JPH11260712A - Aligner and method - Google Patents
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- JPH11260712A JPH11260712A JP10078552A JP7855298A JPH11260712A JP H11260712 A JPH11260712 A JP H11260712A JP 10078552 A JP10078552 A JP 10078552A JP 7855298 A JP7855298 A JP 7855298A JP H11260712 A JPH11260712 A JP H11260712A
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路や
液晶デバイス製造用の高精度な結像性能が要求される露
光装置及び露光方法に関し、特に投影光学系の結像性能
の維持に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus and an exposure method for manufacturing semiconductor integrated circuits and liquid crystal devices, which require high-precision imaging performance, and more particularly to maintaining the imaging performance of a projection optical system. is there.
【0002】[0002]
【従来の技術】露光装置は、半導体素子等の回路パター
ンを形成するためのフォトリソグラフィ工程において、
レチクル(マスク)に形成されたパターンの像を投影光
学系を介してフォトレジストを塗布した感光基板に転写
する。2. Description of the Related Art An exposure apparatus is used in a photolithography process for forming a circuit pattern of a semiconductor element or the like.
The image of the pattern formed on the reticle (mask) is transferred to a photoresist-coated photosensitive substrate via a projection optical system.
【0003】この種の露光装置においては、投影光学系
の結像特性を高精度に一定値に維持することが要求され
るようになっており、様々な結像特性の補正方法が提案
され実用化されている。In this type of exposure apparatus, it has been required to maintain the imaging characteristics of the projection optical system at a constant value with high accuracy, and various methods for correcting the imaging characteristics have been proposed and put into practical use. Has been
【0004】この中でも特に投影光学系の露光光吸収に
よる結像特性の変動を補正する方法については、例えば
特開平5−251299号公報に開示されている。この
方法では、投影光学系への露光光の入射に伴って投影光
学系に蓄積される熱量を照明光学系によるレチクルの照
明条件を考慮して逐次計算し、この蓄積エネルギー量に
よる結像特性の変化量を求め、所定の補正機構により結
像特性を微調整する。このような補正機構では、投影光
学系を構成する複数のレンズエレメントのうち例えば2
つのレンズエレメントをピエゾ素子等を用いてレチクル
に対して独立に駆動する。[0004] Among them, a method of compensating for the fluctuation of the imaging characteristic due to the exposure light absorption of the projection optical system is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-251299. In this method, the amount of heat accumulated in the projection optical system in accordance with the incidence of the exposure light on the projection optical system is sequentially calculated in consideration of the illumination condition of the reticle by the illumination optical system, and the imaging characteristic based on the accumulated energy amount is calculated. The amount of change is obtained, and the imaging characteristics are finely adjusted by a predetermined correction mechanism. In such a correction mechanism, for example, two of the plurality of lens elements constituting the projection optical system are used.
One lens element is independently driven with respect to the reticle using a piezo element or the like.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来技
術では、一旦露光処理を開始した後はピエゾ素子等の補
正機構を常時動作させているので、ピエゾ素子等からの
発熱が無視できなくなって投影光学系の結像特性や投影
光学系の周囲に配置された計測装置の精度等に悪影響を
与える場合も生じ得る。However, in the above-mentioned prior art, since the correction mechanism such as the piezo element is always operated after the exposure process is started, the heat generated from the piezo element cannot be ignored. In some cases, this may have an adverse effect on the imaging characteristics of the projection optical system, the accuracy of a measuring device disposed around the projection optical system, and the like.
【0006】そこで、この発明は、上記の補正機構から
の発熱が投影光学系の結像特性等に影響することを防止
して補正機構を効率的に動作させることができる露光装
置を提供することを目的とする。Accordingly, the present invention provides an exposure apparatus capable of preventing the heat generated from the above-mentioned correction mechanism from affecting the imaging characteristics of the projection optical system and operating the correction mechanism efficiently. With the goal.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】以下、本発明の露光装置
及び方法を実施形態を説明する図面の符号を参照して説
明する。Hereinafter, an exposure apparatus and method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for explaining the embodiments.
【0008】本発明の露光装置は、光源(OS)からの
照明光をマスクパターン(R)に照射する照明光学系
(IS)と、前記マスクパターンの像を感光基板(W)
に結像投影する結像光学系(PL)と、当該結像光学系
を構成する所定の光学要素(20,21,22)を変位
させて結像特性を補正する補正装置(25,27)とを
備える露光装置であって、露光処理中は、前記補正装置
をサーボ駆動して前記所定の光学要素を所定の目標位置
に変位させ、非露光処理中は、前記補正装置のサーボ駆
動を停止させる制御装置(53)を備えることを特徴と
する。An exposure apparatus according to the present invention includes an illumination optical system (IS) for irradiating illumination light from a light source (OS) to a mask pattern (R), and an image of the mask pattern on a photosensitive substrate (W).
Optical system (PL) for image-forming and projecting the image on the optical system, and a correction device (25, 27) for displacing predetermined optical elements (20, 21, 22) constituting the image-forming optical system to correct the imaging characteristics An exposure apparatus comprising: a servo drive unit that shifts the predetermined optical element to a predetermined target position during the exposure process, and stops the servo drive of the correction device during the non-exposure process. A control device (53) for causing the control device to perform the control.
【0009】また、別の態様による露光装置は、光源
(OS)からの照明光をマスクパターン(R)に照射す
る照明光学系(IS)と、前記マスクパターンの像を感
光基板(W)に結像投影する結像光学系(PL)と、当
該結像光学系を構成する所定の光学要素(20,21,
22)を変位させて結像特性を補正する補正装置(2
5,27)とを備える露光装置であって、露光処理中に
前記補正装置をサーボ駆動して前記所定の光学要素を所
定の目標位置に変位させるとともに非露光処理中に前記
補正装置のサーボ駆動を停止する第1動作モードと、前
記露光処理中及び非露光処理中ともに前記補正装置をサ
ーボ駆動して前記所定の光学要素を所定の目標位置に変
位させる第2動作モードとを選択的に切替える制御装置
(53)を備えることを特徴とする。An exposure apparatus according to another aspect includes an illumination optical system (IS) for irradiating illumination light from a light source (OS) to a mask pattern (R), and an image of the mask pattern on a photosensitive substrate (W). An imaging optical system (PL) for forming and projecting an image, and predetermined optical elements (20, 21,
Correction device (2) for correcting the imaging characteristics by displacing
5, 27), wherein during the exposure process, the correction device is servo-driven to displace the predetermined optical element to a predetermined target position, and during the non-exposure process, the servo drive of the correction device is performed. And a second operation mode in which the correction device is servo-driven to displace the predetermined optical element to a predetermined target position during both the exposure processing and the non-exposure processing. A control device (53) is provided.
【0010】また、本発明の好ましい態様では、前記制
御装置(53)が、前記補正装置のサーボ駆動を停止し
た際に、前記所定の光学要素(20,21,22)を所
定の基準位置に保持することを特徴とする。In a preferred aspect of the present invention, when the control device (53) stops the servo drive of the correction device, the predetermined optical element (20, 21, 22) is moved to a predetermined reference position. It is characterized by holding.
【0011】また、本発明の好ましい態様では、前記制
御装置(53)が、前記補正装置をサーボ駆動する際の
発熱量が所定の許容発熱量を超えるおそれがある場合、
前記第1動作モードを選択することを特徴とする。In a preferred aspect of the present invention, when the control device (53) has a possibility that a heating value at the time of servo-driving the correction device may exceed a predetermined allowable heating value,
The first operation mode is selected.
【0012】また、本発明の好ましい態様では、前記制
御装置(53)が、前記補正装置をサーボ駆動する際の
発熱変動量が所定の許容変動量を超えるおそれがある場
合、前記第2動作モードを選択することを特徴とする。Further, in a preferred aspect of the present invention, when the control device (53) has a possibility that a heat generation fluctuation amount when the correction device is servo-driven exceeds a predetermined allowable fluctuation amount, the control device (53) may execute the second operation mode. Is selected.
【0013】また、本発明の好ましい態様では、前記制
御装置(53)が、前記照明光学系による照明条件を変
更した際に、前記第1及び第2動作モードの切り替えを
判断することを特徴とする。[0013] In a preferred aspect of the present invention, the control device (53) judges switching between the first and second operation modes when the illumination condition of the illumination optical system is changed. I do.
【0014】また、本発明の露光方法は、結像光学系
(IS)の結像特性を補正しつつ、当該結像光学系を介
してマスクパターン(R)の像を感光基板(W)に転写
する露光方法であって、露光処理中は、前記結像光学系
を構成する所定の光学要素(20,21,22)を目標
位置に変位させて結像特性を補正し、非露光処理中は、
前記所定の光学要素の(20,21,22)変位を停止
させることを特徴とする。Further, according to the exposure method of the present invention, the image of the mask pattern (R) is transferred onto the photosensitive substrate (W) via the imaging optical system while correcting the imaging characteristics of the imaging optical system (IS). An exposure method for transferring, wherein during an exposure process, predetermined optical elements (20, 21, 22) constituting the imaging optical system are displaced to a target position to correct an imaging characteristic, and during an exposure process, Is
The (20, 21, 22) displacement of the predetermined optical element is stopped.
【0015】また、別の態様による露光方法は、結像光
学系(IS)の結像特性を補正しつつ、当該結像光学系
を介してマスクパターン(R)の像を感光基板(W)に
転写する露光方法であって、露光処理中に前記結像光学
系を構成する所定の光学要素を目標位置に変位させて結
像特性を補正するとともに非露光処理中に前記所定の光
学要素の変位を停止させる第1動作モードと、前記露光
処理中及び非露光処理中ともに前記所定の光学要素を目
標位置に変位させて結像特性を補正する第2動作モード
とを選択的に切替えて実行することを特徴とする。According to another aspect of the present invention, there is provided an exposure method, wherein an image of a mask pattern (R) is transferred to a photosensitive substrate (W) through the imaging optical system while correcting the imaging characteristics of the imaging optical system (IS). An exposure method of transferring the predetermined optical element constituting the imaging optical system to a target position during the exposure processing to correct the imaging characteristic and correct the imaging characteristic during the non-exposure processing. A first operation mode in which displacement is stopped and a second operation mode in which the predetermined optical element is displaced to a target position to correct an imaging characteristic during the exposure processing and the non-exposure processing are selectively switched and executed. It is characterized by doing.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態である
露光装置について図面を参照しつつ詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【0017】〔1.露光装置の構成〕図1は、露光装置
の概略的な構成を示す側面図である。この露光装置は、
露光用の照明光を発生する光源装置OSと、光源装置O
Sからの照明光をレチクルRに照射する照明光学系IS
と、レチクルRを支持するとともにこれを適所に移動さ
せるレチクルステージ装置RSと、レチクルRに形成さ
れたパターンをウェハW上に投影する投影光学系PL
と、ウェハWを支持するとともにこれを投影光学系PL
に対して適所に移動させるウェハステージ装置WSと、
これらを統括制御する主制御装置MCとを備える。[1. Configuration of Exposure Apparatus] FIG. 1 is a side view showing a schematic configuration of an exposure apparatus. This exposure apparatus
A light source device OS for generating illumination light for exposure and a light source device O
Illumination optical system IS for irradiating illumination light from S onto reticle R
And a reticle stage device RS for supporting the reticle R and moving the reticle R to an appropriate position, and a projection optical system PL for projecting a pattern formed on the reticle R onto the wafer W.
And supports the wafer W and projects it on the projection optical system PL.
A wafer stage apparatus WS for moving the wafer stage to an appropriate position;
And a main control device MC for integrally controlling these.
【0018】まず、光源装置OSについて説明する。発
光源である超高圧水銀ランプ1から発生した照明光は、
楕円鏡2によって第2焦点f0に集光される。第2焦点
f0の近傍には、ロータリーシャッタ3が配置されてい
る。ロータリーシャッタ3は、モータ4に駆動されて回
転し、光源装置OSからの照明光ILの出力をオン・オ
フする。First, the light source device OS will be described. Illumination light generated from the ultra-high pressure mercury lamp 1, which is a light source,
The light is converged on the second focal point f 0 by the elliptical mirror 2. In the vicinity of the second focal point f 0, it is arranged rotary shutter 3. The rotary shutter 3 is driven by the motor 4 to rotate, and turns on / off the output of the illumination light IL from the light source device OS.
【0019】超高圧水銀ランプ1は、ウェハW上のレジ
スト層が感光する波長域(例えばi線等)の照明光IL
を発生する。なお、超高圧水銀ランプ1の輝線の代わり
に、KrF、ArFエキシマレーザ等の光源からのレー
ザ光を用いても構わない。The ultra-high pressure mercury lamp 1 has illumination light IL in a wavelength range (for example, i-line) to which the resist layer on the wafer W is exposed.
Occurs. Note that a laser beam from a light source such as a KrF or ArF excimer laser may be used instead of the bright line of the ultra-high pressure mercury lamp 1.
【0020】以下、照明光学系ISについて説明する。
光源装置OSから出射した照明光ILは、コールドミラ
ー5で水平に反射された後、コリメータレンズ6で平行
にされてオプチカルインテグレータ7に入射し、オプチ
カルインテグレータ7の出射端に2次光源を形成する。
オプチカルインテグレータ7の出射端側には可変開口絞
り8が配置されている。この可変開口絞り8を通過した
照明光ILは、リレーレンズ9、11とメインコンデン
サーレンズ12とを通過してミラー13で下方に反射さ
れた後、リレーレンズ9、11の間に配置された可変視
野絞り10によって規定されるレチクルR上の照明領域
をほぼ均一な照度で照明する。Hereinafter, the illumination optical system IS will be described.
The illumination light IL emitted from the light source device OS is reflected horizontally by the cold mirror 5, collimated by the collimator lens 6, enters the optical integrator 7, and forms a secondary light source at the emission end of the optical integrator 7. .
A variable aperture stop 8 is arranged on the emission end side of the optical integrator 7. The illumination light IL that has passed through the variable aperture stop 8 passes through the relay lenses 9 and 11 and the main condenser lens 12, is reflected downward by the mirror 13, and is then disposed between the relay lenses 9 and 11. The illumination area on the reticle R defined by the field stop 10 is illuminated with substantially uniform illuminance.
【0021】オプチカルインテグレータ7は、図2に示
すように、4種類のフライアイレンズ群7a〜7dをタ
レット板7fに固定したものである。駆動系54により
タレット板7fを回転させることによって、4種類のフ
ライアイレンズ群7a〜7dのいずいれかを照明光学系
ISの光路中に配置することができるとともに必要に応
じて他のフライアイレンズ群7a〜7dと交換すること
ができる。各フライアイレンズ群7a〜7dは、照明光
学系ISの光軸AXに対する偏心状態が異なるように配
置されている。また、フライアイレンズ群7a〜7dい
ずれかが照明光学系ISの光路中に配置された場合、そ
の中心CTは照明光学系ISの光軸AXとほぼ一致す
る。これにより、レチクルRに形成されたパターンの配
列方向等に応じて必要なフライアイレンズ群7a〜7d
を選択して照明光学系ISの光路中に配置することがで
きる。As shown in FIG. 2, the optical integrator 7 has four types of fly-eye lens groups 7a to 7d fixed to a turret plate 7f. By rotating the turret plate 7f by the drive system 54, any one of the four types of fly-eye lens groups 7a to 7d can be arranged in the optical path of the illumination optical system IS, and another fly-eye lens group can be arranged as necessary. It can be replaced with the eye lens groups 7a to 7d. The fly-eye lens groups 7a to 7d are arranged so that the eccentric state of the illumination optical system IS with respect to the optical axis AX is different. When any one of the fly-eye lens groups 7a to 7d is disposed in the optical path of the illumination optical system IS, the center CT thereof substantially coincides with the optical axis AX of the illumination optical system IS. Thereby, the fly-eye lens groups 7a to 7d required according to the arrangement direction of the pattern formed on the reticle R and the like.
Can be selected and arranged in the optical path of the illumination optical system IS.
【0022】可変視野絞り10の面は、レチクルRと共
役関係にあるので、モータ(不図示)により可変視野絞
り10を構成する複数枚の可動ブレードを開閉させて開
口部の大きさ、形状を変えることによって、レチクルR
の照明視野を任意に設定することができる。Since the surface of the variable field stop 10 is in a conjugate relationship with the reticle R, a plurality of movable blades constituting the variable field stop 10 are opened and closed by a motor (not shown) to reduce the size and shape of the opening. By changing, reticle R
Can be set arbitrarily.
【0023】以下、レチクルステージ装置RSについて
説明する。レチクルRは、レチクルホルダ14に保持さ
れ、レチクルホルダ14は、伸縮可能な複数の駆動素子
29を介して、水平なX−Y面内で2次元移動可能なス
テージ15上に載置されている。駆動素子29の各伸縮
量を駆動素子制御部53から制御することにより、レチ
クルRを光軸AXに平行なZ方向に平行移動させ得ると
ともに、光軸AXと垂直なX−Y面に対して任意方向に
傾斜させることができるようになっている。これによ
り、投影光学系PLの結像特性、特に糸巻型や樽型のデ
ィストーションを補正することができる。なお、バーコ
ードリーダ52は、レチクルRが投影光学系PLの直上
に搬送される途中でレチクルRのパターン領域PAの脇
に形成されたレチクルR識別用のバーコードBCを読み
取る。Hereinafter, the reticle stage device RS will be described. The reticle R is held by a reticle holder 14, and the reticle holder 14 is placed on a stage 15 that can move two-dimensionally in a horizontal XY plane via a plurality of drive elements 29 that can expand and contract. . By controlling each expansion and contraction amount of the driving element 29 from the driving element control unit 53, the reticle R can be translated in the Z direction parallel to the optical axis AX, and can be moved with respect to an XY plane perpendicular to the optical axis AX. It can be tilted in any direction. This makes it possible to correct the imaging characteristics of the projection optical system PL, in particular, pincushion and barrel distortions. The bar code reader 52 reads the reticle R identification bar code BC formed on the side of the pattern area PA of the reticle R while the reticle R is being conveyed immediately above the projection optical system PL.
【0024】以下、投影光学系PLについて説明する。
レチクルRに形成されたパターン領域PAを通過した照
明光ILは、両側テレセントリックな投影光学系PLに
入射する。投影光学系PLは、パターン領域PAに形成
された回路パターンの投影像を、表面が最良結像面とほ
ぼ一致するように保持されたウェハW上の1つのショッ
ト領域に重ね合わせて投影(結像)する。Hereinafter, the projection optical system PL will be described.
The illumination light IL that has passed through the pattern area PA formed on the reticle R enters a projection optical system PL that is telecentric on both sides. The projection optical system PL superimposes and projects a projection image of the circuit pattern formed in the pattern area PA onto one shot area on the wafer W held so that the surface substantially matches the best imaging plane. Image).
【0025】なお、この実施形態では投影光学系PLを
構成する一部の光学要素である第1群レンズエレメント
20と第2群レンズエレメント21、22とを、駆動素
子制御部53により投影光学系PLの本体に対して独立
に駆動することが可能となっている。これにより、投影
光学系PLの結像特性、例えば投影倍率、ディストーシ
ョン等を補正することができる。また、投影光学系PL
の瞳面Ep、若しくはその近傍面内には可変開口絞り3
2が設けられており、これによって投影光学系PLの開
口数NAを変更できるようになっている。In this embodiment, the first group lens element 20 and the second group lens elements 21 and 22, which are some of the optical elements constituting the projection optical system PL, are driven by the drive element control unit 53 to project the projection optical system. It can be driven independently of the main body of the PL. Thereby, it is possible to correct the imaging characteristics of the projection optical system PL, for example, the projection magnification, distortion, and the like. Further, the projection optical system PL
Of the variable aperture stop 3 in the pupil plane Ep or in the vicinity thereof
2, the numerical aperture NA of the projection optical system PL can be changed.
【0026】以下、ウェハステージ装置WSについて説
明する。ウェハWは、ウェハホルダ(θテーブル)16
に真空吸着され、このホルダ16を介してステージ17
上に保持されている。ステージ17は、モータ18によ
り投影光学系PLの最良結像面に対して任意方向に傾斜
可能で、かつ光軸AXに平行なZ方向に微動可能である
とともに、ステップ・アンド・リピート方式で光軸AX
に垂直なX−Y方向に2次元移動可能になっている。つ
まり、ステージ17は、ウェハW上の1つのショット領
域に対するレチクルRの転写露光が終了すると、次のシ
ョット位置までステッピング移動する。Hereinafter, the wafer stage apparatus WS will be described. The wafer W is placed in a wafer holder (θ table) 16.
To the stage 17 via the holder 16.
Is held on. The stage 17 can be tilted in any direction with respect to the best image forming plane of the projection optical system PL by the motor 18 and can be finely moved in the Z direction parallel to the optical axis AX, and emits light in a step-and-repeat manner. Axis AX
2D can be moved two-dimensionally in the X-Y direction perpendicular to. That is, when the transfer exposure of the reticle R to one shot area on the wafer W ends, the stage 17 moves stepwise to the next shot position.
【0027】なお、ステージ17の端部には、干渉計4
2からのレーザビームを反射する移動鏡43が固定され
ており、干渉計42の出力信号に基づいてステージ17
のX−Y面内における2次元的な位置が常時検出され
る。The end of the stage 17 has an interferometer 4
The movable mirror 43 that reflects the laser beam from the stage 2 is fixed, and based on the output signal of the interferometer 42, the stage 17
Is always detected in the XY plane.
【0028】また、ステージ17上には、光電センサ3
3がウェハWの表面位置とほぼ一致するように設けられ
ている。光電センサ33は、例えば投影光学系PLのイ
メージフィールド、又はレチクルパターンの投影領域と
ほぼ同じ面積の受光面を備えた光検出器で構成され、こ
の照射量に関する光情報を主制御装置MCに出力する。
この光情報は、照明光ISの入射に伴って投影光学系P
Lに蓄積されるエネルギー量に対応した結像特性の変化
量(収差量等)を求めるための基礎データとなる。The photoelectric sensor 3 is mounted on the stage 17.
3 is provided so as to substantially coincide with the surface position of the wafer W. The photoelectric sensor 33 is composed of, for example, a photodetector having a light receiving surface having substantially the same area as the image field of the projection optical system PL or the projection area of the reticle pattern, and outputs light information on the irradiation amount to the main controller MC. I do.
This optical information is transmitted to the projection optical system P with the incidence of the illumination light IS.
It becomes basic data for obtaining a change amount (aberration amount or the like) of the imaging characteristic corresponding to the amount of energy stored in L.
【0029】さらに、投影光学系PLの最良結像面にピ
ンホール或いはスリット像を形成するための結像光束を
光軸AXに対して斜めから入射させる照射光学系30
と、その結像光束のウェハWの表面での反射光束を受光
する受光光学系31とからなる斜入射方式の焦点検出系
が設けられている。この焦点検出系では、ウェハW表面
の結像面に対する上下方向(光軸AX方向)の位置ずれ
を検出し、投影光学系PLのウェハWに対する合焦状態
を検出するものである。Further, an irradiation optical system 30 for causing an image forming light beam for forming a pinhole or a slit image on the best image forming plane of the projection optical system PL to be obliquely incident on the optical axis AX.
And a light receiving optical system 31 for receiving the reflected light beam of the image forming light beam on the surface of the wafer W. In this focus detection system, a positional shift in the vertical direction (optical axis AX direction) of the surface of the wafer W with respect to the imaging plane is detected, and the focus state of the projection optical system PL on the wafer W is detected.
【0030】以下、主制御装置MCについて説明する。
図示していないが、主制御装置MCは照明条件の変更や
露光動作の開始、停止を制御するほか、装置全体を統括
制御するコントロール部と、照明条件やレチクルパター
ン毎の結像特性の変化量の許容限界値の決定や結像特性
の変化量の計算を行う演算部と、複数枚のレチクルR毎
にその名称に対応した動作パラメータ、例えば照明条件
や投影光学系の熱蓄積量(又はこれに対応した結像特性
の変化量)を算出するための演算パラメータ等を記憶す
る記憶部(メモリ)とで構成されているものとする。Hereinafter, main controller MC will be described.
Although not shown, the main controller MC controls the change of the illumination conditions and the start and stop of the exposure operation, and a control unit for controlling the entire apparatus, and the amount of change in the imaging conditions for each illumination condition and reticle pattern. A calculation unit for determining the allowable limit value of the reticle R and calculating the amount of change in the imaging characteristic, and operating parameters corresponding to the name of each of the plurality of reticles R, such as illumination conditions and heat accumulation amount of the projection optical system (or And a storage unit (memory) for storing calculation parameters and the like for calculating the amount of change in the imaging characteristic corresponding to (i).
【0031】なお、主制御装置MC内には、この露光装
置で扱うべき複数枚のレチクルRの名称と、各名称に対
応した露光装置の動作パラメータとが予め登録されてい
る。そして、主制御装置MCは、バーコードリーダ52
がレチクルバーコードBCを読み取ると、その名称に対
応した動作パラメータの1つとして、予め登録されてい
る照明条件(レチクルの種類やレチクルパターンの周期
性等に対応)に最も見合ったフライアイレンズ群7a〜
7dを選択して、所定の駆動指令を駆動系54に出力す
る。さらに、上記名称に対応した動作パラメータとし
て、先に選択されたフライアイレンズ群7a〜7dのも
とでの可変開口絞り8、32及び可変視野絞り10の最
適な設定条件、及び投影光学系PLの結像特性を後述の
補正機構によって補正するために用いられる演算パラメ
ータも登録されており、これらの条件設定もフライアイ
レンズ群7a〜7dの設定と同時に行われる。これによ
って、ステージ15上に載置されたレチクルRに対して
最適な照明条件が設定されることになる。以上の動作
は、キーボード51からオペレータがコマンドとデータ
を主制御装置MCへ直接入力することによっても実行で
きる。In the main controller MC, the names of a plurality of reticles R to be handled by the exposure apparatus and the operation parameters of the exposure apparatus corresponding to each name are registered in advance. The main control device MC includes a bar code reader 52.
Reads the reticle bar code BC, the fly-eye lens group that most closely matches the pre-registered illumination conditions (corresponding to the type of reticle, periodicity of the reticle pattern, etc.) as one of the operation parameters corresponding to the name 7a ~
7d, and outputs a predetermined drive command to the drive system 54. Further, as operation parameters corresponding to the above-mentioned names, optimal setting conditions of the variable aperture stops 8, 32 and the variable field stop 10 under the fly-eye lens groups 7a to 7d selected previously, and the projection optical system PL Computation parameters used to correct the image forming characteristic by the correction mechanism described later are also registered, and these conditions are set simultaneously with the settings of the fly-eye lens groups 7a to 7d. As a result, an optimal illumination condition is set for the reticle R mounted on the stage 15. The above operations can also be executed by the operator directly inputting commands and data from the keyboard 51 to the main controller MC.
【0032】次に、投影光学系PLの結像特性の補正機
構について説明する。結像特性の補正機構は、第1群レ
ンズエレメント20、及び第2群レンズエレメント21
を変位させるための補正装置である駆動素子25、27
と、これら駆動素子25、27の動作を制御する駆動素
子制御部53とを備える。また、投影光学系PLの結像
特性の補正は、レチクルRを駆動素子29の動作を駆動
素子制御部53が制御することでも行うことができる。
駆動素子制御部53は、主制御装置MCからの指示に基
づき、レチクルRと、第1群レンズエレメント20と、
第2群レンズエレメント21、22とをそれぞれ独立に
必要量だけ駆動し、投影光学系PLの結像特性を補正す
る。投影光学系PLの結像特性としては、焦点位置、投
影倍率、ディストーション、像面湾曲、非点収差等があ
り、これらの値を個々に補正することが可能である。こ
の実施形態では、レンズエレメント20、21、22の
移動によって、特に両側テレセントリックな投影光学系
PLにおける焦点位置、投影倍率、ディストーション、
及び像面湾曲を補正する。なお、レチクルRの移動(結
果的には、レチクルRに対する投影光学系PL全体の移
動を意味する)により、例えば樽型又は糸巻型のディス
トーションを補正する。Next, a mechanism for correcting the imaging characteristics of the projection optical system PL will be described. The first group lens element 20 and the second group lens element 21
Elements 25 and 27 which are correction devices for displacing
And a drive element control unit 53 for controlling the operation of these drive elements 25 and 27. The correction of the imaging characteristics of the projection optical system PL can also be performed by controlling the operation of the drive element 29 on the reticle R by the drive element control unit 53.
The drive element control unit 53, based on an instruction from the main controller MC, controls the reticle R, the first lens unit 20,
The second group lens elements 21 and 22 are independently driven by a required amount to correct the imaging characteristics of the projection optical system PL. The imaging characteristics of the projection optical system PL include a focal position, a projection magnification, distortion, curvature of field, astigmatism, and the like, and these values can be individually corrected. In this embodiment, the focus position, projection magnification, distortion, and the like in the bilateral telecentric projection optical system PL are particularly controlled by the movement of the lens elements 20, 21, and 22.
And correct the field curvature. The movement of the reticle R (consequently, the movement of the entire projection optical system PL with respect to the reticle R) corrects, for example, barrel or pincushion distortion.
【0033】レチクルRに最も近い第1群レンズエレメ
ント20は支持部材24に固定され、次の第2群レンズ
エレメント21、22は支持部材26に固定されてい
る。第3群レンズエレメント23から下に配置されたレ
ンズエレメントは、投影光学系PLの鏡筒部28に固定
されている。なお、以下の説明で「投影光学系PLの光
軸AX」とは、鏡筒部28に固定されているレンズエレ
メントの光軸を指すものとする。The first lens element 20 closest to the reticle R is fixed to a support member 24, and the next second lens elements 21 and 22 are fixed to a support member 26. The lens element disposed below the third group lens element 23 is fixed to the lens barrel 28 of the projection optical system PL. In the following description, the “optical axis AX of the projection optical system PL” indicates the optical axis of the lens element fixed to the lens barrel 28.
【0034】支持部材24は、伸縮可能な複数の駆動素
子25(図中では簡単のため2つのみ図示)によって支
持部材26上に支持され、支持部材26は、投影光学系
PLの光軸AX方向に伸縮可能な複数の駆動素子27に
よって鏡筒部28に支持されている。駆動素子25、2
7としては、ピエゾ素子と呼ばれる電歪素子が用いられ
ているが、これに代えて例えば磁歪素子を用いることも
できる。駆動素子制御部53は、サーボ制御によって駆
動素子25、27に必要な電圧を与えて第1レンズエレ
メント20と第2レンズエレメント21、22とを主制
御装置MCから受け取った演算パラメータに基づいて必
要な位置に移動させる。なお、レチクルステージ装置R
Sに設けた駆動素子29にも、電歪素子が用いられてお
り、駆動素子制御部53は、サーボ駆動によって駆動素
子25、27に必要な電圧を与え、レチクルRを主制御
装置MCから受け取った演算パラメータに基づいて必要
な位置に移動させる。The support member 24 is supported on a support member 26 by a plurality of expandable and contractible drive elements 25 (only two are shown in the figure for simplicity). The support member 26 is connected to the optical axis AX of the projection optical system PL. It is supported on the lens barrel 28 by a plurality of drive elements 27 that can expand and contract in the direction. Drive element 25, 2
Although an electrostrictive element called a piezo element is used as 7, for example, a magnetostrictive element can be used instead. The drive element control unit 53 applies necessary voltages to the drive elements 25 and 27 by servo control, and controls the first lens element 20 and the second lens elements 21 and 22 based on calculation parameters received from the main control device MC. To a different position. The reticle stage device R
An electrostrictive element is also used as the drive element 29 provided in S, and the drive element control unit 53 applies a necessary voltage to the drive elements 25 and 27 by servo driving, and receives the reticle R from the main controller MC. Move to the required position based on the calculated parameters.
【0035】駆動素子制御部53は、主制御装置MCと
の間で通信を行うとともに必要な演算処理を行う上位プ
ロセッサ53aと、各駆動素子25、27、29を実際
に駆動する下位プロセッサ53bとを備える。上位プロ
セッサ53aは、主制御装置MCから受け取った結象特
性補正のための演算パラメータに基づいて、第1レンズ
エレメント20、第2レンズエレメント21、22、及
びレチクルRのそれぞれについて最適位置である目標値
を算出する。下位プロセッサ53bは、上位プロセッサ
53aから共有メモリ(SHM)を介して受け取った上
記の目標値に基づいて駆動素子25、27、29の駆動
量を求め、この駆動量に基づいて駆動素子25、27、
29の伸縮量を調節する。なお、上位プロセッサ53a
は、共有メモリ(SHM)に記憶された目標値を10ミ
リ秒毎に更新する。The drive element control unit 53 communicates with the main controller MC and performs necessary arithmetic processing. The lower processor 53a actually drives the respective drive elements 25, 27 and 29. Is provided. The upper processor 53a determines the target position that is the optimum position for each of the first lens element 20, the second lens elements 21, 22 and the reticle R based on the calculation parameters for correcting the image characteristic received from the main controller MC. Calculate the value. The lower processor 53b calculates the driving amounts of the driving elements 25, 27, and 29 based on the target values received from the upper processor 53a via the shared memory (SHM), and based on the driving amounts, the driving elements 25 and 27. ,
Adjust the amount of expansion and contraction of 29. The upper processor 53a
Updates the target value stored in the shared memory (SHM) every 10 milliseconds.
【0036】図3は、一例として、第1群レンズエレメ
ント20の位置検出を説明する図である。第1群レンズ
エレメント20は、駆動素子25に駆動されて第2群レ
ンズエレメント21、22に対して上下方向(投影光学
系PLの光軸AX方向)に変位する。第2群レンズエレ
メント21、22の支持部材26から上方に延びる支柱
部材26aの上部下面には、支持部材24の上面に対向
するように容量型変位センサ25aが取り付けられてい
る。この容量型変位センサ25aの検出出力を監視すれ
ば、第1群レンズエレメント20の第2群レンズエレメ
ント21、22に対する変位量が分かる。第2群レンズ
エレメント21、22や投影光学系PLに対する変位量
も,上記と同様の方法で分かる。FIG. 3 is a diagram for explaining the detection of the position of the first lens unit 20 as an example. The first group lens element 20 is driven by the drive element 25 to be displaced vertically (in the optical axis AX direction of the projection optical system PL) with respect to the second group lens elements 21 and 22. A capacitive displacement sensor 25a is attached to an upper lower surface of a column member 26a extending upward from the support member 26 of the second group lens elements 21 and 22 so as to face an upper surface of the support member 24. By monitoring the detection output of the capacitive displacement sensor 25a, the displacement of the first lens element 20 with respect to the second lens elements 21 and 22 can be determined. The amount of displacement with respect to the second group lens elements 21 and 22 and the projection optical system PL can be determined in the same manner as described above.
【0037】なお、駆動素子25、27、29に与える
電圧と、これに応じて生じる駆動素子25、27、29
の伸縮量との関係を予め求めてけば、容量型変位センサ
25aを用いないで第1群レンズエレメント20、第2
群レンズエレメント21、22、及びレチクルRを所望
の位置に変位させることができる。ただし、駆動素子2
5、27、29のヒステリシス性を考慮した場合、上記
した容量型変位センサ25aのほか、差動トランス等の
位置検出器を各駆動素子25、27、29に設けた方が
第1群レンズエレメント20等を高精度に伸縮駆動する
ことができる。The voltages applied to the driving elements 25, 27 and 29 and the driving elements 25, 27 and 29 generated in response
If the relationship between the first lens element 20 and the second lens element 20 can be determined without using the displacement sensor 25a,
The group lens elements 21 and 22 and the reticle R can be displaced to desired positions. However, the driving element 2
In consideration of the hysteresis of 5, 27, and 29, the first group lens element is preferably provided with a position detector such as a differential transformer in each of the drive elements 25, 27, and 29 in addition to the above-described capacitive displacement sensor 25a. 20 can be driven to expand and contract with high precision.
【0038】〔2.照明方法〕ここで、図1に示す露光
装置で採用される照明方法について説明しておく。この
照明方法では、照明光学系の瞳面、又はその共役面若し
くはその近傍の面内を通る照明光ILを、照明光学系I
Sの光軸AXから所定量だけ偏心した位置に中心を有す
る少なくとも2つの局所領域に規定することによって、
レチクルRに照射される複数の照明光ILを所定の方向
にレチクルパターンの微細度に応じた角度だけ光軸AX
に対して対称的に傾け得るようになっている(以下、こ
のような照明法を傾斜照明法と呼ぶ)。例えば図2に示
すフライアイレンズ群7b、7c、7dがこの傾斜照明
法に対応している。なお、フライアイレンズ群7bは、
照明光学系ISの光軸AXの周りに対称で均一な通常の
照明法に対応する。[2. Illumination Method] Here, an illumination method employed in the exposure apparatus shown in FIG. 1 will be described. In this illumination method, the illumination light IL passing through a pupil plane of the illumination optical system or a conjugate plane thereof or a plane in the vicinity thereof is transmitted to the illumination optical system I.
By defining at least two local regions having centers at positions eccentric from the optical axis AX of S by a predetermined amount,
The plurality of illumination lights IL applied to the reticle R are shifted in a predetermined direction by an angle corresponding to the degree of fineness of the reticle pattern to the optical axis AX.
(Hereinafter, such an illumination method is called an inclined illumination method). For example, the fly-eye lens groups 7b, 7c, 7d shown in FIG. 2 correspond to this oblique illumination method. The fly-eye lens group 7b is
This corresponds to a normal illumination method that is symmetric and uniform around the optical axis AX of the illumination optical system IS.
【0039】なお、露光装置で使用するレチクルパター
ンの微細度(線幅、ピッチ)や方向性は一種類に特定さ
れるものではないため、本実施形態で使用する露光装置
の照明光学系ISの瞳面において照明光ILが通過する
局所領域の中心位置は、パターンの種類に応じて可変で
あることが望ましい。つまり、これはレチクルRへの照
明光ILの入射方向や入射角の最適値がレチクルパター
ンの描かれた方向や幅、ピッチによって決定されるから
である。さらに、図2に示した複数のフライアイレンズ
群7a〜7dの各々において、その射出端の面積は、各
フライアイレンズ群7a〜7dを透過する照明光ILの
レチクルRに対する開口数と投影光学系PLのレチクル
側開口数NARとの比、いわゆるσ値が0.1〜0.3
程度になるように設定することが望ましい。なお、照明
条件を変更する、すなわち照明光学系ISの瞳面での光
量分布を変化させるための構成は、図2のタレット板7
fに限られるものではなく、例えば図1の可変開口絞り
8の開口部の形状を変更することもできる。さらに、σ
値を変更するため、例えば図1の集光光学系6をズーム
レンズ系としてもよい。Since the fineness (line width, pitch) and directionality of the reticle pattern used in the exposure apparatus are not limited to one type, the illumination optical system IS of the exposure apparatus used in the present embodiment is not limited to one type. It is desirable that the center position of the local area through which the illumination light IL passes on the pupil plane is variable according to the type of the pattern. In other words, this is because the optimum value of the direction and angle of incidence of the illumination light IL on the reticle R is determined by the direction, width, and pitch of the reticle pattern. Further, in each of the plurality of fly-eye lens groups 7a to 7d shown in FIG. 2, the area of the exit end is determined by the numerical aperture of the illumination light IL transmitted through each of the fly-eye lens groups 7a to 7d with respect to the reticle R and the projection optics. The ratio of the system PL to the reticle-side numerical aperture NA R , the so-called σ value, is 0.1 to 0.3.
It is desirable to set so that it is about. The configuration for changing the illumination conditions, that is, for changing the light quantity distribution on the pupil plane of the illumination optical system IS is described in FIG.
The shape of the aperture of the variable aperture stop 8 shown in FIG. 1 is not limited to f. Furthermore, σ
In order to change the value, for example, the condenser optical system 6 in FIG. 1 may be a zoom lens system.
【0040】次に、各照明条件のもとでの投影光学系P
Lの瞳面近傍における光量分布について説明する。ここ
で、投影光学系PLの露光フィールドの全域にわたって
レチクルR上にパターンがほぼ均一に形成されている場
合、投影光学系PLを構成する複数のレンズエレメント
のうち、レチクルR、或いはウェハWの近くのレンズエ
レメントでは、照明条件に関係なく照明光がその全面に
わたってほぼ均一に通過することになる。これに対し
て、投影光学系PLの瞳面Epの付近では照明条件毎に
その照度分布が異なる。このため、瞳面Ep近傍のレン
ズエレメントで生じる温度分布も照明条件毎に異なる。
特に瞳面近傍では照明光ILが集中して通過するため、
照明条件毎に異なる照度(温度)分布となり、結像特性
に与える影響も大きいと言える。実際にパターン露光を
行うときは、レチクルの種類(例えば通常レチクルや位
相シフトレチクル)やパターン線幅、形状、及び周期性
等に対応して、これらに見合った最適な照明条件、すな
わちσ値や投影光学系PLのレチクル側及びウェハ側開
口数NAR、NAWを、ターレット板7f、可変開口絞り
8、32を駆動することにより設定することになる。Next, the projection optical system P under each illumination condition
The light amount distribution near the pupil plane of L will be described. Here, when the pattern is formed substantially uniformly on the reticle R over the entire exposure field of the projection optical system PL, among the plurality of lens elements constituting the projection optical system PL, near the reticle R or the wafer W With this lens element, the illumination light passes almost uniformly over the entire surface regardless of the illumination conditions. On the other hand, near the pupil plane Ep of the projection optical system PL, the illuminance distribution differs for each illumination condition. For this reason, the temperature distribution generated in the lens element near the pupil plane Ep also differs for each illumination condition.
Especially in the vicinity of the pupil plane, the illumination light IL passes through in a concentrated manner.
It can be said that the illuminance (temperature) distribution differs depending on the illumination condition, and that the influence on the imaging characteristics is large. When pattern exposure is actually performed, the optimum illumination conditions corresponding to the type of the reticle (for example, a normal reticle or a phase shift reticle), the pattern line width, the shape, the periodicity, and the like, that is, the σ value and The reticle-side and wafer-side numerical apertures NA R and NA W of the projection optical system PL are set by driving the turret plate 7 f and the variable aperture stops 8 and 32.
【0041】〔3.結像特性の補正方法〕ここで、第1
群レンズエレメント20の駆動量をx1、第2群レンズ
エレメント21、22の駆動量をx2、焦点検出系3
0、31に対して与える電気的又は光学的なオフセット
量(投影光学系PLに対するウェハWの移動量に対応す
る)をx3、レチクルRの駆動量をx4とすると、投影倍
率M、像面湾曲C、及び焦点位置Fの各変化量ΔM、Δ
C、ΔFの各々は、次式で表される。 ΔM=CM1×x1+CM2×x2…(1) ΔC=CC1×x1+CC2×x2…(2) ΔD=CD4×x4…(3) ΔF=CF1×x1+CF2×x2+x3+CF4×x4…(4) ここで、CM1、CM2、CC1、CC2、CF1、C
F2は、各変化量ΔM、ΔC、ΔD、ΔFの駆動量
x1、x2に対する変化率を表す定数であり、CD4、C
F4は各変化量ΔD、ΔFのレチクルRの駆動量x4に
対する変化率を表す定数である。[3. Method of Correcting Imaging Characteristics] Here, the first
The driving amount of the group lens element 20 is x 1 , the driving amount of the second group lens elements 21 and 22 is x 2 , and the focus detection system 3
Assuming that the electrical or optical offset amount (corresponding to the movement amount of the wafer W with respect to the projection optical system PL) given to 0 and 31 is x 3 and the driving amount of the reticle R is x 4 , the projection magnification M and the image Variations ΔM, Δ of surface curvature C and focal position F
Each of C and ΔF is represented by the following equation. ΔM = CM1 × x 1 + CM2 × x 2 (1) ΔC = CC1 × x 1 + CC2 × x 2 (2) ΔD = CD4 × x 4 (3) ΔF = CF1 × x 1 + CF2 × x 2 + x 3 + CF4 × x 4 (4) where CM1, CM2, CC1, CC2, CF1, C
F2 is the variation .DELTA.M, a constant representing [Delta] C, [Delta] D, the change rate relative to the drive quantity x 1, x 2 of the [Delta] F, CD4, C
F4 is a constant representing the rate of change with respect to the drive amount x 4 of the reticle R of the amount of change [Delta] D, [Delta] F.
【0042】以上のことから、数式(1)、(2)、
(3)、(4)において駆動量x1〜x4を設定すること
によって、変化量ΔM、ΔC、ΔD、ΔFを任意に補正
することができる。なお、ここでは4種類の結像特性を
同時に補正する場合について述べたが、投影光学系の結
像特性のうち照明光吸収による結像特性の変化量が無視
し得る程度のものであれば、上記補正を行う必要がな
く、また本実施形態で述べた4種類以外の結像特性が大
きく変化する場合には、その結像特性についての補正を
行う必要がある。また、像面湾曲の変化量を許容値以下
に補正すると、これに伴って非点収差の変化量も許容値
以下に補正されるので、本実施形態では特別に非点収差
の補正を行わないものとする。From the above, equations (1), (2),
(3), (4) by setting the drive amount x 1 ~x 4 in the variation .DELTA.M, [Delta] C, [Delta] D, it is possible to arbitrarily correct the [Delta] F. Here, the case of simultaneously correcting the four types of imaging characteristics has been described. However, if the amount of change in the imaging characteristics due to the absorption of illumination light among the imaging characteristics of the projection optical system is negligible, When the above-described correction is not required, and when the imaging characteristics other than the four types described in the present embodiment are significantly changed, it is necessary to correct the imaging characteristics. Further, when the change amount of the field curvature is corrected to be equal to or less than the allowable value, the change amount of the astigmatism is also corrected to be equal to or less than the allowable value. Therefore, in this embodiment, the correction of the astigmatism is not particularly performed. Shall be.
【0043】また、本実施形態では、移動可能なレンズ
エレメントを2群としたが、3群以上としても良く、こ
の場合には、種々の形状歪み(台形、菱形等のディスト
ーション)、及び像面湾曲(非点収差)にも対応可能と
なる。このような結象特性補正機構を採用することによ
って、照明光ILの吸収による投影光学系PLの結像特
性の変動に対してより十分に対応することができるよう
になる。In this embodiment, two movable lens elements are provided. However, three or more movable lens elements may be provided. In this case, various shape distortions (distortion such as trapezoidal or rhombic) and image plane It is possible to cope with curvature (astigmatism). By employing such an imaging characteristic correction mechanism, it becomes possible to more sufficiently cope with a change in the imaging characteristic of the projection optical system PL due to absorption of the illumination light IL.
【0044】〔4.結像特性の経時的変化〕次に、投影
光学系PLの結像特性の経時的変化量の計算方法につい
て説明する。この経時的変化量を見積もることで、結像
特性の補正が可能になる。なお、本実施形態では、投影
倍率、像面湾曲、ディストーション、焦点位置等の結像
特性について説明してきたが、ここでは投影倍率を例に
挙げて説明を行うものとする。また、本実施形態では、
照明条件として照明光学系ISのσ値を変更する場合に
ついて説明するものとする。[4. Time-Dependent Change of Imaging Characteristics] Next, a method of calculating the time-dependent changes in the image forming characteristics of the projection optical system PL will be described. By estimating the amount of change with time, the imaging characteristics can be corrected. In the present embodiment, the imaging characteristics such as the projection magnification, the curvature of field, the distortion, and the focal position have been described. Here, the projection magnification will be described as an example. In the present embodiment,
The case where the σ value of the illumination optical system IS is changed as the illumination condition will be described.
【0045】投影光学系PLの投影倍率の変化量ΔM
は、1次遅れ系として、投影光学系PLに吸収される熱
量と投影光学系PLから放出される熱量とのつりあい関
係から飽和特性ΔM0(1−exp(t/τ))として
表現される。ここで、ΔM0は最終的な投影倍率の変化
量を表し、τは時定数を表し、tは照射開始からの時間
を表す。ここで、投影光学系PLへの照射エネルギーを
Eとして、比率ΔM0/Eと時定数τとは、投影光学系
PLに固有の値であるから、倍率の変化量ΔMは、比率
ΔM0/Eと時定数τとによって決定できる。ただし、
投影光学系PLの構造が複雑であるため、厳密には上記
のような単純な飽和特性ではなく、いくつかの1次遅れ
系の和として表される場合もあるが、本実施形態では説
明を簡単にするため、単純な変化特性を示す場合につい
て説明する。The change amount ΔM of the projection magnification of the projection optical system PL
Is expressed as a first-order lag system as a saturation characteristic ΔM 0 (1-exp (t / τ)) from a balance between the amount of heat absorbed by the projection optical system PL and the amount of heat emitted from the projection optical system PL. . Here, ΔM 0 represents a final change amount of the projection magnification, τ represents a time constant, and t represents a time from the start of irradiation. Here, assuming that the irradiation energy to the projection optical system PL is E, the ratio ΔM 0 / E and the time constant τ are values specific to the projection optical system PL, so that the change amount ΔM of the magnification is the ratio ΔM 0 / It can be determined by E and the time constant τ. However,
Since the structure of the projection optical system PL is complicated, it may not be strictly the simple saturation characteristic as described above, but may be expressed as the sum of several first-order delay systems. For simplicity, a case in which a simple change characteristic is shown will be described.
【0046】図1においてレチクルRの交換時にステー
ジ17を駆動して光電センサ33を投影光学系PLの光
軸AX位置まで移動し、投影光学系PLに入射する照明
光ILの光量を測定する。次に、主制御装置MCは、実
際に投影光学系PLに照明光ILを照射しつつ投影倍率
を測定することによって予め求めておいた比率ΔM/
E、時定数τと、光電センサ33にて検出される照射エ
ネルギー及びシャッター3の開閉時間とに基づいて、逐
次投影倍率の変化量を算出する。In FIG. 1, when the reticle R is replaced, the stage 17 is driven to move the photoelectric sensor 33 to the position of the optical axis AX of the projection optical system PL, and the amount of illumination light IL incident on the projection optical system PL is measured. Next, main controller MC actually measures the projection magnification while irradiating projection optical system PL with illumination light IL, and determines the ratio ΔM /
E, the change amount of the projection magnification is sequentially calculated based on the time constant τ, the irradiation energy detected by the photoelectric sensor 33, and the opening / closing time of the shutter 3.
【0047】ここで、上述した如く照明光学系のσ値が
変化すると、投影光学系PLの瞳面Ep近傍のレンズエ
レメントにおける照明光ILの光量分布が変化する。例
えばσ値が小さいときは、照射エネルギーが瞳中心に集
中して中央部の温度が高くなり、レンズエレメントが中
央部付近で大きく熱変形すると考えられる。このため、
総照射エネルギー量が同じであっても、σ値が小さいと
きの方が比率ΔM/Eが大きくなると考えられる。一
方、σ値が小さいときは、照明光ILの照射を中断する
と、レンズエレメントの温度が比較的急に下がると考え
られる。したがって、σ値が小さいときの方が時定数τ
が小さくなると考えられる。以上のことから、σ値の変
化に伴って、比率ΔM/E及び時定数τもともに変化す
ることがわかる。Here, when the σ value of the illumination optical system changes as described above, the light amount distribution of the illumination light IL in the lens element near the pupil plane Ep of the projection optical system PL changes. For example, when the σ value is small, it is considered that the irradiation energy is concentrated at the center of the pupil and the temperature at the center increases, and the lens element undergoes large thermal deformation near the center. For this reason,
Even when the total irradiation energy amount is the same, it is considered that the ratio ΔM / E becomes larger when the σ value is smaller. On the other hand, when the σ value is small, it is considered that when the irradiation of the illumination light IL is interrupted, the temperature of the lens element falls relatively sharply. Therefore, when the σ value is small, the time constant τ
Is considered to be smaller. From the above, it can be seen that the ratio ΔM / E and the time constant τ both change with the change of the σ value.
【0048】以上の説明ではσ値を変更する場合を例に
挙げていたが、他の照明条件(輪帯照明、複数傾斜照明
等)についても同様に考えることができる。また、位相
シフトレチクルを用いる場合においても、レチクルパタ
ーンからの回折光が投影光学系に対して入射する角度が
通常のレチクルと異なるため、同様に結像特性が変化す
るものと考えることができる。In the above description, the case where the σ value is changed has been taken as an example. However, other lighting conditions (such as annular illumination, multiple tilt illumination, etc.) can be considered in the same manner. Also, when a phase shift reticle is used, the angle at which the diffracted light from the reticle pattern enters the projection optical system is different from that of a normal reticle, so that it can be considered that the imaging characteristics similarly change.
【0049】本実施形態の場合、結像特性の変化を結象
特性補正機構である駆動素子25、27、29や駆動素
子制御部53によって補償している。この際、補正を行
うべき項目(焦点位置、投影倍率、諸収差等)のうち、
結像パターン(レチクルパターンの投影像)に対する影
響が大きいものの中から1つか2つ程度選択して(例え
ば、倍率の変化量ΔM等)、簡易で効率的な補正を行う
こととしている。In the case of the present embodiment, the change of the imaging characteristic is compensated by the driving elements 25, 27, 29 and the driving element control section 53 which are the imaging characteristic correcting mechanism. At this time, among the items to be corrected (focal position, projection magnification, various aberrations, etc.),
A simple or efficient correction is performed by selecting one or two or so from among those having a large effect on the image forming pattern (projected image of the reticle pattern) (for example, a magnification change amount ΔM).
【0050】〔5.露光動作の禁止等〕次に、照明光の
入射に伴って投影光学系PLに蓄積される熱蓄積量に応
じて露光動作を禁止する基準について説明する。[5. Prohibition of Exposure Operation, etc.] Next, a criterion for prohibiting the exposure operation according to the heat accumulation amount accumulated in the projection optical system PL with the incidence of the illumination light will be described.
【0051】本実施形態では、上記説明のような結像特
性の補正処理を行っているか否かにかかわらず、露光装
置を連続的に使用する際に実用上最も問題となる結像特
性に注目する。ここでは、その結像特性として例えばコ
マ収差を考える。照明光吸収による投影光学系PLの熱
蓄積量に対応したコマ収差の変化特性は、先に述べた投
影倍率と同様に1次遅れ系、又は1次遅れ系の和として
表されるものである。したがって、予め実験又はシミュ
レーションにて求めたコマ収差の変化特性のモデルを、
主制御装置MC(不図示のメモリ)内に格納しておけ
ば、投影光学系の熱蓄積量を逐次計算することにより、
この熱蓄積量によるコマ収差の変化量を求めことができ
る。これにより、この計算値とコマ収差(変化量)の許
容限界値とを比較することによって、露光動作を中断す
べきか否かを判断することが可能となる。In the present embodiment, regardless of whether or not the above-described processing for correcting the image forming characteristic is performed, attention is paid to the image forming characteristic which is most problematic in practical use when the exposure apparatus is used continuously. I do. Here, for example, coma aberration is considered as the image forming characteristic. The change characteristic of the coma aberration corresponding to the heat accumulation amount of the projection optical system PL due to the absorption of the illumination light is expressed as a first-order lag system or the sum of the first-order lag systems, similarly to the above-described projection magnification. . Therefore, the model of the change characteristic of the coma aberration obtained in advance by experiment or simulation is
If stored in the main controller MC (memory (not shown)), the heat accumulation amount of the projection optical system is sequentially calculated,
The amount of change in coma due to this heat accumulation amount can be obtained. This makes it possible to determine whether or not the exposure operation should be interrupted by comparing the calculated value with the permissible limit value of the coma aberration (variation amount).
【0052】例えば、ある時刻においてコマ収差の変化
量ΔGが警戒値GL2を越えており、このまま露光動作
を続行すると、変化量ΔGが限界値GL1を越えてしま
おそれがあるものとする。この場合、次ウェハWへの露
光動作を開始する前に変化量ΔGと警戒値GL2とを比
較し、この比較結果から露光動作を中断して変化量ΔG
が警戒値GL2以下となるまで露光動作を停止し続け
る。そして、変化量ΔGが警戒値GL2となった時点で
露光動作を再開することにより、常に変化量ΔGが限界
値GL1以下に維持される、すなわちコマ収差による結
像パターンの劣化が所定の許容範囲内に抑えられた状態
で露光が行われることになる。[0052] for example, the change amount ΔG coma at a certain time exceeds the guard value GL 2, If you continue this state exposure operation, the amount of change ΔG is assumed to have it Ciao exceeds the limit value GL 1. In this case, before starting the exposure operation on the next wafer W, the change amount ΔG is compared with the caution value GL 2, and based on the comparison result, the exposure operation is interrupted and the change amount ΔG
There continue to stop the exposure operation until the warning value GL 2 below. Then, the amount of change ΔG is by resuming the exposure operation at the time when a warning value GL 2, constantly change amount ΔG is maintained below a limit value GL 1, i.e. deterioration of the imaging pattern by coma predetermined Exposure is performed in a state where it is kept within the allowable range.
【0053】上記方法によれば、停止時間が生じるため
に単位時間当たりのウェハ処理枚数が減り、装置の生産
性(スループット)が低下し得るが、結像特性の劣化に
よる不良品の発生を低減でき、歩留りの低下を防止する
ことができる。ここでは、コマ収差を例に挙げて説明を
行ったが、上記方法を適用すべき結像特性の種類や数、
及びその変化量の許容限界値等については、結像パター
ンに与える影響の大小、スループット、歩留り等を考慮
して決定すれば良い。According to the above method, the number of processed wafers per unit time is reduced due to the stop time, and the productivity (throughput) of the apparatus may be reduced. However, the occurrence of defective products due to the deterioration of the imaging characteristics is reduced. It is possible to prevent a decrease in yield. Here, the description has been given by taking the coma aberration as an example, but the types and number of imaging characteristics to which the above method is applied,
The allowable limit value of the change amount and the like may be determined in consideration of the magnitude of the influence on the imaging pattern, the throughput, the yield, and the like.
【0054】ここで、照明条件が変化した場合、結像特
性(特に収差)の変化量及び変化特性(時定数)も変化
する。したがって、変化量を許容限界値以下に抑えるよ
うに露光動作を中断すべきか否かの基準となる結像特
性、すなわち「実用上最も問題となる結像特性」も照明
条件毎に異なり得る。Here, when the illumination condition changes, the change amount and the change characteristic (time constant) of the imaging characteristic (particularly, aberration) also change. Therefore, an imaging characteristic which is a criterion for determining whether or not the exposure operation should be interrupted so as to suppress the change amount to be equal to or less than the allowable limit value, that is, the “imaging characteristic that is most problematic in practical use” may be different for each illumination condition.
【0055】以上のことから、照明条件を変更したと
き、予めこの変更された照明条件のもとで「実用上最も
問題となる結像特性」として変化量を逐次計算する必要
がある結像特性を選択し、露光動作中はこの選択された
結像特性についてのみその変化量を逐次計算して許容限
界値との比較を行うようにする。また、上記の如く選択
した結像特性が、例えば結像特性の補正機構(図1の駆
動素子25、27、29及び駆動素子制御部53)によ
って変化量の補正が行われるものであるときは、新たに
別の計算を行って変化量を求める必要はなく、上記補正
機構で使用するために計算された変化量をそのまま許容
限界値との比較に用いるようにしても構わない。As described above, when the illumination condition is changed, the imaging characteristic for which the amount of change needs to be sequentially calculated under the changed illumination condition in advance as "the imaging characteristic which is most problematic in practical use" is required. During the exposure operation, the amount of change is sequentially calculated only for the selected image forming characteristic, and is compared with an allowable limit value. Also, when the imaging characteristics selected as described above are those in which the amount of change is corrected by, for example, the imaging characteristic correction mechanism (the driving elements 25, 27, and 29 and the driving element control unit 53 in FIG. 1). It is not necessary to newly calculate the amount of change by performing another calculation, and the amount of change calculated for use in the correction mechanism may be directly used for comparison with the allowable limit value.
【0056】以上の説明では照明条件の変更後十分に時
間が経過して、変更前の照明条件の影響が既に消えてい
る(すなわち、履歴として投影光学系に残っている熱蓄
積量がほぼ零となっている)ことを前提とし、この状態
で露光動作を開始するものとしていた。しかし、投影光
学系PLには、照明条件変更前の履歴が残っているた
め、厳密には、結像特性の変化量を照明条件変更前後の
2つの条件のもとでの各変化量の単純な和として表すこ
とができない。In the above description, sufficient time has elapsed after the change of the illumination condition, and the influence of the illumination condition before the change has already disappeared (that is, the heat accumulation amount remaining in the projection optical system as a history is almost zero). It is assumed that the exposure operation is started in this state. However, since the history before the change of the illumination condition remains in the projection optical system PL, strictly speaking, the change amount of the imaging characteristic is simply calculated by comparing the change amount under the two conditions before and after the change of the illumination condition. Cannot be expressed as a sum.
【0057】そこで、照明条件変更のためにシャッター
を閉じて露光動作を停止した後、変更前の照明条件の影
響(履歴)が十分に小さくなるまでの所定時間、例えば
結像特性の変化量Δが一定のレベルMSに減少するまで
の間、露光動作を停止し続け、変化量Δが一定レベルM
Sとなった時点でシャッターを開き、変更後の照明条件
のもとで露光動作を開始する。この方法によれば、上記
の如き変更前の照明条件の履歴を排除することができ、
結像特性の変化量の許容限界値を変更後の照明条件に最
も見合った値に単純に切り換えるだけで、結像特性の変
化量を所定の許容範囲内に抑えることが可能となる。Then, after the shutter is closed to stop the exposure operation for changing the illumination condition, a predetermined time until the influence (history) of the illumination condition before the change becomes sufficiently small, for example, the change amount Δ of the imaging characteristic. Until the value decreases to a certain level M S , the exposure operation is stopped.
At S , the shutter is opened and the exposure operation is started under the changed lighting conditions. According to this method, it is possible to eliminate the history of the lighting conditions before the change as described above,
By simply switching the allowable limit value of the change amount of the imaging characteristic to a value most suitable for the changed illumination condition, the change amount of the imaging characteristic can be suppressed within a predetermined allowable range.
【0058】一方、照明条件変更時に露光動作を停止せ
ず、変更後直ちに露光を開始する場合には、例えば照明
条件の組み合わせの各々について、照明条件変更前後の
投影光学系PLへの熱蓄積量(照射エネルギーに対応)
や照明条件変更時の露光停止時間等を考慮し、予め実験
若しくはシミュレーションにより、照明条件変更時の過
渡的状態における結像特性の変化量に対応した許容限界
値を演算にて厳密に求めてもよい。On the other hand, when the exposure operation is not stopped when the illumination condition is changed and the exposure is started immediately after the change, for example, for each combination of the illumination conditions, the amount of heat accumulated in the projection optical system PL before and after the illumination condition is changed. (Corresponds to irradiation energy)
In consideration of the exposure stop time at the time of changing the illumination condition, etc., it is possible to strictly obtain the allowable limit value corresponding to the change amount of the imaging characteristic in the transient state at the time of changing the illumination condition by an experiment or simulation in advance. Good.
【0059】〔6.結像特性補正機構の動作停止等〕以
上では、照明光ILの照射に起因する投影光学系PLの
結像特性の補正を説明した。しかしなら、投影光学系P
Lにおける蓄熱現象は、照明光ILだけに起因するもの
ではなく、厳密には、投影光学系PLやその周辺に組み
込まれた発熱体の影響を考慮しなければならない。特
に、高精度化の要求が高まり、結像特性補正機構である
駆動素子25、27、29自体からの発熱も無視できな
いものとなりつつある。駆動素子25、27、29自体
からの発熱を考慮した場合、露光処理中は、駆動素子2
5、27、29をサーボ駆動してレンズエレメント2
0、21、22とレチクルRとを目標位置に変位させ、
非露光処理中は、レンズエレメント20、21、22を
基準位置(イニシャライズ位置)に変位させた後、駆動
素子25、27、29のサーボ駆動を停止してレンズエ
レメント20、21、22とレチクルRとを基準位置に
固定することが考えられる。これにより、非露光処理中
における駆動素子25、27、29からの発熱量を低減
してかかる発熱が投影光学系Rの結像特性等に影響する
ことを防止することができる。[6. Above, etc., the operation of the imaging characteristic correcting mechanism is stopped] The correction of the imaging characteristic of the projection optical system PL caused by the irradiation of the illumination light IL has been described. However, the projection optical system P
The heat storage phenomenon in L is not caused only by the illumination light IL, but strictly, it is necessary to consider the influence of the projection optical system PL and a heating element incorporated in the periphery thereof. In particular, the demand for higher accuracy is increasing, and the heat generation from the driving elements 25, 27, and 29 themselves, which are the imaging characteristic correction mechanisms, is becoming non-negligible. In consideration of the heat generated from the driving elements 25, 27, and 29 themselves, during the exposure processing, the driving elements 2
5, 27 and 29 are servo-driven to drive lens element 2
0, 21, 22 and reticle R are displaced to target positions,
During the non-exposure processing, the lens elements 20, 21, and 22 are displaced to a reference position (initialization position), and then the servo driving of the driving elements 25, 27, and 29 is stopped to stop the lens elements 20, 21, and 22 and the reticle R. May be fixed at the reference position. This makes it possible to reduce the amount of heat generated from the driving elements 25, 27, and 29 during the non-exposure processing, and prevent such heat generation from affecting the imaging characteristics of the projection optical system R.
【0060】ここで、「露光処理中」とは、照明光IL
を投影光学系PLに入射させる露光動作(ショット露
光)時のほか、投影光学系PLに対するウェハWやレチ
クルWの相対的位置ずれを検出して位置合わせを行うア
ライメント時を含む。一方、「非露光処理中」とは、上
記のような場合を除くものであって、ウェハWやレチク
ルRのローディング時、露光装置のメンテナンスやキャ
リブレーション時等を意味する。Here, “during exposure processing” means that the illumination light IL
In addition to the exposure operation (shot exposure) in which the wafer W and the reticle W are relative to the projection optical system PL to perform alignment by detecting the relative displacement of the wafer W and the reticle W with respect to the projection optical system PL. On the other hand, “during non-exposure processing” excludes the above case, and means the time of loading the wafer W or the reticle R, the maintenance of the exposure apparatus, the time of calibration, and the like.
【0061】また、上記の非露光処理中におけるレンズ
エレメント20等の基準位置は、標準的使用状態で最適
な結像特性を示すように設定されており、露光装置の起
動時にイニシャル設定に関するパラメータとして主制御
装置MC側から受け取ったデータに基づいて駆動素子制
御装置53が算出する。このように,非露光処理中にレ
ンズエレメント20、21、22やレチクルRを基準位
置に移動させて固定しておけば、次に駆動素子25、2
7、29をサーボ駆動してレンズエレメント20、2
1、22やレチクルRを目標位置に変位させる際の時間
が短縮される。The reference position of the lens element 20 and the like during the non-exposure processing is set so as to show an optimum image forming characteristic in a standard use condition. The drive element control device 53 calculates based on the data received from the main control device MC. As described above, if the lens elements 20, 21, 22 and the reticle R are moved to the reference position and fixed during the non-exposure processing, the driving elements 25, 2
7 and 29 are servo-driven to drive the lens elements 20 and 2
The time when the reticle R is displaced to the target position is reduced.
【0062】なお、以上の説明では、非露光処理中は、
駆動素子25等のサーボ駆動を停止してレンズエレメン
ト20等をイニシャライズ位置に固定することとしてい
るが、レンズエレメント20等を固定する位置は、これ
らのイニシャライズ位置(通常は固定的であり、露光装
置の設置時やメンテナンス時以外には設定が変わらな
い)に限るものではない。例えば前回の露光と同一の照
明条件で次回の露光が行われる予定であれば、その間の
非露光処理中は、前回の露光開始直後におけるレンズエ
レメント20等の目標位置(固定値)、或いは前回の露
光終了直前のそれらの目標位置(固定値)に、レンズエ
レメントやレチクルを配置することも考えられる。In the above description, during the non-exposure processing,
Although the servo drive of the drive element 25 and the like is stopped to fix the lens element 20 and the like at the initialization position, the position for fixing the lens element 20 and the like is set at these initialization positions (usually fixed and the exposure apparatus The setting does not change except during installation or maintenance). For example, if the next exposure is to be performed under the same illumination conditions as the previous exposure, during the non-exposure process during that time, the target position (fixed value) of the lens element 20 or the like immediately after the start of the previous exposure or the previous exposure It is also conceivable to arrange a lens element or a reticle at those target positions (fixed values) immediately before the end of exposure.
【0063】また、以上では非露光処理中に駆動素子2
5、27、29のサーボ駆動を停止するものとしたが、
駆動素子25、27、29のサーボ駆動による発熱量が
投影光学系PLの結像特性等に大きく影響しない場合も
ある。例えば、特定の照明条件で投影光学系PLに入射
する照明光の照射エネルギーが比較的大きい場合や周囲
に位置検出用のレーザ計測装置等がない場合、駆動素子
25、27、29のサーボ駆動による発熱量は、露光装
置の動作上の許容発熱量以下となっており無視すること
ができる。このような場合、非露光処理中であっても駆
動素子25、27、29をサーボ駆動する。この場合、
露光処理中と非露光処理中とで投影光学系PLの結像状
態を急激に変化させないので投影光学系PLの特性を安
定化させることができる。また、露光装置の動作上の許
容発熱量以下であっても、発熱量の変動が露光装置の動
作上の許容変動量を超える場合もあり、このような場合
に露光処理中及び非露光処理中のいずれであっても駆動
素子25、27、29をサーボ駆動し続ければ、露光装
置の動作を安定させることができる。In the above description, the driving element 2 is not operated during the non-exposure processing.
The servo drive of 5, 27, and 29 was stopped.
In some cases, the amount of heat generated by the servo drive of the drive elements 25, 27, and 29 does not significantly affect the imaging characteristics of the projection optical system PL. For example, when the irradiation energy of the illumination light incident on the projection optical system PL under a specific illumination condition is relatively large, or when there is no laser measuring device for position detection or the like in the surroundings, the driving elements 25, 27, and 29 are servo-driven. The heat value is less than the allowable heat value in the operation of the exposure apparatus and can be ignored. In such a case, the drive elements 25, 27, and 29 are servo-driven even during non-exposure processing. in this case,
The characteristics of the projection optical system PL can be stabilized because the imaging state of the projection optical system PL is not suddenly changed between the exposure processing and the non-exposure processing. In addition, even if the amount of heat generated is less than the allowable amount of heat generated during the operation of the exposure apparatus, the change in the amount of heat generated may exceed the allowable amount of change in the operation of the exposure apparatus. In any case, if the driving elements 25, 27, and 29 are continuously servo-driven, the operation of the exposure apparatus can be stabilized.
【0064】具体的に説明すると、露光装置の使用状況
や使用環境等に応じて、非露光処理中は駆動素子25、
27、29のサーボ駆動を停止する第1動作モードと、
非露光処理中であっても駆動素子25、27、29のサ
ーボ駆動を維持する第2動作モードとを適宜選択するこ
とができるようにする。第1及び第2動作モードのいず
れを選択するかは、以下の基準によるものとする。すな
わち、非露光処理中における駆動素子25、27、29
からの発熱量が大きく投影光学系PLの結像特性等への
影響が無視できないような場合は第1動作モードを採用
し、非露光処理中における駆動素子25、27、29か
らの発熱量が大きくなく投影光学系PLの結像特性等へ
の影響が無視できるような場合や、サーボ駆動による発
熱量が露光装置の動作上の許容発熱量以下の場合、露光
装置の動作上の許容発熱量以下であっても、発熱量の変
動が露光装置の動作上の許容変動量を超える場合もあ
り、第2動作モードを選択する。More specifically, during the non-exposure processing, the driving element 25,
A first operation mode in which the servo drives 27 and 29 are stopped;
The second operation mode for maintaining the servo drive of the drive elements 25, 27, and 29 even during the non-exposure processing can be appropriately selected. Which of the first and second operation modes is selected is based on the following criteria. That is, the driving elements 25, 27, 29 during the non-exposure processing
In the case where the amount of heat generated from the driving elements 25, 27, and 29 during the non-exposure processing is large, the amount of heat generated from the drive elements 25, 27, and 29 during non-exposure processing is large. When the influence on the imaging characteristics of the projection optical system PL is negligible and the amount of heat generated by the servo drive is less than the allowable heat generation in the operation of the exposure apparatus, the allowable heat generation in the operation of the exposure apparatus Even in the following cases, the variation in the heat generation amount may exceed the allowable variation amount in the operation of the exposure apparatus, and the second operation mode is selected.
【0065】また、非露光処理中に駆動素子25、2
7、29のサーボ駆動を停止する場合、これに代えて、
駆動素子25、27、29のサーボ駆動の際の目標位置
の更新時間間隔を大きくとってレスポンスを遅くするこ
ともできる。この場合、駆動素子25、27、29に印
加する電圧の変化の周期が長くなって発熱量も低下す
る。ただし、駆動素子25、27、29の変位が遅いの
でレンズエレメント20、21、22やレチクルRを目
標位置の変化に正確に追従させて移動させることができ
なくなることも考えられるが、露光処理の開始直前に駆
動素子25、27、29のレスポンスを早くすることに
より、迅速にレンズエレメント20等を目標位置に移動
させ得る。During the non-exposure processing, the driving elements 25, 2
When stopping the servo drive of 7, 29, instead of this,
The response can also be delayed by increasing the time interval for updating the target position during servo driving of the drive elements 25, 27, 29. In this case, the period of change of the voltage applied to the driving elements 25, 27, and 29 becomes longer, and the amount of generated heat also decreases. However, since the displacement of the driving elements 25, 27, and 29 is slow, the lens elements 20, 21, and 22 and the reticle R may not be able to be moved while accurately following the change in the target position. Immediately before the start, the response of the drive elements 25, 27, and 29 is made faster, so that the lens element 20 and the like can be quickly moved to the target position.
【0066】露光ショットとアライメントがほぼ連続す
る場合、両者を一体として露光処理中として、駆動素子
25、27、29のサーボ駆動を継続する。露光ショッ
トとアライメントの間に別の処理等が介在する場合、そ
の時間の割合が大きければ、駆動素子25、27、29
のサーボ駆動を一時的に中断する。When the exposure shot and the alignment are substantially continuous, it is determined that the exposure shot and the drive elements 25, 27, and 29 are being integrated, and the servo driving of the drive elements 25, 27, and 29 is continued. When another process or the like is interposed between the exposure shot and the alignment, the driving elements 25, 27, 29
Temporarily suspends servo drive.
【0067】〔7.露光装置の動作の概要〕次に、主制
御装置MC内部での処理の一例を図4に示すフローチャ
ートを参照して説明する。[7. Outline of Operation of Exposure Apparatus] Next, an example of processing inside the main controller MC will be described with reference to a flowchart shown in FIG.
【0068】ここでは、同一レチクルRに対しては照明
条件を変更せず、さらに同一ウェハを露光している間は
レチクル交換を行わない例について述べる。Here, an example will be described in which the illumination conditions are not changed for the same reticle R and the reticle is not changed while the same wafer is being exposed.
【0069】まず、ステップS101において、主制御
装置MCがレチクルホルダ14上にレチクルが載置され
ているか否かを確認し、オペレータによるキーボード5
1からの入力情報、或いは予め入力されているプログラ
ム等に基づき、レチクルホルダ14上にレチクルRが載
置されていない場合には直ちにレチクルをローディング
し、レチクルRが載置されている場合には別のレチクル
Rをレチクルホルダ14にローディングするか否かを判
断する。ここではレチクル交換を行うものとして、次の
ステップS102に進む。First, in step S 101, main controller MC checks whether a reticle is mounted on reticle holder 14 or not.
If the reticle R is not placed on the reticle holder 14 based on the input information from 1 or a program or the like input in advance, the reticle is immediately loaded, and if the reticle R is placed, It is determined whether or not another reticle R is loaded on the reticle holder 14. Here, it is assumed that the reticle is to be replaced, and the process proceeds to the next step S102.
【0070】ステップS102において、主制御装置M
Cは、露光装置の状態、すわなち照明条件が通常照明、
複数傾斜照明等のいずれに設定されているか、さらに照
明光学系のσ値、投影光学系PLの開口数、及び可変視
野絞り10の開口形状・位置等を確認する。これは、駆
動系54、可変開口絞り8、32、或いは可変視野絞り
10等の設定状態を認識することにより行われる。In step S102, main controller M
C is the state of the exposure apparatus, that is, the illumination condition is normal illumination,
It is checked which of the plurality of oblique illuminations or the like is set, the σ value of the illumination optical system, the numerical aperture of the projection optical system PL, the aperture shape / position of the variable field stop 10, and the like. This is performed by recognizing the setting state of the drive system 54, the variable aperture stops 8, 32, the variable field stop 10, and the like.
【0071】次のステップS103では、新たにレチク
ルホルダ14にローディングされるレチクルRのバーコ
ードBCを読み込む。そして、主制御装置MCは、バー
コードBC(レチクルの名称)に対応した動作パラメー
タをメモリから読み出す。この結果、レチクルの種類
(通常レチクル、位相シフトレチクル)やそのパターン
の微細度、周期性等に最も見合った(最適な)照明条
件、すなわち通常照明、複数傾斜照明のいずれを用いる
か、複数傾斜照明ではフライアイレンズ群の数、及びそ
の位置等の条件、また照明光学系ISのσ値、投影光学
系PLの開口数、及び可変開口絞り10の開口形状・位
置等が認識される。In the next step S103, the barcode BC of the reticle R to be newly loaded on the reticle holder 14 is read. Then, main controller MC reads an operation parameter corresponding to the barcode BC (name of reticle) from the memory. As a result, the illumination conditions most suitable for the type of the reticle (normal reticle, phase shift reticle) and the fineness and periodicity of the pattern, that is, whether to use the normal illumination or the multi-tilt illumination, In the illumination, conditions such as the number of fly-eye lens groups and their positions, the σ value of the illumination optical system IS, the numerical aperture of the projection optical system PL, and the aperture shape and position of the variable aperture stop 10 are recognized.
【0072】次のステップS104では、主制御装置M
Cが、ステップS103で読み出した照明条件に基づい
て保持部材7、可変開口絞り8、32、及び可変開口絞
り10等を駆動し、レチクルR及びそのパターンに最適
な照明条件を設定する。このステップS104では、先
のステップS102で確認した照明条件と異なる条件の
みについてその変更を行えば良く、照明条件変更が全く
不要であったら直ちにステップS105に進む。In the next step S104, main controller M
C drives the holding member 7, the variable aperture stops 8, 32, the variable aperture stop 10, and the like based on the illumination conditions read in step S103, and sets the optimal illumination conditions for the reticle R and its pattern. In this step S104, it is sufficient to change only the lighting condition different from the lighting condition confirmed in the previous step S102, and if there is no need to change the lighting condition, the process immediately proceeds to step S105.
【0073】ここで、上述の如く照明条件の変更を行っ
て、例えば通常照明(フライアイレンズ群7a)から複
数傾斜照明(フライアイレンズ群7d)へ変更した場
合、投影光学系PLでは照明光ILの通過領域が照明条
件変更前後で全く異なる。このため、投影光学系PLの
結像特性を補正する際の目標値の算出方法が変更され
る。つまり、変更された照明条件のもとで投影光学系P
Lの投影倍率や各種収差(ディストーション、像面湾
曲、非点収差、コマ収差、球面収差等)が新たに設定さ
れた許容範囲内となるように、結像特性補正機構である
駆動素子25、27、29や駆動素子制御装置53の動
作を制御する。Here, when the illumination conditions are changed as described above, for example, when the normal illumination (the fly-eye lens group 7a) is changed to the multiple tilt illumination (the fly-eye lens group 7d), the projection optical system PL emits the illumination light. The passing area of the IL is completely different before and after the illumination condition is changed. For this reason, the method of calculating the target value when correcting the imaging characteristics of the projection optical system PL is changed. That is, the projection optical system P under the changed illumination condition
The driving element 25, which is an imaging characteristic correction mechanism, is configured such that the projection magnification of L and various aberrations (distortion, curvature of field, astigmatism, coma, spherical aberration, etc.) fall within a newly set allowable range. 27, 29 and the operation of the drive element control device 53 are controlled.
【0074】次のステップS105では、主制御装置M
CがレチクルRの種類及びその照明条件のもとで着目す
べき結像特性、すわなち「実用上最も問題となる結像特
性」を決定する。さらに、上記の如く変化量の許容限界
値を設定すべき計算対象となる結像特性(以下、着目結
像特性と呼ぶ)が決定されると、新たな照明条件のもと
での着目結像特性の変化量、及び変化特性もメモリから
読み出し、演算部で当該特性の変化量を逐次計算できる
ように設定する(ステップS105)。In the next step S105, main controller M
C determines the type of the reticle R and the imaging characteristics to be focused on under the illumination conditions, that is, “the imaging characteristics that are most problematic in practical use”. Further, as described above, when the imaging characteristic (hereinafter, referred to as the focused imaging characteristic) to be set for which the allowable limit value of the variation is set is determined, the focused imaging under the new illumination condition is determined. The change amount of the characteristic and the change characteristic are also read out from the memory, and the calculation unit is set so that the change amount of the characteristic can be sequentially calculated (step S105).
【0075】次のステップS107では、露光すべきレ
チクルRのパターン情報(線幅やパターン面内での密度
分布等)もメモリから読み出し、先に設定された着目結
像特性の変化量の許容限界値を決定する(ステップS1
06)。以上により主制御装置MCでの各種条件の設定
が完了する。In the next step S107, the pattern information (line width, density distribution in the pattern plane, etc.) of the reticle R to be exposed is also read from the memory, and the allowable limit of the previously set change amount of the focused imaging characteristic is set. Determine the value (Step S1
06). Thus, the setting of various conditions in main controller MC is completed.
【0076】次のステップS108では、主制御装置M
Cが照明条件を変更したか否かを判断する(ステップS
107)。ここでは新たなレチクルRのもとでメモリか
ら読み出された照明条件が先のステップS102で確認
された条件と異なりその変更を行ったものとして、次の
ステップS108に進む。なお、ステップS107で照
明条件が変更されていないと判断されると、直ちにステ
ップS110に進む。In the next step S108, main controller M
It is determined whether C has changed the lighting conditions (step S)
107). Here, it is assumed that the illumination condition read from the memory under the new reticle R is different from the condition confirmed in the previous step S102 and that the illumination condition has been changed, and the process proceeds to the next step S108. If it is determined in step S107 that the illumination condition has not been changed, the process immediately proceeds to step S110.
【0077】ステップS108では、変更前の照明条件
の履歴が投影光学系PLに残っているか否か、すなわち
上記履歴による投影光学系PLの結像特性の変化量がレ
ベルMS以下となっているか否かを判断する。ここでは
照明条件変更のため、露光動作が停止されており、これ
に伴って変化量も徐々に減少しているが、結像特性の変
化量の減衰計算は変更前の照明条件での演算パラメータ
(時定数等)に基づいて露光動作停止から継続して行わ
れている。したがって、主制御装置MCは、変化量の計
算値とレベルMSとを比較し、この計算値がレベルMS以
下となっていたら、投影光学系PLに履歴は残っていな
い、すなわち変更後の照明条件のもとでの演算パラメー
タを用いて結像特性の変化量を逐次計算できるものと判
断して、次のステップS110に進む。[0077] At step S108, whether the history of the lighting conditions before the change remains in the projection optical system PL, ie, whether the amount of change in imaging characteristic of the projection optical system PL by the history is less than or equal to the level M S Determine whether or not. Here, the exposure operation has been stopped due to the change in the illumination condition, and the change amount has gradually decreased accordingly.However, the attenuation calculation of the change amount of the imaging characteristic is performed by using the calculation parameter under the illumination condition before the change. (Time constant and the like) and are continuously performed from the stop of the exposure operation. Therefore, main controller MC compares the calculated value of the change amount with level M S. If the calculated value is equal to or less than level M S , no history remains in projection optical system PL, that is, after the change, It is determined that the amount of change in the imaging characteristics can be sequentially calculated using the calculation parameters under the illumination conditions, and the process proceeds to the next step S110.
【0078】一方、投影光学系PLに履歴が残っている
と判断された場合にはステップS109に進み、一定時
間だけ待った後、ステップS108に戻って結像特性の
変化量がレベルMS以下となっているか否かを判断す
る。ここで履歴が残っていると判断されたら、再度ステ
ップS109に進み、以下ステップS108、S109
を繰り返し実行して、結像特性の変化量の計算値がレベ
ルMS以下となった時点でステップS110に進むよう
にする。On the other hand, if it is determined that the history remains in the projection optical system PL, the flow advances to step S109, and after waiting for a predetermined time, returns to step S108 to reduce the change amount of the imaging characteristic to the level M S or less. It is determined whether or not. If it is determined that the history remains, the process proceeds to step S109 again, and thereafter, steps S108 and S109 are performed.
Is repeatedly executed, and the process proceeds to step S110 when the calculated value of the change amount of the imaging characteristic becomes equal to or less than the level M S.
【0079】次のステップS110では、主制御装置M
Cが着目結像特性の変化量が許容限界値以下となってい
るか否かを判断する。この判断は、ステップS108と
全く同様に、常に逐次計算されている変化量と許容限界
値とを比較することにより行われ、変化量(計算値)が
許容限界値以下となっていたら、直ちにステップ112
に進み、ウェハWに対する露光処理を開始する。一方、
変化量が許容限界値を越えている場合にはステップS1
11に進み、ここで一定時間(例えば1秒程度)だけ待
った後、再度ステップS110に戻って変化量が許容限
界値以下となっているか否かを判断する。In the next step S110, main controller M
It is determined whether or not C is equal to or less than the allowable limit value of the focused imaging characteristic. This determination is made in exactly the same way as in step S108 by comparing the sequentially calculated change amount with the permissible limit value. If the change amount (calculated value) is equal to or smaller than the permissible limit value, the step is immediately performed. 112
The exposure process for the wafer W is started. on the other hand,
If the amount of change exceeds the allowable limit, step S1
Then, after waiting for a certain time (for example, about 1 second), the process returns to step S110 again to determine whether the amount of change is equal to or less than the allowable limit value.
【0080】以下、ステップS110、S111を繰り
返し実行し、変化量が許容限界値以下となった時点でス
テップS112に進むようにする。Thereafter, steps S110 and S111 are repeatedly executed, and when the amount of change becomes equal to or less than the allowable limit value, the process proceeds to step S112.
【0081】ステップS112では、アライメントを行
って新たな照明条件のもとでレチクルRのパターンをウ
ェハWに順次露光していく。主制御装置MCは、露光処
理の終了後、次のウェハWに対する露光を行うか否かを
判断する(ステップS113)。ここでは1枚目のウェ
ハWの露光が終了しただけなので、次のステップS11
4に進み、ウェハ交換を実行する。In step S112, alignment is performed, and the pattern of the reticle R is sequentially exposed on the wafer W under new illumination conditions. After completion of the exposure processing, main controller MC determines whether or not to perform exposure on the next wafer W (step S113). Here, since the exposure of the first wafer W has only been completed, the next step S11
Proceed to 4 to execute wafer exchange.
【0082】さらに、主制御装置MCは、次(2枚目)
のウェハWに対してレチクル交換を行うか否かを判断す
る(ステップS102)。ここでは同一レチクルRのパ
ターンを露光するものとしてステップS110に進む。Further, the main controller MC is provided with the following (second sheet).
It is determined whether or not to perform reticle exchange for wafer W (step S102). Here, it is assumed that the pattern of the same reticle R is exposed, and the process proceeds to step S110.
【0083】ステップS110では上記と全く同様に着
目結像特性の変化量と許容限界値とを比較し、変化量が
許容限界値以下となっていたら、ステップS112に進
んで2枚目のウェハWに対する露光を開始する。In step S110, the change amount of the focused imaging characteristic is compared with the permissible limit value in the same manner as described above. If the change amount is equal to or smaller than the permissible limit value, the flow advances to step S112 to proceed to step S112. Start exposure to.
【0084】以下、露光すべき全てのウェハに対する露
光が終了するまで、上記のシーケンスを繰り返し実行す
ることになる。この結果、常に高精度の結像特性のもと
でウェハに対するパターン露光を実行することが可能と
なる。なお、レチクル交換を行う場合には再度ステップ
S102〜S106を実行し、さらに照明条件を変更し
た場合にはステップS108、S109を行えば良い。
また、レチクル交換を行っても照明条件を変更しなけれ
ば、ステップS105、S106を実行する必要はな
い。Hereinafter, the above sequence is repeatedly executed until the exposure for all the wafers to be exposed is completed. As a result, it is possible to always perform pattern exposure on a wafer under highly accurate imaging characteristics. When the reticle is replaced, steps S102 to S106 are executed again, and when the illumination condition is changed, steps S108 and S109 may be executed.
Further, if the illumination condition is not changed even when the reticle is replaced, it is not necessary to execute steps S105 and S106.
【0085】〔8.結像特性補正機構の具体的動作例〕
図5は、結像特性補正機構である駆動素子制御部53の
動作を説明する図である。この場合、駆動素子25、2
7、29自体からの発熱を考慮した動作モードで動作さ
せている。[8. Specific operation example of the imaging characteristic correction mechanism)
FIG. 5 is a diagram illustrating the operation of the drive element control unit 53, which is an imaging characteristic correction mechanism. In this case, the driving elements 25, 2
7, 29 are operated in an operation mode in consideration of heat generation from themselves.
【0086】まず、結像特性補正機構の起動処理を行う
(ステップS200)。具体的には、露光装置に電源を
投入すると、主制御装置MCとともに駆動素子制御部5
3が立ち上がる。駆動素子制御部53の上位プロセッサ
53aは、下位プロセッサ53bに対し駆動素子25、
27、29のイニシャル動作を要求する。下位プロセッ
サ53bは、その要求に応じてまずハードウェア環境を
自己診断する。自己診断の結果、問題がないと判断され
ると、駆動素子25、27、29であるピエゾ素子に最
大電圧を印加し、そのときのレチクルRやレンズエレメ
ント20、21、22の位置(最伸位置)を容量型変位
センサ25aで検出する。次に、駆動素子25、27、
29であるピエゾ素子に零電圧を印加し、そのときのレ
チクルやレンズエレメントの位置(最縮位置)を容量型
変位センサ25a等で検出する。次に、最伸位置と最縮
位置との差を計算して各駆動素子25、27、29のス
トロークを求める。このようにして求めたストロークが
基準値に達しない場合は、駆動素子25、27、29の
故障と判断して以後の処理を中止するとともに、このこ
とを主制御装置MCに伝達し、オペレータに警告を発す
る。First, a start-up process of the imaging characteristic correcting mechanism is performed (step S200). Specifically, when the power of the exposure apparatus is turned on, the driving element control unit 5 and the main control unit MC
3 rises. The upper processor 53a of the driving element controller 53 sends the driving element 25 to the lower processor 53b.
Request initial operations 27 and 29. The lower processor 53b first self-diagnoses the hardware environment in response to the request. As a result of the self-diagnosis, when it is determined that there is no problem, the maximum voltage is applied to the piezo elements which are the driving elements 25, 27 and 29, and the positions of the reticle R and the lens elements 20, 21 and 22 at that time (the maximum extension). Position) is detected by the capacitive displacement sensor 25a. Next, the driving elements 25, 27,
A zero voltage is applied to the piezo element 29, and the position (the most contracted position) of the reticle or lens element at that time is detected by the capacitive displacement sensor 25a or the like. Next, the difference between the most extended position and the most contracted position is calculated to determine the stroke of each of the driving elements 25, 27, and 29. If the stroke obtained in this way does not reach the reference value, it is determined that the drive elements 25, 27, and 29 have failed, and the subsequent processing is stopped. Issues a warning.
【0087】次に、上位プロセッサ53aが主制御装置
MCとの間で信号を受け渡して露光処理中か否かを判断
する(ステップS201)。ステップS201で露光処
理中と判断された場合、ステップS202で上位プロセ
ッサ53aが主制御装置MCから受け取った演算パラメ
ータに基づいてレンズエレメント21等の目標位置を算
出し、ステップS203で下位プロセッサ53bが駆動
素子25、27、29をサーボ駆動してレンズエレメン
ト20、21、22とレチクルRとの少なくとも1つを
目標位置に変位させる。次に、ステップS204で、露
光処理が終了した否かを判断し、露光処理が終了してい
なければステップS202に戻る。ステップS204
で、露光処理が終了していると判断された場合、ステッ
プS205に進む。一方、ステップS201で非露光処
理中と判断された場合、ステップS212で主制御装置
MCから受け取った演算パラメータに基づいてレンズエ
レメント21等の基準位置を算出し、ステップS213
でレンズエレメント21等を基準位置に移動した後、駆
動素子25、27、29のサーボ駆動を停止してレンズ
エレメント20、21、22とレチクルRとを基準位置
にロックする。次に、ステップS205に進んで、主制
御装置MCとの間で信号を受け渡して駆動素子25、2
7、29の動作(サーボ駆動やロック)を維持するか否
かを判断する。ステップS205で、それらの動作を停
止しないと判断した場合、ステップS201に戻る。ス
テップS201で非露光処理中と判断された場合、以上
で説明したステップS201、S212、S213、S
205の動作を繰返す。ステップS205で、露光装置
の全動作を停止させるなど駆動素子25、27、29の
サーボ駆動やロックが不要となってこれを停止すると判
断した場合、処理を終了する。Next, the host processor 53a passes a signal to and from the main controller MC to determine whether or not the exposure processing is being performed (step S201). If it is determined in step S201 that the exposure process is being performed, the upper processor 53a calculates the target position of the lens element 21 and the like based on the calculation parameters received from the main controller MC in step S202, and the lower processor 53b is driven in step S203. The elements 25, 27, and 29 are servo-driven to displace at least one of the lens elements 20, 21, and 22 and the reticle R to a target position. Next, in step S204, it is determined whether or not the exposure processing has been completed. If the exposure processing has not been completed, the process returns to step S202. Step S204
If it is determined that the exposure processing has been completed, the process proceeds to step S205. On the other hand, if it is determined in step S201 that the non-exposure process is being performed, a reference position of the lens element 21 and the like is calculated based on the calculation parameters received from the main controller MC in step S212.
After the lens element 21 and the like are moved to the reference position, the servo driving of the drive elements 25, 27, and 29 is stopped to lock the lens elements 20, 21, 22 and the reticle R at the reference position. Next, the process proceeds to step S205, in which a signal is transferred to and from the main control device MC, and the drive elements 25, 2
It is determined whether or not the operations 7 and 29 (servo drive and lock) are to be maintained. If it is determined in step S205 that the operations are not stopped, the process returns to step S201. If it is determined in step S201 that non-exposure processing is being performed, steps S201, S212, S213, and S described above are performed.
The operation of 205 is repeated. If it is determined in step S205 that servo drive or locking of the driving elements 25, 27, and 29 is not required, such as by stopping all operations of the exposure apparatus, and it is determined that the driving is to be stopped, the processing ends.
【0088】[0088]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の露光装置によれば、制御装置が、露光処理中は、前記
補正装置をサーボ駆動して前記所定の光学要素を所定の
目標位置に変位させ、非露光処理中は、前記補正装置の
サーボ駆動を停止させるので、非露光処理中における補
正装置からの発熱量を低減してかかる発熱が投影光学系
の結像特性や投影光学系の周囲の計測装置の精度等に影
響することを防止することができる。As is apparent from the above description, according to the exposure apparatus of the present invention, during the exposure processing, the control device servo-drives the correction device to move the predetermined optical element to the predetermined target position. During the non-exposure process, the servo drive of the correction device is stopped, so that the amount of heat generated from the correction device during the non-exposure process is reduced, and the generated heat causes the imaging characteristics of the projection optical system and the projection optical system Can be prevented from affecting the accuracy and the like of the measuring device around the device.
【0089】また、別の態様による露光装置によれば、
制御装置が、露光処理中に前記補正装置をサーボ駆動し
て前記所定の光学要素を所定の目標位置に変位させると
ともに非露光処理中に前記補正装置のサーボ駆動を停止
する第1動作モードと、前記露光処理中及び非露光処理
中ともに前記補正装置をサーボ駆動して前記所定の光学
要素を所定の目標位置に変位させる第2動作モードとを
選択的に切替えるので、非露光処理中における補正装置
からの発熱量が大きく投影光学系の結像特性等への影響
が無視できないような場合は前記補正装置を第1動作モ
ードで動作させ、非露光処理中における補正装置からの
発熱量が大きくなく投影光学系の結像特性への影響が無
視できるような場合は前記補正装置を第2動作モードで
動作させることができる。According to another aspect of the exposure apparatus,
A first operation mode in which a control device servo-drives the correction device during an exposure process to displace the predetermined optical element to a predetermined target position and stops servo driving of the correction device during a non-exposure process; During the exposure process and the non-exposure process, the correction device is servo-driven to selectively switch the second operation mode in which the predetermined optical element is displaced to a predetermined target position. If the amount of heat generated from the correction device is large and the effect on the imaging characteristics of the projection optical system cannot be ignored, the correction device is operated in the first operation mode, and the amount of heat generated from the correction device during non-exposure processing is not large. When the influence on the imaging characteristics of the projection optical system is negligible, the correction device can be operated in the second operation mode.
【0090】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記制御装置が、前記補正装置のサーボ駆動を停止した際
に、前記所定の光学要素を所定の基準位置に保持するの
で、前記照明光学系の照明条件がほぼ変化しなければ、
次に前記補正装置をサーボ駆動して前記所定の光学要素
を所定の目標位置に変位させる際の時間が短縮される。Further, according to a preferred aspect of the present invention, the control device holds the predetermined optical element at a predetermined reference position when the servo drive of the correction device is stopped. If the lighting conditions of
Next, the time when the correction device is servo-driven to displace the predetermined optical element to a predetermined target position is reduced.
【0091】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記制御装置が前記補正装置をサーボ駆動する際の発熱量
が所定の許容発熱量を超えるおそれがある場合、前記第
1動作モードを選択するので、結像光学系の結像特性等
を一定の水準に維持することができる。Further, according to a preferred aspect of the present invention, the first operation mode is selected when there is a possibility that the heating value when the control device servo-drives the correction device may exceed a predetermined allowable heating value. Therefore, the imaging characteristics of the imaging optical system can be maintained at a constant level.
【0092】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記制御装置が前記補正装置をサーボ駆動する際の発熱変
動量が所定の許容変動量を超えるおそれがある場合、前
記第2動作モードを選択するので、結像光学系の結像特
性等を安定させることができる。According to a preferred aspect of the present invention, the second operation mode is selected when there is a possibility that the amount of heat generation when the control device servo-drives the correction device may exceed a predetermined allowable fluctuation amount. Therefore, the imaging characteristics and the like of the imaging optical system can be stabilized.
【0093】また、本発明の好ましい態様によれば、前
記制御装置が前記照明光学系による照明条件を変更した
際に、前記第1及び第2動作モードの切り替えを判断す
るので、前記照明光学系による照明条件の変更に応じて
必要な結像特性等を維持し得る露光装置を提供すること
ができる。According to a preferred aspect of the present invention, when the control device changes the illumination condition of the illumination optical system, it determines whether to switch the first and second operation modes. An exposure apparatus capable of maintaining necessary imaging characteristics and the like in accordance with changes in illumination conditions caused by the exposure can be provided.
【0094】また、本発明の露光方法によれば、露光処
理中は、前記結像光学系を構成する所定の光学要素を目
標位置に変位させて結像特性を補正し、非露光処理中
は、前記所定の光学要素の変位を停止させるので、非露
光処理中における結像特性の補正に起因する発熱量を低
減してかかる発熱が投影光学系の結像特性等に影響する
ことを防止することができる。Further, according to the exposure method of the present invention, during the exposure processing, the predetermined optical element constituting the imaging optical system is displaced to the target position to correct the imaging characteristic, and during the non-exposure processing, Since the displacement of the predetermined optical element is stopped, the amount of heat generated due to the correction of the imaging characteristics during the non-exposure processing is reduced, and the heat generation is prevented from affecting the imaging characteristics of the projection optical system. be able to.
【0095】また、別の態様による露光方法によれば、
露光処理中に前記結像光学系を構成する所定の光学要素
を目標位置に変位させて結像特性を補正するとともに非
露光処理中に前記所定の光学要素の変位を停止させる第
1動作モードと、前記露光処理中及び非露光処理中とも
に前記所定の光学要素を目標位置に変位させて結像特性
を補正する第2動作モードとを選択的に切替えて実行す
るので、非露光処理中における結像特性の補正に起因す
る発熱量が大きく投影光学系の結像特性等への影響が無
視できないような場合は前記補正装置を第1動作モード
で動作させ、非露光処理中における結像特性の補正に起
因する発熱量が大きくなく投影光学系の結像特性等への
影響が無視できるような場合は前記補正装置を第2動作
モードで動作させることができる。According to the exposure method according to another aspect,
A first operation mode in which a predetermined optical element constituting the imaging optical system is displaced to a target position during an exposure process to correct an imaging characteristic and stop the displacement of the predetermined optical element during a non-exposure process; During the exposure processing and the non-exposure processing, the predetermined optical element is displaced to the target position and the second operation mode for correcting the imaging characteristic is selectively switched and executed. When the amount of heat generated due to the correction of the image characteristics is so large that the influence on the image forming characteristics of the projection optical system cannot be ignored, the correction device is operated in the first operation mode, and the image forming characteristics during the non-exposure processing are reduced. In a case where the amount of heat generated by the correction is not large and the influence on the imaging characteristics of the projection optical system can be ignored, the correction device can be operated in the second operation mode.
【図1】本発明の一実施形態である露光装置の概略的な
構成を示す図である。FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】複数のフライアイレンズ群を備える交換機構の
構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of an exchange mechanism including a plurality of fly-eye lens groups.
【図3】投影光学系のレンズエレメントを駆動するため
の機構を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a mechanism for driving a lens element of a projection optical system.
【図4】投影光学系の結像特性の制御動作の一例を示す
フローチャートである。FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a control operation of an imaging characteristic of a projection optical system.
【図5】投影光学系の結像特性の制御動作の一例を示す
フローチャートである。FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of an operation of controlling the imaging characteristics of the projection optical system.
20 第1群レンズエレメント 21、22 第2群レンズエレメント 25、27、29 駆動素子 33 照射量モニタ 53 駆動素子御装部 IS 照明光学系 MC 主制御装置 OS 光源装置 R レチクル RS レチクルステージ装置 PL 投影光学系 W ウェハ WS ウェハステージ装置 Reference Signs List 20 first-group lens element 21, 22 second-group lens element 25, 27, 29 drive element 33 irradiation amount monitor 53 drive element control unit IS illumination optical system MC main controller OS light source device R reticle RS reticle stage device PL projection Optical system W Wafer WS Wafer stage device
Claims (8)
射する照明光学系と、前記マスクパターンの像を感光基
板に結像投影する結像光学系と、当該結像光学系を構成
する所定の光学要素を変位させて結像特性を補正する補
正装置とを備える露光装置であって、 露光処理中は、前記補正装置をサーボ駆動して前記所定
の光学要素を所定の目標位置に変位させ、非露光処理中
は、前記補正装置のサーボ駆動を停止させる制御装置を
備えることを特徴とする露光装置。An illumination optical system for irradiating a mask pattern with illumination light from a light source, an imaging optical system for forming and projecting an image of the mask pattern on a photosensitive substrate, and a predetermined optical system constituting the imaging optical system A correction device for correcting an imaging characteristic by displacing an optical element, wherein during the exposure process, the correction device is servo-driven to displace the predetermined optical element to a predetermined target position, An exposure apparatus, comprising: a control device for stopping servo driving of the correction device during non-exposure processing.
射する照明光学系と、前記マスクパターンの像を感光基
板に結像投影する結像光学系と、当該結像光学系を構成
する所定の光学要素を変位させて結像特性を補正する補
正装置とを備える露光装置であって、 露光処理中に前記補正装置をサーボ駆動して前記所定の
光学要素を所定の目標位置に変位させるとともに非露光
処理中に前記補正装置のサーボ駆動を停止する第1動作
モードと、前記露光処理中及び非露光処理中ともに前記
補正装置をサーボ駆動して前記所定の光学要素を所定の
目標位置に変位させる第2動作モードとを選択的に切替
える制御装置を備えることを特徴とする露光装置。2. An illumination optical system for irradiating illumination light from a light source onto a mask pattern, an imaging optical system for imaging and projecting an image of the mask pattern on a photosensitive substrate, and a predetermined optical system constituting the imaging optical system. A correction device for displacing an optical element to correct an imaging characteristic, the servo device driving the correction device during exposure processing to displace the predetermined optical element to a predetermined target position, and A first operation mode in which a servo drive of the correction device is stopped during the exposure process, and a servo drive of the correction device during the exposure process and the non-exposure process to displace the predetermined optical element to a predetermined target position. An exposure apparatus comprising: a control device that selectively switches between a second operation mode and a second operation mode.
駆動を停止した際に、前記所定の光学要素を所定の基準
位置に保持することを特徴とする請求項1及び請求項2
のいずれか記載の露光装置。3. The control device according to claim 1, wherein when the servo drive of the correction device is stopped, the control device holds the predetermined optical element at a predetermined reference position.
The exposure apparatus according to any one of the above.
駆動する際の発熱量が所定の許容発熱量を超えるおそれ
がある場合、前記第1動作モードを選択することを特徴
とする請求項2記載の露光装置。4. The control device according to claim 2, wherein the control device selects the first operation mode when there is a possibility that a heat generation amount when the correction device is servo-driven exceeds a predetermined allowable heat generation amount. Exposure apparatus according to the above.
駆動する際の発熱変動量が所定の許容変動量を超えるお
それがある場合、前記第2動作モードを選択することを
特徴とする請求項2記載の露光装置。5. The control device according to claim 1, wherein the control device selects the second operation mode when there is a possibility that the heat generation fluctuation amount when the correction device is servo-driven exceeds a predetermined allowable fluctuation amount. 3. The exposure apparatus according to item 2.
照明条件を変更した際に、前記第1及び第2動作モード
の切り替えを判断することを特徴とする請求項1記載の
露光装置。6. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the control device determines whether to switch the first and second operation modes when the illumination condition of the illumination optical system is changed.
該結像光学系を介してマスクパターンの像を感光基板に
転写する露光方法であって、 露光処理中は、前記結像光学系を構成する所定の光学要
素を目標位置に変位させて結像特性を補正し、非露光処
理中は、前記所定の光学要素の変位を停止させることを
特徴とする露光方法。7. An exposure method for transferring an image of a mask pattern onto a photosensitive substrate via an image forming optical system while correcting the image forming characteristics of the image forming optical system. An exposure method, wherein a predetermined optical element constituting an optical system is displaced to a target position to correct an imaging characteristic, and the displacement of the predetermined optical element is stopped during non-exposure processing.
該結像光学系を介してマスクパターンの像を感光基板に
転写する露光方法であって、 露光処理中に前記結像光学系を構成する所定の光学要素
を目標位置に変位させて結像特性を補正するとともに非
露光処理中に前記所定の光学要素の変位を停止させる第
1動作モードと、前記露光処理中及び非露光処理中とも
に前記所定の光学要素を目標位置に変位させて結像特性
を補正する第2動作モードとを選択的に切替えて実行す
ることを特徴とする露光方法。8. An exposure method for transferring an image of a mask pattern to a photosensitive substrate via an image forming optical system while correcting an image forming characteristic of the image forming optical system. A first operation mode in which a predetermined optical element constituting the system is displaced to a target position to correct the imaging characteristic and stop the displacement of the predetermined optical element during the non-exposure processing; An exposure method characterized by selectively switching and executing a second operation mode for correcting an imaging characteristic by displacing the predetermined optical element to a target position during processing.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP10078552A JPH11260712A (en) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | Aligner and method |
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JP10078552A JPH11260712A (en) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | Aligner and method |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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JP10078552A Withdrawn JPH11260712A (en) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | Aligner and method |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH11260712A (en) |
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1998
- 1998-03-12 JP JP10078552A patent/JPH11260712A/en not_active Withdrawn
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