JP5434498B2 - Optical element holding device, optical system, and exposure apparatus - Google Patents

Optical element holding device, optical system, and exposure apparatus Download PDF

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JP5434498B2 JP2009258449A JP2009258449A JP5434498B2 JP 5434498 B2 JP5434498 B2 JP 5434498B2 JP 2009258449 A JP2009258449 A JP 2009258449A JP 2009258449 A JP2009258449 A JP 2009258449A JP 5434498 B2 JP5434498 B2 JP 5434498B2
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Description

本発明は、光学素子の保持装置、この保持装置を備える光学系、及びこの光学系を備える露光装置に関する。さらに本発明は、その露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。   The present invention relates to an optical element holding device, an optical system including the holding device, and an exposure apparatus including the optical system. The present invention further relates to a device manufacturing method using the exposure apparatus.

例えば半導体デバイスの製造工程の一つであるリソグラフィ工程においては、レチクル(又はフォトマスク等)に形成されているパターンを、投影光学系を介してレジストが塗布されたウエハ(又はガラスプレート等)上に転写するために、ステッパー等の一括露光型又はスキャニングステッパー等の走査露光型等の露光装置が使用されている。
これらの露光装置に搭載される投影光学系は、諸収差が所定の許容範囲内に収まるように組立調整が行われる。この際に、例えば歪曲収差や倍率誤差等の回転対称で、かつ低次数の収差成分が残存していても、これらの収差は投影光学系に装着されている結像特性補正機構(例えば所定のレンズの光軸方向の位置や傾斜角を制御する機構)によって補正することができる。これに対して、光軸上での非点収差(以下、センターアスと言う。)のような非回転対称な収差成分が残存している場合には、結像特性補正機構ではその補正は困難である。
For example, in a lithography process, which is one of the manufacturing processes of a semiconductor device, a pattern formed on a reticle (or photomask or the like) is applied on a wafer (or glass plate or the like) coated with a resist via a projection optical system. In order to transfer the light, an exposure apparatus such as a batch exposure type such as a stepper or a scanning exposure type such as a scanning stepper is used.
The projection optical system mounted on these exposure apparatuses is assembled and adjusted so that various aberrations are within a predetermined allowable range. At this time, for example, even if rotational aberrations such as distortion and magnification error and low-order aberration components remain, these aberrations are caused by an imaging characteristic correction mechanism (for example, a predetermined value) mounted on the projection optical system. It can be corrected by a mechanism for controlling the position and tilt angle of the lens in the optical axis direction. On the other hand, when a non-rotationally symmetric aberration component such as astigmatism on the optical axis (hereinafter referred to as “center astigmatism”) remains, it is difficult to correct by the imaging characteristic correction mechanism. It is.

そこで、そのような非回転対称な収差成分を補正するために、投影光学系中の所定のレンズに対して側面から非回転対称な応力を加えるようにした補正機構が提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、非回転対称な収差成分を補正するために、例えばミラーのような光学素子の側面の凸部をアクチュエータで微小量変形させるようにした補正機構も提案されている(例えば、特許文献2参照)。   Therefore, in order to correct such a non-rotationally symmetric aberration component, a correction mechanism has been proposed in which a non-rotationally symmetric stress is applied from the side surface to a predetermined lens in the projection optical system (for example, Patent Document 1). In addition, in order to correct a non-rotationally symmetric aberration component, a correction mechanism has also been proposed in which a convex portion on a side surface of an optical element such as a mirror is deformed by a minute amount with an actuator (see, for example, Patent Document 2). ).

特表2002−519843号公報Special Table 2002-519843 特開2007−266511号公報JP 2007-266511 A

従来の非回転対称な収差成分の補正機構は、投影光学系中の所定の光学素子の一部を直接、機械的に変形させていたため、変形のための応力を大きくすると、その光学素子が損傷する恐れがあった。また、光学素子の側面の変形によって、光学素子の光束が通過する部分を変形させているため、側面の変形量から収差の補正量を正確に予測するのが困難である。そのため、例えば予め種々の変形の組み合わせに対してそれぞれ対応する収差の補正量を実測して記憶しておく必要があり、補正機構の使用方法が複雑であった。
本発明はこのような課題に鑑み、光学素子の損傷の恐れがなく、かつ光学素子の変形状態を正確に予測できる状態で、光学素子を変形可能に保持することを目的とする。
The conventional non-rotationally symmetric aberration component correction mechanism directly mechanically deforms a part of a predetermined optical element in the projection optical system. Therefore, if the stress for deformation is increased, the optical element is damaged. There was a fear. Further, since the portion of the optical element through which the light beam passes is deformed by the deformation of the side surface of the optical element, it is difficult to accurately predict the aberration correction amount from the deformation amount of the side surface. Therefore, for example, it is necessary to actually measure and store the correction amounts of aberrations corresponding to combinations of various deformations in advance, and the method of using the correction mechanism is complicated.
In view of such problems, it is an object of the present invention to hold a deformable optical element in a state where there is no fear of damage to the optical element and the deformation state of the optical element can be accurately predicted.

本発明の第1の態様によれば、光学素子を支持する支持部材と、その光学素子の表面の少なくとも一部の領域に接触する磁性流体を保持する流体保持部材と、その流体保持部材で保持されたその磁性流体の圧力を制御して、その光学素子を変形させる圧力制御装置と、を備える光学素子の保持装置が提供される。
また、本発明の第2の態様によれば、複数の光学素子を含む光学系において、その複数の光学素子の少なくとも一つの光学素子を支持するために、本発明の第1の態様の光学素
子の保持装置を備え、その光学系の非回転対称な収差に応じてその圧力制御装置によってその光学系の変形量を制御する光学系が提供される。
According to the first aspect of the present invention, the support member that supports the optical element, the fluid holding member that holds the magnetic fluid that contacts at least a part of the surface of the optical element, and the fluid holding member holds the fluid. There is provided a holding device for an optical element, comprising: a pressure control device configured to control the pressure of the magnetic fluid and to deform the optical element.
According to the second aspect of the present invention, in an optical system including a plurality of optical elements, the optical element according to the first aspect of the present invention is used to support at least one optical element of the plurality of optical elements. There is provided an optical system that includes the holding device and controls the deformation amount of the optical system by the pressure control device according to the non-rotationally symmetric aberration of the optical system.

また、本発明の第3の態様によれば、光学素子を支持する支持部材と、その光学素子の表面の少なくとも一部の領域に接触する磁性流体を保持する流体保持部材と、その光学素子の表面に対するその磁性流体の位置を調整して、その光学素子の温度分布を制御する温度制御装置と、を備える光学素子の保持装置が提供される。
また、本発明の第4の態様によれば、複数の光学素子を含む光学系において、その複数の光学素子の少なくとも一つの光学素子を支持するために、本発明の第3の態様の光学素子の保持装置を備える光学系が提供される。
According to the third aspect of the present invention, the support member that supports the optical element, the fluid holding member that holds the magnetic fluid that contacts at least a part of the surface of the optical element, and the optical element There is provided an optical element holding device comprising: a temperature control device that adjusts a position of the magnetic fluid with respect to a surface to control a temperature distribution of the optical element.
According to the fourth aspect of the present invention, in an optical system including a plurality of optical elements, the optical element according to the third aspect of the present invention is used to support at least one optical element of the plurality of optical elements. An optical system including the holding device is provided.

また、本発明の第5の態様によれば、露光光でパターンを照明し、その露光光でそのパターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光装置において、本発明の光学系を備える露光装置が提供される。
また、本発明の第6の態様によれば、本発明の露光装置を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、そのパターンが形成されたその基板を処理することと、を含むデバイス製造方法が提供される。
According to the fifth aspect of the present invention, in an exposure apparatus that illuminates a pattern with exposure light and exposes the substrate with the exposure light through the pattern and the projection optical system, the exposure includes the optical system of the present invention. An apparatus is provided.
According to a sixth aspect of the present invention, the method includes forming a pattern of the photosensitive layer on the substrate using the exposure apparatus of the present invention, and processing the substrate on which the pattern is formed. A device manufacturing method is provided.

本発明によれば、光学素子を磁性流体を介して変形させるか、又は光学素子の温度分布を磁性流体を介して制御することで、光学素子を変形させているため、光学素子の損傷の恐れがない。また、主に磁性流体と接触している部分で光学素子が変形するため、磁性流体の分布からその光学素子の変形の状態を正確に予測できる。   According to the present invention, since the optical element is deformed by deforming the optical element via the magnetic fluid or controlling the temperature distribution of the optical element via the magnetic fluid, the optical element may be damaged. There is no. In addition, since the optical element is deformed mainly at the portion in contact with the magnetic fluid, the deformation state of the optical element can be accurately predicted from the distribution of the magnetic fluid.

実施形態の一例の露光装置の本体部を示す一部が切り欠かれた図である。It is the figure which a part showing the main-body part of the exposure apparatus of an example of embodiment is notched. 図1中の凹面鏡22を保持する保持装置50を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the holding | maintenance apparatus 50 holding the concave mirror 22 in FIG. (A)、(B)、(C)、(D)、(E)、及び(F)は、図2のAA線に沿う断面における磁性流体の種々の分布を示す図である。(A), (B), (C), (D), (E), and (F) are figures which show various distribution of the magnetic fluid in the cross section which follows the AA line of FIG. (A)は図2のBB線に沿う断面図、(B)は図2のCC線に沿う断面図である。(A) is sectional drawing which follows the BB line of FIG. 2, (B) is sectional drawing which follows the CC line of FIG. (A)は投影光学系の波面収差の一例を示す図、(B)は投影光学系の波面収差の他の例を示す図である。(A) is a figure which shows an example of the wavefront aberration of a projection optical system, (B) is a figure which shows the other example of the wavefront aberration of a projection optical system. (A)はレチクルのパターンの一例の要部を示す拡大図、(B)は凹面鏡22の反射面の近傍における照明光の光強度分布の一例を示す図である。(A) is an enlarged view showing an essential part of an example of a reticle pattern, and (B) is a diagram showing an example of the light intensity distribution of illumination light in the vicinity of the reflecting surface of the concave mirror 22. 半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the manufacturing process of a semiconductor device.

以下、本発明の実施形態の一例につき図1〜図6を参照して説明する。
図1は、本実施形態のスキャニングステッパーよりなる走査露光型の露光装置EXの露光本体部を示す。図1において、露光装置EXは、露光用の照明光IL(露光光)を発生する露光光源(不図示)と、照明光ILでレチクルR(マスク)を照明する照明光学系ILS(図1ではこの一部のみが表れている)と、レチクルRのパターンの像をウエハW(基板)の表面に形成する投影光学系PLとを備えている。さらに、露光装置EXは、レチクルRを保持して移動するレチクルステージ15と、ウエハWを保持して移動するウエハステージ32と、装置全体の動作を統括的に制御するコンピュータよりなる主制御系5(図2参照)とを備えている。
Hereinafter, an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows an exposure main body of a scanning exposure type exposure apparatus EX composed of a scanning stepper according to the present embodiment. In FIG. 1, an exposure apparatus EX includes an exposure light source (not shown) that generates exposure illumination light IL (exposure light) and an illumination optical system ILS that illuminates a reticle R (mask) with the illumination light IL (in FIG. 1). And a projection optical system PL that forms an image of the pattern of the reticle R on the surface of the wafer W (substrate). Further, the exposure apparatus EX includes a main control system 5 including a reticle stage 15 that holds and moves the reticle R, a wafer stage 32 that holds and moves the wafer W, and a computer that controls the overall operation of the apparatus. (See FIG. 2).

以下、投影光学系PLのレチクルR側の部分光学系(後述の第1結像光学系G1)の光軸AX1に平行にZ軸を取り、Z軸に垂直な平面(本実施形態ではほぼ水平面)内で図1
の紙面に平行にY軸を取り、図1の紙面に垂直にX軸を取って説明する。走査露光時のレチクルR及びウエハWの走査方向はY軸に平行な方向(Y方向)であり、レチクルRのパターン面及びウエハWの表面はXY面にほぼ平行である。また、X軸、Y軸、及びZ軸に平行な軸の回りの回転方向(傾斜方向)をθx方向、θy方向、及びθz方向とも呼ぶ。
Hereinafter, a plane that takes the Z axis parallel to the optical axis AX1 of the partial optical system on the reticle R side of the projection optical system PL (first imaging optical system G1 described later) and is perpendicular to the Z axis (in the present embodiment, substantially horizontal) ) In FIG.
A description will be given by taking the Y axis parallel to the paper surface of FIG. 1 and taking the X axis perpendicular to the paper surface of FIG. The scanning direction of reticle R and wafer W during scanning exposure is a direction (Y direction) parallel to the Y axis, and the pattern surface of reticle R and the surface of wafer W are substantially parallel to the XY plane. The rotation directions (inclination directions) around the axes parallel to the X axis, the Y axis, and the Z axis are also referred to as the θx direction, the θy direction, and the θz direction.

まず、投影光学系PL、レチクルステージ15、及びウエハステージ32を含む露光本体部は、フレーム機構によって支持されている。そのフレーム機構は、床面に設置されたフレームキャスタよりなるベース部材1と、ベース部材1の上面に設置された例えば3本(4本等でも可)の第1コラム2と、これらの第1コラム2の上面に例えば能動型の防振装置3A,3B(実際には3個又は4個配置されている)を介して設置された第2コラム4とを備えている。第2コラム4の底部に設けられた平板状の支持板部4aの中央のU字型の開口部に投影光学系PLが搭載されている。   First, the exposure main body including the projection optical system PL, the reticle stage 15 and the wafer stage 32 is supported by a frame mechanism. The frame mechanism includes a base member 1 made of a frame caster installed on the floor surface, for example, three (or four, etc.) first columns 2 installed on the upper surface of the base member 1, and the first of these. A second column 4 is provided on the upper surface of the column 2 via, for example, active vibration isolators 3A and 3B (actually three or four are disposed). The projection optical system PL is mounted on a U-shaped opening at the center of a flat support plate 4a provided at the bottom of the second column 4.

そのフレーム機構の近傍に設置された露光光源(不図示)は、ArFエキシマレーザ光源(発振波長193nm)であるが、その他にKrFエキシマレーザ光源(波長248nm)、又は固体レーザ(YAGレーザ若しくは半導体レーザ等)の高調波発生装置等も使用できる。その露光光源から射出された照明光ILは、照明光学系ILSに入射する。照明光学系ILSは、レチクルRのパターン面(下面)のX方向(非走査方向)に細長いスリット状の照明領域を照明光ILによりほぼ均一な照度分布で照明する。   An exposure light source (not shown) installed in the vicinity of the frame mechanism is an ArF excimer laser light source (oscillation wavelength 193 nm). In addition, a KrF excimer laser light source (wavelength 248 nm), or a solid-state laser (YAG laser or semiconductor laser) Etc.) can be used. The illumination light IL emitted from the exposure light source enters the illumination optical system ILS. The illumination optical system ILS illuminates a slit-like illumination area elongated in the X direction (non-scanning direction) of the pattern surface (lower surface) of the reticle R with illumination light IL with a substantially uniform illuminance distribution.

サブチャンバ14内に配置された照明光学系ILSは、例えば米国特許出願公開第2003/025890号明細書などに開示されるように、回折光学素子等を含む光量分布設定機構(不図示)、オプティカルインテグレータ(フライアイレンズ又はロッドインテグレータなど)等を含む照度均一化光学系(不図示)、レチクルブラインド等の可変視野絞り(不図示)、並びにレンズ11,13及びミラー12を含むコンデンサ光学系等を含んでいる。また、通常照明、2極照明、4極照明、又は輪帯照明等の照明条件に応じて、その光量分布設定機構が、照明光学系ILS内の瞳面(不図示)における照明光ILの光量分布を、光軸を中心とする円形領域、光軸を挟む2つの領域、光軸を挟む4つの領域、又は輪帯状の領域等でそれぞれ大きい光量となる分布に切り換える。   The illumination optical system ILS disposed in the sub-chamber 14 includes a light amount distribution setting mechanism (not shown) including a diffractive optical element, an optical, as disclosed in, for example, US Patent Application Publication No. 2003/025890. Illumination uniformity optical system (not shown) including an integrator (such as a fly-eye lens or rod integrator), a variable field stop (not shown) such as a reticle blind, and a condenser optical system including lenses 11, 13 and a mirror 12 Contains. Further, according to the illumination conditions such as normal illumination, dipole illumination, quadrupole illumination, or annular illumination, the light amount distribution setting mechanism has a light amount of illumination light IL on a pupil plane (not shown) in the illumination optical system ILS. The distribution is switched to a distribution having a large light amount in a circular area centered on the optical axis, two areas sandwiching the optical axis, four areas sandwiching the optical axis, or a ring-shaped area.

レチクルRを通過した照明光ILは、投影光学系PLを介して、フォトレジスト(感光剤)が塗布された円板状の基板であるウエハWの表面の一つのショット領域のX方向に細長い露光領域に、レチクルRの照明領域内のパターンを投影倍率β(例えば1/4,1/5等)で縮小した像を形成する。投影光学系PLは反射屈折光学系である。投影光学系PLは、フランジ部44aによって支持板部4aに載置されている。照明光学系ILS及び投影光学系PLの照明光ILの光路はほぼ気密化され、これらの光路には、ほぼ真空紫外域の光に対して高透過率の気体(以下、「パージガス」と呼ぶ)であるドライエアー、窒素、又は希ガス(ヘリウム等)等が、供給用の配管20A等及び排気用の配管21A,21D等を介して供給されている。   The illumination light IL that has passed through the reticle R is exposed through the projection optical system PL to be elongated in the X direction in one shot region on the surface of the wafer W, which is a disk-shaped substrate coated with a photoresist (photosensitive agent). An image obtained by reducing the pattern in the illumination area of the reticle R at a projection magnification β (for example, 1/4, 1/5, etc.) is formed in the area. The projection optical system PL is a catadioptric optical system. The projection optical system PL is placed on the support plate portion 4a by the flange portion 44a. The optical paths of the illumination light IL of the illumination optical system ILS and the projection optical system PL are almost hermetically sealed, and in these optical paths, a gas having a high transmittance with respect to light in a substantially vacuum ultraviolet region (hereinafter referred to as “purge gas”). The dry air, nitrogen, or rare gas (such as helium) is supplied through the supply pipe 20A and the exhaust pipes 21A and 21D.

また、レチクルRは、レチクルホルダ(不図示)を介してレチクルステージ15の上面に保持され、レチクルステージ15はレチクルベース16のXY面に平行な上面に、Y方向に一定速度で移動可能に、かつX方向、Y方向、θz方向に変位可能な状態で載置されている。レチクルベース16は、第2コラム4の上端に固定されている。レチクルステージ15の少なくともX方向、Y方向の位置、及びθz方向の回転角はレーザ干渉計17によって計測され、この計測値及び主制御系5からの制御情報に基いて、リニアモータ等を含む駆動装置(不図示)がレチクルステージ15を駆動する。   The reticle R is held on the upper surface of the reticle stage 15 via a reticle holder (not shown), and the reticle stage 15 is movable on the upper surface parallel to the XY plane of the reticle base 16 at a constant speed in the Y direction. And it is mounted in a state that can be displaced in the X direction, the Y direction, and the θz direction. The reticle base 16 is fixed to the upper end of the second column 4. At least the position of the reticle stage 15 in the X and Y directions and the rotation angle in the θz direction are measured by a laser interferometer 17, and based on this measured value and control information from the main control system 5, a drive including a linear motor and the like. An apparatus (not shown) drives the reticle stage 15.

一方、ウエハWは、ウエハホルダ(不図示)を介してウエハテーブル31の上面に保持され、ウエハテーブル31はウエハステージ32の上面に固定されている。ウエハステー
ジ32は、ウエハベース33のXY面に平行な上面にY方向に一定速度で移動可能に、かつX方向、Y方向にステップ移動可能に載置されている。ウエハベース33は、能動型の防振装置38A,38B等を介してベース部材1上に載置されている。ウエハステージ32の少なくともX方向、Y方向の位置、及びθz方向の回転角はレーザ干渉計34によって計測され、この計測値及び主制御系5からの制御情報に基いて、リニアモータ等を含む駆動装置(不図示)がウエハステージ32を駆動する。
On the other hand, the wafer W is held on the upper surface of the wafer table 31 via a wafer holder (not shown), and the wafer table 31 is fixed to the upper surface of the wafer stage 32. The wafer stage 32 is mounted on an upper surface parallel to the XY plane of the wafer base 33 so as to be movable at a constant speed in the Y direction and to be movable in steps in the X and Y directions. The wafer base 33 is placed on the base member 1 via active vibration isolators 38A and 38B. At least the position in the X direction and the Y direction of the wafer stage 32 and the rotation angle in the θz direction are measured by a laser interferometer 34, and a drive including a linear motor or the like is based on the measured value and control information from the main control system 5. An apparatus (not shown) drives the wafer stage 32.

また、ウエハステージ32の内部には、ウエハテーブル31(ウエハW)のZ方向の位置(フォーカス位置)と、θx方向及びθy方向の傾斜角とを調整するためのフォーカス・レベリング機構が組み込まれている。投影光学系PLの下部側面に配置された投射光学系35Aと受光光学系35Bとから構成される斜入射方式の多点の焦点位置検出系(オートフォーカスセンサ)によって計測されるウエハWの複数の計測点でのフォーカス位置の情報に基いて、そのフォーカス・レベリング機構は、露光中に継続してウエハWの表面を投影光学系PLの像面に合焦させる。投射光学系35A及び受光光学系35Bは、投影光学系PLのフランジ部44aの底面に取り付けられたセンサーコラム36に取り付けられている。   In addition, a focus / leveling mechanism for adjusting the Z-direction position (focus position) of the wafer table 31 (wafer W) and the inclination angles in the θx direction and the θy direction is incorporated in the wafer stage 32. Yes. A plurality of wafers W measured by an oblique incidence type multi-point focus position detection system (autofocus sensor) composed of a projection optical system 35A and a light receiving optical system 35B disposed on the lower side surface of the projection optical system PL. Based on the information of the focus position at the measurement point, the focus / leveling mechanism continuously focuses the surface of the wafer W on the image plane of the projection optical system PL during exposure. The projection optical system 35A and the light receiving optical system 35B are attached to a sensor column 36 attached to the bottom surface of the flange portion 44a of the projection optical system PL.

また、ウエハテーブル31の上部に、例えば米国特許第6,573,997号明細書等で開示されているシアリング干渉方式又はポイント・ディフラクション・干渉方式(PDI方式)の波面収差計測装置39が設けられている。波面収差計測装置39によって計測される投影光学系PLの波面収差の情報は図2の結像特性制御系6で処理される。
露光時には、不図示のアライメント系を用いてレチクルR及びウエハWのアライメントを行った後、ウエハステージ32をX方向、Y方向にステップ移動することで、ウエハWの露光対象のショット領域が露光領域の手前に移動する。その後、レチクルRの照明領域内のパターンの投影光学系PLによる像でウエハWの当該ショット領域を露光しつつ、レチクルステージ15及びウエハステージ32を介してレチクルRとウエハWとをY方向に投影光学系PLの投影倍率を速度比として同期移動する走査露光が行われる。そのステップ移動と走査露光とをステップ・アンド・スキャン方式で繰り返すことによって、ウエハWの全部のショット領域にレチクルRのパターンの像が露光される。
In addition, a shearing interference type or point / diffraction / interference type (PDI type) wavefront aberration measuring device 39 disclosed in, for example, US Pat. No. 6,573,997 is provided above the wafer table 31. It has been. Information on the wavefront aberration of the projection optical system PL measured by the wavefront aberration measuring device 39 is processed by the imaging characteristic control system 6 of FIG.
At the time of exposure, after aligning the reticle R and the wafer W using an alignment system (not shown), the wafer stage 32 is stepped in the X direction and the Y direction so that the shot area to be exposed on the wafer W becomes the exposure area. Move to the front. Thereafter, the reticle R and the wafer W are projected in the Y direction via the reticle stage 15 and the wafer stage 32 while exposing the shot area of the wafer W with an image of the projection optical system PL of the pattern in the illumination area of the reticle R. Scanning exposure is performed in which the projection magnification of the optical system PL is synchronized with the speed ratio. By repeating the step movement and scanning exposure by the step-and-scan method, the image of the pattern of the reticle R is exposed on the entire shot area of the wafer W.

次に、本実施形態の投影光学系PLの構成等につき詳細に説明する。
図1において、反射屈折光学系からなる投影光学系PLは、レチクルRのパターンの第1中間像を形成する屈折型の第1結像光学系G1と、凹面鏡22と2つの負屈折力のレンズL8,L9とから構成されて第1中間像とほぼ等倍の第2中間像を形成する第2結像光学系G2と、第2中間像からの光を用いてウエハW上にレチクルRのパターンの最終像を形成する屈折型の第3結像光学系G3と、凹面鏡22を保持する保持装置50とを備えている。さらに、投影光学系PLは、第1結像光学系G1からの光を第2結像光学系G2に向かって偏向する反射面Aと、第2結像光学系G2からの光を第3結像光学系G3に向かって偏向する反射面Bとが形成された光路折り曲げ鏡FMを備えている。第1中間像及び第2中間像は、それぞれ反射面Aと第2結像光学系G2との間、及び第2結像光学系G2と反射面Bとの間に形成される。
Next, the configuration of the projection optical system PL of the present embodiment will be described in detail.
In FIG. 1, a projection optical system PL composed of a catadioptric optical system includes a refractive first imaging optical system G1 that forms a first intermediate image of a pattern of a reticle R, a concave mirror 22, and two lenses having negative refractive power. L8, L9 and a second imaging optical system G2 that forms a second intermediate image that is approximately the same size as the first intermediate image, and the reticle R on the wafer W using light from the second intermediate image. A refraction-type third imaging optical system G3 that forms a final image of the pattern and a holding device 50 that holds the concave mirror 22 are provided. Further, the projection optical system PL has a reflection surface A that deflects the light from the first imaging optical system G1 toward the second imaging optical system G2, and the light from the second imaging optical system G2. An optical path bending mirror FM on which a reflecting surface B deflected toward the image optical system G3 is formed is provided. The first intermediate image and the second intermediate image are formed between the reflecting surface A and the second imaging optical system G2 and between the second imaging optical system G2 and the reflecting surface B, respectively.

また、第1結像光学系G1及び第3結像光学系G3はZ軸に平行な光軸AX1を有し、第2結像光学系G2の光軸AX2は、光軸AX1と直交するように、かつY軸に平行に設定されている。更に、光路折り曲げ鏡FMの2つの反射面A,Bの交線(厳密にはその仮想延長面の交線)Cで光軸AX1と光軸AX2とが交差している。
第1結像光学系G1は、レチクルR側から順に、平行平面板L1、レンズL2,L3,L4,L5,L6,L7を配置して構成されている。第2結像光学系G2は、光の進行往路に沿ってレチクル側(即ち入射側)から順に、負のレンズL8及びL9と、凹面鏡22とを配置して構成されている。第3結像光学系G3は、光の進行方向に沿ってレチクル側
から順に、レンズL10,L11と、開口絞りASと、レンズL12,L13とを配置して構成されている。開口絞りASの配置面は投影光学系PLの瞳面又はその近傍の面であり、凹面鏡22の反射面22b(図2参照)は、投影光学系PLの瞳面とほぼ共役である。なお、投影光学系PLの構成は任意である。
The first imaging optical system G1 and the third imaging optical system G3 have an optical axis AX1 parallel to the Z axis, and the optical axis AX2 of the second imaging optical system G2 is orthogonal to the optical axis AX1. And parallel to the Y axis. Further, the optical axis AX1 and the optical axis AX2 intersect at an intersection line C (strictly speaking, an intersection line of the virtual extension surfaces) C of the two reflection surfaces A and B of the optical path bending mirror FM.
The first imaging optical system G1 includes a plane parallel plate L1, lenses L2, L3, L4, L5, L6, and L7 arranged in this order from the reticle R side. The second imaging optical system G2 is configured by disposing negative lenses L8 and L9 and a concave mirror 22 in order from the reticle side (that is, the incident side) along the light traveling path. The third imaging optical system G3 is configured by arranging lenses L10 and L11, an aperture stop AS, and lenses L12 and L13 in order from the reticle side along the light traveling direction. The arrangement surface of the aperture stop AS is the pupil plane of the projection optical system PL or a plane in the vicinity thereof, and the reflection surface 22b (see FIG. 2) of the concave mirror 22 is substantially conjugate with the pupil plane of the projection optical system PL. The configuration of the projection optical system PL is arbitrary.

本実施形態において、投影光学系PLを構成する全ての屈折光学素子(レンズ成分)の光学材料には合成石英又は蛍石(CaF2 結晶)を使用している。また、光路折り曲げ鏡FM及び凹面鏡22は、一例として炭化ケイ素(SiC)或いはSiCとケイ素(Si)とのコンポジット材の反射面にアルミニウム等の金属膜、又は誘電体多層膜を被着することにより形成される。このとき、脱ガス防止のために凹面鏡22全体を炭化ケイ素等でコーティングすることが好ましい。また、凹面鏡22の材料としては、コーニング社のULE(Ultra Low Expansion:商品名)などの低膨張材料、又はベリリウム(Be)を用いても良い。ベリリウムを用いる場合には、凹面鏡22全体を炭化ケイ素等でコーティングすることが好ましい。 In this embodiment, synthetic quartz or fluorite (CaF 2 crystal) is used as the optical material of all refractive optical elements (lens components) constituting the projection optical system PL. The optical path bending mirror FM and the concave mirror 22 are formed by, for example, depositing a metal film such as aluminum or a dielectric multilayer film on the reflective surface of a composite material of silicon carbide (SiC) or SiC and silicon (Si). It is formed. At this time, it is preferable to coat the entire concave mirror 22 with silicon carbide or the like in order to prevent degassing. Further, as the material of the concave mirror 22, a low expansion material such as Corning's ULE (Ultra Low Expansion: trade name) or beryllium (Be) may be used. When beryllium is used, it is preferable to coat the entire concave mirror 22 with silicon carbide or the like.

また、第1結像光学系G1の平行平面板L1、レンズL2〜L7は、それぞれ輪帯状のレンズ枠42A,42B,42C,42D,42E,42F,42Gを介して円筒状の分割鏡筒41A,41B,41C,41D,41E,41F,41G内に保持され、分割鏡筒41A〜41Gは光軸AX1に沿って気密性を保持する状態で例えば対向するフランジ部(不図示)をボルト(不図示)で固定して連結されている。レンズ枠42B〜42G等には上記のパージガスを流通させるための複数の開口が形成されている(以下同様)。   In addition, the plane parallel plate L1 and the lenses L2 to L7 of the first imaging optical system G1 are respectively divided into cylindrical divided lens barrels 41A through annular lens frames 42A, 42B, 42C, 42D, 42E, 42F, and 42G. , 41B, 41C, 41D, 41E, 41F, and 41G, and the divided lens barrels 41A to 41G have, for example, bolts (not shown) facing flange portions (not shown) in a state of maintaining airtightness along the optical axis AX1. Are fixedly connected to each other. The lens frames 42B to 42G and the like are formed with a plurality of openings for allowing the purge gas to flow (the same applies hereinafter).

同様に、第3結像光学系G3のレンズL10,L11,L12,L13は、それぞれ輪帯状のレンズ枠42H,42K,42I,42Jを介して円筒状の分割鏡筒41H,44,41I,41J内に保持されている。開口絞りASは、分割鏡筒44,41Iに挟まれた分割鏡筒41K内に保持され、分割鏡筒41H,44,41K,41I,41Jは気密性を保持する状態で連結されている。そして、分割鏡筒44にフランジ部44aが設けられている。分割鏡筒41G,41H間に+Y方向に開口が設けられた円筒状の分割鏡筒43が連結され、分割鏡筒43内の突部に保持枠43aを介して光路折り曲げ鏡FMが固定されている。分割鏡筒41A〜41K,43,44より第1の部分鏡筒7が構成されている。   Similarly, the lenses L10, L11, L12, and L13 of the third imaging optical system G3 are respectively divided into cylindrical divided lens barrels 41H, 44, 41I, and 41J via annular lens frames 42H, 42K, 42I, and 42J. Is held in. The aperture stop AS is held in the divided lens barrel 41K sandwiched between the divided lens barrels 44 and 41I, and the divided lens barrels 41H, 44, 41K, 41I, and 41J are connected in a state of maintaining airtightness. The split lens barrel 44 is provided with a flange portion 44a. A cylindrical split lens barrel 43 having an opening in the + Y direction is connected between the split lens barrels 41G and 41H, and an optical path bending mirror FM is fixed to a protrusion in the split lens barrel 43 via a holding frame 43a. Yes. The first partial barrel 7 is constituted by the divided barrels 41A to 41K, 43, and 44.

また、図2の結像特性制御系6の制御のもとで、例えばレンズ枠42A〜42Eを駆動して、平行平面板L1、レンズL2〜L5をZ方向、θx方向、θy方向に微動することによって、投影光学系PLのディストーション及びコマ収差等の回転対称で比較的低次の収差を補正する回転対称な結像特性補正機構(不図示)が設けられている。このような回転対称な結像特性補正機構としては、例えば米国特許出願公開第2006/244940号明細書に開示されている機構を使用可能である。   Further, under the control of the imaging characteristic control system 6 in FIG. 2, for example, the lens frames 42A to 42E are driven to finely move the plane parallel plate L1 and the lenses L2 to L5 in the Z direction, θx direction, and θy direction. Accordingly, a rotationally symmetric imaging characteristic correction mechanism (not shown) for correcting relatively low-order aberrations with rotational symmetry such as distortion and coma aberration of the projection optical system PL is provided. As such a rotationally symmetrical imaging characteristic correction mechanism, for example, a mechanism disclosed in US Patent Application Publication No. 2006/244940 can be used.

また、第2結像光学系G2のレンズL8,L9は、それぞれ保持枠46A,46Bを介して、円筒型の分割鏡筒45,41L内に保持され、凹面鏡22は、保持装置50で保持される。保持装置50は、投影光学系PLの結像特性としてのセンターアス等の非回転対称な収差及び高次の収差を補正するための補正機構でもある。保持装置50は、分割鏡筒41Lに連結されて、凹面鏡22が収納された円筒状の分割鏡筒47と、分割鏡筒47の+Y方向の開口を覆うように分割鏡筒47の端面に固定されたハウジング49と、凹面鏡22の裏面22cに配置される磁性流体Lmとを備えている。磁性流体Lmは、例えばテフロン(登録商標)系の液体中に所定量の磁性体の粉末(例えば鉄粉)を混入したものである。   The lenses L8 and L9 of the second imaging optical system G2 are held in the cylindrical divided lens barrels 45 and 41L via holding frames 46A and 46B, respectively, and the concave mirror 22 is held by the holding device 50. The The holding device 50 is also a correction mechanism for correcting non-rotationally symmetric aberrations such as center ass and higher-order aberrations as the imaging characteristics of the projection optical system PL. The holding device 50 is connected to the divided lens barrel 41L and fixed to the end surface of the divided lens tube 47 so as to cover the cylindrical divided lens tube 47 in which the concave mirror 22 is housed and the + Y-direction opening of the divided lens tube 47. And a magnetic fluid Lm disposed on the back surface 22c of the concave mirror 22. The magnetic fluid Lm is, for example, a mixture of a predetermined amount of magnetic powder (for example, iron powder) in a Teflon (registered trademark) liquid.

図2に示すように、円筒状で+Y方向側の端部が閉じられたハウジング49は、分割鏡
筒47の端面47bにボルト40によって固定されている。さらに、保持装置50は、分割鏡筒47の内面47aの段差部との間で凹面鏡22の外周の凸部22aを挟んで固定する押さえリング48と、凹面鏡22の裏面22c側に磁性流体Lmを隔てて配置された流体保持板51と、ハウジング49の内面に流体保持板51を連結するY方向に弾性変形可能なヒンジ部材52Aと、ハウジング49に対する流体保持板51のY方向の位置を検出するリニアエンコーダ53Aと、流体保持板51の+Y方向の外面に固定された、円筒状で+Y方向の端部が閉じられた取り付け部材55とを備えている。ハウジング49に固定されたヒンジ部材52Aは、ボルト52Aaによって流体保持板51に固定されている。リニアエンコーダ53Aは、流体保持板51に固定されたスケール部53Abとハウジング49に固定された検出部53Aaとからなる。
As shown in FIG. 2, a cylindrical housing 49 whose end on the + Y direction side is closed is fixed to an end surface 47 b of the divided lens barrel 47 by bolts 40. Furthermore, the holding device 50 holds the magnetic fluid Lm on the back surface 22c side of the concave mirror 22 and the holding ring 48 that fixes the step 22a on the outer periphery of the concave mirror 22 between the stepped portion of the inner surface 47a of the split lens barrel 47. A fluid holding plate 51 arranged at a distance, a hinge member 52A elastically deformable in the Y direction connecting the fluid holding plate 51 to the inner surface of the housing 49, and a position in the Y direction of the fluid holding plate 51 with respect to the housing 49 are detected. The linear encoder 53A and a mounting member 55 that is fixed to the outer surface of the fluid holding plate 51 in the + Y direction and that is cylindrical and has an end in the + Y direction closed are provided. The hinge member 52A fixed to the housing 49 is fixed to the fluid holding plate 51 by a bolt 52Aa. The linear encoder 53A includes a scale portion 53Ab fixed to the fluid holding plate 51 and a detection portion 53Aa fixed to the housing 49.

凹面鏡22の凸部22aの−Y方向の側面にはほぼ等角度間隔で3箇所に半球状の接触部(不図示)が形成され、凹面鏡22は分割鏡筒47に対して安定に保持されている。
図2のBB線に沿う断面図である図4(A)に示すように、ハウジング49の内面に等角度間隔で配置された3箇所の同一構成のヒンジ部材52A,52B,52Cによって流体保持板51が支持されている。即ち、流体保持板51は、ハウジング49の内部に3箇所で安定に保持されている。また、ヒンジ部材52A〜52Cの近傍に、それぞれハウジング49に対する流体保持板51のY方向の位置を検出するリニアエンコーダ53A,53B,53Cが配置されている。リニアエンコーダ53A〜53Cの検出結果は図2の圧力温度制御系9に供給されている。
On the side surface in the −Y direction of the convex portion 22 a of the concave mirror 22, hemispherical contact portions (not shown) are formed at three locations at substantially equal angular intervals, and the concave mirror 22 is stably held with respect to the divided lens barrel 47. Yes.
As shown in FIG. 4A, which is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 2, the fluid holding plate is formed by three identically configured hinge members 52A, 52B, and 52C arranged at equal angular intervals on the inner surface of the housing 49. 51 is supported. That is, the fluid holding plate 51 is stably held at three locations inside the housing 49. Further, linear encoders 53A, 53B, and 53C that detect the position of the fluid holding plate 51 in the Y direction with respect to the housing 49 are disposed in the vicinity of the hinge members 52A to 52C. The detection results of the linear encoders 53A to 53C are supplied to the pressure temperature control system 9 of FIG.

図2において、流体保持板51及び取り付け部材55は、熱伝導率が高い常磁性体の金属、例えばチタン合金又はアルミニウム等から形成されている。ヒンジ部材52A及びハウジング49は例えば金属製である。凹面鏡22の裏面22cと流体保持板51との間隔は、例えば1〜3mm程度が好ましい。本実施形態では、その間隔は2mm程度に設定されている。   In FIG. 2, the fluid holding plate 51 and the attachment member 55 are made of a paramagnetic metal having a high thermal conductivity, such as a titanium alloy or aluminum. The hinge member 52A and the housing 49 are made of, for example, metal. The distance between the back surface 22c of the concave mirror 22 and the fluid holding plate 51 is preferably about 1 to 3 mm, for example. In this embodiment, the interval is set to about 2 mm.

また、保持装置50は、ヒンジ部材52Aの弾性変形の範囲内でハウジング49に対してヒンジ部材52Aを介して流体保持板51をY方向に変位させるアクチュエータ54Aと、流体保持板51の表面で取り付け部材55の内部に配置された複数の永久磁石56A,56B,56C(図4(B)参照)及び複数の電磁石57とを備えている。
図2のCC線に沿う断面図である図4(B)に示すように、ハウジング49内にはヒンジ部材52A,52B,52Cを介して流体保持板51をそれぞれY方向に変位させる同じ構成のアクチュエータ54A,54B,54Cが配置されている。アクチュエータ54A〜54Cは例えばピエゾ素子(電歪素子)又はボイスコイルモータ(VCM)等である。リニアエンコーダ53A〜53Cの検出結果及び結像特性制御系6からの制御情報に基づいて、図2の圧力温度制御系9がアクチュエータ54A〜54Cの駆動量を制御する。アクチュエータ54A〜54Cを駆動することで、凹面鏡22の裏面22cに対する流体保持板51のY方向の位置、及びθx方向、θz方向の傾斜角を制御できる。アクチュエータ54A〜54CのY方向の駆動ストロークは例えば数μm程度である。
The holding device 50 is attached on the surface of the fluid holding plate 51 with an actuator 54A that displaces the fluid holding plate 51 in the Y direction with respect to the housing 49 via the hinge member 52A within the range of elastic deformation of the hinge member 52A. A plurality of permanent magnets 56A, 56B, and 56C (see FIG. 4B) and a plurality of electromagnets 57 disposed inside the member 55 are provided.
As shown in FIG. 4B, which is a sectional view taken along the line CC of FIG. 2, the housing 49 has the same configuration in which the fluid holding plate 51 is displaced in the Y direction via hinge members 52A, 52B, 52C. Actuators 54A, 54B and 54C are arranged. The actuators 54A to 54C are, for example, piezo elements (electrostrictive elements) or voice coil motors (VCM). Based on the detection results of the linear encoders 53A to 53C and the control information from the imaging characteristic control system 6, the pressure temperature control system 9 in FIG. 2 controls the drive amounts of the actuators 54A to 54C. By driving the actuators 54A to 54C, the Y-direction position of the fluid holding plate 51 with respect to the back surface 22c of the concave mirror 22, and the inclination angles in the θx direction and the θz direction can be controlled. The drive stroke in the Y direction of the actuators 54A to 54C is, for example, about several μm.

図4(B)において、取り付け部材55の内側の中央の円形の領域が、図2の凹面鏡22に照明光ILが照射される有効領域に対応する有効領域62Mである。有効領域62M内に、X方向及びZ方向に所定周期で配置された多数の駆動点P(i,j)にそれぞれ電磁石57が設置されている。駆動点P(i,j)は、最も−X方向及び−Z方向の駆動点からそれぞれ+X方向にi番目(i=1〜I)で+Z方向にj番目(j=1〜J)の駆動点である(I,Jは2以上の整数)。有効領域62のほぼ中央を通りX方向及びY方向に配列される駆動点P(i,j)及び電磁石57の数は例えば10〜20程度(図4(B)ではほぼ10個)である。或る電磁石57のコイルに電流を供給することによって、その電磁石57で発生する磁力によって、図2の凹面鏡22の裏面22cの磁性流体Lmの一部をその電磁石57の延長上の領域に移動することができる。全部の電磁石57のコイルに流れる電流(ひいては磁力)は、図2の圧力温度制御系9によって個別に制御可能である。   In FIG. 4B, the central circular region inside the attachment member 55 is an effective region 62M corresponding to the effective region in which the concave mirror 22 in FIG. 2 is irradiated with the illumination light IL. In the effective area 62M, electromagnets 57 are respectively installed at a large number of driving points P (i, j) arranged at predetermined intervals in the X direction and the Z direction. The driving point P (i, j) is the i-th (i = 1 to I) in the + X direction and the j-th (j = 1 to J) driving in the + Z direction from the driving points in the −X direction and the −Z direction, respectively. Points (I and J are integers of 2 or more). The number of drive points P (i, j) and electromagnets 57 arranged in the X direction and the Y direction passing through substantially the center of the effective area 62 is, for example, about 10 to 20 (about 10 in FIG. 4B). By supplying a current to the coil of a certain electromagnet 57, a part of the magnetic fluid Lm on the back surface 22 c of the concave mirror 22 in FIG. 2 is moved to a region on the extension of the electromagnet 57 by the magnetic force generated by the electromagnet 57. be able to. The current (and hence the magnetic force) flowing through the coils of all the electromagnets 57 can be individually controlled by the pressure temperature control system 9 of FIG.

図3(A)〜図3(F)は図2のAA線に沿う断面図であり、図3(A)〜図3(F)は図2の凹面鏡22の裏面22cにおける磁性流体Lmの分布を示している。また、図3(A)〜図3(F)の裏面22cの有効領域62は、図4(B)の有効領域62Mに対向する領域である。図2の全部の電磁石57のコイルに流れる電流を制御することによって、裏面22cの有効領域62内における磁性流体Lmの分布を、図3(A)の光軸AX2をZ方向(レチクルR上のY方向に対応する方向)に挟む2箇所の領域63A,63B、図3(C)の一箇所の領域63C、図3(D)の光軸を斜め方向に挟む2箇所の領域63D,63E、図3(E)の多数の領域64F、又は図3(F)の輪帯状の領域64G等の種々の分布に設定可能である。図3(A)、図3(C)〜図3(F)のような磁性流体Lmの分布で、アクチュエータ54A〜54Cによって流体保持板51のY方向の位置、θx方向、θz方向の傾斜角を制御することによって、磁性流体Lmが存在する裏面22cに対向する凹面鏡22の反射面22bを僅かに変形させることができる。この際に、凹面鏡22は横置きであるため、裏面22cからの僅かな力で反射面22bを変形できる。これによって、投影光学系PLの非回転対称な収差及び高次の収差(波面収差等)を補正できる。   3A to 3F are sectional views taken along line AA in FIG. 2, and FIGS. 3A to 3F are distributions of the magnetic fluid Lm on the back surface 22c of the concave mirror 22 in FIG. Is shown. Further, the effective area 62 on the back surface 22c in FIGS. 3A to 3F is an area facing the effective area 62M in FIG. 4B. By controlling the current flowing through the coils of all the electromagnets 57 in FIG. 2, the distribution of the magnetic fluid Lm in the effective region 62 of the back surface 22c is changed along the optical axis AX2 in FIG. 3A in the Z direction (on the reticle R). Two regions 63A and 63B sandwiched in the direction corresponding to the Y direction), one region 63C in FIG. 3C, two regions 63D and 63E sandwiching the optical axis in FIG. Various distributions such as a large number of regions 64F in FIG. 3E or an annular region 64G in FIG. 3F can be set. In the distribution of the magnetic fluid Lm as shown in FIG. By controlling the above, it is possible to slightly deform the reflecting surface 22b of the concave mirror 22 facing the back surface 22c where the magnetic fluid Lm exists. At this time, since the concave mirror 22 is placed horizontally, the reflecting surface 22b can be deformed with a slight force from the back surface 22c. This makes it possible to correct non-rotationally symmetric aberrations and higher-order aberrations (such as wavefront aberrations) of the projection optical system PL.

また、図4(B)の取り付け部材55の内側で有効領域62Mの外側の領域内に、ヒンジ部材52A〜52Cの近傍の領域を隔てて3箇所の円弧状の退避領域64AM,64BM,64CMが設定され、退避領域64AM,64BM,64CM内に近接してそれぞれ同じ構成の複数の永久磁石56A,56B,56Cが設置されている。永久磁石56A〜56Cは、全部の電磁石57の電流がオフの状態で、退避領域64AM〜64CMに対向する図3(B)の凹面鏡22の裏面22cの退避領域64A〜64Cに磁性流体Lmを保持するために使用される。なお、凹面鏡22の裏面22cには、磁性流体Lmをはじく撥液性のコーティング膜(例えばテフロン(登録商標)等の合成樹脂等)が形成されている。これによって、磁性流体Lmは裏面22cに沿って容易に移動可能である。   4B, three arc-shaped retraction areas 64AM, 64BM, and 64CM are provided in the area outside the effective area 62M inside the attachment member 55 in FIG. 4B with the area in the vicinity of the hinge members 52A to 52C. A plurality of permanent magnets 56A, 56B, and 56C having the same configuration are installed in close proximity within the retreat areas 64AM, 64BM, and 64CM. The permanent magnets 56A to 56C hold the magnetic fluid Lm in the retreat areas 64A to 64C of the back surface 22c of the concave mirror 22 in FIG. 3B facing the retreat areas 64AM to 64CM in a state where all the electromagnets 57 are off. Used to do. A liquid repellent coating film (for example, a synthetic resin such as Teflon (registered trademark)) that repels the magnetic fluid Lm is formed on the back surface 22c of the concave mirror 22. Thus, the magnetic fluid Lm can be easily moved along the back surface 22c.

また、図2において、流体保持板51の内部に流路51aが設けられ、流路51aの一端及び他端がそれぞれ可撓性を持つ配管60A及び60Bを介して冷媒供給装置59に連結されている。冷媒供給装置59は配管60Aを介して流路51aに温度制御(冷却)された冷媒Coを供給し、流路51aを流れた冷媒Coを配管60Bを介して回収する。流体保持板51には温度センサ61が固定され、温度センサ61で検出される流体保持板51の温度情報が圧力温度制御系9に供給されている。圧力温度制御系9は、流体保持板51の温度が結像特性制御系6による設定値になるように、冷媒供給装置59を介して流路51aに供給される冷媒Coの温度及び流量を制御する。流路51aは、図4(A)に示すように、流体保持板51のほぼ全面を軌跡69に沿って巡るように形成されているため、流体保持板51の温度分布はほぼ均一になる。保持装置50は、温度センサ61及び配管60A,60Bを有する。なお、冷媒Co等としては、例えばフッ素系不活性液体などが使用できる。フッ素系不活性液体としては例えばフロリナート(米国スリーエム社の商品名)が使用できる。   In FIG. 2, a flow path 51a is provided inside the fluid holding plate 51, and one end and the other end of the flow path 51a are connected to the refrigerant supply device 59 via flexible pipes 60A and 60B, respectively. Yes. The refrigerant supply device 59 supplies the refrigerant Co whose temperature is controlled (cooled) to the flow path 51a through the pipe 60A, and collects the refrigerant Co that has flowed through the flow path 51a through the pipe 60B. A temperature sensor 61 is fixed to the fluid holding plate 51, and temperature information of the fluid holding plate 51 detected by the temperature sensor 61 is supplied to the pressure temperature control system 9. The pressure temperature control system 9 controls the temperature and flow rate of the refrigerant Co supplied to the flow path 51a via the refrigerant supply device 59 so that the temperature of the fluid holding plate 51 becomes a set value by the imaging characteristic control system 6. To do. As shown in FIG. 4A, the flow path 51a is formed so as to circulate almost the entire surface of the fluid holding plate 51 along the locus 69, so that the temperature distribution of the fluid holding plate 51 becomes substantially uniform. The holding device 50 includes a temperature sensor 61 and pipes 60A and 60B. In addition, as a refrigerant | coolant Co etc., a fluorine-type inert liquid etc. can be used, for example. As the fluorinated inert liquid, for example, Fluorinert (trade name of 3M, USA) can be used.

次に、凹面鏡22を保持する保持装置50を用いて、投影光学系PLのセンターアスのような非回転対称な収差を補正する動作の一例につき説明する。この場合、一例として図1の波面収差計測装置39を用いて投影光学系PLの波面収差を計測する。この計測の結果、投影光学系PLの瞳面における波面収差、ひいては凹面鏡22の反射面22bの近傍における波面収差が、図5(A)に示すように、光軸AX2をZ方向にほぼ対称に挟む2つのほぼ円形の領域23A,23Bで負になっているとする。この場合、図2の結像特性
制御系6から圧力温度制御系9に対して、その領域23A,23Bの位置及び大きさの情報、及びこれらの領域における平均的な波面収差量の情報を供給する。
Next, an example of an operation for correcting non-rotationally symmetric aberration such as the center ass of the projection optical system PL using the holding device 50 that holds the concave mirror 22 will be described. In this case, as an example, the wavefront aberration of the projection optical system PL is measured using the wavefront aberration measuring device 39 of FIG. As a result of this measurement, the wavefront aberration on the pupil plane of the projection optical system PL, and consequently the wavefront aberration in the vicinity of the reflection surface 22b of the concave mirror 22, makes the optical axis AX2 substantially symmetric in the Z direction, as shown in FIG. Assume that the two sandwiched substantially circular regions 23A and 23B are negative. In this case, the imaging characteristic control system 6 in FIG. 2 supplies the pressure temperature control system 9 with information on the positions and sizes of the areas 23A and 23B, and information on the average wavefront aberration amount in these areas. To do.

これに応じて圧力温度制御系9は、まず全部の電磁石57の電流を制御して、凹面鏡22の裏面22cの磁性流体Lmの分布を、図3(A)の領域23A,23Bに対向する領域63A,63Bに設定する。さらに圧力温度制御系9は、アクチュエータ54A〜54Cを駆動し、流体保持板51を裏面22cに平行にした状態で、反射面22bの領域23A,23Bにおける変位がその波面収差量のほぼ1/2になるように、流体保持板51をY方向に変位させる。これによって、凹面鏡22の裏面22cと流体保持板51との間の磁性流体Lmの圧力が変化する。この磁性流体Lmの圧力の変化が凹面鏡22の裏面22cのうち領域23A,23bに対して付勢力を与えることになり、その非回転対称な収差が低減(補正)される。なお、電磁石57の磁力と、流体保持板51のY方向の移動量(裏面22cと流体保持板51との間隔)と、反射面22bの変位との関係は、計算又は実測によって予め求めて記憶しておいてもよい。なお、2つの領域23A,23Bで波面収差量が異なる場合には、それに応じて流体保持板51のθx方向の傾斜角を調整すればよい。   In response to this, the pressure-temperature control system 9 first controls the currents of all the electromagnets 57 so that the distribution of the magnetic fluid Lm on the back surface 22c of the concave mirror 22 is a region facing the regions 23A and 23B in FIG. Set to 63A, 63B. Further, the pressure temperature control system 9 drives the actuators 54A to 54C, and the displacement in the regions 23A and 23B of the reflecting surface 22b is approximately ½ of the wavefront aberration amount in a state where the fluid holding plate 51 is parallel to the back surface 22c. Then, the fluid holding plate 51 is displaced in the Y direction. As a result, the pressure of the magnetic fluid Lm between the back surface 22c of the concave mirror 22 and the fluid holding plate 51 changes. This change in the pressure of the magnetic fluid Lm gives a biasing force to the regions 23A and 23b in the back surface 22c of the concave mirror 22, and the non-rotationally symmetric aberration is reduced (corrected). The relationship between the magnetic force of the electromagnet 57, the amount of movement of the fluid holding plate 51 in the Y direction (the distance between the back surface 22c and the fluid holding plate 51), and the displacement of the reflecting surface 22b is obtained and stored in advance by calculation or measurement. You may keep it. If the wavefront aberration amount differs between the two regions 23A and 23B, the inclination angle of the fluid holding plate 51 in the θx direction may be adjusted accordingly.

また、計測された波面収差が、図5(B)に示すように、光軸AX2を斜めにほぼ対称に挟む2つの領域23D,23Eで負の値になる場合には、凹面鏡22の裏面22cにおける磁性流体Lmの分布を図3(D)の2つの領域63D,63Eに設定し、アクチュエータ54A〜54Cの駆動量を調整すればよい。同様に、計測される種々の波面収差に応じて、それぞれ磁性流体Lmの分布及び流体保持板51による付勢力を制御することによって、その波面収差を低減できる。なお、波面収差が2つの領域23A,23Bで正の値になる場合には、一例として、図3(A)の対応する2つの領域63A,63Bを囲む領域に磁性流体Lmを分布させればよい。   Further, as shown in FIG. 5B, when the measured wavefront aberration becomes a negative value in the two regions 23D and 23E that sandwich the optical axis AX2 obliquely almost symmetrically, the back surface 22c of the concave mirror 22 is used. The distribution of the magnetic fluid Lm is set in the two regions 63D and 63E in FIG. 3D, and the drive amounts of the actuators 54A to 54C may be adjusted. Similarly, the wavefront aberration can be reduced by controlling the distribution of the magnetic fluid Lm and the urging force by the fluid holding plate 51 in accordance with various wavefront aberrations to be measured. When the wavefront aberration becomes positive in the two regions 23A and 23B, for example, if the magnetic fluid Lm is distributed in the region surrounding the corresponding two regions 63A and 63B in FIG. Good.

また、このように磁性流体Lmの分布を制御するために全部の電磁石57の電流を調整すると、流体保持板51の温度が上昇し、磁性流体Lmを介して凹面鏡22の温度も上昇する。そこで、流体保持板51の温度が許容値を超えたときには、冷媒供給装置59から流体保持板51の流路51aに冷媒Coを供給して、流体保持板51を冷却する。これによって、凹面鏡22の温度上昇が抑制できる。   Further, when the currents of all the electromagnets 57 are adjusted in order to control the distribution of the magnetic fluid Lm in this way, the temperature of the fluid holding plate 51 rises and the temperature of the concave mirror 22 also rises via the magnetic fluid Lm. Therefore, when the temperature of the fluid holding plate 51 exceeds the allowable value, the refrigerant Co is supplied from the refrigerant supply device 59 to the flow path 51a of the fluid holding plate 51 to cool the fluid holding plate 51. Thereby, the temperature rise of the concave mirror 22 can be suppressed.

次に、投影光学系PLの非回転対称な収差等を補正する動作の他の例につき説明する。この場合、予めレチクルRのパターン及び照明条件から凹面鏡22の温度分布を予測する。即ち、レチクルRに形成されている主なパターンが、例えば図6(A)に拡大して示すように、Y方向にほぼ解像限界の周期で形成されたライン・アンド・スペースパターン(以下、L&Sパターンという)71Hである場合、照明光学系ILSの照明条件として2極照明が使用される。この結果、投影光学系PLの瞳面、ひいては凹面鏡22の反射面では、図6(B)に示すように、光軸AX2をZ方向にほぼ対称に挟む2つの領域72で照明光ILの光量が高くなり、領域72の温度が上昇する。   Next, another example of the operation for correcting the non-rotationally symmetric aberration of the projection optical system PL will be described. In this case, the temperature distribution of the concave mirror 22 is predicted in advance from the pattern of the reticle R and the illumination conditions. That is, the main pattern formed on the reticle R is, for example, an enlarged line and space pattern (hereinafter referred to as “the pattern of the resolution limit” in the Y direction as shown in FIG. 6A). In the case of 71H (referred to as an L & S pattern), dipole illumination is used as the illumination condition of the illumination optical system ILS. As a result, as shown in FIG. 6B, the amount of illumination light IL in the pupil plane of the projection optical system PL and eventually the reflecting surface of the concave mirror 22 is two areas 72 that sandwich the optical axis AX2 substantially symmetrically in the Z direction. Becomes higher, and the temperature of the region 72 rises.

そこで、図2の結像特性制御系6から圧力温度制御系9にその2極照明の照明条件の情報が供給された場合には、圧力温度制御系9は、電磁石57によって凹面鏡22の裏面22cの磁性流体Lmの分布を図3(A)の2つの領域23A,23Bに設定する。ただし、アクチュエータ54A〜54Cの駆動量はほぼ0にしておく。すなわち、凹面鏡22の裏面22cに対して、磁性流体Lm及び流体保持板51による付勢力が発生しないようにしておく。なお、この場合、圧力温度制御系9は、凹面鏡22の裏面22cと液体保持板51との間の磁性流体Lmの圧力を調整しないので、磁性流体を移動する制御系として機能する。また、冷媒供給装置59を介して流体保持板51の流路51aに冷却された冷媒Coを供給する。これによって、領域23A,23Bの温度が低下して、凹面鏡22の温度分布は回転対称な分布に近づくため、非回転対称な収差が低減される。   2 is supplied from the imaging characteristic control system 6 of FIG. 2 to the pressure temperature control system 9, the pressure temperature control system 9 is connected to the back surface 22 c of the concave mirror 22 by the electromagnet 57. The distribution of the magnetic fluid Lm is set in the two regions 23A and 23B in FIG. However, the drive amount of the actuators 54A to 54C is set to approximately zero. That is, the urging force by the magnetic fluid Lm and the fluid holding plate 51 is not generated on the back surface 22 c of the concave mirror 22. In this case, the pressure / temperature control system 9 functions as a control system for moving the magnetic fluid because the pressure of the magnetic fluid Lm between the back surface 22c of the concave mirror 22 and the liquid holding plate 51 is not adjusted. In addition, the cooled refrigerant Co is supplied to the flow path 51 a of the fluid holding plate 51 through the refrigerant supply device 59. As a result, the temperatures of the regions 23A and 23B are lowered, and the temperature distribution of the concave mirror 22 approaches a rotationally symmetric distribution, so that non-rotationally symmetric aberration is reduced.

また、例えば輪帯照明が使用される場合には、図3(F)の凹面鏡22の反射面では、輪帯状の領域23Gに対応する部分の光量が大きくなり、領域23Gに対応する部分の温度が上昇する。そこで、圧力温度制御系9が裏面22cの輪帯状の領域64Gに磁性流体Lmを分布させ、流体保持板51の流路51aに冷媒Coを供給することによって、回転対称ではあるが高次の収差を低減させることができる。同様に、他の種々の領域で反射面の温度が上昇するときに、その領域に合わせて磁性流体Lmの分布を設定し、流体保持板51に冷媒Coを供給することで、非回転対称及び/又は高次の収差を低減できる。   For example, when annular illumination is used, the amount of light in the portion corresponding to the annular region 23G increases on the reflecting surface of the concave mirror 22 in FIG. 3F, and the temperature of the portion corresponding to the region 23G is increased. Rises. Therefore, the pressure-temperature control system 9 distributes the magnetic fluid Lm in the ring-shaped region 64G of the back surface 22c and supplies the refrigerant Co to the flow path 51a of the fluid holding plate 51. Can be reduced. Similarly, when the temperature of the reflecting surface rises in other various regions, the distribution of the magnetic fluid Lm is set in accordance with the region, and the refrigerant Co is supplied to the fluid holding plate 51. / Or higher order aberrations can be reduced.

本実施形態の効果等は以下の通りである。
(1)本実施形態の投影光学系PLは凹面鏡22を保持する保持装置50を備えている。保持装置50は、凹面鏡22(光学素子)を支持する分割鏡筒47(支持部材)と、凹面鏡22の裏面22c(表面の一部)の少なくとも一部の領域に接触する磁性流体Lmを保持する流体保持板51(流体保持部材)と、流体保持板51で保持された磁性流体Lmの圧力を制御して、凹面鏡22を変形させるアクチュエータ54A〜54C(圧力制御装置)と、を備えている。
The effects and the like of this embodiment are as follows.
(1) The projection optical system PL of the present embodiment includes a holding device 50 that holds the concave mirror 22. The holding device 50 holds the magnetic fluid Lm that is in contact with at least a partial region of the split lens barrel 47 (support member) that supports the concave mirror 22 (optical element) and the back surface 22c (part of the front surface) of the concave mirror 22. A fluid holding plate 51 (fluid holding member) and actuators 54A to 54C (pressure control devices) that deform the concave mirror 22 by controlling the pressure of the magnetic fluid Lm held by the fluid holding plate 51 are provided.

本実施形態によれば、凹面鏡22を磁性流体Lmを介して変形させているため、凹面鏡22の損傷の恐れがない。また、磁性流体Lmと接触している部分、及びその部分に対向する凹面鏡22の反射面の部分で凹面鏡22が変形するため、凹面鏡22の変形の状態を正確に予測できる状態で、凹面鏡22を所望の形状に変形させることができる。
(2)また、保持装置50は、凹面鏡22の裏面22cにおける磁性流体Lmの分布を制御するための複数の電磁石57(分布設定装置)を備えている。従って、電磁石57の電流を個別に制御することで、磁性流体Lmの分布を種々の分布に容易に設定できる。
According to this embodiment, since the concave mirror 22 is deformed via the magnetic fluid Lm, there is no fear of the concave mirror 22 being damaged. In addition, since the concave mirror 22 is deformed at the portion in contact with the magnetic fluid Lm and the portion of the reflecting surface of the concave mirror 22 facing the portion, the concave mirror 22 can be used in a state where the deformation state of the concave mirror 22 can be accurately predicted. It can be transformed into a desired shape.
(2) The holding device 50 also includes a plurality of electromagnets 57 (distribution setting devices) for controlling the distribution of the magnetic fluid Lm on the back surface 22c of the concave mirror 22. Therefore, by controlling the current of the electromagnet 57 individually, the distribution of the magnetic fluid Lm can be easily set to various distributions.

(3)また、アクチュエータ54A〜54Cはそれぞれハウジング49(ベース部材)に対して流体保持板51を裏面22cに垂直な方向(Y方向)に変位させている。従って、流体保持板51を3自由度で変位させることができ、ひいては裏面22cの磁性流体Lmの圧力を位置によって変えることもできる。
なお、保持装置50は一つのアクチュエータのみを備え、このアクチュエータでハウジング49に対して流体保持板51をY方向に変位させるのみでもよい。この場合には、電磁石57の磁力が互いに等しいときには、裏面22cの磁性流体Lmの圧力は位置に関係なくほぼ等しくなる。一方、電磁石57毎に磁力を変えることによって、磁力の強い部分で磁性流体Lmの圧力を大きくすることも可能である。
(3) Further, each of the actuators 54A to 54C displaces the fluid holding plate 51 in the direction perpendicular to the back surface 22c (Y direction) with respect to the housing 49 (base member). Accordingly, the fluid holding plate 51 can be displaced with three degrees of freedom, and the pressure of the magnetic fluid Lm on the back surface 22c can be changed depending on the position.
The holding device 50 may include only one actuator, and the actuator may only displace the fluid holding plate 51 in the Y direction with respect to the housing 49 using this actuator. In this case, when the magnetic forces of the electromagnets 57 are equal to each other, the pressure of the magnetic fluid Lm on the back surface 22c is substantially equal regardless of the position. On the other hand, by changing the magnetic force for each electromagnet 57, it is possible to increase the pressure of the magnetic fluid Lm in the portion where the magnetic force is strong.

(4)また、保持装置50は、凹面鏡22の裏面22cに対する磁性流体Lmの位置(分布)を調整して、凹面鏡22の温度分布を制御する温度制御装置を備えている。この温度制御装置は、流体保持板51に設けられ、温度制御された冷媒Coが供給される配管60Aと、磁性流体Lmを吸引する複数の電磁石57とを有する。
従って、例えば2極照明を用いる場合のように、凹面鏡22の温度分布が非回転対称になることが予め予測できる場合には、その非回転対称な温度分布を抑制するように、磁性流体Lmの分布及びその温度を制御することで、非回転対称な収差を低減できる。また、回転対称な高次の収差も低減可能である。
(4) The holding device 50 includes a temperature control device that controls the temperature distribution of the concave mirror 22 by adjusting the position (distribution) of the magnetic fluid Lm with respect to the back surface 22 c of the concave mirror 22. This temperature control device includes a pipe 60A that is provided on the fluid holding plate 51 and is supplied with a temperature-controlled refrigerant Co, and a plurality of electromagnets 57 that attract the magnetic fluid Lm.
Therefore, when it can be predicted in advance that the temperature distribution of the concave mirror 22 becomes non-rotationally symmetric, for example, when using dipole illumination, the magnetic fluid Lm is controlled so as to suppress the non-rotationally symmetric temperature distribution. By controlling the distribution and its temperature, non-rotationally symmetric aberration can be reduced. In addition, rotationally symmetric high-order aberrations can be reduced.

このように、磁性流体Lmを介して凹面鏡22の温度分布のみを調整する場合には、アクチュエータ54A〜54Cは省略してもよい。
なお、凹面鏡22の裏面22cを格子状の仕切り部材によって複数の領域に分割し、これらの複数の領域に磁性流体Lmを満たし、複数の領域毎にペルチエ素子(温度制御装置)によって磁性流体Lmの温度を制御してもよい。この構成でも、凹面鏡22の温度分布を補正可能である。
Thus, when adjusting only the temperature distribution of the concave mirror 22 through the magnetic fluid Lm, the actuators 54A to 54C may be omitted.
In addition, the back surface 22c of the concave mirror 22 is divided into a plurality of regions by a lattice-shaped partition member, and the plurality of regions are filled with the magnetic fluid Lm, and the magnetic fluid Lm is divided into a plurality of regions by a Peltier element (temperature control device). The temperature may be controlled. Even with this configuration, the temperature distribution of the concave mirror 22 can be corrected.

(5)また、磁性流体Lmは、凹面鏡22の裏面22cの温度分布の制御に有効な有効領域62の外の退避領域64A〜64Cに永久磁石56A〜56Cによって退避可能である。従って、例えば全部の電磁石57の電流をオフにしても、磁性流体Lmが裏面22cの外に漏れ出ることがない。
(6)また、磁性流体Lmは、凹面鏡22(ミラー)の反射面22bの裏面22cの少なくとも一部の領域に接触するように保持される。従って、裏面22cにおける磁性流体Lmの分布によって、それに対向する反射面22bの変位の分布又は温度分布を正確に制御可能である。
(5) Further, the magnetic fluid Lm can be retracted by the permanent magnets 56A to 56C in the retreat areas 64A to 64C outside the effective area 62 effective for controlling the temperature distribution of the back surface 22c of the concave mirror 22. Therefore, for example, even if the current of all the electromagnets 57 is turned off, the magnetic fluid Lm does not leak out of the back surface 22c.
(6) Moreover, the magnetic fluid Lm is hold | maintained so that at least one part area | region of the back surface 22c of the reflective surface 22b of the concave mirror 22 (mirror) may be contacted. Therefore, the distribution of the displacement or the temperature distribution of the reflecting surface 22b facing the magnetic fluid Lm on the back surface 22c can be accurately controlled.

なお、投影光学系PLのうちの例えばレンズL11等に、保持装置50と同様の磁性流体Lmを用いる保持装置を適用してもよい。この場合、磁性流体は、レンズL11の表面のうち、照明光ILの光束が通過しない領域の少なくとも一部に接触するように保持されればよい。この構成においては、波面収差が発生している領域、又は温度が上昇している領域に近い領域に磁性流体を分布させ、その圧力及び/又は温度を制御することで、非回転対称な収差及び/又は高次の収差等を補正できる。   Note that a holding device using the magnetic fluid Lm similar to the holding device 50 may be applied to, for example, the lens L11 in the projection optical system PL. In this case, the magnetic fluid may be held so as to be in contact with at least a part of the region of the surface of the lens L11 where the light beam of the illumination light IL does not pass. In this configuration, the magnetic fluid is distributed in a region where the wavefront aberration is generated or a region close to the region where the temperature is rising, and by controlling the pressure and / or temperature, the non-rotationally symmetric aberration and / Or higher order aberrations can be corrected.

(7)また、投影光学系PLは、レンズL8,L9及び凹面鏡22(複数の光学素子)を含む光学系において、それらの光学素子のうちの凹面鏡22を支持するために保持装置50を備え、投影光学系PLの非回転対称な収差に応じてアクチュエータ54A〜54C(圧力制御装置)によって磁性流体Lmを介して凹面鏡22の変形量を制御している。従って、投影光学系PLの非回転対称な収差を低減できる。   (7) In addition, the projection optical system PL includes a holding device 50 for supporting the concave mirror 22 among the optical elements in an optical system including the lenses L8 and L9 and the concave mirror 22 (a plurality of optical elements). The deformation amount of the concave mirror 22 is controlled via the magnetic fluid Lm by the actuators 54A to 54C (pressure control device) according to the non-rotationally symmetric aberration of the projection optical system PL. Therefore, the non-rotationally symmetric aberration of the projection optical system PL can be reduced.

なお、投影光学系PL内の複数の光学素子にそれぞれ保持装置50と同様の保持装置を備えることも可能である。
(8)また、本実施形態の露光装置EXは、照明光IL(露光光)でレチクルRのパターンを照明し、照明光ILでそのパターン及び投影光学系PLを介してウエハW(基板)を露光する露光装置において、投影光学系PLは保持装置50を備えている。
It should be noted that a holding device similar to the holding device 50 can be provided for each of the plurality of optical elements in the projection optical system PL.
(8) Further, the exposure apparatus EX of the present embodiment illuminates the pattern of the reticle R with the illumination light IL (exposure light), and the wafer W (substrate) through the pattern and the projection optical system PL with the illumination light IL. In the exposure apparatus that performs exposure, the projection optical system PL includes a holding device 50.

従って、投影光学系PLの非回転対称な収差を低減できるため、レチクルRのパターンの像を高精度にウエハWの各ショット領域に露光できる。
なお、露光装置EXの照明光学系ILS内の光学素子(例えば瞳面の近傍のレンズ)に保持装置50と同様の保持装置(ただし、磁性流体Lmはレンズの光束が通過する部分の周囲の領域に分布する)を備えてもよい。この場合には、照明条件を高精度に設定可能である。
Therefore, since the non-rotationally symmetric aberration of the projection optical system PL can be reduced, the pattern image of the reticle R can be exposed to each shot area of the wafer W with high accuracy.
Note that a holding device similar to the holding device 50 (however, the magnetic fluid Lm is a region around a portion where the luminous flux of the lens passes) is applied to an optical element (for example, a lens near the pupil plane) in the illumination optical system ILS of the exposure apparatus EX. Distributed). In this case, the illumination conditions can be set with high accuracy.

次に、上記の実施形態の露光装置EXを用いて半導体デバイス(電子デバイス)を製造する場合、この半導体デバイスは、図7に示すように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ221、この設計ステップに基づいてマスク(レチクル)を製作するステップ222、デバイスの基材である基板(ウエハ)を製造するステップ223、露光装置EXによりレチクルのパターンをレジストが塗布された基板(感光基板)に露光する工程、露光した基板を現像してレジストパターンを形成する工程、現像した基板の加熱(キュア)及びエッチング工程などを含む基板処理ステップ224、デバイス組み立てステップ(ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む)225、並びに検査ステップ226等を経て製造される。   Next, when a semiconductor device (electronic device) is manufactured using the exposure apparatus EX of the above-described embodiment, as shown in FIG. Step 222 for producing a mask (reticle) based on the steps, Step 223 for producing a substrate (wafer) as a base material of the device, and exposure of the reticle pattern onto the resist-coated substrate (photosensitive substrate) by the exposure apparatus EX A process of developing the exposed substrate to form a resist pattern, a substrate processing step 224 including heating (curing) and etching of the developed substrate, a device assembly step (dicing process, bonding process, packaging process, etc.) (Including machining process) 225, inspection step 226, etc. It is produced.

言い換えると、このデバイスの製造方法は、上記の実施形態の露光装置を用いて基板(ウエハ)上に感光層のパターンを形成することと、そのパターンが形成された基板を処理すること(ステップ224)とを含んでいる。この製造方法によれば、その露光装置では非回転対称な収差を含む諸収差を低減できるため、微細パターンを有するデバイスを高精度に製造できる。   In other words, the device manufacturing method forms the pattern of the photosensitive layer on the substrate (wafer) using the exposure apparatus of the above embodiment, and processes the substrate on which the pattern is formed (step 224). ). According to this manufacturing method, since the exposure apparatus can reduce various aberrations including non-rotationally symmetric aberration, a device having a fine pattern can be manufactured with high accuracy.

なお、本発明は、例えば米国特許出願公開第2007/242247号明細書、又は欧州特許出願公開第1420298号明細書等に開示されている液浸型露光装置の投影光学系の収差補正を行う場合にも適用することができる。また、本発明は、走査型の露光装置のみならず、一括露光型の露光装置(ステッパー等)等にも適用することができる。
また、本発明は、波長数nm〜100nm程度の極端紫外光(EUV光)を露光光として用いる投影露光装置の投影光学系の収差補正を行う場合にも適用できる。露光光としてEUV光を用いる場合には、投影光学系は特定のフィルタ等を除いて複数のミラー(凹面鏡、凸面鏡、平面鏡等)から構成されるため、本発明の光学素子の保持装置は、その複数のミラーのうちの少なくとも1枚のミラーを保持するために使用可能である。
In the present invention, for example, the aberration correction of the projection optical system of the immersion type exposure apparatus disclosed in US Patent Application Publication No. 2007/242247 or European Patent Application Publication No. 1420298 is performed. It can also be applied to. The present invention can be applied not only to a scanning type exposure apparatus but also to a batch exposure type exposure apparatus (such as a stepper).
The present invention can also be applied to the case where aberration correction of a projection optical system of a projection exposure apparatus using extreme ultraviolet light (EUV light) having a wavelength of about several nm to 100 nm as exposure light is performed. When EUV light is used as the exposure light, the projection optical system is composed of a plurality of mirrors (concave mirrors, convex mirrors, plane mirrors, etc.) excluding a specific filter and the like. It can be used to hold at least one of the plurality of mirrors.

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)をフォトリソグフィ工程を用いて製造する際の、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 apparatus when manufacturing a mask (photomask, reticle, etc.) on which a mask pattern of various devices is formed using a photolithography process.

なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得ることは勿論である。   In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, Of course, a various structure can be taken in the range which does not deviate from the summary of this invention.

EX…露光装置、R…レチクル、W…ウエハ、Lm…磁性流体、ILS…照明光学系、PL…投影光学系、9…圧力温度制御系、22…凹面鏡、39…波面収差計測装置、47…分割鏡筒、49…ハウジング、50…保持装置、51…流体保持板、52A〜52C…ヒンジ部材、53A〜53C…リニアエンコーダ、54A〜54C…アクチュエータ、56A〜56C…永久磁石、57…電磁石、59…冷媒供給装置   EX ... exposure apparatus, R ... reticle, W ... wafer, Lm ... magnetic fluid, ILS ... illumination optical system, PL ... projection optical system, 9 ... pressure temperature control system, 22 ... concave mirror, 39 ... wavefront aberration measuring device, 47 ... Split barrel, 49 ... housing, 50 ... holding device, 51 ... fluid holding plate, 52A-52C ... hinge member, 53A-53C ... linear encoder, 54A-54C ... actuator, 56A-56C ... permanent magnet, 57 ... electromagnet, 59. Refrigerant supply device

Claims (21)

光学素子の保持装置であって、
前記光学素子を支持する支持部材と、
前記光学素子の表面の少なくとも一部の領域に接触する磁性流体を保持する流体保持部材と、
前記流体保持部材で保持された前記磁性流体の圧力を制御して、前記光学素子を変形させる圧力制御装置と、
を備えることを特徴とする光学素子の保持装置。
A holding device for an optical element,
A support member for supporting the optical element;
A fluid holding member that holds a magnetic fluid in contact with at least a partial region of the surface of the optical element;
A pressure control device for controlling the pressure of the magnetic fluid held by the fluid holding member to deform the optical element;
A holding device for an optical element, comprising:
前記圧力制御装置は、ベース部材に対して前記流体保持部材を変位させる少なくとも一つのアクチュエータを有することを特徴とする請求項1に記載の光学素子の保持装置。 2. The optical element holding device according to claim 1, wherein the pressure control device includes at least one actuator that displaces the fluid holding member with respect to a base member. 前記光学素子の表面に対する前記磁性流体の位置を調整して、前記光学素子の温度分布を制御する温度制御装置を備えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光学素子の保持装置。   The optical element holding device according to claim 1, further comprising a temperature control device that adjusts a position of the magnetic fluid with respect to a surface of the optical element to control a temperature distribution of the optical element. . 前記流体保持部材に設けられ、温度制御された冷媒が供給される配管部材を備えることを特徴とする請求項3に記載の光学素子の保持装置。   The optical element holding device according to claim 3, further comprising a piping member provided in the fluid holding member and supplied with a temperature-controlled refrigerant. 前記温度制御装置は、前記磁性流体を吸引するための複数の電磁石を有することを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の光学素子の保持装置。   5. The optical element holding device according to claim 3, wherein the temperature control device includes a plurality of electromagnets for attracting the magnetic fluid. 前記磁性流体は、前記光学素子の表面の温度分布の制御に有効な領域の外に退避可能であることを特徴とする請求項3から請求項5のいずれか一項に記載の光学素子の保持装置。   The holding of the optical element according to any one of claims 3 to 5, wherein the magnetic fluid can be retracted outside a region effective for controlling the temperature distribution on the surface of the optical element. apparatus. 前記光学素子はミラーであり、前記磁性流体は前記ミラーの反射面の裏面の少なくとも一部の領域に接触するように保持されることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の光学素子の保持装置。   The said optical element is a mirror, The said magnetic fluid is hold | maintained so that at least one area | region of the back surface of the reflective surface of the said mirror may be contacted. The holding device for an optical element according to 1. 前記光学素子はレンズであり、前記磁性流体は、前記レンズの表面のうち、光束が通過しない領域の少なくとも一部に接触するように保持されることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の光学素子の保持装置。   7. The optical element according to claim 1, wherein the optical element is a lens, and the magnetic fluid is held so as to be in contact with at least a part of a region of the lens surface where a light beam does not pass. The optical element holding device according to claim 1. 複数の光学素子を含む光学系において、
前記複数の光学素子の少なくとも一つの光学素子を支持するために、請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の光学素子の保持装置を備え、
前記光学系の非回転対称な収差に応じて前記圧力制御装置によって前記光学系の変形量を制御することを特徴とする光学系。
In an optical system including a plurality of optical elements,
In order to support at least one optical element of the plurality of optical elements, the optical element holding device according to any one of claims 1 to 8, comprising:
An optical system characterized in that a deformation amount of the optical system is controlled by the pressure control device according to a non-rotationally symmetric aberration of the optical system.
露光光でパターンを照明し、前記露光光で前記パターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光装置において、
請求項9に記載の光学系を備えることを特徴とする露光装置。
In an exposure apparatus that illuminates a pattern with exposure light and exposes the substrate through the pattern and the projection optical system with the exposure light,
An exposure apparatus comprising the optical system according to claim 9.
前記光学系は前記投影光学系であることを特徴とする請求項10に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 10, wherein the optical system is the projection optical system. 光学素子の保持装置であって、
前記光学素子を支持する支持部材と、
前記光学素子の表面の少なくとも一部の領域に接触する磁性流体を保持する流体保持部
材と、
前記光学素子の表面に対する前記磁性流体の位置を調整して、前記光学素子の温度分布を制御する温度制御装置と、
を備えることを特徴とする光学素子の保持装置。
A holding device for an optical element,
A support member for supporting the optical element;
A fluid holding member that holds a magnetic fluid in contact with at least a partial region of the surface of the optical element;
A temperature control device that controls the temperature distribution of the optical element by adjusting the position of the magnetic fluid relative to the surface of the optical element;
A holding device for an optical element, comprising:
前記流体保持部材に設けられ、温度制御された冷媒が供給される配管部材を備えることを特徴とする請求項12に記載の光学素子の保持装置。   The optical element holding device according to claim 12, further comprising a piping member that is provided in the fluid holding member and is supplied with a temperature-controlled refrigerant. 前記温度制御装置は、前記磁性流体を吸引するための複数の電磁石を有することを特徴とする請求項12又は請求項13に記載の光学素子の保持装置。   14. The optical element holding device according to claim 12, wherein the temperature control device includes a plurality of electromagnets for attracting the magnetic fluid. 前記磁性流体は、前記光学素子の表面の温度分布の制御に有効な領域の外に退避可能であることを特徴とする請求項14に記載の光学素子の保持装置。   15. The optical element holding device according to claim 14, wherein the magnetic fluid can be retracted outside an area effective for controlling the temperature distribution on the surface of the optical element. 前記光学素子はミラーであり、前記磁性流体は前記ミラーの反射面の裏面の少なくとも一部の領域に接触するように保持されることを特徴とする請求項12から請求項15のいずれか一項に記載の光学素子の保持装置。   The said optical element is a mirror, The said magnetic fluid is hold | maintained so that it may contact at least one area | region of the back surface of the reflective surface of the said mirror. The holding device for an optical element according to 1. 前記光学素子はレンズであり、前記磁性流体は、前記レンズの表面のうち、光束が通過しない領域の少なくとも一部に接触するように保持されることを特徴とする請求項12から請求項15のいずれか一項に記載の光学素子の保持装置。   16. The optical element according to claim 12, wherein the optical element is a lens, and the magnetic fluid is held so as to be in contact with at least a part of a region of the lens surface through which a light beam does not pass. The optical element holding device according to claim 1. 複数の光学素子を含む光学系において、
前記複数の光学素子の少なくとも一つの光学素子を支持するために、請求項12から請求項17のいずれか一項に記載の光学素子の保持装置を備えることを特徴とする光学系。
In an optical system including a plurality of optical elements,
An optical system comprising the optical element holding device according to any one of claims 12 to 17, in order to support at least one optical element of the plurality of optical elements.
露光光でパターンを照明し、前記露光光で前記パターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光装置において、
請求項18に記載の光学系を備えることを特徴とする露光装置。
In an exposure apparatus that illuminates a pattern with exposure light and exposes the substrate through the pattern and the projection optical system with the exposure light,
An exposure apparatus comprising the optical system according to claim 18.
前記光学系は前記投影光学系であることを特徴とする請求項19に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 19, wherein the optical system is the projection optical system. 請求項10、請求項11、請求項19、又は請求項20に記載の露光装置を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、
前記パターンが形成された前記基板を処理することと、を含むデバイス製造方法。
Forming a pattern of a photosensitive layer on a substrate using the exposure apparatus according to claim 10, claim 11, claim 19, or claim 20;
Processing the substrate on which the pattern is formed.
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