JP7227775B2 - 照明光学系、露光装置および物品製造方法 - Google Patents

照明光学系、露光装置および物品製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7227775B2
JP7227775B2 JP2019015984A JP2019015984A JP7227775B2 JP 7227775 B2 JP7227775 B2 JP 7227775B2 JP 2019015984 A JP2019015984 A JP 2019015984A JP 2019015984 A JP2019015984 A JP 2019015984A JP 7227775 B2 JP7227775 B2 JP 7227775B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical system
integrator
optical
optical element
illumination
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019015984A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2020122929A5 (ja
JP2020122929A (ja
Inventor
昇 大阪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2019015984A priority Critical patent/JP7227775B2/ja
Priority to TW109100020A priority patent/TWI820281B/zh
Priority to CN202010068085.2A priority patent/CN111505908B/zh
Priority to KR1020200007734A priority patent/KR20200095390A/ko
Publication of JP2020122929A publication Critical patent/JP2020122929A/ja
Publication of JP2020122929A5 publication Critical patent/JP2020122929A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7227775B2 publication Critical patent/JP7227775B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems
    • G03F7/70066Size and form of the illuminated area in the mask plane, e.g. reticle masking blades or blinds
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70733Handling masks and workpieces, e.g. exchange of workpiece or mask, transport of workpiece or mask
    • G03F7/7075Handling workpieces outside exposure position, e.g. SMIF box
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems
    • G03F7/7015Details of optical elements
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058Mask illumination systems
    • G03F7/70191Optical correction elements, filters or phase plates for controlling intensity, wavelength, polarisation, phase or the like

Description

本発明は、照明光学系、露光装置および物品製造方法に関する。
半導体装置または表示装置等の物品を製造するためのリソグラフィ工程において露光装置が使用されうる。露光装置において1回の露光処理で露光される1つのショット領域のサイズは、様々である。例えば、表示装置の製造に使用されうる第8世代の基板は、縦2200mm×横2400mmのサイズを有し、この基板上に複数のショット領域が配置されうる。基板を縦に2分割、横に2分割して4つのショット領域を配置する場合、1つのショット領域は、縦1100mm×横1200mmとなりうる。基板を縦に2分割、横に3分割して6つのショット領域を配置する場合、1つのショット領域は、縦1100mm×横800mmとなりうる。
特許文献1には、放電灯からの光を集光する集光鏡と、該集光鏡からの光の集光位置に設けられたインテグレータレンズとを有する露光装置において、該インテグレータレンズを発散角度が異なる別のインテグレータレンズと交換可能にすることが記載されている。このような露光装置において、例えば、広い露光面積を有するワークから狭い露光面積を有するワークに変更された場合に、発散角度が大きいインテグレータレンズから発散角度が小さいインテグレータレンズに変更される。
特開平3-165023号公報
特許文献1に記載された技術では、ある発散角度を有するインテグレータから他の発散角度を有するインテグレータに交換された場合に、露光面積(原版の照明範囲)は変化するが、露光範囲の重心位置は光軸に固定されたままである。つまり、特許文献1に記載された技術では、インテグレータの交換によって変わるのは、光軸を中心とする露光範囲の半径に過ぎない。したがって、特許文献1に記載された技術は、光軸から離れた位置に配置されたスリットを通過するスリット光を使って露光を行う走査露光技術に適用することは難しい。これは、走査露光装置では、走査方向に直交する方向におけるスリットの幅を小さくする場合において、それに応じて原版の照明範囲を小さくすると、スリットの全域を照明することができなりうるからである。なお、照明範囲の位置(例えば、重心位置)を変更するために、投影光学系に対する照明光学系の位置を変更することが考えられるが、このような方式では、照明光学系の位置の変更に長時間を必要としうる。
本発明は、照明範囲の位置を容易に変更するために有利な技術を提供することを目的とする。
本発明の1つの側面は、光源からの光を用いて被照明面を照明する照明光学系に係り、前記照明光学系は、前記光源と前記被照明面との間に配置されたインテグレータと、前記インテグレータと前記被照明面との間に配置された光学系と、前記インテグレータと前記光学系との間に配置された光学素子と、前記光学素子を前記光源と前記光学系との間の光路に移動させたり、前記光路の外に移動させたりする駆動機構と、を含み、前記光学素子は、楔形状部を含み、前記駆動機構は、前記光学素子を前記インテグレータと共に移動させる。
本発明によれば、照明範囲の位置を容易に変更するために有利な技術が提供される。
第1実施形態の照明光学系の第1使用形態を示す図。 第1実施形態の照明光学系の第2使用形態を示す図。 照明範囲のシフトを例示する図。 第2実施形態の照明光学系を示す図。 照明範囲の拡大を説明する図。 第3実施形態の照明光学系を示す図。 照明範囲のシフトを例示する図。 第4実施形態の照明光学系を示す図。 照明範囲のシフトを例示する図。 第5実施形態の照明光学系を示す図。 照明範囲のシフトを例示する図。 光学素子の構成例を示す図。 光学素子の構成例を示す図。 光学素子の構成例を示す図。 光学素子の構成例を示す図。 光学素子の構成例を示す図。 一実施形態の露光装置の構成を示す図。 照明範囲を例示する図。
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
図1には、第1実施形態の照明光学系200の第1使用形態が示されている。照明光学系200は、例えば、走査露光装置等の露光装置の一部を構成しうる。露光装置は、照明光学系200と、投影光学系を有し、該投影光学系の物体面に配置された原版を照明光学系200によって照明し、該投影光学系の像面に配置された基板に該原版のパターンを投影する。照明光学系200は、被照明面に配置されうる物体の任意の照明範囲を照明する装置として利用されうる。
照明光学系200は、光源1と、光源1と被照明面5との間に配置された光学系(第2光学系)4と、光源1と光学系4との間に配置されたインテグレータ(オプティカルインテグレータ)3とを備えうる。照明光学系200は、更に、光源1とインテグレータ3との間に配置された光学系(第1光学系)2を備えうる。光源1は、例えば、高圧水銀ランプ、キセノンランプ、エキシマレーザー、レーザーダイオードまたはLED等の発光素子を含みうる。光学系2は、インテグレータ3の入射面を光源1のフーリエ変換面とするフーリエ変換光学系でありうる。
インテグレータ3は、光学系2と光学系4との間の光軸AXに直交する面に沿って複数のレンズを配列して構成されたフライアイ光学系でありうる。光学系2の光軸、光学系4の光軸、光学系2と光学系4との間の光軸AXは相互に一致している。該フライアイ光学系は、例えば、2つのレンズ群6、7で構成されうる。2つのレンズ群6、7の各々は、複数の平凸レンズのアレイで構成されうる。レンズ群6を構成する平凸レンズの焦点位置にレンズ群7を構成する平凸レンズが配置され、レンズ群7を構成する平凸レンズの焦点位置にレンズ群6を構成する平凸レンズが配置されうる。インテグレータ3の射出面には、光源1の発光部の複数の像が二次光源として配置される。このようなインテグレータ3は、ロッドインテグレータレンズで置き換えられてもよい。
インテグレータ3の射出面から射出された光束は、光学系4により被照明面5に導かれる。光学系4は、被照明面5をインテグレータ3の射出面のフーリエ変換面とするフーリエ変換光学系である。光源1と被照明面5との間には、1又は複数のミラーが配置されてよい。例えば、光源1と光学系2との間にミラーが配置され、光学系4と被照明面5との間にミラーが配置されうる。
図2には、第1実施形態の照明光学系200の第2使用形態が示されている。第2使用形態の照明光学系200は、第1使用形態の照明光学系200に対して光学素子8を追加した構成を有しうる。光学素子8は、インテグレータ3と光学系4との間に配置されうる。光学素子8は、楔形状を有する楔形状部を含みうる。該楔形状部は、光を偏向(屈曲)させる。該楔形状部は、一例において光学的なパワーを有しないが、他の例において光学的なパワーを有しうる。楔形状とは、例えば、光軸AXに平行な方向の厚さが、光軸AXに直交する方向に沿って連続的に変化した形状でありうる。
光学素子8は、インテグレータ3と光学系4との間の光路に挿入された状態で、例えばネジ等の固定部材によって固定されうる。あるいは、光学素子8は、位置決め機構によってインテグレータ3と光学系4との間の光路に挿入されうる。該位置決め機構は、光学素子8の位置を固定する機構を含みうる。
図3には、図1に示される第1使用形態の照明光学系200によって照明される被照明面5の照明範囲51と、図2に示される第2使用形態の照明光学系200によって照明される被照明面5の照明範囲52とが例示されている。光学系4と被照明面5との間にミラーが配置されていない場合、照明範囲51と照明範囲52とは、光学素子8によって、Z方向に互いにシフトした配置関係となりうる。光学系4と被照明面5との間に光軸AXを90度折り曲げるようにミラーが配置された場合、照明範囲51と照明範囲52とは、光学素子8によって、Y方向に互いにシフトした配置関係となりうる。
インテグレータ3と光学系4との間に光学素子8を配置しても、照明範囲51に対して照明範囲52がシフトすること以外では、照明光学系200の光学特性の実質的な変化は発生しない。一方、仮にインテグレータ3の中、例えば、レンズ群6とレンズ群7との間に光学素子8を配置した場合、インテグレータ3の内部でフレア光が発生し、被照明面5において照度ムラが生じうる。また、光学系4の中に光学素子8を配置した場合、光学系4の光学特性が大きく変化しうる。具体的には、光学系4の中に光学素子8を配置した場合、光学系4の収差が発生したり、被照明面5に入射する光の入射角度特性が変化したりしうる。
図4には、第2実施形態の照明光学系300が記載されている。第2実施形態として言及しない事項は、第1実施形態に従いうる。第2実施形態では、インテグレータ3からの光の一部が光学素子8(楔形状部)を通過し、他の一部が光学素子8(楔形状部)を通過しないように光学素子8が配置される。このような位置に光学素子8が配置された状態で、光学素子8は、例えばネジ等の固定部材によって固定されうる。あるいは、光学素子8は、その一部がインテグレータ3と光学系4との間の光路に挿入されるように位置決め機構によって位置決めされうる。該位置決め機構は、光学素子8の位置を固定する機構を含みうる。
図5には、図1に示される第1実施形態の第1使用形態の照明光学系200によって照明される被照明面5の照明範囲51と、図4に示される第2実施形態の照明光学系300によって照明される被照明面5の照明範囲53とが例示されている。第2実施形態では、照明範囲51よりも広い面積を有する照明範囲53が照明される。照明範囲51と照明範囲53とは、互いに重心位置が異なる。
図6には、第3実施形態の照明光学系400が記載されている。第3実施形態として言及しない事項は、第1又は第2実施形態に従いうる。第3実施形態の照明光学系400は、光学素子8を光源1と光学系4との間の光路(より詳しくは、光学系2と光学系4との間の光路)に移動させたり、該光路の外に移動させたりする駆動機構40を備えている。図6においては光学素子8の特徴的な形状が示されていないが、光学素子8は、第1および第2実施形態で説明されたように、楔形状部を含みうる。駆動機構40は、光学素子8をインテグレータ3と共に移動させるように構成されてもよい。光学素子8とインテグレータ3とは、共通の部材の上に配置されうる。あるいは、光学素子8とインテグレータ3とは、一体化され、一体の状態で駆動機構40によって駆動されうる。駆動機構40は、光学素子8およびインテグレータ3を光源1と光学系4との間の光路(あるいは、光学系2と光学系4との間の光路)の外に移動させる場合に、他のインテグレータ13を該光路に移動させるように構成されてもよい。駆動機構40は、例えば、インテグレータ3および光学素子8が一体化された第1ユニットと、インテグレータ13からなる第2ユニットとを保持するテーブル41と、テーブル41を駆動するアクチュエータ42とを含みうる。
インテグレータ13は、光学系2と光学系4との間の光軸AXに直交する面に沿って複数のレンズを配列して構成されたフライアイ光学系でありうる。該フライアイ光学系は、例えば、2つのレンズ群19、20で構成されうる。2つのレンズ群19、20の各々は、複数の平凸レンズのアレイで構成されうる。レンズ群19を構成する平凸レンズの焦点位置にレンズ群20を構成する平凸レンズが配置され、レンズ群20を構成する平凸レンズの焦点位置にレンズ群19を構成する平凸レンズが配置されうる。インテグレータ13の射出面には、光源1の複数の像が二次光源として配置される。このようなインテグレータ13は、ロッドインテグレータレンズで構成されてもよい。
レンズ群6を構成する平凸レンズとレンズ群7を構成する平凸レンズとの距離(換言すると、これらの平凸レンズの焦点距離)は、レンズ群19を構成する平凸レンズとレンズ群20を構成する平凸レンズとの距離より長く設定されうる。これにより、インテグレータ3から射出される光束のNA(開口数)は、インテグレータ13から射出される光束のNAよりも小さくなる。つまり、インテグレータ3を介して照明される被照明面の照射範囲は、インテグレータ13を介して照明される被照明面の照射範囲より小さくなる。
図7(a)には、インテグレータ13が光学系2と光学系4との間の光路に配置されたときに照明光学系400によって照明される被照明面5の照明範囲51が例示されている。また、図7(a)には、インテグレータ3および光学素子8が光学系2と光学系4との間の光路に配置されたときに照明光学系400によって照明される被照明面5の照明範囲54が例示されている。図7(a)におけるx印は、照明光学系400の光軸AXを示している。図7(b)には、参考例が示されている。図7(b)における照明範囲55は、光学系2と光学系4との間の光路にインテグレータ3が配置されているが、光学素子8が配置されていない場合に照明光学系400によって照明される被照明面5の照明範囲である。
図8には、第4実施形態の照明光学系500が記載されている。第4実施形態として言及しない事項は、第1乃至第3実施形態の全部または一部に従いうる。第4実施形態の照明光学系500では、インテグレータ3と光学系4との間に複数の光学部品が配置されている。該複数の光学部品は、前述の光学素子(第1光学素子)8と、他の光学素子(第2光学素子)16とを含みうる。光学素子16は、光学素子8と同様に、楔形状部を含みうる。図8に示された例では、インテグレータ3と光学系4との間に、複数の光学部品として、2つの光学素子8、16が配置されている。一例において、光学素子8は、その厚さがZ方向に沿って連続的に変化する楔形状を有し、光学素子16は、その厚さがX方向に沿って連続的に変化する楔形状を有しうる。この例では、光学素子8の厚さが変化する方向と光学素子16の厚さが変化する方向とが互いに直交(90度の角度で交差)している。他の例では、光学素子8の厚さが変化する方向と光学素子16の厚さが変化する方向とが互いに90度以外の角度で交差しうる。
図9には、光学素子8、16がない場合に照明光学系500によって照明される被照明面5の照明範囲51と、光学素子8、16がある場合に照明光学系500によって照明される被照明面5の照明範囲56とが例示されている。厚さが変化する方向が互いに交差した光学素子8、16をインテグレータ3と光学系4との間の光路に配置することによって、照明範囲をシフトさせる方向の自由度が向上する。
図10には、第5実施形態の照明光学系600が記載されている。第5実施形態として言及しない事項は、第1乃至第4実施形態の全部または一部に従いうる。第5実施形態の照明光学系500では、インテグレータ3と光学系4との間に配置された光学素子8は、インテグレータ3と光学系4との間の光軸AXに平行な軸の周りで回転可能に配置されている。照明光学系500は、インテグレータ3と光学系4との間の光軸AXに平行な軸の周りでの光学素子8の回転角度が調整された後に該回転角度を維持するように光学素子8を固定する固定部材を備えうる。あるいは、照明光学系500は、インテグレータ3と光学系4との間の光軸AXに平行な軸の周りでの光学素子8を回転させる回転機構を備えうる。該回転機構は、光学素子8が目標とする回転角に一致した状態で光学素子8の回転角を保持する保持機構を含みうる。
図11には、光学素子8がない場合に照明光学系500によって照明される被照明面5の照明範囲51と、光学素子8がある場合に照明光学系500によって照明される被照明面5の照明範囲58とが例示されている。光学素子8を回転させると、照明光学系600の光軸から光学素子8によるシフト量rを維持しながら照明範囲58の重心を回転させることができる。
以下、図12~図15を参照しながら光学素子8の構成例を説明する。光学素子16も光学素子8と同様の構成を有しうる。光学素子8には、開口絞り17が固定されうる。開口絞り17は、光学素子8の入射面側に設けられうる。開口絞り17は、例えば、誘電体膜等の遮光部材によって構成されうる。開口絞り17は、インテグレータ3の射出面に取り付けられてもよいが、光学素子8に固定される構成の方が省スペース化の観点で有利な場合がある。開口絞り17は、光学素子8の射出面に固定されてもよい。
光学素子8は、図12に例示されるように、光学素子8の全体で1つの楔形状をなすように構成されうる。光学素子8は、互いに非平行な第1面(入射面)81および第2面(射出面)82を有しうる。第1面81および第2面82は、それぞれ平面でありうる。光学素子8の屈折率をn(λ)、光軸に直交する面に対する第2面(射出面)82の傾斜角度をθ、光学素子8に入射する光の入射角をαとし、光学素子8から射出される光の射出角をα+Δαとすると、式(1)の関係がある。なお、λは、光学素子8に入射する光の波長である。
Δα(α,θ)=Arcsin[n(λ)sin{Arcsin(sinα/(n(λ))-θ}]+θ-α
・・・式(1)
αが小さいとき、Δαは(n-1)θと近似できる。つまり、光学素子8を通過した光は、(n-1)θだけ、入射光よりも角度(光軸に対する角度)を増すことになる。
図16に例示されるように、光学素子8の第1面81および第2面82の少なくとも一方は、パワーを有してもよい。一例において、第1面81の曲率中心は、インテグレータ3と光学系4との間の光軸AXまたは光軸AXの延長線の上にあり、第2面82の曲率中心は、インテグレータ3と光学系4との間の光軸AXまたは光軸AXの延長線からずれた位置にありうる。第1面81が平面で構成される場合、その曲率中心は、無限遠に位置する。
図13~図15には、光学素子8の3つの変形例が示されている。図13~図15に例示されるように、光学素子8は、複数の楔が配置されたアレイを含んでもよい。複数の楔は、一次元状または二次元状に配置されうる。複数の楔を一次元状に配置する場合、複数の楔を並べる方向は、照明範囲をシフトさせる方向(楔の厚さが変化する方向)とされうる。換言すると、楔の厚さがある方向に沿って変化する場合、複数の楔は、該方向に沿って並べられうる。複数の楔は、互いに等しい角度(光軸に対する角度)の傾斜面を有しうる。
光学素子8の屈折率n(λ)は、波長λに応じて変化する。よって、より厳密に考えれば、式(1)に示されるように、Δαも波長に応じて変化する。光源1が発生する光の波長λがブロードな場合、光学素子8の屈折率n(λ)の幅を考慮する必要があるかもしれない。光学素子8の特性を波長λの幅に対して鈍感にするためには、光学素子8の厚さを小さくすることが有効である。図13~図15に例示されるような光学素子8は、光学素子8の厚さを小さくするため、即ち、光学素子8の特性を波長λの幅に対して鈍感にするために効果的である。
インテグレータ3は、フライアイ光学系でありうる。この場合において、該フライアイ光学系を構成する複数のレンズの配列ピッチと光学素子8を構成する複数の楔の配列ピッチとの比は、1:自然数とされうる。図14に示された例は、当該比が1:1であり、図15に示された例は、当該比が1:2である。このような構成は、光学素子8を構成する複数の楔の間にフライアイ光学系からの光が入射することを防ぎ、これによりフレアの発生を防ぐために効果的である。特に、光源1の発光部の大きさが小さい場合には、フライアイ光学系を構成する各レンズが形成する発光部の像も小さくなるので、当該像からの光が光学素子8を構成する複数の楔の間に入射することが防止される。
以下、図17を参照しながら、上記の第1乃至第5実施形態の照明光学系200~600に代表される照明光学系ILが組み込まれた露光装置EXPについて説明する。露光装置EXPは、照明光学系ILと、照明光学系ILの被照明面5に配置された原版Rのパターンを基板Sに投影する投影光学系PLとを備える。原版Rは、原版Rを保持する原版ステージを含む原版駆動機構RMによって駆動され、基板Sは、基板Sを保持する基板ステージを含む基板駆動機構SMによって駆動されうる。露光装置EXPは、不図示のスリット部材に設けられたスリットを通過するスリット光に対して原版Rおよび基板Sを走査しながら基板Sを露光する走査露光装置として構成されうる。あるいは、露光装置EXPは、原版Rおよび基板Sを静止させた状態で基板を露光する露光装置として構成されてもよい。照明光学系ILは、光源1と光学系2との間に、光軸を折り曲げるミラーM1を有しうる。また、照明光学系ILは、光学系4と被照明面5(原版Rが配置される面)との間に、光軸を折り曲げるミラーM2を有しうる。
投影光学系PLの物体面は、照明光学系ILの被照明面5に一致し、投影光学系PLの像面には、基板Sが配置される。投影光学系PLの物体面から投影光学系PLの像面に至る光路には、該物体面から順に、第1凹反射面701、凸反射面702、第2凹反射面703が配置されうる。該物体面と第1凹反射面701との間には、第1折り曲げ反射面704が配置されうる。第2凹反射面703と該像面との間には、第2折り曲げ反射面705が配置されうる。
以下、照明光学系ILの光学系2と光学系4との間に図6のインテグレータ3またはインテグレータ13が配置されうるものとして説明を続ける。ここで、インテグレータ3が使用される場合の被照明面5の照明範囲は、インテグレータ13が使用される場合の被照明面5の照明範囲よりも狭い。照明光学系ILの光学系2と光学系4との間にインテグレータ3が配置される場合には、インテグレータ3と光学系4との間に光学素子8が配置される。
図18(a)には、照明光学系ILの光学系2と光学系4との間にインテグレータ13が配置された場合における被照明面5における照明範囲311が例示されている。ここで、照明光学系ILには、スリット光を形成するための不図示のスリット部材が設けられており、照明範囲311のうち実際に照明されるのは、スリット領域310のみである。つまり、原版Rは、スリット領域310を通過した光によって照明される。
図18(b)には、照明光学系ILの光学系2と光学系4との間にインテグレータ3および光学素子8が配置された場合における被照明面5における照明範囲322が例示されている。前述のように、照明光学系ILには、スリット光を形成するためのスリット部材が設けられているので、照明範囲322のうち実際に照明されるのは、スリット領域320のみである。つまり、原版Rは、スリット領域320を通過した光によって照明される。基板Sのショット領域の幅(走査方向に直交する方向の幅、即ち、X方向の幅)が小さい場合には、インテグレータ3が使用され、これにより原版Rを照明する光の照度を向上させることができ、スループットを向上させることができる。しかし、光学素子8を使用しない場合には、照明範囲が照明範囲321となり、スリット領域320の一部が照明されないことになりうる。
光学素子8を使用しない場合における代替案としては、投影光学系PLに対する照明光学系ILの位置を変更する方式が考えられるが、このような方式では、かなりの重量を有する照明光学系ILを移動させる必要がある。したがって、照明光学系ILの再調整のために長時間を必要としうる。また、投影光学系PLに対する照明光学系ILの位置を変更するための機械構成は、かなり大がかりなものとなり、露光装置EXPのコストを大きく増加させうる。
光学素子8を設けることにより、照明範囲の位置を容易に変更することができ、照明光学系ILの再調整に要する時間を大幅に削減することができる。また、光学素子8を設けることにより、露光装置EXPの構造を単純化することができ、露光装置EXPのコストを低減することができる。
本発明の実施形態における物品製造方法は、例えば、デバイス(半導体素子、磁気記憶媒体、液晶表示素子など)、カラーフィルターなどの物品を製造するのに好適である。該製造方法は、上記の露光装置を用いて、感光剤が塗布された基板を露光する露光工程と、露光された基板を現像する現像工程を含む。また、該製造方法は、他の周知の処理工程(酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージングなど)を含みうる。本実施形態における物品の製造方法は、従来に比べて、物品の性能、品質、生産性及び生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。
1:光源、2:光学系、3:インテグレータ、4:光学系、5:被照明面、8:光学素子、13:インテグレータ、51:照明範囲、52:照明範囲

Claims (15)

  1. 光源からの光を用いて被照明面を照明する照明光学系であって、
    前記光源と前記被照明面との間に配置されたインテグレータと、
    前記インテグレータと前記被照明面との間に配置された光学系と、
    前記インテグレータと前記光学系との間に配置された光学素子と
    前記光学素子を前記光源と前記光学系との間の光路に移動させたり、前記光路の外に移動させたりする駆動機構と、を含み、
    前記光学素子は、楔形状部を含
    前記駆動機構は、前記光学素子を前記インテグレータと共に移動させる、
    ことを特徴とする照明光学系。
  2. 前記光源は、水銀ランプ、キセノンランプ、LEDのいずれかである、
    ことを特徴とする請求項1に記載の照明光学系。
  3. 前記楔形状部は、互いに非平行な第1面および第2面を有する、
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の照明光学系。
  4. 前記第1面の曲率中心が前記光学系の光軸または前記光軸の延長線の上にあり、前記第2面の曲率中心が前記光軸または前記延長線からずれた位置にある、
    ことを特徴とする請求項3に記載の照明光学系。
  5. 前記駆動機構は、前記光学素子および前記インテグレータを前記光路の外に移動させる場合に、他のインテグレータを前記光路に移動させる、
    ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の照明光学系。
  6. 前記インテグレータと前記光学系との間に複数の光学部品が配置され、前記複数の光学部品は、前記光学素子と、第2光学素子とを含み、前記第2光学素子は、楔形状部を含む、
    ことを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の照明光学系。
  7. 前記光学素子は、前記インテグレータと前記光学系との間の光軸に平行な軸の周りで回転可能に配置されている、
    ことを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の照明光学系。
  8. 前記光学素子に開口絞りが固定されている、
    ことを特徴する請求項1乃至のいずれか1項に記載の照明光学系。
  9. 前記インテグレータからの光の一部が前記光学素子を通過し、他の一部が前記光学素子を通過しないように前記光学素子が配置される、
    ことを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の照明光学系。
  10. 前記光学素子は、前記光学素子の全体で1つの楔形状をなすように構成されている、
    ことを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の照明光学系。
  11. 前記光学素子は、複数の楔が配置されたアレイを含む、
    ことを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の照明光学系。
  12. 前記インテグレータは、フライアイ光学系であり、前記フライアイ光学系を構成する複数のレンズの配列ピッチと前記複数の楔の配列ピッチとの比が1:自然数である、
    ことを特徴とする請求項11に記載の照明光学系。
  13. 光源からの光を用いて被照明面を照明する照明光学系であり、第1使用形態と第2使用形態とを選択できる照明光学系であって、
    前記第1使用形態において、前記光源と前記被照明面との間の光路に配置され、第1出射角を有する第1インテグレータと、
    前記第2使用形態において、前記光源と前記被照明面との間の光路に配置され、前記第1出射角とは異なる第2出射角を有する第2インテグレータと、
    前記第1インテグレータ又は前記第2インテグレータが配置される前記光路における位置と前記被照明面との間に配置された光学系と、
    前記第1使用形態において、前記位置と前記光学系との間に配置される楔形状部を含む光学素子と、
    前記第1インテグレータと、前記第2インテグレータと、前記光学素子と、を駆動する駆動機構と、を含み、
    前記駆動機構は、
    前記第1使用形態において、前記第1インテグレータ及び前記光学素子が前記光路に配置され、前記第2インテグレータが前記光路に配置されないように、前記第1インテグレータと、前記第2インテグレータと、前記光学素子と、を駆動し、
    前記第2使用形態において、前記第1インテグレータ及び前記光学素子が前記光路に配置されずに、前記第2インテグレータが前記光路に配置されるように、前記第1インテグレータと、前記第2インテグレータと、前記光学素子と、を駆動する、
    ことを特徴とする照明光学系。
  14. 請求項1乃至13のいずれか1項に記載の照明光学系と、 前記照明光学系の前記被照明面に配置された原版のパターンを基板に投影する投影光学系と、
    を備えることを特徴とする露光装置。
  15. 請求項14に記載の露光装置を用いて基板を露光する露光工程と、
    前記露光工程で露光された前記基板を現像する現像工程と、を含み、
    前記現像工程で現像された前記基板から物品を製造する物品製造方法。
JP2019015984A 2019-01-31 2019-01-31 照明光学系、露光装置および物品製造方法 Active JP7227775B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019015984A JP7227775B2 (ja) 2019-01-31 2019-01-31 照明光学系、露光装置および物品製造方法
TW109100020A TWI820281B (zh) 2019-01-31 2020-01-02 照明光學系統、曝光裝置以及物品製造方法
CN202010068085.2A CN111505908B (zh) 2019-01-31 2020-01-21 照明光学系统、曝光装置以及物品制造方法
KR1020200007734A KR20200095390A (ko) 2019-01-31 2020-01-21 조명 광학계, 노광 장치 및 물품의 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019015984A JP7227775B2 (ja) 2019-01-31 2019-01-31 照明光学系、露光装置および物品製造方法

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2020122929A JP2020122929A (ja) 2020-08-13
JP2020122929A5 JP2020122929A5 (ja) 2022-02-03
JP7227775B2 true JP7227775B2 (ja) 2023-02-22

Family

ID=71872593

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019015984A Active JP7227775B2 (ja) 2019-01-31 2019-01-31 照明光学系、露光装置および物品製造方法

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP7227775B2 (ja)
KR (1) KR20200095390A (ja)
CN (1) CN111505908B (ja)
TW (1) TWI820281B (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000021765A (ja) 1998-07-03 2000-01-21 Nikon Corp 照明装置及びそれを用いた投影露光装置
JP2015005676A (ja) 2013-06-22 2015-01-08 株式会社ニコン 照明光学系、照明光学装置、露光装置、およびデバイス製造方法
JP2016100461A (ja) 2014-11-21 2016-05-30 キヤノン株式会社 照明光学装置、およびデバイス製造方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01109720A (ja) * 1987-10-22 1989-04-26 Canon Inc 照明装置
JP2759890B2 (ja) * 1989-11-24 1998-05-28 ウシオ電機株式会社 露光装置
JP3232473B2 (ja) * 1996-01-10 2001-11-26 キヤノン株式会社 投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法
JP3991166B2 (ja) * 1996-10-25 2007-10-17 株式会社ニコン 照明光学装置および該照明光学装置を備えた露光装置
JP4041700B2 (ja) * 2002-06-25 2008-01-30 フジノン株式会社 照明光学系およびこれを用いた投写型表示装置
TWI612338B (zh) * 2003-11-20 2018-01-21 尼康股份有限公司 光學照明裝置、曝光裝置、曝光方法、以及元件製造方法
KR101240130B1 (ko) * 2005-01-25 2013-03-07 가부시키가이샤 니콘 노광 장치, 노광 방법, 및 마이크로 디바이스 제조 방법
KR101152713B1 (ko) * 2005-02-25 2012-06-15 가부시키가이샤 니콘 노광 방법 및 장치, 및 전자 디바이스 제조 방법
JP2007142084A (ja) * 2005-11-17 2007-06-07 Nikon Corp 露光方法及びデバイス製造方法
JP4929762B2 (ja) * 2006-03-03 2012-05-09 株式会社ニコン 露光装置、露光方法、及びデバイス製造方法
WO2007119514A1 (ja) * 2006-04-17 2007-10-25 Nikon Corporation 照明光学装置、露光装置、およびデバイス製造方法
JP2011013263A (ja) * 2009-06-30 2011-01-20 Ushio Inc 光照射装置
JP6170564B2 (ja) * 2012-10-27 2017-07-26 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー マイクロリソグラフィ投影露光装置の照明システム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000021765A (ja) 1998-07-03 2000-01-21 Nikon Corp 照明装置及びそれを用いた投影露光装置
JP2015005676A (ja) 2013-06-22 2015-01-08 株式会社ニコン 照明光学系、照明光学装置、露光装置、およびデバイス製造方法
JP2016100461A (ja) 2014-11-21 2016-05-30 キヤノン株式会社 照明光学装置、およびデバイス製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
TWI820281B (zh) 2023-11-01
KR20200095390A (ko) 2020-08-10
JP2020122929A (ja) 2020-08-13
TW202030558A (zh) 2020-08-16
CN111505908B (zh) 2024-03-08
CN111505908A (zh) 2020-08-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100827874B1 (ko) 노광 장치, 노광 장치의 제조 방법, 노광 방법, 마이크로 장치의 제조 방법, 및 디바이스의 제조 방법
KR102160046B1 (ko) 조명 광학계, 노광 방법 및 디바이스 제조 방법
JP5534176B2 (ja) 露光装置、露光方法、およびデバイス製造方法
TW201316141A (zh) 光學單元、照明光學裝置、曝光裝置、以及元件製造方法
EP2253997A2 (en) Illumination system for a microlithographic contact and proximity exposure apparatus
TW200937138A (en) Spatial light modulator, illumination optical system, aligner, and device manufacturing method
JP6651124B2 (ja) 照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法
KR101506748B1 (ko) 광학 적분기, 조명 광학 장치, 노광 장치, 및 디바이스 제조 방법
KR20180095134A (ko) 반사 결상 광학계, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법
JP7227775B2 (ja) 照明光学系、露光装置および物品製造方法
JP2001330964A (ja) 露光装置および該露光装置を用いたマイクロデバイス製造方法
JP5360379B2 (ja) 投影光学系、露光装置、およびデバイス製造方法
JP2005150174A (ja) 照明光学系及びそれを有する露光装置
WO2002095811A1 (fr) Dispositif optique eclairant, systeme d'exposition et procede de production de microdispositif
JP2011086708A (ja) 絞り装置、光学系、露光装置、及び電子デバイスの製造方法
JP5353408B2 (ja) 照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法
JP5103995B2 (ja) 露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法
JP2005018013A (ja) 照明光学系およびそれを用いた露光装置並びに露光方法
JP7340167B2 (ja) 照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法
KR102330570B1 (ko) 반사 결상 광학계, 노광 장치, 및 디바이스 제조 방법
WO2013018799A1 (ja) 照明装置
JP2002350620A (ja) 光学部材、当該光学部材を用いた照明装置及び露光装置
TW202020570A (zh) 照明光學系統、曝光裝置及物品製造方法
JP2021170126A (ja) 照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法
TW202144928A (zh) 曝光裝置、曝光方法及物品之製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20210103

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210113

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220126

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220126

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220810

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220829

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221026

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230113

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230210

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7227775

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151