JP6039292B2 - Exposure apparatus and article manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、露光装置及び物品の製造方法に関する。 The present invention relates to an exposure apparatus and an article manufacturing method .
フォトリソグラフィ技術を用いて液晶表示デバイスを製造する際に、マスクに形成されたパターンを、投影光学系を介してガラス基板に転写する投影露光装置が使用されている。近年、投影露光装置には、液晶表示デバイスの大型化や低価格化に対応するために、露光面積の拡大が要求されている。 When manufacturing a liquid crystal display device using a photolithography technique, a projection exposure apparatus is used that transfers a pattern formed on a mask to a glass substrate via a projection optical system. In recent years, the projection exposure apparatus is required to expand the exposure area in order to cope with an increase in size and cost of a liquid crystal display device.
露光面積を拡大するための技術として、例えば、複数の投影光学系を用いる、所謂、つなぎ露光方式が提案されている。つなぎ露光方式を利用した投影露光装置として、特許文献1に記載の走査型の投影露光装置が知られている。特許文献1の投影露光装置は、非走査方向に沿って並設された複数の投影光学系を備え、複数の投影光学系が基板上に形成する複数の転写パターンのうち隣り合う転写パターンの端部を互いに重ね合わせることで、全体として露光面積の拡大を図るものである。また特許文献1では、複数の投影光学系を用いて1回目の走査露光を行った後に、基板を非走査方向にステップ移動させて2回目の走査露光を行っている。1回目と2回目の走査露光によって形成される転写パターンの端部を互いに重ね合わせることで、さらに露光面積を拡大させている。
As a technique for expanding the exposure area, for example, a so-called joint exposure method using a plurality of projection optical systems has been proposed. As a projection exposure apparatus using a continuous exposure method, a scanning projection exposure apparatus described in
隣接する投影光学系によって形成される転写パターンを重ね合わせた場合、重ね合わせ領域における転写パターンの相対的な位置ずれ量が大きいと、重ね合わせによって得られる転写パターンの転写精度が悪くなってしまう。この転写パターンの位置ずれの要因の一つとして、投影光学系のテレセントリシティまたは非対称収差が挙げられる。 When the transfer patterns formed by the adjacent projection optical systems are overlapped, if the relative positional deviation amount of the transfer pattern in the overlapping region is large, the transfer accuracy of the transfer pattern obtained by the overlay is deteriorated. One of the causes of the displacement of the transfer pattern is the telecentricity or asymmetric aberration of the projection optical system.
通常、投影光学系は、基板に照射する光のテレセントリシティの倒れ角度がほぼ0°、すなわち、主光線が基板に対してほぼ垂直になるように設計される。しかしながら、投影光学系に搭載可能な光学素子の枚数には装置の大きさやコストの制約があるため、設計上充分に補正しきれない残差成分が残存することになる。この残差成分は、基板のデフォーカスに伴う転写パターンの位置ずれを引き起こし、位置ずれの方向は、基板に照射する光のテレセントリシティの倒れ方向によって決まる。隣接する投影光学系を同じ構成にした場合、これらの投影光学系を介して基板に照射する光のテレセントリシティの倒れ方向は、両方とも投影光学系の光軸に向かう方向、もしくは、両方とも投影光学系の光軸から離れる方向となる。このため、重ね合わせ領域において、一方の投影光学系により形成される転写パターンの基板のデフォーカスに伴う位置ずれと、他方の投影光学系により形成される転写パターンのデフォーカスに伴う位置ずれが反対方向に生じてしまう。すなわち、隣り合う転写パターンの相対的な位置ずれ量は、各転写パターンの位置ずれ量の絶対値を足し合わせた量となる。 Usually, the projection optical system is designed so that the tilt angle of the telecentricity of the light applied to the substrate is approximately 0 °, that is, the principal ray is substantially perpendicular to the substrate. However, since the number of optical elements that can be mounted on the projection optical system is limited by the size and cost of the apparatus, residual components that cannot be sufficiently corrected in design remain. This residual component causes a displacement of the transfer pattern due to the defocusing of the substrate, and the direction of the displacement is determined by the falling direction of the telecentricity of the light irradiated on the substrate. When adjacent projection optical systems have the same configuration, the telecentricity tilt direction of the light irradiated onto the substrate via these projection optical systems is both directed toward the optical axis of the projection optical system, or both. The direction is away from the optical axis of the projection optical system. For this reason, in the overlapping region, the positional shift caused by the defocus of the substrate of the transfer pattern formed by one projection optical system is opposite to the positional shift caused by the defocus of the transfer pattern formed by the other projection optical system. Will occur in the direction. That is, the relative displacement amount between adjacent transfer patterns is an amount obtained by adding the absolute values of the displacement amounts of the respective transfer patterns.
投影光学系の非対称収差(コマ収差、ディストーション、倍率色収差)についても同様のことがいえる。隣接する投影光学系を同じ構成にした場合、両方の投影光学系のコマ収差が外向性、もしくは両方の投影光学系のコマ収差が内向性となる。また、両方の投影光学系の歪曲収差が正(糸巻き型)、もしくは両方の投影光学系の歪曲収差が負(たる型)となる。両方の投影光学系の倍率色収差が正、もしくは両方の投影光学系の倍率色収差が負となる。このため、重ね合わせ領域において、一方の投影光学系により形成される転写パターンの非対称収差による位置ずれと、他方の投影光学系により形成される転写パターンの非対称収差による位置ずれが反対方向に生じてしまう。 The same applies to asymmetric aberrations (coma aberration, distortion, lateral chromatic aberration) of the projection optical system. When adjacent projection optical systems have the same configuration, the coma aberration of both projection optical systems is outward or the coma aberration of both projection optical systems is inward. Further, the distortion aberration of both projection optical systems is positive (pincushion type), or the distortion aberration of both projection optical systems is negative (barrel type). The lateral chromatic aberration of both projection optical systems is positive, or the lateral chromatic aberration of both projection optical systems is negative. For this reason, in the overlapping region, a displacement due to asymmetric aberration of the transfer pattern formed by one projection optical system and a displacement due to asymmetric aberration of the transfer pattern formed by the other projection optical system occur in opposite directions. End up.
特許文献1には、1回目と2回目で形成される転写パターンの非走査方向のパターン幅を適宜変更した場合に、1回目と2回目の重ね合わせ領域に対応する投影光学系がその都度変更され、重ね合わせ領域でパターンのむらが発生してしまうことが記載されている。このパターンのむらを低減するために、1回目と2回目の重ね合わせ領域での転写パターンの位置ずれが許容範囲になるように各投影光学系の像面位置、フォーカス位置、倍率を調整している。具体的には、2枚の平行平板ガラスを傾斜させて像面を基板の表面に平行な方向にシフトさせ、楔プリズムを光軸回りに回転させてフォーカス位置を変化させ、平凸レンズ、両凸レンズを光軸に沿う方向に移動させてパターン像の倍率を変化させている。
In
しかしながら、特許文献1では、隣接する投影光学系のテレセントリシティまたは非対称収差について考慮されていない。上述したように、これらの光学特性には設計上取り除くことが困難な残差成分があるため、重ね合わせ領域において、隣り合う転写パターンの位置ずれ量の絶対値が足し合わされた量の相対位置ずれが生じてしまう。この相対的な位置ずれは、装置の性能を満たすために十分小さいものであればよいが、装置の性能向上の要求が高まるにつれて、さらに小さくすることが望まれている。
However,
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、重ね合わせ領域において、隣接する投影光学系によって形成される転写パターンの相対位置ずれ量を低減し、原版のパターンを精度よく転写することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described points, and reduces the amount of relative displacement of a transfer pattern formed by an adjacent projection optical system in an overlapping region, and accurately transfers an original pattern. It is an object.
本発明の一側面の露光装置は、原版のパターンを基板上に投影する複数の投影光学系を備え、前記原版および前記基板を走査方向に移動させながら前記原版を照明して前記複数の投影光学系によって複数のパターン像を投影して前記基板を露光する露光装置であって、前記複数の投影光学系は、前記基板上に第1パターン像を投影する第1の投影光学系と、前記基板上に第2パターン像を投影する第2の投影光学系と、を含み、前記第1パターン像および前記第2パターン像は、前記原版および前記基板を前記走査方向に移動させながら前記第1パターン像によって露光される前記基板上の領域と前記第2パターン像によって露光される前記基板上の領域とが互いに重なる重なり領域を有するように前記基板上に投影され、前記重なり領域において、前記第1の投影光学系のテレセントリシティによってベストフォーカス位置からデフォーカスした位置で生じる前記走査方向に対して垂直な方向における前記第1パターン像の位置ずれと、前記第2の投影光学系のテレセントリシティによって前記デフォーカスした位置と同じデフォーカス位置で生じる前記走査方向に対して垂直な方向における前記第2パターン像の位置ずれと、が同じ向きになるように、前記第1投影光学系の光学素子の構成と前記第2の投影光学系の光学素子の構成とが互いに異なる光学設計になっていることを特徴としている。
また、本発明の別の側面としての露光装置は、原版のパターンを基板上に投影する複数の投影光学系を備え、前記原版および前記基板を走査方向に移動させながら前記原版を照明して前記複数の投影光学系によって複数のパターン像を投影して前記基板を露光する露光装置であって、前記複数の投影光学系は、前記基板上に第1パターン像を投影する第1の投影光学系と、前記基板上に第2パターン像を投影する第2の投影光学系と、を含み、前記第1パターン像および前記第2パターン像は、前記原版および前記基板を前記走査方向に移動させながら前記第1パターン像によって露光される前記基板上の領域と前記第2パターン像によって露光される前記基板上の領域とが互いに重なる重なり領域を有するように前記基板上に投影され、前記重なり領域において、前記第1の投影光学系の非対称収差によって生じる前記走査方向に対して垂直な方向における前記第1パターン像の位置ずれと、前記第2の投影光学系の非対称収差によって生じる前記走査方向に対して垂直な方向における前記第2パターン像の位置ずれと、が同じ向きになるように、前記第1投影光学系の光学素子の構成と前記第2の投影光学系の光学素子の構成とが互いに異なる光学設計になっていることを特徴とする。
An exposure apparatus according to an aspect of the present invention includes a plurality of projection optical systems that project a pattern of an original onto a substrate, and illuminates the original while moving the original and the substrate in a scanning direction, thereby the plurality of projection optics. An exposure apparatus that exposes the substrate by projecting a plurality of pattern images by a system, wherein the plurality of projection optical systems includes a first projection optical system that projects a first pattern image on the substrate, and the substrate A second projection optical system for projecting a second pattern image onto the first pattern image and the second pattern image, the first pattern image and the second pattern image being moved while moving the original and the substrate in the scanning direction. An area on the substrate exposed by the image and an area on the substrate exposed by the second pattern image are projected on the substrate so as to have an overlapping area, and the overlapping area is projected onto the overlapping area. The first projection optical system is displaced by the telecentricity of the first projection optical system from the best focus position, and the first projection image is displaced in the direction perpendicular to the scanning direction. The first projection so that the positional deviation of the second pattern image in the direction perpendicular to the scanning direction generated at the same defocus position as the defocused position by the telecentricity of the system is in the same direction. The configuration of the optical element of the optical system and the configuration of the optical element of the second projection optical system are different optical designs .
An exposure apparatus according to another aspect of the present invention includes a plurality of projection optical systems that project an original pattern onto a substrate, and illuminates the original while moving the original and the substrate in a scanning direction. An exposure apparatus that projects a plurality of pattern images by a plurality of projection optical systems to expose the substrate, wherein the plurality of projection optical systems project a first pattern image onto the substrate. And a second projection optical system that projects a second pattern image onto the substrate, the first pattern image and the second pattern image being moved while moving the original and the substrate in the scanning direction. The region on the substrate exposed by the first pattern image and the region on the substrate exposed by the second pattern image are projected onto the substrate so as to have overlapping regions, and the front In the overlapping region, the scanning caused by the positional deviation of the first pattern image in the direction perpendicular to the scanning direction caused by the asymmetric aberration of the first projection optical system and the asymmetric aberration of the second projection optical system. The configuration of the optical element of the first projection optical system and the configuration of the optical element of the second projection optical system so that the positional deviation of the second pattern image in the direction perpendicular to the direction is the same. Are different in optical design from each other.
本発明は、重ね合わせ領域において、隣り合う転写パターンの位置ずれの方向を非走査方向または走査方向に関して同じ方向にすることによって、隣り合う転写パターンの相対位置ずれを小さくしている。これにより、重ね合わせ領域において、隣接する投影光学系によって形成される転写パターンの相対位置ずれを低減し、原版のパターンを精度よく転写することができる。 In the present invention, the relative displacement of adjacent transfer patterns is reduced by setting the direction of displacement of adjacent transfer patterns in the overlapping region to be the same in the non-scanning direction or the scanning direction. Thereby, in the overlapping region, the relative positional deviation of the transfer pattern formed by the adjacent projection optical system can be reduced, and the original pattern can be transferred with high accuracy.
(第1実施形態)
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。図1は、本発明を適用可能な走査型の投影露光装置100の概略斜視図である。投影露光装置100は、マスクM(原版)を保持するマスクステージと、ガラス基板P(基板)を保持する基板ステージと、マスクMを照明する照明光学系(照明手段)LOを備えている。さらに、マスクMに形成されたパターンの投影像をガラス基板上に転写し、潜像としての転写パターンをガラス基板P上に形成する投影光学系POを備えている。ガラス基板P上には感光剤(レジスト)が塗布されており、転写パターンは感光剤中に形成される。以下の説明において、走査に沿う軸をX軸とし、ガラス基板Pの面内(本実施形態においては水平面内)においてX軸と直交する軸をY軸とし、ガラス基板の法線に沿う軸をZ軸とする。
(First embodiment)
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic perspective view of a scanning
投影露光装置100は、マスクMとガラス基板Pとを投影光学系POに対して走査させながらマスクMと投影光学系POを介した光をガラス基板P状に照射し、マスクMに形成されたパターンをガラス基板P上に転写する。投影光学系POは、並設された複数の投影光学系PO1〜PO5から構成される。複数の投影光学系PO1〜PO5がガラス基板P上に形成する複数の転写パターンのうち隣り合う転写パターンの端部を互いに重ね合わせることで、原版に形成されたパターンをガラス基板P上に転写する。
The
光源1からの光は、光ファイバ2を介して照明光学系(照明手段)LOに導かれる。光源1として例えば水銀ランプが用いられる。照明光学系LOは複数の照明光学系LO1〜LO5から構成される。各照明光学系は、コンデンサーレンズ、ハエの目レンズ等を含み、均一な照度分布の光でマスクMを照明するように構成される。さらに各照明光学系は光源1からの光の一部を遮光する遮光板を含み、この遮光板の円弧形状のスリットの作用により、円弧形状(円弧スリット状)の照明領域が形成される。すなわちマスクMを、円弧形状スリットからの円弧形状の照明光が照明するように構成される。本実施形態では、投影光学系としてオフナー光学系を採用しており、円弧形状の照明領域にすることでオフナー光学系において良好な結像性能が得られるようにしている。照明領域および照明光の形状は光学系の構成に合わせて適宜設定すればよく、たとえば、台形形状であってもよい。
Light from the
複数の照明光学系LO1〜LO5からの光は、マスクM上の複数の照明領域MA1〜MA5を照明し、複数の投影光学系PO1〜PO5を介して、ガラス基板P(基板)上に導かれる。複数の投影光学系PO1〜PO5はY軸方向(非走査方向)に沿って並設され、隣接する投影光学系はX軸方向(走査方向)に離れて配置されている。投影光学系PL1、PL3、PL5と投影光学系PO2、PO4とを反転させて配置することによって、投影光学系同士の物理的な干渉を防ぎ、隣り合う転写パターンの端部を互いに重ね合わせることができる。この投影光学系PO1〜PO5の配置に合わせて、マスクM上の照明領域MA1、MA3、MA5の外周形状は、照明領域MA2、MA4の外周形状を反転させた形状にしている。 Light from the plurality of illumination optical systems LO1 to LO5 illuminates the plurality of illumination areas MA1 to MA5 on the mask M and is guided onto the glass substrate P (substrate) via the plurality of projection optical systems PO1 to PO5. . The plurality of projection optical systems PO1 to PO5 are juxtaposed along the Y-axis direction (non-scanning direction), and adjacent projection optical systems are arranged apart from each other in the X-axis direction (scanning direction). By disposing the projection optical systems PL1, PL3, and PL5 and the projection optical systems PO2 and PO4 in an inverted manner, physical interference between the projection optical systems can be prevented, and the ends of adjacent transfer patterns can be overlapped with each other. it can. In accordance with the arrangement of the projection optical systems PO1 to PO5, the outer peripheral shapes of the illumination areas MA1, MA3, and MA5 on the mask M are formed by inverting the outer peripheral shapes of the illumination areas MA2 and MA4.
図2は、投影光学系PO1、PO2を示す正面図である。投影光学系PO1は、オフナー光学系をZ軸に沿って2段に並べた構成である。上段のオフナー光学系は、マスクMからの光を凹面ミラー12に導き、凹面ミラー12及び凸面ミラー13を介した光を下段のオフナー光学系に導くミラーユニット11を備える。下段のオフナー光学系は、上段のオフナー光学系からの光を凹面ミラー22に導き、凹面ミラー22及び凸面ミラー23を介した光をガラス基板Pに導くミラーユニット21を備える。さらに投影光学系PO1は、収差を補正するための複数の光学素子を備える。投影光学系PO3、PO5は、投影光学系PO1と同じ光学系であるので、説明を省略する。
FIG. 2 is a front view showing the projection optical systems PO1 and PO2. The projection optical system PO1 has a configuration in which Offner optical systems are arranged in two stages along the Z-axis. The upper Offner optical system includes a
投影光学系PO2は、オフナー光学系をZ軸に沿って2段に並べた構成である。上段のオフナー光学系は、マスクMからの光を凹面ミラー32に導き、凹面ミラー32及び凸面ミラー33を介した光を下段のオフナー光学系に導くミラーユニット31を備える。下段のオフナー光学系は、上段のオフナー光学系からの光を凹面ミラー42に導き、凹面ミラー42及び凸面ミラー43を介した光をガラス基板Pに導くミラーユニット41を備える。さらに投影光学系PO1は、収差を補正するための複数の光学素子を備える。投影光学系PO4は、投影光学系PO2と同じ光学系であるので、説明を省略する。上段のオフナー光学系で反転させたパターンの投影像を、下段のオフナー光学系で再び反転させるため、マスクMに形成されたパターンをそのままガラス基板P上に転写することができる。
The projection optical system PO2 has a configuration in which Offner optical systems are arranged in two stages along the Z axis. The upper Offner optical system includes a
図3は、ガラス基板P上の投影領域PA1〜PA5を示す図である。投影領域PA1〜PA5は、投影光学系PO1〜PO5に対応している。基板を走査させることによって、投影領域PA1〜PA5は、ガラス基板1上を矢印方向に移動する。したがって、投影光学系PO1は、図示される2本の破線間の領域に転写パターンを形成し、投影光学系PO2は、2本の一点鎖線間の領域に転写パターンを形成する。重ね合わせ領域OAは、ガラス基板P上において隣り合う転写パターンが重なる領域である。以下の説明において、隣接する投影光学系として投影光学系PO1(第1の投影光学系)とPO2(第2の投影光学系)を説明するが、それ以外の隣接する投影光学系(例えば、投影光学系PO2とPO3)についても同様であるとして説明を省略する。
FIG. 3 is a diagram showing projection areas PA1 to PA5 on the glass substrate P. As shown in FIG. The projection areas PA1 to PA5 correspond to the projection optical systems PO1 to PO5. By causing the substrate to scan, the projection areas PA1 to PA5 move on the
図4(a)、(b)は、投影光学系PO1、PO2を介した光m1、m2の重ね合わせ領域への入射状態を示す模式図である。図4(a)は、横軸をX軸、縦軸をZ軸としており、図4(b)は、横軸をY軸、縦軸をZ軸としている。上述のとおり、照明光学系LO1、LO2からの照明光(第1の照明光、第2の照明光)は、マスクMに照射され、投影光学系PL1、PO2を介してガラス基板Pに照射される。 FIGS. 4A and 4B are schematic views showing the incident state of the light m1 and m2 on the overlapping region via the projection optical systems PO1 and PO2. 4A, the horizontal axis is the X axis and the vertical axis is the Z axis, and in FIG. 4B, the horizontal axis is the Y axis and the vertical axis is the Z axis. As described above, the illumination light (first illumination light, second illumination light) from the illumination optical systems LO1 and LO2 is applied to the mask M, and is applied to the glass substrate P via the projection optical systems PL1 and PO2. The
投影光学系は、理想的には、ガラス基板Pに照射する光のテレセントリシティの倒れ角度がほぼ0°、すなわち、主光線がガラス基板Pに対してほぼ垂直になるように設計される。しかしながら、装置の大きさやコストの制約があるため倒れ角度を0°にすることは困難であり、光学設計上での残差成分をもってしまう。また、光学設計上の残差成分に対して十分小さいが、製造誤差による残差成分をもっている。そのため、投影光学系PO1を介した光m1と、投影光学系PO2を介した光m2は、ガラス基板Pの法線に対して倒れ角度をもって重ね合わせ領域に照射される。BPはガラス基板Pのベストフォーカス位置であり、DPはベストフォーカス位置から距離dだけ離れたデフォーカス位置である。光m1、m2のXZ平面内での倒れ角度がθ1、θ2である場合、ガラス基板Pが距離dだけデフォーカスすると、転写パターンの位置ずれΔX1、ΔX2が生じる。また、光m1、m2のYZ平面内での倒れ角度がθ3、θ4である場合、ガラス基板Pが距離dだけデフォーカスすると、転写パターンの位置ずれΔY1、ΔY2が生じる。 Ideally, the projection optical system is designed so that the tilt angle of the telecentricity of the light applied to the glass substrate P is approximately 0 °, that is, the principal ray is substantially perpendicular to the glass substrate P. However, it is difficult to set the tilt angle to 0 ° due to restrictions on the size and cost of the apparatus, and there is a residual component in optical design. Further, although it is sufficiently small with respect to the residual component in the optical design, it has a residual component due to manufacturing error. Therefore, the light m1 that has passed through the projection optical system PO1 and the light m2 that has passed through the projection optical system PO2 are applied to the overlapping region with a tilt angle with respect to the normal line of the glass substrate P. BP is a best focus position of the glass substrate P, and DP is a defocus position separated from the best focus position by a distance d. When the tilt angles of the light m1 and m2 in the XZ plane are θ1 and θ2, when the glass substrate P is defocused by the distance d, transfer pattern positional deviations ΔX1 and ΔX2 occur. Further, when the tilt angles of the light m1 and m2 in the YZ plane are θ3 and θ4, if the glass substrate P is defocused by the distance d, transfer pattern positional deviations ΔY1 and ΔY2 occur.
本実施形態において、投影光学系PO1を介してガラス基板Pに照射する光が、投影光学系PO1の光軸から離れる方向に倒れるように、投影光学系PO1が構成されている。さらに、投影光学系PO2を介してガラス基板Pに照射する光が、投影光学系PO2の光軸に向かう方向に倒れるように、投影光学系PO2が構成されている。つまり、投影光学系PO1、PO2のテレセントリシティを互いに異ならせている。具体的には、投影光学系PO1、PO2を構成する光学素子間の距離、光学素子の曲率半径、光学素子の厚みの少なくとも1つを互いに異ならせることによって、投影光学系PO1、PO2のテレセントリシティを互いに異ならせている。これにより、投影光学系PO1、PO2の構成を大幅に変えなくてもよいため、製造コストを抑えることができる。 In the present embodiment, the projection optical system PO1 is configured so that the light applied to the glass substrate P via the projection optical system PO1 falls in a direction away from the optical axis of the projection optical system PO1. Furthermore, the projection optical system PO2 is configured such that light irradiated onto the glass substrate P via the projection optical system PO2 falls in a direction toward the optical axis of the projection optical system PO2. That is, the telecentricities of the projection optical systems PO1 and PO2 are different from each other. Specifically, by changing at least one of the distance between the optical elements constituting the projection optical systems PO1 and PO2, the radius of curvature of the optical elements, and the thickness of the optical elements, the telecentric of the projection optical systems PO1 and PO2 is different. Cities are different from each other. Thereby, since it is not necessary to change the structure of projection optical system PO1 and PO2 significantly, manufacturing cost can be held down.
また、重ね合わせ領域において、XZ平面内での光m1、m2の倒れ方向を同じ方向にし、YZ平面内での光m1、m2の倒れ方向を同じ方向にしている。光m1、m2の倒れ方向を同じ方向にすることによって、隣り合う転写パターンの位置ずれが同じ方向(向き)になり、これらの転写パターンの相対的な位置ずれ量は両者の絶対値の差分となる。したがって、各転写パターンの位置ずれがあったとしても、両者の相対的な位置ずれ量を小さくすることができる。 In the overlapping region, the falling directions of the lights m1 and m2 in the XZ plane are the same direction, and the falling directions of the lights m1 and m2 in the YZ plane are the same direction. By making the tilt directions of the light m1 and m2 the same direction, the displacement of adjacent transfer patterns becomes the same direction (direction) , and the relative displacement of these transfer patterns is the difference between the absolute values of the two. Become. Therefore, even if there is a positional shift between the transfer patterns, the relative positional shift amount between them can be reduced.
上述の構成に加えて、照明光学系を構成する光学素子の一部の位置または傾きを調整する調整機構を設けてもよい。調整機構を用いてガラス基板Pに照射される光の倒れ角度θ1、θ2の絶対値を小さくすることで、相対的な位置ずれ量をさらに小さくすることができる。 In addition to the above-described configuration, an adjustment mechanism that adjusts the position or tilt of a part of the optical elements that constitute the illumination optical system may be provided. By reducing the absolute values of the tilt angles θ1 and θ2 of the light applied to the glass substrate P using the adjustment mechanism, the relative positional deviation amount can be further reduced.
以上のように、本実施形態によれば、重ね合わせ領域において、隣接する投影光学系によって形成される転写パターンの相対位置ずれを低減し、原版のパターンを精度よく転写することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to reduce the relative displacement of the transfer pattern formed by the adjacent projection optical system in the overlapping region, and to accurately transfer the original pattern.
(第2実施形態)
第1実施形態では、隣接する投影光学系のテレセントリシティに関する光学特性について説明したが、本実施形態では、隣接する投影光学系の非対称収差に関する光学特性について説明をする。露光装置の概略構成は図1、図2と同様であるものとして、説明を省略する。以下の説明において、隣接する投影光学系として投影光学系PO1(第1の投影光学系)とPO2(第2の投影光学系)を説明するが、それ以外の隣接する投影光学系(例えば、投影光学系PO2とPO3)についても同様であるとして説明を省略する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the optical characteristic related to the telecentricity of the adjacent projection optical system has been described. In the present embodiment, the optical characteristic related to the asymmetric aberration of the adjacent projection optical system will be described. The schematic configuration of the exposure apparatus is the same as that shown in FIGS. In the following description, the projection optical systems PO1 (first projection optical system) and PO2 (second projection optical system) will be described as adjacent projection optical systems, but other adjacent projection optical systems (for example, projection) The same applies to the optical systems PO2 and PO3), and a description thereof will be omitted.
本実施形態において、投影光学系PO1は正(糸巻き型)の歪曲収差をもち、投影光学系PO2は負(たる型)の歪曲収差をもつように構成される。つまり、投影光学系PO1、PO2の歪曲収差に関する光学特性を互いに異ならせている。このため、図3の重ね合わせ領域において、投影光学系PO1の歪曲収差による転写パターンの位置ずれは−Y方向に発生し、投影光学系PO2の歪曲収差による転写パターンの位置ずれは−Y方向に発生する。つまり、これらの転写パターンの相対的な位置ずれ量は両者の絶対値の差分となる。したがって、各転写パターンの位置ずれがあったとしても、両者の相対的な位置ずれ量を小さくすることができる。 In the present embodiment, the projection optical system PO1 is configured to have a positive (pincushion type) distortion, and the projection optical system PO2 has a negative (barrel type) distortion. That is, the optical characteristics regarding the distortion aberration of the projection optical systems PO1 and PO2 are different from each other. For this reason, in the overlapping region in FIG. 3, the displacement of the transfer pattern due to distortion of the projection optical system PO1 occurs in the −Y direction, and the displacement of the transfer pattern due to distortion of the projection optical system PO2 occurs in the −Y direction. Occur. That is, the relative positional deviation amount of these transfer patterns is the difference between the absolute values of both. Therefore, even if there is a positional shift between the transfer patterns, the relative positional shift amount between them can be reduced.
歪曲収差に代えて、投影光学系PO1、PO2の倍率色収差を互いに異ならせてもよい。この場合、例えば、投影光学系PO1は正の倍率色収差をもち、投影光学系PO2は負の倍率色収差をもつ。また、歪曲収差に代えて、投影光学系PO1、PO2のコマ収差を互いに異ならせてもよい。この場合、例えば、投影光学系PO1は外向性のコマ収差をもち、投影光学系PO2は内向性のコマ収差をもつ。なお、本明細書において、重ね合わせ領域における隣り合う転写パターンの線幅のずれも、転写パターンの位置ずれとしている。 Instead of distortion, the chromatic aberration of magnification of the projection optical systems PO1 and PO2 may be different from each other. In this case, for example, the projection optical system PO1 has positive lateral chromatic aberration, and the projection optical system PO2 has negative lateral chromatic aberration. Further, the coma aberration of the projection optical systems PO1 and PO2 may be made different from each other in place of the distortion aberration. In this case, for example, the projection optical system PO1 has outward coma, and the projection optical system PO2 has inward coma. In the present specification, the shift in the line width of adjacent transfer patterns in the overlapping region is also referred to as the position shift of the transfer pattern.
投影光学系PO1、PO2の非対称収差を異ならせるために、本実施形態では、投影光学系PO1、PO2を構成する光学素子間の距離、光学素子の曲率半径、光学素子の厚みの少なくともいずれかを互いに異ならせている。これにより、投影光学系PO1、PO2の構成を大幅に変えなくてもよいため、製造コストを抑えることができる。 To vary the asymmetric aberration of the projection optical system PO1, PO2, in the present embodiment, the distance between the optical elements constituting the projection optical system PO1, PO2, the radius of curvature of the optical element, any of at least the thickness of the optical element They are different from each other. Thereby, since it is not necessary to change the structure of projection optical system PO1 and PO2 significantly, manufacturing cost can be held down.
第1および第2の実施形態では、重ね合わせ領域において、隣り合う投影光学系のテレセントリシティまたは非対称収差によって決まる各転写パターンの位置ずれの方向は、非走査方向および走査方向に関して同じ方向にしている。要求される装置の性能によっては、非走査方向と走査方向のいずれか一方のみを同じ方向にしてもよい。また、投影露光装置は液晶表示デバイスを製造する装置に限られない。例えば、半導体デバイスを製造する装置にも適用可能である。 In the first and second embodiments, the direction of displacement of each transfer pattern determined by the telecentricity or asymmetric aberration of adjacent projection optical systems in the overlapping region is the same in the non-scanning direction and the scanning direction. Yes. Depending on the required apparatus performance, only one of the non-scanning direction and the scanning direction may be set to the same direction. Further, the projection exposure apparatus is not limited to an apparatus for manufacturing a liquid crystal display device. For example, the present invention can be applied to an apparatus for manufacturing a semiconductor device.
つぎに、本発明の一実施形態のデバイス(半導体デバイス、液晶表示デバイス等)の製造方法について説明する。半導体デバイスは、ウエハに集積回路を作る前工程と、前工程で作られたウエハ上の集積回路チップを製品として完成させる後工程を経ることにより製造される。前工程は、前述の露光装置を使用して感光剤が塗布されたウエハを露光する工程と、ウエハを現像する工程を含む。後工程は、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)と、パッケージング工程(封入)を含む。液晶表示デバイスは、透明電極を形成する工程を経ることにより製造される。透明電極を形成する工程は、透明導電膜が蒸着されたガラス基板に感光剤を塗布する工程と、前述の露光装置を使用して感光剤が塗布されたガラス基板を露光する工程と、ガラス基板を現像する工程を含む。本実施形態の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。 Next, a method for manufacturing a device (semiconductor device, liquid crystal display device, etc.) according to an embodiment of the present invention will be described. A semiconductor device is manufactured through a pre-process for producing an integrated circuit on a wafer and a post-process for completing an integrated circuit chip on the wafer produced in the pre-process as a product. The pre-process includes a step of exposing a wafer coated with a photosensitive agent using the above-described exposure apparatus, and a step of developing the wafer. The post-process includes an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (encapsulation). A liquid crystal display device is manufactured through a process of forming a transparent electrode. The step of forming the transparent electrode includes a step of applying a photosensitive agent to a glass substrate on which a transparent conductive film is deposited, a step of exposing the glass substrate on which the photosensitive agent is applied using the above-described exposure apparatus, and a glass substrate. The process of developing is included. According to the device manufacturing method of the present embodiment, it is possible to manufacture a higher quality device than before.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
Claims (12)
前記複数の投影光学系は、前記基板上に第1パターン像を投影する第1の投影光学系と、前記基板上に第2パターン像を投影する第2の投影光学系と、を含み、
前記第1パターン像および前記第2パターン像は、前記原版および前記基板を前記走査方向に移動させながら前記第1パターン像によって露光される前記基板上の領域と前記第2パターン像によって露光される前記基板上の領域とが互いに重なる重なり領域を有するように前記基板上に投影され、
前記重なり領域において、前記第1の投影光学系のテレセントリシティによってベストフォーカス位置からデフォーカスした位置で生じる前記走査方向に対して垂直な方向における前記第1パターン像の位置ずれと、前記第2の投影光学系のテレセントリシティによって前記デフォーカスした位置と同じデフォーカス位置で生じる前記走査方向に対して垂直な方向における前記第2パターン像の位置ずれと、が同じ向きになるように、前記第1投影光学系の光学素子の構成と前記第2の投影光学系の光学素子の構成とが互いに異なる光学設計になっていることを特徴とする露光装置。 Comprising a plurality of projection optical system for projecting a pattern of an original onto a substrate, wherein the original and while moving by illuminating the original by projecting a plurality of pattern images by the plurality of projection optical system said substrate in a scanning direction An exposure apparatus that exposes the substrate ,
The plurality of projection optical systems includes: a first projection optical system that projects a first pattern image on the substrate; and a second projection optical system that projects a second pattern image on the substrate;
The first pattern image and the second pattern image are exposed by the region on the substrate exposed by the first pattern image and the second pattern image while moving the original and the substrate in the scanning direction. Projected onto the substrate so as to have overlapping regions overlapping with regions on the substrate,
In the overlapping region, a positional deviation of the first pattern image in a direction perpendicular to the scanning direction generated at a position defocused from a best focus position by the telecentricity of the first projection optical system, and the second and positional deviation of the second pattern image in the direction perpendicular to the scanning direction by the telecentricity occur at the same defocus position and position the defocus of the projection optical system, as but in the same direction, the An exposure apparatus characterized in that the configuration of the optical element of the first projection optical system and the configuration of the optical element of the second projection optical system have different optical designs .
前記複数の投影光学系は、前記基板上に第1パターン像を投影する第1の投影光学系と、前記基板上に第2パターン像を投影する第2の投影光学系と、を含み、The plurality of projection optical systems includes: a first projection optical system that projects a first pattern image on the substrate; and a second projection optical system that projects a second pattern image on the substrate;
前記第1パターン像および前記第2パターン像は、前記原版および前記基板を前記走査方向に移動させながら前記第1パターン像によって露光される前記基板上の領域と前記第2パターン像によって露光される前記基板上の領域とが互いに重なる重なり領域を有するように前記基板上に投影され、The first pattern image and the second pattern image are exposed by the region on the substrate exposed by the first pattern image and the second pattern image while moving the original and the substrate in the scanning direction. Projected onto the substrate so as to have overlapping regions overlapping with regions on the substrate,
前記重なり領域において、前記第1の投影光学系の非対称収差によって生じる前記走査方向に対して垂直な方向における前記第1パターン像の位置ずれと、前記第2の投影光学系の非対称収差によって生じる前記走査方向に対して垂直な方向における前記第2パターン像の位置ずれと、が同じ向きになるように、前記第1投影光学系の光学素子の構成と前記第2の投影光学系の光学素子の構成とが互いに異なる光学設計になっていることを特徴とする露光装置。In the overlap region, the positional deviation of the first pattern image in the direction perpendicular to the scanning direction caused by the asymmetric aberration of the first projection optical system and the asymmetric aberration of the second projection optical system. The configuration of the optical element of the first projection optical system and the optical element of the second projection optical system so that the positional deviation of the second pattern image in the direction perpendicular to the scanning direction is the same. An exposure apparatus having an optical design different from each other in configuration.
前記第1の投影光学系は正の歪曲収差を有し、前記第2の投影光学系は負の歪曲収差を有する、ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の露光装置。The exposure according to any one of claims 1 to 7, wherein the first projection optical system has a positive distortion, and the second projection optical system has a negative distortion. apparatus.
前記第1の投影光学系は正の倍率色収差を有し、前記第2の投影光学系は負の倍率色収差を有する、ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の露光装置。The exposure according to any one of claims 1 to 7, wherein the first projection optical system has positive lateral chromatic aberration, and the second projection optical system has negative lateral chromatic aberration. apparatus.
前記第1の投影光学系は外向性のコマ収差を有し、前記第2の投影光学系は内向性のコマ収差を有する、ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の露光装置。The first projection optical system has outward coma, and the second projection optical system has inward coma. Exposure equipment.
前記第1の照明光学系からの第1の照明光で前記原版を照明して前記第1の投影光学系により前記原版のパターンの像を前記基板上に投影し、Illuminating the original with first illumination light from the first illumination optical system, and projecting an image of the pattern of the original on the substrate by the first projection optical system;
前記第2の照明光学系からの第2の照明光で前記原版を照明して前記第2の投影光学系により前記原版のパターンの像を前記基板上に投影し、Illuminating the original with second illumination light from the second illumination optical system, and projecting an image of the pattern of the original on the substrate by the second projection optical system;
前記第1の照明光学系および第2の照明光学系は、前記照明光学系を構成する光学素子の位置または傾きを調整することで、前記第1パターン像と前記第2パターン像の位置ずれを低減する、ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の露光装置。The first illumination optical system and the second illumination optical system adjust a position or inclination of an optical element that constitutes the illumination optical system, thereby adjusting a positional deviation between the first pattern image and the second pattern image. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure apparatus is reduced.
該露光された基板を現像する工程と、を有する
ことを特徴とする物品の製造方法。 A step of exposing a substrate using an exposure apparatus according to any one of claims 1 to 11,
Method of manufacturing an article, characterized in that it has a, a step of developing the substrate that is the exposure.
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