JP2013021265A - Illumination device, exposure device, exposure method, and manufacturing method of device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、所定の照明領域を照明する照明技術、露光技術、及びこの露光技術を用いるデバイス製造技術に関する。 The present invention relates to an illumination technique for illuminating a predetermined illumination area, an exposure technique, and a device manufacturing technique using the exposure technique.
半導体素子や液晶表示素子等を製造する際に利用されるフォトリソグラフィ技術では、マスク(レチクル又はフォトマスク等)に形成されたパターンをレジスト等の感光性材料が塗布された基板に投影し、基板上に微細なパターンを形成するために、マスクに対して設定される所定の照明領域をほぼ均一な照度で照明することが求められている(例えば、特許文献1)。 In a photolithography technique used when manufacturing a semiconductor element, a liquid crystal display element, or the like, a pattern formed on a mask (reticle or photomask) is projected onto a substrate coated with a photosensitive material such as a resist. In order to form a fine pattern thereon, it is required to illuminate a predetermined illumination area set for the mask with substantially uniform illuminance (for example, Patent Document 1).
このようなフォトリソグラフィ技術では、基板上に形成するパターンの更なる微細化または高精度化の要求に伴い、マスクを照明する照明光の照度均一性の向上が必要となる。 In such a photolithography technique, it is necessary to improve the illuminance uniformity of the illumination light that illuminates the mask in accordance with the demand for further miniaturization or higher accuracy of the pattern formed on the substrate.
そこで、本発明の態様は、所定の照明領域を照明する照明光の照度均一性を向上できる照明装置、露光装置、露光方法、およびデバイス製造方法を提供することを目的としている。 In view of the above, an object of an aspect of the present invention is to provide an illumination apparatus, an exposure apparatus, an exposure method, and a device manufacturing method that can improve the illuminance uniformity of illumination light that illuminates a predetermined illumination area.
本発明の一態様によれば、互いに対向する側面対を有し、該側面対間で反射した光を出射するロッドインテグレータと、該ロッドインテグレータから出射した光を所定の照明領域に照射する導光光学系とを備える照明装置であって、前記照明領域の全体を照明するように第1の光を前記ロッドインテグレータに入射させる第1入射部と、前記第1の光によって照明される前記照明領域の一部を照明するように第2の光を前記ロッドインテグレータに入射させる第2入射部と、を備える照明装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, a rod integrator that has a pair of side surfaces facing each other and emits light reflected between the pair of side surfaces, and a light guide that irradiates a predetermined illumination region with light emitted from the rod integrator. An illumination device comprising an optical system, wherein the illumination region is illuminated by the first light and a first incident portion that causes the first light to be incident on the rod integrator so as to illuminate the entire illumination region. There is provided an illuminating device comprising: a second incident portion that causes the second light to be incident on the rod integrator so as to illuminate a part of the second integrator.
また、本発明の一態様によれば、マスクに形成されたパターンを介した光を基板に照射して該基板を露光する露光装置であって、前記パターンを照明する上記の本発明の一態様にかかる照明装置を備えたことを特徴とする露光装置が提供される。 Moreover, according to one aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus that exposes the substrate by irradiating the substrate with light through the pattern formed on the mask, and illuminates the pattern. There is provided an exposure apparatus comprising the illumination device according to the above.
また、本発明の一態様によれば、マスクに形成されたパターンを介した光を基板に照射して該基板を露光する露光方法であって、上記の本発明の一態様にかかる照明装置を用いて前記パターンを照明することを含む露光方法が提供される。 Moreover, according to one aspect of the present invention, there is provided an exposure method for exposing a substrate by irradiating the substrate with light through a pattern formed on a mask, wherein the illumination device according to one aspect of the present invention is provided. An exposure method is provided that includes using to illuminate the pattern.
また、本発明の一態様によれば、基板に電子デバイスを形成するデバイス製造方法であって、上記の本発明の一態様にかかる露光方法を用いて前記基板を露光することと、露光された前記基板を現像することと、を含むデバイス製造方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method for forming an electronic device on a substrate, wherein the substrate is exposed using the exposure method according to the above-described one aspect of the present invention, and exposed. Developing a substrate, a device manufacturing method is provided.
本発明の態様によれば、所定の照明領域を照明する照明光の照度均一性を向上できる照明装置、露光装置、露光方法、およびデバイス製造方法が提供される。 According to the aspects of the present invention, there are provided an illumination apparatus, an exposure apparatus, an exposure method, and a device manufacturing method that can improve the illuminance uniformity of illumination light that illuminates a predetermined illumination area.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図1〜図10は本発明の第1実施形態に係る露光装置を示す図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 10 are views showing an exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention.
図1において、露光装置100は、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型の投影露光装置であり、照明光をマスクMのパターン(照明対象)に照射して照明する照明装置IUと、マスクMを保持して移動するマスクステージ(不図示)と、マスクMのパターンの拡大像をプレートP(露光対象)上に投影する複数の反射屈折型の投影光学系PL1〜PL7を含む投影光学装置PLと、プレートPを保持して移動するプレートステージ(不図示)と、マスクステージおよびプレートステージを駆動するリニアモータ等を含む駆動機構(不図示)と、この駆動機構等の動作を統括的に制御する主制御系(不図示)と、を備えている。
In FIG. 1, an
露光装置100は、図示することは割愛するが、マスクホルダを介してマスクステージ上にマスクMが吸着保持されており、マスクステージの位置はマスク側のレーザ干渉計によって計測されている。また、プレートPは、プレートホルダを介して移動鏡150を備えるプレートステージ上に吸着保持されており、移動鏡150を介してプレートステージの位置がプレート側のレーザ干渉計によって計測されている。このマスク側およびプレート側のレーザ干渉計の計測値に基づいて、主制御系(不図示)が駆動機構を介してマスクステージ(マスクM)およびプレートステージ(プレートP)の位置、姿勢および速度等を制御する。ここで、本実施形態のプレートPは、一例として、液晶表示パネル(電子デバイス)製造用のフォトレジスト(感光材料)が塗布された1.9×2.2m角、2.2×2.4m角、2.4×2.8m角、または2.8×3.2m角等の矩形の平板状のガラスプレートであり、他の一例としては、一辺の長さ又は対角長が500mmより大きいガラスプレートである。なお、プレートPとしては、薄膜磁気ヘッド製造用のセラミックス基板または半導体素子製造用の円形の半導体ウェハ等も適用可能である。
Although not shown, the
なお、この露光装置100の説明においては、図1中に設定したXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。このXYZ直交座標系は、X軸およびY軸がプレートPに対して平行となるように設定されており、Z軸がプレートPに対して直交する方向に設定されている。また、図1中のXYZ座標系は、一例として、XY平面が水平面に対して平行に設定されて、Z軸が鉛直方向に設定されている。この実施形態では、マスクMおよびプレートPを同期させて移動させる方向(走査方向)をX方向に設定している。
In the description of the
また、露光装置100は、照明装置IUの各部分照明光学系IL1、IL2、IL3、IL4、IL5、IL6、IL7毎に照明光をマスクM上の対応する照明領域に照射して均一に照明する。なお、図1では、部分照明光学系IL2、IL4は、部分照明光学系IL1、IL3、IL5、IL7の背面側に位置しており、その位置関係のみ矢印により指し示している。
Further, the
投影光学装置PLの投影光学系PL1、PL2、PL3、PL4、PL5、PL6、PL7は、照明装置IUの部分照明光学系IL1〜IL7によってそれぞれ照明されるマスクMのパターンの一部の像、すなわち、マスクM上に形成される複数の照明領域内のパターンの像を、プレートP上にそれぞれ投影し、プレートPの上面(露光面、感光面)上に結像する。 Projection optical systems PL1, PL2, PL3, PL4, PL5, PL6, and PL7 of the projection optical apparatus PL are images of a part of the pattern of the mask M that is respectively illuminated by the partial illumination optical systems IL1 to IL7 of the illumination apparatus IU. The images of the patterns in the plurality of illumination areas formed on the mask M are respectively projected onto the plate P and formed on the upper surface (exposure surface, photosensitive surface) of the plate P.
走査方向に直交する非走査方向(Y方向)に沿って並ぶ第1列の部分照明光学系IL1、IL3、IL5、IL7に対応する同第1列の投影光学系PL1、PL3、PL5、PL7は、それぞれマスクMのパターン面が配置される面(第1面)上の非走査方向に沿った視野V1、V3、V5、V7を持ち、プレートPの上面が配置される面(第2面)上の非走査方向に沿って所定間隔で配列された像野(投影領域)I1、I3、I5、I7にマスクMのパターンの像をそれぞれ形成する。同様に、非走査方向に沿って並ぶ第2列の部分照明光学系IL2、IL4、IL6に対応する同第2列の投影光学系PL2、PL4、PL6は、それぞれ第1面上の非走査方向に沿った視野V2、V4、V6を持ち、第2面上の非走査方向に沿って所定間隔で配列された像野(投影領域)I2、I4、I6(I2、I4は不図示)にマスクMのパターンの像をそれぞれ形成する。この第1列の投影光学系と第2列の投影光学系との間には、プレートPの位置合わせを行うために用いる計測系としてのオフアクシスのアライメント系152と、マスクMおよびプレートPのフォーカス位置(Z方向の位置)を合わせるために用いる計測系としてのオートフォーカス系154とが配置されている。 The projection optical systems PL1, PL3, PL5, and PL7 in the first column corresponding to the first column partial illumination optical systems IL1, IL3, IL5, and IL7 aligned along the non-scanning direction (Y direction) orthogonal to the scanning direction are as follows. , Each having a field of view V1, V3, V5, V7 along the non-scanning direction on the surface (first surface) on which the pattern surface of the mask M is disposed, and the surface on which the upper surface of the plate P is disposed (second surface) Pattern images of the mask M are formed on image fields (projection areas) I1, I3, I5, and I7 arranged at predetermined intervals along the upper non-scanning direction. Similarly, the second column of projection optical systems PL2, PL4, and PL6 corresponding to the second column of partial illumination optical systems IL2, IL4, and IL6 arranged along the non-scanning direction are respectively in the non-scanning direction on the first surface. Are masked on image fields (projection regions) I2, I4, I6 (I2 and I4 are not shown) arranged at predetermined intervals along the non-scanning direction on the second surface. M pattern images are formed. Between the projection optical system of the first row and the projection optical system of the second row, an off-axis alignment system 152 as a measurement system used for aligning the plate P, the mask M, and the plate P An autofocus system 154 as a measurement system used for adjusting the focus position (position in the Z direction) is arranged.
投影光学装置PLの投影光学系PL1〜PL7は、マスクMとプレートPとの間に配置されて、後述する照明装置IUの部分照明光学系IL1〜IL7により均一に照明されるマスクM上のそれぞれの視野(ここでは照明領域に等しい)内の拡大像である一次像をプレートP上の像野内に形成する反射屈折型の投影光学系である。 Projection optical systems PL1 to PL7 of the projection optical apparatus PL are arranged between the mask M and the plate P, and are respectively illuminated on the mask M uniformly illuminated by partial illumination optical systems IL1 to IL7 of the illumination apparatus IU described later. Is a catadioptric projection optical system that forms a primary image, which is an enlarged image in the field of view (equivalent to the illumination area in this case), in the image field on the plate P.
投影光学系PL1を一例にして詳細に説明すると、図2に示すように、この投影光学系PL1は、マスクMとプレートPとの間の光路中に配置される凹面反射鏡CCMと、マスクMと凹面反射鏡CCMとの間の光路中に配置されたZ軸に平行な光軸AX11を持つ第1レンズ群G1と、第1レンズ群G1と凹面反射鏡CCMとの間の光路中に配置される第2レンズ群G2と、第2レンズ群G2とプレートPとの間の光路中に配置されて、第2レンズ群G2から+Z方向に進行する光を−X方向に偏向させて光軸AX11を横切る光軸AX12に沿わせる第1偏向部材FM1と、第1偏向部材FM1とプレートPとの間の光路中に配置されて、第1偏向部材FM1から−X方向に進行する光を−Z方向に偏向させる第2偏向部材FM2と、第2偏向部材FM2とプレートPとの間の光路中に配置されて、第1レンズ群G1の光軸AX11と平行な光軸AX13を有する第3レンズ群G3と、を備えている。第2レンズ群G2および凹面反射鏡CCMの光軸は、第1レンズ群G1の光軸AX11と共通である。すなわち、投影光学系PL1は、凹面反射鏡CCMを用いた軸外れ光学系であり、第1、第2レンズ群G1、G2を通過したマスクMを介する光は、その凹面反射鏡CCMで再度反射した後に、第1、第2偏向部材FM1、FM2を介して第3レンズ群G3を介してプレートP上に、マスクMの視野V1を投影して像野I1に像を形成する。なお、凹面反射鏡CCMと第2レンズ群G2との間の光路中の凹面反射鏡CCMの反射面の近傍には、投影光学系PL1のプレートP側の開口数を決定するための開口絞りASが備えられており、開口絞りASは、マスクM側およびプレートP側が略テレセントリックとなるように位置決めされている。この開口絞りASの位置は投影光学系PL1の瞳面とみなすことができる。 The projection optical system PL1 will be described in detail as an example. As shown in FIG. 2, the projection optical system PL1 includes a concave reflecting mirror CCM arranged in the optical path between the mask M and the plate P, and the mask M. The first lens group G1 having an optical axis AX11 parallel to the Z-axis disposed in the optical path between the first lens group G1 and the concave reflecting mirror CCM, and the optical path between the first lens group G1 and the concave reflecting mirror CCM. The second lens group G2 is arranged in the optical path between the second lens group G2 and the plate P, and the light traveling from the second lens group G2 in the + Z direction is deflected in the −X direction so as to be the optical axis. A first deflecting member FM1 that extends along the optical axis AX12 crossing AX11, and the light that travels in the −X direction from the first deflecting member FM1 is disposed in the optical path between the first deflecting member FM1 and the plate P− A second deflection member FM2 for deflecting in the Z direction, and a second It is disposed in an optical path between the direction member FM2 and the plate P, and includes a third lens group G3 having an optical axis AX13 parallel to the optical axis AX11 of the first lens group G1, the. The optical axes of the second lens group G2 and the concave reflecting mirror CCM are the same as the optical axis AX11 of the first lens group G1. That is, the projection optical system PL1 is an off-axis optical system using the concave reflecting mirror CCM, and the light passing through the mask M that has passed through the first and second lens groups G1 and G2 is reflected again by the concave reflecting mirror CCM. After that, the field of view V1 of the mask M is projected on the plate P via the third lens group G3 via the first and second deflecting members FM1, FM2, and an image is formed in the image field I1. An aperture stop AS for determining the numerical aperture on the plate P side of the projection optical system PL1 is in the vicinity of the reflecting surface of the concave reflecting mirror CCM in the optical path between the concave reflecting mirror CCM and the second lens group G2. The aperture stop AS is positioned so that the mask M side and the plate P side are substantially telecentric. The position of the aperture stop AS can be regarded as the pupil plane of the projection optical system PL1.
また、投影光学系PL1は、凹面反射鏡CCMを用いた軸外れ光学系による有効な結像光束として、第1、第3レンズ群G1、G3の各レンズでは光軸AX11、AX13に対して−X方向側の半面内を通過するようになっており、このために、より大型のレンズから構成される第3レンズ群G3の各レンズでは、結像光束が通過しない部分である光軸AX13から+X方向側の半分を切断している。 Further, the projection optical system PL1 is an effective imaging light beam by an off-axis optical system using the concave reflecting mirror CCM, with respect to the optical axes AX11 and AX13 in the first and third lens groups G1 and G3. For this reason, in each lens of the third lens group G3 composed of a larger lens, the optical axis AX13, which is a portion through which the imaging light beam does not pass, passes through the half surface on the X direction side. The half on the + X direction side is cut.
ところで、露光装置100にセットされるマスクMは、図3に示すように、非走査方向(Y方向)に沿って配置されて、図1の投影光学系PL1〜PL7の台形状(円弧状、または端部が三角形状等でもよい、以下同様)の視野V1〜V7が位置決めされる7列の列パターン部M10〜M16を備えている。視野V1〜V7が台形状であるのは、継ぎ誤差を低減するために、視野V1〜V7の両端部に対応するパターンの像をプレートP上に重ねて露光するためであり、そのために、列パターン部M10〜M16の両端部には交互に同じパターンが形成されている。ここで、交互に同じパターンが形成されるのは、投影光学系PL1〜PL7の結像特性として、走査方向(X方向)に関しては正立像が結像され、非走査方向(Y方向)に関しては倒立像が結像されるからである。ただし、Y方向の両端部の視野V1、V7の内側のエッジ部の像は重ねては露光されない部分であるため(非走査方向には倒立像となるため)、視野V1、V7のY方向の一方の端部は、X軸に平行な直線状となっている。なお、マスクM上の視野V1、V2等を規定するために、一例として、後述の照明視野絞り(図2では不図示)およびリレー光学系(導光光学系)33が配置されている。
By the way, as shown in FIG. 3, the mask M set in the
図4は、第1列の投影光学系PL1、PL3のマスクM上の視野V1、V3およびプレートP上の像野(投影領域)I1、I3と、第2列の投影光学系PL2のマスクM上の視野V2およびプレートP上の像野I2の関係を示す平面図である。投影光学系PL1〜PL3は、視野V1、V2、V3内のパターンをX方向に正立で、Y方向に倒立で拡大した像を像野I1、I2、I3内に形成する。視野V1および像野I1は、それぞれ光軸AX11、AX13から−X方向に外れており、視野V2および像野I2は、それぞれ光軸AX21、AX23から+X方向に外れている。このため、第3レンズ群G3を構成するレンズの形状を凹面反射鏡CCM側の半分を切り落とした回転非対称にしても、像野I1、I2に向かう結像光束にケラレが生じない。 FIG. 4 shows fields V1, V3 on the mask M of the projection optical systems PL1, PL3 in the first row and image fields (projection regions) I1, I3 on the plate P, and a mask M of the projection optical system PL2 in the second row. It is a top view which shows the relationship between the upper visual field V2 and the image field I2 on the plate P. FIG. The projection optical systems PL1 to PL3 form images in the image fields I1, I2, and I3 in which the patterns in the visual fields V1, V2, and V3 are upright in the X direction and are inverted in the Y direction. The visual field V1 and the image field I1 are deviated in the −X direction from the optical axes AX11 and AX13, respectively. The visual field V2 and the image field I2 are deviated in the + X direction from the optical axes AX21 and AX23, respectively. For this reason, even if the shape of the lens constituting the third lens group G3 is rotationally asymmetrical by cutting off the half on the concave reflecting mirror CCM side, vignetting does not occur in the image forming light beam directed to the image fields I1 and I2.
また、第1列の視野V1、V3等の中心VC1等を結ぶY軸に平行な直線と、第2列の視野V2等の中心VC2等を結ぶY軸に平行な直線とのX方向(走査方向)の間隔をLnとし、同様に、第1列の像野I1、I3等の中心IC1等を結ぶY軸に平行な直線と、第2列の像野I2等の中心IC2等を結ぶY軸に平行な直線とのX方向の間隔をLpとし、各投影光学系PL1,PL2,PL3の投影倍率をβとすると、間隔LnとLpとの間には式(A)の関係が成立する。
Lp=Ln×|β| ・・・(A)
Also, the X direction (scanning) of a straight line parallel to the Y axis connecting the centers VC1 etc. of the first column visual fields V1, V3 and the like and a straight line parallel to the Y axis connecting the centers VC2 etc. of the second column visual fields V2, etc. (Direction) is set to Ln, and similarly, a straight line parallel to the Y axis connecting the center IC1 etc. of the image fields I1, I3 etc. in the first row and the center IC2 etc. of the image field I2 etc. in the second row are connected If the interval in the X direction with the straight line parallel to the axis is Lp, and the projection magnification of each projection optical system PL1, PL2, PL3 is β, the relationship of equation (A) is established between the intervals Ln and Lp. .
Lp = Ln × | β | (A)
これにより、露光装置100では、図3に示すように、第1列の投影光学系用の列パターン部M10、M12等と、第2列の投影光学系用の列パターン部M11、M13等とをX方向の同じ位置に形成して、マスクオフセットMOを0にしておいても、その投影像をプレートP上で正確に繋ぎ合わせて露光できる。
Thereby, in the
ただし、間隔Lnと間隔Lpとが以下の式(B)の関係を満足する場合、以下の式(C)で求められるマスクオフセットMOの分だけ、図3の2点鎖線の位置21A〜21Cで示すように、第1列の視野V1、V3等用の列パターン部M10、M12等と、第2列の視野V2、V4等用の列パターン部M11、M13等との間にX方向のオフセットを設ける必要がある。
Lp<Ln×|β| ・・・(B)
MO=Ln−Lp/|β| ・・・(C)
However, when the distance Ln and the distance Lp satisfy the relationship of the following formula (B), the two-dot chain line positions 21A to 21C in FIG. 3 correspond to the mask offset MO obtained by the following formula (C). As shown, the X-direction offset between the column pattern portions M10, M12, etc. for the first column visual fields V1, V3, etc. and the column pattern portions M11, M13, etc. for the second column visual fields V2, V4, etc. It is necessary to provide.
Lp <Ln × | β | (B)
MO = Ln−Lp / | β | (C)
したがって、この露光装置100では、走査露光時に、マスクMのパターンをプレートP上に投影露光した状態で、例えば、マスクMを矢印SM1(図2参照)で示す+X方向に速度VMで移動するのに同期して、プレートPが矢印SP1で示す+X方向に速度VM×|β|で移動することになる。これによって、図3のマスクMの列パターン部M10〜M16の拡大倍率βの像を繋ぎ合わせたパターンがプレートP上に露光される。なお、マスクMおよびプレートPを−X方向に走査することも可能である。
Therefore, in the
照明装置IUは、各部分照明光学系IL1、IL2、IL3、IL4、IL5、IL6、IL7毎に、図5〜図7に示すようにレーザ光Lbを出射するレーザ光源10と、このレーザ光源10が出射するレーザ光Lbを分岐レーザ光Lm、Lsに分岐させて所定位置に出射する照明光出射ユニット11と、この照明光出射ユニット11が出射する分岐レーザ光Lm、Lsを受け取って均一な照度の照明光Lに調整しつつ照射位置まで導光しマスクM(照明対象)に照射する照明光導光ユニット31と、をそれぞれ備えて構築されている。なお、本実施形態で照明光Lで照明する照明領域は、一方向(Y方向)に長尺な形状に設定されており、これに対応するように、後述するロッドインテグレータ32の出射端面32bが一方向(Y方向)に長尺な矩形形状に形成されている。レーザ光源10、照明光出射ユニット11および照明光導光ユニット31は、その照明領域および出射端面32bの少なくとも長手方向における照明光の照度が均一になるように構成されている。
The illumination device IU includes a
なお、図6に示す照明光出射ユニット11は、レーザ光源10が出射するレーザ光Lbを不図示の光ファイバで導光した後に後述の光分岐部12に入射するようにしてもよい。
Note that the illumination
ここで、一般的な照明装置としては、レーザ光のビーム内における強度分布が存在するとともに、光ファイバやレンズ等の光学部品の組立誤差に加えて、その光学部品の透過率のムラなどが要因となって照明領域や露光視野内の光量分布に照度ムラ(光量分布の不均一)が出現する場合がある。露光装置100では、プレートPにおける均一な露光処理を保証する必要があることから、光学部品の組立誤差や透過率分布等の影響も考慮してマスクMやプレートPにおける照度分布が均一になるように調整する必要がある。
Here, as a general illumination device, there is an intensity distribution in a laser beam, and in addition to an assembly error of optical components such as an optical fiber and a lens, nonuniformity in transmittance of the optical components is a factor. In some cases, illuminance unevenness (nonuniformity in the light amount distribution) appears in the light amount distribution in the illumination area or exposure field. In the
このため、例えば、図5に示すように、照明光導光ユニット31では、照明光出射ユニット11から分岐レーザ光Lmをロッドインテグレータ32に入射して照明対象に照明光Lとして照射する際の照明光Lの光学的特性を適切に調整するための機構を備えており、この調整機構により照明領域内におけるテレセントリシティや照度ムラ(光量の不均一)を必要な品質内になるように調整可能としている。なお、図5において、インプットレンズ群16の第1、第2レンズ16a、16bは、後述する光ファイバ13、14の出射口13b、14bとロッドインテグレータ32の入射端面32aとがほぼ共役となるように配置されており(図7(a)参照)、その倍率は一例として0.5倍に設定されている。また、ロッドインテグレータ32の出射端面32bの近傍には、マスクMの視野V1〜V7に応じた視野絞り41(図7参照)が配置されており、リレー光学系33によって視野絞り41の像が一例として2倍の投影倍率でマスクM上に結像するように設定されている。
Therefore, for example, as shown in FIG. 5, in the illumination
リレー光学系33は、ロッドインテグレータ32とマスクMとの間に、照明リレーレンズ42およびコンデンサレンズ43と、照明リレーレンズ42の下流側に配置される光学素子の平行平面板44a,44bと、照明リレーレンズ42の上流側に配置される補正レンズ45と、コンデンサレンズ43の下流側に配置される補正フィルタ46と、が備えられている。平行平面板44aは、リレー光学系33の光軸に対してY軸回りに傾斜角が調整され、平行平面板44bは、リレー光学系33の光軸に対してX軸回りに傾斜角が調整され、それぞれ照明光Lのコンデンサレンズ43への入射位置をシフトさせることにより、マスクMに対する照明光Lの傾斜テレセントリシティを調整する。ここで、傾斜テレセントリシティとは、視野内で同じ傾斜を有するテレセントリシティの成分である。補正レンズ45は、適宜交換されることにより、照明光Lの光軸対称のテレセントリシティを調整する。補正フィルタ46は、光軸周りに回転されることにより、光軸を含む断面内で2次関数に従うような、所謂、2次照度ムラを調整する。また、光軸を含む断面内で1次関数に従うような、所謂、1次照度ムラが出現した場合には、インプットレンズ群16の第1、第2レンズ16a、16bのロッドインテグレータ32の入射端面32aに対する組付位置や姿勢を調整して偏心させることにより、その1次照度ムラを調整する。なお、このインプットレンズ群16の第1、第2レンズ16a、16bは、後述する第3レンズ16cと同様の調整機構に支持させて偏心の程度を容易に調整可能にしてもよい。
The relay
一方、照明光出射ユニット11では、後述するように、レーザ光Lmを、光ファイバ13,14を介してロッドインテグレータ32に導入している。また、照明光導光ユニット31では、ロッドインテグレータ32がマスクMの視野V1〜V7の形状(図3を参照)に対応して厚板形状に形成されていることから、入射端面32aから入射されるレーザ光Lmの光束は、大対向面32c間では複数回の全反射が繰り返されて厚さ方向(X方向)には均一な光量の照明光Lに調整されるものの、小対向面32d間では十分な全反射が繰り返されないために、幅方向(Y方向)には光ファイバ13,14の影響による照度ムラが残ってしまう場合がある。このために、例えば、図9(b)に示すように、ロッドインテグレータ32の幅方向に照度ムラ(照度の窪み)LIが局所的に出現してしまう場合がある。
On the other hand, in the illumination
この図9(b)に示すような規則性のない照度ムラLIは、上述の平行平面板44a,44b、補正レンズ45および補正フィルタ46などだけでは、十分に均一な照度に調整することが難しい。また、光軸を含む断面内で4次関数に従うような、所謂、4次照度ムラが発生する場合にも、上記の調整機構では十分に均一な照度に調整することが難しい。なお、その4次照度ムラが発生する場合の調整機構は、後述する第2実施形態において説明し、本実施形態では、図9(b)に示す局所的に光量の足りない照度ムラLIを解消して均一な照度に調整する調整機構を説明する。
It is difficult to adjust the illuminance unevenness LI without regularity as shown in FIG. 9B to a sufficiently uniform illuminance only with the above-described parallel
本実施形態では、図9(c)に示すように、照度ムラLIが生じている部分に対して、照度ムラLIを打ち消す(補正する)ようなレーザ光Ls1を照射することにより照明光Lの全体の光量分布を均一化するようになっている。 In the present embodiment, as shown in FIG. 9C, the portion of the illuminance unevenness LI is irradiated with a laser beam Ls1 that cancels (corrects) the illuminance unevenness LI. The entire light quantity distribution is made uniform.
そのために、照明光出射ユニット11は、図6に示すように、レーザ光源10が出射するレーザ光Lbを部分照明光学系IL1〜IL7毎に2系統の照明用分岐レーザ光Lm1、Lm2と1系統の調整用分岐レーザ光Ls1に分岐する光分岐部12と、この光分岐部12からの分岐レーザ光Lm1、Lm2、Ls1をそれぞれ受け取って照明光導光ユニット31のロッドインテグレータ32の入射端面32a近傍まで導光する光ファイバ13〜15と、その光ファイバ13〜15が導光する分岐レーザ光Lm1、Lm2、Ls1をロッドインテグレータ32の入射端面32aに入射させるインプットレンズ群16と、を備えている。
For this purpose, as shown in FIG. 6, the illumination
光分岐部12は、レーザ光源10の出射口10aに対面するファイバリレーレンズ21aと、レーザ光Lbを分岐した分岐レーザ光Lm1、Lm2、Ls1を入射する各光ファイバ13〜15の一端側の入射口13a〜15a毎に配置されるファイバリレーレンズ21bと、このファイバリレーレンズ21a、21bの間の光路上に配置される1/2波長板17と偏光ビームスプリッタ18の2組の分岐セットと、を含む。
The optical branching
光分岐部12は、1/2波長板17がレーザ光の偏光面を回転させた後に、偏光ビームスプリッタ18がその偏光面の回転角に応じてレーザ光の一部を反射するとともに一部を透過する。前段の1/2波長板17と偏光ビームスプリッタ18の分岐セットは、レーザ光源10の出射口10aから出射されたレーザ光Lbの一部を分岐レーザ光Lm1として分岐し、その残部のうちのさらに一部を、後段の1/2波長板17と偏光ビームスプリッタ18の分岐セットが分岐レーザ光Lm2として分岐し、その残部が分岐レーザ光Ls1とされる。分岐レーザ光Lm1,Lm2,Ls1は、それぞれ入射口13a,14a,15aから光ファイバ13,14,15に入射される。ここで、光分岐部12は、1/2波長板17の回転角を調整することにより偏光ビームスプリッタ18で反射または透過させる分岐レーザ光Lm1、Lm2、Ls1の光量の比率を調整することができる。すなわち、光分岐部12が光量調整機構を構成している。
After the half-
光ファイバ13〜15は、上述したように一端側の入射口13a〜15aが光分岐部12により分岐された分岐レーザ光Lm1、Lm2、Ls1を入射するように配置されている。この光ファイバ13、14の他端側の出射口13b、14bは、図7に示すように、部分照明光学系IL1〜IL7毎に配置される照明光導光ユニット31のロッドインテグレータ32の入射端面32aにその両端側で対面するように配置されている。また、光ファイバ15の他端側の出射口15bは、その入射端面32aの中央で対面するように配置されている。
As described above, the
インプットレンズ群16は、光ファイバ13〜15の他端側の出射口13b〜15bと照明光導光ユニット31のロッドインテグレータ32の入射端面32aとの間に配列されている。光ファイバ13、14の出射口13b、14b側には、その出射口13b、14bから出射される照明用分岐レーザ光Lm1、Lm2をロッドインテグレータ32の入射端面32a上または入射端面32aの近傍に集光してロッドインテグレータ32に入射させる第1、第2レンズ16a、16bが配置されている。また、光ファイバ15の出射口15b側には、その出射口15bから出射される調整用レーザ光Ls1をロッドインテグレータ32の入射端面32a上および入射端面32aの近傍に集光させることなくロッドインテグレータ32に入射させる第3レンズ16cが配置されている。
The
照明光導光ユニット31は、図7に示すように、入射端面32aから入射される分岐レーザ光Lm1、Lm2、Ls1を照明光Lとして出射端面32bから出射するロッドインテグレータ32と、そのロッドインテグレータ32の出射端面32bから出射される照明光LをマスクMに照射するリレー光学系(導光光学系)33と、を含む。
As shown in FIG. 7, the illumination
ロッドインテグレータ32は、入射端面32aと出射端面32bの長尺辺側に位置して対面する大対向面32cと、入射端面32aと出射端面32bの短尺辺側に位置して対面する小対向面32dと、を備えており、部分照明光学系IL1〜IL7で照明するマスクMの視野V1〜V7が一方向に長い照明領域に設定されているために、その照明領域の全面を均一に照明可能に出射端面32bを長尺にする厚板形状の光学素子に透明材料により作製されている。
The
ロッドインテグレータ32は、中心軸CX32に対して平行な2つの対向面32c(側面対)および2つの対向面32d(側面対)のそれぞれの間で入射光の光束の一部を複数回全反射させつつ出射することにより光束の光強度を平均化させて出射端面32bにおいて均一な照度の照明光Lを出射するようになっており、本実施形態では、入射端面32aから入射される分岐レーザ光Lm1、Lm2、Ls1の光束を大対向面32cと小対向面32dのそれぞれで全反射し、特に、大対向面32c間では対面間隔が短いため、対面間隔の長い小対向面32d間よりも多く繰り返し全反射して出射端面32bから出射する。なお、ロッドインテグレータ32の中心軸CX32は、2つの大対向面32c間の中心であり且つ2つの小対抗面32d間の中心をなす軸に相当する。
The
インプットレンズ群16の第1、第2レンズ16a、16bは、光ファイバ13、14の出射口13b、14bからの照明用分岐レーザ光Lm1、Lm2を、ロッドインテグレータ32の入射端面32aの中心軸CX32からY方向に均等に離隔する2箇所に焦点位置を一致させて集光し入射させている。その照明用分岐レーザ光Lm1、Lm2の光束は、図9(a)に示すように、ロッドインテグレータ32の入射端面32aで交差した後に広がってロッドインテグレータ32内に入射されることになって、大対向面32c間や小対向面32d間で繰り返し全反射されることにより出射端面32b全体で均一な照度の照明光Lとして出射される。本実施形態のロッドインテグレータ32では、一例として、大対向面32cと小対向面32dの対面間隔を10mm:100mmとされており、大対向面32c間のX方向では小対向面32d間のY方向よりも概略10倍の反射回数となる。このため、X方向については十分に平均化されて照度分布が均一になるが、Y方向では照度分布が均一になり難い場合がある。
The first and
インプットレンズ群16の第3レンズ16cは、光ファイバ15の出射口15bからの調整用分岐レーザ光Ls1を集光させることなくロッドインテグレータ32の入射端面32aの中央付近から入射させている。その調整用分岐レーザ光Ls1の光束は、図9(a)に示すように、例えば、ロッドインテグレータ32の入射端面32a以降で交差することなく、ロッドインテグレータ32内を透過して、少なくとも小対向面32d間で全反射されることなく(全反射が0回)、照明用分岐レーザ光Lm1、Lm2による照明領域内の狙った領域に容易に照射可能な形態で出射端面32bから出射されるように設定されている。すなわち、照明用分岐レーザ光Lm1、Lm2が第1の光を構成してロッドインテグレータ32の出射端面(第1端面)32bの全体を照明するように入射端面(第2端面)32aに入射されている。調整用分岐レーザ光Ls1が第2の光を構成してロッドインテグレータ32の出射端面32bの一部を照明するように入射端面32aに入射されている。この照明用分岐レーザ光Lm1、Lm2が照明する照明領域内の一部を調整用分岐レーザ光Ls1が照明するように構成されている。照明光導光ユニット31は、ロッドインテグレータ32の出射端面32aを照明領域に投影する。また、レーザ光源10がレーザ光(第3の光)を出射する出射部を構成する。光分岐部12から導光して光ファイバ13、14から出射される照明用分岐レーザ光Lm1、Lm2をロッドインテグレータ32の入射端面32aに入射するインプットレンズ群16の第1、第2レンズ16a、16bまでで第1入射部を構成する。同様に、光ファイバ15から出射される調整用分岐レーザ光Ls1をロッドインテグレータ32の入射端面32aに入射するインプットレンズ群16の第3レンズ16cまでが第2入射部を構成する。
The
なお、このロッドインテグレータ32の出射端面32bとマスクM上に設定される照明領域とはリレー光学系33によって光学的に共役関係にあり、マスクMとプレートPとも投影光学装置PLによって光学的に共役関係にあるため、そのロッドインテグレータ32の出射端面32bに調整用分岐レーザ光Ls1を照射して照明光の照度均一性を向上させる効果は、マスクM上の照明領域のみならずプレートP上の露光像野I1〜I7にも同様に反映される。
The
ところで、この光ファイバ15やインプットレンズ群16の第3レンズ16cは、照明用分岐レーザ光Lm1、Lm2による照明光LがマスクMの視野V1〜V7内を十分に高品質な均一光量で照明可能な場合には、分岐レーザ光Lbのすべてを照明用分岐レーザ光Lm1、Lm2に分岐するように調整して調整用分岐レーザ光Ls1を無用にすればよく、また、光ファイバ15やインプットレンズ群16の第3レンズ16cを取り付けないようにしてもよい。
By the way, the
照明光出射ユニット11は、光ファイバ13〜15の出射口13b〜15bとインプットレンズ群16の第1〜第3レンズ16a〜16cを装置フレーム側に組み付けて所定方向に分岐レーザ光Lm1、Lm2、Ls1を出射するようになっており、そのうちの光ファイバ15の出射口15bとインプットレンズ群16の第3レンズ16cは、図8に示すように、共通の筐体51a内に組み付けられている。筐体51aは、装置フレーム側に固定した固定部材55に、任意の角度・位置に調整して支持させることができるようになっている。
The illumination
具体的に、筐体51aには、ロッドインテグレータ32の中心軸CX32の延長線の側方に延在して先端側に凸球形状の球部52aを有する突出部材52が一体形成されている。これに対して、固定部材55は、棒状の中間支持部材56の棒状部56aを内部に進退自在に挿入する円筒形状に形成されており、その棒状部56aをネジ59により位置決めして光ファイバ15の出射口15bとインプットレンズ群16の第3レンズ16cによる調整用分岐レーザ光Ls1のロッドインテグレータ32の入射端面32aに対する幅方向の入射位置を固定することができるようになっている。中間支持部材56は、棒状部56aの先端側に筐体51aの突出部材52の球部52aを離脱不能に収容可能な凹球形状の収容部57aを有する連結部57が一体形成されている。この連結部57は、収容部57a内に突出部材52の球部52aを収容する際に開口面積を拡大可能にスリット57bが形成されており、収容した突出部材52の球部52aをネジ53により位置決めして光ファイバ15の出射口15bとインプットレンズ群16の第3レンズ16cによる調整用分岐レーザ光Ls1のロッドインテグレータ32の入射端面32aに対する入射角度を固定することができるようになっている。すなわち、この突出部材52、固定部材55、中間支持部材56が光ファイバ15の出射口15bとインプットレンズ群16の第3レンズ16cによる調整用分岐レーザ光Ls1の入射位置や入射角度を容易に調整可能にする入射調整機構50を構成している。
Specifically, the
これにより、ロッドインテグレータ32を介して照明用分岐レーザ光Lm1、Lm2をマスクMの照明領域に照明光Lとして照射して照明する際に、局所的に光量の足りない照度ムラLIが出現した場合には、光分岐部12によりその足りない照度を補充(補正)する光量分の調整用分岐レーザ光Ls1を分岐させてマスクM内の照明領域内で照度ムラLIの出現している小さな領域を狙うようにロッドインテグレータ32の入射端面32aから入射して照射(照明)することができる。
As a result, when the illumination unevenness LI with insufficient light quantity appears locally when the illumination branching laser beams Lm1 and Lm2 are irradiated to the illumination area of the mask M as the illumination light L via the
例えば、図9(b)に示すような照明光L´で光量分布に窪みを形成する照度ムラLI(破線で図示)に対しては、図9(c)に示すような強度分布(光量分布)の調整用分岐レーザ光Ls1(一転鎖線で図示)を照射する。この場合には、図10に示すように、照度ムラLIの出現する図中に破線で示す照明光L´における照度ムラLIが平均光量から9%の窪み箇所であったとき、図中に一転鎖線で示す調整用分岐レーザ光Ls1を照射することにより、図中に実線で示すように光量分布のバラツキが1.6%に抑えられている均一な照明光LとしてマスクMに照射して照明(露光)することができる。 For example, for an illuminance unevenness LI (shown by a broken line) that forms a depression in the light amount distribution with the illumination light L ′ as shown in FIG. 9B, an intensity distribution (light amount distribution) as shown in FIG. ) Of the adjustment branch laser beam Ls1 (shown by a chain line). In this case, as shown in FIG. 10, when the illuminance unevenness LI in the illumination light L ′ indicated by the broken line in the figure where the illuminance unevenness LI appears is a hollow portion of 9% from the average light amount, Irradiation is performed by irradiating the mask M as uniform illumination light L in which the variation in the light amount distribution is suppressed to 1.6% as shown by the solid line in the figure by irradiating the adjusting branch laser beam Ls1 indicated by the chain line. (Exposure).
このとき、光分岐部12における1/2波長板17と偏光ビームスプリッタ18による分岐レーザ光Lm1、Lm2、Ls1の光量比としては、照度ムラLIの光量分布の窪みが平均光量からα%である場合には、次式で示す比率程度になるように調整すればよい。
Lm1:Lm2:Ls1=(50−α/2):(50−α/2):α
At this time, as a light amount ratio of the branched laser beams Lm1, Lm2, and Ls1 by the half-
Lm1: Lm2: Ls1 = (50−α / 2) :( 50−α / 2): α
また、ロッドインテグレータ32がZ方向の高さhで、その照度ムラLIがY方向の幅wのときに、光ファイバ15の出射口15bが光束有効直径tと開口数(NA)naであるのに対して、インプットレンズ群16の第3レンズ16cが焦点距離fcとすると、次式(1)の関係が成立し、
fc=w/2×na ・・・(1)
また、光ファイバ15の出射口15bの大きさによる光束の広がり幅w´は、次式(2)で現わすことができる。
w´=(2×t×na×h)/w ・・・(2)
これからすると、例えば、照度ムラLIのY方向の幅wが20mmを超える場合には、調整用分岐レーザ光Ls1の照射により照度を補正される領域の長さ(幅)は、概略上記の式(1)で定まる。
Further, when the
fc = w / 2 × na (1)
Further, the spread width w ′ of the light flux depending on the size of the
w ′ = (2 × t × na × h) / w (2)
From this, for example, when the width w in the Y direction of the illuminance unevenness LI exceeds 20 mm, the length (width) of the region in which the illuminance is corrected by the irradiation of the adjusting branch laser beam Ls1 is approximately the above formula ( Determined by 1).
例えば、ロッドインテグレータ32のZ方向の高さhが384mmで、光ファイバ15の出射口15bの光束有効直径tが0.2mmでその開口数naが0.12である場合には、インプットレンズ群16の第3レンズ16cの焦点距離fcは次式(3)で求めることができ、
fc=w/0.24 ・・・(3)
また、光ファイバ15の出射口15bの大きさによる光束の広がりw´も次式(4)となる。
w´=(0.048×h)/w ・・・(4)
For example, when the height h in the Z direction of the
fc = w / 0.24 (3)
Further, the spread w ′ of the light flux depending on the size of the
w ′ = (0.048 × h) / w (4)
図1に戻って、露光装置100は、移動鏡150に隣接する位置でY方向に延在する照度センサ160(図中に破線で図示)がX方向に一緒に移動することにより、マスクMを介してプレートPの設置位置に投光される露光光(照明光L)の照度分布を検出するようになっており、そのマスクMにおける照度品質(検出情報)に応じて個別照明装置10の調整用分岐レーザ光Ls1による局所的な照度ムラLIの出現領域への追加照射を実施して高品質に均一な照明光LでそのマスクMを照明するようになっている。この露光装置100は、露光処理を施すプレートPに代えて、照度センサ160を備えるプレートをセッティング作業時に移動鏡150に隣接する位置に設置して、マスクMの位置における照度品質の検査を行なって照明光Lの照度分布の均一性を確保するようにしてもよく、また、そのプレートPと共に照度センサ160を設置して適宜照明光Lの照度品質の検査を行ない得るようにしてもよい。
Returning to FIG. 1, the
これにより、露光装置100は、マスクMを介する照明光Lによる露光領域(照明領域)での照度分布の検出情報に基づいて調整用分岐レーザ光Ls1の光量や照射位置などを作業者の主観によることなく客観的に、また、容易に決めることができる。したがって、その調整用分岐レーザ光Ls1を照明用分岐レーザ光Lm1、Lm2と共に照射してマスクMを均一な照度で照明する露光方法を実行することができ、フォトレジストが塗布されているプレートP(感光体基板)に高品質な露光処理を施す露光工程を実施する液晶表示パネル(電子デバイス)の製造方法を実行することができる。
As a result, the
このように本実施形態においては、照明用分岐レーザ光Lm1、Lm2だけでは光量の足りない照度ムラLIの出現する領域を狙って調整用分岐レーザ光Ls1を照射することができ、照明用分岐レーザ光Lm1、Lm2による照明領域よりも小さな領域の照射光量を上げて、より均一な照度の高品質な照明を実現することができる。したがって、レーザ光源LSの出射するレーザ光を無駄なくマスクMに照射して、露光装置100では、高精度な露光処理を行って高品質なプレートPを製造することができる。
As described above, in the present embodiment, the adjustment branch laser beam Ls1 can be applied to the region where the illumination intensity unevenness LI where the light intensity is insufficient with only the illumination branch laser beams Lm1 and Lm2 can be emitted. It is possible to realize high-quality illumination with more uniform illuminance by increasing the amount of irradiation light in a region smaller than the illumination region with the light Lm1 and Lm2. Therefore, the laser beam emitted from the laser light source LS is irradiated onto the mask M without waste, and the
次に、図11および図12は本発明に係る照明装置を搭載して露光方法を含む製造方法を実行することにより電子デバイスを製造する露光装置の第2実施形態を示す図である。ここで、本実施形態は、上述実施形態と略同様に構成されているので、同様の構成には同一の符号を付して特徴部分を説明する。 Next, FIGS. 11 and 12 are views showing a second embodiment of an exposure apparatus for manufacturing an electronic device by mounting a lighting apparatus according to the present invention and executing a manufacturing method including an exposure method. Here, since the present embodiment is configured in substantially the same manner as the above-described embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals and the characteristic portions will be described.
図11において、露光装置100の個別照明装置10は、照明光出射ユニット11の第2光分岐部12が分岐レーザ光Lbを部分照明光学系IL1〜IL7毎に2系統の照明用分岐レーザ光Lm1、Lm2と2系統の調整用分岐レーザ光Ls1、Ls2とに分岐するように作製されている。この第2光分岐部12では、照明用分岐レーザ光Lm2を分岐する1/2波長板17と偏光ビームスプリッタ18の分岐セットと、調整用分岐レーザ光Ls1を入射する光ファイバ15の入射口15aの前段のファイバリレーレンズ21bとの間に、1/2波長板17と偏光ビームスプリッタ18の1組の分岐セットがその光路上で介在するように配置されており、分岐した調整用分岐レーザ光Ls2を光ファイバ51の入射口51aに入射するようになっている。
In FIG. 11, in the
要するに、この第2光分岐部12は、第1光分岐部duの出射口Lbaから出射された分岐レーザ光Lbを照明用分岐レーザ光Lm1、Lm2として分岐した後に、その残部を調整用分岐レーザ光Ls1、Ls2として分岐して、それぞれ所定の光量比に調整しつつ光ファイバ13〜15、51の入射口13a〜15a、51aに入射するようになっている。
In short, the second optical branching
光ファイバ13、14の出射口13b、14bは、図12(a)に示すように、ロッドインテグレータ32の入射端面32aの両端側にインプットレンズ群16の第1、第2レンズ16a、16bと共に配置されており、光ファイバ15、51の出射口15b、51bは、その間にインプットレンズ群16の第3レンズ16cと共にロッドインテグレータ32の入射端面32aの長手方向に並列配置されている。すなわち、光ファイバ15、51の出射口15b、51bとインプットレンズ群16の第3レンズ16cがロッドインテグレータ32の中心軸CX32を中心にして対称に調整用分岐レーザ光Ls1、Ls2をその入射端面32aに集光させることなく入射するように設置されている。
The
この光ファイバ51の出射口51bは、光ファイバ15の出射口15bと同様に、インプットレンズ群16の第3レンズ16cと共に、ロッドインテグレータ32の入射端面32a面に対する調整用分岐レーザ光Ls2の入射角度や入射位置を調整可能に入射調整機構50により位置決め固定されている。
Similarly to the
このため、個別照明装置10は、図12(b)に示すようなロッドインテグレータ32の幅方向の照度が概略4次関数曲線に略一致する、所謂、4次照度ムラLI(図中に破線で図示)が出現したときには、その照度ムラLIを解消して均一な照度に調整することができるようになっている。具体的には、図12(b)に示すように、その4次照度ムラLIに、図9に示す補正フィルタ46により光軸対称の2次照度ムラの調整を施しても、図中に一転鎖線で示す程度にしか補正することはできず、ロッドインテグレータ32の出射端面32bの両端側の光量が足りない照明光L´に調整できるに留まる。このことから、個別照明装置10では、4次照度ムラLIが出現したときには、その補正フィルタ46と協働するようになっている。具体的に、個別照明装置10は、第2光分岐部12によりその足りない照度を補充(補正)する光量分の調整用分岐レーザ光Ls1、Ls2を分岐させて、光ファイバ15、51の出射口15b、51bからそれぞれインプットレンズ群16の第3レンズ16cを介してロッドインテグレータ32の入射端面32aに入射することにより、マスクMの照明領域内で両端側に4次照度ムラLIの出現している小さな領域を狙って照射する。
For this reason, the
このとき、ロッドインテグレータ32の入射端面32aから入射する調整用分岐レーザ光Ls1、Ls2は、小対向面32dで1回全反射されて折り返された光束を反射されない光束に重ねてマスクMにおける照度ムラLIの両端側に照射することができ、図12(b)に示すように、その両端側ほど光量の足りない照度ムラLIに合わせるように、その両端側ほど照度を向上させて均一な照度の照明光Lに調整することができる。
At this time, the adjustment branching laser beams Ls1 and Ls2 incident from the
また、第2光分岐部12における1/2波長板17と偏光ビームスプリッタ18による分岐レーザ光Lm1、Lm2、Ls1、Ls2の光量比としては、4次照度ムラLIの光量分布の窪みが平均光量からγ%である場合には、次式で示す比率程度になるように調整すればよい。
Lm1:Lm2:Ls1:Ls2=(50−γ):(50−γ):γ:γ
Further, as the light quantity ratio of the branched laser lights Lm1, Lm2, Ls1, and Ls2 by the half-
Lm1: Lm2: Ls1: Ls2 = (50−γ) :( 50−γ): γ: γ
これにより、露光装置100は、個別照明装置10によりマスクMに均一な照度に調整した照明光Lを照射して高精度な露光処理を施す露光工程を実施して液晶表示パネル(電子デバイス)の製造方向を実行することができる。
As a result, the
このように本実施形態においては、上述実施形態による作用効果に加えて、照明用分岐レーザ光Lm1、Lm2にだけでは光量の足りない照度ムラLIの出現する複数箇所の領域を狙って、調整用分岐レーザ光Ls1だけでなく、調整用分岐レーザ光Ls2も照射することができ、マスクMの照明領域の両端側などの小さな領域の照射光量を上げて、より均一な照度での高品質な照明を実現することができる。したがって、レーザ光源LSの出射するレーザ光を無駄なくマスクMに照射して、露光装置100では、高精度な露光処理を行って高品質なプレートPを製造することができる。
As described above, in the present embodiment, in addition to the operational effects of the above-described embodiment, aiming at a plurality of regions where illuminance unevenness LI where the light intensity is insufficient with only the illumination branch laser lights Lm1 and Lm2 appears. It is possible to irradiate not only the branching laser beam Ls1 but also the adjusting branching laser beam Ls2, and increase the amount of irradiation light in a small area such as both ends of the illumination area of the mask M to achieve high-quality illumination with more uniform illumination. Can be realized. Therefore, the laser beam emitted from the laser light source LS is irradiated onto the mask M without waste, and the
ここで、上述第1、第2実施形態では、図2や図4に示す投影光学系を備える露光装置100に搭載する場合を一例にして説明するが、これに限るものではなく、例えば、図13に示す投影光学系を備える露光装置100にも変わりなく搭載できることは言うまでもない。
Here, in the first and second embodiments described above, the case where the
簡単に第1実施形態と同様の構成には同一の符号を付して特徴部分を説明すると、この図13では、第1実施形態における部分照明光学系IL1、IL2および投影光学系PLA1、PLA2に相当する構成を図示しており、そのうちの投影光学系PLA1、PLA2において中間像を形成する構成が主に異なっている。この図13に図示する投影光学系PLA1、PLA2では、マスクMの中間像を形成する第1結像光学系114と、中間像とプレートPとを光学的に共役にする第2結像光学系116とを備える投影光学装置により構成されている。その第2結像光学系116は、図2に示す投影光学系PL1、PL2とほぼ同じであるが、第2結像光学系116の第1レンズ群G1hを構成する各レンズは、投影光学系PL1、PL2の第1レンズ群G1を構成する回転対称な各レンズの、光軸に対して+X方向側およびX方向側の半分を切り欠いた回転非対称な外形である点が異なっている。この場合でも、結像光束は、第1レンズ群G1hの光軸から−X方向側および+X方向側を通過しているため、投影光学系PLA1、PLA2をさらに軽量化できるとともに、有効な結像光束のケラレは生じない。
The same components as those in the first embodiment are simply denoted by the same reference numerals and their characteristic parts will be described. In FIG. 13, the partial illumination optical systems IL1 and IL2 and the projection optical systems PLA1 and PLA2 in the first embodiment are shown. The corresponding configuration is illustrated, and the configuration for forming an intermediate image in the projection optical systems PLA1 and PLA2 is mainly different. In the projection optical systems PLA1 and PLA2 shown in FIG. 13, a first imaging
これらの投影光学系PLA1、PLA2の拡大倍率は、走査方向における拡大倍率が+1を超え、かつ非走査方向における拡大倍率が+1を超えるように設定されている。つまり、これらの投影光学系PL1、PL2は第2面上に第1面の正立正像を拡大倍率のもとで形成する。また、第1結像光学系114と第2結像光学系116との間の光路中の中間像が形成される位置には、視野絞り115が配置されている。この投影光学系によれば、視野絞り115の配置を容易に行うことができ、また、投影光学系の精度で視野絞りをプレートP上に投影することができるため、高精度な投影を行うことができる。
The magnifications of the projection optical systems PLA1 and PLA2 are set so that the magnification in the scanning direction exceeds +1 and the magnification in the non-scanning direction exceeds +1. In other words, these projection optical systems PL1 and PL2 form an erect image of the first surface on the second surface with an enlargement magnification. A
なお、上述の実施形態では、部分照明光学系IL1〜IL7毎にレーザ光源10を設ける場合を一例にして説明したが、これに限るものではなく、1つのレーザ光源10から2つ以上の部分照明光学系(照明光出射ユニット11)へレーザ光Lbを分配するようにしてもよいことは言うまでもない。
In the above-described embodiment, the case where the
図14は、上述の露光装置100を用いて、ガラスプレート(基板)P上に所定のパターン(回路パターン、電極パターン等)を形成することによって、電子デバイス(またはマイクロデバイス)としての液晶表示デバイスを製造する製造方法の一例につき説明するフローチャートである。
FIG. 14 shows a liquid crystal display device as an electronic device (or microdevice) by forming a predetermined pattern (circuit pattern, electrode pattern, etc.) on a glass plate (substrate) P using the
図14のステップS101(パターン形成工程)では、先ず、露光対象のプレートP上にフォトレジストを塗布して感光基板を準備する塗布工程、露光装置100を用いて液晶表示デバイス用のマスクのパターンを感光基板としてのプレートP上に転写露光する露光工程、及びこの露光工程により露光されたプレートPを現像する現像工程が実行される。この塗布工程、露光工程、及び現像工程を含むリソグラフィ工程によって、プレートP上に所定のレジストパターンが形成される。このリソグラフィ工程に続いて、そのレジストパターンをマスクとしたエッチング工程、及びレジスト剥離工程等を経て、プレートP上に多数の電極等を含む所定パターンが形成される。リソグラフィ工程等は、プレートP上のレイヤ数に応じて複数回実行される。
In step S101 (pattern formation process) of FIG. 14, first, a mask pattern for a liquid crystal display device is formed using an
ステップS102(カラーフィルタ形成工程)では、赤R、緑G、青Bに対応した3つの微細なフィルタの組をマトリックス状に多数配列するか、又は赤R、緑G、青Bの3本のストライプ状の複数のフィルタの組を水平走査線方向に配列することによってカラーフィルタを形成する。ステップS103(セル組立工程)では、例えばステップS101にて得られた所定パターンを有するプレートPとステップS102にて得られたカラーフィルタとの間に液晶を注入して、液晶パネル(液晶セル)を製造する。 In step S102 (color filter forming step), a large number of groups of three fine filters corresponding to red R, green G, and blue B are arranged in a matrix, or three of red R, green G, and blue B are arranged. A color filter is formed by arranging a set of a plurality of stripe-shaped filters in the horizontal scanning line direction. In step S103 (cell assembly process), for example, liquid crystal is injected between the plate P having the predetermined pattern obtained in step S101 and the color filter obtained in step S102, and a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is formed. To manufacture.
その後のステップS104(モジュール組立工程)では、そのようにして組み立てられた液晶パネル(液晶セル)に表示動作を行わせるための電気回路、及びバックライト等の部品を取り付けて、液晶表示デバイスとして完成させる。 In subsequent step S104 (module assembling process), the liquid crystal panel (liquid crystal cell) thus assembled is attached with an electric circuit for performing a display operation and components such as a backlight to complete a liquid crystal display device. Let
なお、本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、各請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。 It should be noted that the scope of the present invention is not limited to the illustrated and described exemplary embodiments, but includes all embodiments that provide the same effects as those intended by the present invention. Further, the scope of the invention is not limited to the combinations of features of the invention defined by the claims, but may be defined by any desired combination of particular features among all the disclosed features. .
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。 Although one embodiment of the present invention has been described so far, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be implemented in various forms within the scope of the technical idea.
10 照明装置
11 照明光出射ユニット
12 光分岐部
13〜15、51 光ファイバ
13a〜15a 入射口
13b〜15b、51b 出射口
16 インプットレンズ群
16a〜16c 第1〜第3レンズ
17 1/2波長板
18 偏光ビームスプリッタ
31 照明光導光ユニット
32 ロッドインテグレータ
32a入射端面
32b出射端面
32c大対向面
32d小対向面
33リレー光学系
43 コンデンサレンズ
44a,44b 平行平面板
45 補正レンズ
46 補正フィルタ
50 入射調整機構
52 突出部材
52a球部
53、59 ネジ
55 固定部材
56 中間支持部材
56a棒状部
57 連結部
57a収容部
57bスリット
100露光装置
150移動鏡
160照度センサ
AX32光軸
CX32中心軸
L照明光
LI照度ムラ
Lm1、Lm2照明用分岐レーザ光
Ls1、Ls2調整用レーザ光
Mマスク
Pプレート
DESCRIPTION OF
Claims (19)
前記照明領域の全体が照明されるように第1の光を前記ロッドインテグレータに入射させる第1入射部と、
前記第1の光によって照明される前記照明領域の一部を照明するように第2の光を前記ロッドインテグレータに入射させる第2入射部と、
を備えることを特徴とする照明装置。 An illumination device comprising a pair of side surfaces facing each other, a rod integrator that emits light reflected between the pair of side surfaces, and a light guide optical system that irradiates a predetermined illumination region with light emitted from the rod integrator. And
A first incident portion that causes the first light to be incident on the rod integrator so that the entire illumination area is illuminated;
A second incident portion that causes the second light to be incident on the rod integrator so as to illuminate a part of the illumination area illuminated by the first light;
A lighting device comprising:
前記第2入射部は、前記ロッドインテグレータの前記第1端面の一部を照明するように前記第2の光を前記ロッドインテグレータに入射させ、
前記導光光学系は、前記第1端面と前記照明領域とを光学的に共役にすることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。 The first incident portion causes the first light to enter the rod integrator so as to illuminate the entire first end surface of the rod integrator from which the first light is emitted,
The second incident portion causes the second light to be incident on the rod integrator so as to illuminate a part of the first end face of the rod integrator,
The illumination device according to claim 1, wherein the light guide optical system optically conjugates the first end surface with the illumination area.
前記第2入射部は、前記第2端面のうち前記複数の位置と異なる位置から前記第2の光を前記ロッドインテグレータに入射させることを特徴とする請求項1または2に記載の照明装置。 The first incident portion transmits the first light from a plurality of positions symmetrical to each other with respect to the center of the second end surface of the second end surface of the rod integrator on which the first light is incident. Incident on
The lighting device according to claim 1, wherein the second incident unit causes the second light to be incident on the rod integrator from a position different from the plurality of positions on the second end surface.
前記第2入射部は、前記ロッドインテグレータの前記端面または該端面近傍に前記第2の光の集光点を形成することなく該端面から前記第2の光を前記ロッドインテグレータに入射させることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の照明装置。 The first incident portion forms a condensing point of the first light at an end face of the rod integrator or in the vicinity of the end face, and causes the first light to enter the rod integrator from the end face,
The second incident portion causes the second light to be incident on the rod integrator from the end face without forming a condensing point of the second light on the end face of the rod integrator or in the vicinity of the end face. The lighting device according to any one of claims 1 to 4.
前記出射部が出射した前記第3の光を、少なくとも前記第1の光および前記第2の光を含む複数の分岐光に分岐する光分岐部と、を備え、
前記第1入射部は、前記光分岐部が分岐した前記第1の光を前記ロッドインテグレータに入射させ、
前記第2入射部は、前記光分岐部が分岐した前記第2の光を前記ロッドインテグレータに入射させることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の照明装置。 An emission part for emitting third light;
An optical branching unit that branches the third light emitted by the emitting unit into a plurality of branched lights including at least the first light and the second light;
The first incident portion causes the first light branched by the light branching portion to enter the rod integrator,
The lighting device according to claim 1, wherein the second incident unit causes the second light branched by the light branching unit to be incident on the rod integrator.
前記パターンを照明する請求項1から10のいずれか1項に記載の照明装置を備えたことを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus that exposes a substrate by irradiating the substrate with light through a pattern formed on a mask,
An exposure apparatus comprising the illumination device according to claim 1 that illuminates the pattern.
請求項1から10のいずれか一項に記載の照明装置を用いて前記パターンを照明することを含むことを特徴とする露光方法。 An exposure method of exposing a substrate by irradiating the substrate with light through a pattern formed on a mask,
An exposure method comprising: illuminating the pattern using the illumination device according to claim 1.
前記照度分布の検出情報に基づいて前記照明領域の一部を前記第2の光によって照明することと、を含むことを特徴とする請求項15または16に記載の露光方法。 Detecting an illuminance distribution in the illumination area or in an area on the substrate corresponding to the illumination area;
The exposure method according to claim 15, further comprising: illuminating a part of the illumination area with the second light based on detection information of the illuminance distribution.
請求項15から17のいずれか1項に記載の露光方法を用いて前記基板を露光することと、
露光された前記基板を現像することと、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。 A device manufacturing method for forming an electronic device on a substrate,
Exposing the substrate using the exposure method according to any one of claims 15 to 17,
Developing the exposed substrate;
A device manufacturing method comprising:
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JP2020017530A (en) * | 2014-11-07 | 2020-01-30 | 大日本印刷株式会社 | Lighting device |
WO2020217288A1 (en) * | 2019-04-22 | 2020-10-29 | カンタム・ウシカタ株式会社 | Optical system device |
CN113204176A (en) * | 2021-04-27 | 2021-08-03 | 合肥芯碁微电子装备股份有限公司 | Tool, detection system and method for detecting and debugging imaging light path of equipment |
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