KR102319819B1

KR102319819B1 - 광학장치, 투영 광학계, 노광장치, 및 물품 제조방법

Info

Publication number: KR102319819B1
Application number: KR1020180044751A
Authority: KR
Inventors: 노부히코 야부
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2017-05-09
Filing date: 2018-04-18
Publication date: 2021-11-01
Also published as: KR20180123629A; JP2018189850A; JP6875925B2

Abstract

간단한 구성으로 미러의 반사면을 정밀하게 변형시키기 위해서 유리한 기술을 제공한다. 광학장치는, 미러와, 상기 미러의 반사면과 반대측의 이면에 대하여 이격되어 배치되고, 상기 미러를 지지하는 베이스 부재와, 상기 베이스 부재에 설치되고, 상기 베이스 부재와 상기 미러 사이의 거리를 계측하는 복수의 센서와, 상기 베이스 부재와 상기 미러 사이에 설치되고, 상기 미러에 힘을 가하는 복수의 액추에이터와, 상기 복수의 센서에 의한 계측결과에 근거하여, 상기 복수의 액추에이터를 제어하는 제어부와, 상기 제어부에 의한 상기 복수의 액추에이터 각각의 지령값의 이력을 기억하는 기억부를 갖고, 상기 제어부는, 상기 기억부에 기억되어 있는 상기 이력에 근거하여, 열에 의한 상기 베이스 부재의 변형량을 추정하고, 상기 변형량의 영향을 저감하도록 상기 복수의 액추에이터 중 적어도 어느 한개의 상기 지령값을 보정한다.

Description

광학장치, 투영 광학계, 노광장치, 및 물품 제조방법{OPTICAL DEVICE, PROJECTION OPTICAL SYSTEM, EXPOSURE APPARATUS, AND MANUFACTURING METHOD OF ARTICLE}

본 발명은, 미러의 반사면을 변형시키는 광학장치, 그것을 사용한 투영 광학계, 노광장치, 및 물품 제조방법에 관한 것이다.

반도체 디바이스 등의 제조에 사용되는 노광장치에 있어서는, 해상도를 향상시키기 위해서 투영 광학계의 광학수차를 보정할 필요가 있다. 특허문헌 1에는, 마스크와 기판의 특성을 계측하고, 계측한 특성에 근거하여, 복수의 액추에이터를 사용해서 미러의 반사면을 변형시키는 기술이 개시되어 있다.

미러의 반사면을 변형시키는 광학장치에 있어서는 발열의 문제가 존재한다. 각 액추에이터를 구동시킬 때에 흐르는 전류에 의해, 액추에이터가 발열한다. 액추에이터가 발열하면, 미러와 액추에이터를 고정하고 있는 베이스에 온도분포가 생기고, 그 결과, 베이스가 열변형할 수 있다. 베이스가 열변형하면, 액추에이터의 구동량에 오차가 생겨서 미러를 목표 형상으로 변형시킬 수 없어, 원하는 광학성능을 얻는 것이 곤란해질 수 있다.

이러한 열의 문제에 대하여, 특허문헌 2에는, 열부하에 의한 요소의 변형을 보상하기 위한 열보상 변형 유닛을 구비한 리소그래피 장치가 개시되어 있다. 이 열보상 변형 유닛은, 요소 위의 위치에서 온도를 온도센서로 검출하고, 검출된 온도에 근거하여, 열부하에 의한 요소의 변형을 예측한다.

일본국 특허 제4330577호 공보 일본국 특개 2005-101593호 공보

그러나, 변형의 영향을 정확하게 예측하기 위해서는, 미러 위의 다수의 점에 있어서의 온도를 검출하지 않으면 안된다. 따라서, 다수의 온도센서가 필요하게 되기 때문에, 구조가 복잡화하고 코스트로 증대한다.

본 발명은, 간단한 구성으로 미러의 반사면을 정밀하게 변형시키기 위해서 유리한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일측면에 따르면, 미러와, 상기 미러의 반사면과는 반대측의 이면에 대하여 이격되어 배치되고, 상기 미러를 지지하는 베이스 부재와, 상기 베이스 부재에 설치되고, 상기 베이스 부재와 상기 미러 사이의 거리를 계측하는 복수의 센서와, 상기 베이스 부재와 상기 미러 사이에 설치되고, 상기 미러에 힘을 가하는 복수의 액추에이터와, 상기 복수의 센서에 의한 계측결과에 근거하여, 상기 복수의 액추에이터를 제어하는 제어부와, 상기 제어부에 의한 상기 복수의 액추에이터 각각의 지령값의 이력을 기억하는 기억부를 갖고, 상기 제어부는, 상기 기억부에 기억되어 있는 상기 이력에 근거하여, 열에 의한 상기 베이스 부재의 변형량을 추정하고, 상기 변형량의 영향을 저감하도록 상기 복수의 액추에이터 중 적어도 어느 한개의 상기 지령값을 보정하는 것을 특징으로 하는 광학장치가 제공된다.

본 발명에 따르면, 간단한 구성으로 미러의 반사면을 정밀하게 변형시키기 위해서 유리한 기술을 제공할 수 있다.

도 1은 실시형태에 있어서의 광학장치의 구성 예를 도시한 도면이다.
도 2는 실시형태에 있어서의 노광장치의 구성 예를 도시한 도면이다.
도 3은 액추에이터 주변의 요부 확대도이다.
도 4a 내지 도 4d는 베이스의 열변형에 의한 센서의 위치 어긋남의 문제를 설명하는 도면이다.
도 5는 실시형태에 있어서의 미러의 형상 보정처리의 흐름도이다.
도 6은 실시형태에 있어서의 미러의 형상 보정처리의 흐름도이다.

이하, 도면을 참조해서 본 발명의 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다. 이때, 이하의 실시형태는 본 발명의 실시의 구체적인 예를 나타낸 것에 지나지 않는 것이며, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시형태 중에서 설명되어 있는 특징의 조합의 모두가 본 발명의 과제해결을 위해 필수적인 것이라고는 할 수 없다.

<제1실시형태>

도 1에 본 실시형태에 있어서의 광학장치(3)의 구성 예를 나타낸다. 본 실시형태에 있어서 사용되는 미러(31)는, 얇은 메니스커스 형상을 이루고, 오목면측에 반사막이 코팅된 반사면(311)을 가진다. 미러(31)의 재질은, 예를 들면, 저열팽창 세라믹, 저열팽창 글래스 등일 수 있다. 미러의 이면으로부터 힘을 주는 것에 의해 반사면(표면)을 용이하게 변형시키는 것이 가능하도록, 미러(31)는 매우 얇게 가공되어 있다. 단 지나치게 얇으면, 변형시의 응력 등에 의한 파손의 가능성이 커진다. 직경 1000mm의 미러이면, 두께는 예를 들면, 5mm 내지 20mm 정도이다.

광학장치(3)는, 미러(31)의 반사면(311)과는 반대측의 이면(312)에 대하여 이격되어 배치된 베이스 부재(34)를 가진다. 베이스 부재(34)는 미러(31)를 지지하는 부재이며, 예를 들면, 베이스 부재(34)는, 미러(31)의 중심을 포함하는 미러(31)의 일부를, 중심축(35)에 의해 지지하고 있다. 중심축(35)은 베이스 부재(34)의 일부로서 형성되어도 되고, 베이스 부재(34)와는 다른 부재로서 설치되어 있어도 된다. 베이스 부재(34)의 재질은, 예를 들면, 저열팽창재인 인바재, 세라믹, 혹은 글래스 등일 수 있다. 베이스 부재(34)와 미러(31) 사이에는, 복수의 액추에이터(32)가 설치된다. 액추에이터(32)는, 반사면(311)의 형상을 변화시키기 위해, 미러(31)의 이면(312)에 힘을 가한다. 본실시형태에서는, 액추에이터(32)로서 보이스 코일 모터(VCM)를 사용한다.

도 3에, 도 1의 파선 36으로 둘러싸인 액추에이터(32) 주변의 요부 확대도를 나타낸다. VCM의 가동자(322)는 미러(31)에 고정되고, 액추에이터(32)인 VCM은, 고정자(321)와 가동자(322)를 포함한다. 고정자(321)는 베이스 부재(34)에 고정되고, 가동자(322)는 미러(31)의 이면(312)에 고정되어 있다. 고정자(321)에 전류를 흘리면, 가동자(322)와 고정자(321) 사이에 전자력이 생겨, 미러(31)의 이면(312)에 힘을 가할 수 있다. 이때, 액추에이터(32)로서는 VCM 이외에, 전자석, 정전력 등을 이용한 기구를 채용해도 된다.

도 1에 나타낸 것과 같이, 액추에이터(32)는, 미러(31)의 전체면에 걸쳐서 복수 설치되어 있고, 이에 따라 미러(31)를 임의의 형상으로 변형시킬 수 있다. 베이스 부재(34)에는 더구나, 베이스 부재(34)와 미러(31) 사이의 거리를 계측(검지)하는 복수의 센서(33)가 설치된다. 센서(33)로서는, 미러(31)의 변위를 계측하는 것으로, 예를 들면, 정전용량 센서나 광학식 센서 등을 채용할 수 있다. 복수의 센서(33)는 각각, 예를 들면, 각 액추에이터(32)의 작용점 근방의 미러 이면(312)의 변위를 계측하도록 배치된다.

복수의 액추에이터(32) 및 복수의 센서(33)는 각각, 제어부(38)에 접속되어 있다. 제어부(38)는, 복수의 센서(33)에 의한 계측결과(계측값)를 받고, 그 계측값에 근거하여 복수의 액추에이터(32) 각각의 지령값을 제어한다. 지령값은, 예를 들면, 전류값일 수 있다. 제어부(38)는, 예를 들면, CPU(38a)와 메모리(38b)를 가지는 컴퓨터로 구성될 수 있다.

이하, 미러(31)의 형상을 제어하는 방법에 대해 설명한다. 액추에이터(32)에 전류가 흐르지 않고 있는 상태, 즉 미러(31)에 액추에이터(32)에 따른 외력이 가해지고 있지 않은 상태를 초기 상태로 부른다. 또한, 초기 상태에 있어서의 미러 형상을 초기 형상으로 부른다. 초기 형상은 사전의 계측에 의해 기지인 것으로 한다. 우선, 목표로 하는 미러(31)의 면 형상의 정보가, 제어부(38)에 입력된다. 면 형상의 정보는, 예를 들면, 면 형상을 Zernike 다항식에서 전개해서 얻어진 각 항의 계수다. 면 형상의 정보는, Zernike 다항식에 한정되지 않고, 다른 함수나, 비트맵 등의 형식의 데이터이어도 된다.

제어부(38)는, 초기 형상과 목표로 하는 면 형상과의 차이에 근거하여, 각 액추에이터(32)의 목표 구동량을 결정하고, 그 목표 구동량을 실현하는 지령값으로서의 전류값를, 각 액추에이터(32)에 제공한다. 각 액추에이터(32)는, 주어진 전류값에 따른 힘을 미러(31)에 가해서 미러(31)를 변형시킨다. 이상적으로는, 변형후의 면 형상은, 목표로 하는 면 형상과 일치할 것이다. 그러나, 전류량의 오차 등의 요인에 의해, 목표 구동량과 실제의 구동량 사이에는 오차가 존재한다. 그 때문에, 목표로 하는 면 형상과 실제의 면 형상 사이에는 오차가 생긴다. 이 오차를 저감하기 위해서, 제어부(38)는 센서(33)로부터의 계측값을 사용해서 피드백 제어를 행한다. 상기한 바와 같이, 각 센서(33)는, 각 액추에이터(32)의 작용점 근방의 미러(31)의 변위를 계측하고, 계측한 변위량을 계측값으로서 제어부(38)에 보낸다. 오차가 없으면, 센서(33)에 의해 계측된 변위량은, 대응하는 액추에이터(32)의 목표 구동량과 일치할 것이지만, 전술한 오차 때문에, 일반적으로 양자에는 차이가 있다. 제어부(38)는, 이 차이에 근거하여 각 액추에이터(32)의 전류값을 조정한다. 예를 들면, 센서(33)에 의해 계측된 변위량이 대응하는 액추에이터(32)의 목표 구동량보다 작을 경우, 대응하는 액추에이터(32)의 전류를 보다 크게 해서 구동량을 증대시킨다. 반대로, 센서(33)에 의해 계측된 변위량이 대응하는 액추에이터(32)의 목표 구동량보다도 클 경우, 대응하는 액추에이터(32)의 전류를 보다 작게 해서 구동량을 감소시킨다. 이러한 피드백 제어를 행함으로써, 면 형상을 목표 형상에 가깝게 한다.

다음에, 액추에이터의 발열의 문제에 대해 설명한다. 액추에이터(32)에 전류를 흘려 구동하면, 흘린 전류량에 따라 액추에이터(32)가 발열한다. i번째의 액추에이터(32)의 발열량 Qi는 다음 식으로 표시된다.

Qi=d·Ai²/R (식 1)

여기에서, d는 VCM의 열손실 계수다. R은, VCM의 전기 저항이며, 사용되고 있는 VCM의 종류가 동일하면, 모든 액추에이터(32)에서 공통의 값을 취한다. Ai는 i번째의 액추에이터(32)의 VCM에 흐르는 전류다.

각 액추에이터(32)에서 발생한 열은, 베이스 부재(34)에 전해진다. 그 결과, 베이스 부재(34)에는 초기 상태와는 다른 온도분포가 생긴다. 베이스 부재(34)에 온도분포가 생기면, 그것에 따라 베이스 부재(34)가 열변형한다. 따라서, 베이스 부재(34)의 형상도 초기 상태와는 다른 것으로 된다.

베이스 부재(34)가 변형했을 경우, 센서(33)의 위치 어긋남이 문제가 되는 것을, 도 4a 내지 도 4d를 사용하여 설명한다. 도 4a 내지 도 4d에 있어서, 도 4a는, 초기 상태를 나타내고 있다. 미러(31)의 밑면의 초기 위치(313), 베이스 부재(34)의 윗면의 초기 위치(341)의 위치가 파선으로 표시되어 있다. 도 4b는, 목표 구동량 D가 주어져, 액추에이터(32)에 의해 힘을 받은 미러면의 위치가 D만큼 변위한 상태를 나타내고 있다. 미러(31)는 초기 위치(313)로부터 D만큼 변위한 위치 314에 있다.

여기에서, 발열의 영향에 의해 베이스 부재(34)가 열변형했을 경우를 생각한다. 도 4a 내지 도 4d에 있어서 도 4c는, 베이스 부재(34)가 Δ만큼 열변형한 상태를 나타내고 있다. 베이스 부재(34)의 윗면은, 초기 위치(341)로부터 Δ만큼 변위한 위치 342에 있다. 베이스 부재(34)의 변형에 따라, 센서(33)의 위치도 면에 수직한 방향으로 Δ만큼 변위한다(면에 평행한 방향의 변위는, 수직방향과 비교해서 영향이 작기 때문에, 여기에서는 무시한다). 그러면, 센서(33) 자체가 미러(31)에 Δ만큼 다가오기 때문에, 센서(33)에 의한 미러 변위량의 측정값이 Δ만큼 속여지게 된다. 즉, 도 4c의 상태에서는, 센서(33)가 출력하는 변위량(계측값)은 D-Δ가 되어 버린다. 이 계측값에 근거해서 전술의 피드백 제어가 행해지면, 최종적인 면 형상은, 목표 형상에 각 센서의 원점 위치의 변화가 중첩된 모양으로 되어 버린다. 도 4a 매지 도 4d에 있어서 도 4d는, 피드백 제어가 행해진 후의 상태를 나타내고 있다. 센서(33)의 계측값이 D가 되도록 미러(31)는 변위되기 때문에, 최종적인 미러(31)의 위치 315는, 초기 위치(313)로부터 D+Δ만큼 변위한 위치가 된다. 이것은 본래의 목표인 구동량 D와 달라져 버린다. 결과적으로, 목표로 하는 면 형상을 실현할 수 없다.

다음에, 제어부(38)에 의한, 미러(31)의 형상 보정처리를, 도 5의 흐름도에 근거하여 설명한다.

제어부(38)는, 각 액추에이터(32)에 흘린 전류값의 이력정보를 기억부인 메모리(38b)에 격납하고 있다. S1에서, 제어부(38)는, 메모리(38b)에 기억되어 있는 이력정보를 판독하여, 식 1에 근거하여 각 액추에이터(32)의 발열량을 계산한다. S2에서, 제어부(38)는, S1에서 계산된 발열량에 근거하여, 베이스 부재(34)의 온도분포를 계산한다. 여기에서, 온도분포의 계산은, 시뮬레이터 등의 해석 프로그램을 사용해서 행할 수 있다. 시뮬레이터에는, 미리, 광학장치 전체의 형상과, 그것을 구성하는 각 재료의 물성값(열전도율, 열용량, 선열팽창계수, 영률, 포와송비 등)이 해석모델로서 입력되어 있다. 더구나, 이 해석모델에, S1에서 계산한 발열량의 이력정보가, 위치 좌표(x, y, z) 및 시간의 함수로서 입력된다. 이 해석모델을 시뮬레이터에게 해석하게 함으로써, 베이스 부재(34)의 온도분포가 계산된다. 해석에는, 예를 들면, 유한요소법(FEM)이 사용된다.

S3에서, 제어부(38)는, S2에서 계산된 온도분포에 근거하여, 열에 의한 베이스 부재(34)의 변형량(열변형량)을 계산(추정)한다. 여기에서, 열변형량의 계산은, 스텝 S2와 같은 시뮬레이터 등의 해석 프로그램을 사용해서 행할 수 있다. 전술한 해석모델에는, 스텝 S2에서 계산된 온도분포가 포함되어 있다. 이 해석모델을 시뮬레이터에게 해석하게 함으로써, 베이스 부재(34)의 열변형량이 추정된다.

S4에서, 제어부(38)는, S3에서 계산한 베이스 부재(34)의 열변형량으로부터, 각 센서(33)의 원점 위치의 어긋남량을 계산한다. 전술한 바와 같이, 베이스 부재(34)의 변형에 의해, 베이스 부재(34)에 고정되어 있는 센서 자체가 위치 변화하고, 그것에 따라 각 센서(33)의 원점 위치가 벗어난다. S3에서의 계산 결과로부터, 각 센서가 고정되어 있는 위치 좌표(x, y, z)에 있어서의 베이스 부재(34)의 열변형량(Δx, Δy, Δz)을 구함으로써, 각 센서의 위치 변화량을 구할 수 있다.

S5에서, 미러의 목표 형상이 외부에서 입력된다. 목표 형상은, 예를 들면, 미러면 위의 각 점 좌표(X, Y, Z)에 있어서의 변위량(ΔX, ΔY, ΔZ)의 형태로 주어진다.

S6에서, 제어부(38)는, S4에서 계산된 각 센서(33)의 원점 위치의 어긋남량을 고려하여, S5에서 입력된 목표 형상을 실현하기 위한 액추에이터(32)의 구동량을 결정한다. 이 결정은 예를 들면 다음과 같이 해서 행해진다. 우선, 제어부(38)는, 초기 상태에 있어서, 목표 형상을 실현하기 위해서 각 액추에이터를 어느 만큼 구동하면 되는지를 계산한다. 이것은, 예를 들면, S5에서 입력된 목표 형상을, 각 액추에이터에 의해 변위를 받는 위치 좌표에 있어서의 변위량으로 변환함으로써 구해진다. 다음에, 제어부(38)는, S4에서 계산된 각 센서의 원점 위치의 어긋남량을 고려하여, 각 액추에이터의 실제의 구동량을 결정한다. 예를 들면, 액추에이터(32)의 초기 상태에 있어서의 구동량을 D, 베이스 부재(34)의 열변형에 의한 센서(33)의 원점 위치의 어긋남량을 Δ로 하면, 센서의 원점 위치의 벗어남을 고려한 구동량 D'은, D'=D-Δ로 결정된다. 이렇게 하여, 베이스 부재(34)의 열변형량의 영향을 저감하도록 복수의 액추에이터(32) 중 적어도 어느 한개의 지령값이 보정된다.

S7에서, 제어부(38)는, S6에서 결정된 구동량 D'에 근거하여 각 액추에이터(32)의 전류값을 제어한다. 그러면, 실제의 구동량은, Δ+D'=D가 되어, 목표 구동량이 실현된다. 도 4a 내지 도 4d의 예에서 말하면, 도 4c의 상태에서, 초기 상태에 있어서의 구동량 D로부터 열변형량 Δ을 빼서 얻어지는 목표 구동량 D'이 실현된다. 이에 따라, 베이스 부재(34)의 열변형이 미러면 형상에 영향을 미치는 일이 없어진다.

S8에서, 제어부(38)는, 상기와 같은 보정을 행한 후의, 각 액추에이터에 제공한 전류값를, 이력에 포함시키도록 메모리(38b)에 추기한다. 기록된 정보는, 다음번의 S1의 발열량 계산에서 사용되게 된다.

이상의 처리에 따르면, 베이스 부재(34)가 변형해도 미러(31)를 목표 형상에 가깝게 할 수 있다.

<제2실시형태>

제2실시형태에서는, 제1실시형태의 광학장치(3)가 적용된 노광장치의 예를 설명한다. 도 2는, 본 실시형태에 있어서의 노광장치(100)의 구성 예를 도시한 도면이다. 노광장치(100)는, 조명 광학계(1)와, 마스크(21)를 유지해서 이동가능한 마스크 스테이지(22)와, 투영 광학계(7)와, 기판(61)을 유지해서 이동가능한 기판 스테이지(62)와, 제어부(50)를 포함할 수 있다. 제어부(50)는, 예를 들면, CPU(51)과 메모리(52)를 포함하는 컴퓨터로 구성되고, 기판(61)을 노광하는 처리를 제어한다.

조명 광학계(1)는, 광원으로부터 출사된 빛을 슬릿에 의해 정형하고, 정형된 빛(슬릿 광)으로 마스크(21)를 조명한다. 마스크(21) 및 기판(61)은 각각, 마스크 스테이지(22) 및 기판 스테이지(62)에 의해 유지되고, 투영 광학계(7)를 거쳐 광학적으로 거의 공역의 위치(투영 광학계(7)의 물체면 및 상면의 위치)에 배치된다. 투영 광학계(7)는, 소정의 투영 배율을 갖고, 마스크(21)의 패턴 상을 복수의 미러로 반사시켜서 기판(61)에 투영한다. 그리고, 마스크 스테이지(22) 및 기판 스테이지(62)를, 투영 광학계(7)의 물체면과 평행한 방향으로, 투영 광학계(7)의 투영 배율에 따른 속도비로 상대적으로 이동시킨다. 이에 따라, 슬릿 광을 기판 위에서 주사해서 기판(61)의 노광을 행하여, 마스크(21)에 형성되어 있는 패턴을 기판(61)에 전사한다.

투영 광학계(7)는, 복수의 미러로 구성되는 반사형 광학계이며, 복수의 미러 중 1개에, 제1실시형태에서 나타낸 광학장치(3)가 사용되고 있다. 이때, 본 실시형태에 있어서는, 도 1에 나타낸 광학장치(3)에 있어서의 제어부(38)의 기능은 도 2의 제어부(50)가 담당하는 것으로 한다. 투영 광학계(7)에 있어서, 조명 광학계(1)로부터 출사되어 마스크(21)를 투과한 빛은, 사다리꼴 미러(4)의 제1면(4a)에 의해 광로가 절곡되어, 오목면 미러인 미러(31)의 반사면(311)에 입사한다. 미러(31)의 반사면(311)에서 반사한 빛은, 볼록면 미러(5)의 반사면에서 반사하고, 다시 미러(31)의 반사면(311)에 입사한다. 미러(31)의 반사면(311)에서 반사한 빛은, 사다리꼴 미러(4)의 제2면(4b)에 의해 광로가 절곡되어, 기판(61)에 입사한다. 이렇게 구성된 투영 광학계(7)에서는, 볼록면 미러(5)의 반사면이 광학적인 동공이 된다. 이때, 투영 광학계로서는 반사형 광학계에 한정되지 않고, 미러와 렌즈를 포함하는 반사 굴절 광학계에도 적용할 수 있다.

노광장치(100)는, 기판(61)의 표면의 높이 방향의 형상(면 형상)을 계측하는 면 형상 계측기(71)를 포함할 수 있다. 면 형상 계측기(71)는, 기판(61)의 표면에 계측 광을 투광하고 기판(61)에서 반사된 계측 광을 수광함으로써 기판(61)의 높이 방향의 위치를 계측할 수 있다. 면 형상 계측기(71)의 계측결과는 제어부(50)에 출력된다.

또한, 기판(61) 위에, 이전 공정에서 형성된 패턴(이하 "기존 패턴"이라고 한다)가 이미 존재할 경우, 기존 패턴의 위치에 맞추어, 새로운 패턴을 노광하는 것이 요구된다. 따라서, 노광장치(100)는, 더구나, 기존 패턴의 위치 계측을 행하는 패턴 위치 계측기(81)를 포함할 수 있다. 패턴 위치 계측기(81)는, 기판(61) 위의 기존 패턴과 마스크(21) 위의 패턴의 위치 관계를 측정한다. 그 측정 결과에 근거하여 기판 스테이지(62)가 이동함으로써, 기판(61)의 위치맞춤이 행해진다.

이때, 다양한 요인에 의해, 기존 패턴에 국소적인 위치 어긋남이 생기고 있을 경우가 있다. 예를 들면, 이전 공정에서는 다른 노광장치를 사용해서 패턴이 형성되어 있고, 그 노광장치가 왜곡 수차(디스토션)를 갖고 있었던 것 같은 경우다. 국소적인 위치 어긋남은, 기판의 위치맞춤만으로 충분하게 보정하는 것은 곤란하다. 또한, 기판(61)이 원래 국소적으로 요철을 갖고 있을 경우에는, 국소적으로 투영 광학계(7)의 포커스 위치와 기판면이 크게 벗어나, 그 부분에서 결상 패턴의 콘트라스트가 저하해 버린다.

광학장치(3)는, 이들 국소적인 광학성능의 보정에 유효하다. 광학장치(3)에 포함되는 미러(31)를 적절한 형상으로 변형시킴으로써, 투영 광학계(7)에 의한 패턴 결상 위치를 국소적으로 변화시켜, 기존 패턴의 위치에 정확하게 맞출 수 있다. 마찬가지로, 미러(31)를 적절한 형상으로 변형시킴으로써, 투영 광학계(7)의 포커스 위치를 국소적으로 변화시켜, 기판면의 요철 형상에 정확하게 일치시킬 수 있다.

도 6은, 노광장치(100)에 있어서, 광학장치(3)의 미러(31)의 형상 보정처리의 흐름도다. 이 흐름도에 따른 제어 처리는, 제어부(50)에 의해 행해진다.

S11에서, 제어부(50)는, 미도시의 기판 반송 기구를 제어하여, 기판(61)을 노광장치(100) 내부에 반입한다. 반입된 기판(61)은 기판 스테이지(62)에 의해 유지된다. S12에서, 제어부(50)는, 면 형상 계측기(71)를 제어하여, 기판(61)의 면 형상의 계측을 행한다. S13에서, 제어부(50)는, 패턴 위치 계측기(81)를 제어하여, 기판(61) 상의 기존 패턴의 위치를 계측한다. S14에서, 제어부(50)는, S12에서의 면 형상의 계측 결과 및 S13에서의 기존 패턴의 위치의 계측 결과에 근거하여, 패턴의 위치 어긋남 및 포커스 어긋남을 보정하기 위한 미러(31)의 최적의 형상을 산출하고, 이것을 목표 형상으로 한다.

그리고, S15에서, 제어부(50)는 주사 노광을 실행하고, 이 주사 노광의 실행중, 제1실시형태의 도 5의 흐름도에 따른 미러(31)의 형상 보정처리를 실행한다. 이에 따라, 주사중에 미러(31)의 형상이 변화하여, 패턴의 위치 어긋남 및 포커스 어긋남을 보정하면서 노광할 수 있다.

<물품 제조방법의 실시형태>

본 발명의 실시형태에 따른 물품 제조방법은, 예를 들면, 반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스나 미세 구조를 가지는 소자 등의 물품을 제조하는데 적합하다. 본 실시형태의 물품 제조방법은, 기판에 도포된 감광제에 상기한 노광장치를 사용해서 잠상 패턴을 형성하는 공정(기판을 노광하는 공정)과, 이러한 공정에서 잠상 패턴이 형성된 기판을 현상하는 공정을 포함한다. 또한, 이러한 제조방법은, 다른 주지의 공정(산화, 성막, 증착, 도핑, 평탄화, 에칭, 레지스트 박리, 다이싱, 본딩, 패키징 등)을 포함한다. 본 실시형태의 물품 제조방법은, 종래의 방법에 비교하여, 물품의 성능·품질·생산성·생산 코스트 중 적어도 1개에 있어서 유리하다.

3: 광학장치, 31: 미러, 32: 액추에이터, 33: 센서, 34: 베이스

Claims

미러와, 상기 미러의 반사면과는 반대측의 이면에 대하여 이격되어 배치되고, 상기 미러를 지지하는 베이스 부재와,
상기 베이스 부재에 설치되고, 상기 베이스 부재와 상기 미러 사이의 거리를 계측하는 복수의 센서와,
상기 베이스 부재와 상기 미러 사이에 설치되고, 상기 미러에 힘을 가하는 복수의 액추에이터와,
상기 복수의 센서에 의한 계측결과에 근거하여, 상기 복수의 액추에이터를 제어하는 제어부와,
상기 제어부에 의한 상기 복수의 액추에이터 각각의 지령값의 이력을 기억하는 기억부를 갖고,
상기 제어부는, 상기 기억부에 기억되어 있는 상기 이력을 사용해서 계산된 상기 복수의 액추에이터의 발열량에 근거하여, 상기 베이스 부재의 변형량을 추정하고, 상기 변형량의 영향을 저감하도록 상기 복수의 액추에이터 중 적어도 어느 한개의 상기 지령값을 보정하는 것을 특징으로 하는 광학장치.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 이력에 근거하여, 상기 복수의 액추에이터 각각의 발열량을 계산하고,
상기 계산된 발열량에 근거하여, 상기 베이스 부재의 온도분포를 계산하고,
상기 계산된 온도분포에 근거하여, 상기 변형량을 추정하는 것을 특징으로 하는 광학장치.
제 2항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 이력과, 상기 베이스 부재의 물성값에 근거하여, 유한요소법을 사용해서 상기 온도분포의 계산을 행하는 것을 특징으로 하는 광학장치.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 복수의 센서에 의한 계측결과에 근거하여, 상기 복수의 액추에이터의 피드백 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 광학장치.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 보정을 행한 후의 상기 지령값을 상기 이력에 포함시키도록 상기 기억부에 추기하는 것을 특징으로 하는 광학장치.
마스크의 패턴 상을 복수의 미러로 반사시켜 기판에 투영하는 투영 광학계로서,
상기 복수의 미러 중 적어도 1개의 미러의 반사면을 변형시키는 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 광학장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 투영 광학계.
기판을 노광하는 노광장치로서,
청구항 6에 기재된 투영 광학계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
청구항 7에 기재된 노광장치를 사용해서 기판을 노광하는 공정과,
상기 노광된 기판을 현상하는 공정을 포함하고,
상기 현상된 기판을 가공함으로써 물품을 제조하는 것을 특징으로 하는 물품 제조방법.