JP2009253048A - 光学系、露光装置及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学系の配置構成への制限の少ない、より高性能な光学系を提供する。
【解決手段】光束を規定する開口絞りを有する光学系において、その開口絞りの開口形状の一部である第１部分は、複数の第１棒状部材を含み、その複数の第１棒状部材の長手方向が所定の第１方向と平行であり、且つ、短手方向に近接して配置された第１可変遮光部材により規定されるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学系、露光装置に関するものであり、より具体的には光学系の中に配置される可変開口絞りに関するものである。また、本発明は、半導体素子、液晶表示素子などのデバイスを製造するためのリソグラフィ工程で使用される露光装置の光学系に使用して好適なものであり、該露光装置を用いる電子デバイスの製造方法にも関するものである。

半導体素子、液晶表示素子などのデバイスを製造するためのリソグラフィ工程では、基板への微細パターンの形成に際し、形成すべきパターンの形状に応じた光量分布を有する露光光を、表面に感光膜（フォトレジスト）が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の基板（以下、適宜ウエハともいう）上に露光する露光装置が用いられている。これらの露光装置としては、例えば、レチクル又はマスク（以下、「マスク」と総称する）を照明する照明光学系と、マスクのパターン像を基板上に投影する投影光学系とを備えた露光装置がある（例えば、特許文献１参照）。

近年においては、半導体集積回路の高集積化及び該高集積化に伴うパターンの微細化を図るために、投影光学系の更なる高解像度化が要求されている。さらに最近では、多種多様なパターンを高解像度で基板上に露光できる露光装置が要求されており、そのような露光装置に用いられるマスクのマスクパターンには、近接した周期的なライン・アンド・スペース（Ｌ＆Ｓ）パターン、近接及び周期的な（即ち、ホール径と同レベルの間隔で並べた）コンタクトホール列、近接せずに孤立した孤立コンタクトホール、その他の孤立パターン等がある。

上述のようなマスクパターンを基板上に高解像度で転写するには、マスクパターンの種類に応じて最適な露光条件を選択する必要がある。そのため、投影光学系の開口数ＮＡや、照明光学系の開口数ＮＡｉの開口径が変更可能であり、各々のマスクパターンに応じて最適な露光条件に設定することができる露光装置が実用化されている。また、そのような露光装置の一例としては、開口径が固定の固定型開口絞りや開口径が可変の可変型開口絞りを照明光学系又は投影光学系に備える露光装置が挙げられる。
国際公開第２００７／００４３５８号

しかしながら、従来の可変型開口絞りは、可変型開口絞りを配置すべき光学系の瞳面の周囲の全部に渡って機械的な機構を配置する必要があった。このため、光学系を構成するレンズやミラーの配置構成への制限があり、光学系の小型化や、開口数（ＮＡ）の拡大に対する制約にもなっていた。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、開口絞りを構成する機械機構の、光学系瞳面に対する配置の自由度を増し、光学系の配置構成への制限が少ない、より高性能の光学系を提供することを目的とする。

また、その光学系を用いた露光装置の提供、及び電子デバイスの製造方法を提供することも目的とする。

本発明の第１の態様である光学系は、光束を規定する開口絞りを有する光学系において、その開口絞りの開口形状の一部である第１部分は、複数の第１棒状部材を含み、その複数の第１棒状部材の長手方向が所定の第１方向と平行であり、且つ、短手方向に近接して配置された第１可変遮光部材により規定されるものである。

本発明の第２の態様である露光装置は、第１面の像を第２面上に露光する露光装置であって、第１の態様の光学系を備えるものである。

本発明の第３の態様である露光装置は、第１面の像を第２面上に投影する投影光学系を備える露光装置であって、その投影光学系は、第１の態様の光学系であるものである。

本発明の第４の態様である電子デバイスの製造方法は、リソグラフィ工程を含む電子デバイスの製造方法であって、そのリソグラフィ工程は、第２の態様又は第３の態様の露光装置を用いるものである。

本発明の光学系に於いては、開口絞りを構成する機械的な機構の、光学系瞳面に対する配置の自由度を増すことができるため、光学系におけるレンズやミラーなどの光学系の配置構成への制限を低減させ、より高性能の光学系を実現することができる。

本発明の露光装置に於いては、高性能な光学系を用いることにより、より高解像度の露光装置を実現することができる。

以下、投影露光装置の投影光学系に、本発明の光学系を適用した実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本例の露光装置の概要を示す図である。本例の露光装置は、波長５ｎｍ〜１００ｎｍ程度の極紫外線光であるＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を露光光として使用するＥＵＶ露光装置である。本露光装置は、光源装置１からの露光用の照明光（露光光）ＩＬで反射型のマスクＭのパターン面（マスク面）を照明する照明光学系ＩＬＳと、マスクＭを載置し、マスクＭの位置決めを行うマスクステージＭＳと、マスクＭのパターン像をウエハＷ（感光性基板）上に投影する投影光学系ＰＬと、ウエハＷを載置し、ウエハＷの位置決めを行うウエハステージＷＳを備える。

図１においては、ウエハＷの載置面の法線方向をＺ方向とし、Ｚ方向に垂直な平面内において図１の紙面に平行な方向をＹ方向、紙面に垂直な方向をＸ方向としている。なお、本露光装置は、マスクＭとウエハＷとを図１のＹ方向（以下、走査方向Ｙともいう）に走査移動させつつ、マスクＭ上のマスクパターンをウエハＷに投影する走査型露光装置である。

本例の露光装置は、その内部が真空雰囲気に維持される真空チャンバ１００を有しており、ＥＵＶ光の発光点からウエハＷまでの光路の全体は、真空チャンバ１００内に収められる。また、マスクステージＭＳには、不図示の静電チャック方式のマスクホルダが設けられ、そのマスクホルダによってマスクＭが保持される。同様に、ウエハステージＷＳには、不図示の静電チャック方式のウエハホルダが設けられ、そのウエハホルダによってウエハＷが保持される。さらに、マスクステージＭＳ及びウエハステージＷＳは、それぞれマスクステージ駆動部（不図示）及びウエハステージ駆動部（不図示）によって、Ｙ方向に所定ストロークで駆動可能であるとともに、Ｘ方向、Ｚ方向、Ｘ方向周りの回転方向であるθＸ方向、Ｙ方向回りの回転方向であるθＹ方向及びＺ方向回りの回転方向であるθＺ方向にも駆動可能である。

なお、不図示の制御部が配置されており、その制御部からマスクステージＭＳやウエハステージＷＳ等の本露光装置の各部に対して各種の指令を与える。

レーザ励起型プラズマ光源又は放電励起型プラズマ光源等の光源装置１から射出された露光光は、コリメータミラー２により略平行光束とされ、照明光学系ＩＬＳに入射される。

照明光学系ＩＬＳに入射した露光光（照明光ＩＬ）は、オプティカルインテグレータ３に入射する。すなわち、照明光ＩＬは、反射型のオプティカルインテグレータ３を構成する第１のフライアイミラー３ａ（第１の均一化光学素子）と第２のフライアイミラー３ｂ（第２の均一化光学素子）とにより順次反射され、第２のフライアイミラー上（又はその近傍）である照明光学系ＩＬＳの瞳面（照明光学系瞳面）に、所定の形状を有する実質的な面光源を形成する。その後、照明光ＩＬは、コンデンサミラー４によって集光され、光路折り曲げ用の平面ミラー５によって偏向されて、マスクＭのパターン面上の露光視野内を円弧スリット状の照明光ＩＬとしてほぼ均一に照明する。

マスクＭのパターン面により反射されて投影光学系ＰＬに入射した照明光ＩＬ（露光光）は、第１ミラーＰＭ１によって反射され、投影光学系ＰＬの瞳面ＰＰに配置された開口絞りＳを介した後、第２ミラーＰＭ２に入射する。第２ミラーＰＭ２で反射された照明光ＩＬ（露光光）は、第３ミラーＰＭ３、第４ミラーＰＭ４、第５ミラーＰＭ５、第６ミラーＰＭ６の順に反射されて、ウエハＷ上の露光領域にマスクパターンの像を形成する。

次に、本例の開口絞りＳの詳細について説明する。

図２（Ａ）は、本実施形態における開口絞りＳの一例を示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、これをＺ方向から見た上面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、本実施形態における開口絞りＳは、開口絞りＳの開口部ＳＨの近傍に、第１可変遮光部材ＶＲ１を構成する第１短冊部材ＳＴ１（第１棒状部材の一例）と、第２可変遮光部材ＶＲ２を構成する第２短冊部材ＳＴ２（第２棒状部材の一例）とが、それぞれ複数本（図２（Ａ）ではそれぞれ１０本）配置されたものである。ここで、第１可変遮光部材ＶＲ１は、複数の第１短冊部材ＳＴ１を有し、その複数の第１短冊部材ＳＴ１によって開口絞りＳの開口形状の輪郭の少なくとも一部（第１部分）を規定するものである。同様に、第２可変遮光部材ＶＲ２は、複数の第２短冊部材ＳＴ２を有し、その複数の第２短冊部材ＳＴ２によって開口絞りＳの開口形状の輪郭の少なくとも一部（第２部分）を規定するものである。

これらの第１短冊部材ＳＴ１は、長尺形の平板であって、第１短冊部材ＳＴ１の長手方向端が開口絞りＳの開口部ＳＨに向けて配置され、その長手方向端が、開口絞りＳの開口形状の輪郭の少なくとも一部（第１部分）を形成するように構成される。そして、複数の第１短冊部材ＳＴ１は、その長手方向が第１方向とほぼ平行であり、且つ、その短手方向に沿って近接して配置される。さらに、図２（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、第１短冊部材ＳＴ１のそれぞれには、第１短冊部材ＳＴ１をその長手方向（第１方向）にスライド駆動、すなわち押し引き駆動させるための駆動手段２１が連結されている。従って、本実施形態における投影光学系ＰＬは、駆動手段２１を介して第１短冊部材ＳＴ１をその長手方向にスライド駆動することによって、投影光学系ＰＬの開口絞りＳの形状を連続的又は段階的に変えることができる。

同様に、上述の第２短冊部材ＳＴ２も、長尺形の平板であって、第１短冊部材ＳＴ１とは異なる位置に且つ第２短冊部材ＳＴ２の長手方向端が開口絞りＳの開口部ＳＨに向けて配置され、その長手方向端が、開口絞りＳの開口形状の輪郭の少なくとも一部（第２部分）を形成するように構成される。そして、複数の第２短冊部材ＳＴ２は、その長手方向が第２方向とほぼ平行であり、且つ、その短手方向に沿って近接して配置される。さらに、図２（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、第２短冊部材ＳＴ２のそれぞれには、第２短冊部材ＳＴ２をその長手方向（第２方向）にスライド駆動、すなわち押し引き駆動させるための駆動手段２２が連結されている。従って、本実施形態における投影光学系ＰＬは、駆動手段２２を介して第２短冊部材ＳＴ２をその長手方向にスライド駆動することによって、投影光学系ＰＬの開口絞りＳの形状のうち、複数の第１短冊部材ＳＴ１が規定する部分以外の開口絞りＳの形状を連続的又は段階的に変えることができる。

なお、本実施形態においては、第１方向は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと略直交な方向であるとした。ただし、一般には、第１方向は必ずしも光軸ＡＸと直交する方向である必要はなく、光学系を構成するミラーやレンズ、及びそれらの保持部材との機械的な干渉を避けるのに適した方向に設定すればよい。同様に、本実施形態においては、第２方向は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと略直交な方向であるとした。ただし、一般には、第２方向は必ずしも光軸ＡＸと直交する方向である必要はなく、光学系を構成するミラーやレンズ、及びそれらの保持部材との機械的な干渉を避けるのに適した方向に設定すればよい。

このように、本実施形態における開口絞りＳは、その開口形状が複数の第１短冊部材ＳＴ１及び複数の第２短冊部材ＳＴ２によって形成できるように構成されるので、投影光学系ＰＬの瞳面ＰＰの周囲の全面に渡って機械的な機構を配置することなく、所定の２方向に機械的な機構を設けるのみで投影光学系ＰＬの開口数ＮＡを連続的又は段階的に可変とできる開口絞りを構成することができる。

また、上述の駆動手段２１は、複数の第１短冊部材ＳＴ１にそれぞれ連結される、例えば図２（Ｃ）に示すようなラックアンドピニオンなどからなる機構ＲＰ１によって複数の第１短冊部材ＳＴ１をそれぞれスライドさせるように構成される。また、駆動手段２１は、ラックアンドピニオンなどからなる機構ＲＰ１の代わりに、複数の第１短冊部材ＳＴ１にそれぞれ連結される、リニアモーターからなるアクチュエータを有し、そのアクチュエータからの動力によって複数の第１短冊部材ＳＴ１をそれぞれスライドさせるように構成してもよい。

なお、上述の駆動手段２１の一例として、第１短冊部材ＳＴ１を例として説明したが、図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示す如く、第２短冊部材ＳＴ２の駆動手段２２においても、上述の第１短冊部材ＳＴ１と同様な構成をとることができる。

また、上述の駆動手段２１は、複数の第１短冊部材ＳＴ１が開口絞りＳの開口形状の輪郭の少なくとも一部（第１部分）を形成できるように、不図示の制御部からの制御信号に基づいて所定量を駆動するように構成される。さらに、上述の駆動手段２２は、複数の第２短冊部材ＳＴ２が開口絞りＳの開口形状の輪郭の少なくとも一部（第２部分）を形成できるように、不図示の制御部からの制御信号に基づいて所定量を駆動するように構成される。

このように、本実施形態における開口絞りＳにおいては、その開口形状が複数の第１短冊部材ＳＴ１及び複数の第２短冊部材ＳＴ２によって形成できるように構成されるとともに、駆動手段２１によって複数の第１短冊部材ＳＴ１のそれぞれが独立してスライドさせるように構成されること及び駆動手段２２によって複数の第２短冊部材ＳＴ２のそれぞれが独立してスライドさせるように構成されることによって、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡの微調整を容易に行うことができる。

なお、一般的に光学系の開口絞りＳの開口形状は、光学系の結像性能の観点から、円形形状又は楕円形状であること、さらには、より滑らかな円形形状又は楕円形状が望ましい。そこで、本実施形態における第１短冊部材ＳＴ１は、図３に示す如く、その長手方向における少なくとも開口部ＳＨ側の端部３１の形状を、斜線又は曲線形状とすることが望ましい。

図３は、本実施形態における第１短冊部材ＳＴ１ａの形状の一例を示す図である。図３に示す如く、第１短冊部材ＳＴ１ａは、その長手方向における少なくとも開口部ＳＨ側の端部３１の形状が斜線又は曲線形状である。そして、複数の第１短冊部材ＳＴ１ａのそれぞれの端部３１の形状は、開口絞りＳの開口形状をほぼ円形状又は楕円形状に形成させるようにそれぞれ構成される。このように本実施形態においては、複数の第１短冊部材ＳＴ１ａによって開口絞りＳの開口形状の少なくとも一部（第１部分）をより滑らかな円形状又は楕円形状に形成させることができるので、開口絞りＳにより規定される投影光学系ＰＬにおける開口数ＮＡの設定誤差を低減できる。

次に、第１短冊部材ＳＴ１及び第２短冊部材ＳＴ２からなる開口絞りＳの配置の一例について説明する。図４は、本実施形態の投影光学系ＰＬにおける第１短冊部材ＳＴ１及び第２短冊部材ＳＴ２の配置の一例を示す概略図である。図４に示す如く、本例の開口絞りＳは、第１ミラーＰＭ１と第２ミラーＰＭ２との光路中に形成される投影光学系ＰＬの瞳面ＰＰ又はその瞳面ＰＰの近傍に配置される。そして、複数の第１短冊部材ＳＴ１は、瞳面ＰＰにおいて光束を規定する開口絞りＳの開口形状の少なくとも一部（第１部分）を形成するように、開口絞りＳの近傍にそれぞれ配置される。さらに、複数の第２短冊部材ＳＴ２は、瞳面ＰＰにおいて光束を規定する開口絞りＳの開口形状の少なくとも一部（第２部分）を形成するように、開口絞りＳの近傍にそれぞれ配置される。

ここで、本実施形態における投影光学系ＰＬは、図１に示す如く、光軸ＡＸに軸対称な共軸反射光学系である。このような光学系に於いては、マスクＭからウエハＷに至る光束は、複数のミラー（第１ミラーＰＭ１〜第６ミラーＰＭ６）によって順次反射されるとともに、その各光路は空間的に相当程度重複して、各ミラーの間を往復するものとなる。また、投影光学系ＰＬを構成するミラーであって光軸上に配置された円形のミラー（例えば第２ミラー）による遮蔽を回避するために、その視野の形状は、物体面上及び像面上において、光軸から所定の半径だけ離れた円弧状の領域の一部であることが一般的である。

本例の投影光学系ＰＬでは、その視野は、物体面（マスクＭ）上で、光軸ＡＸから第３方向である＋Ｙ方向に離れた位置を中心とする円弧状の領域である。そして、投影光学系ＰＬが光軸対称な光学系であることから、各ミラー（第１ミラーＰＭ１〜第６ミラーＰＭ６）で反射された各光束は、光軸ＡＸを中心として収束方向に、または光軸ＡＸを中心として発散する方向に反射されることになる。

その結果、図４に示す如く、マスクＭを介して第１ミラーＰＭ１へ入射する光束は瞳面ＰＰに対して＋Ｙ方向に近接した部分Ｐ１を通過し、第２ミラーＰＭ２を介して第３ミラーＰＭ３へ入射する光束は、瞳面ＰＰに対して−Ｙ方向に近接した部分Ｐ２を通過することとなる。

このように、本実施形態における投影光学系ＰＬは共軸な反射光学系であるために、開口絞りを配置すべき瞳面の近傍においては、第３方向に沿っては複数の光路が近接するが、その第３方向と直交する方向に沿っては、他の光路が近接して配置されることはない。

従って、各ミラーで反射された各光束が、瞳面ＰＰに近接して配置される場合、瞳面ＰＰの周囲を取り囲むように配置する必要のある従来の開口絞りは、それらの光束を遮蔽してしまうために、配置することが困難である。しかし、本例の開口絞りＳであれば、図４に示す如く、複数の第１短冊部材ＳＴ１は、第１面Ｆ１上であって、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸから露光視野に離れる方向と交差する方向（本例では第１方向）に配置することにより、近接する他の光束を遮蔽することなく配置することができる。そして、複数の第１短冊部材ＳＴ１は、第１面Ｆ１上であって、駆動手段２１によって投影光学系ＰＬの光軸ＡＸから露光視野に離れる方向と交差する方向（本例では第１方向）にそれぞれスライドされる。

同様に、図４に示す如く、複数の第２短冊部材ＳＴ２は、第１面Ｆ１上であって、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸから露光視野に離れる方向と交差する方向（本例では第２方向）且つ複数の第１短冊部材ＳＴ１とは異なる位置に配置することにより、近接する他の光束を遮蔽することなく配置することができる。そして、複数の第２短冊部材ＳＴ２は、第１面Ｆ１上であって、駆動手段２２によって投影光学系ＰＬの光軸ＡＸから露光視野に離れる方向と交差する方向（本例では第２方向）にそれぞれスライドされる。

このように、例えば投影光学系ＰＬの光路が各ミラーＰＭ１〜ＰＭ６で折り返されることによって、投影光学系ＰＬの瞳面ＰＰを含む第１面Ｆ１上において投影光学系ＰＬの光路が近接するような構成であっても、本実施形態における開口絞りＳは、投影光学系ＰＬの光路を遮蔽することなく、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡを連続的又は段階的に変えることができる。

また、本実施形態においては、第１短冊部材ＳＴ１及び第２短冊部材ＳＴ２は、図４に示すように投影光学系ＰＬの光軸ＡＸから露光視野に離れる方向と略直交する所定の一方向に沿ってそれぞれ配置されている。しかし、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸから露光視野に離れる方向と交差する方向であって且つ投影光学系ＰＬの光路を遮蔽しない方向であれば、第１短冊部材ＳＴ１及び第２短冊部材ＳＴ２は、上記所定の方向とはそれぞれ別々の方向に配置されてもよい。

なお、上述のように、本実施形態において、第１方向は投影光学系ＰＬの瞳面ＰＰを含む第１面Ｆ１上における方向であって、第３方向は投影光学系ＰＬの像面（又は物体面）上における方向である。しかしながら、本実施形態においては、投影光学系ＰＬの像面（又は物体面）と、投影光学系ＰＬの瞳面ＰＰを含む第１面Ｆ１とは、ほぼ平行な面であるため、第１方向と第３方向とは、投影光学系ＰＬの像面（又は物体面）又は投影光学系ＰＬの瞳面ＰＰを含む第１面Ｆ１において、互いに交差又は直交する。

ここで、本実施形態における開口絞りＳの開口形状をある程度円形に近づける必要がある場合には、上記の例及び以降の例における第１短冊部材ＳＴ１の短手方向の幅は、製造可能な範囲で且つできる限り狭い方が望ましい。第１短冊部材ＳＴ１の短手方向の幅をより細くして、開口絞りＳの開口形状の少なくとも一部を形成するための第１短冊部材ＳＴ１の数を多くすることで、複数の第１短冊部材ＳＴ１は、開口絞りＳの開口形状の少なくとも一部をより高精度に形成することが可能となる。第１短冊部材ＳＴ１の短手方向の幅は、投影光学系ＰＬの開口絞りＳの最大径、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡを可変とさせる範囲や、開口数ＮＡを可変設定する際の可変ステップ値、さらに第１短冊部材ＳＴ１の本数、などを考慮して設定される。

例えば、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡを可変とさせる範囲が０．１〜０．５において開口数ＮＡの可変ステップ値を０．０１にする場合には、第１短冊部材ＳＴ１の短手方向の幅は、投影光学系ＰＬの瞳の直径１００ｍｍに対して概ね２〜１０ｍｍである必要がある。同様に、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡを可変とさせる範囲が０．１５〜０．３５において開口数ＮＡの可変ステップ値を０．０１にする場合には、第１短冊部材ＳＴ１の短手方向の幅は、投影光学系ＰＬの瞳の直径１００ｍｍに対して概ね２．５〜６．６ｍｍである必要がある。従って、投影光学系ＰＬの瞳の直径と開口絞りＳの開口部ＳＨの第１方向と略直交する方向（第１短冊部材ＳＴ１の短手方向）における幅とをほぼ同等とすると、開口数ＮＡの可変ステップ値を０．０１にする際には、第１短冊部材ＳＴ１の短手方向の幅は、開口絞りＳの開口部ＳＨの第１方向と略直交する方向における幅に対して概ね１／５０〜１／１０である必要がある。

さらに、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡを可変とさせる範囲が０．１〜０．５において開口数ＮＡの可変ステップ値を０．００５にする場合には、第１短冊部材ＳＴ１の短手方向の幅は、投影光学系ＰＬの瞳の直径１００ｍｍに対して概ね１〜５ｍｍである必要がある。従って、投影光学系ＰＬの瞳の直径と開口絞りＳの開口部ＳＨの第１方向と略直交する方向における幅とをほぼ同等とすると、開口数ＮＡの可変ステップ値を０．００５にする際には、第１短冊部材ＳＴ１の短手方向の幅は、開口絞りＳの開口部ＳＨの第１方向と略直交する方向における幅に対して概ね１／１００〜１／２０である必要がある。

ここで、上述のように、本実施形態における第１短冊部材ＳＴ１の本数は、第１短冊部材ＳＴ１の短手方向の幅をより細くすることによって本数を多くすることも可能である。ただし、開口絞りＳの開口形状を真円に近づける必要性が低い場合には、第１短冊部材ＳＴ１の本数は、上記よりも少なくすることも可能である。第１短冊部材ＳＴ１の本数を少なくすることで、本実施形態における開口絞りＳは、機械的な構成を簡素化することが可能である。このように第１短冊部材ＳＴ１の本数を少なくすることにより、駆動手段２１を構成するラックアンドピニオンなどからなる機構ＲＰ１の数も少なくでき、駆動手段２１のスライド駆動により生じる粉塵や化学的な汚染物質の発生が低減されるという効果もある。

なお、本実施形態における第２短冊部材ＳＴ２の形状、本数、幅等は、第１短冊部材ＳＴ１、ＳＴ１ａの形状と同様であるため、説明は省略する。

次に、第１短冊部材ＳＴ１及び第２短冊部材ＳＴ２の変形例について説明する。なお、この変形例においても、第１短冊部材ＳＴ及び第２短冊部材ＳＴが配置される光学系及び露光装置の構成については、上記の実施形態と同様である。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同じ符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図５は、本変形例における第１短冊部材ＳＴ１ｂの形状を示す図である。図５に示す如く、複数の第１短冊部材ＳＴ１ｂは、互いにその一部が重なり合うための重複部ＯＬ１を長手方向に沿ってそれぞれ有する形状である。そして、複数の第１短冊部材ＳＴ１ｂは、互いの重複部ＯＬ１を重ねるように、所定方向（Ｙ方向若しくは第１短冊部材ＳＴ１ｂの短手方向）に沿って互いに略平行にそれぞれ配置される。このような構成によって、複数の第１短冊部材ＳＴ１ｂの互いの隙間から露光光が漏れることを低減できる。なお、複数の第１短冊部材ＳＴ１ｂの形状は、上記の構造に限らず、複数の第１短冊部材ＳＴ１ｂの互いの隙間から露光光が漏れることを低減できる構成であれば、他の構造であってもよい。なお、図５における説明において、第１短冊部材ＳＴ１ｂを例として説明したが、第２短冊部材ＳＴ２ｂにおいても、第１短冊部材ＳＴ１ｂと同様である。

図６（Ａ）、（Ｂ）は、本変形例における第１短冊部材ＳＴ１ｃの形状を示す図である。図６（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、複数の第１短冊部材ＳＴ１ｃは、その長手方向のそれぞれの端部に、遮光膜が形成された形状規定部材６１の少なくとも一部をそれぞれ連結される構成である。そして、複数の第１短冊部材ＳＴ１ｃに配置された形状規定部材６１は、開口絞りＳの開口形状の少なくとも一部（第１部分）を形成するように構成される。このように本実施形態においては、複数の第１短冊部材ＳＴ１ｃに配置された形状規定部材６１によって開口絞りＳの開口形状の少なくとも一部をより滑らかな円形形状又は楕円形状に形成させることができる。また、図６（Ｂ）に示すように、形状規定部材６２は、複数の第１短冊部材ＳＴ１ｃの互いの隙間から露光光が漏れることを低減させるために、所定の幅を有するように構成されてもよい。さらに、本実施形態における形状規定部材６１、６２は、例えば、チューブ状の形状であって、伸縮性又は可塑性の樹脂、などで構成することもできる。なお、図６（Ａ）、（Ｂ）における説明において、第１短冊部材ＳＴ１ｃを例として説明したが、第２短冊部材ＳＴ２ｃにおいても、上述の第１短冊部材ＳＴ１ｃと同様な構成をとることができる。

次に、駆動手段２１の変形例について説明する。なお、この変形例においても、第１短冊部材ＳＴ１及び第２短冊部材ＳＴ２が配置される光学系及び露光装置の構成については、上記の実施形態と同様である。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同じ符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図７（Ａ）、（Ｂ）は、本変形例における駆動手段２１ａを示す図である。図７（Ａ）に示す如く、本実施形態における駆動手段２１ａは、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡに応じた開口絞りＳの開口形状を形成するための輪郭形状７１ｂを有する第１形状生成部７１ａと、その第１形状生成部７１ａを光軸方向（図７（Ａ）のＺ方向）に駆動させる第１駆動部７１と、第１短冊部材ＳＴ１を第１形状生成部７１ａの輪郭形状７１ｂに押し付けるための第１スプリング機構ＳＰ１と、で構成される。

また、図７（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、第１形状生成部７１ａは、上述の輪郭形状７１ｂに複数の第１短冊部材ＳＴ１をそれぞれ対応させるように配置される。そして、複数の第１短冊部材ＳＴ１のそれぞれには、第１形状生成部７１ａの輪郭形状７１ｂに第１短冊部材ＳＴ１を押し付けるための第１スプリング機構ＳＰ１が連結されている。その第１スプリング機構ＳＰ１は、例えば、第１短冊部材ＳＴ１の長手方向の端部の開口部ＳＨ側とは反対側（ここでは第１形状生成部７１ａの輪郭形状７１ｂ側）へ向かう力を有する複数のバネ７０からなる機構である。そして、複数の第１短冊部材ＳＴ１は、その複数のバネ７０とそれぞれ連結されている。従って、複数の第１短冊部材ＳＴ１は、第１スプリング機構ＳＰ１を介して輪郭形状７１ｂに押し付けられるようにそれぞれ配置されている。そして、第１駆動部７１で第１形状生成部７１ａを光軸方向に駆動させることによって、複数の第１短冊部材ＳＴ１は、第１形状生成部７１ａの輪郭形状７１ｂの形状に応じて開口絞りＳの開口形状の少なくとも一部を一体的に形成することができる。

なお、第１形状生成部７１ａの輪郭形状７１ｂは、駆動手段２１ａの第１駆動部７１を光軸方向に駆動させた時に複数の第１短冊部材ＳＴ１が輪郭形状７１ｂに沿ってそれぞれ移動できるように、連続的に滑らかな形状であることが望ましい。また、例えば、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡを０．１５〜０．３５の範囲で０．０１ごとに可変させる場合、第１形状生成部７１ａの輪郭形状７１ｂは、２１段階の開口数ＮＡにそれぞれ対応する開口絞りＳの開口形状を複数の第１短冊部材ＳＴ１がその開口形状の少なくとも一部を形成できるように規定される。なお、図７（Ａ）、（Ｂ）において駆動手段２１ａの一例として、第１短冊部材ＳＴ１を例として説明したが、第２短冊部材ＳＴ２においても、上述の第１短冊部材ＳＴ１と同様な構成をとることができる。また、第１短冊部材ＳＴ１に対応させて配置される第１形状生成部７１ａと、第２短冊部材ＳＴ２に対応させて配置される第２形状生成部７２ａとを連結することで、少なくとも第１駆動部７１のみによって第１形状生成部ＳＴ１及び第２形状生成部ＳＴ２を光軸方向に駆動させることも可能である。

なお、投影光学系ＰＬによっては、いわゆる瞳の球面収差により、開口数ＮＡの可変により瞳面ＰＰの位置が光軸方向に若干ずれる場合もある。この場合において、開口絞りＳの位置を厳格に設定するには、投影光学系ＰＬの開口絞りＳは、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡの値に応じて光軸方向の位置を可変とできる構成とすることが望ましい。このため、本例では、図８に示す如く、開口絞りＳ、第１短冊部材ＳＴ１、第２短冊部材ＳＴ２、及び駆動手段２１、２２を、光軸方向（Ｚ方向）に一体的に移動可能な調整手段８１、８２を備えている。

なお、上記の実施形態においては、第２短冊部材ＳＴ２に代えて、例えば円弧状のエッジ部を持つ部材が開口絞りＳの開口部ＳＨに向けて出入り可能に配置された１つの絞り羽根に置き換えることも可能である。この場合、その絞り羽根は、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡの範囲（例えば０．１５〜０．３５）で平均的で且つ最適な開口絞りＳの開口形状の少なくとも一部（第２部分）を形成するように構成すればよい。このような場合においても、本実施形態における開口絞りＳは、その開口形状が複数の第１短冊部材ＳＴ１及び上記の絞り羽根によって形成できるように構成されるので、投影光学系ＰＬの瞳面ＰＰの周囲に渡って機械的な機構を配置することなく、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡを連続的又は段階的に変えることができる。

また、本実施形態における投影光学系ＰＬは、上述の６枚の非球面の各ミラーＰＭ１〜ＰＭ６で構成される光学系に限られるものではなく、８枚のミラーや１０枚のミラーなど、他の枚数のミラーからなる反射光学系を用いることもできる。

なお、本実施形態における露光装置に用いられるミラー（例えば、コリメータミラー２、照明光学系ＩＬＳ及び投影光学系ＰＬの各ミラー）は、ＥＵＶ光を反射させるために、反射面に多層膜が形成されている。例えば、この多層膜は、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜やＭｏ／Ｂｅ多層膜などで構成される。

また、本実施形態の光源装置１から射出されるＥＵＶ光（露光光）の波長は、高解像度を達成するために５０ｎｍ以下とすることが望ましく、一例としては１１．８ｎｍ又は１３．５ｎｍを使用することが望ましい。

なお、上記形態の開口絞りＳは、照明光学系に対しても適用することができる。すなわち、図１において、上記の開口絞りＳを、照明光学系ＩＬＳの瞳面又は瞳面近傍に適用することもできる。この場合、複数の第１短冊部材ＳＴ１を、照明光学系ＩＬＳに配置される開口絞りＳの近傍面にそれぞれ配置することもできる。さらに、複数の第２短冊部材ＳＴ２を、照明光学系ＩＬＳに配置される開口絞りＳの近傍面にそれぞれ配置することもできる。

また、本実施形態における照明光学系ＩＬＳは、マスクＭのパターン面上の露光視野内を照明する構成であればよく、具体的な構成は特に制限されない。

なお、本実施形態における第１短冊部材ＳＴ１の本数は、例えば、開口絞りＳの開口形状をある程度円形に近づけるためには、例えば５０本程度以上であることが望ましい。また、より一層円形に近い開口形状が必要な場合には、７０本程度以上としてもよい。また、第１短冊部材ＳＴ１の本数は、例えば、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡの可変とする範囲（例えば、０．１〜０．５）、開口数ＮＡを可変設定する際の可変ステップ値（例えば、０．０１や０．００５）や、第１短冊部材ＳＴ１の短手方向の幅、なども考慮して適宜設定することが望ましい。

また、本実施形態においては、第１短冊部材ＳＴ１の短手方向の幅をより細くして、開口絞りＳの開口形状の少なくとも一部を形成するための第１短冊部材ＳＴ１の数を多くすることで、複数の第１短冊部材ＳＴ１は、開口絞りＳの開口形状の少なくとも一部をより高精度に形成することが可能となる。同様に、第２短冊部材ＳＴ２の短手方向の幅をより細くして、開口絞りＳの開口形状の少なくとも一部を形成するための第２短冊部材ＳＴ２の数を多くすることで、複数の第２短冊部材ＳＴ２は、開口絞りＳの開口形状の少なくとも一部をより高精度に形成することが可能となる。このように本実施形態においては、複数の第１短冊部材ＳＴ１及び複数の第２短冊部材ＳＴ２によって、開口絞りＳの開口形状をより高精度に形成することが可能となるので、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡを可変設定する際の可変ステップ値をより小さく設定することもできる。

さらに、本実施形態における駆動手段は、複数の第１短冊部材ＳＴ１及び複数の第２短冊部材ＳＴ２によって開口絞りＳの開口形状がほぼ円形形状又は楕円形状を保てるように、不図示の制御部からの制御信号に基づいて所定量を駆動するように構成されることが望ましい。

なお、以上の説明においては、露光対象となる基板として半導体ウエハＷを想定したが、露光対象となる基板は半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスク又はレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）、又はフィルム部材などであってもよい。また、その基板は、その形状が円形に限られるものではなく、矩形など他の形状でもよい。

また、本実施形態の光学系を適用する露光装置の形態は、上述したマスクＭとウエハＷとを同期移動してマスクＭのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）に限らず、マスクＭとウエハＷとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、ウエハＷを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）であってもよい。

また、本実施形態の走査型露光装置は、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言うまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が完了したら、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。

次に、本実施形態における露光装置を用いた電子デバイスの製造方法について説明する。

上記の実施形態の露光装置を用いて半導体デバイス等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造する場合、電子デバイスは、図９に示す如く、電子デバイスの機能・性能設計を行うステップ１１１、この設計ステップ１１１に基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ１１２、デバイスの基材である基板（ウエハ）を製造するステップ１１３、前述した実施形態の露光装置によりマスクのパターンを基板へ露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱（キュア）及びエッチング工程などを含む基板処理ステップ１１４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージング工程などの加工プロセスを含む）１１５、並びに検査ステップ１１６等を経て製造される。言い換えると、このデバイスの製造方法は、リソグラフィ工程を含み、そのリソグラフィ工程で上記の実施形態の露光装置を用いて感光性基板を露光している。

なお、上述のように本発明における実施形態の一例を説明したが、本発明は上述した全ての構成要素を適宜組み合わせて用いる事が可能であり、また、一部の構成要素を用いない場合もある。

本実施形態における露光装置の概要を示す図である。 本実施形態における開口絞りの一例を示す図である。（Ａ）は、本実施形態における開口絞りの一例を示す斜視図である。（Ｂ）は、本実施形態における開口絞りの一例を示す上面図である。（Ｃ）は、本実施形態における開口絞りの開口形状の少なくとも一部を規定する複数の第１短冊部材にそれぞれ配置される駆動手段の一例を示す断面図である。 本実施形態における第１短冊部材の変形例を表わす図である。 本実施形態の投影光学系における第１可変遮光部材及び第２可変遮光部材の配置の一例を示す斜視図である。 本実施形態における第１短冊部材の変形例を表わす図である。 本実施形態における第１短冊部材の変形例を表わす図である。（Ａ）は、本実施形態における第１短冊部材の変形例を示す上面図である。（Ｂ）は、本実施形態における第１短冊部材の変形例を示す上面図である。 本実施形態における駆動手段の変形例を示す図である。（Ａ）は、本実施形態における駆動手段の変形例を示す斜視図である。（Ｂ）は、本実施形態における駆動手段の変形例を示す断面図である。 本実施形態における第１短冊部材及び第２短冊部材などを光軸方向へ駆動させる調整手段の一例を示す斜視図である。 本実施形態における電子デバイスの製造方法の概要を示す図である。

符号の説明

１ａ・・・レーザ光源、１ｃ・・・ターゲット供給用ノズル、３・・・オプティカルインテグレータ、２１・・・駆動手段、２１ａ・・・駆動手段、Ｓ・・・開口絞り、ＳＴ１・・・第１短冊部材（第１棒状部材）、ＳＴ２・・・第２短冊部材（第１棒状部材）、ＶＲ１・・・第１可変遮光部材、ＶＲ２・・・第２可変遮光部材

Claims (35)

1. 光束を規定する開口絞りを有する光学系において、
   前記開口絞りの開口形状の一部である第１部分は、複数の第１棒状部材を含み、前記複数の第１棒状部材の長手方向が所定の第１方向と平行であり、且つ、短手方向に近接して配置された第１可変遮光部材により規定されることを特徴とする光学系。
2. 前記複数の第１棒状部材と連結し、前記複数の第１棒状部材を前記第１方向に押し引きする第１駆動手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の光学系。
3. 前記第１方向は、前記光学系の光軸に垂直な方向であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学系。
4. 前記第１駆動手段は、前記複数の第１棒状部材をそれぞれ独立に押し引きすることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の光学系。
5. 前記第１駆動手段は、前記複数の第１棒状部材を互いに一体的に押し引きすることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の光学系。
6. 前記開口絞りの前記開口形状の前記第１部分以外の少なくとも一部である第２部分は、複数の第２棒状部材を含み、前記複数の第２棒状部材の長手方向が、所定の第２方向と平行であり、且つ、短手方向に近接して配置された第２可変遮光部材により規定されることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の光学系。
7. 前記複数の第２棒状部材と連結し、前記複数の第２棒状部材を前記第２方向に押し引きする第２駆動手段を備えることを特徴とする請求項６に記載の光学系。
8. 前記第２方向は、前記光学系の光軸に垂直な方向であること特徴とする請求項６又は請求項７に記載の光学系。
9. 前記第１方向と前記第２方向とは、略平行であり、
   前記第２部分は、前記第１部分に対して、前記光軸の概反対側に位置することを特徴とする請求項６から請求項８の何れか一項に記載の光学系。
10. 前記第２駆動手段は、前記複数の第２棒状部材をそれぞれ独立に押し引きすることを特徴とする請求項７から請求項９の何れか一項に記載の光学系。
11. 前記第２駆動手段は、前記複数の第２棒状部材を互いに一体的に押し引きすることを特徴とする請求項７から請求項９の何れか一項に記載の光学系。
12. 前記光学系は、物体面上の所定の視野領域を像面上に結像する結像光学系であることを特徴とする請求項１から請求項１１の何れか一項に記載の光学系。
13. 前記光学系は、前記所定の視野領域が、前記光学系の光軸に対して第３方向に偏心した位置であることを特徴とする請求項１２に記載の光学系。
14. 前記第１方向は、前記第３方向と直交する方向であることを特徴とする請求項１３の何れか一項に記載の光学系。
15. 少なくとも１つの前記該第２棒状部材の短手方向の幅は、前記開口絞りの開口部の前記第２方向と略直交する方向における幅に対して概ね１／１００〜１／２０であることを特徴とする請求項６〜請求項１４の何れか一項に記載の光学系。
16. 少なくとも１つの前記該第２棒状部材の短手方向の幅は、前記開口絞りの開口部の前記第２方向と略直交する方向における幅に対して概ね１／５０〜１／１０であることを特徴とする請求項６〜請求項１４の何れか一項に記載の光学系。
17. 少なくとも１つの前記第２棒状部材の短手方向の幅は、概ね１ｍｍ〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項６〜請求項１４の何れか一項に記載の光学系。
18. 少なくとも２つの前記第２棒状部材は、互いにその一部が重なり合うための重複部を該第２棒状部材の長手方向に沿ってそれぞれ有することを特徴とする請求項６〜請求項１７の何れか一項に記載の光学系。
19. 少なくとも１つの前記第２棒状部材は、その長手方向の一方の先端部が曲線形状又は斜線形状に構成されていることを特徴とする請求項６〜請求項１８の何れか一項に記載の光学系。
20. 前記第１棒状部材と前記第２棒状部材とのそれぞれの長手方向の先端部に連結されて、前記開口絞りの前記開口形状の少なくとも一部を形成する形状規定部材を備えることを特徴とする請求項６〜請求項１９の何れか一項に記載の光学系。
21. 少なくとも２つの前記第１棒状部材のそれぞれの長手方向の先端部に連結されて、前記開口絞りの前記第１部分の少なくとも一部を形成する形状規定部材を備えることを特徴とする請求項１〜請求項１９の何れか一項に記載の光学系。
22. 前記形状規定部材は、前記開口絞りの前記開口形状をほぼ円形形状又は楕円形状に規定することを特徴とする請求項２０又は請求項２１に記載の光学系。
23. 少なくとも１つの前記該第１棒状部材の短手方向の幅は、前記開口絞りの開口部の前記第１方向と略直交する方向における幅に対して概ね１／１００〜１／２０であることを特徴とする請求項１〜請求項２２の何れか一項に記載の光学系。
24. 少なくとも１つの前記該第１棒状部材の短手方向の幅は、前記開口絞りの開口部の前記第１方向と略直交する方向における幅に対して概ね１／５０〜１／１０であることを特徴とする請求項１〜請求項２２の何れか一項に記載の光学系。
25. 少なくとも１つの前記第１棒状部材の短手方向の幅は、概ね１ｍｍ〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜請求項２４の何れか一項に記載の光学系。
26. 少なくとも２つの前記第１棒状部材は、互いにその一部が重なり合うための重複部を該第１棒状部材の長手方向に沿ってそれぞれ有することを特徴とする請求項１〜請求項２５の何れか一項に記載の光学系。
27. 少なくとも１つの前記第１棒状部材は、その長手方向の一方の先端部が曲線形状又は斜線形状に構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項２６の何れか一項に記載の光学系。
28. 少なくとも１つの反射光学素子を有することを特徴とする請求項１〜請求項２７の何れか一項に記載の光学系。
29. 前記反射光学素子は、その反射面に前記光束を反射するための多層膜を有することを特徴とする請求項２８に記載の光学系。
30. 前記反射光学素子は、反射型の均一化光学素子であることを特徴とする請求項２８又は請求項２９に記載の光学系。
31. 前記光束は、ＥＵＶ光であることを特徴とする請求項１〜請求項３０の何れか一項に記載の光学系。
32. 第１面の像を第２面上に露光する露光装置であって、
    請求項１〜請求項３１の何れか一項に記載の光学系を備えることを特徴とする露光装置。
33. 第１面の像を第２面上に投影する投影光学系を備える露光装置であって、
    前記投影光学系は、請求項１〜請求項３１の何れか一項に記載の光学系であることを特徴とする露光装置。
34. 前記光束を供給するＥＵＶ光源装置をさらに備えることを特徴とする請求項３２又は請求項３３に記載の露光装置。
35. リソグラフィ工程を含む電子デバイスの製造方法であって、
    前記リソグラフィ工程は、請求項３２〜請求項３４の何れか一項に記載の露光装置を用いることを特徴とする電子デバイスの製造方法。

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