JP2014157890A - Illumination optical device, exposure device, and method of manufacturing device - Google Patents
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Description
本発明は、照明光学装置、露光装置、およびデバイス製造方法に関する。 The present invention relates to an illumination optical apparatus, an exposure apparatus, and a device manufacturing method.
半導体素子等のデバイスの製造に用いられる露光装置では、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 an exposure apparatus used for manufacturing a device such as a semiconductor element, a light source emitted from a light source is a secondary light source (generally a surface light source consisting of a number of light sources via a fly-eye lens as an optical integrator). Form a predetermined light intensity distribution in the illumination pupil. 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微細化されており、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 miniaturized, and it is indispensable to obtain a uniform illuminance 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).
マスクの微細パターンをウェハ上に正確に転写するには、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正確に転写することができない。 In order to accurately 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 accurately transferred onto the wafer.
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、被照射面上の各点での瞳強度分布をそれぞれ所要の分布に調整することのできる照明光学装置を提供することを目的とする。また、本発明は、被照射面上の各点での瞳強度分布をそれぞれ所要の分布に調整する照明光学装置を用いて、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。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide an illumination optical device that can adjust the pupil intensity distribution at each point on the irradiated surface to a required distribution. . The present invention also provides an exposure that can perform good exposure under appropriate illumination conditions by using an illumination optical device that adjusts the pupil intensity distribution at each point on the irradiated surface to a required distribution. An object is to provide an apparatus.
前記課題を解決するために、第1形態では、光源からの光により被照射面を照明する照明光学装置において、
並列的に配置された複数の波面分割要素を有するオプティカルインテグレータと、
前記オプティカルインテグレータにより波面分割された複数の光束を前記被照射面で重畳させるコンデンサー光学系と、
前記複数の波面分割要素のうちの少なくとも1つの波面分割要素を経た光により前記被照射面に形成される照野の大きさおよび位置のうちの少なくとも一方を変化させる照野可変部とを備えていることを特徴とする照明光学装置を提供する。
In order to solve the above problems, in the first embodiment, in an illumination optical device that illuminates a surface to be irradiated with light from a light source,
An optical integrator having a plurality of wavefront splitting elements arranged in parallel;
A condenser optical system that superimposes a plurality of light fluxes wave-divided by the optical integrator on the irradiated surface;
An illumination field variable unit that changes at least one of the size and position of an illumination field formed on the irradiated surface by light that has passed through at least one wavefront division element of the plurality of wavefront division elements. An illumination optical device is provided.
第2形態では、前記被照射面に設置された所定のパターンを照明するための第1形態の照明光学装置を備え、前記所定のパターンを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 second aspect, there is provided an exposure apparatus comprising the illumination optical apparatus according to the first aspect for illuminating a predetermined pattern installed on the irradiated surface, and exposing the predetermined pattern onto a substrate. .
第3形態では、第2形態の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記基板に露光することと、
前記所定のパターンが転写された前記基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記基板の表面に形成することと、
前記マスク層を介して前記基板の表面を加工することと、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 third mode, using the exposure apparatus of the second mode, exposing the predetermined pattern to the substrate;
Developing the 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 substrate;
And processing the surface of the substrate through the mask layer. A device manufacturing method is provided.
本発明の照明光学装置では、被照射面上の各点での瞳強度分布をそれぞれ所要の分布に調整することができる。本発明の露光装置およびデバイス製造方法では、被照射面上の各点での瞳強度分布をそれぞれ所要の分布に調整する照明光学装置を用いて、適切な照明条件のもとで良好な露光を行うことができる。 In the illumination optical apparatus of the present invention, the pupil intensity distribution at each point on the irradiated surface can be adjusted to a required distribution. In the exposure apparatus and the device manufacturing method of the present invention, an exposure optical apparatus that adjusts the pupil intensity distribution at each point on the surface to be irradiated to a required distribution, respectively, can perform good exposure under appropriate illumination conditions. It can be carried out.
以下、実施形態を、添付図面に基づいて説明する。図1は、第1実施形態にかかる照明光学装置の構成を概略的に示す図である。図1において、被照射面6の法線方向(光軸AXの方向)に沿ってZ軸を、被照射面6の面内において図1の紙面に平行な方向にX軸を、被照射面6の面内において図1の紙面に垂直な方向にY軸をそれぞれ設定している。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an illumination optical apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, the Z axis along the normal direction (the direction of the optical axis AX) of the
図1を参照すると、第1実施形態の照明光学装置1では、光源2から射出された光がコリメートレンズ3により平行光束に変換され、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4に入射する。フライアイレンズ4は、光軸AX方向に間隔を隔てて配置された一対の光学部材11および21を有する。第1光学部材11は、入射側の面が曲面状(球面状など)に形成され且つ射出面が平面状に形成された複数の正屈折力の微小レンズ要素11aをXY平面に沿って二次元的に且つ稠密に配列することにより構成されている。
Referring to FIG. 1, in the illumination
第2光学部材21は、第1光学部材11の後側に配置されて、入射側の面が平面状に形成され且つ射出面が曲面状(球面状など)に形成された複数の正屈折力の微小レンズ要素21aを、複数の微小レンズ要素11aと光学的に対応するようにXY平面に沿って二次元的に且つ稠密に配列することにより構成されている。したがって、フライアイレンズ4において、互いに光学的に対応する1つの微小レンズ要素11aと1つの微小レンズ要素21aとが、1つの波面分割要素を構成している。図1では、図面の明瞭化のために、フライアイレンズ4を構成する微小レンズ要素11a,21aの数を実際よりも少なく表示している。この点は、以下の関連する図においても同様である。
The second
フライアイレンズ4の入射側の面には、例えば光軸AXを中心とする円形状の照野が形成される。フライアイレンズ4における各微小レンズ要素11aの入射側の面(すなわち単位波面分割面)は、例えばX方向に沿って長辺を有し且つY方向に沿って短辺を有する矩形状であって、被照射面6上において形成すべき照明領域6aの形状と相似な矩形状である。すなわち、各微小レンズ要素11a,21aの断面形状は、X方向に沿って細長い矩形状である。
On the incident-side surface of the fly-
フライアイレンズ4に入射した光束は複数の波面分割要素により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、フライアイレンズ4の入射側の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を中心とした円形状の二次光源(多数の小光源からなる実質的な面光源:瞳強度分布)が形成される。フライアイレンズ4の直後の照明瞳に形成された二次光源からの光は、コンデンサー光学系5を介して、被照射面6を重畳的に照明する。こうして、被照射面6には、X方向に沿って細長い矩形状の照明領域6aが形成される。
The light beam incident on the fly-
第1実施形態の照明光学装置1は、フライアイレンズ4の少なくとも1つの波面分割要素を駆動する駆動部7と、被照射面6上の所定の点に到達する光の角度方向の強度分布、すなわち照明光学装置1の射出瞳面(フライアイレンズ4の直後の照明瞳面)における瞳強度分布を計測する瞳強度分布計測部8と、瞳強度分布計測部8の計測結果に基づいて駆動部7を制御する制御系CRとを備えている。瞳強度分布計測部7は、例えば照明光学装置1の射出瞳位置と光学的に共役な位置に配置された光電変換面を有する撮像部を備え、被照射面6上の各点に関する瞳強度分布(各点に入射する光が照明光学装置1の射出瞳位置に形成する瞳強度分布)を計測する。
The illumination
第1実施形態の照明光学装置1が走査型の露光装置に適用される場合、被照射面6上の照明領域6aと光学的に共役な領域として、例えばX方向に沿って細長い矩形状の静止露光領域が、投影光学系を介してウェハ(感光性基板)上に形成される。静止露光領域内の1点に入射する光が照明瞳(例えば投影光学系の瞳)に形成する瞳強度分布が入射点の位置に依存して大きく異なる場合、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正確に転写することができない。
When the illumination
静止露光領域では、走査方向(スキャン方向)であるY方向に沿った照度分布の均一性よりも、走査方向と直交する走査直交方向すなわちX方向に沿った照度分布の均一性の方が重要である。また、静止露光領域においてY方向に沿った各点での瞳強度分布の均一性よりも、X方向に沿った各点での瞳強度分布の均一性の方が重要である。これは、静止露光領域におけるY方向に沿った照度ムラおよびY方向に沿った各点での瞳強度分布のばらつきの影響が、Y方向に沿った走査露光により平均化されるからである。 In the static exposure region, the uniformity of the illuminance distribution along the scanning orthogonal direction, that is, the X direction perpendicular to the scanning direction is more important than the uniformity of the illuminance distribution along the Y direction, which is the scanning direction (scan direction). is there. In addition, the uniformity of the pupil intensity distribution at each point along the X direction is more important than the uniformity of the pupil intensity distribution at each point along the Y direction in the still exposure region. This is because the influence of uneven illuminance along the Y direction and variation in pupil intensity distribution at each point along the Y direction in the still exposure region is averaged by scanning exposure along the Y direction.
したがって、第1実施形態の照明光学装置1が露光装置に、とりわけ走査型の露光装置に適用される場合、照明領域6aにおけるX方向に沿った照度分布の均一性、および照明領域6aにおけるX方向に沿った各点での瞳強度分布の均一性を確保することが重要である。以下、第1実施形態の特徴的な構成および作用の説明に先立ち、図1の構成における基本的な作用について説明する。
Therefore, when the illumination
フライアイレンズ4に光束が入射すると、図1に示すように、入射光束は複数の波面分割要素により波面分割され、各微小レンズ要素21aの直後には1つの小光源が形成される。図1では、図面の明瞭化のために、複数の微小レンズ要素21aのうちの3つの微小レンズ要素21aの直後にそれぞれ1つの小光源が形成されている様子を示している。フライアイレンズ4の直後の照明瞳面に沿って二次元的に形成された各小光源からの光束は、コンデンサー光学系5を介して被照射面6上で重畳される。
When a light beam enters the fly-
図2は、フライアイレンズ4の直後の照明瞳面41と被照射面6上の照明領域6aとの間の光線の対応関係を示している。照明領域6aの中心点P1に垂直入射する光線L1は、フライアイレンズ4の光軸AX上の一対の微小レンズ要素11a,21aを経て形成された小光源K1から光軸AX方向(Z方向)に射出された光線L1に対応している。中心点P1に対してXZ平面に沿って最大角度で入射する光線L2,L3は、光軸AXからX方向に最も離れた一対の微小レンズ要素11a,21aを経て形成された小光源K2,K3から光軸AX方向に射出された光線L2,L3に対応している。
FIG. 2 shows the correspondence of light rays between the
照明領域6aにおいて光軸AXから+X方向に最も離れた周辺の点P2および−X方向に最も離れた周辺の点P3に垂直入射する光線L4,L5は、光軸AX上の小光源K1からXZ平面に沿って光軸AXに対して最大角度で射出された光線L4,L5に対応している。周辺の点P2およびP3に対してXZ平面に沿って最大角度で入射する光線L6,L7およびL8,L9は、光軸AXからX方向に最も離れた小光源K2,K3からXZ平面に沿って光軸AXに対して最大角度で射出された光線L6,L7およびL8,L9に対応している。
In the
このように、小光源K1〜K3が形成される照明瞳面41における位置情報は、コンデンサー光学系5のフーリエ変換作用により、照明領域6a(すなわち被照射面6)における角度情報に変換される。逆に、照明瞳面41における角度情報は、コンデンサー光学系5のフーリエ変換作用により、照明領域6aにおける位置情報に変換される。したがって、図示を省略するが、YZ平面における照明瞳面41と照明領域6aとの間の光線の対応関係は、図2に示すXZ平面における光線の対応関係と同様である。
Thus, the position information on the
図3は、照明領域6a上の各点P1,P2,P3に関する瞳強度分布H1,H2,H3について説明する図である。図2を参照して説明したように、照明領域6aの中心点P1に垂直入射する光線L1は、光軸AX上の微小レンズ要素21aから光軸AX方向に射出された光線L1に対応している。中心点P1に最大角度で入射する光線(L2,L3など)は、光軸AXから最も離れた微小レンズ要素21aから光軸AX方向に射出された光線(L2,L3など)に対応している。
FIG. 3 is a diagram illustrating pupil intensity distributions H1, H2, and H3 related to the points P1, P2, and P3 on the
したがって、中心点P1に関する瞳強度分布H1の中央領域(例えば円形状の領域)の分布は、フライアイレンズ4において光軸AXを中心とした中央領域にある波面分割要素から光軸AXに対して比較的小さい角度で射出された光線により形成されている。瞳強度分布H1の周辺領域(例えば輪帯状の領域)の分布は、フライアイレンズ4において光軸AXから離れた周辺領域にある複数の波面分割要素から光軸AXに対して比較的小さい角度で射出された光線により形成されている。
Therefore, the distribution of the central region (for example, a circular region) of the pupil intensity distribution H1 with respect to the center point P1 is from the wavefront division element in the central region centered on the optical axis AX in the fly-
また、図2を参照して説明したように、照明領域6a上の周辺の点P2,P3に垂直入射する光線L4,L5は、光軸AX上の微小レンズ要素21aから光軸AXに対して最大角度で射出された光線(L4,L5など)に対応している。周辺の点P2およびP3に最大角度で入射する光線(L6〜L9など)は、光軸AXから最も離れた微小レンズ要素21aから光軸AXに対して最大角度で射出された光線(L6〜L9など)に対応している。
Further, as described with reference to FIG. 2, the light beams L4 and L5 perpendicularly incident on the peripheral points P2 and P3 on the
したがって、周辺の点P2,P3に関する瞳強度分布H2,H3の中央領域の分布は、中央領域にある複数の波面分割要素から光軸AXに対して比較的大きい角度で射出された光線により形成されている。瞳強度分布H2,H3の周辺領域の分布は、周辺領域にある複数の波面分割要素から光軸AXに対して比較的大きい角度で射出された光線により形成されている。 Therefore, the distribution of the central region of the pupil intensity distributions H2 and H3 with respect to the peripheral points P2 and P3 is formed by light beams emitted from the plurality of wavefront division elements in the central region at a relatively large angle with respect to the optical axis AX. ing. The distribution in the peripheral region of the pupil intensity distributions H2 and H3 is formed by light rays emitted from a plurality of wavefront division elements in the peripheral region at a relatively large angle with respect to the optical axis AX.
第1実施形態では、フライアイレンズ4の少なくとも1つの波面分割要素の屈折面の曲率を変更し、ひいてはその波面分割要素の焦点距離を変更する。そして、焦点距離が変更された波面分割要素を経た光により被照射面6に形成される照野の大きさを変化させることにより、照明領域6aにおける各点での瞳強度分布を調整する。図4は、波面分割要素の屈折面の曲率を変更することにより瞳強度分布が調整されることを説明する図である。
In the first embodiment, the curvature of the refractive surface of at least one wavefront splitting element of the fly-
図4では、図面の明瞭化および説明の簡略化のために、フライアイレンズ4の第1光学部材11だけを示し、第2光学部材21の図示を省略している。また、第1光学部材11を構成する複数の微小レンズ要素11aのうち、X方向に並んで配列された3つの微小レンズ要素11aだけを示している。さらに、各微小レンズ要素11aの入射側の面の全体に入射すべき光束のうち、入射側の面の中央領域を通過する光束だけを示している。これらの点は、以下の関連する図においても同様である。
In FIG. 4, only the first
図4では、一例として、3つの微小レンズ要素11aのうち、+X方向側の微小レンズ要素11aaだけについて、その入射側の面、すなわち屈折面の曲率を減少(曲率半径を増大)させている。換言すると、微小レンズ要素11aa以外の微小レンズ要素11abを含む各波面分割要素の後側焦点距離を変化させることなく、微小レンズ要素11aaを含む波面分割要素の後側焦点距離を増大させている。
In FIG. 4, as an example, among the three
この場合、屈折面の曲率が減少した微小レンズ要素11aaを経て形成される照野のサイズは、屈折面の曲率が変化していない微小レンズ要素11abを経て形成される照野のサイズよりも小さくなる。ただし、屈折面の曲率が減少した微小レンズ要素11aaを経て被照射面6に形成される照野の中心は、微小レンズ要素11abを経て形成される照野の中心(ひいては照明領域6aの中心)から位置ずれしない。
In this case, the size of the illumination field formed through the microlens element 11aa having the reduced curvature of the refractive surface is smaller than the size of the illumination field formed through the microlens element 11ab whose curvature of the refractive surface has not changed. Become. However, the center of the illumination field formed on the
微小レンズ要素11aaにより形成される照野が小さくなると、微小レンズ要素11aaを経て照明領域6aに達する光の方が微小レンズ要素11abを経て照明領域6aに達する光よりも強度(エネルギー)が大きくなる。図4に示すように、微小レンズ要素11aaにより形成される照野が予め設定された照明領域6aとほぼ一致する場合、微小レンズ要素11aaを経た光は、他の微小レンズ要素11abを経た光と同様に、照明領域6aの全体に亘って分布する。なお、例えば露光装置では、後述するように、マスクブラインドの作用により被照射面であるマスクパターン面上での所要の照明領域(照明領域6aに対応)が適宜設定される。
When the illumination field formed by the microlens element 11aa is small, the intensity (energy) of light reaching the
微小レンズ要素11aaの屈折面の曲率を減少させると、微小レンズ要素11aaを含む波面分割要素を経た光線群のうち、照明領域6a上の中心点P1に最大角度で入射する光線L11、および照明領域6a上の周辺の点P2,P3に最大角度で入射する光線L12,L13の強度がともに増大する。その結果、中心点P1に関する瞳強度分布H1の周辺領域の分布において、光線L11に対応する瞳領域の光強度が増大する。同様に、周辺の点P2,P3に関する瞳強度分布H2,H3の周辺領域の分布において、光線L12,L13に対応する瞳領域の光強度が増大する。
When the curvature of the refracting surface of the microlens element 11aa is reduced, the light ray L11 that enters the central point P1 on the
したがって、微小レンズ要素11aaに入射する部分光束の光強度分布が均一な場合、微小レンズ要素11aaにより形成される照野が照明領域6aよりも小さくならない範囲で微小レンズ要素11aaの屈折面の曲率を変化させると、微小レンズ要素11aaを経た光線(L11〜L13など)の強度が互いに同じ量だけ変化する。ただし、実際には微小レンズ要素11aaに入射する部分光束の光強度分布は不均一なことが多く、微小レンズ要素11aaの屈折面の曲率を変化させると、微小レンズ要素11aaを経た光線(L11〜L13など)の強度は互いに異なる量だけ変化する。
Therefore, when the light intensity distribution of the partial light beam incident on the microlens element 11aa is uniform, the curvature of the refractive surface of the microlens element 11aa is set within a range in which the illumination field formed by the microlens element 11aa is not smaller than the
一方、微小レンズ要素11aaにより形成される照野が照明領域6aよりも小さくなるまで微小レンズ要素11aaの屈折面の曲率を変化させると、微小レンズ要素11aaを経た光は照明領域6aの全体に亘って分布しなくなる。すなわち、微小レンズ要素11aaの屈折面の曲率を図4に示す状態からさらに減少させると、微小レンズ要素11aaを含む波面分割要素を経た光は、照明領域6a上の中心点P1に斜入射するが、周辺の点P2,P3には達しなくなる。
On the other hand, when the curvature of the refractive surface of the microlens element 11aa is changed until the illumination field formed by the microlens element 11aa becomes smaller than the
このことは、フライアイレンズ4の少なくとも1つの波面分割要素の屈折面の曲率を変化させ、ひいてはその波面分割要素の後側焦点距離を変化させると、後側焦点距離が変化した波面分割要素の配列位置および後側焦点距離の変化量に応じて、照明領域6a上の各点での瞳強度分布が互いに異なる態様にしたがって変化することを意味している。すなわち、駆動部7が制御系CRからの指令にしたがって少なくとも1つの微小レンズ要素11aの屈折面の曲率を変化させることにより、屈折面の曲率が変化した微小レンズ要素11aの配列位置および曲率の変化量に応じて、照明領域6aにおけるX方向に沿った各点での瞳強度分布を調整することができる。
This means that if the curvature of the refractive surface of at least one wavefront splitting element of the fly-
この場合、駆動部7および制御系CRは、オプティカルインテグレータであるフライアイレンズ4を構成する複数の波面分割要素のうちの少なくとも1つの波面分割要素を経た光により被照射面6に形成される照野の大きさを変化させる照野可変部を構成している。照野可変部としての駆動部7および制御系CRは、フライアイレンズ4の複数の波面分割要素のうちの少なくとも1つの波面分割要素の屈折面の曲率を変更し、ひいてはその焦点距離を変更する。
In this case, the
波面分割要素の屈折面の曲率を変更する具体例については、様々な構成が可能である。例えば、第1光学部材11を構成する微小レンズ要素11aとして、図5に示すような液体レンズ51を用いることができる。この場合、照野可変部としての駆動部7および制御系CRは、少なくとも1つの選択された液体レンズ51を収容するセル52に電圧を可変的に印加する(すなわちセル52の側壁52aに電位を可変的に与える)ことにより、液体(例えば水)と側壁52aとの間のファンデルワース力(いわゆる表面張力)を変化させ、ひいてはその表面形状(曲率など)を変化させる。なお、液体レンズのさらに詳細な構成および作用については、国際公開第2006/054209号パンフレットなどを参照することができる。
Various configurations are possible for specific examples of changing the curvature of the refracting surface of the wavefront splitting element. For example, a
第1実施形態では、瞳強度分布計測部8が、照明光学装置1の射出瞳面(フライアイレンズ4の直後の照明瞳面)における瞳強度分布を計測する。制御系CRは、瞳強度分布計測部8の計測結果に基づいて、駆動部7を制御する。すなわち、駆動部7は、瞳強度分布計測部8からの出力を用いて、フライアイレンズ4の少なくとも1つの微小レンズ要素11aの屈折面の曲率を変化させ、ひいては屈折面の曲率が変化した微小レンズ要素11aを含む波面分割要素を経た光により被照射面6に形成される照野の大きさを変化させることにより、被照射面6上の各点での瞳強度分布を調整する。こうして、照明光学装置1では、被照射面6上の各点での瞳強度分布をそれぞれ所要の分布に調整することができる。
In the first embodiment, the pupil intensity
なお、上述の第1実施形態では、少なくとも1つの波面分割要素の屈折面の曲率を変更することにより、その波面分割要素の焦点距離を変更している。しかしながら、これに限定されることなく、オプティカルインテグレータを構成する各波面分割要素が第1要素と該第1要素から間隔を隔てて後側に配置された第2要素とを有する場合、少なくとも1つの波面分割要素における第1要素と第2要素との間の空気換算光路長を変更することにより、その波面分割要素の焦点距離を変更することができる。 In the first embodiment described above, the focal length of the wavefront splitting element is changed by changing the curvature of the refractive surface of at least one wavefront splitting element. However, the present invention is not limited to this, and when each wavefront splitting element constituting the optical integrator has a first element and a second element arranged on the rear side at a distance from the first element, at least one By changing the air conversion optical path length between the first element and the second element in the wavefront splitting element, the focal length of the wavefront splitting element can be changed.
具体的に、図6に示す変形例では、フライアイレンズ4の第1光学部材11が、光軸AX方向に間隔を隔てて配置された前側光学部材11Aと後側光学部材11Bとにより構成されている。前側光学部材11Aは、例えば入射側の面が曲面状(球面状など)に形成され且つ射出面が平面状に形成された複数の正屈折力の微小レンズ要素11AaをXY平面に沿って二次元的に且つ稠密に配列することにより構成されている。
Specifically, in the modification shown in FIG. 6, the first
後側光学部材11Bは、前側光学部材11Aの後側に配置されて、例えば入射側の面が曲面状(球面状など)に形成され且つ射出面が平面状に形成された複数の正屈折力の微小レンズ要素11Baを、複数の微小レンズ要素11Aaと光学的に対応するようにXY平面に沿って二次元的に且つ稠密に配列することにより構成されている。したがって、図6に示す変形例では、フライアイレンズ4において、光学的に対応する1つの微小レンズ要素11Aaと1つの微小レンズ要素11Baと1つの微小レンズ要素21a(図6では不図示)とが、1つの波面分割要素を構成している。
The rear
図6に示す変形例では、一例として、対をなす3組の微小レンズ要素11Aa,11Baにおいて、+X方向側の微小レンズ要素11Aaaだけを光軸AXに沿って対応する微小レンズ要素11Baaに向かって移動させ、ひいては微小レンズ要素11Aaaと11Baaとの間の空気換算光路長を減少させている。換言すると、微小レンズ要素11Aaa以外の微小レンズ要素11Aabを含む各波面分割要素の後側焦点距離を変化させることなく、微小レンズ要素11Aaaを含む波面分割要素の後側焦点距離を増大させている。その結果、第1実施形態の場合と同様に、微小レンズ要素11Aaaを経て形成される照野のサイズは微小レンズ要素11Aabを経て形成される照野のサイズよりも小さくなる。 In the modification shown in FIG. 6, as an example, in three pairs of minute lens elements 11Aa and 11Ba, only the minute lens element 11Aaa on the + X direction side is directed toward the corresponding minute lens element 11Baa along the optical axis AX. As a result, the air-converted optical path length between the microlens elements 11Aaa and 11Baa is reduced. In other words, the rear focal length of the wavefront splitting element including the microlens element 11Aaa is increased without changing the rear focal length of each wavefront splitting element including the microlens element 11Aab other than the microlens element 11Aaa. As a result, as in the case of the first embodiment, the size of the illumination field formed through the microlens element 11Aaa is smaller than the size of the illumination field formed through the microlens element 11Aab.
したがって、図6に示す変形例では、駆動部7が制御系CRからの指令にしたがって少なくとも1つの微小レンズ要素11Aaを光軸AXに沿って移動させることにより、移動した微小レンズ要素11Aaの配列位置およびその移動量に応じて、照明領域6aにおけるX方向に沿った各点での瞳強度分布を調整することができる。この場合、照野可変部としての駆動部7および制御系CRは、フライアイレンズ4の複数の波面分割要素のうちの少なくとも1つの波面分割要素において光学的に対応する微小レンズ要素11Aaと11Baとの間の空気換算光路長を変更し、ひいてはその焦点距離を変更する。
Therefore, in the modification shown in FIG. 6, the
図7に示す変形例においても、図6に示す変形例と同様に、フライアイレンズ4の第1光学部材11が、光軸AX方向に間隔を隔てて配置された前側光学部材11Cと後側光学部材11Dとにより構成されている。前側光学部材11Cは、例えば入射側の面が曲面状(球面状など)に形成され且つ射出面が平面状に形成された複数の正屈折力の微小レンズ要素11CaをXY平面に沿って二次元的に且つ稠密に配列することにより構成されている。
Also in the modified example shown in FIG. 7, the first
後側光学部材11Dは、前側光学部材11Cの後側に配置されて、例えば入射側の面が曲面状(球面状など)に形成され且つ射出面が平面状に形成された複数の正屈折力の微小レンズ要素11Daを、複数の微小レンズ要素11Caと光学的に対応するようにXY平面に沿って二次元的に且つ稠密に配列することにより構成されている。したがって、図7に示す変形例では、フライアイレンズ4において、光学的に対応する1つの微小レンズ要素11Caと1つの微小レンズ要素11Daと1つの微小レンズ要素21a(図7では不図示)とが、1つの波面分割要素を構成している。
The rear
図7に示す変形例では、一例として、対をなす3組の微小レンズ要素11Ca,11Daにおいて、+X方向側の微小レンズ要素11Caaと11Daaとの間の光路中に、厚さの異なる複数の平行平面板から選択された平行平面板11Eを挿入している。換言すると、微小レンズ要素11Caa以外の微小レンズ要素11Cabを含む各波面分割要素の後側焦点距離を変化させることなく、微小レンズ要素11Caaを含む波面分割要素の後側焦点距離を増大させている。その結果、第1実施形態および図6の変形例の場合と同様に、微小レンズ要素11Caaを経て形成される照野のサイズは微小レンズ要素11Cabを経て形成される照野のサイズよりも小さくなる。
In the modification shown in FIG. 7, as an example, in the three sets of microlens elements 11Ca and 11Da that form a pair, a plurality of parallel lenses having different thicknesses in the optical path between the microlens elements 11Caa and 11Daa on the + X direction side. A
したがって、図7に示す変形例では、駆動部7が制御系CRからの指令にしたがって少なくとも1つの波面分割要素において光学的に対応する微小レンズ要素11Caと11Daとの間に挿入される平行平面板の厚さを変化させることにより、平行平面板が挿入された微小レンズ要素11Ca,11Daの配列位置および挿入された平行平面板の厚さに応じて、照明領域6aにおけるX方向に沿った各点での瞳強度分布を調整することができる。この場合、照野可変部としての駆動部7および制御系CRは、フライアイレンズ4の複数の波面分割要素のうちの少なくとも1つの波面分割要素において光学的に対応する微小レンズ要素11Caと11Daとの間の空気換算光路長を変更し、ひいてはその焦点距離を変更する。
Therefore, in the modification shown in FIG. 7, the parallel flat plate inserted between the micro lens elements 11Ca and 11Da optically corresponding to the
また、上述の第1実施形態では、複数の波面分割要素のうちの少なくとも1つの波面分割要素を経た光により被照射面に形成される照野の大きさを変化させている。しかしながら、これに限定されることなく、複数の波面分割要素のうちの少なくとも1つの波面分割要素を経た光により被照射面に形成される照野の位置を変化させることにより、被照射面上の各点での瞳強度分布をそれぞれ所要の分布に調整することも可能である。 In the first embodiment described above, the size of the illumination field formed on the irradiated surface is changed by the light that has passed through at least one of the plurality of wavefront dividing elements. However, the present invention is not limited to this, and by changing the position of the illumination field formed on the irradiated surface by the light that has passed through at least one wavefront dividing element among the plurality of wavefront dividing elements, It is also possible to adjust the pupil intensity distribution at each point to a required distribution.
図8に示す変形例では、少なくとも1つの波面分割要素から射出される光束の向きを変更することにより、その波面分割要素を経た光が被照射面6上に形成する照野の位置を変化させている。図8では、一例として、+X方向側の微小レンズ要素11aaと対応する微小レンズ要素21aa(不図示)とを、Y方向に沿った軸線を中心として図8中時計廻りに回転させている。この場合、微小レンズ要素11aa以外の微小レンズ要素11abを含む各波面分割要素から射出される光束の向きは変化しないが、微小レンズ要素11aaを含む波面分割要素から射出される光束の向きは変化する。
In the modification shown in FIG. 8, by changing the direction of the light beam emitted from at least one wavefront splitting element, the position of the illumination field formed on the
その結果、射出光束の向きが変化した微小レンズ要素11aaを経て形成される照野の中心は、射出光束の向きが変化しない微小レンズ要素11abを経て形成される照野の中心(ひいては照明領域6aの中心)から−X方向側へ位置ずれする。ただし、微小レンズ要素11aaを経て被照射面6に形成される照野のサイズは、微小レンズ要素11abを経て形成される照野のサイズと同じである。
As a result, the center of the illumination field formed through the microlens element 11aa in which the direction of the emitted light beam is changed is the center of the illumination field formed through the microlens element 11ab in which the direction of the emitted light beam is not changed (and thus the
すなわち、図9(a)に示すように、回転前の元の状態における微小レンズ要素11aaを経て被照射面6に形成される照野の中心は、照明領域6aの中心と一致している。しかしながら、図9(b)に示すように、微小レンズ要素11aaが軸線廻りに回転して射出光束の向きが変化すると、被照射面6に形成される照野の中心は照明領域6aの中心からX方向に位置ずれする。
That is, as shown in FIG. 9A, the center of the illumination field formed on the
一般に、微小レンズ要素11aaに入射する部分光束の光強度分布は均一ではない。この場合、図9中両方向矢印で示すように、射出光束の向きが変化した微小レンズ要素11aaを含む波面分割要素を経た光線群のうち、照明領域6a上の中心点P1に入射する光線、周辺の点P2に入射する光線、および周辺の点P3に入射する光線の強度がそれぞれ変化する。
In general, the light intensity distribution of the partial light flux incident on the microlens element 11aa is not uniform. In this case, as indicated by a double-headed arrow in FIG. 9, among the light rays that have passed through the wavefront splitting element including the minute lens element 11aa in which the direction of the emitted light beam has changed, the light rays that are incident on the center point P1 on the
このことは、フライアイレンズ4の少なくとも1つの波面分割要素から射出される光束の向きを変化させると、射出光束の向きが変化した波面分割要素の配列位置および射出光束の向きの変化量に応じて、照明領域6a上の各点での瞳強度分布が互いに異なる態様にしたがって変化することを意味している。すなわち、駆動部7が制御系CRからの指令にしたがって少なくとも1つの微小レンズ要素11aから射出される光束の向きを変化させることにより、射出光束の向きが変化した微小レンズ要素11aの配列位置および向きの変化量に応じて、照明領域6aにおけるX方向に沿った各点での瞳強度分布を調整することができる。
This means that if the direction of the light beam emitted from at least one wavefront splitting element of the fly-
なお、図8の変形例において、射出光束の向きが変化する微小レンズ要素11aaの屈折面の曲率を変更し、ひいてはその焦点距離を変更しても良い。すなわち、少なくとも1つの波面分割要素から射出される光束の向きを変化させ且つその焦点距離を変化させて、当該波面分割要素を経た光により被照射面に形成される照野の大きさおよび位置を変化させることにより、被照射面上の各点での瞳強度分布をそれぞれ所要の分布に調整することも可能である。 In the modification of FIG. 8, the curvature of the refracting surface of the microlens element 11aa in which the direction of the emitted light beam changes may be changed, and the focal length thereof may be changed. That is, by changing the direction of the light beam emitted from at least one wavefront splitting element and changing its focal length, the size and position of the illumination field formed on the irradiated surface by the light passing through the wavefront splitting element are changed. By changing it, it is also possible to adjust the pupil intensity distribution at each point on the irradiated surface to a required distribution.
図10は、第2実施形態にかかる照明光学装置の構成を概略的に示す図である。第2実施形態の照明光学装置1Aは、第1実施形態の照明光学装置1と類似の構成を有する。しかしながら、第2実施形態では、フライアイレンズ4に代えてシリンドリカルマイクロフライアイレンズ4Aを用いている点が、第1実施形態と相違している。したがって、図10では、図1に示す構成要素と同様の機能を有する要素に、図1と同じ参照符号を付している。以下、第1実施形態との相違点に着目して第2実施形態の構成および作用を説明する。
FIG. 10 is a diagram schematically showing a configuration of an illumination optical apparatus according to the second embodiment. The illumination
シリンドリカルマイクロフライアイレンズ4Aは、図10に示すように、光源2側に配置された第1フライアイ部材12と被照射面6側に配置された第2フライアイ部材22とから構成されている。第1フライアイ部材12の入射側および射出側には、X方向に並んで配列されたシリンドリカル屈折面12aおよび12bがそれぞれ所定のピッチで形成されている。第2フライアイ部材22の入射側および射出側には、Y方向に並んで配列されたシリンドリカル屈折面22aおよび22bがそれぞれ所定のピッチで形成されている。
As shown in FIG. 10, the cylindrical micro fly's
図11は、第1フライアイ部材12を光軸AXに沿って光の入射側から見た図である。図11において、光軸AXを中心とした破線で示す円42は、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ4Aへの入射光束の断面の外形、すなわち第1フライアイ部材12の入射側の面に形成される照野の外形を示している。第1フライアイ部材12の入射側に設けられた複数のシリンドリカル屈折面12aのうちの少なくとも1つの屈折面12aaは、図12に示すように、Y方向に沿って延びる母線を有する円筒面をY方向に沿って延びる軸線廻りに捩ることにより得られる曲面形状に形成されている。
FIG. 11 is a view of the first fly-
第1フライアイ部材12および第2フライアイ部材22において、この変形シリンドリカル屈折面12aa以外の他のシリンドリカル屈折面はすべて通常の円筒面状に形成されている。すなわち、第1フライアイ部材12の入射側に設けられた複数のシリンドリカル屈折面12aは、変形シリンドリカル屈折面12aaを除き、Y方向に沿って延びる母線を有する円筒面状に形成されている。第1フライアイ部材12の射出側に設けられた複数のシリンドリカル屈折面12bは、Y方向に沿って延びる母線を有する円筒面状に形成されている。
In the first
第2フライアイ部材22の入射側および射出側に設けられた複数のシリンドリカル屈折面22a,22bは、X方向に沿って延びる母線を有する円筒面状に形成されている。第2実施形態では、第1フライアイ部材12と第2フライアイ部材22とがY方向に沿って一体的に移動可能に構成されている。駆動部7Aは、制御系CRからの指令にしたがって、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ4AをY方向に沿って移動させる。
The plurality of cylindrical refracting
シリンドリカルマイクロフライアイレンズ4AのX方向に関する屈折作用(すなわちXZ平面に関する屈折作用)に着目すると、光軸AXに沿って入射した平行光束は、第1フライアイ部材12の入射側に形成された複数のシリンドリカル屈折面12aによってX方向に波面分割され、且つ集光作用を受ける。各シリンドリカル屈折面12aを経た部分光束は、第1フライアイ部材12の射出側に形成された複数のシリンドリカル屈折面12bのうちの対応するシリンドリカル屈折面による集光作用を受け、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ4Aの直後の照明瞳面上に集光して小光源を形成する。
Focusing on the refractive action in the X direction of the cylindrical micro fly's
シリンドリカルマイクロフライアイレンズ4AのY方向に関する屈折作用(すなわちYZ平面に関する屈折作用)に着目すると、光軸AXに沿って入射した平行光束は、第2フライアイ部材22の入射側に形成された複数のシリンドリカル屈折面22aによってY方向に波面分割され、且つ集光作用を受ける。各シリンドリカル屈折面22aを経た部分光束は、第2フライアイ部材22の射出側に形成された複数のシリンドリカル屈折面22bのうちの対応するシリンドリカル屈折面による集光作用を受け、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ4Aの直後の照明瞳面上に集光して小光源を形成する。
When attention is paid to the refractive action of the cylindrical micro fly's
このように、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ4Aは、複数のシリンドリカル屈折面が両側面に設けられた第1フライアイ部材12と第2フライアイ部材22とにより構成されているが、矩形状の断面を有する複数の微小レンズ要素(波面分割要素)がX方向およびY方向に沿って縦横に且つ稠密に一体形成されたマイクロフライアイレンズと同様の光学的機能を発揮する。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号明細書に開示されている。図10および図11では、図面の明瞭化のために、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ4Aを構成するシリンドリカル屈折面の数を実際よりも少なく表示している。
As described above, the cylindrical micro fly's
第2実施形態において、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ4AをY方向に沿って移動させること、すなわち少なくとも1つの変形シリンドリカル屈折面12aaを有する第1フライアイ部材12をY方向に沿って移動させることは、図8の変形例において波面分割要素から射出される光束の向きを変更することにより、その波面分割要素を経た光が被照射面6上に形成する照野の位置を変化させることに対応している。この場合、シリンドリカルマイクロフライアイレンズ4AのY方向移動に伴って射出光束の向きが変化するのは、変形シリンドリカル屈折面12aaの長手方向であるY方向に一列に並んだ複数の波面分割要素である。
In the second embodiment, moving the cylindrical micro fly's
こうして、第2実施形態では、駆動部7Aが制御系CRからの指令にしたがってシリンドリカルマイクロフライアイレンズ4AをY方向に沿って移動させることにより、射出光束の向きが変化した波面分割要素の配列位置および射出光束の向きの変化量に応じて、照明領域6aにおけるX方向に沿った各点での瞳強度分布を調整することができる。
Thus, in the second embodiment, the
なお、図示を省略するが、第2実施形態における第1フライアイ部材12および第2フライアイ部材22中のシリンドリカル屈折面を通常の円筒面状に形成し、シリンドリカルレンズアレイとしての第1フライアイ部材12を複数のシリンドリカルレンズの配列方向であるX方向に沿って湾曲自在に構成する変形例も可能である。この場合、駆動部7Aが制御系CRからの指令にしたがって第1フライアイ部材12をX方向に沿って湾曲させることにより、射出光束の向きが変化した波面分割要素の配列位置および射出光束の向きの変化量に応じて、照明領域6aにおけるX方向に沿った各点での瞳強度分布を調整することができる。
Although not shown, the cylindrical refracting surfaces in the first
図13は、実施形態にかかる照明光学装置を備えた露光装置の構成を概略的に示す図である。図13において、感光性基板であるウェハWの転写面(露光面)の法線方向に沿ってZ軸を、ウェハWの転写面内において図13の紙面に平行な方向にX軸を、ウェハWの転写面内において図13の紙面に垂直な方向にY軸をそれぞれ設定している。図13に示す露光装置は、第1実施形態にかかる照明光学装置1(または第2実施形態にかかる照明光学装置1A)を備えている。
FIG. 13 is a view schematically showing a configuration of an exposure apparatus including the illumination optical apparatus according to the embodiment. In FIG. 13, the Z-axis is along the normal direction of the transfer surface (exposure surface) of the wafer W, which is a photosensitive substrate, and the X-axis is in the direction parallel to the paper surface of FIG. Within the W transfer surface, the Y axis is set in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. The exposure apparatus shown in FIG. 13 includes the illumination
なお、照明光学装置1(1A)の露光装置への適用に際して、露光光(照明光)を供給する光源として、たとえば193nmの波長のパルス光を供給するArFエキシマレーザ光源や、248nmの波長のパルス光を供給するKrFエキシマレーザ光源などを用いることができる。この場合、コリメートレンズ3の設置を省略し、光源とフライアイレンズ4(シリンドリカルマイクロフライアイレンズ4A)との間の光路中に、光の入射側から順に、ビーム送光部、空間光変調器、リレー光学系などを付設することができる。また、コンデンサー光学系5と被照射面6との間の光路中に、光の入射側から順に、マスクブラインド、結像光学系などを付設することができる。
When the illumination optical apparatus 1 (1A) is applied to an exposure apparatus, as a light source for supplying exposure light (illumination light), for example, an ArF excimer laser light source for supplying pulsed light with a wavelength of 193 nm, or a pulse with a wavelength of 248 nm A KrF excimer laser light source that supplies light can be used. In this case, the installation of the
ここで、空間光変調器は、所定面内に配列されて個別に制御される複数のミラー要素と、露光装置の動作を統括的に制御する制御系CRからの制御信号に基づいて複数のミラー要素の姿勢を個別に制御駆動する駆動部とを有する。ビーム送光部は、光源からの入射光束を適切な大きさおよび形状の断面を有する光束に変換しつつ空間光変調器へ導くとともに、空間光変調器に入射する光束の位置変動および角度変動をアクティブに補正する機能を有する。 Here, the spatial light modulator includes a plurality of mirror elements arranged in a predetermined plane and individually controlled, and a plurality of mirrors based on a control signal from a control system CR that comprehensively controls the operation of the exposure apparatus. And a drive unit that individually controls and drives the posture of the element. The beam transmission unit converts the incident light beam from the light source into a light beam having a cross section of an appropriate size and shape and guides it to the spatial light modulator, and also performs positional and angular fluctuations of the light beam incident on the spatial light modulator. It has a function to actively correct.
リレー光学系は、その前側焦点位置が空間光変調器の複数のミラー要素の配列面の近傍に位置し、且つその後側焦点位置がフライアイレンズ4(シリンドリカルマイクロフライアイレンズ4A)の入射側の面の近傍に位置しており、空間光変調器の配列面とフライアイレンズ4(シリンドリカルマイクロフライアイレンズ4A)の入射側の面とを光学的にフーリエ変換の関係に設定する。したがって、空間光変調器およびリレー光学系を経た光は、複数のミラー要素の姿勢に応じた光強度をフライアイレンズ4(シリンドリカルマイクロフライアイレンズ4A)の入射側の面に可変的に分布させる。
In the relay optical system, the front focal position is located in the vicinity of the arrangement surface of the plurality of mirror elements of the spatial light modulator, and the rear focal position is on the incident side of the fly-eye lens 4 (cylindrical micro fly-
照明視野絞りとしてのマスクブラインドは、コンデンサー光学系5の後側焦点位置またはその近傍に配置される。したがって、フライアイレンズ4(シリンドリカルマイクロフライアイレンズ4A)の直後の照明瞳に形成された二次光源からの光は、コンデンサー光学系5を介して、マスクブラインドを重畳的に照明する。マスクブラインドの矩形状の開口部(光透過部)を介した光束は、結像光学系の集光作用を受けて、照明光学装置1(1A)における被照射面6の位置に配置されたマスクMを重畳的に照明し、X方向に沿って細長い矩形状の照明領域6aを形成する。
A mask blind as an illumination field stop is disposed at or near the rear focal position of the condenser
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X方向に沿って長辺を有し且つY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X方向に沿って長辺を有し且つY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 X direction and a short side along the Y 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 X direction and a short side along the Y 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、Y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X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。あるいは、投影光学系PLの光軸AXと直交する平面(XY平面)内においてウェハステージWSを二次元的に駆動制御しながら、ひいてはウェハWを二次元的に駆動制御しながら一括露光を行うことにより、ウェハWの各露光領域にはマスクMのパターンが順次露光される。 Thus, according to the so-called step-and-scan method, the mask stage MS and the wafer stage WS along the Y direction (scanning direction) in the plane (XY plane) orthogonal to the optical axis AX of the projection optical system PL, As a result, the mask M and the wafer W are moved (scanned) synchronously so that the wafer W has a width equal to the dimension in the X 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. Alternatively, collective exposure is performed while the wafer stage WS is two-dimensionally driven and controlled in a plane (XY plane) orthogonal to the optical axis AX of the projection optical system PL, and thus the wafer W is two-dimensionally driven and controlled. Thus, the pattern of the mask M is sequentially exposed on each exposure region of the wafer W.
本実施形態の露光装置は、照明光学装置1(1A)を介した光に基づいて照明光学装置1(1A)の射出瞳面における瞳強度分布を計測する第1瞳強度分布計測部DTrと、投影光学系PLを介した光に基づいて投影光学系PLの瞳面(投影光学系PLの射出瞳面)における瞳強度分布を計測する第2瞳強度分布計測部DTwと、第1および第2瞳強度分布計測部DTr,DTwのうちの少なくとも一方の計測結果に基づいて、フライアイレンズ4(シリンドリカルマイクロフライアイレンズ4A)および空間光変調器を制御し且つ露光装置の動作を統括的に制御する制御系CRとを備えている。
The exposure apparatus of the present embodiment includes a first pupil intensity distribution measurement unit DTr that measures the pupil intensity distribution on the exit pupil plane of the illumination optical apparatus 1 (1A) based on the light via the illumination optical apparatus 1 (1A), and A second pupil intensity distribution measurement unit DTw that measures a pupil intensity distribution on the pupil plane of the projection optical system PL (an exit pupil plane of the projection optical system PL) based on light via the projection optical system PL; Based on the measurement result of at least one of the pupil intensity distribution measuring units DTr and DTw, the fly-eye lens 4 (cylindrical micro fly-
第1瞳強度分布計測部DTrは、照明光学装置1(1A)における瞳強度分布計測部8と同様に、例えば照明光学装置1(1A)の射出瞳位置と光学的に共役な位置に配置された光電変換面を有する撮像部を備え、照明光学装置1(1A)による被照射面上の各点に関する瞳強度分布(各点に入射する光が照明光学装置1(1A)の射出瞳位置に形成する瞳強度分布)を計測する。また、第2瞳強度分布計測部DTwは、例えば投影光学系PLの瞳位置と光学的に共役な位置に配置された光電変換面を有する撮像部を備え、投影光学系PLの像面の各点に関する瞳強度分布(各点に入射する光が投影光学系PLの瞳位置に形成する瞳強度分布)を計測する。
The first pupil intensity distribution measurement unit DTr is arranged at a position optically conjugate with, for example, the exit pupil position of the illumination optical device 1 (1A), similarly to the pupil intensity
瞳強度分布計測部8,DTr,DTwの詳細な構成および作用については、例えば米国特許公開第2008/0030707号明細書を参照することができる。また、瞳強度分布計測部8,DTr,DTwとして、米国特許公開第2010/0020302号公報の開示を参照することもできる。
For the detailed configuration and operation of the pupil intensity
本実施形態では、フライアイレンズ4(シリンドリカルマイクロフライアイレンズ4A)により形成される二次光源を光源として、照明光学装置1(1A)の被照射面6に配置されるマスクM(ひいてはウェハW)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装置1(1A)の照明瞳面と呼ぶことができる。また、この二次光源の形成面の像を照明光学装置1(1A)の射出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を含めて照明光学装置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, a secondary light source formed by a fly-eye lens 4 (cylindrical micro fly-
瞳強度分布とは、照明光学装置1(1A)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。フライアイレンズ4(シリンドリカルマイクロフライアイレンズ4A)による波面分割数が比較的大きい場合、フライアイレンズ4(シリンドリカルマイクロフライアイレンズ4A)の入射側の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、フライアイレンズ4(シリンドリカルマイクロフライアイレンズ4A)の入射側の面および当該入射側の面と光学的に共役な面も照明瞳面と呼ぶことができ、これらの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。
The pupil intensity distribution is a light intensity distribution (luminance distribution) on the illumination pupil plane of the illumination optical apparatus 1 (1A) or a plane optically conjugate with the illumination pupil plane. When the number of wavefront divisions by the fly-eye lens 4 (cylindrical micro fly's
上述したように、照明光学装置1(1A)では、フライアイレンズ4(シリンドリカルマイクロフライアイレンズ4A)の瞳強度調整作用により、被照射面6上の各点での瞳強度分布をそれぞれ所要の分布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では、被照射面6と光学的に共役な位置に配置されたウェハW上の静止露光領域内の各点での瞳強度分布をそれぞれ所要の分布に調整する照明光学装置1(1A)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上に正確に転写することができる。
As described above, in the illumination optical apparatus 1 (1A), the pupil intensity distribution at each point on the
本実施形態において、静止露光領域内の各点に関する瞳強度分布をそれぞれ所要の分布に調整する動作は、瞳強度分布計測部DTr,DTwの計測結果に基づいて行われる。具体的に、瞳強度分布計測部DTr,DTwの計測結果は、制御系CRに供給される。制御系CRは、瞳強度分布計測部DTr,DTwの計測結果に基づいて、例えば投影光学系PLの瞳面における瞳強度分布が所望の分布になるように、照明光学装置1(1A)の駆動部7(7A)に指令を出力する。駆動部7(7A)は、制御系CRからの指令に基づいてフライアイレンズ4(シリンドリカルマイクロフライアイレンズ4A)を駆動し、ウェハW上の静止露光領域内の各点に関する瞳強度分布を所要の分布に調整する。
In the present embodiment, the operation of adjusting the pupil intensity distribution for each point in the still exposure region to a required distribution is performed based on the measurement results of the pupil intensity distribution measurement units DTr and DTw. Specifically, the measurement results of the pupil intensity distribution measurement units DTr and DTw are supplied to the control system CR. The control system CR drives the illumination optical apparatus 1 (1A) based on the measurement results of the pupil intensity distribution measuring units DTr and DTw, for example, so that the pupil intensity distribution on the pupil plane of the projection optical system PL becomes a desired distribution. Command is output to unit 7 (7A). The drive unit 7 (7A) drives the fly-eye lens 4 (cylindrical micro fly-
上述の実施形態では、マスクの代わりに、所定の電子データに基づいて所定パターンを形成する可変パターン形成装置を用いることができる。なお、可変パターン形成装置としては、たとえば所定の電子データに基づいて駆動される複数の反射素子を含む空間光変調素子を用いることができる。空間光変調素子を用いた露光装置は、たとえば米国特許公開第2007/0296936号公報に開示されている。また、上述のような非発光型の反射型空間光変調器以外に、透過型空間光変調器を用いても良く、自発光型の画像表示素子を用いても良い。 In the above-described embodiment, a variable pattern forming apparatus that forms a predetermined pattern based on predetermined electronic data can be used instead of a mask. As the variable pattern forming apparatus, for example, a spatial light modulation element including a plurality of reflection elements driven based on predetermined electronic data can be used. An exposure apparatus using a spatial light modulator is disclosed, for example, in US Patent Publication No. 2007/0296936. In addition to the non-light-emitting reflective spatial light modulator as described above, a transmissive spatial light modulator may be used, or a self-luminous image display element may be used.
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っても良い。 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 may be 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14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14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、上述の実施形態の投影露光装置を用い、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)。 Next, a device manufacturing method using the exposure apparatus according to the above-described embodiment will be described. FIG. 14 is a flowchart showing a manufacturing process of a semiconductor device. As shown in FIG. 14, in the semiconductor device manufacturing process, a metal film is vapor-deposited on a wafer W to be a semiconductor device substrate (step S40), and a photoresist, which is a photosensitive material, is applied on the vapor-deposited metal film. (Step S42). Subsequently, using the projection 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 wafer W after the transfer is completed. Development, that is, development of the photoresist to which the pattern has been transferred (step S46: development process).
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)。ここで、レジストパターンとは、上述の実施形態の投影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、上述の実施形態の投影露光装置は、フォトレジストが塗布されたウェハWを、感光性基板としてパターンの転写を行う。 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). Here, the resist pattern is a photoresist layer in which unevenness having a shape corresponding to the pattern transferred by the projection exposure apparatus of the above-described embodiment is generated, and the recess penetrates the photoresist layer. It is. 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 projection exposure apparatus of the above-described embodiment performs pattern transfer using the wafer W coated with the photoresist as a photosensitive substrate.
図15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15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。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、上述の実施形態の投影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、上述の実施形態の投影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。 FIG. 15 is a flowchart showing a manufacturing process of a liquid crystal device such as a liquid crystal display element. As shown in FIG. 15, in the liquid crystal device manufacturing process, 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. 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 projection exposure apparatus of the above-described embodiment. The pattern forming step includes an exposure step of transferring the pattern to the photoresist layer using the projection exposure apparatus of the above-described embodiment, and development of the plate P on which the pattern is transferred, that is, development of the photoresist layer on the glass substrate. 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の組を水平走査方向に複数配列したカラーフィルタを形成する。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 color filter forming process in 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. 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、他の適当なパルスレーザ光源、たとえば波長157nmのレーザ光を供給するF2レーザ光源、波長146nmのレーザ光を供給するKr2レーザ光源、波長126nmのレーザ光を供給するAr2レーザ光源などを用いることができる。また、g線(波長436nm)、i線(波長365nm)などの輝線を発する超高圧水銀ランプなどのCW(Continuous Wave)光源を用いることも可能である。また、YAGレーザの高調波発生装置などを用いることもできる。この他、例えば米国特許第7,023,610号明細書に開示されているように、真空紫外光としてDFB半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム(又はエルビウムとイッテルビウムの両方)がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。 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 suitable pulse lasers are used. A light source, for example, an F 2 laser light source that supplies laser light with a wavelength of 157 nm, a Kr 2 laser light source that supplies laser light with a wavelength of 146 nm, an Ar 2 laser light source that supplies laser light with a wavelength of 126 nm, or the like can be used. It is also possible to use a CW (Continuous Wave) light source such as an ultrahigh pressure mercury lamp that emits bright lines such as g-line (wavelength 436 nm) and i-line (wavelength 365 nm). A harmonic generator of a YAG laser or the like can also be used. In addition, as disclosed in, for example, US Pat. No. 7,023,610, a single wavelength laser beam in an infrared region or a visible region oscillated from a DFB semiconductor laser or a fiber laser is used as vacuum ultraviolet light. For example, a harmonic that is amplified by a fiber amplifier doped with erbium (or both erbium and ytterbium) and wavelength-converted into ultraviolet light using a nonlinear optical crystal may be used.
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号パンプ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。ここでは、国際公開第WO99/49504号パンフレット、特開平6−124873号公報および特開平10−303114号公報の教示を参照として援用する。 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. WO99 / 49504, a special technique, A method of moving a stage holding a substrate to be exposed as disclosed in Kaihei 6-124873 in a liquid bath, or a predetermined stage on a stage as disclosed in JP-A-10-303114. A method of forming a liquid tank having a depth and holding the substrate therein can be employed. Here, the teachings of International Publication No. WO99 / 49504, JP-A-6-124873 and JP-A-10-303114 are incorporated by reference.
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。ここでは、米国特許公開第2006/0170901号公報及び米国特許公開第2007/0146676号公報の教示を参照として援用する。 In the above-described embodiment, a so-called polarization illumination method disclosed in US Publication Nos. 2006/0170901 and 2007/0146676 can be applied. Here, the teachings of US Patent Publication No. 2006/0170901 and US Patent Publication No. 2007/0146676 are incorporated by reference.
また、上述の実施形態では、露光装置においてマスク(またはウェハ)を照明する照明光学装置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(またはウェハ)以外の被照射面を照明する一般的な照明光学装置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 apparatus that illuminates the mask (or wafer) in the exposure apparatus. However, the present invention is not limited to this, and the object other than the mask (or wafer) is used. The present invention can also be applied to a general illumination optical device that illuminates the irradiation surface.
1,1A 照明光学装置
2 光源
3 コリメートレンズ
4 フライアイレンズ(オプティカルインテグレータ)
4A シリンドリカル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)
5 コンデンサー光学系
6 被照射面
6a 照明領域
7,7A 駆動部
8,DTr,DTw 瞳強度分布計測部
CR 制御系
M マスク
MS マスクステージ
PL 投影光学系
W ウェハ
WS ウェハステージ
1,1A Illumination
4A Cylindrical micro fly's eye lens (optical integrator)
5 Condenser
Claims (14)
並列的に配置された複数の波面分割要素を有するオプティカルインテグレータと、
前記オプティカルインテグレータにより波面分割された複数の光束を前記被照射面で重畳させるコンデンサー光学系と、
前記複数の波面分割要素のうちの少なくとも1つの波面分割要素を経た光により前記被照射面に形成される照野の大きさおよび位置のうちの少なくとも一方を変化させる照野可変部とを備えていることを特徴とする照明光学装置。 In an illumination optical device that illuminates the illuminated surface with light from a light source,
An optical integrator having a plurality of wavefront splitting elements arranged in parallel;
A condenser optical system that superimposes a plurality of light fluxes wave-divided by the optical integrator on the irradiated surface;
An illumination field variable unit that changes at least one of the size and position of an illumination field formed on the irradiated surface by light that has passed through at least one wavefront division element of the plurality of wavefront division elements. An illumination optical device.
前記照野可変部は、該液体レンズの前記表面形状を変化させることを特徴とする請求項3に記載の照明光学装置。 The at least one wavefront splitting element has a liquid lens whose surface shape is variable by application of a voltage,
The illumination optical apparatus according to claim 3, wherein the illumination field changing unit changes the surface shape of the liquid lens.
前記照野可変部は、前記少なくとも1つの波面分割要素における前記第1要素と前記第2要素との間の空気換算光路長を変更することを特徴とする請求項2に記載の照明光学装置。 Each wavefront splitting element has a first element and a second element arranged on the rear side at a distance from the first element,
The illumination optical apparatus according to claim 2, wherein the illumination field changing unit changes an air-converted optical path length between the first element and the second element in the at least one wavefront dividing element.
前記照野可変部は、前記オプティカルインテグレータを前記所定方向に移動させることを特徴とする請求項8に記載の照明光学装置。 The at least one wavefront dividing element has a curved refracting surface obtained by twisting a cylindrical surface having a generatrix extending along a predetermined direction around an axis extending along the predetermined direction;
The illumination optical apparatus according to claim 8, wherein the illumination field changing unit moves the optical integrator in the predetermined direction.
前記照野可変部は、前記瞳分布計測部からの出力を用いて前記被照射面に形成される前記照野の前記大きさおよび前記位置のうちの少なくとも一方を変化させることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の照明光学装置。 A pupil distribution measurement unit that measures the intensity distribution in the angular direction of light reaching a predetermined point on the irradiated surface or a surface optically conjugate with the irradiated surface;
The illumination field changing unit changes at least one of the size and the position of the illumination field formed on the irradiated surface using an output from the pupil distribution measurement unit. Item 11. The illumination optical apparatus according to any one of Items 1 to 10.
前記所定のパターンが転写された前記基板を現像し、前記所定のパターンに対応する形状のマスク層を前記基板の表面に形成することと、
前記マスク層を介して前記基板の表面を加工することと、を含むことを特徴とするデバイス製造方法。 Using the exposure apparatus according to claim 12 or 13, exposing the substrate to the predetermined pattern;
Developing the 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 substrate;
Processing the surface of the substrate through the mask layer. A device manufacturing method comprising:
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