KR20080056094A

KR20080056094A - 노광 장치 및 디바이스 제조 방법

Info

Publication number: KR20080056094A
Application number: KR1020070130568A
Authority: KR
Inventors: 타카노리 우에무라
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2006-12-15
Filing date: 2007-12-14
Publication date: 2008-06-20
Also published as: TW200844672A; US20080143987A1; JP2008153401A

Abstract

노광 장치는 광원으로부터의 광선으로 피조명면 위에 배치된 레티클을 조명하는 조명 광학계; 상기 레티클의 패턴을 기판에 투영하는 투영 광학계; 및 상기 기판을 구동하는 스테이지를 포함하되, 상기 조명 광학계는 상기 피조명면 위에 상기 레티클의 주사방향을 따른 사다리꼴 형상의 광 강도 분포를 형성하여 상기 피조명면 위의 각 점을 조명하기 위한 광 각도 분포를 균일하게 하는 광 분포 형성부를 포함하고, 상기 스테이지는 상기 투영 광학계의 광축에 대해서 기판의 법선을 경사지게 하여 기판을 구동시키면서, 상기 광 분포 형성부에 의해 형성된 광 강도 분포 및 광 각도 분포에 의해 상기 기판을 노광하는 것을 특징으로 한다.

Description

노광 장치 및 디바이스 제조 방법{EXPOSURE APPARATUS AND DEVICE FABRICATION METHOD}

본 발명은 노광 장치 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.

투영 노광 장치는 종래 포토리소그래피(노광) 기술을 이용해서 반도체 메모리나 논리 회로 등의 미세한 반도체소자를 제조하는 데 이용되어 왔다. 투영 노광 장치는 각각 레티클(마스크)에 묘화된 회로 패턴을 투영 광학계에 의해 예를 들어 웨이퍼에 투영해서 회로 패턴을 전사한다.

투영 노광 장치는 주로 스텝형 노광 장치와 스캔형 노광 장치의 2종류로 대별된다. 스텝형 노광 장치는 통상 스캔형 노광 장치와 비교해서 구조가 간편하므로 통상 고비용으로 되지 않는다. 그러나, 이 스텝형 노광 장치는 넓은 영역을 노광하기 위해서는 투영 광학계의 노광 필드를 증가시킬 필요가 있어, 수차 보정이 곤란해진다.

스캔형 노광 장치는 레티클과 웨이퍼를 동기 주사시키면서 노광을 실시한다. 스캔형 노광 장치는 레티클과 웨이퍼를 주사함으로써, 투영 광학계의 노광 필드보다 넓은 영역을 노광할 수 있다. 따라서, 스캔형 노광 장치는 투영 광학계의 노광 필드를 작게 하는 것이 가능하므로, 수차 보정을 용이하게 할 수 있다.

근년, 노광 장치에는 KrF 엑시머 레이저(파장: 약 248㎚)나 ArF 엑시머 레이저(파장: 약 193㎚) 등의 펄스 광원을 이용한다. 스캔형 노광 장치가 펄스 광원을 이용하는 경우, 웨이퍼 위에서 펄스의 불연속성에 기인해서 주사 방향의 노광량 불균일(노광 불균일)이 발생한다. 스캔형 노광 장치에서는 레티클 위에서의 주사 방향의 노광량 균일성을 확보하기 위해서, 레티클에 대해 공액인 면으로부터 초점이탈한(즉, 디포커스된) 위치에 차광 부재를 배치하고 있다. 광 강도 분포는 차광 부재의 디포커스에 의해 레티클 면에 있어서 주사 방향에서 사다리꼴 형상의 광 강도 분포로 되고 있다. 또, 회절 광학 소자를 이용해서 광 강도 분포를 사다리꼴 형상의 것으로 변환하는 기술도 일본국 공개 특허 제2001-358057호 공보, 일본국 공개 특허 평10-92730호 공보 및 일본국 공개 특허 평10-189431호 공보에 제안되고 있다.

한편, 투영 노광 장치의 해상도(R)는 소위 레일레이 방정식에 의해 다음 식으로 부여된다:

R=k1(λ/NA)

식 중, λ는 광원의 파장이고, NA는 투영 광학계의 개구수이며, k1은 프로세스 인자이다.

상기 레일레이 방정식을 참조하면, 해상도(R)를 작게 함으로써 미세 패턴을 전사하기 위해서는, 프로세스 인자 kl 또는 파장 λ를 작게 하거나 혹은 투영 광학계의 NA를 크게 하면 충분하다. 이 점을 감안해서, 근년의 반도체소자의 미세패턴 화에 수반해서, 노광 장치의 광원이 단파장화되고 있고, 투영 광학계의 NA는 증가되고 있다.

또, 실제의 노광 장치에서는 웨이퍼의 만곡, 몇몇 프로세스에 기인한 웨이퍼의 단차 등의 영향 및 웨이퍼 자체의 두께를 고려해서 어느 정도의 초점 심도가 요구된다. 또한, 초점 심도는 일반적으로 다음 식으로 부여된다.

(초점 심도) =k2(λ/NA²)

식 중, k2는 상수이다.

상기 식을 참조하면, 초점 심도는 광원의 단파장화 및 투영 광학계의 NA의 증가에 수반해서 감소된다. 이것은 미세한 반도체 소자의 제조에 있어서는 초점 심도가 감소되기 때문에, 수율의 악화를 초래한다.

이 문제를 해소하기 위해서, 광원의 파장 및 투영 광학계의 NA를 변화시키는 일없이(즉, 광원의 단파장화 및 투영 광학계의 NA의 증가를 유지하면서), 초점 심도를 증가시키는 기술이 제안되어 있다. 이 기술은 [Proc. of SPIE Vo1. 615461541K-1 "The Improvement of DOF for Sub-100nm Process by Focus Scan"(이하, "문헌 1"이라 칭함)]에 개시되어 있다. 문헌 l에는 웨이퍼의 법선이 투영 광학계의 광축에 대해서 경사진 상태에서 웨이퍼를 주사하는 방법을 개시하고 있다. 웨이퍼의 법선이 광축에 대해서 경사진 상태에서 웨이퍼를 주사하면, 웨이퍼는 다수의 초점 평면 위로 노광된다. 이것에 의해, 초점 심도를 실질적으로 증가시킬 수 있다.

그러나, 종래 기술에서는 사다리꼴 형상의 광 강도 분포를 가진 노광 광을 이용해서, 웨이퍼의 법선이 광축에 대해서 경사진 상태에서 웨이퍼를 주사하면서 노광하면, 웨이퍼에 전사되는 레티클의 패턴(패턴 상(image))이 시프트되어 버린다.

이하, 도 10A 내지 도 10C를 참조해서, 웨이퍼 위에 있어서 패턴 상이 시프트되는 원인에 대해 상세하게 설명한다. 도 10A 내지 도 10C에 나타낸 바와 같이, 투영 광학계의 광축 방향을 Z축, 광축에 대한 웨이퍼의 법선의 기울기가 제로인 경우의 웨이퍼의 주사 방향을 Y축, Y축 및 Z축에 대해 직교하는 방향을 X축으로 정의한다. 또, 이하의 설명에서도 달리 특정되지 않는 한 이 좌표계를 이용할 것이다.

도 10A는 사다리꼴 형상의 광 강도 분포를 형성하기 위해서, 레티클 면(피조명면) 또는 그에 공액인 면으로부터 디포커스된 위치에 차광 부재를 배치했을 경우를 예시하고 있다. 단, 예를 들어, 로드 인테그레이터(rod integrator)의 사출면을 피조명면(조명대상면)으로부터 디포커스된 위치에 차광 부재를 배치했을 경우에 대해서도 이하의 설명이 적용된다.

조명대상면으로부터 디포커스된 위치에 차광 부재를 배치함으로써, 도 10B에 나타낸 바와 같이, 조명대상면에는 사다리꼴 형상의 광 강도 분포가 형성된다. 단, 도 10A에 나타낸 바와 같이, 광속의 일부가 차광 부재에 의해 차단되고 있기 때문에, 조명대상면 위에서의 광의 각도 분포는 불균일하다. 예를 들어, 도 10A에 나타낸 점 A와 점 C는 광의 각도 분포는 거울상을 나타낸다. 또한, 도 10A 및 도 10B를 참조하면, 점 B는 광축 위에 놓여 있고, 점 A 및 점 C는 사다리꼴 형상의 광 강도의 빗변 위에 놓여 있다.

광축에 대해서 웨이퍼의 법선을 경사지게 하지 않은 통상의 주사 노광에서는, 웨이퍼의 주사시, 점 A에 있어서의 광의 각도 분포와 점 C에 있어서의 광의 각도 분포가 더해진다. 따라서, 전체적인 광의 각도 분포는 점 B에 있어서의 광의 각도 분포와 거의 같으므로, 웨이퍼에 전사되는 패턴 상은 시프트되지 않는다.

한편, 광축에 대해서 웨이퍼의 법선을 경사지게 한 상태에서 웨이퍼를 주사한 경우에는, 전술한 것처럼, 웨이퍼에 전사되는 패턴 상이 시프트되어 버린다. 예를 들어, 도 10C에 나타낸 바와 같이, Z축에 대해서, 위쪽(상부)에 있어서의 디포커스(기울기)가 마이너스 방향이고, 아래쪽(하부)에 있어서의 디포커스(기울기)가 플러스 방향으로 되도록, 웨이퍼를 경사지게 한 상태에서 주사한 경우에 대해 고려한다.

여기서, 조명대상면 위의 주어진 점을 조명하는 중심(barycentric) 광선은 이하의 수식 (1)로 산출되는 각도 θg의 방향의 광선으로서 정의된다:

.............(1)

식 중, 도 11A 및 도 11B에 나타낸 바와 같이, θ는 광축에 대한 광선의 각도이고, I(θ)는 주어진 각도 θ에서의 광의 강도이다. 즉, 중심 광선은 입사 광속의 각도 분포의 무게 중심에 대응하는 방향을 나타낸다. 도 10A에 나타낸 바와 같이, 중심 광선은 상부 영역에서 위쪽으로 향하는 한편, 하부 영역에서는 아래쪽으로 향한다. 따라서, 도 10C에 나타낸 바와 같이, 상부 영역에 있어서, 중심 광선과 웨이퍼 간의 교점은 디포커스가 마이너스 방향이기 때문에, 웨이퍼를 경사지게 하지 않은 경우와 비교해서, Y축의 마이너스 방향으로 시프트된다. 마찬가지로, 하부 영역에서는 중심 광선과 웨이퍼 간의 교점은 디포커스가 플러스 방향이기 때문에, 웨이퍼를 경사지게 하지 않은 경우와 비교해서, Y축의 마이너스 방향으로 시프트된다.

이와 같이, 중심 광선과 웨이퍼 간의 교점이 상부 영역 및 하부 영역의 양쪽 모두에 대해서 Y축의 마이너스 방향으로 시프트되므로, 웨이퍼의 주사시 각각의 시프트가 서로 상쇄되는 일없이 더해진다. 이것에 의해서 웨이퍼에 전사되는 패턴 상의 시프트를 초래하게 된다.

또, 본 발명의 발명자들에 의한 주의 깊은 검토의 결과, 종래의 노광 장치에서는 광축에 대해서 경사진 방향으로 웨이퍼를 주사하면서 노광하면, 마치 투영 광학계에 코마 수차가 발생된 것처럼 패턴 상의 형상이 교란되는 것으로 밝혀졌다.

본 발명은 광축에 대해서 기판의 법선을 경사지게 한 상태에서 기판을 주사함으로써 초점 심도가 증대되더라도 양호한 패턴 상을 얻을 수 있는 노광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 광원으로부터의 광선으로 피조명면 위에 배치된 레티클을 조명하는 조명 광학계; 상기 레티클의 패턴을 기판에 투영하는 투영 광학계; 및 상기 기판을 구동하는 스테이지를 포함하되, 상기 조명 광학계는 피조명면 위에 상기 레티클의 주사방향을 따른 사다리꼴 형상의 광 강도 분포를 형성하여 상기 피조명면 위의 각 점을 조명하기 위한 광 각도 분포를 균일하게 하는 광 분포 형성부를 포함하고, 상기 스테이지는 상기 투영 광학계의 광축에 대해서 기판의 법선을 경사지게 하여 기판을 구동시키면서, 상기 광 분포 형성부에 의해 형성된 광 강도 분포 및 광 각도 분포에 의해 상기 기판을 노광하는 것을 특징으로 하는 노광장치가 제공된다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 상기 노광장치를 이용해서 기판을 노광하는 단계; 및 노광된 기판에 대해서 현상 처리를 행하는 단계를 포함하는 디바이스 제조방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징은 첨부 도면을 참조한 예시적인 실시형태의 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다.

본 발명의 노광 장치에 의하면, 초점 심도가 증대하더라도, 양호한 패턴 상을 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 노광 장치에 의하면 높은 쓰루풋(throughput)으로 경제성 좋게 고품위의 디바이스(예를 들어, 반도체 소자, LCD 소자, 촬상 소자(예컨대, CCD 등), 박막 자기 헤드 등)를 제공할 수 있다.

또, 본 실시형태의 디바이스 제조방법에 의하면, 종래보다 고품위의 디바이스를 제조할 수 있다.

이하, 도면을 참조해서, 본 발명에 따른 일 실시형태의 노광장치에 대해 설명한다. 각 도면에 있어서 동일한 참조 부호는 동일한 요소를 나타내며, 그의 중복되는 설명은 생략한다. 여기서, 도 1은 본 발명에 따른 노광 장치의 모식적 단면도이다.

노광 장치(1)는 스텝-앤드-스캔 방식(step-and-scan manner)에서 레티클(30)의 패턴을 웨이퍼(50)에 노광에 의해 전사하는 스캔형(주사형) 노광 장치이다. 노광 장치(1)는 도 1에 나타낸 바와 같이 조명 장치; 레티클(30)을 탑재하는 레티클 스테이지; 투영 광학계(40); 및 웨이퍼(50)를 탑재하는 웨이퍼 스테이지(60)를 포함한다.

조명 장치는 광원부(10)와 조명 광학계(20)를 포함하고, 전사될 회로 패턴이 형성된 레티클(30)을 조명한다.

광원부(10)는 예를 들어 파장 약 193 ㎚의 ArF 엑시머 레이저나 파장 약 248 ㎚의 KrF 엑시머 레이저를 사용한다. 그러나, 광원부(10)의 광원의 종류나 파장은 특히 제한되지 않고, 광원부(10)의 광원의 개수도 특히 제한되지 않는다.

조명 광학계(20)는 조명대상면에 배치된 레티클(30)을 조명한다. 조명 광학계(20)는 본 실시형태에서는 릴레이 광학계(21), 회절 광학 소자(22), 콘덴서 렌즈(23), 프리즘(24), 줌 렌즈(25), 미러(26), 광 분포 형성부(200), 콘덴서 렌즈(220), 차광 부재(230), (240), 콘덴서 렌즈(27), 미러(28) 및 콜리메이터 렌즈(29)를 가진다.

릴레이 광학계(21)는 광원부(10)로부터의 광속을 회절 광학 소자(22)에 도광시킨다.

회절 광학 소자(22)는 예를 들어 복수의 슬롯을 가지는 터릿(turret)에 탑재된다. 액츄에이터(22a)는 터릿을 구동하므로 임의의 회절 광학 소자(22)가 광로(광축)에 배치된다.

콘덴서 렌즈(23)는 회절 광학 소자(22)로부터 사출되는 광속을 집광하여, 회절 패턴면(DPS: diffraction pattern surface)에 회절 패턴을 형성한다. 액츄에이터(22a)가 광로에 삽입될 회절 광학 소자(22)를 교체할 경우, 회절 패턴면(DPS)에 형성될 회절 패턴을 변경할 수 있다. 회절 패턴면(DPS)에 형성된 회절 패턴은 프리즘(24) 및 줌 렌즈(25)를 통해서 환형률(annular ratio)이나 σ값(간섭성: coherency) 등의 파라미터가 조정되어 미러(26)에 입사한다.

프리즘(24)은 광학 소자(24a), (24b)를 포함한다. 광학 소자(24a)는 평면 입사면 및 원추형의 오목 출구면을 가지는 한편, 광학 소자(24b)는 원추형의 볼록 입사면과 평면 출구면을 가진다. 프리즘(24)은 광학 소자(24a), (24b) 간의 거리를 변경함으로써, 환형률을 조정한다. 광학 소자(24a), (24b) 간의 거리가 충분히 짧은 경우, 이들을 1개의 평행 유리 평판으로 간주할 수 있다. 이 경우, 회절 패턴면(DPS)에 형성된 회절 패턴은 대충 유사한 형상을 유지하면서, 줌 렌즈(25) 및 미러(26)를 통해서 광 분포 형성부(200)로 도광된다. 광학 소자(24a), (24b) 간의 거리를 증대시킴으로써, 회절 패턴면(DPS)에 형성된 회절 패턴의 환형률과 중심각이 조정된다.

줌 렌즈(25)는 프리즘(24)으로부터의 광속을 확대 혹은 축소해서, σ값을 조정하는 기능을 가진다.

미러(26)는 입사 광속에 대해서 소정의 기울기를 갖도록 배치된다. 미러(26)는 줌 렌즈(25)로부터의 광속을 반사해서, 광 분포 형성부(200)에 도광시킨다.

광 분포 형성부(200)는 사다리꼴 형상이 되도록 레티클(30)(조명대상면)의 주사 방향에 따른 광 강도 분포(이하, "사다리꼴 형상의 광 강도 분포"라 칭함)를 형성한다. 또, 광 분포 형성부(200)는 조명대상면으로서의 레티클(30)의 각 점을 조명하는 광의 각도 분포를 균일하게 하는 기능도 가진다. 광 분포 형성부(200)는 본 실시형태에서는 계산기 생성 홀로그램(CGH: Computer Generated Hologram)(200A)을 포함한다. CGH(200A)는 바람직한 회절 분포(즉, 사다리꼴 형상의 광 강도 분포)를 얻도록 계산기에 의해 설계된 패턴이 기판 위에 형성된 회절 광학 소자이다. 또한, CGH(200A)는 회절광이 원래의 광축(전단계의 광학계의 광 축)으로부터 벗어난 위치에 광 강도 분포를 형성하도록 설계되는 것이 바람직하다. 이 설계에 의해, 차광 부재(230)는 CGH(200A)에 의해 회절되지 않고 입사각과 동일한 각도로 투과하는 광속 성분(0차 광속 성분)을 차단하는 것이 가능해진다. 그러나, CGH(200A)가 0차 광속 성분을 발생시키지 않을 정도로 이상적으로 제조된 경우, 회절광이 원래의 광축으로부터 벗어난 위치에 광 강도 분포를 형성하도록 CGH(200A)를 설계할 필요는 없다. 또한, 광 분포 형성부(200)로서 역할하는 CGH(200A)에 대해서는 나중에 상세하게 설명한다.

콘덴서 렌즈(220)는 광 분포 형성부(200)로부터 사출된 광속을 집광하는 집광 광학계로서 기능한다. 콘덴서 렌즈(220)는 차광 부재(240)의 위치와 합치하는 조명대상면을 광 분포 형성부(200)에 의해 형성된 사다리꼴 형상의 광 강도 분포로 조명한다.

차광 부재(230)는, 광 분포 형성부(200)로서 CGH(200A)를 이용할 경우에, 콘덴서 렌즈(220)와 차광 부재(240) 사이에 배치되어 CGH(200A)에 의해 회절되지 않고 투과된 광속 성분(0차 광속 성분)을 차단한다. 환언하면, 차광 부재(230)는 CGH(200A)로부터의 0차 광속 성분이 조명대상면으로서의 레티클(30)에 도달하는 것을 방지하는 기능을 가진다. 그러나, 전술한 것처럼, CGH(200A)가 0차 광속 성분을 발생시키지 않는 경우에는, 차광 부재(230)는 반드시 설치할 필요는 없다.

차광 부재(240)는 레티클(30)에 공액인 면(조명대상면에 공액인 면)에 배치되어 레티클(30)의 조명 범위를 규정한다. 차광 부재(240)는 레티클(30) 및 웨이퍼 스테이지(60)에 의해 지지된 웨이퍼(50)와 동기해서 주사된다. 또, 차광 부 재(240)는 차광 부재(230)의 기능도 겸비하며, 즉, 차광 부재(230)로서 사용하는 것도 가능하다. 이 경우, 차광 부재(240)는 레티클(30)의 조명 범위를 규정하는 기능과 CGH(200A)에 의해 회절되지 않고 투과된 광속 성분(0차 광속 성분)을 차단하는 기능을 가지게 된다.

콘덴서 렌즈(27)는 차광 부재(240)를 통과한 광속을 콜리메이터 렌즈(29)에 도광시킨다.

미러(28)는 입사 광속에 대해서 소정의 기울기를 갖도록 배치된다. 미러(28)는 콘덴서 렌즈(27)로부터의 광속을 반사해서 콜리메이터 렌즈(29)에 도광시킨다.

콜리메이터 렌즈(29)는 콘덴서 렌즈(27)로부터 사출되어 미러(28)에 의해 반사된 광속으로 조명대상면으로서의 레티클(30)을 조명한다.

레티클(30)은 회로 패턴을 가지며, 레티클 스테이지에 의해 지지된다. 레티클 스테이지는 레티클(30)을 소정의 주사 방향으로 주사한다. 레티클(30)에 의해 발생된 회절광은 투영 광학계(40)를 통해 웨이퍼(50)에 투영된다. 노광 장치(1)는 스캔형 노광 장치이기 때문에, 레티클(30)과 웨이퍼(50)를 투영 광학계(40)의 축소 배율과 합치하는 속도비로 주사함으로써, 레티클(30)의 패턴을 웨이퍼(50)에 전사한다.

투영 광학계(40)는 레티클(30)의 패턴을 웨이퍼(50)에 투영한다. 투영 광학계(40)는 복수의 렌즈 소자만을 포함하는 굴절형 광학계(dioptric system), 복수의 렌즈 소자와 적어도 1개의 오목형 미러를 포함하는 반사 굴절형 광학 계(catadioptric system), 또는 전 반사 미러형의 반사형 광학계(catoptric system)를 사용할 수 있다.

웨이퍼(50)는 웨이퍼 스테이지(60)에 의해 지지 및 구동된다. 웨이퍼(50)는 다른 실시형태에서는 유리판 등을 광범위하게 포함한다. 웨이퍼(50)에는 포토레지스트가 도포되어 있다.

웨이퍼 스테이지(60)는 웨이퍼(50)를 유지하고, 예를 들어, 리니어 모터를 이용해서 웨이퍼(50)를 구동한다. 또, 웨이퍼 스테이지(60)는 광축에 대해서 웨이퍼(50)를 경사지게 할 수 있는 기구를 가진다. 환언하면, 웨이퍼 스테이지(60)는 웨이퍼(50)의 법선이 광축에 대해서 경사진 상태에서 웨이퍼(50)를 주사한다. 이것에 의해 초점 심도의 증대를 가능하게 한다.

여기서, 도 2A 및 도 2B를 참조해서 광 분포 형성부(200)로서 역할하는 CGH(200A)에 대해 상세하게 설명한다. 도 2A 및 도 2B는 CGH(200A), 콘덴서 렌즈(220) 및 차광 부재(230), (240)의 근방의 확대 단면도 및 선도이다.

본 실시형태에 따른 CGH(200A)는 도 2B에 나타낸 바와 같이 사다리꼴 형상의 광 강도 분포를 차광 부재(240)(레티클(30)에 공액인 면) 위에 형성하도록 설계된 회절 광학 소자이다. 본 실시형태에서는 조명대상면(레티클(30))은 푸리에 변환 면과 대략 공액인 관계에 있다.

도 2A를 참조하면, 드문드문한 점선은 0차 광속 성분(L0), 실선은 사다리꼴 형상의 광 강도의 평탄한 변과 합치하는 점 E를 조명하는 광속 성분(L1), 밀집한 점선은 사다리꼴 형상의 광 강도의 경사진 변과 합치하는 점 D 및 점 F를 조명하는 광속 성분(L2)을 나타낸다.

도 2A를 참조하면, 0차 광속 성분(L0)은 차광 부재(230)에 의해 차단된다. 한편, 광속 성분(L1) 및 (L2)은 차광 부재(230)에 의해 차단되지 않고, 차광 부재(240)(레티클(30)에 공액인 면)를 사다리꼴 형상의 광 강도 분포로 조명한다.

도 2A에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에서는 차광 부재(240)를 레티클(30)(조명대상면)에 공액인 면으로부터 디포커스시킴으로써 사다리꼴 형상의 광 강도 분포는 형성되지 않는다. 따라서, 중심 광선은 사다리꼴 형상의 광 강도 분포의 경사진 변에 합치하는 점 D 및 점 F에 대해서도 광축에 대해서 대략 평행으로 된다. 또, 레티클(30)의 주사 방향(Y축 방향)의 광 강도 분포에 관계없이, 차광 부재(240)(레티클(30)에 공액인 면)에 있어서의 광의 각도 분포, 즉, 점 D 내지 점 F의 각각에 있어서의 광의 각도 분포는 균일하게 된다. 환언하면, CGH(200A)로부터 사출되는 광속은 레티클(30) 또는 레티클(30)과 공액인 면의 각 점을 조명하는 광의 각도 분포가 균일해지도록, 레티클(30) 또는 레티클(30)과 공액인 면에 조사된다.

따라서, 노광 장치(1)에서는 웨이퍼(50)의 법선이 광축에 대해서 경사진 상태에서 웨이퍼(50)를 주사하면서 노광해도, 웨이퍼(50)에 전사되는 레티클(30)의 패턴(패턴 상)이 시프트되는 일은 없다. 또한, 노광 장치(1)는 마치 투영 광학계에 코마 수차가 발생한 것처럼 패턴 상의 형상의 붕괴를 방지(억제)할 수 있다. 그 결과, 노광 장치(1)는 초점 심도를 증대시키면서도, 양호한 패턴 상을 얻을 수 있어, 우수한 노광 성능을 달성할 수 있다.

이하, 도 3 내지 도 6A 및 도 6B를 참조해서, 노광 장치(1)의 변형예로서의 노광 장치(1A)에 대해 설명한다. 도 3은 노광 장치(1A)의 구성의 모식적 단면도이다. 노광 장치(1A)는 노광 장치(1)와 비교해서 광 분포 형성부(200)로서 렌즈 어레이(200B)를 이용하는 점이 다르다. 광 분포 형성부(200)로서 렌즈 어레이(200B)를 이용한 경우에는, CGH(200A)와 달리, 0차 광속 성분의 발생을 고려해서 원래의 광축으로부터 벗어난 위치에 광 강도 분포를 형성할 필요는 없다. 또, 0차 광속 성분을 차단하는 차광 부재(230)를 설치할 필요도 없다.

도 4A 및 도 4B는 렌즈 어레이(200B) 및 콘덴서 렌즈(220)의 근방의 확대 단면도 및 선도이다. 도 4A 및 도 4B를 참조하면, 실선은 광축에 대해서 평행한 상태로 렌즈 어레이(200B)에 입사하는 광속 성분(L4)을 나타내고, 파선은 광축에 대해서 경사진 채로 렌즈 어레이(200B)에 입사하는 광속 성분(L5)을 나타낸다. 또, 도 4A는 레티클(30)의 주사 방향(Y축 방향)과 직교하는 X축 및 광축을 포함하는 평면을 따라 취한 광학계(렌즈 어레이(200B) 및 콘덴서 렌즈(220)를 포함함)의 단면도이다. 도 4B는 레티클(30)의 주사 방향을 따른 Y축 및 광축을 포함하는 평면을 따라 취한 광학계(렌즈 어레이(200B) 및 콘덴서 렌즈(220)를 포함함)의 단면도이다.

렌즈 어레이(200B)는 본 실시형태에서는 제1 렌즈 어레이(202B) 및 제2 렌즈 어레이(204B)를 포함한다. 제1 렌즈 어레이(202B)는 레티클(30)의 주사 방향에 직교하는 방향(X축 방향)으로만 굴절력을 가지며, 제2 렌즈 어레이(204B)는 레티클(30)의 주사 방향(Y축 방향)으로만 굴절력을 가진다. 도 4A를 참조하면, 점선은 Y축 방향으로 굴절력을 가지는(즉, X축 방향으로 굴절력을 가지지 않는) 제2 렌즈 어레이(204B)에 의해 굴절된 광속 성분을 나타내고 있다. 마찬가지로, 도 4B를 참조하면, 점선은 X축 방향으로 굴절력을 가지는(즉, Y축 방향으로 굴절력을 가지지 않는) 제1 렌즈 어레이(202B)에 의해 굴절된 광속 성분을 나타내고 있다.

또한, 도 4A 및 도 4B에서는 도시의 편의상 Y축 방향의 조명 범위가 X축 방향의 조명 범위보다 넓지만, 일반적으로는 X축 방향의 조명 범위가 Y축 방향의 조명 범위보다 넓다. 그러나, 본 발명은 X축 방향의 조명 범위 및 Y축 방향의 조명 범위를 특히 한정하는 것은 아니다. 또, 도 1에 나타낸 바와 같이 노광 장치(1)가 미러(28)를 포함하는 경우, 렌즈 어레이에 대한 레티클(30)의 주사 방향은 미러에 의한 반환을 고려한 방향에 대응한다. 구체적으로는, 이 레티클(30)의 주사 방향은 도 1의 수평 방향이지만, 렌즈 어레이에 대한 레티클(30)의 주사 방향은 수직 방향에 대응한다.

통상의 노광 장치에 있어서, 투영 광학계의 노광 필드는 웨이퍼에 전사할 패턴의 X축 방향의 폭과 동일한 치수를 가진다. 조명대상면(레티클)의 X축 방향의 광 강도 분포의 에지는 샤프한 것이 바람직하다. 이것은 웨이퍼의 주사 방향의 노광량의 변동이 발생하는 것을 피하기 위해서 레티클의 주사 방향의 사다리꼴 형상의 광 강도 분포가 필요하다는 사실과는 대조적이다.

본 실시형태에서는, X축 방향의 광 강도 분포의 에지를 샤프하게 하기 위해서, 도 4A에 나타낸 바와 같이, 제1 렌즈 어레이(202B)를 구성하는 각 렌즈의 입사면이 조명대상면(레티클(30))과 공액 관계가 되도록 구성되어 있다. 콘덴서 렌 즈(220)는 제1 렌즈 어레이(202B)를 구성하는 각 렌즈로부터 사출되는 광속을 집광하여 조명대상면을 중첩적으로 조명한다. 이것에 의해, 조명대상면에 있어서의 X축 방향의 광 강도 분포가 균일하게 된다.

한편, 도 4B에 나타낸 바와 같이, Y축 방향에서 사다리꼴 형상의 광 강도 분포로 조명대상면(레티클(30))을 조명하기 위해서, 제2 렌즈 어레이(204B)를 구성하는 각 렌즈의 입사면은 조명대상면과 완전히 공액 관계는 없다. 환언하면, 제2 렌즈 어레이(204B)는 조명대상면(레티클(30)이 배치된 면)에 공액인 면으로부터 어긋난 위치에 배치된다. 이 경우, 조명대상면에 있어서의 조명 영역은 광축에 대해서 평행한 상태에서 제2 렌즈 어레이(204B)에 입사하는 광속 성분(L4) 및 광축에 대해서 경사진 상태에서 제2 렌즈 어레이(204B)에 입사하는 광속 성분(L5)에 의해 시프트된다.

입사각도에 따라 시프트된 조명 영역을 중첩함으로써 조명대상면에 사다리꼴 형상의 광 강도 분포가 형성된다. 이러한 사다리꼴 형상의 평탄한 변에 대한 경사진 변의 비율은 렌즈 어레이(200B)에 대한 광속의 입사 각도에 의존한다. 또, 제1 렌즈 어레이(202B)의 초점 거리를 변경해서 제1 렌즈 어레이(202B)의 입사면과 조명대상면 간의 공액 관계의 정도를 조정함으로써, 사다리꼴 형상의 평탄한 변에 대한 경사진 변의 비율을 변경할 수 있다.

도 5A 및 도 5B를 참조해서, 렌즈 어레이(200B)(제1 렌즈 어레이(202B))에 의해 조명대상면(레티클(30))에 형성되는 사다리꼴 형상의 광 강도 분포의 각 점에 있어서의 광의 각도 분포에 대해 설명한다.

제1 렌즈 어레이(202B)를 구성하는 각 렌즈의 입사면이 조명대상면과 완전하게 공액 관계가 없는 것으로 가정한다. 이 경우, 전술한 바와 같이, 제1 렌즈 어레이(202B)에 대한 광속의 입사각도에 따라 조명대상면의 조명 범위는 시프트된다. 이것이 일어나면, 조명대상면에는 도 5B에 나타낸 바와 같이, 사다리꼴 형상의 광 강도 분포가 형성된다.

또, 도 5A에 나타낸 바와 같이, 광축에 대해서 경사진 상태에서 제1 렌즈 어레이(202B)에 입사하는 광선이어도 차단되지 않고, 조명대상면을 조명한다. 따라서, 중심 광선은 사다리꼴 형상의 광 강도 분포의 평탄한 변과 합치하는 점 H, 및 사다리꼴 형상의 광 강도 분포의 경사진 변과 합치하는 점 G 및 점 I에서 광축에 대해서 대략 평행하게 된다. 또, 레티클(30)의 주사 방향(Y축 방향)의 광 강도 분포에 관계없이, 조명대상면(레티클(30))에 있어서의 광의 각도 분포, 즉, 점 G 내지 점 I의 각각에 있어서의 광의 각도 분포는 균일하게 된다. 환언하면, 렌즈 어레이(200B)로부터 사출되는 광속은 레티클(30)의 각 점을 조명하는 광의 각도 분포가 균일해지도록 레티클(30)에 조사된다.

따라서, 노광 장치(1A)에서는 웨이퍼(50)의 법선이 광축에 대해서 경사진 상태에서 웨이퍼(50)를 주사하면서 해당 웨이퍼(50)를 노광해도, 웨이퍼(50)에 전사될 레티클(30)의 패턴(패턴 상)이 시프트되는 일은 없다. 게다가, 노광 장치(1A)는 마치 투영 광학계에 코마 수차가 발생한 것처럼 패턴 상의 형상의 붕괴를 방지(억제)할 수 있다. 그 결과, 노광 장치(1A)는 초점 심도를 증대시키면서도 양호한 패턴 상을 얻을 수 있어, 우수한 노광 성능을 달성할 수 있다.

또, 노광 장치(1A)는 도 6A 및 도 6B에 나타낸 렌즈 어레이(200C)를 광 분포 형성부(200)로서 이용할 수도 있다. 또 도 6A 및 도 6B는 렌즈 어레이(200C) 및 콘덴서 렌즈(220)의 근방의 확대 단면도 및 선도이다.

렌즈 어레이(200C)는 레티클(30)(조명대상면) 위의 상이한 조명 범위를 조명하는 복수의 광학 소자를 포함한다. 본 실시형태에 따른 렌즈 어레이(200C)는 도 6A에 나타낸 바와 같이 광속의 사출 각도가 다른 3종류의 렌즈(202C) 내지 (206C)를 복수 조합한 것을 포함한다. 또한, 여기에서는 간단하게 하기 위해서, 렌즈 어레이(200C)는 3종류의 렌즈를 포함한다. 그러나, 실제로는 더 많은 종류의 렌즈를 조합해서 렌즈 어레이(200C)를 구성하는 것이 바람직하다.

콘덴서 렌즈(220)는 렌즈 어레이(200C)를 구성하는 3종류의 렌즈(202C) 내지 (206C)로부터 사출되는 광속 성분을 집광해서 조명대상면을 중첩적으로 조명한다. 3종류의 렌즈(202C) 내지 (206C)는 사출 각도가 다르기 때문에, 도 6B에 나타낸 바와 같이, 이들은 Y축 방향에 있어서 상이한 조명 범위를 조명한다. 따라서, 3종류의 렌즈(202C) 내지 (206C)를 포함하는 광 분포 형성부(200)는 도 6B에 나타낸 바와 같이 계단형상의 광 강도 분포로 조명대상면을 조명한다. 또, 렌즈 어레이(200C)를 구성하는 렌즈의 종류의 개수를 증가시킴으로써, 계단형상의 단차는 작아져, 조명대상면에 사다리꼴 형상의 광 강도 분포를 형상한다.

렌즈 어레이(200C)는 광속을 차단하거나 에지가 샤프한 분포를 디포커스에 의해 울퉁불퉁하게 하거나 하고 있지 않기 때문에, 레티클(30)의 주사 방향(Y축 방향)의 광 강도 분포에 관계없이, 조명대상면(레티클(30))에 있어서의 광의 각도 분 포는 균일하게 된다. 환언하면, 렌즈 어레이(200C)로부터 사출되는 광속은 레티클(30)의 각 점을 조명하는 광의 각도 분포가 균일해지도록 레티클(30)에 조사된다.

이와 같이 해서, 레티클(30)의 주사 방향(Y축 방향)으로 계단형상의 광 강도 분포를 형성하는 경우에도, X축 방향의 에지가 샤프한 광 강도 분포를 형성하는 것이 바람직하다. 이 목적을 위해서, 레티클(30)의 주사 방향(Y축 방향)에만 굴절력을 가져 사출 각도가 다른 복수의 렌즈를 포함하는 렌즈 어레이와, X축 방향에만 굴절력을 가져 사출 각도가 거의 같은 복수의 렌즈를 포함하는 렌즈 어레이를 조합하면 충분하다. 대안적으로는, 렌즈 어레이의 정면이 X축 방향으로만 굴절력을 가지며, 렌즈 어레이의 이면은 Y축 방향에만 굴절력을 가지는 광학 소자를 이용해도 무방하다.

이상의 설명에서는, 광 분포 형성부(200)로부터 사출되는 광속을 집광하는 콘덴서 렌즈(220)가 수차를 발생하지 않는 이상적인 렌즈로서 가정하고 있었지만, 이하에서는 콘덴서 렌즈(220)가 수차를 발생하는 경우에 광의 각도 분포에 대한 영향에 대해 설명한다.

도 7A 및 도 7B는 콘덴서 렌즈(220)가 수차를 발생하는 경우에 광의 각도 분포에 대한 영향을 설명하기 위한 확대 단면도 및 선도이다. 도 7A는 콘덴서 렌즈(220)가 수차를 발생하지 않는 경우를 나타내고, 도 7B는 콘덴서 렌즈(220)가 수차를 발생하는 경우를 나타내고 있다. 도 7A 및 도 7B를 참조하면, 실선은 광축에 대해서 평행한 상태에서 콘덴서 렌즈(220)에 입사하는 광속 성분(L7)을 나타내고, 파선은 광축에 대해서 경사진 상태에서 콘덴서 렌즈(220)에 입사하는 광속 성분(L8)을 나타낸다. 여기에서는 콘덴서 렌즈(220)의 수차의 영향에 주목하기 위해서, 콘덴서 렌즈(220)가 수차를 발생하지 않는 경우에 조명대상면에 직사각형 형상의 광 강도 분포가 형성되는 경우를 설명한다.

도 7A에 나타낸 바와 같이, 콘덴서 렌즈(220)가 수차를 발생하지 않는 경우, 조명대상면에 직사각형 형상의 평탄한 광 강도 분포가 형성된다. 광선은 조명대상면의 점 J 및 점 K의 각각에 도달해서 상부 및 하부의 광속성분에 의해 조명된다. 이 때문에, 광속이 도달하는 조명대상면의 각 점(예를 들어, 점 J 및 점 K)에서 균일한 광의 각도 분포가 얻어진다.

한편, 도 7B에 나타낸 바와 같이, 콘덴서 렌즈(220)에 수차가 잔존하는 경우, 조명대상면에 형성되는 사다리꼴 형상의 광 강도 분포는 콘덴서 렌즈(220)의 수차에 의해 결정된 스폿 직경을 반영한다. 사다리꼴 형상의 광 강도 분포의 평탄한 변과 합치하는 점 M은 상부 및 하부 광속 성분에 의해 조명된다. 따라서, 점 M에서 균일한 광의 각도 분포가 얻어진다.

그러나, 사다리꼴 형상의 광 강도 분포의 경사진 변과 합치하는 점 L에는 상부 광속 성분이 도달하지 않는다(즉, 점 L은 상부 광속 성분에 의해 조명되지 않는다). 따라서, 도 7B에 나타낸 바와 같이, 점 L에서는 불균일한 광의 각도 분포가 얻어진다.

전술한 바와 같이, 웨이퍼(50)의 법선이 광축에 대해서 경사진 상태에서 웨이퍼(50)를 주사하면서 노광하는 경우, 조명대상면에 있어서 불균일한 광의 각도 분포를 형성하는 것은 바람직하지 않다. 본 발명자들의 검토 결과, 콘덴서 렌즈(220)의 수차에 의해 결정되는 스폿 직경은, 광 분포 형성부(200)에 의해 형성되는 사다리꼴 형상의 광 강도 분포의 상부변 및 하부변을 각각 α 및 β라 할 때, (α-β)/2 이하인 것이 바람직하다. 또한, 콘덴서 렌즈(220)의 수차에 의해 결정되는 스폿 직경은 (α-β)/4 이하인 것이 보다 바람직하다. 이러한 조건을 충족시키면, 콘덴서 렌즈(220)에 수차가 잔존하고 있어도, 패턴 상의 시프트나 마치 투영 광학계에 코마 수차가 발생한 것과 같은 패턴 상의 형상의 악화를 방지할 수 있다.

노광시, 광원부(10)에 의해 사출된 광속은 조명 광학계(20)를 통해 레티클(30)을 조명한다. 레티클(30)의 패턴은 투영 광학계(40)를 통해서 웨이퍼(50)에 결상된다. 이때, 노광 장치(1) 또는 (1A)는, 레티클(30) 위에 사다리꼴 형상의 광 강도 분포를 가진 노광 광을 이용해서, 웨이퍼(50)의 법선이 광축에 대해서 경사진 상태에서 웨이퍼(50)를 주사하면서 레티클(30)의 패턴을 노광에 의해 전사한다. 또한, 광 분포 형성부(200)는 레티클(30)의 각 점을 조명하는 광의 각도 분포가 균일해지도록 레티클(30)에 조사한다. 따라서, 노광 장치(1) 또는 (1A)는 초점 심도가 증대하더라도, 양호한 패턴 상을 얻을 수 있다. 그 결과, 노광 장치(1) 또는 (1A)는 높은 쓰루풋으로 경제성 좋게 고품위의 디바이스(예를 들어, 반도체 소자, LCD 소자, 촬상 소자(예컨대, CCD 등), 박막 자기 헤드 등)를 제공할 수 있다.

상기 각 실시예에서는 설명을 명료하게 하기 위해서 각도 분포가 균일한 통상의 조명에 대해 나타내었지만, 본 발명은 환형상 조명이나 다이폴 조명 등 기타 각종 변형 조명에도 적용할 수 있다.

다음에, 도 8 및 도 9를 참조해서, 전술한 노광 장치(1) 또는 (1A)를 이용한 디바이스 제조 방법의 실시형태를 설명한다. 도 8은 디바이스(예를 들어, IC나 LSI 등의 반도체 칩, LCD, CCD 등)의 제조를 설명하기 위한 순서도이다. 여기에서는, 반도체 칩의 제조 방법을 예로 설명한다. 스텝 1(회로설계)에서는 반도체 디바이스의 회로를 설계한다. 스텝 2(레티클 제작)에서는 설계한 회로 패턴을 가진 레티클을 제작한다. 스텝 3(웨이퍼 제조)에서는 실리콘 등의 재료를 이용해서 웨이퍼를 제조한다. 전(前) 공정으로도 불리는 스텝 4(웨이퍼 프로세스)에서는 레티클과 웨이퍼를 이용해서, 리소그래피 기술에 의해 웨이퍼 위에 실제의 회로를 형성한다. 후 공정으로도 불리는 스텝 5(조립)에서는 스텝 4에서 형성된 웨이퍼를 반도체 칩으로 형성하며, 어셈블리 공정(예를 들어, 다이싱, 본딩), 패키징 공정(칩 봉입) 등을 포함한다. 스텝 6(검사)에서는, 스텝 5에서 제작된 반도체 디바이스의 동작 확인 테스트, 내구성 테스트 등의 각종 검사를 실시한다. 이들 공정을 통해서, 반도체 디바이스가 완성되어, 출하된다(스텝 7).

도 9는 스텝 4의 웨이퍼 프로세스의 상세한 순서도이다. 스텝 11(산화)에서는 웨이퍼의 표면을 산화시킨다. 스텝 12(CVD)에서는 웨이퍼의 표면에 절연층을 형성한다. 스텝 13(전극 형성)에서는 웨이퍼 위에 전극을 증착 등에 의해 형성한다. 스텝 14(이온 주입)에서는 웨이퍼에 이온을 주입한다. 스텝 15(레지스트 처리)에서는 웨이퍼에 감광제를 도포한다. 스텝 16(노광)에서는 상기 노광 장치(1) 또는 (1A)를 이용해서 레티클로부터의 회로 패턴을 웨이퍼에 노광한다. 스텝 17(현상)에서는 노광된 웨이퍼를 현상한다. 스텝 18(에칭)에서는 현상된 레지스트 상 이외의 부분을 에칭한다. 스텝 19(레지스트 박리)에서는 에칭 후에 미사용 레지스트를 제거한다. 이들 스텝을 반복함으로써, 웨이퍼 위에 다층의 회로 패턴을 형성한다. 본 실시형태의 디바이스 제조방법에 의하면, 종래보다 고품위의 디바이스를 제조할 수 있다. 이와 같이 해서, 노광장치(1) 또는 (1A)를 이용하는 디바이스 제조방법 및 얻어진 디바이스도 본 발명의 일 측면을 구성한다.

이상, 본 발명을 예시된 실시형태를 참조해서 설명했지만, 본 발명은 이러한 개시된 실시형태로 한정되지 않는 것임을 이해할 수 있을 것이다. 이하의 특허청구범위의 범주는 이러한 모든 변형, 등가의 구성 및 기능을 망라하도록 최광의로 해석할 필요가 있다.

도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 노광장치의 모식적 단면도;

도 2A 및 도 2B는 도 1에 나타낸 노광 장치의 광 분포 형성부로서 역할하는 CGH, 콘덴서 렌즈 및 차광 부재의 근방의 확대 단면도 및 선도;

도 3은 본 발명의 일 측면에 따른 노광장치의 모식적 단면도;

도 4A 및 도 4B는 도 3에 나타낸 노광 장치의 광 분포 형성부로서 역할하는 렌즈 어레이 및 콘덴서 렌즈의 근방의 확대 단면도 및 선도;

도 5A 및 도 5B는 도 3에 나타낸 노광 장치의 광 분포 형성부로서 역할하는 렌즈 어레이 및 콘덴서 렌즈의 근방의 확대 단면도 및 선도;

도 6A 및 도 6B는 도 3에 나타낸 노광 장치의 광 분포 형성부로서 역할하는 렌즈 어레이 및 콘덴서 렌즈의 근방의 확대 단면도 및 선도;

도 7A 및 도 7B는 콘덴서 렌즈가 수차를 생성하는 경우 광 각도 분포에 대한 영향을 설명하기 위한 도면;

도 8은 디바이스 제조 방법을 설명하기 위한 순서도;

도 9는 도 8의 스텝 4에 있어서의 웨이퍼 프로세스의 상세 순서도;

도 10A 내지 도 10C는 사다리꼴 형상의 광 강도 분포를 가진 노광 광을 이용해서, 웨이퍼의 법선이 광축에 대해서 경사진 상태에서 웨이퍼를 주사하면서 노광했을 경우에, 패턴 상이 시프트되는 원인을 설명하기 위한 도면;

도 11A 및 도 11B는 중심 광선을 설명하기 위한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 노광 장치 10: 광원부

20: 조명 광학계 21: 릴레이 광학계

22: 회절 광학 소자 23: 콘덴서 렌즈

24: 프리즘 25: 줌 렌즈

26, 28: 미러 27: 콘덴서 렌즈

29: 콜리메이터 렌즈 30: 레티클

40: 투영 광학계 50: 웨이퍼

60: 웨이퍼 스테이지 200: 광 분포 형성부

200A: CGH(computer generated hologram)

220: 콘덴서 렌즈 230, 240: 차광 부재

Claims

광원으로부터의 광선으로 피조명면 위에 배치된 레티클을 조명하는 조명 광학계;

상기 레티클의 패턴을 기판에 투영하는 투영 광학계; 및

상기 기판을 구동하는 스테이지를 포함하되,

상기 조명 광학계는 상기 피조명면 위에 상기 레티클의 주사방향을 따른 사다리꼴 형상의 광 강도 분포를 형성하여 상기 피조명면 위의 각 점을 조명하기 위한 광 각도 분포를 균일하게 하는 광 분포 형성부를 포함하고,

상기 스테이지는 상기 투영 광학계의 광축에 대해서 기판의 법선을 경사지게 하여 기판을 구동시키면서, 상기 광 분포 형성부에 의해 형성된 광 강도 분포 및 광 각도 분포에 의해 상기 기판을 노광하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 1항에 있어서, 상기 광 분포 형성부는 계산기 생성 홀로그램(computer generated hologram)을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 2항에 있어서, 상기 조명 광학계는 상기 레티클 위의 조명 범위를 규정함과 동시에 상기 계산기 생성 홀로그램에 의해 회절되지 않고 투과한 광을 차단하는 차광 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 1항에 있어서, 상기 광 분포 형성부는

상기 조명 광학계의 광축에 수직인 동시에 상기 레티클의 주사 방향에 수직인 방향으로만 굴절력을 가지는 제1 렌즈 어레이; 및

상기 레티클의 주사 방향으로만 굴절력을 가지는 제2 렌즈 어레이를 포함하고,

상기 제2 렌즈 어레이의 입사면은 상기 피조명면에 공액인 면으로부터 시프트된 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 1항에 있어서, 상기 광 분포 형성부는 상기 레티클 위의 상이한 조명 범위를 조명하는 복수의 광학 소자를 포함하는 렌즈 어레이인 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 1항에 있어서, 상기 조명 광학계는 상기 광 분포 형성부로부터 사출된 광속을 집광하는 집광 광학계를 포함하고,

상기 집광 광학계의 수차에 의해 결정된 스폿 직경은 상기 집광 광학계가 수차를 발생하지 않는 경우에 상기 광 분포 형성부에 의해 형성되는 사다리꼴 형상의 광 강도 분포의 상부변과 하부변 간의 차이의 1/2 이하인 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 1항에 따른 노광장치를 이용해서 기판을 노광하는 단계; 및

노광된 기판에 대해서 현상처리를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조 방법.