JPH09148234A - Projection exposure device - Google Patents

Projection exposure device

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Publication number
JPH09148234A
JPH09148234A JP7326380A JP32638095A JPH09148234A JP H09148234 A JPH09148234 A JP H09148234A JP 7326380 A JP7326380 A JP 7326380A JP 32638095 A JP32638095 A JP 32638095A JP H09148234 A JPH09148234 A JP H09148234A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
illumination condition
distortion
switching
optical system
projection
Prior art date
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Pending
Application number
JP7326380A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichiro Kaneko
謙一郎 金子
Hirotaka Tateno
博貴 立野
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP7326380A priority Critical patent/JPH09148234A/en
Publication of JPH09148234A publication Critical patent/JPH09148234A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection exposure device which compensates for variations in distortion with changes in the lighting condition. SOLUTION: When a rotational drive 64 rotates an aperture stop 48 for a change from one aperture to another to change lighting conditions, a main controller 16 instructs a replacement drive 24 to replace a distortion corrective member. The replacement drive 24 operates a rotational drive 28 to rotate a disc 26 so that a distortion corrective member suited to the lighting condition can be set in the optical path of exposure light. Therefore, nonlinear variations in distortion of a projection optical system PL with changes in intensity distribution of exposure light are compensated for if the lighting condition is changed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は投影露光装置に係
り、更に詳しくは要求される解像度、焦点深度等に応じ
て照明条件を変更可能な投影露光装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection exposure apparatus, and more particularly to a projection exposure apparatus capable of changing illumination conditions according to required resolution, depth of focus and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、いわゆるステッパ等の投影露光装
置では、単一の照明条件の下でマスク(又はレチクル)
のパターンが投影光学系を介してウエハ等の感光基板上
に転写されるようになっていた。しかし、ウエハ上のパ
ターンが微細化するにつれ、最近では、要求されるパタ
ーンの解像度、及び焦点深度に合わせて、投影光学系の
瞳面と共役な位置の近傍で露光光の強度分布を変化させ
ることにより照明条件を変更可能な投影露光装置が開発
されている。このような照明条件の変更可能な投影露光
装置として、開口絞りの開口の形状を種々に変更するこ
とにより照明条件を変更する投影露光装置が知られてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a projection exposure apparatus such as a so-called stepper, a mask (or reticle) is operated under a single illumination condition.
Pattern has been transferred onto a photosensitive substrate such as a wafer via a projection optical system. However, as the pattern on the wafer becomes finer, recently, the intensity distribution of the exposure light is changed near the position conjugate with the pupil plane of the projection optical system in accordance with the required pattern resolution and depth of focus. Therefore, a projection exposure apparatus capable of changing illumination conditions has been developed. As such a projection exposure apparatus capable of changing the illumination condition, there is known a projection exposure apparatus which changes the illumination condition by variously changing the shape of the aperture of the aperture stop.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の照明条件を変更可能な投影露光装置にあっては、照
明条件の変更のため開口絞りを変更した際の結像特性の
変化に対して特に考慮がなされていなかったため、結像
特性、特にディストーションの変動により重ね焼きの際
等の異なる照明条件でのプロセス−レイヤ間の総合的な
位置ずれが発生し、ますますパターンが微細化し、解像
度等の向上が求められる現状にあってはもはや十分なも
のとは言えないようになってきた。
However, in the conventional projection exposure apparatus capable of changing the illumination conditions, the above-mentioned conventional projection exposure apparatus is particularly susceptible to the change of the image forming characteristics when the aperture stop is changed to change the illumination conditions. Since it was not taken into consideration, a variation in the imaging characteristics, especially distortion, causes a total misalignment between the process and layer under different illumination conditions such as overprinting, resulting in finer patterns and higher resolution. It is no longer sufficient in the present situation where improvement of the demand is required.

【0004】本発明は、かかる事情の下になされたもの
で、その目的は、照明条件の切替えに伴うディストーシ
ョンの変動量を補正することができる投影露光装置を提
供することにある。
The present invention has been made under such circumstances, and an object of the invention is to provide a projection exposure apparatus capable of correcting the amount of distortion variation due to switching of illumination conditions.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】照明条件の変更に伴うデ
ィストーションの変動量には、投影光学系を構成するレ
ンズ・エレメントの微動、傾斜調整等により補正可能な
線形成分と、補正不能な非線形成分とがある。本発明
は、かかる事実を前提として次のように構成される。
A variation amount of distortion due to a change in illumination condition includes a linear component that can be corrected by fine movement and tilt adjustment of a lens element that constitutes a projection optical system, and a non-correctable nonlinear component. There is. The present invention is constructed as follows on the basis of such fact.

【0006】請求項1に記載の発明は、照明光学系から
の露光光によりマスクを照明し、マスク上のパターンの
像を投影光学系を介して感光基板上に露光転写する投影
露光装置であって、前記投影光学系の瞳面と共役な位置
の近傍で前記露光光の強度分布を変化させることにより
照明条件を切替える照明条件切替手段と;前記照明条件
切替手段による照明条件の切替えの際の露光光の強度分
布変化に伴う前記投影光学系のディストーションの非線
形変化量を補正する第1のディストーション補正手段と
を有する。
The invention described in claim 1 is a projection exposure apparatus for illuminating a mask with exposure light from an illumination optical system and exposing and transferring an image of a pattern on the mask onto a photosensitive substrate through a projection optical system. An illumination condition switching means for switching the illumination condition by changing the intensity distribution of the exposure light in the vicinity of a position conjugate with the pupil plane of the projection optical system; and a case of switching the illumination condition by the illumination condition switching means. A first distortion correction means for correcting a non-linear change amount of distortion of the projection optical system due to a change in intensity distribution of exposure light.

【0007】これによれば、照明条件切替手段により投
影光学系の瞳面と共役な位置の近傍で露光光の強度分布
を変化させることにより照明条件が切替えられると、第
1のディストーション補正手段を用いて照明条件の切替
えの際の露光光の強度分布変化に伴う投影光学系のディ
ストーションの非線形変化量を補正することができる。
According to this, when the illumination condition is switched by changing the intensity distribution of the exposure light in the vicinity of the position conjugate with the pupil plane of the projection optical system by the illumination condition switching means, the first distortion correction means is operated. By using this, it is possible to correct the non-linear change amount of the distortion of the projection optical system due to the change of the intensity distribution of the exposure light when switching the illumination conditions.

【0008】この場合において、請求項2に記載の発明
の如く、前記照明条件切替手段を、大きさ又は形状の異
なる複数の開口絞りを露光光の光路上に切替え設定する
開口絞り切替設定手段により構成することができる。
In this case, as in the second aspect of the invention, the illumination condition switching means is set by the aperture diaphragm switching setting means for switching and setting a plurality of aperture diaphragms having different sizes or shapes on the optical path of the exposure light. Can be configured.

【0009】請求項3に記載の発明は、請求項1又は2
に記載の投影露光装置において、前記マスクと前記投影
光学系との間の光学的な距離を調整することによりディ
ストーションの線形変化量を補正する第2のディストー
ション補正手段を更に有する。
The invention described in claim 3 is the first or second invention.
The projection exposure apparatus described in (1) further includes second distortion correction means for correcting a linear change amount of distortion by adjusting an optical distance between the mask and the projection optical system.

【0010】これによれば、照明条件切替手段により投
影光学系の瞳面と共役な位置の近傍で露光光の強度分布
を変化させることにより照明条件が切替えられると、第
1のディストーション補正手段により照明条件の切替え
の際の露光光の強度分布変化に伴う投影光学系のディス
トーションの非線形変化量を補正し、第2のディストー
ション補正手段によりマスクと投影光学系との間の光学
的な距離を調整することによりディストーションの線形
変化量を補正することができる。
According to this, when the illumination condition is switched by changing the intensity distribution of the exposure light in the vicinity of the position conjugate with the pupil plane of the projection optical system by the illumination condition switching means, the first distortion correction means is used. The amount of nonlinear change in the distortion of the projection optical system due to the change in the intensity distribution of the exposure light when switching the illumination conditions is corrected, and the second distortion correction means adjusts the optical distance between the mask and the projection optical system. By doing so, the linear change amount of distortion can be corrected.

【0011】請求項4に記載の発明は、請求項1ないし
3のいずれか一項に記載の投影露光装置において、前記
照明条件切替手段により切替えられる各照明条件に対応
する前記第1のディストーション補正手段が、前記各照
明条件の下で前記マスクと前記投影光学系との間に平行
平板を配置した状態で試し焼きを行ない、その結果に基
づいてディストーションの非線形変化量が補正されるよ
うに部分的に厚さが異なるようにされた前記平行平板で
あることを特徴とする。これによれば、照明条件切替手
段による照明条件の切替えに対応して平行平板を切替え
るだけで、照明条件の切替えの際の露光光の強度分布変
化に伴う投影光学系のディストーションの非線形変化量
を容易に補正することができる。
According to a fourth aspect of the invention, in the projection exposure apparatus according to any one of the first to third aspects, the first distortion correction corresponding to each illumination condition switched by the illumination condition switching means. The means performs trial baking in a state in which a parallel plate is arranged between the mask and the projection optical system under each of the illumination conditions, and based on the result, the nonlinear change amount of distortion is corrected. It is characterized in that the parallel flat plates are made to have different thicknesses. According to this, only by switching the parallel plate corresponding to the switching of the illumination condition by the illumination condition switching unit, the nonlinear change amount of the distortion of the projection optical system due to the change of the intensity distribution of the exposure light at the time of switching the illumination condition can be obtained. It can be easily corrected.

【0012】請求項5に記載の発明は、請求項4に記載
の投影露光装置において、前記照明条件切替手段による
照明条件の切替えの際に、その切替え後の照明条件に対
応する前記平行平板に変更する変更手段を更に有する。
これによれば、照明条件切替手段により照明条件が切替
えられると、変更手段ではその切替え後の照明条件に対
応する前記平行平板に変更する。このため、照明条件の
切替えの際の露光光の強度分布変化に伴う投影光学系の
ディストーションの非線形変化量が自動的に補正され
る。
According to a fifth aspect of the present invention, in the projection exposure apparatus according to the fourth aspect, when the illumination conditions are switched by the illumination condition switching means, the parallel flat plate corresponding to the illumination conditions after the switching is applied. It further has a changing means for changing.
According to this, when the illumination condition is switched by the illumination condition switching unit, the changing unit changes the parallel plate to the parallel plate corresponding to the switched illumination condition. Therefore, the non-linear change amount of the distortion of the projection optical system due to the change of the intensity distribution of the exposure light at the time of switching the illumination condition is automatically corrected.

【0013】請求項6に記載の発明は、請求項3ないし
5のいずれか一項に記載の投影露光装置において、前記
各照明条件下の試し焼きの結果に基づいてそれぞれ求め
られたディストーションの線形変化量の補正値が記憶さ
れた記憶部と、前記照明条件切替手段による照明条件の
切替えの際、その切替え後の照明条件に対応するディス
トーションの線形変化量の補正値を前記記憶部から読み
出し、当該補正値に基づいて前記第2のディストーショ
ン補正手段を制御する制御手段とを更に有する。
According to a sixth aspect of the present invention, in the projection exposure apparatus according to any one of the third to fifth aspects, the distortion linearity obtained based on the result of the trial baking under each of the illumination conditions is performed. A storage unit that stores the correction value of the change amount, and when the illumination condition is switched by the illumination condition switching unit, the correction value of the linear change amount of the distortion corresponding to the illumination condition after the switching is read from the storage unit, It further has a control means for controlling the second distortion correction means based on the correction value.

【0014】これによれば、照明条件切替手段により照
明条件が切替えられると、変更手段ではその切替え後の
照明条件に対応する前記平行平板に変更する。このと
き、制御手段ではその切替え後の照明条件に対応するデ
ィストーションの線形変化量の補正値を記憶部から読み
出し、当該補正値に基づいて第2のディストーション補
正手段を制御する。このため、照明条件の切替えの際の
露光光の強度分布変化に伴う投影光学系のディストーシ
ョンの非線形変化量及び線形変化量が自動的に補正され
る。
According to this, when the illumination condition is switched by the illumination condition switching means, the changing means changes to the parallel plate corresponding to the switched illumination condition. At this time, the control unit reads out the correction value of the linear change amount of distortion corresponding to the illumination condition after the switching from the storage unit, and controls the second distortion correction unit based on the correction value. Therefore, the non-linear change amount and the linear change amount of the distortion of the projection optical system due to the change of the intensity distribution of the exposure light when the illumination condition is switched are automatically corrected.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1ないし図2に
基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0016】図1には、一実施例に係る投影露光装置1
0の構成が示されている。この投影露光装置10は、図
示しない感光基板としてのウエハが搭載されるウエハス
テージ12と、このウエハステージ12の上方に配置さ
れた投影光学系PLと、この投影光学系PLの上方に配
置されたマスクとしてのレチクルRと、このレチクルR
を露光光により照明する照明光学系14と、装置全体を
制御する主制御装置16とを備えている。
FIG. 1 shows a projection exposure apparatus 1 according to an embodiment.
A 0 configuration is shown. The projection exposure apparatus 10 includes a wafer stage 12 on which a wafer as a photosensitive substrate (not shown) is mounted, a projection optical system PL disposed above the wafer stage 12, and a projection optical system PL disposed above the projection optical system PL. Reticle R as a mask and this reticle R
An illumination optical system 14 that illuminates the device with exposure light, and a main controller 16 that controls the entire apparatus.

【0017】ウエハステージ12は、図1における紙面
に直交する水平面内で紙面に平行なX軸とこれに直交す
るY軸との2次元方向に移動可能に構成されている。こ
のウエハステージ12のX、Y2次元方向の駆動は駆動
系18によりなされる。また、このウエハステージ12
のXY2次元方向の位置は図示しないレーザ干渉計によ
り計測され、このレーザ干渉計の出力が主制御装置16
に入力されるようになっている。すなわち、主制御装置
16ではレーザ干渉計の出力をモニタしつつ駆動系18
を介してウエハステージ12のXY2次元方向の位置を
制御するようになっている。
The wafer stage 12 is constructed so as to be movable in a two-dimensional direction of an X axis parallel to the paper surface and a Y axis orthogonal thereto in a horizontal plane orthogonal to the paper surface in FIG. The drive system 18 drives the wafer stage 12 in the two-dimensional X and Y directions. In addition, this wafer stage 12
The XY two-dimensional position of the laser interferometer is measured by a laser interferometer (not shown).
To be entered. That is, the main controller 16 monitors the output of the laser interferometer while monitoring the drive system 18
The position of the wafer stage 12 in the XY two-dimensional directions is controlled via the.

【0018】投影光学系PLは、XY平面に直交するZ
軸方向に所定間隔で配置された光軸を共通にする複数枚
のレンズエレメントとこれらのレンズエレメントを保持
する鏡筒とから成り、図1ではこの投影光学系PLのレ
チクルR寄りの一部が、ディストーション補正機構20
として分離して図示されている。
The projection optical system PL has a Z-axis orthogonal to the XY plane.
It is composed of a plurality of lens elements arranged in a predetermined interval in the axial direction and having a common optical axis and a lens barrel holding these lens elements. In FIG. 1, a part of the projection optical system PL near the reticle R is shown. , Distortion correction mechanism 20
Are shown separately.

【0019】このディストーション補正機構20部分
は、少なくとも2枚のレンズエレメントを有し、これら
のレンズエレメントの内の少なくとも2枚のZ軸方向
(光軸方向)の間隔及び位置、X方向、Y方向の傾斜が
調整可能に構成されている。このディストーション補正
機構20を構成する各レンズエレメントは、例えば外周
部をほぼ120度間隔で3点で支持され、各支持点をピ
エゾ素子等のアクチュエータによりZ軸方向に駆動でき
るようになっている。このディストーション補正機構2
0は、ディストーション補正コントロール部22によっ
て制御されるようになっている。
The distortion correction mechanism 20 portion has at least two lens elements, and at least two of these lens elements are arranged in the Z-axis direction (optical axis direction) at intervals and positions, in the X-direction, and in the Y-direction. The inclination of is configured to be adjustable. Each lens element that constitutes the distortion correction mechanism 20 is supported at, for example, the outer peripheral portion at three points at intervals of approximately 120 degrees, and each support point can be driven in the Z-axis direction by an actuator such as a piezo element. This distortion correction mechanism 2
Zero is controlled by the distortion correction control unit 22.

【0020】更に、本実施例では、レチクルRとディス
トーション補正機構20との間に、複数のディストーシ
ョン補正部材(これについてはその製造方法を含め後
に、詳述する)がほぼ当間隔で配置された円板状部材か
ら成るディストーション補正部材用回転板26が配置さ
れている。このディストーション補正部材用回転板26
は、第1の回転駆動機構28によって回転されるように
なっている。この第1の回転駆動機構28がディストー
ション補正部材交換駆動部24により制御されるように
なっている。
Further, in this embodiment, a plurality of distortion correction members (which will be described in detail later including the manufacturing method thereof) are arranged between the reticle R and the distortion correction mechanism 20 at substantially equal intervals. A rotation plate 26 for a distortion correction member, which is a disk-shaped member, is arranged. This distortion correction member rotary plate 26
Are rotated by the first rotary drive mechanism 28. The first rotation drive mechanism 28 is controlled by the distortion correction member exchange drive unit 24.

【0021】前記ディストーション補正コントロール部
22及びディストーション補正部材交換駆動部24は、
主制御装置16の管理下に置かれている。
The distortion correction control section 22 and the distortion correction member exchange driving section 24 are
It is under the control of the main controller 16.

【0022】照明光学系14は、水銀ランプ36、楕円
鏡38、ミラー40、44、54、58、シャッタ4
2、オプティカル・インテグレータとしてのフライアイ
レンズ46、開口絞り板48、ブラインド52及びコン
デンサレンズ56を含んで構成されている。ここで、こ
の照明光学系14の構成各部について、その作用と共に
説明する。
The illumination optical system 14 includes a mercury lamp 36, an elliptical mirror 38, mirrors 40, 44, 54, 58 and a shutter 4.
2, a fly-eye lens 46 as an optical integrator, an aperture diaphragm plate 48, a blind 52, and a condenser lens 56. Here, each component of the illumination optical system 14 will be described together with its operation.

【0023】シャッタ42の「開」状態では、水銀ラン
プ36から射出された露光光(i線又はg線)は、楕円
鏡38で集光され、ミラー40で反射され、シャッタ4
2の位置を通過してミラー44で再び反射され、フライ
アイレンズ46及び開口絞り板48の開口絞り(これに
ついては後に詳述する)を透過してブラインド52に至
る。ここで、このブラインド52の配置面は、レチクル
Rのパターン形成面と共役であり、このブラインド52
の開口によりレチクルR上の照明領域の形状が規定され
る。このブラインド52でその形状が規定された露光光
は、ミラー54で反射され、コンデンサレンズ56で集
光されて、ミラー58で反射された後、レチクルRを上
方から照明する。これにより、レチクルRのパターン形
成面に形成された回路パターンの像が投影光学系PLを
介して所定の縮小倍率でウエハステージ12上の図示し
ないウエハに転写される。一方、シャッタ42の「閉」
状態では、露光光がシャッタ42で遮られるので、レチ
クルRが照明されることはない。
In the “open” state of the shutter 42, the exposure light (i-line or g-line) emitted from the mercury lamp 36 is condensed by the elliptical mirror 38, reflected by the mirror 40, and the shutter 4 is released.
After passing through the second position, it is reflected again by the mirror 44, passes through the fly-eye lens 46 and the aperture stop of the aperture stop plate 48 (which will be described later in detail), and reaches the blind 52. Here, the arrangement surface of the blind 52 is conjugate with the pattern formation surface of the reticle R, and the blind 52
The shape of the illumination area on the reticle R is defined by the opening of. Exposure light whose shape is defined by the blind 52 is reflected by a mirror 54, condensed by a condenser lens 56, reflected by a mirror 58, and illuminates the reticle R from above. As a result, the image of the circuit pattern formed on the pattern formation surface of the reticle R is transferred onto the wafer (not shown) on the wafer stage 12 at a predetermined reduction magnification via the projection optical system PL. On the other hand, the shutter 42 is “closed”
In this state, the exposure light is blocked by the shutter 42, so that the reticle R is not illuminated.

【0024】前記開口絞り板48は、例えば、図2に示
されるような円板状部材から成り、この開口絞り板48
上には、ほぼ等間隔で、通常の円形開口よりなる開口絞
り49A,小さな円形開口より成りコヒーレンスファク
タであるσ値を小さくするための開口絞り49B、輪帯
照明用の輪帯状の開口絞り49C、及び変形光源法用に
複数の開口を偏心させて配置して成る変形開口絞り49
Dが配置されている。本実施例では、この開口絞り板4
8を回転させることにより、4個の開口絞り49A〜4
9Dの内の所望の開口絞りを選択できる。この開口絞り
板48が、開口絞り交換コントロール部66によって制
御される第2の回転駆動機構64によってZ軸回りに回
転駆動されるようになっている。開口絞り交換コントロ
ール部66も主制御装置16の支配下にある。
The aperture stop plate 48 is made of, for example, a disc-shaped member as shown in FIG.
On the upper side, an aperture stop 49A composed of a normal circular aperture at substantially equal intervals, an aperture stop 49B composed of a small circular aperture, for reducing the σ value which is a coherence factor, and a ring-shaped aperture stop 49C for annular illumination. And a modified aperture stop 49 having a plurality of apertures eccentrically arranged for the modified light source method.
D is arranged. In this embodiment, the aperture stop plate 4
8, the four aperture stops 49A to 49A-4
A desired aperture stop in 9D can be selected. The aperture diaphragm plate 48 is rotationally driven about the Z axis by the second rotary drive mechanism 64 controlled by the aperture diaphragm exchange control unit 66. The aperture stop replacement controller 66 is also under the control of the main controller 16.

【0025】更に、本実施例では主制御装置16に記憶
部としてのハードディスク68が併設されている。この
ハードディスク68内には、前記4つの開口絞り49A
〜49Dに対応するそれぞれの照明条件下でのテスト露
光により求めたディストーションの線形変化量の補正値
がデータファイルの形式で格納されている。
Further, in the present embodiment, a hard disk 68 as a storage unit is installed in the main controller 16. In the hard disk 68, the four aperture stops 49A are provided.
The correction values of the linear change amount of distortion obtained by the test exposure under the respective illumination conditions corresponding to .about.49D are stored in the form of a data file.

【0026】次に、各開口絞りに対応したディストーシ
ョン補正部材の作成及びデータファイルの作成方法につ
いて説明する。
Next, a method of creating a distortion correction member and a data file corresponding to each aperture stop will be described.

【0027】 まず、最初に通常照明絞り49Aを露
光光の光路上に設定し、かつ通常の平行平板をレチクル
Rとディストーション補正機構20との間の所定の高さ
位置(図1におけるディストーション補正部材用回転板
26の位置)に投影光学系PLの光軸に直交して配置
し、この状態でいわゆるテスト露光を行なう。
First, the normal illumination diaphragm 49 A is first set on the optical path of the exposure light, and the normal parallel plate is set at a predetermined height position between the reticle R and the distortion correction mechanism 20 (the distortion correction member in FIG. 1). It is arranged orthogonal to the optical axis of the projection optical system PL at the position of the rotary plate 26) and so-called test exposure is performed in this state.

【0028】 このテスト露光の結果に基づいて、通
常照明時のディストーション量を測定する。
Based on the result of this test exposure, the amount of distortion during normal illumination is measured.

【0029】 次に、この測定結果に基づいて、この
通常照明時のディストーション量を零とする線形、非線
形成分のディストーション補正値を求める。
Next, based on this measurement result, a distortion correction value of linear and non-linear components that makes the distortion amount at the time of normal illumination zero is obtained.

【0030】 次に、上記のディストーションの非線
形成分の補正値を用いて、これが零となるように、平行
平板の表面を加工して通常照明絞り49Aに対応するデ
ィストーション補正部材、すなわち、ディストーション
の非線形変化量が補正されるように部分的に厚さが異な
るようにされた平行平板を作成する。
Next, using the correction value of the non-linear component of the distortion, the surface of the parallel plate is processed so that this becomes zero, and the distortion correction member corresponding to the normal illumination diaphragm 49A, that is, the non-linearity of the distortion, is processed. A parallel plate having a partially different thickness is prepared so that the variation is corrected.

【0031】 次いで、上記のディストーションの線
形成分の補正値を用いてディストーション補正機構20
を構成するレンズ・エレメントの移動量のデータファイ
ルを作成し、ハードディスク68に格納する。
Then, the distortion correction mechanism 20 is used by using the correction value of the linear component of the distortion.
A data file of the amount of movement of the lens / elements that compose the above is created and stored in the hard disk 68.

【0032】 他の開口絞り49B〜49Dを設定し
た照明条件についても、上記〜と同様にして、照明
条件毎にテスト露光を行ない、ディストーション量を測
定し、補正値を求めてディストーション補正部材及びデ
ータファイルを作成する。
With respect to the illumination conditions in which the other aperture diaphragms 49B to 49D are set, the test exposure is performed for each illumination condition, the distortion amount is measured, the correction value is obtained, and the distortion correction member and the data are obtained in the same manner as the above. Create a file.

【0033】このようにして、すべての開口絞りについ
てそれぞれを用いた照明条件下でのテスト露光の結果に
基づいて予め作成したディストーション補正部材をディ
ストーション補正部材用回転板26に装着し、及び予め
作成したデータファイルをハードディスク68に格納し
ているのである。
In this way, the distortion correction member prepared in advance on the basis of the result of the test exposure under the illumination condition using each of all the aperture diaphragms is mounted on the distortion correction member rotating plate 26 and prepared in advance. The stored data file is stored in the hard disk 68.

【0034】次に、上述のようにして構成された本実施
例の投影露光装置10の露光時の実際の露光に先立つ主
要な動作について、主制御装置16の制御動作を中心に
説明する。
Next, the main operation of the projection exposure apparatus 10 of the present embodiment constructed as described above prior to the actual exposure will be described focusing on the control operation of the main controller 16.

【0035】外部指令、具体的には、オペレータからの
指令、又はホストコンピュータからの開口絞り変更の指
令が主制御装置16に入力されると、主制御装置16で
は開口絞り交換コントロール部66に指令を出し、第2
の回転駆動機構64を介して開口絞り板48を回転させ
ることによりその指令に対応する開口絞りに交換する。
When an external command, specifically, a command from the operator or a command to change the aperture diaphragm from the host computer is input to the main controller 16, the main controller 16 issues a command to the aperture diaphragm replacement controller 66. Out the second
By rotating the aperture stop plate 48 via the rotary drive mechanism 64, the aperture stop is replaced with the aperture stop corresponding to the command.

【0036】これと同時に、主制御装置16ではディス
トーション補正部材交換コントロール部24にディスト
ーション補正部材の変更の指令を与え、ハードディスク
68内のデータファイルよりその開口絞り形状に対応し
たレンズエレメントの移動量を読み出してディストーシ
ョン補正コントロール部22に与える。これにより、デ
ィストーション補正部材交換駆動部24によりディスト
ーション補正部材用回転板26が回転駆動されてディス
トーションの非線形成分が補正されると共に、ディスト
ーション補正コントロール部22によってディストーシ
ョン補正機構20が制御されディストーションの線形成
分が補正される。
At the same time, the main controller 16 gives a command for changing the distortion correction member to the distortion correction member exchange control unit 24, and the movement amount of the lens element corresponding to the aperture stop shape is calculated from the data file in the hard disk 68. It is read and given to the distortion correction control unit 22. As a result, the distortion correction member replacement drive unit 24 rotationally drives the distortion correction member rotation plate 26 to correct the non-linear component of the distortion, and the distortion correction control unit 22 controls the distortion correction mechanism 20 to control the linear component of the distortion. Is corrected.

【0037】上述のようにして、開口絞り変更に伴うデ
ィストーションの変動分が補正された後は、露光が開始
される。
As described above, after the variation of the distortion due to the change of the aperture stop is corrected, the exposure is started.

【0038】これまでの説明から明らかなように本実施
例では、ディストーション補正部材用回転板26に装着
された各ディストーション補正部材により第1のディス
トーション補正手段が構成され、ディストーション補正
機構20とディストーション補正コントロール部22と
によって第2のディストーション補正手段が構成され、
ディストーション補正部材交換駆動部24と第1の回転
駆動機構28によって変更手段が構成され、開口絞り板
48と第2の回転駆動機構64と開口絞り交換コントロ
ール部66とによって照明条件切替手段、すなわち開口
絞り切替設定手段が構成され、主制御装置16の機能に
よって制御手段が実現されている。
As is clear from the above description, in the present embodiment, the first distortion correcting means is constituted by each distortion correcting member mounted on the distortion correcting member rotary plate 26, and the distortion correcting mechanism 20 and the distortion correcting member are constituted. A second distortion correction means is constituted by the control section 22,
The distortion correction member exchange drive unit 24 and the first rotation drive mechanism 28 constitute a changing unit, and the aperture stop plate 48, the second rotation drive mechanism 64, and the aperture stop exchange control unit 66 constitute the illumination condition switching unit, that is, the aperture. The aperture switching setting means is configured, and the control means is realized by the function of the main control device 16.

【0039】以上説明したように、本実施例によると、
ある開口絞りを使用する照明条件下から他の開口絞りを
使用する照明条件に変更した際に生じる、ディストーシ
ョン変化を自動的に補正することが可能となる。また、
かかるディストーション変化の補正により異なる開口絞
りを使用する異なる照明条件下でのプロセスレイヤ間の
トータルオーバーレイ(総合的な重ね合わせのずれ)の
悪化を防止することができる。
As described above, according to this embodiment,
It is possible to automatically correct the distortion change that occurs when the illumination condition using one aperture stop is changed to the illumination condition using another aperture stop. Also,
By correcting the distortion change, it is possible to prevent deterioration of the total overlay (total overlay deviation) between the process layers under different illumination conditions using different aperture stops.

【0040】なお、上記実施例においては、ディストー
ション変化量の線形成分を補正するディストーション補
正機構として投影光学系PL内のレンズエレメントの光
軸方向位置及び傾斜を調整するものを例示したが、本発
明がこれに限定されるものではなく、例えば、レチクル
RのZ方向位置を変更する手段や、その他、レチクルR
と投影光学系PLとの間の光学的距離(光路長)を変更
できる手段であれば、如何なる手段を用いてディストー
ションの調整手段を構成しても良い。
In the above embodiment, as the distortion correction mechanism for correcting the linear component of the distortion change amount, the one for adjusting the position and the inclination of the lens element in the projection optical system PL in the optical axis direction is exemplified. However, the reticle R is not limited to this, and, for example, means for changing the position of the reticle R in the Z direction, and the reticle R
The distortion adjusting means may be configured using any means as long as it can change the optical distance (optical path length) between the projection optical system PL and the projection optical system PL.

【0041】また、上記実施例においては、照明条件切
替え手段を開口絞り板48と第2の回転駆動機構64と
開口絞り交換コントロール部66とによって構成する場
合を例示したが、本発明がこれに限定されるものではな
く、投影光学系PLの瞳面と共役な位置の近傍で露光光
の強度分布を変化させることにより照明条件を切替える
手段であれば、如何なる構成の照明条件切替え手段であ
っても良い。
In the above embodiment, the illumination condition switching means is composed of the aperture diaphragm plate 48, the second rotary drive mechanism 64 and the aperture diaphragm exchange control section 66. There is no limitation, and any configuration of illumination condition switching means may be used as long as it is a means for switching the illumination condition by changing the intensity distribution of the exposure light near the position conjugate with the pupil plane of the projection optical system PL. Is also good.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1ないし4
に記載の発明によれば、照明条件の切替えに伴うディス
トーションの変動量を補正することができるという従来
にない優れた効果がある。
As described above, claims 1 to 4
According to the invention described in (1), there is an unprecedented excellent effect that it is possible to correct the variation amount of distortion due to switching of illumination conditions.

【0043】また、請求項5ないし6に記載の発明によ
れば、照明条件の切替えに伴うディストーションの変動
量を自動的に補正することができるという効果がある。
Further, according to the invention described in claims 5 to 6, there is an effect that it is possible to automatically correct the variation amount of the distortion due to the switching of the illumination conditions.

【0044】特に、請求項3、請求項4及び請求項6に
記載の発明によれば、照明条件の切替えに伴うディスト
ーションの変動量の非線形成分のみでなく、線形成分を
も補正することができるという効果がある。
In particular, according to the third, fourth and sixth aspects of the invention, not only the non-linear component of the amount of distortion variation due to switching of the illumination conditions but also the linear component can be corrected. There is an effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】一実施例に係る投影露光装置の概略構成を示す
図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a projection exposure apparatus according to an embodiment.

【図2】開口絞り板の一例を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing an example of an aperture stop plate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 投影露光装置 14 照明光学系 16 主制御装置(制御手段) 20 ディストーション補正機構(第2のディストーシ
ョン補正手段の一部) 22 ディストーション補正コントロール部(第2のデ
ィストーション補正手段の一部) 24 ディストーション補正部材交換駆動部(変更手
段) 26 ディストーション補正部材用回転板(第1のディ
ストーション補正手段) 28 第1の回転駆動機構(変更手段の一部) 48 開口絞り板(照明条件切替手段の一部、開口絞り
切替設定手段の一部) 49A〜49D 開口絞り 64 第2の回転駆動機構(照明条件切替手段の一部、
開口絞り切替設定手段の一部) 66 開口絞り交換コントロール部(照明条件切替手段
の一部、開口絞り切替設定手段の一部) 68 ハードディスク(記憶部) R レチクル(マスク) PL 投影光学系
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Projection exposure apparatus 14 Illumination optical system 16 Main controller (control means) 20 Distortion correction mechanism (a part of second distortion correction means) 22 Distortion correction control section (a part of second distortion correction means) 24 Distortion correction Member exchange drive unit (change unit) 26 Rotation plate for distortion correction member (first distortion correction unit) 28 First rotation drive mechanism (part of change unit) 48 Aperture diaphragm plate (part of illumination condition switching unit, Part of aperture stop switching setting means 49A to 49D Aperture stop 64 Second rotation drive mechanism (part of illumination condition switching means,
Aperture stop switching setting unit) 66 Aperture stop replacement control unit (part of illumination condition switching unit, part of aperture stop switching setting unit) 68 Hard disk (storage unit) R reticle (mask) PL projection optical system

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 照明光学系からの露光光によりマスクを
照明し、マスク上のパターンの像を投影光学系を介して
感光基板上に露光転写する投影露光装置であって、 前記投影光学系の瞳面と共役な位置の近傍で前記露光光
の強度分布を変化させることにより照明条件を切替える
照明条件切替手段と;前記照明条件切替手段による照明
条件の切替えの際の露光光の強度分布変化に伴う前記投
影光学系のディストーションの非線形変化量を補正する
第1のディストーション補正手段とを有する投影露光装
置。
1. A projection exposure apparatus for illuminating a mask with exposure light from an illumination optical system and exposing and transferring an image of a pattern on the mask onto a photosensitive substrate via the projection optical system. Illumination condition switching means for switching the illumination condition by changing the intensity distribution of the exposure light in the vicinity of a position conjugate with the pupil plane; and a change in the intensity distribution of the exposure light when the illumination condition is switched by the illumination condition switching means. A projection exposure apparatus comprising: first distortion correction means for correcting a non-linear change amount of distortion of the projection optical system.
【請求項2】 前記照明条件切替手段が、大きさ又は形
状の異なる複数の開口絞りを露光光の光路上に切替え設
定する開口絞り切替設定手段であることを特徴とする請
求項1に記載の投影露光装置。
2. The illumination condition switching means is an aperture diaphragm switching setting means for switching and setting a plurality of aperture diaphragms having different sizes or shapes on the optical path of the exposure light. Projection exposure device.
【請求項3】 前記マスクと前記投影光学系との間の光
学的な距離を調整することによりディストーションの線
形変化量を補正する第2のディストーション補正手段を
更に有する請求項1又は2に記載の投影露光装置。
3. The second distortion correction means according to claim 1, further comprising a second distortion correction means for correcting a linear change amount of distortion by adjusting an optical distance between the mask and the projection optical system. Projection exposure device.
【請求項4】 前記照明条件切替手段により切替えられ
る各照明条件に対応する前記第1のディストーション補
正手段が、前記各照明条件の下で前記マスクと前記投影
光学系との間に平行平板を配置した状態で試し焼きを行
ない、その結果に基づいてディストーションの非線形変
化量が補正されるように部分的に厚さが異なるようにさ
れた前記平行平板であることを特徴とする請求項1ない
し3のいずれか一項に記載の投影露光装置。
4. The first distortion correction unit corresponding to each illumination condition switched by the illumination condition switching unit arranges a parallel plate between the mask and the projection optical system under each illumination condition. 4. The parallel flat plate having a partially different thickness so that the non-linear change amount of the distortion is corrected based on the result of the trial baking in this state. The projection exposure apparatus according to claim 1.
【請求項5】 前記照明条件切替手段による照明条件の
切替えの際に、その切替え後の照明条件に対応する前記
平行平板に変更する変更手段を更に有する請求項4に記
載の投影露光装置。
5. The projection exposure apparatus according to claim 4, further comprising, when the illumination condition is switched by the illumination condition switching unit, a changing unit that changes to the parallel plate corresponding to the switched illumination condition.
【請求項6】 前記各照明条件下の試し焼きの結果に基
づいてそれぞれ求められたディストーションの線形変化
量の補正値が記憶された記憶部と、 前記照明条件切替手段による照明条件の切替えの際、そ
の切替え後の照明条件に対応するディストーションの線
形変化量の補正値を前記記憶部から読み出し、当該補正
値に基づいて前記第2のディストーション補正手段を制
御する制御手段とを更に有する請求項3ないし5のいず
れか一項に記載の投影露光装置。
6. A storage unit storing a correction value of a linear change amount of distortion, which is obtained based on a result of trial baking under each illumination condition, and when the illumination condition is switched by the illumination condition switching unit. And a control unit that reads out a correction value of a linear change amount of distortion corresponding to the illumination condition after the switching from the storage unit and controls the second distortion correction unit based on the correction value. 6. The projection exposure apparatus according to any one of items 5 to 5.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20020000654A (en) * 2000-06-27 2002-01-05 박종섭 Exposure apparatus having rotary quadruple aperture
US6522386B1 (en) 1997-07-24 2003-02-18 Nikon Corporation Exposure apparatus having projection optical system with aberration correction element
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WO2008071305A1 (en) * 2006-12-14 2008-06-19 Carl Zeiss Smt Ag Illuminating optical unit and projection exposure apparatus for microlithography

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