JP2010016376A - 遮光ユニット、可変スリット装置、及び露光装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】露光光の一部を遮光部材39aで遮光する遮光ユニット38は、遮光部材39aの変位を検出するセンサ43と、センサ43の検出結果に基づいて遮光部材39aを駆動する駆動装置44と、センサ43及び駆動装置44を収納する容器40と、遮光部材に対する容器40を気密化するベローズ機構41とを備える。
【選択図】図4
Description
露光光として水銀ランプの輝線又はエキシマレーザ光等の遠紫外域から真空紫外域にかけての光を用いる露光装置では、レチクルのパターン面にパーティクルなどが付着していると、パーティクルもウエハ上に転写されてしまう。そこで、レチクルのパターン面には、フレームを介して、パターン面から僅かに離した位置にペリクルと呼ばれる透明な薄膜が取り付けられている。
そうすると、ブレードの駆動機構から発生した異物がレチクルのパターン面に付着すると、本来のパターン以外のパターンがウエハ上に露光される。従って、特にEUV露光装置のように高解像度の装置において解像度低下の一つの要因となる。
また、例えばレチクルの高さの変動によって、可変ブラインドによって設定される照明領域のエッジ部の状態(例えばブレードのエッジ部の像のデフォーカス量)が変化する場合にも、解像度等の特性が劣化する恐れがある。
また、本発明は、照明光の照明領域のエッジ部の状態(例えば、デフォーカス量)を調整できる照明技術を提供することを第2の目的とする。
本発明の第3の態様に従えば、所定形状の照明光を形成する可変スリット装置であって、その照明光の一部を遮光する遮光部材をそれぞれ含む複数の遮光ユニットと、その複数の遮光ユニットにおけるその遮光部材のその照明光の光軸方向の位置を制御するために、その複数の遮光ユニット又はその遮光部材の傾斜角を制御するチルト機構とを備える可変スリット装置が提供される。
本発明の第5の態様に従えば、照明光でパターンを介して基板を露光する露光装置であって、前記照明光の一部を遮光し且つ同一平面上に配置される複数の遮光部材及び該遮光部材を駆動する駆動装置を有する可変スリットと、前記可変スリットを通った照明光を基板に導く光学系とを備え、前記駆動装置が、前記遮光部材が存在する空間及び前記光学系が存在する空間とは独立した空間に存在する露光装置が提供される。
本発明の第6の態様に従えば、本発明の露光装置を用いて感光性基板を露光することと、その露光された感光性基板を処理することとを含むデバイス製造方法が提供される。
本発明によれば、照明光の照明領域のエッジ部の状態(例えば、デフォーカス量)を調整することができ、高精度な露光を行える。
図1は、本実施形態の露光光EL(照明光)として波長が3〜50nm程度の範囲内で例えば11nm又は13nm等のEUV光を用いる露光装置(EUV露光装置)100の全体構成を概略的に示す断面図である。図1において、露光装置100は、露光光(照明光)ELを発生するレーザプラズマ光源10と、露光光ELでレチクルR(マスク)を照明する照明光学系ILSと、レチクルRを保持して移動するレチクルステージRSTと、レチクルRのパターン面(レチクル面)に形成されたパターンを、レジスト(感光材料)が塗布されたウエハW(感光性基板)上に投影する投影光学系POとを備えている。さらに、露光装置100は、ウエハWを保持して移動するウエハステージWSTと、装置全体の動作を統括的に制御するコンピュータを含む主制御系31等とを備えている。
レチクルRは、レチクルステージRSTの底面に静電チャックRHを介して吸着保持されている。レチクルステージRSTは、レーザ干渉計(不図示)の計測値及び主制御系31の制御情報に基づいて、真空チャンバ1の外面のXY平面に平行なガイド面に沿って駆動系(不図示)によってY方向に所定ストロークで駆動されるとともに、X方向及びθz方向(Z軸回りの回転方向)等にも微小量駆動される。レチクルステージRSTを真空チャンバ1側に覆うようにパーティション8が設けられ、パーティション8内は不図示の真空ポンプによって大気圧と真空チャンバ1内の気圧との間の気圧に維持されている。
ウエハW上の1つのショット領域(ダイ)を露光するときには、円弧状に形成された露光光ELが照明光学系ILSによりレチクル面に照射され、レチクル面の照明領域27Rで反射した露光光ELが投影光学系POに入射する。その間、レチクルRとウエハWとは投影光学系POに対して投影光学系POの縮小倍率に従った所定の速度比でY方向に同期して移動する(同期走査される)。このようにして、レチクルRのパターンはウエハW上の一つのショット領域に露光される。その後、ウエハステージWSTを駆動してウエハWをステップ移動した後、ウエハW上の次のショット領域に対してレチクルRのパターンが走査露光される。このようにステップ・アンド・スキャン方式でウエハW上の複数のショット領域に対して順次レチクルRのパターンの像が露光される。
図2(A)は、図1の可変ブラインド35をレチクルR側から見た一部を切り欠いた平面図である。図2(A)において、レチクルR上の円弧状の照明領域27Rの−Y方向のエッジ部27Rbの形状は、図1のブラインド板26によって規定される。また、断面形状がL字型の回転部材37上の位置Pi(i=1,2,…)にX方向に密着して複数のブラインドユニット38が固定され、これらのブラインドユニット38はそれぞれY方向に変位可能なブレード39を備え、これらのブレード39が照明領域27Rから反射される露光光の+Y方向のエッジ部27Raを遮光している。ブラインドユニット38(ブレード39)の個数が多いほど、高精度に照明領域27Rの形状を制御できる。ブラインドユニット38の個数は例えば10個程度から数10個である。
dY=(L2+dZ2)1/2−L …(1)
そこで、ブレード39の先端のZ位置をdZ(傾斜角に換算してほぼdZ/L(rad))だけ変化させた場合には、ブレード39の先端のY方向の位置をそれまでの状態に維持するために、ブラインド制御系33は、ブラインドユニット38を介して各ブレード39のY方向の位置を式(1)のdYだけ移動させている。これによって、ブレード39を移動前の姿勢(あるいは照明光の光軸)に対して傾斜した場合でも、照明領域27Rのスリット幅を一定に維持できる。
図4は、図3(A)のブラインドユニット38の構成を示す拡大断面図である。図4において、ブラインドユニット38は、耐圧性の高い箱状部材40と、箱状部材40の前面に取り付けられてY方向に或る程度(ブレード39のY方向の移動ストロークを含む範囲)の可撓性を持つダイアフラム41と、ダイアフラム41の中央に固定されたブレード39と、箱状部材40内(箱状部材40の内部空間)に設置されてブレード39の端部(一端部)39cとのY方向のギャップgを検出する静電容量センサ43と、箱状部材40内に固定されてブレード39をY方向に変位させる回転モータ44とを備えている。箱状部材40及びダイアフラム41は例えばステンレスのような脱ガスの少ない金属製である。さらに、箱状部材40内に、回転モータ44側にブレード39を付勢する案内ローラ45及びプリロード用の板ばね46が設けられ、摩擦力によってブレード39を保持している。
本実施形態の作用効果は以下の通りである。
(4)また、図3(A)の可変ブラインド35は、複数のブラインドユニット38のブレード39を同一面に配置している。従って、それらのブレード39を露光装置のレチクルRの近傍等の視野絞り面に配置することができ、ブレード39のY方向の位置制御によって、レチクルR上のスリット状の照明領域27R(ひいてはウエハW上の露光領域27W)の幅、ひいては対応するウエハW上での露光光の光量を高精度に制御できる。
従って、例えばレチクル面のZ位置の変化に応じて複数のブラインドユニット38のブレード39の先端のZ位置を一体的に容易に調整できる。
(7)また、図1の露光装置100は、露光光ELでレチクルRのパターンを照明し、露光光ELでそのパターン及び投影光学系POを介してウエハWを露光する露光装置において、可変ブラインド35の複数のブラインドユニット38のブレード39で露光光ELの一部を遮光している。従って、そのブレード39の位置を制御してその遮光量を制御することで、レチクルR上の照明領域の形状、ひいてはウエハW上の露光領域の形状を所望の形状に容易に設定でき、走査露光後のウエハW上の各点での積算露光量を高精度に制御できる。この際に、各ブラインドユニット38の回転モータ44の発塵及び発熱の影響が軽減されているため、レチクルRのパターンを高精度に、かつ高いスループットでウエハW上に露光できる。
次に、図4のブラインドユニット38の変形例につき図5〜図7を参照して説明する。図5〜図7において図4に対応する部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
図7は、第3変形例のブラインドユニット38Cを示す一部を切り欠いた図である。図7において、箱状部材40の内部でブレード39の軸部39aは軸受け51によってY方向に案内され、軸部39aに対向する箱状部材40の側面に、積層ピエゾ素子(圧電素子)よりなりY方向に伸縮する駆動素子61が固定されている。また、駆動素子61と軸部39aとの間にY方向に細長いロッド62A,62B,62Cが配置され、駆動素子61の先端とロッド62Aの一端、ロッド62Aの他端とロッド62Bの一端、ロッド62Bの他端とロッド62Cの一端、及びロッド62Cの他端と軸部39aの端部とは、それぞれピボット63A,63B,63C,63Dの周りに回転可能なリンク部材64A,64B,64C,64Dによって連結されている。リンク部材64A〜64Dの端部はそれぞれ圧縮コイルばね56等(1箇所のみ図示)によって駆動素子61又はロッド62A〜62C側に付勢されている。これらのリンク部材64A〜64D、ロッド62A〜62C及びピボット63A〜63Dがリンク機構(または駆動力伝達部)を構成する。
この第3変形例において、駆動素子61とピボット63Aとの間隔をa、ピボット63Aとロッド62Aとの間隔をbとして、間隔a及びbを例えば以下のように設定すると、駆動素子61の伸縮量はロッド62Aで4倍に拡大される。
また、他のリンク部材64B〜64Dでもそれぞれ変位を4倍に拡大するものとすると、駆動素子61のY方向の伸縮量δyは、次のようにほぼ256倍に拡大されてブレード39のY方向への移動量ΔYとなる。
ΔY=4×4×4×4×δy=256・δy …(3)
従って、例えば駆動素子61の駆動量δyを4μmとすると、ブレード39を1024μm、即ちほぼ1mmのストロークでY方向に駆動可能である。なお、リンク部材64A〜64Dの倍率(b/a)及び段数は、必要な移動量ΔY及び駆動素子61の駆動量δyに応じて任意に設定可能である。
なお、上記の実施形態ではブレード39の変位を検出するために静電容量センサ43を使用しているが、その変位検出用には光学式の近接センサ、小型のリニアエンコーダ、又は回転モータに組み込んだロータリエンコーダ等の他のセンサも使用できる。
また、上記の実施形態では、ブラインドユニット38の箱状部材40内に冷却された気体を供給しているが、その代わりに、例えば箱状部材40の側面に密着させた配管内に冷却された液体(冷媒)を流してもよい。さらに、箱状部材40の側面にペルチェ素子(吸熱素子)を固定し、このペルチェ素子の発熱を冷媒で排熱するようにしてもよい。
また、上述の実施形態では、可変ブラインド35をレチクルRのパターン面近傍に配置したが、投影光学系POとウエハWとの間に配置してもよい。
また、上記の実施形態では、露光光としてEUV光を用いているが、本発明は、露光光としてKrF(波長248nm)、ArF(波長193nm)などのエキシマレーザ光、又は固体レーザの高調波等を用いる露光装置にも適用可能である。また、気体中でも透過する露光光を使用する場合には、照明光学系及び投影光学系は屈折系、又は反射屈折系でもよい。この場合には、レチクルも透過型として例えば図2(B)のような配置で可変ブラインド35を設置することによって、透過型でレチクル上に照明領域を設定してもよい。
Claims (23)
- 遮光ユニットであって、
照明光の一部を遮光する遮光部材と、
前記照明光の光量を制御するために、前記遮光部材を駆動する駆動機構と、
前記遮光部材の駆動量を検出する検出器と、
前記駆動機構及び前記検出器を収納する容器と、
前記遮光部材に対して前記容器を気密化するベローズ機構と、
を備える遮光ユニット。 - 前記ベローズ機構は、前記遮光部材の位置を復元するダイアフラムを有することを特徴とする請求項1に記載の遮光ユニット。
- 前記駆動機構は、回転モータと、該回転モータの駆動量を前記遮光部材の駆動量に変換する変換部とを有することを特徴とする請求項1又は2に記載の遮光ユニット。
- 前記駆動機構は、前記遮光部材に設けられた磁性体と、該磁性体を駆動する電磁コアとを有することを特徴とする請求項1又は2に記載の遮光ユニット。
- 前記磁性体は、第1及び第2磁性体を有し、
前記電磁コアは、前記第1及び第2磁性体を互いに独立に駆動する第1及び第2電磁コアを有することを特徴とする請求項4に記載の遮光ユニット。 - 前記駆動機構は、駆動素子と、該駆動素子の変位を拡大して前記遮光部材を駆動する変位拡大部とを有することを特徴とする請求項1又は2に記載の遮光ユニット。
- 前記容器内に冷却用の気体を供給する供給口をさらに備えることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の遮光ユニット。
- 前記遮光部材の前記照明光の光軸方向の位置を制御するために、前記遮光部材の傾斜角を制御するチルト機構をさらに備えることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の遮光ユニット。
- 前記遮光部材に接続され、前記駆動機構からの駆動力が遮光部材に伝達される伝達部を有し、該伝達部が前記容器中に収容されている請求項1から8のいずれか一項に記載の遮光ユニット。
- 所定形状の照明光を形成する可変スリット装置であって、
請求項1から9のいずれか一項に記載の遮光ユニットを複数個備え、
前記複数の遮光ユニットの前記遮光部材を同一面内に配置したことを特徴とする可変スリット装置。 - 前記複数の遮光ユニットの遮光部材が、前記所定形状に応じて、互いに異なる形状を有する請求項10に記載の可変スリット装置。
- 所定形状の照明光を形成する可変スリット装置であって、
前記照明光の一部を遮光する遮光部材をそれぞれ含む複数の遮光ユニットと、
前記複数の遮光ユニットにおける前記遮光部材の前記照明光の光軸方向の位置を制御するために、前記複数の遮光ユニット又は前記遮光部材の傾斜角を制御するチルト機構と、
を備える可変スリット装置。 - 前記複数の遮光ユニット又は前記遮光部材の傾斜角に応じて、前記複数の遮光ユニットにおける前記遮光部材による前記照明光の遮光量を調整する調整装置をさらに備えることを特徴とする請求項12に記載の可変スリット装置。
- 前記複数の遮光ユニットを並列に支持するベース部材を備え、
前記チルト機構は、前記複数の遮光ユニットの配列方向にほぼ平行な軸の周りに前記ベース部材を回転する機構を有することを特徴とする請求項12又は13に記載の可変スリット装置。 - 前記遮光ユニットは、
前記遮光部材を駆動する駆動機構と、前記遮光部材の駆動量を検出する検出器と、
前記駆動機構及び前記検出器を収納する容器と、前記遮光部材に対して前記容器を気密化するベローズ機構とを備えることを特徴とする請求項12から14のいずれか一項に記載の可変スリット装置。 - 前記ベローズ機構は、前記遮光部材の位置を復元するダイアフラムを有することを特徴とする請求項15に記載の可変スリット装置。
- 露光光でパターンを照明し、前記露光光で前記パターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光装置において、
請求項10から16のいずれか一項に記載の可変スリット装置を備え、
前記可変スリット装置の前記遮光部材で前記露光光の一部を遮光することを特徴とする露光装置。 - 前記投影光学系を介した前記露光光の光量情報を計測する計測装置と、
前記計測装置の計測結果に応じて、前記可変スリット装置の前記遮光部材を駆動することによって前記露光光の光量を調整する調整装置とを備えることを特徴とする請求項17に記載の露光装置。 - 照明光でパターンを介して基板を露光する露光装置であって、
前記照明光の一部を遮光し且つ同一平面上に配置される複数の遮光部材及び該遮光部材を駆動する駆動装置を有する可変スリットと、
前記可変スリットを通った照明光を基板に導く光学系とを備え、
前記駆動装置が、前記遮光部材が存在する空間及び前記光学系が存在する空間とは独立した空間に存在する露光装置。 - 前記駆動装置からの駆動力が遮光部材に伝達される伝達部を有し、前記駆動装置が存在する空間内に前記伝達部が存在する請求項19に記載の露光装置。
- 前記伝達部が、前記駆動装置から非接触で駆動力を受ける請求項19または20に記載の露光装置。
- 前記パターンが存在する空間と前記駆動装置が存在する空間が独立している請求項19〜21のいずれ一項に記載の露光装置。
- 請求項17から22のいずれか一項に記載の露光装置を用いて感光性基板を露光することと、
前記露光された感光性基板を処理することと、を含むデバイス製造方法
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