JP5201061B2 - Correction filter, illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method - Google Patents
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- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
本発明は、補正フィルター、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法に関する。さらに詳細には、本発明は、例えば半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のデバイスをリソグラフィー工程で製造するための露光装置に好適な照明光学系に関するものである。 The present invention relates to a correction filter, an illumination optical system, an exposure apparatus, and a device manufacturing method. More specifically, the present invention relates to an illumination optical system suitable for an exposure apparatus for manufacturing a device such as a semiconductor element, an imaging element, a liquid crystal display element, and a thin film magnetic head in a lithography process.
この種の典型的な露光装置においては、光源から射出された光が、オプティカルインテグレータとしてのフライアイレンズを介して、多数の光源からなる実質的な面光源としての二次光源(一般には照明瞳における所定の光強度分布)を形成する。以下、照明瞳での光強度分布を、「瞳強度分布」という。また、照明瞳とは、照明瞳と被照射面(露光装置の場合にはマスクまたはウェハ)との間の光学系の作用によって、被照射面が照明瞳のフーリエ変換面となるような位置として定義される。 In a typical exposure apparatus of this type, a secondary light source (generally an illumination pupil), which is a substantial surface light source composed of a number of light sources, passes through a fly-eye lens as an optical integrator. A predetermined light intensity distribution). Hereinafter, the light intensity distribution in the illumination pupil is referred to as “pupil intensity distribution”. The illumination pupil is a position where the illumination surface becomes the Fourier transform plane of the illumination pupil by the action of the optical system between the illumination pupil and the illumination surface (a mask or a wafer in the case of an exposure apparatus). Defined.
二次光源からの光は、コンデンサーレンズにより集光された後、所定のパターンが形成されたマスクを重畳的に照明する。マスクを透過した光は投影光学系を介してウェハ上に結像し、ウェハ上にはマスクパターンが投影露光(転写)される。マスクに形成されたパターンは高集積化されており、この微細パターンをウェハ上に正確に転写するにはウェハ上において均一な照度分布を得ることが不可欠である。 The light from the secondary light source is condensed by the condenser lens and then illuminates the mask on which a predetermined pattern is formed in a superimposed manner. The light transmitted through the mask forms an image on the wafer via the projection optical system, and the mask pattern is projected and exposed (transferred) onto the wafer. The pattern formed on the mask is highly integrated, and it is indispensable to obtain a uniform illumination distribution on the wafer in order to accurately transfer the fine pattern onto the wafer.
マスクの微細パターンをウェハ上に正確に転写するために、例えば輪帯状や複数極状(2極状、4極状など)の瞳強度分布を形成し、投影光学系の焦点深度や解像力を向上させる技術が提案されている(特許文献1を参照)。 In order to accurately transfer the fine pattern of the mask onto the wafer, for example, an annular or multipolar (bipolar, quadrupolar, etc.) pupil intensity distribution is formed to improve the depth of focus and resolution of the projection optical system. The technique to make it is proposed (refer patent document 1).
マスクの微細パターンをウェハ上に忠実に転写するには、瞳強度分布を所望の形状に調整するだけでなく、最終的な被照射面としてのウェハ上の各点に関する瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整する必要がある。ウェハ上の各点での瞳強度分布の均一性にばらつきがあると、ウェハ上の位置毎にパターンの線幅がばらついて、マスクの微細パターンを露光領域の全体に亘って所望の線幅でウェハ上に忠実に転写することができない。 In order to faithfully transfer the fine pattern of the mask onto the wafer, not only the pupil intensity distribution is adjusted to the desired shape, but also the pupil intensity distribution for each point on the wafer as the final irradiated surface is almost uniform. It is necessary to adjust to. If there is a variation in the uniformity of the pupil intensity distribution at each point on the wafer, the line width of the pattern varies from position to position on the wafer, and the fine pattern of the mask has the desired line width over the entire exposure area. It cannot be faithfully transferred onto the wafer.
本発明は、被照射面上の各点での瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整することのできる照明光学系を提供することを目的とする。また、本発明は、被照射面上の各点での瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整する照明光学系を用いて、適切な照明条件のもとで良好な露光を行うことのできる露光装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an illumination optical system capable of adjusting the pupil intensity distribution at each point on the irradiated surface almost uniformly. The present invention also provides an exposure apparatus that can perform good exposure under appropriate illumination conditions using an illumination optical system that adjusts the pupil intensity distribution at each point on the irradiated surface substantially uniformly. The purpose is to provide.
前記課題を解決するために、本発明の第1形態では、照明光学系の照明瞳に形成される瞳強度分布を補正する補正フィルターであって、
前記照明瞳の前側に隣接してパワーを有する光学素子と前記照明瞳の後側に隣接してパワーを有する光学素子との間の照明瞳空間に配置されて、前記照明光学系の光軸に沿って所定の厚さを有する光透過性の基板を備え、
前記基板は、光の入射側の面に形成された第1減光パターンと、光の射出側の面に形成された第2減光パターンとを有することを特徴とする補正フィルターを提供する。
In order to solve the above problems, in the first embodiment of the present invention, a correction filter for correcting a pupil intensity distribution formed on an illumination pupil of an illumination optical system,
It is arranged in an illumination pupil space between an optical element having power adjacent to the front side of the illumination pupil and an optical element having power adjacent to the rear side of the illumination pupil, and is arranged on the optical axis of the illumination optical system. A light transmissive substrate having a predetermined thickness along the
The substrate may include a first dimming pattern formed on a light incident side surface and a second dimming pattern formed on a light emission side surface.
本発明の第2形態では、光源からの光で被照射面を照明する照明光学系において、
オプティカルインテグレータを有し、該オプティカルインテグレータよりも後側の照明瞳に瞳強度分布を形成する分布形成光学系と、
前記後側の照明瞳を含む前記照明瞳空間に配置された第1形態の補正フィルターとを備えていることを特徴とする照明光学系を提供する。
In the second embodiment of the present invention, in the illumination optical system that illuminates the illuminated surface with light from the light source,
A distribution forming optical system having an optical integrator and forming a pupil intensity distribution in an illumination pupil on the rear side of the optical integrator;
An illumination optical system comprising: a correction filter of a first form arranged in the illumination pupil space including the rear illumination pupil.
本発明の第3形態では、所定のパターンを照明するための第2形態の照明光学系を備え、前記所定のパターンを感光性基板に露光することを特徴とする露光装置を提供する。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus comprising the illumination optical system according to the second aspect for illuminating a predetermined pattern, and exposing the predetermined pattern onto a photosensitive substrate.
本発明の第4形態では、第3形態の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成する現像工程と、
前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する加工工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法を提供する。
In the fourth embodiment of the present invention, using the exposure apparatus of the third embodiment, an exposure step of exposing the predetermined pattern to the photosensitive substrate;
Developing the photosensitive substrate to which the predetermined pattern is transferred, and forming a mask layer having a shape corresponding to the predetermined pattern on the surface of the photosensitive substrate;
And a processing step of processing the surface of the photosensitive substrate through the mask layer.
本発明の照明光学系では、オプティカルインテグレータよりも後側の照明瞳の位置またはその近傍に、瞳強度分布を補正する補正フィルターが配置されている。この補正フィルターは、例えば平行平面板の入射面に形成された第1減光パターンと射出面に形成された第2減光パターンとを有し、光の入射角度に応じて減光率が変化する減光率特性を有する。その結果、補正フィルターの減光作用により、被照射面上の各点に関する瞳強度分布をそれぞれ独立的に調整することができ、ひいては各点に関する瞳強度分布を互いにほぼ同じ性状の分布に調整することが可能である。 In the illumination optical system of the present invention, a correction filter for correcting the pupil intensity distribution is disposed at or near the position of the illumination pupil behind the optical integrator. This correction filter has, for example, a first dimming pattern formed on the incident surface of the plane-parallel plate and a second dimming pattern formed on the exit surface, and the dimming rate changes according to the incident angle of light. It has a dimming rate characteristic. As a result, the dimming action of the correction filter can independently adjust the pupil intensity distribution for each point on the irradiated surface, and consequently adjust the pupil intensity distribution for each point to a distribution having substantially the same property. It is possible.
こうして、本発明の照明光学系では、例えば被照射面上の各点での瞳強度分布を一律に調整する濃度フィルターと、各点に関する瞳強度分布をそれぞれ独立的に調整する補正フィルターとの協働作用により、被照射面上の各点での瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整することができる。また、本発明の露光装置では、被照射面上の各点での瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整する照明光学系を用いて、適切な照明条件のもとで良好な露光を行うことができ、ひいては良好なデバイスを製造することができる。 Thus, in the illumination optical system of the present invention, for example, the cooperation of a density filter that uniformly adjusts the pupil intensity distribution at each point on the irradiated surface and a correction filter that independently adjusts the pupil intensity distribution at each point. By the action, the pupil intensity distribution at each point on the irradiated surface can be adjusted almost uniformly. In the exposure apparatus of the present invention, it is possible to perform good exposure under appropriate illumination conditions using an illumination optical system that adjusts the pupil intensity distribution at each point on the irradiated surface almost uniformly. And by extension, a good device can be manufactured.
本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。図1は、本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。図1において、感光性基板であるウェハWの露光面(転写面)の法線方向に沿ってZ軸を、ウェハWの露光面内において図1の紙面に平行な方向にY軸を、ウェハWの露光面内において図1の紙面に垂直な方向にX軸をそれぞれ設定している。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a drawing schematically showing a configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the Z axis along the normal direction of the exposure surface (transfer surface) of the wafer W, which is a photosensitive substrate, and the Y axis in the direction parallel to the paper surface of FIG. In the W exposure plane, the X axis is set in a direction perpendicular to the paper surface of FIG.
図1を参照すると、本実施形態の露光装置では、光源1から露光光(照明光)が供給される。光源1として、たとえば193nmの波長の光を供給するArFエキシマレーザ光源や248nmの波長の光を供給するKrFエキシマレーザ光源などを用いることができる。光源1から射出された光束は、整形光学系2により所要の断面形状の光束に変換された後、例えば輪帯照明用の回折光学素子3を介して、アフォーカルレンズ4に入射する。
Referring to FIG. 1, in the exposure apparatus of the present embodiment, exposure light (illumination light) is supplied from a
アフォーカルレンズ4は、その前側焦点位置と回折光学素子3の位置とがほぼ一致し且つその後側焦点位置と図中破線で示す所定面5の位置とがほぼ一致するように設定されたアフォーカル系(無焦点光学系)である。回折光学素子3は、基板に露光光(照明光)の波長程度のピッチを有する段差を形成することによって構成され、入射ビームを所望の角度に回折する作用を有する。具体的には、輪帯照明用の回折光学素子3は、矩形状の断面を有する平行光束が入射した場合に、ファーフィールド(またはフラウンホーファー回折領域)に輪帯状の光強度分布を形成する機能を有する。
The afocal lens 4 is set so that the front focal position thereof and the position of the diffractive
したがって、回折光学素子3に入射したほぼ平行光束は、アフォーカルレンズ4の瞳面に輪帯状の光強度分布を形成した後、輪帯状の角度分布でアフォーカルレンズ4から射出される。アフォーカルレンズ4の前側レンズ群4aと後側レンズ群4bとの間の光路中において、その瞳位置またはその近傍には、濃度フィルター6が配置されている。濃度フィルター6は平行平面板の形態を有し、その一方の光学面(入射側の面または射出側の面)にクロムや酸化クロム等からなる遮光性ドットの濃密パターンが形成されている。すなわち、濃度フィルター6は、光の入射位置に応じて透過率の異なる透過率分布を有する。濃度フィルター6の具体的な作用については後述する。
Therefore, the substantially parallel light beam incident on the diffractive
アフォーカルレンズ4を介した光は、σ値(σ値=照明光学系のマスク側開口数/投影光学系のマスク側開口数)可変用のズームレンズ7を介して、オプティカルインテグレータとしてのマイクロフライアイレンズ(またはフライアイレンズ)8に入射する。マイクロフライアイレンズ8は、例えば縦横に且つ稠密に配列された多数の正屈折力を有する微小レンズからなる光学素子であって、平行平面板にエッチング処理を施して微小レンズ群を形成することによって構成されている。 The light passing through the afocal lens 4 passes through a zoom lens 7 for varying a σ value (σ value = mask-side numerical aperture of the illumination optical system / mask-side numerical aperture of the projection optical system), and is a micro fly as an optical integrator. The light enters the eye lens (or fly eye lens) 8. The micro fly's eye lens 8 is, for example, an optical element composed of a large number of micro lenses having positive refracting power arranged vertically and horizontally and densely, and by performing etching treatment on a parallel plane plate, a micro lens group is formed. It is configured.
マイクロフライアイレンズを構成する各微小レンズは、フライアイレンズを構成する各レンズエレメントよりも微小である。また、マイクロフライアイレンズは、互いに隔絶されたレンズエレメントからなるフライアイレンズとは異なり、多数の微小レンズ(微小屈折面)が互いに隔絶されることなく一体的に形成されている。しかしながら、正屈折力を有するレンズ要素が縦横に配置されている点でマイクロフライアイレンズはフライアイレンズと同じ波面分割型のオプティカルインテグレータである。なお、マイクロフライアイレンズ8として、例えばシリンドリカルマイクロフライアイレンズを用いることもできる。シリンドリカルマイクロフライアイレンズの構成および作用は、例えば米国特許第6913373号公報に開示されている。 Each micro lens constituting the micro fly's eye lens is smaller than each lens element constituting the fly eye lens. Further, unlike a fly-eye lens composed of lens elements isolated from each other, a micro fly-eye lens is formed integrally with a large number of micro lenses (micro refractive surfaces) without being isolated from each other. However, the micro fly's eye lens is the same wavefront division type optical integrator as the fly eye lens in that lens elements having positive refractive power are arranged vertically and horizontally. As the micro fly's eye lens 8, for example, a cylindrical micro fly's eye lens can be used. The configuration and action of the cylindrical micro fly's eye lens are disclosed in, for example, US Pat. No. 6,913,373.
所定面5の位置はズームレンズ7の前側焦点位置またはその近傍に配置され、マイクロフライアイレンズ8の入射面はズームレンズ7の後側焦点位置またはその近傍に配置されている。換言すると、ズームレンズ7は、所定面5とマイクロフライアイレンズ8の入射面とを実質的にフーリエ変換の関係に配置し、ひいてはアフォーカルレンズ4の瞳面とマイクロフライアイレンズ8の入射面とを光学的にほぼ共役に配置している。 The position of the predetermined surface 5 is disposed at or near the front focal position of the zoom lens 7, and the incident surface of the micro fly's eye lens 8 is disposed at or near the rear focal position of the zoom lens 7. In other words, the zoom lens 7 arranges the predetermined surface 5 and the incident surface of the micro fly's eye lens 8 substantially in a Fourier transform relationship, and consequently the pupil surface of the afocal lens 4 and the incident surface of the micro fly's eye lens 8. Are arranged almost conjugate optically.
したがって、マイクロフライアイレンズ8の入射面上には、アフォーカルレンズ4の瞳面と同様に、たとえば光軸AXを中心とした輪帯状の照野が形成される。この輪帯状の照野の全体形状は、ズームレンズ7の焦点距離に依存して相似的に変化する。マイクロフライアイレンズ8における各微小レンズの入射面(すなわち単位波面分割面)は、例えばZ方向に沿って長辺を有し且つX方向に沿って短辺を有する矩形状であって、マスクM上において形成すべき照明領域の形状(ひいてはウェハW上において形成すべき露光領域の形状)と相似な矩形状である。 Accordingly, on the incident surface of the micro fly's eye lens 8, for example, a ring-shaped illumination field centered on the optical axis AX is formed in the same manner as the pupil surface of the afocal lens 4. The overall shape of the annular illumination field changes in a similar manner depending on the focal length of the zoom lens 7. The incident surface (that is, the unit wavefront dividing surface) of each microlens in the micro fly's eye lens 8 is a rectangular shape having a long side along the Z direction and a short side along the X direction, for example. It has a rectangular shape similar to the shape of the illumination area to be formed above (and thus the shape of the exposure area to be formed on the wafer W).
マイクロフライアイレンズ8に入射した光束は二次元的に分割され、その後側焦点面またはその近傍の位置(ひいては照明瞳の位置)には、マイクロフライアイレンズ8の入射面に形成される照野とほぼ同じ光強度分布を有する二次光源、すなわち光軸AXを中心とした輪帯状の実質的な面光源からなる二次光源(瞳強度分布)が形成される。マイクロフライアイレンズ8の後側焦点面またはその近傍には、補正フィルター9が配置されている。補正フィルター9の構成および作用については後述する。
The light beam incident on the micro fly's eye lens 8 is two-dimensionally divided, and an illumination field formed on the incident surface of the micro fly's eye lens 8 at the rear focal plane or a position in the vicinity thereof (and hence the position of the illumination pupil). A secondary light source having substantially the same light intensity distribution as the light source, that is, a secondary light source (pupil intensity distribution) composed of a ring-shaped substantial surface light source centered on the optical axis AX. A
また、マイクロフライアイレンズ8の後側焦点面またはその近傍には、必要に応じて、輪帯状の二次光源に対応した輪帯状の開口部(光透過部)を有する照明開口絞り(不図示)が配置されている。照明開口絞りは、照明光路に対して挿脱自在に構成され、且つ大きさおよび形状の異なる開口部を有する複数の開口絞りと切り換え可能に構成されている。開口絞りの切り換え方式として、たとえば周知のターレット方式やスライド方式などを用いることができる。照明開口絞りは、後述する投影光学系PLの入射瞳面と光学的にほぼ共役な位置に配置され、二次光源の照明に寄与する範囲を規定する。 An illumination aperture stop (not shown) having a ring-shaped opening (light transmitting part) corresponding to a ring-shaped secondary light source on the rear focal plane of the micro fly's eye lens 8 or in the vicinity thereof if necessary. ) Is arranged. The illumination aperture stop is configured to be detachable with respect to the illumination optical path, and is configured to be switchable with a plurality of aperture stops having apertures having different sizes and shapes. As an aperture stop switching method, for example, a well-known turret method or slide method can be used. The illumination aperture stop is disposed at a position optically conjugate with an entrance pupil plane of the projection optical system PL described later, and defines a range that contributes to illumination of the secondary light source.
マイクロフライアイレンズ8および補正フィルター9を経た光は、コンデンサー光学系10を介して、マスクブラインド11を重畳的に照明する。こうして、照明視野絞りとしてのマスクブラインド11には、マイクロフライアイレンズ8の微小レンズの形状と焦点距離とに応じた矩形状の照野が形成される。マスクブラインド11の矩形状の開口部(光透過部)を経た光は、前側レンズ群12aと後側レンズ群12bとからなる結像光学系12を介して、所定のパターンが形成されたマスクMを重畳的に照明する。すなわち、結像光学系12は、マスクブラインド11の矩形状開口部の像をマスクM上に形成することになる。
The light that has passed through the micro fly's eye lens 8 and the
マスクステージMS上に保持されたマスクMには転写すべきパターンが形成されており、パターン領域全体のうちY方向に沿って長辺を有し且つX方向に沿って短辺を有する矩形状(スリット状)のパターン領域が照明される。マスクMのパターン領域を透過した光は、投影光学系PLを介して、ウェハステージWS上に保持されたウェハ(感光性基板)W上にマスクパターンの像を形成する。すなわち、マスクM上での矩形状の照明領域に光学的に対応するように、ウェハW上においてもY方向に沿って長辺を有し且つX方向に沿って短辺を有する矩形状の静止露光領域(実効露光領域)にパターン像が形成される。 A pattern to be transferred is formed on the mask M held on the mask stage MS, and a rectangular shape having a long side along the Y direction and a short side along the X direction in the entire pattern region ( The pattern area of the slit shape is illuminated. The light transmitted through the pattern area of the mask M forms an image of the mask pattern on the wafer (photosensitive substrate) W held on the wafer stage WS via the projection optical system PL. That is, a rectangular stationary image having a long side along the Y direction and a short side along the X direction on the wafer W so as to optically correspond to the rectangular illumination area on the mask M. A pattern image is formed in the exposure area (effective exposure area).
こうして、いわゆるステップ・アンド・スキャン方式にしたがって、投影光学系PLの光軸AXと直交する平面(XY平面)内において、X方向(走査方向)に沿ってマスクステージMSとウェハステージWSとを、ひいてはマスクMとウェハWとを同期的に移動(走査)させることにより、ウェハW上には静止露光領域のY方向寸法に等しい幅を有し且つウェハWの走査量(移動量)に応じた長さを有するショット領域(露光領域)に対してマスクパターンが走査露光される。 Thus, according to the so-called step-and-scan method, the mask stage MS and the wafer stage WS along the X direction (scanning direction) in the plane (XY plane) orthogonal to the optical axis AX of the projection optical system PL, As a result, by moving (scanning) the mask M and the wafer W synchronously, the wafer W has a width equal to the dimension in the Y direction of the static exposure region and corresponds to the scanning amount (movement amount) of the wafer W. A mask pattern is scanned and exposed to a shot area (exposure area) having a length.
本実施形態では、上述したように、マイクロフライアイレンズ8により形成される二次光源を光源として、照明光学系(2〜12)の被照射面に配置されるマスクMをケーラー照明する。このため、二次光源が形成される位置は投影光学系PLの開口絞りASの位置と光学的に共役であり、二次光源の形成面を照明光学系(2〜12)の照明瞳面と呼ぶことができる。典型的には、照明瞳面に対して被照射面(マスクMが配置される面、または投影光学系PLを含めて照明光学系と考える場合にはウェハWが配置される面)が光学的なフーリエ変換面となる。 In the present embodiment, as described above, the secondary light source formed by the micro fly's eye lens 8 is used as a light source, and the mask M arranged on the irradiated surface of the illumination optical system (2 to 12) is Koehler illuminated. For this reason, the position where the secondary light source is formed is optically conjugate with the position of the aperture stop AS of the projection optical system PL, and the formation surface of the secondary light source is the illumination pupil plane of the illumination optical system (2 to 12). Can be called. Typically, the irradiated surface (the surface on which the mask M is disposed or the surface on which the wafer W is disposed when the illumination optical system including the projection optical system PL is considered) is optical with respect to the illumination pupil plane. A Fourier transform plane.
なお、瞳強度分布とは、照明光学系(2〜12)の照明瞳面または当該照明瞳面と光学的に共役な面における光強度分布(輝度分布)である。マイクロフライアイレンズ8による波面分割数が比較的大きい場合、マイクロフライアイレンズ8の入射面に形成される大局的な光強度分布と、二次光源全体の大局的な光強度分布(瞳強度分布)とが高い相関を示す。このため、マイクロフライアイレンズ8の入射面および当該入射面と光学的に共役な面における光強度分布についても瞳強度分布と称することができる。図1の構成において、回折光学素子3、アフォーカルレンズ4、ズームレンズ7、およびマイクロフライアイレンズ8は、マイクロフライアイレンズ8よりも後側の照明瞳に瞳強度分布を形成する分布形成光学系を構成している。
The pupil intensity distribution is a light intensity distribution (luminance distribution) on the illumination pupil plane of the illumination optical system (2 to 12) or a plane optically conjugate with the illumination pupil plane. When the number of wavefront divisions by the micro fly's eye lens 8 is relatively large, the overall light intensity distribution formed on the incident surface of the micro fly's eye lens 8 and the overall light intensity distribution of the entire secondary light source (pupil intensity distribution). ) And a high correlation. For this reason, the light intensity distribution on the incident surface of the micro fly's eye lens 8 and the surface optically conjugate with the incident surface can also be referred to as a pupil intensity distribution. In the configuration of FIG. 1, the diffractive
輪帯照明用の回折光学素子3に代えて、複数極照明(2極照明、4極照明、8極照明など)用の回折光学素子(不図示)を照明光路中に設定することによって、複数極照明を行うことができる。複数極照明用の回折光学素子は、矩形状の断面を有する平行光束が入射した場合に、ファーフィールドに複数極状(2極状、4極状、8極状など)の光強度分布を形成する機能を有する。したがって、複数極照明用の回折光学素子を介した光束は、マイクロフライアイレンズ8の入射面に、たとえば光軸AXを中心とした複数の所定形状(円弧状、円形状など)の照野からなる複数極状の照野を形成する。その結果、マイクロフライアイレンズ8の後側焦点面またはその近傍にも、その入射面に形成された照野と同じ複数極状の二次光源が形成される。
In place of the diffractive
また、輪帯照明用の回折光学素子3に代えて、円形照明用の回折光学素子(不図示)を照明光路中に設定することによって、通常の円形照明を行うことができる。円形照明用の回折光学素子は、矩形状の断面を有する平行光束が入射した場合に、ファーフィールドに円形状の光強度分布を形成する機能を有する。したがって、円形照明用の回折光学素子を介した光束は、マイクロフライアイレンズ8の入射面に、たとえば光軸AXを中心とした円形状の照野を形成する。その結果、マイクロフライアイレンズ8の後側焦点面またはその近傍にも、その入射面に形成された照野と同じ円形状の二次光源が形成される。また、輪帯照明用の回折光学素子3に代えて、適当な特性を有する回折光学素子(不図示)を照明光路中に設定することによって、様々な形態の変形照明を行うことができる。回折光学素子3の切り換え方式として、たとえば周知のターレット方式やスライド方式などを用いることができる。
Moreover, instead of the diffractive
以下の説明では、本実施形態の作用効果の理解を容易にするために、マイクロフライアイレンズ8の後側焦点面またはその近傍の照明瞳には、図2に示すような4つの円弧状の実質的な面光源(以下、単に「面光源」という)20a,20b,20cおよび20dからなる4極状の瞳強度分布(二次光源)20が形成されるものとする。また、補正フィルター9は、4極状の瞳強度分布20の形成面よりも後側(マスク側)に配置されているものとする。また、以下の説明において単に「照明瞳」という場合には、マイクロフライアイレンズ8の後側焦点面またはその近傍の照明瞳を指すものとする。
In the following description, in order to facilitate understanding of the operation and effect of the present embodiment, the rear focal plane of the micro fly's eye lens 8 or the illumination pupil in the vicinity thereof has four arcuate shapes as shown in FIG. A quadrupole pupil intensity distribution (secondary light source) 20 composed of substantial surface light sources (hereinafter simply referred to as “surface light sources”) 20a, 20b, 20c and 20d is formed. Further, it is assumed that the
図2を参照すると、照明瞳に形成される4極状の瞳強度分布20は、光軸AXを挟んでX方向に間隔を隔てた一対の面光源20aおよび20bと、光軸AXを挟んでZ方向に間隔を隔てた一対の円弧状の実質的な面光源20cおよび20dとを有する。なお、照明瞳におけるX方向はマイクロフライアイレンズ8の矩形状の微小レンズの短辺方向であって、ウェハWの走査方向に対応している。また、照明瞳におけるZ方向は、マイクロフライアイレンズ8の矩形状の微小レンズの長辺方向であって、ウェハWの走査方向と直交する走査直交方向(ウェハW上におけるY方向)に対応している。
Referring to FIG. 2, a quadrupole
ウェハW上には、図3に示すように、Y方向に沿って長辺を有し且つX方向に沿って短辺を有する矩形状の静止露光領域ERが形成され、この静止露光領域ERに対応するように、マスクM上には矩形状の照明領域(不図示)が形成される。ここで、静止露光領域ER内の1点に入射する光が照明瞳に形成する4極状の瞳強度分布は、入射点の位置に依存することなく、互いにほぼ同じ形状を有する。しかしながら、4極状の瞳強度分布を構成する各面光源の光強度は、入射点の位置に依存して異なる傾向がある。 On the wafer W, as shown in FIG. 3, a rectangular still exposure region ER having a long side along the Y direction and a short side along the X direction is formed. Correspondingly, a rectangular illumination area (not shown) is formed on the mask M. Here, the quadrupole pupil intensity distribution formed on the illumination pupil by light incident on one point in the still exposure region ER has substantially the same shape without depending on the position of the incident point. However, the light intensity of each surface light source constituting the quadrupole pupil intensity distribution tends to differ depending on the position of the incident point.
具体的には、図4に示すように、静止露光領域ER内の中心点P1に入射する光が形成する4極状の瞳強度分布21の場合、Z方向に間隔を隔てた面光源21cおよび21dの光強度の方が、X方向に間隔を隔てた面光源21aおよび21bの光強度よりも大きくなる傾向がある。一方、図5に示すように、静止露光領域ER内の中心点P1からY方向に間隔を隔てた周辺の点P2,P3に入射する光が形成する4極状の瞳強度分布22の場合、Z方向に間隔を隔てた面光源22cおよび22dの光強度の方が、X方向に間隔を隔てた面光源22aおよび22bの光強度よりも小さくなる傾向がある。
Specifically, as shown in FIG. 4, in the case of a quadrupole
一般に、照明瞳に形成される瞳強度分布の外形形状にかかわらず、ウェハW上の静止露光領域ER内の中心点P1に関する瞳強度分布(中心点P1に入射する光が照明瞳に形成する瞳強度分布)のZ方向に沿った光強度分布は、図6(a)に示すように、中央において最も小さく周辺に向かって増大する凹曲線状の分布を有する。一方、ウェハW上の静止露光領域ER内の周辺点P2,P3に関する瞳強度分布のZ方向に沿った光強度分布は、図6(b)に示すように、中央において最も大きく周辺に向かって減少する凸曲線状の分布を有する。 In general, regardless of the outer shape of the pupil intensity distribution formed on the illumination pupil, the pupil intensity distribution related to the center point P1 in the still exposure region ER on the wafer W (the pupil formed on the illumination pupil by the light incident on the center point P1). As shown in FIG. 6A, the light intensity distribution along the Z direction of the intensity distribution has a concave curve distribution that is the smallest at the center and increases toward the periphery. On the other hand, the light intensity distribution along the Z direction of the pupil intensity distribution related to the peripheral points P2 and P3 in the static exposure region ER on the wafer W is the largest at the center and toward the periphery as shown in FIG. It has a decreasing convex curve distribution.
そして、瞳強度分布のZ方向に沿った光強度分布は、静止露光領域ER内のX方向(走査方向)に沿った入射点の位置にはあまり依存しないが、静止露光領域ER内のY方向(走査直交方向)に沿った入射点の位置に依存して変化する傾向がある。このように、ウェハW上の静止露光領域ER内の各点に関する瞳強度分布(各点に入射する光が照明瞳に形成する瞳強度分布)がそれぞれほぼ均一でない場合、ウェハW上の位置毎にパターンの線幅がばらついて、マスクMの微細パターンを露光領域の全体に亘って所望の線幅でウェハW上に忠実に転写することができない。 The light intensity distribution along the Z direction of the pupil intensity distribution does not depend much on the position of the incident point along the X direction (scanning direction) in the still exposure region ER, but the Y direction in the still exposure region ER. There is a tendency to change depending on the position of the incident point along the (scanning orthogonal direction). As described above, when the pupil intensity distribution (pupil intensity distribution formed on the illumination pupil by the light incident on each point) on each point in the still exposure region ER on the wafer W is not substantially uniform, for each position on the wafer W. Further, the line width of the pattern varies, and the fine pattern of the mask M cannot be faithfully transferred onto the wafer W with a desired line width over the entire exposure region.
本実施形態では、上述したように、アフォーカルレンズ4の瞳位置またはその近傍に、光の入射位置に応じて透過率の異なる透過率分布を有する濃度フィルター6が配置されている。また、アフォーカルレンズ4の瞳位置は、その後側レンズ群4bとズームレンズ7とにより、マイクロフライアイレンズ8の入射面と光学的に共役である。したがって、濃度フィルター6の作用により、マイクロフライアイレンズ8の入射面に形成される光強度分布が調整(補正)され、ひいてはマイクロフライアイレンズ8の後側焦点面またはその近傍の照明瞳に形成される瞳強度分布も調整される。
In the present embodiment, as described above, the density filter 6 having a transmittance distribution with different transmittance according to the incident position of light is disposed at or near the pupil position of the afocal lens 4. The pupil position of the afocal lens 4 is optically conjugate with the incident surface of the micro fly's eye lens 8 by the
ただし、濃度フィルター6は、ウェハW上の静止露光領域ER内の各点に関する瞳強度分布を、各点の位置に依存することなく一律に調整する。その結果、濃度フィルター6の作用により、例えば中心点P1に関する4極状の瞳強度分布21がほぼ均一になるように、ひいては各面光源21a〜21dの光強度が互いにほぼ等しくなるように調整することはできるが、その場合には周辺点P2、P3に関する4極状の瞳強度分布22の面光源22a,22bと面光源22c,22dとの光強度の差は却って大きくなってしまう。
However, the density filter 6 uniformly adjusts the pupil intensity distribution for each point in the still exposure region ER on the wafer W without depending on the position of each point. As a result, by the action of the density filter 6, for example, adjustment is made so that the quadrupole
すなわち、濃度フィルター6の作用により、ウェハW上の静止露光領域ER内の各点に関する瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整するには、濃度フィルター6とは別の手段により、各点に関する瞳強度分布を互いに同じ性状の分布に調整する必要がある。具体的には、例えば中心点P1に関する瞳強度分布21および周辺点P2,P3に関する瞳強度分布22において、面光源21a,21bと面光源21c,21dとの光強度の大小関係と面光源22a,22bと面光源22c,22dとの光強度の大小関係とをほぼ同じ比率で一致させる必要がある。
That is, in order to adjust the pupil intensity distribution for each point in the static exposure region ER on the wafer W almost uniformly by the action of the density filter 6, the pupil intensity for each point can be adjusted by means other than the density filter 6. It is necessary to adjust the distribution to distributions having the same properties. Specifically, for example, in the
本実施形態では、中心点P1に関する瞳強度分布の性状と周辺点P2,P3に関する瞳強度分布の性状とをほぼ一致させるために、中心点P1に関する瞳強度分布21において面光源21a,21bの光強度の方が面光源21c,21dの光強度よりも小さくなるように調整するための補正フィルター9を備えている。補正フィルター9は、図1に示すように、光軸AXに沿って所定の厚さを有する光透過性の基板の形態を有する。具体的には、補正フィルター9は、例えば石英または蛍石のような光学材料により形成された平行平面板の形態を有する。
In the present embodiment, in order to make the properties of the pupil intensity distribution related to the center point P1 substantially coincide with the properties of the pupil intensity distribution related to the peripheral points P2 and P3, the light of the
図7を参照すると、補正フィルター9の光の入射側(光源側)の面9aには、例えばクロムや酸化クロム等からなる円形状の遮光性ドット9aaが、所定の分布にしたがって形成されている。一方、補正フィルター9の光の射出側(マスク側)の面9bには、例えばクロムや酸化クロム等からなる円環状の遮光性ドット9bbが、円形状の遮光性ドット9aaに一対一対応するように分布形成されている。
Referring to FIG. 7, circular light-shielding dots 9aa made of, for example, chromium or chromium oxide are formed on the light incident side (light source side)
以下、説明の理解を容易にするために、円形状の遮光性ドット9aaの中心と円環状の遮光性ドット9bbの中心とを結ぶ線分は、光軸AXに平行であるものとする。また、円環状の遮光性ドット9bbの内径は円形状の遮光性ドット9aaの外径と等しく、円環状の遮光性ドット9bbの外径は円形状の遮光性ドット9aaの外径の2倍であるものとする。すなわち、円形状の遮光性ドット9aaと円環状の遮光性ドット9bbとは、光軸AX方向に見て補完的な形状を有し、互いに重なり合うことがない。 Hereinafter, in order to facilitate understanding of the description, it is assumed that a line segment connecting the center of the circular light-shielding dot 9aa and the center of the annular light-shielding dot 9bb is parallel to the optical axis AX. The inner diameter of the annular light-shielding dot 9bb is equal to the outer diameter of the circular light-shielding dot 9aa, and the outer diameter of the annular light-shielding dot 9bb is twice the outer diameter of the circular light-shielding dot 9aa. It shall be. That is, the circular light-shielding dot 9aa and the annular light-shielding dot 9bb have complementary shapes when viewed in the optical axis AX direction and do not overlap each other.
この場合、円形状の遮光性ドット9aaと円環状の遮光性ドット9bbとの組み合わせからなる単位減光領域に対して光軸AXに平行な光が入射すると、補正フィルター9の直後であって射出面9bに平行な面において、図8(a)に示すように、円形状の遮光性ドット9aaにより減光(遮光を含む広い概念)された領域90aaと、円環状の遮光性ドット9bbにより減光された領域90bbとは互いに重なり合う部分がない。すなわち、補正フィルター9の直後において、円形状の減光領域90aaと円環状の減光領域90bbとは、円環状の減光領域90bbと同じ外径を有する円形状の減光領域を形成する。
In this case, when light parallel to the optical axis AX is incident on the unit dimming region composed of the combination of the circular light-shielding dot 9aa and the annular light-shielding dot 9bb, the light is emitted immediately after the
円形状の遮光性ドット9aaと円環状の遮光性ドット9bbとからなる単位減光領域に入射する光の光軸AXに対する角度が例えばYZ平面に沿って0度から単調に増大すると、補正フィルター9の直後において、円形状の減光領域90aaがZ方向に移動して円環状の減光領域90bbと重なり合う領域が単調に増大し、やがて図8(b)に示すように円形状の減光領域90aaが円環状の減光領域90bbの内側へ入り込む。光軸AXに対する入射光の角度がXY平面に沿ってさらに単調に増大すると、円形状の減光領域90aaと円環状の減光領域90bbとの重なり合う領域が単調に減少し、やがて図8(c)に示すように円形状の減光領域90aaが円環状の減光領域90bbの外側へ出てしまう。
When the angle with respect to the optical axis AX of the light incident on the unit attenuation region composed of the circular light-shielding dots 9aa and the annular light-shielding dots 9bb increases monotonously from 0 degrees along the YZ plane, for example, the
本実施形態では、4極状の瞳強度分布20からの補正フィルター9への光のYZ平面に沿った最大入射角度が、図8(b)に示すように円形状の減光領域90aaが円環状の減光領域90bbの内側へ入り込むときの光の入射角度以下になるように構成されているものとする。この場合、円形状の遮光性ドット9aaと円環状の遮光性ドット9bbとからなる単位減光領域は、光の入射角度が大きくなるにつれて減光率が減少する減光作用を発揮することになる。その結果、遮光性ドット9aaと9bbとからなる単位減光領域が所定の分布にしたがって多数形成された補正フィルター9は、図9に示すように、補正フィルター9に対する光の入射角度θが大きくなるにつれて減光率が減少する減光率特性を有する。
In this embodiment, the maximum incident angle along the YZ plane of the light from the quadrupole
また、補正フィルター9は、図2に示すように、光軸AXを挟んでZ方向に間隔を隔てた一対の面光源20c,20dに対応して配置された一対のフィルター領域9cおよび9dを有する。したがって、4極状の瞳強度分布20のうち、面光源20cからの光はフィルター領域9cを通過し、面光源20dからの光はフィルター領域9dを通過するが、面光源20a,20bからの光は補正フィルター9の作用を受けない。
Further, as shown in FIG. 2, the
この場合、図10に示すように、ウェハW上の静止露光領域ER内の中心点P1に達する光、すなわちマスクブラインド11の開口部の中心点P1’に達する光は、補正フィルター9に対して入射角度0で入射する。換言すれば、中心点P1に関する瞳強度分布21の面光源21cおよび21dからの光は、入射角度0で一対のフィルター領域9cおよび9dに入射する。一方、図11に示すように、ウェハW上の静止露光領域ER内の周辺点P2,P3に達する光、すなわちマスクブラインド11の開口部の周辺点P2’,P3’に達する光は、補正フィルター9に対して入射角度±θで入射する。換言すれば、周辺点P2,P3に関する瞳強度分布22の面光源22cおよび22dからの光は、入射角度±θで一対のフィルター領域9cおよび9dにそれぞれ入射する。
In this case, as shown in FIG. 10, the light reaching the center point P <b> 1 in the still exposure region ER on the wafer W, that is, the light reaching the center point P <b> 1 ′ of the opening of the
なお、図10および図11において、参照符号B1は面光源20c(21c,22c)のZ方向に沿った最外縁の点(図2を参照)を示し、参照符号B2は面光源20d(21d,22d)のZ方向に沿った最外縁の点(図2を参照)を示している。さらに、図10および図11に関連する説明の理解を容易するために、面光源20a(21a,22a)のX方向に沿った最外縁の点を参照符号B3で示し、面光源20b(21b,22b)のX方向に沿った最外縁の点を参照符号B4で示している。ただし、上述したように、面光源20a(21a,22a)および面光源20b(21b,22b)からの光は、補正フィルター9の作用を受けない。
10 and 11, reference numeral B1 indicates the outermost point (see FIG. 2) along the Z direction of the
こうして、中心点P1に関する瞳強度分布21のうち、面光源21cおよび21dからの光は、補正フィルター9のフィルター領域9cおよび9dの減光作用を受けて、その光強度は比較的大きく低下する。面光源21aおよび21bからの光は、補正フィルター9の作用を受けないため、その光強度は変化しない。その結果、中心点P1に関する瞳強度分布21は、図12に示すように、補正フィルター9の作用を受けて、元の分布21とは異なる性状の瞳強度分布21’に調整される。すなわち、補正フィルター9により調整された瞳強度分布21’では、X方向に間隔を隔てた面光源21a,21bの光強度の方がZ方向に間隔を隔てた面光源21c’,21d’の光強度よりも大きい性状に変化する。
Thus, in the
一方、周辺点P2、P3に関する瞳強度分布22のうち、面光源22cおよび22dからの光は、補正フィルター9のフィルター領域9cおよび9dの作用を受けて、その光強度は比較的小さく低下する。面光源22aおよび22bからの光は、補正フィルター9の作用を受けないため、その光強度は変化しない。その結果、周辺点P2、P3に関する瞳強度分布22は、図13に示すように、補正フィルター9の作用により、元の分布22と同様の性状の瞳強度分布22’に調整される。すなわち、補正フィルター9により調整された瞳強度分布22’においても、X方向に間隔を隔てた面光源22a,22bの光強度の方がZ方向に間隔を隔てた面光源22c’,22d’の光強度よりも大きい性状は維持される。
On the other hand, in the
こうして、補正フィルター9の作用により、中心点P1に関する瞳強度分布21は、周辺点P2、P3に関する瞳強度分布22’とほぼ同じ性状の分布21’に調整される。同様に、中心点P1と周辺点P2、P3との間でY方向に沿って並んだ各点に関する瞳強度分布、ひいてはウェハW上の静止露光領域ER内の各点に関する瞳強度分布も、互いにほぼ同じ性状の分布に調整される。換言すれば、補正フィルター9の作用により、ウェハW上の静止露光領域ER内の各点に関する瞳強度分布は互いにほぼ同じ性状の分布に調整される。
Thus, the action of the
さらに別の表現をすれば、補正フィルター9の一対のフィルター領域9cおよび9dは、各点に関する瞳強度分布を互いにほぼ同じ性状の分布に調整するために必要な所要の減光率特性、すなわち光の入射角度が大きくなるにつれて減光率が減少する所要の減光率特性を有する。一対のフィルター領域9cおよび9dの所要の減光率特性は、補正フィルター9を構成する基板の厚さ、フィルター領域9cおよび9dにおける円形状の遮光性ドット9aaと円環状の遮光性ドット9bbとからなる単位減光領域の分布などを適宜設定することにより実現される。
In other words, the pair of
以上のように、本実施形態の補正フィルター9では、平行平面板の形態を有する光透過性の基板の入射面に多数の円形状の遮光性ドット9aaが所定の分布にしたがって形成され、基板の射出面には多数の円形状の遮光性ドット9aaと一対一対応するように多数の円環状の遮光性ドット9bbが形成されている。換言すれば、補正フィルター9の入射面には多数の円形状の遮光性ドット9aaからなる第1減光パターンが形成され、射出面には多数の円環状の遮光性ドット9bbからなる第2減光パターンが形成されている。そして、円形状の遮光性ドット9aaと円環状の遮光性ドット9bbとは、光軸AX方向に見て補完的な形状を有する。したがって、円形状の遮光性ドット9aaと円環状の遮光性ドット9bbとからなる単位減光領域は、いわゆる視差の効果により、光の入射角度が大きくなるにつれて減光率が減少する減光作用を発揮する。
As described above, in the
その結果、遮光性ドット9aaと9bbとからなる単位減光領域が所定の分布にしたがって多数形成された補正フィルター9は、光の入射角度が大きくなるにつれて減光率が減少する減光率特性を有する。また、補正フィルター9は、照明瞳の近傍の位置、すなわち被照射面であるマスクM(またはウェハW)における光の位置情報が光の角度情報に変換される位置に配置されている。したがって、本実施形態の補正フィルター9の減光作用により、被照射面上の各点に関する瞳強度分布をそれぞれ独立的に調整することができ、ひいては各点に関する瞳強度分布を互いにほぼ同じ性状の分布に調整することが可能である。特に、本実施形態の補正フィルター9では、1つの基板の入射面に第1減光パターンを設け且つ射出面に第2減光パターンを設ける構造を採用しているので、第1減光パターンと第2減光パターンとの位置合わせ(アライメント)が容易である。
As a result, the
また、本実施形態の照明光学系では、光の入射角度が大きくなるにつれて減光率が減少する所要の減光率特性を有する一対のフィルター領域9cおよび9dを備え、ウェハW上の静止露光領域ER内の各点に関する瞳強度分布をそれぞれ独立的に調整する補正フィルター9と、光の入射位置に応じて変化する所要の透過率特性を有し、各点に関する瞳強度分布を一律に調整する濃度フィルター6との協働作用により、各点に関する瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整することができる。したがって、本実施形態の露光装置(1〜WS)では、ウェハW上の静止露光領域ER内の各点での瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整する照明光学系(2〜12)を用いて、マスクMの微細パターンに応じた適切な照明条件のもとで良好な露光を行うことができ、ひいてはマスクMの微細パターンを露光領域の全体に亘って所望の線幅でウェハW上に忠実に転写することができる。
In addition, the illumination optical system of the present embodiment includes a pair of
本実施形態において、ウェハ(被照射面)W上の光量分布が、例えば補正フィルター9の調整作用の影響を受けることが考えられる。この場合、必要に応じて、公知の構成を有する光量分布調整部の作用により、静止露光領域ER内の照度分布を変更する、または静止露光領域(照明領域)ERの形状を変更して露光量分布を変更することができる。具体的に、照度分布を変更する光量分布調整部としては、特開2001−313250号および特開2002−100561号(並びにそれらに対応する米国特許第6771350号および第6927836号)に記載された構成および手法を用いることができる。また、照明領域の形状を変更する光量分布調整部としては、国際特許公開第WO2005/048326号パンフレット(およびそれに対応する米国特許公開第2007/0014112号公報)に記載された構成および手法を用いることができる。
In the present embodiment, it is conceivable that the light amount distribution on the wafer (irradiated surface) W is affected by, for example, the adjustment function of the
なお、上述の実施形態では、補正フィルター9の入射面に分布形成される第1単位減光領域としての円形状の遮光性ドット9aaと、射出面に分布形成される第2単位減光領域としての円環状の遮光性ドット9bbとが、光軸AX方向に見て補完的な形状を有する。しかしながら、これに限定されることなく、補正フィルター9の入射面に分布形成される第1単位減光領域の形状、射出面に分布形成される第2単位減光領域の形状、第1単位減光領域と第2単位減光領域との位置関係などについて、様々な形態が可能である。
In the above-described embodiment, the circular light-shielding dots 9aa as the first unit dimming areas distributed on the incident surface of the
一例として、図14に示すように、入射面9aに形成された円形状の遮光性ドット9aaと、射出面9bに間隔を隔てて形成された一対の円形状の遮光性ドット9bcとを組み合わせて、補正フィルター9のフィルター領域9cおよび9dを構成することも可能である。以下、説明の理解を容易にするために、各遮光性ドット9aaと9bcとは互いに同じ大きさを有し、X方向に沿って直線状に並んで配置されているものとする。また、遮光性ドット9aaの中心と、対応する一対の遮光性ドット9bcの中心を結ぶ線分の中点とは、光軸AX方向に見て一致しているものとする。すなわち、円形状の遮光性ドット9aaと一対の円形状の遮光性ドット9bcとは、光軸AX方向に見て互いに重なり合っていない。
As an example, as shown in FIG. 14, a circular light-shielding dot 9aa formed on the
この場合、円形状の遮光性ドット9aaと一対の円形状の遮光性ドット9bcとの組み合わせからなる単位減光領域に対して光軸AXに平行な光が入射すると、補正フィルター9の直後であって射出面9bに平行な面において、図15(a)に示すように、円形状の遮光性ドット9aaにより減光された領域91aaと、一対の円形状の遮光性ドット9bcにより減光された領域91bcとは重なり合う部分がない。すなわち、補正フィルター9の直後において、円形状の減光領域91aaと一対の円形状の減光領域91bcとは、円形状の減光領域91aaの3個分の面積を有する減光領域を形成する。
In this case, when light parallel to the optical axis AX is incident on the unit attenuation region formed by the combination of the circular light-shielding dots 9aa and the pair of circular light-shielding dots 9bc, the light is incident immediately after the
円形状の遮光性ドット9aaと一対の円形状の遮光性ドット9bcとからなる単位減光領域に入射する光の光軸AXに対する角度が例えばYZ平面に沿って0度から単調に増大すると、補正フィルター9の直後において、減光領域91aaがZ方向に移動して一方の減光領域91bcと重なり合う領域が単調に増大し、やがて図15(b)に示すように減光領域91aaが一方の減光領域91bcと完全に重なり合う。この状態では、円形状の減光領域91aaと一対の円形状の減光領域91bcとが、円形状の減光領域91aaの2個分の面積を有する減光領域を形成する。
When the angle with respect to the optical axis AX of the light incident on the unit attenuation region composed of the circular light-shielding dot 9aa and the pair of circular light-shielding dots 9bc increases monotonously from 0 degrees along the YZ plane, for example, Immediately after the
こうして、円形状の遮光性ドット9aaと一対の円形状の遮光性ドット9bcとからなる単位減光領域は、光の入射角度が大きくなるにつれて減光率が減少する減光作用を発揮する。その結果、図14の変形例においても、遮光性ドット9aaと9bcとからなる単位減光領域が所定の分布にしたがって多数形成された補正フィルター9のフィルター領域9cおよび9dは、光の入射角度が大きくなるにつれて減光率が減少する減光率特性を有し、図7の実施形態の場合と同様の効果が得られる。なお、図14の変形例にかかるフィルター領域9cおよび9dでは、図7の実施形態にかかるフィルター領域9cおよび9dよりも光量の損失が小さく抑えられる。
Thus, the unit dimming region composed of the circular light-shielding dots 9aa and the pair of circular light-shielding dots 9bc exhibits a light-reducing effect in which the light attenuation rate decreases as the light incident angle increases. As a result, also in the modification of FIG. 14, the
また、上述の実施形態では、補正フィルター9と濃度フィルター6との協働作用により、各点に関する瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整している。しかしながら、濃度フィルター6を用いることなく、フィルター領域9c,9dとは異なる減光率特性を有する新たなフィルター領域を補正フィルター9に追加することにより、各点に関する瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整する変形例も可能である。この変形例にかかる補正フィルター9は、図16に示すように、Z方向に間隔を隔てた一対の面光源20c,20dに対応して配置された一対のフィルター領域9cおよび9dに加えて、X方向に間隔を隔てた一対の面光源20a,20bに対応して配置された一対のフィルター領域9eおよび9fを備えている。
In the above-described embodiment, the pupil intensity distribution for each point is adjusted substantially uniformly by the cooperative action of the
したがって、4極状の瞳強度分布20のうち、面光源20cからの光はフィルター領域9cを通過し、面光源20dからの光はフィルター領域9dを通過し、面光源20aからの光はフィルター領域9eを通過し、面光源20bからの光はフィルター領域9fを通過する。フィルター領域9eおよび9fでは、図17に示すように、入射面9aに円形状の遮光性ドット9abが形成され、射出面9bには円形状の遮光性ドット9abに対応するように円形状の遮光性ドット9bdが形成されている。
Therefore, in the quadrupole
以下、説明の理解を容易にするために、遮光性ドット9abと9bdとは互いに同じ大きさを有し、遮光性ドット9abの中心と遮光性ドット9bdの中心とが光軸AX方向に見て一致しているものとする。すなわち、円形状の遮光性ドット9abと円形状の遮光性ドット9bdとは、光軸AX方向に見て互いに重なり合っている。この場合、円形状の遮光性ドット9abと9bdとの組み合わせからなる単位減光領域に対して光軸AXに平行な光が入射すると、補正フィルター9の直後であって射出面9bに平行な面において、図18(a)に示すように、円形状の遮光性ドット9abにより減光された領域92abと、円形状の遮光性ドット9bdにより減光された領域92bdとは互いに重なり合う。すなわち、補正フィルター9の直後において、円形状の減光領域92abと92bdとは、円形状の減光領域92abの1個分の面積を有する減光領域を形成する。
Hereinafter, for easy understanding of the description, the light shielding dots 9ab and 9bd have the same size, and the center of the light shielding dot 9ab and the center of the light shielding dot 9bd are viewed in the optical axis AX direction. Assume that they match. That is, the circular light-shielding dot 9ab and the circular light-shielding dot 9bd overlap each other when viewed in the optical axis AX direction. In this case, when light parallel to the optical axis AX is incident on the unit dimming region composed of the combination of the circular light-shielding dots 9ab and 9bd, the surface immediately after the
円形状の遮光性ドット9abと9bdとからなる単位減光領域に入射する光の光軸AXに対する角度が例えばYZ平面に沿って0度から単調に増大すると、補正フィルター9の直後において、減光領域92abがZ方向に移動して減光領域92bdと重なり合う領域が単調に減少し、やがて図18(b)に示すように減光領域92abが一方の減光領域92bdと全く重なり合わなくなる。この状態では、円形状の減光領域92abと92bdとが、円形状の減光領域92abの2個分の面積を有する減光領域を形成する。
When the angle with respect to the optical axis AX of the light incident on the unit attenuation region composed of the circular light-shielding dots 9ab and 9bd increases monotonously from 0 degrees along the YZ plane, for example, the light is attenuated immediately after the
こうして、円形状の遮光性ドット9abと9bdとからなる単位減光領域は、光の入射角度が大きくなるにつれて減光率が増大する減光作用を発揮する。その結果、遮光性ドット9abと9bdとからなる単位減光領域が所定の分布にしたがって多数形成された補正フィルター9のフィルター領域9eおよび9fは、フィルター領域9cおよび9dとは逆に、図19に示すように、光の入射角度θが大きくなるにつれて減光率が増大する減光率特性を有する。
Thus, the unit dimming region composed of the circular light-shielding dots 9ab and 9bd exhibits a dimming action in which the dimming rate increases as the incident angle of light increases. As a result, the
こうして、中心点P1に関する瞳強度分布21のうち、面光源21aおよび21bからの光は、補正フィルター9のフィルター領域9eおよび9fの減光作用を受けて、その光強度は比較的小さく低下する。その結果、図20に示すように、フィルター領域9cおよび9dにより調整された中心点P1に関する瞳強度分布21’(図12の右側の分布21’を参照)は、フィルター領域9eおよび9fの作用を受けて、ほぼ均一な性状の瞳強度分布21''に調整される。すなわち、補正フィルター9により調整された瞳強度分布21''では、X方向に間隔を隔てた面光源21a',21b'の光強度とZ方向に間隔を隔てた面光源21c’,21d’の光強度とがほぼ一致する。
Thus, in the
一方、周辺点P2、P3に関する瞳強度分布22のうち、面光源22aおよび22bからの光は、補正フィルター9のフィルター領域9eおよび9fの作用を受けて、その光強度は比較的大きく低下する。その結果、図21に示すように、フィルター領域9cおよび9dにより調整された周辺点P2、P3に関する瞳強度分布22’ (図13の右側の分布22’を参照)は、フィルター領域9eおよび9fの作用を受けて、ほぼ均一な性状の瞳強度分布22''に調整される。すなわち、補正フィルター9により調整された瞳強度分布22''では、X方向に間隔を隔てた面光源22a',22b'の光強度とZ方向に間隔を隔てた面光源22c’,22d’の光強度とがほぼ一致する。
On the other hand, in the
こうして、図16の変形例では、フィルター領域9cおよび9d並びに9eおよび9fを備えた補正フィルター9の作用により、中心点P1に関する瞳強度分布21および周辺点P2、P3に関する瞳強度分布22がともにほぼ均一な性状の瞳強度分布21''および22''に調整される。同様に、中心点P1と周辺点P2、P3との間でY方向に沿って並んだ各点に関する瞳強度分布、ひいてはウェハW上の静止露光領域ER内の各点に関する瞳強度分布も、ほぼ均一な性状の分布に調整される。換言すれば、濃度フィルター6を用いることなく、補正フィルター9だけの減光作用により、ウェハW上の静止露光領域ER内の各点に関する瞳強度分布がほぼ均一な性状の分布に調整される。
Thus, in the modified example of FIG. 16, the
なお、図16の変形例にかかるフィルター領域9eおよび9fでは、図14の変形例にかかるフィルター領域9cおよび9dよりも光量の損失が小さく抑えられる。また、場合によっては、図16の変形例にかかるフィルター領域9eおよび9fのみを備えた補正フィルターを用いて、被照射面上の各点に関する瞳強度分布をそれぞれ独立的に調整し、ひいては各点に関する瞳強度分布を互いにほぼ同じ性状の分布に調整することも可能である。
Note that in the
なお、上述の説明では、補正フィルター9の本体を構成する光透過性の基板として、平行平面板を用いている。しかしながら、平行平面板に限定されることなく、例えば少なくとも一方の面が曲率を有するような基板を用いて、本発明の補正フィルターを構成することもできる。
In the above description, a plane parallel plate is used as the light transmissive substrate constituting the main body of the
また、上述の説明では、照明瞳に4極状の瞳強度分布が形成される変形照明、すなわち4極照明を例にとって、本発明の作用効果を説明している。しかしながら、4極照明に限定されることなく、例えば輪帯状の瞳強度分布が形成される輪帯照明、4極状以外の他の複数極状の瞳強度分布が形成される複数極照明などに対しても、同様に本発明を適用して同様の作用効果を得ることができることは明らかである。 Further, in the above description, the operational effects of the present invention are described by taking, as an example, modified illumination in which a quadrupole pupil intensity distribution is formed on the illumination pupil, that is, quadrupole illumination. However, the present invention is not limited to quadrupole illumination. For example, annular illumination in which an annular pupil intensity distribution is formed, multipolar illumination in which a multipolar pupil intensity distribution other than quadrupole is formed, and the like. In contrast, it is apparent that the same effects can be obtained by applying the present invention.
また、上述の説明では、マイクロフライアイレンズ8の後側焦点面またはその近傍の照明瞳に形成される瞳強度分布20の形成面よりも後側(マスク側)に、補正フィルター9を配置している。しかしながら、これに限定されることなく、瞳強度分布20の形成面の位置、またはその前側(光源側)に、補正フィルター9を配置することもできる。また、マイクロフライアイレンズ8よりも後側の別の照明瞳の位置またはその近傍、例えば結像光学系12の前側レンズ群12aと後側レンズ群12bとの間の照明瞳の位置またはその近傍に、補正フィルター9を配置することもできる。
In the above description, the
一般的には、オプティカルインテグレータよりも後側の照明瞳の前側に隣接するパワーを持つ光学素子と当該照明瞳の後側に隣接するパワーを持つ光学素子との間の照明瞳空間において、当該照明瞳の一部の領域のみを通過する光または当該照明瞳の一部の領域のみを通過した光が入射する位置に、光の入射角度に応じて変化する透過率特性を有する透過フィルターを配置することができる。すなわち、この「照明瞳空間」内には、パワーを持たない平行平面板や平面鏡が存在していても良い。 Generally, in the illumination pupil space between an optical element having power adjacent to the front side of the illumination pupil behind the optical integrator and an optical element having power adjacent to the rear side of the illumination pupil, the illumination A transmission filter having a transmittance characteristic that changes in accordance with the incident angle of light is arranged at a position where light that passes through only a partial region of the pupil or light that passes through only a partial region of the illumination pupil is incident. be able to. That is, in this “illumination pupil space”, there may be a parallel plane plate or a plane mirror having no power.
また、上述の説明では、ウェハWのショット領域にマスクMのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置に対して本発明を適用している。しかしながら、これに限定されることなく、ウェハWの各露光領域にマスクMのパターンを一括露光する動作を繰り返すステップ・アンド・リピート方式の露光装置に対して本発明を適用することもできる。特に、図7の実施形態にかかるフィルター領域9cおよび9dを有する補正フィルター9、および図16の変形例にかかるフィルター領域9cおよび9d並びに9eおよび9fを有する補正フィルター9は、一括露光型の露光装置にも適用可能である。
In the above description, the present invention is applied to a step-and-scan type exposure apparatus that scans and exposes the pattern of the mask M on the shot area of the wafer W. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to a step-and-repeat type exposure apparatus that repeats the operation of collectively exposing the pattern of the mask M to each exposure region of the wafer W. In particular, the
また、上述の説明では、図7の実施形態、図14の変形例、および図17の変形例において、補正フィルター9の入射面9aに分布形成される第1単位減光領域および射出面9bに分布形成される第2単位減光領域が、例えばクロムや酸化クロム等からなる遮光性ドット(9aa,9bb;9aa,9bc;9ab,9bd)により、入射光を遮る遮光領域として形成されている。しかしながら、これに限定されることなく、第1単位減光領域および第2単位減光領域については、遮光領域の形態以外の形態も可能である。
In the above description, in the embodiment of FIG. 7, the modification of FIG. 14, and the modification of FIG. 17, the first unit attenuation region and the
例えば、第1単位減光領域および第2単位減光領域のうちの少なくとも一方を、入射光を散乱させる散乱領域として、あるいは入射光を回折させる回折領域として形成することも可能である。一般に、光透過性の基板の所要領域に粗面化加工を施すことにより散乱領域が形成され、所要領域に回折面形成加工を施すことにより回折領域が形成される。 For example, at least one of the first unit attenuation region and the second unit attenuation region can be formed as a scattering region that scatters incident light or as a diffraction region that diffracts incident light. Generally, a scattering region is formed by roughening a required region of a light-transmitting substrate, and a diffraction region is formed by applying a diffractive surface forming process to the required region.
具体的には、図7の実施形態に対応する構成において、図22に示すように、第1単位減光領域として円形状の散乱領域(または回折領域)9acを補正フィルター9の入射面9aに分布形成し、第2単位減光領域として円環状の散乱領域(または回折領域)9beを射出面9bに分布形成することにより、図7の実施形態と同様の効果を達成することができる。
Specifically, in the configuration corresponding to the embodiment of FIG. 7, as shown in FIG. 22, a circular scattering region (or diffraction region) 9ac is used as the first unit attenuation region on the
また、図14の変形例に対応する構成において、図22に示すように、第1単位減光領域として円形状の散乱領域(または回折領域)9acを補正フィルター9の入射面9aに分布形成し、第2単位減光領域として一対の円形状の散乱領域(または回折領域)9bfを射出面9bに分布形成することにより、図14の変形例と同様の効果を達成することができる。
Further, in the configuration corresponding to the modification of FIG. 14, as shown in FIG. 22, a circular scattering region (or diffraction region) 9ac is distributed and formed on the
また、図17の変形例に対応する構成において、図23に示すように、第1単位減光領域として円形状の散乱領域(または回折領域)9adを補正フィルター9の入射面9aに分布形成し、第2単位減光領域として円形状の散乱領域(または回折領域)9bgを射出面9bに分布形成することにより、図17の変形例と同様の効果を達成することができる。
In the configuration corresponding to the modification of FIG. 17, as shown in FIG. 23, a circular scattering region (or diffraction region) 9ad is distributed and formed on the
上述の実施形態の露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。 The exposure apparatus of the above-described embodiment is manufactured by assembling various subsystems including the respective constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. Is done. In order to ensure these various accuracies, before and after assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, and various electrical systems are Adjustments are made to achieve electrical accuracy. The assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, pneumatic circuit piping connection and the like between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.
次に、上述の実施形態にかかる露光装置を用いたデバイス製造方法について説明する。図24は、半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。図24に示すように、半導体デバイスの製造工程では、半導体デバイスの基板となるウェハWに金属膜を蒸着し(ステップS40)、この蒸着した金属膜上に感光性材料であるフォトレジストを塗布する(ステップS42)。つづいて、上述の実施形態の露光装置を用い、マスク(レチクル)Mに形成されたパターンをウェハW上の各ショット領域に転写し(ステップS44:露光工程)、この転写が終了したウェハWの現像、つまりパターンが転写されたフォトレジストの現像を行う(ステップS46:現像工程)。その後、ステップS46によってウェハWの表面に生成されたレジストパターンをマスクとし、ウェハWの表面に対してエッチング等の加工を行う(ステップS48:加工工程)。 Next, a device manufacturing method using the exposure apparatus according to the above-described embodiment will be described. FIG. 24 is a flowchart showing a manufacturing process of a semiconductor device. As shown in FIG. 24, in the semiconductor device manufacturing process, a metal film is vapor-deposited on a wafer W to be a semiconductor device substrate (step S40), and a photoresist, which is a photosensitive material, is applied on the vapor-deposited metal film. (Step S42). Subsequently, using the exposure apparatus of the above-described embodiment, the pattern formed on the mask (reticle) M is transferred to each shot area on the wafer W (step S44: exposure process), and the transfer of the wafer W after the transfer is completed. Development, that is, development of the photoresist to which the pattern has been transferred is performed (step S46: development process). Thereafter, using the resist pattern generated on the surface of the wafer W in step S46 as a mask, processing such as etching is performed on the surface of the wafer W (step S48: processing step).
ここで、レジストパターンとは、上述の実施形態の露光装置によって転写されたパターンに対応する形状の凹凸が生成されたフォトレジスト層であって、その凹部がフォトレジスト層を貫通しているものである。ステップS48では、このレジストパターンを介してウェハWの表面の加工を行う。ステップS48で行われる加工には、例えばウェハWの表面のエッチングまたは金属膜等の成膜の少なくとも一方が含まれる。なお、ステップS44では、上述の実施形態の露光装置は、フォトレジストが塗布されたウェハWを、感光性基板つまりプレートPとしてパターンの転写を行う。 Here, the resist pattern is a photoresist layer in which unevenness having a shape corresponding to the pattern transferred by the exposure apparatus of the above-described embodiment is generated, and the recess penetrates the photoresist layer. is there. In step S48, the surface of the wafer W is processed through this resist pattern. The processing performed in step S48 includes, for example, at least one of etching of the surface of the wafer W or film formation of a metal film or the like. In step S44, the exposure apparatus of the above-described embodiment performs pattern transfer using the wafer W coated with the photoresist as the photosensitive substrate, that is, the plate P.
図25は、液晶表示素子等の液晶デバイスの製造工程を示すフローチャートである。図25に示すように、液晶デバイスの製造工程では、パターン形成工程(ステップS50)、カラーフィルター形成工程(ステップS52)、セル組立工程(ステップS54)およびモジュール組立工程(ステップS56)を順次行う。 FIG. 25 is a flowchart showing manufacturing steps of a liquid crystal device such as a liquid crystal display element. As shown in FIG. 25, in the manufacturing process of the liquid crystal device, a pattern formation process (step S50), a color filter formation process (step S52), a cell assembly process (step S54), and a module assembly process (step S56) are sequentially performed.
ステップS50のパターン形成工程では、プレートPとしてフォトレジストが塗布されたガラス基板上に、上述の実施形態の露光装置を用いて回路パターンおよび電極パターン等の所定のパターンを形成する。このパターン形成工程には、上述の実施形態の露光装置を用いてフォトレジスト層にパターンを転写する露光工程と、パターンが転写されたプレートPの現像、つまりガラス基板上のフォトレジスト層の現像を行い、パターンに対応する形状のフォトレジスト層を生成する現像工程と、この現像されたフォトレジスト層を介してガラス基板の表面を加工する加工工程とが含まれている。 In the pattern forming process of step S50, a predetermined pattern such as a circuit pattern and an electrode pattern is formed on the glass substrate coated with a photoresist as the plate P using the exposure apparatus of the above-described embodiment. In this pattern formation process, an exposure process for transferring the pattern to the photoresist layer using the exposure apparatus of the above-described embodiment and development of the plate P to which the pattern is transferred, that is, development of the photoresist layer on the glass substrate are performed. And a developing step for generating a photoresist layer having a shape corresponding to the pattern, and a processing step for processing the surface of the glass substrate through the developed photoresist layer.
ステップS52のカラーフィルター形成工程では、R(Red)、G(Green)、B(Blue)に対応する3つのドットの組をマトリックス状に多数配列するか、またはR、G、Bの3本のストライプのフィルターの組を水平走査方向に複数配列したカラーフィルターを形成する。 In the color filter forming step of step S52, a large number of sets of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix or three R, G, and B A color filter is formed by arranging a plurality of stripe filter sets in the horizontal scanning direction.
ステップS54のセル組立工程では、ステップS50によって所定パターンが形成されたガラス基板と、ステップS52によって形成されたカラーフィルターとを用いて液晶パネル(液晶セル)を組み立てる。具体的には、例えばガラス基板とカラーフィルターとの間に液晶を注入することで液晶パネルを形成する。ステップS56のモジュール組立工程では、ステップS54によって組み立てられた液晶パネルに対し、この液晶パネルの表示動作を行わせる電気回路およびバックライト等の各種部品を取り付ける。 In the cell assembly process in step S54, a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the glass substrate on which the predetermined pattern is formed in step S50 and the color filter formed in step S52. Specifically, for example, a liquid crystal panel is formed by injecting liquid crystal between a glass substrate and a color filter. In the module assembling process in step S56, various components such as an electric circuit and a backlight for performing the display operation of the liquid crystal panel are attached to the liquid crystal panel assembled in step S54.
また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子(CCD等)、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、及びDNAチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク(フォトマスク、レチクル等)をフォトリソグラフィ工程を用いて製造する際の、露光工程(露光装置)にも適用することができる。 In addition, the present invention is not limited to application to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device, for example, an exposure apparatus for a display device such as a liquid crystal display element formed on a square glass plate or a plasma display, It can also be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing various devices such as an image sensor (CCD or the like), a micromachine, a thin film magnetic head, and a DNA chip. Furthermore, the present invention can also be applied to an exposure process (exposure apparatus) when manufacturing a mask (photomask, reticle, etc.) on which mask patterns of various devices are formed using a photolithography process.
なお、上述の実施形態では、露光光としてArFエキシマレーザ光(波長:193nm)やKrFエキシマレーザ光(波長:248nm)を用いているが、これに限定されることなく、他の適当なレーザ光源、たとえば波長157nmのレーザ光を供給するF2レーザ光源などに対して本発明を適用することもできる。 In the above-described embodiment, ArF excimer laser light (wavelength: 193 nm) or KrF excimer laser light (wavelength: 248 nm) is used as the exposure light. However, the present invention is not limited to this, and other appropriate laser light sources are used. For example, the present invention can also be applied to an F 2 laser light source that supplies laser light having a wavelength of 157 nm.
また、上述の実施形態では、露光装置においてマスクまたはウェハを照明する照明光学系に対して本発明を適用しているが、これに限定されることなく、マスクまたはウェハ以外の被照射面を照明する一般的な照明光学系に対して本発明を適用することもできる。 In the above-described embodiment, the present invention is applied to the illumination optical system that illuminates the mask or wafer in the exposure apparatus. However, the present invention is not limited to this, and the irradiated surface other than the mask or wafer is illuminated. The present invention can also be applied to a general illumination optical system.
1 光源
3 回折光学素子
4 アフォーカルレンズ
6 濃度フィルター
7 ズームレンズ
8 マイクロフライアイレンズ(オプティカルインテグレータ)
9 補正フィルター
10 コンデンサー光学系
11 マスクブラインド
12 結像光学系
M マスク
PL 投影光学系
AS 開口絞り
W ウェハ
1
9
Claims (18)
前記照明瞳の前側に隣接してパワーを有する光学素子と前記照明瞳の後側に隣接してパワーを有する光学素子との間の照明瞳空間に配置されて、前記照明光学系の光軸に沿って所定の厚さを有する光透過性の基板を備え、
前記基板は、光の入射側の面に形成された第1減光パターンと、光の射出側の面に形成された第2減光パターンとを有し、
前記第1減光パターンは、前記入射側の面に分布形成された複数の第1単位減光領域を有し、
前記第2減光パターンは、前記複数の第1単位減光領域に対応して前記射出側の面に分布形成された複数の第2単位減光領域を有することを特徴とする補正フィルター。 A correction filter for correcting the pupil intensity distribution formed on the illumination pupil of the illumination optical system,
It is arranged in an illumination pupil space between an optical element having power adjacent to the front side of the illumination pupil and an optical element having power adjacent to the rear side of the illumination pupil, and is arranged on the optical axis of the illumination optical system. A light transmissive substrate having a predetermined thickness along the
The substrate includes a first dimming pattern formed on a surface of the light incident side, and a second dimming pattern formed on a surface of the light exit side possess,
The first dimming pattern has a plurality of first unit dimming areas distributed on the incident side surface,
The second dimming pattern, the correction filter, characterized in that to have a plurality of second unit dimming regions which are distributed formed on the surface of the exit side corresponding to said plurality of first unit dimming region.
前記照明瞳の前側に隣接してパワーを有する光学素子と前記照明瞳の後側に隣接してパワーを有する光学素子との間の照明瞳空間に配置されて、前記照明光学系の光軸に沿って所定の厚さを有する光透過性の基板を備え、
前記基板は、光の入射側の面に形成された第1減光パターンと、光の射出側の面に形成された第2減光パターンとを有し、
前記補正フィルターに対する光の入射角度が大きくなるにつれて減光率が減少する減光率特性を有する第1補正フィルター領域と、光の入射角度が大きくなるにつれて減光率が増大する減光率特性を有する第2補正フィルター領域とのうちの少なくとも一方の補正フィルター領域を有することを特徴とする補正フィルター。 A correction filter for correcting the pupil intensity distribution formed on the illumination pupil of the illumination optical system,
It is arranged in an illumination pupil space between an optical element having power adjacent to the front side of the illumination pupil and an optical element having power adjacent to the rear side of the illumination pupil, and is arranged on the optical axis of the illumination optical system. A light transmissive substrate having a predetermined thickness along the
The substrate has a first dimming pattern formed on a light incident side surface and a second dimming pattern formed on a light emission side surface;
A first correction filter region having a light attenuation rate characteristic in which the light attenuation rate decreases as the incident angle of light with respect to the correction filter increases; and a light attenuation rate characteristic in which the light attenuation rate increases as the light incident angle increases. correction filter, characterized in that it comprises at least one of the correction filter area of the second correction filter region having.
オプティカルインテグレータを有し、該オプティカルインテグレータよりも後側の照明瞳に瞳強度分布を形成する分布形成光学系と、
前記後側の照明瞳を含む前記照明瞳空間に配置された請求項1乃至10のいずれか1項に記載の補正フィルターとを備えていることを特徴とする照明光学系。 In the illumination optical system that illuminates the illuminated surface with light from the light source,
A distribution forming optical system having an optical integrator and forming a pupil intensity distribution in an illumination pupil on the rear side of the optical integrator;
11. An illumination optical system comprising: the correction filter according to claim 1 arranged in the illumination pupil space including the rear illumination pupil.
前記補正フィルターは、前記補正フィルターに対する光の入射角度が大きくなるにつれて減光率が減少する減光率特性を有する第1補正フィルター領域を有し、
前記第1補正フィルター領域は、前記照明瞳において前記照明光学系の光軸を挟んで前記所定方向に間隔を隔てた一対の領域に対応して配置されていることを特徴とする請求項11に記載の照明光学系。 The optical integrator has an elongated rectangular unit wavefront dividing surface along a predetermined direction,
The correction filter has a first correction filter region having a light attenuation rate characteristic in which the light attenuation rate decreases as the incident angle of light with respect to the correction filter increases.
12. The first correction filter region is arranged corresponding to a pair of regions spaced apart in the predetermined direction across the optical axis of the illumination optical system in the illumination pupil. The illumination optical system described.
前記補正フィルターは、前記補正フィルターに対する光の入射角度が大きくなるにつれて減光率が増大する減光率特性を有する第2補正フィルター領域を有し、
前記第2補正フィルター領域は、前記照明瞳において前記照明光学系の光軸を挟んで前記所定方向と直交する方向に間隔を隔てた一対の領域に対応して配置されていることを特徴とする請求項11または12に記載の照明光学系。 The optical integrator has an elongated rectangular unit wavefront dividing surface along a predetermined direction,
The correction filter has a second correction filter region having a light attenuation rate characteristic in which the light attenuation rate increases as the incident angle of light with respect to the correction filter increases.
The second correction filter region is disposed corresponding to a pair of regions spaced apart in a direction orthogonal to the predetermined direction across the optical axis of the illumination optical system in the illumination pupil. The illumination optical system according to claim 11 or 12.
前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成する現像工程と、
前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する加工工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法。 An exposure step of exposing the predetermined pattern to the photosensitive substrate using the exposure apparatus according to any one of claims 15 to 17,
Developing the photosensitive substrate to which the predetermined pattern is transferred, and forming a mask layer having a shape corresponding to the predetermined pattern on the surface of the photosensitive substrate;
And a processing step of processing the surface of the photosensitive substrate through the mask layer.
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