JP2005183736A - Exposure method and apparatus, and device manufacturing method - Google Patents

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

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device manufacturing technology capable of decreasing a luminous quantity loss of an exposure beam made incident to an exposure main body in the case that the exposure main body is located apart from an exposure light source. <P>SOLUTION: A projection exposure apparatus includes an excimer laser beam source 33 for generating exposure light IL and the exposure main body 5 for exposing a wafer by its exposure light via a reticle. Further, the apparatus includes two movable mirrors 39, 44 located in a way of sequentially reflecting the exposure light IL generated by the excimer laser beam source 33 led to the exposure main body 5, an optical axis monitor system 20 of measuring a position and an angle of the exposure light, and rough moving mechanisms 41, 46 and inching mechanisms 43, 48 for controlling attitudes of the reflecting faces of the movable mirrors 39, 44 on the basis of information obtained by the optical axis monitor system 20. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば半導体デバイス又は液晶表示素子等のデバイスを製造するためのフォトリソグラフィ工程で、マスクパターンを基板上に転写する際に使用される露光技術に関し、更に詳しくは露光光源からの露光ビームを基板への露光が行われる部分に導くための送光技術を含む露光技術及びデバイス製造技術に関する。   The present invention relates to an exposure technique used when a mask pattern is transferred onto a substrate in a photolithography process for manufacturing a device such as a semiconductor device or a liquid crystal display element, and more particularly, an exposure beam from an exposure light source. The present invention relates to an exposure technique and a device manufacturing technique including a light transmission technique for guiding the light to a portion where exposure to a substrate is performed.

半導体デバイス等を製造するために使用されるステッパー等の一括露光型、又はスキャニングステッパー等の走査露光型の露光装置においては、解像度を高めるために、露光ビームとしての露光光の波長が次第に短波長化して来ている。最近では、露光光としてＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）が主に使用されており、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）も使用されつつある。このように露光光源として大型のエキシマレーザ光源を用いる場合、その露光光源は露光装置の本体部（露光本体部）から分離して設置されるのが一般的である。このように露光光源と露光本体部とが分離して配置されている構成では、露光光の強度分布の中心（送光中の露光光の光軸）が振動等の影響によって次第に変動して、露光本体部で露光光の強度が低下する恐れがある。   In a batch exposure type exposure apparatus such as a stepper used for manufacturing a semiconductor device or the like, or a scanning exposure type exposure apparatus such as a scanning stepper, the wavelength of exposure light as an exposure beam is gradually shortened to increase the resolution. It is becoming. Recently, KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) is mainly used as exposure light, and ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) is also being used. When a large excimer laser light source is used as the exposure light source, the exposure light source is generally installed separately from the main body (exposure main body) of the exposure apparatus. In such a configuration in which the exposure light source and the exposure main body are separately arranged, the center of the exposure light intensity distribution (the optical axis of the exposure light being transmitted) gradually changes due to the influence of vibration, etc. There is a possibility that the intensity of exposure light may decrease in the exposure main body.

その光軸ずれの影響を軽減するための方法として、従来よりリレーレンズ系を用いて、露光光源の露光光の射出面と、露光本体部内のオプティカル・インテグレータとしてのフライアイレンズの入射面とを共役にする方法が知られている。しかしながら、この方法は、リレーレンズ系の光学条件から露光光源と露光本体部との位置関係が決まってしまうため、レイアウト上で制約があった。そこで、その光軸ずれ自体を補正するために、露光本体部に入射する露光光の位置をモニタするモニタ装置と、露光光源と露光本体部との間に配置されて露光光の位置及び角度を制御する送光光学系とを備えた送光機構が提案されている。従来の送光光学系は、露光光の角度を制御するために反射面の角度を制御できる１枚のミラーと、内部を通過する露光光の位置を制御するためにそれぞれ傾斜角を制御できる２枚の平行平板ガラス（ハービング）とを含んで構成されていた（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−１４５０３３号公報 As a method for reducing the influence of the optical axis deviation, conventionally, a relay lens system is used to divide the exposure light exit surface of the exposure light source and the entrance surface of the fly-eye lens as an optical integrator in the exposure main body. Methods for conjugation are known. However, this method has a limitation in layout because the positional relationship between the exposure light source and the exposure main body is determined by the optical conditions of the relay lens system. Therefore, in order to correct the optical axis deviation itself, a monitor device that monitors the position of the exposure light incident on the exposure main body and an exposure light source and the exposure main body are arranged between the exposure light source and the exposure main body to determine the position and angle of the exposure light. A light transmission mechanism including a light transmission optical system to be controlled has been proposed. The conventional light transmission optical system can control the angle of the reflection surface in order to control the angle of the exposure light, and the tilt angle 2 in order to control the position of the exposure light that passes through the mirror 2 It was comprised including the sheet of parallel flat glass (harving) (for example, refer patent document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 11-145033

上記の如く従来の送光機構は、露光光源と露光本体部との間で露光光の位置及び角度を制御できるため、露光光源と露光本体部とのレイアウトの自由度は高くなっており、例えば露光本体部に対して露光光源を階下に設置することも可能である。
しかしながら、露光光のパワーを高めるために最近の露光光源は従来よりも大型化しているとともに、例えば半導体製造工場におけるレイアウトの変更等にも容易に対応できるようにするためには、露光光源と露光本体部とのレイアウトの自由度を更に高める必要がある。更に、エキシマレーザ光源は高価であるため、エキシマレーザ光を露光光として用いる場合には、露光光源から露光本体部までの光路における露光光の光量損失をできるだけ低く抑える必要がある。そのためには、送光光学系中で、露光光の光量損失を抑えて、露光光の位置及び角度をより高精度に制御する必要がある。 As described above, since the conventional light transmission mechanism can control the position and angle of the exposure light between the exposure light source and the exposure main body, the degree of freedom in the layout of the exposure light source and the exposure main body is high. It is also possible to install an exposure light source below the exposure main body.
However, in order to increase the exposure light power, recent exposure light sources have become larger than conventional ones. For example, in order to be able to easily cope with layout changes in a semiconductor manufacturing factory, the exposure light source and the exposure light source. It is necessary to further increase the degree of freedom in layout with the main body. Further, since the excimer laser light source is expensive, when excimer laser light is used as exposure light, it is necessary to suppress the loss of exposure light in the optical path from the exposure light source to the exposure main body as low as possible. For this purpose, it is necessary to control the position and angle of the exposure light with higher accuracy while suppressing the loss of the exposure light in the light transmission optical system.

また、特に走査露光型の露光装置においては、ウエハ上の各ショット領域への走査露光中に２つのステージが同期して駆動されるために、露光本体部で或る程度の振動が発生することがある。そこで、走査露光中にも露光本体部に入射する露光光の光量があまり変動しないようにするために、その送光光学系中の露光光の位置等の制御機構は必要に応じて応答速度を速くできることが望まれる。   In particular, in a scanning exposure type exposure apparatus, since the two stages are driven synchronously during scanning exposure to each shot area on the wafer, a certain amount of vibration is generated in the exposure main body. There is. Therefore, in order to prevent the amount of exposure light incident on the exposure main body from fluctuating even during scanning exposure, the control mechanism such as the position of exposure light in the light transmission optical system has a response speed as required. It is desirable to be able to do it quickly.

本発明は斯かる点に鑑み、露光本体部と露光光源とを離して設置できるとともに、露光光源から露光本体部に少ない光量損失で露光ビームを供給できる露光技術を提供することを第１の目的とする。
更に本発明は、露光本体部と露光光源とを離して設置できるとともに、露光中にも露光光源から露光本体部に少ない光量損失で露光ビームを供給するために、必要に応じてその露光光源から射出された露光ビームの位置等を高い応答速度で制御できる露光技術を提供することを第２の目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION A first object of the present invention is to provide an exposure technique that can install an exposure main body and an exposure light source apart from each other and can supply an exposure beam from the exposure light source to the exposure main body with a small amount of light loss. And
Furthermore, the present invention allows the exposure main body and the exposure light source to be set apart from each other, and also provides an exposure beam from the exposure light source to the exposure main body with little loss of light during exposure. It is a second object of the present invention to provide an exposure technique that can control the position of the emitted exposure beam at a high response speed.

また、本発明は、その露光技術を用いて、デバイス製造工場におけるレイアウトの自由度を高めることができるとともに、露光ビームの利用効率を高く維持できるデバイス製造技術を提供することをも目的とする。   It is another object of the present invention to provide a device manufacturing technique that can increase the degree of freedom of layout in a device manufacturing factory and maintain the use efficiency of an exposure beam at a high level by using the exposure technique.

本発明による第１の露光装置は、露光ビームを発生する露光光源（３３）と、その露光ビームで第１物体（Ｒ）を照明し、その露光ビームでその第１物体を介して第２物体（Ｗ）を露光する露光本体部（５）とを有する露光装置において、その露光光源で発生されたその露光ビームを順次反射させてその露光本体部に導くように配置された複数の反射部材（３９，４４）と、その露光ビームの位置及び角度の少なくとも一方の情報を求めるモニタ装置（２０）と、そのモニタ装置で求められた情報に基づいてその複数の反射部材のそれぞれの反射面の姿勢を制御する駆動機構（４１，４３，４６，４８）とを有するものである。   The first exposure apparatus according to the present invention illuminates a first object (R) with an exposure light source (33) that generates an exposure beam and the exposure beam, and a second object through the first object with the exposure beam. In an exposure apparatus having an exposure main body (5) that exposes (W), a plurality of reflecting members arranged to sequentially reflect the exposure beam generated by the exposure light source and guide it to the exposure main body ( 39, 44), a monitor device (20) for obtaining at least one of the position and angle of the exposure beam, and the postures of the reflecting surfaces of the plurality of reflecting members based on the information obtained by the monitor device. And a drive mechanism (41, 43, 46, 48) for controlling the motor.

斯かる本発明によれば、露光光源で発生された露光ビームは、直列に配置された複数の反射部材を経て露光本体部に導かれている。従って、露光光源と露光本体部とは離して配置できるとともに、反射による光量損失は小さくできる。そして、モニタ装置の検出結果に応じて、それらの反射部材の反射面の姿勢を制御することで、光量損失をより少なくできる。   According to the present invention, the exposure beam generated by the exposure light source is guided to the exposure main body through the plurality of reflection members arranged in series. Therefore, the exposure light source and the exposure main body can be arranged apart from each other, and the light amount loss due to reflection can be reduced. And according to the detection result of a monitor apparatus, light quantity loss can be decreased by controlling the attitude | position of the reflective surface of those reflective members.

本発明において、その駆動機構は、一例としてその複数の反射部材のうちの第１の反射部材（３９）の反射面の姿勢を低速にかつ大まかに制御する粗動機構（４１）と、その複数の反射部材のうちの第２の反射部材（４４）の反射面の姿勢を高速にかつ狭い範囲で制御する微動機構（４８）とを有するものである。その粗動機構とその微動機構とを組み合わせることで、その露光ビームの位置等の補正レンジを広くすることと、その露光ビームの位置等を高い応答速度で制御することとを両立できる。   In the present invention, the drive mechanism includes, as an example, a coarse movement mechanism (41) that controls the posture of the reflection surface of the first reflection member (39) of the plurality of reflection members at a low speed and a plurality of the coarse movement mechanism (41). And a fine movement mechanism (48) for controlling the posture of the reflecting surface of the second reflecting member (44) at a high speed in a narrow range. By combining the coarse movement mechanism and the fine movement mechanism, it is possible to increase both the correction range of the exposure beam position and the like and to control the exposure beam position and the like at a high response speed.

また、その駆動機構は、別の例としてその複数の反射部材のそれぞれに備えられて、対応する反射面の姿勢を粗調整する複数の粗動機構（４１，４６）と、その反射面の姿勢を微調整する複数の微動機構（４３，４８）とを有するものである。この場合、複数の反射部材と露光本体部までの距離とは互いに異なるため、複数の反射部材の反射面の角度制御を行うだけで、その露光本体部に入射する露光ビームの角度及び位置の両方を制御することができる。更に、複数の反射部材がそれぞれ粗動機構と微動機構とを備えることで、その露光ビームの位置等を高い応答速度で制御できるとともに、その補正レンジを更に広くできるため、その露光光源とその露光本体部とを更に大きく離して配置できる。   As another example, the drive mechanism is provided in each of the plurality of reflecting members, and a plurality of coarse movement mechanisms (41, 46) for roughly adjusting the posture of the corresponding reflecting surface, and the posture of the reflecting surface And a plurality of fine movement mechanisms (43, 48) for finely adjusting the angle. In this case, since the distances between the plurality of reflecting members and the exposure main body are different from each other, both the angle and the position of the exposure beam incident on the exposure main body only by controlling the angle of the reflecting surface of the plurality of reflecting members. Can be controlled. Furthermore, since each of the plurality of reflecting members includes a coarse movement mechanism and a fine movement mechanism, the position of the exposure beam can be controlled at a high response speed, and the correction range can be further widened. The main body can be arranged farther away.

また、一例として、その粗動機構は、対応するその反射面の交差する２軸の周りの傾斜角を制御し、その微動機構は、対応するその反射面の法線方向の位置と、その反射面の交差する２軸の周りの傾斜角とを制御するものである。これによって、その露光ビームの位置と角度とを独立に制御できる。
また、その複数の反射部材のうちの２つの反射部材（３９，４４）の反射面は、光軸の周りの相対的な回転角が実質的に９０°であってもよい。この場合、露光ビームの直交する２方向の角度を効率的に制御できるとともに、２つの反射部材の反射面をそれぞれ法線方向に移動することによって、露光ビームの位置を直交する２方向に独立に制御できる。 Also, as an example, the coarse movement mechanism controls the inclination angle around the two axes where the corresponding reflection surface intersects, and the fine movement mechanism determines the position of the corresponding reflection surface in the normal direction and its reflection. The angle of inclination around two axes intersecting the plane is controlled. Thereby, the position and angle of the exposure beam can be controlled independently.
Further, the reflection surfaces of the two reflection members (39, 44) of the plurality of reflection members may have a relative rotation angle of substantially 90 ° around the optical axis. In this case, the angle of the two orthogonal directions of the exposure beam can be controlled efficiently, and the position of the exposure beam can be independently set in the two orthogonal directions by moving the reflecting surfaces of the two reflecting members in the normal direction. Can be controlled.

次に、本発明による第２の露光装置は、露光ビームを発生する露光光源（３３）と、その露光ビームで第１物体（Ｒ）を照明し、その露光ビームでその第１物体を介して第２物体（Ｗ）を露光する露光本体部（５）とを有する露光装置において、その露光光源で発生されたその露光ビームを反射して、その露光ビームをその露光本体部に導くように配置された反射部材（３９）と、その露光ビームの位置及び角度の少なくとも一方の情報を求めるモニタ装置（２０）と、その反射部材の反射面の姿勢を粗調整する粗動機構（４１）と、その反射面の姿勢を微調整する微動機構（４３）とを備え、そのモニタ装置で求められた情報に基づいて動作する駆動機構（４１，４３）と、を有するものである。   Next, a second exposure apparatus according to the present invention illuminates a first object (R) with an exposure light source (33) that generates an exposure beam, and the exposure beam through the first object. In an exposure apparatus having an exposure main body (5) for exposing a second object (W), the exposure beam generated by the exposure light source is reflected so that the exposure beam is guided to the exposure main body. A reflecting member (39), a monitor device (20) for obtaining at least one of the position and angle of the exposure beam, a coarse movement mechanism (41) for roughly adjusting the posture of the reflecting surface of the reflecting member, A fine movement mechanism (43) for finely adjusting the posture of the reflecting surface, and a drive mechanism (41, 43) that operates based on information obtained by the monitor device.

斯かる本発明によれば、露光光源で発生された露光ビームは、反射部材を経て露光本体部に導かれているため、露光光源と露光本体部とは離して配置できる。そして、モニタ装置の検出結果に応じて、その粗動機構とその微動機構とを組み合わせて駆動することで、その露光ビームの位置等の補正レンジを広くした上で、その露光ビームの位置等を高い応答速度で制御できる。従って、その露光ビームの光量損失を少なくできる。   According to the present invention, since the exposure beam generated by the exposure light source is guided to the exposure main body through the reflecting member, the exposure light source and the exposure main body can be arranged apart from each other. Then, according to the detection result of the monitor device, the coarse movement mechanism and the fine movement mechanism are driven in combination to widen the correction range of the position of the exposure beam and the position of the exposure beam. Control with high response speed. Therefore, the light amount loss of the exposure beam can be reduced.

本発明において、一例としてその粗動機構とその微動機構とは直列的に配置されている。これによって、その粗動機構を駆動することによって、制御対象の反射面の姿勢を容易に微動機構による補正レンジ内に追い込むことができる。
また、そのモニタ装置は、その露光本体部に入射するその露光ビームの光軸に垂直な面内の交差する２方向の位置、及びその露光ビームの交差する２軸の周りの傾斜角の情報を求めてもよい。これによって、その露光ビームの全自由度の位置ずれ情報を求めることができる。 In the present invention, as an example, the coarse movement mechanism and the fine movement mechanism are arranged in series. Thus, by driving the coarse movement mechanism, the posture of the reflection surface to be controlled can be easily driven into the correction range by the fine movement mechanism.
In addition, the monitor device obtains information on the positions of two intersecting directions in a plane perpendicular to the optical axis of the exposure beam incident on the exposure main body and the tilt angle around the two axes intersecting the exposure beam. You may ask for it. Thereby, it is possible to obtain positional deviation information of all the degrees of freedom of the exposure beam.

また、そのモニタ装置は、一例としてその露光ビームを交差する２方向で互いに独立に受光する第１の１対のラインセンサ（６８Ａ，６８Ｂ）と、その露光ビームを集光する集光光学系（５９，６２，６４，６６）と、この集光光学系で集光されたその露光ビームを交差する２方向で互いに独立に受光する第２の１対のラインセンサ（６９Ａ，６９Ｂ）とを有するものである。このようにラインセンサを用いることによって、露光ビームの位置及び角度を高い応答速度で検出できる。   In addition, as an example, the monitor device includes a first pair of line sensors (68A, 68B) that receive the exposure beam independently in two directions that intersect the exposure beam, and a condensing optical system that condenses the exposure beam ( 59, 62, 64, 66) and a second pair of line sensors (69A, 69B) that receive the exposure beams collected by the condensing optical system independently of each other in two directions intersecting each other. Is. By using the line sensor in this way, the position and angle of the exposure beam can be detected with a high response speed.

また、その露光光源とその露光本体部との間のその露光ビームは、実質的に平行ビームでもよい。このように平行ビームとすることで、その露光光源とその露光本体部とのレイアウトの自由度を高めることができる。更に、その露光光源とその露光本体部とは互いに異なる階の床上に設置されてもよい。
次に、本発明による露光方法は、露光光源（３３）からの露光ビームを露光本体部（５）へ導き、この露光ビームで第１物体（Ｒ）を照明するとともに、その第１物体を介して第２物体（Ｗ）を露光する露光方法において、その第２物体の露光開始時に、その露光ビームの位置及び角度の少なくとも一方の情報を求め、この情報に基づき、その露光光源からの露光ビームをその露光本体部に導くために配置された第１反射部材（３９）を駆動して、その露光本体部に入射するその露光ビームの位置及び角度の少なくとも一方を粗調整する第１工程（ステップ１０３，１１１）と、その第２物体の露光中に、その露光ビームの位置及び角度の少なくとも一方の情報を求め、この情報に基づき、第２反射部材（４４）を駆動して、その露光本体部に入射するその露光ビームの位置及び角度の少なくとも一方を微調整する第２工程（ステップ１２２，１２４）とを有するものである。 The exposure beam between the exposure light source and the exposure main body may be a substantially parallel beam. By using a parallel beam in this way, the degree of freedom in layout between the exposure light source and the exposure main body can be increased. Further, the exposure light source and the exposure main body may be installed on different floors.
Next, the exposure method according to the present invention guides the exposure beam from the exposure light source (33) to the exposure main body (5), illuminates the first object (R) with the exposure beam, and passes through the first object. In the exposure method for exposing the second object (W), at the start of exposure of the second object, information on at least one of the position and angle of the exposure beam is obtained, and based on this information, the exposure beam from the exposure light source A first step (step) of driving the first reflecting member (39) arranged to guide the exposure main body to the exposure main body to roughly adjust at least one of the position and angle of the exposure beam incident on the exposure main body 103, 111) and at least one of the position and angle of the exposure beam during the exposure of the second object, and based on this information, the second reflecting member (44) is driven to Part At least one of the position and angle of the exposure beam incident in which a second step of fine adjustment (step 122).

本発明によれば、露光光源で発生された露光ビームは、反射部材を経て露光本体部に導かれているため、露光光源と露光本体部とは離して配置できる。そして、露光開始前にはその露光ビームの位置等を粗調整し、露光中にはその露光ビームの位置等を微調整することで、露光中には高い応答速度でその露光ビームの位置等を制御できるため、その露光ビームの光量損失を少なくできる。   According to the present invention, since the exposure beam generated by the exposure light source is guided to the exposure main body through the reflecting member, the exposure light source and the exposure main body can be arranged apart from each other. The exposure beam position and the like are roughly adjusted before the exposure is started, and the exposure beam position and the like are finely adjusted during the exposure, so that the exposure beam position and the like can be adjusted at a high response speed during the exposure. Since it can be controlled, the light loss of the exposure beam can be reduced.

本発明において、一例としてその第１反射部材を駆動する駆動機構は、その第１反射部材の反射面の姿勢を低速にかつ大まかに制御する粗動機構（４１）を備え、その第２反射部材を駆動する駆動機構は、その第２反射部材の反射面の姿勢を、その粗動機構よりも高速にかつ高精度に制御する微動機構（４８）を備え、その第１工程では、その粗動機構を駆動して、その露光ビームの位置及び角度の少なくとも一方がその微動機構による調整可能範囲（補正レンジ）内に追い込まれ、その第２工程では、その粗動機構を使うことなしに、その微動機構によりその露光ビームの位置及び角度の少なくとも一方が微調整される。これによって、露光中のその微動機構による調整範囲を広くすることができる。   In the present invention, as an example, the driving mechanism that drives the first reflecting member includes a coarse movement mechanism (41) that controls the posture of the reflecting surface of the first reflecting member at low speed and roughly, and the second reflecting member. Is provided with a fine movement mechanism (48) for controlling the posture of the reflecting surface of the second reflecting member at a higher speed and with higher accuracy than the coarse movement mechanism. In the first step, the coarse movement is performed. By driving the mechanism, at least one of the position and angle of the exposure beam is driven into an adjustable range (correction range) by the fine movement mechanism, and in the second step, the coarse movement mechanism is used without using the coarse movement mechanism. At least one of the position and angle of the exposure beam is finely adjusted by the fine movement mechanism. Thereby, the adjustment range by the fine movement mechanism during exposure can be widened.

また、その第１反射部材とその第２反射部材とは、同一の部材であってもよい。この場合、構成が簡素化される。
また、その第２工程では、その第２物体とその第１物体とをその露光ビームに対して同期して移動することによって、その第２物体を走査露光してもよい。これは、本発明を走査露光型の露光方法（露光装置）に適用したものである。本発明によって、走査露光中にも、露光本体部に入射する露光ビームの光量損失が少なく維持される。 Further, the first reflecting member and the second reflecting member may be the same member. In this case, the configuration is simplified.
In the second step, the second object may be scanned and exposed by moving the second object and the first object in synchronization with the exposure beam. This is an application of the present invention to a scanning exposure type exposure method (exposure apparatus). According to the present invention, the light amount loss of the exposure beam incident on the exposure main body is maintained even during the scanning exposure.

また、本発明によるデバイス製造方法は、リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、そのリソグラフィ工程で本発明のいずれかの露光装置を用いてパターン（Ｒ）を感光体（Ｗ）に転写するものである。本発明の適用によって、デバイス製造工場におけるレイアウトの自由度を高めることができるとともに、露光ビームの利用効率を高く維持することができる。   Moreover, the device manufacturing method according to the present invention is a device manufacturing method including a lithography process, in which the pattern (R) is transferred to the photoreceptor (W) using any of the exposure apparatuses of the present invention in the lithography process. It is. By applying the present invention, it is possible to increase the degree of freedom of layout in the device manufacturing factory, and to maintain the use efficiency of the exposure beam at a high level.

本発明において、露光光源と露光本体部との間にそれぞれ反射面の姿勢が制御できる複数の反射部材を配置したときには、露光本体部と露光光源とを離して設置できるとともに、露光光源から露光本体部に少ない光量損失で露光ビームを供給できる。
更に、それぞれ反射面の姿勢が制御できる２つの反射部材が直列に配置されている場合には、２つの反射部材の反射面の角度を制御するだけで、露光本体部に入射する露光ビームの角度及び位置の両方を制御することができる。 In the present invention, when a plurality of reflecting members capable of controlling the posture of the reflecting surface are arranged between the exposure light source and the exposure main body part, the exposure main body part and the exposure light source can be set apart from each other, and the exposure main body can be separated from the exposure light source. The exposure beam can be supplied to the part with a small amount of light loss.
Further, when two reflecting members that can control the posture of the reflecting surface are arranged in series, the angle of the exposure beam incident on the exposure main body can be simply controlled by controlling the angle of the reflecting surfaces of the two reflecting members. And both can be controlled.

また、本発明において、露光光源と露光本体部との間に反射面の姿勢の粗調整と微調整とを分けて行うことができる反射部材を配置したときには、露光本体部と露光光源とを離して設置できるとともに、必要に応じてその露光光源から射出された露光ビームの位置等を高い応答速度で制御できる。従って、露光中にも露光光源から露光本体部に少ない光量損失で露光ビームを供給できる。   In the present invention, when a reflecting member capable of performing coarse adjustment and fine adjustment of the posture of the reflecting surface is arranged between the exposure light source and the exposure main body, the exposure main body and the exposure light source are separated from each other. The position of the exposure beam emitted from the exposure light source can be controlled at a high response speed as required. Therefore, the exposure beam can be supplied from the exposure light source to the exposure main body with little light loss even during exposure.

以下、本発明の好ましい第１の実施の形態につき図１〜図８を参照して説明する。本例は、露光光源が露光本体部の床下に設置されている走査露光型の投影露光装置（露光装置）を用いて露光を行う場合に本発明を適用したものである。
図１は、本例の投影露光装置を示す断面図であり、この図１において、或る半導体デバイス製造工場の所定の階の床１上に、防振台等の防振部材３Ａ，３Ｂを介して箱状のチャンバ４が設置され、チャンバ４内に露光本体部５が設置されている。また、チャンバ４の外部の床１上に装置全体の動作を統轄制御するコンピュータよりなる主制御系６が設置されている。主制御系６には、それぞれマイクロプロセッサを含むステージ制御系１０、及び光軸ずれ制御系２２が接続されている。そして、床１の階下の床２上のいわゆる機械室（ユーティリティスペース）に防振部材３１Ａ，３１Ｂを介して箱状のカバー３２が設置され、カバー３２内に露光光源としてのエキシマレーザ光源３３、及びこのレーザ光源３３から射出される露光ビームとしての露光光ＩＬの送光光学系（詳細後述）の一部が設置されている。 Hereinafter, a preferred first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this example, the present invention is applied when exposure is performed using a scanning exposure type projection exposure apparatus (exposure apparatus) in which an exposure light source is installed under the floor of the exposure main body.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the projection exposure apparatus of this example. In FIG. 1, anti-vibration members 3A and 3B such as anti-vibration tables are provided on a floor 1 of a predetermined floor of a certain semiconductor device manufacturing factory. A box-shaped chamber 4 is installed therethrough, and an exposure main body 5 is installed in the chamber 4. A main control system 6 comprising a computer for controlling the overall operation of the apparatus is installed on the floor 1 outside the chamber 4. A stage control system 10 including a microprocessor and an optical axis deviation control system 22 are connected to the main control system 6. A box-shaped cover 32 is installed in a so-called machine room (utility space) on the floor 2 below the floor 1 via vibration-proof members 31A and 31B, and an excimer laser light source 33 as an exposure light source is disposed in the cover 32. In addition, a part of a light transmission optical system (details will be described later) of exposure light IL as an exposure beam emitted from the laser light source 33 is installed.

エキシマレーザ光源３３は、例えばＡｒＦエキシマレーザ光源（波長１９３ｎｍ）であるが、その他にＫｒＦエキシマレーザ光源（波長２４８ｎｍ）も使用できる。更に、露光光源として、Ｆ2 レーザ（波長１５７ｎｍ）、Ｋｒ2 レーザ（波長１４６ｎｍ）、ＹＡＧレーザの高調波発生装置、又は固体レーザ（半導体レーザ等）の高調波発生装置等を使用する場合にも本発明を適用することができる。 The excimer laser light source 33 is, for example, an ArF excimer laser light source (wavelength 193 nm), but a KrF excimer laser light source (wavelength 248 nm) can also be used. Further, when an F 2 laser (wavelength 157 nm), a Kr 2 laser (wavelength 146 nm), a YAG laser harmonic generator, or a solid laser (semiconductor laser, etc.) harmonic generator is used as an exposure light source. The present invention can be applied.

本例では、床１上の部屋はクリーンルームであり、このクリーンルーム内の空気は清浄化され、かつ恒温化されている。また、チャンバ４内には不図示の空調装置からその外部のクリーンルーム内の空気よりも更に厳密に防塵が行われ、かつ高精度に所定温度に制御された気体（空気等）が供給され、チャンバ４内を流れた気体がその空調装置に戻されている。一方、床２上の機械室内は、非クリーンルームであり、クリーンルーム程の温度管理等は行われていない。このように本例では、露光光源がクリーンルームの外部に設置されているため、建設コストの高いクリーンルーム内に多くのチャンバ４を設置でき、全体として設備費用が軽減されている。なお、エキシマレーザ光源３３が設置される床２上の部屋もクリーンルームとしてもよい。   In this example, the room on the floor 1 is a clean room, and the air in the clean room is cleaned and kept at a constant temperature. Further, the chamber 4 is supplied with a gas (air or the like) that is more precisely dust-proofed than the air in the outside clean room from an air conditioner (not shown) and controlled to a predetermined temperature with high accuracy. The gas flowing through 4 is returned to the air conditioner. On the other hand, the machine room on the floor 2 is a non-clean room, and temperature management or the like as in the clean room is not performed. Thus, in this example, since the exposure light source is installed outside the clean room, a large number of chambers 4 can be installed in the clean room with high construction cost, and the equipment cost is reduced as a whole. The room on the floor 2 where the excimer laser light source 33 is installed may be a clean room.

次に、露光本体部５の構成につき説明する。本例では投影光学系ＰＬが使用されているため、以下では、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面（本例ではほぼ水平面に合致する）内で図１の紙面に垂直にＸ軸を、図１の紙面に平行にＹ軸を取って説明する。本例では、Ｘ軸に平行な方向（Ｘ方向）が走査露光時のレチクル及びウエハの走査方向である。露光本体部５において、チャンバ４の底面上に定盤７が設置され、定盤７上にウエハステージ８（第２ステージ）が移動自在に配置され、ウエハステージ８上に不図示のウエハホルダを介して、基板（第２物体又は感光体）としてのフォトレジストが塗布されたウエハＷが吸着保持されている。ウエハステージ８は、例えばリニアモータ方式でＸ方向にウエハＷを連続移動し、Ｘ方向及びＹ方向にウエハＷをステップ移動するとともに、ウエハＷの表面をオートフォーカス方式で投影光学系ＰＬの像面に合焦させるために、ウエハＷのフォーカス位置（Ｚ方向の位置）及び傾斜角を制御する。ウエハステージ８のＸＹ平面内での位置及び回転角は、レーザ干渉計９によって計測され、計測値がステージ制御系１０及び主制御系６に供給され、ステージ制御系１０は、その計測値及び主制御系６からの露光開始コマンド等に応じてウエハステージ８の動作を制御する。   Next, the configuration of the exposure main body 5 will be described. In this example, since the projection optical system PL is used, in the following, the Z axis is parallel to the optical axis AX of the projection optical system PL, and the plane is perpendicular to the Z axis (in this example, substantially matches the horizontal plane). In the following description, the X axis is perpendicular to the paper surface of FIG. 1 and the Y axis is parallel to the paper surface of FIG. In this example, the direction parallel to the X axis (X direction) is the reticle and wafer scanning direction during scanning exposure. In the exposure main body 5, a surface plate 7 is installed on the bottom surface of the chamber 4, a wafer stage 8 (second stage) is movably disposed on the surface plate 7, and a wafer holder (not shown) is disposed on the wafer stage 8. Thus, a wafer W coated with a photoresist as a substrate (second object or photoconductor) is held by suction. The wafer stage 8 continuously moves the wafer W in the X direction by, for example, a linear motor method, and moves the wafer W in steps in the X direction and the Y direction, and the surface of the wafer W is imaged by the projection optical system PL by the autofocus method. In order to achieve focusing, the focus position (position in the Z direction) and the tilt angle of the wafer W are controlled. The position and rotation angle of the wafer stage 8 in the XY plane are measured by the laser interferometer 9, and the measurement values are supplied to the stage control system 10 and the main control system 6. The stage control system 10 The operation of the wafer stage 8 is controlled in accordance with an exposure start command or the like from the control system 6.

また、定盤７上に４本の脚部を有するコラム１１が設置され、コラム１１の１段目の仕切り板に投影光学系ＰＬが固定され、コラム１１の２段目の仕切り板上にレチクルステージ１３（第１ステージ）が移動自在に配置され、レチクルステージ１３上に、マスク（第１物体）としての転写用パターンが形成されたレチクルＲが吸着保持されている。レチクルステージ１３は、例えばリニアモータ方式でＸ方向にレチクルＲを連続移動し、Ｘ方向、Ｙ方向、及び回転方向にレチクルＲの位置を微調整する。レチクルステージ１３のＸＹ平面内での位置及び回転角はレーザ干渉計１４によって計測され、計測値がステージ制御系１０及び主制御系６に供給され、ステージ制御系１０は、その計測値及び主制御系６からの露光開始コマンド等に応じてレチクルステージ１３の動作を制御する。   A column 11 having four legs is installed on the surface plate 7, the projection optical system PL is fixed to the first stage partition plate of the column 11, and the reticle is placed on the second stage partition plate of the column 11. A stage 13 (first stage) is movably arranged, and a reticle R on which a transfer pattern as a mask (first object) is formed is held by suction on the reticle stage 13. The reticle stage 13 continuously moves the reticle R in the X direction by, for example, a linear motor method, and finely adjusts the position of the reticle R in the X direction, the Y direction, and the rotation direction. The position and rotation angle of the reticle stage 13 in the XY plane are measured by the laser interferometer 14, and the measurement values are supplied to the stage control system 10 and the main control system 6. The stage control system 10 uses the measurement values and the main control. The operation of reticle stage 13 is controlled in accordance with an exposure start command from system 6.

また、コラム１１の最上段の平板上に照明光学系１５が設置され、照明光学系１５は、前段のオプティカルインテグレータ・ユニット１６Ａと、後段のコンデンサーレンズ系１６Ｂとから構成されている。また、定盤７上の＋Ｙ方向の端部にモニタ装置としての光軸モニタ系２０（詳細後述）が固定され、光軸モニタ系２０の露光光の入射面側に筒状の支持部材１８Ｂが固定されている。支持部材１８Ｂは、チャンバ４に設けられた開口を通して外部に突き出ており、支持部材１８Ｂの先端部の上方（＋Ｚ方向）にエキシマレーザ光源３３から射出された露光光が通過する位置に、透過率が大きく反射率の小さいビームスプリッタ１９（分岐光学系）が固定されている。ビームスプリッタ１９を透過した露光光ＩＬ１は上方に向かい、ビームスプリッタ１９で分岐された小さい光量の露光光ＩＬ２は、光軸モニタ系２０に入射する。光軸モニタ系２０では、後述のように露光光ＩＬ２の位置（位置ずれ量）及び角度（傾斜角）に対応する検出信号を生成し、その検出信号を光軸ずれ制御系２２に供給する。   An illumination optical system 15 is installed on the uppermost flat plate of the column 11, and the illumination optical system 15 includes a front-stage optical integrator unit 16A and a rear-stage condenser lens system 16B. Further, an optical axis monitor system 20 (described later in detail) as a monitor device is fixed to the + Y direction end on the surface plate 7, and a cylindrical support member 18B is provided on the exposure light incident surface side of the optical axis monitor system 20. It is fixed. The support member 18B protrudes to the outside through an opening provided in the chamber 4, and has a transmittance at a position where the exposure light emitted from the excimer laser light source 33 passes above the tip of the support member 18B (+ Z direction). A beam splitter 19 (branching optical system) having a large reflectance and a low reflectance is fixed. The exposure light IL1 transmitted through the beam splitter 19 is directed upward, and the small amount of exposure light IL2 branched by the beam splitter 19 enters the optical axis monitor system 20. The optical axis monitor system 20 generates a detection signal corresponding to the position (position shift amount) and angle (tilt angle) of the exposure light IL2 and supplies the detection signal to the optical axis shift control system 22 as described later.

また、コラム１１の最上段の＋Ｙ方向の端部に筒状の支持部材１８Ａが固定され、支持部材１８Ａは、チャンバ４に設けられた開口を通して外部に突き出ている。支持部材１８Ａの先端部の下方からの露光光ＩＬ１が通過する位置に、直角プリズムミラーよりなり全反射によって露光光ＩＬ１の光路を直角に折り曲げるミラー部材１７が保持されている。ミラー部材１７でほぼ−Ｙ方向に反射された露光光ＩＬ１は、平行ビームの状態でオプティカルインテグレータ・ユニット１６Ａに入射する。なお、チャンバ４に設けられた複数の開口から内部に外部の気体が混入するのを防止するために、それらの開口と支持部材１８Ａ及び１８Ｂの側面との隙間を密閉するように、可撓性を有し、かつ気体を通過させないガスバリヤ性にも優れたフィルム状カバー２１Ａ及び２１Ｂが設けられている。   In addition, a cylindrical support member 18A is fixed to the upper end of the column 11 in the + Y direction, and the support member 18A protrudes outside through an opening provided in the chamber 4. A mirror member 17 made of a right-angle prism mirror that bends the optical path of the exposure light IL1 at a right angle by total reflection is held at a position where the exposure light IL1 from below the front end of the support member 18A passes. The exposure light IL1 reflected substantially in the −Y direction by the mirror member 17 enters the optical integrator unit 16A in a parallel beam state. In addition, in order to prevent external gas from being mixed into a plurality of openings provided in the chamber 4, flexibility is provided so as to seal a gap between the openings and the side surfaces of the support members 18 </ b> A and 18 </ b> B. There are provided film-like covers 21A and 21B that are excellent in gas barrier properties that prevent gas from passing therethrough.

前段のオプティカルインテグレータ・ユニット１６Ａは、例えば基本的に１段目のフライアイレンズに対してリレーレンズ系を介して２段目のフライアイレンズを配置して構成され、２段目のフライアイレンズの射出面（照明光学系１５の瞳面）に可変の開口絞りが配置されている。また、その開口絞りの射出面側に、反射率の低いビームスプリッタが配置され、このビームスプリッタで分岐された露光光の光量をモニタするための光電センサ（インテグレータセンサ）も設けられている。この光電センサによって、露光光ＩＬ１の光量をモニタすることができる。   The front-stage optical integrator unit 16A is basically configured by arranging a second-stage fly-eye lens via a relay lens system with respect to the first-stage fly-eye lens, for example. A variable aperture stop is disposed on the exit surface (pupil surface of the illumination optical system 15). Further, a beam splitter having a low reflectance is disposed on the exit surface side of the aperture stop, and a photoelectric sensor (integrator sensor) for monitoring the amount of exposure light branched by the beam splitter is also provided. With this photoelectric sensor, the amount of exposure light IL1 can be monitored.

１段目のフライアイレンズの断面形状は縦横比が例えば１８：５程度の長方形であるため、オプティカルインテグレータ・ユニット１６Ａに入射する露光光ＩＬ１の断面形状も、縦横比がほぼ１８：５で、かつその１段目のフライアイレンズの断面形状よりも僅かに大きくなるように設定されている。この場合、露光光ＩＬ１の横ずれ（位置ずれ）は、光量損失の要因となり、露光光ＩＬ１の角度のずれは、照明光学系１５内の露光光ＩＬ１のテレセントリック性（テレセントリシティ）の変動となる。そこで、本例では、後述の送光機構によって、露光光ＩＬ１の強度分布の中心（送光中の露光光の光軸）がその１段目のフライアイレンズの中心（照明光学系１５の光軸）に所定の許容範囲内で一致するとともに、その露光光ＩＬ１が所定の許容範囲内でその照明光学系１５の光軸に平行にその１段目のフライアイレンズに入射するように制御される。なお、オプティカルインテグレータ（ユニフォマイザ又はホモジナイザ）としては、フライアイレンズの他に内面反射型インテグレータ（例えばロッドインテグレータ）なども使用できる。   Since the cross-sectional shape of the first-stage fly-eye lens is a rectangle having an aspect ratio of, for example, about 18: 5, the cross-sectional shape of the exposure light IL1 incident on the optical integrator unit 16A is also approximately 18: 5. And it is set to be slightly larger than the cross-sectional shape of the first-stage fly-eye lens. In this case, the lateral deviation (positional deviation) of the exposure light IL1 causes a loss of light amount, and the deviation of the angle of the exposure light IL1 results in a change in telecentricity (telecentricity) of the exposure light IL1 in the illumination optical system 15. . Therefore, in this example, the center of the intensity distribution of the exposure light IL1 (the optical axis of the exposure light being transmitted) is set to the center of the first fly eye lens (the light of the illumination optical system 15) by a light transmission mechanism described later. The exposure light IL1 is controlled to be incident on the first fly eye lens in parallel with the optical axis of the illumination optical system 15 within the predetermined allowable range. The As an optical integrator (a homogenizer or a homogenizer), an internal reflection type integrator (for example, a rod integrator) can be used in addition to a fly-eye lens.

一方、後段のコンデンサーレンズ系１６Ｂは、リレーレンズ系、可変視野絞り、コンデンサーレンズ、及び光路を下方に折り曲げるためのミラー等から構成されている。露光時に、オプティカルインテグレータ・ユニット１６Ａから射出された露光光ＩＬ１は、コンデンサーレンズ系１６Ｂを介してレチクルＲのパターン面（下面）のＹ方向に細長いスリット状の照明領域を均一な照度分布で照明する。そして、露光光ＩＬ１のもとで、レチクルＲの照明領域内のパターンの像が投影光学系ＰＬを介して所定の投影倍率β（βは例えば１／４，１／５等）で、ウエハＷ上の１つのショット領域のスリット状の露光領域に投影される。   On the other hand, the condenser lens system 16B in the subsequent stage includes a relay lens system, a variable field stop, a condenser lens, and a mirror for bending the optical path downward. At the time of exposure, the exposure light IL1 emitted from the optical integrator unit 16A illuminates a slit-like illumination area elongated in the Y direction on the pattern surface (lower surface) of the reticle R with a uniform illuminance distribution through the condenser lens system 16B. . Then, under the exposure light IL1, an image of the pattern in the illumination area of the reticle R is projected at a predetermined projection magnification β (β is, for example, 1/4, 1/5, etc.) through the projection optical system PL, and the wafer W It is projected onto the slit-shaped exposure area of the upper one shot area.

ウエハＷへの露光時には、先ず不図示のアライメントセンサを用いて、ウエハＷのアライメントが行われる。その後、ウエハＷ上の１つのショット領域を走査露光するために、レチクルＲ上の照明領域へ露光光ＩＬ１を照射した状態で、レチクルステージ１３を介してレチクルＲを＋Ｘ方向（又は−Ｘ方向）に速度ＶＲで移動するのに同期して、ウエハステージ８を介してウエハＷが対応するＸ方向に速度β・ＶＲ（βは投影倍率）で移動する。そのショット領域への走査露光が終了すると、ウエハステージ８のＸ方向、Ｙ方向へのステップ移動によって、次のショット領域が走査開始位置に移動する。以下、ステップ・アンド・スキャン方式でウエハＷ上の各ショット領域にレチクルＲのパターン像が転写される。   When the wafer W is exposed, the wafer W is first aligned using an alignment sensor (not shown). Thereafter, in order to scan and expose one shot area on the wafer W, the reticle R is moved through the reticle stage 13 in the + X direction (or −X direction) in a state where the illumination area on the reticle R is irradiated with the exposure light IL1. In synchronization with the movement at the speed VR, the wafer W moves through the wafer stage 8 in the corresponding X direction at the speed β · VR (β is the projection magnification). When the scanning exposure to the shot area is completed, the next shot area is moved to the scanning start position by the step movement of the wafer stage 8 in the X direction and the Y direction. Thereafter, the pattern image of the reticle R is transferred to each shot area on the wafer W by the step-and-scan method.

次に、本例のエキシマレーザ光源３３から露光本体部５のビームスプリッタ１９まで露光光を伝える送光機構につき説明する。本例の送光機構は、光軸モニタ系２０、光軸ずれ制御系２２、以下で説明する送光光学系、及びその送光光学系の駆動機構より構成されている。その送光光学系は、エキシマレーザ光源３３から露光本体部５まで露光光を平行ビームの状態で導いている。このため、光量損失を多くすることなく、エキシマレーザ光源３３と露光本体部５との間隔等を含むレイアウトの自由度を高めることができる。先ず、図１において、床１に形成された貫通孔１ａ内に円筒状のダクト２３の上端部が固定され、ダクト２３の底面に光透過性の窓部材２４が固定されている。このダクト２３を通して、階下からの露光光が上方に導かれる。   Next, a light transmission mechanism that transmits exposure light from the excimer laser light source 33 of this example to the beam splitter 19 of the exposure main body 5 will be described. The light transmission mechanism of this example includes an optical axis monitor system 20, an optical axis deviation control system 22, a light transmission optical system described below, and a drive mechanism for the light transmission optical system. The light transmission optical system guides the exposure light from the excimer laser light source 33 to the exposure main body 5 in a parallel beam state. For this reason, the freedom degree of the layout including the space | interval of the excimer laser light source 33 and the exposure main-body part 5 etc. can be raised, without increasing light quantity loss. First, in FIG. 1, an upper end portion of a cylindrical duct 23 is fixed in a through hole 1 a formed in the floor 1, and a light transmissive window member 24 is fixed to the bottom surface of the duct 23. Through this duct 23, exposure light from the downstairs is guided upward.

階下の床２上のカバー３２内において、露光時にエキシマレーザ光源３３からほぼ水平面内の＋Ｙ方向に、断面形状がほぼ正方形の平行ビームよりなり、かつパルスレーザ光よりなる露光光ＩＬ（露光ビーム）が射出される。射出された露光光ＩＬは、シリンドリカルレンズ３４ａ及び３４ｂよりなる第１のシリンドリカルレンズ系３４によって断面形状がＺ方向に拡大された後、シリンドリカルレンズ３５ａ及び３５ｂよりなる第２のシリンドリカルレンズ系３５によって断面形状がＸ方向に拡大されて、可変減光フィルタ３６に入射する。可変減光フィルタ３６は、それぞれ円周方向に１０％程度から１００％程度までの互いに透過率の異なる複数（例えば６個程度）のＮＤフィルタ(neutral density filter)を配置した、２枚の回転可能な円板状の減光板３７及び３８を備えている。主制御系６からの制御情報に基づいて、駆動モータ３７ａ及び３８ａを介して減光板３７及び３８の回転角を制御することによって、可変減光フィルタ３６を通過する露光光ＩＬに対する透過率を１％程度から１００％程度までの間で複数段階（例えば３６段階程度）に亘って切り換えることができる。可変減光フィルタ３６における透過率は、露光本体部５内のウエハＷ上のフォトレジストの感度、ウエハＷ上のスリット状の露光領域の走査方向の幅、及びウエハＷの走査速度等に基づいて、そのフォトレジストが適正露光量で露光されるように決定される。   In the cover 32 on the floor 2 below the floor, exposure light IL (exposure beam) consisting of a parallel beam having a substantially square cross-section in the + Y direction in the horizontal plane from the excimer laser light source 33 during exposure is also formed. Is ejected. The emitted exposure light IL is expanded in the Z direction by a first cylindrical lens system 34 composed of cylindrical lenses 34a and 34b, and then cross-sectioned by a second cylindrical lens system 35 composed of cylindrical lenses 35a and 35b. The shape is enlarged in the X direction and enters the variable neutral density filter 36. The variable attenuating filter 36 is rotatable in two pieces, each having a plurality of (for example, about 6) ND filters (for example, about 6) having different transmittances from about 10% to about 100% in the circumferential direction. Disc-shaped dimming plates 37 and 38 are provided. Based on the control information from the main control system 6, the transmittance of the exposure light IL passing through the variable neutral density filter 36 is set to 1 by controlling the rotation angle of the neutral density plates 37 and 38 via the drive motors 37a and 38a. It is possible to switch over a plurality of stages (for example, about 36 stages) between about% and 100%. The transmittance of the variable neutral density filter 36 is based on the sensitivity of the photoresist on the wafer W in the exposure main body 5, the width in the scanning direction of the slit-like exposure area on the wafer W, the scanning speed of the wafer W, and the like. The photoresist is determined to be exposed with an appropriate exposure amount.

可変減光フィルタ３６を＋Ｙ方向に通過した露光光ＩＬは、反射部材としての直角プリズムミラーよりなる第１の可動ミラー３９に入射し、その直角プリズムミラーの全反射によって光路がほぼ９０°折り曲げられて上方（ほぼ＋Ｚ方向）に向かう。可動ミラー３９の反射面は入射する露光光ＩＬ（Ｙ軸）にほぼ４５°で交差するとともに、その反射面はＺＹ平面にほぼ垂直である。可動ミラー３９でほぼ＋Ｚ方向に反射された露光光ＩＬは、カバー３２の開口部３２ａ、窓部材２４、及びダクト２３の内部を通って床１上に配置された反射部材としての第２の可動ミラー４４に入射する。この可動ミラー４４も、可動ミラー３９と同様に直角プリズムミラーよりなり、全反射によって入射する露光光ＩＬの光路をほぼ９０°折り曲げるものである。   The exposure light IL that has passed through the variable neutral density filter 36 in the + Y direction is incident on a first movable mirror 39 formed of a right-angle prism mirror as a reflecting member, and the optical path is bent by approximately 90 ° by total reflection of the right-angle prism mirror. Heading upward (almost + Z direction). The reflecting surface of the movable mirror 39 intersects the incident exposure light IL (Y axis) at approximately 45 °, and the reflecting surface is substantially perpendicular to the ZY plane. The exposure light IL reflected substantially in the + Z direction by the movable mirror 39 passes through the opening 32 a of the cover 32, the window member 24, and the inside of the duct 23 as a second movable member as a reflective member disposed on the floor 1. Incident on the mirror 44. Similar to the movable mirror 39, the movable mirror 44 is also a right-angle prism mirror and bends the optical path of the exposure light IL incident by total reflection by approximately 90 °.

図２（Ａ）は、図１の投影露光装置の送光光学系を簡略化して示す斜視図であり、この図２（Ａ）において、可動ミラー３９，４４は、実際には直角プリズムミラーであるが、通常のミラーのように図示されている。また、図２（Ａ）において、可動ミラー４４は床面の上方に配置されているが、その他にその床を２点鎖線で示すように床面Ｆ２及び底面Ｆ１よりなる中空の二重構造として、床面Ｆ２と底面Ｆ１との間の空間に可動ミラー４４を含む送光光学系の一部を配置してもよい。   FIG. 2A is a simplified perspective view showing the light transmission optical system of the projection exposure apparatus in FIG. 1. In FIG. 2A, the movable mirrors 39 and 44 are actually right-angle prism mirrors. Although it is shown as a normal mirror. In FIG. 2A, the movable mirror 44 is disposed above the floor surface. In addition, as shown by a two-dot chain line, the movable mirror 44 has a hollow double structure including a floor surface F2 and a bottom surface F1. A part of the light transmission optical system including the movable mirror 44 may be disposed in the space between the floor surface F2 and the bottom surface F1.

図２（Ａ）において、可動ミラー４４の反射面は、入射する露光光ＩＬ（Ｚ軸）にほぼ４５°で交差するとともに、ほぼＸＺ平面に垂直になるように支持されており、階下の可動ミラー３９からほぼ＋Ｚ方向に反射されてきた露光光ＩＬは、可動ミラー４４によってほぼ＋Ｘ方向に反射される。可動ミラー４４で反射された露光光ＩＬは、第３のシリンドリカルレンズ系４９によって断面形状がＺ方向に圧縮された後、例えば直角プリズムミラーよりなるミラー部材５０での反射によって光路が９０°折り曲げられて、ほぼ＋Ｚ方向にビームスプリッタ１９に入射する。上述のようにその露光光ＩＬのうちで、ビームスプリッタ１９を透過した露光光ＩＬ１は露光本体部５に入射し、ビームスプリッタ１９で反射されたモニタ用の露光光ＩＬ２は光軸モニタ系２０に入射する。   In FIG. 2 (A), the reflecting surface of the movable mirror 44 is supported so as to intersect the incident exposure light IL (Z axis) at approximately 45 ° and to be substantially perpendicular to the XZ plane. The exposure light IL reflected from the mirror 39 in the approximately + Z direction is reflected by the movable mirror 44 in the approximately + X direction. The exposure light IL reflected by the movable mirror 44 is compressed in the Z direction by the third cylindrical lens system 49, and then the optical path is bent by 90 ° by reflection at the mirror member 50 made of, for example, a right-angle prism mirror. Thus, the light enters the beam splitter 19 in approximately the + Z direction. Of the exposure light IL as described above, the exposure light IL1 that has passed through the beam splitter 19 enters the exposure main body 5, and the monitoring exposure light IL2 reflected by the beam splitter 19 enters the optical axis monitor system 20. Incident.

この場合、エキシマレーザ光源３３から射出された直後の露光光ＩＬの断面形状は、縦横比Ｈ１：Ｖ１がほぼ１：１の正方形であるが、第３のシリンドリカルレンズ系４９から射出された後の露光光ＩＬの断面形状は縦横比Ｈ２：Ｖ２がほぼ５：１８程度の長方形である。図２（Ａ）のシリンドリカルレンズ系３４，３５、可変減光フィルタ３６、反射部材としての可動ミラー３９，４４、シリンドリカルレンズ系４９、及びミラー部材５０を含んで送光光学系が構成されている。この送光光学系中には、露光光ＩＬの断面形状を露光本体部５で必要とされる形状に成形するためのビーム成形光学系（３４，３５，４９）、及び露光光ＩＬの光量を複数段階で制御するための可変減光フィルタ３６も設置されている。   In this case, the cross-sectional shape of the exposure light IL immediately after being emitted from the excimer laser light source 33 is a square having an aspect ratio H1: V1 of approximately 1: 1, but after being emitted from the third cylindrical lens system 49. The cross-sectional shape of the exposure light IL is a rectangle having an aspect ratio H2: V2 of about 5:18. 2A includes the cylindrical lens systems 34 and 35, the variable neutral density filter 36, the movable mirrors 39 and 44 as reflection members, the cylindrical lens system 49, and the mirror member 50, thereby forming a light transmission optical system. . In this light transmission optical system, the beam shaping optical system (34, 35, 49) for shaping the cross-sectional shape of the exposure light IL into a shape required by the exposure main body 5 and the light quantity of the exposure light IL are set. A variable neutral density filter 36 for controlling in a plurality of stages is also provided.

なお、窓部材２４、シリンドリカルレンズ系３４，３５，４９、可変減光フィルタ３６、並びに可動ミラー３９，４４及びミラー部材５０としての直角プリズムミラーの光学材料は、露光光ＩＬに対する透過率が良好な材料から形成されている。露光光ＩＬがＡｒＦエキシマレーザである場合には、そのような光学材料としては合成石英等を使用できる。露光光ＩＬがＦ2 レーザである場合には、そのような光学材料としては、所定の不純物を混入した石英、蛍石（ＣａＦ2 ）、及びフッ化マグネシウム（ＭｇＦ2 ）等を使用できる。また、本例の可動ミラー３９，４４及びミラー部材５０は、全反射を用いているため高い透過率が得られる。しかしながら、可動ミラー３９，４４及びミラー部材５０として、ガラス基板の表面に反射膜を形成してなる通常のミラーを使用してもよい。 Note that the optical material of the window member 24, the cylindrical lens systems 34, 35, and 49, the variable neutral density filter 36, and the right-angle prism mirrors as the movable mirrors 39 and 44 and the mirror member 50 has good transmittance with respect to the exposure light IL. Formed from material. When the exposure light IL is an ArF excimer laser, synthetic quartz or the like can be used as such an optical material. When the exposure light IL is an F 2 laser, quartz, fluorite (CaF 2 ), magnesium fluoride (MgF 2 ), or the like mixed with a predetermined impurity can be used as such an optical material. Further, since the movable mirrors 39 and 44 and the mirror member 50 of this example use total reflection, high transmittance can be obtained. However, as the movable mirrors 39 and 44 and the mirror member 50, normal mirrors formed by forming a reflective film on the surface of the glass substrate may be used.

次に、送光光学系中の反射部材としての可動ミラー３９，４４の駆動機構につき説明する。図１において、本例の可動ミラー３９には、その反射面（ここでは直角プリズムの全反射面）の姿勢としての、その反射面の法線方向の位置、及びその反射面に平行な面内の直交する２軸の周りでのその反射面の傾斜角を制御するための駆動機構が備えられている。その駆動機構は、低速ではあるが、その反射面の姿勢を広い補正レンジで大まかに制御する粗動機構４１と、その反射面の姿勢を粗動機構４１の補正レンジよりも狭い範囲ではあるが、より細かい分解能でかつ高速に制御する微動機構４３とを含んでいる。その反射面の姿勢によって露光光ＩＬの位置（光軸に垂直な平面内での位置）及び角度が変化するため、以下ではその反射面の姿勢の補正レンジ等を、露光光ＩＬの位置及び角度の補正レンジに換算して表わすものとする。本例の粗動機構４１及び微動機構４３による露光光ＩＬの角度の補正レンジ、補正分解能（補正精度）、及び応答速度は、一例として以下の表１の通りである。この場合、上述のように露光光ＩＬの角度の変動は、照明光学系１５におけるテレセントリシティの悪化の要因となる。そこで、その角度の補正分解能は、許容できるテレセントリシティの変動量よりも小さく設定されている。   Next, a drive mechanism for the movable mirrors 39 and 44 as a reflecting member in the light transmission optical system will be described. In FIG. 1, the movable mirror 39 of this example has a position in the normal direction of the reflecting surface as the posture of the reflecting surface (here, the total reflecting surface of the right-angle prism) and an in-plane parallel to the reflecting surface. A drive mechanism is provided for controlling the inclination angle of the reflecting surface around two orthogonal axes. Although the drive mechanism is low speed, the coarse motion mechanism 41 that roughly controls the posture of the reflecting surface with a wide correction range, and the posture of the reflective surface are in a range narrower than the correction range of the coarse motion mechanism 41. , And a fine movement mechanism 43 for controlling at a high speed with finer resolution. Since the position of the exposure light IL (position in a plane perpendicular to the optical axis) and the angle change depending on the posture of the reflection surface, the correction range of the posture of the reflection surface will be described below as the position and angle of the exposure light IL. It is expressed in terms of the correction range. The angle correction range, correction resolution (correction accuracy), and response speed of the exposure light IL by the coarse movement mechanism 41 and the fine movement mechanism 43 of this example are as shown in Table 1 below as an example. In this case, as described above, the fluctuation of the angle of the exposure light IL becomes a factor of deterioration of telecentricity in the illumination optical system 15. Therefore, the correction resolution of the angle is set to be smaller than the allowable telecentricity fluctuation amount.

Figure 2005183736
Figure 2005183736

即ち、粗動機構４１の補正レンジ及び補正分解能は、それぞれ微動機構４３の１０倍及び５倍程度であり、微動機構４３の応答速度は粗動機構４１よりも１００倍程度速く設定されている。この構成において、その露光光ＩＬの露光本体部５までの光路の長さをＬ、その露光光ＩＬの角度の変化をΔθ（ｒａｄ）とすると、その露光光ＩＬの位置はほぼΔθ・Ｌだけ変化する。従って、その角度に対応するその露光光ＩＬの位置の補正レンジ、補正分解能は、それぞれ表１の角度の補正レンジ、補正分解能にその光路の長さＬを乗じた値となる。具体的に、光路の長さＬを例えばほぼ最短値である２ｍとすると、粗動機構４１による位置の補正レンジ及び補正分解能と、微動機構４３による位置の補正レンジ及び補正分解能とはそれぞれ次の表２の通りとなる。   That is, the correction range and the correction resolution of the coarse movement mechanism 41 are about 10 times and 5 times that of the fine movement mechanism 43, respectively, and the response speed of the fine movement mechanism 43 is set to be about 100 times faster than the coarse movement mechanism 41. In this configuration, if the length of the optical path of the exposure light IL to the exposure main body 5 is L, and the change in the angle of the exposure light IL is Δθ (rad), the position of the exposure light IL is approximately Δθ · L. Change. Therefore, the correction range and correction resolution of the position of the exposure light IL corresponding to the angle are values obtained by multiplying the correction range and correction resolution of the angle in Table 1 by the length L of the optical path, respectively. Specifically, if the length L of the optical path is, for example, 2 m, which is almost the shortest value, the position correction range and the correction resolution by the coarse movement mechanism 41 and the position correction range and the correction resolution by the fine movement mechanism 43 are as follows. It becomes as Table 2.

Figure 2005183736
Figure 2005183736

なお、露光光ＩＬの位置の変動は、上記のように露光本体部５に入射する露光光ＩＬ１の光量損失となるため、その位置の補正分解能は、その光量損失が許容範囲の上限となるときの位置ずれ量よりも十分に小さい値であればよい。実際には、その粗動機構４１及び微動機構４３による位置の補正分解能は、それぞれ±１ｍｍ及び±０．２ｍｍ程度でもよい。また、露光光ＩＬの位置の粗動機構４１による補正レンジは、実際には±１０ｍｍ程度でもよい。   Note that the fluctuation in the position of the exposure light IL results in a light amount loss of the exposure light IL1 incident on the exposure main body 5 as described above. Therefore, the correction resolution at that position is when the light amount loss is the upper limit of the allowable range. Any value that is sufficiently smaller than the amount of positional deviation is sufficient. Actually, the position correction resolutions by the coarse movement mechanism 41 and the fine movement mechanism 43 may be about ± 1 mm and ± 0.2 mm, respectively. Further, the correction range by the coarse movement mechanism 41 at the position of the exposure light IL may actually be about ± 10 mm.

また、本例の可動ミラー３９は、その反射面を法線方向に例えば１００μｍ程度移動できるため、これによって露光光ＩＬをＹ方向に７０μｍ程度平行移動することができる。この動作では、露光光ＩＬの角度に影響を与えることなく位置のみを移動できる。但し、本例では、後述のように２つの可動ミラーを用いているため、その２つの可動ミラーでそれぞれ直交する２方向の角度を制御するだけで、露光本体部５に入射する露光光の２方向の位置及び２方向の角度を制御することができる。従って、可動ミラー３９の反射面を法線方向に移動する機構は、必ずしも設ける必要がない。   In addition, since the movable mirror 39 of this example can move the reflection surface in the normal direction by about 100 μm, for example, the exposure light IL can be translated in the Y direction by about 70 μm. In this operation, only the position can be moved without affecting the angle of the exposure light IL. However, in this example, since two movable mirrors are used as will be described later, the exposure light incident on the exposure main body 5 is controlled by simply controlling the angles in two directions orthogonal to each other with the two movable mirrors. The position in the direction and the angle in the two directions can be controlled. Therefore, a mechanism for moving the reflecting surface of the movable mirror 39 in the normal direction is not necessarily provided.

ここで、粗動機構４１及び微動機構４３の構成例につき説明する。図１において、カバー３２の底面上に水平面に対して４５°で交差する斜面を持つ支持部材４０が固定され、その支持部材４０の斜面に粗動機構４１を介して平板状の連結板４２が支持され、連結板４２上に微動機構４３を介して可動ミラー３９が支持されている。
図３（Ａ）は図１中の可動ミラー３９の駆動機構を示す側面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＢＢ線に沿う断面図、図３（Ｃ）は図３（Ａ）のＣＣ線に沿う断面図であり、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、粗動機構４１は、支持部材４０と連結板４２とを連結する支点としてのロッド４１ａと、それぞれ支持部材４０と連結板４２との間隔を変化させるステッピングモータ方式の直進型のアクチュエータ４１ｘ及び４１ｙと、連結板４２を支持部材４０に対して引き付けて保持する引っ張りコイルばね４１ｂとを備えている。アクチュエータ４１ｘ及び４１ｙはそれぞれロッド４１ａ（支点）に対してＸ方向及びＹ方向（正確にはＹ軸をＸ軸の周りに４５°回転した軸の方向）に離れて配置されている。アクチュエータ４１ｘ及び４１ｙをそれぞれ伸縮させることによって、可動ミラー３９の反射面に平行な面内の直交する２軸の周りの方向で、支持部材４０に対して連結板４２（可動ミラー３９の反射面）の傾斜角を制御できる。この場合、ロッド４１ａ（支点）の位置を可動ミラー３９において露光光ＩＬが反射される位置の底面に配置することによって、露光光ＩＬの位置を変えることなく、その角度だけを制御できる。一例として、アクチュエータ４１ｘ，４１ｙとロッド４１ａとの間隔は５０ｍｍ程度であり、アクチュエータ４１ｘ，４１ｙの伸縮可能範囲は±５００μｍ程度、その伸縮の分解能は１２．５μｍ程度である。 Here, configuration examples of the coarse movement mechanism 41 and the fine movement mechanism 43 will be described. In FIG. 1, a support member 40 having a slope that intersects with the horizontal plane at 45 ° is fixed on the bottom surface of the cover 32, and a flat connecting plate 42 is attached to the slope of the support member 40 via a coarse motion mechanism 41. The movable mirror 39 is supported on the connecting plate 42 via the fine movement mechanism 43.
3A is a side view showing a drive mechanism of the movable mirror 39 in FIG. 1, FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 3A, and FIG. 3C is FIG. ), And the coarse motion mechanism 41 includes a rod 41a as a fulcrum for connecting the support member 40 and the connecting plate 42, as shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B). The stepping motor type linearly moving actuators 41x and 41y that change the distance between the support member 40 and the connecting plate 42, and the tension coil spring 41b that attracts and holds the connecting plate 42 to the support member 40, respectively. Yes. The actuators 41x and 41y are respectively arranged away from the rod 41a (fulcrum) in the X direction and the Y direction (more precisely, the direction of the axis obtained by rotating the Y axis by 45 ° around the X axis). By extending and contracting each of the actuators 41x and 41y, the connecting plate 42 (the reflecting surface of the movable mirror 39) with respect to the support member 40 in a direction around two orthogonal axes in a plane parallel to the reflecting surface of the movable mirror 39. Can be controlled. In this case, by arranging the position of the rod 41a (fulcrum) on the bottom surface of the position where the exposure light IL is reflected by the movable mirror 39, only the angle can be controlled without changing the position of the exposure light IL. As an example, the distance between the actuators 41x and 41y and the rod 41a is about 50 mm, the extendable range of the actuators 41x and 41y is about ± 500 μm, and the expansion / contraction resolution is about 12.5 μm.

また、図３（Ａ）及び図３（Ｃ）に示すように、微動機構４３は、可動ミラー３９を保持する平板状で全反射面に凹部が形成された支持板４３ａと、連結板４２と支持板４３ａとの間でほぼ正方形の頂点の位置に配置されて、それぞれ所定範囲内で伸縮自在の応答速度の速い駆動素子（例えばピエゾ素子）よりなる４個のアクチュエータ４３ｘ１，４３ｘ２，４３ｙ１，４３ｙ２と、支持板４３ａを連結板４２に対して引き付けて保持する２つの引っ張りコイルばね４３ｂとを備えている。この場合、１対のアクチュエータ４３ｘ１，４３ｘ２、及び他の１対のアクチュエータ４３ｙ１，４３ｙ２はそれぞれＸ方向、及びＹ方向（正確にはＹ軸をＸ軸の周りに４５°回転した軸の方向）に離れて配置されている。従って、アクチュエータ４３ｘ１，４３ｘ２の伸縮量の符号を逆にして、アクチュエータ４３ｙ１，４３ｙ２の伸縮量の符号を逆にすることによって、露光光ＩＬの反射点の位置を変えることなく、可動ミラー３９の反射面に平行な面内の直交する２軸の周りの方向で、連結板４２に対して支持板４３ａ（可動ミラー３９の反射面）の傾斜角を制御できる。一例として、アクチュエータ４３ｘ１，４３ｘ及び４３ｙ１，４３ｙ２の間隔は３０ｍｍ程度、アクチュエータ４３ｘ１，４３ｘ，４３ｙ１，４３ｙ２の伸縮可能範囲は±５０μｍ程度で、その伸縮の分解能は１．５μｍ程度である。これによって、表１に示す露光光ＩＬの角度の補正レンジ及び補正分解能がほぼ実現できる。   3A and 3C, the fine movement mechanism 43 includes a support plate 43a that holds the movable mirror 39 and has a recess on the total reflection surface, and a connecting plate 42. Four actuators 43x1, 43x2, 43y1, and 43y2 each of which is arranged at a substantially square apex position with respect to the support plate 43a and each is composed of a drive element (for example, a piezo element) that can expand and contract within a predetermined range and has a high response speed. And two tension coil springs 43b that attract and hold the support plate 43a with respect to the connecting plate 42. In this case, the pair of actuators 43x1 and 43x2 and the other pair of actuators 43y1 and 43y2 are respectively in the X direction and the Y direction (more precisely, the direction of the axis obtained by rotating the Y axis by 45 ° around the X axis). Are located apart. Accordingly, by reversing the sign of the expansion / contraction amount of the actuators 43x1 and 43x2 and reversing the sign of the expansion / contraction amount of the actuators 43y1 and 43y2, the reflection of the movable mirror 39 is changed without changing the position of the reflection point of the exposure light IL. The inclination angle of the support plate 43a (the reflecting surface of the movable mirror 39) can be controlled with respect to the connecting plate 42 in directions around two orthogonal axes in a plane parallel to the plane. As an example, the distance between the actuators 43x1, 43x and 43y1, 43y2 is about 30 mm, the range of expansion / contraction of the actuators 43x1, 43x, 43y1, 43y2 is about ± 50 μm, and the expansion / contraction resolution is about 1.5 μm. Thereby, the correction range and correction resolution of the angle of the exposure light IL shown in Table 1 can be substantially realized.

更に、図３（Ａ）に示すように、微動機構４３の４つのアクチュエータ４３ｘ１，４３ｘ，４３ｙ１，４３ｙ２を並行に同じ量だけ伸縮させて、可動ミラー３９を位置Ａまで平行移動させることによって、可動ミラー３９によって反射された後の露光光ＩＬの光路ＢをＹ方向にδＹだけ移動することができる。
図４（Ａ）は、図３（Ａ）と同様に可動ミラー３９の駆動機構を示す側面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）をＢ方向から見た図であり、図４（Ａ）に示すように、粗動機構４１のアクチュエータ４１ｙを伸縮すること、微動機構４３の１対のアクチュエータ４３ｙ１，４３ｙ２の伸縮量の符号を逆にすること、又はこれらを同時に行うことによって、可動ミラー３９を位置Ｐ１まで傾斜させて、可動ミラー３９によって反射された後の露光光ＩＬの光路Ｑ１をＸ軸の周りに角度ΔθＹ１だけ傾斜させることができる。同様に、図４（Ｂ）に示すように、粗動機構４１のアクチュエータ４１ｘを伸縮すること、微動機構４３の１対のアクチュエータ４３ｘ１，４３ｘ２の伸縮量の符号を逆にすること、又はこれらを同時に行うことによって、可動ミラー３９を位置Ｐ２まで傾斜させて、可動ミラー３９によって反射された後の露光光ＩＬの光路Ｑ２をＹ軸の周りに角度ΔθＸ１だけ傾斜させることができる。なお、このように露光光ＩＬの角度を制御する場合の、露光光ＩＬの位置ずれは、実際には１００μｍ程度の小さい値である。上述のように、粗動機構４１のロッド４１ａ（支点）を露光光ＩＬの反射点の底面に設けることによって、その位置ずれは更に小さくできる。また、その角度制御の際の露光光ＩＬの位置ずれを補正するために、上記の微動機構４３による露光光ＩＬ（反射面）の平行移動を行ってもよい。 Further, as shown in FIG. 3A, the four actuators 43x1, 43x, 43y1, 43y2 of the fine movement mechanism 43 are expanded and contracted by the same amount in parallel, and the movable mirror 39 is moved in parallel to the position A to move. The optical path B of the exposure light IL after being reflected by the mirror 39 can be moved by δY in the Y direction.
4A is a side view showing the drive mechanism of the movable mirror 39 as in FIG. 3A, and FIG. 4B is a view of FIG. 4A viewed from the B direction. As shown in A), the actuator 41y of the coarse movement mechanism 41 can be expanded and contracted, the sign of the expansion / contraction amount of the pair of actuators 43y1 and 43y2 of the fine movement mechanism 43 can be reversed, or these can be performed simultaneously. The mirror 39 can be tilted to the position P1, and the optical path Q1 of the exposure light IL reflected by the movable mirror 39 can be tilted about the X axis by an angle ΔθY1. Similarly, as shown in FIG. 4B, the actuator 41x of the coarse movement mechanism 41 is expanded or contracted, the expansion / contraction amount of the pair of actuators 43x1 and 43x2 of the fine movement mechanism 43 is reversed, or these are changed. By performing simultaneously, the movable mirror 39 can be tilted to the position P2, and the optical path Q2 of the exposure light IL reflected by the movable mirror 39 can be tilted about the Y axis by an angle ΔθX1. Note that the positional deviation of the exposure light IL when the angle of the exposure light IL is controlled in this way is actually a small value of about 100 μm. As described above, by providing the rod 41a (fulcrum) of the coarse movement mechanism 41 on the bottom surface of the reflection point of the exposure light IL, the positional deviation can be further reduced. Further, in order to correct the positional deviation of the exposure light IL during the angle control, the exposure light IL (reflection surface) may be translated by the fine movement mechanism 43 described above.

この場合、露光光ＩＬの角度ΔθＸ１及びΔθＹ１を単位量だけ変化させるための粗動機構４１及び微動機構４３の駆動レートの情報は予め高精度に求められて、図１の光軸ずれ制御系２２内の記憶部に記憶されている。
また、第１の可動ミラー３９から第２の可動ミラー４４までの光路の距離をＬ１とすると、可動ミラー３９の段階で露光光ＩＬの角度が角度ΔθＸ１，ΔθＹ１だけ変化したときに、可動ミラー４４に入射する段階で露光光ＩＬの位置はＸ方向及びＹ方向にほぼ次の量ΔＸ１及びΔＹ１だけ変化する。 In this case, information on the driving rates of the coarse movement mechanism 41 and the fine movement mechanism 43 for changing the angles ΔθX1 and ΔθY1 of the exposure light IL by a unit amount is obtained in advance with high accuracy, and the optical axis deviation control system 22 in FIG. Is stored in the storage unit.
If the distance of the optical path from the first movable mirror 39 to the second movable mirror 44 is L1, the movable mirror 44 is obtained when the angle of the exposure light IL changes by the angles ΔθX1 and ΔθY1 at the stage of the movable mirror 39. The position of the exposure light IL changes substantially by the following amounts ΔX1 and ΔY1 in the X direction and the Y direction at the stage of incidence on.

ΔＸ１＝ΔθＸ１・Ｌ１ …（１Ａ）
ΔＹ１＝ΔθＹ１・Ｌ１ …（１Ｂ）
上述のように本例の可動ミラー３９の粗動機構４１及び微動機構４３は、積み重ねるように直列に配置されているため、露光光ＩＬの角度等の補正レンジは、粗動機構４１の補正レンジと微動機構４３の補正レンジとの加算となり、補正レンジが広くなっている。また、例えば露光開始前に予め粗動機構４１を駆動して露光光ＩＬの角度及び位置を微動機構４３によって補正できる範囲内に追い込んでおくことで、走査露光時には高速の微動機構４３のみを用いて露光光ＩＬの角度及び位置を高精度に制御することができる。 ΔX1 = ΔθX1 · L1 (1A)
ΔY1 = ΔθY1 · L1 (1B)
As described above, since the coarse movement mechanism 41 and the fine movement mechanism 43 of the movable mirror 39 of this example are arranged in series so as to be stacked, the correction range of the angle of the exposure light IL and the like is the correction range of the coarse movement mechanism 41. And the correction range of the fine movement mechanism 43, and the correction range is widened. Further, for example, by driving the coarse adjustment mechanism 41 in advance before the start of exposure and driving the angle and position of the exposure light IL within a range that can be corrected by the fine adjustment mechanism 43, only the high-speed fine adjustment mechanism 43 is used during scanning exposure. Thus, the angle and position of the exposure light IL can be controlled with high accuracy.

同様に、第２の可動ミラー４４にもその反射面の法線方向の位置、及びその反射面に平行な面内の直交する２軸の周りでのその反射面の傾斜角を制御するための駆動機構が備えられている。その駆動機構は、低速ではあるが、その反射面の姿勢を広い補正レンジで大まかに制御する粗動機構４６と、その反射面の姿勢を粗動機構４６の補正レンジよりも狭い範囲ではあるが、より細かい分解能でかつ高速に制御する微動機構４８とを直列に積み重ねて構成されている。粗動機構４６及び微動機構４８の構成は、図３（Ａ）の可動ミラー３９用の粗動機構４１及び微動機構４３と同様である。即ち、粗動機構４６は、ロッド４６ａ（支点）及び２軸のアクチュエータ４６ｘ，４６ｙを含み、不図示の支持部材４５に対する連結板４７の姿勢を制御し、微動機構４８は、不図示の連結板４７に対して可動ミラー４４の姿勢を制御する。これによって、可動ミラー４４で反射される露光光ＩＬの位置及び角度が制御される。粗動機構４６及び微動機構４８による露光光ＩＬの角度及び位置の補正レンジ、補正分解能（補正精度）、及び応答速度は、一例として上記の表１及び表２の通りである。   Similarly, the second movable mirror 44 controls the position of the reflecting surface in the normal direction and the tilt angle of the reflecting surface around two orthogonal axes in a plane parallel to the reflecting surface. A drive mechanism is provided. Although the drive mechanism is low speed, the coarse motion mechanism 46 that roughly controls the posture of the reflecting surface with a wide correction range, and the posture of the reflective surface are in a range narrower than the correction range of the coarse motion mechanism 46. Further, the fine movement mechanism 48 that controls at high speed with finer resolution is stacked in series. The configurations of the coarse movement mechanism 46 and the fine movement mechanism 48 are the same as the coarse movement mechanism 41 and the fine movement mechanism 43 for the movable mirror 39 shown in FIG. That is, the coarse movement mechanism 46 includes a rod 46a (fulcrum) and biaxial actuators 46x and 46y, controls the posture of the connecting plate 47 with respect to the support member 45 (not shown), and the fine movement mechanism 48 includes a connecting plate (not shown). The attitude of the movable mirror 44 is controlled with respect to 47. As a result, the position and angle of the exposure light IL reflected by the movable mirror 44 are controlled. The correction range, correction resolution (correction accuracy), and response speed of the exposure light IL by the coarse movement mechanism 46 and the fine movement mechanism 48 are as shown in Tables 1 and 2 as an example.

図２（Ａ）に示すように、粗動機構４６のアクチュエータ４６ｙを伸縮すること、微動機構４８の対応する１対のアクチュエータの伸縮量の符号を逆にすること、又はこれらを同時に行うことによって、可動ミラー４４によって反射された後の露光光ＩＬの光路をＺ軸の周りに角度ΔθＹ２だけ傾斜させることができる。同様に、粗動機構４６のアクチュエータ４６ｘを伸縮すること、微動機構４８の対応する１対のアクチュエータの伸縮量の符号を逆にすること、又はこれらを同時に行うことによって、可動ミラー４４によって反射された後の露光光ＩＬの光路をＹ軸の周りに角度ΔθＸ２だけ傾斜させることができる。この場合も、露光光ＩＬの角度ΔθＸ２及びΔθＹ２を単位量だけ変化させるための粗動機構４６及び微動機構４８のそれぞれの駆動レートの情報は予め高精度に求められて、図１の光軸ずれ制御系２２内の記憶部に記憶されている。   As shown in FIG. 2 (A), by extending / contracting the actuator 46y of the coarse movement mechanism 46, reversing the sign of the expansion / contraction amount of the corresponding pair of actuators of the fine movement mechanism 48, or simultaneously performing these operations. The optical path of the exposure light IL after being reflected by the movable mirror 44 can be inclined by the angle ΔθY2 around the Z axis. Similarly, it is reflected by the movable mirror 44 by expanding / contracting the actuator 46x of the coarse movement mechanism 46, reversing the sign of the expansion / contraction amount of the corresponding pair of actuators of the fine movement mechanism 48, or simultaneously. Thereafter, the optical path of the exposure light IL can be inclined by the angle ΔθX2 around the Y axis. Also in this case, information on the driving rates of the coarse movement mechanism 46 and the fine movement mechanism 48 for changing the angles ΔθX2 and ΔθY2 of the exposure light IL by a unit amount is obtained in advance with high accuracy, and the optical axis deviation of FIG. It is stored in a storage unit in the control system 22.

また、可動ミラー４４の反射面はＸＺ平面にほぼ垂直であるため、微動機構４８の４つのアクチュエータを並行に伸縮して可動ミラー４４の反射面を平行移動することによって、反射後の露光光ＩＬの位置をＺ方向にδＸだけ平行移動することができる。このように図１の粗動機構４１、微動機構４３、及び図２（Ａ）の粗動機構４６、微動機構４８より、送光光学系中の反射部材の駆動機構が構成されている。   Further, since the reflecting surface of the movable mirror 44 is substantially perpendicular to the XZ plane, the exposure light IL after reflection is obtained by moving the reflecting surface of the movable mirror 44 in parallel by expanding and contracting the four actuators of the fine movement mechanism 48 in parallel. Can be translated by δX in the Z direction. As described above, the coarse movement mechanism 41 and fine movement mechanism 43 in FIG. 1 and the coarse movement mechanism 46 and fine movement mechanism 48 in FIG.

図２（Ａ）において、本例の第１の可動ミラー３９の反射面と、第２の可動ミラー４４の反射面とは、露光光ＩＬの光軸の周りの相対回転角がほぼ９０°となっている。この結果、可動ミラー３９及び４４の反射面を法線方向に移動することによって、それぞれ露光光ＩＬの位置をビームスプリッタ１９の段階でＹ方向及びＸ方向に独立に平行移動することができる。即ち、露光光ＩＬの角度を変えることなく、所定範囲で露光光ＩＬの位置を２次元的に制御することができる。更に、この配置によれば、例えば第１の可動ミラー３９をＸ軸に平行な軸の周りに傾斜させ、第２の可動ミラー４４をＹ軸に平行な軸の周りに傾斜させることで、露光光ＩＬの直交する２方向の角度を効率的に制御できる。   In FIG. 2A, the reflection surface of the first movable mirror 39 and the reflection surface of the second movable mirror 44 in this example have a relative rotation angle of about 90 ° around the optical axis of the exposure light IL. It has become. As a result, by moving the reflecting surfaces of the movable mirrors 39 and 44 in the normal direction, the position of the exposure light IL can be independently translated in the Y direction and the X direction at the stage of the beam splitter 19. That is, the position of the exposure light IL can be controlled two-dimensionally within a predetermined range without changing the angle of the exposure light IL. Further, according to this arrangement, for example, the first movable mirror 39 is inclined around an axis parallel to the X axis, and the second movable mirror 44 is inclined around an axis parallel to the Y axis. It is possible to efficiently control the angles of the two directions orthogonal to the light IL.

なお、図２（Ａ）に示すような２つの可動ミラー３９，４４の配置の他に、図５（Ａ）又は図５（Ｂ）に示すような配置も可能である。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）の例では、エキシマレーザ光源３３から射出された露光光ＩＬは、それぞれ可動ミラー３９，４４及び複数のミラー部材（不図示）を経て露光光ＩＬ１として露光本体部５に入射している。この際に、エキシマレーザ光源３３から射出された露光光ＩＬが水平方向ＰＤに直線偏光したレーザ光であるとすると、図５（Ａ）の例では、露光光ＩＬはＰ偏光として第１の可動ミラー３９に入射し、続いてＳ偏光として第２の可動ミラー４４に入射している。一方、図５（Ｂ）の例では、露光光ＩＬはＳ偏光として第１の可動ミラー３９に入射し、続いてＰ偏光として第２の可動ミラー４４に入射している。また、図２（Ａ）の場合も、エキシマレーザ光源３３から射出された露光光ＩＬが水平方向に直線偏光している場合には、露光光ＩＬはＳ偏光として可動ミラー３９に入射し、続いてＰ偏光として可動ミラー４４に入射する。従って、露光光ＩＬが直線偏光である場合に、可動ミラー３９，４４に入射する露光光ＩＬの偏光状態が一方でＳ偏光で、他方でＰ偏光であるような配置は、可動ミラー３９，４４の反射面の露光光ＩＬの光軸の周りの相対的な回転角が９０°であることと実質的に等価である。従って、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）の構成でも、所定範囲で露光光ＩＬの位置を直交する２方向に平行移動できるとともに、露光光ＩＬの直交する２方向の角度を効率的に制御できる。   In addition to the arrangement of the two movable mirrors 39 and 44 as shown in FIG. 2 (A), the arrangement as shown in FIG. 5 (A) or FIG. 5 (B) is also possible. 5A and 5B, the exposure light IL emitted from the excimer laser light source 33 is exposed as exposure light IL1 through movable mirrors 39 and 44 and a plurality of mirror members (not shown), respectively. It is incident on the main body 5. At this time, assuming that the exposure light IL emitted from the excimer laser light source 33 is laser light linearly polarized in the horizontal direction PD, in the example of FIG. The light enters the mirror 39 and then enters the second movable mirror 44 as S-polarized light. On the other hand, in the example of FIG. 5B, the exposure light IL is incident on the first movable mirror 39 as S-polarized light and subsequently incident on the second movable mirror 44 as P-polarized light. Also in the case of FIG. 2A, when the exposure light IL emitted from the excimer laser light source 33 is linearly polarized in the horizontal direction, the exposure light IL enters the movable mirror 39 as S-polarized light, and then continues. Then, it enters the movable mirror 44 as P-polarized light. Therefore, when the exposure light IL is linearly polarized light, the arrangement in which the polarization state of the exposure light IL incident on the movable mirrors 39 and 44 is S-polarized light on the one hand and P-polarized light on the other hand is the movable mirrors 39 and 44. The relative rotation angle of the reflecting surface around the optical axis of the exposure light IL is substantially equivalent to 90 °. 5A and 5B, the position of the exposure light IL can be translated in two orthogonal directions within a predetermined range, and the angle of the two orthogonal directions of the exposure light IL can be efficiently set. Can be controlled.

次に、図２（Ａ）において、本例では可動ミラー４４に入射する露光光ＩＬの角度は、可動ミラー３９によってＸ軸及びＹ軸の周りにそれぞれ角度ΔθＹ１及びΔθＸ１だけ変化している。従って、可動ミラー４４からビームスプリッタ１９までの光路の距離をＬ２とすると、可動ミラー４４の段階で露光光ＩＬの角度が更に角度ΔθＸ２，ΔθＹ２だけ変化したときに、ビームスプリッタ１９に入射する段階で露光光ＩＬの位置はＸ方向及びＹ方向にほぼ次の量ΔＸ２及びΔＹ２だけ変化する。   Next, in FIG. 2A, in this example, the angle of the exposure light IL incident on the movable mirror 44 is changed by the angles ΔθY1 and ΔθX1 around the X axis and the Y axis by the movable mirror 39, respectively. Accordingly, when the distance of the optical path from the movable mirror 44 to the beam splitter 19 is L2, when the angle of the exposure light IL further changes by the angles ΔθX2 and ΔθY2 at the stage of the movable mirror 44, it enters the beam splitter 19 at the stage. The position of the exposure light IL changes approximately by the following amounts ΔX2 and ΔY2 in the X and Y directions.

ΔＸ２＝（ΔθＸ１＋ΔθＸ２）・Ｌ２ …（２Ａ）
ΔＹ２＝（ΔθＹ１＋ΔθＹ２）・Ｌ２ …（２Ｂ）
そこで、図２（Ｂ）に示すように、ビームスプリッタ１９を通過した露光光ＩＬ１のＸ方向及びＹ方向への位置ずれ量をΔＸ及びΔＹとして、Ｘ軸及びＹ軸の周りの傾斜角をΔθＹ及びΔθＸとすると、（１Ａ）式、（１Ｂ）式、（２Ａ）式、（２Ｂ）式を用いて次のようになる。なお、可動ミラー３９及び４４における露光光ＩＬの位置の変化δＹ及びδＸは無視している。 ΔX2 = (ΔθX1 + ΔθX2) · L2 (2A)
ΔY2 = (ΔθY1 + ΔθY2) · L2 (2B)
Therefore, as shown in FIG. 2B, the amount of positional deviation in the X and Y directions of the exposure light IL1 that has passed through the beam splitter 19 is ΔX and ΔY, and the inclination angles around the X and Y axes are ΔθY. And ΔθX, the following is obtained using the equations (1A), (1B), (2A), and (2B). Note that the changes δY and δX in the position of the exposure light IL in the movable mirrors 39 and 44 are ignored.

ΔθＸ＝ΔθＸ１＋ΔθＸ２ …（３Ａ）
ΔＸ＝ΔＸ１＋ΔＸ２
＝（Ｌ１＋Ｌ２）・ΔθＸ１＋Ｌ２・ΔθＸ２ …（３Ｂ）
ΔθＹ＝ΔθＹ１＋ΔθＹ２ …（４Ａ）
ΔＹ＝ΔＹ１＋ΔＹ２
＝（Ｌ１＋Ｌ２）・ΔθＹ１＋Ｌ２・ΔθＹ２ …（４Ｂ）
即ち、本例においては、２つの直列に配置された可動ミラー３９及び４４の反射面の直交する２軸の周りの傾斜角を独立に制御することによって、ビームスプリッタ１９に入射する段階での、即ち露光本体部５に入射する段階での露光光ＩＬ１の光軸の２方向の位置、及び２方向の角度を制御できることになる。なお、距離Ｌ１，Ｌ２の情報も、図１の光軸ずれ制御系２２の記憶部に記憶されている。 ΔθX = ΔθX1 + ΔθX2 (3A)
ΔX = ΔX1 + ΔX2
= (L1 + L2) · ΔθX1 + L2 · ΔθX2 (3B)
ΔθY = ΔθY1 + ΔθY2 (4A)
ΔY = ΔY1 + ΔY2
= (L1 + L2) · ΔθY1 + L2 · ΔθY2 (4B)
That is, in this example, by independently controlling the inclination angles around the two orthogonal axes of the reflecting surfaces of the two movable mirrors 39 and 44 arranged in series, the incident light enters the beam splitter 19. That is, the position in the two directions and the angle in the two directions of the optical axis of the exposure light IL1 when entering the exposure main body 5 can be controlled. Information on the distances L1 and L2 is also stored in the storage unit of the optical axis deviation control system 22 in FIG.

図２（Ｂ）において、ビームスプリッタ１９を透過した露光光ＩＬ１と対称に、ビームスプリッタ１９で反射された露光光ＩＬ２の位置及び角度もそれぞれΔＸ，ΔＹ及びΔθＸ，ΔθＹだけずれている。図２（Ａ）の光軸モニタ系２０では、その露光光ＩＬ２の位置及び角度に対応する検出信号を生成して図１の光軸ずれ制御系２２に供給する。光軸ずれ制御系２２では、その検出信号を処理してその露光光ＩＬ２の位置ずれ量ΔＸ，ΔＹ及び傾斜角ΔθＸ，ΔθＹを求め、この位置ずれ量及び傾斜角の情報を主制御系６に供給する。この際に、光軸モニタ系２０における位置ずれ量ΔＸ，ΔＹの原点は、図１の照明光学系１５の光軸（第１のフライアイレンズの中心）と送光中の露光光ＩＬ１の光軸とが合致する状態での露光光ＩＬ２の位置である。また、傾斜角ΔθＸ，ΔθＹの原点は、図１のオプティカルインテグレータ・ユニット１６Ａに入射する露光光ＩＬ１のテレセントリシティ（傾斜角）が０となる状態での露光光ＩＬ２の角度であるように設定されている。従って、計測される位置ずれ量ΔＸ，ΔＹ及び傾斜角ΔθＸ，ΔθＹは、それぞれ照明光学系１５の光軸に対する露光光ＩＬ１の位置ずれ量（光量損失）、及び露光光ＩＬ１のテレセントリシティのずれ量を表わす情報となる。   In FIG. 2B, the position and angle of the exposure light IL2 reflected by the beam splitter 19 are also shifted by ΔX, ΔY and ΔθX, ΔθY, respectively, symmetrically with the exposure light IL1 transmitted through the beam splitter 19. In the optical axis monitor system 20 of FIG. 2A, a detection signal corresponding to the position and angle of the exposure light IL2 is generated and supplied to the optical axis deviation control system 22 of FIG. The optical axis deviation control system 22 processes the detection signal to obtain the positional deviation amounts ΔX, ΔY and the inclination angles ΔθX, ΔθY of the exposure light IL2, and sends information on the positional deviation amounts and the inclination angles to the main control system 6. Supply. At this time, the origin of the positional deviation amounts ΔX and ΔY in the optical axis monitor system 20 is the light axis of the illumination optical system 15 in FIG. 1 (the center of the first fly-eye lens) and the light of the exposure light IL1 being transmitted. This is the position of the exposure light IL2 in a state where the axis coincides. Further, the origin of the tilt angles ΔθX and ΔθY is set to be the angle of the exposure light IL2 when the telecentricity (tilt angle) of the exposure light IL1 incident on the optical integrator unit 16A in FIG. 1 is zero. Has been. Accordingly, the measured positional deviation amounts ΔX and ΔY and the inclination angles ΔθX and ΔθY are respectively the positional deviation amount (light loss) of the exposure light IL1 with respect to the optical axis of the illumination optical system 15 and the deviation of the telecentricity of the exposure light IL1. It becomes information representing the quantity.

その露光光ＩＬ１の位置ずれ量及びテレセントリシティのずれ量をそれぞれ０にするために、光軸ずれ制御系２２では、先ずその連立方程式（３Ａ），（３Ｂ）を解くことによって、その位置ずれ量ΔＸ及び傾斜角ΔθＸに対応する可動ミラー３９，４４における露光光ＩＬの角度ΔθＸ１，ΔθＸ２を次のように求める。
ΔθＸ１＝（ΔＸ−Ｌ２・ΔθＸ）／Ｌ１ …（５Ａ）
ΔθＸ２＝｛−ΔＸ＋（Ｌ１＋Ｌ２）・ΔθＸ）｝／Ｌ１ …（５Ｂ）
同様に、光軸ずれ制御系２２は、その連立方程式（４Ａ），（４Ｂ）を解くことによって、可動ミラー３９，４４における露光光ＩＬの角度ΔθＹ１，ΔθＹ２を次のように求める。このように算出された角度ΔθＸ１，ΔθＹ１，ΔθＸ２，ΔθＹ２の情報は主制御系６に供給される。 In order to make the positional deviation amount of the exposure light IL1 and the deviation amount of telecentricity zero, the optical axis deviation control system 22 first solves the positional deviations by solving the simultaneous equations (3A) and (3B). The angles ΔθX1 and ΔθX2 of the exposure light IL in the movable mirrors 39 and 44 corresponding to the amount ΔX and the tilt angle ΔθX are obtained as follows.
ΔθX1 = (ΔX−L2 · ΔθX) / L1 (5A)
ΔθX2 = {− ΔX + (L1 + L2) · ΔθX)} / L1 (5B)
Similarly, the optical axis deviation control system 22 calculates the angles ΔθY1 and ΔθY2 of the exposure light IL in the movable mirrors 39 and 44 by solving the simultaneous equations (4A) and (4B) as follows. Information on the angles ΔθX1, ΔθY1, ΔθX2, and ΔθY2 calculated in this way is supplied to the main control system 6.

ΔθＹ１＝（ΔＹ−Ｌ２・ΔθＹ）／Ｌ１ …（６Ａ）
ΔθＹ２＝｛−ΔＹ＋（Ｌ１＋Ｌ２）・ΔθＹ）｝／Ｌ１ …（６Ｂ）
そして、主制御系６の制御のもとで光軸ずれ制御系２２は、（５Ａ）式及び（６Ａ）式で求めた角度（ΔθＸ１，ΔθＹ１）の符号を反転した角度（−ΔθＸ１，−ΔθＹ１）だけ、図２（Ａ）の粗動機構４１及び微動機構４３を介して可動ミラー３９の反射面の角度を制御するとともに、（５Ｂ）式及び（６Ｂ）式で求めた角度（ΔθＸ２，ΔθＹ２）の符号を反転した角度（−ΔθＸ２，−ΔθＹ２）だけ、図２（Ａ）の粗動機構４６及び微動機構４８を介して可動ミラー４４の反射面の角度を制御する。また、このような光軸モニタ系２０による露光光ＩＬ２の位置及び角度のずれの計測、及びこれらのずれを補正するための可動ミラー３９，４４の駆動は、粗動機構４１，４６及び微動機構４３，４８の応答周波数と同じ駆動レートで繰り返し行うことができる。これによって、露光光ＩＬ１の位置ずれ量（光量損失）、及び露光光ＩＬ１のテレセントリシティのずれ量はほぼ０に収束する。 ΔθY1 = (ΔY−L2 · ΔθY) / L1 (6A)
ΔθY2 = {− ΔY + (L1 + L2) · ΔθY)} / L1 (6B)
Then, under the control of the main control system 6, the optical axis deviation control system 22 makes the angles (−ΔθX1, −ΔθY1) obtained by inverting the signs of the angles (ΔθX1, ΔθY1) obtained by the equations (5A) and (6A). 2), the angle of the reflecting surface of the movable mirror 39 is controlled via the coarse movement mechanism 41 and the fine movement mechanism 43 in FIG. 2A, and the angles (ΔθX2, ΔθY2) obtained by the equations (5B) and (6B). The angle of the reflecting surface of the movable mirror 44 is controlled through the coarse movement mechanism 46 and the fine movement mechanism 48 of FIG. 2A by the angles (−ΔθX2, −ΔθY2) obtained by inverting the sign of. Further, the measurement of the deviation of the position and angle of the exposure light IL2 by the optical axis monitor system 20 and the driving of the movable mirrors 39 and 44 for correcting these deviations are performed by the coarse movement mechanisms 41 and 46 and the fine movement mechanism. This can be repeated at the same drive rate as the response frequencies 43 and 48. As a result, the positional deviation amount (light loss) of the exposure light IL1 and the telecentricity deviation amount of the exposure light IL1 converge to almost zero.

このように本例によれば、それぞれ２軸の周りの傾斜角を制御できる可動ミラー３９及び４４が直列に配置された送光光学系を用いて、エキシマレーザ光源３３からの露光光を露光本体部５に導いている。従って、露光本体部５とエキシマレーザ光源３３とを離して配置しても、更に振動等が存在しても、露光本体部５に対して光量損失が少なく、かつテレセントリシティのずれが少ない状態で、常に露光光を供給することができる。   As described above, according to the present example, the exposure light from the excimer laser light source 33 is exposed to the exposure main body by using the light transmission optical system in which the movable mirrors 39 and 44 capable of controlling the tilt angles around the two axes are arranged in series. Leading to part 5. Therefore, even if the exposure main body 5 and the excimer laser light source 33 are arranged apart from each other, even if vibration or the like is present, the amount of light loss with respect to the exposure main body 5 is small and the telecentricity deviation is small. Thus, the exposure light can always be supplied.

なお、実際には、可動ミラー３９及び４４の反射面を直交する２軸の周りに傾斜させる駆動機構の駆動軸の交差角が９０°から僅かにずれている場合もあり得る。この場合には、（５Ａ）式〜（６Ｂ）式から求められる角度ΔθＸ１，ΔθＹ１，ΔθＸ２，ΔθＹ２の符号を反転した角度だけ可動ミラー３９，４４を駆動しても、計測される露光光ＩＬ２の位置ずれ量ΔＸ，ΔＹ及び傾斜角ΔθＸ，ΔθＹが０に収束するまでの時間が長くなる恐れがある。このような場合には、その駆動軸の交差角を実際の交差角として、（３Ａ）式〜（４Ｂ）式を修正した式を用いてもよい。又は、露光光ＩＬ２の位置ずれ量ΔＸ，ΔＹに関して残存する誤差については、図２（Ａ）に示すように、可動ミラー４４及び３９の反射面を法線方向に平行移動して、それぞれ露光光ＩＬの位置をδＸ及びδＹだけ移動することで補正してもよい。これによって、露光本体部５に供給される露光光の位置の制御精度が向上する。   Actually, there may be a case where the intersection angle of the drive axes of the drive mechanism for tilting the reflecting surfaces of the movable mirrors 39 and 44 around two orthogonal axes is slightly deviated from 90 °. In this case, even if the movable mirrors 39 and 44 are driven by an angle obtained by inverting the signs of the angles ΔθX1, ΔθY1, ΔθX2, and ΔθY2 obtained from the equations (5A) to (6B), the measured exposure light IL2 There is a possibility that the time until the positional deviation amounts ΔX and ΔY and the inclination angles ΔθX and ΔθY converge to 0 becomes longer. In such a case, an equation obtained by correcting Equations (3A) to (4B) may be used with the intersection angle of the drive axes as the actual intersection angle. Alternatively, with respect to the errors remaining with respect to the positional deviation amounts ΔX and ΔY of the exposure light IL2, the reflecting surfaces of the movable mirrors 44 and 39 are translated in the normal direction as shown in FIG. The position of IL may be corrected by moving it by δX and δY. Thereby, the control accuracy of the position of the exposure light supplied to the exposure main body 5 is improved.

次に、光軸モニタ系２０の構成例につき図６を参照して説明する。
図６は、図２（Ａ）中の光軸モニタ系２０の構成例を示し、この図６において、シリンドリカルレンズ系４９から射出された直後の平行ビームよりなる露光光ＩＬの断面形状Ａ１は、縦横比Ｈ２：Ｖ２が５：１８程度の長方形である。従って、ビームスプリッタ１９を透過する露光光ＩＬ１の断面形状Ａ２及びビームスプリッタ１９で反射された露光光ＩＬ２の断面形状Ａ３もそれぞれＹ方向及びＺ方向に細長い長方形である。 Next, a configuration example of the optical axis monitor system 20 will be described with reference to FIG.
FIG. 6 shows a configuration example of the optical axis monitor system 20 in FIG. 2A. In FIG. 6, the cross-sectional shape A1 of the exposure light IL made up of a parallel beam just emitted from the cylindrical lens system 49 is It is a rectangle having an aspect ratio H2: V2 of about 5:18. Accordingly, the cross-sectional shape A2 of the exposure light IL1 transmitted through the beam splitter 19 and the cross-sectional shape A3 of the exposure light IL2 reflected by the beam splitter 19 are also rectangles elongated in the Y direction and the Z direction, respectively.

ビームスプリッタ１９で反射された平行ビームよりなる露光光ＩＬ２は、光軸モニタ系２０中のハーフミラー５２に入射する。この構成において、必要に応じて露光光ＩＬ２の光量を減衰させるために、ビームスプリッタ１９とハーフミラー５２との間に、挿脱自在に所定透過率のＮＤフィルタよりなる減光フィルタ５１が配置されている。本例では、減光フィルタ５１の挿脱と光軸モニタ系２０内の光電センサ（本例ではラインセンサ）のゲイン調整とによって、その光電センサの検出信号のレベルを適正範囲に合わせている。ハーフミラー５２を透過した露光光はハーフミラー５３に入射し、ハーフミラー５３を透過した露光光は、シリンドリカルレンズ系５４によってＸ方向の幅がほぼ１／２に圧縮された断面形状Ａ４の光束として、Ｘ方向の光量分布を計測できるラインセンサを含むＸ軸の位置モニタ６８Ａに入射する。一方、ハーフミラー５３で反射された露光光は、シリンドリカルレンズ系５５によってＸ方向の幅がほぼ４倍に伸張されて、ミラー５６で反射された後、シリンドリカルレンズ系５７によってＺ方向の幅がほぼ１／７に圧縮される。シリンドリカルレンズ系５７から射出された露光光は、更に回折光学素子(DOE:Diffractive Optical Element) ５８によってＺ方向の幅が圧縮された断面形状Ａ５の光束として、Ｚ方向の光量分布を計測できるラインセンサを含むＹ軸の位置モニタ６８Ｂに入射する。なお、光軸モニタ系２０内でのＺ方向は、ビームスプリッタ１９を透過した露光光ＩＬ１ではＹ方向に対応するため、露光光のＺ方向の分布を計測する位置モニタ６８Ｂを「Ｙ軸」用と呼んでいる（以下同様）。   The exposure light IL <b> 2 composed of parallel beams reflected by the beam splitter 19 enters the half mirror 52 in the optical axis monitor system 20. In this configuration, in order to attenuate the amount of exposure light IL2 as necessary, a neutral density filter 51 made up of an ND filter having a predetermined transmittance is detachably inserted between the beam splitter 19 and the half mirror 52. ing. In this example, the level of the detection signal of the photoelectric sensor is adjusted to an appropriate range by inserting / removing the neutral density filter 51 and adjusting the gain of the photoelectric sensor (line sensor in this example) in the optical axis monitor system 20. The exposure light transmitted through the half mirror 52 is incident on the half mirror 53, and the exposure light transmitted through the half mirror 53 is converted into a light beam having a cross-sectional shape A4 whose width in the X direction is compressed to approximately ½ by the cylindrical lens system 54. The X-axis position monitor 68A including a line sensor capable of measuring the light quantity distribution in the X direction. On the other hand, the exposure light reflected by the half mirror 53 is expanded approximately four times in the X direction by the cylindrical lens system 55, reflected by the mirror 56, and then has a width in the Z direction by the cylindrical lens system 57. Compressed to 1/7. A line sensor capable of measuring the light quantity distribution in the Z direction as exposure light emitted from the cylindrical lens system 57 as a light beam having a sectional shape A5 whose width in the Z direction is further compressed by a diffractive optical element (DOE) 58. Is incident on a Y-axis position monitor 68B including Since the Z direction in the optical axis monitor system 20 corresponds to the Y direction in the exposure light IL1 transmitted through the beam splitter 19, the position monitor 68B for measuring the distribution of the exposure light in the Z direction is used for the “Y axis”. (Hereinafter the same).

また、ハーフミラー５２で反射された露光光は、第１光学系５９、ミラー６０を経てハーフミラー６１に入射し、ハーフミラー６１を透過した露光光は、第２光学系６２及び回折光学素子６３を経て断面形状Ａ６の光束として、Ｘ方向の光量分布を計測できるラインセンサを含むＸ軸の角度モニタ６９Ａに入射する。この場合、光学系５９及び６２が、全体として焦点距離ｆの集光光学系を構成しており、この集光光学系で集光された露光光の断面形状は、回折光学素子６３によってＸ方向の幅が狭くなるように成形される。一方、ハーフミラー６１で反射された露光光は、第３光学系６４、ミラー６５、第４光学系６６、及び回折光学素子６７を経て断面形状Ａ７の光束として、Ｚ方向の光量分布を計測できるラインセンサを含むＹ軸の角度モニタ６９Ｂに入射する。この場合、光学系５９，６４，６６が、全体として焦点距離ｆの集光光学系を構成しており、この集光光学系で集光された露光光の断面形状は、回折光学素子６７によってＺ方向の幅が狭くなるように成形される。図６の減光フィルタ５１、及びハーフミラー５１から位置モニタ６８Ａ，６８Ｂ，角度モニタ６９Ａ，６９Ｂまでの部材から光軸モニタ系２０が構成されている。位置モニタ６８Ａ，６８Ｂ及び角度モニタ６９Ａ，６９Ｂ内のラインセンサの検出信号（１次元の撮像信号）は、図１の光軸ずれ制御系２２に供給されており、光軸ずれ制御系２２では供給された検出信号を用いて、対応する位置モニタ６８Ａ，６８Ｂ及び角度モニタ６９Ａ，６９Ｂに入射する露光光の位置（光量分布の中心）を求める。   The exposure light reflected by the half mirror 52 is incident on the half mirror 61 through the first optical system 59 and the mirror 60, and the exposure light transmitted through the half mirror 61 is the second optical system 62 and the diffractive optical element 63. Then, the light enters the X-axis angle monitor 69A including a line sensor capable of measuring the light quantity distribution in the X direction as a light beam having a cross-sectional shape A6. In this case, the optical systems 59 and 62 constitute a condensing optical system having a focal length f as a whole, and the sectional shape of the exposure light condensed by the condensing optical system is changed by the diffractive optical element 63 in the X direction. Is formed so as to have a narrow width. On the other hand, the exposure light reflected by the half mirror 61 can measure the light amount distribution in the Z direction as a light beam having a cross-sectional shape A7 via the third optical system 64, the mirror 65, the fourth optical system 66, and the diffractive optical element 67. The light enters the Y-axis angle monitor 69B including the line sensor. In this case, the optical systems 59, 64, 66 constitute a condensing optical system having a focal length f as a whole, and the sectional shape of the exposure light condensed by the condensing optical system is determined by the diffractive optical element 67. Molded so that the width in the Z direction is narrow. The optical axis monitor system 20 is composed of the neutral density filter 51 and members from the half mirror 51 to the position monitors 68A and 68B and the angle monitors 69A and 69B. Detection signals (one-dimensional imaging signals) of the line sensors in the position monitors 68A and 68B and the angle monitors 69A and 69B are supplied to the optical axis deviation control system 22 in FIG. Using the detected signals thus obtained, the position of exposure light (the center of the light amount distribution) incident on the corresponding position monitors 68A and 68B and angle monitors 69A and 69B is obtained.

この構成において、図２（Ｂ）のビームスプリッタ１９で反射された露光光ＩＬ２のＸ方向の位置ずれ量ΔＸに応じて、図６のＸ軸の位置モニタ６８Ａに入射する露光光のＸ方向の位置が変化し、露光光ＩＬ２のＺ方向の位置ずれ量ΔＹに応じて、Ｙ軸の位置モニタ６８Ｂに入射する露光光のＺ方向の位置が変化する。従って、光軸ずれ制御系２２では、その２つの露光光の位置から、図２（Ｂ）の露光光ＩＬ２（ひいては露光光ＩＬ１）の位置ずれ量ΔＸ，ΔＹを求めることができる。   In this configuration, the X-direction exposure light incident on the X-axis position monitor 68A in FIG. 6 corresponds to the X-direction positional deviation amount ΔX of the exposure light IL2 reflected by the beam splitter 19 in FIG. 2B. The position changes, and the position of the exposure light incident on the Y-axis position monitor 68B in the Z direction changes according to the amount of displacement ΔY in the Z direction of the exposure light IL2. Therefore, the optical axis deviation control system 22 can obtain the positional deviation amounts ΔX and ΔY of the exposure light IL2 (and hence the exposure light IL1) in FIG. 2B from the positions of the two exposure lights.

また、図２（Ｂ）のビームスプリッタ１９で反射された露光光ＩＬ２のＸ方向の傾斜角ΔθＸに応じて、図６のＸ軸の角度モニタ６９Ａに入射する露光光のＸ方向の位置が変化し、露光光ＩＬ２のＺ方向の傾斜角ΔθＹに応じて、Ｙ軸の角度モニタ６９Ｂに入射する露光光のＺ方向の位置が変化する。上記の集光光学系の焦点距離はｆであるため、その位置の変化量は、ｆ・ΔθＸ及びｆ・ΔθＹとなる。従って、光軸ずれ制御系２２では、その２つの露光光の位置から、図２（Ｂ）の露光光ＩＬ２（ひいては露光光ＩＬ１）の傾斜角ΔθＸ，ΔθＹを求めることができる。   Further, the position in the X direction of the exposure light incident on the X-axis angle monitor 69A in FIG. 6 changes according to the X-direction tilt angle ΔθX of the exposure light IL2 reflected by the beam splitter 19 in FIG. Then, the position in the Z direction of the exposure light incident on the Y-axis angle monitor 69B changes according to the tilt angle ΔθY in the Z direction of the exposure light IL2. Since the focal length of the above-described condensing optical system is f, the change amount of the position is f · ΔθX and f · ΔθY. Therefore, the optical axis deviation control system 22 can determine the tilt angles ΔθX and ΔθY of the exposure light IL2 (and hence the exposure light IL1) in FIG. 2B from the positions of the two exposure lights.

本例の光軸モニタ系２０は、露光光の光量分布を検出する光電センサとしてラインセンサ（位置モニタ６８Ａ，６８Ｂ、及び角度モニタ６９Ａ，６９Ｂ）を用いているため、露光光ＩＬ２（露光光ＩＬ１）の位置ずれ量及び傾斜角を極めて高い計測レートで計測することができる。なお、その計測レートは、図２（Ａ）の可動ミラー３９，４４を駆動するための微動機構４３，４８の応答周波数（数１００Ｈｚ程度）より速い程度であればよい。但し、今後応答速度の速い２次元撮像素子が開発されたような場合には、位置モニタ６８Ａ，６８Ｂを一つの２次元撮像素子より構成し、角度モニタ６９Ａ，６９Ｂを一つの２次元撮像素子より構成してもよい。   Since the optical axis monitor system 20 of this example uses line sensors (position monitors 68A and 68B and angle monitors 69A and 69B) as photoelectric sensors for detecting the light quantity distribution of exposure light, the exposure light IL2 (exposure light IL1). ) Can be measured at an extremely high measurement rate. The measurement rate only needs to be faster than the response frequency (about several hundred Hz) of the fine movement mechanisms 43 and 48 for driving the movable mirrors 39 and 44 in FIG. However, when a two-dimensional imaging device with a fast response speed is developed in the future, the position monitors 68A and 68B are configured by one two-dimensional imaging device, and the angle monitors 69A and 69B are configured by one two-dimensional imaging device. It may be configured.

また、図６の光軸モニタ系２０では、露光光の断面形状を成形するために回折光学素子５８，６３，６７を用いているため、成形後の露光光の断面形状の歪みを小さくした上で、全体の光学系をコンパクトに構成することができる。
次に、本例の投影露光装置において、露光工程中にエキシマレーザ光源３３から露光本体部５に供給される露光光ＩＬ１の光軸を制御する動作の一例につき、図７及び図８のフローチャートを参照して説明する。本例の動作は、露光開始前に露光本体部５に入射する露光光ＩＬ１の光軸を調整する動作である「光軸キャリブレーション」（第１工程）と、ウエハへの走査露光中に連続的に露光本体部５に入射する露光光ＩＬ１の光軸を調整する動作である「光軸のトラッキング」（第２工程）とに大きく分けることができる。 Further, in the optical axis monitor system 20 of FIG. 6, since the diffractive optical elements 58, 63, and 67 are used to shape the cross-sectional shape of the exposure light, the distortion of the cross-sectional shape of the exposure light after forming is reduced. Thus, the entire optical system can be configured compactly.
Next, in the projection exposure apparatus of this example, flowcharts of FIGS. 7 and 8 are shown for an example of an operation for controlling the optical axis of the exposure light IL1 supplied from the excimer laser light source 33 to the exposure main body 5 during the exposure process. The description will be given with reference. The operation of this example is “optical axis calibration” (first step), which is an operation for adjusting the optical axis of the exposure light IL1 incident on the exposure main body 5 before the start of exposure, and continuous scanning exposure to the wafer. In particular, it can be broadly divided into “optical axis tracking” (second step), which is an operation for adjusting the optical axis of the exposure light IL1 incident on the exposure main body 5.

先ず、光軸キャリブレーションを行うために、図７のステップ１０１において、図１の主制御系６は、露光本体部５で露光されるウエハＷが１ロットの先頭ウエハであるかどうかを確かめる。そして、ウエハＷが先頭ウエハでない場合には、動作は図８のステップ１２０以降の光軸のトラッキング動作に移行する。また、ウエハＷが先頭ウエハである場合には、ステップ１０２に移行して、主制御系６は、可変減光フィルタ３６の透過率を所定の基準値に設定した状態で、エキシマレーザ光源３３に所定時間だけ露光光ＩＬを発光させて、オプティカルインテグレータ・ユニット１６Ａ内の光電センサを介して露光本体部５に入射する露光光ＩＬ１の光量をモニタする。これと並行して、光軸ずれ制御系２２は、光軸モニタ系２０の検出信号を処理して、露光本体部５に入射する露光光ＩＬ１の位置ずれ量ΔＸ，ΔＹ及び傾斜角ΔθＸ，ΔθＹを求め、この結果を主制御系６に供給する。   First, in order to perform optical axis calibration, in step 101 of FIG. 7, the main control system 6 of FIG. 1 confirms whether or not the wafer W to be exposed by the exposure main body 5 is the first wafer of one lot. If the wafer W is not the first wafer, the operation shifts to the optical axis tracking operation after step 120 in FIG. On the other hand, if the wafer W is the first wafer, the process goes to step 102, where the main control system 6 sets the transmittance of the variable neutral density filter 36 to a predetermined reference value, and enters the excimer laser light source 33. The exposure light IL is emitted for a predetermined time, and the amount of the exposure light IL1 incident on the exposure main body 5 via the photoelectric sensor in the optical integrator unit 16A is monitored. In parallel with this, the optical axis deviation control system 22 processes the detection signal of the optical axis monitor system 20, and the positional deviation amounts ΔX, ΔY and the inclination angles ΔθX, ΔθY of the exposure light IL1 incident on the exposure main body 5 are obtained. And the result is supplied to the main control system 6.

次のステップ１０３において、主制御系６は、計測された露光光の位置ずれ量及び傾斜角が許容範囲内かどうかを判定する。それらが許容範囲である場合には、動作はステップ１０４に移行して、主制御系６は光軸ずれ制御系２２を介して、可動ミラー３９及び４４の微動機構４３，４８の駆動量がそれぞれの補正レンジ（駆動ストローク）の８０％以内かどうかを判定する。それらの駆動量がともに補正レンジ内である場合には、動作はステップ１２０以下の光軸のトラッキング動作に移行する。一方、ステップ１０４において、それらの駆動量の少なくとも一方が補正レンジの８０％を超えている場合には、動作は後述のステップ１０８に移行する。また、ステップ１０３において、位置ずれ量及び傾斜角の少なくとも一方が許容範囲内でない場合には、動作はステップ１０５に移行して、主制御系６は光軸ずれ制御系２２に可動ミラー３９及び４４を駆動するように制御コマンドを出力する。これに応じて主に光軸ずれ制御系２２は、以下の動作を実行する。即ち、上記の連立方程式（３Ａ），（３Ｂ）及び（４Ａ），（４Ｂ）を解くことによって、その位置ずれ量ΔＸ，ΔＹ及び傾斜角ΔθＸ，ΔθＹに対応する可動ミラー３９の反射面の角度（ΔθＸ１，ΔθＹ１）及び可動ミラー４４の反射面の角度（ΔθＸ２，ΔθＹ２）が求められる。これらの角度の符号を反転した角度が、可動ミラー３９及び４４の駆動機構による駆動量となる。但し、この段階では、このように計算された駆動量は、微動機構４３，４８による駆動量であるとみなす。   In the next step 103, the main control system 6 determines whether or not the measured positional deviation amount and inclination angle of the exposure light are within an allowable range. If they are within the allowable range, the operation proceeds to step 104, and the main control system 6 drives the fine movement mechanisms 43 and 48 of the movable mirrors 39 and 44 through the optical axis deviation control system 22, respectively. It is determined whether it is within 80% of the correction range (drive stroke). If these drive amounts are both within the correction range, the operation shifts to the optical axis tracking operation in step 120 and the subsequent steps. On the other hand, if at least one of those drive amounts exceeds 80% of the correction range in step 104, the operation proceeds to step 108 described later. In step 103, if at least one of the positional deviation amount and the tilt angle is not within the allowable range, the operation shifts to step 105, and the main control system 6 moves the optical axis deviation control system 22 to the movable mirrors 39 and 44. A control command is output to drive In response to this, the optical axis deviation control system 22 mainly executes the following operations. That is, by solving the simultaneous equations (3A), (3B) and (4A), (4B), the angle of the reflecting surface of the movable mirror 39 corresponding to the positional deviation amounts ΔX, ΔY and the inclination angles ΔθX, ΔθY. (ΔθX1, ΔθY1) and the angle (ΔθX2, ΔθY2) of the reflecting surface of the movable mirror 44 are obtained. The angle obtained by reversing the sign of these angles is the drive amount by the drive mechanism of the movable mirrors 39 and 44. However, at this stage, the driving amount calculated in this way is regarded as the driving amount by the fine movement mechanisms 43 and 48.

次のステップ１０６において、光軸ずれ制御系２２は、ステップ１０５で計算された駆動量だけ微動機構４３，４８を駆動して、可動ミラー３９，４４の反射面の姿勢を制御する。次のステップ１０７において、主制御系２２は、駆動後の微動機構４３，４８の駆動量がそれぞれの補正レンジの８０％以下であるかどうかを判定する。その駆動量の少なくとも一方がその補正レンジの８０％を超えると判定されたときには、動作はステップ１０８に移行して、主制御系６は、２つの可動ミラー３９，４４の粗動機構４１，４６の駆動（キャリブレーション）を行うかどうかを判定する。例えば、ステップ１０７における微動機構４３，４８の駆動量が、その補正レンジの８０〜１００％であっても、露光工程によって露光光の光量が少なくてもよいか、又は露光光のテレセントリシィの許容範囲が広いような条件下では、そのままウエハＷの走査露光に移行してもよいと判定できる場合がある。更に、今回の露光を中止するか、又はオペレータの判断を求めることも考えられる。このような場合には、ステップ１１３に移行して、所定処理として露光中止、オペレータコール、又はそのまま図８のステップ１２０以下の光軸のトラッキング動作に移行するなどの処理を行う。   In the next step 106, the optical axis deviation control system 22 drives the fine movement mechanisms 43 and 48 by the driving amount calculated in step 105 to control the posture of the reflecting surfaces of the movable mirrors 39 and 44. In the next step 107, the main control system 22 determines whether or not the driving amounts of the fine movement mechanisms 43 and 48 after driving are 80% or less of the respective correction ranges. When it is determined that at least one of the driving amounts exceeds 80% of the correction range, the operation proceeds to step 108, and the main control system 6 performs coarse movement mechanisms 41, 46 of the two movable mirrors 39, 44. It is determined whether or not driving (calibration) is performed. For example, even if the driving amount of the fine movement mechanisms 43 and 48 in step 107 is 80 to 100% of the correction range, the amount of exposure light may be small depending on the exposure process, or the telecentricity of the exposure light Under conditions where the allowable range is wide, it may be determined that the wafer W may be shifted to scanning exposure as it is. Furthermore, it is conceivable that the current exposure is stopped or an operator's judgment is requested. In such a case, the process proceeds to step 113, and a predetermined process such as exposure stop, operator call, or the process of shifting to the optical axis tracking operation after step 120 in FIG.

また、ステップ１０８で、粗動機構４１，４６の駆動を行うと判定された場合には、ステップ１０９に移行して、主制御系６は光軸ずれ制御系２２を介して２つの可動ミラー３９，４４の微動機構４３，４８の駆動量をそれぞれの補正レンジ（駆動ストローク）のほぼ中央に設定する。更に、再び露光光の位置ずれ量及び傾斜角を計測した後、ステップ１０５と同様に、主に光軸ずれ制御系２２は、上記の連立方程式（３Ａ），（３Ｂ）及び（４Ａ），（４Ｂ）を解くことによって、露光光の位置ずれ量及び傾斜角に対応する可動ミラー３９の反射面の角度及び可動ミラー４４の反射面の角度を求める。これらの角度の符号を反転した角度が、可動ミラー３９及び４４の駆動機構による駆動量となる。但し、今回計算された駆動量は、粗動機構４１，４６による駆動量であるとみなす。次に、ステップ１１０に移行して、ステップ１０９で計算された粗動機構４１，４６の駆動量は、それぞれの補正レンジ（駆動ストローク）内かどうかが判定される。そして、その駆動量が粗動機構４１，４６の補正レンジを超える場合には、ステップ１１２に移行してオペレータコールが行われ、必要に応じて可動ミラー３９，４４の調整等が行われる。   If it is determined in step 108 that the coarse movement mechanisms 41 and 46 are to be driven, the process proceeds to step 109 where the main control system 6 passes the two movable mirrors 39 via the optical axis deviation control system 22. , 44 are set to approximately the center of their respective correction ranges (drive strokes). Furthermore, after measuring the positional deviation amount and the inclination angle of the exposure light again, the optical axis deviation control system 22 mainly performs the simultaneous equations (3A), (3B) and (4A), ( By solving 4B), the angle of the reflecting surface of the movable mirror 39 and the angle of the reflecting surface of the movable mirror 44 corresponding to the positional deviation amount and the tilt angle of the exposure light are obtained. The angle obtained by reversing the sign of these angles is the drive amount by the drive mechanism of the movable mirrors 39 and 44. However, the drive amount calculated this time is regarded as the drive amount by the coarse movement mechanisms 41 and 46. Next, the process proceeds to step 110, where it is determined whether or not the driving amounts of the coarse movement mechanisms 41 and 46 calculated in step 109 are within the respective correction ranges (driving strokes). If the drive amount exceeds the correction range of the coarse movement mechanisms 41 and 46, the process proceeds to step 112 where an operator call is made, and adjustment of the movable mirrors 39 and 44 is performed as necessary.

また、ステップ１１０で、駆動量が粗動機構４１，４６の補正レンジ内である場合には、ステップ１１１に移行して、光軸ずれ制御系２２は、ステップ１０９で計算された駆動量だけ粗動機構４１，４６を駆動して、可動ミラー３９，４４の反射面の姿勢を制御する。その後、動作はステップ１０２に戻り、光量チェック、並びに光軸モニタ系２０を用いた露光光の位置ずれ量及び傾斜角の計測が行われ、それに続くステップ１０３でそれらの位置ずれ量及び傾斜角が許容範囲である場合には、動作はステップ１０４に移行する。また、ステップ１０７で、ステップ１０６で駆動された微動機構４３，４８の駆動量がそれぞれの補正レンジの８０％以下であると判定されたときには、動作はステップ１０２を経てステップ１０３に移行し、計測された露光光の位置ずれ量及び傾斜角が許容範囲である場合には、動作はステップ１０４に移行し、更にはステップ１２０以下の光軸のトラッキングに移行する。   If the drive amount is within the correction range of the coarse movement mechanisms 41 and 46 at step 110, the process proceeds to step 111, where the optical axis deviation control system 22 is coarse by the drive amount calculated at step 109. The moving mechanisms 41 and 46 are driven to control the postures of the reflecting surfaces of the movable mirrors 39 and 44. Thereafter, the operation returns to step 102, where the amount of displacement and the tilt angle of the exposure light using the light amount check and the optical axis monitor system 20 are measured, and in step 103, the position displacement amount and the tilt angle are determined. If it is within the allowable range, the operation proceeds to step 104. If it is determined in step 107 that the driving amounts of the fine movement mechanisms 43 and 48 driven in step 106 are 80% or less of the respective correction ranges, the operation proceeds to step 103 through step 102 and measurement is performed. When the positional deviation amount and the tilt angle of the exposure light thus performed are within the allowable range, the operation proceeds to step 104, and further proceeds to tracking of the optical axis after step 120.

このように本例では、露光開始前の段階では、原則として可動ミラー３９，４４の微動機構４３，４８の駆動量が補正レンジの８０％以内に収まるように粗動機構４１，４６を駆動しているため、走査露光時には微動機構４３，４８のみを用いて高速に可動ミラー３９，４４を制御して、露光本体部５に入射する露光光ＩＬ１の位置及び角度を所望の状態に制御できる。なお、ステップ１１１での粗動機構４１，４６の駆動の代わりに、制御を容易にするために、例えば第１の可動ミラー３９（第１の反射部材）の粗動機構４１のみを駆動してもよい。   Thus, in this example, before the start of exposure, as a general rule, the coarse movement mechanisms 41 and 46 are driven so that the drive amounts of the fine movement mechanisms 43 and 48 of the movable mirrors 39 and 44 are within 80% of the correction range. Therefore, at the time of scanning exposure, the position and angle of the exposure light IL1 incident on the exposure main body 5 can be controlled to a desired state by controlling the movable mirrors 39 and 44 at high speed using only the fine movement mechanisms 43 and 48. Instead of driving the coarse movement mechanisms 41 and 46 in step 111, for example, only the coarse movement mechanism 41 of the first movable mirror 39 (first reflecting member) is driven to facilitate control. Also good.

次に、図８のステップ１２０の光軸トラッキング動作に移行したときには、図１の主制御系６の制御のもとで、可変減光フィルタ３６の透過率が所定値に設定される。次のステップ１２１において、エキシマレーザ光源３３の発光が開始され、露光本体部５においてレチクルステージ１３及びウエハステージ８を同期して駆動することによってウエハＷに対する走査露光が開始される。次のステップ１２２において、光軸ずれ制御系２２は、光軸モニタ系２０の検出信号を処理して、露光本体部５に入射する露光光ＩＬ１の位置ずれ量ΔＸ，ΔＹ及び傾斜角ΔθＸ，ΔθＹを求める。次のステップ１２３において、光軸ずれ制御系２２は、ステップ１０５と同様にその位置ずれ量ΔＸ，ΔＹ及び傾斜角ΔθＸ，ΔθＹに対応する可動ミラー３９，４４の反射面の角度（ΔθＸ１，ΔθＹ１）及び（ΔθＸ２，ΔθＹ２）を求める。これらの角度の符号を反転した角度が、可動ミラー３９，４４の駆動機構による駆動量となる。次のステップ１２４において、その計算された駆動量だけ、微動機構４３，４８を介して可動ミラー３９，４４の角度が制御される。   Next, when shifting to the optical axis tracking operation of step 120 in FIG. 8, the transmittance of the variable neutral density filter 36 is set to a predetermined value under the control of the main control system 6 in FIG. In the next step 121, the excimer laser light source 33 starts to emit light, and the exposure main body 5 drives the reticle stage 13 and the wafer stage 8 synchronously to start scanning exposure on the wafer W. In the next step 122, the optical axis deviation control system 22 processes the detection signal of the optical axis monitor system 20, and the positional deviation amounts ΔX, ΔY and the inclination angles ΔθX, ΔθY of the exposure light IL1 incident on the exposure main body unit 5. Ask for. In the next step 123, the optical axis deviation control system 22, similar to step 105, the angle (ΔθX1, ΔθY1) of the reflecting surface of the movable mirrors 39, 44 corresponding to the positional deviation amounts ΔX, ΔY and the inclination angles ΔθX, ΔθY. And (ΔθX2, ΔθY2) are obtained. The angle obtained by reversing the sign of these angles is the drive amount by the drive mechanism of the movable mirrors 39 and 44. In the next step 124, the angles of the movable mirrors 39 and 44 are controlled via the fine movement mechanisms 43 and 48 by the calculated drive amount.

この際に、本例では、原則としてステップ１２１の段階では、微動機構４３，４８の駆動量は補正レンジの８０％以内に収まっているため、ステップ１２４における駆動量は、通常は微動機構４３，４８の補正レンジ内に収まっている。なお、ステップ１２３で計算された駆動量が、微動機構４３，４８の補正レンジから外れる場合には、ステップ１２４における微動機構４３，４８の駆動量は、補正レンジの上限又は下限でその駆動量に近い値とすればよい。   At this time, in this example, as a general rule, the driving amount of the fine movement mechanisms 43 and 48 is within 80% of the correction range at the stage of step 121. Therefore, the driving amount in step 124 is usually the fine movement mechanism 43, 48. It is within 48 correction ranges. When the drive amount calculated in step 123 is out of the correction range of fine movement mechanisms 43 and 48, the drive amount of fine movement mechanisms 43 and 48 in step 124 is set to the drive amount at the upper limit or lower limit of the correction range. A close value may be used.

次のステップ１２５において、ウエハＷへの走査露光が終了したかどうかを判定し、走査露光が終了していないときには、動作はステップ１２２に戻り、上記の露光光の位置ずれ量及び傾斜角の計測、駆動機構の駆動量の計算（ステップ１２３）、及び微動機構４３，４８の駆動（ステップ１２４）が繰り返される。このステップ１２２〜１２４の動作は、ほぼ微動機構４３，４８の応答周波数である数１００Ｈｚ程度で、走査露光中に継続して実行される。   In the next step 125, it is determined whether or not the scanning exposure on the wafer W has been completed. If the scanning exposure has not been completed, the operation returns to step 122 to measure the above-described exposure light positional deviation and tilt angle. The calculation of the driving amount of the driving mechanism (step 123) and the driving of the fine movement mechanisms 43 and 48 (step 124) are repeated. The operations of Steps 122 to 124 are continuously executed during scanning exposure at about several hundred Hz which is the response frequency of the fine movement mechanisms 43 and 48.

ステップ１２５において、ウエハＷに対する走査露光が終了したときには、ステップ１２６で１ロットのウエハへの露光が終了したかどうかが判定され、終了していないときにはステップ１２７でウエハステージ８上のウエハの交換を行った後、ステップ１２１に移行して、微動機構４３，４８による光軸のトラッキングを行った状態でウエハへの走査露光が行われる。そして、ステップ１２６で全部のウエハへの露光が終了した時点でこの露光工程が終了する。   In step 125, when the scanning exposure for the wafer W is completed, it is determined in step 126 whether or not the exposure of one lot of wafers is completed. If not, the wafer on the wafer stage 8 is replaced in step 127. Thereafter, the process proceeds to step 121, where scanning exposure is performed on the wafer in a state where the optical axis is tracked by the fine movement mechanisms 43 and 48. Then, when the exposure of all the wafers is completed in step 126, this exposure process is completed.

このように本例では、粗動機構４１，４６を用いる光軸のキャリブレーションは１ロットの先頭ウエハに対して行うだけであるため、スループットは高く維持されている。そして、ウエハへの走査露光中には、応答速度の速い微動機構４３，４８を介して可動ミラー３９，４４の角度を制御しているため、仮に露光本体部５が僅かに振動しても、それに追従して露光本体部５に入射する露光光ＩＬ１の位置及び角度を制御できる。従って、露光光の光量変動が殆ど無い状態で、かつテレセントリシティを劣化させることなく走査露光が行われるため、レチクルＲのパターン像を高精度にウエハ上に転写することができ、結果として高精度に半導体デバイスを製造できる。なお、本例において、ステップ１２４では、第２の可動ミラー４４（第２の反射部材）の微動機構４８のみを駆動してもよい。これによって、制御が容易になる。   As described above, in this example, the optical axis calibration using the coarse movement mechanisms 41 and 46 is only performed on the first wafer of one lot, so that the throughput is maintained high. During the scanning exposure of the wafer, the angles of the movable mirrors 39 and 44 are controlled via the fine response mechanisms 43 and 48 having a high response speed. Therefore, even if the exposure main body 5 slightly vibrates. Following this, the position and angle of the exposure light IL1 incident on the exposure main body 5 can be controlled. Therefore, since scanning exposure is performed in a state where there is almost no fluctuation in the amount of exposure light and without deteriorating telecentricity, the pattern image of the reticle R can be transferred onto the wafer with high accuracy, resulting in high Semiconductor devices can be manufactured with high accuracy. In this example, in step 124, only the fine movement mechanism 48 of the second movable mirror 44 (second reflecting member) may be driven. This facilitates control.

次に、本発明の第２の実施形態につき図９を参照して説明する。本例は、露光光源と露光本体部とが同じ床上に配置されている投影露光装置に本発明を適用したものである。以下、図９において、図２に対応する部分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。
図９は、本例の投影露光装置の概略構成を示す斜視図であり、この図９において、或る半導体デバイス製造工場の所定の階の床上に、並列にエキシマレーザ光源３３（露光光源）と露光本体部５とが配置されている。エキシマレーザ光源３３と露光本体部５とは互いに異なる防振台上に設置されていてもよい。そして、エキシマレーザ光源３３から射出された露光光ＩＬ（露光ビーム）は、シリンドリカルレンズ系３４，３５、可変減光フィルタ３６を経てミラー部材７０によって−Ｚ方向に反射される。その露光光ＩＬは、反射部材としての第１の可動ミラー３９によって＋Ｘ方向に反射されて反射部材としての第２の可動ミラー４４に入射する。そして、可動ミラー４４で−Ｙ方向に反射された露光光ＩＬは、シリンドリカルレンズ系４９を経てミラー部材５０によって＋Ｚ方向に反射された後、ビームスプリッタ１９に入射する。ビームスプリッタ１９を透過した露光光ＩＬ１は不図示のミラー部材を介して露光本体部５に供給され、ビームスプリッタ１９で反射された露光光ＩＬ２は光軸モニタ系２０に入射して、その位置ずれ量及び傾斜角が計測される。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this example, the present invention is applied to a projection exposure apparatus in which an exposure light source and an exposure main body are arranged on the same floor. Hereinafter, in FIG. 9, portions corresponding to those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
FIG. 9 is a perspective view showing a schematic configuration of the projection exposure apparatus of this example. In FIG. 9, an excimer laser light source 33 (exposure light source) and an excimer laser light source 33 are arranged in parallel on a predetermined floor of a certain semiconductor device manufacturing factory. An exposure main body 5 is disposed. The excimer laser light source 33 and the exposure main body 5 may be installed on different vibration isolation tables. The exposure light IL (exposure beam) emitted from the excimer laser light source 33 is reflected in the −Z direction by the mirror member 70 through the cylindrical lens systems 34 and 35 and the variable neutral density filter 36. The exposure light IL is reflected in the + X direction by the first movable mirror 39 as a reflecting member and enters the second movable mirror 44 as a reflecting member. The exposure light IL reflected in the −Y direction by the movable mirror 44 is reflected in the + Z direction by the mirror member 50 through the cylindrical lens system 49 and then enters the beam splitter 19. The exposure light IL1 transmitted through the beam splitter 19 is supplied to the exposure main body 5 via a mirror member (not shown), and the exposure light IL2 reflected by the beam splitter 19 enters the optical axis monitor system 20 and its position shifts. Quantity and tilt angle are measured.

本例においても、第１の可動ミラー３９の反射面の直交する２軸の周りの角度及びその反射面の法線方向の位置を制御するために粗動機構４１及び微動機構４３が直列に設けられている。更に、第２の可動ミラー４４の反射面の直交する２軸の周りの角度及びその反射面の法線方向の位置を制御するために粗動機構４６及び微動機構４８が直列に設けられている。そして、粗動機構４１，４６及び微動機構４３，４８を介して可動ミラー３９及び４４の反射面の角度を制御することによって、エキシマレーザ光源３３で射出されて露光本体部５に入射する露光光ＩＬ１の位置及び角度を所定の状態に制御できる。これによって、露光本体部５に入射する露光光ＩＬ１の光量損失を少なくできるとともに、テレセントリシティを許容範囲内に維持することができる。また、必要に応じて、可動ミラー３９，４４の反射面を法線方向に移動することによって、露光光ＩＬ１の位置及び角度の制御精度を向上できる。   Also in this example, the coarse movement mechanism 41 and the fine movement mechanism 43 are provided in series to control the angle around the two orthogonal axes of the reflection surface of the first movable mirror 39 and the position of the reflection surface in the normal direction. It has been. Further, a coarse movement mechanism 46 and a fine movement mechanism 48 are provided in series in order to control the angle around the two orthogonal axes of the reflection surface of the second movable mirror 44 and the position in the normal direction of the reflection surface. . Then, by controlling the angles of the reflecting surfaces of the movable mirrors 39 and 44 via the coarse movement mechanisms 41 and 46 and the fine movement mechanisms 43 and 48, the exposure light emitted from the excimer laser light source 33 and incident on the exposure main body 5 The position and angle of IL1 can be controlled to a predetermined state. Thereby, the light loss of the exposure light IL1 incident on the exposure main body 5 can be reduced, and the telecentricity can be maintained within an allowable range. Further, if necessary, the control accuracy of the position and angle of the exposure light IL1 can be improved by moving the reflecting surfaces of the movable mirrors 39 and 44 in the normal direction.

本例においても、２つの可動ミラー３９及び４４の反射面は、露光光ＩＬの光軸の周りに相対的に９０°回転しているため、露光光ＩＬの位置を直交する２方向に平行移動できるとともに、直交する２方向への角度制御も効率的に行うことができる。
なお、上記の実施形態では、図２（Ａ）及び図９に示すように、反射部材としての２つの可動ミラー３９，４４にそれぞれ粗動機構４１，４６と微動機構４３，４８とが備えられている。しかしながら、第１の可動ミラー３９に粗動機構４１のみを設け、第２の可動ミラー４４に微動機構４８のみを設けるようにしてもよい。 Also in this example, since the reflecting surfaces of the two movable mirrors 39 and 44 are rotated by 90 ° around the optical axis of the exposure light IL, the position of the exposure light IL is translated in two orthogonal directions. In addition, the angle control in two orthogonal directions can be performed efficiently.
In the above-described embodiment, as shown in FIGS. 2A and 9, the two movable mirrors 39 and 44 as the reflecting members are provided with coarse movement mechanisms 41 and 46 and fine movement mechanisms 43 and 48, respectively. ing. However, only the coarse movement mechanism 41 may be provided on the first movable mirror 39, and only the fine movement mechanism 48 may be provided on the second movable mirror 44.

また、上記の実施形態では、可動ミラー３９，４４に備えられている駆動機構は、粗動機構４１，４６と微動機構４３，４８とから構成されているが、例えば微動機構４３，４８の補正レンジを広くできる場合には、可動ミラー３９，４４にそれぞれ微動機構４３，４８のみを設けるだけでもよい。
また、上記の実施形態では、エキシマレーザ光源３３（露光光源）と露光本体部５との間に反射部材としての２つの可動ミラー３９，４４が配置されているが、エキシマレーザ光源３３と露光本体部５との間に３個以上の可動ミラー（駆動機構が設けられた反射部材）を配置してもよい。これによって、露光光源と露光本体部５とのレイアウトの自由度を更に高めることができる。 In the above embodiment, the drive mechanism provided in the movable mirrors 39 and 44 includes the coarse movement mechanisms 41 and 46 and the fine movement mechanisms 43 and 48. For example, correction of the fine movement mechanisms 43 and 48 is performed. When the range can be widened, only the fine movement mechanisms 43 and 48 may be provided on the movable mirrors 39 and 44, respectively.
In the above embodiment, the two movable mirrors 39 and 44 as reflecting members are disposed between the excimer laser light source 33 (exposure light source) and the exposure main body 5. Three or more movable mirrors (reflecting members provided with a driving mechanism) may be disposed between the unit 5 and the unit 5. Thereby, the degree of freedom of layout between the exposure light source and the exposure main body 5 can be further increased.

逆に、例えばエキシマレーザ光源３３（露光光源）と露光本体部５との間の光路が短いような場合には、エキシマレーザ光源３３と露光本体部５との間に可動ミラー３９又は４４の一方（粗動機構及び微動機構の設けられた反射部材）のみを配置してもよい。
また、上記の実施形態では、モニタ装置としての光軸モニタ系２０は、入射する露光光ＩＬ２の位置及び角度の両方を計測しているが、光軸モニタ系２０は、入射する露光光ＩＬ２の位置及び角度の少なくとも一方を計測するだけでもよい。 On the other hand, for example, when the optical path between the excimer laser light source 33 (exposure light source) and the exposure main body 5 is short, one of the movable mirrors 39 or 44 is provided between the excimer laser light source 33 and the exposure main body 5. Only the reflection member provided with the coarse movement mechanism and the fine movement mechanism may be disposed.
In the above-described embodiment, the optical axis monitor system 20 as a monitoring device measures both the position and angle of the incident exposure light IL2, but the optical axis monitor system 20 detects the incident exposure light IL2. It is only necessary to measure at least one of the position and the angle.

なお、上記の実施の形態は、本発明を走査露光型の投影露光装置に適用したものであるが、本発明は一括露光型の投影露光装置（ステッパー）で露光本体部と露光光源とが分離して配置されているような場合、又はプロキシミティ方式の露光装置で露光本体部（露光ビームで第１物体（レチクル）を介して第２物体（ウエハ）を露光する部分）と露光光源とが分離して配置されているような場合にも適用することができる。   In the above embodiment, the present invention is applied to a scanning exposure type projection exposure apparatus. However, the present invention is a batch exposure type projection exposure apparatus (stepper) in which an exposure main body and an exposure light source are separated. Or a proximity type exposure apparatus, the exposure main body (the portion that exposes the second object (wafer) through the first object (reticle) with the exposure beam) and the exposure light source The present invention can also be applied to a case where they are arranged separately.

また、上記の実施の形態の投影露光装置は、複数のレンズから構成される照明光学系、投影光学系を露光装置本体に組み込み光学調整をして、多数の機械部品からなるレチクルステージやウエハステージを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、更に総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより製造することができる。なお、その露光装置の製造は温度及びクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。   Further, the projection exposure apparatus of the above-described embodiment includes an illumination optical system composed of a plurality of lenses, a projection optical system incorporated in the exposure apparatus main body, optical adjustment, and a reticle stage and wafer stage made up of a large number of mechanical parts. Is attached to the exposure apparatus main body, wiring and piping are connected, and further comprehensive adjustment (electrical adjustment, operation check, etc.) is performed. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.

更に、上記の実施の形態の投影露光装置を用いてウエハ上に半導体デバイスを製造する場合、この半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、このステップに基づいたレチクルを製造するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、上記の実施の形態の投影露光装置によりアライメントを行ってレチクルのパターンをウエハに露光するステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、及び検査ステップ等を経て製造される。   Further, when a semiconductor device is manufactured on a wafer using the projection exposure apparatus of the above-described embodiment, the semiconductor device includes a step of designing a function / performance of the device, a step of manufacturing a reticle based on this step, A step of manufacturing a wafer from a silicon material, a step of performing alignment with the projection exposure apparatus of the above-described embodiment and exposing a pattern of a reticle onto the wafer, a device assembly step (including a dicing process, a bonding process, and a packaging process), and Manufactured through inspection steps.

なお、本発明の露光装置の用途としては半導体デバイス製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくは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。   Note that the use of the exposure apparatus of the present invention is not limited to the exposure apparatus for manufacturing semiconductor devices. For example, the exposure for a display apparatus such as a liquid crystal display element formed on a square glass plate or a plasma display. The present invention can also be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing various devices such as an apparatus, an image sensor (CCD, etc.), a micromachine, 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.

更に、本発明は露光ビームとして、紫外光のみならず、Ｘ線や荷電粒子線等を使用する露光装置にも適用できるのは明きらかである。このように、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。   Further, it is apparent that the present invention can be applied not only to ultraviolet light but also to an exposure apparatus that uses an X-ray, a charged particle beam or the like as an exposure beam. Thus, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various configurations can be taken without departing from the gist of the present invention.

本発明のデバイス製造方法によれば、デバイス製造工場におけるレイアウトの自由度を高めることができるとともに、露光ビームの利用効率を高く維持することができ、デバイスの製造コストを低減できる。   According to the device manufacturing method of the present invention, the degree of freedom of layout in the device manufacturing factory can be increased, the use efficiency of the exposure beam can be maintained high, and the device manufacturing cost can be reduced.

本発明の第１の実施形態で使用される投影露光装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the projection exposure apparatus used in the 1st Embodiment of this invention. （Ａ）は図１中の送光光学系を簡略化して示す斜視図、（Ｂ）は図２（Ａ）のビームスプリッタ１９の位置における露光光の位置ずれ量及び傾斜角を示す図である。1A is a simplified perspective view showing a light transmission optical system in FIG. 1, and FIG. 2B is a diagram showing a positional deviation amount and an inclination angle of exposure light at a position of a beam splitter 19 in FIG. . （Ａ）は図１中の可動ミラー３９の駆動機構を示す側面図、（Ｂ）は図３（Ａ）のＢＢ線に沿う断面図、（Ｃ）は図３（Ａ）のＣＣ線に沿う断面図である。(A) is a side view showing a drive mechanism of the movable mirror 39 in FIG. 1, (B) is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 3 (A), and (C) is taken along line CC in FIG. 3 (A). It is sectional drawing. （Ａ）は図３（Ａ）の可動ミラー３９の駆動機構を簡略化して示す側面図、（Ｂ）は図４（Ａ）のＢ方向から見た図である。FIG. 4A is a side view showing the drive mechanism of the movable mirror 39 in FIG. 3A in a simplified manner, and FIG. 4B is a view seen from the B direction in FIG. （Ａ）は露光光源と露光本体部との間の２つの可動ミラーの配置の第１の変形例を示す図、（Ｂ）はその２つの可動ミラーの配置の第２の変形例を示す図である。(A) is a figure which shows the 1st modification of arrangement | positioning of two movable mirrors between an exposure light source and an exposure main-body part, (B) is a figure which shows the 2nd modification of arrangement | positioning of the two movable mirrors. It is. 図２（Ａ）中の光軸モニタ系２０の構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structural example of the optical axis monitor system 20 in FIG. 本発明の実施形態において露光光の光軸を制御する動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the operation | movement which controls the optical axis of exposure light in embodiment of this invention. 図７に続く露光光の制御動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control operation | movement of the exposure light following FIG. 本発明の第２の実施形態で使用される投影露光装置を簡略化して示す斜視図である。It is a perspective view which simplifies and shows the projection exposure apparatus used in the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１，２…床、５…露光本体部、６…主制御系、８…ウエハステージ、Ｗ…ウエハ、Ｒ…レチクル、ＰＬ…投影光学系、１３…レチクルステージ、１５…照明光学系、２０…光軸モニタ系、２２…光軸ずれ制御系、３３…エキシマレーザ光源、３４，３５，４９…シリンドリカルレンズ系、３６…可変減光フィルタ、３９，４４…可動ミラー、４１，４６…粗動機構、４３，４８…微動機構、６８Ａ，６８Ｂ…位置モニタ、６９Ａ，６９Ｂ…角度モニタ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 ... Floor, 5 ... Exposure main-body part, 6 ... Main control system, 8 ... Wafer stage, W ... Wafer, R ... Reticle, PL ... Projection optical system, 13 ... Reticle stage, 15 ... Illumination optical system, 20 ... Optical axis monitor system, 22 ... Optical axis deviation control system, 33 ... Excimer laser light source, 34, 35, 49 ... Cylindrical lens system, 36 ... Variable attenuation filter, 39, 44 ... Movable mirror, 41, 46 ... Coarse motion mechanism 43, 48 ... fine movement mechanism, 68A, 68B ... position monitor, 69A, 69B ... angle monitor

Claims (16)

露光ビームを発生する露光光源と、前記露光ビームで第１物体を照明し、前記露光ビームで前記第１物体を介して第２物体を露光する露光本体部とを有する露光装置において、
前記露光光源で発生された前記露光ビームを順次反射させて前記露光本体部に導くように配置された複数の反射部材と、
前記露光ビームの位置及び角度の少なくとも一方の情報を求めるモニタ装置と、
前記モニタ装置で求められた情報に基づいて前記複数の反射部材のそれぞれの反射面の姿勢を制御する駆動機構とを有することを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus comprising: an exposure light source that generates an exposure beam; and an exposure main body that illuminates a first object with the exposure beam and exposes a second object through the first object with the exposure beam.
A plurality of reflecting members arranged to sequentially reflect the exposure beam generated by the exposure light source and guide the exposure beam to the exposure main body;
A monitor device for obtaining information on at least one of the position and angle of the exposure beam;
An exposure apparatus comprising: a drive mechanism that controls the postures of the reflecting surfaces of the plurality of reflecting members based on information obtained by the monitor device. 前記駆動機構は、前記複数の反射部材のうちの第１の反射部材の反射面の姿勢を低速にかつ大まかに制御する粗動機構と、前記複数の反射部材のうちの第２の反射部材の反射面の姿勢を高速にかつ狭い範囲で制御する微動機構とを有することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。 The drive mechanism includes a coarse movement mechanism that controls the posture of the reflection surface of the first reflection member of the plurality of reflection members at a low speed and a second reflection member of the plurality of reflection members. The exposure apparatus according to claim 1, further comprising a fine movement mechanism that controls the posture of the reflecting surface at high speed in a narrow range. 前記駆動機構は、前記複数の反射部材のそれぞれに備えられて、対応する反射面の姿勢を粗調整する複数の粗動機構と、前記反射面の姿勢を微調整する複数の微動機構とを有することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。 The drive mechanism is provided in each of the plurality of reflecting members, and includes a plurality of coarse movement mechanisms that roughly adjust the posture of the corresponding reflection surface, and a plurality of fine movement mechanisms that finely adjust the posture of the reflection surface. The exposure apparatus according to claim 1, wherein: 前記粗動機構は、対応する前記反射面の交差する２軸の周りの傾斜角を制御し、
前記微動機構は、対応する前記反射面の法線方向の位置と、前記反射面の交差する２軸の周りの傾斜角とを制御することを特徴とする請求項２又は３に記載の露光装置。 The coarse movement mechanism controls an inclination angle around two intersecting axes of the corresponding reflecting surfaces,
4. The exposure apparatus according to claim 2, wherein the fine movement mechanism controls a position in a normal direction of the corresponding reflecting surface and an inclination angle about two axes intersecting the reflecting surface. 5. . 前記複数の反射部材のうちの２つの反射部材の反射面は、光軸の周りの相対的な回転角が実質的に９０°であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の露光装置。 5. The reflection surface of two reflection members of the plurality of reflection members has a relative rotation angle around the optical axis of substantially 90 °. The exposure apparatus described in 1. 露光ビームを発生する露光光源と、前記露光ビームで第１物体を照明し、前記露光ビームで前記第１物体を介して第２物体を露光する露光本体部とを有する露光装置において、
前記露光光源で発生された前記露光ビームを反射して、前記露光ビームを前記露光本体部に導くように配置された反射部材と、
前記露光ビームの位置及び角度の少なくとも一方の情報を求めるモニタ装置と、
前記反射部材の反射面の姿勢を粗調整する粗動機構と、前記反射面の姿勢を微調整する微動機構とを備え、前記モニタ装置で求められた情報に基づいて動作する駆動機構と、
を有することを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus comprising: an exposure light source that generates an exposure beam; and an exposure main body that illuminates a first object with the exposure beam and exposes a second object through the first object with the exposure beam.
A reflecting member arranged to reflect the exposure beam generated by the exposure light source and guide the exposure beam to the exposure main body;
A monitor device for obtaining information on at least one of the position and angle of the exposure beam;
A drive mechanism that operates based on information obtained by the monitor device, comprising a coarse movement mechanism that coarsely adjusts the posture of the reflection surface of the reflection member, and a fine movement mechanism that finely adjusts the posture of the reflection surface;
An exposure apparatus comprising: 前記粗動機構と前記微動機構とは直列的に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to claim 6, wherein the coarse movement mechanism and the fine movement mechanism are arranged in series. 前記モニタ装置は、前記露光本体部に入射する前記露光ビームの光軸に垂直な面内の交差する２方向の位置、及び前記露光ビームの交差する２軸の周りの傾斜角の情報を求めることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の露光装置。 The monitor device obtains information on the positions in two intersecting directions in a plane perpendicular to the optical axis of the exposure beam incident on the exposure main body and the tilt angle around the two intersecting axes of the exposure beam. An exposure apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein 前記モニタ装置は、前記露光ビームを交差する２方向で互いに独立に受光する第１の１対のラインセンサと、前記露光ビームを集光する集光光学系と、該集光光学系で集光された前記露光ビームを交差する２方向で互いに独立に受光する第２の１対のラインセンサとを有することを特徴とする請求項８に記載の露光装置。 The monitor device includes a first pair of line sensors that receive light independently of each other in two directions intersecting the exposure beam, a condensing optical system that condenses the exposure beam, and condensing with the condensing optical system. 9. The exposure apparatus according to claim 8, further comprising: a second pair of line sensors that receive the exposure beams that are independently received in two directions intersecting each other. 前記露光光源と前記露光本体部との間の前記露光ビームは、実質的に平行ビームであることを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure beam between the exposure light source and the exposure main body is a substantially parallel beam. 前記露光光源と前記露光本体部とは互いに異なる階の床上に設置されることを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 10, wherein the exposure light source and the exposure main body are installed on different floors. 露光光源からの露光ビームを露光本体部へ導き、該露光ビームで第１物体を照明するとともに、前記第１物体を介して第２物体を露光する露光方法において、
前記第２物体の露光開始時に、前記露光ビームの位置及び角度の少なくとも一方の情報を求め、該情報に基づき、前記露光光源からの前記露光ビームを前記露光本体部に導くために配置された第１反射部材を駆動して、前記露光本体部に入射する前記露光ビームの位置及び角度の少なくとも一方を粗調整する第１工程と、
前記第２物体の露光中に、前記露光ビームの位置及び角度の少なくとも一方の情報を求め、該情報に基づき、第２反射部材を駆動して、前記露光本体部に入射する前記露光ビームの位置及び角度の少なくとも一方を微調整する第２工程と、
を有することを特徴とする露光方法。 In an exposure method for guiding an exposure beam from an exposure light source to an exposure main body, illuminating a first object with the exposure beam, and exposing a second object through the first object,
At the start of exposure of the second object, information on at least one of the position and angle of the exposure beam is obtained, and based on the information, a first beam arranged to guide the exposure beam from the exposure light source to the exposure main body section. A first step of driving one reflecting member to roughly adjust at least one of the position and angle of the exposure beam incident on the exposure main body;
During exposure of the second object, information on at least one of the position and angle of the exposure beam is obtained, and the position of the exposure beam incident on the exposure main body by driving the second reflecting member based on the information. And a second step of finely adjusting at least one of the angles;
An exposure method comprising: 前記第１反射部材を駆動する駆動機構は、前記第１反射部材の反射面の姿勢を低速にかつ大まかに制御する粗動機構を備え、
前記第２反射部材を駆動する駆動機構は、前記第２反射部材の反射面の姿勢を、前記粗動機構よりも高速にかつ高精度に制御する微動機構を備え、
前記第１工程では、前記粗動機構を駆動して、前記露光ビームの位置及び角度の少なくとも一方を前記微動機構による調整可能範囲内に追い込み、
前記第２工程では、前記粗動機構を使うことなしに、前記微動機構により前記露光ビームの位置及び角度の少なくとも一方を微調整することを特徴とする請求項１２に記載の露光方法。 The drive mechanism that drives the first reflecting member includes a coarse movement mechanism that controls the posture of the reflecting surface of the first reflecting member at a low speed and roughly,
The driving mechanism for driving the second reflecting member includes a fine movement mechanism that controls the posture of the reflecting surface of the second reflecting member at a higher speed and with higher accuracy than the coarse movement mechanism,
In the first step, the coarse movement mechanism is driven to drive at least one of the position and angle of the exposure beam into an adjustable range by the fine movement mechanism,
13. The exposure method according to claim 12, wherein in the second step, at least one of a position and an angle of the exposure beam is finely adjusted by the fine movement mechanism without using the coarse movement mechanism. 前記第１反射部材と前記第２反射部材とは、同一の部材であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の露光方法。 The exposure method according to claim 10 or 11, wherein the first reflecting member and the second reflecting member are the same member. 前記第２工程では、前記第２物体と前記第１物体とを前記露光ビームに対して同期して移動することによって、前記第２物体を走査露光することを特徴とする請求項１２〜１４の何れか一項に記載の露光方法。 15. In the second step, the second object is scanned and exposed by moving the second object and the first object in synchronization with the exposure beam. The exposure method according to any one of the above. リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、
前記リソグラフィ工程で請求項１〜１１のいずれか一項に記載の露光装置を用いてパターンを感光体に転写することを特徴とするデバイス製造方法。 A device manufacturing method including a lithography process,
A device manufacturing method, wherein a pattern is transferred to a photoreceptor using the exposure apparatus according to claim 1 in the lithography process.
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