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JP2001244168A - Exposure apparatus and method of manufacturing micro device using the exposure apparatus - Google Patents

Exposure apparatus and method of manufacturing micro device using the exposure apparatus

Info

Publication number
JP2001244168A
JP2001244168A JP2000050137A JP2000050137A JP2001244168A JP 2001244168 A JP2001244168 A JP 2001244168A JP 2000050137 A JP2000050137 A JP 2000050137A JP 2000050137 A JP2000050137 A JP 2000050137A JP 2001244168 A JP2001244168 A JP 2001244168A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
illumination
mask
telecentricity
optical
exposure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000050137A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideki Komatsuda
秀基 小松田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2000050137A priority Critical patent/JP2001244168A/en
Priority to US09/697,639 priority patent/US6833904B1/en
Publication of JP2001244168A publication Critical patent/JP2001244168A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】厳しい照明条件を十分に満たし得る高性能な露
光装置、及びより一層微細なパターンの露光によってよ
り一層優れたマイクロデバイスの製造方法の提供にあ
る。 【構成】マスクに形成されたパターンを感光性基板に投
影する投影系;マスク上の位置に照明領域を形成する照
明光学系;投影系に対してマスク及び感光性基板を所定
の走査露光方向に沿って相対的に移動させる移動手段
と;走査露光方向に沿った照明特性を調整する第1照明
調整手段;走査露光方向と交差する方向での照明特性を
調整する第2照明調整手段;テレセントリシティに傾斜
成分を付与する第1テレセントリシティ調整手段;光軸
からの位置に応じたテレセントリシティを調整する第2
テレセントリシティ調整手段;を含む構成とした。
(57) [Summary] It is an object of the present invention to provide a high-performance exposure apparatus capable of sufficiently satisfying severe illumination conditions, and a more excellent method for manufacturing a micro device by exposing a finer pattern. A projection system for projecting a pattern formed on a mask onto a photosensitive substrate; an illumination optical system for forming an illumination area at a position on the mask; and a mask and the photosensitive substrate in a predetermined scanning exposure direction with respect to the projection system. Moving means for relatively moving along the scanning exposure direction; first illumination adjusting means for adjusting the illumination characteristics along the scanning exposure direction; second illumination adjusting means for adjusting the illumination characteristics in a direction intersecting the scanning exposure direction; First telecentricity adjusting means for giving a tilt component to the city; second telecentricity adjusting means for adjusting the telecentricity according to the position from the optical axis
Telecentricity adjustment means;

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光リソグラフィー工程
によってマイクロデバイス(半導体デバイス等の半導体
素子、液晶表示素子、撮像素子(例えば、CCD)、薄
膜磁気ヘッド等)を製造する際に、好適な露光装置、及
びその露光装置を用いて良好なるマイクロデバイスを製
造する方法に関するものである。
The present invention is suitable for manufacturing microdevices (semiconductor devices such as semiconductor devices, liquid crystal display devices, imaging devices (for example, CCDs), thin film magnetic heads, etc.) by a photolithography process. The present invention relates to an exposure apparatus and a method for manufacturing a good microdevice using the exposure apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の照明装置を備えた半導体
素子の製造用の露光装置は、マスク上に形成される回路
パターンを投影光学系を介してレチクルが塗布されたウ
エハ等の感光性基板上に投影転写する。
2. Description of the Related Art Conventionally, an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device provided with an illumination device of this type has been used to expose a circuit pattern formed on a mask to a photosensitive material such as a wafer coated with a reticle through a projection optical system. Projection transfer onto the substrate.

【0003】特に、5nm〜20nm程度の軟X線領域
の光(EUV光:Extreme Ultra-Violet光)を用いた露
光装置としては、例えば、米国特許第5,737,13
7号において提案されている。
[0003] In particular, as an exposure apparatus using light in the soft X-ray region of about 5 nm to 20 nm (EUV light: Extreme Ultra-Violet light), for example, US Pat. No. 5,737,13
No. 7 is proposed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】感光性基板上により一
層微細なパターンを感光性基板に転写するためには、照
明装置においてもより一層厳しい照明条件を十分に満た
す必要がある。
In order to transfer a finer pattern onto a photosensitive substrate on a photosensitive substrate, it is necessary to sufficiently satisfy even more severe illumination conditions in an illumination device.

【0005】しかしながら、厳しい照明条件を十分に満
たすための調整手法は調整機構につて知られていない。
[0005] However, there is no known adjustment mechanism for sufficiently satisfying severe illumination conditions.

【0006】そこで、本発明では、厳しい照明条件を十
分に満たし得る高性能な露光装置、及びより一層微細な
パターンの露光によってより一層優れたマイクロデバイ
スの製造方法を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a high-performance exposure apparatus capable of sufficiently satisfying severe illumination conditions, and a more excellent method of manufacturing a micro device by exposing a finer pattern.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1に係る発明では、マスクに形成されたパ
ターンを感光性基板に投影するために、光軸に対して偏
芯した露光視野を含む投影系と;露光のための光束を前
記露光視野へ導くために、前記投影系の光軸に対して偏
芯した前記マスク上の位置に照明領域を形成する照明光
学系と;前記投影系に対して前記マスク及び前記感光性
基板を所定の走査露光方向に沿って相対的に移動させる
移動手段と;前記マスクに形成される照明領域又は前記
感光性基板に形成される前記投影系の露光視野における
前記走査露光方向に沿った照明特性を調整する第1照明
調整手段と;前記マスクに形成される照明領域又は前記
感光性基板に形成される前記投影系の露光視野における
前記走査露光方向と交差する方向での照明特性を調整す
るために第2照明調整手段と;前記マスクに形成される
照明領域又は前記感光性基板に形成される前記投影系の
露光視野におけるテレセントリシティに傾斜成分を付与
する第1テレセントリシティ調整手段と;前記マスクに
形成される照明領域又は前記感光性基板に形成される前
記投影系の露光視野における前記光軸からの位置に応じ
たテレセントリシティを調整する第2テレセントリシテ
ィ調整手段と;を含む構成としたものである。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, in order to project a pattern formed on a mask onto a photosensitive substrate, the pattern is decentered with respect to an optical axis. A projection system including an exposure field; an illumination optical system for forming an illumination area at a position on the mask that is eccentric with respect to the optical axis of the projection system to guide a light beam for exposure to the exposure field; Moving means for moving the mask and the photosensitive substrate relative to the projection system along a predetermined scanning exposure direction; an illumination area formed on the mask or the projection formed on the photosensitive substrate First illumination adjusting means for adjusting the illumination characteristics along the scanning exposure direction in the exposure field of the system; and the scanning in the exposure field of the projection system formed on the illumination area formed on the mask or on the photosensitive substrate. Exposure direction Second illumination adjustment means for adjusting illumination characteristics in the direction intersecting; and an inclination component for telecentricity in an illumination area formed on the mask or an exposure field of the projection system formed on the photosensitive substrate. First telecentricity adjusting means for applying; adjusting telecentricity according to a position from the optical axis in an illumination area formed on the mask or an exposure field of the projection system formed on the photosensitive substrate. And second telecentricity adjustment means.

【0008】また、請求項2に係る発明では、前記照明
光学系は、前記マスク上において前記走査露光方向を横
切る方向の円弧状の照明領域を形成するようにしたもの
である。
Further, in the invention according to claim 2, the illumination optical system forms an arc-shaped illumination area on the mask in a direction transverse to the scanning exposure direction.

【0009】また、請求項3に係る発明では、前記第1
照明調整手段は、前記走査露光方向に沿って傾斜した照
度分布成分を付与し、前記第2照明調整手段は、前記走
査露光方向と交差する方向に沿って傾斜した照度分布成
分を付与する構成としたものである。
Further, in the invention according to claim 3, in the first aspect,
A configuration in which the illumination adjustment unit applies an illuminance distribution component inclined along the scanning exposure direction, and the second illumination adjustment unit applies an illuminance distribution component inclined along a direction intersecting the scanning exposure direction; It was done.

【0010】また、請求項4に係る発明では、前記照明
光学系は、多数の照明用光学部材を含み、前記第1及び
第2照明調整手段は、前記多数の照明用光学部材のうち
の少なくとも1つの同一の照明用光学部材を互いに異な
る方向に傾斜又は移動させる、あるいは前記多数の照明
用光学部材のうちの互い異なる照明用光学部材をそれぞ
れ傾斜又は移動させる構成としたものである。
[0010] In the invention according to claim 4, the illumination optical system includes a large number of illumination optical members, and the first and second illumination adjustment means include at least one of the multiple illumination optical members. One and the same illumination optical member is inclined or moved in different directions, or different ones of the plurality of illumination optical members are inclined or moved respectively.

【0011】また、請求項5に係る発明では、前記第1
テレセントリシティ調整手段は、前記第1及び第2照明
調整手段によって調整される照明用光学部材とは別の照
明用光学部材を調整し、第2テレセントリシティ調整手
段は、前記第1テレセントリシティ調整手段により調整
される照明用光学部材と同一な照明用光学部材又は前記
第1テレセントリシティ調整手段により調整される照明
用光学部材とは別の照明用光学部材を調整する構成とし
たものである。
Further, in the invention according to claim 5, in the first aspect, the first
The telecentricity adjustment means adjusts an illumination optical member different from the illumination optical member adjusted by the first and second illumination adjustment means, and the second telecentricity adjustment means adjusts the first telecentricity. A configuration in which an illumination optical member that is the same as the illumination optical member adjusted by the city adjustment unit or an illumination optical member that is different from the illumination optical member adjusted by the first telecentricity adjustment unit is adjusted. It is.

【0012】また、請求項6に係る発明では、前記照明
光学系は、多数の照明用反射部材を含み、前記第1照明
調整手段、第2照明調整手段、第1テレセントリシティ
調整手段及び第2テレセントリシティ調整手段は、前記
照明光学系の一部の照明用反射部材の位置をそれぞれ調
整する構成としたものである。
Further, in the invention according to claim 6, the illumination optical system includes a plurality of reflection members for illumination, and the first illumination adjustment means, the second illumination adjustment means, the first telecentricity adjustment means, and the first illumination adjustment means. The two-telecentricity adjustment means is configured to adjust the position of a part of the illumination reflecting member of the illumination optical system.

【0013】また、請求項7に係る発明では、前記第1
及び第2照明調整手段は、同一の照明用反射部材を互い
に異なる軸回りに傾斜、又は同一の照明用反射部材を互
いに異なる方向に移動させる構成としたものである。
Further, in the invention according to claim 7, in the first aspect, the first
The second illumination adjustment means is configured to incline the same illumination reflecting member around different axes or to move the same illumination reflecting member in different directions.

【0014】また、請求項8に係る発明では、前記第1
及び第2テレセントリシティ調整手段は、同一の照明用
反射部材を互いに異なる方向に移動させる構成としたも
のである。
Further, in the invention according to claim 8, the first type
The second telecentricity adjusting means is configured to move the same illumination reflecting member in directions different from each other.

【0015】また、請求項9に係る発明では、前記第1
及び第2照明調整手段は、前記第1及び第2テレセント
リシティ調整手段により調整される照明用反射部材とは
別の照明用反射部材を調整する構成としたものである。
According to the ninth aspect of the present invention, in the first aspect, the first
The second illumination adjusting means adjusts a lighting reflecting member different from the lighting reflecting member adjusted by the first and second telecentricity adjusting means.

【0016】また、請求項10に係る発明では、前記照
明光学系は、前記光束を供給する光源手段と、前記マス
ク又は前記感光性基板での照明分布を均一にする反射型
オプティカルインテグレータと、前記光源手段と前記反
射型オプティカルインテグレータとの間に配置されて前
記光源手段からの光束を前記反射型オプティカルインテ
グレータへ導く導光光学系とを含む構成としたものであ
る。
Further, in the invention according to claim 10, the illumination optical system includes a light source means for supplying the light beam, a reflection type optical integrator for uniformizing an illumination distribution on the mask or the photosensitive substrate, and A light guide optical system is provided between the light source means and the reflection type optical integrator and guides a light beam from the light source means to the reflection type optical integrator.

【0017】また、請求項11に係る発明では、前記マ
スクに形成される照明領域での照明条件又は前記感光性
基板に形成される前記投影系の露光視野での照明条件を
変更する照明条件変更手段とをさらに配置し、前記第1
照明調整手段、第2照明調整手段は、前記第1テレセン
トリシティ及び前記第2テレセントリシティ調整手段
は、前記照明条件変更手段による照明条件の変更に応じ
て各調整をそれぞれ行う構成としたものである。
According to the eleventh aspect of the present invention, there is provided an illumination condition changing device for changing an illumination condition in an illumination area formed on the mask or an illumination condition in an exposure field of the projection system formed on the photosensitive substrate. Means, and the first
The illumination adjustment unit and the second illumination adjustment unit may be configured such that the first telecentricity and the second telecentricity adjustment unit perform each adjustment according to a change in the illumination condition by the illumination condition changing unit. It is.

【0018】また、請求項12に係る発明では、請求項
1乃至請求項11に記載の露光装置を用いてマイクロデ
バイスを製造する方法において、前記照明光学系を用い
て前記マスクを照明する工程と;前記投影系を用いて前
記マスクのパターン像を前記感光性基板に露光する工程
と;を含む構成としたものである。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a micro device using the exposure apparatus according to any one of the first to eleventh aspects, a step of illuminating the mask using the illumination optical system is provided. Exposing the pattern image of the mask to the photosensitive substrate using the projection system.

【0019】また、請求項13に係る発明では、複数の
照明用反射部材を含み露光のための光束をマスクへ導く
照明光学系と;前記マスクのパターンを感光性基板に投
影する投影系と;前記投影系に対して前記マスク及び前
記感光性基板を所定の走査露光方向に沿って相対的に移
動させる移動手段と;前記マスクに形成される照明領域
又は前記感光性基板に形成される前記投影系の露光視野
におけるテレセントリシティに傾斜成分を付与する第1
テレセントリシティ調整手段と;前記マスクに形成され
る照明領域又は前記感光性基板に形成される前記投影系
の露光視野における前記光軸からの位置に応じたテレセ
ントリシティを調整する第2テレセントリシティ調整手
段と;を含み、前記第1及び第2テレセントリシティ調
整手段は、前記照明光学系の一部の照明用反射部材をそ
れぞれ調整する構成としたものである。
According to the thirteenth aspect of the present invention, an illumination optical system including a plurality of reflecting members for illumination and guiding a light beam for exposure to a mask; a projection system for projecting a pattern of the mask onto a photosensitive substrate; Moving means for moving the mask and the photosensitive substrate relative to the projection system along a predetermined scanning exposure direction; an illumination area formed on the mask or the projection formed on the photosensitive substrate To add a gradient component to telecentricity in the exposure field of view of the system
Telecentricity adjustment means; second telecentricity for adjusting telecentricity according to a position from the optical axis in an illumination area formed on the mask or an exposure field of the projection system formed on the photosensitive substrate. And a first and second telecentricity adjusting means, each of which adjusts a part of the illumination reflecting member of the illumination optical system.

【0020】また、請求項14に係る発明では、第2テ
レセントリシティ調整手段は、前記第1テレセントリシ
ティ調整手段により調整される照明用反射部材を第1テ
レセントリシティ調整手段とは異なる方向に移動させ
る、あるいは前記第1テレセントリシティ調整手段によ
り調整される照明用反射部材とは別の照明用反射型部材
を移動させる構成としたものである。
Further, in the invention according to claim 14, the second telecentricity adjusting means sets the reflecting member for illumination adjusted by the first telecentricity adjusting means in a direction different from that of the first telecentricity adjusting means. Or an illumination reflection type member different from the illumination reflection member adjusted by the first telecentricity adjustment means.

【0021】また、請求項15に係る発明では、前記照
明光学系は、前記光束を供給する光源手段と、前記マス
ク又は前記感光性基板での照明分布を均一にする反射型
インテグレータと、前記光源手段と前記反射型インテグ
レータとの間に配置されて前記光源手段からの光束を前
記反射型インテグレータへ導く導光光学系とを含む構成
としたものである。
Further, in the invention according to claim 15, the illumination optical system includes a light source means for supplying the light beam, a reflection type integrator for uniformizing an illumination distribution on the mask or the photosensitive substrate, and the light source. And a light guiding optical system disposed between the means and the reflection type integrator for guiding a light beam from the light source means to the reflection type integrator.

【0022】また、請求項16に係る発明では、前記投
影系は、光軸に対して偏芯した露光視野を含み、前記照
明光学系は、複数の照明用反射部材を用いて露光のため
の光束を前記露光視野へ導くために、前記投影系の光軸
に対して偏芯した前記マスク上の位置に照明領域を形成
する構成としたものである。
Further, in the invention according to claim 16, the projection system includes an exposure field decentered with respect to an optical axis, and the illumination optical system uses a plurality of reflection members for illumination for exposure. In order to guide the light beam to the exposure field, an illumination area is formed at a position on the mask that is eccentric with respect to the optical axis of the projection system.

【0023】また、請求項17に係る発明では、前記マ
スクに形成される照明領域での照明条件又は前記感光性
基板に形成される前記投影系の露光視野での照明条件を
変更する照明条件変更手段とをさらに配置し、前記第1
テレセントリシティ及び前記第2テレセントリシティ調
整手段は、前記照明条件変更手段による照明条件の変更
に応じて各調整をそれぞれ行う構成としたものである。
Further, in the invention according to claim 17, an illumination condition change for changing an illumination condition in an illumination area formed on the mask or an illumination condition in an exposure field of the projection system formed on the photosensitive substrate. Means, and the first
The telecentricity and the second telecentricity adjusting means are configured to perform each adjustment according to the change of the lighting condition by the lighting condition changing means.

【0024】また、請求項18に係る発明では、請求項
11乃至請求項17に記載の露光装置を用いてマイクロ
デバイスを製造する方法において、前記照明光学系を用
いて前記マスクを照明する工程と;前記投影系を用いて
前記マスクのパターン像を前記感光性基板に露光する工
程と;を含む構成としたものである。
According to an eighteenth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a micro device using the exposure apparatus according to any one of the eleventh to seventeenth aspects, a step of illuminating the mask using the illumination optical system includes the steps of: Exposing the pattern image of the mask to the photosensitive substrate using the projection system.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、図1乃至図4を参照しなが
ら本発明による実施の形態について説明する。図1は本
発明による第1の実施の形態の概略的構成を示す図であ
り、図2は多光源形成光学系(オプティカルインテグレ
ータ)としての反射素子群2の構成を示す正面図であ
る。図3は反射型光学素子群2を構成する各反射素子E
1 の構成を示す図であり、図4は、図1に示した多光源
像形成光学系(オプティカルインテグレータ)としての
反射素子群2の作用を示す図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment according to the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a first embodiment according to the present invention, and FIG. 2 is a front view showing a configuration of a reflection element group 2 as a multiple light source forming optical system (optical integrator). FIG. 3 shows each reflection element E constituting the reflection type optical element group 2.
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of FIG. 1, and FIG. 4 is a diagram showing the operation of the reflecting element group 2 as the multiple light source image forming optical system (optical integrator) shown in FIG.

【0026】図1に示すように、200mn 以下の波長を持
つレーザ光を供給するレーザ光源等の光源手段から供給
されるレーザ光(平行光束)は、多光源形成光学系(オ
プティカルインテグレータ)としての反射素子群2にほ
ぼ垂直に入射する。なお、光源手段としては、例えば、
193nm の波長を持つレーザ光を供給するArFエキシマ
レーザ、157nm の波長を持つレーザ光を供給するF2 レ
ーザ、10nm〜15nmの波長を持つX線を放射するレーザプ
ラズマX線源、あるいは10nm〜15nmの波長を持つ放射光
を供給するシンクロトロン発生装置等を用いることがで
きる。
As shown in FIG. 1, a laser beam (parallel light beam) supplied from a light source means such as a laser light source for supplying a laser beam having a wavelength of 200 mn or less is used as a multiple light source forming optical system (optical integrator). The light enters the reflecting element group 2 almost perpendicularly. In addition, as the light source means, for example,
ArF excimer laser that supplies laser light having a wavelength of 193 nm, F2 laser that supplies laser light having a wavelength of 157 nm, laser plasma X-ray source that emits X-rays having a wavelength of 10 nm to 15 nm, or 10 nm to 15 nm A synchrotron generator for supplying radiation having a wavelength can be used.

【0027】ここで、反射素子群2は、YZ平面に垂直
な所定の第1の基準平面P1 に沿って多数の反射素子
(光学素子)Eが2次元的に稠密に配置されて構成され
ている。具体的には、図2に示すように、反射素子群2
は、輪郭(外形)が円弧状に形成された反射曲面を持つ
反射素子Eを多数有している。そして、この反射素子群
2は、Z方向に沿って多数配列された反射素子の列をY
方向に沿って5列有している。そして、この5列の反射
素子の列は、全体としてほぼ円形状となるように構成さ
れている。
Here, the reflecting element group 2 is constituted by a large number of reflecting elements (optical elements) E arranged two-dimensionally and densely along a predetermined first reference plane P 1 perpendicular to the YZ plane. ing. Specifically, as shown in FIG.
Has many reflective elements E having a reflective curved surface whose contour (outer shape) is formed in an arc shape. The reflection element group 2 includes a large number of rows of reflection elements arranged in the Z direction.
It has five rows along the direction. The five rows of reflecting elements are configured to be substantially circular as a whole.

【0028】なお、反射素子Eの輪郭形状(円弧形状)
は、後述する被照射面としての反射マスク5上に形成さ
れる円弧状の照明領域IFの形状と相似である。各反射
素子Eは、図3の(a)及び(b)に示すように、光軸
AxE から偏心した所定の領域において所定の曲率半径
E の反射曲面の1部を、輪郭(外形)が円弧状となる
ように切り出した形状を有しており、この円弧状反射素
子Eの中心CE は、光軸AxE からの高さhE の位置に
ある。従って、各反射素子Eの偏心した反射面RSE
は、図3の(b)に示すように、所定の曲率半径RE
有する偏心球面ミラーで構成される。なお、図3の
(b)中のRSE は、光源手段1から入射する光束を有
効に反射させる反射素子Eの有効反射領域を示してい
る。
The outline shape (arc shape) of the reflection element E
Is similar to the shape of an arc-shaped illumination region IF formed on a reflection mask 5 as a surface to be described later. Each reflective element E, as shown in FIGS. 3 (a) and (b), in a predetermined area eccentric from the optical axis Ax E A portion of the reflection curved surface of a predetermined radius of curvature R E, outline (outer shape) there has such a shape as to cut into an arc shape, the center C E of the circular arc-shaped reflective element E is in the position of a height h E from the optical axis Ax E. Therefore, the eccentric reflecting surface RSE of each reflecting element E
, As shown in (b) of FIG. 3, constituted by an eccentric spherical mirror having a predetermined radius of curvature R E. Incidentally, RS E in the FIG. 3 (b) shows the effective reflective area of the reflective element E to effectively reflect the light beam incident from the light source means 1.

【0029】よって、図3の(b)に示すように、反射
素子Eの光軸AxE に沿って平行な方向に入射するレー
ザ光(平行光束)Lは、反射素子Eの光軸AxE 上の焦
点位置FE に集光されて光源像Iを形成する。なお、こ
の時の反射素子Eの焦点距離fE は、反射素子Eの反射
曲面の頂点OE と反射素子Eの反射曲面の焦点位置F E
との間の距離となり、反射素子Eの反射曲面の曲率半径
E とすると、次式(1)の関係が成立している。 (1) fE =−RE /2 図1に戻って説明すると、反射素子群2にほぼ垂直に入
射するレーザ光(平行光束)は、多数の反射素子Eの反
射作用によって、円弧状に波面分割されて入射光束から
ずれた位置P2 に多数の反射素子Eの数に対応する光源
像が形成される。換言すれば、反射素子群2を構成する
多数の反射素子Eの各光軸AxE に対して平行な方向か
らレーザ光が入射するものとすると、各反射素子Eの反
射集光作用により、各光軸AxE 上に存在する焦点位置
E を通る面P2 に光源像Iがそれぞれ形成される。多
数の光源像Iが形成される面P2 には、実質的に、多数
の2次光源が形成される。従って、反射素子群2は、多
数の光源像Iを形成する光源像形成光学系、即ち多数の
2次光源を形成する多光源形成光学系として機能を有し
ている。
Therefore, as shown in FIG.
Optical axis Ax of element EERays incident in parallel directions along
The light (parallel light flux) L is reflected by the optical axis Ax of the reflection element E.ETop focus
Point position FETo form a light source image I. In addition, this
Focal length f of the reflecting element E at the time ofEIs the reflection of the reflection element E
Vertex O of curved surfaceEAnd the focal position F of the reflection surface of the reflection element E E
And the radius of curvature of the reflective surface of the reflective element E
REThen, the relationship of the following equation (1) is established. (1) fE= -RE/ 2. Returning to FIG.
The emitted laser light (parallel light beam)
Is divided into circular arcs by the
Offset position PTwoLight sources corresponding to the number of reflective elements E
An image is formed. In other words, the reflection element group 2 is configured.
Each optical axis Ax of many reflective elements EEDirection parallel to
If a laser beam is incident on the reflective element E,
Each optical axis AxETop focus position
FEPlane P passing throughTwoLight source images I are respectively formed. Many
P on which a number of light source images I are formedTwoHas a substantial number
Is formed. Therefore, the reflection element group 2 has many
Light source image forming optical system for forming a number of light source images I,
Has a function as a multiple light source forming optical system that forms a secondary light source
ing.

【0030】この多数の光源像Iからの光束は、コンデ
ンサー光学系としての光軸AxC を有するコンデンサー
反射鏡3に入射する。このコンデンサー反射鏡3は、光
軸AxC から離れた位置に有効反射面を有する1枚の球
面ミラーで構成され、この球面ミラーは、所定の曲率半
径RC を有している。コンデンサー反射鏡3の光軸Ax
C は、光学素子群2により多数の光源像Iが形成される
中心位置(光軸AxCと光源像Iが形成される面P2
が交差する位置)を通る。但し、コンデンサー反射鏡3
の焦点位置は、この光軸AxC 上に存在する。
The light beam from the plurality of light source images I is incident on the condenser reflector 3 having an optical axis Ax C as the condenser optical system. The condenser reflector 3 is composed of one spherical mirror having an effective reflecting surface at a position away from the optical axis Ax C, the spherical mirror has a predetermined radius of curvature R C. Optical axis Ax of condenser reflector 3
C passes through the center position of a number of light source images I are formed by the optical element group 2 (the plane P 2 of the optical axis Ax C and the light source images I are formed intersects position). However, condenser reflector 3
Focus position of are present on the optical axis Ax C.

【0031】なお、コンデンサー反射鏡3の光軸AxC
は、光学素子群2を構成する多数の光学素子E1 の各光
軸AxE1と平行である。さて、多数の光源像Iからの各
光束は、コンデンサー反射鏡3によりそれぞれ反射集光
された後、偏向ミラーとしての平面鏡4を介して被照射
面としての反射型マスク5を円弧状に重畳的に照明す
る。図4は図1の矢印Aで示す方向、即ち反射型マスク
5の裏面から見たときに、反射型マスク5上に形成され
る円弧状の照明領域IFの様子を示しており、円弧状の
照明領域IFの曲率中心OIFは図1に示す投影系の光軸
AxP 上に存在する。また、仮に図1の平面ミラー4を
除去した場合には、照明領域IFは図1の被照射面IP
の位置に形成され、この時の照明領域IFの曲率中心O
IFは、コンデンサー光学系3の光軸AxC 上に存在す
る。
The optical axis Ax C of the condenser reflecting mirror 3
Is parallel to the optical axis Ax E1 of a number of optical elements E 1 constituting the optical element group 2. After being condensed by the condenser reflecting mirror 3, the light fluxes from the multiple light source images I are respectively reflected and condensed by the reflective mask 5 as the irradiation surface via the plane mirror 4 as the deflecting mirror in an arc shape. To illuminate. FIG. 4 shows a state of an arc-shaped illumination region IF formed on the reflective mask 5 when viewed from the direction indicated by the arrow A in FIG. center of curvature O IF of the illumination field IF is present on the optical axis Ax P of the projection system shown in FIG. Also, if the plane mirror 4 in FIG. 1 is removed, the illumination area IF becomes the irradiation surface IP in FIG.
And the curvature center O of the illumination area IF at this time
IF is present on the optical axis Ax C of the condenser optical system 3.

【0032】従って、図1に示す例では、コンデンサー
光学系3の光軸AxC が平面ミラー4によって90°偏
向されていないが、図1に示す平面ミラー4の仮想の反
射面4aにてコンデンサー光学系3の光軸AxC を90
°偏向させれば、コンデンサー光学系3の光軸AxC
投影系6の光軸AxP とは、反射マスク5上では同軸と
なる。このため、これらの光軸(AxC 、AxP )は光
学的に同軸であると言える。よって、各光軸(AxC
AxP )は円弧状の照明領域IFの曲率中心O IFを光学
的に通るようにコンデンサー光学系3と投影系6とは配
置されている。
Therefore, in the example shown in FIG.
Optical axis Ax of optical system 3CIs deflected by 90 ° by the plane mirror 4.
Although not oriented, the virtual mirror 4 shown in FIG.
The optical axis Ax of the condenser optical system 3 at the launch surface 4aC90
°, the optical axis Ax of the condenser optical system 3CWhen
Optical axis Ax of projection system 6PMeans that the reflection mask 5 is coaxial
Become. Therefore, these optical axes (AxC, AxP) Is light
It can be said that they are coaxial. Therefore, each optical axis (AxC,
AxP) Is the center of curvature O of the arc-shaped illumination area IF. IFThe optical
The condenser optical system 3 and the projection system 6 are
Is placed.

【0033】さて、反射型マスク5の表面には、所定の
回路パターンが形成されており、この反射型マスク5
は、XY平面内に沿って2次元的に移動可能なマスクス
テージMSに保持されている。この反射型マスク5を反
射した光は、投影系6を介して感光性基板としてのレジ
ストが塗布されたウエハW上に結像され、ここには、円
弧状の反射マスク5のパターン像が投影転写される。ウ
エハ7は、XY平面内に沿って2次元的に移動可能な基
板ステージWSに保持されている。
On the surface of the reflective mask 5, a predetermined circuit pattern is formed.
Are held on a mask stage MS that can move two-dimensionally along the XY plane. The light reflected by the reflective mask 5 is imaged via a projection system 6 on a wafer W coated with a resist as a photosensitive substrate, and a pattern image of the arc-shaped reflective mask 5 is projected thereon. Transcribed. The wafer 7 is held on a substrate stage WS that can move two-dimensionally along the XY plane.

【0034】ここで、マスクステージMSは第1駆動系
1 を介してXY平面内に沿って2次元的に移動し、基
板ステージWSは第2駆動系D2 を介してXY平面内に
沿って2次元的に移動する。この2つの駆動系(D1
2 )は、制御系8によって各駆動量が制御されてい
る。従って、制御系8は、2つの駆動系(D1 、D2
を介してマスクステージMS及び基板ステージWSを互
いに反対方向(矢印方向)へ移動させることによって、
反射型マスク5上に形成されているパターン全体が投影
系6を介してウエハW上に走査露光される。これによ
り、半導体デバイスを製造する光リソグラフィー工程で
の良好なる回路パターンがウエハ7上に転写されるた
め、良好なる半導体デバイスを製造することができる。
Here, the mask stage MS moves two-dimensionally along the XY plane via the first drive system D 1 , and the substrate stage WS moves along the XY plane via the second drive system D 2. Move two-dimensionally. These two drive systems (D 1 ,
In D 2 ), each drive amount is controlled by the control system 8. Therefore, the control system 8 has two drive systems (D 1 , D 2 )
By moving the mask stage MS and the substrate stage WS in directions opposite to each other (in the direction of the arrow) via
The entire pattern formed on the reflective mask 5 is scanned and exposed on the wafer W via the projection system 6. Thereby, a good circuit pattern in the photolithography process for manufacturing a semiconductor device is transferred onto the wafer 7, so that a good semiconductor device can be manufactured.

【0035】光軸AxP を有する投影系6は、その光軸
AxC から離れた位置に有効反射面を持つ4枚の非球面
ミラー(6a〜6d)を有するオフアクシス型の縮小系
で構成されている。そして、投影系6は物体面(マスク
5)及び像面(ウエハ7)の双方において光軸AxC
ら離れた位置に円弧状の視野を有している。なお、投影
系6は物体面(マスク5)での円弧状の視野は、照明系
によってマスク5に形成される円弧状の照明領域IFに
見合う大きさを有している。
The projection system 6 having an optical axis Ax P is composed of off-axis type of reduction system with four aspherical mirror having an effective reflecting surface at a position away from the optical axis Ax C (6 a to 6 d) Have been. Then, the projection system 6 has an arc-shaped field in a position away from the optical axis Ax C in both the object plane (mask 5) and the image plane (wafer 7). In the projection system 6, the arc-shaped visual field on the object plane (mask 5) has a size corresponding to the arc-shaped illumination area IF formed on the mask 5 by the illumination system.

【0036】第1、第3及び第4の非球面ミラー(6
a、6c、6d)は、凹面型の非球面鏡で構成され、第
2の非球面ミラー6bは、凸面型の非球面鏡で構成され
ている。投影系6の瞳は第3の非球面ミラー6cの反射
表面上に存在し、この瞳の位置PS には開口絞り等が設
けられている。
The first, third and fourth aspheric mirrors (6
a, 6c, 6d) are constituted by concave aspheric mirrors, and the second aspheric mirror 6b is constituted by a convex aspheric mirror. Pupil of the projection system 6 is present on the reflective surface of the third aspherical mirror 6c, the aperture stop, and the like is provided at a position P S of the pupil.

【0037】さて、次に、図1に示した例の光学素子群
2の作用について、図5を参照しながら説明する。図5
は、図1に示した反射マスク5を照明する照明装置の部
分を拡大して示した図であり、図5では、説明を分かり
やすくするために、平面ミラー4を省略し、また、反射
素子群2が3つの反射素子(Ea 〜Ec )で構成されて
いるものとする。
Next, the operation of the optical element group 2 of the example shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG.
FIG. 5 is an enlarged view of a portion of an illumination device that illuminates the reflection mask 5 shown in FIG. 1. In FIG. 5, the planar mirror 4 is omitted for easy understanding of description, and the reflection element is omitted. shall group 2 is composed of three reflective elements (E a ~E c).

【0038】図1にて説明したように、反射素子群2
は、所定の基準平面P1 に沿って配置された3つの反射
素子(Ea 〜Ec )を含み、その所定の基準平面P
1 は、各反射素子(Ea 〜Ec )の焦点位置(曲率中心
の位置)P2 を通る平面(YZ平面)と平行である。図
5に示すように、反射素子群2中の反射素子Ea に入射
したレーザ光(平行光束)は、反射素子Ea の反射面の
輪郭形状に対応するように円弧状の光束に波面分割され
て、その波面分割された円弧状の光束(実線で示す光
束)は、反射素子Ea の反射面の集光作用によって光源
像Ia を形成する。その後、その光源像Ia からの光束
はコンデンサー光学系3の反射面によって集光されて、
反射型マスク5は斜め方向から円弧状に照明される。な
お、図5の紙面方向が反射型マスク5上に形成される円
弧状の照明領域の幅方向となる。
As described with reference to FIG.
Includes three reflective elements (E a to E c ) arranged along a predetermined reference plane P 1 , and the predetermined reference plane P
1 is parallel to the focal position (position of the center of curvature) plane passing through P 2 of the reflective elements (E a to E c) (YZ plane). As shown in FIG. 5, the laser beam (parallel light flux) incident on the reflective element E a in the reflective element group 2, wavefront dividing the arc-shaped light beam so as to correspond to the contour shape of the reflective surface of the reflective element E a is, the wavefront divided arc-shaped light beam (light flux shown by the solid line) forms a light source image I a by the focusing action of the reflective surface of the reflective element E a. Thereafter, the light beam from the light source image I a is condensed by the reflection plane of the condenser optical system 3,
The reflective mask 5 is illuminated in an arc shape from an oblique direction. 5 is the width direction of the circular illumination area formed on the reflective mask 5.

【0039】また、反射素子群2中の反射素子Ec に入
射したレーザ光(平行光束)は、光学素子Ec の反射面
の輪郭形状に対応するように円弧状の光束に波面分割さ
れて、その波面分割された円弧状の光束(実線で示す光
束)は、反射素子Ec の反射面の集光作用によって光源
像Ic を形成する。その後、その光源像Ic からの光束
はコンデンサー光学系3の反射面によって集光されて、
反射型マスク5は、実線で示した光束により形成される
円弧状の照明領域と重畳するように円弧状に照明され
る。
Further, the laser light incident on the reflective element Ec in reflective element group 2 (parallel light flux), are wavefront splitting an arc-shaped light beam so as to correspond to the contour shape of the reflective surface of the optical element E c, wavefront divided arc-shaped light beam (light flux shown by the solid line) forms a light source image I c by the focusing action of the reflective surface of the reflective element E c. Thereafter, the light beam from the light source image I c is condensed by the reflection plane of the condenser optical system 3,
The reflective mask 5 is illuminated in an arc shape so as to overlap with an arc-shaped illumination region formed by a light flux shown by a solid line.

【0040】このように、反射素子群2中の各反射素子
を通過した光が反射型マスク5上を円弧状に重畳的に照
明するため、均一な照明が達成できる。なお、図1に示
すように、反射素子群2中の各反射素子により形成され
る光源像が投影系6の瞳の位置PS (投影系6の入射
瞳)に再結像されるため、所謂ケーラー照明が達成され
る。
As described above, since the light that has passed through each of the reflection elements in the reflection element group 2 illuminates the reflection type mask 5 in an arc shape in a superimposed manner, uniform illumination can be achieved. As shown in FIG. 1, a light source image formed by each reflecting element in the reflecting element group 2 is re-imaged at the position P S of the pupil of the projection system 6 (the entrance pupil of the projection system 6). So-called Koehler illumination is achieved.

【0041】以上の第1の実施の形態で示すように、マ
スク5のパターンを感光性基板7に露光するために、照
明装置及び投影系の全てを反射型部材及び反射型素子で
構成したとしても、実質的にケーラー照明の条件を保ち
ながら、マスク上に照度が均一な円弧状の照明領域を効
率良く形成することができる。なお、コンデンサー光学
系3の射影関係を正射影にすることにより、方向によら
ず均一な開口数NAのもとで反射型マスク5を照明する
ことができる。
As shown in the first embodiment, in order to expose the pattern of the mask 5 to the photosensitive substrate 7, it is assumed that all of the illuminating device and the projection system are composed of reflective members and reflective elements. However, it is possible to efficiently form an arc-shaped illumination region having uniform illuminance on the mask while substantially maintaining the Koehler illumination condition. By setting the projection relationship of the condenser optical system 3 to orthographic projection, the reflective mask 5 can be illuminated with a uniform numerical aperture NA regardless of the direction.

【0042】また、図2に示されるうよに、反射素子群
2の外形(輪郭)がほぼ円形状に多数の反射素子Eが稠
密に配列されることにより、位置P2 に形成される多数
の光源像により形成される2次光源の外形(輪郭)がほ
ぼ円形状となる。従って、コンデンサー光学系3の射影
関係を正射影にする事及び2次光源の外形(輪郭)にす
る事を同時に行うことにより、マスク5上に形成される
照明領域IF内での空間コヒーレンシーが場所及び方向
によらず均一にすることができる。
Further, in Uyo shown in FIG. 2, by a large number of reflective elements E are densely arranged outer shape of the reflective element group 2 (contour) is a substantially circular shape, a number that is formed at a position P 2 The outer shape (outline) of the secondary light source formed by the light source image is substantially circular. Therefore, by simultaneously making the projection relationship of the condenser optical system 3 orthographic and the outer shape (outline) of the secondary light source, the spatial coherency in the illumination area IF formed on the mask 5 is reduced. And the direction can be uniform.

【0043】さらに、反射素子群2中の各反射素子の反
射面の形状は、射影関係をコンデンサー光学系3と同一
にとなるように構成することにより、反射素子群2及び
コンデンサー光学系3にて歪曲収差を発生させることな
く、反射型マスク5上に形成される円弧状照明領域での
照度をより一層均一にすることができる。以上において
は、反射素子群2を構成する各反射素子E及びコンデン
サー光学系3を構成するコンデンサーミラーを共に偏心
した球面状の反射面とした例を述べたが、これらを非球
面とすることもできる。
Further, the shape of the reflecting surface of each reflecting element in the reflecting element group 2 is configured so that the projection relationship is the same as that of the condenser optical system 3, so that the reflecting element group 2 and the condenser optical system 3 can be used. Thus, the illuminance in the arc-shaped illumination region formed on the reflective mask 5 can be made more uniform without causing distortion. In the above, an example has been described in which each of the reflecting elements E constituting the reflecting element group 2 and the condenser mirror constituting the condenser optical system 3 are both decentered spherical reflecting surfaces. However, these may be made aspherical. it can.

【0044】そこで、図1に示した露光装置中の反射素
子群2及びコンデンサー光学系3の具体的な数値を挙げ
る。以下に掲げる数値例では、反射素子群2を構成する
各反射素子E及びコンデンサー光学系3を構成するコン
デンサーミラーが共に非球面で構成された場合を示して
いる。図4に示すように、反射マスク5上に形成される
円弧状の照明領域IFの円弧の曲率RIFを96mm、照
明領域IFの円弧の張る角αIFを60°、円弧状の照明
領域IFの両端間の距離LIFを96mm、照明領域IF
の円弧の幅tIFを6mm、反射マスク5上での照明開口
数NAを0.015、反射マスク5の法線に対する照明
光の主光線の傾きを30mrad(換言すれば、投影系
6の入射瞳位置が反射マスク5から3119mmにある
ことと同じ。)、レーザ光源から供給される光束径φを
42mm程度とする。
Thus, specific numerical values of the reflection element group 2 and the condenser optical system 3 in the exposure apparatus shown in FIG. In the numerical examples given below, a case is shown in which each of the reflecting elements E constituting the reflecting element group 2 and the condenser mirror constituting the condenser optical system 3 are both aspherical. As shown in FIG. 4, the curvature R IF of the arc of the arc-shaped illumination region IF formed on the reflection mask 5 is 96 mm, the angle α IF of the arc of the illumination region IF is 60 °, and the arc-shaped illumination region IF. Distance L IF between both ends of 96 mm, illumination area IF
6mm width t IF of arc, 0.015 illumination numerical aperture NA of over reflective mask 5, if 30 mrad (i.e. the inclination of the principal ray of the illumination light relative to the normal of the reflective mask 5, the incident of the projection system 6 The pupil position is the same as that of 3119 mm from the reflection mask 5), and the beam diameter φ supplied from the laser light source is about 42 mm.

【0045】また、図6の(a)に示すように、反射素
子群2中の反射素子Eの反射曲面(非球面)をASE
し、反射素子Eの反射曲面の頂点OE での基準球面をS
E 、基準球面の曲率中心をORE、反射素子Eの反射曲面
の頂点OE での接平面と垂直かつ反射素子Eの反射曲面
の頂点OE を通る方向をX軸(反射素子Eの光軸Ax E
をX軸)とし、反射素子Eの反射曲面の頂点OE での接
平面と平行かつ反射素子Eの反射曲面の頂点OE を通る
方向をY軸、X軸とY軸とが交差する反射素子Eの反射
曲面の頂点OE を原点とするXY座標を考える。
Further, as shown in FIG.
The reflection curved surface (aspheric surface) of the reflection element E in the subgroup 2 is ASEWhen
And the vertex O of the reflection curved surface of the reflection element EEThe reference sphere at
E, The center of curvature of the reference sphere is ORE, Reflective surface of reflective element E
Vertex OESurface of the reflective element E perpendicular to the tangent plane at
Vertex OEThrough the X axis (the optical axis Ax of the reflective element E). E
Is the X axis), and the vertex O of the reflection curved surface of the reflection element E isEContact with
The vertex O of the reflection surface of the reflection element E which is parallel to the plane and isEPass through
Reflection of the reflective element E where the direction is the Y axis and the X axis and the Y axis intersect
Vertex O of curved surfaceEConsider the XY coordinates with the origin as.

【0046】ここで、図6の(a)は反射素子群2中の
反射素子Eの反射曲面の断面図を示しており、図6の
(b)は反射素子群2中の反射素子Eの正面図を示して
いる。反射素子Eの反射曲面の頂点OE での接平面から
反射素子Eの反射表面(非球面)までのX軸(光軸Ax
E )の方向に沿った距離をx、X軸(光軸AxE )から
反射素子Eの反射表面(非球面)までのY軸の方向に沿
った距離をy、反射素子Eの反射曲面の頂点OE を通る
基準球面SE の曲率半径(反射素子Eの基準曲率半径)
をRE 、非球面係数をC2 、C4 、C6 、C8 及びC10
とするとき、反射素子群2を構成する各反射素子Eの反
射面は、以下の非球面式で表現される非球面で構成され
る。 x(y)=(y2 /RE )/〔1+(1−y2
E 2 0.5 〕+C2 2 +C4 4 +C6 6 +C8
8 +C1010E =−183.3211 C2 =−5.37852×10-44 =−4.67282×10-86 =−2.11339×10-108 = 5.71431×10-1210=−5.18051×10-14 反射素子群2を構成する各反射素子Eは、図6の(a)
に示すように、ミラーの断面方向では、光軸AxE から
の高さy1 と光軸AxE からの高さy2 とで挟まれた反
射断面形状を有し、図6の(b)に示すように正面方向
では、円弧の開き角αE が60°で円弧の両端間の長さ
が5.25mmとなる円弧状の非球面偏心ミラーで構成
されている。なお、光軸AxE からの高さy1 は5.0
85mmであり、光軸AxE からの高さy2 は5.41
5mmである。
Here, FIG. 6A is a sectional view of a reflection curved surface of the reflection element E in the reflection element group 2, and FIG. It shows a front view. X-axis (optical axis Ax) from the tangent plane at the vertex O E of the reflection curved surface of the reflection element E to the reflection surface (aspheric surface) of the reflection element E
The distance along the direction of E) x, X-axis (the distance along the direction of Y-axis from the optical axis Ax E) to the reflective surface of the reflective element E (aspherical) y, the reflection curved surface of the reflective element E Radius of curvature of reference spherical surface S E passing through vertex O E (reference radius of curvature of reflective element E)
Is R E , and the aspheric coefficients are C 2 , C 4 , C 6 , C 8 and C 10
In this case, the reflection surface of each reflection element E constituting the reflection element group 2 is constituted by an aspheric surface expressed by the following aspheric expression. x (y) = (y 2 / R E) / [1+ (1-y 2 /
R E 2) 0.5] + C 2 y 2 + C 4 y 4 + C 6 y 6 + C 8
y 8 + C 10 y 10 R E = -183.3211 C 2 = -5.37852 × 10 -4 C 4 = -4.67282 × 10 -8 C 6 = -2.11339 × 10 -10 C 8 = 5 each reflective element E which constitute a .71431 × 10 -12 C 10 = -5.18051 × 10 -14 reflective element group 2 is shown in FIG. 6 (a)
As shown, in the cross direction of the mirror has a reflection sectional shape sandwiched between the height y 2 from the height y 1 and the optical axis Ax E from the optical axis Ax E, shown in FIG. 6 (b) As shown in the figure, in the front direction, the arc-shaped aspherical eccentric mirror has an arc opening angle α E of 60 ° and a length between both ends of the arc of 5.25 mm. The height y 1 from the optical axis Ax E 5.0
It is 85 mm, the height y 2 from the optical axis Ax E 5.41
5 mm.

【0047】この場合、反射素子Eにより形成される光
源像Iは、反射素子Eの光軸AxEの方向では、反射素
子Eの反射曲面の頂点OE から76.56mm(=
I )だけ離れた位置にあり、反射素子Eの光軸AxE
と直交する方向では、反射素子Eの円弧の中心径から
5.25mmだけ離れた光軸AxE の位置にある。な
お、反射素子Eの光軸AxE と直交する方向での光源像
Iの位置は、反射素子Eの円弧の外径から5.085m
m(=y1 )だけ離れた光軸AxE の位置にあり、ま
た、反射素子Eの円弧の外径から5.415mm(=y
2 )だけ離れた光軸AxEの位置にある。
[0047] In this case, the light source image I formed by the reflective element E is in the direction of the optical axis Ax E of the reflective element E, 76.56Mm from the apex O E of the reflective curved surface of the reflective element E (=
Located x I) a position apart, the optical axis Ax E of the reflective element E
And the direction perpendicular, from the central diameter of the circular arc of the reflective element E to the position of 5.25mm apart optical axis Ax E. The position of the light source image I in a direction orthogonal to the optical axis Ax E of the reflective element E, 5.085M from the outer diameter of the arc of the reflective element E
m (= y 1) in the position of apart optical axis Ax E, also, 5.415Mm from the outer diameter of the arc of the reflective element E (= y
2) apart in the position of the optical axis Ax E.

【0048】そして、図2に示すように、以上の寸法の
有する多数の偏心非球面型の反射素子Eを配列すること
により良好なる反射素子群2を構成することができる。
次に、以上の寸法の有する多数の偏心非球面型を有する
反射素子Eを用いた場合におけるコンデンサー光学系と
してのコンデンサーミラー3の具体的な数値例について
挙げる。
As shown in FIG. 2, a good reflection element group 2 can be constructed by arranging a large number of eccentric aspherical reflection elements E having the above dimensions.
Next, specific numerical examples of the condenser mirror 3 as a condenser optical system in the case of using a large number of decentered aspherical reflective elements E having the above dimensions will be described.

【0049】図7に示すように、コンデンサーミラー3
の反射曲面(非球面)をASC とし、コンデンサーミラ
ー3の反射曲面の頂点OC での基準球面をSC 、基準球
面の曲率中心をORC、コンデンサーミラー3の反射曲面
の頂点OC での接平面と垂直かつコンデンサーミラー3
の反射曲面の頂点OC を通る方向をX軸(コンデンサー
ミラー3の光軸AxC をX軸)とし、コンデンサーミラ
ー3の反射曲面の頂点OC での接平面と平行かつコンデ
ンサーミラー3の反射曲面の頂点OC を通る方向をY
軸、X軸とY軸とが交差するコンデンサーミラー3の反
射曲面の頂点Ocを原点とするXY座標を考える。
As shown in FIG. 7, the condenser mirror 3
The reflection curved surface (aspherical surface) and AS C, the reference spherical surface S C at the apex O C of the reflection curved surface of the condenser mirror 3, a center of curvature of a reference sphere at O RC, the apex of the reflection curved surface of the condenser mirror 3 O C of Perpendicular to the tangent plane and the condenser mirror 3
The direction passing through the vertex O C of the reflection curved surface is defined as the X axis (the optical axis Ax C of the condenser mirror 3 is the X axis), and the reflection of the condenser mirror 3 is parallel to the tangent plane at the vertex O C of the reflection curved surface of the condenser mirror 3. the direction passing through the vertex O C of the curved surface Y
Axis, and the X-axis and Y-axis consider XY coordinate having an origin the apex O c of the reflection curved surface of the condenser mirror 3 intersect.

【0050】ここで、図7はコンデンサーミラー3の反
射曲面の断面図を示している。コンデンサーミラー3の
反射曲面の頂点OC での接平面からコンデンサーミラー
3の反射表面(非球面)までのX軸(光軸AxC )の方
向に沿った距離をx、X軸(光軸AxC )からコンデン
サーミラー3の反射表面(非球面)までのY軸の方向に
沿った距離をy、コンデンサーミラー3の反射曲面の頂
点Oc を通る基準球面の曲率半径(コンデンサーミラー
3の基準曲率半径)をRC 、非球面係数をC2、C4
6 、C8 及びC10とするとき、コンデンサーミラー3
の反射面は、以下の非球面式で表現される非球面で構成
される。 x(y)=(y2 /RC )/〔1+(1−y2
C 2 0.5 〕+C2 2 +C4 4 +C6 6 +C8
8 +C1010C =−3518.74523 C2 =−3.64753×10-54 =−1.71519×10-116 = 1.03873×10-158 =−3.84891×10-2010= 5.12369×10-25 但し、コンデンサーミラー3の光軸AxC と直交する面
2 には、反射素子群2により形成される光源像Iが形
成されており、この光源像Iが形成される面P 2 は、コ
ンデンサーミラー3の反射曲面の頂点OC から光軸Ax
C に沿って2009.8mm(xIC)だけ離れた位置に
ある。
Here, FIG. 7 shows the reverse of the condenser mirror 3.
FIG. 4 shows a sectional view of a curved surface. Of condenser mirror 3
Vertex O of reflection surfaceCFrom the tangent plane at the condenser mirror
X axis (optical axis Ax) up to the reflective surface (aspherical surface) 3C)Who
The distance along the direction is x, X axis (optical axis AxC) From Conden
In the direction of the Y axis up to the reflecting surface (aspheric surface) of the thermistor 3
The distance along the y is the top of the reflection curved surface of the condenser mirror 3
Point OcRadius of curvature of reference sphere passing through (condenser mirror
3) is RCAnd the aspheric coefficient is CTwo, CFour,
C6, C8And CTenAnd the condenser mirror 3
Consists of an aspheric surface expressed by the following aspheric expression
Is done. x (y) = (yTwo/ RC) / [1+ (1-yTwo/
RC Two)0.5] + CTwoyTwo+ CFouryFour+ C6y6+ C8
y8+ CTenyTen RC= -3518.774523 CTwo= −3.64753 × 10-Five CFour= −1.71519 × 10-11 C6= 1.03873 × 10-15 C8= −3.84891 × 10-20 CTen= 5.1369 × 10-twenty five However, the optical axis Ax of the condenser mirror 3CPlane orthogonal to
PTwoShows a light source image I formed by the reflective element group 2
Plane P on which the light source image I is formed TwoIs
Vertex O of the reflection curved surface of the condenser mirror 3CFrom the optical axis Ax
CAlong with 2009.8 mm (xI c) Just away
is there.

【0051】以上の数値例で示した偏心非球面型の反射
面を持つ多数の反射素子Eで構成される反射素子群2と
偏心非球面型のコンデンサーミラー3によって、照度分
布及び空間的コヒーレンシーが均一な円弧状の被照射領
域IFが形成される。このとき、図7に示すように、コ
ンデンサーミラー3により形成される円弧状の被照射領
域IFの幅方向での中心CIFは、コンデンサーミラー3
の光軸AxC の方向では、コンデンサーミラー3の反射
曲面の頂点OC から1400mm(=xM )だけ離れた
位置にあり、コンデンサーミラー3の光軸AxC の高さ
方向では、その光軸AxC から96(=yMC)の位置に
ある。
The illuminance distribution and the spatial coherency can be improved by the reflecting element group 2 composed of a large number of reflecting elements E having the eccentric aspherical reflecting surface and the eccentric aspherical type condenser mirror 3 shown in the above numerical examples. A uniform arc-shaped irradiation region IF is formed. At this time, as shown in FIG. 7, the center C IF in the width direction of the arc-shaped irradiation region IF formed by the condenser mirror 3 is equal to the condenser mirror 3.
In the direction of the optical axis Ax C is located from the apex O C of the reflection curved surface of the condenser mirror 3 to 1400mm (= x M) apart position, in the height direction of the optical axis Ax C of the condenser mirror 3, its optical axis from Ax C at the position of 96 (= y MC).

【0052】以上の構成により、反射型マスク5上に照
度及び空間コヒーレンシーが均一な照明領域IFを形成
することができる。なお、光学素子群2を構成する各光
学素子Eの焦点距離をfF とし、コンデンサー光学系3
の焦点距離をfC とするとき、以下の式(2)の関係を
満たすことが好ましい。 (2) 0.01<|fF /fC |<0.5 この(2)式の上限を越えると、光学素子群2を構成す
る各光学素子に適切なパワーを持たせたときに、コンデ
ンサー光学系の焦点距離が非常に短くなり過ぎる。この
ため、コンデンサー光学系にて収差が大きく発生するた
め、マスク5上に均一な円弧状の照明領域を形成するこ
とが困難となる。一方、(2)式の下限を越えると、光
学素子群を構成する各光学素子に適切なパワーを持たせ
たときに、コンデンサー光学系の焦点距離が長くなり過
ぎ、コンデンサー光学系自体が大きくなり過ぎ、装置を
コンパクトに構成することが困難となる。
With the above configuration, it is possible to form an illumination area IF having uniform illuminance and spatial coherency on the reflective mask 5. The focal length of each optical element E constituting the optical element group 2 is f F , and the condenser optical system 3
It is preferable that the following formula (2) is satisfied when the focal length of f is set to f C. (2) 0.01 <| f F / f C | <0.5 When the value exceeds the upper limit of the expression (2), when each optical element constituting the optical element group 2 has an appropriate power, The focal length of the condenser optics is too short. For this reason, a large aberration occurs in the condenser optical system, so that it is difficult to form a uniform arc-shaped illumination area on the mask 5. On the other hand, if the lower limit of the expression (2) is exceeded, when the respective optical elements constituting the optical element group have appropriate power, the focal length of the condenser optical system becomes too long and the condenser optical system itself becomes large. This makes it difficult to make the device compact.

【0053】因みに、前述の光学素子群2を構成する各
光学素子E及びコンデンサーミラー3の数値例に従っ
て、上記(2)式の対応値を挙げる。前述のように、光
学素子群2を構成する各光学素子の曲率半径RE は−1
83.3211mmであるため、その光学素子Eの基準
の焦点距離fF は91.66055mm(fF =−RE
/2)となる。また、コンデンサーミラー3の曲率半径
C は−3518.74523mmであるため、その光
学素子Eの基準の焦点距離fC は1759.3726m
m(fC =−Rc /2)となる。従って、|fF /fC
|=0.052となり、上式で示した関係を満たしてお
り、良好なる照明領域を保ちながら装置がコンパクトに
構成されていることが理解できる。
Incidentally, according to the numerical examples of the optical elements E and the condenser mirror 3 constituting the optical element group 2 described above, the corresponding values of the above equation (2) will be listed. As described above, the curvature radius R E of the optical elements constituting the optical element group 2 -1
83.3211 mm, the reference focal length f F of the optical element E is 91.66055 mm (f F = −R E).
/ 2). Further, since the radius of curvature R C of the condenser mirror 3 is -3518.74523Mm, the focal length f C of the reference of the optical element E 1759.3726M
m (f C = −R c / 2). Therefore, | f F / f C
| = 0.052, which satisfies the relationship shown in the above equation, and it can be understood that the apparatus is configured compact while maintaining a favorable illumination area.

【0054】ところで、図1に示した実施の形態では、
被照射物体としての反射マスク5又は感光性基板7での
照明特性(照明分布、テレセントリシティ等)を良好と
する必要がある。
By the way, in the embodiment shown in FIG.
It is necessary to improve the illumination characteristics (illumination distribution, telecentricity, etc.) on the reflection mask 5 or the photosensitive substrate 7 as the object to be irradiated.

【0055】まず、図1及び図23を参照しながら被照
射物体としての反射型マスク5又は感光性基板7の照明
分布の調整の原理及び調整機構について説明する。尚、
図1に示した光源手段1から正規分布状(ガウス分布
状)の強度分布を持つ光束が供給されるものとする。
First, the principle and mechanism of adjusting the illumination distribution of the reflective mask 5 or the photosensitive substrate 7 as an object to be irradiated will be described with reference to FIGS. still,
It is assumed that a light beam having a normal distribution (Gaussian distribution) intensity distribution is supplied from the light source unit 1 shown in FIG.

【0056】ここで、図23は図1に示した実施の形態
において反射型マスク5又は感光性基板7上に形成され
る円弧状の照明領域IFに形成される照度分布(又は光
強度分布)の様子を示している。
FIG. 23 shows the illuminance distribution (or light intensity distribution) formed in the arc-shaped illumination region IF formed on the reflective mask 5 or the photosensitive substrate 7 in the embodiment shown in FIG. Is shown.

【0057】但し、図23において、INは照度(又は
光強度)を示し、DI1 は走査方向(走査露光方向)を
示し、またIDa2は非走査方向DI2 (走査方向DI1
と直交した方向)を示している。また、図23の
(a)、(b)及び(c)において、IDa1、IDb1
びIDc1は走査方向DI1 における照度分布を示してお
り、IDa2、IDb2及びIDc2は非走査方向DI2 (走
査方向DI1 と直交した方向)における照度分布を示し
ている。なお、図23における走査方向DI1 は図1に
示した例ではX方向に対応し、図23における非走査方
向DI2 (走査方向DI1 と直交した方向)は図1に示
した例ではY方向に対応する。
[0057] However, in FIG. 23, IN represents the illuminance (or light intensity), DI 1 indicates a scanning direction (scanning exposure direction), also ID a2 is the non-scanning direction DI 2 (scanning direction DI 1
(A direction orthogonal to). Further, (a) in FIG. 23, (b) and in (c), ID a1, ID b1 and ID c1 shows the illuminance distribution in the scanning direction DI 1, ID a2, ID b2 and ID c2 is non-scanning shows the illuminance distribution in the direction DI 2 (direction perpendicular to the scanning direction DI 1). In the example the scanning direction DI 1 corresponds to the X-direction in the example shown in FIG. 1, the non-scanning direction DI 2 (direction perpendicular to the scanning direction DI 1) in FIG. 23 is shown in FIG. 1 in FIG. 23 Y Corresponding to the direction.

【0058】図23の(b)に示すように反射型マスク
5又は感光性基板7上に形成される円弧状の照明領域I
Fの非走査方向DI2 (走査方向DI1 と直交した方
向)において、回転対称な照度分布IDb2が発生してい
る場合には、走査方向DI1 における照度分布IDb1
補正するような傾斜照度成分(走査方向DI1 において
照度分布IDb1とは逆に傾斜した照度成分)を付与す
る。これによって回転対称な照度分布IDb2を補正する
ことができる。
As shown in FIG. 23B, an arc-shaped illumination region I formed on the reflective mask 5 or the photosensitive substrate 7 is formed.
In the case where a rotationally symmetric illuminance distribution ID b2 is generated in the non-scanning direction DI 2 of F (the direction orthogonal to the scanning direction DI 1 ), an inclination that corrects the illuminance distribution ID b1 in the scanning direction DI 1 is used. imparting (illuminance component which is inclined contrary to the illumination distribution ID b1 in the scanning direction DI 1) illuminance component. This makes it possible to correct the rotationally symmetric illuminance distribution ID b2 .

【0059】そこで、図1に示す実施の形態では、光源
手段1の射出側での光束中心(照明光軸Axc )と直交
かつY方向と平行となる第1軸Ax1 を中心として、矢
印方向T1に示すように光源手段1を所定量だけ傾斜さ
せる。これにより、図23の(b)に示す回転対称な照
度分布IDb2は補正され、その結果、照度分布IDb2
平坦となる。
[0059] Therefore, in the embodiment shown in FIG. 1, about the first axis Ax 1 that is parallel to the perpendicular and the Y direction and the light beam center (illumination optical axis Ax c) at the exit side of the light source means 1, an arrow The light source means 1 is inclined by a predetermined amount as shown in a direction T1. Thereby, the rotationally symmetric illuminance distribution ID b2 shown in FIG. 23B is corrected, and as a result, the illuminance distribution ID b2 becomes flat.

【0060】また、図23の(c)に示すように反射型
マスク5又は感光性基板7上に形成される円弧状の照明
領域IFの非走査方向DI2 (走査方向DI1 と直交し
た方向)において、傾斜成分を持つ照度分布IDc2が発
生している場合には、非走査方向DI2 (走査方向DI
1 と直交した方向)における照度分布IDc2を補正する
ような傾斜照度成分(非走査方向DI2 において照度分
布IDc2とは逆に傾斜した照度成分)を付与する。これ
によって傾斜成分を持つ照度分布IDc2を補正すること
ができる。
As shown in FIG. 23C, the non-scanning direction DI 2 (the direction orthogonal to the scanning direction DI 1) of the arc-shaped illumination area IF formed on the reflective mask 5 or the photosensitive substrate 7. ), When the illuminance distribution ID c2 having the tilt component is generated, the non-scanning direction DI 2 (the scanning direction DI 2
Imparting inclined illumination component such as to correct the illumination distribution ID c2 in 1 and orthogonal directions) (illuminance component which is inclined contrary to the illumination distribution ID c2 in the non-scanning direction DI 2). This makes it possible to correct the illuminance distribution IDc2 having a tilt component.

【0061】そこで、図1に示す実施の形態では、光源
手段1の射出側での光束中心(照明光軸Axc )と直交
かつZ方向と平行となる第2軸Ax2 を中心として、矢
印方向T2に示すように光源手段1を所定量だけ傾斜さ
せることにより、図23の(c)に示す回転対称な照度
分布IDc2は補正され、その結果、照度分布IDc2は平
坦となる。
[0061] Therefore, in the embodiment shown in FIG. 1, about the second axis Ax 2 comprising light beam center at the exit side of the light source means 1 (illumination optical axis Ax c) perpendicular and parallel to the Z direction, arrow By inclining the light source means 1 by a predetermined amount as shown in the direction T2, the rotationally symmetric illuminance distribution ID c2 shown in FIG. 23C is corrected, and as a result, the illuminance distribution ID c2 becomes flat.

【0062】なお、図1に示す第1軸Ax1 及び第2軸
Ax2 は互いに直交する関係を満たしていれば、第1軸
Ax1 はY軸と平行となる任意の位置に、また第2軸A
2はX軸と平行となる任意の位置に設定にそれぞれ設
定することができる。
If the first axis Ax 1 and the second axis Ax 2 shown in FIG. 1 satisfy a relationship orthogonal to each other, the first axis Ax 1 is located at an arbitrary position parallel to the Y axis. 2-axis A
x 2 can be set to the setting at any position parallel to the X axis.

【0063】さて、次に、図1及び図24を参照しなが
ら被照射物体としての反射型マスク5又は感光性基板7
のテレセントリシティの調整の原理及び調整機構につい
て説明する。
Next, referring to FIGS. 1 and 24, the reflection type mask 5 or the photosensitive substrate 7 as an object to be irradiated will be described.
The principle and mechanism of adjustment of the telecentricity will be described.

【0064】ここで、図24は図1に示した実施の形態
において反射型マスク5又は感光性基板7上に形成され
る円弧状の照明領域IFに形成されるテレセントリシテ
ィ(照明光軸対する主光線の平行度又は被照射面に対す
る主光線の直交度)の様子を模式的に示している。すな
わち、図24は理解を容易にするために、図1に示した
実施の形態等を模式的に示しているが、図24では2次
光源を規定する開口絞り120が図1に示す例及び後述
する各例の反射型オプティカルインテグレータ2に対応
し、光学部材130が図1に示す例及び後述する各例の
コンデンサー反射鏡3に対応し、被照射面140が図1
に示す例及び後述する各例の反射型マスク5又は感光性
基板7に対応する。
Here, FIG. 24 shows the telecentricity (corresponding to the illumination optical axis) formed in the arc-shaped illumination region IF formed on the reflective mask 5 or the photosensitive substrate 7 in the embodiment shown in FIG. (Parallelism of the principal ray or orthogonality of the principal ray to the surface to be irradiated) is schematically shown. That is, FIG. 24 schematically shows the embodiment and the like shown in FIG. 1 for easy understanding, but in FIG. 24, the aperture stop 120 that defines the secondary light source is the same as that shown in FIG. The optical member 130 corresponds to the reflection optical integrator 2 of each example described later, the optical member 130 corresponds to the condenser reflection mirror 3 of each example described later, and the irradiated surface 140 corresponds to FIG.
And the reflective mask 5 or the photosensitive substrate 7 in each example described later.

【0065】図24において(a)は光学部材130の
光源側焦点位置Fが開口絞り120の中心に合致して完
全にテレセントリック(テレセン)となる状態を示し、
(b)は光学部材130の光源側焦点位置Fに対して開
口絞り120の中心が光軸Axと直交した方向に変位量
Δ1だけ相対的に偏芯してテレセントリシティに傾斜成
分(傾斜テレセン)が付与された状態を示し、(c)は
光学部材130の光源側焦点位置と開口絞り120の中
心とが光軸に沿って変位量Δ2だけ変位して光軸Axか
らの位置に応じてテレセントリシティが等方的に変化す
る(倍率テレセンが発生している)状態を示している。
FIG. 24A shows a state in which the light source side focal position F of the optical member 130 coincides with the center of the aperture stop 120 and is completely telecentric (telecentric).
(B) shows that the center of the aperture stop 120 is relatively eccentric relative to the light source side focal position F of the optical member 130 in the direction orthogonal to the optical axis Ax by a displacement amount Δ1 and has a telecentricity tilt component (tilted telecentric (C) shows a state in which the focal position on the light source side of the optical member 130 and the center of the aperture stop 120 are displaced along the optical axis by a displacement amount Δ2 and correspond to the position from the optical axis Ax. This shows a state in which telecentricity changes isotropically (magnification telecentricity occurs).

【0066】図24の(b)に示すように反射型マスク
5又は感光性基板7上に形成される円弧状の照明領域I
Fにおいて、テレセントリシティに傾斜成分(傾斜テレ
セン)が発生している場合には、光学部材130に対し
て開口絞り120を逆方向(光軸Axと直交した方向に
沿って下方)に変位量−Δ1だけ偏芯させて、逆方向に
傾斜した傾斜テレセン成分を付与する。これによってテ
レセントリシティの傾斜成分を補正することができる。
As shown in FIG. 24B, an arc-shaped illumination region I formed on the reflective mask 5 or the photosensitive substrate 7 is formed.
In F, when a tilt component (tilt telecentricity) is generated in the telecentricity, the amount of displacement of the aperture stop 120 with respect to the optical member 130 in the reverse direction (downward along the direction orthogonal to the optical axis Ax). An eccentricity of −Δ1 is applied to provide a tilted telecentric component that is tilted in the opposite direction. Thereby, the inclination component of the telecentricity can be corrected.

【0067】そこで、図1に示す実施の形態では、反射
型オプティカルインテグレータ2を照明光軸Axc (X
方向)と直交した面(YZ平面)に沿って所定量だけ移
動させることにより、図24の(b)に示すようなテレ
セントリシティの傾斜成分は補正される。
Therefore, in the embodiment shown in FIG. 1, the reflection type optical integrator 2 is connected to the illumination optical axis Ax c (X
24B, the tilt component of the telecentricity as shown in FIG. 24B is corrected.

【0068】また、図24の(c)に示すように反射型
マスク5又は感光性基板7上に形成される円弧状の照明
領域IFにおいて、光軸からの位置に応じてテレセント
リシティが等方的に変化する(倍率テレセンが発生して
いる)場合には、光学部材130に対して開口絞り12
0を光軸Axに沿って逆方向(光軸Axに沿って左側方
向)に変位量−Δ2だけ移動させて、光軸Axからの位
置に応じて等方的に逆方向のテレセントリシティ(逆方
向の倍率テレセン成分)を付与する。これによって光軸
Axからの位置に応じて等方的に発生するテレセントリ
シティの変化を補正することができる。
Further, as shown in FIG. 24C, in an arc-shaped illumination area IF formed on the reflective mask 5 or the photosensitive substrate 7, the telecentricity is equal depending on the position from the optical axis. When the optical element 130 changes in the anisotropic direction (the magnification telecentricity occurs), the aperture stop 12
0 is moved in the opposite direction along the optical axis Ax (to the left along the optical axis Ax) by the amount of displacement −Δ2, and telecentricity in the opposite direction isotropically according to the position from the optical axis Ax ( (A telecentric component in the reverse direction). This makes it possible to correct a change in telecentricity that isotropically occurs according to the position from the optical axis Ax.

【0069】そこで、図1に示す実施の形態では、反射
型オプティカルインテグレータ2を照明光軸Axc (X
方向)に沿って所定量だけ移動させることにより、図2
4の(c)に示すような光軸Axc からの位置に応じて
等方的に発生するテレセントリシティの変化は補正され
る。
Therefore, in the embodiment shown in FIG. 1, the reflection type optical integrator 2 is connected to the illumination optical axis Ax c (X
2) by a predetermined amount along the
Changes in telecentricity generated isotropically in accordance with the position of the optical axis Ax c as shown in 4 (c) is corrected.

【0070】さて、次に、以下において、図1及び図2
5を参照しながら被照射物体としての感光性基板7での
照明特性(照明分布、テレセントリシティ等)の調整フ
ローについて説明する。 (ステップ1)まず、ステップ1では、マスクステージ
MSに均一な反射面を有する照明特性計測用マスクを載
置して、感光性基板7の表面(投影系6の結像面)での
光学特性を計測する。なお、露光工程後に照明特性を計
測する場合には、マスクステージMS上に載置された露
光用反射マスク5を上記照明特性計測用マスクに交換す
る。
Next, FIG. 1 and FIG.
The adjustment flow of the illumination characteristics (illumination distribution, telecentricity, etc.) on the photosensitive substrate 7 as the object to be irradiated will be described with reference to FIG. (Step 1) First, in Step 1, an illumination characteristic measuring mask having a uniform reflection surface is placed on the mask stage MS, and the optical characteristic on the surface of the photosensitive substrate 7 (the image forming plane of the projection system 6) is set. Is measured. When measuring the illumination characteristics after the exposure step, the exposure reflection mask 5 mounted on the mask stage MS is replaced with the illumination characteristic measurement mask.

【0071】マスクステージMSにおける照明特性計測
用マスクの設定が完了すると、制御系8は、駆動系D2
を介して基板ステージWSを移動させて、基板ステージ
WSの一端に設けられた照明特性計測用センサーISを
投影系6の結像面(又は露光視野)に位置させる。そし
て、制御系8が駆動系D2 を介して基板ステージWSを
投影系6の結像面(又は露光視野)内において2次元移
動させることにより、照明特性計測用センサーISは、
投影系6の結像面(又は露光視野)内での照明特性情報
を2次元マトリックス状の検出することができる。投影
系6の結像面(又は露光視野)内の各位置毎に得られる
照明特性計測用センサーISからの出力信号は、制御系
8に入力され、計測結果は、制御系8と電気的に接続さ
れた不図示の表示装置によって投影系6の結像面(又は
露光視野)内での照明特性情報(照度分布やテレセント
リシティ等)が表示される。 (ステップ2)制御系8は、上記ステップ1において得
られた計測結果に基づいて、現在の照明特性が許容でき
るか否かを所定の演算を行った上で判断する。もし、計
測された照明特性が許容できる場合には、図25に示す
調整工程のフローは完了し、マスクステージMS上に載
置された照明特性計測用マスクを露光用反射マスク5に
交換して、露光動作を開始する。
When the setting of the illumination characteristic measuring mask on the mask stage MS is completed, the control system 8 sets the driving system D 2
, The illumination characteristic measuring sensor IS provided at one end of the substrate stage WS is positioned on the image plane (or the exposure field) of the projection system 6. Then, the control system 8 moves two-dimensionally in the imaging plane of the projection system 6 of the substrate stage WS via a driving system D 2 (or exposure field), illumination characteristic measuring sensor IS is
The illumination characteristic information in the image plane (or the exposure field) of the projection system 6 can be detected in a two-dimensional matrix. An output signal from the illumination characteristic measuring sensor IS obtained for each position in the image plane (or exposure field) of the projection system 6 is input to the control system 8, and the measurement result is electrically connected to the control system 8. The connected display device (not shown) displays illumination characteristic information (illuminance distribution, telecentricity, etc.) within the image plane (or exposure field) of the projection system 6. (Step 2) Based on the measurement result obtained in the above step 1, the control system 8 performs a predetermined calculation to determine whether or not the current illumination characteristic is acceptable. If the measured illumination characteristics are acceptable, the adjustment process flow shown in FIG. 25 is completed, and the illumination characteristic measurement mask placed on the mask stage MS is replaced with the exposure reflection mask 5. Then, the exposure operation is started.

【0072】一方、計測された照明特性が許容できない
場合には、調整工程としてのステップ3は移行する。 (ステップ3)制御系8は、上記ステップ1において得
られた計測結果に基づいて、照明特性の補正量を算出し
た上で、第1調整系(駆動系)AD1 〜第4調整系(駆
動系)AD4 の少なくとも1つを駆動させて、例えば、
照度分布の補正及びテレセントリシティの補正を行う。
On the other hand, if the measured illumination characteristics cannot be tolerated, the process proceeds to step 3 as an adjustment process. (Step 3) The control system 8 on the basis of the measurement results obtained in the above step 1, after calculating the correction amount of the illumination characteristics, the first adjusting system (drive system) AD 1 ~ 4 adjustment system (drive system) by driving at least one of the AD 4, for example,
Correction of illuminance distribution and correction of telecentricity are performed.

【0073】具体的には、第1調整系AD1 は、制御系
8からの出力に基づいて、第1軸Ax1 を中心として、
矢印方向T1に示すように光源手段1を傾斜させる。こ
れにより、基板7上に形成される円弧状照明領域IF
(露光領域または投影系6の露光視野)におけるY方向
に沿った回転対称な照度分布IDb2は補正され、照度分
布IDb2は平坦になる(図23の(b)を参照)。
More specifically, the first adjustment system AD 1 is based on the output from the control system 8 and has the first axis Ax 1 as the center.
The light source means 1 is inclined as shown in the arrow direction T1. Thereby, the arc-shaped illumination region IF formed on the substrate 7
The rotationally symmetric illuminance distribution IDb2 along the Y direction in the (exposure area or the exposure field of the projection system 6) is corrected, and the illuminance distribution IDb2 becomes flat (see FIG. 23B ).

【0074】また、第2調整系AD2 は、制御系8から
の出力に基づいて、第1軸Ax1 と直交する第2軸Ax
2 を中心として、矢印方向T2に示すように光源手段1
を傾斜させる。これにより、基板7上に形成される円弧
状照明領域IF(露光領域または投影系6の露光視野)
におけるY方向に沿った傾斜成分を持つ照度分布ID c2
は補正され、照度分布IDc2は平坦になる(図23の
(c)を参照)。
The second adjustment system ADTwoFrom the control system 8
Based on the output of the first axis Ax1The second axis Ax orthogonal to
Two, The light source means 1 as shown in the arrow direction T2.
Tilt. Thus, an arc formed on the substrate 7
Illumination area IF (exposure area or exposure field of projection system 6)
Intensity distribution ID having a tilt component along the Y direction at c2
Is corrected and the illuminance distribution IDc2Becomes flat (FIG. 23)
(C)).

【0075】また、第3調整系AD3 は、制御系8から
の出力に基づいて、反射型オプティカルインテグレータ
2を照明光軸Axc (X方向)と直交した面(YZ平
面)に沿って移動(偏心)させる。これにより、テレセ
ントリシティの傾斜成分(傾斜テレセン)は補正される
(図24の(b)を参照)。
The third adjustment system AD 3 moves the reflection type optical integrator 2 along a plane (YZ plane) orthogonal to the illumination optical axis Ax c (X direction) based on the output from the control system 8. (Eccentricity). Thereby, the inclination component (inclination telecentricity) of the telecentricity is corrected (see FIG. 24B).

【0076】また、第4調整系AD4 は、制御系8から
の出力に基づいて、反射型オプティカルインテグレータ
2を照明光軸Axc (X方向)に沿って移動させる。こ
れにより、光軸からの位置に応じて等方的に発生するテ
レセントリシティの変化(倍率テレセン)は補正される
(図24の(c)を参照)。
The fourth adjustment system AD 4 moves the reflection type optical integrator 2 along the illumination optical axis Ax c (in the X direction) based on the output from the control system 8. As a result, a change in telecentricity (magnification telecentricity) that isotropically occurs according to the position from the optical axis is corrected (see FIG. 24C).

【0077】以上の第1調整系(駆動系)AD1 〜第4
調整系(駆動系)AD4 の少なくとも1つを駆動させ
て、例えば、照度分布の補正及びテレセントリシティの
補正が完了した後、再び、ステップ1へ戻り、投影系6
の結像面(又は露光視野)内での照明特性を計測する。
そして、ステップ1での投影系6の結像面(又は露光視
野)内での照明特性の確認により、もし、計測された照
明特性が許容できる場合には、図25に示す調整フロー
は完了する。その後、マスクステージMS上に載置され
た照明特性計測用マスクを露光用反射マスク5に交換し
て、露光動作を開始する。
The first to fourth adjustment systems (drive systems) AD 1 to AD 4
By driving at least one of the adjustment system (drive system) AD 4 , for example, after the correction of the illuminance distribution and the correction of the telecentricity are completed, the process returns to step 1 again to return to the projection system 6.
The illumination characteristics within the image forming plane (or the exposure visual field) are measured.
Then, by checking the illumination characteristics in the imaging plane (or the exposure visual field) of the projection system 6 in step 1, if the measured illumination characteristics are acceptable, the adjustment flow shown in FIG. 25 is completed. . After that, the illumination characteristic measuring mask placed on the mask stage MS is replaced with the exposure reflection mask 5, and the exposure operation is started.

【0078】また、ステップ1での投影系6の結像面
(又は露光視野)内での照明特性の確認により、もし、
計測された照明特性が許容できない場合には、ステップ
3は移行して、調整工程が実行される。そして、ステッ
プ1での計測工程において、照明特性が許容できると判
断される迄、ステップ1〜ステップ3の工程が繰り返え
される。
Further, by confirming the illumination characteristics in the image forming plane (or the exposure visual field) of the projection system 6 in step 1, if
If the measured illumination characteristics are not acceptable, step 3 proceeds and an adjustment process is performed. Then, in the measurement step in step 1, the steps 1 to 3 are repeated until it is determined that the illumination characteristics are acceptable.

【0079】なお、図25に示す調整フローは、制御系
8による自動制御に限らず、マニュアル的に実行しても
良い。例えば、以上のステップ3では、制御系8が調整
系としてのモータ等の駆動系(AD1 〜AD4 )を制御
しているが、4つの調整系(AD1 〜AD4 )を制御系
8による制御とせずに、それら4つの調整系(AD1
AD4 )を作業者が調整できる機械的な又は電気的な調
整機構としても良い。この場合、ステップ1の計測結果
に基づいて作業者が4つの調整系(AD1 〜AD4 )を
介して照度分布の補正及びテレセントリシティの補正を
行うことができる。
The adjustment flow shown in FIG. 25 is not limited to the automatic control by the control system 8, and may be executed manually. For example, in step 3 described above, the control system 8 controls a drive system (AD 1 to AD 4 ) such as a motor as an adjustment system, but controls the four adjustment systems (AD 1 to AD 4 ). Without using the control by these four adjustment systems (AD 1 to
AD 4 ) may be a mechanical or electrical adjustment mechanism that can be adjusted by an operator. In this case, the worker can correct the illuminance distribution and the telecentricity via the four adjustment systems (AD 1 to AD 4 ) based on the measurement result of step 1.

【0080】また、以上のステップ1での計測工程で
は、基板ステージWSの一端に設けられた照明特性計測
用センサーISを用いて投影系6の結像面(又は露光視
野)でに照明特性を計測した例を説明したが、マスクス
テージMSに一端に照明特性計測用センサーISを設け
て、この照明特性計測用センサーISを用いて照明系
(1〜4)の照明領域IF内の2次元的な照明特性を計
測するようにしても良い。この計測においては、照明特
性計測用マスクを不要とすることができる。
In the measurement process in step 1 described above, the illumination characteristics are set on the image plane (or the exposure field) of the projection system 6 using the illumination characteristic measurement sensor IS provided at one end of the substrate stage WS. Although an example of measurement has been described, an illumination characteristic measurement sensor IS is provided at one end of the mask stage MS, and a two-dimensional image in the illumination area IF of the illumination system (1 to 4) is provided using the illumination characteristic measurement sensor IS. It may be possible to measure various lighting characteristics. In this measurement, the illumination characteristic measurement mask can be dispensed with.

【0081】さて、次に、図8、図9、図10及び図1
1を参照しながら本発明による第2の実施の形態につい
て説明する。以上の第1の実施の形態では、多光源形成
光学系(オプティカルインテグレータ)を1つの反射素
子群2のみで構成した例を示したが、第2の実施の形態
では、多光源形成光学系(オプティカルインテグレー
タ)を2つの反射素子群(20a、20b)で構成した
例を示す。
Next, FIG. 8, FIG. 9, FIG. 10, and FIG.
A second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In the above-described first embodiment, an example in which the multiple light source forming optical system (optical integrator) is configured by only one reflective element group 2 has been described. However, in the second embodiment, the multiple light source forming optical system (optical integrator) is described. An example in which an optical integrator (optical integrator) is composed of two reflective element groups (20a, 20b) is shown.

【0082】図8は本発明による第2の実施の形態の概
略的構成を示す図であり、図9は多光源形成光学系(オ
プティカルインテグレータ)としての2つの反射素子群
(20a、20b)の構成を示す正面図である。図10
は第1の反射素子群20aを構成する各反射素子E1
構成を示す図であり、図11は第2の反射素子群20b
を構成する各反射素子E2 の構成を示す図である。図1
2は図8に示した多光源形成光学系(オプティカルイン
テグレータ)としての2つの反射素子群(20a、20
b)の作用を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of a second embodiment according to the present invention, and FIG. 9 is a diagram showing two reflective element groups (20a, 20b) as a multi-light source forming optical system (optical integrator). It is a front view which shows a structure. FIG.
Is a diagram showing a configuration of each reflecting element E 1 constituting the first reflective element group 20a, 11 and the second reflecting element group 20b
Is a diagram showing a configuration of each reflecting element E 2 which constitutes the. FIG.
Reference numeral 2 denotes two reflecting element groups (20a, 20a) as the multiple light source forming optical system (optical integrator) shown in FIG.
It is a figure which shows the effect | action of b).

【0083】図8に示すように、光源手段としてのX線
放射装置1は、10nm〜15nmの波長を持つX線を放射する
レーザプラズマX線源、10nm〜15nmの波長を持つ放射光
を供給するシンクロトロン発生装置等である。X線放射
装置1からの供給される放射光(X線)は、多光源形成
光学系(オプティカルインテグレータ)2に向け放射さ
れる。
As shown in FIG. 8, an X-ray radiator 1 as a light source means supplies a laser plasma X-ray source which emits X-rays having a wavelength of 10 nm to 15 nm, and supplies radiation light having a wavelength of 10 nm to 15 nm. Synchrotron generator. Radiation light (X-rays) supplied from the X-ray radiation device 1 is radiated toward a multiple light source forming optical system (optical integrator) 2.

【0084】ここで、多光源形成光学系(オプティカル
インテグレータ)2は、第1の反射素子群20aと第2
の反射素子群20bとで構成されている。まず、第1の
反射素子群20aについて説明する。第1の反射素子群
20aは、YZ平面に垂直な所定の基準平面Pa に沿っ
て多数の第1の反射素子(光学素子)E1 が2次元的に
稠密に配置されて構成されている。具体的には、図9の
(a)に示すように、第1の反射素子群20aは、輪郭
(外形)が円弧状に形成された反射曲面を持つ反射素子
1 を多数有している。そして、この第1の反射素子群
20aは、Z方向に沿って多数配列された第1の反射素
子の列をY方向に沿って5列有している。そして、この
5列の第1の反射素子の列は、全体としてほぼ円形状と
なるように構成されている。
Here, the multiple light source forming optical system (optical integrator) 2 includes a first reflecting element group 20a and a second reflecting element group 20a.
And the reflection element group 20b. First, the first reflection element group 20a will be described. The first reflective element group 20a is constituted by densely arranged large number of first reflective element (optical element) E 1 is two-dimensionally along a vertical predetermined reference plane P a to the YZ plane . Specifically, as shown in FIG. 9A, the first reflecting element group 20a has a large number of reflecting elements E1 each having a reflecting curved surface whose contour (outer shape) is formed in an arc shape. . The first reflective element group 20a has five rows of the first reflective elements arranged in a large number along the Z direction along the Y direction. The five rows of the first reflective elements are configured to be substantially circular as a whole.

【0085】なお、反射素子Eの輪郭形状(円弧形状)
は、後述する被照射面としての反射マスク5上に形成さ
れる円弧状の照明領域IFの形状と相似である。各反射
素子E1 は、図10の(a)及び(b)に示すように、
光軸AxE1から偏心した所定の領域において所定の曲率
半径RE1の反射曲面の1部を、輪郭(外形)が円弧状と
なるように切り出した形状を有しており、この円弧状反
射素子E1 の中心CE1は、光軸AxE1からの高さhE
位置にある。従って、各反射素子E1 の偏心した反射面
は、図10の(b)に示すように、所定の曲率半径RE1
を有する偏心球面ミラーで構成される。
The contour shape (arc shape) of the reflection element E
Is similar to the shape of an arc-shaped illumination region IF formed on a reflection mask 5 as a surface to be described later. As shown in FIGS. 10A and 10B, each reflecting element E 1
In a predetermined area decentered from the optical axis Ax E1, a part of a reflection curved surface having a predetermined curvature radius R E1 is cut out so that the contour (outer shape) becomes an arc shape. The center C E1 of E 1 is located at a height h E from the optical axis Ax E1 . Accordingly, as shown in FIG. 10B, the eccentric reflecting surface of each reflecting element E 1 has a predetermined radius of curvature R E1.
And an eccentric spherical mirror having

【0086】よって、図10の(b)に示すように、反
射素子E1 の光軸AxE1に対して所定の斜め方向から入
射する放射光(X線)Lは、反射素子E1 の焦点位置F
E1と垂直な面PFO(光軸AxE1から離れた位置)に集光
されて光源像Iを形成する。なお、この時の反射素子E
1 の焦点距離fE1は、反射素子E1 の反射曲面の頂点O
E1と反射素子E1 の反射曲面の焦点位置FE1との間の距
離となり、反射素子E 1 の反射曲面の曲率半径RE1とす
ると、次式(3)の関係が成立している。 (3) fE1=−RE1/2 図8に戻って説明すると、第1の反射素子群20aに所
定の方向から斜入射する放射光(X線)は、多数の反射
素子E1 の反射作用によって、円弧状に波面分割されて
入射光束からずれた位置Pb (第2反射素子群20bを
構成する各反射素子の表面の位置)に多数の反射素子E
1 の数に対応する光源像Iが形成される。換言すれば、
第1の反射素子群20aを構成する多数の反射素子E1
の各光軸AxE1に対して斜め方向から放射光Lが入射す
るものとすると、各反射素子E1の反射集光作用によ
り、各光軸AxE 上に存在する焦点位置FE1を通る面P
b に光源像Iがそれぞれ形成される。多数の光源像Iが
形成される面Pb (図10のPFo)には、実質的に、多
数の2次光源が形成される。
Therefore, as shown in FIG.
Shooting element E1Optical axis AxE1From a predetermined diagonal direction
The emitted radiation (X-rays) L1Focal position F
E1And a plane P perpendicular toFO(Optical axis AxE1At a distance from the
Thus, a light source image I is formed. At this time, the reflection element E
1Focal length fE1Is a reflective element E1Vertex O of the reflection surface of
E1And reflective element E1Distance between the focal position FE1 of the reflection surface of
The reflection element E 1Radius of curvature R of the reflection surface ofE1Toss
Then, the following equation (3) holds. (3) fE1= -RE1Returning to FIG. 8, explaining the first reflection element group 20a,
Synchrotron radiation (X-rays) obliquely incident from a certain direction
Element E1Is split into arcs by the reflection of
Position P shifted from incident light beamb(The second reflection element group 20b
A large number of reflecting elements E
1Light source images I corresponding to the number of light source images are formed. In other words,
Many reflective elements E1 constituting the first reflective element group 20a
Each optical axis AxE1Radiation L enters from an oblique direction
It is assumed that each reflection element E1Due to the reflection and collection of light
Each optical axis AxEFocus position F existing aboveE1Plane P passing through
bLight source images I are respectively formed. Many light source images I
Surface P to be formedb(P in FIG. 10Fo) In effect, many
A number of secondary light sources are formed.

【0087】この多数の光源像Iが形成される面Pb
は、図9の(b)に示されるように、第2の反射素子群
20bが配置されいる。ここで、放射光源装置1から供
給される放射光は平行光束に加えて、ある範囲での発散
角を持つ光束が放射される。このため、第1の反射素子
群20aにより面Pb には、ある大きさを持つ光源像I
が形成される。従って、この第2の反射素子群20b
は、放射光源装置1から供給される放射光を有効に利用
するために、フィールドミラー群として機能する。すな
わち、第2の反射素子群20bを構成する多数の第2の
反射素子E2 は、それぞれフィールドミラーとしての機
能を有している。
[0087] The number of surface P b of the light source images I are formed, as shown in FIG. 9 (b), the second reflective element group 20b are disposed. Here, in the radiation light supplied from the radiation light source device 1, in addition to a parallel light beam, a light beam having a divergence angle in a certain range is emitted. Therefore, the surface P b by the first reflecting element group 20a, the light source image I having a certain size
Is formed. Therefore, the second reflection element group 20b
Functions as a group of field mirrors in order to effectively use the radiation light supplied from the radiation light source device 1. That is, the number of second reflective element E 2 which constitute the second reflective element group 20b are respectively functions as a field mirror.

【0088】第2反射素子群20bの構成について説明
すると、第2の反射素子群20bは、YZ平面に垂直な
所定の第2の基準平面(多数の光源像Iが形成される面
b)に沿って多数の第2の反射素子(光学素子)E2
が2次元的に稠密に配置されて構成されている。具体的
には、図9の(b)に示すように、第2の反射素子群2
0bは、輪郭(外形)が長方形状に形成されたた反射曲
面を持つ反射素子E2を多数有している。そして、この
第2の反射素子群20bは、Z方向に沿って多数配列さ
れた第2の反射素子の列をY方向に沿って5列有してい
る。そして、この5列の第2の反射素子の列は、全体と
してほぼ円形状となるように構成されている。
[0088] To describe the structure of the second reflective element group 20b, the second reflecting element group 20b, a second reference plane of a predetermined perpendicular to the YZ plane (plane P b a large number of light source images I are formed) Along with a number of second reflecting elements (optical elements) E 2
Are arranged two-dimensionally and densely. Specifically, as shown in FIG. 9B, the second reflection element group 2
0b has a number of reflective elements E 2 having a reflecting curved surface contour (outline) is formed in a rectangular shape. The second reflective element group 20b has five rows of the second reflective elements arranged in a large number along the Z direction along the Y direction. The five rows of the second reflective elements are configured to be substantially circular as a whole.

【0089】すなわち、第2の反射素子群20bを構成
する多数の第2の反射素子E2 は、第1の反射素子群2
0aを構成する多数の第1の反射素子E1 と1対1とな
るように互いに対向してそれぞれ配列されている。ここ
で、各反射素子E2 は、図11の(a)及び(b)に示
すように、光軸AxE2を含む所定の領域において所定の
曲率半径RE2の反射曲面の1部を、輪郭(外形)が長方
形状となるように切り出した形状を有しており、この長
方形状反射素子E2 の中心CE2は、この反射素子E2
光軸AxE2と一致している。従って、各反射素子E2
反射面は、図11の(a)及び(b)に示すように、所
定の曲率半径RE2を有する同心球面ミラーで構成され
る。
That is, the large number of second reflecting elements E 2 constituting the second reflecting element group 20 b are
Are arranged respectively so as to face each other becomes a number of the first reflective element E which constitute the 0a 1 and 1-to-1. Here, as shown in FIGS. 11A and 11B, each reflecting element E 2 forms a part of a reflecting curved surface having a predetermined radius of curvature R E2 in a predetermined area including the optical axis Ax E2 by contouring. (outline) is has a shape cut out so that a rectangular shape, the center C E2 of the rectangular reflective element E 2 is coincident with the optical axis Ax E2 of the reflective element E 2. Therefore, the reflective surface of each reflective element E 2, as shown in (a) and (b) of FIG. 11, composed of concentric spherical mirror having a predetermined radius of curvature R E2.

【0090】なお、第1及び第2の反射素子群との2つ
の反射素子群とによって、多数の光源像Iを形成する光
源像形成光学系、即ち多数の2次光源を形成する多光源
形成光学系として機能が得られる。第2の反射素子群2
0aによって反射された多数の光源像Iからの光束は、
コンデンサー光学系としての光軸Axc を有するコンデ
ンサー反射鏡3に入射する。このコンデンサー反射鏡3
は、光軸AxC に対して偏心した1枚の偏心球面ミラー
で構成され、この偏心球面ミラーは、所定の曲率半径R
c を有している。このコンデンサー反射鏡3の焦点位置
は、第2の光学素子群20aにより多数の光源像Iが形
成される2次光源面P2 と一致しており、コンデンサー
反射鏡3の曲率中心Oc は、第2の反射素子群上に形成
される多数の光源像Iの中心位置(光軸Axc と光源像
Iが形成される面P2 とが交差する位置)または光学素
子群2の中心に存在する。
The two reflecting element groups, the first and second reflecting element groups, form a light source image forming optical system for forming a large number of light source images I, that is, a multiple light source forming for forming a large number of secondary light sources. A function is obtained as an optical system. Second reflective element group 2
The light fluxes from the multiple light source images I reflected by Oa
Incident on the condenser reflector 3 having an optical axis Ax c as the condenser optical system. This condenser reflector 3
Is composed of a single eccentric spherical mirror decentered with respect to the optical axis AxC. This eccentric spherical mirror has a predetermined radius of curvature R.
has c . Focal point of the condenser reflector 3 is consistent secondary light source plane P 2 and the plurality of light source images I are formed by the second optical element group 20a, the center of curvature O c of the condenser reflector 3, in the center position (the plane P 2 of the optical axis Ax c and the light source image I is formed is intersection) or the center of the optical element group 2 of a number of light source images I formed on the second reflective element group I do.

【0091】なお、コンデンサー反射鏡3の光軸Axc
は、第1の光学素子群20aを構成する多数の光学素子
1 の各光軸AxE1と平行であるが、第2の光学素子群
20bを構成する多数の光学素子E2 の各光軸AxE2
平行でない。つまり、第2の光学素子群20bを構成す
る多数の光学素子E2 の各光軸AxE2は、斜入射した光
束があたかも垂直入射したから如く光線の入射角の半分
だけ傾いている。
The optical axis Ax c of the condenser reflecting mirror 3
It is parallel with a number of respective optical axes Ax E1 of the optical element E 1 constituting the first optical element group 20a, a number of the optical axis of the optical element E 2 which constitutes the second optical element group 20b Not parallel to Ax E2 . That is, each optical axis Ax E2 of multiple optical element E 2 which constitutes the second optical element group 20b is inclined by half of the angle of incidence of light rays as from light flux obliquely incident is as if normal incidence.

【0092】さて、第2の反射素子群20aによって反
射された多数の光源像Iからの各光束は、コンデンサー
反射鏡3によりそれぞれ反射集光された後、偏向ミラー
としての平面鏡4を介して被照射面としての反射型マス
ク5を円弧状に重畳的に照明する。図4は図8の矢印A
で示す方向、即ち反射型マスク5の裏面から見たとき
に、反射型マスク5上に形成される円弧状の照明領域I
Fの様子を示しており、円弧状の照明領域IFの曲率中
心OIFは図1に示す投影系の光軸AxP 上に存在する。
また、仮に図8の平面ミラー4を除去した場合には、照
射領域IFは図8の被照射面IPの位置に形成され、こ
の時の照明領域IFの曲率中心OIFは、コンデンサー光
学系3の光軸AxC 上に存在する。
The light beams from the multiple light source images I reflected by the second reflecting element group 20a are reflected and condensed by the condenser reflecting mirror 3, respectively, and then passed through the plane mirror 4 as a deflecting mirror. The reflective mask 5 as an irradiation surface is illuminated in an arc shape in a superimposed manner. FIG. 4 is the arrow A in FIG.
, That is, an arc-shaped illumination region I formed on the reflective mask 5 when viewed from the back surface of the reflective mask 5.
Shows the state of F, the center of curvature O IF of the arcuate illumination field IF is present on the optical axis Ax P of the projection system shown in FIG.
If the plane mirror 4 in FIG. 8 is removed, the irradiation area IF is formed at the position of the irradiation surface IP in FIG. 8, and the curvature center O IF of the illumination area IF at this time is changed to the condenser optical system 3. present in on the optical axis Ax C.

【0093】従って、図8に示す例では、コンデンサー
光学系3の光軸AxC が平面ミラー4によって90°偏
向されていないが、図8に示す平面ミラー4の仮想の反
射面4aにてコンデンサー光学系3の光軸AxC を90
°偏向させれば、コンデンサー光学系3の光軸AxC
投影系6の光軸AxP とは、反射マスク5上では同軸と
なる。このため、これらの光軸(AxC 、AxP )は光
学的に同軸であると言える。よって、各光軸(AxC
AxP )は円弧状の照明領域IFの曲率中心O IFを光学
的に通るようにコンデンサー光学系3と投影系6とは配
置されている。
Therefore, in the example shown in FIG.
Optical axis Ax of optical system 3CIs deflected by 90 ° by the plane mirror 4.
Although not oriented, the virtual mirror 4 shown in FIG.
The optical axis Ax of the condenser optical system 3 at the launch surface 4aC90
°, the optical axis Ax of the condenser optical system 3CWhen
Optical axis Ax of projection system 6PMeans that the reflection mask 5 is coaxial
Become. Therefore, these optical axes (AxC, AxP) Is light
It can be said that they are coaxial. Therefore, each optical axis (AxC,
AxP) Is the center of curvature O of the arc-shaped illumination area IF. IFThe optical
The condenser optical system 3 and the projection system 6 are
Is placed.

【0094】さて、反射型マスク5の表面には、所定の
回路パターンが形成されており、この反射型マスク5
は、XY平面内に沿って2次元的に移動可能なマスクス
テージMSに保持されている。この反射型マスク5を反
射した光は、投影系6を介して感光性基板としてのレジ
ストが塗布されたウエハ7上に結像され、ここには、円
弧状の反射マスク5のパターン像が投影転写される。ウ
エハ7は、XY平面内に沿って2次元的に移動可能な基
板ステージWSに保持されている。
On the surface of the reflective mask 5, a predetermined circuit pattern is formed.
Are held on a mask stage MS that can move two-dimensionally along the XY plane. The light reflected by the reflective mask 5 is imaged via a projection system 6 on a wafer 7 coated with a resist as a photosensitive substrate, and a pattern image of the arc-shaped reflective mask 5 is projected thereon. Transcribed. The wafer 7 is held on a substrate stage WS that can move two-dimensionally along the XY plane.

【0095】ここで、マスクステージMSは第1駆動系
1 を介してXY平面内に沿って2次元的に移動し、基
板ステージWSは第2駆動系D2 を介してXY平面内に
沿って2次元的に移動する。この2つの駆動系(D1
2 )は、制御系8によって各駆動量が制御されてい
る。従って、制御系8は、2つの駆動系(D1 、D2
を介してマスクステージMS及び基板ステージWSを互
いに反対方向(矢印方向)へ移動させることによって、
反射型マスク5上に形成されているパターン全体が投影
系6を介してウエハ7上に走査露光される。これによ
り、半導体デバイスを製造する光リソグラフィー工程で
の良好なる回路パターンがウエハ7上に転写されるた
め、良好なる半導体デバイスを製造することができる。
Here, the mask stage MS moves two-dimensionally along the XY plane via the first drive system D 1 , and the substrate stage WS moves along the XY plane via the second drive system D 2. Move two-dimensionally. These two drive systems (D 1 ,
In D 2 ), each drive amount is controlled by the control system 8. Therefore, the control system 8 has two drive systems (D 1 , D 2 )
By moving the mask stage MS and the substrate stage WS in directions opposite to each other (in the direction of the arrow) via
The entire pattern formed on the reflective mask 5 is scanned and exposed on the wafer 7 via the projection system 6. Thereby, a good circuit pattern in the photolithography process for manufacturing a semiconductor device is transferred onto the wafer 7, so that a good semiconductor device can be manufactured.

【0096】光軸AxP を有する投影系6は、第1の実
施の形態で説明したように、その光軸AxC から離れた
位置に有効反射面を持つ4枚の非球面ミラー(6a〜6
d)を有するオスアクシス型の縮小系で構成されてい
る。第1、第3及び第4の非球面ミラー(6a、6c、
6d)は、凹面型の非球面鏡で構成され、第2の非球面
ミラー6bは、凸面型の非球面鏡で構成されている。投
影系6の瞳は第3の非球面ミラー6cの反射表面上に存
在し、この瞳の位置PS には開口絞り等が設けられてい
る。
[0096] a projection system 6 having an optical axis Ax P, as described in the first embodiment, four aspherical mirror having an effective reflecting surface at a position away from the optical axis Ax C (. 6a to 6
It is composed of a male-axis type reduction system having d). First, third and fourth aspheric mirrors (6a, 6c,
6d) is configured by a concave aspherical mirror, and the second aspherical mirror 6b is configured by a convex aspherical mirror. Pupil of the projection system 6 is present on the reflective surface of the third aspherical mirror 6c, the aperture stop, and the like is provided at a position P S of the pupil.

【0097】さて、次に、図8に示した例の第1及び第
2反射素子群(20a、20b)の作用について、図1
2を参照しながら説明する。図12は、図8に示した反
射マスク5を照明する照明装置の部分を拡大して示した
図であり、図12では、説明を分かりやすくするため
に、平面ミラー4を省略し、また、第1の反射素子群2
0aが2つの反射素子(Ea1、Eb1)で構成され、第2
の反射素子群20bが2つの反射素子(Ea2、Eb2)で
構成されているものとする。
Next, the operation of the first and second reflecting element groups (20a, 20b) of the example shown in FIG. 8 will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. FIG. 12 is an enlarged view of a portion of the illumination device that illuminates the reflection mask 5 shown in FIG. 8. In FIG. 12, the plane mirror 4 is omitted for easy understanding of description. First reflective element group 2
0a is composed of two reflecting elements (E a1 , E b1 )
It is assumed that the reflecting element group 20b of FIG. 2 includes two reflecting elements (E a2 , E b2 ).

【0098】第1の反射素子群20aは、所定の第1の
基準平面P1 に沿って配置された2つの第1の反射素子
(Ea1、Eb1)を含み、その所定の基準平面Pa は、被
照射面としての反射マスク5と光学的に共役な位置、ま
たはその共役な位置の近傍にある。また、第2の反射素
子群20bは、所定の第2の基準平面Pb に沿って配置
された2つの第1の反射素子(Ea2、Eb2)を含み、そ
の所定の基準平面Pbは、投影系6の瞳と光学的に共役
な位置、またはその共役な位置の近傍にある。
The first reflection element group 20a includes two first reflection elements (E a1 , E b1 ) arranged along a predetermined first reference plane P1, and the predetermined reference plane P a Is located at a position optically conjugate with the reflection mask 5 as the surface to be irradiated, or near the conjugate position. The second reflecting element group 20b includes two first reflecting elements (E a2 , E b2 ) arranged along a predetermined second reference plane P b , and the predetermined reference plane P b Is located at a position optically conjugate with the pupil of the projection system 6 or near the conjugate position.

【0099】図12に示すように、第1反射素子群20
a中の反射素子Ea1にある方向から入射する実線で示す
放射光(X線)は、反射素子Ea1の反射面の輪郭形状に
対応するように円弧状の光束に波面分割されて、その波
面分割された円弧状の光束(実線で示す光束)は、反射
素子Ea1の反射面の集光作用によって第2反射素子群2
0b中の反射素子Ea2上の一端に光源像I1 を形成す
る。
As shown in FIG. 12, the first reflecting element group 20
The radiation light (X-ray) indicated by a solid line incident on the reflection element E a1 in a from a certain direction is wavefront-divided into an arc-shaped light flux corresponding to the contour shape of the reflection surface of the reflection element E a1. wavefront divided arc-shaped light beam (light flux shown by the solid line), the second reflective element group by the focusing action of the reflective surface of the reflective element E a1 2
Forming a light source image I 1 at one end of the reflective element E a2 in 0b.

【0100】また、第1反射素子群20a中の反射素子
a1に別の方向から入射する点線で示す放射光(X線)
は、反射素子Ea1の反射面の輪郭形状に対応するように
円弧状の光束に波面分割されて、その波面分割された円
弧状の光束(点線で示す光束)は、反射素子Ea1の反射
面の集光作用によって第2反射素子群20b中の反射素
子Ea2上の他端に光源像I2 を形成する。
[0100] Furthermore, radiation indicated by dotted lines coming from different directions to the reflective element E a1 in the first reflective element group 20a (X-ray)
Is wavefront-divided into an arc-shaped light flux so as to correspond to the contour shape of the reflection surface of the reflection element Ea1 , and the wavefront-divided arc-shaped light flux (light flux indicated by the dotted line) is reflected by the reflection element Ea1 . the other end of the reflective element E a2 in the second reflective element group 20b by the condensing action of the surface to form a light source image I 2.

【0101】従って、第1反射素子群20a中の反射素
子Ea1に実線及び点線で示す角度範囲の放射光が入射す
ると、第2反射素子群20b中の反射素子Ea2上には光
源像I1 と光源像I2 との間を結んだ大きさの光源像が
形成される。その後、これら2つの光源像(I1
2 )からの光束は、第2反射素子群20b中の反射素
子Ea2の反射集光作用(フィールドミラーの作用)によ
って集光され、さらに、コンデンサー光学系3の反射面
の反射集光作用によって集光されて、反射型マスク5を
2方向から重畳するように円弧照明される。なお、図1
2の紙面方向が反射型マスク5上に形成される円弧状の
照明領域の幅方向となる。
[0102] Thus, the radiation angle range shown by the solid line and dotted line in the reflective element E a1 in the first reflective element group 20a is incident on the reflective element E a2 in the second reflective element group 20b is the light source image I1 And a light source image having a size connecting the light source image I2 and the light source image I2. Then, these two light source images (I 1 ,
The light flux from I 2 ) is condensed by the reflection and condensing action of the reflecting element E a2 in the second reflecting element group 20b (the action of the field mirror), and further, is reflected and condensed by the reflecting surface of the condenser optical system 3. And illuminated in an arc so as to overlap the reflective mask 5 from two directions. FIG.
2 is the width direction of the arc-shaped illumination area formed on the reflective mask 5.

【0102】また、第1反射素子群20a中の反射素子
b1及び第2反射素子群20b中の反射素子Eb2による
光学作用は、前述した第1反射素子群20a中の反射素
子E a1及び第2反射素子群20b中の反射素子Ea2によ
る光学作用と同じであるため説明は省略する。このよう
に、2つの反射素子群(20a、20b)によって形成
された多数の光源像からの光が反射型マスク5上を円弧
状に重畳的に照明するため、効率良く均一な照明が達成
できる。しかも、第2反射素子群20b中の各反射素子
Eの作用(フィールドミラーの作用)によって、大きさ
を持つ光源像からの光束を効率良く集光させているた
め、コンデンサー光学系3の大きさをコンパクトにする
ことができる。
The reflection elements in the first reflection element group 20a
Eb1And the reflection element E in the second reflection element group 20bb2by
The optical action is the same as that of the reflection element in the first reflection element group 20a.
Child E a1And the reflection element E in the second reflection element group 20ba2By
The description is omitted because it is the same as the optical action described above. like this
Formed by two reflective element groups (20a, 20b)
Of light from a large number of light source images formed on the reflective mask 5 in an arc
Lighting is superimposed in a shape, achieving efficient and uniform lighting
it can. In addition, each reflection element in the second reflection element group 20b
Due to the action of E (the action of the field mirror), the size
Light from a light source image with
To make the size of the condenser optical system 3 compact
be able to.

【0103】ところで、図8に示した第2実施の形態で
は、被照射物体としての反射マスク5又は感光性基板7
での照明特性(照明分布、テレセントリシティ等)を良
好とするための調整機構について説明する。尚、図8に
示した光源手段1から正規分布状(ガウス分布状)の強
度分布を持つ光束が供給されるものとする。
By the way, in the second embodiment shown in FIG. 8, the reflection mask 5 or the photosensitive substrate 7 as an object to be irradiated is used.
An adjustment mechanism for improving the illumination characteristics (illumination distribution, telecentricity, etc.) in the above will be described. It is assumed that a light beam having a normal distribution (Gaussian distribution) intensity distribution is supplied from the light source unit 1 shown in FIG.

【0104】まず、基板ステージWSの一端に設けられ
た照明特性計測用センサーISは、計測された投影系6
の結像面(又は露光視野)内での照明特性情報を検出す
る。その後、制御系8は、照明特性計測用センサーIS
での計測結果に基づいて現在の照明特性が許容できるか
否かを所定の演算を行った上で判断する。もし、計測さ
れた照明特性が許容できない場合には、制御系8は、上
記計測結果に基づいて、照明特性の補正量を算出した上
で、第1調整系(駆動系)AD1 〜第4調整系(駆動
系)AD4 の少なくとも1つを駆動させて、例えば、照
度分布の補正及びテレセントリシティの補正を行う。
First, the illumination characteristic measuring sensor IS provided at one end of the substrate stage WS is connected to the measured projection system 6.
Illuminating characteristic information within the image forming plane (or the exposure visual field) is detected. Thereafter, the control system 8 controls the illumination characteristic measuring sensor IS.
Based on the result of the measurement, it is determined whether or not the current illumination characteristic is acceptable, after performing a predetermined calculation. If the measured illumination characteristics are not acceptable, the control system 8, based on the measurement results, in terms of calculating the correction amount of the illumination characteristics, the first adjusting system (drive system) AD 1 ~ 4 adjustment system by driving at least one of (drive system) AD 4, for example, performs the correction and telecentricity correction in the illuminance distribution.

【0105】ここで、第1調整系AD1 は、制御系8か
らの出力に基づいて、Y軸に平行な所定の第3軸Ax3
を中心として、矢印方向T3に示すように光源手段1を
所定量だけ傾斜させる。これにより、基板7上に形成さ
れる円弧状照明領域(露光領域または投影系6の露光視
野)IFにおけるY方向に沿った回転対称な照度分布I
b2は補正され、照度分布IDb2は平坦になる(図23
の(b)を参照)。
Here, the first adjustment system AD 1 outputs a predetermined third axis Ax 3 parallel to the Y axis based on the output from the control system 8.
The light source unit 1 is inclined by a predetermined amount about the center of the light source as shown in the arrow direction T3. Thus, a rotationally symmetric illuminance distribution I along the Y direction in an arc-shaped illumination area (exposure area or exposure field of the projection system 6) IF formed on the substrate 7 is obtained.
D b2 is corrected, and the illuminance distribution ID b2 becomes flat (FIG. 23).
(B)).

【0106】また、第2調整系AD2 は、制御系8から
の出力に基づいて、上記第3軸Ax 3 と直交した第4軸
Ax4 (Z軸に平行な軸)を中心として、矢印方向T4
に示すように光源手段1を所定量だけ傾斜させる。これ
により、基板7上に形成される円弧状照明領域(露光領
域または投影系6の露光視野)IFにおけるY方向に沿
った傾斜成分を持つ照度分布IDc2は補正され、照度分
布IDc2は平坦になる(図23の(c)を参照)。
The second adjustment system ADTwoFrom the control system 8
Based on the output of the third axis Ax Three4th axis orthogonal to
AxFour(The axis parallel to the Z axis) in the arrow direction T4
The light source means 1 is inclined by a predetermined amount as shown in FIG. this
, An arc-shaped illumination area (exposure area) formed on the substrate 7
Area or the exposure field of the projection system 6) along the Y direction in the IF.
Illuminance distribution ID with an inclined componentc2Is corrected and the illumination
Cloth IDc2Becomes flat (see FIG. 23C).

【0107】また、第3調整系AD3 は、制御系8から
の出力に基づいて、反射型オプティカルインテグレータ
2としての2つの反射素子群(20a、20b)を光束
中心照明光軸Axc (X軸)と直交した面(YZ平面)
に沿って一体的に所定量だけ移動(偏心)させる。これ
により、テレセントリシティの傾斜成分(傾斜テレセ
ン)は補正される(図24の(b)を参照)。
Further, based on the output from the control system 8, the third adjustment system AD 3 causes the two reflecting element groups (20a, 20b) as the reflection type optical integrator 2 to illuminate the luminous flux center illumination optical axis Ax c (X Axis (YZ plane)
Is moved (eccentric) integrally by a predetermined amount along. Thereby, the inclination component (inclination telecentricity) of the telecentricity is corrected (see FIG. 24B).

【0108】また、第4調整系AD4 は、制御系8から
の出力に基づいて、反射型オプティカルインテグレータ
2としての2つの反射素子群(20a、20b)を照明
光軸Axc に沿った方向(X方向)に一体的に所定量だ
け移動させる。これにより、光軸からの位置に応じて等
方的に発生するテレセントリシティの変化(倍率テレセ
ン)は補正される(図24の(c)を参照)。
[0108] The direction fourth adjusting system AD 4, based on the output from the control system 8, along the two reflective element group as a reflection type optical integrator 2 (20a, 20b) to the illumination optical axis Ax c In the (X direction), they are integrally moved by a predetermined amount. As a result, a change in telecentricity (magnification telecentricity) that isotropically occurs according to the position from the optical axis is corrected (see FIG. 24C).

【0109】なお、図8に示す第3軸Ax3 及び第4軸
Ax4 は互いに直交する関係を満たしていれば、第3軸
Ax3 はY軸と平行となる任意の位置に、また第4軸A
4はX軸と平行となる任意の位置に設定にそれぞれ設
定することができる。
If the third axis Ax 3 and the fourth axis Ax 4 shown in FIG. 8 satisfy a relationship orthogonal to each other, the third axis Ax 3 is located at an arbitrary position parallel to the Y axis. 4-axis A
x 4 can be set to the setting at any position parallel to the X axis.

【0110】以上のように、第1調整系(駆動系)AD
1 〜第4調整系(駆動系)AD4 の少なくとも1つを駆
動させることにより、基板上に形成される円弧状の露光
視野(露光領域)での照明特性を良好に補正することが
できる。
As described above, the first adjustment system (drive system) AD
By first to fourth adjustment system (driving system) is driven at least one of the AD 4, the illumination characteristics of the arc-shaped exposure field to be formed on the substrate (exposure region) can be satisfactorily corrected.

【0111】なお、以上の照明特性の調整動作は、上述
した図25の調整フローと同一であるため説明は省略す
るが、図8に示す制御系8が4つの調整系(AD1 〜A
4)を制御することなく、それら4つの調整系(AD
1 〜AD4 )を作業者が調整できる機械的な又は電気的
な調整機構としても良い。この場合、照明特性計測用セ
ンサーIS(照明特性計測装置)による計測結果に基づ
いて作業者が4つの調整系(AD1 〜AD4 )を介して
照度分布の補正及びテレセントリシティの補正を行うこ
とができる。
The above-described adjustment operation of the illumination characteristics is the same as the above-described adjustment flow of FIG. 25, and thus the description is omitted. However, the control system 8 shown in FIG. 8 includes four adjustment systems (AD 1 to A 1).
D 4 ) without controlling these four adjustment systems (AD
1 to AD 4 ) may be a mechanical or electrical adjustment mechanism that can be adjusted by an operator. In this case, the worker corrects the illuminance distribution and the telecentricity via four adjustment systems (AD 1 to AD 4 ) based on the measurement result by the illumination characteristic measurement sensor IS (illumination characteristic measurement device). be able to.

【0112】また、図8では、基板ステージWSの一端
に設けられた照明特性計測用センサーISを用いて投影
系6の結像面(又は露光視野)でに照明特性を計測した
例を説明したが、マスクステージMSに一端に照明特性
計測用センサーISを設けて、この照明特性計測用セン
サーISを用いて照明系(1〜4)の照明領域IF内の
2次元的な照明特性を計測するようにしても良い。この
計測においては、照明特性計測用マスクを不要とするこ
とができる。
FIG. 8 illustrates an example in which the illumination characteristics are measured on the image formation plane (or the exposure field) of the projection system 6 using the illumination characteristic measurement sensor IS provided at one end of the substrate stage WS. However, an illumination characteristic measurement sensor IS is provided at one end of the mask stage MS, and two-dimensional illumination characteristics in the illumination area IF of the illumination system (1 to 4) are measured using the illumination characteristic measurement sensor IS. You may do it. In this measurement, the illumination characteristic measurement mask can be dispensed with.

【0113】以上の図8に示す実施の形態では、第2の
反射素子群20b中の各反射素子の表面に形成される光
源像が投影系6の瞳の位置PS (投影系6の入射瞳)に
再結像されるため、所謂ケーラー照明が達成される。以
上の第2の実施の形態で示すように、例えば、X線等の
波長が100nm 以下かつある発散角を持つの光を用いて、
マスクパターンを感光性基板7に露光するために、照明
装置及び投影系の全てを反射型部材及び反射型素子で構
成したとしても、実質的にケーラー照明の条件を保ちな
がら、マスク上に照度が均一な円弧状の照明領域を効率
良く形成することができる。
In the embodiment shown in FIG. 8, the light source image formed on the surface of each reflecting element in the second reflecting element group 20b is positioned at the pupil position P S of the projecting system 6 (incident light of the projecting system 6). The so-called Koehler illumination is achieved because it is re-imaged on the pupil). As shown in the above second embodiment, for example, using light such as X-rays having a wavelength of 100 nm or less and having a certain divergence angle,
In order to expose the mask pattern to the photosensitive substrate 7, even if all of the illuminating device and the projection system are composed of reflective members and reflective elements, the illuminance on the mask is maintained while substantially maintaining Koehler illumination conditions. A uniform arc-shaped illumination region can be efficiently formed.

【0114】また、図8に示す第2の実施の形態では、
第1及び第2の反射素子群(20a、20b)を構成す
る各反射素子(E1 、E2 )及びコンデンサー光学系を
構成するコンデンサーミラー3を共に偏心した球面状の
反射面とした例を述べたが、これらを非球面とすること
もできることは言うまでもない。また、図8に示す第2
の実施の形態では、コンデンサー光学系3の光軸AxC
と投影系6の光軸Ax P とが互いに直交するように、コ
ンデンサー光学系3と投影系6とを配置した例を示した
が、図13に示すように、偏向ミラー(平面ミラー)4
の配置を変更して、物理的な配置上においても、コンデ
ンサー光学系3の光軸AxC と投影系6の光軸AxP
が同軸となるように、コンデンサー光学系3と投影系6
とを配置しても良い。
In the second embodiment shown in FIG.
Constituting the first and second reflection element groups (20a, 20b)
Reflective elements (E1, ETwo) And condenser optics
The condensing condenser mirror 3 has a spherical shape with eccentricity.
In the above examples, the reflective surfaces are used.
Needless to say, it can be done. In addition, the second shown in FIG.
In the embodiment, the optical axis Ax of the condenser optical system 3C
And the optical axis Ax of the projection system 6 PAre orthogonal to each other.
The example in which the condenser optical system 3 and the projection system 6 are arranged is shown.
However, as shown in FIG. 13, the deflection mirror (plane mirror) 4
By changing the position of the
Optical axis Ax of the sensor optical system 3CAnd the optical axis Ax of the projection system 6PWhen
Are concentric with each other so that the condenser optical system 3 and the projection system 6
And may be arranged.

【0115】さて、次に、図14及び図15を参照しな
がら図8に示した第2の実施の形態の変形例について説
明する。本例では、図9の(a)及び(b)に示した第
1及び第2の反射素子群(20a、20b)での照明効
率をより一層改善するために、図8に示した第1及び第
2の反射素子群(20a、20b)を図14及び図15
に示す構成としたものである。
Next, a modification of the second embodiment shown in FIG. 8 will be described with reference to FIGS. In this example, in order to further improve the illumination efficiency in the first and second reflective element groups (20a, 20b) shown in FIGS. 9A and 9B, the first reflective element group shown in FIG. 14 and 15 show the second reflection element group (20a, 20b).
The configuration shown in FIG.

【0116】まず、第1の反射素子群20aの構成につ
いて説明すると、図14の(a)に示すように、第1の
反射素子群20aは、円弧状の輪郭(外形)を有する多
数の第1の反射素子がZ方向に沿って多数配列された第
2の反射素子の列をY方向に沿って3列有している。第
1番目の反射素子の列GE11 は多数の反射素子(E11 a
〜E11v )で構成されている。そして、この第1番目の
反射素子の列GE11 は、第1番目の反射素子の列の中心
(各反射素子の中心)を横切りZ軸と平行な軸A1 を中
心に、第1番目の反射素子の列GE11 を構成する任意の
反射素子がそれぞれ所定量だけ回転させた状態で配列さ
れている。
First, the structure of the first reflection element group 20a will be described. As shown in FIG. 14A, the first reflection element group 20a has a large number of first reflection element groups 20a having an arc-shaped contour (outer shape). There are three rows of second reflective elements in which one reflective element is arranged in a large number along the Z direction, along the Y direction. The first row G E11 of reflective elements has a number of reflective elements (E 11 a
To E 11v ). The first column of reflection elements G E11 is formed around the axis A 1 that is transverse to the center of the first row of reflection elements (the center of each reflection element) and parallel to the Z axis. Arbitrary reflecting elements constituting the array of reflecting elements GE11 are arranged in a state rotated by a predetermined amount.

【0117】また、第2番目の反射素子の列GE12 は多
数の反射素子(E12a 〜E12y )で構成されている。そ
して、この第2番目の反射素子の列GE12 は、第2番目
の反射素子の列の中心(各反射素子の中心)を横切りZ
軸と平行な軸A2 を中心に、第2番目の反射素子の列G
E12 を構成する任意の反射素子がそれぞれ所定量だけ回
転させた状態で配列されている。
The second array G E12 of reflective elements is composed of a large number of reflective elements (E 12a to E 12y ). The second reflective element row G E12 crosses the center of the second reflective element row (the center of each reflective element) and Z Z
A second row G of reflective elements, centered on an axis A 2 parallel to the axis;
Arbitrary reflecting elements constituting E12 are arranged in a state rotated by a predetermined amount.

【0118】さらに、第3番目の反射素子の列GE13
多数の反射素子(E13a 〜E13v )で構成されている。
そして、この第3番目の反射素子の列GE13 は、第3番
目の反射素子の列の中心(各反射素子の中心)を横切り
Z軸と平行な軸A3 を中心に、第3番目の反射素子の列
E13 を構成する任意の反射素子がそれぞれ所定量だけ
回転させた状態で配列されている。
Further, the third array G E13 of reflecting elements is composed of a number of reflecting elements (E 13a to E 13v ).
The third reflection element row G E13 is formed around the axis A 3 that passes through the center of the third reflection element row (the center of each reflection element) and is parallel to the Z axis. Arbitrary reflecting elements constituting the array of reflecting elements GE13 are arranged in a state rotated by a predetermined amount.

【0119】次に、第2の反射素子群20aの構成につ
いて説明すると、図14の(b)に示すように、第2の
反射素子群20bは、ほぼ正方形状の輪郭(外形)を有
する多数の第2の反射素子E2 がZ方向に沿って多数配
列された反射素子の列をY方向に沿って9列有してい
る。そして、第2の反射素子群20bは、図14の
(b)の下側の列から順に、第1列〜第3列までの3列
の反射素子列からなる第1の部分群GE21 と、第4列〜
第6列までの3列の反射素子列からなる第2の部分群G
E22 と、第7列〜第9列までの3列の反射素子列からな
る第3の部分群GE23とを有している。
Next, the structure of the second reflecting element group 20a will be described. As shown in FIG. 14B, the second reflecting element group 20b has a large number of substantially square outlines (outer shapes). the second reflective element E 2 has 9 rows of columns of a number array of reflective elements along the Y-direction along the Z direction. The second reflective element group 20b includes a first partial group G E21 including three reflective element rows from a first row to a third row in order from the lower row in FIG. 14B. , Column 4 ~
A second partial group G including three reflective element rows up to a sixth row
E22 and a third partial group G E23 composed of three reflective element rows from a seventh row to a ninth row.

【0120】ここで、第1の部分群GE21 を構成する各
反射素子E2 の表面には、前述の第1の反射素子群20
a中の第1番目の反射素子の列GE11 の各反射素子(E
11a〜E11v )によって集光された光源像がそれぞれ形
成される。また、第2の部分群GE22 を構成する各反射
素子E2 の表面には、前述の第1の反射素子群20a中
の第2番目の反射素子列GE12 の各反射素子(E12a
12y )によって集光された光源像がそれぞれ形成され
る。
[0120] Here, each reflective element surface E 2 constituting the first subgroup G E21, the first reflective element group described above 20
a of each of the first reflection element rows G E11 in FIG.
11a to E11v ), the light source images condensed are formed respectively. In addition, each reflective element E 2 of the surface constituting the second subgroup G E22, each of the reflective elements (E 12a ~ of the second reflective element rows G E12 in the first reflective element group 20a previously described
Light source images condensed by E 12y ) are formed.

【0121】さらに、第3の部分群GE23 を構成する各
反射素子E2 の表面には、前述の第1の反射素子群20
a中の第3番目の反射素子列GE13 の各反射素子(E
13a 〜E13v )によって集光された光源像がそれぞれ形
成される。具体的には、図15に示すように、第1番目
の反射素子列GE11 を構成する各反射素子(E11a 〜E
11k )は、第1番目の反射素子列の中心(各反射素子の
中心C1a〜C1k)を横切りZ軸と平行な軸A1 を中心
に、第1番目の反射素子の列GE11 を構成する任意の反
射素子がそれぞれ所定量だけ回転させた状態で配列され
ている。
Further, the third subgroup GE23Make up each
Reflective element ETwoOn the surface of the first reflection element group 20 described above.
a third reflective element row G in FIG.E13Each reflection element (E
13a~ E13v), The light source images collected by
Is done. Specifically, as shown in FIG.
Reflective element row GE11Each reflecting element (E11a~ E
11k) Is the center of the first reflective element row (for each reflective element)
Center C1a~ C1k) And an axis A parallel to the Z axis1Around
The first column G of the reflective elementE11Make up any anti
Are arranged in a state where the projecting elements are rotated by a predetermined amount.
ing.

【0122】例えば、反射素子E11a は、軸A1 を中心
に右回り(反時計回り)に所定量(微小量)だけ回転し
た状態で固設されており、この反射素子E11a は、第1
の部分群GE21 の第3列目の最も上方の反射素子E2
において、ある大きさを持つ円形状の光源像Ia を形成
する。また、反射素子E11f は、軸A1 を中心に左回り
(時計回り)に所定量(微小量)だけ回転した状態で固
設されており、この反射素子E11f は、第1の部分群G
E21 の第1列目の上から2番目の反射素子E2上におい
て、ある大きさを持つ円形状の光源像If を形成する。
[0122] For example, the reflective element E 11a a predetermined amount about the axis A 1 to the right (counterclockwise) are fixedly provided while rotated (small amount), the reflective element E 11a is first 1
In the third column of the uppermost on the reflective element E 2 subgroups G E21, to form a circular light source image I a having a certain size. The reflecting element E 11f is fixedly mounted in a state where the reflecting element E 11f is rotated counterclockwise (clockwise) by a predetermined amount (a minute amount) about the axis A 1. G
In a second on the reflective element E 2 from the top of the first column of the E21, to form a circular light source image I f having a certain size.

【0123】また、反射素子E11k は、軸A1 を中心回
りに回転されることなく固設されており、この反射素子
11k は、第1の部分群GE21 の第2列目の上から4番
目の反射素子E2 上において、ある大きさを持つ円形状
の光源像If を形成する。この時の反射素子E11k の光
軸と第1の部分群GE21 を構成する各反射素子の光軸と
は互いに平行となっている。
Further, the reflecting element E 11k is fixed without being rotated about the axis A 1 , and the reflecting element E 11k is located above the second column of the first partial group GE 21 . in the fourth on the reflective element E 2 from to form a circular light source image I f having a certain size. At this time, the optical axis of the reflective element E11k and the optical axes of the reflective elements constituting the first subgroup GE21 are parallel to each other.

【0124】この様な図15に示す構成は、第1の反射
素子群20a中の第2番目の反射素子列GE12 と第2の
部分群GE22 との間、及び第1の反射素子群20a中の
第3番目の反射素子列GE13 と第2の部分群GE23 との
間でも同様である。以上のように、図14及び図15に
示す第1及び第2の反射素子(20a、20b)の構成
によれば、図9に示した第1及び第2の反射素子(20
a、20b)の構成に比べて、第2の反射素子の輪郭
(外形)によって大きさのある光源像が遮光されにくい
ため、照明効率を向上させることができる。
The configuration shown in FIG. 15 is provided between the second reflective element group G E12 and the second partial group G E22 in the first reflective element group 20a and the first reflective element group. The same applies between the third reflective element row GE13 in 20a and the second partial group GE23 . As described above, according to the configuration of the first and second reflective elements (20a, 20b) shown in FIGS. 14 and 15, the first and second reflective elements (20a) shown in FIG.
Compared with the configurations of a and 20b), the light source image having a large size is less likely to be shielded by the contour (outer shape) of the second reflective element, so that the illumination efficiency can be improved.

【0125】以上の第1及び第2の実施の形態では、多
光源形成手段の少なくとも1部を構成する第1の反射素
子群中の円弧状の輪郭(外形)を持つ反射素子(E、E
1 )が、その素子の光軸(AxE 、AxE1)に対して偏
心した偏心ミラーで構成されているため、ある像高(光
軸からのある高さ)における円弧領域のみでの収差補正
をすれば良いため、非偏心反射素子を設計する場合より
も光学設計上の制約条件が大幅に緩和される。それによ
って、第1の反射素子群中の反射素子にて発生する収差
を十分に抑えることができる。従って、マスク5等の被
照射面において、非常に良好なる均一な円弧照明が実現
できるという利点がある。
In the first and second embodiments, the reflecting elements (E, E, E) having an arc-shaped contour (outer shape) in the first reflecting element group constituting at least a part of the multiple light source forming means.
1 ) is constituted by an eccentric mirror decentered with respect to the optical axis (Ax E , Ax E1 ) of the element, so that aberration correction is performed only in an arc region at a certain image height (a certain height from the optical axis). Therefore, the constraints on the optical design are greatly eased as compared with the case of designing a non-eccentric reflective element. Thereby, the aberration generated in the reflecting elements in the first reflecting element group can be sufficiently suppressed. Therefore, there is an advantage that very good uniform arc illumination can be realized on the irradiated surface such as the mask 5.

【0126】さらに、コンデンサー光学系も偏心ミラー
系で構成することにより、コンデンサー光学系にて発生
する収差も十分に抑えることができるため、以上の利点
を相乗的に得ることができる。なお、コンデンサー光学
系は1枚の偏心ミラーで構成することができるが、複数
枚の偏心ミラーで構成することも可能である。なお、第
1及び第2の実施の形態にて示した第1の反射素子群と
第2の反射素子群とのうちの少なくとも一方を微小量だ
け傾斜させるように構成すれば、被照射面上に形成され
る円弧状の照明領域での照度分布等を調整することがで
きる。さらには、コンデンサー光学系を構成する少なく
とも1つの偏心ミラーを所定の方向(コンデンサー光学
系の光軸又はその光軸と直交する方向)へ微小量だけ移
動、あるいは傾斜させるように構成し、弧状の照明領域
での照度分布等を調整しても良い。
Further, since the condenser optical system is also constituted by the decentered mirror system, the aberration generated in the condenser optical system can be sufficiently suppressed, so that the above advantages can be obtained synergistically. Although the condenser optical system can be constituted by one eccentric mirror, it can also be constituted by a plurality of eccentric mirrors. If at least one of the first reflecting element group and the second reflecting element group shown in the first and second embodiments is configured to be inclined by a minute amount, the surface to be irradiated can be reduced. It is possible to adjust the illuminance distribution and the like in the arc-shaped illumination region formed in the above. Further, at least one eccentric mirror constituting the condenser optical system is configured to move or incline by a small amount in a predetermined direction (the optical axis of the condenser optical system or a direction orthogonal to the optical axis) or to be inclined. The illuminance distribution or the like in the illumination area may be adjusted.

【0127】また、良好なる照明領域を保ちながら装置
をコンパクトに構成するためには、第2の実施の形態に
おける第1の反射素子群20a及びコンデンサー光学系
3も前述した条件式(2)を関係を満足することが望ま
しい事は言うまでもない。さらに、また、以上の各実施
の形態では、多光源形成光学系を構成する第1光学素子
や第2の光学素子をそれぞれ反射ミラーで構成した例を
示したが、これらを屈折性のレンズ素子で構成しても良
い。この場合、第1光学素子を構成するレンズ素子の断
面形状は、円弧とすることが良いことは言うまでもな
い。なお、以上の図9及び図14においては、多数の反
射素子(E1 ,E2 )を隙間がないように稠密に配置し
て構成した第1光学素子群20a及び第2光学素子群2
0bをそれぞれ示した。しかしながら、図9(b)及び
図14(b)に示す第2光学素子群においては、多数の
反射素子E2 を必ずしも隙間がないように稠密に配置す
る必要はない。その理由について述べると、前述したよ
うに、第2光学素子群20b上またはその近傍には、各
反射素子E2 にそれぞれ対応して多数の光源像が形成さ
れる。そして、これら光源像が各反射素子E2 の有効反
射領域内に収まっている限り、光量損失を生じることは
ない。従って、第2光学素子群20b上またはその近傍
において多数の光源像が隙間を持って離散的に形成され
る場合には、第2光学素子群における多数の反射素子E
2 は隙間を持って離散的に配置することができる。
In order to make the apparatus compact while maintaining a good illumination area, the first reflecting element group 20a and the condenser optical system 3 in the second embodiment also satisfy the above-mentioned conditional expression (2). Needless to say, it is desirable to satisfy the relationship. Further, in each of the above embodiments, the first optical element and the second optical element constituting the multiple light source forming optical system have been described as examples in which each of the first optical element and the second optical element is constituted by a reflection mirror. May be configured. In this case, it is needless to say that the cross-sectional shape of the lens element constituting the first optical element is preferably an arc. In FIGS. 9 and 14 described above, the first optical element group 20a and the second optical element group 2 in which a large number of reflecting elements (E 1 , E 2 ) are densely arranged without any gap.
0b is shown. However, in the second optical element group shown in FIGS. 9 (b) and 14 (b), it is not necessary to arrange a large number of reflecting elements E2 densely without any gap. Describing The reason, as described above, the or near the second optical element group 20b, a number of light source images corresponding to the respective reflecting element E 2 is formed. As long as these light source images is within the effective reflective area of the reflective elements E 2, it does not cause light loss. Therefore, when a large number of light source images are discretely formed on or near the second optical element group 20b with a gap, a large number of reflective elements E in the second optical element group are provided.
2 can be arranged discretely with a gap.

【0128】また、図1、図2、図8、図9、図13、
図14及び図15に示す反射型オプティカルインテグレ
ータは、所定の形状及び大きさを有する2次光源を形成
する又は被照射物体(マスク5、基板7)を均一に照明
する機能を持たせるために、少なくとも1以上の反射素
子群(2、20a、20b)を有する構成としている
が、反射素子群の代わりに反射型の回折光学素子を用い
ても良い。この場合、反射型オプティカルインテグレー
タは、少なくとも1以上の反射型の回折光学素子で構成
することができる。なお、反射型オプティカルインテグ
レータを少なくとも1以上の反射型の回折光学素子で構
成できることは、以下に述べる図16から図22に示す
各実施の形態においても同様である。
Also, FIG. 1, FIG. 2, FIG. 8, FIG. 9, FIG.
The reflection type optical integrator shown in FIGS. 14 and 15 forms a secondary light source having a predetermined shape and size or has a function of uniformly illuminating an irradiation target (mask 5 and substrate 7). Although the configuration includes at least one or more reflective element groups (2, 20a, 20b), a reflective diffractive optical element may be used instead of the reflective element group. In this case, the reflection type optical integrator can be constituted by at least one or more reflection type diffractive optical elements. Incidentally, the fact that the reflection type optical integrator can be constituted by at least one or more reflection type diffractive optical elements is the same in the embodiments shown in FIGS. 16 to 22 described below.

【0129】ところで、図16には、図1に示した第1
の実施の形態に係るステップ・アンド・スキャン方式に
より露光動作を行う投影露光装置の変形例を示してい
る。図16に示す投影露光装置は、5nm〜20nm程
度の軟X線領域の光(EUV光)を用いて、ステップ・
アンド・スキャン方式により露光動作を行うものであ
る。なお、図16において、図1に示した同一の機能を
持つ部材には同一の符号を付してある。また、図16に
おいては、マスク5の縮小像をウエハ7上に形成する投
影系の光軸方向をZ方向とし、このZ方向と直交する紙
面内方向をY方向とし、これらYZ方向と直交する紙面
垂直方向をX方向とする。また、図16、後述する図1
7及び図19〜図21に示す装置においては、図1及び
図8に示したように、投影系6に対してマスクステージ
MSと基板ステージWSとを相対的に移動させる駆動装
置(D1 、D2 )は備えているが、図17及び図19〜
図21において、マスクステージMS及び駆動装置(D
1 、D2 )を図示することは省略する。
FIG. 16 shows the first example shown in FIG.
13 shows a modification of the projection exposure apparatus which performs the exposure operation by the step-and-scan method according to the embodiment. The projection exposure apparatus shown in FIG. 16 uses light (EUV light) in the soft X-ray region of about 5 nm to 20 nm, and
The exposure operation is performed by the AND scan method. In FIG. 16, the members having the same functions shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In FIG. 16, the optical axis direction of the projection system that forms the reduced image of the mask 5 on the wafer 7 is defined as the Z direction, the direction in the plane of the drawing perpendicular to the Z direction is defined as the Y direction, and the direction orthogonal to the YZ directions is defined. The direction perpendicular to the paper surface is defined as the X direction. FIG. 16 and FIG.
7 and FIGS. 19 to 21, as shown in FIGS. 1 and 8, a driving device (D 1 , D 1 ) that relatively moves the mask stage MS and the substrate stage WS with respect to the projection system 6. D 2 ) is provided, as shown in FIGS.
In FIG. 21, a mask stage MS and a driving device (D
1 and D 2 ) are omitted from the drawing.

【0130】さて、図16に示すように、露光装置は、
投影原版(マスク)としての反射型マスク5に描画され
た回路パターンの一部の像を投影系6を介して基板とし
てのウエハ7上に投影しつつ、マスク5とウエハ7とを
投影光学系9に対して1次元方向(Y方向)に相対走査
することによって、マスク5の回路パターンの全体をウ
エハ7上の複数のショット領域の各々にステップアンド
スキャン方式で転写するものである。
Now, as shown in FIG. 16, the exposure apparatus
While projecting an image of a part of the circuit pattern drawn on the reflective mask 5 as a projection original (mask) onto a wafer 7 as a substrate via a projection system 6, the mask 5 and the wafer 7 are projected onto a projection optical system. The entire circuit pattern of the mask 5 is transferred to each of a plurality of shot areas on the wafer 7 by a step-and-scan method by performing relative scanning in a one-dimensional direction (Y direction) with respect to the mask 9.

【0131】ここで、図16に示すように、露光用の照
明光である軟X線は、大気に対する透過率が低いため、
EUV光が通過する光路は真空チャンバー100により
覆われて外気より遮断されている。レーザ光源10は、
赤外域〜可視域の波長のレーザ光を供給する機能を有
し、例えば半導体レーザ励起によるYAGレーザやエキ
シマレーザなどを適用できる。このレーザ光は集光光学
部材11により集光されて、位置13に集光する。ノズ
ル12は気体状の物体を上記集光位置13へ向けて噴出
し、この噴出された物体は位置3において高照度のレー
ザ光を受ける。このとき、噴出された物体がレーザ光の
エネルギで高温になり、プラズマ状態に励起され、低ポ
テンシャル状態へ遷移する際にEUV光を放出する。
Here, as shown in FIG. 16, soft X-rays, which are illumination light for exposure, have low transmittance to the atmosphere.
The optical path through which the EUV light passes is covered by the vacuum chamber 100 and is shielded from outside air. The laser light source 10
It has a function of supplying laser light having a wavelength in the infrared to visible ranges. For example, a YAG laser or an excimer laser excited by a semiconductor laser can be used. This laser light is condensed by the condensing optical member 11 and condensed on the position 13. The nozzle 12 ejects a gaseous object toward the light condensing position 13, and the ejected object receives a high illuminance laser beam at the position 3. At this time, the ejected object becomes hot due to the energy of the laser light, is excited into a plasma state, and emits EUV light when transitioning to a low potential state.

【0132】この位置3の周囲には、楕円鏡14が配置
されており、この楕円鏡14は、その第1焦点が上記集
光位置13とほぼ一致するように位置決めされている。
楕円鏡14の内表面には、EUV光を反射するための多
層膜が設けられており、ここで反射されたEUV光は、
楕円鏡14の第2焦点で一度集光した後、放物面鏡(コ
リメーター反射鏡)15へ向かう。この反射鏡15は、
その焦点が楕円鏡14の第2焦点位置とほぼ一致するよ
うに位置決めされており、その内表面には、EUV光を
反射するための多層膜が設けられている。
An elliptical mirror 14 is arranged around the position 3, and the elliptical mirror 14 is positioned so that its first focal point substantially coincides with the light condensing position 13.
The inner surface of the elliptical mirror 14 is provided with a multilayer film for reflecting EUV light, and the EUV light reflected here is
After being converged once at the second focal point of the elliptical mirror 14, the light goes to a parabolic mirror (collimator reflecting mirror) 15. This reflecting mirror 15
The focal point is positioned so as to substantially coincide with the second focal position of the elliptical mirror 14, and a multilayer film for reflecting EUV light is provided on the inner surface thereof.

【0133】放物面鏡15から射出されるEUV光は、
ほぼコリメートされた状態でオプティカルインテグレー
タとしての反射型フライアイ光学系2へ向かう。なお、
集光光学部材11、楕円鏡14及び放物面鏡15によっ
て集光光学系が構成されている。この反射型フライアイ
光学系2は、複数の反射面(複数の反射素子E1 の反射
面)を集積してなる第1の反射素子群20aと、第1の
反射素子群20aの複数の反射面と対応した複数の反射
面(複数の反射素子E2 の反射面)を有する第2の反射
素子群20bとで構成されている。これら第1及び第2
の反射素子群20a,20bを構成する複数の反射面上
にもEUV光を反射させるための多層膜が設けられてい
る。
The EUV light emitted from the parabolic mirror 15 is
In a substantially collimated state, the light travels to the reflection type fly-eye optical system 2 as an optical integrator. In addition,
The condensing optical member 11, the elliptical mirror 14, and the parabolic mirror 15 constitute a condensing optical system. The reflection type fly-eye optical system 2, a plurality of reflection of the plurality of reflecting surfaces and a first reflective element group 20a formed by integration (s reflective surface of the reflective element E 1) of the first reflective element group 20a It is composed of a second reflective element group 20b having a surface with a plurality of reflecting surface corresponding (reflecting surfaces of the plurality of reflective elements E 2). These first and second
A multilayer film for reflecting EUV light is also provided on a plurality of reflection surfaces constituting the reflection element groups 20a and 20b.

【0134】ここで、反射型フライアイ光学系2を構成
する一方の第2反射素子群120bの反射面位置または
その近傍の位置には、反射型マスク5を照明する光束の
開口数(照明系の開口数)を可変とするための第1の可
変開口絞りAS1が設けられている。この第1の可変開
口絞りAS1は、ほぼ円形状の可変の開口部を有してお
り、第1の駆動系DR1によって、第1の可変開口絞り
AS1の開口部の開口径が可変となっている。
Here, the numerical aperture (illumination system) of the luminous flux illuminating the reflective mask 5 is provided at or near the reflective surface position of the second reflective element group 120b constituting the reflective fly-eye optical system 2. Is provided with a first variable aperture stop AS1 for making the numerical aperture (variable numerical aperture) variable. The first variable aperture stop AS1 has a substantially circular variable aperture, and the aperture diameter of the aperture of the first variable aperture stop AS1 is variable by the first drive system DR1. I have.

【0135】さて、放物面鏡15からのコリメートされ
たEUV光は、第1の反射素子群20aにより波面分割
され、各々の反射面からのEUV光が集光されて複数の
光源像が形成される。これら複数の光源像が形成される
位置の近傍のそれぞれには、第2の反射素子群20bの
複数の反射面が位置決めされており、これら第2の反射
素子群20bの複数の反射面は、実質的にフィールドミ
ラーの機能を果たす。このように、反射型フライアイ光
学系2は、放物面鏡15からの略平行光束に基づいて、
2次光源としての多数の光源像を形成する。
The collimated EUV light from the parabolic mirror 15 is wavefront-divided by the first reflecting element group 20a, and the EUV light from each reflecting surface is condensed to form a plurality of light source images. Is done. A plurality of reflecting surfaces of the second reflecting element group 20b are positioned near the positions where the plurality of light source images are formed, and the plurality of reflecting surfaces of the second reflecting element group 20b are: It functions essentially as a field mirror. As described above, the reflection type fly-eye optical system 2 is based on the substantially parallel light beam from the parabolic mirror 15,
A large number of light source images are formed as secondary light sources.

【0136】さて、反射型フライアイ光学系2により形
成された2次光源からのEUV光は、この2次光源位置
の近傍が焦点位置となるように位置決めされたコンデン
サミラー3へ向かい、このコンデンサミラー3にて反射
集光された後に、光路折り曲げミラー4を介して、反射
型マスク5上に達する。これらコンデンサミラー3及び
光路折り曲げミラーの表面には、EUV光を反射させる
多層膜が設けられている。そして、コンデンサミラー3
は、2次光源から発するEUV光を集光して、反射型マ
スク5上の所定の照明領域を重畳的に均一照明する。
The EUV light from the secondary light source formed by the reflection type fly-eye optical system 2 travels to the condenser mirror 3 positioned such that the focal position is near the position of the secondary light source. After being reflected and condensed by the mirror 3, the light reaches the reflective mask 5 via the optical path bending mirror 4. A multilayer film that reflects EUV light is provided on the surfaces of the condenser mirror 3 and the optical path bending mirror. And condenser mirror 3
Collects EUV light emitted from the secondary light source and uniformly illuminates a predetermined illumination area on the reflective mask 5 in a superimposed manner.

【0137】そして、反射型マスク5上には、EUV光
を反射する多層膜のパターンが設けられており、この反
射型マスク5から反射したEUV光が投影系6によって
結像されることにより、反射型マスク5の像が感光性基
板としてのウエハ7上に転写される。なお、本実施形態
では、反射型マスク5へ向かう照明光と、該反射型マス
ク5にて反射されて投影系6へ向かうEUV光との光路
分離を空間的に行うために、照明系は非テレセントリッ
ク系であり、かつ投影系6もマスク側非テレセントリッ
クな光学系としている。
A pattern of a multilayer film that reflects EUV light is provided on the reflective mask 5. The EUV light reflected from the reflective mask 5 is imaged by the projection system 6 to form an image. The image of the reflective mask 5 is transferred onto a wafer 7 as a photosensitive substrate. In the present embodiment, since the optical path separation between the illumination light traveling toward the reflective mask 5 and the EUV light reflected by the reflective mask 5 and traveling toward the projection system 6 is performed spatially, the illumination system is not operated. It is a telecentric system, and the projection system 6 is also a non-telecentric optical system on the mask side.

【0138】また、投影系6の構成は、図1に示した投
影系6の構成と同一であるため説明を省略するが、図1
6に示す投影系6を構成する4枚のミラー(6a〜6
d)の表面には、EUV光を反射させる多層膜が設けら
れている。ところで、図17における投影系6の瞳位置
またはその近傍に配置にはミラー6cが配置されている
が、このミラー6cの反射面またはその近傍には、投影
系6の開口数を可変とする第2の可変開口絞りが設けら
れている。この第2の可変開口絞りAS2は、ほぼ円形
状の可変の開口部を有しており、第2の駆動系DR2に
よって、第2の可変開口絞りAS2の開口部の開口径が
可変となっている。
The structure of the projection system 6 is the same as that of the projection system 6 shown in FIG.
6, four mirrors (6a to 6a) constituting the projection system 6 shown in FIG.
A multilayer film that reflects EUV light is provided on the surface of d). By the way, a mirror 6c is arranged at or near the pupil position of the projection system 6 in FIG. 17, and the numerical aperture of the projection system 6 is variable on the reflection surface of the mirror 6c or in the vicinity thereof. Two variable aperture stops are provided. The second variable aperture stop AS2 has a substantially circular variable aperture, and the aperture diameter of the aperture of the second variable aperture stop AS2 is variable by the second drive system DR2. I have.

【0139】ここで、照明系の開口数と投影系6の開口
数との比(コヒーレンスフアクター又はσ値)を可変に
することについて説明する。なお、σ値とは、照明系の
開口数をNA1とし、投影系6の開口数をNA2とする
と、σ=NA1/NA2で定義される。ウエハ7に転写
するパターンの微細度やウエハ7に転写するパターンの
プロセスによっては、照明系の開口数と投影系6の開口
数との比を可変にして、投影系6の解像力や焦点深度等
を調整することが必要となる。このため、不図示の搬送
装置によってウエハステージWSに順次載置される各ウ
エハ毎の露光条件に関する露光情報(露光情報を含むウ
エハの搬送マップ等)、及びマスクステージMS上に順
次載置される各種のマスクの載置情報は、コンソール等
の入力装置IUを介して、制御系としての制御装置8に
入力される。この制御装置8は、ウエハステージWS上
にウエハ7が載置される毎に、入力装置IUからの入力
情報に基づいて、照明系の開口数と投影系6の開口数と
の比を変更するか否かを判別する。もし、制御装置8
は、照明系の開口数と投影系6の開口数との比を変更す
る必要があると判断すると、制御装置8は、2つの駆動
系(DR1、DR2)の内の少なくとも一方を駆動させ
て、第1の開口絞りAS1と第2の可変開口絞りAS2
との内の少なくとも一方の開口径を可変とする。これに
より、様々な露光条件のもとで適切な露光が達成でき
る。
Here, the case where the ratio (coherence factor or σ value) between the numerical aperture of the illumination system and the numerical aperture of the projection system 6 is made variable will be described. The σ value is defined as σ = NA1 / NA2, where NA1 is the numerical aperture of the illumination system and NA2 is the numerical aperture of the projection system 6. Depending on the fineness of the pattern to be transferred to the wafer 7 and the process of the pattern to be transferred to the wafer 7, the ratio between the numerical aperture of the illumination system and the numerical aperture of the projection system 6 can be changed to change the resolution of the projection system 6 and the depth of focus. Needs to be adjusted. For this reason, exposure information (such as a wafer transfer map including exposure information) relating to exposure conditions for each wafer sequentially mounted on the wafer stage WS by a transfer device (not shown), and sequentially mounted on the mask stage MS. The placement information of various masks is input to a control device 8 as a control system via an input device IU such as a console. The control device 8 changes the ratio between the numerical aperture of the illumination system and the numerical aperture of the projection system 6 based on input information from the input device IU every time the wafer 7 is placed on the wafer stage WS. It is determined whether or not. If the control device 8
Determines that the ratio between the numerical aperture of the illumination system and the numerical aperture of the projection system 6 needs to be changed, the control device 8 drives at least one of the two drive systems (DR1, DR2) to , A first aperture stop AS1 and a second variable aperture stop AS2
And at least one of the aperture diameters is variable. Thereby, appropriate exposure can be achieved under various exposure conditions.

【0140】なお、第1の開口絞りAS1の開口径を可
変とすることに応じて、反射鏡15をこれとは異なる焦
点距離を持つ反射鏡に交換することが望ましい。これに
より、第1の開口絞りAS1の開口部の大きさに応じ
て、反射型フライアイ光学系2に入射するEUV光の光
束径を変化させることができ、高照明効率を保ちながら
適切なσ値のもとでの照明が可能となる。
It is desirable that the reflecting mirror 15 be replaced with a reflecting mirror having a different focal length in accordance with the variable aperture diameter of the first aperture stop AS1. Thereby, the luminous flux diameter of the EUV light incident on the reflection type fly-eye optical system 2 can be changed according to the size of the opening of the first aperture stop AS1, and an appropriate σ can be maintained while maintaining high illumination efficiency. Illumination under the value is possible.

【0141】ところで、図16に示した実施の形態にお
いて、被照射物体としての反射マスク5又は感光性基板
7での照明特性(照明分布、テレセントリシティ等)を
良好とするための調整機構について説明する。
By the way, in the embodiment shown in FIG. 16, the adjustment mechanism for improving the illumination characteristics (illumination distribution, telecentricity, etc.) on the reflection mask 5 or the photosensitive substrate 7 as the object to be irradiated is described. explain.

【0142】まず、基板ステージWSの一端に設けられ
た照明特性計測用センサーISは、計測された投影系6
の結像面(又は露光視野)内での照明特性情報を検出す
る。その後、制御系8は、照明特性計測用センサーIS
での計測結果に基づいて現在の照明特性が許容できるか
否かを所定の演算を行った上で判断する。もし、計測さ
れた照明特性が許容できない場合には、制御系8は、上
記計測結果に基づいて、照明特性の補正量を算出した上
で、第1調整系(駆動系)AD1 〜第4調整系(駆動
系)AD4 の少なくとも1つを駆動させて、例えば、照
度分布の補正及びテレセントリシティの補正を行う。
First, the illumination characteristic measuring sensor IS provided at one end of the substrate stage WS is connected to the measured projection system 6.
Illuminating characteristic information within the image forming plane (or the exposure visual field) is detected. Thereafter, the control system 8 controls the illumination characteristic measuring sensor IS.
Based on the result of the measurement, it is determined whether or not the current illumination characteristic is acceptable, after performing a predetermined calculation. If the measured illumination characteristics are not acceptable, the control system 8, based on the measurement results, in terms of calculating the correction amount of the illumination characteristics, the first adjusting system (drive system) AD 1 ~ 4 adjustment system by driving at least one of (drive system) AD 4, for example, performs the correction and telecentricity correction in the illuminance distribution.

【0143】ここで、第1調整系AD1 は、制御系8か
らの出力に基づいて、放物面鏡15の射出側のX軸と平
行となる第5軸Ax5 を中心として、矢印方向T5に示
すように放物面鏡15を所定量だけ傾斜させる。これに
より、基板7上に形成される円弧状照明領域IF(露光
領域または投影系6の露光視野)におけるY方向に沿っ
た回転対称な照度分布IDb2は補正され、照度分布ID
b2は平坦になる(図23の(b)を参照)。
Here, the first adjustment system AD 1 is based on the output from the control system 8, with the fifth axis Ax 5 parallel to the X-axis on the emission side of the parabolic mirror 15 as the center, in the direction of the arrow. The parabolic mirror 15 is tilted by a predetermined amount as shown at T5. Thus, the rotationally symmetric illuminance distribution ID b2 along the Y direction in the arcuate illumination area IF (the exposure area or the exposure field of the projection system 6) formed on the substrate 7 is corrected, and the illuminance distribution ID
b2 becomes flat (see FIG. 23B ).

【0144】また、第2調整系AD2 は、制御系8から
の出力に基づいて、放物面鏡15の射出側の第5軸Ax
5 と直交する第6軸Ax6 (Z軸と平行な軸)を中心と
して、矢印方向T6に示すように放物面鏡15を所定量
だけ傾斜させる。これにより、基板7上に形成される円
弧状照明領域IF(露光領域または投影系6の露光視
野)におけるY方向に沿った傾斜成分を持つ照度分布I
c2は補正され、照度分布IDc2は平坦になる(図23
の(c)を参照)。
The second adjustment system AD 2 is configured to output the fifth axis Ax on the emission side of the parabolic mirror 15 based on the output from the control system 8.
About the sixth axis Ax 6 perpendicular to the 5 (Z-axis parallel to the axis), is inclined by a predetermined amount parabolic mirror 15 as shown in the arrow direction T6. Accordingly, the illuminance distribution I having an inclination component along the Y direction in the arc-shaped illumination area IF (the exposure area or the exposure field of the projection system 6) formed on the substrate 7
D c2 is corrected, and the illuminance distribution ID c2 becomes flat (FIG. 23).
(C)).

【0145】また、第3調整系AD3 は、制御系8から
の出力に基づいて、反射型オプティカルインテグレータ
2(20a、20b)及び第1の開口絞りAS1を照明
光軸Axc (X方向)と直交した面(XZ平面)に沿っ
て一体的に所定量だけ移動(偏心)させる。これによ
り、テレセントリシティの傾斜成分(傾斜テレセン)は
補正される(図24の(b)を参照)。
The third adjusting system AD 3 controls the reflection type optical integrator 2 (20 a, 20 b) and the first aperture stop AS 1 based on the output from the control system 8 to the illumination optical axis Ax c (X direction). Are moved (eccentric) integrally by a predetermined amount along a plane (XZ plane) orthogonal to. Thereby, the inclination component (inclination telecentricity) of the telecentricity is corrected (see FIG. 24B).

【0146】また、第4調整系AD4 は、制御系8から
の出力に基づいて、反射型オプティカルインテグレータ
2(20a、20b)及び第1の開口絞りAS1を照明
光軸Axc に沿った方向(Y方向)に一体的に所定量だ
け移動させる。これにより、光軸からの位置に応じて等
方的に発生するテレセントリシティの変化(倍率テレセ
ン)は補正される(図24の(c)を参照)。
[0146] The fourth adjusting system AD 4, based on the output from the control system 8, the reflection type optical integrator 2 (20a, 20b) and the first direction and the aperture stop AS1 along the illumination optical axis Ax c (In the Y direction), they are integrally moved by a predetermined amount. As a result, a change in telecentricity (magnification telecentricity) that isotropically occurs according to the position from the optical axis is corrected (see FIG. 24C).

【0147】なお、図16に示す第5軸Ax5 及び第6
軸Ax6 は互いに直交する関係を満たしていれば、第5
軸Ax5 はX軸と平行となる任意の位置に、また第6軸
Ax 6 はZ軸と平行となる任意の位置に設定にそれぞれ
設定することができる。また、図23における走査方向
DI1 は図16に示した例ではY方向に対応し、図23
における非走査方向DI2 (走査方向DI1 と直交した
方向)は図1に示した例ではX方向に対応する。
The fifth axis Ax shown in FIG.FiveAnd the sixth
Axis Ax6Satisfies the relationship orthogonal to each other,
Axis AxFiveIs at an arbitrary position parallel to the X axis, and the sixth axis
Ax 6Are set to arbitrary positions parallel to the Z axis.
Can be set. The scanning direction in FIG.
DI123 corresponds to the Y direction in the example shown in FIG.
In non-scanning direction DITwo(Scanning direction DI1Orthogonal to
Direction) corresponds to the X direction in the example shown in FIG.

【0148】以上のように、第1調整系(駆動系)AD
1 〜第4調整系(駆動系)AD4 の少なくとも1つを駆
動させることにより、基板上に形成される円弧状の露光
視野(露光領域)での照明特性を良好に補正することが
できる。
As described above, the first adjustment system (drive system) AD
By first to fourth adjustment system (driving system) is driven at least one of the AD 4, the illumination characteristics of the arc-shaped exposure field to be formed on the substrate (exposure region) can be satisfactorily corrected.

【0149】なお、以上の照明特性の調整動作は、上述
した図25の調整フローと同一であるため説明は省略す
るが、図16に示す制御系8が4つの調整系(AD1
AD 4 )を制御することなく、それら4つの調整系(A
1 〜AD4 )を作業者が調整できる機械的な又は電気
的な調整機構としても良い。この場合、照明特性計測用
センサーIS(照明特性計測装置)による計測結果に基
づいて作業者が4つの調整系(AD1 〜AD4 )を介し
て照度分布の補正及びテレセントリシティの補正を行う
ことができる。
It should be noted that the above-described operation of adjusting the illumination characteristics is described above.
The description is omitted because it is the same as the adjustment flow of FIG.
However, the control system 8 shown in FIG.1~
AD Four) Without controlling these four adjustment systems (A
D1~ ADFour) Can be adjusted by the operator mechanical or electric
It may be a simple adjustment mechanism. In this case, for lighting characteristic measurement
Based on the measurement result by sensor IS (lighting characteristic measuring device)
The operator has four adjustment systems (AD1~ ADFourThrough)
To correct illumination distribution and telecentricity
be able to.

【0150】また、図16では、基板ステージWSの一
端に設けられた照明特性計測用センサーISを用いて投
影系6の結像面(又は露光視野)でに照明特性を計測し
た例を説明したが、マスクステージMSに一端に照明特
性計測用センサーISを設けて、この照明特性計測用セ
ンサーISを用いて照明系(1〜4)の照明領域IF内
の2次元的な照明特性を計測するようにしても良い。こ
の計測においては、照明特性計測用マスクを不要とする
ことができる。
FIG. 16 shows an example in which the illumination characteristics are measured on the image plane (or the exposure field) of the projection system 6 using the illumination characteristic measurement sensor IS provided at one end of the substrate stage WS. However, an illumination characteristic measurement sensor IS is provided at one end of the mask stage MS, and two-dimensional illumination characteristics in the illumination area IF of the illumination system (1 to 4) are measured using the illumination characteristic measurement sensor IS. You may do it. In this measurement, the illumination characteristic measurement mask can be dispensed with.

【0151】また、図16に示す露光装置において、反
射型マスク5上またはウエハ7上での光照度分布が傾斜
するような不均一な分布となっている場合には、反射型
フライアイ光学系2に入射するEUV光等の光束を、反
射素子群20aを横切るように、偏心させることによっ
て光照度分布の傾きを補正することも可能である。例え
ば、放物面鏡15を僅かに偏心させることにより、光照
度分布の傾きが補正できる。すなわち、反射型マスク5
の表面又はウエハ表面上に形成される円弧状の照明領域
の左右方向(X方向)において光照度分布の傾きが生じ
ている場合には、放物面鏡15をX方向へ移動させるこ
とにより、光照度分布の傾きを補正することができる。
また、反射型マスク5の表面又はウエハ表面上に形成さ
れる円弧状の照明領域の幅方向(Z方向)における中央
部と周辺部とで照度が異なる場合には、放物面鏡15を
Z方向へ移動させることにより、光照度分布の傾きを補
正することができる。
In the exposure apparatus shown in FIG. 16, if the illuminance distribution on the reflective mask 5 or the wafer 7 is non-uniform such that it is inclined, the reflective fly-eye optical system 2 It is also possible to correct the inclination of the light illuminance distribution by decentering the luminous flux such as EUV light incident on the reflective element group 20a so as to cross the reflective element group 20a. For example, by slightly decentering the parabolic mirror 15, the inclination of the light illuminance distribution can be corrected. That is, the reflection type mask 5
When the inclination of the light illuminance distribution is generated in the left-right direction (X direction) of the arc-shaped illumination area formed on the surface of the wafer or the wafer surface, the parabolic mirror 15 is moved in the X direction to obtain the light illuminance. The inclination of the distribution can be corrected.
If the illuminance differs between the central portion and the peripheral portion in the width direction (Z direction) of the arc-shaped illumination region formed on the surface of the reflective mask 5 or the wafer surface, the parabolic mirror 15 is moved to the Z direction. By moving in the direction, the inclination of the light illuminance distribution can be corrected.

【0152】なお、第1の開口絞りAS1と第2の可変
開口絞りAS2との内の少なくとも一方の開口径を可変
とすることにより、ウエハ7やマスク5に形成される円
弧状の照明領域の照明ムラ等の発生に伴う照明状態が悪
化することがある。この時には、放物面鏡15、反射型
フライアイ光学系2及びコンデンサーミラー3の内の少
なくとも1つの光学部材を僅かに移動させて、円弧状の
照明領域の照明ムラ等を補正することが望ましい。
By making at least one of the aperture diameters of the first aperture stop AS1 and the second variable aperture stop AS2 variable, an arc-shaped illumination area formed on the wafer 7 or the mask 5 can be formed. The illumination state may be deteriorated due to the occurrence of illumination unevenness or the like. At this time, it is desirable to slightly move at least one optical member of the parabolic mirror 15, the reflection type fly-eye optical system 2, and the condenser mirror 3 to correct the illumination unevenness in the arc-shaped illumination area. .

【0153】さて、次に、図17を参照しながら図16
に示した投影露光装置の第1の変形例を説明する。図1
7において、図16に示す部材と同じ機能を持つ部材に
は同じ符号を付してある。前述の図16に示した露光装
置と図17に示す露光装置との第1の差異は、反射型フ
ライアイ光学系2を構成する一方の第2反射素子群20
bの反射面位置またはその近傍の位置に配置された第1
の開口絞りAS1の代わりに、図18に示すように、互
いに形状や大きさが異なる複数の開口絞り(50a〜5
0f)が形成されたターレット板51を設け、第1駆動
系DR1によって所定の回転軸52を中心としてターレ
ット板51を回転可能に設けた点である。
Next, referring to FIG. 17, FIG.
A first modification of the projection exposure apparatus shown in FIG. FIG.
7, members having the same functions as those shown in FIG. 16 are denoted by the same reference numerals. The first difference between the exposure apparatus shown in FIG. 16 and the exposure apparatus shown in FIG. 17 is that one of the second reflection element groups 20 constituting the reflection type fly-eye optical system 2 is formed.
b at the position of the reflecting surface or at a position near the reflecting surface.
18, a plurality of aperture stops (50a to 50a) having different shapes and sizes from each other as shown in FIG.
0f) is provided, and the turret plate 51 is provided so as to be rotatable about a predetermined rotation shaft 52 by the first drive system DR1.

【0154】また、図16に示した露光装置に対する第
2の差異は、放物面鏡15と反射型フライアイ光学系2
を構成する一方の第1反射素子群20aとの間の光路中
において、円形状の光束断面を持つEUV光を輪帯状
(リング状)の光束断面を有するEUV光に変換する輪
帯光束変換ユニット60が照明光路に対して挿脱可能に
設けられてい点である。
The second difference from the exposure apparatus shown in FIG. 16 is that the parabolic mirror 15 and the reflective fly-eye optical system 2
In the optical path between the first reflective element group 20a and the first reflective element group 20a, an annular light beam conversion unit that converts EUV light having a circular light beam cross section into EUV light having an annular light beam cross section (ring shape) Reference numeral 60 denotes a point provided so as to be insertable into and removable from the illumination optical path.

【0155】この輪帯光束変換ユニット60は、リング
状の反射面を持つ第1反射部材60a及び円錐状の反射
面を持つ第2反射部材60bとを有している。反射型フ
ライアイ光学系2に入射する輪帯状(リング状)のEU
V光における輪帯の内径と輪帯の外径との比(所謂、輪
帯比)を可変とするために、第1反射部材60aと第2
反射部材60bとは、照明光路に沿って相対的に移動可
能に設けられている。
The annular light beam conversion unit 60 has a first reflecting member 60a having a ring-shaped reflecting surface and a second reflecting member 60b having a conical reflecting surface. A ring-shaped (ring-shaped) EU incident on the reflective fly-eye optical system 2
In order to make the ratio of the inner diameter of the orbicular zone to the outer diameter of the orbicular zone in V light (so-called annular zone ratio) variable, the first reflecting member 60a and the second
The reflection member 60b is provided so as to be relatively movable along the illumination light path.

【0156】なお、照明光路に対する輪帯光束変換ユニ
ット60の挿脱及び照明光路に沿った第1反射部材60
aと第2反射部材60bとの相対移動は、第3駆動系D
R3によって行われる。ここで、図17及び図18を参
照しながら、ターレット板51及び輪帯光束変換ユニッ
ト60について詳述する。
The insertion and removal of the annular light beam conversion unit 60 with respect to the illumination light path and the first reflection member 60 along the illumination light path
a and the second reflection member 60b move relative to the third drive system D
This is performed by R3. Here, the turret plate 51 and the annular light beam conversion unit 60 will be described in detail with reference to FIGS.

【0157】複数の開口絞りを有するターレット板51
は、図18に示す如く、所定の軸52を中心として回転
可能に設けられている。図示の如く、ターレット板51
上には、それぞれ開口部の形状が異なる開口絞り50a
〜50fが設けられている。ここで、開口絞り50a
は、輪帯形状(ドーナッツ状)の開口部を持つ開口絞り
であり、開口絞り50bと開口絞り50eとは、それぞ
れ開口径の異なる円形状の開口部を持つ開口絞りであ
る。また、開口絞り50cは、4つの扇形の開口部を有
する開口絞りであり、開口絞り50dは、4つの円形状
の開口部を有する開口絞りである。そして、開口絞り5
0fは、開口絞り50aとは異なる輪帯比(輪帯形状の
開口部の外径と内径との比率)を持つ開口絞りである。
Turret plate 51 having a plurality of aperture stops
Is rotatably provided about a predetermined shaft 52 as shown in FIG. As shown, the turret plate 51
An aperture stop 50a having a different aperture shape is provided on the top.
To 50f are provided. Here, the aperture stop 50a
Is an aperture stop having a ring-shaped (donut-shaped) aperture, and the aperture stop 50b and the aperture stop 50e are each an aperture stop having a circular aperture having a different aperture diameter. The aperture stop 50c is an aperture stop having four fan-shaped openings, and the aperture stop 50d is an aperture stop having four circular openings. And the aperture stop 5
Reference numeral 0f denotes an aperture stop having an annular ratio different from the aperture stop 50a (the ratio between the outer diameter and the inner diameter of the annular opening).

【0158】図17において、入力装置IUは、マスク
5やウエハ7上での照明方法の選択するために必要な情
報を入力するためのものである。例えば、入力装置IU
は、ウエハ7に転写するパターンの微細度やウエハ7に
転写するパターンのプロセスに応じて、不図示の搬送装
置によって順次載置される各ウエハ毎の露光条件に関す
る露光情報(露光情報を含むウエハの搬送マップ等)、
及びマスクステージMS上に順次載置される各種のマス
クの載置情報を入力するためのものである。
In FIG. 17, an input device IU is for inputting information necessary for selecting an illumination method on the mask 5 and the wafer 7. For example, input device IU
In accordance with the fineness of the pattern to be transferred to the wafer 7 and the process of the pattern to be transferred to the wafer 7, the exposure information (the wafer including the exposure information) on the exposure conditions for each wafer sequentially placed by the transfer device (not shown) Transport map, etc.),
And for inputting mounting information of various masks sequentially mounted on the mask stage MS.

【0159】図17に示す例では、入力装置IUからの
入力情報に基づいて、制御装置8は、「第1の輪帯照
明」、「第2の輪帯照明」、「第1の通常照明」、「第
2の通常照明」、「第1の特殊傾斜照明」及び「第2の
特殊傾斜照明」の選択が可能となっている。ここで、
「輪帯照明」とは、反射型フライアイ光学系2によって
形成される2次光源の形状を輪帯状(ドーナツ状)にす
ることによって、反射型マスク6及びウエハ7に対して
EUV光を斜め方向から照明し、これによって、投影系
6が本来持つ解像力及び焦点深度を向上させようとする
ものである。また、「特殊傾斜照明」とは、反射型フラ
イアイ光学系2によって形成される2次光源をその中心
から所定の距離だけ偏心した離散的な複数の偏心光源に
することによって、反射型マスク6及びウエハ7に対し
てEUV光を斜め方向から照明し、投影系6が本来持つ
解像力及び焦点深度をより一層向上させようとするもの
である。また、「通常照明」とは、反射型フライアイ光
学系2によって形成される2次光源の形状をほぼ円形状
にすることによって、最適なσ値のもとでマスク5やウ
エハ7上を照明しようとするものである。
In the example shown in FIG. 17, based on the input information from the input device IU, the control device 8 executes “the first annular illumination”, “the second annular illumination”, and “the first normal illumination”. , "Second normal illumination", "first special tilted illumination", and "second special tilted illumination" can be selected. here,
“Ring zone illumination” means that the secondary light source formed by the reflection type fly-eye optical system 2 is formed into a ring shape (donut shape) so that EUV light is oblique to the reflection type mask 6 and the wafer 7. The projection system 6 is illuminated from the direction, thereby improving the resolution and the depth of focus that the projection system 6 originally has. The “special oblique illumination” means that the secondary light source formed by the reflective fly-eye optical system 2 is a plurality of discrete eccentric light sources eccentric by a predetermined distance from the center of the secondary light source. In addition, EUV light is illuminated on the wafer 7 from an oblique direction, and the resolution and the depth of focus of the projection system 6 are further improved. “Normal illumination” means that the shape of the secondary light source formed by the reflection type fly-eye optical system 2 is substantially circular, thereby illuminating the mask 5 and the wafer 7 under an optimum σ value. What you want to do.

【0160】さて、制御装置8は、入力装置IUからの
入力情報に基づいて、ターレット板51を回転させる第
1駆動系DR1と、投影系6の開口絞りAS2の開口径
を変化させる第2駆動系DR2と、輪帯光束変換ユニッ
ト60を照明光路に対する挿脱及び輪帯光束変換ユニッ
ト60における2つの反射部材(60a、60b)との
相対間隔を変化させる第3駆動系DR3との制御を行な
う。
Now, the control device 8 controls the first drive system DR1 for rotating the turret plate 51 and the second drive system for changing the aperture diameter of the aperture stop AS2 of the projection system 6 based on the input information from the input device IU. Control is performed between the system DR2 and the third drive system DR3 that inserts and removes the annular light beam conversion unit 60 with respect to the illumination optical path and changes the relative distance between the two reflecting members (60a, 60b) in the annular light beam conversion unit 60. .

【0161】以下、この制御装置8の動作について詳述
する。マスク5上での照明状態を通常照明に設定する場
合には、制御装置8は、入力装置IUからの入力情報に
基づいて、「第1の通常照明」または「第2の通常照
明」を選択する。ここで、「第1の通常照明」と「第2
の通常照明」との違いは、σ値が異なる点である。
Hereinafter, the operation of the control device 8 will be described in detail. When setting the illumination state on the mask 5 to normal illumination, the control device 8 selects “first normal illumination” or “second normal illumination” based on input information from the input device IU. I do. Here, the “first normal illumination” and the “second normal illumination”
The difference from “normal illumination” is that the σ value is different.

【0162】例えば、制御装置8が「第1の通常照明」
を選択した場合には、制御装置8は、反射型フライアイ
光学系2の一方を構成する第2光学素子群20bの射出
側に形成される2次光源(多数の光源像)の位置に開口
絞り50eが位置するように、第1駆動系DR1を駆動
してターレット板51を回転させる。これと同時に、制
御装置8は、必要に応じて、第2駆動系DR2を介して
投影系6中の第2の開口絞りの開口径を変化させる。こ
の時、輪帯光束変換ユニット60が照明光路中に設定さ
れている場合には、制御装置8は、第3駆動系DR3を
介して輪帯光束変換ユニット60を照明光路から退避さ
せる。
For example, the control device 8 sets “the first normal illumination”.
Is selected, the control device 8 sets the aperture at the position of the secondary light source (a large number of light source images) formed on the emission side of the second optical element group 20b constituting one of the reflection type fly-eye optical systems 2. The first drive system DR1 is driven to rotate the turret plate 51 so that the stop 50e is located. At the same time, the control device 8 changes the aperture diameter of the second aperture stop in the projection system 6 via the second drive system DR2 as necessary. At this time, when the orbicular zone light beam conversion unit 60 is set in the illumination light path, the control device 8 retracts the orbicular zone light beam conversion unit 60 from the illumination light path via the third drive system DR3.

【0163】以上に述べた照明系の設定状態のもとで、
EUV光を反射型マスク5のパターンを照明すると、適
切な「第1の通常照明」の条件(適切なσ値)のもと
で、反射型マスク5のパターンを投影系6を介して感光
性基板(ウエハ)7に露光することができる。また、制
御装置8が「第2の通常照明」を選択した場合には、制
御装置8は、反射型フライアイ光学系2の一方を構成す
る第2光学素子群20bの射出側に形成される2次光源
(多数の光源像)の位置に開口絞り50bが位置するよ
うに、第1駆動系DR1を駆動してターレット板51を
回転させる。これと同時に、制御装置8は、必要に応じ
て、第2駆動系DR2を介して投影系6中の第2の開口
絞りの開口径を変化させる。この時、輪帯光束変換ユニ
ット60が照明光路中に設定されている場合には、制御
装置8は、第3駆動系DR3を介して輪帯光束変換ユニ
ット60を照明光路から退避させる。
Under the above-described lighting system setting state,
When the pattern of the reflective mask 5 is illuminated with the EUV light, the pattern of the reflective mask 5 is sensitized via the projection system 6 under an appropriate “first normal illumination” condition (appropriate σ value). The substrate (wafer) 7 can be exposed. When the control device 8 selects “the second normal illumination”, the control device 8 is formed on the emission side of the second optical element group 20b that constitutes one of the reflection type fly-eye optical systems 2. The first drive system DR1 is driven to rotate the turret plate 51 so that the aperture stop 50b is located at the position of the secondary light source (many light source images). At the same time, the control device 8 changes the aperture diameter of the second aperture stop in the projection system 6 via the second drive system DR2 as necessary. At this time, when the orbicular zone light beam conversion unit 60 is set in the illumination light path, the control device 8 retracts the orbicular zone light beam conversion unit 60 from the illumination light path via the third drive system DR3.

【0164】以上に述べた照明系の設定状態のもとで、
EUV光を反射型マスク5のパターンを照明すると、適
切な「第2の通常照明」の条件(第1の通常照明の時よ
りも大きなσ値)のもとで、反射型マスク5のパターン
を投影系6を介して感光性基板(ウエハ)7に露光する
ことができる。なお、図16の例で述べたように、図1
7の例においても、第1の開口絞りAS1の開口径を可
変とすることに応じて、反射鏡15をこれとは異なる焦
点距離を持つ反射鏡に交換することが望ましい。これに
より、第1の開口絞りAS1の開口部の大きさに応じ
て、反射型フライアイ光学系2に入射するEUV光の光
束径を変化させることができ、高照明効率を保ちながら
適切なσ値のもとでの照明が可能となる。
Under the above-described illumination system setting,
When the pattern of the reflective mask 5 is illuminated with the EUV light, the pattern of the reflective mask 5 is changed under an appropriate “second normal illumination” condition (σ value larger than that of the first normal illumination). The photosensitive substrate (wafer) 7 can be exposed through the projection system 6. Note that, as described in the example of FIG.
Also in the example of 7, it is desirable to replace the reflecting mirror 15 with a reflecting mirror having a different focal length in accordance with the variable aperture diameter of the first aperture stop AS1. Thereby, the luminous flux diameter of the EUV light incident on the reflection type fly-eye optical system 2 can be changed according to the size of the opening of the first aperture stop AS1, and an appropriate σ can be maintained while maintaining high illumination efficiency. Illumination under the value is possible.

【0165】また、反射型マスク5に対する照明を傾斜
照明に設定する場合には、制御装置8は、入力装置IU
からの入力情報に基づいて、「第1の輪帯照明」、「第
2の輪帯照明」、「第1の特殊傾斜照明」及び「第2の
特殊傾斜照明」のうちの何れかに1つを選択する。ここ
で、「第1の輪帯照明」と「第2の輪帯照明」との違い
は、輪帯状に形成される2次光源の輪帯比が異なる点で
ある。また、「第1の特殊傾斜照明」と「第2の特殊傾
斜照明」との違いは、2次光源の分布が異なる点であ
る。すなわち、「第1の特殊傾斜照明」における2次光
源は、4つの扇状の領域に分布しており、「第2の特殊
傾斜照明」における2次光源は、4つの円形状の領域に
分布している。
When the illumination for the reflective mask 5 is set to the oblique illumination, the control device 8 controls the input device IU
Based on the input information from the first one, any one of “first annular illumination”, “second annular illumination”, “first special oblique illumination”, and “second special oblique illumination” Choose one. Here, the difference between the "first annular illumination" and the "second annular illumination" is that an annular ratio of the secondary light source formed in an annular shape is different. The difference between the “first special inclined illumination” and the “second special inclined illumination” is that the distribution of the secondary light sources is different. That is, the secondary light sources in the “first special inclined illumination” are distributed in four fan-shaped areas, and the secondary light sources in the “second special inclined illumination” are distributed in four circular areas. ing.

【0166】例えば、「第1の輪帯照明」が選択された
場合には、制御装置8は、反射型フライアイ光学系2の
一方を構成する第2光学素子群20bの射出側に形成さ
れる2次光源(多数の光源像)の位置に開口絞り50a
が位置するように、駆動系DR1を駆動させてターレッ
ト板51を回転させる。また、「第2の輪帯照明」が選
択された場合には、制御装置8は、反射型フライアイ光
学系2の一方を構成する第2光学素子群20bの射出側
に形成される2次光源(多数の光源像)の位置に開口絞
り50fが位置するように、駆動系DR1を駆動させて
ターレット板51を回転させる。また、「第1の特殊傾
斜照明」が選択された場合には、制御装置8は、反射型
フライアイ光学系2の一方を構成する第2光学素子群2
0bの射出側に形成される2次光源(多数の光源像)の
位置に開口絞り50cが位置するように、駆動系DR1
を駆動させてターレット板51を回転させる。また、
「第2の特殊傾斜照明」が選択された場合には、制御装
置8は、反射型フライアイ光学系2の一方を構成する第
2光学素子群20bの射出側に形成される2次光源(多
数の光源像)の位置に開口絞り50dが位置するよう
に、駆動系DR1を駆動させてターレット板51を回転
させる。
For example, when “first annular illumination” is selected, the control device 8 is formed on the exit side of the second optical element group 20 b constituting one of the reflection type fly-eye optical systems 2. Aperture stop 50a at the position of the secondary light source (many light source images)
Is driven to rotate the turret plate 51 so that is positioned. When “second annular illumination” is selected, the control device 8 controls the secondary optical system formed on the exit side of the second optical element group 20 b that constitutes one of the reflective fly-eye optical systems 2. The drive system DR1 is driven to rotate the turret plate 51 so that the aperture stop 50f is located at the position of the light source (many light source images). When “first special inclined illumination” is selected, the control device 8 controls the second optical element group 2 that constitutes one of the reflective fly-eye optical systems 2.
Drive system DR1 so that the aperture stop 50c is located at the position of the secondary light source (many light source images) formed on the emission side of the light source 0b.
Is driven to rotate the turret plate 51. Also,
When the “second special tilt illumination” is selected, the control device 8 controls the secondary light source (hereinafter, “second light source”) formed on the emission side of the second optical element group 20 b that constitutes one of the reflective fly-eye optical systems 2. The drive system DR1 is driven to rotate the turret plate 51 so that the aperture stop 50d is located at the position of a large number of light source images.

【0167】以上の4つの開口絞り(50a、50c、
50d、50f)のうちのいずれか1つが照明光路中に
設定されると、これと同時に、制御装置8は、必要に応
じて、第2駆動系DR2を介して投影系6中の第2の開
口絞りの開口径を変化させる。次に、制御装置8は、第
3駆動系DR3を介して、輪帯光束変換ユニット60の
照明光路への設定及び輪帯光束変換ユニット60の調整
を行う。この輪帯光束変換ユニット60の設定及び調整
の動作は以下のように行われる。
The above four aperture stops (50a, 50c,
When any one of 50d, 50f) is set in the illumination light path, at the same time, the control device 8 simultaneously transmits the second drive signal in the projection system 6 via the second drive system DR2, if necessary. The aperture diameter of the aperture stop is changed. Next, the control device 8 sets the orbicular zone light beam conversion unit 60 to the illumination optical path and adjusts the orbicular zone light beam conversion unit 60 via the third drive system DR3. The operation of setting and adjusting the annular light beam conversion unit 60 is performed as follows.

【0168】まず、輪帯光束変換ユニット60が照明光
路中に設定されてない場合には、制御装置MCUは、第
3駆動系DR3を介して輪帯光束変換ユニット60を照
明光路中へ設定する。次に、反射型フライアイ光学系2
の一方を構成する第2光学素子群20bの射出側に設定
された4つの開口絞り(50a、50c、50d、50
f)の内の1つの開口絞りの開口部に輪帯光束が効率良
く導かれるように、制御装置MCUは、第3駆動系DR
3を介して、輪帯光束変換ユニット60中の2つの反射
部材(60a、60b)の相対的な間隔を変化させる。
これによって、輪帯光束変換ユニット60は、これに入
射する光束を適切な輪帯比を持つ輪帯光束に変換するこ
とができる。
First, when the annular light beam conversion unit 60 is not set in the illumination light path, the control unit MCU sets the annular light beam conversion unit 60 in the illumination light path via the third drive system DR3. . Next, the reflection type fly-eye optical system 2
The four aperture stops (50a, 50c, 50d, 50) set on the exit side of the second optical element group 20b constituting one of the
The control unit MCU controls the third drive system DR so that the annular luminous flux is efficiently guided to the opening of one of the aperture stops in the case f).
3, the relative distance between the two reflecting members (60a, 60b) in the annular light beam conversion unit 60 is changed.
Thus, the annular light beam conversion unit 60 can convert the light beam incident thereon into an annular light beam having an appropriate annular ratio.

【0169】以上の輪帯光束変換ユニット60の設定及
び調整によって、反射型フライアイ光学系2に形成され
る2次光源は、4つの開口絞り(50a、50c、50
d、50f)の各々の開口部に見合った適切な輪帯比を
持つ輪帯状の2次光源とすることができるため、高い照
明効率のもとで反射マスク及びウエハ7を傾斜照明する
ことができる。
By setting and adjusting the annular light beam conversion unit 60 as described above, the secondary light source formed in the reflection type fly-eye optical system 2 has four aperture stops (50a, 50c, 50).
d, 50f), it is possible to provide an annular secondary light source having an appropriate annular ratio corresponding to each of the openings, so that the reflective mask and the wafer 7 can be inclinedly illuminated with high illumination efficiency. it can.

【0170】なお、ターレット板51の回転によって互
いに形状や大きさが異なる複数の開口絞り(50a〜5
0f)が照明光路内に設定された場合、ウエハ7やマス
ク5に形成される円弧状の照明領域の照明ムラ等の照明
状態が変化することがある。この時には、放物面鏡1
5、反射型フライアイ光学系2及びコンデンサーミラー
3の内の少なくとも1つの光学部材を僅かに移動させ
て、円弧状の照明領域の照明ムラを補正することが望ま
しい。
A plurality of aperture stops (50a to 50a) having different shapes and sizes due to the rotation of the turret plate 51.
When 0f) is set in the illumination optical path, the illumination state such as illumination unevenness of the arc-shaped illumination area formed on the wafer 7 or the mask 5 may change. At this time, the parabolic mirror 1
5. It is desirable to slightly move at least one optical member of the reflection type fly-eye optical system 2 and the condenser mirror 3 to correct the illumination unevenness in the arc-shaped illumination area.

【0171】また、図17に示す例では、入力装置IU
を介して照明条件等の情報を制御装置8に入力している
が、反射マスク5上の情報を読み取る検知部を設けても
良い。このとき、レチクルRの回路パターンの領域外の
位置に、例えばバーコード等で照明方法に関する情報を
記録する。検知部は、この照明条件に関する情報を読み
取って、制御装置8へ伝達する。制御装置8は、照明条
件に関する情報に基づいて、上述の如く、3つの駆動装
置(DR1〜DR3)を制御する。
In the example shown in FIG. 17, the input device IU
Although information such as illumination conditions is input to the control device 8 through the interface, a detection unit that reads information on the reflection mask 5 may be provided. At this time, information on the illumination method is recorded in a position outside the circuit pattern area of the reticle R, for example, using a barcode or the like. The detection unit reads the information on the lighting conditions and transmits the information to the control device 8. The control device 8 controls the three driving devices (DR1 to DR3) based on the information on the lighting conditions as described above.

【0172】また、図17に示す例においては、反射型
フライアイ光学系2によって形成さる2次光源の位置に
開口絞りを設けているが、4つの偏心開口を持つ開口絞
り(50c、50d)による照明を不要とし、「輪帯照
明」及び「通常照明」を行う場合には、ターレット板5
1に形成されている多数の開口絞りは、本発明の原理か
ら容易に理解できるように本発明の必須のものではな
い。
In the example shown in FIG. 17, the aperture stop is provided at the position of the secondary light source formed by the reflection type fly-eye optical system 2, but the aperture stop (50c, 50d) having four eccentric apertures. Turret plate 5 when "ring zone illumination" and "normal illumination" are performed.
The multiple aperture stops formed in one are not essential to the present invention, as can be readily understood from the principles of the present invention.

【0173】また、光束変換ユニット60において、第
1反射部材60aの反射面を互いに対向かつ互いに傾斜
配置された2対の平面ミラー素子で構成し、第2反射部
材60aの反射面を四角柱状に構成することによって、
偏心した4つの光束を形成することができる。これによ
り、反射型フライアイ光学系2によって形成される2次
光源をその中心から偏心した4極の2次光源とすること
ができる。従って、4つの偏心開口を持つ開口絞り(5
0c、50d)の開口部に見合うようにEUV光を導く
ことができる。
In the light beam converting unit 60, the reflecting surfaces of the first reflecting member 60a are constituted by two pairs of plane mirror elements which are opposed to each other and are inclined with respect to each other, and the reflecting surface of the second reflecting member 60a is formed in a quadrangular prism shape. By configuring
Four decentered light beams can be formed. Thereby, the secondary light source formed by the reflective fly-eye optical system 2 can be a quadrupole secondary light source decentered from the center. Therefore, an aperture stop having four eccentric apertures (5
The EUV light can be guided so as to match the openings 0c and 50d).

【0174】ところで、図17に示した実施の形態にお
いて、被照射物体としての反射マスク5又は感光性基板
7での照明特性(照明分布、テレセントリシティ等)を
良好とするための調整機構について説明する。
By the way, in the embodiment shown in FIG. 17, the adjustment mechanism for improving the illumination characteristics (illumination distribution, telecentricity, etc.) on the reflection mask 5 or the photosensitive substrate 7 as the object to be irradiated is described. explain.

【0175】まず、基板ステージWSの一端に設けられ
た照明特性計測用センサーISは、計測された投影系6
の結像面(又は露光視野)内での照明特性情報を検出す
る。その後、制御系8は、照明特性計測用センサーIS
での計測結果に基づいて現在の照明特性が許容できるか
否かを所定の演算を行った上で判断する。もし、計測さ
れた照明特性が許容できない場合には、制御系8は、上
記計測結果に基づいて、照明特性の補正量を算出した上
で、第1調整系(駆動系)AD1 〜第4調整系(駆動
系)AD4 の少なくとも1つを駆動させて、例えば、照
度分布の補正及びテレセントリシティの補正を行う。
First, the illumination characteristic measuring sensor IS provided at one end of the substrate stage WS is connected to the measured projection system 6.
Illuminating characteristic information within the image forming plane (or the exposure visual field) is detected. Thereafter, the control system 8 controls the illumination characteristic measuring sensor IS.
Based on the result of the measurement, it is determined whether or not the current illumination characteristic is acceptable, after performing a predetermined calculation. If the measured illumination characteristics are not acceptable, the control system 8, based on the measurement results, in terms of calculating the correction amount of the illumination characteristics, the first adjusting system (drive system) AD 1 ~ 4 adjustment system by driving at least one of (drive system) AD 4, for example, performs the correction and telecentricity correction in the illuminance distribution.

【0176】ここで、第1調整系AD1 は、制御系8か
らの出力に基づいて、放物面鏡15の射出側でのX軸と
平行となる第5軸Ax5 を中心として、矢印方向T5に
示すように放物面鏡15を所定量だけ傾斜させる。これ
により、基板7上に形成される円弧状照明領域IF(露
光領域または投影系6の露光視野)におけるY方向に沿
った回転対称な照度分布IDb2は補正され、照度分布I
b2は平坦になる(図23の(b)を参照)。
Here, based on the output from the control system 8, the first adjustment system AD 1 makes an arrow about the fifth axis Ax 5 parallel to the X axis on the exit side of the parabolic mirror 15. The parabolic mirror 15 is inclined by a predetermined amount as shown in a direction T5. Thus, the rotationally symmetric illuminance distribution ID b2 along the Y direction in the arcuate illumination area IF (the exposure area or the exposure field of the projection system 6) formed on the substrate 7 is corrected, and the illuminance distribution I
D b2 becomes flat (see FIG. 23B ).

【0177】また、第2調整系AD2 は、制御系8から
の出力に基づいて、放物面鏡15の射出側での第5軸A
5 と直交する第6軸Ax6 (Z軸と平行となる軸)を
中心として、矢印方向T6に示すように放物面鏡15を
所定量だけ傾斜させる。これにより、基板7上に形成さ
れる円弧状照明領域IF(露光領域または投影系6の露
光視野)におけるY方向に沿った傾斜成分を持つ照度分
布IDc2は補正され、照度分布IDc2は平坦になる(図
23の(c)を参照)。
The second adjustment system AD 2 is configured to control the fifth axis A on the exit side of the parabolic mirror 15 based on the output from the control system 8.
about the sixth axis Ax 6 perpendicular to the x 5 (Z-axis parallel to become the axis) is inclined by a predetermined amount parabolic mirror 15 as shown in the arrow direction T6. Thereby, the illuminance distribution IDc2 having a tilt component along the Y direction in the arc-shaped illumination area IF (the exposure area or the exposure field of the projection system 6) formed on the substrate 7 is corrected, and the illuminance distribution IDc2 is flat. (See FIG. 23C).

【0178】また、第3調整系AD3 は、制御系8から
の出力に基づいて、反射型オプティカルインテグレータ
2(20a、20b)及びターレット板52(第1駆動
系D1及び回転軸52を含む)を照明光軸Axc (Y方
向)と直交した面(XZ平面)に沿って一体的に所定量
だけ移動(偏心)させる。これにより、テレセントリシ
ティの傾斜成分(傾斜テレセン)は補正される(図24
の(b)を参照)。
The third adjusting system AD 3 is based on the output from the control system 8 and includes the reflection type optical integrator 2 (20a, 20b) and the turret plate 52 (including the first driving system D1 and the rotating shaft 52). Is integrally moved (eccentric) by a predetermined amount along a plane (XZ plane) orthogonal to the illumination optical axis Ax c (Y direction). As a result, the gradient component (tilt telecentricity) of the telecentricity is corrected (FIG. 24).
(B)).

【0179】また、第4調整系AD4 は、制御系8から
の出力に基づいて、反射型オプティカルインテグレータ
2(20a、20b)及びターレット板52(第1駆動
系D1及び回転軸52を含む)を照明光軸Axc に沿っ
た方向(Y方向)に一体的に所定量だけ移動させる。こ
れにより、光軸からの位置に応じて等方的に発生するテ
レセントリシティの変化(倍率テレセン)は補正される
(図24の(c)を参照)。
Further, the fourth adjustment system AD 4 is based on the output from the control system 8, based on the output of the reflection type optical integrator 2 (20 a, 20 b) and the turret plate 52 (including the first drive system D 1 and the rotating shaft 52). integrally move by a predetermined amount in a direction (Y direction) along the illumination optical axis Ax c a. As a result, a change in telecentricity (magnification telecentricity) that isotropically occurs according to the position from the optical axis is corrected (see FIG. 24C).

【0180】なお、図17に示す第5軸Ax5 及び第6
軸Ax6 は互いに直交する関係を満たしていれば、第5
軸Ax5 はX軸と平行となる任意の位置に、また第6軸
Ax 6 はZ軸と平行となる任意の位置に設定にそれぞれ
設定することができる。
The fifth axis Ax shown in FIG.FiveAnd the sixth
Axis Ax6Satisfies the relationship orthogonal to each other,
Axis AxFiveIs at an arbitrary position parallel to the X axis, and the sixth axis
Ax 6Are set to arbitrary positions parallel to the Z axis.
Can be set.

【0181】以上のように、第1調整系(駆動系)AD
1 〜第4調整系(駆動系)AD4 の少なくとも1つを駆
動させることにより、基板上に形成される円弧状の露光
視野(露光領域)での照明特性を良好に補正することが
できる。
As described above, the first adjustment system (drive system) AD
By first to fourth adjustment system (driving system) is driven at least one of the AD 4, the illumination characteristics of the arc-shaped exposure field to be formed on the substrate (exposure region) can be satisfactorily corrected.

【0182】なお、以上の照明特性の調整動作は、上述
した図25の調整フローと同一であるため説明は省略す
るが、図17に示す制御系8が4つの調整系(AD1
AD 4 )を制御することなく、それら4つの調整系(A
1 〜AD4 )を作業者が調整できる機械的な又は電気
的な調整機構としても良い。この場合、照明特性計測用
センサーIS(照明特性計測装置)による計測結果に基
づいて作業者が4つの調整系(AD1 〜AD4 )を介し
て照度分布の補正及びテレセントリシティの補正を行う
ことができる。
The above-described operation of adjusting the illumination characteristics is described above.
The description is omitted because it is the same as the adjustment flow of FIG.
However, the control system 8 shown in FIG.1~
AD Four) Without controlling these four adjustment systems (A
D1~ ADFour) Can be adjusted by the operator mechanical or electric
It may be a simple adjustment mechanism. In this case, for lighting characteristic measurement
Based on the measurement result by sensor IS (lighting characteristic measuring device)
The operator has four adjustment systems (AD1~ ADFourThrough)
To correct illumination distribution and telecentricity
be able to.

【0183】また、図17では、基板ステージWSの一
端に設けられた照明特性計測用センサーISを用いて投
影系6の結像面(又は露光視野)でに照明特性を計測し
た例を説明したが、マスクステージMSに一端に照明特
性計測用センサーISを設けて、この照明特性計測用セ
ンサーISを用いて照明系(1〜4)の照明領域IF内
の2次元的な照明特性を計測するようにしても良い。こ
の計測においては、照明特性計測用マスクを不要とする
ことができる。
FIG. 17 illustrates an example in which the illumination characteristics are measured on the image forming plane (or the exposure field) of the projection system 6 using the illumination characteristic measurement sensor IS provided at one end of the substrate stage WS. However, an illumination characteristic measurement sensor IS is provided at one end of the mask stage MS, and two-dimensional illumination characteristics in the illumination area IF of the illumination system (1 to 4) are measured using the illumination characteristic measurement sensor IS. You may do it. In this measurement, the illumination characteristic measurement mask can be dispensed with.

【0184】なお、図17に示す輪帯光束変換ユニット
60を反射型の回折光学素子で構成し、この反射型の回
折光学素子の回折作用によって入射光を輪帯光束に変換
することが可能である。さらに、複数の反射型の回折光
学素子で輪帯光束変換ユニット60を構成すれば、輪帯
比を変化させることも可能である。この場合、例えば、
複数の反射型の回折光学素子の間隔を可変とすることで
輪帯比を変化させることができる。
The orbicular zone light beam conversion unit 60 shown in FIG. 17 is constituted by a reflection type diffractive optical element, and the incident light can be converted into an orbicular zone light beam by the diffraction action of the reflection type diffractive optical element. is there. Furthermore, if the orbicular zone light beam conversion unit 60 is constituted by a plurality of reflection type diffractive optical elements, it is possible to change the orbicular zone ratio. In this case, for example,
The ring zone ratio can be changed by making the interval between the plurality of reflective diffractive optical elements variable.

【0185】さらに、反射型インテグレータ2の入射側
において、4極光束形成ユニットとしての4極照明用の
反射型回折光学素子を配置し、この反射型の回折光学素
子の回折作用によって入射光を4つの光束に変換するこ
とが可能である。これにより、特殊傾斜照明と呼ばれる
4極照明を行うことができる。この場合、相対的に間隔
を可変な複数の反射型の回折光学素子で4極光束形成ユ
ニットを構成し、これにより入射光を4つの光束に変換
すれば、瞳面に形成される4つの光強度分布を瞳中心に
対して放射方向に変化させる事ができる。さらに、輪帯
光束変換ユニット60及び4極光束形成ユニットとを照
明光路に対して挿脱可能に構成すれば、輪帯照明、4極
照明あるいは通常照明を高い照明効率のもとで選択的に
行うことができる。さらには、特殊傾斜照明は4極照明
に限ることなく、入射光を複数(2個,4個、8個・・
・2N個:但し、Nは1以上の整数)の光束に変換する
多極光束形成ユニットを用いて多極照明しても良い。こ
の場合、多極光束形成ユニットは少なくとも1つの反射
型の回折格子を含む構成とする事が好ましい。
Further, a reflection type diffractive optical element for quadrupole illumination as a quadrupole beam forming unit is arranged on the incident side of the reflection type integrator 2, and the incident light is diffracted by the diffraction function of the reflection type diffractive optical element. It is possible to convert it into two light beams. Thereby, quadrupole illumination called special tilt illumination can be performed. In this case, a quadrupole light beam forming unit is constituted by a plurality of reflection type diffractive optical elements whose intervals are relatively variable, and if the incident light is converted into four light beams by this, four light beams formed on the pupil plane are obtained. The intensity distribution can be changed in the radial direction with respect to the center of the pupil. Further, if the annular light beam conversion unit 60 and the quadrupole light beam forming unit can be inserted into and removed from the illumination optical path, the annular illumination, the quadrupole illumination or the normal illumination can be selectively performed under high illumination efficiency. It can be carried out. Furthermore, the special inclined illumination is not limited to the quadrupole illumination, and a plurality of incident lights (two, four, eight,...)
Multi-pole illumination may be performed using a multi-pole light beam forming unit that converts light into 2N light beams (where N is an integer of 1 or more). In this case, it is preferable that the multipolar light beam forming unit has a configuration including at least one reflection type diffraction grating.

【0186】さらに、多極光束形成ユニットを反射型の
回折光学素子で構成することに加え、反射型オプティカ
ルインテグレータを少なくとも1以上の反射型の回折光
学素子で構成しても良いことは勿論である。
Further, in addition to forming the multipolar light beam forming unit with a reflection type diffractive optical element, it is a matter of course that the reflection type optical integrator may be formed with at least one or more reflection type diffractive optical elements. .

【0187】さて、次に、図19を参照しながら図16
に示した投影露光装置の第2の変形例を説明する。な
お、図16に示す部材と同じ機能を持つ部材には同じ符
号を付してある。また、図19、後述する図20及び図
21に示す装置においては、図16及び図17に示した
ように、各部材及び各システム(MS、WS、AS1又
は51、AS2、DR1、DR2、IU、8、AD1〜
AD4、IS)を備えているが、これらを図19〜図2
1にて図示することは省略する。なお、図19〜図21
に示す装置において、感光性基板7での照明特性(照明
分布、テレセントリシティ等)を調整するための調整機
構の構成及び調整動作は、図16に示した例と同じであ
るため説明は省略する。但し、図19に示す装置では、
第3調整装置AD3による傾斜テレセン及び第4調整装
置AD4による倍率テレセン調整は、共に主反射型オプ
ティカルインテグレータとしての主反射型フライアイ2
(20a、20b)の移動で行われる。
Next, referring to FIG. 19, FIG.
A second modification of the projection exposure apparatus shown in FIG. Members having the same functions as the members shown in FIG. 16 are denoted by the same reference numerals. In the apparatus shown in FIG. 19 and FIGS. 20 and 21 described below, as shown in FIGS. 16 and 17, each member and each system (MS, WS, AS1 or 51, AS2, DR1, DR2, IU , 8, AD1
AD4, IS), which are shown in FIGS.
The illustration at 1 is omitted. 19 to 21.
In the apparatus shown in FIG. 16, the configuration and the adjustment operation of the adjustment mechanism for adjusting the illumination characteristics (illumination distribution, telecentricity, etc.) on the photosensitive substrate 7 are the same as those in the example shown in FIG. I do. However, in the device shown in FIG.
The tilt telecentric adjustment by the third adjusting device AD3 and the magnification telecentric adjustment by the fourth adjusting device AD4 are performed by the main reflection type fly-eye 2 as the main reflection type optical integrator.
(20a, 20b).

【0188】前述の図16に示した露光装置と図19に
示す露光装置との差異は、コリメートミラーとしての反
射鏡15とオプティカルインテグレータ(多光源形成光
学系)2としての反射型フライアイ光学系2との光路中
に、補助オプティカルインテグレータ(補助多光源形成
光学系)としての補助反射型フライアイ光学系120、
及びリレー光学系としてのリレーミラー110とをそれ
ぞれ配置した点である。なお、光源側からの配置順序か
らみれば、補助反射型フライアイ光学系120を第1反
射型フライアイ光学系(第1オプティカルインテグレー
タ、第1多光源形成光学系)とし、主反射型フライアイ
光学系120を第2反射型フライアイ光学系(第2オプ
ティカルインテグレータ、第2多光源形成光学系)とし
て見ることもできる。また、第1及び第2反射型フライ
アイ光学系(2、120)は、少なくとも1つの反射型
の回折格子を含む構成とすることができる。
The difference between the exposure apparatus shown in FIG. 16 and the exposure apparatus shown in FIG. 19 is that a reflecting mirror 15 as a collimating mirror and a reflective fly-eye optical system as an optical integrator (multi-light source forming optical system) 2 are provided. 2, an auxiliary reflection type fly-eye optical system 120 as an auxiliary optical integrator (auxiliary multiple light source forming optical system)
And a relay mirror 110 as a relay optical system. From the viewpoint of the arrangement order from the light source side, the auxiliary reflection type fly-eye optical system 120 is a first reflection type fly-eye optical system (first optical integrator, first multiple light source forming optical system), and the main reflection type fly-eye optical system is used. The optical system 120 can also be viewed as a second reflective fly-eye optical system (second optical integrator, second multiple light source forming optical system). Further, the first and second reflective fly's eye optical systems (2, 120) may be configured to include at least one reflective diffraction grating.

【0189】図19に示す補助反射型フライアイ光学系
120は、第1補助反射素子群120a、および第2補
助反射素子群120bとを有している。ここで、補助反
射型フライアイ光学系120の入射側に配置される第1
補助反射素子群120aを構成する多数の反射素子E
120aは、図9(a)や図14(a)に示す様に、主反射
型フライアイ光学系2の入射側に配置されている第1反
射素子群20aの全体形状(外形)と相似な形状で形成
されることが望ましい。しかし、第1補助反射素子群1
20aを構成する多数の反射素子E120aを図9(a)及
び図14(b)に示すような形状で構成すると、各反射
素子E120aを隙間の無いように稠密に配置することが困
難となる。このため、図22(a)に示すように、第1
補助反射素子群120aを構成する多数の反射素子E12
0aは、ほぼ正方形となる形状でそれぞれ構成されてい
る。また、図22(a)に示すように、第1補助反射素
子群120aに入射する光束の断面はほぼ円形状となる
ため、この第1補助反射素子群120aの全体形状(外
形)がほぼ円形となるように、多数の反射素子E120aは
配列されている。これにより、第1補助反射素子群12
0aは高い照明効率のもとで多数の光源像(2次光源)
を第2補助反射素子群120bの位置またはその近傍に
形成することができる。
The auxiliary reflection type fly-eye optical system 120 shown in FIG. 19 has a first auxiliary reflection element group 120a and a second auxiliary reflection element group 120b. Here, the first reflection-type fly-eye optical system 120 disposed on the incident side
Numerous reflective elements E constituting the auxiliary reflective element group 120a
As shown in FIG. 9A and FIG. 14A, 120a is similar to the overall shape (outer shape) of the first reflective element group 20a arranged on the incident side of the main reflection type fly-eye optical system 2. It is desirable to be formed in a shape. However, the first auxiliary reflection element group 1
If a large number of reflective elements E 120a constituting 20a are configured in a shape as shown in FIGS. 9A and 14B, it is difficult to arrange the reflective elements E 120a densely without any gap. Become. For this reason, as shown in FIG.
Many reflective elements E12 constituting the auxiliary reflective element group 120a
0a are each formed in a substantially square shape. Further, as shown in FIG. 22A, since the cross section of the light beam incident on the first auxiliary reflection element group 120a is substantially circular, the overall shape (outer shape) of the first auxiliary reflection element group 120a is substantially circular. Many reflective elements E120a are arranged so that Thereby, the first auxiliary reflection element group 12
0a is a large number of light source images (secondary light sources) under high illumination efficiency
Can be formed at or near the second auxiliary reflection element group 120b.

【0190】また、補助反射型フライアイ光学系120
の射出側に配置される第2補助反射素子群120bの全
体形状(外形)は、図9(b)や図14(b)に示す様
に、主反射型フライアイ光学系2の射出側に配置されて
いる第2反射素子群20bを構成する各反射素子E120b
の形状とそれぞれ相似な形状で形成されることが望まし
い。さらに、第2補助反射素子群120bを構成する各
反射素子E120bは、これに対応する第1補助反射素子群
120a中の反射素子E120aによって形成される光源像
の形状と相似または光源像を全て受けるような形状であ
ることが望ましい。
The auxiliary reflection type fly-eye optical system 120
The overall shape (outer shape) of the second auxiliary reflection element group 120b disposed on the exit side of the main reflection type fly-eye optical system 2 is, as shown in FIG. 9B and FIG. Each of the reflection elements E 120b constituting the arranged second reflection element group 20b
It is desirable to form them in a shape similar to the above. Further, each reflecting element E 120b constituting the second auxiliary reflecting element group 120b has a shape similar to or similar to the shape of the light source image formed by the corresponding reflecting element E 120a in the first auxiliary reflecting element group 120a. It is desirable that the shape be such that it receives all.

【0191】ここで、図19に示す例では、主反射型フ
ライアイ光学系2は図14に示される構成であるものと
する。このため、主反射型フライアイ光学系2の射出側
に配置されている第2反射素子群20bを構成する多数
の反射素子E2 は、図14(b)に示すように、ほぼ正
方形の形状を有している。従って、補助反射型フライア
イ光学系120中の第1補助反射素子群120aを構成
する多数の反射素子E 120aの各々によって形成さる光源
像をほぼ円形であるため、補助反射型フライアイ光学系
120の射出側に配置される第2補助反射素子群120
bの各反射素子E120bの形状は、図22(b)に示すよ
うに、ほほ正方形に構成されている。また、主反射型フ
ライアイ光学系2の射出側に配置されている第2反射素
子群20bを構成する各反射素子E2 の形状は図14
(b)に示すようにほぼ正方形であるため、補助反射型
フライアイ光学系120の射出側に配置される第2補助
反射素子群120bの全体形状(外形)は、図22
(b)に示すように、ほぼ正方形となるように多数の反
射素子E120bが配列されている。
Here, in the example shown in FIG.
The Li-eye optical system 2 has the configuration shown in FIG.
I do. Therefore, the exit side of the main reflection type fly-eye optical system 2
Of the second reflective element group 20b arranged in
The reflection element E2 of FIG.
It has a square shape. Therefore, the auxiliary reflective flyer
(1) Constituting the first auxiliary reflection element group 120a in the optical system 120
Reflective elements E 120aLight source formed by each of the
Since the image is almost circular, the auxiliary reflection type fly-eye optical system
The second auxiliary reflection element group 120 arranged on the exit side of 120
b each reflective element E120bThe shape of is shown in FIG.
Indeed, it is almost square. In addition, the main reflection type
Second reflector disposed on the exit side of the Li-eye optical system 2
Each reflection element E constituting the child group 20bTwoFig. 14
Since it is almost square as shown in FIG.
Second auxiliary disposed on the exit side of fly-eye optical system 120
The overall shape (outer shape) of the reflection element group 120b is shown in FIG.
As shown in (b), a large number of anti-
Shooting element E120bAre arranged.

【0192】このように、図19に示す例では、第1及
び第2補助反射素子群(120a、120b)を同じ反
射素子群で構成することができるため、反射素子群の共
用化により、製造コストを抑えることができる。なお、
図19に示す主反射型フライアイ光学系120のマスク
側の第2反射素子群20b及びコンデンサーミラー(コ
ンデンサー光学系)3は、前述した条件式(2)の関係
を満足している。
As described above, in the example shown in FIG. 19, the first and second auxiliary reflection element groups (120a, 120b) can be constituted by the same reflection element group. Costs can be reduced. In addition,
The second reflective element group 20b and the condenser mirror (condenser optical system) 3 on the mask side of the main reflection type fly-eye optical system 120 shown in FIG. 19 satisfy the relationship of the conditional expression (2) described above.

【0193】次に、2つの反射型フライアイ光学系
(2、120)を配置したことによる作用について説明
する。この2つの反射型フライアイ光学系(2、12
0)の配置によって、補助反射型フライアイ光学系12
0を構成する一方の反射素子群の反射素子の数Nと主反
射型フライアイ光学系2を構成する一方の反射素子群の
反射素子の数Mとの積(N×M)に対応する数の光源像
が、主反射型フライアイ光学系2を構成する一方の第2
反射素子群20bの表面またはその近傍に形成される。
従って、主反射素子群20bの表面またはその近傍に
は、補助反射型フライアイ光学系120により形成され
る光源像(2次光源)よりもより一層多くの光源像(3
次光源)が形成される。そして、主反射型フライアイ光
学系2からの3次光源からの光は、反射マスク5及びウ
エハを重畳的に円弧状に照明するため、図20に示す装
置では、反射マスク5及びウエハ7上に形成される円弧
状の照明領域での照度分布をより均一とすることがで
き、より一層、安定した露光が実現できる。
Next, the operation of the arrangement of the two reflection type fly-eye optical systems (2, 120) will be described. The two reflective fly-eye optical systems (2, 12
0), the auxiliary reflection type fly-eye optical system 12
The number corresponding to the product (N × M) of the number N of the reflecting elements of one reflecting element group constituting 0 and the number M of the reflecting elements of the one reflecting element group constituting the main reflection type fly-eye optical system 2. Light source image of the main reflection type fly-eye optical system 2
It is formed on or near the surface of the reflection element group 20b.
Therefore, on the surface of the main reflection element group 20b or in the vicinity thereof, more light source images (3) are formed than the light source images (secondary light sources) formed by the auxiliary reflection type fly-eye optical system 120.
Next light source) is formed. Since the light from the tertiary light source from the main reflection type fly-eye optical system 2 illuminates the reflection mask 5 and the wafer in an arc shape in a superimposed manner, the apparatus shown in FIG. Thus, the illuminance distribution in the arc-shaped illumination region formed in the above can be made more uniform, and more stable exposure can be realized.

【0194】なお、2つの反射型フライアイ光学系
(2、120)の間に配置されたリレーミラー(リレー
光学系)110は、補助反射型フライアイ光学系120
からの多数の光源像(2次光源)からの光束を集光して
主反射型フライアイ光学系2へ導いている。そして、リ
レーミラー(リレー光学系)110は、補助反射型フラ
イアイ光学系120における光源側の反射素子群のほぼ
表面と主反射型フライアイ光学系120における光源側
の反射素子群のほぼ表面とを光学的に共役する機能を担
っている。また、リレーミラー(リレー光学系)110
は、補助反射型フライアイ光学系120におけるマスク
側の反射素子群のほぼ表面と主反射型フライアイ光学系
120におけるマスク側の反射素子群のほぼ表面とを光
学的に共役とする機能を担っている。但し、補助反射型
フライアイ光学系120における光源側の反射素子群の
ほぼ表面、及び主反射型フライアイ光学系120におけ
る光源側の反射素子群のほぼ表面は、被照射面としての
マスク5またはウエハ7と光学的に共役な位置にあり、
また、補助反射型フライアイ光学系120におけるマス
ク側の反射素子群のほぼ表面、及び主反射型フライアイ
光学系120におけるマスク側の反射素子群のほぼ表面
は、投影系6の瞳または開口絞りASの位置と光学的に
共役な位置にある。
The relay mirror (relay optical system) 110 disposed between the two reflective fly-eye optical systems (2, 120) is an auxiliary reflective fly-eye optical system 120.
The light fluxes from a number of light source images (secondary light sources) are condensed and guided to the main reflection type fly-eye optical system 2. Then, the relay mirror (relay optical system) 110 is provided with substantially the surface of the light source side reflection element group in the auxiliary reflection type fly-eye optical system 120 and the substantially surface of the light source side reflection element group in the main reflection type fly-eye optical system 120. Has the function of optically conjugating. Also, a relay mirror (relay optical system) 110
Has a function to optically conjugate substantially the surface of the reflective element group on the mask side in the auxiliary reflection type fly-eye optical system 120 and almost the surface of the reflective element group on the mask side in the main reflection type fly-eye optical system 120. ing. However, almost the surface of the reflective element group on the light source side in the auxiliary reflection type fly-eye optical system 120, and almost the surface of the reflective element group on the light source side in the main reflection type fly-eye optical system 120 are the mask 5 or the irradiation surface. At a position optically conjugate with the wafer 7,
Further, substantially the surface of the group of reflective elements on the mask side in the auxiliary reflection type fly-eye optical system 120 and almost the surface of the group of reflective elements on the mask side in the main reflection type fly-eye optical system 120 are pupil or aperture stop of the projection system 6. The position is optically conjugate with the position of the AS.

【0195】ここで、図19に示した装置において、反
射マスク5及びウエハ上に形る円弧状の照明領域での照
度分布が傾斜している場合には、補助反射型フライアイ
光学系120を移動(2つの反射素子群を一体的に移
動)させることが望ましい。すなわち、主反射型フライ
アイ光学系2中の2つの反射素子群(120a、120
b)をX方向またはZ方向に偏心させると、主反射型フ
ライアイ光学系2が有するコマ収差の作用によって、照
度分布の傾斜成分が補正でき、フラットな照度分布を得
ることができる。
In the apparatus shown in FIG. 19, when the illuminance distribution in the reflective mask 5 and the arc-shaped illumination area formed on the wafer is inclined, the auxiliary reflection type fly-eye optical system 120 is used. It is desirable to move (to move the two reflecting element groups integrally). That is, the two reflection element groups (120a, 120a) in the main reflection type fly-eye optical system 2
When b) is decentered in the X direction or the Z direction, the inclination component of the illuminance distribution can be corrected by the action of the coma aberration of the main reflection type fly-eye optical system 2, and a flat illuminance distribution can be obtained.

【0196】例えば、反射型マスク5の表面又はウエハ
表面上に形成される円弧状の照明領域の左右方向(X方
向)において光照度分布の傾きが生じている場合には、
補助反射型フライアイ光学系120をX方向へ移動させ
ることにより、光照度分布の傾きを補正することができ
る。また、反射型マスク5の表面又はウエハ表面上に形
成される円弧状の照明領域の幅方向(Z方向)における
中央部と周辺部とで照度が異なる場合には、補助反射型
フライアイ光学系120をZ方向へ移動させることによ
り、光照度分布の傾きを補正することができる。
For example, when the light illuminance distribution is inclined in the left-right direction (X direction) of the arc-shaped illumination area formed on the surface of the reflective mask 5 or the wafer surface,
By moving the auxiliary reflection type fly-eye optical system 120 in the X direction, the inclination of the light illuminance distribution can be corrected. When the illuminance differs between the central portion and the peripheral portion in the width direction (Z direction) of the arc-shaped illumination region formed on the surface of the reflective mask 5 or the wafer surface, the auxiliary reflective fly-eye optical system is used. By moving 120 in the Z direction, the inclination of the light illuminance distribution can be corrected.

【0197】また、図19に示す露光装置による2つの
反射型フライアイ光学系(2、120)による均一化効
果が大きい場合には、放物面鏡15の傾斜や移動等によ
る照度調整が期待できないこともある。この場合には、
反射型コンデンサー光学系3を複数枚のミラーで構成
し、その内の少なくとも1つを傾斜や移動させることに
とり、走査方向(Y方向、DI1 方向)や非走査方向
(X方向、DI2 )での照度分布の傾斜成分を補正する
ことができる。また、マスク5と反射型コンデンサー光
学系3との間に配置された反射鏡4において、被照射面
(マスク5のパターン面又は基板の被露光面)での照度
を均一に補正できるような反射率特性(例えば、角度に
応じて所定の反射率特性)を持つ反射面(反射膜)を形
成しても良い。さらに、照明光路中に被照射面(マスク
5のパターン面又は基板の被露光面)での照度を均一に
補正できるようなフィルターを配置しても良い。
In the case where the uniformizing effect of the two reflection type fly-eye optical systems (2, 120) by the exposure apparatus shown in FIG. 19 is large, it is expected that the illuminance is adjusted by tilting or moving the parabolic mirror 15 or the like. There are things you can't do. In this case,
The reflection type condenser optical system 3 is composed of a plurality of mirrors, and at least one of the mirrors is tilted or moved so that the scanning direction (Y direction, DI 1 direction) and the non-scanning direction (X direction, DI 2 ) , The inclination component of the illuminance distribution can be corrected. Further, in the reflecting mirror 4 disposed between the mask 5 and the reflection type condenser optical system 3, a reflection such that the illuminance on the irradiated surface (the pattern surface of the mask 5 or the exposed surface of the substrate) can be uniformly corrected. A reflection surface (reflection film) having a rate characteristic (for example, a predetermined reflectance characteristic depending on an angle) may be formed. Further, a filter may be provided in the illumination light path so as to uniformly correct the illuminance on the irradiated surface (the pattern surface of the mask 5 or the exposed surface of the substrate).

【0198】さて、図19に示す露光装置が正常に反射
型マスク5の像をウエハ7上に形成するためには、投影
系6の入射瞳中央に、照明系の射出瞳の像(第2の反射
型フライアイ光学系2により形成される3次光源の像)
を無収差の状態で形成することが望まれる。この条件が
満足されない場合には、照明系の射出瞳の位置を動かし
て、照明系のテレセン性の調整を行って、投影系6の入
射瞳の位置との整合をとることが望ましい。例えば、主
反射型フライアイ光学系(2つの反射素子群20a、2
0b)2及び第1の開口絞りAS1を一体的に移動させ
ることにより、照明系のテレセン性の調整が行われ、投
影系6の入射瞳の中央に照明系の射出瞳像の中央を一致
させることができる。但し、主反射型フライアイ光学系
2により形成される3次光源の位置に開口絞りAS1を
設ける必要がない場合には、主反射型フライアイ光学系
2中の2つの反射素子群(120a、120b)を一体
的に移動させれば良い。
In order for the exposure apparatus shown in FIG. 19 to normally form an image of the reflective mask 5 on the wafer 7, an image of the exit pupil of the illumination system (the second Image of a tertiary light source formed by the reflective fly-eye optical system 2)
Is desirably formed with no aberration. When this condition is not satisfied, it is desirable to adjust the telecentricity of the illumination system by moving the position of the exit pupil of the illumination system to match the position of the entrance pupil of the projection system 6. For example, the main reflection type fly-eye optical system (two reflection element groups 20a,
0b) The telecentricity of the illumination system is adjusted by integrally moving the second aperture stop AS1 and the center of the exit pupil image of the illumination system coincides with the center of the entrance pupil of the projection system 6. be able to. However, when it is not necessary to provide the aperture stop AS1 at the position of the tertiary light source formed by the main reflection type fly-eye optical system 2, the two reflection element groups (120a, 120b) may be moved integrally.

【0199】なお、以上にて説明した図16及び図17
に示した例において、投影系6の入射瞳中央に照明系の
射出瞳の像を合わせるためには、反射型フライアイ光学
系(2つの反射素子群20a、20b)2及び第1の開
口絞りAS1を一体的に移動させることにより、投影系
6の入射瞳の中央に照明系の射出瞳像の中央を一致させ
ることができる。また、図16及び図17に示した反射
型フライアイ光学系2により形成される2次光源の位置
に開口絞りAS1を設ける必要がない場合には、反射型
フライアイ光学系中の2つの反射素子群(20a、20
b)を一体的に移動させれば良い。
Note that FIG. 16 and FIG.
In order to match the image of the exit pupil of the illumination system with the center of the entrance pupil of the projection system 6, the reflection type fly-eye optical system (two reflection element groups 20a and 20b) 2 and the first aperture stop By moving the AS 1 integrally, the center of the exit pupil image of the illumination system can coincide with the center of the entrance pupil of the projection system 6. When it is not necessary to provide the aperture stop AS1 at the position of the secondary light source formed by the reflective fly-eye optical system 2 shown in FIGS. 16 and 17, two reflections in the reflective fly-eye optical system are required. Element group (20a, 20
What is necessary is just to move b) integrally.

【0200】ところで、以上にて説明した図16、図1
7及び図19に示した例において、反射型フライアイ光
学系2にEUV光を供給する光源部(10〜15)は、
実際上において、相当の体積を必要とするために、露光
装置本体部(反射型フライアイ光学系2からウエハ7ま
での光学系及び制御システム)と同等あるいはそれ以上
の体積となる可能性がある。このため、光源部(10〜
15)と露光装置本体部とをそれぞれ独立に分離して、
光源部(10〜15)と露光装置本体部とを独立の基盤
に設置される可能性がある。この場合、作業者の歩行等
による床の振動や光源部(10〜15)と露光装置本体
部との自重によって床に歪みが生じる場合には、光源部
(10〜15)の光軸と露光装置本体部内の光学系の光
軸とがずれ、調整状態が狂ってしまう恐れがある。
Incidentally, FIG. 16 and FIG.
In the example shown in FIGS. 7 and 19, the light source units (10 to 15) for supplying EUV light to the reflection type fly-eye optical system 2 are:
In practice, since a considerable volume is required, the volume may be equal to or larger than the exposure apparatus main body (the optical system and the control system from the reflection type fly-eye optical system 2 to the wafer 7). . For this reason, the light source unit (10 to 10)
15) and the exposure apparatus main body are independently separated from each other,
There is a possibility that the light source units (10 to 15) and the exposure apparatus main body are installed on independent substrates. In this case, if the floor is distorted due to vibration of the floor due to walking of the worker or the weight of the light source unit (10 to 15) and the exposure device main unit, the optical axis of the light source unit (10 to 15) and the exposure There is a possibility that the optical axis of the optical system in the apparatus main body is displaced and the adjustment state is deviated.

【0201】そこで、露光装置本体部の光路(反射型フ
ライアイ光学系2からウエハ7までの光路)において、
光源部(10〜15)の光軸ずれを光電的に検出する光
電検出器を配置し、コリメートミラーとしての反射鏡1
5の傾きを調整可能に構成し、さらに、上記光電検出器
からの出力に基づいて、反射鏡15の傾きを制御する制
御部を設けることが望ましい。これにより、作業者の歩
行等による床の振動や床に歪みが生じたとしても、光源
部(10〜15)の光軸と露光装置本体部内の光学系の
光軸と自動的に合致させることができる。
Therefore, in the optical path of the exposure apparatus main body (the optical path from the reflection type fly-eye optical system 2 to the wafer 7),
A photoelectric detector for photoelectrically detecting an optical axis shift of the light source units (10 to 15) is disposed, and a reflecting mirror 1 as a collimating mirror is provided.
It is desirable that the tilt of the mirror 5 be adjustable, and further, a control unit for controlling the tilt of the reflecting mirror 15 be provided based on the output from the photoelectric detector. As a result, even if floor vibration or floor distortion occurs due to walking of the worker, the optical axis of the light source unit (10 to 15) automatically matches the optical axis of the optical system in the exposure apparatus main body. Can be.

【0202】さて、軟X線用のミラーは、可視光のよう
に高反射率を得ることが難しい。このため、軟X線用の
露光装置においては、光学系を構成するミラーの数を減
らすことが望まれる。そこで、ミラーの数を減らす1つ
の手法として、図9(b)及び図14(b)に示す反射
型フライアイ光学系2を構成する一方の第2反射素子群
10bを全体に湾曲させることで、コンデンサーミラー
3を構成を省略することができる。すなわち、図9
(b)及び図14(b)に示す第2反射素子群10b
を、所定の曲率を持つ基準球面(基準曲面)内に沿って
多数の反射素子E2 を配列した構成とすることにより、
この第2反射素子群10bにコンデンサーミラー3の機
能を兼用させることができる。ここで、図20は、図
8、図16及び図17に示した反射型フライアイ光学系
2を構成する一方の第2反射素子群20bにコンデンサ
ーミラー3の機能を兼用させた第2反射素子群20cを
示している。なお、図19に示した主反射型フライアイ
光学系2のマスク側の第2反射素子群20bの構成を図
20に示したように変更することにより、図19に示す
第2反射素子群20bにコンデンサーミラー3の機能を
兼用させることも可能である。なお、図20における投
影系6は、結像性能をより一層良好とするために6枚の
ミラー(6a〜6f)で構成している。
Now, it is difficult for a mirror for soft X-rays to obtain a high reflectance like visible light. For this reason, in the exposure apparatus for soft X-rays, it is desired to reduce the number of mirrors constituting the optical system. Therefore, as one method of reducing the number of mirrors, one second reflective element group 10b constituting the reflective fly-eye optical system 2 shown in FIGS. 9B and 14B is curved as a whole. The configuration of the condenser mirror 3 can be omitted. That is, FIG.
(B) and second reflecting element group 10b shown in FIG. 14 (b)
Has a configuration in which a number of reflecting elements E2 are arranged along a reference spherical surface (reference curved surface) having a predetermined curvature.
The function of the condenser mirror 3 can also be used for the second reflection element group 10b. Here, FIG. 20 shows a second reflection element in which one of the second reflection element groups 20b constituting the reflection type fly-eye optical system 2 shown in FIG. 8, FIG. 16 and FIG. The group 20c is shown. By changing the configuration of the second reflection element group 20b on the mask side of the main reflection type fly-eye optical system 2 shown in FIG. 19 as shown in FIG. 20, the second reflection element group 20b shown in FIG. The function of the condenser mirror 3 can also be used. Note that the projection system 6 in FIG. 20 includes six mirrors (6a to 6f) in order to further improve the imaging performance.

【0203】ところで、図16、図17、図19及び図
20に示した例においては、レーザー・プラズマ光源を
用いた露光装置を示しているが、このレーザー・プラズ
マ光源の欠点としては、デプリと呼ばれる微小な物質の
飛沫を生ずることである。この微細な飛沫により光学部
品が汚染されると、光学系の性能(ミラーの反射率及び
反射の均一性)が劣化する。このため、光源部と露光装
置本体部との間には、軟X線のみを透過させ飛散粒子を
透過させないフィルターを配置することが望ましい。こ
のフィルターとしては、メンブレンと呼ばれる軽元素の
薄膜が用いることが良い。
In the examples shown in FIG. 16, FIG. 17, FIG. 19, and FIG. 20, the exposure apparatus using the laser / plasma light source is shown. It is the generation of fine droplets called so-called. If the optical components are contaminated by the fine droplets, the performance of the optical system (reflectance of the mirror and uniformity of reflection) deteriorates. For this reason, it is desirable to arrange a filter between the light source unit and the exposure apparatus main body unit that transmits only soft X-rays and does not transmit scattered particles. As this filter, a thin film of a light element called a membrane is preferably used.

【0204】そこで、図16、図17、図19及び図2
0に示した露光装置に対してデプリを防止用のフィルタ
ー16を設けた例を図21に示している。図21に示す
ように、楕円鏡14とコリメート鏡15との間にデプリ
を防止用のフィルター16を設ければ、デプリによる汚
染が発生したとしても、楕円鏡14とフィルター16と
をそれぞれ新しいものに交換することで済むため、ラン
ニングコストを低くおさえることができる。
Therefore, FIG. 16, FIG. 17, FIG. 19 and FIG.
FIG. 21 shows an example in which a filter 16 for preventing depletion is provided in the exposure apparatus shown in FIG. As shown in FIG. 21, if a filter 16 for preventing depletion is provided between the elliptical mirror 14 and the collimating mirror 15, the elliptical mirror 14 and the filter 16 are each new even if contamination by the deplicit occurs. The running cost can be kept low since the replacement is sufficient.

【0205】ところで、また、前述したように、軟X線
は、大気に対する透過率が低いため、図16、図17、
図19、図20及び図21に示した露光装置は真空チャ
ンバー100に覆われている。しかしながら、光学部品
に溜まった熱が逃げにくく、それによってミラー面が歪
みやすい。従って、真空チャンバー100内の各光学部
品にはそれぞれ冷却機構が設けられていることが望まし
い。さらに望ましくは、個々のミラーに対して複数の冷
却機構が複数取り付けられており、ミラー内の温度分布
をコントロールできれば、露光動作時でのミラーの歪み
をより抑えることができる。
As described above, since soft X-rays have a low transmittance to the atmosphere, FIGS.
The exposure apparatus shown in FIGS. 19, 20 and 21 is covered by a vacuum chamber 100. However, the heat accumulated in the optical component is difficult to escape, thereby easily distorting the mirror surface. Therefore, it is desirable that each optical component in the vacuum chamber 100 is provided with a cooling mechanism. More preferably, if a plurality of cooling mechanisms are attached to each mirror and the temperature distribution inside the mirror can be controlled, the distortion of the mirror during the exposure operation can be further suppressed.

【0206】また、図16、図17、図19、図20及
び図21に示した露光装置における光学系を構成する各
ミラーの反射面には多層膜が設けられているが、この多
層膜は、モリプデン、ルテニウム、ロジウム、珪素、珪
素酸化物のうちの複数の物質を積層させて形成されるこ
とが好ましい。
In the exposure apparatus shown in FIG. 16, FIG. 17, FIG. 19, FIG. 20, and FIG. 21, a multilayer film is provided on the reflection surface of each mirror constituting the optical system. , Molybdenum, ruthenium, rhodium, silicon, and silicon oxide are preferably stacked.

【0207】また、図16及び図17に示すように、照
明条件変更手段(可変開口絞りAS1、各種の開口部
(50a、50f)を持つターレット板51等)を用い
ることにより、反射型インテグレータ2により形成され
る2次的光源の大きさを変更(σ値の可変)や2次的光
源の形状を変更(円形状と輪帯状と4極状とのいずれか
に変更)すると、この変更に応じて照明特性が変化する
場合がある。従って、照明条件変更手段による照明条件
の変更に応じて、マスクに形成される円弧状照明領域や
感光性基板に形成される円弧状照明領域(円弧状露光領
域、投影系の円弧状像面)における走査方向及び非走査
方向(走査方向に垂直な方向)での照明分布の傾斜成分
の補正(調整)、さらにはマスクに形成される円弧状照
明領域や感光性基板に形成される円弧状照明領域(円弧
状露光領域、投影系の円弧状像面)における傾斜テレセ
ン及び倍率テレセンの補正(調整)をそれぞれ行う事が
好ましい。但し、場合によっては、走査方向及び非走査
方向での照明分布の傾斜成分の補正と傾斜テレセン及び
倍率テレセンとを含むテレセンの補正との少なくとも一
方を行っても良い。
As shown in FIGS. 16 and 17, the use of the illumination condition changing means (variable aperture stop AS1, turret plate 51 having various openings (50a, 50f), etc.) allows the reflection type integrator 2 to be used. If the size of the secondary light source formed by the above is changed (variable σ value) or the shape of the secondary light source is changed (change to any of circular, annular and quadrupolar), The lighting characteristics may change accordingly. Therefore, according to the change of the illumination condition by the illumination condition changing means, an arc-shaped illumination area formed on the mask or an arc-shaped illumination area formed on the photosensitive substrate (arc-shaped exposure area, arc-shaped image plane of the projection system). Correction (adjustment) of the illumination distribution in the scanning direction and the non-scanning direction (direction perpendicular to the scanning direction), and further, an arc-shaped illumination region formed on a mask and an arc-shaped illumination formed on a photosensitive substrate. It is preferable to perform correction (adjustment) of the tilt telecentricity and the magnification telecentricity in the area (the arc-shaped exposure area and the arc-shaped image plane of the projection system). However, depending on the case, at least one of the correction of the tilt component of the illumination distribution in the scanning direction and the non-scanning direction and the correction of the telecentricity including the tilt telecentricity and the magnification telecentricity may be performed.

【0208】なお、以上の各実施の形態(図1〜図2
5)に示す装置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、本発明にかかる露光装
置を組み上げることができる。
The above embodiments (FIGS. 1 and 2)
The exposure apparatus according to the present invention can be assembled by electrically, mechanically, or optically connecting each optical member, each stage, and the like in the apparatus shown in 5) so as to achieve the functions described above. .

【0209】また、次に、以上の各実施の形態(図1〜
図25)に示す露光装置を用いて感光性基板としてのウ
エ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26のフローチャートを参照して説明
する。
Next, each of the above embodiments (FIGS.
By forming a predetermined circuit pattern on a wafer or the like as a photosensitive substrate using the exposure apparatus shown in FIG. 25),
An example of a technique for obtaining a semiconductor device as a micro device will be described with reference to a flowchart of FIG.

【0210】先ず、図26のステップ301において、
1ロットのウエ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lロットのウエハ上の金属膜上
にフォトレジストが塗布される。その後、ステップ30
3において、図1〜図25に示す投影露光装置を用い
て、マスク(レチクル)上のパターンの像がその投影光
学系(投影光学ユニット)を介して、その1ロットのウ
エハ上の各ショット領域に順次露光転写(走査露光)さ
れる。その後、ステップ304において、その1ロット
のウエ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ロットのウエハ上でレジス
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
ウエハ上の各ショット領域に形成される。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。
First, in step 301 of FIG.
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 l lot of wafers. Then, step 30
3, using a projection exposure apparatus shown in FIGS. 1 to 25, an image of a pattern on a mask (reticle) is transferred via a projection optical system (projection optical unit) to each shot area on a wafer of the lot. Are sequentially exposed and transferred (scanning exposure). Thereafter, in step 304, the photoresist on the one lot of wafers is developed, and in step 305, etching is performed on the one lot of wafers using the resist pattern as a mask, thereby forming a pattern on the mask. A corresponding circuit pattern is formed in each shot area on each wafer. Thereafter, a device such as a semiconductor element is manufactured by forming a circuit pattern of an upper layer and the like.

【0211】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。
According to the above-described semiconductor device manufacturing method,
A semiconductor device having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput.

【0212】また、上記の図1〜図25に示す露光装置
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、マィ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27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。
In the exposure apparatus shown in FIGS. 1 to 25, a predetermined pattern (circuit pattern, electrode pattern, etc.) is formed on a plate (glass substrate), so that a liquid crystal display element as a micro device is formed. In the following, referring to the flowchart of FIG.
An example of the technique at this time will be described.

【0213】図27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レチクルのパター
ンを感光性基板(レジストが塗布されたガラス基板等)
に転写露光する、所謂光リソグラフィー工程が実行され
る。この光リソグラフィー工程によって、感光性基板上
には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。そ
の後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、
レチクル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 FIG. 27, a pattern forming step 401
Then, the pattern of the reticle is converted to a photosensitive substrate (a glass substrate coated with a resist, etc.) using the exposure apparatus of the present embodiment.
A so-called optical lithography step of performing transfer exposure on the substrate is performed. By this photolithography process, a predetermined pattern including a large number of electrodes and the like is formed on the photosensitive substrate. After that, the exposed substrate is subjected to a developing process, an etching process,
After going through each step such as the reticle peeling step, a predetermined pattern is formed on the substrate, and the process proceeds to the next color filter forming step 402.

【0214】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。
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 R, G, B Are formed in the horizontal scanning line direction to form a color filter. Then, a color filter forming step 402
, A cell assembling step 403 is performed.

【0215】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。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。
In the cell assembling step 403, the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern forming step 401,
Then, a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the color filters and the like obtained in the color filter forming step 402. In the cell assembling step 403, for example, a liquid crystal is injected between the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern forming step 401 and the color filter obtained in the color filter forming step 402, and a liquid crystal panel <liquid crystal cell >

【0216】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。
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.

【0217】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。
According to the above-described method for manufacturing a liquid crystal display element,
A liquid crystal display device having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput.

【0218】[0218]

【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、厳しい照
明条件を十分に満たし得る高性能な露光装置、及びより
一層微細なパターンの露光によってより一層優れたマイ
クロデバイスの製造方法が達成する事ができる。
As described above, according to the present invention, a high-performance exposure apparatus capable of sufficiently satisfying severe illumination conditions and a more excellent microdevice manufacturing method by exposing a finer pattern are achieved. Can do things.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による第1の実施の形態に係る露光装置
の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す反射素子群2の構成を示す正面図で
ある。
FIG. 2 is a front view showing a configuration of a reflection element group 2 shown in FIG.

【図3】(a)は図3は図2に示した反射素子群2中の
各反射素子の様子を示す正面図であり、(b)は(a)
に示した反射素子の断面形状の様子を示す断面図であ
る。
3A is a front view showing a state of each of the reflection elements in the reflection element group 2 shown in FIG. 2, and FIG. 3B is a front view of FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state of a cross-sectional shape of the reflection element shown in FIG.

【図4】反射型マスク5上に形成される円弧状の照明領
域IFの様子を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a state of an arc-shaped illumination area IF formed on a reflection type mask 5;

【図5】図1に示した反射素子群2の作用を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing an operation of the reflection element group 2 shown in FIG.

【図6】(a)は反射素子群2中の各反射素子を非球面
形状としたときの反射素子の断面形状の様子を示す断面
図であり、(b)は(a)に示した反射素子の正面図で
ある。
FIG. 6A is a cross-sectional view showing a state of a cross-sectional shape of a reflective element when each of the reflective elements in the reflective element group 2 has an aspherical shape, and FIG. It is a front view of an element.

【図7】コンデンサーミラーを非球面形状としたときの
コンデンサーミラーの断面形状の様子を示す断面図であ
る。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a cross-sectional shape of the condenser mirror when the condenser mirror has an aspherical shape.

【図8】本発明による第2の実施の形態に係る露光装置
の概略的構成を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of an exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図9】(a)は第1の反射素子群20aの構成を示す
正面図であり、(b)は第2の反射素子群20bの構成
を示す正面図である。
FIG. 9A is a front view showing a configuration of a first reflection element group 20a, and FIG. 9B is a front view showing a configuration of a second reflection element group 20b.

【図10】(a)は図9の(a)に示した第1の反射素
子群20a中の各反射素子の様子を示す正面図であり、
(b)は(a)に示した反射素子の断面形状の様子を示
す断面図である。
FIG. 10A is a front view showing a state of each reflecting element in the first reflecting element group 20a shown in FIG. 9A;
(B) is a sectional view showing a state of a sectional shape of the reflection element shown in (a).

【図11】(a)は図9の(b)に示した第2の反射素
子群20b中の各反射素子の様子を示す正面図であり、
(b)は(a)に示した反射素子の断面形状の様子を示
す断面図である。
FIG. 11A is a front view showing a state of each reflecting element in the second reflecting element group 20b shown in FIG. 9B;
(B) is a sectional view showing a state of a sectional shape of the reflection element shown in (a).

【図12】図8に示した第1及び第2の反射素子群の作
用を示す図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating an operation of the first and second reflection element groups illustrated in FIG. 8;

【図13】図8に示した第2の実施の形態に係る露光装
置の変形例を示す図である。
FIG. 13 is a view showing a modification of the exposure apparatus according to the second embodiment shown in FIG.

【図14】(a)は図9の(a)に示した第1の反射素
子群20aの変形例の様子を示す正面図であり、(b)
は図9の(b)の第2の反射素子群20bの変形例の様
子を示す正面図である。
14A is a front view showing a modification of the first reflection element group 20a shown in FIG. 9A, and FIG.
FIG. 10 is a front view showing a modified example of the second reflection element group 20b in FIG. 9B.

【図15】図14に示した第1及び第2の反射素子群
(20a、20b)の作用を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing an operation of the first and second reflection element groups (20a, 20b) shown in FIG.

【図16】図1に示した第1の実施の形態に係る露光装
置の変形例を示す図である。
FIG. 16 is a view showing a modification of the exposure apparatus according to the first embodiment shown in FIG.

【図17】図16に示した露光装置の第1の変形例を示
す図である。
FIG. 17 is a view showing a first modification of the exposure apparatus shown in FIG.

【図18】図17に示すターレット板51の構成を示す
斜示図である。
18 is a perspective view showing a configuration of a turret plate 51 shown in FIG.

【図19】図16に示した露光装置の第2の変形例を示
す図である。
FIG. 19 is a view showing a second modification of the exposure apparatus shown in FIG.

【図20】図16に示した露光装置の第3の変形例を示
す図である。
FIG. 20 is a view showing a third modification of the exposure apparatus shown in FIG.

【図21】図16に示した露光装置の第4の変形例を示
す図である。
FIG. 21 is a view showing a fourth modification of the exposure apparatus shown in FIG.

【図22】(a)は図19の(a)に示した第1の補助
反射素子群20aの構成を示す正面図であり、(b)は
図19の(b)の第2の補助反射素子群20bの構成を
示す正面図である。
22 (a) is a front view showing the configuration of the first auxiliary reflection element group 20a shown in FIG. 19 (a), and FIG. 22 (b) is the second auxiliary reflection element shown in FIG. 19 (b). It is a front view showing the composition of element group 20b.

【図23】照明分布の調整の原理を説明するための図で
ある。
FIG. 23 is a diagram for explaining the principle of adjusting the illumination distribution.

【図24】テレセントリシティの調整の原理を説明する
ための図である。
FIG. 24 is a diagram for explaining the principle of telecentricity adjustment.

【図25】照明特性の調整のフローを示す図である。FIG. 25 is a diagram showing a flow of adjusting illumination characteristics.

【図26】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いて、そのフローチャートを示
す図である。
FIG. 26 is a diagram showing a flowchart of an example of a technique for obtaining a semiconductor device as a micro device.

【図27】マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得
る際の手法の一例について、そのフローチャートを示す
図である。
FIG. 27 is a diagram showing a flowchart of an example of a technique for obtaining a liquid crystal display element as a micro device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・ 光源装置 2、20a、20b・・・ 反射素子群 3・・・ コンデンサー光学系 4・・・ 偏向ミラー 5・・・ 反射型マスク 6・・・ 投影系 7・・・ ウエハ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source device 2, 20a, 20b ... Reflective element group 3 ... Condenser optical system 4 ... Deflection mirror 5 ... Reflective mask 6 ... Projection system 7 ... Wafer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/30 517 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/30 517

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】マスクに形成されたパターンを感光性基板
に投影するために、光軸に対して偏芯した露光視野を含
む投影系と;露光のための光束を前記露光視野へ導くた
めに、前記投影系の光軸に対して偏芯した前記マスク上
の位置に照明領域を形成する照明光学系と;前記投影系
に対して前記マスク及び前記感光性基板を所定の走査露
光方向に沿って相対的に移動させる移動手段と;前記マ
スクに形成される照明領域又は前記感光性基板に形成さ
れる前記投影系の露光視野における前記走査露光方向に
沿った照明特性を調整する第1照明調整手段と;前記マ
スクに形成される照明領域又は前記感光性基板に形成さ
れる前記投影系の露光視野における前記走査露光方向と
交差する方向での照明特性を調整するために第2照明調
整手段と;前記マスクに形成される照明領域又は前記感
光性基板に形成される前記投影系の露光視野におけるテ
レセントリシティに傾斜成分を付与する第1テレセント
リシティ調整手段と;前記マスクに形成される照明領域
又は前記感光性基板に形成される前記投影系の露光視野
における前記光軸からの位置に応じたテレセントリシテ
ィを調整する第2テレセントリシティ調整手段と;を含
むことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに
記載の露光装置。
A projection system including an exposure field decentered with respect to an optical axis for projecting a pattern formed on a mask onto a photosensitive substrate; and a light guide for exposing to the exposure field. An illumination optical system that forms an illumination area at a position on the mask that is eccentric to the optical axis of the projection system; and moving the mask and the photosensitive substrate with respect to the projection system along a predetermined scanning exposure direction. Moving means for relatively moving the illuminated area; and a first illumination adjustment for adjusting an illumination characteristic along the scanning exposure direction in an illumination area formed on the mask or an exposure field of the projection system formed on the photosensitive substrate. Means for adjusting illumination characteristics in a direction intersecting with the scanning exposure direction in an illumination area formed on the mask or an exposure field of the projection system formed on the photosensitive substrate; The said ma First telecentricity adjusting means for imparting a tilt component to the telecentricity in the exposure field of the projection system formed on the photosensitive substrate or the illumination area formed on the photosensitive substrate; and the illumination area formed on the mask 2. A second telecentricity adjusting means for adjusting telecentricity according to a position from the optical axis in an exposure field of the projection system formed on the photosensitive substrate. An exposure apparatus according to claim 4.
【請求項2】前記照明光学系は、前記マスク上において
前記走査露光方向を横切る方向の円弧状の照明領域を形
成することを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the illumination optical system forms an arc-shaped illumination area on the mask in a direction crossing the scanning exposure direction.
【請求項3】前記第1照明調整手段は、前記走査露光方
向に沿って傾斜した照度分布成分を付与し、前記第2照
明調整手段は、前記走査露光方向と交差する方向に沿っ
て傾斜した照度分布成分を付与することを特徴とする請
求項1又は請求項2に記載の露光装置。
3. The illumination control apparatus according to claim 1, wherein the first illumination adjustment unit applies an illuminance distribution component inclined along the scanning exposure direction, and the second illumination adjustment unit is inclined along a direction intersecting the scanning exposure direction. The exposure apparatus according to claim 1, wherein an illuminance distribution component is provided.
【請求項4】前記照明光学系は、多数の照明用光学部材
を含み、前記第1及び第2照明調整手段は、前記多数の
照明用光学部材のうちの少なくとも1つの同一の照明用
光学部材を互いに異なる方向に傾斜又は移動させる、あ
るいは前記多数の照明用光学部材のうちの互い異なる照
明用光学部材をそれぞれ傾斜又は移動させることを特徴
とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の露光装
置。
4. The illumination optical system includes a plurality of illumination optical members, and the first and second illumination adjustment means include at least one of the plurality of illumination optical members having the same illumination optical member. 4. The optical system according to claim 1, wherein each of the plurality of illumination optical members is inclined or moved in different directions, or each of the plurality of illumination optical members is inclined or moved. Exposure equipment.
【請求項5】前記第1テレセントリシティ調整手段は、
前記第1及び第2照明調整手段によって調整される照明
用光学部材とは別の照明用光学部材を調整し、第2テレ
セントリシティ調整手段は、前記第1テレセントリシテ
ィ調整手段により調整される照明用光学部材と同一な照
明用光学部材又は前記第1テレセントリシティ調整手段
により調整される照明用光学部材とは別の照明用光学部
材を調整することを特徴とする請求項4に記載の露光装
置。
5. The first telecentricity adjusting means,
An illumination optical member different from the illumination optical member adjusted by the first and second illumination adjustment units is adjusted, and the second telecentricity adjustment unit is adjusted by the first telecentricity adjustment unit. The illumination optical member identical to the illumination optical member or an illumination optical member different from the illumination optical member adjusted by the first telecentricity adjusting means is adjusted. Exposure equipment.
【請求項6】前記照明光学系は、多数の照明用反射部材
を含み、前記第1照明調整手段、第2照明調整手段、第
1テレセントリシティ調整手段及び第2テレセントリシ
ティ調整手段は、前記照明光学系の一部の照明用反射部
材の位置をそれぞれ調整することを特徴とする請求項1
乃至請求項3のいずれかに記載の露光装置。
6. The illumination optical system includes a plurality of illumination reflection members, and the first illumination adjustment unit, the second illumination adjustment unit, the first telecentricity adjustment unit, and the second telecentricity adjustment unit include: The position of a part of the illumination reflecting member of the illumination optical system is adjusted.
An exposure apparatus according to claim 3.
【請求項7】前記第1及び第2照明調整手段は、同一の
照明用反射部材を互いに異なる軸回りに傾斜、又は同一
の照明用反射部材を互いに異なる方向に移動させること
を特徴とする請求項6に記載の露光装置。
7. The apparatus according to claim 1, wherein said first and second illumination adjustment means tilt the same illumination reflecting member around different axes or move the same illumination reflecting member in different directions. Item 7. An exposure apparatus according to Item 6.
【請求項8】前記第1及び第2テレセントリシティ調整
手段は、同一の照明用反射部材を互いに異なる方向に移
動させることを特徴とする請求項6又は請求項7に記載
の露光装置。
8. An exposure apparatus according to claim 6, wherein said first and second telecentricity adjustment means move the same illumination reflecting member in mutually different directions.
【請求項9】前記第1及び第2照明調整手段は、前記第
1及び第2テレセントリシティ調整手段により調整され
る照明用反射部材とは別の照明用反射部材を調整するこ
とを特徴とする請求項8に記載の露光装置。
9. The illumination control device according to claim 1, wherein said first and second illumination adjusting means adjust an illumination reflecting member different from the illumination reflecting member adjusted by said first and second telecentricity adjusting means. The exposure apparatus according to claim 8, wherein
【請求項10】前記照明光学系は、前記光束を供給する
光源手段と、前記マスク又は前記感光性基板での照明分
布を均一にする反射型オプティカルインテグレータと、
前記光源手段と前記反射型オプティカルインテグレータ
との間に配置されて前記光源手段からの光束を前記反射
型オプティカルインテグレータへ導く導光光学系とを含
むことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに
記載の露光装置。
10. An illumination optical system, comprising: a light source means for supplying the light beam; a reflection type optical integrator for uniforming an illumination distribution on the mask or the photosensitive substrate;
4. A light guide optical system disposed between the light source means and the reflection type optical integrator and guiding a light beam from the light source means to the reflection type optical integrator. The exposure apparatus according to any one of the above.
【請求項11】前記マスクに形成される照明領域での照
明条件又は前記感光性基板に形成される前記投影系の露
光視野での照明条件を変更する照明条件変更手段とをさ
らに配置し、前記第1照明調整手段、第2照明調整手段
は、前記第1テレセントリシティ及び前記第2テレセン
トリシティ調整手段は、前記照明条件変更手段による照
明条件の変更に応じて各調整をそれぞれ行うことを特徴
とする請求項1乃至請求項10のいずれかに記載の露光
装置。
11. An illumination condition changing means for changing an illumination condition in an illumination area formed on the mask or an illumination condition in an exposure field of the projection system formed on the photosensitive substrate, further comprising: The first illumination adjustment unit and the second illumination adjustment unit may be configured such that the first telecentricity and the second telecentricity adjustment unit perform each adjustment according to a change in the illumination condition by the illumination condition changing unit. The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 10, wherein
【請求項12】請求項1乃至請求項11に記載の露光装
置を用いてマイクロデバイスを製造する方法において、
前記照明光学系を用いて前記マスクを照明する工程と;
前記投影系を用いて前記マスクのパターン像を前記感光
性基板に露光する工程と;を含むことを特徴とするマイ
クロデバイスの製造方法。
12. A method of manufacturing a micro device using the exposure apparatus according to claim 1.
Illuminating the mask using the illumination optical system;
Exposing the photosensitive substrate to a pattern image of the mask using the projection system.
【請求項13】複数の照明用反射部材を含み露光のため
の光束をマスクへ導く照明光学系と;前記マスクのパタ
ーンを感光性基板に投影する投影系と;前記投影系に対
して前記マスク及び前記感光性基板を所定の走査露光方
向に沿って相対的に移動させる移動手段と;前記マスク
に形成される照明領域又は前記感光性基板に形成される
前記投影系の露光視野におけるテレセントリシティに傾
斜成分を付与する第1テレセントリシティ調整手段と;
前記マスクに形成される照明領域又は前記感光性基板に
形成される前記投影系の露光視野における前記光軸から
の位置に応じたテレセントリシティを調整する第2テレ
セントリシティ調整手段と;を含み、前記第1及び第2
テレセントリシティ調整手段は、前記照明光学系の一部
の照明用反射部材をそれぞれ調整することを特徴とする
露光装置。
13. An illumination optical system including a plurality of reflection members for illumination and guiding a light beam for exposure to a mask; a projection system for projecting a pattern of the mask onto a photosensitive substrate; and a mask for the projection system. Moving means for relatively moving the photosensitive substrate along a predetermined scanning exposure direction; and an illumination area formed on the mask or a telecentricity in an exposure field of the projection system formed on the photosensitive substrate. First telecentricity adjusting means for imparting a tilt component to the data;
Second telecentricity adjusting means for adjusting telecentricity according to a position from the optical axis in an illumination area formed on the mask or an exposure field of the projection system formed on the photosensitive substrate. , The first and second
An exposure apparatus, wherein the telecentricity adjustment means adjusts a part of the illumination reflecting member of the illumination optical system.
【請求項14】第2テレセントリシティ調整手段は、前
記第1テレセントリシティ調整手段により調整される照
明用反射部材を第1テレセントリシティ調整手段とは異
なる方向に移動させる、あるいは前記第1テレセントリ
シティ調整手段により調整される照明用反射部材とは別
の照明用反射型部材を移動させることを特徴とする請求
項13に記載の露光装置。
14. The second telecentricity adjusting means moves the reflecting member for illumination adjusted by the first telecentricity adjusting means in a direction different from that of the first telecentricity adjusting means. 14. The exposure apparatus according to claim 13, wherein an illumination reflective member different from the illumination reflective member adjusted by the telecentricity adjusting means is moved.
【請求項15】前記照明光学系は、前記光束を供給する
光源手段と、前記マスク又は前記感光性基板での照明分
布を均一にする反射型インテグレータと、前記光源手段
と前記反射型インテグレータとの間に配置されて前記光
源手段からの光束を前記反射型インテグレータへ導く導
光光学系とを含むことを特徴とする請求項13又は請求
項14に記載の露光装置。
15. An illumination optical system comprising: a light source means for supplying the light beam; a reflection type integrator for uniforming an illumination distribution on the mask or the photosensitive substrate; and a light source means and the reflection type integrator. 15. The exposure apparatus according to claim 13, further comprising: a light guiding optical system disposed between said light source means and guiding a light beam from said light source means to said reflection type integrator.
【請求項16】前記投影系は、光軸に対して偏芯した露
光視野を含み、前記照明光学系は、複数の照明用反射部
材を用いて露光のための光束を前記露光視野へ導くため
に、前記投影系の光軸に対して偏芯した前記マスク上の
位置に照明領域を形成することを特徴とする請求項13
至請求項15のいずれかに記載の露光装置。
16. The projection system includes an exposure field decentered with respect to an optical axis, and the illumination optical system uses a plurality of illumination reflecting members to guide a light beam for exposure to the exposure field. The illumination area is formed at a position on the mask that is eccentric to the optical axis of the projection system.
The exposure apparatus according to claim 15.
【請求項17】前記マスクに形成される照明領域での照
明条件又は前記感光性基板に形成される前記投影系の露
光視野での照明条件を変更する照明条件変更手段とをさ
らに配置し、前記第1テレセントリシティ及び前記第2
テレセントリシティ調整手段は、前記照明条件変更手段
による照明条件の変更に応じて各調整をそれぞれ行うこ
とを特徴とする請求項13乃至請求項16のいずれかに
記載の露光装置。
17. An illumination condition changing means for changing an illumination condition in an illumination area formed on the mask or an illumination condition in an exposure field of the projection system formed on the photosensitive substrate, further comprising: A first telecentricity and the second telecentricity
17. The exposure apparatus according to claim 13, wherein the telecentricity adjustment unit performs each adjustment according to a change in illumination condition by the illumination condition change unit.
【請求項18】請求項13乃至請求項17に記載の露光
装置を用いてマイクロデバイスを製造する方法におい
て、前記照明光学系を用いて前記マスクを照明する工程
と、前記投影系を用いて前記マスクのパターン像を前記
感光性基板に露光する工程を含むことを特徴とするマイ
クロデバイスの製造方法。
18. A method for manufacturing a micro device using the exposure apparatus according to claim 13, wherein the step of illuminating the mask using the illumination optical system and the step of illuminating the mask using the projection system. A method for manufacturing a micro device, comprising a step of exposing a pattern image of a mask to the photosensitive substrate.
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