JP5843905B2 - Illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、照明光学系、露光装置及びデバイス製造方法に関する。   The present invention relates to an illumination optical system, an exposure apparatus, and a device manufacturing method.

半導体デバイスや液晶表示装置等の製造工程のうちリソグラフィ工程において、照明光学系によりマスク(レチクル)を照明して、感光性のレジスト層が形成された基板に投影光学系を介してマスクのパターンの像を投影する露光装置が用いられている。露光装置において、高解像力を得ながら焦点深度を確保するため、マスクのパターンに応じて有効光源分布(照明条件)を最適化することが行われている。有効光源分布は、照明光学系の瞳面における光強度分布であり、照明光学系によるマスク(被照明面)に入射する光の角度分布でもある。   In the lithography process among the manufacturing processes of semiconductor devices and liquid crystal display devices, the mask (reticle) is illuminated by an illumination optical system, and the pattern of the mask is formed on the substrate on which the photosensitive resist layer is formed via the projection optical system. An exposure apparatus that projects an image is used. In an exposure apparatus, an effective light source distribution (illumination condition) is optimized in accordance with a mask pattern in order to ensure a depth of focus while obtaining high resolution. The effective light source distribution is a light intensity distribution on the pupil plane of the illumination optical system, and is also an angular distribution of light incident on a mask (illuminated surface) by the illumination optical system.

特許文献1には、円錐プリズムまたは角錐プリズムを用いて光束の断面形状を輪帯状に変更して、輪帯状の有効光源分布(輪帯照明)を形成することが記載されている。特許文献2には、一対の円錐プリズムと一対の角錐プリズムを用いて、輪帯照明や4重極照明を形成することが記載されている。   Patent Document 1 describes that a conical prism or a pyramid prism is used to change the cross-sectional shape of a light beam to an annular shape, thereby forming an annular effective light source distribution (annular illumination). Patent Document 2 describes forming annular illumination or quadrupole illumination using a pair of conical prisms and a pair of pyramid prisms.

また、特許文献3には、円錐プリズムから出射された光を、円柱状の反射部材と円筒状の反射部材で構成される照明光均一化光学系に入射させて、均一な光強度分布の輪帯照明を形成することが記載されている。   In Patent Document 3, light emitted from a conical prism is incident on an illumination light uniformizing optical system composed of a columnar reflecting member and a cylindrical reflecting member, and a ring having a uniform light intensity distribution is disclosed. It is described that band illumination is formed.

特開2002−343715号公報JP 2002-343715 A 特開平11−271619号公報JP 11-271619 A 国際公開第99/25009号パンフレットInternational Publication No. 99 / 2,5009 Pamphlet

特許文献1や2に記載のようなプリズムを用いた照明光学系を有する露光装置の模式図を図13に示す。露光装置は照明光学系ILおよび投影光学系POを有する。光源1は回転対称な光分布を射出する光源である。光源1からの光は光学系2、円錐プリズム3、光学系4を通過し、マスクMに入射する。マスクMから出た回折光は投影光学系POに入射し、開口絞り(NA絞り)5を経て基板Pに結像する。円錐プリズム3はマスクMに対するフーリエ変換面に配置されている。有効光源分布は、円形状から輪帯形状へと変更される。その様子を実線と点線を用いて表す。点線は、円錐プリズム3がない場合に光が通過していく様子を、実線は、円錐プリズム3がある場合に光が通過していく様子を表している。円錐プリズム3の作用で光束が広がり、点線で示す光の入射角度よりも大きな入射角度でマスクMに入射することが分かる。その結果、投影光学系POの開口絞り5で一部の光が遮られてしまい、基板Pの露光量が減ってしまう。つまり、照明光学系ILからの光が一部利用されないということを表しており、光利用効率が低下したといえる。   FIG. 13 shows a schematic diagram of an exposure apparatus having an illumination optical system using a prism as described in Patent Documents 1 and 2. The exposure apparatus has an illumination optical system IL and a projection optical system PO. The light source 1 is a light source that emits a rotationally symmetric light distribution. The light from the light source 1 passes through the optical system 2, the conical prism 3, and the optical system 4 and enters the mask M. The diffracted light emitted from the mask M enters the projection optical system PO and forms an image on the substrate P through the aperture stop (NA stop) 5. The conical prism 3 is disposed on the Fourier transform plane with respect to the mask M. The effective light source distribution is changed from a circular shape to an annular shape. This is expressed using solid and dotted lines. The dotted line represents how light passes when the conical prism 3 is not present, and the solid line represents how light passes when the conical prism 3 is present. It can be seen that the light beam spreads by the action of the conical prism 3 and enters the mask M at an incident angle larger than the incident angle of the light indicated by the dotted line. As a result, a part of the light is blocked by the aperture stop 5 of the projection optical system PO, and the exposure amount of the substrate P is reduced. In other words, this means that a part of the light from the illumination optical system IL is not used, and it can be said that the light use efficiency is lowered.

このように、従来の円錐プリズム3では光束が広がってしまうため、円錐プリズム3より後の遮光部材で一部の光が遮られてしまったり、円錐プリズム3より後の光学素子に一部の光が入射できなかったりして、光利用効率が低下していた。   As described above, since the light beam spreads in the conventional conical prism 3, a part of light is blocked by the light shielding member after the conical prism 3, or a part of light is applied to the optical element after the conical prism 3. The light utilization efficiency was reduced due to the inability to enter.

また、特許文献3に記載のような照明光均一化光学系を用いた場合、前記光学系に入射する光の角度分布よりも、前記光学系から射出される光の角度分布の方が広がりをもつ。これにより、後の光学素子に一部の光が入射できなかったりして、光利用効率が低下する。   Further, when an illumination light uniformizing optical system as described in Patent Document 3 is used, the angular distribution of light emitted from the optical system is wider than the angular distribution of light incident on the optical system. Have. As a result, part of the light cannot enter the subsequent optical element, and the light use efficiency decreases.

そこで、本発明は、光束の断面形状を変更するプリズムからの光を用いて基板を露光する際の光利用効率の低下を抑えることができる照明光学系を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide an illumination optical system that can suppress a decrease in light utilization efficiency when exposing a substrate using light from a prism that changes the cross-sectional shape of a light beam.

上記課題を解決する本発明の一側面としての照明光学系は、光束の断面形状を変更するプリズムを有し、被照明面を照明する照明光学系であって、前記プリズムは、光入射面と、光出射面と、前記光入射面側から前記光出射面側に延びる外側面とを有し、前記光入射面は凹錐面を有し、前記光出射面は凸錐面を有し、前記外側面は前記光入射面から前記外側面に入射する光を反射する反射面を有することを特徴とする。   An illumination optical system according to one aspect of the present invention that solves the above-described problem is an illumination optical system that includes a prism that changes a cross-sectional shape of a light beam and illuminates a surface to be illuminated. A light exit surface and an outer surface extending from the light entrance surface side to the light exit surface side, the light entrance surface has a concave cone surface, and the light exit surface has a convex cone surface, The outer surface includes a reflecting surface that reflects light incident on the outer surface from the light incident surface.

本発明によれば、光束の断面形状を変更するプリズムからの光を用いて基板を露光する際の光利用効率の低下を抑えることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fall of the light utilization efficiency at the time of exposing a board | substrate using the light from the prism which changes the cross-sectional shape of a light beam can be suppressed.

実施形態1における照明光学系の概略図である。1 is a schematic diagram of an illumination optical system in Embodiment 1. FIG. フライアイ光学系の概略図である。It is the schematic of a fly eye optical system. 視野絞りの概略図である。It is the schematic of a field stop. 実施例1におけるプリズムを示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a prism in the first embodiment. 実施例1におけるプリズムによる効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect by the prism in Example 1. FIG. 実施例2におけるプリズムを示す図である。6 is a diagram illustrating a prism in Embodiment 2. FIG. 実施例3におけるプリズムを示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a prism in Example 3. 実施例4におけるプリズムを示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a prism in Example 4. 実施形態2における露光装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the exposure apparatus in Embodiment 2. FIG. 六角柱のオプティカルロッドを示す図である。It is a figure which shows the optical rod of a hexagonal column. 実施形態2におけるプリズムを示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a prism according to a second embodiment. σ絞りチェンジャーの概略図である。It is the schematic of a (sigma) aperture changer. 従来技術のプリズムの問題を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the problem of the prior art prism. 実施例5におけるプリズムを示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a prism in Example 5.

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施形態1)
本発明の第1実施形態に係る照明光学系の構成について図1〜図8を用いて説明する。
(Embodiment 1)
The configuration of the illumination optical system according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

本実施形態の照明光学系は、例えば、露光装置に用いられ、光源からの光を照射対象物であるパターンが形成されたマスク(レチクル)へ導くための装置である。露光装置は、マスクのパターンからの回折光を投影光学系を用いて結像し、マスクのパターンの像を基板(ウエハやガラスプレート等)上に投影して基板を露光する。   The illumination optical system of the present embodiment is an apparatus that is used in, for example, an exposure apparatus and guides light from a light source to a mask (reticle) on which a pattern that is an irradiation target is formed. The exposure apparatus forms an image of diffracted light from a mask pattern using a projection optical system, and projects an image of the mask pattern onto a substrate (wafer, glass plate, etc.) to expose the substrate.

図1は、本実施形態に係る照明光学系の構成を示す概略図である。光源部120は光源101と楕円ミラー102を有する。照明光学系は、プリズム(光学系)104、第1光学系105、偏向ミラー107、第2光学系140、フライアイ光学系109、σ絞り110、第3光学系150、視野絞り111、第4光学系160を有する。照明光学系は、被照明面にあるマスクMを照明する。   FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an illumination optical system according to the present embodiment. The light source unit 120 includes a light source 101 and an elliptical mirror 102. The illumination optical system includes a prism (optical system) 104, a first optical system 105, a deflection mirror 107, a second optical system 140, a fly-eye optical system 109, a σ stop 110, a third optical system 150, a field stop 111, and a fourth. An optical system 160 is included. The illumination optical system illuminates the mask M on the surface to be illuminated.

光源101は高圧水銀ランプである。光源101には、このほかキセノンランプやエキシマレーザーなどを用いることもできる。楕円ミラー102は、光源101から出た光を集光するための集光光学系であり、楕円形状の一部を用いた形状をしており、光源101を楕円の2つの焦点位置の一方に配置させている。   The light source 101 is a high pressure mercury lamp. In addition, a xenon lamp, an excimer laser, or the like can be used as the light source 101. The elliptical mirror 102 is a condensing optical system for condensing the light emitted from the light source 101, has a shape using a part of the elliptical shape, and places the light source 101 at one of the two focal positions of the ellipse. It is arranged.

光源101から出て、楕円ミラー102で反射された光は、楕円のもう一方の焦点位置近傍に配置されているプリズム104に集光する。プリズム104は、入射光を透過させることにより、入射する光束の断面形状を変更して光を出射する。プリズム104を通った光は、第1光学系105により偏向ミラー107に導かれ、偏向ミラー107で反射される。   The light emitted from the light source 101 and reflected by the elliptical mirror 102 is condensed on the prism 104 disposed in the vicinity of the other focal position of the ellipse. The prism 104 transmits incident light, changes the cross-sectional shape of the incident light beam, and emits light. The light passing through the prism 104 is guided to the deflection mirror 107 by the first optical system 105 and reflected by the deflection mirror 107.

本実施形態においては、光源部120は2つあり、それぞれの光源部に対して偏向ミラー107が配置されている。光源の数により偏向ミラーの配置が異なるが、光源の数が1つであっても3つ以上であってもよい。   In the present embodiment, there are two light source sections 120, and the deflection mirror 107 is disposed for each light source section. Although the arrangement of the deflecting mirrors differs depending on the number of light sources, the number of light sources may be one or three or more.

面108が、プリズム104の射出面に対して実質的にフーリエ変換の位置となるように第1光学系105が構成されている。そのため、プリズム104の射出面における輪帯状の光強度分布が、面108に入射する光の角度分布となる。なお、図1では、プリズム104の射出面から射出される光の角度分布(面108における光強度分布)の光線が描かれている。面108からの光は第2光学系140によりフライアイ光学系109に導かれる。第2光学系140は、フライアイ光学系109の入射面が面108に対して実質的にフーリエ変換位置となるように構成されている。   The first optical system 105 is configured such that the surface 108 is substantially at a Fourier transform position with respect to the exit surface of the prism 104. Therefore, the annular light intensity distribution on the exit surface of the prism 104 becomes the angular distribution of the light incident on the surface 108. In FIG. 1, light rays of an angular distribution (light intensity distribution on the surface 108) of light emitted from the exit surface of the prism 104 are drawn. Light from the surface 108 is guided to the fly-eye optical system 109 by the second optical system 140. The second optical system 140 is configured such that the incident surface of the fly-eye optical system 109 is substantially at the Fourier transform position with respect to the surface 108.

図2は、フライアイ光学系109を表す図である。図2に示すように、フライアイ光学系109は、多数の平凸レンズを平面状に張りあわせた、2つのレンズ群131、132により成る。レンズ群131、132を構成する1つ1つの平凸レンズの焦点位置に、対となる平凸レンズがあるように曲率面を向かい合わせて配置されている。このようなフライアイ光学系109を用いることにより、フライアイ光学系109の射出面側には二次光源分布(有効光源分布)が形成される。   FIG. 2 is a diagram illustrating the fly-eye optical system 109. As shown in FIG. 2, the fly-eye optical system 109 includes two lens groups 131 and 132 in which a number of plano-convex lenses are bonded together in a planar shape. The planes of curvature are arranged facing each other so that there is a pair of plano-convex lenses at the focal position of each plano-convex lens constituting the lens groups 131 and 132. By using such a fly-eye optical system 109, a secondary light source distribution (effective light source distribution) is formed on the exit surface side of the fly-eye optical system 109.

フライアイ光学系109の射出面から射出した光束はσ絞り110を介して、第3光学系150により視野絞り111に導かれる。σ絞り110は開口形状により有効光源分布の形状を整える。第3光学系150は、視野絞り111の位置がフライアイ光学系109の射出面110に対して実質的にフーリエ変換面となるように構成されている。フライアイ光学系109の射出面側には二次光源分布が形成されているので、視野絞り111上で一様な光強度分布となる。   The light beam emitted from the exit surface of the fly-eye optical system 109 is guided to the field stop 111 by the third optical system 150 via the σ stop 110. The σ stop 110 adjusts the shape of the effective light source distribution according to the aperture shape. The third optical system 150 is configured such that the position of the field stop 111 is substantially a Fourier transform surface with respect to the exit surface 110 of the fly-eye optical system 109. Since the secondary light source distribution is formed on the exit surface side of the fly-eye optical system 109, the light intensity distribution is uniform on the field stop 111.

図3は視野絞り111の構成図を表している。視野絞り111は、円弧形状のスリット(開口部)23が形成され、スリット23以外の光は遮光される。スリット23を透過した円弧形状の光束は第3光学系160によってマスクMに均一に照明される。視野絞り111のスリットを円弧形状としたが、他の形状、例えば矩形形状でも構わない。   FIG. 3 shows a configuration diagram of the field stop 111. In the field stop 111, an arc-shaped slit (opening) 23 is formed, and light other than the slit 23 is shielded. The arc-shaped light flux that has passed through the slit 23 is uniformly illuminated on the mask M by the third optical system 160. Although the slit of the field stop 111 has an arc shape, other shapes such as a rectangular shape may be used.

次に、プリズム104の実施例を説明する。   Next, an embodiment of the prism 104 will be described.

(実施例1)
本実施例におけるプリズム104Aを図4に示す。図4(a)にプリズム104Aの斜視図を示す。図4(b)に、プリズム104Aの光軸を含む面で切った断面図と右側から見た側面図を示す。プリズム104Aは、円柱のオプティカルロッドをベースに、片面の中心付近の一部が、104A1のように凹状の円錐面に形成されており、もう片面の中心付近の一部が104A3のように凸状の円錐面に形成されている。凹円錐面104A1の頂点と凸円錐面104A3の頂点を結ぶ軸を光軸とする。
(Example 1)
A prism 104A in this embodiment is shown in FIG. FIG. 4A shows a perspective view of the prism 104A. FIG. 4B shows a cross-sectional view taken along a plane including the optical axis of the prism 104A and a side view seen from the right side. The prism 104A has a cylindrical optical rod as a base, a part near the center of one side is formed in a concave conical surface like 104A1, and a part near the center of the other side is convex like 104A3. It is formed on the conical surface. An axis connecting the vertex of the concave conical surface 104A1 and the vertex of the convex conical surface 104A3 is defined as an optical axis.

照明光学系において、プリズム104Aを、その凹状円錐面104A1を光源側に、凸状円錐面104A2を光源側と逆側に配置させる。プリズム104Aは、光入射面と光出射面と外側面とを1つの光学素子で構成したものである。プリズム104Aの光入射面は、凹円錐面104A1と、凹円錐面104A1の周囲に形成された環状の平面104A2(第1面)とを有する。つまり、光入射面において第1面104A2は凹円錐面104A1の中心軸からみて外側にある。凹円錐面104A1は頂点を通る中心軸(光軸)に対して回転対称な面である。また、光出射面は、凸円錐面104A3と、凸円錐面104A3の周囲に形成された環状の平面104A4(第2面)を有する。つまり、光出射面において第2面104A4は凸円錐面104A3の中心軸からみて外側にある。凸円錐面104A3は頂点を通る中心軸(光軸)に対して回転対称な面である。また、光出射面は、凸円錐面104A3と平面104A4との間に円柱の内側面104A5を有する。内側面104A5は、凸円錐面104A3の中心軸からみた最外周と第2面104A4の内周とをつなぐように形成されており、凸円錐面104A3を囲むように配置された円柱の側面である。さらに、プリズム104Aは、前記光入射面側から前記光出射面側に延びる外側面104A6を有する。外側面104A6は、光入射面の第1面104A2の外周と光出射面の第2面104A4の外周をつなぐように形成されている。   In the illumination optical system, the prism 104A is arranged such that its concave conical surface 104A1 is on the light source side and the convex conical surface 104A2 is on the opposite side of the light source side. The prism 104A includes a light incident surface, a light output surface, and an outer surface formed by one optical element. The light incident surface of the prism 104A has a concave conical surface 104A1 and an annular flat surface 104A2 (first surface) formed around the concave conical surface 104A1. That is, on the light incident surface, the first surface 104A2 is outside as viewed from the central axis of the concave conical surface 104A1. The concave conical surface 104A1 is a rotationally symmetric surface with respect to the central axis (optical axis) passing through the apex. The light exit surface has a convex conical surface 104A3 and an annular flat surface 104A4 (second surface) formed around the convex conical surface 104A3. That is, the second surface 104A4 is on the outer side when viewed from the central axis of the convex conical surface 104A3 on the light emitting surface. The convex conical surface 104A3 is a rotationally symmetric surface with respect to the central axis (optical axis) passing through the apex. Further, the light emitting surface has a cylindrical inner side surface 104A5 between the convex conical surface 104A3 and the flat surface 104A4. The inner side surface 104A5 is formed so as to connect the outermost periphery viewed from the central axis of the convex conical surface 104A3 and the inner periphery of the second surface 104A4, and is a side surface of a cylinder disposed so as to surround the convex conical surface 104A3. . Further, the prism 104A has an outer surface 104A6 extending from the light incident surface side to the light emitting surface side. The outer side surface 104A6 is formed to connect the outer periphery of the first surface 104A2 of the light incident surface and the outer periphery of the second surface 104A4 of the light emitting surface.

図4(c)は、光源からの各光線がプリズム104A内を通過する様子を表している。光線1は第1面104A2に入射し、外側面104A6で全反射された後、第2面104A4から射出する。光線2は凹円錐面104A1に入射し、凸円錐面104A3から射出する。光線3は、凹円錐面104A1に入射し、凸円錐面104A3から射出し、内側面104A5で反射される。   FIG. 4C shows how each light beam from the light source passes through the prism 104A. The light ray 1 enters the first surface 104A2, is totally reflected by the outer surface 104A6, and then exits from the second surface 104A4. The light ray 2 enters the concave conical surface 104A1 and exits from the convex conical surface 104A3. The light ray 3 enters the concave conical surface 104A1, exits from the convex conical surface 104A3, and is reflected by the inner side surface 104A5.

このように、光入射面から外側面104A6に入射する光は外側面104A6で全反射するように構成されている。なお、外側面104A6に反射膜を形成することによって反射面を構成してもよい。つまり、外側面104A6は、光入射面から外側面に入射する光を反射する反射面を有する。そのため、光入射面から入射した光が外側へ広がって出射されることを抑えることができ、入射側の光束の外径と出射側の光束の外径を同じにすることができる。したがって、プリズム104Aからの光が、投影光学系の瞳面にある絞りで遮られる光量を低減させたり、後段の光学素子に入射しないで蹴られる光の量を低減させたりすることができる。つまり、プリズム104Aからの光を用いて基板を露光する際の光利用効率の低下を抑えることができる。また、凹円錐面104A1と凸円錐面104A3の錐面が互いに同じ形状で、第1面と第2面が互いに平行であれば、光軸に対する入射光の角度と出射光の角度は同じで保存される。例えば、光軸に平行に入射した光は平行に出射する。   Thus, the light incident on the outer surface 104A6 from the light incident surface is configured to be totally reflected by the outer surface 104A6. The reflective surface may be configured by forming a reflective film on the outer surface 104A6. That is, the outer surface 104A6 has a reflecting surface that reflects light incident on the outer surface from the light incident surface. For this reason, it is possible to prevent the light incident from the light incident surface from spreading outward and to be emitted, and the outer diameter of the incident-side light beam and the outer diameter of the light-emitting beam can be made the same. Accordingly, it is possible to reduce the amount of light that is blocked by the diaphragm on the pupil plane of the projection optical system, or to reduce the amount of light that is kicked without being incident on the subsequent optical element. That is, it is possible to suppress a decrease in light use efficiency when the substrate is exposed using light from the prism 104A. Further, if the conical surfaces of the concave conical surface 104A1 and the convex conical surface 104A3 are the same shape and the first surface and the second surface are parallel to each other, the angle of incident light and the angle of outgoing light with respect to the optical axis are the same and preserved. Is done. For example, light incident parallel to the optical axis is emitted in parallel.

また、内側面104A5は、凸円錐面104A3から出射した光を反射する反射膜などで構成された反射面としている。内側面104A5に反射膜を形成しなくても構わないが、反射膜を形成することにより、凸円錐面104A3から射出した光が内側面104A5で反射されて、プリズム104Aから射出する光の光軸に対する角度が保存されつつ、光の広がりを抑えることができる。   Further, the inner side surface 104A5 is a reflecting surface composed of a reflecting film that reflects light emitted from the convex conical surface 104A3. The reflective film may not be formed on the inner side surface 104A5, but by forming the reflective film, the light axis emitted from the convex side surface 104A3 is reflected by the inner side surface 104A5 and emitted from the prism 104A. The spread of light can be suppressed while the angle with respect to is preserved.

仮に内側面104A5に反射膜を構成すると、プリズム104Aから射出する光はプリズム104Aに入射する光に比べて広がりが抑えられる。そのため、プリズム104Aの後段の光学系において、遮光される光量が減り、光の利用効率の低下をより抑えることができる。プリズム104Aの寸法は、ro=17.5、ri=17.5、t=35、d=52.5(単位はmm)であり、硝材は合成石英である。   If a reflection film is formed on the inner side surface 104A5, the light emitted from the prism 104A is less spread than the light incident on the prism 104A. For this reason, in the optical system subsequent to the prism 104A, the amount of light to be shielded is reduced, and a decrease in light use efficiency can be further suppressed. The dimensions of the prism 104A are ro = 17.5, ri = 17.5, t = 35, d = 52.5 (unit is mm), and the glass material is synthetic quartz.

例えば、光源側からプリズム104Aの入射面に、図5(A)に示すような強度分布の光が入射したとする。ただし光軸は、図5(A)の座標原点を紙面に垂直に貫く方向であるとする。このとき、プリズム104Aの射出面での光の強度分布は、図5(B)のように、輪帯形状になる。   For example, it is assumed that light having an intensity distribution as shown in FIG. 5A is incident on the incident surface of the prism 104A from the light source side. However, it is assumed that the optical axis is a direction that penetrates the coordinate origin of FIG. At this time, the light intensity distribution on the exit surface of the prism 104A has an annular shape as shown in FIG.

仮に、プリズム104Aを用いなかった場合、輪帯形状の光強度分布を作成するためには、図5(A)に示す強度分布を開口絞りなどで輪帯状に切り出して用いる必要がある。図5(A)の強度分布を開口絞りで輪帯形状に切り出した場合の光強度分布を図5(C)に表す。   If the prism 104A is not used, in order to create an annular light intensity distribution, the intensity distribution shown in FIG. 5A needs to be cut into an annular shape using an aperture stop or the like. FIG. 5C shows the light intensity distribution when the intensity distribution of FIG. 5A is cut into an annular shape with an aperture stop.

図5(B)と図5(C)の破線部で切った断面のエネルギー分布を図5(D)に示す。図5(D)の実線は図5(B)の場合であり、図5(D)の点線は図5(C)の場合である。これらを比較すると、図5(B)の場合(プリズム104Aを用いた場合)の方が図5(C)の場合に比べて累積光エネルギーが60%程度高い。   FIG. 5D shows an energy distribution of a cross section taken along a broken line in FIGS. 5B and 5C. The solid line in FIG. 5D is the case of FIG. 5B, and the dotted line in FIG. 5D is the case of FIG. Comparing these, in the case of FIG. 5B (when the prism 104A is used), the accumulated light energy is about 60% higher than in the case of FIG. 5C.

(実施例2)
次に、プリズム104の第2実施例を示す。本実施例のプリズム104は、実施例1で用いたプリズム104Aを分割して構成した光学素子群104Bである。
(Example 2)
Next, a second embodiment of the prism 104 is shown. The prism 104 of the present embodiment is an optical element group 104B configured by dividing the prism 104A used in the first embodiment.

図6に光学素子群104Bの光軸を含む断面図を示す。光学素子群104Bは、2つの光学素子104B1、104B2で構成されている。硝材には一例として合成石英を用いている。光学素子104B1(第1光学素子)は、円柱のオプティカルロッドの中心付近をくり抜いた形状を持つ。光学素子104B1は、プリズム104Aの平面104A2(第1面)及び平面104A4(第2面)を底面及び上面とし、外側面104A6を有する中空の円柱状のロッドである。光学素子104B2(第2光学素子)は、片側が凹円錐面で、もう片側が凸円錐面である円錐プリズムである。光学素子104B2の凹円錐面は凹円錐面104A1、光学素子104B2の凸円錐面は凸円錐面104A3と同じである。光学素子104B2は、光学素子104B1の中空部に配置されている。   FIG. 6 is a cross-sectional view including the optical axis of the optical element group 104B. The optical element group 104B includes two optical elements 104B1 and 104B2. As an example, synthetic quartz is used for the glass material. The optical element 104B1 (first optical element) has a shape obtained by hollowing out the vicinity of the center of a cylindrical optical rod. The optical element 104B1 is a hollow cylindrical rod having a flat surface 104A2 (first surface) and a flat surface 104A4 (second surface) of the prism 104A as a bottom surface and a top surface and an outer surface 104A6. The optical element 104B2 (second optical element) is a conical prism having a concave conical surface on one side and a convex conical surface on the other side. The concave conical surface of the optical element 104B2 is the concave conical surface 104A1, and the convex conical surface of the optical element 104B2 is the same as the convex conical surface 104A3. The optical element 104B2 is disposed in the hollow portion of the optical element 104B1.

光学素子群104Bは、照明光学系100に対してプリズム104Aと同様に配置でき、同等の効果が期待できる。   The optical element group 104B can be arranged in the same manner as the prism 104A with respect to the illumination optical system 100, and an equivalent effect can be expected.

プリズム104Aを製造する際、凹円錐面や凹円錐面の加工が難しい。また、プリズム104Aにおいて、平面部と円錐面部は透過膜を着けることが望ましいが、均一な透過膜を着けるのが難しい。それに比べて、光学素子群104Bでは、光学素子104B1と光学素子104B2とを互いに独立して製作して組合せるため、上記の問題がなくなる。ゆえに、光学素子群104Bはプリズム104Aより製造しやすく、製造歩留りが向上する。   When manufacturing the prism 104A, it is difficult to process the concave conical surface and the concave conical surface. Further, in the prism 104A, it is desirable to put a permeable film on the flat surface portion and the conical surface portion, but it is difficult to wear a uniform permeable film. On the other hand, in the optical element group 104B, the optical element 104B1 and the optical element 104B2 are manufactured and combined independently of each other, and thus the above problem is eliminated. Therefore, the optical element group 104B is easier to manufacture than the prism 104A, and the manufacturing yield is improved.

また、光学素子群104Bは光学素子104B1と光学素子104B2とを接合させて構成するのが望ましい。このとき、光学素子104B1と光学素子104B2との接合面には、合成石英よりも屈折率の低い誘電体膜を、用いる光の波長と同程度の厚みで形成してもよい。この場合、光学素子104B1と光学素子104B2との境界部で、光は全反射され、光のエネルギーは保たれる。   The optical element group 104B is preferably configured by bonding the optical element 104B1 and the optical element 104B2. At this time, a dielectric film having a refractive index lower than that of synthetic quartz may be formed on the joint surface between the optical element 104B1 and the optical element 104B2 with a thickness approximately equal to the wavelength of light to be used. In this case, the light is totally reflected at the boundary between the optical element 104B1 and the optical element 104B2, and the energy of the light is maintained.

(実施例3)
次に、プリズム104の第3実施例を示す。本実施例のプリズム104は、実施例1で用いたプリズム104Aを分割して構成した光学素子群104Cである。分割の仕方が光学素子群104Bと異なる。
(Example 3)
Next, a third embodiment of the prism 104 will be described. The prism 104 of this embodiment is an optical element group 104C configured by dividing the prism 104A used in the first embodiment. The division method is different from that of the optical element group 104B.

図7に光学素子群104Cの光軸を含む断面図を示す。光学素子群104Cは、2つの光学素子104C1、104C2で構成されている。硝材には一例として合成石英を用いている。光学素子104C1(第4光学素子)は、円柱のオプティカルロッドの中心付近をくり抜いた形状を持ち、光射出面側にプリズム104Aの平面104A4(第2面)を有し、外側面104A6の一部を有する中空の円柱ロッドである。光学素子104C2(第3光学素子)は、プリズム104Aの凹円錐面104A1と、平面104A2(第1面)と、凸円錐面104A3と、外側面104A6の一部を有するプリズムである。光学素子104C1は、光学素子104C2の凸円錐面104A3を自身の中空内に配置している。   FIG. 7 is a cross-sectional view including the optical axis of the optical element group 104C. The optical element group 104C includes two optical elements 104C1 and 104C2. As an example, synthetic quartz is used for the glass material. The optical element 104C1 (fourth optical element) has a shape in which the vicinity of the center of a cylindrical optical rod is hollowed out, has a flat surface 104A4 (second surface) of the prism 104A on the light emission surface side, and is part of the outer surface 104A6. A hollow cylindrical rod having The optical element 104C2 (third optical element) is a prism having a concave conical surface 104A1, a flat surface 104A2 (first surface), a convex conical surface 104A3, and a part of the outer surface 104A6 of the prism 104A. The optical element 104C1 has the convex conical surface 104A3 of the optical element 104C2 disposed in its own hollow.

光学素子群104Cは、照明光学系100に対してプリズム104Aと同様に配置でき、同等の効果が期待できる。実施例2と同様に、光学素子群104Cもまた、プリズム104Aより製造しやすいといえる。   The optical element group 104C can be arranged in the same manner as the prism 104A with respect to the illumination optical system 100, and an equivalent effect can be expected. Similar to the second embodiment, it can be said that the optical element group 104C is also easier to manufacture than the prism 104A.

また、プリズム104Aの内側面104A5と同様に、光学素子104C1の内側面に反射膜を施す場合、光学素子群104Cが複数の光学素子で構成されていることでプリズム104Aより蒸着しやすい。また、光学素子104B1の内側面の一部分に蒸着するより、光学素子104C1の内側面の全面に反射膜を蒸着する方がより簡単に行える。   Similarly to the inner side surface 104A5 of the prism 104A, when a reflective film is applied to the inner side surface of the optical element 104C1, the optical element group 104C is configured by a plurality of optical elements, so that vapor deposition is easier than the prism 104A. Further, it is easier to deposit the reflective film on the entire inner surface of the optical element 104C1 than to deposit it on a part of the inner surface of the optical element 104B1.

(実施例4)
次に、プリズム104の第4実施例を示す。本実施例のプリズム104は、実施例1で用いたプリズム104Aを分割して構成した光学素子群104Dである。
Example 4
Next, a fourth embodiment of the prism 104 will be described. The prism 104 of the present embodiment is an optical element group 104D configured by dividing the prism 104A used in the first embodiment.

図8に光学素子群104Dの光軸を通る断面図を示す。光学素子群104Dは、3つの光学素子104C1、104B2、104D1で構成されている。   FIG. 8 shows a cross-sectional view through the optical axis of the optical element group 104D. The optical element group 104D includes three optical elements 104C1, 104B2, and 104D1.

光学素子104C1は実施例3で示した光学素子である。光学素子104B2は実施例2で示した光学素子である。光学素子104D1は、プリズム104Aの平面104A2(第1面)を有し、外側面104A6の一部を有する中空の円柱ロッドである。   The optical element 104C1 is the optical element shown in the third embodiment. The optical element 104B2 is the optical element shown in the second embodiment. The optical element 104D1 is a hollow cylindrical rod having a flat surface 104A2 (first surface) of the prism 104A and a part of the outer surface 104A6.

プリズム104のその他の光学素子群の例として、光学素子104C1を円柱の中心軸を通る断面で2分割もしくは4分割したものなど、他にも様々な分割方法で分割したものが適用可能である。   As an example of the other optical element group of the prism 104, those obtained by dividing the optical element 104C1 by various division methods such as those obtained by dividing the optical element 104C1 into two or four in a cross section passing through the central axis of a cylinder can be applied.

このようなプリズムや光学素子群を用いてプリズム104を構成することにより、輪帯照明などの変形照明においても、光の利用効率の低下を抑えて、被照射面の照度を減らさないようにすることができる。   By configuring the prism 104 using such a prism or optical element group, it is possible to suppress a decrease in light use efficiency and prevent a decrease in illuminance on the irradiated surface even in modified illumination such as annular illumination. be able to.

なお、プリズム104に円錐面を用いたが角錐面でも構わず、円や角の凹錐面と凸錐面を構成すればよい。プリズム104の側面が円柱であったが角柱でも構わない。   In addition, although the conical surface was used for the prism 104, a pyramid surface may be sufficient, and the concave cone surface and convex cone surface of a circle | round | yen or a corner should just be comprised. Although the side surface of the prism 104 is a cylinder, it may be a prism.

なお、例えば、投影光学系による光の取り込み量を大きくするために、瞳面にある開口絞りの開口径を拡大することが考えられる。しかし、開口絞り5の開口径を拡大すると投影光学系の開口数(NA)が拡大して焦点深度が減少するため、露光装置のプロセスマージンが失われてしまう。   For example, in order to increase the amount of light taken in by the projection optical system, it is conceivable to increase the aperture diameter of the aperture stop on the pupil plane. However, when the aperture diameter of the aperture stop 5 is enlarged, the numerical aperture (NA) of the projection optical system is enlarged and the depth of focus is reduced, so that the process margin of the exposure apparatus is lost.

(実施例5)
次に、プリズム104の第5実施例を示す。図14に、プリズム104Eの光軸を含む面で切った断面図と右側から見た側面図を示す。プリズム104Eは、光学素子104E1と光学素子E2を含む。光学素子104E1は、円凹錐面104E11と、円凸錐面104E12と、円凹錐面104E11の外周と円凸錐面104E12の外周をつなぐ外側面104E13を有する。光学素子104E2は、中空の柱状の部材であって、内側面104E22を有する。内側面104E22には反射膜が着けられている。内側面104E22は、円凸錐面104E12を囲むように配置された円柱の側面である。光線1Eは、円凹錐面104E11に入射して、光学素子104E1中を進み、円凸錐面104E12から出射する。光線2Eは、円凹錐面104E11に入射して、光学素子104E1中を進み、円凸錐面104E12から出射し、さらに、内側面104E22で反射されて、プリズム104Eから出射する。つまり、光軸に対して外側方向に角度をもって円凹錐面104E11に入射した光線2Eは、円凸錐面104E12を出射した後、内側面104E22で反射されて内側方向に向いて出射する。光線3Eは、円凹錐面104E11に入射して、光学素子104E1中を進む途中で外側面104E13で全反射され、円凸錐面104E12から出射する。このように、外側面104E13は、光を全反射する反射面の機能を有する。光線3Eは、円凹錐面104E11で外側方向に屈折されて、外側面104E13で全反射されることにより、内側方向に進む。したがって、外側面104E13と内側面104E22を有することにより、プリズム104Eから出射する光は光の広がりを抑えられる。円凹錐面104E11と円凸錐面104E12の錐面が同じ形状で、外側面104E13と内側面104E22が光軸に平行であれば、出射光は入射光と同等の角度をもって出射される。
(Example 5)
Next, a fifth embodiment of the prism 104 will be described. FIG. 14 shows a cross-sectional view taken along a plane including the optical axis of the prism 104E and a side view seen from the right side. The prism 104E includes an optical element 104E1 and an optical element E2. The optical element 104E1 has a circular-concave cone surface 104E11, a circular-convex cone surface 104E12, and an outer surface 104E13 that connects the outer periphery of the circular-concave cone surface 104E11 and the outer periphery of the circular-convex cone surface 104E12. The optical element 104E2 is a hollow columnar member and has an inner side surface 104E22. A reflective film is attached to the inner side surface 104E22. The inner side surface 104E22 is a side surface of a cylinder arranged so as to surround the circular convex conical surface 104E12. The light ray 1E enters the circular concave conical surface 104E11, travels through the optical element 104E1, and exits from the circular convex conical surface 104E12. The light ray 2E enters the circular concave cone surface 104E11, travels through the optical element 104E1, exits from the circular convex cone surface 104E12, is further reflected by the inner side surface 104E22, and exits from the prism 104E. That is, the light beam 2E incident on the circular concave cone surface 104E11 with an angle in the outer direction with respect to the optical axis is emitted from the circular convex cone surface 104E12, then reflected by the inner side surface 104E22 and emitted toward the inner direction. The light ray 3E enters the circular concave cone surface 104E11, is totally reflected by the outer surface 104E13 while traveling through the optical element 104E1, and is emitted from the circular convex cone surface 104E12. Thus, the outer surface 104E13 has a function of a reflecting surface that totally reflects light. The light ray 3E is refracted in the outward direction by the circular-concave conical surface 104E11, and is totally reflected by the outer surface 104E13, thereby traveling in the inward direction. Therefore, by having the outer surface 104E13 and the inner surface 104E22, the light emitted from the prism 104E can be prevented from spreading. If the conical surfaces of the circular concave conical surface 104E11 and the circular convex conical surface 104E12 have the same shape and the outer surface 104E13 and the inner surface 104E22 are parallel to the optical axis, the emitted light is emitted at an angle equivalent to the incident light.

(実施形態2)
図9を用いて、本発明の第2実施形態に係る投影露光装置の構成について説明する。図中で使用する同一の符号は共通とし、一部説明は省略する。
(Embodiment 2)
The configuration of the projection exposure apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same reference numerals used in the drawings are common and a part of the description is omitted.

照明光学系は、実施形態1のプリズム104Aと、図10に示す六角柱のオプティカルロッド114と、図11に示すプリズム106を有する。また、これらの光学部材を光路内に出し入れして、1つの光学部材を選択的に光路内に配置するプリズムチェンジャー112を有する。   The illumination optical system includes the prism 104A of the first embodiment, the hexagonal optical rod 114 shown in FIG. 10, and the prism 106 shown in FIG. Further, a prism changer 112 is provided which places these optical members in and out of the optical path and selectively arranges one optical member in the optical path.

プリズム106は、図11(A)に示すように、光入射面に、外側の凸円錐面1061と、内側の凸円錐面1062を有する。また、光出射面に凹円錐面1063を有し、中心付近は中空である。図11(B)にプリズム106を通過する光線を表す。凸状の円錐面を入射面に、凹状の円錐面を出射面側に配置すると、光線4は、凸円錐面1061に入射して光軸Oにより近づくことになる。しかし、光線5や光線6のように光線の通過する領域が中抜けになっていて屈折面がない場合、図のように光線の進み方は影響を受けない。これにより、プリズム106を用いると、入射光束に比べて、射出する光束の径を小さく抑えることができる。   As shown in FIG. 11A, the prism 106 has an outer convex conical surface 1061 and an inner convex conical surface 1062 on the light incident surface. Further, the light exit surface has a concave conical surface 1063, and the vicinity of the center is hollow. FIG. 11B shows light rays that pass through the prism 106. When the convex conical surface is disposed on the entrance surface and the concave conical surface is disposed on the exit surface side, the light beam 4 enters the convex conical surface 1061 and approaches the optical axis O. However, when the region through which the light beam passes, such as the light beam 5 and the light beam 6, has no refracting surface, the way the light beam travels is not affected as shown in the figure. Thereby, when the prism 106 is used, the diameter of the emitted light beam can be suppressed smaller than the incident light beam.

照明光学系の瞳面に形成される光強度分布(有効光源分布)の広がりを小さくしたい場合、有効光源分布の外周部分をσ絞りなどでカットする必要があるが、その際、光の利用効率が落ちてしまう。しかし、プリズム106を用いることで、有効光源形状を小さくすることができ、光利用効率の低下を抑えることができる。   In order to reduce the spread of the light intensity distribution (effective light source distribution) formed on the pupil plane of the illumination optical system, it is necessary to cut the outer periphery of the effective light source distribution with a σ stop, etc. Will fall. However, by using the prism 106, the effective light source shape can be reduced, and a decrease in light utilization efficiency can be suppressed.

また、照明光学系は、フライアイ光学系109の射出面付近に、互いに開口形状が異なる複数のσ絞りを選択的に配置することができるσ絞りチェンジャー113を構成している。   Further, the illumination optical system constitutes a σ stop changer 113 in which a plurality of σ stops having different aperture shapes can be selectively arranged near the exit surface of the fly-eye optical system 109.

図12は、σ絞りチェンジャー113の概略図である。例えば、プリズムチェンジャー112を駆動させ、光路内にオプティカルロッド114を配置した場合、σ絞り113Aがフライアイ光学系109の射出面付近に配置されるようにσ絞りチェンジャー113を駆動させる。また、プリズムチェンジャー112を駆動させて光路内にプリズム104を配置させた場合、σ絞り113Bがフライアイ光学系109の射出面付近に配置されるようにσ絞りチェンジャー113を駆動させる。また、プリズムチェンジャー112を駆動させて光路内にプリズム106を配置させた場合、σ絞り113Cがフライアイ光学系109の射出面付近に配置されるようにσ絞りチェンジャー113を駆動させる。   FIG. 12 is a schematic view of the σ aperture changer 113. For example, when the prism changer 112 is driven and the optical rod 114 is disposed in the optical path, the σ stop changer 113 is driven so that the σ stop 113A is disposed near the exit surface of the fly-eye optical system 109. Further, when the prism changer 112 is driven to place the prism 104 in the optical path, the σ stop changer 113 is driven so that the σ stop 113B is arranged near the exit surface of the fly-eye optical system 109. Further, when the prism changer 112 is driven and the prism 106 is disposed in the optical path, the σ stop changer 113 is driven so that the σ stop 113C is disposed near the exit surface of the fly-eye optical system 109.

本実施形態の投影露光装置は、プリズムチェンジャー112およびσ絞りチェンジャー113を用いて、複数種類の有効光源分布(照明条件)を形成することでき、マスクMのパターンに応じて有効光源分布を選択してマスクMを照明する。投影露光装置は、マスクMのパターンを投影光学系POを介して基板Pに投影して基板Pを露光する。本実施形態の投影露光装置によれば、マスクMのパターンに応じて、パターンの解像性能が高い有効光源分布を選択してマスクMを照明し基板を露光することができ、生産性を向上させることができる。   The projection exposure apparatus of this embodiment can form a plurality of types of effective light source distributions (illumination conditions) using the prism changer 112 and the σ stop changer 113, and selects the effective light source distribution according to the pattern of the mask M. Then, the mask M is illuminated. The projection exposure apparatus projects the pattern of the mask M onto the substrate P via the projection optical system PO to expose the substrate P. According to the projection exposure apparatus of this embodiment, according to the pattern of the mask M, an effective light source distribution with high pattern resolution performance can be selected to illuminate the mask M and expose the substrate, thereby improving productivity. Can be made.

本実施形態の投影露光装置は、基板Pに入射する光の角度分布(有効光源分布)を計測する計測器JSを有する。計測器JSは、基板を保持して移動する基板ステージPS内に配置されている。計測器JSは、直径1mm以下のピンホールが形成されたピンホール板と、ピンホールから100mm程離れた位置にCCDカメラを有する。基板Pに入射する光の角度分布を測定する際に、ピンホールが像面に位置するように計測器JSを露光領域内に移動させ、ピンホールを透過した光分布をCCDカメラで撮像する。CCDカメラによる撮像データを用いた基板Pに入射する光の角度分布を求めることができる。そして、求められた角度分布を用いた、基板Pに入射する光の角度分布が所望の角度分布となるように、プリズム104の位置や姿勢を調整する。また、計測器JSは、投影光学系のテレセン調整にも使用されうる。   The projection exposure apparatus of this embodiment includes a measuring instrument JS that measures the angular distribution (effective light source distribution) of light incident on the substrate P. The measuring instrument JS is disposed in a substrate stage PS that holds and moves the substrate. The measuring instrument JS has a pinhole plate in which a pinhole having a diameter of 1 mm or less is formed, and a CCD camera at a position about 100 mm away from the pinhole. When measuring the angular distribution of the light incident on the substrate P, the measuring device JS is moved into the exposure area so that the pinhole is positioned on the image plane, and the light distribution transmitted through the pinhole is imaged by the CCD camera. An angular distribution of light incident on the substrate P using image data obtained by the CCD camera can be obtained. Then, the position and orientation of the prism 104 are adjusted so that the angular distribution of the light incident on the substrate P using the obtained angular distribution becomes a desired angular distribution. The measuring instrument JS can also be used for telecentric adjustment of the projection optical system.

(実施形態3)
次に、前述の露光装置を利用したデバイス(半導体IC素子、液晶表示素子等)の製造方法を説明する。デバイスは、前述の露光装置を使用して、感光剤が塗布された基板(ウェハ、ガラス基板等)を露光する工程と、その基板(感光剤)を現像する工程と、他の周知の工程と、を経ることにより製造される。他の周知の工程には、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等が含まれる。本デバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。
(Embodiment 3)
Next, a method for manufacturing a device (semiconductor IC element, liquid crystal display element, etc.) using the above-described exposure apparatus will be described. The device uses the above-described exposure apparatus to expose a substrate (wafer, glass substrate, etc.) coated with a photosensitive agent, to develop the substrate (photosensitive agent), and other well-known steps. It is manufactured by going through. Other known processes include etching, resist stripping, dicing, bonding, packaging, and the like. According to this device manufacturing method, it is possible to manufacture a higher quality device than before.

Claims (13)

光束の断面形状を変更するプリズムを含む光学系を有し、被照明面を照明する照明光学系であって、
前記プリズは、光入射面と、光出射面と、前記光入射面側から前記光出射面側に延びる外側面とを有し、
前記光入射面は凹錐面を有し、
前記光出射面は凸錐面を有し、
前記外側面は前記光入射面から前記外側面に入射する光を反射する反射面を有し、
前記光入射面は、前記凹錐面の頂点を通る中心軸からみて前記凹錐面の外側にある第1面を有し、
前記光出射面は、前記凸錐面の頂点を通る中心軸からみて前記凸錐面の外側にある第2面を有することを特徴とする照明光学系。
An illumination optical system that changes the cross-sectional shape of the light beam , includes an optical system including a prism , and illuminates the illuminated surface,
The prisms may have a light incident surface, a light exit surface, and an outer surface extending to the light emitting surface side from the light incident surface side,
The light incident surface has a concave conical surface;
The light exit surface has a convex cone surface;
Said outer side surface have a reflection surface for reflecting light incident on said outer surface from the light incident surface,
The light incident surface has a first surface located outside the concave cone surface when viewed from a central axis passing through the apex of the concave cone surface;
The light exit surface, the illumination optical system characterized in that it have a second surface which is viewed from the central axis through the apex of the convex conical surface on the outside of the convex conical surface.
前記照明光学系は、前記光入射面の前記凹錐面及び前記第1面に光が入射するように光を導くことを特徴とする請求項に記載の照明光学系。 The illumination optical system according to claim 1 , wherein the illumination optical system guides light so that light enters the concave conical surface and the first surface of the light incident surface. 前記プリズは、
前記第1面及び前記第2面を底面及び上面とし、前記外側面を有する中空の柱状の光学素子と、
記光学素子の中空部にある、前記凹錐面と前記凸錐面を有する光学素子と、で構成されていることを特徴とする請求項又はに記載の照明光学系。
The prisms are,
A hollow columnar optical element having the first surface and the second surface as a bottom surface and a top surface and having the outer surface;
In the hollow portion of the front Symbol light optical element, an illumination optical system according to claim 1 or 2, characterized in that it is an optical element, in configuration having a convex conical surface and the凹錐surface.
前記プリズは、
前記凹錐面と前記第1面と前記凸錐面と前記外側面を有する光学素子と、
前記凸錐面を中空内に配し、前記第2面と、前記外側面を有する中空の柱状の光学素子と、で構成されていることを特徴とする請求項又はに記載の照明光学系。
The prisms are,
An optical element having the concave conical surface, the first surface, the convex conical surface, and the outer surface;
The illumination optics according to claim 1 or 2 , wherein the convex cone surface is arranged in a hollow, and is constituted by the second surface and a hollow columnar optical element having the outer surface. system.
光束の断面形状を変更する、プリズムを含む光学系を有し、被照明面を照明する照明光学系であって、
前記プリズムは、光入射面と、光出射面と、前記光入射面側から前記光出射面側に延びる外側面とを有し、
前記光入射面は凹錐面を有し、
前記光出射面は凸錐面を有し、
前記外側面は前記光入射面から前記外側面に入射する光を反射する反射面を有し、
前記プリズムを含む光学系は、前記凸錐面から出射した光を反射する反射面を有することを特徴とする照明光学系。
An illumination optical system that changes the cross-sectional shape of the light beam, includes an optical system including a prism, and illuminates the illuminated surface,
The prism has a light incident surface, a light emitting surface, and an outer surface extending from the light incident surface side to the light emitting surface side,
The light incident surface has a concave conical surface;
The light exit surface has a convex cone surface;
The outer surface has a reflecting surface that reflects light incident on the outer surface from the light incident surface;
Said optical system including a prism, irradiation Meiko science system you characterized in that it has a reflecting surface for reflecting light emitted from the convex conical surface.
前記凸錐面から出射した光を反射する反射面は、前記凸錐面を囲むように配置された円柱状の側面に形成されていることを特徴とする請求項に記載の照明光学系。 The illumination optical system according to claim 5 , wherein a reflection surface that reflects light emitted from the convex cone surface is formed on a cylindrical side surface disposed so as to surround the convex cone surface. 光束の断面形状を変更する、プリズムを含む光学系を有し、被照明面を照明する照明光学系であって、
前記プリズムは、光入射面と、光出射面と、前記光入射面側から前記光出射面側に延びる外側面とを有し、
前記光入射面は凹錐面を有し、
前記光出射面は凸錐面を有し、
前記外側面は前記光入射面から前記外側面に入射する光を反射する反射面を有し、
前記プリズムを含む光学系は、
前記凹錐面と前記凸錐面と前記外側面を有する光学素子と、
内側面に前記凸錐面から出射した光を反射する反射面が形成された、中空の柱状の光学素子とで構成されていることを特徴とする照明光学系。
An illumination optical system that changes the cross-sectional shape of the light beam, includes an optical system including a prism, and illuminates the illuminated surface,
The prism has a light incident surface, a light emitting surface, and an outer surface extending from the light incident surface side to the light emitting surface side,
The light incident surface has a concave conical surface;
The light exit surface has a convex cone surface;
The outer surface has a reflecting surface that reflects light incident on the outer surface from the light incident surface;
The optical system including the prism is
An optical element having the concave conical surface, the convex conical surface, and the outer surface;
Reflecting surface for reflecting light emitted from the convex conical surface on the inner surface is formed, hollow columnar irradiation Meiko science system you characterized in that it is composed of an optical element.
前記反射面は、前記光入射面から入射する光を全反射することを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載の照明光学系。The illumination optical system according to claim 1, wherein the reflection surface totally reflects light incident from the light incident surface. 前記反射面は反射膜が形成された面であることを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載の照明光学系。The illumination optical system according to claim 1, wherein the reflection surface is a surface on which a reflection film is formed. 前記プリズムを含む光学系は複数の光学素子を接合して構成され、The optical system including the prism is configured by joining a plurality of optical elements,
前記複数の光学素子の接合面に、屈折率が前記複数の光学素子より低い膜が形成されていることを特徴とする請求項1乃至9の何れか1項に記載の照明光学系。The illumination optical system according to any one of claims 1 to 9, wherein a film having a refractive index lower than that of the plurality of optical elements is formed on a bonding surface of the plurality of optical elements.
前記プリズムを含む光学系から出射される光束の外径は前記プリズムを含む光学系に入射する光束の外径と同じであることを特徴とする請求項1乃至10の何れか1項に記載の照明光学系。 The outer diameter of the light beam emitted from the optical system including the prism according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the same as the outer diameter of the light beam incident on the optical system including the prism Illumination optical system. マスクを照明する請求項1乃至11の何れか1項に記載の照明光学系と、前記マスクのパターンの像を基板に投影する投影光学系とを有する露光装置。 An illumination optical system according to any one of claims 1 to 11 for illuminating a mask, an exposure apparatus having a projection optical system for projecting an image of a pattern of the mask on the substrate. 請求項12に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、該露光された基板を現像する工程とを有することを特徴とするデバイス製造方法。 13. A device manufacturing method comprising: exposing a substrate using the exposure apparatus according to claim 12 ; and developing the exposed substrate.
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