[go: up one dir, main page]

JPH11258498A - Projective lens and scanning exposure device - Google Patents

Projective lens and scanning exposure device

Info

Publication number
JPH11258498A
JPH11258498A JP10082625A JP8262598A JPH11258498A JP H11258498 A JPH11258498 A JP H11258498A JP 10082625 A JP10082625 A JP 10082625A JP 8262598 A JP8262598 A JP 8262598A JP H11258498 A JPH11258498 A JP H11258498A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical system
scanning
projection optical
change
imaging
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP10082625A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kosuke Suzuki
広介 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP10082625A priority Critical patent/JPH11258498A/en
Publication of JPH11258498A publication Critical patent/JPH11258498A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70808Construction details, e.g. housing, load-lock, seals or windows for passing light in or out of apparatus
    • G03F7/70825Mounting of individual elements, e.g. mounts, holders or supports

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provided a projective lens by which the deterioration of the anisotropic imaging characteristic caused by the absorption of the illumination light can be inhibited by performing the initial adjustment so that a first direction (X direction) perpendicular to an optical axis and a second direction (Y direction) perpendicular to the optical axis and the first direction have the different imaging characteristics. SOLUTION: A wafer stage WST comprises an XY stage 18 movable on a base in the Y-axis direction as a scanning direction and an X-axis direction perpendicular to the Y-axis direction, and a Z stage 17 mounted on the XY stage 18. In the initial adjustment of a projective optical system PL forming a scanning exposure device 100, the anistropic distortion is adjusted to be sorting manner. By performing the initial adjustment of the projective optical system PL to estimate and sorting the anistropic imaging characteristic by the absorption of the illumination light of the projective optical system PL, the deterioration of the exposure accuracy caused by the change of the anisotropic imaging characteristic can be suppressed.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、投影レンズ及び走
査型露光装置に係り、更に詳しくは、マスクと基板とを
同期移動させつつマスクのパターンを投影光学系を介し
て基板上に転写する走査型露光装置、及びこの走査型露
光装置の投影光学系として好適な投影レンズに関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a projection lens and a scanning type exposure apparatus, and more particularly, to a scanning method for transferring a mask pattern onto a substrate via a projection optical system while moving the mask and the substrate synchronously. The present invention relates to a mold exposure apparatus and a projection lens suitable as a projection optical system of the scanning exposure apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、半導体素子又は液晶表示素子
等をフォトリソグラフィ工程で製造する際に、種々の露
光装置が使用されており、現在では、フォトマスク又は
レチクル(以下、「レチクル」と総称する)のパターン
を、投影光学系を介して表面にフォトレジスト等の感光
剤が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の基板上に
転写する投影露光装置、例えば所謂ステップ・アンド・
リピート方式の縮小投影露光装置(いわゆるステッパ)
が用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, various types of exposure apparatuses have been used for manufacturing a semiconductor element or a liquid crystal display element by a photolithography process, and at present, a photomask or a reticle (hereinafter, collectively referred to as a “reticle”). Projection exposure apparatus for transferring the pattern of (1) through a projection optical system onto a substrate such as a wafer or a glass plate having a surface coated with a photosensitive agent such as a photoresist, for example, a so-called step-and-
Repeat type reduction projection exposure apparatus (so-called stepper)
Is used.

【0003】近年、半導体素子の高集積化に伴い、矩形
又は円弧状の照明光によりレチクルを照明し、レチクル
及び基板を投影光学系に対して1次元方向に同期走査す
ることにより、レチクルパターンを投影光学系を介して
基板上に逐次転写する所謂スリット・スキャン方式、あ
るいは、所謂ステップ・アンド・スキャン方式などの走
査型露光装置が開発されるようになってきた。かかる走
査型露光装置によれば、収差の最も少ない投影光学系の
有効露光フィールドの一部(中央部)のみを使用してレ
チクルパターンの転写が可能となるため、静止型露光装
置に比べてより微細なパターンをより高精度に露光する
ことが可能になる。また、走査型露光装置によれば、走
査方向には投影光学系の制限を受けずに露光フィールド
を拡大することができるので、大面積露光が可能であ
り、また、投影光学系に対してレチクル及びウエハを相
対走査することで平均化効果があり、ディストーション
や焦点深度の向上が期待出来る等のメリットがある。
In recent years, with the increase in the degree of integration of semiconductor elements, a reticle is illuminated with rectangular or arc-shaped illumination light, and a reticle pattern is formed by synchronously scanning a reticle and a substrate in a one-dimensional direction with respect to a projection optical system. Scanning exposure apparatuses such as a so-called slit-scan method or a so-called step-and-scan method for sequentially transferring images onto a substrate via a projection optical system have been developed. According to such a scanning type exposure apparatus, the reticle pattern can be transferred using only a part (central portion) of the effective exposure field of the projection optical system having the least aberration. It becomes possible to expose a fine pattern with higher precision. Further, according to the scanning type exposure apparatus, the exposure field can be expanded in the scanning direction without being restricted by the projection optical system, so that a large area exposure can be performed. In addition, there is an advantage that the relative scanning of the wafer has an averaging effect, and an improvement in distortion and depth of focus can be expected.

【0004】ところで、投影露光装置に用いられる投影
光学系の投影倍率等の結像特性は、装置の僅かな温度変
化や、投影露光装置の置かれたクリーンルーム内の大気
の僅かな気圧変動、湿度変化、及び投影光学系への露光
光による照射エネルギの照射履歴等により、所定の倍率
の近傍で変動する。このため、近年の投影露光装置で
は、所望の結像特性を維持するため投影光学系の結像特
性を微調整する結像特性補正機構が設けられている。こ
の結像特性補正機構としては、例えば、レチクルと投影
光学系との間隔を変化させる機構、投影光学系を構成す
る特定のレンズエレメントを光軸方向に駆動したり、傾
斜方向に駆動したりする機構、あるいは投影光学系中に
設けた所定の密閉室内の圧力を調整する機構等が知られ
ている。
Incidentally, the imaging characteristics such as the projection magnification of a projection optical system used in a projection exposure apparatus include a slight change in temperature of the apparatus, a slight change in atmospheric pressure in a clean room where the projection exposure apparatus is placed, and a change in humidity. The magnification fluctuates near a predetermined magnification due to the change, the irradiation history of the irradiation energy of the projection optical system with the exposure light, and the like. For this reason, recent projection exposure apparatuses are provided with an imaging characteristic correction mechanism for finely adjusting the imaging characteristics of the projection optical system in order to maintain desired imaging characteristics. As the imaging characteristic correcting mechanism, for example, a mechanism for changing the distance between the reticle and the projection optical system, a specific lens element constituting the projection optical system is driven in the optical axis direction, or is driven in the tilt direction. A mechanism or a mechanism for adjusting the pressure in a predetermined closed chamber provided in the projection optical system is known.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、走査型
露光装置においては、レチクルを照明する照明領域が非
走査方向に細長い矩形又は円弧状の形状であるため、投
影光学系が照明光を吸収することによって、非回転対
称、すなわち光軸に直交する直交2軸方向に関して変化
の様子が異なる結像特性(以下、本明細書において「異
方性結像特性」と呼ぶ)の変化も発生する。
However, in a scanning exposure apparatus, the projection optical system absorbs illumination light because the illumination area for illuminating the reticle has a rectangular or arc shape elongated in the non-scanning direction. Accordingly, non-rotational symmetry, that is, a change in imaging characteristics (hereinafter, referred to as “anisotropic imaging characteristics” in the present specification) in which changes in two orthogonal directions orthogonal to the optical axis are different.

【0006】これを更に詳述する。ここでは、照明領域
が非走査方向に細長い矩形(長方形)である場合を例を
とって説明する。図11には、走査型露光装置に用いら
れる投影光学系PL’を光軸方向から見た図が示されて
いる。この図の点線で示される領域IAが照明領域であ
る。一般に、投影光学系は、露光中に露光用の照明光を
吸収して温度分布が生じるが、走査型露光装置では、照
明領域IRAが長方形であることから、その温度分布が
図12のように照明領域に依存した分布になってしま
う。この図12のから明らかなように、非走査方向では
周辺部から中心部に行くにつれて温度が徐々に高くなる
ような温度分布を示し、万遍なく照明されているが、走
査方向では、周辺部の低温部から中心部の高温部に向か
って急激な温度変化を示し、照明領域がかなり限定され
ている。このため、非走査方向では図12のA−A線断
面図である図13に模式的に示されるように、投影光学
系PL’の曲率が変化するのに対して、走査方向では図
12のBーB線断面図である図14に模式的に示される
ように、照明領域内では曲率変化が大きくなってしま
う。なお、図13及び図14は、投影光学系PL’を1
枚のレンズとして模式的に示すものであるが、投影光学
系を構成する各レンズエレメントが上記のような熱変形
を生じると考えても差し支えなく、あるいは投影光学系
PL’自体を1枚の大型レンズと考え、これ上記のよう
な熱変形を生じるものと考えても良い。
This will be described in more detail. Here, a case where the illumination area is a rectangle (rectangle) elongated in the non-scanning direction will be described as an example. FIG. 11 shows a view of the projection optical system PL ′ used in the scanning exposure apparatus as viewed from the optical axis direction. An area IA indicated by a dotted line in this figure is an illumination area. In general, a projection optical system absorbs illumination light for exposure during exposure and generates a temperature distribution. However, in a scanning type exposure apparatus, since the illumination area IRA is rectangular, the temperature distribution is as shown in FIG. The distribution depends on the illumination area. As is apparent from FIG. 12, the temperature distribution gradually increases from the periphery to the center in the non-scanning direction and is uniformly illuminated. The temperature changes rapidly from the low temperature part to the high temperature part in the center, and the illumination area is considerably limited. Therefore, the curvature of the projection optical system PL ′ changes in the non-scanning direction as schematically shown in FIG. 13 which is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. As schematically shown in FIG. 14, which is a cross-sectional view taken along the line BB, a change in curvature is large in the illumination region. 13 and 14 show that the projection optical system PL ′ is
Although it is schematically shown as a single lens, it is safe to assume that each lens element constituting the projection optical system causes the above-described thermal deformation, or the projection optical system PL 'itself is replaced by a single large-sized lens. It may be considered that the lens causes a thermal deformation as described above.

【0007】かかる投影光学系PL’内の走査方向、非
走査方向の温度分布の偏り、及びこれに伴う投影光学系
PL’の走査方向、非走査方向の回転非対称な熱変形に
起因して以下に述べるような異方性の結像特性変化が発
生する。 投影光学系PL’の照明光の吸収により照明領域I
RAのウエハ面上への投影像には、長方形ディストーシ
ョンが発生してしまう。 また、図15に示されるように、レチクルR上の照
明領域IRAの中心(即ち投影光学系PL’の光軸中心
近傍)に配置された、走査方向に所定周期を有するライ
ンアンドスペース(L/S)パターン(以下「Hパター
ン」と呼ぶ)と非走査方向に所定周期有するL/Sパタ
ーン(以下「Vパターン」と呼ぶ)とから成る複合パタ
ーンをウエハ上に投影する場合を考える。この場合、上
述の如く、照明光の吸収によって異方性の温度分布を生
じるため、図16に示されるように、Vパターンから発
生した非走査方向の回折光は投影光学系PL’の比較的
曲率変化が緩やかな面を通って所定の結像面(Vパター
ンベストフォーカス面)に結像する。これに対し、図1
7に示されるように、Hパターンから発生した走査方向
の回折光は比較的投影レンズの曲率変化が大きい面を通
って所定の結像面(Hパターンベストフォーカス面)に
結像する。この結果、図18に示されるように、Vパタ
ーンベストフォーカス面とHパターンベストフォーカス
面とには、FCEだけのずれが生じる。すなわち、投影光
学系PL’の光軸中心上で直交2軸方向についての結像
面のずれ(本明細書では、かかる光軸中心上での第1方
向と第2方向についての結像位置のずれを「センターア
ス」と呼ぶ)が発生する。
Due to the bias of the temperature distribution in the scanning direction and the non-scanning direction in the projection optical system PL 'and the accompanying rotationally asymmetric thermal deformation in the scanning direction and the non-scanning direction of the projection optical system PL', The anisotropic imaging characteristic change as described above occurs. The illumination region I is absorbed by the illumination light of the projection optical system PL ′.
A rectangular distortion occurs in the projected image of the RA on the wafer surface. As shown in FIG. 15, a line and space (L / L) arranged at the center of the illumination area IRA on the reticle R (that is, near the center of the optical axis of the projection optical system PL ′) and having a predetermined period in the scanning direction. S) Consider a case where a composite pattern composed of a pattern (hereinafter referred to as “H pattern”) and an L / S pattern (hereinafter referred to as “V pattern”) having a predetermined period in the non-scanning direction is projected on a wafer. In this case, as described above, since anisotropic temperature distribution is generated by absorption of the illumination light, as shown in FIG. 16, diffracted light in the non-scanning direction generated from the V pattern is relatively emitted by the projection optical system PL ′. An image is formed on a predetermined imaging surface (V-pattern best focus surface) through a surface having a gradual change in curvature. In contrast, FIG.
As shown in FIG. 7, the diffracted light in the scanning direction generated from the H pattern forms an image on a predetermined imaging plane (H pattern best focus plane) through a surface of the projection lens where the curvature change is relatively large. As a result, as shown in Figure 18, the the V pattern best focus plane and H pattern best focus plane, the deviation of only F CE occurs. That is, the shift of the imaging plane in the two orthogonal directions on the optical axis center of the projection optical system PL ′ (in this specification, the shift of the image forming position in the first direction and the second direction on the optical axis center). The shift is called “center ass”).

【0008】上述のの長方形ディストーション、の
センターアス等の異方性結像特性は、従来はそれほど問
題ではなかったが、最近のデバイスルール0.25μm
の時代になって、かかる異方性結像特性が露光精度に与
える影響がクローズアップされるようになってきた。し
かし、上述した現状の結像特性補正機構では、かかる異
方性結像特性を補正することは困難である。
The anisotropic imaging characteristics such as the center distortion and the like of the above-mentioned rectangular distortion have not been a problem so far, but a recent device rule of 0.25 μm
In the era, the influence of such anisotropic imaging characteristics on exposure accuracy has come to the fore. However, it is difficult to correct such anisotropic imaging characteristics with the above-described current imaging characteristic correction mechanism.

【0009】本発明は、かかる事情の下になされたもの
で、その第1の目的は、照明光の吸収に起因する異方性
結像特性の劣化を抑制することができる投影レンズを提
供することにある。
The present invention has been made under such circumstances, and a first object of the present invention is to provide a projection lens capable of suppressing deterioration of anisotropic imaging characteristics due to absorption of illumination light. It is in.

【0010】また、本発明の第2の目的は、投影光学系
の照明光吸収による異方性結像特性の変化を抑制して露
光精度を向上させることができる走査型露光装置を提供
することにある。
A second object of the present invention is to provide a scanning type exposure apparatus capable of suppressing a change in anisotropic imaging characteristics due to absorption of illumination light of a projection optical system and improving exposure accuracy. It is in.

【0011】さらに、本発明の第3の目的は、投影光学
系の照明光の吸収に起因する異方性結像特性の劣化によ
る露光不良の発生を確実に防止することができる走査型
露光装置を提供することにある。
Further, a third object of the present invention is to provide a scanning exposure apparatus which can reliably prevent the occurrence of exposure failure due to the deterioration of anisotropic imaging characteristics caused by the absorption of illumination light of a projection optical system. Is to provide.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、第1物体(R)の像を第2物体(W)に投影する投
影レンズ(PL)であって、その光軸に直交する第1方
向(X方向)と前記光軸及び前記第1方向に直交する第
2方向(Y方向)とで結像特性が異なるように初期調整
されたことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a projection lens (PL) for projecting an image of a first object (R) onto a second object (W), the projection lens being orthogonal to an optical axis thereof. The first direction (X direction) and the second direction (Y direction) orthogonal to the optical axis and the first direction are initially adjusted so that imaging characteristics are different.

【0013】通常、投影レンズは、第1物体の像を第2
物体に投影するため、照明光で照明されるが、この照明
光の吸収によって結像特性が変化する。この結像特性の
変化は、照明光の吸収による投影レンズの温度分布に左
右され、非回転対称な結像特性の変化が生じ得る。そこ
で、本発明の如く、光軸に直交する第1方向と光軸及び
第1方向に直交する第2方向とで結像特性が異なるよう
結像特性を初期調整することにより、例えば、上記の非
回転対称な結像特性変化を抑制できる場合がある。
Usually, the projection lens forms an image of the first object on the second object.
The light is illuminated with illumination light to project it on an object, and the imaging characteristics change due to absorption of the illumination light. This change in the imaging characteristics depends on the temperature distribution of the projection lens due to absorption of the illumination light, and may cause non-rotationally symmetric changes in the imaging characteristics. Therefore, as described in the present invention, by initially adjusting the imaging characteristics so that the imaging characteristics are different between the first direction orthogonal to the optical axis and the second direction orthogonal to the optical axis and the first direction, for example, In some cases, non-rotationally symmetric changes in imaging characteristics can be suppressed.

【0014】かかる意味で、請求項2に記載の発明の如
く、所定形状の照明光で照射されたときにその照明光の
吸収により生じる変動を考慮して前記第1方向と第2方
向の結像特性を初期調整することが望ましい。かかる場
合には、確実に照明光吸収による非回転対称な結像特性
変化を抑制できる。
[0014] In this sense, according to the second aspect of the present invention, when illuminated with illumination light of a predetermined shape, the connection between the first direction and the second direction is considered in consideration of a variation caused by absorption of the illumination light. It is desirable to initially adjust the image characteristics. In such a case, a non-rotationally symmetric change in imaging characteristics due to absorption of illumination light can be reliably suppressed.

【0015】この場合において、請求項3に記載の発明
の如く、前記第1方向と第2方向の結像特性の初期調整
は、前記照明光吸収により生ずる前記第1方向と第2方
向の結像特性の変化量の半分だけキャンセルするよう
に、各々所望の結像特性に対してずらすことによって行
われることが望ましい。かかる場合には、照明光吸収に
よる結像特性の最大悪化分を実質的に半分に抑え込むこ
とが可能になる。
In this case, the initial adjustment of the imaging characteristics in the first direction and the second direction is performed in the first direction and the second direction caused by the absorption of the illumination light. It is desirable that the correction be performed by shifting each of the desired imaging characteristics so as to cancel only half of the change amount of the image characteristics. In such a case, the maximum deterioration of the imaging characteristics due to the absorption of the illumination light can be suppressed to substantially half.

【0016】上記請求請2又は3に記載の投影レンズに
おいて、初期調整の対象となる結像特性は種々考えら
れ、例えば、請求項4に記載の発明の如く、前記初期調
整の対象となる結像特性が前記第1方向を長辺とする長
方形ディストーションであっても良い。この場合、請求
項5に記載の発明の如く、前記長方形ディストーション
の初期調整は、前記第1方向に比べて前記第2方向の倍
率を所望の倍率から大きくずらすことによって行われる
ことが望ましい。第1方向を長辺とする長方形ディスト
ーションが生ずるのは、通常照明領域が第1方向に長い
形状を有する場合であり、投影レンズは第1方向につい
てはほぼ万遍なく照明され、第2方向については限られ
た範囲が照明される。従って、照明光吸収による投影レ
ンズの倍率変化は第2方向が大きく、第1方向が小さく
なるので、第1方向に比べて前記第2方向の倍率を所望
の倍率から大きくずらすことによって、効果的に長方形
ディストーションを抑制することができる。
In the projection lens according to the second or third aspect of the present invention, various imaging characteristics to be subjected to the initial adjustment are conceivable. For example, as in the invention according to the fourth aspect, the image forming characteristic to be subjected to the initial adjustment is provided. The image characteristic may be a rectangular distortion having the first direction as a long side. In this case, it is preferable that the initial adjustment of the rectangular distortion is performed by largely shifting the magnification in the second direction from a desired magnification as compared with the first direction. The rectangular distortion having the long side in the first direction occurs when the normal illumination area has a shape that is long in the first direction, and the projection lens is almost uniformly illuminated in the first direction, and the projection lens in the second direction. A limited area is illuminated. Therefore, the change in magnification of the projection lens due to the absorption of illumination light is large in the second direction and small in the first direction. Therefore, the magnification in the second direction is largely deviated from the desired magnification as compared with the first direction. Therefore, rectangular distortion can be suppressed.

【0017】また、上記請求項2又は3に記載の投影レ
ンズにおいて、請求項6に記載の発明の如く、前記初期
調整の対象となる結像特性が光軸中心の前記第1方向と
第2方向についての結像位置のずれであっても良い。こ
の場合、請求項7に記載の発明の如く、前記光軸中心の
前記第1方向と第2方向についての結像位置のずれの初
期調整は、前記第1方向の周期パターンの結像面と前記
第2方向の周期パターンの結像面との所定の一方を他方
より投影光学系に近い方にずらすことにより行われるこ
とが望ましい。例えば、第1方向に長い矩形状の照明光
で投影レンズが照明される場合には、その照明光吸収に
よる温度分布に起因して第2方向の周期パターンの結像
面の位置が第1方向の結像面の位置より投影光学系から
遠くなるので、予めこれをキャンセルするように、すな
わち、第2方向の周期パターンの結像面を第1方向の周
期パターンの結像面より投影光学系に近い方にずらすこ
とにより、光軸中心の前記第1方向と第2方向について
の結像位置のずれの変化の最悪値を効果的に抑制するこ
とができる。
Further, in the projection lens according to the second or third aspect, as in the invention according to the sixth aspect, the image forming characteristics to be subjected to the initial adjustment include the first direction around the optical axis and the second direction. The deviation of the imaging position in the direction may be used. In this case, as in the invention according to claim 7, the initial adjustment of the shift of the imaging position between the optical axis center in the first direction and the second direction is performed by adjusting the image plane of the periodic pattern in the first direction. It is desirable that this is performed by shifting a predetermined one of the periodic pattern in the second direction and the imaging plane closer to the projection optical system than the other. For example, when the projection lens is illuminated with rectangular illumination light that is long in the first direction, the position of the image plane of the periodic pattern in the second direction is changed in the first direction due to the temperature distribution due to the absorption of the illumination light. Is farther from the projection optical system than the position of the imaging plane, so that this is canceled in advance, that is, the imaging plane of the periodic pattern in the second direction is shifted from the imaging plane of the periodic pattern in the first direction. The worst value of the change in the shift of the imaging position between the optical axis center in the first direction and the second direction can be effectively suppressed by shifting to the direction closer to.

【0018】請求項8に記載の発明は、マスク(R)と
基板(W)とを同期移動しつつ前記マスクを所定形状の
照明光で照明して、前記パターンを投影光学系(PL)
を介して前記基板上に転写する走査型露光装置であっ
て、前記第2方向を前記同期移動方向として、前記投影
光学系として請求項1〜7のいずれか一項に記載の投影
レンズを装備したことを特徴とする。
According to the present invention, the mask is illuminated with illumination light of a predetermined shape while the mask (R) and the substrate (W) are synchronously moved, and the pattern is projected onto the projection optical system (PL).
A scanning exposure apparatus for transferring the image on the substrate via a projection lens, wherein the second direction is the synchronous movement direction, and the projection optical system is equipped with the projection lens according to any one of claims 1 to 7. It is characterized by having done.

【0019】これによれば、請求項1〜7に記載の各発
明に係る投影レンズを投影光学系として装備することか
ら、この投影レンズにより照明光吸収による第1方向
(非走査方向)と第2方向(同期移動方向すなわち走査
方向)についての異方性の結像特性の変化の劣化を抑制
することができ、結果的に露光精度を向上させることが
できる。
According to this, since the projection lens according to each of the first to seventh aspects of the present invention is provided as a projection optical system, the first direction (non-scanning direction) and the first direction due to absorption of illumination light by this projection lens. It is possible to suppress the deterioration of the change in the anisotropic imaging characteristic in two directions (synchronous movement direction, that is, the scanning direction), and as a result, it is possible to improve the exposure accuracy.

【0020】請求項9に記載の発明は、マスク(R)と
基板(W)とを所定の走査方向に同期して相対走査しつ
つ前記マスクを所定形状の照明光で照明して、前記パタ
ーンを投影光学系(PL)を介して前記基板上に転写す
る走査型露光装置であって、前記投影光学系が、前記走
査方向とこれに直交する非走査方向とで異なる結像特性
を有し、前記投影光学系の光軸中心の前記非走査方向と
前記走査方向についての結像位置のずれを考慮して、前
記基板を位置決めすることにより前記投影光学系の結像
面と前記基板との前記投影光学系の光軸方向の位置関係
を調整するフォーカス補正装置(12、17、19、2
1、42)を備えることを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, the mask (R) and the substrate (W) are relatively scanned in synchronization with each other in a predetermined scanning direction, and the mask is illuminated with illumination light of a predetermined shape, thereby forming the pattern. Is transferred onto the substrate via a projection optical system (PL), wherein the projection optical system has different imaging characteristics between the scanning direction and a non-scanning direction orthogonal to the scanning direction. In consideration of the deviation of the imaging position between the non-scanning direction and the scanning direction of the center of the optical axis of the projection optical system, by positioning the substrate, the imaging surface of the projection optical system and the substrate Focus correction devices (12, 17, 19, 2) for adjusting the positional relationship of the projection optical system in the optical axis direction
1, 42).

【0021】これによれば、走査露光中に、フォーカス
補正装置により、投影光学系の光軸中心の非走査方向と
走査方向についての結像位置のずれを考慮して、基板を
位置決めすることにより投影光学系の結像面と基板との
投影光学系の光軸方向の位置関係が調整される。この投
影光学系の結像面と基板との光軸方向の位置関係の調
整、すなわちフォーカスの補正は、例えば、マスク上の
非走査方向の周期パターンの結像面と走査方向の周期パ
ターンの結像面との中間をフォーカス目標位置として行
われる。このため、走査露光中の投影光学系の照明光吸
収により光軸中心の走査方向と非走査方向とで結像位置
のずれに起因するデフォーカス量を小さく、例えば半分
にすることができ、結果的に露光精度を向上させること
ができる。
According to this, during the scanning exposure, the substrate is positioned by the focus correction device in consideration of the deviation of the image forming position between the non-scanning direction and the scanning direction of the optical axis center of the projection optical system. The positional relationship between the imaging plane of the projection optical system and the substrate in the optical axis direction of the projection optical system is adjusted. The adjustment of the positional relationship between the image plane of the projection optical system and the substrate in the optical axis direction, that is, the correction of the focus, is performed, for example, by forming the image plane of the periodic pattern in the non-scanning direction on the mask and the periodic pattern in the scanning direction. The focus target position is set at an intermediate position with respect to the image plane. For this reason, the defocus amount caused by the shift of the imaging position between the scanning direction around the optical axis and the non-scanning direction due to the absorption of the illumination light of the projection optical system during the scanning exposure can be reduced, for example, by half. Exposure accuracy can be improved.

【0022】この場合において、請求項10に記載の如
く、前記投影光学系(PL)の前記照明光の吸収による
異方性の結像特性の変化を監視し、この変化量が所定の
しきい値に達した時点で露光動作を中断する結像特性監
視装置(21)を更に備えていても良い。かかる場合に
は、結像特性監視装置により、投影光学系の照明光の吸
収による異方性の結像特性の変化、すなわち走査方向と
非走査方向とで値が異なる非回転対称な結像特性の変化
が監視され、この変化量が所定のしきい値に達した時点
で露光動作が中断される。このため、上記の異方性結像
特性の変化が許容値を超えることに起因する露光不良の
発生を確実に防止することができる。
In this case, a change in the anisotropic imaging characteristic due to absorption of the illumination light of the projection optical system (PL) is monitored, and the amount of the change is determined by a predetermined threshold. An imaging characteristic monitoring device (21) for interrupting the exposure operation when the value reaches the value may be further provided. In such a case, the anisotropic imaging characteristics change due to absorption of illumination light of the projection optical system, that is, non-rotationally symmetric imaging characteristics having different values in the scanning direction and the non-scanning direction, by the imaging characteristic monitoring device. Is monitored, and when the amount of change reaches a predetermined threshold, the exposure operation is interrupted. For this reason, it is possible to reliably prevent the occurrence of exposure failure due to the change in the anisotropic imaging characteristic exceeding the allowable value.

【0023】なお、この場合は、投影光学系として、走
査方向とこれに直交する非走査方向とで異なる結像特性
を有するものが用いられているので、通常の走査方向と
非走査方向とで同様の結像特性を有するように調整され
た投影光学系を用いる場合に比べて上記のしきい値、す
なわち許容値に達するまでの時間を遅らせることができ
る。
In this case, since a projection optical system having a different imaging characteristic between the scanning direction and the non-scanning direction orthogonal to the scanning direction is used, the projection optical system is used in the normal scanning direction and the non-scanning direction. Compared to the case of using a projection optical system adjusted to have the same imaging characteristics, the time until the above-described threshold value, that is, the allowable value is reached can be delayed.

【0024】請求項11に記載の発明は、マスク(R)
と基板(W)とを所定の走査方向に同期して相対走査し
つつ前記マスクを所定形状の照明光で照明して、前記パ
ターンを投影光学系(PL)を介して前記基板上に転写
する走査型露光装置であって、前記投影光学系の前記照
明光の吸収による異方性の結像特性の変化を監視し、こ
の変化量が所定のしきい値に達した時点で露光動作を中
断する結像特性監視装置を備えることを特徴とする。
According to the eleventh aspect of the present invention, the mask (R)
The mask is illuminated with illumination light of a predetermined shape while relatively scanning the substrate and the substrate (W) in synchronization with a predetermined scanning direction, and the pattern is transferred onto the substrate via a projection optical system (PL). A scanning exposure apparatus for monitoring a change in anisotropic imaging characteristics due to absorption of the illumination light by the projection optical system, and interrupting the exposure operation when the amount of the change reaches a predetermined threshold. An imaging characteristic monitoring device is provided.

【0025】これによれば、結像特性監視装置により、
投影光学系の照明光の吸収による異方性の結像特性の変
化、すなわち走査方向と非走査方向とで値が異なる非回
転対称な結像特性の変化が監視され、この変化量が所定
のしきい値に達した時点で露光動作が中断される。この
ため、上記の異方性結像特性の変化が許容値を超えるこ
とに起因する露光不良の発生を確実に防止することがで
きる。
According to this, by the imaging characteristic monitoring device,
The change in the anisotropic imaging characteristic due to the absorption of the illumination light of the projection optical system, that is, the change in the non-rotationally symmetric imaging characteristic having different values in the scanning direction and the non-scanning direction is monitored, and the amount of this change is a predetermined amount. The exposure operation is interrupted when the threshold value is reached. For this reason, it is possible to reliably prevent the occurrence of exposure failure due to the change in the anisotropic imaging characteristic exceeding the allowable value.

【0026】請求項10又は11に記載の走査型露光装
置において、監視対象の異方性の結像特性は種々考えら
れ、例えば、請求項12に記載の発明の如く、前記監視
対象の前記異方性の結像特性は、長方形ディストーショ
ン及び前記光軸中心の前記非走査方向及び前記走査方向
についての結像位置のずれの少なくとも一方であっても
良い。
In the scanning exposure apparatus according to the tenth or eleventh aspect, various anisotropic imaging characteristics of the object to be monitored can be considered. The anisotropic imaging characteristic may be at least one of a rectangular distortion and a shift of an imaging position of the optical axis center in the non-scanning direction and the scanning direction.

【0027】この場合において、請求項13に記載の発
明の如く、前記結像特性監視装置(21)は、前記長方
形ディストーションの変化を前記非走査方向の倍率変化
と前記走査方向の倍率変化の差に基づいて監視し、前記
光軸中心の前記非走査方向及び前記走査方向についての
結像位置のずれを前記マスク(R)上に形成された前記
非走査方向の周期パターンの結像面と前記走査方向の周
期パターンの結像面との差に基づいて監視するようにす
れば良い。
In this case, as in the invention according to the thirteenth aspect, the imaging characteristic monitoring device (21) may determine the change in the rectangular distortion as a difference between a change in magnification in the non-scanning direction and a change in magnification in the scanning direction. The deviation of the imaging position in the non-scanning direction about the optical axis center and the scanning direction in the non-scanning direction and the imaging direction of the periodic pattern in the non-scanning direction formed on the mask (R) are monitored based on The monitoring may be performed based on the difference between the periodic pattern in the scanning direction and the image plane.

【0028】上記請求項10〜13に記載の各発明に係
る走査型露光装置において、露光中断から一定の時間が
経過した後に露光を再開することも可能であるが、かか
る場合には上記の一定の時間が短すぎると、再開後すぐ
に異方性結像特性が上記しきい値に達してしまい、反対
に上記の一定の時間が長すぎると、必要以上に露光中断
時間が長くなってスループットを不要に悪化しまう。そ
こで、請求項14に記載の発明の如く、前記結像特性監
視装置(21)は、前記露光動作の中断後も、前記投影
光学系の前記異方性結像特性の変化を監視し続け、その
結像特性が予め定めた基準まで減衰したときに前記露光
動作を再開することが望ましい。かかる場合には、上記
のような不都合がなく、必要最低限の中断時間の設定が
可能となり、スループットを極力低下させることなく、
しかも異方性結像特性の劣化に起因する露光不良の発生
を確実に防止することができる。
In the scanning exposure apparatus according to each of the tenth to thirteenth aspects of the present invention, it is possible to restart the exposure after a predetermined time has elapsed since the interruption of the exposure. If the time is too short, the anisotropic imaging characteristics reach the above threshold immediately after resuming. Conversely, if the above certain time is too long, the exposure interruption time becomes unnecessarily long and the throughput becomes longer. Is unnecessarily worse. Therefore, as in the invention according to claim 14, the imaging characteristic monitoring device (21) continues to monitor the change in the anisotropic imaging characteristic of the projection optical system even after the interruption of the exposure operation, It is desirable that the exposure operation be restarted when the imaging characteristic has attenuated to a predetermined reference. In such a case, there is no inconvenience as described above, and the minimum interruption time can be set.
In addition, it is possible to reliably prevent the occurrence of exposure failure due to the deterioration of the anisotropic imaging characteristics.

【0029】上記請求項9に記載の走査型露光装置にお
いて、請求項15に記載の発明の如く、前記投影光学系
(PL)のフォーカス以外の回転対称な結像特性の変化
を補正する結像特性補正装置(14、15)を更に備え
ていても良い。かかる場合には、結像特性補正装置によ
り、フォーカス以外の回転対称な結像特性(倍率、ディ
ストーション、像面湾曲、コマ収差、球面収差等)を補
正することができるので、線幅制御性、重ね合せ精度等
の露光精度を一層向上させることができる。
According to the ninth aspect of the present invention, there is provided a scanning exposure apparatus according to the fifteenth aspect, which corrects a change in rotationally symmetric imaging characteristics other than the focus of the projection optical system (PL). A characteristic correction device (14, 15) may be further provided. In such a case, the imaging characteristic correction device can correct rotationally symmetric imaging characteristics (magnification, distortion, curvature of field, coma, spherical aberration, etc.) other than focus, so that the line width controllability, Exposure accuracy such as overlay accuracy can be further improved.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図1
ないし図9に基づいて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG.

【0031】図1には、本発明に係る投影レンズを投影
光学系として装備した一実施形態に係る走査型露光装置
100の概略的な構成が示されている。この走査型露光
装置100は、いわゆるステップ・アンド・スキャン方
式の投影露光装置である。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a scanning type exposure apparatus 100 according to an embodiment in which a projection lens according to the present invention is provided as a projection optical system. The scanning exposure apparatus 100 is a projection exposure apparatus of a so-called step-and-scan method.

【0032】この走査型露光装置100は、光源1及び
照明光学系(2〜10)を含む照明系、マスク(第1物
体)としてのレチクルRを保持するレチクルステージR
ST、投影光学系PL、投影光学系PL内に設けられ倍
率等の結像特性を補正する結像特性補正機構14、結像
特性補正機構14を制御するレンズコントローラ15、
基板(第2物体)としてのウエハWを保持してXY面内
を2次元移動するウエハステージWST、及びこれらの
制御系等を備えている。
The scanning exposure apparatus 100 includes an illumination system including a light source 1 and illumination optical systems (2 to 10), a reticle stage R for holding a reticle R as a mask (first object).
ST, a projection optical system PL, an imaging characteristic correction mechanism 14 provided in the projection optical system PL for correcting imaging characteristics such as magnification, a lens controller 15 for controlling the imaging characteristic correction mechanism 14,
A wafer stage WST that holds a wafer W as a substrate (a second object) and moves two-dimensionally in an XY plane and a control system for these are provided.

【0033】前記照明系は、光源1、第1フライアイレ
ンズ2、振動ミラー3、第2フライアイレンズ4、ハー
フミラー5、インテグレータセンサ6、レチクルブライ
ンド7、折り曲げミラー8、コンデンサーレンズ系9及
び反射率センサ10等を含んで構成されている。
The illumination system includes a light source 1, a first fly-eye lens 2, a vibration mirror 3, a second fly-eye lens 4, a half mirror 5, an integrator sensor 6, a reticle blind 7, a bending mirror 8, a condenser lens system 9, It is configured to include the reflectance sensor 10 and the like.

【0034】ここで、この照明系の構成各部についてそ
の作用とともに説明すると、光源1で発生した露光光と
しての照明光ILは不図示のシャッターを通過した後、
第1フライアイレンズ2により照度分布(強度分布)が
ほぼ均一な光束に変換される。照明光ILとしては、例
えばKrFエキシマレーザ光(波長248nm)やAr
Fエキシマレーザ光(波長193nm)、あるいはF2
エキシマレーザ光(波長157nm)等が用いられる。
Here, the components of the illumination system will be described together with their functions. Illumination light IL as exposure light generated by the light source 1 passes through a shutter (not shown),
The first fly-eye lens 2 converts the illuminance distribution (intensity distribution) into a substantially uniform light flux. As the illumination light IL, for example, KrF excimer laser light (wavelength: 248 nm) or Ar
F excimer laser light (wavelength 193 nm) or F 2
Excimer laser light (wavelength 157 nm) or the like is used.

【0035】第1フライアイレンズ2から射出された光
束は、被照射面(レチクル面又はウエハ面)に生じる干
渉縞や微弱なスペックルを平滑化するための振動ミラー
3を介して水平方向に折り曲げられ、第2フライアイレ
ンズ4によって照度分布が更に均一な光束とされ、ハー
フミラー5に至る。そして、この光束(パルス照明光)
ILの大部分(97%程度)は、ハーフミラー5を透過
してレチクルブラインド7を均一な照度で照明する。
The light beam emitted from the first fly-eye lens 2 passes through a vibrating mirror 3 for smoothing interference fringes and weak speckles generated on the irradiated surface (reticle surface or wafer surface). The light is bent, and the luminous intensity distribution is further made uniform by the second fly-eye lens 4, and reaches the half mirror 5. And this light flux (pulse illumination light)
Most (about 97%) of the IL passes through the half mirror 5 and illuminates the reticle blind 7 with uniform illuminance.

【0036】ここで、レチクルブラインド7は、2枚の
可動ブラインドとその近傍に配置された開口形状が固定
された固定ブラインドとから構成されている。このレチ
クルブラインド7によりレチクルRを照明する際のスリ
ット状の照明領域IARの幅を所望の大きさに設定でき
るようになっている。
Here, the reticle blind 7 is composed of two movable blinds and a fixed blind disposed near the movable blind and having a fixed opening shape. The width of the slit-shaped illumination area IAR when the reticle R is illuminated by the reticle blind 7 can be set to a desired size.

【0037】レチクルブラインド7を通過した光束は、
折り曲げミラー8に至り、ここで鉛直下方に折り曲げら
れ、コンデンサレンズ系9を介して回路パターン等が描
かれたレチクルRの照明領域IAR部分を照明する。
The light beam that has passed through the reticle blind 7 is
The reticle R reaches the bending mirror 8 and is bent vertically downward to illuminate an illumination area IAR portion of the reticle R on which a circuit pattern and the like are drawn via the condenser lens system 9.

【0038】一方、前記残り(3%程度)のパルス照明
光ILは、ハーフミラー5で反射され、インテグレータ
センサ6によって受光されるようになっている。このイ
ンテグレータセンサ6によりレチクルRに対する照明光
量を検出することができる。このインテグレータセンサ
6からの光量信号が主制御装置21に供給されている。
On the other hand, the remaining (about 3%) of the pulsed illumination light IL is reflected by the half mirror 5 and received by the integrator sensor 6. The integrator sensor 6 can detect the amount of illumination light on the reticle R. The light amount signal from the integrator sensor 6 is supplied to the main controller 21.

【0039】前記反射率モニタ10は、後述する投影光
学系PLの照明光吸収による結像特性(諸収差)の変
動、即ち照射変動を算出するための基礎となるウエハ反
射率測定に用いられるもので、投影光学系PL側からコ
ンデンサレンズ系9、折り曲げミラー8、レチクルブラ
インド7を介して戻って来た光の光量を検出する。この
反射率モニタ10からの光量信号も主制御装置21に供
給されている。なお、ウエハ反射率測定については、後
に詳述する。
The reflectivity monitor 10 is used for measuring a wafer reflectivity, which is a basis for calculating fluctuations of imaging characteristics (various aberrations) due to absorption of illumination light of the projection optical system PL, which will be described later, ie, irradiation fluctuations. Then, the amount of light returning from the projection optical system PL via the condenser lens system 9, the bending mirror 8, and the reticle blind 7 is detected. The light amount signal from the reflectance monitor 10 is also supplied to the main controller 21. The wafer reflectance measurement will be described later in detail.

【0040】前記レチクルステージRST上にはレチク
ルRが、例えば真空吸着により固定されている。なお、
レチクルRに用いる材質は、使用する光源によって使い
分ける必要がある。すなわち、KrFエキシマレーザ光
源やArFエキシマレーザ光源を光源とする場合は、合
成石英を用いることができるが、F2 エキシマレーザ光
源を用いる場合は、ホタル石で形成する必要がある。
A reticle R is fixed on the reticle stage RST by, for example, vacuum suction. In addition,
The material used for the reticle R needs to be properly used depending on the light source used. That is, when a KrF excimer laser light source or an ArF excimer laser light source is used as a light source, synthetic quartz can be used. However, when an F 2 excimer laser light source is used, it is necessary to form a fluorite.

【0041】レチクルステージRSTは、不図示のレチ
クルベース上をリニアモータ等で構成されたレチクル駆
動部41により駆動され、照明光学系の光軸IX(後述
する投影光学系PLの光軸AXに一致)に垂直な平面内
で所定の走査方向(ここではY軸方向とする)に所定ス
トロークの範囲内で移動可能となっている。
The reticle stage RST is driven on a reticle base (not shown) by a reticle driving unit 41 composed of a linear motor or the like, and is adjusted to an optical axis IX of an illumination optical system (which coincides with an optical axis AX of a projection optical system PL described later). ) Can be moved in a predetermined scanning direction (here, the Y-axis direction) within a predetermined stroke within a plane perpendicular to the vertical axis.

【0042】レチクルステージRSTの位置は、不図示
のレチクルレーザ干渉計システムによって例えば数nm
〜1nm以下の分解能で常時計測されており、この干渉
計システムからのレチクルステージRSTの位置情報
は、主制御装置21に送られ、主制御装置21ではレチ
クルステージRSTの位置情報に基づいてレチクル駆動
部41を介してレチクルステージRSTを制御する。な
お、レチクルレーザ干渉計システムの測長軸は、例えば
走査方向に2軸、非走査方向には1軸設けられる。
The position of the reticle stage RST is, for example, several nm by a reticle laser interferometer system (not shown).
The position information of the reticle stage RST from the interferometer system is sent to the main controller 21. The main controller 21 drives the reticle based on the position information of the reticle stage RST. The reticle stage RST is controlled via the section 41. The reticle laser interferometer system has, for example, two measurement axes in the scanning direction and one measurement axis in the non-scanning direction.

【0043】前記投影光学系PLは、レチクルステージ
RSTの図1における下方に配置され、その光軸AX
(照明光学系の光軸IXに一致)の方向がZ軸方向とさ
れている。この投影光学系PLは、ここでは両側テレセ
ントリックな光学配置となるように光軸AX方向に沿っ
て所定間隔で配置された複数枚のレンズエレメントから
成る屈折光学系が使用されている。この投影光学系PL
は所定の投影倍率、例えば1/4(あるいは1/5)を
有する縮小光学系である。このため、照明光学系からの
照明光ILによって第1物体としてのレチクルRの照明
領域IARが照明されると、このレチクルRを通過した
照明光ILにより、投影光学系PLを介してレチクルR
の回路パターンの一部が表面にフォトレジストが塗布さ
れた第2物体としてのウエハW上に縮小投影される。
The projection optical system PL is disposed below the reticle stage RST in FIG. 1, and its optical axis AX
The direction (corresponding to the optical axis IX of the illumination optical system) is the Z-axis direction. As the projection optical system PL, here, a refraction optical system including a plurality of lens elements arranged at predetermined intervals along the optical axis AX direction so as to have a telecentric optical arrangement on both sides is used. This projection optical system PL
Is a reduction optical system having a predetermined projection magnification, for example, 1/4 (or 1/5). For this reason, when the illumination area IAR of the reticle R as the first object is illuminated by the illumination light IL from the illumination optical system, the illumination light IL passing through the reticle R causes the reticle R to pass through the projection optical system PL.
A part of the circuit pattern is reduced and projected on a wafer W as a second object having a surface coated with a photoresist.

【0044】また、投影光学系PLの内部には、前記の
如く、結像特性補正機構14が設けられている。この結
像特性補正機構14としては、本実施形態では、図2に
示されるように、投影光学系PLを構成する複数のレン
ズエレメントの内、特定の複数(ここでは5つ)のレン
ズ群22、23、24、25、26のそれぞれを、ピエ
ゾ素子などの圧電素子27、28、29、30、31を
用いて独立に光軸AX方向(Z方向)及びXY面に対す
る傾斜方向に駆動可能とした機構が用いられている。前
記レンズ群22、23、24、25、26は、それぞれ
のホルダ(金物)を介して各3つの圧電素子27、2
8、29、30、31によって鏡筒PPに対して3点で
支持されている。このため、各3つの圧電素子27、2
8、29、30、31のそれぞれを独立して駆動するこ
とにより、各レンズ群22、23、24、25、26を
光軸AX方向(Z方向)及びXY面に対する傾斜方向に
駆動できるようになっている。また、圧電素子27〜3
1による各支持点の駆動量は、不図示の位置センサによ
りそれぞれモニタされるようになっている。かかる位置
センサとしては、例えば、静電容量式の非接触変位セン
サ、渦電流式の非接触変位センサ、リニアエンコーダ、
レーザ干渉計等、種々の変位センサを用いることができ
る。各レンズ群22、23、24、25、26を光軸方
向に駆動し、あるいは傾斜させることにより、種々の結
像特性が変化して、各レンズ群の光軸方向駆動及び傾斜
駆動の任意の組み合わせによって、ほぼ所望の結像特性
に調整することができるようになっている。
As described above, the imaging characteristic correcting mechanism 14 is provided inside the projection optical system PL. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, a specific plurality (here, five) of lens groups 22 of the plurality of lens elements constituting the projection optical system PL are used as the imaging characteristic correcting mechanism 14 in the present embodiment. , 23, 24, 25, 26 can be independently driven in the optical axis AX direction (Z direction) and the tilt direction with respect to the XY plane by using piezoelectric elements 27, 28, 29, 30, 31 such as piezo elements. This mechanism is used. The lens groups 22, 23, 24, 25, 26 are respectively connected to three piezoelectric elements 27, 2 via respective holders (hardware).
8, 29, 30, and 31 support the lens barrel PP at three points. Therefore, each of the three piezoelectric elements 27, 2
By driving each of 8, 29, 30, and 31 independently, each lens group 22, 23, 24, 25, and 26 can be driven in the optical axis AX direction (Z direction) and the tilt direction with respect to the XY plane. Has become. Further, the piezoelectric elements 27 to 3
The amount of driving of each support point by No. 1 is monitored by a position sensor (not shown). As such a position sensor, for example, a capacitance type non-contact displacement sensor, an eddy current type non-contact displacement sensor, a linear encoder,
Various displacement sensors such as a laser interferometer can be used. By driving or tilting each of the lens groups 22, 23, 24, 25, and 26 in the optical axis direction, various imaging characteristics are changed, and any of the optical axis direction driving and tilt driving of each lens group is changed. By the combination, it is possible to adjust to almost a desired imaging characteristic.

【0045】本実施形態では、後述するように、上記結
像特性補正機構14によって、5つの収差、具体的には
像面湾曲、倍率、ディストーション、コマ収差、球面収
差を補正するようになっており、この結像特性補正機構
14とレンズコントローラ15とによって、レチクルR
のパターン像の結像特性を補正する結像特性補正装置が
構成されている。この結像特性補正装置による結像特性
補正の具体的な内容については後に詳述する。ここで、
本実施形態ではレンズ群の駆動で結像特性を補正する結
像特性補正機構14が採用されているが、この結像特性
補正機構に代えて、あるいはこれと共に、特定のレンズ
エレメント相互間に密封室を形成し、この密封室内の内
圧を変更する機構を設けても良い。
In the present embodiment, as will be described later, five aberrations, specifically, curvature of field, magnification, distortion, coma, and spherical aberration are corrected by the imaging characteristic correcting mechanism 14. The reticle R is formed by the imaging characteristic correcting mechanism 14 and the lens controller 15.
An image forming characteristic correcting device for correcting the image forming characteristic of the pattern image is constructed. The specific contents of the imaging characteristic correction by the imaging characteristic correction device will be described later in detail. here,
In the present embodiment, the image forming characteristic correcting mechanism 14 for correcting the image forming characteristic by driving the lens group is employed. However, instead of or together with the image forming characteristic correcting mechanism, the sealing between specific lens elements is performed. A chamber may be formed and a mechanism for changing the internal pressure in the sealed chamber may be provided.

【0046】なお、照明光ILとしてKrFエキシマレ
ーザ光やArFエキシマレーザ光を用いる場合には、投
影光学系PLを構成する各レンズエレメントとしては合
成石英等を用いることができるが、F2 エキシマレーザ
光を用いる場合には、この投影光学系PLに使用される
レンズの材質は、全てホタル石が用いられる。
[0046] In the case of using a KrF excimer laser light or ArF excimer laser light as the illumination light IL is as each of the lens elements constituting the projection optical system PL can be employed including synthetic quartz and the like, F 2 excimer laser When light is used, fluorite is used as the material of the lenses used in the projection optical system PL.

【0047】図1に戻り、前記ウエハステージWST
は、不図示のベース上を走査方向であるY軸方向(図1
における左右方向)及びこれに直交するX軸方向(図1
における紙面直交方向)に移動可能なXYステージ18
と、このXYステージ18上に設けられたZステージ1
7とを備えている。
Returning to FIG. 1, wafer stage WST
Is a scanning direction on a base (not shown) in the Y-axis direction (FIG. 1).
1 and an X-axis direction orthogonal to this (FIG. 1).
XY stage 18 that is movable in the direction perpendicular to the paper surface of FIG.
And the Z stage 1 provided on the XY stage 18
7 is provided.

【0048】XYステージ18は、実際には、2次元平
面モータ等によって不図示のベース上でXY2次元方向
に駆動されるようになっており、また、Zステージ17
は、不図示の駆動機構によりZ方向に所定範囲(例えば
100μmの範囲)内で駆動されるなっているが、図1
ではこれらの2次元平面モータ、駆動機構等が代表して
ウエハ駆動装置42として図示されている。
The XY stage 18 is actually driven in the XY two-dimensional directions on a base (not shown) by a two-dimensional plane motor or the like.
Is driven within a predetermined range (for example, a range of 100 μm) in the Z direction by a drive mechanism (not shown).
In these figures, these two-dimensional planar motors, drive mechanisms, and the like are illustrated as a wafer drive unit 42 as a representative.

【0049】Zステージ17上に不図示のウエハホルダ
を介してウエハWが吸着保持されている。また、Zステ
ージ17上には、レチクルR及び投影光学系PLを透過
してウエハ面に達する照射量を検出する照射量センサ2
0が設けられている。この照射量センサ20の検出値は
主制御装置21に供給されるようになっている。
The wafer W is suction-held on the Z stage 17 via a wafer holder (not shown). On the Z stage 17, there is provided an irradiation amount sensor 2 for detecting an irradiation amount that passes through the reticle R and the projection optical system PL and reaches the wafer surface.
0 is provided. The detection value of the irradiation amount sensor 20 is supplied to the main controller 21.

【0050】前記Zステージ17(即ちウエハW)のX
Y面内の位置は、不図示のウエハレーザ干渉計システム
によって例えば数nm〜1nm以下の分解能で常時計測
されており、この干渉計システムからのZステージ17
の位置情報は、主制御装置21に送られ、主制御装置2
1ではZステージ17の位置情報に基づいてウエハ駆動
装置42を介してウエハWをXY面内で位置制御する。
X of the Z stage 17 (ie, wafer W)
The position in the Y plane is always measured by a wafer laser interferometer system (not shown) with a resolution of, for example, several nm to 1 nm or less.
Is sent to the main controller 21 and the main controller 2
In 1, the position of the wafer W is controlled in the XY plane via the wafer driving device 42 based on the position information of the Z stage 17.

【0051】なお、ウエハレーザ干渉計システムの測長
軸は、例えば走査方向に1軸、非走査方向に2軸設けら
れる。
The length measurement axes of the wafer laser interferometer system are provided, for example, one in the scanning direction and two in the non-scanning direction.

【0052】更に、本実施形態の走査型露光装置100
では、不図示の保持部材を介して投影光学系PLに一体
的に取り付けられた、2つのオートフォーカス検出系、
すなわち、レチクルオートフォーカス検出系(以下、
「レチクルAF系」という)12及びウエハオートフォ
ーカス検出系(以下、「ウエハAF系」という)19が
設けられている。
Further, the scanning exposure apparatus 100 of the present embodiment
Then, two autofocus detection systems integrally attached to the projection optical system PL via a holding member (not shown),
That is, a reticle autofocus detection system (hereinafter, referred to as a reticle autofocus detection system)
A “reticle AF system” 12 and a wafer autofocus detection system (hereinafter, “wafer AF system”) 19 are provided.

【0053】ウエハAF系19としては、ウエハWに斜
めから検出ビームを照射する照射光学系19aと、この
検出ビームのウエハW面からの反射光を受光する受光光
学系19bとを備え、ウエハWのZ方向の位置を検出す
る斜入射光式の焦点位置検出系が用いられている。この
ウエハAF系19としては、例えば特公平8−2153
1号公報等に開示された焦点位置検出系が用いられる。
The wafer AF system 19 includes an irradiation optical system 19a for irradiating the wafer W with a detection beam obliquely, and a light receiving optical system 19b for receiving the reflected light of the detection beam from the surface of the wafer W. The obliquely incident light type focus position detection system for detecting the position in the Z direction is used. As the wafer AF system 19, for example, Japanese Patent Publication No.
The focus position detection system disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 1 (1994) and the like is used.

【0054】また、レチクルAF系12は、レチクルR
のパターン面に斜めから検出ビームを照射する照射光学
系12aと、この検出ビームのレチクル面からの反射光
を受光する受光光学系12bとを備えた斜入射光式の焦
点位置検出系が用いられている。レチクルAF系12
は、レチクルRのパターン面の光軸IX及びその近傍の
領域のZ方向の位置を検出するためのものである。この
レチクルAF系12としても上記特公平8−21531
号公報等に開示されたものと同様の構成のものを用いる
ことができる。
The reticle AF system 12 is provided with a reticle R
An obliquely incident light type focus position detection system including an irradiation optical system 12a for irradiating the pattern surface with a detection beam obliquely and a light receiving optical system 12b for receiving the detection beam reflected from the reticle surface is used. ing. Reticle AF system 12
Is for detecting the position in the Z direction of the optical axis IX of the pattern surface of the reticle R and a region in the vicinity thereof. The reticle AF system 12 is also the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 8-21531.
A configuration similar to that disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. H10-210 can be used.

【0055】なお、AF系としては、斜入射光式に限ら
ず、例えば、ウエハ面、レチクル面のZ位置を計測する
干渉計や投影光学系とウエハ又はレチクルとの間隔を直
接測定するオートフォーカスセンサを採用しても良い。
The AF system is not limited to the obliquely incident light system. For example, an interferometer for measuring the Z position of a wafer surface or a reticle surface, or an autofocus for directly measuring the distance between a projection optical system and a wafer or a reticle. A sensor may be employed.

【0056】更に、本実施形態の走査型露光装置100
では、投影光学系PLの近傍の環境の変化を検出する環
境センサ36が設けられている。環境センサ36として
は、気圧センサ(圧力センサ)、温度センサ、湿度セン
サなど種々のものを設けることができる。しかし、通常
投影光学系を含む露光装置本体部分は、温度、湿度を厳
しく管理されたチャンバの中に置かれているので、温
度、湿度変化が結像特性に与える影響は、気圧変化に比
べて小さいと考えられるので、ここでは、環境センサ3
6として気圧センサを設けるものとする。但し、例え
ば、ArFエキシマレーザ等の短波長の光を光源1とし
て用いる場合、光路中に酸素があると光化学反応を起こ
してオゾンが発生し、人体に悪影響があったり、レンズ
の表面コートの材質によっては曇りの原因ともなり得
る。これを避けるために、投影光学系PL内部を窒素で
充填あるいはフローすることがある。また、大気圧変化
による結像特性変化を抑えるために、ヘリウムを充填あ
るいはフローすることがある。ヘリウムは空気に比べて
屈折率が小さいので大気圧(チャンバ内の気圧)が変化
した場合の結像特性変化が小さいメリットがある。この
ように、投影光学系PLの内部と外部とで別系統の空調
をもっていると、必ずしも投影光学系PLの内外で同じ
気圧とはならない。
Further, the scanning exposure apparatus 100 of the present embodiment
Is provided with an environment sensor 36 for detecting a change in environment near the projection optical system PL. Various sensors such as an atmospheric pressure sensor (pressure sensor), a temperature sensor, and a humidity sensor can be provided as the environment sensor 36. However, the exposure apparatus main body including the projection optical system is usually placed in a chamber where the temperature and humidity are strictly controlled. Since it is considered small, the environment sensor 3
It is assumed that a pressure sensor is provided as 6. However, for example, when short-wavelength light such as an ArF excimer laser is used as the light source 1, if oxygen is present in the optical path, a photochemical reaction occurs to generate ozone, which has an adverse effect on the human body or a material for the surface coat of the lens. Depending on the case, it may cause clouding. In order to avoid this, the inside of the projection optical system PL may be filled or flow with nitrogen. Helium may be filled or flown in order to suppress a change in imaging characteristics due to a change in atmospheric pressure. Since helium has a smaller refractive index than air, there is an advantage that the change in imaging characteristics when the atmospheric pressure (the pressure in the chamber) changes is small. As described above, if the inside and outside of the projection optical system PL have different systems of air conditioning, the inside and outside of the projection optical system PL do not always have the same air pressure.

【0057】かかる点を考慮して、本実施形態では、図
2に示されるように、投影光学系PL内部の気体の圧力
(以下、適宜「内気圧」という)を検出する内気圧セン
サ36aと、投影光学系PL外部のチャンバ内の気圧
(以下、適宜「外気圧」という)を計測する外気圧セン
サ36bとが設けられている。図1では、これら内気圧
センサ36aと、外気圧センサ36bとが代表的に環境
センサ36として示されているものとする。大気圧(上
記の外気圧、内気圧)の変化による結像特性変化の計算
方法については、後述する。
Taking this point into consideration, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, an internal pressure sensor 36a for detecting the pressure of the gas inside the projection optical system PL (hereinafter referred to as "internal pressure" as appropriate) is provided. And an external pressure sensor 36b for measuring the atmospheric pressure in the chamber outside the projection optical system PL (hereinafter, appropriately referred to as “external pressure”). In FIG. 1, it is assumed that the internal pressure sensor 36a and the external pressure sensor 36b are representatively shown as the environment sensor 36. A method of calculating a change in the imaging characteristic due to a change in the atmospheric pressure (the above-described outside pressure and inside pressure) will be described later.

【0058】なお、投影光学系PL自身の温度、湿度依
存性が大きい場合には、環境センサ36として、温度、
湿度等を計測できるセンサを設けて、その計測値を基に
後述する大気圧変化による結像特性変化と同様の計算に
より、温度、湿度変化による結像特性変化をも求めれば
良い。
When the temperature and humidity dependence of the projection optical system PL itself is large, the environment
A sensor capable of measuring humidity or the like may be provided, and a change in imaging characteristics due to a change in temperature or humidity may be obtained by a calculation similar to a change in imaging characteristics due to a change in atmospheric pressure described later based on the measured value.

【0059】この他、本実施形態の走査型露光装置10
0では、ウエハW上の各ショット領域に付設された不図
示のアライメントマークを検出するためのオフアクシス
方式のアライメント系(図示省略)等も設けられてい
る。主制御装置21では、次に説明する走査露光に先立
ってアライメント系を用いてウエハW上のアライメント
マークの位置検出を行い、この検出結果に基づいてレチ
クル駆動部41及びウエハ駆動装置42によりレチクル
RとウエハWとの位置合わせ(アライメント)を行うよ
うになっている。
In addition, the scanning exposure apparatus 10 of the present embodiment
At 0, an off-axis type alignment system (not shown) for detecting an alignment mark (not shown) attached to each shot area on the wafer W is also provided. The main controller 21 detects the position of the alignment mark on the wafer W using an alignment system prior to the scanning exposure described below, and based on the detection result, the reticle driving unit 41 and the wafer driving unit 42 use the reticle R. (Alignment) between the wafer and the wafer W.

【0060】次に、本実施形態の走査型露光装置100
における走査露光の原理について簡単に説明する。レチ
クルRの走査方向(Y軸方向)に対して垂直な方向(X
軸方向)に長手方向を有する長方形(スリット状)の照
明領域IARでレチクルRが照明され、レチクルRは露
光時に−Y方向に速度VR で走査(スキャン)される。
照明領域IAR(中心は光軸AXとほぼ一致)は投影光
学系PLを介してウエハW上に投影され、照明領域IA
Rに共役なスリット状の投影領域、すなわち露光領域I
Aが形成される。ウエハWはレチクルRとは倒立結像関
係にあるため、ウエハWは速度VR の方向とは反対方向
(+Y方向)にレチクルRに同期して速度VW で走査さ
れ、ウエハW上のショット領域の全面が露光可能となっ
ている。この走査露光の際の、レチクルRとウエハW、
すなわちレチクルステージRSTとウエハステージWS
Tとがレチクル駆動部41、ウエハ駆動装置42及び主
制御装置21によって、正確に投影光学系PLの縮小倍
率に応じた速度比VW /VR (=1/4又は1/5)で
同期移動されるようになっており、レチクルRのパター
ン領域のパターンがウエハW上のショット領域上に正確
に縮小転写される。また、走査(スキャン)することに
よりレチクルR上のパターン領域全面が照明され、レチ
クルRのパターン領域の全面がウエハW上に逐次転写さ
れるようになっている。
Next, the scanning exposure apparatus 100 of the present embodiment
Will be briefly described. The direction (X) perpendicular to the scanning direction (Y-axis direction) of the reticle R
The reticle R in the illumination area IAR rectangular (slit shape) having a longitudinal direction in the axial direction) is illuminated, the reticle R is scanned at a speed V R in the -Y direction during exposure (scanning).
The illumination area IAR (the center substantially coincides with the optical axis AX) is projected onto the wafer W via the projection optical system PL, and the illumination area IA
A slit-shaped projection area conjugate to R, ie, an exposure area I
A is formed. Since the wafer W is to the reticle R in inverted imaging relationship, the wafer W is the direction of the velocity V R is scanned at a speed V W in synchronization with the reticle R in the opposite direction (+ Y direction), the shot on the wafer W The entire surface of the region can be exposed. At the time of this scanning exposure, the reticle R and the wafer W,
That is, reticle stage RST and wafer stage WS
T is synchronized with the reticle drive unit 41, the wafer drive unit 42, and the main control unit 21 at a speed ratio V W / V R (= 1/4 or 1/5) accurately corresponding to the reduction magnification of the projection optical system PL. The pattern in the pattern area of the reticle R is accurately reduced and transferred onto the shot area on the wafer W. By scanning, the entire pattern region on the reticle R is illuminated, and the entire pattern region of the reticle R is sequentially transferred onto the wafer W.

【0061】また、上記の走査露光中に、ウエハAF系
19、レチクルAF系12の検出信号に基づいて、レチ
クルRのパターン面とウエハW表面とが投影光学系PL
に関して共役となるように主制御装置21によりウエハ
駆動装置42を介してZステージ17がZ軸方向に駆動
制御され、フォーカス補正が実行される。なお、このフ
ォーカス補正についても更に後述する。
Also, during the above scanning exposure, the pattern surface of the reticle R and the surface of the wafer W are adjusted based on the detection signals of the wafer AF system 19 and the reticle AF system 12.
The main controller 21 drives and controls the Z stage 17 in the Z-axis direction via the wafer driving device 42 so as to be conjugate with respect to, and focus correction is performed. The focus correction will be further described later.

【0062】本実施形態の走査型露光装置100では、
上記のようなウエハW上のショット領域に対する走査露
光によるレチクルパターンの転写と、次ショット領域の
走査開始位置へのステッピング動作とを繰り返し行うこ
とにより、ステップ・アンド・スキャン方式の露光が行
われ、ウエハW上の全ショット領域にレチクルパターン
が転写されるようになっている。
In the scanning exposure apparatus 100 of the present embodiment,
By repeating the transfer of the reticle pattern by the scanning exposure to the shot area on the wafer W as described above and the stepping operation to the scan start position of the next shot area, the exposure of the step-and-scan method is performed, The reticle pattern is transferred to all shot areas on the wafer W.

【0063】次に、走査型露光装置100におけるフォ
ーカス補正について説明する。まず、投影光学系PL自
身のフォーカス変化を考慮しない最も単純な場合につい
て説明する。
Next, focus correction in the scanning exposure apparatus 100 will be described. First, the simplest case in which the focus change of the projection optical system PL itself is not considered will be described.

【0064】まず、レチクルRとウエハWの共役関係を
出すために、基準となるZステージ17の位置を求め
る。具体的には、次の通りである。
First, in order to obtain the conjugate relationship between the reticle R and the wafer W, the position of the reference Z stage 17 is obtained. Specifically, it is as follows.

【0065】すなわち、所定の計測用マークが描かれた
計測用レチクルをレチクルステージRSTの所定の場所
に搭載してZステージ17をZ方向及びX又はY方向に
ステップ送りしながら前記計測用マークを感光剤が塗布
されたウエハW上に転写する。次に、このウエハWを光
学顕微鏡で観察して焼き付けたマーク形状が最も良好な
(例えばマーク形状が最も大きいあるいはマークのエッ
ジが最も立っている)Zステージ17の位置Zbestを、
メモリ内に記憶されている各目標値Zi と位置Pi との
対応関係のデータに基づいて見つける。そして、位置Z
bestを基準位置とし、その基準位置にZステージ17が
ある時のレチクルAF系12、ウエハAF系19の出力
をそれぞれのAF基準位置としてメモリに記憶してお
く。以降のフォーカス変動補正はこの基準位置からの変
位で管理することとなる。
That is, a measurement reticle on which a predetermined measurement mark is drawn is mounted on a predetermined position of the reticle stage RST, and the Z mark 17 is step-moved in the Z direction and the X or Y direction to move the measurement mark. The image is transferred onto the wafer W to which the photosensitive agent has been applied. Next, the position Z best of the Z stage 17 having the best mark shape (for example, the largest mark shape or the most prominent edge of the mark) obtained by observing the wafer W with an optical microscope is described as follows:
It is found based on the data of the correspondence between each target value Z i and the position P i stored in the memory. And the position Z
The best is set as a reference position, and the outputs of the reticle AF system 12 and the wafer AF system 19 when the Z stage 17 is at the reference position are stored in the memory as the respective AF reference positions. Subsequent focus fluctuation correction is managed by the displacement from the reference position.

【0066】なお、後述する異方性フォーカスずれによ
りパターンの方向別でベストフォーカス面が異なること
が想定される。従って、ここで述べているフォーカスと
は異方性フォーカスを考慮した平均的なベストフォーカ
ス面を指すこととする。
It is assumed that the best focus plane differs depending on the direction of the pattern due to the anisotropic focus shift described later. Therefore, the focus described here refers to an average best focus surface in consideration of anisotropic focus.

【0067】そして、実際の走査露光時に、主制御装置
21では、レチクルAF系12とウエハ系AF19との
出力が上述したそれぞれのAF基準位置から変動しない
ように(すなわち、レチクルRとウエハWとの光学的な
距離を一定の値に保つように)Zステージ17を光軸方
向に駆動制御する。このようにしてフォーカスの補正が
実行される。
Then, at the time of actual scanning exposure, the main controller 21 controls the outputs of the reticle AF system 12 and the wafer system AF 19 so that they do not fluctuate from the respective AF reference positions described above (that is, the reticle R and the wafer W). The Z stage 17 is drive-controlled in the optical axis direction so that the optical distance of the Z stage 17 is maintained at a constant value. In this manner, focus correction is performed.

【0068】これを更に詳述すると、AF基準位置に対
する検出されたレチクルR、ウエハW側の変位を各々R
z、Wz、投影倍率をMLとすると、フォーカス変位Δ
Fは、 ΔF=Rz×ML2 −Wz ……(1) と表される。ΔFが0となるようにZステージ17をZ
軸方向に移動することで、レチクルRとウエハWの共役
関係が保たれる。具体例を挙げると、レチクルRが走査
中にZ軸方向に10μmずれたとすると、投影倍率が
0.25倍(1/4倍)の時にウエハW面では10μm
×(1/4)2 =0.625μmの変位となって現れ
る。この時、意図的にウエハWをZ軸方向に0.625
μm変位させること、すなわち前記式(1)中のWz=
0.625μmとなるようにすることでΔFを0とする
ことができ、レチクルRとウエハWとの光学的な距離を
保つことができる。勿論、投影光学系PLの投影倍率が
1/4倍に限定されるものではなく、投影倍率の2乗を
レチクル側の変位量にかけることで対応することができ
る。
More specifically, the detected displacements of the reticle R and the wafer W with respect to the AF reference position are represented by R and R, respectively.
Assuming that z, Wz, and the projection magnification are ML, the focus displacement Δ
F is represented by ΔF = Rz × ML 2 −Wz (1) Move the Z stage 17 so that ΔF becomes 0
By moving in the axial direction, the conjugate relationship between the reticle R and the wafer W is maintained. As a specific example, if the reticle R is shifted by 10 μm in the Z-axis direction during scanning, when the projection magnification is 0.25 times (1 / times), 10 μm
× (1 /) 2 = 0.625 μm. At this time, the wafer W is intentionally moved by 0.625 in the Z-axis direction.
μm, that is, Wz =
By setting it to be 0.625 μm, ΔF can be set to 0, and the optical distance between the reticle R and the wafer W can be maintained. Of course, the projection magnification of the projection optical system PL is not limited to 1/4, but can be dealt with by multiplying the square of the projection magnification by the displacement amount on the reticle side.

【0069】次に、大気圧変化や照明光吸収などの要因
で投影光学系PL自身のフォーカスが変動した場合の補
正について述べる。この時は前記の式(1)を拡張した
次式(2)を用いることで、投影光学系PL自身のフォ
ーカス変化にも対応できる。 ΔF=FL+Rz×ML2 −Wz ……(2)
Next, correction when the focus of the projection optical system PL itself fluctuates due to factors such as a change in atmospheric pressure and absorption of illumination light will be described. At this time, by using the following equation (2) obtained by expanding the above equation (1), it is possible to cope with a change in focus of the projection optical system PL itself. ΔF = FL + Rz × ML 2 −Wz (2)

【0070】上記(2)式において、FLは、後述よう
にして算出される投影光学系PL自身のフォーカス変化
である。
In the above equation (2), FL is a focus change of the projection optical system PL itself calculated as described later.

【0071】次に、上記フォーカス変化を含む投影光学
系PL自身の結像特性(諸収差)の変化量の算出方法に
ついて詳述する。
Next, a method of calculating the amount of change in the imaging characteristics (various aberrations) of the projection optical system PL itself including the above-mentioned focus change will be described in detail.

【0072】〈大気圧変化による結像特性変化〉まず、
大気圧変化による結像特性の変化量の算出方法について
説明する。 大気圧変化によるフォーカス変化FPRESSは、次式
(3)に基づいて算出する。
<Change in imaging characteristics due to change in atmospheric pressure>
A method for calculating the amount of change in the imaging characteristics due to a change in the atmospheric pressure will be described. The focus change F PRESS due to the atmospheric pressure change is calculated based on the following equation (3).

【0073】 FPRESS=KFPIN×ΔPIN+KFPOUT×ΔPOUT ……(3) ここで、 KFPIN :内気圧変化によるフォーカス変化率 KFPOUT :外気圧変化によるフォーカス変化率 ΔPIN :内気圧変化 ΔPOUT :外気圧変化 である。F PRESS = K FPIN × ΔP IN + K FPOUT × ΔP OUT (3) where, K FPIN : Focus change rate due to internal pressure change K FPOUT : Focus change rate due to external pressure change ΔP IN : Internal pressure change ΔP OUT : change in external pressure.

【0074】上記の内気圧、外気圧変化によるフォーカ
ス変化率は、光学計算により求めても良く、あるいは実
験的に気圧を変化させて実測しても良い。
The focus change rate due to the change in the internal pressure and the external pressure may be obtained by optical calculation, or may be measured by experimentally changing the pressure.

【0075】上記フォーカスと同様の手法により、他の
結像特性変化も計算することができる。すなわち、大気
圧変化による投影光学系PL自身の結像特性変化は、次
式(4)に基づいて算出することができる。
By the same method as the above-mentioned focus, other changes in the imaging characteristics can be calculated. That is, the change in the imaging characteristics of the projection optical system PL itself due to the change in the atmospheric pressure can be calculated based on the following equation (4).

【0076】[0076]

【数1】 (Equation 1)

【0077】ここで FPRESS :大気圧変化によるフォーカス変化 CUPRESS :大気圧変化による像面湾曲変化 MPRESS :大気圧変化による倍率変化 DPRESS :大気圧変化によるディストーション変化 COPRESS :大気圧変化によるコマ収差変化 SAPRESS :大気圧変化による球面収差変化 である。上式(4)中の各気圧変化による変化率は、光
学計算により求めても良く、あるいは実験的に気圧を変
化させて実測しても良い。
Where F PRESS : focus change due to atmospheric pressure change CU PRESS : field curvature change due to atmospheric pressure change M PRESS : magnification change due to atmospheric pressure change D PRESS : distortion change due to atmospheric pressure change CO PRESS : atmospheric pressure change Coma aberration change SA PRESS : Spherical aberration change due to atmospheric pressure change. The rate of change due to each atmospheric pressure change in the above equation (4) may be obtained by optical calculation, or may be measured experimentally by changing the atmospheric pressure.

【0078】本実施形態では、先に説明したように、投
影光学系PLの内部、外部に気圧センサ36a、36b
をそれぞれ設け、これに対応して内部と外部で別係数に
よって結像特性変化を算出しているが、投影光学系PL
の内外で気圧が連動すると考えて精度上問題無いような
場合にはどちらか一方の計算だけで足りる。
In this embodiment, as described above, the pressure sensors 36a and 36b are provided inside and outside the projection optical system PL.
Corresponding to this, the change of the imaging characteristic is calculated by different coefficients inside and outside, but the projection optical system PL
In the case where there is no problem in accuracy due to the assumption that the air pressure is interlocked between inside and outside, only one of the calculations is sufficient.

【0079】〈照明光吸収による結像特性変化〉次に照
明光吸収による結像特性変化について説明する。まず、
前提となる照射量Qの測定方法について説明する。
<Change in Imaging Characteristics Due to Illumination Light Absorption> Next, changes in imaging characteristics due to illumination light absorption will be described. First,
A description will be given of a method of measuring the irradiation dose Q, which is a premise.

【0080】露光に使用するレチクルRをレチクルステ
ージRSTに搭載した状態で、レチクルブラインド7や
照明条件(開口数N.A.やコヒーレンスファクタσ
値)を露光する際の状態に設定する。この照明条件の設
定は、例えば、主制御装置21により、投影光学系PL
の瞳面の位置に設けられた不図示の開口絞りが調整され
開口数N.A.が設定され、第2フライアイレンズ4の
射出端の近傍に設けられた不図示の照明系開口絞り板上
の開口絞りが光路上に選択的に設定されることにより行
われる。
With the reticle R used for exposure mounted on the reticle stage RST, the reticle blind 7 and the illumination conditions (numerical aperture NA and coherence factor σ)
Value) is set to the state at the time of exposure. The setting of the illumination condition is performed, for example, by the main controller 21 using the projection optical system PL.
The aperture stop (not shown) provided at the position of the pupil plane is adjusted, and the numerical aperture N. A. Is set, and the aperture stop on the illumination system aperture stop plate (not shown) provided near the exit end of the second fly-eye lens 4 is selectively set on the optical path.

【0081】次に、主制御装置21では、照射量センサ
20が投影光学系PLの真下に来るようにウエハステー
ジWSTを駆動する。次に、主制御装置21では光源1
を発振してレチクルステージRSTとウエハステージW
STを実際の露光と同じ条件で同期移動しながら照射量
センサ20の出力及びインテグレータセンサ6の出力I
0 を所定のサンプリング間隔で同時に取り込むことによ
り、同期移動位置(走査位置)に応じた照射量Q0
値、及びこれに対応するインテグレータセンサ6の出力
0 をメモリ内に記憶する。すなわち、照射量Q0 、及
びインテグレータセンサ出力I0 が、レチクルRの走査
位置に応じた関数として、メモリ内に記憶される。
Next, main controller 21 drives wafer stage WST such that irradiation amount sensor 20 is located immediately below projection optical system PL. Next, the main controller 21 controls the light source 1
And reticle stage RST and wafer stage W
The output of the dose sensor 20 and the output I of the integrator sensor 6 are synchronously moved under the same conditions as the actual exposure.
By simultaneously taking 0 at a predetermined sampling interval, the value of the irradiation amount Q 0 corresponding to the synchronous movement position (scanning position) and the output I 0 of the integrator sensor 6 corresponding to this are stored in the memory. That is, the irradiation amount Q 0 and the integrator sensor output I 0 are stored in the memory as a function corresponding to the scanning position of the reticle R.

【0082】このような準備作業を、主制御装置21で
は露光に先立って実行しておく。そして、実際の露光時
にはレチクルRの走査位置に応じて記憶しておいた照射
量Q0 とインテグレータセンサ6の出力I0 、及び露光
時のインテグレータセンサ6の出力I1 に基づいて、そ
の時の照射量Q1 を次式(5)に基づいて算出し、照明
光吸収の計算に使用する
The main controller 21 executes such a preparation operation prior to the exposure. Then, based on the irradiation amount Q 0 and the output I 0 of the integrator sensor 6 stored in accordance with the scanning position of the reticle R at the time of actual exposure, and the output I 1 of the integrator sensor 6 at the time of exposure, the irradiation at that time is performed. The quantity Q 1 is calculated based on the following equation (5) and used for calculating the illumination light absorption.

【0083】 Q1 =Q0 ×I1 /I0 ……(5) この式(5)によると、インテグレータセンサ6出力比
を計算に使用しているので、光源1のパワーが変動した
場合にも照射量が誤差無く算出できる。また、レチクル
Rの走査位置に応じた関数となっているので、例えばレ
チクルパターンが面内で片寄っていた場合にも正確に照
射量を算出できる。
Q 1 = Q 0 × I 1 / I 0 (5) According to the equation (5), since the output ratio of the integrator sensor 6 is used for calculation, when the power of the light source 1 fluctuates. Can be calculated without error. Further, since the function is based on the scanning position of the reticle R, the irradiation amount can be accurately calculated even when the reticle pattern is offset in the plane, for example.

【0084】なお、上の説明では、準備作業として実際
の露光時の照明条件下で照射量センサ20の出力を取り
込むものとしたが、例えば照射量センサ20の特性によ
り信号が飽和してしまうような場合には、不図示のND
フィルタを照明光路上に選択的に入れるなどして照明光
量を意識的に減光した照明条件下で、上記の準備作業を
実行しても良い。この場合には、NDフィルタの減光率
を考慮して実際の露光時における上記照射量Q1 の計算
を行えば良い。
In the above description, the output of the irradiation sensor 20 is taken under the illumination condition at the time of actual exposure as a preparatory work. However, for example, the signal may be saturated due to the characteristics of the irradiation sensor 20. ND, not shown
The above-described preparation work may be performed under illumination conditions in which the illumination light amount is intentionally reduced by, for example, selectively putting a filter on the illumination optical path. In this case, the actual may be performed calculation of the dose Q 1 at the time of exposure in consideration of the extinction ratio of the ND filter.

【0085】次に、同じく前提となるウエハ反射率RW
の測定方法について説明する。まず、ウエハステージW
ST上に既知の反射率RH 、反射率RL をそれぞれ有す
る2枚の反射板(不図示)を設置する。次に、上述した
照射光量測定と同様に、主制御装置21では、実際の露
光時と同一に露光条件(レチクルR、レチクルブライン
ド7、照明条件)を設定し、ウエハステージWSTを駆
動して設置されたの反射率RH の反射板を投影光学系P
L直下に移動する。次に、主制御装置21では光源1を
発振してレチクルステージRSTとウエハステージWS
Tを実際の露光と同じ条件で同期移動しながら反射率セ
ンサ10の出力VH0及びインテグレータセンサ6の出力
H0を所定のサンプリング間隔で同時に取り込むことに
より、同期移動位置(走査位置)に応じた反射率センサ
10の出力VH0、及びこれに対応するインテグレータセ
ンサ6の出力IH0をメモリ内に記憶する。これにより、
反射率センサ10の出力VH0、及びインテグレータセン
サ出力IH0が、レチクルRの走査位置に応じた関数とし
て、メモリ内に記憶される。次に、主制御装置21で
は、ウエハステージWSTを駆動して設置されたの反射
率RL の反射板を投影光学系PL直下に移動して、上記
と同様にして、反射率センサ10の出力VL0、及びイン
テグレータセンサ6の出力IL0を、レチクルRの走査位
置に応じた関数としてメモリ内に記憶する。
Next, the wafer reflectance R W , which is also assumed,
The method of measuring is described. First, the wafer stage W
Two reflectors (not shown) each having a known reflectance RH and a known reflectance RL are installed on the ST. Next, similarly to the above-described irradiation light amount measurement, main controller 21 sets exposure conditions (reticle R, reticle blind 7, illumination conditions) in the same manner as in actual exposure, and drives wafer stage WST to install the same. The reflection plate having the specified reflectance R H is projected onto the projection optical system P.
Move just below L. Next, main controller 21 oscillates light source 1 to cause reticle stage RST and wafer stage WS
While synchronously moving T under the same conditions as the actual exposure, the output V H0 of the reflectance sensor 10 and the output I H0 of the integrator sensor 6 are simultaneously taken in at a predetermined sampling interval, so as to correspond to the synchronous movement position (scanning position). The output V H0 of the reflectance sensor 10 and the corresponding output I H0 of the integrator sensor 6 are stored in the memory. This allows
The output V H0 of the reflectance sensor 10 and the output I H0 of the integrator sensor are stored in a memory as a function corresponding to the scanning position of the reticle R. Next, main controller 21 drives wafer stage WST to move the installed reflection plate of reflectance RL directly below projection optical system PL, and outputs the output of reflectance sensor 10 in the same manner as described above. V L0 and the output I L0 of the integrator sensor 6 are stored in the memory as a function corresponding to the scanning position of the reticle R.

【0086】このような準備作業を、主制御装置21で
は露光に先立って実行しておく。そして、実際の露光時
にはレチクルRの走査位置に応じて記憶しておいた反射
率センサの出力とインテグレータセンサの出力、及び露
光時の反射率センサ10の出力V1 とインテグレータセ
ンサ6の出力I1 に基づいて、ウエハ反射率RW を、次
式(6)に基づいて算出し、照明光吸収の計算に使用す
The main controller 21 executes such a preparation operation prior to the exposure. Then, at the time of actual exposure, the output of the reflectance sensor and the output of the integrator sensor stored according to the scanning position of the reticle R, the output V 1 of the reflectance sensor 10 and the output I 1 of the integrator sensor 6 at the time of exposure. based on the wafer reflectivity R W, it is calculated based on the following equation (6), used to calculate the illumination light absorbing

【0087】[0087]

【数2】 (Equation 2)

【0088】この式(6)によると、インテグレータセ
ンサ6の出力比を計算に使用しているので、光源1のパ
ワーが変動した場合にもウエハ反射率を正確に算出でき
る。
According to the equation (6), since the output ratio of the integrator sensor 6 is used for the calculation, the wafer reflectance can be accurately calculated even when the power of the light source 1 fluctuates.

【0089】次に、照明光吸収によるフォーカスの変化
量の算出方法について説明する。以上のようにして求め
られた照射量Q1 、ウエハ反射率RW から次式(7)で
表されるモデル関数を使用して投影光学系PLの照明光
吸収によるフォーカス変化FHEATを算出する。
Next, a method of calculating the amount of change in focus due to absorption of illumination light will be described. Calculating a focus variation F HEAT with illumination light absorption in projection optical system PL by using the model function represented by the above manner was irradiated amount Q 1 obtained by the following equation from the wafer reflectivity R W (7) .

【0090】[0090]

【数3】 (Equation 3)

【0091】ここで、 FHEAT :照明光吸収によるフォーカス変化 Δt :照明光吸収によるフォーカス変化計算間隔 TFK :照明光吸収によるフォーカス変化時定数 FHEATK :照明光吸収による時刻Δt前のフォーカス変
化の時定数TFK成分 CFHK :照明光吸収に対するフォーカス変化率の時定
数TFK成分 αF :ウエハ反射率依存性 である。
Here, F HEAT : focus change due to illumination light absorption Δt: calculation interval of focus change due to illumination light absorption T FK : focus change time constant due to illumination light absorption F HEATK : focus change before time Δt due to illumination light absorption the time constant T FK component C FHK: constant T FK component when the focus change rate with respect to the illumination light absorption alpha F: a wafer reflectivity dependency.

【0092】上記式(7)のモデル関数は、照射量を入
力、フォーカス変化を出力と見た時に、1次遅れ系3個
の和の形になっている。なお、モデル関数に関しては投
影光学系PLの照明光吸収量と必要とされる精度から変
更しても良い。例えば、照明光吸収量が比較的小さけれ
ば、1次遅れ系2個の和でも良いし、1次遅れ系1個で
も良い。また、投影光学系PLが照明光を吸収してから
結像特性変化として現れるまでに熱伝導により時間が掛
かるようならば、ムダ時間系のモデル関数を採用しても
良い。また、ウエハ反射率依存性は通常1であるが、投
影光学系PLの種類によって、例えばウエハWに近い側
に吸収率の大きいガラスを材料として使用した場合など
に反射率に大きく依存することがある。この時はαF
1より大きい値が設定されることになる。その逆にウエ
ハWに近い側に吸収率が小さいガラスを採用した時には
αF に1より小さい値が設定される。なお、照明光吸収
によるフォーカス変化時定数、照明光吸収に対するフォ
ーカス変化率、ウエハ反射率依存性はいずれも実験によ
り求める。あるいは、高精度な熱解析シミュレーション
により計算で求めても良い。
The model function of the above equation (7) has a form of the sum of three first-order delay systems when the irradiation amount is regarded as input and the focus change is regarded as output. Note that the model function may be changed depending on the amount of illumination light absorbed by the projection optical system PL and the required accuracy. For example, if the illumination light absorption amount is relatively small, the sum of two first-order delay systems may be used, or one primary-order delay system may be used. Further, if it takes time due to heat conduction until the projection optical system PL absorbs the illumination light and appears as a change in the imaging characteristic, a model function of a waste time system may be employed. In addition, the wafer reflectivity dependency is usually 1, but depending on the type of the projection optical system PL, for example, when glass having a large absorptance is used as a material on the side closer to the wafer W, the dependency greatly depends on the reflectivity. is there. This time will be a value greater than 1 is set to alpha F. Value smaller than 1 is set in the alpha F when its absorption rate closer to the opposite to the wafer W is adopted small glass. The focus change time constant due to illumination light absorption, the focus change rate with respect to illumination light absorption, and the wafer reflectance dependency are all determined by experiments. Alternatively, it may be calculated by a highly accurate thermal analysis simulation.

【0093】上記フォーカスと同様の手法により、他の
結像特性、すなわち像面湾曲、倍率、ディストーショ
ン、コマ収差、球面収差についても、照明光吸収による
変化を計算することができる。すなわち、 CUHEAT :照明光吸収による像面湾曲変化 MHEAT :照明光吸収による倍率変化 DHEAT :照明光吸収によるディストーション変化 COHEAT :照明光吸収によるコマ収差変化 SAHEAT :照明光吸収による球面収差変化 を、上記(7)式と同様のモデル関数に基づいて算出す
れば良い。
By the same method as the above-mentioned focus, the change due to the absorption of the illumination light can be calculated for the other imaging characteristics, that is, the curvature of field, magnification, distortion, coma, and spherical aberration. CU HEAT : field curvature change due to illumination light absorption M HEAT : magnification change due to illumination light absorption D HEAT : distortion change due to illumination light absorption CO HEAT : coma aberration change due to illumination light absorption SA HEAT : spherical aberration due to illumination light absorption The change may be calculated based on a model function similar to the above equation (7).

【0094】なお、上述したフォーカスでは1次遅れ系
3個の和のモデル関数が必要であったが、例えば像面湾
曲の計算には1次遅れ系1個で十分なことも考えられる
ので、要求される精度に応じて各結像特性毎に照明光吸
収のモデル関数を変更しても良い。1次遅れ系が2個又
は1個のモデル関数を用いる場合には、計算時間の短縮
の効果がある。
In the above-mentioned focusing, a model function of the sum of three first-order lag systems is required. However, for example, one primary-order lag system may be sufficient for calculating the field curvature. The model function of the illumination light absorption may be changed for each imaging characteristic according to the required accuracy. When the first-order lag system uses two or one model function, there is an effect of reducing the calculation time.

【0095】次に、投影光学系PLの回転対称な6種類
の結像特性、具体的にはフォーカス、像面湾曲、倍率、
ディストーション、コマ収差、球面収差の補正方法につ
いて説明する。
Next, six kinds of rotationally symmetric image forming characteristics of the projection optical system PL, specifically, focus, field curvature, magnification,
A method for correcting distortion, coma, and spherical aberration will be described.

【0096】まず、初期調整の段階で、結像特性補正機
構14を構成する5個のレンズ群22〜26を1個づつ
駆動しながら、フォーカス、像面湾曲、倍率、ディスト
ーション、コマ収差、球面収差の6種類の結像特性につ
いて測定を行い、各レンズ群22〜26における上記6
種類の結像特性変化係数(次式(8)の右辺のマトリク
スの各要素C11〜C65)を求めておく。
First, in the initial adjustment stage, the focus, field curvature, magnification, distortion, coma aberration, spherical aberration and the like are driven while driving the five lens groups 22 to 26 constituting the imaging characteristic correcting mechanism 14 one by one. The measurement was performed on the six types of image forming characteristics of the aberrations, and the above-mentioned 6 types in the lens groups 22 to 26 were measured.
Previously obtained the type of imaging characteristics variation coefficient (the elements of the right side of the matrix C 11 -C 65 in the following equation (8)).

【0097】[0097]

【数4】 (Equation 4)

【0098】ここで、G1 〜G5 は5個のレンズ群22
〜26の移動量を表す。なお、これらの結像特性変化係
数C11〜C65は、高精度な光学シミュレーションにより
計算で求めても良い。
Here, G 1 to G 5 are five lens groups 22.
2626 represents the movement amount. Note that these imaging characteristic change coefficients C 11 to C 65 may be obtained by calculation using a highly accurate optical simulation.

【0099】上記(8)式の左辺は、これまでに説明し
たフォーカス、像面湾曲、倍率、ディストーション、コ
マ収差、球面収差の変化であり、次式(9)で表される
ものである。
The left side of the above equation (8) is the change in focus, curvature of field, magnification, distortion, coma, and spherical aberration described above and is expressed by the following equation (9).

【0100】[0100]

【数5】 (Equation 5)

【0101】そして、上記の結像特性変化係数の内、フ
ォーカスを除く5種類の結像特性変化係数と5個のレン
ズ群の移動量(駆動量)とを用いて次式(10)で示され
る5元1次連立方程式を立てる。
Then, of the above-mentioned image forming characteristic change coefficients, the following equation (10) is used by using five kinds of image forming characteristic change coefficients excluding focus and the movement amounts (drive amounts) of the five lens groups. A five-element linear simultaneous equation is established.

【0102】[0102]

【数6】 (Equation 6)

【0103】そして、上式(10)を用いることにより、
例えば、所定の倍率に変化させたい場合は、上記式(1
0)中の倍率の結像特性変化係数に所定量を入れ、他の
4種類の結像特性変化係数に「0」を入れた新たな連立
方程式を立て、この連立方程式を解いて各レンズ群の駆
動量を求め、この駆動量に応じて各レンズ群22〜26
を駆動することにより、像面湾曲、ディストーション、
コマ収差、球面収差に影響を与えることなく、倍率のみ
を所定の値に制御することが可能となる。ここでは、倍
率を変化させる場合について説明したが、像面湾曲、デ
ィストーション、コマ収差、及び球面収差についても上
記と同様であって、他に影響を与えずに個別に値を変化
させることができる。
Then, by using the above equation (10),
For example, if it is desired to change to a predetermined magnification, the above equation (1
0) A predetermined amount is set for the imaging characteristic change coefficient of the medium magnification, and a new simultaneous equation is set in which the other four types of image formation characteristic change coefficients are set to “0”, and this simultaneous equation is solved to solve each lens group. Of each lens group 22 to 26 according to the driving amount.
By driving the, field curvature, distortion,
It is possible to control only the magnification to a predetermined value without affecting the coma aberration and the spherical aberration. Here, the case where the magnification is changed has been described. However, the field curvature, distortion, coma aberration, and spherical aberration are the same as above, and the values can be individually changed without affecting the others. .

【0104】上記式(10)でフォーカスを除くのは、倍
率等の他の結像特性を補正するためにレンズ群を駆動す
ると、それに付随してフォーカスが変動するので、フォ
ーカスの補正にはこの影響も考慮する必要があるからで
ある。
In the above equation (10), the focus is removed because, when the lens group is driven to correct other image forming characteristics such as magnification, the focus is changed accompanying the driving. This is because the effects need to be considered.

【0105】上記5種類の結像特性を補正するために、
5個のレンズ群を移動したことにより副作用的に発生す
るフォーカス変化をFGとすると、FGは、次式(11)
のように表せる。
In order to correct the above five types of imaging characteristics,
Assuming that the focus change that occurs as a side effect due to the movement of the five lens groups is FG, FG is given by the following equation (11).
Can be expressed as

【0106】[0106]

【数7】 (Equation 7)

【0107】結局、投影光学系PL自身のフォーカス変
化は、大気圧変化、照明光吸収変化、レンズ群移動変化
を合せて FL=F+FG ……(12) となる。このFLを、前述した式(2)のZステージ1
7によるフォーカス補正の式に代入し、ΔFが0となる
ようにZステージ17をZ軸方向に移動することで、レ
チクルRとウエハWの共役関係(光学的距離)が保たれ
る。
Eventually, the change in focus of the projection optical system PL itself is FL = F + FG (12), including the change in atmospheric pressure, the change in absorption of illumination light, and the change in lens group movement. This FL is converted to the Z stage 1 of the above-described equation (2).
The conjugate relationship (optical distance) between the reticle R and the wafer W is maintained by substituting the Z stage 17 in the Z-axis direction so that ΔF becomes 0 by substituting into the focus correction formula by (7).

【0108】次に、本実施形態の走査型露光装置100
の特徴点である照射時異方性結像特性変化の補正方法に
ついて説明する。
Next, the scanning exposure apparatus 100 of the present embodiment
A method for correcting the change in the anisotropic imaging characteristic during irradiation, which is a feature of the method, will be described.

【0109】まず、照明光吸収によって前述した従来例
と同様に異方性の結像特性が初期調整されていない投影
光学系(以下、便宜上「投影光学系PL’」と呼ぶ)の
異方性結像特性が変化する量を求める。異方性結像特性
も前述したフォーカス等の照明光吸収と同じような挙動
をするので、予め実験や高精度な光学シミュレーション
により求めることができる。この時、本実施形態の走査
型露光装置100のウエハステージWSTの最大速度、
光源1の最大照度、及びウエハWに塗布されるレジスト
感度などに基づいて想定できる最も大きいエネルギを投
影光学系PL’与える、あるいは想定して異方性結像特
性変化を求める。
First, the anisotropy of the projection optical system (hereinafter referred to as “projection optical system PL ′” for which the anisotropic imaging characteristic is not initially adjusted in the same manner as in the above-described conventional example by the illumination light absorption). The amount by which the imaging characteristics change is determined. Since the anisotropic imaging characteristic also behaves in the same manner as the above-described illumination light absorption such as focus, it can be obtained in advance by an experiment or a high-precision optical simulation. At this time, the maximum speed of the wafer stage WST of the scanning exposure apparatus 100 of the present embodiment,
The largest energy that can be assumed based on the maximum illuminance of the light source 1 and the sensitivity of the resist applied to the wafer W is given to the projection optical system PL ′, or the change in the anisotropic imaging characteristic is obtained by assuming it.

【0110】上述の実験又は光学シミュレーションによ
り、例えば投影光学系PL’の異方性ディストーション
として、図3に示されるように、照明領域IRAのウエ
ハW上への投影像、すなわち露光領域IAが、照明光の
吸収後にIA’のように変化する状態が求められたもの
とする。この図3において、露光領域IAの中心を点O
としてこの点Oを通る非走査方向(X方向)のA−A線
を軸A、点Oを通る走査方向のB−B線を軸Bとし、更
に非走査方向の端で走査方向に沿ったC−C線を軸Cと
する。
According to the above experiment or optical simulation, as shown in FIG. 3, for example, as the anisotropic distortion of the projection optical system PL ′, the projected image of the illumination area IRA on the wafer W, ie, the exposure area IA, It is assumed that a state that changes like IA ′ after the absorption of the illumination light is determined. In FIG. 3, the center of the exposure area IA is
The line AA in the non-scanning direction (X direction) passing through the point O is defined as the axis A, the line BB in the scanning direction passing through the point O is defined as the axis B, and further along the scanning direction at the end in the non-scanning direction. The line C-C is taken as the axis C.

【0111】この時の異方性ディストーションを各軸上
のポイントでプロットしたものが図4である。この図4
において、横軸は像高、すなわち光軸中心(ここでは、
点Oがこれに一致しているものとする)からの距離、縦
軸はディストーションであり、軸A〜Cの傾きが像高に
対する倍率変化に相当する。この図4から明らかなよう
に、非走査方向のA軸の像高に対する倍率変化に対し、
走査方向のB、C軸では像高に対する倍率変化が大きく
なることがわかる。
FIG. 4 shows the anisotropic distortion at this time plotted at points on each axis. This figure 4
, The horizontal axis is the image height, that is, the center of the optical axis (here,
The vertical axis represents distortion, and the inclination of axes A to C corresponds to a change in magnification with respect to the image height. As is apparent from FIG. 4, the change in magnification with respect to the image height of the A-axis in the non-scanning direction is
It can be seen that the change in magnification with respect to the image height is large in the B and C axes in the scanning direction.

【0112】これを前述したレンズ群22〜26の組合
せ駆動で補正すると、図5に示されるように、照明領域
IRAのウエハW上への投影像、すなわち露光領域IA
が、照明光の吸収後にIA”のように変化するようなデ
ィストーションとなる。ここで、図3と同様に軸A〜C
を設定すると、図6に示されるように、非走査方向の軸
Aでは倍率が補正されているが、走査方向の軸B、Cで
は倍率補正誤差が残留してしまうことがわかる。
When this is corrected by the combination drive of the lens groups 22 to 26 described above, as shown in FIG. 5, the projected image of the illumination area IRA on the wafer W, that is, the exposure area IA
Is a distortion that changes like IA ″ after the absorption of the illumination light. Here, as in FIG.
As shown in FIG. 6, the magnification is corrected on the axis A in the non-scanning direction, but a magnification correction error remains on the axes B and C in the scanning direction.

【0113】そこで、本実施形態の投影光学系PLで
は、上記の投影光学系PL’に関するデータを基に、照
明光吸収による異方性ディストーションを振り分けるよ
うに、すなわち、投影光学系PLの初期調整において、
照明光吸収前に照明領域IRAのウエハW上への投影
像、すなわち露光領域IAが図7(A)中に実線で示さ
れるような露光領域IA1 となるようなディストーショ
ンを意識的に与えておく(ディストーションを理想格子
からずらしておく)のである。例えば、投影光学系PL
を構成する任意の1枚又は複数枚のレンズエレメントに
所定の加工を施し、それらを組み合わせて且つ調整し
て、図7(A)に示されるようなディストーションが生
じるような初期調整を行っておくのである。
Therefore, in the projection optical system PL of the present embodiment, anisotropic distortion due to illumination light absorption is distributed based on the data on the projection optical system PL ′, that is, initial adjustment of the projection optical system PL. At
The projected image of the front illuminating light absorption on the wafer W of the illumination area IRA, i.e. giving distortion like exposure area IA is exposure area IA 1 as shown by a solid line in FIG. 7 (A) consciously (Distortion is shifted from the ideal lattice). For example, the projection optical system PL
A predetermined process is performed on any one or a plurality of lens elements that constitute the above, and these are combined and adjusted, and an initial adjustment is performed so that distortion as shown in FIG. 7A is generated. It is.

【0114】このようにして初期調整が施された投影光
学系PLが照明光を吸収した状態で、且つ回転対象成分
が補正された後では、照明領域IRAのウエハW上への
投影像、すなわち露光領域IAが図7(B)に示される
ような露光領域IA2 となるようなディストーションに
変化する。
In the state where the projection optical system PL, which has been subjected to the initial adjustment in this way, absorbs the illumination light and the component to be rotated is corrected, the projected image of the illumination area IRA on the wafer W, ie, exposure area IA changes to distortion such that the exposure area IA 2 as shown in FIG. 7 (B).

【0115】図7(A)、(B)に対応する異方性ディ
ストーションを、図4と同様に、各軸上のポイントでプ
ロットすると、図8(A)、(B)のようになる。これ
らの図において、横軸は像高、すなわち光軸中心(ここ
では、点Oがこれに一致しているものとする)からの距
離、縦軸はディストーションであり、軸A〜Cの傾きが
像高に対する倍率変化に相当する。前述した図6中のB
軸上の倍率変化をbとした場合に、図8(A)の初期調
整における軸Bの倍率のずらし量を−b/2としておく
ことで、図8(B)の照明光吸収後における軸B上の倍
率変化はb/2となる。
When the anisotropic distortion corresponding to FIGS. 7A and 7B is plotted at points on each axis as in FIG. 4, the results are as shown in FIGS. 8A and 8B. In these figures, the horizontal axis is the image height, that is, the distance from the center of the optical axis (here, the point O is assumed to coincide with this), the vertical axis is the distortion, and the inclination of the axes A to C is This corresponds to a change in magnification with respect to the image height. B in FIG. 6 described above.
When the change in magnification on the axis is b, by setting the amount of shift of the magnification of axis B in the initial adjustment of FIG. 8A to −b / 2, the axis after absorption of the illumination light in FIG. The magnification change on B is b / 2.

【0116】このように本実施形態の走査型露光装置1
00を構成する投影光学系PLでは、初期調整において
異方性ディストーションが振り分けに調整されているの
で、照明光吸収による異方性ディストーションの発生量
の最悪値を比較例(従来の投影レンズ)の半分に抑える
ことが可能になる。
As described above, the scanning exposure apparatus 1 of the present embodiment
In the projection optical system PL that constitutes No. 00, since the anisotropic distortion is adjusted to be distributed in the initial adjustment, the worst value of the amount of anisotropic distortion caused by the absorption of illumination light is determined in the comparative example (conventional projection lens). It can be reduced to half.

【0117】次に、異方性フォーカスの補正について説
明する。ここでは説明の簡略化のために投影光学系中心
のフォーカスの異方性、すなわちセンターアスを採り上
げて説明する。
Next, correction of anisotropic focus will be described. Here, for the sake of simplicity, the description will focus on the anisotropy of focus at the center of the projection optical system, that is, center astigmatism.

【0118】先に従来技術の所で説明したように、図1
5に示されるような、レチクルR上の照明領域IARの
中心(即ち投影光学系の光軸中心近傍)に配置された、
HパターンとVパターンから成る複合パターンを比較例
の投影光学系PL’を介してウエハW上に投影露光する
と、照明領域が非走査方向に細長い形状であることに起
因して生ずる投影光学系PL’の異方性の温度分布に起
因して、図18に示されるように、Vパターンベストフ
ォーカス面とHパターンベストフォーカス面とには、F
CEだけのずれが生じる。すなわち、センターアスが生じ
る。
As described above in connection with the prior art, FIG.
5, which is disposed at the center of the illumination area IAR on the reticle R (that is, near the center of the optical axis of the projection optical system),
When a composite pattern composed of the H pattern and the V pattern is projected and exposed on the wafer W via the projection optical system PL ′ of the comparative example, the projection optical system PL generated due to the illumination area being elongated in the non-scanning direction. As shown in FIG. 18, the V-pattern best focus surface and the H-pattern best focus surface have F
A shift of only CE occurs. That is, center ass occurs.

【0119】そこで、本実施形態の投影光学系PLで
は、上記の投影光学系PL’に関するデータを基に、上
記のセンターアスの発生量FCEを、初期調整において振
り分けにしておくことで、上述した異方性ディストーシ
ョンと同様にセンターアスの最大値(最悪値)を半分に
抑制するのである。すなわち、図9に示されるように、
Vパターンベストフォーカス面の方が、Hパターンベス
トフォーカス面よりFCE/2だけ投影光学系PLに近い
側になるような、初期調整を行っているのである。
Therefore, in the projection optical system PL of this embodiment, based on the data on the above-mentioned projection optical system PL ′, the center astigmatism generation amount FCE is allocated in the initial adjustment, so that Like the anisotropic distortion described above, the maximum value (worst value) of the center ass is suppressed to half. That is, as shown in FIG.
The initial adjustment is performed such that the V-pattern best focus surface is closer to the projection optical system PL by F CE / 2 than the H-pattern best focus surface.

【0120】なお、ここではセンターアスのみについて
説明したが、異方性フォーカスは投影光学系PLの中心
のみではなく照明領域全面に渡って発生しているので、
照明領域全面を考慮した上でパターン方向別のベストフ
ォーカス面を初期調整において振り分けにしておいても
良い。
Although only the center astigmatism has been described here, the anisotropic focus occurs not only at the center of the projection optical system PL but also over the entire illumination area.
The best focus plane for each pattern direction may be assigned in the initial adjustment in consideration of the entire illumination area.

【0121】以上説明したように、本実施形態による
と、投影光学系PLの照明光吸収に起因する異方性結像
特性変化を実質的に半分にすることができるので、異方
性結像特性変化に起因する露光精度の劣化を十分に抑制
することができ、従来に比べてより微細なパターンを高
精度で露光することが可能になる。
As described above, according to the present embodiment, the change in the anisotropic imaging characteristic caused by the absorption of the illumination light by the projection optical system PL can be substantially halved. It is possible to sufficiently suppress the deterioration of the exposure accuracy due to the characteristic change, and it becomes possible to expose a finer pattern with higher accuracy than in the past.

【0122】上述した第1の実施形態では、投影光学系
PLの照明光吸収による異方性結像特性を予想して振り
分けとなるように、投影光学系PLの初期調整を行なう
ことにより、異方性結像特性変化に起因する露光精度の
劣化を抑制する場合について説明したが、実際に装置を
使用する上で予想を上回るエネルギが投影光学系に照明
されないとも限らない。例えば、光源のパワーが初期調
整よりもアップしたり、ウエハの反射率が限りなく10
0%に近付いたりした場合が考えられる。かかる場合を
考慮してなされたのが、次の第2の実施形態である。
In the first embodiment described above, the initial adjustment of the projection optical system PL is performed so that the projection optical system PL can be sorted by anticipating the anisotropic imaging characteristic due to the absorption of illumination light of the projection optical system PL. Although the case where the deterioration of the exposure accuracy due to the change of the isotropic imaging characteristic is suppressed has been described, the projection optical system is not necessarily illuminated with more energy than expected when actually using the apparatus. For example, the power of the light source is higher than the initial adjustment, or the reflectivity of the wafer is
It is possible that it approaches 0%. The following second embodiment has been made in consideration of such a case.

【0123】《第2の実施形態》次に、本発明の第2の
実施形態を、図10に基づいて説明する。ここで、本第
2の実施形態の装置構成等は、前述した第1の実施形態
と同様であり、主制御装置21の機能が異なるのみであ
るから、以下においては、この点を中心に説明する。ま
た、上記第1の実施形態と同一若しくは同等の構成部分
については、同一の符号を用いるものとする。また、こ
こでは、主制御装置21が、第1プロセッサ及び第2プ
ロセッサを中心に構成されているものとする。
<< Second Embodiment >> Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, the device configuration and the like of the second embodiment are the same as those of the above-described first embodiment, and only the functions of the main control device 21 are different. Therefore, the following description will focus on this point. I do. The same reference numerals are used for the same or equivalent components as those in the first embodiment. Here, it is assumed that main controller 21 is mainly configured of a first processor and a second processor.

【0124】以下、所定枚数のウエハWに対するレチク
ルパターンの転写の際の第1プロセッサの制御動作につ
いて図10に基づいて説明する。この図10のフローチ
ャートがスタートするのは、レチクルステージRST上
へのレチクルロード、レチクルアライメント及びベース
ライン計測等の所定の準備作業が終了した時点である。
前提条件として、後述するウエハ番号を示す不図示の第
1カウンタの初期値及び後述するショット番号を示す不
図示の第2カウンタの初期値は、ともに「0」となって
いるものとする。また、露光処理の開始前の投影光学系
PLの結像特性(回転対称の結像特性及び異方性の結像
特性が、予め測定され、それぞれの値が初期値として不
図示のメモリ内に記憶されているものとする。また、フ
ォーカスオフセットとしては、所定の基準値が設定され
ているものとする。
The control operation of the first processor when transferring a reticle pattern to a predetermined number of wafers W will be described below with reference to FIG. The flowchart of FIG. 10 starts when predetermined preparation operations such as reticle loading on reticle stage RST, reticle alignment, and baseline measurement are completed.
As a precondition, it is assumed that an initial value of a first counter (not shown) indicating a wafer number described later and an initial value of a second counter (not shown) indicating a shot number described later are both “0”. Further, the imaging characteristics of the projection optical system PL before the start of the exposure processing (the rotationally symmetric imaging characteristics and the anisotropic imaging characteristics are measured in advance, and the respective values are stored in a memory (not shown) as initial values. It is assumed that a predetermined reference value is set as the focus offset.

【0125】まず、ステップ102において、ウエハ交
換を行う。このウエハ交換は、第1プロセッサからの指
示に応じて、不図示のウエハ搬送系及びウエハステージ
WST上の不図示のウエハ受け渡し機構によって行われ
る。但し、1枚目のウエハWの露光の際には、ウエハホ
ルダへのウエハWのロードのみが行われる。
First, in step 102, wafer exchange is performed. This wafer exchange is performed by a wafer transfer system (not shown) and a wafer transfer mechanism (not shown) on wafer stage WST in response to an instruction from the first processor. However, when exposing the first wafer W, only the loading of the wafer W into the wafer holder is performed.

【0126】次のステップ104において、第1カウン
タを1インクリメント(m←m+1)する。従って、1
枚目のウエハWの露光の際には、mに「1」が設定され
る。
In the next step 104, the first counter is incremented by 1 (m ← m + 1). Therefore, 1
When exposing the second wafer W, m is set to “1”.

【0127】次のステップ106で、ウエハアライメン
トを行う。具体的には、ウエハステージWSTをウエハ
駆動装置42を介してXY2次元方向に移動しつつ、不
図示のアライメント系を用いてウエハW上の複数箇所に
形成されたサーチアライメントマークの位置検出を行
い、その検出結果からウエハWの回転及び中心位置を検
出した後、同様にウエハステージWSTをウエハ駆動装
置42を介してXY2次元方向に移動しつつ、不図示の
アライメント系を用いてウエハW上の複数のウエハマー
クの位置検出を行い、この検出結果を用いて、例えば特
開昭61−44429号公報に開示される最小自乗法を
用いた統計演算によりウエハW上のショット領域の配列
座標を算出する。
At the next step 106, wafer alignment is performed. Specifically, while moving wafer stage WST in the XY two-dimensional directions via wafer driving device 42, the position of search alignment marks formed at a plurality of locations on wafer W is detected using an alignment system (not shown). After detecting the rotation and center position of the wafer W from the detection result, the wafer stage WST is similarly moved in the XY two-dimensional directions via the wafer driving device 42 while the wafer stage WST is moved over the wafer W using an alignment system (not shown). The positions of a plurality of wafer marks are detected, and the array coordinates of the shot area on the wafer W are calculated by using the detection results and performing a statistical operation using the least squares method disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-44429. I do.

【0128】次のステップ108で、投影光学系PLの
異方性結像特性の変化が所定のしきい値、すなわち許容
範囲内であるか否かを判断する。第1枚目のウエハWの
露光開始前には、未だ投影光学系PLの結像特性の計測
が開始されておらず、メモリ内には各結像特性の初期値
が記憶されているので、このステップ108における判
断は当然に肯定され、ステップ114に移行する。この
ステップ114では、投影光学系PLの回転対称の結像
特性の補正を実行する。しかし、第1枚目のウエハWの
露光開始前は、メモリ内には各結像特性の初期値が記憶
されているので、実際には何らの補正は行われることな
く、次のステップ116に進み、ショット番号を示す不
図示の第2カウンタに「1」を設定し(n←1)た後、
ステップ118に進んで上記ステップ106で得られた
第n番目(ここでは、1番目)のショット領域の位置座
標を基にそのn番目のショット領域の露光のための走査
開始位置にウエハステージWSTを移動する。
In the next step 108, it is determined whether or not the change in the anisotropic imaging characteristic of the projection optical system PL is within a predetermined threshold, that is, within an allowable range. Before the exposure of the first wafer W is started, the measurement of the imaging characteristics of the projection optical system PL has not been started yet, and the initial values of the respective imaging characteristics are stored in the memory. The determination in step 108 is naturally affirmed, and the process proceeds to step 114. In this step 114, the correction of the rotationally symmetric imaging characteristic of the projection optical system PL is executed. However, before the exposure of the first wafer W is started, the initial values of the respective imaging characteristics are stored in the memory, so that no correction is actually performed, and the process proceeds to the next step 116. Then, after setting “1” to a second counter (not shown) indicating the shot number (n ← 1),
Proceeding to step 118, the wafer stage WST is moved to the scan start position for exposure of the n-th shot area based on the position coordinates of the n-th (here, first) shot area obtained in step 106. Moving.

【0129】次のステップ120では、第1カウンタの
カウント値m、第2カウンタのカウント値nがともに
「1」であるか否かを判断する。第1枚目のウエハWの
第1ショットに対する露光が行われるときには、この判
断が肯定され、ステップ122に進んで第2プロセッサ
に対して計測開始の指示を与える。これにより、第2プ
ロセッサにより、投影光学系PLの結像特性(回転対称
の結像特性及び異方性結像特性)の変化の計測が開始さ
れ、所定時間Δtの間隔で各結像特性が算出され、メモ
リ内の各結像特性の値が時間Δtで順次更新される。こ
の第2プロセッサによる結像特性の算出は、第1プロセ
ッサから後述する計測終了の指示が与えられるまで繰り
返し行われる。
In the next step 120, it is determined whether or not the count value m of the first counter and the count value n of the second counter are both "1". When the exposure for the first shot of the first wafer W is performed, this determination is affirmed, and the routine proceeds to step 122, where a measurement start instruction is given to the second processor. Thereby, the measurement of the change of the imaging characteristics (rotationally symmetric imaging characteristics and anisotropic imaging characteristics) of the projection optical system PL is started by the second processor, and the respective imaging characteristics are measured at intervals of the predetermined time Δt. The calculated values of the imaging characteristics in the memory are sequentially updated at time Δt. The calculation of the imaging characteristic by the second processor is repeatedly performed until the first processor gives an instruction to terminate the measurement described later.

【0130】ここで、第2プロセッサは、後述するステ
ップ124の走査露光中は、インテグレータセンサ6の
出力を取り込み、先に説明したようにして照射量Q1
演算で求め、この照射量Q1 を照明光吸収による投影光
学系PLの結像特性の変化量の算出に用いる。また、結
像特性の内、回転対称結像特性の変化量の算出方法は、
前述した第1の実施形態中で説明した通りである。ま
た、異方性結像特性の変化量の算出(計算)は一例とし
て次のように行われる。
[0130] Here, the second processor, during scanning exposure of step 124 to be described later, receives the output of the integrator sensor 6, obtained by computation of the dose Q 1 as described above, the dose Q 1 Is used to calculate the amount of change in the imaging characteristics of the projection optical system PL due to absorption of illumination light. Further, among the imaging characteristics, the method of calculating the amount of change in the rotationally symmetric imaging characteristics is as follows.
This is as described in the first embodiment. The calculation (calculation) of the change amount of the anisotropic imaging characteristic is performed as follows as an example.

【0131】ここでは、異方性結像特性の変化量の計算
方法について、前述した第1の実施形態と同様に異方性
ディストーション(長方形ディストーション)と異方性
フォーカス(センターアス)を採り上げて説明する。こ
れらの異方性結像特性の変化は、基本的には、前述した
回転対称の結像特性(フォーカス、像面湾曲、倍率、デ
ィストーション、コマ収差、球面収差)の照明光吸収に
よる変化の計算式と全く同じ式を用いて求めることがで
きる。但し、その計算のやり方に工夫を要する。すなわ
ち、例えば、長方形ディストーションを求めるために、
走査方向と非走査方向の倍率変化を各々別々に計算す
る。また、センターアスを求めるために、Vパターンベ
ストフォーカス面とHパターンベストフォーカス面とを
別々に計算する。そして、上記で計算した走査方向と非
走査方向の倍率変化の差を長方形ディストーションの変
化量とし、Vパターンベストフォーカス面とHパターン
ベストフォーカス面との差をセンターアスの変化量とす
る。
Here, as for the method of calculating the amount of change in the anisotropic imaging characteristic, anisotropic distortion (rectangular distortion) and anisotropic focus (center ass) are taken up in the same manner as in the first embodiment. explain. These changes in the anisotropic imaging characteristics are basically calculated by calculating the above-mentioned changes in the rotationally symmetric imaging characteristics (focus, curvature of field, magnification, distortion, coma, spherical aberration) due to absorption of illumination light. It can be determined using exactly the same formula as the formula. However, the method of calculation needs to be devised. That is, for example, to find a rectangular distortion,
The magnification changes in the scanning direction and the non-scanning direction are separately calculated. In addition, the V-pattern best focus plane and the H-pattern best focus plane are separately calculated in order to obtain the center assemblage. Then, the difference between the magnification change in the scanning direction and the non-scanning direction calculated as described above is defined as the amount of change in the rectangular distortion, and the difference between the V-pattern best focus plane and the H-pattern best focus plane is defined as the center astigmatism change amount.

【0132】次のステップ124では、そのn番目(こ
こでは1番目)のショット領域にレチクルRのパターン
を転写するため、先に説明した走査露光を行う。この走
査露光中に、ウエハAF系19、レチクルAF系12の
検出信号に基づいて、レチクルRのパターン面とウエハ
表面とが投影光学系PLに関して共役となるようにウエ
ハ駆動装置42を介してZステージ17をZ軸方向に駆
動制御し、フォーカス補正を実行する。
In the next step 124, the above-described scanning exposure is performed to transfer the pattern of the reticle R to the n-th (here, the first) shot area. During this scanning exposure, Z is set via the wafer drive unit 42 based on the detection signals of the wafer AF system 19 and the reticle AF system 12 such that the pattern surface of the reticle R and the wafer surface are conjugate with respect to the projection optical system PL. The stage 17 is driven and controlled in the Z-axis direction to execute focus correction.

【0133】上記ステップ124における走査露光の終
了後、ステップ126に進んで、前述した第2カウンタ
を1インクリメント(n←n+1)した後、ステップ1
28に進んで、第2カウンタのカウント値nがウエハW
上の全ショット数Nより大きいか否かを判断する。第1
番目のショットの走査露光が終了した時点では、当然に
この判断は否定されステップ118に戻り、上記ステッ
プ118〜ステップ128の処理判断を繰り返す。ウエ
ハW上の第2番目のショット以降の露光に際しては、ス
テップ120の判断は常に否定され、ステップ118→
120→124→126→128のループが繰り返され
る。
After the completion of the scanning exposure in step 124, the process proceeds to step 126, where the second counter is incremented by 1 (n ← n + 1).
28, the count value n of the second counter is
It is determined whether or not it is larger than the above total number of shots N. First
When the scanning exposure of the second shot is completed, this determination is naturally denied, and the process returns to step 118, and the processing determination in steps 118 to 128 is repeated. In the exposure after the second shot on the wafer W, the determination in Step 120 is always denied, and Step 118 →
The loop of 120 → 124 → 126 → 128 is repeated.

【0134】このようにして、ウエハW上の露光対象の
全ショット(ここでは、Nショットとする)の露光が終
了すると、ステップ128の判断が肯定され、ステップ
130に進み、予定の所定枚数(ここではM枚とする)
のウエハWの露光が終了したか否かを、第1カウンタの
カウント値mがM以上であるか否かを判断することによ
り、判断する。第1枚目のウエハWの露光が終了した時
点では、当然にこの判断は否定されるので、ステップ1
02に戻り、上記処理・判断を繰り返す。
When the exposure of all the shots to be exposed on the wafer W (here, N shots) is completed, the determination at step 128 is affirmed, and the routine proceeds to step 130, where the predetermined predetermined number of shots ( Here, it is M)
Is determined by determining whether or not the count value m of the first counter is M or more. When the exposure of the first wafer W is completed, this determination is naturally denied.
02, and repeats the above processing and judgment.

【0135】2枚目以降のウエハWの露光に際しては、
第2プロセッサによる投影光学系PLの結像特性の計測
が開始されているので、ステップ108においてそのメ
モリ内に記憶されている異方性結像特性の変化量、例え
ば長方形ディストーションの変化量(走査方向と非走査
方向の倍率変化の差を量)、及びセンターアスの変化量
(Vパターンベストフォーカス面とHパターンベストフ
ォーカス面との差)が所定の許容値内であるか否かを判
断する。この異方性結像特性の変化の許容値としては、
例えば露光するパターンルール(デバイスルール)等か
ら結像特性変化の最大変化許容量を予め求め、その値が
許容値として設定されている。
At the time of exposing the second and subsequent wafers W,
Since the measurement of the imaging characteristics of the projection optical system PL by the second processor has been started, the change amount of the anisotropic imaging characteristics stored in the memory, for example, the change amount of the rectangular distortion (scanning) in step 108 It is determined whether or not the difference between the magnification change in the direction and the non-scanning direction) and the amount of change in center ass (the difference between the V-pattern best focus plane and the H-pattern best focus plane) are within predetermined tolerances. . As an allowable value of the change of the anisotropic imaging characteristic,
For example, the maximum allowable change in the imaging characteristic change is obtained in advance from a pattern rule (device rule) to be exposed, and the value is set as an allowable value.

【0136】そして、2枚目以降のウエハWの露光に際
して、ステップ108における判断が肯定された場合に
は、ステップ114に進んで、次のようにして結像特性
を補正する。すなわち、その時点でメモリ内に記憶され
ている各結像特性の変化量の計算値に基づき、前述した
回転対象結像特性補正の式(10)を用いて各レンズ群
22〜26の駆動量を算出し、この値をレンズコントロ
ーラ15に与えることによって、像面湾曲、倍率、ディ
ストーション、コマ収差、球面収差を補正するが、この
際長方形ディストーションについては非走査方向の倍率
変化を上記式(10)に代入する。また、フォーカスに
ついては、前述した式(12)のFLを補正値(オフセッ
ト値)としてウエハAF系に与えることにより行われる
が、このFLの計算の前提となるFについては、Vパタ
ーンベストフォーカス面とHパターンベストフォーカス
面との平均値(平均像面)を採用する。これにより、上
記補正値をオフセットとしてそのショットの走査露光中
に第1プロセッサにより前述した式(2)に基づいてZ
ステージ17のZ位置が制御され、結果的にフォーカス
が補正される。
If the determination in step 108 is affirmative in exposing the second and subsequent wafers W, the flow advances to step 114 to correct the imaging characteristics as follows. That is, based on the calculated value of the change amount of each imaging characteristic stored in the memory at that time, the driving amount of each of the lens groups 22 to 26 is calculated using the above-described equation (10) for correcting the rotation-target imaging characteristic. Is calculated, and this value is given to the lens controller 15 to correct the field curvature, magnification, distortion, coma aberration and spherical aberration. ). In addition, focusing is performed by giving the FL of equation (12) described above as a correction value (offset value) to the wafer AF system. And the average value (average image plane) of the H pattern and the best focus plane. As a result, the first processor uses the above-described correction value as an offset during the scanning exposure of the shot based on the above-described equation (2) to set Z.
The Z position of the stage 17 is controlled, and as a result, the focus is corrected.

【0137】この一方、何枚かのウエハWの露光によ
り、投影光学系PLが照明光ELを所定量以上吸収して
ステップ108の判断が否定された場合、すなわち、異
方性結像特性の変化が許容範囲外になっているときに
は、ステップ110に移行してメモリ内の値に基づいて
異方性結像特性の変化量が許容値から所定量減衰したか
否かの判断を繰り返すTことにより、投影光学系PLが
露光を再開できるレベルまで自然冷却されるのを待つ。
従って、投影光学系PLが露光を再開できるレベルまで
自然冷却されるまでの間は、露光が中断されることとな
る。この露光中断中も、第2プロセッサでは前述した投
影光学系PLの結像特性(回転対称、異方性とも)を時
間Δtの間隔で繰り返し行い、メモリ内の値を順次更新
している。
On the other hand, when the projection optical system PL absorbs the illumination light EL by a predetermined amount or more due to exposure of several wafers W and the determination in step 108 is denied, that is, the anisotropic imaging characteristic If the change is out of the allowable range, the process proceeds to step 110 to repeatedly determine whether the amount of change in the anisotropic imaging characteristic has attenuated by a predetermined amount from the allowable value based on the value in the memory. Waits until the projection optical system PL is naturally cooled to a level at which exposure can be resumed.
Therefore, the exposure is interrupted until the projection optical system PL is naturally cooled to a level at which the exposure can be resumed. Even during the interruption of the exposure, the second processor repeats the above-described imaging characteristics (both rotational symmetry and anisotropy) of the projection optical system PL at intervals of time Δt, and sequentially updates the values in the memory.

【0138】ここで、上記の所定量の減衰とは、具体的
には例えば90%とか80%まで減衰することと定めて
も良く、あるいはウエハ1枚露光中に悪化する結像特性
の変化量を予め計算してその変化量だけ減衰することと
定めても良い。後者のウエハ1枚露光中に悪化する結像
特性の変化量は照射量センサの出力、ウエハ1枚のショ
ット数、以前のウエハWの反射率、照明光吸収による結
像特性計算式などから計算で求めることが可能である。
Here, the above-mentioned predetermined amount of attenuation may specifically be defined as, for example, an attenuation of 90% or 80%, or an amount of change in the imaging characteristics that deteriorates during exposure of a single wafer. May be calculated in advance and attenuated by the amount of change. The latter change in the imaging characteristics, which deteriorates during single wafer exposure, is calculated from the output of the irradiation amount sensor, the number of shots per wafer, the reflectance of the previous wafer W, the imaging characteristic calculation formula by absorption of illumination light, etc. Can be obtained by

【0139】このようにして、露光中断中に投影光学系
PLが露光を再開できるレベルまで自然冷却されると、
ステップ110の判断が肯定され、ステップ114以降
の処理・判断が再開される。
In this way, when the projection optical system PL is naturally cooled to a level at which exposure can be resumed during the interruption of exposure,
The determination at step 110 is affirmed, and the processing and determination after step 114 are restarted.

【0140】そして、予定の所定枚数(M枚)のウエハ
Wに対する露光が終了し、ステップ130の判断が肯定
されると、ステップ132に進んで第2プロセッサに対
して計測終了を指示した後、本ルーチンの一連の処理を
終了する。第2プロセッサでは、上記の計測終了の指示
を受け、結像特性の計測動作を停止する。
If the predetermined number (M) of wafers W have been exposed, and the determination in step 130 is affirmative, the flow advances to step 132 to instruct the second processor to terminate the measurement. A series of processes of this routine is ended. The second processor receives the instruction to terminate the measurement and stops the operation of measuring the imaging characteristics.

【0141】以上説明したように、本第2の実施形態に
よると、主制御装置21では露光処理中に異方性結像特
性変化を監視し、その変化量が所定のしきい値(許容
値)を超えた場合に、露光動作を中断し、その露光中断
中も上記の異方性結像特性変化を監視し続けその変化量
が所定値まで減衰したことを確認した時点で直ちに露光
を再開するようになっている。このため、異方性結像特
性の変化に起因して露光不良が発生するのを確実に防止
することができるとともに、露光を再開できるレベルに
まで投影光学系PLが自然冷却されると直ちに露光を再
開するのでスループットの悪化を最小限に食い止めるこ
とができるという効果がある。
As described above, according to the second embodiment, the main controller 21 monitors changes in the anisotropic imaging characteristics during the exposure processing, and the amount of the change is determined by the predetermined threshold (allowable value). ), The exposure operation is interrupted, and during the interruption of the exposure, the above-described change in the anisotropic imaging characteristic is continuously monitored, and the exposure is immediately restarted when it is confirmed that the change amount has attenuated to a predetermined value. It is supposed to. For this reason, it is possible to reliably prevent the occurrence of exposure failure due to a change in the anisotropic imaging characteristic, and to perform the exposure immediately after the projection optical system PL is naturally cooled to a level at which the exposure can be resumed. Is resumed, so that there is an effect that deterioration of the throughput can be minimized.

【0142】これまでの説明から明らかなように、上記
第1、第2の実施形態では、レチクルAF12、ウエハ
AF19、Zステージ17、主制御装置21及びウエハ
駆動装置42によってフォーカス補正装置が構成され、
また、主制御装置21によって結像特性監視装置が実現
される。
As is clear from the above description, in the first and second embodiments, the reticle AF 12, the wafer AF 19, the Z stage 17, the main control device 21, and the wafer driving device 42 constitute a focus correction device. ,
In addition, the main control device 21 implements an imaging characteristic monitoring device.

【0143】なお、上記第2の実施形態では、主制御装
置21が第1プロセッサと第2プロセッサとを含んで構
成される場合について説明したが、主制御装置を構成す
るマイクロコンピュータ又はワークステーションによる
マルチタスク処理、あるいは時分割処理にて、上記第1
プロセッサと第2プロセッサの機能を、その管理下にあ
るステージコントローラ、露光コントローラ、レンズコ
ントローラ等を用いて実現するようにしても良いことは
勿論である。
In the second embodiment, the case where the main control device 21 is configured to include the first processor and the second processor has been described, but the microcomputer or the workstation constituting the main control device is used. In multi-task processing or time division processing, the first
Of course, the functions of the processor and the second processor may be realized by using a stage controller, an exposure controller, a lens controller, and the like under the control of the processor and the second processor.

【0144】また、上記第2の実施形態では、前述した
第1の実施形態と同様の装置構成を用い、従って投影光
学系PLも初期調整において走査方向と非走査方向とで
結像特性が異なるように設定された投影光学系を用いる
場合について説明したが、これは、かかる投影光学系を
用いると、前述した異方性結像特性の変化の許容値に至
るまでの時間を長くすることができる、すなわち同一量
の照明光を吸収した場合の異方性結像特性の変化が小さ
くなる点を考慮してこのようにしたものである。しかし
ながら、本発明がこれに限定されることはない。すなわ
ち、異方性結像特性が全く調整されていない投影光学
系、あるいは初期調整でなく、事後的に異方性結像特性
が調整された投影光学系等、如何なる投影光学系を用い
る場合であっても、本発明に係る結像特性監視装置を備
えた走査型露光装置は、上記第2の実施形態と同等の効
果を奏する。
In the second embodiment, the same device configuration as that in the first embodiment is used. Therefore, the projection optical system PL also has different imaging characteristics between the scanning direction and the non-scanning direction in the initial adjustment. The case where the projection optical system set as described above is used has been described. However, when such a projection optical system is used, it is possible to lengthen the time until the above-described allowable value of the change of the anisotropic imaging characteristic is reached. This is done in consideration of the fact that the change is possible, that is, the change in the anisotropic imaging characteristic when the same amount of illumination light is absorbed is reduced. However, the present invention is not limited to this. That is, when any projection optical system is used, such as a projection optical system in which the anisotropic imaging characteristic is not adjusted at all, or a projection optical system in which the anisotropic imaging characteristic is adjusted ex post rather than the initial adjustment. Even so, the scanning type exposure apparatus provided with the imaging characteristic monitoring device according to the present invention has the same effect as the second embodiment.

【0145】なお、上記ステップ110に代えて、投影
光学系PLが露光を再開できるレベルまで自然冷却され
たか否かを判断するためのステップとして、一定時間経
過するのを待つステップを設けても良い。
Note that, instead of step 110, a step of waiting for a predetermined time to elapse may be provided as a step for determining whether or not the projection optical system PL has been naturally cooled to a level at which exposure can be resumed. .

【0146】また、上記ステップ108、110の判断
ステップを、上記ステップ102の前に移動しても良
い。かかる場合には、ウエハ交換時間と結像特性変化の
減衰時間とをオーバーラップさせることができるので、
スループットの悪化をより小さくすることが可能であ
る。
Further, the judging steps of steps 108 and 110 may be moved before step 102. In such a case, the wafer exchange time and the decay time of the imaging characteristic change can be overlapped.
It is possible to make the deterioration of the throughput smaller.

【0147】さらに、上記実施形態では、ウエハ1枚の
露光が終了する度毎に、露光を中断するか否かの判断を
する場合について説明したが、本発明がこれに限定され
ないことは勿論であり、ウエハ数枚毎、1又は複数ロッ
ト毎、あるいは数ショットの露光の度毎等、任意の時間
間隔で露光を中断するか否かの判断をしても良い。
Further, in the above-described embodiment, a case has been described in which whether or not the exposure is interrupted is determined each time the exposure of one wafer is completed. However, the present invention is not limited to this. Alternatively, it may be determined whether or not the exposure should be interrupted at an arbitrary time interval, such as every several wafers, one or a plurality of lots, or every several shots.

【0148】なお、本発明に係る走査型露光装置は、上
記第1の実施形態で説明したように、投影光学系の異方
性結像特性の劣化を抑制することにより、露光精度を向
上させ、あるいは上記第2の実施形態で説明したよう
に、投影光学系の照明光の吸収に起因する異方性結像特
性の劣化による露光不良の発生を確実に防止することが
できるように、該装置を構成する各構成要素が電気的、
機械的又は光学的に連結されて組み上げられる。
The scanning exposure apparatus according to the present invention improves the exposure accuracy by suppressing the deterioration of the anisotropic imaging characteristic of the projection optical system as described in the first embodiment. Alternatively, as described in the second embodiment, the exposure optical system is designed to reliably prevent the occurrence of exposure failure due to the deterioration of the anisotropic imaging characteristic caused by the absorption of the illumination light of the projection optical system. Each component of the device is electrical,
They are assembled mechanically or optically.

【0149】[0149]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1〜7に記
載の各発明によれば、照明光の吸収に起因する異方性結
像特性の劣化を抑制することができる投影レンズを提供
することができる。
As described above, according to the first to seventh aspects of the present invention, there is provided a projection lens capable of suppressing the deterioration of the anisotropic imaging characteristic due to the absorption of illumination light. can do.

【0150】また、請求項8、9、15に記載の各発明
によれば、投影光学系の照明光吸収により異方性結像特
性の変化を抑制して露光精度を向上させることが可能な
走査型露光装置を提供するができる。
Further, according to each of the eighth, ninth and fifteenth aspects, it is possible to suppress the change in the anisotropic imaging characteristic by absorbing the illumination light of the projection optical system and improve the exposure accuracy. A scanning exposure apparatus can be provided.

【0151】さらに、請求項10〜15に記載の各発明
によれば、投影光学系の照明光の吸収に起因する異方性
結像特性の劣化による露光不良の発生を確実に防止する
ことができるという従来にない優れた走査型露光装置を
提供することができる。
Further, according to each of the tenth to fifteenth aspects, it is possible to reliably prevent the occurrence of defective exposure due to the deterioration of the anisotropic imaging characteristic due to the absorption of the illumination light of the projection optical system. It is possible to provide an unprecedented excellent scanning exposure apparatus that can be used.

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

【図1】一実施形態に係る走査型露光装置の概略構成を
説明する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a scanning exposure apparatus according to an embodiment.

【図2】図1の結像特性補正機構の構成を説明する部分
断面図である。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view illustrating a configuration of an imaging characteristic correction mechanism of FIG.

【図3】投影光学系PL’の異方性ディストーションの
一例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an anisotropic distortion of a projection optical system PL ′.

【図4】図3の異方性ディストーションを各軸上のポイ
ントでプロットした図である。
FIG. 4 is a diagram in which the anisotropic distortion of FIG. 3 is plotted at points on each axis.

【図5】図3の異方性ディストーションを結像特性補正
機構により補正した後の状態を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a state after the anisotropic distortion of FIG. 3 has been corrected by an imaging characteristic correction mechanism.

【図6】図5の異方性ディストーションを各軸上のポイ
ントでプロットした図である。
6 is a diagram in which the anisotropic distortion of FIG. 5 is plotted at points on each axis.

【図7】投影光学系PLの結像特性の初期調整を説明す
るために、照明光吸収前・後の異方性ディストーション
を示す図である((A)、(B))。
FIGS. 7A and 7B are diagrams showing anisotropic distortion before and after absorption of illumination light to explain the initial adjustment of the imaging characteristics of the projection optical system PL ((A), (B)).

【図8】図7(A)、(B)に対応する異方性ディスト
ーションを、各軸上のポイントでプロットした図であ
る。
FIG. 8 is a diagram in which anisotropic distortions corresponding to FIGS. 7A and 7B are plotted at points on each axis.

【図9】投影光学系PLの異方性フォーカスの初期調整
を説明するための図である。
FIG. 9 is a diagram for describing initial adjustment of anisotropic focus of the projection optical system PL.

【図10】第2の実施形態の走査型露光装置における所
定枚数のウエハに対するレチクルパターンの転写の際の
主制御装置内第1プロセッサの制御アルゴリズムを示す
フローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart showing a control algorithm of a first processor in a main controller when transferring a reticle pattern to a predetermined number of wafers in the scanning exposure apparatus according to the second embodiment.

【図11】走査型露光装置に用いられる投影光学系P
L’を光軸方向から見た図である。
FIG. 11 shows a projection optical system P used in a scanning exposure apparatus.
FIG. 4 is a view of L ′ as viewed from the optical axis direction.

【図12】図11の投影光学系PL’の温度分布を示す
図である。
12 is a diagram showing a temperature distribution of the projection optical system PL ′ of FIG.

【図13】図12のA−A線断面図である。FIG. 13 is a sectional view taken along line AA of FIG.

【図14】図12のBーB線断面図である。FIG. 14 is a sectional view taken along line BB of FIG. 12;

【図15】レチクルR上の照明領域IARの中心に配置
された、HパターンとVパターンとから成る複合パター
ンを示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a composite pattern composed of an H pattern and a V pattern disposed at the center of an illumination area IAR on a reticle R.

【図16】Vパターンの投影の様子を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a state of projection of a V pattern.

【図17】Hパターンの投影の様子を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing a state of projection of an H pattern.

【図18】投影光学系PL’でセンターアスが発生した
状態を示す図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating a state in which center astigmatism has occurred in the projection optical system PL ′.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12(12a,12b) レチクルAF(フォーカス補
正装置の一部) 14 結像特性補正機構(結像特性補正装置の一部) 15 レンズコントローラ(結像特性補正装置の一部) 17 Zステージ(フォーカス補正装置の一部) 19(19a,19b) ウエハAF(フォーカス補正
装置の一部) 21 主制御装置(フォーカス補正装置の一部、結像特
性監視装置) 42 ウエハ駆動装置(フォーカス補正装置の一部) 100 走査型露光装置 R レチクル(第1物体、マスク) W ウエハ(第2物体、基板) PL 投影光学系(投影レンズ) AX 光軸 IL 照明光
12 (12a, 12b) Reticle AF (part of focus correction device) 14 Imaging characteristic correction mechanism (part of imaging characteristic correction device) 15 Lens controller (part of imaging characteristic correction device) 17 Z stage (focus) 19 (19a, 19b) Wafer AF (part of focus correction device) 21 Main controller (part of focus correction device, imaging characteristic monitoring device) 42 Wafer driving device (one part of focus correction device) Part) 100 scanning exposure apparatus R reticle (first object, mask) W wafer (second object, substrate) PL projection optical system (projection lens) AX optical axis IL illumination light

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1物体の像を第2物体に投影する投影
レンズであって、 その光軸に直交する第1方向と前記光軸及び前記第1方
向に直交する第2方向とで結像特性が異なるように初期
調整されたことを特徴とする投影レンズ。
1. A projection lens for projecting an image of a first object onto a second object, comprising a first direction orthogonal to the optical axis and a second direction orthogonal to the optical axis and the first direction. A projection lens, which has been initially adjusted to have different image characteristics.
【請求項2】 所定形状の照明光で照射されたときにそ
の照明光の吸収により生じる変動を考慮して前記第1方
向と第2方向の結像特性が初期調整されたことを特徴と
する請求項1に記載の投影レンズ。
2. The imaging characteristics in the first and second directions are initially adjusted in consideration of fluctuations caused by absorption of illumination light when irradiated with illumination light of a predetermined shape. The projection lens according to claim 1.
【請求項3】 前記第1方向と第2方向の結像特性の初
期調整は、前記照明光吸収により生ずる前記第1方向と
第2方向の結像特性の変化量の半分だけキャンセルする
ように、各々所望の結像特性に対してずらすことによっ
て行われることを特徴とする請求項2に記載の投影レン
ズ。
3. An initial adjustment of the imaging characteristics in the first direction and the second direction is performed so as to cancel only half of a change amount of the imaging characteristics in the first direction and the second direction caused by absorption of the illumination light. 3. The projection lens according to claim 2, wherein the projection lens is shifted by a desired imaging characteristic.
【請求項4】 前記初期調整の対象となる結像特性が前
記第1方向を長辺とする長方形ディストーションである
ことを特徴とする請求請2又は3に記載の投影レンズ。
4. The projection lens according to claim 2, wherein the imaging characteristic to be subjected to the initial adjustment is a rectangular distortion having a long side in the first direction.
【請求項5】 前記長方形ディストーションの初期調整
は、前記第1方向に比べて前記第2方向の倍率を所望の
倍率から大きくずらすことによって行われることを特徴
とする請求項4に記載の投影レンズ。
5. The projection lens according to claim 4, wherein the initial adjustment of the rectangular distortion is performed by greatly shifting a magnification in the second direction from a desired magnification as compared with the first direction. .
【請求項6】 前記初期調整の対象となる結像特性が光
軸中心の前記第1方向と第2方向についての結像位置の
ずれであることを特徴とする請求項2又は3に記載の投
影レンズ。
6. The imaging characteristic according to claim 2, wherein the imaging characteristic to be subjected to the initial adjustment is a deviation of an imaging position in the first direction and the second direction with respect to the center of an optical axis. Projection lens.
【請求項7】 前記光軸中心の前記第1方向と第2方向
についての結像位置のずれの初期調整は、前記第1方向
の周期パターンの結像面と前記第2方向の周期パターン
の結像面との所定の一方を他方より投影光学系に近い方
にずらすことにより行われることを特徴とする請求項6
に記載の投影レンズ。
7. An initial adjustment of a shift of an imaging position between the optical axis center in the first direction and the second direction in the first direction and the second direction is performed by adjusting an imaging plane of the periodic pattern in the first direction and a periodic pattern in the second direction. 7. The method according to claim 6, wherein one of the predetermined position and the image forming plane is shifted to a position closer to the projection optical system than the other.
The projection lens according to claim 1.
【請求項8】 マスクと基板とを同期移動しつつ前記マ
スクを所定形状の照明光で照明して、前記パターンを投
影光学系を介して前記基板上に転写する走査型露光装置
であって、 前記第2方向を前記同期移動方向として、前記投影光学
系として請求項1〜7のいずれか一項に記載の投影レン
ズを装備したことを特徴とする走査型露光装置。
8. A scanning exposure apparatus that illuminates the mask with illumination light of a predetermined shape while synchronously moving the mask and the substrate, and transfers the pattern onto the substrate via a projection optical system. A scanning type exposure apparatus comprising the projection lens according to any one of claims 1 to 7 as the projection optical system, wherein the second direction is the synchronous movement direction.
【請求項9】 マスクと基板とを所定の走査方向に同期
して相対走査しつつ前記マスクを所定形状の照明光で照
明して、前記パターンを投影光学系を介して前記基板上
に転写する走査型露光装置であって、 前記投影光学系が、前記走査方向とこれに直交する非走
査方向とで異なる結像特性を有し、 前記投影光学系の前記非走査方向と前記走査方向につい
ての結像位置のずれを考慮して、前記基板を位置決めす
ることにより前記投影光学系の結像面と前記基板との前
記投影光学系の光軸方向の位置関係を調整するフォーカ
ス補正装置を備えることを特徴とする走査型露光装置。
9. The mask is illuminated with illumination light of a predetermined shape while relatively scanning the mask and the substrate in synchronization with a predetermined scanning direction, and the pattern is transferred onto the substrate via a projection optical system. A scanning exposure apparatus, wherein the projection optical system has different imaging characteristics in the scanning direction and a non-scanning direction orthogonal to the scanning direction, and the projection optical system A focus correction device is provided that adjusts the positional relationship between the imaging plane of the projection optical system and the substrate in the optical axis direction of the projection optical system by positioning the substrate in consideration of the shift of the imaging position. A scanning exposure apparatus.
【請求項10】 前記投影光学系の前記照明光の吸収に
よる異方性の結像特性の変化を監視し、この変化量が所
定のしきい値に達した時点で露光動作を中断する結像特
性監視装置を更に備えることを特徴とする請求項9に記
載の走査型露光装置。
10. An image forming apparatus which monitors a change in anisotropic imaging characteristic due to absorption of the illumination light by the projection optical system, and interrupts an exposure operation when the amount of change reaches a predetermined threshold value. The scanning exposure apparatus according to claim 9, further comprising a characteristic monitoring device.
【請求項11】 マスクと基板とを所定の走査方向に同
期して相対走査しつつ前記マスクを所定形状の照明光で
照明して、前記パターンを投影光学系を介して前記基板
上に転写する走査型露光装置であって、 前記投影光学系の前記照明光の吸収による異方性の結像
特性の変化を監視し、この変化量が所定のしきい値に達
した時点で露光動作を中断する結像特性監視装置を備え
ることを特徴とする走査型露光装置。
11. The mask is illuminated with illumination light of a predetermined shape while relatively scanning the mask and the substrate in a predetermined scanning direction, and the pattern is transferred onto the substrate via a projection optical system. A scanning exposure apparatus, wherein a change in anisotropic imaging characteristics due to absorption of the illumination light by the projection optical system is monitored, and the exposure operation is interrupted when the change reaches a predetermined threshold value. A scanning type exposure apparatus, comprising:
【請求項12】 前記監視対象の前記異方性の結像特性
は、長方形ディストーション及び前記光軸中心の前記非
走査方向及び前記走査方向についての結像位置のずれの
少なくとも一方であることを特徴とする請求項10又は
11に記載の走査型露光装置。
12. The anisotropic imaging characteristic of the monitoring target is at least one of a rectangular distortion and a shift of an imaging position of the optical axis center in the non-scanning direction and the scanning direction. The scanning exposure apparatus according to claim 10 or 11, wherein:
【請求項13】 前記結像特性監視装置は、前記長方形
ディストーションの変化を前記非走査方向の倍率変化と
前記走査方向の倍率変化の差に基づいて監視し、前記光
軸中心の前記非走査方向及び前記走査方向についての結
像位置のずれを前記マスク上に形成された前記第非走査
方向の周期パターンの結像面と前記走査方向の周期パタ
ーンの結像面との差に基づいて監視することを特徴とす
る請求項12に記載の走査型露光装置。
13. The imaging characteristic monitoring device monitors a change in the rectangular distortion based on a difference between a change in magnification in the non-scanning direction and a change in magnification in the scanning direction. And monitoring the deviation of the imaging position in the scanning direction based on the difference between the imaging surface of the periodic pattern in the non-scanning direction formed on the mask and the imaging surface of the periodic pattern in the scanning direction. 13. The scanning exposure apparatus according to claim 12, wherein:
【請求項14】 前記結像特性監視装置は、前記露光動
作の中断後も、前記投影光学系の前記異方性結像特性の
変化を監視し続け、その結像特性が予め定めた基準まで
減衰したときに前記露光動作を再開することを特徴とす
る請求項10〜13のいずれか一項に記載の走査型露光
装置。
14. The image forming characteristic monitoring apparatus continues to monitor a change in the anisotropic image forming characteristic of the projection optical system even after the interruption of the exposure operation, and the image forming characteristic is monitored up to a predetermined reference. The scanning exposure apparatus according to any one of claims 10 to 13, wherein the exposure operation is restarted when the exposure is attenuated.
【請求項15】 前記投影光学系のフォーカス以外の回
転対称な結像特性の変化を補正する結像特性補正装置を
更に備えることを特徴とする請求項9に記載の走査型露
光装置。
15. The scanning type exposure apparatus according to claim 9, further comprising an image forming characteristic correcting device for correcting a change in a rotationally symmetric image forming characteristic other than the focus of the projection optical system.
JP10082625A 1998-03-13 1998-03-13 Projective lens and scanning exposure device Withdrawn JPH11258498A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10082625A JPH11258498A (en) 1998-03-13 1998-03-13 Projective lens and scanning exposure device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10082625A JPH11258498A (en) 1998-03-13 1998-03-13 Projective lens and scanning exposure device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11258498A true JPH11258498A (en) 1999-09-24

Family

ID=13779643

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10082625A Withdrawn JPH11258498A (en) 1998-03-13 1998-03-13 Projective lens and scanning exposure device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11258498A (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001343575A (en) * 2000-03-31 2001-12-14 Nikon Corp Optical element holding device, lens barrel, exposure device, and manufacturing method of microdevice
JP2002139663A (en) * 2000-08-02 2002-05-17 Nikon Corp Device designing/device producing system, device produced by system thereof and product manufactured by device thereof
US6888096B1 (en) 1999-09-28 2005-05-03 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Laser drilling method and laser drilling device
WO2006025408A1 (en) * 2004-08-31 2006-03-09 Nikon Corporation Exposure apparatus and device manufacturing method
JP2007103882A (en) * 2005-10-07 2007-04-19 Canon Inc Exposure device and manufacturing method of device utilizing it
JP2009004632A (en) * 2007-06-22 2009-01-08 Canon Inc Exposure apparatus and device manufacturing method
US7941232B2 (en) 2004-06-29 2011-05-10 Nikon Corporation Control method, control system, and program
JP2014007262A (en) * 2012-06-22 2014-01-16 Canon Inc Exposure device, exposure method and manufacturing method of goods

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6888096B1 (en) 1999-09-28 2005-05-03 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Laser drilling method and laser drilling device
JP2001343575A (en) * 2000-03-31 2001-12-14 Nikon Corp Optical element holding device, lens barrel, exposure device, and manufacturing method of microdevice
JP2002139663A (en) * 2000-08-02 2002-05-17 Nikon Corp Device designing/device producing system, device produced by system thereof and product manufactured by device thereof
US7941232B2 (en) 2004-06-29 2011-05-10 Nikon Corporation Control method, control system, and program
WO2006025408A1 (en) * 2004-08-31 2006-03-09 Nikon Corporation Exposure apparatus and device manufacturing method
JPWO2006025408A1 (en) * 2004-08-31 2008-05-08 株式会社ニコン Exposure apparatus and device manufacturing method
JP5266641B2 (en) * 2004-08-31 2013-08-21 株式会社ニコン Exposure apparatus and device manufacturing method
JP2007103882A (en) * 2005-10-07 2007-04-19 Canon Inc Exposure device and manufacturing method of device utilizing it
JP2009004632A (en) * 2007-06-22 2009-01-08 Canon Inc Exposure apparatus and device manufacturing method
JP2014007262A (en) * 2012-06-22 2014-01-16 Canon Inc Exposure device, exposure method and manufacturing method of goods
US9766548B2 (en) 2012-06-22 2017-09-19 Canon Kabushiki Kaisha Exposure apparatus, exposure method, and method of manufacturing article

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4345098B2 (en) Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
US6765647B1 (en) Exposure method and device
US6699630B2 (en) Method and apparatus for exposure, and device manufacturing method
US6710850B2 (en) Exposure apparatus and exposure method
US7751028B2 (en) Exposure apparatus and method
JPH11162832A (en) Scan aligning method and scan aligner
US6416913B1 (en) Scanning exposure method accounting for thermal transformation of mask
JP2004072076A (en) Exposure device, stage unit and method for manufacturing device
US20030197848A1 (en) Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
US20070064212A1 (en) Projection exposure apparatus and stage unit, and exposure method
JP2001274080A (en) Scanning projection aligner and positioning method thereof
JP2005311020A (en) Exposure method and method of manufacturing device
US20060209280A1 (en) Immersion exposure apparatus, immersion exposure method, and device manufacturing method
US6641981B1 (en) Exposure method, exposure apparatus, and device manufacturing method
WO1999031716A1 (en) Aligner, exposure method and method of manufacturing device
JPH10284408A (en) Exposure method
JP2004063847A (en) Aligner, exposure method, and stage device
JPH11258498A (en) Projective lens and scanning exposure device
JP2002170754A (en) Exposure system, method of detecting optical characteristic, and exposure method
WO2005117075A1 (en) Correcting method, predicting method, exposuring method, reflectance correcting method, reflectance measuring method, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP4147574B2 (en) Wavefront aberration measurement method, projection optical system adjustment method and exposure method, and exposure apparatus manufacturing method
JP4078683B2 (en) Projection exposure apparatus, projection exposure method, and scanning exposure method
JPH1050600A (en) Method and device for projection exposure
JP4759930B2 (en) Exposure apparatus and device manufacturing method
JP2002139406A (en) Mask for measuring optical characteristic, method of measuring optical characteristic and production method of exposer

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050310

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050414

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20070111