WO2008007632A1 - Illuminating optical apparatus, exposure apparatus and device manufacturing method - Google Patents

Illuminating optical apparatus, exposure apparatus and device manufacturing method Download PDF

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Koji Shigematsu
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    • G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption

Definitions

  • Illumination optical apparatus illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
  • the present invention relates to an illumination optical apparatus, an exposure apparatus, and a device manufacturing method, and more particularly to an exposure apparatus for manufacturing a device such as a semiconductor element, an imaging element, a liquid crystal display element, and a thin film magnetic head in a lithography process.
  • the present invention relates to an illumination optical device suitable for the above.
  • a pattern image of a mask (or reticle) is transferred via a projection optical system to a photosensitive substrate (a wafer coated with a photoresist, An exposure apparatus that performs projection exposure on a glass plate or the like is used.
  • a photosensitive substrate a wafer coated with a photoresist
  • An exposure apparatus that performs projection exposure on a glass plate or the like is used.
  • one type of pattern is formed in one shot area (unit exposure area) on the photosensitive substrate.
  • Patent Document 1 JP 2000-21748 A
  • a double exposure type exposure apparatus for example, after illuminating a first pattern area on a mask under a first illumination condition and transferring the pattern of the first pattern area to one shot area on a photosensitive substrate, Then, the second pattern area on the mask is illuminated under the second illumination condition, and the pattern of the second pattern area is transferred to the same shot area on the photosensitive substrate.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and provides an illumination optical device capable of quickly switching illumination conditions between illumination in the first region and illumination in the second region. The purpose is to do.
  • the present invention also provides illumination between the illumination in the first area and the illumination in the second area. It is an object of the present invention to provide an exposure apparatus capable of exposing a fine pattern onto a photosensitive substrate with a high throughput by a double exposure method using an illumination optical apparatus that quickly switches conditions.
  • An optical path switching member that switches an optical path of an emitted light beam between a first optical path and a second optical path; an optical path combining member that combines the first optical path and the second optical path;
  • a first pupil distribution forming member disposed in the first optical path to form a predetermined light intensity distribution in the illumination pupil
  • an illumination optical apparatus comprising a second pupil distribution forming member disposed in the second optical path and forming a predetermined light intensity distribution on the illumination pupil.
  • a light beam separating member for separating an incident light beam into a first light beam traveling along the first optical path and a second light beam traveling along the second optical path;
  • An optical path combining member that combines the first optical path and the second optical path
  • a first pupil distribution forming member disposed in the first optical path to form a predetermined light intensity distribution in the illumination pupil
  • a second pupil distribution forming member disposed in the second optical path to form a predetermined light intensity distribution in the illumination pupil
  • an illumination optical device comprising a shutter member that blocks one of the first light flux and the second light flux as necessary.
  • the exposure includes the illumination optical device according to the first or second aspect, and exposes a predetermined pattern illuminated by the illumination optical device onto a photosensitive substrate. Providing equipment.
  • an exposure step of exposing the photosensitive substrate to the photosensitive substrate using the exposure apparatus of the third embodiment, an exposure step of exposing the photosensitive substrate to the photosensitive substrate; And a developing step of developing the photosensitive substrate that has undergone the exposure step.
  • the first region and the second region can be individually and sequentially illuminated under required illumination conditions using the shape or size of the light intensity distribution at the illumination pupil as a parameter.
  • the lighting conditions can be quickly switched between the illumination in the first area and the illumination in the second area.
  • a fine pattern is formed by a double exposure method using an illumination optical device that quickly switches illumination conditions between illumination in the first area and illumination in the second area.
  • the photosensitive substrate can be exposed with high throughput, and a good device can be manufactured with high throughput.
  • FIG. 1 is a drawing schematically showing a configuration of an exposure apparatus that works on the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 (a) shows the dipolar light intensity distribution formed by the first light flux on the pupil surface of the afocal lens, and (b) shows the dipole shape formed by the second light flux on the pupil surface of the afocal lens. It is a figure which shows light intensity distribution.
  • FIG. 3 (a) shows a dipolar secondary light source formed by the first light flux on the illumination pupil, and (b) shows a dipolar secondary light source formed by the second light flux on the illumination pupil. It is.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration of a deflection unit.
  • FIG. 5 (a) is a diagram showing a first illumination region formed on the mask, and (b) is a diagram showing a second illumination region formed on the mask.
  • FIG. 6 is a drawing schematically showing a configuration of an exposure apparatus that works on the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a drawing schematically showing a configuration of an exposure apparatus that works on the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a drawing schematically showing a configuration of an exposure apparatus that works on the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a drawing schematically showing a configuration of an exposure apparatus that works on the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram schematically showing a configuration example of an optical path switching mechanism that switches an optical path of an emitted light beam between a first optical path and a second optical path.
  • FIG. 11 is a diagram schematically showing the configuration of a double-headed projection optical system composed of a refracting system and a deflecting mirror.
  • FIG. 12 is a diagram schematically showing the configuration of a catadioptric and double-headed projection optical system.
  • FIG. 13 is a diagram schematically showing a configuration of a double-headed projection optical system using a beam splitter.
  • FIG. 14 is a flowchart of a method for obtaining a semiconductor device as a micro device.
  • FIG. 15 is a flowchart of a method for obtaining a liquid crystal display element as a micro device.
  • FIG. 1 is a drawing schematically showing a configuration of an exposure apparatus that works on the first embodiment of the present invention.
  • Fig. 1 the Z-axis along the normal direction of wafer W, which is the photosensitive substrate, the Y-axis in the direction parallel to the paper surface of Fig. 1 in the plane of wafer W, and Fig. 1 in the plane of wafer W.
  • the X axis is set in the direction perpendicular to the paper.
  • the exposure apparatus of the first embodiment includes a light source 1 for supplying exposure light (illumination light).
  • the light source 1 for example, an ArF excimer laser light source that supplies light having a wavelength of about 193 nm, a KrF excimer laser light source that supplies light having a wavelength of about 248 nm, or the like can be used.
  • the light beam emitted from the light source 1 along the optical axis AX is expanded by the shaping optical system 2 into a light beam having a required cross-sectional shape, and passes through the 1Z2 wave plate 3 configured to be rotatable around the optical axis AX.
  • the light enters the polarization beam splitter 4.
  • the 1Z2 wave plate 3 converts linearly polarized light incident from the shaping optical system 2 into linearly polarized light polarized in an arbitrary direction and guides it to the polarized beam splitter 4.
  • the S-polarized light reflected by the polarizing beam splitter 4 that is, the light in the linearly polarized state that is polarized in the X direction (hereinafter referred to as the "X-direction linearly polarized state”) is guided to the first optical path and is polarized.
  • the P-polarized light that has passed through the splitter 4, that is, the light in the linear polarization state polarized in the Z direction (hereinafter referred to as the “Z direction linear polarization state”) is guided to the second optical path.
  • the first light beam reflected by the polarizing beam splitter 14 and guided along the first optical path enters the focal lens 13 via the shutter member 11 and the diffractive optical element 12 for dipole illumination.
  • the shutter member 11 has a function of blocking the first light beam directed from the polarization beam splitter 4 to the diffractive optical element 12 as necessary.
  • the front focal position of the front lens group 13a substantially coincides with the position of the diffractive optical element 12, and the rear focal position of the rear lens group 13b and the position of the predetermined surface 14 indicated by a broken line in the figure are the same.
  • a diffractive optical element is formed by forming a step having a pitch of the wavelength of exposure light (illumination light) on a substrate, and has a function of diffracting an incident beam to a desired angle.
  • the diffractive optical element 12 for dipole illumination has a dipole light intensity distribution in its far field (or Fraunhofer diffraction region) when a parallel light beam having a rectangular cross section is incident. It has the function to form. More specifically, the first light beam incident on the diffractive optical element 12 is incident on the pupil surface of the focal lens 13 in the Y direction with the optical axis AX1 of the first optical path as the center, as shown in FIG. After forming two light intensity distributions spaced apart from each other, that is, a light intensity distribution having a bipolar shape in the Y direction, the light is emitted from the focal lens 13. In the optical path between the front lens group 13a and the rear lens group 13b, a conical axicon system 15 is disposed on or near the pupil plane of the afocal lens 13. Conical axicon system The configuration and operation of this will be described later.
  • the micro fly's eye lens 6 is an optical element composed of a large number of microlenses having positive refractive power arranged in the vertical and horizontal directions and densely. In general, a micro fly's eye lens is configured, for example, by performing etching treatment on a plane-parallel plate to form a minute lens group.
  • each micro lens constituting the micro fly's eye lens is smaller than each lens element constituting the fly eye lens. Further, unlike a fly-eye lens composed of lens elements isolated from each other, a micro fly-eye lens is integrally formed without being isolated from each other. However, the micro fly's eye lens is the same wavefront division type optical integrator as the fly's eye lens in that lens elements having positive refractive power are arranged vertically and horizontally.
  • the position of the predetermined surface 14 is disposed in the vicinity of the front focal position of the zoom lens 16, and the incident surface of the micro fly's lens 6 is disposed in the vicinity of the rear focal position of the zoom lens 16.
  • the zoom lens 16 arranges the predetermined surface 14 and the incident surface of the micro fly's eye lens 6 substantially in a Fourier transform relationship, and thus the pupil surface of the focal lens 13 and the micro fly's eye lens 6. Are substantially conjugate with the incident surface.
  • a dipole illumination field centered on the optical axis ⁇ is formed on the incident surface of the micro fly's eye lens 6, as with the pupil plane of the focal lens 13, for example.
  • the overall shape of the dipole illumination field changes in a similar manner depending on the focal length of the zoom lens 16.
  • the microlenses that make up the microphone-eye fly-eye lens 6 are the shapes of the illumination areas IR1 and IR2 to be illuminated on the mask ⁇ ⁇ ⁇ (and the shape of the static exposure area to be formed on the wafer W). And has a rectangular cross section similar to.
  • the first light beam incident on the micro fly's eye lens 6 is two-dimensionally divided by a number of microlenses, and is formed on the rear focal plane or in the vicinity of the illumination pupil by the incident light beam.
  • Z direction Bipolar secondary light source is formed.
  • the first light beam passing through the Z-direction bipolar secondary light source is in the X-direction linearly polarized state as shown by the double-headed arrow in FIG.
  • the second light beam transmitted through the polarization beam splitter 4 and guided along the second optical path is reflected by the optical path bending reflector PM1 and polarized in the Y direction (hereinafter referred to as the ⁇ direction). It is reflected by the optical path bending reflecting mirror ⁇ 2 and becomes a linearly polarized state in the ⁇ direction again and enters the shutter member 21.
  • the shutter member 21, the afocal lens 23, the conical axicon system 25, and the zoom lens 26 arranged in the second optical path are the shutter member 11, the afocal lens 13, the conical axicon system 15, and the zoom lens 26 in the first optical path. Has the same function as 16.
  • the second light beam incident on the diffractive optical element 22 for dipole illumination in the second optical path is incident on the pupil surface of the afocal lens 23 as shown in Fig. 2 (b).
  • Two light intensity distributions spaced apart in the X direction around the optical axis ⁇ 2 of the optical path, that is, a light intensity distribution in the X direction that is dipolar, are formed and then emitted from the focal lens 23.
  • the second light flux from the afocal lens 23 is incident on the polarization beam splitter 5 in the ⁇ direction linear polarization state via the zoom lens 26 for variable ⁇ value.
  • the second light flux in the ⁇ direction linear polarization state passes through the polarization beam splitter 5 as an optical path combining member that combines the first optical path and the second optical path, and then enters the microphone-eye fly-eye lens 6.
  • a bipolar illumination field centered on the optical axis ⁇ is formed on the incident surface of the micro fly's eye lens 6, as with the pupil surface of the focal lens 23, for example.
  • the overall shape of the dipole illumination field changes in a similar manner depending on the focal length of the zoom lens 26.
  • the second light beam incident on the micro fly's eye lens 6 is two-dimensionally divided by a large number of microlenses, and has the same light intensity as the illumination field formed by the incident light beam on the rear focal plane or in the vicinity of the illumination pupil.
  • FIG. 3 (b) is an X-direction bipolar secondary light source that also has two substantial surface light source forces spaced in the X direction centered on the optical axis ⁇ . It is formed.
  • the second light beam passing through the X-direction bipolar secondary light source is in the ⁇ -direction linearly polarized state as shown by the double-headed arrow in Fig. 3 (b).
  • the first light beam and the second light beam from the micro fly's eye lens 6 are incident on the condenser optical system 8 through the deflection unit 7 disposed in the vicinity of the exit surface. As shown in FIG.
  • the deflection unit 7 has a circular effective area centered on the optical axis AX, and this circular effective area is equally divided in the circumferential direction centered on the optical axis AX. It is composed of four sector-shaped declination prism members 7A, 7B, 7C and 7D. In these four declination prism members 7A to 7D, the pair of declination prism members facing each other across the optical axis AX have the same characteristics.
  • the declination prism members 7A and 7C correspond to Z-direction bipolar secondary light sources formed on the rear focal plane of the micro fly's eye lens 6 by the diffractive optical element 12 or in the vicinity of the illumination pupil. It is provided in the area where one light beam passes, and has the function of deflecting the incident first light beam diagonally upward in FIG.
  • the declination prism members 7B and 7D correspond to the X-direction bipolar secondary light source formed on the rear focal plane of the fly-eye lens 6 by the diffractive optical element 22 or the illumination pupil in the vicinity thereof. It is provided in the region where the second light beam passes and has a function of deflecting the incident second light beam diagonally downward in FIG.
  • the first light beam deflected obliquely upward in FIG. 1 through the deflection unit 7 and the second light beam deflected obliquely downward in FIG. 1 pass through the condenser optical system 8, and then pass through the mask blind MB. Each is illuminated in a superimposed manner.
  • the mask blind MB as an illumination field stop, a rectangular illumination field corresponding to the shape of each minute lens element constituting the microphone mouth fly-eye lens 6 is formed.
  • the first light flux deflected obliquely upward in FIG. 1 by the deflection unit 7 forms a first rectangular illumination field elongated in the X direction on the upper side of the mask blind MB in FIG.
  • the second light beam deflected diagonally downward in FIG. 1 forms a rectangular second illumination field elongated in the X direction on the lower side of the mask blind MB in FIG.
  • the first light flux that has passed through the rectangular opening (light transmitting portion) of the mask blind MB is the front lens group 9a of the imaging optical system 9 (reference numeral not shown), the optical path bending reflector PM3. 5 and the rear lens group 9b of the imaging optical system 9, as shown in FIG. 5, in the first pattern area PA1 on the mask M, the rectangular first illumination area IR1 elongated in the X direction is superimposed. Illuminate.
  • the first light beam reaches the mask M while remaining in the X-direction linearly polarized state even when reflected by the optical path bending reflector PM3. That is, in the first pattern area PA1 of the mask M, the first illumination
  • the pattern corresponding to the bright region IR1 is dipole illuminated by light in the X-direction linearly polarized state.
  • the second light flux that has passed through the rectangular opening of the mask blind MB is the front lens group 9a of the imaging optical system 9, the optical path bending reflector PM3, and the rear lens of the imaging optical system 9.
  • a rectangular second illumination region IR2 elongated in the X direction in the second pattern region PA2 on the mask M is superimposedly illuminated through the group 9b.
  • the second light beam is converted from the Z-direction linear polarization state to the Y-direction linear polarization state by reflection at the optical path bending reflector PM3 and reaches the mask M.
  • the pattern corresponding to the second illumination area IR2 is dipole illuminated with light in the Y-direction linearly polarized state.
  • the first illumination region IR1 and the second illumination region IR2 are symmetric with respect to an axis passing through the optical axis AX and parallel to the X direction, for example.
  • the first light flux from the first illumination region IR1 on the mask M held along the XY plane by the mask stage MS passes along the XY plane by the Ueno and stage WS via the projection optical system PL.
  • a pattern image of the first pattern area PA1 is formed on the held wafer (photosensitive substrate) W.
  • the second light flux from the second illumination area IR2 on the mask M forms a pattern image of the second pattern area PA2 on the wafer W via the projection optical system PL.
  • the first illumination region IR1 on the mask M is illuminated, and the wafer W is moved while the mask M and the wafer W are moved synchronously along the Y direction with respect to the projection optical system PL.
  • the pattern of the first pattern area PA1 is scanned and exposed to the upper one shot area.
  • the second illumination region IR2 on the mask M is illuminated, and the mask M and the wafer W are synchronously moved along the Y direction with respect to the projection optical system PL, while the second shot region IR2 on the mask W is moved to the same shot region on the wafer W.
  • the pattern of the two pattern area PA2 is superimposed on the pattern of the first pattern area PA1, and scanning exposure is performed.
  • Each shot region on the wafer W is repeated by repeating the above-described two scanning exposures, that is, double exposure, while moving the wafer W two-dimensionally along the XY plane with respect to the projection optical system PL.
  • a combined pattern of the pattern of the first pattern area PA1 and the pattern of the second pattern area PA2 is sequentially formed.
  • the conical axicon systems 15, 25 are first prisms having a flat surface facing the light source side and a concave conical refracting surface facing the mask side (light exit side) in order from the light source side (light incident side).
  • Members 15a and 25a and a second prism portion having a flat surface facing the mask side and a convex conical refracting surface facing the light source side It is composed of materials 15b and 25b.
  • the concave conical refracting surfaces of the first prism members 15a and 25a and the convex conical refracting surfaces of the second prism members 15b and 25b are complementarily formed so as to be in contact with each other.
  • first prism members 15a and 25a and the second prism members 15b and 25b is configured to be movable along the optical axes AX1 and AX2, and the concave shape of the first prism members 15a and 25a is formed.
  • the distance between the refracting surface and the convex conical refracting surfaces of the second prism members 15b and 25b is variable.
  • the conical axicon systems 15 and 25 are parallel planes. It functions as a face plate and has no effect on the formed secondary light source.
  • the width of the dipolar secondary light source (bipolar
  • the outer diameter (inner diameter) of the dipole secondary light source changes while maintaining the constant 1Z2) of the difference between the diameter of the circle circumscribed by the secondary light source (outer diameter) and the diameter of the inscribed circle (inner diameter). . That is, the annular ratio (inner diameter Z outer diameter) and size (outer diameter) of the dipolar secondary light source change.
  • the zoom lenses 16 and 26 have a function of enlarging or reducing the overall shape of the secondary light source in a similar (isotropic) manner. For example, by expanding the focal length of the zoom lenses 16 and 26 to a predetermined value, the overall shape of the secondary light source is similarly enlarged. In other words, due to the action of the zoom lenses 16 and 26, both the width and size (outer diameter) of the dipole secondary light source change without change. In this manner, the annular ratio and size (outer diameter) of the dipolar secondary light source can be controlled by the action of the conical axicon systems 15, 25 and the zoom lenses 16, 26.
  • a V-groove axicon system (not shown) or a pyramid axicon system (not shown) may be set on or near the pupil plane of the afocal lenses 13, 23. it can.
  • the V-groove axicon system has a refracting surface with a V-shaped cross section that is almost symmetrical with respect to a predetermined axis passing through the optical axis
  • the pyramid axicon system has a shape corresponding to the side surface of the pyramid centered on the optical axis It has a refracting surface.
  • the polarization state of the light beam incident on the polarization beam splitter 4 is changed to the polarization separation surface of the polarization beam splitter 4 by the action of the 1Z2 wave plate 3 that can rotate around the optical axis AX. Switch between S-polarized light and P-polarized light, that is, between the X-direction linear polarization state and the Z-direction linear polarization state.
  • the S-polarized light is set to be incident on the polarization beam splitter 4 by the action of the 1Z2 wavelength plate 3 as the polarization state switching member.
  • the 1Z2 wavelength plate 3 as the polarization state switching member.
  • the light beam reflected by the polarization beam splitter 4 and guided to the first optical path is Z-polarized and X-directional linearly on the rear focal plane of the micro fly's eye lens 6 or the illumination pupil in the vicinity thereof.
  • the first illumination region IR1 is illuminated in a bipolar manner in the X direction linear polarization state.
  • the unnecessary light entering the second optical path is blocked by the shutter member 21 so that the unnecessary light entering the second optical path does not reach the mask M depending on the manufacturing error of the polarizing beam splitter 4. Is desirable. Alternatively, unnecessary light that has entered the second optical path can be blocked by the mask blind MB.
  • the 1Z2 wave plate 3 is rotated by the required angle around the optical axis AX so that the P-polarized light is incident on the polarization beam splitter 4 To do.
  • all of the light incident on the polarization beam splitter 4 via the 1Z2 wavelength plate 3 is transmitted through the polarization separation surface and guided to the second optical path.
  • the light beam transmitted through the polarization beam splitter 4 and guided to the second optical path is X-polarized and Z-polarized linearly on the rear focal plane of the micro fly's eye lens 6 or the illumination pupil in the vicinity thereof.
  • the second illumination region IR2 is dipole illuminated in the Y-direction linearly polarized state.
  • the unnecessary light entering the first optical path may be blocked by the shutter member 11 so that it does not reach the mask M. desirable.
  • unnecessary light that has entered the first optical path can be blocked by the mask blind MB.
  • the polarization state of the polarization beam splitter 4 and the light beam incident on the polarization beam splitter 4 are divided into two linear polarization states (in the above example, the direct X direction).
  • 1Z2 wave plate 3 as a polarization state switching member that switches between the linear polarization state and the z-direction linear polarization state constitutes an optical path switching member that switches the optical path of the emitted light beam between the first optical path and the second optical path. is doing.
  • the simple operation makes it possible to perform the first illumination region IR1 in the X direction in the linear polarization state. It is possible to switch between illumination and dipole illumination in the second illumination region IR2 in the Y-direction linearly polarized state.
  • the first on the mask M under the required illumination conditions whose parameters are the shape or size of the light intensity distribution at the illumination pupil, the polarization state of the illumination light, and the like.
  • the 1st pattern area PA1 and 2nd pattern area PA2 can be illuminated individually in sequence, and as a result, the illumination conditions can be quickly switched between the illumination in the 1st pattern area PA1 and the illumination in the 2nd pattern area PA2. it can.
  • the exposure apparatus of the present embodiment uses a double exposure method using an illumination optical device that quickly switches illumination conditions between illumination of the first pattern area PA1 and illumination of the second pattern area PA2.
  • the fine pattern of the mask M can be exposed to the wafer W with high accuracy and high throughput.
  • S-polarized light is linearly polarized light having a polarization direction in a direction perpendicular to the incident plane (polarized light whose electric vector is oscillating in a direction perpendicular to the incident plane).
  • the incident surface is defined as a surface including the normal of the boundary surface at that point and the incident direction of light when the light reaches the boundary surface of the medium (the surface of the wafer W).
  • the optical performance of the projection optical system PL depth of focus
  • the optical performance of the projection optical system PL is achieved by illuminating the mask pattern with light of the required linear polarization state so that the polarization state is mainly composed of the light polarization applied to the wafer W.
  • Etc. a pattern image with high contrast can be obtained on the wafer W.
  • the first embodiment during the scanning exposure of the pattern of the first pattern area PA1, by the light from the secondary light source in the Z-direction bipolar and X-direction linearly polarized state as shown in FIG. 3 (a), Illuminate the pattern corresponding to the first illumination area IR1.
  • an X-direction pattern extending elongated along the X direction forms an image on the wafer W as the final irradiated surface.
  • the light that is mainly composed of S-polarized light thus, a high-contrast pattern image can be obtained on the wafer W.
  • the second illumination is performed by the light from the secondary light source in the X-direction bipolar and Y-direction linearly polarized state as shown in FIG. 3 (b). Illuminate the pattern corresponding to region IR 2.
  • a Y-direction pattern extending in the Y direction forms an image on the wafer W as the final irradiated surface.
  • the light to be polarized is in a polarization state mainly composed of S-polarized light, and a pattern image with high contrast can be obtained on Ueno and W.
  • the first light beam is deflected obliquely upward in FIG. 1 and guided to the first illumination region IR1 by the action of the deflection unit 7, and the second light beam is obliquely downward in FIG. And led to a second illumination region IR2 that is separated from the first illumination region IR1.
  • the installation of the deflection unit 7 that is not limited to this is omitted.
  • the first illumination area centered on the optical axis AX is illuminated with the first light flux
  • the first illumination area is centered on the optical axis AX.
  • the second illumination area at the same position as the one illumination area can be illuminated with the second light flux.
  • the first light beam illuminates the first pattern area PA1, and the second light beam illuminates the second pattern area PA2.
  • FIG. 6 is a drawing schematically showing a configuration of an exposure apparatus that works on the second embodiment of the present invention.
  • the second embodiment has a configuration similar to that of the first embodiment, but the configuration between the shaping optical system 2 and the pair of diffractive optical elements 12 and 22 and whether or not the deflection unit 7 is installed are the first embodiment. It is different from the form.
  • the elements having the same functions as those in the first embodiment in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG.
  • the configuration and operation of the second embodiment will be described.
  • the light beam emitted from the light source 1 along the optical axis AX is expanded into a light beam having a required cross-sectional shape by the shaping optical system 2, and then enters the switching reflecting mirror OM.
  • the switching reflector OM is driven by, for example, a piezo element, and reflects the incident light beam from the shaping optical system 2 by directing the first light path toward the first optical path (at the position indicated by the solid line in FIG. 6) and the incident light beam. Can be switched between the second position (the position indicated by the broken line in Fig. 6) that reflects the light toward the second optical path.
  • the first light beam reflected by the switching mirror OM set in the first posture and guided to the first optical path is the common optical system 31 common to the first optical path and the second optical path, and the light in the first optical path.
  • the light enters the diffractive optical element 12 through a 1Z2 wave plate 32A configured to be rotatable around the axis AX1.
  • the 1Z2 wave plate 32A is a polarization changing member that is arranged in the first optical path and changes the polarization state of the light beam.
  • the 1Z2 wave plate 32A converts the linearly polarized light incident from the shaping optical system 2 into the subsequent polarized beam splitter 5 Is converted into S-polarized light, that is, X-direction linearly polarized light, and guided to the diffractive optical element 12.
  • the first light beam from the diffractive optical element 12 passes through the core optical system 33A and then enters the polarization beam splitter 5 while maintaining the X-direction linearly polarized state.
  • the core optical system 33A is an optical system including the afocal lens 13, the conical axicon system 15, and the zoom lens 16 in FIG. Therefore, the first light beam incident on the fly-eye lens 6 at the microphone port is applied to the rear focal plane or the illumination pupil in the vicinity thereof in the Z-direction bipolar shape as shown in FIG. The next light source is formed.
  • the second light beam reflected by the switching mirror OM set in the second posture and guided to the second optical path rotates about the common optical system 31 and the optical axis AX2 of the second optical path.
  • the light enters the diffractive optical element 22 through the 1Z2 wave plate 32B configured as possible.
  • 1Z2 wave plate 3 2B is a polarization changing member that is arranged in the second optical path to change the polarization state of the light beam, and converts linearly polarized light incident from the shaping optical system 2 into the polarization separation surface of the polarized beam splitter 5 Converted to P-polarized light, that is, linearly polarized light in the Y direction, and guided to the diffractive optical element 22.
  • the second light flux from the diffractive optical element 22 passes through the core optical system 33B, and then is reflected by the optical path bending reflector PM4 to be in the Z-direction linearly polarized state and is incident on the polarization beam splitter 5.
  • the second light flux in the Z-direction linearly polarized state that has passed through the polarization beam splitter 5 is incident on the micro fly's eye lens 6.
  • the core optical system 33B is an optical system including the before force lens 23, the conical axicon system 25, and the zoom lens 26 in FIG. Therefore, the second light beam incident on the micro fly's eye lens 6 is incident on the rear focal plane or in the vicinity of the illumination pupil in the X direction as shown in Fig.
  • the first light flux from the secondary light source in the Z direction which is dipolar, passes through the condenser optical system 8, the mask blind MB, and the imaging optical system 9 in the first pattern area PA1 on the mask M.
  • a rectangular first illumination area (not shown) that is elongated in the direction is illuminated in a superimposed manner. That is, in the first pattern area PA1 of the mask M, the pattern corresponding to the first illumination area is illuminated with two poles by light in the X-direction linearly polarized state.
  • the second light flux from the X-direction bipolar secondary light source passes through the condenser optical system 8, the mask blind MB, and the imaging optical system 9 in the second pattern area PA2 on the mask M in the X direction.
  • a rectangular second illumination area (not shown) extending in an elongated manner is illuminated in a superimposed manner. That is, in the second pattern area PA2 of the mask M, the pattern corresponding to the second illumination area is dipole illuminated with light in the Y-direction linearly polarized state.
  • the deflection unit 7 since the installation of the deflection unit 7 is omitted, for example, the first illumination region centered on the optical axis AX is illuminated with the first light flux, and the first illumination axis is directed to the optical axis AX. Illuminate the second illumination area at the same position as the illumination area with the second luminous flux. However, since the Y-direction position of the mask M is different between the illumination of the first illumination area with the first light flux and the illumination of the second illumination area with the second light flux, the first light flux illuminates the first pattern area PA1, The second light beam illuminates the second pattern area PA2.
  • the deflection unit 7 can be installed as in the first embodiment. In this case, as in the case of the first embodiment, the first illumination area IR1 is illuminated with the first light flux, and the second illumination area IR2 at a position different from the first illumination area IR1 is illuminated with the second light flux. become.
  • the posture of the reflecting mirror OM is switched between the first posture that reflects the incident light beam toward the first optical path and the second posture that reflects the incident light beam toward the second optical path.
  • Switching between simple dipole illumination in the first pattern area PA1 in the X-direction linear polarization state and dipolar illumination in the second pattern area PA2 in the Y-direction linear polarization state is possible simply by performing a simple operation of switching. I can. That is, also in the second embodiment, the first pattern area PA1 on the mask M and the mask pattern M under the required illumination conditions such as the shape or size of the light intensity distribution at the illumination pupil and the polarization state of the illumination light as parameters.
  • the second pattern area PA2 can be individually illuminated sequentially, and consequently the illumination conditions can be quickly switched between the illumination of the first pattern area PA1 and the illumination of the second pattern area PA2.
  • the 1Z2 wavelength plate 32A as the polarization changing member is arranged in the first optical path
  • the 1Z2 wavelength plate 32B as the polarization changing member is arranged in the second optical path.
  • the setting of the 1Z2 wavelength plate 32B can be omitted by setting the S-polarized light to be incident on the common optical system 31 with respect to the polarization separation surface of the polarization beam splitter 5, for example. it can.
  • the setting of the 1Z2 wave plate 32A can be omitted by setting the P-polarized light to be incident on the common optical system 31 with respect to the polarization separation surface of the polarization beam splitter 5.
  • a depolarizer (depolarization element) 34 is detachably provided in the optical path between the polarization beam splitter 5 as the optical path combining member and the micro fly's eye lens 6. You can also.
  • the line width is relatively small. Large auxiliary pattern images can be well formed on the wafer W.
  • a DMD digital micromirror device
  • a plurality of reflecting elements driven based on predetermined electronic data can be used as the reflecting mirror OM.
  • FIG. 7 is a drawing schematically showing a configuration of an exposure apparatus that works on the third embodiment of the present invention.
  • the third embodiment has a configuration similar to that of the second embodiment, but is basically different from the second embodiment in that an optical path bending reflector PM5 is used instead of the polarization beam splitter 5.
  • the elements having the same functions as those in the second embodiment of FIG. 6 are denoted by the same reference numerals as in FIG.
  • the configuration and operation of the third embodiment will be described with a focus on differences from the second embodiment.
  • the first light flux from the diffractive optical element 12 passes through the core optical system 33A, is reflected by the optical path bending reflector PM5, and enters the micro fly's eye lens 6.
  • the first light beam incident on the micro fly's eye lens 6 is a secondary light source in the Z direction bipolar and in the X direction linearly polarized state as shown in Fig. 3 (a) on the illumination pupil at or near the rear focal plane.
  • the second light flux from the diffractive optical element 22 passes through the core optical system 33B, is reflected by the optical path bending reflector PM4, becomes a Z-direction linearly polarized state, and enters the micro flyar lens 6.
  • the second light beam incident on the micro fly's eye lens 6 A secondary light source is formed on the illumination pupil at or near the point plane as shown in Fig. 3 (b).
  • the first light flux from the secondary light source in the Z direction passes through the condenser optical system 8, the mask blind MB, and the imaging optical system 9 in the first pattern area PA1 on the mask M.
  • the rectangular first illumination region IR1 that is elongated in the direction is illuminated in a superimposed manner. That is, in the first pattern area PA1 of the mask M, two-pole illumination is performed with light in a linearly polarized state in the pattern force X direction corresponding to the first illumination area IR1.
  • the second light flux from the X-direction bipolar secondary light source passes through the condenser optical system 8, the mask blind MB, and the imaging optical system 9 in the second pattern area PA2 on the mask M in the X direction.
  • the rectangular second illumination area IR2 extending in a slender shape is illuminated in a superimposed manner. That is, in the second pattern area PA2 of the mask M, a pattern corresponding to the second illumination area IR2 is dipole illuminated with light in the Y-direction linearly polarized state.
  • the first illumination region IR1 and the second illumination region IR2 are symmetric with respect to an axis passing through the optical axis AX and parallel to the X direction, for example.
  • the optical path bending reflector PM5 that reflects the light beam incident along the first optical path and the optical path bending reflector that reflects the light beam incident along the second optical path.
  • PM4 and force An optical path combining member that combines the first optical path and the second optical path is configured.
  • a vibrating mirror driven by a piezoelectric element or the like can be used instead of the optical path bending reflectors PM4 and PM5, for example, a vibrating mirror driven by a piezoelectric element or the like can be used. In this case, the influence of interference fringes in pattern formation on the wafer W can be reduced by the action of the vibrating mirror.
  • FIG. 8 is a drawing schematically showing a configuration of an exposure apparatus that works on the fourth embodiment of the present invention.
  • the fourth embodiment has a configuration similar to that of the second embodiment, but the configuration between the shaping optical system 2 and the pair of 1 Z2 wave plates 32A and 32B is basically different from that of the second embodiment. .
  • the elements having the same functions as those in the second embodiment in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals as those in FIG.
  • the configuration and operation of the fourth embodiment will be described, focusing on the differences from the second embodiment.
  • the light beam emitted from the light source 1 along the optical axis AX is expanded into a light beam having a required cross-sectional shape by the shaping optical system 2, and then the polarized light beam is transmitted via the 1Z4 wavelength plate 36.
  • 1Z4 wavelength plate 36 is used to convert incident linearly polarized light into circularly polarized light.
  • the light is converted to light and guided to the polarized beam splitter 37. Therefore, of the circularly polarized light incident on the polarization beam splitter 37, the light transmitted through the polarization beam splitter 37 is guided to the first optical path, and the light reflected by the polarization beam splitter 37 is guided to the second optical path. It is burned. That is, the polarization beam splitter 37 constitutes a light beam separating member that separates an incident light beam into a first light beam traveling along the first optical path and a second light beam traveling along the second optical path.
  • the first light flux in the P-polarized state that is, in the Z-direction linearly polarized state, which has passed through the polarizing beam splitter 37, passes through the polarizing beam splitter 38 and is sequentially reflected by the reflecting mirrors 39, 40, and then again. Incident on the pretator 38. In this way, the polarization beam splitter 38 and the pair of reflecting mirrors 39, 40 constitute a delayed optical path (retarder 1).
  • the first light flux that has been in the Y-direction linearly polarized state through the delay optical path is transmitted through the polarization beam splitter 38, is converted into the X-direction linearly polarized state through the 1Z2 wavelength plate 32A, and is incident on the diffractive optical element 12.
  • the first light beam from the diffractive optical element 12 is applied to the rear focal plane of the micro fly's eye lens 6 or the illumination pupil in the vicinity thereof, as shown in Fig. 3 (a). Form a secondary light source.
  • the second light flux in the S-polarized state that is, in the X-direction linearly polarized state reflected by the polarization beam splitter 37 is converted into the Y-direction linearly-polarized state via the 1Z2 wavelength plate 32B and enters the diffractive optical element 22.
  • the second light beam from the diffractive optical element 22 forms a secondary light source in the Z-direction linearly polarized state as shown in Fig. 3 (b) on the illumination pupil at or near the rear focal plane of the micro fly's eye lens 6. .
  • a first shutter member 41A is provided to block the first light flux as necessary, and between the 1Z2 wavelength plate 32B and the diffractive optical element 22 In the optical path, a second shutter member 41B is provided to block the second light flux as necessary. The operation of the shutter members 41A and 41B will be described later.
  • the first light flux from the secondary light source in the Z direction which is dipolar, is superimposed on the first illumination area (not shown) that is elongated in the X direction in the first pattern area PA1 on the mask M.
  • the first pattern area PA1 of the mask M for example, a pattern corresponding to the first illumination area centered on the optical axis AX is illuminated with two poles of light in the X-direction linearly polarized state.
  • the second light beam of secondary light source power in the X direction which is bipolar, illuminates the second illumination area (not shown) that is elongated in the X direction in the second pattern area PA2 on the mask M in a superimposed manner.
  • the second pattern area PA2 of the mask M for example, a pattern corresponding to the second illumination area centered on the optical axis AX is dipole illuminated with light in the Y-direction linearly polarized state.
  • the second shutter member 41B is closed to block the incidence of the second light flux on the diffractive optical element 22, and the first shutter member 41 A is opened to allow the first light beam to enter the diffractive optical element 12.
  • the first shutter member 41A is closed to block the incidence of the first light beam on the diffractive optical element 12
  • the second shutter member 41B is opened to open the second light beam. Is allowed to enter the diffractive optical element 22.
  • the dipole illumination of the first pattern area PA1 in the X-direction linear polarization state and the second pattern area P in the Y-direction linear polarization state A2 dipole illumination can be switched.
  • an illumination area centered on the optical axis AX, for example, on the mask M is formed in the Z direction as shown in FIG. 3 (a). It is possible to illuminate with the light in the circumferentially linearly polarized state from the quadrupolar secondary light source, which is the combined force of the secondary light source in FIG. At this time, of the P-polarized light and the S-polarized light separated by the polarization beam splitter 37, only the P-polarized light transmitted through the polarization beam splitter 37 is delayed via the retarders 38-40.
  • FIG. 9 is a drawing schematically showing a configuration of an exposure apparatus that works on the fifth embodiment of the present invention.
  • the fifth embodiment has a configuration similar to that of the fourth embodiment, except that a light source, a shaping optical system, and a micro fly's eye lens are arranged in the first optical path and the second optical path, respectively. Basically different.
  • the elements having the same functions as those in the fourth embodiment in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals as in FIG.
  • the configuration and operation of the fifth embodiment will be described, focusing on the differences from the fourth embodiment.
  • the S polarization state emitted from the first light source 1A that is, the X-direction linear polarization
  • the first light beam in the light state enters the diffractive optical element 12 via the first shaping optical system 2A.
  • the first light flux from the diffractive optical element 12 enters the first micro fly's eye lens 6A via the core optical system 42A and the zoom lens 16.
  • the core optical system 42A is an optical system including the afocal lens 13 and the conical axicon system 15 in FIG. Therefore, the first light flux incident on the first microphone mouth fly-eye lens 6A is dipole in the Y direction corresponding to the secondary light source shown in FIG. Form a secondary light source in the X direction linearly polarized state.
  • the first light beam from the dipolar secondary light source is reflected by the polarization beam splitter 5 as an optical path combining member, and then elongated in the X direction in the first pattern area PA1 on the mask M.
  • the first illumination area (not shown) is illuminated in a superimposed manner. That is, of the first pattern area PA1 of the mask M, for example, a pattern corresponding to the first illumination area centered on the optical axis AX is illuminated with two poles of light in the X-direction linearly polarized state.
  • the second light beam emitted from the second light source 1B in the P-polarized state enters the diffractive optical element 22 via the second shaping optical system 2B.
  • the second light flux from the diffractive optical element 22 enters the second micro fly's eye lens 6B through the core optical system 42B, the reflecting mirror PM4, and the zoom lens 26 in the Z-direction linearly polarized state.
  • the core optical system 42B is an optical system including the afocal lens 23 and the conical axicon system 25 in FIG.
  • the second light beam that has entered the second micro fly's eye lens 6B is incident on the rear focal plane or in the vicinity of the illumination pupil in the X direction bipolar as shown in Fig. 3 (b) and in the Z direction linearly polarized state.
  • a secondary light source is formed.
  • the second light flux from the secondary light source in the X direction dipolar is transmitted through the polarized beam splitter 5 and then is elongated in the X direction in the second pattern area PA2 on the mask M. Illuminated in a superimposed manner (not shown). That is, of the second pattern area PA2 of the mask M, for example, a pattern corresponding to the second illumination area centered on the optical axis AX is illuminated with two poles of light in the Y-direction linearly polarized state.
  • the second shutter member 41B is closed and the first shutter member 41A is opened during the strike exposure of the pattern in the first pattern area PA1.
  • the first shutter member 41A is closed and the second shutter member 41B is opened. Open both shutter members 41A and 41B.
  • an illumination area centered on the optical axis AX is illuminated with light in a circumferentially linearly polarized state from a quadrupole secondary light source.
  • the optical members in the optical path are stationary when the optical path is switched by the optical path switching member. Therefore, there is an advantage that the illumination state does not change due to the movement of the optical member.
  • an amplitude division beam splitter instead of the polarization beam splitter 37, an amplitude division beam splitter that divides incident light into amplitude and branches it into a plurality of optical paths may be used!
  • the 1Z2 wave plate 3 and the polarization beam splitter 4 constitute an optical path switching member.
  • the switching reflector OM serves as an optical path switching member.
  • the shutter members 41A and 41B and the polarization beam splitter 37 constitute an optical path switching member
  • the shutter members 41A and 41B constitute an optical path switching member.
  • a configuration example as shown in FIG. 10 for example, is possible for the optical path switching mechanism that switches the optical path of the emitted light beam between the first optical path and the second optical path, which is limited to this. Referring to FIG.
  • the light beam that has passed through the condensing optical system 51 enters the first rectangular prism 53A via a light beam conversion element 52 such as a diffractive optical element.
  • the light beam conversion element 52 has a function of diffusing an incident light beam only in one direction. Therefore, the light flux that has entered the first right-angle prism 53A along the optical axis AX is reflected by the reflecting surface 53Aa in a cross-sectional shape that is elongated in the tilt direction, becomes a first light flux, and is incident on the optical axis AX1 of the first optical path. Guided along.
  • the energy density of the incident light beam should be sufficiently reduced to avoid damage to the reflection surface 53 Aa due to light irradiation. Can do.
  • the optical path switching mechanism shown in FIG. 10 moves the first right-angle prism 53A, the second right-angle prism 53B, the first right-angle prism 53A, and the second right-angle prism 53B in the direction indicated by the arrow F1 in the figure, And a setting unit 54 that selectively sets only one of the reflecting surface 53Aa of the first right-angle prism 53A and the reflecting surface 53Ba of the second right-angle prism 53B in the illumination optical path.
  • the second right angle prism 53B is moved to the position of the first right angle prism 53A in the figure by the operation of the setting unit 54, and is reflected.
  • the incident surface 53Ba is set in the illumination optical path
  • the light beam incident on the second right-angle prism 53B along the optical axis AX is reflected by the reflecting surface 53Ba in a cross-sectional shape extending in the tilt direction, and becomes the second light beam. Is guided along the optical axis AX2 of the second optical path.
  • a diffractive optical element for annular illumination instead of the diffractive optical elements 12 and 22 for dipole illumination, a diffractive optical element for annular illumination, a diffractive optical element for circular illumination, and other multipole illuminations are used.
  • annular illumination, circular illumination, and multi-pole illumination (3-pole illumination, 4-pole illumination, 5-pole illumination, etc.) can be performed. That is, for example, the first illumination region and the second illumination region can be respectively illuminated with an arbitrary illumination mode selected from annular illumination, circular illumination, multipolar illumination, and the like.
  • the present invention is related to double exposure in which two types of patterns are overprinted on the same shot area on a photosensitive substrate (wafer) to form one composite pattern. Is explained. However, the present invention is similarly applied to multiple exposure in which three or more types of patterns are overprinted on the same shot area on the photosensitive substrate to form one composite pattern. Can be applied. Further, in each of the above-described embodiments, one composite pattern is formed by performing the exposure by superimposing the first pattern and the second pattern on one shot area on the photosensitive substrate. However, the first pattern, which is not limited to this, is scanned or exposed to the first shot area on the photosensitive substrate, and the second pattern is scanned and exposed to the second shot area on the photosensitive substrate. Or you can do it all at once.
  • pattern images of two regions on the same mask are formed on the photosensitive substrate.
  • the pattern image of the first illumination region of the first mask and the pattern image of the second illumination region of the second mask can be formed on the photosensitive substrate without being limited thereto.
  • a double-headed projection optical system PL comprising a refractive system and a deflecting mirror
  • a double-head projection optical system PL using a beam splitter as shown can be used.
  • the optical system proposed in US Provisional Patent Application No. 60Z907,828 can be used.
  • a pattern forming apparatus for forming a pattern can be used. If such a pattern forming apparatus is used, the influence on the synchronization accuracy can be minimized even if the pattern surface is placed vertically.
  • a DMD digital micromirror device
  • An exposure apparatus using a DMD is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 8-313842 and 2004-304135.
  • a self-luminous image display element that may be a transmissive spatial light modulator may be used.
  • a method of filling the optical path between the projection optical system and the photosensitive substrate with a medium (typically liquid) having a refractive index greater than 1.1 so-called immersion. Laws may apply.
  • a method for filling the liquid in the optical path between the projection optical system and the photosensitive substrate a method for locally filling the liquid as disclosed in International Publication No. WO99Z49504, A method of moving a stage holding a substrate to be exposed as disclosed in Japanese Patent No. 124873 in a liquid tank, or a predetermined stage on such a stage as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-303114.
  • a method can be employed in which a liquid tank having a depth is formed and the substrate is held in the tank.
  • various subsystems including the respective constituent elements recited in the claims of the present application are assembled so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy.
  • various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy
  • various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy
  • For electrical systems adjustments are made to achieve electrical accuracy.
  • Various subsystem forces The process of assembling the exposure system includes mechanical connections, electrical circuit wiring connections, and pneumatic circuit piping connections between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process for the exposure apparatus.
  • the illumination optical device illuminates the mask (reticle) (illumination process), and the transfer pattern formed on the mask using the projection optical system is applied to the photosensitive substrate.
  • Microdevices semiconductor elements, imaging elements, liquid crystal display elements, thin film magnetic heads, etc. can be produced by exposure (exposure process).
  • FIG. 14 shows an example of a technique 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. This will be described with reference to a flowchart.
  • a metal film is deposited on one lot of wafers.
  • a photoresist is applied onto the metal film on the one lot of wafers.
  • the pattern image on the mask is sequentially exposed and transferred to each shot area on the wafer of the one lot via the projection optical system.
  • the photoresist on the lot of wafers is developed, and in step 305, the resist pattern is used as a mask on the lot of wafers to perform patterning on the mask.
  • the circuit pattern force corresponding to is formed in each shot area on each wafer.
  • a device such as a semiconductor element is manufactured by forming a circuit pattern of an upper layer.
  • a semiconductor device having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput.
  • steps 301 to 305 the power for depositing metal on the wafer, applying a resist on the metal film, and performing the steps of exposure, development, and etching.
  • a resist may be applied on the silicon oxide film, and the steps such as exposure, development, and etching may be performed.
  • a liquid crystal display element as a micro device can be obtained by forming a predetermined pattern (circuit pattern, electrode pattern, etc.) on a plate (glass substrate).
  • a predetermined pattern circuit pattern, electrode pattern, etc.
  • the mask pattern is formed on a photosensitive substrate (a glass substrate coated with a resist) using the exposure apparatus of this embodiment.
  • a so-called photolithography process is performed in which transfer exposure is performed on a plate or the like.
  • a predetermined pattern including a large number of electrodes and the like is formed on the photosensitive substrate.
  • the exposed substrate is subjected to processes such as a development process, an etching process, and a resist stripping process, whereby a predetermined pattern is formed on the substrate, and the process proceeds to the next color filter forming process 402.
  • a large number of sets of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix, or R, G, A color filter is formed by arranging a set of three B filters in the horizontal scanning line direction.
  • a cell assembling step 403 is executed.
  • a liquid crystal panel liquid crystal cell
  • liquid crystal is injected between the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step 401 and the color filter obtained in the color filter formation step 402, to obtain a liquid crystal.
  • Manufactures panels liquid crystal cells.
  • components such as an electric circuit and a backlight for performing display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell) are attached to complete the liquid crystal display element.
  • a liquid crystal display element having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput.
  • a force using a KrF excimer laser light source or an ArF excimer laser light source as a light source is not limited to this.
  • an F laser light source for example, an F laser light source
  • the present invention can be applied to an exposure apparatus using another appropriate light source.
  • the present invention has been described by taking an example of an illumination optical device that is mounted on an exposure apparatus and illuminates a mask. It is clear that the present invention can be applied to illumination optical devices.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various configurations can be taken without departing from the gist of the present invention.

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Description

明 細 書
照明光学装置、露光装置、およびデバイス製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、照明光学装置、露光装置、およびデバイス製造方法に関し、特に半導 体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のデバイスをリソグラフィーェ 程で製造するための露光装置に好適な照明光学装置に関するものである。
背景技術
[0002] 半導体素子等を製造するためのフォトリソグラフィー工程にぉ 、て、マスク (またはレ チクル)のパターン像を、投影光学系を介して、感光性基板 (フォトレジストが塗布さ れたウェハ、ガラスプレート等)上に投影露光する露光装置が使用されている。通常 の露光装置では、 1種類のパターンを感光性基板上の 1つのショット領域 (単位露光 領域）に形成している。
[0003] これに対し、スループットを向上させるために、 2種類のパターンを感光性基板上の 同一ショット領域に重ね焼きして 1つの合成パターンを形成する二重露光方式が提 案されて!ヽる (特許文献 1を参照)。
[0004] 特許文献 1 :特開 2000— 21748号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 二重露光方式の露光装置では、例えばマスク上の第 1パターン領域を第 1の照明 条件で照明して第 1パターン領域のパターンを感光性基板上の 1つのショット領域に 転写した後に、マスク上の第 2パターン領域を第 2の照明条件で照明して第 2パター ン領域のパターンを感光性基板上の同一ショット領域に転写する。露光装置のスル 一プットを向上させるには、第 1パターン領域の照明と第 2パターン領域の照明との 間で照明条件の切り換えを迅速に行うことが求められる。
[0006] 本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、第 1領域の照明と第 2領域の 照明との間で照明条件の切り換えを迅速に行うことのできる照明光学装置を提供す ることを目的とする。また、本発明は、第 1領域の照明と第 2領域の照明との間で照明 条件の切り換えを迅速に行う照明光学装置を用いて、二重露光方式により微細バタ ーンを感光性基板に高スループットで露光することのできる露光装置を提供すること を目的とする。
課題を解決するための手段
[0007] 前記課題を解決するために、本発明の第 1形態では、被照射面を照明する照明光 学装置において、
射出する光束の光路を第 1光路と第 2光路との間で切り換える光路切り換え部材と 前記第 1光路と前記第 2光路とを合成する光路合成部材と、
前記第 1光路に配置されて、照明瞳に所定の光強度分布を形成する第 1瞳分布形 成部材と、
前記第 2光路に配置されて、照明瞳に所定の光強度分布を形成する第 2瞳分布形 成部材とを備えていることを特徴とする照明光学装置を提供する。
[0008] 本発明の第 2形態では、被照射面を照明する照明光学装置において、
入射光束を第 1光路に沿って進む第 1光束と第 2光路に沿って進む第 2光束とに分 離する光束分離部材と、
前記第 1光路と前記第 2光路とを合成する光路合成部材と、
前記第 1光路に配置されて、照明瞳に所定の光強度分布を形成する第 1瞳分布形 成部材と、
前記第 2光路に配置されて、照明瞳に所定の光強度分布を形成する第 2瞳分布形 成部材と、
前記第 1光束および前記第 2光束のうちのいずれか一方の光束を必要に応じて遮 るシャッター部材とを備えていることを特徴とする照明光学装置を提供する。
[0009] 本発明の第 3形態では、第 1形態または第 2形態の照明光学装置を備え、該照明 光学装置により照明された所定のパターンを感光性基板に露光することを特徴とす る露光装置を提供する。
[0010] 本発明の第 4形態では、第 3形態の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前 記感光性基板に露光する露光工程と、 前記露光工程を経た前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とす るデバイス製造方法を提供する。
発明の効果
[0011] 本発明の照明光学装置では、照明瞳での光強度分布の形状または大きさなどをパ ラメータとする所要の照明条件で第 1領域および第 2領域を順次個別に照明すること ができ、ひいては第 1領域の照明と第 2領域の照明との間で照明条件の切り換えを迅 速に行うことができる。その結果、本発明の露光装置では、第 1領域の照明と第 2領 域の照明との間で照明条件の切り換えを迅速に行う照明光学装置を用いて、二重露 光方式により微細パターンを感光性基板に高スループットで露光することができ、ひ いては良好なデバイスを高スループットで製造することができる。
図面の簡単な説明
[0012] [図 1]本発明の第 1実施形態に力かる露光装置の構成を概略的に示す図である。
[図 2] (a)は第 1光束がァフォーカルレンズの瞳面に形成する 2極状の光強度分布を 、 (b)は第 2光束がァフォーカルレンズの瞳面に形成する 2極状の光強度分布を示す 図である。
[図 3] (a)は第 1光束が照明瞳に形成する 2極状の二次光源を、 (b)は第 2光束が照 明瞳に形成する 2極状の二次光源を示す図である。
[図 4]偏向ユニットの構成を概略的に示す図である。
[図 5] (a)はマスク上に形成される第 1照明領域を、 (b)はマスク上に形成される第 2照 明領域を示す図である。
[図 6]本発明の第 2実施形態に力かる露光装置の構成を概略的に示す図である。
[図 7]本発明の第 3実施形態に力かる露光装置の構成を概略的に示す図である。
[図 8]本発明の第 4実施形態に力かる露光装置の構成を概略的に示す図である。
[図 9]本発明の第 5実施形態に力かる露光装置の構成を概略的に示す図である。
[図 10]射出光束の光路を第 1光路と第 2光路との間で切り換える光路切り換え機構の 構成例を概略的に示す図である。
[図 11]屈折系と偏向ミラーとからなる双頭型の投影光学系の構成を概略的に示す図 である。 [図 12]反射屈折型で双頭型の投影光学系の構成を概略的に示す図である。
[図 13]ビームスプリツターを用いる双頭型の投影光学系の構成を概略的に示す図で ある。
[図 14]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。
[図 15]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 符号の説明
[0013] 1 光源
3 1Z2波長板
4, 5 偏光ビームスプリツター
6 マイクロフライアイレンズ
7 偏向ユニット
11, 21 シャッター部材
12, 22 回折光学素子
15, 25 円錐アキシコン系
16, 26 ズームレンズ
MB マスクブラインド
M マスク
PL 投影光学系
W ウェハ
発明を実施するための最良の形態
[0014] 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、本発明の第 1実施 形態に力かる露光装置の構成を概略的に示す図である。図 1において、感光性基板 であるウェハ Wの法線方向に沿って Z軸を、ウェハ Wの面内において図 1の紙面に平 行な方向に Y軸を、ウェハ Wの面内において図 1の紙面に垂直な方向に X軸をそれ ぞれ設定している。図 1を参照すると、第 1実施形態の露光装置は、露光光 (照明光） を供給するための光源 1を備えている。 [0015] 光源 1として、たとえば約 193nmの波長を有する光を供給する ArFエキシマレーザ 光源や約 248nmの波長を有する光を供給する KrFエキシマレーザ光源などを用い ることができる。光源 1から光軸 AXに沿って射出された光束は、整形光学系 2により 所要の断面形状の光束に拡大され、光軸 AX廻りに回転可能に構成された 1Z2波 長板 3を介して、偏光ビームスプリツター 4に入射する。 1Z2波長板 3は、整形光学系 2から入射する直線偏光の光を任意の方向に偏光する直線偏光の光に変換して偏 光ビームスプリツター 4へ導く。
[0016] 偏光ビームスプリツター 4で反射された S偏光の光すなわち X方向に偏光する直線 偏光状態 (以下、「X方向直線偏光状態」という）の光は第 1光路へ導かれ、偏光ビー ムスプリッター 4を透過した P偏光の光すなわち Z方向に偏光する直線偏光状態（以 下、「Z方向直線偏光状態」という）の光は第 2光路へ導かれる。偏光ビームスプリッタ 一 4で反射されて第 1光路に沿って導かれた第 1光束は、シャッター部材 11および 2 極照明用の回折光学素子 12を介して、ァフォーカルレンズ 13に入射する。
[0017] シャッター部材 11は、偏光ビームスプリツター 4から回折光学素子 12へ向力 第 1 光束を必要に応じて遮る機能を有する。ァフォーカルレンズ 13は、前側レンズ群 13a の前側焦点位置と回折光学素子 12の位置とがほぼ一致し且つ後側レンズ群 13bの 後側焦点位置と図中破線で示す所定面 14の位置とがほぼ一致するように設定され たァフォーカル系（無焦点光学系）である。一般に、回折光学素子は、基板に露光光 (照明光)の波長程度のピッチを有する段差を形成することによって構成され、入射ビ ームを所望の角度に回折する作用を有する。
[0018] 具体的に、 2極照明用の回折光学素子 12は、矩形状の断面を有する平行光束が 入射した場合に、そのファーフィールド (またはフラウンホーファー回折領域）に 2極 状の光強度分布を形成する機能を有する。さらに詳細には、回折光学素子 12に入 射した第 1光束は、図 2 (a)に示すように、ァフォーカルレンズ 13の瞳面に、第 1光路 の光軸 AX1を中心として Y方向に間隔を隔てた 2つの光強度分布、すなわち Y方向 2極状の光強度分布を形成した後、ァフォーカルレンズ 13から射出される。前側レン ズ群 13aと後側レンズ群 13bとの間の光路中において、ァフォーカルレンズ 13の瞳 面またはその近傍には、円錐アキシコン系 15が配置されている。円錐アキシコン系 の構成および作用につ 、ては後述する。
[0019] ァフォーカルレンズ 13からの第 1光束は、 σ値（σ値 =照明系のマスク側開口数 Z 投影光学系のマスク側開口数)可変用のズームレンズ (変倍光学系） 16を介して、 X 方向直線偏光状態で偏光ビームスプリツター 5に入射する。 X方向直線偏光状態の 第 1光束は、偏光ビームスプリツター 5で反射された後、マイクロフライアイレンズ (また はフライアイレンズ) 6に入射する。マイクロフライアイレンズ 6は、縦横に且つ稠密に 配列された多数の正屈折力を有する微小レンズからなる光学素子である。一般に、 マイクロフライアイレンズは、たとえば平行平面板にエッチング処理を施して微小レン ズ群を形成することによって構成される。
[0020] ここで、マイクロフライアイレンズを構成する各微小レンズは、フライアイレンズを構 成する各レンズエレメントよりも微小である。また、マイクロフライアイレンズは、互いに 隔絶されたレンズエレメントからなるフライアイレンズとは異なり、多数の微小レンズ（ 微小屈折面）が互いに隔絶されることなく一体的に形成されている。し力しながら、正 屈折力を有するレンズ要素が縦横に配置されている点でマイクロフライアイレンズは フライアイレンズと同じ波面分割型のオプティカルインテグレータである。
[0021] 所定面 14の位置はズームレンズ 16の前側焦点位置の近傍に配置され、マイクロフ ライアイレンズ 6の入射面はズームレンズ 16の後側焦点位置の近傍に配置されてい る。換言すると、ズームレンズ 16は、所定面 14とマイクロフライアイレンズ 6の入射面と を実質的にフーリエ変換の関係に配置し、ひ 、てはァフォーカルレンズ 13の瞳面と マイクロフライアイレンズ 6の入射面とを光学的にほぼ共役に配置している。
[0022] したがって、マイクロフライアイレンズ 6の入射面には、ァフォーカルレンズ 13の瞳面 と同様に、たとえば光軸 ΑΧを中心とした 2極状の照野が形成される。この 2極状の照 野の全体形状は、ズームレンズ 16の焦点距離に依存して相似的に変化する。マイク 口フライアイレンズ 6を構成する各微小レンズは、マスク Μ上において照明すべき照 明領域 IR1, IR2の形状 (ひ 、てはウェハ W上にぉ 、て形成すべき静止露光領域の 形状)と相似な矩形状の断面を有する。
[0023] マイクロフライアイレンズ 6に入射した第 1光束は多数の微小レンズにより二次元的 に分割され、その後側焦点面またはその近傍の照明瞳には、入射光束によって形成 される照野とほぼ同じ光強度分布を有する二次光源、すなわち図 3 (a)に示すよう〖こ 、光軸 AXを中心として Z方向に間隔を隔てた 2つの実質的な面光源力 なる Z方向 2 極状の二次光源が形成される。 Z方向 2極状の二次光源を通過する第 1光束は、図 3 (a)において両方向矢印で示すように、 X方向直線偏光状態である。
[0024] 一方、偏光ビームスプリツター 4を透過して第 2光路に沿って導かれた第 2光束は、 光路折り曲げ反射鏡 PM1で反射されて Y方向に偏光する直線偏光状態 (以下、 Γγ 方向直線偏光状態」という）になり、光路折り曲げ反射鏡 ΡΜ2で反射されて再び Ζ方 向直線偏光状態になって、シャッター部材 21に入射する。第 2光路中に配置された シャッター部材 21、ァフォーカルレンズ 23、円錐アキシコン系 25、およびズームレン ズ 26は、第 1光路中のシャッター部材 11、ァフォーカルレンズ 13、円錐アキシコン系 15、およびズームレンズ 16と同様の機能を有する。
[0025] 具体的に、第 2光路中の 2極照明用の回折光学素子 22に入射した第 2光束は、図 2 (b)に示すように、ァフォーカルレンズ 23の瞳面に、第 2光路の光軸 ΑΧ2を中心と して X方向に間隔を隔てた 2つの光強度分布、すなわち X方向 2極状の光強度分布 を形成した後、ァフォーカルレンズ 23から射出される。ァフォーカルレンズ 23からの 第 2光束は、 σ値可変用のズームレンズ 26を介して、 Ζ方向直線偏光状態で偏光ビ 一ムスプリッター 5に入射する。 Ζ方向直線偏光状態の第 2光束は、第 1光路と第 2光 路とを合成する光路合成部材としての偏光ビームスプリツター 5を透過した後、マイク 口フライアイレンズ 6に入射する。
[0026] こうして、マイクロフライアイレンズ 6の入射面には、ァフォーカルレンズ 23の瞳面と 同様に、たとえば光軸 ΑΧを中心とした 2極状の照野が形成される。この 2極状の照野 の全体形状は、ズームレンズ 26の焦点距離に依存して相似的に変化する。マイクロ フライアイレンズ 6に入射した第 2光束は多数の微小レンズにより二次元的に分割さ れ、その後側焦点面またはその近傍の照明瞳に、入射光束によって形成される照野 とほぼ同じ光強度分布を有する二次光源、すなわち図 3 (b)に示すように、光軸 ΑΧ を中心として X方向に間隔を隔てた 2つの実質的な面光源力もなる X方向 2極状の二 次光源が形成される。 X方向 2極状の二次光源を通過する第 2光束は、図 3 (b)にお いて両方向矢印で示すように、 Ζ方向直線偏光状態である。 [0027] マイクロフライアイレンズ 6からの第 1光束および第 2光束は、その射出面近傍に配 置された偏向ユニット 7を介して、コンデンサー光学系 8に入射する。偏向ユニット 7は 、図 4に示すように、光軸 AXを中心とした円形状の有効領域を有し、この円形状の有 効領域は光軸 AXを中心とした円周方向に等分割された 4つの扇形形状の偏角プリ ズム部材 7A, 7B, 7C, 7Dにより構成されている。これらの 4つの偏角プリズム部材 7 A〜7Dにおいて、光軸 AXを挟んで対向する一対の偏角プリズム部材は互いに同じ 特性を有する。
[0028] 偏角プリズム部材 7A, 7Cは、回折光学素子 12によりマイクロフライアイレンズ 6の 後側焦点面またはその近傍の照明瞳に形成される Z方向 2極状の二次光源に対応 する第 1光束が通過する領域に設けられ、入射した第 1光束を図 1中斜め上向きに偏 向する機能を有する。一方、偏角プリズム部材 7B, 7Dは、回折光学素子 22によりマ イク口フライアイレンズ 6の後側焦点面またはその近傍の照明瞳に形成される X方向 2 極状の二次光源に対応する第 2光束が通過する領域に設けられ、入射した第 2光束 を図 1中斜め下向きに偏向する機能を有する。
[0029] 偏向ユニット 7を介して図 1中斜め上向きに偏向された第 1光束および図 1中斜め下 向きに偏向された第 2光束は、コンデンサー光学系 8を介した後、マスクブラインド M Bをそれぞれ重畳的に照明する。照明視野絞りとしてのマスクブラインド MBには、マ イク口フライアイレンズ 6を構成する各微小レンズ要素の形状に応じた矩形状の照野 が形成される。具体的に、偏向ユニット 7により図 1中斜め上向きに偏向された第 1光 束はマスクブラインド MBの図 1中上側に X方向に細長 、矩形状の第 1照野を形成し 、偏向ユニット 7により図 1中斜め下向きに偏向された第 2光束はマスクブラインド MB の図 1中下側に同じく X方向に細長い矩形状の第 2照野を形成する。
[0030] マスクブラインド MBの矩形状の開口部（光透過部）を通過した第 1光束は、結像光 学系 9 (参照符号は不図示)の前側レンズ群 9a、光路折曲げ反射鏡 PM3、および結 像光学系 9の後側レンズ群 9bを介して、図 5に示すように、マスク M上の第 1パターン 領域 PA1において X方向に細長く延びる矩形状の第 1照明領域 IR1を重畳的に照 明する。第 1光束は、光路折曲げ反射鏡 PM3で反射されても X方向直線偏光状態 のままマスク Mに達する。すなわち、マスク Mの第 1パターン領域 PA1のうち、第 1照 明領域 IR1に対応するパターンが、 X方向直線偏光状態の光により 2極照明される。
[0031] 一方、マスクブラインド MBの矩形状の開口部を通過した第 2光束は、結像光学系 9 の前側レンズ群 9a、光路折曲げ反射鏡 PM3、および結像光学系 9の後側レンズ群 9 bを介して、図 5に示すように、マスク M上の第 2パターン領域 PA2において X方向に 細長く延びる矩形状の第 2照明領域 IR2を重畳的に照明する。第 2光束は、光路折 曲げ反射鏡 PM3での反射により Z方向直線偏光状態から Y方向直線偏光状態に変 換され、マスク Mに達する。すなわち、マスク Mの第 2パターン領域 PA2のうち、第 2 照明領域 IR2に対応するパターンが、 Y方向直線偏光状態の光により 2極照明される 。第 1照明領域 IR1と第 2照明領域 IR2とは、例えば光軸 AXを通り且つ X方向に平 行な軸線に関して対称である。
[0032] マスクステージ MSによって XY平面に沿って保持されたマスク M上の第 1照明領域 IR1からの第 1光束は、投影光学系 PLを介して、ウエノ、ステージ WSによって XY平 面に沿って保持されたウェハ (感光性基板) W上に第 1パターン領域 PA1のパターン 像を形成する。また、マスク M上の第 2照明領域 IR2からの第 2光束は、投影光学系 PLを介して、ウェハ W上に第 2パターン領域 PA2のパターン像を形成する。
[0033] 第 1実施形態では、マスク M上の第 1照明領域 IR1を照明し、投影光学系 PLに対 してマスク Mおよびウェハ Wを Y方向に沿って同期的に移動させつつ、ウェハ W上の 1つのショット領域に第 1パターン領域 PA1のパターンを走査露光する。次いで、マス ク M上の第 2照明領域 IR2を照明し、投影光学系 PLに対してマスク Mおよびウェハ Wを Y方向に沿って同期的に移動させつつ、ウェハ W上の同じショット領域に第 2パ ターン領域 PA2のパターンを第 1パターン領域 PA1のパターンの上に重ねて走査露 光する。そして、投影光学系 PLに対してウェハ Wを XY平面に沿って二次元的にス テツプ移動させつつ、上述の 2回の走査露光すなわち二重露光を繰り返すことにより 、ウェハ W上の各ショット領域に、第 1パターン領域 PA1のパターンと第 2パターン領 域 PA2のパターンとの合成パターンが逐次形成される。
[0034] 円錐アキシコン系 15, 25は、光源側（光の入射側）から順に、光源側に平面を向け 且つマスク側 (光の射出側）に凹円錐状の屈折面を向けた第 1プリズム部材 15a, 25 aと、マスク側に平面を向け且つ光源側に凸円錐状の屈折面を向けた第 2プリズム部 材 15b, 25bと力 構成されている。そして、第 1プリズム部材 15a, 25aの凹円錐状 の屈折面と第 2プリズム部材 15b, 25bの凸円錐状の屈折面とは、互いに当接可能な ように相補的に形成されている。また、第 1プリズム部材 15a, 25aおよび第 2プリズム 部材 15b, 25bのうち少なくとも一方の部材が光軸 AX1, AX2に沿って移動可能に 構成され、第 1プリズム部材 15a, 25aの凹円錐状の屈折面と第 2プリズム部材 15b, 25bの凸円錐状の屈折面との間隔が可変に構成されて 、る。
[0035] 第 1プリズム部材 15a, 25aの凹円錐状屈折面と第 2プリズム部材 15b, 25bの凸円 錐状屈折面とが互いに当接している状態では、円錐アキシコン系 15, 25は平行平 面板として機能し、形成される 2極状の二次光源に及ぼす影響はない。しかしながら 、第 1プリズム部材 15a, 25aの凹円錐状屈折面と第 2プリズム部材 15b, 25bの凸円 錐状屈折面とを離間させると、 2極状の二次光源の幅 (2極状の二次光源に外接する 円の直径 (外径）と内接する円の直径（内径）との差の 1Z2)を一定に保ちつつ、 2極 状の二次光源の外径（内径)が変化する。すなわち、 2極状の二次光源の輪帯比（内 径 Z外径)および大きさ (外径)が変化する。
[0036] ズームレンズ 16, 26は、二次光源の全体形状を相似的（等方的）に拡大または縮 小する機能を有する。たとえば、ズームレンズ 16, 26の焦点距離を最小値力も所定 の値へ拡大させることにより、二次光源の全体形状が相似的に拡大される。換言する と、ズームレンズ 16, 26の作用により、 2極状の二次光源の輪帯比が変化することな ぐその幅および大きさ（外径）がともに変化する。このように、円錐アキシコン系 15, 2 5およびズームレンズ 16, 26の作用により、 2極状の二次光源の輪帯比と大きさ（外 径）とを制御することができる。
[0037] なお、円錐アキシコン系 15, 25に代えて、 V溝アキシコン系（不図示）や角錐アキシ コン系（不図示）をァフォーカルレンズ 13, 23の瞳面またはその近傍に設定すること もできる。ここで、 V溝アキシコン系は光軸を通る所定の軸線に関してほぼ対称な V字 状の断面形状の屈折面を有し、角錐アキシコン系は光軸を中心とする角錐体の側面 に対応する形状の屈折面を有する。なお、 V溝アキシコン系および角錐アキシコン系 の構成および作用については、特開 2002— 231619号公報などを参照することが できる。 [0038] 第 1実施形態では、光軸 AX廻りに回転可能な 1Z2波長板 3の作用により、偏光ビ 一ムスプリッター 4に入射する光束の偏光状態を、偏光ビームスプリツター 4の偏光分 離面に対する S偏光と P偏光との間、すなわち X方向直線偏光状態と Z方向直線偏 光状態との間で切り換える。具体的に、第 1パターン領域 PA1のパターンの走査露 光に際して、偏光状態切り換え部材としての 1Z2波長板 3の作用により、偏光ビーム スプリツター 4に S偏光の光が入射するように設定する。その結果、 1Z2波長板 3を介 して偏光ビームスプリツター 4に入射した光のすべては、その偏光分離面で反射され て第 1光路へ導かれる。
[0039] 偏光ビームスプリツター 4で反射されて第 1光路へ導かれた光束は、マイクロフライ アイレンズ 6の後側焦点面またはその近傍の照明瞳に Z方向 2極状で且つ X方向直 線偏光状態の二次光源を形成した後に、第 1照明領域 IR1を X方向直線偏光状態で 2極照明する。なお、偏光ビームスプリツター 4の製造誤差などに依存して第 2光路へ 侵入する不要光がマスク Mに達することがな 、ように、第 2光路へ侵入した不要光を シャッター部材 21により遮ることが望ましい。あるいは、第 2光路へ侵入した不要光を マスクブラインド MBにより遮ることもできる。
[0040] 次いで、第 2パターン領域 PA2のパターンの走査露光に際して、 1Z2波長板 3を 光軸 AX廻りに所要角度だけ回転させて、偏光ビームスプリツター 4に P偏光の光が 入射するように設定する。その結果、 1Z2波長板 3を介して偏光ビームスプリツター 4 に入射した光のすべては、その偏光分離面を透過して第 2光路へ導かれる。偏光ビ 一ムスプリッター 4を透過して第 2光路へ導かれた光束は、マイクロフライアイレンズ 6 の後側焦点面またはその近傍の照明瞳に X方向 2極状で且つ Z方向直線偏光状態 の二次光源を形成した後に、第 2照明領域 IR2を Y方向直線偏光状態で 2極照明す る。なお、偏光ビームスプリツター 4の製造誤差などに依存して第 1光路へ侵入する 不要光がマスク Mに達することがないように、第 1光路へ侵入した不要光をシャッター 部材 11により遮ることが望ましい。あるいは、第 1光路へ侵入した不要光をマスクブラ インド MBにより遮ることもできる。
[0041] 以上のように、第 1実施形態では、偏光ビームスプリツター 4と、この偏光ビームスプ リツター 4に入射する光束の偏光状態を 2つの直線偏光状態（上述の例では X方向直 線偏光状態と z方向直線偏光状態と)の間で切り換える偏光状態切り換え部材として の 1Z2波長板 3とが、射出光束の光路を第 1光路と第 2光路との間で切り換える光路 切り換え部材を構成している。したがって、偏光状態切り換え部材としての 1Z2波長 板 3を光軸 AX廻りに所要角度だけ回転させると!、う単純な操作を行うだけで、 X方向 直線偏光状態での第 1照明領域 IR1の 2極照明と、 Y方向直線偏光状態での第 2照 明領域 IR2の 2極照明とを切り換えることができる。
[0042] すなわち、第 1実施形態の照明光学装置では、照明瞳での光強度分布の形状また は大きさ、照明光の偏光状態などをパラメータとする所要の照明条件で、マスク M上 の第 1パターン領域 PA1および第 2パターン領域 PA2を順次個別に照明することが でき、ひいては第 1パターン領域 PA1の照明と第 2パターン領域 PA2の照明との間 で照明条件の切り換えを迅速に行うことができる。その結果、本実施形態の露光装置 では、第 1パターン領域 PA1の照明と第 2パターン領域 PA2の照明との間で照明条 件の切り換えを迅速に行う照明光学装置を用いて、二重露光方式によりマスク Mの 微細パターンをウェハ Wに高精度に且つ高スループットで露光することができる。
[0043] 一般に、露光装置では、ウェハ Wに照射される光が S偏光を主成分とする偏光状態 になるように、所要の直線偏光状態の光でマスク Mのパターンを照明することが好ま しい。ここで、 S偏光とは、入射面に対して垂直な方向に偏光方向を有する直線偏光 (入射面に垂直な方向に電気ベクトルが振動している偏光）のことである。また、入射 面は、光が媒質の境界面（ウェハ Wの表面）に達したときに、その点での境界面の法 線と光の入射方向とを含む面として定義される。このように、ウェハ Wに照射される光 力 偏光を主成分とする偏光状態になるように所要の直線偏光状態の光でマスクパ ターンを照明することにより、投影光学系 PLの光学性能 (焦点深度など)の向上を図 ることができ、ウェハ W上においてコントラストの高いパターン像を得ることができる。
[0044] 第 1実施形態では、第 1パターン領域 PA1のパターンの走査露光に際して、図 3 (a )に示すような Z方向 2極状で X方向直線偏光状態の二次光源からの光により、第 1 照明領域 IR1に対応するパターンを照明する。その結果、第 1照明領域 IR1の光によ り照明された第 1パターン領域 PA1のパターンのうち、 X方向に沿って細長く延びる X 方向パターンが最終的な被照射面としてのウェハ Wに結像する光は S偏光を主成分 とする偏光状態になり、ウェハ W上においてコントラストの高いパターン像を得ること ができる。
[0045] 同様に、第 2パターン領域 PA2のパターンの走査露光に際して、図 3 (b)に示すよ うな X方向 2極状で Y方向直線偏光状態の二次光源からの光により、第 2照明領域 IR 2に対応するパターンを照明する。その結果、第 2照明領域 IR2の光により照明され た第 2パターン領域 PA2のパターンのうち、 Y方向に沿って細長く延びる Y方向パタ ーンが最終的な被照射面としてのウェハ Wに結像する光は S偏光を主成分とする偏 光状態になり、ウエノ、 W上においてコントラストの高いパターン像を得ることができる。
[0046] なお、第 1実施形態では、偏向ユニット 7の作用により、第 1光束を図 1中斜め上向 きに偏向して第 1照明領域 IR1へ導き、第 2光束を図 1中斜め下向きに偏向して第 1 照明領域 IR1から離間した第 2照明領域 IR2へ導いている。し力しながら、これに限 定されることなぐ偏向ユニット 7の設置を省略して、例えば光軸 AXを中心とした第 1 照明領域を第 1光束で照明し、光軸 AXに対して第 1照明領域と同じ位置にある第 2 照明領域を第 2光束で照明することもできる。ただし、第 1光束は第 1パターン領域 P A1を照明し、第 2光束は第 2パターン領域 PA2を照明する。
[0047] 図 6は、本発明の第 2実施形態に力かる露光装置の構成を概略的に示す図である 。第 2実施形態は、第 1実施形態と類似の構成を有するが、整形光学系 2と一対の回 折光学素子 12, 22との間の構成、および偏向ユニット 7の設置の有無が第 1実施形 態と相違している。図 6では、図 1の第 1実施形態における構成要素と同じ機能を果 たす要素に、図 1と同じ参照符号を付している。以下、第 1実施形態との相違点に着 目して、第 2実施形態の構成および作用を説明する。
[0048] 第 2実施形態では、光源 1から光軸 AXに沿って射出された光束が、整形光学系 2 により所要の断面形状の光束に拡大された後、切り換え反射鏡 OMに入射する。切り 換え反射鏡 OMは、例えばピエゾ素子などにより駆動されて、整形光学系 2からの入 射光束を第 1光路に向力つて反射する第 1姿勢 (図 6中実線で示す姿勢)と入射光束 を第 2光路に向力つて反射する第 2姿勢 (図 6中破線で示す姿勢)との間で切り換え 可能である。第 1姿勢に設定された切り換え反射鏡 OMで反射されて第 1光路に導か れた第 1光束は、第 1光路と第 2光路とに共通の共通光学系 31、および第 1光路の光 軸 AX1廻りに回転可能に構成された 1Z2波長板 32Aを介して、回折光学素子 12 に入射する。
[0049] 1Z2波長板 32Aは、第 1光路に配置されて光束の偏光状態を変化させる偏光変 化部材であって、整形光学系 2から入射した直線偏光の光を、後段の偏光ビームス プリツター 5の偏光分離面に対して S偏光の光すなわち X方向直線偏光の光に変換 して回折光学素子 12へ導く。回折光学素子 12からの第 1光束は、コア光学系 33A を介した後、 X方向直線偏光状態のまま、偏光ビームスプリツター 5に入射する。偏光 ビームスプリッター 5で反射された X方向直線偏光状態の第 1光束は、マイクロフライ アイレンズ 6に入射する。コア光学系 33Aは、図 1におけるァフォーカルレンズ 13、円 錐アキシコン系 15、およびズームレンズ 16を含む光学系である。したがって、マイク 口フライアイレンズ 6に入射した第 1光束は、その後側焦点面またはその近傍の照明 瞳に、図 3 (a)に示すような Z方向 2極状で X方向直線偏光状態の二次光源を形成す る。
[0050] 一方、第 2姿勢に設定された切り換え反射鏡 OMで反射されて第 2光路に導かれた 第 2光束は、共通の共通光学系 31、および第 2光路の光軸 AX2廻りに回転可能に 構成された 1Z2波長板 32Bを介して、回折光学素子 22に入射する。 1Z2波長板 3 2Bは、第 2光路に配置されて光束の偏光状態を変化させる偏光変化部材であって、 整形光学系 2から入射した直線偏光の光を、偏光ビームスプリツター 5の偏光分離面 に対して P偏光の光すなわち Y方向直線偏光の光に変換して回折光学素子 22へ導
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[0051] 回折光学素子 22からの第 2光束は、コア光学系 33Bを介した後、光路折り曲げ反 射鏡 PM4により反射されて Z方向直線偏光状態になり、偏光ビームスプリツター 5に 入射する。偏光ビームスプリツター 5を透過した Z方向直線偏光状態の第 2光束は、 マイクロフライアイレンズ 6に入射する。コア光学系 33Bは、図 1におけるァフォー力ノレ レンズ 23、円錐アキシコン系 25、およびズームレンズ 26を含む光学系である。したが つて、マイクロフライアイレンズ 6に入射した第 2光束は、その後側焦点面またはその 近傍の照明瞳に、図 3 (b)に示すような X方向 2極状で Z方向直線偏光状態の二次光 源を形成する。 [0052] Z方向 2極状の二次光源からの第 1光束は、コンデンサー光学系 8、マスクブライン ド MB、および結像光学系 9を介して、マスク M上の第 1パターン領域 PA1において X方向に細長く延びる矩形状の第 1照明領域 (不図示)を重畳的に照明する。すなわ ち、マスク Mの第 1パターン領域 PA1のうち、第 1照明領域に対応するパターンが、 X 方向直線偏光状態の光により 2極照明される。一方、 X方向 2極状の二次光源からの 第 2光束は、コンデンサー光学系 8、マスクブラインド MB、および結像光学系 9を介 して、マスク M上の第 2パターン領域 PA2において X方向に細長く延びる矩形状の 第 2照明領域 (不図示)を重畳的に照明する。すなわち、マスク Mの第 2パターン領 域 PA2のうち、第 2照明領域に対応するパターンが、 Y方向直線偏光状態の光により 2極照明される。
[0053] 第 2実施形態では、偏向ユニット 7の設置を省略しているため、例えば光軸 AXを中 心とした第 1照明領域を第 1光束で照明し、光軸 AXに対して第 1照明領域と同じ位 置にある第 2照明領域を第 2光束で照明する。ただし、第 1光束による第 1照明領域 の照明時と第 2光束による第 2照明領域の照明時とでマスク Mの Y方向位置が異なる ため、第 1光束は第 1パターン領域 PA1を照明し、第 2光束は第 2パターン領域 PA2 を照明する。なお、第 2実施形態においても、第 1実施形態と同様に偏向ユニット 7を 設置することができる。この場合、第 1実施形態の場合と同様に、第 1光束で第 1照明 領域 IR1を照明し、第 1照明領域 IR1とは異なる位置にある第 2照明領域 IR2を第 2 光束で照明することになる。
[0054] 第 2実施形態では、入射光束を第 1光路に向かって反射する第 1姿勢と入射光束を 第 2光路に向力つて反射する第 2姿勢との間で切り換え反射鏡 OMの姿勢を切り換 えるという単純な操作を行うだけで、 X方向直線偏光状態での第 1パターン領域 PA1 の 2極照明と、 Y方向直線偏光状態での第 2パターン領域 PA2の 2極照明とを切り換 えることができる。すなわち、第 2実施形態においても、照明瞳での光強度分布の形 状または大きさ、照明光の偏光状態などをパラメータとする所要の照明条件で、マス ク M上の第 1パターン領域 PA1および第 2パターン領域 PA2を順次個別に照明する ことができ、ひいては第 1パターン領域 PA1の照明と第 2パターン領域 PA2の照明と の間で照明条件の切り換えを迅速に行うことができる。 [0055] なお、第 2実施形態では、偏光変化部材としての 1Z2波長板 32Aを第 1光路に配 置し、偏光変化部材としての 1Z2波長板 32Bを第 2光路に配置している。し力しなが ら、例えば偏光ビームスプリツター 5の偏光分離面に対して S偏光の光が共通光学系 31に入射するように設定することにより、 1Z2波長板 32Bの設置を省略することがで きる。同様に、偏光ビームスプリツター 5の偏光分離面に対して P偏光の光が共通光 学系 31に入射するように設定することにより、 1Z2波長板 32Aの設置を省略すること ができる。
[0056] また、第 2実施形態では、例えば光路合成部材としての偏光ビームスプリツター 5と マイクロフライアイレンズ 6との間の光路に対してデボラライザ (偏光解消素子） 34を 挿脱自在に設けることもできる。この場合、例えば第 1パターン領域 PA1のパターン の走査露光に際して、デボラライザ 34を照明光路中に設定し、第 1パターン領域 PA 1を非偏光状態の光で照明することにより、例えば線幅の比較的大きい補助的バタ 一ンの像をウェハ W上に良好に形成することができる。また、第 2実施形態において 、反射鏡 OMとして、たとえば所定の電子データに基づいて駆動される複数の反射 素子を含む DMD (デジタル ·マイクロミラー ·デバイス）を用いることができる。
[0057] 図 7は、本発明の第 3実施形態に力かる露光装置の構成を概略的に示す図である 。第 3実施形態は、第 2実施形態と類似の構成を有するが、偏光ビームスプリツター 5 に代えて光路折り曲げ反射鏡 PM5を用いている点が第 2実施形態と基本的に相違 している。図 7では、図 6の第 2実施形態における構成要素と同じ機能を果たす要素 に、図 6と同じ参照符号を付している。以下、第 2実施形態との相違点に着目して、第 3実施形態の構成および作用を説明する。
[0058] 第 3実施形態では、回折光学素子 12からの第 1光束が、コア光学系 33Aを介した 後、光路折り曲げ反射鏡 PM5により反射されて、マイクロフライアイレンズ 6に入射す る。マイクロフライアイレンズ 6に入射した第 1光束は、その後側焦点面またはその近 傍の照明瞳に、図 3 (a)に示すような Z方向 2極状で X方向直線偏光状態の二次光源 を形成する。回折光学素子 22からの第 2光束は、コア光学系 33Bを介した後、光路 折り曲げ反射鏡 PM4により反射されて Z方向直線偏光状態になり、マイクロフライア ィレンズ 6に入射する。マイクロフライアイレンズ 6に入射した第 2光束は、その後側焦 点面またはその近傍の照明瞳に、図 3 (b)に示すような X方向 2極状で Z方向直線偏 光状態の二次光源を形成する。
[0059] Z方向 2極状の二次光源からの第 1光束は、コンデンサー光学系 8、マスクブライン ド MB、および結像光学系 9を介して、マスク M上の第 1パターン領域 PA1において X方向に細長く延びる矩形状の第 1照明領域 IR1を重畳的に照明する。すなわち、 マスク Mの第 1パターン領域 PA1のうち、第 1照明領域 IR1に対応するパターン力 X 方向直線偏光状態の光により 2極照明される。一方、 X方向 2極状の二次光源からの 第 2光束は、コンデンサー光学系 8、マスクブラインド MB、および結像光学系 9を介 して、マスク M上の第 2パターン領域 PA2において X方向に細長く延びる矩形状の 第 2照明領域 IR2を重畳的に照明する。すなわち、マスク Mの第 2パターン領域 PA2 のうち、第 2照明領域 IR2に対応するパターンが、 Y方向直線偏光状態の光により 2 極照明される。第 1照明領域 IR1と第 2照明領域 IR2とは、例えば光軸 AXを通り且つ X方向に平行な軸線に関して対称である。
[0060] このように、第 3実施形態では、第 1光路に沿って入射する光束を反射する光路折 り曲げ反射鏡 PM5と、第 2光路に沿って入射する光束を反射する光路折り曲げ反射 鏡 PM4と力 第 1光路と第 2光路とを合成する光路合成部材を構成している。なお、 第 3実施形態では、光路折り曲げ反射鏡 PM4, PM5に代えて、例えばピエゾ素子な どにより駆動される振動ミラーを用いることもできる。この場合、振動ミラーの作用によ り、ウェハ W上でのパターン形成における干渉縞の影響を低減することができる。
[0061] 図 8は、本発明の第 4実施形態に力かる露光装置の構成を概略的に示す図である 。第 4実施形態は、第 2実施形態と類似の構成を有するが、整形光学系 2と一対の 1 Z2波長板 32A, 32Bとの間の構成が第 2実施形態と基本的に相違している。図 8で は、図 6の第 2実施形態における構成要素と同じ機能を果たす要素に、図 6と同じ参 照符号を付している。以下、第 2実施形態との相違点に着目して、第 4実施形態の構 成および作用を説明する。
[0062] 第 4実施形態では、光源 1から光軸 AXに沿って射出された光束が、整形光学系 2 により所要の断面形状の光束に拡大された後、 1Z4波長板 36を介して偏光ビーム スプリツター 37に入射する。 1Z4波長板 36は、入射した直線偏光の光を円偏光の 光に変換して偏光ビームスプリツター 37へ導く。したがって、偏光ビームスプリツター 37に入射した円偏光の光のうち、偏光ビームスプリツター 37を透過した光は第 1光路 へ導かれ、偏光ビームスプリツター 37で反射された光は第 2光路へ導かれる。すなわ ち、偏光ビームスプリツター 37は、入射光束を第 1光路に沿って進む第 1光束と第 2 光路に沿って進む第 2光束とに分離する光束分離部材を構成している。
[0063] 偏光ビームスプリツター 37を透過した P偏光状態すなわち Z方向直線偏光状態の 第 1光束は、偏光ビームスプリツター 38を透過し、反射鏡 39, 40で順次反射された 後、再び偏光ビームスプリツター 38に入射する。このように、偏光ビームスプリツター 3 8および一対の反射鏡 39, 40は、遅延光路（リターダ一）を構成している。遅延光路 を介して Y方向直線偏光状態となった第 1光束は、偏光ビームスプリツター 38を透過 し、 1Z2波長板 32Aを介して X方向直線偏光状態になり、回折光学素子 12に入射 する。回折光学素子 12からの第 1光束は、マイクロフライアイレンズ 6の後側焦点面ま たはその近傍の照明瞳に、図 3 (a)に示すような Z方向 2極状で X方向直線偏光状態 の二次光源を形成する。
[0064] 偏光ビームスプリツター 37で反射された S偏光状態すなわち X方向直線偏光状態 の第 2光束は、 1Z2波長板 32Bを介して Y方向直線偏光状態になり、回折光学素子 22に入射する。回折光学素子 22からの第 2光束は、マイクロフライアイレンズ 6の後 側焦点面またはその近傍の照明瞳に、図 3 (b)に示すような Z方向直線偏光状態の 二次光源を形成する。なお、 1Z2波長板 32Aと回折光学素子 12との間の光路中に は第 1光束を必要に応じて遮る第 1シャッター部材 41Aが設けられ、 1Z2波長板 32 Bと回折光学素子 22との間の光路中には第 2光束を必要に応じて遮る第 2シャッター 部材 41Bが設けられている。シャッター部材 41A, 41Bの作用については後述する。
[0065] Z方向 2極状の二次光源からの第 1光束は、マスク M上の第 1パターン領域 PA1に おいて X方向に細長く延びる矩形状の第 1照明領域 (不図示)を重畳的に照明する。 すなわち、マスク Mの第 1パターン領域 PA1のうち、例えば光軸 AXを中心とした第 1 照明領域に対応するパターンが、 X方向直線偏光状態の光により 2極照明される。一 方、 X方向 2極状の二次光源力 の第 2光束は、マスク M上の第 2パターン領域 PA2 において X方向に細長く延びる矩形状の第 2照明領域 (不図示)を重畳的に照明す る。すなわち、マスク Mの第 2パターン領域 PA2のうち、例えば光軸 AXを中心とした 第 2照明領域に対応するパターンが、 Y方向直線偏光状態の光により 2極照明される
[0066] 第 4実施形態では、第 1パターン領域 PA1のパターンの走査露光に際して、第 2シ ャッター部材 41Bを閉じて第 2光束の回折光学素子 22への入射を遮るとともに、第 1 シャッター部材 41 Aを開いて第 1光束の回折光学素子 12への入射を許容する。一 方、第 2パターン領域 PA2のパターンの走査露光に際して、第 1シャッター部材 41A を閉じて第 1光束の回折光学素子 12への入射を遮るとともに、第 2シャッター部材 41 Bを開いて第 2光束の回折光学素子 22への入射を許容する。換言すると、シャッター 部材 41A, 41Bを開閉するという単純な操作を行うだけで、 X方向直線偏光状態で の第 1パターン領域 PA1の 2極照明と、 Y方向直線偏光状態での第 2パターン領域 P A2の 2極照明とを切り換えることができる。
[0067] なお、第 4実施形態では、シャッター部材 41A, 41Bをともに開くことにより、マスク M上において例えば光軸 AXを中心とした照明領域を、図 3 (a)に示す Z方向 2極状 の二次光源と図 3 (b)に示す X方向 2極状の二次光源との合成力 なる 4極状の二次 光源からの周方向直線偏光状態の光により照明することができる。このとき、偏光ビ 一ムスプリッター 37で分離された P偏光の光と S偏光の光とのうち、偏光ビームスプリ ッター 37を透過した P偏光の光だけをリターダー 38〜40を介して遅延させて 、る。そ の結果、後段の偏光ビームスプリツター 5で合成される P偏光成分と S偏光成分との 時間的コヒーレンシィが低減され、ひいては投影光学系 PLを介してウェハ W上にパ ターンを良好に形成することができる。
[0068] 図 9は、本発明の第 5実施形態に力かる露光装置の構成を概略的に示す図である 。第 5実施形態は、第 4実施形態と類似の構成を有するが、光源、整形光学系および マイクロフライアイレンズが第 1光路と第 2光路とにそれぞれ配置されている点が第 4 実施形態と基本的に相違している。図 9では、図 8の第 4実施形態における構成要素 と同じ機能を果たす要素に、図 8と同じ参照符号を付している。以下、第 4実施形態と の相違点に着目して、第 5実施形態の構成および作用を説明する。
[0069] 第 5実施形態では、第 1光源 1Aから射出された S偏光状態すなわち X方向直線偏 光状態の第 1光束が、第 1整形光学系 2Aを介して回折光学素子 12に入射する。回 折光学素子 12からの第 1光束は、コア光学系 42Aおよびズームレンズ 16を介して、 第 1マイクロフライアイレンズ 6Aに入射する。コア光学系 42Aは、図 1におけるァフォ 一カルレンズ 13および円錐アキシコン系 15を含む光学系である。したがって、第 1マ イク口フライアイレンズ 6Aに入射した第 1光束は、その後側焦点面またはその近傍の 照明瞳に、図 3 (a)に示す二次光源に対応して、 Y方向 2極状で X方向直線偏光状 態の二次光源を形成する。 Y方向 2極状の二次光源からの第 1光束は、光路合成部 材としての偏光ビームスプリツター 5で反射された後、マスク M上の第 1パターン領域 PA1において X方向に細長く延びる矩形状の第 1照明領域 (不図示)を重畳的に照 明する。すなわち、マスク Mの第 1パターン領域 PA1のうち、例えば光軸 AXを中心と した第 1照明領域に対応するパターンが、 X方向直線偏光状態の光により 2極照明さ れる。
[0070] 一方、第 2光源 1Bから射出された P偏光状態すなわち Y方向直線偏光状態の第 2 光束は、第 2整形光学系 2Bを介して回折光学素子 22に入射する。回折光学素子 2 2からの第 2光束は、コア光学系 42B、反射鏡 PM4およびズームレンズ 26を介して、 Z方向直線偏光状態で第 2マイクロフライアイレンズ 6Bに入射する。コア光学系 42B は、図 1におけるァフォーカルレンズ 23および円錐アキシコン系 25を含む光学系で ある。したがって、第 2マイクロフライアイレンズ 6Bに入射した第 2光束は、その後側 焦点面またはその近傍の照明瞳に、図 3 (b)に示すような X方向 2極状で Z方向直線 偏光状態の二次光源を形成する。 X方向 2極状の二次光源からの第 2光束は、偏光 ビームスプリツター 5を透過した後、マスク M上の第 2パターン領域 PA2において X方 向に細長く延びる矩形状の第 2照明領域 (不図示)を重畳的に照明する。すなわち、 マスク Mの第 2パターン領域 PA2のうち、例えば光軸 AXを中心とした第 2照明領域 に対応するパターンが、 Y方向直線偏光状態の光により 2極照明される。
[0071] 第 5実施形態では、第 4実施形態と同様に、第 1パターン領域 PA1のパターンの走 查露光に際して、第 2シャッター部材 41Bを閉じて第 1シャッター部材 41Aを開く。ま た、第 2パターン領域 PA2のパターンの走査露光に際して、第 1シャッター部材 41A を閉じて第 2シャッター部材 41Bを開く。さらに、シャッター部材 41A, 41Bをともに開 いて、マスク M上において例えば光軸 AXを中心とした照明領域を、 4極状の二次光 源からの周方向直線偏光状態の光により照明する。
[0072] 上述の第 4実施形態および第 5実施形態では、光路切り換え部材による光路の切り 換えに際して、光路中の光学部材 (屈折部材、反射部材、回折部材、偏光部材)が 静止した状態であるため、光学部材が移動することによる照明状態の変化を招かな い利点がある。なお、第 4実施形態および第 5実施形態において、偏光ビームスプリ ッター 37に代えて、入射光を振幅分割して複数の光路に分岐する振幅分割型ビー ムスプリッターを用いてもよ!、。
[0073] なお、上述の第 1実施形態では 1Z2波長板 3と偏光ビームスプリツター 4とが光路 切り換え部材を構成し、第 2実施形態および第 3実施形態では切り換え反射鏡 OM が光路切り換え部材を構成し、第 4実施形態ではシャッター部材 41A, 41Bと偏光ビ 一ムスプリッター 37とが光路切り換え部材を構成し、第 5実施形態ではシャッター部 材 41A, 41Bが光路切り換え部材を構成している。しかしながら、これに限定されるこ となぐ射出光束の光路を第 1光路と第 2光路との間で切り換える光路切り換え機構 について、例えば図 10に示すような構成例も可能である。図 10を参照すると、集光 光学系 51を介した光束が、回折光学素子のような光束変換素子 52を介して、第 1直 角プリズム 53Aに入射する。光束変換素子 52は、入射光束を一方向にだけ拡散す る機能を有する。したがって、光軸 AXに沿って第 1直角プリズム 53Aに入射した光 束は、その反射面 53Aaにおいて傾斜方向に細長く延びる断面形状で反射され、第 1光束となって第 1光路の光軸 AX1に沿って導かれる。
[0074] 第 1直角プリズム 53Aの反射面 53Aaに入射する光束の断面が一方向に細長く延 びているので、入射光束のエネルギ密度を十分小さく抑えて光照射による反射面 53 Aaの損傷を回避することができる。図 10に示す光路切り換え機構は、第 1直角プリ ズム 53Aと、第 2直角プリズム 53Bと、第 1直角プリズム 53Aおよび第 2直角プリズム 5 3Bを図中の矢印 F1で示す方向に移動させて、第 1直角プリズム 53Aの反射面 53A aおよび第 2直角プリズム 53Bの反射面 53Baのうちのいずれか一方の反射面だけを 選択的に照明光路中に設定する設定部 54とを有する。したがって、設定部 54の作 用により図中の第 1直角プリズム 53Aの位置へ第 2直角プリズム 53Bを移動させて反 射面 53Baを照明光路中に設定すると、光軸 AXに沿って第 2直角プリズム 53Bに入 射した光束は、その反射面 53Baにおいて傾斜方向に細長く延びる断面形状で反射 され、第 2光束となって第 2光路の光軸 AX2に沿って導かれる。
[0075] なお、上述の各実施形態では、 2極照明用の回折光学素子 12, 22に代えて、輪帯 照明用の回折光学素子や円形照明用の回折光学素子や他の複数極照明用の回折 光学素子を照明光路中に設定することによって、輪帯照明や円形照明や複数極照 明（3極照明、 4極照明、 5極照明など)を行うことができる。すなわち、例えば輪帯照 明、円形照明、複数極照明などから選択された任意の照明形態で、第 1照明領域お よび第 2照明領域をそれぞれ照明することができる。
[0076] また、上述の各実施形態では、 2種類のパターンを感光性基板 (ウェハ）上の同一 ショット領域に重ね焼きして 1つの合成パターンを形成する二重露光に関連して本発 明を説明している。し力しながら、これに限定されることなぐ 3種類以上のパターンを 感光性基板上の同一ショット領域に重ね焼きして 1つの合成パターンを形成する多 重露光に対しても同様に本発明を適用することができる。また、上述の各実施形態で は、感光性基板上の 1つのショット領域に、第 1パターンと第 2パターンとを重ねて走 查露光することにより 1つの合成パターンを形成している。し力しながら、これに限定 されることなぐ第 1パターンを感光性基板上の第 1ショット領域に走査露光または一 括露光し、第 2パターンを感光性基板上の第 2ショット領域に走査露光または一括露 光することちでさる。
[0077] また、上述の各実施形態では、同一マスク上の 2つの領域のパターン像を感光性 基板上に形成している。しかしながら、これに限定されることなぐ第 1マスクの第 1照 明領域のパターン像と第 2マスクの第 2照明領域のパターン像とを感光性基板上に 形成することもできる。この場合、例えば図 11に示すように屈折系と偏向ミラーとから なる双頭型の投影光学系 PLや、図 12に示すような反射屈折型で双頭型の投影光 学系 PLや、図 13に示すようなビームスプリツターを用いる双頭型の投影光学系 PLな どを用いることができる。このような双頭型の投影光学系としては、米国特許仮出願 第 60Z907, 828号で提案されて 、る光学系を用いることができる。
[0078] また、上述の実施形態では、マスクの代わりに、所定の電子データに基づいて所定 ノターンを形成するパターン形成装置を用いることができる。このようなパターン形成 装置を用いれば、パターン面が縦置きでも同期精度に及ぼす影響を最低限にできる 。なお、パターン形成装置としては、たとえば所定の電子データに基づいて駆動され る複数の反射素子を含む DMD (デジタル ·マイクロミラー ·デバイス）を用いることが できる。 DMDを用いた露光装置は、例えば特開平 8— 313842号公報、特開 2004 — 304135号公報に開示されている。また、 DMDのような非発光型の反射型空間光 変調器以外に、透過型空間光変調器を用いても良ぐ自発光型の画像表示素子を 用いても良い。
[0079] また、上述の実施形態において、投影光学系と感光性基板との間の光路中を 1. 1 よりも大きな屈折率を有する媒体 (典型的には液体)で満たす手法、所謂液浸法を適 用しても良い。この場合、投影光学系と感光性基板との間の光路中に液体を満たす 手法としては、国際公開番号 WO99Z49504号公報に開示されているような局所的 に液体を満たす手法や、特開平 6— 124873号公報に開示されているような露光対 象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる手法や、特開平 10— 30311 4号公報に開示されて 、るようなステージ上に所定深さの液体槽を形成し、その中に 基板を保持する手法などを採用することができる。
[0080] 上述の実施形態の露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を 含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つよう に組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての 前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系 につ 、ては機械的精度を達成するための調整、各種電気系につ 、ては電気的精度 を達成するための調整が行われる。各種サブシステム力 露光装置への組み立てェ 程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配 管接続等が含まれる。この各種サブシステム力 露光装置への組み立て工程の前に 、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステム の露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体とし ての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管 理されたクリーンルームで行うことが望まし 、。 [0081] 上述の実施形態に力かる露光装置では、照明光学装置によってマスク（レチクル） を照明し (照明工程)、投影光学系を用いてマスクに形成された転写用のパターンを 感光性基板に露光する（露光工程)ことにより、マイクロデバイス（半導体素子、撮像 素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等)を製造することができる。以下、本実施形 態の露光装置を用いて感光性基板としてのウェハ等に所定の回路パターンを形成す ることによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につ き図 14のフローチャートを参照して説明する。
[0082] 先ず、図 14のステップ 301において、 1ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。次 のステップ 302において、その 1ロットのウェハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布さ れる。その後、ステップ 303において、本実施形態の露光装置を用いて、マスク上の パターンの像がその投影光学系を介して、その 1ロットのウェハ上の各ショット領域に 順次露光転写される。その後、ステップ 304において、その 1ロットのウェハ上のフォト レジストの現像が行われた後、ステップ 305において、その 1ロットのウェハ上でレジス トパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスク上のパターンに対応す る回路パターン力 各ウェハ上の各ショット領域に形成される。
[0083] 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。なお、 ステップ 301〜ステップ 305では、ウェハ上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジスト を塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を行っている力 これらの工程に先 立って、ウェハ上にシリコンの酸ィ匕膜を形成後、そのシリコンの酸ィ匕膜上にレジストを 塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもない
[0084] また、本実施形態の露光装置では、プレート (ガラス基板)上に所定のパターン（回 路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶 表示素子を得ることもできる。以下、図 15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 15において、パターン形成工程 401では、本実施形態 の露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板 (レジストが塗布されたガラス基 板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィー工程が実行される。この光リソグラフィー 工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。 その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各ェ 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。
[0085] 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 イブのフィルターの組を複数水平走査線方向に配列されたり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。
[0086] 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。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。
[0087] なお、上述の各実施形態では、光源として KrFエキシマレーザ光源または ArFェキ シマレーザ光源を用いている力 これに限定されることなぐ例えば Fレーザ光源の
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ように他の適当な光源を用いる露光装置に対して本発明を適用することもできる。ま た、上述の各実施形態では、露光装置に搭載されてマスクを照明する照明光学装置 を例にとって本発明を説明しているが、マスク以外の被照射面を照明するための一 般的な照明光学装置に本発明を適用することができることは明らかである。このように 、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々 の構成を取り得る。

Claims

請求の範囲
[1] 被照射面を照明する照明光学装置において、
射出する光束の光路を第 1光路と第 2光路との間で切り換える光路切り換え部材と 前記第 1光路と前記第 2光路とを合成する光路合成部材と、
前記第 1光路に配置されて、照明瞳に所定の光強度分布を形成する第 1瞳分布形 成部材と、
前記第 2光路に配置されて、照明瞳に所定の光強度分布を形成する第 2瞳分布形 成部材とを備えていることを特徴とする照明光学装置。
[2] 前記光路切り換え部材は、偏光ビームスプリツターと、該偏光ビームスプリツターに入 射する光束の偏光状態を 2つの直線偏光状態の間で切り換える偏光状態切り換え部 材とを有し、
前記光路合成部材は、偏光ビームスプリツターを有することを特徴とする請求項 1に 記載の照明光学装置。
[3] 前記光路切り換え部材は、入射光束を前記第 1光路に向かって反射する第 1姿勢と 入射光束を前記第 2光路に向力つて反射する第 2姿勢との間で切り換え可能な反射 鏡を有し、
前記光路合成部材は、偏光ビームスプリツターを有し、
前記第 1光路および前記第 2光路のうちの少なくとも一方の光路に配置されて、光 束の偏光状態を変化させる偏光変化部材を有することを特徴とする請求項 1に記載 の照明光学装置。
[4] 前記光路切り換え部材は、入射光束を前記第 1光路に向かって反射する第 1姿勢と 入射光束を前記第 2光路に向かって反射する第 2姿勢との間で切り換え可能な第 1 反射鏡を有し、
前記光路合成部材は、前記第 1光路に沿って入射する光束を反射する第 2反射鏡 と、前記第 2光路に沿って入射する光束を反射する第 3反射鏡とを有し、
前記第 1光路および前記第 2光路のうちの少なくとも一方の光路に配置されて、光 束の偏光状態を変化させる偏光変化部材を有することを特徴とする請求項 1に記載 の照明光学装置。
[5] 前記光路切り換え部材は、入射光束を反射して前記第 1光路に沿って射出する第 1 反射面と、入射光束を反射して前記第 2光路に沿って射出する第 2反射面と、前記 第 1反射面および前記第 2反射面のうちのいずれか一方の反射面だけを選択的に照 明光路中に設定する設定部とを有することを特徴とする請求項 1に記載の照明光学 装置。
[6] 前記光路切り換え部材による前記第 1光路と前記第 2光路との切り換えに際して、光 路中の光学部材は静止していることを特徴とする請求項 1に記載の照明光学装置。
[7] 前記光路切り換え部材は、入射光束を前記第 1光路に沿って進む第 1光束と前記第 2光路に沿って進む第 2光束とに分離する光束分離部材と、前記第 1光束および前 記第 2光束のうちのいずれか一方の光束を必要に応じて遮るシャッター部材とを備え ていることを特徴とする請求項 1または 6に記載の照明光学装置。
[8] 前記光路切り換え部材に対して照明光を供給する光源をさらに備えていることを特 徴とする請求項 1乃至 7のいずれ力 1項に記載の照明光学装置。
[9] 被照射面を照明する照明光学装置において、
入射光束を第 1光路に沿って進む第 1光束と第 2光路に沿って進む第 2光束とに分 離する光束分離部材と、
前記第 1光路と前記第 2光路とを合成する光路合成部材と、
前記第 1光路に配置されて、照明瞳に所定の光強度分布を形成する第 1瞳分布形 成部材と、
前記第 2光路に配置されて、照明瞳に所定の光強度分布を形成する第 2瞳分布形 成部材と、
前記第 1光束および前記第 2光束のうちのいずれか一方の光束を必要に応じて遮 るシャッター部材とを備えていることを特徴とする照明光学装置。
[10] 前記光束分離部材および前記光路合成部材は、偏光ビームスプリツターをそれぞれ 有し、
前記シャッター部材は、前記第 1光束を必要に応じて遮る第 1シャッター部材と、前 記第 2光束を必要に応じて遮る第 2シャッター部材とを有することを特徴とする請求項 9に記載の照明光学装置。
[11] 前記第 1光路および前記第 2光路のうちのいずれか一方の光路は、遅延光路を有す ることを特徴とする請求項 9または 10に記載の照明光学装置。
[12] 前記第 1瞳分布形成部材は、前記照明瞳に形成される光強度分布の形状または大 きさを変化させる第 1変更部材を有し、
前記第 2瞳分布形成部材は、前記照明瞳に形成される光強度分布の形状または 大きさを変化させる第 2変更部材を有することを特徴とする請求項 1乃至 11のいずれ 力 1項に記載の照明光学装置。
[13] 前記光路合成部材の後側に配置されたオプティカルインテグレータと、
前記第 1光路および前記オプティカルインテグレータを通過した第 1光束および前 記第 2光路および前記オプティカルインテグレータを通過した第 2光束を前記被照射 面上の同じ照明領域へ導く共通の導光光学系とを備えていることを特徴とする請求 項 1乃至 12のいずれか 1項に記載の照明光学装置。
[14] 請求項 1乃至 13のいずれか 1項に記載の照明光学装置を備え、該照明光学装置に より照明された所定のパターンを感光性基板に露光することを特徴とする露光装置。
[15] 請求項 14に記載の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板に露 光する露光工程と、
前記露光工程を経た前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とす るデバイス製造方法。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008060546A (ja) * 2006-07-14 2008-03-13 Carl Zeiss Smt Ag マイクロリソグラフィ投影露光装置用の照明光学系
JP2009253285A (ja) * 2008-04-09 2009-10-29 Asml Holding Nv リソグラフィ装置及びデバイス製造方法
JP2010177423A (ja) * 2009-01-29 2010-08-12 Nikon Corp 投影光学系、並びに露光方法及び装置
US8305559B2 (en) 2008-06-10 2012-11-06 Nikon Corporation Exposure apparatus that utilizes multiple masks
US8705170B2 (en) 2008-08-29 2014-04-22 Nikon Corporation High NA catadioptric imaging optics for imaging A reticle to a pair of imaging locations
US8736813B2 (en) 2008-08-26 2014-05-27 Nikon Corporation Exposure apparatus with an illumination system generating multiple illumination beams
US9052611B2 (en) 2006-07-14 2015-06-09 Carl Zeiss Smt Gmbh Microlithographic projection exposure apparatus illumination optics

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7884921B2 (en) * 2006-04-12 2011-02-08 Nikon Corporation Illumination optical apparatus, projection exposure apparatus, projection optical system, and device manufacturing method
WO2007119514A1 (ja) * 2006-04-17 2007-10-25 Nikon Corporation 照明光学装置、露光装置、およびデバイス製造方法
TWI434143B (zh) * 2008-09-22 2014-04-11 Nanya Technology Corp 微影設備
US20100091257A1 (en) * 2008-10-10 2010-04-15 Nikon Corporation Optical Imaging System and Method for Imaging Up to Four Reticles to a Single Imaging Location
US20100123883A1 (en) * 2008-11-17 2010-05-20 Nikon Corporation Projection optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method
NL2008197A (en) 2011-02-11 2012-08-14 Asml Netherlands Bv Inspection apparatus and method, lithographic apparatus, lithographic processing cell and device manufacturing method.
JP5806479B2 (ja) * 2011-02-22 2015-11-10 キヤノン株式会社 照明光学系、露光装置及びデバイス製造方法
US9581910B2 (en) * 2013-01-17 2017-02-28 Carl Zeiss Smt Gmbh Method of lithographically transferring a pattern on a light sensitive surface and illumination system of a microlithographic projection exposure apparatus
CN103207530B (zh) * 2013-03-22 2014-12-17 中国科学院上海光学精密机械研究所 光刻机光瞳整形光学系统及产生离轴照明模式的方法
EP2871525A3 (de) * 2013-11-08 2015-09-23 Limata GmbH Lithografiebelichtungseinrichtung zur lithographischen Belichtung durch ein- oder mehrstufige Laserprojektionseinheiten mit einer oder mehreren Wellenlängen
DE102015224522B4 (de) * 2015-12-08 2018-06-21 Carl Zeiss Smt Gmbh Beleuchtungssystem einer mikrolithographischen Projektionsanlage und Verfahren zum Betreiben eines solchen Systems
DE102021129223B3 (de) * 2021-11-10 2023-05-11 Nanoscribe Holding Gmbh Lithographievorrichtung mit Strahlformungseinrichtung
DE102023127297B3 (de) * 2023-10-06 2025-03-20 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zum Betreiben einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage, mikrolithographische Maske sowie Projektionsbelichtungsanlage
DE102024205221A1 (de) 2024-06-06 2025-02-20 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zur Bestimmung einer Abbildungsqualität einer optischen Baugruppe eines optischen Systems
CN119375160A (zh) * 2024-12-26 2025-01-28 苏州镁伽科技有限公司 一种样品检测方法及装置

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US907828A (en) 1907-06-12 1908-12-29 Kristian Lye Opening device for cans.
JPS61134022A (ja) * 1984-12-05 1986-06-21 Canon Inc 位置合せ信号検出装置
JPH06124873A (ja) 1992-10-09 1994-05-06 Canon Inc 液浸式投影露光装置
JPH08313842A (ja) 1995-05-15 1996-11-29 Nikon Corp 照明光学系および該光学系を備えた露光装置
JPH10303114A (ja) 1997-04-23 1998-11-13 Nikon Corp 液浸型露光装置
WO1999049504A1 (fr) 1998-03-26 1999-09-30 Nikon Corporation Procede et systeme d'exposition par projection
JP2000021748A (ja) * 1998-06-30 2000-01-21 Canon Inc 露光方法および露光装置
JP2002231619A (ja) 2000-11-29 2002-08-16 Nikon Corp 照明光学装置および該照明光学装置を備えた露光装置
JP2004304135A (ja) 2003-04-01 2004-10-28 Nikon Corp 露光装置、露光方法及びマイクロデバイスの製造方法
JP2006013449A (ja) * 2004-05-26 2006-01-12 Ricoh Co Ltd 干渉露光装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4937459A (en) 1984-11-16 1990-06-26 Canon Kabushiki Kaisha Alignment signal detecting device
JPH04359421A (ja) * 1991-06-05 1992-12-11 Nikon Corp レーザ処理装置
JP3230101B2 (ja) * 1992-03-10 2001-11-19 株式会社ニコン 投影露光装置及び方法、並びに素子製造方法
JPH07135145A (ja) * 1993-06-29 1995-05-23 Canon Inc 露光装置
JPH1032156A (ja) * 1996-07-15 1998-02-03 Mitsubishi Electric Corp 位相シフトマスクを用いた露光装置およびパターン形成方法
JP3517573B2 (ja) * 1997-11-27 2004-04-12 キヤノン株式会社 照明装置及びそれを用いた投影露光装置
WO2000070660A1 (en) * 1999-05-18 2000-11-23 Nikon Corporation Exposure method, illuminating device, and exposure system
JP3969855B2 (ja) * 1998-07-02 2007-09-05 キヤノン株式会社 露光方法および露光装置
JP2000031028A (ja) * 1998-07-07 2000-01-28 Canon Inc 露光方法および露光装置
SE517550C2 (sv) * 2000-04-17 2002-06-18 Micronic Laser Systems Ab Mönstergenereringssystem användande en spatialljusmodulator
EP1255162A1 (en) * 2001-05-04 2002-11-06 ASML Netherlands B.V. Lithographic apparatus
JP4323903B2 (ja) * 2003-09-12 2009-09-02 キヤノン株式会社 照明光学系及びそれを用いた露光装置
JPWO2005036619A1 (ja) * 2003-10-09 2007-11-22 株式会社ニコン 照明光学装置、露光装置および露光方法
JP4693088B2 (ja) * 2004-02-20 2011-06-01 株式会社ニコン 照明光学装置、露光装置、および露光方法
US7924406B2 (en) * 2005-07-13 2011-04-12 Asml Netherlands B.V. Stage apparatus, lithographic apparatus and device manufacturing method having switch device for two illumination channels
EP1993120A1 (en) * 2006-03-03 2008-11-19 Nikon Corporation Exposure method and apparatus, and device manufacturing method
US8023103B2 (en) 2006-03-03 2011-09-20 Nikon Corporation Exposure apparatus, exposure method, and method for producing device
JP4784746B2 (ja) * 2006-04-12 2011-10-05 株式会社ニコン 照明光学装置、投影露光装置、投影光学系、及びデバイス製造方法
US7884921B2 (en) 2006-04-12 2011-02-08 Nikon Corporation Illumination optical apparatus, projection exposure apparatus, projection optical system, and device manufacturing method
US8665418B2 (en) 2007-04-18 2014-03-04 Nikon Corporation Projection optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US907828A (en) 1907-06-12 1908-12-29 Kristian Lye Opening device for cans.
JPS61134022A (ja) * 1984-12-05 1986-06-21 Canon Inc 位置合せ信号検出装置
JPH06124873A (ja) 1992-10-09 1994-05-06 Canon Inc 液浸式投影露光装置
JPH08313842A (ja) 1995-05-15 1996-11-29 Nikon Corp 照明光学系および該光学系を備えた露光装置
JPH10303114A (ja) 1997-04-23 1998-11-13 Nikon Corp 液浸型露光装置
WO1999049504A1 (fr) 1998-03-26 1999-09-30 Nikon Corporation Procede et systeme d'exposition par projection
JP2000021748A (ja) * 1998-06-30 2000-01-21 Canon Inc 露光方法および露光装置
JP2002231619A (ja) 2000-11-29 2002-08-16 Nikon Corp 照明光学装置および該照明光学装置を備えた露光装置
JP2004304135A (ja) 2003-04-01 2004-10-28 Nikon Corp 露光装置、露光方法及びマイクロデバイスの製造方法
JP2006013449A (ja) * 2004-05-26 2006-01-12 Ricoh Co Ltd 干渉露光装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2040283A4

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008060546A (ja) * 2006-07-14 2008-03-13 Carl Zeiss Smt Ag マイクロリソグラフィ投影露光装置用の照明光学系
JP2012209584A (ja) * 2006-07-14 2012-10-25 Carl Zeiss Smt Gmbh マイクロリソグラフィ投影露光装置用の照明光学系
JP2013102225A (ja) * 2006-07-14 2013-05-23 Carl Zeiss Smt Gmbh マイクロリソグラフィ投影露光装置用の照明光学系
US9052611B2 (en) 2006-07-14 2015-06-09 Carl Zeiss Smt Gmbh Microlithographic projection exposure apparatus illumination optics
US9223226B2 (en) 2006-07-14 2015-12-29 Carl Zeiss Smt Gmbh Microlithographic projection exposure apparatus illumination optics
US9470981B2 (en) 2006-07-14 2016-10-18 Carl Zeiss Smt Gmbh Microlithographic projection exposure apparatus illumination optics
JP2009253285A (ja) * 2008-04-09 2009-10-29 Asml Holding Nv リソグラフィ装置及びデバイス製造方法
US8654311B2 (en) 2008-04-09 2014-02-18 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US8305559B2 (en) 2008-06-10 2012-11-06 Nikon Corporation Exposure apparatus that utilizes multiple masks
US8736813B2 (en) 2008-08-26 2014-05-27 Nikon Corporation Exposure apparatus with an illumination system generating multiple illumination beams
US8705170B2 (en) 2008-08-29 2014-04-22 Nikon Corporation High NA catadioptric imaging optics for imaging A reticle to a pair of imaging locations
JP2010177423A (ja) * 2009-01-29 2010-08-12 Nikon Corp 投影光学系、並びに露光方法及び装置

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