JP3316694B2 - Projection exposure apparatus and transfer method - Google Patents

Projection exposure apparatus and transfer method

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JP3316694B2
JP3316694B2 JP16696392A JP16696392A JP3316694B2 JP 3316694 B2 JP3316694 B2 JP 3316694B2 JP 16696392 A JP16696392 A JP 16696392A JP 16696392 A JP16696392 A JP 16696392A JP 3316694 B2 JP3316694 B2 JP 3316694B2
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えばウエハの反射率
が変化しても投影光学系の結像特性を所定の状態に維持
できる投影露光装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection exposure apparatus which can maintain the imaging characteristics of a projection optical system in a predetermined state even when the reflectance of a wafer changes, for example.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子又は液晶表示素子等をフォト
リソグラフィー技術を用いて製造する際に、レチクルの
パターンを投影光学系を介してウエハ上に転写する縮小
投影露光装置が使用されている。斯かる投影露光装置の
重要な性能の1つに重ね合わせ精度があり、この重ね合
わせ精度に影響を与える主要な要素が投影光学系の倍率
誤差である。例えば超LSI等に用いられるパターンの
線幅は年々微細化され、ウエハ上での重ね合わせ精度の
向上に対する要求も強まっている。従って、投影光学系
の投影倍率を所定の範囲に保つ必要性も高まっている。
2. Description of the Related Art When manufacturing a semiconductor element or a liquid crystal display element using a photolithography technique, a reduction projection exposure apparatus for transferring a reticle pattern onto a wafer via a projection optical system is used. One of the important performances of such a projection exposure apparatus is overlay accuracy, and a major factor affecting the overlay accuracy is the magnification error of the projection optical system. For example, the line width of a pattern used in an VLSI or the like has been miniaturized year by year, and a demand for improvement in overlay accuracy on a wafer has been increasing. Therefore, there is an increasing need to keep the projection magnification of the projection optical system within a predetermined range.

【0003】ところで、投影光学系の投影倍率は、装置
の僅かな温度変化、クリーンルーム内の大気の僅かな気
圧変動、大気の温度変化及び投影光学系への露光光の照
射履歴等により、所定の倍率の近傍で変動することが分
かっている。そこで、従来の投影露光装置には、投影光
学系の倍率を微調整して所定の倍率を得るための倍率補
正機構を有するものがある。そのような倍率補正機構と
して、例えば投影光学系中の所定のレンズ間隔を変化さ
せる機構又は投影光学系中の所定の空気室の圧力を調整
する機構等が知られている。
Incidentally, the projection magnification of the projection optical system is determined by a predetermined temperature change of the apparatus, a slight change in atmospheric pressure of the atmosphere in the clean room, a change in the temperature of the atmosphere, a history of irradiation of the projection optical system with exposure light, and the like. It has been found to fluctuate near the magnification. Therefore, some conventional projection exposure apparatuses have a magnification correcting mechanism for finely adjusting the magnification of the projection optical system to obtain a predetermined magnification. As such a magnification correcting mechanism, for example, a mechanism for changing a predetermined lens interval in the projection optical system or a mechanism for adjusting the pressure of a predetermined air chamber in the projection optical system is known.

【0004】また、倍率に関する変動要因と同じ変動要
因により、投影光学系の最良結像面(焦点面)の位置又
は歪曲収差の状態等も変化する。このため、そのような
倍率補正機構の他に、焦点合わせの補正機構又は歪曲収
差の補正機構等を備えた投影露光装置もある。例えばレ
チクルを投影光学系の光軸に垂直な面に対して僅かに傾
けることにより、投影光学系の歪曲収差の状態を或る程
度調整することができる。
Further, the position of the best imaging plane (focal plane) of the projection optical system, the state of distortion, and the like also change due to the same fluctuation factor as the magnification. For this reason, in addition to such a magnification correction mechanism, there is also a projection exposure apparatus including a focusing correction mechanism, a distortion correction mechanism, or the like. For example, by slightly tilting the reticle with respect to a plane perpendicular to the optical axis of the projection optical system, the state of distortion of the projection optical system can be adjusted to some extent.

【0005】さて、上記の投影光学系の結像特性の変動
要因の内の、投影光学系への露光光の照射量を計測する
ために、従来の投影露光装置には、インテグレータセン
サー、照射量センサー及び反射率モニターが設けられて
いる。インテグレータセンサーとは、照明光学系からレ
チクルに向けて照射される露光光の内からビームスプリ
ッターにより分割された光を受光する光電変換素子より
なり、これにより投影光学系への露光光の照射量をモニ
ターすることができる。また、照射量センサーとは、ウ
エハが載置されているステージ上に配置された光電変換
素子であり、ステージを移動してその照射量センサーを
投影光学系の露光領域に配置することにより、ウエハに
対する露光光の照射量をモニターすることができる。
In order to measure the irradiation amount of exposure light to the projection optical system among the above-mentioned fluctuation factors of the imaging characteristics of the projection optical system, a conventional projection exposure apparatus includes an integrator sensor and an irradiation amount. A sensor and a reflectance monitor are provided. The integrator sensor consists of a photoelectric conversion element that receives the light split by the beam splitter from the exposure light emitted from the illumination optical system toward the reticle, and thereby controls the amount of exposure light to the projection optical system. Can be monitored. An irradiation sensor is a photoelectric conversion element arranged on a stage on which a wafer is mounted. By moving the stage and disposing the irradiation sensor in an exposure area of a projection optical system, Of the exposure light can be monitored.

【0006】一方、反射率モニターとは、例えば特開昭
62−183522号公報に開示されているように、露
光光用の照明光学系中に配置されたビームスプリッター
に関して、露光光の2次光源の形状を設定する開口絞り
とほぼ対称な位置に配置された光電変換素子である。露
光光の2次光源の形状を設定する開口絞り面は投影光学
系の瞳面とほぼ共役であるため、反射率モニターは投影
光学系の瞳面とほぼ共役な面に配置されていたとも言う
ことができる。その反射率モニターは、ウエハで反射さ
れた後に、投影光学系及びそのビームスプリッターを介
して入射する露光光を光電変換するものであり、これに
よりウエハの反射率をモニターすることができる。
On the other hand, a reflectivity monitor refers to a secondary light source of exposure light with respect to a beam splitter disposed in an illumination optical system for exposure light as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-183522. Is a photoelectric conversion element arranged at a position substantially symmetric with the aperture stop for setting the shape of the aperture stop. Since the aperture stop surface for setting the shape of the secondary light source of the exposure light is almost conjugate with the pupil plane of the projection optical system, it can be said that the reflectance monitor is arranged on a plane almost conjugate with the pupil plane of the projection optical system. be able to. The reflectance monitor photoelectrically converts the exposure light incident through the projection optical system and its beam splitter after being reflected by the wafer, thereby monitoring the reflectance of the wafer.

【0007】また、従来は露光光の2次光源としては、
一般に照明光学系の光軸を含む領域に円形に分布する通
常の2次光源が使用されていた。この場合には、そのビ
ームスプリッターにより反射された方向で且つ投影光学
系の瞳面と共役な面にも円形の2次光源像が形成される
ので、反射率モニターとしてはその円形の2次光源像と
同程度の受光面を有する光電変換素子を使用することが
できた。
Conventionally, as a secondary light source of exposure light,
Generally, an ordinary secondary light source distributed in a circular shape in a region including the optical axis of the illumination optical system has been used. In this case, a circular secondary light source image is formed in the direction reflected by the beam splitter and also on a plane conjugate with the pupil plane of the projection optical system. A photoelectric conversion element having a light receiving surface equivalent to that of an image could be used.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近時、
より投影光学系の解像度を高めると共に、焦点深度は比
較的深く維持できる照明法である所謂複数傾斜照明が本
出願人により提案されている。複数傾斜照明とは、露光
光の2次光源をそれぞれ照明光学系の光軸から偏心し、
且つ互いに分離された例えば4個の変形2次光源より形
成する照明法である。また、このような複数傾斜照明
は、転写対象とするレチクルのパターンに応じて使用さ
れるものであり、例えば2次光源形成面に配置された開
口絞り群の内から所望の開口絞りを選択する機構等によ
り、通常の照明法と複数傾斜照明法とを切り換えて使用
できる投影露光装置も提案されている。更に、輪帯照明
等も必要に応じて使用できる装置も考えられる。
However, recently,
The applicant has proposed a so-called multi-tilt illumination, which is an illumination method capable of further increasing the resolution of the projection optical system and maintaining the depth of focus relatively deep. With multiple tilt illumination, the secondary light source of the exposure light is decentered from the optical axis of the illumination optical system, respectively.
In addition, this is an illumination method formed by, for example, four modified secondary light sources separated from each other. Such multiple tilt illumination is used in accordance with the pattern of a reticle to be transferred, and for example, selects a desired aperture stop from a group of aperture stops arranged on a secondary light source forming surface. There has also been proposed a projection exposure apparatus which can be used by switching between a normal illumination method and a plurality of oblique illumination methods by a mechanism or the like. Further, a device that can use annular illumination or the like as needed is also conceivable.

【0009】それら種々の照明法の内の複数傾斜照明を
使用する場合、そのビームスプリッターにより反射され
た方向で且つ投影光学系の瞳面と共役な面には、中抜け
の状態で複数の変形2次光源の像が互いに分離して形成
される。従って、通常の照明法用に用意された反射率モ
ニターでは反射光を十分に受光することができず、ウエ
ハの反射率を良好に測定できないという不都合があっ
た。これに関して、その反射率モニターの受光面積をそ
れら複数の変形2次光源の像を完全に覆う程度に広くす
れば受光量は大きくなるが、受光面積が大きくなると光
電変換素子の応答速度が遅くなり、測定時間が長くなっ
てしまう。特に、露光光の光源としてパルスレーザー光
源を使用するような場合には、反射率モニターの応答速
度をできるだけ速くすることが望まれる。同様の不都合
は、輪帯照明を行う場合にも生ずる。
In the case of using a plurality of oblique illuminations among these various illumination methods, a plurality of deformations are formed in a plane conjugate with the pupil plane of the projection optical system in a direction reflected by the beam splitter in a hollow state. The images of the secondary light sources are formed separately from each other. Therefore, the reflectance monitor prepared for the ordinary illumination method cannot receive the reflected light sufficiently, so that the reflectance of the wafer cannot be measured well. In this regard, if the light receiving area of the reflectance monitor is widened so as to completely cover the images of the plurality of deformed secondary light sources, the amount of received light increases, but as the light receiving area increases, the response speed of the photoelectric conversion element decreases. However, the measurement time becomes longer. In particular, when a pulse laser light source is used as the light source of the exposure light, it is desired that the response speed of the reflectance monitor be as high as possible. A similar inconvenience occurs when performing annular illumination.

【0010】本発明は斯かる点に鑑み、所謂複数傾斜照
明又は輪帯照明を行うような場合にも、比較的簡単な構
成で、且つ比較的受光面の小さな反射率モニターを用い
て、ウエハ等の感光基板の反射率を高い応答速度でモニ
ターでき、このモニター結果に応じて投影光学系の結像
特性を制御できる投影露光装置、及びこの投影露光装置
を用いた転写方法を提供することを目的とする。
In view of the foregoing, the present invention provides a wafer monitor having a relatively simple structure and a relatively small light receiving surface even when so-called multi-tilt illumination or annular illumination is performed. It can be monitored at a high response speed reflectance of the photosensitive substrate etc., a projection exposure apparatus capable of controlling the imaging properties of the projection optical system in accordance with the monitoring result, and the projection exposure apparatus
It is an object of the present invention to provide a transfer method using the same .

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明による第1の投影
露光装置は、例えば図1及び図2に示す如く、露光光を
発生する光源(1)と、その露光光により2次光源を形
成する2次光源形成手段(5,9)と、その2次光源か
らのその露光光IL1を集光してマスクRを照明するコ
ンデンサー光学系(16)と、そのマスクRのパターン
をその露光光のもとでステージ(20)上の感光基板W
に転写する投影光学系PLとを有する投影露光装置にお
いて、その2次光源形成手段(5,9)は、そのコンデ
ンサー光学系(16)の光軸に対して偏心し且つ分離し
た4個の変形2次光源又は輪帯状の変形2次光源を有す
る2次光源(13a〜13d,12)を形成し、その2
次光源形成手段(5,9)とその投影光学系PLとの間
に配置されたビームスプリッター(15)と、その投影
光学系PL及びそのビームスプリッター(15)を介し
て分離されるそのステージ(20)上の物体からの反射
光IL2により形成される2次光源像(面P1上の像)
の最内部から最も内方へ向かう光線IL3同士が交差す
る第1の面P2と、この2次光源像の最外部から最も内
方へ向かう光線IL4同士が交差する第2の面P3との
間に配置された光電変換素子(25)と、この光電変換
素子(25)からの光電変換信号に基づいてその投影光
学系PLの結像特性を制御する結像特性制御手段(8,
24)とを有するものである。また、本発明による第2
投影露光装置は、露光光を発生する光源(1)と、そ
の露光光により2次光源を形成する2次光源形成手段
(5,9)と、その2次光源からの露光光を集光してマ
スクRを照明するコンデンサー光学系(16)と、その
マスクのパターンをその露光光のもとでステージ(2
0)上の感光基板Wに転写する投影光学系PLとを有す
る投影露光装置において、その2次光源形成手段とその
投影光学系との間の光路中に配置されたビームスプリッ
ター(15)と、そのビームスプリッターを介して分離
される光路中に配置された光電変換素子(25)と、そ
のビームスプリッターを介して分離されてその光電変換
素子へ至る光路中に配置された拡散板(29)とを有す
るものである。また、本発明の転写方法は、本発明の各
投影露光装置を用いた転写方法であって、そのコンデン
サー光学系からの露光光でそのマスクを照明し、その投
影光学系を用いてそのマスクのパターンをその感光基板
に転写するものである。
According to a first projection exposure apparatus of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, for example, a light source (1) for generating exposure light and a secondary light source are formed by the exposure light. Secondary light source forming means (5, 9), a condenser optical system (16) for condensing the exposure light IL1 from the secondary light source and illuminating the mask R, and converting the pattern of the mask R to the exposure light Substrate W on stage (20)
In the projection exposure apparatus having the projection optical system PL for transferring the light beam to the secondary light source, the secondary light source forming means (5, 9) has four deformations decentered and separated from the optical axis of the condenser optical system (16). A secondary light source (13a to 13d, 12) having a secondary light source or an annular modified secondary light source is formed, and
A beam splitter (15) arranged between the next light source forming means (5, 9) and the projection optical system PL, and the stage () separated via the projection optical system PL and the beam splitter (15) 20) Secondary light source image (image on plane P1) formed by reflected light IL2 from an object on top
Between the first plane P2 where the light rays IL3 heading from the innermost to the innermost point intersect with each other, and the second plane P3 where the light rays IL4 heading from the outermost to the innermost part of the secondary light source image intersect And an imaging characteristic control means (8, 20) for controlling the imaging characteristic of the projection optical system PL based on the photoelectric conversion signal from the photoelectric conversion element (25).
24). In addition, the second aspect of the present invention
Projection exposure apparatus comprises a light source (1) for generating the exposure light by the exposure light and the secondary light source forming means for forming a secondary light source (5,9), condensing the exposure light from the secondary light source And a condenser optical system (16) for illuminating the mask R, and the pattern of the mask is moved to the stage (2) under the exposure light.
0) In a projection exposure apparatus having a projection optical system PL for transferring to the upper photosensitive substrate W, a beam splitter (15) arranged in an optical path between the secondary light source forming means and the projection optical system; A photoelectric conversion element (25) arranged in an optical path separated through the beam splitter, and a diffusion plate (29) arranged in an optical path separated to the photoelectric conversion element through the beam splitter. It has. Further, the transfer method of the present invention is a transfer method using each projection exposure apparatus of the present invention, wherein the mask is illuminated with exposure light from the condenser optical system, and the mask is illuminated using the projection optical system. The pattern is transferred to the photosensitive substrate.

【0012】[0012]

【作用】斯かる本発明によれば、その2次光源形成手段
(5,9)が、コンデンサー光学系(16)の光軸に対
して偏心した2次光源を形成すると、ステージ(20)
上の物体から投影光学系PL及びビームスプリッター
(15)を介して戻って来る反射光IL2により、例え
ば図1に示すように面P1にその偏心した2次光源の像
が結像される。しかしながら、この偏心した2次光源の
像は光軸から離れた領域に光量が分布しているので、面
P1でその像全体の光量を受光するには、光電変換素子
(25)の受光面積が大きくなり、応答速度が低くな
る。
According to the present invention, when the secondary light source forming means (5, 9) forms a secondary light source decentered with respect to the optical axis of the condenser optical system (16), the stage (20)
The reflected light IL2 returning from the object above via the projection optical system PL and the beam splitter (15) forms an image of the decentered secondary light source on the plane P1, for example, as shown in FIG. However, since the decentered image of the secondary light source has a light amount distributed in a region distant from the optical axis, the light receiving area of the photoelectric conversion element (25) is required to receive the light amount of the entire image on the plane P1. And the response speed decreases.

【0013】そこで、本発明では、面P1上の2次光源
像の最内部(光軸に最も近い部分)から最も内方へ向か
う光線IL3同士が交差する第1の面P2と、面P1上
の2次光源像の最外部(光軸から最も離れた部分)から
最も内方へ向かう光線IL4同士が交差する第2の面P
3との間に光電変換素子(25)を配置している。これ
により、光電変換素子(25)の受光面積が小さくと
も、その面P1上の2次光源像を形成する光量の1/2
程度を受光することができる。また、拡散板を設けるこ
とで、仮にその2次光源像が中抜けの状態であっても、
その受光面積の小さい光電変換素子でも或る程度の受光
量を確保できる。
Therefore, in the present invention, the first plane P2 where the light rays IL3 going from the innermost part (the part closest to the optical axis) of the secondary light source image on the plane P1 to the innermost part intersects, The second plane P where the light rays IL4 heading inward from the outermost (part farthest from the optical axis) of the secondary light source image
3, a photoelectric conversion element (25) is arranged. Thereby, even if the light receiving area of the photoelectric conversion element (25) is small, 光 量 of the light amount forming the secondary light source image on the plane P1 is obtained.
The degree can be received. Also, it is necessary to provide a diffusion plate.
So, even if the secondary light source image is in a hollow state,
Even a photoelectric conversion element with a small light receiving area can receive a certain amount of light
We can secure quantity.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明による投影露光装置の一実施例
につき図面を参照して説明する。本実施例は投影光学系
の結像特性制御機構を有する縮小投影露光装置に本発明
を適用したものである。図1は本実施例の縮小投影露光
装置の全体の構成を簡略化して示し、この図1におい
て、1は水銀ランプである。水銀ランプ1からの露光光
ILは楕円鏡2で焦光され、ミラー3で反射された後
に、インプットレンズ4でほぼ平行光束に変換される。
楕円鏡2とミラー3との間にシャッター6が配置され、
駆動モーター7によりそのシャッター6を閉じることに
より、露光光ILのインプットレンズ4に対する供給を
停止することができる。8は装置全体の動作を制御する
主制御系を示し、主制御系8が駆動モーター7の動作を
制御する。なお、水銀ランプ1の他に、KrFエキシマ
レーザー等のパルスレーザー光源又はその他の光源を使
用することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the projection exposure apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, the present invention is applied to a reduction projection exposure apparatus having an image forming characteristic control mechanism of a projection optical system. FIG. 1 is a simplified diagram showing the overall configuration of a reduction projection exposure apparatus according to this embodiment. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a mercury lamp. Exposure light IL from a mercury lamp 1 is focused by an elliptical mirror 2 and reflected by a mirror 3 before being converted into a substantially parallel light beam by an input lens 4.
A shutter 6 is arranged between the elliptical mirror 2 and the mirror 3,
By closing the shutter 6 by the drive motor 7, the supply of the exposure light IL to the input lens 4 can be stopped. Reference numeral 8 denotes a main control system for controlling the operation of the entire apparatus. The main control system 8 controls the operation of the drive motor 7. In addition to the mercury lamp 1, a pulsed laser light source such as a KrF excimer laser or other light sources can be used.

【0015】インプットレンズ4から射出された露光光
ILは、フライアイレンズよりなるオプティカルインテ
グレータ5に入射し、オプティカルインテグレータ5の
射出側(レチクルR側)の焦点面に多数の2次光源が形
成される。また、この2次光源の形成面には可変開口絞
りとしての空間フィルター板9が配置されており、この
空間フィルター板9を回転駆動部10により所望の回転
角に設定することができる。
Exposure light IL emitted from the input lens 4 is incident on an optical integrator 5 composed of a fly-eye lens, and a number of secondary light sources are formed on a focal plane on the emission side (reticle R side) of the optical integrator 5. You. Further, a spatial filter plate 9 as a variable aperture stop is arranged on the surface on which the secondary light source is formed, and the spatial filter plate 9 can be set to a desired rotation angle by the rotation drive unit 10.

【0016】図2に示すように、空間フィルター板9の
回転軸9aの周囲には4種類の開口パターン11〜13
が形成されている。先ず第1の開口パターン11は通常
の光軸を中心とする円形の開口パターンであり、第2の
開口パターン12は輪帯状の開口パターンである。ま
た、第3の開口パターン13は、光軸から偏心した4個
の比較的大きな開口パターン13a〜13dより構成さ
れ、第4の開口パターン14は、光軸から偏心した4個
の比較的小さい開口パターン14a〜14dより構成さ
れている。これら第3の開口パターン13及び第4の開
口パターン14によりそれぞれ所謂複数傾斜照明用の変
形2次光源が形成され、第2の開口パターン12により
輪帯照明用の2次光源が形成される。
As shown in FIG. 2, four types of opening patterns 11 to 13 are provided around the rotation axis 9a of the spatial filter plate 9.
Are formed. First, the first opening pattern 11 is a circular opening pattern centered on a normal optical axis, and the second opening pattern 12 is a ring-shaped opening pattern. The third opening pattern 13 includes four relatively large opening patterns 13a to 13d eccentric from the optical axis, and the fourth opening pattern 14 includes four relatively small opening eccentric from the optical axis. It is composed of patterns 14a to 14d. The third opening pattern 13 and the fourth opening pattern 14 form a modified secondary light source for so-called multi-tilt illumination, and the second opening pattern 12 forms a secondary light source for annular illumination.

【0017】図1に戻り、オプティカルインテグレータ
5による2次光源形成面には、空間フィルター板9の複
数傾斜照明用の第3の開口パターン13が配置されてい
る。その開口パターン13はそのまま露光光ILの光軸
AXから偏心した変形2次光源とみなすことができる。
その開口パターン13より射出された露光光IL1は、
透過率が高く反射率の低いビームスプリッター15を経
て主コンデンサーレンズ16に入射する。この主コンデ
ンサーレンズ16により適度に集光された露光光IL1
は、ミラー17で反射されて照明視野絞りとしての可変
レチクルブラインド18を通過した後に、ほぼ均一な照
度でレチクルRを照明する。
Returning to FIG. 1, a third aperture pattern 13 for a plurality of oblique illuminations of the spatial filter plate 9 is arranged on the secondary light source forming surface of the optical integrator 5. The opening pattern 13 can be regarded as a modified secondary light source decentered from the optical axis AX of the exposure light IL.
The exposure light IL1 emitted from the opening pattern 13 is
The light enters a main condenser lens 16 via a beam splitter 15 having a high transmittance and a low reflectance. The exposure light IL1 appropriately collected by the main condenser lens 16
Illuminates the reticle R with substantially uniform illuminance after being reflected by the mirror 17 and passing through a variable reticle blind 18 as an illumination field stop.

【0018】レチクルRのパターン領域を通過した露光
光IL1は、投影光学系PLによりウエハW上のショッ
ト領域に集束され、これによりレチクルRのパターンが
ウエハWのそのショット領域に所定の縮小倍率で縮小さ
れて転写される。投影光学系PLのフーリエ変換面(瞳
面)には開口絞り19が配置され、そのフーリエ変換面
はオプティカルインテグレータ5の2次光源形成面と共
役である。また、ウエハWはZステージ20上に保持さ
れ、Zステージ20はXYステージ21上に載置されて
いる。XYステージ21は、投影光学系PLの光軸に垂
直な面内でウエハWを2次元的に位置決めすることがで
き、Zステージ20は投影光学系PLの光軸に平行な方
向にウエハWを位置決めすることができる。
The exposure light IL1 that has passed through the pattern area of the reticle R is focused on a shot area on the wafer W by the projection optical system PL, so that the pattern of the reticle R is focused on the shot area of the wafer W at a predetermined reduction magnification. It is reduced and transferred. An aperture stop 19 is arranged on the Fourier transform plane (pupil plane) of the projection optical system PL, and the Fourier transform plane is conjugate with the secondary light source forming plane of the optical integrator 5. Further, the wafer W is held on a Z stage 20, and the Z stage 20 is mounted on an XY stage 21. The XY stage 21 can two-dimensionally position the wafer W in a plane perpendicular to the optical axis of the projection optical system PL, and the Z stage 20 moves the wafer W in a direction parallel to the optical axis of the projection optical system PL. Can be positioned.

【0019】そのZステージ20上のウエハWの近傍に
は、各種アライメント等の際の基準となる基準マークが
形成された基準マーク板22が形成されている。また、
ウエハWの反対側の近傍には遮光板23が設けられてお
り、この遮光板23で図示省略した移動鏡を露光光から
保護している。その移動鏡はレーザー干渉計によりXY
テーブル21の座標を計測するのに使用される。また、
本実施例ではその基準マーク板22及び遮光板23によ
り、ウエハWの反射率を計測する際の基準反射率の計測
が行われる。
In the vicinity of the wafer W on the Z stage 20, there is formed a reference mark plate 22 on which reference marks serving as references for various alignments and the like are formed. Also,
A light shielding plate 23 is provided near the opposite side of the wafer W, and the light shielding plate 23 protects a movable mirror (not shown) from exposure light. The moving mirror is XY by laser interferometer
It is used to measure the coordinates of the table 21. Also,
In this embodiment, the reference mark plate 22 and the light shielding plate 23 measure the reference reflectance when measuring the reflectance of the wafer W.

【0020】24は圧力調整器を示し、主制御系8は圧
力調整器24を介して投影光学系PLの内部の所定の空
気室の圧力を調整する。このような空気室の圧力の調整
により投影光学系PLの投影倍率等の結像特性を所定範
囲で調整することができる。なお、圧力調整器24の代
わりに又は圧力調整器24と並行して、投影光学系PL
を構成するレンズ群の間の間隔等を調整する機構を設け
てもよく、更にレチクルRを投影光学系PLの光軸に垂
直な面から僅かに傾斜させる機構等を設けてもよい。レ
チクルRの傾斜により投影光学系PLの歪曲収差等の状
態を調整することができる。
Reference numeral 24 denotes a pressure regulator, and the main control system 8 regulates the pressure of a predetermined air chamber inside the projection optical system PL via the pressure regulator 24. By adjusting the pressure in the air chamber, the imaging characteristics such as the projection magnification of the projection optical system PL can be adjusted within a predetermined range. Note that, instead of or in parallel with the pressure adjuster 24, the projection optical system PL
A mechanism may be provided for adjusting the distance between the lens groups constituting the lens unit, and a mechanism for slightly tilting the reticle R from a plane perpendicular to the optical axis of the projection optical system PL may be provided. The state such as distortion of the projection optical system PL can be adjusted by the inclination of the reticle R.

【0021】更に、図示省略するも、投影光学系PLの
周囲に配置され大気圧及び温度を計測する装置、往路で
ビームスプリッター15に反射された露光光を受光する
ためのインテグレータセンサー及びZステージ20上に
配置され照射される露光光を受光する照射量モニターも
設けられ、これら装置による大気圧情報、温度情報、積
算露光量の情報及び照射量情報等が主制御系8に供給さ
れている。更に、可変レチクルブラインド18の開口部
の形状等の情報も主制御系8に供給されている。
Further, although not shown, a device arranged around the projection optical system PL for measuring atmospheric pressure and temperature, an integrator sensor for receiving exposure light reflected by the beam splitter 15 on the outward path, and a Z stage 20 There is also provided an irradiation amount monitor which receives exposure light to be irradiated, and is provided with atmospheric pressure information, temperature information, integrated exposure amount information, irradiation amount information and the like from these devices to the main control system 8. Further, information such as the shape of the opening of the variable reticle blind 18 is also supplied to the main control system 8.

【0022】次に、ウエハWから反射された露光光は、
投影光学系PL、可変レチクルブラインド18、ミラー
17及び主コンデンサーレンズ16を経てビームスプリ
ッター15に戻る。このビームスプリッター15で反射
された露光光IL2により面P1に開口パターン13の
像、即ち変形2次光源の像が結像される。従って、面P
1はオプティカルインテグレータ5の2次光源形成面及
び投影光学系PLの開口絞り19の配置面(瞳面)と共
役である。25は光電変換素子よりなる反射率モニター
を示し、本実施例ではその反射率モニター25の受光面
を、面P1から間隔dmin だけ離れた面P2と面P1か
ら間隔dmax だけ離れた面P3との間に配置する。一例
として、その反射率モニター25の受光面は面P2と面
P3との中央部に配置される。
Next, the exposure light reflected from the wafer W is
The light returns to the beam splitter 15 via the projection optical system PL, the variable reticle blind 18, the mirror 17, and the main condenser lens 16. The image of the aperture pattern 13, that is, the image of the modified secondary light source is formed on the surface P1 by the exposure light IL2 reflected by the beam splitter 15. Therefore, the plane P
Reference numeral 1 denotes a conjugate with the secondary light source forming surface of the optical integrator 5 and the plane (pupil plane) of the projection optical system PL where the aperture stop 19 is arranged. Reference numeral 25 denotes a reflectance monitor composed of a photoelectric conversion element. In the present embodiment, the light receiving surface of the reflectance monitor 25 has a light receiving surface P2 separated from the surface P1 by a distance d min and a light receiving surface P3 separated from the surface P1 by a distance d max. And between them. As an example, the light receiving surface of the reflectance monitor 25 is disposed at the center between the plane P2 and the plane P3.

【0023】この場合、面P2は、面P1上の変形2次
光源像の最も光軸に近い部分から最も光軸側へ向かう光
線IL3同士が交差する面であり、面P3は、面P1上
の変形2次光源像の最も光軸から離れた部分から最も光
軸側へ向かう光線IL4同士が交差する面である。反射
率モニター25の受光面の大きさはそれら光線IL3と
光線IL4とを受光できる程度の直径の円形であり、反
射率モニター25の光電変換信号Sを主制御系8に供給
する。
In this case, the plane P2 is a plane where the rays IL3 from the portion closest to the optical axis of the deformed secondary light source image on the plane P1 to the optical axis side intersect, and the plane P3 is on the plane P1. This is the plane where the light beams IL4 that go from the portion farthest from the optical axis of the modified secondary light source image to the optical axis side intersect with each other. The size of the light receiving surface of the reflectance monitor 25 is a circle having a diameter enough to receive the light beams IL3 and IL4, and supplies the photoelectric conversion signal S of the reflectance monitor 25 to the main control system 8.

【0024】次に、それら面P2及び面P3の求め方に
ついて図3を参照して説明する。図3は図1の光学系か
らミラー17及びビームスプリッター15を省略した簡
略化した光学系であり、この図3はウエハWから反射さ
れた露光光IL2が投影光学系PL、レチクルR及び主
コンデンサーレンズ16を経て図示省略した反射率モニ
ターに入射する場合の光路を示している。
Next, how to determine the planes P2 and P3 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a simplified optical system in which the mirror 17 and the beam splitter 15 are omitted from the optical system of FIG. 1, and FIG. 3 shows that the exposure light IL2 reflected from the wafer W is projected onto the projection optical system PL, the reticle R, and the main condenser. An optical path when the light enters a reflectance monitor (not shown) via a lens 16 is shown.

【0025】図3において、ウエハWからレチクルRに
対する投影光学系PLの投影倍率(通常の縮小倍率の逆
数)をβ、投影光学系PLの開口数をNA、ウエハW上
の正方形の露光領域26の1辺の長さを2L、主コンデ
ンサーレンズ16の焦点距離をfとする。この場合、ウ
エハW上の露光領域26に外接する円周の半径をr1、
露光領域26と共役なレチクルR上のパターン領域に外
接する円周の半径をr2とすると、以下の関係が成立す
る。 r1=21/2 ・L (1) r2=21/2 ・L・β (2)
In FIG. 3, the projection magnification (reciprocal of the normal reduction magnification) of the projection optical system PL from the wafer W to the reticle R is β, the numerical aperture of the projection optical system PL is NA, and the square exposure area 26 on the wafer W is Is 2L, and the focal length of the main condenser lens 16 is f. In this case, the radius of the circumference circumscribing the exposure area 26 on the wafer W is r1,
Assuming that the radius of the circumference circumscribing the pattern area on the reticle R conjugate to the exposure area 26 is r2, the following relationship is established. r1 = 2 1/2 · L (1) r2 = 2 1/2 · L · β (2)

【0026】また、面P1上に形成される2次光源像2
7の内側に内接する円(最小内接円)の半径をσmin
その2次光源像27の外側に外接する円(最大外接円)
の半径をσmax とする。ただし、これら最小内接円の半
径及び最大内接円の半径はそれぞれ投影光学系PLの開
口数で規格化した値であり、倍率を考慮した上で投影光
学系PLの開口絞りの半径と等しい半径が1である。
The secondary light source image 2 formed on the plane P1
The radius of the circle (minimum inscribed circle) inscribed inside 7 is σ min ,
A circle circumscribing the outside of the secondary light source image 27 (maximum circumscribed circle)
Is assumed to be σ max . However, the radius of the minimum inscribed circle and the radius of the maximum inscribed circle are values normalized by the numerical aperture of the projection optical system PL, respectively, and are equal to the radius of the aperture stop of the projection optical system PL in consideration of magnification. The radius is 1.

【0027】次に、一般化するために、図3の状態にお
いて、面P1の2次光源27の半径r3を投影光学系P
Lの開口数で規格化して半径σで表す。そして、ウエハ
Wから反射される露光光IL2の開口半角をθ1、レチ
クルRを通過する露光光IL2の開口半角をθ2、面P
1の2次光源像27における露光光IL2の開口半角を
θ3とする。この場合、開口半角θ1及びθ2はそれぞ
れ以下のように表すことができる。 sinθ1=NA・σ (3) sinθ2=NA・σ/β (4)
Next, for generalization, in the state shown in FIG. 3, the radius r3 of the secondary light source 27 on the surface P1 is set to the projection optical system P.
Normalized by the numerical aperture of L and represented by radius σ. The half angle of the opening of the exposure light IL2 reflected from the wafer W is θ1, the half angle of the opening of the exposure light IL2 passing through the reticle R is θ2, and the plane P
The opening half angle of the exposure light IL2 in the secondary light source image 27 of No. 1 is θ3. In this case, the opening half angles θ1 and θ2 can be respectively expressed as follows. sin θ1 = NA · σ (3) sin θ2 = NA · σ / β (4)

【0028】また、主コンデンサーレンズ16の焦点距
離はfであり、主コンデンサーレンズ16は正弦条件を
満足するものとすると、(4)式を用いて面P1上の2
次光源像27の半径r3の実際の値は次のようになる。 r3=f・sinθ2=f・NA・σ/β (5) 更に、面P1の2次光源像27における露光光IL2の
開口半角θ3は、(2)式を用いて次のように表すこと
ができる。 f・tanθ3=r2=21/2 ・L・β (6) この(6)式より開口半角θ3は、以下のように表すこ
とができる。 θ3=arctan(21/2 ・L・β/f) (7)
Further, assuming that the focal length of the main condenser lens 16 is f and the main condenser lens 16 satisfies the sine condition, the focal length of the main condenser lens 16 on the plane P1 is calculated by using the equation (4).
The actual value of the radius r3 of the next light source image 27 is as follows. r3 = f · sin θ2 = f · NA · σ / β (5) Further, the half opening angle θ3 of the exposure light IL2 in the secondary light source image 27 on the plane P1 can be expressed as follows using the equation (2). it can. f · tan θ3 = r2 = 2 1/2 · L · β (6) From this equation (6), the opening half angle θ3 can be expressed as follows. θ3 = arctan (2 1/2 · L · β / f) (7)

【0029】そして、面P1上の2次光源像27の半径
r3の規格化した値がσmin であるとすると、その半径
r3の部分を光軸AX側に入射角θ3で通過する光線I
L3が光軸AXと交差する位置に面P2があり、この面
P2と面P1との間隔dminは次のように表すことがで
きる。 dmin ・tanθ3=r3 (8) この(8)式に(5)式及び(6)式を代入すると、次
式が得られる。 dmin ・21/2 ・L・β/f=f・NA・σ/β (9) 従って、間隔dmin は次のようになる。 dmin =(f/β)2 NA・σmin /(21/2 ・L) (10)
Assuming that the normalized value of the radius r3 of the secondary light source image 27 on the plane P1 is σ min , the ray I passing through the portion of the radius r3 toward the optical axis AX at the incident angle θ3
A plane P2 is located at a position where L3 intersects the optical axis AX, and a distance d min between the plane P2 and the plane P1 can be expressed as follows. d min · tan θ3 = r3 (8) By substituting the equations (5) and (6) into the equation (8), the following equation is obtained. d min · 2 1/2 · L · β / f = f · NA · σ / β (9) Accordingly, the interval d min is as follows. d min = (f / β) 2 NA · σ min / (2 1/2 · L) (10)

【0030】同様に、面P1上の2次光源像27の半径
r3の規格化した値がσmax であるとすると、その半径
r3の部分を光軸AX側に入射角θ3で通過する光線I
L4が光軸AXと交差する位置に面P3(図1参照)が
あり、この面P3と面P1との間隔dmax は次のように
表すことができる。 dmax =(f/β)2 NA・σmax /(21/2 ・L) (11)
Similarly, assuming that the normalized value of the radius r3 of the secondary light source image 27 on the plane P1 is σ max , the ray I passing through the portion of the radius r3 to the optical axis AX at the incident angle θ3
A plane P3 (see FIG. 1) is located at a position where L4 intersects the optical axis AX, and a distance d max between the plane P3 and the plane P1 can be expressed as follows. d max = (f / β) 2 NA · σ max / (2 1/2 · L) (11)

【0031】従って、図1において、反射率モニター2
5と面P1との間隔をdとすると、(10)式の間隔d
min 及び(11)式の間隔dmax を用いて、間隔dは以
下の条件を満足すればよい。 dmin <d<dmax (12)
Therefore, in FIG.
Assuming that the distance between the surface 5 and the plane P1 is d, the distance d in Expression (10)
The interval d may satisfy the following condition using min and the interval d max in the equation (11). d min <d <d max (12)

【0032】図1に戻り、反射率モニター25を用いて
ウエハWの反射率を測定する方法の一例につき説明す
る。この場合、レチクルRがセットされているものとし
て、主制御系8は可変レチクルブラインド18の開口部
の形状を所定の状態に設定した後に、駆動モータ7を介
してシャッター6を開いておく。その後、主制御系8は
図示省略した駆動装置を介してXYステージ21を移動
させることにより、投影光学系PLの露光領域内に順次
基準マーク板22及び遮光板23を配置して、そのとき
の反射率モニター25の光電変換信号Sを検出する。そ
して、基準マーク板22及び遮光板23に対応する光電
変換信号SをそれぞれS1及びS2とする。また、基準
マーク板22の露光光IL1に対する正確な反射率R1
及び遮光板23の露光光IL1に対する正確な反射率R
2は予め主制御系8のメモリに記憶されているものとす
る。
Returning to FIG. 1, an example of a method for measuring the reflectance of the wafer W using the reflectance monitor 25 will be described. In this case, assuming that the reticle R is set, the main control system 8 sets the shape of the opening of the variable reticle blind 18 to a predetermined state, and then opens the shutter 6 via the drive motor 7. Thereafter, the main control system 8 moves the XY stage 21 via a driving device (not shown) to sequentially dispose the reference mark plate 22 and the light shielding plate 23 in the exposure area of the projection optical system PL. The photoelectric conversion signal S of the reflectance monitor 25 is detected. The photoelectric conversion signals S corresponding to the reference mark plate 22 and the light shielding plate 23 are denoted by S1 and S2, respectively. Further, an accurate reflectance R1 of the reference mark plate 22 with respect to the exposure light IL1.
And the correct reflectance R of the light shielding plate 23 for the exposure light IL1
2 is stored in the memory of the main control system 8 in advance.

【0033】次に、主制御系8は、XYステージ21を
移動させて投影光学系PLの露光領域内にウエハWを配
置して、このときの反射率モニター25の光電変換信号
Sを検出する。そして、主制御系8は、以下の補間式よ
りそのウエハWの露光光IL1に対する反射率Rを計算
する。 R=R1+{(S−S1)/(S2−S1)}(R2−R1) (13) その後、主制御系8は得られたウエハWの反射率R、投
影光学系PLの周囲の環境条件及び投影光学系PLへの
露光光IL1の露光量等に応じて、圧力調整器24を介
して投影光学系PLの結像倍率等を所定の状態に設定す
る。
Next, the main control system 8 moves the XY stage 21 to arrange the wafer W in the exposure area of the projection optical system PL, and detects the photoelectric conversion signal S of the reflectance monitor 25 at this time. . Then, the main control system 8 calculates the reflectance R of the wafer W with respect to the exposure light IL1 by the following interpolation formula. R = R1 + {(S-S1) / (S2-S1)} (R2-R1) (13) Thereafter, the main control system 8 sets the reflectance R of the obtained wafer W and the environmental conditions around the projection optical system PL. In accordance with the exposure amount of the exposure light IL1 to the projection optical system PL and the like, the imaging magnification of the projection optical system PL is set to a predetermined state via the pressure adjuster 24.

【0034】この場合、複数傾斜照明を使用しているの
で、面P1に結像される変形2次光源像は中抜けの状態
で外接円はかなり大きな円である。しかしながら、本実
施例ではその面P1に反射率モニター25の受光面を配
置するのではなく、その面P1から間隔dmin だけ離れ
た面P2とその面P1から間隔dmax だけ離れた面P3
との間に反射率モニター25の受光面を配置している。
従って、その面P1における変形2次光源像に内接する
円程度の大きさの受光面でその変形2次光源像の全体の
1/2程度の光量を受光することができる。その内接円
の面積は外接円の面積の例えば1/4程度であるが、同
じ受光量を得るために必要な受光面積は、面P1に直接
受光面を配置する場合の1/2倍程度で済む。即ち、反
射率モニター25の受光面積を小さくして応答速度を速
くできると共に、光電変換信号のSNは良好である。
In this case, since a plurality of oblique illuminations are used, the deformed secondary light source image formed on the plane P1 is in a hollow state and the circumcircle is a considerably large circle. However, in this embodiment, the light receiving surface of the reflectance monitor 25 is not disposed on the surface P1, but the surface P2 is separated from the surface P1 by the interval d min and the surface P3 is separated from the surface P1 by the interval d max.
The light receiving surface of the reflectance monitor 25 is disposed between the two.
Therefore, a light receiving surface of a size about a circle inscribed in the deformed secondary light source image on the surface P1 can receive a light amount of about 1 / of the entire deformed secondary light source image. The area of the inscribed circle is, for example, about 1/4 of the area of the circumscribed circle. Only needs to be done. That is, the response speed can be increased by reducing the light receiving area of the reflectance monitor 25, and the SN of the photoelectric conversion signal is good.

【0035】また、空間フィルター板9の回転角を変え
て他の開口パターン11,12,14(図2参照)がオ
プティカルインテグレータ5の2次光源形成面に配置さ
れた場合でも、その反射率モニター25により十分な光
量でウエハWからの反射光を受光することができる。
Further, even when other aperture patterns 11, 12, and 14 (see FIG. 2) are arranged on the secondary light source forming surface of the optical integrator 5 by changing the rotation angle of the spatial filter plate 9, the reflectance monitor thereof is provided. 25 allows the reflected light from the wafer W to be received with a sufficient amount of light.

【0036】次に、本発明の他の実施例につき図4を参
照して説明する。図1に対応する部分に同一符号を付し
て示す図4において、ウエハWから反射されて来た露光
光の内で、ビームスプリッター15で反射された露光光
IL2により、面P1に2次光源像が結像される。本例
ではその面P1の近傍にフィールドレンズ28を配置す
る。そして、フィールドレンズ28の焦点距離をf1と
すると、フィールドレンズ28から距離f1だけ離れた
面P4、即ちフィールドレンズ28の後側のフーリエ変
換面に反射率モニター25の受光面を配置する。その面
P4は図1のウエハWの露光面と共役でもある。他の構
成は図1と同様である。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 4 in which portions corresponding to those in FIG. 1 are assigned the same reference numerals, of the exposure light IL2 reflected by the beam splitter 15, of the exposure light reflected from the wafer W, An image is formed. In this example, the field lens 28 is arranged near the plane P1. Then, assuming that the focal length of the field lens 28 is f1, the light receiving surface of the reflectance monitor 25 is disposed on a plane P4 separated from the field lens 28 by the distance f1, that is, on the Fourier transform plane on the rear side of the field lens 28. The plane P4 is also conjugate with the exposure plane of the wafer W in FIG. Other configurations are the same as those in FIG.

【0037】図4の例では、面P1に形成される2次光
源像のフーリエ変換像が反射率モニター25で受光され
る。その2次光源像のフーリエ変換像は光軸上で最も強
い分布となるので、反射率モニター25の受光面積が小
さくとも十分な光量を受けることができる。更に、図2
の開口パターン11〜14の内のどの開口パターンが使
用されてもフーリエ変換像の強度分布はほぼ相似になる
ため、図4の例ではどの開口パターン11〜14が使用
されても、常に十分な光量でウエハWからの反射光を受
けることができる。
In the example of FIG. 4, a Fourier transform image of the secondary light source image formed on the plane P1 is received by the reflectance monitor 25. Since the Fourier transform image of the secondary light source image has the strongest distribution on the optical axis, a sufficient amount of light can be received even if the light receiving area of the reflectance monitor 25 is small. Further, FIG.
No matter which one of the aperture patterns 11 to 14 is used, the intensity distribution of the Fourier transform image is substantially similar. Therefore, even if any of the aperture patterns 11 to 14 is used in the example of FIG. The reflected light from the wafer W can be received by the amount of light.

【0038】次に、図5を参照して、本発明の更に他の
実施例につき説明する。図1に対応する部分に同一符号
を付して示す図5において、ウエハWから反射されて来
た露光光の内で、ビームスプリッター15で反射された
露光光IL2により、面P1に2次光源像が結像され
る。本例ではその面P1の近傍に拡散板29を配置し、
この拡散板29から所定間隔離れた位置に反射率モニタ
ー25を配置する。拡散板29としては、すりガラス、
フレネルレンズタイプの位相型の回折格子、通常の回折
格子又はランダムピンホール板等を使用することができ
る。他の構成は図1と同様である。
Next, still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 5, in which portions corresponding to those in FIG. 1 are assigned the same reference numerals, of the exposure light IL2 reflected by the beam splitter 15, of the exposure light reflected from the wafer W, a secondary light source is formed on the surface P1. An image is formed. In this example, the diffusion plate 29 is arranged near the plane P1,
The reflectance monitor 25 is arranged at a position separated by a predetermined distance from the diffusion plate 29. Ground glass,
A Fresnel lens type phase diffraction grating, a normal diffraction grating, a random pinhole plate, or the like can be used. Other configurations are the same as those in FIG.

【0039】図5の例では、面P1に形成される2次光
源像からの光が拡散板29により拡散されて反射率モニ
ター25の受光面に入射する。従って、反射率モニター
25の受光面積が小さくとも或る程度の光量はその受光
面に入射するため、その反射率モニター25の応答速度
は良好である。なお、本発明は上述実施例に限定されず
本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る
ことは勿論である。
In the example of FIG. 5, light from the secondary light source image formed on the plane P1 is diffused by the diffusion plate 29 and enters the light receiving surface of the reflectance monitor 25. Accordingly, even if the light receiving area of the reflectance monitor 25 is small, a certain amount of light enters the light receiving surface, and the response speed of the reflectance monitor 25 is good. It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, but can take various configurations without departing from the gist of the present invention.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明によれば、ステージ上の物体から
の反射光により形成される2次光源像をデフォーカスさ
せた状態の光量を光電変換素子で検出している。従っ
て、所謂複数傾斜照明又は輪帯照明を行うような場合に
も、比較的簡単な構成で、且つ比較的受光面の小さな光
電変換素子(反射率センサー)を用いて、感光基板の反
射率を高い応答速度でモニターできる。更に、このモニ
ター結果に応じて結像特性制御手段により、投影光学系
の結像特性を制御することができる。
According to the present invention, the amount of light in a state where the secondary light source image formed by the reflected light from the object on the stage is defocused is detected by the photoelectric conversion element. Therefore, even when so-called multi-tilt illumination or annular illumination is performed, the reflectance of the photosensitive substrate can be reduced by using a photoelectric conversion element (reflectance sensor) having a relatively simple configuration and a relatively small light receiving surface. Monitor with high response speed. Further, the imaging characteristics of the projection optical system can be controlled by the imaging characteristics control means according to the monitoring result.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による投影露光装置の一実施例の全体の
構成を示す一部断面図を含む概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram including a partial cross-sectional view showing an overall configuration of an embodiment of a projection exposure apparatus according to the present invention.

【図2】図1の空間フィルター板9の開口パターンを示
す線図である。
FIG. 2 is a diagram showing an opening pattern of a spatial filter plate 9 of FIG.

【図3】図1の間隔dmin 及び間隔dmax の求め方の説
明に供する線図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a method of obtaining an interval d min and an interval d max in FIG. 1;

【図4】本発明の他の実施例の要部を示す構成図であ
る。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a main part of another embodiment of the present invention.

【図5】本発明の更に他の実施例の要部を示す構成図で
ある。
FIG. 5 is a configuration diagram showing a main part of still another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

R レチクル PL 投影光学系 W ウエハ 1 水銀ランプ 4 インプットレンズ 5 オプティカルインテグレータ 8 主制御系 9 空間フィルター板 11 第1の開口パターン 13 第3の開口パターン 15 ビームスプリッター 16 主コンデンサーレンズ 20 Zステージ 21 XYステージ 22 基準マーク板 23 遮光板 24 圧力調整器 25 反射率モニター R Reticle PL Projection optical system W Wafer 1 Mercury lamp 4 Input lens 5 Optical integrator 8 Main control system 9 Spatial filter plate 11 First opening pattern 13 Third opening pattern 15 Beam splitter 16 Main condenser lens 20 Z stage 21 XY stage 22 fiducial mark plate 23 light shielding plate 24 pressure regulator 25 reflectance monitor

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 露光光を発生する光源と、前記露光光に
より2次光源を形成する2次光源形成手段と、前記2次
光源からの前記露光光を集光してマスクを照明するコン
デンサー光学系と、前記マスクのパターンを前記露光光
のもとでステージ上の感光基板に転写する投影光学系と
を有する投影露光装置において、 前記2次光源形成手段は、前記コンデンサー光学系の光
軸に対して偏心し且つ分離した4個の変形2次光源又は
輪帯状の変形2次光源を有する2次光源を形成し、 前記2次光源形成手段と前記投影光学系との間の光路中
に配置されたビームスプリッターと、 前記投影光学系及び前記ビームスプリッターを介して分
離される前記ステージ上の物体からの反射光により形成
される2次光源像の最内部から最も内方へ向かう光線同
士が交差する第1の面と、該2次光源像の最外部から最
も内方へ向かう光線同士が交差する第2の面との間に配
置された光電変換素子と、 該光電変換素子からの光電変換信号に基づいて前記投影
光学系の結像特性を制御する結像特性制御手段とを有す
ることを特徴とする投影露光装置。
1. A light source for generating exposure light, secondary light source forming means for forming a secondary light source from the exposure light, and condenser optics for condensing the exposure light from the secondary light source to illuminate a mask. A projection optical system having a system and a projection optical system for transferring the pattern of the mask onto a photosensitive substrate on a stage under the exposure light, wherein the secondary light source forming means is disposed on an optical axis of the condenser optical system. Forming a secondary light source having four modified secondary light sources or annular modified secondary light sources decentered and separated from each other, and disposed in an optical path between the secondary light source forming means and the projection optical system; The beam splitter thus intersected and the light rays going from the innermost part to the innermost part of the secondary light source image formed by the reflected light from the object on the stage separated via the projection optical system and the beam splitter intersect each other. A photoelectric conversion element disposed between a first surface to be inserted and a second surface at which light rays from the outermost to the innermost of the secondary light source image intersect; and photoelectric conversion from the photoelectric conversion element. A projection exposure apparatus comprising: an imaging characteristic control unit configured to control an imaging characteristic of the projection optical system based on the conversion signal.
【請求項2】 露光光を発生する光源と、前記露光光に
より2次光源を形成する2次光源形成手段と、前記2次
光源からの前記露光光を集光してマスクを照明するコン
デンサー光学系と、前記マスクのパターンを前記露光光
のもとでステージ上の感光基板に転写する投影光学系と
を有する投影露光装置において、 前記2次光源形成手段と前記投影光学系との間に配置さ
れたビームスプリッターと、 前記ビームスプリッターを介して分離される光路中に配
置された光電変換素子と、 前記ビームスプリッターを介して分離されて前記光電変
換素子へ至る光路中に配置された拡散板とを有すること
を特徴とする投影露光装置。
2. A light source for generating exposure light, secondary light source forming means for forming a secondary light source from the exposure light, and condenser optics for condensing the exposure light from the secondary light source to illuminate a mask. A projection optical system for transferring a pattern of the mask onto a photosensitive substrate on a stage under the exposure light, wherein the projection optical system is disposed between the secondary light source forming means and the projection optical system. A beam splitter, a photoelectric conversion element disposed in an optical path separated via the beam splitter, and a diffusion plate separated in the optical path to the photoelectric conversion element separated via the beam splitter, A projection exposure apparatus comprising:
【請求項3】 請求項1又は2に記載の投影露光装置を
用いた転写方法であって、 前記コンデンサー光学系からの露光光で前記マスクを照
明し、前記投影光学系を用いて前記マスクのパターンを
前記感光基板に転写することを特徴とする転写方法。
3. A transfer method using the projection exposure apparatus according to claim 1 or 2 , wherein the mask is illuminated with exposure light from the condenser optical system, and the mask is illuminated using the projection optical system. A transfer method comprising transferring a pattern to the photosensitive substrate.
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