JP5352989B2 - 照明光学装置、露光装置及びデバイスの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光源から出力される光に基づいて被照射面を照明する照明光学装置、該照明光学装置を備える露光装置、及び該露光装置を用いたデバイスの製造方法に関する。

従来、半導体集積回路などのマイクロデバイスを製造する際に使用される露光装置として、例えば特許文献１に記載の露光装置が提案されている。この露光装置は、所定のパターンが形成されてなるレチクル等のマスクの被照射面を照射するための照明光学装置と、該照明光学装置がマスクの被照射面を照射することにより形成されたパターン像を感光性材料の塗布されたウエハ、ガラスプレート等の基板上に投影するための投影光学装置とを備えている。

照明光学装置は、光源から出力される光の光路途中に、その光の照度を減光調整可能な可変減光フィルタを備えている。可変減光フィルタは、この可変減光フィルタを通過した光のウエハ上での照度を例えばウエハ交換時にウエハステージ上で行われるレンズ収差の検出など各種の計測時に要求される照度まで減光するために設けられる。そのため、この可変減光フィルタは、円周方向に１０％程度から１００％程度まで互いに透過率の異なる複数（例えば６個程度）のＮＤフィルタを配置した回転可能な円板状の減光板を備えている。そして、この減光板の回転角度を主制御系からの制御信号に基づき制御することにより、可変減光フィルタを通過する光の照度を複数段階に亘って離散的に切り替え得るようになっている。

また、この露光装置では、光源からの光の角度や位置を観察し、それぞれが一定である様に制御を行っている。そのために、この露光装置が備える照明光学装置には、光源から出力される光の光路途中において可変減光フィルタよりも基板側となる位置に、光の一部を分岐するミラーが配置され、このミラーにより分岐された光が観察光学系に入射されるようになっている。そして、この観察光学系において入射した光の角度や位置を観察し、その観察結果が制御系の制御内容に反映されるようにしている。
特開２００５−１８３７３６号公報

ところで、ウエハステージ上でのレンズ収差の検出など露光精度を確保するための各種の計測を減光条件の下で行うという観点からは、ウエハ上での光の照度は、最大照度からその１／１０００程度まで減光調整可能であることが好ましい。そのため、可変減光フィルタには、そのような広範囲に亘る減光範囲でもって光の照度を減光調整可能とする機能が持たされている。

しかしながら、その一方で、この可変減光フィルタを通過した光の一部が分岐して入射される観察光学系においては、そのような広範囲に亘る減光範囲での減光による光量変化は観察光学系のデバイスの精度上からすると好ましいものではない。

このように、従来の露光装置における照明光学装置では、可変減光フィルタによる広範囲に亘る減光機能が、観察光学系における光学的特性観察のためには弊害になってしまうという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、光源から出力された光の照度を、観察光学系に入射される光の光量変化を抑制しつつ、基板側での各種の計測時に要請される照度の程度まで広範囲に亘って減光調整することができる照明光学装置を提供することにある。また、そのような照明光学装置を備えた露光装置、及び、そのような露光装置を用いたデバイスの製造方法を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明は、実施形態に示す図１〜図３に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の照明光学装置は、光源（１２）から出力される光に基づいて被照射面を照明する照明光学装置（１３）であって、前記光源（１２）から出力される光の光路途中に、該光の照度を減光調整可能に配置される第１減光手段（２６）と、該第１減光手段（２６）と前記光源（１２）との間の前記光の光路途中に、前記第１減光手段（２６）よりも前記光の照度を狭い減光範囲でもって減光調整可能に配置される第２減光手段（２０）と、該第２減光手段（２０）と前記第１減光手段（２６）との間の前記光の光路途中における前記光の光学的特性を観察可能な観察光学系（２５）とを備え、前記観察光学系（２５）は、前記光の位置及び傾斜角のうち少なくとも一方を検出可能であることを特徴とする。

上記構成によれば、光源から出力された光は、第２減光手段を通過する際に減光可能であると共に、第１減光手段を通過する際にも更に減光可能であるので、基板側での各種の計測を良好に行うための減光要請に応えることができる。そして、第２減光手段では第１減光手段におけるよりも光の照度が狭い減光範囲でもって減光調整されるので、第２減光手段と第１減光手段との間の光の光路途中における光の光学的特性を観察する観察光学系には光量変化を抑制された光が入射されることになる。

本発明によれば、光源から出力された光の照度を、観察光学系に入射される光の光量変化を抑制しつつ、基板側での各種の計測時に要請される照度の程度まで広範囲に亘って減光調整することができる。

以下に、本発明を具体化した一実施形態について図１〜図３に基づき説明する。なお、図１に示すように、本実施形態においては、投影光学装置１５の光軸ＡＸに平行な方向にＺ軸を、その光軸ＡＸに垂直な平面内で図１の紙面と直交する方向にＸ軸を、同じくその光軸ＡＸに垂直な平面内で図１の紙面に平行な方向にＹ軸を、それぞれ設定している。

図１に示すように、本実施形態の露光装置１１は、露光光ＥＬを出力する光源１２と、この光源１２から出力された露光光ＥＬの照度分布調整などを行う照明光学装置１３とを備えている。また、露光装置１１は、照明光学装置１３を通過した露光光ＥＬにより照明される所定のパターンが形成されたマスクとしてのレチクルＲを所定の走査方向に移動可能な状態で保持するレチクルステージ１４と、レチクルＲを照射した露光光ＥＬが通過する投影光学装置１５と、投影光学装置１５の像面側において表面にレジストなどの感光性材料が塗布されたウエハＷを所定の走査方向に移動可能な状態で保持するウエハステージ１６とを備えている。

光源１２は、偏光度が９０％以上の高い偏光度を有する直線偏光のレーザ光を出力可能なレーザ光源であって、本実施形態では例えば波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ光を露光光ＥＬとして出力する。照明光学装置１３は、光源１２から出力される露光光ＥＬの光路途中に配置される複数の光学部材を有しており、これらの光学部材を通過して照度分布を調整されるなどした露光光ＥＬがレチクルステージ１４に保持されたレチクルＲの被照射面を照明するようになっている。

レチクルステージ１４は、投影光学装置１５の物体面側において、レチクルＲの載置面が投影光学装置１５を通過する露光光ＥＬの光軸ＡＸ方向と略直交するように配置されている。投影光学装置１５は、その内部が窒素等の不活性ガスで充填された図示しない鏡筒を備えており、この鏡筒内には図示しない複数のレンズ等の光学部材が露光光ＥＬの光路方向に沿って設けられている。ウエハステージ１６は、その上面においてウエハＷが載置される領域の外側に、レンズ収差や照度ムラ等を検出する際に露光光ＥＬが計測光として照射される計測部材１７を備えている。この計測部材１７は、その表面にフッ素樹脂からなる撥液層（図示略）が成膜されており、その撥液層上に各種の計測マーク（図示略）が形成されている。

そして、ウエハＷの露光時には、光源１２から出力された露光光ＥＬが照明光学装置１３を通過してレチクルＲの被照射面を照明することにより、そのレチクルＲに形成されたパターンと対応する像が投影光学装置１５を通して所定の縮小倍率に縮小された状態で、ウエハステージ１６上のウエハＷに投影転写される。また、ウエハステージ１６上の計測部材１７により例えばレンズ収差の検出など各種の計測を行う際には、投影光学装置１５を通過する露光光ＥＬの光軸ＡＸが計測部材１７に一致するようにウエハステージ１６が移動される。そして、その状態において、光源１２から出力された露光光ＥＬが照明光学装置１３において照度分布が調整されると共に必要に応じて減光された後、投影光学装置１５を通過して計測部材１７上の計測マークを照射するようになっている。

次に、照明光学装置１３における露光光ＥＬの光路途中に配置された複数の光学部材を光源１２に近い側から順に説明する。
図１に示すように、照明光学装置１３は、光源１２から出力された露光光ＥＬの光路途中において光源１２の直近となる位置にオプティカルアッテネータ２０を配置している。オプティカルアッテネータ２０は、光源１２から出力された露光光ＥＬが最初に入射する光学部材であり、複数（本実施形態では２枚）の平板状をなすガラス板２１，２２が露光光ＥＬの光路方向に沿って連続配置された構成をしている。なお、このオプティカルアッテネータ２０の具体的構成については後で詳述する。

オプティカルアッテネータ２０を通過した露光光ＥＬは、反射ミラー２３で光路方向を直角に折り曲げられた後、その光路途中に配置されたハーフミラー２４に入射する。このハーフミラー２４は、入射した露光光ＥＬの一部を反射光として分岐する一方、それ以外を透過光として透過させる。この場合、ハーフミラー２４は、透過光として透過させる露光光ＥＬの光量が減りすぎないように、その反射率が５％以下となるように設定されている。

そして、ハーフミラー２４により反射光として分岐された露光光ＥＬの一部は、露光光ＥＬの光学的特性（例えば角度や位置）を観察するための観察光学系２５に入射する。この点で、ハーフミラー２４は、露光光ＥＬの光路途中に配置されて露光光ＥＬの一部を観察光学系２５に導く光分岐手段として機能する。観察光学系２５は、入射した露光光ＥＬの位置（位置ずれ量）や角度（傾斜角）に対応する検出信号を生成し、生成した検出信号を照明光学装置１３において照度分布調整を行うために光学部材を可動制御する図示しない制御系に出力する。

一方、ハーフミラー２４に入射した露光光ＥＬのうちハーフミラー２４を透過光として透過した露光光ＥＬは、その光路途中に配置された減光ユニット２６に入射する。そして、この減光ユニット２６に入射した露光光ＥＬは、その照度が減光ユニット２６において必要に応じて減光される。すなわち、ウエハステージ１６上の計測部材１７により例えばレンズ収差の検出など各種の計測を行う際には露光光ＥＬが計測光として使用されるが、その場合には露光光ＥＬの照度が計測部材１７上の撥液膜を痛めない程度の照度まで減光調整される。この点で、減光ユニット２６は、露光光ＥＬの光路途中に露光光ＥＬの照度を減光調整可能に配置された第１減光手段として機能する。なお、この減光ユニット２６の具体的構成については後に詳述する。

減光ユニット２６を通過した露光光ＥＬは、以後、回析光学素子２７、前側レンズ群２８ａと後側レンズ群２８ｂとの間に円錐台アキシコン系２９を配置したアフォーカルレンズ２８、ズームレンズ３０、マイクロフライアイレンズ３１、コンデンサー光学系３２を通過して照度分布が調整される。そして、そのように照度分布を調整された露光光ＥＬが反射ミラー３３を有する結晶光学系３４を通過してレチクルＲを照明すると、レチクルＲを照明した露光光ＥＬにより、レチクルＲに形成されたパターンの像がウエハＷに露光される。

次に、オプティカルアッテネータ２０と減光ユニット２６の具体的構成について、図１〜図３を参照しながら説明する。
まず、オプティカルアッテネータ２０の具体的構成について説明する。

オプティカルアッテネータ２０を構成する２枚のガラス板２１，２２は透明な光学部材であり、図１に示すように、露光光ＥＬの光路内において、露光光ＥＬの光路方向と直交する方向の軸（図１ではＸ軸）を中心にして回動変位可能に配置されている。すなわち、ガラス板２１，２２は、その回動変位態様により露光光ＥＬの入射角度を可変とすることで、入射した露光光ＥＬの反射率及び透過率を調整可能とされている。

具体的には、ガラス板２１，２２における露光光ＥＬの入射面が光路方向に対して垂直状態に近づくほど露光光ＥＬの透過率は大きくなり、垂直状態に対して入射面が傾斜するほど露光光ＥＬの透過率は小さくなる。すなわち、図３に示すように、オプティカルアッテネータ２０に入射した露光光ＥＬは、ガラス板２１，２２の傾斜が大きくなってガラス板２１，２２において露光光ＥＬの反射面ともなる入射面に対する入射角度が大きくなるほど、その透過率が低下して照度が減光されることになる。

そして、この場合における露光光ＥＬの減光率（反射率にほぼ等しい）及び透過率は、ガラス板２１，２２に対する露光光ＥＬの入射角度を変化させることにより無段階に調整可能である。この点で、露光光ＥＬの光路内にガラス板２１，２２を回動変位可能に配置してなるオプティカルアッテネータ２０は、露光光ＥＬの照度を無段階に調整可能な第２減光手段として機能する。

なお、オプティカルアッテネータ２０における露光光ＥＬの減光率は、ガラス板２１，２２の入射面に対する露光光ＥＬの入射角度が最小で最大照度を得られるときの最小減光率に対して、ガラス板２１，２２に対する露光光ＥＬの入射角度が最大で最小照度となるときの最大減光率が１０倍程度の減光率となるように設定されている。すなわち、最小減光率が、例えば減光率０％（透過率１００％）であるとした場合、その最小減光率に対して最大減光率は、減光率９０％（透過率１０％）となるように設定されている。そして、そのような減光率０％〜９０％（透過率１００％〜１０％）という比較的狭い減光範囲でもって減光調整が可能となるように、オプティカルアッテネータ２０は、図示しない制御系により露光光ＥＬの光路方向に対するガラス板２１，２２の回動変位角度が制御され、そのガラス板２１，２２に対する露光光ＥＬの入射角度が無段階に調整される。

また、ガラス板２１，２２を透過した露光光ＥＬで最大照度を得る場合は、その入射面に対する露光光ＥＬの入射角度が最小となるようにガラス板２１，２２の回動変位角度が制御されるが、その場合には光源１２から入射した直線偏光の露光光ＥＬがブリュスター角（偏光角）におけるＰ偏光透過条件を満たし得る回動変位角度に制御される。そして、この場合において、オプティカルアッテネータ２０を構成するガラス板２１，２２が光源１２から遠く離れて配置されていると、それらのガラス板２１，２２に対してＰ偏光入射を得られなくなる虞がある。そのため、本実施形態では、上述したように、オプティカルアッテネータ２０を構成するガラス板２１，２２はＰ偏光入射を得られるように光源１２の直近に配置されているのである。

さらに、ガラス板２１，２２を回動変位させた場合には、露光光ＥＬの入射角度が変化するため、露光光ＥＬの光軸がずれることもあり得る。そのため、本実施形態では、図１及び図２（ａ）に示すように、光軸のずれ発生を抑制可能とするべく、露光光ＥＬの光路方向に沿って２枚のガラス板２１，２２が、露光光ＥＬの光路方向と垂直な面Ｑを基準にして面対称な配置となるように、その面Ｑよりも光源１２側と観察光学系２５側とに各々配置されている。

なお、図２（ｂ）に示すように、オプティカルアッテネータ２０を構成するガラス板２１，２２は、露光光ＥＬの光路方向と垂直な面Ｑよりも光源１２側及び観察光学系２５側の各々において、各々２枚ずつが重なるように配置された４枚の構成としてもよい。このようにすると、図２（ａ）に示す２枚で一組のオプティカルアッテネータ２０の場合よりも、ガラス板２１，２２の回動変位角度を制御して行う減光調整の感度が良くなる。図３のグラフは、このことを示すものであり、２枚で一組のオプティカルアッテネータ２０の場合の透過率曲線Ａよりも、４枚で一組のオプティカルアッテネータ２０の場合の透過率曲線Ｂの方が、より小さな入射角度の変化に応じて透過率が変化することを示している。

次に、減光ユニット２６の具体的構成について説明する。
図２に示すように、減光ユニット２６は、回転軸Ｐを中心に回転自在な回転板２６ａを備えており、この回転板２６ａには一つの透孔Ｆ０と複数（本実施形態では２つ）の互いに減光率の異なる減光フィルタＦ１〜Ｆ２が周方向に等角度間隔となるように配置されている。減光フィルタＦ１，Ｆ２は、それぞれガラス板に反射防止薄膜が成膜された構成をしている。そして、図示しない制御系により回転板２６ａの回転角度が制御されることによって、ハーフミラー２４を透過した露光光ＥＬが透孔Ｆ０、減光フィルタＦ１及び減光フィルタＦ２のうち何れかの位置を通過するようになっている。

透孔Ｆ０は、露光光ＥＬを素通りさせる孔であるため、露光光ＥＬは透孔Ｆ０の位置を通過する場合に照度が減光されることはない。次に、２つの減光フィルタＦ１，Ｆ２のうち一方の減光フィルタＦ１は、減光率９０％（透過率１０％）の減光能力を有するように反射防止薄膜の厚さが調整されている。そのため、露光光ＥＬは、減光フィルタＦ１の位置を通過する場合、その照度が１／１０に減光される。また、２つの減光フィルタＦ１，Ｆ２のうち他方の減光フィルタＦ２は、減光率９９％（透過率１％）の減光能力を有するように反射防止薄膜の厚さが調整されている。そのため、露光光ＥＬは、減光フィルタＦ２の位置を通過する場合、その照度が１／１００に減光される。このように減光ユニット２６は、露光光ＥＬの照度を、減光率０％（透過率１００％）、減光率９０％（透過率１０％）、減光率９９％（透過率１％）というように、オプティカルアッテネータ２０での狭い減光範囲（減光率０％〜９０％）に比較して広い減光範囲（減光率０％〜９９％）で減光可能とされている。

そこで次に、以上のように構成された露光装置１１における照明光学装置１３の作用について、特に、オプティカルアッテネータ２０及び減光ユニット２６の作用に着目して、以下説明する。

さて、光源１２から出力された露光光ＥＬをウエハＷの露光光として使用する場合は、その露光光ＥＬの光学的特性（位置や角度）が観察光学系２５により観察される。すなわち、光源１２から出力された露光光ＥＬは、まず、オプティカルアッテネータ２０の２枚のガラス板２１，２２を透過した後、ハーフミラー２４により一部が反射光として分岐されて観察光学系２５に入射する。そして、観察光学系２５において露光光ＥＬの位置ずれ量や傾斜角が検出され、その検出信号が照明光学装置１３における照度分布調整を行う際の制御内容に反映される。

この場合、オプティカルアッテネータ２０は、ガラス板２１，２２が露光光ＥＬの入射角度を最小とするように、すなわち、反射率と対応する減光率が最小減光率０％（最大の透過率１００％）となるように、制御系によりガラス板２１，２２の回動角度が制御される。なお、オプティカルアッテネータ２０における露光光ＥＬの減光率は、必要に応じて最小減光率０％よりも大きく減光されることもある。但し、その場合でも、減光率９０％（透過率１０）を越えて減光されることはない。そのため、観察光学系２５でのデバイスの精度上において最低限必要とされる光量は確保され得る。

一方、光源１２から出力された露光光ＥＬをウエハステージ１６上での計測部材１７によるレンズ収差の検出など各種の計測を行うための計測光として使用する場合は、計測部材１７における撥液膜の光学耐性を考慮し、露光光ＥＬの照度が最大照度（減光率０％）から１／１０００程度までの広範囲に亘って減光される。そして、その場合には、オプティカルアッテネータ２０における減光率と減光ユニット２６における減光率とが組み合わされて、所望の減光率に調整される。

すなわち、前述したように、オプティカルアッテネータ２０は、ガラス板２１，２２の回動角度が制御されることによって、減光率０％〜９０％（透過率１００％〜１０％）の減光範囲でもって露光光ＥＬの照度を無段階に減光調整可能である。そのため、このオプティカルアッテネータ２０との組み合わせにおいて、減光ユニット２６では露光光ＥＬが透孔Ｆ０を通過するように回転板２６ａの回転角度を制御した場合には、ウエハステージ１６上の計測部材１７に対して減光率０％〜９０％（透過率１００％〜１０％）の範囲内で減光調整した露光光ＥＬが計測光として計測部材に照射される。

また、同じくこのオプティカルアッテネータ２０との組み合わせにおいて、減光ユニット２６では露光光ＥＬが減光フィルタＦ１を通過するように回転板２６ａの回転角度を制御した場合には、ウエハステージ１６上の計測部材１７に対して減光率９０％〜９９％（透過率１０％〜１％）の範囲内で減光調整した露光光ＥＬが計測光として計測部材に照射される。さらに、同じくこのオプティカルアッテネータ２０との組み合わせにおいて、減光ユニット２６では露光光ＥＬが減光フィルタＦ２を通過するように回転板２６ａの回転角度を制御した場合には、ウエハステージ１６上の計測部材１７に対して減光率９９％〜９９．９％（透過率１％〜０．１％）の範囲内で減光調整した露光光ＥＬが計測光として計測部材に照射される。

このように、オプティカルアッテネータ２０と減光ユニット２６とを組み合わせて使用すると、ウエハステージ１６上の計測部材１７に対して減光率０％〜９９．９％（透過率１００％〜０．１％）という広範囲に亘る無段階の減光調整が可能となる。

したがって、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
（１）光源１２から出力された露光光ＥＬは、照明光学装置１３において減光率０％〜９０％の減光能力を持つオプティカルアッテネータ２０と減光率０％〜９９％の減光能力を持つ減光ユニット２６を通過する際に、それぞれ照度が減光調整可能とされる。したがって、ウエハステージ１６上の計測部材１７に対しては減光率０％〜９９．９％（透過率１００％〜０．１％）という広範囲に亘る減光調整が可能となり、ウエハステージ１６上での露光光ＥＬを計測光として使用する各種の計測時における減光要請に容易に対応することができる。

（２）オプティカルアッテネータ２０においては、露光光ＥＬが入射されるガラス板２１，２２の回動角度を調整することにより、露光光ＥＬの減光率（反射率にほぼ等しい）及び透過率を無段階に調整できる。そのため、このオプティカルアッテネータ２０と減光ユニット２６とを組み合わせて使用した場合の減光範囲についても無段階に調整することが可能となり、各種の計測時に要請される減光率にきめ細かく対応することができる。

（３）しかも、こうした無段階の減光調整を可能とするオプティカルアッテネータ２０については、露光光ＥＬの光路内に配置されたガラス板２１，２２を変位させることにより、露光光ＥＬの反射率及び透過率を調整できるように構成しているため、簡単な構成でオプティカルアッテネータ２０の減光機能を確保することができる。

（４）また、オプティカルアッテネータ２０のガラス板２１，２２は、露光光ＥＬの光路方向と直交するＸ軸を中心に回動することで、露光光ＥＬの入射角度が変化するように露光光ＥＬの光路内において変位するように構成されている。したがって、光源１２から入射した直線偏光の露光光ＥＬがブリュスター角（偏光角）におけるＰ偏光透過条件を満たし得るように容易に変位制御することができる。

（５）そして、こうした直線偏光の露光光ＥＬを出力する光源１２の直近となる位置にオプティカルアッテネータ２０は配置されているので、光源１２からの露光光ＥＬが入射した場合には所望するＰ偏光入射を得ることができる。

（６）また、オプティカルアッテネータ２０は、露光光ＥＬの光路方向と垂直な面Ｑを基準にして面対称な配置となるように、その垂直な面Ｑよりも光源１２側と観察光学系２５側とに各々配置されたガラス板２１，２２により構成されている。そのため、露光光ＥＬの入射角度を変化させるためにガラス板２１，２２を回動させた場合には、光軸のずれを生じる虞があるが、こうした光軸のずれ発生をガラス板２１，２２の面対称配置構成により抑制することができる。

（７）露光光ＥＬの光路途中に配置されて露光光ＥＬの一部を反射光として観察光学系２５に分岐するハーフミラー２４は、その反射率が５％以下に設定されているので、このハーフミラー２４を透過する露光光ＥＬの光量が不必要に減ることを抑制できる。

（８）ハーフミラー２４から分岐された露光光ＥＬの一部が入射する観察光学系２５においては、広い減光範囲でもって減光調整する減光ユニット２６よりも光源１２側の光路途中にハーフミラー２４が配置されているため、観察光学系２５でのデバイスの精度上で必要とされる露光光ＥＬの光量を大幅に減光されることなく確保することができる。

なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・上記実施形態において、照明光学装置１３は、オプティカルアッテネータ２０を省略し、減光ユニット２６においてのみ露光光ＥＬの照度を減光調整するようにしてもよい。この場合も、広い減光範囲での露光光ＥＬの減光調整は、減光ユニット２６における減光フィルタＦ１，Ｆ２の種類を増やすことで対応可能であり、また、こうした減光ユニット２６よりも光源１２側の光路途中における露光光ＥＬの光学的特性を観察光学系２５は観察する構成であるため、その観察のために必要な光量は確保される。

・上記実施形態において、ハーフミラー２４は、そのハーフミラー２４を透過した露光光ＥＬによるウエハＷの露光条件やウエハステージ１６上での各種の計測に支障とならない程度ならば、その反射率が５％を越える設定であってもよい。

・上記実施形態において、オプティカルアッテネータ２０を構成するガラス板２１，２２は、図２（ａ）に示す２枚で一組の構成、図２（ｂ）に示す４枚で一組の構成以外に、１枚だけの構成であってもよい。さらには、２枚や４枚以外の偶数枚が垂直な面Ｑを基準にして面対称配置となる構成であってもよい。

・上記実施形態において、オプティカルアッテネータ２０を構成するガラス板２１，２２は、露光光ＥＬの光路内において回動変位する構成ではなく、露光光ＥＬの光路方向に沿って移動することで変位する構成であってもよい。この場合も、露光光ＥＬの光路方向における位置を変化させることで、ガラス板２１，２２に入射する露光光ＥＬの反射率及び透過率を調整することができる。

・上記実施形態において、オプティカルアッテネータ２０を構成するガラス板２１，２２は、素ガラス以外に、そのガラス板２１，２２の表面に反射防止膜を成膜されることで入射角度に応じて反射率及び透過率を変化させる構成であってもよい。

・上記実施形態において、露光装置１１は、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクルまたはマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハなどへ回路パターンを転写する露光装置であってもよい。また、露光装置１１は、液晶表示素子（ＬＣＤ）などを含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッド等の製造に用いられて、デバイスパターンをセラミックウエハ等へ転写する露光装置、及びＣＣＤ等の撮像素子の製造に用いられる露光装置などであってもよい。

・上記実施形態において、照明光学装置１３は、レチクル等の被照射物体とウエハ等の基板とが相対移動した状態で被照射物体のパターンを基板へ転写し、基板を順次ステップ移動させるスキャニング・ステッパ、及び被照射物体と基板とが静止した状態で被照射物体のパターンを基板へ転写し、基板を順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式のステッパに搭載することができる。

・上記実施形態において、光源１２は、例えばｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、Ｆ_２レーザ（１５７ｎｍ）、Ｋｒ_２レーザ（１４６ｎｍ）、Ａｒ_２レーザ（１２６ｎｍ）等を出力可能な光源であってもよい。また、光源１２は、ＤＦＢ半導体レーザまたはファイバレーザから発振される赤外域、または可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（またはエルビウムとイッテルビウムの双方）がドープされたファイバアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を出射可能な露光装置であってもよい。

次に、本発明の実施形態の露光装置１１によるデバイスの製造方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図４は、マイクロデバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートを示す図である。

まず、ステップＳ１０１（設計ステップ）において、マイクロデバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ１０２（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスク（レチクルＲなど）を製作する。一方、ステップＳ１０３（基板製造ステップ）において、シリコン、ガラス、セラミックス等の材料を用いて基板（シリコン材料を用いた場合にはウエハＷとなる。）を製造する。

次に、ステップＳ１０４（基板処理ステップ）において、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０４で用意したマスクと基板を使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によって基板上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ１０５（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ１０４で処理された基板を用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１０５には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップＳ１０６（検査ステップ）において、ステップＳ１０５で作製されたマイクロデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。

図５は、半導体デバイスの場合におけるステップＳ１０４の詳細工程の一例を示す図である。
ステップＳ１１１（酸化ステップ）おいては、基板の表面を酸化させる。ステップＳ１１２（ＣＶＤステップ）においては、基板表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ１１３（電極形成ステップ）においては、基板上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ１１４（イオン打込みステップ）においては、基板にイオンを打ち込む。以上のステップＳ１１１〜ステップＳ１１４のそれぞれは、基板処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。

基板プロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ１１５（レジスト形成ステップ）において、基板に感光性材料を塗布する。引き続き、ステップＳ１１６（露光ステップ）において、上で説明したリソグラフィシステム（露光装置１１）によってマスクの回路パターンを基板に転写する。次に、ステップＳ１１７（現像ステップ）において、ステップＳ１１６にて露光された基板を現像して、基板の表面に回路パターンからなるマスク層を形成する。さらに続いて、ステップＳ１１８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップＳ１１９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となった感光性材料を取り除く。すなわち、ステップＳ１１８及びステップＳ１１９において、マスク層を介して基板の表面を加工する。これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、基板上に多重に回路パターンが形成される。

実施形態における露光装置を示す概略構成図。 照明光学装置でのオプティカルアッテネータと減光ユニットの組み合わせを示す概略図であり、（ａ）はガラス板が２枚の場合の概略図、（ｂ）はガラス板が４枚の場合の概略図。 オプティカルアッテネータにおける露光光の入射角度と透過率の関係を示すグラフ。 デバイスの製造例のフローチャート。 半導体デバイスの場合の基板処理に関する詳細なフローチャート。

符号の説明

１１…露光装置、１２…光源、１３…照明光学装置、２０…オプティカルアッテネータ（第２減光手段）、２１，２２…ガラス板（光学部材）、２４…ハーフミラー（光分岐手段）、２５…観察光学系、２６…減光ユニット（減光手段、第１減光手段）、ＥＬ…露光光、Ｑ…垂直な面、Ｗ…ウエハ（基板）。

Claims (10)

1. 光源から出力される光に基づいて被照射面を照明する照明光学装置であって、
   前記光源から出力される光の光路途中に、該光の照度を減光調整可能に配置される第１減光手段と、
   該第１減光手段と前記光源との間の前記光の光路途中に、前記第１減光手段よりも前記光の照度を狭い減光範囲でもって減光調整可能に配置される第２減光手段と、
   該第２減光手段と前記第１減光手段との間の前記光の光路途中における前記光の光学的特性を観察可能な観察光学系とを備え、
   前記観察光学系は、前記光の位置及び傾斜角のうち少なくとも一方を検出可能であることを特徴とする照明光学装置。
2. 前記第２減光手段は、前記光の照度を無段階に減光調整可能であることを特徴とする請求項１に記載の照明光学装置。
3. 前記第２減光手段は、前記光の光路内に変位可能に配置されると共に、その変位態様により前記光の反射率及び透過率を調整可能な平板状をなす光学部材により構成されていることを特徴とする請求項２に記載の照明光学装置。
4. 前記光学部材は、該光学部材の一面から入射される前記光の入射角度を可変とする変位自在態様にて配置されていることを特徴とする請求項３に記載の照明光学装置。
5. 前記光源から出力される光は直線偏光の光であって、前記光学部材は、前記光源と前記観察光学系との間の前記光の光路途中において前記光源の直近となる位置に配置されていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の照明光学装置。
6. 前記光学部材は、前記光の光路方向と垂直な面を基準にして面対称配置となるように前記垂直な面よりも前記光源側と前記観察光学系側とに各々配置されていることを特徴とする請求項３〜請求項５のうち何れか一項に記載の照明光学装置。
7. 前記光学部材は、前記垂直な面よりも前記光源側及び前記観察光学系側の各々において複数枚ずつが重なるように配置されていることを特徴とする請求項６に記載の照明光学装置。
8. 前記第２減光手段と前記第１減光手段との間の前記光の光路途中に配置されて、前記光の一部を前記観察光学系へ導く光分岐手段を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項７のうち何れか一項に記載の照明光学装置。
9. 基板上にパターンを露光可能な光を出力する光源と、請求項１〜請求項８のうち何れか一項に記載の照明光学装置とを備えたことを特徴とする露光装置。
10. 請求項９に記載の露光装置を用いて、前記パターンを前記基板に露光する露光ステップと、
    該露光ステップ後において、前記基板を現像して前記パターンに対応する形状のマスク層を前記基板の表面に形成する現像ステップと、
    該現像ステップ後において、前記マスク層を介して前記基板の表面を加工する加工ステップと
    を含むデバイスの製造方法。

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