JPH0653119A - Projection type exposure system - Google Patents

Projection type exposure system

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JPH0653119A
JPH0653119A JP3260767A JP26076791A JPH0653119A JP H0653119 A JPH0653119 A JP H0653119A JP 3260767 A JP3260767 A JP 3260767A JP 26076791 A JP26076791 A JP 26076791A JP H0653119 A JPH0653119 A JP H0653119A
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illumination
optical system
reticle
fly
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Nobutaka Umagome
伸貴 馬込
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  • Variable Magnification In Projection-Type Copying Machines (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 照明光の状態の変更や通常レチクルと位相シ
フトレチクルとの交換にかかわらず、常に最良焦点面で
露光を行う。 【構成】 光源1からの光束は開口絞り6により所定形
状に制限される。ターレット板TAは開口形状の異なる
複数の開口絞りを切り換え可能となっている。また、通
常レチクル12と位相シフトレチクル12bとを切り換
え可能となっている。これら照明光の状態の変更に応じ
て、または通常レチクルと位相シフトレチクルとの切り
換えに応じて、ギャップセンサAFにオフセットを加え
る。
(57) [Abstract] [Purpose] Exposure is always performed at the best focal plane, regardless of changes in the illumination light state or replacement of the normal reticle and the phase shift reticle. The light flux from the light source 1 is limited to a predetermined shape by an aperture stop 6. The turret plate TA can switch a plurality of aperture stops having different aperture shapes. Further, the normal reticle 12 and the phase shift reticle 12b can be switched. An offset is added to the gap sensor AF in response to a change in the state of the illumination light or a switching between the normal reticle and the phase shift reticle.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は投影型露光装置に関する
ものであり、特に半導体集積素子等の回路パターン又は
液晶素子のパターンの転写に使用される投影型露光装置
の照明系の切り換えに伴うフォーカス調整、及び使用す
るマスクの切り換えに伴うフォーカス調整に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection exposure apparatus, and more particularly to a focus for switching an illumination system of a projection exposure apparatus used for transferring a circuit pattern of a semiconductor integrated device or a liquid crystal element pattern. The present invention relates to adjustment and focus adjustment accompanying switching of a mask to be used.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体等の回路パターン形成には、一般
にフォトリソグラフ技術と呼ばれる工程が必要である。
この工程には通常、レチクル(マスク)パターンを半導
体ウェハ等の試料基板上に転写する方法が採用される。
試料基板上には感光性のフォトレジストが塗布されてお
り、照射光像、すなわちマスクパターンの透明部分のパ
ターン形状に応じて、フォトレジストに回路パターンが
転写される。投影型露光装置では、マスク上に描画され
た転写すべき回路パターンが、投影光学系を介して試料
基板(ウェハ)上に投影、結像される。
2. Description of the Related Art Generally, a process called a photolithographic technique is required for forming a circuit pattern of a semiconductor or the like.
In this step, a method of transferring a reticle (mask) pattern onto a sample substrate such as a semiconductor wafer is usually adopted.
A photosensitive photoresist is applied on the sample substrate, and the circuit pattern is transferred to the photoresist according to the irradiation light image, that is, the pattern shape of the transparent portion of the mask pattern. In the projection type exposure apparatus, a circuit pattern to be transferred drawn on a mask is projected and imaged on a sample substrate (wafer) via a projection optical system.

【0003】従来の投影型露光装置では、マスクのフー
リエ変換相当面、もしくはその近傍面に入射する照明光
束の光量分布を、照明光学系の光軸を中心とするほぼ円
形内(あるいは矩形内)でほぼ一様になるようにしてい
た(通常照明)。パターンピッチが微細化するとマスク
を通過する光束の回折角が大きくなり、回折角が投影光
学系のレチクル側開口数(NAR ) より大きくなると±
1次回折光は投影光学系を透過できなくなる。
In the conventional projection type exposure apparatus, the light amount distribution of the illumination light flux incident on the surface corresponding to the Fourier transform of the mask or the surface in the vicinity thereof is within a substantially circular shape (or within a rectangular shape) about the optical axis of the illumination optical system. It was set to be almost uniform at (normal lighting). When the pattern pitch becomes finer, the diffraction angle of the light flux passing through the mask becomes larger, and when the diffraction angle becomes larger than the reticle side numerical aperture (NA R ) of the projection optical system, ±
The first-order diffracted light cannot pass through the projection optical system.

【0004】従って、より微細なパターンを転写する為
には、より短い波長の露光光源を使用するか、あるいは
より開口数の大きな投影光学系を使用するかを選択する
必要があった。もちろん、波長と開口数の両方を最適化
する努力も考えられる。しかしながら従来の露光装置に
おいては、照明光源を現在より短波長化(例えば200
nm以下)することは、透過光学部材として使用可能な
適当な光学材料が存在しない等の理由により現時点では
困難である。
Therefore, in order to transfer a finer pattern, it was necessary to select whether to use an exposure light source having a shorter wavelength or to use a projection optical system having a larger numerical aperture. Of course, efforts can be considered to optimize both the wavelength and the numerical aperture. However, in the conventional exposure apparatus, the wavelength of the illumination light source is shorter than that at present (for example, 200
However, it is difficult at this time because there is no suitable optical material that can be used as a transmissive optical member.

【0005】また投影光学系の開口数は、現状でもすで
に理論的限界に近く、これ以上の大開口化はほぼ望めな
い状態である。また、もし現状以上の大開口化が可能で
あるとしても±λ/2NA2 で表わされる焦点深度は開
口数の増加に伴なって急激に減少し、実使用に必要な焦
点深度がますます少なくなるという問題が顕著になって
くる。
Further, the numerical aperture of the projection optical system is already close to the theoretical limit at present, and it is almost impossible to increase the numerical aperture further. In addition, even if it is possible to make the aperture larger than the current one, the depth of focus represented by ± λ / 2NA 2 decreases sharply as the numerical aperture increases, and the depth of focus required for actual use becomes smaller and smaller. The problem of becoming

【0006】そこで、近年、特開平2−50417号公
報には、照明光学系と投影光学系に光軸と同心の開口絞
りを設けて照明光のマスクに対する入射角度を制約する
とともに、マスクパターンに応じて該開口径を調整し
て、資料基板上の投影像のコントラストを維持しつつ焦
点深度を確保することが示されている。また、輪環状の
透光部が光軸を中心として同心円状に形成された輪帯状
の開口絞りを照明系に設けることにより、焦点深度を拡
大すること(輪帯照明)が提案されている。
Therefore, in recent years, Japanese Patent Laid-Open No. 2-50417 discloses that an illumination optical system and a projection optical system are provided with an aperture stop concentric with the optical axis to restrict the incident angle of the illumination light with respect to the mask. Accordingly, it is disclosed that the aperture diameter is adjusted accordingly to secure the depth of focus while maintaining the contrast of the projected image on the material substrate. Further, it has been proposed to increase the depth of focus (ring illumination) by providing a ring-shaped aperture stop in which a ring-shaped light transmitting portion is formed concentrically around the optical axis in the illumination system.

【0007】さらに、照明光をマスクに所定の入射角で
入射させることにより、投影光学系中の瞳面で光軸から
偏心した位置を通過する0次光と1次回折光とを干渉さ
せて解像度を向上させる技術が提案されている(傾斜照
明)。一方、マスクの回路パターンの透過部分のうち、
特定の部分からの透過光の位相を、他の透過部分からの
透明光の位相よりπだけずらす、いわゆる位相シフトマ
スクが特公昭62−50811号公報等で提案されてい
る。
Further, by making the illumination light incident on the mask at a predetermined incident angle, the 0th-order light and the 1st-order diffracted light passing through a position decentered from the optical axis on the pupil plane in the projection optical system are caused to interfere with each other to obtain a resolution. Has been proposed (tilted illumination). On the other hand, of the transparent part of the circuit pattern of the mask,
A so-called phase shift mask, which shifts the phase of transmitted light from a specific portion by π from the phase of transparent light from another transmitted portion, is proposed in Japanese Patent Publication No. 62-50811.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような照明光形状の変化や位相シフトマスクの導入によ
り、投影光学系を通る光束の瞳面内での位置や形状が様
々に変化する。これをより具体的に説明する。投影レン
ズの開口数をNA、照明系の開口数をNAiとすると、
照明系の1つのパラメータであるσ値はσ=NAi/N
Aで定義される。このσ値は従来0.5程度であり、従
来の照明方法(通常照明)を行う場合や通常のマスクを
使用する場合にはマスクからの回折光が瞳面内で投影光
学系の光軸を含んで開口(瞳面)全体に広がっていた。
これに対して、例えば位相シフトマスクではσ値を0.
3程度として使用している。
However, due to the change of the illumination light shape and the introduction of the phase shift mask as described above, the position and shape of the light flux passing through the projection optical system in the pupil plane change variously. This will be described more specifically. If the numerical aperture of the projection lens is NA and the numerical aperture of the illumination system is NAi,
One parameter of the illumination system, σ value, is σ = NAi / N
Defined in A. This σ value is conventionally about 0.5, and when performing a conventional illumination method (normal illumination) or using a normal mask, the diffracted light from the mask causes the optical axis of the projection optical system in the pupil plane. It was spread over the entire opening (pupil surface).
On the other hand, for example, in the phase shift mask, the σ value is 0.
It is used as about 3.

【0009】また、位相シフトの原理により瞳面内で光
軸を含む光束が消失するため、投影光学系の瞳面内の周
辺の一部分の領域のみ光束が通過する。さらに、前述の
輪帯照明や傾斜照明を行った場合も位相シフトマスクの
場合と同様に瞳面内で光軸を含む光束はなく、瞳面内の
周辺部分の領域のみ光束が通過する。このように、σ値
が変わったり、瞳面内での光束の通過の状態が変わった
りすると、投影光学系に残存する微小な球面収差や投影
光学系の微小な光吸収の影響により投影光学系の焦点位
置に微小な変動が生じる。
Further, since the light flux including the optical axis disappears in the pupil plane due to the principle of phase shift, the light flux only passes through a partial peripheral region in the pupil plane of the projection optical system. Further, even when the above-mentioned ring-shaped illumination or tilted illumination is performed, there is no light flux including the optical axis in the pupil plane as in the case of the phase shift mask, and the light flux passes only in the peripheral area in the pupil plane. In this way, if the σ value changes or the state of light flux passage in the pupil plane changes, the projection optical system is affected by minute spherical aberration remaining in the projection optical system and minute light absorption of the projection optical system. A slight change occurs in the focal position of.

【0010】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たもので、照明光状態の変化(瞳面を通過する光束の位
置、形状や開口数の変化)や位相シフトマスクの導入に
かかわらず常に最良焦点位置で露光を行うことを目的と
する。
The present invention has been made in view of the above problems and is irrespective of the change of the illumination light state (the change of the position, shape and numerical aperture of the light flux passing through the pupil plane) and the introduction of the phase shift mask. The purpose is to always perform exposure at the best focus position.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的の為に、本発明
では、光源(1)からの照明光を微細パターンを有する
マスク(12)上に照射する照明光学系と、マスクのパ
ターン像を基板(16)上に投影露光する投影光学系
(14)と、基板を保持して、投影光学系の光軸方向に
移動可能なステージ(19)と、光軸方向に関する投影
光学系の所定結像面と基板との相対位置偏差を検出し、
該偏差に応じた検出信号を出力する焦点検出手段(A
F、24、25)と、検出信号に基づいてステージの移
動を制御する制御手段(32、33)とを備えた投影型
露光装置において、投影光学系の開口数と、照明光学系
の開口数と、前記投影光学系内の前記マスクのフーリエ
変換面を通る光束の形状と該フーリエ変換面を通る光束
の位置との少なくとも1つに関する情報を入力する入力
手段(34、35)と;入力手段からの情報に基づいて
所定の露光条件を設定する設定手段(6、15a、6
0、40、41、5、12b)と;設定手段に設定され
る露光条件を切り換える切り換え手段(TA、37、4
9、44、38、61)と;切り換え手段による切り換
えによって変化する所定結像面の光軸方向の位置変化に
応じた値だけ焦点検出手段と制御手段とのいずれか一方
にオフセットを加える調整手段(33、32)とを設け
た。
To achieve the above object, according to the present invention, an illumination optical system for illuminating illumination light from a light source (1) onto a mask (12) having a fine pattern and a pattern image of the mask are provided. A projection optical system (14) for performing projection exposure on a substrate (16), a stage (19) that holds the substrate and is movable in the optical axis direction of the projection optical system, and a predetermined connection of the projection optical system with respect to the optical axis direction. Detects the relative position deviation between the image plane and the substrate,
Focus detection means (A for outputting a detection signal corresponding to the deviation)
F, 24, 25) and a control means (32, 33) for controlling the movement of the stage based on the detection signal, the numerical aperture of the projection optical system and the numerical aperture of the illumination optical system. And input means (34, 35) for inputting information on at least one of the shape of the light beam passing through the Fourier transform surface of the mask in the projection optical system and the position of the light beam passing through the Fourier transform surface; Setting means (6, 15a, 6) for setting a predetermined exposure condition based on the information from
0, 40, 41, 5, 12b); switching means (TA, 37, 4) for switching the exposure condition set in the setting means
9, 44, 38, 61); adjusting means for adding an offset to either one of the focus detecting means and the control means by a value corresponding to the change in the position of the predetermined image plane in the optical axis direction, which is changed by the switching by the switching means. (33, 32) and.

【0012】[0012]

【作用】本発明では照明光形状の変更や通常マスクと位
相シフトマスクとの交換により焦点位置が変動しても常
に最良焦点位置での露光が実現できる。
According to the present invention, even if the focus position is changed by changing the shape of the illumination light or exchanging the normal mask and the phase shift mask, the exposure at the best focus position can always be realized.

【0013】[0013]

【実施例】図1は本発明の一実施例による投影型露光装
置の構成を示したものである。水銀ランプ1より発生し
た照明光束は、楕円鏡2の第2焦点f0 に集光した後、
ミラー3、リレー系等のレンズ系4を介してフライアイ
レンズ5に入射する。フライアイレンズ5はレチクル1
2上に照射される照明光の強度分布を均一化するための
ものである。フライアイレンズ5のレチクル側焦点面5
a近傍には開口絞り6が設けられている。開口絞り6に
は照明光を光軸AXを中心とした円形領域(又は矩形領
域)に制限する開口部6aが設けられており、開口部6
aの大きさにより照明系の開口数が決められ、これによ
りσ値が決まる。
1 shows the construction of a projection type exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. The illumination luminous flux generated from the mercury lamp 1 is focused on the second focal point f 0 of the elliptic mirror 2,
The light enters the fly-eye lens 5 via a mirror 3 and a lens system 4 such as a relay system. Fly-eye lens 5 is reticle 1
This is for making the intensity distribution of the illumination light radiated onto the beam 2 uniform. The reticle side focal plane 5 of the fly-eye lens 5
An aperture stop 6 is provided near a. The aperture stop 6 is provided with an opening 6 a that limits the illumination light to a circular area (or a rectangular area) centered on the optical axis AX.
The numerical aperture of the illumination system is determined by the size of a, which determines the σ value.

【0014】回転板TA内には開口部の大きさのことな
る複数の開口絞り6が設けられており、駆動部36によ
り回転板TAを駆動させることによって開口部の大きさ
が変えられる。また、回転板TA内には他の開口絞り、
例えば輪帯状の透明部を光軸を中心として同心円状に設
けた開口絞り6−Cが設けられており、回転板TAを駆
動することにより開口部の形状を任意に選択可能となっ
ている。また、開口部の大きさを変える場合は可変開口
絞りを設けて開口部の大きさを変えるようにしてもよ
い。一方、フライアイレンズ5のレチクル側焦点面5b
はレチクルパターン13のフーリエ変換面(瞳共役面)
とほぼ一致する様に、光軸AXと垂直な面内方向に配置
されている。尚、フライアイレンズの光源側焦点面5a
と、レチクル側焦点面5bとは当然ながらフーリエ変換
の関係である。従って図1の例の場合、フライアイレン
ズのレチクル側焦点面5b、すなわちフライアイレンズ
5の射出面は、レチクルパターン13と結像関係(共
役)になっている。
A plurality of aperture diaphragms 6 having different sizes of openings are provided in the rotary plate TA, and the size of the openings can be changed by driving the rotary plate TA by the drive unit 36. Further, another aperture stop is provided in the rotary plate TA,
For example, an aperture stop 6-C is provided in which a ring-shaped transparent portion is provided concentrically around the optical axis, and the shape of the opening can be arbitrarily selected by driving the rotary plate TA. When changing the size of the opening, a variable aperture stop may be provided to change the size of the opening. On the other hand, the reticle side focal plane 5b of the fly-eye lens 5
Is the Fourier transform plane of the reticle pattern 13 (pupil conjugate plane)
Are arranged in the in-plane direction perpendicular to the optical axis AX so as to substantially coincide with. The light source side focal plane 5a of the fly-eye lens
And the reticle side focal plane 5b have a Fourier transform relationship. Therefore, in the example of FIG. 1, the reticle-side focal plane 5b of the fly-eye lens, that is, the exit surface of the fly-eye lens 5 has an image forming relationship (conjugate) with the reticle pattern 13.

【0015】ここで、σ値を可変とする方法は開口絞り
に限らず、図2に示す如く、インプットレンズ3とフラ
イアイレンズ4との平行光路間にアフォーカル変倍光学
系60を配置して、このアフォーカル変倍光学系60に
よる変倍によりフライアイレンズ5の射出側面5bで形
成される2次光源像を効率良く変化させても良い。この
調整は駆動部61により行われる。
Here, the method of varying the σ value is not limited to the aperture stop, and as shown in FIG. 2, an afocal variable magnification optical system 60 is arranged in the parallel optical path between the input lens 3 and the fly-eye lens 4. Then, the secondary light source image formed on the exit side surface 5b of the fly-eye lens 5 may be efficiently changed by the variable power by the afocal variable power optical system 60. This adjustment is performed by the drive unit 61.

【0016】図2は、図1に示したフライアイレンズ5
よりも光源側の光学的な構成の様子を示しており、図中
では、アフォーカル変倍光学系60は、正の第1レンズ
群60aと、負の第2レンズ群60bと、正の第1レン
ズ群60cとから構成されている。そして、図2の
(A)及び(B)に示す如く、各レンズ群(60a〜6
0c)を移動させることにより変倍が達成され、フライ
アイレンズの射出側に形成される2次光源の大きさを遮
光することなく可変にできる。また、アフォーカル変倍
光学系60の変倍によっても、フライアイレンズの入射
側面5aは、インプットレンズ4とアフォーカル変倍光
学系60とに関して楕円鏡の開口2aとほぼ共役に設け
られている。これにより、物体面及び瞳面(フーリエ
面)との二重共役関係とを維持しながら、効率の良くσ
値を可変にすることができる。
FIG. 2 shows the fly-eye lens 5 shown in FIG.
2 shows an optical configuration on the light source side, and in the figure, the afocal variable magnification optical system 60 includes a positive first lens group 60a, a negative second lens group 60b, and a positive second lens group 60b. It is composed of one lens group 60c. Then, as shown in FIGS. 2A and 2B, each lens group (60a-6
0c) is moved to achieve zooming, and the size of the secondary light source formed on the exit side of the fly-eye lens can be varied without blocking light. Further, the entrance side surface 5a of the fly-eye lens is also provided substantially conjugate with the aperture 2a of the elliptic mirror with respect to the input lens 4 and the afocal variable magnification optical system 60 due to the variable magnification of the afocal variable magnification optical system 60. . Thereby, while maintaining the double conjugate relation with the object plane and the pupil plane (Fourier plane),
The value can be variable.

【0017】さて、図1にもどって開口部6aから射出
した光束L1はリレーレンズ7によりレチクルブライン
ド8に導かれる。レチクルブラインド8はレチクルパタ
ーン13とほぼ共役な面に設けられ、レチクル12上の
特定エリアのみを照明するための視野絞りであり、不図
示の駆動系によりその大きさが可変となっている。レチ
クルブラインド8を通過した光束L1はリレーレンズ
9、ミラー10、コンデンサーレンズ11を介してレチ
クル12を照明する。光束L1がレチクルパターン13
から発生した回折光は投影光学系14によりウエハ16
上に集光結像される。また、駆動部37はNA絞り15
aを駆動して投影光学系の瞳面15の大きさを可変とす
るものであり、投影光学系14のNAを所望の値に変え
られる。
Returning to FIG. 1, the light beam L1 emitted from the opening 6a is guided to the reticle blind 8 by the relay lens 7. The reticle blind 8 is a field stop provided on a surface almost conjugate with the reticle pattern 13 and illuminating only a specific area on the reticle 12, and its size is variable by a drive system (not shown). The light beam L1 that has passed through the reticle blind 8 illuminates the reticle 12 via the relay lens 9, the mirror 10 and the condenser lens 11. Light flux L1 is reticle pattern 13
The diffracted light generated from
Focused and imaged on top. In addition, the drive unit 37 uses the NA diaphragm 15
The size of the pupil plane 15 of the projection optical system is made variable by driving a, and the NA of the projection optical system 14 can be changed to a desired value.

【0018】ウエハ16はウエハチャック17に真空吸
着されており、ウエハチャック17はモータ18により
Z方向(光軸方向)に移動可能なZステージ19上に設
けられている。さらに、Zステージ19はモータ20に
より2次元移動可能なXYステージ21上に設けられ、
Zステージ端部にはレーザ干渉計22からのレーザビー
ムを反射する反射鏡23が設けられている。XYステー
ジ21の位置はレーザ干渉計22によって、例えば0.
01μmの分解能で常時検出される。
The wafer 16 is vacuum-sucked to a wafer chuck 17, and the wafer chuck 17 is provided on a Z stage 19 which can be moved in the Z direction (optical axis direction) by a motor 18. Further, the Z stage 19 is provided on an XY stage 21 which can be two-dimensionally moved by a motor 20,
A reflection mirror 23 that reflects the laser beam from the laser interferometer 22 is provided at the end of the Z stage. The position of the XY stage 21 is set to 0.
It is always detected with a resolution of 01 μm.

【0019】XYステージ21上には焦点位置(結像位
置)検出の際に用いられるフィーデューシャル・マーク
を備えた基準部材(ガラス基板)24が、ウエハ16の
表面位置とほぼ一致するように設けられている。本実施
例では図示していないが、フィーデューシャル・マーク
として光透過性の2組のスリットパターン(バーパター
ン)が夫々X、Y方向に伸びて形成されている。さら
に、Zステージ19の内部には基準部材24に近接して
PINフォトダイオード等の光電検出器25が配置され
ており、本実施例ではレチクル12の焦点検出計測用パ
ターン(例えば光透過性の十字スリット)を通過した照
明光を、スリットパターンを介して受光するように構成
されている。図1中では回路パターンの投影像がウエハ
16上ではなく、基準部材24上に結像した状態を示し
ている。本実施例ではZステージ19を駆動しながら、
この基準部材24を透過して光電検出器25に達する光
量を検出することにより焦点位置計測用パターンの投影
光学系14による結像位置(焦点位置)を検出する。
尚、この焦点検出の方法は特開昭59−094032号
公報に開示されている。
On the XY stage 21, a reference member (glass substrate) 24 provided with a feeder mark used for detecting a focus position (image forming position) is made to substantially coincide with the surface position of the wafer 16. It is provided. Although not shown in this embodiment, two sets of light-transmitting slit patterns (bar patterns) are formed as feeder marks extending in the X and Y directions, respectively. Further, inside the Z stage 19, a photoelectric detector 25 such as a PIN photodiode is arranged close to the reference member 24. In this embodiment, a focus detection measurement pattern of the reticle 12 (for example, a light transmissive cross) is provided. The illumination light that has passed through the slit is received via the slit pattern. In FIG. 1, the projected image of the circuit pattern is shown not on the wafer 16 but on the reference member 24. In this embodiment, while driving the Z stage 19,
By detecting the amount of light that passes through the reference member 24 and reaches the photoelectric detector 25, the image formation position (focus position) of the focus position measurement pattern by the projection optical system 14 is detected.
This focus detection method is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-094032.

【0020】また、図1に示す投影露光装置には投影光
学系14とウエハ16の表面との間隔を検出するギャッ
プセンサAFが設けられている。投光器26からの光束
はミラー27を介して投影光学系の所定結像面に向けて
光軸AXに対して斜めに入射し、ディテクタ31はウエ
ハ16(基準部材24)からの反射光をミラー28、平
行平板ガラス29を介して受光し、光電信号を出力す
る。ディテクタ31はCCD等の一次元ポジションディ
テクタであり、ウエハ16のZ方向の位置の変化をポジ
ションディテクタ上の位置変化として検出する。フォー
カス制御部32は例えばポジションディテクタの中心で
反射光が受光されるように、モータ18に駆動信号を出
力してZステージ19を駆動する。このギャップセンサ
によりウエハ16の表面を所定結像面に常に一致させる
ことができる。
Further, the projection exposure apparatus shown in FIG. 1 is provided with a gap sensor AF for detecting the distance between the projection optical system 14 and the surface of the wafer 16. A light beam from the projector 26 is obliquely incident on the optical axis AX toward a predetermined image forming plane of the projection optical system via the mirror 27, and the detector 31 reflects the reflected light from the wafer 16 (reference member 24) to the mirror 28. , Receives light through the parallel plate glass 29 and outputs a photoelectric signal. The detector 31 is a one-dimensional position detector such as a CCD, and detects a change in the position of the wafer 16 in the Z direction as a position change on the position detector. The focus control unit 32 outputs a drive signal to the motor 18 to drive the Z stage 19 so that the reflected light is received at the center of the position detector, for example. With this gap sensor, the surface of the wafer 16 can be always matched with a predetermined image plane.

【0021】このギャップセンサAFにオフセットを持
たせる場合には、平行平板ガラス24の角度を駆動部3
0で変えることによりポジションディテクタ上に入射す
る反射光の位置を中心からずらしたり、ポジションディ
テクタからの出力にオフセットを持たせるようにすれば
よい。尚、ギャップセンサAFの構成はこれに限るもの
でなく、特開昭60−168112号公報に開示されて
いるような同期検波法を用いるものでもよい。また、投
影光学系のイメージフィード全域をカバーするようなス
リット状の光を照射し、複数領域に分割されたディテク
タの夫々で反射光を検出するギャップセンサでもよい。
When the gap sensor AF is provided with an offset, the angle of the parallel plate glass 24 is set to the drive unit 3.
The position of the reflected light incident on the position detector may be shifted from the center by changing it by 0, or the output from the position detector may be offset. The configuration of the gap sensor AF is not limited to this, and a synchronous detection method as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 60-168112 may be used. Further, a gap sensor may be used which irradiates slit-shaped light that covers the entire image feed of the projection optical system and detects reflected light by each of the detectors divided into a plurality of areas.

【0022】ところで、図1には装置を統括制御する主
制御系33と、レチクル12が投影光学系14の直上に
レチクル搬送系38により搬送される途中でレチクルパ
ターン13の脇に形成された名称を表すバーコードBC
を読み取るバーコードリーダ34と、オペレータからの
コマンドやデータを入力するキーボード35が設けられ
ている。主制御系33内には、このステッパーで扱うべ
き複数枚のレチクルの名称と、各名称に対応したステッ
パーの動作パラメータとが予め登録されている。そし
て、主制御系33はバーコードリーダ34がレチクルバ
ーコードBCを読み取ると、その名称に対応した動作パ
ラメータの1つとして、予め登録されている開口絞り6
や投影光学系14のNA絞り等の情報を、駆動部36、
駆動部37に出力する。これによって最適な照明光形状
(通常或いは輪帯)や最適なσ値等の照明条件、及び最
適な投影光学系のNAとなるように調整される。
By the way, in FIG. 1, a main control system 33 for integrally controlling the apparatus and a name formed on the side of the reticle pattern 13 while the reticle 12 is being carried by the reticle carrying system 38 directly above the projection optical system 14. Bar code BC
A bar code reader 34 for reading and a keyboard 35 for inputting commands and data from an operator are provided. In the main control system 33, the names of a plurality of reticles to be handled by this stepper and the operation parameters of the stepper corresponding to each name are registered in advance. When the bar code reader 34 reads the reticle bar code BC, the main control system 33 reads the reticle bar code BC as one of the operation parameters corresponding to the name and pre-registers the aperture diaphragm 6.
Information such as the NA aperture of the projection optical system 14 and the driving unit 36,
Output to the drive unit 37. This adjusts the optimum illumination light shape (normal or annular), the optimum illumination condition such as σ value, and the optimum NA of the projection optical system.

【0023】主制御系33にはパラメータの1つとして
照明光形状やσ値、NA等に応じてギャップセンサAF
等にオフセットを与えるフォーカスオフセット値がレチ
クル名(バーコード情報)に対応して記憶されている。
そして、σ値等の照明条件の切り換えとNAの切り換え
との少なくとも1つによって変化する所定結像面の光軸
方向の位置変化に応じたオフセット値をパラメータとし
て選択する。
The main control system 33 includes a gap sensor AF according to the illumination light shape, σ value, NA, etc. as one of the parameters.
A focus offset value that gives an offset to the reticle is stored in correspondence with the reticle name (bar code information).
Then, an offset value corresponding to a change in the position of the predetermined image plane in the optical axis direction, which is changed by at least one of switching of illumination conditions such as σ value and switching of NA, is selected as a parameter.

【0024】フォーカスオフセット値はσ値等の照明条
件、NA等に応じて求められ、所定結像面の変化に対応
するための情報となる。このオフセット値はバーコード
情報としてレチクルに記録しておいてもよい。また、予
め試し焼き等を行い、各照明条件における最良結像面を
求めておき、バーコード情報としてレチクルに記録して
おくか、又はレチクル名(バーコード情報)に対応させ
て主制御系33のメモリー内に記録しておいてもよい。
The focus offset value is obtained in accordance with illumination conditions such as σ value, NA, etc., and serves as information for coping with changes in a predetermined image plane. This offset value may be recorded on the reticle as bar code information. In addition, trial baking or the like is performed in advance to find the best image formation surface under each illumination condition and the bar code information is recorded on the reticle, or the main control system 33 is associated with the reticle name (bar code information). It may be recorded in the memory of.

【0025】以上の動作はキーボード35からオペレー
タがコマンドとデータを主制御系33へ直接入力するこ
とによっても実行できる。また、σ値、NA、各照明光
形状の少なくとも1つが選択/設定される毎に前述の基
準部材24を使って最良結像面を求め、主制御系33内
にメモリしてもよい。
The above operation can also be executed by the operator directly inputting commands and data to the main control system 33 from the keyboard 35. Further, every time at least one of the σ value, NA, and each illumination light shape is selected / set, the best image formation plane may be obtained using the above-mentioned reference member 24 and stored in the main control system 33.

【0026】さて、レチクルにより選択される開口絞り
の形状に応じて投影光学系の瞳面15を通る光束の位置
が異なる。このようすを図3,図4、図5に示す、図3
(a)、図4(a)、図5(a)で実線は0次光を示
し、一点鎖線は−1次回折光を示し、点線は+1次回折
光を示しており、図1のレンズ7、9、11、ミラー1
1をミラー11として簡略化して示してある。図3
(a)は開口部6aの大きさをσ値が0.5程度となる
ようにした場合(開口絞り6−A)の基本的な光路を示
し、図3(b)は図3(a)の場合の瞳面15での0
次、±1次の光の広がりを示している。図4(a)と
(b)は開口部6aの大きさをσ値が0.3程度となる
ようにした場合(開口絞り6−B)の基本的な光路と瞳
面15での0次、±1次の光の広がりを示している。図
5(a)と(b)は開口絞り6を輪帯状の透過部を持つ
輪帯絞り6−Cに交換した場合の基本的な光路と瞳面1
5の0次、±1次の光の広がりを示している。 図2
(b)、図3(b)、図4(b)に示すように、瞳面1
5を通る光束の位置は開口部の形状により大きく異な
り、球面収差や光の吸収量も異なる。
The position of the light beam passing through the pupil plane 15 of the projection optical system differs depending on the shape of the aperture stop selected by the reticle. This is shown in FIG. 3, FIG. 4, and FIG.
In (a), FIG. 4 (a), and FIG. 5 (a), the solid line indicates the 0th-order light, the dashed-dotted line indicates the −1st-order diffracted light, and the dotted line indicates the + 1st-order diffracted light. 9, 11, mirror 1
1 is simplified and shown as a mirror 11. Figure 3
FIG. 3A shows a basic optical path in the case where the size of the opening 6a is set so that the σ value becomes about 0.5 (aperture stop 6-A), and FIG. 3B shows FIG. 0 on pupil plane 15
Next, the ± 1st order light spread is shown. 4A and 4B show the basic optical path and the 0th order on the pupil plane 15 when the size of the opening 6a is set so that the σ value is about 0.3 (aperture stop 6-B). , The spread of ± 1st order light is shown. FIGS. 5A and 5B show the basic optical path and pupil plane 1 when the aperture stop 6 is replaced with an annular stop 6-C having an annular transmission part.
5 shows the spread of the 0th and ± 1st order lights. Figure 2
As shown in (b), FIG. 3 (b), and FIG. 4 (b), the pupil plane 1
The position of the light flux passing through 5 differs greatly depending on the shape of the opening, and the spherical aberration and the amount of light absorption also differ.

【0027】図5に示す輪帯照明では、瞳面15内で光
軸AXを含む光束がなく、球面収差があると最良結像面
のZ方向の位置が変化する。図3、図4においても、瞳
面15内を通る光束の位置(又は形状)が異なり、開口
絞りの大きさが異なるため、光の吸収量や球面収差が異
なり、最良結像面の位置が異なる。さらに、光の吸収に
よって投影光学系内のレンズが加熱され、屈折率変化や
膨張が生じる。このレンズの変化によって投影光学系の
焦点位置が変化する場合がある。
In the annular illumination shown in FIG. 5, if there is no light beam including the optical axis AX in the pupil plane 15 and there is spherical aberration, the position of the best image plane in the Z direction changes. Also in FIGS. 3 and 4, since the position (or shape) of the light flux passing through the pupil plane 15 is different and the size of the aperture stop is different, the light absorption amount and the spherical aberration are different, and the position of the best imaging plane is different. Furthermore, the absorption of light heats the lens in the projection optical system, causing a change in the refractive index and expansion. The focus position of the projection optical system may change due to this lens change.

【0028】このため、光の吸収量や残存球面収差によ
っては、夫々の照明光形状ごとにギャップセンサAFに
オフセットを加える必要がある。次に、本実施例の代表
的な動作を説明する。レチクル12に設けられたバーコ
ードBCをバーコードリーダ34により読み取り、レチ
クル12に応じた最適な照明条件(照明光形状、σ
値)、NAを選択する。ここでは、バーコードBCの情
報に基づいて図3に示すような照明条件が得られるよう
な開口絞り6−Aを駆動部36により選択するものとす
る。
Therefore, it is necessary to add an offset to the gap sensor AF for each illumination light shape depending on the amount of light absorption and the residual spherical aberration. Next, a typical operation of this embodiment will be described. The bar code BC provided on the reticle 12 is read by the bar code reader 34, and the optimum illumination conditions (illumination light shape, σ) corresponding to the reticle 12 are read.
Value) and NA. Here, it is assumed that the driving unit 36 selects the aperture stop 6-A that can obtain the illumination condition as shown in FIG. 3 based on the information of the barcode BC.

【0029】次にレチクル搬送系38によりレチクル交
換が行われる。交換後のレチクルに設けられたバーコー
ドBCをバーコードリーダ34により読み取り、最適な
照明条件を選択する。ここでは図5に示すような輪帯絞
り6−Cを選択するものとする。バーコード情報にはσ
値等の照明条件とNAの情報とが記録されており、この
情報と予め主制御系33に記憶されている情報とから対
応するフォーカスオフセット値を求め、電気的、光学的
なオフセット量をギャップセンサAFに加える。これに
より、σ値等の照明条件とNAとが変わった場合でも、
ウエハ16の表面を所定結像面に常に一致させながら露
光を行うことができる。
Next, the reticle transfer system 38 exchanges the reticle. The bar code BC provided on the reticle after replacement is read by the bar code reader 34 and the optimum illumination condition is selected. Here, it is assumed that the ring stop 6-C as shown in FIG. 5 is selected. Σ for barcode information
Illumination conditions such as values and NA information are recorded. The corresponding focus offset value is obtained from this information and the information stored in the main control system 33 in advance, and the electrical and optical offset amounts are set to the gap. Add to sensor AF. As a result, even when the illumination conditions such as the σ value and the NA are changed,
Exposure can be performed while the surface of the wafer 16 is always aligned with the predetermined image plane.

【0030】また、焦点差に応じた量だけZステージ1
9を上下させ、その位置からの反射光がポジションディ
テクタ31の中心に入射するように平行平板ガラス29
を駆動してフォーカスキャリブレーションを行うような
動作にしてもよいし、レチクル交換毎に基準部材24を
用いて焦点位置を検出し、この焦点位置に基準部材24
の表面が位置するようにZステージ19を移動し、この
焦点位置でフォーカスキャリブレーションを行ってもよ
い。
In addition, the Z stage 1 is moved by an amount corresponding to the focus difference.
9 is moved up and down so that the reflected light from that position is incident on the center of the position detector 31.
May be driven to perform focus calibration. Alternatively, the reference member 24 may be used to detect the focus position each time the reticle is replaced, and the reference member 24 may be moved to this focus position.
It is also possible to move the Z stage 19 so that the surface of is positioned and perform focus calibration at this focus position.

【0031】さらに、レチクルやZステージ19の光軸
方向の位置にオフセットを加えるようにしてもよい。こ
こで、本実施例による投影露光装置が、複数のレンズエ
レメント間の圧力を制御する制御系等を備えている場合
において、照射量の投影光学系への蓄積により結像変動
が生ずるので平行平板ガラスはフォーカス位置を逐次オ
フセットさせるようにトラッキング制御される。従っ
て、本発明の如くσ値等の照明条件とNAとの少なくと
も1つの変化による結像面位置変動に対するオフセット
は上記トラッキング制御信号への補正量(一定値)とし
て加えてやればよい。複数のレンズエレメント間の圧力
を制御する制御系等やトラッキング制御については特開
昭63−58349号公報に開示されている。
Further, an offset may be added to the position of the reticle or Z stage 19 in the optical axis direction. Here, in the case where the projection exposure apparatus according to the present embodiment is provided with a control system or the like for controlling the pressure between the plurality of lens elements, a parallel plate is used because the imaging fluctuation occurs due to the accumulation of the irradiation amount in the projection optical system. The glass is tracking-controlled so as to sequentially offset the focus position. Therefore, as in the present invention, the offset with respect to the image plane displacement due to at least one change of illumination conditions such as σ value and NA may be added as a correction amount (constant value) to the tracking control signal. A control system for controlling the pressure between a plurality of lens elements and tracking control are disclosed in JP-A-63-58349.

【0032】本実施例による投影型露光装置に、特開昭
63−58349号公報に開示されているような投影光
学系の複数のレンズエレメント間の圧力を制御する制御
系を備えているものとすると、次に本発明の第2の実施
例について説明する。照明条件を変えるのは、前述のも
のに限らず、瞳面15上を通る0次光と±1次回折光と
が光軸AXから偏心した位置を夫々分離して通過する傾
斜照明も考えられる。特に、本件出願人により出願され
ており、未だ公知になっていないが、光源からの光束を
複数の照明光(例えば、2個や4個)に分割して、夫々
の照明光で傾斜照明を行う露光装置が提案されている。
(以下、本明細書中でこのように複数の光束で行う傾斜
照明を「複数斜入射照明」という。)瞳面15上での0
次光と±1次回折光の夫々が通る位置、照明光の個数に
よっても焦点位置は変動する。
The projection type exposure apparatus according to the present embodiment is provided with a control system for controlling the pressure between a plurality of lens elements of the projection optical system as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-58349. Then, a second embodiment of the present invention will be described. The illumination conditions are not limited to those described above, and tilted illumination in which the 0th-order light and the ± 1st-order diffracted lights that pass on the pupil plane 15 are separated and passed through the positions decentered from the optical axis AX are also conceivable. In particular, although it has been filed by the applicant of the present application and has not been publicly known, the luminous flux from the light source is divided into a plurality of illumination lights (for example, 2 or 4), and the inclined illumination is performed by each of the illumination lights. An exposure apparatus for performing the exposure has been proposed.
(Hereinafter, in this specification, such oblique illumination performed by a plurality of light fluxes is referred to as “multiple oblique incidence illumination”.) 0 on the pupil plane 15
The focal position also changes depending on the positions where the second-order light and the ± first-order diffracted lights pass and the number of illumination lights.

【0033】以下、傾斜照明、特に複数斜入射照明の場
合についての焦点変動について説明する。図6は図1中
のレンズ4からレチクル12までに相当する部分を示し
ており、レンズ4から光源1までとレチクル12からウ
エハ16まで、及びステージ、主制御系、駆動系等は図
1と同様であるものとし、図1のレンズ7、9、11、
ミラー10をレンズ11として模式的に表している。ま
た、図1と同様の部材には同様の符号を付してある。
The focus variation in the case of oblique illumination, especially in the case of multiple oblique incidence illumination will be described below. FIG. 6 shows a portion corresponding to the lens 4 to the reticle 12 in FIG. 1, and the lens 4 to the light source 1, the reticle 12 to the wafer 16, and the stage, main control system, drive system, etc. are the same as those in FIG. Assuming the same, the lenses 7, 9, 11 of FIG.
The mirror 10 is schematically shown as a lens 11. The same members as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0034】光源1から照明光はレンズ4を介して光分
割部材40、41に入射する。ここでは光分割部材は、
V型の凹部を持つ第1の多面プリズム40と、V型の凸
部を持つ第2の多面プリズム41とした。これら2つの
プリズムの屈折作用によって照明光束は2つの光束に分
割される。それぞれの光束は別々のフライアイレンズ5
A、5Bに入射する。ここでは、フライアイレンズ群5
A、5Bを2個としたが、この数量は任意でよい。ま
た、光分割部材も、フライアイレンズ群の個数に合わせ
ていくつに分割してもよい。例えば、フライアイレンズ
群が4個より成れば、光分割部材40、41は夫々ピラ
ミッド型の多面プリズムとすればよい。
Illumination light from the light source 1 enters the light splitting members 40 and 41 through the lens 4. Here, the light splitting member is
A first polyhedral prism 40 having a V-shaped concave portion and a second polyhedral prism 41 having a V-shaped convex portion were used. Due to the refraction of these two prisms, the illumination light beam is split into two light beams. Each luminous flux is a separate fly-eye lens 5
It is incident on A and 5B. Here, the fly-eye lens group 5
Although there are two A and 5B, this quantity may be arbitrary. The light splitting member may also be split into any number according to the number of fly-eye lens groups. For example, if the fly-eye lens group is composed of four, the light splitting members 40 and 41 may each be a pyramid-type polygonal prism.

【0035】フライアイレンズ群5A、5Bを射出した
光束L2、L3はレンズ11を介してレチクル12に光
軸AXに対して所定の角度だけ傾いて入射する。フライ
アイレンズ群5A、5Bのレチクル側焦点面5bはレチ
クルパターン13に対するフーリエ変換面50とほぼ一
致した位置に設けられている。フライアイレンズ群5
A、5Bのレチクル側焦点面5b近傍には個々のフライ
アイレンズ群5A、5Bの大きさに合わせて開口部が設
けられている空間フィルター43が設けられており、不
要な光束を遮光している。
The light beams L2 and L3 emitted from the fly-eye lens groups 5A and 5B are incident on the reticle 12 through the lens 11 at a predetermined angle with respect to the optical axis AX. The reticle-side focal plane 5b of the fly-eye lens groups 5A and 5B is provided at a position substantially coincident with the Fourier transform plane 50 for the reticle pattern 13. Fly's eye lens group 5
In the vicinity of the reticle side focal plane 5b of A and 5B, there is provided a spatial filter 43 having an opening corresponding to the size of the individual fly-eye lens groups 5A and 5B, which shields unnecessary light beams. There is.

【0036】光分割部材はプリズムに限らず、回折格子
状パターン、ミラー、光ファイバー、光軸から偏心した
位置に開口部が設けられた空間フィルター(第1の実施
例の開口絞りに相当するもの)でもよい。また、複数の
照明光を形成する手段は光分割部材に限らず、時分割的
にフライアイレンズ群の夫々に光束を集中させる可動ミ
ラー等を用いてもよい。
The light splitting member is not limited to a prism, but a diffraction grating pattern, a mirror, an optical fiber, and a spatial filter having an opening at a position decentered from the optical axis (corresponding to the aperture stop of the first embodiment). But it's okay. Further, the means for forming the plurality of illumination lights is not limited to the light splitting member, and a movable mirror or the like that concentrates the light flux on each of the fly-eye lens groups in a time division manner may be used.

【0037】保持部材42は、フライアイレンズ群5
A、5Bの各中心(換言すれば、フライアイレンズ群5
A、5Bの各々における2次光源像が作る各光量分布の
重心)がレチクルパターンの周期性に応じて決まる量だ
け、光軸AXに対して偏心した離散的な位置に設定され
るように、フライアイレンズ群5A、5Bを一体に保持
している。さらに、可動部材44(ターレット板)には
保持部材42とともに、レチクルパターン13の周期性
の違いに応じて、複数のフライアイレンズ群の光軸AX
に対する偏心状態を互いに異ならせて保持する複数の保
持部材(不図示)が一体に固定されており、この可動部
材44を駆動部材48により駆動することによって、複
数の保持部材の各々を交換可能に照明光学系の光路中に
配置できるようになっている。
The holding member 42 is the fly-eye lens group 5
Centers of A and 5B (in other words, fly-eye lens group 5
The center of gravity of each light amount distribution formed by the secondary light source image in each of A and 5B is set at a discrete position decentered with respect to the optical axis AX by an amount determined according to the periodicity of the reticle pattern. The fly-eye lens groups 5A and 5B are integrally held. Further, the movable member 44 (turret plate) is provided with the holding member 42 and the optical axes AX of the plurality of fly-eye lens groups according to the difference in the periodicity of the reticle pattern 13.
A plurality of holding members (not shown) for holding the eccentricity states different from each other are integrally fixed, and by driving the movable member 44 by the drive member 48, each of the plurality of holding members can be replaced. It can be placed in the optical path of the illumination optical system.

【0038】次に、保持部材交換用の可動部材44の構
成を図7を用いて説明する。図7は可動部材の具体的な
構成を示す図であって、ここでは4つの保持部材42、
45、46、47が約90°間隔で、回転軸44aを中
心として回転可能な可動部材(ターレット板)44上に
配置されている。フライアイレンズ群5A、5Bの各々
に照明光束L2、L3が入射しており、保持部材42が
照明光学系中に配置されている様子を示している。この
とき、保持部材42はその中心と光軸AXとがほぼ一致
するように照明光学系中に配置される。複数のフライア
イレンズ群5A、5Bは、その各中心がレチクルパター
ンの周期性に応じて決まる量だけ、照明光学系の光軸A
Xに対して偏心した離散的な位置に設定されるように一
体に保持部材42に保持されており、ここでは保持部材
42の中心(光軸AX)に関してほぼ対称に配置されて
いる。
Next, the structure of the movable member 44 for replacing the holding member will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram showing a specific configuration of the movable member, and here, four holding members 42,
45, 46, and 47 are arranged at intervals of about 90 ° on a movable member (turret plate) 44 rotatable about a rotation shaft 44a. Illumination light fluxes L2 and L3 are incident on the fly-eye lens groups 5A and 5B, respectively, and the holding member 42 is arranged in the illumination optical system. At this time, the holding member 42 is arranged in the illumination optical system such that the center of the holding member 42 and the optical axis AX substantially coincide with each other. Each of the plurality of fly-eye lens groups 5A and 5B has an optical axis A of the illumination optical system whose center is determined according to the periodicity of the reticle pattern.
They are integrally held by the holding member 42 so as to be set at discrete positions decentered with respect to X, and here, they are arranged substantially symmetrically with respect to the center (optical axis AX) of the holding member 42.

【0039】さて、4つの保持部材42、45、46、
47の各々は、レチクルパターン13の周期性の違いに
応じて複数のフライアイレンズ群を、光軸AX(保持部
材の中心)に対する偏心状態(すなわち光軸AXとほぼ
垂直な面内での位置)を互いに異ならせて保持してい
る。保持部材42、45は共に2つのフライアイレンズ
群(5A、5B)、(45A、45B)を有しており、
これらフライアイレンズ群は照明光学系中に配置された
ときに、その配列方向が互いにほぼ直交するように固定
されている。保持部材46は、4つのフライアイレンズ
群46A、46B、46C、46Dをその中心46cA
(光軸AX)からほぼ等距離に配置、固定する。保持部
材47は1つのフライアイレンズ47Aの中心が保持部
材の中心とほぼ一致するように固定され、第1の実施例
のような照明状態で露光を行う場合に用いられる。尚、
保持部材4、45、46、47において、空間フィルタ
ー43を設ける場合は、フライアイレンズ群とともに保
持部材に一体に保持されているものとする。
Now, the four holding members 42, 45, 46,
In each of the reference numerals 47, a plurality of fly-eye lens groups are arranged in an eccentric state with respect to the optical axis AX (center of the holding member) according to the difference in the periodicity of the reticle pattern 13 (that is, positions in a plane substantially perpendicular to the optical axis AX). ) Are kept different from each other. The holding members 42 and 45 both have two fly-eye lens groups (5A, 5B) and (45A, 45B),
When these fly-eye lens groups are arranged in the illumination optical system, they are fixed such that their arrangement directions are substantially orthogonal to each other. The holding member 46 has four fly-eye lens groups 46A, 46B, 46C and 46D at the center 46cA thereof.
It is arranged and fixed at an approximately equal distance from (optical axis AX). The holding member 47 is fixed so that the center of one fly-eye lens 47A substantially coincides with the center of the holding member, and is used when performing exposure in the illumination state as in the first embodiment. still,
When the spatial filter 43 is provided in the holding members 4, 45, 46, 47, it is assumed that the spatial filter 43 is integrally held by the holding member together with the fly-eye lens group.

【0040】前述の如くレチクルバーコードBCの情報
に従って、モータ及びギア等から成る駆動素子48によ
りターレット板44を回転させることによって、4つの
保持部材42、45、46、47の各々を交換でき、レ
チクルパターンの周期性(ピッチ、配列方向等)に応じ
た所望の保持部材を照明光学系中に配置することが可能
となる。また、プリズム40とプリズム41との間隔を
駆動部材48により調節することにより、照明光束のフ
ーリエ変換面50上での位置が変わり、偏心状態の異な
るフライアイレンズ群の夫々に合わせて照明光束を入射
することができる。また、フライアイレンズ群と光分割
部材を一体として保持し、一体で交換可能としてもよ
い。
As described above, according to the information of the reticle bar code BC, each of the four holding members 42, 45, 46 and 47 can be replaced by rotating the turret plate 44 by the drive element 48 including a motor and a gear. It is possible to arrange a desired holding member in the illumination optical system according to the periodicity (pitch, arrangement direction, etc.) of the reticle pattern. Further, by adjusting the distance between the prism 40 and the prism 41 by the driving member 48, the position of the illumination light flux on the Fourier transform surface 50 is changed, and the illumination light flux is adjusted according to each of the fly-eye lens groups having different decentered states. Can be incident. Further, the fly-eye lens group and the light splitting member may be integrally held so that they can be exchanged as one unit.

【0041】また、前述の如くレチクルバーコードBC
の情報に従って、第1の実施例のような露光(通常照
明)を行うか、複数斜入射照明を行うかを選択し、通常
照明の露光を行う場合は保持部材47を選択し、複数斜
入射照明を行う場合は保持部材42、45、46のいず
れか1つを選択するようにしてもよい。従来方式の露光
を行う場合は保持部材47が選択され、光束分割部材を
所定の光学系に交換する。また、レンズ4がフライアイ
レンズ群に照明光を集中可能な場合は光束分割部材を光
路中から退避させるだけでよい。
Further, as described above, the reticle barcode BC
According to the information of (1), whether to perform exposure (normal illumination) as in the first embodiment or multiple oblique incidence illumination is selected, and when performing exposure of normal illumination, the holding member 47 is selected and multiple oblique incidence is performed. When illuminating, any one of the holding members 42, 45 and 46 may be selected. When performing conventional exposure, the holding member 47 is selected and the light beam splitting member is replaced with a predetermined optical system. Further, when the lens 4 can concentrate the illumination light on the fly-eye lens group, it suffices to retract the light beam splitting member from the optical path.

【0042】また、図6では保持部材42の後方(レチ
クル側)に空間フィルター43を配置していたが、保持
部材の各々においてフライアイレンズ群以外を遮光部と
すれば、特に空間フィルター43を設ける必要はない。
このとき、ターレット板44は透過部でも遮光部であっ
ても良い。さらに、ターレット板44に固定すべき保持
部材の数、及び複数のフライアイレンズ群の偏心状態
(位置)は図7に示したものに限られるものでなく、転
写すべきレチクルパターンの周期性に応じて任意に設定
しておけば良い。また、レチクルパターンへの照明光束
の入射角度等を厳密に設定する必要がある場合には、保
持部材において複数のフライアイレンズ群の各々を、光
軸AXを中心としてその半径方向(放射方向)に微動可
能に、さらに光軸AXを中心として保持部材(フライア
イレンズ群5A、5B)を回転可能に構成しても良い。
この際、光束分割部材として、特に光ファイバーを用い
る場合には、フライアイレンズ群の移動に伴ってその射
出端も移動するように構成しておく、例えば射出端とフ
ライアイレンズ群とを一体に固定しておけば良い。ま
た、保持部材の回転に伴って矩形状のフライアイレンズ
群も相対的に傾くが、保持部材を回転させる際には上記
傾きを生じさせずに、フライアイレンズ群の位置のみが
移動するように構成することが望ましい。尚、フライア
イレンズは通常四角形であるが、この四辺はレチクルの
四辺と回転がないようにセットされることが望ましい。
Further, in FIG. 6, the spatial filter 43 is arranged behind the holding member 42 (on the side of the reticle), but if each of the holding members except the fly-eye lens group serves as a light-shielding portion, the spatial filter 43 is particularly provided. There is no need to provide it.
At this time, the turret plate 44 may be a transmissive portion or a light shielding portion. Further, the number of holding members to be fixed to the turret plate 44, and the eccentricity (position) of the plurality of fly-eye lens groups are not limited to those shown in FIG. 7, but may vary depending on the periodicity of the reticle pattern to be transferred. It may be set arbitrarily depending on the situation. Further, when it is necessary to strictly set the incident angle of the illumination light flux to the reticle pattern, each of the plurality of fly-eye lens groups in the holding member is set in the radial direction (radiation direction) about the optical axis AX. Further, the holding members (fly-eye lens groups 5A and 5B) may be configured to be finely movable and to be rotatable about the optical axis AX.
At this time, particularly when an optical fiber is used as the light beam splitting member, the exit end of the fly-eye lens group is moved along with the movement of the fly-eye lens group. For example, the exit end and the fly-eye lens group are integrally formed. It should be fixed. Further, although the rectangular fly's eye lens group also tilts relatively with the rotation of the holding member, when the holding member is rotated, only the position of the fly eye lens group moves without causing the tilt. It is desirable to configure The fly-eye lens is usually a quadrangle, but it is desirable that these four sides be set so as not to rotate with the four sides of the reticle.

【0043】空間フィルター43の開口部1つあたりの
径(又はフライアイレンズ群の夫々の射出端面積)は、
その開口部を透過する照明光束のレチクル12に対する
開口数と投影光学系14のレチクル側開口数(NAR
との比、いわゆるσ値が0.1〜0.3程度になるよう
に設定することが望ましい。σ値が0.1より小さい
と、転写像のパターン忠実度が劣化し、0.3より大き
いと、解像度向上や、焦点深度増大の効果が弱くなって
しまう。
The diameter per opening of the spatial filter 43 (or the area of each exit end of the fly-eye lens group) is
Numerical aperture of the illumination light flux passing through the aperture with respect to the reticle 12 and reticle-side numerical aperture (NA R ) of the projection optical system 14.
It is desirable to set so that the so-called σ value is about 0.1 to 0.3. If the σ value is smaller than 0.1, the pattern fidelity of the transferred image is deteriorated, and if it is larger than 0.3, the effect of improving the resolution and increasing the depth of focus is weakened.

【0044】また、フライアイレンズ群の1つによって
決まるσ値の条件(0.1σ0.3程度)を満たす
為に、個々のフライアイレンズ群5A、5Bの射出端面
積の大きさ、(光軸と垂直な面内方向の大きさ)を、照
明光束(射出光束)にあわせて決定しても良い。また、
各フライアイレンズ群5A、5Bのレチクル側焦点面5
b近傍に、それぞれ可変開口絞り(空間フィルター43
と同等のもの)を設けて、各フライアイレンズ群からの
光束の開口数を可変として、σ値を変えても良い。それ
とあわせて、投影光学系14内の瞳(入射瞳、もしくは
射出瞳)15近傍に設けられた可変開口絞り(NA制限
絞り)15aで投影系としてのNAも可変とすることも
できる。また、レンズ系4をズームレンズ系としてσ値
を最適化してもよい。
In order to satisfy the condition of the σ value determined by one of the fly-eye lens groups (about 0.1 < σ < 0.3), the size of the exit end area of each fly-eye lens group 5A, 5B is large. The (size in the in-plane direction perpendicular to the optical axis) may be determined according to the illumination light flux (emitted light flux). Also,
Reticle-side focal plane 5 of each fly-eye lens group 5A, 5B
A variable aperture stop (spatial filter 43
(Equal to the above) may be provided to change the numerical aperture of the light flux from each fly-eye lens group to change the σ value. At the same time, the NA of the projection system can be made variable by a variable aperture stop (NA limiting stop) 15a provided near the pupil (incident pupil or exit pupil) 15 in the projection optical system 14. Alternatively, the lens system 4 may be a zoom lens system to optimize the σ value.

【0045】さて、図8はレチクル12からウエハ16
までの基本的な光路を模式的に示した図であり、これを
使って光束L2のレチクルへの入射とウエハ16への結
像の様子を説明する。レチクル(マスク)上に描画され
た回路パターン13は、一般に周期的なパターンを多く
含んでいる。1つのフライアイレンズ群5Aからの照明
光が照射されたレチクルパターン13からは0次回折光
成分D0 及び±1次回折光成分DP 、Dm 及びより高次
の回折光成分が、パターンの微細度に応じた方向に発生
する。
Now, FIG. 8 shows the reticle 12 to the wafer 16
FIG. 3 is a diagram schematically showing the basic optical path up to the above, and the state of incidence of the light beam L2 on the reticle and image formation on the wafer 16 will be described using this. The circuit pattern 13 drawn on the reticle (mask) generally contains many periodic patterns. From the reticle pattern 13 irradiated with the illumination light from one fly-eye lens group 5A, the 0th-order diffracted light component D 0 and the ± 1st-order diffracted light components D P , D m, and higher-order diffracted light components are fine patterns. It occurs in the direction according to the degree.

【0046】このとき、照明光束(主光線)が、傾いた
角度でレチクル12に入射するから、発生した各次数の
回折光成分も、垂直に照明された場合に比べ、傾き(角
度ずれ)をもってレチクルパターン13から発生する。
図7中の照明光L2は、光軸に対してψだけ傾いてレチ
クル12に入射しており、照明光L4はレチクルパター
ン13により回折され、光軸AXに対してψだけ傾いた
方向に進む0次回折光D0 、0次回折光に対してθP
け傾いた+1次回折光DP 、及び0次回折光D 0 に対し
てθm だけ傾いて進む−1次回折光Dm を発生する。し
かしながら、照明光L2は両側テレセントリックな投影
光学系14の光軸AXに対して角度ψだけ傾いてレチク
ルパターンに入射するので、0次回折光D0 もまた投影
光学系の光軸AXに対して角度ψだけ傾いた方向に進行
する。
At this time, the illumination luminous flux (chief ray) is inclined
Since the light enters the reticle 12 at an angle,
The diffracted light component also has an inclination (angle) more than that when vertically illuminated.
It occurs from the reticle pattern 13 with a deviation.
The illumination light L2 in FIG. 7 is tilted by ψ with respect to the optical axis.
The incident light L4 on the reticle 12 is the reticle pattern.
And is inclined by ψ with respect to the optical axis AX.
0th order diffracted light D0, Θ for 0th order diffracted lightPIs
Inclined + 1st-order diffracted light DP, And zero-order diffracted light D 0Against
ΘmOnly tilted-first-order diffracted light DmTo occur. Shi
However, the illumination light L2 is projected on both sides by telecentricity.
The optical system 14 is tilted by an angle ψ with respect to the optical axis AX.
Since it is incident on the red pattern, the 0th-order diffracted light D0Also projected
Travels in a direction inclined by an angle ψ with respect to the optical axis AX of the optical system.
To do.

【0047】従って、+1次光DP は光軸AXに対して
θP +ψの方向に進行し、−1次回折光Dm は光軸AX
に対してθm −ψの方向に進行する。このとき回折角θ
P 、θm はそれぞれ sin(θP +ψ)− sinψ=λ/P (1) sin(θm −ψ)+ sinψ=λ/P (2) である。
Therefore, the + 1st-order light D P travels in the direction of θ P + ψ with respect to the optical axis AX, and the −1st-order diffracted light D m is the optical axis AX.
With respect to θ m − ψ. At this time, the diffraction angle θ
P and θ m are sin (θ P + ψ) −sin ψ = λ / P (1) sin (θ m −ψ) + sin ψ = λ / P (2), respectively.

【0048】ここでは、+1次回折光DP 、−1次回折
光Dm の両方が投影光学系14の瞳15を透過している
ものとする。レチクルパターン13の微細化に伴って回
折角が増大すると先ず角度θP +ψの方向に進行する+
1次回折光DP が投影光学系14の瞳15を透過できな
くなる。すなわちsin(θP +ψ)>NAR の関係に
なってくる。しかし照明光L2が光軸AXに対して傾い
て入射している為、このときの回折角でも−1次回折光
m は、投影光学系14に入射可能となる。すなわちs
in(θm −ψ)<NAR の関係になる。
Here, it is assumed that both the + 1st order diffracted light D P and the −1st order diffracted light D m are transmitted through the pupil 15 of the projection optical system 14. When the diffraction angle increases with the miniaturization of the reticle pattern 13, it first proceeds in the direction of the angle θ P + ψ +
The first-order diffracted light D P cannot pass through the pupil 15 of the projection optical system 14. That is, the relationship of sin (θ P + ψ)> NA R is established. However, since the illumination light L2 is incident while being inclined with respect to the optical axis AX, the −1st-order diffracted light D m can enter the projection optical system 14 even at the diffraction angle at this time. Ie s
The relationship is in (θ m −ψ) <NA R.

【0049】従って、ウェハ16上には0次回折光D0
と−1次回折光Dm の2光束による干渉縞が生じる。こ
の干渉縞はレチクルパターン13の像であり、レチクル
パターン13が1:1のラインアンドスペースの時、約
90%のコントラストとなってウェハ16上に塗布され
たレジストに、レチクルパターン13の像をパターニン
グすることが可能となる。
Therefore, the 0th-order diffracted light D 0 is formed on the wafer 16.
And -1st order diffracted light D m causes interference fringes due to two light beams. This interference fringe is an image of the reticle pattern 13, and when the reticle pattern 13 has a 1: 1 line and space, the contrast is about 90% and the image of the reticle pattern 13 is formed on the resist applied on the wafer 16. It becomes possible to pattern.

【0050】このときの解像限界は、 sin(θm −ψ)=NAR (3) となるときであり、従って NAR +sinψ=λ/P P=λ/(NAR +sinψ) (4) が転写可能な最小パターンのレチクル側でのピッチであ
る。
The resolution limit at this time is when sin (θ m −ψ) = NA R (3), and therefore NA R + sin ψ = λ / P P = λ / (NA R + sin ψ) (4) Is the pitch on the reticle side of the smallest pattern that can be transferred.

【0051】一例として今sinψを0.5×NAR
度に定めるとすれば、転写可能なレチクル上のパターン
の最小ピッチは P=λ/(NAR +0.5NAR ) =2λ/3NAR (5) となる。
Assuming that sin ψ is set to about 0.5 × NA R as an example, the minimum pitch of the pattern on the transferable reticle is P = λ / (NA R + 0.5NA R ) = 2λ / 3NA R ( 5) becomes.

【0052】一方、照明系中でのレチクル12に対する
フーリエ変換面50上での照明光の分布が投影光学系1
4の光軸AXを中心とする円形領域内である通常の露光
装置の場合、P≒λ/NAR であった。従って、通常の
露光装置より高い解像度が実現できることがわかる。次
に、レチクルパターンに対して特定の入射方向と入射角
で露光光を照射して、0次回折光成分と1次回折光成分
とを用いてウェハ上に結像パターンを形成方法によっ
て、焦点深度も大きくなる理由について説明する。
On the other hand, the distribution of the illumination light on the Fourier transform plane 50 for the reticle 12 in the illumination system is the projection optical system 1
In the case of an ordinary exposure apparatus within a circular region centered on the optical axis AX of 4, P≈λ / NA R. Therefore, it can be seen that a higher resolution can be realized than that of an ordinary exposure apparatus. Then, the exposure light is applied to the reticle pattern at a specific incident direction and an incident angle, and the depth of focus is also determined by a method of forming an imaging pattern on the wafer using the 0th-order diffracted light component and the 1st-order diffracted light component. The reason for the increase will be described.

【0053】図8のようにウェハ16が投影光学系14
の焦点位置(最良結像面)に一致している場合には、レ
チクルパターン13中の1点を出てウェハ16上の一点
に達する各回折光は、投影光学系12のどの部分を通る
ものであってもすべて等しい光路長を有する。このため
通常照明のように0次回折光成分が投影光学系14の瞳
面15のほぼ中心(光軸近傍)を貫通する場合でも、0
次回折光成分とその他の回折光成分とで光路長は相等し
く、相互の波面収差も零である。しかし、ウェハ16が
投影光学系14の焦点位置に一致していないデフォーカ
ス状態の場合、斜めに入射する高次の回折光の光路長は
光軸近傍を通る0次回折光に対して焦点前方(投影光学
系14から遠ざかる方)では短く、焦点後方(投影光学
系14に近づく方)では長くなりその差は入射角の差に
応じたものとなる。従って、0次、1次、…の各回折光
は相互に波面収差を形成して焦点位置の前後におけるボ
ケを生じることとなる。
As shown in FIG. 8, the wafer 16 is projected onto the projection optical system 14.
When it coincides with the focal point position (best image plane) of each, the diffracted light that exits one point in the reticle pattern 13 and reaches one point on the wafer 16 passes through which part of the projection optical system 12. However, they all have the same optical path length. Therefore, even when the 0th-order diffracted light component penetrates almost the center (near the optical axis) of the pupil plane 15 of the projection optical system 14 as in normal illumination,
The optical path lengths of the second-order diffracted light component and the other diffracted light components are equal to each other, and the mutual wavefront aberration is also zero. However, when the wafer 16 is in a defocused state where it does not coincide with the focal position of the projection optical system 14, the optical path length of the obliquely incident high-order diffracted light is in front of the focal point with respect to the 0th-order diffracted light passing near the optical axis ( The distance becomes short in the direction away from the projection optical system 14 and becomes long in the rear of the focus (direction closer to the projection optical system 14), and the difference depends on the difference in the incident angle. Therefore, the diffracted lights of the 0th, 1st, ... Form wavefront aberrations mutually, and blurring occurs before and after the focal position.

【0054】前述のデフォーカスによる波面収差は、ウ
ェハ16の焦点位置からのずれ量をΔF、各回折光が−
に入射するときの入射角θw の正弦をr(r=sinθ
w )とすると、ΔFr2 /2で与えられる量である。
(このときrは各回折光の、瞳面15での光軸AXから
の距離を表わす。従来の通常照明を行う投影型露光装置
では、0次回折光D0 は光軸AXの近傍を通るので、r
(0次)=0となり、一方±1次回折光DP 、Dm は、
r(1次)=M・λ/Pとなる(Mは投影光学系の倍
率)。
As for the wavefront aberration due to the above defocus, the amount of deviation from the focus position of the wafer 16 is ΔF, and each diffracted light is −
The sine of the incident angle θ w when it is incident on r is r (r = sin θ
When w), is an amount given by ΔFr 2/2.
(At this time, r represents the distance of each diffracted light from the optical axis AX on the pupil plane 15. In a conventional projection type exposure apparatus that performs normal illumination, the 0th-order diffracted light D 0 passes near the optical axis AX. , R
(0th order) = 0, while the ± 1st order diffracted lights D P and D m are
r (1st) = M · λ / P (M is the magnification of the projection optical system).

【0055】従って、0次回折光D0 と±1次回折光D
P 、Dm のデフォーカスによる波面収差は ΔF・M2(λ/P)2/2となる。 一方、本実施例における投影型露光装置では、図8に示
すように0次回折光成分D0 は光軸AXから角度ψだけ
傾いた方向に発生するから、瞳面15における0次回折
光成分の光軸AXからの距離はr(0次)=M・sin
ψである。
Therefore, the 0th order diffracted light D 0 and the ± 1st order diffracted light D
P, the wavefront aberration due to defocus of D m is the ΔF · M 2 (λ / P ) 2/2. On the other hand, in the projection exposure apparatus according to the present embodiment, as shown in FIG. 8, the 0th-order diffracted light component D 0 is generated in the direction inclined by the angle ψ with respect to the optical axis AX. The distance from the axis AX is r (0th order) = M · sin
ψ.

【0056】一方、−1次回折光成分Dm の瞳面におけ
る光軸からの距離はr(−1次)=M・sin(θm
ψ)となる。そしてこのとき、sinψ=sin(θm
−ψ)となれば、0次回折光成分D0 と−1次回折光成
分Dm のデフォーカスによる相対的な波面収差は零とな
り、ウェハ16が焦点位置より光軸方向に若干ずれても
パターン13の像ボケは従来程大きく生じないことにな
る。すなわち、焦点深度が増大することになる。また、
(2)式のように、sin(θm −ψ)+sinψ=λ
/Pであるから、照明光束L4のレチクル12への入射
角ψが、ピッチPのパターンに対して、sinψ=λ/
2Pの関係にすれば焦点深度をきわめて増大することが
可能である。
On the other hand, the distance of the −1st-order diffracted light component D m from the optical axis on the pupil plane is r (−1st) = M · sin (θ m
ψ). Then, at this time, sin ψ = sin (θ m
−ψ), the relative wavefront aberration due to defocusing of the 0th-order diffracted light component D 0 and the −1st-order diffracted light component D m becomes zero, and even if the wafer 16 is slightly deviated from the focus position in the optical axis direction, the pattern 13 The image blur of (1) will not occur as much as in the past. That is, the depth of focus is increased. Also,
As in the formula (2), sin (θ m −ψ) + sin ψ = λ
/ P, the incident angle ψ of the illumination light flux L4 onto the reticle 12 is sin ψ = λ / with respect to the pattern of the pitch P.
With the relationship of 2P, the depth of focus can be extremely increased.

【0057】さて、フライアイレンズ群の各位置(光軸
と垂直な面内での位置)は、転写すべきレチクルパター
ンに応じて決定(変更)するのが良い。フライアイレン
ズ群の位置決定の具体例を、図6、図9を用いて説明す
る。図6ではレンズ11のフライアイレンズ側主点から
フライアイレンズ群5のレチクル側焦点面5bまでの距
離と、レンズ11のレチクル側主点からレチクルパター
ン13までの距離は共にfであるとする。
Now, each position of the fly-eye lens group (position in the plane perpendicular to the optical axis) is preferably determined (changed) according to the reticle pattern to be transferred. A specific example of determining the position of the fly-eye lens group will be described with reference to FIGS. 6 and 9. In FIG. 6, it is assumed that the distance from the fly eye lens side principal point of the lens 11 to the reticle side focal plane 5b of the fly eye lens group 5 and the distance from the reticle side principal point of the lens 11 to the reticle pattern 13 are both f. .

【0058】図9(A)、(C)は共にレチクルパター
ン13中に形成される一部分のパターンの例を表わす図
であり、図9(B)は図9(A)のレチクルパターンの
場合に最適なフライアイレンズ群の中心のフーリエ変換
面(又は投影光学系の瞳面)での位置を示し、図9
(D)は図9(C)のレチクルパターンの場合に最適な
各フライアイレンズ群の位置(最適な各フライアイレン
ズ群の中心の位置)を表わす図である。
9A and 9C are diagrams showing an example of a partial pattern formed in the reticle pattern 13, and FIG. 9B shows the case of the reticle pattern of FIG. 9A. The position of the center of the optimum fly-eye lens group on the Fourier transform plane (or the pupil plane of the projection optical system) is shown in FIG.
FIG. 9D is a diagram showing the optimum position of each fly eye lens group (the optimum center position of each fly eye lens group) in the case of the reticle pattern of FIG. 9C.

【0059】図9(A)は、いわゆる1次元ラインアン
ドスペースパターンであって、透過部と遮光部が等しい
幅でY方向に帯状に並び、それらがX方向にピッチPで
規則的に並んでいる。このとき、個々のフライアイレン
ズ群の最適位置は図9(B)に示すようにフーリエ変換
面内に仮定したY方向の線分Lα上、及び線分Lβ上の
任意の位置となる。図9(B)はレチクルパターン13
に対するフーリエ変換面50(5b)を光軸AX方向か
ら見た図であり、かつ、面50内の座標系X,Yは、同
一方向からレチクルパターン13を見た図9(A)と同
一にしてある。さて、図9(B)において光軸AXが通
る中心Cから、各線分Lα、Lβまでの距離α、βはα
=βであり、λを露光波長としたとき、α=β=f・
(1/2)・(λ/P)に等しい。この距離α,βをf
・sinψと表わせれば、sinψ=λ/2Pであり、
これは前述の数値と一致している。従って各フライアイ
レンズ群の各中心(各フライアイレンズ群の夫々によっ
て作られる2次光源像の光量分布の各重心)位置が線分
Lα、Lβ上にあれば図9(A)に示す如きラインアン
ドスペースパターンに対して、各フライアイレンズから
の照明光により発生する0次回折光と±1次回折光のう
ちのどちらか一方との2つの回折光は、投影光学系の瞳
面15において光軸AXからほぼ等距離となる位置を通
る。従って前述の如く、ラインアンドスペースパターン
(図9(A))に対する焦点深度を最大とすることがで
き、かつ高解像度を得ることができる。
FIG. 9A shows a so-called one-dimensional line-and-space pattern in which the transmissive portion and the light-shielding portion are arranged in a strip shape in the Y direction with the same width, and they are regularly arranged in the X direction at a pitch P. There is. At this time, the optimum positions of the individual fly-eye lens groups are arbitrary positions on the line segment Lα and the line segment Lβ in the Y direction assumed in the Fourier transform plane, as shown in FIG. 9B. FIG. 9B shows the reticle pattern 13
FIG. 9A is a view of the Fourier transform surface 50 (5b) of FIG. 9 from the optical axis AX direction, and the coordinate systems X and Y in the surface 50 are the same as those of FIG. 9A in which the reticle pattern 13 is viewed from the same direction. There is. Now, in FIG. 9B, the distances α and β from the center C through which the optical axis AX passes to the respective line segments Lα and Lβ are α
= Β, and when λ is the exposure wavelength, α = β = f ·
It is equal to (1/2) · (λ / P). This distance α, β is f
If expressed as sin ψ, sin ψ = λ / 2P,
This is in agreement with the above figures. Therefore, if the center of each fly-eye lens group (the center of gravity of the light amount distribution of the secondary light source image created by each fly-eye lens group) is on the line segments Lα and Lβ, as shown in FIG. 9 (A). For the line-and-space pattern, two diffracted lights, one of the 0th-order diffracted light and the ± 1st-order diffracted light generated by the illumination light from each fly-eye lens, are reflected by the pupil plane 15 of the projection optical system. It passes through a position that is approximately equidistant from the axis AX. Therefore, as described above, the depth of focus for the line and space pattern (FIG. 9A) can be maximized and high resolution can be obtained.

【0060】次に図9(C)は、レチクルパターンがい
わゆる2次元ドットパターンである場合であり、かつ、
パターンのX方向(横方向)ピッチがPx、Y方向(縦
方向)ピッチがPyとなっている。図9(D)はこの場
合の各フライアイレンズ群の最適位置を表わす図であ
り、図9(C)との位置、回転関係は図9(A),
(B)の関係と同じである。図9(C)の如き、2次元
パターンに照明光が入射するとパターンの2次元方向の
周期性(X:Px、Y:Py)に応じた2次元方向に回
折光が発生する。図9(C)の如き2次元パターンにお
いても回折光中の0次回折光と±1次回折光のうちのい
ずれか一方とが投影光学系瞳面15において光軸AXか
らほぼ等距離となるようにすれば、焦点深度を最大とす
ることができる。図9(C)のパターンではX方向のピ
ッチはPxであるから図9(D)に示す如く、α=β=
f・(1/2)・(λ/Px)となる線分Lα、Lβ上
に各フライアイレンズ群の中心があれば、パターンのX
方向成分について焦点深度を最大とすることができる。
同様に、γ=ε=f・(1/2)・(λ/Py)となる
線分Lγ、Lε上に各フライアイレンズ群の中心があれ
ば、パターンY方向成分について焦点深度を最大とする
ことができる。
Next, FIG. 9C shows a case where the reticle pattern is a so-called two-dimensional dot pattern, and
The X direction (horizontal direction) pitch of the pattern is Px, and the Y direction (vertical direction) pitch is Py. FIG. 9D is a diagram showing the optimum position of each fly-eye lens group in this case, and the position and rotation relationship with FIG. 9C are shown in FIG.
This is the same as the relationship (B). When illumination light enters a two-dimensional pattern as shown in FIG. 9C, diffracted light is generated in the two-dimensional direction according to the periodicity (X: Px, Y: Py) of the pattern in the two-dimensional direction. Even in the two-dimensional pattern as shown in FIG. 9C, one of the 0th order diffracted light and the ± 1st order diffracted light in the diffracted light should be substantially equidistant from the optical axis AX on the projection optical system pupil plane 15. By doing so, the depth of focus can be maximized. Since the pitch in the X direction is Px in the pattern of FIG. 9C, as shown in FIG. 9D, α = β =
If the center of each fly-eye lens group is on the line segments Lα and Lβ that are f · (½) · (λ / Px), the pattern X
The depth of focus can be maximized for the directional component.
Similarly, if there is the center of each fly-eye lens group on the line segments Lγ and Lε such that γ = ε = f · (1/2) · (λ / Py), the depth of focus is maximized for the pattern Y direction component. can do.

【0061】以上、図9(B)、又は(D)に示した各
位置に配置したフライアイレンズ群からの照明光束がレ
チクルパターン13に入射すると、0次光回折光成分D
0 と、+1次回折光成分DR または−1次回折光成分D
m のいずれか一方とが、投影光学系14内の瞳面15で
は光軸AXからほぼ等距離となる光路を通る。従って図
8で述べたとおり、高解像及び大焦点深度の投影型露光
装置が実現できる。以上、レチクルパターン13として
図9(A)、又は(C)に示した2例のみを考えたが、
他のパターンであってもその周期性(微細度)に着目
し、そのパターンからの+1次回折光成分または−1次
回折光成分のいずれか一方と0次回折光成分との2光束
が、投影光学系内の瞳面15では光軸AXからほぼ等距
離になる光路を通る様な位置に各フライアイレンズ群の
中心を配置すればよい。また図9(A)、(C)のパタ
ーン例は、ライン部とスペース部の比(デューティ比)
が1:1のパターンであった為、発生する回折光中では
±1次回折光が強くなる。このため、±1次回折光のう
ちの一方と0次回折光との位置関係に着目したが、パタ
ーンがデューティ比1:1から異なる場合等では他の回
折光、例えば±2次回折光のうちの一方と0次回折光と
の位置関係が、投影光学系瞳面15において光軸AXか
らほぼ等距離となるようにしてもよい。
As described above, when the illumination light flux from the fly-eye lens group disposed at each position shown in FIG. 9B or 9D enters the reticle pattern 13, the 0th-order diffracted light component D
0 and + 1st order diffracted light component D R or -1st order diffracted light component D
Any one of m passes through an optical path that is substantially equidistant from the optical axis AX on the pupil plane 15 in the projection optical system 14. Therefore, as described with reference to FIG. 8, a projection type exposure apparatus with a high resolution and a large depth of focus can be realized. As described above, only the two examples shown in FIG. 9A or 9C were considered as the reticle pattern 13.
Even in other patterns, paying attention to the periodicity (fineness), the two light fluxes of either the + 1st-order diffracted light component or the -1st-order diffracted light component and the 0th-order diffracted light component from that pattern are projected into the projection optical system. On the inner pupil plane 15, the centers of the fly-eye lens groups may be arranged at positions such that they pass through an optical path that is substantially equidistant from the optical axis AX. In the pattern examples of FIGS. 9A and 9C, the ratio of the line portion and the space portion (duty ratio)
Is a 1: 1 pattern, the ± 1st order diffracted light becomes strong in the generated diffracted light. Therefore, the positional relationship between one of the ± 1st-order diffracted lights and the 0th-order diffracted light is focused, but when the pattern is different from the duty ratio of 1: 1 or the like, one of the ± 2nd-order diffracted lights is used. The positional relationship between the 0th-order diffracted light and the 0th-order diffracted light may be substantially equidistant from the optical axis AX on the projection optical system pupil plane 15.

【0062】また、レチクルパターン13が図9(D)
の如く2次元の周期性パターンを含む場合、特定の1つ
の0次回折光成分に着目したとき、投影光学系の瞳面1
5上ではその1つの0次回折光成分を中心としてX方向
(第1方向)に分布する1次以上の高次回折光成分と、
Y方向(第2方向)に分布する1次以上の高次回折光成
分とが存在し得る。そこで、特定の1つの0次回折光成
分に対して2次元のパターンの結像を良好に行うものと
すると、第1方向に分布する高次回折光成分の1つと、
第2方向に分布する高次回折光成分の1つと、特定の0
次回折光成分との3つが、瞳面19上で光軸AXからほ
ぼ等距離に分布するように、特定の0次回折光成分(1
つのフライアイレンズ群)の位置を調節すればよい。例
えば、図9(D)中でフライアイレンズ中心位置を点P
ζ、Pη、Pκ、Pμのいずれかと一致させるとよい。
点Pζ、Pη、Pκ、Pμはいずれも線分LαまたはL
β(X方向の周期性について最適な位置、すなわち0次
回折光とX方向の±1次回折光の一方とが投影光学系瞳
面15上で光軸からほぼ等距離となる位置)及び線分L
γ、Lε(Y方向の周期性について最適な位置)の交点
であるためX方向、Y方向のいずれのパターン方向につ
いても最適な光源位置である。
Further, the reticle pattern 13 is shown in FIG.
In the case of including a two-dimensional periodic pattern as shown in FIG.
5, the one or more high-order diffracted light components distributed in the X direction (first direction) centering on the one zero-order diffracted light component,
There may be first-order or higher-order diffracted light components distributed in the Y direction (second direction). Therefore, assuming that a two-dimensional pattern is satisfactorily formed on one specific 0th-order diffracted light component, one of the higher-order diffracted light components distributed in the first direction,
One of the higher-order diffracted light components distributed in the second direction and a specific 0
The three 0th-order diffracted light components are distributed in the pupil plane 19 at almost the same distance from the optical axis AX.
The positions of the two fly-eye lens groups) may be adjusted. For example, in FIG. 9D, the center position of the fly-eye lens is point P.
It is preferable to match any one of ζ, Pη, Pκ, and Pμ.
The points Pζ, Pη, Pκ and Pμ are all line segments Lα or L
β (the optimum position for periodicity in the X direction, that is, the position where the 0th-order diffracted light and one of the ± 1st-order diffracted lights in the X direction are substantially equidistant from the optical axis on the projection optical system pupil plane 15) and the line segment L
Since it is the intersection of γ and Lε (the optimum position for the periodicity in the Y direction), it is the optimum light source position in both the X direction and the Y direction.

【0063】尚、フーリエ変換面での光量重心が光軸A
Xと一致するように配置するのが望ましい。例えば2つ
のフライアイレンズ群を光軸AXに対称に配置すればよ
い。以上、複数のフライアイレンズ群の位置決定の例を
示したが、照明光束は、前述の光学部材(回折格子状パ
ターン、可動ミラー、プリズム或いはファイバー等)に
より、各フライアイレンズ群の移動位置に対応して集中
させたが、この様な集中化のための光学部材は設けなく
ても良い。
The center of gravity of the light quantity on the Fourier transform plane is the optical axis A.
It is desirable to arrange so as to coincide with X. For example, two fly-eye lens groups may be arranged symmetrically with respect to the optical axis AX. The example of determining the positions of a plurality of fly-eye lens groups has been described above. The illumination light flux is moved by the above-mentioned optical members (diffraction grating pattern, movable mirror, prism, fiber, etc.) However, it is not necessary to provide an optical member for such concentration.

【0064】また、フライアイレンズ5の光源側焦点面
5a近傍に、拡散板や光ファイバー束等の光散乱部材を
用いることで、照明光の均一化を行なっても良い。ある
いは本発明の実施例で使用されたフライアイレンズ5と
は別に、さらにフライアイレンズ(以後、別フライアイ
レンズ)等のオプチカルインテグレーターを用いて、照
明光の均一化を行なっても良い。このとき別フライアイ
レンズは、上記フライアイレンズ5の光源側焦点面5a
近傍での照明光量分布を可変とする光学部材、例えばプ
リズム40よりも光源(ランプ)1側であることが望ま
しい。さらに別フライアイレンズのレンズエレメントの
断面形状は正方形(矩形)よりも正六角形にするのが望
ましい。さらに、別フライアイレンズより光源側に図2
に示すようなズーム系を設けてもよい。
The illumination light may be made uniform by using a light scattering member such as a diffusion plate or an optical fiber bundle near the light source side focal plane 5a of the fly-eye lens 5. Alternatively, in addition to the fly-eye lens 5 used in the embodiments of the present invention, an optical integrator such as a fly-eye lens (hereinafter, another fly-eye lens) may be used to make the illumination light uniform. At this time, the separate fly-eye lens is the light source side focal plane 5a of the fly-eye lens 5 described above.
It is desirable that it is closer to the light source (lamp) 1 side than the optical member, such as the prism 40, which makes the illumination light amount distribution in the vicinity variable. Furthermore, it is desirable that the cross-sectional shape of the lens element of another fly-eye lens is a regular hexagon rather than a square (rectangle). Furthermore, as shown in FIG.
You may provide a zoom system as shown in FIG.

【0065】さて、以上のような複数斜入射照明におい
て、夫々の光束の位置、光束の数によって瞳面15内で
の光束が通過する位置、形状が異なるため焦点位置が異
なる。また、複数斜入射照明と第1実施例に示すような
通常照明との切り換えによって焦点位置がことなる。こ
のため、夫々の複数斜入射照明の条件に応じてフォーカ
スオフセットを予め主制御系33に記憶しておき、第1
の実施例で述べたように、照明状態の切り換えに応じ
て、ギャップセンサAFにオフセットを加えたり、照明
状態の切り換え毎にフオーカスキャリブレーションを行
えばよい。
In the above-described multiple oblique incidence illumination, the focal position is different because the position and shape of the light beam passing through the pupil plane 15 are different depending on the position of each light beam and the number of light beams. Further, the focal position is changed by switching between the multiple oblique incidence illumination and the normal illumination as shown in the first embodiment. For this reason, the focus offset is stored in advance in the main control system 33 in accordance with the respective conditions of the multiple grazing incidence illumination, and the first
As described in the embodiment, the gap sensor AF may be offset according to the switching of the illumination state, or the focus calibration may be performed every time the illumination state is switched.

【0066】以上の実施例に於て、光源は水銀ランプ1
を用いて説明したが、他の輝線ランプやレーザー(エキ
シマ等)、あるいは連続スペクトルの光源であっても良
い。また照明光学系中の光学部材の大部分をレンズとし
たが、ミラー(凹面鏡、凸面鏡)であっても良い。投影
光学系としては屈折系であっても、反射系であっても、
あるいは反射屈折系であってもよい。また、以上の実施
例においては両側テレセントリックな投影光学系を使用
したが片側テレセントリック系でも、非テレセントリッ
ク系でもよい。さらに、光源から発生する照明光のう
ち、特定の波長の光のみを利用する為に、照明光学系中
に干渉フィルター等の単色化手段を設けてもよい。
In the above embodiments, the light source is the mercury lamp 1.
However, other bright line lamps, lasers (excimer, etc.), or continuous spectrum light sources may be used. Although most of the optical members in the illumination optical system are lenses, they may be mirrors (concave mirrors or convex mirrors). Whether the projection optical system is a refraction system or a reflection system,
Alternatively, it may be a catadioptric system. Further, in the above embodiments, the projection optical system which is both-side telecentric is used, but one-side telecentric system or non-telecentric system may be used. Further, in order to use only the light of a specific wavelength among the illumination light generated from the light source, a monochromatic means such as an interference filter may be provided in the illumination optical system.

【0067】以下、本実施例の動作について説明する。
動作の一例として照明光束の個数を2個から4個への切
り換えの場合について説明する。照明光束が2個から4
個に切り替わった場合、切替え情報(バーコード、キー
ボード等)に基づき、フォーカスオフセット値を求め
る。そして第1の実施例と同様の動作により、ギャップ
センサAFにオフセットを加えたり、照明状態の切り換
え毎にフオーカスキャリブレーションを行えばよい。
The operation of this embodiment will be described below.
As an example of the operation, a case where the number of illumination light fluxes is switched from 2 to 4 will be described. Illumination luminous flux from 2 to 4
When switching to individual pieces, the focus offset value is obtained based on the switching information (bar code, keyboard, etc.). Then, by the same operation as that of the first embodiment, it suffices to add an offset to the gap sensor AF or perform focus calibration every time the illumination state is switched.

【0068】また、4個(又は2個)の照明光の位置が
変化する場合は、切替え情報に基づいて第1の実施例と
同様の動作により、ギャップセンサAFにオフセットを
加えたり、照明状態の切り換え毎にフオーカスキャリブ
レーションを行えばよい。さらに従来照明(通常照明)
から複数斜入射照明へ切り換わる場合も、切替え情報に
基づいて第1の実施例と同様の動作により、ギャップセ
ンサAFにオフセットを加えたり、照明状態の切り換え
毎にフオーカスキャリブレーションを行えばよい。この
際、オフセット量が平行平板ガラス29の駆動量を越え
ていたり、電気的なオフセット量の許容値を越えていた
りした場合は、自動的にフォーカスキャリブレーション
を行うような動作にしてもよい。
When the positions of the four (or two) illumination lights change, an offset is added to the gap sensor AF or an illumination state is obtained by the same operation as the first embodiment based on the switching information. It suffices to perform focus calibration every time the switching is performed. Conventional lighting (normal lighting)
In the case of switching from a plurality of oblique incidence illuminations as well, an offset may be added to the gap sensor AF or a focus calibration may be performed every time the illumination state is switched, by the same operation as in the first embodiment based on the switching information. . At this time, if the offset amount exceeds the driving amount of the parallel flat glass 29 or exceeds the allowable value of the electrical offset amount, focus calibration may be automatically performed.

【0069】また、通常照明から1つ光束を用いた傾斜
照明への切り替えを行う場合でも同様の動作で焦点変動
を補正することが可能である。次に第3の実施例につい
て説明する。図10(a)は位相シフトレチクルからの
回折光の光路を示す図であり、図10(b)は瞳面15
上での回折光の状態を示す図である。図10(a)で一
点鎖線は−1次回折光を示し、点線は+1次回折光を示
しており、開口絞りは6−Bを設けてある。尚、図10
(a)では図1のレンズ7、9、11、ミラー11をミ
ラー11として簡略化して示してある。位相シフトレチ
クル12bを用いると、第2実施例で説明した複数斜入
射照明のように、複数の光束が瞳面15で光軸から偏心
した位置を通過する。従って、通常レチクルから位相シ
フトレチクルに切り換えた場合には第2実施例と同様
に、ギャップセンサAFにオフセットを加えたり、交換
時にフオーカスキャリブレーションを行う必要がある。
Further, even when the normal illumination is switched to the inclined illumination using one light flux, the focus fluctuation can be corrected by the same operation. Next, a third embodiment will be described. FIG. 10A is a diagram showing the optical path of the diffracted light from the phase shift reticle, and FIG. 10B is the pupil plane 15.
It is a figure which shows the state of the diffracted light above. In FIG. 10A, the alternate long and short dash line indicates the −1st order diffracted light, the dotted line indicates the + 1st order diffracted light, and the aperture stop is provided with 6-B. Incidentally, FIG.
In FIG. 1A, the lenses 7, 9, 11 and the mirror 11 in FIG. 1 are simplified and shown as a mirror 11. When the phase shift reticle 12b is used, a plurality of light beams pass through a position decentered from the optical axis on the pupil plane 15 as in the multiple oblique incidence illumination described in the second embodiment. Therefore, when the normal reticle is switched to the phase shift reticle, it is necessary to add an offset to the gap sensor AF or perform focus calibration at the time of replacement, as in the second embodiment.

【0070】また、前述の通常レチクルで複数斜入射照
明を行う場合と位相シフトレチクルを使用する場合との
切り換えに応じてギャップセンサAFにオフセットを加
えたり、交換時にフオーカスキャリブレーションを行
う。さらに、位相シフトレチクルでもその種類に応じて
瞳面15上にできる光束の位置、形状は異なる場合があ
り、この場合も切り換えに応じてギャップセンサAFに
オフセットを加えたり、交換時にフオーカスキャリブレ
ーションを行う。
Further, an offset is added to the gap sensor AF in accordance with the switching between the case of performing the multiple oblique incidence illumination with the normal reticle and the case of using the phase shift reticle, and the focus calibration is performed at the time of replacement. Further, even in the phase shift reticle, the position and shape of the light beam formed on the pupil plane 15 may differ depending on the type, and in this case as well, an offset is added to the gap sensor AF according to the switching, or a focus calibration is performed at the time of replacement. I do.

【0071】以上第1から第3の実施例において結像状
態の異なるものとしては 通常照明を行った場合 輪帯照明 〃 複数斜入射照明 〃 位相シフトレチクルを用いた場合 NA可変 〃 σ値可変 〃 が考えられ、〜の相互の切り換えや〜夫々の条
件変更毎にフォーカスオフセット値を予め求めておき、
これらの夫々が選択された場合に、記憶されたオフセッ
ト量をギャップセンサAFに加味すれば、結像状態が変
化した場合でも常に最良焦点位置で露光を行うことがで
きる。
In the above-mentioned first to third embodiments, different image formation states are obtained when normal illumination is performed: annular illumination 〃 multiple oblique incidence illumination 〃 when phase shift reticle is used NA variable 〃 σ value variable 〃 Is considered, and the focus offset value is obtained in advance for each of the mutual switching of-and each condition change,
When each of these is selected, if the stored offset amount is added to the gap sensor AF, exposure can always be performed at the best focus position even when the image formation state changes.

【0072】[0072]

【発明の効果】以上、本発明によれば、照明光状態や使
用するレチクルによらず、常に最良焦点面で露光を行う
ことができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to always perform exposure with the best focal plane regardless of the illumination light state and the reticle used.

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

【図1】本発明の第1の実施例における投影露光装置の
概略を示す図、
FIG. 1 is a diagram schematically showing a projection exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention,

【図2】図1の装置の照明系の開口数を可変とする手段
としてズームレンズ系を用いた場合を示す部分図、
2 is a partial view showing a case where a zoom lens system is used as a means for varying the numerical aperture of the illumination system of the apparatus of FIG.

【図3】図1の装置における比較的大きなσ値での
(a)照明光の光路を示す図、(b)投影光学系の瞳面
上での回折光を示す図、
3A is a diagram showing an optical path of illumination light with a relatively large σ value in the apparatus of FIG. 1, and FIG. 3B is a diagram showing diffracted light on a pupil plane of a projection optical system.

【図4】図1の装置における比較的小さなσ値での
(a)照明光の光路を示す図、(b)投影光学系の瞳面
上での回折光を示す図、
4A is a diagram showing an optical path of illumination light with a relatively small σ value in the apparatus of FIG. 1, FIG. 4B is a diagram showing diffracted light on a pupil plane of a projection optical system,

【図5】図1の装置における輪帯状の開口絞りを設けた
場合での(a)照明光の光路を示す図、(b)投影光学
系の瞳面上での回折光を示す図、
5A is a diagram showing an optical path of illumination light in the case where a ring-shaped aperture stop is provided in the apparatus of FIG. 1, and FIG. 5B is a diagram showing diffracted light on a pupil plane of a projection optical system.

【図6】本発明の第2の実施例における投影露光装置の
一部を示す図、
FIG. 6 is a diagram showing a part of a projection exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention,

【図7】本発明の第2の実施例における切替え部材を示
す図、
FIG. 7 is a view showing a switching member according to a second embodiment of the present invention,

【図8】本発明の第2の実施例におけるレチクルからウ
エハまでの基本的な光路を示す図、
FIG. 8 is a diagram showing a basic optical path from a reticle to a wafer in the second embodiment of the present invention,

【図9】(A)、(C)はマスク上に形成されたレチク
ルパターンの一例を示す平面図(B)、(D)は
(A)、(C)の夫々に対応したレチクルパターンのフ
ーリエ変換面における各フライアイレンズ群(面光源
像)の配置を説明する図、
9A and 9C are plan views showing an example of a reticle pattern formed on a mask, and FIGS. 9B and 9D are Fourier diagrams of reticle patterns corresponding to FIGS. 9A and 9C, respectively. The figure explaining the arrangement of each fly-eye lens group (surface light source image) on the conversion surface,

【図10】(a)位相シフトレチクルを用いた場合の投
影光学系を通る光束を示す図、(b)投影光学系の瞳面
上での回折光を示す図である。
10A is a diagram showing a light beam passing through a projection optical system when a phase shift reticle is used, and FIG. 10B is a diagram showing diffracted light on the pupil plane of the projection optical system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…光源 4…レンズ系 5、5A、5B、45A、45B、46A、46B、4
7A…フライアイレンズ TA、44…ターレット板 6…開口絞り 12…レチクル 12b…位相シフトレチクル 13…レチクルパターン 14…投影光学系 15…瞳面 15a…NA絞り 16…ウエハ 19…Zステージ 21…XYステージ 24…基準部材 25…光電検出器 26、27、28、29、30、31…ギャップセンサ
AF 32…フォーカス制御系 33…主制御系 34…バーコードリーダ 35…キーボード 36、37、18、29、30、48、49、60…駆
動系 40、41…光分割部材 42、45、46、47…保持部材
1 ... Light source 4 ... Lens system 5, 5A, 5B, 45A, 45B, 46A, 46B, 4
7A ... Fly-eye lens TA, 44 ... Turret plate 6 ... Aperture diaphragm 12 ... Reticle 12b ... Phase shift reticle 13 ... Reticle pattern 14 ... Projection optical system 15 ... Pupillary surface 15a ... NA diaphragm 16 ... Wafer 19 ... Z stage 21 ... XY Stage 24 ... Reference member 25 ... Photoelectric detector 26, 27, 28, 29, 30, 31 ... Gap sensor AF 32 ... Focus control system 33 ... Main control system 34 ... Bar code reader 35 ... Keyboard 36, 37, 18, 29 , 30, 48, 49, 60 ... Driving system 40, 41 ... Light splitting member 42, 45, 46, 47 ... Holding member

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03F 9/00 H 9122−2H ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location G03F 9/00 H 9122-2H

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源からの照明光を微細パターンを有す
るマスク上に照射する照明光学系と、前記マスクのパタ
ーン像を基板上に投影露光する投影光学系と、前記基板
を保持して、前記投影光学系の光軸方向に移動可能なス
テージと、前記光軸方向に関する前記投影光学系の所定
結像面と前記基板との相対位置偏差を検出し、該偏差に
応じた検出信号を出力する焦点検出手段と、前記検出信
号に基づいて前記ステージの移動を制御する制御手段と
を備えた投影型露光装置において、 前記投影光学系の開口数と、前記照明光学系の開口数
と、前記投影光学系内の前記マスクのフーリエ変換面を
通る光束の形状と該フーリエ変換面を通る光束の位置と
の少なくとも1つに関する情報を入力する入力手段と;
前記入力手段からの情報に基づいて所定の露光条件を設
定する設定手段と;前記設定手段に設定される露光条件
を切り換える切り換え手段と;前記切り換え手段による
切り換えによって変化する前記所定結像面の光軸方向の
位置変化に応じた値だけ前記焦点検出手段と前記制御手
段とのいずれか一方にオフセットを加える調整手段とを
有することを特徴とする投影型露光装置。
1. An illumination optical system for irradiating a mask having a fine pattern with illumination light from a light source, a projection optical system for projecting and exposing a pattern image of the mask onto a substrate, and holding the substrate, A stage that is movable in the optical axis direction of the projection optical system, detects a relative position deviation between the predetermined image plane of the projection optical system and the substrate in the optical axis direction, and outputs a detection signal according to the deviation. A projection type exposure apparatus comprising: focus detection means; and control means for controlling movement of the stage based on the detection signal, wherein the numerical aperture of the projection optical system, the numerical aperture of the illumination optical system, and the projection Input means for inputting information about at least one of the shape of the light beam passing through the Fourier transform surface of the mask and the position of the light beam passing through the Fourier transform surface in the optical system;
Setting means for setting a predetermined exposure condition based on information from the input means; switching means for switching the exposure condition set in the setting means; light on the predetermined image formation plane that changes by switching by the switching means A projection type exposure apparatus comprising: an adjusting unit that adds an offset to either one of the focus detecting unit and the control unit by a value corresponding to a change in position in the axial direction.
【請求項2】 前記露光条件は照明条件であることを特
徴とする請求項1記載の装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein the exposure condition is an illumination condition.
【請求項3】 前記露光条件は前記投影光学系の開口数
であることを特徴とする請求項1記載の装置。
3. The apparatus according to claim 1, wherein the exposure condition is a numerical aperture of the projection optical system.
【請求項4】 前記露光条件は露光すべき前記マスクの
条件であることを特徴とする請求項1記載の装置。
4. The apparatus according to claim 1, wherein the exposure condition is a condition of the mask to be exposed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6054075A (en) * 1996-01-29 2000-04-25 Fanuc Ltd. Insert molding method and apparatus therefor
US6296472B1 (en) 1996-09-20 2001-10-02 Fanuc Ltd. Injection molding machine
JP2005303303A (en) * 2004-04-09 2005-10-27 Carl Zeiss Smt Ag Optimization method of imaging performance

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