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JP2002208549A - Exposure apparatus adjustment method and micro device manufacturing method - Google Patents

Exposure apparatus adjustment method and micro device manufacturing method

Info

Publication number
JP2002208549A
JP2002208549A JP2001001649A JP2001001649A JP2002208549A JP 2002208549 A JP2002208549 A JP 2002208549A JP 2001001649 A JP2001001649 A JP 2001001649A JP 2001001649 A JP2001001649 A JP 2001001649A JP 2002208549 A JP2002208549 A JP 2002208549A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical system
projection optical
lens
exposure apparatus
change
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
JP2001001649A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuo Takahashi
哲男 高橋
Satoshi Ishikawa
聡 石川
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 JP2001001649A priority Critical patent/JP2002208549A/en
Publication of JP2002208549A publication Critical patent/JP2002208549A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70591Testing optical components
    • G03F7/706Aberration measurement

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パルスレーザー光の照射による光学部材の物
性変化に起因して生じる投影光学系の結像性能の悪化を
良好に補正する露光装置の調整方法。 【解決手段】 パルス発光のレーザー光により照明され
たレチクル(R)のパターン像を感光性基板(W)に形
成する投影光学系(PL)を備えた露光装置の調整方
法。レーザー光のパルス数および投影光学系の光学特性
を計測し、投影光学系内の少なくとも1つの光学部材に
関する屈折率変化および体積変化のうち少なくとも一方
を算出する。レーザー光の投影光学系への照射に起因し
て生じる投影光学系の結像性能の悪化を補正するため
に、投影光学系内の少なくとも1つの光学部材に関する
回転量を算出する。投影光学系内の少なくとも1つの光
学部材を回転させて調整する。
(57) Abstract: A method of adjusting an exposure apparatus that satisfactorily corrects deterioration of imaging performance of a projection optical system caused by a change in physical properties of an optical member due to irradiation of a pulse laser beam. A method of adjusting an exposure apparatus including a projection optical system (PL) for forming a pattern image of a reticle (R) illuminated by a pulsed laser beam on a photosensitive substrate (W). The number of pulses of the laser light and the optical characteristics of the projection optical system are measured, and at least one of a refractive index change and a volume change of at least one optical member in the projection optical system is calculated. In order to correct the deterioration of the imaging performance of the projection optical system caused by the irradiation of the laser light onto the projection optical system, the rotation amount of at least one optical member in the projection optical system is calculated. Rotating and adjusting at least one optical member in the projection optical system.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、露光装置の調整方
法およびマイクロデバイスの製造方法に関する。さらに
詳細には、本発明は、半導体素子、撮像素子、液晶表示
素子、薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイスをフォトリ
ソグラフィー工程で製造するための露光装置に好適な投
影光学系の調整に関するものである。
The present invention relates to a method for adjusting an exposure apparatus and a method for manufacturing a micro device. More specifically, the present invention relates to adjustment of a projection optical system suitable for an exposure apparatus for manufacturing a micro device such as a semiconductor device, an imaging device, a liquid crystal display device, and a thin film magnetic head by a photolithography process.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子等を製造するためのフォトリ
ソグラフィー工程において、フォトマスクあるいはレチ
クル(以下、「レチクル」と総称する)上のパターン
を、投影光学系を介してウェハのような感光性基板上に
露光する露光装置が用いられている。この種の露光装置
では、半導体素子等のチップパターンの集積化に対応し
て、露光光が短波長化している。現在、光源としては、
波長が248nmの光を供給するKrFエキシマレーザ
ーから、波長が193nmの光を供給するArFエキシ
マレーザーへと主流が移りつつある。
2. Description of the Related Art In a photolithography process for manufacturing a semiconductor device or the like, a pattern on a photomask or a reticle (hereinafter collectively referred to as a "reticle") is formed on a photosensitive substrate such as a wafer through a projection optical system. An exposure apparatus for exposing upward is used. In this type of exposure apparatus, the wavelength of exposure light is shortened in response to integration of chip patterns such as semiconductor elements. Currently, as a light source,
The mainstream is shifting from a KrF excimer laser that supplies light having a wavelength of 248 nm to an ArF excimer laser that supplies light having a wavelength of 193 nm.

【0003】なお、250nm以下の紫外波長域におい
て十分な透過率を有する光学材料、すなわち250nm
以下の露光光を用いる露光装置に使用可能な光学材料と
して、石英(合成石英)および蛍石が知られている。こ
こで、石英と蛍石とを比較すると、石英の方が蛍石より
も屈折率が大きい。また、石英の方が、蛍石よりも安価
で量産し易い。さらに、石英の方が、蛍石よりも硬くて
取り扱いが容易である。その結果、石英の方が蛍石より
も使用される頻度がはるかに大きく、投影光学系の形成
に必須の光学材料となっている。
Incidentally, an optical material having a sufficient transmittance in the ultraviolet wavelength region of 250 nm or less, ie, 250 nm
Quartz (synthetic quartz) and fluorite are known as optical materials that can be used in an exposure apparatus that uses the following exposure light. Here, when comparing quartz and fluorite, quartz has a higher refractive index than fluorite. Also, quartz is cheaper and easier to mass-produce than fluorite. Furthermore, quartz is harder and easier to handle than fluorite. As a result, quartz is used much more frequently than fluorite, and is an essential optical material for forming a projection optical system.

【0004】一方、露光装置では、半導体素子等のチッ
プパターンの大型化に対応するために、より大きなレチ
クルパターンをウェハ上の各露光領域(各ショット領
域)に転写することが求められている。そのため、長方
形の照明領域内のレチクルパターンを投影光学系を介し
てウェハ上に投影した状態で、レチクルとウェハとを投
影光学系に対して同期走査しながら、レチクルパターン
をウェハ上の各ショット領域に逐次露光する、いわゆる
ステップ・アンド・スキャン方式が主流になってきてい
る。
On the other hand, in an exposure apparatus, it is required to transfer a larger reticle pattern to each exposure area (each shot area) on a wafer in order to cope with an increase in the size of a chip pattern of a semiconductor element or the like. Therefore, while the reticle pattern in the rectangular illumination area is projected onto the wafer via the projection optical system, the reticle pattern is projected onto each shot area on the wafer while the reticle and the wafer are synchronously scanned with respect to the projection optical system. The so-called step-and-scan method, in which exposure is performed sequentially, has become mainstream.

【0005】ステップ・アンド・スキャン方式の露光装
置すなわち走査露光型の露光装置では、投影光学系の有
効露光フィールドにほぼ内接するスリット状(細長い矩
形状)の実効露光領域に対してウェハを走査しながら露
光を行う。したがって、スリット状の実効露光領域の設
定に際して、投影光学系の円形状の有効露光フィールド
を最大限に利用することができる。また、各ショット領
域への転写パターンの走査方向に沿った長さを、有効露
光フィールドの直径よりも長く設定することができる。
その結果、走査露光型の露光装置では、大面積のレチク
ルのパターンを良好な収差状態でウェハ上に転写するこ
とができる。
In a step-and-scan type exposure apparatus, that is, a scanning exposure type exposure apparatus, a wafer is scanned with respect to a slit-like (elongated rectangular) effective exposure area substantially inscribed in an effective exposure field of a projection optical system. While performing exposure. Therefore, when setting the slit-like effective exposure area, the circular effective exposure field of the projection optical system can be used to the maximum. Further, the length of the transfer pattern to each shot area along the scanning direction can be set longer than the diameter of the effective exposure field.
As a result, in a scanning exposure type exposure apparatus, a large area reticle pattern can be transferred onto a wafer in a favorable aberration state.

【0006】また、投影光学系内に設けられてアナモフ
ィック(anamorphic)な光学面を有する一対の光学部材
(すなわち一対のアナモフィックレンズ)を相対的に回
転させることにより、ウェハ面において直交する2つの
直線に関して対称な収差を補正する方法も提案されてい
る。具体的には、特開平7−183190号公報におい
て、投影光学系内にトーリック面を有する複数組のレン
ズを設け、投影光学系の使用によって発生する熱の吸収
等に起因する回転非対称な収差を補正する技術が開示さ
れている。
Further, by rotating a pair of optical members (that is, a pair of anamorphic lenses) provided in the projection optical system and having an anamorphic optical surface relatively, two straight lines orthogonal to each other on the wafer surface. A method for correcting aberrations symmetric with respect to has been proposed. Specifically, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-183190, a plurality of lenses having a toric surface are provided in a projection optical system, and rotationally asymmetric aberrations caused by absorption of heat generated by use of the projection optical system are eliminated. A correction technique is disclosed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、石英に
おいては、照射されたパルスレーザーエネルギー(パル
ス数および照度)の蓄積によって内部の原子配列が僅か
に変化し、それによって光学的な屈折率および体積(ひ
いては密度)が僅かに変化することが知られている。こ
のうち、レーザー照射によって、屈折率が増大し且つ体
積が減少(密度が増大)する現象は、かねてからラジエ
ーション・コンパクション(radiation compaction:以
下、単に「コンパクション」という)として有名である
(J. Opt.Soc. Am. B vol.14, P1606-1615, Borrelli e
t. al., Optics Letters Dec-1996D.C. Allan et. al.
を参照)。
However, in quartz, the internal atomic arrangement changes slightly due to the accumulation of the irradiated pulsed laser energy (number of pulses and illuminance), whereby the optical refractive index and the volume ( It is known that the density (and thus the density) slightly changes. Among these, the phenomenon that the refractive index increases and the volume decreases (density increases) due to laser irradiation has been known as radiation compaction (hereinafter simply referred to as "compaction") (J. Opt. Soc. Am. B vol.14, P1606-1615, Borrelli e
t. al., Optics Letters Dec-1996D.C. Allan et.al.
See).

【0008】また、最近では、露光装置に搭載される投
影光学系のように比較的少量のレーザーが照射される場
合、屈折率が減少し且つ体積が増大(密度が減少)する
現象が、レアファクション(rarefaction)として知ら
れている(Micro-lithographyConference, Santa Clara
Mar. 2000を参照)。レーザー照射による屈折率および
体積の変化量は、サンプルとなる個々の石英の特性(性
質)にも依存するが、投影光学系で使用される照度を考
えると、元の値に対して高々10-6倍のオーダーであ
り、一般的に大きい値とは言えない。
Recently, when a relatively small amount of laser is irradiated as in a projection optical system mounted on an exposure apparatus, the phenomenon that the refractive index decreases and the volume increases (density decreases) is a rare phenomenon. Also known as rarefaction (Micro-lithography Conference, Santa Clara
Mar. 2000). The amount of change in refractive index and volume due to laser irradiation also depends on the characteristics (properties) of the individual quartz samples, but considering the illuminance used in the projection optical system, at most 10 − with respect to the original value. This is on the order of six times, and is generally not large.

【0009】しかしながら、この値は、投影光学系のよ
うに非常に高度な光学性能が要求される光学系において
は無視することのできない値である。すなわち、投影光
学系を構成する光学部材において、この程度の屈折率変
化および密度(体積)変化が発生すると、光学部材の外
形形状が変化してしまうとともに、光学部材内の屈折率
分布が不均一になる。その結果、投影光学系を用いて露
光すると、石英からなる光学部材の位置によって、様々
な収差が生じてしまうという不都合がある。
However, this value cannot be ignored in an optical system such as a projection optical system that requires very high optical performance. That is, when the refractive index change and the density (volume) change of this degree occur in the optical member constituting the projection optical system, the outer shape of the optical member changes, and the refractive index distribution in the optical member becomes uneven. become. As a result, when performing exposure using the projection optical system, there is a disadvantage that various aberrations occur depending on the position of the optical member made of quartz.

【0010】特に、走査露光型の露光装置においては、
レチクル上の長方形の照明領域に対してレーザー照射を
行うため、レチクルからウェハに至る投影光学系中の光
学部材の大部分には、回転非対称な照度分布が形成され
る。その結果、石英からなる光学部材において発生する
屈折率変化および密度変化も回転非対称になり、ひいて
は発生する収差も回転非対称になる。
In particular, in a scanning exposure type exposure apparatus,
Since laser irradiation is performed on a rectangular illumination area on the reticle, a rotationally asymmetric illuminance distribution is formed on most of the optical members in the projection optical system from the reticle to the wafer. As a result, the change in refractive index and the change in density occurring in the optical member made of quartz also become rotationally asymmetric, and the resulting aberration also becomes rotationally asymmetric.

【0011】この場合、光学部材の間隔を変化させる従
来の調整機構では、この種の回転非対称な収差を補正す
ることは不可能である。また、実効露光領域が光軸を中
心として設定されるような単一光軸の投影光学系では、
照度分布も光学部材の物性変化(屈折率変化および体積
変化)も、光軸に垂直な面において直交する2つの軸線
に関してほぼ対称性が保たれる。したがって、光学部材
の偏心シフト(光軸直交方向への移動)や偏心チルト
(光軸に対する傾斜)を行うような調整機構において
も、光軸に垂直な面において直交する2つの軸線のうち
1つの軸線に対してのみ対称性が保たれるので、上述の
回転非対称な収差を補正することは不可能である。
In this case, it is impossible to correct this kind of rotationally asymmetric aberration with a conventional adjusting mechanism that changes the distance between the optical members. In a single optical axis projection optical system in which the effective exposure area is set around the optical axis,
Both the illuminance distribution and the change in physical properties (change in refractive index and change in volume) of the optical member are kept substantially symmetric with respect to two axes orthogonal to each other in a plane perpendicular to the optical axis. Therefore, even in an adjustment mechanism that performs eccentric shift (movement in the direction orthogonal to the optical axis) or eccentric tilt (inclination with respect to the optical axis) of the optical member, one of two axes orthogonal to each other in a plane perpendicular to the optical axis. Since the symmetry is maintained only with respect to the axis, it is impossible to correct the rotationally asymmetric aberration described above.

【0012】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、パルスレーザー光の照射による光学部材の物
性変化に起因して生じる投影光学系の結像性能の悪化を
良好に補正することのできる、露光装置の調整方法を提
供することを目的とする。また、パルスレーザー光の照
射に起因して生じる投影光学系の結像性能の悪化が良好
に補正された露光装置を用いて、良好なマイクロデバイ
スを製造することのできるマイクロデバイス製造方法を
提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to satisfactorily correct the deterioration of the imaging performance of a projection optical system caused by a change in physical properties of an optical member due to irradiation of a pulse laser beam. It is an object of the present invention to provide a method of adjusting an exposure apparatus which can be performed. Further, there is provided a microdevice manufacturing method capable of manufacturing a good microdevice using an exposure apparatus in which deterioration of the imaging performance of a projection optical system caused by irradiation with a pulsed laser beam has been well corrected. The purpose is to:

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の第1発明では、パルス発光のレーザー光に
より照明されたレチクルのパターン像を感光性基板に形
成する投影光学系を備えた露光装置の調整方法におい
て、前記レーザー光のパルス数および前記投影光学系の
光学特性を計測する計測工程と、前記計測工程の計測結
果に基づいて、前記投影光学系内の少なくとも1つの光
学部材に関する屈折率変化および体積変化のうち少なく
とも一方を算出する第1算出工程と、前記レーザー光の
前記投影光学系への照射に起因して生じる前記投影光学
系の結像性能の悪化を補正するために、前記第1算出工
程の算出結果に基づいて、前記投影光学系内の少なくと
も1つの光学部材に関する回転量を算出する第2算出工
程と、前記第2算出工程の算出結果に基づいて、前記投
影光学系内の少なくとも1つの光学部材を回転させて調
整する回転調整工程とを含むことを特徴とする露光装置
の調整方法を提供する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a projection optical system for forming a pattern image of a reticle illuminated by a pulsed laser beam on a photosensitive substrate. A measuring step of measuring the number of pulses of the laser beam and optical characteristics of the projection optical system, and at least one optical member in the projection optical system based on a measurement result of the measurement step. A first calculation step of calculating at least one of a change in refractive index and a change in volume with respect to the projection optical system, and to correct deterioration of the imaging performance of the projection optical system caused by irradiation of the projection optical system with the laser light. A second calculating step of calculating a rotation amount of at least one optical member in the projection optical system based on a calculation result of the first calculating step; Based on the extent of the calculation result, to provide a method of adjusting an exposure apparatus which comprises a rotary adjustment step of adjusting by rotating at least one optical element in the projection optical system.

【0014】第1発明の好ましい態様によれば、前記第
1算出工程は、波長が250nm以下のレーザー光の照
射により屈折率および密度のうち少なくとも一方の物性
が変化する光学部材に関する屈折率変化および体積変化
のうち少なくとも一方を算出する。また、前記第2算出
工程は、前記投影光学系に設けられてアナモフィックな
光学面を有する一対のアナモフィック光学部材に関する
相対的な回転量を算出し、前記回転調整工程は、前記一
対のアナモフィック光学部材の少なくとも一方を回転さ
せて調整することが好ましい。さらに、前記第2算出工
程は、前記投影光学系に設けられて前記光学部材を複数
含む少なくとも1つの光学ブロックに関する回転量を算
出し、前記回転調整工程は、前記少なくとも1つの光学
ブロックを回転させて調整することが好ましい。
According to a preferred aspect of the first invention, the first calculating step includes the step of irradiating a laser beam having a wavelength of 250 nm or less with a change in refractive index of an optical member whose physical property changes in at least one of a refractive index and a density. At least one of the volume changes is calculated. Further, the second calculating step calculates a relative rotation amount of a pair of anamorphic optical members provided in the projection optical system and having an anamorphic optical surface, and the rotation adjusting step includes: It is preferable to rotate at least one of them to adjust. Further, the second calculating step calculates a rotation amount of at least one optical block provided in the projection optical system and including a plurality of the optical members, and the rotation adjusting step includes rotating the at least one optical block. It is preferable to adjust it.

【0015】本発明の第2発明では、パルス発光のレー
ザー光により照明されたレチクルのパターン像を感光性
基板に形成する投影光学系を備えた露光装置の調整方法
において、前記レーザー光のパルス数および前記投影光
学系の光学特性を計測する計測工程と、前記計測工程の
計測結果に基づいて、前記投影光学系内の少なくとも1
つの光学部材に関する屈折率変化および体積変化のうち
少なくとも一方を算出する算出工程と、前記レーザー光
の前記投影光学系への照射に起因して生じる前記投影光
学系の結像性能の悪化を補正するために、前記算出工程
の算出結果に基づいて、前記投影光学系内の交換すべき
少なくとも1つの光学部材を選択する選択工程と、前記
選択工程の結果に基づいて、前記投影光学系内の交換す
べき少なくとも1つの光学部材を他の光学部材と交換し
て調整する交換調整工程とを含むことを特徴とする露光
装置の調整方法を提供する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for adjusting an exposure apparatus having a projection optical system for forming a pattern image of a reticle illuminated by a pulsed laser beam on a photosensitive substrate. And a measuring step of measuring optical characteristics of the projection optical system, and at least one of the projection optical system based on a measurement result of the measurement step.
A calculating step of calculating at least one of a refractive index change and a volume change of one optical member, and correcting a deterioration of an imaging performance of the projection optical system caused by the irradiation of the laser light to the projection optical system. A selecting step of selecting at least one optical member to be replaced in the projection optical system based on a calculation result of the calculating step; and an exchange in the projection optical system based on a result of the selecting step. A replacement adjustment step of replacing at least one optical member to be replaced with another optical member and adjusting the optical member.

【0016】第2発明の好ましい態様によれば、前記第
1算出工程は、波長が250nm以下のレーザー光の照
射により屈折率および密度のうち少なくとも一方の物性
が変化する光学部材に関する屈折率変化および体積変化
のうち少なくとも一方を算出する。また、前記選択工程
は、前記投影光学系に設けられて前記光学部材を複数含
む少なくとも1つの光学ブロックを交換すべき光学ブロ
ックとして選択し、前記交換調整工程は、前記選択され
た少なくとも1つの光学ブロックを他の光学ブロックと
交換して調整することが好ましい。
According to a preferred aspect of the second invention, the first calculating step includes the step of irradiating a laser beam having a wavelength of 250 nm or less with a change in the refractive index of an optical member whose physical property changes in at least one of the refractive index and the density. At least one of the volume changes is calculated. In the selecting step, at least one optical block provided in the projection optical system and including a plurality of the optical members is selected as an optical block to be replaced, and the replacement adjusting step includes selecting the at least one optical element. It is preferable to adjust the block by replacing it with another optical block.

【0017】本発明の第3発明では、第1発明または第
2発明の調整方法により調整された露光装置を用いて前
記レチクルのパターンを前記感光性基板に露光する露光
工程と、前記露光工程により露光された前記感光性基板
を現像する現像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を提供する。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an exposure step of exposing the pattern of the reticle onto the photosensitive substrate using an exposure apparatus adjusted by the adjustment method of the first or second aspect, and And a developing step of developing the exposed photosensitive substrate.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】コンパクションは、前述したよう
に、深紫外光によって石英内で原子の組み替え等が起こ
り、石英の物性変化が起こる現象である。その詳しい物
理現象については諸説があり、明確には解明されていな
い。しかしながら、パルスレーザー照射による屈折率変
化および体積変化(密度変化)についての関係式は、多
数の論文において実験的に測定されており信頼し得るも
のと考えられるので、以下その内容について示す。な
お、式中の各定数については、実験や試料、仮説によっ
て異なるが、どの値を用いても後述するシミュレーショ
ンに大きくは影響しないので、本発明では各論文を参照
して平均的な値を用いている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As described above, compaction is a phenomenon in which atoms are rearranged in quartz due to deep ultraviolet light and physical properties of quartz are changed. There are various theories about the detailed physical phenomena, and they are not clearly understood. However, the relational expressions for the refractive index change and the volume change (density change) due to pulsed laser irradiation have been measured experimentally in many papers and are considered to be reliable. Note that each constant in the equation varies depending on experiments, samples, and hypotheses, but using any value does not significantly affect the simulation described below. ing.

【0019】一般に、レーザー照射と屈折率変化との関
係は、次の式(1)で表わされる。 Δn/n=κ1(N・I2α (1) ここで、nは物質の屈折率であり、Δnはその屈折率変
化量である。したがって、Δn/nは、屈折率変化率で
ある。本発明では、ArFエキシマレーザー光の波長
(193nm)に対する石英の屈折率をn=1.560
326と設定している。また、κ1は比例定数であっ
て、本発明では2.3×10-11と設定している。さら
に、Nはレーザー照射のパルス数(累積パルス数)であ
り、Iは1パルスでの照度(mJ/cm2/pulse)であ
る。また、αはべきの係数であって、本発明では0.6
と設定している。
In general, the relationship between laser irradiation and change in refractive index is expressed by the following equation (1). Δn / n = κ 1 (N · I 2 ) α (1) where n is the refractive index of the substance and Δn is the amount of change in the refractive index. Therefore, Δn / n is the refractive index change rate. In the present invention, the refractive index of quartz with respect to the wavelength of ArF excimer laser light (193 nm) is n = 1.560.
326 is set. Κ 1 is a proportionality constant, which is set to 2.3 × 10 −11 in the present invention. Further, N is the number of pulses (cumulative pulses) of laser irradiation, and I is the illuminance (mJ / cm 2 / pulse) per pulse. Α is a power coefficient, and in the present invention, α is 0.6.
Is set.

【0020】また、屈折率変化と密度変化との関係は、
ローレンツ・ローレンツの関係式で表わされると考えら
れており、ローレンツ・ローレンツの式を微分して、次
の式(2)で表わされる。 Δn={(n2−1)(n2+2)/6n}(1+Ω)(Δρ/ρ) (2) ここで、Ωは物質に依存する定数であって、石英の場合
はΩ=−0.15と設定している。また、ρは物質の密
度であり、Δρはその密度変化量である。したがって、
Δρ/ρは、密度変化率である。
The relationship between the change in the refractive index and the change in the density is
It is considered to be expressed by the Lorentz-Lorentz relational expression. The Lorentz-Lorentz expression is differentiated and expressed by the following expression (2). Δn = {(n 2 −1) (n 2 +2) / 6n} (1 + Ω) (Δρ / ρ) (2) where Ω is a constant depending on the substance, and Ω = −0 in the case of quartz. .15. Ρ is the density of the substance, and Δρ is the density change. Therefore,
Δρ / ρ is the density change rate.

【0021】なお、当然のことながら、密度変化と体積
変化との関係は、次の式(3)で表わされる。 ΔV/V=−Δρ/ρ (3) ここで、Vは物質の体積であり、ΔVはその体積変化量
である。したがって、ΔV/Vは体積変化率である。
The relationship between the change in density and the change in volume is naturally expressed by the following equation (3). ΔV / V = −Δρ / ρ (3) where V is the volume of the substance, and ΔV is the amount of change in the volume. Therefore, ΔV / V is the volume change rate.

【0022】上述の式(2)にn=1.560326を
代入すると、次の式(4)に示す関係が得られる。 Δn=0.577623(Δρ/ρ) (4)
By substituting n = 1.560326 into the above equation (2), the following equation (4) is obtained. Δn = 0.577623 (Δρ / ρ) (4)

【0023】また、上述の式(1)と式(4)とを参照
すると、次の式(5)に示す関係が得られる。 ΔV/V=−6.213×10-11(N・I20.6 (5)
Referring to equations (1) and (4), the following equation (5) is obtained. ΔV / V = −6.213 × 10 −11 (N · I 2 ) 0.6 (5)

【0024】コンパクションによる石英レンズ(石英か
らなるレンズ)の物性変化が投影光学系の結像性能に与
える影響をシミュレーションするには、これらの関係式
(1)〜(5)を参照し、光学評価ソフトと弾性体の有
限要素法ソフトとを組み合わせて計算すればよい。な
お、前述したように、露光装置において用いられる程度
の照度の弱いレーザー照射の場合、石英の屈折率が減少
し且つ体積が増大(密度が減少)するレアファクション
現象が最近になって報告されているが、その詳細は未だ
十分に解明されていない。
In order to simulate the influence of a change in the physical properties of a quartz lens (a lens made of quartz) due to compaction on the imaging performance of the projection optical system, reference is made to these relational expressions (1) to (5) and an optical evaluation is made. What is necessary is just to calculate by combining software and the finite element method software of an elastic body. As described above, in the case of laser irradiation with low illuminance such that it is used in an exposure apparatus, a rare faction phenomenon in which the refractive index of quartz decreases and the volume increases (density decreases) has recently been reported. However, the details have not been fully elucidated yet.

【0025】しかしながら、このレアファクション現象
が起こる場合においても、コンパクションの場合と同様
に、光学評価ソフトと弾性体の有限要素法ソフトとを組
み合わせて計算すれば良く、解析手法は全く同じである
ため、コンパクションと同様に考察することができる。
さらに、コンパクションの場合について計算しておけ
ば、レアファクションが起こる場合には、計算結果の符
号を逆転させるとともに所定の定数をかけるだけで、レ
アファクションの場合の計算結果を直ちに予測すること
ができ、計算をし直す必要がない。したがって、本発明
では、一例として、コンパクションの場合のシミュレー
ションについてのみ述べる。
However, even in the case where this rare-faction phenomenon occurs, the calculation can be performed by combining the optical evaluation software and the finite element method software for the elastic body as in the case of the compaction, and the analysis method is exactly the same. Therefore, it can be considered similarly to compaction.
Furthermore, if calculation is performed for compaction, if a rare faction occurs, simply reverse the sign of the calculation result and apply a predetermined constant, and immediately predict the calculation result for the rare faction. And no need to recalculate. Therefore, in the present invention, only a simulation in the case of compaction will be described as an example.

【0026】図1は、本発明にしたがうシミュレーショ
ン手順を概略的に示すフローチャートである。以下、図
1を参照して、本発明にしたがうシミュレーション手順
を概説する。まず、本発明では、各石英レンズの各面で
の照度分布を計算する(S11)。具体的には、平均的
な照明条件を仮定するとともに、1パルスでの感光性基
板上の照度Iおよび照射パルス数(累積パルス数)Nを
計測する。そして、仮定した平均的な照明条件と、計測
した照度Iとに基づいて、レチクルを介した露光光が途
中の各石英レンズの各面においてどのような照度分布を
形成するかを計算する。この計算は、通常の光学評価ソ
フトの機能を組み合わせることにより可能である。
FIG. 1 is a flowchart schematically showing a simulation procedure according to the present invention. Hereinafter, the simulation procedure according to the present invention will be outlined with reference to FIG. First, in the present invention, the illuminance distribution on each surface of each quartz lens is calculated (S11). Specifically, an average illumination condition is assumed, and the illuminance I and the number of irradiation pulses (the number of accumulated pulses) N on the photosensitive substrate in one pulse are measured. Then, based on the assumed average illumination conditions and the measured illuminance I, calculate what illuminance distribution the exposure light through the reticle forms on each surface of each quartz lens in the middle. This calculation is possible by combining the functions of ordinary optical evaluation software.

【0027】次に、各石英レンズの各有限要素の初期的
な体積変化率を計算する(S12)。具体的には、各石
英レンズのデータを有限要素解析ソフトに取り込み、各
石英レンズを適当な数の有限要素に分割する。各有限要
素の初期的な体積変化率ΔV/Vは、計測された照射パ
ルス数Nおよび照度Iを上述の関係式(5)に代入する
ことにより計算される。ここで、初期的な体積変化率と
は、1つの石英レンズを構成する各有限要素が空間的に
互いに独立であって、その体積変化が隣接する有限要素
の影響を全く受けないと仮定したときの体積変化率であ
る。
Next, the initial volume change rate of each finite element of each quartz lens is calculated (S12). Specifically, the data of each quartz lens is taken into finite element analysis software, and each quartz lens is divided into an appropriate number of finite elements. The initial volume change rate ΔV / V of each finite element is calculated by substituting the measured irradiation pulse number N and illuminance I into the above-described relational expression (5). Here, the initial volume change rate is defined assuming that each finite element constituting one quartz lens is spatially independent of each other, and that the volume change is not affected by the adjacent finite element at all. Is the rate of change in volume.

【0028】次いで、各石英レンズの各有限要素の最終
的な体積変化率を計算する(S13)。上述したよう
に、工程S12で計算された体積変化率は、各有限要素
が空間的に独立であることを仮定しているが、実際には
各有限要素が互いに弾性体として力学的に作用し合って
いる。そこで、隣接する有限要素の影響を考慮した各有
限要素の実際の体積変化率すなわち最終的な体積変化率
は、例えば工程S12で計算された初期的な体積変化率
の結果を初期的な温度分布と等価置換(アナロジー)
し、弾性体の熱伝導解析を行なうことにより求められ
る。もちろん、これ以外の計算方法も可能であり、有限
要素解析ソフトの機能に応じて適当な計算方法を決めれ
ば良い。
Next, the final volume change rate of each finite element of each quartz lens is calculated (S13). As described above, the volume change rate calculated in step S12 assumes that each finite element is spatially independent, but in practice, each finite element dynamically acts as an elastic body with each other. Matching. Therefore, the actual volume change rate of each finite element in consideration of the influence of the adjacent finite element, that is, the final volume change rate is obtained by, for example, calculating the initial volume change rate calculated in step S12 using the initial temperature distribution. And equivalent replacement (analogy)
Then, it is obtained by conducting a heat conduction analysis of the elastic body. Of course, other calculation methods are also possible, and an appropriate calculation method may be determined according to the function of the finite element analysis software.

【0029】さらに、各石英レンズの各有限要素の屈折
率変化を計算する(S14)。具体的には、工程S13
で計算された各有限要素の最終的な体積変化率と、上述
の関係式(2)および(3)とに基づいて、各有限要素
の屈折率変化Δnを計算する。
Further, a change in the refractive index of each finite element of each quartz lens is calculated (S14). Specifically, step S13
The refractive index change Δn of each finite element is calculated based on the final volume change rate of each finite element calculated in the above and the above-mentioned relational expressions (2) and (3).

【0030】最後に、投影光学系の波面収差を計算する
(S15)。具体的には、工程S13で計算された体積
変化率のデータおよび工程S14で計算された屈折率変
化のデータを、面変化のデータおよび屈折率分布のデー
タとして、光学評価ソフトに取り込むことにより、投影
光学系の波面収差が計算され、投影光学系の結像性能の
悪化の評価が行なわれる。
Finally, the wavefront aberration of the projection optical system is calculated (S15). Specifically, the data of the volume change rate calculated in step S13 and the data of the refractive index change calculated in step S14 are taken into the optical evaluation software as the data of the surface change and the data of the refractive index distribution, The wavefront aberration of the projection optical system is calculated, and the deterioration of the imaging performance of the projection optical system is evaluated.

【0031】本発明の実施形態を、添付図面に基づいて
説明する。図2は、本実施形態にかかる露光装置の構成
を概略的に示す図である。なお、図2において、投影光
学系PLの光軸AXに平行にZ軸を、光軸AXに垂直な
面内において図2の紙面に平行にY軸を、紙面に垂直に
X軸を設定している。図示の露光装置は、紫外領域の照
明光を供給するための光源1として、ArFエキシマレ
ーザー光源(発振中心波長193.306nm)を備え
ている。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of the exposure apparatus according to the present embodiment. In FIG. 2, the Z axis is set in parallel with the optical axis AX of the projection optical system PL, the Y axis is set in parallel with the plane of FIG. 2 in the plane perpendicular to the optical axis AX, and the X axis is set perpendicular to the plane of FIG. ing. The illustrated exposure apparatus includes an ArF excimer laser light source (oscillation center wavelength: 193.306 nm) as the light source 1 for supplying illumination light in the ultraviolet region.

【0032】光源1から射出された光は、第1照明光学
系2aおよび第2照明光学系2bを介して、所定のパタ
ーンが形成されたレチクル(マスク)Rを照明する。照
明光学系2(2aおよび2b)は、光源1からの光に基
づいて所定の形状および大きさを有する二次光源を形成
するオプティカルインテグレータ(内面反射型のロッド
部材、フライアイレンズ、マイクロレンズアレイ、回折
光学素子など)や、レチクルR上での照明領域を規定す
る視野絞りや、この視野絞りの像をレチクルR上へ投影
する結像光学系などを有する。
The light emitted from the light source 1 illuminates a reticle (mask) R on which a predetermined pattern is formed via a first illumination optical system 2a and a second illumination optical system 2b. The illumination optical system 2 (2a and 2b) includes an optical integrator (an internal reflection type rod member, a fly-eye lens, and a microlens array) that forms a secondary light source having a predetermined shape and size based on light from the light source 1. , A diffractive optical element, etc.), a field stop that defines an illumination area on the reticle R, and an imaging optical system that projects an image of the field stop onto the reticle R.

【0033】レチクルRは、レチクルホルダ(不図示)
を介して、レチクルステージRST上においてXY平面
に平行に保持されている。レチクルRには転写すべきパ
ターンが形成されており、パターン領域全体のうちX方
向に沿って長辺を有し且つY方向に沿って短辺を有する
矩形状のパターン領域が照明される。レチクルステージ
RSTは、図示を省略した駆動系の作用により、レチク
ル面(すなわちXY平面)に沿って二次元的に移動可能
であり、その位置座標はレチクル移動鏡RMを用いた干
渉計RIFによって計測され且つ位置制御されるように
構成されている。
The reticle R is a reticle holder (not shown).
Are held on reticle stage RST in parallel to the XY plane. A pattern to be transferred is formed on the reticle R, and a rectangular pattern area having a long side along the X direction and a short side along the Y direction in the entire pattern area is illuminated. The reticle stage RST can be moved two-dimensionally along the reticle plane (ie, XY plane) by the action of a drive system (not shown), and its position coordinates are measured by an interferometer RIF using a reticle moving mirror RM. And the position is controlled.

【0034】レチクルRに形成されたパターンからの光
は、投影光学系PLを介して、感光性基板であるウェハ
W上にレチクルパターン像を形成する。ウェハWは、ウ
ェハホルダ(不図示)を介して、ウェハステージWST
上においてXY平面に平行に保持されている。そして、
レチクルR上での矩形状の照明領域に光学的に対応する
ように、ウェハW上ではX方向に沿って長辺を有し且つ
Y方向に沿って短辺を有する矩形状の露光領域にパター
ン像が形成される。ウェハステージWSTは、図示を省
略した駆動系の作用によりウェハ面(すなわちXY平
面)に沿って二次元的に移動可能であり、その位置座標
はウェハ移動鏡WMを用いた干渉計WIFによって計測
され且つ位置制御されるように構成されている。
The light from the pattern formed on reticle R forms a reticle pattern image on wafer W as a photosensitive substrate via projection optical system PL. The wafer W is placed on a wafer stage WST via a wafer holder (not shown).
Above, it is held parallel to the XY plane. And
On the wafer W, a pattern is formed on a rectangular exposure area having a long side along the X direction and a short side along the Y direction so as to correspond optically to the rectangular illumination area on the reticle R. An image is formed. Wafer stage WST can be moved two-dimensionally along the wafer surface (ie, XY plane) by the action of a drive system (not shown), and its position coordinates are measured by interferometer WIF using wafer moving mirror WM. In addition, the position is controlled.

【0035】図3は、本実施形態においてウェハ上に形
成される矩形状の実効露光領域と投影光学系の有効露光
フィールドとの位置関係を示す図である。図3に示すよ
うに、本実施形態では、光軸AXを中心とした半径Y0
(最大像高に対応)を有する円形状の有効露光フィール
ド(イメージフィールド)IF内において、光軸AXを
中心として矩形状の実効露光領域ERが設定されてい
る。ここで、実効露光領域ERのX方向の長さはLXで
あり、そのY方向の長さはLYである。したがって、レ
チクルR上では、光軸AXを中心とした矩形状の実効露
光領域ERに対応した大きさおよび形状を有する矩形状
の照明領域が形成されていることになる。
FIG. 3 is a diagram showing a positional relationship between a rectangular effective exposure area formed on a wafer in this embodiment and an effective exposure field of the projection optical system. As shown in FIG. 3, in the present embodiment, a radius Y0 around the optical axis AX is set.
In a circular effective exposure field (image field) IF having (corresponding to the maximum image height), a rectangular effective exposure area ER is set around the optical axis AX. Here, the length in the X direction of the effective exposure area ER is LX, and the length in the Y direction is LY. Therefore, on the reticle R, a rectangular illumination area having a size and a shape corresponding to the rectangular effective exposure area ER centered on the optical axis AX is formed.

【0036】上述したように、レチクルR上の照明領域
およびウェハW上の実効露光領域ERは、Y方向に沿っ
て短辺を有する矩形状である。したがって、駆動系およ
び干渉計(RIF、WIF)などを用いてレチクルRお
よびウェハWの位置制御を行いながら、矩形状の実効露
光領域ERおよび照明領域の短辺方向すなわちY方向に
沿ってレチクルステージRSTとウェハステージWST
とを、ひいてはレチクルRとウェハWとを同期的に移動
(走査)させることにより、ウェハW上には実効露光領
域ERの長辺に等しい幅を有し且つウェハWの走査量
(移動量)に応じた長さを有する領域に対してレチクル
パターンが走査露光される。
As described above, the illumination area on the reticle R and the effective exposure area ER on the wafer W are rectangular with short sides along the Y direction. Therefore, while controlling the position of the reticle R and the wafer W using the drive system and the interferometers (RIF, WIF), the reticle stage along the short side direction of the rectangular effective exposure region ER and the illumination region, that is, the Y direction. RST and wafer stage WST
And thus the reticle R and the wafer W are synchronously moved (scanned), so that the wafer W has a width equal to the long side of the effective exposure area ER and the scanning amount (movement amount) of the wafer W The reticle pattern is scan-exposed to an area having a length corresponding to.

【0037】なお、図1の露光装置には、照明光学系2
中における積算光量を検出するためのインテグレーター
センサ3と、ウェハW上における光量をモニターするた
めの照度センサ4とが設けられている。また、図示を省
略しているが、エキシマレーザー光源1の内部には、光
源1からの光エネルギを検出するための内部センサが設
けられている。こうして、エキシマレーザー光のパルス
数(計測時までの累積パルス数)Nは、インテグレータ
ーセンサ3の出力に基づいてカウント(計数)される。
また、1パルスでのウェハW上の照度Iは、エキシマレ
ーザー光源1に内蔵された内部センサの出力、照明光学
系2中のインテグレーターセンサ3の出力、ウェハWの
高さ位置に設けられた照度センサ4の出力等に基づいて
計測される。
The exposure apparatus shown in FIG.
An integrator sensor 3 for detecting the integrated light amount in the inside and an illuminance sensor 4 for monitoring the light amount on the wafer W are provided. Although not shown, an internal sensor for detecting light energy from the light source 1 is provided inside the excimer laser light source 1. In this way, the number of pulses of the excimer laser light (the number of accumulated pulses up to the time of measurement) N is counted based on the output of the integrator sensor 3.
The illuminance I on the wafer W in one pulse is determined by the output of an internal sensor built in the excimer laser light source 1, the output of the integrator sensor 3 in the illumination optical system 2, and the illuminance provided at the height position of the wafer W. It is measured based on the output of the sensor 4 and the like.

【0038】図4は、本実施形態にかかる投影光学系の
レンズ構成を示す図である。図4に示すように、投影光
学系PLは、物体側(レチクル側)から順に、第1部分
光学系G1と、投影光学系PLの入射瞳位置に配置され
た開口絞りASと、第2部分光学系G2とから構成され
ている。
FIG. 4 is a diagram showing a lens configuration of a projection optical system according to this embodiment. As shown in FIG. 4, the projection optical system PL includes, in order from the object side (reticle side), a first partial optical system G1, an aperture stop AS arranged at the entrance pupil position of the projection optical system PL, and a second partial optical system G1. And an optical system G2.

【0039】第1部分光学系G1は、レチクル側から順
に、両凹レンズL11と、両凸レンズL12と、両凸レ
ンズL13と、両凸レンズL14と、レチクル側に凸面
を向けた負メニスカスレンズL15と、両凸レンズL1
6と、両凹レンズL17と、両凹レンズL18と、両凹
レンズL19と、レチクル側に凹面を向けた正メニスカ
スレンズL110と、レチクル側に凹面を向けた負メニ
スカスレンズL111と、レチクル側に凹面を向けた正
メニスカスレンズL112と、両凸レンズL113と、
両凸レンズL114と、レチクル側に凸面を向けた正メ
ニスカスレンズL115と、レチクル側に凸面を向けた
負メニスカスレンズL116と、レチクル側に凸面を向
けた負メニスカスレンズL117と、両凹レンズL11
8と、両凹レンズL119と、両凸レンズL120とか
ら構成されている。
The first partial optical system G1 includes, in order from the reticle side, a biconcave lens L11, a biconvex lens L12, a biconvex lens L13, a biconvex lens L14, a negative meniscus lens L15 having a convex surface facing the reticle side, Convex lens L1
6, a biconcave lens L17, a biconcave lens L18, a biconcave lens L19, a positive meniscus lens L110 having a concave surface facing the reticle side, a negative meniscus lens L111 having a concave surface facing the reticle side, and a concave surface facing the reticle side. Positive meniscus lens L112, biconvex lens L113,
Biconvex lens L114, positive meniscus lens L115 with convex surface facing reticle side, negative meniscus lens L116 with convex surface facing reticle side, negative meniscus lens L117 with convex surface facing reticle side, and biconcave lens L11
8, a biconcave lens L119, and a biconvex lens L120.

【0040】また、第2部分光学系G2は、レチクル側
から順に、レチクル側に凹面を向けた正メニスカスレン
ズL21と、両凸レンズL22と、レチクル側に凹面を
向けた負メニスカスレンズL23と、レチクル側に凸面
を向けた正メニスカスレンズL24と、レチクル側に凸
面を向けた正メニスカスレンズL25と、レチクル側に
凸面を向けた正メニスカスレンズL26と、レチクル側
に凸面を向けた負メニスカスレンズL27と、レチクル
側に凸面を向けた正メニスカスレンズL28と、レチク
ル側に凸面を向けた正メニスカスレンズL29とから構
成されている。なお、正メニスカスレンズL115、両
凸レンズL120、両凸レンズL22、正メニスカスレ
ンズL25、および正メニスカスレンズL26は、蛍石
で形成されている。そして、その他のレンズは、石英で
形成されている。
The second partial optical system G2 includes, in order from the reticle side, a positive meniscus lens L21 having a concave surface facing the reticle side, a biconvex lens L22, a negative meniscus lens L23 having a concave surface facing the reticle side, and a reticle. A positive meniscus lens L24 having a convex surface facing the reticle side; a positive meniscus lens L25 having a convex surface facing the reticle side; a positive meniscus lens L26 having a convex surface facing the reticle side; and a negative meniscus lens L27 having a convex surface facing the reticle side. , A positive meniscus lens L28 having a convex surface facing the reticle side, and a positive meniscus lens L29 having a convex surface facing the reticle side. The positive meniscus lens L115, the biconvex lens L120, the biconvex lens L22, the positive meniscus lens L25, and the positive meniscus lens L26 are formed of fluorite. Other lenses are made of quartz.

【0041】次の表(1)に、本実施形態にかかる投影
光学系の諸元の値を掲げる。表(1)の主要諸元におい
て、λは露光光の中心波長を、βは投影倍率を、NAは
像側(ウェハ側)開口数を、Y0はウェハW上でのイメ
ージサークルIFの半径すなわち最大像高を、LXは実
効露光領域ERのX方向に沿った寸法(長辺の寸法)
を、LYは実効露光領域ERのY方向に沿った寸法(短
辺の寸法)をそれぞれ表している。
The following Table (1) lists values of specifications of the projection optical system according to the present embodiment. In the main specifications of Table (1), λ is the central wavelength of the exposure light, β is the projection magnification, NA is the image-side (wafer-side) numerical aperture, and Y0 is the radius of the image circle IF on the wafer W, ie, The maximum image height LX is the dimension (long side dimension) of the effective exposure area ER along the X direction.
LY represents a dimension (short side dimension) of the effective exposure region ER along the Y direction.

【0042】また、表(1)の光学部材諸元において、
第1カラムの面番号はレチクル側からの面の順序を、第
2カラムのrは各面の曲率半径(mm)を、第3カラム
のdは各面の軸上間隔すなわち面間隔(mm)を、第4
カラムのn0は中心波長193.306nmに対する屈
折率を、第5カラムのn+は193.306nm+0.
56pm=193.30656nmに対する屈折率を、
第6カラムのn−は193.306nm−0.56pm
=193.30544nmに対する屈折率を、第7カラ
ムのφは有効径(半径:mm)をそれぞれ示している。
Further, in the optical member specifications in Table (1),
The surface number of the first column is the order of the surface from the reticle side, r of the second column is the radius of curvature (mm) of each surface, and d of the third column is the axial spacing of each surface, that is, the surface spacing (mm). To the fourth
In column n0, the refractive index for the center wavelength of 193.306 nm, and in the fifth column, n + is 193.306 nm + 0.
The refractive index for 56 pm = 193.306656 nm is
N- in the sixth column is 193.306 nm-0.56 pm
= 193.33054 nm, and φ in the seventh column indicates the effective diameter (radius: mm).

【0043】[0043]

【表1】 (主要諸元) λ=193.306nm β=−1/4 NA=0.68 Y0=13.1mm LX=25mm LY=8mm (光学部材諸元) 面番号 r d n0 n+ n− φ 光学部材 (レチクル面)66.162 1 -367.754 14.217 1.560326 1.560325 1.560327 65.5 (L11) 2 253.076 25.089 72.5 3 420.051 28.056 1.560326 1.560325 1.560327 84.0 (L12) 4 -392.653 1.000 84.0 5 1007.299 25.948 1.560326 1.560325 1.560327 88.0 (L13) 6 -343.807 1.000 88.0 7 311.267 26.246 1.560326 1.560325 1.560327 89.0 (L14) 8 -1400.000 1.000 89.0 9 157.459 23.000 1.560326 1.560325 1.560327 83.5 (L15) 10 116.402 30.731 74.5 11 546.080 26.087 1.560326 1.560325 1.560327 73.0 (L16) 12 -279.624 9.582 73.0 13 -2912.140 17.000 1.560326 1.560325 1.560327 69.0 (L17) 14 143.035 23.017 60.0 15 -220.246 18.050 1.560326 1.560325 1.560327 59.5 (L18) 16 235.901 25.938 63.5 17 -122.420 16.000 1.560326 1.560325 1.560327 61.5 (L19) 18 970.000 14.557 75.5 19 -304.434 23.449 1.560326 1.560325 1.560327 75.5 (L110) 20 -162.839 10.070 82.0 21 -129.805 24.650 1.560326 1.560325 1.560327 82.5 (L111) 22 -177.511 1.000 97.5 23 -538.404 38.931 1.560326 1.560325 1.560327 112.5 (L112) 24 -192.482 1.000 112.5 25 1793.041 36.647 1.560326 1.560325 1.560327 125.0 (L113) 26 -412.867 1.000 125.0 27 446.034 35.081 1.560326 1.560325 1.560327 126.5 (L114) 28 -2797.707 1.000 126.5 29 198.481 46.284 1.501455 1.501454 1.501455 119.0 (L115) 30 685.189 1.046 116.0 31 195.568 25.602 1.560326 1.560325 1.560327 106.0 (L116) 32 139.874 15.219 91.5 33 209.108 19.052 1.560326 1.560325 1.560327 91.0 (L117) 34 132.321 41.343 81.0 35 -280.949 18.000 1.560326 1.560325 1.560327 80.5 (L118) 36 334.482 34.610 83.0 37 -163.296 21.875 1.560326 1.560325 1.560327 80.5 (L119) 38 1243.197 1.003 94.5 39 962.439 45.911 1.501455 1.501454 1.501455 97.5 (L120) 40 -194.157 32.883 97.5 41 ∞ 30.000 104.0 (AS) 42 -2946.077 28.888 1.560326 1.560325 1.560327 114.0 (L21) 43 -411.107 1.000 114.0 44 309.494 54.314 1.501455 1.501454 1.501455 120.0 (L22) 45 -489.467 9.157 120.0 46 -333.069 25.000 1.560326 1.560325 1.560327 120.5 (L23) 47 -665.018 1.225 120.5 48 290.408 36.784 1.560326 1.560325 1.560327 118.0 (L24) 49 2707.107 1.000 114.5 50 164.070 41.449 1.501455 1.501454 1.501455 104.0 (L25) 51 432.975 1.000 104.0 52 136.275 37.320 1.501455 1.501454 1.501455 85.5 (L26) 53 327.582 7.019 85.5 54 820.775 21.221 1.560326 1.560325 1.560327 73.5 (L27) 55 77.652 6.342 53.0 56 88.563 39.020 1.560326 1.560325 1.560327 53.0 (L28) 57 362.173 2.696 40.0 58 383.182 25.000 1.560326 1.560325 1.560327 38.0 (L29) 59 ∞ 13.230 27.5 (ウェハ面)(Main Specifications) λ = 193.306 nm β = − / NA = 0.68 Y0 = 13.1 mm LX = 25 mm LY = 8 mm (Optical member specifications) Surface number r d n0 n + n− φ Optical member (reticle surface) 66.162 1 -367.754 14.217 1.560326 1.560325 1.560327 65.5 (L11) 2 253.076 25.089 72.5 3 420.051 28.056 1.560326 1.560325 1.560327 84.0 (L12) 4 -392.653 1.000 84.0 5 1007.299 25.948 1.560326 1.560325 1.560327 88.0 (L13) 6 343.807 1.000 88.0 7 311.267 26.246 1.560326 1.560325 1.560327 89.0 (L14) 8 -1400.000 1.000 89.0 9 157.459 23.000 1.560326 1.560325 1.560327 83.5 (L15) 10 116.402 30.731 74.5 11 546.080 26.087 1.560326 1.560325 1.560327 73.0 (L16) 122.179 17.000 1.560326 1.560325 1.560327 69.0 (L17) 14 143.035 23.017 60.0 15 -220.246 18.050 1.560326 1.560325 1.560327 59.5 (L18) 16 235.901 25.938 63.5 17 -122.420 16.000 1.560326 1.560325 1.56 0327 61.5 (L19) 18 970.000 14.557 75.5 19 -304.434 23.449 1.560326 1.560325 1.560327 75.5 (L110) 20 -162.839 10.070 82.0 21 -129.805 24.650 1.560326 1.560325 1.560327 82.5 (L111) 22 -177.511 1.000 97.5 23 -538.404 38.931 1.560326 1.560325 1.5603 L112) 24 -192.482 1.000 112.5 25 1793.041 36.647 1.560326 1.560325 1.560327 125.0 (L113) 26 -412.867 1.000 125.0 27 446.034 35.081 1.560326 1.560325 1.560327 126.5 (L114) 28 -2797.707 1.000 126.5 29 198.481 46.284 1.501455 1.501454 1.501455 119.0 (1151) 116.0 31 195.568 25.602 1.560326 1.560325 1.560327 106.0 (L116) 32 139.874 15.219 91.5 33 209.108 19.052 1.560326 1.560325 1.560327 91.0 (L117) 34 132.321 41.343 81.0 35 -280.949 18.000 1.560326 1.560325 1.560327 80.5 (L118) 36 334.482 34.603 21. 1.560327 80.5 (L119) 38 1243.197 1.003 94.5 39 962.439 45.911 1.501455 1.501454 1.501455 97.5 (L120) 40 -194.157 32.8 83 97.5 41 ∞ 30.000 104.0 (AS) 42 -2946.077 28.888 1.560326 1.560325 1.560327 114.0 (L21) 43 -411.107 1.000 114.0 44 309.494 54.314 1.501455 1.501454 1.501455 120.0 (L22) 45 -489.467 9.157 120.0 46 -333.069 25.000 1.560326 1.560325 1.560327 12 ) 47 -665.018 1.225 120.5 48 290.408 36.784 1.560326 1.560325 1.560327 118.0 (L24) 49 2707.107 1.000 114.5 50 164.070 41.449 1.501455 1.501454 1.501455 104.0 (L25) 51 432.975 1.000 104.0 52 136.275 37.320 1.501455 1.501454 1.501455 85.5 525.5825.55 21.221 1.560326 1.560325 1.560327 73.5 (L27) 55 77.652 6.342 53.0 56 88.563 39.020 1.560326 1.560325 1.560327 53.0 (L28) 57 362.173 2.696 40.0 58 383.182 25.000 1.560326 1.560325 1.560327 38.0 (L29) 59 ∞ 13.230 27.5 (Wafer surface)

【0044】図5は、本実施形態における投影光学系の
球面収差、非点収差および歪曲収差を示す図である。ま
た、図6は、本実施形態における投影光学系のタンジェ
ンシャル面内のコマ収差およびサジタル面内のコマ収差
を示す図である。各収差図において、NAは像側開口数
を、Yは像高をそれぞれ示している。各収差図から明ら
かなように、本実施形態における投影光学系では、諸収
差が良好に補正され、良好な光学性能が確保されている
ことがわかる。
FIG. 5 is a diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion of the projection optical system in the present embodiment. FIG. 6 is a diagram illustrating coma aberration in a tangential plane and coma aberration in a sagittal plane of the projection optical system according to the present embodiment. In each aberration diagram, NA indicates the image-side numerical aperture, and Y indicates the image height. As is clear from the aberration diagrams, in the projection optical system according to the present embodiment, various aberrations are satisfactorily corrected, and excellent optical performance is secured.

【0045】図7は、本実施形態における投影光学系の
波面収差を0.01λ単位の等高線で示す図である。図
7に示すように、投影光学系PLの実効露光領域ERの
中心点CE(光軸AXに一致:図3を参照)における波
面収差のRMS(root meansquare:自乗平均平方根)
値が0.005λである。また、投影光学系PLの実効
露光領域ERの各周辺点UC、CRおよびUR(図3を
参照)における波面収差のRMS値が、それぞれ0.0
05λ、0.008λおよび0.009λである。以上
のように、投影光学系PLの実効露光領域ERの全体に
亘って波面収差のRMS値が0.01λ以下に補正され
ていることがわかる。
FIG. 7 is a diagram showing the wavefront aberration of the projection optical system according to the present embodiment by contour lines in units of 0.01λ. As shown in FIG. 7, RMS (root means square) of the wavefront aberration at the center point CE (coincident with the optical axis AX: see FIG. 3) of the effective exposure area ER of the projection optical system PL.
The value is 0.005λ. Further, the RMS value of the wavefront aberration at each of the peripheral points UC, CR, and UR (see FIG. 3) of the effective exposure area ER of the projection optical system PL is 0.0
05λ, 0.008λ and 0.009λ. As described above, it can be seen that the RMS value of the wavefront aberration is corrected to 0.01λ or less over the entire effective exposure area ER of the projection optical system PL.

【0046】前述したように、本実施形態の露光動作に
おいてパルスレーザー光の投影光学系PLへの照射を多
数回に亘って繰り返すことにより、コンパクションやレ
アファクションのような現象が起こり、石英レンズの屈
折率や密度が変化する。その結果、石英レンズの物性変
化に伴って、投影光学系PLの結像性能(波面収差)が
悪化する。そこで、本実施形態では、以下の第1調整方
法または第2調整方法を実施することにより、パルスレ
ーザー光の照射による光学部材の物性変化に起因して生
じる投影光学系PLの結像性能の悪化を補正する。
As described above, in the exposure operation of the present embodiment, by repeating the irradiation of the pulse laser light onto the projection optical system PL many times, phenomena such as compaction and rare faction occur, and the quartz lens Changes in refractive index and density. As a result, the imaging performance (wavefront aberration) of the projection optical system PL deteriorates with the change in the physical properties of the quartz lens. Therefore, in the present embodiment, by performing the following first adjustment method or second adjustment method, the imaging performance of the projection optical system PL deteriorates due to a change in the physical properties of the optical member due to the irradiation of the pulse laser beam. Is corrected.

【0047】図8は、本実施形態における第1調整方法
の調整フローを概略的に示すフローチャートである。図
8を参照すると、第1調整方法では、レーザー光の照射
パルス数Nおよび1パルスでのウェハW上の照度Iを計
測する(S21)。ここで、照射パルス数(計測時まで
の累積パルス数)Nは、上述したように、照明光学系2
において積算光量を検出するための検出器としてのイン
テグレーターセンサ3の出力に基づいて計測される。ま
た、投影光学系PLの光学特性としての照度Iは、エキ
シマレーザー光源1の内部センサの出力、インテグレー
ターセンサ3の出力、照度センサ4の出力等に基づいて
計測される。
FIG. 8 is a flowchart schematically showing an adjustment flow of the first adjustment method in the present embodiment. Referring to FIG. 8, in the first adjustment method, the number N of irradiation pulses of laser light and the illuminance I on the wafer W for one pulse are measured (S21). Here, the number of irradiation pulses (the number of accumulated pulses up to the time of measurement) N is determined by the illumination optical system 2 as described above.
Is measured based on the output of the integrator sensor 3 as a detector for detecting the integrated light quantity. The illuminance I as an optical characteristic of the projection optical system PL is measured based on an output of an internal sensor of the excimer laser light source 1, an output of the integrator sensor 3, an output of the illuminance sensor 4, and the like.

【0048】次に、計測工程S21の計測結果すなわち
ウェハW上の照度Iに基づいて、投影光学系PLを構成
する各石英レンズ(各石英光学部材)の光学面での照度
分布(エネルギ分布)を、図1を参照して説明したシミ
ュレーション手順S11にしたがって算出する(S2
2)。なお、上述したように、石英以外の光学材料(本
実施形態では蛍石)からなる光学部材では、コンパクシ
ョンやレアファクションによる物性変化が起こらないた
め、各蛍石レンズ(蛍石からなる各光学部材)における
照度分布を求める必要はない。
Next, based on the measurement result of the measurement step S21, that is, the illuminance I on the wafer W, the illuminance distribution (energy distribution) on the optical surface of each quartz lens (each quartz optical member) constituting the projection optical system PL. Is calculated according to the simulation procedure S11 described with reference to FIG. 1 (S2
2). As described above, in an optical member made of an optical material other than quartz (fluorite in this embodiment), physical properties do not change due to compaction or rare faction. It is not necessary to determine the illuminance distribution on the member.

【0049】次いで、計測工程S21の計測結果すなわ
ち照射パルス数Nと、算出工程S22の算出結果すなわ
ち各石英レンズの光学面での照度分布とに基づいて、各
石英レンズの体積変化および屈折率変化を、図1を参照
して説明したシミュレーション手順S12〜S14にし
たがって算出する(S23)。また、算出工程S23の
算出結果すなわち各石英レンズの体積変化および屈折率
変化に基づいて、投影光学系PLの波面収差を算出する
(S24)。そして、算出工程S24で算出した波面収
差を許容することができるか否かを判断する(S2
5)。
Next, based on the measurement result of the measurement step S21, that is, the number N of irradiation pulses, and the calculation result of the calculation step S22, that is, the illuminance distribution on the optical surface of each quartz lens, the volume change and the refractive index change of each quartz lens are obtained. Is calculated according to the simulation procedures S12 to S14 described with reference to FIG. 1 (S23). In addition, the wavefront aberration of the projection optical system PL is calculated based on the calculation result of the calculation step S23, that is, the volume change and the refractive index change of each quartz lens (S24). Then, it is determined whether or not the wavefront aberration calculated in the calculation step S24 can be permitted (S2).
5).

【0050】判断工程S25において、算出工程S24
で算出した波面収差を許容することができると判断した
場合(図中YESの場合)、第1調整方法を終了して、
露光動作に移行する。一方、判断工程S25において、
算出工程S24で算出した波面収差を許容することがで
きないと判断した場合(図中NOの場合)、第1調整方
法を続行し、調整量算出工程S26に移行する。調整量
算出工程S26では、算出工程S23の算出結果すなわ
ち各石英レンズの体積変化および屈折率変化に基づい
て、回転調整すべき石英レンズの所要回転量を算出す
る。
In the determining step S25, the calculating step S24
If it is determined that the wavefront aberration calculated in (1) can be tolerated (YES in the figure), the first adjustment method is terminated,
The operation proceeds to the exposure operation. On the other hand, in the determination step S25,
When it is determined that the wavefront aberration calculated in the calculation step S24 cannot be tolerated (NO in the figure), the first adjustment method is continued, and the process proceeds to the adjustment amount calculation step S26. In the adjustment amount calculation step S26, a required rotation amount of the quartz lens to be rotated and adjusted is calculated based on the calculation result of the calculation step S23, that is, the volume change and the refractive index change of each quartz lens.

【0051】最後に、調整量算出工程S26の算出結果
に基づいて、回転調整すべき石英レンズをその光軸廻り
に所要角度だけ回転させて調整する(S27)。こうし
て、第1調整方法では、パルスレーザー光の投影光学系
PLへの照射により起こる各石英レンズの物性変化(屈
折率変化および密度変化)に起因して生じる投影光学系
PLの波面収差の悪化(ひいては結像性能の悪化)を良
好に補正することができる。
Finally, based on the calculation result of the adjustment amount calculation step S26, the quartz lens to be rotationally adjusted is adjusted by rotating the quartz lens about its optical axis by a required angle (S27). Thus, in the first adjustment method, the wavefront aberration of the projection optical system PL deteriorates due to the physical property change (change in refractive index and density) of each quartz lens caused by irradiation of the projection optical system PL with the pulsed laser beam ( As a result, deterioration of the imaging performance) can be satisfactorily corrected.

【0052】図9は、本実施形態における第2調整方法
の調整フローを概略的に示すフローチャートである。図
9を参照すると、第2調整方法においても第1調整方法
と同様に、レーザー光の照射パルス数Nおよび1パルス
でのウェハW上の照度Iを計測する(S31)。 次い
で、計測工程S31の計測結果すなわちウェハW上の照
度Iに基づいて、投影光学系PLを構成する各石英レン
ズの光学面での照度分布を、シミュレーション手順S1
1にしたがって算出する(S32)。
FIG. 9 is a flowchart schematically showing an adjustment flow of the second adjustment method in this embodiment. Referring to FIG. 9, in the second adjustment method, similarly to the first adjustment method, the number N of irradiation pulses of laser light and the illuminance I on the wafer W for one pulse are measured (S31). Next, based on the measurement result of the measurement step S31, that is, the illuminance I on the wafer W, the illuminance distribution on the optical surface of each quartz lens constituting the projection optical system PL is simulated by the simulation procedure S1.
1 (S32).

【0053】さらに、計測工程S31で計測した照射パ
ルス数Nと、算出工程S32で算出した各石英レンズの
光学面での照度分布とに基づいて、各石英レンズの体積
変化および屈折率変化を、シミュレーション手順S12
〜S14にしたがって算出する(S33)。また、算出
工程S33で算出した各石英レンズの体積変化および屈
折率変化に基づいて、投影光学系PLの波面収差を算出
する(S34)。そして、算出工程S34で算出した波
面収差を許容することができるか否かを判断する(S3
5)。
Further, based on the number N of irradiation pulses measured in the measuring step S31 and the illuminance distribution on the optical surface of each quartz lens calculated in the calculating step S32, a change in volume and a change in refractive index of each quartz lens are calculated. Simulation procedure S12
It is calculated according to S14 (S33). Further, the wavefront aberration of the projection optical system PL is calculated based on the volume change and the refractive index change of each quartz lens calculated in the calculation step S33 (S34). Then, it is determined whether the wavefront aberration calculated in the calculation step S34 can be tolerated (S3).
5).

【0054】判断工程S35において、算出工程S34
で算出した波面収差を許容することができると判断した
場合(図中YESの場合)、第2調整方法を終了して、
露光動作に移行する。一方、判断工程S35において、
算出工程S34で算出した波面収差を許容することがで
きないと判断した場合(図中NOの場合)、第2調整方
法を続行し、選択工程S36に移行する。選択工程S3
6では、算出工程S33の算出結果すなわち各石英レン
ズの体積変化および屈折率変化に基づいて、交換すべき
石英レンズを選択する。
In the determining step S35, the calculating step S34
If it is determined that the wavefront aberration calculated in (2) can be tolerated (YES in the figure), the second adjustment method is terminated,
The operation proceeds to the exposure operation. On the other hand, in the determination step S35,
When it is determined that the wavefront aberration calculated in the calculation step S34 cannot be tolerated (NO in the figure), the second adjustment method is continued, and the process proceeds to the selection step S36. Selection step S3
In 6, the quartz lens to be replaced is selected based on the calculation result of the calculation step S33, that is, the volume change and the refractive index change of each quartz lens.

【0055】最後に、選択工程S36で選択した石英レ
ンズを他の石英レンズと交換して調整する(S37)。
ここで、選択した石英レンズと交換用の石英レンズと
は、互いに同じ光学特性を有することはいうまでもな
い。こうして、第2調整方法においても第1調整方法と
同様に、パルスレーザー光の投影光学系PLへの照射に
より起こる各石英レンズの物性変化(屈折率変化および
密度変化)に起因して生じる投影光学系PLの波面収差
の悪化(ひいては結像性能の悪化)を良好に補正するこ
とができる。
Finally, the quartz lens selected in the selecting step S36 is replaced with another quartz lens and adjusted (S37).
Here, it goes without saying that the selected quartz lens and the replacement quartz lens have the same optical characteristics as each other. Thus, in the second adjustment method, similarly to the first adjustment method, the projection optics caused by the physical property change (change in refractive index and density) of each quartz lens caused by irradiation of the projection optical system PL with the pulsed laser light. The deterioration of the wavefront aberration of the system PL (and the deterioration of the imaging performance) can be corrected well.

【0056】以下、本実施形態においてコンパクション
による石英レンズの物性変化が投影光学系PLの結像性
能に与える影響を図1に示す手順にしたがってシミュレ
ーションし、上述の第1調整方法および第2調整方法の
有効性について検証する。なお、前述したように、石英
以外の光学材料(本実施形態では蛍石)からなるレンズ
では、コンパクションによる物性変化が起こらないもの
とする。また、シミュレーション条件として、平均的な
照明条件、1パルスでのウェハ上の照度I、および照射
ショット数Nを次の通り設定する。
Hereinafter, in the present embodiment, the effect of the change in the physical properties of the quartz lens due to compaction on the imaging performance of the projection optical system PL will be simulated according to the procedure shown in FIG. 1, and the above-described first and second adjustment methods will be described. Verify the effectiveness of As described above, in a lens made of an optical material other than quartz (fluorite in this embodiment), it is assumed that physical properties do not change due to compaction. As simulation conditions, average illumination conditions, illuminance I on the wafer in one pulse, and the number N of irradiation shots are set as follows.

【0057】図10は、平均的な照明条件の一例とし
て、レチクルへの照明光束の開口数NAiと投影光学系
PLの物体側開口数NApとの比で規定されるσ値(σ
=NAi/NAp)と照明強度との関係を示す図であ
る。すなわち、図10において、縦軸はウェハW上での
照明強度を示し、横軸はσ値を示している。図10で
は、σ=0のときの照明強度を1とし、σ=1のときの
照明強度を0.25とし、その間をガウス曲線によって
滑らかに結んでいる。なお、この平均的な照明条件は、
各ショットでの個別の照明条件を表すものではなく、累
積的な照明条件を示している。
FIG. 10 shows, as an example of the average illumination condition, a σ value (σ) defined by the ratio of the numerical aperture NAi of the illumination light beam to the reticle to the object-side numerical aperture NAp of the projection optical system PL.
= NAi / NAp) and the illumination intensity. That is, in FIG. 10, the vertical axis indicates the illumination intensity on the wafer W, and the horizontal axis indicates the σ value. In FIG. 10, the illumination intensity when σ = 0 is set to 1, the illumination intensity when σ = 1 is set to 0.25, and the gap is smoothly connected by a Gaussian curve. Note that this average lighting condition is
It does not represent individual lighting conditions for each shot, but shows cumulative lighting conditions.

【0058】また、1パルスでのレチクル上の照度を
0.15(mJ/cm2/pulse)と仮定し、レチクルの
透過率(明パターンの割合)を60%と仮定することに
より、1パルスでのウェハ上の照度Iを0.09(mJ
/cm2/pulse)と仮定している。さらに、照射ショッ
ト数Nを2.5×1011パルスと仮定している。これ
は、レーザー発振周波数1kHz(現在のArFエキシ
マレーザーの典型的な周波数)で毎日18時間の露光を
10年間に亘って行なったときの照射ショット数に対応
している。
Also, assuming that the illuminance on the reticle in one pulse is 0.15 (mJ / cm 2 / pulse) and the transmittance of the reticle (the ratio of the bright pattern) is 60%, The illuminance I on the wafer at 0.09 (mJ
/ Cm 2 / pulse). Further, it is assumed that the number N of irradiation shots is 2.5 × 10 11 pulses. This corresponds to the number of irradiation shots when 18 hours of exposure is performed every day for 10 years at a laser oscillation frequency of 1 kHz (a typical frequency of the current ArF excimer laser).

【0059】図11は、図7に対応する図であって、本
実施形態においてコンパクションの影響を受けた第1シ
ミュレーションの結果を示している。図11に示す波面
収差では、レンズ間隔を調整することにより容易に補正
可能な成分、すなわちフォーカス成分(デフォーカス成
分)、シフト成分(中心の像シフト)、倍率成分、3次
の像面湾曲成分、3次のディストーション成分が予め補
正されている。図11を参照すると、レンズ間隔の調整
による補正後に残る波面収差は、光軸に関して回転非対
称な成分を多く含むことがわかる。
FIG. 11 is a view corresponding to FIG. 7, and shows the result of a first simulation affected by compaction in the present embodiment. In the wavefront aberration shown in FIG. 11, components that can be easily corrected by adjusting the lens interval, that is, a focus component (defocus component), a shift component (center image shift), a magnification component, and a tertiary field curvature component The third-order distortion component is corrected in advance. Referring to FIG. 11, it can be seen that the wavefront aberration remaining after the correction by adjusting the lens interval includes many components that are rotationally asymmetric with respect to the optical axis.

【0060】また、図11には、レンズ間隔の調整によ
る補正をした後のディストーションの残差収差量(シフ
トXおよびシフトY)および像面湾曲の残差収差量を数
値で示している。但し、像面湾曲の残差収差量やディス
トーションの残差収差量の値は、中心点CEでの値が0
になるように全体をシフトさせている。なお、実際に製
造される投影光学系では、レンズ面形状の誤差、メカホ
ールド(機械的な保持機構)によるレンズ変形などの様
々な収差悪化要因があるので、実際の収差はさらに悪化
する。
FIG. 11 shows numerical values of the residual aberration amount of the distortion (shift X and shift Y) and the residual aberration amount of the field curvature after correction by adjusting the lens interval. However, the value of the residual aberration amount of the field curvature and the residual aberration amount of the distortion are 0 at the center point CE.
The whole is shifted so that it becomes. In an actually manufactured projection optical system, there are various aberration deterioration factors such as an error in a lens surface shape and a lens deformation caused by a mechanical hold (mechanical holding mechanism), so that the actual aberration is further deteriorated.

【0061】図11に示す収差状態が許容範囲内である
か否かは、投影光学系PLに要求される規格に依存する
ので一概に述べることができない。しかしながら、像面
湾曲の残差収差量が50nm以下に収まり、且つディス
トーションの残差収差量が±1nm以下に収まっている
のに対し、像質自体の悪化を示す最大波面収差悪化量
0.027λ(図7の周辺点URにおける0.009λ
から0.036λへの変化)が、パターンの作成自体が
不可能になるという意味で最も問題が大きいと考えられ
る。なお、平均的な照明条件や1パルスでのウェハ上の
照度Iや照射パルス数Nについては、実際にはこれ以外
にも様々な組み合わせがあるので、その都度上述のシミ
ュレーション手順に従って計算すれば良い。
Whether the aberration state shown in FIG. 11 is within the allowable range depends on the standard required for the projection optical system PL, and cannot be described unconditionally. However, while the residual aberration amount of the field curvature falls within 50 nm or less and the residual aberration amount of the distortion falls within ± 1 nm or less, the maximum wavefront aberration deterioration amount 0.027λ indicating deterioration of the image quality itself. (0.009λ at the peripheral point UR in FIG. 7)
From 0.036λ) is considered to be the most problematic in the sense that pattern creation itself becomes impossible. The average illumination conditions, the illuminance I on the wafer per pulse, and the number N of irradiation pulses actually have various other combinations, and may be calculated each time according to the above-described simulation procedure. .

【0062】ところで、図11の波面収差図を参照する
と、中心点CEや中心上の周辺点UCのフィールドにお
ける波面収差量が、右上の周辺点URや中心右の周辺点
CRのフィールドよりもかなり小さい。そこで、第2シ
ミュレーションでは、光軸AXを中心として(Z軸廻り
に)90°だけ投影光学系PLを全体的に回転させる。
これは、図3において破線で示す長方形領域が新たな実
効露光領域ERになることと等価である。この場合、コ
ンパクションの影響の少ないフィールドAやBを利用す
ることができる。なお、投影光学系PLの回転角度は、
−Z軸に対して右ねじの向きを正としている。この点
は、以降の他のシミュレーションにおいても同様であ
る。
By the way, referring to the wavefront aberration diagram of FIG. 11, the wavefront aberration amount in the field of the center point CE and the peripheral point UC on the center is considerably larger than the field of the upper right peripheral point UR and the center right peripheral point CR. small. Therefore, in the second simulation, the entire projection optical system PL is rotated by 90 ° about the optical axis AX (around the Z axis).
This is equivalent to the rectangular area shown by the broken line in FIG. 3 becoming a new effective exposure area ER. In this case, it is possible to use the fields A and B that are less affected by compaction. Note that the rotation angle of the projection optical system PL is
-The direction of the right-hand thread with respect to the Z axis is positive. This point is the same in other simulations thereafter.

【0063】図12は、本実施形態において投影光学系
を全体的に90°回転させた第2シミュレーションの結
果を示している。なお、図12に示す波面収差では、図
11と同様に、3次以内の回転対称収差成分は予め補正
されている。また、レンズ間隔の調整による補正後の像
面湾曲の残差収差量やディストーションの残差収差量が
非常に小さいので、その値の図示を省略する。この点
は、以降の他のシミュレーションにおいても同様であ
る。
FIG. 12 shows the result of a second simulation in which the projection optical system is rotated by 90 ° as a whole in the present embodiment. In the wavefront aberration shown in FIG. 12, the rotationally symmetric aberration components within the third order are corrected in advance, as in FIG. In addition, since the residual aberration amount of the field curvature and the residual aberration amount of the distortion after the correction by adjusting the lens interval are very small, the values thereof are not illustrated. This point is the same in other simulations thereafter.

【0064】図12を参照すると、投影光学系PLを全
体的に90°回転させてフィールド(実効露光領域E
R)を変えたことにより、周辺点CR(図3の点Bに対
応)や周辺点UR(図3の点Aに対応)での波面収差量
が減って、最大波面収差悪化量は0.023λ(図7の
点CEおよび点UCにおける0.005λから0.02
8λへの変化)だけ減っている。このように、投影光学
系PLを全体的に回転させる場合、コンパクションの影
響が少ないフィールド(図3の点AやBなど)を利用す
ることができるように回転角度は90°±30°が好適
である。ここで、投影光学系PLの全体的な回転量を、
光学設計ソフトの一般的な機能を用いて最適化すること
ができる。
Referring to FIG. 12, the projection optical system PL is rotated by 90 degrees as a whole to obtain a field (effective exposure area E).
R), the amount of wavefront aberration at the peripheral point CR (corresponding to the point B in FIG. 3) and the peripheral point UR (corresponding to the point A in FIG. 3) is reduced, and the maximum amount of wavefront aberration deterioration is 0. 023λ (0.005λ to 0.02 at points CE and UC in FIG. 7)
8λ). As described above, when the projection optical system PL is rotated as a whole, the rotation angle is preferably 90 ° ± 30 ° so that a field (such as points A and B in FIG. 3) that is less affected by compaction can be used. It is. Here, the overall rotation amount of the projection optical system PL is
Optimization can be performed using general functions of optical design software.

【0065】次に、本実施形態の第1変形例について説
明する。第1変形例にかかる投影光学系PLの構成は、
上述の実施形態の構成と基本的に同じであるが、レンズ
L119のレチクル側の面およびレンズL21のウェハ
側の面にアナモフィックな曲率が付与されている点が上
述の実施形態と相違している。具体的には、図13に示
すように、レンズL119のレチクル側の面では正のパ
ワー(屈折力)が強い向き(図中太い実線で示す)がY
方向に一致し、レンズL21のウェハ側の面では正のパ
ワーが強い向きがX方向に一致するように初期設定され
ている。
Next, a first modification of the present embodiment will be described. The configuration of the projection optical system PL according to the first modification is
The configuration is basically the same as that of the above-described embodiment, but differs from the above-described embodiment in that an anamorphic curvature is given to the reticle-side surface of the lens L119 and the wafer-side surface of the lens L21. . Specifically, as shown in FIG. 13, the direction in which the positive power (refractive power) is strong (shown by a thick solid line in the figure) is Y on the reticle-side surface of the lens L119.
Initially, the direction in which the positive power is strong coincides with the X direction on the wafer side surface of the lens L21.

【0066】なお、レンズL119のレチクル側の面お
よびレンズL21のウェハ側の面に付与されているアナ
モフィックな曲率は、550nmの波長光に対して直交
2方向のニュートンリングの縞が1本差になるように設
定されている。そして、レンズL119のレチクル側の
面において正のパワーが強い向きとレンズL21のウェ
ハ側の面において正のパワーが強い向きとが直交してい
る初期状態では、互いに初期のパワーが打ち消すように
なっている。このようにアナモフィックな光学面を有す
る一対のアナモフィックレンズが設けられていると、投
影光学系PLの初期調整に有効であるが、同様にコンパ
クションの影響の調整にも有効となる。以下、この点に
ついて説明する。
The anamorphic curvature given to the surface of the lens L119 on the reticle side and the surface of the lens L21 on the wafer side is such that Newton ring fringes in two directions orthogonal to 550 nm wavelength light differ by one. It is set to be. In the initial state in which the direction of strong positive power on the reticle side surface of the lens L119 and the direction of strong positive power on the wafer side surface of the lens L21 are orthogonal, the initial powers cancel each other. ing. The provision of a pair of anamorphic lenses having an anamorphic optical surface is effective for initial adjustment of the projection optical system PL, but is also effective for adjustment of the influence of compaction. Hereinafter, this point will be described.

【0067】前述の式(1)を参照すると、コンパクシ
ョンは、(N・I20.6に比例して進行することがわか
る。このため、(N・I2)を測定し、測定値がある閾
値を超えたときに投影光学系PLが最初のフィールドで
は使用不可能になるものと判断することができる。この
閾値は、上述のシミュレーションの条件を変えた場合で
も、(N・I2)が同じであれば波面収差悪化量はおお
よそ変わらないと考えられるので、(N・I2)に基づ
いて計算することができる。
Referring to the above equation (1), it can be seen that the compaction proceeds in proportion to (N · I 2 ) 0.6 . Therefore, (N · I 2) were measured, the projection optical system PL when it exceeds a certain threshold measurements in the first field can be determined that the unusable. This threshold value is calculated based on (N · I 2 ) because it is considered that the wavefront aberration deterioration amount does not substantially change if (N · I 2 ) is the same even when the above simulation conditions are changed. be able to.

【0068】一般に、マーシャルの規格では、解像がな
される波面収差は、λ/14≒0.071λ以下である
ことが要請される。しかしながら、最近では、露光装置
への要請はますます厳しくなり、250nm以下の露光
波長に対し、実際には0.04λ程度以下の波面収差が
要請されている。このうち、設計上発生する波面収差
や、製造誤差に起因して発生する波面収差や、投影露光
中の熱変化に起因して発生する波面収差などを考える
と、コンパクション等による石英レンズの物性変化に許
される波面収差変化量は、最大でも0.016λであ
る。
In general, the Marshall standard requires that the wavefront aberration to be resolved is λ / 14λ0.071λ or less. However, recently, the demands on an exposure apparatus have become increasingly severe, and a wavefront aberration of about 0.04λ or less is actually required for an exposure wavelength of 250 nm or less. Considering the wavefront aberration caused by design, the wavefront aberration caused by manufacturing error, and the wavefront aberration caused by heat change during projection exposure, the physical property change of quartz lens due to compaction etc. Is at most 0.016λ.

【0069】上述の実施形態では、投影光学系PLを全
体的に回転させる前のコンパクションによる波面収差悪
化量は、最大で0.027λであった。ここで、波面収
差が二乗和で増加することを考えると、(0.016/
0.027)2×100≒35%であるから、コンパク
ションが35%程度進んだ場合に、投影光学系PLが最
初のフィールドでは使用不可能になり、さらに使用を続
けるには調整が必要になる。式(1)を参照すると、コ
ンパクションを支配する量は(N・I20.6であるた
め、コンパクションが35%程度進んだ状態に対応する
(N・I2)の値を求める。
In the above-described embodiment, the amount of wavefront aberration deterioration caused by compaction before rotating the projection optical system PL as a whole was 0.027λ at the maximum. Here, considering that the wavefront aberration increases by the sum of squares, (0.016 /
0.027) 2 × 100 ≒ 35%, so when the compaction has advanced by about 35%, the projection optical system PL becomes unusable in the first field, and further adjustment is required to continue using it. . Referring to equation (1), the amount that govern compaction obtains a value for (N · I 2) of 0.6, compaction corresponds to the advanced state of about 35% (N · I 2) .

【0070】上述の実施形態では、照射パルス数N1
2.5×1011であり、1パルスでのウェハ上の照度I
1=0.09(mJ/cm2/pulse)であるから、(N1
・I 1 20.6は次の式(6)で表される。 (N1・I1 20.6≒3.8×105 (6)
In the above embodiment, the number of irradiation pulses N1=
2.5 × 1011And the illuminance I on the wafer in one pulse
1= 0.09 (mJ / cmTwo/ Pulse), so (N1
・ I 1 Two)0.6Is represented by the following equation (6). (N1・ I1 Two)0.6$ 3.8 x 10Five (6)

【0071】したがって、投影光学系PLの使用を続け
るために調整が必要になる(N・I 20.6の値が次の式
(7)で表され、ひいては投影光学系PLの使用を続け
るために調整が必要になる(N・I2)の値が次の式
(8)で表される。 (N・I20.6=3.8×105×0.35 (7) (N・I2)=3.5×108 (8)
Therefore, the use of the projection optical system PL is continued.
Adjustments are required (NI Two)0.6Is the following expression
(7), and the use of the projection optical system PL is continued.
Adjustments are required (NITwo) Is the following expression
It is represented by (8). (NITwo)0.6= 3.8 × 10Five× 0.35 (7) (NITwo) = 3.5 × 108 (8)

【0072】そこで、第1変形例では、インテグレータ
ーセンサ3の出力に基づいて照射パルス数Nを計測す
る。また、エキシマレーザー光源1に内蔵された内部セ
ンサの出力、照明光学系2中のインテグレーターセンサ
3の出力、ウェハWの高さ位置に設けられた照度センサ
4の出力等に基づいて、1パルスでのウェハW上の照度
Iを計測する。そして、(N・I2)の値に基づいて、
投影光学系PLの使用を続けるために調整が必要か否か
を判断する。
Therefore, in the first modification, the number N of irradiation pulses is measured based on the output of the integrator sensor 3. Also, based on the output of the internal sensor built in the excimer laser light source 1, the output of the integrator sensor 3 in the illumination optical system 2, the output of the illuminance sensor 4 provided at the height position of the wafer W, etc. The illuminance I on the wafer W is measured. Then, based on the value of (N · I 2),
It is determined whether adjustment is necessary to continue using the projection optical system PL.

【0073】また、別の観点によれば、1パルスでのウ
ェハW上の照度Iが上述の実施形態で仮定した値I1
0.09(mJ/cm2/pulse)で一定であるものと仮
定すると、投影光学系PLの使用を続けるために調整が
必要になるNの値が次の式(9)で表される。 N≒4.3×1010 (9)
According to another viewpoint, the illuminance I on the wafer W in one pulse is equal to the value I 1 = assumed in the above embodiment.
Assuming that it is constant at 0.09 (mJ / cm 2 / pulse), the value of N that needs to be adjusted in order to continue using the projection optical system PL is expressed by the following equation (9). N ≒ 4.3 × 10 10 (9)

【0074】ところで、上述の実施形態では、露光装置
の稼働時間を1日平均18時間と仮定しているが、稼働
時間がもう少し短いこともあり得る。この場合、式
(9)と上述の実施形態で仮定した照射パルス数N=
2.5×1011とを比較すると、露光装置の使用期間が
約2年に達した時点で式(9)が満たされることにな
る。つまり、露光装置の使用期間が約2年に達した時点
で、投影光学系PLの使用を続けるための調整を行うこ
ともできる。
In the above embodiment, the operating time of the exposure apparatus is assumed to be an average of 18 hours per day. However, the operating time may be slightly shorter. In this case, the number N of irradiation pulses assumed in equation (9) and the above embodiment is N =
Comparing with 2.5 × 10 11 , Expression (9) is satisfied when the use period of the exposure apparatus reaches about two years. That is, when the use period of the exposure apparatus has reached about two years, adjustment for continuing to use the projection optical system PL can be performed.

【0075】あるいは、さらに別の観点によれば、投影
光学系PLの波面収差を波面収差測定機等で定期的に測
定し、測定で得られた波面収差が規格量を超えているの
を確認した時点で投影光学系PLの使用を続けるための
調整を行うことができる。なお、波面収差測定機とし
て、たとえば特開2000−97616号公報に開示さ
れた、いわゆるPDI(Phase Diffraction Interferom
eter:位相回折干渉計)方式の波面収差測定機を用いる
ことができる。
Alternatively, according to still another viewpoint, the wavefront aberration of the projection optical system PL is periodically measured by a wavefront aberration measuring device or the like, and it is confirmed that the wavefront aberration obtained by the measurement exceeds the standard amount. At this point, adjustment for continuing to use the projection optical system PL can be performed. As a wavefront aberration measuring device, for example, a so-called PDI (Phase Diffraction Interferom) disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-97616.
eter: phase diffraction interferometer) type wavefront aberration measuring instrument.

【0076】なお、第1変形例では、投影光学系PLの
使用を続けるための調整の有効性を明らかにするため
に、コンパクションが上述の実施形態の場合と同じ程度
に進行してから調整を行なうとする。しかしながら、上
述したように、実際には、(N・I2)の測定値、照射
パルス数Nの測定値、使用期間、および波面収差の実測
値のうちいずれかの値に基づく判断にしたがって調整を
行うこともできる。
In the first modification, in order to clarify the effectiveness of the adjustment for continuing the use of the projection optical system PL, the adjustment is performed after the compaction has proceeded to the same extent as in the above-described embodiment. Let's do it. However, as described above, actually, the adjustment is performed according to the determination based on any one of the measured value of (N · I 2 ), the measured value of the irradiation pulse number N, the usage period, and the actually measured value of the wavefront aberration. Can also be performed.

【0077】ここで、上述の実施形態におけるコンパク
ションの影響を示す第1シミュレーションの結果を表す
図9を参照すると、中心点CEにおいても周辺点UC、
CRおよびURにおいても、低次の非点隔差が画面一様
にかなり大きく現れていることがわかる。このような波
面収差の補正には、アナモフィックな光学面を有する一
対のアナモフィックレンズL119およびL21を光軸
中心に相対的に回転させれば良い。ここで、各アナモフ
ィックレンズL119およびL21の回転量は、光学設
計ソフトの偏心機能を用いて最適化することができる。
Here, referring to FIG. 9 showing the result of the first simulation showing the influence of compaction in the above-described embodiment, the peripheral points UC,
It can be seen that even in CR and UR, a low-order astigmatic difference appears considerably large on the screen. To correct such a wavefront aberration, a pair of anamorphic lenses L119 and L21 having an anamorphic optical surface may be relatively rotated about the optical axis. Here, the rotation amount of each of the anamorphic lenses L119 and L21 can be optimized using the eccentric function of the optical design software.

【0078】そこで、第3シミュレーションでは、図1
4に示すように、第1変形例においてレンズL119を
47.5°だけ回転させるとともに、レンズL21を4
2.5°だけ回転させる。図15は、第1変形例におい
てレンズL119を47.5°だけ回転させ且つレンズ
L21を42.5°だけ回転させた第3シミュレーショ
ンの結果を示している。図11と図15とを比較参照す
ると、一対のアナモフィックレンズL119およびL2
1の作用により、中心点CEおよび中心右の点CRにお
いて波面収差がかなり補正され、周辺点URにおいても
波面収差がある程度良くなっている。
Therefore, in the third simulation, FIG.
As shown in FIG. 4, in the first modified example, the lens L119 is rotated by 47.5 °, and the lens L21 is rotated by 47.5 °.
Rotate by 2.5 °. FIG. 15 shows a result of a third simulation in which the lens L119 is rotated by 47.5 ° and the lens L21 is rotated by 42.5 ° in the first modification. 11 and FIG. 15, a pair of anamorphic lenses L119 and L2
By the operation of 1, the wavefront aberration is considerably corrected at the center point CE and the point CR at the center right, and the wavefront aberration is also improved to some extent at the peripheral point UR.

【0079】しかしながら、図15において、画面一様
に現れている残差波面収差成分はほとんどなく、一対の
アナモフィックレンズの作用だけではこれ以上良好に補
正することはできない。そこで、第4シミュレーション
では、第3シミュレーションの状態から、一対のレンズ
L119およびL21以外の他のレンズを回転させる。
第1変形例においては、投影光学系PLを全体的に回転
させるにはメカ的な制約が大きいことを考慮し、図16
に示すように、投影光学系PLを8つの光学ブロックB
L1〜BL8に分割している。
However, in FIG. 15, there is almost no residual wavefront aberration component appearing uniformly on the screen, and it is not possible to perform better correction only by the action of the pair of anamorphic lenses. Therefore, in the fourth simulation, the lenses other than the pair of lenses L119 and L21 are rotated from the state of the third simulation.
In the first modified example, considering that mechanical constraints are large in rotating the projection optical system PL as a whole, FIG.
As shown in the figure, the projection optical system PL is divided into eight optical blocks B.
It is divided into L1 to BL8.

【0080】図16を参照すると、第1光学ブロックB
L1はレンズL11〜レンズL15を含み、第2光学ブ
ロックBL2はレンズL16〜レンズL111を含み、
第3光学ブロックBL3はレンズL112〜レンズL1
14を含み、第4光学ブロックBL4はレンズL115
〜レンズL120を含んでいる。また、第5光学ブロッ
クBL5はレンズL21〜レンズL22を含み、第6光
学ブロックBL6はレンズL23〜レンズL24を含
み、第7光学ブロックBL7はレンズL25〜レンズL
26を含み、第8光学ブロックBL8はレンズL27〜
レンズL29を含んでいる。
Referring to FIG. 16, the first optical block B
L1 includes lenses L11 to L15, the second optical block BL2 includes lenses L16 to L111,
The third optical block BL3 includes lenses L112 to L1.
14, the fourth optical block BL4 includes a lens L115
~ Lens L120. The fifth optical block BL5 includes lenses L21 to L22, the sixth optical block BL6 includes lenses L23 to L24, and the seventh optical block BL7 includes lenses L25 to L.
26, and the eighth optical block BL8 includes lenses L27 to
The lens L29 is included.

【0081】ところで、図15に示す第3シミュレーシ
ョンの結果を参照すると、画面一様に現れる波面収差は
殆ど補正されているので、開口絞りASの近くにあるレ
ンズにおいてコンパクションの影響は殆どないと考えら
れる。また、コンパクションは(N・I20.6に比例し
て進行するので、1パルスでのウェハW上の照度Iに大
きく依存する。このことから、有効径が比較的小さく且
つウェハWに比較的近いレンズにおいて、コンパクショ
ンの影響が大きく現れるものと考えられる。以上より、
開口絞りASとウェハWとの間の有効径が比較的小さい
レンズで最も大きくコンパクションの影響が現れている
と考えられる。
By the way, referring to the result of the third simulation shown in FIG. 15, since the wavefront aberration appearing uniformly on the screen has been almost corrected, it is considered that there is almost no influence of compaction on the lens near the aperture stop AS. Can be In addition, compaction progresses in proportion to (N · I 2 ) 0.6, and thus greatly depends on the illuminance I on the wafer W in one pulse. From this, it is considered that the effect of compaction appears largely in a lens having a relatively small effective diameter and relatively close to the wafer W. From the above,
It is conceivable that the effect of compaction appears to be greatest for a lens having a relatively small effective diameter between the aperture stop AS and the wafer W.

【0082】そこで、第4シミュレーションでは、第2
光学ブロックBL2を−35°だけ回転させ、第6光学
ブロックBL6および第8光学ブロックBL8をともに
55°だけ回転させる。図17は、第1変形例において
第3シミュレーションの状態から第2光学ブロックBL
2を−35°だけ回転させ且つ第6光学ブロックBL6
および第8光学ブロックBL8をともに55°だけ回転
させた第4シミュレーションの結果を示している。図1
5と図17とを比較参照すると、中心上の周辺点UCに
おいて波面収差がやや悪化しているが、右上の周辺点U
Rでの波面収差量が小さくなっている。また、フィール
ド全体での波面収差最悪値(第4シミュレーションでは
URにおける0.026λ)は、これまでの4つのシミ
ュレーションの中で最も小さくなっている。
Therefore, in the fourth simulation, the second simulation
The optical block BL2 is rotated by −35 °, and both the sixth optical block BL6 and the eighth optical block BL8 are rotated by 55 °. FIG. 17 shows the second optical block BL from the state of the third simulation in the first modification.
2 by -35 ° and the sixth optical block BL6
14 shows a result of a fourth simulation in which both the optical block BL8 and the eighth optical block BL8 are rotated by 55 °. FIG.
17 is compared with FIG. 17, the wavefront aberration is slightly deteriorated at the peripheral point UC on the center, but the peripheral point U
The amount of wavefront aberration at R is small. Further, the worst value of the wavefront aberration in the entire field (0.026λ in the UR in the fourth simulation) is the smallest among the four simulations so far.

【0083】なお、上述の第4シミュレーションにおい
て所定の光学ブロックを回転させる角度としては、フィ
ールドに対して光学ブロックのコンパクションの影響が
出難い90°前後(たとえば90°±30°)、45°
前後(たとえば45°±15°)、または−45°前後
(たとえば−45°±15°)が好ましい。厳密には、
光学設計ソフトの偏心機能を用いて、最適化のための所
要回転角度を求めることができる。以下、他のシミュレ
ーションにおける回転角度も同様に、光学設計ソフトの
偏心機能を用いて最適化すれば良い。
In the fourth simulation described above, the rotation angle of the predetermined optical block is about 90 ° (for example, 90 ° ± 30 °) or 45 ° at which the influence of compaction of the optical block hardly appears on the field.
Around (eg, 45 ° ± 15 °) or around −45 ° (eg, −45 ° ± 15 °) is preferable. Strictly speaking,
Using the eccentric function of the optical design software, a required rotation angle for optimization can be obtained. Hereinafter, the rotation angle in other simulations may be similarly optimized using the eccentric function of the optical design software.

【0084】次に、第4シミュレーションにおける調整
を行なっても、製造誤差により元々の波面収差が悪いた
めに調整後の波面収差が規格を満足しない場合や、第4
シミュレーションの調整後に投影露光を続けることによ
って波面収差の悪化が進んだ場合について考える。この
場合、レンズを回転させることによる調整の効果はあま
り期待することができない。そこで、コンパクションの
原因となっている主要レンズのみを交換すれば、他の大
部分のレンズはその後も使用することができると考えら
れる。
Next, even if the adjustment in the fourth simulation is performed, the adjusted wavefront aberration does not satisfy the standard because the original wavefront aberration is bad due to a manufacturing error.
Consider a case in which the wavefront aberration worsens by continuing the projection exposure after the adjustment of the simulation. In this case, the effect of adjustment by rotating the lens cannot be expected much. Therefore, it is considered that if only the main lens causing the compaction is replaced, most of the other lenses can be used thereafter.

【0085】なお、レンズ交換の時期は、投影光学系P
Lの波面収差を前述の波面収差測定機等で検査し、検査
結果が規格を満足しているか否かに基づいて判断するこ
とができる。また、交換すべきレンズは、コンパクショ
ンの影響を最も大きく受けるレンズ、すなわち有効径が
比較的小さくウェハWに比較的に近い石英レンズであ
る。そこで、第5シミュレーションでは、第4シミュレ
ーションの状態から、第6光学ブロックBL6および第
8光学ブロックBL8を他の光学ブロックと交換する。
ここで、交換用の光学ブロックを構成するレンズは、交
換される元の光学ブロックを構成するレンズとほぼ同じ
光学特性(曲率、屈折率、レンズ厚など)を有するもの
とする。
It is to be noted that the lens replacement time is determined by the projection optical system P.
The wavefront aberration of L can be inspected by the above-mentioned wavefront aberration measuring device or the like, and it can be determined based on whether or not the inspection result satisfies the standard. The lens to be replaced is a lens that is most affected by compaction, that is, a quartz lens whose effective diameter is relatively small and relatively close to the wafer W. Therefore, in the fifth simulation, the sixth optical block BL6 and the eighth optical block BL8 are replaced with other optical blocks from the state of the fourth simulation.
Here, the lens forming the replacement optical block has substantially the same optical characteristics (curvature, refractive index, lens thickness, etc.) as the lens forming the original optical block to be replaced.

【0086】図18は、第1変形例において第4シミュ
レーションの状態から第6光学ブロックBL6および第
8光学ブロックBL8を交換した第5シミュレーション
の結果を示している。図17と図18とを比較参照する
と、周辺点UCおよびURでの波面収差のRMS値が、
第4シミュレーションに比してかなり小さくなっている
ことがわかる。
FIG. 18 shows a result of a fifth simulation in which the sixth optical block BL6 and the eighth optical block BL8 are exchanged from the state of the fourth simulation in the first modification. 17 and 18, the RMS values of the wavefront aberration at the peripheral points UC and UR are:
It can be seen that it is considerably smaller than in the fourth simulation.

【0087】なお、第6光学ブロックBL6および第8
光学ブロックBL8の交換により、新たに収差が発生す
るかもしれない。しかしながら、その場合においても、
各光学ブロック同士の間隔を調整したり、光軸に垂直な
方向に沿って各光学ブロックをシフトさせて調整するこ
とにより、コンパクションに起因する収差以外の収差を
除去することができる。また、第1変形例では、投影光
学系PLを複数の光学ブロックに分割しているので、回
転も交換も光学ブロック毎に比較的容易に行なうことが
でき、能率的であることはいうまでもない。
The sixth optical block BL6 and the eighth optical block BL6
The replacement of the optical block BL8 may cause a new aberration. However, even in that case,
By adjusting the distance between the optical blocks or shifting and adjusting the optical blocks along a direction perpendicular to the optical axis, aberrations other than aberrations due to compaction can be removed. Further, in the first modification, since the projection optical system PL is divided into a plurality of optical blocks, rotation and exchange can be performed relatively easily for each optical block, and it goes without saying that it is efficient. Absent.

【0088】次に、本実施形態の第2変形例について説
明する。第2変形例にかかる投影光学系PLの構成は、
上述の実施形態の構成と基本的に同じであるが、図16
に示すように投影光学系PLが8つの光学ブロックBL
1〜BL8に分割されている点が上述の実施形態と相違
している。第2変形例においても、上述の実施形態およ
び第1変形例と同様な条件でコンパクションが進み、図
11に示す第1シミュレーションの状態まで波面収差が
悪化したものとする。そして、第2変形例では、製造誤
差による元々の波面収差が大きく、一対のアナモフィッ
クレンズを導入しても波面収差の補正を十分に行うこと
ができないものとする。
Next, a second modification of the present embodiment will be described. The configuration of the projection optical system PL according to the second modification example is as follows.
Although the configuration is basically the same as that of the above-described embodiment, FIG.
As shown, the projection optical system PL has eight optical blocks BL.
It is different from the above-described embodiment in that it is divided into 1 to BL8. Also in the second modified example, it is assumed that the compaction has progressed under the same conditions as the above-described embodiment and the first modified example, and the wavefront aberration has deteriorated to the state of the first simulation shown in FIG. In the second modified example, it is assumed that the original wavefront aberration due to a manufacturing error is large and the wavefront aberration cannot be sufficiently corrected even when a pair of anamorphic lenses is introduced.

【0089】この場合、最も効果的な調整方法は、やは
りコンパクションの影響が大きい石英レンズを交換する
ことである。交換すべき石英レンズは、第3シミュレー
ションの場合と同様に、有効径が比較的小さくウェハW
に比較的に近いレンズである。そこで、第6シミュレー
ションでは、第2変形例において、第6光学ブロックB
L6および第8光学ブロックBL8(図16参照)を交
換する。図19は、第2変形例において第6光学ブロッ
クBL6および第8光学ブロックBL8を交換した第6
シミュレーションの結果を示している。図19と他のシ
ミュレーションの結果とを比較すると、他のシミュレー
ションの結果に比して、フィールドの全面に亘って波面
収差のRMS値がかなり良好に補正されていることがわ
かる。
In this case, the most effective adjustment method is to replace a quartz lens which is also greatly affected by compaction. The quartz lens to be replaced has a relatively small effective diameter as in the case of the third simulation.
It is a lens relatively close to. Therefore, in the sixth simulation, in the second modification, the sixth optical block B
Exchange L6 and the eighth optical block BL8 (see FIG. 16). FIG. 19 shows a sixth modification in which the sixth optical block BL6 and the eighth optical block BL8 are replaced in the second modification.
The result of a simulation is shown. Comparing FIG. 19 with the results of other simulations, it can be seen that the RMS value of the wavefront aberration over the entire field is corrected much better than the results of other simulations.

【0090】次に、本実施形態の第3変形例について説
明する。第3変形例にかかる投影光学系PLの構成は、
上述の第1変形例の構成と全く同じである。すなわち、
第3変形例では第1変形例と同様に、レンズL119の
レチクル側の面およびレンズL21のウェハ側の面にア
ナモフィックな曲率が付与されている。具体的には、図
13に示すように、レンズL119のレチクル側の面で
は正のパワーが強い向きがY方向に一致し、レンズL2
1のウェハ側の面では正のパワーが強い向きがX方向に
一致するように初期設定されている。
Next, a third modification of the present embodiment will be described. The configuration of the projection optical system PL according to the third modification example is as follows.
The configuration is exactly the same as the configuration of the above-described first modification. That is,
In the third modified example, similarly to the first modified example, an anamorphic curvature is given to the reticle-side surface of the lens L119 and the wafer-side surface of the lens L21. Specifically, as shown in FIG. 13, on the reticle side surface of the lens L119, the direction in which the positive power is strong coincides with the Y direction, and the lens L2
Initially, the direction of the strong positive power on the wafer-side surface 1 is initially set so as to coincide with the X direction.

【0091】なお、レンズL119のレチクル側の面お
よびレンズL21のウェハ側の面に付与されているアナ
モフィックな曲率は、550nmの波長光に対して直交
2方向のニュートンリングの縞が1本差になるように設
定されている。そして、レンズL119のレチクル側の
面において正のパワーが強い向きとレンズL21のウェ
ハ側の面において正のパワーが強い向きとが直交してい
る初期状態では、互いに初期のパワーが打ち消すように
してある。また、第3変形例では第1変形例と同様に、
投影光学系PLが8つの光学ブロックBL1〜BL8に
分割されている。
The anamorphic curvature given to the surface of the lens L119 on the reticle side and the surface of the lens L21 on the wafer side is such that the stripes of Newton rings in two directions orthogonal to the wavelength of 550 nm are one difference. It is set to be. Then, in the initial state where the direction in which the positive power is strong on the reticle side surface of the lens L119 and the direction in which the positive power is strong on the wafer side surface of the lens L21 are orthogonal to each other, the initial powers cancel each other. is there. In the third modified example, as in the first modified example,
The projection optical system PL is divided into eight optical blocks BL1 to BL8.

【0092】第3変形例では、第6シミュレーションに
おける調整を行なっても、製造誤差により元々の波面収
差が悪いために調整後の波面収差が規格を満足しない場
合や、第6シミュレーションの調整後に投影露光を続け
ることによって波面収差の悪化が進んだ場合について考
える。この場合、レンズを回転させてやれば良い。そこ
で、第7シミュレーションでは、第3変形例において、
第2光学ブロックBL2を90°だけ回転させる。さら
に、図20に示すように、レンズL119を31°だけ
回転させるとともに、レンズL21を29°だけ回転さ
せる。
In the third modification, even if the adjustment in the sixth simulation is performed, the original wavefront aberration is not good due to a manufacturing error, so that the adjusted wavefront aberration does not satisfy the standard. Consider a case in which the wavefront aberration worsens by continuing the exposure. In this case, the lens may be rotated. Therefore, in the seventh simulation, in the third modification,
The second optical block BL2 is rotated by 90 °. Further, as shown in FIG. 20, the lens L119 is rotated by 31 °, and the lens L21 is rotated by 29 °.

【0093】図21は、第3変形例においてレンズL1
19を31°だけ回転させ且つレンズL21を29°だ
け回転させた第7シミュレーションの結果を示してい
る。図21と図19とを比較参照すると、周辺点UC、
URおよびCRにおいても、中心点CEにおいても、波
面収差のRMS値が第6シミュレーションよりも更に改
善されていることがわかる。
FIG. 21 shows a lens L1 according to the third modification.
19 shows a result of a seventh simulation in which 19 is rotated by 31 ° and the lens L21 is rotated by 29 °. 21 and FIG. 19, the peripheral points UC,
It can be seen that the RMS value of the wavefront aberration is further improved in the UR and CR and also at the center point CE as compared with the sixth simulation.

【0094】本実施形態(変形例を含む)にかかる露光
装置では、照明系によってレチクルを照明し(照明工
程)、投影光学系を用いてレチクルに形成された転写用
のパターンを感光性基板に露光する(露光工程)ことに
より、マイクロデバイス(半導体素子、撮像素子、液晶
表示素子、薄膜磁気ヘッド等)を製造することができ
る。以下、本実施形態の露光装置を用いて感光性基板と
してのウェハ等に所定の回路パターンを形成することに
よって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得
る際の手法の一例につき図22のフローチャートを参照
して説明する。
In the exposure apparatus according to the present embodiment (including the modifications), the reticle is illuminated by the illumination system (illumination step), and the transfer pattern formed on the reticle is projected onto the photosensitive substrate using the projection optical system. By exposing (exposure step), a micro device (semiconductor element, image pickup element, liquid crystal display element, thin film magnetic head, etc.) can be manufactured. Hereinafter, an example of a method for obtaining a semiconductor device as a micro device by forming a predetermined circuit pattern on a wafer or the like as a photosensitive substrate using the exposure apparatus of the present embodiment will be described with reference to the flowchart in FIG. Will be explained.

【0095】先ず、図22のステップ301において、
1ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。次のステッ
プ302において、そのlロットのウェハ上の金属膜上
にフォトレジストが塗布される。その後、ステップ30
3において、本実施形態の露光装置を用いて、マスク上
のパターンの像がその投影光学系を介して、その1ロッ
トのウェハ上の各ショット領域に順次露光転写される。
その後、ステップ304において、その1ロットのウェ
ハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップ3
05において、その1ロットのウェハ上でレジストパタ
ーンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マ
スク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウェハ
上の各ショット領域に形成される。その後、更に上のレ
イヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導
体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイ
ス製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有す
る半導体デバイスをスループット良く得ることができ
る。
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
In 3, using the exposure apparatus of the present embodiment, the image of the pattern on the mask is sequentially exposed and transferred to each shot area on the wafer of the lot through the projection optical system.
Thereafter, in Step 304, after the photoresist on the wafer of the lot is developed, Step 3
At 05, a circuit pattern corresponding to the pattern on the mask is formed in each shot region on each wafer by performing etching on the wafer of the lot using the resist pattern as a mask. Thereafter, a device such as a semiconductor element is manufactured by forming a circuit pattern of an upper layer and the like. According to the above-described semiconductor device manufacturing method, a semiconductor device having an extremely fine circuit pattern can be obtained with good throughput.

【0096】また、本実施形態の露光装置では、プレー
ト(ガラス基板)上に所定のパターン(回路パターン、
電極パターン等)を形成することによって、マイクロデ
バイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以
下、図23のフローチャートを参照して、このときの手
法の一例につき説明する。図23において、パターン形
成工程401では、本実施形態の露光装置を用いてマス
クのパターンを感光性基板(レジストが塗布されたガラ
ス基板等)に転写露光する、所謂光リソグラフィー工程
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 the exposure apparatus of the present embodiment, a predetermined pattern (circuit pattern,
By forming an electrode pattern or the like, a liquid crystal display element as a microdevice can be obtained. Hereinafter, an example of the technique at this time will be described with reference to the flowchart in FIG. In FIG. 23, in a pattern forming step 401, a so-called photolithography step of transferring and exposing a pattern of a mask onto a photosensitive substrate (a glass substrate coated with a resist or the like) using the exposure apparatus of the present embodiment is performed. By this photolithography process, a predetermined pattern including a large number of electrodes and the like is formed on the photosensitive substrate. Thereafter, the exposed substrate is subjected to various steps such as a developing step, an etching step, and a reticle peeling step, whereby a predetermined pattern is formed on the substrate, and the process proceeds to the next color filter forming step 402.

【0097】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。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。
Next, in the color filter forming step 402, three colors corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue)
Many sets of dots are arranged in a matrix,
Alternatively, a color filter in which a plurality of sets of three stripe filters of R, G, and B are arranged in the horizontal scanning line direction is formed. Then, after the color filter forming step 402, a cell assembling step 403 is performed. In the cell assembly step 403, a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step 401, the color filter obtained in the color filter formation step 402, and the like. 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) is formed. ) To manufacture.

【0098】その後、モジュール組み立て工程404に
て、組み立てられた液晶パネル(液晶セル)の表示動作
を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付
けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素
子の製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有
する液晶表示素子をスループット良く得ることができ
る。
Then, in a module assembling step 404, components such as an electric circuit and a backlight for performing a display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell) are attached to complete a liquid crystal display element. According to the above-described method for manufacturing a liquid crystal display device, a liquid crystal display device having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput.

【0099】なお、上述の実施形態および変形例では、
ArFエキシマレーザー光源を用いているが、これに限
定されることなく、たとえば波長が248nmの光を供
給するKrFエキシマレーザー光源や波長が156nm
の光を供給するF2エキシマレーザー光源のような他の
適当な光源を用いることもできる。
In the above-described embodiments and modifications,
Although an ArF excimer laser light source is used, the present invention is not limited to this. For example, a KrF excimer laser light source that supplies light having a wavelength of 248 nm, or a 156 nm wavelength light source is used.
The light can also be used other suitable light sources such as F 2 excimer laser light source which supplies.

【0100】また、上述の実施形態および変形例では、
屈折型の投影光学系に対して本発明を適用しているが、
これに限定されることなく、反射屈折型の投影光学系に
対しても本発明を適用することができる。
In the above embodiments and modifications,
Although the present invention is applied to a refraction type projection optical system,
The present invention is not limited to this, and can be applied to a catadioptric projection optical system.

【0101】[0101]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、所定
の光学部材をその光軸廻りに所要角度だけ回転させて調
整することにより、パルスレーザー光の投影光学系への
照射により起こる物性変化(屈折率変化および密度変
化)に起因して生じる投影光学系の結像性能の悪化を良
好に補正することができる。また、所定の光学部材を交
換して調整することにより、パルスレーザー光の投影光
学系への照射により起こる物性変化に起因して生じる投
影光学系の結像性能の悪化を良好に補正することができ
る。
As described above, according to the present invention, the physical property change caused by the irradiation of the projection optical system with the pulse laser light is adjusted by rotating the predetermined optical member around its optical axis by a required angle. It is possible to satisfactorily correct the deterioration of the imaging performance of the projection optical system caused by (change in refractive index and change in density). In addition, by exchanging and adjusting a predetermined optical member, it is possible to satisfactorily correct the deterioration of the imaging performance of the projection optical system caused by a change in physical properties caused by irradiation of the projection optical system with the pulse laser light. it can.

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

【図1】本発明にしたがうシミュレーション手順を概略
的に示すフローチャートである。
FIG. 1 is a flowchart schematically showing a simulation procedure according to the present invention.

【図2】本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概
略的に示す図である。
FIG. 2 is a view schematically showing a configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図3】本実施形態においてウェハ上に形成される矩形
状の実効露光領域と投影光学系の有効露光フィールドと
の位置関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a positional relationship between a rectangular effective exposure area formed on a wafer and an effective exposure field of a projection optical system in the present embodiment.

【図4】本実施形態にかかる投影光学系のレンズ構成を
示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a lens configuration of a projection optical system according to the embodiment.

【図5】本実施形態における投影光学系の球面収差、非
点収差および歪曲収差を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating spherical aberration, astigmatism, and distortion of the projection optical system according to the present embodiment.

【図6】本実施形態における投影光学系のタンジェンシ
ャル面内のコマ収差およびサジタル面内のコマ収差を示
す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating coma in a tangential plane and coma in a sagittal plane of the projection optical system according to the present embodiment.

【図7】本実施形態における投影光学系の波面収差を
0.01λ単位の等高線で示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating the wavefront aberration of the projection optical system according to the present embodiment by contour lines in units of 0.01λ.

【図8】本実施形態における第1調整方法の調整フロー
を概略的に示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart schematically illustrating an adjustment flow of a first adjustment method according to the embodiment.

【図9】本実施形態における第2調整方法の調整フロー
を概略的に示すフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart schematically showing an adjustment flow of a second adjustment method in the embodiment.

【図10】平均的な照明条件の一例として、レチクルへ
の照明光束の開口数NAiと投影光学系PLの物体側開
口数NApとの比で規定されるσ値(σ=NAi/NA
p)と照明強度との関係を示す図である。
FIG. 10 shows, as an example of an average illumination condition, a σ value (σ = NAi / NA) defined by a ratio between a numerical aperture NAi of an illumination light beam to a reticle and an object-side numerical aperture NAp of the projection optical system PL.
It is a figure which shows the relationship between p) and illumination intensity.

【図11】図7に対応する図であって、本実施形態にお
いてコンパクションの影響を受けた第1シミュレーショ
ンの結果を示している。
FIG. 11 is a view corresponding to FIG. 7, and shows a result of a first simulation affected by compaction in the present embodiment.

【図12】本実施形態において投影光学系を全体的に9
0°回転させた第2シミュレーションの結果を示してい
る。
FIG. 12 shows a projection optical system according to the present embodiment,
The result of the second simulation rotated by 0 ° is shown.

【図13】一対のアナモフィックレンズL119および
L21において正のパワーが強い向きが互いに直交する
ように初期設定されている様子を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a state in which a pair of anamorphic lenses L119 and L21 are initially set so that directions with strong positive power are orthogonal to each other.

【図14】第1変形例において、レンズL119を4
7.5°だけ回転させるとともに、レンズL21を4
2.5°だけ回転させる様子を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a lens L119 of the first modification example.
While rotating by 7.5 °, the lens L21 is
It is a figure showing signs that it rotates by 2.5 degrees.

【図15】第1変形例においてレンズL119を47.
5°だけ回転させ且つレンズL21を42.5°だけ回
転させた第3シミュレーションの結果を示す図である。
FIG. 15 illustrates a lens L119 of 47.
It is a figure showing the result of the 3rd simulation which rotated 5 degrees and rotated lens L21 by 42.5 degrees.

【図16】第1変形例において投影光学系PLを8つの
光学ブロックBL1〜BL8に分割している様子を示す
図である。
FIG. 16 is a diagram showing a state in which a projection optical system PL is divided into eight optical blocks BL1 to BL8 in a first modification.

【図17】第1変形例において第3シミュレーションの
状態から第2光学ブロックBL2を−35°だけ回転さ
せ且つ第6光学ブロックBL6および第8光学ブロック
BL8をともに55°だけ回転させた第4シミュレーシ
ョンの結果を示す図である。
FIG. 17 is a fourth simulation in which the second optical block BL2 is rotated by −35 ° and both the sixth optical block BL6 and the eighth optical block BL8 are rotated by 55 ° from the state of the third simulation in the first modified example. It is a figure which shows the result of.

【図18】第1変形例において第4シミュレーションの
状態から第6光学ブロックBL6および第8光学ブロッ
クBL8を交換した第5シミュレーションの結果を示す
図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating a result of a fifth simulation in which the sixth optical block BL6 and the eighth optical block BL8 are exchanged from the state of the fourth simulation in the first modified example.

【図19】第2変形例において第6光学ブロックBL6
および第8光学ブロックBL8を交換した第6シミュレ
ーションの結果を示す図である。
FIG. 19 shows a sixth optical block BL6 in the second modification.
It is a figure showing the result of the 6th simulation which exchanged the 8th optical block BL8.

【図20】第3変形例において、レンズL119を31
°だけ回転させるとともに、レンズL21を29°だけ
回転させる様子を示す図である。
FIG. 20 is a diagram illustrating a lens L119 according to a third modification.
It is a figure which shows a mode that rotates the lens L21 by 29 degrees while rotating only by degrees.

【図21】第3変形例においてレンズL119を31°
だけ回転させ且つレンズL21を29°だけ回転させた
第7シミュレーションの結果を示す図である。
FIG. 21 shows a lens L119 of 31 ° in the third modification.
FIG. 21 is a diagram illustrating a result of a seventh simulation in which the lens L21 is rotated by 29 degrees and the lens L21 is rotated by 29 degrees.

【図22】マイクロデバイスとしての半導体デバイスを
得る際の手法のフローチャートである。
FIG. 22 is a flowchart of a method for obtaining a semiconductor device as a micro device.

【図23】マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得
る際の手法のフローチャートである。
FIG. 23 is a flowchart of a method for obtaining a liquid crystal display element as a micro device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 2 照明光学系 3 インテグレーターセンサ 4 照度センサ R レチクル RST レチクルステージ PL 投影光学系 W ウェハ WST ウェハステージ Reference Signs List 1 light source 2 illumination optical system 3 integrator sensor 4 illuminance sensor R reticle RST reticle stage PL projection optical system W wafer WST wafer stage

───────────────────────────────────────────────────── 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) G02B 13/00 G02B 13/24 5F046 13/24 G03F 7/20 502 G03F 7/20 502 H01L 21/30 516A 515D Fターム(参考) 2G065 AA03 AA04 AB05 AB09 AB16 BB03 BB09 BB14 BB28 BC13 BC17 DA20 2G086 HH06 2H044 AC01 2H087 KA21 NA02 NA04 PA15 PA17 PB20 QA03 QA19 QA21 QA25 QA33 QA41 QA46 UA03 2H097 CA13 LA10 5F046 BA03 CA04 CB12 CB25 DA13 DB01 DC12 DD06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G02B 13/00 G02B 13/24 5F046 13/24 G03F 7/20 502 G03F 7/20 502 H01L 21/30 516A 515D F-term (reference) 2G065 AA03 AA04 AB05 AB09 AB16 BB03 BB09 BB14 BB28 BC13 BC17 DA20 2G086 HH06 2H044 AC01 2H087 KA21 NA02 NA04 PA15 PA17 PB20 QA03 QA19 QA21 QA25 QA33 CA12 CB04

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 パルス発光のレーザー光により照明され
たレチクルのパターン像を感光性基板に形成する投影光
学系を備えた露光装置の調整方法において、 前記レーザー光のパルス数および前記投影光学系の光学
特性を計測する計測工程と、 前記計測工程の計測結果に基づいて、前記投影光学系内
の少なくとも1つの光学部材に関する屈折率変化および
体積変化のうち少なくとも一方を算出する第1算出工程
と、 前記レーザー光の前記投影光学系への照射に起因して生
じる前記投影光学系の結像性能の悪化を補正するため
に、前記第1算出工程の算出結果に基づいて、前記投影
光学系内の少なくとも1つの光学部材に関する回転量を
算出する第2算出工程と、 前記第2算出工程の算出結果に基づいて、前記投影光学
系内の少なくとも1つの光学部材を回転させて調整する
回転調整工程とを含むことを特徴とする露光装置の調整
方法。
1. A method for adjusting an exposure apparatus having a projection optical system for forming a pattern image of a reticle illuminated by a pulsed laser beam on a photosensitive substrate, comprising the steps of: A measurement step of measuring an optical characteristic, and a first calculation step of calculating at least one of a refractive index change and a volume change of at least one optical member in the projection optical system based on a measurement result of the measurement step, In order to correct the deterioration of the imaging performance of the projection optical system caused by the irradiation of the laser light to the projection optical system, based on the calculation result of the first calculation step, A second calculation step of calculating a rotation amount of at least one optical member; and at least one of the projection optical systems in the projection optical system based on a calculation result of the second calculation step. Adjustment method for an exposure apparatus which comprises a rotary adjustment step of adjusting by rotating the faculty member.
【請求項2】 前記第1算出工程は、波長が250nm
以下のレーザー光の照射により屈折率および密度のうち
少なくとも一方の物性が変化する光学部材に関する屈折
率変化および体積変化のうち少なくとも一方を算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の露光装置の調整方
法。
2. The method according to claim 1, wherein the first calculating step has a wavelength of 250 nm.
The exposure apparatus according to claim 1, wherein at least one of a change in refractive index and a change in volume of an optical member whose physical property changes at least one of a refractive index and a density by the following laser light irradiation is calculated. Adjustment method.
【請求項3】 前記第2算出工程は、前記投影光学系に
設けられてアナモフィックな光学面を有する一対のアナ
モフィック光学部材に関する相対的な回転量を算出し、 前記回転調整工程は、前記一対のアナモフィック光学部
材の少なくとも一方を回転させて調整することを特徴と
する請求項1または2に記載の露光装置の調整方法。
3. The second calculating step calculates a relative rotation amount of a pair of anamorphic optical members provided in the projection optical system and having an anamorphic optical surface, and the rotation adjusting step includes: 3. The method according to claim 1, wherein at least one of the anamorphic optical members is rotated for adjustment.
【請求項4】 前記第2算出工程は、前記投影光学系に
設けられて前記光学部材を複数含む少なくとも1つの光
学ブロックに関する回転量を算出し、 前記回転調整工程は、前記少なくとも1つの光学ブロッ
クを回転させて調整することを特徴とする請求項1乃至
3のいずれか1項に記載の露光装置の調整方法。
4. The second calculating step calculates a rotation amount of at least one optical block provided in the projection optical system and including a plurality of the optical members, and the rotation adjusting step includes the rotation adjusting step. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the adjustment is performed by rotating.
【請求項5】 パルス発光のレーザー光により照明され
たレチクルのパターン像を感光性基板に形成する投影光
学系を備えた露光装置の調整方法において、 前記レーザー光のパルス数および前記投影光学系の光学
特性を計測する計測工程と、 前記計測工程の計測結果に基づいて、前記投影光学系内
の少なくとも1つの光学部材に関する屈折率変化および
体積変化のうち少なくとも一方を算出する算出工程と、 前記レーザー光の前記投影光学系への照射に起因して生
じる前記投影光学系の結像性能の悪化を補正するため
に、前記算出工程の算出結果に基づいて、前記投影光学
系内の交換すべき少なくとも1つの光学部材を選択する
選択工程と、 前記選択工程の結果に基づいて、前記投影光学系内の交
換すべき少なくとも1つの光学部材を他の光学部材と交
換して調整する交換調整工程とを含むことを特徴とする
露光装置の調整方法。
5. A method for adjusting an exposure apparatus having a projection optical system for forming a pattern image of a reticle illuminated by a pulsed laser beam on a photosensitive substrate, the method comprising adjusting the number of pulses of the laser beam and the projection optical system. A measurement step of measuring optical characteristics; a calculation step of calculating at least one of a refractive index change and a volume change of at least one optical member in the projection optical system based on a measurement result of the measurement step; In order to correct the deterioration of the imaging performance of the projection optical system caused by irradiating the projection optical system with light, based on the calculation result of the calculation step, at least the exchange in the projection optical system should be performed. A selecting step of selecting one optical member; and, based on a result of the selecting step, at least one optical member to be replaced in the projection optical system is replaced with another optical member. Adjustment method for an exposure apparatus which comprises an interchangeable adjusting step of adjusting and replace it with a faculty member.
【請求項6】 前記第1算出工程は、波長が250nm
以下のレーザー光の照射により屈折率および密度のうち
少なくとも一方の物性が変化する光学部材に関する屈折
率変化および体積変化のうち少なくとも一方を算出する
ことを特徴とする請求項5に記載の露光装置の調整方
法。
6. The first calculating step, wherein the wavelength is 250 nm
6. The exposure apparatus according to claim 5, wherein at least one of a refractive index change and a volume change of an optical member whose physical property changes at least one of a refractive index and a density by the following laser light irradiation is calculated. Adjustment method.
【請求項7】 前記選択工程は、前記投影光学系に設け
られて前記光学部材を複数含む少なくとも1つの光学ブ
ロックを交換すべき光学ブロックとして選択し、 前記交換調整工程は、前記選択された少なくとも1つの
光学ブロックを他の光学ブロックと交換して調整するこ
とを特徴とする請求項5または6に記載の露光装置の調
整方法。
7. The selecting step selects at least one optical block provided in the projection optical system and including a plurality of the optical members as an optical block to be replaced. 7. The method according to claim 5, wherein one optical block is exchanged with another optical block for adjustment.
【請求項8】 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の
調整方法により調整された露光装置を用いて前記レチク
ルのパターンを前記感光性基板に露光する露光工程と、
前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像す
る現像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。
8. An exposure step of exposing the pattern of the reticle to the photosensitive substrate using an exposure apparatus adjusted by the adjustment method according to claim 1.
A developing step of developing the photosensitive substrate exposed in the exposing step.
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