JPWO2009125530A1 - 光源装置、露光装置および製造方法 - Google Patents
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Abstract
均一な強度分布を有する光を射出する光源装置。フライアイ光学系を備える露光装置のフライアイ光学系へ向けて投射される光ビームを生成する光源装置であって、光源と、光源から射出した光ビームをフライアイ光学系へ反射する鏡とを備え、鏡は、フライアイ光学系へ向けて投射される光ビームの中心部より周辺部の強度が小さくなるように光源からの光ビームを反射する。鏡は、フライアイ光学系へ向けて投射される光ビームの周辺部の強度を単調に減少して光を反射してもよい。また、鏡は、フライアイ光学系へ向けて投射される光ビームの周辺部の強度をゼロにまで減少して光を反射してもよい。
Description
本発明は、光源装置、露光装置および製造方法に関する。より詳細には、フォトリソグラフィに用いる露光光を発生する光源装置と、当該光源装置を含む露光装置と、当該露光装置を用いた電子デバイスの製造方法とに関する。なお、本出願は、下記の米国出願に関連し、下記の米国出願からの優先権を主張する出願である。文献の参照による組み込みが認められる指定国については、下記の出願に記載された内容を参照により本出願に組み込み、本出願の一部とする。
61/071,045 出願日 2008年04月09日
61/071,045 出願日 2008年04月09日
リソグラフィ技術で用いられる露光装置は、光源において発生した光を、照明光学系を介して照明光としてレチクルに照射して、レチクルにより透過または反射させた上で、投影光学系を介して露光光としてウエハに照射する。これにより、ウエハに塗布された感光材料を感光させる。
上記のような露光装置において、照明光学系からレチクルに照射される照明光は均一な照度分布を有することが好ましい。そこで、フライアイレンズまたはフライアイ反射鏡等を用いることにより、照明光の照度分布を均一にすることが提案され、また、実行されている(例えば特許文献1を参照)。
特開2006−019510号公報
しかしながら、上記のように照度分布を均一化するデバイスを用いても、照明光に顕著な照度分布が残る場合があった。
そこで本発明の1つの側面においては、照明光の照度分布を均一にすることを目的とする。この目的は請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
上記課題を解決すべく、本発明の第1の形態として、露光装置が有するフライアイ光学系へ向けて投射する光ビームを生成する光源装置であって、フライアイ光学系に入射される、光ビームの周辺部の強度が中心部の強度より小さい、光源装置が提供される。この場合において、光源装置は、光源と、光源から射出した光ビームをフライアイ光学系へ向けた投影する光学系と、を備えてよく、光学系は、光ビームの中心部より周辺部の強度が小さくなるように光ビームを投影してよい。
本発明の第2の形態として、フライアイ光学系を備える露光装置のフライアイ光学系へ向けて投射される光ビームを生成する光源装置であって、光源と、光源から射出した光ビームを所定面に配置されるフライアイ光学系へ向けて反射する鏡とを備え、鏡は、所定面における光ビームの中心部より周辺部の強度が小さくなるように光源からの光ビームを反射する光源装置が提供される。
また、本発明の第3の形態として、上記光源装置と、フライアイ光学系と、光源装置からの光に基づいて所定のパターンを照明する照明光学系とを備えた露光装置が提供される。
更に、本発明の第4の形態として、上記露光装置を用いて、所定のパターンを基板に露光する露光工程と、所定のパターンが転写された基板を現像し、所定のパターンに対応する形状のマスク層を基板の表面に形成する現像工程と、マスク層を介して基板の表面を加工する加工工程とを含む電子デバイスの製造方法が提供される。
上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションも発明となり得る。
本発明によれば、露光装置において、被露光面に照度分布が均一な光ビームを照射することができる。
100 露光装置、110 真空槽、120 光源部、122 レーザ装置、124 集光レンズ、126 ターゲットノズル、130 照明光学系、131 遮光板、132 集光反射鏡、133 突起部、134 フライアイ反射鏡、136 フライアイ反射鏡、135 支持体、137 多層膜、138 平面反射鏡、139 光学部材、150 レチクル、152 レチクルステージ、160 投影光学系、161 凹面反射鏡、164 凹面反射鏡、166 凹面反射鏡、162 凸面反射鏡、163 凸面反射鏡、165 凸面反射鏡、170 ウエハ、172 ウエハステージ
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明する。しかしながら、以下の実施形態は請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図1は、露光装置100全体の構造を模式的に示す図である。露光装置100は、光源部120、照明光学系130、レチクルステージ152、投影光学系160およびウエハステージ172を含む。
なお、上記露光装置100の大部分は、気密な真空槽110の内部に形成されるが、光源部120の一部は、真空槽110の外部に配置される。また、以下の説明においては、図面の記載に従って上、下等と記載する場合がある。しかしながら、露光装置100の内部のレイアウトがその方向に限られるわけではない。
光源部120は、レーザ装置122、集光レンズ124、ターゲットノズル126および集光反射鏡132を含む。レーザ装置122はレーザ光を発生して、集光レンズ124を介して真空槽110の内部に向かって照射する。
ターゲットノズル126は、真空槽110の内部に配置された先端から、気体状または液体状のターゲット材料を吐出する。集光反射鏡132は、楕円弧状の断面形状を有する反射面を有して、ターゲット材料に対するレーザ光の照射箇所が当該楕円弧の一方の焦点f1に重なるように配置される。
光源部120において、ターゲットノズル126からは、ターゲット材料が間欠的に吐出される。レーザ装置122から射出されたレーザ光は、集光レンズ124により収束されて、吐出されたターゲット材料に対して高い密度で照射される。これにより、プラズマ化したターゲット材料からパルス状の極端紫外線が放射される。放射された極端紫外線は集光反射鏡132により集光されて集光反射鏡の反射面の他方の焦点f2で一旦集光した後、発散光ビームとなって照明光学系130に導かれる。なお、本実施形態では、光学系として集光反射鏡132を例示するが、光学系は集光反射鏡に限定されず、レンズ等の透過型の光学部材を適用することもできる。
照明光学系130は、一対のフライアイ反射鏡134、136と、平面反射鏡138とを含む。入射側に配置されるフライアイ反射鏡134は、並列に配列された複数の凹面鏡を備え、後述する被照射面または露光面としてのレチクル150あるいはウエハ(被露光面)170と光学的に共役な位置またはその近傍に配置されている。入射側のフライアイ反射鏡134に入射したEUV光は、入射側のフライアイ反射鏡134により反射され、フライアイ光学系を構成する他方の射出側のフライアイ反射鏡136に入射する。射出側のフライアイ反射鏡136は、並列に配列された複数の凹面鏡を備え、照明光学系の瞳面またはその近傍に配置されている。
図2は、フライアイ反射鏡134、136の構成を示す正面図である。図2(a)は入射側のフライアイ反射鏡134を、図2(b)は射出側のフライアイ反射鏡136を、それぞれ示す。
入射側のフライアイ反射鏡134のそれぞれの要素光学系134a及び射出側のフライアイ反射鏡136のそれぞれの要素光学系136aは、一対一に対応した状態でそれぞれ配列されており、同一の焦点距離を有している。ここで、それぞれの要素光学系134a,136aは凹面鏡を備えることができる。ここでは、入射側のフライアイ反射鏡134のそれぞれの要素光学系134aは、複数の列L1〜L6に沿って配列されている。
図1に戻って、入射側のフライアイ反射鏡134に入射した光束は、入射側のフライアイ反射鏡134のそれぞれの要素光学系134aにより波面分割される。入射側のフライアイ反射鏡134により波面分割された多数の光束は、射出側のフライアイ反射鏡136に入射する。射出側のフライアイ反射鏡136のそれぞれの要素光学系136aは、波面分割された個々の光束を1本ずつ受ける。ここで、入射側のフライアイ反射鏡134の要素光学系134aとウエハ170上の被露光面と共役となるように配置されているので、射出側のフライアイ反射鏡136がケーラー照明における面光源となる。
フライアイ反射鏡136から出射された光は、平面反射鏡138に対して浅い入射角で反射された後に、レチクル150に向かって照射される。ここで、射出側のフライアイ反射鏡136のそれぞれの要素光学系136aは、所定の凹面上に配列されている。すなわち、射出側のフライアイ反射鏡136はコンデンサ光学系を兼用している。このため、射出側のフライアイ反射鏡136のそれぞれの要素光学系136aで反射された光ビームは、レチクル150上を重畳的に照明する。
レチクル150は、反射面を下方に向けてレチクルステージ152に保持される。レチクル150は、ガラス基板等を基材として、例えば、多層膜により形成された反射層と、当該反射層の一部の表面を覆う吸収層とを有する。
反射層は極端紫外線を反射する。また、吸収層は極端紫外線を吸収する。従って、レチクル150により反射された光ビームには、吸収層のパターンに基づく照度分布が形成され、投影光学系160に入射される。
投影光学系160は、複数の凹面反射鏡161、164、166と、複数の凸面反射鏡162、163、165とを含み、全体として、レチクル150の反射光を収束させる縮小光学系を形成する。なお、凹面反射鏡161、164、166および凸面反射鏡163、165は、投影光学系160における各反射光の伝播を妨げないように、一部を切り欠いた形状を有する。また、投影光学系160は、結像特性、波面収差等を補正する目的で、図示されていない光学特性補正部を備える場合がある。
レチクル150で反射された光ビームは、複数の反射鏡161〜166により順次反射された後、ウエハステージ172の上面に保持されたウエハ170表面に照射される。ウエハ170に照射される光ビームは、レチクル150の吸収層の形状を反映したパターンの強度分布を有する。一方、ウエハ170の表面には感光性を有するフォトレジストが塗布されている。
なお、レチクルステージ152およびウエハステージ172は、それぞれ、水平方向に移動させることができる。レチクルステージ152およびウエハステージ172に保持されたレチクル150およびウエハ170も、レチクルステージ152およびウエハステージ172の移動に従って移動する。
これにより、露光装置100においては、レチクルステージ152およびウエハステージ172が同期して移動させつつ露光することができる。本実施形態ではこのスキャン露光と、レチクル150に対してウエハ170をステップ移動させる手順とを繰り返すステップ・アンド・スキャン方式の露光を行う。また、レチクル150およびウエハ170を共に静止させて露光する手順と、レチクル150に対してウエハ170をステップ移動させる手順とを繰り返すステップ・アンド・リピート方式で露光することもできる。
このように、露光装置100において露光されるウエハ170は、スキャン方向に移動しつつ露光されてもよい。また、このような露光の形態に鑑みて、集光反射鏡132は、スキャン方向に略垂直な非スキャン方向に対称に光を反射してもよい。また、集光反射鏡132は、スキャン方向に略垂直な非スキャン方向に対称に配置された複数の鏡を有してもよい。これらの構造により、反射面積がより大きい集光反射鏡132を容易に製造できる。
なお、上記の露光装置100において光源部120は極端紫外線を発生するが、g線(436nm)、i線(365nm)、KrFエキシマレーザ(248nm)、F2レーザ(157nm)、Kr2レーザ(146nm)、Ar2レーザ(126nm)等の他の波長を出力する光源部120を用いて露光装置100を形成することもできる。
このように、フライアイ反射鏡134、136を備える露光装置100のフライアイ反射鏡134に向けて投射される光ビームを生成する光源部120であって、発生された光ビームをフライアイ反射鏡134に向かって反射する集光反射鏡132を備えた光源部120が形成される。また、光源部120と、フライアイ反射鏡134、136と、光源部120からの光に基づいてレチクル150を照明する照明光学系130とを備えた露光装置100が形成される。
図3は、集光反射鏡132の反射面の形状を示す断面図である。集光反射鏡132は、半径D1を有する反射面に、中心軸Aの周囲に形成された中心部Cと、中心部Cの外側に形成された周辺部Eとを含む。
中心部Cは、略楕円弧をなす断面形状を有する。周辺部Eは、中心部Cから滑らかに連続して形成されるが、径方向の傾きの変化が中心部Cとは異なる。
即ち、中心部Cの断面は楕円弧をなして、その一方の焦点において発生した極端紫外線を反射するので、反射された極端紫外線は、楕円弧の他方の焦点に向かう。これに対して、周辺部Eにおいては、反射光が、上記他方の焦点から集光反射鏡132の外周側に逸れるように、反射面の傾きが連続的に変化する。
このように、集光反射鏡132は、径方向について、中心部Cにおける所定の点での反射面の曲率と、周辺部Eにおける所定の点での反射面の曲率とが異なる曲面を有してもよい。すなわち、集光反射鏡132は、径方向について、一対のフライアイ光学系のうち前側のフライアイ反射鏡134が配置される所定面に到達する光ビームの中心部に対応する光線が反射される位置での曲率と、この所定面に到達する光ビームの周辺部に対応する光線が反射される位置での曲率とが異なる曲面反射面を有していても良い。これにより、後述するように、集光反射鏡132から射出される光ビームには独特の照度分布が形成される。
図4は、集光反射鏡132の一部の形状を拡大して示す断面図である。図示のように、集光反射鏡132の周辺部Eの最外周において、反射面に対する接線の傾きは反転して、中心軸Aに直交する面に対して正の角度をなす。
これにより、集光反射鏡132の最外周において反射された極端紫外線は、フライアイ反射鏡134に入射することなく拡散される。このように、集光反射鏡132は、フライアイレチクル150に向けて投射される光ビームの周辺部の強度をゼロにまで減少して極端紫外線を反射してもよい。
図5は、集光反射鏡132で反射されて所定面に配置される入射側のフライアイ反射鏡134に向かって照射される光ビームの上記所定面での照度分布を示す図である。図5において、縦軸は光強度A、横軸は所定面上の特定の一方向に沿った位置を示している。なお、図5では特定の一方向を、図2(a)における左右方向としており、入射側のフライアイ反射鏡134の各要素光学系134aが配列される複数の列L1〜L6を併せて図示している。図示のように、中央部Cにより反射された光ビームは、光強度の変化が一定となる照度分布を有する。一方、周辺部Eにおいては、光強度の変化の割合こそ変化するが、光ビームの最周縁において光強度がゼロになるまで連続的に変化する。
一方、周辺部Eが形成されなかった場合、即ち、周辺部Eまで曲率の変化が中心部Cと同じであった場合は、図中に点線で示すように、集光反射鏡132の最外周まで光強度の変化は一定になる。ただし、集光反射鏡132の最外周で反射された光ビームの最周縁において光強度は突然消滅するので、光強度分布の両端には、急峻なピークPが形成される。
図6は、周辺部Eが形成された場合における入射側のフライアイ反射鏡134の各要素光学系134aを介した光ビームの被露光面での照度分布を示す図である。図6(a)は列L1に配列された要素光学系134aを介した光ビームの被露光面での照度分布、図6(b)は列L2に配列された要素光学系134aを介した光ビームの被露光面での照度分布、図6(c)は列L3に配列された要素光学系134aを介した光ビームの被露光面での照度分布、図6(d)は列L4に配列された要素光学系134aを介した光ビームの被露光面での照度分布、図6(e)は列L5に配列された要素光学系134aを介した光ビームの被露光面での照度分布、そして、図6(f)は列L6に配列された要素光学系134aを介した光ビームの被露光面での照度分布、をそれぞれ示す。
一方、図7は、周辺部Eが形成されなかった場合における入射側のフライアイ反射鏡134の各要素光学系134aを介した光ビームの被露光面での照度分布を示す図である。図7(a)は列L1に配列された要素光学系134aを介した光ビームの被露光面での照度分布、図7(b)は列L2に配列された要素光学系134aを介した光ビームの被露光面での照度分布、図7(c)は列L3に配列された要素光学系134aを介した光ビームの被露光面での照度分布、図7(d)は列L4に配列された要素光学系134aを介した光ビームの被露光面での照度分布、図7(e)は列L5に配列された要素光学系134aを介した光ビームの被露光面での照度分布、そして、図7(f)は列L6に配列された要素光学系134aを介した光ビームの被露光面での照度分布、をそれぞれ示す。
そして、図8は、被露光面における照度分布を示す図である。図8(a)は周辺部Eが形成された場合における被露光面での照度分布を示し、図8(b)は周辺部Eが形成されなかった場合における被露光面での照度分布を示す。ここで、図8(a)に示す照度分布は図6(a)〜(f)の各照度分布の和であり、図8(b)に示す照度分布は図7(a)〜(f)の各照度分布の和である。
前述の通り、入射側のフライアイ反射鏡134の各要素光学系134aのそれぞれが被露光面と光学的に共役であるので、図7(a)および図7(f)に示すように一つの要素光学系134aのなかで急峻なピークPが形成されると、図8(b)に示すように、このピークの成分が被露光面での照度分布に段差等の高周波数成分を与えてしまう。このような照度分布の高周波成分は、照度分布補正フィルタあるいは可変スリット等の照度分布補正手段でも補正することが極めて困難である。
このようにフライアイ反射鏡134、136は、単一の要素光学系(凹面反射鏡)の径よりも大きな範囲の照度分布を均一化する作用を有するが、単一の要素光学系の径よりも小さな範囲で急峻に変化する照度分布を均一化することはできない。このため、照明光学系130から射出される光ビームに不均一な照度分布が残り、最終的に、ウエハ170上のフォトレジストを均一に露光できない。
一方、図6(a)〜(f)に示すように一つの要素光学系134aのなかで急峻なピークPが形成されない場合には、図8(a)に示すように照度分布が段差等の高周波数成分を持たず、照度分布補正フィルタあるいは可変スリット等の照度分布補正手段によって照度分布の均一化を図ることができる。なお、ピークPの高さが許容される照度分布の範囲であれば、フライアイ反射鏡134に入射する光ビームの照度分布両端をゼロまで低下させなくても足りる。
このように、集光反射鏡132は、フライアイ反射鏡134へ向けて投射される光ビームの中心部Cより周辺部の強度が小さくなるように光ビームを反射する光源部120が形成される。また、集光反射鏡132は、フライアイ反射鏡134へ向けて投射される光ビームの周辺部の強度を連続的に減少して光を反射してもよい。更に、集光反射鏡132は、フライアイ反射鏡134へ向けて投射される光ビームの周辺部Eの強度を単調に減少して極端紫外線を反射してもよい。これにより、光ビームの周縁部に急峻な光強度のピークPが生じることを抑制して、フライアイ反射鏡134、136により光ビームの照度分布を均一化できる。
図9は、図5に示す照度分布を形成する場合に用いる遮光板131の形状を示す平面図である。遮光板131は、全体として集光反射鏡132の反射面よりも大きな径を有し、集光反射鏡132から射出される光ビームの径よりも大きな開口を有する。また、開口の内側に向かって突出した多数の突起部133を有する。突起部133の各々は、先端に向かって、従って、開口の中心に向かって、徐々に幅が細くなる。
上記のような遮光板を、集光反射鏡132の直前に配置することにより、集光反射鏡132の射出する光ビームの外周面付近が、突起部133により遮光される。また、光ビームが遮光される割合は、光ビームの中心に近づくに従って減少する。これにより、図4に示した光ビームの照度分布を形成することができる。
このような遮光板131を用いた場合、集光反射鏡132を特別な形状にする必要がない。なお、遮光板131の形状は図示の形状に限られるわけではなく、周辺部Eに向かって遮光領域が密になる形状を任意に選択でき、例えば、周辺部Eに向かって開口率が低下するメッシュ形状とすることもできる。
このように、露光装置100において、集光反射鏡132からフライアイ反射鏡134に至る光路上に、中心部Cより周辺部Eに向かって遮光領域が密になる遮光板131を有してもよい。これにより、フライアイ反射鏡134、136に入射する光ビームの光強度の変化に急峻なピークPが生じることを防止できる。従って、レチクル150に、照度分布が均一な光ビームを照射することができる。
また、中心部Cより周辺部Eに向かって遮光領域が密になる遮光板131は、集光反射鏡132に設けてもよい。即ち、遮光板131を集光反射鏡132に同軸に装着してもよいし、集光反射鏡132の反射面に、光ビームを透過させない層を設けてもよい。これにより、光ビームの光路上に遮光板131を配した場合と同様の効果が得られる。
図10は、集光反射鏡132の他の構造を示す部分拡大断面図である。図示のように、集光反射鏡132は、ガラスまたは金属により形成された支持体135と、支持体135の上面に形成された多層膜137とを有する。多層膜137は、Mo膜およびSi膜を繰り返し積層することにより形成され、膜厚を適切に選択することにより、極端紫外線等でも効率よく反射できる。
更に、この集光反射鏡132では、周辺部Eにおいて、外周に近づくに従って多層膜137の積層数が減少する。これにより、外周に近づくにつれて低下する反射率分布を形成できる。なお、このような反射率分布は、多層膜137の層数を変化させる構造の他、多層膜137の膜厚を変化させる構造によっても形成できる。
このように、集光反射鏡132は、周辺部Eの反射率が中心部Cの反射率より小さくてもよい。これにより、フライアイ反射鏡134、136に入射する光ビームの光強度の変化に急峻なピークPが生じることを防止できる。従って、レチクル150に、照度分布が均一な光ビームを照射することができる。
図11は、集光反射鏡132のまた他の構造を示す図である。この集光反射鏡132も、支持体135と、その表面に形成された多層膜137とを有して、多層膜137が反射層を形成する。多層膜137の表面は、周辺部Eにおいて粗面化されている。また、周辺部Eに形成された粗面は、集光反射鏡132の外周に近づくにつれて、より荒くなるように形成される。
このように、集光反射鏡132は、周辺部Eの表面が中心部Cの表面より粗に加工されていてもよい。これにより、フライアイ反射鏡134、136に入射する光ビームの光強度の変化に急峻なピークPが生じることを防止できる。従って、レチクル150に、照度分布が均一な光ビームを照射することができる。
図12は、集光反射鏡132の更に他の構造を示す断面図である。この実施形態に係る集光反射鏡132は、複数の光学部材139と、遮光板131とを含む。
光学部材139は、光源部120から放射された極端紫外線の一部を受光して反射する。また、光学部材139の反射面は、所定の焦点に向かって反射光を収束させる曲面を有する。
更に、集光反射鏡132の中央では、光源部120から放射された極端紫外線の一部が、光学部材139に入射することなく直接に放射される。この直接に放射された光ビームの光路上には、遮光板131が配置される。
図13は、図12に示した集光反射鏡132を形成する光学部材139の形状を示す断面図である。光学部材139の各々は、その中心部Cにおいて、所定の焦点に向かって反射光を収束させる楕円弧状の曲面を有する。一方、光学部材139の周辺部Eにおいては、図3および図4に示した集光反射鏡132と同様に曲率の変化の割合が変わっている。
図14は、図12において矢印Hで示す位置における光ビームの照度分布を示す図である。光学部材139の各々の反射光の照度分布は、図中に実線で示される。図示の通り、各光ビームにおいて、各々の光ビームの中心部Cに対して、周辺部Eの光強度が略ゼロまで低下している。これにより、この光ビームがフライアイ反射鏡134に入射した場合には、急峻なピークのない、均一な照度分布の照明光が発生する。
一方、光源部120から直接に射出された光ビームは、図中に点線で示される。この光ビームは、最も内側の光学部材139により遮られることにより幅が画成されるので、周辺部Eにおいて信号強度が急峻に低下している。
ただし、図12に示したように、光源部120から直接に射出された光ビームの光路上には遮光板131が配置される。これにより、この光ビームは、フライアイ反射鏡134に入射する前に周辺部の光強度が連続的に低下する。従って、フライアイ反射鏡134、136により、照度分布が均一化される。
図15は、光源部120を含む露光装置100を用いた半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。この半導体デバイスの製造方法においては、まず、半導体デバイスの基板となるウエハ170に金属膜を蒸着する(ステップS40)。次に、蒸着された金属膜上に、感光性材料であるフォトレジストを塗布する(ステップS42)。
続いて、露光装置100を用いた露光工程として、レチクル150に形成されたパターンをウエハ170上の各ショット領域に転写する(ステップS44)。即ち、パターンに応じて強度分布を有する光がウエハ170上のフォトレジストに照射される。これにより、フォトレジストはパターンに応じて感光される。
更に、露光によりパターンが転写されたウエハ170に対して、現像工程として、フォトレジストを現像する(ステップS46)。その後、感光および洗浄により形成されたレジストパターンをマスクとして、ウエハ170表面にエッチング等の加工を実行する(ステップS48)。
なお、レジストパターンは、露光装置100によって転写されたパターンに対応した領域が残存しまたは除去されて、当該パターンに従ってウエハ170表面の一部を覆うレジスト層を意味する。上記ステップS48においては、レジストパターンをマスクとして、ウエハ170の表面が加工される。ウエハ170に対する加工としては、例えばウエハ170表面のエッチングまたは金属膜等の成膜またはエッチングの少なくともひとつが含まれる。
このように、露光装置100を用いて、所定のパターンをウエハ170に露光する露光工程と、所定のパターンが転写されたウエハ170を現像して、所定のパターンに対応する形状のマスク層をウエハ170の表面に形成する現像工程と、マスク層を介してウエハ170の表面を加工する加工工程とを含む電子デバイスの製造方法が実行される。
図16は、光源部120を含む露光装置100を用いた液晶表示素子等の液晶デバイスの製造方法を示すフローチャートである。液晶デバイスの製造方法では、パターン形成工程(ステップS50)、カラーフィルタ形成工程(ステップS52)、セル組立工程(ステップS54)およびモジュール組立工程(ステップS56)を順次実行する。
ステップS50のパターン形成工程では、プレートPとしてフォトレジストが塗布されたガラス基板上に、各実施の形態の投影露光装置を用いて回路パターンおよび電極パターン等の所定のパターンを形成する。このパターン形成工程には、各実施の形態の投影露光装置を用いてフォトレジスト層にパターンを転写する露光工程と、パターンが転写されたプレートPの現像、つまりガラス基板上のフォトレジスト層の現像を行い、パターンに対応する形状のフォトレジスト層を生成する現像工程と、この現像されたフォトレジスト層を介してガラス基板の表面を加工する加工工程とが含まれている。
ステップS52のカラーフィルタ形成工程では、R(Red)、G(Green)、B(Blue)に対応する3つのドットの組をマトリクス状に多数配列するか、またはR、G、Bの3本のストライプを含むフィルタの組を水平走査方向に複数配列したカラーフィルタを形成する。
ステップS54のセル組立工程では、ステップS50によって所定パターンが形成されたガラス基板と、ステップS52によって形成されたカラーフィルタとを用いて液晶パネル(液晶セル)を組み立てる。具体的には、例えばガラス基板とカラーフィルタとの間に液晶を注入することで液晶パネルを形成する。
ステップS56のモジュール組立工程では、ステップS54によって組み立てられた液晶パネルに対して、この液晶パネルの表示動作を行わせる電気回路およびバックライト等の各種部品を取り付ける。
上記のような光源装置、露光装置および製造方法の適用は、半導体デバイスの製造に限定されるわけではない。例えば、液晶表示素子、プラズマ表示素子、撮像素子(CCD等)、マイクロマシン、薄膜磁気ヘッド、および、DNAチップ等の各種デバイスを製造する場合にも広く適用できる。更に、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク(フォトマスク、レチクル等)を、フォトリソグラフィ工程を用いて製造する場合にも適用できる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。また、上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることが当業者に明らかである。更に、変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることは、請求の範囲の記載から明らかである。
請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
本発明は半導体産業に利用できる。
Claims (42)
- 露光装置が有するフライアイ光学系へ向けて投射する光ビームを生成する光源装置であって、
前記フライアイ光学系に入射される、前記光ビームの周辺部の強度が中心部の強度より小さい、
光源装置。 - 光源と、
前記光源から射出した光ビームを前記フライアイ光学系へ向けて投影する光学系と、を備え、
前記光学系は、前記光ビームの中心部より周辺部の強度が小さくなるように前記光ビームを投影する、
請求項1に記載の光源装置。 - 前記光学系は、前記光ビームを前記フライアイ光学系へ向けて反射する鏡であり、
前記鏡は、前記光ビームの中心部より周辺部の強度が小さくなるように前記光ビームを反射する、
請求項2に記載の光源装置。 - 前記鏡は、前記フライアイ光学系を配置する所定面へ向けて投射される前記光ビームの周辺部の強度を単調に減少して光を反射する、
請求項3に記載の光源装置。 - 前記鏡は、前記所定面へ向けて投射される前記光ビームの周辺部の強度を連続的に減少して光を反射する、
請求項4に記載の光源装置。 - 前記鏡は、前記所定面へ向けて投射される前記光ビームの周辺部の強度をゼロにまで減少して光を反射する、
請求項4または請求項5に記載の光源装置。 - 前記鏡は、前記フライアイ光学系を配置する所定面における前記中心部へ向かう光ビームが反射される第1位置での曲率と、前記所定面における前記周辺部へ向かう光ビームが反射される第2位置での曲率とが異なる曲率で与えられる、
請求項3から請求項6の何れか一項に記載の光源装置。 - 前記鏡の反射面の前記第1位置を介した前記光源からの光ビームと、前記鏡の反射面の前記第2位置を介した前記光源からの光ビームとは、前記所定面において異なる位置に到達する、
請求項7に記載の光源装置。 - 前記鏡は、周辺部の反射率が中心部の反射率より小さい、
請求項3から請求項8の何れか一項に記載の光源装置。 - 前記鏡は、周辺部の表面が中心部の表面より粗に加工されている、
請求項3から請求項9の何れか一項に記載の光源装置。 - 前記鏡は、中心部より周辺部に密に形成された遮光物を有する、
請求項3から請求項10の何れか一項に記載の光源装置。 - 前記露光装置により露光される基板は、スキャン方向に移動しつつ露光され、
前記鏡は、前記スキャン方向に略垂直な非スキャン方向に対称に光を反射する、
請求項3から請求項11の何れか一項に記載の光源装置。 - 前記露光装置により露光される基板は、スキャン方向に移動しつつ露光され、
前記鏡は、前記スキャン方向に略垂直な非スキャン方向に対称に複数の鏡が配置される、
請求項3から請求項12の何れか一項に記載の光源装置。 - 前記鏡から前記フライアイ光学系に向かう光の光路上に、中心部より周辺部に密に形成された遮光物をさらに備えた、請求項3から請求項13の何れか一項に記載の光源装置。
- フライアイ光学系へ向けて投射する光ビームを生成し、前記フライアイ光学系に入射される、前記光ビームの周辺部の強度が中心部の強度より小さい光源装置と、
前記フライアイ光学系を備え、前記光源装置からの光に基づいて、所定のパターンを照明する照明光学系と、
を備えた露光装置。 - 前記光源装置は、
光源と、
前記光源から射出した光ビームを前記フライアイ光学系へ向けて投影する光学系と、を備え、
前記光学系は、前記光ビームの中心部より周辺部の強度が小さくなるように前記光ビームを投影する、
請求項15に記載の露光装置。 - 前記光学系は、前記光ビームを前記フライアイ光学系へ向けて反射する鏡であり、
前記鏡は、前記光ビームの中心部より周辺部の強度が小さくなるように前記光ビームを反射する、
請求項16に記載の露光装置。 - 前記鏡は、前記フライアイ光学系を配置する所定面へ向けて投射される前記光ビームの周辺部の強度を単調に減少して光を反射する、
請求項17に記載の露光装置。 - 前記鏡は、前記所定面へ向けて投射される前記光ビームの周辺部の強度を連続的に減少して光を反射する、
請求項18に記載の露光装置。 - 前記鏡は、前記所定面へ向けて投射される前記光ビームの周辺部の強度をゼロにまで減少して光を反射する、
請求項18または請求項19に記載の露光装置。 - 前記鏡は、前記フライアイ光学系を配置する所定面における前記中心部へ向かう光ビームが反射される第1位置での曲率と、前記所定面における前記周辺部へ向かう光ビームが反射される第2位置での曲率とが異なる曲率で与えられる、
請求項17から請求項20の何れか一項に記載の露光装置。 - 前記鏡の反射面の前記第1位置を介した前記光源からの光ビームと、前記鏡の反射面の前記第2位置を介した前記光源からの光ビームとは、前記所定面において異なる位置に到達する、
請求項21に記載の露光装置。 - 前記鏡は、周辺部の反射率が中心部の反射率より小さい、
請求項17から請求項22の何れか一項に記載の露光装置。 - 前記鏡は、周辺部の表面が中心部の表面より粗に加工されている、
請求項17から請求項23の何れか一項に記載の露光装置。 - 前記鏡は、中心部より周辺部に密に形成された遮光物を有する、
請求項17から請求項24の何れか一項に記載の露光装置。 - 前記鏡は、露光される基板のスキャン方向に略垂直な非スキャン方向に対称に光を反射する、
請求項17から請求項25の何れか一項に記載の露光装置。 - 前記鏡は、露光される基板のスキャン方向に略垂直な非スキャン方向に対称に複数の鏡が配置される、
請求項17から請求項26の何れか一項に記載の露光装置。 - 前記鏡から前記フライアイ光学系に向かう光の光路上に、中心部より周辺部に密に形成された遮光物をさらに備えた、
請求項17から請求項27の何れか一項に記載の露光装置。 - フライアイ光学系へ向けて投射する光ビームを生成し、前記フライアイ光学系に入射される、前記光ビームの周辺部の強度が中心部の強度より小さい光源装置と、前記フライアイ光学系を備え、前記光源装置からの光に基づいて、所定のパターンを照明する照明光学系と、を備えた露光装置を用いて、所定のパターンを基板に露光する露光工程と、
所定のパターンが転写された前記基板を現像し、前記所定の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工程と、
前記マスク層を介して前記基板の表面を加工する加工工程と
を含む電子デバイスの製造方法。 - 前記光源装置は、
光源と、
前記光源から射出した光ビームを前記フライアイ光学系へ向けて投影する光学系と、を備え、
前記光学系は、前記光ビームの中心部より周辺部の強度が小さくなるように前記光ビームを投影する、
請求項29に記載の製造方法。 - 前記光学系は、前記光ビームを前記フライアイ光学系へ向けて反射する鏡であり、
前記鏡は、前記光ビームの中心部より周辺部の強度が小さくなるように前記光ビームを反射する、
請求項30に記載の製造方法。 - 前記鏡は、前記フライアイ光学系を配置する所定面へ向けて投射される前記光ビームの周辺部の強度を単調に減少して光を反射する、
請求項31に記載の製造方法。 - 前記鏡は、前記所定面へ向けて投射される前記光ビームの周辺部の強度を連続的に減少して光を反射する、
請求項32に記載の製造方法。 - 前記鏡は、前記所定面へ向けて投射される前記光ビームの周辺部の強度をゼロにまで減少して光を反射する、
請求項32または請求項33に記載の製造方法。 - 前記鏡は、前記フライアイ光学系を配置する所定面における前記中心部へ向かう光ビームが反射される第1位置での曲率と、前記所定面における前記周辺部へ向かう光ビームが反射される第2位置での曲率とが異なる曲率で与えられる、
請求項31から請求項34の何れか一項に記載の製造方法。 - 前記鏡の反射面の前記第1位置を介した前記光源からの光ビームと、前記鏡の反射面の前記第2位置を介した前記光源からの光ビームとは、前記所定面において異なる位置に到達する、
請求項35に記載の製造方法。 - 前記鏡は、周辺部の反射率が中心部の反射率より小さい、
請求項31から請求項36の何れか一項に記載の製造方法。 - 前記鏡は、周辺部の表面が中心部の表面より粗に加工されている、
請求項31から請求項37の何れか一項に記載の製造方法。 - 前記鏡は、中心部より周辺部に密に形成された遮光物を有する、
請求項31から請求項38の何れか一項に記載の製造方法。 - 前記鏡は、露光される基板のスキャン方向に略垂直な非スキャン方向に対称に光を反射する、
請求項31から請求項39の何れか一項に記載の製造方法。 - 前記鏡は、露光される基板のスキャン方向に略垂直な非スキャン方向に対称に複数の鏡が配置される、
請求項31から請求項40の何れか一項に記載の製造方法。 - 前記鏡から前記フライアイ光学系に向かう光の光路上に、中心部より周辺部に密に形成された遮光物をさらに備えた、
請求項31から請求項41の何れか一項に記載の製造方法。
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