JP2009206323A

JP2009206323A - 露光装置

Info

Publication number: JP2009206323A
Application number: JP2008047724A
Authority: JP
Inventors: Masato Hagiri; 正人羽切
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-02-28
Filing date: 2008-02-28
Publication date: 2009-09-10

Abstract

【課題】投影像の歪みの非線形な調整が可能な露光装置を提供する。
【解決手段】マスク１１からの光をワーク１８に投影する、光学薄板１３を含む投影光学系１２、１３を有し、前記マスク及びワークの走査を行いながら前記マスク及び投影光学系を介して前記ワークを露光する露光装置において、前記走査の方向と直交する方向に配列され前記光学薄板を支持する複数の支持部材２０と、前記投影光学系の光軸の方向に前記複数の支持部材を個別に移動する駆動手段とを設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体デバイスや液晶デバイス等のデバイスの製造に用いられる露光装置に関する。

図１は、従来例であり、本発明の適用対象の一例でもある走査型露光装置の構成を示す。同図において、９はスリット状に整形された照明光を照射する照明系、１０はマスク１１とワーク１８のアライメントマークを検出する検出系である。また、１２は照明系９により照明されるマスク１１上のパターン像をワーク１８上に投影する投影光学系、１３は投影光学系１２の出口側の光路上に配置した光学薄体である。なお、ここでは、投影光学系１２としてミラー光学系を用いている。また、光学薄体１３は投影光学系１２の入口側の光路上に配置してもよい。

照明系９によって照明されるマスク１１のパターンの像は、投影光学系１２のミラー１４、凹面ミラー１６、凸面ミラー１７、ふたたび凹面ミラー１６、ミラー１５そして光学薄体１３を経てワーク１８に結像する。この状態において、ワーク１８をＹ方向に走査し、マスク１１上のすべてのパターンを露光する。
ここで、ワーク１８上への２回目以降の露光においては、前工程で焼き付けたパターンと今回焼き付けるパターンの像とは、誤差を生じている。この原因としては、工程を経ることによるワーク１８の変形、ワーク１８自体の温度変化による変形、投影光学系１２の光学部品が有する製造誤差、露光熱による光学部品の変形、他装置間の機差が挙げられる。

前記誤差が発生する場合、光学薄体を湾曲させることにより倍率を線形的に変化させて倍率誤差を補正する手段が提案されている。図５は光学薄体１３を湾曲させ、線形的な倍率変化を発生させる従来の技術の１つを示す。この従来技術は、特許文献１に開示されたものである。
図５において、光学薄体１３は、２つの菱形の梁２により保持され、該２つの梁のそれぞれの中央部と端部の一方を他方に対して変位させることにより該２つの梁とともに前記光学薄体を湾曲される。なお、図５において、１は梁２に光学薄体１３を真空吸引させるための管、３は梁２の両端を保持するピン、４はピン３を保持するガイド、５は梁２の中央部に変位量を与える駆動軸、６はモータ、７はタイミングベルトである。また、８は照明系９からマスク１１に照射され、マスク１１を通過したスリット状の光束である。
この従来技術では、ワーク１８の線形的な倍率変化、あるいは投影光学系１２が持つ線形的な倍率誤差を線形的に補正することが可能である。
特許第３４４５０２１号公報

しかしながら、上記の従来技術では、投影像の歪みの非線形な調整はできなかった。
本発明は、例えば、投影像の歪みの非線形な調整が可能な露光装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため本発明では、原版からの光を基板に投影する、光学薄板を含む投影光学系を有し、前記原版および前記基板の走査を行いながら前記原版及び前記投影光学系を介して前記基板を露光する露光装置であって、前記光学薄板を支持する複数の支持部材と、前記投影光学系の光軸の方向に前記複数の支持部材を個別に移動する駆動手段と、を有することを特徴とする。なお、前記支持部材は、前記走査の方向と直交する方向に配列されている。

本発明によれば、例えば、投影像の歪みの非線形な調整が可能な露光装置を提供することができる。

本発明は、原版からの光を基板に投影する、光学薄板（光学薄体）を含む投影光学系を有し、前記原版および前記基板の走査を行いながら前記原版及び前記投影光学系を介して前記基板を露光する露光装置に関するものである。ここで、原版はマスクまたはレチクル等である。基板は液晶表示装置やプラズマディスプレレイ製造用のガラスプレートまたは半導体デバイス製造用の半導体ウエハ等である。

本発明の好ましい実施の形態に係る露光装置は、前記走査の方向と直交する方向に配列された複数の支持部材であって、前記光学薄板を支持する複数の支持部材と、前記投影光学系の光軸の方向に前記複数の支持部材を個別に移動する駆動手段とを有する。そして、前記駆動手段により、前記支持部材による支持点の位置を調整することで、前記光学薄板の曲率を任意の位置で変えられるよう前記光学薄板を機械的に湾曲させ、前記横方向歪曲収差もしくはパターン位置ずれを調整する。前記駆動手段は、前記多数の保持機構を駆動するアクチュエータを含むものであることが好ましい。

より好ましくは、前記原版に形成されたマークと前記投影光学系を介した前記基板に形成されたマークの像との相対位置関係を検出する検出系を有する。さらに、前記検出系により検出された前記相対位置関係に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段を有する。光路内に置かれた光学薄板外周部を任意の位置で機械的に支持し、前記支持部材の位置を調整可能とすることで、光学薄板の湾曲量を光軸方向にコントロールし、横方向の非線形パターンずれを自動的に補正することができる。

以下、本実施形態を実施例に基づき詳細に説明する。
図２は本発明の一実施例に係る露光装置における光学薄板部分を示す斜視図である。この露光装置は、光学薄板１３を湾曲させる機構以外は、図１のものと同じ構成を有する。
図２において、投影光学系１２は、その結像位置のずれ以外の結像性能に対し実質的に影響を与えない程度の光学的厚さで、かつ湾曲自在な光学薄板１３を光路中に有する。光路内に置かれた光学薄板１３の支持部材２０は、光学薄板１３の光束を妨げない外周部を複数の箇所（例えば、２０ａ乃至２０ｇの１２箇所）で保持する。前記支持部材２０は光学薄板１３に対してＺ軸（投影光学系１２の光軸）方向に駆動可能であり、光学薄板１３の湾曲量を制御する。さらに、光学薄板１３は、Ｘ軸方向（横方向）にのみ湾曲が付加される。すなわち、光学薄板１３がＸＺ断面内では湾曲するが、ＹＺ断面内では実質的に湾曲しないように構成されている。光学薄板１３は、露光光の入射方向（Ｚ方向）に対する傾きに応じて結像位置をＸ軸方向に変化させる。Ｘ軸に直交するＹ軸方向（走査方向）には、結像位置は変化させない。

図２の支持部材２０（２０ａ〜２０ｇ）によって保持された光学薄板１３はワーク１８（基板）とミラー１５との間に配置される。なお、この配置に限定されず、光学薄板１３は、マスク１１（原版）とミラー１４との間に配置されてもよく、投影光学系１２の光路中の適当な位置にあればよい。この構成において図３に示す制御手段は、本発明の露光装置における補正に先立って、図２のマスク１１上のアライメントマークと投影光学系を介したワーク１８上のアライメントマークの像との相対位置関係を検出系１０により検出する。そして、これにより、Ｘ軸方向における投影像の歪み（ディストーション）量を計算する。そして、この歪みを補正するワーク１８ごとの支持部材２０の変位量Ｚを算出し、算出された変位量Ｚにしたがってアクチュエータ（ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ）を駆動する。アクチュエータ（ａ〜ｆ）は、例えば圧電素子からなり、支持部材２０ａ〜２０ｆのＺ軸方向における位置を変位させる。なお、支持部材２０ｇのＺ軸方向における位置は固定となっている。適切な支持部材変位が与えられた光学薄板１３を通過した投影像は、１９’に示すように歪み成分が補正された投影像となり、ワーク１８に転写される。

図４は、本発明に係る光学薄板および支持部材を含む横方向歪曲収差調整手段を搭載しない露光装置において、非線形な歪みを有する投影像１９が投影されている状態を示す。一方、図２および図３の構成では、支持部材２０によって保持された光学薄板１３をワーク１８と投影光学系１２との間に配置し、アクチュエータで支持部材を移動することにより、光学薄板の局所的な傾きを調整している。このように構成することで、投影像の非線形な歪み、または、マスク上のパターンとワーク上のパターンとの間の非線形な位置ずれが補正できる。また、別の露光装置での露光を経て形成された基板上のパターンに対する重ね合わせ精度を向上させることもできる。

［デバイス製造方法の実施形態］
デバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）は、前述のいずれかの実施形態の露光装置を使用して、感光剤が塗布された基板（ウエハ、ガラスプレート等）を露光する工程と、露光された基板を現像する工程と、現像された基板に対する他の周知の工程とを経ることにより製造される。

本発明の一実施例に係る露光装置の全体構成を表す図である。図１の露光装置における横方向歪曲収差調整機構を説明するための図である。図２の横方向歪曲収差調整機構の制御手段の構成を説明するための図である。本発明の効果を説明するための、図２の横方向歪曲収差調整機構を備えない例を説明するための図である。従来の露光装置に用いられる倍率調整装置の構成を示す図である。

符号の説明

１：管
２：梁
３：ピン
４：ガイド
５：駆動軸
６：モータ
７：タイミングベルト
８：光束
９：照明系
１０：検出系
１１：マスク
１２：投影光学系
１３：光学薄板
１４：ミラー
１５：ミラー
１６：凹面ミラー
１７：凸面ミラー
１８：ワーク
１９：補正前の露光像
１９’：本発明を用いて補正した露光像
２０ａ〜２０ｇ：光学薄板の支持部材

Claims

原版からの光を基板に投影する、光学薄板を含む投影光学系を有し、前記原版および前記基板の走査を行いながら前記原版及び前記投影光学系を介して前記基板を露光する露光装置であって、
前記走査の方向と直交する方向に配列された複数の支持部材であって、前記光学薄板を支持する複数の支持部材と、
前記投影光学系の光軸の方向に前記複数の支持部材を個別に移動する駆動手段と、
を有することを特徴とする露光装置。
前記駆動手段は、前記複数の支持部材をそれぞれ移動する複数のアクチュエータを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
前記原版に形成されたマークと前記投影光学系を介した前記基板に形成されたマークの像との相対位置関係を検出する検出系と、
前記検出系により検出された前記相対位置関係に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする請求項１または２に記載の露光装置。
請求項１乃至３のいずれかに記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記工程で露光された基板を現像する工程と、
を有することを特徴とするデバイス製造方法。