JPWO2009128488A1 - Illumination apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
パターンが設けられたマスクMに照明光を照射する照明装置ILにおいて、前記マスクM上の第1パターン領域に前記照明光を照射する部分照明光学系IL2〜IL6(第1照射部)と、前記マスクM上の前記第1パターン領域と異なる第2パターン領域に前記照明光を照射する部分照明光学系IL1,IL7(第2照射部)と、入射部12a〜12cから入射した前記照明光を分岐させ、前記第1照射部および前記第2照射部へ異なる光量の前記照明光を導出するライトガイド13とを備える。In the illumination device IL that irradiates illumination light onto the mask M provided with a pattern, the partial illumination optical systems IL2 to IL6 (first irradiation unit) that irradiate the illumination light onto the first pattern region on the mask M, and The partial illumination optical systems IL1 and IL7 (second irradiation units) that irradiate the illumination light to a second pattern region different from the first pattern region on the mask M, and the illumination light incident from the incident units 12a to 12c are branched. And a light guide 13 for deriving different amounts of illumination light to the first irradiation unit and the second irradiation unit.
Description
本発明は、パターンが設けられたマスクを照明する照明装置、露光装置及びデバイス製造方法に関するものである。 The present invention relates to an illumination apparatus, an exposure apparatus, and a device manufacturing method for illuminating a mask provided with a pattern.
従来、半導体素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のデバイスをフォトリソグラフィ工程で製造するために露光装置が用いられている。このフォトリソグラフィの手法を用いた製造工程では、マスク上に形成された原画となるパターンを、照明光により照明し、フォトレジスト等の感光剤が塗布されたプレート(感光基板)上に転写している。 Conventionally, an exposure apparatus has been used to manufacture devices such as a semiconductor element, a liquid crystal display element, and a thin film magnetic head in a photolithography process. In the manufacturing process using this photolithography technique, an original pattern formed on a mask is illuminated with illumination light and transferred onto a plate (photosensitive substrate) coated with a photosensitive agent such as a photoresist. Yes.
近年、液晶表示素子等の大面積化が要求されており、これに伴って露光装置では露光領域の拡大が望まれている。これに対して、複数の投影光学モジュールを走査方向と交差する方向(非走査方向)に配列し、この複数の投影光学モジュールに対してマスクと感光基板とを走査方向に同期移動させながら、マスク上に形成されたパターンを感光基板上に転写するマルチレンズ方式の露光装置が開発されている(例えば、特許文献1参照)。かかる露光装置では、ライトガイドを用いて光源からの照明光を投影光学モジュールの数に応じて等分割している。 In recent years, an increase in area of a liquid crystal display element or the like has been demanded, and accordingly, an exposure device is desired to be expanded in an exposure apparatus. In contrast, a plurality of projection optical modules are arranged in a direction intersecting the scanning direction (non-scanning direction), and the mask and the photosensitive substrate are synchronously moved in the scanning direction with respect to the plurality of projection optical modules. A multi-lens type exposure apparatus that transfers a pattern formed thereon onto a photosensitive substrate has been developed (see, for example, Patent Document 1). In such an exposure apparatus, illumination light from a light source is equally divided according to the number of projection optical modules using a light guide.
ところで、上述した露光装置では、転写するパターンの大きさやパターン数に応じて、1枚の感光基板に対して複数回の走査露光を行う必要があり、同じサイズの感光基板に対して異なる回数の走査露光を行う場合がある。例えば、4回の走査露光を行うことにより4面分(2×2面配列)のパターンを転写する場合と、6回の走査露光を行うことにより6面分(3×2面配列)のパターンを転写する場合とがある。通常、1枚の感光基板の処理に要する基板処理時間は、同じサイズの感光基板であっても走査露光回数が多いほど長くなる。 By the way, in the above-described exposure apparatus, it is necessary to perform a plurality of scanning exposures on a single photosensitive substrate in accordance with the size and number of patterns to be transferred. Scanning exposure may be performed. For example, a pattern for four surfaces (2 × 2 surface arrangement) is transferred by performing four times of scanning exposure, and a pattern for six surfaces (3 × 2 surface arrangement) by performing six times of scanning exposure. May be transferred. Usually, the substrate processing time required for processing one photosensitive substrate becomes longer as the number of times of scanning exposure is increased even for photosensitive substrates of the same size.
これに対して、露光装置にインライン接続されるコータ・デベロッパ等の周辺装置では、一般に、感光基板に転写されるパターンの大きさやパターン数に依らず、感光基板のサイズに応じて基板処理時間が決っている。このため、露光装置とコータ・デベロッパ等の周辺装置とを含む生産ラインでは、露光装置における基板処理時間によってライン全体のスループットが制限される場合があり、例えば、同じサイズの感光基板に対して4回の走査露光と6回の走査露光とを適宜行う必要がある生産ラインでは、6回の走査露光を行う場合の露光装置の基板処理時間によってライン全体のスループットが制限される。 On the other hand, in a peripheral device such as a coater / developer connected in-line to an exposure apparatus, in general, the substrate processing time depends on the size of the photosensitive substrate regardless of the size and number of patterns transferred to the photosensitive substrate. It has been decided. For this reason, in a production line including an exposure apparatus and peripheral devices such as a coater / developer, the throughput of the entire line may be limited by the substrate processing time in the exposure apparatus. For example, 4 for a photosensitive substrate of the same size. In a production line where it is necessary to appropriately perform six scanning exposures and six scanning exposures, the throughput of the entire line is limited by the substrate processing time of the exposure apparatus when performing six scanning exposures.
本発明の目的は、同じサイズの感光基板に対して異なる回数の走査露光を行う場合に、走査露光回数が多い方の基板処理時間を短縮し、走査露光回数に応じた基板処理時間の差を減少させることが可能な照明装置、露光装置及びデバイス製造方法を提供することである。 The object of the present invention is to shorten the substrate processing time for the larger number of scanning exposures and perform the difference in the substrate processing time according to the number of scanning exposures when performing different numbers of scanning exposures on the same size photosensitive substrate. To provide an illumination apparatus, an exposure apparatus, and a device manufacturing method that can be reduced.
本発明の照明装置は、パターンが設けられた物体に照明光を照射する照明装置において、前記物体上の第1パターン領域に前記照明光を照射する第1照射部と、前記物体上の前記第1パターン領域と異なる第2パターン領域に前記照明光を照射する第2照射部と、入射部から入射した前記照明光を分岐させ、前記第1照射部および前記第2照射部へ異なる光量の前記照明光を導出する光分岐手段とを備えたことを特徴とする。 The illuminating device of the present invention is an illuminating device that irradiates an object provided with a pattern with illuminating light. A second irradiating part that irradiates the illumination light to a second pattern area different from the one pattern area, and the illumination light incident from the incident part is branched, so that the first irradiating part and the second irradiating part have different light amounts. And a light branching means for deriving illumination light.
また、本発明の露光装置は、本発明の照明装置と、パターンが設けられたマスクを保持するマスク保持機構と、感光基板を保持する基板保持機構とを備え、前記照明装置が前記マスク上の第1および第2パターン領域の少なくとも一方を介して前記照明光を前記感光基板に照射することを特徴とする。 The exposure apparatus of the present invention includes the illumination apparatus of the present invention, a mask holding mechanism that holds a mask provided with a pattern, and a substrate holding mechanism that holds a photosensitive substrate, and the illumination apparatus is on the mask. The illumination light is irradiated onto the photosensitive substrate through at least one of the first and second pattern regions.
また、本発明のデバイス製造方法は、本発明の露光装置を用いて、前記マスクに設けられたパターンを前記感光基板に転写する露光工程と、前記パターンが転写された前記感光基板を現像し、前記パターンに対応する形状の転写パターン層を前記感光基板に生成する現像工程と、前記転写パターン層を介して前記感光基板を加工する加工工程とを含むことを特徴とする。 Further, the device manufacturing method of the present invention uses the exposure apparatus of the present invention to develop an exposure step of transferring the pattern provided on the mask to the photosensitive substrate, and developing the photosensitive substrate to which the pattern is transferred, The method includes a development step of generating a transfer pattern layer having a shape corresponding to the pattern on the photosensitive substrate, and a processing step of processing the photosensitive substrate through the transfer pattern layer.
本発明の照明装置、露光装置及びデバイス製造方法によれば、同じサイズの感光基板に対して異なる回数の走査露光を行う場合に、走査露光回数が多い方の基板処理時間を短縮し、走査露光回数に応じた基板処理時間の差を減少させることが可能となり、露光装置とコータ・デベロッパ等の周辺装置とを含む生産ライン全体のスループットを向上させることができる。 According to the illumination apparatus, the exposure apparatus, and the device manufacturing method of the present invention, when scanning exposure is performed a different number of times on a photosensitive substrate of the same size, the substrate processing time with the larger number of scanning exposures is shortened, and scanning exposure is performed. The difference in substrate processing time according to the number of times can be reduced, and the throughput of the entire production line including the exposure apparatus and peripheral devices such as a coater / developer can be improved.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る照明装置、露光装置及びデバイス製造方法について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る露光装置EXの全体構成を示す斜視図である。本実施形態においては、複数の反射屈折型の投影光学モジュールからなる投影光学系PLに対して、マスクMを保持するマスクステージ(図示せず)と感光基板としてのプレートPを保持するプレートステージ(図示せず)とを同期移動させつつ、マスクMに設けられたパターンの像をプレートPに転写するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置を例に挙げて説明する。 Hereinafter, an illumination apparatus, an exposure apparatus, and a device manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of an exposure apparatus EX according to the first embodiment of the present invention. In the present embodiment, a mask stage (not shown) for holding a mask M and a plate stage (for holding a plate P as a photosensitive substrate) for a projection optical system PL comprising a plurality of catadioptric projection optical modules. An example of a step-and-scan type exposure apparatus that transfers an image of a pattern provided on the mask M to the plate P while moving in synchronization with (not shown) will be described.
また、以下の説明においては、図1中に示したXYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。XYZ直交座標系は、X軸及びY軸がプレートPに対して平行となるよう設定され、Z軸がプレートPに対して直交する方向に設定されている。図中のXYZ直交座標系は、実際にはXY平面が水平面に平行な面に設定され、Z軸が鉛直上方向に設定される。また、この実施形態ではマスクM及びプレートPを同期移動させる方向(走査方向)をX軸方向に設定している。 In the following description, the XYZ orthogonal coordinate system shown in FIG. 1 is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system. The XYZ orthogonal coordinate system is set so that the X axis and the Y axis are parallel to the plate P, and the Z axis is set in a direction orthogonal to the plate P. In the XYZ orthogonal coordinate system in the figure, the XY plane is actually set to a plane parallel to the horizontal plane, and the Z axis is set to the vertically upward direction. In this embodiment, the direction in which the mask M and the plate P are moved synchronously (scanning direction) is set in the X-axis direction.
露光装置EXは、マスクMを均一に照明するための照明光を射出する照明装置ILを備えている。照明装置ILは、超高圧水銀ランプ等の放電ランプからなる3個の光源2a,2b,2cを備えている。図2に示すように、光源2aより射出した照明光は、楕円鏡4aにより集光され、照明リレー光学系6aによりライトガイド13の入射部12aに集光される。なお、光源2bより射出した照明光は、楕円鏡4b、及び照明リレー光学系6bを介してライトガイド13の入射部12bに集光され、光源2cより射出した照明光は、楕円鏡4c、及び照明リレー光学系6cを介してライトガイド13の入射部12cに集光される。
The exposure apparatus EX includes an illumination apparatus IL that emits illumination light for uniformly illuminating the mask M. The illuminating device IL includes three
ライトガイド13は、複数の光ファイバを、その入射側と射出側とにおいてランダムに束ねた光ファイバ束であるランダムライトガイドファイバを用いて構成され、3個の入射部12a,12b,12c(図2においては、入射部12aのみを示す)及び7個の射出部14a〜14g(図2においては、射出部14gのみを示す)を備えている。入射部12a〜12cに入射した照明光は、ライトガイド13の内部を伝播し、7個の射出部14a〜14gに分岐されて射出する。
The
入射部12a〜12cは、図3に示すように、複数の光ファイバが円形状に束ねられた円形部8a,8b,8c(図中右上がり斜線で示す領域)と、その周縁部で複数の光ファイバが輪帯状に束ねられた輪帯部9a,9b,9c(図中左上がり斜線で示す領域)によりそれぞれ構成されている。なお、入射部12a〜12cの周囲に示す円形状の領域10a,10b,10cは、照明光により照明される領域を示している。円形部8a〜8cに入射した照明光は、射出部14b〜14fから導出され、輪帯部9a〜9cに入射した照明光は、図4に示すように、射出部14a,14gから導出される。
As shown in FIG. 3, the
ここで、図3において入射部12a〜12cに集光される照明光の光量分布LQDを示しているが、入射部12a〜12cの輪帯部9a〜9cに集光される照明光の光量は、円形部8a〜8cに集光される照明光の光量と比較して少なくなる。したがって、円形部8a〜8cに入射し、射出部14b〜14fから導出される照明光の光量は、輪帯部9a〜9cに入射し、射出部14a,14gから導出される照明光の光量より多くなる。また、射出部14b〜14fから導出される照明光の光量は、入射部12a〜12cから入射する照明光を射出部14a〜14gに均等に分岐して射出させる場合に比して、増大されている。
Here, although the light quantity distribution LQD of the illumination light condensed on the
ライトガイド13の7個の射出部14a〜14gから導出された各照明光は、マスクMを部分的に照明する部分照明光学系IL1〜IL7(部分照明光学系IL2,IL4は図示せず)にそれぞれ入射する。
The illumination lights derived from the seven exit portions 14a to 14g of the
図2に示すように、ライトガイド13の射出部14gの近傍には、シャッタ20gが配置されている。シャッタ20gは、射出部14gから射出した照明光の光路を遮断する遮断部材を有しており、この遮断部材を照明光の光路に対して挿脱することでその光路を選択的に開閉(開放および遮断)する。
As shown in FIG. 2, a shutter 20 g is disposed in the vicinity of the emission portion 14 g of the
シャッタ20gを通過した照明光は、減光フィルタ21gに入射する。減光フィルタ21gは、光透過率がX方向に連続的に異なるように形成された透過率可変フィルタであり、シャッタ20gとコリメートレンズ16gとの間の光路に対して挿脱可能に構成されている。減光フィルタ21gを光路に対してX方向に適当量挿入することにより、減光フィルタ21gを通過する照明光の光量を変化させることができ、部分照明光学系IL7を介した照明光により照明するマスクM上の照射量を調整することができる。 The illumination light that has passed through the shutter 20g enters the neutral density filter 21g. The neutral density filter 21g is a transmittance variable filter formed so that the light transmittance is continuously different in the X direction, and is configured to be detachable with respect to the optical path between the shutter 20g and the collimating lens 16g. Yes. By inserting an appropriate amount of the neutral density filter 21g in the X direction with respect to the optical path, the amount of illumination light passing through the neutral density filter 21g can be changed, and illumination is performed with illumination light via the partial illumination optical system IL7. The irradiation amount on the mask M can be adjusted.
減光フィルタ21gを通過した照明光は、コリメートレンズ16gにより平行光束にされ、オプティカルインテグレータであるフライアイレンズ17gに入射する。フライアイレンズ17gに入射した照明光は、フライアイレンズ17gを構成する多数のレンズエレメントにより波面分割され、その後側焦点面(射出面近傍)にレンズエレメントの数と同数の発光像からなる二次光源(面光源)を形成し、コンデンサレンズ18gによりマスクM上の部分照明領域I7(図1参照)をほぼ均一に照明する。なお、部分照明光学系IL1〜IL6は、部分照明光学系IL7と同一の構成を有しており、マスクM上のそれぞれ対応する部分照明領域I1〜I6をほぼ均一に照明する。 The illumination light that has passed through the neutral density filter 21g is collimated by the collimating lens 16g and enters the fly-eye lens 17g that is an optical integrator. Illumination light incident on the fly-eye lens 17g is wavefront-divided by a number of lens elements constituting the fly-eye lens 17g, and a secondary image composed of the same number of light-emitting images as the number of lens elements on the rear focal plane (near the exit surface). A light source (surface light source) is formed, and the partial illumination region I7 (see FIG. 1) on the mask M is illuminated almost uniformly by the condenser lens 18g. The partial illumination optical systems IL1 to IL6 have the same configuration as the partial illumination optical system IL7, and illuminate the corresponding partial illumination regions I1 to I6 on the mask M substantially uniformly.
部分照明領域I7からの照明光は、部分照明領域I1〜I7に対応するように配列された複数の投影光学モジュールPL1〜PL7(図1においてPL2,PL4は図示せず)のうち、投影光学モジュールPL7に入射する。図2に示すように、投影光学モジュールPL7は、マスクMに設けられたパターンのうち部分照明領域I7内に位置するパターンの中間像を形成する第1反射屈折光学系PL11と、部分照明領域I7内のパターンの投影像(等倍正立像)をプレートP上に形成する第2反射屈折光学系PL12とを備えている。 The illumination light from the partial illumination region I7 is a projection optical module among a plurality of projection optical modules PL1 to PL7 (PL2 and PL4 are not shown in FIG. 1) arranged so as to correspond to the partial illumination regions I1 to I7. Incident on PL7. As shown in FIG. 2, the projection optical module PL7 includes a first catadioptric optical system PL11 that forms an intermediate image of a pattern located in the partial illumination region I7 among the patterns provided on the mask M, and a partial illumination region I7. And a second catadioptric optical system PL12 that forms a projected image (equal magnification upright image) of the inner pattern on the plate P.
同様に、部分照明光学系IL1〜IL6に対応する部分照明領域I1〜I6からの各照明光は、部分照明光学系IL1〜IL6に対応して設けられている投影光学モジュールPL1〜PL6にそれぞれ入射する。投影光学モジュールPL1〜PL6は、投影光学モジュールPL7と同一の構成を有しており、それぞれ対応する部分照明領域I1〜I6内のパターンの投影像をプレートP上に形成する。ここで、部分照明領域I1〜I7は、投影光学モジュールPL1〜PL7内に設けられた図示しない視野絞りによってそれぞれ規定されている。なお、投影光学モジュールPL1〜PL7は、Y方向において投影光学モジュールPL2、PL4、PL6が投影光学モジュールPL1、PL3、PL5、PL7の間にそれぞれ位置するように千鳥状に配置されている。 Similarly, the illumination lights from the partial illumination regions I1 to I6 corresponding to the partial illumination optical systems IL1 to IL6 respectively enter the projection optical modules PL1 to PL6 provided corresponding to the partial illumination optical systems IL1 to IL6. To do. The projection optical modules PL1 to PL6 have the same configuration as the projection optical module PL7, and form projected images of patterns in the corresponding partial illumination areas I1 to I6 on the plate P, respectively. Here, the partial illumination areas I1 to I7 are respectively defined by a field stop (not shown) provided in the projection optical modules PL1 to PL7. Note that the projection optical modules PL1 to PL7 are arranged in a zigzag manner so that the projection optical modules PL2, PL4, and PL6 are respectively positioned between the projection optical modules PL1, PL3, PL5, and PL7 in the Y direction.
さらに、露光装置EXは、図2に示すように、マスクMを照明する照明光の照射量の調整等を行う制御部30、部分照明光学系IL1〜IL7の各シャッタ(シャッタ20gを含む7つのシャッタ)をそれぞれ開閉駆動するシャッタ駆動部32、及び部分照明光学系IL1〜IL7の各減光フィルタ(減光フィルタ21gを含む7つの減光フィルタ)をそれぞれX方向に移動させるフィルタ駆動部34を備えている。
Further, as shown in FIG. 2, the exposure apparatus EX includes a
この露光装置EXにおいては、照明装置ILによりマスクMを照明し、マスクステージとプレートステージとを投影光学モジュールPL1〜PL7に対してX方向に同期移動させつつスキャン露光(走査露光)を行うことにより、マスクMに形成されたパターンの投影像をプレートPに転写する。なお、マスクステージ及びプレートステージをX方向に移動させる駆動部(図示せず)は、制御部30により駆動制御される。
In this exposure apparatus EX, the mask M is illuminated by the illumination apparatus IL, and scanning exposure (scanning exposure) is performed while the mask stage and the plate stage are moved synchronously in the X direction with respect to the projection optical modules PL1 to PL7. The projected image of the pattern formed on the mask M is transferred to the plate P. A driving unit (not shown) that moves the mask stage and the plate stage in the X direction is driven and controlled by the
ところで、露光装置EXでは、プレートPに転写するパターンの大きさやパターン数に応じて、プレートPに対して複数回の走査露光を行う必要があり、同じサイズのプレートPに対して異なる回数の走査露光を行う場合がある。例えば、図5に示すように、マスクM1のパターン領域M10に2面分のパターンを設け、4回の走査露光を行うことによりプレートP上に8面分(2×4面配列)のパターンを転写する場合、あるいは図6に示すように、マスクM2のパターン領域M20に1面分のパターンを設け、6回の走査露光を行うことによりプレートP上に6面分(3×2面配列)のパターンを転写する場合などがある。 By the way, in the exposure apparatus EX, it is necessary to perform scanning exposure on the plate P a plurality of times in accordance with the size and the number of patterns to be transferred to the plate P. Exposure may be performed. For example, as shown in FIG. 5, a pattern for two surfaces is provided in the pattern region M10 of the mask M1, and a pattern for eight surfaces (2 × 4 surface arrangement) is formed on the plate P by performing scanning exposure four times. When transferring, or as shown in FIG. 6, a pattern for one surface is provided in the pattern region M20 of the mask M2, and six scanning exposures are performed on the plate P for six surfaces (3 × 2 surface arrangement). In some cases, the pattern is transferred.
図7は、マスクM1上のパターン領域M10と、部分照明光学系IL1〜IL7のそれぞれにより照明される部分照明領域I1〜I7との位置関係を示す図である。図8は、マスクM2上のパターン領域M20と部分照明領域I1〜I7との位置関係を示す図である。ここで、パターン領域M10(斜線で示す領域)は、部分照明光学系IL2〜IL6によって照明光が照射される第1パターン領域PA1と、この第1パターン領域PA1のY方向の両端部に並設され、部分照明光学系IL1,IL7によって照明光が照射される第2パターン領域PA2とを含み、パターン領域M20は、第2パターン領域PA2のみを含んでいる。 FIG. 7 is a diagram showing the positional relationship between the pattern region M10 on the mask M1 and the partial illumination regions I1 to I7 illuminated by the partial illumination optical systems IL1 to IL7, respectively. FIG. 8 is a diagram showing a positional relationship between the pattern region M20 on the mask M2 and the partial illumination regions I1 to I7. Here, the pattern area M10 (area shown by oblique lines) is arranged in parallel at the first pattern area PA1 irradiated with illumination light by the partial illumination optical systems IL2 to IL6 and at both ends in the Y direction of the first pattern area PA1. And the second pattern area PA2 irradiated with illumination light by the partial illumination optical systems IL1 and IL7, and the pattern area M20 includes only the second pattern area PA2.
図7に示すように、パターン領域M10のY方向における幅は、図8に示すパターン領域M20のY方向における幅より広く、パターン領域M10のY方向における両端縁は、部分照明光学系IL1〜IL7のうちY方向の両端に配置された部分照明光学系IL1,IL7が照明する部分照明領域I1,I7内にある。したがって、図5に示すように4回の走査露光を行う場合には、部分照明光学系IL1〜IL7をすべて用いてマスクM1の照明を行うことによりパターン領域M10内のパターンをプレートPに転写する。 As shown in FIG. 7, the width in the Y direction of the pattern region M10 is wider than the width in the Y direction of the pattern region M20 shown in FIG. 8, and both end edges in the Y direction of the pattern region M10 are the partial illumination optical systems IL1 to IL7. Among them, the partial illumination optical systems IL1 and IL7 arranged at both ends in the Y direction lie within the partial illumination regions I1 and I7. Therefore, when four scanning exposures are performed as shown in FIG. 5, the pattern in the pattern region M10 is transferred to the plate P by illuminating the mask M1 using all of the partial illumination optical systems IL1 to IL7. .
この場合、制御部30は、パターンの転写にあたって、例えば走査露光の開始前にシャッタ駆動部32に対して制御信号を出力し、部分照明光学系IL1〜IL7の各シャッタによって照明光の光路を開放する。また、制御部30は、フィルタ駆動部34に対して制御信号を出力し、部分照明光学系IL1〜IL7の各減光フィルタをそれぞれX方向に適当量移動させて、部分照明領域I1〜I7における照明光の照射量を等しくする。この際、制御部30は、部分照明領域I2〜I6における照明光の照射量を減少調整する。
In this case, the
一方、図8に示すように、パターン領域M20のY方向における両端縁は、部分照明光学系IL2,IL6が照明する部分照明領域I2,I6内にある。したがって、図6に示すように6回の走査露光を行う場合には、部分照明光学系IL1,IL7を用いてマスクM2の照明を行なわず、部分照明光学系IL2〜IL6のみを用いてマスクM2の照明を行うことによりパターン領域M20内のパターンをプレートP上に転写する。 On the other hand, as shown in FIG. 8, both end edges in the Y direction of the pattern region M20 are in the partial illumination regions I2 and I6 illuminated by the partial illumination optical systems IL2 and IL6. Therefore, as shown in FIG. 6, when scanning exposure is performed six times, the mask M2 is not illuminated using the partial illumination optical systems IL1 and IL7, and only the partial illumination optical systems IL2 to IL6 are used. The pattern in the pattern region M20 is transferred onto the plate P by performing the illumination.
この場合、制御部30は、パターンの転写にあたって、例えば走査露光の開始前にシャッタ駆動部32に対して制御信号を出力し、部分照明光学系IL2〜IL6の各シャッタによって照明光の光路を開放するとともに、部分照明光学系IL1,IL7の各シャッタによって照明光の光路を閉じる(遮断する)。また、制御部30は、フィルタ駆動部34に対して制御信号を出力し、部分照明光学系IL2〜IL6の各減光フィルタをそれぞれX方向に適当量移動させて、部分照明領域I2〜I6における照明光の照射量を等しくする。この際、制御部30は、部分照明領域I2〜I6における照明光の照射量を増加調整する。
In this case, the
この第1の実施形態に係る露光装置EXによれば、射出部14b〜14fから導出させる照明光の光量を、入射部12a〜12cから入射する照明光を射出部14a〜14gに均等に分岐して射出させる場合に比して増大させているため、同じサイズのプレートPに対して異なる回数の走査露光(例えば4回または6回の走査露光)を行う場合に、走査露光回数が多い方の露光処理における照明光の照射量を、走査露光回数に関わりなく等しい照射量とする従来技術に比して増加させることができ、走査露光回数が多い方の基板処理時間を短縮することができる。したがって、走査露光回数に応じた基板処理時間の差(例えば4回の走査露光による基板処理時間と6回の走査露光による基板処理時間との差)を減少させることができ、露光装置EXとコータ・デベロッパ等の周辺装置とを含む生産ライン全体のスループットを向上させることができる。
According to the exposure apparatus EX according to the first embodiment, the amount of illumination light to be derived from the
なお、第1の実施形態においては、ライトガイド13が3個の入射部12a〜12cを備えているが、第1の変形例として図9及び図10に示すような1個の入射部12を備えたライトガイド23を用いてもよい。この場合、入射部12は、図9に示すように、複数の光ファイバが円形状に束ねられた円形部8(図中右上がり斜線で示す領域)と、その周縁部で複数の光ファイバが輪帯状に束ねられた輪帯部9(図中左上がり斜線で示す領域)により構成されている。そして、図10に示すように、円形部8に入射した照明光は射出部14b〜14fに分岐されて部分照明光学系IL2〜IL6へ導出され、輪帯部9に入射した照明光は射出部14a,14gに分岐されて部分照明光学系IL1,IL7へ導出される。ライトガイド23を用いる場合にも、ライトガイド13を用いる場合と同様に、円形部8に入射し、射出部14b〜14fから導出される照明光の光量は、輪帯部9に入射し、射出部14a,14gから導出される照明光の光量より多くなる。
In the first embodiment, the
また、第1の実施形態においては、円形部8a〜8cに入射した照明光を射出部14b〜14fから導出し、輪帯部9a〜9cに入射した照明光を射出部14a,14gから導出しているが、第2の変形例として図11及び図12に示すようにライトガイド13’を用い、円形部8a,8c及び入射部12b(円形部8bおよび輪帯部9b)に入射する照明光を射出部14b〜14fから導出し、輪帯部9a,9cに入射する照明光を射出部14a,14gからそれぞれ導出する構成にしてもよい。このライトガイド13’では、ライトガイド13と比較して、射出部14a,14gに対応させる光ファイバの長さを短くすることができ、射出部14a,14gから導出する照明光の透過率を向上させることができるとともに、ライトガイドのコストダウンを図ることができる。
In the first embodiment, the illumination light incident on the
また、本発明に係る露光装置が11個の部分投影光学系を備える場合には、第3の変形例として図13及び図14に示すように、3個の第1入射部120a,120c,120dから入射した照明光を第1射出部140c〜140iから射出させ、1個の第2入射部120bから入射した照明光を第2射出部140a,140b,140j,140kから射出させるライトガイド130を用いることができる。この場合、第1入射部120a,120c,120dに入射した照明光は第1射出部140c〜140iに均等に分岐されて、それぞれ対応する部分照明光学系へ導出され、第2入射部120bに入射した照明光は第2射出部140a,140b,140j,140kに均等に分岐されて、それぞれ対応する部分投影光学系へ導出される。
When the exposure apparatus according to the present invention includes 11 partial projection optical systems, as shown in FIGS. 13 and 14 as a third modification, three
射出部140a〜140kそれぞれの面積を同一にするのが望ましいため、第2入射部120bの面積は第1入射部120a,120c,120dそれぞれの面積より大きく構成されている。即ち、第1入射部120a,120c,120dそれぞれの面積をS1、第2入射部120bの面積をS2、射出部140a〜140kそれぞれの面積をS3としたとき、(1)及び(2)式の関係が成り立つ。
Since it is desirable that the areas of the
S1=S3×7/3 (1)
S2=S3×4 (2)
したがって、第2入射部120bの面積S2は、(1)及び(2)式より、第1入射部120a,120c,120dそれぞれの面積S1の4×(3/7)≒1.7倍にするのが望ましい。なお、図13及び図14においては、3個の第1入射部120a,120c,120d及び1個の第2入射部120bを備えているが、2個以上の第1入射部及び第1入射部より少ない第2入射部を備えていればよい。また、図13及び図14においては、7個の第1射出部140c〜140i及び4個の第2射出部140a,140b,140j,140kを備えているが、少なくとも1個の第1射出部及び第2射出部を備えていればよい。S1 = S3 × 7/3 (1)
S2 = S3 × 4 (2)
Accordingly, the area S2 of the
また、第1の実施形態においては、Y方向において両端に設置されている部分照明光学系IL1及びIL7からの照明光を遮断する例を挙げて説明したが、マスクMのパターン領域の大きさに対応させて部分照明光学系IL1またはIL7からの照明光を遮断するようにしてもよい。また、他の部分照明光学系IL2〜IL6の少なくとも1つからの照明光を遮断する構成にしてもよい。 In the first embodiment, the example in which the illumination light from the partial illumination optical systems IL1 and IL7 installed at both ends in the Y direction is blocked has been described. However, the size of the pattern area of the mask M is described. Correspondingly, the illumination light from the partial illumination optical system IL1 or IL7 may be blocked. Further, the illumination light from at least one of the other partial illumination optical systems IL2 to IL6 may be blocked.
また、第1の実施形態においては、部分照明光学系IL1〜IL7のそれぞれがシャッタ及び減光フィルタを備えているが、少なくともY方向の一方の端部に位置する部分照明光学系(例えばIL1)にのみシャッタを備え、シャッタを含まない部分照明光学系(例えばIL2〜IL7)にのみ減光フィルタを備えるようにしてもよい。 In the first embodiment, each of the partial illumination optical systems IL1 to IL7 includes a shutter and a neutral density filter. However, the partial illumination optical system (for example, IL1) located at least at one end in the Y direction. Only a partial illumination optical system (for example, IL2 to IL7) that does not include a shutter may be provided with a neutral density filter.
次に、本発明の第2の実施形態に係る露光装置について説明する。なお、第2の実施形態に係る露光装置の構成は、上述したライトガイド13及び投影光学モジュールPL1〜PL7の構成が変更されている点を除き第1の実施形態に係る露光装置と同一の構成を有する。従って、第2の実施形態の説明においては、第1の実施形態に係る露光装置の構成と同一の構成には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
Next, an exposure apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described. The configuration of the exposure apparatus according to the second embodiment is the same as that of the exposure apparatus according to the first embodiment except that the configurations of the
第2の実施形態に係る照明装置ILが備えるライトガイドは、3個の入射部及び7個の射出部を備えており、ライトガイドの3個の入射部に入射した照明光は、ライトガイドの内部を伝播し、7個の射出部より均等に分岐されて射出する。即ち、7個の射出部から射出される各照明光の照射量は同一である。 The light guide included in the illumination device IL according to the second embodiment includes three incident portions and seven emission portions, and the illumination light incident on the three incident portions of the light guide is generated by the light guide. It propagates through the inside and is branched evenly from the seven injection parts and injected. That is, the irradiation amount of each illumination light emitted from the seven emission parts is the same.
また、第2の実施形態に係る投影光学系PLを構成する投影光学モジュールPL1〜PL7のそれぞれは、第1反射屈折光学系により中間像が形成される位置に視野絞りを備えており、投影光学モジュールPL1及びPL7の視野絞りの開口部の形状は、投影光学モジュールPL2〜PL6の視野絞りの開口部の形状と異なる。 Each of the projection optical modules PL1 to PL7 constituting the projection optical system PL according to the second embodiment includes a field stop at a position where an intermediate image is formed by the first catadioptric optical system. The shape of the apertures of the field stops of the modules PL1 and PL7 is different from the shape of the apertures of the field stops of the projection optical modules PL2 to PL6.
図15は、投影光学モジュールPL1〜PL7それぞれの視野絞りの開口部の形状を示す図である。投影光学モジュールPL1の視野絞りの開口部f1及び投影光学モジュールPL7の視野絞りの開口部f7は、平行な対辺のうち短辺が+X方向に位置し、露光幅(台形の高さ)dを有する台形状を有している。投影光学モジュールPL3の視野絞りの開口部f3及び投影光学モジュールPL5の視野絞りの開口部f5は、平行な対辺のうち短辺が+X方向に位置し、露光幅(台形の高さ)D(D>d)を有する台形状を有している。投影光学モジュールPL2の視野絞りの開口部f2、投影光学モジュールPL4の視野絞りの開口部f4及び投影光学モジュールPL6の視野絞りの開口部f6は、平行な対辺のうち短辺が−X方向に位置し、高さD(D>d)を有する台形状を有している。 FIG. 15 is a diagram showing the shape of the aperture of the field stop of each of the projection optical modules PL1 to PL7. The field stop opening f1 of the projection optical module PL1 and the field stop opening f7 of the projection optical module PL7 have the short side of the parallel opposite sides positioned in the + X direction and have an exposure width (trapezoidal height) d. It has a trapezoidal shape. The field stop opening f3 of the projection optical module PL3 and the field stop opening f5 of the projection optical module PL5 have the short side of the parallel opposite sides positioned in the + X direction, and the exposure width (trapezoidal height) D (D It has a trapezoidal shape with> d). The field stop opening f2 of the projection optical module PL2, the field stop opening f4 of the projection optical module PL4, and the field stop opening f6 of the projection optical module PL6 have short sides of the parallel opposite sides positioned in the −X direction. And a trapezoidal shape having a height D (D> d).
また、投影光学モジュールPL2は視野絞りの近傍に遮蔽板40bを備えている。遮蔽板40bは、視野絞りの開口部f2の露光幅Dを変更するために用いられ、視野絞りの開口部f2を通過する照明光の光路に対して挿脱可能に構成されている。遮蔽板40bを光路中に挿入または退避することにより、視野絞りの開口部f2の露光幅Dが変化し、露光幅Dを変化させることにより部分照明光学系IL2及び投影光学モジュールPL2を介した照明光による露光量を変化させることができる。即ち、遮蔽板40bを光路中に挿入することにより露光幅Dを短くした場合、露光量は減少し、遮蔽板40bを光路中から退避させることにより露光幅Dに変更を加えなかった場合、露光量は大きくなる。このように、遮蔽板40bを光路に対して挿脱することにより露光量の調整を行うことができる。
なお、投影光学モジュールPL3〜PL6のそれぞれも視野絞りの近傍に遮蔽板40bと同一の構成を有する遮蔽板40c〜40f(図示せず)を備えている。また、遮蔽板40b〜40fは、遮蔽板駆動部(図示せず)によりX方向の移動が制御されており、遮蔽板駆動部は、制御部30によりその駆動が制御されている。Further, the projection optical module PL2 includes a
Note that each of the projection optical modules PL3 to PL6 also includes shielding plates 40c to 40f (not shown) having the same configuration as the shielding
この露光装置において4回の走査露光を行うことによりプレートP上に8面分のパターンを転写する場合、走査露光の開始前に、制御部30は、部分照明光学系IL1〜IL7のシャッタ20a〜20gの通過部を射出部14a〜14gから導出される照明光の光路中に配置し、光路を開放する。次に、制御部30は、投影光学モジュールPL2〜PL6の遮蔽板40b〜40fを駆動するために遮蔽板駆動部に対して制御信号を出力し、遮蔽板40b〜40fをX方向に移動させて、視野絞りの開口部f2〜f6の露光幅Dを変化させる。具体的には、視野絞りの開口部f2〜f6の露光幅Dが視野絞りの開口部f1,f7の露光幅dと同一になる位置に遮蔽板40b〜40fを配置する。遮蔽板40b〜40fが挿入され、視野絞りの開口部f1〜f7の露光幅がすべてdに設定されることにより、投影光学モジュールPL1〜PL7を介した照明光による露光量は同一の大きさになる。その後、制御部30は、駆動部に対して制御信号を出力し、4回の走査露光を行うことによりプレートP上に8面分のパターンの転写を行う。
In this exposure apparatus, when a pattern for eight surfaces is transferred onto the plate P by performing four scanning exposures, the
また、6回の走査露光を行うことによりプレートP上に6面分のパターンを転写する場合、走査露光の開始前に、制御部30は、部分照明光学系IL1,IL7のシャッタ20a,20gの遮断部を射出部14a,14gから導出される照明光の光路中に配置し、光路を閉じ、部分照明光学系IL2〜IL6のシャッタ20b〜20fの通過部を射出部14b〜14fから導出される照明光の光路中に配置し、光路を開放する。次に、制御部30は、遮蔽板駆動部に対して制御信号を出力し、遮蔽板40b〜40fをX方向に移動させ、光路中から退避させる。遮蔽板40b〜40fが退避されることにより、視野絞りの開口部f2〜f6の露光幅はDに設定され、投影光学モジュールPL2〜PL6を介した照明光による露光量は増大する。その後、制御部30は、駆動部に対して制御信号を出力し、6回の走査露光を行うことによりプレートP上に6面分のパターンの転写を行う。なお、この場合には、各部分照明光学系IL1〜IL7が備える減光フィルタ21a〜21gは、光路中から退避されている。
In addition, when a pattern for six surfaces is transferred onto the plate P by performing six scanning exposures, the
この第2の実施形態に係る露光装置によれば、同じサイズのプレートPに対して4回または6回の走査露光を行う場合に、走査露光回数の多い6回の走査露光における露光量を増加させることができるため、6回の走査露光の露光処理時間を短縮することができる。したがって、4回の走査露光の露光処理時間と6回の走査露光の露光処理時間との差を減少させることができ、露光装置とコータ・デベロッパ等の周辺装置とからなる生産ライン全体のスループットを向上させることができる。 According to the exposure apparatus of the second embodiment, when four or six scanning exposures are performed on the same size plate P, the exposure amount in six scanning exposures with a large number of scanning exposures is increased. Therefore, the exposure processing time for six scanning exposures can be shortened. Therefore, the difference between the exposure processing time of four scanning exposures and the exposure processing time of six scanning exposures can be reduced, and the throughput of the entire production line comprising the exposure apparatus and peripheral devices such as a coater / developer can be reduced. Can be improved.
なお、上述の第1及び第2の実施形態においては、ライトガイドが3個または4個の入射部を備えているが、1個以上の入射部を備えていればよい。また、ライトガイドが7個または11個の射出部を備えているが、例えば5個など複数の射出部を備えていればよい。 In the first and second embodiments described above, the light guide includes three or four incident portions. However, it is only necessary to include one or more incident portions. Moreover, although the light guide is provided with seven or eleven injection parts, it may be provided with a plurality of injection parts such as five.
次に、本発明の第3の実施形態に係る露光装置について説明する。なお、第3の実施形態に係る露光装置の構成は、上述した照明装置ILが照明装置IL’に変更されている点を除き第1の実施形態に係る露光装置と同一の構成を有する。従って、第3の実施形態の説明においては、第1の実施形態に係る露光装置の構成と同一の構成には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。 Next, an exposure apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described. The configuration of the exposure apparatus according to the third embodiment has the same configuration as that of the exposure apparatus according to the first embodiment except that the illumination apparatus IL described above is changed to an illumination apparatus IL ′. Therefore, in the description of the third embodiment, the same components as those of the exposure apparatus according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図16は、第3の実施形態に係る照明装置IL´の構成を示す図である。図16に示すように、照明装置IL´は、照明光を供給するためのレーザ光源42を備えている。レーザ光源42から射出した照明光は、照明リレー光学系43、ミラー44を介して、λ/2板45に入射する。λ/2板45は、照明光に含まれる直線偏光の向きを変える複屈折素子であり、光軸に対して回転可能に構成されている。λ/2板45を回転させて、所定の位置に配置することにより、照明光に含まれるS偏光成分とP偏光成分の比率を調整する。λ/2板45を通過した照明光は、偏光ビームスプリッタ(以下、PBSという)46に入射する。PBS46は、照明光の偏光に応じて照明光を分岐させるために用いられ、照明光に含まれるP偏光成分を透過させ、照明光に含まれるS偏光成分を反射させる。
FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration of an illumination device IL ′ according to the third embodiment. As shown in FIG. 16, the illumination device IL ′ includes a
PBS46を透過した照明光のP偏光成分は、λ/2板47aを介して、PBS48aに入射する。PBS48aにより反射された照明光のS偏光成分は、偏光解消素子49aを通過する。偏光解消素子49aは、レーザ光である照明光を非偏光の光に変換するために用いられる。偏光解消素子49aから射出された非偏光の照明光は、フライアイレンズ17aに入射する。
The P-polarized component of the illumination light transmitted through the
PBS46を透過した照明光と同様に、PBS48a,48cを透過した照明光のP偏光成分は、λ/2板47c,47eを介して、PBS48c,48eに入射する。PBS48c,48eにより反射された照明光のS偏光成分は、偏光解消素子49c,49eを通過し、フライアイレンズ17c,17eに入射する。同様に、PBS48eを透過した照明光のP偏光成分は、ミラー50bにより反射され、偏光解消素子49gを通過し、フライアイレンズ17gに入射する。
Similar to the illumination light transmitted through the
一方、PBS46により反射された照明光のS偏光成分は、ミラー51により反射され、PBS46を透過した照明光と同様に、λ/2板47b,47dを介して、PBS48b,48dに入射する。PBS48b,48dにより反射された照明光のS偏光成分は、偏光解消素子49bを通過し、フライアイレンズ17b,17dに入射する。同様に、PBS48dを透過した照明光のP偏光成分は、ミラー50aにより反射され、偏光解消素子49fを通過し、フライアイレンズ17fに入射する。
On the other hand, the S-polarized component of the illumination light reflected by the
なお、λ/2板47a〜47eはλ/2板45と、PBS48a〜48eはPBS46と、偏光解消素子49b〜49gは偏光解消素子49aと、同一の構成を有している。また、λ/2板45,47a〜47eを回転移動させるλ/2板駆動部(図示せず)がλ/2板45,47a〜47e毎に備えられており、これらλ/2板駆動部は、制御部30によりその駆動が制御されている。
The λ / 2
この露光装置において4回の走査露光を行うことによりプレートP上に8面分のパターンを転写する場合、走査露光の開始前に、制御部30は、λ/2板45,48a〜48eを回転移動させるためにλ/2板駆動部に対して制御信号を出力し、λ/2板45,48a〜48eを回転移動させて、照明光に含まれるS偏光成分とP偏光成分の比率をそれぞれ設定する。具体的には、λ/2板45を透過した照明光がS偏光成分:P偏光成分=3:4の比率となるようにλ/2板45を回転させる。同様に、λ/2板48aにおいてはS偏光成分:P偏光成分=1:3、λ/2板48b,48cにおいてはS偏光成分:P偏光成分=1:2、λ/2板48d,48eにおいてはS偏光成分:P偏光成分=1:1の比率となるように各λ/2板48a〜48eを回転させる。各λ/2板45,48a〜48eを通過することにより照明光のS偏光成分及びP偏光成分は所定の比率に設定され、各部分照明領域I1〜I7を照射する照明光の照射量は同一の量となる。その後、制御部30は、駆動部に対して制御信号を出力し、4回の走査露光を行うことによりプレートP上に8面分のパターンの転写を行う。
In this exposure apparatus, when a pattern for eight surfaces is transferred onto the plate P by performing four scanning exposures, the
また、6回の走査露光を行うことによりプレートP上に6面分のパターンを転写する場合、走査露光の開始前に、制御部30は、λ/2板45,48a〜48eを回転移動させるためのλ/2板駆動部に対して制御信号を出力し、λ/2板45,48a〜48eを回転移動させて、照明光に含まれるS偏光成分とP偏光成分の比率をそれぞれ設定する。λ/2板45においてはS偏光成分:P偏光成分=3:2、λ/2板48aにおいてはS偏光成分:P偏光成分=0:2、λ/2板48bにおいてはS偏光成分:P偏光成分=1:2、λ/2板48c,48dにおいてはS偏光成分:P偏光成分=1:1、λ/2板48eにおいてはS偏光成分:P偏光成分=1:0の比率となるように各λ/2板48a〜48eを回転させる。各λ/2板45,48a〜48eを通過することにより照明光のS偏光成分及びP偏光成分は所定の比率に設定され、部分照明領域I1,I7を照明する照明光の照射量は0となり、部分照明領域I2〜I6を照射する照明光の照射量は同一の量となる。その後、制御部30は、駆動部に対して制御信号を出力し、6回の走査露光を行うことによりプレートP上に6面分のパターンの転写を行う。
In addition, when a pattern for six surfaces is transferred onto the plate P by performing six scanning exposures, the
この第3の実施形態に係る露光装置によれば、同じサイズのプレートPに対して4回または6回の走査露光を行う場合に、走査露光回数の多い6回の走査露光においてレーザ光源42から射出した照明光の光量を5等分し、5等分された各照明光は部分照明領域I2〜I6のそれぞれを照射する。また、走査露光回数の少ない4回の走査露光においてレーザ光源42から射出した照明光を7等分し、7等分された各照明光は部分照明領域I1〜I7のそれぞれを照射する。したがって、6回の走査露光における照明光の照射量を増加させることができるため、6回の走査露光の露光処理時間を短縮することができる。したがって、4回の走査露光の露光処理時間と6回の走査露光の露光処理時間との差を減少させることができ、露光装置とコータ・デベロッパ等の周辺装置とからなる生産ライン全体のスループットを向上させることができる。
According to the exposure apparatus according to the third embodiment, when four or six scanning exposures are performed on the same size plate P, the
上述の各実施形態においては、マスクステージとプレートステージとを投影光学モジュールPL1〜PL7に対してX方向に同期移動させてスキャン露光(走査露光)を行っているが、プレートステージのみを投影光学モジュールPL1〜PL7に対してX方向に同期移動させてスキャン露光(走査露光)を行う構成にしてもよい。 In each of the above-described embodiments, the mask stage and the plate stage are synchronously moved in the X direction with respect to the projection optical modules PL1 to PL7 to perform scan exposure (scan exposure). However, only the plate stage is used for the projection optical module. A configuration may be adopted in which scan exposure (scan exposure) is performed by synchronously moving in the X direction with respect to PL1 to PL7.
次に、本発明に係る露光装置を用いたデバイス製造方法について説明する。図17は、半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。この図に示すように、半導体デバイスの製造工程では、半導体デバイスの基板となるウエハに金属膜を蒸着し(ステップS40)、この蒸着した金属膜上に感光性材料であるフォトレジストを塗布する(ステップS42)。つづいて、本発明に係る露光装置を用いてマスクに形成されたパターンをウエハ上の各ショット領域に転写し(ステップS44:露光工程)、この転写が終了したウエハの現像、つまりパターンが転写されたフォトレジストの現像を行う(ステップS46:現像工程)。その後、ステップS46によってウエハ表面に形成されたレジストパターンを加工用のマスクとし、ウエハ表面に対してエッチング等の加工を行う(ステップS48:加工工程)。 Next, a device manufacturing method using the exposure apparatus according to the present invention will be described. FIG. 17 is a flowchart showing a manufacturing process of a semiconductor device. As shown in this figure, in the semiconductor device manufacturing process, a metal film is vapor-deposited on a wafer to be a semiconductor device substrate (step S40), and a photoresist, which is a photosensitive material, is applied onto the vapor-deposited metal film ( Step S42). Subsequently, the pattern formed on the mask is transferred to each shot area on the wafer using the exposure apparatus according to the present invention (step S44: exposure process), and the development of the wafer after the transfer, that is, the pattern is transferred. The developed photoresist is developed (step S46: development step). Thereafter, using the resist pattern formed on the wafer surface in step S46 as a mask for processing, the wafer surface is processed such as etching (step S48: processing step).
ここで、レジストパターンとは、本発明にかかる露光装置によって転写されたパターンに対応する形状の凹凸が形成されたフォトレジスト層(転写パターン層)であって、その凹部がフォトレジスト層を貫通しているものである。ステップS48では、このレジストパターンを介してウエハ表面の加工を行う。ステップS48で行われる加工には、例えばウエハ表面のエッチングまたは金属膜等の成膜の少なくとも一方が含まれる。なお、ステップS44では、本発明にかかる露光装置は、フォトレジストが塗布されたウエハを感光基板としてパターンの転写を行う。 Here, the resist pattern is a photoresist layer (transfer pattern layer) in which unevenness having a shape corresponding to the pattern transferred by the exposure apparatus according to the present invention is formed, and the recess penetrates the photoresist layer. It is what. In step S48, the wafer surface is processed through this resist pattern. The processing performed in step S48 includes at least one of etching of the wafer surface or film formation of a metal film, for example. In step S44, the exposure apparatus according to the present invention performs pattern transfer using the photoresist-coated wafer as a photosensitive substrate.
図18は、液晶表示素子等の液晶デバイスの製造工程を示すフローチャートである。この図に示すように、液晶デバイスの製造工程では、パターン形成工程(ステップS50)、カラーフィルタ形成工程(ステップS52)、セル組立工程(ステップS54)およびモジュール組立工程(ステップS56)を順次行う。 FIG. 18 is a flowchart showing a manufacturing process of a liquid crystal device such as a liquid crystal display element. As shown in this figure, in the liquid crystal device manufacturing process, a pattern forming process (step S50), a color filter forming process (step S52), a cell assembling process (step S54) and a module assembling process (step S56) are sequentially performed.
ステップS50のパターン形成工程では、プレートとしてフォトレジストが塗布されたガラス基板上に、本発明にかかる露光装置を用いて回路パターンおよび電極パターン等の所定のパターンを形成する。このパターン形成工程には、本発明にかかる露光装置を用いてフォトレジスト層に、マスクに設けられたパターンの投影像を転写する露光工程と、パターンの投影像が転写されたプレートの現像、つまりガラス基板上のフォトレジスト層(転写パターン層)の現像を行い、パターンに対応する形状のフォトレジスト層を形成する現像工程と、この現像されたフォトレジスト層を介してガラス基板を加工する加工工程とが含まれている。 In the pattern formation process of step S50, predetermined patterns such as a circuit pattern and an electrode pattern are formed on a glass substrate coated with a photoresist as a plate using the exposure apparatus according to the present invention. In this pattern forming process, an exposure process for transferring the projected image of the pattern provided on the mask to the photoresist layer using the exposure apparatus according to the present invention, and development of the plate on which the projected image of the pattern is transferred, that is, A development process for developing a photoresist layer (transfer pattern layer) on a glass substrate to form a photoresist layer having a shape corresponding to the pattern, and a processing process for processing the glass substrate through the developed photoresist layer And are included.
ステップS52のカラーフィルタ形成工程では、R(Red)、G(Green)、B(Blue)に対応する3つのドットの組をマトリクス状に多数配列するか、またはR、G、Bの3本のストライプのフィルタの組を水平走査方向に複数配列したカラーフィルタを形成する。ステップS54のセル組立工程では、ステップS50によって所定パターンが形成されたガラス基板と、ステップS52によって形成されたカラーフィルタとを用いて液晶パネル(液晶セル)を組み立てる。具体的には、例えばガラス基板とカラーフィルタとの間に液晶を注入することで液晶パネルを形成する。ステップS56のモジュール組立工程では、ステップS54によって組み立てられた液晶パネルに対し、この液晶パネルの表示動作を行わせる電気回路およびバックライト等の各種部品を取り付ける。 In the color filter forming step in step S52, a large number of sets of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix, or three of R, G, and B are arranged. A color filter is formed by arranging a plurality of stripe filter sets in the horizontal scanning direction. In the cell assembly process in step S54, a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the glass substrate on which the predetermined pattern is formed in step S50 and the color filter formed in step S52. Specifically, for example, a liquid crystal panel is formed by injecting liquid crystal between a glass substrate and a color filter. In the module assembling process in step S56, various components such as an electric circuit and a backlight for performing the display operation of the liquid crystal panel are attached to the liquid crystal panel assembled in step S54.
また、本発明は、半導体デバイスまたは液晶デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、プラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子(CCD等)、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、及びDNAチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク(フォトマスク、レチクル等)をフォトリソグラフィ工程を用いて製造する際の、露光工程(露光装置)にも適用することができる。 The present invention is not limited to application to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device or a liquid crystal device. For example, an exposure apparatus for a display device such as a plasma display, an image sensor (CCD or the like), a micromachine, The present invention can be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing various devices such as a thin film magnetic head and a DNA chip. Furthermore, the present invention can also be applied to an exposure process (exposure apparatus) when manufacturing a mask (photomask, reticle, etc.) on which mask patterns of various devices are formed using a photolithography process.
2a〜2c…光源、4a〜4c…楕円鏡、12a〜12c…入射部、13…ライトガイド、14a〜14g…射出部、16g…コリメートレンズ、17a〜17g…フライアイレンズ、18g…コンデンサレンズ、30…制御部、32…シャッタ駆動部、34…フィルタ駆動部、40b…遮蔽板、42…レーザ光源、45,48a〜48e…λ/2板、46,47a〜47e…偏光ビームスプリッタ(PBS)、49a〜49g…偏光解消素子、EX…露光装置、f1〜f7…視野絞りの開口部、I1〜I7…部分照明領域、IL,IL´…照明装置、IL1〜IL7…部分照明光学系、PL…投影光学系、PL1〜PL7…部分投影光学系、M…マスク、P…プレート。
2a-2c ... light source, 4a-4c ... elliptical mirror, 12a-12c ... incident part, 13 ... light guide, 14a-14g ... ejecting part, 16g ... collimator lens, 17a-17g ... fly eye lens, 18g ... condenser lens, DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記マスク上の第1パターン領域に前記照明光を照射する第1照射部と、
前記マスク上の前記第1パターン領域と異なる第2パターン領域に前記照明光を照射する第2照射部と、
入射部から入射した前記照明光を分岐させ、前記第1照射部および前記第2照射部へ異なる光量の前記照明光を導出する光分岐手段と、
を備えたことを特徴とする照明装置。In an illumination device that irradiates illumination light to a mask provided with a pattern,
A first irradiation unit that irradiates the illumination light to the first pattern region on the mask;
A second irradiation unit that irradiates the illumination light to a second pattern region different from the first pattern region on the mask;
A light branching unit for branching the illumination light incident from the incident unit and deriving the illumination light with different light amounts to the first irradiation unit and the second irradiation unit;
An illumination device comprising:
前記光路開閉機構が光路を開放する場合、前記照射量調整機構によって前記照明光の照射量を減少調整し、前記光路開閉機構が光路を閉じる場合、前記照射量調整機構によって前記照明光の照射量を増加調整する照射量制御部と、
を備えたことを特徴とする請求項10に記載の照明装置。An optical path opening and closing mechanism for opening and closing the optical path of the illumination light irradiated by the second irradiation unit;
When the optical path opening / closing mechanism opens the optical path, the irradiation amount adjusting mechanism reduces the illumination light irradiation amount, and when the optical path opening / closing mechanism closes the optical path, the irradiation amount adjusting mechanism applies the illumination light irradiation amount. A dose control unit for adjusting the increase,
The illuminating device according to claim 10, further comprising:
パターンが設けられたマスクを保持するマスク保持機構と、
感光基板を保持する基板保持機構と、を備え、
前記照明装置は、前記マスク上の第1および第2パターン領域の少なくとも一方を介して前記照明光を前記感光基板に照射することを特徴とする露光装置。The lighting device according to any one of claims 1 to 13,
A mask holding mechanism for holding a mask provided with a pattern;
A substrate holding mechanism for holding the photosensitive substrate,
The exposure apparatus irradiates the photosensitive substrate with the illumination light through at least one of the first and second pattern regions on the mask.
前記照明装置は、前記第1照射部および前記第2照射部ごとに異なる前記投影光学モジュールを介して前記照明光を前記感光基板に照射することを特徴とする請求項14に記載の露光装置。A plurality of projection optical modules for projecting an image of the pattern onto the photosensitive substrate;
The exposure apparatus according to claim 14, wherein the illumination apparatus irradiates the photosensitive substrate with the illumination light through the projection optical module that is different for each of the first irradiation unit and the second irradiation unit.
前記第2パターン領域は、前記走査方向と交差する非走査方向における前記第1パターン領域の両端または一端に並設されたことを特徴とする請求項14または15に記載の露光装置。An exposure control unit that moves the substrate holding mechanism in a scanning direction while the illumination device irradiates the photosensitive substrate with the illumination light;
16. The exposure apparatus according to claim 14, wherein the second pattern area is arranged at both ends or one end of the first pattern area in a non-scanning direction that intersects the scanning direction.
前記パターンが転写された前記感光基板を現像し、前記パターンに対応する形状の転写パターン層を前記感光基板に生成する現像工程と、
前記転写パターン層を介して前記感光基板を加工する加工工程と、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。An exposure step of transferring a pattern provided on the mask to the photosensitive substrate using the exposure apparatus according to any one of claims 14 to 16.
Developing the photosensitive substrate to which the pattern has been transferred, and generating a transfer pattern layer having a shape corresponding to the pattern on the photosensitive substrate;
A processing step of processing the photosensitive substrate through the transfer pattern layer;
A device manufacturing method comprising:
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