JP2006253186A - 可変スリット装置、照明装置、露光装置、及びデバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 多数のアクチュエータを必要とすることなくブレードを駆動することができる可変スリット装置を提供する。
【解決手段】 スリット状の照明光ＥＬを形成するための可変スリット装置１００において、照明光の一方の長辺を規定するための複数のブレード１２を有する第１遮光部１０と、照明光ＥＬの他方の長辺を規定する第２遮光部とを有し、第１遮光部１０は、複数のブレード１２のそれぞれに連結された複数のロッド部１４と、複数のロッド部１４のそれぞれに任意に係合及び分離可能な複数の連結部３０と、複数のロッド部１４のうちの少なくとも一つのロッド部１４に、複数の連結部３０うちの少なくとも一つの連結部３０を係合させて、照明光ＥＬの光路と略直交する方向に移動させるロッド駆動部２０と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体素子等のデバイスを製造するフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置等に関する。

半導体素子、薄膜磁気ヘッド、液晶表示素子等のデバイスを製造するフォトリソグラフィ工程では、フォトマスクあるいはレチクルに形成されたパターンの像をフォトレジスト等の感光剤を塗布した基板上に転写させる露光装置が一般的に使用されている。この露光装置では、半導体メモリの大容量化やＣＰＵプロセッサの高速化・大集積化の進展とともに、基板上に形成されるレジストパターンの高集積化・微細化の要求が、年を追う毎に厳しくなってきている。その一方で、パターンの高集積化・微細化に伴い、露光条件のわずかな変化が不良率を上昇させ、歩留まりの低下を招いている。
このため、マスクを介して基板に照明光を照射する照明装置においては、照度むらに起因して基板に形成されるパターンの線幅が不均一となる不良を、積算露光量を均一化することにより防止している。特に、スリット状の照明光に対してマスクと基板とを相対的に走査して、マスクに形成されたパターンを基板上に投影転写する走査型露光装置においては、例えば、特開平１０−３４０８５４号公報に開示されるように、照明光のスリット幅を部分的に変化させて、照明光の照度を均一化させる可変スリット装置が提案されている。
特開平１０−３４０８５４号公報（第１図） 特開２０００−８２６５５号公報（第１図）

上述した技術では、スリット状の照明光の長辺方向に複数のブレードを並べ、各ブレードにアクチュエータを連結して、駆動することにより、照明光のスリット幅を部分的に変化させるようにしている。そして、照度むらに起因する露光むらを的確に解消させるためには、ブレードを数を多く配置し、スリット幅を変更できる箇所（長手方向における任意の位置）を増やして、照明光の形状を細かく制御することが望ましい。
しかしながら、ブレードの数が増大すると、その分だけアクチュエータの数が増え、アクチュエータの制御が複雑化するとともに、照明光の形状変化に要する時間が増大して、露光装置のスループットを低下させてしまうという問題がある。また、アクチュエータの数の増大に伴い、アクチュエータから発生する発熱量も増え、露光装置の光学系に悪影響を与えてしまうという問題がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、多数のアクチュエータを必要とすることなくブレードを駆動することができる可変スリット装置と、それを用いた照明装置、露光装置等を提供することを目的とする。

本発明に係る可変スリット装置等では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
第１の発明は、スリット状の照明光（ＥＬ）を形成するための可変スリット装置（１００）において、照明光の一方の長辺（Ｌ）を規定するための複数のブレード（１２）を有する第１遮光部（１０）と、照明光の他方の長辺を規定する第２遮光部（４０）とを有し、第１遮光部は、複数のブレードのそれぞれに連結された複数のロッド部（１４）と、複数のロッド部のそれぞれに任意に係合及び分離可能な複数の連結部（３０）と、複数のロッド部のうちの少なくとも一つのロッド部に、複数の連結部うちの少なくとも一つの連結部を係合させて、照明光の光路（ＡＸ）と略直交する方向に移動させるロッド駆動部（２０）と、を備えるようにした。
この発明によれば、ロッド駆動部により複数のロッド部を照明光に向けて移動させることができると共に、連結部をロッド部に係合及び分離させてロッド部の位置、すなわちブレードの位置を任意に規定することができるので、従来のように、多数のアクチュエータを必要とすることなく、すなわち、少ない動力により効率よく照明光の形状を変化させることができる。

また、複数のブレード（１２）が、照明光側先端部（１２ａ）の一部が照明光（ＥＬ）の光路と平行な方向に交互に重なるように配置されるものでは、複数のブレードのそれぞれの間から照明光が漏れることを容易かつ確実に防止することができる。
また、複数のブレード（１２）が、それぞれ低摩擦部材（１６）を介して密着するように配置されるものでは、複数のブレードを密着させて配置することが可能となるので、照明光の漏れを防止することができる。
例えば、連結部（３０）が、磁力により、または空気圧により駆動するものでは、駆動機構を簡単な構造とすることが可能となり、省スペース化を図ることができる。
また、ロッド部（１４）における連結部（３０）との係合位置は、照明光（ＥＬ）の光路と略交差する方向に関して、隣接するロッド部と連結部との係合位置とは異なる位置に設けられるものでは、隣接するロッド部における連結部の駆動機構同士の干渉を容易に回避することができる。
また、ロッド部（１４）のそれぞれを照明光（ＥＬ）の光路と略直交する方向における初期位置に戻すロッド戻し部（２０，３０）を備えるものでは、ロッドが一括に初期位置に戻されるので、即時にロッド部を照明光に向けて移動させる処理に移行できるので、照明光の形状を短時間に変化させることができる。
また、ロッド駆動部（２０）がロッド戻し部を兼ねるものでは、可変スリット装置を構成する部品点数を抑えることができる。

第２の発明は、スリット状の照明光（ＥＬ）を被照射物に照射する照明装置（１２１）において、照明光（ＥＬ）の形状を調整する装置として、第１の発明の可変スリット装置（１００）が用いられるようにした。
この発明によれば、従来のように、多数のアクチュエータを必要とすることなく、すなわち、少ない動力により効率よく照明光の形状を変化させることができるので、可変スリット装置の発熱が光学系に悪影響を与えることがなくなる。

第３の発明は、スリット状の照明光（ＥＬ）をマスク（Ｒ）を介して基板（Ｗ）に照射しつつ、マスク（Ｒ）と基板（Ｗ）とを照明光（ＥＬ）の長手方向と略直交する向に相対走査させることにより、マスク（Ｒ）に形成されたパターンを基板（Ｗ）に順次露光する露光装置（ＥＸ）において、マスク（Ｒ）に矩形の照明光（ＥＬ）を照射する照明装置（１２１）として、第２の発明に係る照明装置（１２１）を用いられるようにした。
この発明によれば、照度むらに起因する露光むらが補正されるので、露光むらによる線幅不良を防止することができる。

第４の発明は、リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、リソグラフィ工程において第３の発明の露光装置（ＥＸ）を用いられるようにした。
この発明によれば、微細なパターンを備えるデバイスを製造することができる。

本発明によれば以下の効果を得ることができる。
遮光部をすくない動力により駆動することができるので、発熱が少なく、エネルギー消費量を低減することができる。また、装置の大型化、複雑化を抑えることができ、メンテナンスの容易化、故障率の低下を図ることができる。
そして、スリット状の照明光に照度むらが発生した場合には、その照度に合わせて遮光部を駆動してスリット幅を変化させることにより、照度むらを適切に補正することができる。これにより、基板に形成する線幅を均一にすることができ、線幅不良の発生を低下させることができる。特に微細なパターンを形成する場合には、有効であり、歩留まりを向上させることができる。そして、微細なパターンを備えるデバイスを効率よく製造することができるので、半導体メモリの大容量化やＣＰＵプロセッサの高速化・高集積化を達成することができる。

以下、本発明の可変スリット装置等の実施形態について図を参照して説明する。
図１は、可変スリット装置１００を示す模式図（側面図）である。
図２は、可変スリット装置１００の一部拡大図であって、図２（ａ）は遮光部１０の上面図（図１の矢視Ｐ）、図２（ｂ）は遮光部１０のエッジ部の拡大図（図１の矢視Ｑ）、図２（ｃ）は連結部３０の上面図（図１の矢視Ｔ）である。
可変スリット装置１００は、不図示の整形光学系を通過して矩形上に整形された照明光ＥＬを所望の形状を有するスリット状の照明光ＥＬに形成すると共に、そのスリット幅Ｓを任意に変更するものである。可変スリット装置１００は、スリット状の照明光ＥＬの一方の長辺Ｌを規定するために、通過する照明光ＥＬの一部を遮光する遮光部１０と、遮光部１０を駆動するアクチュエータ部２０と、遮光部１０とアクチュエータ部２０を連結或いは分離する連結部３０と、を備える。
また、可変スリット装置１００は、スリット状の照明光ＥＬの他方の長辺Ｌを規定するために、通過する照明光ＥＬの一部を遮光する遮光板（第２遮光部）４０を備える。
すなわち、可変スリット装置１００は、アクチュエータ部２０と連結部３０とを駆動することによって、遮光部１０の先端の形状を任意に変化させて、通過する照明光ＥＬのスリット幅を部分的に変化させるものである。
なお、照明光ＥＬのスリット幅Ｓ方向をＹ_０方向とし、照明光ＥＬの長手方向をＸ_０方向とする。

遮光部１０は、複数のブレード１２を有し、これら複数のブレード１２は、互いに独立移動可能に構成される。複数のブレード１２は、スリット状の照明光ＥＬの一方の長辺Ｌを規定する直線状のエッジ部１２ａと、後述するロッド部１４が連結される後端１２ｂとを有する。
そして、図２（ａ）に示すように、複数のブレード１２は、照明光ＥＬの光軸ＡＸと直交する面内（Ｘ_０Ｙ_０平面）に、その面内において櫛歯状に隙間なく配置されている。また、それぞれのエッジ部１２ａは、光軸（光路）方向（Ｚ_０方向）の先端の厚みｔが約１０μｍ程度に形成される。その理由は、スリット状の照明光ＥＬを遮断する光軸方向の位置を正確に一致させるためである。更に、エッジ部１２ａは、図２（ｂ）に示すように、隣接するエッジ部１２ａと間から照明光ＥＬが漏れないようにするため、一つ置きのブレード１２のエッジ部１２ａの間に庇部１２ｃが配置される。庇部１２Ｃは、隣り合うエッジ部１２ａの下面（Ｚ_０方向）にそれぞれ対向し、かつ、Ｙ_０方向に照明光ＥＬの漏れを防ぐために必要な大きさを有する対向面を備えている。
なお、各ブレード１２は、照明光ＥＬにより温度が上昇するため、耐熱性を備えた素材、例えば、ステンレス等の金属により形成されると共に、隣接するブレード１２と接触しつつも滑動できるように表面処理が施される。

複数のブレード１２の後端１２ｂには、ロッド部１４の一端が連結され、−Ｙ_０方向に延びるように並べられる。そして、複数のロッド部１４は、その長さが隣接するロッド部１４とは異なるように複数の段階の長さに分類されるように形成される（図２（ａ）参照）。これは、後述する複数のリニアソレノイド３２を互いに干渉することなく配置させるためである。また、ロッド部１４の他端の上面には、連結部３０と係合する切欠部１５が形成される。
そして、複数のロッド部１４は、図１に示すように、ベース５の＋Ｙ_０方向の端部に形成されたロッド支持面５ａ上に、その軸方向（Ｙ_０方向）に円滑に滑動できるように載置される。また、隣接するロッド部１４との間には、低摩擦部材１６が配置され、ロッド部１４の摩耗等を防止している。

アクチュエータ部２０は、モータ２２、ボールネジ２４、リニアソレノイド支持板２６等を備える。
モータ２２は、ベース５の−Ｙ_０方向の端部にアダプタ６を介して固定され、その主力軸にカップリング２３を介してボールネジ２４のネジ軸２４ａが連結される。なお、モータ２２は不図示のエンコーダシステムを備え、回転位置情報を外部に設けた制御装置に出力可能となっている。そして、ボールネジ２４のナット２４ｂは、ベース５の上面５ｂ上に載置されたリニアソレノイド支持板２６の一端に設置される。これにより、モータ２２を駆動することにより、ボールネジ２４を介して、リニアソレノイド支持板２６をベース５上でＹ_０方向に移動可能となっており、更に、リニアソレノイド支持板２６のＹ_０方向の位置は、モータ２２のエンコーダシステムにより間接的に検出可能となっている。
そして、リニアソレノイド支持板２６上には、遮光部１０の各ロッド部１４と任意に係合して、連結或いは分離する連結部３０が載置される。したがって、リニアソレノイド支持板２６上の連結部３０を遮光部１０の各ロッド部１４のそれぞれと連結（係合）することにより、アクチュエータ部２０のモータ２２によるＹ_０方向の駆動力を遮光部１０に伝達することが可能となっている。なお、ロッド支持面５ａとロッド部１４との間にも、低摩擦部材１６を配置してもよい。

連結部３０は、複数のリニアソレノイド３２と係合キー３４とから構成される。リニアソレノイド３２及び係合キー３４は、ロッド部１４毎にそれぞれ一つずつ対応して配置される（図１参照）。
リニアソレノイド３２は、電気エネルギーを機械的な直線運動に変換させる電磁アクチュエータであり、上下方向（Ｚ_０方向）に突出した可動軸３３を上下方向に移動可能に構成される。そして、可動軸３３の先端３３ａは、係合キー３４の一端（突起部３６）に係合可能にＬ字状に形成される。なお、リニアソレノイド３２は、リニアソレノイド支持板２６上に、対応するロッド部１４の−Ｙ_０方向側に位置するように配置されるが、各ロッド部１４の長さが隣接するロッド部１４とは異なるように形成されているので、図２（ｃ）に示すように、隣接するリニアソレノイド３２同士が干渉しないように配置可能となっている。
係合キー３４は、リニアソレノイド３２とロッド部１４のそれぞれに係合する突起部３５、３６を有する円盤形の部材からなる。そして、係合キー３４は、リニアソレノイド支持板２６上にＸ_０方向に回転可能に設置される（図１参照）。
ロッド部１４側（＋Ｙ_０方向）に形成される突起部３５は、その先端３５ａがロッド部１４の切欠部１５に係合可能にＬ字状に形成される。一方、突起部３６は、リニアソレノイド３２側（−Ｙ_０方向）に形成される。
したがって、リニアソレノイド３２の可動軸３３を上下方向に移動させると、可動軸３３の先端３３ａが係合キー３４の突起部３６と係合して、係合キー３４を回転軸回りに回転させる。そして、係合キー３４の回転に伴い、突起部３５の先端３５ａが上下方向に移動して、ロッド部１４の切欠部１５に対して係合或いは離間するようになっている。なお、係合キー３４の回転軸には、不図示のバネ機構が内蔵されており、突起部３５の先端３５ａを下方向に付勢するようになっている。

以上の構成により、可変スリット装置１００は、遮光部１０の先端形状を任意の形状に変化させることが可能である。
すなわち、先ず、遮光部１０（各ロッド部１４）を初期位置（最も−Ｙ_０方向に移動した位置）に配置する。また、全てのリニアソレノイド３２の可動軸３３を上端に移動させて、係合キー３４をロッド部１４の切欠部１５と係合（連結）させる。
続いて、アクチュエータ部２０のモータ２２を駆動して、リニアソレノイド支持板２６を＋Ｙ_０方向に移動させる。これにより、連結部３０、ロッド部１４を介して全てのブレード１２が＋Ｙ_０方向に従動する。
そして、ブレード１２を＋Ｙ_０方向に移動させている際中に、所定のリニアソレノイド３２を所定のタイミングで駆動（可動軸３３を下端に移動）して、係合キー３４とロッド部１４との係合を解除する。分離したロッド部１４には、アクチュエータ部２０からの駆動力が伝達されないので、分離した位置で停止して、その位置を保持する。
このような動作を各ロッド部１４毎に行うことにより、各ブレード１２の先端位置を所定位置で停止して、遮光部１０の先端形状が任意の形状に変化させることができる。
例えば、モータ２２を一定角速度で回転させつつ、リニアソレノイド３２を並んでいる順に一定時間間隔で駆動して連結部３０の係合を解除すると、遮光部１０の先端形状を直線状（図４（ａ），（ｅ）参照）に規定することができる。
ロッド部１４との係合が解除された係合キー３４の突起部３５の先端部３５ａは、ロッド部１４の切欠部１５以外の表面上に付勢されている。

なお、遮光部１０の先端形状を初期状態に戻す場合には、アクチュエータ部２０のモータ２２を駆動して、リニアソレノイド支持板２６を−Ｙ_０方向に移動させると、順次、係合キー３４の突起部３５の先端部３５ａが不図示のバネ機構の付勢力によって、ロッド部１４の切欠部１５に係合（連結）するので、アクチュエータ部２０からの駆動力が各ロッド部１４に伝達されて、初期位置まで戻される。
以上のような動作を繰り返すことにより、可変スリット装置１００の遮光部１０の先端形状を任意の形状に順次変化させることができる。

次に、上述した可変スリット装置１００を照明装置及び露光装置に適用した実施形態について説明する。
図３は、露光照明系１２１及び露光装置ＥＸを示す模式図である。
露光装置ＥＸは、露光用照明光（露光光）ＥＬをレチクルＲに照射しつつ、レチクル（マスク）Ｒとウエハ（基板）Ｗとを一次元方向に相対的に同期移動させて、レチクルＲに形成されたパターン（回路パターン等）を投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上に転写するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置、いわゆるスキャニング・ステッパである。このような露光装置ＥＸでは、投影光学系ＰＬの露光フィールドよりも広いウエハＷ上の領域にレチクルＲのパターンを露光できる。

露光装置ＥＸは、光源１２０、光源１２０からの露光用照明光ＥＬによりレチクルＲを照射する露光照明系１２１、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳ、レチクルＲから射出される露光用照明光ＥＬをウエハＷ上に照射する投影光学系ＰＬ、ウエハＷを保持するウエハステージＷＳ、露光装置ＥＸの動作を統括的に制御する主制御系２２０等から構成される。なお、露光装置ＥＸは、全体としてチャンバ（不図示）の内部に収納されている。
なお、ＸＹＺ直交座標系は、ウエハＷを保持するウエハステージＷＳに対して平行となるようにＸ軸及びＹ軸が設定され、Ｚ軸がウエハステージＷＳに対して直交する方向に設定される。実際には、図中のＸＹＺ直交座標系は、ＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直方向に設定される。

光源１２０としては、波長約１２０ｎｍ〜約１９５ｎｍの真空紫外線、例えば、ＡｒＦエキシマレーザ（波長：１９３ｎｍ）、フッ素（Ｆ_２）レーザ（１５７ｎｍ）、クリプトン（Ｋｒ_２）レーザ（１４６ｎｍ）、アルゴン（Ａｒ_２）レーザ（１２６ｎｍ）等を発生させるものが用いられる。露光用照明光ＥＬとして真空紫外線を用いるのは、ウエハＷに形成するパターンの線幅の微細化に対応するためである。
また、光源１２０には、図示しない光源制御装置が併設されており、この光源制御装置は、主制御系２２０からの指示に応じて、射出される露光用照明光ＥＬの発振中心波長及びスペクトル半値幅の制御、パルス発振のトリガ制御等を行う。

露光照明系（照明装置）１２１は、光源１２０から照射された露光用照明光ＥＬをレチクルＲ上の所定の照明領域内にほぼ均一な照度分布で照射する。
具体的には、光源１２０から照射された露光用照明光ＥＬは、偏向ミラー１３０にて偏向されて、光アッテネータとしての可変減光器１３１に入射する。可変減光器１３１は、ウエハ上のフォトレジストに対する露光量を制御するために、減光率が段階的又は連続的に調整可能である。可変減光器１３１から射出される露光用照明光ＥＬは、光路偏向ミラー１３２にて偏向された後に、第１フライアイレンズ１３３、ズームレンズ１３４、振動ミラー１３５等を順に介して第２フライアイレンズ１３６に達する。
第２フライアイレンズ１３６の射出側には、有効光源のサイズ・形状を所望に設定するための照明光学系開口絞り用の切り替えレボルバ１３７が配置されている。本実施形態では、照明光学系開口絞りでの光量損失を低減させるために、ズームレンズ１３４による第２フライアイレンズ１３６への光束の大きさを可変としている。
レボルバ１３７には、略等間隔で、例えば、通常の円形開口よりなる開口絞り（通常絞り）、小さな円形開口よりなるコヒーレンスファクターであるσ値を小さくするための開口絞り（小σ絞り）、輪帯照明用の輪帯状の開口絞り（輪帯絞り）、及び変形照明用に複数の開口を偏心させて配置してなる変形開口絞りが設けられている。このレボルバ１３７は、モータ等の駆動装置によって回転され、いずれかの開口絞りが露光用照明光ＥＬの光路上に選択的に配置され、これにより、瞳面における二次光源の形状や大きさが輪帯、小円形、大円形、或いは四つ目等に制限される。このように、露光用照明光ＥＬの光路上に、いずれかの絞りを配置することによって、レチクルＲの照明条件を変更することができる。
更に、照明光学系開口絞りの開口から射出される露光用照明光ＥＬは、コンデンサレンズ群１４０を介して照明視野絞り（レチクルブラインド）１４１を照明する。なお、照明視野絞り１４１については、特開平４−１９６５１３号公報及びこれに対応する米国特許第５，４７３，４１０号公報に開示されている。
そして、照明視野絞り１４１から射出される露光用照明光ＥＬは、偏向ミラー１４２，１４５、レンズ群１４３，１４４，１４６，１４７からなる照明視野絞り結像光学系（レチクルブラインド結像系）を介してレチクルＲ上に導かれる。
なお、可変スリット装置１００は、図３に示すように、レチクルＲのパターンと共役の位置（厳密には、共役の位置の近傍）に配置されて、露光用照明光ＥＬのスリット幅Ｓを変化させる。また、可変スリット装置１００のスリット幅Ｓを変化させると、レチクルＲに照射される露光用照明光ＥＬのスキャン方向（Ｙ方向）のスリット幅Ｓが変化するように配置される。
これにより、レチクルＲ上には、可変スリット装置１００の開口と同一形状の照明領域（露光フィールド）が形成される。

レチクルステージＲＳは、露光照明系１２１の直下に設けられ、レチクルＲを保持するレチクルホルダ等を備える。レチクルホルダ（不図示）は、レチクルステージＲＳに支持されるとともに、レチクルＲ上のパターンに対応した開口を有し、レチクルＲのパターンを下にして真空吸着によって保持する。レチクルステージＲＳは、不図示の駆動部によりＹ方向に一次元走査移動し、さらにＸ方向、及び回転方向（Ｚ軸回りのθ方向）に微動可能である。駆動部としては、例えばリニアコイルモータが用いられる。これにより、レチクルＲのパターン領域の中心が投影光学系ＰＬの光軸を通るようにレチクルＲの位置決めが可能な構成となっている。
そして、レーザ干渉計１５０によってレチクルＲのＹ方向の位置が逐次検出されて、主制御系２２０に出力される。

投影光学系ＰＬは、フッ素ドープ石英、蛍石、フッ化リチウム等のフッ化物結晶からなるレンズや反射鏡などの複数の投影レンズ系を投影系ハウジング（鏡筒１６９）で密閉したものであり、レチクルステージＲＳの直下に設けられる。投影レンズ系は、レチクルＲを介して射出される照明光ＥＬを所定の投影倍率β（βは例えば１／４）で縮小して、レチクルＲのパターンの像をウエハＷ上の特定領域（ショット領域）に結像させる。なお、投影光学系ＰＬの投影レンズ系の各要素は、それぞれ保持部材（不図示）を介して投影系ハウジングに支持され、各保持部材は各要素の周縁部を保持するように例えば円環状に形成されている。

ウエハステージＷＳは、ウエハＷを保持するウエハホルダ１８０等を備える。ウエハホルダ１８０は、ウエハステージＷＳに支持されるとともに、ウエハＷを真空吸着によって保持する。ウエハステージＷＳは、互いに直交する方向へ移動可能な一対のブロックを定盤１８３上に重ね合わせたものであって、不図示の駆動部によりＸＹ平面内で移動可能となっている。
そして、外部に設けたレーザ干渉計１５１によってウエハステージＷＳのＸ方向およびＹ方向の位置が逐次検出されて、主制御系２２０に出力される。
ウエハステージＷＳの−Ｙ側の端部には、平面鏡からなるＹ移動鏡１５２ＹがＸ方向に延設されている。このＹ移動鏡１５２Ｙにほぼ垂直に外部に配置されたＹ軸レーザ干渉計１５１Ｙからの測長ビームが投射され、その反射光がＹ軸レーザ干渉計１５１Ｙに受光されることによりウエハＷのＹ位置が検出される。また、略同様の構成により不図示のＸ軸レーザ干渉計１５１ＸによってウエハＷのＸ位置が検出される。
そして、ウエハステージＷＳのＸＹ面内の移動により、ウエハＷ上の任意のショット領域をレチクルＲのパターンの投影位置（露光位置）に位置決めして、レチクルＲのパターンの像をウエハＷに投影転写する。
なお、ウエハＷの表面のＺ方向の位置（フォーカス位置）や傾斜角を検出するための斜入射形式のオートフォーカスセンサ１８１、オフ・アクシス方式のアライメントセンサ１８２等がウエハステージＷＳの上方に設けられる。

そして、主制御系２２０は、露光装置ＥＸを統括的に制御するものであり、各種演算を行う演算部２２１の他、各種情報を記録する記憶部２２２が設けられる。
例えば、レチクルステージＲＳ及びウエハステージＷＳの位置等を制御して、レチクルＲに形成されたパターンの像をウエハＷ上のショット領域に転写する露光動作を繰り返し行う。
また、可変スリット装置１００のアクチュエータ部２０に指令して、遮光部１０の形状の制御して、積算露光量の均一化も行う。

ところで、露光用照明光ＥＬ、すなわちＡｒＦエキシマレーザ光は、酸素分子や有機物等（以下、吸光物質という）に吸収されやすいという性質を持つため、露光用照明光ＥＬが通過する空間内に存在する吸光物質を低減して、露光用照明光ＥＬをウエハＷ上面まで十分な照度で到達させる必要がある。
このため、露光用照明光ＥＬが通過する空間、すなわち、照明光路（光源１２０からレチクルＲへ至る光路）と投影光路（レチクルＲからウエハＷへ至る光路）を外部雰囲気から遮断し、それらの光路を真空紫外域の光に対する吸収性が少ない特性を有する低吸光性ガス（例えば、窒素、ヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトン等の不活性ガス、又はこれらの混合ガス）で満たしている。

具体的には、光源１２０から可変減光器１３１までの光路にはケーシング１６０が、可変減光器１３１から照明視野絞り１４１までの光路にはケーシング１６１が、レンズ群１４３からレンズ群１４７までの照明視野絞り結像光学系にはケーシング１６２が設けられ、外部雰囲気から遮断されるとともに、光路内に低吸光性ガスが充填される。なお、ケーシング１６１とケーシング１６２はケーシング１６３により接続されている。
また、投影光学系ＰＬは、その鏡筒１６９がケーシングとなっており、その内部光路に低吸光性ガスが充填されている。

更に、ケーシング１６１，１６２及び鏡筒１６９のそれぞれには、給気弁２００，２０１，２０６及び排気弁２１０，２１１，２１６が設けられ、これらの給気弁２００，２０１，２０６及び排気弁２１０，２１１，２１６が不図示のガス給排気環システムに接続されて、各空間内に低吸光性ガスが供給されるとともに、吸光物質等が外部に排出されるようになっている。
このようにして、露光用照明光ＥＬが通過する空間は、外部雰囲気から遮断されるとともに、低吸光性ガスで満たされる。

続いて、以上のような構成を備えた可変スリット装置１００、露光照明系１２１、及び露光装置ＥＸを用いて、ウエハＷ上にレチクルＲに形成されたパターンを転写する露光処理を行う方法について説明する。
レチクルステージＲＳ上及びウエハステージＷＳ上にそれぞれレチクルＲ及びウエハＷを戴置し、露光照明系１２１からの露光用照明光ＥＬにより、レチクルＲを照射する。レチクルＲ上の照明領域からの光は、投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上へ導かれ、ウエハＷ上には、レチクルＲの照明領域内のパターンが縮小されて投影される。
そして、スリット状の露光用照明光ＥＬをレチクルＲに照射しつつ、レチクルＲとウエハＷとを露光用照明光ＥＬのスリット幅Ｓの方向に、互いに同期移動させて、レチクルＲに形成されたパターンを投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上に転写露光する。このような露光作業を繰り返し行うことにより、レチクルＲに形成されたパターンをウエハＷ上の各ショット領域に順次露光する。
この際、レチクルＲに照射される露光用照明光ＥＬに照明むらがあると、積算露光量が不均一となり、ウエハＷ上に形成されるパターンの線幅が不均一となる。線幅の不均一は、断線等の障害原因となるため、露光用照明光ＥＬによる積算露光量を均一にする必要がある。

ここで、照度むらに起因する露光むらの補正原理等について述べる。図４は、露光用照明光の照度むら等を説明する図であり、図４（ａ）〜（ｄ）は、照度むら（分布）の形態を示し、図４（ｅ）〜（ｈ）は、これらの照度むらを補正するための可変スリット装置１００の開口の形状、すなわち、遮光部１０の形状を示す図である。
露光用照明光ＥＬは、通常、スリット形に形成され、レチクルＲを介して、ウエハＷを照射する。そして、レチクルＲとウエハＷとを露光用照明光ＥＬのスリット幅Ｓ方向に走査させることにより、ウエハＷ上に形成された矩形のショット領域に、レチクルＲのパターンが転写される。この際、露光用照明光ＥＬの照度が均一であり、且つ、走査速度が一定であれば、積算露光量は均一となり、ウエハＷ上のショット領域は、均一に露光されるはずである。
しかしながら、実際には、露光用照明光ＥＬの照度は不均一な場合が少なくなく、例えば、図４（ａ）に示すように、露光用照明光ＥＬの照度が左側が適正値より高く、右側（＋Ｘ_０側）が低くなるような状態が発生する。そして、このように不均一な露光用照明光ＥＬにより露光処理を行うと、ショット領域の左側が、いわゆる露光オーバーとなり、かつ右側が露光アンダーとなる。この結果、感光剤（フォトレジスト）の露光が不均一となり、ウエハＷに形成される線幅が不均一になってしまう。
そこで、上述したような露光用照明光ＥＬの照度の不均一を補正する必要が生じる。補正の方法としては、照度が適正値より高い（露光オーバー）場所では、露光量を減らすために、露光用照明光ＥＬが照射される面積を減らすようにする。すなわち、スリット幅Ｓを狭める。逆に、照度が適正値より低い（露光アンダー）場所では、露光量を増やすために、露光用照明光ＥＬが照射される面積を増やすようにする。すなわち、スリット幅Ｓを広げる。つまり、可変スリット装置１００は、可変スリット装置１００によりスリット幅Ｓを調整することにより、積算露光量が略均一になるように調整するのである。
上述した例で言えば、図４（ｅ）に示すように、左側のスリット幅Ｓを狭め、一方、右側のスリット幅Ｓを広げるように、可変スリット装置１００の遮光部１０を駆動する。これにより、左側は露光量が減り、一方、右側は露光量が増えるので、露光用照明光ＥＬの照度むらに起因する露光むらを補正することができる。

露光用照明光ＥＬの照度むらには、上述した例のように、右から左に向けて一定の比率で照度が変化している（一次むら或いは傾斜むら）の他、照度が放射線形に変化している２次むら（図４（ｂ））や、４次曲線形の４次むら（図４（ｃ））、或いは照度むらがランダムに発生するランダムむら（図４（ｄ））等が存在する。
一次むらの場合には、上述したように、スリット幅Ｓも一定比率で変化させることにより、露光量を略均一に調整することができる（図４（ｅ））。また、２次むら、４次むら、或いはランダムむらの場合には、その照度の分布状況に合わせて、スリット幅Ｓを図４（ｆ）〜（ｈ）のように、変化させることにより、露光量を略均一に補正して、照度むらに起因する露光むらの発生を抑えることが可能である。

なお、露光量は、露光用照明光ＥＬの光路中に照度計を配置して計測してもよい。或いは、露光されたウエハＷ上の線幅を測定して、露光量を間接的に計測するようにしてもよい。また、露光量を計測する時期（頻度）は、ショット領域毎、ウエハＷ毎、或いはロット毎のいずれであってもよい。

また、可変スリット装置１００は、照度むらに起因する露光むらを補正する場合に限らない。例えば、フォトレジストの膜厚にむらがある場合に、その膜厚のむらに合わせて、可変スリット装置１００のスリット幅Ｓを変化させることも可能である。すなわち、フォトレジストの膜厚が厚い領域では、スリット幅Ｓを広くして露光量を増やし、一方、膜厚が薄い領域では、スリット幅Ｓを狭くして露光量を減らすことにより、フォトレジストを略均一に露光することも可能である。このように、フォトレジストの膜厚のむらに起因する露光むらも補正することができる。

次に、照度むらに起因する露光むらを補正する際の可変スリット装置１００の具体的な動作について説明する。
露光用照明光ＥＬの光路中に配置された照度計、或いはウエハＷ上の線幅を測定して、ショット領域毎、ウエハＷ毎、或いはロット毎に、露光量（照度分布）が計測される。そして、その結果は、主制御系２２０に送られる。
すると、主制御系２２０は、測定結果に基づいて、遮光部１０の形状を変化させるように可変スリット装置１００のアクチュエータ部２０に指令する。遮光部１０の形状は、上述したように、露光むらに形態に応じて決められる。
アクチュエータ部２０は、主制御系２２０からの指令に基づいて、モータ２２によりリニアソレノイド支持板２６をＹ_０方向（＋Ｙ_０方向）に移動させる。この際、連結部３０の全ては、ロッド部１４と連結させておくことにより、全てのブレード１２をＹ_０方向に従動させる。
そして、ブレード１２をＹ_０方向に移動させている際中に、所定のリニアソレノイド３２を所定のタイミングで駆動して、ロッド部１４と係合キー３４の突起部３５の先端部３５ａとの係合を解除（分離）する。このような動作を各連結部３０毎に行うことにより、各ブレード１２の位置をそれぞれ所定位置で停止させて、遮光部１０の先端の形状を任意の形状に変化させる。
このように、照度むらの分布の形態に合わせて、各ブレード１２を所定位置に移動させて遮光部１０の形状を変化させることにより、照度むらに起因する露光むらを補正することができる。

そして、次に補正を行う際には、アクチュエータ部２０のモータ２２を駆動して、リニアソレノイド支持板２６を−Ｙ_０方向に移動させる。すると、順次、係合キー３４がロッド部１４の切欠部１５に係合（連結）するので、アクチュエータ部２０からの駆動力が各ロッド部１４に伝達される。このようにして、ブレード１２は、Ｙ_０方向の初期位置に戻される。

上述した実施形態では、アクチュエータ部２０及び連結部３０とが、複数のロッド部１４のそれぞれをＹ_０方向の所定位置に移動させる機能と、Ｙ_０方向の初期位置に戻す機能を有する場合について説明した。
このように、アクチュエータ部２０及び連結部３０に２つの機能を持たせることにより、装置を簡略化、コンパクト化することができ、設備コスト等を抑えることができる等の利点もある。
しかし、ロッド部１４をＹ_０方向の初期位置に戻す装置を個別に設けてもよい。専用の戻し装置を設けることにより、遮光部１０の形状変化を高速に行うことが可能となるからである。戻し装置としては、全てのロッド部１４の一部に突起や溝等を設け、ロッド部１４と直交するように配置した部材をその突起や溝に引っ掛けて、−Ｙ_０方向に引き戻すようにしたり、或いは磁石や吸引装置により全てのロッド部１４を−Ｙ_０方向に引き戻す等したりするものが用いられる。

上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲においてプロセス条件や設計要求等に基づき種々変更可能である。本発明は、例えば以下のような変更をも含むものとする。

例えば、本実施形態では、遮光部１０の先端形状を任意の形状に変化させる際、遮光部１０のセ初期位置を最も−Ｙ_０方向に移動した位置に設定していたが、初期位置を最も＋Ｙ_０方向に移動した位置に設定してもよい。

また、連結部３０では、ロッド部１４に係合する係合キー３４を動作させるためにリニアソレノイド３２を用いたが、これに限らない。例えば、空気圧を用いたリニアアクチュエータを用いてもよい。更に、係合キー３４の突起部３６に圧縮空気を吹き付けたり、磁力により吸引したり、或いはワイヤを用いて引っ張る等して、係合キー３４を回転軸回りに回転させてもよい（図５（ａ）参照）。
また、係合キー３４を用いずに、リニアソレノイド３２の可動軸３３の先端３３ａをロッド部１４の切欠部１５に直接係合させて用いてもよい。

また、係合キー３４をリニアソレノイド支持板２６上に設置する場合について説明したが、ロッド部１４に設置してロッド部１４と共に移動するように構成してもよい。例えば、図５（ｂ）に示すように、ロッド部１４の後端に回転可能に係合用ロッド５２を設ける。そして、係合用ロッド５２をリニアソレノイド５４等のアクチュエータで上下させることにより、アクチュエータ部５６とロッド部１４とを係合、分離させてもよい。この場合には、係合用ロッド５２とリニアソレノイド５４により連結部５０が構成される。

ロッド部１４のＹ_０方向の位置は、係合キー３４との係合が解除された位置におけるモータ２２のエンコーダシステムの回転位置を用いて求める場合について説明したが、これに限らない。各ロッド部１４の−Ｙ_０方向の後端部等をレーザ干渉計等により計測してもよい。

上述した実施形態では、遮光部の一方に複数のブレードを櫛歯状に略隙間なく配置して形成させた、いわゆる櫛歯型の遮光部を用いた場合について説明したが、これに限らない。特開平１０−３４０８５４号に示されるような、複数のブレードをそれぞれの両端部において回転可能に連結させて形成させた、いわゆるチェーン型の遮光部を用いてもよい。

また、前述したように、レチクルＲは、輪帯、小円形、大円形、或いは四つ目等の照明条件で照明することができる。そこで、各照明条件毎に、連結部３０とロッド部１４とのの分離位置を主制御系２２０内に記憶しておき、照明条件が変更される毎に、分離位置を呼び出して、露光用照明光ＥＬの形状を設定するようにしてもよい。

更に、本実施形態では、スリット状の照明光ＥＬの他方の長辺を規定するために、通過する照明光ＥＬの一部を遮光板４０で遮蔽したが、この遮光板４０を遮光部１０と同様に構成してもよい。この場合、本実施形態と同様にアクチュエータ部２０及び連結部３０を設け、照明光ＥＬの他方の長辺の形状を任意の形状に変更させてもよい。

露光装置の用途としては半導体デバイス製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶用の露光装置や、薄膜磁気ヘッドを製造するための露光装置にも広く適当できる。

また、本発明が適用される露光装置の光源には、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ_２レーザ（１５７ｎｍ）等のみならず、ｇ線（４３６ｎｍ）及びｉ線（３６５ｎｍ）を用いることができる。さらに、投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでもよい。

また、本発明が適用される露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

また、半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行う工程、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作する工程、シリコン材料からウエハを製造する工程、前述した実施形態の露光装置によりレチクルのパターンをウエハに露光するウエハ処理工程、デバイス組み立て工程（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、検査工程等を経て製造される。

可変スリット装置を示す模式図（側面図）である。 可変スリット装置１００の一部拡大図である。 露光照明系及び露光装置を示す模式図である。 露光用照明光の照度むらを説明する図である。 連結部の実施例を示す図である。

符号の説明

１０ 遮光部（第１遮光部）
１２ ブレード
１２ａ エッジ部（照明光側先端部）
１４ ロッド部
１６ 低摩擦部材
２０ アクチュエータ部
３０ 連結部
４０ 遮光板（第２遮光部）
５０ 連結部
１００ 可変スリット装置
１２１ 露光照明系
Ｒ レチクル（マスク）
Ｗ ウエハ（基板）
ＥＬ 露光用照明光，照明光
Ｌ 長辺
ＡＸ 光軸
ＥＸ 露光装置

Claims (11)

1. スリット状の照明光を形成するための可変スリット装置において、
   前記照明光の一方の長辺を規定するための複数のブレードを有する第１遮光部と、
   前記照明光の他方の長辺を規定する第２遮光部とを有し、
   前記第１遮光部は、前記複数のブレードのそれぞれに連結された複数のロッド部と、
   前記複数のロッド部のそれぞれに任意に係合及び分離可能な複数の連結部と、
   前記複数のロッド部のうちの少なくとも一つのロッド部に、前記複数の連結部うちの少なくとも一つの連結部を係合させて、前記照明光の光路と略直交する方向に移動させるロッド駆動部と、
   を備えることを特徴とする可変スリット装置。
2. 前記複数のブレードは、照明光側先端部の一部が前記照明光の光路と平行な方向に交互に重なるように配置されることを特徴とする請求項１に記載の可変スリット装置。
3. 前記複数のブレードは、それぞれ低摩擦部材を介して密着するように配置されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の可変スリット装置。
4. 前記連結部は、磁力により駆動することを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の可変スリット装置。
5. 前記連結部は、空気圧により駆動することを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の可変スリット装置。
6. 前記ロッド部における前記連結部との係合位置は、前記照明光の光路と略交差する方向に関して、隣接する前記ロッド部と前記連結部との係合位置とは異なる位置に設けられることを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の可変スリット装置。
7. 前記ロッド部のそれぞれを前記照明光の光路と略直交する方向における初期位置に戻すロッド戻し部を備えることを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の可変スリット装置。
8. 前記ロッド駆動部が、前記ロッド戻し部を兼ねることを特徴とする請求項７に記載の可変スリット装置。
9. スリット状の照明光を被照射物に照射する照明装置において、
   前記照明光の形状を調整する装置として、請求項１から請求項８のうちいずれか一項に記載の可変スリット装置が用いられることを特徴とする照明装置。
10. スリット状の照明光をマスクを介して基板に照射しつつ、前記マスクと前記基板とを前記照明光の長手方向と略直交する方向に相対走査させることにより、前記マスクに形成されたパターンを前記基板に順次露光する露光装置において、
    前記マスクにスリット状の照明光を照射する照明装置として、請求項９に記載の照明装置を用いることを特徴とする露光装置。
11. リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、前記リソグラフィ工程において請求項１０に記載の露光装置を用いることを特徴とするデバイスの製造方法。
    
    

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