JP2010097975A - Correction unit, illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method - Google Patents

Correction unit, illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an illumination optical system capable of almost uniformly adjusting respective pupil intensity distributions at respective points on a surface to be irradiated. <P>SOLUTION: The illumination optical system for illuminating the surface (M;W) to be irradiated with light from a light source (1) has a distribution forming optical system (3, 4, 7, 8) including an optical integrator (8) and forming the pupil intensity distribution on an illumination pupil behind the optical integrator, and a correction filter (9) arranged in an illumination pupil space including the illumination pupil behind. The correction filter has optically transparent first substrate and second substrate having a prescribed thickness along an optical axis (AX), a first attenuation pattern is formed on at least one surface of the first substrate, and a second attenuation pattern is formed on at least one surface of the second substrate. A first unit attenuation region in the first attenuation pattern and a second unit attenuation region in the second attenuation pattern have an attenuation rate characteristic of varying an attenuation rate depending upon an angle of incidence of the light. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、補正フィルター、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法に関する。さらに詳細には、本発明は、例えば半導体素子、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系に関するものである。   The present invention relates to a correction filter, an illumination optical system, an exposure apparatus, and a device manufacturing method. More specifically, the present invention relates to an illumination optical system suitable for an exposure apparatus for manufacturing a device such as a semiconductor element, an imaging element, a liquid crystal display element, and a thin film magnetic head in a lithography process.

この種の典型的な露光装置においては、光源から射出された光が、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を介して、多数の光源からなる実質的な面光源としての二次光源（一般には照明瞳における所定の光強度分布）を形成する。以下、照明瞳での光強度分布を、「瞳強度分布」という。また、照明瞳とは、照明瞳と被照射面（露光装置の場合にはマスクまたはウェハ）との間の光学系の作用によって、被照射面が照明瞳のフーリエ変換面となるような位置として定義される。   In a typical exposure apparatus of this type, a secondary light source (generally an illumination pupil), which is a substantial surface light source composed of a number of light sources, passes through a fly-eye lens as an optical integrator. A predetermined light intensity distribution). Hereinafter, the light intensity distribution in the illumination pupil is referred to as “pupil intensity distribution”. The illumination pupil is a position where the illumination surface becomes the Fourier transform plane of the illumination pupil by the action of the optical system between the illumination pupil and the illumination surface (a mask or a wafer in the case of an exposure apparatus). Defined.

二次光源からの光は、コンデンサーレンズにより集光された後、所定のパターンが形成されたマスクを重畳的に照明する。マスクを透過した光は投影光学系を介してウェハ上に結像し、ウェハ上にはマスクパターンが投影露光（転写）される。マスクに形成されたパターンは高集積化されており、この微細パターンをウェハ上に正確に転写するにはウェハ上において均一な照度分布を得ることが不可欠である。   The light from the secondary light source is condensed by the condenser lens and then illuminates the mask on which a predetermined pattern is formed in a superimposed manner. The light transmitted through the mask forms an image on the wafer via the projection optical system, and the mask pattern is projected and exposed (transferred) onto the wafer. The pattern formed on the mask is highly integrated, and it is indispensable to obtain a uniform illumination distribution on the wafer in order to accurately transfer the fine pattern onto the wafer.

マスクの微細パターンをウェハ上に正確に転写するために、例えば輪帯状や複数極状（２極状、４極状など）の瞳強度分布を形成し、投影光学系の焦点深度や解像力を向上させる技術が提案されている（特許文献１を参照）。   In order to accurately transfer the fine pattern of the mask onto the wafer, for example, an annular or multipolar (bipolar, quadrupolar, etc.) pupil intensity distribution is formed to improve the depth of focus and resolution of the projection optical system. The technique to make it is proposed (refer patent document 1).

米国特許公開第２００６／００５５８３４号公報US Patent Publication No. 2006/0055834

マスクの微細パターンをウェハ上に忠実に転写するには、瞳強度分布を所望の形状に調整するだけでなく、最終的な被照射面としてのウェハ上の各点に関する瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整する必要がある。ウェハ上の各点での瞳強度分布の均一性にばらつきがあると、ウェハ上の位置毎にパターンの線幅がばらついて、マスクの微細パターンを露光領域の全体に亘って所望の線幅でウェハ上に忠実に転写することができない。   In order to faithfully transfer the fine pattern of the mask onto the wafer, not only the pupil intensity distribution is adjusted to the desired shape, but also the pupil intensity distribution for each point on the wafer as the final irradiated surface is almost uniform. It is necessary to adjust to. If there is a variation in the uniformity of the pupil intensity distribution at each point on the wafer, the line width of the pattern varies from position to position on the wafer, and the fine pattern of the mask has the desired line width over the entire exposure area. It cannot be faithfully transferred onto the wafer.

本発明は、被照射面上の各点での瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整することのできる照明光学系を提供することを目的とする。また、本発明は、被照射面上の各点での瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整する照明光学系を用いて、適切な照明条件のもとで良好な露光を行うことのできる露光装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an illumination optical system capable of adjusting the pupil intensity distribution at each point on the irradiated surface almost uniformly. The present invention also provides an exposure apparatus that can perform good exposure under appropriate illumination conditions using an illumination optical system that adjusts the pupil intensity distribution at each point on the irradiated surface substantially uniformly. The purpose is to provide.

前記課題を解決するために、本発明の第１形態では、照明光学系の照明瞳に形成される瞳強度分布を補正する補正ユニットであって、
前記照明瞳の前側に隣接してパワーを有する光学素子と前記照明瞳の後側に隣接してパワーを有する光学素子との間の照明瞳空間に配置されて、前記照明光学系の光軸に沿って所定の厚さを有する光透過性の第１基板と、
前記照明瞳空間において前記第１基板よりも後側に配置されて前記光軸に沿って所定の厚さを有する光透過性の第２基板とを備え、
前記第１基板は、光の入射側の面および光の射出側の面のうちの少なくとも一方の面に形成された第１減光パターンを有し、
前記第２基板は、光の入射側の面および光の射出側の面のうちの少なくとも一方の面に形成された第２減光パターンを有し、
前記第１減光パターンは少なくとも１つの第１単位減光領域を有し、
前記第２減光パターンは、前記少なくとも１つの第１単位減光領域に対応して形成された少なくとも１つの第２単位減光領域を有し、
前記第１単位減光領域および前記第２単位減光領域は、前記補正ユニットに対する光の入射角度に応じて減光率が変化する減光率特性を有することを特徴とする補正ユニットを提供する。 In order to solve the above problems, in the first embodiment of the present invention, a correction unit for correcting a pupil intensity distribution formed on an illumination pupil of an illumination optical system,
It is arranged in an illumination pupil space between an optical element having power adjacent to the front side of the illumination pupil and an optical element having power adjacent to the rear side of the illumination pupil, and is arranged on the optical axis of the illumination optical system. A light transmissive first substrate having a predetermined thickness along,
A light transmissive second substrate disposed behind the first substrate in the illumination pupil space and having a predetermined thickness along the optical axis;
The first substrate has a first dimming pattern formed on at least one of a light incident side surface and a light emission side surface;
The second substrate has a second dimming pattern formed on at least one of a light incident side surface and a light emission side surface;
The first dimming pattern has at least one first unit dimming region;
The second dimming pattern has at least one second unit dimming region formed corresponding to the at least one first unit dimming region,
The first unit dimming area and the second unit dimming area have a dimming rate characteristic in which the dimming rate changes according to an incident angle of light with respect to the correction unit. .

本発明の第２形態では、光源からの光で被照射面を照明する照明光学系において、
オプティカルインテグレータを有し、該オプティカルインテグレータよりも後側の照明瞳に瞳強度分布を形成する分布形成光学系と、
前記後側の照明瞳を含む前記照明瞳空間に配置された第１形態の補正ユニットとを備えていることを特徴とする照明光学系を提供する。 In the second embodiment of the present invention, in the illumination optical system that illuminates the irradiated surface with light from the light source,
A distribution forming optical system having an optical integrator and forming a pupil intensity distribution in an illumination pupil on the rear side of the optical integrator;
An illumination optical system comprising: a correction unit of a first form arranged in the illumination pupil space including the rear illumination pupil.

本発明の第３形態では、所定のパターンを照明するための第２形態の照明光学系を備え、前記所定の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 system according to the second aspect for illuminating a predetermined pattern, and exposing the predetermined pattern 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、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成する現像工程と、
前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する加工工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法を提供する。 In the fourth embodiment of the present invention, using the exposure apparatus of the third embodiment, an exposure step of exposing the predetermined pattern to the photosensitive substrate;
Developing the photosensitive substrate to which the predetermined pattern is transferred, and forming a mask layer having a shape corresponding to the predetermined pattern on the surface of the photosensitive substrate;
And a processing step of processing the surface of the photosensitive substrate through the mask layer.

本発明の照明光学系では、オプティカルインテグレータよりも後側の照明瞳の位置またはその近傍に、瞳強度分布を補正する補正フィルターが配置されている。この補正フィルターは、例えば平行平面板の形態を有する第１基板の少なくとも一方の面に形成された第１減光パターンと、平行平面板の形態を有する第２基板の少なくとも一方の面に形成された第２減光パターンとを有する。そして、第１減光パターン中の第１単位減光領域と第２減光パターン中の第２単位減光領域とは、光の入射角度に応じて減光率が変化する減光率特性を有する。その結果、補正フィルターの減光作用により、被照射面上の各点に関する瞳強度分布をそれぞれ独立的に調整することができ、ひいては各点に関する瞳強度分布を互いにほぼ同じ性状の分布に調整することが可能である。   In the illumination optical system of the present invention, a correction filter for correcting the pupil intensity distribution is disposed at or near the position of the illumination pupil behind the optical integrator. For example, the correction filter is formed on at least one surface of the first substrate having the shape of a plane parallel plate and at least one surface of the second substrate having the shape of a plane parallel plate. And a second dimming pattern. The first unit dimming region in the first dimming pattern and the second unit dimming region in the second dimming pattern have a dimming rate characteristic in which the dimming rate changes according to the incident angle of light. Have. As a result, the dimming action of the correction filter can independently adjust the pupil intensity distribution for each point on the irradiated surface, and consequently adjust the pupil intensity distribution for each point to a distribution having substantially the same property. It is possible.

こうして、本発明の照明光学系では、例えば被照射面上の各点での瞳強度分布を一律に調整する濃度フィルターと、各点に関する瞳強度分布をそれぞれ独立的に調整する補正フィルターとの協働作用により、被照射面上の各点での瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整することができる。また、本発明の露光装置では、被照射面上の各点での瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整する照明光学系を用いて、適切な照明条件のもとで良好な露光を行うことができ、ひいては良好なデバイスを製造することができる。   Thus, in the illumination optical system of the present invention, for example, the cooperation of a density filter that uniformly adjusts the pupil intensity distribution at each point on the irradiated surface and a correction filter that independently adjusts the pupil intensity distribution at each point. By the action, the pupil intensity distribution at each point on the irradiated surface can be adjusted almost uniformly. In the exposure apparatus of the present invention, it is possible to perform good exposure under appropriate illumination conditions using an illumination optical system that adjusts the pupil intensity distribution at each point on the irradiated surface almost uniformly. And by extension, a good device can be manufactured.

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の露光面（転写面）の法線方向に沿ってＺ軸を、ウェハＷの露光面内において図１の紙面に平行な方向にＹ軸を、ウェハＷの露光面内において図１の紙面に垂直な方向にＸ軸をそれぞれ設定している。   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 Z axis along the normal direction of the exposure surface (transfer surface) of the wafer W, which is a photosensitive substrate, and the Y axis in the direction parallel to the paper surface of FIG. In the W exposure plane, the X axis is set in a direction perpendicular to the paper surface of FIG.

図１を参照すると、本実施形態の露光装置では、光源１から露光光（照明光）が供給される。光源１として、たとえば１９３ｎｍの波長の光を供給するＡｒＦエキシマレーザ光源や２４８ｎｍの波長の光を供給する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変換された後、例えば輪帯照明用の回折光学素子３を介して、アフォーカルレンズ４に入射する。   Referring to FIG. 1, in the exposure apparatus of the present embodiment, exposure light (illumination light) is supplied from a light source 1. As the light source 1, for example, an ArF excimer laser light source that supplies light with a wavelength of 193 nm, a KrF excimer laser light source that supplies light with a wavelength of 248 nm, or the like can be used. The light beam emitted from the light source 1 is converted into a light beam having a required cross-sectional shape by the shaping optical system 2 and then enters the afocal lens 4 via the diffractive optical element 3 for annular illumination, for example.

アフォーカルレンズ４は、その前側焦点位置と回折光学素子３の位置とがほぼ一致し且つその後側焦点位置と図中破線で示す所定面５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。回折光学素子３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。具体的には、輪帯照明用の回折光学素子３は、矩形状の断面を有する平行光束が入射した場合に、ファーフィールド（またはフラウンホーファー回折領域）に輪帯状の光強度分布を形成する機能を有する。   The afocal lens 4 is set so that the front focal position thereof and the position of the diffractive optical element 3 substantially coincide with each other, and the rear focal position thereof substantially coincides with the position of the predetermined surface 5 indicated by a broken line in the drawing. System (non-focal optical system). The diffractive optical element 3 is formed by forming a step having a pitch of about the wavelength of exposure light (illumination light) on the substrate, and has a function of diffracting an incident beam to a desired angle. Specifically, the diffractive optical element 3 for annular illumination has a function of forming an annular light intensity distribution in the far field (or Fraunhofer diffraction region) when a parallel light beam having a rectangular cross section is incident. Have

したがって、回折光学素子３に入射したほぼ平行光束は、アフォーカルレンズ４の瞳面に輪帯状の光強度分布を形成した後、輪帯状の角度分布でアフォーカルレンズ４から射出される。アフォーカルレンズ４の前側レンズ群４ａと後側レンズ群４ｂとの間の光路中において、その瞳位置またはその近傍には、濃度フィルター６が配置されている。濃度フィルター６は平行平面板の形態を有し、その一方の光学面（入射側の面または射出側の面）にクロムや酸化クロム等からなる遮光性ドットの濃密パターンが形成されている。すなわち、濃度フィルター６は、光の入射位置に応じて透過率の異なる透過率分布を有する。濃度フィルター６の具体的な作用については後述する。   Therefore, the substantially parallel light beam incident on the diffractive optical element 3 is emitted from the afocal lens 4 with a ring-shaped angular distribution after forming a ring-shaped light intensity distribution on the pupil plane of the afocal lens 4. In the optical path between the front lens group 4a and the rear lens group 4b of the afocal lens 4, a density filter 6 is disposed at or near the pupil position. The density filter 6 has a form of a plane parallel plate, and a dense pattern of light-shielding dots made of chromium, chromium oxide, or the like is formed on one optical surface (incident side surface or outgoing side surface). That is, the density filter 6 has a transmittance distribution with different transmittances depending on the incident position of light. The specific operation of the density filter 6 will be described later.

アフォーカルレンズ４を介した光は、σ値（σ値＝照明光学系のマスク側開口数／投影光学系のマスク側開口数）可変用のズームレンズ７を介して、オプティカルインテグレータとしてのマイクロフライアイレンズ（またはフライアイレンズ）８に入射する。マイクロフライアイレンズ８は、例えば縦横に且つ稠密に配列された多数の正屈折力を有する微小レンズからなる光学素子であって、平行平面板にエッチング処理を施して微小レンズ群を形成することによって構成されている。   The light passing through the afocal lens 4 passes through a zoom lens 7 for varying a σ value (σ value = mask-side numerical aperture of the illumination optical system / mask-side numerical aperture of the projection optical system), and is a micro fly as an optical integrator. The light enters the eye lens (or fly eye lens) 8. The micro fly's eye lens 8 is, for example, an optical element composed of a large number of micro lenses having positive refracting power arranged vertically and horizontally and densely, and by performing etching treatment on a parallel plane plate, a micro lens group is formed. It is configured.

マイクロフライアイレンズを構成する各微小レンズは、フライアイレンズを構成する各レンズエレメントよりも微小である。また、マイクロフライアイレンズは、互いに隔絶されたレンズエレメントからなるフライアイレンズとは異なり、多数の微小レンズ（微小屈折面）が互いに隔絶されることなく一体的に形成されている。しかしながら、正屈折力を有するレンズ要素が縦横に配置されている点でマイクロフライアイレンズはフライアイレンズと同じ波面分割型のオプティカルインテグレータである。なお、マイクロフライアイレンズ８として、例えばシリンドリカルマイクロフライアイレンズを用いることもできる。シリンドリカルマイクロフライアイレンズの構成および作用は、例えば米国特許第６９１３３７３号公報に開示されている。   Each micro lens constituting the micro fly's eye lens is smaller than each lens element constituting the fly eye lens. Further, unlike a fly-eye lens composed of lens elements isolated from each other, a micro fly-eye lens is formed integrally with a large number of micro lenses (micro refractive surfaces) without being isolated from each other. However, the micro fly's eye lens is the same wavefront division type optical integrator as the fly eye lens in that lens elements having positive refractive power are arranged vertically and horizontally. As the micro fly's eye lens 8, for example, a cylindrical micro fly's eye lens can be used. The configuration and action of the cylindrical micro fly's eye lens are disclosed in, for example, US Pat. No. 6,913,373.

所定面５の位置はズームレンズ７の前側焦点位置またはその近傍に配置され、マイクロフライアイレンズ８の入射面はズームレンズ７の後側焦点位置またはその近傍に配置されている。換言すると、ズームレンズ７は、所定面５とマイクロフライアイレンズ８の入射面とを実質的にフーリエ変換の関係に配置し、ひいてはアフォーカルレンズ４の瞳面とマイクロフライアイレンズ８の入射面とを光学的にほぼ共役に配置している。   The position of the predetermined surface 5 is disposed at or near the front focal position of the zoom lens 7, and the incident surface of the micro fly's eye lens 8 is disposed at or near the rear focal position of the zoom lens 7. In other words, the zoom lens 7 arranges the predetermined surface 5 and the incident surface of the micro fly's eye lens 8 substantially in a Fourier transform relationship, and consequently the pupil surface of the afocal lens 4 and the incident surface of the micro fly's eye lens 8. Are arranged almost conjugate optically.

したがって、マイクロフライアイレンズ８の入射面上には、アフォーカルレンズ４の瞳面と同様に、たとえば光軸ＡＸを中心とした輪帯状の照野が形成される。この輪帯状の照野の全体形状は、ズームレンズ７の焦点距離に依存して相似的に変化する。マイクロフライアイレンズ８における各微小レンズの入射面（すなわち単位波面分割面）は、例えばＺ方向に沿って長辺を有し且つＸ方向に沿って短辺を有する矩形状であって、マスクＭ上において形成すべき照明領域の形状（ひいてはウェハＷ上において形成すべき露光領域の形状）と相似な矩形状である。   Accordingly, on the incident surface of the micro fly's eye lens 8, for example, a ring-shaped illumination field centered on the optical axis AX is formed in the same manner as the pupil surface of the afocal lens 4. The overall shape of the annular illumination field changes in a similar manner depending on the focal length of the zoom lens 7. The incident surface (that is, the unit wavefront dividing surface) of each microlens in the micro fly's eye lens 8 is a rectangular shape having a long side along the Z direction and a short side along the X direction, for example. It has a rectangular shape similar to the shape of the illumination area to be formed above (and thus the shape of the exposure area to be formed on the wafer W).

マイクロフライアイレンズ８に入射した光束は二次元的に分割され、その後側焦点面またはその近傍の位置（ひいては照明瞳の位置）には、マイクロフライアイレンズ８の入射面に形成される照野とほぼ同じ光強度分布を有する二次光源、すなわち光軸ＡＸを中心とした輪帯状の実質的な面光源からなる二次光源（瞳強度分布）が形成される。マイクロフライアイレンズ８の後側焦点面またはその近傍には、補正フィルター９が配置されている。補正フィルター９の構成および作用については後述する。   The light beam incident on the micro fly's eye lens 8 is two-dimensionally divided, and an illumination field formed on the incident surface of the micro fly's eye lens 8 at the rear focal plane or a position in the vicinity thereof (and hence the position of the illumination pupil). A secondary light source having substantially the same light intensity distribution as the light source, that is, a secondary light source (pupil intensity distribution) composed of a ring-shaped substantial surface light source centered on the optical axis AX. A correction filter 9 is disposed at or near the rear focal plane of the micro fly's eye lens 8. The configuration and operation of the correction filter 9 will be described later.

また、マイクロフライアイレンズ８の後側焦点面またはその近傍には、必要に応じて、輪帯状の二次光源に対応した輪帯状の開口部（光透過部）を有する照明開口絞り（不図示）が配置されている。照明開口絞りは、照明光路に対して挿脱自在に構成され、且つ大きさおよび形状の異なる開口部を有する複数の開口絞りと切り換え可能に構成されている。開口絞りの切り換え方式として、たとえば周知のターレット方式やスライド方式などを用いることができる。照明開口絞りは、後述する投影光学系ＰＬの入射瞳面と光学的にほぼ共役な位置に配置され、二次光源の照明に寄与する範囲を規定する。   An illumination aperture stop (not shown) having a ring-shaped opening (light transmitting part) corresponding to a ring-shaped secondary light source on the rear focal plane of the micro fly's eye lens 8 or in the vicinity thereof if necessary. ) Is arranged. The illumination aperture stop is configured to be detachable with respect to the illumination optical path, and is configured to be switchable with a plurality of aperture stops having apertures having different sizes and shapes. As an aperture stop switching method, for example, a well-known turret method or slide method can be used. The illumination aperture stop is disposed at a position optically conjugate with an entrance pupil plane of the projection optical system PL described later, and defines a range that contributes to illumination of the secondary light source.

マイクロフライアイレンズ８および補正フィルター９を経た光は、コンデンサー光学系１０を介して、マスクブラインド１１を重畳的に照明する。こうして、照明視野絞りとしてのマスクブラインド１１には、マイクロフライアイレンズ８の微小レンズの形状と焦点距離とに応じた矩形状の照野が形成される。マスクブラインド１１の矩形状の開口部（光透過部）を経た光は、前側レンズ群１２ａと後側レンズ群１２ｂとからなる結像光学系１２を介して、所定のパターンが形成されたマスクＭを重畳的に照明する。すなわち、結像光学系１２は、マスクブラインド１１の矩形状開口部の像をマスクＭ上に形成することになる。   The light that has passed through the micro fly's eye lens 8 and the correction filter 9 illuminates the mask blind 11 in a superimposed manner via the condenser optical system 10. Thus, a rectangular illumination field corresponding to the shape and focal length of the microlens of the micro fly's eye lens 8 is formed on the mask blind 11 as an illumination field stop. The light that has passed through the rectangular opening (light transmission portion) of the mask blind 11 passes through the imaging optical system 12 including the front lens group 12a and the rear lens group 12b, and the mask M on which a predetermined pattern is formed. Are illuminated in a superimposed manner. That is, the imaging optical system 12 forms an image of the rectangular opening of the mask blind 11 on the mask M.

マスクステージＭＳ上に保持されたマスクＭには転写すべきパターンが形成されており、パターン領域全体のうちＹ方向に沿って長辺を有し且つＸ方向に沿って短辺を有する矩形状（スリット状）のパターン領域が照明される。マスクＭのパターン領域を透過した光は、投影光学系ＰＬを介して、ウェハステージＷＳ上に保持されたウェハ（感光性基板）Ｗ上にマスクパターンの像を形成する。すなわち、マスクＭ上での矩形状の照明領域に光学的に対応するように、ウェハＷ上においてもＹ方向に沿って長辺を有し且つＸ方向に沿って短辺を有する矩形状の静止露光領域（実効露光領域）にパターン像が形成される。   A pattern to be transferred is formed on the mask M held on the mask stage MS, and a rectangular shape having a long side along the Y direction and a short side along the X direction in the entire pattern region ( The pattern area of the slit shape is illuminated. The light transmitted through the pattern area of the mask M forms an image of the mask pattern on the wafer (photosensitive substrate) W held on the wafer stage WS via the projection optical system PL. That is, a rectangular stationary image having a long side along the Y direction and a short side along the X direction on the wafer W so as to optically correspond to the rectangular illumination area on the mask M. A pattern image is formed in the exposure area (effective exposure area).

こうして、いわゆるステップ・アンド・スキャン方式にしたがって、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと直交する平面（ＸＹ平面）内において、Ｘ方向（走査方向）に沿ってマスクステージＭＳとウェハステージＷＳとを、ひいてはマスクＭとウェハＷとを同期的に移動（走査）させることにより、ウェハＷ上には静止露光領域のＹ方向寸法に等しい幅を有し且つウェハＷの走査量（移動量）に応じた長さを有するショット領域（露光領域）に対してマスクパターンが走査露光される。   Thus, according to the so-called step-and-scan method, the mask stage MS and the wafer stage WS along the X direction (scanning direction) in the plane (XY plane) orthogonal to the optical axis AX of the projection optical system PL, As a result, by moving (scanning) the mask M and the wafer W synchronously, the wafer W has a width equal to the dimension in the Y direction of the static exposure region and corresponds to the scanning amount (movement amount) of the wafer W. A mask pattern is scanned and exposed to a shot area (exposure area) having a length.

本実施形態では、上述したように、マイクロフライアイレンズ８により形成される二次光源を光源として、照明光学系（２〜１２）の被照射面に配置されるマスクＭをケーラー照明する。このため、二次光源が形成される位置は投影光学系ＰＬの開口絞りＡＳの位置と光学的に共役であり、二次光源の形成面を照明光学系（２〜１２）の照明瞳面と呼ぶことができる。典型的には、照明瞳面に対して被照射面（マスクＭが配置される面、または投影光学系ＰＬを含めて照明光学系と考える場合にはウェハＷが配置される面）が光学的なフーリエ変換面となる。   In the present embodiment, as described above, the secondary light source formed by the micro fly's eye lens 8 is used as a light source, and the mask M arranged on the irradiated surface of the illumination optical system (2 to 12) is Koehler illuminated. For this reason, the position where the secondary light source is formed is optically conjugate with the position of the aperture stop AS of the projection optical system PL, and the formation surface of the secondary light source is the illumination pupil plane of the illumination optical system (2 to 12). Can be called. Typically, the irradiated surface (the surface on which the mask M is disposed or the surface on which the wafer W is disposed when the illumination optical system including the projection optical system PL is considered) is optical with respect to the illumination pupil plane. A Fourier transform plane.

なお、瞳強度分布とは、照明光学系（２〜１２）の照明瞳面または当該照明瞳面と光学的に共役な面における光強度分布（輝度分布）である。マイクロフライアイレンズ８による波面分割数が比較的大きい場合、マイクロフライアイレンズ８の入射面に形成される大局的な光強度分布と、二次光源全体の大局的な光強度分布（瞳強度分布）とが高い相関を示す。このため、マイクロフライアイレンズ８の入射面および当該入射面と光学的に共役な面における光強度分布についても瞳強度分布と称することができる。図１の構成において、回折光学素子３、アフォーカルレンズ４、ズームレンズ７、およびマイクロフライアイレンズ８は、マイクロフライアイレンズ８よりも後側の照明瞳に瞳強度分布を形成する分布形成光学系を構成している。   The pupil intensity distribution is a light intensity distribution (luminance distribution) on the illumination pupil plane of the illumination optical system (2 to 12) or a plane optically conjugate with the illumination pupil plane. When the number of wavefront divisions by the micro fly's eye lens 8 is relatively large, the overall light intensity distribution formed on the incident surface of the micro fly's eye lens 8 and the overall light intensity distribution of the entire secondary light source (pupil intensity distribution). ) And a high correlation. For this reason, the light intensity distribution on the incident surface of the micro fly's eye lens 8 and the surface optically conjugate with the incident surface can also be referred to as a pupil intensity distribution. In the configuration of FIG. 1, the diffractive optical element 3, the afocal lens 4, the zoom lens 7, and the micro fly's eye lens 8 are distribution forming optics that form a pupil intensity distribution in the illumination pupil behind the micro fly's eye lens 8. The system is configured.

輪帯照明用の回折光学素子３に代えて、複数極照明（２極照明、４極照明、８極照明など）用の回折光学素子（不図示）を照明光路中に設定することによって、複数極照明を行うことができる。複数極照明用の回折光学素子は、矩形状の断面を有する平行光束が入射した場合に、ファーフィールドに複数極状（２極状、４極状、８極状など）の光強度分布を形成する機能を有する。したがって、複数極照明用の回折光学素子を介した光束は、マイクロフライアイレンズ８の入射面に、たとえば光軸ＡＸを中心とした複数の所定形状（円弧状、円形状など）の照野からなる複数極状の照野を形成する。その結果、マイクロフライアイレンズ８の後側焦点面またはその近傍にも、その入射面に形成された照野と同じ複数極状の二次光源が形成される。   In place of the diffractive optical element 3 for annular illumination, a plurality of diffractive optical elements (not shown) for multipole illumination (two-pole illumination, four-pole illumination, octupole illumination, etc.) are set in the illumination optical path. Polar lighting can be performed. A diffractive optical element for multipole illumination forms a light intensity distribution of multiple poles (bipolar, quadrupole, octupole, etc.) in the far field when a parallel light beam having a rectangular cross section is incident. It has the function to do. Accordingly, the light beam that has passed through the diffractive optical element for multipole illumination is incident on the incident surface of the micro fly's eye lens 8 from, for example, an illumination field having a plurality of predetermined shapes (arc shape, circular shape, etc.) centered on the optical axis AX. To form a multipolar illuminator. As a result, the same multipolar secondary light source as the illumination field formed on the incident surface is also formed on or near the rear focal plane of the micro fly's eye lens 8.

また、輪帯照明用の回折光学素子３に代えて、円形照明用の回折光学素子（不図示）を照明光路中に設定することによって、通常の円形照明を行うことができる。円形照明用の回折光学素子は、矩形状の断面を有する平行光束が入射した場合に、ファーフィールドに円形状の光強度分布を形成する機能を有する。したがって、円形照明用の回折光学素子を介した光束は、マイクロフライアイレンズ８の入射面に、たとえば光軸ＡＸを中心とした円形状の照野を形成する。その結果、マイクロフライアイレンズ８の後側焦点面またはその近傍にも、その入射面に形成された照野と同じ円形状の二次光源が形成される。また、輪帯照明用の回折光学素子３に代えて、適当な特性を有する回折光学素子（不図示）を照明光路中に設定することによって、様々な形態の変形照明を行うことができる。回折光学素子３の切り換え方式として、たとえば周知のターレット方式やスライド方式などを用いることができる。   Moreover, instead of the diffractive optical element 3 for annular illumination, a normal circular illumination can be performed by setting a diffractive optical element (not shown) for circular illumination in the illumination optical path. The diffractive optical element for circular illumination has a function of forming a circular light intensity distribution in the far field when a parallel light beam having a rectangular cross section is incident. Therefore, the light beam that has passed through the diffractive optical element for circular illumination forms, for example, a circular illumination field around the optical axis AX on the incident surface of the micro fly's eye lens 8. As a result, a secondary light source having the same circular shape as the illumination field formed on the incident surface is also formed on or near the rear focal plane of the micro fly's eye lens 8. Also, instead of the diffractive optical element 3 for annular illumination, various forms of modified illumination can be performed by setting a diffractive optical element (not shown) having appropriate characteristics in the illumination optical path. As a switching method of the diffractive optical element 3, for example, a known turret method or slide method can be used.

以下の説明では、本実施形態の作用効果の理解を容易にするために、マイクロフライアイレンズ８の後側焦点面またはその近傍の照明瞳には、図２に示すような４つの円弧状の実質的な面光源（以下、単に「面光源」という）２０ａ，２０ｂ，２０ｃおよび２０ｄからなる４極状の瞳強度分布（二次光源）２０が形成されるものとする。また、補正フィルター９は、４極状の瞳強度分布２０の形成面よりも後側（マスク側）に配置されているものとする。また、以下の説明において単に「照明瞳」という場合には、マイクロフライアイレンズ８の後側焦点面またはその近傍の照明瞳を指すものとする。   In the following description, in order to facilitate understanding of the operation and effect of the present embodiment, the rear focal plane of the micro fly's eye lens 8 or the illumination pupil in the vicinity thereof has four arcuate shapes as shown in FIG. A quadrupole pupil intensity distribution (secondary light source) 20 composed of substantial surface light sources (hereinafter simply referred to as “surface light sources”) 20a, 20b, 20c and 20d is formed. Further, it is assumed that the correction filter 9 is arranged on the rear side (mask side) from the formation surface of the quadrupole pupil intensity distribution 20. Further, in the following description, the term “illumination pupil” simply refers to the illumination pupil in the rear focal plane of the micro fly's eye lens 8 or in the vicinity thereof.

図２を参照すると、照明瞳に形成される４極状の瞳強度分布２０は、光軸ＡＸを挟んでＸ方向に間隔を隔てた一対の面光源２０ａおよび２０ｂと、光軸ＡＸを挟んでＺ方向に間隔を隔てた一対の円弧状の実質的な面光源２０ｃおよび２０ｄとを有する。なお、照明瞳におけるＸ方向はマイクロフライアイレンズ８の矩形状の微小レンズの短辺方向であって、ウェハＷの走査方向に対応している。また、照明瞳におけるＺ方向は、マイクロフライアイレンズ８の矩形状の微小レンズの長辺方向であって、ウェハＷの走査方向と直交する走査直交方向（ウェハＷ上におけるＹ方向）に対応している。   Referring to FIG. 2, a quadrupole pupil intensity distribution 20 formed on the illumination pupil has a pair of surface light sources 20a and 20b spaced apart in the X direction across the optical axis AX, and the optical axis AX. It has a pair of arcuate substantial surface light sources 20c and 20d spaced apart in the Z direction. The X direction in the illumination pupil is the short side direction of the rectangular microlens of the micro fly's eye lens 8 and corresponds to the scanning direction of the wafer W. The Z direction in the illumination pupil is the long side direction of the rectangular microlens of the micro fly's eye lens 8 and corresponds to the scanning orthogonal direction (Y direction on the wafer W) perpendicular to the scanning direction of the wafer W. ing.

ウェハＷ上には、図３に示すように、Ｙ方向に沿って長辺を有し且つＸ方向に沿って短辺を有する矩形状の静止露光領域ＥＲが形成され、この静止露光領域ＥＲに対応するように、マスクＭ上には矩形状の照明領域（不図示）が形成される。ここで、静止露光領域ＥＲ内の１点に入射する光が照明瞳に形成する４極状の瞳強度分布は、入射点の位置に依存することなく、互いにほぼ同じ形状を有する。しかしながら、４極状の瞳強度分布を構成する各面光源の光強度は、入射点の位置に依存して異なる傾向がある。   On the wafer W, as shown in FIG. 3, a rectangular still exposure region ER having a long side along the Y direction and a short side along the X direction is formed. Correspondingly, a rectangular illumination area (not shown) is formed on the mask M. Here, the quadrupole pupil intensity distribution formed on the illumination pupil by light incident on one point in the still exposure region ER has substantially the same shape without depending on the position of the incident point. However, the light intensity of each surface light source constituting the quadrupole pupil intensity distribution tends to differ depending on the position of the incident point.

具体的には、図４に示すように、静止露光領域ＥＲ内の中心点Ｐ１に入射する光が形成する４極状の瞳強度分布２１の場合、Ｚ方向に間隔を隔てた面光源２１ｃおよび２１ｄの光強度の方が、Ｘ方向に間隔を隔てた面光源２１ａおよび２１ｂの光強度よりも大きくなる傾向がある。一方、図５に示すように、静止露光領域ＥＲ内の中心点Ｐ１からＹ方向に間隔を隔てた周辺の点Ｐ２，Ｐ３に入射する光が形成する４極状の瞳強度分布２２の場合、Ｚ方向に間隔を隔てた面光源２２ｃおよび２２ｄの光強度の方が、Ｘ方向に間隔を隔てた面光源２２ａおよび２２ｂの光強度よりも小さくなる傾向がある。   Specifically, as shown in FIG. 4, in the case of a quadrupole pupil intensity distribution 21 formed by light incident on the central point P1 in the still exposure region ER, the surface light source 21c and the surface light source 21c spaced apart in the Z direction and The light intensity of 21d tends to be higher than the light intensity of the surface light sources 21a and 21b spaced apart in the X direction. On the other hand, as shown in FIG. 5, in the case of a quadrupole pupil intensity distribution 22 formed by light incident on peripheral points P2 and P3 spaced from the central point P1 in the still exposure region ER in the Y direction, The light intensities of the surface light sources 22c and 22d spaced in the Z direction tend to be smaller than the light intensities of the surface light sources 22a and 22b spaced in the X direction.

一般に、照明瞳に形成される瞳強度分布の外形形状にかかわらず、ウェハＷ上の静止露光領域ＥＲ内の中心点Ｐ１に関する瞳強度分布（中心点Ｐ１に入射する光が照明瞳に形成する瞳強度分布）のＺ方向に沿った光強度分布は、図６（ａ）に示すように、中央において最も小さく周辺に向かって増大する凹曲線状の分布を有する。一方、ウェハＷ上の静止露光領域ＥＲ内の周辺点Ｐ２，Ｐ３に関する瞳強度分布のＺ方向に沿った光強度分布は、図６（ｂ）に示すように、中央において最も大きく周辺に向かって減少する凸曲線状の分布を有する。   In general, regardless of the outer shape of the pupil intensity distribution formed on the illumination pupil, the pupil intensity distribution related to the center point P1 in the still exposure region ER on the wafer W (the pupil formed on the illumination pupil by the light incident on the center point P1). As shown in FIG. 6A, the light intensity distribution along the Z direction of the intensity distribution has a concave curve distribution that is the smallest at the center and increases toward the periphery. On the other hand, the light intensity distribution along the Z direction of the pupil intensity distribution related to the peripheral points P2 and P3 in the static exposure region ER on the wafer W is the largest at the center and toward the periphery as shown in FIG. It has a decreasing convex curve distribution.

そして、瞳強度分布のＺ方向に沿った光強度分布は、静止露光領域ＥＲ内のＸ方向（走査方向）に沿った入射点の位置にはあまり依存しないが、静止露光領域ＥＲ内のＹ方向（走査直交方向）に沿った入射点の位置に依存して変化する傾向がある。このように、ウェハＷ上の静止露光領域ＥＲ内の各点に関する瞳強度分布（各点に入射する光が照明瞳に形成する瞳強度分布）がそれぞれほぼ均一でない場合、ウェハＷ上の位置毎にパターンの線幅がばらついて、マスクＭの微細パターンを露光領域の全体に亘って所望の線幅でウェハＷ上に忠実に転写することができない。   The light intensity distribution along the Z direction of the pupil intensity distribution does not depend much on the position of the incident point along the X direction (scanning direction) in the still exposure region ER, but the Y direction in the still exposure region ER. There is a tendency to change depending on the position of the incident point along the (scanning orthogonal direction). As described above, when the pupil intensity distribution (pupil intensity distribution formed on the illumination pupil by the light incident on each point) on each point in the still exposure region ER on the wafer W is not substantially uniform, for each position on the wafer W. Further, the line width of the pattern varies, and the fine pattern of the mask M cannot be faithfully transferred onto the wafer W with a desired line width over the entire exposure region.

本実施形態では、上述したように、アフォーカルレンズ４の瞳位置またはその近傍に、光の入射位置に応じて透過率の異なる透過率分布を有する濃度フィルター６が配置されている。また、アフォーカルレンズ４の瞳位置は、その後側レンズ群４ｂとズームレンズ７とにより、マイクロフライアイレンズ８の入射面と光学的に共役である。したがって、濃度フィルター６の作用により、マイクロフライアイレンズ８の入射面に形成される光強度分布が調整（補正）され、ひいてはマイクロフライアイレンズ８の後側焦点面またはその近傍の照明瞳に形成される瞳強度分布も調整される。   In the present embodiment, as described above, the density filter 6 having a transmittance distribution with different transmittance according to the incident position of light is disposed at or near the pupil position of the afocal lens 4. The pupil position of the afocal lens 4 is optically conjugate with the incident surface of the micro fly's eye lens 8 by the rear lens group 4b and the zoom lens 7. Therefore, the light intensity distribution formed on the incident surface of the micro fly's eye lens 8 is adjusted (corrected) by the action of the density filter 6 and, consequently, formed on the rear focal plane of the micro fly's eye lens 8 or the illumination pupil near it. The pupil intensity distribution to be adjusted is also adjusted.

ただし、濃度フィルター６は、ウェハＷ上の静止露光領域ＥＲ内の各点に関する瞳強度分布を、各点の位置に依存することなく一律に調整する。その結果、濃度フィルター６の作用により、例えば中心点Ｐ１に関する４極状の瞳強度分布２１がほぼ均一になるように、ひいては各面光源２１ａ〜２１ｄの光強度が互いにほぼ等しくなるように調整することはできるが、その場合には周辺点Ｐ２、Ｐ３に関する４極状の瞳強度分布２２の面光源２２ａ，２２ｂと面光源２２ｃ，２２ｄとの光強度の差は却って大きくなってしまう。   However, the density filter 6 uniformly adjusts the pupil intensity distribution for each point in the still exposure region ER on the wafer W without depending on the position of each point. As a result, by the action of the density filter 6, for example, adjustment is made so that the quadrupole pupil intensity distribution 21 with respect to the center point P <b> 1 becomes substantially uniform, so that the light intensities of the surface light sources 21 a to 21 d become substantially equal to each other. In this case, however, the difference in light intensity between the surface light sources 22a and 22b and the surface light sources 22c and 22d in the quadrupole pupil intensity distribution 22 with respect to the peripheral points P2 and P3 becomes larger.

すなわち、濃度フィルター６の作用により、ウェハＷ上の静止露光領域ＥＲ内の各点に関する瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整するには、濃度フィルター６とは別の手段により、各点に関する瞳強度分布を互いに同じ性状の分布に調整する必要がある。具体的には、例えば中心点Ｐ１に関する瞳強度分布２１および周辺点Ｐ２，Ｐ３に関する瞳強度分布２２において、面光源２１ａ，２１ｂと面光源２１ｃ，２１ｄとの光強度の大小関係と面光源２２ａ，２２ｂと面光源２２ｃ，２２ｄとの光強度の大小関係とをほぼ同じ比率で一致させる必要がある。   That is, in order to adjust the pupil intensity distribution for each point in the static exposure region ER on the wafer W almost uniformly by the action of the density filter 6, the pupil intensity for each point can be adjusted by means other than the density filter 6. It is necessary to adjust the distribution to distributions having the same properties. Specifically, for example, in the pupil intensity distribution 21 related to the center point P1 and the pupil intensity distribution 22 related to the peripheral points P2 and P3, the magnitude relationship between the light intensities of the surface light sources 21a and 21b and the surface light sources 21c and 21d and the surface light sources 22a and 22a. It is necessary to match the magnitude relationship of the light intensity between 22b and the surface light sources 22c and 22d at substantially the same ratio.

本実施形態では、中心点Ｐ１に関する瞳強度分布の性状と周辺点Ｐ２，Ｐ３に関する瞳強度分布の性状とをほぼ一致させるために、中心点Ｐ１に関する瞳強度分布２１において面光源２１ａ，２１ｂの光強度の方が面光源２１ｃ，２１ｄの光強度よりも小さくなるように調整するための調整手段として補正フィルター９を備えている。補正フィルター９は、図７に示すように、光軸ＡＸ（Ｙ方向に対応）に沿って所定の厚さを有する光透過性の一対の基板９１と９２とが互いに隣接するように配置された形態を有する。各基板９１，９２は、例えば石英または蛍石のような光学材料により形成された平行平面板の形態を有する。   In the present embodiment, in order to make the properties of the pupil intensity distribution related to the center point P1 substantially coincide with the properties of the pupil intensity distribution related to the peripheral points P2 and P3, the light of the surface light sources 21a and 21b in the pupil intensity distribution 21 related to the center point P1. A correction filter 9 is provided as an adjusting means for adjusting the intensity to be smaller than the light intensity of the surface light sources 21c and 21d. As shown in FIG. 7, the correction filter 9 is disposed so that a pair of light-transmitting substrates 91 and 92 having a predetermined thickness are adjacent to each other along the optical axis AX (corresponding to the Y direction). It has a form. Each of the substrates 91 and 92 has a form of a plane parallel plate formed of an optical material such as quartz or fluorite.

図７を参照すると、基板９１の光の入射側（光源側）の面９１ａ、基板９１の光の射出側（マスク側）の面９１ｂ、基板９２の入射面９２ａ、および基板９２の射出面９２ｂには、円形状の遮光性ドット５１、円環状の遮光性ドット５２、Ｚ方向に間隔を隔てた一対の円形状の遮光性ドット５３が、所定の分布にしたがって形成されている。ここで、各ドット５１，５２，５３は、例えばクロムや酸化クロム等からなる。また、円環状の遮光性ドット５２および一対の円形状の遮光性ドット５３は、円形状の遮光性ドット９ａａに一対一対応するように分布形成されている。   Referring to FIG. 7, the light incident side (light source side) surface 91 a of the substrate 91, the light emission side (mask side) surface 91 b of the substrate 91, the incident surface 92 a of the substrate 92, and the emission surface 92 b of the substrate 92. A circular light-shielding dot 51, an annular light-shielding dot 52, and a pair of circular light-shielding dots 53 spaced in the Z direction are formed according to a predetermined distribution. Here, each dot 51, 52, 53 consists of chromium, chromium oxide, etc., for example. The annular light shielding dots 52 and the pair of circular light shielding dots 53 are distributed so as to correspond to the circular light shielding dots 9aa on a one-to-one basis.

以下、説明の理解を容易にするために、円形状の遮光性ドット５１の中心と円環状の遮光性ドット５２の中心とを結ぶ線分は、光軸ＡＸに平行であるものとする。また、円環状の遮光性ドット５２の内径は円形状の遮光性ドット５１の外径と等しく、円環状の遮光性ドット５２の外径は円形状の遮光性ドット５１の外径の２倍であるものとする。すなわち、円形状の遮光性ドット５１と円環状の遮光性ドット５２とは、光軸ＡＸ方向に見て補完的な形状を有し、互いに重なり合うことがない。   Hereinafter, in order to facilitate understanding of the description, it is assumed that a line segment connecting the center of the circular light-shielding dot 51 and the center of the annular light-shielding dot 52 is parallel to the optical axis AX. The inner diameter of the annular light shielding dot 52 is equal to the outer diameter of the circular light shielding dot 51, and the outer diameter of the annular light shielding dot 52 is twice the outer diameter of the circular light shielding dot 51. It shall be. That is, the circular light-shielding dot 51 and the annular light-shielding dot 52 have complementary shapes when viewed in the optical axis AX direction and do not overlap each other.

また、円形状の遮光性ドット５１と５３とは互いに同じ大きさを有し、Ｘ方向に沿って直線状に並んで配置されているものとする。また、遮光性ドット５１の中心と、対応する一対の遮光性ドット５３の中心を結ぶ線分の中点とは、光軸ＡＸ方向に見て一致しているものとする。すなわち、円形状の遮光性ドット５１と一対の円形状の遮光性ドット５３とは、光軸ＡＸ方向に見て互いに重なり合っていない。   In addition, it is assumed that the circular light-shielding dots 51 and 53 have the same size and are arranged in a straight line along the X direction. Further, it is assumed that the center of the light shielding dot 51 and the midpoint of the line segment connecting the centers of the corresponding pair of light shielding dots 53 coincide with each other in the optical axis AX direction. That is, the circular light-shielding dots 51 and the pair of circular light-shielding dots 53 do not overlap each other when viewed in the optical axis AX direction.

なお、図７では、円形状の遮光性ドット５１と円環状の遮光性ドット５２との組み合わせが、基板９１の入射面９１ａおよび基板９１の射出面９１ｂ、または基板９１の入射面９１ａおよび基板９２の射出面９２ｂに形成されている。また、円形状の遮光性ドット５１と一対の円形状の遮光性ドット５３との組み合わせが、基板９２の入射面９２ａおよび基板９２の射出面９２ｂ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、円形状の遮光性ドット５１と円環状の遮光性ドット５２との組み合わせ、および円形状の遮光性ドット５１と一対の円形状の遮光性ドット５３との組み合わせは、光軸ＡＸ方向に間隔を隔てた任意の一対の面に形成される。そして、円形状の遮光性ドット５１と円環状の遮光性ドット５２との組み合わせと、円形状の遮光性ドット５１と一対の円形状の遮光性ドット５３との組み合わせとは、光軸ＡＸ方向に見て互いに重なり合っていても良い。   In FIG. 7, the combination of the circular light-shielding dot 51 and the annular light-shielding dot 52 is an incident surface 91 a and an exit surface 91 b of the substrate 91, or an incident surface 91 a and a substrate 92 of the substrate 91. Is formed on the exit surface 92b. A combination of the circular light-shielding dots 51 and the pair of circular light-shielding dots 53 is formed on the incident surface 92 a of the substrate 92 and the emission surface 92 b of the substrate 92. However, the present invention is not limited to this, and a combination of the circular light-shielding dot 51 and the annular light-shielding dot 52 and a combination of the circular light-shielding dot 51 and the pair of circular light-shielding dots 53. Are formed on an arbitrary pair of surfaces spaced apart in the direction of the optical axis AX. The combination of the circular light-shielding dot 51 and the annular light-shielding dot 52 and the combination of the circular light-shielding dot 51 and the pair of circular light-shielding dots 53 are in the direction of the optical axis AX. They may overlap each other.

この場合、円形状の遮光性ドット５１と円環状の遮光性ドット５２との組み合わせからなる単位減光領域に対して光軸ＡＸに平行な光が入射すると、補正フィルター９の直後であって射出面９２ｂに平行な面において、図８（ａ）に示すように、円形状の遮光性ドット５１により減光（遮光を含む広い概念）された領域９０ａａと、円環状の遮光性ドット５２により減光された領域９０ｂｂとは互いに重なり合う部分がない。すなわち、補正フィルター９の直後において、円形状の減光領域９０ａａと円環状の減光領域９０ｂｂとは、円環状の減光領域９０ｂｂと同じ外径を有する円形状の減光領域を形成する。   In this case, when light parallel to the optical axis AX enters the unit dimming region composed of a combination of the circular light-shielding dots 51 and the annular light-shielding dots 52, the light is emitted immediately after the correction filter 9. On the surface parallel to the surface 92b, as shown in FIG. 8A, the region 90aa that has been dimmed by the circular light-shielding dot 51 (a broad concept including light shielding) and the annular light-shielding dot 52 are reduced. There is no overlapping portion with the illuminated region 90bb. That is, immediately after the correction filter 9, the circular dimming area 90aa and the annular dimming area 90bb form a circular dimming area having the same outer diameter as the annular dimming area 90bb.

円形状の遮光性ドット５１と円環状の遮光性ドット５２とからなる単位減光領域に入射する光の光軸ＡＸに対する角度が例えばＹＺ平面に沿って０度から単調に増大すると、補正フィルター９の直後において、円形状の減光領域９０ａａがＺ方向に移動して円環状の減光領域９０ｂｂと重なり合う領域が単調に増大し、やがて図８（ｂ）に示すように円形状の減光領域９０ａａが円環状の減光領域９０ｂｂの内側へ入り込む。光軸ＡＸに対する入射光の角度がＹＺ平面に沿ってさらに単調に増大すると、円形状の減光領域９０ａａと円環状の減光領域９０ｂｂとの重なり合う領域が単調に減少し、やがて図８（ｃ）に示すように円形状の減光領域９０ａａが円環状の減光領域９０ｂｂの外側へ出てしまう。   When the angle with respect to the optical axis AX of light incident on the unit dimming region composed of the circular light-shielding dots 51 and the annular light-shielding dots 52 increases monotonously from 0 degrees along the YZ plane, for example, the correction filter 9 Immediately after, the circular dimming region 90aa moves in the Z direction, and the region overlapping with the annular dimming region 90bb monotonously increases, and eventually the circular dimming region as shown in FIG. 90aa enters the annular dimming region 90bb. When the angle of the incident light with respect to the optical axis AX further monotonously increases along the YZ plane, the overlapping area of the circular dimming area 90aa and the annular dimming area 90bb monotonously decreases, and eventually FIG. ), The circular dimming area 90aa comes out of the annular dimming area 90bb.

本実施形態では、４極状の瞳強度分布２０からの補正フィルター９への光のＹＺ平面に沿った最大入射角度が、図８（ｂ）に示すように円形状の減光領域９０ａａが円環状の減光領域９０ｂｂの内側へ入り込むときの光の入射角度以下になるように構成されているものとする。この場合、円形状の遮光性ドット５１と円環状の遮光性ドット５２とからなる単位減光領域は、光の入射角度が大きくなるにつれて減光率が減少する減光作用を発揮することになる。   In this embodiment, the maximum incident angle along the YZ plane of the light from the quadrupole pupil intensity distribution 20 to the correction filter 9 is such that the circular dimming region 90aa is a circle as shown in FIG. Suppose that it is comprised so that it may become below the incident angle of the light when entering inside the cyclic | annular light reduction area | region 90bb. In this case, the unit dimming region composed of the circular light-shielding dots 51 and the annular light-shielding dots 52 exhibits a light-reducing effect in which the light-attenuation rate decreases as the light incident angle increases. .

また、円形状の遮光性ドット５１と一対の円形状の遮光性ドット５３との組み合わせからなる単位減光領域に対して光軸ＡＸに平行な光が入射すると、補正フィルター９の直後であって射出面９２ｂに平行な面において、図９（ａ）に示すように、円形状の遮光性ドット５１により減光された領域９１ａａと、一対の円形状の遮光性ドット５３により減光された領域９１ｂｃとは重なり合う部分がない。すなわち、補正フィルター９の直後において、円形状の減光領域９１ａａと一対の円形状の減光領域９１ｂｃとは、円形状の減光領域９１ａａの３個分の面積を有する減光領域を形成する。   Further, when light parallel to the optical axis AX is incident on a unit dimming region composed of a combination of the circular light-shielding dots 51 and the pair of circular light-shielding dots 53, the light is incident immediately after the correction filter 9. On the surface parallel to the exit surface 92b, as shown in FIG. 9A, a region 91aa that is dimmed by a circular light-shielding dot 51 and a region that is dimmed by a pair of circular light-shielding dots 53 There is no overlapping part with 91bc. That is, immediately after the correction filter 9, the circular dimming region 91aa and the pair of circular dimming regions 91bc form a dimming region having an area equivalent to three of the circular dimming regions 91aa. .

円形状の遮光性ドット５１と一対の円形状の遮光性ドット５３とからなる単位減光領域に入射する光の光軸ＡＸに対する角度が例えばＹＺ平面に沿って０度から単調に増大すると、補正フィルター９の直後において、減光領域９１ａａがＺ方向に移動して一方の減光領域９１ｂｃと重なり合う領域が単調に増大し、やがて図９（ｂ）に示すように減光領域９１ａａが一方の減光領域９１ｂｃと完全に重なり合う。この状態では、円形状の減光領域９１ａａと一対の円形状の減光領域９１ｂｃとが、円形状の減光領域９１ａａの２個分の面積を有する減光領域を形成する。   When the angle with respect to the optical axis AX of the light incident on the unit dimming region composed of the circular light-shielding dots 51 and the pair of circular light-shielding dots 53 increases monotonously from 0 degrees along the YZ plane, for example, Immediately after the filter 9, the dimming area 91aa moves in the Z direction, and the area overlapping with one dimming area 91bc monotonously increases, and eventually the dimming area 91aa is reduced by one as shown in FIG. 9B. It completely overlaps with the light region 91bc. In this state, the circular dimming region 91aa and the pair of circular dimming regions 91bc form a dimming region having an area corresponding to two circular dimming regions 91aa.

こうして、円形状の遮光性ドット５１と一対の円形状の遮光性ドット５３とからなる単位減光領域も、円形状の遮光性ドット５１と円環状の遮光性ドット５２とからなる単位減光領域の場合と同様に、光の入射角度が大きくなるにつれて減光率が減少する減光作用を発揮することになる。その結果、これらの単位減光領域が所定の分布にしたがって形成された補正フィルター９は、図１０に示すように、補正フィルター９に対する光の入射角度θが大きくなるにつれて減光率が減少する減光率特性を有する。   Thus, the unit dimming area composed of the circular light-shielding dots 51 and the pair of circular light-shielding dots 53 is also the unit dimming area composed of the circular light-shielding dots 51 and the annular light-shielding dots 52. As in the case of, the dimming effect is exhibited in which the dimming rate decreases as the incident angle of light increases. As a result, in the correction filter 9 in which these unit attenuation regions are formed according to a predetermined distribution, the attenuation factor decreases as the incident angle θ of light with respect to the correction filter 9 increases as shown in FIG. It has light rate characteristics.

また、補正フィルター９は、図２に示すように、光軸ＡＸを挟んでＺ方向に間隔を隔てた一対の面光源２０ｃ，２０ｄに対応して配置された一対のフィルター領域９ｃおよび９ｄを有する。したがって、４極状の瞳強度分布２０のうち、面光源２０ｃからの光はフィルター領域９ｃを通過し、面光源２０ｄからの光はフィルター領域９ｄを通過するが、面光源２０ａ，２０ｂからの光は補正フィルター９の作用を受けない。   Further, as shown in FIG. 2, the correction filter 9 has a pair of filter regions 9c and 9d arranged corresponding to a pair of surface light sources 20c and 20d spaced apart in the Z direction across the optical axis AX. . Accordingly, in the quadrupole pupil intensity distribution 20, light from the surface light source 20c passes through the filter region 9c, and light from the surface light source 20d passes through the filter region 9d, but light from the surface light sources 20a and 20b. Is not affected by the correction filter 9.

この場合、図１１に示すように、ウェハＷ上の静止露光領域ＥＲ内の中心点Ｐ１に達する光、すなわちマスクブラインド１１の開口部の中心点Ｐ１’に達する光は、補正フィルター９に対して入射角度０で入射する。換言すれば、中心点Ｐ１に関する瞳強度分布２１の面光源２１ｃおよび２１ｄからの光は、入射角度０で一対のフィルター領域９ｃおよび９ｄに入射する。一方、図１２に示すように、ウェハＷ上の静止露光領域ＥＲ内の周辺点Ｐ２，Ｐ３に達する光、すなわちマスクブラインド１１の開口部の周辺点Ｐ２’，Ｐ３’に達する光は、補正フィルター９に対して比較的大きい入射角度±θで入射する。換言すれば、周辺点Ｐ２，Ｐ３に関する瞳強度分布２２の面光源２２ｃおよび２２ｄからの光は、入射角度±θで一対のフィルター領域９ｃおよび９ｄにそれぞれ入射する。   In this case, as shown in FIG. 11, the light reaching the center point P 1 in the static exposure region ER on the wafer W, that is, the light reaching the center point P 1 ′ of the opening of the mask blind 11 is directed to the correction filter 9. Incident at an incident angle of 0. In other words, light from the surface light sources 21c and 21d of the pupil intensity distribution 21 with respect to the center point P1 is incident on the pair of filter regions 9c and 9d at an incident angle of 0. On the other hand, as shown in FIG. 12, the light reaching the peripheral points P2 and P3 in the static exposure region ER on the wafer W, that is, the light reaching the peripheral points P2 ′ and P3 ′ of the opening of the mask blind 11 is corrected filter. 9 is incident at a relatively large incident angle ± θ. In other words, the light from the surface light sources 22c and 22d of the pupil intensity distribution 22 related to the peripheral points P2 and P3 is incident on the pair of filter regions 9c and 9d at an incident angle ± θ, respectively.

なお、図１１および図１２において、参照符号Ｂ１は面光源２０ｃ（２１ｃ，２２ｃ）のＺ方向に沿った最外縁の点（図２を参照）を示し、参照符号Ｂ２は面光源２０ｄ（２１ｄ，２２ｄ）のＺ方向に沿った最外縁の点（図２を参照）を示している。さらに、図１１および図１２に関連する説明の理解を容易するために、面光源２０ａ（２１ａ，２２ａ）のＸ方向に沿った最外縁の点を参照符号Ｂ３で示し、面光源２０ｂ（２１ｂ，２２ｂ）のＸ方向に沿った最外縁の点を参照符号Ｂ４で示している。ただし、上述したように、面光源２０ａ（２１ａ，２２ａ）および面光源２０ｂ（２１ｂ，２２ｂ）からの光は、補正フィルター９の作用を受けない。   11 and 12, reference numeral B1 indicates a point on the outermost edge along the Z direction of the surface light source 20c (21c, 22c) (see FIG. 2), and reference numeral B2 indicates the surface light source 20d (21d, 21d, 22d) shows the point at the outermost edge along the Z direction (see FIG. 2). Furthermore, in order to facilitate the understanding of the explanation related to FIG. 11 and FIG. 12, the point of the outermost edge along the X direction of the surface light source 20a (21a, 22a) is denoted by reference numeral B3, and the surface light source 20b (21b, 21b, The point of the outermost edge along the X direction of 22b) is indicated by reference numeral B4. However, as described above, the light from the surface light source 20a (21a, 22a) and the surface light source 20b (21b, 22b) is not affected by the correction filter 9.

こうして、中心点Ｐ１に関する瞳強度分布２１のうち、面光源２１ｃおよび２１ｄからの光は、補正フィルター９のフィルター領域９ｃおよび９ｄの減光作用を受けて、その光強度は比較的大きく低下する。面光源２１ａおよび２１ｂからの光は、補正フィルター９の作用を受けないため、その光強度は変化しない。その結果、中心点Ｐ１に関する瞳強度分布２１は、図１３に示すように、補正フィルター９の作用を受けて、元の分布２１とは異なる性状の瞳強度分布２１’に調整される。すなわち、補正フィルター９により調整された瞳強度分布２１’では、Ｘ方向に間隔を隔てた面光源２１ａ，２１ｂの光強度の方がＺ方向に間隔を隔てた面光源２１ｃ’，２１ｄ’の光強度よりも大きい性状に変化する。   Thus, in the pupil intensity distribution 21 related to the center point P1, the light from the surface light sources 21c and 21d is subjected to the dimming action of the filter regions 9c and 9d of the correction filter 9, and the light intensity is relatively reduced. Since the light from the surface light sources 21a and 21b is not affected by the correction filter 9, the light intensity does not change. As a result, the pupil intensity distribution 21 related to the center point P1 is adjusted to a pupil intensity distribution 21 'having a property different from that of the original distribution 21 under the action of the correction filter 9, as shown in FIG. That is, in the pupil intensity distribution 21 ′ adjusted by the correction filter 9, the light intensities of the surface light sources 21 a and 21 b spaced in the X direction are light from the surface light sources 21 c ′ and 21 d ′ spaced in the Z direction. It changes to a property larger than strength.

一方、周辺点Ｐ２、Ｐ３に関する瞳強度分布２２のうち、面光源２２ｃおよび２２ｄからの光は、補正フィルター９のフィルター領域９ｃおよび９ｄの作用を受けて、その光強度は比較的小さく低下する。面光源２２ａおよび２２ｂからの光は、補正フィルター９の作用を受けないため、その光強度は変化しない。その結果、周辺点Ｐ２、Ｐ３に関する瞳強度分布２２は、図１４に示すように、補正フィルター９の作用により、元の分布２２と同様の性状の瞳強度分布２２’に調整される。すなわち、補正フィルター９により調整された瞳強度分布２２’においても、Ｘ方向に間隔を隔てた面光源２２ａ，２２ｂの光強度の方がＺ方向に間隔を隔てた面光源２２ｃ’，２２ｄ’の光強度よりも大きい性状は維持される。   On the other hand, in the pupil intensity distribution 22 related to the peripheral points P2 and P3, the light from the surface light sources 22c and 22d is affected by the filter regions 9c and 9d of the correction filter 9, and the light intensity is reduced to a relatively small level. Since the light from the surface light sources 22a and 22b is not affected by the correction filter 9, the light intensity does not change. As a result, the pupil intensity distribution 22 relating to the peripheral points P2 and P3 is adjusted to a pupil intensity distribution 22 'having the same properties as the original distribution 22 by the action of the correction filter 9, as shown in FIG. That is, also in the pupil intensity distribution 22 ′ adjusted by the correction filter 9, the light intensity of the surface light sources 22a and 22b spaced in the X direction is higher than that of the surface light sources 22c ′ and 22d ′ spaced in the Z direction. Properties greater than light intensity are maintained.

こうして、補正フィルター９の作用により、中心点Ｐ１に関する瞳強度分布２１は、周辺点Ｐ２、Ｐ３に関する瞳強度分布２２’とほぼ同じ性状の分布２１’に調整される。同様に、中心点Ｐ１と周辺点Ｐ２、Ｐ３との間でＹ方向に沿って並んだ各点に関する瞳強度分布、ひいてはウェハＷ上の静止露光領域ＥＲ内の各点に関する瞳強度分布も、互いにほぼ同じ性状の分布に調整される。換言すれば、補正フィルター９の作用により、ウェハＷ上の静止露光領域ＥＲ内の各点に関する瞳強度分布は互いにほぼ同じ性状の分布に調整される。   Thus, the action of the correction filter 9 adjusts the pupil intensity distribution 21 related to the center point P1 to a distribution 21 'having substantially the same properties as the pupil intensity distribution 22' related to the peripheral points P2 and P3. Similarly, the pupil intensity distribution for each point arranged in the Y direction between the center point P1 and the peripheral points P2 and P3, and hence the pupil intensity distribution for each point in the still exposure region ER on the wafer W, is also mutually related. The distribution is adjusted to almost the same property. In other words, the pupil intensity distribution for each point in the still exposure region ER on the wafer W is adjusted to a distribution having substantially the same property by the action of the correction filter 9.

さらに別の表現をすれば、補正フィルター９の一対のフィルター領域９ｃおよび９ｄは、各点に関する瞳強度分布を互いにほぼ同じ性状の分布に調整するために必要な所要の減光率特性、すなわち光の入射角度が大きくなるにつれて減光率が減少する所要の減光率特性を有する。一対のフィルター領域９ｃおよび９ｄの所要の減光率特性は、補正フィルター９を構成する基板９１，９２の厚さ、フィルター領域９ｃおよび９ｄにおける円形状の遮光性ドット５１と円環状の遮光性ドット５２とからなる単位減光領域の分布、フィルター領域９ｃおよび９ｄにおける円形状の遮光性ドット５１と一対の円形状の遮光性ドット５３とからなる単位減光領域の分布などを適宜設定することにより実現される。   In other words, the pair of filter regions 9c and 9d of the correction filter 9 has a required light attenuation rate characteristic necessary for adjusting the pupil intensity distribution for each point to a distribution having substantially the same property, that is, light. The required light attenuation rate characteristic that the light attenuation rate decreases as the incident angle increases. The required attenuation characteristics of the pair of filter regions 9c and 9d are the thickness of the substrates 91 and 92 constituting the correction filter 9, the circular light-shielding dots 51 and the annular light-shielding dots in the filter regions 9c and 9d. By appropriately setting the distribution of unit dimming areas consisting of 52, the distribution of unit dimming areas consisting of circular light shielding dots 51 and a pair of circular light shielding dots 53 in the filter areas 9c and 9d, etc. Realized.

以上のように、本実施形態の補正フィルター９では、平行平面板の形態を有する一対の光透過性基板９１，９２の任意の面に円形状の遮光性ドット５１が所定の分布にしたがって形成され、基板９１，９２の別の任意の面に円形状の遮光性ドット５１と一対一対応するように円環状の遮光性ドット５２または一対の円形状の遮光性ドット５３が形成されている。そして、円形状の遮光性ドット５１と円環状の遮光性ドット５２とは光軸ＡＸ方向に見て補完的な形状（ひいては互いに重なり合わない形状）を有し、円形状の遮光性ドット５１と一対の円形状の遮光性ドット５３とは光軸ＡＸ方向に見て互いに重なり合わない形状を有する。したがって、円形状の遮光性ドット５１と円環状の遮光性ドット５２とからなる単位減光領域、および円形状の遮光性ドット５１と一対の円形状の遮光性ドット５３とからなる単位減光領域は、いわゆる視差の効果により、光の入射角度が大きくなるにつれて減光率が減少する減光作用を発揮する。   As described above, in the correction filter 9 of the present embodiment, the circular light-shielding dots 51 are formed according to a predetermined distribution on an arbitrary surface of the pair of light-transmitting substrates 91 and 92 having the shape of a plane parallel plate. An annular light-shielding dot 52 or a pair of circular light-shielding dots 53 is formed on another arbitrary surface of the substrates 91 and 92 so as to have a one-to-one correspondence with the circular light-shielding dots 51. The circular light-shielding dots 51 and the annular light-shielding dots 52 have complementary shapes (as a result, do not overlap each other) when viewed in the optical axis AX direction. The pair of circular light-shielding dots 53 have shapes that do not overlap with each other when viewed in the optical axis AX direction. Therefore, a unit dimming area composed of a circular light-shielding dot 51 and an annular light-shielding dot 52 and a unit dimming area composed of a circular light-shielding dot 51 and a pair of circular light-shielding dots 53. Exhibits a dimming action in which the dimming rate decreases as the incident angle of light increases due to the so-called parallax effect.

その結果、遮光性ドット５１と５２とからなる単位減光領域および遮光性ドット５１と５３とからなる単位減光領域が所定の分布にしたがって形成された補正フィルター９は、光の入射角度が大きくなるにつれて減光率が減少する減光率特性を有する。また、補正フィルター９は、照明瞳の近傍の位置、すなわち被照射面であるマスクＭ（またはウェハＷ）における光の位置情報が光の角度情報に変換される位置に配置されている。したがって、本実施形態の補正フィルター９の減光作用により、被照射面上の各点に関する瞳強度分布をそれぞれ独立的に調整することができ、ひいては各点に関する瞳強度分布を互いにほぼ同じ性状の分布に調整することが可能である。   As a result, the correction filter 9 in which the unit dimming area composed of the light shielding dots 51 and 52 and the unit dimming area composed of the light shielding dots 51 and 53 are formed according to a predetermined distribution has a large incident angle of light. It has a dimming rate characteristic in which the dimming rate decreases as the time becomes. The correction filter 9 is arranged at a position in the vicinity of the illumination pupil, that is, a position at which light position information on the mask M (or wafer W) that is an irradiated surface is converted into light angle information. Therefore, the dimming action of the correction filter 9 of the present embodiment can independently adjust the pupil intensity distribution for each point on the irradiated surface, and consequently the pupil intensity distribution for each point has substantially the same property. It is possible to adjust the distribution.

また、本実施形態の照明光学系では、光の入射角度が大きくなるにつれて減光率が減少する所要の減光率特性を有する一対のフィルター領域９ｃおよび９ｄを備え、ウェハＷ上の静止露光領域ＥＲ内の各点に関する瞳強度分布をそれぞれ独立的に調整する補正フィルター９と、光の入射位置に応じて変化する所要の透過率特性を有し、各点に関する瞳強度分布を一律に調整する濃度フィルター６との協働作用により、各点に関する瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整することができる。したがって、本実施形態の露光装置（１〜ＷＳ）では、ウェハＷ上の静止露光領域ＥＲ内の各点での瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整する照明光学系（２〜１２）を用いて、マスクＭの微細パターンに応じた適切な照明条件のもとで良好な露光を行うことができ、ひいてはマスクＭの微細パターンを露光領域の全体に亘って所望の線幅でウェハＷ上に忠実に転写することができる。   In addition, the illumination optical system of the present embodiment includes a pair of filter regions 9c and 9d having a required light attenuation rate characteristic in which the light attenuation rate decreases as the incident angle of light increases, and a still exposure region on the wafer W A correction filter 9 that independently adjusts the pupil intensity distribution for each point in the ER and a required transmittance characteristic that changes according to the incident position of light, and uniformly adjusts the pupil intensity distribution for each point. Due to the cooperative action with the density filter 6, the pupil intensity distribution for each point can be adjusted substantially uniformly. Therefore, the exposure apparatus (1 to WS) of the present embodiment uses the illumination optical system (2 to 12) that adjusts the pupil intensity distribution at each point in the static exposure region ER on the wafer W almost uniformly. Therefore, it is possible to perform good exposure under appropriate illumination conditions according to the fine pattern of the mask M. As a result, the fine pattern of the mask M is faithfully applied on the wafer W with a desired line width over the entire exposure region. Can be transferred to.

本実施形態において、ウェハ（被照射面）Ｗ上の光量分布が、例えば補正フィルター９の調整作用の影響を受けることが考えられる。この場合、必要に応じて、公知の構成を有する光量分布調整部の作用により、静止露光領域ＥＲ内の照度分布を変更する、または静止露光領域（照明領域）ＥＲの形状を変更して露光量分布を変更することができる。具体的に、照度分布を変更する光量分布調整部としては、特開２００１−３１３２５０号および特開２００２−１００５６１号（並びにそれらに対応する米国特許第６７７１３５０号および第６９２７８３６号）に記載された構成および手法を用いることができる。また、照明領域の形状を変更する光量分布調整部としては、国際特許公開第ＷＯ２００５／０４８３２６号パンフレット（およびそれに対応する米国特許公開第２００７／００１４１１２号公報）に記載された構成および手法を用いることができる。   In the present embodiment, it is conceivable that the light amount distribution on the wafer (irradiated surface) W is affected by, for example, the adjustment function of the correction filter 9. In this case, the exposure amount is changed by changing the illuminance distribution in the still exposure region ER or changing the shape of the still exposure region (illumination region) ER as required by the action of the light amount distribution adjusting unit having a known configuration. Distribution can be changed. Specifically, as the light amount distribution adjusting unit for changing the illuminance distribution, configurations described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2001-313250 and 2002-1000056 (and US Pat. Nos. 6,771,350 and 6927836 corresponding thereto). And techniques can be used. Further, as the light amount distribution adjusting unit for changing the shape of the illumination area, the configuration and method described in the pamphlet of International Patent Publication No. WO2005 / 048326 (and the corresponding US Patent Publication No. 2007/0014112) are used. Can do.

なお、上述の実施形態では、第１単位減光領域としての円形状の遮光性ドット５１と、第２単位減光領域としての円環状の遮光性ドット５２とが、光軸ＡＸ方向に見て補完的な形状を有する。また、第１単位減光領域としての円形状の遮光性ドット５１と、第２単位減光領域としての一対の円形状の遮光性ドット５３とが、光軸ＡＸ方向に見て互いに重なり合わない形状を有する。しかしながら、これに限定されることなく、補正フィルター９の任意の面に分布形成される第１単位減光領域の形状、別の任意の面に分布形成される第２単位減光領域の形状、第１単位減光領域と第２単位減光領域との位置関係などについて、様々な形態が可能である。   In the above-described embodiment, the circular light-shielding dots 51 as the first unit light-reducing areas and the annular light-shielding dots 52 as the second unit light-reducing areas are viewed in the optical axis AX direction. It has a complementary shape. Further, the circular light-shielding dots 51 as the first unit light-reducing areas and the pair of circular light-shielding dots 53 as the second unit light-reducing areas do not overlap each other when viewed in the optical axis AX direction. Has a shape. However, without being limited thereto, the shape of the first unit dimming region distributed on an arbitrary surface of the correction filter 9, the shape of the second unit dimming region distributed on another arbitrary surface, Various forms of the positional relationship between the first unit dimming area and the second unit dimming area are possible.

また、上述の実施形態では、補正フィルター９と濃度フィルター６との協働作用により、各点に関する瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整している。しかしながら、濃度フィルター６を用いることなく、フィルター領域９ｃ，９ｄとは異なる減光率特性を有する新たなフィルター領域を補正フィルター９に追加することにより、各点に関する瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整する変形例も可能である。この変形例にかかる補正フィルター９は、図１５に示すように、Ｚ方向に間隔を隔てた一対の面光源２０ｃ，２０ｄに対応して配置された一対のフィルター領域９ｃおよび９ｄに加えて、Ｘ方向に間隔を隔てた一対の面光源２０ａ，２０ｂに対応して配置された一対のフィルター領域９ａおよび９ｂを備えている。   In the above-described embodiment, the pupil intensity distribution for each point is adjusted substantially uniformly by the cooperative action of the correction filter 9 and the density filter 6. However, by adding a new filter region having a light attenuation rate characteristic different from that of the filter regions 9c and 9d to the correction filter 9 without using the density filter 6, the pupil intensity distribution for each point is adjusted almost uniformly. Variations are also possible. As shown in FIG. 15, the correction filter 9 according to this modified example includes a pair of filter regions 9 c and 9 d arranged corresponding to a pair of surface light sources 20 c and 20 d spaced apart in the Z direction, A pair of filter regions 9a and 9b are provided corresponding to a pair of surface light sources 20a and 20b spaced apart in the direction.

この場合、４極状の瞳強度分布２０のうち、面光源２０ｃからの光はフィルター領域９ｃを通過し、面光源２０ｄからの光はフィルター領域９ｄを通過し、面光源２０ａからの光はフィルター領域９ａを通過し、面光源２０ｂからの光はフィルター領域９ｂを通過する。フィルター領域９ａおよび９ｂでは、図１６に示すように、基板９１，９２の４つの面９１ａ，９１ｂ，９２ａ，９２ｂのうちの光軸ＡＸ方向に間隔を隔てた任意の一対の面に、例えばクロムや酸化クロム等からなる一方の円形状の遮光性ドット５４と他方の円形状の遮光性ドット５５との組み合わせが形成されている。   In this case, in the quadrupole pupil intensity distribution 20, the light from the surface light source 20c passes through the filter region 9c, the light from the surface light source 20d passes through the filter region 9d, and the light from the surface light source 20a is filtered. The light from the surface light source 20b passes through the region 9a and passes through the filter region 9b. In the filter regions 9a and 9b, as shown in FIG. 16, for example, chromium is formed on any pair of surfaces of the four surfaces 91a, 91b, 92a, 92b spaced apart in the optical axis AX direction. A combination of one circular light-shielding dot 54 and the other circular light-shielding dot 55 made of chrome oxide or the like is formed.

そして、円形状の遮光性ドット５４と円形状の遮光性ドット５５との第１の組み合わせと、円形状の遮光性ドット５４と円形状の遮光性ドット５５との第２の組み合わせとは、光軸ＡＸ方向に見て互いに重なり合っていても良い。一般的には、フィルター領域９ａおよび９ｂでは、基板９１，９２の４つの面９１ａ，９１ｂ，９２ａ，９２ｂのうちの任意の面に遮光性ドット５４が形成され、別の任意の面に遮光性ドット５４に対応した遮光性ドット５５が形成され、さらに必要に応じて、別の任意の１つまたは２つの面に遮光性ドット５４に対応した遮光性ドット５４，５５が形成されている。   The first combination of the circular light-shielding dot 54 and the circular light-shielding dot 55 and the second combination of the circular light-shielding dot 54 and the circular light-shielding dot 55 are: They may overlap each other when viewed in the axis AX direction. In general, in the filter regions 9a and 9b, the light-shielding dots 54 are formed on any one of the four surfaces 91a, 91b, 92a, and 92b of the substrates 91 and 92, and the light-shielding property is formed on another arbitrary surface. Light-shielding dots 55 corresponding to the dots 54 are formed, and light-shielding dots 54 and 55 corresponding to the light-shielding dots 54 are formed on any one or two other surfaces as necessary.

以下、説明の理解を容易にするために、円形状の遮光性ドット５４と５５とは互いに同じ大きさを有し、一方の面に形成された遮光性ドット５４の中心と他方の面に形成された遮光性ドット５５の中心とが光軸ＡＸ方向に見て一致しているものとする。すなわち、第１単位減光領域である円形状の遮光性ドット５４と第２単位減光領域である円形状の遮光性ドット５５とは、光軸ＡＸ方向に見て互いに重なり合っている。   Hereinafter, in order to facilitate understanding of the description, the circular light-shielding dots 54 and 55 have the same size, and are formed on the center and the other surface of the light-shielding dots 54 formed on one surface. It is assumed that the center of the light-shielding dot 55 coincides with the optical axis AX direction. That is, the circular light-shielding dot 54 that is the first unit light-reducing area and the circular light-shielding dot 55 that is the second unit light-reducing area overlap each other when viewed in the optical axis AX direction.

この場合、一方の面に形成された円形状の遮光性ドット５４と他方の面に形成された円形状の遮光性ドット５５との組み合わせからなる単位減光領域に対して光軸ＡＸに平行な光が入射すると、補正フィルター９の直後であって射出面９ｂに平行な面において、図１７（ａ）に示すように、円形状の遮光性ドット５４により減光された領域９２ａａと、円形状の遮光性ドット５５により減光された領域９２ｂｂとは互いに重なり合う。すなわち、補正フィルター９の直後において、円形状の減光領域９２ａａと９２ｂｂとは、円形状の減光領域９２ａａの１個分の面積を有する減光領域を形成する。   In this case, a unit dimming area composed of a combination of a circular light-shielding dot 54 formed on one surface and a circular light-shielding dot 55 formed on the other surface is parallel to the optical axis AX. When light is incident, on the surface immediately after the correction filter 9 and parallel to the exit surface 9b, as shown in FIG. 17A, a region 92aa dimmed by a circular light-shielding dot 54, and a circular shape The regions 92bb dimmed by the light-shielding dots 55 overlap each other. That is, immediately after the correction filter 9, the circular dimming regions 92aa and 92bb form a dimming region having an area corresponding to one circular dimming region 92aa.

一対の円形状の遮光性ドット５４と５５とからなる単位減光領域に入射する光の光軸ＡＸに対する角度が例えばＹＺ平面に沿って０度から単調に増大すると、補正フィルター９の直後において、減光領域９２ａａがＺ方向に移動して減光領域９２ｂｂと重なり合う領域が単調に減少し、やがて図１７（ｂ）に示すように減光領域９２ａａが一方の減光領域９２ｂｂと全く重なり合わなくなる。この状態では、円形状の減光領域９２ａａと９２ｂｂとが、円形状の減光領域９２ａａの２個分の面積を有する減光領域を形成する。こうして、円形状の遮光性ドット５４と５５とからなる単位減光領域は、光の入射角度が大きくなるにつれて減光率が増大する減光作用を発揮する。   When the angle with respect to the optical axis AX of the light incident on the unit attenuation region composed of the pair of circular light-shielding dots 54 and 55 increases monotonously from 0 degrees along the YZ plane, for example, immediately after the correction filter 9, The dimming area 92aa moves in the Z direction and the area overlapping the dimming area 92bb decreases monotonously, and eventually the dimming area 92aa does not overlap with one dimming area 92bb as shown in FIG. . In this state, the circular dimming regions 92aa and 92bb form a dimming region having an area equivalent to two circular dimming regions 92aa. Thus, the unit dimming area composed of the circular light-shielding dots 54 and 55 exhibits a dimming effect in which the dimming rate increases as the incident angle of light increases.

また、光軸ＡＸ方向に見て互いに重なり合った一対の単位減光領域（円形状の遮光性ドット５４と５５とからなる単位減光領域が光軸ＡＸ方向に見て互いに重なり合った領域）に対して光軸ＡＸに平行な光が入射すると、補正フィルター９の直後であって射出面９ｂに平行な面において、図１８（ａ）に示すように、一方の単位減光領域の円形状の遮光性ドット５４により減光された領域９２ａａと、一方の単位減光領域の円形状の遮光性ドット５５および他方の単位減光領域の円形状の遮光性ドット５４により減光された領域９２ｃｃと、他方の単位減光領域の円形状の遮光性ドット５５により減光された領域９２ｄｄとは互いに重なり合う。すなわち、補正フィルター９の直後において、円形状の減光領域９２ａａと９２ｃｃと９２ｄｄとは、円形状の減光領域９２ａａの１個分の面積を有する減光領域を形成する。   Further, with respect to a pair of unit dimming regions that overlap each other when viewed in the optical axis AX direction (regions in which unit dimming regions composed of circular light-shielding dots 54 and 55 overlap each other when viewed in the optical axis AX direction). When light parallel to the optical axis AX is incident, as shown in FIG. 18 (a), the circular light shielding of one unit dimming region is performed immediately after the correction filter 9 and parallel to the exit surface 9b. A region 92aa dimmed by the light-reducing dot 54, a region 92cc dimmed by the circular light-shielding dot 55 in one unit light-reducing region and the circular light-shielding dot 54 in the other unit light-reducing region, The other unit dimming region 92dd that is dimmed by the circular light-shielding dot 55 overlaps each other. That is, immediately after the correction filter 9, the circular dimming regions 92aa, 92cc, and 92dd form a dimming region having an area corresponding to one circular dimming region 92aa.

光軸ＡＸ方向に見て互いに重なり合った一対の単位減光領域に入射する光の光軸ＡＸに対する角度が例えばＹＺ平面に沿って０度から単調に増大すると、補正フィルター９の直後において、減光領域９２ａａおよび９２ｃｃがＺ方向に移動して減光領域９２ｄｄと重なり合う領域が単調に減少し、やがて図１８（ｂ）に示すように減光領域９２ａａと減光領域９２ｃｃと減光領域９２ｄｄとが全く重なり合わなくなる。この状態では、円形状の減光領域９２ａａと９２ｃｃと９２ｄｄとが、円形状の減光領域９２ａａの３個分の面積を有する減光領域を形成する。こうして、光軸ＡＸ方向に見て互いに重なり合った一対の単位減光領域は、光の入射角度が大きくなるにつれて減光率が増大する減光作用を発揮する。   When the angle with respect to the optical axis AX of light incident on a pair of unit dimming regions that overlap each other when viewed in the direction of the optical axis AX increases monotonously from 0 degrees, for example, along the YZ plane, the dimming occurs immediately after the correction filter 9. The regions 92aa and 92cc move in the Z direction, and the region overlapping with the dimming region 92dd monotonously decreases. As shown in FIG. 18B, the dimming region 92aa, the dimming region 92cc, and the dimming region 92dd are eventually formed. It will not overlap at all. In this state, the circular dimming areas 92aa, 92cc, and 92dd form a dimming area having an area equivalent to three circular dimming areas 92aa. Thus, the pair of unit dimming regions that overlap each other when viewed in the direction of the optical axis AX exhibits a dimming effect in which the dimming rate increases as the incident angle of light increases.

その結果、遮光性ドット５４と５５とからなる単位減光領域が所定の分布にしたがって形成された補正フィルター９のフィルター領域９ａおよび９ｂは、フィルター領域９ｃおよび９ｄとは逆に、図１９に示すように、光の入射角度θが大きくなるにつれて減光率が増大する減光率特性を有する。こうして、中心点Ｐ１に関する瞳強度分布２１のうち、面光源２１ａおよび２１ｂからの光は、補正フィルター９のフィルター領域９ａおよび９ｂの減光作用を受けて、その光強度は比較的小さく低下する。その結果、図２０に示すように、フィルター領域９ｃおよび９ｄにより調整された中心点Ｐ１に関する瞳強度分布２１’（図１３の右側の分布２１’を参照）は、フィルター領域９ａおよび９ｂの作用を受けて、ほぼ均一な性状の瞳強度分布２１''に調整される。すなわち、補正フィルター９により調整された瞳強度分布２１''では、Ｘ方向に間隔を隔てた面光源２１ａ'，２１ｂ'の光強度とＺ方向に間隔を隔てた面光源２１ｃ’，２１ｄ’の光強度とがほぼ一致する。   As a result, the filter regions 9a and 9b of the correction filter 9 in which the unit dimming region composed of the light shielding dots 54 and 55 is formed according to a predetermined distribution are shown in FIG. 19, contrary to the filter regions 9c and 9d. Thus, it has a light attenuation rate characteristic in which the light attenuation rate increases as the incident angle θ of light increases. Thus, in the pupil intensity distribution 21 related to the center point P1, the light from the surface light sources 21a and 21b is subjected to the dimming action of the filter regions 9a and 9b of the correction filter 9, and the light intensity is relatively reduced. As a result, as shown in FIG. 20, the pupil intensity distribution 21 ′ (see the distribution 21 ′ on the right side of FIG. 13) relating to the center point P1 adjusted by the filter regions 9c and 9d has the effect of the filter regions 9a and 9b. In response, the pupil intensity distribution 21 ″ having a substantially uniform property is adjusted. That is, in the pupil intensity distribution 21 ″ adjusted by the correction filter 9, the light intensity of the surface light sources 21a ′ and 21b ′ spaced in the X direction and the surface light sources 21c ′ and 21d ′ spaced in the Z direction are measured. The light intensity almost matches.

一方、周辺点Ｐ２、Ｐ３に関する瞳強度分布２２のうち、面光源２２ａおよび２２ｂからの光は、補正フィルター９のフィルター領域９ａおよび９ｂの作用を受けて、その光強度は比較的大きく低下する。その結果、図２１に示すように、フィルター領域９ｃおよび９ｄにより調整された周辺点Ｐ２、Ｐ３に関する瞳強度分布２２’ （図１４の右側の分布２２’を参照）は、フィルター領域９ａおよび９ｂの作用を受けて、ほぼ均一な性状の瞳強度分布２２''に調整される。すなわち、補正フィルター９により調整された瞳強度分布２２''では、Ｘ方向に間隔を隔てた面光源２２ａ'，２２ｂ'の光強度とＺ方向に間隔を隔てた面光源２２ｃ’，２２ｄ’の光強度とがほぼ一致する。   On the other hand, in the pupil intensity distribution 22 related to the peripheral points P2 and P3, the light from the surface light sources 22a and 22b is affected by the filter regions 9a and 9b of the correction filter 9, and the light intensity is relatively reduced. As a result, as shown in FIG. 21, the pupil intensity distribution 22 ′ (see the distribution 22 ′ on the right side of FIG. 14) relating to the peripheral points P2 and P3 adjusted by the filter regions 9c and 9d is the same as that of the filter regions 9a and 9b. In response to the action, the pupil intensity distribution 22 ″ having a substantially uniform property is adjusted. That is, in the pupil intensity distribution 22 ″ adjusted by the correction filter 9, the light intensity of the surface light sources 22a ′ and 22b ′ spaced in the X direction and the surface light sources 22c ′ and 22d ′ spaced in the Z direction are measured. The light intensity almost matches.

こうして、図１５の変形例では、フィルター領域９ｃおよび９ｄ並びに９ａおよび９ｂを備えた補正フィルター９の作用により、中心点Ｐ１に関する瞳強度分布２１および周辺点Ｐ２、Ｐ３に関する瞳強度分布２２がともにほぼ均一な性状の瞳強度分布２１''および２２''に調整される。同様に、中心点Ｐ１と周辺点Ｐ２、Ｐ３との間でＹ方向に沿って並んだ各点に関する瞳強度分布、ひいてはウェハＷ上の静止露光領域ＥＲ内の各点に関する瞳強度分布も、ほぼ均一な性状の分布に調整される。換言すれば、濃度フィルター６を用いることなく、補正フィルター９だけの減光作用により、ウェハＷ上の静止露光領域ＥＲ内の各点に関する瞳強度分布がほぼ均一な性状の分布に調整される。   Thus, in the modification of FIG. 15, the pupil intensity distribution 21 for the center point P1 and the pupil intensity distributions 22 for the peripheral points P2 and P3 are substantially both due to the action of the correction filter 9 including the filter regions 9c and 9d and 9a and 9b. The pupil intensity distributions 21 ″ and 22 ″ having uniform characteristics are adjusted. Similarly, the pupil intensity distribution for each point arranged in the Y direction between the center point P1 and the peripheral points P2 and P3, and consequently the pupil intensity distribution for each point in the still exposure region ER on the wafer W is also substantially equal. The distribution is uniform. In other words, without using the density filter 6, the pupil intensity distribution for each point in the still exposure region ER on the wafer W is adjusted to a substantially uniform distribution by the dimming action of only the correction filter 9.

なお、図１５の変形例にかかるフィルター領域９ａおよび９ｂのみを備えた補正フィルターを用いて、被照射面上の各点に関する瞳強度分布をそれぞれ独立的に調整し、ひいては各点に関する瞳強度分布を互いにほぼ同じ性状の分布に調整することも可能である。換言すれば、フィルター領域９ａおよび９ｂのみを備えた補正フィルターと、濃度フィルター６との協働作用により、ウェハＷ上の静止露光領域ＥＲ内の各点での瞳強度分布をそれぞれほぼ均一に調整することもできる。   In addition, using the correction filter including only the filter regions 9a and 9b according to the modification of FIG. 15, the pupil intensity distribution for each point on the irradiated surface is independently adjusted, and thus the pupil intensity distribution for each point. It is also possible to adjust the distributions so as to have substantially the same properties. In other words, the pupil intensity distribution at each point in the still exposure region ER on the wafer W is adjusted almost uniformly by the cooperative action of the correction filter having only the filter regions 9a and 9b and the density filter 6. You can also

ところで、図２２に示すように、例えばピッチの比較的小さいパターンの転写に際して比較的外径の大きい（照明ＮＡの比較的大きい）４極状の瞳強度分布２４ａ〜２４ｄを形成し、ピッチの比較的大きいパターンの転写に際して比較的外径の小さい（照明ＮＡの比較的小さい）４極状の瞳強度分布２５ａ〜２５ｄを形成することがある。この場合、一対の面光源２４ａおよび２４ｂに対向して配置されるフィルター領域９ａおよび９ｂの領域において光軸ＡＸ方向に比較的大きい間隔を隔てた一対の遮光ドット５４と５５とからなる単位減光領域や、光軸ＡＸ方向に見て互いに重なり合った一対の単位減光領域を多く含み、一対の面光源２５ａおよび２５ｂに対向して配置されるフィルター領域９ａおよび９ｂの領域において光軸ＡＸ方向に比較的小さい間隔を隔てた一対の遮光ドット５４と５５とからなる単位減光領域を多く含むように構成すればよい。   By the way, as shown in FIG. 22, for example, when transferring a pattern with a relatively small pitch, quadrupole pupil intensity distributions 24a to 24d having a relatively large outer diameter (relatively large illumination NA) are formed, and the pitch is compared. When transferring a relatively large pattern, quadrupole pupil intensity distributions 25a to 25d having a relatively small outer diameter (relatively small illumination NA) may be formed. In this case, unit dimming consisting of a pair of light-shielding dots 54 and 55 spaced relatively large in the direction of the optical axis AX in the filter regions 9a and 9b disposed opposite to the pair of surface light sources 24a and 24b. A plurality of regions and a pair of unit dimming regions that overlap each other when viewed in the optical axis AX direction, and in the region of the filter regions 9a and 9b that are arranged to face the pair of surface light sources 25a and 25b in the optical axis AX direction. What is necessary is just to comprise so that many unit dimming areas which consist of a pair of light-shielding dots 54 and 55 spaced apart comparatively small may be included.

なお、上述の説明では、一対の基板９１と９２とにより、補正フィルター９を構成している。しかしながら、一対の基板からなる２段構成に限定されることなく、３つの基板により補正フィルターを構成する３段構成も可能であり、基板の数については様々な形態が可能である。また、上述の説明では、補正フィルター９を構成する光透過性の基板９１，９２として、平行平面板を用いている。しかしながら、平行平面板に限定されることなく、例えば少なくとも一方の面が曲率を有するような基板を用いて、本発明の補正フィルターを構成することもできる。   In the above description, the correction filter 9 is configured by the pair of substrates 91 and 92. However, the present invention is not limited to the two-stage configuration including a pair of substrates, but a three-stage configuration in which the correction filter is configured by three substrates is also possible, and various forms are possible for the number of substrates. In the above description, parallel plane plates are used as the light transmissive substrates 91 and 92 constituting the correction filter 9. However, the correction filter of the present invention can be configured using a substrate having at least one surface having a curvature, for example, without being limited to a plane parallel plate.

また、上述の説明では、補正フィルター９を構成する光透過性の基板９１と９２とが互いに隣接するように配置されている。しかしながら、補正フィルターを構成する複数の基板の配置については、様々な形態が可能である。また、上述の説明では、複数の単位減光領域（第１単位減光領域と第２単位減光領域との組み合わせ）を補正フィルター９に分布形成しているが、場合によっては１つの単位減光領域により同様の作用効果を得ることもできる。   In the above description, the light transmissive substrates 91 and 92 constituting the correction filter 9 are disposed adjacent to each other. However, various arrangements are possible for the arrangement of the plurality of substrates constituting the correction filter. In the above description, a plurality of unit dimming areas (a combination of the first unit dimming area and the second unit dimming area) are distributed and formed in the correction filter 9. Similar effects can be obtained by the light region.

このように、本発明の補正フィルターの具体的な構成については様々な形態が可能である。ただし、本発明の補正フィルターでは、第１基板の入射面および射出面のうちの少なくとも一方の面に第１減光パターンが形成され、第２基板の入射面および射出面のうちのうちの少なくとも一方の面に第２減光パターンが形成され、第１減光パターン中の第１単位減光領域と第２減光パター中の第２単位減光領域とからなる単位減光領域が光の入射角度に応じて減光率が変化する減光率特性を有することが重要である。   As described above, various forms of the specific configuration of the correction filter of the present invention are possible. However, in the correction filter of the present invention, the first dimming pattern is formed on at least one of the incident surface and the exit surface of the first substrate, and at least of the incident surface and the exit surface of the second substrate. A second dimming pattern is formed on one surface, and a unit dimming area composed of a first unit dimming area in the first dimming pattern and a second unit dimming area in the second dimming pattern is light. It is important to have a light attenuation rate characteristic in which the light attenuation rate changes according to the incident angle.

また、上述の説明では、照明瞳に４極状の瞳強度分布が形成される変形照明、すなわち４極照明を例にとって、本発明の作用効果を説明している。しかしながら、４極照明に限定されることなく、例えば輪帯状の瞳強度分布が形成される輪帯照明、４極状以外の他の複数極状の瞳強度分布が形成される複数極照明などに対しても、同様に本発明を適用して同様の作用効果を得ることができることは明らかである。   Further, in the above description, the operational effects of the present invention are described by taking, as an example, modified illumination in which a quadrupole pupil intensity distribution is formed on the illumination pupil, that is, quadrupole illumination. However, the present invention is not limited to quadrupole illumination. For example, annular illumination in which an annular pupil intensity distribution is formed, multipolar illumination in which a multipolar pupil intensity distribution other than quadrupole is formed, and the like. In contrast, it is apparent that the same effects can be obtained by applying the present invention.

なお、上述の実施形態では、オプティカルインテグレータとして、マイクロフライアイレンズ８を用いているが、その代わりに、内面反射型のオプティカルインテグレータ（典型的にはロッド型インテグレータ）を用いても良い。この場合、ズームレンズ７の後側にその前側焦点位置がズームレンズ７の後側焦点位置と一致するように集光レンズを配置し、この集光レンズの後側焦点位置またはその近傍に入射端が位置決めされるようにロッド型インテグレータを配置する。このとき、ロッド型インテグレータの射出端がマスクブラインド１１の位置になる。ロッド型インテグレータを用いる場合、このロッド型インテグレータの下流の結像光学系１２内の、投影光学系ＰＬの開口絞りＡＳの位置と光学的に共役な位置を照明瞳面と呼ぶことができる。また、ロッド型インテグレータの入射面の位置には、照明瞳面の二次光源の虚像が形成されることになるため、この位置およびこの位置と光学的に共役な位置も照明瞳面と呼ぶことができる。そして、上述の実施形態の補正フィルター９は、ロッド型インテグレータの下流の結像光学系１２内の、投影光学系ＰＬの開口絞りＡＳの位置と光学的に共役な位置またはその近傍に配置することができる。   In the above-described embodiment, the micro fly's eye lens 8 is used as the optical integrator, but instead, an internal reflection type optical integrator (typically a rod type integrator) may be used. In this case, the condensing lens is arranged on the rear side of the zoom lens 7 so that the front focal position thereof coincides with the rear focal position of the zoom lens 7, and the incident end is located at or near the rear focal position of the condensing lens. Position the rod-type integrator so that is positioned. At this time, the injection end of the rod-type integrator becomes the position of the mask blind 11. When a rod type integrator is used, a position optically conjugate with the position of the aperture stop AS of the projection optical system PL in the imaging optical system 12 downstream of the rod type integrator can be called an illumination pupil plane. In addition, since a virtual image of the secondary light source of the illumination pupil plane is formed at the position of the entrance surface of the rod integrator, this position and a position optically conjugate with this position are also called the illumination pupil plane. Can do. The correction filter 9 of the above-described embodiment is disposed at or near a position optically conjugate with the position of the aperture stop AS of the projection optical system PL in the imaging optical system 12 downstream of the rod integrator. Can do.

また、上述の説明では、マイクロフライアイレンズ８の後側焦点面またはその近傍の照明瞳に形成される瞳強度分布２０の形成面よりも後側（マスク側）に、補正フィルター９を配置している。しかしながら、これに限定されることなく、瞳強度分布２０の形成面の位置、またはその前側（光源側）に、補正フィルター９を配置することもできる。また、マイクロフライアイレンズ８よりも後側の別の照明瞳の位置またはその近傍、例えば結像光学系１２の前側レンズ群１２ａと後側レンズ群１２ｂとの間の照明瞳の位置またはその近傍に、補正フィルター９を配置することもできる。   In the above description, the correction filter 9 is arranged on the rear side (mask side) of the pupil intensity distribution 20 formed on the rear focal plane of the micro fly's eye lens 8 or the illumination pupil in the vicinity thereof. ing. However, the present invention is not limited to this, and the correction filter 9 can also be arranged at the position of the surface on which the pupil intensity distribution 20 is formed or on the front side (light source side). Further, the position of the illumination pupil on the rear side of the micro fly's eye lens 8 or the vicinity thereof, for example, the position of the illumination pupil between the front lens group 12a and the rear lens group 12b of the imaging optical system 12 or the vicinity thereof. In addition, a correction filter 9 can be arranged.

一般的には、オプティカルインテグレータよりも後側の照明瞳の前側に隣接するパワーを持つ光学素子と当該照明瞳の後側に隣接するパワーを持つ光学素子との間の照明瞳空間において、当該照明瞳の一部の領域のみを通過する光または当該照明瞳の一部の領域のみを通過した光が入射する位置に、光の入射角度に応じて変化する透過率特性を有する透過フィルターを配置することができる。すなわち、この「照明瞳空間」内には、パワーを持たない平行平面板や平面鏡が存在していても良い。   Generally, in the illumination pupil space between an optical element having power adjacent to the front side of the illumination pupil behind the optical integrator and an optical element having power adjacent to the rear side of the illumination pupil, the illumination A transmission filter having a transmittance characteristic that changes in accordance with the incident angle of light is arranged at a position where light that passes through only a partial region of the pupil or light that passes through only a partial region of the illumination pupil is incident. be able to. That is, in this “illumination pupil space”, there may be a parallel plane plate or a plane mirror having no power.

また、上述の説明では、ウェハＷのショット領域にマスクＭのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置に対して本発明を適用している。しかしながら、これに限定されることなく、ウェハＷの各露光領域にマスクＭのパターンを一括露光する動作を繰り返すステップ・アンド・リピート方式の露光装置に対して本発明を適用することもできる。   In the above description, the present invention is applied to a step-and-scan type exposure apparatus that scans and exposes the pattern of the mask M on the shot area of the wafer W. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to a step-and-repeat type exposure apparatus that repeats the operation of collectively exposing the pattern of the mask M to each exposure region of the wafer W.

また、上述の説明では、補正フィルター９の基板９１，９２の各面に分布形成される第１単位減光領域および第２単位減光領域が、例えばクロムや酸化クロム等からなる遮光性ドット（５１〜５５）により、入射光を遮る遮光領域として形成されている。しかしながら、これに限定されることなく、第１単位減光領域および第２単位減光領域については、遮光領域の形態以外の形態も可能である。例えば、第１単位減光領域および第２単位減光領域のうちの少なくとも一方を、入射光を散乱させる散乱領域として、あるいは入射光を回折させる回折領域として形成することも可能である。一般に、光透過性の基板の所要領域に粗面化加工を施すことにより散乱領域が形成され、所要領域に回折面形成加工を施すことにより回折領域が形成される。   In the above description, the first unit dimming region and the second unit dimming region distributed on each surface of the substrates 91 and 92 of the correction filter 9 are light-shielding dots (for example, made of chromium or chromium oxide). 51-55), it is formed as a light shielding region that blocks incident light. However, the present invention is not limited to this, and the first unit dimming area and the second unit dimming area may have other forms than the light shielding area. For example, at least one of the first unit attenuation region and the second unit attenuation region can be formed as a scattering region that scatters incident light or as a diffraction region that diffracts incident light. Generally, a scattering region is formed by roughening a required region of a light-transmitting substrate, and a diffraction region is formed by applying a diffractive surface forming process to the required region.

上述の実施形態の露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およ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。   The exposure apparatus of the above-described embodiment is manufactured by assembling various subsystems including the respective constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. Is done. In order to ensure these various accuracies, before and after assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, and various electrical systems are Adjustments are made to achieve electrical accuracy. The assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, pneumatic circuit piping connection and the like between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.

次に、上述の実施形態にかかる露光装置を用いたデバイス製造方法について説明する。図２３は、半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。図２３に示すように、半導体デバイスの製造工程では、半導体デバイスの基板となるウェハＷに金属膜を蒸着し（ステップＳ４０）、この蒸着した金属膜上に感光性材料であるフォトレジストを塗布する（ステップＳ４２）。つづいて、上述の実施形態の露光装置を用い、マスク（レチクル）Ｍに形成されたパターンをウェハＷ上の各ショット領域に転写し（ステップＳ４４：露光工程）、この転写が終了したウェハＷの現像、つまりパターンが転写されたフォトレジストの現像を行う（ステップＳ４６：現像工程）。その後、ステップＳ４６によってウェハＷの表面に生成されたレジストパターンをマスクとし、ウェハＷの表面に対してエッチング等の加工を行う（ステップＳ４８：加工工程）。   Next, a device manufacturing method using the exposure apparatus according to the above-described embodiment will be described. FIG. 23 is a flowchart showing a manufacturing process of a semiconductor device. As shown in FIG. 23, in the semiconductor device manufacturing process, a metal film is vapor-deposited on a wafer W to be a substrate of the semiconductor device (step S40), and a photoresist, which is a photosensitive material, is applied on the vapor-deposited metal film. (Step S42). Subsequently, using the exposure apparatus of the above-described embodiment, the pattern formed on the mask (reticle) M is transferred to each shot area on the wafer W (step S44: exposure process), and the transfer of the wafer W after the transfer is completed. Development, that is, development of the photoresist to which the pattern has been transferred is performed (step S46: development process). Thereafter, using the resist pattern generated on the surface of the wafer W in step S46 as a mask, processing such as etching is performed on the surface of the wafer W (step S48: processing step).

ここで、レジストパターンとは、上述の実施形態の露光装置によって転写されたパターンに対応する形状の凹凸が生成されたフォトレジスト層であって、その凹部がフォトレジスト層を貫通しているものである。ステップＳ４８では、このレジストパターンを介してウェハＷの表面の加工を行う。ステップＳ４８で行われる加工には、例えばウェハＷの表面のエッチングまたは金属膜等の成膜の少なくとも一方が含まれる。なお、ステップＳ４４では、上述の実施形態の露光装置は、フォトレジストが塗布されたウェハＷを、感光性基板つまりプレートＰとしてパターンの転写を行う。   Here, the resist pattern is a photoresist layer in which unevenness having a shape corresponding to the pattern transferred by the exposure apparatus of the above-described embodiment is generated, and the recess penetrates the photoresist layer. is there. In step S48, the surface of the wafer W is processed through this resist pattern. The processing performed in step S48 includes, for example, at least one of etching of the surface of the wafer W or film formation of a metal film or the like. In step S44, the exposure apparatus of the above-described embodiment performs pattern transfer using the wafer W coated with the photoresist as the photosensitive substrate, that is, the plate P.

図２４は、液晶表示素子等の液晶デバイスの製造工程を示すフローチャートである。図２４に示すように、液晶デバイスの製造工程では、パターン形成工程（ステップＳ５０）、カラーフィルター形成工程（ステップＳ５２）、セル組立工程（ステップＳ５４）およびモジュール組立工程（ステップＳ５６）を順次行う。   FIG. 24 is a flowchart showing manufacturing steps of a liquid crystal device such as a liquid crystal display element. As shown in FIG. 24, in the manufacturing process of the liquid crystal device, a pattern formation process (step S50), a color filter formation process (step S52), a cell assembly process (step S54), and a module assembly process (step S56) are sequentially performed.

ステップＳ５０のパターン形成工程では、プレートＰとしてフォトレジストが塗布されたガラス基板上に、上述の実施形態の露光装置を用いて回路パターンおよび電極パターン等の所定のパターンを形成する。このパターン形成工程には、上述の実施形態の露光装置を用いてフォトレジスト層にパターンを転写する露光工程と、パターンが転写されたプレートＰの現像、つまりガラス基板上のフォトレジスト層の現像を行い、パターンに対応する形状のフォトレジスト層を生成する現像工程と、この現像されたフォトレジスト層を介してガラス基板の表面を加工する加工工程とが含まれている。   In the pattern forming process of step S50, a predetermined pattern such as a circuit pattern and an electrode pattern is formed on the glass substrate coated with a photoresist as the plate P using the exposure apparatus of the above-described embodiment. In this pattern formation process, an exposure process for transferring the pattern to the photoresist layer using the exposure apparatus of the above-described embodiment and development of the plate P to which the pattern is transferred, that is, development of the photoresist layer on the glass substrate are performed. And a developing step for generating a photoresist layer having a shape corresponding to the pattern, and a processing step for processing the surface of the glass substrate through the developed photoresist layer.

ステップＳ５２のカラーフィルター形成工程では、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応する３つのドットの組をマトリックス状に多数配列するか、またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルターの組を水平走査方向に複数配列したカラーフィルターを形成する。   In the color filter forming step of step S52, a large number of sets of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix or three R, G, and B A color filter is formed by arranging a plurality of stripe filter sets in the horizontal scanning direction.

ステップＳ５４のセル組立工程では、ステップＳ５０によって所定パターンが形成されたガラス基板と、ステップＳ５２によって形成されたカラーフィルターとを用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。具体的には、例えばガラス基板とカラーフィルターとの間に液晶を注入することで液晶パネルを形成する。ステップＳ５６のモジュール組立工程では、ステップＳ５４によって組み立てられた液晶パネルに対し、この液晶パネルの表示動作を行わせる電気回路およびバックライト等の各種部品を取り付ける。   In the cell assembly process in step S54, a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the glass substrate on which the predetermined pattern is formed in step S50 and the color filter formed in step S52. Specifically, for example, a liquid crystal panel is formed by injecting liquid crystal between a glass substrate and a color filter. In the module assembling process in step S56, various components such as an electric circuit and a backlight for performing the display operation of the liquid crystal panel are attached to the liquid crystal panel assembled in step S54.

また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、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。   In addition, the present invention is not limited to application to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device, for example, an exposure apparatus for a display device such as a liquid crystal display element formed on a square glass plate or a plasma display, It can also be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing various devices such as an image sensor (CCD or the like), 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.

なお、上述の実施形態では、露光光としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長：１９３ｎｍ）やＫｒＦエキシマレーザ光（波長：２４８ｎｍ）を用いているが、これに限定されることなく、他の適当なレーザ光源、たとえば波長１５７ｎｍのレーザ光を供給するＦ２レーザ光源などに対して本発明を適用することもできる。   In the above-described embodiment, ArF excimer laser light (wavelength: 193 nm) or KrF excimer laser light (wavelength: 248 nm) is used as the exposure light. However, the present invention is not limited to this, and other appropriate laser light sources are used. For example, the present invention can also be applied to an F2 laser light source that supplies laser light having a wavelength of 157 nm.

また、上述の実施形態において、投影光学系と感光性基板との間の光路中を１．１よりも大きな屈折率を有する媒体（典型的には液体）で満たす手法、所謂液浸法を適用しても良い。この場合、投影光学系と感光性基板との間の光路中に液体を満たす手法としては、国際公開第ＷＯ９９／４９５０４号パンフレットに開示されているような局所的に液体を満たす手法や、特開平６−１２４８７３号公報に開示されているような露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる手法や、特開平１０−３０３１１４号公報に開示されているようなステージ上に所定深さの液体槽を形成し、その中に基板を保持する手法などを採用することができる。また、上述の実施形態において、米国公開公報第２００６／０１７０９０１号及び第２００７／０１４６６７６号に開示されるいわゆる偏光照明方法を適用することも可能である。   In the above-described embodiment, a so-called immersion method is applied in which the optical path between the projection optical system and the photosensitive substrate is filled with a medium (typically liquid) having a refractive index larger than 1.1. You may do it. In this case, as a technique for filling the liquid in the optical path between the projection optical system and the photosensitive substrate, a technique for locally filling the liquid as disclosed in International Publication No. WO 99/49504, A method of moving a stage holding a substrate to be exposed as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-124873 in a liquid bath, or a predetermined depth on a stage as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-303114. A method of forming a liquid tank and holding the substrate in the liquid tank can be employed. In the above-described embodiment, a so-called polarization illumination method disclosed in US Publication Nos. 2006/0170901 and 2007/0146676 can also be applied.

また、上述の実施形態では、露光装置においてマスクを照明する照明光学系に対して本発明を適用しているが、これに限定されることなく、マスク以外の被照射面を照明する一般的な照明光学系に対して本発明を適用することもできる。   In the above-described embodiment, the present invention is applied to the illumination optical system that illuminates the mask in the exposure apparatus. However, the present invention is not limited to this, and a general illumination surface other than the mask is illuminated. The present invention can also be applied to an illumination optical system.

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。It is a figure which shows schematically the structure of the exposure apparatus concerning embodiment of this invention. 照明瞳に形成される４極状の二次光源を示す図である。It is a figure which shows the quadrupole secondary light source formed in an illumination pupil. ウェハ上に形成される矩形状の静止露光領域を示す図である。It is a figure which shows the rectangular-shaped static exposure area | region formed on a wafer. 静止露光領域内の中心点Ｐ１に入射する光が形成する４極状の瞳強度分布の性状を説明する図である。It is a figure explaining the property of the quadrupole pupil intensity distribution which the light which injects into the center point P1 in a still exposure area | region forms. 静止露光領域内の周辺点Ｐ２，Ｐ３に入射する光が形成する４極状の瞳強度分布の性状を説明する図である。It is a figure explaining the property of the quadrupole pupil intensity distribution which the light which injects into the peripheral points P2 and P3 in a still exposure area | region forms. （ａ）は中心点Ｐ１に関する瞳強度分布のＺ方向に沿った光強度分布を、（ｂ）は周辺点Ｐ２，Ｐ３に関する瞳強度分布のＺ方向に沿った光強度分布を模式的に示す図である。(A) is a light intensity distribution along the Z direction of the pupil intensity distribution with respect to the center point P1, and (b) is a diagram schematically showing the light intensity distribution along the Z direction of the pupil intensity distribution with respect to the peripheral points P2 and P3. It is. 本実施形態にかかる補正フィルターに形成された２種類の単位減光領域の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the two types of unit attenuation area formed in the correction filter concerning this embodiment. 図７に示す第１の種類の単位減光領域の減光作用を説明する図である。It is a figure explaining the dimming effect | action of the 1st type unit dimming area | region shown in FIG. 図７に示す第２の種類の単位減光領域の減光作用を説明する図である。It is a figure explaining the dimming effect | action of the 2nd type unit dimming area | region shown in FIG. 本実施形態の補正フィルターの減光率特性を示す図である。It is a figure which shows the light attenuation rate characteristic of the correction filter of this embodiment. 本実施形態の補正フィルターの作用を説明する第１の図である。It is a 1st figure explaining the effect | action of the correction filter of this embodiment. 本実施形態の補正フィルターの作用を説明する第２の図である。It is a 2nd figure explaining the effect | action of the correction filter of this embodiment. 中心点Ｐ１に関する瞳強度分布が本実施形態の補正フィルターにより調整される様子を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically a mode that the pupil intensity distribution regarding the center point P1 is adjusted with the correction filter of this embodiment. 周辺点Ｐ２，Ｐ３に関する瞳強度分布が本実施形態の補正フィルターにより調整される様子を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically a mode that the pupil intensity distribution regarding the peripheral points P2 and P3 is adjusted with the correction filter of this embodiment. 濃度フィルターを用いることなく各点に関する瞳強度分布をほぼ均一に調整する変形例にかかる補正フィルターを構成する４つのフィルター領域を示す図である。It is a figure which shows four filter area | regions which comprise the correction filter concerning the modification which adjusts the pupil intensity distribution regarding each point substantially uniformly without using a density filter. 図１５の変形例の新たな一対のフィルター領域に別の種類の単位減光領域が形成されている様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that another kind of unit dimming area | region is formed in a new pair of filter area | region of the modification of FIG. 図１６のフィルター領域における単位減光領域の減光作用を説明する第１の図である。It is a 1st figure explaining the light reduction effect | action of the unit light reduction area | region in the filter area | region of FIG. 図１６のフィルター領域における単位減光領域の減光作用を説明する第２の図である。It is the 2nd figure explaining the light reduction effect | action of the unit light reduction area | region in the filter area | region of FIG. 図１７のフィルター領域の減光率特性を示す図である。It is a figure which shows the light attenuation rate characteristic of the filter area | region of FIG. 図７の実施形態のフィルター領域により調整された中心点Ｐ１に関する瞳強度分布が図１６のフィルター領域によりほぼ均一に調整される様子を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically a mode that the pupil intensity distribution regarding the center point P1 adjusted by the filter area | region of FIG. 7 is adjusted substantially uniformly by the filter area | region of FIG. 図７の実施形態のフィルター領域により調整された周辺点Ｐ２，Ｐ３に関する瞳強度分布が図１６のフィルター領域によりほぼ均一に調整される様子を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically a mode that the pupil intensity distribution regarding the peripheral points P2 and P3 adjusted by the filter area | region of FIG. 7 is adjusted substantially uniformly by the filter area | region of FIG. 照明ＮＡの比較的大きい４極状の瞳強度分布を形成した様子、および照明ＮＡの比較的小さい４極状の瞳強度分布を形成した様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the comparatively large quadrupole pupil intensity distribution of illumination NA was formed, and a mode of forming the comparatively small quadrupole pupil intensity distribution of illumination NA. 半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing process of a semiconductor device. 液晶表示素子等の液晶デバイスの製造工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing process of liquid crystal devices, such as a liquid crystal display element.

符号の説明Explanation of symbols

１ 光源
３ 回折光学素子
４ アフォーカルレンズ
６ 濃度フィルター
７ ズームレンズ
８ マイクロフライアイレンズ（オプティカルインテグレータ）
９ 補正フィルター
１０ コンデンサー光学系
１１ マスクブラインド
１２ 結像光学系
Ｍ マスク
ＰＬ 投影光学系
ＡＳ 開口絞り
Ｗ ウェハ 1 Light Source 3 Diffractive Optical Element 4 Afocal Lens 6 Density Filter 7 Zoom Lens 8 Micro Fly Eye Lens (Optical Integrator)
9 Correction filter 10 Condenser optical system 11 Mask blind 12 Imaging optical system M Mask PL Projection optical system AS Aperture stop W Wafer

Claims (20)

照明光学系の照明瞳に形成される瞳強度分布を補正する補正ユニットであって、
前記照明瞳の前側に隣接してパワーを有する光学素子と前記照明瞳の後側に隣接してパワーを有する光学素子との間の照明瞳空間に配置されて、前記照明光学系の光軸に沿って所定の厚さを有する光透過性の第１基板と、
前記照明瞳空間において前記第１基板よりも後側に配置されて前記光軸に沿って所定の厚さを有する光透過性の第２基板とを備え、
前記第１基板は、光の入射側の面および光の射出側の面のうちの少なくとも一方の面に形成された第１減光パターンを有し、
前記第２基板は、光の入射側の面および光の射出側の面のうちの少なくとも一方の面に形成された第２減光パターンを有し、
前記第１減光パターンは少なくとも１つの第１単位減光領域を有し、
前記第２減光パターンは、前記少なくとも１つの第１単位減光領域に対応して形成された少なくとも１つの第２単位減光領域を有し、
前記第１単位減光領域および前記第２単位減光領域は、前記補正ユニットに対する光の入射角度に応じて減光率が変化する減光率特性を有することを特徴とする補正ユニット。 A correction unit for correcting the pupil intensity distribution formed on the illumination pupil of the illumination optical system,
It is arranged in an illumination pupil space between an optical element having power adjacent to the front side of the illumination pupil and an optical element having power adjacent to the rear side of the illumination pupil, and is arranged on the optical axis of the illumination optical system. A light transmissive first substrate having a predetermined thickness along,
A light transmissive second substrate disposed behind the first substrate in the illumination pupil space and having a predetermined thickness along the optical axis;
The first substrate has a first dimming pattern formed on at least one of a light incident side surface and a light emission side surface;
The second substrate has a second dimming pattern formed on at least one of a light incident side surface and a light emission side surface;
The first dimming pattern has at least one first unit dimming region;
The second dimming pattern has at least one second unit dimming region formed corresponding to the at least one first unit dimming region,
The correction unit, wherein the first unit attenuation region and the second unit attenuation region have a light attenuation rate characteristic in which a light attenuation rate changes according to an incident angle of light with respect to the correction unit. 前記第１基板は、前記入射側の面に形成された第１前側減光パターンと、前記射出側の面に形成された第１後側減光パターンとを有し、
前記第２基板は、前記入射側の面に形成された第２前側減光パターンと、前記射出側の面に形成された第２後側減光パターンとを有することを特徴とする請求項１に記載の補正ユニット。 The first substrate has a first front side dimming pattern formed on the incident side surface and a first rear side dimming pattern formed on the emission side surface;
The said 2nd board | substrate has the 2nd front side dimming pattern formed in the said incident side surface, and the 2nd back side dimming pattern formed in the said output side surface. The correction unit described in 1. 前記第１基板および前記第２基板は、平行平面板の形態を有することを特徴とする請求項１または２に記載の補正ユニット。 The correction unit according to claim 1, wherein the first substrate and the second substrate have a shape of a plane parallel plate. 前記第１基板と前記第２基板とは互いに隣接するように配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の補正ユニット。 The correction unit according to claim 1, wherein the first substrate and the second substrate are disposed adjacent to each other. 前記第１減光パターンは分布形成された複数の第１単位減光領域を有し、
前記第２減光パターンは、前記複数の第１単位減光領域に対応して分布形成された複数の第２単位減光領域を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の補正ユニット。 The first dimming pattern has a plurality of first unit dimming regions formed in a distribution,
5. The second dimming pattern according to claim 1, further comprising a plurality of second unit dimming areas distributed and formed corresponding to the plurality of first unit dimming areas. The correction unit described in 1. 前記第１単位減光領域および前記第２単位減光領域のうちの少なくとも一方は、入射光を遮る遮光領域を有することを特徴とする請求項５に記載の補正ユニット。 6. The correction unit according to claim 5, wherein at least one of the first unit dimming region and the second unit dimming region has a light blocking region that blocks incident light. 前記第１単位減光領域および前記第２単位減光領域のうちの少なくとも一方は、入射光を散乱させる散乱領域を有することを特徴とする請求項５に記載の補正ユニット。 The correction unit according to claim 5, wherein at least one of the first unit dimming region and the second unit dimming region has a scattering region for scattering incident light. 前記第１単位減光領域および前記第２単位減光領域のうちの少なくとも一方は、入射光を回折させる回折領域を有することを特徴とする請求項５に記載の補正ユニット。 The correction unit according to claim 5, wherein at least one of the first unit dimming region and the second unit dimming region has a diffraction region for diffracting incident light. 前記第１単位減光領域と前記第２単位減光領域とは、前記光軸方向に見て実質的に重なり合わない形状を有することを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載の補正ユニット。 9. The device according to claim 5, wherein the first unit dimming region and the second unit dimming region have shapes that do not substantially overlap when viewed in the optical axis direction. The correction unit described. 前記第１単位減光領域と前記第２単位減光領域とは、前記光軸方向に見て補完的な形状を有することを特徴とする請求項９に記載の補正ユニット。 The correction unit according to claim 9, wherein the first unit dimming region and the second unit dimming region have complementary shapes when viewed in the optical axis direction. 前記第１単位減光領域と前記第２単位減光領域とは、前記光軸方向に見てほぼ重なり合う形状を有することを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載の補正ユニット。 9. The correction unit according to claim 5, wherein the first unit dimming area and the second unit dimming area have a shape that substantially overlaps when viewed in the optical axis direction. . 前記補正ユニットに対する光の入射角度が大きくなるにつれて減光率が減少する減光率特性を有する第１補正ユニット領域と、光の入射角度が大きくなるにつれて減光率が増大する減光率特性を有する第２補正ユニット領域とのうちの少なくとも一方の補正ユニット領域を有することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の補正ユニット。 A first correction unit region having a light attenuation rate characteristic in which the light attenuation rate decreases as the light incident angle with respect to the correction unit increases; and a light attenuation rate characteristic in which the light attenuation rate increases as the light incident angle increases. The correction unit according to claim 1, comprising at least one correction unit area of the second correction unit area. 光源からの光で被照射面を照明する照明光学系において、
オプティカルインテグレータを有し、該オプティカルインテグレータよりも後側の照明瞳に瞳強度分布を形成する分布形成光学系と、
前記後側の照明瞳を含む前記照明瞳空間に配置された請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の補正ユニットとを備えていることを特徴とする照明光学系。 In the illumination optical system that illuminates the illuminated surface with light from the light source,
A distribution forming optical system having an optical integrator and forming a pupil intensity distribution in an illumination pupil on the rear side of the optical integrator;
An illumination optical system comprising: the correction unit according to claim 1 disposed in the illumination pupil space including the rear illumination pupil. 前記オプティカルインテグレータは、所定方向に沿って細長い矩形状の単位波面分割面を有し、
前記補正ユニットは、前記補正ユニットに対する光の入射角度が大きくなるにつれて減光率が減少する減光率特性を有する第１補正ユニット領域を有し、
前記第１補正ユニット領域は、前記照明瞳において前記照明光学系の光軸を挟んで前記所定方向に間隔を隔てた一対の領域に対応して配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の照明光学系。 The optical integrator has an elongated rectangular unit wavefront dividing surface along a predetermined direction,
The correction unit has a first correction unit region having a light attenuation rate characteristic in which the light attenuation rate decreases as the incident angle of light with respect to the correction unit increases.
The first correction unit region is arranged corresponding to a pair of regions spaced apart in the predetermined direction across the optical axis of the illumination optical system in the illumination pupil. The illumination optical system described. 前記オプティカルインテグレータは、所定方向に沿って細長い矩形状の単位波面分割面を有し、
前記補正ユニットは、前記補正ユニットに対する光の入射角度が大きくなるにつれて減光率が増大する減光率特性を有する第２補正ユニット領域を有し、
前記第２補正ユニット領域は、前記照明瞳において前記照明光学系の光軸を挟んで前記所定方向と直交する方向に間隔を隔てた一対の領域に対応して配置されていることを特徴とする請求項１３または１４に記載の照明光学系。 The optical integrator has an elongated rectangular unit wavefront dividing surface along a predetermined direction,
The correction unit has a second correction unit region having a light attenuation rate characteristic in which the light attenuation rate increases as the incident angle of light with respect to the correction unit increases.
The second correction unit region is arranged corresponding to a pair of regions spaced apart in a direction orthogonal to the predetermined direction across the optical axis of the illumination optical system in the illumination pupil. The illumination optical system according to claim 13 or 14. 前記被照射面と光学的に共役な面を形成する投影光学系と組み合わせて用いられ、前記照明瞳は前記投影光学系の開口絞りと光学的に共役な位置であることを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の照明光学系。 The projection pupil is used in combination with a projection optical system that forms a surface optically conjugate with the irradiated surface, and the illumination pupil is at a position optically conjugate with an aperture stop of the projection optical system. The illumination optical system according to any one of 13 to 15. 所定のパターンを照明するための請求項１３乃至１６のいずれか１項に記載の照明光学系を備え、前記所定の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。 17. An exposure apparatus comprising the illumination optical system according to claim 13 for illuminating a predetermined pattern, and exposing the predetermined pattern onto a photosensitive substrate. 前記所定のパターンの像を前記感光性基板上に形成する投影光学系を備え、該投影光学系に対して前記所定のパターンおよび前記感光性基板を走査方向に沿って相対移動させて、前記所定のパターンを前記感光性基板へ投影露光することを特徴とする請求項１７に記載の露光装置。 A projection optical system for forming an image of the predetermined pattern on the photosensitive substrate, and moving the predetermined pattern and the photosensitive substrate relative to the projection optical system along a scanning direction to The exposure apparatus according to claim 17, wherein the pattern is exposed by projection onto the photosensitive substrate. 前記オプティカルインテグレータにおける前記所定方向は、前記走査方向と直交する方向に対応していることを特徴とする請求項１８に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to claim 18, wherein the predetermined direction in the optical integrator corresponds to a direction orthogonal to the scanning direction. 請求項１７乃至１９のいずれか１項に記載の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
前記所定のパターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成する現像工程と、
前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する加工工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法。 An exposure step of exposing the predetermined pattern to the photosensitive substrate using the exposure apparatus according to any one of claims 17 to 19,
Developing the photosensitive substrate to which the predetermined pattern is transferred, and forming a mask layer having a shape corresponding to the predetermined pattern on the surface of the photosensitive substrate;
And a processing step of processing the surface of the photosensitive substrate through the mask layer.
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