JP2010153663A - Lighting optical system, exposure system and method of manufacturing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源から射出される光に基づいて被照射面を照明する照明光学系、該照明光学系を備える露光装置、及び該露光装置を用いたデバイスの製造方法に関する。 The present invention relates to an illumination optical system that illuminates a surface to be irradiated based on light emitted from a light source, an exposure apparatus that includes the illumination optical system, and a device manufacturing method that uses the exposure apparatus.
一般に、半導体集積回路などのマイクロデバイスを製造するための露光装置は、光源から出力される露光光を所定のパターンが形成されるレチクルなどのマスクに導くための照明光学系を備えている。こうした照明光学系には、オプティカルインテグレータとしてのフライアイレンズが設けられている。このフライアイレンズに露光光が入射した場合、該フライアイレンズの射出面側においてマスクの被照射面に対して光学的にフーリエ変換の関係にある位置の照明瞳には、多数の光源からなる実質的な面光源としての二次光源が形成される。なお、この二次光源とは、照明瞳での光強度分布(以下、「瞳強度分布」という。)を示している。 In general, an exposure apparatus for manufacturing a microdevice such as a semiconductor integrated circuit includes an illumination optical system for guiding exposure light output from a light source to a mask such as a reticle on which a predetermined pattern is formed. Such an illumination optical system is provided with a fly-eye lens as an optical integrator. When exposure light is incident on the fly-eye lens, the illumination pupil at a position optically Fourier-transformed with respect to the irradiated surface of the mask on the exit surface side of the fly-eye lens is composed of a number of light sources. A secondary light source is formed as a substantial surface light source. The secondary light source indicates a light intensity distribution at the illumination pupil (hereinafter referred to as “pupil intensity distribution”).
こうした二次光源からの露光光は、コンデンサレンズにより集光された後、マスクを重畳的に照明するようになっている。そして、マスクを透過した露光光は、投影光学系を介して感光材料の塗布されるウエハなどの基板上を照射するようになっている。その結果、基板上には、マスクのパターンが投影露光(転写)される。 The exposure light from such a secondary light source is condensed by a condenser lens and then illuminates the mask in a superimposed manner. The exposure light transmitted through the mask is irradiated onto a substrate such as a wafer to which a photosensitive material is applied via a projection optical system. As a result, the mask pattern is projected and transferred (transferred) onto the substrate.
ところで、近年では、マスクに形成されるパターンの高集積化(微細化)が進んでいる。そのため、マスクの微細パターンを基板上に正確に転写するためには、基板上に均一な照度分布を有する照射領域を形成させることが不可欠である。そこで、従来から、マスクの微細パターンを基板上に正確に転写するために、例えば輪帯状や複数極状(2極状、4極状など)の瞳強度分布を形成し、投影光学系の焦点深度や解像力を向上させる技術が提案されている(特許文献1参照)。
ところで、マスクの微細パターンを基板上に正確に転写する際には、瞳強度分布を所望の形状に調整するだけでなく、最終的な被照射面である基板上の各点の光強度をほぼ均一に調整する必要がある。基板上の各点での光強度にばらつきがあると、基板上の位置毎にパターンの線幅がばらついて、マスクの微細パターンを露光領域の全体に亘って所望の線幅で基板上に正確に転写することができないおそれがあった。 By the way, when the fine pattern of the mask is accurately transferred onto the substrate, not only the pupil intensity distribution is adjusted to a desired shape, but also the light intensity at each point on the substrate, which is the final irradiated surface, is approximately It is necessary to adjust uniformly. If there is variation in the light intensity at each point on the substrate, the line width of the pattern varies from position to position on the substrate, and the fine pattern of the mask is accurately applied to the substrate with the desired line width over the entire exposure area. There was a possibility that it could not be transferred.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、被照射面での光強度分布を調整することができる照明光学系、露光装置、及びデバイスの製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an illumination optical system, an exposure apparatus, and a device manufacturing method capable of adjusting a light intensity distribution on an irradiated surface. There is.
上記の課題を解決するため、本発明は、実施形態に示す図1〜図18に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の照明光学系は、光源(12)からの光(EL)で被照射面(Ra,Wa)を照明する照明光学系(13)であって、前記照明光学系(13)の光軸(AX)と交差する面(50a,50b)内に配列される複数の第1単位波面分割面(50a,50b)を有し、前記光源(12)からの光(EL)が入射した場合に前記照明光学系(13)の照明光路内の照明瞳面(50a,50b)に所定の光強度分布を形成する第1のオプティカルインテグレータ(26)と、該第1のオプティカルインテグレータ(26)の前記光源(12)側に配置され、前記複数の第1単位波面分割面(50a,50b)に個別対応する複数の第2単位波面分割面(50a,50b)を有する第2のオプティカルインテグレータ(65、65A)と、前記第1及び第2のオプティカルインテグレータ(65、65A)のうち少なくとも一方を、前記第1及び第2のオプティカルインテグレータ(26、65、65A)の間の間隔を変更させるべく前記照明光学系(13)の光軸方向に沿って移動させる移動機構(73,74,75,76)と、を備えることを要旨とする。
In order to solve the above-described problems, the present invention employs the following configuration corresponding to FIGS. 1 to 18 shown in the embodiment.
The illumination optical system of the present invention is an illumination optical system (13) that illuminates the irradiated surface (Ra, Wa) with light (EL) from a light source (12), and the optical axis of the illumination optical system (13). A plurality of first unit wavefront division planes (50a, 50b) arranged in planes (50a, 50b) intersecting (AX), and light (EL) from the light source (12) is incident The first optical integrator (26) that forms a predetermined light intensity distribution on the illumination pupil plane (50a, 50b) in the illumination optical path of the illumination optical system (13), and the first optical integrator (26) of the first optical integrator (26). A second optical integrator (65, 50) arranged on the light source (12) side and having a plurality of second unit wavefront dividing surfaces (50a, 50b) individually corresponding to the plurality of first unit wavefront dividing surfaces (50a, 50b). 65A) and the above And the light of the illumination optical system (13) to change at least one of the second optical integrator (65, 65A) and the distance between the first and second optical integrators (26, 65, 65A). And a moving mechanism (73, 74, 75, 76) that moves along the axial direction.
上記構成によれば、第1及び第2のオプティカルインテグレータ(26、65、65A)の間の間隔を変更させることにより、第1のオプティカルインテグレータ(26)の各第1単位波面分割面(50a,50b)内における各位置の光強度がそれぞれ調整される。その結果、被照射面(Ra、Wa)上の各点における光強度分布(「瞳強度分布」ともいう。)が独立的に調整される。そのため、被照射面(Ra、Wa)上の各点における光強度分布を互いに略同一性状の分布に調整することが可能となる。 According to the said structure, by changing the space | interval between 1st and 2nd optical integrators (26, 65, 65A), each 1st unit wave-front division | segmentation surface (50a, 50a of a 1st optical integrator (26)) is changed. 50b), the light intensity at each position is adjusted. As a result, the light intensity distribution (also referred to as “pupil intensity distribution”) at each point on the irradiated surface (Ra, Wa) is independently adjusted. Therefore, it is possible to adjust the light intensity distribution at each point on the irradiated surface (Ra, Wa) to a distribution having substantially the same property.
なお、本発明をわかりやすく説明するために実施形態を示す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明が実施形態に限定されるものではないことは言うまでもない。 In order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, it has been described in association with the reference numerals of the drawings showing the embodiments, but it goes without saying that the present invention is not limited to the embodiments.
本発明によれば、被照射面での光強度分布を調整することができる。 According to the present invention, the light intensity distribution on the irradiated surface can be adjusted.
(第1の実施形態)
以下に、本発明を具体化した第1の実施形態について図1〜図15に基づき説明する。なお、本実施形態では、後述する投影光学系15の光軸(図1における上下方向)をZ軸方向というと共に、図1における左右方向をY軸方向といい、さらに、図1において紙面と直交する方向をX軸方向というものとする。
(First embodiment)
Below, 1st Embodiment which actualized this invention is described based on FIGS. In the present embodiment, the optical axis (vertical direction in FIG. 1) of the projection
図1に示すように、本実施形態の露光装置11は、所定の回路パターンが形成された透過型のレチクルRに露光光ELを照明することにより、表面Wa(+Z方向側の面であって、図1では上面)にレジストなどの感光材料が塗布されたウエハWに回路パターンの像を投影するための装置である。こうした露光装置11は、光源装置12から射出された露光光ELをレチクルRの被照射面Ra(+Z方向側の面)に導く照明光学系13と、レチクルRを保持するレチクルステージ14と、レチクルRを通過した露光光ELをウエハWの表面Waに導く投影光学系15と、ウエハWを保持するウエハステージ16とを備えている。なお、本実施形態の光源装置12は、193nmの波長の光を出力するArFエキシマレーザ光源を有し、該ArFエキシマレーザ光源から出力される光が露光光ELとして露光装置11内に導かれる。
As shown in FIG. 1, the
照明光学系13は、光源装置12から射出される露光光ELを所定の断面形状(例えば、断面略矩形状)をなす平行な光束に変換するための整形光学系17と、該整形光学系17から射出された露光光ELをレチクルR側(ここでは、+Y方向側であって図1における右側)に反射する第1反射ミラー18とを備えている。この第1反射ミラー18の射出側(レチクルR側)には、回折光学素子19が設けられている。この回折光学素子19は、ガラス基板に露光光ELの波長と同程度のピッチを有する複数の段差を形成することにより構成されており、入射側(光源装置12側)から入射した露光光ELを所定の角度に回折する作用を有している。例えば、輪帯照明用の回折光学素子19を用いる場合、回折光学素子19に入射側から断面略矩形状をなす平行な光束の露光光ELが入射すると、回折光学素子19からは、断面形状が輪帯状(略円環状)をなす光束がレチクルR側に射出される。また、複数極(2極、4極、8極など)照明用の回折光学素子19を用いる場合、回折光学素子19に入射側から断面略矩形状をなす平行な光束の露光光ELが入射すると、回折光学素子19からは、極の数に応じた複数(例えば4つ)の光束がレチクルR側に射出される。
The illumination
また、照明光学系13には、回折光学素子19から射出される露光光ELが入射するアフォーカル光学系20(「無焦点光学系」ともいう。)が設けられている。このアフォーカル光学系20は、第1レンズ群21(図1では一枚のレンズのみを図示)と、該第1レンズ群21よりも射出側に配置される第2レンズ群22(図1では一枚のレンズのみを図示)とを有している。そして、アフォーカル光学系20の入射側の焦点位置は、回折光学素子19の設置位置と略同一であると共に、アフォーカル光学系20の射出側の焦点位置は、図1において破線で示す所定面23の位置と略同一となるように形成されている。
In addition, the illumination
また、第1レンズ群21と第2レンズ群22との間の光路内において、後述する第1のオプティカルインテグレータ26の照明瞳面27と光学的に共役な位置又はその近傍には、露光光ELの入射位置に応じて透過率の異なる透過率分布を有する補正フィルタ24が設けられている。この補正フィルタ24は、入射側面及び射出側面が平行なガラス基板に対してクロムや酸化クロムなどから構成される遮光性ドットのパターンが形成されたフィルタである。
Further, in the optical path between the
また、アフォーカル光学系20のレチクルR側には、σ値(σ値=照明光学系13のレチクルR側の開口数/投影光学系15のレチクルR側の開口数)を可変させるためのズーム光学系25が設けられており、該ズーム光学系25は、所定面23よりも射出側に配置されている。また、ズーム光学系25の射出側には、第1のオプティカルインテグレータ26と、該第1のオプティカルインテグレータ26に入射する露光光ELの光量を調整する分布補正光学系31とが設けられている。この分布補正光学系31は、レチクルR上に形成される照明領域ER1(図4(a)参照)や該照明領域ER1と光学的に共役な関係になるウエハW上に形成される静止露光領域ER2(図4(b)参照)内の各点における光強度分布を補正するための光学系である。なお、分布補正光学系31の具体的な構成については、後述するものとする。
Further, on the reticle R side of the afocal
第1のオプティカルインテグレータ26は、その入射面(−Y方向側の面であって、図1では左面)がズーム光学系25の射出側の焦点位置(瞳面ともいう。)又は該焦点位置近傍に位置するように配置されている。すなわち、第1のオプティカルインテグレータ26の入射面は、所定面23と実質的にフーリエ変換の関係になると共に、第1のオプティカルインテグレータ26の入射面は、アフォーカル光学系20の瞳面(即ち、補正フィルタ24の設置位置)と光学的にほぼ共役な位置関係となっている。こうした第1のオプティカルインテグレータ26には、ズーム光学系25側から平行な光束に変換された状態で露光光ELが入射するようになっている。そして、第1のオプティカルインテグレータ26は、入射した露光光ELを複数の光束に波面分割し、その射出側(+Y方向側)に位置する照明瞳面27に所定の光強度分布(「瞳強度分布」ともいう。)を形成するようになっている。なお、瞳強度分布が形成される照明瞳面27のことを、多数の面光源からなる二次光源60(図3参照)ともいう。
In the first
第1のオプティカルインテグレータ26の射出側には、投影光学系15の入射瞳面と光学的にほぼ共役な位置に配置され、且つ二次光源60の照明に寄与する範囲を規定するための図示しない照明開口絞りが設けられている。この照明開口絞りは、大きさ及び形状の異なる複数の開口部を有している。そして、照明開口絞りでは、二次光源60から射出される露光光ELの断面形状に対応した開口部が露光光ELの光路内に配置される。すなわち、二次光源60から射出される露光光ELの断面形状が輪帯状である場合、照明開口絞りは、輪帯状に対応した形状の開口部が露光光ELの光路内に位置するように駆動するようになっている。また、二次光源60から射出される露光光ELの断面形状が4極状である場合、照明開口絞りは、4極状に対応した形状の開口部が露光光ELの光路内に位置するように駆動するようになっている。
On the exit side of the first
第1のオプティカルインテグレータ26及び上記照明開口絞りの射出側には、少なくとも一枚のレンズ(図1では一枚のみ図示)から構成される第1コンデンサ光学系28と、該第1コンデンサ光学系28の射出側であって且つレチクルRの被照射面Raと光学的に共役な位置に配置されるレチクルブラインド29(「マスクブラインド」ともいう。)とが設けられている。第1コンデンサ光学系28は、パワー(焦点距離の逆数)を有する光学素子(レンズ)から構成されている。また、レチクルブラインド29には、長手方向がZ軸方向であって且つ短手方向がX軸方向となる矩形状の開口部29aが形成されている。そして、第1コンデンサ光学系28から射出された露光光ELは、レチクルブラインド29を重畳的に照明するようになっている。なお、パワーを有する光学素子とは、露光光ELが光学素子に入射することにより、該露光光ELの特性が変化するような光学素子のことである。
On the exit side of the first
また、レチクルブラインド29の射出側には、パワーを有するレンズから構成される第2コンデンサ光学系30が設けられており、該第2コンデンサ光学系30は、レチクルブラインド29側から入射した光を略平行な光束に変換するようになっている。また、第2コンデンサ光学系30の射出側には、結像光学系32が設けられている。この結像光学系32は、入射側レンズ群33と、該入射側レンズ群33から射出される露光光ELを−Z方向側(図1では下側)に反射する第2反射ミラー34と、該第2反射ミラー34の射出側に配置される射出側レンズ群35とを備えている。入射側レンズ群33は、少なくとも一枚(図1では一枚のみ図示)のパワーを有する光学素子(レンズ)から構成されると共に、射出側レンズ群35は、少なくとも一枚(図1では一枚のみ図示)のパワーを有する光学素子(レンズ)から構成されている。そして、結像光学系32から射出される露光光ELは、レチクルRの被照射面Raを重畳的に照明するようになっている。なお、本実施形態では、レチクルブラインド29の開口部29aの形状は、上述したように、矩形状をなしている。そのため、レチクルR上の照明領域ER1及びウエハW上の静止露光領域ER2は、図4(a)(b)に示すように、長手方向が第1の方向としてのY軸方向となり、且つ短手方向が第2の方向としてのX軸方向となる矩形状にそれぞれ形成される。
Further, a second condenser
レチクルステージ14は、図1に示すように、投影光学系15の物体面側において、そのレチクルRの載置面が投影光学系15の光軸方向(Z軸方向)とほぼ直交するように配置されている。また、レチクルステージ14には、保持するレチクルRをX軸方向に所定ストロークで移動させる図示しないレチクルステージ駆動部が設けられている。
As shown in FIG. 1, the
また、レチクルステージ14の近傍には、瞳強度分布計測装置36が設けられている。この瞳強度分布計測装置36は、二次光源60においてレチクルR上の照明領域ER1内の一点に入射する各入射光によって形成される瞳強度分布を点毎(位置毎)に計測する装置である。こうした瞳強度分布計測装置36は、射出側レンズ群35からレチクルRに向けて射出される露光光ELの一部(「反射光」ともいう。)を反射させるビームスプリッタ37と、該ビームスプリッタ37に反射された反射光が入射する計測用レンズ38と、該計測用レンズ38から射出された反射光が入射する検出部39とを備えている。この検出部39は、CCD撮像素子やフォトダイオードなどを有しており、検出部39からは、入射した反射光に応じた検出信号が制御装置40に出力される。そして、制御装置40は、検出部39からの検出信号に基づき、照明領域ER1の点毎の瞳強度分布を導出するようになっている。なお、瞳強度分布計測装置36については、例えば特開2006−54328号公報や特開2003−22967号公報及びこれに対応する米国特許公開第2003/0038225号公報に開示されている。
A pupil intensity
投影光学系15は、内部が窒素などの不活性ガスで充填される鏡筒41を備え、この鏡筒41内には、図示しない複数のレンズが露光光ELの光路(Z軸方向)に沿って設けられている。また、鏡筒41内において、ウエハWの表面Waの設置位置及びレチクルRの被照射面Raの設置位置と光学的にフーリエ変換の関係となる位置には、開口絞り42が配置されている。そして、露光光ELにて照明されたレチクルR上の回路パターンの像は、投影光学系15を介して所定の縮小倍率に縮小された状態で、ウエハステージ16上のウエハWに投影転写される。ここで、光路とは、使用状態において、露光光ELが通ることが意図されている経路のことを示している。
The projection
ウエハステージ16は、投影光学系15の光軸とほぼ直交する平面状の載置面43を備え、該載置面43上には、ウエハWが載置される。また、ウエハステージ16には、保持するウエハWをX軸方向に所定ストロークで移動させる図示しないウエハステージ駆動部が設けられている。さらに、ウエハステージ16には、ウエハWの表面Waが投影光学系15の光軸と直交状態となるように、ウエハWの位置を微調整させる機能が設けられている。
The
そして、本実施形態の露光装置11を用いてウエハWにパターンの像を投影する場合、レチクルRは、上記レチクルステージ駆動部の駆動によって、+X方向側から−X方向側(図1では紙面手前側から紙面奥手側)に所定ストローク毎に移動する。すると、レチクルRにおける照明領域ER1は、該レチクルRの被照射面Raの−X方向側から+X方向側(図1では紙面奥手側から紙面手前側)に沿って移動する。すなわち、レチクルRのパターンが−X方向側から+X方向側に順にスキャンされる。また、ウエハWは、上記ウエハステージ駆動部の駆動によって、レチクルRのX軸方向に沿った移動に対して投影光学系15の縮小倍率に応じた速度比で−X方向側から+X方向側に同期して移動する。その結果、ウエハWの一つのショット領域には、レチクルR及びウエハWの同期移動に伴って、レチクルR上の回路パターンを所定の縮小倍率に縮小した形状のパターンが形成される。そして、一つのショット領域へのパターンの形成が終了した場合、ウエハWの他のショット領域に対するパターンの形成が連続して行われる。
When a pattern image is projected onto the wafer W using the
次に、本実施形態の第1のオプティカルインテグレータ26について図2に基づき説明する。なお、図2では、明細書の説明理解の便宜上、後述する各シリンドリカルレンズ面52,53,54,55の大きさが誇張して描かれているものとする。
Next, the first
図2に示すように、第1のオプティカルインテグレータ26は、照明光学系13の光軸AX(図1及び図2では一点鎖線で示す。)に沿って配置される一対のマイクロフライアイレンズ50,51を備えている。これら両マイクロフライアイレンズ50,51は、第1のオプティカルインテグレータ26の射出側に位置する照明瞳面27が投影光学系15の開口絞り42と光学的に共役な位置に形成されるようにそれぞれ配置されている。
As shown in FIG. 2, the first
入射側に位置する第1マイクロフライアイレンズ50の入射側、及び射出側に位置する第2マイクロフライアイレンズ51の入射側には、照明光学系13の光軸AXとほぼ直交する入射面50a,51aがそれぞれ形成されている。また、第1マイクロフライアイレンズ50の射出側、及び第2マイクロフライアイレンズ51の射出側には、照明光学系13の光軸AXとほぼ直交する射出面50b,51bがそれぞれ形成されている。そして、両マイクロフライアイレンズ50,51の入射面50a,51a側には、Z軸方向に延びる複数(図2では10個)のシリンドリカルレンズ面52,53がX軸方向に沿ってそれぞれ配列されている。これら各シリンドリカルレンズ面52,53は、円柱の一部を切り取った形状をなすようにそれぞれ形成されており、各シリンドリカルレンズ面52,53のX軸方向における長さ(即ち、幅)は、第1幅H1である。
On the incident side of the first micro fly's
また、両マイクロフライアイレンズ50,51の射出面50b,51b側には、X軸方向に延びる複数(図2では10個)のシリンドリカルレンズ面54,55がZ軸方向に沿ってそれぞれ配列されている。これら各シリンドリカルレンズ面54,55は、円柱の一部を切り取った形状をなすようにそれぞれ形成されており、各シリンドリカルレンズ面54,55のZ軸方向における長さ(即ち、幅)は、第1幅H1よりも広い第2幅H2である。なお、第1幅H1及び第2幅H2は、レチクルブラインド29の開口部29aのX軸方向における長さ及びZ軸方向における長さ、即ち照明領域ER1及び静止露光領域ER2のX軸方向における長さ及びY軸方向における長さとそれぞれ対応関係にある。
In addition, a plurality (10 in FIG. 2) of cylindrical lens surfaces 54 and 55 extending in the X-axis direction are arranged along the Z-axis direction on the exit surfaces 50b and 51b side of both the micro fly's
第1のオプティカルインテグレータ26のX軸方向に関する屈折作用に着目した場合、照明光学系13の光軸AXに沿って入射した露光光ELは、第1マイクロフライアイレンズ50の入射面50aに形成される各シリンドリカルレンズ面52によってX軸方向に沿って第1幅H1の間隔で波面分割される。そして、各シリンドリカルレンズ面52によって波面分割された各光束は、第2マイクロフライアイレンズ51の入射面51aに形成される各シリンドリカルレンズ面53のうち個別対応するシリンドリカルレンズ面でそれぞれ集光作用を受け、その後、第1のオプティカルインテグレータ26の射出側に位置する照明瞳面27上でそれぞれ集光するようになっている。また、第1のオプティカルインテグレータ26のZ軸方向に関する屈折作用に着目した場合、照明光学系13の光軸AXに沿って入射した露光光ELは、第1マイクロフライアイレンズ50の射出面50bに形成される各シリンドリカルレンズ面54によってX軸方向に沿って第2幅H2の間隔で波面分割される。そして、各シリンドリカルレンズ面54によって波面分割された各光束は、第2マイクロフライアイレンズ51の射出面51bに形成される各シリンドリカルレンズ面55のうち個別対応するシリンドリカルレンズ面でそれぞれ集光作用を受け、その後、第1のオプティカルインテグレータ26の射出側に位置する照明瞳面27上でそれぞれ集光するようになっている。
When attention is paid to the refraction action in the X-axis direction of the first
すなわち、本実施形態では、第1のオプティカルインテグレータ26に入射した露光光ELは、入射側に位置する各シリンドリカルレンズ面52によってX軸方向に沿って波面分割された後、射出側に位置する各シリンドリカルレンズ面54によってZ軸方向に沿って波面分割される。その結果、照明瞳面27には、多数の点光源77〜79(図13〜図15参照)が形成される。
That is, in the present embodiment, the exposure light EL that has entered the first
なお、各マイクロフライアイレンズ50,51の各シリンドリカルレンズ面52〜55の第1幅H1及び第2幅H2は、本来、非常に狭い。そのため、本実施形態の第1のオプティカルインテグレータ26での波面分割数は、複数のレンズ要素から構成されるフライアイレンズを用いる場合に比して多い。その結果、第1のオプティカルインテグレータ26の入射側に形成される大局的な光強度分布と、射出側である照明瞳面27に形成される二次光源全体の大局的な光強度分布とは、互いに高い相関関係を示す。したがって、第1のオプティカルインテグレータ26の入射側及び該入射側と光学的に共役な面における光強度分布についても、瞳強度分布と称すことができる。
Note that the first width H1 and the second width H2 of the cylindrical lens surfaces 52 to 55 of the micro fly's
ここで、回折光学素子19として輪帯照明用の回折光学素子が用いられる場合、第1のオプティカルインテグレータ26の入射側には、照明光学系13の光軸AXを中心とした輪帯状の照野が形成される。その結果、第1のオプティカルインテグレータ26の射出側に位置する照明瞳面27には、入射側に形成される輪帯状の照野と同じ、輪帯状の二次光源60が形成される。また、回折光学素子19として複数極照明用の回折光学素子が用いられる場合、第1のオプティカルインテグレータ26の入射側には、照明光学系13の光軸AXを中心とした複数の所定形状(円弧状、円形状など)の照野からなる複数極状の照野が形成される。その結果、第1のオプティカルインテグレータ26の射出側に位置する照明瞳面27には、入射側に形成される複数極状の照野と同じ、複数極状の二次光源60が形成される。なお、本実施形態では、4極照明用の回折光学素子19が用いられるものとする。
Here, when a diffractive optical element for annular illumination is used as the diffractive
すなわち、第1のオプティカルインテグレータ26の射出側に位置する照明瞳面27には、図3に示すように、4つの円弧状の実質的な面光源(以下、単に「面光源」という。)60a,60b,60c,60dからなる4極状の二次光源60(瞳強度分布)が形成される。具体的には、二次光源60は、照明光学系13の光軸AXの+X方向側に位置する円弧状の第1面光源60aと、照明光学系13の光軸AXの−X方向側に位置する円弧状の第2面光源60bとを有しており、第1面光源60aと光軸AXとの間隔は、第2面光源60bと光軸AXとの間隔とほぼ等間隔となっている。また、二次光源60は、照明光学系13の光軸AXの+Z方向側に位置する円弧状の第3面光源60cと、照明光学系13の光軸AXの−Z方向側に位置する円弧状の第4面光源60dとを有しており、第3面光源60cと光軸AXとの間隔は、第4面光源60dと光軸AXとの間隔とほぼ等間隔となっている。なお、これら各面光源60a〜60dは、第1のオプティカルインテグレータ26によって照明瞳面27に形成される多数の点光源77〜79(図13〜図15参照)からそれぞれ構成される。
That is, on the
こうした各面光源60a〜60dから射出される各露光光ELがレチクルR上に導かれると、レチクルRの被照射面Ra上には、図4(a)に示すように、長手方向がY軸方向であり且つ短手方向がX軸方向となる矩形状の照明領域ER1が形成される。また、ウエハWの表面Wa上には、図4(b)に示すように、レチクルR上の照明領域ER1と対応した矩形状の静止露光領域ER2が形成される。この際、静止露光領域ER2(及び照明領域ER1)内の各点に入射する入射光が形成する4極状の瞳強度分布の各々は、露光光ELが入射する位置に依存することなく、互いにほぼ同一形状をなしている。ところが、静止露光領域ER2(及び照明領域ER1)内の点毎の4極状の瞳強度分布の光強度は、静止露光領域ER2内に入射する露光光ELの位置に依存して異なってしまう傾向がある。
When each exposure light EL emitted from each of the
具体的には、図5に示すように、照明領域ER1内及び静止露光領域ER2内のY軸方向における中心点P1a,P1bに入射する露光光EL(「第1入射光」ともいう。)によって形成される第1瞳強度分布61では、Z軸方向に沿って配置される第3面光源61c及び第4面光源61dの光強度の方が、X軸方向に沿って配置される第1面光源61a及び第2面光源61bの光強度よりも強くなる傾向がある。各面光源61a〜61dを形成する各第1入射光の大部分は、第1マイクロフライアイレンズ50の各シリンドリカルレンズ面52のX軸方向における中央部分、及び各シリンドリカルレンズ面54のZ軸方向における中央部分を通過する露光光ELである。こうした各第1入射光は、各面光源61a〜61dから照明光学系13の光軸AXに沿ってそれぞれ射出される。
Specifically, as shown in FIG. 5, exposure light EL (also referred to as “first incident light”) incident on center points P1a and P1b in the Y-axis direction in the illumination region ER1 and the static exposure region ER2. In the formed first
一方、図4(a)(b)及び図6に示すように、照明領域ER1内及び静止露光領域ER2内において中心点P1a,P1bのY軸方向に沿って離間した各周辺点P2a,P3a,P2b,P3bに入射する各露光光EL(以下、周辺点P2bに入射する光を「第2入射光」ともいい、周辺点P3bに入射する光を「第3入射光」ともいう。)によって形成される第2瞳強度分布62では、Z軸方向に沿って配置される第3面光源62c及び第4面光源62dの光強度の方が、X軸方向に沿って配置される第1面光源62a及び第2面光源62bの光強度よりも弱くなる傾向がある。各面光源62a〜62dを形成する各第2入射光及び第3入射光の大部分は、第1マイクロフライアイレンズ50の各シリンドリカルレンズ面52のX軸方向における両端部分、及び各シリンドリカルレンズ面54のZ軸方向における両端部分を通過する露光光ELである。こうした各第2入射光及び各第3入射光は、各面光源62a〜62dから照明光学系13の光軸AXに対して所定の角度を有した状態でそれぞれ射出される。なお、ここでいう各瞳強度分布61,62は、照明光学系13内における露光光ELの光路内に補正フィルタ24が配置されていない場合に、照明瞳面27及び該照明瞳面27と光学的に共役な瞳共役面に形成される、静止露光領域ER2内の各点P1b,P2b,P3bに対応する光強度分布のことを示している。
On the other hand, as shown in FIGS. 4 (a), 4 (b) and 6, each peripheral point P2a, P3a, separated along the Y-axis direction of the center points P1a, P1b in the illumination region ER1 and the still exposure region ER2. Each exposure light EL incident on P2b and P3b (hereinafter, light incident on the peripheral point P2b is also referred to as “second incident light” and light incident on the peripheral point P3b is also referred to as “third incident light”). In the second
一般に、中心点P1a,P1bに対応する第1瞳強度分布61のZ軸方向に沿った光強度分布は、図7(a)に示すように、Z軸方向における中央が最も弱くなると共に、中央からZ軸方向に沿って離間するに連れて次第に強くなる凹曲線状の分布である。また、各周辺点P2a,P2b,P3a,P3bに対応する各第2瞳強度分布62のZ軸方向に沿った光強度分布は、図7(b)に示すように、Z軸方向における中央が最も強くなると共に、中央からZ軸方向に沿って離間するに連れて次第に弱くなる凸曲面状の分布である。
In general, the light intensity distribution along the Z-axis direction of the first
こうした瞳強度分布61,62のZ軸方向に沿った光強度分布は、照明領域ER1及び静止露光領域ER2内のX軸方向に沿った各点の位置にはほとんど依存しないものの、照明領域ER1及び静止露光領域ER2内のY軸方向に沿った各点の位置に依存して変化する傾向がある。そのため、静止露光領域ER2内におけるY軸方向に沿った各点P1b,P2b,P3bに個別に対応する瞳強度分布61,62がそれぞれ均一ではない場合、ウエハWにおいて形成されるパターンの線幅にばらつきが発生するおそれがある。このような課題を解決するために、本実施形態の照明光学系13内には、補正フィルタ24及び分布補正光学系31が設けられている。
The light intensity distribution along the Z-axis direction of the
なお、本実施形態の補正フィルタ24は、照明瞳面27に形成される二次光源60のうちZ軸方向に沿った第3面光源60c及び第4面光源60dを構成する光束を減光させる一方、X軸方向に沿った第1面光源60a及び第2面光源60bを構成する光束をほとんど減光させない透過率分布を有している。
In addition, the
次に、本実施形態の分布補正光学系31について図8及び図9に基づき説明する。
図8及び図9に示すように、分布補正光学系31は、第2のオプティカルインテグレータ65を備えている。この第2のオプティカルインテグレータ65の入射側には、照明光学系13の光軸AXとほぼ直交する入射面65aが形成されると共に、第2のオプティカルインテグレータ65の射出側には、光軸AXとほぼ直交する射出面65bが形成されている。そして、第2のオプティカルインテグレータ65の両面65a,65bには、X軸方向に延びる複数(図2では7個)のシリンドリカルレンズ面66,67がX軸方向に沿ってそれぞれ配列されている。これら各シリンドリカルレンズ面66,67は、円柱の一部を切り取った形状をなすようにそれぞれ形成されており、各シリンドリカルレンズ面66,67のZ軸方向における長さ(即ち、幅)は、第1のオプティカルインテグレータ26のシリンドリカルレンズ面54,55の幅(第2幅H2)とほぼ同等である。
Next, the distribution correction
As shown in FIGS. 8 and 9, the distribution correction
そして、第2のオプティカルインテグレータ65にズーム光学系25から露光光EL(即ち、平行光束)が入射すると、該露光光ELは、入射面65aに形成される各シリンドリカルレンズ面66によってZ軸方向に沿って第2幅H2の間隔で波面分割される。そして、各シリンドリカルレンズ面66によって波面分割された各光束は、射出面65bに形成される各シリンドリカルレンズ面67のうち個別対応するシリンドリカルレンズ面でそれぞれ集光作用を受ける。その後、各シリンドリカルレンズ面67から射出された各光束は、第1のオプティカルインテグレータ26(即ち、第1マイクロフライアイレンズ50)にそれぞれ入射するようになっている。
Then, when the exposure light EL (that is, a parallel light beam) is incident on the second
また、第2のオプティカルインテグレータ65は、複数の単位波面分割面を有する複数(本実施形態では4つ)の分割インテグレータ68,69,70,71から構成されている。これら各分割インテグレータ68〜71は、照明光学系13の光軸AXを中心とした周方向に沿って互いに隣接し合うようにそれぞれ配置されている。そして、各分割インテグレータ68〜71のうち+X方向側に位置する第1分割インテグレータ68には、照明瞳面27で第1面光源60aを形成する露光光ELが入射すると共に、−X方向側に位置する第2分割インテグレータ69には、照明瞳面27で第2面光源60bを形成する露光光ELが入射するようになっている。また、+Z方向側に位置する第3分割インテグレータ70には、照明瞳面27で第3面光源60cを形成する露光光ELが入射すると共に、−Z方向側に位置する第4分割インテグレータ71には、照明瞳面27で第4面光源60dを形成する露光光ELが入射するようになっている。このように露光光ELが入射する各分割インテグレータ68〜71の入射側には、略円弧状をなす入射領域72a,72b,72c,72d(図8にて破線で囲まれた領域)がそれぞれ形成される。
The second
また、分布補正光学系31には、各分割インテグレータ68〜71をY軸方向に沿って個別に移動させるための移動機構73,74,75,76が設けられている。これら各移動機構73〜76は、Y軸方向に沿って延びる図示しないガイド部と、制御装置40から制御指令に基づき駆動する駆動源73a,74a,75a,76aとをそれぞれ有している。そして、各移動機構73〜76は、駆動源73a〜76aの駆動に基づき、各分割インテグレータ68〜71をガイド部の延びる方向(Y軸方向)に沿ってそれぞれ移動させる。
Further, the distribution correction
次に、第1のオプティカルインテグレータ26(第1マイクロフライアイレンズ50)に対する第2のオプティカルインテグレータ65の位置と、第1マイクロフライアイレンズ50の各シリンドリカルレンズ面54に入射する露光光ELの光強度との関係について、図10〜図12に基づき説明する。なお、図10(a)、図11(a)及び図12(a)では、第1分割インテグレータ68の一部分と、第1マイクロフライアイレンズ50において第1分割インテグレータ68の一部分に対応する部分とがそれぞれ描かれている。
Next, the position of the second
さて、図10(a)に示すように、第1マイクロフライアイレンズ50と第1分割インテグレータ68との間の間隔が第1の間隔L1である場合、第1分割インテグレータ68の射出面65bの各シリンドリカルレンズ面67から射出される露光光ELは、第1マイクロフライアイレンズ50に接近するに連れて次第にそれぞれ広がる。そして、各シリンドリカルレンズ面67から射出される露光光ELは、第1マイクロフライアイレンズ50の射出面50bの各シリンドリカルレンズ面54のうち、露光光ELを射出したシリンドリカルレンズ面67とZ軸方向における同一位置に位置するシリンドリカルレンズ面にそれぞれ入射する。このとき、第1マイクロフライアイレンズ50の各シリンドリカルレンズ面54全体には、Z軸方向における同一位置に位置する各シリンドリカルレンズ面67から射出された露光光ELが満遍なく入射する。そのため、図10(b)に示すように、第1マイクロフライアイレンズ50において一つのシリンドリカルレンズ面54のZ軸方向における各位置の光強度は、互いにほぼ同等の強さである。なお、第1マイクロフライアイレンズ50と第1分割インテグレータ68との間の間隔が第1の間隔L1である状態のことを、「第1分割インテグレータ68が初期位置に位置している」というものとする。
As shown in FIG. 10A, when the distance between the first micro fly's
また、第1マイクロフライアイレンズ50と第1分割インテグレータ68との間の間隔が第1の間隔L1よりも狭い第2の間隔L2である場合、図11(a)に示すように、第1分割インテグレータ68側の一つのシリンドリカルレンズ面67から射出された露光光ELは、第1マイクロフライアイレンズ50に接近するに連れて次第に広がる。そして、この露光光ELの大部分は、該露光光ELを射出したシリンドリカルレンズ面67とZ軸方向における同一位置に配置されるシリンドリカルレンズ面54のZ軸方向における中央部分に入射する。すなわち、第1マイクロフライアイレンズ50の一つのシリンドリカルレンズ面54のZ軸方向における両端部分には、露光光ELがほとんど入射しない。そのため、図11(b)に示すように、一つのシリンドリカルレンズ面54では、Z軸方向における中央部分の光強度は、Z軸方向における両端部分の各光強度に比して強くなる。なお、図11(b)では、第1分割インテグレータ68が初期位置に位置する場合における一つのシリンドリカルレンズ面52に入射する露光光ELの光強度が破線で示されている。
Further, when the interval between the first micro fly's
また、第1マイクロフライアイレンズ50と第1分割インテグレータ68との間の間隔が第1の間隔L1よりも広い第3の間隔L3である場合、図12(a)に示すように、第1分割インテグレータ68側の一つのシリンドリカルレンズ面67から射出された露光光ELは、第1マイクロフライアイレンズ50に接近するに連れて次第に広がる。そして、この露光光ELは、該露光光ELを射出したシリンドリカルレンズ面67とZ軸方向における同一位置に配置されるシリンドリカルレンズ面54と、該シリンドリカルレンズ面54のZ軸方向における両側に位置する両シリンドリカルレンズ面54とにそれぞれ入射する。すなわち、第1マイクロフライアイレンズ50の一つのシリンドリカルレンズ面54のZ軸方向における中央部分には、該一つのシリンドリカルレンズ面54に対応するシリンドリカルレンズ面67(以下、「対応レンズ面」という。)から射出される露光光ELだけが入射する。一方、一つのシリンドリカルレンズ面54のZ軸方向における両端部分には、対応レンズ面から射出される露光光ELだけではなく、該対応レンズ面のZ軸方向における両側に位置する各シリンドリカルレンズ面67からも露光光ELがそれぞれ入射する。そのため、図12(b)に示すように、一つのシリンドリカルレンズ面54では、Z軸方向における中央部分の光強度は、Z軸方向における両端部分の各光強度に比して弱くなる。なお、図12(b)では、第1分割インテグレータ68が初期位置に位置する場合における一つのシリンドリカルレンズ面52に入射する露光光ELの光強度が破線で示されている。
In addition, when the distance between the first micro fly's
したがって、各分割インテグレータ68〜71がそれぞれ初期位置に位置する場合、各第1入射光によって照明瞳面27に形成される第1瞳強度分布61の各面光源61a〜61dは、図13に示すように、第1のオプティカルインテグレータ26によって形成される多数の点光源77からそれぞれ形成される。また、各第2入射光によって照明瞳面27に形成される第2瞳強度分布62の各面光源62a〜62dは、第1のオプティカルインテグレータ26によって形成される多数の面光源からそれぞれ形成される。また、各第3入射光によって照明瞳面27に形成される第2瞳強度分布62の各面光源62a〜62dは、第1のオプティカルインテグレータ26によって形成される多数の面光源からそれぞれ形成される。
Accordingly, when the
また、各分割インテグレータ68〜71が初期位置よりも+Y方向側に移動した場合、第1瞳強度分布61の各面光源61a〜61dは、図13及び図14に示すように、各分割インテグレータ68〜71がそれぞれ初期位置に位置する場合の点光源77に比して光強度の強い多数の点光源78からそれぞれ形成される。これは、各分割インテグレータ68〜71が第1マイクロフライアイレンズ50に接近することにより、第1マイクロフライアイレンズ50の各シリンドリカルレンズ面54のZ軸方向における中央部分に入射する露光光EL(即ち、第1入射光)の光量が多くなるからである。一方、各第2瞳強度分布62の各面光源62a〜62dは、図13〜図15に示すように、各分割インテグレータ68〜71がそれぞれ初期位置に位置する場合の点光源77に比して光強度の弱い多数の点光源79からそれぞれ形成される。これは、各分割インテグレータ68〜71が第1マイクロフライアイレンズ50に接近することにより、第1マイクロフライアイレンズ50の各シリンドリカルレンズ面54のZ軸方向における両端部分に入射する露光光EL(即ち、第2入射光及び第2入射光)の光量がそれぞれ少なくなるからである。
Further, when each of the
また、各分割インテグレータ68〜71が初期位置よりも−Y方向側に移動した場合、第1瞳強度分布61の各面光源61a〜61dは、各分割インテグレータ68〜71がそれぞれ初期位置に位置する場合の点光源77に比して光強度の弱い多数の点光源からそれぞれ形成される。これは、各分割インテグレータ68〜71が第1マイクロフライアイレンズ50に接近することにより、第1マイクロフライアイレンズ50の各シリンドリカルレンズ面54のZ軸方向における中央部分に入射する露光光EL(即ち、第1入射光)の光量が少なくなるからである。一方、各第2瞳強度分布62の各面光源62a〜62dは、各分割インテグレータ68〜71がそれぞれ初期位置に位置する場合の点光源77に比して光強度の強い多数の点光源からそれぞれ形成される。これは、各分割インテグレータ68〜71が第1マイクロフライアイレンズ50に接近することにより、第1マイクロフライアイレンズ50の各シリンドリカルレンズ面54のZ軸方向における両端部分に入射する露光光EL(即ち、第2入射光及び第2入射光)の光量が多くなるからである。
Further, when each of the
次に、静止露光領域ER2内のY軸方向に沿った各点P1b,P2b,P3bに対応する各瞳強度分布61,62を調整する際の作用の一例について説明する。なお、初期状態では、各分割インテグレータ68〜71は、初期位置にそれぞれ配置されているものとする。
Next, an example of an action when adjusting the
さて、光源装置12から射出される露光光ELが回折光学素子19に入射すると、該回折光学素子19からは、断面形状が4極状をなす露光光ELが射出される。すると、この露光光ELが照明瞳面27と光学的に共役な位置又はその近傍に配置される補正フィルタ24を通過する。その結果、オプティカルインテグレータ26の射出側に形成される照明瞳面27には、補正フィルタ24によって補正(減光)された第1面光源60a及び第2面光源60bと、補正フィルタ24によってほとんど補正されない第3面光源60c及び第4面光源60dとを有する二次光源60が形成される。この際、照明瞳面27と光学的に共役な瞳共役面の瞳強度分布もまた、補正フィルタ24によって補正される。
When the exposure light EL emitted from the
なお、本実施形態の補正フィルタ24は、照明瞳面27に形成される二次光源60のZ軸方向に沿った第3面光源60c及び第4面光源60dの光強度を減光させるためのフィルタである。また、上述したように、レチクルRの照明領域ER1内及びウエハW上の静止露光領域ER2内の中心点P1a,P1bに対応する第1瞳強度分布61では、露光光ELの光路内に補正フィルタ24がない場合、X軸方向に沿った第1面光源61a及び第2面光源61bの各光強度が、Z軸方向に沿った第3面光源61c及び第4面光源61dの各光強度よりもそれぞれ弱い。そのため、第1瞳強度分布61では、補正フィルタ24によって、第3面光源61c及び第4面光源61dの各光強度が、第1面光源61a及び第2面光源61bの各光強度に接近する。一方、照明領域ER1内及び静止露光領域ER2内の各周辺点P2a,P2b,P3a,P3bに対応する第2瞳強度分布62では、露光光ELの光路内に補正フィルタ24がない場合、X軸方向に沿った第1面光源62a及び第2面光源62bの各光強度が、Z軸方向に沿った第3面光源62c及び第4面光源62dの各光強度よりもそれぞれ強い。そのため、第2瞳強度分布62では、補正フィルタ24によって、第1面光源61a及び第2面光源62bの各光強度と第3面光源62c及び第4面光源62dの各光強度との差が逆に大きくなってしまう。
Note that the
このような第1瞳強度分布61と第2瞳強度分布62とをほぼ同一性状の分布にするためには、第1瞳強度分布61の第1面光源61a及び第2面光源61bの光強度を強くすると共に、第2瞳強度分布62の第1面光源62a及び第2面光源62bの光強度を弱くする必要がある。そこで、本実施形態では、瞳強度分布計測装置36によって、照明瞳面27に形成される二次光源60において静止露光領域ER2内の点毎の4極状の瞳強度分布の光強度がそれぞれ計測される。ここでは、静止露光領域ER2内の中心点P1b、周辺点P2b,P3bに入射する第1入射光、第2入射光及び第3入射光によって照明瞳面27に形成される第1瞳強度分布61及び第2瞳強度分布62がそれぞれ計測される。この場合、第1瞳強度分布61と第2瞳強度分布62とは、互いに性状が異なっている。
In order to make the first
すると、駆動源73a,74aの駆動によって移動機構73,74から駆動力が第1分割インテグレータ68及び第2分割インテグレータ69にそれぞれ付与されると、各分割インテグレータ68,69は、初期位置から+Y方向側にそれぞれ移動する。すなわち、各分割インテグレータ68,69と第1マイクロフライアイレンズ50との間隔は、第1の間隔L1よりもそれぞれ狭くなる一方で、残りの各分割インテグレータ70,71と第1マイクロフライアイレンズ50との間隔は、第1の間隔L1でそれぞれ維持される。すると、第1瞳強度分布61の第1面光源61a及び第2面光源61bの各光強度は、各分割インテグレータ68,69が+Y方向側に移動するに連れて次第にそれぞれ強くなる。一方、各第2瞳強度分布62の第1面光源61a及び第2面光源62bの各光強度は、各分割インテグレータ68,69が+Y方向側に移動するに連れて次第にそれぞれ弱くなる。このとき、第1瞳強度分布61及び各第2瞳強度分布62の各第3面光源61c,62c及び各第4面光源61d,62dの各光強度は、各分割インテグレータ70,71が移動しないため、それぞれ変化しない。
Then, when driving force is applied from the moving mechanisms 73 and 74 to the
そして、第1瞳強度分布61の性状と各第2瞳強度分布62の性状とがほぼ同一の性状になると、各分割インテグレータ68,69の移動は、それぞれ停止される。この場合、各面光源61a〜61dから静止露光領域ER2の中心点P1bに入射する各第1入射光の光強度と、各面光源62a〜62dから静止露光領域ER2の各周辺点P2b,P3bに入射する各第2入射光及び各第3入射光の光強度とは、互いにほぼ同一の光強度となる。そのため、この状態で露光処理が実行されると、ウエハW上の静止露光領域ER2内のY軸方向に沿った各点P1b,P2b,P3bに対応する各瞳強度分布61,62がほぼ同一性状であるため、ウエハWの表面Waにおいて形成されるパターンの線幅にばらつきが発生することが抑制される。
Then, when the properties of the first
したがって、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
(1)各オプティカルインテグレータ26,65の間の間隔を変更させることにより、第1のオプティカルインテグレータ26の各シリンドリカルレンズ面54内のZ軸方向における各位置に入射する露光光ELの光強度がそれぞれ調整される。その結果、ウエハW上の表面Wa上の各点に対応する瞳強度分布61,62が独立的に調整される。そのため、ウエハW上の各点における光強度分布を互いに略同一性状の分布に調整することができる。
Therefore, in this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) By changing the interval between the
(2)また、本実施形態では、第1のオプティカルインテグレータ26よりも光源装置12側において、ウエハWの表面Waと光学的に共役な位置には、ウエハW上の静止露光領域ER2内の各点P1b〜P3bに対応する各瞳強度分布61,62を一律に調整するための補正フィルタ24が設けられる。そして、静止露光領域ER2内の各点P1b〜P3bに対応する各瞳強度分布61,62は、補正フィルタ24と第2のオプティカルインテグレータ65との協動作用によって、それぞれほぼ均一となるように調整される。そのため、補正フィルタ24を露光光ELの光路内に配置しない場合に比して、静止露光領域ER2内の各点P1b〜P3bに対応する各瞳強度分布61,62を高精密に調整できる。したがって、レチクルRの回路パターンに応じた適切な照明条件の基でウエハWに対する露光処理を行うことができ、結果として、ウエハWには、その全体に亘って所望する線幅のパターンを忠実に形成することができる。
(2) Further, in the present embodiment, each
(3)一般に、ウエハW上の静止露光領域ER2内のY軸方向に沿った各点P1b〜P3bに対応する各瞳強度分布61,62の調整は、照明瞳面27若しくは該照明瞳面27と光学的に共役な瞳共役面近傍に遮光部材を配置し、各点P1b〜P3bに入射し得る第1入射光、第2入射光及び第3入射光の遮光度合いを点毎に補正することによりそれぞれ行なわれる。この場合、遮光部材によって遮光された光は、ウエハWへの露光には使用されない。しかしながら、本実施形態では、各オプティカルインテグレータ26,65の間隔を調整することによって、各瞳強度分布61,62の調整がそれぞれ行なわれる。このとき、調整前では第2瞳強度分布62を構成していた露光光ELの一部は、各オプティカルインテグレータ26,65の間隔を調整することによって、静止露光領域ER2内のY軸方向に沿った各点P1b〜P3bのうち他の点に対応する瞳強度分布の形成に使用される。すなわち、本実施形態では、分布補正光学系31によって露光光ELの光量をロスすることなく、各点P1b〜P3bに対応する各瞳強度分布61,62を補正できると共に、ウエハWへの露光を行なうことができる。したがって、分布補正光学系31による露光光ELの光量のロスを低減できる結果、ウエハWへのパターン形成速度を向上させることができる。
(3) Generally, the adjustment of the
(4)本実施形態では、第2のオプティカルインテグレータ65がY軸方向に沿って移動することにより、各点P1b〜P3bに対応する各瞳強度分布61,62がそれぞれ調整される。そのため、第1のオプティカルインテグレータ26がY軸方向に沿って移動する場合とは異なり、照明瞳面27がY軸方向に沿って変位することが抑制される。そのため、照明瞳面27とウエハWの表面Waとが光学的にフーリエ変換の関係を維持させるための光学系を、照明瞳面27よりもレチクルR側に別途設けなくてもよい。すなわち、照明光学系13の構成の複雑化を抑制できる。
(4) In the present embodiment, the pupil
(5)また、第2のオプティカルインテグレータ65は、複数(本実施形態では4つ)の分割インテグレータ68〜71から構成される。しかも、各分割インテグレータ68〜71は、二次光源60の面光源60a〜60dに個別対応するようにそれぞれ設けられている。そのため、面光源毎に光強度を補正することができる。
(5) The second
(6)本実施形態では、各分割インテグレータ68〜71は、瞳強度分布計測装置36からの検出信号に基づき算出された計測結果、即ちレチクルRの照明領域ER1内の各点P1a〜P3aに対応する各瞳強度分布61,62に基づきY軸方向に沿ってそれぞれ移動する。そのため、照明光学系13を構成する各種光学素子のうち少なくとも一つの光学素子の劣化などに起因して各瞳強度分布61,62が変化した場合、瞳強度分布計測装置36による計測結果によって各分割インテグレータ68〜71がY軸方向にそれぞれ移動することにより、各瞳強度分布61,62を、それらの性状の分布が所望する性状の分布となるように速やかに調整することができる。
(6) In the present embodiment, each of the
(7)また、第2のオプティカルインテグレータ65は、第1マイクロフライアイレンズ50の各シリンドリカルレンズ面54に個別対応するシリンドリカルレンズ面66,67を有している。そのため、第2のオプティカルインテグレータ65をY軸方向に沿って移動させることにより、第1マイクロフライアイレンズ50の各シリンドリカルレンズ面54のZ軸方向における各位置に入射する露光光ELの光強度の強弱が調整される。すなわち、静止露光領域ER2内の各点のうちY軸方向に沿った点P1b〜P3bに入射する各入射光の光強度がそれぞれ調整される。したがって、各オプティカルインテグレータ26,65の間隔を調整することにより、静止露光領域ER2内の各点のうちY軸方向に沿った点P1b〜P3bに対応する各瞳強度分布61,62をそれぞれ調整することができる。
(7) The second
なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・実施形態において、回折光学素子19は、複数極照明用(例えば4極照明用)の回折光学素子であってもよいし、輪帯照明用の回折光学素子であってもよい。また、露光光ELの形状を変形させることが可能な光学素子であれば、回折光学素子19の代わりに、或いは回折光学素子に加えてアキシコンレンズ対などの他の任意の光学素子を配置してもよい。アキシコンレンズ対を備えた照明光学系は、例えば国際公開第2005/076045A1号パンフレット、及びそれに対応する米国特許出願公開第2006/0170901A号に開示されている。図1に示した実施形態では、補正フィルタ24の近傍にアキシコンレンズ対を配置することができる。
The above embodiment may be changed to another embodiment as described below.
In the embodiment, the diffractive
また、回折光学素子19に代えて、例えば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要素ミラーにより構成され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する空間光変調素子を用いてもよい。このような空間光変調素子を用いた照明光学系は、例えば特開2002−353105号公報に開示されている。
Further, instead of the diffractive
・実施形態において、各オプティカルインテグレータ26,65の間には、パワーを有しない光学素子(例えば平行平面板)を配置してもよい。このように構成しても、上記実施形態と同等の効果を得ることができる。
In the embodiment, an optical element having no power (for example, a plane parallel plate) may be disposed between the
・実施形態において、ウエハW及びレチクルRをY軸方向に沿ってそれぞれ走査移動させつつ露光処理を行なう場合、図16に示すように、Z軸方向に沿って延びるシリンドリカルレンズ面66A,67Aを有する第2のオプティカルインテグレータ65Aを、第1のオプティカルインテグレータ26の入射側に配置してもよい。第2のオプティカルインテグレータ65Aの入射面65aには、第1マイクロフライアイレンズ50の各シリンドリカルレンズ面52に個別対応する複数(図16では10個)のシリンドリカルレンズ面66Aが形成されており、該各シリンドリカルレンズ面66Aは、X軸方向に沿ってそれぞれ配置されている。また、第2のオプティカルインテグレータ65Aの射出面65bには、各シリンドリカルレンズ面66Aに個別対応する複数(図16では10個)のシリンドリカルレンズ面67Aが形成されており、該各シリンドリカルレンズ面67Aは、X軸方向に沿ってそれぞれ配置されている。このように構成しても、静止露光領域ER2内において走査方向と略直交するX軸方向における各点に対応する瞳強度分布を調整することができる。
In the embodiment, when exposure processing is performed while the wafer W and the reticle R are respectively scanned and moved along the Y-axis direction,
・実施形態において、第2のオプティカルインテグレータ65Aの各シリンドリカルレンズ面66,67のZ軸方向における幅は、第1マイクロフライアイレンズ50のシリンドリカルレンズ面54の第1幅H1よりも広くてもよい。この場合の初期位置は、上記実施形態の場合に比して+Y方向側の位置(即ち、第1マイクロフライアイレンズ50に接近した位置)となる。
In the embodiment, the width of each
また、第2のオプティカルインテグレータ65Aの各シリンドリカルレンズ面66,67のZ軸方向における幅は、第1マイクロフライアイレンズ50のシリンドリカルレンズ面54の第1幅H1よりも狭くてもよい。この場合の初期位置は、上記実施形態の場合に比して−Y方向側の位置(即ち、第1マイクロフライアイレンズ50から離間した位置)となる。
Further, the width in the Z-axis direction of each of the cylindrical lens surfaces 66 and 67 of the second
・実施形態において、瞳強度分布計測装置36は、レチクルR上の照明領域ER1内の各点P1a,P2a,P3aに対応する各瞳強度分布61,62を計測可能であれば、レチクルRの近傍ではなくてもよい。ただし、瞳強度分布計測装置36は、レチクルRの被照射面Ra(即ち、ウエハWの表面Wa)と光学的に共役な位置近傍であれば、任意の位置に設置してもよい。
In the embodiment, if the pupil intensity
・実施形態において、各移動機構73〜76は、瞳強度分布計測装置36による計測結果に連動して駆動する構成でなくてもよい。すなわち、瞳強度分布計測装置36による計測結果を図示しないモニタ等の表示画面に表示させ、該表示画面に表示させた計測結果に基づき作業者が各分割インテグレータ68〜71をY軸方向に沿って移動させるようにしてもよい。この場合、各移動機構73〜76には、駆動源73a〜76aを設けなくてもよい。すなわち、分割インテグレータ68〜71は、作業者による手動でそれぞれ移動することになる。
In the embodiment, the moving mechanisms 73 to 76 may not be configured to be driven in conjunction with the measurement result by the pupil intensity
・実施形態において、第2のオプティカルインテグレータ65は、第3分割インテグレータ70及び第4分割インテグレータ71を備えない構成であってもよい。この場合、ズーム光学系25から射出された露光光ELのうち、照明瞳面27に第3面光源60c及び第4面光源60dを構成する露光光ELは、第2のオプティカルインテグレータ65に入射することなく第1マイクロフライアイレンズ50に入射することになる。
In the embodiment, the second
また、第2のオプティカルインテグレータ65は、第1分割インテグレータ68と第2分割インテグレータ69とが一体となった構成であってもよい。この場合、分布補正光学系31は、一つの移動機構だけ有する構成であってもよい。
Further, the second
・実施形態において、第3分割インテグレータ70及び第4分割インテグレータ71用の各移動機構74,75を設けなくてもよい。
・実施形態において、第1のオプティカルインテグレータ26は、屈折力を有する単位波面分割面がZ方向及びX方向に沿って配列される1枚のマイクロフライアイレンズから構成されるものであってもよい。また、オプティカルインテグレータとして、複数のレンズ要素が配列されてなるフライアイレンズを用いてもよい。また、オプティカルインテグレータとして、複数のミラー面が配列されてなる一対のフライアイミラーを用いてもよい。
In the embodiment, the moving
In the embodiment, the first
・実施形態において、露光装置11を、可変パターン生成器(例えば、DMD(Digital Mirror Device又はDigital Micro-mirror Device))を用いたマスクレス露光装置に具体化してもよい。このようなマスクレス露光装置は、例えば特開2004−304135号公報、国際特許公開第2006/080285号パンフレット及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。
In the embodiment, the
・実施形態において、露光装置11は、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、EUV露光装置、X線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクルまたはマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハなどへ回路パターンを転写する露光装置であってもよい。また、露光装置11は、液晶表示素子(LCD)などを含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッド等の製造に用いられて、デバイスパターンをセラミックウエハ等へ転写する露光装置、及びCCD等の撮像素子の製造に用いられる露光装置などであってもよい。
In the embodiment, the
・実施形態において、露光装置11を、レチクルRとウエハWとが相対移動した状態でレチクルRのパターンをウエハWへ転写し、ウエハWを順次ステップ移動させるスキャニング・ステッパに具体化してもよい。
In the embodiment, the
・実施形態において、光源装置12は、例えばg線(436nm)、i線(365nm)、KrFエキシマレーザ(248nm)、F2レーザ(157nm)、Kr2レーザ(146nm)、Ar2レーザ(126nm)等を供給可能な光源であってもよい。また、光源装置12は、DFB半導体レーザまたはファイバレーザから発振される赤外域、または可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム(またはエルビウムとイッテルビウムの双方)がドープされたファイバアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を供給可能な光源であってもよい。
In the embodiment, the
・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よい。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、国際公開番号WO99/49504号公報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。 In the embodiment, a method of filling the optical path between the projection optical system and the photosensitive substrate with a medium (typically liquid) having a refractive index larger than 1.1, that is, a so-called immersion method may be applied. Good. In this case, as a method of filling the liquid in the optical path between the projection optical system and the photosensitive substrate, a method of locally filling the liquid as disclosed in International Publication No. WO99 / 49504, A method of moving a stage holding a substrate to be exposed as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-124873 in a liquid bath, or a predetermined depth on a stage as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-303114. A technique of forming a liquid tank and holding the substrate in the liquid tank can be employed.
・実施形態において、米国特許公開第2006/0203214号公報、米国特許公開第2006/0170901号公報、及び米国特許公開第2007/0146676号公報に開示される偏光照明方法を適用してもよい。 In the embodiment, the polarization illumination method disclosed in US Patent Publication No. 2006/0203214, US Patent Publication No. 2006/0170901, and US Patent Publication No. 2007/0146676 may be applied.
次に、本発明の実施形態の露光装置11によるデバイスの製造方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図17は、マイクロデバイス(ICやLSI等の半導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等)の製造例のフローチャートを示す図である。
Next, an embodiment of a microdevice manufacturing method using the device manufacturing method by the
まず、ステップS101(設計ステップ)において、マイクロデバイスの機能・性能設計(例えば、半導体デバイスの回路設計等)を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップS102(マスク製作ステップ)において、設計した回路パターンを形成したマスク(レチクルRなど)を製作する。一方、ステップS103(基板製造ステップ)において、シリコン、ガラス、セラミックス等の材料を用いて基板(シリコン材料を用いた場合にはウエハWとなる。)を製造する。 First, in step S101 (design step), function / performance design (for example, circuit design of a semiconductor device) of a micro device is performed, and pattern design for realizing the function is performed. Subsequently, in step S102 (mask manufacturing step), a mask (reticle R or the like) on which the designed circuit pattern is formed is manufactured. On the other hand, in step S103 (substrate manufacturing step), a substrate (a wafer W when a silicon material is used) is manufactured using a material such as silicon, glass, or ceramics.
次に、ステップS104(基板処理ステップ)において、ステップS101〜ステップS104で用意したマスクと基板を使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によって基板上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップS105(デバイス組立ステップ)において、ステップS104で処理された基板を用いてデバイス組立を行う。このステップS105には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程(チップ封入)等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップS106(検査ステップ)において、ステップS105で作製されたマイクロデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。 Next, in step S104 (substrate processing step), using the mask and substrate prepared in steps S101 to S104, an actual circuit or the like is formed on the substrate by lithography or the like, as will be described later. Next, in step S105 (device assembly step), device assembly is performed using the substrate processed in step S104. Step S105 includes processes such as a dicing process, a bonding process, and a packaging process (chip encapsulation) as necessary. Finally, in step S106 (inspection step), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the microdevice manufactured in step S105 are performed. After these steps, the microdevice is completed and shipped.
図18は、半導体デバイスの場合におけるステップS104の詳細工程の一例を示す図である。
ステップS111(酸化ステップ)おいては、基板の表面を酸化させる。ステップS112(CVDステップ)においては、基板表面に絶縁膜を形成する。ステップS113(電極形成ステップ)においては、基板上に電極を蒸着によって形成する。ステップS114(イオン打込みステップ)においては、基板にイオンを打ち込む。以上のステップS111〜ステップS114のそれぞれは、基板処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a detailed process of step S104 in the case of a semiconductor device.
In step S111 (oxidation step), the surface of the substrate is oxidized. In step S112 (CVD step), an insulating film is formed on the substrate surface. In step S113 (electrode formation step), an electrode is formed on the substrate by vapor deposition. In step S114 (ion implantation step), ions are implanted into the substrate. Each of the above steps S111 to S114 constitutes a pretreatment process at each stage of the substrate processing, and is selected and executed according to a necessary process at each stage.
基板プロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップS115(レジスト形成ステップ)において、基板に感光性材料を塗布する。引き続き、ステップS116(露光ステップ)において、上で説明したリソグラフィシステム(露光装置11)によってマスクの回路パターンを基板に転写する。次に、ステップS117(現像ステップ)において、ステップS116にて露光された基板を現像して、基板の表面に回路パターンからなるマスク層を形成する。さらに続いて、ステップS118(エッチングステップ)において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップS119(レジスト除去ステップ)において、エッチングが済んで不要となった感光性材料を取り除く。すなわち、ステップS118及びステップS119において、マスク層を介して基板の表面を加工する。これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、基板上に多重に回路パターンが形成される。 When the above-mentioned pretreatment process is completed in each stage of the substrate process, the posttreatment process is executed as follows. In this post-processing process, first, in step S115 (resist formation step), a photosensitive material is applied to the substrate. Subsequently, in step S116 (exposure step), the circuit pattern of the mask is transferred to the substrate by the lithography system (exposure apparatus 11) described above. Next, in step S117 (development step), the substrate exposed in step S116 is developed to form a mask layer made of a circuit pattern on the surface of the substrate. Subsequently, in step S118 (etching step), the exposed member other than the portion where the resist remains is removed by etching. In step S119 (resist removal step), the photosensitive material that has become unnecessary after the etching is removed. That is, in step S118 and step S119, the surface of the substrate is processed through the mask layer. By repeatedly performing these pre-processing steps and post-processing steps, multiple circuit patterns are formed on the substrate.
11…露光装置、12…光源装置、13…照明光学系、15…投影光学系、26…第1のオプティカルインテグレータ、27…照明瞳面、36…瞳強度分布計測装置、40…制御装置、42…開口絞り、50a…入射面、50b…射出面、52,54…第1単位波面分割面としてのシリンドリカルレンズ面、60a〜60d…領域としての面光源、65,65A…第2のオプティカルインテグレータ、66,66A…第2単位波面分割面としてのシリンドリカルレンズ面、68〜71…分割インテグレータ、73〜76…移動機構、73a〜76a…駆動源、AX…光軸、EL…露光光、P1a〜P3a,P1b〜P3b…所定の点としての点、Ra…被照射面、W…基板としてのウエハ、Wa…被照射面としての表面。
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記照明光学系の光軸と交差する面内に配列される複数の第1単位波面分割面を有し、前記光源からの光が入射した場合に前記照明光学系の照明光路内の照明瞳面に所定の光強度分布を形成する第1のオプティカルインテグレータと、
該第1のオプティカルインテグレータの前記光源側に配置され、前記複数の第1単位波面分割面に個別対応する複数の第2単位波面分割面を有する第2のオプティカルインテグレータと、
前記第1及び第2のオプティカルインテグレータのうち少なくとも一方を、前記第1及び第2のオプティカルインテグレータの間の間隔を変更させるべく前記照明光学系の光軸方向に沿って移動させる移動機構と、を備えることを特徴とする照明光学系。 An illumination optical system that illuminates the illuminated surface with light from a light source,
An illumination pupil plane in the illumination optical path of the illumination optical system, having a plurality of first unit wavefront splitting surfaces arranged in a plane intersecting the optical axis of the illumination optical system, when light from the light source is incident A first optical integrator that forms a predetermined light intensity distribution on
A second optical integrator disposed on the light source side of the first optical integrator and having a plurality of second unit wavefront division planes individually corresponding to the plurality of first unit wavefront division planes;
A moving mechanism for moving at least one of the first and second optical integrators along an optical axis direction of the illumination optical system to change a distance between the first and second optical integrators; An illumination optical system comprising:
前記移動機構は、前記複数の分割インテグレータを前記光軸方向に沿って個別に移動させることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の照明光学系。 The second optical integrator includes a plurality of split integrators having at least one second unit wavefront split surface among the plurality of second unit wavefront split surfaces.
The illumination optical system according to claim 1, wherein the moving mechanism individually moves the plurality of split integrators along the optical axis direction.
前記複数の分割インテグレータは、前記複数の領域に個別に対応してそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項3に記載の照明光学系。 In the illumination pupil plane, a plurality of regions arranged at different positions are formed by light emitted from the first optical integrator, and illumination light beams are respectively emitted from the plurality of regions. And
The illumination optical system according to claim 3, wherein the plurality of split integrators are arranged corresponding to the plurality of regions, respectively.
該計測装置による計測結果に応じて前記駆動源を制御する制御装置と、をさらに備えることを特徴とする請求項5に記載の照明光学系。 A measuring device for measuring a light intensity distribution in an angular direction of a light beam reaching a predetermined point on the irradiated surface;
The illumination optical system according to claim 5, further comprising a control device that controls the drive source in accordance with a measurement result obtained by the measurement device.
前記第1単位波面分割面は、前記第1シリンドリカルレンズ群中の1つのシリンドリカルレンズと前記第2シリンドリカルレンズ群中の1つのシリンドリカルレンズとによって規定されることを特徴とする請求項1〜請求項7のうち何れか一項に記載の照明光学系。 The first optical integrator includes a first cylindrical lens group arranged along a first direction in the plane intersecting the optical axis of the illumination optical system, and the surface intersecting the optical axis of the illumination optical system. A second cylindrical lens group arranged along a second direction orthogonal to the first direction,
The first unit wavefront dividing plane is defined by one cylindrical lens in the first cylindrical lens group and one cylindrical lens in the second cylindrical lens group. The illumination optical system according to claim 1.
前記照明瞳面は、前記投影光学系の開口絞りと光学的に共役な位置に形成されることを特徴とする請求項1〜請求項9のうち何れか一項に記載の照明光学系。 Used in combination with a projection optical system that forms a surface optically conjugate with the irradiated surface,
The illumination optical system according to any one of claims 1 to 9, wherein the illumination pupil plane is formed at a position optically conjugate with an aperture stop of the projection optical system.
該照明光学系から射出される光で前記所定のパターンを照明することにより形成されたパターンの像を、感光材料が塗布された基板上に投影することを特徴とする露光装置。 The illumination optical system according to any one of claims 1 to 10, wherein light output from a light source is guided to a predetermined pattern on the irradiated surface,
An exposure apparatus that projects an image of a pattern formed by illuminating the predetermined pattern with light emitted from the illumination optical system onto a substrate coated with a photosensitive material.
該投影光学系に対して前記パターン及び前記基板を走査方向に沿って相対移動させることにより、前記基板上に前記パターンの像を投影することを特徴とする請求項11に記載の露光装置。 A projection optical system for projecting an image of the pattern onto the substrate;
12. The exposure apparatus according to claim 11, wherein an image of the pattern is projected onto the substrate by moving the pattern and the substrate relative to the projection optical system along a scanning direction.
該露光ステップ後において、前記基板を現像して前記パターンの像に対応する形状のマスク層を前記基板の表面に形成する現像ステップと、
該現像ステップ後において、前記マスク層を介して前記基板の表面を加工する加工ステップと、を含むことを特徴とするデバイスの製造方法。 An exposure step of exposing an image of the pattern onto the surface of the substrate using the exposure apparatus according to claim 11 or 12,
After the exposure step, the development step of developing the substrate to form a mask layer having a shape corresponding to the image of the pattern on the surface of the substrate;
And a processing step of processing the surface of the substrate through the mask layer after the developing step.
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
WO2014010552A1 (en) * | 2012-07-10 | 2014-01-16 | 株式会社ニコン | Illumination optical system, exposure device, and device manufacturing method |
WO2019059315A1 (en) * | 2017-09-22 | 2019-03-28 | 株式会社ブイ・テクノロジー | Lighting device for exposure, exposure apparatus and exposure method |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05217851A (en) * | 1992-01-31 | 1993-08-27 | Nikon Corp | Projection aligner |
JPH0613289A (en) * | 1992-06-25 | 1994-01-21 | Canon Inc | Illumination equipment and aligner using the same |
JP2002207167A (en) * | 2001-01-10 | 2002-07-26 | Nikon Corp | Zoom optical system, exposure device equipped with zoom optical system and exposing method |
JP2008227497A (en) * | 2007-03-13 | 2008-09-25 | Nikon Corp | Optical integrator system, illumination optical apparatus, exposure apparatus and device manufacturing method |
-
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- 2008-12-25 JP JP2008331512A patent/JP5453804B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05217851A (en) * | 1992-01-31 | 1993-08-27 | Nikon Corp | Projection aligner |
JPH0613289A (en) * | 1992-06-25 | 1994-01-21 | Canon Inc | Illumination equipment and aligner using the same |
JP2002207167A (en) * | 2001-01-10 | 2002-07-26 | Nikon Corp | Zoom optical system, exposure device equipped with zoom optical system and exposing method |
JP2008227497A (en) * | 2007-03-13 | 2008-09-25 | Nikon Corp | Optical integrator system, illumination optical apparatus, exposure apparatus and device manufacturing method |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014010552A1 (en) * | 2012-07-10 | 2014-01-16 | 株式会社ニコン | Illumination optical system, exposure device, and device manufacturing method |
WO2019059315A1 (en) * | 2017-09-22 | 2019-03-28 | 株式会社ブイ・テクノロジー | Lighting device for exposure, exposure apparatus and exposure method |
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