JP2000269114A - Illumination device, exposure device and exposure method - Google Patents
Illumination device, exposure device and exposure methodInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 マスク若しくはウェハ上の照度分布を所望の
分布に補正し、ウェハ上の各像高に対する照明光の瞳形
状を独立に変更する。
【解決手段】 照明光を複数の2次光源とするロッドイ
ンテグレータの入射面側であって出射面と共役な位置に
フィルタ14を配置する。照明光の開口絞りが小さい場
合には、パターン14Aを通過する照明光が支配的にな
り、パターン14Aの透過率を反映して周辺部よりも中
心部が低い傾向を示す分布となる。また、照明光の開口
絞りを次第に大きくしていった場合には、パターン14
Bを通過する照明光が増加してパターン14Bの透過率
分布が影響が次第に大きくなる。フィルタ14において
適当なパターン配置をとることにより、照明光の開口絞
りの形状に応じてウェハW上の照度分布を適宜変化させ
ることが可能である。
(57) [Problem] To correct an illuminance distribution on a mask or a wafer to a desired distribution and independently change a pupil shape of illumination light with respect to each image height on a wafer. SOLUTION: A filter 14 is disposed at a position conjugate with an exit surface of a rod integrator using illumination light as a plurality of secondary light sources. When the aperture stop of the illumination light is small, the illumination light passing through the pattern 14A becomes dominant, and has a distribution in which the central part tends to be lower than the peripheral part, reflecting the transmittance of the pattern 14A. When the aperture stop of the illumination light is gradually increased, the pattern 14
As the illumination light passing through B increases, the influence of the transmittance distribution of the pattern 14B gradually increases. By arranging an appropriate pattern in the filter 14, it is possible to appropriately change the illuminance distribution on the wafer W according to the shape of the aperture stop of the illumination light.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術の分野】本発明は、光源からの光を
集光して所望の照度分布を形成する照明装置並びにこれ
を用いた露光装置及び方法に関し、特に微細な半導体回
路を感光性基板に露光するためのマスクの照明に好適な
照明装置等に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an illuminating apparatus for forming a desired illuminance distribution by condensing light from a light source, and an exposure apparatus and method using the same. The present invention relates to an illuminating device and the like suitable for illuminating a mask for light exposure.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、この種の照明装置では、例えばロ
ッド型オプティカルインテグレータで複数の2次光源を
形成し、これらの2次光源からの照明光を利用して回路
パターンが描かれたマスクを均一に照明することが行わ
れる。なお、照明された回路パターンは、投影レンズを
介して感光材料を塗布したウェハ上に投影露光される。2. Description of the Related Art Conventionally, in this type of illuminating device, a plurality of secondary light sources are formed by, for example, a rod-type optical integrator, and a mask on which a circuit pattern is drawn by using illumination light from these secondary light sources is used. Uniform illumination is provided. The illuminated circuit pattern is projected and exposed on a wafer coated with a photosensitive material via a projection lens.
【0003】また、最近では、ウェハ上に投影されるパ
ターンの形状に応じて、2次光源の共役位置に配置され
る開口絞りの形状を変化させて照明光の瞳形状を変更す
ることにより、露光装置の投影光学系の解像力、焦点深
度を向上させる技術が注目されている。Recently, the pupil shape of illumination light is changed by changing the shape of an aperture stop arranged at a conjugate position of a secondary light source in accordance with the shape of a pattern projected on a wafer. Attention has been focused on a technique for improving the resolution and depth of focus of a projection optical system of an exposure apparatus.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】以上の照明装置におい
て、マスク上の照度分布、すなわちマスクにパターンが
形成されていない場合のウェハ上の照度分布は、一般的
には均一な状態が良いとされているが、光学系の汚れや
偏心、反射防止コートのムラなど様々な要因に起因して
結果的にウェハ上の照度分布に不均一性が認められた場
合にそれを補償するよう照度分布を調整できれば、より
精密な露光が可能になる。さらに、マスク上のパターン
の形状や投影レンズの収差、照明光の瞳形状等によって
は、ウェハ上の照度に意図的に分布を設けた方が良い結
果が得られる場合もある。In the above illuminating device, the illuminance distribution on the mask, that is, the illuminance distribution on the wafer when no pattern is formed on the mask, is generally considered to be uniform. However, if the illuminance distribution on the wafer is found to be non-uniform due to various factors such as dirt and eccentricity of the optical system and unevenness of the anti-reflection coating, the illuminance distribution is compensated for. If it can be adjusted, more precise exposure will be possible. Further, depending on the shape of the pattern on the mask, the aberration of the projection lens, the shape of the pupil of the illumination light, and the like, it may be better to intentionally provide a distribution of the illuminance on the wafer.
【0005】また同様に、照明光の瞳形状も、一般的に
はウェハ上の各像高に対して同一形状である状態が良い
とされているが、場合によっては意図的に各像高に対し
て瞳形状が異なるように構成した方が良い結果を得られ
ることもある。Similarly, the pupil shape of the illumination light is generally considered to be the same shape for each image height on the wafer. On the other hand, if the pupil shape is different, a better result may be obtained.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、マ
スク若しくはウェハ上の照度分布を所望の分布に補正す
ることができ、ウェハ上の各像高に対する照明光の瞳形
状(コヒーレンス・ファクタ)を独立に変更できる照明
装置、及びこれを用いた露光装置及び方法を提供するこ
とを目的とする。Therefore, the present invention can correct the illuminance distribution on a mask or a wafer to a desired distribution, and can provide a pupil shape (coherence factor) of illumination light for each image height on the wafer. And an exposure apparatus and method using the same.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の照明装置は、光源からの光に基づき多数の
光源像を形成するロッド型オプティカルインテグレータ
と、ロッド型オプティカルインテグレータにより形成さ
れる多数の光源像からの光をそれぞれ集光して、被照射
面を照明するリレー光学系と、ロッド型オプティカルイ
ンテグレータの光源側に配置されて多数の光源像での光
の強度分布をそれぞれ独立に制御する照明制御手段とを
有する。In order to solve the above problems, an illumination device according to the present invention is formed by a rod-type optical integrator for forming a large number of light source images based on light from a light source, and a rod-type optical integrator. A relay optical system that condenses light from a number of light source images and illuminates the irradiated surface, and a light intensity distribution in a number of light source images that are placed on the light source side of a rod-type optical integrator independently of each other Lighting control means for controlling.
【0008】上記照明装置では、照明制御手段がロッド
型オプティカルインテグレータの光源側に配置されて多
数の光源像での光の強度分布をそれぞれ独立に制御する
ので、各光源像から被照射面に供給される光の状態を簡
易・精密に制御することができる。よって、被照射面上
における照度分布や瞳形状等の照明状態を所望の状態に
調整することができる。なお、ここで光の強度分布と
は、強度の絶対量を変化させるとと分布状態を変化させ
ることとの双方を含む。In the above-described illumination device, the illumination control means is arranged on the light source side of the rod-type optical integrator and independently controls the light intensity distribution in a large number of light source images. The state of the light to be emitted can be controlled simply and precisely. Therefore, the illumination state such as the illuminance distribution and the pupil shape on the irradiated surface can be adjusted to a desired state. Here, the light intensity distribution includes both changing the absolute amount of the intensity and changing the distribution state.
【0009】また、好ましい態様では、照明制御手段を
介した光をロッド型オプティカルインテグレータへ導く
集光光学系を照明制御手段とロッド型オプティカルイン
テグレータとの間に配置し、照明制御手段が、多数の光
源像からの光の透過率分布をそれぞれ独立に制御する光
学フィルタを含み、光学フィルタが、集光光学系、ロッ
ド型オプティカルインテグレータおよびリレー光学系に
関して、被照射面と実質的に光学的に共役な位置に設け
られている。In a preferred embodiment, a condensing optical system for guiding light via the illumination control means to the rod-type optical integrator is disposed between the illumination control means and the rod-type optical integrator, and the illumination control means includes a plurality of illumination control means. Includes an optical filter that independently controls the transmittance distribution of light from the light source image, and the optical filter is substantially optically conjugate to the illuminated surface with respect to the condensing optical system, rod-type optical integrator, and relay optical system It is provided in a suitable position.
【0010】上記照明装置では、多数の光源像に対応す
る光が、照明制御手段の光学フィルタを介することによ
って透過率分布をそれぞれ個別に調節され、集光光学系
によって簡易にロッド型オプティカルインテグレータに
個別に入射するので、被照射面上における照明状態の調
整が簡易である。In the above-mentioned illumination device, the light distribution corresponding to a large number of light source images is individually adjusted by passing through the optical filter of the illumination control means, and the light is easily transmitted to the rod-type optical integrator by the condensing optical system. Since the light is individually incident, adjustment of the illumination state on the surface to be irradiated is simple.
【0011】本発明の露光装置は、光源からの光に基づ
き多数の光源像を形成するロッド型オプティカルインテ
グレータと、ロッド型オプティカルインテグレータによ
り形成される多数の光源像からの光をそれぞれ集光し
て、マスクを照明するリレー光学系と、マスクのパター
ンを感光性基板上に投影する投影系と、ロッド型オプテ
ィカルインテグレータの光源側に配置されて多数の光源
像での光の強度分布をそれぞれ独立に制御する照明制御
手段とを有する。An exposure apparatus according to the present invention includes a rod-type optical integrator that forms a large number of light source images based on light from a light source, and collects light from a large number of light source images formed by the rod-type optical integrator, respectively. The relay optical system that illuminates the mask, the projection system that projects the mask pattern on the photosensitive substrate, and the light intensity distribution of multiple light source images that are arranged on the light source side of the rod-type optical integrator independently of each other Lighting control means for controlling.
【0012】上記露光装置では、照明制御手段がロッド
型オプティカルインテグレータの光源側に配置されて多
数の光源像での光の強度分布をそれぞれ独立に制御する
ので、被照射面上における照度分布や瞳形状等の照明状
態を所望の状態に調整することができ、より精密で状況
に即した適切な露光が可能になる。In the above-described exposure apparatus, the illumination control means is arranged on the light source side of the rod-type optical integrator and independently controls the light intensity distributions in a large number of light source images. The illumination state such as the shape can be adjusted to a desired state, and more precise and appropriate exposure suitable for the situation can be performed.
【0013】本発明の露光方法は、光源からの光に基づ
き多数の光源像を形成するロッド型オプティカルインテ
グレータを用いて、このロッド型オプティカルインテグ
レータの光源側において多数の光源像での光の強度分布
をそれぞれ独立に制御する光制御工程と、この光制御工
程によって光の強度分布がそれぞれ独立に制御された多
数の光源からの光をそれぞれ集光して、マスクを照明す
る工程と、マスクのパターンを感光性基板に露光する露
光工程とを含む。The exposure method according to the present invention uses a rod-type optical integrator that forms a large number of light source images based on light from a light source, and the light intensity distribution of the multiple light source images on the light source side of the rod-type optical integrator. A light control step of independently controlling the light intensity, a light intensity distribution of the light is independently controlled by the light control step, a light is condensed from a plurality of light sources, and the mask is illuminated. To a photosensitive substrate.
【0014】上記露光方法では、光制御工程にて、ロッ
ド型オプティカルインテグレータの光源側において多数
の光源像での光の強度分布をそれぞれ独立に制御するの
で、被照射面上における照度分布や瞳形状等の照明状態
を所望の状態に調整することができ、より精密で状況に
即した露光が可能になる。In the above-described exposure method, in the light control step, the light intensity distributions of a large number of light source images are independently controlled on the light source side of the rod-type optical integrator. And the like can be adjusted to a desired state, and more precise and context-sensitive exposure becomes possible.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】〔第1実施形態〕図1は、本発明
の第1実施形態に係る露光装置の概略的構成を説明する
図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [First Embodiment] FIG. 1 is a view for explaining the schematic arrangement of an exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【0016】まず、マスクMを照明するための照明光学
系の概要について簡単に説明する。光源11からの照明
光は、ビーム整形光学系12を経てほぼ平行光となり、
反射ミラー13で反射され、フィルタ14及び集光レン
ズ15からなる照明制御手段である照明制御装置20を
経て、ロッド型オプティカルインテグレータ(以下、イ
ンテグレータ)16に導かれる。First, an outline of an illumination optical system for illuminating the mask M will be briefly described. The illumination light from the light source 11 becomes almost parallel light through the beam shaping optical system 12, and
The light is reflected by the reflection mirror 13, and is guided to a rod-type optical integrator (hereinafter, an integrator) 16 through an illumination control device 20 which is an illumination control unit including a filter 14 and a condenser lens 15.
【0017】このインテグレータ16によって形成され
る多数の2次光源からの光束は、可変視野絞り17で制
限された後、リレー光学系18によりマスクステージM
SのマスクM上に所望の倍率及び開口数(NA)にて投
影される。これにより、マスクM上の照明領域が2次光
源によって重畳的にほぼ均一に照明される。なお、リレ
ー光学系18の前群18aと後群18bの間には、光路
折り曲げ用の反射ミラー18cが配置されており、反射
ミラー18cと後群18bとの間には、形状や大きさが
異なる複数の開口を有するタレット板19が配置されて
いる。タレット板19は、可変開口手段として、照明光
学系の瞳位置における開口形状を適宜調節する。Light beams from a large number of secondary light sources formed by the integrator 16 are restricted by a variable field stop 17 and then by a relay optical system 18 to a mask stage M.
The image is projected onto the S mask M at a desired magnification and numerical aperture (NA). Thereby, the illumination area on the mask M is illuminated almost uniformly in a superimposed manner by the secondary light source. A reflection mirror 18c for bending the optical path is disposed between the front group 18a and the rear group 18b of the relay optical system 18, and the shape and size between the reflection mirror 18c and the rear group 18b are different. A turret plate 19 having a plurality of different openings is arranged. The turret plate 19, as a variable aperture means, appropriately adjusts the aperture shape at the pupil position of the illumination optical system.
【0018】以上のような照明光学系からの照明光IL
によって照明されたマスクM上の回路パターンの像は、
マスクMを透過した照明光ILである露光光ELとし
て、投影光学系31によってウェハステージWS上に載
置されたウェハW上に縮小投影され、ウェハW上に塗布
されたレジストが感光してウェハW上にマスクM上の回
路パターン像が転写される。The illumination light IL from the illumination optical system as described above
The image of the circuit pattern on the mask M illuminated by
The exposure light EL, which is the illumination light IL transmitted through the mask M, is reduced and projected onto the wafer W mounted on the wafer stage WS by the projection optical system 31, and the resist applied on the wafer W is exposed to light and the wafer is exposed. The circuit pattern image on the mask M is transferred onto W.
【0019】以下、図1に示す露光装置の各部の詳細に
ついて説明する。照明光学系を構成する光源11は、ウ
ェハWに塗布したレジストが感光する波長の照明光IL
をほぼ平行光束として射出する。光源11からの照明光
は、ビーム整形光学系12で所定断面形状の照明光に整
形され、反射ミラー13を介して照明制御装置20に入
射する。この照明光は、例えばレーザパルスとすること
ができ、この場合の発振タイミングは、コントローラ5
0から送出されるトリガパルスで調節される。The details of each part of the exposure apparatus shown in FIG. 1 will be described below. The light source 11 constituting the illumination optical system includes illumination light IL having a wavelength sensitive to the resist applied to the wafer W.
Are emitted as substantially parallel light beams. Illumination light from the light source 11 is shaped into illumination light having a predetermined cross-sectional shape by the beam shaping optical system 12 and enters the illumination control device 20 via the reflection mirror 13. The illumination light may be, for example, a laser pulse.
It is adjusted by the trigger pulse sent from 0.
【0020】照明制御装置20を構成する前段のフィル
タ14は、後に詳述するが、2次源像の数に対応して設
けた複数のフィルタエレメントを備えており、マスクM
すなわちウェハWと共役な共役面S1の近傍に光軸に垂
直に配置される。なお、後段の集光レンズ15は、イン
テグレータ16によって形成される2次光源の虚像面S
2の位置から焦点距離だけ離れた位置に配置されてお
り、フィルタ14から光軸にほぼ平行に出射した照明光
ILは、一旦この虚像面S2に集光することになる。As will be described in detail later, the pre-filter 14 constituting the illumination control device 20 includes a plurality of filter elements provided corresponding to the number of secondary source images, and the mask M
That is, they are arranged near the conjugate plane S1 conjugate with the wafer W and perpendicular to the optical axis. The condenser lens 15 at the subsequent stage is provided with a virtual image plane S of the secondary light source formed by the integrator 16.
The illumination light IL, which is arranged at a focal distance from the position 2 and is substantially parallel to the optical axis from the filter 14, is once collected on the virtual image plane S2.
【0021】なお、フィルタ14は、コントローラ50
によって制御されているアクチュエータ41に駆動され
て照明光の進行方向に垂直な方向に移動可能になってお
り、ウェハW上に転写すべきマスクMのパターン等の条
件に応じて照明光学系の光路中から待避させることがで
きる。The filter 14 is connected to the controller 50
The optical path of the illumination optical system is driven according to conditions such as the pattern of the mask M to be transferred onto the wafer W by being driven by an actuator 41 controlled by the actuator 41. You can evacuate from inside.
【0022】インテグレータ16の入射面16aは、虚
像面S2の近傍に配置されている。集光レンズ15によ
って集光された照明光ILは、入射面16aからインテ
グレータ16内に入射し、インテグレータ16の内面で
所定回数反射されて出射面16bから射出する。インテ
グレータ16から出射する照明光ILは、反射回数に対
応する離散的な2次元光源の虚像からあたかも出射面か
ら射出するように出射する。このため、出射面16bか
ら出射する照明光の角度は、虚像面S2に配置される2
次光源の虚像からの照明光ILの出射角度に相当してい
る。The incident surface 16a of the integrator 16 is arranged near the virtual image plane S2. The illumination light IL condensed by the condenser lens 15 enters the integrator 16 from the incident surface 16a, is reflected by the inner surface of the integrator 16 a predetermined number of times, and exits from the exit surface 16b. The illumination light IL emitted from the integrator 16 is emitted from a virtual image of a discrete two-dimensional light source corresponding to the number of reflections as if it were emitted from the emission surface. For this reason, the angle of the illumination light emitted from the emission surface 16b is equal to 2
This corresponds to the emission angle of the illumination light IL from the virtual image of the next light source.
【0023】タレット板19は、2次光源の形状および
大きさの少なくとも一方を調節することができ、前群1
8aによって多数の2次光源像が形成される実像面S3
の近傍に配置されている。このタレット板19は、石英
性の透明基板からなり、図2に示すように、互いに形状
と大きさの少なくとも一方が異なる複数の開口絞り19
a〜19fが形成されている。このうち、円形開口を持
つ2つの開口絞り19a、19bは、σ値等を変化させ
るためのもので、開口絞り19c、19dは、互いに輪
帯比(輪帯開口の内径と外径の比)の異なる開口を持つ
絞りであり、残りの開口絞り19e、19fは、4つの
偏心した2次光源を形成するために4つの偏心した開口
を持つ絞りである。The turret plate 19 can adjust at least one of the shape and size of the secondary light source.
8a, a real image plane S3 on which a number of secondary light source images are formed
Is arranged in the vicinity of. The turret plate 19 is made of a transparent substrate made of quartz, and has a plurality of aperture stops 19 different in at least one of shape and size from each other as shown in FIG.
a to 19f are formed. Of these, the two aperture stops 19a and 19b having a circular aperture are used to change the σ value and the like, and the aperture stops 19c and 19d have an annular ratio (ratio between the inner diameter and the outer diameter of the annular opening). And the remaining aperture stops 19e and 19f have four eccentric apertures to form four eccentric secondary light sources.
【0024】このタレット板19は、コントローラ50
によって制御されているモータ42で適宜回転駆動さ
れ、ウェハW上に転写すべきマスクMのパターンに応じ
て1つの開口絞りが選択されて照明光ILの光路上に配
置される。The turret plate 19 is provided with a controller 50
Is appropriately rotated and driven by the motor 42 controlled by the controller, one aperture stop is selected according to the pattern of the mask M to be transferred onto the wafer W, and is arranged on the optical path of the illumination light IL.
【0025】ここで、マスクMは、上記のようなリレー
光学系18を挟んで、インテグレータ16の出射面16
bに対してほぼ共役位置に配置されており、結果的にフ
ィルタ14に対してもほぼ共役位置に配置されている。
また、ウェハWは、投影光学系31を介してマスクMの
共役位置に配置されている。Here, the mask M is provided between the emission surface 16 of the integrator 16 and the relay optical system 18 as described above.
It is arranged at a position substantially conjugate with respect to b, and as a result, it is also arranged at a position substantially conjugate with respect to the filter 14.
The wafer W is arranged at a conjugate position of the mask M via the projection optical system 31.
【0026】ウェハステージWSには、ウェハステージ
WS上に設けた移動鏡60の移動を監視するレーザー干
渉計等からなる位置検出装置61と、ウェハWとマスク
Mのアライメントを可能にするアライメント光学系62
とが設けてある。ウェハステージWSを3次元的に駆動
する駆動装置65は、コントローラ50によって制御さ
れており、位置検出装置61及びアライメント光学系6
2の出力に基づいてウェハステージWSを所望の位置に
駆動する。The wafer stage WS includes a position detecting device 61 such as a laser interferometer for monitoring the movement of the movable mirror 60 provided on the wafer stage WS, and an alignment optical system for enabling alignment between the wafer W and the mask M. 62
Are provided. A driving device 65 that drives the wafer stage WS three-dimensionally is controlled by the controller 50, and includes a position detection device 61 and an alignment optical system 6
The wafer stage WS is driven to a desired position on the basis of the output of Step 2.
【0027】また、ウェハステージWSには、照明光の
照度や瞳形状を測定するための照度センサ67を設けて
いる。この照度センサ67は、図3に示すように、ピン
ホール67aを有しウェハW上面すなわち投影光学系3
1の結像面の高さに配置される上板67bと、ピンホー
ル67aから焦点距離だけ離れた位置に配置されるレン
ズ67cと、ピンホール67aからの光をレンズ67c
を介して検出するCCD67dとを備える。ウェハステ
ージWSを適宜移動させて、照度センサ67を投影光学
系31の直下に移動させれば、マスクM上の周期パター
ンに応じた回折パターンがCCD67dに投影される。
CCD67dの出力を解析し予め記憶したデータと比較
すれば、マスクM上のパターンをある程度特定でき、マ
スクステージMS上のマスクMの種類も判別できる。ま
た、マスクステージMSからマスクMを取り除き、ウェ
ハステージWSを適宜移動させて、照度センサ67を投
影光学系31の露光領域の範囲内で移動させれば、ウェ
ハW上の各点の照度に応じた光量がCCD67dに投影
される。つまり、CCD67dの出力の総和等がウェハ
Wの像高に応じてどう変化するかを検出すれば、ウェハ
W上の照度分布が得られる。さらに、CCD67dに
は、ウェハW上の各点の瞳形状に応じた明度分布が形成
される。つまり、CCD67dの出力の分布がウェハW
の像高に応じてどう変化するかを検出すれば、ウェハW
上の各像高における瞳形状を検出することもできる。The wafer stage WS is provided with an illuminance sensor 67 for measuring the illuminance of illumination light and the pupil shape. The illuminance sensor 67 has a pinhole 67a as shown in FIG.
1, an upper plate 67b disposed at the height of the imaging plane, a lens 67c disposed at a position apart from the pinhole 67a by a focal length, and a lens 67c disposed at a position away from the pinhole 67a.
And a CCD 67d for detecting through the CCD. By appropriately moving the wafer stage WS and moving the illuminance sensor 67 directly below the projection optical system 31, a diffraction pattern according to the periodic pattern on the mask M is projected on the CCD 67d.
By analyzing the output of the CCD 67d and comparing it with data stored in advance, the pattern on the mask M can be specified to some extent, and the type of the mask M on the mask stage MS can also be determined. Further, if the mask M is removed from the mask stage MS, the wafer stage WS is appropriately moved, and the illuminance sensor 67 is moved within the range of the exposure area of the projection optical system 31, the illuminance at each point on the wafer W can be adjusted. The projected light amount is projected on the CCD 67d. That is, by detecting how the sum of the outputs of the CCD 67d changes according to the image height of the wafer W, the illuminance distribution on the wafer W can be obtained. Further, a brightness distribution according to the pupil shape of each point on the wafer W is formed on the CCD 67d. That is, the output distribution of the CCD 67d is
Is detected according to the image height of the wafer W
The pupil shape at each of the above image heights can also be detected.
【0028】なお、図1の露光装置の動作、すなわちコ
ントローラ50の動作に必要なデータや指令は、入力装
置55を介して外部から入力することができる。The data and commands necessary for the operation of the exposure apparatus shown in FIG. 1, ie, the operation of the controller 50, can be input from the outside via the input device 55.
【0029】図4は、共役面S1の近傍に配置されるフ
ィルタ14の構造を説明する拡大図である。このフィル
タ14の表面には、長方形のフィルタパターン14A、
14Bが配置されている。各フィルタパターン14A、
14Bは、特有の透過率分布を有し、中央側のフィルタ
パターン14Aと周辺側のフィルタパターン14Bとで
は透過率分布の特性が異なる。図面では、理解のため、
前者のフィルタパターン14Aの位置に符号Aを付し、
後者のフィルタパターン14Bの位置に符号Bを付し
て、両フィルタパターン14A、14Bの配列を明らか
にしている。各フィルタパターン14A、14Bは、イ
ンテグレータ16によって形成される複数の2次光源の
各々に対応している。FIG. 4 is an enlarged view for explaining the structure of the filter 14 arranged near the conjugate plane S1. On the surface of the filter 14, a rectangular filter pattern 14A,
14B are arranged. Each filter pattern 14A,
14B has a specific transmittance distribution, and the filter pattern 14A on the center side and the filter pattern 14B on the peripheral side have different transmittance distribution characteristics. In the drawing, for understanding,
The symbol A is attached to the position of the former filter pattern 14A,
The position of the latter filter pattern 14B is denoted by the symbol B to clarify the arrangement of the two filter patterns 14A and 14B. Each of the filter patterns 14A and 14B corresponds to each of the plurality of secondary light sources formed by the integrator 16.
【0030】図5は、図4の各フィルタパターン14
A、14Bの形状及び配置と、インテグレータ16によ
って形成される複数の2次光源との関係を模式的に説明
する図である。図5(a)は、フィルタ14から光軸に
平行に出射する照明光の光路を示し、図5(b)は、フ
ィルタ14上の一点から出射する照明光の光路を示す。FIG. 5 shows each filter pattern 14 of FIG.
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating the relationship between the shapes and arrangements of A and 14B and a plurality of secondary light sources formed by an integrator 16. FIG. 5A shows an optical path of illumination light emitted from the filter 14 in parallel with the optical axis, and FIG. 5B shows an optical path of illumination light emitted from one point on the filter 14.
【0031】フィルタ14上に配置された光軸上のフィ
ルタパターン140は、インテグレータ16内面で反射
されない2次光源100からの光束の強度分布をコント
ロールする。また、フィルタパターン140の両外側に
隣接する一対のフィルタパターン141a、141b
は、インテグレータ16内面で1回反射される2次光源
像101a、101bからの光束の強度分布をコントロ
ールする。さらに、フィルタパターン141a、141
bの両外側に隣接する一対のフィルタパターン142
a、142bは、インテグレータ16内面で2回反射さ
れる2次光源像102a、102bからの光束の強度分
布をコントロールする。このような構成によれば、イン
テグレータ16によって形成された複数の2次光源それ
ぞれの光束に対して独立に透過率をコントロールするこ
とが可能である。The filter pattern 140 on the optical axis disposed on the filter 14 controls the intensity distribution of the light flux from the secondary light source 100 that is not reflected on the inner surface of the integrator 16. Further, a pair of filter patterns 141a and 141b adjacent to both outer sides of the filter pattern 140 are provided.
Controls the intensity distribution of the luminous flux from the secondary light source images 101a and 101b reflected once on the inner surface of the integrator 16. Further, the filter patterns 141a, 141
b, a pair of filter patterns 142 adjacent to both outer sides
Reference numerals a and 142b control the intensity distribution of light fluxes from the secondary light source images 102a and 102b reflected twice on the inner surface of the integrator 16. According to such a configuration, it is possible to independently control the transmittance of each of the plurality of secondary light sources formed by the integrator 16.
【0032】これらのフィルタパターン140、141
a、141b、142a、142bは、ロッド型のイン
テグレータ16の射出面16bと共役な面S1の近傍に
配置されており、しかも集光レンズ15による拡大率
は、インテグレータ16の射出面16bのサイズとフィ
ルタ14の各フィルタパターン140〜142bのサイ
ズとの比に対応している。したがって、一つのフィルタ
パターンの形状は、図1のマスクM又はウェハW上での
照明領域と対応しており、各フィルタパターン140〜
142bの透過率分布は、ウェハW上での照明領域の照
度分布に反映されることになる。These filter patterns 140, 141
a, 141b, 142a, 142b are arranged near the surface S1 conjugate with the exit surface 16b of the rod-type integrator 16, and the magnification of the condenser lens 15 is smaller than the size of the exit surface 16b of the integrator 16. This corresponds to the ratio of the size of each filter pattern 140 to 142b of the filter 14. Therefore, the shape of one filter pattern corresponds to the illumination area on the mask M or the wafer W in FIG.
The transmittance distribution of 142b is reflected on the illuminance distribution of the illumination area on the wafer W.
【0033】なお、図5はフィルタパターンの形状及び
配置を概念的に説明したもので、図4のような実施例に
比べてフィルタパターンの配置密度が低くなっている。
この場合、フィルタパターン140は中央側に配置され
るという観点で図4のフィルタパターン14Aに相当
し、フィルタパターン142a、142bは周辺側に配
置されるという観点で図4のフィルタパターン14Bに
相当するものと考えることができる。FIG. 5 conceptually illustrates the shape and arrangement of the filter patterns. The arrangement density of the filter patterns is lower than that of the embodiment shown in FIG.
In this case, the filter pattern 140 corresponds to the filter pattern 14A in FIG. 4 from the viewpoint of being disposed on the center side, and the filter patterns 142a and 142b correspond to the filter pattern 14B in FIG. 4 from the viewpoint of being disposed on the peripheral side. Can be thought of.
【0034】図4の説明に戻って、フィルタパターン1
4A、14Bを配置する周期は、以下のような条件とす
る。すなわち、インテグレータ16の出射面16bから
これに対する共役面S1への倍率がβで、出射面16b
と共役面S1の間にディストーションがないとして、イ
ンテグレータ16のロッド断面の寸法を(Lx,Ly)と
すると、各フィルタパターン14A、14Bの周期を
(βLx,βLy)とする。但し、出射面16bと共役面
S1の間にディストーションがある場合には、フィルタ
ーパターンの配置は必ずしも一定周期にはならない。こ
の場合、各フィルタパターンが対応する二次光源に対応
する位置にフィルターパターンを配置する必要があるた
め、ディストーション量に応じてパターン配置を補正す
る必要がある。またこのとき、フィルターパターンの形
状もディストーションの影響を受けるため、パターンを
配置する位置によって形状を変更する必要がある。従っ
て、出射面16bと共役面S1の間にディストーション
がないように光学系を構成したほうが、フィルターパタ
ーンの形状と配置が出射面16bと共役面S1の間の近
軸倍率βによって決定できるため、フィルターパターン
の設計の容易化という観点で好ましい。Returning to the description of FIG.
The period for arranging 4A and 14B is set as follows. That is, the magnification from the exit surface 16b of the integrator 16 to the conjugate plane S1 is β, and the exit surface 16b
Assuming that there is no distortion between the conjugate plane S1 and the rod cross section of the integrator 16 (Lx, Ly), the period of each filter pattern 14A, 14B is (βLx, βLy). However, if there is a distortion between the emission surface 16b and the conjugate surface S1, the arrangement of the filter patterns does not always have a fixed period. In this case, since it is necessary to arrange the filter pattern at a position corresponding to the secondary light source corresponding to each filter pattern, it is necessary to correct the pattern arrangement according to the amount of distortion. At this time, since the shape of the filter pattern is also affected by distortion, it is necessary to change the shape according to the position where the pattern is arranged. Therefore, when the optical system is configured so that there is no distortion between the emission surface 16b and the conjugate surface S1, the shape and arrangement of the filter pattern can be determined by the paraxial magnification β between the emission surface 16b and the conjugate surface S1, This is preferable from the viewpoint of facilitating the design of the filter pattern.
【0035】フィルタ14には、例えばCr,Ni,A
lなどの金属薄膜の微細なドットパターンが描かれてお
り、このドットパターンの密度を変えることによって各
フィルタパターン14A、14Bの透過率分布をコント
ロールしている。金属薄膜自体の透過率は0%に限ら
ず、フィルタパターン14A、14Bの透過率を高めた
い場合には金属薄膜自体の透過率を高めてもよい。前者
のようにドットパターンの密度で透過率分布をコントロ
ールする場合、フィルタパターン14A、14Bがイン
テグレータ16の出射面16bと共役な面S1に精密に
配置されていると、出射面16bとウェハWとは共役で
あるため、ドットパターンのドットそのものの形状がウ
ェハW上に転写されてしまうおそれがある。このため、
本実施形態では、フィルタパターン14A、14Bを出
射面16bの共役面S1からわずかにデフォーカスさせ
た位置に配置することによりドットそのものの転写を防
止している。ただし、出射面16bにゴミが付着した場
合にゴミの像がウェハWに転写されることを防止する等
の目的のために、出射面16bをウェハWの共役面から
意図的にはずすように構成する場合もあり、その場合に
は、フィルタパターン14A、14Bがインテグレータ
16の出射面16bと正確に共役になるように配置して
も差し支えない。換言すれば、フィルタパターン14
A、14BがウェハWに対して完全に共役な面でなく、
その近傍に置かれるように配置すればよい。一方、ドッ
トパターンではなく例えば金属薄膜や誘電体膜の膜厚に
よってフィルタパターン14A、14Bの透過率をコン
トロールする場合には、フィルタパターン14A、14
BをウェハWと共役な位置に配置しても間題ない。フィ
ルタパターン14A、14Bに形成するドットパターン
のサイズは、大きすぎるとウェハW上にドットパターン
が転写されるおそれがある一方、小さすぎるとドットパ
ターンによる回折角が大きくなるため効率が低下してし
まうという間題がある。以上のような事情から、ドット
パターンの大きさは、1μm〜100μmの範囲が妥当
である。The filter 14 includes, for example, Cr, Ni, A
A fine dot pattern of a metal thin film such as 1 is drawn, and the transmittance distribution of each of the filter patterns 14A and 14B is controlled by changing the density of the dot pattern. The transmittance of the metal thin film itself is not limited to 0%. If it is desired to increase the transmittance of the filter patterns 14A and 14B, the transmittance of the metal thin film itself may be increased. In the case where the transmittance distribution is controlled by the density of the dot pattern as in the former case, if the filter patterns 14A and 14B are precisely arranged on the surface S1 conjugate with the emission surface 16b of the integrator 16, the emission surface 16b and the wafer W Is conjugate, the shape of the dot itself in the dot pattern may be transferred onto the wafer W. For this reason,
In the present embodiment, the transfer of the dots themselves is prevented by arranging the filter patterns 14A and 14B at positions slightly defocused from the conjugate plane S1 of the emission surface 16b. However, for the purpose of preventing the image of the dust from being transferred to the wafer W when dust adheres to the emission surface 16b, the emission surface 16b is intentionally removed from the conjugate surface of the wafer W. In such a case, the filter patterns 14A and 14B may be arranged so as to be exactly conjugate with the emission surface 16b of the integrator 16. In other words, the filter pattern 14
A and 14B are not completely conjugate to the wafer W,
What is necessary is just to arrange so that it may be located in the vicinity. On the other hand, when the transmittance of the filter patterns 14A and 14B is controlled not by the dot pattern but by the thickness of a metal thin film or a dielectric film, for example, the filter patterns 14A and 14B are controlled.
There is no problem even if B is arranged at a position conjugate with the wafer W. If the size of the dot pattern formed on the filter patterns 14A and 14B is too large, the dot pattern may be transferred onto the wafer W. On the other hand, if the size is too small, the diffraction angle due to the dot pattern increases and the efficiency is reduced. There is a problem. From the above circumstances, the size of the dot pattern is appropriately in the range of 1 μm to 100 μm.
【0036】図6は、図4に示すフィルタパターン14
A、14Bの透過率分布の一例を示す。図6(a)は、
フィルタパターン14Aの透過率分布を示し、図6
(b)は、フィルタパターン14Bの透過率分布を示
す。フィルタ14の中央側に配置されているフィルタパ
ターン14Aには、中央の透過率が周辺部より高くなる
ようなドットパターン等を形成し(図6(a)参照)、
フィルタ14の周辺側に配置されているフィルタパター
ン14Bには、中央の透過率が周辺部より低くなるよう
なドットパターン等を形成している(図6(b)参
照)。FIG. 6 shows the filter pattern 14 shown in FIG.
An example of the transmittance distribution of A and 14B is shown. FIG. 6 (a)
FIG. 6 shows the transmittance distribution of the filter pattern 14A.
(B) shows the transmittance distribution of the filter pattern 14B. A dot pattern or the like is formed on the filter pattern 14A disposed on the center side of the filter 14 such that the transmittance at the center is higher than that at the periphery (see FIG. 6A).
In the filter pattern 14B disposed on the peripheral side of the filter 14, a dot pattern or the like is formed such that the transmittance at the center is lower than that at the peripheral part (see FIG. 6B).
【0037】図4及び図6に示すようなパターン配置を
採用した場合、照明光ILの開口絞りの径が小さい場合
(図1のタレット板19において例えば開口絞り19a
が光路上にある場合)には、フィルタパターン14Aを
通過する照明光が支配的になり、ウェハW上での照度
は、フィルタパターンAの透過率を反映してウェハW周
辺部よりもウェハW中心部が低い傾向を示す分布とな
る。また、照明光ILの開口絞り径を次第に大きくして
いった場合((図1のタレット板19において例えば開
口絞り19bが光路上にある場合)には、フィルタパタ
ーン14Bを通過する照明光が増加してフィルタパター
ン14Bの透過率分布の影響が次第に大きくなる。つま
り、タレット板19の光路位置に配置する開口絞りの径
が大きくなるにつれてウェハW上の照度は周辺部が中心
部よりも高い傾向となり、逆に、この開口絞りの径が小
さくなるにつれてウェハW上の照度は中心部が周辺部よ
りも高い傾向となる。このことは、フィルタ14におい
て上記のごときパターン配置をとることにより、照明光
の開口絞りの径に応じてウェハW上の照度分布を適宜変
化させ得ること意味する。When the pattern arrangement as shown in FIGS. 4 and 6 is adopted, when the diameter of the aperture stop of the illumination light IL is small (for example, the aperture stop 19a in the turret plate 19 of FIG. 1).
Is on the optical path), the illumination light passing through the filter pattern 14A becomes dominant, and the illuminance on the wafer W reflects the transmittance of the filter pattern A, and the illuminance on the wafer W The distribution tends to be low in the center. Further, when the aperture stop diameter of the illumination light IL is gradually increased (for example, when the aperture stop 19b is on the optical path in the turret plate 19 in FIG. 1), the illumination light passing through the filter pattern 14B increases. Thus, the influence of the transmittance distribution of the filter pattern 14B gradually increases, that is, as the diameter of the aperture stop arranged at the optical path position of the turret plate 19 increases, the illuminance on the wafer W tends to be higher at the peripheral portion than at the central portion. Conversely, as the diameter of the aperture stop becomes smaller, the illuminance on the wafer W tends to be higher at the center than at the periphery, which is achieved by the pattern arrangement in the filter 14 as described above. This means that the illuminance distribution on the wafer W can be appropriately changed according to the diameter of the light aperture stop.
【0038】これを逆に利用すれば、照明光学系等の透
過率ムラなどの何らかの原因によって結果的に開口絞り
の形状によってウェハW上の照度分布が異なってしまう
場合であっても、このような照度分布を相殺して開口絞
りの形状に依存しない照度分布を達成することができ
る。つまり、開口絞りの変更によってウェハW上の照度
分布に生じる変化を補償する適切なフィルタパターンを
フィルタ14上に配置することにより、開口絞りの形状
によってウェハW上の照度分布が異なってしまう現象を
打ち消すことが可能となる。このように、開口絞りの形
状を変化させた時の照度分布を積極的にコントロールす
ることで、開口絞りの形状を変化させても照度分布が変
化しない照明光学系等を構成することができ、微細パタ
ーンの転写精度を向上させることができる。If this is used conversely, even if the illuminance distribution on the wafer W differs depending on the shape of the aperture stop due to some cause such as transmittance unevenness of the illumination optical system, etc. Thus, an illuminance distribution that does not depend on the shape of the aperture stop can be achieved by canceling the illuminance distribution. In other words, by arranging an appropriate filter pattern on the filter 14 for compensating for the change in the illuminance distribution on the wafer W due to the change of the aperture stop, the phenomenon that the illuminance distribution on the wafer W differs depending on the shape of the aperture stop. It becomes possible to cancel. In this way, by actively controlling the illuminance distribution when the shape of the aperture stop is changed, it is possible to configure an illumination optical system or the like in which the illuminance distribution does not change even when the shape of the aperture stop is changed, The transfer accuracy of the fine pattern can be improved.
【0039】上記のように照度分布を積極的にコントロ
ールする場合、単一のフィルタ14をマスクMのパター
ン等の条件に応じて照明光学系の光路中に進退させるだ
けでなく、フィルタパターンが異なる複数種のフィルタ
を準備しておき、これらのフィルタをウェハW上の照度
分布の変化やマスクMのパターンの種類等に応じて適宜
交換する。この際、照度センサ67を利用して検出した
マスクMの種類や、ウェハW上での照度分布及び瞳形状
の分布を、フィルタ交換の判断基準とすることができ
る。When the illuminance distribution is positively controlled as described above, not only the single filter 14 is moved into and out of the optical path of the illumination optical system according to conditions such as the pattern of the mask M, but also the filter pattern is different. A plurality of types of filters are prepared, and these filters are appropriately replaced according to the change in the illuminance distribution on the wafer W, the type of the pattern of the mask M, and the like. At this time, the type of the mask M detected by using the illuminance sensor 67, the illuminance distribution on the wafer W, and the distribution of the pupil shape can be used as criteria for filter replacement.
【0040】以上の第1実施形態では、タレット板19
の回転によって開口絞り19a〜19fを切り換えてい
るため、開口絞りの数を増やしても、照明光ILの開口
絞りの直径が不連続に変化することになる。タレット板
19に代えて開口の径を連続的に変化させる絞りを使用
することにより、照明光ILの開口絞りの直径を連続的
に変化させることができるようになる。In the first embodiment described above, the turret plate 19
Because the aperture stops 19a to 19f are switched by the rotation of, even if the number of aperture stops is increased, the diameter of the aperture stop of the illumination light IL changes discontinuously. By using a stop that continuously changes the diameter of the aperture instead of the turret plate 19, the diameter of the aperture stop of the illumination light IL can be continuously changed.
【0041】〔第2実施形態〕第2実施形態の露光装置
は、第1実施形態の変形例である。露光装置全体として
の構造は、図1に示すものと同一である。[Second Embodiment] The exposure apparatus of the second embodiment is a modification of the first embodiment. The structure of the entire exposure apparatus is the same as that shown in FIG.
【0042】第2実施形態の場合、ウェハW上での各像
高における照明光の瞳形状を各像高に対して独立に制御
する。なお、ここで像高とは、光軸からの距離という狭
い意味ではなく、ウェハW面上での2次元的な座標を意
味する。In the case of the second embodiment, the pupil shape of the illumination light at each image height on the wafer W is controlled independently for each image height. Here, the image height does not mean a narrow meaning of the distance from the optical axis, but means a two-dimensional coordinate on the surface of the wafer W.
【0043】第2実施形態の装置でも、図5に示すと同
様のフィルタ14を使用する。ただし、中央のフィルタ
パターン140として、図6(a)に示すような中央の
透過率が周辺部より高くなるようなパターンを適用し、
周辺のフィルタパターン142a,142bとして、図
6(b)に示すような中央の透過率が周辺部より低くな
るようなパターンを適用し、中間のフィルタパターン1
41a,141bには透過率が一様なパターンを適用す
るものとする。この場合、フィルタパターン140、1
41a、141b、142a、142bは、それぞれ2
次光源100、101a、101b、102a、102
bからの光束の強度分布をコントロールする。The device of the second embodiment also uses the same filter 14 as shown in FIG. However, as the filter pattern 140 at the center, a pattern such that the transmittance at the center is higher than that at the periphery as shown in FIG.
As the peripheral filter patterns 142a and 142b, a pattern such that the transmittance at the center is lower than that at the peripheral portion as shown in FIG.
It is assumed that a pattern having a uniform transmittance is applied to 41a and 141b. In this case, the filter patterns 140, 1
41a, 141b, 142a, 142b are each 2
Next light source 100, 101a, 101b, 102a, 102
The intensity distribution of the light beam from b is controlled.
【0044】図7は、ウェハW上での照度分布を示す。
ウェハW上では、フィルタパターン140、141a、
141b、142a、142bに応じた照度分布が重ね
合わされることになる。このとき、ウェハW上の中心位
置Cでは、2次光源100からの光が2次光源102
a、102bからの光よりも強く観測されるのに対し
て、ウェハWの中心から離れた位置P1やP2では、逆に
2次光源100からの光が2次光源102a、102b
からの光よりも弱く観測される。ただし、各2次光源1
00、101a、101b、102a、102bからウ
ェハW上に供給される照明光を加算した照度分布はほぼ
均一となる。FIG. 7 shows the illuminance distribution on the wafer W.
On the wafer W, the filter patterns 140, 141a,
Illuminance distributions corresponding to 141b, 142a, 142b are superimposed. At this time, at the center position C on the wafer W, the light from the secondary light source 100 is
On the other hand, at positions P1 and P2 distant from the center of the wafer W, the light from the secondary light sources 100a and 102b is more strongly observed than the light from the secondary light sources 102a and 102b.
It is observed weaker than the light from. However, each secondary light source 1
The illuminance distribution obtained by adding the illumination light supplied from 00, 101a, 101b, 102a, and 102b onto the wafer W is substantially uniform.
【0045】一方、ウェハW上の中心Cからみた場合、
図8(a)に示すように、光軸に平行な瞳座標上の中心
部の2次光源像の強度が、光軸に対して大きな角度を成
す瞳座標上の周辺部の2次光源像の強度よりも強くな
る。そして、ウェハW上の周辺P1、P2からみた場合、
図8(b)に示すように、光軸に対して大きな角度を成
す周辺部の2次光源像の強度が光軸に平行な中心部の2
次光源像の強度よりも強くなる。このような現象を利用
すれば、フィルタ14に適切なフィルタパターンを配置
することにより、ウェハW上の任意の点において任意の
2次光源分布を形成するような積極的な瞳形状のコント
ロールが可能となる。つまり、ウェハW面上の任意の像
高における2次光源の形状(コヒーレンス・ファクタ)
を各像高に対して独立にコントロールすることが可能と
なり、微細パターンの転写精度を向上させることができ
る。On the other hand, when viewed from the center C on the wafer W,
As shown in FIG. 8A, the intensity of the secondary light source image at the central part on the pupil coordinate parallel to the optical axis is such that the intensity of the secondary light source image at the peripheral part on the pupil coordinate forms a large angle with the optical axis. It becomes stronger than the strength of. When viewed from the periphery P1 and P2 on the wafer W,
As shown in FIG. 8B, the intensity of the secondary light source image at the peripheral portion forming a large angle with respect to the optical axis is equal to the intensity at the central portion parallel to the optical axis.
It becomes stronger than the intensity of the next light source image. Utilizing such a phenomenon, it is possible to positively control the pupil shape such that an arbitrary secondary light source distribution is formed at an arbitrary point on the wafer W by disposing an appropriate filter pattern on the filter 14. Becomes That is, the shape (coherence factor) of the secondary light source at an arbitrary image height on the wafer W surface
Can be controlled independently for each image height, and the transfer accuracy of a fine pattern can be improved.
【0046】〔第3実施形態〕第3実施形態の露光装置
は、第1実施形態の変形例である。露光装置全体として
の構造は、図1に示すものと同一である。[Third Embodiment] The exposure apparatus of the third embodiment is a modification of the first embodiment. The structure of the entire exposure apparatus is the same as that shown in FIG.
【0047】上記第1実施形態の図6に示す実施例で
は、フィルタパターンが回転対称な場合を示したが、本
発明はこれに限るものではなく、回転非対称な分布のフ
ィルタパターンを用いることもできる。このようなフィ
ルタパターンを用いた場合、ウェハW上の2次元的な任
意の点で任意の照度分布を形成することが可能である。In the example shown in FIG. 6 of the first embodiment, the case where the filter pattern is rotationally symmetric is shown. However, the present invention is not limited to this, and a filter pattern having a rotationally asymmetric distribution may be used. it can. When such a filter pattern is used, an arbitrary illuminance distribution can be formed at an arbitrary two-dimensional point on the wafer W.
【0048】図8は、第3実施形態の場合のフィルタ3
14のフィルタパターン314F、314Rの配置方法
を説明する図である。ロッド型のインテグレータ16で
は、隣り合う2次光源からの光束が反転するため、第3
実施形態のようにフィルタ314のフィルタパターン3
14F、314Rが回転非対称である場合は、図示のよ
うに隣り合うフィルタパターンが互いに鏡像になるよう
に配置すると良い。なお、フィルタ314F、314R
の位置に記載されている文字F、Rは、フィルタ314
の中央側と外側とで2種類の透過率分布が有ることを意
味し、文字F、Rの回転位置は非対称性の方向を意味す
る。FIG. 8 shows a filter 3 according to the third embodiment.
It is a figure explaining the arrangement method of 14 filter patterns 314F and 314R. In the rod-type integrator 16, since the light flux from the adjacent secondary light source is inverted, the third
Filter pattern 3 of filter 314 as in the embodiment
In the case where 14F and 314R are rotationally asymmetric, it is preferable that adjacent filter patterns are arranged so as to be mirror images of each other as shown in the figure. The filters 314F, 314R
The characters F and R described in the positions of
Means that there are two types of transmittance distributions on the center side and outside, and the rotational position of the letters F and R means the direction of asymmetry.
【0049】以上、実施形態に即して本発明を説明した
が、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、ロッド型オプティカルイン
テグレータとして、断面が四角形のロッドからなるイン
テグレータ16を用いているが、断面形状はこれに限る
ものではなく、六角形など他の断面形状を有するインテ
グレータを用いることができる。この場合、フィルタ1
4等に形成する各々のフィルタパターンは、ロッド型オ
プティカルインテグレータの断面形状と相似形に近いこ
とが照明光の効率的利用の観点から好ましい。As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments.
For example, in the above embodiment, as the rod-type optical integrator, the integrator 16 having a rectangular cross section is used, but the cross-sectional shape is not limited to this, and an integrator having another cross-sectional shape such as a hexagon is used. be able to. In this case, filter 1
It is preferable that each of the filter patterns 4 and the like be similar to the cross-sectional shape of the rod-type optical integrator from the viewpoint of efficient use of illumination light.
【0050】[0050]
【発明の効果】上記照明装置では、照明制御手段がロッ
ド型オプティカルインテグレータの光源側に配置されて
多数の光源像での光の強度分布をそれぞれ独立に制御す
るので、各光源像から被照射面に供給される光の状態を
簡易・精密に制御することができる。よって、被照射面
上における照度分布や瞳形状等の照明状態を所望の状態
に調整することができる。In the above-mentioned illumination apparatus, the illumination control means is arranged on the light source side of the rod-type optical integrator and independently controls the light intensity distribution in a large number of light source images. The state of the light supplied to the device can be easily and precisely controlled. Therefore, the illumination state such as the illuminance distribution and the pupil shape on the irradiated surface can be adjusted to a desired state.
【図1】第1実施形態の露光装置の構造を説明する概略
図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a structure of an exposure apparatus according to a first embodiment.
【図2】照明光学系の開口絞りを交換するためのタレッ
ト板を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a turret plate for replacing an aperture stop of an illumination optical system.
【図3】照度分布を検出するための装置を説明する断面
構造図である。FIG. 3 is a sectional structural view for explaining an apparatus for detecting an illuminance distribution.
【図4】照明制御手段を構成するフィルタの構造を説明
する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a structure of a filter constituting an illumination control unit.
【図5】フィルタパターンと2次光源との関係を模式的
に説明する図である。FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a relationship between a filter pattern and a secondary light source.
【図6】(a)、(b)は、フィルタに設けた2種のフ
ィルタパターンを説明する図である。FIGS. 6A and 6B are diagrams illustrating two types of filter patterns provided on a filter. FIGS.
【図7】第2実施形態の場合のウェハ上での照度分布を
示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing an illuminance distribution on a wafer in the case of the second embodiment.
【図8】図7の照明光の瞳形状を説明するグラフであ
る。FIG. 8 is a graph illustrating a pupil shape of the illumination light of FIG. 7;
【図9】第3実施形態のフィルタのパターン配置方法を
説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a filter pattern arrangement method according to a third embodiment.
3 照明制御手段 11 光源 14,314 フィルタ 14A,14B フィルタパターン 15 集光レンズ 16 インテグレータ 16a 入射面 16b 出射面 19 タレット板 19a〜19f 開口絞り 31 投影光学系 41 アクチュエータ 42 モータ 50 コントローラ 55 入力装置 65 駆動装置 67 照度センサ 100,101a,101b,102a,102b 2次光
源 140,141a,141b,142a,142b フィル
タパターン M マスク S1 共役面 S2 虚像面 S3 実像面 W ウェハReference Signs List 3 illumination control means 11 light source 14,314 filter 14A, 14B filter pattern 15 condenser lens 16 integrator 16a incident surface 16b emission surface 19 turret plate 19a-19f aperture stop 31 projection optical system 41 actuator 42 motor 50 controller 55 input device 65 drive Apparatus 67 Illuminance sensor 100, 101a, 101b, 102a, 102b Secondary light source 140, 141a, 141b, 142a, 142b Filter pattern M Mask S1 Conjugate plane S2 Virtual image plane S3 Real image plane W Wafer
Claims (4)
成するロッド型オプティカルインテグレータと、 前記ロッド型オプティカルインテグレータにより形成さ
れる前記多数の光源像からの光をそれぞれ集光して、被
照射面を照明するリレー光学系と、 前記ロッド型オプティカルインテグレータの光源側に配
置されて前記多数の光源像での光の強度分布をそれぞれ
独立に制御する照明制御手段とを有することを特徴とす
る照明装置。1. A rod-type optical integrator that forms a large number of light source images based on light from a light source, and collects light from the large number of light source images formed by the rod-type optical integrator to irradiate light. A lighting system comprising: a relay optical system that illuminates a surface; and illumination control means that is arranged on the light source side of the rod-type optical integrator and independently controls the intensity distribution of light in the multiple light source images. apparatus.
ド型オプティカルインテグレータへ導く集光光学系を前
記照明制御手段と前記ロッド型オプティカルインテグレ
ータとの間に配置し、 前記照明制御手段は、前記多数の光源像からの光の透過
率分布をそれぞれ独立に制御する光学フィルタを含み、 前記光学フィルタは、前記集光光学系、前記ロッド型オ
プティカルインテグレータおよびリレー光学系に関し
て、前記被照射面と実質的に光学的に共役な位置に設け
られていることを特徴とする請求項1に記載の照明装
置。2. A light-collecting optical system that guides light passing through the illumination control means to the rod-type optical integrator is disposed between the illumination control means and the rod-type optical integrator. An optical filter that independently controls transmittance distribution of light from a large number of light source images, wherein the optical filter is substantially the same as the illuminated surface with respect to the condensing optical system, the rod-type optical integrator, and the relay optical system. The lighting device according to claim 1, wherein the lighting device is provided at an optically conjugate position.
成するロッド型オプティカルインテグレータと、 前記ロッド型オプティカルインテグレータにより形成さ
れる前記多数の光源像からの光をそれぞれ集光して、マ
スクを照明するリレー光学系と、 前記マスクのパターンを感光性基板上に投影する投影系
と、 前記ロッド型オプティカルインテグレータの光源側に配
置されて前記多数の光源像での光の強度分布をそれぞれ
独立に制御する照明制御手段とを有することを特徴とす
る露光装置。3. A rod-type optical integrator that forms a large number of light source images based on light from a light source, and collects light from the large number of light source images formed by the rod-type optical integrator to form a mask. A relay optical system for illuminating, a projection system for projecting the pattern of the mask onto a photosensitive substrate, and a light intensity distribution in the multiple light source images, which are arranged on a light source side of the rod-type optical integrator, independently of each other. An exposure apparatus, comprising: illumination control means for controlling.
成するロッド型オプティカルインテグレータを用いて、
該ロッド型オプティカルインテグレータの光源側におい
て多数の光源像での光の強度分布をそれぞれ独立に制御
する光制御工程と、 該光制御工程によって光の強度分布がそれぞれ独立に制
御された前記多数の光源からの光をそれぞれ集光して、
マスクを照明する工程と、 前記マスクのパターンを感光性基板に露光する露光工程
とを含むことを特徴とする露光方法。4. Using a rod-type optical integrator that forms a large number of light source images based on light from a light source,
A light control step of independently controlling the intensity distribution of light in a plurality of light source images on the light source side of the rod-type optical integrator; and the plurality of light sources in which the light intensity distribution is independently controlled by the light control step. From the light from each,
An exposure method comprising: illuminating a mask; and exposing a photosensitive substrate with a pattern of the mask.
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002217085A (en) * | 2001-01-15 | 2002-08-02 | Canon Inc | Illumination device and projection exposure apparatus using the same |
| WO2003041134A1 (en) * | 2001-11-07 | 2003-05-15 | Nikon Corporation | Illumination optical device, exposure device, and exposure method |
| JP2007500432A (en) * | 2003-07-30 | 2007-01-11 | カール・ツァイス・エスエムティー・アーゲー | Microlithography illumination system |
| JP2007027240A (en) * | 2005-07-13 | 2007-02-01 | Nikon Corp | Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method |
| US7333178B2 (en) | 2002-03-18 | 2008-02-19 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| JP2008294442A (en) * | 2007-05-23 | 2008-12-04 | Asml Holding Nv | Optical attenuation filter for correcting ellipticity and uniformity depending on field |
| US7697116B2 (en) | 2002-03-18 | 2010-04-13 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| JP2011040618A (en) * | 2009-08-12 | 2011-02-24 | Nikon Corp | Diffraction optical element, illumination optical system, exposure apparatus, method of manufacturing device, and method of designing diffraction optical element |
| JP2013520690A (en) * | 2010-02-22 | 2013-06-06 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | Illumination system and projection objective of mask inspection system |
| KR20160120664A (en) * | 2015-04-08 | 2016-10-18 | 캐논 가부시끼가이샤 | Illumination optical apparatus and device manufacturing method |
| KR20190040294A (en) | 2016-08-30 | 2019-04-17 | 캐논 가부시끼가이샤 | Illumination optics, lithographic apparatus, and article manufacturing method |
-
1999
- 1999-03-16 JP JP11069954A patent/JP2000269114A/en not_active Withdrawn
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002217085A (en) * | 2001-01-15 | 2002-08-02 | Canon Inc | Illumination device and projection exposure apparatus using the same |
| WO2003041134A1 (en) * | 2001-11-07 | 2003-05-15 | Nikon Corporation | Illumination optical device, exposure device, and exposure method |
| US7697116B2 (en) | 2002-03-18 | 2010-04-13 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| US8279405B2 (en) | 2002-03-18 | 2012-10-02 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| US7333178B2 (en) | 2002-03-18 | 2008-02-19 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| US7911584B2 (en) | 2003-07-30 | 2011-03-22 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Illumination system for microlithography |
| JP2007500432A (en) * | 2003-07-30 | 2007-01-11 | カール・ツァイス・エスエムティー・アーゲー | Microlithography illumination system |
| JP2007027240A (en) * | 2005-07-13 | 2007-02-01 | Nikon Corp | Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method |
| JP2008294442A (en) * | 2007-05-23 | 2008-12-04 | Asml Holding Nv | Optical attenuation filter for correcting ellipticity and uniformity depending on field |
| JP2011040618A (en) * | 2009-08-12 | 2011-02-24 | Nikon Corp | Diffraction optical element, illumination optical system, exposure apparatus, method of manufacturing device, and method of designing diffraction optical element |
| JP2013520690A (en) * | 2010-02-22 | 2013-06-06 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | Illumination system and projection objective of mask inspection system |
| US10114293B2 (en) | 2010-02-22 | 2018-10-30 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Illumination system and projection objective of a mask inspection apparatus |
| KR20160120664A (en) * | 2015-04-08 | 2016-10-18 | 캐논 가부시끼가이샤 | Illumination optical apparatus and device manufacturing method |
| JP2016200649A (en) * | 2015-04-08 | 2016-12-01 | キヤノン株式会社 | Illumination optical device and device manufacturing method |
| US9841589B2 (en) | 2015-04-08 | 2017-12-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Illumination optical apparatus and device manufacturing method |
| KR102035163B1 (en) * | 2015-04-08 | 2019-10-22 | 캐논 가부시끼가이샤 | Illumination optical apparatus and device manufacturing method |
| KR20190040294A (en) | 2016-08-30 | 2019-04-17 | 캐논 가부시끼가이샤 | Illumination optics, lithographic apparatus, and article manufacturing method |
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