JP5055649B2 - Projection optical apparatus, exposure apparatus, device manufacturing method, image plane information detection apparatus, and projection optical system adjustment method - Google Patents
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本発明は、投影光学装置、露光装置、デバイス製造方法、像面情報検出装置、および投影光学系の調整方法に関する。さらに詳細には、本発明は、複数の投影光学ユニットに対してマスクおよび感光性基板を相対移動させつつマスクのパターンを感光性基板に投影露光するマルチ走査型の露光装置に関するものである。 The present invention relates to a projection optical apparatus, an exposure apparatus, a device manufacturing method, an image plane information detection apparatus, and a projection optical system adjustment method. More specifically, the present invention relates to a multi-scanning exposure apparatus that projects and exposes a mask pattern onto a photosensitive substrate while relatively moving the mask and the photosensitive substrate with respect to a plurality of projection optical units.
近年、テレビ等の表示装置として、液晶表示パネルが多用されている。液晶表示パネルは、プレート上に透明薄膜電極をフォトリソグラフィの手法でパターニングすることにより製造される。このフォトリソグラフィ工程においてマスクパターンをプレートに投影露光する装置として、マルチ走査型の露光装置が使用される。 In recent years, liquid crystal display panels have been widely used as display devices such as televisions. The liquid crystal display panel is manufactured by patterning a transparent thin film electrode on a plate by a photolithography technique. A multi-scanning exposure apparatus is used as an apparatus for projecting and exposing a mask pattern onto a plate in this photolithography process.
マルチ走査型の露光装置では、複数の投影光学ユニットからなる投影光学系に対してマスクおよびプレート（感光性基板）を相対移動させつつ、マスクのパターンをプレート上に投影露光する（たとえば特許文献１を参照）。特許文献１に記載された従来のマルチ走査型の露光装置では、マスクパターンを等倍でプレート上に投影している。 In a multi-scanning exposure apparatus, a mask pattern and projection exposure are performed on a plate while moving a mask and a plate (photosensitive substrate) relative to a projection optical system composed of a plurality of projection optical units (for example, Patent Document 1). See). In the conventional multi-scanning exposure apparatus described in Patent Document 1, the mask pattern is projected onto the plate at the same magnification.
最近では、液晶表示パネルの巨大化に伴い、マスクも巨大化する傾向がある。マスクは非常に高価であり、巨大化によりコストが増大する。そこで、マスクの巨大化を回避するために、拡大倍率を有する投影光学ユニットを用いる拡大系マルチ走査型の露光装置が考案されている。拡大系マルチ走査型の露光装置では、等倍の投影光学ユニットを用いる等倍系マルチ走査型の露光装置に比して、マスク側に配置された光学部材に照射される光エネルギー密度（単位面積当たりの光照射エネルギー）が大きくなり、露光に伴う光照射が投影光学ユニットの結像性能に及ぼす影響も大きくなる。 Recently, as the liquid crystal display panel becomes larger, the mask tends to become larger. The mask is very expensive, and the cost increases due to the increase in size. Therefore, in order to avoid enlarging the mask, an enlargement system multi-scanning exposure apparatus using a projection optical unit having an enlargement magnification has been devised. In the magnifying system multi-scanning type exposure apparatus, the optical energy density (unit area) irradiated to the optical member arranged on the mask side is larger than that of the unity-magnification multi-scanning type exposure apparatus that uses a projection optical unit of the same magnification. Per incident light irradiation energy), and the influence of light irradiation accompanying exposure on the imaging performance of the projection optical unit also increases.
また、拡大系マルチ走査型の露光装置では、等倍系の場合と同様に、例えば製造誤差などにより投影光学ユニット毎に光学特性が厳密には異なり、温度などの環境変化も投影光学ユニット毎に異なる。換言すれば、マルチ走査型の露光装置では投影光学ユニット毎に結像性能の変化が異なる傾向があり、特に拡大系マルチ走査型の露光装置では光照射による投影光学ユニットの結像性能の変化が比較的大きくなり易い。 Further, in the magnifying system multi-scanning exposure apparatus, as in the case of the unit magnification system, the optical characteristics are strictly different for each projection optical unit due to, for example, a manufacturing error, and environmental changes such as temperature are also different for each projection optical unit. Different. In other words, in the multi-scanning exposure apparatus, the change in the imaging performance tends to be different for each projection optical unit. In particular, in the magnifying system multi-scanning exposure apparatus, the imaging performance of the projection optical unit changes due to light irradiation. It tends to be relatively large.
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、拡大倍率を有する複数の投影光学ユニットの結像性能の変化に関する情報を個別に検出し、これらの投影光学ユニットを用いて良好な投影露光を行うことのできるマルチ走査型の露光装置を提供することを目的とする。また、本発明は、拡大倍率を有する複数の投影光学ユニットを用いて良好な投影露光を行うマルチ走査型の露光装置を用いて、大面積で良好なデバイスを製造することのできるデバイス製造方法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 individually detects information relating to changes in the imaging performance of a plurality of projection optical units having a magnification, and performs good projection using these projection optical units. An object of the present invention is to provide a multi-scanning exposure apparatus capable of performing exposure. Further, the present invention provides a device manufacturing method capable of manufacturing a good device with a large area by using a multi-scanning type exposure apparatus that performs good projection exposure using a plurality of projection optical units having a magnification. 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、第１面に配置される第１物体の拡大像を第２面上に配置される第２物体上に形成する投影光学装置であって、
所定方向に沿って配列された複数の拡大倍率を有する投影光学ユニットと、
前記複数の投影光学ユニットのうちの少なくとも１つの投影光学ユニットを介して当該投影光学ユニットの投影視野の近傍に形成される前記第１物体の像に関する情報を検出する像面情報検出手段とを備え、
前記像面情報検出手段は、前記投影光学ユニットを経て前記第１面で反射された光に基づいて、前記第１物体の像の前記第２面内における変位に関する像シフト情報を検出する像シフト情報検出手段を有することを特徴とする投影光学装置を提供する。
In order to solve the above-described problem, according to a first aspect of the present invention, there is provided a projection optical apparatus that forms an enlarged image of a first object disposed on a first surface on a second object disposed on a second surface. And
A projection optical unit having a plurality of magnifications arranged along a predetermined direction;
Image plane information detecting means for detecting information related to the image of the first object formed in the vicinity of the projection field of the projection optical unit via at least one of the plurality of projection optical units. ,
The image plane information detecting means detects image shift information related to displacement of the image of the first object in the second plane based on light reflected by the first plane through the projection optical unit. There is provided a projection optical device characterized by having an information detecting means.
本発明の第２形態では、第１形態の投影光学装置を備え、前記第１面に配置されるパターンを前記第２面に配置される基板へ投影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 of the present invention, there is provided an exposure apparatus comprising the projection optical apparatus according to the first aspect, wherein a pattern disposed on the first surface is projected and exposed onto a substrate disposed on the second surface. To do.
本発明の第３形態では、拡大倍率を有する投影光学系を介して第１面に配置されるパターンを第２面に配置される基板へ投影露光する露光装置において、
前記投影光学系の投影視野の近傍に形成される前記パターンの像に関する情報を検出する像面情報検出手段を備え、
前記像面情報検出手段は、前記投影光学系を経て前記第１面で反射された光に基づいて、前記パターンの像の前記第２面内における変位に関する像シフト情報を検出する像シフト情報検出手段を有することを特徴とする露光装置を提供する。
In the third aspect of the present invention, in an exposure apparatus for projecting and exposing a pattern arranged on the first surface to a substrate arranged on the second surface via a projection optical system having an enlargement magnification,
Image plane information detecting means for detecting information on the image of the pattern formed in the vicinity of the projection field of the projection optical system;
The image plane information detection means detects image shift information related to the displacement of the image of the pattern in the second plane based on the light reflected by the first plane through the projection optical system. There is provided an exposure apparatus having means.
本発明の第４形態では、第２形態または第３形態の露光装置を用いて前記パターンを前記基板に露光する露光工程と、
前記露光工程を経た前記基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法を提供する。
In the fourth embodiment of the present invention, an exposure step of exposing the substrate to the pattern using the exposure apparatus of the second embodiment or the third embodiment;
And a developing process for developing the substrate that has undergone the exposure process.
本発明の第５形態では、第１面に配置される第１物体の拡大像を第２面に配置される第２物体に形成する投影光学系を介して投影視野の近傍に形成される前記第１物体の像に関する情報を検出する像面情報検出装置であって、
前記投影光学系を経て前記第１面で反射された光に基づいて、前記第１物体の像の前記第２面内における変位に関する像シフト情報を検出する像シフト情報検出手段を有することを特徴とする像面情報検出装置を提供する。
In the fifth embodiment of the present invention, the enlarged image of the first object arranged on the first surface is formed in the vicinity of the projection field via the projection optical system that forms the second object arranged on the second surface. An image plane information detection device for detecting information related to an image of a first object,
Image shift information detecting means for detecting image shift information relating to displacement in the second surface of the image of the first object based on light reflected by the first surface through the projection optical system. An image plane information detecting device is provided.
本発明の第６形態では、第５形態の像面情報検出装置を用いて前記投影光学系を調整する調整方法であって、
前記第１物体の像の前記第２面内における変位を調整する像シフト調整工程を含むことを特徴とする調整方法を提供する。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an adjustment method for adjusting the projection optical system using the image plane information detecting device according to the fifth aspect,
An adjustment method including an image shift adjustment step of adjusting a displacement of the image of the first object in the second plane is provided.
本発明の拡大系マルチ走査型の露光装置では、投影光学ユニット毎に投影視野の近傍に形成されるマスクパターン像に関する情報、すなわちマスクパターン像のプレート上での変位に関する像シフト情報およびマスクパターン像のプレートＰ上でのデフォーカスに関するデフォーカス情報を検出する。その結果、これらの像面情報に基づいて像のシフトおよびデフォーカスを調整することにより、光照射などに起因して変化し易い投影光学ユニットの結像性能を良好に保つことができる。 In the magnifying system multi-scanning type exposure apparatus of the present invention, information on the mask pattern image formed in the vicinity of the projection field for each projection optical unit, that is, image shift information on the displacement of the mask pattern image on the plate and the mask pattern image The defocus information related to the defocus on the plate P is detected. As a result, by adjusting the shift and defocus of the image based on the image plane information, the imaging performance of the projection optical unit that easily changes due to light irradiation or the like can be kept good.
すなわち、本発明の露光装置では、拡大倍率を有する複数の投影光学ユニットの結像性能の変化に関する情報を個別に検出し、これらの投影光学ユニットを用いて良好な投影露光を行うことができる。また、本発明により構成された露光装置を用いた良好な投影露光により、大面積で良好なデバイスとして、たとえば高精度な液晶表示素子などを製造することができる。 In other words, the exposure apparatus of the present invention can individually detect information related to changes in the imaging performance of a plurality of projection optical units having a magnification, and perform excellent projection exposure using these projection optical units. Moreover, a high-precision liquid crystal display element, for example, can be manufactured as a good device with a large area by good projection exposure using the exposure apparatus configured according to the present invention.
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全体構成を概略的に示す斜視図である。図１では、所定の回路パターンが形成されたマスクＭおよびレジストが塗布されたプレート（感光性基板）Ｐを露光に際して移動させる方向（走査方向）に沿ってＸ軸を、マスクＭの平面内でＸ軸と直交する方向（走査直交方向）に沿ってＹ軸を、プレートＰの法線方向に沿ってＺ軸を設定している。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view schematically showing the overall configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the X axis is set in the plane of the mask M along the direction (scanning direction) in which the mask M on which a predetermined circuit pattern is formed and the resist-coated plate (photosensitive substrate) P are moved during exposure. The Y axis is set along the direction orthogonal to the X axis (scanning orthogonal direction), and the Z axis is set along the normal direction of the plate P.
本実施形態の露光装置は、マスクステージ（図１では不図示）ＭＳ上においてＸＹ平面に平行に支持されたマスクＭを照明するための照明系を備えている。照明系は、たとえば超高圧水銀ランプからなる光源１を備えている。光源１は、回転楕円面からなる反射面を有する楕円鏡２の第１焦点位置に位置決めされている。したがって、光源１から射出された照明光束は、反射鏡（平面鏡）３を介して、楕円鏡２の第２焦点位置に光源像を形成する。この第２焦点位置には、シャッター（不図示）が配置されている。
The exposure apparatus of this embodiment includes an illumination system for illuminating a mask M supported in parallel with the XY plane on a mask stage (not shown in FIG. 1) MS. The illumination system includes a light source 1 made of, for example, an ultrahigh pressure mercury lamp. The light source 1 is positioned at the first focal position of an
楕円鏡２の第２焦点位置に形成された光源像からの発散光束は、リレーレンズ系４を介して再び結像する。リレーレンズ系４の瞳面の近傍には、所望の波長域の光、例えばｉ線（３６５ｎｍ）の光のみを露光光として透過させる波長選択フィルター（不図示）が配置されている。なお、波長選択フィルターでは、たとえばｇ線（４３６ｎｍ）の光とｈ線（４０５ｎｍ）とｉ線の光とを同時に選択することもできるし、ｈ線の光とｉ線の光とを同時に選択することもできる。
The divergent light beam from the light source image formed at the second focal position of the
リレーレンズ系４による光源像の形成位置の近傍には、ファイバボックス５の入射側ライトガイド面が位置決めされている。ファイバボックス５のライトガイドへ入射した光束は、その内部を伝播した後、１１本の出射側ライトガイドから出射する。このように、ファイバボックス５は、光源１の数（図１では１つ）と同じ数の入射端と、投影光学系を構成する投影光学ユニットの数（図１では１１個）と同じ数の射出端とを備えている。なお、本実施形態の拡大系マルチ走査型の露光装置においては、投影光学ユニットの数は１１個には限定されず、２個以上であれば良い。
In the vicinity of the position where the light source image is formed by the relay lens system 4, the incident side light guide surface of the
ファイバボックス５の代表的な１つの出射側ライトガイドから射出された発散光束は、コリメートレンズ７ａによりほぼ平行な光束に変換された後、フライアイ・インテグレータ（オプティカルインテグレータ）６に入射する。フライアイ・インテグレータ６は、例えば多数の正レンズエレメントをその中心軸線が光軸ＡＸに沿って延びるように縦横に且つ稠密に配列することによって構成されている。したがって、フライアイ・インテグレータ６に入射した光束は、多数のレンズエレメントにより波面分割され、その後側焦点面（すなわち射出面の近傍）にレンズエレメントの数と同数の光源像からなる二次光源（実質的な面光源）を形成する。
A divergent light beam emitted from one typical emission side light guide of the
二次光源からの光束は、フライアイ・インテグレータ６の後側焦点面の近傍に配置された開口絞り（不図示）により制限された後、コンデンサーレンズ系７ｂに入射する。なお、開口絞りは、対応する投影光学ユニットの瞳面と光学的にほぼ共役な位置に配置され、照明に寄与する二次光源の範囲を規定するための可変開口部を有する。開口絞りは、この可変開口部の開口径を変化させることにより、照明条件を決定するσ値（投影光学系を構成する各投影光学ユニットの瞳面の開口径に対するその瞳面上での二次光源像の口径の比）を所望の値に設定する。
The light beam from the secondary light source is limited by an aperture stop (not shown) disposed in the vicinity of the rear focal plane of the fly-eye integrator 6 and then enters the
コンデンサーレンズ系７ｂを介した光束は、所定の転写パターンが形成されたマスクＭを重畳的に照明する。同様に、ファイバボックス５の他の出射側ライトガイドから射出された発散光束も、コリメートレンズ７ａ、フライアイ・インテグレータ６、開口絞り、およびコンデンサーレンズ系７ｂを介して、マスクＭを重畳的にそれぞれ照明する。すなわち、照明系は、マスクＭ上においてＹ方向に並んだ複数（図１では合計で１１個）の所定形状の領域を照明する。本実施形態では、後述するように、台形形状の照明領域（照野）が形成される。
The light flux through the
なお、上述の例では、照明系において、１つの光源１からの照明光をファイバボックス５により１１個の照明光に等分割しているが、光源の数および投影光学ユニットの数に限定されることなく、様々な変形例が可能である。すなわち、必要に応じて２つ以上の光源を設け、これら２つ以上の光源からの照明光をランダム性の良好なライトガイドを介して所要数（投影光学ユニットの数）の照明光に等分割することもできる。この場合、ファイバボックス５は、光源の数と同数の入射端を有し、投影光学ユニットの数と同数の射出端を有することになる。
In the above-described example, in the illumination system, the illumination light from one light source 1 is equally divided into 11 illumination lights by the
マスクＭ上の台形形状の各照明領域を通過した光は、各照明領域に対応するようにＹ方向に沿って配列された複数（図１では合計で１１個）の投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ１１からなる投影光学系に入射する。ここで、各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ１１の構成は、互いに同じである。また、各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ１１は、両側（マスクＭ側およびプレートＰ側）にほぼテレセントリックな光学系である。 The light that has passed through each of the trapezoidal illumination areas on the mask M is sent from a plurality of projection optical units PL1 to PL11 (a total of 11 in FIG. 1) arranged along the Y direction so as to correspond to each illumination area. Is incident on the projection optical system. Here, the configurations of the projection optical units PL1 to PL11 are the same. Each of the projection optical units PL1 to PL11 is an optical system that is almost telecentric on both sides (the mask M side and the plate P side).
図１では、図面の明瞭化のために、参照符号ＰＬ３，ＰＬ５，ＰＬ７，ＰＬ９，ＰＬ１１の図示を省略している。また、図１では、各投影光学ユニットとして反射屈折光学系を用いる例を示しているが、これに限定されることなく、等倍よりも大きい倍率すなわち拡大倍率を有する様々なタイプの光学系を用いることができる。すなわち、各投影光学ユニットとして、拡大倍率を有する１回結像型の光学系や、拡大倍率を有する２回結像型の光学系などを用いることができる。本実施形態では、図２を参照して後述するように、各投影光学ユニットの一例として、拡大倍率を有する１回結像型の反射屈折光学系を用いている。 In FIG. 1, the reference symbols PL3, PL5, PL7, PL9, and PL11 are not shown for clarity. FIG. 1 shows an example in which a catadioptric optical system is used as each projection optical unit. However, the present invention is not limited to this, and various types of optical systems having a magnification larger than the same magnification, that is, an enlargement magnification, are used. Can be used. That is, as each projection optical unit, a once-imaging optical system having an enlargement magnification, a twice-imaging optical system having an enlargement magnification, or the like can be used. In the present embodiment, as will be described later with reference to FIG. 2, a one-time imaging type catadioptric optical system having an enlargement magnification is used as an example of each projection optical unit.
複数の投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ１１から構成された投影光学系を介した光は、プレートステージ（図１では不図示）ＰＳ上においてＸＹ平面に平行に支持されたプレートＰ上にマスクパターン像を形成する。上述したように、各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ１１は拡大系として構成されているので、感光性基板であるプレートＰ上において各照明領域に対応するようにＹ方向に並んだ複数の台形形状の静止露光領域には、マスクパターンの拡大像が形成される。 Light through a projection optical system composed of a plurality of projection optical units PL1 to PL11 forms a mask pattern image on a plate P supported in parallel with the XY plane on a plate stage (not shown in FIG. 1) PS. To do. As described above, since each of the projection optical units PL1 to PL11 is configured as an enlargement system, a plurality of trapezoidal stationary elements arranged in the Y direction so as to correspond to each illumination area on the plate P that is a photosensitive substrate. An enlarged image of the mask pattern is formed in the exposure area.
マスクステージＭＳには、このステージＭＳを走査方向であるＸ方向に沿って移動させるための長いストロークを有する走査駆動系（不図示）が設けられている。また、マスクステージＭＳを走査直交方向であるＹ方向に沿って微小量だけ移動させるとともにＺ軸廻りに微小量だけ回転させるための一対のアライメント駆動系（不図示）が設けられている。そして、マスクステージＭＳの位置座標が移動鏡を用いたレーザー干渉計（不図示）によって計測され且つ位置制御されるように構成されている。 The mask stage MS is provided with a scanning drive system (not shown) having a long stroke for moving the stage MS along the X direction which is the scanning direction. In addition, a pair of alignment drive systems (not shown) are provided for moving the mask stage MS by a minute amount along the Y direction which is the scanning orthogonal direction and rotating the mask stage MS by a minute amount around the Z axis. The position coordinate of the mask stage MS is measured and controlled by a laser interferometer (not shown) using a moving mirror.
同様の駆動系が、プレートステージＰＳにも設けられている。すなわち、プレートステージＰＳを走査方向であるＸ方向に沿って移動させるための長いストロークを有する走査駆動系（不図示）、プレートステージＰＳを走査直交方向であるＹ方向に沿って微小量だけ移動させるとともにＺ軸廻りに微小量だけ回転させるための一対のアライメント駆動系（不図示）が設けられている。そして、プレートステージＰＳの位置座標が移動鏡を用いたレーザー干渉計ＰＩＦによって計測され且つ位置制御されるように構成されている。 A similar drive system is also provided in the plate stage PS. That is, a scanning drive system (not shown) having a long stroke for moving the plate stage PS along the X direction which is the scanning direction, and the plate stage PS is moved by a minute amount along the Y direction which is the scanning orthogonal direction. In addition, a pair of alignment drive systems (not shown) are provided for rotating the Z axis by a minute amount. The position coordinate of the plate stage PS is measured by a laser interferometer PIF using a moving mirror, and the position is controlled.
また、マスクＭとプレートＰとをＸＹ平面に沿って相対的に位置合わせするための手段として、一対のアライメント系（不図示）がマスクＭの上方に配置されている。アライメント系として、たとえばマスクＭ上に形成されたマスクアライメントマークとプレートＰ上に形成されたプレートアライメントマークとの相対位置を画像処理により求める方式のアライメント系を用いることができる。さらに、プレートステージＰＳには、各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ１１の像面における照度を計測するための照度センサＩＳが設けられている。 A pair of alignment systems (not shown) are arranged above the mask M as means for relatively aligning the mask M and the plate P along the XY plane. As the alignment system, for example, an alignment system in which a relative position between a mask alignment mark formed on the mask M and a plate alignment mark formed on the plate P is obtained by image processing can be used. Further, the plate stage PS is provided with an illuminance sensor IS for measuring the illuminance on the image plane of each of the projection optical units PL1 to PL11.
本実施形態の拡大系マルチ走査型の露光装置では、マスクステージＭＳ側の走査駆動系およびプレートステージＰＳ側の走査駆動系の作用により、複数の投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ１１からなる投影光学系に対してマスクＭおよびプレートＰをＸ方向に沿ってそれぞれ移動させることによって、マスクＭ上のパターン領域の全体がプレートＰ上の露光領域の全体に転写（走査露光）される。 In the magnifying system multi-scanning type exposure apparatus of the present embodiment, the projection optical system composed of a plurality of projection optical units PL1 to PL11 is operated by the scanning drive system on the mask stage MS side and the scanning drive system on the plate stage PS side. By moving the mask M and the plate P along the X direction, the entire pattern area on the mask M is transferred (scanned exposure) to the entire exposure area on the plate P.
図２は、本実施形態における各投影光学ユニットの構成を概略的に示す図である。本実施形態の投影光学ユニット（典型的には投影光学ユニットＰＬ１など）では、図２に示すように、マスクステージＭＳ上においてＸＹ平面に平行に支持されたマスクＭを透過した光が、Ｚ方向に延びる光路に沿って、像シフト補正部材Ｈ１およびデフォーカス補正部材Ｈ２を介して、第１レンズ群Ｇ１に入射する。像シフト補正部材Ｈ１およびデフォーカス補正部材Ｈ２の構成については後述する。 FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of each projection optical unit in the present embodiment. In the projection optical unit of this embodiment (typically, the projection optical unit PL1 or the like), as shown in FIG. 2, the light transmitted through the mask M supported in parallel with the XY plane on the mask stage MS is in the Z direction. Is incident on the first lens group G1 via the image shift correction member H1 and the defocus correction member H2. The configurations of the image shift correction member H1 and the defocus correction member H2 will be described later.
第１レンズ群Ｇ１に入射した光は、Ｚ方向に延びる光路に沿って、第２レンズ群Ｇ２を介して凹面反射鏡ＣＭに入射し、凹面反射鏡ＣＭで反射された後に第２レンズ群Ｇ２を介して第１平面反射鏡ＰＭ１に入射する。第１平面反射鏡ＰＭ１でＸ方向に反射された光は、第２平面反射鏡ＰＭ２によりＺ方向に偏向された後、第３レンズ群Ｇ３を介して、プレートＰに達する。こうして、プレートステージＰＳ上においてＸＹ平面に平行に支持されたプレートＰ上には、マスクＭのパターンの拡大像であって、Ｙ方向に関して倒立した倒立像が形成される。以下、本実施形態の投影光学ユニットの投影倍率は２．５倍であるものとする。 The light incident on the first lens group G1 enters the concave reflecting mirror CM via the second lens group G2 along the optical path extending in the Z direction, and after being reflected by the concave reflecting mirror CM, the second lens group G2. Through the first plane reflecting mirror PM1. The light reflected in the X direction by the first plane reflecting mirror PM1 is deflected in the Z direction by the second plane reflecting mirror PM2, and then reaches the plate P via the third lens group G3. Thus, on the plate P supported in parallel with the XY plane on the plate stage PS, an inverted image that is an enlarged image of the pattern of the mask M and is inverted with respect to the Y direction is formed. Hereinafter, it is assumed that the projection magnification of the projection optical unit of the present embodiment is 2.5 times.
像シフト補正部材Ｈ１は、例えば一対の平行平面板（図２では一方の平行平面板のみを示す）からなり、その基準状態では各光学平面がＸＹ平面に平行になるように設定されている。一対の平行平面板のうち、一方の平行平面板はＸ軸廻りに回転可能に構成され、他方の平行平面板はＹ軸廻りに回転可能に構成されている。したがって、一方の平行平面板のＸ軸廻りの回転により、投影光学ユニットを介してプレートＰ上に形成されるマスクパターン像の形成位置がＹ方向に移動（像シフト）する。 The image shift correction member H1 includes, for example, a pair of parallel flat plates (only one parallel flat plate is shown in FIG. 2), and is set so that each optical plane is parallel to the XY plane in the reference state. Of the pair of parallel flat plates, one parallel flat plate is configured to be rotatable about the X axis, and the other parallel flat plate is configured to be rotatable about the Y axis. Accordingly, the position of the mask pattern image formed on the plate P via the projection optical unit moves in the Y direction (image shift) by the rotation of one parallel plane plate around the X axis.
同様に、他方の平行平面板のＹ軸廻りの回転により、投影光学ユニットを介してプレートＰ上に形成されるマスクパターン像の形成位置がＸ方向に移動（像シフト）する。こうして、像シフト補正部材Ｈ１では、一方の平行平面板のＸ軸廻りの回転と他方の平行平面板のＹ軸廻りの回転との組み合わせにより、プレートＰ上に形成されるマスクパターン像の形成位置をＸＹ平面内において二次元的に移動させること、すなわちマスクパターン像のプレートＰ上における変位（すなわち像の所望形成位置からの位置ずれ）を補正（調整）することができる。 Similarly, rotation of the other plane-parallel plate around the Y-axis moves (image shift) the formation position of the mask pattern image formed on the plate P via the projection optical unit. Thus, in the image shift correction member H1, the formation position of the mask pattern image formed on the plate P by the combination of the rotation of one parallel plane plate around the X axis and the rotation of the other parallel plane plate around the Y axis. Can be moved two-dimensionally in the XY plane, that is, displacement (that is, displacement from the desired image formation position) of the mask pattern image on the plate P can be corrected (adjusted).
デフォーカス補正部材Ｈ２は、例えばＸＺ平面において互いに相補的なくさび状の断面形状を有する一対の偏角プリズムからなり、その基準状態では全体として平行平面板の形態になるように設定されている。そして、一対の偏角プリズムのうち、一方の偏角プリズムは、Ｘ方向に沿って往復移動可能に構成されている。したがって、一方の偏角プリズムをＸ方向に沿って往復移動させることにより、マスクＭと第１レンズ群Ｇ１との間の光路長が変化し、ひいては投影光学ユニットを介してプレートＰ上に形成されるマスクパターン像の形成位置がＺ方向に移動する。 For example, the defocus correction member H2 includes a pair of declination prisms having wedge-shaped cross-sectional shapes that are complementary to each other in the XZ plane, and is set to be in the form of a parallel plane plate as a whole in its reference state. Of the pair of declination prisms, one declination prism is configured to reciprocate along the X direction. Accordingly, when one of the declination prisms is reciprocated along the X direction, the optical path length between the mask M and the first lens group G1 is changed, and thus formed on the plate P via the projection optical unit. The formation position of the mask pattern image moves in the Z direction.
こうして、デフォーカス補正部材Ｈ２では、一方の偏角プリズムのＸ方向移動により、投影光学ユニットの物像点間距離を調整すること、すなわちマスクパターン像のプレートＰ上でのデフォーカスを補正（調整）することができる。なお、像シフト補正部材Ｈ１のさらに詳細な構成および作用については、特許文献１などを参照することができる。また、デフォーカス補正部材Ｈ２のさらに詳細な構成および作用については、特開２００３−３０９０５３号公報などを参照することができる。 Thus, the defocus correction member H2 adjusts the distance between the object image points of the projection optical unit, that is, corrects (adjusts) the defocus on the plate P of the mask pattern image by moving the one declination prism in the X direction. )can do. For a more detailed configuration and operation of the image shift correction member H1, Patent Document 1 and the like can be referred to. Japanese Patent Laid-Open No. 2003-309053 and the like can be referred to for a more detailed configuration and operation of the defocus correction member H2.
図３は、マスク上のパターン領域と台形形状の照明領域との位置関係を説明する図である。図３では、説明の理解を容易にするために、マスクＭ上には５つの投影光学ユニットに対応するようにＹ方向に沿って間隔を隔てた５つのパターン領域ＰＡａ〜ＰＡｅが形成され、各パターン領域ＰＡａ〜ＰＡｅには模式的に示すパターンＰＴａ〜ＰＴｅがそれぞれ形成されているものとする。この場合、照明系は、マスクＭ上においてＹ方向に並んだ５つの台形形状の照明領域（５つの投影光学ユニットの物体側の投影視野に対応する領域）ＩＬａ〜ＩＬｅを形成する。 FIG. 3 is a diagram illustrating the positional relationship between the pattern area on the mask and the trapezoidal illumination area. In FIG. 3, in order to facilitate understanding of the description, five pattern areas PAa to PAe are formed on the mask M at intervals along the Y direction so as to correspond to the five projection optical units. It is assumed that patterns PTa to PTe schematically shown are formed in the pattern areas PAa to PAe, respectively. In this case, the illumination system forms five trapezoidal illumination areas (areas corresponding to the projection field on the object side of the five projection optical units) ILa to ILe arranged in the Y direction on the mask M.
ここで、各照明領域ＩＬａ〜ＩＬｅの底辺の長さが、各パターン領域ＰＡａ〜ＰＡｅの幅（Ｙ方向の寸法）に対応している。中央の３つのパターン領域ＰＡｂ〜ＰＡｄにおいて、照明領域ＩＬｂ〜ＩＬｄの上辺に対応してＸ方向に細長く延びる中央領域が重複露光されない領域に対応し、その両側のハッチングを施したＸ方向に細長く延びる領域（照明領域ＩＬｂ〜ＩＬｄの斜辺に対応する領域）が重複露光される領域に対応している。両端のパターン領域ＰＡａおよびＰＡｅでは、外側のハッチングを施した領域だけが重複露光される領域に対応し、その他の領域は重複露光されない領域に対応している。 Here, the lengths of the bottom sides of the illumination areas ILa to ILe correspond to the widths (dimensions in the Y direction) of the pattern areas PAa to PAe. In the central three pattern areas PAb to PAd, the central area extending in the X direction corresponding to the upper side of the illumination areas ILb to ILd corresponds to the area where the overlapping exposure is not performed, and extends in the X direction with hatching on both sides thereof. A region (a region corresponding to the oblique sides of the illumination regions ILb to ILd) corresponds to a region subjected to overlapping exposure. In the pattern areas PAa and PAe at both ends, only the outer hatched area corresponds to the area that is overexposed, and the other areas correspond to areas that are not overexposed.
図４は、プレート上のマスクパターン像と台形形状の静止露光領域との位置関係を説明する図である。プレートＰ上には、図４に示すように、マスクＭ上の５つの台形形状の照明領域ＩＬａ〜ＩＬｅに光学的に対応するように、Ｙ方向に並んだ５つの台形形状の静止露光領域（５つの投影光学ユニットの像側の投影視野に対応する領域）ＥＲａ〜ＥＲｅが形成される。また、プレートＰ上には、マスクＭ上の各パターンＰＴａ〜ＰＴｅのＹ方向に関して倒立した拡大パターン像ＰＩａ〜ＰＩｅが形成される。 FIG. 4 is a diagram for explaining the positional relationship between the mask pattern image on the plate and the trapezoidal static exposure region. On the plate P, as shown in FIG. 4, five trapezoidal stationary exposure regions (in the Y direction) aligned in the Y direction so as to optically correspond to the five trapezoidal illumination regions ILa to ILe on the mask M. Regions ERa to ERe corresponding to the projection field on the image side of the five projection optical units are formed. On the plate P, enlarged pattern images PIa to PIe that are inverted with respect to the Y direction of the patterns PTa to PTe on the mask M are formed.
ここで、パターン像ＰＩａの＋Ｙ方向側とパターン像ＰＩｂの−Ｙ方向側とが重複露光領域Ｌａｂで重複し、パターン像ＰＩｂの＋Ｙ方向側とパターン像ＰＩｃの−Ｙ方向側とが重複露光領域Ｌｂｃで重複し、パターン像ＰＩｃの＋Ｙ方向側とパターン像ＰＩｄの−Ｙ方向側とが重複露光領域Ｌｃｄで重複し、パターン像ＰＩｄの＋Ｙ方向側とパターン像ＰＩｅの−Ｙ方向側とが重複露光領域Ｌｄｅで重複している。 Here, the + Y direction side of the pattern image PIa and the −Y direction side of the pattern image PIb overlap in the overlap exposure region Lab, and the + Y direction side of the pattern image PIb and the −Y direction side of the pattern image PIc overlap. Overlapping in Lbc, + Y direction side of pattern image PIc and −Y direction side of pattern image PId overlap in overlapping exposure region Lcd, + Y direction side of pattern image PId and −Y direction side of pattern image PIe overlap. Overlapping in the exposure region Lde.
このように、図４において、重複露光領域Ｌａｂ〜Ｌｄｅを含んでＸ方向に細長く延びるハッチング領域、すなわち静止露光領域ＥＲａ〜ＥＲｅの斜辺に対応してＸ方向に細長く延びる領域は、Ｙ方向に隣り合う２つのマスクパターンの一部が重複して露光される重複露光領域である。これに対し、静止露光領域ＥＲａ〜ＥＲｅの上辺に対応してＸ方向に細長く延びる領域、および両端の静止露光領域ＥＲａおよびＥＲｅの外側の斜辺に対応してＸ方向に細長く延びる領域は、マスクパターンが重複して露光されない露光領域である。 As described above, in FIG. 4, the hatched area extending in the X direction including the overlapping exposure areas Lab to Lde, that is, the area extending in the X direction corresponding to the hypotenuse of the stationary exposure areas ERa to ERe is adjacent to the Y direction. This is an overlapping exposure region where a part of two matching mask patterns are exposed in an overlapping manner. On the other hand, an area extending in the X direction corresponding to the upper sides of the static exposure areas ERa to ERe, and an area extending in the X direction corresponding to the oblique sides outside the static exposure areas ERa and ERe at both ends are mask patterns. Is an exposure region that is not exposed in an overlapping manner.
等倍系マルチ走査型の露光装置では、２回結像により等倍正立像を形成する投影光学ユニットを採用することが多い。しかしながら、拡大系マルチ走査型の露光装置では、投影光学ユニットの大型化を避けるために、例えば図２に示すような１回結像型の投影光学ユニットを採用することが望ましい。この場合、投影光学ユニットの投影倍率を例えば２．５倍に設定したとしても、１回結像型の投影光学ユニットの構成は比較的複雑化する。 In an equal magnification multi-scanning type exposure apparatus, a projection optical unit that forms an equal magnification erect image by twice imaging is often adopted. However, in an enlargement system multi-scanning type exposure apparatus, in order to avoid an increase in the size of the projection optical unit, it is desirable to employ, for example, a one-time imaging type projection optical unit as shown in FIG. In this case, even if the projection magnification of the projection optical unit is set to 2.5, for example, the configuration of the once-imaging type projection optical unit becomes relatively complicated.
また、拡大系マルチ走査型の露光装置では、投影光学ユニットの投影倍率が２．５倍である場合、マスク側の照度はプレート側の照度の６．２５（＝２．５×２．５）倍になる。すなわち、プレート側の輝度が拡大系と等倍系とで同じである場合、拡大系マルチ走査型の露光装置では、等倍系に比して、マスク側に配置された光学部材に照射される光エネルギー密度（単位面積当たりの光照射エネルギー）が大きくなり、露光に伴う光照射が投影光学ユニットの結像性能に及ぼす影響も大きくなる。 Further, in the magnifying system multi-scanning type exposure apparatus, when the projection magnification of the projection optical unit is 2.5 times, the illuminance on the mask side is 6.25 (= 2.5 × 2.5) of the illuminance on the plate side. Double. That is, when the brightness on the plate side is the same in the magnifying system and the equal magnification system, in the magnifying system multi-scanning exposure apparatus, the optical member arranged on the mask side is irradiated as compared with the equal magnification system. The light energy density (light irradiation energy per unit area) increases, and the influence of light irradiation accompanying exposure on the imaging performance of the projection optical unit increases.
また、拡大系マルチ走査型の露光装置では、等倍系と同様に、例えば製造誤差などにより投影光学ユニット毎に光学特性が厳密には異なり、温度などの環境変化も投影光学ユニット毎に異なる。換言すれば、マルチ走査型の露光装置では投影光学ユニット毎に結像性能の変化が異なり、特に拡大系マルチ走査型の露光装置では光照射による投影光学ユニットの結像性能の変化が大きくなり易い。 Further, in the magnifying system multi-scanning type exposure apparatus, similarly to the unit magnification system, the optical characteristics are strictly different for each projection optical unit due to, for example, a manufacturing error, and the environmental change such as temperature is also different for each projection optical unit. In other words, in the multi-scanning exposure apparatus, the change in imaging performance varies from projection optical unit to projection optical unit. In particular, in the enlargement system multi-scanning exposure apparatus, the change in imaging performance of the projection optical unit due to light irradiation tends to be large. .
また、拡大系マルチ走査型の露光装置では、等倍系に比してマスク側の焦点深度が小さくなる。具体的に、投影光学ユニットの投影倍率が２．５倍である場合、マスク側の焦点深度が等倍系の１／６．２５（≒１／（２．５×２．５））倍に低減される。このため、拡大系マルチ走査型の露光装置では、マスクの位置や姿勢などがプレート上での結像に及ぼす影響も大きくなる。 Further, in the magnifying system multi-scanning type exposure apparatus, the depth of focus on the mask side is smaller than that in the same magnification system. Specifically, when the projection magnification of the projection optical unit is 2.5 times, the depth of focus on the mask side is 1 / 6.25 (≈1 / (2.5 × 2.5)) times that of the unit magnification system. Reduced. For this reason, in the magnifying system multi-scanning type exposure apparatus, the influence of the position and orientation of the mask on the image formation on the plate is increased.
そこで、本実施形態の露光装置は、投影光学ユニットを介して投影視野（静止露光領域）の近傍に形成されるマスクパターン像に関する情報を検出する像面情報検出装置を備えている。像面情報検出装置は、互いに同じ構成を有する複数の検出ユニットにより構成されている。本実施形態では、一例として、１つの投影光学ユニットに対して３つの検出ユニットをそれぞれ配置している。 Therefore, the exposure apparatus of the present embodiment includes an image plane information detection apparatus that detects information related to a mask pattern image formed in the vicinity of the projection field (stationary exposure region) via the projection optical unit. The image plane information detection device is composed of a plurality of detection units having the same configuration. In the present embodiment, as an example, three detection units are arranged for one projection optical unit.
図５は、本実施形態にかかる像面情報検出装置の各検出ユニットの構成を概略的に示す図である。本実施形態の検出ユニットは、図５に示すように、露光光と同じ波長の光、すなわちｉ線の光を供給する光源３１を備えている。光源３１から射出された光は、コリメートレンズ３２を介してほぼ平行光になり、スリット板３３を照明する。スリット板３３には、図６に示すように、Ｚ方向に対して例えば５度傾いた方向に長手方向を有する細長い矩形状（スリット状）の開口３３ａが設けられている。開口３３ａは、投影光学ユニットの結像面（ひいては所望位置に配置されたプレートＰの露光面）と光学的に共役な位置に配置されている。
FIG. 5 is a diagram schematically showing the configuration of each detection unit of the image plane information detection apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 5, the detection unit of the present embodiment includes a
スリット板３３の開口３３ａで回折された光は、リレーレンズ３４を介して、例えばプリズム型のビームスプリッター３５に入射する。ビームスプリッター３５で反射された光は、基準センサー４３に入射して開口３３ａのスリット像を形成する。ビームスプリッター３５を透過した光は、例えばプリズム型のビームスプリッター３６を透過した後に、参照符号３７で示す位置に開口３３ａのスリット像を形成する。開口３３ａのスリット像からの光は、図７に示すように投影光学ユニットの投影視野の近傍に配置されたミラー３８に入射する。
The light diffracted by the opening 33 a of the
ミラー３８で反射された光は、投影光学ユニットを介して、マスクＭのパターン面またはその近傍に開口３３ａのスリット像を形成する。マスクＭのパターン面で反射された光は、投影光学ユニットを介して、ミラー３８に入射する。ミラー３８で反射された光は、像位置３７またはその近傍位置に開口３３ａのスリット像を形成した後に、ビームスプリッター３６に入射する。ビームスプリッター３６で反射された光は、レンズ４０を介して、像シフトセンサー４１に入射する。ビームスプリッター３６を透過した光は、ビームスプリッター３５で反射され、瞳半隠し遮光板４４およびレンズ３９を介して、焦点位置センサー４２に入射する。なお、瞳半隠し遮光板４４は投影光学ユニットの開口絞りと光学的に共役な瞳面に配置されて、光軸と交差する瞳面上の直線で分割される一方の領域を遮光する。
The light reflected by the
焦点位置センサー４２に入射する光束は、瞳半隠し遮光板４４によって回折次数の一方の側の光束が遮光されるため、回折次数の他方の側の光束だけである。すなわち、焦点位置センサー４２には、半分の開口による光束のみが入射する。開口３３ａのスリット像は、像位置３７において例えば５μｍ×２００μｍであり、図８を参照して後述するようにマスクＭのパターン面に投影したときにＹ方向（走査直交方向）に対して例えば５度傾斜している。この構成より、Ｘ方向およびＹ方向に沿って縦横に細長く延びる多数のライン部からなるマスクパターンの影響によるセンサー上の像形状の変化を低減することができる。
The light beam incident on the
本実施形態では、スリット板３３の開口３３ａから像位置３７までの倍率は１／９倍であり、像位置３７から像シフトセンサー４１までの倍率は２０倍であり、像位置３７から焦点位置センサー４２までの倍率は９倍である。また、上述したように、投影光学ユニットの投影倍率、すなわちマスクＭからプレートＰまでの倍率は２．５倍である。図５に示す検出ユニットのうち、ミラー３８を除く部分は、ユニット本体３０を構成している。
In the present embodiment, the magnification from the
リレーレンズ３４、ビームスプリッター３５，３６、およびミラー３８は、投影光学ユニットの結像面と光学的に共役な位置に配置された開口３３ａからの検出光を投影視野の近傍から投影光学ユニットへ導く導光系を構成している。導光系（３４，３５，３６，３８）、ミラー３８、ビームスプリッター３６、レンズ４０、および像シフトセンサー４１は、図１０を参照して後述するように、投影光学ユニットを経てマスクＭのパターン面で反射された光に基づいて、マスクＭのパターン像のプレートＰ上における変位（像の所望形成位置からの位置ずれ）に関する像シフト情報を検出する像シフト情報検出部を構成している。すなわち、ミラー３８、ビームスプリッター３６、レンズ４０、および像シフトセンサー４１は、投影光学ユニットの光路を往復した検出光に基づいて像シフト情報を検出する第１検出系を構成している。本実施形態では、投影光学ユニットの光路を往復した検出光に基づいて像シフト情報を検出しているため、マスクＭの変位に起因するパターン像変位のみならず、投影光学ユニット起因によるパターン像変位、すなわち実際の露光時に現れるパターン像変位の状態を検出することができる。
The
また、図９を参照して後述するように、導光系（３４，３５，３６，３８）、ミラー３８、ビームスプリッター３６，３５、瞳半隠し遮光板４４、レンズ３９、焦点位置センサー４２は、投影光学ユニットを経てマスクＭのパターン面で反射された光に基づいて、マスクＭのパターン像のプレートＰ上でのデフォーカスに関するデフォーカス情報を検出するデフォーカス情報検出部を構成している。すなわち、ミラー３８、ビームスプリッター３６，３５、瞳半隠し遮光板４４、レンズ３９、焦点位置センサー４２は、投影光学ユニットの光路を往復した検出光に基づいてデフォーカス情報を検出する第２検出系を構成している。このように、本実施形態では、投影光学ユニットの光路を往復した検出光に基づいてパターン像のデフォーカスに関する情報を検出しているため、マスクＭの変位に起因するパターン像のデフォーカスのみならず、投影光学ユニット起因によるパターン像のデフォーカス、すなわち実際の露光時に現れるパターン像のデフォーカス状態を検出することができる。
As will be described later with reference to FIG. 9, the light guide system (34, 35, 36, 38), the
図７を参照すると、投影光学ユニット毎に設けられた３つの検出ユニットのミラー３８ａ〜３８ｃは、投影光学ユニットの投影視野、すなわち静止露光領域ＥＲの近傍に配置されている。さらに詳細には、第１検出ユニットのミラー３８ａおよび第２検出ユニットのミラー３８ｂは、図７（ｂ）に示すように投影光学ユニットの第３レンズ群Ｇ３の後群Ｇ３ｂとプレートＰとの間の光路中に配置され、且つ図７（ａ）に示すように静止露光領域ＥＲのうちの重複露光領域（台形の斜辺に対応してＸ方向に延びる領域）に対応する重複視野の近傍に配置されている。
Referring to FIG. 7, the
第３検出ユニットのミラー３８ｃは、図７（ｂ）に示すように投影光学ユニットの第３レンズ群Ｇ３の後群Ｇ３ｂとプレートＰとの間の光路中に配置され、且つ図７（ａ）に示すように静止露光領域ＥＲのＹ方向に沿った中央付近であって第１検出ユニットのミラー３８ａおよび第２検出ユニットのミラー３８ｂとは反対側に配置されている。なお、投影光学ユニット毎に設けられる検出ユニット３０の数、ミラー３８の配置などについては様々な変形例が可能である。
The
３つの検出ユニットが図７に示すように配置されている場合、マスクＭのパターン面には、図８に示すように、開口３３ａの３つのスリット像３３ａａ，３３ａｂ，３３ａｃが形成される。さらに詳細には、３つのスリット像３３ａａ，３３ａｂ，３３ａｃは、マスクＭ上の台形形状の照明領域ＩＬの近傍に、Ｙ方向に対して５度傾斜して形成される。３つのスリット像３３ａａ，３３ａｂ，３３ａｃの照明領域ＩＬに対する形成位置（マスクＭ上の３つの検出点に対応する位置）は、静止露光領域ＥＲに対する３つのミラー３８ａ，３８ｂ，３８ｃの配置に光学的に対応している。
When the three detection units are arranged as shown in FIG. 7, three slit images 33aa, 33ab, 33ac of the
以下、図９を参照して、焦点位置センサー４２においてマスクパターン像のプレートＰ上でのデフォーカスに関するデフォーカス情報を検出する原理を説明する。図９では、説明の理解を容易にするために、ミラー３８、およびビームスプリッター３６，３５を省略して、マスクＭから焦点位置センサー４２までの光路を直線状に展開している。また、投影光学ユニットを単レンズＰＬａで表わしている。図９では、破線５１が、焦点位置センサー４２と光学的に共役な位置にマスクＭのパターン面（図中破線で示す）があるフォーカス状態における光路を示している。また、実線５２が、焦点位置センサー４２と光学的に共役な位置からマスクＭのパターン面（図中実線で示す）がＺ方向にΔＺだけ位置ずれしたデフォーカス状態における光路を示している。
Hereinafter, the principle of detecting defocus information related to defocus on the plate P of the mask pattern image in the
なお、焦点位置センサー４２は、プレートＰ上にベストフォーカス状態でパターン像が形成されるときのマスクＭのパターン面と光学的に共役な位置に初期的に位置決めされている。したがって、マスクＭのパターン面が焦点位置センサー４２と光学的に共役な位置（ひいてはプレートＰ上の露光領域と光学的に共役な位置）から、ΔＺだけＺ方向に位置ずれ（デフォーカス）すると、焦点位置センサー４２に入射する光束の光量中心はΔＬだけ横方向に移動する。
The
焦点位置センサー４２における光束の光量中心の移動量ΔＬは、マスクＭから焦点位置センサー４２までの投影倍率２２．５（＝２．５×９）と、投影光学ユニットを介してマスクＭに入射する検出光束の開口数ＮＡMとにより決まる。本実施形態では、一例として、次の式（１）により移動量ΔＬが表されるように設計している。
ΔＬ＝０．１７×ΔＺ×２２．５ （１）
The movement amount ΔL of the light amount center of the light beam in the
ΔL = 0.17 × ΔZ × 22.5 (1)
焦点位置センサー４２における光束の光量中心の移動量ΔＬは、マスクＭのパターン像が投影光学ユニットを介してベストフォーカス状態で形成される位置とプレートＰの露光面とのＺ方向に沿った位置ずれ量すなわちデフォーカス量に関連している。したがって、焦点位置センサー４２において光束の光量中心の移動量ΔＬを検出することは、マスクＭのパターン像のプレートＰ上でのデフォーカスに関するデフォーカス情報を検出することに他ならない。
The movement amount ΔL of the light beam center of the light beam in the
なお、上述の説明では、原理の理解を容易にするために、マスクＭのＺ方向に沿った位置ずれに起因して発生するデフォーカス情報を検出する例を示している。しかしながら、焦点位置センサー４２では、マスクＭの位置ずれに限定されることなく、光照射による投影光学ユニットの結像性能の変化など、何らかの理由により発生するプレートＰ上でのパターン像のデフォーカス情報を検出することができる。
In the above description, in order to facilitate understanding of the principle, an example is shown in which defocus information generated due to a positional shift along the Z direction of the mask M is detected. However, the
焦点位置センサー４２として、スリット板３３の開口３３ａからの検出光が焦点位置センサー４２上に形成するスリット像の長手方向の寸法とほぼ同じ長さを有するライン状の単位素子からなるラインセンサーを使用することが好ましい。この構成により、スリット板３３の開口３３ａの長手方向寸法を大きく設計し、焦点位置センサー４２において十分な受光光量を確保して、Ｓ／Ｎの向上を図ることができる。
As the
本実施形態では、投影光学ユニット毎に設けられた３つのデフォーカス情報検出部により、その投影視野を包囲する３つの位置において、プレートＰ上でのマスクパターン像のデフォーカス情報を随時検出する。そして、必要に応じて、デフォーカス補正部材Ｈ２の作用により各投影光学ユニットを適宜光学調整し、マスクＭのパターン像のプレートＰ上でのデフォーカスを調整する。デフォーカス情報検出部によるデフォーカス情報の検出は、マスクＭがマスクステージＭＳ上にあれば可能である。 In the present embodiment, the defocus information of the mask pattern image on the plate P is detected as needed at three positions surrounding the projection visual field by the three defocus information detection units provided for each projection optical unit. Then, as necessary, each projection optical unit is appropriately optically adjusted by the action of the defocus correction member H2, and the defocus on the plate P of the pattern image of the mask M is adjusted. Detection of defocus information by the defocus information detection unit is possible if the mask M is on the mask stage MS.
したがって、例えばプレートＰの交換時などの非露光動作時間にデフォーカス情報の検出を行えば、スループットを低下させることなく、マスクＭのパターン像のプレートＰ上でのデフォーカスを調整することができる。なお、拡大系マルチ走査型の露光装置では、図３に示すように、重複露光の対象になるパターンがマスクＭ上でＹ方向に沿って比較的大きな間隔を隔てて形成されるため、この間隔を隔てた２つの領域の間でマスクＭの位置がＺ方向に異なることが考えられる。したがって、本実施形態のように、各投影光学ユニットについて、重複露光領域に対応する重複視野の近傍の２つの位置においてデフォーカス情報を検出し且つ像のデフォーカスを調整することは重要であり、これにより良好な重複露光を行うことができる。なお、本実施形態において、投影光学ユニット毎に設けられる複数のデフォーカス情報検出部の数は３つには限定されない。但し、複数のデフォーカス情報検出部の検出点が３点以上である場合には、マスクパターン像が形成される面を求めることが可能である。 Therefore, if the defocus information is detected during the non-exposure operation time such as when the plate P is exchanged, the defocus on the plate P of the pattern image of the mask M can be adjusted without reducing the throughput. . In the enlargement-type multi-scanning exposure apparatus, as shown in FIG. 3, since the pattern to be subjected to overlap exposure is formed on the mask M at a relatively large interval along the Y direction, this interval is used. It is conceivable that the position of the mask M is different in the Z direction between two regions that are separated from each other. Therefore, as in this embodiment, for each projection optical unit, it is important to detect defocus information and adjust the defocus of the image at two positions in the vicinity of the overlap field corresponding to the overlap exposure region, As a result, good overlapping exposure can be performed. In the present embodiment, the number of defocus information detection units provided for each projection optical unit is not limited to three. However, when the detection points of the plurality of defocus information detection units are three or more, it is possible to obtain the surface on which the mask pattern image is formed.
次に、図１０を参照して、像シフトセンサー４１においてマスクパターン像のプレートＰ上での変位に関する像シフト情報を検出する原理を説明する。図１０では、説明の理解を容易にするために、ミラー３８、およびビームスプリッター３６を省略してマスクＭから像シフトセンサー４１までの光路を直線状に展開するとともに、レンズ４０と像シフトセンサー４１との間の光路中において基準センサー４３の実際の位置と光学的に共役な位置に基準センサー４３を仮想的に配置している。また、投影光学ユニットを構成する光学部材のうち、マスクＭに近いレンズ群（１つまたは複数のレンズ）だけを単レンズＰＬｂで表わし、他の光学部材の図示を省略している。
Next, the principle of detecting image shift information related to displacement of the mask pattern image on the plate P in the
図１０において、例えばマスクＭに近いレンズ群ＰＬｂが図中破線で示す所定位置から図中実線で示す位置へシフトした場合を想定する。図中破線で示す光路５３はレンズ群ＰＬｂが所定位置にあるときの光路であり、図中実線で示す光路５４はレンズ群ＰＬｂがシフトした位置にあるときの光路である。像シフトセンサー４１は、投影光学ユニットの結像面と光学的に共役な位置（ひいては基準センサー４３の表示位置）からΔＺｓだけ後側に配置されている。
In FIG. 10, for example, it is assumed that the lens group PLb close to the mask M is shifted from a predetermined position indicated by a broken line in the drawing to a position indicated by a solid line in the drawing. An
したがって、投影光学ユニットの結像面と光学的に共役な位置に配置された基準センサー４３に形成される開口３３ａの像位置はレンズ群ＰＬｂのシフトの影響を受けることはないが、像シフトセンサー４１に達する光束の光量重心を通る光線５５の入射角度θ（不図示）はレンズ群ＰＬｂのシフトの影響を受けて変化する。その結果、レンズ群ＰＬｂがシフトすると、像シフトセンサー４１に達する光束の光量中心はΔＸｓだけ横方向に移動する。光量重心光線５５の入射角度θは、像シフトセンサー４１で計測される横ずれ量ΔＸｓと、像シフトセンサー４１のデフォーカス量ΔＺｓとにより、以下の式（２）により近似される。
θ＝ΔＸｓ／ΔＺｓ （２）
Therefore, the image position of the
θ = ΔXs / ΔZs (2)
像シフトセンサー４１において光束の光量中心の移動量ΔＸｓを検出することは、マスクＭのパターン像のプレートＰ上における変位（像の所望形成位置からの位置ずれ）に関する像シフト情報を検出することに他ならない。なお、上述の説明では、原理の理解を容易にするために、マスクＭに近いレンズ群ＰＬｂのシフトに起因して発生する像シフト情報を検出する例を示している。しかしながら、像シフトセンサー４１では、レンズ群ＰＬｂのシフトに限定されることなく、光照射による投影光学ユニットの結像性能の変化やマスクＭの姿勢の変化など、何らかの理由により発生するプレートＰ上でのパターン像の像シフト情報を検出することができる。
The detection of the movement amount ΔXs of the light beam center of the light beam in the
なお、スリット板３３の開口３３ａの位置が経時的に変動する恐れが無い場合、基準センサー４３の設置を省略することができる。実際には、スリット板３３の開口３３ａの位置が経時的に変動する場合を考慮し、像シフトセンサー４１の出力と基準センサー４３の出力との差分に基づいて、スリット板３３の位置変動の影響を実質的に受けることなく像シフト情報を検出することが好ましい。
If the position of the
本実施形態では、投影光学ユニット毎に設けられた３つの像シフト情報検出部により、その投影視野を包囲する３つの位置において、プレートＰ上でのマスクパターン像の像シフト情報を随時検出する。そして、必要に応じて、像シフト補正部材Ｈ１の作用により各投影光学ユニットを適宜光学調整し、マスクＭのパターン像のプレートＰ上でのシフトを調整する。具体的には、初期状態において像シフトセンサー４１の出力と基準センサー４３の出力との差分量を計測する。
In the present embodiment, the image shift information of the mask pattern image on the plate P is detected at any time at three positions surrounding the projection field by three image shift information detection units provided for each projection optical unit. Then, if necessary, each projection optical unit is appropriately optically adjusted by the action of the image shift correction member H1, and the shift of the pattern image of the mask M on the plate P is adjusted. Specifically, the difference amount between the output of the
そして、一定時間経過後に差分量が変動して規定値を超えた場合に、像シフトセンサー４１の出力と基準センサー４３の出力との差分量が初期状態の差分量とほぼ等しくなるように、像シフト補正部材Ｈ１の作用により各投影光学ユニットを光学調整する。像シフト情報検出部による像シフト情報の検出は、マスクＭがマスクステージＭＳ上にあれば可能である。したがって、例えばプレートＰの交換時などの非露光動作時間に像シフト情報の検出を行えば、スループットを低下させることなく、マスクＭのパターン像のプレートＰ上でのシフトを調整することができる。
Then, when the difference amount fluctuates and exceeds a specified value after a predetermined time has elapsed, the image is so adjusted that the difference amount between the output of the
なお、拡大系マルチ走査型の露光装置では、図３に示すように、重複露光の対象になるパターンがマスクＭ上でＹ方向に沿って比較的大きな間隔を隔てて形成されるため、この間隔を隔てた２つの領域の間でマスクＭの姿勢が異なることが考えられる。したがって、本実施形態のように、各投影光学ユニットについて、重複露光領域に対応する重複視野の近傍の２つの位置において像シフト情報を検出し且つ像のシフトを調整することは重要であり、これにより良好な重複露光を行うことができる。なお、本実施形態において投影光学ユニット毎に設けられる像シフト情報検出部の数は３つには限定されない。 In the enlargement-type multi-scanning exposure apparatus, as shown in FIG. 3, since the pattern to be subjected to overlap exposure is formed on the mask M at a relatively large interval along the Y direction, this interval is used. It is conceivable that the posture of the mask M is different between two regions that are separated from each other. Therefore, as in this embodiment, for each projection optical unit, it is important to detect the image shift information and adjust the image shift at two positions near the overlap field corresponding to the overlap exposure region. Better overlapping exposure can be performed. In the present embodiment, the number of image shift information detection units provided for each projection optical unit is not limited to three.
以上のように、本実施形態では、投影光学ユニット毎に投影視野の近傍に形成されるマスクパターン像に関する情報、すなわちマスクパターン像のプレート上での変位に関する像シフト情報およびマスクパターン像のプレートＰ上でのデフォーカスに関するデフォーカス情報を検出している。したがって、これらの像面情報に基づいて像のシフトおよびデフォーカスを調整することにより、光照射などに起因して変化し易い投影光学ユニットの結像性能を良好に保つことができ、ひいては良好な重複露光を行うことができる。 As described above, in the present embodiment, the information about the mask pattern image formed in the vicinity of the projection field for each projection optical unit, that is, the image shift information about the displacement of the mask pattern image on the plate and the plate P of the mask pattern image. Defocus information related to the above defocus is detected. Therefore, by adjusting the shift and defocus of the image based on the image plane information, the imaging performance of the projection optical unit that is likely to change due to light irradiation or the like can be kept good, and as a result Overlap exposure can be performed.
なお、上述の実施形態では、投影光学ユニットの結像面と光学的に共役な位置に配置されたスリット板３３に、細長い矩形状（スリット状）の開口３３ａを設けている。しかしながら、スリット形状に限定されることなく、十字形状やＶ字形状など様々な形状の開口を用いることができる。たとえば十字形状の開口を用いることにより、プレート上の直交する二方向のフォーカス差を検出することが可能である。ただし、この場合、焦点位置センサーとして二次元センサーを用いる必要がある。
In the above-described embodiment, the
また、開口の具体的な構成についても、様々な形態が可能である。例えば、遮光性（減光性）部材に空けられた所定形状の孔や、光透過性基板上に形成された遮光性（減光性）部材により形成される光透過部や、所定形状の反射性部材により形成される反射部により、本実施形態の開口を実現することができる。 Also, various forms of the specific configuration of the opening are possible. For example, a hole having a predetermined shape formed in a light-shielding (light-reducing) member, a light transmitting portion formed by a light-shielding (light-reducing) member formed on a light-transmitting substrate, or a reflection having a predetermined shape The opening of the present embodiment can be realized by the reflecting portion formed by the conductive member.
図１に示す本実施形態における各光学部材及び各ステージ等を前述したような機能を達成するように、電気的、機械的または光学的に連結することで、本実施形態にかかる露光装置を組み上げることができる。そして、照明系によってマスクを照明し（照明工程）、投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ１１からなる投影光学系を用いてマスクに形成された転写用のパターンを感光性基板に走査露光する（露光工程）ことにより、デバイス（半導体素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等）を製造することができる。以下、図１に示す本実施形態の露光装置を用いて感光性基板としてのウェハ等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図１１のフローチャートを参照して説明する。 The exposure apparatus according to the present embodiment is assembled by electrically, mechanically, or optically coupling the optical members and the stages in the present embodiment shown in FIG. 1 so as to achieve the functions described above. be able to. Then, the mask is illuminated by the illumination system (illumination process), and the transfer pattern formed on the mask is scanned and exposed on the photosensitive substrate using the projection optical system including the projection optical units PL1 to PL11 (exposure process). Thus, a device (semiconductor element, liquid crystal display element, thin film magnetic head, etc.) can be manufactured. FIG. 11 shows an example of a technique for obtaining a semiconductor device as a micro device by forming a predetermined circuit pattern on a wafer or the like as a photosensitive substrate using the exposure apparatus of this embodiment shown in FIG. This will be described with reference to a flowchart.
先ず、図１１のステップ３０１において、１ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。次のステップ３０２において、その１ロットのウェハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップ３０３において、本実施形態の露光装置を用いて、マスク上のパターンの像がその投影光学系を介して、その１ロットのウェハ上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップ３０４において、その１ロットのウェハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップ３０５において、その１ロットのウェハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウェハ上の各ショット領域に形成される。 First, in step 301 of FIG. 11, a metal film is deposited on one lot of wafers. In the next step 302, a photoresist is applied on the metal film on the one lot of wafers. Thereafter, in step 303, using the exposure apparatus of the present embodiment, the image of the pattern on the mask is sequentially exposed and transferred to each shot area on the wafer of one lot via the projection optical system. Thereafter, in step 304, the photoresist on the one lot of wafers is developed, and in step 305, the resist pattern is etched on the one lot of wafers to form a pattern on the mask. Corresponding circuit patterns are formed in each shot area on each wafer.
その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスをスループット良く得ることができる。なお、ステップ３０１〜ステップ３０５では、ウェハ上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を行っているが、これらの工程に先立って、ウェハ上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもない。 Thereafter, a device pattern such as a semiconductor element is manufactured by forming a circuit pattern of an upper layer. According to the semiconductor device manufacturing method described above, a semiconductor device having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput. In steps 301 to 305, a metal is deposited on the wafer, a resist is applied on the metal film, and exposure, development, and etching processes are performed. Prior to these processes, on the wafer. It is needless to say that after forming a silicon oxide film, a resist may be applied on the silicon oxide film, and steps such as exposure, development, and etching may be performed.
また、本実施形態の露光装置では、プレート（ガラス基板）上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図１２のフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。図１２において、パターン形成工程４０１では、本実施形態の露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板（レジストが塗布されたガラス基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィ工程が実行される。この光リソグラフィー工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルター形成工程４０２へ移行する。 In the exposure apparatus of this embodiment, a liquid crystal display element as a micro device can be obtained by forming a predetermined pattern (circuit pattern, electrode pattern, etc.) on a plate (glass substrate). Hereinafter, an example of the technique at this time will be described with reference to the flowchart of FIG. In FIG. 12, in a pattern forming process 401, a so-called photolithography process is performed in which the exposure pattern of the present embodiment is used to transfer and expose a mask pattern onto a photosensitive substrate (such as a glass substrate coated with a resist). By this photolithography process, a predetermined pattern including a large number of electrodes and the like is formed on the photosensitive substrate. Thereafter, the exposed substrate undergoes steps such as a developing step, an etching step, and a resist stripping step, whereby a predetermined pattern is formed on the substrate, and the process proceeds to the next color filter forming step 402.
次に、カラーフィルター形成工程４０２では、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応した３つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルターの組を複数水平走査線方向に配列されたりしたカラーフィルターを形成する。そして、カラーフィルター形成工程４０２の後に、セル組み立て工程４０３が実行される。セル組み立て工程４０３では、パターン形成工程４０１にて得られた所定パターンを有する基板、およびカラーフィルター形成工程４０２にて得られたカラーフィルター等を用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。 Next, in the color filter forming step 402, a large number of sets of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix or three of R, G, and B A color filter is formed by arranging a plurality of stripe filter sets in the horizontal scanning line direction. Then, after the color filter forming step 402, a cell assembly step 403 is executed. In the cell assembly step 403, a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step 401, the color filter obtained in the color filter formation step 402, and the like.
セル組み立て工程４０３では、例えば、パターン形成工程４０１にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルター形成工程４０２にて得られたカラーフィルターとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。その後、モジュール組み立て工程４０４にて、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する液晶表示素子をスループット良く得ることができる。 In the cell assembly step 403, for example, liquid crystal is injected between the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step 401 and the color filter obtained in the color filter formation step 402, and a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is obtained. ). Thereafter, in a module assembling step 404, components such as an electric circuit and a backlight for performing a display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell) are attached to complete a liquid crystal display element. According to the above-described method for manufacturing a liquid crystal display element, a liquid crystal display element having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput.
なお、上述の実施形態では、拡大系マルチ走査型の露光装置に本発明を適用した例を示している。しかしながら、これに限定されることなく、第１面に配置される第１物体の拡大像を第２面上に配置される第２物体上に形成する投影光学装置や、拡大倍率を有する投影光学系を介して第１面に配置されるパターンを第２面に配置される基板へ一括的に投影露光する露光装置などにも同様に、本発明を適用することができる。また、本発明は、複数の投影光学ユニットを備える露光装置や投影光学装置への適用に限定されることなく、拡大倍率を有する１個の投影光学系を備える露光装置にも適用することができる。この場合には、マスク側の焦点深度が小さいことに起因するマスクの位置や姿勢などがプレート上での結像に及ぼす影響を低減させることができる。 In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to an enlargement multi-scanning exposure apparatus is shown. However, the present invention is not limited to this, and a projection optical device that forms an enlarged image of the first object arranged on the first surface on the second object arranged on the second surface, or projection optics having an enlargement magnification Similarly, the present invention can be applied to an exposure apparatus that collectively projects and exposes a pattern arranged on the first surface to a substrate arranged on the second surface via a system. Further, the present invention is not limited to application to an exposure apparatus or a projection optical apparatus that includes a plurality of projection optical units, but can also be applied to an exposure apparatus that includes a single projection optical system having a magnification. . In this case, it is possible to reduce the influence of the position and posture of the mask on the image formation on the plate due to the small depth of focus on the mask side.
１ 光源
２ 楕円鏡
３ 反射鏡
４ リレーレンズ系
５ ファイバボックス
６ フライアイ・インテグレータ
７ｂ コンデンサーレンズ系
３０ 検出ユニットの本体
３８ 検出ユニットのミラー
４１ 像シフトセンサー
４２ 焦点位置センサー
Ｍ マスク
ＭＳ マスクステージ
ＰＬ１〜ＰＬ１１ 投影光学ユニット
Ｐ プレート
ＰＳ プレートステージ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (24)
所定方向に沿って配列された複数の拡大倍率を有する投影光学ユニットと、
前記複数の投影光学ユニットのうちの少なくとも１つの投影光学ユニットの像に関する情報を検出する像面情報検出手段とを備え、
前記像面情報検出手段は、前記投影光学ユニットと前記第２面との間の位置であって且つ前記投影光学ユニットから前記第２面上の前記拡大像が形成される領域に至る投影光の光路の外側の位置である検出光入射位置から、前記投影光学ユニットに検出光を入射させ、且つ前記投影光学ユニットを経て前記第１面で反射された後に前記投影光学ユニットを経た検出光に基づいて、前記第１物体の像の前記第２面内における変位に関する像シフト情報を検出する像シフト情報検出手段を有することを特徴とする投影光学装置。
A projection optical device that forms an enlarged image of a first object disposed on a first surface on a second object disposed on a second surface,
A projection optical unit having a plurality of magnifications arranged along a predetermined direction;
And an image plane information detecting means for detecting information about an image of the at least one projection optical unit of the plurality of projection optical units,
The image plane information detection means is a position between the projection optical unit and the second surface for projection light from the projection optical unit to a region where the enlarged image is formed on the second surface. Based on the detection light that has passed through the projection optical unit after being incident on the projection optical unit from the detection light incident position that is the position outside the optical path and reflected by the first surface through the projection optical unit. And a projection optical apparatus comprising image shift information detecting means for detecting image shift information relating to a displacement of the image of the first object in the second plane.
The image shift information detecting means includes a light guide system that guides detection light from an opening disposed at a position optically conjugate with the second surface from the detection light incident position to the projection optical unit, and the projection optical unit. The projection optical apparatus according to claim 1, further comprising: a detection system that detects the image shift information based on the detection light that reciprocates along the optical path.
前記投影光学系の像に関する情報を検出する像面情報検出手段を備え、
前記像面情報検出手段は、前記投影光学系と前記第２面との間の位置であって且つ前記投影光学系から前記第２面上の拡大像が形成される領域に至る投影光の光路の外側の位置である検出光入射位置から、前記投影光学系に検出光を入射させ、且つ前記投影光学系を経て前記第１面で反射された後に前記投影光学系を経た検出光に基づいて、前記パターンの像の前記第２面内における変位に関する像シフト情報を検出する像シフト情報検出手段を有することを特徴とする露光装置。
In an exposure apparatus for projecting and exposing a pattern disposed on a first surface to a substrate disposed on a second surface via a projection optical system having an enlargement magnification,
Image plane information detecting means for detecting information relating to the image of the projection optical system;
The image plane information detection unit is an optical path of projection light that is a position between the projection optical system and the second surface and extends from the projection optical system to a region where an enlarged image on the second surface is formed. Based on the detection light that has entered the projection optical system from the detection light incident position that is an outer position of the projection light, and has been reflected by the first surface through the projection optical system and then passed through the projection optical system An exposure apparatus comprising image shift information detecting means for detecting image shift information relating to displacement of the pattern image in the second plane.
The image shift information detection means includes a light guide system that guides detection light from an opening disposed at a position optically conjugate with the second surface from the detection light incident position to the projection optical system, and the projection optical system. The exposure apparatus according to claim 12, further comprising: a detection system that detects the image shift information based on the detection light that reciprocates along the optical path.
前記露光工程を経た前記基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法。 An exposure step of exposing the substrate to the pattern using the exposure apparatus according to claim 11;
And a developing step of developing the substrate that has undergone the exposure step.
前記投影光学系と前記第２面との間の位置であって且つ前記投影光学系から前記第２面上の前記拡大像が形成される領域に至る投影光の光路の外側の位置である検出光入射位置から、前記投影光学系に検出光を入射させ、且つ前記投影光学系を経て前記第１面で反射された後に前記投影光学系を経た検出光に基づいて、前記第１物体の像の前記第２面内における変位に関する像シフト情報を検出する像シフト情報検出手段を有することを特徴とする像面情報検出装置。
Information about the image of the first object formed in the vicinity of the projection field via the projection optical system that forms an enlarged image of the first object arranged on the first surface on the second object arranged on the second surface. An image plane information detection device for detecting,
Detection is a position between the projection optical system and the second surface, and a position outside the optical path of the projection light from the projection optical system to a region where the magnified image is formed on the second surface. An image of the first object is incident on the projection optical system from a light incident position and is reflected by the first surface after passing through the projection optical system and then passing through the projection optical system. An image plane information detecting device comprising image shift information detecting means for detecting image shift information relating to displacement in the second plane.
前記第１物体の像の前記第２面内における変位を調整する像シフト調整工程を含むことを特徴とする調整方法。 An adjustment method for adjusting the projection optical system using the image plane information detection device according to any one of claims 19 to 22,
An adjustment method comprising an image shift adjustment step of adjusting a displacement of the image of the first object in the second plane.
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