JP2008047745A - Optical illumination apparatus, exposure apparatus and device manufacturing method - Google Patents
Optical illumination apparatus, exposure apparatus and device manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008047745A JP2008047745A JP2006222907A JP2006222907A JP2008047745A JP 2008047745 A JP2008047745 A JP 2008047745A JP 2006222907 A JP2006222907 A JP 2006222907A JP 2006222907 A JP2006222907 A JP 2006222907A JP 2008047745 A JP2008047745 A JP 2008047745A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- illumination
- optical
- light
- illumination system
- pupil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
本発明は、照明光学装置、露光装置、およびデバイス製造方法に関し、特に半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のデバイスをリソグラフィー工程で製造するための露光装置に好適な照明光学装置に関するものである。 The present invention relates to an illumination optical apparatus, an exposure apparatus, and a device manufacturing method, and more particularly to an illumination optical apparatus suitable for an exposure apparatus for manufacturing devices such as semiconductor elements, imaging elements, liquid crystal display elements, and thin film magnetic heads in a lithography process. It is about.
半導体素子等を製造するためのフォトリソグラフィー工程において、マスク(またはレチクル)のパターン像を、投影光学系を介して、感光性基板(フォトレジストが塗布されたウェハ、ガラスプレート等)上に投影露光する露光装置が使用されている。通常の露光装置では、1種類のパターンを感光性基板上の1つのショット領域(単位露光領域)に形成している。 In a photolithography process for manufacturing a semiconductor element or the like, a pattern image of a mask (or reticle) is projected and exposed onto a photosensitive substrate (a wafer coated with a photoresist, a glass plate, etc.) via a projection optical system. An exposure apparatus is used. In a normal exposure apparatus, one type of pattern is formed in one shot area (unit exposure area) on the photosensitive substrate.
これに対し、スループットを向上させるために、2種類のパターンを感光性基板上の同一ショット領域に重ね焼きして1つの合成パターンを形成する二重露光方式が提案されている(特許文献1を参照)。 On the other hand, in order to improve the throughput, a double exposure method has been proposed in which two types of patterns are overprinted on the same shot region on the photosensitive substrate to form one composite pattern (see Patent Document 1). reference).
二重露光方式の露光装置では、2つの領域を個別に照明すること、例えば転写パターンの特性に応じた所要の照明条件で個別に照明することが重要である。一方、マスク上の照度を均一化し、ひいては感光性基板上の照度を均一化するためのオプティカルインテグレータとして、フライアイレンズやマイクロフライアイレンズのような波面分割型のオプティカルインテグレータ以外に、ロッドインテグレータのような内面反射型のオプティカルインテグレータが知られている。 In the double exposure type exposure apparatus, it is important to individually illuminate the two regions, for example, individually under the required illumination conditions according to the characteristics of the transfer pattern. On the other hand, as an optical integrator for uniformizing the illuminance on the mask and thus the illuminance on the photosensitive substrate, in addition to the wavefront division type optical integrator such as the fly-eye lens and the micro fly-eye lens, Such an internal reflection type optical integrator is known.
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、並列配置された2つの内面反射型のオプティカルインテグレータを用いて、2つの領域を所要の照明条件で個別に照明することのできる照明光学装置を提供することを目的とする。また、本発明は、2つの領域を所要の照明条件で個別に照明する照明光学装置を用いて、二重露光方式により微細パターンを感光性基板に高スループットで露光することのできる露光装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and illumination optics capable of individually illuminating two regions under required illumination conditions using two internal reflection type optical integrators arranged in parallel. An object is to provide an apparatus. The present invention also provides an exposure apparatus that can expose a fine pattern to a photosensitive substrate with a high throughput by a double exposure method using an illumination optical apparatus that individually illuminates two regions under required illumination conditions. The purpose is to do.
前記課題を解決するために、本発明の第1形態では、第1照明領域を照明する第1照明系と、第2照明領域を照明する第2照明系とを備えた照明光学装置であって、
前記第1照明系は、所定の第1断面を有する内面反射型の第1オプティカルインテグレータを有し、
前記第2照明系は、所定の第2断面を有する内面反射型の第2オプティカルインテグレータを有し、
前記第1オプティカルインテグレータの断面の一辺は、前記第2オプティカルインテグレータの断面の隣り合う2つの辺に対して非平行に配置されていることを特徴とする照明光学装置を提供する。
In order to solve the above-described problem, according to a first aspect of the present invention, there is provided an illumination optical apparatus including a first illumination system that illuminates a first illumination area and a second illumination system that illuminates a second illumination area. ,
The first illumination system includes an inner reflection type first optical integrator having a predetermined first cross section,
The second illumination system includes an internal reflection type second optical integrator having a predetermined second cross section,
One side of the cross section of the first optical integrator is arranged non-parallel to two adjacent sides of the cross section of the second optical integrator.
本発明の第2形態では、矩形状の第1照明領域を照明する第1照明系と、矩形状の第2照明領域を照明する第2照明系とを備えた照明光学装置であって、
前記第1照明系は、前記第1照明領域の一辺の方向に対応する第1方向に沿って間隔を隔てた2つの光強度分布と前記第1方向と直交する第2方向に沿って間隔を隔てた2つの光強度分布とからなる4極状の光強度分布を前記第1照明系の照明瞳に形成する第1瞳強度分布形成部材を有し、
前記第2照明系は、前記第1方向と所定角度をなす第3方向に沿って間隔を隔てた2つの光強度分布と前記第3方向と直交する第4方向に沿って間隔を隔てた2つの光強度分布とからなる4極状の光強度分布を前記第2照明系の照明瞳に形成する第2瞳強度分布形成部材を有することを特徴とする照明光学装置を提供する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an illumination optical apparatus that includes a first illumination system that illuminates a rectangular first illumination area, and a second illumination system that illuminates a rectangular second illumination area,
The first illumination system has two light intensity distributions spaced along a first direction corresponding to a direction of one side of the first illumination region and a distance along a second direction orthogonal to the first direction. A first pupil intensity distribution forming member that forms a quadrupole light intensity distribution consisting of two separated light intensity distributions on the illumination pupil of the first illumination system;
The second illumination system includes two light intensity distributions spaced along a third direction that forms a predetermined angle with the first direction, and two spaced apart along a fourth direction orthogonal to the third direction. There is provided an illumination optical apparatus comprising a second pupil intensity distribution forming member that forms a quadrupole light intensity distribution consisting of two light intensity distributions on an illumination pupil of the second illumination system.
本発明の第3形態では、第1形態または第2形態の照明光学装置を備え、該照明光学装置により照明されたパターンを感光性基板に露光することを特徴とする露光装置を提供する。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus comprising the illumination optical apparatus of the first or second aspect, and exposing a pattern illuminated by the illumination optical apparatus onto a photosensitive substrate.
本発明の第4形態では、第3形態の露光装置を用いて、前記パターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
前記露光工程を経た前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法を提供する。
In the fourth embodiment of the present invention, using the exposure apparatus of the third embodiment, an exposure step of exposing the pattern to the photosensitive substrate;
And a developing process for developing the photosensitive substrate that has undergone the exposure process.
本発明の照明光学装置では、並列配置された2つの内面反射型のオプティカルインテグレータを用いて、照明瞳での光強度分布の形状または大きさをパラメータとする所要の照明条件で、2つの領域を個別に照明することができる。したがって、本発明の露光装置では、2つの領域を所要の照明条件で個別に照明する照明光学装置を用いて、二重露光方式により微細パターンを感光性基板に高スループットで露光することができ、ひいては良好なデバイスを高スループットで製造することができる。 In the illumination optical device of the present invention, two regions are formed under required illumination conditions using two internal reflection type optical integrators arranged in parallel as parameters of the shape or size of the light intensity distribution at the illumination pupil. Can be individually illuminated. Therefore, in the exposure apparatus of the present invention, a fine pattern can be exposed to a photosensitive substrate with a high throughput by a double exposure method using an illumination optical apparatus that individually illuminates two regions under a required illumination condition. As a result, a good device can be manufactured with high throughput.
本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。図1は、本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。図1において、感光性基板であるウェハWの法線方向に沿ってY軸を、ウェハWの面内において図1の紙面に平行な方向にZ軸を、ウェハWの面内において図1の紙面に垂直な方向にX軸をそれぞれ設定している。図1を参照すると、本実施形態の露光装置は、露光光(照明光)を供給するための光源1を備えている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a drawing schematically showing a configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the Y axis along the normal direction of the wafer W, which is a photosensitive substrate, the Z axis in the direction parallel to the plane of FIG. 1 in the plane of the wafer W, and the plane of the wafer W in FIG. The X axis is set in the direction perpendicular to the paper surface. Referring to FIG. 1, the exposure apparatus of this embodiment includes a
光源1として、たとえば約193nmの波長を有する光を供給するArFエキシマレーザ光源や約248nmの波長を有する光を供給するKrFエキシマレーザ光源などを用いることができる。光源1から光軸AXに沿って射出された光束は、整形光学系2により所要の断面形状の光束に拡大された後、偏光ビームスプリッター3に入射する。偏光ビームスプリッター3を透過したP偏光の光すなわちY方向に偏光する直線偏光の光は、光路折り曲げ反射鏡4により反射されてZ方向に偏光する直線偏光の光となり、第1照明系の光軸AX1に沿って回折光学素子5Aに入射する。
As the
一方、偏光ビームスプリッター3で反射されたS偏光の光すなわちX方向に偏光する直線偏光の光は、第2照明系の光軸AX2に沿って回折光学素子5Bに入射する。回折光学素子5Aは、マスクM上の第1照明領域IR1を照明する第1照明系の光路に対して挿脱自在に構成され、そのファーフィールドに異なる光強度分布を形成する他の回折光学素子と交換可能に構成されている。回折光学素子5Bは、マスクM上の第2照明領域IR2を照明する第2照明系の光路に対して挿脱自在に構成され、そのファーフィールドに異なる光強度分布を形成する他の回折光学素子と交換可能に構成されている。
On the other hand, S-polarized light reflected by the
以下、説明を簡単にするために、第1照明系の光路中に配置された回折光学素子5Aおよび第2照明系の光路中に配置された回折光学素子5Bがともに4極照明用の回折光学素子であるものとする。回折光学素子5Aで回折された光は、アフォーカルレンズ6を介して、第1照明系のロッドインテグレータ7Aに入射する。回折光学素子5Bで回折された光は、アフォーカルレンズ6を介して、第2照明系のロッドインテグレータ7Bに入射する。なお、アフォーカルレンズ6の瞳位置またはその近傍位置には旋光ユニット8が配置されているが、その構成および作用については後述する。
Hereinafter, for the sake of simplicity, the diffractive
第1照明系と第2照明系とに共通のアフォーカルレンズ6は、前側レンズ群6aの前側焦点位置と回折光学素子5A,5Bの位置とがほぼ一致し且つ後側レンズ群6bの後側焦点位置と一対のロッドインテグレータ7A,7Bの入射面7Aa,7Baの位置とがほぼ一致するように設定されたアフォーカル系(無焦点光学系)である。すなわち、アフォーカルレンズ6は、回折光学素子5A,5Bの回折面とロッドインテグレータ7A,7Bの入射面7Aa,7Baとを光学的に共役にするリレー光学系を構成している。
The
一般に、回折光学素子は、基板に露光光(照明光)の波長程度のピッチを有する段差を形成することによって構成され、入射ビームを所望の角度に回折する作用を有する。一対の回折光学素子5Aおよび5Bは、図2(a)に示すように、照明光学装置の光軸AXを挟んでZ方向に並んで配置されている。第1照明系の回折光学素子5Aは、矩形状の断面を有する平行光束が入射した場合、そのファーフィールド(またはフラウンホーファー回折領域)に十字型4極状の光強度分布を形成する機能を有する。
In general, a diffractive optical element is formed by forming a step having a pitch of the wavelength of exposure light (illumination light) on a substrate, and has a function of diffracting an incident beam to a desired angle. As shown in FIG. 2A, the pair of diffractive
具体的に、回折光学素子5Aに入射したほぼ平行光束は、図2(b)に示すように、アフォーカルレンズ6の瞳面に、第1照明系の光軸AX1を中心としてZ方向に間隔を隔てた2つの光強度分布20a,20cと、光軸AX1を中心としてX方向に間隔を隔てた2つの光強度分布20b,20dとからなる十字型4極状の光強度分布を形成する。光強度分布20a〜20dを形成する光は、図中両方向矢印で示すように、Z方向に偏光するZ方向直線偏光状態である。
Specifically, the substantially parallel light beam incident on the diffractive
第2照明系の回折光学素子5Bは、矩形状の断面を有する平行光束が入射した場合、そのファーフィールド(またはフラウンホーファー回折領域)にX字型4極状の光強度分布を形成する機能を有する。具体的に、回折光学素子5Bに入射したほぼ平行光束は、図2(c)に示すように、アフォーカルレンズ6の瞳面に、第2照明系の光軸AX2を中心として、+Z方向および+X方向と45度をなす方向に間隔を隔てた2つの光強度分布20e,20gと、光軸AX2を中心として、+Z方向および−X方向と45度をなす方向に間隔を隔てた2つの光強度分布20f,20hとからなるX字型4極状の光強度分布を形成する。光強度分布20e〜20hを形成する光は、図中両方向矢印で示すように、X方向に偏光するX方向直線偏光状態である。
The diffractive
ロッドインテグレータ7A,7Bは、照明領域IR1,IR2を照明する光の照度を均一化する内面反射型のオプティカルインテグレータである。ロッドインテグレータ7A,7Bは、例えば石英や蛍石のような光学材料からなる内面反射型のロッドであり、内部と外部との境界面すなわち内面での全反射を利用して集光点を通りロッド入射面に平行な面に沿って内面反射数に応じた数の光源像を形成する。ここで、形成される光源像のほとんどは虚像であるが、中心(集光点)の光源像のみが実像となる。すなわち、図3(a)に示すように、ロッドインテグレータ7A,7Bに入射した光束は内面反射により角度方向に分割され、集光点を通りその入射面7Aa,7Baに平行な面(ロッドインテグレータ7A,7Bの瞳面)に沿って多数の光源像からなる二次光源が形成される。
The
第1照明系のロッドインテグレータ7Aは、図4に示すように、例えば光軸AX1を中心とした矩形状の断面(ひいては矩形状の射出面7Ab)を有し、この矩形状の断面の隣り合う2つの辺がX方向およびZ方向にそれぞれ平行になるような姿勢で位置決めされている。一方、第2照明系のロッドインテグレータ7Bは、図4に示すように、例えば光軸AX2を中心とした正方形状の断面(ひいては正方形状の射出面7Bb)を有し、この正方形状の断面を規定する一対の対角線がX方向およびZ方向にそれぞれ平行になるような姿勢で位置決めされている。換言すれば、ロッドインテグレータ7Bは、通常姿勢で位置決めされたロッドインテグレータ7AをY軸廻りに45度回転させたような回転姿勢で位置決めされている。
As shown in FIG. 4, the
例えばX方向に偏光するX方向直線偏光状態の光がロッドインテグレータ7Aに入射する場合、ロッド内の全反射により位相飛びが発生し、図3(b)の瞳面内偏光分布に示すように、反射面に直角な方向以外では偏光状態が変化する。図3(b)において、両方向矢印は光が矢印方向に偏光する直線偏光状態であることを示し、円は光が円偏光状態であることを示し、楕円は光が楕円偏光状態であることを示している。上述したように、ロッドインテグレータ7Aは矩形状の断面を有し、その反射面はXY平面またはXZ平面に平行である。
For example, when light in the X direction linearly polarized state that is polarized in the X direction is incident on the
したがって、ロッドインテグレータ7Aの瞳面内においてX方向に沿った中央領域(図中の水平中央領域)では光の偏光状態が変化することなくX方向直線偏光状態のままであり、Z方向に沿った中央領域(図中の鉛直中央領域)においても光の偏光状態が変化することなくX方向直線偏光状態のままである。すなわち、ロッドインテグレータ7Aの瞳面内のX方向に沿った中央領域およびZ方向に沿った中央領域では入射光の偏光状態が変化することなく実質的に維持される。一方、ロッドインテグレータ7AをY軸廻りに45度回転させたような姿勢で位置決めされたロッドインテグレータ7Bの瞳面内では、図3(b)におけるX方向に沿った中央領域およびZ方向に沿った中央領域をY軸廻りに45度回転させた領域において入射光の偏光状態が変化することなく実質的に維持される。
Therefore, in the central region (horizontal central region in the figure) along the X direction in the pupil plane of the
こうして、第1照明系のロッドインテグレータ7Aに入射した光束は、図5(a)に示すように、回折光学素子5Aを介した光束がアフォーカルレンズ6の瞳面に形成する十字型4極状の光強度分布20a〜20dに対応して、二次光源として十字型4極状の光強度分布21a〜21dを形成する。一方、第2照明系のロッドインテグレータ7Bに入射した光束は、図5(b)に示すように、回折光学素子5Bを介した光束がアフォーカルレンズ6の瞳面に形成するX字型4極状の光強度分布20e〜20hに対応して、二次光源としてX字型4極状の光強度分布21e〜21hを形成する。なお、十字型4極状の光強度分布21a〜21dおよびX字型4極状の光強度分布21e〜21hを形成する光の偏光状態については後述する。
In this way, the light beam incident on the
ロッドインテグレータ7A,7Bによりその入射側に形成された二次光源21a〜21d,21e〜21hからの光束は、その射出面7Ab,7Bbの近傍に配置されたマスクブラインド9A,9Bを重畳的に照明する。照明視野絞りとしてのマスクブラインド9Aおよび9Bの矩形状の開口部(光透過部)を介した光束は、前側レンズ群10aと後側レンズ群10bとからなる結像光学系10の集光作用を受けた後、マスクM上の第1照明領域IR1および第2照明領域IR2をそれぞれ重畳的に照明する。すなわち、第1照明系と第2照明系とに共通の結像光学系10は、マスクブラインド9Aの矩形状開口部の像を第1照明領域IR1に形成し、マスクブラインド9Bの矩形状開口部の像を第2照明領域IR2に形成する。
The light beams from the
このとき、ロッドインテグレータ7Aからの光束は、前側レンズ群10aと後側レンズ群10bとの間の結像光学系10の瞳面に、図5(a)に示すような十字型4極状の光強度分布を形成する。また、ロッドインテグレータ7Bからの光束は、結像光学系10の瞳面に、図5(b)に示すようなX字型4極状の光強度分布を形成する。なお、図4に示すように、マスクブラインド9Aの開口部9Aaは光軸AX1を中心としてZ方向に細長い矩形状の外形形状を有し、マスクブラインド9Bの開口部9Baは光軸AX2を中心としてZ方向に細長い矩形状の外形形状を有する。マスクブラインド9Aの開口部9Aaおよびマスクブラインド9Bの開口部9Baは、第1照明領域IR1および第2照明領域IR2に対応して互いに同じ大きさを有する。
At this time, the light beam from the
マスクステージMSにより保持されたマスクM上の第1照明領域IR1を通過した第1光束および第2照明領域IR2を通過した第2光束は、投影光学系PLを介して、ウェハステージWSにより保持されたウェハ(感光性基板)W上に、第1照明領域IR1の光により照明されたパターン像および第2照明領域IR2の光により照明されたパターン像を形成する。さらに詳細には、ロッドインテグレータ7Aの入射側の照明瞳(第1照明系の照明瞳)に図5(a)に示すような十字型4極状の光強度分布を形成した第1光束は、結像光学系10の瞳面に同じく十字型4極状の光強度分布を形成した後、図6(a)に示すように、マスクM上においてZ方向に細長く延びる矩形状の第1照明領域IR1を照明する。
The first light flux that has passed through the first illumination region IR1 and the second light flux that has passed through the second illumination region IR2 on the mask M held by the mask stage MS are held by the wafer stage WS via the projection optical system PL. On the wafer (photosensitive substrate) W, a pattern image illuminated by the light in the first illumination region IR1 and a pattern image illuminated by the light in the second illumination region IR2 are formed. More specifically, the first light flux that forms a cross-shaped quadrupole light intensity distribution as shown in FIG. 5A on the illumination pupil (illumination pupil of the first illumination system) on the incident side of the
ロッドインテグレータ7Bの入射側の照明瞳(第2照明系の照明瞳)に図5(b)に示すようなX字型4極状の光強度分布を形成した第2光束は、結像光学系10の瞳面に同じくX字型4極状の光強度分布を形成した後、図6(a)に示すように、マスクM上においてZ方向に細長く延びる矩形状の第2照明領域IR2を照明する。第1照明領域IR1と第2照明領域IR2とは互いに同じ大きさを有し、光軸AXを挟んでZ方向に並んで形成される。そして、マスクMのパターン領域PAのうち、第1照明領域IR1に対応するパターンが十字型4極照明され、第2照明領域IR2に対応するパターンがX字型4極照明される。こうして、図6(b)に示すように、投影光学系PLの矩形状の有効結像領域ERには、第1照明領域IR1の光により照明されたマスクMのパターン像IM1と第2照明領域IR2の光により照明されたマスクMのパターン像IM2とがZ方向に並んで形成される。
The second luminous flux in which an X-shaped quadrupole light intensity distribution as shown in FIG. 5B is formed on the illumination pupil (illumination pupil of the second illumination system) on the incident side of the
本実施形態では、投影光学系PLに対してマスクMおよびウェハWをX方向に沿って同期的に移動させつつ、ウェハW上の1つのショット領域に、第1照明領域IR1の光により照明されたマスクMのパターンと第2照明領域IR2の光により照明されたマスクMのパターンとを重ねて走査露光して1つの合成パターンを形成する。そして、投影光学系PLに対してウェハWをXZ平面に沿って二次元的にステップ移動させつつ、上述の重ね走査露光を繰り返すことにより、ウェハW上の各ショット領域に、第1照明領域IR1の光により照明されたマスクMのパターンと第2照明領域IR2の光により照明されたマスクMのパターンとの合成パターンが逐次形成される。 In the present embodiment, one shot area on the wafer W is illuminated with light from the first illumination area IR1 while the mask M and the wafer W are moved synchronously along the X direction with respect to the projection optical system PL. The pattern of the mask M and the pattern of the mask M illuminated by the light in the second illumination region IR2 are overlapped and scanned to form one composite pattern. Then, the above-described overlap scanning exposure is repeated while moving the wafer W two-dimensionally along the XZ plane with respect to the projection optical system PL, whereby each shot region on the wafer W is exposed to the first illumination region IR1. A combined pattern of the pattern of the mask M illuminated by the light and the pattern of the mask M illuminated by the light in the second illumination region IR2 is sequentially formed.
図7は、旋光ユニットの構成を概略的に示す図である。図7を参照すると、旋光ユニット8は、光軸AXを中心とした円形状の有効領域を有し、この円形状の有効領域は光軸AXを中心とした円周方向に等分割された8つの扇形形状の旋光部材8A,8B,8C,8D,8E,8F,8G,8Hにより構成されている。これらの8つの旋光部材8A〜8Hにおいて、光軸AXを挟んで対向する一対の旋光部材は互いに同じ特性を有する。すなわち、8つの旋光部材8A〜8Hは、光の透過方向(Y方向)に沿った厚さ(光軸方向の長さ)が互いに異なる4種類の旋光部材を2個づつ含んでいる。その結果、旋光ユニット8の一方の面(たとえば入射面)は平面状であるが、他方の面(たとえば射出面)は各旋光部材8A〜8Hの厚さの違いにより凹凸状になっている。
FIG. 7 is a diagram schematically showing the configuration of the optical rotation unit. Referring to FIG. 7, the
各旋光部材8A〜8Hは、旋光性を有する光学材料である水晶により構成され、その結晶光学軸が光軸AXとほぼ一致するように設定されている。以下、図8を参照して、水晶の旋光性について簡単に説明する。図8を参照すると、厚さdの水晶からなる平行平面板状の光学部材100が、その結晶光学軸と光軸AXとが一致するように配置されている。この場合、光学部材100の旋光性により、入射した直線偏光の偏光方向が光軸AX廻りにθだけ回転した状態で射出される。
Each of the
このとき、光学部材100の旋光性による偏光方向の回転角(旋光角度)θは、光学部材100の厚さdと水晶の旋光能ρとにより、次の式(1)で表わされる。
θ=d・ρ (1)
一般に、水晶の旋光能ρは、波長依存性(使用光の波長に依存して旋光能の値が異なる性質:旋光分散)があり、具体的には使用光の波長が短くなると大きくなる傾向がある。「応用光学II」の第167頁の記述によれば、250.3nmの波長を有する光に対する水晶の旋光能ρは、153.9度/mmである。
At this time, the rotation angle (optical rotation angle) θ in the polarization direction due to the optical rotation of the
θ = d · ρ (1)
In general, the optical rotation ρ of quartz has a wavelength dependency (a property in which the value of optical rotation varies depending on the wavelength of the light used: optical rotation dispersion), and specifically, it tends to increase as the wavelength of the light used decreases. is there. According to the description on page 167 of “Applied Optics II”, the optical rotation power ρ of quartz with respect to light having a wavelength of 250.3 nm is 153.9 degrees / mm.
旋光部材8A,8Cは、回折光学素子5Aによりアフォーカルレンズ6の瞳面に形成される光強度分布20a,20cに対応するZ方向直線状態の光束が通過する領域に設けられ、入射光の偏光方向をY軸廻りに+90度回転させた方向すなわちX方向に偏光方向を有するX方向直線偏光の光を射出するように厚さが設定されている。したがって、図5(a)に示す十字型4極状の光強度分布21a〜21dのうち、旋光部材8A,8Cの旋光作用を受けた光束が形成する一対の光強度分布21a,21cを通過する光束はX方向直線偏光状態になる。
The optical
旋光部材8B,8Dは、回折光学素子5Aによりアフォーカルレンズ6の瞳面に形成される光強度分布20b,20dに対応するZ方向直線状態の光束が通過する領域に設けられ、入射光の偏光方向をY軸廻りに+180度回転させた方向すなわちZ方向に偏光方向を有するZ方向直線偏光の光を射出するように厚さが設定されている。したがって、図5(a)に示す十字型4極状の光強度分布21a〜21dのうち、旋光部材8B,8Dの旋光作用を受けた光束が形成する一対の光強度分布21b,21dを通過する光束はZ方向直線偏光状態になる。
The
旋光部材8E,8Gは、回折光学素子5Bによりアフォーカルレンズ6の瞳面に形成される光強度分布20e,20gに対応するX方向直線状態の光束が通過する領域に設けられ、入射光の偏光方向をY軸廻りに+45度回転させた方向すなわち+Z方向および−X方向と45度をなす第1斜め方向に偏光方向を有する第1斜め方向直線偏光の光を射出するように厚さが設定されている。したがって、図5(b)に示すX字型4極状の光強度分布21e〜21hのうち、旋光部材8E,8Gの旋光作用を受けた光束が形成する一対の光強度分布21e,21gを通過する光束は第1斜め方向直線偏光状態になる。
The optical
旋光部材8F,8Hは、回折光学素子5Bによりアフォーカルレンズ6の瞳面に形成される光強度分布20f,20hに対応するX方向直線状態の光束が通過する領域に設けられ、入射光の偏光方向をY軸廻りに+135度回転させた方向すなわち+Z方向および+X方向と45度をなす第2斜め方向に偏光方向を有する第2斜め方向直線偏光の光を射出するように厚さが設定されている。したがって、図5(b)に示すX字型4極状の光強度分布21e〜21hのうち、旋光部材8F,8Hの旋光作用を受けた光束が形成する一対の光強度分布21f,21hを通過する光束は第2斜め方向直線偏光状態になる。
The
このように、旋光ユニット8は、第1照明系と第2照明系とに共通のリレー光学系であるアフォーカルレンズ6の瞳位置またはその近傍位置に配置され、第1照明系の回折光学素子5Aを介して形成された4つの光束の偏光方向を変更する4つの旋光部材8A〜8Dと、第2照明系の回折光学素子5Bを介して形成された4つの光束の偏光方向を変更する4つの旋光部材8E〜8Hとを有する。旋光ユニット8の作用により、第1照明系の照明瞳での光束の偏光状態および第2照明系の照明瞳での光束の偏光状態がそれぞれ周方向直線偏光状態に設定される。なお、別々に形成された8つの旋光部材を組み合わせて旋光ユニット8を得ることもできるし、あるいは平行平面板状の水晶基板に所要の凹凸形状(段差)を形成することにより旋光ユニット8を得ることもできる。
In this way, the
一般に、露光装置では、ウェハWに照射される光がS偏光を主成分とする偏光状態になるように、所要の直線偏光状態の光でマスクMのパターンを照明することが好ましい。ここで、S偏光とは、入射面に対して垂直な方向に偏光方向を有する直線偏光(入射面に垂直な方向に電気ベクトルが振動している偏光)のことである。また、入射面は、光が媒質の境界面(ウェハWの表面)に達したときに、その点での境界面の法線と光の入射方向とを含む面として定義される。このように、ウェハWに照射される光がS偏光を主成分とする偏光状態になるように所要の直線偏光状態の光でマスクパターンを照明することにより、投影光学系PLの光学性能(焦点深度など)の向上を図ることができ、ウェハW上においてコントラストの高いパターン像を得ることができる。 In general, in the exposure apparatus, it is preferable to illuminate the pattern of the mask M with light in a required linear polarization state so that the light irradiated onto the wafer W is in a polarization state mainly composed of S-polarized light. Here, the S-polarized light is linearly polarized light having a polarization direction in a direction perpendicular to the incident surface (polarized light having an electric vector oscillating in a direction perpendicular to the incident surface). Further, the incident surface is defined as a surface including the normal of the boundary surface at that point and the incident direction of light when the light reaches the boundary surface of the medium (the surface of the wafer W). Thus, the optical performance (focal point) of the projection optical system PL is obtained by illuminating the mask pattern with light in a required linearly polarized state so that the light irradiated onto the wafer W is in a polarization state mainly composed of S-polarized light. The depth and the like can be improved, and a pattern image with high contrast can be obtained on the wafer W.
本実施形態では、旋光ユニット8の作用により、図5(a)に示すように、ロッドインテグレータ7Aの瞳面内に十字型4極状の光強度分布21a〜21dが周方向直線偏光状態で形成される。これは、図3(b)に示したように、ロッドインテグレータ7Aの瞳面内のX方向に沿った中央領域およびZ方向に沿った中央領域、すなわち十字型4極状の光強度分布21a〜21dが形成される領域では、入射光の偏光状態が変化することなく実質的に維持されるからである。こうして、第1照明領域IR1は、十字型4極状の光強度分布21a〜21dからの周方向直線偏光状態の光により照明される。その結果、第1照明領域IR1の光により照明されたマスクMのパターンのうち、例えばX方向やZ方向に沿って細長く延びる縦横パターンが最終的な被照射面としてのウェハWに結像する光はS偏光を主成分とする偏光状態になり、ウェハW上においてコントラストの高いパターン像を得ることができる。
In the present embodiment, due to the action of the
同様に、旋光ユニット8の作用により、図5(b)に示すように、ロッドインテグレータ7Bの瞳面内にX字型4極状の光強度分布21e〜21hが周方向直線偏光状態で形成される。これは、ロッドインテグレータ7AをY軸廻りに45度回転させたような姿勢で位置決めされたロッドインテグレータ7Bの瞳面内において、X字型4極状の光強度分布21e〜21hが形成される領域では、入射光の偏光状態が変化することなく実質的に維持されるからである。こうして、第2照明領域IR2は、十字型4極状のX字型4極状の光強度分布21e〜21hからの周方向直線偏光状態の光により照明される。その結果、第2照明領域IR2の光により照明されたマスクMのパターンのうち、例えばX方向やZ方向と45度をなす斜め方向に沿って細長く延びる斜めパターンが最終的な被照射面としてのウェハWに結像する光はS偏光を主成分とする偏光状態になり、ウェハW上においてコントラストの高いパターン像を得ることができる。
Similarly, due to the action of the
本実施形態では、4極照明用の回折光学素子5A,5Bに代えて、輪帯照明用の回折光学素子や円形照明用の回折光学素子や他の複数極照明用の回折光学素子を照明光路中に設定することによって、輪帯照明や円形照明や複数極照明(2極照明、3極照明、5極照明など)を行うことができる。すなわち、例えば輪帯照明、円形照明、複数極照明などから選択された任意の照明形態で、第1照明領域IR1および第2照明領域IR2を独立に照明することができる。また、偏光ビームスプリッター3および旋光ユニット8の作用により、第1照明領域IR1を照明する光および第2照明領域IR2を照明する光をそれぞれ所要の偏光状態に設定することができる。
In this embodiment, instead of the diffractive
また、本実施形態では、例えばアフォーカルレンズ6の前側レンズ群6aの光路中にアキシコン系(円錐アキシコン系、角錐アキシコン系、V溝アキシコン系など)を配置して、第1照明系および第2照明系の照明瞳に形成される光強度分布の形状を変化させることができる。また、アフォーカルレンズ6をアフォーカルズームレンズとして構成することにより、第1照明系および第2照明系の照明瞳に形成される光強度分布の大きさを変化させることができる。
In the present embodiment, for example, an axicon system (cone axicon system, pyramid axicon system, V-groove axicon system, etc.) is arranged in the optical path of the
円錐アキシコン系は光軸を中心とする円錐体の側面に対応する形状の屈折面を有し、角錐アキシコン系は光軸を中心とする角錐体の側面に対応する形状の屈折面を有し、V溝アキシコン系は光軸を通る所定の軸線に関してほぼ対称なV字状の断面形状の屈折面を有する。円錐アキシコン系、角錐アキシコン系およびV溝アキシコン系の構成および作用については、特開2002−231619号公報などを参照することができる。なお、ロッドインテグレータ7A,7BとマスクMとの間に光路折り曲げ反射鏡を配置する場合、この反射鏡に起因して光の偏光状態が実質的に変化することがないように、反射鏡のP−S反射率差(P偏光とS偏光との間の反射率差)およびP−S位相差(P偏光とS偏光との間に反射により発生する位相差)の設計に配慮が必要である。
The cone axicon system has a refracting surface having a shape corresponding to the side surface of the cone centered on the optical axis, and the pyramid axicon system has a refracting surface having a shape corresponding to the side surface of the pyramid centered on the optical axis, The V-groove axicon system has a refracting surface having a V-shaped cross section that is substantially symmetrical with respect to a predetermined axis passing through the optical axis. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-231619 can be referred to for the configuration and operation of the conical axicon system, the pyramid axicon system, and the V-groove axicon system. When an optical path bending reflecting mirror is disposed between the
以上のように、本実施形態の照明光学装置では、並列配置された2つの内面反射型のロッドインテグレータ7A,7Bを用いて、照明瞳での光強度分布の形状または大きさ、照明光の偏光状態などをパラメータとする所要の照明条件で、マスクM上の第1照明領域IR1および第2照明領域IR2を個別に照明することができる。その結果、本実施形態の露光装置では、2つの照明領域IR1およびIR2を所要の照明条件で個別に照明する照明光学装置を用いて、二重露光方式によりマスクMの微細パターンをウェハWに高精度に且つ高スループットで露光することができる。
As described above, in the illumination optical apparatus according to the present embodiment, the shape or size of the light intensity distribution at the illumination pupil and the polarization of the illumination light using the two internal reflection
なお、上述の実施形態では、第1照明系と第2照明系とに共通のアフォーカルレンズ(リレー光学系)を用いているが、これに限定されることなく、第1照明系および第2照明系にそれぞれリレー光学系を個別配置することもできる。同様に、第1照明系と第2照明系とに共通の結像光学系を用いているが、これに限定されることなく、第1照明系および第2照明系にそれぞれ結像光学系を個別配置することもできる。 In the above-described embodiment, a common afocal lens (relay optical system) is used for the first illumination system and the second illumination system, but the first illumination system and the second illumination system are not limited to this. A relay optical system can also be individually arranged in the illumination system. Similarly, a common imaging optical system is used for the first illumination system and the second illumination system. However, the present invention is not limited to this, and the imaging optical system is provided for each of the first illumination system and the second illumination system. Individual placement is also possible.
また、上述の実施形態では、第1照明領域を照明する光を第1の偏光状態に設定し且つ第2照明領域を照明する光を第2の偏光状態に設定する偏光設定部として、複数の旋光子(旋光部材)から構成された旋光ユニットを用いている。しかしながら、これに限定されることなく、例えば複数の波長板(一般には移相子)を用いて偏光設定部を構成することもできる。すなわち、偏光設定部の構成については様々な形態が可能である。 In the above-described embodiment, a plurality of polarization setting units that set the light that illuminates the first illumination region to the first polarization state and set the light that illuminates the second illumination region to the second polarization state, An optical rotation unit composed of an optical rotator (optical rotation member) is used. However, the present invention is not limited to this, and the polarization setting unit can be configured using, for example, a plurality of wave plates (generally, phase shifters). That is, various configurations are possible for the configuration of the polarization setting unit.
また、上述の実施形態では、第1照明領域と第2照明領域とが走査方向(スキャン方向)であるX方向と直交するZ方向に並ぶように形成されている。しかしながら、これに限定されることなく、図9に示すようにマスクブラインド9A,9Bの開口部9Aa,9BaがX方向に細長くなるように設定することにより、図10(a)に示すように第1照明領域IR1と第2照明領域IR2とが走査方向であるZ方向に並ぶように形成する変形例も可能である。この場合、図10(b)に示すように、投影光学系PLの矩形状の有効結像領域ERには、第1照明領域IR1の光により照明されたマスクMのパターン像IM1と第2照明領域IR2の光により照明されたマスクMのパターン像IM2とが走査方向であるZ方向に並んで形成される。
In the above-described embodiment, the first illumination area and the second illumination area are formed so as to be aligned in the Z direction orthogonal to the X direction that is the scanning direction (scanning direction). However, the present invention is not limited to this, and by setting the openings 9Aa and 9Ba of the
なお、上述の実施形態では、第1照明領域に対応するパターンと第2照明領域に対応するパターンとを感光性基板(ウェハ)上の同一ショット領域に重ね焼きして1つの合成パターンを形成する二重露光に関連して本発明を説明している。しかしながら、これに限定されることなく、3つ以上のパターンを感光性基板上の同一ショット領域に重ね焼きして1つの合成パターンを形成する多重露光に対しても同様に本発明を適用することができる。 In the above-described embodiment, the pattern corresponding to the first illumination area and the pattern corresponding to the second illumination area are baked on the same shot area on the photosensitive substrate (wafer) to form one composite pattern. The invention has been described in connection with double exposure. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is similarly applied to multiple exposure in which three or more patterns are overprinted on the same shot area on the photosensitive substrate to form one composite pattern. Can do.
また、上述の実施形態では、第1照明領域のパターン像と第2照明領域のパターン像とが感光性基板上において並列的に形成されている。しかしながら、これに限定されることなく、第1照明領域のパターン像と第2照明領域のパターン像とを合致させて感光性基板上に形成することもできる。 In the above-described embodiment, the pattern image of the first illumination area and the pattern image of the second illumination area are formed in parallel on the photosensitive substrate. However, the present invention is not limited to this, and the pattern image of the first illumination area and the pattern image of the second illumination area can be matched and formed on the photosensitive substrate.
また、上述の実施形態では、1つのマスク上に第1照明領域と第2照明領域とを互いに近接するように形成している。しかしながら、これに限定されることなく、第1マスク上に第1照明領域を形成し、第2マスク上に第2照明領域を形成することもできる。この場合、例えば図11に示すように屈折系と偏向ミラーとからなる双頭型の投影光学系PLや、図12に示すような反射屈折型で双頭型の投影光学系PLや、図13に示すようなビームスプリッターを用いる双頭型の投影光学系PLなどを用いることができる。 In the above-described embodiment, the first illumination area and the second illumination area are formed close to each other on one mask. However, the present invention is not limited to this, and the first illumination region can be formed on the first mask and the second illumination region can be formed on the second mask. In this case, for example, as shown in FIG. 11, a double-headed projection optical system PL composed of a refracting system and a deflecting mirror, a catadioptric double-headed projection optical system PL as shown in FIG. 12, or as shown in FIG. A double-head projection optical system PL using such a beam splitter can be used.
上述の実施形態にかかる露光装置では、照明光学装置によってマスク(レチクル)を照明し(照明工程)、投影光学系を用いてマスクに形成された転写用のパターンを感光性基板に露光する(露光工程)ことにより、マイクロデバイス(半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等)を製造することができる。以下、本実施形態の露光装置を用いて感光性基板としてのウェハ等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図14のフローチャートを参照して説明する。 In the exposure apparatus according to the above-described embodiment, the illumination optical device illuminates the mask (reticle) (illumination process), and the projection optical system is used to expose the transfer pattern formed on the mask onto the photosensitive substrate (exposure). Step), a micro device (semiconductor element, imaging element, liquid crystal display element, thin film magnetic head, etc.) can be manufactured. Hereinafter, referring to the flowchart of FIG. 14 for an example of a method for obtaining a semiconductor device as a micro device by forming a predetermined circuit pattern on a wafer or the like as a photosensitive substrate using the exposure apparatus of the present embodiment. I will explain.
先ず、図14のステップ301において、1ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。次のステップ302において、その1ロットのウェハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップ303において、本実施形態の露光装置を用いて、マスク上のパターンの像がその投影光学系を介して、その1ロットのウェハ上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップ304において、その1ロットのウェハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップ305において、その1ロットのウェハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウェハ上の各ショット領域に形成される。 First, in step 301 of FIG. 14, a metal film is deposited on one lot of wafers. In the next step 302, a photoresist is applied on the metal film on the one lot of wafers. Thereafter, in step 303, using the exposure apparatus of the present embodiment, the image of the pattern on the mask is sequentially exposed and transferred to each shot area on the wafer of one lot via the projection optical system. Thereafter, in step 304, the photoresist on the one lot of wafers is developed, and in step 305, the resist pattern is etched on the one lot of wafers to form a pattern on the mask. Corresponding circuit patterns are formed in each shot area on each wafer.
その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスをスループット良く得ることができる。なお、ステップ301〜ステップ305では、ウェハ上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を行っているが、これらの工程に先立って、ウェハ上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもない。 Thereafter, a device pattern such as a semiconductor element is manufactured by forming a circuit pattern of an upper layer. According to the semiconductor device manufacturing method described above, a semiconductor device having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput. In steps 301 to 305, a metal is deposited on the wafer, a resist is applied on the metal film, and exposure, development, and etching processes are performed. Prior to these processes, on the wafer. It is needless to say that after forming a silicon oxide film, a resist may be applied on the silicon oxide film, and steps such as exposure, development, and etching may be performed.
また、本実施形態の露光装置では、プレート(ガラス基板)上に所定のパターン(回路パターン、電極パターン等)を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図15のフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。図15において、パターン形成工程401では、本実施形態の露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板(レジストが塗布されたガラス基板等)に転写露光する、所謂光リソグラフィー工程が実行される。この光リソグラフィー工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルター形成工程402へ移行する。 In the exposure apparatus of this embodiment, a liquid crystal display element as a micro device can be obtained by forming a predetermined pattern (circuit pattern, electrode pattern, etc.) on a plate (glass substrate). Hereinafter, an example of the technique at this time will be described with reference to the flowchart of FIG. In FIG. 15, in a pattern forming process 401, a so-called photolithography process is performed in which the exposure pattern of this embodiment is used to transfer and expose a mask pattern onto a photosensitive substrate (such as a glass substrate coated with a resist). By this photolithography process, a predetermined pattern including a large number of electrodes and the like is formed on the photosensitive substrate. Thereafter, the exposed substrate undergoes steps such as a developing step, an etching step, and a resist stripping step, whereby a predetermined pattern is formed on the substrate, and the process proceeds to the next color filter forming step 402.
次に、カラーフィルター形成工程402では、R(Red)、G(Green)、B(Blue)に対応した3つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、またはR、G、Bの3本のストライプのフィルターの組を複数水平走査線方向に配列されたりしたカラーフィルターを形成する。そして、カラーフィルター形成工程402の後に、セル組み立て工程403が実行される。セル組み立て工程403では、パターン形成工程401にて得られた所定パターンを有する基板、およびカラーフィルター形成工程402にて得られたカラーフィルター等を用いて液晶パネル(液晶セル)を組み立てる。 Next, in the color filter forming step 402, a large number of sets of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix or three of R, G, and B A color filter is formed by arranging a plurality of stripe filter sets in the horizontal scanning line direction. Then, after the color filter forming step 402, a cell assembly step 403 is executed. In the cell assembly step 403, a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step 401, the color filter obtained in the color filter formation step 402, and the like.
セル組み立て工程403では、例えば、パターン形成工程401にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルター形成工程402にて得られたカラーフィルターとの間に液晶を注入して、液晶パネル(液晶セル)を製造する。その後、モジュール組み立て工程404にて、組み立てられた液晶パネル(液晶セル)の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する液晶表示素子をスループット良く得ることができる。 In the cell assembly step 403, for example, liquid crystal is injected between the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step 401 and the color filter obtained in the color filter formation step 402, and a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is obtained. ). Thereafter, in a module assembling step 404, components such as an electric circuit and a backlight for performing a display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell) are attached to complete a liquid crystal display element. According to the above-described method for manufacturing a liquid crystal display element, a liquid crystal display element having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput.
なお、上述の実施形態では、光源としてKrFエキシマレーザ光源またはArFエキシマレーザ光源を用いているが、これに限定されることなく、例えばF2レーザ光源のように他の適当な光源を用いる露光装置に対して本発明を適用することもできる。また、上述の実施形態では、露光装置に搭載されてマスクを照明する照明光学装置を例にとって本発明を説明しているが、マスク以外の被照射面を照明するための一般的な照明光学装置に本発明を適用することができることは明らかである。 In the above-described embodiment, a KrF excimer laser light source or an ArF excimer laser light source is used as a light source. However, the present invention is not limited to this, and an exposure apparatus using another appropriate light source such as an F 2 laser light source, for example. The present invention can also be applied to. In the above-described embodiment, the present invention has been described by taking an example of an illumination optical apparatus that is mounted on an exposure apparatus and illuminates a mask. However, a general illumination optical apparatus for illuminating a surface to be irradiated other than the mask. It is clear that the present invention can be applied to the present invention.
1 光源
3 偏光ビームスプリッター
5A,5B 回折光学素子
6 アフォーカルレンズ
7A,7B ロッドインテグレータ(内面反射型のオプティカルインテグレータ)
8 旋光ユニット
9A,9B マスクブラインド
10 結像光学系
M マスク
PL 投影光学系
W ウェハ
DESCRIPTION OF
8
Claims (14)
前記第1照明系は、所定の第1断面を有する内面反射型の第1オプティカルインテグレータを有し、
前記第2照明系は、所定の第2断面を有する内面反射型の第2オプティカルインテグレータを有し、
前記第1オプティカルインテグレータの断面の一辺は、前記第2オプティカルインテグレータの断面の隣り合う2つの辺に対して非平行に配置されていることを特徴とする照明光学装置。 An illumination optical apparatus comprising a first illumination system that illuminates a first illumination area and a second illumination system that illuminates a second illumination area,
The first illumination system includes an inner reflection type first optical integrator having a predetermined first cross section,
The second illumination system includes an internal reflection type second optical integrator having a predetermined second cross section,
An illumination optical apparatus, wherein one side of the cross section of the first optical integrator is arranged non-parallel to two adjacent sides of the cross section of the second optical integrator.
前記第2照明系は、前記第2照明系の照明瞳に所望の光強度分布を形成するために入射光を回折させる第2回折光学素子と、該第2回折光学素子の回折面と前記第2オプティカルインテグレータの入射面とを光学的に共役にする第2リレー光学系とを有することを特徴とする請求項1に記載の照明光学装置。 The first illumination system includes: a first diffractive optical element that diffracts incident light to form a desired light intensity distribution on an illumination pupil of the first illumination system; a diffractive surface of the first diffractive optical element; A first relay optical system that optically conjugates the incident surface of the one optical integrator;
The second illumination system includes a second diffractive optical element that diffracts incident light to form a desired light intensity distribution on the illumination pupil of the second illumination system, a diffraction surface of the second diffractive optical element, and the first The illumination optical apparatus according to claim 1, further comprising: a second relay optical system that optically conjugates the incident surface of the two-optical integrator.
前記第2回折光学素子は、前記第2オプティカルインテグレータの断面の一辺の方向に対応する第3方向に沿って間隔を隔てた2極状の光強度分布と前記第3方向と直交する第4方向に沿って間隔を隔てた2極状の光強度分布とを前記照明瞳に形成することを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の照明光学装置。 The first diffractive optical element includes a bipolar light intensity distribution spaced along a first direction corresponding to a direction of one side of the first optical integrator and a second direction orthogonal to the first direction. And a dipolar light intensity distribution spaced apart along the illumination pupil,
The second diffractive optical element includes a bipolar light intensity distribution spaced along a third direction corresponding to the direction of one side of the cross section of the second optical integrator, and a fourth direction orthogonal to the third direction. 5. The illumination optical apparatus according to claim 2, wherein the illumination pupil is formed with a dipolar light intensity distribution spaced apart along the illumination pupil.
前記旋光ユニットは、前記第1回折光学素子を介して形成された4つの光束の偏光方向を変更する4つの旋光部材と、前記第2回折光学素子を介して形成された4つの光束の偏光方向を変更する4つの旋光部材とを有することを特徴とする請求項5に記載の照明光学装置。 The polarization setting unit has an optical rotation unit arranged at a pupil position of the common relay optical system or a position in the vicinity thereof,
The optical rotation unit includes four optical rotation members that change the polarization directions of the four light beams formed through the first diffractive optical element, and the polarization directions of the four light beams formed through the second diffractive optical element. The illumination optical apparatus according to claim 5, further comprising four optical rotation members that change the angle.
前記第2照明系は、前記第2オプティカルインテグレータの射出面と前記第2照明領域とを光学的に共役にする第2結像光学系を有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の照明光学装置。 The first illumination system has a first imaging optical system that optically conjugates the exit surface of the first optical integrator and the first illumination area,
The second illumination system includes a second imaging optical system that optically conjugates the exit surface of the second optical integrator and the second illumination region. The illumination optical apparatus according to Item 1.
前記第1照明系は、前記第1照明領域の一辺の方向に対応する第1方向に沿って間隔を隔てた2つの光強度分布と前記第1方向と直交する第2方向に沿って間隔を隔てた2つの光強度分布とからなる4極状の光強度分布を前記第1照明系の照明瞳に形成する第1瞳強度分布形成部材を有し、
前記第2照明系は、前記第1方向と所定角度をなす第3方向に沿って間隔を隔てた2つの光強度分布と前記第3方向と直交する第4方向に沿って間隔を隔てた2つの光強度分布とからなる4極状の光強度分布を前記第2照明系の照明瞳に形成する第2瞳強度分布形成部材を有することを特徴とする照明光学装置。 An illumination optical apparatus comprising a first illumination system that illuminates a rectangular first illumination area, and a second illumination system that illuminates a rectangular second illumination area,
The first illumination system has two light intensity distributions spaced along a first direction corresponding to a direction of one side of the first illumination region and a distance along a second direction orthogonal to the first direction. A first pupil intensity distribution forming member that forms a quadrupole light intensity distribution consisting of two separated light intensity distributions on the illumination pupil of the first illumination system;
The second illumination system includes two light intensity distributions spaced along a third direction that forms a predetermined angle with the first direction, and two spaced apart along a fourth direction orthogonal to the third direction. An illumination optical apparatus, comprising: a second pupil intensity distribution forming member that forms a quadrupole light intensity distribution including two light intensity distributions on an illumination pupil of the second illumination system.
前記第2照明系は、所定の第2断面を有する内面反射型の第2オプティカルインテグレータを有し、該第2オプティカルインテグレータの断面の一辺は前記第3方向に対して平行に配置されていることを特徴とする請求項10に記載の照明光学装置。 The first illumination system includes a first optical integrator of an internal reflection type having a predetermined first cross section, and one side of the cross section of the first optical integrator is arranged in parallel to the first direction,
The second illumination system has an internal reflection type second optical integrator having a predetermined second cross section, and one side of the cross section of the second optical integrator is arranged in parallel to the third direction. The illumination optical apparatus according to claim 10.
前記露光工程を経た前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法。 An exposure step of exposing the photosensitive substrate to the photosensitive substrate using the exposure apparatus according to claim 13;
And a developing step of developing the photosensitive substrate that has undergone the exposure step.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006222907A JP2008047745A (en) | 2006-08-18 | 2006-08-18 | Optical illumination apparatus, exposure apparatus and device manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006222907A JP2008047745A (en) | 2006-08-18 | 2006-08-18 | Optical illumination apparatus, exposure apparatus and device manufacturing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008047745A true JP2008047745A (en) | 2008-02-28 |
Family
ID=39181174
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006222907A Pending JP2008047745A (en) | 2006-08-18 | 2006-08-18 | Optical illumination apparatus, exposure apparatus and device manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008047745A (en) |
-
2006
- 2006-08-18 JP JP2006222907A patent/JP2008047745A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2620799B1 (en) | Optical unit, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP4998803B2 (en) | Exposure apparatus, device manufacturing method, and exposure method | |
JP5365982B2 (en) | Illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
KR102045133B1 (en) | Illuminating optical system | |
JP5105316B2 (en) | Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP4883482B2 (en) | Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP5839076B2 (en) | Illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP2008047745A (en) | Optical illumination apparatus, exposure apparatus and device manufacturing method | |
JP5534276B2 (en) | Illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP2008021767A (en) | Illuminating optical device, exposure device and manufacturing method for devices | |
JP2013008788A (en) | Polarization conversion unit, illumination optical system, exposure device, and manufacturing method of device | |
JP2010283101A (en) | Polarizer unit, illumination optical system, exposure device, and device manufacturing method | |
JP2012059848A (en) | Polarization conversion unit, illumination optical system, and method of manufacturing device | |
JP2010283100A (en) | Polarization conversion unit, illumination optical system, exposure device, and device manufacturing method |