KR100997577B1 - 노광장치 및 디바이스 제조방법 - Google Patents

노광장치 및 디바이스 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광원으로부터의 광속을 사용해서 레티클을 조명하는 조명광학계, 및 상기 레티클의 패턴을 기판에 투영하는 투영광학계를 가지고, 상기 조명광학계는 광속의 광량을 조정하는 광량조정부, 광속의 편광상태를 조정하는 편광조정부, 및 입사광을 2개의 광속으로 분리하는 빔스플리터를 가지고, 상기 광원측으로부터 상기 광량조정부, 상기 편광조정부, 및 상기 빔스플리터의 순서로 배치되어 있는 노광장치를 제공한다.

Description

노광장치 및 디바이스 제조방법{EXPOSURE APPARATUS AND DEVICE FABRICATION METHOD}
본 발명은 노광장치 및 디바이스 제조방법에 관한 것이다.
포토리소그래피 기술을 사용해서 반도체 디바이스를 제조하기 위해서 레티클(마스크)에 형성된 패턴을 웨이퍼 등의 기판에 전사하는 투영노광장치가 종래부터 사용되고 있다. 투영노광장치는, 일반적으로, 광원으로부터의 광속을 사용해서 레티클을 조명하는 조명광학계, 및 레티클과 웨이퍼 사이에 배치되어 레티클의 패턴을 웨이퍼에 투영하는 투영광학계를 가진다.
조명광학계는 균일한 조명영역을 얻기 위해서 광원으로부터의 광속을 플라이아이렌즈 등의 옵티컬 인티그레이터에 안내해서, 옵티컬 인티그레이터의 사출면 근방에 2차 광원을 형성함으로써, 콘덴서렌즈를 개재해서 레티클(또는 공액면)을 쾰러(kohler)조명한다.
고품위의 노광을 실현하기 위해서는, 레티클의 패턴에 따라 최적의 유효광원을 형성할 필요가 있다. 유효광원이란, 웨이퍼에 입사하는 광속(노광광)의 각도분포를 의미한다. 예를 들면, 옵티컬 인티그레이터의 사출면(2차 광원) 근방의 광강 도분포를 조정함으로써, 소망한 유효광원(통상조명, 윤대조명, 사중극조명, 이중극조명 등)을 형성할 수 있다. 또, 근래에는, 투영광학계의 고NA화에 수반해서, 노광광의 편광상태를 조정할 필요도 있기 때문에, 조명광학계에는, 노광광의 편광상태를 조정하는 편광조정부가 삽입되어 있다.
또, 고품위의 노광을 실현하기 위해서는, 웨이퍼 상에 도포된 감광제를 적정한 노광량으로 노광하기 위한 제어(노광량제어)를 고정밀도로 행하는 것도 필요하다. 이를 위해서, 광량을 조정하는 광량조정부를 노광장치의 조명광학계에 삽입해서, 조명광학계의 광로 상에 삽입된 빔스플리터에 의해 반사된 광속의 광량과 웨이퍼에 입사하는 광속의 광량을 검출하고, 이러한 검출결과에 의거해서 광량
조정부를 제어하고 있다. 광량조정부는, 예를 들면, 복수의 감광필터로 구성되고, 이러한 복수의 감광필터를 전환함으로써, 광량을 조정할 수 있다. 이 기술의 상세에 대해서는 일본 특개2001-284236호공보를 참조.
광량조정부는, 조명광학계에 있어서, 편광조정부의 후단에 배치되고, 또한, 감광필터에 의해 반사된 광속을 조명광학계의 광로로부터 제외하기 위해서, 입사하는 광속에 대해서 경사지게 배치되어 있다. 이 기술의 상세에 대해서는 일본 특개2006-19702호 공보를 참조. 또, 빔스플리터에 의해 반사된 광속의 광량은 조명광학계 또는 조명광학계의 근방에 삽입된 제 1의 검출기에 의해 검출되고, 웨이퍼에 입사하는 광속의 광량은 웨이퍼면(웨이퍼를 지지하는 웨이퍼스테이지 상)에 배치된 제 2의 검출기에 의해 검출된다.
그러나, 종래의 노광장치는, 광원측으로부터 순차적으로 편광조정부, 광량조정부, 빔스플리터를 배치하고 있기 때문에, 고정밀도의 노광량제어를 행할 수 없었다. 이하, 종래의 노광장치가 고정밀도의 노광량제어를 행할 수 없는 이유에 대해 구체적으로 설명한다.
S편광성분에 대한 빔스플리터의 반사율(Rs)과 P편광성분에 대한 빔스플리터의 반사율(Rp)을 동일하게 하는 것이 매우 곤란하다. 환언하면, S편광성분에 대한 빔스플리터의 투과율(Ts)과 P편광성분에 대한 빔스플리터의 투과율(Tp)이 동일하게 되지 않는다. 또, Rs, Rp, Ts, Tp값의 관계는, 빔스플리터에 대한 입사각도에 따라 다르다. 따라서, 유효광원의 형상이나 코히렌스팩터(σ)를 전환(이하, "조명모드의 전환"이라고 칭한다)하면, 빔스플리터에 입사하는 광속의 각도분포가 변화한다. 즉, 빔스플리터에 있어서의 Rs, Rp, Ts, Tp값은 조명모드마다 바뀌게 된다.
여기서, 빔스플리터에 입사하는 광속의 S편광성분의 강도를 Is, P편광성분의 강도를 Ip로 한다. 이 경우, 제 1의 검출기에 의해 검출되는 광속의 광량 A 및 제2의 검출기에 의해 검출되는 광량 B는 이하의 수식 1 및 수식 2로 나타내진다.
A=(Is×Rs)+(Ip×Rp)…(수식 1)
B=(Is×Ts×Cs)+(Ip×Tp×Cp)…(수식 2)
또, 수식 1 및 수식 2에 있어서, Cs는 빔스플리터로부터 제 2의 검출기까지의 광학계의 S편광성분에 대한 효율이며, Cp는 빔스플리터로부터 제 2의 검출기까 지의 광학계의 P편광성분에 대한 효율이다. 또한, 노광장치 내의 환경은 광학계의 투과율 및 반사율이 일정하게 되도록 관리되고 있기 때문에, Rs, Rp, Ts, Tp, Cs 및 Cp값은 조명모드마다 항상 일정하다.
고정밀도의 노광량제어를 실현하기 위해서는, 제 1의 검출기에 의해 검출되는 광량 A와 제 2의 검출기에 의해 검출되는 광량 B와의 비를 안정시키는 것이 필요하다. 그래서, 제 1의 검출기에 의해 검출되는 광량 A와 제 2의 검출기에 의해 검출되는 광량 B와의 관계를 조명모드마다 교정하고, 그 교정치를 노광량제어에 반영시키고 있다.
한편, 빔스플리터에 입사하는 광속의 S편광성분의 강도 Is 및 P편광성분의 강도 Ip를 광량조정부에 의해 변화시키는 것을 상정한다. 광량 A와 광량 B간의 비를 유지하기 위해서는, 강도 Is와 강도 Ip를 같은 비율로 변화시키는 것이 필요하다.
광량조정부를 감광필터로 구성한 것은 상정한다. 입사하는 광속에 대해서 각 감광필터를 수직으로 배치하면, 감광필터는 입사광이 S편광인지 P편광인지에 관계없이 동일한 특성을 가진다. 그러나, 상술한 바와 같이, 입사하는 광속에 대해서 감광필터를 경사지게 배치하면, S편광과 P편광에 대해 투과율이 달라지게 된다. 이러한 S편광과 P편광의 투과율 차이는 감광필터마다 다르기 때문에, 감광필터를 바꿀 때마다 S편광 및 P편광의 감광율이 다르게 된다. 따라서, 빔스플리터에 입사하는 광속의 S편광성분의 강도와 P편광성분의 강도와의 비율(즉, 빔스플리터를 투과하는 광속의 광량과 빔스플리터에 의해 반사되는 광속의 광량과의 비)이 변화하 게 된다. 그 결과, 제 l의 검출기에 의해 검출되는 광량 A와 제 2의 검출기에 의해 검출되는 광량 B와의 비를 유지할 수 없게 된다.
본 발명은 고정밀도의 노광량제어를 행할 수 있는 노광장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 노광장치로서, 광원으로부터의 광속을 사용해서 레티클을 조명하는 조명광학계, 및 상기 레티클의 패턴을 기판에 투영하는 투영광학계를 가지고, 상기 조명광학계는 광속의 광량을 조정하는 광량조정부, 광속의 편광상태를 조정하는 편광조정부, 및 입사광을 2개의 광속으로 분리하는 빔스플리터를 가지고, 상기 광원측으로부터 상기 광량조정부, 상기 편광조정부, 상기 빔스플리터의 순서로 배치되어 있는 노광장치가 제공된다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 상기 노광장치를 사용해서 기판을 노광하는 스텝, 및 상기 노광된 기판에 대해서 현상처리를 행하는 스텝을 가지는 디바이스 제조방법이 제공된다.
본 발명의 다른 특징은 첨부도면을 참조한, 예시적인 실시형태의 다음 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명에 의하면, 고정밀도의 노광량제어를 행할 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조해서 본 발명의 바람직한 실시의 형태에 대해 설명한다. 또한 각 도에 있어서, 동일한 부재에 대해서는 동일한 참조번호를 부여하고, 중복하는 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 1 측면으로서의 노광장치(1)를 나타내는 개략 단면도이다. 노광장치(1)는, 본 실시형태에서는, 스텝-앤드-스캔방식(주사노광방식)에 의해 레티클(30)의 패턴을 웨이퍼(50)에 노광하는 투영노광장치이다. 단, 노광장치(1)는 스텝-앤드-리피트방식(일괄노광방식)도 적용할 수 있다.
노광장치(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 광원(10), 챔버(15), 조명광학계(20), 레티클(30)을 지지하는 레티클스테이지(35), 투영광학계(40), 웨이퍼(50)를 지지하는 웨이퍼스테이지(55), 검출부(60), 구동기구(70), 및 제어부(80)를 구비한다.
광원(l0)은, 예를 들면, 파장 약 248 nm의 KrF 엑시머 레이저나 파장 약 193 nm의 ArF 엑시머 레이저 등의 엑시머 레이저를 사용한다. 단, 광원(1O)은 엑시머 레이저로 한정되지 않고, 예를 들면, 파장 약 157 nm의 F2 레이저 등을 사용해도 된다.
광원(10)으로부터 사출되는 광속의 형상 및 편광상태를 도 2에 나타낸다. 광원(10)으로부터 사출되는 광속은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 투영광학계(40)의 색수차의 문제에 대응하기 위해서 협대역화되고, 수평방향으로 치우친 편광도 95%
이상의 대략 직선편광이다. 동시에, 광원(10)으로부터 사출되는 광속은, 광로의 어즈 한쪽의 열림각이 1˚이하의 대략 평행광속이다. 여기서, 편광도는, 수평방향으로 진동하는 편광의 광강도를 H, 수직방향으로 진동하는 편광의 광강도를 V로 해 서, (H-V)/(H+V)×100으로 정의된다.
챔버(15)는 적어도 후술하는 조명광학계(20)를 수납하고, 광원(10)을 조명광학계(20)로부터 격리한다. 챔버(15) 내의 광로는 광원(10)으로부터의 광속의 감쇠를 방지(저감)하기 위해서 내부를 진공 또는 감압, 혹은 불활성 가스(예를 들면, N2가스)환경으로 유지한다. 챔버(15)에는, 광원(10)으로부터의 광속을 조명광학계(20)에 안내하는 창부(151)가 배치되어 있다. 창부(151)는, 본 실시형태에서는, 실(seal)유리로 구성되지만, 개구부라도 된다.
본 실시형태에서는, 광원(10)으로부터의 광속이 통과하는 광로 전체(즉, 노광장치(1)의 광학계 전체)를 1 개의 챔버(15)에 수납하고 있지만, 복수의 챔버로 광원(10)으로부터의 광속이 통과하는 광로를 분할해서 수납해도 된다. 예를 들면, 챔버(15)는 조명광학계(20)를 수납하는 챔버와 레티클(30)을 수납하는 챔버와 투영광학계(40)를 각각 수납하는 챔버와 웨이퍼(50)를 수납하는 챔버로 구성해도 된다.
조명광학계(20)는 광원(10)으로부터의 광속을 사용해서 레티클(30)을 조명한다. 조명광학계(20)는, 본 실시형태에서는, 광량조정부(201), 편광도조정부(202), 편광방향조정부(203), 빔성형광학계(204), 옵티컬 인티그레이터(205), 및 조리개(206)를 포함한다. 또한, 조명광학계(20)는 콘덴서렌즈(207), 빔스플리터(208), 검출부(209), 스캔블레이드(210), 가변슬릿(211), 및 결상렌즈 (212a) 및 (212b)를 포함한다. 또한 조명광학계(20)는, 본 실시형태에서는, 광속의 편광상태를 조정하는 편광조정부로서, 편광도조정부(202)와 편광방향조정부(203)의 양쪽 모두를 가지지만, 편광도조정부(202) 및 편광방향조정부(203)의 적어도 한쪽만을 가져도 된다.
광량조정부(201)는 광원(l0)으로부터 사출되는 광속의 광량을 조정하는 기능을 가지고, 챔버(15)에 형성된 창부(151)와 후술하는 편광도조정부(202) 사이에 삽입되어 있다. 광량조정부(201)는, 예를 들면, 도 3에 나타내는 바와 같이, 서로
다른 투과율을 가지는 복수의 감광부재(20lAa) 내지 (201Ah), 제1의 터릿(20lB), 및 제2의 터릿(201C)을 가진다. 도 3은 광량조정부(201)의 구성의 일례를 나타내는 개략 사시도이다.
복수의 감광부재(20lAa) 내지 (20lAh)는, 예를 들면, 감광필터 또는 ND필터로 구성된다. 본 실시형태에서는, 감광부재(20lAa) 내지 (20lAd)는 제1의 터릿(20lB)에 배치되고, 감광부재(201Ae) 내지 (201Ah)는 제2의 터릿(201C)에 배치된다.
제1의 터릿(201B)은 후술하는 제1의 구동부(71)에 의해 구동되고, 복수의 감광부재(201Aa) 내지 (20lAd)를 회전가능하게 유지하며, 복수의 감광부재(201Aa) 내지 (20lAd)를 조명광학계(20)의 광로 상에 전환가능하게 삽입한다. 또, 제2의 터릿(201C)은 제1의 구동부(7l)에 의해 구동되고, 복수의 감광부재(20lAe) 내지 (20lAh)를 회전가능하게 유지하며, 복수의 감광부재(20lAe) 내지 (20lAh)를 조명광학계(20)의 광로 상에 전환가능하게 삽입한다.
광량조정부(201)에 있어서는, 웨이퍼(50) 면 상에서 최적의 노광량이 되도록 감광부재(20lAa) 내지 (201Ad) 중의 하나와 감광부재(20lAe) 내지 (20lAh) 중의 하나가 조합된다. 환언하면, 광량조정부(201)는 감광부재(20lAa) 내지(20lAd) 중의 하나와 감광부재(20lAe) 내지 (20lAh) 중의 하나를 조합함으로써, 감광율(광량)을 세밀하게 조정할 수 있다.
또, 감광부재(20lAa) 내지 (201Ah)는, 감광부재(201Aa) 내지 (20lAh)에 의해 반사되는 광속을 조명광학계(20)의 광로로부터 제외하기 위해서, 입사하는 광속에 대해서 경사지게 배치하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 판 모양의 감광부재(예를 들면, 감광필터)의 입사면이 입사광속에 대해서 경사져 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 제1의 터릿(20lB)에 배치된 감광부재(20lAa) 내지(20lAd)에 의해 반사되는 광속과 제2의 터릿(201C)에 배치된 감광부재(201Ae) 내지 (201Ah)에 의해 반사되는 광속을 고려할 필요가 있다. 따라서, 제1의 터릿(201B)에 배치된 감광부재(201Aa) 내지 (20lAd)의 경사각과 제2의 터릿(201C)에 배치된 감광부재(201Ae) 내지 (20 lAh)의 경사각은 서로 다르게 하는 것이 바람직하다.
여기서, 광량조정부(201)의 배치에 대해서, 감광부재(20lAa) 내지 (201Ah)가 감광필터로 구성되는 경우를 예로서 설명한다. 도 4는 193 nm의 파장을 가지는 광속에 대응한 감광필터의 특성을 나타내는 그래프이다. 도 4는 횡축에 광속의 파장(nm), 세로축에 감광필터의 투과율(%)을 나타내고, 입사각도가 5도인 경우에 있어서의 S편광에 대한 투과율(Ts) 및 P편광에 대한 투과율(Tp)을 나타내고 있다.
도 4를 참조하면, 감광필터에 있어서는, 일반적으로, S편광에 대한 투과율이 P편광에 대한 투과율보다 입사각도에 대한 민감도가 낮다. 따라서, 제조나 조립의 용이성의 관점으로부터, 넓은 입사각도영역에 걸쳐 투과율이 비교적 안정되어 있는 S편광을 감광필터에 입사시켰을 때 안정된 투과율 특성을 얻을 수 있다. 여기서, 감광필터에 입사하는 광속의 입사각도가 5도 이상인 경우에는, 감광필터를 S편광방 향으로 배치하는 것이 바람직하다. 한편, 감광필터에 입사하는 광속의 입사각도가 5도 미만인 경우에는, 감광필터를 S편광방향으로 배치하는지 P편광방향으로 배치하는지에 관계없이 대략 동일한 특성을 유지한다.
편광도조정부(202)는, 본 실시형태에서는, 수평방향의 편광성분(예를 들면, P편광성분)과 수직방향의 편광성분(예를 들면, S편광성분)과의 광강도비를 1:1로 하는 부재로 구성된다. 구체적으로는, 편광도조정부(202)는 광선의 통과 위치에 따라 광로길이가 다르도록 설정되고, 복굴절성을 가지는 쐐기형상의 광학소자(예를 들면, 편광해소판)나 λ/4판(1/4 파장판)으로 구성된다. 편광도조정부(202)를 편광해소판으로 구성했을 경우에는, 광속의 편광상태를 무편광으로 제어할 수 있다. 한편, 편광도조정부(202)를 λ/4판으로 구성했을 경우에는, 광속의 편광상태를 원 편광, 타원 편광 및 직선 편광으로 제어할 수 있다.
편광도조정부(202)의 편광해소판이나 λ/4판은 후술하는 제2의 구동부(72)에 의해 구동되고. 조명광학계(20)의 광로 상에 삽입 및 퇴피가능하게, 또한, 조명광학계(20)의 광축에 대해서 수직인 면 내에서 회전가능하게 배치된다. 예를 들면, 편광도조정부(202)의 편광해소판이나 λ/4판은 수평방향의 편광성분과 수직방향의 편광성분과의 광강도가 동일해지도록 제2의 구동부(72)에 의해 임의의 회전각으로 조정된다. 이것에 의해, 광속의 편광방향에 따라 결상성능이 변화하는 것을 억제할 수 있다.
편광방향조정부(203)는 광량조정부(201)의 후단, 상세하게는, 편광도조정부(202)의 후단에 배치되어, 광속의 편광상태를 조정하는 기능을 가진다. 편광방향 조정부(203)는, 본 실시형태에서는, 편광도조정부(202)를 통과한 광속의 진동방향을 변경함으로써, 광속의 편광방향을 조정한다. 환언하면, 편광방향조정부(203)는 편광도조정부(202)와 공동으로 또는 단독으로 편광조명을 실현한다. 편광방향조정부(203)는, 본 실시형태에서는, λ/2판(1/2 파장판)으로 구성된다. 단, 편광방향조정부(203)는 하나의 λ/2판으로 구성될 뿐만 아니라, 예를 들면, 탄젠셜편광을 실현하기 위해서 복수의 λ/2판으로 구성되어도 된다.
편광방향조정부(203)의 λ/2판은 후술하는 제 3의 구동부(73)에 의해 구동되고, 조명광학계(20)의 광로 상에 삽입 및 퇴피가능하게 또한 조명광학계(20)의 광축에 대해서 수직인 면 내에서 회전가능하게 배치된다. 이것에 의해, 편광방향조정부(203)는 소망한 편광상태를 형성할 수 있다.
빔성형광학계(204)는 복수의 광학소자나 줌렌즈 등을 포함한다. 빔성형광학계(204)는 후술하는 제4의 구동부(74)에 의해 구동되고, 후단의 옵티컬 인티그레이터(205)에 입사하는 광속의 강도분포 및 각도분포를 소망한 분포로 성형한다.
옵티컬 인티그레이터(205)는, 본 실시형태에서는, 복수의 미소렌즈를 2차원적으로 배치해서 구성된다. 옵티컬 인티그레이터(205)는 그 사출면 근방에 복수의 2차 광원(유효광원)을 형성한다.
조리개(206)는 옵티컬 인티그레이터(205)의 사출면 근방에 배치된다. 조리개(206)는 후술하는 제5의 구동부(75)에 의해 구동되고, 필요에 따라서 개구경의 크기 및 개구부의 형상을 가변으로 하고 있다.
이와 같이, 조명광학계(20)는 빔성형광학계(204), 옵티컬 인티그레이터 (205) 및 조리개(206)에 의해, 임의의 형상의 유효광원을 레티클(30)의 패턴에 따라 형성할 수 있다. 여기서, 유효광원의 형상은, 예를 들면, 통상σ형상, 윤대형상, 사중극형상, 이중극형상 등을 포함한다. 또, σ는 코히런스팩터로 불리우고, 조명광학계의 개구수(NA)/투영광학계의 개구수(NA)로 정의된다.
콘덴서렌즈(207)는 옵티컬 인티그레이터(205)의 사출면 근방에 형성된 복수의 2차 광원으로부터 사출되는 광속을 집광하고, 피조사면인 스캔블레이드(210)에 중첩해서 조사한다. 환언하면, 콘덴서렌즈(207)는 스캔블레이드(210)를 균일하게 조사한다.
빔스플리터(208)는 옵티컬 인티그레이터(205)로부터 사출된 광속의 일부 성분(예를 들면, 수 %)을 반사해서 검출부(209)에 안내하는 동시에, 옵티컬 인티그레이터(205)로부터 사출된 광속의 나머지 성분을 투과한다. 환언하면, 빔스플리터(208)는 입사광을 2개의 광속으로 분리하는 기능을 가진다.
검출부(209)(제1의 광량검출부)는 레티클(30) 면 및 웨이퍼(50) 면과 광학적으로 공액인 위치에 삽입되어, 조명광학계에 있어서의 광량을 검출한다. 환언하면, 검출부(209)는 노광 광량(적산 노광량)을 항상 검출하기 위한 검출기로서 기능하고, 본 실시형태에서는, 조도계로 구성된다. 검출부(209)는 검출결과(즉, 빔스플리터(208)에 의해 반사된 광속의 광량)를 후술하는 제어부(80)에 송신한다.
스캔블레이드(210)는 복수의 차광판으로 구성되고, 임의의 형상의 개구부가 형성되도록 후술하는 제6의 구동부(76)에 의해 구동된다. 스캔블레이드(210)는 웨이퍼(50) 면의 노광범위를 규제하는 기능을 가진다. 또, 스캔블레이드(210)는 제6 의 구동부(76)에 의해 레티클스테이지(35) 및 웨이퍼스테이지(55)와 동기해서 주사(스캔)된다.
가변슬릿(211)은 주사노광 후의 노광면에 있어서의 조도 균일성을 향상시키기 위해서 스캔블레이드(210)의 근방에 배치된다. 가변슬릿(211)은 스캔방향으로 적산했을 경우의 조도분포가 균일하게 되도록 복수의 차광판으로 구성되고, 제6의 구동부(76)에 의해 구동된다.
결상렌즈(212a) 및 (212b)는 스캔블레이드(210)의 개구부를 투과한 광을 레티클(30) 면에 결상시키고 있다. 여기서, 편향미러(220)는 결상렌즈(212a)로부터의 광을 구부려서, 결상렌즈(212b)에 안내한다.
레티클(30)은 회로패턴을 가지고, 레티클스테이지(35)에 의해 지지 및 구동된다. 레티클(30)로부터 발생된 회절광은 투영광학계(40)를 개재해서 웨이퍼(50)에 결상 된다. 노광장치(1)는 스텝-앤드-스캔방식의 노광장치이기 때문에, 레티클(30)과 웨이퍼(50)를 주사함으로써, 레티클(30)의 패턴을 웨이퍼(50)에 전사한다.
레티클스테이지(35)는 레티클(30)을 지지하고, 후술하는 제7의 구동부(77)에 접속되어 있다. 레티클스테이지(35)는 제7의 구동부(77)에 의해 구동되고, 레티클(30)을 X방향, Y방향 및 Z방향으로 이동시킬 수 있다. 예를 들면, 투영광학계(40)의 축소배율이 1/β, 웨이퍼스테이지(55)의 주사속도가 V(mm/sec)인 경우, 레티클스테이지(35)의 주사속도는 βV(mm/sec)이다. 여기서, 레티클(30) 또는 웨이퍼(50) 면 내에서 주사방향에 수직인 방향을 X방향, 레티클(30) 또는 웨이퍼(50) 면 내에서의 주사방향을 Y방향, 레티클(30) 또는 웨이퍼(50) 면에 수직인 방향(투 영광학계(40)의 광축방향)을 Z방향으로 한다.
투영광학계(40)는 레티클(30)의 패턴을 웨이퍼(50)에 투영(축소투영)한다. 투영광학계(40)는 굴절계, 반사굴절계, 혹은, 반사계를 사용할 수 있다.
투영광학계(40)는, 본 실시형태에서는, 복수의 렌즈(42a), (42b) 및 (42c)와 NA조리개(44)를 가진다. 투영광학계(40)는, 도 1에서는, 3개의 렌즈(42a), (42b) 및 (42c)로 구성되어 있지만, 실제로는, 수많은 렌즈로 구성되어 있다. NA조리개(44)는 투영광학계(40)의 동공영역을 제한하는 기능을 가진다. NA조리개(44)는 후술하는 제8의 구동부(78)에 의해 구동되고, 개구경을 변화시키는 것이 가능해서, 투영광학계(40)의 NA를 가변으로 하고 있다.
웨이퍼(50)는 레티클(30)의 패턴이 투영(전사)되는 기판이며, 노광면(투영광학계(40)의 결상면)에 삽입된다. 단, 웨이퍼(50) 대신에 유리플레이트나 그 외의 기판을 사용할 수도 있다. 웨이퍼(50)에는 포토레지스트가 도포되어 있다.
웨이퍼스테이지(55)는 웨이퍼(50) 및 검출부(60)를 지지하고, 후술하는 제9의 구동부(79)에 접속되어 있다. 웨이퍼스테이지(55)는 제9의 구동부(79)에 의해 구동되고, 웨이퍼(50)를 투영광학계(40)의 광축방향(Z방향) 및 투영광학계(40)의 광축에 직교하는 평면(XY평면)을 따라 2차원적으로 이동시킬 수 있다.
검출부(60)(제2의 광량검출부)는 웨이퍼스테이지(55)에 배치되어, 웨이퍼
(50) 면(투영광학계의 상면)에 입사하는 광속(노광광)의 광량을 검출한다. 구체적으로는, 검출부(60)는 광속검출면과 웨이퍼(50) 면이 일치하도록 배치되어, 웨이퍼스테이지(55)의 구동과 함께 이동해서 노광영역 내의 노광광을 검출한다. 검출 부(60)는 검출결과(즉, 웨이퍼(50)에 입사하는 광속의 광량)를 후술하는 제어부(80)에 송신한다.
구동기구(70)는 제어부(80)에 의해 제어되어 노광장치(1)를 구성하는 각 부재를 구동한다. 구동기구(70)는, 본 실시형태에서는, 제 l의 구동부(71) 내지 제 9의 구동부(79)로 구성된다. 제 1의 구동부(71) 내지 제 9의 구동부(79)는, 예를 들면, 리니어모터로 구성되지만, 당업계에서 주지의 어떠한 구성도 적용할 수 있으므로, 여기에서는 자세한 구성 및 동작의 설명은 생략한다. 제 1의 구동부(71)는 광량조정부(201)(복수의 감광부재(201Aa) 내지(20lAh)를 유지하는 제1의 터릿(201B) 및 제 2의 터릿(201C))를 구동한다. 제 2의 구동부(72)는 편광도조정부(202)(편광해소판이나 λ/4판)를 구동한다. 제 3의 구동부(73)는 편광방향조정부(203)(λ/2판)를 구동한다. 제 4의 구동부(74)는 빔성형광학계(204)(복수의 광학소자나 줌렌즈 등)를 구동한다. 제 5의 구동부(75)는 조리개(206)를 구동한다. 제 6의 구동부(76)는 스캔블레이드(210) 및 가변슬릿(211)을 구동한다. 제 7의 구동부(77)는 레티클스테이지(35)를 구동한다. 제 8의 구동부(78)는 NA조리개(44)를 구동한다. 제 9의 구동부 (79)는 웨이퍼스테이지(55)를 구동한다.
제어부(80)는 도시하지 않은 CPU나 메모리를 가지고, 노광장치(1)의 동작을 제어한다. 제어부(80)는 광원(10), 검출부(209), 검출부(60), 및 구동기구(70)(제 1의 구동부(71) 내지 제 9의 구동부(79))와 전기적으로 접속되어 있다. 제어부(80)는, 본 실시형태에서는, 웨이퍼(50)를 적정한 노광량으로 노광하기 위한 제어(노광량제어)를 행한다. 구체적으로는, 제어부(80)는 검출부(209) 및 (60)의 검출결과에 의거해서 제 1의 구동부(71)를 개재해서 광량조정부(201)를 제어한다.
이와 같이, 노광장치(1)의 조명광학계(20)에는, 광원(10)측으로부터 광량조정부(201), 편광도조정부(202), 편광방향조정부(203), 빔스플리터(208)의 순서로 배치되어 있다. 이것에 의해, 빔스플리터(208)를 투과하는 광속의 광량과 빔스플리터(208)에 의해 반사되는 광량과의 비를 일정하게 하는 것이 가능해져서, 검출부(209)에 의해 검출되는 광량과 검출부(60)에 의해 검출되는 광량과의 비를 일정하게 유지할 수 있다. 따라서, 노광장치(1)는 고정밀도의 노광량제어를 실현할 수 있다.
이하, 노광장치(1)에 있어서, 고정밀도의 노광량제어를 실현할 수 있는 이유에 대해 상세하게 설명한다. 여기서, 설명을 간단하게 하기 위해서, 광량조정부(201)는 복수의 감광부재(감광필터)(201Aa) 내지 (201Ad)와 제1의 터릿(20lB)으로 구성되고, 입사하는 광속에 대해서 복수의 감광부재(201)가 경사지게 배치되어 있는 것으로 한다. 또, 감광부재(20lAa)는 S편광에 대해서 80%의 투과율을 가지고, P편광에 대해서 83%의 투과율을 가지고 있는 것으로 한다. 또, 감광부재(20lAb)는 S편광에 대해서 60%의 투과율을 가지고, P편광에 대해서 63%의 투과율을 가지고 있는 것으로 한다. 또한, 빔스플리터(208)는 S편광에 대해서 5%의 반사율(즉, 95%의 투과율)을 가지고, P편광에 대해서 2%의 반사율(즉, 98%의 투과율)을 가지고 있는 것으로 한다.
우선, 도 11에 나타내는 종래의 노광장치와 같이, 광원(10) 측으로부터 편광도조정부(202), 광량조정부(201), 빔스플리터(208)의 순서로 배치했을 경우의 문제 에 대해 설명한다. 도 11은 종래의 노광장치의 구성을 나타내는 개략 단면도이다. 도 11에 나타내는 종래의 노광장치에 있어서는, 편광해소판으로 구성된 편광도조정부(202)가 조명광학계(20)의 광로 상에 고정(삽입)되어 있다. 환언하면, 도 l1에 나타내는 종래의 노광장치는 무편광조명조건의 구성을 가진다.
도 11을 참조하면, 광원(10)으로부터 사출된 광속은 편광도조정부(202)에 의해 수평방향 및 수직방향의 편광도가 동일하게 조정되어 광량조정부(201)에 입사한다. 단, 감광부재(20lAa)에 있어서의 S편광의 투과광량과 P편광의 투과광량과의 비는 80:83, 감광부재(20lAb)에 있어서의 S편광의 투과광량과 P편광의 투과광량과의 비는 60:63이다. 그 결과, 빔스플리터(208)에 입사하는 광속의 S편광성분의 강도 Is와 P편광성분의 강도 Ip와의 비는 감광부재(20lAa)와 감광부재(20lAb)에서 다르다. 따라서, 검출부(60)에 의해 검출되는 광량 LAl와 검출부(209)에 의해 검출되는 광량 LA2간의 관계(광량 LA1/광량 LA2)는, 감광부재(20lAa)를 사용했을 경우에는, 이하의 수식 3으로 표시되고, 감광부재(20lAb)를 사용했을 경우에는, 이하의 수식 4로 표시된다.
(광량 LA1/광량 LA2)=(0.8×0.95+0.83×0.98)/(0.8×0.05+0.83×0.02)=27. 7986 …(수식 3)
(광량 LA1/광량 LA2)=(0.6×0.95+0.63×0.98)/(0.6×0.05+0.63×0.02)=27. 8732 …(수식 4)
수식 3 및 4를 참조하면, 종래의 노광장치에서는, 감광부재(20lAa)와 감광부재(20lAb)를 바꾸면, 검출부(60)에 의해 검출되는 광량 LA1와 검출부(209)에 의해 검출되는 광량 LA2와의 관계(광량 LA1/광량 LA2)가 0.27% 변화하게 된다. 환언하면, 종래의 노광장치에서는, 감광부재(201Aa)와 감광부재(20lAb)를 바꾸면, 노광량제어의 정밀도가 0.27% 열화하게(저하하게) 된다.
다음에, 광원(l0) 측으로부터 광량조정부(201), 편광도조정부(202), 편광방향조정부(203), 빔스플리터(208)의 순서로 배치한 본 실시형태의 노광장치(1)에 대해 설명한다. 우선, 노광장치(1)에 있어서, 도 5에 나타내는 바와 같이, 편광도조정부(202)가 조명광학계(20)의 광로 상에 삽입되고, 편광방향조정부(203)가 조명광학계(20)의 광로 상으로부터 퇴피한 무편광조명조건의 구성의 경우를 생각한다. 도 5는, 노광장치(1)에 있어서, 무편광조명조건의 구성에서의 편광도조정부(202)와 편광방향조정부(203)와의 위치관계를 나타내는 도이다.
예를 들면, S편광성분의 강도가 96%인 광속 및 P편광성분의 강도가 4%인 광속이 광량조정부(201)(감광부재(20lAa) 또는(20lAb))에 입사하는 것으로 한다. 광량조정부(201)에서는 S편광에 대한 투과율과 P편광에 대한 투과율이 다르지만, 후단에 편광도조정부(202)가 배치되어 있기 때문에, 검출부(60)에 의해 검출되는 광량 LA1와 검출부(209)에 의해 검출되는 광량 LA2와의 관계는 항상 일정하게 된다.
노광장치(1)에서는, 검출부(60)에 의해 검출되는 광량 LA1와 검출부(209)에 의해 검출되는 광량 LA2와의 관계(광량 LA1/광량 LA2)는, 감광부재(201Aa)를 사용했을 경우에는, 이하의 수식 5로 표시되고, 감광부재(20lAb)를 사용했을 경우에는, 이하의 수식 6으로 표시된다.
(광량 LA1/광량 LA2)=α×(0.95+0.98)/α×(0.05+0.02)=1.93/0.07=27.57143 …(수식 5)
단, α:(0.96×0.8)+(0.04×0.83)/2
(광량 LAl/광량 LA2)=β×(0.95+0.98)/β×(0.05+0.02)=1.93/0.07=27.57143 …(수식 6)
단, β:(0.96×0.6)+(0.04×0.63)/2
수식 5 및 6을 참조하면, 광원(10)으로부터 사출되는 광속의 편광도가, 예를 들면, 96%에서 99%로 변화했을 경우에도,α 및 β의 값은 바뀌지만, (광량 LA1/광량 LA2)는 변동되지 않기 때문에, 안정된(고정밀도의) 노광량제어를 행할 수 있다.
한편, 노광장치(1)에 있어서, 편광광으로 레티클(30)을 조명하는 편광조명 조건의 구성의 경우를 생각한다. 광원(10)으로부터 사출되는 광속의 편광도가 소정의 값(예를 들면, 99%) 이상이면, 도 6에 나타내는 바와 같이, 편광도조정부(202)가 조명광학계(20)의 광로 상으로부터 퇴피하고, 편광방향조정부(203)가 조명광학계(20)의 광로 상에 삽입된다. 광원(10)으로부터 사출되는 광속의 편광도가 소정의 값(예를 들면, 99%) 미만이면, 도 7에 나타내는 바와 같이, 편광도조정부(202)와 편광방향조정부(203)의 양자 모두 조명광학계(20)의 광로 상에 배치된다. 또한, 편광도조정부(202) 및 편광방향조정부(203)의 각각은 소망한 회전위치로 조정된다. 여기서, 도 6 및 도 7은, 노광장치(1)에 있어서, 편광조명조건의 구성에서의 편광도조정부(202)와 편광방향조정부(203)와의 위치관계를 나타내는 도이다.
도 5에 나타내는 무편광조명조건과 마찬가지로, 검출부(60)에 의해 검출되는 광량 LA1와 검출부(209)에 의해 검출되는 광량 LA2와의 관계(광량 LA1/광량 LA2)를 구한다. 도 6 및 도 7에 나타내는 편광조명조건에 있어서는, 감광부재(20lAa)를 사용했을 경우에는, 이하의 수식 7로 표시되고, 감광부재(20lAb)를 사용했을 경우에는 이하의 수식 8로 표시된다.
(광량 LA1/광량 LA2)=(0.8×0.99×0.95+0.83×0.01×0.98)/(0.8×0.99×0.05 +0.83×0.01×0.02)=19.12523 …(수식 7)
(광량 LAl/광량 LA2)=(0.6×0.99×0.95+0.63×0.01×0.98)/(0.6×0.99×0.05+0.63×0.01×0.02)=19.12674 …(수식 8)
수식 7 및 8을 참조하면, 감광부재(20lAa)와 감광부재(20lAb)를 바꾸어도, 상기 관계(광량 LA1/광량 LA2)는 0.008%밖에 변화하지 않는다. 노광량제어에서는 무시할 수 있으므로, 안정된 (고정밀도의) 노광량제어를 행할 수 있다.
편광조명의 경우, 조명효율을 향상시키기 위해서 또한 감광부재(20lAa)와 감광부재(20lAb)와의 전환에 수반되는 노광량제어의 정밀도(광량 LA1/광량 LA2의 안정성)를 유지하기 위해서 충분히 높은 편광도의 광속이 필요하다. 따라서, 광원(10)으로부터 사출된 광속의 편광도가 비교적 낮은 경우에는, 편광 빔스플리터를 광원(10)과 편광도조정부(202) 사이에 삽입해서, 소망한 편광성분을 추출해서 충분히 높은 편광도의 광속을 얻으면 된다.
이와 같이, 노광장치(1)는 광원(10) 측으로부터 광량조정부(201), 편광도조정부(202), 편광방향조정부(203), 빔스플리터208의 순서로 배치되어 있기 때문에, 종래의 노광장치보다 고정밀도의 노광량제어를 행할 수 있다.
또한, 광량조정부(201)는 도 3에 나타내는 구성으로 한정되지 않고, 도 8에 나타내는 구성이어도 된다. 도 8은 광량조정부(201)의 구성의 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다. 도 8에 나타내는 광량조정부(201)는 2개의 평판투과부재(20lD) 및 (20lE)로 구성된다. 평판투과부재(20lD) 및 (20lE)에는 투과율을 제어하는 막이 코팅되어 있고, 도 8에 나타내는 광량조정부(201)는 입사하는 광속에 대한 평판투과부재(20lD) 및 (201E)의 각도(경사각도) θ를 바꿈으로써 투과율을 변화시킬 수 있다. 단, 평판투과부재(20lD)의 경사각도 θ를 바꾸면, 투과하는 광속의 위치가 시프트하게 된다. 또, 평판투과부재(20lD)를 투과하는 광속의 위치시프트량은 평판투과부재(201D)의 경사각도 θ에 따라 축차적으로 변화한다. 이 상황에 대처하기 위해서, 도 8에 나타내는 광량조정부(201)는 평판투과부재(20lE)를 가진다. 구체적으로는, 투과광의 위치시프트 변화를 보정하기 위해서 같은 특성을 가지는 평판투과부재(20lD)와 평판투과부재(201E)를 대향시키고, 평판투과부재(201D)의 경사각도와 평판투과부재(20lE)의 경사각도가 동일하고, 또한, 방향이 반대가 되도록 구동한다. 이것에 의해, 평판투과부재(20lD)를 투과하는 광속의 위치시프트를 보정할 수 있다.
또, 빔스플리터로서, 예를 들면 반투명경을 사용할 수도 있다. 또한, 빔스플리터의 반사광을 레티클에 안내하고, 빔스플리터의 투과광을 제1의 광량검출기에 안내해서, 투과광의 광량을 검출해도 된다. 그 경우, 예를 들면, 편향미러(벤딩미러)를 빔스플리터로서도 기능시킨다. 편향미러의 삽입장소는 도 1에 나타내는 장소로 한정되지 않는다.
이하, 노광장치(1)를 사용한 노광방법에 대해 설명한다. 우선, 도 9를 참조해서 무편광조명조건에 있어서의 노광방법에 대해 설명한다. 도 9는 노광장치(1)를 사용한 무편광조명조건에 있어서의 노광방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
스텝 S1002에서는, 편광도조정부(202)를 조명광학계(20)의 광로 상에 삽입하고, 편광방향조정부(203)를 조명광학계(20)의 광로 상으로부터 퇴피시킨다.
스텝 S1004에서는, 광량조정부(201)의 투과율을 최대치로 설정해서, 각각의 조명모드마다 검출부(60) 및 (209)를 사용해서 광량 LA1 및 광량 LA2를 검출한다. 또한, 본 실시형태에서는, 광량조정부(201)의 투과율을 최대치로 설정하고 있지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않다. 단, 검출부(60) 및 (209)의 감도를 고려하면, 광량조정부(201)의 투과율을 최대치로 설정하는 것이 바람직하다.
스텝 S1006에서는, 각각의 조명모드마다 검출부(60)에 의해 검출된 광량 LA1와 검출부(209)에 의해 검출된 광량 LA2와의 관계를 보존한다. 또한, 검출부(60)에 의해 검출된 광량 LA1와 검출부(209)에 의해 검출된 광량 LA2와의 관계는, 예를 들면, 제어부(80)의 메모리 또는 다른 기억장치에 보존해도 된다.
스텝 S1008에서는, 조명광학계(20)의 조명모드를 설정하고, 노광에서 사용하는 레티클(30)을 레티클스테이지(35)에 장착한다.
스텝 S1010에서는, 웨이퍼스테이지(55)의 주사속도가 최대가 되는 조도(웨이퍼면 상의 조도)가 되도록 광량조정부(201)의 감광부재(20lAa)~(201Ah)를 선택해서 전환한다. 노광장치는 생산성을 향상시키기 위해서 웨이퍼스테이지(55)의 주사속도를 최대로 해서 노광하는 것이 바람직하지만, 필요로 하는 노광량은 생산되는 디바 이스(프로세스조건)에 따라서 다르다. 여기서, 스텝 S1010에 있어서, 필요로 하는 노광량에 의거해서 웨이퍼스테이지(55)의 주사속도를 최대로 해서 노광하기 위해서 필요한 조도를 구하고, 이러한 조도가 되도록 광량조정부(201)의 감광부재 (20lAa)~(20lAh)를 선택해서 광로 상에 삽입한다.
스텝 S1012에서는, 검출부(209)에 의해 얻어진 검출치에 있어서, 스텝 S1006에서 보존한 광량 LA1와 광량 LA2와의 관계 중, 스텝 S1008에서 설정된 조명모드에 대응하는 광량 LAl와 광량 LA2와의 관계를 반영시키면서 노광을 행한다. 구체적으로는, 스텝 S1012에서는, 검출부(209)에 의해 검출되는 광량이 미리 설정된 허용량에 들어가도록 노광량을 제어하면서 노광을 행한다.
다음에, 도 10을 참조해서 편광조명조건에 있어서의 노광방법에 대해 설명한다. 도 10은 노광장치(1)를 사용한 편광조명조건에 있어서의 노광방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
스텝 S1102에서는, 편광도조정부(202)를 조명광학계(20)의 광로 상으로부터 퇴피시키고, 편광방향조정부(203)를 조명광학계(20)의 광로 상에 삽입한다. 이 때, 편광도조정부(202)를 조명광학계(20)의 광로 상으로부터 퇴피시키는 대신에, 소망한 회전각도로 조명광학계(20)의 광로 상에 삽입해도 된다.
스텝 S1104에서는, 광량조정부(201)에 입사하는 광속(즉, 광원(10)으로부터 사출되는 광속)의 편광도가 소정치 이상인 것을 보장한다. 광량조정부(201)에 입사 하는 광속의 편광도가 소정치 미만인 경우에는, 예를 들면, 광원(10)과 광량조정부(201) 사이에 편광빔스플리터를 삽입해서, 광량조정부(201)에 입사하는 광속의 편광도가 소정치 이상이 되도록 한다.
스텝 S1106에서는, 광량조정부(201)의 투과율을 최대치로 설정하고, 각각의 조명모드마다 검출부(60) 및 (209)를 사용해서 광량 LA1 및 광량 LA2를 검출한다.
스텝 S1108에서는, 각각의 조명모드마다 검출부(60)에 의해 검출된 광량 LA1와 검출부(209)에 의해 검출된 광량 LA2와의 관계를 보존한다.
스텝 S1l10에서는, 조명광학계(20)의 조명모드를 설정하고, 노광에서 사용하는 레티클(30)을 레티클스테이지(35)에 장착한다.
스텝 S1112에서는, 웨이퍼스테이지(55)의 주사속도가 최대가 되는 조도(웨이퍼면 상의 조도)가 되도록 광량조정부(201)의 감광부재(20lAa)~(20lAh)를 선택해서 조명광학계(20)의 광로 상에 삽입한다.
스텝 Sl114에서는, 검출부(209)에 의해 얻어진 검출치에 있어서, 스텝 S1106에서 보존한 광량 LA1와 광량 LA2와의 관계 중, 스텝 S1108에서 설정된 조명모드에 대응하는 광량 LA1와 광량 LA2와의 관계를 반영시키면서 노광을 행한다.
스텝 S1012나 스텝 S1114에 있어서의 노광에 있어서는, 광원(10)으로부터 사출된 광속은 조명광학계(20)를 개재해서 레티클(30)을 조명한다. 레티클(30)의 패턴은 투영광학계(40)를 개재해서 웨이퍼(50)에 결상된다. 노광장치(1)는, 상술한 바와 같이, 고정밀도의 노광량제어를 행할 수 있기 때문에, 높은 드루풋으로 고품위의 디바이스(예를 들면 반도체소자, LCD소자, 촬상소자(CCD 등), 박막자기헤드 등)를 제공할 수 있다.
상기한 노광장치를 사용하는 디바이스 제조방법의 실시형태에 대해 설명한 다. 이 디바이스는 노광장치(1)를 사용해서 레지스트로 피복된 기판(웨이퍼 또는 유리플레이트)을 노광하는 스텝, 상기 노광된 기판에 현상처리를 행하는 스텝, 및 다른 공지된 스텝에 의해 제조된다.
본 발명을 예시적인 실시형태를 참조해서 설명했지만, 본 발명은 이 개시된 예시적인 실시형태로 한정되는 것은 아님을 이해해야 한다. 다음의 특허청구의 범위는 모든 이러한 변형과 동등한 구성 및 기능을 포함하도록 가장 넓게 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 측면에 의한 노광장치를 나타내는 개략 단면도;
도 2는 도 l에 나타내는 노광장치의 광원으로부터 사출되는 광속의 형상 및편광상태를 나타내는 도면;
도 3은 도 1에 나타내는 노광장치의 광량조정부의 구성의 일례를 나타내는 개략 사시도;
도 4는 193 nm의 파장을 가지는 광속에 대응한 감광필터의 특성을 나타내는 그래프;
도 5는 도 l에 나타내는 노광장치에 있어서, 무편광조명조건의 구성에서의 편광도조정부와 편광방향조정부와의 위치 관계를 나타내는 도면;
도 6은 도 1에 나타내는 노광장치에 있어서, 편광조명조건 하에서의 구성에서의 편광도조정부와 편광방향조정부와의 위치관계를 나타내는 도면;
도 7은 도 1에 나타내는 노광장치에 있어서, 편광조명조건 하에서의 구성에서의 편광도조정부와 편광방향조정부와의 위치관계를 나타내는 도면;
도 8은 도 1에 나타내는 노광장치의 광량조정부의 구성의 다른 예를 나타내는 개략 단면도;
도 9는 도 l에 나타내는 노광장치를 사용한 무편광조명조건에 있어서의 노광방법을 설명하기 위한 플로차트;
도 10은 도 1에 나타내는 노광장치를 사용한 편광조명조건 하에서의 노광방법을 설명하기 위한 플로차트;
도 11은 종래의 노광장치의 개략 단면도.

Claims (12)

  1. 노광장치로서,
    광원으로부터의 광속을 사용해서 레티클을 조명하는 조명광학계; 및
    상기 레티클의 패턴을 기판에 투영하는 투영광학계를 가지고,
    상기 조명광학계는 광속의 광량을 조정하는 광량조정부, 광속의 편광상태를 조정하는 편광조정부, 및 입사광속을 복수의 광속으로 분리하는 빔스플리터를 가지고,
    상기 광원 측으로부터 상기 광량조정부, 상기 편광조정부, 및 상기 빔스플리터의 순서로 배치되어 있고,
    상기 광량조정부는 서로 다른 투과율을 가지는 복수의 감광필터, 및 상기 복수의 감광필터 중 하나 이상을 상기 조명광학계의 광로 상에 교환가능하게 삽입하는 스위칭부를 포함하고,
    상기 하나 이상의 감광필터는 상기 조명광학계의 입사광에 대해서 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 광원이 상기 조명광학계로부터 격리되도록 적어도 상기 조명광학계를 수납하는 챔버; 및
    상기 챔버에 형성되어, 상기 광원으로부터의 광속을 상기 조명광학계에 안내하는 창부를 더 가지고,
    상기 광량조정부는 상기 창부와 상기 편광조정부 사이에 삽입되어 있는 것을 특징으로하는 노광장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 창부는 밀봉 유리 또는 개구부인 것을 특징으로 하는 노광장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 편광조정부는 상기 광속의 편광도를 조정하는 편광도조정부, 및 상기 광속의 편광 방향을 조정하는 편광방향조정부 중의 적어도 한쪽을 가지는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 편광조정부를 상기 조명광학계의 광로에 삽입하고 또한 그로부터 퇴피시키는 구동부를 더 가지는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 편광도조정부는 편광해소판 또는 1/4 파장판을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 편광방향조정부는 1/2 파장판을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 광원은 90% 이상의 직선 편광성분을 가진 광속을 사출하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 빔스플리터에 의해 분리된 광속 중의 하나의 광량을 검출하는 제 1의 광량검출부;
    상기 투영광학계의 상면에 있어서의 광속의 광량을 검출하는 제 2의 광량검출부; 및
    상기 제 1의 광량검출부와 상기 제 2의 광량검출부에 의해 얻은 검출결과를 사용해서 상기 기판을 노광할 때의 노광량을 제어하는 제어부
    를 더 가지는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  11. 삭제
  12. 제 1항 내지 제 3항 및 제 5항 내지 제 10항 중의 어느 한 항에 기재된 노광장치를 사용해서 기판을 노광하는 공정; 및
    상기 노광된 기판에 대해 현상처리를 행하는 공정;
    을 가지는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
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