JP5327715B2 - Illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method - Google Patents
Illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5327715B2 JP5327715B2 JP2009188172A JP2009188172A JP5327715B2 JP 5327715 B2 JP5327715 B2 JP 5327715B2 JP 2009188172 A JP2009188172 A JP 2009188172A JP 2009188172 A JP2009188172 A JP 2009188172A JP 5327715 B2 JP5327715 B2 JP 5327715B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical system
- illumination
- pupil
- optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 277
- 238000005286 illumination Methods 0.000 title claims abstract description 112
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 17
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 216
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 126
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 96
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 claims abstract description 93
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 27
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 8
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 description 27
- 230000008569 process Effects 0.000 description 17
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 13
- 230000009471 action Effects 0.000 description 11
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 9
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 6
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- 238000011161 development Methods 0.000 description 5
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000010408 film Substances 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000036544 posture Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 238000000018 DNA microarray Methods 0.000 description 1
- 241000276498 Pollachius virens Species 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 210000002858 crystal cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 230000007261 regionalization Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
Description
本発明は、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法に関する。さらに詳細には、本発明は、半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のデバイスをリソグラフィー工程で製造するための露光装置に好適な照明光学系に関するものである。 The present invention relates to an illumination optical system, an exposure apparatus, and a device manufacturing method. More specifically, the present invention relates to an illumination optical system suitable for an exposure apparatus for manufacturing devices such as a semiconductor element, an image sensor, a liquid crystal display element, and a thin film magnetic head in a lithography process.
この種の典型的な露光装置においては、光源から射出された光束が、オプティカルインテグレータとしてのフライアイレンズを介して、多数の光源からなる実質的な面光源としての二次光源(一般には照明瞳における所定の光強度分布)を形成する。以下、照明瞳での光強度分布を、「瞳強度分布」という。また、照明瞳とは、照明瞳と被照射面(露光装置の場合にはマスクまたはウェハ)との間の光学系の作用によって、被照射面が照明瞳のフーリエ変換面となるような位置として定義される。 In a typical exposure apparatus of this type, a light beam emitted from a light source is passed through a fly-eye lens as an optical integrator, and a secondary light source (generally an illumination pupil) as a substantial surface light source composed of a number of light sources. A predetermined light intensity distribution). Hereinafter, the light intensity distribution in the illumination pupil is referred to as “pupil intensity distribution”. The illumination pupil is a position where the illumination surface becomes the Fourier transform plane of the illumination pupil by the action of the optical system between the illumination pupil and the illumination surface (a mask or a wafer in the case of an exposure apparatus). Defined.
二次光源からの光束は、コンデンサー光学系により集光された後、所定のパターンが形成されたマスクを重畳的に照明する。マスクを透過した光は投影光学系を介してウェハ上に結像し、ウェハ上にはマスクパターンが投影露光(転写)される。マスクに形成されたパターンは高集積化されており、この微細パターンをウェハ上に正確に転写するにはウェハ上において均一な照度分布を得ることが不可欠である。 The light beam from the secondary light source is condensed by the condenser optical system 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.
近年、任意方向の微細パターンを忠実に転写するのに適した照明条件を実現するために、フライアイレンズの後側焦点面またはその近傍の照明瞳に輪帯状の二次光源を形成し、この輪帯状の二次光源を通過する光束がその周方向を偏光方向とする直線偏光状態(以下、略して「周方向偏光状態」という)になるように設定する技術が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。 In recent years, in order to realize an illumination condition suitable for faithfully transferring a fine pattern in an arbitrary direction, an annular secondary light source is formed on the rear focal plane of the fly-eye lens or in the vicinity of the illumination pupil. A technique has been proposed in which a light beam passing through a ring-shaped secondary light source is set so as to be in a linear polarization state whose polarization direction is the circumferential direction (hereinafter referred to as “circumferential polarization state” for short) (for example, (See Patent Document 1).
特許文献1に記載された照明光学系では、4分割乃至8分割された円弧状の各分割領域を通過する光束の偏光状態を周方向に設定することにより、いわゆる連続性の比較的低い周方向偏光状態を実現している。しかしながら、周方向偏光の作用効果を良好に発揮するために、例えば8分割よりも細かい分割に基づく連続性の高い周方向偏光状態の実現が望まれている。 In the illumination optical system described in Patent Document 1, the circumferential direction of so-called relatively low continuity is set by setting the polarization state of a light beam passing through each of the arc-shaped divided regions divided into four to eight in the circumferential direction. A polarization state is realized. However, in order to satisfactorily exert the effect of circumferential polarization, it is desired to realize a circumferential polarization state with high continuity based on, for example, a division finer than eight divisions.
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、連続性の高い周方向偏光状態の瞳強度分布を形成することのできる照明光学系を提供することを目的とする。また、本発明は、連続性の高い周方向偏光状態の瞳強度分布を形成する照明光学系を用いて、適切な照明条件のもとで微細パターンを感光性基板に正確に転写することのできる露光装置およびデバイス製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide an illumination optical system capable of forming a pupil intensity distribution in a circumferential polarization state with high continuity. In addition, the present invention can accurately transfer a fine pattern to a photosensitive substrate under appropriate illumination conditions using an illumination optical system that forms a pupil intensity distribution with a highly continuous circumferential polarization state. An object of the present invention is to provide an exposure apparatus and a device manufacturing method.
前記課題を解決するために、本発明の第1形態では、光源からの光により被照射面を照明する照明光学系において、
前記光源からの光に基づいて前記照明光学系の照明瞳に瞳強度分布を形成し、該瞳強度分布の複数の瞳領域の各々に、互いに異なる偏光状態を有する複数の光束を入射させる分布形成光学系と、
前記照明瞳またはその近傍に配置されて、前記複数の瞳領域に対応する複数の分割領域を有し、該複数の分割領域のうちの隣り合う2つの分割領域は互いに異なる偏光変換特性を有する第1光学素子とを備えていることを特徴とする照明光学系を提供する。
In order to solve the above problems, in the first embodiment of the present invention, in the illumination optical system that illuminates the illuminated surface with light from the light source,
Forming a pupil intensity distribution on the illumination pupil of the illumination optical system based on the light from the light source, and forming a distribution in which a plurality of light beams having different polarization states are incident on each of the plurality of pupil regions of the pupil intensity distribution Optical system,
The illumination pupil has a plurality of divided regions corresponding to the plurality of pupil regions, and two adjacent divided regions of the plurality of divided regions have different polarization conversion characteristics. There is provided an illumination optical system characterized by comprising one optical element.
本発明の第2形態では、光源からの光により被照射面を照明する照明光学系において、
前記光源からの光を、互いに異なる偏光状態を有する複数の光束に分割する第1偏光変換部材と、
隣り合う2つの分割領域が互いに異なる偏光変換特性を有する複数の分割領域を備える第2偏光変換部材とを備え、
前記第2偏光変換部材の前記複数の分割領域の1つには、前記第1偏光変換部材からの前記互いに異なる偏光状態を有する前記複数の光束が導かれ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 the light from the light source,
A first polarization conversion member that divides the light from the light source into a plurality of light beams having different polarization states;
A second polarization conversion member comprising a plurality of divided regions in which two adjacent divided regions have different polarization conversion characteristics;
An illumination optical system, wherein the plurality of light beams having different polarization states from the first polarization conversion member are guided to one of the plurality of divided regions of the second polarization conversion member. To do.
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1形態または第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 of the first or second aspect for illuminating a predetermined pattern, and exposing the predetermined pattern onto a photosensitive substrate. To do.
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.
本発明の一態様にしたがう照明光学系では、光源からの光に基づいて照明瞳に輪帯状の瞳強度分布を形成する分布形成光学系が、入射光束を互いに異なる偏光状態の4つの光束に変換するための4つの旋光部材を有する第1偏光変換部材を含み、これらの4つの光束を輪帯状瞳強度分布の8つの瞳領域の各々に入射させる。照明瞳またはその近傍に配置された第2偏光変換部材は、8つの瞳領域に対応する8つの旋光部材を有し、その隣り合う2つの旋光部材は互いに異なる偏光変換特性を有する。 In the illumination optical system according to one aspect of the present invention, the distribution forming optical system that forms an annular pupil intensity distribution in the illumination pupil based on the light from the light source converts the incident light beam into four light beams having different polarization states. A first polarization conversion member having four optical rotation members for making the four light beams incident on each of the eight pupil regions of the annular pupil intensity distribution. The second polarization conversion member arranged at or near the illumination pupil has eight optical rotation members corresponding to the eight pupil regions, and the two adjacent optical rotation members have different polarization conversion characteristics.
その結果、第1偏光変換部材中の4つの旋光部材のうちの1つの旋光部材と、第2偏光変換部材中の8つの旋光部材のうちの1つの旋光部材との32通りの組み合わせからなる一対の旋光部材の合成旋光作用により、第2偏光変換部材の直後の照明瞳には32分割タイプのほぼ連続的な周方向偏光状態で輪帯状の光強度分布が形成される。すなわち、本発明の照明光学系では、連続性の高い周方向偏光状態の瞳強度分布を形成することができる。また、本発明の露光装置では、連続性の高い周方向偏光状態の瞳強度分布を形成する照明光学系を用いて、適切な照明条件のもとで微細パターンを感光性基板に正確に転写することができ、ひいては良好なデバイスを製造することができる。 As a result, a pair consisting of 32 combinations of one optical rotation member of the four optical rotation members in the first polarization conversion member and one optical rotation member of the eight optical rotation members in the second polarization conversion member. As a result of the combined optical rotation of the optical rotatory member, an annular light intensity distribution is formed in the illumination pupil immediately after the second polarization conversion member in a substantially continuous circumferential polarization state of the 32-split type. That is, in the illumination optical system according to the present invention, a highly continuous pupil intensity distribution in the circumferential polarization state can be formed. In the exposure apparatus of the present invention, a fine pattern is accurately transferred to a photosensitive substrate under appropriate illumination conditions using an illumination optical system that forms a pupil intensity distribution having a highly continuous circumferential polarization state. And thus good devices 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2は、図1の空間光変調ユニットの内部構成を概略的に示す図である。図1では、感光性基板であるウェハWの転写面(露光面)の法線方向に沿ってZ軸を、ウェハWの転写面内において図1の紙面に平行な方向にY軸を、ウェハWの転写面内において図1の紙面に垂直な方向に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. FIG. 2 is a diagram schematically showing the internal configuration of the spatial light modulation unit of FIG. In FIG. 1, the Z axis along the normal direction of the transfer surface (exposure 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 transfer surface, 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から射出された光は、ビーム送光部2および空間光変調ユニット3を介して、リレー光学系4に入射する。ビーム送光部2は、光源1からの入射光束を適切な大きさおよび形状の断面を有する光束に変換しつつ空間光変調ユニット3へ導くとともに、空間光変調ユニット3に入射する光束の位置変動および角度変動をアクティブに補正する機能を有する。
Referring to FIG. 1, in the exposure apparatus of the present embodiment, exposure light (illumination light) is supplied from a light source 1. As the light source 1, for example, an ArF excimer laser light source that supplies light with a wavelength of 193 nm, a KrF excimer laser light source that supplies light with a wavelength of 248 nm, or the like can be used. The light emitted from the light source 1 enters the relay optical system 4 via the beam transmitter 2 and the spatial
空間光変調ユニット3は、図2に示すように、照明光路中に並列的に配置された一対の空間光変調器31および32を備えている。各空間光変調器31,32は、二次元的に配列されて個別に制御される複数のミラー要素を有する。一対の空間光変調器31,32よりも光源側(図2中左側)の光路中において最も光源側には、第1偏光変換部材33が配置されている。第1偏光変換部材33と一対の空間光変調器31,32との間の光路中には、偏向部材34が配置されている。一対の空間光変調器31,32とリレー光学系4との間の光路中には、偏向部材35が配置されている。
As shown in FIG. 2, the spatial
第1偏光変換部材33は、後述するように、光源1からの光束を、互いに異なる偏光状態を有する4つの光束に変換(分割)する。偏向部材34は、第1偏光変換部材33を経て生成された4つの光束のうち、第1光束および第2光束を第1空間光変調器31へ導き、第3光束および第4光束を第2空間光変調器32へ導く。偏向部材35は、一対の空間光変調器31,32を経た光をリレー光学系4へ導く。空間光変調ユニット3の具体的な構成および作用については後述する。
As will be described later, the first
空間光変調ユニット3から射出された光は、リレー光学系4を介して、第2偏光変換部材5に入射する。第2偏光変換部材5は、隣り合う2つの分割領域が互いに異なる偏光変換特性を有する8つの分割領域を備えているが、その構成および作用については後述する。リレー光学系4は、その前側焦点位置が各空間光変調器31,32の複数のミラー要素の配列面の位置とほぼ一致し且つその後側焦点位置が第2偏光変換部材5の位置とほぼ一致するように設定されている。後述するように、各空間光変調器31,32を経た光は、複数のミラー要素の姿勢に応じた光強度分布を第2偏光変換部材5の位置に可変的に形成する。
The light emitted from the spatial
第2偏光変換部材5の位置に光強度分布を形成した光は、リレー光学系6を介して、マイクロフライアイレンズ(またはフライアイレンズ)7に入射する。リレー光学系6は、第2偏光変換部材5の位置とマイクロフライアイレンズ7の入射面とを光学的に共役に設定している。したがって、空間光変調ユニット3を経た光は、マイクロフライアイレンズ7の入射面に、第2偏光変換部材5の位置に形成された光強度分布と同じ外形形状の光強度分布を形成する。
The light having the light intensity distribution formed at the position of the second polarization conversion member 5 enters the micro fly's eye lens (or fly eye lens) 7 through the relay optical system 6. The relay optical system 6 optically conjugates the position of the second polarization conversion member 5 and the incident surface of the micro fly's eye lens 7. Therefore, the light passing through the spatial
マイクロフライアイレンズ7は、たとえば縦横に且つ稠密に配列された多数の正屈折力を有する微小レンズからなる光学素子であり、平行平面板にエッチング処理を施して微小レンズ群を形成することによって構成されている。マイクロフライアイレンズでは、互いに隔絶されたレンズエレメントからなるフライアイレンズとは異なり、多数の微小レンズ(微小屈折面)が互いに隔絶されることなく一体的に形成されている。しかしながら、レンズ要素が縦横に配置されている点でマイクロフライアイレンズはフライアイレンズと同じ波面分割型のオプティカルインテグレータである。 The micro fly's eye lens 7 is an optical element made up of a large number of micro lenses having positive refractive power, which are arranged vertically and horizontally and densely. The micro fly's eye lens 7 is configured by forming a micro lens group by etching a plane parallel plate. Has been. In a micro fly's eye lens, unlike a fly eye lens composed of lens elements isolated from each other, a large number of micro lenses (micro refractive surfaces) are integrally formed without being isolated from each other. However, the micro fly's eye lens is the same wavefront division type optical integrator as the fly's eye lens in that the lens elements are arranged vertically and horizontally.
マイクロフライアイレンズ7における単位波面分割面としての矩形状の微小屈折面は、マスクM上において形成すべき照野の形状(ひいてはウェハW上において形成すべき露光領域の形状)と相似な矩形状である。なお、マイクロフライアイレンズ7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。 A rectangular minute refracting surface as a unit wavefront dividing surface in the micro fly's eye lens 7 is a rectangular shape similar to the shape of the illumination field to be formed on the mask M (and the shape of the exposure region to be formed on the wafer W). It is. For example, a cylindrical micro fly's eye lens can be used as the micro fly's eye lens 7. The configuration and action of the cylindrical micro fly's eye lens are disclosed in, for example, US Pat. No. 6,913,373.
マイクロフライアイレンズ7に入射した光束は多数の微小レンズにより二次元的に分割され、その後側焦点面またはその近傍の照明瞳には、入射面に形成される光強度分布とほぼ同じ光強度分布を有する二次光源(多数の小光源からなる実質的な面光源:瞳強度分布)が形成される。マイクロフライアイレンズ7の直後の照明瞳に形成された二次光源からの光束は、照明開口絞り(不図示)に入射する。照明開口絞りは、マイクロフライアイレンズ7の後側焦点面またはその近傍に配置され、二次光源に対応した形状の開口部(光透過部)を有する。 The light beam incident on the micro fly's eye lens 7 is two-dimensionally divided by a large number of microlenses, and the light intensity distribution on the rear focal plane or in the vicinity of the illumination pupil is almost the same as the light intensity distribution formed on the incident plane. A secondary light source (substantially surface light source consisting of a large number of small light sources: pupil intensity distribution) is formed. The light beam from the secondary light source formed on the illumination pupil immediately after the micro fly's eye lens 7 enters an illumination aperture stop (not shown). The illumination aperture stop is disposed at the rear focal plane of the micro fly's eye lens 7 or in the vicinity thereof, and has an opening (light transmission portion) having a shape corresponding to the secondary light source.
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。照明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。なお、照明開口絞りの設置を省略することもできる。 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 a method for switching the illumination aperture stop, for example, a 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. The installation of the illumination aperture stop can also be omitted.
照明開口絞りにより制限された二次光源からの光は、コンデンサー光学系8を介して、マスクブラインド9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9には、マイクロフライアイレンズ7の矩形状の微小屈折面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9の矩形状の開口部(光透過部)を介した光束は、結像光学系10の集光作用を受けた後、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10は、マスクブラインド9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 from the secondary light source limited by the illumination aperture stop illuminates the mask blind 9 in a superimposed manner via the condenser
マスクステージMS上に保持されたマスクMを透過した光束は、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。こうして、投影光学系PLの光軸AXと直交する平面(XY平面)内においてウェハステージWSを二次元的に駆動制御しながら、ひいてはウェハWを二次元的に駆動制御しながら一括露光またはスキャン露光を行うことにより、ウェハWの各露光領域にはマスクMのパターンが順次露光される。 The light beam transmitted through the mask M held on the mask stage MS forms an image of a mask pattern on the wafer (photosensitive substrate) W held on the wafer stage WS via the projection optical system PL. In this way, batch exposure or scan exposure is performed while the wafer stage WS is two-dimensionally driven and controlled in a plane (XY plane) orthogonal to the optical axis AX of the projection optical system PL, and thus the wafer W is two-dimensionally driven and controlled. As a result, the pattern of the mask M is sequentially exposed in each exposure region of the wafer W.
本実施形態の露光装置は、投影光学系PLを介した光に基づいて投影光学系PLの瞳面における瞳強度分布を計測する瞳強度分布計測部DTと、瞳強度分布計測部DTの計測結果に基づいて空間光変調ユニット3中の各空間光変調器31,32を制御する制御部CRとを備えている。瞳強度分布計測部DTは、例えば投影光学系PLの瞳位置と光学的に共役な位置に配置された撮像面を有するCCD撮像部を備え、投影光学系PLの像面の各点に関する瞳強度分布(各点に入射する光が投影光学系PLの瞳位置に形成する瞳強度分布)をモニターする。瞳強度分布計測部DTの詳細な構成および作用については、例えば米国特許公開第2008/0030707号公報を参照することができる。
The exposure apparatus according to the present embodiment includes a pupil intensity distribution measurement unit DT that measures the pupil intensity distribution on the pupil plane of the projection optical system PL based on light via the projection optical system PL, and a measurement result of the pupil intensity distribution measurement unit DT. And a controller CR that controls the spatial
本実施形態では、マイクロフライアイレンズ7により形成される二次光源を光源として、照明光学系の被照射面に配置されるマスクM(ひいてはウェハW)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。なお、瞳強度分布とは、照明光学系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。 In this embodiment, the secondary light source formed by the micro fly's eye lens 7 is used as a light source, and the mask M (and thus the wafer W) disposed on the irradiated surface of the illumination optical system is Koehler illuminated. For this reason, the position where the secondary light source is formed is optically conjugate with the position of the aperture stop AS of the projection optical system PL, and the formation surface of the secondary light source can be called the illumination pupil plane of the illumination optical system. 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. The pupil intensity distribution is a light intensity distribution (luminance distribution) on the illumination pupil plane of the illumination optical system or a plane optically conjugate with the illumination pupil plane.
マイクロフライアイレンズ7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7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7の入射面、および当該入射面と光学的にほぼ共役な位置、すなわち第2偏光変換部材5の直後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、ビーム送光部2、空間光変調ユニット3、およびリレー光学系4は、光源1からの光に基づいて第2偏光変換部材5の直後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。
When the number of wavefront divisions by the micro fly's eye lens 7 is relatively large, the overall light intensity distribution formed on the incident surface of the micro fly's eye lens 7 and the overall light intensity distribution (pupil intensity distribution) of the entire secondary light source. ) And a high correlation. For this reason, the incident surface of the micro fly's eye lens 7 and a position optically conjugate with the incident surface, that is, the light intensity distribution immediately after the second polarization conversion member 5 can also be referred to as a pupil intensity distribution. In the configuration of FIG. 1, the beam transmission unit 2, the spatial
次に、空間光変調ユニット3の内部構成および作用を具体的に説明する。第1偏光変換部材33は、図3に示すように、互いに厚さの異なる4つの平行平面板状の旋光部材33a,33b,33c,33dを有する。各旋光部材33a〜33dは、旋光性を有する光学材料である結晶材料、例えば水晶により形成されている。第1偏光変換部材33が光路中に位置決めされている状態において、各旋光部材33a〜33dの入射面(ひいては射出面)は光軸AXと直交し、その結晶光学軸は光軸AXの方向とほぼ一致(すなわち入射光の進行方向であるY方向とほぼ一致)している。
Next, the internal configuration and operation of the spatial
4つの旋光部材33a〜33dは、光源1からの入射光束F10をX方向に延びる線分によって4等分して得られる4つの光束F11,F12,F13,F14がそれぞれ通過するように区分されている。第1光束F11が通過する第1旋光部材33aは、Z方向に偏光方向を有するZ方向直線偏光の光が入射した場合、Z方向を+11.25度(すなわち図3中反時計廻りに11.25度)回転させた方向に偏光方向を有する直線偏光の光を射出するように厚さが設定されている。第2光束F12が通過する第2旋光部材33bは、Z方向直線偏光の光が入射した場合、Z方向を+22.5度回転させた方向に偏光方向を有する直線偏光の光を射出するように厚さが設定されている。
The four
第3光束F13が通過する第3旋光部材33cは、Z方向直線偏光の光が入射した場合、Z方向を−11.25度(すなわち図3中時計廻りに11.25度)回転させた方向に偏光方向を有する直線偏光の光を射出するように厚さが設定されている。第4光束F14が通過する第4旋光部材33dは、Z方向直線偏光の光が入射した場合、その偏光方向を変化させることなく(すなわちその偏光方向を0度または+180度回転させて)Z方向直線偏光の光を射出するように厚さが設定されている。このように、第1偏光変換部材33は、光源1からの入射光束F10を4等分し、且つ4等分された光束F11〜F14を互いに異なる偏光状態に設定する。以下の説明では、第1偏光変換部材33にZ方向直線偏光の光が入射するものとする。
The third
偏向部材34および35は、例えばX方向に延びる三角柱状のプリズムミラーの形態を有する。偏向部材34は、光源側に向けた一対の反射面34aおよび34bを有し、反射面34aと34bとの稜線は光軸AXを通ってX方向に延びている。偏向部材35は、マスク側に向けた一対の反射面35aおよび35bを有し、反射面35aと35bとの稜線は光軸AXを通ってX方向に延びている。なお、例えば金属のような非光学材料や石英のような光学材料により形成された三角柱状の部材の側面に、アルミニウムや銀などからなる反射膜を設けることにより、偏向部材34,35を形成することもできる。あるいは、偏向部材34,35を、それぞれミラーとして形成することもできる。
The deflecting
光軸AXに沿って空間光変調ユニット3に入射したZ方向直線偏光の光束は、第1偏光変換部材33を介して互いに異なる偏光状態を有する4つの光束F11〜F14に変換された後、偏向部材34に入射する。偏向部材34の第1反射面34aによって反射された第1光束F11および第2光束F12は第1空間光変調器31に入射し、第2反射面34bによって反射された第3光束F13および第4光束F14は第2空間光変調器32に入射する。第1空間光変調器31により変調された光は、偏向部材35の第1反射面35aにより反射され、リレー光学系4へ導かれる。第2空間光変調器32により変調された光は、偏向部材35の第2反射面35bにより反射され、リレー光学系4へ導かれる。
The Z-direction linearly polarized light beam incident on the spatial
以下、説明を単純化するために、一対の空間光変調器31と32とは互いに同じ構成を有し、第1空間光変調器31の複数のミラー要素の配列面と第2空間光変調器32の複数のミラー要素の配列面とは、光軸AXを含んでXY平面に平行な面に関して対称に配置されているものとする。すなわち、各空間光変調器31,32は、その複数のミラー要素の配列面が光軸AXと平行になるように配置されている。また、偏向部材34の第1反射面34aと第2反射面34b、および偏向部材35の第1反射面35aと第2反射面35bとは、光軸AXを含んでXY平面に平行な面に関して対称に配置されているものとする。
Hereinafter, in order to simplify the description, the pair of spatial
したがって、第2空間光変調器32について第1空間光変調器31と重複する説明を省略し、第1空間光変調器31に着目して、空間光変調ユニット3における一対の空間光変調器31,32の構成および作用を説明する。空間光変調器31は、図4に示すように、XY平面に沿って二次元的に配列された複数のミラー要素31aと、複数のミラー要素31aを保持する基盤31bと、基盤31bに接続されたケーブル(不図示)を介して複数のミラー要素31aの姿勢を個別に制御駆動する駆動部31cとを備えている。
Therefore, the description which overlaps with the 1st spatial
空間光変調器31(32)は、図5に示すように、二次元的に配列された複数の微小なミラー要素31a(32a)を備え、入射した光に対して、その入射位置に応じた空間的な変調を可変的に付与して射出する。説明および図示を簡単にするために、図4および図5では空間光変調器31(32)が4×4=16個のミラー要素31a(32a)を備える構成例を示しているが、実際には16個よりもはるかに多数のミラー要素31a(32a)を備えている。
As shown in FIG. 5, the spatial light modulator 31 (32) includes a plurality of
図4を参照すると、光軸AXと平行な方向に沿って偏向部材34(図4では不図示)の第1反射面34aに入射して空間光変調器31に向かって反射された光線群(第1光束F11および第2光束F12に対応)のうち、光線L1は複数のミラー要素31aのうちのミラー要素SEaに、光線L2はミラー要素SEaとは異なるミラー要素SEbにそれぞれ入射する。同様に、光線L3はミラー要素SEa,SEbとは異なるミラー要素SEcに、光線L4はミラー要素SEa〜SEcとは異なるミラー要素SEdにそれぞれ入射する。ミラー要素SEa〜SEdは、その位置に応じて設定された空間的な変調を光L1〜L4に与える。
Referring to FIG. 4, a group of rays (that are incident on the first reflecting
空間光変調器31では、すべてのミラー要素31aの反射面が1つの平面(XY平面)に沿って設定された基準状態において、光軸AXと平行な方向に沿って反射面34aに入射した光線が、空間光変調器31で反射された後に、偏向部材35(図4では不図示)の第1反射面35aにより光軸AXとほぼ平行な方向に向かって反射されるように構成されている。また、空間光変調器31の複数のミラー要素31aの配列面は、上述したように、リレー光学系4の前側焦点位置またはその近傍に位置決めされている。
In the spatial
したがって、空間光変調器31の複数のミラー要素SEa〜SEdによって反射されて所定の角度分布が与えられた光は、第2偏光変換部材5の入射面5a(ひいては第2偏光変換部材5の直後の照明瞳5b)に所定の光強度分布SP1〜SP4を形成し、さらにマイクロフライアイレンズ7の入射面に光強度分布SP1〜SP4に対応した光強度分布を形成する。すなわち、リレー光学系4は、空間光変調器31の複数のミラー要素SEa〜SEdが射出光に与える角度を、空間光変調器31の遠視野領域(フラウンホーファー回折領域)である第2偏光変換部材5の位置に変換する。
Therefore, the light reflected by the plurality of mirror elements SEa to SEd of the spatial
同様に、第2空間光変調器32によって変調された光(第3光束F13および第4光束F14に対応)は、その複数のミラー要素32aの姿勢に応じた光強度分布を、第2偏光変換部材5の入射面5a(および直後の照明瞳5b)に、ひいてはマイクロフライアイレンズ7の入射面に形成する。こうして、マイクロフライアイレンズ7が形成する二次光源の光強度分布(瞳強度分布)は、第1空間光変調器31およびリレー光学系4,6がマイクロフライアイレンズ7の入射面に形成する第1の光強度分布と、第2空間光変調器32およびリレー光学系4,6がマイクロフライアイレンズ7の入射面に形成する第2の光強度分布との合成分布に対応した分布となる。
Similarly, the light modulated by the second spatial light modulator 32 (corresponding to the third light beam F13 and the fourth light beam F14) is subjected to the second polarization conversion with the light intensity distribution corresponding to the posture of the plurality of
空間光変調器31は、図5に示すように、平面形状の反射面を上面にした状態で1つの平面に沿って規則的に且つ二次元的に配列された多数の微小な反射素子であるミラー要素31aを含む可動マルチミラーである。各ミラー要素31aは可動であり、その反射面の傾き、すなわち反射面の傾斜角および傾斜方向は、制御部CRからの指令にしたがって作動する駆動部31cの作用により独立に制御される。各ミラー要素31aは、その反射面に平行な二方向であって互いに直交する二方向(例えばX方向およびY方向)を回転軸として、所望の回転角度だけ連続的或いは離散的に回転することができる。すなわち、各ミラー要素31aの反射面の傾斜を二次元的に制御することが可能である。
As shown in FIG. 5, the spatial
なお、各ミラー要素31aの反射面を離散的に回転させる場合、回転角を複数の状態(例えば、・・・、−2.5度、−2.0度、・・・0度、+0.5度・・・+2.5度、・・・)で切り換え制御するのが良い。図5には外形が正方形状のミラー要素31aを示しているが、ミラー要素31aの外形形状は正方形に限定されない。ただし、光利用効率の観点から、ミラー要素31aの隙間が少なくなるように配列可能な形状(最密充填可能な形状)とすることができる。また、光利用効率の観点から、隣り合う2つのミラー要素31aの間隔を必要最小限に抑えることができる。
In addition, when rotating the reflective surface of each
本実施形態では、空間光変調器31として、たとえば二次元的に配列された複数のミラー要素31aの向きを連続的にそれぞれ変化させる空間光変調器を用いている。このような空間光変調器として、たとえば特表平10−503300号公報およびこれに対応する欧州特許公開第779530号公報、特開2004−78136号公報およびこれに対応する米国特許第6,900,915号公報、特表2006−524349号公報およびこれに対応する米国特許第7,095,546号公報、並びに特開2006−113437号公報に開示される空間光変調器を用いることができる。なお、二次元的に配列された複数のミラー要素31aの向きを離散的に複数の段階を持つように制御してもよい。
In the present embodiment, as the spatial
空間光変調器31,32では、制御部CRからの制御信号に応じて作動する駆動部31c,32c(32cは不図示)の作用により、複数のミラー要素31a,32aの姿勢がそれぞれ変化し、各ミラー要素31a,32aがそれぞれ所定の向きに設定される。空間光変調器31,32の複数のミラー要素31a,32aによりそれぞれ所定の角度で反射された光は、図6に示すように、第2偏光変換部材5の入射面5aに、例えば光軸AXを中心とした輪帯状の光強度分布(図6中ハッチングを施した部分)20を形成する。
In the spatial
第2偏光変換部材5は、図6に示すように、光軸AXを中心とする円の周方向に沿って配列された8つの平行平面板状の旋光部材51,52,53,54,55,56,57,58を有する。各旋光部材51〜58は、旋光性を有する光学材料である結晶材料、例えば水晶により形成されている。第2偏光変換部材5が光路中に位置決めされている状態において、各旋光部材51〜58の入射面(ひいては射出面)は光軸AXと直交し、その結晶光学軸は光軸AXの方向とほぼ一致(すなわち入射光の進行方向であるY方向とほぼ一致)している。
As shown in FIG. 6, the second polarization conversion member 5 includes eight parallel plane plate-shaped
第2偏光変換部材5を構成する8つの旋光部材51〜58は、光軸AXを中心とする円環状の領域を周方向に沿って8等分して得られる8つの分割領域を占めている。換言すれば、8つの旋光部材51〜58は、入射する輪帯状の光束20を周方向に沿って8等分して得られる8つの円弧状の光束がそれぞれ通過するように区分されている。8つの旋光部材51〜58のうち、光軸AXを挟んで対向する一対の旋光部材は、互いに同じ厚さを有し、ひいては互いに同じ偏光変換特性を有する。あるいは、光軸AXを挟んで対向する一対の旋光部材は、互いに異なる厚さを有するが、互いに同じ偏光変換特性を有する。
The eight
具体的に、一対の旋光部材51および55は、Z方向直線偏光の光が入射した場合、その偏光方向を変化させることなく(すなわちその偏光方向を0度または180度回転させて)Z方向直線偏光の光を射出するように厚さが設定されている。一対の旋光部材52および56は、Z方向直線偏光の光が入射した場合、Z方向を+45度(または−135度:すなわち図6中反時計廻りに45度)回転させた方向に偏光方向を有する直線偏光の光を射出するように厚さが設定されている。
Specifically, the pair of
一対の旋光部材53および57は、Z方向直線偏光の光が入射した場合、Z方向を+90度(または−90度)回転させた方向に偏光方向を有する直線偏光の光を射出するように厚さが設定されている。一対の旋光部材54および58は、Z方向直線偏光の光が入射した場合、Z方向を−45度(または+135度:すなわち図6中時計廻りに45度)回転させた方向に偏光方向を有する直線偏光の光を射出するように厚さが設定されている。このように、照明瞳またはその近傍に配置された第2偏光変換部材5は、8つの瞳領域に対応する旋光部材(分割領域)51〜58を有し、これらの8つの旋光部材51〜58のうちの隣り合う2つの旋光部材は互いに異なる偏光変換特性を有する。
The pair of
本実施形態では、第2偏光変換部材5を構成する8つの旋光部材51〜58の各々に、第1偏光変換部材33からの互いに異なる偏光状態を有する4つの光束F11〜F14が導かれる。具体的に、旋光部材51への入射光束に着目すると、4つの光束F11〜F14が図6中時計廻りに光束F12、F11、F14、F13の順に配列されて全体的に円弧状の光束を形成する。ここで、各光束F11〜F14が占める領域は、円弧状の光束領域を周方向に4等分して得られる領域に対応している。図示を省略したが、他の旋光部材52〜58についても、4つの光束F11〜F14の配列の態様は旋光部材51の場合と同様である。
In the present embodiment, four light beams F11 to F14 having different polarization states from the first
すなわち、本実施形態では、第1偏光変換部材33の旋光部材33bを経て生成された光束F12が、第1空間光変調器31により変調された後、8つの光束F12になって旋光部材51〜58に1つずつ入射し、第2偏光変換部材5の入射面5aに8極状の光強度分布を形成する。第1偏光変換部材33の旋光部材33aを経て生成された光束F11は、第1空間光変調器31により変調された後、8つの光束F11になって旋光部材51〜58に1つずつ入射し、第2偏光変換部材5の入射面5aに8極状の光強度分布を形成する。光束F11が形成する8極状の光強度分布は、図6中時計廻りの周方向に沿って光束F12が形成する8極状の光強度分布に隣接する。
In other words, in the present embodiment, the light flux F12 generated through the
同様に、第1偏光変換部材33の旋光部材33c,33dを経て生成された光束F13,F14は、第2空間光変調器32により変調された後、8つの光束F13,F14になって旋光部材51〜58に1つずつ入射し、第2偏光変換部材5の入射面5aに8極状の光強度分布をそれぞれ形成する。光束F14が形成する8極状の光強度分布は、図6中時計廻りの周方向に沿って光束F11が形成する8極状の光強度分布に隣接し、光束F13が形成する8極状の光強度分布は、図6中時計廻りの周方向に沿って光束F14が形成する8極状の光強度分布に隣接する。
Similarly, the light fluxes F13 and F14 generated through the
その結果、第2偏光変換部材5の直後の照明瞳には、図7に示すように、光軸AXを中心とした輪帯状の光強度分布21が形成され、輪帯状の光強度分布21の周方向に32(=4×8)等分された各分割領域を通過する光束の偏光状態が周方向に設定された連続性の高い周方向偏光状態が実現される。ただし、図7では、図面の明瞭化のために、32等分された各分割領域を図示することなく、第2偏光変換部材5の8つの旋光部材51〜58に対応して8等分された円弧状の分割領域の境界線だけを破線で示している。
As a result, an annular
ここで、第2偏光変換部材5の旋光部材51を経た円弧状の光束21aに着目すると、第1偏光変換部材33の旋光部材33bを経て生成された光束F12に対応する光束部分は、Z方向を+22.5度(図7中反時計廻りに22.5度)回転させた方向に偏光方向を有する直線偏光になる。ここで、旋光部材51と33bとの合成旋光角度である+22.5度は、旋光部材51の旋光角度である0度と、旋光部材33bの旋光角度である+22.5度との和に他ならない。
Here, focusing on the arc-shaped
同様に、旋光部材33aを経て生成された光束F11に対応する光束部分はZ方向を+11.25度(=0+11.25)回転させた方向に偏光方向を有する直線偏光になり、旋光部材33dを経て生成された光束F14に対応する光束部分はZ方向を0度(=0+0)回転させた方向に偏光方向を有する直線偏光(すなわちZ方向直線偏光)になり、旋光部材33cを経て生成された光束F13に対応する光束部分はZ方向を−11.25度(=0−11.25:図7中時計廻りに11.25度)回転させた方向に偏光方向を有する直線偏光になる。
Similarly, a light beam portion corresponding to the light beam F11 generated through the
また、第2偏光変換部材5の旋光部材52を経た円弧状の光束21bに着目すると、第1偏光変換部材33の旋光部材33bを経て生成された光束F12に対応する光束部分は、Z方向を+67.5度回転させた方向に偏光方向を有する直線偏光になる。ここで、旋光部材52と33bとの合成旋光角度である+67.5度は、旋光部材52の旋光角度である+45度と、旋光部材33bの旋光角度である+22.5度との和として得られる。
Focusing on the arc-shaped
同様に、旋光部材33aを経て生成された光束F11に対応する光束部分はZ方向を+56.25度(=+45+11.25)回転させた方向に偏光方向を有する直線偏光になり、旋光部材33dを経て生成された光束F14に対応する光束部分はZ方向を+45度(=+45+0)回転させた方向に偏光方向を有する直線偏光になり、旋光部材33cを経て生成された光束F13に対応する光束部分はZ方向を+33.75度(=+45−11.25)回転させた方向に偏光方向を有する直線偏光になる。
Similarly, the light beam portion corresponding to the light beam F11 generated through the
さらに、第2偏光変換部材5の旋光部材58を経た円弧状の光束21hに着目すると、第1偏光変換部材33の旋光部材33bを経て生成された光束F12に対応する光束部分は、Z方向を−22.5度回転させた方向に偏光方向を有する直線偏光になる。ここで、旋光部材58と33bとの合成旋光角度である−22.5度は、旋光部材58の旋光角度である−45度と、旋光部材33bの旋光角度である+22.5度との和として得られる。
Further, focusing on the arc-shaped
同様に、旋光部材33aを経て生成された光束F11に対応する光束部分はZ方向を−33.75度(=−45+11.25)回転させた方向に偏光方向を有する直線偏光になり、旋光部材33dを経て生成された光束F14に対応する光束部分はZ方向を−45度(=−45+0)回転させた方向に偏光方向を有する直線偏光になり、旋光部材33cを経て生成された光束F13に対応する光束部分はZ方向を−56.25度(=−45−11.25)回転させた方向に偏光方向を有する直線偏光になる。
Similarly, a light beam portion corresponding to the light beam F11 generated through the
こうして、他の旋光部材53〜57を経た円弧状の光束21c〜21gについての説明を省略するが、第2偏光変換部材5の直後の照明瞳には、32等分タイプの連続性の高い周方向偏光状態で輪帯状の光強度分布21が形成される。周方向偏光状態では、輪帯状の光強度分布21を通過する光束が、光軸AXを中心とした円の接線方向に偏光方向を有する直線偏光状態になる。その結果、マイクロフライアイレンズ7の直後の照明瞳には、輪帯状の光強度分布21に対応するほぼ連続的な周方向偏光状態で輪帯状の光強度分布が形成される。さらに、マイクロフライアイレンズ7の直後の照明瞳と光学的に共役な別の照明瞳の位置、すなわち結像光学系10の瞳位置および投影光学系PLの瞳位置(開口絞りASが配置されている位置)にも、輪帯状の光強度分布21に対応するほぼ連続的な周方向偏光状態で輪帯状の光強度分布が形成される。
Thus, the description of the arc-shaped light beams 21c to 21g that have passed through the other optical
一般に、周方向偏光状態の輪帯状や複数極状(2極状、4極状、8極状など)の瞳強度分布に基づく周方向偏光照明では、最終的な被照射面としてのウェハWに照射される光がS偏光を主成分とする偏光状態になる。ここで、S偏光とは、入射面に対して垂直な方向に偏光方向を有する直線偏光(入射面に垂直な方向に電気ベクトルが振動している偏光)のことである。ただし、入射面とは、光が媒質の境界面(被照射面:ウェハWの表面)に達したときに、その点での境界面の法線と光の入射方向とを含む面として定義される。その結果、周方向偏光照明では、投影光学系の光学性能(焦点深度など)の向上を図ることができ、ウェハ(感光性基板)上において高いコントラストのマスクパターン像を得ることができる。 In general, in the circumferential polarization illumination based on the annular intensity distribution in the circumferential polarization state or a multipolar (bipolar, quadrupole, octupole, etc.) pupil intensity distribution, the wafer W as the final irradiated surface is formed. The irradiated light becomes a polarization state mainly composed of S-polarized light. Here, the S-polarized light is linearly polarized light having a polarization direction in a direction perpendicular to the incident surface (polarized light having an electric vector oscillating in a direction perpendicular to the incident surface). However, the incident surface is defined as a surface including the normal of the boundary surface at that point and the incident direction of light when the light reaches the boundary surface of the medium (surface to be irradiated: the surface of the wafer W). The As a result, in the circumferential polarization illumination, the optical performance (such as depth of focus) of the projection optical system can be improved, and a mask pattern image with high contrast can be obtained on the wafer (photosensitive substrate).
本実施形態の照明光学系(2〜10)では、光源1からの光に基づいて輪帯状の瞳強度分布を形成する分布形成光学系(2〜4)が、入射光束F10を互いに異なる偏光状態の4つの光束F11〜F14に変換するための4つの旋光部材33a〜33dを有する第1偏光変換部材33を含み、これらの4つの光束F11〜F14を輪帯状の瞳強度分布の8つの円弧状の瞳領域の各々に入射させる。照明瞳またはその近傍に配置された第2偏光変換部材5は、8つの円弧状の瞳領域に対応する8つの旋光部材(分割領域)51〜58を有し、その隣り合う2つの旋光部材は互いに異なる偏光変換特性を有する。
In the illumination optical systems (2 to 10) of this embodiment, the distribution forming optical systems (2 to 4) that form an annular pupil intensity distribution based on the light from the light source 1 change the incident light flux F10 into different polarization states. The first
こうして、第1偏光変換部材33中の4つの旋光部材33a〜33dのうちの1つの旋光部材と、第2偏光変換部材5中の8つの旋光部材51〜58のうちの1つの旋光部材との32通りの組み合わせからなる一対の旋光部材の合成旋光作用により、第2偏光変換部材5の直後の照明瞳には32等分タイプ(一般には32分割タイプ)のほぼ連続的な周方向偏光状態で輪帯状の光強度分布21が形成される。すなわち、本実施形態の照明光学系(2〜10)では、連続性の高い周方向偏光状態の瞳強度分布21を形成することができる。また、本実施形態の露光装置(2〜WS)では、連続性の高い周方向偏光状態の瞳強度分布21を形成する照明光学系(2〜10)を用いて、転写すべきマスクMのパターンの特性に応じて実現された適切な照明条件のもとで周方向偏光の作用効果を良好に発揮して、微細パターンをウェハWに正確に転写することができる。
Thus, one optical rotation member among the four
ところで、第2偏光変換部材5のような構成を有する単体の偏光変換部材を用いて、32分割タイプのほぼ連続的な周方向偏光状態で輪帯状の光強度分布21を形成するには、隣り合う2つの旋光部材の間で僅かに偏光変換特性の異なる32個の旋光部材を周方向に配列する必要がある。しかしながら、32分割タイプの偏光変換部材の製造は、8分割タイプの第2偏光変換部材5の製造に比してはるかに困難である。このように、本実施形態では、周方向偏光状態の分割数が比較的多いにもかかわらず、偏光変換部材の製造が比較的容易である点において有利である。
By the way, using a single polarization conversion member having a configuration like the second polarization conversion member 5, the annular
なお、上述の実施形態では、第1偏光変換部材33にZ方向直線偏光の光を入射させているが、第1偏光変換部材33にX方向直線偏光の光を入射させると、図8に示すように、第2偏光変換部材5の直後の照明瞳には、32等分タイプの連続性の高い径方向偏光状態で輪帯状の光強度分布22(22a〜22h)が形成される。径方向偏光状態では、輪帯状の光強度分布22を通過する光束が、光軸AXを中心とした円の径方向に偏光方向を有する直線偏光状態になる。
In the above-described embodiment, the Z-direction linearly polarized light is incident on the first
一般に、径方向偏光状態の輪帯状や複数極状の瞳強度分布に基づく径方向偏光照明では、最終的な被照射面としてのウェハWに照射される光がP偏光を主成分とする偏光状態になる。ここで、P偏光とは、上述のように定義される入射面に対して平行な方向に偏光方向を有する直線偏光(入射面に平行な方向に電気ベクトルが振動している偏光)のことである。その結果、径方向偏光照明では、ウェハWに塗布されたレジストにおける光の反射率を小さく抑えて、ウェハ(感光性基板)上において良好なマスクパターン像を得ることができる。 In general, in radial polarization illumination based on an annular or multipolar pupil intensity distribution in the radial polarization state, the light irradiated on the wafer W as the final irradiated surface is a polarization state in which P-polarized light is the main component. become. Here, the P-polarized light is linearly polarized light having a polarization direction in a direction parallel to the incident surface defined as described above (polarized light whose electric vector is oscillating in a direction parallel to the incident surface). is there. As a result, in the radial polarization illumination, a good mask pattern image can be obtained on the wafer (photosensitive substrate) while suppressing the reflectance of light in the resist applied to the wafer W to be small.
また、上述の実施形態では、図2に示す特定の構成を有する空間光変調ユニット3に基づいて本発明を説明しているが、空間光変調ユニットの構成については様々な形態が可能である。具体的に、上述の実施形態では、入射光に空間的な変調を付与して射出する空間光変調素子として光路中に並列配置された一対の反射型の空間光変調器31,32を用い、その光源側に第1偏光変換部材33が配置されている。しかしながら、これに限定されることなく、空間光変調素子のタイプ、数、空間光変調素子と第1偏光変換部材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 present invention is described based on the spatial
例えば、空間光変調素子として、二次元的に配列されて個別に制御される複数の透過光学要素を有する透過型の空間光変調器、透過型の回折光学素子、反射型の回折光学素子などを用いることができる。一般に、空間光変調素子として反射型の空間光変調器または反射型の回折光学素子を用いる場合、その射出側よりも入射側に第1偏光変換部材を配置する方が、光学部材同士の機械的な干渉を容易に回避することができる。また、空間光変調素子として透過型の回折光学素子または透過型の空間光変調器を用いる場合、その入射側に第1偏光変換部材を配置しても射出側に配置しても、光学部材同士の機械的な干渉を容易に回避することができる。 For example, as a spatial light modulator, a transmissive spatial light modulator having a plurality of transmissive optical elements that are two-dimensionally arranged and individually controlled, a transmissive diffractive optical element, a reflective diffractive optical element, etc. Can be used. In general, when a reflective spatial light modulator or a reflective diffractive optical element is used as the spatial light modulation element, it is more mechanical between the optical members to dispose the first polarization conversion member on the incident side than on the emission side. Interference can be easily avoided. Further, when a transmissive diffractive optical element or a transmissive spatial light modulator is used as the spatial light modulator, the optical members may be arranged with each other regardless of whether the first polarization conversion member is disposed on the incident side or the exit side. The mechanical interference can be easily avoided.
また、上述の実施形態では、第1偏光変換部材33が4つの平行平面板状の旋光部材33a〜33dにより構成されているが、第1偏光変換部材の構成については様々な形態が可能である。例えば、図9に示すように、第1偏光変換部材33に代えて、所定方向に沿って厚さが連続的に変化する形態を有する第1偏光変換部材36を用いることができる。図9の変形例にかかる第1偏光変換部材36は、旋光性を有する光学材料である結晶材料、例えば水晶により形成されて、Z方向に沿って厚さが線形的に変化する偏角プリズムの形態を有する。第1偏光変換部材36の射出側(あるいは入射側)には、第1偏光変換部材36による光の偏向作用(光の進行方向の変化)を補償するコンペンセータとしての補正部材37が配置されている。
Moreover, in the above-mentioned embodiment, although the 1st
一例として、補正部材37は、第1偏光変換部材36と同じ光学材料である水晶により形成されて第1偏光変換部材36と補完的な形状を有する偏角プリズムである。また、補正部材37は、通過する光の偏光状態を変化させることがないように、結晶光学軸が入射光の偏光方向と平行または垂直になるように配置されている。図9の変形例では、第1偏光変換部材36を経て空間光変調器31,32に入射する光束が、所定の範囲に亘って連続的に偏光方向が変化する直線偏光成分を含んでいる。したがって、空間光変調器31,32の変調作用により、第2偏光変換部材5の各旋光部材51〜58へ所要の範囲に亘って連続的に偏光方向が変化する直線偏光の光を含む光束が入射する。
As an example, the
具体的に、旋光部材51には、Z方向を−16.875度(=(−11.25−22.5)/2:図7中時計廻りに16.875度)回転させた方向から、Z方向を+28.125度(=(+22.5+33.75)/2:図7中反時計廻りに28.125度)回転させた方向まで連続的に偏光方向が変化する直線偏光の光を含む光束が入射する。その結果、図9の変形例では、上述の実施形態よりもさらに連続性の高い周方向偏光状態で輪帯状の光強度分布が形成される。なお、図9の変形例では、補正部材37の設置を省略し、偏向部材34および35のうちの少なくとも一方をコンペンセータとして、第1偏光変換部材36による光の偏向作用を補償することもできる。
Specifically, the
図2の実施形態および図9の変形例では、光源1から入射した光束をZ方向に平行移動させて射出する光束移動部(不図示)を第1偏光変換部材33,36の入射側または射出側に付設することにより、光源1から入射した光を一対の空間光変調器31および32のうちの少なくとも一方へ選択的に導くことも可能である。光束移動部は、光軸に対して傾斜可能な平行平面板(ハービング)、一対のミラーなどを用いて構成される。
In the embodiment of FIG. 2 and the modification of FIG. 9, a light beam moving unit (not shown) that emits a light beam incident from the light source 1 in parallel with the Z direction is emitted or emitted from the first
また、上述の実施形態では、第1偏光変換部材33が、4つの矩形状の旋光部材33a〜33dにより構成されている。しかしながら、これに限定されることなく、第1偏光変換部材を構成する基本要素の種別、形状、数などについては様々な形態が可能である。一般に、入射光を所定の偏光状態の光に変化させる複数の波長板を用いて第1偏光変換部材を構成したり、入射光から所定の偏光状態の光を選択して射出する複数の偏光子を用いて第1偏光変換部材を構成したりすることが可能である。なお、複数の偏光子を用いて第1偏光変換部材を構成する場合、例えば非偏光状態の光を入射させることになる。
In the above-described embodiment, the first
また、上述の実施形態では、第2偏光変換部材5が全体的に円環状の外形形状を有し、8つの円弧状の旋光部材51〜58により構成されている。しかしながら、これに限定されることなく、第2偏光変換部材の全体的な外形形状、第2偏光変換部材を構成する基本要素の種別、形状、数などについては様々な形態が可能である。例えば、複数の扇形形状の旋光部材により、全体的に円形状の外形形状を有する第2偏光変換部材を構成することもできる。また、入射光を所定の偏光状態の光に変化させる複数の波長板を用いて第2偏光変換部材を構成することが可能である。 Moreover, in the above-mentioned embodiment, the 2nd polarization conversion member 5 has the annular | circular shaped external shape as a whole, and is comprised by the eight circular arc-shaped optical rotation members 51-58. However, the present invention is not limited to this, and various forms are possible for the overall outer shape of the second polarization conversion member, the type, shape, number, etc. of the basic elements constituting the second polarization conversion member. For example, the second polarization conversion member having a circular outer shape as a whole can be constituted by a plurality of fan-shaped optical rotation members. In addition, the second polarization conversion member can be configured using a plurality of wave plates that change incident light into light having a predetermined polarization state.
一般に、本発明では、第1偏光変換部材は光源からの光を互いに異なる偏光状態を有する複数の光束に分割し、第2偏光変換部材は隣り合う2つの分割領域が互いに異なる偏光変換特性を有する複数の分割領域を備えている。そして、第2偏光変換部材の複数の分割領域の1つには、第1偏光変換部材からの互いに異なる偏光状態を有する複数の光束が導かれる。ここで、第1偏光変換部材を経て得られる光束(光束F11〜F14に対応)の数および偏光状態、第2偏光変換部材の分割領域(旋光部材51〜58に対応)の数および偏光変換特性、各分割領域における複数の光束の配列などについては、上述の実施形態に限定されることなく、様々な形態が可能である。
In general, in the present invention, the first polarization conversion member divides the light from the light source into a plurality of light beams having different polarization states, and the second polarization conversion member has two adjacent divided regions having different polarization conversion characteristics. A plurality of divided areas are provided. A plurality of light beams having different polarization states from the first polarization conversion member are guided to one of the plurality of divided regions of the second polarization conversion member. Here, the number and polarization state of light beams (corresponding to the light beams F11 to F14) obtained through the first polarization conversion member, the number of divided regions (corresponding to the
なお、上述の説明では、照明瞳に輪帯状の瞳強度分布が形成される変形照明、すなわち輪帯照明を例にとって、本発明の作用効果を説明している。しかしながら、輪帯照明に限定されることなく、例えば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。 In the above description, the operational effects of the present invention are described by taking, as an example, modified illumination in which an annular pupil intensity distribution is formed on the illumination pupil, that is, annular illumination. However, the present invention is similarly applied to, for example, multipolar illumination in which a multipolar pupil intensity distribution is formed without being limited to annular illumination, and the same operational effects can be obtained. Is clear.
また、上述の説明では、二次元的に配列されて個別に制御される複数のミラー要素を有する空間光変調器として、二次元的に配列された複数の反射面の向き(角度:傾き)を個別に制御可能な空間光変調器を用いている。しかしながら、これに限定されることなく、たとえば二次元的に配列された複数の反射面の高さ(位置)を個別に制御可能な空間光変調器を用いることもできる。このような空間光変調器としては、たとえば特開平6−281869号公報及びこれに対応する米国特許第5,312,513号公報、並びに特表2004−520618号公報およびこれに対応する米国特許第6,885,493号公報の図1dに開示される空間光変調器を用いることができる。これらの空間光変調器では、二次元的な高さ分布を形成することで回折面と同様の作用を入射光に与えることができる。なお、上述した二次元的に配列された複数の反射面を持つ空間光変調器を、たとえば特表2006−513442号公報およびこれに対応する米国特許第6,891,655号公報や、特表2005−524112号公報およびこれに対応する米国特許公開第2005/0095749号公報の開示に従って変形しても良い。 Further, in the above description, as the spatial light modulator having a plurality of mirror elements that are two-dimensionally arranged and individually controlled, the direction (angle: inclination) of the plurality of two-dimensionally arranged reflecting surfaces is set. An individually controllable spatial light modulator is used. However, the present invention is not limited to this. For example, a spatial light modulator that can individually control the height (position) of a plurality of two-dimensionally arranged reflecting surfaces can be used. As such a spatial light modulator, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-281869 and US Pat. No. 5,312,513 corresponding thereto, and Japanese Patent Laid-Open No. 2004-520618 and US Patent corresponding thereto are disclosed. The spatial light modulator disclosed in FIG. 1d of Japanese Patent No. 6,885,493 can be used. In these spatial light modulators, by forming a two-dimensional height distribution, an action similar to that of the diffractive surface can be given to incident light. Note that the spatial light modulator having a plurality of two-dimensionally arranged reflection surfaces described above is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2006-513442 and US Pat. No. 6,891,655 corresponding thereto, or a special table. You may deform | transform according to the indication of 2005-524112 gazette and the US Patent Publication 2005/0095749 corresponding to this.
なお、上述の実施形態では、オプティカルインテグレータとして、マイクロフライアイレンズ7を用いているが、その代わりに、内面反射型のオプティカルインテグレータ(典型的にはロッド型インテグレータ)を用いても良い。この場合、リレー光学系6の代わりに、第2偏光変換部材5からの光を集光する集光光学系を配置する。そして、マイクロフライアイレンズ7とコンデンサー光学系8との代わりに、第2偏光変換部材5からの光を集光する集光光学系の後側焦点位置またはその近傍に入射端が位置決めされるようにロッド型インテグレータを配置する。このとき、ロッド型インテグレータの射出端がマスクブラインド9の位置になる。ロッド型インテグレータを用いる場合、このロッド型インテグレータの下流の結像光学系10内の、投影光学系PLの開口絞りASの位置と光学的に共役な位置を照明瞳面と呼ぶことができる。また、ロッド型インテグレータの入射面の位置には、照明瞳面の二次光源の虚像が形成されることになるため、この位置およびこの位置と光学的に共役な位置も照明瞳面と呼ぶことができる。ここで、上記の集光光学系、上記の結像光学系、およびロッド型インテグレータを分布形成光学系とみなすことができる。
In the above-described embodiment, the micro fly's eye lens 7 is used as the optical integrator, but instead, an internal reflection type optical integrator (typically a rod type integrator) may be used. In this case, a condensing optical system that condenses the light from the second polarization conversion member 5 is disposed instead of the relay optical system 6. In place of the micro fly's eye lens 7 and the condenser
上述の実施形態では、マスクの代わりに、所定の電子データに基づいて所定パターンを形成する可変パターン形成装置を用いることができる。なお、可変パターン形成装置としては、たとえば所定の電子データに基づいて駆動される複数の反射素子を含むDMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス)を用いることができる。DMDを用いた露光装置は、例えば特開2004−304135号公報、国際特許公開第2006/080285号パンフレットおよびこれに対応する米国特許公開第2007/0296936号公報に開示されている。また、DMDのような非発光型の反射型空間光変調器以外に、透過型空間光変調器を用いても良く、自発光型の画像表示素子を用いても良い。ここでは、米国特許公開第2007/0296936号公報の教示を参照として援用する。 In the above-described embodiment, a variable pattern forming apparatus that forms a predetermined pattern based on predetermined electronic data can be used instead of a mask. As the variable pattern forming apparatus, for example, a DMD (digital micromirror device) including a plurality of reflecting elements driven based on predetermined electronic data can be used. An exposure apparatus using DMD is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-304135, International Patent Publication No. 2006/080285 pamphlet and US Patent Publication No. 2007/0296936 corresponding thereto. In addition to a non-light-emitting reflective spatial light modulator such as DMD, a transmissive spatial light modulator may be used, or a self-luminous image display element may be used. Here, the teachings of US Patent Publication No. 2007/0296936 are incorporated by reference.
上述の実施形態の露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行っても良い。 The exposure apparatus of the above-described embodiment is manufactured by assembling various subsystems including the respective constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. Is done. In order to ensure these various accuracies, before and after assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, and various electrical systems are Adjustments are made to achieve electrical accuracy. The assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, pneumatic circuit piping connection and the like between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus. The exposure apparatus may be manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.
次に、上述の実施形態にかかる露光装置を用いたデバイス製造方法について説明する。図10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10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)。 Next, a device manufacturing method using the exposure apparatus according to the above-described embodiment will be described. FIG. 10 is a flowchart showing a manufacturing process of a semiconductor device. As shown in FIG. 10, in the semiconductor device manufacturing process, a metal film is vapor-deposited on a wafer W to be a substrate of the semiconductor device (step S40), and a photoresist, which is a photosensitive material, is applied on the vapor-deposited metal film. (Step S42). Subsequently, using the 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).
その後、ステップS46によってウェハWの表面に生成されたレジストパターンをマスクとし、ウェハWの表面に対してエッチング等の加工を行う(ステップS48:加工工程)。ここで、レジストパターンとは、上述の実施形態の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。 Thereafter, using the resist pattern generated on the surface of the wafer W in step S46 as a mask, processing such as etching is performed on the surface of the wafer W (step S48: processing step). Here, the resist pattern is a photoresist layer in which unevenness having a shape corresponding to the pattern transferred by the 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.
図11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11に示すように、液晶デバイスの製造工程では、パターン形成工程(ステップS50)、カラーフィルタ形成工程(ステップS52)、セル組立工程(ステップS54)およびモジュール組立工程(ステップS56)を順次行う。ステップS50のパターン形成工程では、プレートPとしてフォトレジストが塗布されたガラス基板上に、上述の実施形態の投影露光装置を用いて回路パターンおよび電極パターン等の所定のパターンを形成する。このパターン形成工程には、上述の実施形態の投影露光装置を用いてフォトレジスト層にパターンを転写する露光工程と、パターンが転写されたプレートPの現像、つまりガラス基板上のフォトレジスト層の現像を行い、パターンに対応する形状のフォトレジスト層を生成する現像工程と、この現像されたフォトレジスト層を介してガラス基板の表面を加工する加工工程とが含まれている。 FIG. 11 is a flowchart showing a manufacturing process of a liquid crystal device such as a liquid crystal display element. As shown in FIG. 11, 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. In the pattern forming process of step S50, a predetermined pattern such as a circuit pattern and an electrode pattern is formed on the glass substrate coated with a photoresist as the plate P using the projection exposure apparatus of the above-described embodiment. The pattern forming step includes an exposure step of transferring the pattern to the photoresist layer using the projection exposure apparatus of the above-described embodiment, and development of the plate P on which the pattern is transferred, that is, development of the photoresist layer on the glass substrate. And a developing step for generating a photoresist layer having a shape corresponding to the pattern, and a processing step for processing the surface of the glass substrate through the developed photoresist layer.
ステップS52のカラーフィルタ形成工程では、R(Red)、G(Green)、B(Blue)に対応する3つのドットの組をマトリックス状に多数配列するか、またはR、G、Bの3本のストライプのフィルタの組を水平走査方向に複数配列したカラーフィルタを形成する。ステップS54のセル組立工程では、ステップS50によって所定パターンが形成されたガラス基板と、ステップS52によって形成されたカラーフィルタとを用いて液晶パネル(液晶セル)を組み立てる。具体的には、例えばガラス基板とカラーフィルタとの間に液晶を注入することで液晶パネルを形成する。ステップS56のモジュール組立工程では、ステップS54によって組み立てられた液晶パネルに対し、この液晶パネルの表示動作を行わせる電気回路およびバックライト等の各種部品を取り付ける。 In the color filter forming process in step S52, a large number of sets of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix or three R, G, and B A color filter is formed by arranging a plurality of stripe filter sets in the horizontal scanning direction. In the cell assembly process in step S54, a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the glass substrate on which the predetermined pattern is formed in step S50 and the color filter formed in step S52. Specifically, for example, a liquid crystal panel is formed by injecting liquid crystal between a glass substrate and a color filter. In the module assembling process in step S56, various components such as an electric circuit and a backlight for performing the display operation of the liquid crystal panel are attached to the liquid crystal panel assembled in step S54.
また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子(CCD等)、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、及びDNAチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク(フォトマスク、レチクル等)をフォトリソグラフィ工程を用いて製造する際の、露光工程(露光装置)にも適用することができる。 In addition, the present invention is not limited to application to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device, for example, an exposure apparatus for a display device such as a liquid crystal display element formed on a square glass plate or a plasma display, It can also be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing various devices such as an image sensor (CCD, etc.), micromachine, thin film magnetic head, and DNA chip. Furthermore, the present invention can also be applied to an exposure process (exposure apparatus) when manufacturing a mask (photomask, reticle, etc.) on which mask patterns of various devices are formed using a photolithography process.
なお、上述の実施形態では、露光光としてArFエキシマレーザ光(波長:193nm)やKrFエキシマレーザ光(波長:248nm)を用いているが、これに限定されることなく、他の適当なレーザ光源、たとえば波長157nmのレーザ光を供給するF2レーザ光源などに対して本発明を適用することもできる。 In the above-described embodiment, ArF excimer laser light (wavelength: 193 nm) or KrF excimer laser light (wavelength: 248 nm) is used as the exposure light. However, the present invention is not limited to this, and other appropriate laser light sources are used. For example, the present invention can also be applied to an F 2 laser light source that supplies laser light having a wavelength of 157 nm.
また、上述の実施形態において、投影光学系と感光性基板との間の光路中を1.1よりも大きな屈折率を有する媒体(典型的には液体)で満たす手法、所謂液浸法を適用しても良い。この場合、投影光学系と感光性基板との間の光路中に液体を満たす手法としては、国際公開第WO99/49504号パンプレットに開示されているような局所的に液体を満たす手法や、特開平6−124873号公報に開示されているような露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる手法や、特開平10−303114号公報に開示されているようなステージ上に所定深さの液体槽を形成し、その中に基板を保持する手法などを採用することができる。ここでは、国際公開第WO99/49504号パンフレット、特開平6−124873号公報および特開平10−303114号公報の教示を参照として援用する。 In the above-described embodiment, a so-called immersion method is applied in which the optical path between the projection optical system and the photosensitive substrate is filled with a medium (typically liquid) having a refractive index larger than 1.1. You may do it. In this case, as a technique for filling the liquid in the optical path between the projection optical system and the photosensitive substrate, a technique for locally filling the liquid as disclosed in International Publication No. WO99 / 49504, a special technique, A method of moving a stage holding a substrate to be exposed as disclosed in Kaihei 6-124873 in a liquid bath, or a predetermined stage on a stage as disclosed in JP-A-10-303114. A method of forming a liquid tank having a depth and holding the substrate therein can be employed. Here, the teachings of International Publication No. WO99 / 49504, JP-A-6-124873 and JP-A-10-303114 are incorporated by reference.
また、上述の実施形態では、露光装置においてマスク(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 an object other than the mask (or wafer) is used. The present invention can also be applied to a general illumination optical system that illuminates the irradiation surface.
1 光源
2 ビーム送光部
3 空間光変調ユニット
31,32 空間光変調器
33 第1偏光変換部材
34,35 偏向部材
4,6 リレー光学系
5 第2偏光変換部材
7 マイクロフライアイレンズ
8 コンデンサー光学系
9 マスクブラインド
10 結像光学系
DT 瞳強度分布計測部
CR 制御部
M マスク
MS マスクステージ
PL 投影光学系
W ウェハ
WS ウェハステージ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2
Claims (17)
前記光源からの光に基づいて前記照明光学系の照明瞳に瞳強度分布を形成し、該瞳強度分布の複数の瞳領域の各々に、互いに異なる偏光状態を有する複数の光束を入射させる分布形成光学系と、
前記照明瞳またはその近傍に配置されて、前記複数の瞳領域に対応する複数の分割領域を有し、該複数の分割領域のうちの隣り合う2つの分割領域は互いに異なる偏光変換特性を有する第1光学素子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,
Forming a pupil intensity distribution on the illumination pupil of the illumination optical system based on the light from the light source, and forming a distribution in which a plurality of light beams having different polarization states are incident on each of the plurality of pupil regions of the pupil intensity distribution Optical system,
The illumination pupil has a plurality of divided regions corresponding to the plurality of pupil regions, and two adjacent divided regions of the plurality of divided regions have different polarization conversion characteristics. An illumination optical system comprising one optical element.
前記第2光学素子は、前記空間光変調器の入射側に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の照明光学系。 The spatial light modulator includes a spatial light modulator having a plurality of mirror elements that are two-dimensionally arranged and individually controlled;
The illumination optical system according to claim 2, wherein the second optical element is disposed on an incident side of the spatial light modulator.
前記第2光学素子は、前記回折光学素子の入射側または射出側に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の照明光学系。 The spatial light modulator has a diffractive optical element,
The illumination optical system according to claim 2, wherein the second optical element is disposed on an incident side or an emission side of the diffractive optical element.
前記光源からの光を、互いに異なる偏光状態を有する複数の光束に分割する第1偏光変換部材と、
隣り合う2つの分割領域が互いに異なる偏光変換特性を有する複数の分割領域を備える第2偏光変換部材とを備え、
前記第2偏光変換部材の前記複数の分割領域の1つには、前記第1偏光変換部材からの前記互いに異なる偏光状態を有する前記複数の光束が導かれ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 first polarization conversion member that divides the light from the light source into a plurality of light beams having different polarization states;
A second polarization conversion member comprising a plurality of divided regions in which two adjacent divided regions have different polarization conversion characteristics;
The illumination optical system, wherein the plurality of light beams having different polarization states from the first polarization conversion member are guided to one of the plurality of divided regions of the second polarization conversion member.
前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成する現像工程と、
前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する加工工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法。 An exposure step of exposing the predetermined pattern to the photosensitive substrate using the exposure apparatus according to claim 15 or 16,
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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009188172A JP5327715B2 (en) | 2009-08-17 | 2009-08-17 | Illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009188172A JP5327715B2 (en) | 2009-08-17 | 2009-08-17 | Illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011040646A JP2011040646A (en) | 2011-02-24 |
JP5327715B2 true JP5327715B2 (en) | 2013-10-30 |
Family
ID=43768094
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009188172A Active JP5327715B2 (en) | 2009-08-17 | 2009-08-17 | Illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5327715B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW201426200A (en) * | 2012-11-19 | 2014-07-01 | 尼康股份有限公司 | Lighting optical system, method for lighting, method for exposure and exposure apparatus |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4065923B2 (en) * | 1998-09-29 | 2008-03-26 | 株式会社ニコン | Illumination apparatus, projection exposure apparatus including the illumination apparatus, projection exposure method using the illumination apparatus, and adjustment method of the projection exposure apparatus |
JPWO2005036619A1 (en) * | 2003-10-09 | 2007-11-22 | 株式会社ニコン | Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method |
JP4748015B2 (en) * | 2004-02-06 | 2011-08-17 | 株式会社ニコン | Illumination optical apparatus, exposure apparatus, exposure method, and microdevice manufacturing method |
JP2007142084A (en) * | 2005-11-17 | 2007-06-07 | Nikon Corp | Exposure method and manufacturing method of device |
DE102007043958B4 (en) * | 2007-09-14 | 2011-08-25 | Carl Zeiss SMT GmbH, 73447 | Illumination device of a microlithographic projection exposure apparatus |
US8379187B2 (en) * | 2007-10-24 | 2013-02-19 | Nikon Corporation | Optical unit, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method |
JP5286744B2 (en) * | 2007-10-31 | 2013-09-11 | 株式会社ニコン | Spatial light modulation unit, illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method |
-
2009
- 2009-08-17 JP JP2009188172A patent/JP5327715B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011040646A (en) | 2011-02-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8144308B2 (en) | Spatial light modulation unit, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
EP2282188B1 (en) | Illumination optical system and exposure apparatus | |
JP2013502703A (en) | Polarization conversion unit, illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
WO2009125511A1 (en) | Spatial light modulating unit, illumination optical system, aligner, and device manufacturing method | |
WO2009087805A1 (en) | Spatial light modulator, illumination optical system, aligner, and device manufacturing method | |
JP2018112755A (en) | Illumination optical device, illumination method, exposure device, exposure method, and method of producing device | |
JP5365982B2 (en) | Illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP5700272B2 (en) | Illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP5403244B2 (en) | Spatial light modulation unit, illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
WO2010044307A1 (en) | Illumination optical system, aligner, and process for fabricating device | |
JP2011114041A (en) | Luminous flux splitting apparatus, spatial optical modulation unit, lighting optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP5327715B2 (en) | Illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP5353408B2 (en) | Illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP5532213B2 (en) | Illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
WO2009128293A1 (en) | Spatial light modulation unit, lighting optical system, exposure apparatus and method for manufacturing device | |
JP2011222841A (en) | Spatial light modulation unit, illumination optical system, exposure device, and device manufacturing method | |
JP2011029596A (en) | Lighting optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP2012028543A (en) | Illumination optical system, exposure device, and device manufacturing method | |
JP2012004558A (en) | Illumination optical system, exposure equipment, and device manufacturing method | |
JP2012256742A (en) | Illumination optical system, exposure device and device manufacturing method | |
JP2010141151A (en) | Luminous flux-splitting element, illumination optical system, exposure device, and device manufacturing method | |
WO2014073548A1 (en) | Spatial-light-modulating optical system, illumination optical system, exposure device, and method for producing device | |
JP2012080098A (en) | Illumination optical system, exposure equipment, illumination method, exposure method, and device manufacturing method | |
JP2009117672A (en) | Illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP2010283100A (en) | Polarization conversion unit, illumination optical system, exposure device, and device manufacturing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120709 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130628 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130701 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5327715 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130714 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |