KR101476871B1 - 투영 광학계, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

투영 광학계, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101476871B1
KR101476871B1 KR1020100093681A KR20100093681A KR101476871B1 KR 101476871 B1 KR101476871 B1 KR 101476871B1 KR 1020100093681 A KR1020100093681 A KR 1020100093681A KR 20100093681 A KR20100093681 A KR 20100093681A KR 101476871 B1 KR101476871 B1 KR 101476871B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
optical system
magnification
mirror
plane
projection optical
Prior art date
Application number
KR1020100093681A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110037857A (ko
Inventor
기요시 후까미
Original Assignee
캐논 가부시끼가이샤
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 캐논 가부시끼가이샤 filed Critical 캐논 가부시끼가이샤
Publication of KR20110037857A publication Critical patent/KR20110037857A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101476871B1 publication Critical patent/KR101476871B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2002—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
    • G03F7/2008—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image characterised by the reflectors, diffusers, light or heat filtering means or anti-reflective means used
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70225—Optical aspects of catadioptric systems, i.e. comprising reflective and refractive elements
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70275—Multiple projection paths, e.g. array of projection systems, microlens projection systems or tandem projection systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274—Photolithographic processes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

물체면측부터 순서대로 제1 평면 거울, 제1 오목 거울, 볼록 거울, 제2 오목 거울 및 제2 평면 거울이 상기 물체면으로부터 상면에 이르는 광로에 배치되고, 상기 물체면과 상기 제1 평면 거울 사이의 광로와 상기 제2 평면 거울과 상기 상면 사이의 광로가 평행한 투영 광학계는, 상기 물체면과 상기 제1 평면 거울 사이의 광로에 배치되고, 당해 광로를 따르는 제1 방향과 직교하는 제2 방향에 있어서의 상기 투영 광학계의 배율을 보정하는 제1 광학계와, 상기 제2 평면 거울과 상기 상면 사이의 광로에 배치되고, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 직교하는 제3 방향에 있어서의 상기 투영 광학계의 배율을 보정하는 제2 광학계와, 상기 물체면과 상기 제1 평면 거울 사이의 광로 또는 상기 제2 평면 거울과 상기 상면 사이의 광로에 배치되고, 상기 제2 방향 및 상기 제3 방향에 있어서 동일 배율로 상기 투영 광학계의 배율을 보정하는 제3 광학계와, 제어부를 구비한다. 상기 투영 광학계의 상기 제2 방향 및 상기 제3 방향에 있어서의 배율의 보정되어야 할 양을 각각 A 및 B로 하고 상기 제3 광학계에 의해 상기 투영 광학계의 상기 제2 방향 및 상기 제3 방향에 있어서의 배율의 보정량을 C로 할 때, 상기 제어부는, 상기 보정량 C가 상기 보정되어야 할 양 A와 상기 보정되어야 할 양 B 사이의 양이 되어, 상기 제1 광학계에 의한 상기 제2 방향에 있어서의 배율의 보정량이 (A-C)로 되고, 상기 제2 광학계에 의한 상기 제3 방향에 있어서의 배율의 보정량이 (B-C)로 되도록, 상기 제1 광학계와 상기 제2 광학계와 상기 제3 광학계를 제어한다.

Description

투영 광학계, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법{PROJECTION OPTICAL SYSTEM, EXPOSURE APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURING A DEVICE}
본 발명은, 투영 광학계, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스나 플랫 패널 디스플레이(FPD) 등의 디바이스는, 포토리소그래피 공정을 거쳐 제조된다. 포토리소그래피 공정은, 마스크나 레티클이라고 불리는 원판의 패턴을 레지스트라고 불리는 감광제가 도포된 유리 기판이나 웨이퍼 등의 기판에 투영하여 상기 기판을 노광하는 노광 공정을 포함한다. FPD의 제조에 있어서는, 일반적으로는, 반사경을 포함하는 투영 광학계를 갖는 노광 장치가 사용되고 있다. 이러한 노광 장치를 사용하여 기판을 노광하는 경우, 기판에 다층을 인화함으로써, 또한, 원판이 다수회 사용되어서 신축을 발생시킴으로써, 배율 오차가 발생하는 경우가 있다.
일본 특허 공개 평8-306618호 공보에는, 유리 기판 등의 비교적 대형 화면의 피노광체를 노광하는 투영 광학계가 개시되어 있다. 일본 특허 공개 평8-306618호 공보에는, 물체면측부터 순서대로 제1 평면 반사 미러, 오목 거울, 볼록 거울, 오목 거울, 제2 평면 반사 미러를 갖고, 물체면과 제1 평면 반사 미러 사이 및 제2 평면 반사 미러와 상면(像面) 사이에 1매씩 평행 평판이 배치된 투영 광학계가 개시되어 있다. 단, 일본 특허 공개 평8-306618호 공보 중에 평행 평판은 "광학 박체"라고 기재되어 있다. 투영 광학계는, 일본 특허 공개 평8-306618호 공보 내에 도면으로 설명하고 있는 바와 같이, 물체면으로부터 상측 평행 평판을 통과하는 광선 및 하측 평행 평판을 통과하여 상면에 이르는 광선 중 주 광선이 각각 평행한 소위 양(兩) 텔레센트릭 광학계를 형성하고 있다. 나아가, 노광 공정마다 배율 오차가 발생하기 때문에, 특정한 패턴으로 배율 오차를 검출하는 검출계와, 검출 결과에 기초하여 주사 방향과 직교하는 방향으로 상기 평행 평판을 만곡시켜, 선형적인 배율 변화를 발생시키는 기구도 개시되어 있다.
일반적으로 배율 오차가 발생할 때, 주사 방향 및 그 직교 방향의 2방향에서 모두 확대 혹은 축소되는 경우가 많다. 이러한 경우 중, 주사 방향 및 그 직교 방향에서 동일 배율 변화가 발생하는 경우, 그 배율 변화를 이후 「등방 배율 변화」라고 칭한다. 이러한 등방 배율 변화를 발생시킬 수 있는 광학계로서 평볼록 렌즈와 평오목 렌즈를 조합한 광학계가 일본 특허 공개 소62-35620호 공보에 개시되어 있다. 즉, 개략 동등한 곡률 반경을 갖게 한 평볼록, 평오목 렌즈를 볼록면과 오목면을 약간의 공기 간격을 두고 평행하게 대향시켜, 전술한 투영 광학계 내에서 평행 평판이 놓여진 위치에 배치하는 것이다. 이때, 볼록면과 오목면의 간격을 약간 증감시킴으로써 등방 배율 변화를 발생시킬 수 있다. 또한 이 방식에 의해 배율 변화를 10ppm 정도 발생시킨 경우에도 비점 수차(非点收差)의 발생이 전혀 없는 것과 다름없다.
그런데, 만곡된 평행 평판을 투영 광학계의 광로 중에 배치하면 배율을 보정할 수 있지만, 비점 수차가 새롭게 발생하는 것을 알았다. 예를 들어, 하측 평행 평판을 주사 방향의 배율 보정에 사용하는 경우, 확대하기 위해서는 상면이 볼록해지고, 하면이 오목해진 만곡을 주사 방향으로 부여하고 직교하는 방향으로는 평면의 상태로 되는 변형을 부여하게 된다. 이때, 주사 방향에 직교하는 방향의 굴절력은 변화하지 않지만 주사 방향으로는 마이너스의 굴절력이 발생한다. 이로 인해, 주사 방향의 선상(이후 V선)의 결상 위치는, 그대로인 주사 직교 방향의 선상(이후 H선)보다 광학계로부터 멀리 이격된 위치, 결국은 하측에 결상하게 된다. 발명자의 계산으로는, 주사 방향으로 10ppm 확대될(상이 1.00001배가 될) 때, HV선의 비점 수차는 약 5μm(H선이 아래)로 된다. 또한, 일본 특허 공개 평8-306618호 공보에 기재되어 있는 바와 같이 상측 평행 평판을 주사 방향에 직교하는 방향의 배율 보정에 사용한 경우, 상면측에서 확대하기 위해서는 상방을 향하여 오목해진 만곡을 주사 방향과 직교하는 방향으로 부여한다. 이때, 결상계의 측으로부터 물체면측을 보면, 주사 방향의 굴절력은 변화하지 않지만 주사 방향과 직교하는 방향으로는 플러스의 굴절력이 발생하여, 주사 방향과 직교하는 방향으로는 배율이 축소되어 V선이 H선에 의해 결상계에 가까운 측에 결상하게 된다. 이것을 순방향으로 물체면측으로부터 상면측으로의 결상에 광선을 다시 추적하면, 가로 수차인 배율은 반전되어, 주사 방향과 직교하는 방향의 배율은 확대되고, 세로 수차인 결상 위치는 보존되어 H선은 V선에 대하여 광학계로부터 먼 위치, 결국은 하측에 결상된다. 정리하면, 상측 평행 평판에서 주사 방향 직교하는 방향의 배율을 확대하면 H선이 아래로 되는 비점 수차가 발생하고, 마찬가지로 하측 평행 평판에서 주사 방향의 배율을 확대하면 H선이 아래로 되는 비점 수차가 발생한다.
일본 특허 공개 평8-306618호 공보에는 기재되어 있지 않으나, 배율 변화를 발생시키는 기구에 의한 만곡 방향을 2매의 평행 평판에서 직교시켜, 예를 들어 상측 평행 평판을 주사 방향과 직교하는 방향의 배율 보정에 사용하고, 하측 평행 평판을 주사 방향의 배율 보정에 사용하는 것도 생각할 수 있다. 이렇게 하면, 배율 오차를 2방향에서 보다 정밀하게 맞출 수 있기 때문에, 정밀도 높은 패턴 위치 정렬이 가능해진다. 그런데, 2매의 평행 평판을 사용하여 주사 방향 및 그 직교 방향의 배율을 동시에 증대시키면, 양자의 비점 수차가 서로 강화되는 관계로 되어 있는 것을 알았다. 또한, 2매의 평행 평판을 사용하여 2방향의 배율을 모두 축소하는 경우에도, 비점 수차의 발생 방향은 반대로 되지만, 상하 평행 평판에서 발생하는 비점 수차끼리 서로 강화되는 것은 다름없다. 반대로 주사 방향과 주사 방향과 직교하는 방향의 한쪽에서 확대되고 다른 쪽에서 축소되는 경우, 비점 수차의 발생 방향이 반대로 되어 비점 수차가 상쇄되는 것도 알았다.
한편, 일본 특허 공개 소62-35620호 공보에 기재된 등방 배율 변화를 발생시킬 수 있는 광학계는, 등방으로밖에 배율을 보정할 수 없다. 그러나, 실제로 발생하여 보정하려는 배율 변화는 주사 방향, 주사 방향과 직교하는 방향으로 균일하지 않는 것이 압도적으로 많다. 그로 인해, 이 광학계를 사용하여 배율을 보정하는 방식은 실용에 사용되고 있지 않았다.
본 발명은, 비점 수차의 발생을 억제하면서, 서로 직교하는 2방향에 있어서의 배율을 독립적으로 보정할 수 있는 투영 광학계를 제공한다.
본 발명은, 물체면측부터 순서대로 제1 평면 거울, 제1 오목 거울, 볼록 거울, 제2 오목 거울 및 제2 평면 거울이 상기 물체면으로부터 상면에 이르는 광로에 배치되고, 상기 물체면과 상기 제1 평면 거울 사이의 광로와 상기 제2 평면 거울과 상기 상면 사이의 광로가 평행한 투영 광학계이며, 상기 물체면과 상기 제1 평면 거울 사이의 광로에 배치되고, 당해 광로를 따르는 제1 방향과 직교하는 제2 방향에 있어서의 상기 투영 광학계의 배율을 보정하는 제1 광학계와, 상기 제2 평면 거울과 상기 상면 사이의 광로에 배치되고, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 직교하는 제3 방향에 있어서의 상기 투영 광학계의 배율을 보정하는 제2 광학계와, 상기 물체면과 상기 제1 평면 거울 사이의 광로 또는 상기 제2 평면 거울과 상기 상면 사이의 광로에 배치되고, 상기 제2 방향 및 상기 제3 방향에 있어서 동일 배율로 상기 투영 광학계의 배율을 보정하는 제3 광학계와, 제어부를 구비하고, 상기 투영 광학계의 상기 제2 방향 및 상기 제3 방향에 있어서의 배율의 보정되어야 할 양을 각각 A 및 B로 하고 상기 제3 광학계에 의해 상기 투영 광학계의 상기 제2 방향 및 상기 제3 방향에 있어서의 배율의 보정량을 C로 할 때, 상기 제어부는, 상기 보정량 C가 상기 보정되어야 할 양 A와 상기 보정되어야 할 양 B 사이의 양이 되어, 상기 제1 광학계에 의한 상기 제2 방향에 있어서의 배율의 보정량이 (A-C)로 되고, 상기 제2 광학계에 의한 상기 제3 방향에 있어서의 배율의 보정량이 (B-C)로 되도록, 상기 제1 광학계와 상기 제2 광학계와 상기 제3 광학계를 제어한다.
본 발명의 추가적인 특징들은 (첨부된 도면을 참조하여) 후술하는 예시적인 실시예들의 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
도 1은 실시예 1의 노광 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 도면.
도 2는 실시예 2의 노광 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 도면.
이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시 형태를 설명한다.
[실시예 1]
도 1을 참조하면서 실시예 1의 노광 장치에 대하여 설명한다. 실시예 1의 노광 장치는, 조명계(IL)와, 투영 광학계(PO)와, 투영 광학계(PO)의 물체면(OP)에 배치된 레티클(원판)(9)을 주사하는 원판 구동 기구(도시하지 않음)와, 투영 광학계(PO)의 상면(IP)에 배치된 기판(19)을 주사하는 기판 구동 기구(도시하지 않음)를 구비한다. 조명계(IL)는, 예를 들어, 광원(LS), 제1 콘덴서 렌즈(3), 플라이 아이 렌즈(4), 제2 콘덴서 렌즈(5), 슬릿 규정 부재(6), 결상 광학계(7), 평면 미러(8)를 포함할 수 있다. 광원(LS)은, 예를 들어 수은 램프(1)와, 타원 미러(2)를 포함할 수 있다. 슬릿 규정 부재(6)는, 원판(9)의 조명 범위, 즉 원판(9)을 조명하는 슬릿 형상 광의 단면 형상을 규정한다. 결상 광학계(7)는, 슬릿 규정 부재(6)에 의해 규정되는 슬릿을 물체면에 결상시키도록 배치되어 있다. 평면 미러(8)는, 조명계(IL)에 있어서 광로를 절곡한다. 투영 광학계(PO)는, 물체면(OP)에 배치되는 원판(9)의 패턴을 상면(IP)에 배치되는 기판(19)에 투영하고, 이에 의해 기판(19)이 노광된다. 투영 광학계(PO)는, 등배 결상 광학계, 확대 결상 광학계 및 축소 결상 광학계 중 무엇으로든 구성될 수 있다. 그러나, 투영 광학계(PO)는, 등배 결상 광학계로서 구성되는 것이 바람직하고, 물체면측 및 상면측에서 주 광선이 평행 즉 물체면 및 상면의 양쪽에 있어서 양 텔레센트릭성을 갖고 있다.
투영 광학계(PO)는, 물체면(OP)으로부터 상면(IP)에 이르는 광로에, 물체면측부터 순서대로 배치된 제1 평면 거울(13), 제1 오목 거울(14), 볼록 거울(15), 제2 오목 거울(16), 제2 평면 거울(17)을 갖는다. 물체(OP)와 제1 평면 거울(13) 사이의 광로와 제2 평면 거울(17)과 상면(IP) 사이의 광로는 평행하다. 제1 평면 거울(13)의 경면을 포함하는 평면과 제2 평면 거울(17)의 경면을 포함하는 평면은 서로 90도의 각도를 이룬다. 제1 평면 거울(13)과 제2 평면 거울(17)은, 일체적으로 형성되어 있어도 된다. 제1 오목 거울(14)과 제2 오목 거울(16)은, 일체적으로 구성되어도 좋다. 투영 광학계(PO)는, 물체면(OP)과 제1 평면 거울(13) 사이의 광로에 배치된 1매의 평행 평판(10)을 구비한다. 이 평행 평판(10)은, 물체면(OP)과 제1 평면 거울(13) 사이의 광로를 따르는 제1 방향(Z 방향)과 직교하는 제2 방향(y 방향)에 있어서의 투영 광학계의 배율을 보정하는 제1 광학계를 구성하고 있다. 투영 광학계(PO)는, 제2 평면 거울(17)과 상면 사이의 광로에 배치된 1매의 평행 평판(18)을 더 구비한다. 이 평행 평판(18)은, 제1 방향(Z 방향) 및 제2 방향(y 방향)과 직교하는 제3 방향(x 방향)에 있어서의 투영 광학계의 배율을 보정하는 제2 광학계를 구성하고 있다. 2매의 평행 평판(10, 18)은, 평행 평판(10)이 y 방향의 배율 보정, 평행 평판(18)이 x 방향의 배율 보정을 가능하게 하도록, 평행 평판(10, 18)을 만곡시키는 기구(도시하지 않음)를 구비하고 있다. y 방향은 예를 들어 주사 방향이며, x 방향은 주사 방향과 직교하는 방향일 수 있다. 2매의 평행 평판(10, 18)을 만곡시키는 방향은 서로 역방향이어도 좋다.
투영 광학계(PO)는, 물체면과 제1 평면 거울(13) 사이의 광로에, 개략 동등한 곡률 반경을 갖게 한 볼록 구면과 오목 구면을 5 내지 20mm 정도의 공기 간격을 두고 평행하게 대향시킨 평볼록 렌즈(11) 및 평오목 렌즈(12)를 더 갖는다. 평볼록 렌즈(11) 및 평오목 렌즈(12)는, 도면 중 Z 방향의 간격을 미소하게 변화시키는 기구(도시하지 않음)를 구비하여, 투영 광학계의 등방 배율 보정을 가능하게 한다. 평볼록 렌즈(11) 및 평오목 렌즈(12)는 제2 방향 및 제3 방향에 있어서 동일 배율로 투영 광학계의 배율을 보정하는 제3 광학계를 구성하고 있다. 평볼록 렌즈(11) 및 평오목 렌즈(12) 각각의 두께 및 간격은, 공간으로 유지했을 때 자중(自重) 변형을 일으키지 않는 범위이면서, 또한 공간 유지 기구, 상하 구동 기구가 구성할 수 있는 범위에서 임의적이다. 평볼록 렌즈(11) 및 평오목 렌즈(12)가 굴절률 1.475 부근의 합성 석영인 경우, 평볼록 렌즈(11)의 볼록면, 평오목 렌즈(12)의 오목면의 곡률 반경을 47000mm 정도로 하고, 평볼록 렌즈(11)와 평오목 렌즈(12)의 간격을 1mm 이동하면, 배율은 약 10ppm 변화시킬 수 있다. 그러나, 평볼록 렌즈(11)의 볼록면, 평오목 렌즈(12)의 오목면의 곡률 반경은, 기준 높이 위치에 놓여진 평볼록 렌즈(11) 및 평오목 렌즈(12)를 통과한 상의 크기가 2매의 렌즈가 없었을 때와 완전히 동일해지도록 미소하게 변화시킬 필요가 있다. 제1 광학계(평행 평판 : 10)와 제2 광학계(평행 평판 : 18)와 제3 광학계(평볼록 렌즈(11) 및 평오목 렌즈(12))는 제어부 C에 의해 제어된다. 또한, 평볼록 렌즈(11) 및 평오목 렌즈(12)의 볼록면 및 오목면은 서로 반대이어도 좋다.
등방으로 배율을 보정하는 제3 광학계와, x, y 방향의 일 방향으로 배율을 보정하는 제1 및 제2 광학계를 조합하여 투영 광학계(PO)의 배율을 보정하는 경우에, 배율 보정에 수반하는 비점 수차를 0으로 할 수 있는 이유를 이하에 설명한다. 지금, 투영 광학계의 y 방향 및 x 방향에 있어서의 배율의 보정되어야 할 양을 각각 A(ppm) 및 B(ppm)로 하고 등방으로 배율을 보정하는 제3 광학계에 의한 y 방향 및 x 방향에 있어서의 배율의 보정량을 C(ppm)로 한다. 제3 광학계에 의한 y 방향 및 x 방향에 있어서의 배율의 보정량 C를 (A+B)/2로 하면, 제1 광학계(10)에 구해지는 y 방향의 배율의 보정량은 {A-(A+B)/2}=(A-B)/2로 된다. 또한, 제2 광학계(18)에 구해지는 x 방향에 있어서의 배율의 보정량은 {B-(A+B)/2}=(B-A)/2로 된다. 즉, 제1 광학계(10)와 제2 광학계(18)에 의한 배율의 보정량은, 플러스 마이너스가 반전되는 결과로 된다. 전술한 바와 같이 2매의 평행 평판(10, 18)에 의한 확대 축소의 방향이 반대이면, 2매의 평행 평판(10, 18)에 의해 발생하는 비점 수차가 서로 상쇄된다. 또한, 평볼록 렌즈(11) 및 평오목 렌즈(12)를 조합한 등방으로 배율을 보정하는 제3 광학계는 비점 수차를 발생시키지 않는다. 따라서, 비점 수차를 발생시키지 않고, y 방향 및 x 방향(예를 들어 주사 방향 및 그 직교 방향)에 있어서 투영 광학계의 배율을 독립적으로 보정할 수 있다.
상기한 예에서는, 제3 광학계에 의한 배율의 보정량 C를 (A+B)/2로 하여 비점 수차를 발생시키지 않도록 했다. 그러나, 제3 광학계에 의한 배율의 보정량 C를 y 방향의 보정되어야 할 양 A와 x 방향의 보정되어야 할 양 B 사이의 양으로 하면, 비점 수차는 약간 발생되기는 하지만, 비점 수차의 발생을 억제하면서 x, y 방향의 배율을 독립적으로 제어할 수 있다. 이 경우, 제1 광학계(10)에 의한 보정량 (A-C)과 제2 광학계(18)에 의한 보정량 (B-C)의 플러스 마이너스는 반드시 반대로 된다. 따라서, 제1 광학계(10)에 의한 배율의 보정에 의해 발생하는 비점 수차와 제2 광학계(18)에 의한 배율의 보정에 의해 발생하는 비점 수차는 서로 상쇄되므로, 비점 수차의 발생을 억제할 수 있다.
[실시예 2]
도 2를 참조하면서 실시예 2의 노광 장치에 대하여 설명한다. 도 2에서는, 조명계(IL)가 생략되어 있지만, 실제로는 실시예 2도 실시예 1과 마찬가지로 조명계(IL)를 구비하고 있다. 실시예 1에서는, 제1 광학계 및 제2 광학계로서 제1 방향(Z 방향)으로 변형 가능한 평행 평판(10, 18)을 사용했다. 실시예 2에서는, 제1 광학계 및 제2 광학계로서, 복수의 원통형 렌즈를 갖고 당해 복수의 원통형 렌즈의 상기 제1 방향에 있어서의 간격을 변경하는 것이 가능한 원통형 렌즈계를 각각 사용하고 있다. 또한, 실시예 1에서는, 제3 광학계로서, 평볼록 렌즈(11)와 평오목 렌즈(12)를 갖고 평볼록 렌즈(11)와 평오목 렌즈(12)의 제1 방향(Z 방향)의 간격을 변경하는 것이 가능한 광학계를 사용했다. 실시예 2에서는, 제3 광학계로서, 오목 구면(또는 볼록 구면)과 평면을 갖고 제1 방향(Z 방향)을 따라 구동 가능한 평오목 렌즈(또는 평볼록 렌즈)(12')를 사용한다.
실시예 2에서는, 원통형 렌즈(21 및 22)(또는 23 및 24)의 간격을 변화시킴으로써 x 방향 또는 y 방향에 있어서의 배율을 보정한다. x 방향에 있어서의 배율을 보정하기만 하는 원통형 렌즈계는, 원통형 렌즈(21)와 원통형 렌즈(22)로 구성된다. 원통형 렌즈(21)는 상면이 평면, 하면이 x 방향으로 곡률을 갖는 오목 원통형 면이며, 원통형 렌즈(22)의 상면까지 5 내지 20mm 정도의 공기 간격을 갖는다. 원통형 렌즈(22)는 상면이 x 방향으로 곡률을 갖는 볼록 원통형 면, 하면이 볼록 구면이며, 상면에 오목 구면, 하면에 평면을 갖는 평오목 렌즈(12')의 상면까지 5 내지 20mm 정도의 공기 간격을 갖는다. 원통형 렌즈(22)에 대하여, 원통형 렌즈(21)를 Z 방향으로 구동(상하 이동)함으로써 x 방향의 배율을 보정한다. 평오목 렌즈(12')를 Z 방향으로 구동(상하 이동)함으로써 x 방향 및 y 방향으로 등방으로 배율을 보정한다.
실시예 2에서는, 주사 방향인 y 방향의 배율을 보정하기 위해, 평행 평판 대신에, 원통형 렌즈(23)와 원통형 렌즈(24)를 조합한 원통형계를 구비한다. 원통형 렌즈(23)는 상면에 평면, 하면에 주사 방향으로 곡률을 갖는 오목 원통형 면을 갖고, 원통형 렌즈(24)의 상면까지 5 내지 20mm 정도의 공기 간격을 갖는다. 원통형 렌즈(24)는 상면에 주사 방향으로 곡률을 갖는 볼록 원통형 면, 하면에 평면을 갖고, 원통형 렌즈(23)를 상하 이동함으로써 y 방향의 배율을 보정할 수 있다. 원통형 렌즈(21, 22, 23, 24) 각각의 두께 및 간격은 공간으로 유지했을 때 자중 변형을 일으키지 않는 범위이면서, 또한 공간 유지 기구, 상하 구동 기구가 구성할 수 있는 범위에서 임의적이다. 원통형 면은, 굴절률이 1.475 부근의 합성 석영인 경우, 곡률 반경을 47000mm 정도로 하면, 1mm의 이동으로 배율을 약 10ppm 변화시킬 수 있다. 그러나, 각 원통형 면 및 구면은 기준 높이 위치에 놓여진 3매를 통과한 상의 크기가 3매의 렌즈가 없었을 때와 완전히 동일해지도록 미소하게 변화시킬 필요가 있다. 또한, 원통형 면의 오목면 및 볼록면과, 구면의 오목면 및 볼록면은 서로 반대이어도 좋다.
실시예 2에서는, 실시예 1에 비하여 두께가 두꺼운 렌즈군이 광로 중에 배치되기 때문에 축상 색수차(色收差)가 발생한다. 따라서, 축상 색수차를 보정하기 위하여 렌즈(15')가 볼록 거울(15) 앞에 추가 배치된다. 주사 방향인 y 방향 또는 그 직교 방향의 x 방향에 있어서의 배율을 보정하기 위해 실시예 1에서는 만곡 가능한 평행 평판을, 실시예 2에서는 구동 가능한 원통형 렌즈계를 사용했다. 그러나, 주사 방향의 배율과 주사 방향과 직교하는 방향의 배율 중 한쪽을 보정하기 위하여 평행 평판을, 다른 쪽을 보정하기 위하여 원통형 렌즈계와, 평행 평판과 원통형 렌즈계를 물체측, 상측으로 분리하여 배치하면 조합하여 사용할 수 있다. 또한 실시예 1 및 실시예 2에서는 등배 결상 광학계에서의 예를 개시했지만, 물체면측 및 상면측에서 텔레센트릭 광학계이면 결상 배율이 등배인 것 이외에도 동일한 효과를 얻을 수 있는 것은 명확하다. 또한, 양쪽이 텔레센트릭이 아니면, 평행 평판 또는 원통형 렌즈계에 의한 보정에 의해, 노광 영역 내에 있어서 불균일한 코마 수차 등이 발생되어 버린다. 그러나, 실시예 1 및 2에서는, 투영 광학계로서 양쪽이 텔레센트릭인 광학계를 사용하고 있기 때문에, 평행 평판 또는 원통형 렌즈계에 의한 보정에 의해, 노광 영역 내에서 균일한 구면 수차가 약간 발생할 뿐이다.
본 발명의 노광 장치는, 예를 들어, 반도체 디바이스, FPD의 디바이스의 제조에 사용할 수 있다. 디바이스 제조 방법은, 감광제가 도포된 기판을, 상기한 노광 장치를 사용하여 노광하는 공정과, 상기 노광된 기판을 현상하는 공정을 포함할 수 있다. 또한, 상기 디바이스 제조 방법은, 다른 주지의 공정(산화, 성막, 증착, 도핑, 평탄화, 에칭, 레지스트 박리, 다이싱, 본딩, 패키징 등)을 포함할 수 있다.
본 발명이 예시적인 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 본 발명이 개시된 예시적인 실시예들에 한정되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형 및 동등한 구성 및 기능을 포함하도록 최광의 해석에 따라야 한다.
1: 수은 램프
2: 타원 미러
3: 제1 콘덴서 렌즈
4: 플라이 아이 렌즈
5: 제2 콘덴서 렌즈
6: 슬릿 규정 부재
7: 결상 광학계
8: 평면 미러
9: 레티클(원판)
10: 평행 평판
11: 평볼록 렌즈
12: 평오목 렌즈
13: 제1 평면 거울
14: 제1 오목 거울
15: 볼록 거울
16: 제2 오목 거울
17: 제2 평면 거울
18: 평행 평판
19: 기판

Claims (7)

  1. 물체면측부터 순서대로 제1 평면 거울, 제1 오목 거울, 볼록 거울, 제2 오목 거울 및 제2 평면 거울이 상기 물체면으로부터 상면(像面)에 이르는 광로에 배치되고, 상기 물체면과 상기 제1 평면 거울 사이의 광로와 상기 제2 평면 거울과 상기 상면 사이의 광로가 평행한 투영 광학계이며,
    상기 물체면과 상기 제1 평면 거울 사이의 광로에 배치되고, 상기 광로를 따르는 제1 방향에 직교하는 제2 방향에 있어서의 상기 투영 광학계의 배율을 보정하는 제1 광학계와,
    상기 제2 평면 거울과 상기 상면 사이의 광로에 배치되고, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 직교하는 제3 방향에 있어서의 상기 투영 광학계의 배율을 보정하는 제2 광학계와,
    상기 물체면과 상기 제1 평면 거울 사이의 광로 또는 상기 제2 평면 거울과 상기 상면 사이의 광로에 배치되고, 상기 제2 방향 및 상기 제3 방향에 있어서 동일 배율로 상기 투영 광학계의 배율을 보정하는 제3 광학계와,
    제어부를 구비하고,
    상기 투영 광학계의 상기 제2 방향에 있어서의 배율의 보정되어야 할 양을 A로, 상기 투영 광학계의 상기 제3 방향에 있어서의 배율의 보정되어야 할 양을 B로 하고, 상기 제3 광학계에 의해 상기 투영 광학계의 상기 제2 방향 및 상기 제3 방향에 있어서의 배율의 보정량을 C로 할 때, 상기 보정되어야 할 양 A와 상기 보정되어야 할 양 B는 서로 상이하고,
    상기 제어부는, 상기 보정량 C가 (A+B)/2로 되도록 상기 제3 광학계를 제어하고, 상기 제1 광학계에 의한 상기 제2 방향에 있어서의 배율의 보정량이 (A-B)/2로 되도록 상기 제1 광학계를 제어하며, 상기 제2 광학계에 의한 상기 제3 방향에 있어서의 배율의 보정량이 (B-A)/2로 되도록 상기 제2 광학계를 제어하는 투영 광학계.
  2. 제1항에 있어서,　상기 물체면 및 상기 상면의 양쪽에 있어서 텔레센트릭성을 갖는 투영 광학계.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 광학계와 상기 제2 광학계는, 상기 제1 방향으로 변형 가능한 평행 평판과, 복수의 원통형 렌즈를 갖고 상기 복수의 원통형 렌즈의 상기 제1 방향에 있어서의 간격을 변경하는 것이 가능한 원통형 렌즈계 중 적어도 어느 하나를 포함하는 투영 광학계.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제3 광학계는, 평볼록 렌즈 및 평오목 렌즈를 갖고 상기 평볼록 렌즈와 상기 평오목 렌즈의 상기 제1 방향에 있어서의 간격을 변경하는 것이 가능한 광학계와, 상기 제1 방향을 따라 이동 가능한 평오목 렌즈 또는 평볼록 렌즈, 중 어느 하나를 포함하는 투영 광학계.
  5. 삭제
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 투영 광학계를 사용하여 상기 물체면에 배치된 마스크의 패턴을 상기 상면에 배치된 기판에 투영하여 상기 기판을 노광하는 노광 장치.
  7. 디바이스를 제조하는 방법이며,
    제6항에 기재된 노광 장치를 사용하여 기판을 노광하는 공정과,
    상기 노광된 기판을 현상하는 공정을 포함하는 디바이스 제조 방법.
KR1020100093681A 2009-10-06 2010-09-28 투영 광학계, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법 KR101476871B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009232865A JP5595001B2 (ja) 2009-10-06 2009-10-06 投影光学系、露光装置及びデバイス製造方法
JPJP-P-2009-232865 2009-10-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110037857A KR20110037857A (ko) 2011-04-13
KR101476871B1 true KR101476871B1 (ko) 2014-12-26

Family

ID=43886431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100093681A KR101476871B1 (ko) 2009-10-06 2010-09-28 투영 광학계, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP5595001B2 (ko)
KR (1) KR101476871B1 (ko)
CN (1) CN102033315B (ko)
TW (1) TWI437267B (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012205096B3 (de) 2012-03-29 2013-08-29 Carl Zeiss Smt Gmbh Projektionsbelichtungsanlage mit mindestens einem Manipulator
JP6041541B2 (ja) * 2012-06-04 2016-12-07 キヤノン株式会社 露光装置及びデバイス製造方法
KR101649812B1 (ko) * 2012-06-04 2016-09-07 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 광 투사 어레이 노출 시스템
JP6410406B2 (ja) * 2012-11-16 2018-10-24 キヤノン株式会社 投影光学系、露光装置および物品の製造方法
JP6386896B2 (ja) * 2014-12-02 2018-09-05 キヤノン株式会社 投影光学系、露光装置、および、デバイス製造方法
JP6896404B2 (ja) * 2016-11-30 2021-06-30 キヤノン株式会社 露光装置及び物品の製造方法
JP7005364B2 (ja) * 2018-01-29 2022-01-21 キヤノン株式会社 投影光学系、露光装置、物品の製造方法及び調整方法
JP7357488B2 (ja) * 2019-09-04 2023-10-06 キヤノン株式会社 露光装置、および物品製造方法
JP2023004358A (ja) 2021-06-25 2023-01-17 キヤノン株式会社 投影光学系、露光装置、および物品の製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08306618A (ja) * 1995-04-28 1996-11-22 Canon Inc 光学装置
JP2002329651A (ja) * 2001-04-27 2002-11-15 Nikon Corp 露光装置、露光装置の製造方法、及びマイクロデバイスの製造方法
JP2005292450A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Orc Mfg Co Ltd 投影光学系および投影露光装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6235620A (ja) * 1985-08-09 1987-02-16 Canon Inc 光学倍率補正装置
JP3884098B2 (ja) * 1996-03-22 2007-02-21 株式会社東芝 露光装置および露光方法
JP3465793B2 (ja) * 2002-10-24 2003-11-10 株式会社ニコン 投影露光装置及び投影露光方法
JP2006337528A (ja) * 2005-05-31 2006-12-14 Fujifilm Holdings Corp 画像露光装置
JP5118407B2 (ja) * 2007-07-31 2013-01-16 キヤノン株式会社 光学系、露光装置及びデバイス製造方法
JP2009098467A (ja) * 2007-10-18 2009-05-07 Adtec Engineeng Co Ltd 露光装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08306618A (ja) * 1995-04-28 1996-11-22 Canon Inc 光学装置
JP2002329651A (ja) * 2001-04-27 2002-11-15 Nikon Corp 露光装置、露光装置の製造方法、及びマイクロデバイスの製造方法
JP2005292450A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Orc Mfg Co Ltd 投影光学系および投影露光装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN102033315B (zh) 2012-12-12
JP2011082311A (ja) 2011-04-21
CN102033315A (zh) 2011-04-27
KR20110037857A (ko) 2011-04-13
JP5595001B2 (ja) 2014-09-24
TW201118419A (en) 2011-06-01
TWI437267B (zh) 2014-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101476871B1 (ko) 투영 광학계, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법
JP5453806B2 (ja) 露光装置、露光方法及びディスプレイの製造方法
TW201905535A (zh) 在光學系統中之放大率補償及/或光束導向
KR102266723B1 (ko) 투영 광학계, 노광 장치 및 물품 제조 방법
KR102234255B1 (ko) 노광 장치 및 물품의 제조 방법
KR101121029B1 (ko) 투영 광학계, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법
JP2008089832A (ja) 露光装置
KR20130112753A (ko) 광학계, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법
KR101445426B1 (ko) 노광 장치 및 디바이스 제조 방법
JP2004145269A (ja) 投影光学系、反射屈折型投影光学系、走査型露光装置及び露光方法
KR100522503B1 (ko) 투영광학계 및 이것을 가진 투영노광장치, 그리고디바이스제조방법
JP7005364B2 (ja) 投影光学系、露光装置、物品の製造方法及び調整方法
US8654307B2 (en) Scanning type exposure apparatus, method of manufacturing micro-apparatus, mask, projection optical apparatus, and method of manufacturing mask
CN110764224B (zh) 一种光刻投影物镜
JP2009038152A (ja) 光学系、露光装置及びデバイス製造方法
JP2006078631A (ja) 投影光学系及びそれを有する露光装置
JP4547714B2 (ja) 投影光学系、露光装置、および露光方法
JP5360529B2 (ja) 投影光学系、露光装置、およびデバイス製造方法
JP2006078592A (ja) 投影光学系及びそれを有する露光装置
JP5632685B2 (ja) 露光装置及びデバイス製造方法
CN115524936A (zh) 投影光学系统、曝光装置以及物品的制造方法
JP2005292450A (ja) 投影光学系および投影露光装置
JP2004354555A (ja) 反射屈折型の投影光学系、露光装置および露光方法
JP2004252119A (ja) 投影光学系、露光装置、および露光方法
JP2004342711A (ja) 照明光学装置、露光装置、および露光方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171124

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181126

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191210

Year of fee payment: 6