KR102234255B1 - Exposure apparatus, and method of manufacturing article - Google Patents
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Abstract
노광광의 조도가 높은 경우라도 투영 광학계에 있어서의 서로 방향이 상이한 복수의 비점 수차를 허용 범위 내에 들어가게 한다.
마스크의 패턴을 기판에 투영하는 투영 광학계를 갖는 노광 장치이며, 투영 광학계의 비점 수차를 조정하기 위해 위치 또는 형상이 변경 가능한 제1 광학 소자와, 투영 광학계의 퓨필면 또는 퓨필면의 근방에 배치되어 있는 제2 광학 소자와, 제1 광학 소자의 위치 또는 형상을 제어하는 제어부와, 제2 광학 소자의 온도 분포를 조정하기 위해 제2 광학 소자에 기체를 공급하는 공급부를 갖고, 공급부는, 상기 제2 광학 소자의 온도 분포에 의해 발생하는 제1 방향의 비점 수차와 상기 제1 방향과는 상이한 제2 방향의 비점 수차의 증감의 방향이 서로 반대로 되고, 제1 방향의 비점 수차가 허용 범위 내에 들어가도록, 제2 광학 소자에 기체를 공급하고, 제2 방향의 비점 수차가 허용 범위 내에 들어가도록 제1 광학 소자의 위치 또는 형상을 제어한다.Even when the illuminance of the exposure light is high, a plurality of astigmatisms having different directions in the projection optical system are made to fall within the allowable range.
An exposure apparatus having a projection optical system that projects a pattern of a mask onto a substrate, and is disposed in the vicinity of the pupil plane or the pupil plane of the projection optical system and a first optical element whose position or shape can be changed to adjust the astigmatism of the projection optical system. A second optical element, a control unit for controlling the position or shape of the first optical element, and a supply unit for supplying a gas to the second optical element to adjust a temperature distribution of the second optical element, and the supply unit comprises: 2 The astigmatism in the first direction caused by the temperature distribution of the optical element and the direction of increase or decrease in the astigmatism in the second direction different from the first direction are opposite to each other, and the astigmatism in the first direction falls within the allowable range. Thus, the gas is supplied to the second optical element, and the position or shape of the first optical element is controlled so that the astigmatism in the second direction falls within the allowable range.
Description
본 발명은 노광 장치 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an exposure apparatus and an article manufacturing method.
반도체 디바이스나 액정 표시 장치 등의 제조 공정 중 리소그래피 공정에 있어서, 조명 광학계에 의해 마스크(레티클)를 조명하여, 감광성의 레지스트층이 도포된 기판에 투영 광학계를 통해 마스크의 패턴의 상을 투영하는 노광 장치가 사용되고 있다.Exposure in which a mask (reticle) is illuminated by an illumination optical system in the manufacturing process of a semiconductor device or a liquid crystal display device, etc., and the image of the mask pattern is projected through a projection optical system on a substrate coated with a photosensitive resist layer. The device is being used.
투영 광학계의 광학 소자는 노광광을 흡수하여 광학 소자 내에 온도 분포가 발생함으로써 광학 소자의 굴절률 분포나 면형상이 변화된다. 결상 특성의 관점에서, 광학 소자의 굴절률 분포나 면형상의 변화에 의해 발생할 수 있는 포커스차 또는 비점 수차(아스) 등의 수차 등을 저감시키는 것이 바람직하다.The optical element of the projection optical system absorbs exposure light and generates a temperature distribution in the optical element, thereby changing the refractive index distribution and the surface shape of the optical element. From the viewpoint of imaging characteristics, it is desirable to reduce aberrations such as focus difference or astigmatism (AS) that may occur due to changes in the refractive index distribution or surface shape of the optical element.
그래서, 투영 광학계 내의 부재가 노광광을 흡수함으로써 발생한 투영 광학계 내부 전체의 온도 상승에 맞추어, 투영 광학계를 수용하는 경통 내에 온도 조절된 기체를 공급함으로써, 투영 광학계 내의 온도 분포 변화를 저감시키는 노광 장치가 알려져 있다.Therefore, an exposure apparatus that reduces the change in temperature distribution in the projection optical system by supplying a temperature-controlled gas into the barrel containing the projection optical system in accordance with the temperature increase in the entire projection optical system caused by the member in the projection optical system absorbing the exposure light. Is known.
일본 특허 공개 제2016-95412호 공보에는, 투영 광학계의 퓨필 근방에 설치되어 있는 메니스커스 렌즈와 볼록면경 사이에 기체를 공급할 때에, 노광에 사용하는 마스크의 패턴의 정보에 기초하여, 메니스커스 렌즈의 온도 분포와 기체의 흐름의 방향이 일치하도록 제어하는 것이 개시되어 있다.Japanese Patent Laid-Open No. 2016-95412 discloses that, when gas is supplied between the meniscus lens and the convex mirror installed in the vicinity of the pupil of the projection optical system, the meniscus is based on information on the pattern of the mask used for exposure. It is disclosed to control the temperature distribution of the lens and the direction of gas flow to match.
일본 특허 공개 제2016-95412호 공보에서는, 렌즈의 온도가 상승한 영역에 기체를 흘려 렌즈를 부분적으로 냉각하고 있기 때문에, 투영 광학계에 높은 조도의 노광광이 입사된 경우에는, 렌즈 전체의 온도 분포가 충분히 균일하게 되지 않을 것이 상정된다. 그 경우, 특히 투영 광학계의 종횡 방향의 비점 수차와 경사 방향의 비점 수차의 양쪽을 허용 범위 내에 들어가게 하는 것이 곤란하다.In Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2016-95412, since the lens is partially cooled by flowing gas in the region where the temperature of the lens has risen, when exposure light of high illuminance is incident on the projection optical system, the temperature distribution of the entire lens is It is assumed that it will not be sufficiently uniform. In that case, it is particularly difficult to make both the astigmatism in the vertical and horizontal direction of the projection optical system and the astigmatism in the oblique direction fall within the allowable range.
상기 과제를 해결하는 본 발명의 일 측면으로서의 노광 장치는, 마스크의 패턴을 기판에 투영하는 투영 광학계를 갖는 노광 장치이며, 상기 투영 광학계는, 상기 투영 광학계의 비점 수차를 조정하기 위해 위치 또는 형상이 변경 가능한 제1 광학 소자와,An exposure apparatus as an aspect of the present invention that solves the above problems is an exposure apparatus having a projection optical system that projects a pattern of a mask onto a substrate, and the projection optical system has a position or shape in order to adjust the astigmatism of the projection optical system. A changeable first optical element,
상기 투영 광학계의 퓨필면 또는 퓨필면의 근방에 배치되어 있는 제2 광학 소자를 갖고, 상기 노광 장치는, 상기 제1 광학 소자의 위치 또는 형상을 제어하는 제어부와, 상기 제2 광학 소자의 온도 분포를 조정하기 위해 상기 제2 광학 소자에 기체를 공급하는 공급부를 갖고, 상기 공급부는, 노광 시에 있어서의 상기 제2 광학 소자의 온도 분포에 의해 발생하는 제1 방향의 비점 수차와 상기 제1 방향과는 상이한 제2 방향의 비점 수차의 증감의 방향이 서로 반대로 되고, 상기 제1 방향의 비점 수차가 허용 범위 내에 들어가도록, 상기 제2 광학 소자에 기체를 공급하고, 노광 시에 있어서의 상기 제2 방향의 비점 수차가 허용 범위 내에 들어가도록 상기 제1 광학 소자의 위치 또는 형상을 제어한다.The projection optical system has a pupil plane or a second optical element disposed in the vicinity of the pupil plane, wherein the exposure apparatus includes a control unit for controlling a position or shape of the first optical element, and a temperature distribution of the second optical element Has a supply unit for supplying a gas to the second optical element in order to adjust, the supply unit includes astigmatism in a first direction and the first direction generated by a temperature distribution of the second optical element at the time of exposure A gas is supplied to the second optical element so that the direction of the increase or decrease of the astigmatism in the second direction different from that of is opposite to each other, and the astigmatism in the first direction falls within an allowable range, and the second optical element at the time of exposure. The position or shape of the first optical element is controlled so that the astigmatism in two directions falls within an allowable range.
본 발명의 추가적인 특징은 첨부된 도면을 참조한 이하의 예시적인 실시 형태의 설명으로부터 명확해질 것이다.Further features of the present invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings.
도 1은 노광 장치의 구성도.
도 2는 노광 후의 메니스커스 렌즈(15')의 온도 분포를 도시하는 도면.
도 3은 제르니케 계수 Z5, Z6항의 온도 분포를 도시하는 도면.
도 4는 볼록면경(15)과 메니스커스 렌즈(15')의 주변의 구성을 도시하는 도면.
도 5는 경통(100)의 단면도.
도 6은 기체 공급 후의 온도 분포를 도시하는 도면.
도 7은 비점 수차의 보정 방법을 나타내는 흐름도.
도 8은 실시 형태 2의 경통, 급기구 및 배기구를 도시하는 도면.1 is a configuration diagram of an exposure apparatus.
Fig. 2 is a diagram showing a temperature distribution of a meniscus lens 15' after exposure.
Fig. 3 is a diagram showing a temperature distribution in terms of Zernike coefficients Z5 and Z6.
Fig. 4 is a diagram showing a configuration around a
5 is a cross-sectional view of the
6 is a diagram showing a temperature distribution after gas supply.
7 is a flowchart showing a method of correcting astigmatism.
Fig. 8 is a diagram showing a barrel, an air supply port, and an exhaust port according to the second embodiment.
이하에, 본 발명의 바람직한 실시 형태를 첨부의 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings.
(제1 실시 형태)(First embodiment)
도 1을 참조하면서 본 실시 형태의 노광 장치에 대하여 설명한다. 도 1은 제1 실시 형태의 노광 장치의 개략도이다. 노광 장치는, 예를 들어 액정 표시 디바이스나 유기 EL 디바이스 등의 플랫 패널의 제조 공정에 있어서의 리소그래피 공정에서 사용될 수 있다. 특히 본 실시 형태에서는, 노광 장치는, 스텝 앤드 스캔 방식으로, 마스크에 형성되어 있는 패턴의 상을 플레이트 상(기판 상)에 전사(노광)하는 주사형 투영 노광 장치로 한다. 도 1에서는, 연직 방향인 Z축에 수직인 평면 내에서 노광 시의 마스크(9) 및 플레이트(19)의 주사 방향으로 Y축을 취하고, Y축에 직교하는 비주사 방향으로 X축을 취하고 있다. 플레이트(19)는 예를 들어 유리재로 만든 것이며, 표면에 감광제(레지스트)가 도포되어 있는 피처리 기판이다.An exposure apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG. 1. 1 is a schematic diagram of an exposure apparatus according to a first embodiment. The exposure apparatus can be used, for example, in a lithography process in a manufacturing process of a flat panel such as a liquid crystal display device or an organic EL device. In particular, in this embodiment, the exposure apparatus is a scanning type projection exposure apparatus that transfers (exposes) an image of a pattern formed on a mask onto a plate (on a substrate) by a step-and-scan method. In Fig. 1, the Y axis is taken in the scanning direction of the
본 실시 형태의 노광 장치는, 조명계 IL과, 투영 광학계 PO와, 투영 광학계 PO의 물체면 OP에 배치된 마스크(원판)(9)를 주사하는 원판 구동 기구와, 투영 광학계 PO의 상면 IP에 배치된 기판(19)을 주사하는 기판 구동 기구와, 제어부 C를 구비한다.The exposure apparatus of the present embodiment includes an illumination system IL, a projection optical system PO, a disk drive mechanism for scanning a mask (original plate) 9 arranged on an object surface OP of the projection optical system PO, and an image surface IP of the projection optical system PO. A substrate driving mechanism for scanning the resulting
조명계 IL은, 예를 들어 광원 LS, 제1 집광 렌즈(3), 플라이아이 렌즈(4), 제2 집광 렌즈(5), 슬릿 규정 부재(6), 결상 광학계(7), 평면 미러(8)를 포함할 수 있다. 광원 LS는, 예를 들어 수은 램프(1)와, 타원 미러(2)를 포함할 수 있다. 슬릿 규정 부재(6)는 원판(9)의 조명 범위[즉, 원판(9)을 조명하는 슬릿 형상광의 단면 형상]를 규정한다. 결상 광학계(7)는 슬릿 규정 부재(6)에 의해 규정되는 슬릿을 물체면에 결상시키도록 배치되어 있다. 평면 미러(8)는 조명계 IL에 있어서 광로를 절곡한다. 투영 광학계 PO는, 물체면 OP에 배치되는 원판(9)의 패턴을 상면 IP에 배치되는 기판(19)에 투영하고, 이에 의해 기판(19)이 노광된다. 투영 광학계 PO는, 등배 결상 광학계, 확대 결상 광학계 및 축소 결상 광학계 중 어느 것으로서도 구성될 수 있다. 그러나, 투영 광학계 PO는, 등배 결상 광학계로서 구성되는 것이 바람직하고, 물체면측 및 상면측에서 주광선이 평행 즉 물체면 및 상면의 양쪽에 있어서 양측 텔레센트릭성을 갖고 있다.The illumination system IL is, for example, a light source LS, a
투영 광학계 PO는, 물체면 OP로부터 상면 IP에 이르는 광로에, 물체면측으로부터 순서대로 배치된 미러로서, 제1 평면경(13), 제1 오목면경(14), 볼록면경(15), 제2 오목면경(16) 및 제2 평면경(17)을 갖는다. 물체 OP와 제1 평면경(13) 사이의 광로와 제2 평면경(17)과 상면 IP 사이의 광로는 평행이다. 제1 평면경(13)의 경면을 포함하는 평면과 제2 평면경(17)의 경면을 포함하는 평면은 서로 90도의 각도를 이룬다. 제1 평면경(13)과 제2 평면경(17)은 일체적으로 형성되어 있어도 된다. 제1 오목면경(14)과 제2 오목면경(16)은, 일체적으로 구성되어도 된다. 투영 광학계 PO는, 물체면 OP와 제1 평면경(13) 사이의 광로에 배치된 실린드리컬 렌즈(21 및 22), 평오목 렌즈(또는 평볼록 렌즈)(12')를 구비한다. 투영 광학계 PO는, 또한, 제2 평면경(17)과 상면 사이의 광로에 배치된 실린드리컬 렌즈(23, 24)를 구비한다. 투영 광학계 PO는, 이들 렌즈에 의한 축상 색수차를 보정하기 위해 메니스커스 렌즈(비구면 렌즈)(15')가 볼록면경(15) 앞에 배치되어 있다. 볼록면경(15)의 반사면이 투영 광학계의 퓨필면에 상당한다. 볼록면경(15)은 투영 광학계의 퓨필면에 배치되고, 메니스커스 렌즈(15')는 투영 광학계의 퓨필면의 근방에 배치되어 있다. 이들 광학 소자는 노광 시에 불균일한 온도 분포가 발생한다.The projection optical system PO is a mirror arranged in order from the object surface side in the optical path from the object surface OP to the image surface IP, and is a first
실린드리컬 렌즈(23, 24)는, 물체면 OP와 제1 평면경(13) 사이의 광로를 따르는 제1 방향(z방향)과 직교하는 제2 방향(y방향)에 있어서의 투영 광학계의 투영 배율을 조정하는 제1 광학계를 구성하고 있다. 이 실린드리컬 렌즈(21 및 22)는 제1 방향 및 제2 방향과 직교하는 제3 방향(x방향)에 있어서의 투영 광학계의 투영 배율을 조정하는 제2 광학계를 구성하고 있다. 평오목 렌즈(12')는, 제1 방향 및 제2 방향에 있어서의 투영 광학계의 투영 배율을 조정하는 제3 광학계를 구성하고 있다.The
실린드리컬 렌즈(21)는 상면이 평면, 하면이 x방향으로 곡률을 가진 오목 실린드리컬면이며, 실린드리컬 렌즈(22)의 상면까지 5 내지 20㎜ 정도의 공기 간격을 갖는다. 실린드리컬 렌즈(22)는 상면이 x방향으로 곡률을 가진 볼록 실린드리컬면, 하면이 볼록 구면이며, 상면에 오목 구면, 하면에 평면을 갖는 평오목 렌즈(12')의 상면까지 5 내지 20㎜ 정도의 공기 간격을 갖는다. 실린드리컬 렌즈(21) 또는 실린드리컬 렌즈(22)는 액추에이터(31)(구동부)에 의해 z방향으로 이동 가능(구동 가능)하게 구성되어 있다. 실린드리컬 렌즈(22)에 대하여, 실린드리컬 렌즈(21)를 z방향으로 구동함으로써 x방향의 배율을 보정한다. 또한, 액추에이터(31)에 의해 평오목 렌즈(12')를 z방향으로 구동함으로써 x방향 및 y방향으로 등방으로 배율을 보정한다.The
제어부 C는, 예를 들어 컴퓨터 등으로 구성되며, 노광 장치의 각 구성 요소에 회선을 통해 접속되고, 프로그램 등에 따라서 각 구성 요소의 동작 및 조정 등을 제어할 수 있다. 제어부 C는, 실린드리컬 렌즈나 평오목 렌즈를 구동하는 액추에이터(구동부)를 제어하여, 렌즈의 위치나 형상 또는 양쪽을 제어할 수 있다.The control unit C is composed of, for example, a computer, and is connected to each component of the exposure apparatus through a line, and can control the operation and adjustment of each component according to a program or the like. The control unit C can control an actuator (driving unit) that drives a cylindrical lens or a plano-concave lens to control the position, shape, or both of the lens.
실린드리컬 렌즈(23)는 상면에 평면, 하면에 주사 방향으로 곡률을 가진 오목 실린드리컬면을 갖고, 실린드리컬 렌즈(24)의 상면까지 5 내지 20㎜ 정도의 공기 간격을 갖는다. 실린드리컬 렌즈(24)는 상면에 주사 방향으로 곡률을 가진 볼록 실린드리컬면, 하면에 평면을 갖는다. 실린드리컬 렌즈(23) 또는 실린드리컬 렌즈(24)는 액추에이터(32)에 의해 z방향으로 위치가 변경 가능(이동)하게 구성되어 있다. 액추에이터(32)에 의해 실린드리컬 렌즈(23)를 z방향으로 이동시킴으로써 y방향의 배율을 보정할 수 있다. 실린드리컬 렌즈(21, 22, 23, 24)의 각각의 두께 및 간격은 공간에 보유 지지하였을 때 자체 중량 변형을 일으키지 않는 범위에서, 또한 공간 보유 지지 기구, 상하 구동 기구를 구성할 수 있는 범위에서 임의이다. 실린드리컬면은, 굴절률이 1.475 부근인 합성 석영의 경우, 곡률 반경을 47000㎜ 정도로 하면, 1㎜의 이동으로 배율을 약 10ppm 변화시킨다. 그러나, 각 실린드리컬면 및 구면은 기준 높이 위치에 놓인 3매를 통과한 상의 크기가 3매의 렌즈가 없었을 때와 완전히 동일하게 되도록 미소하게 변화시킬 필요가 있다. 또한, 실린드리컬면의 오목면과 볼록면, 구면의 오목면과 볼록면은 서로 반대여도 된다. 또한, 배율 보정 수단으로서는, 실린드리컬 렌즈에 한하지 않고, 평행 평판의 위치나 형상 또는 양쪽을 변경 가능하게 하고, 평행 평판을 만곡시키는 기구나, 렌즈의 회전 위치를 조정하는 기구를 사용해도 된다.The
또한, 상술한 바와 같이 실린드리컬 렌즈를 이동시키면 투영 배율을 조정할 수 있지만, 또한, 비점 수차도 조정할 수 있다. 예를 들어, y방향의 투영 배율을 조정하는 경우, 상면에 평면, 하면에 주사 방향으로 곡률을 가진 오목 실린드리컬면을 갖는 실린드리컬 렌즈(23)를 z방향으로 이동시키면, 주사 방향에 직교하는 방향의 굴절력은 변화되지 않지만 주사 방향으로는 부의 굴절력이 발생한다. 이 때문에, 주사 방향에 대하여 수직인 방향의 선상(H선)보다 투영 광학계로부터 멀리 이격된 위치(하측)에, 주사 방향의 선상(V선)이 결상하게 된다. 즉, 제1 광학계는, y방향의 투영 배율의 민감도를 갖고, 종횡 방향(x, y방향)으로 발생하는 비점 수차의 민감도를 갖고 있다. 제2 광학계는, x방향의 투영 배율의 민감도를 갖고, 종횡 방향으로 발생하는 비점 수차의 민감도를 갖고 있다. 제3 광학계는, x방향과 y방향의 투영 배율의 민감도를 갖고, 종횡 방향으로 발생하는 비점 수차의 민감도는 없다. 따라서, 이들 렌즈를 구동함으로써, 서로 직교하는 2방향에 있어서의 투영 배율을 변화시키지 않고, 종횡 방향의 비점 수차를 발생시킬 수 있다. 일례로서, 실린드리컬 렌즈(21)를 Z방향으로 +1㎜, 실린드리컬 렌즈(23)를 Z방향으로 +2㎜, 평오목 렌즈(12')를 Z방향으로 +1㎜ 구동하면, x, y방향의 투영 배율은 변화시키지 않고, 종횡 방향의 비점 수차를 3㎛ 발생시킬 수 있다. 상술한 기구에 의하면, 비점 수차의 보정량은 렌즈의 구동량에 비례한다. 따라서, 렌즈간에 구동 시의 간섭 회피의 스페이스를 설정하면, 렌즈 구동량을 크게 할 수 있어, 비점 수차 보정량을 크게 할 수 있다.Further, if the cylindrical lens is moved as described above, the projection magnification can be adjusted, but the astigmatism can also be adjusted. For example, in the case of adjusting the projection magnification in the y direction, moving the
그 때문에, 제어부 C에 의해, 실린드리컬 렌즈(21, 22, 23, 24) 및 평오목 렌즈(12') 중 어느 것의 렌즈(제1 광학 소자)의 위치를 제어한다. 이에 의해, x, y방향의 투영 배율을 소정의 목표값으로 하고, 종횡 방향의 비점 수차를 허용 범위 내로 할 수 있다. 또한, 실린드리컬 렌즈 대신에, 평행 평판을 사용한 경우, 평행 평판의 형상을 제어함으로써, 투영 배율과 비점 수차를 조정할 수 있다.Therefore, the position of the lens (first optical element) of either of the
다음에, 메니스커스 렌즈(15')의 온도 분포에 대하여 설명한다. 도 2에, 어떤 마스크의 패턴을 기판 상에 노광하였을 때의 메니스커스 렌즈(15')의 온도 분포를 도시한다. 또한, 볼록면경(15)의 온도 분포도 메니스커스 렌즈(15')의 온도 분포와 거의 마찬가지이다. 메니스커스 렌즈(15')의 중심을 사이에 두고, B축 방향의 양측 주변 영역에 있어서 고온부가 있고, 메니스커스 렌즈(15')의 중심을 사이에 두고, C축 방향의 양측 주변 영역에 저온부가 있다. 메니스커스 렌즈(15')의 온도 분포를 제르니케 함수로 분해하였을 때의 Z5항, Z6항을, 도 3에 도시한다.Next, the temperature distribution of the meniscus lens 15' will be described. Fig. 2 shows the temperature distribution of the meniscus lens 15' when a certain mask pattern is exposed on the substrate. In addition, the temperature distribution of the
도 3의 좌측 도면은 제르니케 계수의 Z5항 형상의 온도 분포이고, 도 3의 우측 도면은 제르니케 계수의 Z6항 형상의 온도 분포이다. 제르니케 계수의 Z5항 형상의 온도 분포에서는, 메니스커스 렌즈(15')의 중심을 사이에 두고, X축 방향의 양단 부근에 있어서 고온부가 있고, 메니스커스 렌즈(15')의 중심을 사이에 두고, Z축 방향의 양단 부근에 있어서 저온부가 있다. 제르니케 계수의 Z6항 형상의 온도 분포에서는, 메니스커스 렌즈(15')의 중심을 사이에 두고, B축 방향의 양단 부근에 있어서 고온부가 있고, 메니스커스 렌즈(15')의 중심을 사이에 두고, C축 방향의 양단 부근에 있어서 저온부가 있다. 또한, B축, C축은 X축 또는 Z축으로부터 경사 45도로 기운 축이며, 서로 수직인 축으로 하고 있다.The left drawing of FIG. 3 is a temperature distribution in the shape of a Z5 term of the Zernike coefficient, and the right drawing of FIG. 3 is a temperature distribution of the Z6 term of the Zernike coefficient. In the temperature distribution of the Z5 term of the Zernike coefficient, the center of the meniscus lens (15') is interposed, there are high-temperature regions near both ends in the X-axis direction, and the center of the meniscus lens (15') is Between them, there is a low temperature section near both ends in the Z-axis direction. In the temperature distribution of the Z6 term of the Zernike coefficient, the center of the meniscus lens (15') is interposed, there are high-temperature regions near both ends in the B-axis direction, and the center of the meniscus lens (15') is Between them, there is a low temperature section near both ends in the C-axis direction. In addition, the B axis and the C axis are axes inclined at an inclination of 45 degrees from the X axis or the Z axis, and are mutually perpendicular axes.
메니스커스 렌즈(15')에 Z5항의 온도 분포가 발생하면, Z5항의 굴절률 분포로 되어, Z5항의 파면 수차가 발생한다. Z5항의 파면 수차가 발생하면, 마스크 패턴의 횡선(H선)의 초점 위치와, 종선(V선)의 초점 위치가 어긋난다. 따라서, H선의 초점 위치와 V선의 초점 위치의 차인, 종횡 방향의 비점 수차가 발생한다. 또한, 메니스커스 렌즈(15')에 Z6항의 온도 분포가 발생하면, Z6항의 굴절률 분포로 되어, Z6항의 파면 수차가 발생한다. Z6항의 파면 수차가 발생하면, 마스크 패턴의 H선에 대하여 45도 기운 우측 상부 사선(S선)의 초점 위치와, H선에 대하여 135deg 기운 좌측 상부 사선(T선)의 초점 위치가 어긋난다. 따라서, S선의 초점 위치와 T선의 초점 위치의 차인, 경사 방향의 비점 수차가 발생한다. 여기서, 경사 방향의 비점 수차를 제1 방향의 비점 수차라 부르고, 종횡 방향의 비점 수차를 제2 방향의 수차라 한다. 또한, 상술한 종횡 방향과 경사 방향은 45도 상이하지만, 제1 방향과 제2 방향의 각도차는 45도에 한정되지 않고, 서로 상이한 방향이면 된다. 또한, 경사 방향의 비점 수차는 Z6항에 한하지 않고, Z13항 등도 포함해도 되고, 종횡 방향의 비점 수차는 Z5항에 한하지 않고, Z12항 등도 포함해도 된다.When the temperature distribution of the term Z5 occurs in the meniscus lens 15', it becomes the refractive index distribution of the term Z5, and wavefront aberration of the term Z5 occurs. When the wavefront aberration of term Z5 occurs, the focal position of the horizontal line (H-line) and the focal position of the vertical line (V-line) of the mask pattern are shifted. Accordingly, astigmatism in the vertical and horizontal direction, which is the difference between the focal position of the H-line and the focal position of the V-line, occurs. Further, when the temperature distribution of the term Z6 occurs in the meniscus lens 15', the distribution of the refractive index of the term Z6 becomes, and wavefront aberration of the term Z6 occurs. When the wavefront aberration of term Z6 occurs, the focal position of the upper right oblique line (S line) tilted 45 degrees with respect to the H line of the mask pattern and the focal position of the upper left oblique line (T line) tilted 135 deg with respect to the H line are shifted. Accordingly, astigmatism in the oblique direction, which is the difference between the focal position of the S-line and the focal position of the T-line, occurs. Here, the astigmatism in the oblique direction is referred to as the astigmatism in the first direction, and the astigmatism in the vertical and horizontal direction is referred to as the astigmatism in the second direction. In addition, the above-described vertical and horizontal direction and the inclined direction are 45 degrees different, but the angular difference between the first and second directions is not limited to 45 degrees, and may be different directions. In addition, the astigmatism in the oblique direction is not limited to the Z6 term, but may also include the Z13 term, and the astigmatism in the vertical and horizontal direction is not limited to the Z5 term, but may also include the Z12 term.
다음에, 볼록면경(15) 또는 메니스커스 렌즈(15')(제2 광학 소자)의 온도 조정에 대하여 설명한다. 도 4에, 볼록면경(15) 및 메니스커스 렌즈(15')의 주변의 구성을 도시한다. 도 4의 우측 도면은 Y 방향으로부터 본 도면이고, 도 4의 좌측 도면은 DD'에 있어서의 단면도를 도시한다. Y축 방향의 1점 쇄선은 광축을 나타낸다. 볼록면경(15)과 메니스커스 렌즈(15')는 경통(100)(보유 지지부)에 보유 지지되어 있다. 도 4와 같이, 볼록면경(15)과 메니스커스 렌즈(15') 사이는, 폐공간(102)이 형성되어 있다. 경통(100)에는, Z방향으로 연장되는 복수의 구멍(103, 104)이 형성되어 있다. 구멍(103)은 기체의 급기구이고, 구멍(104)은 기체의 배기구이다. 도 5에 AA'를 통과하는 경통(100)의 단면도를 도시한다. 경통(100)에 있어서, 복수의 급기구(103A 내지 103G)가 관통 구멍으로서 형성되어 있다. 복수의 급기구(103A 내지 103G)의 각각은 동일한 Z방향으로 연장되어 있다. 또한, 경통(100)에 있어서, 1점 쇄선의 교점에 있는 메니스커스 렌즈(15')의 광축에 대하여, 급기구(103A 내지 103G)와는 반대측에, 관통 구멍으로서 배기구(104A 내지 104G)가 형성되어 있다. 또한, 급기구로부터 배기구를 향하는 방향(Z방향)으로 급기구 및 배기구가 경통(100) 내에서 연장되어 있다. 예를 들어, 급기구(103A)는, 급기구(103D)와 메니스커스 렌즈(15')의 광축을 통과하는 선에 대하여 평행인 방향(Z방향)으로 연장되어 있다. 경통(100)의 하측에 있어서, 복수의 급기구(103A 내지 103G)는 X축 방향으로 거의 등간격으로 형성되어 있다. 복수의 배기구(104A 내지 104G)는, 경통(100)의 상측에 있어서 X축 방향으로 거의 등간격으로 형성되어 있다. 복수의 급기구(103A 내지 103G), 배기구(104A 내지 104G)는, 볼록면경(15)과 메니스커스 렌즈(15')의 X방향의 직경 전체를 덮는 위치까지 형성되어 있다. 복수의 급기구(103A 내지 103G)에는 기체를 공급하는 급기 경로(36)가 접속되고, 복수의 배기구(104A 내지 104G)에는 기체를 배기하는 배기 경로(37)가 접속되어 있다. 기체로서는 공기, 질소 등이 바람직하고, 공기는 폐공간 내부의 기체를 치환할 필요가 없어, 치환 완료까지의 대기 시간이 없기 때문에 노광 장치를 바로 사용할 수 있는 점에서 우수하다. 질소는 불활성 가스이기 때문에, 거울과 렌즈를 흐리게 하지 않는 점에서 우수하다.Next, temperature adjustment of the
급기 경로(36) 및 배기 경로(37)는 기체의 유량이나 온도를 조정하는 기체 공급부(35)에 접속되고, 기체 공급부(35)에 의해 기체의 공급과 배기가 조정된다. 기체 공급부(35)는 일정 온도로 기체를 온도 조절한다. 또한, 급기 경로(36) 및 배기 경로(37)는 1계통이어도 복수의 계통이어도 되고, 하나의 구멍에 하나의 계통을 설치해도 되고, 1계통을 분기시켜 각 구멍에 접속해도 된다. 복수의 계통이 있으면, 각 계통에서 독립하여 기체의 유량이나 온도를 조정할 수 있다. 또한, 기체 공급부(35)의 동작은 제어부 C에 의해 제어된다.The
화살표(107)는 급기구(103A 내지 103G)에 유입되기 전의 기체의 흐름을 나타낸다. 복수의 화살표는 복수의 급기구(103A 내지 103G)의 각각에 대응한다. 기체 공급부(35)에 의해 온도 조절된 기체는 복수의 급기구(103A 내지 103G)로부터 급기된다. 화살표(108)는 배기구(104A 내지 104G)로부터 유출되는 기체의 흐름을 나타내고, 배기구(104A 내지 104G)로부터 기체가 배기된다. 이와 같이 함으로써, 볼록면경(15)과 메니스커스 렌즈(15') 사이의 폐공간(102)에 기체의 흐름(109)을 만들어, 폐공간(102) 내의 온도를 조정한다. 복수의 급기구(103A 내지 103G), 배기구(104A 내지 104G)는, 볼록면경(15)과 메니스커스 렌즈(15')의 X방향의 직경 전체를 덮는 위치까지 형성되어 있다. 즉, 급기구(103A, 103G), 배기구(104A, 104G)가 볼록면경(15)이나 메니스커스 렌즈(15')의 외주 부근에 배치되어 있다. 그 때문에, 볼록면경(15)과 메니스커스 렌즈(15')의 표면의 전역에, 온도 조절된 기체를 분사할 수 있다. 또한, 복수의 급기구(103A 내지 103G), 배기구(104A 내지 104G)는 Z방향으로 연장되어 있으므로, 방향이 정렬되어 있다. 또한, 급기의 유량과, 배기의 유량은 일치하고 있다. 이에 의해, 기체의 유로는 Z방향(일방향)으로 정렬되어, 폐공간(102)에 있어서 기체의 흐름이 정체되는 일은 없기 때문에, 기체는 층류(109)로 흐른다. 즉, 복수의 급기구의 각각으로부터 서로 동일한 방향을 따라서 볼록면경(15)이나 메니스커스 렌즈(15')의 표면에 기체를 흘린다.
이와 같이, 볼록면경(15)과 메니스커스 렌즈(15') 사이의 폐공간(102)에 온도 조절된 기체를 공급하고, 볼록면경(15), 메니스커스 렌즈(15')의 표면에 기체를 흘림으로써, 볼록면경(15), 메니스커스 렌즈(15')의 온도 분포를 조정할 수 있다. 볼록면경(15)과 메니스커스 렌즈(15') 사이의 폐공간(102)에 온도 조절된 기체를 계속해서 공급한 후, 폐공간(102)에 접하는 볼록면경(15)과 메니스커스 렌즈(15')의 온도 분포는, 도 6과 같이 Z축에 대하여 좌우 대칭인 온도 분포로 된다. 도 6에는, 볼록면경(15)과 메니스커스 렌즈(15')의 개략 온도 분포의 도면을 도시한다. 영역1이 가장 온도가 낮고, 영역2는 영역1보다도 온도가 높고, 영역3이 가장 온도가 높은 영역이다. 볼록면경(15)과 메니스커스 렌즈(15')는 노광에 의해 열을 갖고 있고, 기체의 급기구로부터 멀어짐에 따라서, 온도가 높아지고 있다. 급기구에 가까운 영역에서는, 저온의 기체의 가스에 의해 온도가 내려가 있는 것을 알 수 있다. Z축에 대하여 좌우 대칭인 온도 분포에 가까워지면, Z5항의 파면 수차가 커지고, Z6항의 파면 수차가 작아진다. 즉, 기체를 공급하지 않는 경우보다도, 종횡 방향의 비점 수차가 커지고, 경사 방향의 비점 수차가 작아져, 종횡 방향의 비점 수차와 경사 방향의 비점 수차의 증감의 방향이 서로 반대로 된다. 높은 조도로 기판을 노광하는 경우, 투영 광학계의 렌즈의 온도 불균일이 커져, 수차가 커진다. 그러나, 높은 조도로 기판을 노광하는 경우라도, 상술한 바와 같이 기체 공급부(35)가 기체의 공급을 제어함으로써, 경사 방향의 비점 수차가 허용 범위 내에 들어가게 할 수 있다. 구체적인 일례로서는, 기체 공급부(35)에 의해 볼록면경(15)과 메니스커스 렌즈(15') 사이의 공간(102)에 온도 조절된 기체를 계속해서 공급한 결과, 경사 방향의 비점 수차의 저감량은 2.5㎛이었다.In this way, a temperature-controlled gas is supplied to the
이와 같이, 볼록면경(15)이나 메니스커스 렌즈(15')의 온도 분포를 전체적으로 균일하게 하는 것이 아니라, 경사 방향의 비점 수차를 작게 하고, 종횡 방향의 비점 수차는 커지는 것을 허용하도록, 기체의 흐름을 만들어, 온도 분포를 조정하고 있다. 그 때문에, 종횡 방향의 비점 수차는 허용 범위 내에는 없고, 오히려, 기체를 공급하기 전보다도 커져 버리는 경우가 있다.In this way, the temperature distribution of the
다음에, 종횡 방향의 비점 수차의 보정 방법을 설명한다. 도 7에 그 보정 방법의 흐름도를 나타낸다. 먼저, 제어부 C는 기체 공급부(35)를 제어하여, 상술한 바와 같이, 볼록면경(15)과 메니스커스 렌즈(15') 사이의 폐공간(102)에 온도 조절된 기체의 공급을 개시하여, 볼록면경(15), 메니스커스 렌즈(15')의 온도 분포를 조정한다(S301). 기체를 계속해서 공급하고 있는 동안, 제어부 C는, 투영 광학계 PO가 마스크(9)의 패턴을 기판(19)에 투영하고, 기판(19)을 노광하도록, 노광 장치의 각 부를 제어한다. 예를 들어, 높은 조도로 기판을 노광하는 경우, 투영 광학계의 렌즈 등의 온도가 높아져, 수차가 허용 범위 내에 들어가지 않는 경우가 있다. S301에서 기체를 공급하면, 투영 광학계의 경사 방향의 비점 수차는 허용 범위 내에 들어가 있지만, 종횡 방향의 비점 수차가 허용 범위 내에 들어가지 않는다. 그래서, 노광을 종료한 기판(19)을 교환할 때마다, 또는, 로트마다, 종횡 방향의 비점 수차를 계측한다(S302). 비점 수차의 계측은, 예를 들어 기판을 이동시키는 기판 스테이지 상에 배치된, 포커스 센서(40)(계측부)를 사용하여 행할 수 있다. 그리고, 계측 결과 즉 계측된 종횡 방향의 비점 수차의 발생량에 기초하여, 종횡 방향의 비점 수차를 허용 범위 내로 저감하기 위한, 실린드리컬 렌즈(21, 22, 23, 24) 및 평오목 렌즈(12') 중 어느 것의 렌즈의 이동량을 산출한다(S303). 그리고, 산출된 렌즈의 이동량에 기초하여 렌즈를 구동시킨다(S304). 그렇게 하면, 종횡 방향의 비점 수차도 경사 방향의 비점 수차도 허용 범위 내에 들어가게 할 수 있다. 그리고, 비점 수차가 허용 범위 내로 되어 있는 투영 광학계를 사용하여, 다음 기판을 노광한다(S305).Next, a method of correcting astigmatism in the vertical and horizontal directions will be described. 7 shows a flowchart of the correction method. First, the control unit C controls the
이와 같이, 노광 시에 있어서의 제2 광학 소자의 온도 분포에 의해 발생하는 제1 방향의 비점 수차와 제1 방향과는 상이한 제2 방향의 비점 수차의 증감이 서로 반대로 되도록, 기체 공급부가 제2 광학 소자의 표면에 기체를 흘려 제2 광학 소자의 온도를 조정한다. 또한, 제1 방향의 비점 수차가 허용 범위 내에 들어가도록, 기체 공급부가 제2 광학 소자의 표면에 기체를 흘려 제2 광학 소자의 온도를 조정한다. 또한, 노광 시에 있어서의 제2 방향의 비점 수차가 허용 범위 내에 들어가도록 제1 광학 소자의 위치 또는 형상을 제어한다. 이에 의해, 조도가 높은 경우라도, 투영 광학계의 제1 방향 비점 수차와 제2 방향의 비점 수차를 허용 범위 내에 들어가게 할 수 있다.In this way, the gas supply unit is provided with the second gas supply unit so that the increase or decrease of the astigmatism in the first direction caused by the temperature distribution of the second optical element during exposure and the astigmatism in the second direction different from the first direction are opposite to each other. The temperature of the second optical element is adjusted by flowing gas on the surface of the optical element. Further, the gas supply unit adjusts the temperature of the second optical element by flowing gas on the surface of the second optical element so that the astigmatism in the first direction falls within the allowable range. Further, the position or shape of the first optical element is controlled so that the astigmatism in the second direction at the time of exposure falls within the allowable range. Thereby, even when the illuminance is high, the astigmatism in the first direction and the astigmatism in the second direction of the projection optical system can be made to fall within the allowable range.
(제2 실시 형태)(2nd embodiment)
다음에, 제3 실시 형태의 노광 장치에 대하여 설명한다. 기체 공급부(35)로부터의 기체의 급기구와 배기구로서는, 경통(100)에 형성한 구멍에 한정되지 않는다. 본 실시 형태에서는, 다수의 구멍이 형성된 펀칭 플레이트를 경통(100)의 측면에 설치한 것을 사용한다. 경통(100)에 형성한 구멍이면, 경통(100)의 제조가 용이하다. 한편, 펀칭 플레이트에서는, 온도 조절의 냉각 불균일을 효과적으로 저감할 수 있다. 도 8에, 펀칭 플레이트를 설치한 경통(100)의 단면도를 도시한다. 경통(100)의 z축 방향의 하측에는, 볼록면경(15)이나 메니스커스 렌즈(15')의 직경과 동일 정도의 길이의 큰 개구가 형성되고, 그 개구를 덮도록, 다수의 구멍(204)이 형성된 펀칭 플레이트(201)가 설치되어 있다. 또한, 경통(100)의 z축 방향의 상측에도 큰 개구가 형성되고, 그 개구를 덮도록, 다수의 구멍(203)이 형성된 펀칭 플레이트(200)가 설치되어 있다. 펀칭 플레이트(201)의 구멍을 통해 볼록면경(15)과 메니스커스 렌즈(15') 사이의 폐공간(102)에 기체를 공급하고, 펀칭 플레이트(200)의 구멍을 통해 폐공간(102)으로부터 기체를 배기한다. 이와 같이, 볼록면경(15)이나 메니스커스 렌즈(15')의 직경과 동일 정도의 길이의 개구로부터 기체를 공급하고, 또한, 기체를 배기함으로써, 볼록면경(15)이나 메니스커스 렌즈(15')의 표면 전체에 기체를 흘릴 수 있다. 그 때문에, 볼록면경(15)이나 메니스커스 렌즈(15')는, 도 6에 도시한 바와 같은 온도 분포로 되어, 기체를 공급하지 않는 경우보다도, 종횡 방향의 비점 수차가 커지고, 경사 방향의 비점 수차가 작아진다. 그 때문에, 높은 조도로 기판을 노광하는 경우라도, 경사 방향의 비점 수차를 허용 범위 내에 들어가게 할 수 있다.Next, an exposure apparatus according to a third embodiment will be described. The gas supply port and the exhaust port from the
(제3 실시 형태)(3rd embodiment)
다음에, 제3 실시 형태의 노광 장치에 대하여 설명한다. 제1 실시 형태에서는, 종횡 방향의 비점 수차를 계측하였다. 본 실시 형태에서는, 마스크의 패턴의 정보와 적산 노광량으로부터, 종횡 방향의 비점 수차의 변화량을 계산한다.Next, an exposure apparatus according to a third embodiment will be described. In the first embodiment, the astigmatism in the vertical and horizontal direction was measured. In this embodiment, the change amount of the astigmatism in the vertical and horizontal direction is calculated from the information of the mask pattern and the accumulated exposure amount.
먼저, 실험에 의해, 기판의 적산 노광량에 대한 종횡 방향의 비점 수차 변화 계수(노광 이력 계수)를 구한다. 구체적으로는, 조명 광학계 IL의 광로로부터 분기된 광을 검출하는 적산 노광량계를 사용한다. 조명 광학계 IL의 광로로부터 분기된 광의 조도와 기판 상의 광의 조도의 대응 관계는 미리 구해져 있다. 연속하여 노광한 기간에 적산 노광량계에 의해 계측된 조도를 누적하고, 상기 대응 관계에 기초하여 기판 상의 적산 노광량을 간접적으로 구한다. 또한, 연속하여 노광하였을 때, 적산 노광량을 계측하면서, 종횡 방향의 비점 수차의 변화를 포커스 센서(40)에 의해 측정한다. 그리고, 제어부 C는, 그들 측정 데이터를 사용하여 기판의 적산 노광량에 대한 종횡 방향의 비점 수차의 변화의 계수를 구한다. 이 노광 이력 계수는 제어부 C의 메모리에 기억된다. 그리고, 실제로 기판을 노광할 때는, 도 7의 S302의 계측 대신에, 제어부 C는, 구한 노광 이력 계수와, 마스크의 패턴의 정보와, 실제로 기판을 노광할 때의 적산 노광량을 사용하여, 종횡 방향의 비점 수차의 변화량을 계산한다. 그리고, 제어부 C는, 종횡 방향의 비점 수차를 보정하기 위해 필요한, 실린드리컬 렌즈 등의 구동량을 계산한다. 그리고, 제어부 C는, 계산된 구동량에 기초하여, 렌즈를 구동하는 구동부를 제어한다.First, by experiment, a coefficient of change of astigmatism (exposure history coefficient) in the vertical and horizontal direction with respect to the accumulated exposure amount of the substrate is obtained. Specifically, an integrated exposure meter that detects light diverged from the optical path of the illumination optical system IL is used. A correspondence relationship between the illuminance of light branched from the optical path of the illumination optical system IL and the illuminance of light on the substrate has been obtained in advance. The illuminance measured by the integrated exposure meter during consecutive exposure periods is accumulated, and the integrated exposure amount on the substrate is indirectly determined based on the above correspondence. Further, when continuously exposed, the change in astigmatism in the vertical and horizontal direction is measured by the
본 실시 형태의 방법에 따르면, 기판을 이동시켜 기판을 노광하고 있는 동안 등, 포커스 센서에 의해 수차의 측정을 할 수 없는 기간에, 종횡 방향의 비점 수차의 변화를 예측할 수 있어, 렌즈를 구동하여 수차를 보정할 수 있다. 따라서, 1기판 처리 중 또는 1샷 노광 중에 있어서의 종횡 방향의 비점 수차의 변화도 보정할 수 있다.According to the method of this embodiment, it is possible to predict the change in astigmatism in the vertical and horizontal directions during periods in which the focus sensor cannot measure the aberration, such as while the substrate is being moved to expose the substrate, and the lens is driven. Aberration can be corrected. Accordingly, it is possible to correct a change in astigmatism in the vertical and horizontal directions during one substrate processing or during one shot exposure.
(물품의 제조 방법)(Product manufacturing method)
다음에, 상술한 노광 장치를 이용한 물품(반도체 IC 소자, 액정 표시 소자, 컬러 필터, MEMS 등)의 제조 방법을 설명한다. 물품은, 전술한 노광 장치를 사용하여, 감광제가 도포된 기판(웨이퍼, 유리 기판 등)을 노광하는 공정과, 그 기판(감광제)을 현상하는 공정과, 현상된 기판을 다른 주지의 가공 공정에서 처리함으로써 제조된다. 다른 주지의 공정에는 에칭, 레지스트 박리, 다이싱, 본딩, 패키징 등이 포함된다. 본 제조 방법에 따르면, 종래보다도 고품위의 물품을 제조할 수 있다.Next, a method of manufacturing an article (semiconductor IC element, liquid crystal display element, color filter, MEMS, etc.) using the above-described exposure apparatus will be described. The article uses the above-described exposure apparatus to expose a substrate (wafer, glass substrate, etc.) coated with a photosensitive agent, a process of developing the substrate (photosensitive agent), and the developed substrate in other known processing processes. It is manufactured by processing. Other known processes include etching, resist stripping, dicing, bonding, packaging, and the like. According to this manufacturing method, it is possible to manufacture an article of higher quality than before.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이들 실시 형태에 한정되지 않고, 그 요지의 범위 내에서 다양한 변형 및 변경이 가능하다. 또한, 노광 장치 내의 제어부 C가 연산이나 제어를 행하는 것을 전제로 설명하였지만, 제어부로서는 노광 장치 외부에 있는 제어부를 사용해도 상관없다. 또한, 볼록면경(15)의 근방에 메니스커스 렌즈(15')를 하나 배치하는 예를 설명하였지만, 렌즈를 복수 배치해도 된다. 이 경우, 복수의 렌즈간의 공간에 기체를 공급하여, 상술한 바와 같이 렌즈의 온도 분포를 조정한다. 또한, 요구되는 노광 정밀도가 낮은 경우에는, 메니스커스 렌즈를 배치하지 않아도 된다. 이 경우, 기체 공급부는 볼록면경의 표면에 기체를 흘려 볼록면경의 온도 분포를 조정하게 된다. 또한, 반사형 투영 광학계에 대하여 설명하였지만, 굴절형 투영 광학계에도 적용할 수 있다. 굴절형 투영 광학계의 경우, 퓨필면의 근방에 배치된 렌즈에 온도 조절된 기체를 흘려, 일방향의 비점 수차를 발생시키고, 다른 방향의 비점 수차를 다른 광학 소자에 의해 보정한다.As described above, preferred embodiments of the present invention have been described, but the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes are possible within the scope of the gist. In addition, although the explanation was made on the premise that the control unit C in the exposure apparatus performs calculation and control, a control unit outside the exposure apparatus may be used as the control unit. In addition, although an example in which one meniscus lens 15' is disposed in the vicinity of the
이제까지 본 발명을 예시적인 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시예에 한정되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 이하의 청구 범위의 범주는 이러한 변형 및 등가의 구조 및 기능을 모두 포함하도록 가장 넓게 해석되어야 한다.While the present invention has so far been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. The scope of the following claims is to be accorded the broadest interpretation so as to encompass all such modifications and equivalent structures and functions.
본 출원은 2016년 11월 30일자 일본 특허 출원 제2016-233244호의 우선권의 이익을 청구하며, 그 전체적 내용이 본 명세서에 참조로서 원용된다.This application claims the benefit of the priority of Japanese Patent Application No. 2016-233244 filed on November 30, 2016, the entire contents of which are incorporated herein by reference.
Claims (14)
상기 투영 광학계는,
상기 투영 광학계의 비점 수차를 조정하기 위해 위치 또는 형상이 변경 가능한 제1 광학 소자와,
상기 투영 광학계의 퓨필면 또는 퓨필면의 근방에 배치되어 있는 제2 광학 소자를 갖고,
상기 노광 장치는,
상기 제1 광학 소자의 위치 또는 형상을 제어하는 제어부와,
상기 제2 광학 소자의 온도 분포를 조정하기 위해 상기 제2 광학 소자의 표면에 기체를 공급하는 공급부를 갖고,
상기 공급부는, 상기 제2 광학 소자의 온도 분포에 의해 발생하는 제1 방향의 비점 수차와 상기 제1 방향과는 상이한 제2 방향의 비점 수차의 증감의 방향이 서로 반대로 되고, 상기 제1 방향의 비점 수차가 허용 범위 내에 들어가도록, 상기 제2 광학 소자의 표면에 기체를 공급하고,
상기 제어부는, 상기 제2 방향의 비점 수차가 허용 범위 내에 들어가도록 상기 제1 광학 소자의 위치 또는 형상을 제어하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.An exposure apparatus having a projection optical system that projects a pattern of a mask onto a substrate,
The projection optical system,
A first optical element whose position or shape can be changed to adjust the astigmatism of the projection optical system,
It has a second optical element arranged in the vicinity of the pupil plane or the pupil plane of the projection optical system,
The exposure apparatus,
A control unit for controlling the position or shape of the first optical element,
It has a supply portion for supplying a gas to the surface of the second optical element to adjust the temperature distribution of the second optical element,
The supply unit, the astigmatism in the first direction generated by the temperature distribution of the second optical element and the direction of increase or decrease of the astigmatism in a second direction different from the first direction are opposite to each other, and in the first direction. Supplying a gas to the surface of the second optical element so that the astigmatism falls within the allowable range,
The control unit controls the position or shape of the first optical element so that the astigmatism in the second direction falls within an allowable range.
상기 투영 광학계는, 상기 제2 광학 소자를 보유 지지하는 보유 지지부를 갖고,
상기 공급부는, 상기 보유 지지부에 형성된 복수의 급기구의 각각으로부터 서로 동일한 방향을 따라서 상기 제2 광학 소자의 표면에 기체를 흘리는 것을 특징으로 하는 노광 장치.The method of claim 1,
The projection optical system has a holding portion for holding the second optical element,
The exposure apparatus, wherein the supply unit flows gas on the surface of the second optical element along the same direction from each of the plurality of air supply ports formed in the holding unit.
상기 보유 지지부에 있어서, 상기 복수의 급기구의 각각은 동일한 방향으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.The method of claim 2,
In the holding portion, each of the plurality of air supply ports extends in the same direction.
상기 보유 지지부에 있어서,
상기 제2 광학 소자의 광축에 대하여 상기 급기구와는 반대측에 복수의 배기구가 형성되고,
상기 복수의 급기구 및 상기 복수의 배기구가 동일한 방향으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.The method of claim 2,
In the holding part,
A plurality of exhaust ports are formed on a side opposite to the air supply port with respect to the optical axis of the second optical element,
An exposure apparatus, wherein the plurality of air supply ports and the plurality of exhaust ports extend in the same direction.
상기 제어부에 의해 상기 제1 광학 소자의 위치 또는 형상을 제어함으로써, 상기 투영 광학계의 서로 수직인 방향의 투영 배율의 조정이 가능하고, 또한, 상기 제2 방향의 비점 수차의 조정이 가능한 것을 특징으로 하는 노광 장치.The method of claim 1,
By controlling the position or shape of the first optical element by the control unit, it is possible to adjust the projection magnification of the projection optical system in a direction perpendicular to each other, and also, it is possible to adjust the astigmatism in the second direction. Exposure device to do.
상기 투영 광학계의 상기 제2 방향의 비점 수차를 계측하는 계측부를 갖고,
상기 계측부에 의한 계측 결과에 기초하여, 상기 제2 방향의 비점 수차가 허용 범위 내에 들어가도록 상기 제1 광학 소자의 위치 또는 형상을 제어하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.The method of claim 1,
It has a measurement unit that measures astigmatism in the second direction of the projection optical system,
An exposure apparatus, characterized in that, based on a measurement result by the measurement unit, the position or shape of the first optical element is controlled so that the astigmatism in the second direction falls within an allowable range.
상기 제어부는, 상기 투영 광학계에 의한 상기 기판의 노광 이력에 기초하여, 상기 제2 방향의 비점 수차를 허용 범위 내에 들어가게 하기 위해 필요한 상기 제1 광학 소자의 구동량을 산출하고, 산출된 구동량에 기초하여 상기 제1 광학 소자의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.The method of claim 1,
The control unit, based on the exposure history of the substrate by the projection optical system, calculates a driving amount of the first optical element necessary to make the astigmatism in the second direction fall within an allowable range, and the calculated driving amount is An exposure apparatus, characterized in that controlling driving of the first optical element on the basis of.
상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 대하여 45도 상이한 방향인 것을 특징으로 하는 노광 장치.The method of claim 1,
The exposure apparatus, wherein the second direction is a direction different from the first direction by 45 degrees.
상기 투영 광학계는, 오목면경과, 볼록면경과, 상기 오목면경과 상기 볼록면경 사이에 배치되며, 상기 볼록면경과의 사이에 공간을 형성하도록 보유 지지되어 있는 렌즈를 갖고,
상기 제2 광학 소자는 볼록면경 또는 렌즈인 것을 특징으로 하는 노광 장치.The method of claim 1,
The projection optical system has a concave mirror, a convex mirror, and a lens disposed between the concave mirror and the convex mirror and held so as to form a space between the convex mirror,
An exposure apparatus, wherein the second optical element is a convex mirror or a lens.
상기 공급부는, 상기 볼록면경과 상기 렌즈 사이의 공간에 기체를 공급하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.The method of claim 9,
And the supply unit supplies gas to the space between the convex mirror and the lens.
상기 투영 광학계는,
상기 투영 광학계의 비점 수차를 조정하기 위해 위치 또는 형상이 변경 가능한 제1 광학 소자와,
상기 투영 광학계의 퓨필면 또는 퓨필면의 근방에 배치되어 있는 제2 광학 소자를 갖고,
상기 노광 장치는,
상기 제1 광학 소자의 위치 또는 형상을 제어하는 제어부와,
상기 제2 광학 소자의 온도 분포를 조정하기 위해 상기 제2 광학 소자의 표면에 기체를 공급하는 공급부를 갖고,
상기 공급부는, 상기 제2 광학 소자의 온도 분포에 의해 발생하는 제1 방향의 비점 수차가 허용 범위 내에 들어가고, 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향의 비점 수차가 기체를 공급하기 전보다 더 커지도록, 상기 제2 광학 소자의 표면에 기체를 공급하고,
상기 제어부는, 상기 제2 방향의 비점 수차가 허용 범위 내에 들어가도록 상기 제1 광학 소자의 위치 또는 형상을 제어하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.An exposure apparatus having a projection optical system that projects a pattern of a mask onto a substrate,
The projection optical system,
A first optical element whose position or shape can be changed to adjust the astigmatism of the projection optical system,
It has a second optical element arranged in the vicinity of the pupil plane or the pupil plane of the projection optical system,
The exposure apparatus,
A control unit for controlling the position or shape of the first optical element,
It has a supply portion for supplying a gas to the surface of the second optical element to adjust the temperature distribution of the second optical element,
The supply unit, so that the astigmatism in the first direction generated by the temperature distribution of the second optical element falls within an allowable range, and the astigmatism in the second direction crossing the first direction becomes larger than before supplying the gas. , Supplying a gas to the surface of the second optical element,
The control unit controls the position or shape of the first optical element so that the astigmatism in the second direction falls within an allowable range.
상기 투영 광학계는,
상기 투영 광학계의 비점 수차를 조정하기 위해 구동 가능한 제1 광학 소자와,
노광 시에 불균일한 온도 분포가 발생하는 제2 광학 소자를 갖고,
상기 노광 장치는,
상기 제1 광학 소자를 구동하는 구동부와,
상기 제2 광학 소자의 온도 분포를 조정하기 위해 상기 제2 광학 소자의 표면에 기체를 공급하는 공급부를 갖고,
상기 공급부는, 상기 제2 광학 소자의 온도 분포에 의해 발생하는 제1 방향의 비점 수차와 상기 제1 방향과는 상이한 제2 방향의 비점 수차의 증감의 방향이 서로 반대로 되고, 상기 제1 방향의 비점 수차가 허용 범위 내에 들어가도록, 상기 제2 광학 소자의 표면에 기체를 공급하고,
상기 구동부는 상기 제2 방향의 비점 수차가 허용 범위 내에 들어가도록 상기 제1 광학 소자를 구동하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.An exposure apparatus having a projection optical system that projects a pattern of a mask onto a substrate,
The projection optical system,
A first optical element that can be driven to adjust the astigmatism of the projection optical system,
It has a second optical element in which a non-uniform temperature distribution occurs at the time of exposure,
The exposure apparatus,
A driver for driving the first optical element,
It has a supply portion for supplying a gas to the surface of the second optical element to adjust the temperature distribution of the second optical element,
The supply unit, the astigmatism in the first direction generated by the temperature distribution of the second optical element and the direction of increase or decrease of the astigmatism in a second direction different from the first direction are opposite to each other, and in the first direction. Supplying a gas to the surface of the second optical element so that the astigmatism falls within the allowable range,
The exposure apparatus, wherein the driving unit drives the first optical element so that the astigmatism in the second direction falls within an allowable range.
상기 투영 광학계는,
상기 투영 광학계의 비점 수차를 조정하기 위해 구동 가능한 제1 광학 소자와,
노광 시에 불균일한 온도 분포가 발생하는 제2 광학 소자를 갖고,
상기 노광 장치는,
상기 제1 광학 소자를 구동하는 구동부와,
상기 제2 광학 소자의 온도 분포를 조정하기 위해 상기 제2 광학 소자의 표면에 기체를 공급하는 공급부를 갖고,
상기 공급부는, 상기 제2 광학 소자의 온도 분포에 의해 발생하는 제1 방향의 비점 수차가 허용 범위 내에 들어가고, 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향의 비점 수차가 기체를 공급하기 전보다 더 커지도록, 상기 제2 광학 소자의 표면에 기체를 공급하고,
상기 구동부는, 상기 제2 방향의 비점 수차가 허용 범위 내에 들어가도록 상기 제1 광학 소자를 구동하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.An exposure apparatus having a projection optical system that projects a pattern of a mask onto a substrate,
The projection optical system,
A first optical element that can be driven to adjust the astigmatism of the projection optical system,
It has a second optical element in which a non-uniform temperature distribution occurs at the time of exposure,
The exposure apparatus,
A driver for driving the first optical element,
It has a supply portion for supplying a gas to the surface of the second optical element to adjust the temperature distribution of the second optical element,
The supply unit, so that the astigmatism in the first direction generated by the temperature distribution of the second optical element falls within an allowable range, and the astigmatism in the second direction crossing the first direction becomes larger than before supplying the gas. , Supplying a gas to the surface of the second optical element,
The exposure apparatus, wherein the driving unit drives the first optical element so that the astigmatism in the second direction falls within an allowable range.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 노광 장치를 사용하여 기판을 노광하는 공정과,
해당 노광된 기판을 현상하는 공정과,
해당 현상된 기판을 가공함으로써 상기 물품을 제조하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 제조 방법.It is a manufacturing method for manufacturing an article,
A step of exposing a substrate using the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 13, and
A process of developing the exposed substrate, and
A manufacturing method comprising a step of manufacturing the article by processing the developed substrate.
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