JPWO2010073794A1 - 照明光学系、露光装置及びデバイスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一態様に従う照明光学系は、光源(12)からの光(EL)で被照射面(Ra、Wa)を照明する照明光学系(13)であって、前記光源(12)からの光(EL)が入射した場合に前記照明光学系(13)の照明光路内の照明瞳面(27)に所定の光強度分布を形成するオプティカルインテグレータ(26)と、前記照明瞳面(27)内の第1領域を通過する第1照明光束の光路内に配置され、前記光の入射角(θ、θ1、θ2、θ3)に応じて変化する透過率特性を有する第1の透過フィルタ(66)と、前記照明瞳面(27)内の前記第1領域とは異なる第2領域を通過する第2照明光束の光路内に配置され、前記光の入射角(θ、θ1、θ2、θ3)に応じて変化する透過率特性を有する第2の透過フィルタ(67)と、前記照明光学系(13)の光軸(AX)に対する傾斜角度が変化するように前記第1及び第2の透過フィルタ(66,67)を回転させる回転機構(68)と、を備えることを要旨とする。
(1)オプティカルインテグレータ26の射出側に位置する照明瞳面27に形成される二次光源60の第1面光源60aから射出される露光光ELの光路内には、第1の透過フィルタ66が配置され、第2面光源60bから射出される露光光ELの光路内には、第2の透過フィルタ67が配置される。そして、第1面光源60a及び第2面光源60bから射出される露光光ELによってレチクルRの被照射面Ra及びウエハWの表面Waを照射する際の光強度は、各透過フィルタ66,67を回転させることにより、それぞれ調整される。すなわち、ウエハW上に形成される静止露光領域ER2内の各点P1b、P2b,P3bに対応する瞳強度分布61,62は、各透過フィルタ66,67の個別の回転によって、独立的にそれぞれ調整される。したがって、例えば露光光ELの光路内に一枚の透過フィルタのみを配置する場合に比して、静止露光領域ER2内の各点P1b,P2b,P3bに対応する各瞳強度分布61,62を高詳細に調整できる。したがって、ウエハWの静止露光領域ER2内の各点P1b,P2b,P3bに対応する各瞳強度分布61,62を互いに略同一性状の分布に調整することができる。
以下に、本発明を具体化した第2実施形態について図12〜図17に基づき説明する。なお、第2実施形態では、後述する投影光学系15の光軸(図12における上下方向)をZ軸方向というと共に、図12における左右方向をY軸方向といい、さらに、図12において紙面と直交する方向をX軸方向というものとする。
(5)露光光ELの光路内に配置される第1及び第2の透過フィルタ66,67をそれぞれ回転させることにより、レチクルRの被照射面Ra上の照明領域ER1及びウエハWの表面Wa上の静止露光領域ER2の光強度分布が調整される。そのため、こうした各透過フィルタ66,67の回転によって、照明領域ER1及び静止露光領域ER2内の各点P1a〜P3a,P1b〜P3bに対応する各瞳強度分布の光強度を独立的に調整することができる。
次に、本発明の第3実施形態を図18に従って説明する。なお、第3実施形態は、分布補正光学系の構成が第3実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第3実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第3実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
(7)第3実施形態では、オプティカルインテグレータ26の射出側に位置する照明瞳面27に形成される二次光源60の第1の領域から射出される露光光ELの光路内には、第1の透過フィルタ80及び第2の透過フィルタ82が配置される。また、二次光源60の第2の領域から射出される露光光ELの光路内には、第1の透過フィルタ81及び第2の透過フィルタ83が配置される。そのため、二次光源60から射出される露光光ELは、各透過フィルタ80〜83の作用によって、二次光源60内の領域毎に調整される。そのため、静止露光領域ER2内の各点P1b、P2b,P3bに対応する第1、第2及び第3瞳強度分布を、第2実施形態の場合に比して、より高詳細に調整することができる。
・第1実施形態において、回折光学素子19は、4極照明以外の他の複数極照明用(例えば2極照明用)の回折光学素子であってもよいし、輪帯照明用の回折光学素子であってもよいし、円形状用の回折光学素子であってもよい。第2及び第3実施形態において、回折光学素子19は、複数極照明用(例えば4極照明用)の回折光学素子であってもよいし、輪帯照明用の回折光学素子であってもよい。また、各実施形態において、露光光ELの形状を変形させることが可能な光学素子であれば、回折光学素子19の代わりに、或いは回折光学素子19に加えて、アキシコンレンズ対などの他の任意の光学素子を配置してもよい。アキシコンレンズ対を備えた照明光学系は、例えば国際公開第2005/076045A1号パンフレット、及びそれに対応する米国特許出願公開第2006/0170901号明細書に開示されている。図2に示した実施形態では、補正フィルタ24の近傍にアキシコンレンズ対を配置することができる。
・第2及び第3実施形態において、第1の透過フィルタ66,80,81と瞳共役面65との間の間隔と、第2の透過フィルタ67,82,83と瞳共役面65との間の間隔とが互いに異なるように、各透過フィルタ66,67,80〜83を配置してもよい。
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21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。
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。
Claims (49)
- 光源からの光で被照射面を照明する照明光学系であって、
前記光源からの光が入射した場合に前記照明光学系の照明光路内の照明瞳面に所定の光強度分布を形成するオプティカルインテグレータと、
前記照明瞳面内の第1領域を通過する第1照明光束の光路内に配置され、前記光の入射角に応じて変化する透過率特性を有する第1の透過フィルタと、
前記照明瞳面内の前記第1領域とは異なる第2領域を通過する第2照明光束の光路内に配置され、前記光の入射角に応じて変化する透過率特性を有する第2の透過フィルタと、
前記照明光学系の光軸に対する傾斜角度が変化するように前記第1及び第2の透過フィルタを回転させる回転機構と、を備えることを特徴とする照明光学系。 - 前記回転機構は、前記第1及び第2透過フィルタの傾斜角度を調整させるべく駆動する駆動源を有することを特徴とする請求項1に記載の照明光学系。
- 前記第1及び第2透過フィルタは、前記照明光学系の光軸方向において前記照明瞳面または前記照明瞳面と光学的に共役な瞳共役面を含んで設定される調整領域内にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の照明光学系。
- 前記オプティカルインテグレータの前記被照射面側に配置されるコンデンサ光学系をさらに備え、
前記第1及び第2透過フィルタは、前記光の光軸方向において前記コンデンサ光学系の前記被照射面側に設定される調整領域内にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の照明光学系。 - 前記被照射面上の所定の点に到達する光束の角度方向の光強度分布を計測する計測装置と、
該計測装置による計測結果に応じて前記駆動源を制御する制御装置と、をさらに備えることを特徴とする請求項2に記載の照明光学系。 - 前記オプティカルインテグレータは、前記光軸と交差する面内に配列される複数の単位波面分割面を有することを特徴とする請求項1〜請求項5のうち何れか一項に記載の照明光学系。
- 前記調整領域は、前記瞳共役面よりも前記光源側において前記瞳共役面に最も近接した位置に配置される第1光学素子と、前記瞳共役面よりも前記被照射面側において前記瞳共役面に最も近接した位置に配置される第2光学素子との間の領域であることを特徴とする請求項3に記載の照明光学系。
- 前記第1光学素子及び前記第2光学素子のうち少なくとも一方の光学素子は、パワーを有する光学素子であることを特徴とする請求項7に記載の照明光学系。
- 前記調整領域は、前記コンデンサ光学系と、該コンデンサ光学系よりも前記被照射面側において前記コンデンサ光学系に最も近接した位置に配置される光学素子との間の領域であることを特徴とする請求項4に記載の照明光学系。
- 前記光学素子は、パワーを有する光学素子であることを特徴とする請求項9に記載の照明光学系。
- 前記第1及び第2の透過フィルタは、前記光軸に対して略直交する方向に沿ってそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項1〜請求項10のうち何れか一項に記載の照明光学系。
- 前記第1領域及び第2領域は、前記照明瞳面内において重畳していないことを特徴とする請求項1〜請求項11のうち何れか一項に記載の照明光学系。
- 前記照明瞳面内の第3領域を通過する第3照明光束の光路内に配置され、前記光の入射角に応じて変化する透過率特性を有する第3の透過フィルタと、
前記照明瞳面内の第4領域を通過する第4照明光束の光路内に配置され、前記光の入射角に応じて変化する透過率特性を有する第4の透過フィルタと、をさらに備え、
前記第3領域は、前記第1領域及び第2領域とは異なり、前記第4領域は、前記第1領域、第2領域及び第3領域とは異なることを特徴とする請求項12に記載の照明光学系。 - 前記照明瞳面内の第3領域を通過する第3照明光束の光路内であって前記第1透過フィルタよりも前記光軸を中心とした径方向における内側に配置される第3の透過率フィルタと、
前記照明瞳面内の第4領域を通過する第4照明光束の光路内であって前記第2透過フィルタよりも前記光軸を中心とした径方向における内側に配置される第4の透過率フィルタと、をさらに備えることを特徴とする請求項1〜請求項12のうち何れか一項に記載の照明光学系。 - 前記第3及び第4の透過フィルタは、前記第1及び第2の透過フィルタの前記光の入射角に対する透過率特性とは異なる透過率特性をそれぞれ有することを特徴とする請求項13又は請求項14に記載の照明光学系。
- 前記オプティカルインテグレータよりも前記光源側に配置され、且つ前記オプティカルインテグレータに入射する光の入射態様を調整可能な入射態様調整光学系をさらに備えることを特徴とする請求項13〜請求項15のうち何れか一項に記載の照明光学系。
- 前記光の入射態様は、前記オプティカルインテグレータの入射面における光の強度分布であることを特徴とする請求項16に記載の照明光学系。
- 前記被照射面と光学的に共役な面を形成する投影光学系と組み合わせて用いられ、
前記照明瞳は、前記投影光学系の開口絞りと光学的に共役な位置に形成されることを特徴とする請求項1〜請求項17のうち何れか一項に記載の照明光学系。 - 前記第2の透過フィルタは、前記オプティカルインテグレータよりも前記被照射面側であって且つ前記照明瞳面及び前記瞳共役面のうち少なくとも一方の前記被照射面側に配置されることを特徴とする請求項1に記載の照明光学系。
- 光源からの光で被照射面を照明する照明光学系であって、
前記光源からの光が入射した場合に前記照明光学系の照明光路内の照明瞳面に所定の光強度分布を形成するオプティカルインテグレータと、
該オプティカルインテグレータよりも前記被照射面側であって且つ前記照明瞳面と光学的に共役な瞳共役面の前記光源側に配置され、前記光の入射角に応じて変化する透過率特性を有する第1の透過フィルタと、
前記オプティカルインテグレータよりも前記被照射面側であって且つ前記照明瞳面及び前記瞳共役面のうち少なくとも一方の前記被照射面側に配置され、前記光の入射角に応じて変化する透過率特性を有する第2の透過フィルタと、
前記照明光学系の光軸に対する傾斜角度が変化するように前記各透過フィルタを回転させる回転機構と、を備えることを特徴とする照明光学系。 - 前記回転機構は、前記第1及び第2の透過フィルタの傾斜角度を調整させるべく駆動する駆動源を有することを特徴とする請求項19又は請求項20に記載の照明光学系。
- 前記被照射面上の所定の点に到達する光束の角度方向の光強度分布を計測する計測装置と、
該計測装置による計測結果に応じて前記駆動源を制御する制御装置と、をさらに備えることを特徴とする請求項21に記載の照明光学系。 - 前記オプティカルインテグレータは、前記光軸と交差する面内に配列される複数の単位波面分割面を有することを特徴とする請求項19〜請求項22のうち何れか一項に記載の照明光学系。
- 前記第1及び第2の透過フィルタは、前記瞳共役面を前記光軸方向において間に挟むようにそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項19〜請求項23のうち何れか一項に記載の照明光学系。
- 前記瞳共役面の前記光源側には、前記第1の透過フィルタが複数設けられ、該各第1の透過フィルタは、前記照明瞳面内の複数の領域をそれぞれ通過する複数の照明光束の各光路内にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項20〜請求項24のうち何れか一項に記載の照明光学系。
- 前記照明瞳面及び前記瞳共役面のうち少なくとも一方の前記被照射面側には、前記第2の透過フィルタが複数設けられ、該各第2の透過フィルタは、前記照明瞳面内の複数の領域をそれぞれ通過する前記複数の照明光束の前記各光路内にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項25に記載の照明光学系。
- 前記照明瞳面及び前記瞳共役面のうち少なくとも一方の前記被照射面側には、前記第2の透過フィルタが複数設けられ、該各第2の透過フィルタは、前記照明瞳面内の複数の領域をそれぞれ通過する複数の照明光束の各光路内にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項20〜請求項24のうち何れか一項に記載の照明光学系。
- 前記被照射面と光学的に共役な面を形成する投影光学系と組み合わせて用いられ、
前記照明瞳面は、前記投影光学系の開口絞りと光学的に共役な位置に形成されることを特徴とする請求項19〜請求項27のうち何れか一項に記載の照明光学系。 - 光源から出力される光を前記被照射面上の所定のパターンへ導く請求項1〜請求項28のうち何れか一項に記載の照明光学系を備え、
該照明光学系から射出される光で前記所定のパターンを照明することにより形成されたパターンの像を、感光材料が塗布された基板上に投影することを特徴とする露光装置。 - 前記パターンの像を前記基板上に投影するための投影光学系をさらに備え、
該投影光学系に対して前記パターン及び前記基板を走査方向に沿って相対移動させることにより、前記基板上に前記パターンの像を投影することを特徴とする請求項29に記載の露光装置。 - 請求項29又は請求項30に記載の露光装置を用いて、前記パターンの像を前記基板の表面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の像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、を含むことを特徴とするデバイスの製造方法。 - 光源からの光で被照射面を照明する照明光学系であって、前記光源からの光が入射した場合に前記照明光学系の照明光路内の照明瞳面に所定の光強度分布を形成するオプティカルインテグレータを備える照明光学系と組み合わせて用いられる透過フィルタユニットにおいて、
前記照明瞳面内の第1領域を通過する第1照明光束の光路内に配置され、前記光の入射角に応じて変化する透過率特性を有する第1の透過フィルタと、
前記照明瞳面内の前記第1領域とは異なる第2領域を通過する第2照明光束の光路内に配置され、前記光の入射角に応じて変化する透過率特性を有する第2の透過フィルタと、
前記照明光学系の光軸に対する傾斜角度が変化するように前記第1及び第2の透過フィルタを回転させる回転機構と、を備えることを特徴とする透過フィルタユニット。 - 前記回転機構は、前記第1及び第2透過フィルタの傾斜角度を調整させるべく駆動する駆動源を有することを特徴とする請求項32に記載の透過フィルタユニット。
- 前記第1及び第2透過フィルタは、前記照明光学系の光軸方向において前記照明瞳面または前記照明瞳面と光学的に共役な瞳共役面を含んで設定される調整領域内にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項32又は請求項33に記載の透過フィルタユニット。
- 前記照明光学系は、前記オプティカルインテグレータの前記被照射面側に配置されるコンデンサ光学系をさらに備え、
前記第1及び第2透過フィルタは、前記光の光軸方向において前記コンデンサ光学系の前記被照射面側に設定される調整領域内にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項32又は請求項33に記載の透過フィルタユニット。 - 前記調整領域は、前記瞳共役面よりも前記光源側において前記瞳共役面に最も近接した位置に配置される第1光学素子と、前記瞳共役面よりも前記被照射面側において前記瞳共役面に最も近接した位置に配置される第2光学素子との間の領域であることを特徴とする請求項34に記載の透過フィルタユニット。
- 前記第1光学素子及び前記第2光学素子のうち少なくとも一方の光学素子は、パワーを有する光学素子であることを特徴とする請求項36に記載の透過フィルタユニット。
- 前記調整領域は、前記コンデンサ光学系と、該コンデンサ光学系よりも前記被照射面側において前記コンデンサ光学系に最も近接した位置に配置される光学素子との間の領域であることを特徴とする請求項35に記載の透過フィルタユニット。
- 前記光学素子は、パワーを有する光学素子であることを特徴とする請求項38に記載の透過フィルタユニット。
- 前記第1及び第2の透過フィルタは、前記光軸に対して略直交する方向に沿ってそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項32〜請求項39のうち何れか一項に記載の透過フィルタユニット。
- 前記第1領域及び第2領域は、前記照明瞳面内において重畳していないことを特徴とする請求項32〜請求項40のうち何れか一項に記載の透過フィルタユニット。
- 前記第2の透過フィルタは、前記オプティカルインテグレータよりも前記被照射面側であって且つ前記照明瞳面及び前記瞳共役面のうち少なくとも一方の前記被照射面側に配置されることを特徴とする請求項32に記載の透過フィルタユニット。
- 光源からの光で被照射面を照明する照明光学系であって、前記光源からの光が入射した場合に前記照明光学系の照明光路内の照明瞳面に所定の光強度分布を形成するオプティカルインテグレータを備える照明光学系と組み合わせて用いられる透過フィルタユニットにおいて、
該オプティカルインテグレータよりも前記被照射面側であって且つ前記照明瞳面と光学的に共役な瞳共役面の前記光源側に配置され、前記光の入射角に応じて変化する透過率特性を有する第1の透過フィルタと、
前記オプティカルインテグレータよりも前記被照射面側であって且つ前記照明瞳面及び前記瞳共役面のうち少なくとも一方の前記被照射面側に配置され、前記光の入射角に応じて変化する透過率特性を有する第2の透過フィルタと、
前記照明光学系の光軸に対する傾斜角度が変化するように前記各透過フィルタを回転させる回転機構と、を備えることを特徴とする透過フィルタユニット。 - 前記回転機構は、前記第1及び第2の透過フィルタの傾斜角度を調整させるべく駆動する駆動源を有することを特徴とする請求項42又は請求項43に記載の透過フィルタユニット。
- 前記第1及び第2の透過フィルタは、前記瞳共役面を前記光軸方向において間に挟むようにそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項42〜請求項44のうち何れか一項に記載の透過フィルタユニット。
- 前記瞳共役面の前記光源側には、前記第1の透過フィルタが複数設けられ、該各第1の透過フィルタは、前記照明瞳面内の複数の領域をそれぞれ通過する複数の照明光束の各光路内にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項43〜請求項45のうち何れか一項に記載の透過フィルタユニット。
- 前記照明瞳面及び前記瞳共役面のうち少なくとも一方の前記被照射面側には、前記第2の透過フィルタが複数設けられ、該各第2の透過フィルタは、前記照明瞳面内の複数の領域をそれぞれ通過する前記複数の照明光束の前記各光路内にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項46に記載の透過フィルタユニット。
- 前記照明瞳面及び前記瞳共役面のうち少なくとも一方の前記被照射面側には、前記第2の透過フィルタが複数設けられ、該各第2の透過フィルタは、前記照明瞳面内の複数の領域をそれぞれ通過する複数の照明光束の各光路内にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項43〜請求項45のうち何れか一項に記載の透過フィルタユニット。
- 前記被照射面と光学的に共役な面を形成する投影光学系と組み合わせて用いられ、
前記照明瞳面は、前記投影光学系の開口絞りと光学的に共役な位置に形成されることを特徴とする請求項32〜請求項48のうち何れか一項に記載の透過フィルタユニット。
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