JPWO2019059315A1 - 露光用照明装置、露光装置及び露光方法 - Google Patents

Abstract

インテグレータ部（９０）は、２枚のフライアイレンズ（９１，９２）を備え、フライアイレンズ間隔調整機構（９５）が２枚のフライアイレンズ（９１，９２）の光軸方向の間隔（ｄ）を変更する。２枚のフライアイレンズ（９１，９２）の光軸方向の間隔（ｄ）は、ミラー曲げ機構（７０）による平面ミラー（６８）の反射面の形状変更に応じて変更され、ミラー曲げによる露光面での平均照度値の変化を補正する。ミラー曲げに起因する露光面での平均照度値の変化を補正することで、タクトタイムのばらつきを抑制することができる露光用照明装置、露光装置及び露光方法を提供する。

Description

本発明は、露光用照明装置、露光装置及び露光方法に関し、より詳細には、露光パターン補正のために行われるミラー曲げに起因する平均照度の変化を補正することができる露光用照明装置、露光装置及び露光方法に関する。

従来の露光装置では、反射鏡の曲率を補正する曲率補正機構が照明装置に設けられたものがあり、反射鏡を湾曲させて反射鏡のデクリネーション角を変化させることで、露光パターンの形状を補正し、高精度な露光結果を得るものが考案されている(例えば、特許文献１参照)。

また、特許文献２には、照明光学系の光軸と交差する面内に配列される複数の第１単位波面分割面を有する第１のオプティカルインテグレータと、複数の第１単位波面分割面に個別対応する第２単位波面分割面を有する第２のオプティカルインテグレータと、第１及び第２のオプティカルインテグレータの間の間隔を変更させるべく、第２単位波面分割面の分割インテグレータを光軸方向に移動する移動機構と、を備え、被照射面での光強度分布を独立に調整するようにした照明光学系及び露光装置が記載されている。

日本国特開２０１２−１５５０８６号公報 日本国特許第５４５３８０４号公報

ところで、露光パターンの補正量は、ミラーの曲げ量に依存し、補正形状は、ミラー形状に依存しているため、曲率補正機構（ミラー曲げ機構）によって反射鏡の曲率を補正すると、反射鏡の反射面が外側（凸面状）に曲がるときは、反射光が拡散して照度が低下し（暗くなる）、反射鏡の反射面が内側（凹面状）に曲がるときは、反射光が収束して照度が高まり（明るくなる）、露光面での照度分布や平均照度値が変化する。平均照度値の変化は、露光量に影響を及ぼして露光時間、ひいてはタクトタイムに影響を及ぼす。一方、露光量に応じて、露光時間やタクトタイムを変更することは、制御が非常に煩雑であった。

特許文献２の照明光学系及び露光装置では、該瞳強度分布計測装置からの検出信号に基づいて算出された計測結果、即ちレチクルの照明領域内の各点に対応する各瞳強度分布に基づいて分割インテグレータをＹ軸方向に沿ってそれぞれ移動させて、各瞳強度分布が所望の分布となるように調整しているため、複雑な機構と制御装置が必要となり、照明装置のコストが嵩んでしまう。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ミラー曲げに起因する露光面での平均照度値の変化を補正することで、タクトタイムのばらつきを抑制することができる露光用照明装置、露光装置及び露光方法を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 光源と、
マトリックス状に配列された複数のレンズ素子をそれぞれ有する２枚のフライアイレンズを備え、前記光源からの光の照度分布を均一化するインテグレータ部と、
反射面の形状を変更可能なミラー曲げ機構を備え、前記インテグレータ部から出射された前記光を反射する反射鏡と、を備え、
露光パターンが形成されたマスクを介して前記光源からの露光光をワーク上に照射して前記露光パターンを前記ワークに露光転写するための露光用照明装置であって、
前記２枚のフライアイレンズの光軸方向の間隔を変更可能なフライアイレンズ間隔調整機構を備え、
前記２枚のフライアイレンズの光軸方向の間隔は、前記ミラー曲げ機構による前記反射鏡の反射面の形状変更に応じて変更されることを特徴とする露光用照明装置。

（２） 前記インテグレータ部から出射された前記光を反射する複数の反射鏡を備え、
前記ミラー曲げ機構は、前記複数の反射鏡のうち、前記光を最後に反射する平面鏡に設けられることを特徴とする（１）に記載の露光用照明装置。
（３） 前記ミラー曲げ機構による前記反射鏡の反射面の形状と、前記２枚のフライアイレンズの前記光軸方向の間隔との関係を表すテーブルを備え、
前記２枚のフライアイレンズの光軸方向の間隔は、該テーブルを用いて、前記ミラー曲げ機構による前記反射鏡の反射面の形状変更に応じて変更されることを特徴とする（１）に記載の露光用照明装置。
（４） 前記２枚のフライアイレンズの光軸方向の間隔は、前記ミラー曲げ機構による前記反射鏡の反射面の形状変更前と形状変形後の前記露光面で取得された平均照度値に応じて、変更されることを特徴とする（１）に記載の露光用照明装置。
（５） マスクを支持するマスク支持部と、
ワークを支持するワーク支持部と、
前記（１）〜（４）のいずれかに記載の露光用照明装置と、
を備え、
前記光源からの露光光を前記マスクを介して前記ワークに照射して前記マスクの露光パターンを前記ワークに露光転写することを特徴とする露光装置。
（６） （５）に記載の露光装置を使用し、前記光源からの露光光を前記マスクを介して前記ワークに照射して前記マスクの露光パターンを前記ワークに露光転写することを特徴とする露光方法。

本発明の露光用照明装置によれば、インテグレータ部が、２枚のフライアイレンズを備え、フライアイレンズ間隔調整機構が２枚のフライアイレンズの光軸方向の間隔を変更する。２枚のフライアイレンズの光軸方向の間隔は、ミラー曲げ機構による反射鏡の反射面の形状変更に応じて変更されるので、ミラー曲げによる露光面での平均照度値の変化を補正することができる。これにより、露光時間やタクトタイムのばらつきを抑えることができる。

また、本発明の露光装置及び露光方法によれば、マスクを支持するマスク支持部と、ワークを支持するワーク支持部と、ミラー曲げ機構による反射鏡の反射面の形状変更に応じて、２枚のフライアイレンズの光軸方向の間隔を変更可能なフライアイレンズ間隔調整機構を備える露光用照明装置と、を備えるので、ミラー曲げに起因する露光面での平均照度値の変化を補正することで、露光時間やタクトタイムのばらつきを抑えることができる。

本発明に係る露光用照明装置が適用される露光装置の正面図である。 本発明に係る露光用照明装置の構成を示す模式図である。 （ａ）は、露光用照明装置の反射鏡支持構造を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のＩＩＩ´−ＩＩＩ´線に沿った断面図である。

以下、本発明に係る露光装置の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１に示すように、近接露光装置ＰＥは、被露光材としてのワークＷより小さいマスクＭを用い、マスクＭをマスクステージ（マスク支持部）１で保持すると共に、ワークＷをワークステージ（ワーク支持部）２で保持する。そして、マスクＭとワークＷとを近接させて所定の露光ギャップで対向配置した状態で、露光用照明装置３からパターン露光用の光をマスクＭに向けて照射することにより、マスクＭのパターンがワークＷ上に露光転写される。また、ワークステージ２をマスクＭに対してＸ軸方向とＹ軸方向の二軸方向にステップ移動させて、ステップ毎に露光転写が行われる。

ワークステージ２をＸ軸方向にステップ移動させるため、装置ベース４上には、Ｘ軸送り台５ａをＸ軸方向にステップ移動させるＸ軸ステージ送り機構５が設置されている。Ｘ軸ステージ送り機構５のＸ軸送り台５ａ上には、ワークステージ２をＹ軸方向にステップ移動させるため、Ｙ軸送り台６ａをＹ軸方向にステップ移動させるＹ軸ステージ送り機構６が設置されている。Ｙ軸ステージ送り機構６のＹ軸送り台６ａ上には、ワークステージ２が設置されている。ワークステージ２の上面には、ワークＷがワークチャック等で真空吸引された状態で保持される。また、ワークステージ２の側部には、マスクＭの下面高さを測定するための基板側変位センサ１５が配設されている。従って、基板側変位センサ１５は、ワークステージ２と共にＸ、Ｙ軸方向に移動可能である。

装置ベース４上には、複数（図に示す実施形態では４本）のＸ軸リニアガイドのガイドレール５１がＸ軸方向に配置され、それぞれのガイドレール５１には、Ｘ軸送り台５ａの下面に固定されたスライダ５２が跨架されている。これにより、Ｘ軸送り台５ａは、Ｘ軸ステージ送り機構５の第１リニアモータ２０で駆動され、ガイドレール５１に沿ってＸ軸方向に往復移動可能である。また、Ｘ軸送り台５ａ上には、複数のＹ軸リニアガイドのガイドレール５３がＹ軸方向に配置され、それぞれのガイドレール５３には、Ｙ軸送り台６ａの下面に固定されたスライダ５４が跨架されている。これにより、Ｙ軸送り台６ａは、Ｙ軸ステージ送り機構６の第２リニアモータ２１で駆動され、ガイドレール５３に沿ってＹ軸方向に往復移動可能である。

Ｙ軸ステージ送り機構６とワークステージ２の間には、ワークステージ２を上下方向に移動させるため、比較的位置決め分解能は粗いが移動ストローク及び移動速度が大きな上下粗動装置７と、上下粗動装置７と比べて高分解能での位置決めが可能でワークステージ２を上下に微動させてマスクＭとワークＷとの対向面間のギャップを所定量に微調整する上下微動装置８が設置されている。

上下粗動装置７は後述の微動ステージ６ｂに設けられた適宜の駆動機構によりワークステージ２を微動ステージ６ｂに対して上下動させる。ワークステージ２の底面の４箇所に固定されたステージ粗動軸１４は、微動ステージ６ｂに固定された直動ベアリング１４ａに係合し、微動ステージ６ｂに対し上下方向に案内される。なお、上下粗動装置７は、分解能が低くても、繰り返し位置決め精度が高いことが望ましい。

上下微動装置８は、Ｙ軸送り台６ａに固定された固定台９と、固定台９にその内端側を斜め下方に傾斜させた状態で取り付けられたリニアガイドの案内レール１０とを備えており、該案内レール１０に跨架されたスライダ１１を介して案内レール１０に沿って往復移動するスライド体１２にボールねじのナット（図示せず）が連結されると共に、スライド体１２の上端面は微動ステージ６ｂに固定されたフランジ１２ａに対して水平方向に摺動自在に接している。

そして、固定台９に取り付けられたモータ１７によってボールねじのねじ軸を回転駆動させると、ナット、スライダ１１及びスライド体１２が一体となって案内レール１０に沿って斜め方向に移動し、これにより、フランジ１２ａが上下微動する。
なお、上下微動装置８は、モータ１７とボールねじによってスライド体１２を駆動する代わりに、リニアモータによってスライド体１２を駆動するようにしてもよい。

この上下微動装置８は、Ｚ軸送り台６ａのＹ軸方向の一端側（図１の左端側）に１台、他端側に２台、合計３台設置されてそれぞれが独立に駆動制御されるようになっている。これにより、上下微動装置８は、ギャップセンサ２７による複数箇所でのマスクＭとワークＷとのギャップ量の計測結果に基づき、３箇所のフランジ１２ａの高さを独立に微調整してワークステージ２の高さ及び傾きを微調整する。
なお、上下微動装置８によってワークステージ２の高さを十分に調整できる場合には、上下粗動装置７を省略してもよい。

また、Ｙ軸送り台６ａ上には、ワークステージ２のＹ方向の位置を検出するＹ軸レーザ干渉計１８に対向するバーミラー１９と、ワークステージ２のＸ軸方向の位置を検出するＸ軸レーザ干渉計に対向するバーミラー（共に図示せず）とが設置されている。Ｙ軸レーザ干渉計１８に対向するバーミラー１９は、Ｙ軸送り台６ａの一側でＸ軸方向に沿って配置されており、Ｘ軸レーザ干渉計に対向するバーミラーは、Ｙ軸送り台６ａの一端側でＹ軸方向に沿って配置されている。

Ｙ軸レーザ干渉計１８及びＸ軸レーザ干渉計は、それぞれ常に対応するバーミラーに対向するように配置されて装置ベース４に支持されている。なお、Ｙ軸レーザ干渉計１８は、Ｘ軸方向に離間して２台設置されている。２台のＹ軸レーザ干渉計１８により、バーミラー１９を介してＹ軸送り台６ａ、ひいてはワークステージ２のＹ軸方向の位置及びヨーイング誤差を検出する。また、Ｘ軸レーザ干渉計により、対向するバーミラーを介してＸ軸送り台５ａ、ひいてはワークステージ２のＸ軸方向の位置を検出する。

マスクステージ１は、略長方形状の枠体からなるマスク基枠２４と、該マスク基枠２４の中央部開口にギャップを介して挿入されてＸ，Ｙ，θ方向（Ｘ，Ｙ平面内）に移動可能に支持されたマスクフレーム２５とを備えており、マスク基枠２４は装置ベース４から突設された支柱４ａによってワークステージ２の上方の定位置に保持されている。

マスクフレーム２５の中央部開口の下面には、枠状のマスクホルダ２６が設けられている。即ち、マスクフレーム２５の下面には、図示しない真空式吸着装置に接続される複数のマスクホルダ吸着溝が設けられており、マスクホルダ２６が複数のマスクホルダ吸着溝を介してマスクフレーム２５に吸着保持される。

マスクホルダ２６の下面には、マスクＭのマスクパターンが描かれていない周縁部を吸着するための複数のマスク吸着溝（図示せず）が開設されており、マスクＭは、マスク吸着溝を介して図示しない真空式吸着装置によりマスクホルダ２６の下面に着脱自在に保持される。

図２に示すように、露光用照明装置３は、紫外線照射用の光源としてのランプユニット６０と、光路ＥＬの向きを変えるための平面ミラー６３，６４と、光路ＥＬを開閉制御する露光制御用シャッターユニット６５と、露光制御用シャッターユニット６５の下流側に配置され、ランプユニット６０からの光を均一にして出射するインテグレータ部９０と、インテグレータ部９０から出射された光を平行光として照射するコリメーションミラー６７と、該平行光をマスクＭに向けて照射する平面ミラー６８と、を備える。

ランプユニット６０は、高圧水銀ランプとリフレクタとを対応して複数備えたユニット部品をマトリクス状に配置することで構成される。なお、光源としては、単一の高圧水銀ランプとリフレクタの構成であってもよく、或いは、ＬＥＤによって構成されてもよい。

インテグレータ部９０は、マトリックス状に配列された複数のレンズ素子９３Ａ，９３Ｂをそれぞれ有する２枚のフライアイレンズ９１，９２を備え、ランプユニット６０からの光を、照射領域においてできるだけ均一な照度分布となるようにして出射する。フライアイレンズ９１のレンズ素子９３Ａと、フライアイレンズ９２のレンズ素子９３Ｂは、同数であり、レンズ素子９３Ａとレンズ素子９３Ｂとが１対１で対応している。即ち、互いに対向するフライアイレンズ９１のレンズ素子９３Ａと、フライアイレンズ９２のレンズ素子９３Ｂとが、インテグレータ部９０の１つの単位レンズを構成する。
なお、各フライアイレンズ９１、９２は、縦方向に３個以上１５個以下、横方向に３個以上１５個以下で並ぶように配置されることが好ましい。各フライアイレンズ９１、９２は、目の個数を増やすと、照度分布が向上するが、照度は暗くなり、一方、目の個数を減らすと、照度分布は低下するが、照度は明るくなることから、目の個数は、１０個×１０個程度とするのがより好ましい。

フライアイレンズ９１の各レンズ素子９３Ａは、ランプユニット６０側に凸とした平凸レンズにすると共に、フライアイレンズ９２の各レンズ素子９３Ｂは、露光面側に凸とした平凸レンズにするとよい。即ち、フライアイレンズ９１，９２は、一方の面がフライアイ構造であり、他方の面が平面であり、フライアイレンズ９１，９２の平面は、対向させて並べることが好ましい。

また、インテグレータ部９０は、フライアイレンズ９１，９２の間隔ｄを変更するためのフライアイレンズ間隔調整機構９５を備える。フライアイレンズ間隔調整機構９５は、例えば、カム機構、ラックアンドピニオンなど、任意の機構で構成可能であり、フライアイレンズ９１，９２のいずれか一方、又は両方を光軸に沿って相対移動させて間隔ｄを変更する。

フライアイレンズ間隔調整機構９５は、後述する平面ミラー６８の反射面の形状変更を制御する制御部８０からの指令により作動する。即ち、フライアイレンズ間隔調整機構９５は、平面ミラー６８の反射面の形状変更に応じてフライアイレンズ９１，９２の間隔ｄを変更する。

フライアイレンズ９１，９２の間隔ｄを変更することで、インテグレータ部９０の単位レンズの焦点距離（すなわち、一対のレンズ素子９３Ａ，９３Ｂの合成焦点距離）ｆが変化する。フライアイレンズ９１とフライアイレンズ９２の間隔ｄが短いときには、焦点距離ｆが短くなることで、低ＮＡかつ大視野の照明が実現する。一方、フライアイレンズ９１とフライアイレンズ９２の間隔ｄが長いときには、焦点距離ｆが長くなることで、高ＮＡかつ小視野の照明が実現する。

また、露光用照明装置３では、インテグレータ部９０と露光面との間に、ＤＵＶカットフィルタ、偏光フィルタ、バンドパスフィルタなどが配置されてもよい。

図３に示すように、平面ミラー６８は、正面視矩形状に形成されたガラス素材からなる。平面ミラー６８は、平面ミラー６８の裏面側に設けられた複数のミラー曲げ機構７０により保持枠７１に支持されている。

各ミラー曲げ機構７０は、平面ミラー６８の裏面に接着剤で固定されるパッド７２と、一端がパッド７２に固定された支持部材７３と、支持部材７３を駆動するアクチュエータ７４と、を備える。

支持部材７３には、保持枠７１に対してパッド７２寄りの位置に、±０・５ｄｅｇ以上の屈曲を許容する屈曲機構としてのボールジョイント７６が設けられており、保持枠７１に対して反対側となる他端には、アクチュエータ７４が取り付けられている。

さらに、マスク側のアライメントマーク（図示せず）の位置に露光光を反射する平面ミラー６８の各位置の裏面には、複数の接触式センサ７７が取り付けられている。

これにより、平面ミラー６８は、信号線８１により各アクチュエータ７４に接続された制御部８０からの指令に基づいて（図２参照）、接触式センサ７７によって平面ミラー６８の変位量をセンシングしながら、各ミラー曲げ機構７０のアクチュエータ７４を駆動して、各支持部材７３の長さを変えることによって、平面ミラー６８の形状を変更し、反射面の曲率を変更することで、平面ミラー６８のデクリネーション角を補正することができる。

その際、各ミラー曲げ機構７０には、ボールジョイント７６が設けられているので、支持部側の部分を三次元的に回動可能とすることができ、各パッド７２を平面ミラー６８の表面に沿って傾斜させることができる。このため、各パッド７２と平面ミラー６８との接着剥がれを防止するすると共に、移動量の異なる各パッド７２間における平面ミラー６８の応力が抑制され、平均破壊応力値が小さいガラス素材からなる場合であっても、平面ミラー６８の形状を局部的に変更する際、平面ミラー６８を破損することなく、１０ｍｍオーダーで平面ミラー６８を曲げることができ、曲率を大きく変更することができる。

また、制御部８０は、ミラー曲げ機構７０が平面ミラー６８の反射面の曲率を変更した際、各パターンに応じて、露光エリア内の複数点（例えば、５点×５点）での照度値を予め測定又はシミュレーションして、平均照度値を求め、平面ミラー６８の反射面の形状と平均照度値との関係を表すテーブルを備える。また、制御部８０は、フライアイレンズ９１，９２の間隔ｄを変更した際の平均照度値を予め測定又はシミュレーションして、フライアイレンズ９１，９２の間隔ｄと平均照度値との関係を与えるテーブルを備えておく。
また、上記の関係から、ミラー曲げ機構７０によるミラー曲げ量（平面ミラー６８の反射面の形状）とフライアイレンズ９１、９２の間隔ｄとを関連付けたテーブルを構成してもよい。

特に、露光面における照射領域の大きさを変更するパターン補正の場合、反射面全体が一様な曲率の凹面状、又は凸面状になるように変更してもよく、このような場合の平面ミラー６８の反射面の形状（この場合、反射面の曲率）とフライアイレンズ９１、９２の間隔ｄとを関連付けたテーブルを準備してもよい。

なお、図２に示す実施形態では、光路ＥＬの最後に配置された平面ミラー６８にミラー曲げ機構７０を配設したが、平面ミラー６８に限定されず、ミラー曲げ機構７０を他のミラーに配設することもできる。ただし、光路ＥＬの最後に配置された平面ミラー６８（最終ミラー）にミラー曲げ機構７０を配設すれば、ミラー曲げ量の計算や、ミラー曲げ量（平面ミラー６８の反射面の形状）と平均照度値との関係、及びフライアイレンズ９１、９２の間隔ｄと平均照度値との関係を与えるテーブル設計が容易となる。

このように構成された露光装置ＰＥでは、露光用照明装置３において、露光時に露光制御用シャッターユニット６５が開制御されると、ランプユニット６０から照射された光が、平面ミラー６３,６４で反射されてインテグレータ部９０の入射面に入射される。そして、インテグレータ部９０の出射面から発せられた光は、コリメーションミラー６７、及び平面ミラー６８によってその進行方向が変えられるとともに平行光に変換される。そして、この平行光は、マスクステージ１に保持されるマスクＭ、さらにはワークステージ２に保持されるワークＷの表面に対して略垂直にパターン露光用の光として照射され、マスクＭのパターンがワークＷ上に露光転写される。

ここで、図２も参照して、ワークＷの露光済みのパターンに対応してワークＷ上に露光転写されるマスクＭのパターンを補正するため、制御部８０から平面ミラー６８の各アクチュエータ７４に対して駆動信号を伝達すると、各ミラー曲げ機構７０のアクチュエータ７４は、各支持部材７３の長さを変えて、平面ミラー６８の反射面の形状を変更して、平面ミラー６８のデクリネーション角を補正する。

このとき、平面ミラー６８の形状変更により、マスクＭに照射される露光光の照度も変化する。具体的には、アクチュエータ７４によって平面ミラー６８が裏面から押されて、平面ミラー６８の反射面が凸面状になると、反射光が拡散して、平面ミラー６８の反射面が平面状態（変更前）のときと比較して照射領域が広くなり、露光面での平均照度値が低下する（暗くなる）。また、アクチュエータ７４によって平面ミラー６８の裏面が引かれて、平面ミラー６８の反射面が凹面状になると、反射光が収束して、平面ミラー６８の反射面が平面状態（変更前）のときと比較して照射領域が狭まり、露光面での平均照度値が高まる（明るくなる）。

露光面での平均照度値の変化は、露光時間に影響するため、タクトタイムのばらつきとなって現れるので生産効率上、好ましくない。そこで、平均照度値を変更前の値（平面ミラー６８の反射面が平面のときの値）に補正するため、上述したテーブルに基づいて、フライアイレンズ間隔調整機構９５によりフライアイレンズ９１，９２の間隔ｄを変更する。具体的には、平面ミラー６８の反射面が凸面状に変更されたときには、フライアイレンズ９１，９２の間隔ｄを広げてインテグレータ部９０の単位レンズの焦点距離ｆを長くし、露光面での平均照度値を高める。また、平面ミラー６８の反射面が凹面状に変更されたときには、フライアイレンズ９１，９２の間隔ｄを狭めてインテグレータ部９０の単位レンズの焦点距離ｆを短くし、露光面での平均照度値を低下させる。

これにより、平面ミラー６８の反射面の形状変更に拘らず、平均照度値を略一定にすることができ、露光時間が一定となってタクトタイムのばらつきを抑制することができる。

以上説明したように、本実施形態の露光用照明装置３によれば、インテグレータ部９０が、２枚のフライアイレンズ９１，９２を備え、フライアイレンズ間隔調整機構９５が２枚のフライアイレンズ９１，９２の光軸方向の間隔ｄを変更する。２枚のフライアイレンズ９１，９２の光軸方向の間隔ｄは、ミラー曲げ機構７０による平面ミラー６８の反射面の形状変更に応じて変更されるので、ミラー曲げによる露光面での平均照度値の変化を補正することができる。これにより、例えば、露光面での平均照度値を、平面ミラー６８の反射面が変更される前の平均照度値（標準平均照度値）に近似するように補正することで、露光時間を略一定にすることができ、タクトタイムのばらつきを抑えることができる。

また、インテグレータ部から出射された光を反射する複数の反射鏡６７、６８を備え、ミラー曲げ機構７０は、複数の反射鏡６７、６８のうち、光路ＥＬの最後に配置された平面ミラー６８に設けられるので、ミラー曲げ量の計算や、ミラー曲げ量と平均照度値との関係、及びフライアイレンズ９１、９２の間隔ｄと平均照度値との関係を与えるテーブル設計を容易に行うことができる。

さらに、ミラー曲げ機構７０による平面ミラー６８の反射面の形状と、露光面での平均照度値との関係、及び、２枚のフライアイレンズ９１，９２の光軸方向の間隔ｄと、露光面での平均照度値との関係に基づいて、ミラー曲げ機構７０による平面ミラー６８の反射面の形状と、２枚のフライアイレンズ９１，９２の光軸方向の間隔ｄとの関係を表すテーブルを備える。そして、２枚のフライアイレンズ９１，９２の光軸方向の間隔ｄは、該テーブルを用いて、ミラー曲げ機構７０による平面ミラー６８の反射面の形状変更に応じて変更されるので、実際の平均照度値を取得することなく、露光面での平均照度値を略一定にすることができる。ただし、上記手法によって、２枚のフライアイレンズ９１，９２の光軸方向の間隔ｄを調整する場合に、露光面での平均照度値を取得していてもよい。

ここで、ミラー曲げ機構７０により平面ミラー６８の反射面の形状を変更した場合、露光面での平均照度値が略一定となるように、フライアイレンズ９１，９２の間隔ｄを変更して照度補正したシミュレーション結果について説明する。シミュレーション結果を表１に示す。なお、ここでは、平面ミラー６８の反射面の形状変更は、局部的な変更ではなく、全体を一様な曲率に変更する場合について説明する。また、表１では、可動する一方のフライアイレンズ９１の座標を表しており、平面ミラー７９の反射面が平面の状態で、フライアイレンズ９１、９２の間隔ｄが所定値となる際の、フライアイレンズ９１の座標を０（ｍｍ）としている。

表１に示すように、平面ミラー６８の反射面が平面（標準状態）であり、フライアイレンズ９１，９２の間隔ｄが所定値（一方のフライアイレンズ９１の座標が０（ｍｍ））であるときの平均照度値は、５４．７ｍＷ／ｃｍ^２である。ここで、平面ミラー６８の反射面を内曲げ（凹面状）すると露光面での平均照度値が高まり、フライアイレンズ９１，９２の間隔ｄが所定値の場合、平均照度値が５７．４ｍＷ／ｃｍ^２に上昇する。このため、フライアイレンズ９１，９２の間隔ｄを所定値から２．６ｍｍ狭めると、平均照度値が５４．６ｍＷ／ｃｍ^２に低下して、平面ミラー６８の反射面が平面のときの値に近似する。

同様に、平面ミラー６８の反射面を外曲げ（凸面状）すると露光面での平均照度値が低下し、フライアイレンズ９１，９２の間隔ｄが所定値の場合、平均照度値が５２．１ｍＷ／ｃｍ^２に低下する。このため、フライアイレンズ９１，９２の間隔ｄを所定値から２．５ｍｍ広げると、平均照度値が５４．６ｍＷ／ｃｍ^２に上昇して、平面ミラー６８の反射面が平面のときの値に近似する。

さらに、平面ミラー６８の反射面を縦方向にのみ外曲げ（凸面状）すると、露光面での平均照度値が上昇し、フライアイレンズ９１，９２の間隔ｄが所定値の場合、平均照度値が５５．２ｍＷ／ｃｍ^２に上昇する。ここで、フライアイレンズ９１，９２の間隔ｄを所定値から２ｍｍ広げると、平均照度値が５４．６ｍＷ／ｃｍ^２に低下して、平面ミラー６８の反射面が平面のときの値に近似する。
これにより、平面ミラー６８の反射面の形状変更に伴う露光面での平均照度値の変化は、フライアイレンズ９１，９２の間隔ｄを、平面ミラー６８の反射面の形状変更に応じて調整することで補正できる。

尚、本発明は、前述した実施形態及び実施例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。

上述した実施形態では、ミラー曲げ機構７０による反射鏡の反射面の形状と、２枚のフライアイレンズ９１，９２の光軸方向の間隔ｄとの関係を表すテーブルによって、実際の平均照度値を取得することなく、反射鏡の反射面の形状から、２枚のフライアイレンズ９１，９２の光軸方向の間隔ｄを調整している。
ただし、ミラー曲げ機構７０による反射鏡の反射面の形状変更前と形状変更後の、実際の露光面での平均照度値を図示しない照度計で取得した上で、形状変更後の露光面での平均照度値が形状変更前の露光面での平均照度値となるように、２枚のフライアイレンズ９１，９２の光軸方向の間隔ｄを調整してもよい。

本出願は、２０１７年９月２２日出願の日本特許出願２０１７−１８２８０３に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

３ 露光用照明装置
６０ ランプユニット（光源）
６７ コリメーションミラー（反射鏡）
６８ 平面ミラー（反射鏡）
７０ ミラー曲げ機構
９０ インテグレータ部
９１，９２ フライアイレンズ
９３Ａ，９３Ｂ レンズ素子
９５ フライアイレンズ間隔調整機構
ｄ ２枚のフライアイレンズの光軸方向の間隔
Ｍ マスク
Ｗ ワーク

Claims (6)

1. 光源と、
   マトリックス状に配列された複数のレンズ素子をそれぞれ有する２枚のフライアイレンズを備え、前記光源からの光の照度分布を均一化するインテグレータ部と、
   反射面の形状を変更可能なミラー曲げ機構を備え、前記インテグレータ部から出射された前記光を反射する反射鏡と、を備え、
   露光パターンが形成されたマスクを介して前記光源からの露光光をワーク上に照射して前記露光パターンを前記ワークに露光転写するための露光用照明装置であって、
   前記２枚のフライアイレンズの光軸方向の間隔を変更可能なフライアイレンズ間隔調整機構を備え、
   前記２枚のフライアイレンズの光軸方向の間隔は、前記ミラー曲げ機構による前記反射鏡の反射面の形状変更に応じて変更されることを特徴とする露光用照明装置。
2. 前記インテグレータ部から出射された前記光を反射する複数の反射鏡を備え、
   前記ミラー曲げ機構は、前記複数の反射鏡のうち、光路の最後に配置された平面ミラーに設けられることを特徴とする請求項１に記載の露光用照明装置。
3. 前記ミラー曲げ機構による前記反射鏡の反射面の形状と、前記２枚のフライアイレンズの前記光軸方向の間隔との関係を表すテーブルを備え、
   前記２枚のフライアイレンズの光軸方向の間隔は、該テーブルを用いて、前記ミラー曲げ機構による前記反射鏡の反射面の形状変更に応じて変更されることを特徴とする請求項１に記載の露光用照明装置。
4. 前記２枚のフライアイレンズの光軸方向の間隔は、前記ミラー曲げ機構による前記反射鏡の反射面の形状変更前と形状変形後の前記露光面で取得された平均照度値に応じて、変更されることを特徴とする請求項１に記載の露光用照明装置。
5. マスクを支持するマスク支持部と、
   ワークを支持するワーク支持部と、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の露光用照明装置と、
   を備え、
   前記光源からの露光光を前記マスクを介して前記ワークに照射して前記マスクの露光パターンを前記ワークに露光転写することを特徴とする露光装置。
6. 請求項５に記載の露光装置を使用し、前記光源からの露光光を前記マスクを介して前記ワークに照射して前記マスクの露光パターンを前記ワークに露光転写することを特徴とする露光方法。

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