JP2011134763A - Illumination optical system, aligner, and device manufacturing method - Google Patents

Illumination optical system, aligner, and device manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP2011134763A
JP2011134763A JP2009290555A JP2009290555A JP2011134763A JP 2011134763 A JP2011134763 A JP 2011134763A JP 2009290555 A JP2009290555 A JP 2009290555A JP 2009290555 A JP2009290555 A JP 2009290555A JP 2011134763 A JP2011134763 A JP 2011134763A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical system
illumination
light
illumination optical
light beam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009290555A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Osamu Tanitsu
修 谷津
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2009290555A priority Critical patent/JP2011134763A/en
Publication of JP2011134763A publication Critical patent/JP2011134763A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an illumination optical system which can stably form a desired lens strength distribution even if a defective optical element is generated, in a spacial light modulator. <P>SOLUTION: The illumination optical system (IL) that illuminates a light-exposure surface (M) with light from a light source (1) includes a plurality of optical elements arranged on a given plane and controlled separately. The illumination optical system (IL) also includes a spacial light modulator (30) which forms a lens strength distribution on an illumination lens of the illumination optical system (IL), a detecting unit (9) which detects each beam of light that passes through each of the optical elements to fall to a conjugate location optically conjugate with the illumination lens, and a control unit (CR) which classifies the detection result of the detecting unit concerning the beams of light from the optical elements and controls the optical elements separately using the classified detection result information. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法に関する。さらに詳細には、本発明は、半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のデバイスをリソグラフィー工程で製造するための露光装置に好適な照明光学系に関するものである。   The present invention relates to an illumination optical system, an exposure apparatus, and a device manufacturing method. More specifically, the present invention relates to an illumination optical system suitable for an exposure apparatus for manufacturing devices such as a semiconductor element, an image sensor, a liquid crystal display element, and a thin film magnetic head in a lithography process.

この種の典型的な露光装置においては、光源から射出された光束が、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、コンデンサーレンズ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 lens 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.

米国特許出願公開第2009/0116093号明細書US Patent Application Publication No. 2009/0116093

特許文献1に記載された照明光学系では、姿勢が個別に制御される複数のミラー要素(一般には光学要素)を有する空間光変調器を用いているので、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。しかしながら、後述するような様々な理由により、複数のミラー要素の一部が所要の機能を果たさなくなる可能性がある。従来、所要の機能を果たすことのできない不良ミラー要素(不良光学要素)が発生した場合の対処について具体的な提案がなかった。   In the illumination optical system described in Patent Document 1, since a spatial light modulator having a plurality of mirror elements (generally optical elements) whose postures are individually controlled is used, the shape and size of the pupil intensity distribution There is a high degree of freedom regarding changes. However, for various reasons as will be described later, some of the plurality of mirror elements may not perform a required function. Conventionally, there has been no specific proposal for dealing with a defective mirror element (defective optical element) that cannot perform a required function.

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、空間光変調器において不良光学要素が発生しても所望の瞳強度分布を安定的に形成し、ひいては所望の照明条件を安定的に形成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、所望の照明条件を安定的に形成する照明光学系を用いて、適切な照明条件のもとで良好な露光を安定的に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 stably forms a desired pupil intensity distribution even when a defective optical element occurs in a spatial light modulator, and thus stably achieves a desired illumination condition. An object of the present invention is to provide an illumination optical system that can be formed. Another object of the present invention is to provide an exposure apparatus that can stably perform good exposure under appropriate illumination conditions using an illumination optical system that stably forms desired illumination conditions. And

前記課題を解決するために、本発明の第1形態では、光源からの光に基づいて被照射面を照明する照明光学系において、
所定面内に配列されて個別に制御される複数の光学要素を有し、前記照明光学系の照明瞳に瞳強度分布を形成する空間光変調器と、
前記複数の光学要素の各々を経て前記照明瞳と光学的に共役な共役位置に入射する各光束を検出する検出部と、
前記複数の光学要素の各々についての前記検出部による各検出結果を類別し、該類別された情報を用いて前記複数の光学要素を個別に制御する制御部と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 order to solve the above problems, in the first embodiment of the present invention, in the illumination optical system that illuminates the illuminated surface based on the light from the light source,
A spatial light modulator having a plurality of optical elements arranged in a predetermined plane and individually controlled, and forming a pupil intensity distribution in an illumination pupil of the illumination optical system;
A detection unit for detecting each light beam incident on a conjugate position optically conjugate with the illumination pupil via each of the plurality of optical elements;
A control unit that classifies each detection result by the detection unit for each of the plurality of optical elements, and controls the plurality of optical elements individually using the classified information. An illumination optical system is provided.

本発明の第2形態では、所定のパターンを照明するための請求項1乃至8のいずれか1項に記載の照明光学系を備え、前記所定のパターンを感光性基板に露光することを特徴とする露光装置を提供する。   According to a second aspect of the present invention, the illumination optical system according to any one of claims 1 to 8 for illuminating a predetermined pattern is provided, and the predetermined pattern is exposed on a photosensitive substrate. An exposure apparatus is provided.

本発明の第3形態では、請求項9または10に記載の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成する現像工程と、
前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する加工工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法を提供する。
In the third aspect of the present invention, using the exposure apparatus according to claim 9 or 10, an exposure step of exposing the photosensitive 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.

本発明の第4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とともに用いられ、所定面内に配列されて個別に制御される複数の光学要素を有し且つ前記照明光学系の照明瞳に瞳強度分布を形成する空間光変調器の制御方法において、
前記複数の光学要素の各々を経て前記照明瞳と光学的に共役な共役位置に入射する各光束を検出する検出工程と、
前記各光束の検出結果を類別する類別工程と、
該類別工程による類別された情報を用いて、前記複数の光学要素を個別に制御する制御工程とを含むことを特徴とする制御方法を提供する。
In the fourth aspect of the present invention, the illumination optical system is used together with an illumination optical system that illuminates a surface to be irradiated based on light from a light source. The illumination optical system includes a plurality of optical elements arranged in a predetermined plane and individually controlled. In a method for controlling a spatial light modulator that forms a pupil intensity distribution in an illumination pupil of an optical system,
Detecting each light beam incident on a conjugate position optically conjugate with the illumination pupil via each of the plurality of optical elements;
A classification step for classifying the detection results of the light beams;
And a control step of individually controlling the plurality of optical elements using information classified by the classification step.

本発明の一態様にしたがう照明光学系では、空間光変調器の各光学要素を経て照明瞳と光学的に共役な共役位置に入射する各光束の位置、外形形状、および強度分布を検出し、各光学要素についての各検出結果を類別した情報を用いて複数の光学要素を個別に制御する。本発明の照明光学系では、各光学要素の制御誤差、形状誤差、および強度誤差を考慮しつつ複数の光学要素の姿勢を個別に制御するので、空間光変調器において不良光学要素が発生しても所望の瞳強度分布を安定的に形成し、ひいては所望の照明条件を安定的に形成することができる。また、本発明の露光装置では、所望の照明条件を安定的に形成する照明光学系を用いて、適切な照明条件のもとで良好な露光を安定的に行うことができ、ひいては良好なデバイスを製造することができる。   In the illumination optical system according to one aspect of the present invention, the position, the outer shape, and the intensity distribution of each light beam incident on a conjugate position optically conjugate with the illumination pupil via each optical element of the spatial light modulator are detected, A plurality of optical elements are individually controlled using information categorizing each detection result for each optical element. In the illumination optical system of the present invention, since the attitudes of a plurality of optical elements are individually controlled in consideration of the control error, shape error, and intensity error of each optical element, defective optical elements are generated in the spatial light modulator. In addition, a desired pupil intensity distribution can be stably formed, and thus a desired illumination condition can be stably formed. Further, in the exposure apparatus of the present invention, it is possible to stably perform good exposure under appropriate illumination conditions using an illumination optical system that stably forms desired illumination conditions. Can be manufactured.

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。It is a figure which shows schematically the structure of the exposure apparatus concerning embodiment of this invention. 空間光変調ユニットの構成および作用を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the structure and effect | action of a spatial light modulation unit. 空間光変調ユニット中の空間光変調器の部分斜視図である。It is a fragmentary perspective view of the spatial light modulator in a spatial light modulation unit. 本実施形態の制御方法の各工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows each process of the control method of this embodiment. 図4の検出工程における各工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows each process in the detection process of FIG. 図4の類別工程における各工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows each process in the classification process of FIG. 比較的大きい形状誤差を有するミラー要素の制御手法の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the control method of the mirror element which has a comparatively big shape error. 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。It is a flowchart which shows the manufacturing process of a semiconductor device. 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。It is a flowchart which shows the manufacturing process of liquid crystal devices, such as a liquid crystal display element.

本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。図1は、本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。図1において、感光性基板であるウェハWの転写面(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沿ってX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沿ってY軸をそれぞれ設定している。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a drawing schematically showing a configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the Z axis is along the normal direction of the transfer surface (exposure surface) of the wafer W, which is a photosensitive substrate, and the X axis is along the direction parallel to the paper surface of FIG. In the transfer surface of the wafer W, the Y-axis is set along the 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には、光源1から露光光(照明光)が供給される。光源1として、たとえば193nmの波長の光を供給するArFエキシマレーザ光源や、248nmの波長の光を供給するKrFエキシマレーザ光源などを用いることができる。本実施形態の露光装置は、装置の光軸AXに沿って、空間光変調ユニット3を含む照明光学系ILと、マスクMを支持するマスクステージMSと、投影光学系PLと、ウェハWを支持するウェハステージWSとを備えている。   Referring to FIG. 1, exposure light (illumination light) is supplied from a light source 1 to the exposure apparatus of the present embodiment. As the light source 1, for example, an ArF excimer laser light source that supplies light with a wavelength of 193 nm, a KrF excimer laser light source that supplies light with a wavelength of 248 nm, or the like can be used. The exposure apparatus of this embodiment supports an illumination optical system IL including a spatial light modulation unit 3, a mask stage MS that supports a mask M, a projection optical system PL, and a wafer W along the optical axis AX of the apparatus. Wafer stage WS.

光源1からの光は、照明光学系ILを介してマスクMを照明する。マスクMを透過した光は、投影光学系PLを介して、マスクMのパターンの像をウェハW上に形成する。光源1からの光に基づいてマスクMのパターン面(被照射面)を照明する照明光学系ILは、空間光変調ユニット3の作用により、複数極照明(2極照明、4極照明など)、輪帯照明等の変形照明、または通常の円形照明を行う。   The light from the light source 1 illuminates the mask M through the illumination optical system IL. The light transmitted through the mask M forms an image of the pattern of the mask M on the wafer W via the projection optical system PL. The illumination optical system IL that illuminates the pattern surface (illuminated surface) of the mask M based on the light from the light source 1 is a multipolar illumination (bipolar illumination, quadrupole illumination, etc.) Deformation illumination such as annular illumination or normal circular illumination is performed.

照明光学系ILは、光軸AXに沿って光源1側から順に、ビーム送光部2と、空間光変調ユニット3と、リレー光学系4と、検出部9と、マイクロフライアイレンズ(またはフライアイレンズ)5と、コンデンサー光学系6と、照明視野絞り(マスクブラインド)7と、結像光学系8とを備えている。検出部9は、リレー光学系4とマイクロフライアイレンズ5との間の光路中に配置されたビームスプリッター9aと、ビームスプリッター9aにより照明光路から取り出された光を検出する光検出器9bとを有する。検出部9の作用については後述する。   The illumination optical system IL includes, in order from the light source 1 side along the optical axis AX, a beam transmission unit 2, a spatial light modulation unit 3, a relay optical system 4, a detection unit 9, and a micro fly's eye lens (or fly fly lens). Eye lens) 5, condenser optical system 6, illumination field stop (mask blind) 7, and imaging optical system 8. The detection unit 9 includes a beam splitter 9a disposed in the optical path between the relay optical system 4 and the micro fly's eye lens 5, and a photodetector 9b that detects light extracted from the illumination optical path by the beam splitter 9a. Have. The operation of the detection unit 9 will be described later.

空間光変調ユニット3は、ビーム送光部2を介した光源1からの光に基づいて、その遠視野領域(フラウンホーファー回折領域)に所望の光強度分布(瞳強度分布)を形成する。空間光変調ユニット3の内部構成および作用については後述する。ビーム送光部2は、光源1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空間光変調ユニット3へ導くとともに、空間光変調ユニット3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。リレー光学系4は、空間光変調ユニット3からの光を集光して、マイクロフライアイレンズ5へ導く。   The spatial light modulation unit 3 forms a desired light intensity distribution (pupil intensity distribution) in the far field region (Fraunhofer diffraction region) based on the light from the light source 1 via the beam transmitter 2. The internal configuration and operation of the spatial light modulation unit 3 will be described later. The beam transmitter 2 guides the incident light beam from the light source 1 to the spatial light modulation unit 3 while converting the incident light beam into a light beam having an appropriate size and shape, and changes the position of the light beam incident on the spatial light modulation unit 3. And a function of actively correcting the angular variation. The relay optical system 4 condenses the light from the spatial light modulation unit 3 and guides it to the micro fly's eye lens 5.

マイクロフライアイレンズ5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 5 is, for example, an optical element composed of a large number of micro lenses having positive refractive power arranged vertically and horizontally and densely. The micro fly's eye lens 5 is formed by etching a parallel plane plate to form a micro lens group. 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5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。マイクロフライアイレンズ5は、入射した光束を波面分割して、その後側焦点位置またはその近傍の照明瞳に多数の小光源からなる二次光源(実質的な面光源;瞳強度分布)を形成する。マイクロフライアイレンズ5の入射面は、リレー光学系4の後側焦点位置またはその近傍に配置されている。なお、マイクロフライアイレンズ5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号明細書に開示されている。   A rectangular minute refracting surface as a unit wavefront dividing surface in the micro fly's eye lens 5 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. The micro fly's eye lens 5 divides the incident light beam into a wavefront and forms a secondary light source (substantial surface light source; pupil intensity distribution) composed of a large number of small light sources at the illumination pupil at or near the rear focal position. . The incident surface of the micro fly's eye lens 5 is disposed at or near the rear focal position of the relay optical system 4. For example, a cylindrical micro fly's eye lens can be used as the micro fly's eye lens 5. The configuration and operation of the cylindrical micro fly's eye lens are disclosed in, for example, US Pat. No. 6,913,373.

本実施形態では、マイクロフライアイレンズ5により形成される二次光源を光源として、照明光学系ILの被照射面に配置されるマスクM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IL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。   In this embodiment, the secondary light source formed by the micro fly's eye lens 5 is used as a light source, and the mask M arranged on the irradiated surface of the illumination optical system IL 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 IL. . 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.

なお、瞳強度分布とは、照明光学系IL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。マイクロフライアイレンズ5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5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5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。   The pupil intensity distribution is a light intensity distribution (luminance distribution) on the illumination pupil plane of the illumination optical system IL or a plane optically conjugate with the illumination pupil plane. When the number of wavefront divisions by the micro fly's eye lens 5 is relatively large, the overall light intensity distribution formed on the incident surface of the micro fly's eye lens 5 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 5 and the surface optically conjugate with the incident surface can also be referred to as a pupil intensity distribution.

コンデンサー光学系6は、マイクロフライアイレンズ5から射出された光を集光して、照明視野絞り7を重畳的に照明する。照明視野絞り7を通過した光は、結像光学系8を介して、マスクMのパターン形成領域の少なくとも一部に照明視野絞り7の開口部の像である照明領域を形成する。なお、図1では、光軸(ひいては光路)を折り曲げるための光路折曲げミラーの設置を省略しているが、必要に応じて光路折曲げミラーを照明光路中に適宜配置することが可能である。   The condenser optical system 6 condenses the light emitted from the micro fly's eye lens 5 and illuminates the illumination field stop 7 in a superimposed manner. The light that has passed through the illumination field stop 7 forms an illumination region that is an image of the opening of the illumination field stop 7 in at least a part of the pattern formation region of the mask M via the imaging optical system 8. In FIG. 1, the installation of the optical path bending mirror for bending the optical axis (and thus the optical path) is omitted, but the optical path bending mirror can be appropriately arranged in the illumination optical path as necessary. .

マスクステージMSにはXY平面(例えば水平面)に沿ってマスクMが載置され、ウェハステージWSにはXY平面に沿ってウェハWが載置される。投影光学系PLは、照明光学系ILによってマスクMのパターン面上に形成される照明領域からの光に基づいて、ウェハWの転写面(露光面)上にマスクMの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。   A mask M is placed on the mask stage MS along the XY plane (for example, a horizontal plane), and a wafer W is placed on the wafer stage WS along the XY plane. The projection optical system PL forms an image of the pattern of the mask M on the transfer surface (exposure surface) of the wafer W based on the light from the illumination area formed on the pattern surface of the mask M by the illumination optical system IL. . 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.

次に、図2および図3を参照して、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。空間光変調ユニット3は、図2に示すように、例えば蛍石のような光学材料により形成されたプリズム21と、プリズム21のYZ平面に平行な側面21aに近接して配置された空間光変調器30とを備えている。プリズム21を形成する光学材料は、蛍石に限定されることなく、光源1が供給する光の波長などに応じて、石英であっても良くその他の光学材料であっても良い。   Next, the internal configuration and operation of the spatial light modulation unit 3 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 2, the spatial light modulation unit 3 includes a prism 21 made of an optical material such as fluorite, and a spatial light modulation unit disposed close to a side surface 21a parallel to the YZ plane of the prism 21. Device 30. The optical material forming the prism 21 is not limited to fluorite, and may be quartz or other optical material according to the wavelength of light supplied from the light source 1 or the like.

空間光変調器30は、例えばYZ平面に沿って二次元的に配列された複数のミラー要素30aと、複数のミラー要素30aを保持する基盤30bと、基盤30b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30aの姿勢を個別に制御駆動する駆動部30cとを備えている。空間光変調器30では、制御部CRからの制御信号に基づいて作動する駆動部30cの作用により、複数のミラー要素30aの姿勢がそれぞれ変化し、各ミラー要素30aがそれぞれ所定の向きに設定される。   The spatial light modulator 30 includes, for example, a plurality of mirror elements 30a that are two-dimensionally arranged along the YZ plane, a base 30b that holds the plurality of mirror elements 30a, and a cable (not shown) connected to the base 30b. And a drive unit 30c for individually controlling and driving the postures of the plurality of mirror elements 30a. In the spatial light modulator 30, the attitude of the plurality of mirror elements 30a is changed by the action of the drive unit 30c that operates based on the control signal from the control unit CR, and each mirror element 30a is set in a predetermined direction. The

プリズム21は、直方体の1つの側面(空間光変調器30の複数のミラー要素30aが近接して配置される側面21aと対向する側面)をV字状に凹んだ側面21bおよび21cと置き換えることにより得られる形態を有し、XZ平面に沿った断面形状に因んでKプリズムとも呼ばれる。プリズム21のV字状に凹んだ側面21bおよび21cは、鈍角をなすように交差する2つの平面P1およびP2によって規定されている。2つの平面P1およびP2はともにXZ平面と直交し、XZ平面に沿ってV字状を呈している。   The prism 21 is obtained by replacing one side surface of the rectangular parallelepiped (a side surface facing the side surface 21a where the plurality of mirror elements 30a of the spatial light modulator 30 are arranged close to each other) with side surfaces 21b and 21c recessed in a V shape. It has an obtained form and is also called a K prism because of its cross-sectional shape along the XZ plane. Sides 21b and 21c of the prism 21 that are recessed in a V shape are defined by two planes P1 and P2 that intersect to form an obtuse angle. The two planes P1 and P2 are both orthogonal to the XZ plane and have a V shape along the XZ plane.

2つの平面P1とP2との接線(Y方向に延びる直線)P3で接する2つの側面21bおよび21cの内面は、反射面R1およびR2として機能する。すなわち、反射面R1は平面P1上に位置し、反射面R2は平面P2上に位置し、反射面R1とR2とのなす角度は鈍角である。一例として、反射面R1とR2とのなす角度を120度とし、光軸AXに垂直なプリズム21の入射面IPと反射面R1とのなす角度を60度とし、光軸AXに垂直なプリズム21の射出面OPと反射面R2とのなす角度を60度とすることができる。   The inner surfaces of the two side surfaces 21b and 21c that are in contact with a tangent line (a straight line extending in the Y direction) P3 between the two planes P1 and P2 function as the reflection surfaces R1 and R2. That is, the reflective surface R1 is located on the plane P1, the reflective surface R2 is located on the plane P2, and the angle formed by the reflective surfaces R1 and R2 is an obtuse angle. As an example, the angle between the reflecting surfaces R1 and R2 is 120 degrees, the angle between the incident surface IP of the prism 21 perpendicular to the optical axis AX and the reflecting surface R1 is 60 degrees, and the prism 21 perpendicular to the optical axis AX. The angle formed by the exit surface OP and the reflective surface R2 can be 60 degrees.

プリズム21では、空間光変調器30の複数のミラー要素30aが近接して配置される側面21aと光軸AXとが平行であり、且つ反射面R1が光源1側(露光装置の上流側:図2中左側)に、反射面R2がマイクロフライアイレンズ5側(露光装置の下流側:図2中右側)に位置している。さらに詳細には、反射面R1は光軸AXに対して斜設され、反射面R2は接線P3を通り且つXY平面に平行な面に関して反射面R1とは対称的に光軸AXに対して斜設されている。   In the prism 21, the side surface 21a on which the plurality of mirror elements 30a of the spatial light modulator 30 are arranged close to each other and the optical axis AX are parallel, and the reflection surface R1 is on the light source 1 side (upstream side of the exposure apparatus: FIG. 2 on the left side), the reflecting surface R2 is located on the micro fly's eye lens 5 side (downstream side of the exposure apparatus: right side in FIG. 2). More specifically, the reflecting surface R1 is obliquely arranged with respect to the optical axis AX, and the reflecting surface R2 is obliquely inclined with respect to the optical axis AX symmetrically with respect to the reflecting surface R1 with respect to a plane passing through the tangent line P3 and parallel to the XY plane. It is installed.

プリズム21の反射面R1は、入射面IPを介して入射した光を空間光変調器30に向かって反射する。空間光変調器30の複数のミラー要素30aは、反射面R1と反射面R2との間の光路中に配置され、反射面R1を経て入射した光を反射する。プリズム21の反射面R2は、空間光変調器30を経て入射した光を反射し、射出面OPを介してリレー光学系4へ導く。図2にはプリズム21を1つの光学ブロックで一体的に形成した例を示しているが、後述するように複数の光学ブロックを用いてプリズム21を構成しても良い。   The reflection surface R <b> 1 of the prism 21 reflects light incident through the incident surface IP toward the spatial light modulator 30. The plurality of mirror elements 30a of the spatial light modulator 30 are arranged in the optical path between the reflecting surface R1 and the reflecting surface R2, and reflect the light incident through the reflecting surface R1. The reflecting surface R2 of the prism 21 reflects the light incident through the spatial light modulator 30 and guides it to the relay optical system 4 through the exit surface OP. Although FIG. 2 shows an example in which the prism 21 is integrally formed by one optical block, the prism 21 may be configured by using a plurality of optical blocks as will be described later.

空間光変調器30は、反射面R1を経て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付与して射出する。空間光変調器30は、図3に示すように、所定面内で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)30aを備えている。説明および図示を簡単にするために、図2および図3では空間光変調器30が4×4=16個のミラー要素30a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30aを備えている。   The spatial light modulator 30 applies the spatial modulation according to the incident position to the light incident through the reflecting surface R1 and emits the light. As shown in FIG. 3, the spatial light modulator 30 includes a plurality of minute mirror elements (optical elements) 30a arranged two-dimensionally within a predetermined plane. For ease of explanation and illustration, FIGS. 2 and 3 show a configuration example in which the spatial light modulator 30 includes 4 × 4 = 16 mirror elements 30a. Are provided with a number of mirror elements 30a.

図2を参照すると、光軸AXと平行な方向に沿って空間光変調ユニット3に入射した光線群のうち、光線L1は複数のミラー要素30a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. 2, among the light beams incident on the spatial light modulation unit 3 along the direction parallel to the optical axis AX, the light beam L1 is the mirror element SEa of the plurality of mirror elements 30a, and the light beam L2 is the mirror element. The light is incident on a mirror element SEb different from SEa. Similarly, the light beam L3 is incident on a mirror element SEc different from the mirror elements SEa and SEb, and the light beam L4 is incident on a mirror element SEd different from the mirror elements SEa to SEc. The mirror elements SEa to SEd give spatial modulations set according to their positions to the lights L1 to L4.

空間光変調ユニット3では、空間光変調器30のすべてのミラー要素30aの反射面がYZ平面に平行に設定された基準状態において、光軸AXと平行な方向に沿って反射面R1へ入射した光線が、空間光変調器30を経た後に、反射面R2により光軸AXと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、空間光変調ユニット3は、プリズム21の入射面IPからミラー要素30aを経て射出面OPまでの空気換算長と、プリズム21が光路中に配置されていないときの入射面IPに相当する位置から射出面OPに相当する位置までの空気換算長とが等しくなるように構成されている。ここで、空気換算長とは、光学系中の光路長を屈折率1の空気中の光路長に換算したものであり、屈折率nの媒質中の空気換算長は、その光路長に1/nを乗じたものである。   In the spatial light modulation unit 3, in the reference state where the reflection surfaces of all the mirror elements 30a of the spatial light modulator 30 are set parallel to the YZ plane, the light enters the reflection surface R1 along the direction parallel to the optical axis AX. After passing through the spatial light modulator 30, the light beam is configured to be reflected in the direction parallel to the optical axis AX by the reflecting surface R2. In addition, the spatial light modulation unit 3 has an air conversion length from the incident surface IP of the prism 21 through the mirror element 30a to the exit surface OP, and a position corresponding to the incident surface IP when the prism 21 is not disposed in the optical path. The air-converted length from the position to the position corresponding to the exit surface OP is equal. Here, the air conversion length is the optical path length in the optical system converted into the optical path length in the air with a refractive index of 1, and the air conversion length in the medium with the refractive index n is 1 / the optical path length. multiplied by n.

空間光変調器30の複数のミラー要素30a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配置されている。空間光変調器30の複数のミラー要素30aによって反射されて所定の角度分布が与えられた光は、リレー光学系4の後側焦点面4aに所定の光強度分布SP1〜SP4を形成する。すなわち、リレー光学系4は、空間光変調器30の複数のミラー要素30aが射出光に与える角度を、空間光変調器30の遠視野領域(フラウンホーファー回折領域)である面4a上での位置に変換している。   The array surface of the plurality of mirror elements 30 a of the spatial light modulator 30 is disposed at or near the front focal position of the relay optical system 4. The light reflected by the plurality of mirror elements 30a of the spatial light modulator 30 and given a predetermined angular distribution forms predetermined light intensity distributions SP1 to SP4 on the rear focal plane 4a of the relay optical system 4. That is, the relay optical system 4 determines the angle that the plurality of mirror elements 30a of the spatial light modulator 30 gives to the emitted light on the surface 4a that is the far field region (Fraunhofer diffraction region) of the spatial light modulator 30. Has been converted.

再び図1を参照すると、リレー光学系4の後側焦点面4aの位置にマイクロフライアイレンズ5の入射面が位置決めされている。したがって、マイクロフライアイレンズ5の直後の照明瞳に形成される瞳強度分布は、空間光変調器30およびリレー光学系4がマイクロフライアイレンズ5の入射面に形成する光強度分布SP1〜SP4に対応した分布となる。空間光変調器30は、図3に示すように、例えば平面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ミラー要素30aを含む可動マルチミラーである。   Referring again to FIG. 1, the incident surface of the micro fly's eye lens 5 is positioned at the rear focal plane 4 a of the relay optical system 4. Therefore, the pupil intensity distribution formed in the illumination pupil immediately after the micro fly's eye lens 5 is the light intensity distributions SP1 to SP4 formed on the incident surface of the micro fly's eye lens 5 by the spatial light modulator 30 and the relay optical system 4. Corresponding distribution. As shown in FIG. 3, the spatial light modulator 30 includes a large number of minute mirror elements 30a regularly and two-dimensionally arranged along one plane, for example, with a planar reflecting surface as an upper surface. Is a movable multi-mirror.

各ミラー要素30a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30cの作用により独立に制御される。各ミラー要素30a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(Y方向およびZ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30a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。   Each mirror element 30a is movable, and the tilt of the reflecting surface, that is, the tilt angle and tilt direction of the reflecting surface are independently controlled by the action of the drive unit 30c that operates according to a command from the control unit CR. Each mirror element 30a can be rotated continuously or discretely by a desired rotation angle with two directions (Y direction and Z direction) parallel to the reflecting surface and orthogonal to each other as rotation axes. . That is, it is possible to two-dimensionally control the inclination of the reflecting surface of each mirror element 30a.

各ミラー要素30a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3には外形が正方形状のミラー要素30aを示しているが、ミラー要素30a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30a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)が好ましい。また、光利用効率の観点から、隣り合う2つのミラー要素30aの間隔を必要最小限に抑えることが好ましい。   When the reflection surface of each mirror element 30a is discretely rotated, the rotation angle is set in a plurality of states (for example,..., -2.5 degrees, -2.0 degrees, ... 0 degrees, +0.5 degrees). ... +2.5 degrees,. Although FIG. 3 shows a mirror element 30a having a square outer shape, the outer shape of the mirror element 30a is not limited to a square. However, from the viewpoint of light utilization efficiency, a shape that can be arranged so as to reduce the gap between the mirror elements 30a (a shape that can be closely packed) is preferable. From the viewpoint of light utilization efficiency, it is preferable to minimize the interval between two adjacent mirror elements 30a.

本実施形態では、空間光変調器30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30a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2006−524349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2006−113437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30a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 light modulator 30, for example, a spatial light modulator that continuously changes the directions of a plurality of mirror elements 30a arranged two-dimensionally is used. As such a spatial light modulator, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-503300 and European Patent Publication No. 779530 corresponding thereto, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-78136 and corresponding US Pat. No. 6,900, The spatial light modulator disclosed in Japanese Patent No. 915, Japanese National Publication No. 2006-524349 and US Pat. No. 7,095,546 corresponding thereto and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-113437 can be used. Note that the orientations of the plurality of mirror elements 30a arranged two-dimensionally may be controlled so as to have a plurality of discrete stages.

空間光変調器30では、制御部CRからの制御信号に応じて作動する駆動部30cの作用により、複数のミラー要素30aの姿勢がそれぞれ変化し、各ミラー要素30aがそれぞれ所定の向きに設定される。空間光変調器30の複数のミラー要素30aによりそれぞれ所定の角度で反射された光は、リレー光学系4を介して、マイクロフライアイレンズ5の直後の照明瞳に、複数極状(2極状、4極状など)、輪帯状、円形状等の光強度分布(瞳強度分布)を形成する。   In the spatial light modulator 30, the posture of the plurality of mirror elements 30a is changed by the action of the drive unit 30c that operates according to the control signal from the control unit CR, and each mirror element 30a is set in a predetermined direction. The The light reflected by the plurality of mirror elements 30a of the spatial light modulator 30 at a predetermined angle is applied to the illumination pupil immediately after the micro fly's eye lens 5 via the relay optical system 4 in a plurality of poles (bipolar). Light intensity distribution (pupil intensity distribution) having a ring shape, a circular shape, or the like.

すなわち、リレー光学系4およびマイクロフライアイレンズ5は、空間光変調ユニット3中の空間光変調器30を介した光に基づいて、照明光学系ILの照明瞳に所定の光強度分布を形成する分布形成光学系を構成している。さらに、マイクロフライアイレンズ5の後側焦点位置またはその近傍の照明瞳と光学的に共役な別の照明瞳位置、すなわち結像光学系8の瞳位置および投影光学系PLの瞳位置(開口絞りASの位置)にも、マイクロフライアイレンズ5の直後の照明瞳における光強度分布に対応する瞳強度分布が形成される。   That is, the relay optical system 4 and the micro fly's eye lens 5 form a predetermined light intensity distribution in the illumination pupil of the illumination optical system IL based on the light that has passed through the spatial light modulator 30 in the spatial light modulation unit 3. A distribution forming optical system is configured. Further, another illumination pupil position optically conjugate with the rear focal position of the micro fly's eye lens 5 or the illumination pupil in the vicinity thereof, that is, the pupil position of the imaging optical system 8 and the pupil position of the projection optical system PL (aperture stop). A pupil intensity distribution corresponding to the light intensity distribution in the illumination pupil immediately after the micro fly's eye lens 5 is also formed at the AS position).

露光装置では、マスクMのパターンをウェハWに高精度に且つ忠実に転写するために、例えばマスクMのパターン特性に応じた適切な照明条件のもとで露光を行うことが重要である。本実施形態では、複数のミラー要素30aの姿勢がそれぞれ個別に変化する空間光変調器30を備えた空間光変調ユニット3を用いているので、空間光変調器30の作用により形成される瞳強度分布を自在に且つ迅速に変化させ、ひいては多様な照明条件を実現することができる。   In the exposure apparatus, in order to transfer the pattern of the mask M onto the wafer W with high accuracy and faithfulness, it is important to perform exposure under appropriate illumination conditions according to the pattern characteristics of the mask M, for example. In the present embodiment, since the spatial light modulation unit 3 including the spatial light modulator 30 in which the postures of the plurality of mirror elements 30a individually change is used, the pupil intensity formed by the action of the spatial light modulator 30 is used. The distribution can be freely and quickly changed, and various illumination conditions can be realized.

しかしながら、本実施形態では、空間光変調器30の複数のミラー要素30aの一部が所要の機能を果たさなくなる可能性がある。具体的に、例えばアルミニウムのような金属膜からなる反射面を有するミラー要素30aの反射率が光照射により経時的に低下し、反射率の低下により当該ミラー要素30aを経てリレー光学系4の後側焦点面4aに入射する光束の光量が低下(光束の強度分布が設計上の所要の強度分布から変化)する可能性がある。また、ミラー要素30aの反射面が光照射により経時的に変形し、反射面の変形により当該ミラー要素30aを経て面4aに入射する光束の外形形状が設計上の所要の外形形状から変化する可能性がある。   However, in the present embodiment, there is a possibility that some of the plurality of mirror elements 30a of the spatial light modulator 30 do not perform a required function. Specifically, for example, the reflectance of the mirror element 30a having a reflecting surface made of a metal film such as aluminum decreases with time due to light irradiation, and after the relay optical system 4 passes through the mirror element 30a due to the decrease in reflectance. There is a possibility that the light amount of the light beam incident on the side focal plane 4a is decreased (the intensity distribution of the light beam is changed from a required intensity distribution in the design). In addition, the reflecting surface of the mirror element 30a is deformed over time by light irradiation, and the outer shape of the light beam incident on the surface 4a through the mirror element 30a can be changed from the required design outer shape by the deformation of the reflecting surface. There is sex.

また、何らかの理由によりミラー要素30aの反射面の傾斜角度または傾斜方向が正しく制御されなくなり、当該ミラー要素30aを経て面4aに入射する光束の位置が設計上の所要の位置から位置ずれする可能性がある。複数のミラー要素30aの一部が所要の機能を果たさなくなると、この不良ミラー要素30aに起因して面4aに所望の光強度分布を形成すること、ひいてはマイクロフライアイレンズ5の直後の照明瞳に所望の瞳強度分布を形成することができなくなる。   In addition, the tilt angle or the tilt direction of the reflecting surface of the mirror element 30a may not be correctly controlled for some reason, and the position of the light beam incident on the surface 4a through the mirror element 30a may be displaced from the required position in the design. There is. When a part of the plurality of mirror elements 30a does not perform the required function, a desired light intensity distribution is formed on the surface 4a due to the defective mirror element 30a, and the illumination pupil immediately after the micro fly's eye lens 5 is formed. Therefore, a desired pupil intensity distribution cannot be formed.

本実施形態では、空間光変調器30の各ミラー要素30aを経て面4aと光学的に共役な検出面9baに入射する各光束を検出する検出部9を備えている。すなわち、検出部9の光検出器9bは、リレー光学系4の後側焦点面4aと光学的に共役な位置、ひいてはマイクロフライアイレンズ5の入射面と光学的に共役な位置に配置された検出面9baを有する。上述したように、マイクロフライアイレンズ5の入射面に形成される光強度分布と、マイクロフライアイレンズ5の直後の照明瞳に形成される光強度分布(瞳強度分布)とは高い相関を示すため、マイクロフライアイレンズ5の入射面の位置を照明瞳と光学的に共役な位置と呼ぶことができる。   In the present embodiment, there is provided a detection unit 9 that detects each light beam incident on a detection surface 9ba optically conjugate with the surface 4a via each mirror element 30a of the spatial light modulator 30. That is, the photodetector 9b of the detection unit 9 is disposed at a position optically conjugate with the rear focal plane 4a of the relay optical system 4, and thus at a position optically conjugate with the incident surface of the micro fly's eye lens 5. It has a detection surface 9ba. As described above, the light intensity distribution formed on the incident surface of the micro fly's eye lens 5 and the light intensity distribution (pupil intensity distribution) formed on the illumination pupil immediately after the micro fly's eye lens 5 show a high correlation. Therefore, the position of the incident surface of the micro fly's eye lens 5 can be called a position optically conjugate with the illumination pupil.

したがって、検出部9は、各ミラー要素30aを経て照明瞳と光学的に共役な位置に配置された検出面9baに入射する各光束を検出することになる。具体的に、検出部9は、各ミラー要素30aを経て検出面9baに入射する各光束の位置、外形形状、および強度分布を検出する。検出部9の検出結果は、制御部CRに供給される。制御部CRは、後述するように、各ミラー要素30aについての検出部9による各検出結果を類別し、類別された情報を用いて複数のミラー要素30aを個別に制御する。   Therefore, the detection unit 9 detects each light beam incident on the detection surface 9ba disposed at a position optically conjugate with the illumination pupil via each mirror element 30a. Specifically, the detection unit 9 detects the position, outer shape, and intensity distribution of each light beam incident on the detection surface 9ba through each mirror element 30a. The detection result of the detection unit 9 is supplied to the control unit CR. As will be described later, the control unit CR classifies each detection result by the detection unit 9 for each mirror element 30a, and individually controls the plurality of mirror elements 30a using the classified information.

以下、図4、図5および図6を参照して、本実施形態にかかる空間光変調器30の制御方法を説明する。本実施形態の制御方法では、空間光変調器30の各ミラー要素30aを経て検出部9の検出面9baに入射する各光束を検出する(S10)。検出工程S10では、空間光変調器30の複数のミラー要素30aをグループ分けし、グループ毎に検出を行う。各グループは、例えば離散的に分布する複数のミラー要素30aを含む。換言すれば、複数のミラー要素30aのうちの一群のミラー要素毎に各ミラー要素30aを経て検出面9baに入射する各光束を同時に検出する。ただし、必要に応じて、グループ内の全部または一部のミラー要素30aについて個別に光束の検出を行う。   Hereinafter, a method for controlling the spatial light modulator 30 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4, 5, and 6. In the control method of the present embodiment, each light beam incident on the detection surface 9ba of the detection unit 9 via each mirror element 30a of the spatial light modulator 30 is detected (S10). In the detection step S10, the plurality of mirror elements 30a of the spatial light modulator 30 are grouped, and detection is performed for each group. Each group includes, for example, a plurality of mirror elements 30a distributed discretely. In other words, the light beams incident on the detection surface 9ba through the mirror elements 30a are simultaneously detected for each group of mirror elements among the plurality of mirror elements 30a. However, as necessary, the light flux is individually detected for all or some of the mirror elements 30a in the group.

具体的に、検出工程S10では、図5のフローチャートに示すように、検出部9が、例えば空間光変調器30の基準状態において各ミラー要素30aを経て検出面9baに入射する各光束の位置(例えば中心位置)を検出し(S11)、各光束の外形形状を検出し(S12)、各光束の強度分布を検出する(S13)。また、検出工程S10では、検出部9が、例えば基準状態から各ミラー要素30aの反射面をそれぞれ所定角度だけ所定方向に傾斜させた傾斜状態において、各ミラー要素30aを経た各光束の位置(例えば中心位置)を検出する(S14)。すなわち、検出工程S10では、各ミラー要素30aの制御に応じた各光束の位置変化を検出する。なお、傾斜状態において各ミラー要素30aを経て検出面9baに入射する各光束の位置および外形形状を検出し、この検出結果を利用することもできる。   Specifically, in the detection step S10, as shown in the flowchart of FIG. 5, the position of each light beam incident on the detection surface 9ba by the detection unit 9 via each mirror element 30a in the reference state of the spatial light modulator 30, for example ( For example, the center position) is detected (S11), the outer shape of each light beam is detected (S12), and the intensity distribution of each light beam is detected (S13). Further, in the detection step S10, the detection unit 9 has a position (for example, the position of each light beam that has passed through each mirror element 30a in a tilted state in which the reflecting surface of each mirror element 30a is tilted in a predetermined direction by a predetermined angle from the reference state, for example. (Center position) is detected (S14). That is, in the detection step S10, a change in position of each light beam according to the control of each mirror element 30a is detected. In the tilted state, the position and outer shape of each light beam incident on the detection surface 9ba via each mirror element 30a can be detected, and the detection result can be used.

次いで、本実施形態の制御方法では、空間光変調器30の各ミラー要素30aについての検出部9による各検出結果、すなわち各ミラー要素30aを経た各光束の検出結果を類別する(S20)。具体的に、類別工程S20では、図6のフローチャートに示すように、制御部CRが、各ミラー要素30aの制御に応じた各光束の位置変化に関する検出結果に応じて、複数のミラー要素30aを類別する(S21)。工程S21では、制御部CRが、基準状態から傾斜状態への各ミラー要素30aの姿勢の変化に伴う各光束の移動量および移動方向を基準情報(設計に基づく所要の移動量および所要の移動方向)と比較して、複数のミラー要素30aを互いに類似した制御特性を有するグループにレベル分けする。   Next, in the control method of the present embodiment, the detection results of the detection unit 9 for the mirror elements 30a of the spatial light modulator 30, that is, the detection results of the light beams that have passed through the mirror elements 30a are classified (S20). Specifically, in the classification step S20, as shown in the flowchart of FIG. 6, the control unit CR adds a plurality of mirror elements 30a according to the detection result regarding the position change of each light beam according to the control of each mirror element 30a. Sort (S21). In step S21, the control unit CR uses the reference information (the required movement amount and the required movement direction based on the design) as the movement amount and the movement direction of each light beam accompanying the change in the posture of each mirror element 30a from the reference state to the inclined state. ), The plurality of mirror elements 30a are divided into groups having control characteristics similar to each other.

工程S21では、制御部CRが、一例として、制御誤差を考慮する必要のないミラー要素と、制御誤差を考慮すべきミラー要素と、使用すべきでないミラー要素とに大別する。ここで、使用すべきでないミラー要素とは、制御誤差が大き過ぎるミラー要素、すなわち姿勢の変化に伴う光束の位置変化が所定の許容範囲を逸脱するミラー要素である。制御誤差を考慮すべきミラー要素は、制御誤差の性状、大きさなどの情報に基づき、必要に応じてさらにレベル分けされる。   In step S21, for example, the controller CR roughly divides into a mirror element that does not need to consider the control error, a mirror element that should consider the control error, and a mirror element that should not be used. Here, the mirror element that should not be used is a mirror element having a control error that is too large, that is, a mirror element in which a change in the position of the light beam accompanying a change in posture deviates from a predetermined allowable range. The mirror elements that should take control error into consideration are further classified as needed based on information such as the nature and magnitude of the control error.

また、類別工程S20では、制御部CRが、各ミラー要素30aを経た各光束の外形形状に関する検出結果に応じて、複数のミラー要素30aを類別する(S22)。工程S22では、例えば基準状態における各ミラー要素30aの各光束の外形形状を基準情報(設計に基づく所要の外形形状)と比較して、複数のミラー要素30aを互いに類似した形状特性を有するグループにレベル分けする。工程S22では、制御部CRが、一例として、形状誤差を考慮する必要のないミラー要素と、形状誤差を考慮すべきミラー要素と、使用すべきでないミラー要素とに大別する。ここで、使用すべきでないミラー要素とは、形状誤差が大き過ぎるミラー要素、すなわち光束の外形形状が所定の許容範囲を逸脱する(例えば光束の外形形状が大き過ぎる)ミラー要素である。形状誤差を考慮すべきミラー要素は、形状誤差の性状、大きさなどの情報に基づき、必要に応じてさらにレベル分けされる。   In the classification step S20, the control unit CR classifies the plurality of mirror elements 30a according to the detection result relating to the outer shape of each light beam that has passed through each mirror element 30a (S22). In step S22, for example, the outer shape of each light beam of each mirror element 30a in the reference state is compared with reference information (required outer shape based on design), and the plurality of mirror elements 30a are grouped into groups having similar shape characteristics. Divide the level. In step S22, for example, the control unit CR roughly divides into a mirror element that does not need to consider a shape error, a mirror element that should consider a shape error, and a mirror element that should not be used. Here, the mirror element that should not be used is a mirror element having an excessively large shape error, that is, a mirror element whose outer shape of the light beam deviates from a predetermined allowable range (for example, the outer shape of the light beam is too large). The mirror elements that should take into account the shape error are further classified as needed based on information such as the nature and size of the shape error.

また、類別工程S20では、制御部CRが、各ミラー要素30aを経た各光束の強度分布に関する検出結果に応じて、複数のミラー要素30aを類別する(S23)。工程S23では、制御部CRが、例えば基準状態における各ミラー要素30aの各光束の強度分布を基準情報(設計に基づく所要の強度分布)と比較して、複数のミラー要素30aを互いに類似した強度特性を有するグループにレベル分けする。工程S23では、一例として、強度誤差を考慮する必要のないミラー要素と、強度誤差を考慮すべきミラー要素とに大別する。強度誤差を考慮すべきミラー要素は、強度誤差の性状、大きさなどの情報に基づき、必要に応じてさらにレベル分けされる。   Further, in the classification step S20, the control unit CR classifies the plurality of mirror elements 30a according to the detection result regarding the intensity distribution of each light beam that has passed through each mirror element 30a (S23). In step S23, the control unit CR compares, for example, the intensity distribution of each light beam of each mirror element 30a in the reference state with reference information (required intensity distribution based on the design), and makes the plurality of mirror elements 30a have similar intensities. Divide into groups with characteristics. In step S23, as an example, the mirror element is roughly divided into a mirror element that does not need to consider the intensity error and a mirror element that should consider the intensity error. The mirror elements that should take into account the intensity error are further classified as required based on information such as the nature and magnitude of the intensity error.

最後に、本実施形態の制御方法では、類別工程S20により得られた類別情報を用いて、空間光変調器30の複数のミラー要素30aの姿勢を個別に制御する(S30)。具体的に、制御工程S30では、制御部CRが、各ミラー要素30aの制御特性、形状特性、および強度特性に照らして、すなわち各ミラー要素30aの制御誤差、形状誤差、および強度誤差を考慮しつつ、複数のミラー要素30aの姿勢を個別に制御する。制御工程S30では、工程S21およびS22において使用すべきでないと判断されたミラー要素を経た光が照明に寄与することのないように照明光路外へ導かれる。換言すれば、制御工程S30では、制御部CRが、姿勢の変化に伴う光束の位置変化が所定の許容範囲内にあるミラー要素および光束の外形形状が所定の許容範囲内にあるミラー要素だけを個別に制御する。   Finally, in the control method of the present embodiment, the postures of the plurality of mirror elements 30a of the spatial light modulator 30 are individually controlled using the classification information obtained in the classification step S20 (S30). Specifically, in the control step S30, the controller CR considers the control characteristics, shape characteristics, and intensity characteristics of each mirror element 30a, that is, considers the control error, shape error, and intensity error of each mirror element 30a. Meanwhile, the postures of the plurality of mirror elements 30a are individually controlled. In the control step S30, the light that has passed through the mirror element determined not to be used in steps S21 and S22 is guided out of the illumination optical path so as not to contribute to the illumination. In other words, in the control step S30, the control unit CR removes only the mirror element in which the change in the position of the light beam accompanying the change in posture is within the predetermined allowable range and the mirror element in which the outer shape of the light beam is in the predetermined allowable range. Control individually.

一例として、図7に示すように、マイクロフライアイレンズ5の直後の照明瞳にY方向に間隔を隔てた2つの実質的な面光源40aおよび40bからなる2極状の瞳強度分布40を形成する場合、形状誤差の比較的小さいミラー要素30aを経た比較的小さな断面を有する光束41が各面光源40a,40bの外縁領域へ入射し、形状誤差の比較的大きなミラー要素30aを経た比較的大きな断面を有する光束42が各面光源40a,40bの中央領域へ入射するように、複数のミラー要素30aの姿勢を個別に制御すれば良い。このような制御により、瞳強度分布を構成する面光源の外形形状に依存することなく、各面光源(図7の例では40a,40b)において所望の強度分布を得ることが容易になる。   As an example, as shown in FIG. 7, a dipole pupil intensity distribution 40 composed of two substantial surface light sources 40a and 40b spaced apart in the Y direction is formed on the illumination pupil immediately after the micro fly's eye lens 5. In this case, a light beam 41 having a relatively small cross section passing through the mirror element 30a having a relatively small shape error is incident on the outer edge region of each of the surface light sources 40a and 40b, and is relatively large via the mirror element 30a having a relatively large shape error. The postures of the plurality of mirror elements 30a may be individually controlled so that the light beam 42 having a cross section enters the central region of each of the surface light sources 40a and 40b. Such control makes it easy to obtain a desired intensity distribution for each surface light source (40a and 40b in the example of FIG. 7) without depending on the external shape of the surface light source constituting the pupil intensity distribution.

以上のように、本実施形態の照明光学系ILでは、空間光変調器30の各ミラー要素30aを経て照明瞳と光学的に共役な検出面9baに入射する各光束の位置、外形形状、および強度分布を随時検出し、各ミラー要素30aについての検出部9による各検出結果を類別した情報を用いて複数のミラー要素30aを個別に制御する。照明光学系ILでは、各ミラー要素30aの制御誤差、形状誤差、および強度誤差を考慮しつつ複数のミラー要素30aの姿勢を個別に制御するので、空間光変調器30において不良ミラー要素が発生しても所望の瞳強度分布を安定的に形成し、ひいては所望の照明条件を安定的に形成することができる。また、本実施形態の露光装置(IL,MS,PL,WS)では、所望の照明条件を安定的に実現する照明光学系IL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安定的に行うことができる。   As described above, in the illumination optical system IL of the present embodiment, the position, the outer shape, and the position of each light beam incident on the detection surface 9ba that is optically conjugate with the illumination pupil via each mirror element 30a of the spatial light modulator 30. The intensity distribution is detected as needed, and the plurality of mirror elements 30a are individually controlled using information obtained by categorizing each detection result by the detection unit 9 for each mirror element 30a. In the illumination optical system IL, the attitudes of the plurality of mirror elements 30a are individually controlled in consideration of the control error, shape error, and intensity error of each mirror element 30a. Therefore, defective mirror elements are generated in the spatial light modulator 30. However, it is possible to stably form a desired pupil intensity distribution and thus stably form a desired illumination condition. Further, in the exposure apparatus (IL, MS, PL, WS) of the present embodiment, the illumination optical system IL that stably realizes desired illumination conditions is used and is appropriately realized according to the characteristics of the pattern to be transferred. Therefore, good exposure can be stably performed under various illumination conditions.

なお、上述の実施形態では、検出工程S10において、各ミラー要素30aを経て検出面9baに入射する各光束の位置、外形形状、および強度分布を検出している。しかしながら、これに限定されることなく、各ミラー要素を経て検出面に入射する各光束の位置、外形形状、および強度分布のうちの少なくとも1つを検出すればよい。同様に、類別工程S20において、光束の位置、外形形状、および強度分布を類別している。しかしながら、これに限定されることなく、光束の位置、外形形状、および強度分布のうちの少なくとも1つを類別すれば良い。   In the above-described embodiment, in the detection step S10, the position, outer shape, and intensity distribution of each light beam incident on the detection surface 9ba through each mirror element 30a are detected. However, the present invention is not limited to this, and it is only necessary to detect at least one of the position, the outer shape, and the intensity distribution of each light beam incident on the detection surface via each mirror element. Similarly, in the classification step S20, the position of the luminous flux, the outer shape, and the intensity distribution are classified. However, the present invention is not limited to this, and at least one of the position, the outer shape, and the intensity distribution of the light beam may be classified.

また、上述の実施形態では、空間光変調器30の複数のミラー要素30aが配列される面に対向した光学面を有するプリズム部材として、1つの光学ブロックで一体的に形成されたKプリズム21を用いている。しかしながら、これに限定されることなく、一対のプリズムにより、Kプリズム21と同様の機能を有するプリズム部材を構成することができる。また、1つの平行平面板と一対の三角プリズムとにより、Kプリズム21と同様の機能を有するプリズム部材を構成することができる。また、1つの平行平面板と一対の平面ミラーとにより、Kプリズム21と同様の機能を有する組立て光学部材を構成することができる。   In the above-described embodiment, the K prism 21 integrally formed with one optical block is used as the prism member having an optical surface facing the surface on which the plurality of mirror elements 30a of the spatial light modulator 30 are arranged. Used. However, the present invention is not limited to this, and a prism member having a function similar to that of the K prism 21 can be configured by a pair of prisms. In addition, a prism member having the same function as the K prism 21 can be configured by one plane-parallel plate and a pair of triangular prisms. Further, an assembly optical member having the same function as that of the K prism 21 can be constituted by one parallel plane plate and a pair of plane mirrors.

また、上述の実施形態では、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2006−513442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-described embodiment, the orientation (angle: inclination) of a plurality of reflection surfaces arranged two-dimensionally as a spatial light modulator having a plurality of mirror elements arranged two-dimensionally and individually controlled. A spatial light modulator that can be controlled individually 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 reflection surfaces described above is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2006-513442 and US Pat. No. 6,891,655 corresponding thereto, or a special table. You may deform | transform according to the indication of 2005-524112 gazette and the US Patent Publication 2005/0095749 corresponding to this.

また、上述の実施形態では、空間光変調器30が二次元的に配列された複数のミラー要素30aを備えているが、これに代えて、所定面内に配列されて個別に制御される複数の透過光学要素を備えた透過型の空間光変調器を用いることもできる。   In the above-described embodiment, the spatial light modulator 30 includes a plurality of mirror elements 30a arranged two-dimensionally, but instead, a plurality of elements arranged in a predetermined plane and controlled individually. It is also possible to use a transmissive spatial light modulator having the transmissive optical element.

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。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。   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. Here, the teachings of US Patent Publication No. 2007/0296936 are incorporated by reference.

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っても良い。   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 may be 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8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8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. 8 is a flowchart showing a semiconductor device manufacturing process. As shown in FIG. 8, in the semiconductor device manufacturing process, a metal film is vapor-deposited on a 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9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9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. 9 is a flowchart showing manufacturing steps of a liquid crystal device such as a liquid crystal display element. As shown in FIG. 9, in the liquid crystal device manufacturing process, a pattern forming process (step S50), a color filter forming process (step S52), a cell assembling process (step S54), and a module assembling process (step S56) are sequentially performed. 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、上述の実施形態では、露光装置においてマスクを照明する照明光学系に対して本発明を適用しているが、これに限定されることなく、マスク以外の被照射面を照明する一般的な照明光学系に対して本発明を適用することもできる。   In the above-described embodiment, the present invention is applied to the illumination optical system that illuminates the mask in the exposure apparatus. However, the present invention is not limited to this, and a general illumination surface other than the mask is illuminated. The present invention can also be applied to an illumination optical system.

1 光源
2 ビーム送光部
3 空間光変調ユニット
21 Kプリズム
30 空間光変調器
30a ミラー要素
30c 駆動部
4 リレー光学系
5 マイクロフライアイレンズ
6 コンデンサー光学系
7 照明視野絞り(マスクブラインド)
8 結像光学系
9 検出部
9a ビームスプリッター
9b 光検出器
IL 照明光学系
CR 制御部
M マスク
PL 投影光学系
W ウェハ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Beam transmission part 3 Spatial light modulation unit 21 K prism 30 Spatial light modulator 30a Mirror element 30c Drive part 4 Relay optical system 5 Micro fly eye lens 6 Condenser optical system 7 Illumination field stop (mask blind)
8 Imaging optical system 9 Detector 9a Beam splitter 9b Photo detector IL Illumination optical system CR Control unit M Mask PL Projection optical system W Wafer

Claims (19)

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、
所定面内に配列されて個別に制御される複数の光学要素を有し、前記照明光学系の照明瞳に瞳強度分布を形成する空間光変調器と、
前記複数の光学要素の各々を経て前記照明瞳と光学的に共役な共役位置に入射する各光束を検出する検出部と、
前記複数の光学要素の各々についての前記検出部による各検出結果を類別し、該類別された情報を用いて前記複数の光学要素を個別に制御する制御部と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 light from the light source,
A spatial light modulator having a plurality of optical elements arranged in a predetermined plane and individually controlled, and forming a pupil intensity distribution in an illumination pupil of the illumination optical system;
A detection unit for detecting each light beam incident on a conjugate position optically conjugate with the illumination pupil via each of the plurality of optical elements;
A control unit that classifies each detection result by the detection unit for each of the plurality of optical elements, and controls the plurality of optical elements individually using the classified information. Illumination optical system.
前記検出部は、前記各光束の位置、外形形状、および強度分布のうちの少なくとも1つを検出することを特徴とする請求項1に記載の照明光学系。 The illumination optical system according to claim 1, wherein the detection unit detects at least one of a position, an outer shape, and an intensity distribution of each light beam. 前記制御部は、前記各光束の位置、外形形状、および強度分布のうちの少なくとも1つを類別することを特徴とする請求項2に記載の照明光学系。 The illumination optical system according to claim 2, wherein the control unit classifies at least one of a position, an outer shape, and an intensity distribution of each light beam. 前記制御部は、前記検出部による各検出結果を少なくとも1つの基準情報と比較して前記類別することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の照明光学系。 4. The illumination optical system according to claim 1, wherein the control unit classifies each detection result of the detection unit by comparing with at least one reference information. 5. 前記検出部は、前記空間光変調器と前記照明瞳との間の光路中に配置されたビームスプリッターと、前記ビームスプリッターにより照明光路から取り出された光を検出する光検出器とを有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の照明光学系。 The detector includes a beam splitter disposed in an optical path between the spatial light modulator and the illumination pupil, and a photodetector that detects light extracted from the illumination optical path by the beam splitter. The illumination optical system according to any one of claims 1 to 4, wherein the illumination optical system is characterized in that: 前記空間光変調器は、前記所定面内で二次元的に配列された複数のミラー要素と、前記制御部からの制御信号に基づいて前記複数のミラー要素の姿勢を個別に制御駆動する駆動部とを有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の照明光学系。 The spatial light modulator includes a plurality of mirror elements arranged two-dimensionally within the predetermined plane, and a drive unit that individually controls and drives the postures of the plurality of mirror elements based on a control signal from the control unit The illumination optical system according to any one of claims 1 to 5, wherein: 前記駆動部は、前記複数のミラー要素の向きを連続的または離散的に変化させることを特徴とする請求項6に記載の照明光学系。 The illumination optical system according to claim 6, wherein the driving unit continuously or discretely changes the directions of the plurality of mirror elements. 前記被照射面と光学的に共役な面を形成する投影光学系と組み合わせて用いられ、前記照明瞳は前記投影光学系の開口絞りと光学的に共役な位置であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の照明光学系。 The projection pupil is used in combination with a projection optical system that forms a surface optically conjugate with the irradiated surface, and the illumination pupil is at a position optically conjugate with an aperture stop of the projection optical system. The illumination optical system according to any one of 1 to 7. 所定のパターンを照明するための請求項1乃至8のいずれか1項に記載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。 An exposure apparatus comprising the illumination optical system according to claim 1 for illuminating a predetermined pattern, and exposing the predetermined pattern onto a photosensitive substrate. 前記所定のパターンの像を前記感光性基板上に形成する投影光学系を備えていることを特徴とする請求項9に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to claim 9, further comprising a projection optical system that forms an image of the predetermined pattern on the photosensitive substrate. 請求項9または10に記載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。
An exposure step of exposing the predetermined pattern to the photosensitive substrate using the exposure apparatus according to claim 9 or 10,
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.
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とともに用いられ、所定面内に配列されて個別に制御される複数の光学要素を有し且つ前記照明光学系の照明瞳に瞳強度分布を形成する空間光変調器の制御方法において、
前記複数の光学要素の各々を経て前記照明瞳と光学的に共役な共役位置に入射する各光束を検出する検出工程と、
前記各光束の検出結果を類別する類別工程と、
該類別工程による類別された情報を用いて、前記複数の光学要素を個別に制御する制御工程とを含むことを特徴とする制御方法。
Used with an illumination optical system that illuminates a surface to be irradiated based on light from a light source, has a plurality of optical elements that are arranged in a predetermined plane and are individually controlled, and pupil intensity at an illumination pupil of the illumination optical system In a method of controlling a spatial light modulator that forms a distribution,
Detecting each light beam incident on a conjugate position optically conjugate with the illumination pupil via each of the plurality of optical elements;
A classification step for classifying the detection results of the light beams;
And a control step of individually controlling the plurality of optical elements using information classified by the classification step.
前記検出工程では、前記各光束の位置、外形形状、および強度分布のうちの少なくとも1つを検出することを特徴とする請求項12に記載の制御方法。 The control method according to claim 12, wherein in the detection step, at least one of a position, an outer shape, and an intensity distribution of each light beam is detected. 前記類別工程では、前記各光束の位置、外形形状、および強度分布のうちの少なくとも1つを類別することを特徴とする請求項13に記載の制御方法。 14. The control method according to claim 13, wherein in the classification step, at least one of a position, an outer shape, and an intensity distribution of each light beam is classified. 前記検出工程では、各光学要素の制御に応じた前記各光束の位置変化を検出することを特徴とする請求項12乃至14のいずれか1項に記載の制御方法。 The control method according to any one of claims 12 to 14, wherein, in the detection step, a change in position of each light beam corresponding to control of each optical element is detected. 前記検出工程では、前記複数の光学要素のうちの一群の光学要素毎に各光学要素を経て前記共役位置に入射する各光束を同時に検出することを特徴とする請求項12乃至15のいずれか1項に記載の制御方法。 16. The detection step according to any one of claims 12 to 15, wherein each light beam incident on the conjugate position via each optical element is simultaneously detected for each group of optical elements among the plurality of optical elements. The control method according to item. 前記類別工程では、前記各光束の検出結果を少なくとも1つの基準情報と比較して前記類別することを特徴とする請求項12乃至16のいずれか1項に記載の制御方法。 The control method according to any one of claims 12 to 16, wherein, in the classification step, the classification is performed by comparing a detection result of each light flux with at least one reference information. 前記検出工程では、前記各光束の外形形状を検出し、
前記制御工程では、前記外形形状が所定の許容範囲内にある光学要素だけを個別に制御することを特徴とする請求項12乃至17のいずれか1項に記載の制御方法。
In the detection step, the outer shape of each light beam is detected,
The control method according to any one of claims 12 to 17, wherein in the control step, only the optical elements whose outer shape is within a predetermined allowable range are individually controlled.
前記検出工程では、各光学要素の制御に応じた前記各光束の位置変化を検出し、
前記制御工程では、前記位置変化が所定の許容範囲内にある光学要素だけを個別に制御することを特徴とする請求項12乃至18のいずれか1項に記載の制御方法。
In the detection step, a change in position of each light beam according to the control of each optical element is detected,
The control method according to any one of claims 12 to 18, wherein, in the control step, only optical elements whose position change is within a predetermined allowable range are individually controlled.
JP2009290555A 2009-12-22 2009-12-22 Illumination optical system, aligner, and device manufacturing method Pending JP2011134763A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009290555A JP2011134763A (en) 2009-12-22 2009-12-22 Illumination optical system, aligner, and device manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009290555A JP2011134763A (en) 2009-12-22 2009-12-22 Illumination optical system, aligner, and device manufacturing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011134763A true JP2011134763A (en) 2011-07-07

Family

ID=44347215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009290555A Pending JP2011134763A (en) 2009-12-22 2009-12-22 Illumination optical system, aligner, and device manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011134763A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101895825B1 (en) Illumination apparatus, illumination method, exposure apparatus, exposure method and device manufacturing method
JP5464288B2 (en) Spatial light modulator inspection apparatus and inspection method
KR101662330B1 (en) Illumination optical system, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
WO2009125511A1 (en) Spatial light modulating unit, illumination optical system, aligner, and device manufacturing method
JP2010004008A (en) Optical unit, illumination optical device, exposure apparatus, exposure method and production process of device
WO2009087805A1 (en) Spatial light modulator, illumination optical system, aligner, and device manufacturing method
JP2018112755A (en) Illumination optical device, illumination method, exposure device, exposure method, and method of producing device
JP5700272B2 (en) Illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method
JPWO2009078224A1 (en) Illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP5403244B2 (en) Spatial light modulation unit, illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP5532213B2 (en) Illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP5353408B2 (en) Illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP2011114041A (en) Luminous flux splitting apparatus, spatial optical modulation unit, lighting optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP2011222841A (en) Spatial light modulation unit, illumination optical system, exposure device, and device manufacturing method
JP2011134763A (en) Illumination optical system, aligner, and device manufacturing method
JP2012004558A (en) Illumination optical system, exposure equipment, and device manufacturing method
JP2012028543A (en) Illumination optical system, exposure device, and device manufacturing method
JP2011029596A (en) Lighting optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method
WO2014073548A1 (en) Spatial-light-modulating optical system, illumination optical system, exposure device, and method for producing device
JP2009117672A (en) Illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP2012080098A (en) Illumination optical system, exposure equipment, illumination method, exposure method, and device manufacturing method
JP2010141151A (en) Luminous flux-splitting element, illumination optical system, exposure device, and device manufacturing method