KR101999550B1 - 투영 광학계의 제조방법 및 디바이스 제조방법 - Google Patents

투영 광학계의 제조방법 및 디바이스 제조방법 Download PDF

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Abstract

투영 광학계의 결상 성능의 조정 범위를 충분히 확보할 수 있는 투영 광학계를 제공한다. 구동부를 구비한 가동 광학부재를 포함하는 복수의 광학부재를 조합하여 배치함으로써 투영 광학계를 조립하는 공정과, 구동부에 의해 가동 광학부재를 이동시킴으로써 투영 광학계를 조정하는 공정과, 구동부를 그것의 구동 범위로부터 정하는 소정의 위치로 이동시킨 상태에 있어서의 투영 광학계의 수차의 정보를 취득하는 공정과, 취득된 수차의 정보에 근거하여 가공용 광학부재의 표면을 가공하는 공정과, 가공된 가공용 광학부재를 투영 광학계에 조립하는 공정을 갖고, 구동부를 상기 구동 범위로부터 정하는 소정의 위치로 이동시키는 공정을 더 갖는 투영 광학계의 제조방법이다.

Description

투영 광학계의 제조방법 및 디바이스 제조방법{METHOD OF MANUFACTURING ILLUMINATION OPTICAL SYSTEM AND METHOD OF MANUFACTURING DEVICE}
본 발명은, 투영 광학계의 제조방법, 및, 디바이스 제조방법에 관한 것이다.
노광장치는, 반도체 디바이스나 액정 표시장치 등의 제조공정인 리소그래피 공정에 있어서, 마스크(레티클)를 조명하고, 투영 광학계를 거쳐 감광제(레지스트)가 도포된 기판(웨이퍼나 글래스 플레이트 등) 위에 마스크의 패턴을 전사하는 장치이다.
예를 들면, 글래스 플레이트에 패턴을 전사하는 투영 노광장치에서는, 최근, 마스크 위의 보다 큰 면적 패턴을 기판 위에 일괄 노광하는 노광장치가 요구되고 있다. 이 요구에 대응하기 위해서, 고해상력이 얻어지고, 또한, 대화면을 노광할 수 있는 스텝·앤드·스캔 방식의 주사형 투영 노광장치가 제안되어 있다. 이 주사형 노광장치는, 마스크 및 기판을 이동시키면서, 슬릿을 투과한 노광 광에 의해 마스크를 조명하고, 투영 광학계를 거쳐 기판 위에서 노광 광을 주사함으로써, 기판 위에 마스크의 패턴을 전사하는 것이다. 일본국 특허 5398185호 공보에는, 이러한 전사공정에 있어서 마스크의 패턴의 투영 배율을 조정하기 위한 조정기구를 구비하고 있는 투영 광학계를 갖는 노광장치가 기재되어 있다. 조정기구는, 실린드리컬 면을 갖는 광학부재를 복수 구비하고, 광학부재 사이의 간격을 변경함으로써, 투영 배율을 조정한다. 광학부재의 이동은, 광학부재나 그것의 유지기구에 접속된 액추에이터에 의해 행해진다.
투영 광학계를 제조할 때, 복수의 광학부재를 조립하고, 조정하는 공정이 필요하다. 조정공정에 있어서, 조립 오차와 수차가 저감하도록 광학부재의 위치를 변경한다. 일본국 특허 5398185호 공보에 기재된 조정기구에 있는 광학부재도, 조정을 위해, 그것의 위치가 변경될 수 있다. 즉, 조정공정에 있어서, 그 광학부재의 위치가 이동되어 투영 광학계가 제조된 후, 노광공정에 있어서 투영 배율을 조정하기 위해, 그 광학부재의 위치를 변경한다. 조정공정에 있어서 광학부재를 이동해 버리면, 노광공정에 있어서 투영 배율을 조정하기 위해 필요한 광학부재의 이동량이 광학부재의 가동 범위를 초과해 버려, 투영 배율을 충분히 조정할 수 없는 경우가 있다. 즉, 투영 광학계의 결상 성능의 조정 범위가 좁아져 버린다.
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상기 과제를 해결하는 본 발명의 일측면은, 물체의 상을 상면(像面)에 투영하는 투영 광학계의 제조방법에 있어서, 구동부를 구비한 가동 광학부재를 포함하는 복수의 광학부재를 조합하여 배치함으로써, 상기 투영 광학계를 조립하는 조립공정과, 상기 구동부에 의해 상기 가동 광학부재를 이동시킴으로써 상기 투영 광학계를 조정하는 조정공정과, 상기 구동부를 그것의 구동 범위로부터 정하는 소정의 위치로 이동시킨 상태에 있어서 상기 투영 광학계의 수차의 정보를 취득하는 취득공정과, 취득된 상기 수차의 정보에 근거하여, 가공용 광학부재의 표면을 가공하는 가공공정과, 가공된 상기 가공용 광학부재를 상기 투영 광학계에 짜넣는 짜넣음공정을 갖고, 상기 구동부를 상기 구동 범위로부터 정하는 상기 소정의 위치로 이동시키는 이동공정을 더 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징은 (첨부도면을 참조하여 주어지는) 이하의 실시형태의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 노광장치의 개요도다.
도 2는 광학부재를 이동하기 위한 구동부의 개략도다.
도 3은 투영 광학계의 종래의 제조방법의 흐름도다.
도 4는 제1실시형태에 있어서의 투영 광학계의 제조방법의 흐름도다.
도 5는 제2실시형태에 있어서의 투영 광학계의 제조방법의 흐름도다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시형태를 첨부의 도면에 근거하여 상세히 설명한다.
(제1실시형태)
도 1은, 노광장치의 개략도다. 노광장치는, 조명 광학계 IL 및 투영 광학계 PO를 포함하고 있다. 조명 광학계 IL과 투영 광학계 PO 사이에는, 제조해야 할 디바이스의 회로 패턴이 묘화되어 있는 마스크(1)를 유지해서 이동 가능하게 하는 마스크 스테이지(2)가 배치되어 있다. 조명 광학계 IL에는 광원이 포함되어 있고, 예를 들면, 고압 수은 램프가 사용 가능하다. 단, 광원은 제조할 디바이스에 대해 적절한 것이 임의로 선택가능하다. 조명 광학계 IL은, 광원으로부터의 빛을 사용해서 마스크(1)를 조명하고, 투영 광학계 PO에서 마스크(1)의 패턴의 상을, 기판 스테이지(4)에 유지된 기판(3)에 투영한다. 기판(3)에는 노광 광에 감도가 있는 포토레지스트가 도포되어 있고, 노광 패턴을 현상함으로써, 기판(3) 위에 레지스트 패턴이 형성된다. 노광시에는, 마스크 스테이지(2)와 기판 스테이지(4)를 동기해서 이동시키면서, 기판(3) 위를 소정의 조명 영역으로 주사하면서 노광한다.
투영 광학계 PO는, 마스크(1)로부터의 빛의 진행 방향을 따라, 순서대로 굴절 광학부재 5, 사다리꼴 거울(20)의 평면 거울 20a, 제1 오목 거울(6), 굴절 광학부재 7, 볼록 거울(8), 제2 오목 거울(9), 사다리꼴 거울(20)의 평면 거울 20b, 굴절 광학부재 10을 포함한다. 굴절 광학부재 5 및 10은, 투영 광학계 PO의 결상 성능, 예를 들면, 배율과 수차 등을 보정하기 위한 보정 광학계이다. 각 굴절 광학부재는, 비구면의 렌즈나 플레이트, 또는, 쐐기 형상의 광학부재 등으로 구성된다.
굴절 광학부재 5 및 10에는 각각 구동부 11 및 12가 구성되어 있다. 도 2에, 굴절 광학부재 5와, 그것의 구동부 11의 개략도를 나타낸다. 구동부 11은, 베이스(21)와, 액추에이터(22)와, 가동기구(23)와, 굴절 광학부재 5를 유지하는 유지기구를 갖는다. 액추에이터(22)는 모터나 압전소자 등이며, 그것의 구동력을 가동기구(23)에 전해, 가동기구(23)를 상하 이동시킨다. 액추에이터를 구동함으로써 가동기구를 거쳐 굴절 광학부재 5의 위치를 변경하는 것이 가능하다. 즉, 굴절 광학부재 5는 가동 광학부재로서 구성된다. 굴절 광학부재의 위치는, 예를 들면 레이저 간섭계 등의 위치 측정장치에 의해 측정이 가능하다. 위치 측정장치에 의해 측정된 굴절 광학부재의 위치는, 굴절 광학부재의 위치의 조정에 사용된다. 이때, 구동부 11은, 가동기구(23)와 함께 또는 그 대신에, 액추에이터의 구동력을 굴절 광학부재에 전하는, 그 밖의 가동기구를 구비할 수도 있다. 예를 들면, 굴절 광학부재인 렌즈의 광축에 대해 수직한 방향으로 이동하는 가동기구나, 렌즈의 광축에 대해 수직한 축 주위의 회전 방향으로 렌즈를 회전시키는 가동기구, 또는, 이들 복수의 방향으로 이동하는 가동기구가 있다. 또한, 구동부 11은, 액추에이터에 접속된 가동기구의 위치를 측정하는, 인코더나 레이저 간섭계 등의 센서를 구비한다. 제어기 13은, 구동부 11의 제어를 행하고, 센서에서 측정된 위치의 정보를 사용하여, 액추에이터(22)의 피드백제어 등을 행한다. 여기에서는, 굴절 광학부재 5에 구비된 구동부 11에 대해 설명했지만, 굴절 광학부재 10에 구비된 구동부 12도, 구동부 11과 동일한 구성이다.
일반적으로, 노광장치에 의해 제조되는 디바이스는, 기판(3) 위에 형성된 패턴에 중첩하여, 그것의 위에 패턴을 노광하고, 기판(3) 위에 복수의 패턴을 적층 인쇄해서 형성함으로써 제조된다. 기판(3)은, 레지스트 도포나 현상 처리시에, 열처리 등을 행함으로써, 신축한다. 기판(3)이 신축하면, 기판 위에서 패턴을 중첩하여 노광할 때, 중첩 오차가 생긴다. 그 중첩 오차를 저감하기 위해서, 노광장치에 구비된 미도시의 계측장치에 의해 기판(3)의 신축량을 계측한다. 제어기(13)는, 그 계측값에 근거하여, 패턴의 중첩 오차를 최소로 하기 위한 굴절 광학부재 5, 10의 목표 위치 또는 이동량을 산출한다. 그리고, 제어기(13)는, 산출한 목표 위치 또는 이동량에 근거하여, 굴절 광학부재 5, 10을 이동시키기 위한 구동부 11, 12의 액추에이터의 구동량을 산출한다. 그리고, 제어기(13)는, 산출한 구동량에 근거하여, 구동부 11, 12의 액추에이터에 구동 지령을 송신하여, 그 액추에이터를 구동시킨다. 구동부 11, 12의 액추에이터에 의해 굴절 광학부재 5, 10을 이동시킨 후, 기판(3) 위에의 패턴의 노광을 행함으로써, 패턴의 중첩 오차를 저감하는 것이 가능하다.
굴절 광학부재 5, 10 및 구동부 11, 12에 의한 투영 광학계의 결상 성능의 조정 범위는, 원점에서 볼 때 플러스측으로의 조정과, 마이너스측으로의 조정을 포함한다. 예를 들면, 투영 광학계의 배율의 조정 범위로서, 확대하는 방향으로의 배율 조정과, 축소하는 방향으로의 배율 조정이 가능하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 액추에이터에 접속된 가동기구의 가동 범위(구동부의 구동 범위)의 중심 부근에 가동기구가 있는 상태를 초기 위치로 하여 굴절 광학부재를 배치하도록 설계한다. 그리고, 그 중심 부근으로부터 한쪽의 측으로 가동기구를 액추에이터로 이동시킴으로써, 굴절 광학부재를 이동시켜, 확대하는 방향으로의 배율 조정을 행한다. 한편, 그 중심 부근으로부터 한쪽의 측과는 반대의 측으로 가동기구를 액추에이터로 이동시킴으로써, 굴절 광학부재도 반대측으로 이동시켜, 축소하는 방향으로의 배율 조정을 할 수 있도록 구성되어 있다.
중첩 오차는 기판에 따라 각각 격차가 있기 때문에, 보다 넓은 범위의 중첩 오차에 대응할 필요가 있다. 그 때문에, 굴절 광학부재 5, 10 및 구동부 11, 12에 의한 투영 광학계의 결상 성능의 조정 범위를, 플러스측으로 조정 범위, 및, 마이너스측으로 조정 범위 모두, 보다 넓게 확보할 필요가 있다.
단, 굴절 광학부재 5, 10은, 중첩 오차의 조정 이외에도, 투영 광학계 PO의 조립 오차나 투영 광학계 PO의 수차의 조정에도 사용되고, 각 조정을 위해, 구동부 11, 12의 액추에이터를 구동할 필요가 있다. 그 때문에, 투영 광학계 PO의 조립 오차나 투영 광학계 PO의 수차의 조정을 위해 액추에이터를 구동하면, 중첩 오차의 조정용으로 확보되는, 투영 광학계의 결상 성능의 조정 범위가 좁아져 버린다고 하는 문제가 있다.
투영 광학계 PO의 종래의 제조방법의 절차를, 도 3을 사용하여 설명한다. 도 3은, 투영 광학계의 종래의 제조방법을 나타낸 흐름도다.
우선, 투영 광학계를 구성하기 위한 복수의 미러나 렌즈 등의 광학부재를 가공해서 제조한다(S201). 그리고, 가공된 복수의 광학부재를 짜넣어, 투영 광학계를 조립한다(S202 조립공정). 조립시에, 구동부를 구비한 굴절 광학부재 5, 10에 대해서는, 액추에이터에 접속된 가동기구의 가동 범위의 중심 부근에 가동기구가 있는 상태가 되도록 배치해서 조립한다. 한편, 각 광학부재나 조립에 사용하는 광학부재의 유지기구나 구동부에는, 설계상의 공차범위 내의 오차가 존재하기 때문에, 조립 오차가 발생한다. 조립 오차는, 설계상의 공차로부터 조립전의 단계에서 예측해 두는 것에 의해, 발생하고 있는 오차를 구하는 것이 가능하다. 조립 오차로서, 예를 들면, 복수의 광학부재의 간격의 오차나 광학부재의 편심의 오차를 들 수 있다.
다음에, 구해진 오차에 근거하여, 그 오차가 저감하도록, 즉, 설계상의 위치로 되도록, 각 광학부재의 위치를 조정한다(S203).
구동부를 구비한 굴절 광학부재 5, 10에 대해서는, 위치 측정장치에 의해 측정된 굴절 광학부재의 위치에 근거하여, 액추에이터를 구동하는 것에 의해 가동기구를 이동시킴으로써, 굴절 광학부재 5, 10의 위치를 조정한다. 이때, 굴절 광학부재 5, 10을 이동시키는 가동기구는, 그것의 가동 범위의 중심 부근으로부터 어긋나게 된다.
S203의 조정이 완료한 후, 수차 계측장치를 사용해서 투영 광학계의 수차를 계측한다(S204). 수차 계측장치로서는, 간섭계 등 공지의 장치를 사용할 수 있다. 수차를 계측함으로써, 광 투과부재의 굴절률의 균질성 등, 조립시에는 얻어지지 않는 정보도 얻는 것이 가능해져, 투영 광학계의 수차를 보다 고정밀도로 조정하는 것이 가능해진다. 다음에, 계측된 수차에 근거하여, 그 수차가 작아지도록 투영 광학계의 수차를 조정한다(S205). 수차조정은, 굴절 광학부재 5, 10을 구동부에 의해 이동시키거나, 그 밖의 굴절 광학부재나 반사경의 간격이나 편심을 조정해서 행할 수 있다. 연산장치는, 계측된 수차에 근거하여, 그 수차를 작게 하기 위한 광학부재의 목표 위치나 이동량을 산출하고, 더구나, 광학부재의 목표 위치나 이동량으로부터 구동부의 액추에이터의 구동량을 산출한다. 그리고, 제어기(13)는, 산출된 구동량에 근거하여, 구동부 11, 12의 액추에이터에 구동 지령을 송신하여, 그 액추에이터를 구동시킨다. 그리고, 그 액추에이터에 의해 굴절 광학부재 5, 10을 이동시킨다. 이때, 굴절 광학부재 5, 10을 이동시키는 가동기구는, S203에 있어서의 위치로부터 더 어긋나게 된다.
S205에서 수차의 조정을 행한 후에도, 고차의 수차가 보정되지 않고 잔존해 버린다. 따라서, 투영 광학계에 잔존하는 수차를 계측한다(S206). 잔존하는 수차는, 광학부재의 간격 조정이나 편심 조정으로는 보정을 할 수 없으므로, 가공용 광학부재의 표면의 형상을 가공함으로써 보정한다. 그 때문에, 연산장치를 사용하여, 계측된 잔존 수차에 근거하여, 잔존 수차를 저감하기 위해서 필요한, 가공용 광학부재의 표면 형상의 가공량을 산출한다(S207). 그리고, 연마 가공장치를 사용하여, 산출된 가공량에 근거하여, 가공용 광학부재의 표면을 연마해서 가공한다(S208). 연마 가공장치로서는, 연마 패드로 광학부재의 표면을 연마하는 공지의 장치를 사용할 수 있다. 다음에, 가공된 광학부재를 투영 광학계에 짜넣는다(S209 짜넣음공정). 가공용 광학부재는, 예를 들면, 이미 투영 광학계 내부에 배치되어 있는 굴절 광학부재 5, 10을 적용할 수 있다. S208 및 S209에 있어서는, 투영 광학계로부터, 이미 투영 광학계 내부에 배치되어 있는 굴절 광학부재 5, 10을 꺼내어, 그것의 표면 형상을 가공하고, 투영 광학계로 되돌린다.
이때, 가공용 광학부재의 짜넣음시에도, 광학부재의 간격 오차나 편심 오차 등에 의해, 수차가 발생할 가능성이 있다. 투영 광학계의 수차를 계측하고(S210), 계측된 수차에 근거하여, 계측된 수차를 무시할 수 없는 경우에는, 수차를 조정하기 위해서 투영 광학계의 광학부재의 간격이나 편심의 조정을 행한다(S211). 이에 따라, 가공용 광학부재의 짜넣음시에 발생하는 수차도 저감할 수 있다. 수차의 조정을 행한 후, 투영 광학계의 수차를 더 계측하여(S212), 투영 광학계의 수차가 허용범위 내인지를 판단한다 (S213). 이 판단은, S212에서 계측되는 파면수차로부터 RMS(Root Means Square)의 값을 구하고, 사양으로서 정해져 있는 목표값과 비교함으로써 행할 수 있다.
투영 광학계의 수차가 허용범위 내인 경우에는, 투영 광학계 PO의 제조가 완료된다. 투영 광학계의 수차가 허용범위 내가 아닌 경우에는, 재차, S211의 수차조정으로 되돌아가, 투영 광학계의 수차가 허용범위 내로 될 때까지 S211∼S213을 반복한다.
S203과 S205에 있어서, 굴절 광학부재 5, 10의 위치를 조정하기 위해, 최종적으로 제조된 투영 광학계 PO에 있어서는, 굴절 광학부재 5, 10을 이동시키는 가동기구는, 그것의 가동 범위의 중심 부근으로부터 어긋나 버려 있다. 그 때문에, 투영 광학계 PO가 제조된 후에, 배율 등의 투영 광학계의 결상 성능을 조정할 때의 조정 범위는, 플러스측의 조정 범위, 및, 마이너스측의 조정 범위의 어느 한쪽은 좁아지고, 다른 쪽은 넓어져 있다. 조정 범위가 좁아지면, 중첩 오차를 충분히 저감할 수 없는 경우가 있다. 한편, 구동부의 구조 설계에서, 투영 광학계의 결상 성능의 조정 범위를 넓히려고 하면, 구동부의 기구가 복잡해지거나, 대형화하거나, 스페이스나 기구의 설계 제약 때문에 실현되지 않는다.
따라서, 본 실시형태에서는, 종래의 제조방법을 개선하여, 구동부의 구조를 바꾸지 않고, 투영 광학계의 결상 성능의 조정 범위를 넓히기 위해, 도 4에 나타낸 투영 광학계의 제조방법을 행한다. 도 4는, 본 실시형태에 있어서의 투영 광학계의 제조방법을 나타낸 흐름도다.
S301로부터 S305까지는, 종래의 S201로부터 S205까지와 같으므로, 설명은 생략한다.
S305의 수차조정 후, 수차 계측장치를 사용하여, 조정후의 투영 광학계에 잔존하는 수차를 계측한다(S306). 여기에서, 얻어진 잔존 수차를 31로 한다.
또한, S305의 수차조정 후, 굴절 광학부재 5, 10에 구비된 구동부의 가동기구의 현재 위치를 센서를 사용해서 계측하고, 제어기(13)가, 센서에 의한 계측신호를 취득하여, 그것의 현재 위치의 정보를 취득한다(S307). 제어기(13)는, 취득한 가동기구의 현재 위치의 정보로부터, 가동기구의 현재 위치와, 가동기구의 이동 범위(구동부의 구동 범위)의 중심 위치의 차분을 구한다(S308). 여기에서, 중심 위치로서, 미리 설계되어 있는 구동 범위의 상한과 하한의 값으로부터, 그들의 한가운데의 값으로서 결정한다. 그리고, 미도시의 연산장치가, 구한 차분의 정보를 취득하고, 구한 차분으로부터, 가동기구를, 현재 위치부터 가동기구의 이동 범위의 중심 위치로 이동시킨 경우의, 투영 광학계의 수차 변화량을 광학 시뮬레이션에 의해 예측해서 계산한다(S309). 시뮬레이션에 의해 계산된 수차 변화량을 32로 한다. 이때, 계산시에, 투영 광학계에 존재하는 모든 구동부에 대해서, 가동기구의 이동 범위의 중심 위치로 이동한 경우의 수차 변화량을 계산해도 되고, 1개의 구동부에 대해서만 계산해도 된다.
다음에, 연산장치는, 잔존 수차 31 및 수차 변화량 32를 보정하기 위해서, 가공용 광학부재의 면 형상의 가공량을 산출한다(S310). 그리고, 연마 가공장치를 사용하여, 산출된 가공량에 근거하여, 가공용 광학부재의 표면을 연마해서 가공한다(S311). 다음에, 가공된 광학부재를 투영 광학계에 짜넣는다(S312). 가공용 광학부재는, 이미 투영 광학계 내부에 배치되어 있는 굴절 광학부재 5, 10이어도 되고, 투영 광학계 밖에 준비된 동등한 광학부재이어도 된다. 또는, 그들의 조합이어도 된다. 가공용 광학부재를, 이미 투영 광학계 내부에 배치되어 있는 굴절 광학부재 5, 10으로 한 경우, S311 내지 S312에 있어서는, 투영 광학계로부터, 이미 투영 광학계 내부에 배치되어 있는 굴절 광학부재 5, 10을 꺼내어, 그것의 표면 형상을 가공하고, 투영 광학계로 되돌린다. 가공용 광학부재를, 투영 광학계 밖에 준비된 동등한 광학부재로 한 경우, 투영 광학계 밖에 준비된 가공용 광학부재의 표면 형상을 가공하고, 투영 광학계에 있는 굴절 광학부재 5, 10과 교환한다.
다음에, S308에 있어서, 구동부의 가동기구를 가동기구의 이동 범위의 중심 위치로 이동시키는 것으로 한 구동부에 대해, 가동기구를 액추에이터에 의해 가동 범위의 중심 위치로 이동시킨다(S313). 가동기구를 가동 범위의 중심 위치로 이동시킴으로써 발생하는 수차는, 가공용 광학부재의 면 형상을 가공한 것에 의해 보정되므로, 투영 광학계의 잔존 수차 31 및 수차 변화량 32를 보정할 수 있다.
다음의 S314로부터 S317까지는, 종래의 S210으로부터 S213까지와 같으므로, 설명은 생략한다.
이상과 같이 하여, 구동부의 가동기구를 가동 범위의 중심 위치로 이동시킨 상태에서 광학부재를 배치하고, 그 상태에서 발생하는 투영 광학계의 수차는, 가공용 광학부재의 표면 형상을 가공함으로써 저감하도록 하고 있다. 이렇게 투영 광학계를 제조함으로써, 구동부의 가동기구를 가동 범위의 중심 위치로 하게 할 수 있어, 그 후의 투영 광학계의 결상 성능의 플러스측의 조정 범위 및 마이너스측의 조정 범위의 어느쪽도 충분한 범위를 확보할 수 있다. 즉, 플러스측의 조정 범위와 마이너스측의 조정 범위의 어느쪽이 좁아진다고 하는 종래의 문제를 해결할 수 있다.
노광장치는, 이렇게 하여 제조된 투영 광학계를 사용하여, 투영 광학계의 배율 등의 결상 성능을 조정하고, 중첩 오차를 저감하여, 마스크의 패턴을 기판 위에 투영한다. 이에 따라, 노광장치는, 중첩 정밀도를 향상시킬 수 있다.
(제2실시형태)
다음에, 도 5에 근거하여 제2실시형태에 있어서의 투영 광학계의 제조방법을 설명한다. 도 5는, 본 실시형태에 있어서의 투영 광학계의 제조방법을 나타낸 흐름도다.
S401로부터 S403까지는, 종래의 S201로부터 S203까지와 같으므로, 설명은 생략한다.
다음에, 굴절 광학부재 5, 10에 구비된 구동부의 가동기구의 현재 위치를 센서를 사용해서 계측하고, 제어기(13)가, 센서에 의한 계측신호를 취득하여, 그것의 현재 위치의 정보를 취득한다(S404). 제어기(13)는, 취득한 위치의 정보에 근거하여, 가동기구의 이동 범위(구동부의 구동 범위)의 중심 위치를 목표 위치로 하여 구동부를 제어하여, 그 중심 위치로 가동기구를 이동시킨다(S405).
다음에, 수차 계측장치를 사용하여, 투영 광학계의 수차를 계측한다(S406). 다음에, 계측된 수차에 근거하여, 투영 광학계의 수차를 조정한다(S407). S407에서는, 수차의 계측결과에서, S405에서 구동 범위의 중심 위치로 되돌아간 구동부를 구비한 광학부재 이외의 광학부재에 대해, 간격 조정이나 편심 조정을 행한다.
그리고, 투영 광학계에 잔존하는 수차를 계측한다(S408). 다음에, 연산장치를 사용하여, 계측된 잔존 수차에 근거하여, 잔존 수차를 저감하기 위해서 필요한, 가공용 광학부재의 표면 형상의 가공량을 산출한다(S409). 그리고, 연마 가공장치를 사용하여, 산출된 가공량에 근거하여, 가공용 광학부재의 표면을 연마해서 가공한다(S410). 다음에, 가공된 광학부재를 투영 광학계에 짜넣는다(S411).
여기에서는, S406의 수차 계측의 후에, S407의 수차조정 및 S408의 수차 계측을 행하는 방법을 설명했지만, S403의 조정으로 충분히 수정되어 있는 경우에는, S406의 수차 계측 결과를 사용하여, 가공용 광학부재의 표면 형상의 가공량을 산출하는 것도 가능하다. 표면 형상의 가공량을 산출하는 경우, 구동 범위의 중심 위치로 되돌아간 구동부를 구비한 광학부재 이외의 광학부재의 간격이나 편심을 조정하는 것을 전제로, 산출하는 것도 가능하다.
다음의 S409로부터 S411까지는 S310으로부터 S312까지와, S412로부터 S415까지는 S314로부터 S317까지와 같으므로, 설명은 생략한다.
이상, 본 실시형태와 같이 투영 광학계를 제조함으로써, 제1실시형태와 마찬가지로, 구동부의 가동기구를 가동 범위의 중심 위치로 이동시킨 상태에서 광학부재를 배치하여, 가공용 광학부재의 표면을 가공하고 있다. 그 때문에, 그 후의 투영 광학계의 결상 성능의 플러스측의 조정 범위 및 마이너스측의 조정 범위의 어느쪽도 충분한 범위를 확보할 수 있다. 전술한 것과 같이, 구동부를 구동 범위의 중심으로 이동시켜 수차를 계측하고, 그 계측 결과에서 발생하고 있는 수차를 보정하도록 면 형상을 가공용 광학부재에 부가함으로써, 구동부를 구동 범위의 중심 위치로 하게 한 채 투영 광학계의 수차를 보정하는 것이 가능하다. 구동부를 구동 범위의 중심으로 위치시킴으로써, 구동부의 복잡화나 대형화를 하지 않고, 충분한 구동 범위를 확보하면서, 양호한 결상 성능을 갖는 투영 광학계의 제조가 가능해진다.
(제3실시형태)
다음에, 전술한 노광장치를 이용한 디바이스(반도체 IC 소자, 액정 표시 소자 등)의 제조방법을 설명한다. 우선, 전술한 제조방법에 의해 투영 광학계를 제조한다. 그리고, 제조된 투영 광학계를 구비한 노광장치를 사용하여, 그 투영 광학계에 의해 마스크의 패턴 상을 감광제가 도포된 기판(웨이퍼, 글래스 기판 등) 위에 투영하여, 기판을 노광한다. 그리고, 노광된 기판(감광제)을 현상하는 공정과, 현상된 기판을 가공하는 다른 주지의 공정을 거침으로써 디바이스가 제조된다. 다른 주지의 공정에는, 에칭, 레지스트 박리, 다이싱, 본딩, 패키징 등이 포함된다. 본 디바이스 제조방법에 따르면, 종래보다도 고품위의 디바이스를 제조할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 이들 실시형태에 한정되지 않고, 그것의 요지의 범위 내에서 다양한 변형 및 변경이 가능하다. 예를 들면, 구동부의 가동기구의 위치를 측정하는 센서는 구동부 외부에 있어도 된다. 또한, 투영 광학계의 수차 계측방법으로서는, 실제로 기판 위에 패턴을 노광하고, 그 노광 결과로부터 투영 광학계에서 발생하는 수차를 계측하는 것 등 여러가지 방법이 적용가능하다.
또한, 투영 광학계 PO의 구성은, 반사경과 렌즈 등의 광 굴절부재를 포함하는 투영 광학계를 예로 들어 설명했지만, 상기 구성에 한정되는 것은 아니다. 물체의 상을 상면에 투영하는 투영 광학계이면 되고, 예를 들면, 반사경을 포함하지 않는, 복수의 렌즈로 이루어진 투영 광학계 등, 임의의 구성이 가능하다.
또한, 상기 실시형태에서는, S309, S313과 S405에 있어서, 구동부를 그것의 구동 범위의 중심 위치로 이동시킨 상태에서 광학부재를 배치하는 것으로 하였다. 단, 투영 광학계의 결상 성능의 조정 범위를 충분히 확보할 수 있으면, 구동부의 배치해야 할 위치는 구동 범위의 중심 위치에 한정되지 않는다. 예를 들면, 투영 광학계의 결상 성능의 조정 범위와 구동부의 구동 범위의 대응관계로부터, 결상 성능의 조정 범위의 원점에 대응하는 구동 범위 내의 위치를 결정하고, 상기 중심 위치의 대신으로 해도 된다. 즉, 구동 범위로부터 정하는 소정의 위치에 구동부를 이동시킨 상태에서 광학부재를 배치해도 된다.
예시적인 실시형태들을 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 이러한 실시형태에 한정되지 않는다는 것은 자명하다. 이하의 청구범위의 보호범위는 가장 넓게 해석되어 모든 변형, 동등물 구조 및 기능을 포괄하여야 한다.
본 출원은 2014년 11월 28일자 출원된 일본 특허출원 2014-242531의 우선권을 주장하며, 이 출원의 전체내용을 참조를 위해 본 출원에 원용한다.

Claims (10)

  1. 물체의 상을 상면에 투영하는 투영 광학계의 제조방법에 있어서,
    구동부에 의해 이동가능한 가동 광학부재를 포함하는 복수의 광학부재를 조합하여 배치함으로써, 상기 투영 광학계를 조립하는 조립공정과,
    상기 구동부에 의해 상기 가동 광학부재를 이동시킴으로써 상기 투영 광학계를 조정하는 조정공정과,
    상기 조정공정 후, 상기 구동부의 구동 범위의 원점에 대한 상기 구동부의 현재 위치를 취득하고, 상기 구동부의 위치를 상기 현재 위치로부터 상기 원점으로 어긋나는 것에 의해 생기는 상기 투영 광학계의 수차의 정보를 취득하는 취득 공정과,
    취득된 상기 수차의 정보에 근거하여, 가공용 광학부재의 표면을 가공하는 가공공정과,
    가공된 상기 가공용 광학부재를 상기 투영 광학계에 짜넣는 짜넣음공정과,
    가공된 상기 가공용 광학부재를 짜넣어, 상기 구동부를 상기 구동 범위의 원점으로 이동시켜 상기 투영 광학계를 제조하는 제조공정,
    을 포함하는 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 구동 범위의 원점은, 상기 구동 범위의 중심 위치인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 가공용 광학부재는 상기 가동 광학부재이고,
    상기 가공공정에 있어서, 상기 투영 광학계에 있는 상기 가동 광학부재를 꺼내어, 상기 가동 광학부재의 표면을 가공하고,
    상기 짜넣음공정에 있어서, 가공된 상기 가동 광학부재를 상기 투영 광학계에 짜넣는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 가공용 광학부재는, 상기 조립공정에서 조립된 상기 투영 광학계의 밖에 있는 광학부재이고,
    상기 가공공정에 있어서, 상기 투영 광학계의 밖에 있는 광학부재의 표면을 가공하고,
    상기 짜넣음공정에 있어서, 상기 투영 광학계에 있는 상기 가동 광학부재와, 가공된 상기 가공용 광학부재를 교환함으로써, 가공된 상기 가공용 광학부재를 상기 투영 광학계에 짜넣는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 취득공정에 있어서, 취득한 상기 현재 위치와 상기 구동 범위의 원점과의 차분에 근거하여 상기 투영 광학계의 수차의 정보를 산출함으로써, 상기 투영 광학계의 수차의 정보를 취득하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 취득공정에 있어서, 상기 구동부의 위치를 상기 현재 위치로부터 원점으로 어긋난 후의 상기 투영 광학계의 수차를 계측함으로써 상기 수차의 정보를 취득하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 조정공정에 있어서, 상기 구동부에 의해 상기 가동 광학부재를 이동시킴으로써, 상기 투영 광학계의 수차를 조정하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 조정공정에 있어서, 상기 투영 광학계의 조립 오차를 조정하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 투영 광학계는, 마스크의 패턴을 상면에 투영하는 투영 광학계인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  10. 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 기재된 제조방법에 의해 투영 광학계를 제조하는 공정과,
    제조된 상기 투영 광학계를 사용하여, 마스크의 패턴을 기판 위에 투영해서 상기 기판을 노광하는 공정과,
    노광된 상기 기판을 현상하는 공정과,
    현상된 상기 기판을 가공해서 디바이스를 제조하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
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