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KR20190036585A - Illumination Optical System, Exposure Apparatus And Device Fabrication Method - Google Patents

Illumination Optical System, Exposure Apparatus And Device Fabrication Method Download PDF

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KR20190036585A
KR20190036585A KR1020170125626A KR20170125626A KR20190036585A KR 20190036585 A KR20190036585 A KR 20190036585A KR 1020170125626 A KR1020170125626 A KR 1020170125626A KR 20170125626 A KR20170125626 A KR 20170125626A KR 20190036585 A KR20190036585 A KR 20190036585A
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area
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원홍익
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주식회사 지디텍
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Abstract

The present invention provides an illumination optical system for illuminating a surface to be illuminated with light from a light source. The system comprises: a plurality of illumination systems for forming a predetermined illumination area with light from the light source; an optical system for holding a reflection surface for reflecting a light flux from the illumination system for each of the plurality of illumination systems; and a light shielding unit for shielding predetermined light components in a compound illumination area formed by light from the optical system and shaping a shape of the compound illumination area. The light fluxes from the plurality of illumination systems are reflected by the reflection surface so as to connect each illumination area, thereby forming one continuous compound illumination area on the surface to be illuminated.

Description

조명광학계 노광장치 및 그 제조방법{Illumination Optical System, Exposure Apparatus And Device Fabrication Method}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an illumination optical system exposure apparatus and a manufacturing method thereof,

본 발명은 조명광학계, 노광장치 및 <1> 디바이스 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an illumination optical system, an exposure apparatus, and a device manufacturing method.

포토리소그래피 기술을 이용해서 반도체 소자나 액정 패널 등의 디바이스를 제조할 때에, 투영 노광장치가 종래부터 사용되어 왔다. 투영 노광장치는 회로 패턴이 형성된 레티클(마스크)을 조명하는 조명광학계와, 레티클의 패턴을 웨이퍼 등의 기판에 투영하는 투영광학계를 포함하고, 레티클의 패턴을 기판에 전사한다.BACKGROUND ART [0002] A projection exposure apparatus has been conventionally used when a device such as a semiconductor element or a liquid crystal panel is manufactured by using a photolithography technique. The projection exposure apparatus includes an illumination optical system for illuminating a reticle (mask) on which a circuit pattern is formed, and a projection optical system for projecting the pattern of the reticle onto a substrate such as a wafer, and transfers the pattern of the reticle onto the substrate.

조명광학계나 투영광학계 등의 광학계는, 일반적으로, 해당 광학계의 광축으로부터 등거리로 떨어진 점끼리, 즉, 동일한 상 높이에서의 점끼리 설계의 관점으로부터 동일한 광학 특성을 나타낸다고 하는 특징을 지닌다.Optical systems such as an illumination optical system and a projection optical system generally have the feature that the points at the same distance from the optical axis of the optical system, that is, the points at the same image height, exhibit the same optical characteristics from the viewpoint of design.

이러한 특징을 2개의 동심원 미러계(오목 거울 및 볼록 거울)에 적용하고, 축외의 환형상 결상영역(유효 상 영역)을 이용해서 레티클의 패턴을 웨이퍼에 투영하는 투영광학계를 포함하는 노광장치가 일본국 공개 특허 소 60-232552호 공보에 제안되어 있다.An exposure apparatus including a projection optical system that applies such a feature to two concentric mirror systems (concave mirrors and convex mirrors) and projects a pattern of the reticle onto a wafer using a ring-shaped imaging area outside the axis (effective image area) Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-232552.

도 18A 내지 도 18F는 일본국 공개 특허 소60-232552호 공보에 개시되어 있는 종래의 노광장치(1000)를 설명하기 위한 도면이다. 노광장치(1000)에 있어서, 투영광학계(1300)의 결상영역은, 도 18B에 나타낸 바와 같이, 광축(O)을 중심으로 해서 소정의 반경으로 형성되는 원호 형상의 영역(A)이다. 조명광학계(1200)는 투영광학계18A to 18F are views for explaining a conventional exposure apparatus 1000 disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 60-232552. In the exposure apparatus 1000, the image forming region of the projection optical system 1300 is an arcuate region A formed with a predetermined radius centering on the optical axis O, as shown in Fig. 18B. The illumination optical system 1200 includes a projection optical system

(1300)의 결상영역을 높은 조도로 조명하는 것이 필요하다.It is necessary to illuminate the imaging area of the imaging lens 1300 with high illuminance.

조명광학계(1200)에 있어서, 타원형 미러(1210)는 수은 램프(1100)에 의해 발사된 광속을 집광점에 집광시킨다.In the illumination optical system 1200, the elliptical mirror 1210 condenses the light beam emitted by the mercury lamp 1100 at the light-converging point.

이 집광점 근방에 배치된 옵티컬 인테그레이터(optical integrator)(1220)는, 제1콘덴서(condenser) 렌즈(1230)의 뒤쪽 초점면을 1차 피조명면(FIP)으로서 균일하게 조명(쾰러 조명)한다. 상기 1차 피조명면(FIP)을 통해 전파된 광속은 제2콘덴서 렌즈(1240)를 거쳐서 레티클을 조명한다.An optical integrator 1220 disposed in the vicinity of the condensing point uniformly illuminates the rear focal plane of the first condenser lens 1230 as the primary illuminated plane FIP )do. The light beam propagated through the primary illuminated surface (FIP) illuminates the reticle through the second condenser lens 1240.

단, 옵티컬 인테그레이터(1220)는 도 18C에 나타낸 바와 같이 광학굴절력을 지니는 원통형 렌즈 어레이를 포함한다. 또한, 이 광학굴절력은 도 18D 및 도 18E에 나타낸 바와 같이 두 직교 방향 간에 다르다. 따라서, 도 18F에 나타낸 바와 같이, 직사각형의 조명 영역(IA)이 1차 피조명면(FIP)에 형성된다. 1차 피조명면(FIP)의 바However, the optical integrator 1220 includes a cylindrical lens array having optical refractive power as shown in Fig. 18C. Further, this optical power differs between two orthogonal directions as shown in Figs. 18D and 18E. Thus, as shown in Fig. 18F, a rectangular illumination area IA is formed on the primary illuminated plane FIP. The bar of the primary illuminated surface (FIP)

로 아래에는 원호 형상의 개구부(OP)를 지닌 슬릿이 배치되어 있기 때문에, 이러한 슬릿의 개구부(OP)를 통과한 광속은, 제2콘덴서 렌즈(1240)를 거쳐서 레티클 위에 원호 형상의 조명 영역을 형성한다. 이 구성에 의해, 조명광학계(1200)는 투영광학계(1300)의 결상영역(원호 형상의 영역)만을 조명할 수 있다.The light flux passing through the opening OP of the slit forms an arc illumination area on the reticle via the second condenser lens 1240 do. With this configuration, the illumination optical system 1200 can illuminate only the imaging area (arcuate area) of the projection optical system 1300.

공교롭게도, 종래의 노광장치는, 도 18F에 나타낸 바와 같이, 직사각형의 조명 영역으로부터 추출된 원호 형상의 조명 영역을 이용하기 때문에, 직사각형의 조명 영역과 원호 형상의 조명 영역 간의 면적비에 비례해서 조명 효율이 저하되어 버린다. 그 결과, 노광 시의 적산 조도(노광량)가 저하하고, 노광장치에 있어서 중요한 파라미터의 1개로서 쓰루풋(throughput)(단위 시간당의 웨이퍼의 처리 매수)이 저하되어 버린다.Incidentally, since the conventional exposure apparatus uses an arc-shaped illumination area extracted from a rectangular illumination area as shown in Fig. 18F, the illumination efficiency is increased in proportion to the area ratio between the rectangular illumination area and the circular arc illumination area . As a result, the integrated illuminance (exposure amount) at the time of exposure is lowered, and the throughput (the number of wafers processed per unit time) is reduced as one of important parameters in the exposure apparatus.

본 발명은 조명 효율의 저하를 억제하면서 균일한 조도를 지니는 조명 영역(예를 들어, 원호 형상의 조명 영역)을 형성할 수 있는 조명광학계를 제공한다.The present invention provides an illumination optical system capable of forming an illumination region (for example, an arc-shaped illumination region) having a uniform illumination while suppressing a decrease in illumination efficiency.

본 발명의 제1측면에 의하면, 광원으로부터의 광으로 피조명면을 조명하는 조명광학계에 있어서, 상기 광원으로 부터의 광으로 소정의 조명 영역을 형성하는 복수개의 조명계; 상기 조명계로부터의 광속을 반사하는 반사면을 상기 복수개의 조명계의 각각에 대해서 지니는 광학계; 및 상기 광학계로부터의 광에 의해 형성되는 합성 조명 영역 내의 소정의 광 성분을 차광해서 상기 합성 조명 영역의 형상을 정형하는 차광 유닛을 포함하고, 각 조명 영역을 연결시키도록 상기 복수개의 조명계로부터의 광속을 상기 반사면에 의해 반사함으로써 1개의 연속한 합성 조명 영역을 상기 피조명면에 형성하는 것을 특징으로 하는 조명광학계가 제공된다.According to a first aspect of the present invention, there is provided an illumination optical system for illuminating a surface to be illuminated with light from a light source, the illumination optical system comprising: a plurality of illumination systems for forming a predetermined illumination area from light from the light source; An optical system for holding a reflecting surface for reflecting a light flux from the illumination system for each of the plurality of illumination systems; And a light shielding unit for shielding a predetermined light component in a composite illumination area formed by light from the optical system and shaping the shape of the composite illumination area, wherein a light flux from the plurality of illumination systems Is reflected by the reflecting surface to form one continuous synthetic illumination area on the surface to be illuminated.

본 발명의 제2측면에 의하면, 레티클과 기판을 주사하면서 상기 레티클의 패턴을 상기 기판에 전사하는 주사형의 노광장치에 있어서, 광원으로부터의 광으로 피조명면에 배치된 상기 레티클을 조명하는 상기 조명광학계와, 상기 레티클의 패턴의 상을 상기 기판에 투영하는 투영광학계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치가 제공된다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a scanning type exposure apparatus for transferring a pattern of a reticle onto a substrate while scanning the reticle and a substrate, comprising: An illumination optical system and a projection optical system for projecting an image of the pattern of the reticle onto the substrate.

본 발명의 제3측면에 의하면, 노광장치를 이용해서 기판을 노광하는 단계와, 노광된 상기 기판을 현상하는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법이 제공되며, 이때, 상기 노광장치는, 광원으로부터의 광으로 피조명면에 배치된 레티클을 조명하는 조명광학계와, 상기 레티클의 패턴의 상을 상기 기판에 투영하는 투영광학계를 포함하되, 상기 조명광학계는 상기 광원으로부터의 광으로 소정의 조명 영역을 형성하는 복수개의 조명계; 상기 조명계로부터의 광속을 반사하는 반사면을 상기 복수개의 조명계의 각각에 대해서 지니는 광학계; 및 상기 광학계로부터의 광에 의해 형성되는 합성 조명 영역 내의 소정의 광 성분을 차광해서 상기 합성 조명 영역의 형상을 정형하는 차광 유닛을 포함하고, 각 조명 영역을 연결시키도록 상기 복수개의 조명계로부터의 광속을 상기 반사면에 의해 반사함으로써 1개의 연속한 합성 조명 영역을 상기 피조명면에 형성하는 것을 특징으로 한다.According to a third aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method comprising: exposing a substrate using an exposure apparatus; and developing the exposed substrate, wherein the exposure apparatus includes: And a projection optical system for projecting an image of the pattern of the reticle onto the substrate, wherein the illumination optical system forms a predetermined illumination area with light from the light source A plurality of illumination systems; An optical system for holding a reflecting surface for reflecting a light flux from the illumination system for each of the plurality of illumination systems; And a light shielding unit for shielding a predetermined light component in a composite illumination area formed by light from the optical system and shaping the shape of the composite illumination area, wherein a light flux from the plurality of illumination systems Is reflected by the reflection surface to form one continuous synthetic illumination area on the illuminated surface.

본 발명의 추가의 특징은 첨부 도면을 참조한 이하의 예시적인 실시예의 설명으로부터 명백해질 것이다.Further features of the present invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings.

본 발명을 예시적인 실시예를 참조해서 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예시적인 실시예로 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다. 후술하는 특허청구범위의 범주는 이러한 변형과 등가의 구성 및 기능을 모두 망라하도록 최광의로 해석되어야 할 필요가 있다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to these exemplary embodiments. The scope of the following claims is to be construed as broadly as embracing all such modifications and equivalent structures and functions.

도 1은 본 발명의 일 측면에 의한 노광장치의 구성을 나타낸 개략도;
도 2는 도 1에 나타낸 노광장치의 조명광학계에 있어서 조명계에 의해 형성되는 직사각형의 조명 영역(x-z 단면을 따른)을 나타낸 도면;
도 3은 도 1에 나타낸 노광장치의 조명광학계에 있어서 조명계에 의해 형성되는 직사각형의 조명 영역(x-z 단면을 따른)을 나타낸 도면;
도 4는 도 1에 나타낸 노광장치의 조명광학계에 있어서 광학부재에 의해 형성되는 V자 형상의 합성 조명 영역을 나타낸 도면;
도 5는 도 4에 나타낸 합성 조명 영역과 차광 유닛(개구부)과의 관계를 나타낸 도면;
도 6은 도 1에 나타낸 노광장치의 조명광학계에 의해 레티클 위에 형성되는 원호 형상의 조명 영역을 나타낸 도면;
도 7은 도 1에 나타낸 노광장치의 조명광학계에 있어서 광학부재의 일례로서의 다하 미러를 나타낸 도면;
도 8은 도 7에 나타낸 다하 미러와 조명계에 의해 형성되는 조명 영역과의 관계를 나타낸 도면;
도 9는 도 7에 나타낸 다하 미러에 의해 형성되는 V자 형상의 합성 조명 영역을 나타낸 도면;
도 10은 도 1에 나타낸 노광장치의 조명광학계에 있어서 광학부재의 일례로서의 다하 프리즘을 나타낸 도면;
도 11은 본 발명의 다른 측면에 의한 노광장치의 구성을 나타낸 개략도;
도 12는 도 11에 나타낸 노광장치의 조명광학계에 있어서 조명계에 의해 형성되는 직사각형의 조명 영역(x-z 단면을 따른)을 나타낸 도면;
도 13은 도 11에 나타낸 노광장치의 조명광학계에 있어서 조명계에 의해 형성되는 직사각형의 조명 영역(x-z 단면을 따른)을 나타낸 도면;
도 14는 도 11에 나타낸 노광장치의 조명광학계에 있어서 광학부재에 의해 형성되는 제1합성 조명 영역을 나타낸 도면;
도 15는 도 11에 나타낸 노광장치의 조명광학계에 있어서 광학부재에 의해 형성되는 제2합성 조명 영역을 나타낸 도면;
도 16은 도 15에 나타낸 제2합성 조명 영역과 차광 유닛(개구부)과의 관계를 나타낸 도면;
도 17은 본 발명의 또 다른 측면에 의한 노광장치의 구성을 나타낸 개략도;
도 18A 내지 도 18F는 종래의 노광장치를 설명하기 위한 도면.
1 is a schematic view showing a configuration of an exposure apparatus according to an aspect of the present invention;
2 is a view showing a rectangular illumination area (along the xz cross section) formed by the illumination system in the illumination optical system of the exposure apparatus shown in Fig. 1; Fig.
3 is a view showing a rectangular illumination area (along the xz cross section) formed by the illumination system in the illumination optical system of the exposure apparatus shown in Fig. 1; Fig.
4 is a view showing a V-shaped synthetic illumination area formed by an optical member in the illumination optical system of the exposure apparatus shown in Fig. 1; Fig.
5 is a view showing the relationship between the combined illumination area and the light shielding unit (opening) shown in Fig. 4; Fig.
Fig. 6 is a view showing an arc-shaped illumination area formed on the reticle by the illumination optical system of the exposure apparatus shown in Fig. 1; Fig.
FIG. 7 is a view showing a multiple mirror mirror as an example of an optical member in the illumination optical system of the exposure apparatus shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 8 is a view showing a relationship between the multi-mirror mirror shown in FIG. 7 and an illumination area formed by the illumination system;
9 is a view showing a V-shaped composite illumination area formed by the multi-mirror mirror shown in Fig. 7;
10 is a view showing a multi-lower prism as an example of an optical member in the illumination optical system of the exposure apparatus shown in Fig. 1; Fig.
11 is a schematic view showing a configuration of an exposure apparatus according to another aspect of the present invention;
12 is a view showing a rectangular illumination area (along the xz cross section) formed by the illumination system in the illumination optical system of the exposure apparatus shown in Fig. 11;
13 is a view showing a rectangular illumination region (along the xz cross section) formed by the illumination system in the illumination optical system of the exposure apparatus shown in Fig. 11;
14 is a view showing a first synthetic illumination area formed by an optical member in the illumination optical system of the exposure apparatus shown in Fig. 11;
15 is a view showing a second combined illumination area formed by the optical member in the illumination optical system of the exposure apparatus shown in Fig. 11;
FIG. 16 is a view showing the relationship between the second combined illumination area shown in FIG. 15 and the light shielding unit (opening); FIG.
17 is a schematic view showing a configuration of an exposure apparatus according to another aspect of the present invention;
18A to 18F are views for explaining a conventional exposure apparatus.

이하, 첨부 도면을 참조해서, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 설명한다. 한편, 각 도면에 있어서, 동일한 부재에 대해서는 동일한 참조 번호를 붙이고, 중복하는 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same members are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations are omitted.

도 1은 본 발명의 일 측면에 의한 노광장치(1)의 구성을 나타낸 개략도이다. 노광장치(1)는 스텝 앤드 스캔(step & scan) 방식으로 레티클(30)의 패턴을 웨이퍼(50)에 전사하는 주사형 투영 노광장치(스캐너(scanner))이다.1 is a schematic view showing a configuration of an exposure apparatus 1 according to an aspect of the present invention. The exposure apparatus 1 is a scanning projection exposure apparatus (scanner) that transfers the pattern of the reticle 30 onto the wafer 50 in a step & scan manner.

노광장치(1)는 광원(10A) 및 (10B); 조명광학계(20); 레티클(30)을 탑재하는 레티클 스테이지(도시 생략); 투영광학계(40); 및 웨이퍼(50)를 탑재하는 웨이퍼 스페이지(도시 생략)를 포함한다. 단, 광원(10A) 및 (10B)은 별도로 설치되어 있어도 된다.The exposure apparatus 1 includes light sources 10A and 10B; An illumination optical system 20; A reticle stage (not shown) for mounting the reticle 30; A projection optical system 40; And a wafer page (not shown) on which the wafer 50 is mounted. However, the light sources 10A and 10B may be provided separately.

광원(10A) 및 (10B)은 각각, 예를 들어, 파장 약 193㎚의 ArF 엑시머 레이저나 파장 약 248㎚의 KrF 엑시머 레이저 등의 엑시머 레이저이다. 단, 광원(10A) 및 (10B)은 각각 엑시머 레이저로 한정되지 않고, 파장 약 157㎚의 F2 레이저, 또는 수은 램프나 크세논 램프(xenon lamp) 등의 램프를 사용해도 된다.Each of the light sources 10A and 10B is an excimer laser such as an ArF excimer laser with a wavelength of about 193 nm or a KrF excimer laser with a wavelength of about 248 nm, for example. However, the light sources 10A and 10B are not limited to the excimer laser, and a F2 laser with a wavelength of about 157 nm or a lamp such as a mercury lamp or a xenon lamp may be used.

조명광학계(20)는 광원(10A) 및 (10B)으로부터의 광속으로 레티클(30)을 조명하고, 본 실시형태에서는 소정의 피조명면(예를 들면, 레티클면)에 균일한 조명 영역(조도 분포)을 형성한다. 조명광학계(20)는 복수개의 조명계(210A) 및 (210B); 광학부재(220); 콘덴서계(230); 차광 유닛(240); 및 결상광학계(250)를 포함한다.The illumination optical system 20 illuminates the reticle 30 with the light beams from the light sources 10A and 10B and illuminates the reticle 30 on a predetermined illuminated surface (for example, a reticle surface) Distribution). The illumination optical system 20 includes a plurality of illumination systems 210A and 210B; An optical member 220; A condenser system 230; A light shielding unit 240; And an imaging optical system 250.

조명광학계(20)에 있어서, 광원(10A)에 의해 발사된 광속(조명광)은 조명계(210A)를 거쳐서 균일한 조명 영역을 형성한다. 조명계(210A)는 당업계에 공지된 어떠한 형태라도 취할 수 있다. 조명계(210A)는 예를 들어 광원(10A)으로부터의 광속을 집광하는 타원형 미러, 옵티컬 인테그레이터 및 콘덴서 렌즈 등을 포함하고, 직사각형 형상의 균일한 조명 영역을 얻기 위한 광학적 배치를 지닌다. 마찬가지로, 광원(10B)에 의해 발사된 광속(조명광속)은, 조명계(210B)를 거쳐서 직사각형 형상의 균일한 조명 영역을 형성한다.In the illumination optical system 20, the light flux (illumination light) emitted by the light source 10A forms a uniform illumination region through the illumination system 210A. The illumination system 210A may take any form known in the art. The illumination system 210A includes, for example, an elliptical mirror for condensing the light flux from the light source 10A, an optical integrator, and a condenser lens, and has an optical arrangement for obtaining a rectangular illumination area uniform. Similarly, the light flux (illumination light flux) emitted by the light source 10B forms a uniform illumination area of a rectangular shape through the illumination system 210B.

조명계(210A) 및 (210B)로부터의 광속은, 조명계(210A) 및 (210B)에 의한 피조명면의 직전에 배치된 광학부재(220)에 의해 반사될 때 조명 영역 합성면(CP)에 집광한다. 조명 영역 합성면(CP)은, 광학부재(220)가 조명광학계(20)의 광로에 배치되어 있지 않을 때 조명계(210A) 및 (210B)에 의한 피조명면과 광학적으로 등가이다.The light beams from the illumination systems 210A and 210B are condensed on the illumination area composite surface CP when they are reflected by the optical member 220 disposed immediately before the illumination surface by the illumination systems 210A and 210B do. The illumination area composite surface CP is optically equivalent to the surface to be illuminated by the illumination systems 210A and 210B when the optical member 220 is not disposed in the optical path of the illumination optical system 20. [

또한, 광학부재(220)의 구성 및 작용에 대해서는 나중에 상세히 설명한다.The configuration and operation of the optical member 220 will be described later in detail.

조명 영역 합성면(CP)을 통해서 전파되고 있는 광은 확산해서 콘덴서계(230)에 입사하고, 콘덴서계(230)의 집광작용에 의해 재결상면(RIP)에 집광한다. 재결상면(RIP)의 근방에는, 본 실시형태에서는, 원호 형상의 개구부(242)를 지닌 차광 유닛(240)이 배치되어 있다. 차광 유닛(240)은 레티클(30)에 대해서 광학적으로 공액인 위치(본 실시형태에서는, 광학부재(220)와 레티클(30) 사이)에 배치되어 있다. 이 차광 유닛(240)은 광학부재The light propagating through the illumination area compound plane CP is diffused and enters the condenser system 230 and is condensed on the re-condensed surface RIP by the condensing action of the condenser system 230. In the vicinity of the reconstructed image surface RIP, a light shielding unit 240 having an arc-shaped opening 242 is disposed in this embodiment. The light shielding unit 240 is disposed at a position optically conjugate with respect to the reticle 30 (in this embodiment, between the optical member 220 and the reticle 30). The light-shielding unit 240 includes a light-

(220)(후술함)에 의해 형성되는 합성 조명 영역(CIA)의 소정의 광 성분을 차광해서 합성 조명 영역(CIA)의 형상을 조정한다.Shields predetermined light components of the composite illumination area CIA formed by the light source 220 (to be described later) and adjusts the shape of the composite illumination area CIA.

차광 유닛(240)(의 개구부(242))을 통과한 광속은 확산해서 결상광학계(250)에 입사하여, 결상광학계(250)의 집광 작용에 의해 레티클(30) 위에 결상한다.The light flux that has passed through the aperture 242 of the light shielding unit 240 is diffused and enters the imaging optical system 250 to be imaged on the reticle 30 by the focusing action of the imaging optical system 250.

여기서, 조명광학계(20)에 의해 형성되는 조명 영역에 대해서 설명한다. 도 2는 조명계(210A)에 의해 형성되는 직사각형의 조명 영역(IAL)(x-z 단면을 따른)을 나타낸 도면이다. 도 3은 조명계(210B)에 의해 형성되는 직사각형의 조명 영역(IAR)(x-z 단면을 따른)을 나타낸 도면이다. 단, 도 2 및 도 3은 광학부재(220)가 조명광학계(20)의 광로에 배치되어 있지 않은 경우에 형성되는 조명 영역(IAL) 및 (IAR)을 나타내고 있다. 도 2 및 도 3에 나타낸 조명 영역(IAL) 및 (IAR)은 광학부재(220)에 의해 합성(접속)되어, 조명 영역 합성면(CP)에, 도 4에 나타낸 바와 같이, V자 형상의 합성 조명 영역(CIA)을 형성한다. 도 4는 광학부재(220)에 의해 형성되는 V자 형상의 합성 조명 영역(CIA)을 나타낸 도면이다.Here, the illumination region formed by the illumination optical system 20 will be described. 2 is a view showing a rectangular illumination area IAL (along an x-z cross section) formed by the illumination system 210A. 3 is a view showing a rectangular illumination area IAR (along an x-z section) formed by the illumination system 210B. 2 and 3 show the illumination areas IAL and IAR formed when the optical member 220 is not disposed in the optical path of the illumination optical system 20. [ The illumination regions IAL and IAR shown in Figs. 2 and 3 are combined (connected) by the optical member 220 to form a V-shaped To form a composite illumination area (CIA). 4 is a view showing a V-shaped composite illumination area (CIA) formed by the optical member 220. Fig.

조명 영역 합성면(CP)에 형성된 V자 형상의 합성 조명 영역(CIA)은 콘덴서계(230)를 거쳐서 재결상면(RIP)에도 재현(형성)되지만, 도 5에 나타낸 바와 같이, 차광 유닛(240)(의 개구부(242))에 의해 부분적으로 추출된다.The V-shaped synthetic illumination area CIA formed on the illumination area composite surface CP is reproduced (formed) on the re-image plane RIP via the condenser system 230. However, as shown in Fig. 5, the light shielding unit 240 (The opening portion 242 of).

이 때문에, 레티클(30) 위에는, 결상광학계(250)를 거쳐서 도 6에 나타낸 바와 같이 차광 유닛(240)의 개구부(242)에 상당하는 원호 형상의 조명 영역(IAF)이 형성된다. 도 5는 합성 조명 영역(CIA)과 차광 유닛(240)(개구부(242))과의 관계를 나타낸 도면이다. 도 6은 조명광학계(20)에 의해 레티클(30) 위에 형성된 조명 영역6, an arc-shaped illumination area IAF corresponding to the opening 242 of the light-shielding unit 240 is formed on the reticle 30 via the imaging optical system 250. [ 5 is a diagram showing the relationship between the combined illumination area CIA and the light shielding unit 240 (opening 242). FIG. 6 shows an illumination region 20 formed on the reticle 30 by the illumination optical system 20,

(IAF)을 나타낸 도면이다.(IAF).

이와 같이 해서, 본 실시형태에 의한 조명광학계(20)는, V자 형상의 합성 조명 영역(CIA)으로부터 추출된 원호 형상의 조명 영역(IAF)을 사용한다. 이것에 의해, 직사각형의 조명 영역으로부터 원호 형상의 조명 영역을 추출하는 종래 기술(도 18 참조)에 비해서 조명 효율을 극적으로 향상시킬 수 있다. 또, 조명광학계(20)(조명계(210A), (210B) 및 광학부재(220))는, 차광 유닛(240)의 원호 형상 개구부(242)가 합성 조명 영역(CIA)에 내접하도록, V자 형상 합성 조명 영역(CIA)을 형성하는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 차광 유닛(240)에 의해 차광되는 합성 조명 영역(CIA)의 영역을 최소화할 수 있으므로, 조명 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.Thus, the illumination optical system 20 according to the present embodiment uses the arc-shaped illumination area IAF extracted from the V-shaped synthetic illumination area CIA. As a result, the illumination efficiency can be dramatically improved as compared with the conventional art (see FIG. 18) in which an arc-shaped illumination area is extracted from a rectangular illumination area. The illumination optical system 20 (the illumination system 210A, 210B and the optical member 220) is arranged so that the arcuate opening 242 of the light shielding unit 240 is inscribed in the composite illumination area CIA, It is preferable to form the shape composite illumination area (CIA). According to this, since the area of the combined illumination area (CIA) shielded by the light shielding unit 240 can be minimized, the illumination efficiency can be further improved.

그 다음에, 광학부재(220)에 대해서 상세하게 설명한다. 광학부재(220)는, 전술한 바와 같이, 조명계(210A), (210B)에 의해 각각 형성되는 직사각형의 조명 영역(IAL), (IAR)을 정밀하게 접속(합성)해서 V자 형상 조명 영역(IAF)을 형성한다.Next, the optical member 220 will be described in detail. The optical member 220 precisely connects (composites) the rectangular illumination regions IAL and IAR formed by the illumination systems 210A and 210B to form a V-shaped illumination region IAF).

광학부재(220)는, 복수개의 조명계로부터의 광속을 반사하는 복수개의 반사면을 지니고, 이러한 복수개의 반사면이 복수개의 조명계로부터의 광속에 의해 1개의 연속한 합성 조명 영역(CIA)을 피조명면에 형성하도록 배치되어 있다. The optical member 220 has a plurality of reflection surfaces for reflecting light fluxes from a plurality of illumination systems, and the plurality of reflection surfaces are illuminated by a light flux from a plurality of illumination systems, one continuous synthetic illumination area (CIA) As shown in Fig.

구체적으로는, 광학부재(220)로서는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 조명계(210A), (210B)로부터의 광속을 각각 반사하는 미러(222A), (224A)가 서로 직교(수직)하도록 구성된 다하 미러(Dach mirror)(220A)를 사용한다. 다하미러(220A)는, 그의 인접하는 반사면(본 실시형태에서는, 미러(222A) 및 (224A))이 서로 직교하도록 구성된 광학소자이다. 도 7은 광학부재(220)의 일례로서 기능하는 다하 미러(220A)를 나타낸 도면이다.7, mirrors 222A and 224A, which reflect light beams from the illumination systems 210A and 210B, respectively, are configured to be orthogonal (perpendicular) to each other, A mirror (Dach mirror) 220A is used. The doh mirror 220A is an optical element whose adjacent reflection surfaces (in this embodiment, the mirrors 222A and 224A) are configured to be orthogonal to each other. 7 is a view showing a multi-mirror 220A serving as an example of the optical member 220. As shown in Fig.

도 7을 참조하면, 조명계(210A)로부터 수속 광 성분(L1) 및 (L2)이 다하 미러(220A)에 입사하면, 이들 광 성분은 미러(222A)에 의해 반사될 때 집광점(P1) 및 (P2)에 집광된다. 마찬가지로, 조명계(210B)로부터 수속 광 성분(L3)이 다하 미러(220A)에 입사하면, 이 광 성분은 미러(224A)에 의해 반사될 때 집광점(P3)에 집광된다. 따라서, 이들 수속 광 성분(L1) 내지 (L3)은, 다하 미러(220A)를 거쳐서 조명광학계(20)의 광축 방향(z방향)으로 진행하여 조명광으로서 기여한다.7, when the convergent light components L1 and L2 from the illumination system 210A are incident on the doch mirror 220A, these light components are reflected by the mirror 222A at the light-converging point P1 and (P2). Similarly, when the convergent light component L3 from the illumination system 210B is incident on the diffracting mirror 220A, the light component is condensed on the light-converging point P3 when reflected by the mirror 224A. Therefore, these converged light components L1 to L3 travel in the optical axis direction (z direction) of the illumination optical system 20 via the multi-mirror 220A and contribute as illumination light.

또한, 미러(224A)의 유효영역 이외의 영역에 입사하는 수속 광 성분(L4)은 집광점(P4)에 집광한다. 단, 수속광 성분(L4)은, 미러(224A)에 입사하지 않기 때문에, 해당 수속 광이 조명광으로서 기여하는 z방향으로 진행되지 않고, 조명광으로서 기여하지 않는 y방향으로 진행된다.The convergent light component L4 incident on the region other than the effective region of the mirror 224A is condensed at the light-converging point P4. Since the converged light component L4 does not enter the mirror 224A, the converged light component L4 does not advance in the z direction contributing as illumination light but proceeds in the y direction that does not contribute as illumination light.

도 8은 다하 미러(220A)의 미러(224A)와 조명계(210B)에 의해 형성되는 조명 영역(IAR)과의 관계를 나타낸 도면이다. 도 8을 참조하면, 다하 미러(220A)에는, 조명계(210B)로부터의 광속이 입사하기 때문에, 미러(224A)에 의해서는, 미러(224A)에 대해서 경사진 직사각형의 조명 영역(IAR)이 형성된다. 단, 수속 광 성분(L4)과 같이, 미러(224A)(다하 미러(220A))에 의해 반사되지 않는 영역(α)의 광 성분은 조명 영역 합성면(CP)으로 인도되지 않는다. 즉, 직사각형의 조명 영역(IAR)은 다하 미러(220A)에 의해 사다리꼴 형상의 조명 영역으로 정형된다.8 is a diagram showing the relationship between the mirror 224A of the mirror portion 220A and the illumination region IAR formed by the illumination system 210B. 8, a light beam from the illumination system 210B is incident on the diffracting mirror 220A. Therefore, a rectangular illumination area IAR inclined with respect to the mirror 224A is formed by the mirror 224A do. However, as in the convergent light component L4, the light component of the area? That is not reflected by the mirror 224A (mirror mirror 220A) is not guided to the illumination area composite surface CP. That is, the rectangular illumination area IAR is shaped into a trapezoidal illumination area by the mirrors 220A.

이러한 다하 미러(220A)의 정형 작용에 의해, 조명계(210A), (210B)에 의해 각각 형성되는 직사각형의 조명 영역(IAL), (IAR)이 접속(합성)되어, 도 9에 나타낸 바와 같이, V자 형상의 합성 조명 영역(CIA)을 형성한다.The rectangular illumination regions IAL and IAR formed by the illumination systems 210A and 210B are connected (synthesized) by the shaping action of the doh mirror 220A, and as shown in Fig. 9, Thereby forming a V-shaped composite illumination area (CIA).

단, 도 9에서는, 합성 조명 영역(CIA)을 이해하기 쉽게 하기 위해서, 조명 영역(IAL), (IAR)을 분리된 상태로 나타내었지만, 이들은 엄밀하게는 실제로 접속되어 있다. 즉, 조명 영역(IAL), (IAR)은 1개의 경계선(BL)에서 접속된다. 따라서, 조명계(210A) 및 (210B)가 균일한 조도를 지니는 조명 영역(IAL) 및 (IAR)을 형성하는 한, 이들 영역을 접속(합성)함으로써 형성된 합성 조명 영역(CIA)은, 원리적으로는, 경계선(BL)을 포함시켜서 균일한 조도를 지닌다. 도 9는 다하 미러(220A)에 의해 형성되는 V자 형상의 합성 조명 영역(CIA)을 나타낸 도면이다.However, in FIG. 9, the illumination areas IAL and IAR are shown separately in order to facilitate understanding of the composite illumination area CIA, but these are strictly connected. That is, the illumination regions IAL and IAR are connected at one boundary line BL. Therefore, as long as the illumination systems 210A and 210B form the illumination areas IAL and IAR having uniform illuminance, the synthetic illumination area CIA formed by connecting (combining) these areas is, in principle, Including the boundary line BL, has a uniform illuminance. 9 is a view showing a V-shaped synthetic illumination area (CIA) formed by the Dahla mirror 220A.

또한, 다하 미러(220A)의 미러(222A), (224A) 사이의 접합부가 갈라지거나 부서진 경우, 합성 조명 영역(CIA)에 조도 불균일이 생길 경우도 있다. 이러한 경우에는, 결상광학계(250)의 수차에 의해 조도 불균일을 조정(보정)하는 것이 가능하다. 상세하게는, 단지 결상광학계(250)에 비점수차를 발생시키는 것이 필요하다. 비점수In addition, when the joints between the mirrors 222A, 224A of the multiple mirror mirror 220A are cracked or broken, unevenness may occur in the composite illumination area CIA. In this case, it is possible to adjust (correct) the unevenness of illumination by the aberration of the imaging optical system 250. In detail, it is necessary to generate astigmatism only in the imaging optical system 250. [ Scorecard

차는 포커스(focus) 상태를 변화시킴으로써 하나의 방향으로만 광속을 발산시킬 수 있다. 따라서, 도 9에 있어서, y방향으로만 광속이 발산하는 것 같은 비점수차(경계선(BL)에 직교하는 방향의 비점수차)가 결상광학계(250)에 발생되는 한, y방향과 직교하는 방향(x방향)에는 광속을 발산시키는 일없이 경계선(BL)에서 발생하는A difference in the focus state of the vehicle can cause the beam to diverge only in one direction. Therefore, as long as the astigmatism (astigmatism in the direction orthogonal to the boundary line BL) in which the luminous flux diverges only in the y direction is generated in the imaging optical system 250 in Fig. 9, x direction), it is possible to prevent the light flux from being emitted from the boundary line BL

조도 불균일을 조정할 수 있다. 비점수차를 발생시키기 위해서는, 예를 들어, 원통형 렌즈를 이용해도 되고, 또는, 결상광학계(250)의 조정 시, 경계선(BL)에 직교하는 방향의 비점수차만의 조정을 생략해도 된다.The unevenness of illumination can be adjusted. In order to generate the astigmatism, for example, a cylindrical lens may be used, or adjustment of only the astigmatism in the direction orthogonal to the boundary line BL may be omitted when the imaging optical system 250 is adjusted.

또한, 광학부재(220)는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 입사광을 반사하는 반사면을 형성하는 내면(222Ba) 및 (224Ba)을 각각 지니는 2개의 반사형 프리즘(222B) 및 (224B)을 포함하는 다하 프리즘(220B)을 사용해도 된다.10, the optical member 220 includes two reflection type prisms 222B and 224B each having an inner surface 222Ba and an inner surface 222Ba forming a reflection surface for reflecting incident light The prism 220B may be used.

반사형 프리즘(222B) 및 (224B)은 각각 예를 들어 전반사형 프리즘이나 아미시 프리즘(Amici prism)일 수 있다.Each of the reflective prisms 222B and 224B may be, for example, a total reflection prism or an Amici prism.

또, 2개의 반사형 프리즘(222B) 및 (224B)은, 각각의 내면(222Ba) 및 (224Ba)이 입사 광속의 주광선에 대해서 거의 45°의 각도를 형성하도록, 또한, 각각의 내면(222B) 및 (224Ba)이 서로 직교하도록 배치되어 있다. 도 10은 광학부재(220)의 일례로서의 다하 프리즘(220B)을 나타낸 도면이다.The two reflection type prisms 222B and 224B are formed such that the inner surfaces 222Ba and 224Ba form angles of approximately 45 degrees with respect to the principal ray of the incident light beam, And 224Ba are orthogonal to each other. 10 is a view showing the multi-lower prism 220B as an example of the optical member 220. Fig.

다하 프리즘(220B)에 있어서, 조명계(210A)로부터의 광속은 반사형 프리즘(222B)에 의해 전반사될 때 조명 영역 합성면(CP)에 집광된다. 마찬가지로, 조명계(210B)로부터의 광속은 반사형 프리즘(224B)에 의해 전반사될 때 조명 영역 합성면(CP)에 집광된다. 이와 같이 해서, 다하 프리즘(220B)은 전반사를 이용하고 있기 때문에, 수속 광 성분이 광각으로 입사하지 않으면 광학 코팅은 불필요하다. 이것에 의해, 100%에 가까운 반사율을 얻는 것이 가능해진다. 또한, 다하 프리즘(220B)은 광학 코팅을 필요로 하지 않기 때문에, 조명광에 대한 집광 효율이 높고, 문제로 되는 발열에 대하여 내성을 지니므로, 그의 열화가 방지된다고 하는 이점이 있다. 또, 다하 프리즘(220B)은 광학 코팅으로 피복해서 이용해도 되는 것은 말할 필요도 없다.In the diffraction prism 220B, the light flux from the illumination system 210A is condensed on the illumination area composite surface CP when it is totally reflected by the reflective prism 222B. Similarly, the light flux from the illumination system 210B is condensed on the illumination area composite surface CP when it is totally reflected by the reflective prism 224B. In this manner, since the multi-prism 220B uses total internal reflection, optical coating is unnecessary unless the convergent light component is incident at a wide angle. As a result, a reflectance close to 100% can be obtained. Further, since the multi-lower prism 220B does not require optical coating, the light-condensing efficiency with respect to the illumination light is high, and the multi-prism 220B has resistance against the heat generation in question, and therefore its deterioration is advantageously prevented. It is needless to say that the multi-prism 220B may be coated with an optical coating.

도 1에 있어서는, 2개의 조명계(210A) 및 (210B)와 1개의 광학부재(220)에 의해 V자 형상 합성 조명 영역(CIA)을 형성하고, 그로부터 원호 형상의 조명 영역(IAF)을 추출함으로써 조명 효율을 향상시킨다. 그러나, 도 11에 나타낸 바와 같이, 3개의 조명계(210A) 내지 (210C)와 2개의 광학부재(220), (220')에 의해 U자 형상 합성 조명 영역(CIA)을 형성하고, 그로부터 원호 형상의 조명 영역(IAF)을 추출해도 된다. 이와 같이 해서, 복수개의 조명계 및 복수개의 광학부재에 의해 필요로 하는 조명 영역의 형상에 가까운 형상(본 실시형태에서는, 원호 형상에 가까운 형상)을 지닌 합성 조명 영역을 형성함으로써 조명 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 도 11은 본 발명의 다른 측면에 의한 노광장치(1)의 구성을 나타낸 개략도이다.1, a V-shaped synthetic illumination area CIA is formed by two illumination systems 210A and 210B and one optical member 220 and an arc illumination area IAF is extracted therefrom Thereby improving illumination efficiency. However, as shown in Fig. 11, a U-shaped synthetic illumination area CIA is formed by three illumination systems 210A to 210C and two optical members 220 and 220 ' The illumination area IAF of the illumination area IAF may be extracted. In this way, a combined illumination area having a shape close to the shape of the illumination area (a shape close to the arc shape in this embodiment) required by a plurality of illumination systems and a plurality of optical members is formed to further improve illumination efficiency . 11 is a schematic view showing the configuration of an exposure apparatus 1 according to another aspect of the present invention.

도 11에 나타낸 노광장치(1)의 조명광학계(20)에 의해 형성되는 조명 영역에 대해서 설명한다. 도 12는 조명계(210A)에 의해 형성되는 직사각형의 조명 영역(IAL)(x-z 단면을 따른)을 나타낸 도면이다. 도 13은 조명계(210B)에 의해 형성되는 직사각형의 조명 영역(IAC)(x-z 단면을 따른)을 나타낸 도면이다. 도 12 및 도 13에 각각 나타낸 조명 영역(IAL) 및 (IAC)은 광학부재(220)에 의해 접속(합성)된다. 이 조작에 의해, 제1조명 영역 합성면(CP1)에 도 14에 나타낸 바와 같은 제1합성 조명 영역(CIA1)이 형성된다. 도 14는 광학부재(220)에 의해 형성되는 제1합성 조명 영역(CIA1)을 나타낸 도면이다.An illumination region formed by the illumination optical system 20 of the exposure apparatus 1 shown in Fig. 11 will be described. 12 is a view showing a rectangular illumination area IAL (along an x-z cross section) formed by the illumination system 210A. 13 is a diagram showing a rectangular illumination area IAC (along an x-z cross section) formed by the illumination system 210B. The illumination regions IAL and IAC shown in Figs. 12 and 13 are connected (synthesized) by the optical member 220, respectively. By this operation, the first combined illumination area CIA1 as shown in Fig. 14 is formed on the first illumination area composite surface CP1. 14 is a view showing a first composite illumination area CIA1 formed by the optical member 220. Fig.

제1조명 영역 합성면(CP1)에 형성된 제1합성 조명 영역(CIA1)의 광은 콘덴서계(230)를 거쳐서 광학부재(220')에 의해 반사되어, 제2조명 영역 합성면(CP2)에 상을 형성한다. 또한, 광학부재(220')는 조명계(210C)에 의해 형성되는 직사각형의 조명 영역(IAR)(도 3 참조)의 광을 반사하여 제2조명 영역 합성면(CP2)에 해당 광의 상을 형성한다. 따라서, 광학부재(220')는, 제2조명 영역 합성면(CP2)에 제1합성 조명 영역(CIA1)(조명 영역(IAL) 및 (IAC))과 직사각형의 조명 영역(IAR)을 접속(합성)하여, 도 15에 나타낸 바와 같이, U자 형상의 제2합성 조명 영역(CIA2)을 형성한다. 광학부재(220) 및 (220')는, 전술한 바와 같이, 조명 영역(IAL), (IAC) 및 (IAR)을 정밀하게(정확하게) 접속하기 때문에, 이들은 조명 영역(IAL), (IAC) 및 (IAR) 간의 접속부에서 어떠한 조도 불균일도 없는 균일한 조도를 지닌 제2합성 조명 영역(CIA2)을 형성한다. 여기서, 도 15는 광학부재(220')에 의해 형성되는 제2합성 조명 영역(CIA2)을 나타낸 도면이다.The light of the first synthetic illumination area CIA1 formed on the first illumination area synthetic surface CP1 is reflected by the optical member 220 'through the condenser system 230 and is reflected on the second illumination area synthetic surface CP2 To form an image. The optical member 220 'reflects light of a rectangular illumination area IAR (see FIG. 3) formed by the illumination system 210C and forms an image of the light on the second illumination area composite surface CP2 . Therefore, the optical member 220 'is formed by connecting the first composite illumination area CIA1 (illumination areas IAL and IAC) and rectangular illumination area IAR to the second illumination area composite surface CP2 Synthesized) to form a U-shaped second composite illumination area CIA2 as shown in Fig. Since the optical members 220 and 220 'precisely (accurately) connect the illumination areas IAL, IAC and IAR as described above, they are arranged in the illumination areas IAL, IAC, And the second composite illumination area CIA2 having a uniform illumination without any unevenness in illumination at the connection part between the first composite illumination area and the second composite illumination area IAR. Here, FIG. 15 is a diagram showing a second combined illumination area CIA2 formed by the optical member 220 '.

제2조명 영역 합성면(CP2)에 형성된 U자 형상의 제2합성 조명 영역(CIA2)은 콘덴서계(230)를 거쳐서 재결상면(RIP)에도 재현(형성)되지만, 도 16에 나타낸 바와 같이, 차광 유닛(240)(의 개구부(242))에 의해 부분적으로 추출된다. 따라서, 레티클(30) 위에는, 결상광학계(250)를 거쳐서 차광 유닛(240)의 개구부(242)에 상당하는 원호 형상의 조명 영역이 형성된다. 도 16은 제2합성 조명 영역(CIA2)과 차광 유닛(240)(개구부(242))과의 관계를 나타낸 도면이다.Shaped second synthetic illumination area CIA2 formed on the second illumination area composite surface CP2 is also reproduced (formed) on the re-image surface RIP through the condenser system 230. However, as shown in Fig. 16, Is partially extracted by (opening 242 of) the light shielding unit 240. [ Thus, on the reticle 30, an arc-shaped illumination area corresponding to the aperture 242 of the light shielding unit 240 is formed via the imaging optical system 250. [ 16 is a diagram showing the relationship between the second combined illumination area CIA2 and the light shielding unit 240 (opening 242).

또한, 도 11에 있어서, 조명계(210A) 내지 (210C)에 의해 형성되는 3개의 직사각형의 조명 영역(IAL), (IAC) 및 (IAR)은 2개의 광학부재(220) 및 (220')를 이용해서 접속(합성)되어 있다. 그러나, 도 17에 나타낸 바와 같이, 조명계(210A) 내지 (210C)로부터의 광속을 반사하는 3개의 반사면이 서로 직교하도록 구성된 1개의 광학부재(220")를 이용해서 조명 영역(IAL), (IAC) 및 (IAR)을 접속(합성)할 수 있다. 이것에 의해, 조명광학계(20)의 구성이 현저하게 간소화되고, 또한, 높은 조명 효율을 얻을 수 있게 된다. 도 17은 본 발명의 또 다른 측면에 의한 노광장치(1)의 구성을 나타낸 개략도이다.11, the three rectangular illumination areas IAL, IAC, and IAR formed by the illumination systems 210A to 210C include two optical members 220 and 220 ' (Synthesized). 17, by using one optical member 220 " configured to orthogonally cross the three reflection surfaces for reflecting the light flux from the illumination systems 210A to 210C, the illumination areas IAL, &lt; RTI ID = IAC) and IAR can be connected (synthesized) to the illumination optical system 20. This makes it possible to remarkably simplify the structure of the illumination optical system 20 and obtain high illumination efficiency. 1 is a schematic view showing a configuration of an exposure apparatus 1 according to another aspect.

도 1을 재차 참조하면, 레티클(30)은 회로 패턴을 지니고, 레티클 스테이지(도시 생략)에 의해 지지 및 구동된다. 레티클(30)에 의해 발생된 회절광은 투영광학계(40)를 거쳐서 웨이퍼(50)에 투영된다. 노광장치(1)는 스캐너이므로, 레티클(30)과 웨이퍼(50)를 주사함으로써, 레티클(30)의 패턴을 웨이퍼(50)에 전사한다.Referring again to Figure 1, the reticle 30 has a circuit pattern and is supported and driven by a reticle stage (not shown). The diffracted light generated by the reticle 30 is projected onto the wafer 50 via the projection optical system 40. Since the exposure apparatus 1 is a scanner, the pattern of the reticle 30 is transferred to the wafer 50 by scanning the reticle 30 and the wafer 50. [

투영광학계(40)는 레티클(30)의 패턴을 웨이퍼(50)에 투영한다. 투영광학계(40)는 굴절계, 반사 굴절계 혹은 반사계일 수 있다.The projection optical system 40 projects the pattern of the reticle 30 onto the wafer 50. The projection optical system 40 may be a refractometer, a reflective refractometer, or a reflectometer.

웨이퍼(50)는 레티클(30)의 패턴이 투영(전사)되는 기판이며, 웨이퍼 스테이지(도시 생략)에 의해 지지 및 구동된다. 그러나, 웨이퍼(50) 대신에 유리판이나 그 밖의 기판을 이용할 수도 있다. 웨이퍼(50)에는 레지스트가 도포되어 있다.The wafer 50 is a substrate onto which the pattern of the reticle 30 is projected (transferred), and is supported and driven by a wafer stage (not shown). However, instead of the wafer 50, a glass plate or other substrate may be used. The wafer 50 is coated with a resist.

노광 시, 광원(10A), (10B)에 의해 발사된 광은 조명광학계(20)에 의해 레티클(30)을 조명한다. 레티클(30)의 패턴의 정보를 지니고 있는 광은 투영광학계(40)에 의해 웨이퍼(50) 위에 상을 형성한다. 노광장치(1)에 사용되는 조명광학계(20)는, 전술한 바와 같이, 조명 효율의 저하를 억제하면서 균일한 조도를 지니는 조명 영역(예를 들어, 직사각형의 조명 영역)을 형성할 수 있다. 따라서, 노광장치(1)는 높은 쓰루풋으로 경제성 양호한 고품위의 디바이스(예를 들어, 반도체 소자, LCD 소자, 촬상 소자(CCD 등), 박막 자기 헤드 등)를 제공할 수 있다.In the exposure, the light emitted by the light sources 10A, 10B illuminates the reticle 30 by the illumination optical system 20. The light having the information of the pattern of the reticle 30 forms an image on the wafer 50 by the projection optical system 40. [ As described above, the illumination optical system 20 used in the exposure apparatus 1 can form an illumination region (for example, a rectangular illumination region) having a uniform illumination while suppressing a decrease in illumination efficiency. Therefore, the exposure apparatus 1 can provide a high-quality device (for example, a semiconductor element, an LCD element, an imaging element (CCD, etc.), a thin film magnetic head, etc.) with high throughput with high throughput.

다음에, 노광장치(1)를 이용한 디바이스(예를 들어, 반도체 IC 소자 또는 <44> 액정 표시 소자)의 제조방법을 설명한다. 디바이스는 노광장치(1)를 사용해서, 감광제가 도포된 기판(예를 들어, 웨이퍼 또는 유리 기판)을 노광하는 단계와, 그 기판(감광제)을 현상하는 단계와, 다른 공지의 단계에 의해서 제조된다. 이러한 디바이스 제조방법은 종래 기술에 의해 제조된 것보다 고품위의 디바이스를 제조할 수 있다. 이와 같이 해서, 노광장치(1)를 사용하는 디바이스 제조방법 및 그 결과 얻어진 디바이스도 본 발명의 일 측면을 구성한다.Next, a method for manufacturing a device (for example, a semiconductor IC element or a liquid crystal display element) using the exposure apparatus 1 will be described. The device can be manufactured by the steps of exposing a substrate (e.g., a wafer or a glass substrate) coated with a photosensitizer by using the exposure apparatus 1, developing the substrate (photosensitive agent) do. Such a device manufacturing method can produce a device of higher quality than that manufactured by the prior art. Thus, the device manufacturing method using the exposure apparatus 1 and the resulting device constitute one aspect of the present invention.

이상, 본 발명을 예시적인 실시예를 참조해서 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예시적인 실시예로 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다. 후술하는 특허청구범위의 범주는 이러한 변형과 등가의 구성 및 기능을 모두 망라하도록 최광의로 해석되어야 할 필요가 있다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to these exemplary embodiments. The scope of the following claims is to be construed as broadly as embracing all such modifications and equivalent structures and functions.

1: 노광장치 10A, 10B: 광원
20: 조명광학계 30: 레티클
40: 투영광학계 50: 웨이퍼
210A, 210B: 조명계 220: 광학부재
230: 콘덴서계 240: 차광 유닛
250: 결상광학계
1: Exposure device 10A, 10B: Light source
20: illumination optical system 30: reticle
40: projection optical system 50: wafer
210A, 210B: illumination system 220: optical member
230: condenser system 240: shading unit
250: imaging optical system

Claims (8)

광원으로부터의 광으로 피조명면을 조명하는 조명광학계에 있어서,
상기 광원으로부터의 광으로 소정의 조명 영역을 형성하는 복수개의 조명계;
상기 조명계로부터의 광속을 반사하는 반사면을 상기 복수개의 조명계의 각각에 대해서 지니는 광학계; 및
상기 광학계로부터의 광에 의해 형성되는 합성 조명 영역 내의 소정의 광 성분을 차광해서 상기 합성 조명 영역의 형상을 정형하는 차광 유닛을 포함하고,
각 조명 영역을 연결시키도록 상기 복수개의 조명계로부터의 광속을 상기 반사면에 의해 반사함으로써 1개의 연속한 합성 조명 영역을 상기 피조명면에 형성하는 것을 특징으로 하는 조명광학계.
An illumination optical system for illuminating a surface to be illuminated with light from a light source,
A plurality of illumination systems for forming a predetermined illumination area from the light from the light source;
An optical system for holding a reflecting surface for reflecting a light flux from the illumination system for each of the plurality of illumination systems; And
And a light shielding unit for shielding a predetermined light component in a composite illumination area formed by light from the optical system and shaping the shape of the composite illumination area,
And a light flux from the plurality of illumination systems is reflected by the reflection surface so as to connect the respective illumination regions, thereby forming one continuous synthetic illumination region on the illumination surface.
제1항에 있어서, 상기 광학계는 상기 복수개의 반사면 중 인접하는 반사면이 서로 직교하도록 구성된 다하 미러(Dach mirror)를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명광학계.The illumination optical system according to claim 1, wherein the optical system includes a Dach mirror configured such that adjacent ones of the plurality of reflection surfaces are orthogonal to each other. 제1항에 있어서, 상기 광학계는 상기 복수개의 반사면 중 1개의 반사면을 형성하도록 구성된 내면을 각각 지니는 2개의 반사형 프리즘을 포함하고,
상기 2개의 반사형 프리즘은, 상기 내면이 입사 광속의 주광선에 대해서 실질적으로 45°의 각도를 각각 형성하도록 또한 서로 직교하도록, 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 조명광학계.
The optical system according to claim 1, wherein the optical system includes two reflective prisms each having an inner surface configured to form one of the plurality of reflective surfaces,
Wherein the two reflection type prisms are arranged such that the inner surfaces thereof are orthogonal to each other so as to form an angle of substantially 45 DEG with respect to the principal ray of the incident light beam.
제1항에 있어서, 상기 합성 조명 영역은 V자 형상 또는 U자 형상인 것을 특징으로 하는 조명광학계.The illumination optical system according to claim 1, wherein the combined illumination area is a V-shaped or U-shaped. 제4항에 있어서, 상기 차광 유닛은 상기 V자 형상 또는 상기 U자 형상을 지닌 합성 조명 영역 내에 내접하는 원호 형상의 개구부를 지니는 것을 특징으로 하는 조명광학계.The illumination optical system according to claim 4, wherein the light shielding unit has an arc-shaped opening portion in contact with the V-shaped or U-shaped synthetic illumination area. 제1항에 있어서, 상기 차광 유닛을 통과한 광속의 상을 상기 피조명면에 형성하도록 구성된 결상광학계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 조명광학계.The illumination optical system according to claim 1, further comprising an imaging optical system configured to form an image of a light flux passing through the light shielding unit on the surface to be illuminated. 제6항에 있어서, 상기 결상광학계는, 상기 복수개의 조명계로부터 들어와 상기 합성 조명 영역에 입사하는 광속의 경계선에 직교하는 방향으로 비점수차를 지니는 것을 특징으로 하는 조명광학계.The illumination optical system according to claim 6, wherein the imaging optical system has an astigmatism in a direction orthogonal to a boundary line of a light beam entering from the plurality of illumination systems and entering the combined illumination area. 상기 광학계로부터의 광에 의해 형성되는 합성 조명 영역 내의 소정의 광 성분을 차광해서 상기 합성 조명 영역의 형상을 정형하는 차광 유닛을 포함하고,
각 조명 영역을 연결시키도록 상기 복수개의 조명계로부터의 광속을 상기 반사면에 의해 반사함으로써 1개의 연속한 합성 조명 영역을 상기 피조명면에 형성하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
And a light shielding unit for shielding a predetermined light component in a composite illumination area formed by light from the optical system and shaping the shape of the composite illumination area,
And the light fluxes from the plurality of illumination systems are reflected by the reflection surface so as to connect the respective illumination regions, thereby forming one continuous synthetic illumination region on the illumination surface.
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