空間光変調器を用いて照明光学系の簡素化やコンパクト化を図ることが考えられるが、空間光変調器により形成される瞳強度分布の制御性を向上させるためには、それぞれの空間光変調器へ入射する光の強度分布の均一性を良好にすることが望まれる。 On the other hand, if the cross section of the incident light beam to the spatial light modulator is increased in order to reduce the energy per unit area of the light incident on the reflecting surface of the mirror element, the reflection occupied by a large number of two-dimensionally arranged mirror elements The total area of the region increases, and the spatial light modulator increases in size. The increase in the size of the spatial light modulator leads to an increase in the size of the optical member arranged on the incident side and the emission side of the spatial light modulator, and consequently the size of the illumination optical system. Here, it may be possible to simplify and compact the illumination optical system using a plurality of spatial light modulators, but in order to improve the controllability of the pupil intensity distribution formed by the spatial light modulator, It is desirable to improve the uniformity of the intensity distribution of light incident on each spatial light modulator.
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、複数の空間光変調器に対して均一な強度分布の光束を供給することのできる光束分割素子を提供することを目的とする。また、比較的簡素で且つコンパクトな構成を確保しつつ、複数の空間光変調器を用いて多様性に富んだ照明条件を安定的に実現す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、多様性に富んだ照明条件を安定的に実現する照明光学系を用いて、転写すべきパターンの特性に応じて実現された適切な照明条件のもとで良好な露光を行うことのできる露光装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a light beam splitting element capable of supplying a light beam having a uniform intensity distribution to a plurality of spatial light modulators. It is another object of the present invention to provide an illumination optical system capable of stably realizing a variety of illumination conditions using a plurality of spatial light modulators while ensuring a relatively simple and compact configuration. To do. In addition, the present invention uses an illumination optical system that stably realizes a wide variety of illumination conditions, and performs good exposure under appropriate illumination conditions realized according to the characteristics of the pattern to be transferred. An object of the present invention is to provide an exposure apparatus that can be used.
前記課題を解決するために、本発明の第1形態では、入射した光束を複数の光束に分割して射出する光束分割素子において、
前記光束分割素子への光束の入射領域のうちの第1入射領域に設けられた複数の第1入射側偏向面と、
前記入射領域のうちの第2入射領域に設けられた複数の第2入射側偏向面と、
前記光束分割素子からの光束の射出領域において前記第1入射領域に対応する第1射出領域に、前記複数の第1入射側偏向面に対応して設けられた複数の第1射出側偏向面と、
前記射出領域において前記第2入射領域に対応する第2射出領域に、前記複数の第2入射側偏向面に対応して設けられた複数の第2射出側偏向面とを備え、
前記複数の第1入射側偏向面のうちの1つの第1入射側偏向面と別の1つの第1入射側偏向面とは、前記1つの第1入射側偏向面を介した光束の光路と前記別の1つの第1入射側偏向面を介した光束の光路とが前記光束分割素子の内部において交差するように構成され、且つ前記複数の第2入射側偏向面のうちの1つの第2入射側偏向面と別の1つの第2入射側偏向面とは、前記1つの第2入射側偏向面を介した光束の光路と前記別の第2入射側偏向面を介した光束の光路とが前記光束分割素子の内部において交差するように構成されていることを特徴とする光束分割素子を提供する。
In order to solve the above problems, in the first embodiment of the present invention, in the light beam splitting element that divides an incident light beam into a plurality of light beams and emits the light beam,
A plurality of first incident-side deflection surfaces provided in a first incident area of the incident areas of the light flux to the light beam splitting element;
A plurality of second incident side deflection surfaces provided in a second incident region of the incident regions;
A plurality of first exit-side deflection surfaces provided corresponding to the plurality of first entrance-side deflection surfaces in a first exit region corresponding to the first entrance region in the exit region of the light flux from the beam splitting element; ,
A plurality of second exit-side deflection surfaces provided corresponding to the plurality of second entrance-side deflection surfaces in a second exit region corresponding to the second entrance region in the exit region;
One first incident side deflection surface and another one first incident side deflection surface of the plurality of first incident side deflection surfaces are an optical path of a light flux through the one first incident side deflection surface. The optical path of the light beam passing through the other first incident side deflection surface is configured to intersect inside the light beam splitting element, and one second of the plurality of second incident side deflection surfaces. The incident-side deflecting surface and another second incident-side deflecting surface include an optical path of a light beam passing through the one second incident-side deflecting surface and an optical path of a light beam passing through the other second incident-side deflecting surface. Is provided so as to intersect inside the light beam splitting element.
本発明の第2形態では、光源からの光に基づいて被照射面を照明する照明光学系において、
前記光源と前記被照射面との間の光路中に配置された第1形態の光束分割素子を備えていることを特徴とする照明光学系を提供する。
In the second embodiment of the present invention, in the illumination optical system that illuminates the illuminated surface based on the light from the light source,
Provided is an illumination optical system comprising a light beam splitting element of a first form arranged in an optical path between the light source and the irradiated surface.
本発明の第3形態では、所定のパターンを照明するための第2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 third aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus comprising the illumination optical system according to the second aspect for illuminating a predetermined pattern, and exposing the predetermined pattern onto a photosensitive substrate.
本発明の第4形態では、第3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 fourth embodiment of the present invention, using the exposure apparatus of the third 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.
本発明の一形態にしたがう光束分割素子では、光源からの入射光束を第1入射側偏向面および第2入射側偏向面を用いて複数の射出光束に分割している。このとき複数の入射側偏向面を介した光束が光束分割素子の内部で交差しているため、射出光束の強度分布を均一にすることができる。そして、比較的簡素で且つコンパクトな構成を有する光束分割素子の作用により分割された光束は、例えば偏向部材を介して、複数の空間光変調器へ導かれる。その結果、複数の空間光変調器の入射側に配置される光学部材および射出側に配置される光学部材の大型化を招くことがなく、ひいては照明光学系の大型化を回避することができる。 In the light beam splitting element according to an aspect of the present invention, the incident light beam from the light source is split into a plurality of emitted light beams using the first incident side deflection surface and the second incident side deflection surface. At this time, since the light beams passing through the plurality of incident-side deflection surfaces intersect inside the light beam splitting element, the intensity distribution of the emitted light beam can be made uniform. The light beam split by the action of the light beam splitting element having a relatively simple and compact configuration is guided to a plurality of spatial light modulators via, for example, a deflection member. As a result, the optical member disposed on the incident side and the optical member disposed on the exit side of the plurality of spatial light modulators are not increased in size, and the increase in size of the illumination optical system can be avoided.
また、複数の空間光変調器を備えているので、空間光変調器を単体で使用する場合に比して、光学要素の光学面に入射する光の単位面積当たりのエネルギーが小さく抑えられる。具体的には、複数のミラー要素を有する複数の空間光変調器を用いる場合、ミラー要素の反射面に入射する光の単位面積当たりのエネルギーが小さく抑えられる。その結果、複数の空間光変調器では、長期間に亘って光照射を受けてもミラー要素の反射率が低下しにくく、所要の機能を所要期間に亘って安定的に発揮することができる。 In addition, since a plurality of spatial light modulators are provided, the energy per unit area of the light incident on the optical surface of the optical element can be kept small compared to the case where the spatial light modulator is used alone. Specifically, when a plurality of spatial light modulators having a plurality of mirror elements are used, the energy per unit area of light incident on the reflecting surface of the mirror element can be suppressed to a small value. As a result, in the plurality of spatial light modulators, the reflectance of the mirror element is unlikely to be lowered even when irradiated with light over a long period of time, and a required function can be stably exhibited over a required period.
すなわち、本発明の照明光学系では、比較的簡素で且つコンパクトな構成を確保しつつ、複数の空間光変調器を用いて多様性に富んだ照明条件を安定的に実現することができる。また、本発明の露光装置では、多様性に富んだ照明条件を安定的に実現する照明光学系を用いて、転写すべきパターンの特性に応じて実現された適切な照明条件のもと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 stably realize a wide variety of illumination conditions using a plurality of spatial light modulators while ensuring a relatively simple and compact configuration. In the exposure apparatus of the present invention, an illumination optical system that stably realizes a wide variety of illumination conditions is used, and is good under appropriate illumination conditions realized according to the characteristics of the pattern to be transferred. Exposure can be performed, and as a result, 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2は、図1の空間光変調ユニットの内部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の転写面(露光面)の法線方向に沿ってZ軸を、ウェハWの転写面内において図1の紙面に平行な方向にY軸を、ウェハWの転写面内において図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. FIG. 2 is a diagram schematically showing the internal configuration of the spatial light modulation unit of FIG. In FIG. 1, the Z-axis is along the normal direction of the transfer surface (exposure surface) of the wafer W, which is a photosensitive substrate, and the Y-axis is in the direction parallel to the paper surface of FIG. In the W transfer surface, the X axis is set in a direction perpendicular to the paper surface of FIG.
図1を参照すると、本実施形態の露光装置では、光源LSから露光光(照明光)が供給される。光源LS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LSから射出された光は、ビーム送光部1および光束分割素子2を介して、空間光変調ユニット3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 LS. As the light source LS, 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. Light emitted from the light source LS is incident on the spatial
ビーム送光部1は、光源LSからの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光束分割素子2(ひいては空間光変調ユニット3)へ導くとともに、光束分割素子2に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。光束分割素子2は、光軸AXに沿って入射した平行光束を2つの平行光束に分割し、光軸AXに平行な2つの光路に沿って射出する機能を有する。光束分割素子2の具体的な構成および作用については後述する。
The beam transmitter 1 guides the incident light beam from the light source LS to the light beam splitting element 2 (and thus the spatial light modulation unit 3) while converting the incident light beam into a light beam having a cross section of an appropriate size and shape. It has a function of actively correcting positional fluctuations and angular fluctuations of incident light beams. The light
空間光変調ユニット3は、図2に示すように、光の入射側から順に、第1偏向部材3cと、一対の空間光変調器3aおよび3bと、第2偏向部材3dとを備えている。空間光変調器3a,3bは、二次元的に配列されて個別に制御される複数のミラー要素を有する。第1偏向部材3cは、光束分割素子2を経て分割された2つの光束のうちの一方の光束を第1空間光変調器3aへ導き、他方の光束を第2空間光変調器3bへ導く。第2偏向部材3dは、第1空間光変調器3aを経た第1光束および第2空間光変調器3bを経た第2光束をリレー光学系4へ導く。空間光変調ユニット3の具体的な構成および作用については後述する。
As shown in FIG. 2, the spatial
空間光変調ユニット3から射出された光は、リレー光学系4を介して、所定面5に入射する。リレー光学系4は、その前側焦点位置と空間光変調器3a,3bの複数のミラー要素の位置とがほぼ一致し且つその後側焦点位置と所定面5の位置とがほぼ一致するように設定されている。後述するように、空間光変調器3a,3bを経た光は、所定面5に、複数のミラー要素の姿勢に応じた光強度分布を形成する。
Light emitted from the spatial
所定面5に光強度分布を形成した光は、リレー光学系6を介して、マイクロフライアイレンズ(またはフライアイレンズ)7に入射する。リレー光学系6は、所定面5とマイクロフライアイレンズ7の入射面とを光学的に共役に設定している。したがって、空間光変調ユニット3を経た光は、所定面5と光学的に共役な位置に配置されたマイクロフライアイレンズ7の入射面に、所定面5に形成された光強度分布と同じ外形形状の光強度分布を形成する。
The light having the light intensity distribution formed on the
マイクロフライアイレンズ7は、たとえば縦横に且つ稠密に配列された多数の正屈折力を有する微小レンズからなる光学素子であり、平行平面板にエッチング処理を施して微小レンズ群を形成することによって構成されている。マイクロフライアイレンズでは、互いに隔絶されたレンズエレメントからなるフライアイレンズとは異なり、多数の微小レンズ(微小屈折面)が互いに隔絶されることなく一体的に形成されている。しかしながら、レンズ要素が縦横に配置されている点でマイクロフライアイレンズはフライアイレンズと同じ波面分割型のオプティカルインテグレータである。 The micro fly's eye lens 7 is an optical element made up of a large number of micro lenses having positive refractive power, which are arranged vertically and horizontally and densely. The micro fly's eye lens 7 is configured by forming a micro lens group by etching a plane parallel plate. Has been. In a micro fly's eye lens, unlike a fly eye lens composed of lens elements isolated from each other, a large number of micro lenses (micro refractive surfaces) are integrally formed without being isolated from each other. However, the micro fly's eye lens is the same wavefront division type optical integrator as the fly's eye lens in that the lens elements are arranged vertically and horizontally.
マイクロフライアイレンズ7における単位波面分割面としての矩形状の微小屈折面は、マスクM上において形成すべき照野の形状(ひいてはウェハW上において形成すべき露光領域の形状)と相似な矩形状である。なお、マイクロフライアイレンズ7として、例えばシリンドリカルマイクロフライアイレンズを用いることもできる。シリンドリカルマイクロフライアイレンズの構成および作用は、例えば米国特許第6913373号公報に開示されている。 A rectangular minute refracting surface as a unit wavefront dividing surface in the micro fly's eye lens 7 is a rectangular shape similar to the shape of the illumination field to be formed on the mask M (and the shape of the exposure region to be formed on the wafer W). It is. For example, a cylindrical micro fly's eye lens can be used as the micro fly's eye lens 7. The configuration and action of the cylindrical micro fly's eye lens are disclosed in, for example, US Pat. No. 6,913,373.
マイクロフライアイレンズ7に入射した光束は多数の微小レンズにより二次元的に分割され、その後側焦点面またはその近傍には、入射光束によって形成される照野とほぼ同じ光強度分布を有する二次光源が形成される。マイクロフライアイレンズ7の後側焦点面またはその近傍の照明瞳に形成された二次光源(すなわち瞳強度分布)からの光束は、照明開口絞り(不図示)に入射する。照明開口絞りは、マイクロフライアイレンズ7の後側焦点面またはその近傍に配置され、二次光源に対応した形状の開口部(光透過部)を有する。 The light beam incident on the micro fly's eye lens 7 is two-dimensionally divided by a large number of microlenses, and a secondary beam having substantially the same light intensity distribution as the illumination field formed by the incident light beam on or near the rear focal plane. A light source is formed. A light beam from a secondary light source (that is, pupil intensity distribution) formed on the rear focal plane of the micro fly's eye lens 7 or in the vicinity of the illumination pupil enters an illumination aperture stop (not shown). The illumination aperture stop is disposed at the rear focal plane of the micro fly's eye lens 7 or in the vicinity thereof, and has an opening (light transmission portion) having a shape corresponding to the secondary light source.
照明開口絞りは、照明光路に対して挿脱自在に構成され、且つ大きさおよび形状の異なる開口部を有する複数の開口絞りと切り換え可能に構成されている。照明開口絞りの切り換え方式として、たとえば周知のターレット方式やスライド方式などを用いることができる。照明開口絞りは、後述する投影光学系PLの入射瞳面と光学的にほぼ共役な位置に配置され、二次光源の照明に寄与する範囲を規定する。なお、照明開口絞りの設置を省略することもできる。 The illumination aperture stop is configured to be detachable with respect to the illumination optical path, and is configured to be switchable with a plurality of aperture stops having apertures having different sizes and shapes. As a method for switching the illumination aperture stop, for example, a known turret method or slide method can be used. The illumination aperture stop is disposed at a position optically conjugate with an entrance pupil plane of the projection optical system PL described later, and defines a range that contributes to illumination of the secondary light source. The installation of the illumination aperture stop can also be omitted.
照明開口絞りにより制限された二次光源からの光は、コンデンサー光学系8を介して、マスクブラインド9を重畳的に照明する。こうして、照明視野絞りとしてのマスクブラインド9には、マイクロフライアイレンズ7の矩形状の微小屈折面の形状と焦点距離とに応じた矩形状の照野が形成される。マスクブラインド9の矩形状の開口部(光透過部)を介した光束は、結像光学系10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10は、マスクブラインド9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。
The light from the secondary light source limited by the illumination aperture stop illuminates the mask blind 9 in a superimposed manner via the condenser optical system 8. Thus, a rectangular illumination field corresponding to the shape and focal length of the rectangular micro-refractive surface of the micro fly's eye lens 7 is formed on the mask blind 9 as an illumination field stop. The light beam that has passed through the rectangular opening (light transmitting portion) of the mask blind 9 receives the light condensing action of the imaging
マスクステージMS上に保持されたマスクMを透過した光束は、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。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。 The light beam transmitted through the mask M held on the mask stage MS forms an image of a mask pattern on the wafer (photosensitive substrate) W held on the wafer stage WS via the projection optical system PL. 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.
本実施形態の露光装置は、投影光学系PLを介した光に基づいて投影光学系PLの瞳面における瞳強度分布を計測する瞳強度分布計測部DTと、瞳強度分布計測部DTの計測結果に基づいて空間光変調ユニット3中の各空間光変調器3a,3bを制御する制御部CRとを備えている。瞳強度分布計測部DTは、例えば投影光学系PLの瞳位置と光学的に共役な位置に配置された撮像面を有するCCD撮像部を備え、投影光学系PLの像面の各点に関する瞳強度分布(各点に入射する光が投影光学系PLの瞳位置に形成する瞳強度分布)をモニターする。瞳強度分布計測部DTの詳細な構成および作用については、例えば米国特許公開第2008/0030707号公報を参照することができる。
The exposure apparatus according to the present embodiment includes a pupil intensity distribution measurement unit DT that measures the pupil intensity distribution on the pupil plane of the projection optical system PL based on light via the projection optical system PL, and a measurement result of the pupil intensity distribution measurement unit DT. And a control unit CR for controlling the spatial
本実施形態では、マイクロフライアイレンズ7により形成される二次光源を光源として、照明光学系の被照射面に配置されるマスクM(ひいてはウェハW)をケーラー照明する。このため、二次光源が形成される位置は投影光学系PLの開口絞りASの位置と光学的に共役であり、二次光源の形成面を照明光学系の照明瞳面と呼ぶことができる。典型的には、照明瞳面に対して被照射面(マスクMが配置される面、または投影光学系PLを含めて照明光学系と考える場合にはウェハWが配置される面)が光学的なフーリエ変換面となる。なお、瞳強度分布とは、照明光学系の照明瞳面または当該照明瞳面と光学的に共役な面における光強度分布(輝度分布)である。 In this embodiment, the secondary light source formed by the micro fly's eye lens 7 is used as a light source, and the mask M (and thus the wafer W) disposed on the irradiated surface of the illumination optical system is Koehler illuminated. For this reason, the position where the secondary light source is formed is optically conjugate with the position of the aperture stop AS of the projection optical system PL, and the formation surface of the secondary light source can be called the illumination pupil plane of the illumination optical system. Typically, the irradiated surface (the surface on which the mask M is disposed or the surface on which the wafer W is disposed when the illumination optical system including the projection optical system PL is considered) is optical with respect to the illumination pupil plane. A Fourier transform plane. The pupil intensity distribution is a light intensity distribution (luminance distribution) on the illumination pupil plane of the illumination optical system or a plane optically conjugate with the illumination pupil plane.
マイクロフライアイレンズ7による波面分割数が比較的大きい場合、マイクロフライアイレンズ7の入射面に形成される大局的な光強度分布と、二次光源全体の大局的な光強度分布(瞳強度分布)とが高い相関を示す。このため、マイクロフライアイレンズ7の入射面および当該入射面と光学的に共役な面における光強度分布についても瞳強度分布と称することができる。図1の構成において、リレー光学系4,6、およびマイクロフライアイレンズ7は、空間光変調ユニット3中の空間光変調器3a,3bを経た光に基づいてマイクロフライアイレンズ7よりも後側の照明瞳に瞳強度分布を形成する分布形成光学系を構成している。
When the number of wavefront divisions by the micro fly's eye lens 7 is relatively large, the overall light intensity distribution formed on the incident surface of the micro fly's eye lens 7 and the overall light intensity distribution (pupil intensity distribution) of the entire secondary light source. ) And a high correlation. For this reason, the light intensity distribution on the incident surface of the micro fly's eye lens 7 and a surface optically conjugate with the incident surface can also be referred to as a pupil intensity distribution. In the configuration of FIG. 1, the relay optical systems 4 and 6 and the micro fly's eye lens 7 are behind the micro fly's eye lens 7 based on the light that has passed through the spatial
次に、光束分割素子2の具体的な構成および作用の説明に先立って、空間光変調ユニット3の内部構成および作用を説明する。図2を参照すると、空間光変調ユニット3中の偏向部材3cおよび3dは、例えばX方向に延びる三角柱状のプリズムミラーの形態を有する。光束分割素子2を経て光軸AXと平行な第1光路に沿って空間光変調ユニット3に入射した光は、第1偏向部材3cの第1反射面3caによって反射された後、第1空間光変調器3aに入射する。第1空間光変調器3aにより変調された光は、第2偏向部材3dの第1反射面3daにより反射され、リレー光学系4へ導かれる。
Next, prior to the description of the specific configuration and operation of the light
一方、光束分割素子2を経て光軸AXと平行な第2光路に沿って空間光変調ユニット3に入射した光は、第1偏向部材3cの第2反射面3cbによって反射された後、第2空間光変調器3bに入射する。第2空間光変調器3bにより変調された光は、第2偏向部材3dの第2反射面3dbにより反射され、リレー光学系4へ導かれる。
On the other hand, the light incident on the spatial
以下、説明を単純化するために、第1空間光変調器3aと第2空間光変調器3bとは互いに同じ構成を有し、光軸AXを含んでXY平面に平行な面に関して対称に配置されているものとする。したがって、第2空間光変調器3bについて第1空間光変調器3aと重複する説明を省略し、第1空間光変調器3aに着目して、空間光変調ユニット3における空間光変調器3a,3bの構成および作用を説明する。
Hereinafter, in order to simplify the description, the first spatial
第1空間光変調器3aは、図3に示すように、二次元的に配列された複数のミラー要素3aaと、複数のミラー要素3aaを保持する基盤3abと、基盤3abに接続されたケーブル(不図示)を介して複数のミラー要素3aaの姿勢を個別に制御駆動する駆動部3acとを備えている。なお、図3では、図面の明瞭化のために、複数のミラー要素3aaが配列される面(XY平面)への光の入射角が比較的大きく設定されている。
As shown in FIG. 3, the first spatial
空間光変調器3aは、図4に示すように、二次元的に配列された複数の微小なミラー要素(光学要素)3aaを備え、入射した光に対して、その入射位置に応じた空間的な変調を可変的に付与して射出する。説明および図示を簡単にするために、図3および図4では空間光変調器3aが4×4=16個のミラー要素3aaを備える構成例を示しているが、実際には16個よりもはるかに多数のミラー要素3aaを備えている。
As shown in FIG. 4, the spatial
図3を参照すると、光軸AXと平行な方向に沿って第1偏向部材3c(図3では不図示)の第1反射面3caに入射して空間光変調器3aに向かって反射された光線群のうち、光線L1は複数のミラー要素3aaのうちのミラー要素SEaに、光線L2はミラー要素SEaとは異なるミラー要素SEbにそれぞれ入射する。同様に、光線L3はミラー要素SEa,SEbとは異なるミラー要素SEcに、光線L4はミラー要素SEa〜SEcとは異なるミラー要素SEdにそれぞれ入射する。ミラー要素SEa〜SEdは、その位置に応じて設定された空間的な変調を光L1〜L4に与える。
Referring to FIG. 3, a light beam incident on the first reflecting surface 3ca of the first deflecting
空間光変調器3aでは、すべてのミラー要素3aaの反射面が1つの平面に沿って設定された基準の状態(以下、「基準状態」という)において、光軸AXと平行な方向に沿って第1反射面3caに入射した光線が、空間光変調器3aで反射された後に、第2偏向部材3d(図3では不図示)の第1反射面3daにより光軸AXとほぼ平行な方向に向かって反射されるように構成されている。また、空間光変調器3aの複数のミラー要素3aaの配列面は、リレー光学系4の前側焦点位置またはその近傍に位置決めされている。
In the spatial
したがって、空間光変調器3aの複数のミラー要素SEa〜SEdによって反射されて所定の角度分布が与えられた光は、所定面5に所定の光強度分布SP1〜SP4を形成し、ひいてはマイクロフライアイレンズ7の入射面に光強度分布SP1〜SP4に対応した光強度分布を形成する。すなわち、リレー光学系4は、空間光変調器3aの複数のミラー要素SEa〜SEdが射出光に与える角度を、空間光変調器3aの遠視野領域(フラウンホーファー回折領域)である所定面5上での位置に変換する。
Accordingly, the light reflected by the plurality of mirror elements SEa to SEd of the spatial
同様に、第2空間光変調器3bの複数のミラー要素によって反射されて所定の角度分布が与えられた光も、マイクロフライアイレンズ7の入射面に所定の光強度分布を形成する。こうして、マイクロフライアイレンズ7が形成する二次光源の光強度分布(瞳強度分布)は、第1空間光変調器3aおよびリレー光学系4,6がマイクロフライアイレンズ7の入射面に形成する第1の光強度分布と第2空間光変調器3bおよびリレー光学系4,6がマイクロフライアイレンズ7の入射面に形成する第2の光強度分布との合成分布に対応した分布となる。
Similarly, the light that is reflected by the plurality of mirror elements of the second spatial
空間光変調器3a(3b)は、図4に示すように、平面形状の反射面を上面にした状態で1つの平面に沿って規則的に且つ二次元的に配列された多数の微小な反射素子であるミラー要素3aa(3ba)を含む可動マルチミラーである。各ミラー要素3aa(3ba)は可動であり、その反射面の傾き、すなわち反射面の傾斜角および傾斜方向は、制御部CRからの指令にしたがって作動する駆動部3ac(3bc)の作用により独立に制御される。各ミラー要素3aa(3ba)は、その反射面に平行な二方向であって互いに直交する二方向(例えばX方向およびY方向)を回転軸として、所望の回転角度だけ連続的或いは離散的に回転することができる。すなわち、各ミラー要素3aa(3ba)の反射面の傾斜を二次元的に制御することが可能である。
As shown in FIG. 4, the spatial
なお、各ミラー要素3aa(3ba)の反射面を離散的に回転させる場合、回転角を複数の状態(例えば、・・・、−2.5度、−2.0度、・・・0度、+0.5度・・・+2.5度、・・・)で切り換え制御するのが良い。図4には外形が正方形状のミラー要素3aa(3ba)を示しているが、ミラー要素3aa(3ba)の外形形状は正方形に限定されない。ただし、光利用効率の観点から、ミラー要素3aa(3ba)の隙間が少なくなるように配列可能な形状(最密充填可能な形状)とすることができる。また、光利用効率の観点から、隣り合う2つのミラー要素3aa(3ba)の間隔を必要最小限に抑えることができる。 In addition, when rotating the reflective surface of each mirror element 3aa (3ba) discretely, a rotation angle is a several state (for example, ..., -2.5 degree, -2.0 degree, ... 0 degree). , +0.5 degrees,... +2.5 degrees,. Although FIG. 4 shows a mirror element 3aa (3ba) having a square outer shape, the outer shape of the mirror element 3aa (3ba) is not limited to a square. However, from the viewpoint of light utilization efficiency, it is possible to provide a shape that can be arranged so that the gap between the mirror elements 3aa (3ba) is small (a shape that can be packed most closely). Further, from the viewpoint of light utilization efficiency, the interval between two adjacent mirror elements 3aa (3ba) can be minimized.
本実施形態では、空間光変調器3a,3bとして、たとえば二次元的に配列された複数のミラー要素3aa(3ba)の向きを連続的にそれぞれ変化させる空間光変調器を用いている。このような空間光変調器として、たとえば特表平10−503300号公報およびこれに対応する欧州特許公開第779530号公報、特開2004−78136号公報およびこれに対応する米国特許第6,900,915号公報、特表2006−5243a9号公報およびこれに対応する米国特許第7,095,546号公報、並びに特開2006−113a37号公報に開示される空間光変調器を用いることができる。なお、二次元的に配列された複数のミラー要素3aa(3ba)の向きを離散的に複数の段階を持つように制御してもよい。
In the present embodiment, as the spatial
第1空間光変調器3aでは、制御部CRからの制御信号に応じて作動する駆動部3acの作用により、複数のミラー要素3aaの姿勢がそれぞれ変化し、各ミラー要素3aaがそれぞれ所定の向きに設定される。第1空間光変調器3aの複数のミラー要素3aaによりそれぞれ所定の角度で反射された光は、図5に示すように、マイクロフライアイレンズ7の入射面に、例えば光軸AXを中心としてX方向に間隔を隔てた2つの円弧形状の光強度分布20aおよび20bを形成する。
In the first spatial
同様に、第2空間光変調器3bでは、制御部CRからの制御信号に応じて作動する駆動部3bcの作用により、複数のミラー要素3baの姿勢がそれぞれ変化し、各ミラー要素3baがそれぞれ所定の向きに設定される。第2空間光変調器3bの複数のミラー要素3baによりそれぞれ所定の角度で反射された光は、図5に示すように、マイクロフライアイレンズ7の入射面に、例えば光軸AXを中心としてZ方向に間隔を隔てた2つの円弧形状の光強度分布20cおよび20dを形成する。
Similarly, in the second spatial
こうして、マイクロフライアイレンズ7の後側焦点面またはその近傍の照明瞳には、4極状の光強度分布20a〜20dに対応する4極状の光強度分布21a〜21dが形成される。さらに、マイクロフライアイレンズ7の後側焦点面またはその近傍の照明瞳と光学的に共役な別の照明瞳の位置、すなわち結像光学系10の瞳位置および投影光学系PLの瞳位置(開口絞りASが配置されている位置)にも、4極状の光強度分布20a〜20dに対応する4極状の光強度分布が形成される。
Thus, quadrupolar
次に、図6を参照して、本実施形態の光束分割素子2の具体的な構成および作用を説明する。本実施形態では、入射した平行光束を2つの平行光束に分割して射出する光束分割素子に対して本発明を適用している。具体的に、本実施形態の光束分割素子2は、光軸AX(Y方向)に沿って入射した平行光束を2つの平行光束に分割し、分割した2つの平行光束を光軸AXに平行(すなわち入射光路に平行)で且つ互いに間隔を隔てた2つの射出光路に沿って射出するように構成されている。
Next, a specific configuration and operation of the light
光束分割素子2は、ビーム送光部1からの光束の入射領域IRのうちの第1入射領域IR1に設けられた複数の第1入射側偏向面21aと、入射領域IRのうちの第2入射領域IR2に設けられた複数の第2入射側偏向面21bとを有する。また、光束分割素子2は、第1入射領域IR1に対応する第1射出領域ER1に複数の第1入射側偏向面21aに対応して設けられた複数の第1射出側偏向面22aと、第2入射領域IR2に対応する第2射出領域ER2に複数の第2入射側偏向面21bに対応して設けられた複数の第2射出側偏向面22bとを有する。
The
光束分割素子2への光束の入射領域IRは、例えば光軸AXを中心として、Z方向に沿って短辺を有し且つX方向に沿って長辺を有する矩形状の領域である。また、第1入射領域IR1および第2入射領域IR2は、光軸AXを含むXY平面によって入射領域IRを2等分して得られる矩形状の領域である。すなわち、第1入射領域IR1と第2入射領域IR2とは、入射領域IRにおいて互いに重畳していないし、入射領域IRにおいて互いに離間していない。
The incident region IR of the light beam to the light
以下、説明の理解を容易にするために、第1入射領域IR1にはZ方向に並んで4つの第1入射側偏向面21aa,21ab,21ac,21adが設けられ、第2入射領域IR2にはZ方向に並んで4つの第1入射側偏向面21ba,21bb,21bc,21bdが設けられているものとする。また、これに対応するように、第1射出領域ER1にはZ方向に並んで4つの第1射出側偏向面22aa,22ab,22ac,22adが設けられ、第2射出領域ER2にはZ方向に並んで4つの第2射出側偏向面22ba,22bb,22bc,22bdが設けられているものとする。 Hereinafter, in order to facilitate understanding of the description, the first incident region IR1 is provided with four first incident side deflection surfaces 21aa, 21ab, 21ac, and 21ad arranged in the Z direction, and the second incident region IR2 includes It is assumed that four first incident side deflection surfaces 21ba, 21bb, 21bc, and 21bd are provided side by side in the Z direction. Correspondingly, four first exit-side deflection surfaces 22aa, 22ab, 22ac, 22ad are provided in the first exit region ER1 in the Z direction, and the second exit region ER2 is provided in the Z direction. It is assumed that four second exit side deflection surfaces 22ba, 22bb, 22bc, and 22bd are provided side by side.
また、光軸AX方向から見て、4つの第1入射側偏向面21aa〜21adおよび4つの第2入射側偏向面21ba〜21bdは、互いに隣接するように配置されているものとする。また、光軸AX方向から見て、4つの第1射出側偏向面22aa〜22adは互いに隣接するように配置され、4つの第2射出側偏向面22ba〜22bdは互いに隣接するように配置されているものとする。ただし、光軸AX方向から見て、4つの第1射出側偏向面22aa〜22adと4つの第2射出側偏向面22ba〜22bdとは離間している。 Further, it is assumed that the four first incident-side deflection surfaces 21aa to 21ad and the four second incident-side deflection surfaces 21ba to 21bd are arranged adjacent to each other when viewed from the optical axis AX direction. Further, when viewed from the optical axis AX direction, the four first exit-side deflection surfaces 22aa to 22ad are arranged so as to be adjacent to each other, and the four second exit-side deflection surfaces 22ba to 22bd are arranged to be adjacent to each other. It shall be. However, when viewed from the optical axis AX direction, the four first exit-side deflection surfaces 22aa to 22ad and the four second exit-side deflection surfaces 22ba to 22bd are separated from each other.
実際の光束分割素子2では、Z方向に並んで設けられる入射側偏向面21a,21bの数は4つよりも多く、入射側偏向面21a,21bは必要に応じて二次元的に配列される。各偏向面21a,21b,22a,22bは、光透過性の基板の表面に形成された平面状の屈折光学面である。光束分割素子2は、例えば石英または蛍石のような光学材料により形成された平行平面板の表面にエッチング加工、研磨加工などを施すことにより製造される。
In the actual
光束分割素子2では、光軸AXに沿って第1入射領域IR1に入射した光線が、3つの第1入射側偏向面21aa,21ab,21adおよび3つの第1射出側偏向面22aa,22ab,22adにより偏向された後に、光束分割素子2の第1射出領域ER1から射出される。ただし、光軸AXに沿って第1入射側偏向面21acに入射した光線は、第1入射側偏向面21acおよび第1射出側偏向面22acにおいて偏向されることなく、光束分割素子2を素抜けする。その結果、光束分割素子2の第1入射領域IR1に入射した矩形状の中実断面を有する光束は、第1射出領域ER1から矩形状の中実断面を有する光束として射出される。
In the light
同様に、光軸AXに沿って第2入射領域IR2に入射した光線は、3つの第2入射側偏向面21ba,21bb,21bdおよび3つの第2射出側偏向面22ba,22bb,22bdにより偏向された後に、光束分割素子2の第2射出領域ER2から射出される。ただし、光軸AXに沿って第2入射側偏向面21bcに入射した光線は、第2入射側偏向面21bcおよび第2射出側偏向面22bcにおいて偏向されることなく、光束分割素子2を素抜けする。その結果、光束分割素子2の第2入射領域IR2に入射した矩形状の中実断面を有する光束は、第2射出領域ER2から矩形状の中実断面を有する光束として射出される。
Similarly, the light beam incident on the second incident region IR2 along the optical axis AX is deflected by the three second incident side deflection surfaces 21ba, 21bb, 21bd and the three second emission side deflection surfaces 22ba, 22bb, 22bd. Is emitted from the second emission region ER2 of the light
光束分割素子2において、第1入射側偏向面21aa〜21adのうちの1つの偏向面と別の1つの偏向面とは、1つの偏向面を介した光束の光路と別の1つの偏向面を介した光束の光路とが光束分割素子2の内部において交差するように構成されている。同様に、第2入射側偏向面21ba〜21bdのうちの1つの偏向面と別の1つの偏向面とは、1つの偏向面を介した光束の光路と別の1つの偏向面を介した光束の光路とが光束分割素子2の内部において交差するように構成されている。これは、光束の光路が交差するような2つの偏向面の組が少なくとも1つ存在することを意味し、任意に選択された2つの偏向面について光束の光路が交差することを意味してはいない。
In the light
光束分割素子2では、1つの偏向面を介した光束の光路と別の1つの偏向面を介した光束の光路とを交差させるために、第1入射側偏向面21aa〜21adにおいて、1つの偏向面の法線と光軸AXとのなす角度と別の1つの偏向面の法線と光軸AXとのなす角度とが互いに異なっている。同様に、第2入射側偏向面21ba〜21bdにおいて、1つの偏向面の法線と光軸AXとのなす角度と別の1つの偏向面の法線と光軸AXとのなす角度とが互いに異なっている。これは、偏向面の法線と光軸AXとのなす角度が互いに異なるような2つの偏向面の組が少なくとも1つ存在することを意味し、任意に選択された2つの偏向面について法線と光軸AXとのなす角度が互いに異なることを意味してはいない。
In the light
また、光束分割素子2では、+Y方向に沿って入射した光束を2つの光束に分割し、この2つの光束を+Y方向に沿って射出するように構成されている。換言すれば、第1入射側偏向面21aa〜21adでの偏向角と第1射出側偏向面22aa〜22adでの偏向角とは、光束分割素子2に入射する光束の進行方向(+Y方向)を維持するように定められている。また、第2入射側偏向面21ba〜21bdでの偏向角と第2射出側偏向面22ba〜22bdでの偏向角とは、光束分割素子2に入射する光束の進行方向を維持するように定められている。
The light
本実施形態の光束分割素子2では、入射した光束が複数の第1入射側偏向面21aと複数の第2入射側偏向面21bとにより波面分割される。複数の第1入射側偏向面21aにより波面分割された複数の光束の少なくとも一部は、入射側偏向面21aおよび対応する射出側偏向面22aにより偏向され、光軸AX方向から見て入射位置とは異なる位置から射出される。複数の第2入射側偏向面21bにより波面分割された複数の光束の少なくとも一部は、入射側偏向面21bおよび対応する射出側偏向面22bにより偏向され、光軸AX方向から見て入射位置とは異なる位置から射出される。
In the light
その結果、本実施形態の光束分割素子2では、複数の入射側偏向面21a,21bの波面分割による平均化効果として、射出される光束の光強度分布を平滑化することができ、比較的均一な光強度分布の光束を空間光変調器3a,3bへ導くことができる。このことは、空間光変調器3a,3bの各ミラー要素SEに入射する光束の光強度分布が平滑化され、空間光変調器3a,3bが所要の機能を所要期間に亘って安定的に発揮することができることを意味している。
As a result, in the light
特に、入射光束の光強度分布の特性が既知である場合、複数の第1入射側偏向面21aと複数の第1射出側偏向面22aとを、第1射出領域ER1を経た射出光束の光強度分布が第1入射領域IR1への入射光束の光強度分布に比して平滑化されるように対応付けることができる。同様に、複数の第2入射側偏向面21bと複数の第2射出側偏向面22bとを、第2射出領域ER2を経た射出光束の光強度分布が第2入射領域IR2への入射光束の光強度分布に比して平滑化されるように対応付けることができる。 In particular, when the characteristics of the light intensity distribution of the incident light beam are known, the light intensity of the emitted light beam that has passed through the first emission region ER1 through the plurality of first incident side deflection surfaces 21a and the plurality of first emission side deflection surfaces 22a. The distribution can be matched so as to be smoothed as compared with the light intensity distribution of the incident light beam to the first incident region IR1. Similarly, the light intensity distribution of the emitted light beam that has passed through the second emission region ER2 through the plurality of second incident side deflection surfaces 21b and the plurality of second emission side deflection surfaces 22b is light of the incident light beam to the second incident region IR2. Corresponding to be smoothed compared to the intensity distribution.
また、本実施形態の光束分割素子2では、入射側偏向面21a,21bと射出側偏向面22a,22bとの協働的な偏向作用により、第1入射領域IR1への入射光束および第2入射領域IR2への入射光束を、光軸AX方向から見てそれぞれ所定方向にシフトさせて、互いに間隔を隔てた2つの射出光路に沿って射出することができる。このことは、第1偏向部材3cの頂角部分のデッドゾーン(所要の偏向機能を発揮することの困難な領域)に光束を入射させることなく、光束分割素子2から射出された一方の光束を第1反射面3caの有効反射領域を経て第1空間光変調器3aへ導き、他方の光束を第2反射面3cbの有効反射領域を経て第2空間光変調器3bへ導くことができることを意味している。
Further, in the light
また、入射側偏向面21a,21bおよび射出側偏向面22a,22bを光軸AX方向から見て互いに隣接するように配列することにより、光束分割素子2に入射した中実断面を有する光束を2つに分割し、中実断面を有する2つの光束として射出することができる。しかも、入射側偏向面21a,21bと射出側偏向面22a,22bとの協働的な偏向作用により、入射光束の発散角を実質的に増大させることなく(発散角を実質的に保持したまま)射出することができる。このことは、発散角の比較的小さいほぼ平行な入射光束を2分割して、発散角の比較的小さいほぼ平行な射出光束を空間光変調器3a,3bへ導くことができ、空間光変調器3a,3bの制御を効率的に且つ容易に行うことができることを意味している。
Further, by arranging the incident-side deflection surfaces 21a and 21b and the emission-side deflection surfaces 22a and 22b so as to be adjacent to each other when viewed from the optical axis AX direction, two light beams having a solid cross section incident on the light
ちなみに、通常のマイクロプリズムアレイ、アキシコン系、拡散板、回折光学素子などを用いて入射光束の分割および光強度分布の平滑化を図る構成では、中実断面の分割光束が得られなかったり、発散角の増大を抑えることが困難になったりするという不都合がある。また、本実施形態の光束分割素子2では、第1入射領域IR1と第2入射領域IR2とが入射領域IRにおいて互いに重畳していないので、入射側偏向面21a,21bでの偏向角を過度に大きく設定しなくても入射光束を2つの光束に分割することができる。
By the way, with a configuration that uses an ordinary microprism array, axicon system, diffuser plate, diffractive optical element, etc., to split the incident light beam and smooth the light intensity distribution, a split light beam with a solid cross section cannot be obtained or diverged. There is an inconvenience that it is difficult to suppress the increase in corners. Further, in the light
以上のように、光源LSからの光に基づいて被照射面としてのマスクMを照明する本実施形態の照明光学系(1〜10)では、光源LSからの入射光束が、比較的簡素で且つコンパクトな構成を有する光束分割素子2の作用により2つの光束に分割される。分割された光束は、第1偏向部材3cの反射面3ca,3cbを介して、一対の空間光変調器3a,3bへ導かれる。その結果、一対の空間光変調器3a,3bの入射側に配置される光学部材および射出側に配置される光学部材の大型化を招くことがなく、ひいては照明光学系(1〜10)の大型化を回避することができる。
As described above, in the illumination optical system (1 to 10) of the present embodiment that illuminates the mask M as the irradiated surface based on the light from the light source LS, the incident light beam from the light source LS is relatively simple and The light
また、本実施形態の照明光学系(1〜10)では、一対の空間光変調器3a,3bを備えているので、空間光変調器を単体で使用する場合に比して、ミラー要素SEの反射面に入射する光の単位面積当たりのエネルギーが小さく(例えば1/2に)抑えられる。その結果、空間光変調器3a,3bでは、長期間に亘って光照射を受けてもミラー要素SEの反射率が低下しにくく、所要の機能を所要期間に亘って安定的に発揮することができる。
Further, since the illumination optical system (1 to 10) of the present embodiment includes the pair of spatial
すなわち、本実施形態の照明光学系(1〜10)では、比較的簡素で且つコンパクトな構成を確保しつつ、所要の機能を安定的に発揮する一対の空間光変調器3a,3bを用いて、瞳強度分布の形状および大きさについて多様性に富んだ照明条件を安定的に実現することができる。また、本実施形態の露光装置(1〜WS)では、多様性に富んだ照明条件を安定的に実現する照明光学系(1〜10)を用いて、転写すべきマスクMのパターンの特性に応じて実現された適切な照明条件のもとで良好な露光を行うことができる。
That is, in the illumination optical systems (1 to 10) of the present embodiment, a pair of spatial
なお、上述の実施形態では、図6に示す特定の構成を有する光束分割素子2、すなわち平面状の屈折光学面として形成された複数の偏向面21a,21b,22a,22bを有する光束分割素子2に基づいて本発明を説明している。しかしながら、これに限定されることなく、光束分割素子の具体的な構成については、様々な形態が可能である。例えば、光束分割素子を構成する各偏向面の数、各偏向面の配置、各偏向面の形態、入射光束の断面形状、光束の分割数、各射出光束の断面形状などについて、様々な形態が可能である。
In the above-described embodiment, the light
図6の構成では、偏向面の大部分が外側に突出した部分の表面に設けられている。しかしながら、これに限定されることなく、例えば図7に示すように、複数の偏向面の少なくとも一部が基板の内側に窪んだ部分の表面に設けられた変形例も可能である。この変形例にかかる光束分割素子も、上述の実施形態の光束分割素子2と同様に、例えば石英または蛍石のような光学材料により形成された平行平面板の表面にエッチング加工、研磨加工などを施すことにより製造される。
In the configuration of FIG. 6, most of the deflection surface is provided on the surface of the portion protruding outward. However, the present invention is not limited to this, and for example, as shown in FIG. 7, a modification in which at least a part of the plurality of deflection surfaces is provided on the surface of the recessed portion inside the substrate is possible. Similarly to the light
また、図6および図7の構成では、各偏向面が光透過性の基板の表面に形成された屈折光学面の形態を有する。しかしながら、これに限定されることなく、例えば図8に示すように、複数の偏向面の少なくとも一部が光透過性の基板の表面に取り付けられた(例えば表面に貼り付けられた)プリズムの光学面の形態を有する変形例も可能である。 6 and 7, each deflecting surface has a refractive optical surface formed on the surface of a light-transmitting substrate. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 8, at least a part of a plurality of deflecting surfaces is attached to the surface of a light-transmitting substrate (for example, attached to the surface of a prism). Variations having a surface configuration are also possible.
また、図6〜図8の構成では、各偏向面が屈折光学面の形態を有する。しかしながら、これに限定されることなく、複数の偏向面の少なくとも一部が光透過性の基板の表面に形成された回折光学面の形態を有する変形例も可能である。 In the configurations of FIGS. 6 to 8, each deflecting surface has a refractive optical surface. However, the present invention is not limited to this, and a modification having a form of a diffractive optical surface in which at least a part of the plurality of deflection surfaces is formed on the surface of the light-transmitting substrate is also possible.
なお、上述の説明では、照明瞳に4極状の瞳強度分布が形成される変形照明、すなわち4極照明を例にとって、本発明の作用効果を説明している。しかしながら、4極照明に限定されることなく、例えば輪帯状の瞳強度分布が形成される輪帯照明、4極状以外の他の複数極状の瞳強度分布が形成される複数極照明などに対しても、同様に本発明を適用して同様の作用効果を得ることができることは明らかである。 In the above description, the operational effects of the present invention are described by taking, as an example, modified illumination in which a quadrupole pupil intensity distribution is formed on the illumination pupil, that is, quadrupole illumination. However, the present invention is not limited to quadrupole illumination. For example, annular illumination in which an annular pupil intensity distribution is formed, multipolar illumination in which a multipolar pupil intensity distribution other than quadrupole is formed, and the like. In contrast, it is apparent that the same effects can be obtained by applying the present invention.
また、上述の説明では、二次元的に配列されて個別に制御される複数の光学要素を有する空間光変調器として、二次元的に配列された複数の反射面の向き(角度:傾き)を個別に制御可能な空間光変調器を用いている。しかしながら、これに限定されることなく、たとえば二次元的に配列された複数の反射面の高さ(位置)を個別に制御可能な空間光変調器を用いることもできる。このような空間光変調器としては、たとえば特開平6−281869号公報及びこれに対応する米国特許第5,312,513号公報、並びに特表2004−520618号公報およびこれに対応する米国特許第6,885,493号公報の図1dに開示される空間光変調器を用いることができる。これらの空間光変調器では、二次元的な高さ分布を形成することで回折面と同様の作用を入射光に与えることができる。なお、上述した二次元的に配列された複数の反射面を持つ空間光変調器を、たとえば特表2006−513a42号公報およびこれに対応する米国特許第6,891,655号公報や、特表2005−524112号公報およびこれに対応する米国特許公開第2005/0095749号公報の開示に従って変形しても良い。 In the above description, as the spatial light modulator having a plurality of optical elements that are two-dimensionally arranged and individually controlled, the direction (angle: inclination) of the plurality of two-dimensionally arranged reflecting surfaces is set. An individually controllable spatial light modulator is used. However, the present invention is not limited to this. For example, a spatial light modulator that can individually control the height (position) of a plurality of two-dimensionally arranged reflecting surfaces can be used. As such a spatial light modulator, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-281869 and US Pat. No. 5,312,513 corresponding thereto, and Japanese Patent Laid-Open No. 2004-520618 and US Patent corresponding thereto are disclosed. The spatial light modulator disclosed in FIG. 1d of Japanese Patent No. 6,885,493 can be used. In these spatial light modulators, by forming a two-dimensional height distribution, an action similar to that of the diffractive surface can be given to incident light. Note that the spatial light modulator having a plurality of two-dimensionally arranged reflecting surfaces described above is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 2006-513a42 and US Pat. You may deform | transform according to the indication of 2005-524112 gazette and the US Patent Publication 2005/0095749 corresponding to this.
また、上述の説明では、複数のミラー要素を有する反射型の空間光変調器を用いているが、これに限定されることなく、たとえば米国特許第5,229,872号公報に開示される透過型の空間光変調器を用いても良い。 In the above description, a reflective spatial light modulator having a plurality of mirror elements is used. However, the present invention is not limited to this. For example, transmission disclosed in US Pat. No. 5,229,872 A type of spatial light modulator may be used.
なお、上述の実施形態では、オプティカルインテグレータとして、マイクロフライアイレンズ7を用いているが、その代わりに、内面反射型のオプティカルインテグレータ(典型的にはロッド型インテグレータ)を用いても良い。この場合、リレー光学系6の代わりに、所定面5からの光を集光する集光光学系を配置する。そして、マイクロフライアイレンズ7とコンデンサー光学系8との代わりに、所定面5からの光を集光する集光光学系の後側焦点位置またはその近傍に入射端が位置決めされるようにロッド型インテグレータを配置する。このとき、ロッド型インテグレータの射出端がマスクブラインド9の位置になる。ロッド型インテグレータを用いる場合、このロッド型インテグレータの下流の結像光学系10内の、投影光学系PLの開口絞りASの位置と光学的に共役な位置を照明瞳面と呼ぶことができる。また、ロッド型インテグレータの入射面の位置には、照明瞳面の二次光源の虚像が形成されることになるため、この位置およびこの位置と光学的に共役な位置も照明瞳面と呼ぶことができる。ここで、上記の集光光学系、上記の結像光学系、およびロッド型インテグレータを分布形成光学系とみなすことができる。
In the above-described embodiment, the micro fly's eye lens 7 is used as the optical integrator, but instead, an internal reflection type optical integrator (typically a rod type integrator) may be used. In this case, a condensing optical system that condenses light from the
また、上述の実施形態では、照明光学系の光路中に配置されて分割した光束を一対の空間光変調器へ導くための光束分割素子に対して本発明を適用している。しかしながら、これに限定されることなく、一般に、入射した光束を複数の光束に分割して射出する光束分割素子に対して本発明を適用することができる。 In the above-described embodiment, the present invention is applied to a light beam splitting element that guides a split light beam arranged in the optical path of the illumination optical system to a pair of spatial light modulators. However, the present invention is not limited to this. In general, the present invention can be applied to a light beam splitting element that splits an incident light beam into a plurality of light beams and emits the light beam.
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号パンフレットおよびこれに対応する米国特許公開第2007/0296936号公報に開示されている。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。ここでは、米国特許公開第2007/0296936号公報の教示を参照として援用する。なお、可変パターン形成装置として、複数のDMDを用いる場合において、本実施形態にかかる光束分割素子を用いて複数のDMDへ光を導く構成としても良い。 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, International Patent Publication No. 2006/080285 pamphlet and US Patent Publication No. 2007/0296936 corresponding thereto. 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. Here, the teachings of US Patent Publication No. 2007/0296936 are incorporated by reference. In the case where a plurality of DMDs are used as the variable pattern forming device, a configuration may be adopted in which light is guided to the plurality of DMDs using the light beam splitting element according to the present embodiment.
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9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9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、上述の実施形態の投影露光装置を用い、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)。 Next, a device manufacturing method using the exposure apparatus according to the above-described embodiment will be described. FIG. 9 is a flowchart showing a semiconductor device manufacturing process. As shown in FIG. 9, in the semiconductor device manufacturing process, a metal film is vapor-deposited on the wafer W to be a substrate of the semiconductor device (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 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 wafer W after the transfer is completed. Development, that is, development of the photoresist to which the pattern has been transferred (step S46: development process).
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)。ここで、レジストパターンとは、上述の実施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、上述の実施形態の投影露光装置は、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。 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). 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 the above-described 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, 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 projection 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10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10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。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、上述の実施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。 FIG. 10 is a flowchart showing a manufacturing process of a liquid crystal device such as a liquid crystal display element. As shown in FIG. 10, 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. 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 projection exposure apparatus of the above-described embodiment. The pattern forming step includes an exposure step of transferring the pattern to the photoresist layer using the projection exposure apparatus of the above-described embodiment, and development of the plate P on which the pattern is 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。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。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 color filter forming process 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 R, G, and B A color filter is formed by arranging a plurality of stripe filter sets in the horizontal scanning direction. 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。 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.
また、上述の実施形態において、投影光学系と感光性基板との間の光路中を1.1よりも大きな屈折率を有する媒体(典型的には液体)で満たす手法、所謂液浸法を適用しても良い。この場合、投影光学系と感光性基板との間の光路中に液体を満たす手法としては、国際公開第WO99/49504号パンプレットに開示されているような局所的に液体を満たす手法や、特開平6−124873号公報に開示されているような露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる手法や、特開平10−303114号公報に開示されているようなステージ上に所定深さの液体槽を形成し、その中に基板を保持する手法などを採用することができる。ここでは、国際公開第WO99/49504号パンフレット、特開平6−124873号公報および特開平10−303114号公報の教示を参照として援用する。 In the above-described embodiment, a so-called immersion method is applied in which the optical path between the projection optical system and the photosensitive substrate is filled with a medium (typically liquid) having a refractive index larger than 1.1. You may do it. In this case, as a technique for filling the liquid in the optical path between the projection optical system and the photosensitive substrate, a technique for locally filling the liquid as disclosed in International Publication No. WO99 / 49504, a special technique, A method of moving a stage holding a substrate to be exposed as disclosed in Kaihei 6-124873 in a liquid bath, or a predetermined stage on a stage as disclosed in JP-A-10-303114. A method of forming a liquid tank having a depth and holding the substrate therein can be employed. Here, the teachings of International Publication No. WO99 / 49504, JP-A-6-124873 and JP-A-10-303114 are incorporated by reference.
また、上述の実施形態において、米国公開公報第2006/0170901号及び第2007/0146676号に開示されるいわゆる偏光照明方法を適用することも可能である。ここでは、米国特許公開第2006/0170901号公報及び米国特許公開第2007/0146676号公報の教示を参照として援用する。 In the above-described embodiment, a so-called polarization illumination method disclosed in US Publication Nos. 2006/0170901 and 2007/0146676 can also be applied. Here, the teachings of US Patent Publication No. 2006/0170901 and US Patent Publication No. 2007/0146676 are incorporated by reference.
また、上述の実施形態では、露光装置においてマスク(またはウェハ)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(またはウェハ)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, the present invention is applied to the illumination optical system that illuminates the mask (or wafer) in the exposure apparatus. However, the present invention is not limited to this, and an object other than the mask (or wafer) is used. The present invention can also be applied to a general illumination optical system that illuminates the irradiation surface.
1 ビーム送光部
2 光束分割素子
3 空間光変調ユニット
3a,3b 空間光変調器
3c,3d 偏向部材
4,6 リレー光学系
7 マイクロフライアイレンズ
8 コンデンサー光学系
9 マスクブラインド
10 結像光学系
DT 瞳強度分布計測部
LS 光源
CR 制御部
M マスク
MS マスクステージ
PL 投影光学系
W ウェハ
WS ウェハステージ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (22)
前記光束分割素子への光束の入射領域のうちの第1入射領域に設けられた複数の第1入射側偏向面と、
前記入射領域のうちの第2入射領域に設けられた複数の第2入射側偏向面と、
前記光束分割素子からの光束の射出領域において前記第1入射領域に対応する第1射出領域に、前記複数の第1入射側偏向面に対応して設けられた複数の第1射出側偏向面と、
前記射出領域において前記第2入射領域に対応する第2射出領域に、前記複数の第2入射側偏向面に対応して設けられた複数の第2射出側偏向面とを備え、
前記複数の第1入射側偏向面のうちの1つの第1入射側偏向面と別の1つの第1入射側偏向面とは、前記1つの第1入射側偏向面を介した光束の光路と前記別の1つの第1入射側偏向面を介した光束の光路とが前記光束分割素子の内部において交差するように構成され、且つ前記複数の第2入射側偏向面のうちの1つの第2入射側偏向面と別の1つの第2入射側偏向面とは、前記1つの第2入射側偏向面を介した光束の光路と前記別の第2入射側偏向面を介した光束の光路とが前記光束分割素子の内部において交差するように構成されていることを特徴とする光束分割素子。 In a light beam splitting element that divides an incident light beam into a plurality of light beams and emits it,
A plurality of first incident-side deflection surfaces provided in a first incident area of the incident areas of the light flux to the light beam splitting element;
A plurality of second incident side deflection surfaces provided in a second incident region of the incident regions;
A plurality of first exit-side deflection surfaces provided corresponding to the plurality of first entrance-side deflection surfaces in a first exit region corresponding to the first entrance region in the exit region of the light flux from the beam splitting element; ,
A plurality of second exit-side deflection surfaces provided corresponding to the plurality of second entrance-side deflection surfaces in a second exit region corresponding to the second entrance region in the exit region;
One first incident side deflection surface and another one first incident side deflection surface of the plurality of first incident side deflection surfaces are an optical path of a light flux through the one first incident side deflection surface. The optical path of the light beam passing through the other first incident side deflection surface is configured to intersect inside the light beam splitting element, and one second of the plurality of second incident side deflection surfaces. The incident-side deflecting surface and another second incident-side deflecting surface include an optical path of a light beam passing through the one second incident-side deflecting surface and an optical path of a light beam passing through the other second incident-side deflecting surface. Is configured to intersect inside the light beam splitting element.
前記複数の第2入射側偏向面と前記複数の第2射出側偏向面とは、前記第2射出領域を経た第2射出光束の光強度分布が前記第2入射領域への入射光束の光強度分布に比して平滑化されるように対応付けられていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の光束分割素子。 The plurality of first incident-side deflection surfaces and the plurality of first emission-side deflection surfaces are such that the light intensity distribution of the first emitted light beam that has passed through the first emission region is the light intensity of the incident light beam to the first incident region. To be smoothed compared to the distribution,
The plurality of second incident side deflection surfaces and the plurality of second emission side deflection surfaces are such that the light intensity distribution of the second emitted light beam that has passed through the second emission region is the light intensity of the incident light beam to the second incident region. 5. The light beam splitting element according to claim 1, wherein the light beam splitting element is associated so as to be smoothed in comparison with the distribution.
前記複数の第2入射側偏向面での偏向角と前記複数の第2射出側偏向面での偏向角とは、前記光束分割素子に入射する光束の進行方向を維持するように定められていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の光束分割素子。 The deflection angles at the plurality of first incident-side deflection surfaces and the deflection angles at the plurality of first emission-side deflection surfaces are determined so as to maintain the traveling direction of the light beam incident on the light beam dividing element,
The deflection angles at the plurality of second incident side deflection surfaces and the deflection angles at the plurality of second emission side deflection surfaces are determined so as to maintain the traveling direction of the light beam incident on the light beam splitting element. The light beam splitting element according to claim 1, wherein:
前記1つの第1入射側偏向面の法線と光軸とのなす角度と前記別の第1入射側偏向面の法線と前記光軸とのなす角度とは互いに異なり、
前記1つの第2入射側偏向面の法線と光軸とのなす角度と前記別の第2入射側偏向面の法線と前記光軸とのなす角度とは互いに異なることを特徴とする請求項8に記載の光束分割素子。 The refractive optical surface is a plane;
The angle formed between the normal line of the first incident-side deflection surface and the optical axis is different from the angle formed between the normal line of the other first incident-side deflection surface and the optical axis.
The angle formed between the normal line of the one second incident side deflection surface and the optical axis is different from the angle formed between the normal line of the other second incident side deflection surface and the optical axis. Item 9. A beam splitter according to Item 8.
前記光源と前記被照射面との間の光路中に配置された請求項1乃至13のいずれか1項に記載の光束分割素子を備え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 based on the light from the light source,
An illumination optical system comprising the light beam splitting element according to any one of claims 1 to 13 disposed in an optical path between the light source and the irradiated surface.
前記第2射出領域を経た第2射出光束の光路中に配置可能で、二次元的に配列されて個別に制御される複数の光学要素を有する第2空間光変調器と、
前記第1空間光変調器を介した光束および前記第2空間光変調器を介した光束のうちの少なくとも一方の光束に基づいて、前記照明光学系の照明瞳に瞳強度分布を形成する分布形成光学系とをさらに備えていることを特徴とする請求項14に記載の照明光学系。 A first spatial light modulator having a plurality of optical elements that can be arranged in the optical path of the first emitted light beam that has passed through the first emission region and is two-dimensionally arranged and individually controlled;
A second spatial light modulator having a plurality of optical elements that can be arranged in the optical path of the second exit light flux that has passed through the second exit region and that is two-dimensionally arranged and individually controlled;
Distribution formation for forming a pupil intensity distribution in the illumination pupil of the illumination optical system based on at least one of the light flux through the first spatial light modulator and the light flux through the second spatial light modulator The illumination optical system according to claim 14, further comprising an 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 20 or 21,
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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