KR102612692B1 - Illumination optical system, exposure apparatus, and method of manufacturing article - Google Patents
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Abstract
[과제] 조명 모드에 따른 에너지 밀도의 광을 옵티컬 인티그레이터에 입사시키기 위해서 유리한 기술을 제공한다.
[해결 수단] 광원으로부터의 광을 사용해서 피조명면을 조명하는 조명 광학계는, 상기 광원으로부터의 광을 회절하여, 복수종류의 광강도 분포 중 선택된 광강도 분포를 동공면에 생성하는 생성부와, 상기 생성부와 상기 피조명면과의 사이의 광로상에 배치된 옵티컬 인티그레이터와, 상기 생성부와 상기 옵티컬 인티그레이터와의 사이의 광로상에 배치된 광투과 부재를 포함하고, 상기 복수종류의 광강도 분포는, 상기 동공면에서의 분포 형상이 서로 다른 제1광강도 분포 및 제2광강도 분포를 포함하고, 상기 광투과 부재는, 상기 제1광강도 분포의 생성시와 상기 제2광강도 분포의 생성시에 공통적으로 광이 투과하는 제1영역과, 상기 제1영역이외의 제2영역을 포함하고, 상기 제1영역은, 광의 발산 정도가 상기 제2영역보다 높은 발산부를 포함한다.[Project] Provide an advantageous technology to make light with an energy density according to the lighting mode incident on an optical integrator.
[Solution] An illumination optical system that illuminates a surface to be illuminated using light from a light source includes a generator that diffracts light from the light source and generates a light intensity distribution selected from a plurality of types of light intensity distributions on the pupil plane; , an optical integrator disposed on an optical path between the generating unit and the illuminated surface, and a light transmitting member disposed on an optical path between the generating unit and the optical integrator, the plurality of types. The light intensity distribution includes a first light intensity distribution and a second light intensity distribution having different distribution shapes in the pupil plane, and the light transmitting member is configured to generate the first light intensity distribution and the second light intensity distribution. When generating a light intensity distribution, it includes a first area through which light commonly transmits, and a second area other than the first area, and the first area includes a divergence portion whose degree of light divergence is higher than that of the second area. do.
Description
본 발명은, 조명 광학계, 그것을 사용한 노광 장치, 및 물품의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an illumination optical system, an exposure apparatus using the same, and a method for manufacturing an article.
조명 광학계에 의해 원판을 조명하고, 해당 원판 패턴을 투영 광학계를 통해 기판에 투영하는 노광 장치에서는, 스루풋을 향상시키기 위해서, 광원의 고출력화가 진척되어 있다. 그렇지만, 광원을 고출력화시키면, 노광 장치에 사용하고 있는 광학소자의 초재성능의 저하가 촉진될 수 있다. 특허문헌 1에는, 조명 광학계내의 광로중에, 광을 산란시키는 산란 구조체를 배치하는 것이 제안되어 있다.In an exposure apparatus that illuminates an original plate with an illumination optical system and projects the original pattern onto a substrate through a projection optical system, progress has been made in increasing the output of the light source in order to improve throughput. However, increasing the output of the light source may accelerate the decline in the initial performance of the optical element used in the exposure apparatus. Patent Document 1 proposes arranging a scattering structure that scatters light in an optical path in an illumination optical system.
노광 장치에서는, 원판에 형성된 회로 패턴의 종류에 따라, 대 σ조명이나 소 σ조명, 4중극 조명등의 여러가지 조명 모드가 사용될 수 있다. 그렇지만, 조명 모드에 따라서는, 동공면에서의 광강도 분포의 치수를 축소하는 것이 있어, 광원으로부터의 광을 회절하여서 원하는 광강도 분포를 동공면에 생성하는 방식의 조명 광학계에서는, 광강도 분포의 축소에 따라서 광의 에너지 밀도가 증가할 수 있다. 이 경우, 고에너지 밀도의 광이 옵티컬 인티그레이터의 일부에 입사하고, 해당 일부에서의 초재성능의 저하가 보다 촉진되기 때문에, 광의 에너지 밀도를 저감시키는 것이 기대된다. 한편, 특허문헌 1에 기재된 방법에서는, 조명 모드에 관계 없이 광로의 전체에 확산 구조체가 배치되기 때문에, 광의 에너지 밀도를 저감시킬 필요가 없는 조명 모드에 있어서도 광의 에너지 밀도를 저감시켜버려, 상(image)면 조도가 저하할 수 있다.In the exposure apparatus, various illumination modes such as large σ illumination, small σ illumination, quadrupole illumination, etc. can be used depending on the type of circuit pattern formed on the original plate. However, depending on the illumination mode, the size of the light intensity distribution in the pupil plane may be reduced, and in an illumination optical system that diffracts light from a light source to generate a desired light intensity distribution in the pupil plane, the light intensity distribution Depending on the reduction, the energy density of light may increase. In this case, light with high energy density is incident on a part of the optical integrator, and the decrease in initial performance in that part is further accelerated, so it is expected to reduce the energy density of the light. On the other hand, in the method described in Patent Document 1, since the diffusion structure is disposed throughout the optical path regardless of the illumination mode, the energy density of light is reduced even in illumination modes in which there is no need to reduce the energy density of light, resulting in image (image) ), the illuminance may decrease.
그래서, 조명 모드에 따른 에너지 밀도의 광을 옵티컬 인티그레이터에 입사시키기 위해서 유리한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, the purpose is to provide an advantageous technology for making light with an energy density according to the illumination mode incident on the optical integrator.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일측면으로서의 조명 광학계는, 광원으로부터의 광을 사용해서 피조명면을 조명하는 조명 광학계이며, 상기 광원으로부터의 광을 회절하고, 복수종류의 광강도 분포 중 선택된 광강도 분포를 동공면에 생성하는 생성부와, 상기 생성부와 상기 피조명면과의 사이의 광로 위에 배치된 옵티컬 인티그레이터와, 상기 생성부와 상기 옵티컬 인티그레이터와의 사이의 광로상에 배치된 광투과 부재를 포함하고, 상기 복수종류의 광강도 분포는, 상기 동공면에서의 분포 형상이 서로 다른 제1광강도 분포 및 제2광강도 분포를 포함하고, 상기 광투과 부재는, 상기 제1광강도 분포의 생성시와 상기 제2광강도 분포의 생성시에 공통적으로 광이 투과하는 제1영역과, 상기 제1영역이외의 제2영역을 포함하고, 상기 제1영역은, 광의 발산정도가 상기 제2영역보다 높은 발산부를 포함하는, 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an illumination optical system as one aspect of the present invention is an illumination optical system that illuminates a surface to be illuminated using light from a light source, diffracts the light from the light source, and selects one of a plurality of types of light intensity distribution. A generator for generating a selected light intensity distribution on the pupil plane, an optical integrator disposed on an optical path between the generator and the illuminated surface, and an optical integrator disposed on the optical path between the generator and the optical integrator. It includes an arranged light transmitting member, wherein the plurality of types of light intensity distributions include a first light intensity distribution and a second light intensity distribution having different distribution shapes on the pupil plane, and the light transmitting member includes: When generating the first light intensity distribution and when generating the second light intensity distribution, it includes a first area through which light transmits in common, and a second area other than the first area, wherein the first area has a wide It is characterized in that it includes a divergence portion whose degree of divergence is higher than that of the second region.
본 발명의 다른 목적 또는 기타의 측면은, 이하, 첨부도면을 참조해서 설명되는 바람직한 실시 형태에 의해 밝혀질 것이다.Other objects or other aspects of the present invention will be elucidated by preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 의하면, 예를 들면, 조명 모드에 따른 에너지 밀도의 광을 옵티컬 인티그레이터에 입사시키기 때문에 유리한 기술을 제공할 수 있다.According to the present invention, for example, an advantageous technology can be provided because light with an energy density according to the illumination mode is incident on the optical integrator.
[도1] 노광 장치의 구성을 도시한 개략도다.
[도2] 광투과 부재의 구성 예를 도시한 도면이다.
[도3] 광투과 부재의 구성 예를 도시한 도면이다.
[도4] 광투과 부재의 변형 예를 도시한 도면이다.
[도5] 광투과 부재의 변형 예를 도시한 도면이다.
[도6] 광투과 부재의 변형 예를 도시한 도면이다.
[도7] 광투과 부재의 변형 예를 도시한 도면이다.
[도8] 광투과 부재의 변형 예를 도시한 도면이다.
[도9] 광투과 부재의 변형 예를 도시한 도면이다.[Figure 1] A schematic diagram showing the configuration of an exposure apparatus.
[Figure 2] A diagram showing an example of the configuration of a light-transmitting member.
[Figure 3] A diagram showing an example of the configuration of a light-transmitting member.
[Figure 4] A diagram showing a modified example of a light transmitting member.
[Figure 5] A diagram showing a modified example of a light transmitting member.
[Figure 6] A diagram showing a modified example of a light transmitting member.
[Figure 7] A diagram showing a modified example of a light transmitting member.
[Figure 8] A diagram showing a modified example of a light transmitting member.
[Figure 9] A diagram showing a modified example of a light transmitting member.
이하, 첨부 도면을 참조해서 실시 형태를 상세하게 설명한다. 한편, 이하의 실시 형태는 특허청구의 범위에 따른 발명을 한정하는 것이 아니다. 실시 형태에는 복수의 특징이 기재되어 있지만, 이것들의 복수의 특징의 모두가 발명에 필수적인 것이라고는 한정하지 않고, 또한, 복수의 특징은 임의로 조합시켜도 좋다. 더욱, 첨부 도면에 있어서는, 동일 또는 같은 구성에 동일한 참조 번호를 첨부하여, 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Meanwhile, the following embodiments do not limit the invention according to the scope of the patent claims. Although a plurality of features are described in the embodiment, it is not limited that all of these plural features are essential to the invention, and the plural features may be arbitrarily combined. Furthermore, in the accompanying drawings, the same reference numerals are attached to the same or the same components, and duplicate descriptions are omitted.
<제1실시 형태><First embodiment>
본 발명에 따른 제1실시 형태의 노광 장치(100)에 대해서 설명한다. 도1은, 본 실시 형태의 노광 장치(100)의 구성을 도시한 개략도다. 노광 장치(100)는, 광원(1)으로부터의 광속을 이용해서 원판M을 조명하는 조명 광학계IL과, 조명 광학계IL에 의해 조명된 원판M의 패턴을 기판W에 투영하는 투영 광학계PO와, 제어부CNT를 포함한다. 제어부CNT는, 예를 들면 CPU나 메모리등을 포함하는 컴퓨터로 구성되어, 노광 장치(100)의 각 부를 제어한다(기판W를 노광하는 처리를 제어한다). 여기에서, 원판M으로서는, 예를 들면 마스크나 레티클등이 사용되고, 기판W로서는, 예를 들면 웨이퍼나 유리 플레이트(액정기판)등이 사용될 수 있다.The
광원(1)은, 광속(광)을 발생시켜서 사출한다. 광원(1)으로서는, 예를 들면, 엑시머 레이저나 수은 램프등이 사용될 수 있다. 최근, 반도체 집적 회로에 있어서의 회로 패턴의 미세화 및 고집적화에 따라, 단파장의 레이저 광을 사출하는 KrF레이저(248nm)나 ArF레이저(193nm)등의 엑시머 레이저가 광원(1)으로서 사용될 수 있다. 또한, 유도 광학계(2)는, 광원(1)과 조명 광학계IL과의 사이에 설치되고, 광원(1)으로부터 사출된 광속을 조명 광학계IL에 유도한다. 본 실시 형태의 경우, 유도 광학계(2)로부터 사출된 광속은, 미러(3)로 반사되어, 평행 평면판(4)을 통해 조명 광학계IL에 입사한다.The light source 1 generates and emits a luminous flux (light). As the light source 1, for example, an excimer laser or a mercury lamp can be used. Recently, with the miniaturization and high integration of circuit patterns in semiconductor integrated circuits, an excimer laser such as a KRF laser (248 nm) or an ABF laser (193 nm) that emits short-wavelength laser light can be used as the light source 1. Additionally, the guidance optical system 2 is installed between the light source 1 and the illumination optical system IL, and guides the light flux emitted from the light source 1 to the illumination optical system IL. In the case of this embodiment, the light beam emitted from the guidance optical system 2 is reflected by the mirror 3 and enters the illumination optical system IL through the parallel
조명 광학계IL은, 예를 들면, 사출각도 보존 광학소자(5)와, 회절광학 소자(6a)를 가지는 생성부(6)와, 콘덴서 렌즈(7)와, 차광 부재(9)와, 프리즘 유닛(10)을 포함할 수 있다. 또한, 조명 광학계IL은, 줌렌즈 유닛(11)과, 광투과 부재(12)와, 다광속 형성부(13)와, 조리개(14)와, 콘덴서 렌즈(15)를 더 포함할 수 있다.The illumination optical system IL includes, for example, an exit angle preservation optical element 5, a generating unit 6 having a diffractive optical element 6a, a
사출각도 보존 광학소자(5)는, 생성부(6)의 광원(1)측(즉, 생성부(6)와 유도 광학계(2)와의 사이)의 광로상에 설치된다. 사출각도 보존 광학소자(5)는, 마이크로렌즈 어레이나 파이버 다발등의 옵티컬 인티그레이터를 포함하고, 광원(1)으로부터의 광속을 그 발산 각도를 일정하게 유지하면서 생성부(6)에 유도한다.The emission angle preserving optical element 5 is installed on the optical path on the light source 1 side of the generating unit 6 (that is, between the generating unit 6 and the induction optical system 2). The emission angle preservation optical element 5 includes an optical integrator such as a microlens array or a fiber bundle, and guides the light flux from the light source 1 to the generating unit 6 while keeping its divergence angle constant.
생성부(6)는, 사출각도 보존 광학소자(5)와 콘덴서 렌즈(7)와의 사이의 광로상에 배치된 회절광학 소자(6a)를 포함하고, 회절광학 소자(6a)에 의해 광원(1)으로부터의 광속을 회절하여서 원하는 광강도 분포를 생성한다. 회절광학 소자(6a)는, 피조명면인 원판M과 공역한 면, 또는 조명 광학계IL의 동공면과 푸리에 변환의 관계에 있는 면에 배치된다. 그리고, 회절광학 소자(6a)는, 투영 광학계PO의 동공면과 공역한 면인 조명 광학계IL의 동공면 및 조명 광학계Il의 동공면과 공역한 면에, 광원(1)으로부터의 광속의 광강도 분포를 회절 효과에 의해 변환해서 원하는 광강도 분포를 형성한다. 이렇게 하여 투영 광학계PO의 동공면에 형성되는 광강도 분포(조명 형상)는, 유효광원이라고 불리는 경우가 있다. 여기에서, 회절광학 소자(6a)로서, 회절 패턴면에 원하는 회절 패턴이 얻어지도록 계산기로 설계된 계산기 홀로그램(CGH;Computer Generated Hologram)이 사용되어도 좋다.The generating unit 6 includes a diffractive optical element 6a disposed on the optical path between the exit angle preserving optical element 5 and the
본 실시 형태의 경우, 생성부(6)는, 복수의 회절광학 소자(6a)를 포함하고, 광로상에 배치되는 회절광학 소자(6a)를 전환하는 것에 의해, 복수종류의 광강도 분포 중 선택된 광강도 분포를 동공면에 생성한다. 즉, 생성부(6)는, 광로상에 배치되는 회절광학 소자(6a)를 변경 함에 의해, 동공면에서의 광강도 분포를 변경가능하게 구성될 수 있다. 예를 들면, 터릿(turret)에 있어서의 복수의 슬롯에 복수의 회절광학 소자(6a)를 각각 탑재하고, 터릿을 회전시켜서, 광로상에 배치되는 회절광학 소자(6a)를 전환한다(즉, 복수의 회절광학 소자(6a) 중 1개를 선택적으로 광로상에 배치한다). 이에 따라, 동공면에 생성되는 광강도 분포를 변경할 수 있다. 여기에서, 복수의 회절광학 소자(6a)는, 소 σ조명, 대 σ조명, 윤대조명, 2중극 조명, 4중극 조명등의 여러가지 조명 모드로 피조명면(원판M)을 조명할 수 있도록, 서로 다른 종류의 광강도 분포를 동공면에 생성하도록 구성된다.In the case of this embodiment, the generating unit 6 includes a plurality of diffractive optical elements 6a, and selects a light intensity distribution from a plurality of types by switching the diffractive optical elements 6a disposed on the optical path. A light intensity distribution is created in the pupil plane. That is, the generating unit 6 can be configured to change the light intensity distribution in the pupil plane by changing the diffractive optical element 6a disposed on the optical path. For example, a plurality of diffractive optical elements 6a are each mounted in a plurality of slots in a turret, and the turret is rotated to switch the diffractive optical elements 6a disposed on the optical path (i.e. One of the plurality of diffractive optical elements 6a is selectively placed on the optical path). Accordingly, the light intensity distribution generated in the pupil plane can be changed. Here, the plurality of diffractive optical elements 6a are aligned with each other so that the illuminated surface (disk M) can be illuminated in various illumination modes such as small σ illumination, large σ illumination, annular illumination, dipole illumination, and quadrupole illumination. It is configured to generate different types of light intensity distributions in the pupil plane.
콘덴서 렌즈(7)는, 회절광학 소자(6a)(생성부6)와 프리즘 유닛(10)과의 사이의 광로상에 설치되고, 회절광학 소자(6a)에서 회절된 광속을 집광하여, 푸리에 변환면(8)에 회절 패턴을 형성한다. 푸리에 변환면(8)은, 다광속 형성부(13)(옵티컬 인티그레이터)와 회절광학 소자(6a)와의 사이에 있고, 회절광학 소자(6a)와 광학적으로 푸리에 변환의 관계에 있는 면이다. 그 때문에, 회절광학 소자(6a)를 변경하면, 푸리에 변환면(8)에 형성되는 회절 패턴의 형상을 변하게 할 수 있다.The
차광 부재(9)는, 푸리에 변환면(8) 또는 그 근방에 배치된다. 차광 부재(9)는, 예를 들면, 조리개나 블레이드, 필터등을 포함할 수 있다. 본 실시 형태의 경우, 조명 광학계IL에, 복수의 차광 부재(9)가 설치되어 있다. 복수의 차광 부재(9)는, 터릿에 있어서의 복수의 슬롯에 각각 탑재되어 있고, 터릿을 회전시키는 것으로, 복수의 차광 부재(9) 중 1개를 선택적으로 광로상에 배치할 수 있다.The light blocking member 9 is disposed on or near the Fourier transform surface 8. The light blocking member 9 may include, for example, an aperture, a blade, or a filter. In the case of this embodiment, a plurality of light blocking members 9 are installed in the illumination optical system IL. The plurality of light blocking members 9 are each mounted in a plurality of slots in the turret, and by rotating the turret, one of the plurality of light blocking members 9 can be selectively placed on the optical path.
프리즘 유닛(10) 및 줌렌즈 유닛(11)은, 차광 부재(9)와 다광속 형성부(13)(옵티컬 인티그레이터)와의 사이의 광로상에 설치되고, 푸리에 변환면(8)에 형성된 광강도 분포를 확대하는 줌 광학계로서 기능한다. 프리즘 유닛(10)은, 푸리에 변환면(8)에 형성된 회로 패턴(광강도 분포)을, 윤대율 등을 조정해서 줌렌즈 유닛(11)에 유도할 수 있다. 또한, 줌렌즈 유닛(11)은, 프리즘 유닛(10)과 다광속 형성부(13)와의 사이의 광로상에 설치되고, 푸리에 변환면(8)에 형성된 회절 패턴을, σ값등을 조정해서 다광속 형성부(13)에 유도할 수 있다.The
다광속 형성부(13)(옵티컬 인티그레이터)는, 생성부(6)와 피조명면인 원판M과의 사이의 광로상에 배치된다. 본 실시 형태의 경우, 다광속 형성부(13)는, 줌렌즈 유닛(11)과 콘덴서 렌즈(15)와의 사이의 광로상에 배치되어, 윤대율, 개구각 및 σ값이 조정된 회절 패턴에 따라서, 다수의 2차 광원을 형성해서 콘덴서 렌즈(15)에 유도한다. 다광속 형성부(13)는, 옵티컬 인티그레이터로서 파리의 눈 렌즈를 포함할 수 있지만, 파리의 눈 렌즈 대신에 또는 추가적으로, 옵티컬 파이프, 회절광학 소자나 마이크로렌즈 어레이등의 다른 옵티컬 인티그레이터를 포함해도 좋다.The multi-beam forming portion 13 (optical integrator) is disposed on the optical path between the generating portion 6 and the original plate M, which is the illuminated surface. In the case of this embodiment, the
콘덴서 렌즈(15)는, 다광속 형성부(13)와 원판M과의 사이의 광로상에 설치된다. 이에 따라, 다광속 형성부(13)로부터 유도된 다수의 광속을 집광하여 원판M을 중첩적으로 조명하고, 원판M을 균일하게 조명할 수 있다. 여기에서, 다광속 형성부(13)와 콘덴서 렌즈(15)와의 사이에는, 조리개(14)가 설치될 수 있다.The
또한, 콘덴서 렌즈(15)의 후단에는 하프 미러(16)가 설치되고, 콘덴서 렌즈(15)로부터의 광속의 일부가, 광학계(17)를 통해 검출부(18)에 유도된다. 검출부(18)는, 입사한 광의 강도를 검출하는 센서를 포함한다. 이에 따라, 제어부CNT는, 검출부(18)에서의 검출 결과에 근거하여, 기판W의 노광량을 고정밀도로 제어할 수 있다.Additionally, a
원판M은, 콘덴서 렌즈(15)와 투영 광학계PO와의 사이에 설치되고, 기판 위에 전사할 회로 패턴을 가진다. 원판M은, 도시되지 않은 원판 스테이지에 의해 보유되어, 구동된다. 투영 광학계PO는, 원판M과 기판W와의 사이에 설치되고, 원판M과 기판W를 광학적으로 공역한 관계로 유지한다. 기판W는, 도시되지 않은 기판 스테이지에 의해 보유되어, 구동된다. 이렇게 구성된 노광 장치(100)에서는, 조명 광학계IL에 의해 조명된 원판M의 패턴을, 투영 광학계PO에 의해 기판W에 투영 함으로써, 기판 위에 패턴을 형성할 수 있다.The original plate M is installed between the
[광투과 부재의 구성][Configuration of light transmitting member]
본 실시 형태의 노광 장치(100)에서는, 생성부(6)에 있어서 광로상에 배치되는 회절광학 소자(6a)를 변경 함에 의해, 원판M의 회로 패턴의 종류에 따라, 대 σ조명이나 소 σ조명, 다중극 조명등의 여러가지 조명 모드를 사용할 수 있다. 그렇지만, 예를 들면 소 σ조명이나 4중극 조명등, 조명 모드에 따라서는 동공면에 있어서의 광의 조명 면적이 축소되는 경우가 있어, 광원으로부터의 광을 회절하여서 원하는 광강도 분포를 동공면에 생성하는 방식에서는, 해당 조명 면적의 축소에 따라서 광의 에너지 밀도가 증가할 수 있다. 이 경우, 고에너지 밀도의 광이 옵티컬 인티그레이터(다광속 형성부13)의 일부에 국소적으로 입사하고, 해당 일부에서의 초재성능의 저하가, 다른 부분과 비교해서 더 한층 촉진되게 되기 때문에, 광의 에너지 밀도를 저감시키는 것이 기대된다.In the
그래서, 본 실시 형태의 노광 장치(100)에서는, 광을 발산시키는 발산부(20)를 일부(국소적)에 갖는 광투과 부재(12)가, 생성부(6)(회절광학 소자6a)와 다광속 형성부(13)(옵티컬 인티그레이터)와의 사이의 광로상에 배치된다. 도1에 나타내는 예에서는, 광투과 부재(12)는, 다광속 형성부(13)와 줌렌즈 유닛(11)과의 사이의 광로상에 배치되어 있다. 여기에서, 광의 발산이란, 구체적으로는, 광투과 부재(12)에 입사하는 광속의 지름보다, 다광속 형성부(13)에 입사하는 광속의 지름쪽이 커지도록, 다시 말해, 광속의 지름을 확대시키도록 해당 광속을 사출하는 것이다. 광의 발산은, 「광의 각도분포의 확대」 또는 「광의 확산」이라고 불리는 경우가 있다.Therefore, in the
다음에, 광투과 부재(12)의 구체적인 구성에 대해서, 도2∼도3을 참조하면서 설명한다. 도2는, 본 실시 형태의 광투과 부재(12)의 구성 예를 도시한 도면이며, 다광속 형성부(13)측에서 보았을 때의 도면이다. 또한, 도3a는, 본 실시 형태의 광투과 부재(12)의 사시도를 나타내고, 도3b는, 본 실시 형태의 광투과 부재(12)의 단면도(도3a의 A-A단면도)를 나타내고 있다.Next, the specific structure of the light-transmitting
예를 들면, 생성부(6)에 의해 동공면에 형성되는 복수종류의 광강도 분포로서, 동공면에서의 분포 형상이 서로 다른 제1광강도 분포 및 제2광강도 분포가 포함될 경우를 상정한다. 동공면에서의 면적이 제1광강도 분포쪽이 제2광강도 분포보다 작을 경우, 제1광강도 분포로서, 소 σ조명 및 다중극 조명일 때의 광강도 분포가 적용되고, 제2광강도 분포로서, 대 σ조명일 때의 광강도 분포가 적용될 수 있다.For example, it is assumed that a plurality of types of light intensity distributions formed on the pupil plane by the generating unit 6 include a first light intensity distribution and a second light intensity distribution with different distribution shapes on the pupil plane. . When the area in the pupil plane is smaller in the first light intensity distribution than the second light intensity distribution, the light intensity distribution for small σ illumination and multipole illumination is applied as the first light intensity distribution, and the second light intensity distribution is applied. As, the light intensity distribution during large σ lighting can be applied.
이 경우, 광투과 부재(12)는, 도2에 도시한 바와 같이, 제1광강도 분포의 생성시와 제2광강도 분포의 생성시에 공통적으로 광이 투과하는 제1영역(12a)과, 제1영역이외의 제2영역(12b)을 포함한다. 그리고, 광의 발산 정도가 제2영역(12b)보다 높은 발산부(20)가 제1영역(12a)에 설치된다. 여기에서, 도2는, 제1영역(12a)의 전체가 발산부(20)로서 기능하는 예를 나타내고 있다. 또한, 도2에서는, 동공면에 생성되는 광강도 분포의 치수를 최대로 했을 때(예를 들면, 대 σ조명일 때의 광강도 분포로 했을 때)에 광투과 부재(12)를 투과하는 영역이 파선으로 나타내고 있다.In this case, as shown in FIG. 2, the
본 실시 형태의 경우, 광투과 부재(12)의 발산부(20)(제1영역12a)는, 도3에 도시한 바와 같이, 부의 파워를 가지는 오목렌즈로 구성될 수 있지만, 예를 들면, 복수의 볼록 렌즈가 배열된 구성이여도 좋다. 또한, 제2영역(12b)은, 광을 발산하지 않고 투과하도록, 평면형상(즉, 평행 평면형상)을 가지고, 광을 발산하지 않고 투과하도록 구성될 수 있다. 도3에 나타내는 예에서는, 발산부(20)는, 1개의 오목렌즈로 구성되어 있지만, 거기에 한정되지 않고, 도4에 도시한 바와 같이, 복수의 오목렌즈의 어레이로 구성되어도 좋고, 제2영역(12b)보다 큰 표면 거칠기를 가지도록 구성되어도 좋다. 더욱, 발산부(20)는, CGH(계산기 생성 홀로그램;Computer-Generated Hologram)로 구성되어도 좋다.In the case of this embodiment, the diverging portion 20 (
[광투과 부재를 사용했을 때의 효과][Effects when using light-transmitting members]
다음에, 상술한 것 같이 구성된 광투과 부재(12)를 사용했을 때의 효과에 대해서 설명한다. 상술한 광투과 부재(12)는, NA 0.50, σ 0.20의 소 σ조명에의 적용을 상정한 구성이며, 그 소 σ조명의 조건(NA 0.50, σ 0.20)에서 광투과 부재(12)를 사용했을 때에 옵티컬 인티그레이터에 주어지는 에너지 밀도를 계산했다. 그 결과, 본 실시 형태의 광투과 부재(12)를 사용했을 경우, 광투과 부재(12)를 사용하지 않은 경우와 비교해서 에너지 밀도가 69%가 되어, 에너지 밀도를 저감 효과가 얻어지는 것이 확인되었다.Next, the effect of using the light-transmitting
또한, 광투과 부재(12)와 사용하지 않을 때의 상면 조도에 대한, 광투과 부재(12)를 사용했을 때의 상면 조도의 비(상면 조도비)는, 이하의 표 1에 나타내는 것 같은 계산 결과가 되었다. 표 1은, NA 0.50, σ 0.20의 제1조건과, NA 0.86, σ 0.40의 제2조건과, NA 0.86, σ 0.93의 제3조건과의 각각에 있어서의 상면 조도비의 계산 결과를 나타내고 있다. 표 1에서는, 비교를 위해, 특허문헌 1에 기재된 것 같이, 조명 모드에 관계없이 광로의 전체에 확산 구조체를 배치했을 경우(종래 기술)도 나타내어져 있다.In addition, the ratio of the top surface illuminance when the
표 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 광투과 부재(12)를 사용하면, NA 0.50, σ 0.20의 제1조건하에서는, 종래 기술과 마찬가지로, 상면 조도비가 80%가 되고, 에너지 밀도의 저감 효과가 얻어지고 있는 것을 안다. 한편, NA 0.86, σ 0.40의 제2조건하에서의 상면 조도비는 98.3%, 및 NA 0.86, σ 0.93의 제3조건하에서의 상면 조도비는 99.7%가 되었다. 이것은, 종래 기술과 비교하여, 광투과 부재(12)를 사용하는 것에 의한 상면 조도의 저하를 억제(완화)할 수 있는 것을 나타내고 있다.As shown in Table 1, when the
[발산부의 면적][Area of radiating part]
다음에, 광투과 부재(12)에 있어서의 발산부(20)의 면적에 대해서 설명한다. 발산부(20)는, 노광 장치(100)의 전체에 있어서, 최대의 조명NA에 대하여 3분의 1 상당한 크기의 조명NA일 때에, 초재성능의 저하가 허용가능한 에너지 밀도가 되도록 설계될 수 있다. 그 때문에, 최대의 조명NA일 때의 동공면에서의 광강도 분포에 대한 유효지름의 면적의 비율이 11%이하일 경우에는, 에너지 밀도에 의한 초재성능의 저하를 고려하여, 상술의 광투과 부재(12)를 적용하고, 에너지 밀도를 저감시켜서 장치를 운용하는 것이 필요해진다. 최대의 유효광원에 대한 투영 광학계의 NA, σ의 조건은, 예를 들면, NA 0.86, σ 0.95이다. 여기에서, 해당 비율은, 환언하면, 옵티컬 인티그레이터에서의 최대의 유효광원의 면적에 대한 옵티컬 인티그레이터에서 조명되는 면적의 비율, 혹은, 광투과 부재(12)를 광이 투과가능한 최대면적에 대한 발산부(20)의 면적의 비율이라고 말할 수도 있다. 요컨대, 광투과 부재(12)는, 광투과 부재(12)를 광이 투과가능한 최대면적에 대하여 11%이하의 면적을 발산부(20)가 갖도록 구성되는 것이 바람직하다.Next, the area of the diverging
상술한 것 같이, 광을 발산시키는 발산부(20)를 일부(국소적)에 가지는 광투과 부재(12)가, 생성부(6)(회절광학 소자6a)와 다광속 형성부(13)(옵티컬 인티그레이터)와의 사이의 광로상에 배치된다. 이에 따라, 조명 모드에 따른 에너지 밀도의 광을 옵티컬 인티그레이터에 입사시켜, 조명 모드의 변경에 의한 에너지 밀도의 증가, 및 상면 조도의 저하를 저감시킬 수 있다.As described above, the light-transmitting
<제2실시 형태><Second Embodiment>
본 발명에 따른 제2실시 형태에 대해서 설명한다. 제1실시 형태에서는, NA 0.50, σ 0.20의 소 σ조명의 적용을 상정한 광투과 부재(12)의 구성에 대해서 설명했지만, 조명 모드는 소 σ조명에 한정되는 것이 아니고, 사용하고 싶은 조명 모드에 맞춰서 광투과 부재(12)의 발산부(20)의 구성을 변경해도 좋다. 또한, 이하에서는, 제1영역(12a)의 전체가 발산부(20)로서 기능하는 예에 대해서 설명한다.A second embodiment according to the present invention will be described. In the first embodiment, the configuration of the
예를 들면, 2중극 조명을 적용할 경우, 광투과 부재(12)에서는, 도5의 해칭으로 도시한 바와 같이 제1영역(12a)이 위치하고, 해당 제1영역(12a)에 발산부(20)가 설치된다. 또한, 4중극 조명을 적용할 경우, 광투과 부재(12)에서는, 도6의 해칭으로 도시한 바와 같이 제1영역(12a)이 위치하고, 해당 제1영역(12a)에 발산부(20)가 설치된다.For example, when applying dipole lighting, a
또한, 도7에 도시한 바와 같이, 발산부(20)를, 광의 발산 정도가 서로 다른 복수의 부분을 가지도록 구성해도 좋다. 도7에 도시한 예에서는, 광의 발산 정도가 서로 다른 2개의 부분(20a, 20b)에 발산부(20)가 구분되어 있지만, 2개의 부분으로 한정되는 것이 아니고, 3개이상의 부분으로 구분되어도 좋다.Additionally, as shown in FIG. 7, the emitting
또한, 상기한 예에서는, 발산부(20)는 원형형상을 가지고 있지만, 발산부(20)의 제조시에 제약등이 있을 경우에는, 도8에 도시한 바와 같이, 발산부(20)를 직사각형 형상으로 하여도 좋다. 더욱, 도9에 도시한 바와 같이, 직사각형 형상의 발산부(20)를 회전시켜도 좋다. 이것은, 직사각형 형상의 발산부(20)의 방위와, 옵티컬 인티그레이터로서의 파리의 눈 렌즈의 직사각형 형상의 방위를 다르게 하는 것으로, 조도 얼룩짐을 억제하는 효과가 있을 경우에 유용하다. 또한, 파리의 눈 렌즈의 주기구조의 방위와의 상호작용에 의한 조도 얼룩짐을 억제하기 위한 다른 방법으로서는, 회절광학 소자(6a)에 의한 회절광의 주기의 방위와, 파리의 눈 렌즈의 주기구조의 방위를 다르게 하도록, 회절광학 소자(6a)를 회전시켜도 좋다. 여기에서, 광투과 부재(12)는, 상술한 것 같이 발산부(20)의 치수가 서로 다르도록 노광 장치(100)내에 복수 설치되고, 선택된 광강도에 따라서 전환되도록 구성되어도 좋다.In addition, in the above example, the diverging
<물품의 제조 방법의 실시 형태><Embodiment of manufacturing method of article>
본 발명의 실시 형태에 따른 물품의 제조 방법은, 예를 들면, 반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스나 미세구조를 가지는 소자등의 물품을 제조하는데도 적합하다. 본 실시 형태의 물품의 제조 방법은, 기판에 도포된 감광제에 상기한 노광 장치를 사용해서 잠상 패턴을 형성하는 공정(기판을 노광하는 공정)과, 이러한 공정으로 잠상 패턴이 형성된 기판을 현상(가공)하는 공정을 포함한다. 더욱, 이러한 제조 방법은, 다른 주지의 공정(산화, 성막, 증착, 도핑, 평탄화, 에칭, 레지스트 박리, 다이싱, 본딩, 패키징 등)을 포함한다. 본 실시 형태의 물품의 제조 방법은, 종래의 방법에 비교하고, 물품의 성능·품질·생산성·생산 코드의 적어도 1개에 있어서 유리하다.The method of manufacturing an article according to an embodiment of the present invention is also suitable for manufacturing articles such as micro devices such as semiconductor devices or elements having a micro structure. The manufacturing method of the article of this embodiment includes the steps of forming a latent image pattern on a photosensitive agent applied to a substrate (a step of exposing the substrate) using the above-mentioned exposure apparatus, and developing (processing) the substrate on which the latent image pattern was formed through this step. ) includes the process. Moreover, this manufacturing method includes other well-known processes (oxidation, film formation, deposition, doping, planarization, etching, resist stripping, dicing, bonding, packaging, etc.). Compared to the conventional method, the manufacturing method of the product of this embodiment is advantageous in at least one of product performance, quality, productivity, and production code.
(그 밖의 실시예)(Other examples)
본 발명은, 상술의 실시 형태의 1이상의 기능을 실현하는 프로그램을, 네트워크 또는 기억 매체를 통해 시스템 또는 장치에 공급하고, 그 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 있어서의 1개이상의 프로세서가 프로그램을 판독 실행하는 처리로도 실현가능하다. 또한, 1이상의 기능을 실현하는 회로(예를 들면, ASIC)에 의해서도 실현가능하다.The present invention provides a program that realizes one or more functions of the above-described embodiments to a system or device through a network or storage medium, and one or more processors in a computer of the system or device reads and executes the program. It is also feasible through processing. Additionally, it can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
발명은 상기 실시 형태에 제한되는 것이 아니고, 발명의 정신 및 범위로부터 이탈하지 않고, 여러가지 변경 및 변형이 가능하다. 따라서, 발명의 범위를 밝히기 위해서 청구항을 첨부한다.The invention is not limited to the above embodiments, and various changes and modifications are possible without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the claims are attached to clarify the scope of the invention.
6: 생성부, 6a: 회절광학 소자, 12: 광투과 부재, 12a: 제1영역, 12b: 제2영역, 13: 다광속 형성부, 20: 발산부, 100: 노광 장치6: generating unit, 6a: diffractive optical element, 12: light transmission member, 12a: first area, 12b: second area, 13: multi-beam forming unit, 20: diverging unit, 100: exposure device
Claims (13)
복수종류의 조명 모드 중 상기 피조명면을 조명하기 위해서 선택된 조명 모드에 따라, 상기 광원으로부터의 광을 회절하여 광강도 분포를 동공면에 생성하는 생성부와,
상기 생성부와 상기 피조명면과의 사이의 광로상에 배치된 옵티컬 인티그레이터와,
상기 생성부와 상기 옵티컬 인티그레이터와의 사이의 광로상에 배치된 광투과 부재를 포함하고,
상기 복수종류의 조명 모드는, 상기 동공면에 있어서의 조명 면적이 서로 다른 제1 조명 모드 및 제2 조명 모드를 포함하고, 상기 조명 면적은 상기 제1 조명 모드쪽이 상기 제2 조명 모드보다 작고,
상기 광투과 부재는, 상기 제1 조명 모드와 상기 제2 조명 모드로 공통적으로 광이 투과하는 제1영역과, 상기 제1영역 이외의 제2영역을 포함하고,
상기 제1영역은, 광의 발산 정도가 상기 제2영역보다 높은 발산부를 포함하는, 조명 광학계.
It is an illumination optical system that illuminates the illuminated surface using light from a light source,
a generator that diffracts light from the light source to generate a light intensity distribution on the pupil plane according to an illumination mode selected to illuminate the illuminated surface among a plurality of types of illumination modes;
an optical integrator disposed on an optical path between the generating unit and the illuminated surface;
It includes a light-transmitting member disposed on an optical path between the generating unit and the optical integrator,
The plurality of types of illumination modes include a first illumination mode and a second illumination mode with different illumination areas in the pupil plane, and the illumination area in the first illumination mode is smaller than that in the second illumination mode. ,
The light transmitting member includes a first area through which light commonly transmits in the first lighting mode and the second lighting mode, and a second area other than the first area,
The first area is an illumination optical system including a divergence portion where the degree of light divergence is higher than that of the second area.
상기 제2영역은, 광을 발산시키지 않고 투과하도록 구성되어 있는, 것을 특징으로 하는 조명 광학계.
According to claim 1,
An illumination optical system, characterized in that the second region is configured to transmit light without emitting it.
상기 제2영역은, 평면형상을 갖는, 것을 특징으로 하는 조명 광학계.
According to claim 2,
An illumination optical system, characterized in that the second region has a planar shape.
상기 생성부는, 복수의 회절광학 소자를 포함하고, 광로상에 배치되는 회절광학 소자를 전환하여 상기 동공면에서의 광강도 분포를 변경하는 것에 의해 조명 모드를 변경가능하게 구성되어 있는, 것을 특징으로 하는 조명 광학계.
According to claim 1,
The generating unit includes a plurality of diffractive optical elements and is configured to change the illumination mode by changing the light intensity distribution in the pupil plane by switching the diffractive optical elements disposed on the optical path. lighting optical system.
상기 광투과 부재는, 상기 발산부의 치수가 서로 다르도록 복수 설치되고, 선택된 조명 모드에 따라서 전환되는, 것을 특징으로 하는 조명 광학계.
According to claim 1,
An illumination optical system, wherein a plurality of the light transmitting members are installed so that the dimensions of the emitting portions are different from each other, and are switched according to a selected illumination mode.
상기 발산부는, 상기 광투과 부재를 광이 투과가능한 최대면적에 대하여 11%이하의 면적을 갖는, 것을 특징으로 하는 조명 광학계.
According to claim 1,
An illumination optical system, wherein the diverging portion has an area of 11% or less with respect to the maximum area through which light can transmit through the light-transmitting member.
상기 발산부는, 광의 발산 정도가 서로 다른 복수의 부분을 갖는, 것을 특징으로 하는 조명 광학계.
According to claim 1,
An illumination optical system, characterized in that the diverging portion has a plurality of portions with different degrees of light divergence.
상기 발산부는 원형형상을 갖는, 것을 특징으로 하는 조명 광학계.
According to claim 1,
An illumination optical system, wherein the diverging portion has a circular shape.
상기 발산부는 직사각형 형상을 갖는, 것을 특징으로 하는 조명 광학계.
According to claim 1,
An illumination optical system, wherein the diverging portion has a rectangular shape.
상기 제1 조명 모드 및 상기 제2 조명 모드는, 상기 동공면에 있어서의 광강도분포의 면적이 서로 다른, 것을 특징으로 하는 조명 광학계.
According to claim 1,
An illumination optical system, wherein the first illumination mode and the second illumination mode have different areas of light intensity distribution in the pupil plane.
상기 제1 조명 모드는, 소 σ조명 및 다중극 조명 중 적어도 1개를 포함하고,
상기 제2 조명 모드는, 대 σ조명을 포함하는, 것을 특징으로 하는 조명 광학계.
According to claim 10,
The first illumination mode includes at least one of small σ illumination and multipole illumination,
The second illumination mode includes large σ illumination.
원판을 조명하는 청구항 1 내지 11 중 어느 한 항에 기재된 조명 광학계와,
상기 원판의 패턴을 기판 위에 투영하는 투영 광학계를 포함하는, 것을 특징으로 하는 노광 장치.
An exposure device that exposes a substrate,
An illumination optical system according to any one of claims 1 to 11 for illuminating an original plate,
An exposure apparatus comprising a projection optical system that projects the pattern of the original plate onto a substrate.
상기 노광 공정에서 노광된 상기 기판을 가공하는 가공 공정을 포함하고,
상기 가공 공정에서 가공된 상기 기판으로부터 물품을 제조하는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.An exposure process of exposing a substrate using the exposure apparatus according to claim 12,
Including a processing process for processing the substrate exposed in the exposure process,
A method of manufacturing an article, characterized in that an article is manufactured from the substrate processed in the processing process.
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