JP2001337462A - Exposure apparatus, method of manufacturing exposure apparatus, and method of manufacturing micro device - Google Patents
Exposure apparatus, method of manufacturing exposure apparatus, and method of manufacturing micro deviceInfo
- Publication number
- JP2001337462A JP2001337462A JP2000157039A JP2000157039A JP2001337462A JP 2001337462 A JP2001337462 A JP 2001337462A JP 2000157039 A JP2000157039 A JP 2000157039A JP 2000157039 A JP2000157039 A JP 2000157039A JP 2001337462 A JP2001337462 A JP 2001337462A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- projection optical
- exposure apparatus
- optical system
- mask
- 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
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Microscoopes, Condenser (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】 多数の投影光学ユニットの光学特性を迅速に
且つ正確に計測して高精度に光学調整する。
【解決手段】 所定のパターンが形成されたマスク
(M)を照明するための照明光学系(IL)と、所定方
向に沿って配列された複数の投影光学ユニット(PL1
〜PL5)を有する投影光学系(PL)とを備え、投影
光学系を介してマスクのパターン像を感光性基板(P)
へ投影露光する露光装置。複数の投影光学ユニットの各
々を介して形成される像を画像検出するための像検出系
(ID)を備えている。
(57) [Problem] To quickly and accurately measure the optical characteristics of a large number of projection optical units and perform optical adjustment with high precision. An illumination optical system (IL) for illuminating a mask (M) on which a predetermined pattern is formed, and a plurality of projection optical units (PL1) arranged along a predetermined direction.
To PL5), the pattern image of the mask is transferred to the photosensitive substrate (P) via the projection optical system.
Exposure equipment that projects and exposes light. An image detection system (ID) for detecting an image formed via each of the plurality of projection optical units is provided.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、露光装置、露光装
置の製造方法、およびマイクロデバイスの製造方法に関
し、特に複数の反射屈折型の投影光学ユニットからなる
投影光学系に対してマスクと感光性基板とを移動させつ
つマスクのパターンを感光性基板上に投影露光するマル
チ走査型投影露光装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus, a method of manufacturing an exposure apparatus, and a method of manufacturing a micro device. More particularly, the present invention relates to a mask and a photosensitive system for a projection optical system including a plurality of catadioptric projection optical units. The present invention relates to a multi-scan type projection exposure apparatus that projects and exposes a mask pattern on a photosensitive substrate while moving the substrate.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、ワープロやパソコンやテレビ等の
表示素子として、液晶表示パネルが多用されるようにな
っている。液晶表示パネルは、プレート上に透明薄膜電
極をフォトリソグラフィの手法で所望の形状にパターニ
ングすることによって製造される。このフォトリソグラ
フィ工程のための装置として、マスク上に形成された原
画パターンを投影光学系を介してプレート上のフォトレ
ジスト層に投影露光する投影露光装置が用いられてい
る。2. Description of the Related Art In recent years, liquid crystal display panels have been frequently used as display elements for word processors, personal computers, televisions, and the like. A liquid crystal display panel is manufactured by patterning a transparent thin-film electrode on a plate into a desired shape by a photolithography technique. As an apparatus for the photolithography process, a projection exposure apparatus that projects and exposes an original pattern formed on a mask to a photoresist layer on a plate via a projection optical system is used.
【0003】なお、最近では、液晶表示パネルの大面積
化の要求が高まっており、その要求に伴ってこの種の投
影露光装置においても露光領域の拡大が望まれている。
そこで、露光領域を拡大するために、いわゆるマルチ走
査型投影露光装置が提案されている。マルチ走査型投影
露光装置では、複数の投影光学ユニットからなる投影光
学系に対してマスクとプレートとを移動させつつ、マス
クのパターンをプレート上に投影露光する。In recent years, there has been an increasing demand for a large-sized liquid crystal display panel, and with this demand, it has been desired to enlarge the exposure area in this type of projection exposure apparatus.
Therefore, in order to enlarge the exposure area, a so-called multi-scan type projection exposure apparatus has been proposed. In a multi-scan projection exposure apparatus, a mask pattern is projected and exposed on a plate while moving the mask and the plate with respect to a projection optical system including a plurality of projection optical units.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述のようなマルチ走
査型投影露光装置では、製造コストの低い投影光学ユニ
ットの個数を増やすだけで大面積のパターンを転写する
ことができるという利点がある。しかしながら、投影光
学ユニットの個数が増えるほど、投影光学系の光学調整
に多大な時間および労力がかかるという不都合があっ
た。具体的には、投影光学ユニットの個数が増えるほ
ど、各投影光学ユニットの像位置、像回転、倍率、収差
などの光学特性を計測するのに多大な時間および労力が
かかり、ひいては各投影光学ユニットの光学特性が個別
的に且つ相互的に所望の状態になるように光学調整する
のに多大な時間および労力がかかるという不都合があっ
た。The multi-scan type projection exposure apparatus as described above has an advantage that a large area pattern can be transferred only by increasing the number of projection optical units whose production cost is low. However, as the number of projection optical units increases, there is a disadvantage that much time and labor are required for optical adjustment of the projection optical system. Specifically, as the number of projection optical units increases, measuring the optical properties of each projection optical unit, such as image position, image rotation, magnification, and aberration, requires a great deal of time and effort. However, there is a disadvantage that it takes a lot of time and effort to optically adjust the optical characteristics so that the optical characteristics individually and mutually become a desired state.
【0005】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、多数の投影光学ユニットの光学特性を迅速に
且つ正確に計測して高精度に光学調整することのできる
露光装置およびその製造方法を提供することを目的とす
る。また、露光光の照射による熱ドリフトなどを実質的
に回避して、投影光学系の光学特性を高精度に計測し且
つ光学調整することのできる露光装置およびその製造方
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-mentioned problems, and an exposure apparatus capable of quickly and accurately measuring the optical characteristics of a large number of projection optical units and performing optical adjustment with high precision, and manufacturing the same. The aim is to provide a method. It is another object of the present invention to provide an exposure apparatus capable of measuring and optically adjusting optical characteristics of a projection optical system with high accuracy while substantially avoiding thermal drift and the like due to exposure light exposure, and a method of manufacturing the same. I do.
【0006】また、本発明は、高精度に光学調整された
露光装置を用いた良好な露光により大面積で良好なマイ
クロデバイス(半導体素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘ
ッド等)を製造すること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。Further, the present invention provides a method of manufacturing a large-area and good microdevice (semiconductor element, liquid crystal display element, thin film magnetic head, etc.) by good exposure using an exposure apparatus optically adjusted with high precision. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a micro device.
【0007】[0007]
【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、所定のパターンが形成され
たマスクを照明するための照明光学系と、所定方向に沿
って配列された複数の投影光学ユニットを有する投影光
学系とを備え、前記投影光学系を介して前記マスクのパ
ターン像を感光性基板へ投影露光する露光装置におい
て、前記複数の投影光学ユニットの各々を介して形成さ
れる像を画像検出するための像検出系を備えていること
を特徴とする露光装置を提供する。According to a first aspect of the present invention, an illumination optical system for illuminating a mask on which a predetermined pattern is formed is arranged along a predetermined direction. A projection optical system having a plurality of projection optical units, and an exposure apparatus for projecting and exposing the pattern image of the mask onto a photosensitive substrate via the projection optical system, through each of the plurality of projection optical units There is provided an exposure apparatus including an image detection system for detecting an image to be formed.
【0008】第1発明の好ましい態様によれば、前記像
検出系は、各投影光学系を介して形成される像からの光
に基づいて二次像を形成するためのリレー光学系と、該
リレー光学系を介して形成された前記二次像を検出する
ための撮像素子とを有する。また、前記像検出系の出力
に基づいて、各投影光学ユニットにおける像位置、像回
転、倍率、回転対称収差、および非回転対称収差のうち
の少なくとも1つの光学特性を計測するための計測系を
さらに備えていることが好ましい。According to a preferred aspect of the first invention, the image detection system includes a relay optical system for forming a secondary image based on light from an image formed via each projection optical system; An image sensor for detecting the secondary image formed via the relay optical system. Further, based on the output of the image detection system, a measurement system for measuring at least one optical characteristic among image position, image rotation, magnification, rotational symmetric aberration, and non-rotational symmetric aberration in each projection optical unit is provided. It is preferable to further provide.
【0009】また、第1発明の好ましい態様によれば、
前記感光性基板を前記投影光学系の像面に沿って二次元
的に移動させるための基板ステージを備え、前記像検出
系は、前記基板ステージに取り付けられている。この場
合、前記像検出系は、前記所定方向に沿って間隔を隔て
た一対の像検出系を有することが好ましい。また、この
場合、前記像検出系は、前記投影光学系の像面とほぼ同
じ位置に位置決めされて前記一対の像検出系の相互の位
置合わせに用いるための指標が設けられた指標板を有す
ることが好ましい。According to a preferred embodiment of the first invention,
A substrate stage for two-dimensionally moving the photosensitive substrate along an image plane of the projection optical system; and the image detection system is attached to the substrate stage. In this case, it is preferable that the image detection system has a pair of image detection systems spaced apart along the predetermined direction. Further, in this case, the image detection system has an index plate which is positioned at substantially the same position as the image plane of the projection optical system and is provided with an index for use in mutual alignment of the pair of image detection systems. Is preferred.
【0010】さらに、第1発明の好ましい態様によれ
ば、前記複数の投影光学ユニットは、隣合う投影光学ユ
ニットとの間で一部重複する露光領域を形成するように
構成され、前記一対の像検出系は、前記露光領域におけ
る一部重複部分の間隔に対応する間隔を有する。また、
前記像検出系からの出力に基づいて、前記複数の投影光
学ユニットのうちの少なくとも1つ投影光学ユニットの
光学特性を調整するための調整手段をさらに備えている
ことが好ましい。さらに、前記投影光学ユニットは、各
露光視野を制限するための視野絞りを有し、前記像検出
系により各投影光学ユニット内の視野絞りの位置を計測
することが好ましい。この場合、像検出系により各投影
光学ユニット内の視野絞りの像位置を、ひいてはその位
置を計測し、その計測結果に基づいて各投影光学ユニッ
ト内の視野絞りの位置を調整することになる。Further, according to a preferred aspect of the first invention, the plurality of projection optical units are configured so as to form an exposure area that partially overlaps with an adjacent projection optical unit, and the pair of image optical units is formed. The detection system has an interval corresponding to the interval between the partially overlapping portions in the exposure area. Also,
It is preferable that the image forming apparatus further includes adjusting means for adjusting optical characteristics of at least one of the plurality of projection optical units based on an output from the image detection system. Further, it is preferable that the projection optical unit has a field stop for limiting each exposure field, and the position of the field stop in each projection optical unit is measured by the image detection system. In this case, the image position of the field stop in each projection optical unit is measured by the image detection system, and the position is measured, and the position of the field stop in each projection optical unit is adjusted based on the measurement result.
【0011】本発明の第2発明では、所定のパターンが
形成されたマスクを照明するための照明光学系と、前記
マスクのパターン像を感光性基板へ投影露光するための
投影光学系とを備えた露光装置において、前記投影光学
系を介して形成される像を撮像素子を介して検出するた
めの像検出系と、前記撮像素子の検出感度に応じて前記
像検出系への入射光を減光するための減光手段とを備え
ていることを特徴とする露光装置を提供する。この場
合、前記減光手段は、透明基板に形成された金属膜また
は誘電体膜または光遮光性の微細パターンを有すること
が好ましい。According to a second aspect of the present invention, there is provided an illumination optical system for illuminating a mask having a predetermined pattern formed thereon, and a projection optical system for projecting and exposing a pattern image of the mask onto a photosensitive substrate. An exposure apparatus for detecting an image formed via the projection optical system via an image sensor, and reducing incident light to the image detection system according to the detection sensitivity of the image sensor. There is provided an exposure apparatus comprising: a light-reducing means for emitting light. In this case, it is preferable that the dimming unit has a metal film or a dielectric film formed on a transparent substrate or a fine pattern of light-shielding properties.
【0012】本発明の第3発明では、第1発明および第
2発明の露光装置を用いて前記マスクのパターンを前記
感光性基板へ露光する露光工程と、前記露光された基板
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。In a third aspect of the present invention, an exposure step of exposing the pattern of the mask to the photosensitive substrate using the exposure apparatus of the first and second aspects, and a developing step of developing the exposed substrate And a method for manufacturing a microdevice, comprising:
【0013】本発明の第4発明では、所定のパターンが
形成されたマスクを照明するための照明光学系と、所定
方向に沿って配列された複数の投影光学ユニットを有す
る投影光学系とを備え、前記投影光学系を介して前記マ
スクのパターン像を前記感光性基板へ投影露光する露光
装置の製造方法において、前記複数の投影光学ユニット
の各々を介して形成される像を画像検出する検出工程
と、前記検出工程で得られた情報に基づいて、各投影光
学ユニットにおける像位置、像回転、倍率、回転対称収
差、および非回転対称収差のうちの少なくとも1つの光
学特性を計測する計測工程と、前記計測工程で得られた
情報に基づいて、各投影光学ユニットを光学調整する調
整工程とを含むことを特徴とする製造方法を提供する。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an illumination optical system for illuminating a mask on which a predetermined pattern is formed, and a projection optical system having a plurality of projection optical units arranged along a predetermined direction. A manufacturing method of an exposure apparatus for projecting and exposing a pattern image of the mask onto the photosensitive substrate via the projection optical system, wherein an image formed by each of the plurality of projection optical units is detected. And a measuring step of measuring at least one optical characteristic of an image position, image rotation, magnification, rotationally symmetric aberration, and non-rotationally symmetric aberration in each projection optical unit based on the information obtained in the detection step. And a step of optically adjusting each projection optical unit based on the information obtained in the measurement step.
【0014】第4発明の好ましい態様によれば、前記複
数の投影光学ユニットは、隣合う投影光学ユニットとの
間で一部重複する露光領域を形成するように構成され、
前記調整工程は、前記露光領域の一部重複部分において
隣合う投影光学ユニットの光学特性がほぼ同じ傾向にし
たがって変化するように設定する。According to a preferred aspect of the fourth invention, the plurality of projection optical units are configured to form an exposure area that partially overlaps with an adjacent projection optical unit,
In the adjusting step, the optical characteristics of the adjacent projection optical units are set so as to change according to substantially the same tendency in the partially overlapping portion of the exposure area.
【0015】本発明の第5発明では、所定方向に沿って
配列された複数の投影光学ユニットを有する投影光学系
を介してマスクのパターンを感光性基板へ露光する露光
工程と、前記露光された基板を現像する現像工程とを含
むマイクロデバイスの製造方法において、前記複数の投
影光学ユニットの各々を介して形成される像を画像検出
する検出工程と、前記検出工程で得られた情報に基づい
て、各投影光学ユニットにおける像位置、像回転、倍
率、回転対称収差、および非回転対称収差のうちの少な
くとも1つの光学特性を計測する計測工程と、前記計測
工程で得られた情報に基づいて、各投影光学ユニットを
光学調整する調整工程とを含むことを特徴とするマイク
ロデバイス製造方法を提供する。In a fifth aspect of the present invention, an exposure step of exposing a pattern of a mask to a photosensitive substrate via a projection optical system having a plurality of projection optical units arranged along a predetermined direction; A method of manufacturing a micro device including a developing step of developing a substrate, a detecting step of detecting an image formed through each of the plurality of projection optical units, based on information obtained in the detecting step. A measurement step of measuring at least one optical property of the image position, image rotation, magnification, rotationally symmetric aberration, and non-rotationally symmetric aberration in each projection optical unit, based on the information obtained in the measurement step, And a step of optically adjusting each projection optical unit.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】本発明では、各投影光学ユニット
を介して形成される像を画像検出するための像検出系を
備えている。この像検出系では、たとえば各投影光学系
を介して形成される像からの光に基づいて二次像を拡大
形成するリレー光学系と、このリレー光学系を介して形
成された二次像を検出する撮像素子とを有する。そし
て、像検出系の出力に基づいて、各投影光学ユニットに
おける像位置、像回転、倍率、回転対称収差、非回転対
称収差などの光学特性を計測する。また、必要に応じ
て、各投影光学ユニットについて計測された光学特性の
変動を調整(補正)する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention has an image detecting system for detecting an image formed through each projection optical unit. In this image detection system, for example, a relay optical system that enlarges and forms a secondary image based on light from an image formed through each projection optical system, and a secondary image formed through the relay optical system And an image sensor for detection. Then, based on the output of the image detection system, optical characteristics such as image position, image rotation, magnification, rotationally symmetric aberration, and non-rotationally symmetric aberration in each projection optical unit are measured. Further, if necessary, the fluctuation of the optical characteristics measured for each projection optical unit is adjusted (corrected).
【0017】以上のように、本発明では、各投影光学ユ
ニットを介して形成される像を二次元CCDのような撮
像素子を用いて画像検出するため、像検出に際して基板
ステージを高精度に走査させる必要のある従来のスリッ
トスキャン型のセンサとは異なり、大型の基板ステージ
を高精度に走査させることなく静止させた状態で像検出
が行われる。その結果、特に大型の基板ステージを備え
るマルチ走査型投影露光装置に本発明を適用しても、光
学像の検出時間が従来技術よりも著しく短かくなり、ひ
いては各投影光学ユニットの光学特性の計測時間も短く
なる。As described above, according to the present invention, since an image formed through each projection optical unit is detected using an image pickup device such as a two-dimensional CCD, the substrate stage is scanned with high accuracy when detecting the image. Unlike a conventional slit scan type sensor that needs to be operated, image detection is performed in a state where a large substrate stage is stopped without being scanned with high accuracy. As a result, even when the present invention is applied to a multi-scan type projection exposure apparatus having a particularly large substrate stage, the detection time of an optical image is significantly shorter than that of the related art, and thus the measurement of the optical characteristics of each projection optical unit. Time is also shorter.
【0018】また、本発明の像検出系と従来のスリット
スキャン型センサとで検出精度自体がほぼ同じであると
しても、本発明の像検出系の方が従来のスリットスキャ
ン型センサよりも、検出時間が短い分だけ同一時間内に
おける計測回数が多くなる。その結果、本発明では、多
数の計測情報に基づく平均化効果により、従来技術より
も高い精度で各投影光学ユニットの光学特性を計測する
ことができ、ひいては従来技術よりも高い精度で各投影
光学ユニットの光学特性を調整することができる。Further, even if the detection accuracy itself of the image detection system of the present invention is substantially the same as that of the conventional slit scan type sensor, the image detection system of the present invention can detect more than the conventional slit scan type sensor. As the time is shorter, the number of measurements in the same time increases. As a result, according to the present invention, the optical characteristics of each projection optical unit can be measured with higher accuracy than in the related art due to the averaging effect based on a large number of measurement information, and thus each projection optical unit can be measured with higher accuracy than in the related art The optical characteristics of the unit can be adjusted.
【0019】また、本発明では、投影光学系を介して形
成される像を撮像素子を介して検出する際に、撮像素子
の検出感度に応じて像検出系への入射光を減光するため
の減光手段として、たとえば透明基板に形成された金属
膜または誘電体膜を有する減光フィルタを備えている。
この場合、適度な強度の照明光による光学像を所定時間
に亘って連続的に検出するので、高速シャッターなどを
用いて光学像を短時間で瞬間的に検出するよりも、時間
による平均化効果が得られる。また、一般にパワーの強
い露光光が像検出系に直接照射されたときに起こり得る
熱ドリフトや熱変形などによる検出精度の悪化を、ひい
ては計測結果の悪化を回避することができる。Further, according to the present invention, when an image formed through the projection optical system is detected through the image pickup device, the light incident on the image detection system is reduced according to the detection sensitivity of the image pickup device. For example, a dimming filter having a metal film or a dielectric film formed on a transparent substrate is provided as the dimming means.
In this case, since the optical image by the illumination light of moderate intensity is continuously detected for a predetermined time, the averaging effect by time is more effective than detecting the optical image in a short time using a high-speed shutter or the like. Is obtained. In addition, it is possible to avoid deterioration of detection accuracy due to thermal drift or thermal deformation which may occur when the exposure light having high power is directly applied to the image detection system, and furthermore, deterioration of the measurement result.
【0020】以上のように、本発明にかかる露光装置で
は、多数の投影光学ユニットの光学特性を迅速に且つ正
確に計測して、高精度に光学調整することができる。ま
た、本発明にかかる露光装置では、露光光の照射による
熱ドリフトなどを実質的に回避して、投影光学系の光学
特性を高精度に計測し、且つ光学調整することができ
る。さらに、本発明により構成された露光装置を用いた
良好な露光により、大面積で良好なマイクロデバイスと
して、たとえば高精度な液晶表示素子などを製造するこ
とができる。As described above, in the exposure apparatus according to the present invention, the optical characteristics of many projection optical units can be measured quickly and accurately, and the optical adjustment can be performed with high precision. Further, in the exposure apparatus according to the present invention, the optical characteristics of the projection optical system can be measured with high accuracy and optically adjusted while substantially avoiding thermal drift or the like due to exposure light exposure. Furthermore, by performing good exposure using the exposure apparatus configured according to the present invention, a high-precision liquid crystal display element, for example, as a large-area and good microdevice can be manufactured.
【0021】以下、本発明の実施形態を、添付図面に基
づいて説明する。図1は、本発明の実施形態にかかる露
光装置の全体構成を概略的に示す斜視図である。また、
図2は、図1の露光装置における照明系の構成を概略的
に示す図である。さらに、図3は、図1の露光装置にお
いて投影光学系を構成する各投影光学ユニットの構成を
概略的に示す図である。図4は、図1の露光装置に設け
られた像検出系の構成を概略的に示す図である。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view schematically showing an overall configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. Also,
FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of an illumination system in the exposure apparatus of FIG. FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration of each projection optical unit constituting a projection optical system in the exposure apparatus of FIG. FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration of an image detection system provided in the exposure apparatus of FIG.
【0022】本実施形態では、複数の反射屈折型の投影
光学ユニットからなる投影光学系に対してマスクとプレ
ートとを移動させつつマスクのパターンをプレート上に
投影露光するマルチ走査型投影露光装置に本発明を適用
している。なお、図1〜図3では、所定の回路パターン
が形成されたマスクおよびレジストが塗布されたプレー
トを移動させる方向(走査方向)に沿ってX軸を設定し
ている。また、マスクの平面内でX軸と直交する方向
(走査直交方向)に沿ってY軸を、プレートの法線方向
に沿ってZ軸を設定している。In the present embodiment, there is provided a multi-scan type projection exposure apparatus for projecting and exposing a mask pattern onto a plate while moving the mask and the plate with respect to a projection optical system comprising a plurality of catadioptric projection optical units. The present invention is applied. 1 to 3, the X-axis is set along the direction (scanning direction) in which the mask on which a predetermined circuit pattern is formed and the plate on which the resist is applied are moved. Further, a Y axis is set along a direction (scanning orthogonal direction) orthogonal to the X axis in a plane of the mask, and a Z axis is set along a normal direction of the plate.
【0023】本実施形態の露光装置は、マスクステージ
(図1では不図示)MS上においてマスクホルダ(不図
示)を介してXY平面に平行に支持されたマスクMを均
一に照明するための照明系ILを備えている。図1およ
び図2を参照すると、照明系ILは、たとえば超高圧水
銀ランプからなる光源1を備えている。光源1は、回転
楕円面からなる反射面を有する楕円鏡2の第1焦点位置
に位置決めされている。したがって、光源1から射出さ
れた照明光束は、反射鏡(平面鏡)3を介して、楕円鏡
2の第2焦点位置に光源像を形成する。この第2焦点位
置には、シャッター(不図示)が配置されている。The exposure apparatus of the present embodiment provides illumination for uniformly illuminating a mask M supported in parallel to the XY plane via a mask holder (not shown) on a mask stage (not shown in FIG. 1) MS. System IL. Referring to FIGS. 1 and 2, the illumination system IL includes a light source 1 formed of, for example, an ultra-high pressure mercury lamp. The light source 1 is positioned at a first focal position of an elliptical mirror 2 having a reflection surface formed of a spheroid. Therefore, the illumination light beam emitted from the light source 1 forms a light source image at the second focal position of the elliptical mirror 2 via the reflecting mirror (plane mirror) 3. A shutter (not shown) is arranged at the second focal position.
【0024】楕円鏡2の第2焦点位置に形成された光源
像からの発散光束は、リレーレンズ系4を介して再び結
像する。リレーレンズ系4の瞳面の近傍には、所望の波
長域の光束のみを透過させる波長選択フィルター5(図
1では不図示)が配置されている。波長選択フィルター
5では、g線(436nm)の光とh線(405nm)
とi線(365nm)の光とが露光光として同時に選択
される。なお、波長選択フィルター5では、たとえばg
線の光とh線の光とを同時に選択することもできるし、
h線の光とi線の光とを同時に選択することもできる
し、さらにi線の光だけを選択することもできる。The divergent light flux from the light source image formed at the second focal position of the elliptical mirror 2 forms an image again via the relay lens system 4. In the vicinity of the pupil plane of the relay lens system 4, a wavelength selection filter 5 (not shown in FIG. 1) that transmits only a light beam in a desired wavelength range is arranged. In the wavelength selection filter 5, light of the g-line (436 nm) and light of the h-line (405 nm)
And i-line (365 nm) light are simultaneously selected as exposure light. In the wavelength selection filter 5, for example, g
Line light and h-line light can be selected at the same time,
The light of the h-line and the light of the i-line can be selected simultaneously, or only the light of the i-line can be selected.
【0025】また、減光フィルタ6が、リレーレンズ系
4の瞳面に対して挿脱自在に設けられている。減光フィ
ルタ6は、たとえば透明なガラス基板にほぼ均一な透過
率を有する金属膜または誘電体膜を蒸着することによっ
て構成されている。この減光フィルタ6の作用について
は後述する。さらに、リレーレンズ系4による光源像の
形成位置の近傍に、ライトガイド7の入射端7aが配置
されている。ライトガイド7は、たとえば多数のファイ
バ素線をランダムに束ねて構成されたランダムライトガ
イドファイバであって、光源1の数(図1では1つ)と
同じ数の入射端7aと、投影光学系PLを構成する投影
光学ユニットの数(図1では5つ)と同じ数の射出端7
b〜7f(図2では射出端7bだけを示す)とを備えて
いる。こうして、ライトガイド7の入射端7aへ入射し
た光は、その内部を伝播した後、5つの射出端7b〜7
fから射出される。The neutral density filter 6 is provided so as to be freely inserted into and removed from the pupil plane of the relay lens system 4. The neutral density filter 6 is formed, for example, by depositing a metal film or a dielectric film having a substantially uniform transmittance on a transparent glass substrate. The operation of the neutral density filter 6 will be described later. Further, an incident end 7a of the light guide 7 is arranged near a position where the light source image is formed by the relay lens system 4. The light guide 7 is, for example, a random light guide fiber configured by randomly bundling a large number of fiber wires, and has the same number of incident ends 7a as the number of light sources 1 (one in FIG. 1) and a projection optical system. The same number of emission ends 7 as the number of projection optical units (five in FIG. 1) constituting the PL
b to 7f (only the emission end 7b is shown in FIG. 2). In this manner, the light that has entered the incident end 7a of the light guide 7 propagates through the inside thereof, and then the five exit ends 7b to 7b.
Injected from f.
【0026】ライトガイド7の射出端7bから射出され
た発散光束は、コリメートレンズ8b(図1では不図
示)によりほぼ平行な光束に変換された後、フライアイ
・インテグレーター(オプティカルインテグレータ)9
bに入射する。フライアイ・インテグレーター9bは、
多数の正レンズエレメントをその中心軸線が光軸AXに
沿って延びるように縦横に且つ稠密に配列することによ
って構成されている。したがって、フライアイ・インテ
グレーター9bに入射した光束は、多数のレンズエレメ
ントにより波面分割され、その後側焦点面(すなわち射
出面の近傍)にレンズエレメントの数と同数の光源像か
らなる二次光源を形成する。すなわち、フライアイ・イ
ンテグレーター9bの後側焦点面には、実質的な面光源
が形成される。The divergent light beam emitted from the emission end 7b of the light guide 7 is converted into a substantially parallel light beam by a collimating lens 8b (not shown in FIG. 1), and then a fly-eye integrator (optical integrator) 9
b. FlyEye Integrator 9b
A large number of positive lens elements are arranged vertically and horizontally and densely so that their central axes extend along the optical axis AX. Therefore, the light beam incident on the fly-eye integrator 9b is split into wavefronts by a large number of lens elements, and a secondary light source composed of the same number of light source images as the number of lens elements is formed on the rear focal plane (ie, near the exit surface). I do. That is, a substantial surface light source is formed on the rear focal plane of the fly-eye integrator 9b.
【0027】二次光源からの光束は、フライアイ・イン
テグレーター9bの後側焦点面の近傍に配置された開口
絞り10b(図1では不図示)により制限された後、コ
ンデンサーレンズ系11bに入射する。なお、開口絞り
10bは、対応する投影光学ユニットPL1の瞳面と光
学的にほぼ共役な位置に配置され、照明に寄与する二次
光源の範囲を規定するための可変開口部を有する。開口
絞り10bは、この可変開口部の開口径を変化させるこ
とにより、照明条件を決定するσ値(投影光学系PLを
構成する各投影光学ユニットPL1〜PL5の瞳面の開
口径に対するその瞳面上での二次光源像の口径の比)を
所望の値に設定する。The light beam from the secondary light source is restricted by an aperture stop 10b (not shown in FIG. 1) disposed near the rear focal plane of the fly-eye integrator 9b, and then enters the condenser lens system 11b. . The aperture stop 10b is disposed at a position optically substantially conjugate with the pupil plane of the corresponding projection optical unit PL1, and has a variable aperture for defining the range of the secondary light source that contributes to illumination. By changing the aperture diameter of the variable aperture, the aperture stop 10b determines the σ value (the pupil plane with respect to the aperture diameter of the pupil plane of each of the projection optical units PL1 to PL5 constituting the projection optical system PL). The above (the ratio of the aperture of the secondary light source image) is set to a desired value.
【0028】コンデンサーレンズ系11bを介した光束
は、所定の転写パターンが形成されたマスクMを重畳的
に照明する。同様に、ライトガイド7の他の射出端7c
〜7fから射出された発散光束も、コリメートレンズ8
c〜8f、フライアイ・インテグレーター9c〜9f、
開口絞り10c〜10f、およびコンデンサーレンズ系
11c〜11fを介して、マスクMを重畳的にそれぞれ
照明する。すなわち、照明系ILは、マスクM上におい
てY方向に並んだ複数(図1では合計で5つ)の台形状
の領域を照明する。The light beam passing through the condenser lens system 11b illuminates the mask M on which a predetermined transfer pattern is formed in a superimposed manner. Similarly, the other exit end 7c of the light guide 7
The divergent light beams emitted from .about.
c to 8f, fly eye integrators 9c to 9f,
The mask M is illuminated in a superimposed manner via the aperture stops 10c to 10f and the condenser lens systems 11c to 11f. That is, the illumination system IL illuminates a plurality (five in FIG. 1 in total) of trapezoidal regions arranged in the Y direction on the mask M.
【0029】なお、上述の例では、照明系ILにおい
て、1つの光源1からの照明光をライトガイド7を介し
て5つの照明光に等分割しているが、光源の数および投
影光学ユニットの数に限定されることなく、様々な変形
例が可能である。すなわち、必要に応じて2つ以上の光
源を設け、これら2つ以上の光源からの照明光をランダ
ム性の良好なライトガイドを介して所要数(投影光学ユ
ニットの数)の照明光に等分割することもできる。この
場合、ライトガイドは、光源の数と同数の入射端を有
し、投影光学ユニットの数と同数の射出端を有すること
になる。In the example described above, the illumination light from one light source 1 is equally divided into five illumination lights via the light guide 7 in the illumination system IL. Various modifications are possible without being limited to the number. That is, two or more light sources are provided as needed, and the illumination light from the two or more light sources is equally divided into a required number (the number of projection optical units) of illumination light via a light guide having good randomness. You can also. In this case, the light guide has the same number of entrance ends as the number of light sources, and has the same number of exit ends as the number of projection optical units.
【0030】マスクM上の各照明領域からの光は、各照
明領域に対応するようにY方向に沿って配列された複数
(図1では合計で5つ)の投影光学ユニットPL1〜P
L5からなる投影光学系PLに入射する。ここで、各投
影光学ユニットPL1〜PL5の構成は、互いに同じで
ある。以下、図3を参照して、各投影光学ユニットの構
成について説明する。The light from each illumination area on the mask M is divided into a plurality (five in FIG. 1) of projection optical units PL1 to PL arranged in the Y direction so as to correspond to each illumination area.
The light enters the projection optical system PL including L5. Here, the configuration of each of the projection optical units PL1 to PL5 is the same as each other. Hereinafter, the configuration of each projection optical unit will be described with reference to FIG.
【0031】図3に示す投影光学ユニットは、マスクM
からの光に基づいてマスクパターンの一次像を形成する
第1結像光学系K1と、この一次像からの光に基づいて
マスクパターンの正立正像(二次像)をプレートP上に
形成する第2結像光学系K2とを有する。なお、マスク
パターンの一次像の形成位置の近傍には、マスクM上に
おける投影光学ユニットの視野領域(照明領域)および
プレートP上における投影光学ユニットの投影領域(露
光領域)を規定する視野絞りFSが設けられている。The projection optical unit shown in FIG.
And a first imaging optical system K1 for forming a primary image of a mask pattern based on light from the primary image, and an erect image (secondary image) of the mask pattern formed on the plate P based on light from the primary image. A second imaging optical system K2. In the vicinity of the position where the primary image of the mask pattern is formed, a field stop FS that defines the field of view (illumination area) of the projection optical unit on the mask M and the projection area (exposure area) of the projection optical unit on the plate P Is provided.
【0032】第1結像光学系K1は、マスクMから−Z
方向に沿って入射する光を−X方向に反射するようにマ
スク面(XY平面)に対して45°の角度で斜設された
第1反射面を有する第1直角プリズムPR1を備えてい
る。また、第1結像光学系K1は、第1直角プリズムP
R1側から順に、正の屈折力を有する第1屈折光学系G
1Pと、第1直角プリズムPR1側に凹面を向けた第1凹
面反射鏡M1とを備えている。第1屈折光学系G1Pおよ
び第1凹面反射鏡M1はX方向に沿って配置され、全体
として第1反射屈折光学系HK1を構成している。第1
反射屈折光学系HK1から+X方向に沿って第1直角プ
リズムPR1に入射した光は、マスク面(XY平面)に
対して45°の角度で斜設された第2反射面によって−
Z方向に反射される。The first image forming optical system K1 is connected from the mask M to -Z
A first right-angle prism PR1 having a first reflecting surface inclined at an angle of 45 ° with respect to the mask surface (XY plane) so as to reflect light incident along the direction in the −X direction is provided. Further, the first imaging optical system K1 includes a first right-angle prism P
In order from the R1 side, a first refractive optical system G having a positive refractive power
1P and a first concave reflecting mirror M1 having a concave surface facing the first right-angle prism PR1. The first refractive optical system G1P and the first concave reflecting mirror M1 are arranged along the X direction, and constitute a first catadioptric optical system HK1 as a whole. First
Light incident on the first right-angle prism PR1 from the catadioptric optical system HK1 along the + X direction is reflected by the second reflection surface inclined at an angle of 45 ° with respect to the mask surface (XY plane).
It is reflected in the Z direction.
【0033】一方、第2結像光学系K2は、第1直角プ
リズムPR1の第2反射面から−Z方向に沿って入射す
る光を−X方向に反射するようにプレート面(XY平
面)に対して45°の角度で斜設された第1反射面を有
する第2直角プリズムPR2を備えている。また、第2
結像光学系K2は、第2直角プリズムPR2側から順
に、正の屈折力を有する第2屈折光学系G2Pと、第2直
角プリズムPR2側に凹面を向けた第2凹面反射鏡M2
とを備えている。第2屈折光学系G2Pおよび第2凹面反
射鏡M2はX方向に沿って配置され、全体として第2反
射屈折光学系HK2を構成している。第2反射屈折光学
系HK2から+X方向に沿って第2直角プリズムPR2
に入射した光は、プレート面(XY平面面)に対して4
5°の角度で斜設された第2反射面によって−Z方向に
反射される。On the other hand, the second imaging optical system K2 is arranged on a plate surface (XY plane) so that light incident along the -Z direction from the second reflecting surface of the first right-angle prism PR1 is reflected in the -X direction. A second right-angle prism PR2 having a first reflection surface inclined at an angle of 45 ° is provided. Also, the second
The imaging optical system K2 includes, in order from the second right-angle prism PR2 side, a second refractive optical system G2P having a positive refractive power, and a second concave reflecting mirror M2 having a concave surface facing the second right-angle prism PR2 side.
And The second refractive optical system G2P and the second concave reflecting mirror M2 are arranged along the X direction, and constitute the second catadioptric optical system HK2 as a whole. From the second catadioptric optical system HK2 along the + X direction, the second right-angle prism PR2
Incident on the plate surface (XY plane surface)
The light is reflected in the −Z direction by the second reflecting surface inclined at an angle of 5 °.
【0034】なお、本実施形態では、第1反射屈折光学
系HK1と第1直角プリズムPR1の第2反射面との間
の光路中にマスク側倍率補正光学系Gmが付設され、第
2反射屈折光学系HK2と第2直角プリズムPR2の第
2反射面との間の光路中にプレート側倍率補正光学系G
pが付設されている。また、マスクMと第1直角プリズ
ムPR1の第1反射面との光路中に、像シフターとして
の第1平行平面板P2および第2平行平面板P2が付設
されている。In this embodiment, the mask-side magnification correcting optical system Gm is provided in the optical path between the first catadioptric optical system HK1 and the second reflecting surface of the first right-angle prism PR1, and the second catadioptric system is provided. A plate-side magnification correcting optical system G is provided in the optical path between the optical system HK2 and the second reflecting surface of the second right-angle prism PR2.
p is attached. Further, a first parallel plane plate P2 and a second parallel plane plate P2 as image shifters are provided in the optical path between the mask M and the first reflection surface of the first right-angle prism PR1.
【0035】図5は、図3のマスク側倍率補正光学系G
mおよびプレート側倍率補正光学系Gpの構成を概略的
に示す図である。以下、マスク側倍率補正光学系Gmお
よびプレート側倍率補正光学系Gpの構成および作用に
ついて説明する。まず、図3を参照すると、第1反射屈
折光学系HK1の光軸をAX1で表し、第2反射屈折光
学系HK2の光軸をAX2で表している。また、視野絞
りFSで規定されるマスクM上の照明領域の中心から−
Z方向に進行し、視野絞りFSの中心を通り、同じく視
野絞りFSで規定されるプレートP上の露光領域の中心
に達する光線の経路を視野中心軸線AX0で表してい
る。FIG. 5 shows a magnification correction optical system G on the mask side shown in FIG.
FIG. 4 is a diagram schematically showing the configuration of m and a plate-side magnification correcting optical system Gp. Hereinafter, the configuration and operation of the mask-side magnification correction optical system Gm and the plate-side magnification correction optical system Gp will be described. First, referring to FIG. 3, the optical axis of the first catadioptric optical system HK1 is represented by AX1, and the optical axis of the second catadioptric optical system HK2 is represented by AX2. Further, from the center of the illumination area on the mask M defined by the field stop FS,
The path of a light beam that travels in the Z direction, passes through the center of the field stop FS, and reaches the center of the exposure area on the plate P also defined by the field stop FS is represented by a field center axis AX0.
【0036】マスク側倍率補正光学系Gmは、第1屈折
光学系G1Pと第1直角プリズムPR1の第2反射面との
光路中において、軸線AX0に沿って第1屈折光学系G
1Pから順に、第1屈折光学系G1P側に平面を向けた平凸
レンズ51と、第1直角プリズムPR1の第2反射面側
に平面を向けた平凹レンズ52とから構成されている。
すなわち、マスク側倍率補正光学系Gmの光軸は軸線A
X0と一致し、平凸レンズ51の凸面と平凹レンズ52
の凹面とはほぼ同じ大きさの曲率を有し、間隔を隔てて
対向している。The mask-side magnification correcting optical system Gm is arranged along the axis AX0 in the optical path between the first refractive optical system G1P and the second reflecting surface of the first right-angle prism PR1.
In the order from 1P, it is composed of a plano-convex lens 51 whose plane faces the first refractive optical system G1P side, and a plano-concave lens 52 whose plane faces the second reflection surface side of the first right-angle prism PR1.
That is, the optical axis of the mask-side magnification correcting optical system Gm is the axis A
X0, the convex surface of the plano-convex lens 51 and the plano-concave lens 52
Has a curvature of substantially the same size as that of the concave surface and is opposed to the concave surface at an interval.
【0037】また、プレート側倍率補正光学系Gpは、
第2屈折光学系G2Pと第2直角プリズムPR2の第2反
射面との光路中において、軸線AX0に沿って第2屈折
光学系G2Pから順に、第2屈折光学系G2P側に平面を向
けた平凹レンズ53と、第2直角プリズムPR2の第2
反射面側に平面を向けた平凸レンズ54とから構成され
ている。すなわち、プレート側倍率補正光学系Gpの光
軸も軸線AX0と一致し、平凹レンズ53の凹面と平凸
レンズ54の凸面とはほぼ同じ大きさの曲率を有し、間
隔を隔てて対向している。The plate-side magnification correcting optical system Gp is
In the optical path between the second refracting optical system G2P and the second reflecting surface of the second right-angle prism PR2, a flat surface having a flat surface directed toward the second refracting optical system G2P in order from the second refracting optical system G2P along the axis AX0. The concave lens 53 and the second right-angle prism PR2
And a plano-convex lens 54 having a flat surface facing the reflection surface side. That is, the optical axis of the plate-side magnification correcting optical system Gp also coincides with the axis AX0, and the concave surface of the plano-concave lens 53 and the convex surface of the plano-convex lens 54 have curvatures of substantially the same size, and face each other with an interval. .
【0038】さらに詳細には、マスク側倍率補正光学系
Gmとプレート側倍率補正光学系Gpとは、軸線AX0
に沿って向きを変えただけで、互いに同様の構成を有す
る。そして、マスク側倍率補正光学系Gmを構成する平
凸レンズ51と平凹レンズ52との間隔およびプレート
側倍率補正光学系Gpを構成する平凹レンズ53と平凸
レンズ54との間隔のうち、少なくともいずれか一方の
間隔を微小量だけ変化させると、投影光学ユニットの投
影倍率が微小量だけ変化するとともに、その像面の合焦
方向に沿った(軸線AX0に沿った)位置すなわちフォ
ーカス位置も微小量だけ変化する。なお、マスク側倍率
補正光学系Gmは第1駆動部Dmによって駆動され、プ
レート側倍率補正光学系Gpは第2駆動部Dpによって
駆動されるように構成されている。More specifically, the mask-side magnification correcting optical system Gm and the plate-side magnification correcting optical system Gp are connected to the axis AX0.
Are similar to each other only by changing the direction along. At least one of an interval between the plano-convex lens 51 and the plano-concave lens 52 constituting the mask-side magnification correcting optical system Gm and an interval between the plano-concave lens 53 and the plano-convex lens 54 constituting the plate-side magnification correcting optical system Gp. Is changed by a very small amount, the projection magnification of the projection optical unit is changed by a very small amount, and the position along the focusing direction of the image plane (along the axis AX0), that is, the focus position is also changed by a very small amount. I do. The mask-side magnification correcting optical system Gm is driven by a first driving unit Dm, and the plate-side magnification correcting optical system Gp is driven by a second driving unit Dp.
【0039】一方、像シフターとしての第1平行平面板
P1は、基準状態においてその平行面が視野中心軸線A
X0に垂直に設定され、X軸廻りに微小量だけ回転可能
に構成されている。第1平行平面板P1をX軸廻りに微
小量だけ回転させると、プレートP上に形成される像が
XY平面においてY方向に微動(像シフト)する。ま
た、像シフターとしての第2平行平面板P2は、基準状
態においてその平行面が視野中心軸線AX0に垂直に設
定され、Y軸廻りに微小量だけ回転可能に構成されてい
る。第2平行平面板P2をY軸廻りに微小量だけ回転さ
せると、プレートP上に形成される像がXY平面におい
てX方向に微動(像シフト)する。なお、第1平行平面
板P1は第3駆動部DYによって駆動され、第2平行平
面板P2は第4駆動部DXによって駆動されるように構
成されている。On the other hand, in the first parallel plane plate P1 as an image shifter, its parallel plane is in the reference state, and its parallel plane is the field center axis A.
It is set perpendicular to X0 and is configured to be rotatable by a small amount around the X axis. When the first plane-parallel plate P1 is rotated by a small amount around the X axis, an image formed on the plate P slightly moves (image shifts) in the Y direction on the XY plane. The second parallel plane plate P2 as the image shifter has its parallel plane set perpendicular to the visual field center axis AX0 in the reference state, and is configured to be rotatable by a small amount around the Y axis. When the second plane-parallel plate P2 is rotated by a small amount around the Y axis, the image formed on the plate P slightly moves (image shift) in the X direction on the XY plane. The first plane-parallel plate P1 is driven by a third driving unit DY, and the second plane-parallel plate P2 is driven by a fourth driving unit DX.
【0040】また、本実施形態では、第2直角プリズム
PR2が像ローテーターとして機能するように構成され
ている。すなわち、第2直角プリズムPR2は、基準状
態において第1反射面と第2反射面との交差線(稜線)
がY方向に沿って延びるように設定され、視野中心軸線
AX0廻り(Z軸廻り)に微小量だけ回転可能に構成さ
れている。第2直角プリズムPR2を軸線AX0廻りに
微小量だけ回転させると、プレートP上に形成される像
がXY平面において軸線AX0廻り(Z軸廻り)に微小
回転(像回転)する。第2直角プリズムPR2は、第5
駆動部DZによって駆動されるように構成されている。
なお、第2直角プリズムPR2に代えて第1直角プリズ
ムPR1が像ローテーターとして機能するように構成し
てもよいし、第2直角プリズムPR2および第1直角プ
リズムPR1の双方が像ローテーターとして機能するよ
うに構成してもよい。In this embodiment, the second right-angle prism PR2 is configured to function as an image rotator. That is, in the reference state, the second right-angle prism PR2 has an intersection line (ridge line) between the first reflection surface and the second reflection surface.
Are set so as to extend along the Y direction, and are configured to be rotatable by a small amount around the visual field center axis AX0 (around the Z axis). When the second right-angle prism PR2 is rotated by a minute amount around the axis AX0, the image formed on the plate P is minutely rotated (image rotation) around the axis AX0 (around the Z axis) on the XY plane. The second right-angle prism PR2 is a fifth prism.
It is configured to be driven by the driving unit DZ.
The first right-angle prism PR1 may be configured to function as an image rotator instead of the second right-angle prism PR2, or both the second right-angle prism PR2 and the first right-angle prism PR1 may function as an image rotator. May be configured.
【0041】また、第2凹面反射鏡M2の近傍に配置さ
れた(すなわち投影光学ユニットの瞳面の近傍に配置さ
れた)一対のレンズL1とL2との間の空間を密閉状態
で包囲するレンズコントロール室LCが設けられてい
る。このレンズコントロール室LCの密閉空間の圧力
は、圧力調整部Dcによって調整可能に構成されてい
る。レンズコントロール室LCの密閉空間の圧力を微小
量だけ変化させると、投影光学ユニットのフォーカス位
置が微小量だけ変化する。なお、第1凹面反射鏡M1の
近傍に配置された複数のレンズ間の空間を包囲するよう
にレンズコントロール室を設けることもできる。また、
第1凹面反射鏡M1や第2凹面反射鏡M2と隣接する光
学部材(レンズ)との間にレンズコントロール室を設け
ることもできる。Also, a lens that hermetically surrounds the space between a pair of lenses L1 and L2 disposed near the second concave reflecting mirror M2 (that is, disposed near the pupil plane of the projection optical unit). A control room LC is provided. The pressure in the closed space of the lens control room LC is configured to be adjustable by a pressure adjusting unit Dc. When the pressure in the closed space of the lens control room LC is changed by a minute amount, the focus position of the projection optical unit changes by a minute amount. Note that a lens control chamber may be provided so as to surround a space between the plurality of lenses arranged near the first concave reflecting mirror M1. Also,
A lens control chamber may be provided between the first concave reflecting mirror M1 or the second concave reflecting mirror M2 and an adjacent optical member (lens).
【0042】以下、各投影光学ユニットの基本的な構成
の説明を簡略化するために、まず第1平行平面板P1、
第2平行平面板P2、マスク側倍率補正光学系Gm、プ
レート側倍率補正光学系Gp、およびレンズコントロー
ル室LCが付設されていない状態について説明する。前
述したように、マスクM上に形成されたパターンは、照
明系ILからの照明光(露光光)により、ほぼ均一の照
度で照明される。マスクM上の各照明領域に形成された
マスクパターンから−Z方向に沿って進行した光は、第
1直角プリズムPR1の第1反射面により90°だけ偏
向された後、−X方向に沿って第1反射屈折光学系HK
1に入射する。Hereinafter, in order to simplify the description of the basic configuration of each projection optical unit, first, a first parallel plane plate P1,
A state in which the second parallel plane plate P2, the mask-side magnification correcting optical system Gm, the plate-side magnification correcting optical system Gp, and the lens control room LC are not provided will be described. As described above, the pattern formed on the mask M is illuminated by the illumination light (exposure light) from the illumination system IL with substantially uniform illuminance. Light traveling along the -Z direction from the mask pattern formed in each illumination area on the mask M is deflected by 90 degrees by the first reflection surface of the first right-angle prism PR1, and then along the -X direction. First catadioptric optical system HK
Incident on 1.
【0043】第1反射屈折光学系HK1に入射した光
は、第1屈折光学系G1Pを介して、第1凹面反射鏡M1
に達する。第1凹面反射鏡M1で反射された光は、再び
第1屈折光学系G1Pを介して、+X方向に沿って第1直
角プリズムPR1の第2反射面に入射する。第1直角プ
リズムPR1の第2反射面で90°だけ偏向されて−Z
方向に沿って進行した光は、視野絞りFSの近傍にマス
クパターンの一次像を形成する。なお、一次像のX方向
における横倍率は+1倍であり、Y方向おける横倍率は
−1倍である。The light incident on the first catadioptric optical system HK1 passes through the first dioptric optical system G1P to the first concave reflecting mirror M1.
Reach The light reflected by the first concave reflecting mirror M1 again enters the second reflecting surface of the first right-angle prism PR1 along the + X direction via the first refractive optical system G1P. -Z is deflected by 90 ° on the second reflecting surface of the first right-angle prism PR1.
The light traveling along the direction forms a primary image of the mask pattern near the field stop FS. The lateral magnification of the primary image in the X direction is +1 times, and the lateral magnification in the Y direction is -1 times.
【0044】マスクパターンの一次像から−Z方向に沿
って進行した光は、第2直角プリズムPR2の第1反射
面により90°だけ偏向された後、−X方向に沿って第
2反射屈折光学系HK2に入射する。第2反射屈折光学
系HK2に入射した光は、第2屈折光学系G2Pを介し
て、第2凹面反射鏡M2に達する。第2凹面反射鏡M2
で反射された光は、再び第2屈折光学系G2Pを介して、
+X方向に沿って第2直角プリズムPR2の第2反射面
に入射する。The light that has traveled along the -Z direction from the primary image of the mask pattern is deflected by 90 degrees by the first reflecting surface of the second right-angle prism PR2, and then is subjected to the second catadioptric optical system along the -X direction. The light enters the system HK2. The light incident on the second catadioptric optical system HK2 reaches the second concave reflecting mirror M2 via the second refracting optical system G2P. Second concave reflecting mirror M2
Is reflected again by the second refractive optical system G2P,
The light is incident on the second reflection surface of the second right-angle prism PR2 along the + X direction.
【0045】第2直角プリズムPR2の第2反射面で9
0°だけ偏向されて−Z方向に沿って進行した光は、プ
レートP上において対応する露光領域にマスクパターン
の二次像を形成する。ここで、二次像のX方向における
横倍率およびY方向における横倍率はともに+1倍であ
る。すなわち、各投影光学ユニットを介してプレートP
上に形成されるマスクパターン像は等倍の正立正像であ
り、各投影光学ユニットは等倍正立系を構成している。At the second reflecting surface of the second right-angle prism PR2, 9
The light deflected by 0 ° and traveling along the −Z direction forms a secondary image of the mask pattern on the corresponding exposure area on the plate P. Here, the lateral magnification of the secondary image in the X direction and the lateral magnification in the Y direction are both +1 times. That is, the plate P is projected via each projection optical unit.
The mask pattern image formed thereon is an equal-size erect image, and each projection optical unit constitutes an equal-size erect system.
【0046】なお、上述の第1反射屈折光学系HK1で
は、第1屈折光学系G1Pの後側焦点位置の近傍に第1凹
面反射鏡M1が配置されているため、マスクM側および
視野絞りFS側においてほぼテレセントリックとなる。
また、第2反射屈折光学系HK2においても、第2屈折
光学系G2Pの後側焦点位置の近傍に第2凹面反射鏡M2
が配置されているため、視野絞りFS側およびプレート
P側においてほぼテレセントリックとなる。その結果、
各投影光学ユニットは、ほぼ両側(マスクM側およびプ
レートP側)にテレセントリックな光学系である。In the above-described first catadioptric optical system HK1, since the first concave reflecting mirror M1 is arranged near the rear focal point of the first dioptric system G1P, the mask M side and the field stop FS It is almost telecentric on the side.
Also, in the second catadioptric optical system HK2, the second concave reflecting mirror M2 is located near the rear focal position of the second dioptric optical system G2P.
Are arranged, so that they are almost telecentric on the field stop FS side and the plate P side. as a result,
Each projection optical unit is an optical system that is telecentric on substantially both sides (the mask M side and the plate P side).
【0047】こうして、複数の投影光学ユニットPL1
〜PL5から構成された投影光学系PLを介した光は、
プレートステージ(図1では不図示)PS上においてプ
レートホルダを介してXY平面に平行に支持されたプレ
ートP上にマスクパターン像を形成する。すなわち、上
述したように、各投影光学ユニットPL1〜PL5は等
倍正立系として構成されているので、感光性基板である
プレートP上において各照明領域に対応するようにY方
向に並んだ複数の台形状の露光領域には、マスクパター
ンの等倍正立像が形成される。Thus, the plurality of projection optical units PL1
Through the projection optical system PL composed of
On a plate stage (not shown in FIG. 1) PS, a mask pattern image is formed on a plate P supported in parallel with the XY plane via a plate holder. That is, as described above, since each of the projection optical units PL1 to PL5 is configured as a unity erecting system, a plurality of projection optical units PL1 to PL5 are arranged in the Y direction on the plate P, which is a photosensitive substrate, so as to correspond to each illumination area. In the trapezoidal exposure region, an equal-size erect image of the mask pattern is formed.
【0048】ところで、マスクステージMSには、この
ステージを走査方向であるX方向に沿って移動させるた
めの長いストロークを有する走査駆動系(不図示)が設
けられている。また、マスクステージMSを走査直交方
向であるY方向に沿って微小量だけ移動させるとともに
Z軸廻りに微小量だけ回転させるための一対のアライメ
ント駆動系(不図示)が設けられている。そして、マス
クステージMSの位置座標が移動鏡を用いたレーザー干
渉計MIFによって計測され且つ位置制御されるように
構成されている。The mask stage MS is provided with a scanning drive system (not shown) having a long stroke for moving the stage along the X direction which is the scanning direction. Further, a pair of alignment driving systems (not shown) for moving the mask stage MS by a minute amount along the Y direction which is a scanning orthogonal direction and rotating the mask stage MS by a minute amount about the Z axis are provided. The position coordinates of the mask stage MS are measured and controlled by a laser interferometer MIF using a movable mirror.
【0049】同様の駆動系が、プレートステージPSに
も設けられている。すなわち、プレートステージPSを
走査方向であるX方向に沿って移動させるための長いス
トロークを有する走査駆動系(不図示)、プレートステ
ージPSを走査直交方向であるY方向に沿って微小量だ
け移動させるとともにZ軸廻りに微小量だけ回転させる
ための一対のアライメント駆動系(不図示)が設けられ
ている。そして、プレートステージPSの位置座標が移
動鏡を用いたレーザー干渉計PIFによって計測され且
つ位置制御されるように構成されている。A similar driving system is provided for the plate stage PS. That is, a scanning drive system (not shown) having a long stroke for moving the plate stage PS along the X direction which is the scanning direction, and moving the plate stage PS by a small amount along the Y direction which is the scanning orthogonal direction. In addition, a pair of alignment driving systems (not shown) for rotating by a minute amount around the Z axis are provided. The position coordinates of the plate stage PS are measured by a laser interferometer PIF using a movable mirror, and the position is controlled.
【0050】さらに、マスクMとプレートPとをXY平
面に沿って相対的に位置合わせするための手段として、
一対のアライメント系ALがマスクMの上方に配置され
ている。アライメント系ALとして、たとえばマスクM
上に形成されたマスクアライメントマークとプレートP
上に形成されたプレートアライメントマークとの相対位
置を画像処理により求める方式のアライメント系を用い
ることができる。Further, as means for relatively positioning the mask M and the plate P along the XY plane,
A pair of alignment systems AL are arranged above the mask M. As alignment system AL, for example, mask M
Mask alignment mark and plate P formed on top
An alignment system of a method of obtaining a relative position with respect to a plate alignment mark formed thereon by image processing can be used.
【0051】また、本実施形態では、図1に示すよう
に、プレートステージPSに取り付けられた像検出系I
Dが設けられている。像検出系IDは、投影光学系PL
の像面とほぼ同じ高さ位置(Z方向に沿った位置)に設
けられた指標板MPと、走査方向と直交する方向すなわ
ちY方向に沿って間隔を隔てて配置された複数(本実施
形態では後述するように6つ)の検出ユニットDYとを
備えている。各検出ユニットDYは、図4に示すよう
に、各投影光学ユニットを介して指標板MPの指標面4
1上に形成された光学像の二次像を拡大して形成するた
めのリレー光学系(結像光学系)42と、このリレー光
学系42を介して形成された二次像を検出するためのC
CDのような二次元撮像素子43とを備えている。In this embodiment, as shown in FIG. 1, the image detection system I attached to the plate stage PS
D is provided. The image detection system ID is the projection optical system PL
The index plate MP provided at substantially the same height position (the position along the Z direction) as the image plane of the image forming apparatus, and a plurality of the index plates MP arranged at intervals along the direction orthogonal to the scanning direction, that is, along the Y direction (this embodiment). And six detection units DY as described later. As shown in FIG. 4, each detection unit DY is connected to the index surface 4 of the index plate MP via each projection optical unit.
A relay optical system (imaging optical system) 42 for enlarging and forming a secondary image of the optical image formed on 1, and for detecting a secondary image formed via the relay optical system 42. C
And a two-dimensional imaging device 43 such as a CD.
【0052】したがって、指標面41上に形成された指
標SMの拡大像も、リレー光学系42を介して、CCD
43の検出面上に形成される。なお、リレー光学系42
には、CCD43の分光感度とプレートP上に塗布され
るレジストの分光感度とを整合させるための感度補正用
のフィルタ44が挿設されている。複数の検出ユニット
DYのCCD43からの出力は、複数の検出ユニットD
Yに共通な1つの制御部45にそれぞれ供給される。制
御部45には、各検出ユニットDYのCCD43で検出
された画像情報を表示するためのディスプレー46が接
続されている。制御部45は、上述した第1駆動部D
m、第2駆動部Dp、第3駆動部DY、第4駆動部D
X、第5駆動部DZ、および圧力調整部Dcをそれぞれ
制御する。像検出系IDにおける計測動作および制御部
45における制御動作については後述する。Therefore, the enlarged image of the index SM formed on the index surface 41 is also transmitted through the relay optical system 42 to the CCD.
43 are formed on the detection surface. The relay optical system 42
Is provided with a sensitivity correction filter 44 for matching the spectral sensitivity of the CCD 43 with the spectral sensitivity of the resist applied on the plate P. The output from the CCD 43 of the plurality of detection units DY is
The signals are supplied to one control unit 45 common to Y. A display 46 for displaying image information detected by the CCD 43 of each detection unit DY is connected to the control unit 45. The control unit 45 includes the first driving unit D described above.
m, the second driving unit Dp, the third driving unit DY, the fourth driving unit D
X, the fifth drive unit DZ, and the pressure adjustment unit Dc are respectively controlled. The measurement operation in the image detection system ID and the control operation in the control unit 45 will be described later.
【0053】こうして、マスクステージMS側の走査駆
動系およびプレートステージPS側の走査駆動系の作用
により、複数の投影光学ユニットPL1〜PL5からな
る投影光学系PLに対してマスクMとプレートPとを一
体的に同一方向(X方向)に沿って移動させることによ
って、マスクP上のパターン領域の全体がプレートP上
の露光領域の全体に転写(走査露光)される。なお、複
数の台形状の露光領域の形状および配置、ひいては複数
の台形状の照明領域の形状および配置については、たと
えば特開平7−183212号公報などに詳細な説明が
記載されており重複する説明は省略する。In this manner, the operation of the scanning drive system on the mask stage MS side and the scan drive system on the plate stage PS side allows the mask M and the plate P to be moved to the projection optical system PL including a plurality of projection optical units PL1 to PL5. By integrally moving in the same direction (X direction), the entire pattern region on the mask P is transferred (scanning exposure) to the entire exposure region on the plate P. The shape and arrangement of the plurality of trapezoidal exposure regions and the shape and arrangement of the plurality of trapezoidal illumination regions are described in detail in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-183212, and are duplicated. Is omitted.
【0054】図6は、本実施形態において各投影光学ユ
ニットを介して形成される光学像の検出動作を説明する
図である。本実施形態では、図6に示すように、各投影
光学ユニットPL1〜PL5を介して、視野絞りFSの
開口部の像I1〜I5が形成される。視野絞り像I1〜
I5は、それぞれ台形状の露光領域であって、走査直交
方向(Y方向)に沿って千鳥状に並んでいる。ここで、
各露光領域I1〜I5の中央の矩形状領域は重複露光に
寄与しない領域であり、その両端の三角形状領域は重複
露光に寄与する領域である。FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of detecting an optical image formed via each projection optical unit in the present embodiment. In the present embodiment, as shown in FIG. 6, images I1 to I5 of the aperture of the field stop FS are formed via the projection optical units PL1 to PL5. Field stop image I1
Reference numerals I5 denote trapezoidal exposure areas, respectively, which are arranged in a staggered manner in the scanning orthogonal direction (Y direction). here,
The central rectangular area of each of the exposure areas I1 to I5 is an area that does not contribute to the overlapping exposure, and the triangular areas at both ends thereof are areas that contribute to the overlapping exposure.
【0055】像検出系IDは、図6に示すように、Y方
向に沿って等間隔を隔てて配置された6つの検出ユニッ
トDY1〜DY6を備えている。そして、各検出ユニッ
トDY1〜DY6の間隔は、各露光領域における一部重
複露光部分(三角形状領域)のY方向に沿った間隔に対
応している。すなわち、各検出ユニットDY1〜DY6
の間隔は、図中実線で示すように、6つの検出ユニット
DY1〜DY6とY方向に直線状に並んだ3つの露光領
域I1、I3およびI5とをX方向に沿って整列させた
状態において、第1検出ユニットDY1および第2検出
ユニットDY2が第1投影光学ユニットPL1を介して
形成される第1露光領域I1の一対の三角形状領域をそ
れぞれカバーし、第3検出ユニットDY3および第4検
出ユニットDY4が第3投影光学ユニットPL3を介し
て形成される第3露光領域I3の一対の三角形状領域を
それぞれカバーし、第5検出ユニットDY5および第6
検出ユニットDY6が第5投影光学ユニットPL5を介
して形成される第5露光領域I5の一対の三角形状領域
をそれぞれカバーするように設定されている。As shown in FIG. 6, the image detection system ID includes six detection units DY1 to DY6 arranged at equal intervals in the Y direction. The intervals between the detection units DY1 to DY6 correspond to the intervals along the Y direction of the partially overlapped exposure portions (triangular regions) in each exposure region. That is, each detection unit DY1 to DY6
As shown by the solid line in the figure, in the state where the six detection units DY1 to DY6 and the three exposure regions I1, I3, and I5 linearly arranged in the Y direction are aligned along the X direction, The first detection unit DY1 and the second detection unit DY2 cover a pair of triangular regions of the first exposure region I1 formed via the first projection optical unit PL1, respectively, and the third detection unit DY3 and the fourth detection unit DY4 respectively covers a pair of triangular regions of the third exposure region I3 formed via the third projection optical unit PL3, and includes a fifth detection unit DY5 and a sixth detection unit DY5.
The detection unit DY6 is set so as to cover a pair of triangular regions of the fifth exposure region I5 formed via the fifth projection optical unit PL5.
【0056】したがって、6つの検出ユニットDY1〜
DY6と3つの露光領域I1、I3およびI5とを整列
させた状態から、プレートステージPSをX方向に沿っ
て所定距離だけ移動させると、図中破線で示すように、
6つの検出ユニットDY1〜DY6と2つの露光領域I
2およびI4とを整列させることができる。この状態に
おいて、第2検出ユニットDY2および第3検出ユニッ
トDY3が第2投影光学ユニットPL2を介して形成さ
れる第2露光領域I2の一対の三角形状領域をそれぞれ
カバーし、第4検出ユニットDY4および第5検出ユニ
ットDY5が第4投影光学ユニットPL4を介して形成
される第4露光領域I4の一対の三角形状領域をそれぞ
れカバーする。このとき、第1検出ユニットDY1およ
び第6検出ユニットDY6は、検出動作を行わないこと
になる。Therefore, the six detection units DY1-DY
When the plate stage PS is moved by a predetermined distance in the X direction from the state where DY6 and the three exposure regions I1, I3, and I5 are aligned, as shown by a broken line in the drawing,
Six detection units DY1 to DY6 and two exposure areas I
2 and I4 can be aligned. In this state, the second detection unit DY2 and the third detection unit DY3 cover a pair of triangular regions of the second exposure region I2 formed via the second projection optical unit PL2, respectively. The fifth detection unit DY5 covers a pair of triangular regions of the fourth exposure region I4 formed via the fourth projection optical unit PL4. At this time, the first detection unit DY1 and the sixth detection unit DY6 do not perform the detection operation.
【0057】ところで、6つの検出ユニットDY1〜D
Y6の相互の位置合わせ、すなわちX方向、Y方向およ
びZ方向に沿った相互の位置合わせは、1つの指標板M
Pに設けられた指標SMに基づいて行われる。すなわ
ち、指標板MPには、Y方向に沿って所定の等間隔を隔
てて配置された指標マークが6箇所に設けられており、
たとえば各検出ユニットで検出される各指標マーク像の
中心と各検出ユニットの検出中心とを一致させることに
より、X方向およびY方向に沿った相互位置合わせが行
われる。また、たとえば各検出ユニットで検出される指
標マーク像のコントラストに基づいて、Z方向に沿った
相互位置合わせが行われる。Incidentally, the six detection units DY1 to DYD
The mutual alignment of Y6, that is, the mutual alignment along the X direction, the Y direction, and the Z direction is performed by one index plate M
This is performed based on the index SM provided for P. That is, on the index plate MP, index marks arranged at predetermined equal intervals along the Y direction are provided at six locations.
For example, by matching the center of each index mark image detected by each detection unit with the detection center of each detection unit, mutual alignment along the X direction and the Y direction is performed. Further, mutual alignment along the Z direction is performed based on, for example, the contrast of the index mark image detected by each detection unit.
【0058】なお、本実施形態では、各投影光学ユニッ
トを介して形成される光学像の検出に際して、減光フィ
ルタ6をリレーレンズ系4の瞳面の近傍に挿入する。こ
れは、検出ユニットDYのリレー光学系42の倍率およ
びCCD43の検出感度にもよるが、たとえば約100
mW/cm2の露光パワーの1%程度の照明光による光
学像を所定時間に亘って連続的に検出する方が、高速シ
ャッターなどを用いて露光光による光学像を短時間で瞬
間的に検出するよりも、時間による平均化効果が得られ
るからである。この減光フィルタを検出ユニットDYの
リレー光学系42中に設けてもよいが、パワーの強い露
光光が指標板MPや検出ユニットDYに照射されたとき
に起こり得る熱ドリフトや熱変形などを考慮すると、検
出精度の悪化を回避するために減光フィルタを照明系I
L中に設けることが好ましい。In the present embodiment, when detecting an optical image formed via each projection optical unit, the neutral density filter 6 is inserted near the pupil plane of the relay lens system 4. This depends on the magnification of the relay optical system 42 of the detection unit DY and the detection sensitivity of the CCD 43.
It is better to continuously detect the optical image by the illumination light of about 1% of the exposure power of mW / cm 2 for a predetermined time, and to detect the optical image by the exposure light instantaneously in a short time using a high-speed shutter or the like. This is because an averaging effect over time can be obtained rather than doing so. This neutral density filter may be provided in the relay optical system 42 of the detection unit DY. However, it is necessary to take into consideration thermal drift and thermal deformation that can occur when a strong exposure light is applied to the index plate MP and the detection unit DY. Then, in order to avoid deterioration of the detection accuracy, the neutral density filter is connected to the illumination system I.
It is preferably provided in L.
【0059】換言すると、本実施形態では、減光フィル
タ6が照明系IL中に設けられているので、熱ドリフト
や熱変形などによる検出精度の悪化を回避することがで
きる。しかしながら、照明系IL中において光源1に近
い位置に減光フィルタを配置する場合、熱的な要因を考
慮する必要がある。すなわち、吸収型の減光フィルタで
は、照射熱により容易に割れることが予想される。この
ため、減光フィルタ6では、Cr(クロム)膜などの金
属膜の厚さを制御することによって減光したり、誘電体
膜により反射光を多くするように構成したり、Cr等か
らなる微小なドットパターンなどをガラス基板上にラン
ダムに配置して所定の透過率に設定することが好まし
い。In other words, in the present embodiment, since the neutral density filter 6 is provided in the illumination system IL, it is possible to avoid deterioration in detection accuracy due to thermal drift or thermal deformation. However, when arranging the neutral density filter near the light source 1 in the illumination system IL, it is necessary to consider thermal factors. That is, the absorption type neutral density filter is expected to be easily broken by irradiation heat. For this reason, the neutral density filter 6 is configured to be dimmed by controlling the thickness of a metal film such as a Cr (chromium) film, is configured to increase reflected light by a dielectric film, or is made of Cr or the like. It is preferable that a minute dot pattern or the like is randomly arranged on a glass substrate and set to a predetermined transmittance.
【0060】また、本実施形態のように、照明系IL中
にライトガイド7が設けられている場合、減光フィルタ
を用いることなく、ライトガイド7への入射光の一部を
遮光部により遮るように構成することもできる。ただ
し、ファイバーの特性上、その内部を透過する光の強度
分布は若干なまるものの、その角度方向はある程度保存
されるので、ファイバーに入射する光の角度分布を変化
させないように遮光部を構成するのが望ましい。When the light guide 7 is provided in the illumination system IL as in the present embodiment, a part of the light incident on the light guide 7 is blocked by the light shielding portion without using a neutral density filter. It can also be configured as follows. However, due to the characteristics of the fiber, although the intensity distribution of light passing through the inside is slightly reduced, its angular direction is preserved to some extent, so the light shielding portion is configured so as not to change the angular distribution of light incident on the fiber. It is desirable.
【0061】こうして、減光フィルタ6の作用により減
光された状態において、所定のテストパターンが形成さ
れたテストマスクをマスクステージMS上に設定して、
各投影光学ユニットにおける像位置、像回転、倍率、収
差などを計測する。ここで、テストマスク上において各
投影光学ユニットに対応する各照明領域には、マスクパ
ターンとして様々なラインアンドスペースパターンが形
成されている。すなわち、各照明領域においてX方向、
Y方向、視野中心軸線AX0を中心とした径方向、およ
び視野中心軸線AX0を中心とした周方向に沿って、様
々なピッチを有するラインアンドスペースパターンが形
成されている。In the state where the light is dimmed by the operation of the neutral density filter 6, a test mask on which a predetermined test pattern is formed is set on the mask stage MS.
The image position, image rotation, magnification, aberration, and the like in each projection optical unit are measured. Here, various line and space patterns are formed as mask patterns in each illumination region corresponding to each projection optical unit on the test mask. That is, the X direction in each illumination area,
Line and space patterns having various pitches are formed along the Y direction, a radial direction around the visual field center axis AX0, and a circumferential direction about the visual field center axis AX0.
【0062】以下、各投影光学ユニットにおける像位
置、像回転、倍率、収差などの計測について簡単に説明
する。まず、各投影光学ユニットにおける像位置、像回
転および倍率は、各露光領域の両端におけるマスクパタ
ーン像の位置を検出することにより計測される。また、
各投影光学ユニットのフォーカス位置は、プレートステ
ージPSをZ方向に微動させながらマスクパターン像の
コントラストを検出することにより計測される。さら
に、各投影光学ユニットにおける球面収差は、ライン幅
の異なる(ピッチの異なる)複数のマスクパターン(ラ
インアンドスペースパターン)のフォーカス位置を検出
することにより計測される。ここで、球面収差は、視野
中心軸線AX0に基づく収差である。以下、他の回転対
称収差および非回転対称収差についても同様である。The measurement of the image position, image rotation, magnification, aberration and the like in each projection optical unit will be briefly described below. First, the image position, image rotation, and magnification in each projection optical unit are measured by detecting the positions of the mask pattern images at both ends of each exposure area. Also,
The focus position of each projection optical unit is measured by detecting the contrast of the mask pattern image while slightly moving the plate stage PS in the Z direction. Further, the spherical aberration in each projection optical unit is measured by detecting the focus positions of a plurality of mask patterns (line and space patterns) having different line widths (different pitches). Here, the spherical aberration is an aberration based on the visual field center axis AX0. Hereinafter, the same applies to other rotationally symmetric aberrations and non-rotationally symmetric aberrations.
【0063】また、各投影光学ユニットにおけるコマ収
差は、その解像限界に近いピッチを有するラインアンド
スペースパターンの両端の線幅の差を検出することによ
り計測される。さらに、各投影光学ユニットにおける像
面湾曲は、その解像限界に近いピッチを有する各像高の
マスクパターンのメリジオナル像面のフォーカス位置と
サジタル像面のフォーカス位置との平均を検出すること
により計測される。また、各投影光学ユニットにおける
非点収差は、その解像限界に近いピッチを有する各像高
のマスクパターンのメリジオナル像面のフォーカス位置
とサジタル像面のフォーカス位置との差を検出すること
により計測される。さらに、各投影光学ユニットにおけ
るディストーションは、視野絞り像の範囲内において複
数のマスクパターンの位置を検出し、その変動成分から
像シフトに対応する線形成分を差し引いた成分として計
測される。以下、偏心収差のような非回転対称収差や、
視野絞り像(露光領域)の像位置および像回転などにつ
いても同様に計測される。The coma aberration in each projection optical unit is measured by detecting a difference between line widths at both ends of a line and space pattern having a pitch close to the resolution limit. Further, the field curvature in each projection optical unit is measured by detecting an average of a focus position of a meridional image plane and a focus position of a sagittal image plane of a mask pattern of each image height having a pitch close to its resolution limit. Is done. The astigmatism in each projection optical unit is measured by detecting the difference between the focus position of the meridional image plane and the focus position of the sagittal image plane of the mask pattern at each image height having a pitch close to its resolution limit. Is done. Further, the distortion in each projection optical unit is measured as a component obtained by detecting the positions of a plurality of mask patterns within the range of the field stop image and subtracting a linear component corresponding to the image shift from its fluctuation component. Hereinafter, non-rotationally symmetric aberrations such as eccentric aberrations,
The image position and image rotation of the field stop image (exposure area) are measured in the same manner.
【0064】以上のように、制御部45では、各検出ユ
ニットDYにおけるCCD43からの検出情報に基づい
て、各投影光学ユニットにおける像位置、像回転、倍
率、フォーカス位置、回転対称収差、非回転対称収差、
視野絞り像の像位置および像回転などが計測される。そ
の結果、制御部45は、必要に応じて、第1駆動部Dm
や第2駆動部Dpを介してマスク側倍率補正光学系Gm
やプレート側倍率補正光学系Gpを駆動することによ
り、各投影光学ユニットにおける倍率変動を調整(補
正)する。また、制御部45は、必要に応じて、第3駆
動部DYや第4駆動部DXを介して、像シフターとして
の第1平行平面板P1や第2平行平面板P2を駆動する
ことにより、各投影光学ユニットにおける像位置の変動
を補正する。As described above, in the control unit 45, based on the detection information from the CCD 43 in each detection unit DY, the image position, image rotation, magnification, focus position, rotationally symmetric aberration, and non-rotationally symmetrical in each projection optical unit. aberration,
The image position and image rotation of the field stop image are measured. As a result, if necessary, the control unit 45 sets the first drive unit Dm
And the mask-side magnification correcting optical system Gm via the second driving unit Dp
By driving the plate-side magnification correction optical system Gp, the magnification fluctuation in each projection optical unit is adjusted (corrected). The control unit 45 drives the first parallel plane plate P1 or the second parallel plane plate P2 as an image shifter via the third drive unit DY or the fourth drive unit DX as necessary, The fluctuation of the image position in each projection optical unit is corrected.
【0065】さらに、制御部45は、必要に応じて、第
5駆動部DZを介して、像ローテーターとしての第2直
角プリズムPR2を駆動することにより、各投影光学ユ
ニットにおける像回転を補正する。また、制御部45
は、必要に応じて、圧力調整部Dcを介して、レンズコ
ントロール室LC内の圧力を微小量だけ変化させること
により、各投影光学ユニットにおけるフォーカス位置の
変動を補正する。さらに、制御部45は、必要に応じ
て、各収差の補正に有効なレンズを光軸方向または光軸
直交方向に沿って移動させたり、光軸に対して傾斜させ
たりすることにより、回転対称収差や非回転対称収差を
補正する。また、制御部45は、必要に応じて、視野絞
りFSをXY平面に沿って移動させたりZ軸廻りに回転
させたりすることにより、視野絞り像の像位置の変動お
よび像回転を補正する。Further, the control section 45 corrects the image rotation in each projection optical unit by driving the second right-angle prism PR2 as an image rotator via the fifth driving section DZ as necessary. The control unit 45
Corrects the fluctuation of the focus position in each projection optical unit by changing the pressure in the lens control room LC by a very small amount via the pressure adjusting unit Dc as necessary. Further, the control unit 45 may rotate the lens effective for correcting each aberration along the optical axis direction or the direction orthogonal to the optical axis, or may incline the lens with respect to the optical axis, as necessary, so that the lens is rotationally symmetric. Correct aberrations and non-rotationally symmetric aberrations. Further, the control unit 45 corrects the fluctuation of the image position of the field stop image and the image rotation by moving the field stop FS along the XY plane or rotating the field stop FS around the Z axis as necessary.
【0066】なお、各投影光学ユニットにおける光学特
性の調整に際しては、各投影光学ユニットの光学特性を
すべて所望の状態に補正するのが理想である。しかしな
がら、実際には各投影光学ユニットの光学特性をすべて
所望の状態に補正することは困難であり、良好な重複露
光を実現するために、露光領域の一部重複部分において
隣合う投影光学ユニットの光学特性がほぼ同じ傾向にし
たがって変化するように設定することが好ましい。具体
的には、たとえば隣合う投影光学ユニットで像面湾曲の
向きが逆になり、且つ隣合う投影光学ユニットで露光領
域の一部重複部分の像面がほぼ一致するように設定する
ことが好ましい。また、たとえばコマ収差などの諸収差
の場合にも、露光領域の非重複部分(中央の矩形状部
分)から一部重複部分(両端の三角形状部分)へかけて
収差の変化が連続的で且つ滑らかになるように補正する
ことが好ましい。In adjusting the optical characteristics of each projection optical unit, it is ideal that all the optical characteristics of each projection optical unit are corrected to a desired state. However, in practice, it is difficult to correct all the optical characteristics of each projection optical unit to a desired state, and in order to realize a good overlapping exposure, the projection optical units adjacent to each other in a partially overlapping portion of the exposure area are required. It is preferable that the optical characteristics be set so as to change in accordance with substantially the same tendency. More specifically, for example, it is preferable that the direction of curvature of field is set to be opposite between the adjacent projection optical units, and that the image planes of the partially overlapping portions of the exposure regions be substantially the same between the adjacent projection optical units. . Also, in the case of various aberrations such as coma, for example, the variation of the aberration is continuous from the non-overlapping portion (rectangular portion at the center) to the partially overlapping portion (triangular portion at both ends) of the exposure area. It is preferable that the correction be made so as to be smooth.
【0067】また、各投影光学ユニットでは、露光中の
光照射によるレンズの熱変形や偏向部材の熱変形などに
より、フォーカス位置や、倍率や、収差などが変動する
可能性がある。この場合、各投影光学ユニットへの照射
光の光量をモニターしつつ、検出系を用いて予め求めた
データテーブルなどを参照して、これらの光学特性の変
動を随時調整(補正)することが好ましい。In each of the projection optical units, there is a possibility that the focus position, magnification, aberration, and the like may fluctuate due to thermal deformation of the lens due to light irradiation during exposure or thermal deformation of the deflecting member. In this case, it is preferable to adjust (correct) the fluctuations of these optical characteristics as needed by referring to a data table or the like obtained in advance using a detection system while monitoring the amount of irradiation light to each projection optical unit. .
【0068】以上のように、本実施形態では、図6に実
線で示す位置において、6つの検出ユニットDY1〜D
Y6を介して3つの投影光学ユニットPL1、PL3お
よびPL5の光学特性を計測する。次いで、プレートス
テージPSを走査方向(X方向)に移動させ、図6に破
線で示す位置において、4つの検出ユニットDY2〜D
Y5を介して2つの投影光学ユニットPL2およびPL
4の光学特性を計測する。その結果、各投影光学ユニッ
トの光学特性を短時間で計測することができる。As described above, in this embodiment, the six detection units DY1 to DY1
The optical characteristics of the three projection optical units PL1, PL3 and PL5 are measured via Y6. Next, the plate stage PS is moved in the scanning direction (X direction), and the four detection units DY2 to DY2
Two projection optical units PL2 and PL via Y5
4 is measured. As a result, the optical characteristics of each projection optical unit can be measured in a short time.
【0069】また、各検出ユニットDYにおける光学像
の検出は、各検出ユニットDYを静止させたままで、す
なわちプレートステージPSを静止させたままで行われ
る。もちろん、次の光学像の検出のためにプレートステ
ージPSは移動するが、光学像の検出動作自体は静止状
態で行われる。この意味において、各検出ユニットDY
は静止型センサであり、大型のプレートステージPSを
走査させることなく像検出を行う。これに対し、従来の
スリットスキャン型のセンサでは、像検出に際して数十
μm〜数百μm程度の高精度な走査を行う必要があるた
め、特に大型のプレートステージを有する場合には計測
時間の観点から非常に不利である。換言すると、本実施
形態では、大型のプレートステージPSを備えているに
もかかわらず、像検出に際してスキャン動作が不要であ
るため、検出時間が、ひいては計測時間が非常に短くて
済む。The detection of the optical image in each detection unit DY is performed while each detection unit DY is kept stationary, that is, while the plate stage PS is kept stationary. Of course, the plate stage PS moves to detect the next optical image, but the operation of detecting the optical image itself is performed in a stationary state. In this sense, each detection unit DY
Is a stationary sensor, which performs image detection without scanning the large plate stage PS. On the other hand, in the conventional slit scan type sensor, it is necessary to perform high-precision scanning of about several tens μm to several hundred μm when detecting an image. Very disadvantageous from. In other words, in the present embodiment, despite the provision of the large plate stage PS, a scanning operation is not required for image detection, so that the detection time and, consequently, the measurement time are very short.
【0070】また、本実施形態の静止型センサと従来の
スリットスキャン型センサとで検出精度自体はほぼ同じ
であるとしても、同一時間内に計測可能な回数で比較す
れば、本実施形態の静止型センサの方がはるかに有利で
ある。その結果、本実施形態の静止型センサでは、多数
の計測情報に基づく平均化効果により、高い計測精度を
実現することができる。Further, even though the detection accuracy itself is substantially the same between the static sensor of the present embodiment and the conventional slit scan type sensor, if the number of times that can be measured within the same time is compared, the static sensor of the present embodiment can be compared. Type sensors are much more advantageous. As a result, in the static sensor according to the present embodiment, high measurement accuracy can be realized by an averaging effect based on a large amount of measurement information.
【0071】さらに、たとえばプレートステージが暴走
してその位置情報を一時的に失った場合にも、本実施形
態では、ディスプレー46で検出像と指標像とを直接モ
ニターしながら各検出ユニットの位置合わせを行い、光
学像の検出および光学特性の計測の準備を迅速に且つ円
滑に進めることができる。また、本実施形態では、ディ
スプレー46で検出像を直接モニターすることができる
ので、計測時間や計測精度以外の観点から見ても非常に
有利である。また、この像検出系を利用して、各投影光
学ユニット内の視野絞りの位置(像位置)を干渉計と協
働して求めることもでき、その値を用いて各投影光学ユ
ニット内の視野絞りの位置を調整することも可能とな
る。Further, even in the case where the position information is temporarily lost due to the runaway of the plate stage, for example, in this embodiment, the position of each detection unit is adjusted while directly monitoring the detection image and the index image on the display 46. And preparations for detection of the optical image and measurement of the optical characteristics can be promptly and smoothly proceeded. Further, in this embodiment, since the detected image can be directly monitored on the display 46, it is very advantageous from the viewpoint other than the measurement time and the measurement accuracy. Also, by using this image detection system, the position of the field stop (image position) in each projection optical unit can be obtained in cooperation with the interferometer. The position of the aperture can be adjusted.
【0072】図1に示す本実施形態における各光学部材
及び各ステージ等を前述したような機能を達成するよう
に、電気的、機械的または光学的に連結することで、本
実施形態にかかる露光装置を組み上げることができる。
そして、照明系ILによってマスクを照明し(照明工
程)、投影光学ユニットPL1〜PL5からなる投影光
学系PLを用いてマスクに形成された転写用のパターン
を感光性基板に走査露光する(露光工程)ことにより、
マイクロデバイス(半導体素子、液晶表示素子、薄膜磁
気ヘッド等)を製造することができる。以下、図1に示
す本実施形態の露光装置を用いて感光性基板としてのウ
エハ等に所定の回路パターンを形成することによって、
マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手
法の一例につき図7のフローチャートを参照して説明す
る。The optical member and each stage in the present embodiment shown in FIG. 1 are electrically, mechanically or optically connected so as to achieve the above-described functions, thereby achieving the exposure according to the present embodiment. The device can be assembled.
Then, the mask is illuminated by the illumination system IL (illumination step), and a transfer pattern formed on the mask is scanned and exposed on the photosensitive substrate using the projection optical system PL including the projection optical units PL1 to PL5 (exposure step). )
Microdevices (semiconductor elements, liquid crystal display elements, thin film magnetic heads, etc.) can be manufactured. Hereinafter, by forming a predetermined circuit pattern on a wafer or the like as a photosensitive substrate using the exposure apparatus of the present embodiment shown in FIG. 1,
An example of a technique for obtaining a semiconductor device as a micro device will be described with reference to a flowchart of FIG.
【0073】先ず、図7のステップ301において、1
ロットのウエハ上に金属膜が蒸着される。次のステップ
302において、そのlロットのウエハ上の金属膜上に
フォトレジストが塗布される。その後、ステップ303
において、図1に示す露光装置を用いて、マスク上のパ
ターンの像がその投影光学系(投影光学ユニット)を介
して、その1ロットのウエハ上の各ショット領域に順次
露光転写される。その後、ステップ304において、そ
の1ロットのウエハ上のフォトレジストの現像が行われ
た後、ステップ305において、その1ロットのウエハ
上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行う
ことによって、マスク上のパターンに対応する回路パタ
ーンが、各ウエハ上の各ショット領域に形成される。そ
の後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うこ
とによって、半導体素子等のデバイスが製造される。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 the wafers of the lot. In the next step 302, a photoresist is applied on the metal film on the l lot of wafers. Then, step 303
1, 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 (projection optical unit) using the exposure apparatus shown in FIG. Thereafter, in step 304, the photoresist on the one lot of wafers is developed, and in step 305, etching is performed on the one lot of wafers using the resist pattern as a mask, thereby forming a pattern on the mask. A corresponding circuit pattern is formed in each shot area on each wafer. Thereafter, a device such as a semiconductor element is manufactured by forming a circuit pattern of an upper layer and the like. According to the above-described semiconductor device manufacturing method, a semiconductor device having an extremely fine circuit pattern can be obtained with good throughput.
【0074】また、図1に示す露光装置では、プレート
(ガラス基板)上に所定のパターン(回路パターン、電
極パターン等)を形成することによって、マイクロデバ
イスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、
図8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8において、パターン形成工程4
01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 shown in FIG. 1, by forming a predetermined pattern (circuit pattern, electrode pattern, etc.) on a plate (glass substrate), a liquid crystal display element as a micro device can be obtained. Less than,
An example of the technique at this time will be described with reference to the flowchart in FIG. In FIG. 8, a pattern forming step 4
In step 01, a so-called optical lithography step of transferring and exposing a mask pattern to a photosensitive substrate (a glass substrate coated with a resist) using the exposure apparatus of the present embodiment is executed. 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.
【0075】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 set of three stripe filters of R, G, and B are arranged in a plurality of horizontal scanning line directions 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.
【0076】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。Thereafter, in a module assembling step 404, components such as an electric circuit and a backlight for performing a display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell) are attached to complete a liquid crystal display element. According to the above-described method for manufacturing a liquid crystal display device, a liquid crystal display device having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput.
【0077】なお、上述の実施形態では、撮像素子とし
て二次元CCDを用いた例を示しているが、これに限定
されることなく、撮像素子としてたとえば一次元CCD
を用いることもできる。この場合においても、一次元C
CDにおける像検出自体はプレートステージを静止させ
たままで行われる。In the above-described embodiment, an example is shown in which a two-dimensional CCD is used as an image sensor. However, the present invention is not limited to this.
Can also be used. Also in this case, the one-dimensional C
The image detection itself on the CD is performed with the plate stage kept stationary.
【0078】また、上述の実施形態では、6つの検出ユ
ニットをY方向に沿って並べているが、その数および配
列については様々な変形例が可能である。この点に関し
て、たとえばY方向に沿って間隔を隔てた一対の検出ユ
ニットで像検出を行うこともできるし、場合によっては
単体の検出ユニットで像検出を行うこともできる。In the above-described embodiment, the six detection units are arranged along the Y direction. However, various modifications can be made to the number and arrangement of the six detection units. In this regard, for example, image detection can be performed by a pair of detection units spaced at intervals along the Y direction, and in some cases, image detection can be performed by a single detection unit.
【0079】さらに、上述の実施形態では、各投影光学
ユニットが一対の結像光学系を有するマルチ走査型投影
露光装置について本発明を適用しているが、各投影光学
ユニットが1つまたは3つ以上の結像光学系を有する型
式のマルチ走査型投影露光装置に対しても本発明を適用
することができる。Further, in the above-described embodiment, the present invention is applied to the multi-scan type projection exposure apparatus in which each projection optical unit has a pair of imaging optical systems, but each projection optical unit has one or three projection optical units. The present invention is also applicable to a multi-scan type projection exposure apparatus having the above-described imaging optical system.
【0080】また、上述の実施形態では、各投影光学ユ
ニットが反射屈折型の結像光学系を有するマルチ走査型
投影露光装置について本発明を適用しているが、これに
限定されることなく、たとえば屈折型の結像光学系を有
する型式のマルチ走査型投影露光装置に対しても本発明
を適用することができる。In the above-described embodiment, the present invention is applied to the multi-scan type projection exposure apparatus in which each projection optical unit has a catadioptric imaging optical system. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be applied to a multi-scan type projection exposure apparatus having a refraction type image forming optical system.
【0081】さらに、上述の実施形態では、光源として
超高圧水銀ランプを用いているが、これに限定されるこ
となく、他の適当な光源を用いることができる。すなわ
ち、本発明において、露光波長は、g線、h線、i線な
どに特に限定されるものではない。Further, in the above-described embodiment, an ultra-high pressure mercury lamp is used as a light source. However, the present invention is not limited to this, and another appropriate light source can be used. That is, in the present invention, the exposure wavelength is not particularly limited to g-line, h-line, i-line and the like.
【0082】また、上述の実施形態では、複数の投影光
学ユニットから構成された投影光学系に対してマスクお
よび感光性基板を移動させながら走査露光を行うマルチ
走査型投影露光装置について本発明を説明している。し
かしながら、複数の投影光学ユニットから構成された投
影光学系に対してマスクおよび感光性基板を移動させる
ことなく一括的な露光を行う投影露光装置についても本
発明を適用することができる。さらに、単体の投影光学
系を備えた一般の露光装置においても、減光手段の設置
による本発明の効果を得ることができる。In the above-described embodiment, the present invention is described with respect to a multi-scan type projection exposure apparatus which performs scanning exposure while moving a mask and a photosensitive substrate with respect to a projection optical system composed of a plurality of projection optical units. are doing. However, the present invention can also be applied to a projection exposure apparatus that performs collective exposure without moving a mask and a photosensitive substrate to a projection optical system including a plurality of projection optical units. Further, even in a general exposure apparatus having a single projection optical system, the effect of the present invention can be obtained by installing the dimming means.
【0083】[0083]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
多数の投影光学ユニットの光学特性を迅速に且つ正確に
計測して、高精度に光学調整することのできる露光装置
を実現することができる。また、本発明によれば、露光
光の照射による熱ドリフトなどを実質的に回避して、投
影光学系の光学特性を高精度に計測し且つ光学調整する
ことのできる露光装置を実現することができる。As described above, according to the present invention,
An exposure apparatus capable of quickly and accurately measuring the optical characteristics of a large number of projection optical units and performing optical adjustment with high precision can be realized. Further, according to the present invention, it is possible to realize an exposure apparatus capable of measuring and optically adjusting optical characteristics of a projection optical system with high accuracy while substantially avoiding thermal drift or the like due to exposure light exposure. it can.
【0084】さらに、本発明にしたがって構成された露
光装置を用いた良好な露光により、大面積で良好なマイ
クロデバイスとして、たとえば高精度な液晶表示素子な
どを製造することができる。Further, by performing good exposure using the exposure apparatus constructed according to the present invention, a high-precision liquid crystal display element, for example, as a large-area and good microdevice can be manufactured.
【図1】本発明の実施形態にかかる露光装置の全体構成
を概略的に示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view schematically showing an overall configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1の露光装置における照明系の構成を概略的
に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of an illumination system in the exposure apparatus of FIG.
【図3】図1の露光装置において投影光学系を構成する
各投影光学ユニットの構成を概略的に示す図である。FIG. 3 is a view schematically showing a configuration of each projection optical unit forming a projection optical system in the exposure apparatus of FIG. 1;
【図4】図1の露光装置に設けられた像検出系の構成を
概略的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration of an image detection system provided in the exposure apparatus of FIG.
【図5】図3のマスク側倍率補正光学系Gmおよびプレ
ート側倍率補正光学系Gpの構成を概略的に示す図であ
る。5 is a diagram schematically showing a configuration of a mask-side magnification correcting optical system Gm and a plate-side magnification correcting optical system Gp of FIG. 3;
【図6】本実施形態において各投影光学ユニットを介し
て形成される光学像の検出動作を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an operation of detecting an optical image formed via each projection optical unit in the present embodiment.
【図7】本実施形態の露光装置を用いて感光性基板とし
てのウエハ等に所定の回路パターンを形成することによ
って、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る
際の手法のフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart 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.
【図8】本実施形態の露光装置を用いてプレート上に所
定の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. 8 is a flowchart of a method for obtaining a liquid crystal display element as a micro device by forming a predetermined pattern on a plate using the exposure apparatus of the present embodiment.
1 光源 2 楕円鏡 3 反射鏡 4 リレーレンズ系 6 減光フィルタ 7 ライトガイド 9 フライアイ・インテグレータ 11 コンデンサーレンズ系 M マスク PL 投影光学系 PL1〜PL5 投影光学ユニット P プレート ID 像検出系 MP 指標板 Gm,Gp 倍率補正光学系 Gf フォーカス補正光学系 LC レンズコントロール室 REFERENCE SIGNS LIST 1 light source 2 elliptical mirror 3 reflecting mirror 4 relay lens system 6 neutral density filter 7 light guide 9 fly-eye integrator 11 condenser lens system M mask PL projection optical system PL1 to PL5 projection optical unit P plate ID image detection system MP index plate Gm , Gp magnification correction optical system Gf focus correction optical system LC lens control room
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H052 BA02 BA03 BA09 BA12 2H097 BA10 EA01 GB00 KA03 KA29 LA10 LA12 5F046 AA22 BA05 CA02 CB02 CB04 CB05 CB06 CB08 CB10 CB12 CB19 CB20 CB23 CB25 CC01 CC02 DA13 DA27 DB01 DC12 EB03 EC05 ED01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference) 2H052 BA02 BA03 BA09 BA12 2H097 BA10 EA01 GB00 KA03 KA29 LA10 LA12 5F046 AA22 BA05 CA02 CB02 CB04 CB05 CB06 CB08 CB10 CB12 CB19 CB20 CB23 CB25 CC01 CC02 DC13 DB03
Claims (15)
明するための照明光学系と、所定方向に沿って配列され
た複数の投影光学ユニットを有する投影光学系とを備
え、前記投影光学系を介して前記マスクのパターン像を
感光性基板へ投影露光する露光装置において、 前記複数の投影光学ユニットの各々を介して形成される
像を画像検出するための像検出系を備えていることを特
徴とする露光装置。An illumination optical system for illuminating a mask on which a predetermined pattern is formed, and a projection optical system having a plurality of projection optical units arranged along a predetermined direction. An exposure apparatus for projecting and exposing a pattern image of the mask onto a photosensitive substrate through an exposure apparatus, comprising: an image detection system for detecting an image formed via each of the plurality of projection optical units. Exposure apparatus.
形成される像からの光に基づいて二次像を形成するため
のリレー光学系と、該リレー光学系を介して形成された
前記二次像を検出するための撮像素子とを有することを
特徴とする請求項1に記載の露光装置。2. An image detection system comprising: a relay optical system for forming a secondary image based on light from an image formed via each projection optical system; and a relay optical system formed via the relay optical system. 2. An exposure apparatus according to claim 1, further comprising an image pickup device for detecting said secondary image.
光学ユニットにおける像位置、像回転、倍率、回転対称
収差、および非回転対称収差のうちの少なくとも1つの
光学特性を計測するための計測系をさらに備えているこ
とを特徴とする請求項1または2に記載の露光装置。3. A method for measuring at least one optical characteristic of an image position, an image rotation, a magnification, a rotationally symmetric aberration, and a non-rotationally symmetric aberration in each projection optical unit based on an output of the image detection system. The exposure apparatus according to claim 1, further comprising a measurement system.
に沿って二次元的に移動させるための基板ステージを備
え、 前記像検出系は、前記基板ステージに取り付けられてい
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。4. A substrate stage for two-dimensionally moving the photosensitive substrate along an image plane of the projection optical system, wherein the image detection system is attached to the substrate stage. The exposure apparatus according to claim 1, wherein:
間隔を隔てた一対の像検出系を有することを特徴とする
請求項4に記載の露光装置。5. The exposure apparatus according to claim 4, wherein the image detection system has a pair of image detection systems spaced along the predetermined direction.
とほぼ同じ位置に位置決めされて前記一対の像検出系の
相互の位置合わせに用いるための指標が設けられた指標
板を有することを特徴とする請求項5に記載の露光装
置。6. The image detection system has an index plate positioned at substantially the same position as the image plane of the projection optical system and provided with an index for use in mutual alignment of the pair of image detection systems. The exposure apparatus according to claim 5, wherein:
投影光学ユニットとの間で一部重複する露光領域を形成
するように構成され、 前記一対の像検出系は、前記露光領域における一部重複
部分の間隔に対応する間隔を有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。7. The plurality of projection optical units are configured to form an exposure area that partially overlaps with an adjacent projection optical unit, and the pair of image detection systems includes a part in the exposure area. The exposure apparatus according to claim 5, wherein the exposure apparatus has an interval corresponding to an interval between overlapping portions.
記複数の投影光学ユニットのうちの少なくとも1つ投影
光学ユニットの光学特性を調整するための調整手段をさ
らに備えていることを特徴とする請求項1乃至7のいず
れか1項に記載の露光装置。8. The image processing apparatus according to claim 1, further comprising adjusting means for adjusting optical characteristics of at least one of the plurality of projection optical units based on an output from the image detection system. The exposure apparatus according to claim 1.
制限するための視野絞りを有し、前記像検出系により各
投影光学ユニット内の視野絞りの位置を計測することを
特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の露光
装置。9. The projection optical unit has a field stop for limiting each exposure field, and the position of the field stop in each projection optical unit is measured by the image detection system. The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 8.
照明するための照明光学系と、前記マスクのパターン像
を感光性基板へ投影露光するための投影光学系とを備え
た露光装置において、 前記投影光学系を介して形成される像を撮像素子を介し
て検出するための像検出系と、 前記撮像素子の検出感度に応じて前記像検出系への入射
光を減光するための減光手段とを備えていることを特徴
とする露光装置。10. An exposure apparatus comprising: an illumination optical system for illuminating a mask on which a predetermined pattern is formed; and a projection optical system for projecting and exposing a pattern image of the mask onto a photosensitive substrate. An image detection system for detecting an image formed via a projection optical system via an image sensor; and a dimming device for dimming incident light to the image detection system according to the detection sensitivity of the image sensor. An exposure apparatus comprising:
た金属膜または誘電体膜または光遮光性の微細パターン
を有することを特徴とする請求項10に記載の露光装
置。11. The exposure apparatus according to claim 10, wherein the dimming unit has a metal film, a dielectric film, or a light-shielding fine pattern formed on a transparent substrate.
載の露光装置を用いて前記マスクのパターンを前記感光
性基板へ露光する露光工程と、 前記露光された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。12. An exposure step of exposing the pattern of the mask to the photosensitive substrate using the exposure apparatus according to claim 1, and a development step of developing the exposed substrate. A method for manufacturing a micro device, comprising:
照明するための照明光学系と、所定方向に沿って配列さ
れた複数の投影光学ユニットを有する投影光学系とを備
え、前記投影光学系を介して前記マスクのパターン像を
前記感光性基板へ投影露光する露光装置の製造方法にお
いて、 前記複数の投影光学ユニットの各々を介して形成される
像を画像検出する検出工程と、 前記検出工程で得られた情報に基づいて、各投影光学ユ
ニットにおける像位置、像回転、倍率、回転対称収差、
および非回転対称収差のうちの少なくとも1つの光学特
性を計測する計測工程と、 前記計測工程で得られた情報に基づいて、各投影光学ユ
ニットを光学調整する調整工程とを含むことを特徴とす
る製造方法。13. An illumination optical system for illuminating a mask on which a predetermined pattern is formed, and a projection optical system having a plurality of projection optical units arranged along a predetermined direction. A manufacturing method of an exposure apparatus for projecting and exposing the pattern image of the mask onto the photosensitive substrate through a detecting step of detecting an image formed through each of the plurality of projection optical units; and Based on the obtained information, the image position, image rotation, magnification, rotational symmetric aberration,
And a measuring step of measuring at least one optical characteristic of the non-rotationally symmetric aberration, and an adjusting step of optically adjusting each projection optical unit based on the information obtained in the measuring step. Production method.
う投影光学ユニットとの間で一部重複する露光領域を形
成するように構成され、 前記調整工程は、前記露光領域の一部重複部分において
隣合う投影光学ユニットの光学特性がほぼ同じ傾向にし
たがって変化するように設定することを特徴とする請求
項13に記載の製造方法。14. The plurality of projection optical units are configured to form an exposure area that partially overlaps with an adjacent projection optical unit, and the adjusting step is performed in a part where the exposure area partially overlaps. 14. The manufacturing method according to claim 13, wherein the optical characteristics of adjacent projection optical units are set to change according to substantially the same tendency.
影光学ユニットを有する投影光学系を介してマスクのパ
ターンを感光性基板へ露光する露光工程と、前記露光さ
れた基板を現像する現像工程とを含むマイクロデバイス
の製造方法において、 前記複数の投影光学ユニットの各々を介して形成される
像を画像検出する検出工程と、 前記検出工程で得られた情報に基づいて、各投影光学ユ
ニットにおける像位置、像回転、倍率、回転対称収差、
および非回転対称収差のうちの少なくとも1つの光学特
性を計測する計測工程と、 前記計測工程で得られた情報に基づいて、各投影光学ユ
ニットを光学調整する調整工程とを含むことを特徴とす
るマイクロデバイス製造方法。15. An exposure step of exposing a pattern of a mask to a photosensitive substrate via a projection optical system having a plurality of projection optical units arranged along a predetermined direction, and a development step of developing the exposed substrate. In the method for manufacturing a micro device including: a detection step of image-detecting an image formed via each of the plurality of projection optical units; and, based on the information obtained in the detection step, Image position, image rotation, magnification, rotational symmetric aberration,
And a measuring step of measuring at least one optical characteristic of the non-rotationally symmetric aberration, and an adjusting step of optically adjusting each projection optical unit based on the information obtained in the measuring step. Micro device manufacturing method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000157039A JP2001337462A (en) | 2000-05-26 | 2000-05-26 | Exposure apparatus, method of manufacturing exposure apparatus, and method of manufacturing micro device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000157039A JP2001337462A (en) | 2000-05-26 | 2000-05-26 | Exposure apparatus, method of manufacturing exposure apparatus, and method of manufacturing micro device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001337462A true JP2001337462A (en) | 2001-12-07 |
| JP2001337462A5 JP2001337462A5 (en) | 2008-02-28 |
Family
ID=18661738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000157039A Pending JP2001337462A (en) | 2000-05-26 | 2000-05-26 | Exposure apparatus, method of manufacturing exposure apparatus, and method of manufacturing micro device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001337462A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004029234A (en) * | 2002-06-24 | 2004-01-29 | Pentax Corp | Projection exposure optical system and projection exposure apparatus |
| JP2006220903A (en) * | 2005-02-10 | 2006-08-24 | Canon Inc | Reflective mirror, exposure apparatus and device manufacturing method |
| JP2008185908A (en) * | 2007-01-31 | 2008-08-14 | Nikon Corp | Mask manufacturing method, exposure method, exposure apparatus, and electronic device manufacturing method |
| US8493549B2 (en) | 2006-03-27 | 2013-07-23 | Nikon Corporation | Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method |
| KR20160084539A (en) | 2015-01-05 | 2016-07-14 | (주)그린광학 | Reflective mirror for cut-off GHI-line |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0272365A (en) * | 1988-09-07 | 1990-03-12 | Hitachi Ltd | photo processing equipment |
| JPH0855783A (en) * | 1994-08-16 | 1996-02-27 | Nikon Corp | Exposure equipment |
| JPH09266159A (en) * | 1996-03-29 | 1997-10-07 | Nikon Corp | Exposure control device |
| JPH10335242A (en) * | 1997-06-03 | 1998-12-18 | Nikon Corp | Exposure apparatus and exposure method |
| JPH11121357A (en) * | 1997-10-14 | 1999-04-30 | Nikon Corp | Position detecting device and position detecting method |
-
2000
- 2000-05-26 JP JP2000157039A patent/JP2001337462A/en active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0272365A (en) * | 1988-09-07 | 1990-03-12 | Hitachi Ltd | photo processing equipment |
| JPH0855783A (en) * | 1994-08-16 | 1996-02-27 | Nikon Corp | Exposure equipment |
| JPH09266159A (en) * | 1996-03-29 | 1997-10-07 | Nikon Corp | Exposure control device |
| JPH10335242A (en) * | 1997-06-03 | 1998-12-18 | Nikon Corp | Exposure apparatus and exposure method |
| JPH11121357A (en) * | 1997-10-14 | 1999-04-30 | Nikon Corp | Position detecting device and position detecting method |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004029234A (en) * | 2002-06-24 | 2004-01-29 | Pentax Corp | Projection exposure optical system and projection exposure apparatus |
| JP2006220903A (en) * | 2005-02-10 | 2006-08-24 | Canon Inc | Reflective mirror, exposure apparatus and device manufacturing method |
| US8493549B2 (en) | 2006-03-27 | 2013-07-23 | Nikon Corporation | Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method |
| JP5392468B2 (en) * | 2006-03-27 | 2014-01-22 | 株式会社ニコン | Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method |
| JP2008185908A (en) * | 2007-01-31 | 2008-08-14 | Nikon Corp | Mask manufacturing method, exposure method, exposure apparatus, and electronic device manufacturing method |
| KR20160084539A (en) | 2015-01-05 | 2016-07-14 | (주)그린광학 | Reflective mirror for cut-off GHI-line |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100827874B1 (en) | Exposure apparatus, method for manufacturing thereof, method for exposing, method for manufacturing microdevice, and method for manufacturing device | |
| JP4324957B2 (en) | Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method | |
| JP5071382B2 (en) | Scanning exposure apparatus and microdevice manufacturing method | |
| KR101445399B1 (en) | Scanning type exposure apparatus, manufacturing method of micro device, mask, projection optical apparatus and manufacturing method of mask | |
| JP4655332B2 (en) | Exposure apparatus, exposure apparatus adjustment method, and microdevice manufacturing method | |
| JP2005340605A (en) | Exposure apparatus and adjustment method thereof | |
| JP2004145269A (en) | Projection optical system, catadioptric projection optical system, scanning exposure apparatus and exposure method | |
| JP2008185908A (en) | Mask manufacturing method, exposure method, exposure apparatus, and electronic device manufacturing method | |
| JP2003203853A (en) | Exposure apparatus and method, and method for manufacturing microdevice | |
| JP4811623B2 (en) | Projection optical system and exposure apparatus provided with the projection optical system | |
| JP2001330964A (en) | Exposure apparatus and microdevice manufacturing method using the exposure apparatus | |
| JP2001337462A (en) | Exposure apparatus, method of manufacturing exposure apparatus, and method of manufacturing micro device | |
| KR102239056B1 (en) | Catadioptric optical system, illumination optical system, exposure apparatus and article manufacturing method | |
| JP2007101592A (en) | Scanning exposure apparatus and microdevice manufacturing method | |
| JP2004266259A (en) | Illumination optical device, exposure apparatus, and exposure method | |
| JP4707924B2 (en) | Projection optical system, exposure apparatus, and microdevice manufacturing method | |
| JP4547714B2 (en) | Projection optical system, exposure apparatus, and exposure method | |
| JP2006196559A (en) | Exposure apparatus and microdevice manufacturing method | |
| JP4644935B2 (en) | Projection optical system and exposure apparatus provided with the projection optical system | |
| JP2005024584A (en) | Scanning projection exposure apparatus and exposure method | |
| TW530335B (en) | Image-forming optical system and exposure device equipped therewith | |
| JP2000187332A (en) | Scanning projection exposure apparatus and exposure method | |
| JP2010014765A (en) | Projection optical system, exposure device and device manufacturing method | |
| JP2004126520A (en) | Projection optical system, exposure apparatus, and method for forming circuit pattern | |
| JP2007299891A (en) | Light source unit, illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070315 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080110 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100201 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100316 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100816 |