KR20100014351A - 투영 광학 시스템, 노광 장치, 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

투영 광학 시스템, 노광 장치, 및 디바이스 제조 방법 Download PDF

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imaging optical
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projection optical
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야스히로 오무라
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가부시키가이샤 니콘
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Abstract

제 1 면(Ma)의 이미지를 제 3 면(W)에 형성하는 투영 광학 시스템은 제 1 결상 광학 시스템(G1)과, 제 3 결상 광학 시스템(G3)과, 제 1 결상 광학 시스템으로부터의 광을 제 3 결상 광학 시스템으로 인도하는 제 1 폴딩 부재(M1)를 갖고 있다. 제 3 결상 광학 시스템에서 파워를 갖는 모든 광학 소자는 굴절 소자이다.

Description

투영 광학 시스템, 노광 장치, 및 디바이스 제조 방법{PROJECTION OPTICAL SYSTEM, EXPOSURE APPARATUS, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 투영 광학 시스템(projection optical system), 노광 장치 및 디바이스 제조 방법에 관한 것으로, 특히, 반도체 소자 및 액정 표시 디바이스와 같은 디바이스를 포토리소그래피(photolithography)에 의해 제조할 때에 사용하는 노광 장치에 적절히 적용 가능한 투영 광학 시스템에 관한 것이다.
반도체 소자 등을 제조하기 위한 포토리소그래피 처리는 마스크(또는 레티클(reticle))의 패턴을 투영 광학 시스템을 거쳐서 감광성 기판(포토레지스트로 도포된 웨이퍼 또는 유리 플레이트 등) 상에 투영하는 노광 장치를 이용하여 수행된다. 통상의 노광 장치는 1타입의 패턴 이미지(pattern image)를 감광성 기판 상의 하나의 쇼트 영역(단위 노광 영역)에 형성하도록 배열된다.
이에 반하여, 2종류의 패턴을 감광성 기판 상의 하나의 쇼트 영역에 중첩(superimposing)하여 하나의 합성 패턴을 형성하는 이중 노광 방식을 이용하여, 스루풋을 향상시키는 노광 장치가 제안되어 있다(예컨대 특허 문헌 1).
[특허 문헌 1] 일본 공개 특허 공보 제2000-21748호
발명의 개시
[발명이 해결하고자 하는 과제]
특허 문헌 1에 개시된 이중 노광 방식의 노광 장치는, 예컨대 간격을 두고 배치된 2개의 마스크 상의 패턴 이미지를 감광성 기판 상의 하나의 쇼트 영역에 병렬적으로 형성하는 더블 헤드형 투영 광학 시스템(a double-headed projection optical system)의 장착이 필요하다. 종래의 기술에서는 이러한 타입의 더블 헤드형 투영 광학 시스템의 특정 구성이 제안되어 있지 않다.
본 발명은 전술한 문제를 감안하여 이루어지는 것으로, 본 발명의 목적은 예컨대 간격을 두고 위치한 2개의 패턴의 이미지를 소정의 영역 내에 병렬적으로 형성할 수 있는 더블 헤드형 투영 광학 시스템을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 예컨대 간격을 두고 위치한 2개의 패턴의 이미지를 소정의 영역 내에 형성하는 더블 헤드형 투영 광학 시스템을 이용하여, 2타입의 패턴을 감광성 기판 상의 하나의 쇼트 영역에 중첩하여 하나의 합성 패턴을 형성할 수 있는 이중 노출 방식의 노광 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 광학 시스템의 크기를 증가시키지 않고 원하는 레벨로 이미지측 개구수를 확보하는 것이다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
전술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제 1 관점은, 제 1 면의 이미지 및 제 2 면의 이미지를 제 3 면에 형성하되, 제 1 면과, 상기 제 1 면의 광축 상의 점과 광학적으로 공액인 제 1 공액점 사이의 광로 내에 배치되는 제 1 결상 광학 시스템과, 제 2 면과, 상기 제 2 면의 광축 상의 점과 광학적으로 공액인 제 2 공액점 사이의 광로 내에 배치되는 제 2 결상 광학 시스템과, 제 3 면과, 제 1 공액점 및 제 2 공액점 사이의 광로 내에 배치되는 제 3 결상 광학 시스템과, 제 1 결상 광학 시스템으로부터 제 3 결상 광학 시스템으로 광을 인도하는 제 1 폴딩 부재와, 제 2 결상 광학 시스템으로부터 제 3 결상 광학 시스템으로 광을 인도하는 제 2 폴딩 부재를 구비하며, 제 3 결상 광학 시스템에서 파워를 갖는 모든 광학 소자가 굴절 소자이고, 제 1 공액점이 제 1 결상 광학 시스템 내에서 제 3 면에 가장 가까운 면과 제 3 결상 광학 시스템 내에서 제 1 면에 가장 가까운 면 사이에 위치하고, 제 2 공액점이 제 2 결상 광학 시스템 내에서 제 3 면에 가장 가까운 면과 제 3 결상 광학 시스템 내에서 제 2 면에 가장 가까운 면 사이에 위치하며, 제 1 폴딩 부재가 제 1 결상 광학 시스템 내에서 제 3 면에 가장 가까운 면과 제 3 결상 광학 시스템 내에서 제 1 면에 가장 가까운 면 사이에 배치되고, 제 2 폴딩 부재가 제 2 결상 광학 시스템 내에서 제 3 면에 가장 가까운 면과 제 3 결상 광학 시스템 내에서 제 2 면에 가장 가까운 면 사이에 배치되는 투영 광학 시스템을 제공한다.
본 발명의 제 2 관점은, 제 1 면의 이미지를 제 2 면 상에 형성하되, 제 1 면과, 제 1 면의 광축 상의 점과 광학적으로 공액인 공액점 사이의 광로 내에 배치되는 제 1 결상 광학 시스템과, 공액점과 제 2 면 사이의 광로 내에 배치되는 제 2 결상 광학 시스템과, 제 1 결상 광학 시스템으로부터 제 2 결상 광학 시스템으로 광을 인도하는 폴딩 부재를 구비하며, 제 1 결상 광학 시스템 및 제 2 결상 광학 시스템 내에서 파워를 갖는 모든 광학 소자가 굴절 소자이고, 공액점이 제 1 결상 광학 시스템 내에서 제 2 면에 가장 가까운 면과 제 2 결상 광학 시스템 내에서 제 1 면에 가장 가까운 면 사이에 위치하고, 폴딩 부재가 제 1 결상 광학 시스템 내에서 제 2 면에 가장 가까운 면과 제 2 결상 광학 시스템 내에서 제 1 면에 가장 가까운 면 사이에 배치되는 투영 광학 시스템을 제공한다.
본 발명의 제 3 관점은, 제 1 면 상에 설정된 소정의 패턴으로부터의 광에 근거하여, 패턴의 이미지를 제 3 면 상에 설정된 감광성 기판 상으로 투영하는 제 1 관점의 투영 광학 시스템을 구비하는 노광 장치를 제공한다.
본 발명 제 4 관점은, 제 1 면 상에 설정된 소정의 패턴으로부터의 광에 근거하여, 패턴의 이미지를 제 2 면 상에 설정된 감광성 기판 상으로 투영하는 제 2 관점의 투영 광학 시스템을 구비하는 노광 장치를 제공한다.
본 발명의 제 5 관점은, 제 3 관점 또는 제 4 관점의 노광 장치를 이용하여, 소정의 패턴으로부터의 광으로 감광성 기판을 노광하는 노광 단계와, 노광 단계 후에 감광성 기판을 현상하는 현상 단계를 구비하는 디바이스 제조 방법을 제공한다.
[발명의 효과]
본 발명의 더블 헤드형 투영 광학 시스템에서는, 제 1 결상 광학 시스템이 제 1 물체면(a first object surface)으로부터의 광에 근거하여, 제 1 폴딩 부재(the first folding member)의 위치 또는 그 근방에 제 1 중간 이미지를 형성하고, 제 3 결상 광학 시스템이 제 1 중간 이미지로부터의 광에 근거하여 이미지면 상에 제 1 최종 이미지를 형성한다. 한편, 제 2 결상 광학 시스템은 제 1 물체면으로부터 간격을 두고 위치한 제 2 물체면으로부터의 광에 근거하여 제 2 폴딩 부재의 위치 또는 그 근방에 제 2 중간 이미지를 형성하고, 제 3 결상 광학 시스템은 제 2 중간 이미지로부터의 광에 근거하여 이미지면 상에 제 1 최종 이미지와 병렬적인 위치에 제 2 최종 이미지를 형성한다.
본 발명의 투영 광학 시스템이 전술한 바와 같은 2회 결상 더블 헤드형 투영 광학 시스템(twice-imaging double-headed projection optical system)의 기본 구성을 채용하기 때문에, 광학 시스템의 크기를 증가시키지 않고 원하는 레벨로 이미지측 개구수 및 유효 결상 영역을 확보할 수 있어, 예컨대 간격을 두고 위치한 2개의 물체면 상의 패턴 이미지를 이미지 면 상의 소정 영역 내에 병렬적으로 형성할 수 있다. 따라서, 예컨대 본 발명의 투영 광학 시스템을 이중 노광 방식의 노광 장치에 적용할 때에, 노광 장치는 간격을 두고 위치한 2개의 마스크 상의 패턴 이미지를 투영 광학 시스템의 유효 결상 영역 내에 병렬적으로 형성하여, 2타입의 패턴을 감광성 기판 상의 하나의 쇼트 영역 내에서 중첩하여 하나의 합성 패턴을 형성할 수 있어, 나아가서는 디바이스를 높은 스루풋으로 제조할 수 있다.
본 발명의 투영 광학 시스템에서는, 제 1 결상 광학 시스템이 제 1 물체면으로부터의 광에 근거하여 중간 이미지를 형성하고, 제 2 결상 광학 시스템이 중간 이미지로부터의 광에 근거하여 이미지면 상에 최종 이미지를 형성한다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 투영 광학 시스템이 2회 결상 투영 광학 시스템의 기본 구성을 채용하기 때문에, 광학 시스템의 크기를 증가시키지 않고 원하는 레벨로 이미지측 개구수를 확보할 수 있다. 광학 시스템의 크기 증가를 억제하여 제 1 면과 제 2 면간의 거리를 더 단축하기 때문에, 전술한 투영 광학 시스템에서의 진동이 억제될 수 있다. 진동이 억제되는 것에 의해, 전술한 광학 시스템에서 제 2 면 상에 형성된 이미지의 콘트라스트가 저하되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 본 발명의 투영 광학 시스템에 따르면, 제 1 결상 광학 시스템 및 제 2 결상 광학 시스템에서 파워를 갖는 모든 광학 소자는 굴절 소자이다. 따라서, 이 투영 광학 시스템은 광학 시스템의 크기 증가를 억제할 수 있게 되어, 이 투영 광학 시스템의 제조가 용이해질 수 있다. 또한, 안정한 면 정밀도로 굴절 소자를 제조하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도,
도 2는 본 실시 형태에서의 더블 헤드형 투영 광학 시스템과 2개의 마스크간의 관계를 개략적으로 나타내는 도면,
도 3은 (a) 제 1 마스크 및 제 2 마스크 상에 형성되는 직사각형의 조명 영역 및 (b) 투영 광학 시스템을 통해 형성되는 제 1 마스크의 패턴 이미지 및 제 2 마스크의 패턴 이미지를 각각 포함하는 도면,
도 4는 본 실시 형태에서 웨이퍼 상에 형성되는 직사각형의 정지 노광 영역과 기준 광축간의 위치 관계를 나타내는 도면,
도 5는 본 실시 형태에서 경계 렌즈와 웨이퍼간의 구성을 개략적으로 나타내는 도면,
도 6은 본 실시 형태의 실시예에 따른 투영 광학 시스템의 렌즈 구성을 나타내는 도면,
도 7은 본 실시예의 투영 광학 시스템에서의 횡 수차(transverse aberration)를 나타내는 도면,
도 8은 (a) 본 실시 형태와 다른 레이아웃의 변형예에서의 한쌍의 직사각형의 조명 영역, 및 (b)본 변형예에서의 투영 광학 시스템을 통해 형성되는 한쌍의 패턴 이미지를 각각 포함하는 도면,
도 9는 반도체 소자를 제조하는 방법의 흐름도,
도 10은 액정 표시 디바이스를 제조하는 방법의 흐름도,
도 11은 본 실시 형태의 실시예의 변형예에 따른 투영 광학 시스템의 렌즈 구성을 나타내는 도면,
도 12는 본 실시 형태의 실시예의 다른 변형예에 따른 투영 광학 시스템의 렌즈 구성을 나타내는 도면,
도 13은 본 실시 형태의 실시예의 또 다른 변형예에 따른 투영 광학 시스템의 렌즈 구성을 나타내는 도면,
도 14는 본 실시 형태의 실시예에서 경계 렌즈와 웨이퍼간의 구성을 개략적 으로 나타내는 도면,
도 15는 도 14의 투영 광학 시스템의 경계 렌즈의 종단과, 배출 노즐 및 유입 노즐간의 위치 관계를 나타내는 도면,
도 16은 도 14의 투영 광학 시스템의 경계 렌즈의 종단과, 액체의 공급 및 회수를 행하는 배출 노즐 및 유입 노즐간의 위치 관계를 나타내는 도면,
도 17은 도 14의 경계 렌즈와 웨이퍼 사이의 공간으로의 액체의 공급 및 회수의 방식을 나타내는 주요부의 확대도,
도 18은 본 실시 형태의 다른 실시예에서의 경계 렌즈와 웨이퍼간의 구성을 개략적으로 나타내는 도면,
도 19는 도 18의 투영 렌즈 시스템 근처의 상세한 구성을 나타내는 부분 단면도이다.
[참조 부호의 설명]
1a, 1b: 광원
2a, 2b: 제 1 광학 시스템
3a, 3b: 플라이아이 렌즈
4a, 4b: 제 2 광학 시스템
ILa, ILb: 조명 시스템
Ma, Mb: 마스크
PL: 투영 광학 시스템
W: 웨이퍼
발명의 실시를 위한 최선의 형태
본 발명의 실시 형태에 따른 투영 광학 시스템은, 예컨대 2회 결상 더블 헤드형 투영 광학 시스템이다. 구체적으로, 본 발명의 실시 형태에 따른 투영 광학 시스템은, 제 1 물체면(제 1 면)과, 제 1 물체면의 광축 상의 점과 광학적으로 공액인 제 1 공액점(a first conjugate point) 사이의 광로 중에 배치된 제 1 결상 광학 시스템과, 제 2 물체면(제 2 면)과, 제 2 물체면의 광축 상의 점과 광학적으로 공액인 제 2 공액점 사이의 광로 중에 배치된 제 2 결상 광학 시스템과, 이미지면(an image surface)(제 3 면)과, 제 1 공액점 및 제 2 공액점 사이의 광로 중에 배치된 제 3 결상 광학 시스템을 구비하고 있다.
제 1 공액점은 제 1 결상 광학 시스템의 이미지면에 가장 가까운 면과, 제 3 결상 광학 시스템의 제 1 물체면에 가장 가까운 면 사이에 위치한다. 제 2 공액점은 제 2 결상 광학 시스템의 이미지면에 가장 가까운 면과, 제 3 결상 광학 시스템의 제 2 물체면에 가장 가까운 면 사이에 위치한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 투영 광학 시스템은, 제 1 공액점의 근방에 배치되어 제 1 결상 광학 시스템으로부터 제 3 결상 광학 시스템으로 광을 인도하는 제 1 폴딩 부재와, 제 2 공액점 근처에 배치되어 제 2 결상 광학 시스템으로부터 제 3 결상 광학 시스템으로 광을 인도하는 제 2 폴딩 부재를 구비하며, 제 3 결상 광학 시스템에서 파워를 갖는 모든 광학 소자는 굴절 소자이다. 즉, 제 3 결상 광 학 시스템은 굴절형 광학 시스템이다. 제 1 폴딩 부재는 제 1 결상 광학 시스템의 이미지면에 가장 가까운 면과, 제 3 결상 광학 시스템의 제 1 물체면에 가장 가까운 면 사이에 배치된다. 제 2 폴딩 부재는 제 2 결상 광학 시스템의 이미지면에 가장 가까운 면과, 제 3 결상 광학 시스템의 제 2 물체면에 가장 가까운 면 사이에 배치된다. 이러한 구성에 있어서, 제 1 결상 광학 시스템은 제 1 물체면으로부터의 광에 근거하여, 제 1 공액점의 위치 또는 그 근방에 제 1 중간 이미지를 형성하고, 제 3 결상 광학 시스템은 제 1 중간 이미지로부터의 광에 근거하여, 이미지면 상에 제 1 최종 이미지를 형성한다. 제 2 결상 광학 시스템은 제 1 물체면으로부터 간격을 두고 위치한 제 2 물체면으로부터의 광에 근거하여, 제 2 공액점의 위치 또는 그 근방에 제 2 중간 이미지를 형성하고, 제 3 결상 광학 시스템은 제 2 중간 이미지로부터의 광에 근거하여 이미지면 상에 제 1 최종 이미지와 병렬인 위치에 제 2 최종 이미지를 형성한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 투영 광학 시스템이 전술한 바와 같은 2회 결상 더블 헤드형 기본 구성을 채용하기 때문에, 광학 시스템의 크기를 증가시키지 않고 원하는 레벨로 이미지측 개구수 및 유효 결상 영역을 확보하여, 예컨대 간격을 두고 위치하는 2개의 물체면 상의 패턴 이미지를 이미지면 상의 소정의 영역 내에 병렬로 형성할 수 있다. 따라서, 예컨대, 본 발명의 실시 형태에 따른 투영 광학 시스템이 이중 노광 방식의 노광 장치에 적용될 때에, 노광 장치는, 예컨대 간격을 두고 위치한 2개의 마스크의 패턴 이미지를 유효 결상 영역 내에 병렬적으로 형성하여, 감광성 기판 상의 하나의 쇼트 영역 내에 2타입의 패턴을 중첩해서, 하나의 합성 패턴을 형성할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 더블 헤드형 투영 광학 시스템은 축소율(a reducing rate)을 가질 수도 있다. 본 발명의 실시 형태에 따른 더블 헤드형 투영 광학 시스템에 있어서, 제 1 결상 광학 시스템 및 제 2 결상 광학 시스템도 제 3 결상 광학 시스템과 같이 굴절형 광학 시스템인 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 제 1 결상 광학 시스템 및 제 2 결상 광학 시스템에서 파워를 갖는 모든 광학 소자가 굴절 소자인 것이 바람직하다. 파워를 갖는 모든 광학 소자가 굴절 소자로 구성되는 굴절형 투영 광학 시스템은 종래의 노광 장치에서 리소그래피용 투영 광학 시스템으로서 자주 이용되어, 신뢰성 및 생산성의 관점에서 노광 장치에 적합한 광학 시스템 타입이다.
본 발명의 실시 형태에 따른 더블 헤드형 투영 광학 시스템에서는, 제 1 결상 광학 시스템 및 제 2 결상 광학 시스템이 동일한 구성을 갖는 것이 바람직하다. 이것은, 제 3 결상 광학 시스템의 광축에 대해 대칭적인 구성의 광학 시스템을 제공하여, 광학 시스템의 안정성의 향상, 광학 시스템의 구성의 간소화, 광학 시스템의 제조 비용의 절감 등을 얻는다.
본 발명의 실시 형태에 따른 더블 헤드형 투영 광학 시스템은 이하의 조건 (1) 및 (2)를 만족할 수 있다. 조건 (1) 및 (2)에서, β1은 제 1 결상 광학 시스템의 결상 배율(an imaging magnification)이고, β2는 제 2 결상 광학 시스템의 결상 배율이며, β는 투영 광학 시스템의 투영 배율이다.
Figure 112009046487114-PCT00001
제 1 결상 광학 시스템의 결상 배율 β1이 너무 작아져 코마 수차(comatic aberration) 및 비구면 수차(aspherical aberration)의 저하없이 페쯔발 합(Petzval sum)을 충분히 보상할 수 없어지기 때문에, 비 ｜β1/β｜가 조건 (1)의 하한보다 더 작아져, 광학 시스템의 반경 크기를 증가시키지 않고 큰 이미지측 개구수를 확보하여, 편평하고 양호한 이미지를 확보하는 것이 불가능해진다. 본 발명의 효과를 양호하게 얻기 위해서, 조건 (1)의 하한을 5.5로 설정할 수 있다. 조건 (1)의 상한을 15로 설정할 수 있다. 상면 만곡(the curvature of field)을 작게 유지하기 위해서 제 1 폴딩 부재가 제 1 중간 이미지의 형성 위치 근방에서 더 커지기 때문에, 특히 광로에 따른 제 1 결상 광학 시스템의 전장(total length)이 너무 커지기 때문에, 비 ｜β1/β｜가 이 상한보다 더 커진다.
제 2 결상 광학 시스템의 결상 배율 β2가 너무 작아서 코마 수차 및 비구면 수차의 저하없이 페쯔발 합을 충분히 보상할 수 없어지기 때문에, 비 ｜β2/β｜가 조건 (2)의 하한보다 더 작아져, 광학 시스템의 반경 크기를 증가시키지 않고 큰 이미지측 개구수를 확보하여, 편평하고 양호한 이미지를 확보하는 것이 불가능해진다. 상기 효과를 양호하게 얻기 위해서, 조건 (2)의 하한을 5.5로 설정할 수 있다. 조건 (2)의 상한을 15로 설정할 수 있다. 상면 만곡을 작게 유지하게 위해서 제 2 중간 이미지의 형성 위치 근방에서 제 2 폴딩 부재가 커지게 되기 때문에, 특히 광로에 따른 제 2 결상 광학 시스템의 전장이 너무 커지기 때문에, 비 ｜β2/β ｜가 상기 상한보다 더 커진다.
본 발명의 실시 형태에 따른 더블 헤드형 투영 광학 시스템에 있어서, 제 1 결상 광학 시스템 및 제 2 결상 광학 시스템 각각은 광의 입사측으로부터 차례로, 포지티브 굴절력(positive refracting power)을 갖는 제 1 렌즈 유닛과, 네가티브 굴절력(negative refracting power)을 갖는 제 2 렌즈 유닛과, 포지티브 굴절력을 갖는 제 3 렌즈 유닛과, 네가티브 굴절력을 갖는 제 4 렌즈 유닛과, 포지티브 굴절력을 갖는 제 5 렌즈 유닛으로 구성될 수 있다. 이러한 방식으로 포지티브, 네가티브, 포지티브, 네가티브, 포지티브의 굴절력 배열의 5유닛 구성이 제 1 결상 광학 시스템 및 제 2 결상 광학 시스템에 적용되는 경우, 다양한 수차, 특히 왜곡 수차(distortion)를 발생시키지 않고 페쯔발 조건을 만족시킬 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 더블 헤드형 투영 광학 시스템은, 제 1 결상 광학 시스템의 광로 중에 배치되는 제 1 중간 폴딩 부재와, 제 2 결상 광학 시스템의 광로 중에 배치되는 제 1 중간 폴딩 부재를 더 구비하며, 제 1 폴딩 부재와 제 1 중간 폴딩 부재간의 광축 상의 거리 Li1 및 제 2 폴딩 부재와 제 2 중간 폴딩 부재간의 광축 상의 거리 Li2를 적어도 130㎜로 설정할 수 있다. 이러한 구성이 예컨대 이중 노광 방식의 노광 장치에 적용되면, 기계적 간섭을 회피하기 위하여 2개의 마스크가 충분한 간격을 두고 배열될 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 더블 헤드형 투영 광학 시스템은 제 1 물체면 상의 광축을 포함하지 않는 제 1 유효 시야 영역(a first effective field region), 및 제 2 물체면 상의 광축을 포함하지 않는 제 2 유효 시야 영역을 갖도 록 배열되어, 이하의 조건 (3) 및 (4)를 만족시킬 수 있다. 조건 (3) 및 (4)에 있어서, LO1은 제 1 유효 시야 영역에 대응하여 이미지면 상에 형성되는 제 1 유효 결상 영역과 광축 사이의 간격이고, LO2는 제 2 유효 시야 영역에 대응하여 이미지면 상에 형성되는 제 2 유효 결상 영역과 광축 사이의 간격이며, B는 이미지면 상의 최대 이미지 높이이다.
Figure 112009046487114-PCT00002
제 1 결상 광학 시스템으로부터 제 3 결상 광학 시스템으로의 광선, 제 2 결상 광학 시스템으로부터 제 3 결상 광학 시스템으로의 광선을 적절히 분리하기 위해 제 1 중간 이미지의 결상 능력이 매우 높아지고, 제 1 결상 광학 시스템 및 제 3 결상 광학 시스템의 구성이 더 복잡해지기 때문에, 비 LO1/B가 조건 (3)의 하한보다 더 작아진다. 상기 효과를 양호하게 얻기 위해서, 조건 (3)의 하한을 0.05로 설정할 수 있다. 한편, 광학 시스템의 크기의 증가없이 원하는 레벨로 제 1 유효 결상 영역을 확보하기 어려워지기 때문에 비 LO1/B가 조건 (3)의 상한보다 커진다. 이 효과를 양호하게 얻기 위해서, 조건 (3)의 상한을 0.3으로 설정할 수 있다.
제 2 결상 광학 시스템으로부터 제 3 결상 광학 시스템으로의 광선, 제 2 결상 광학 시스템으로부터 제 3 결상 광학 시스템으로의 광선을 적절히 분리하기 위해 제 2 중간 이미지의 결상 능력이 매우 높아지고, 제 2 결상 광학 시스템 및 제 3 결상 광학 시스템의 구성이 더 복잡해지기 때문에, 비 LO2/B가 조건 (4)의 하한보다 더 작아진다. 상기 효과를 양호하게 얻기 위해서, 조건 (4)의 하한을 0.05로 설정할 수 있다. 한편, 광학 시스템의 크기의 증가없이 원하는 레벨로 제 2 유효 결상 영역을 확보하는 것이 어려워지기 때문에 비 LO2/B가 조건 (4)의 상한보다 더 커진다. 이 효과를 양호하게 얻기 위해서, 조건 (4)의 상한을 0.3으로 설정할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 더블 헤드형 투영 광학 시스템에서는, 투영 광학 시스템과 이미지면 사이의 광로를 액체로 채울 수 있다. 액침 영역이 이미지측 상에 형성되는 액침형 구성을 적용하는 것에 의해, 큰 유효 이미지측 개구수를 확보하고, 또한 비교적 큰 유효 결상 영역을 확보하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 실시 형태에 따른 더블 헤드형 투영 광학 시스템에서는, 제 1 폴딩 부재의 반사면 및 제 2 폴딩 부재의 반사면에 의해 이루어지는 리지라인(ridgeline)은 제 1 내지 제 3 결상 광학 시스템의 광축이 교차하는 점 상에 위치할 수 있다. 보다 정확하게는, 제 1 폴딩 부재의 편평한 반사면의 가상 연장면 및 제 2 폴딩 부재의 편평한 반사면의 가상 연장면에 의해 이루어지는 리지라인은 제 1 결상 광학 시스템의 출사측 광축, 제 2 결상 광학 시스템의 출사측 광축 및 제 3 결상 광학 시스템의 입사측 광축이 교차하는 점 상에 위치할 수 있다. 이 경우, 제 1 폴딩 부재 및 제 2 폴딩 부재는 제 1 결상 광학 시스템으로부터 제 3 결상 광학 시스템으로의 광선 및 제 2 결상 광학 시스템으로부터 제 3 결상 광학 시스템으로의 광선을 적절히 분리할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 더블 헤드형 투영 광학 시스템에서, 제 1 면 및 제 2 면은 동일 면 상에 설정될 수도 있다.
본 발명의 실시 형태를 첨부한 도면을 기초로 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 1에 있어서, Z축은 감광성 기판인 웨이퍼 W에 수직인 방향을 따라 규정되고, X축 및 Y축은 웨이퍼 W의 면 내에서 서로 직교하는 방향을 따라 규정된다. 도 1을 참조하면, 본 실시 형태의 노광 장치는 YZ 평면(Y 방향에 평행하고 X 방향에 수직인 평면)을 따라 설정된 제각기의 광학 AXa 및 AXb를 각각 가지는 2개의 조명 시스템 ILa 및 ILb를 구비하고 있다.
병렬로 배열된 제 1 조명 시스템 ILa 및 제 2 조명 시스템 ILb가 동일한 구성을 가지기 때문에, 각 조명 시스템의 구성 및 기능에 대해 제 1 조명 시스템 ILa에 주목하여 설명하며, 그에 대응하는 제 2 조명 시스템의 참조 부호 및 구성 요소의 참조 부호를 괄호 안에 나타낸다. 제 1 조명 시스템 ILa(제 2 조명 시스템 ILb)은 제 1 광학 시스템(2a(2b)), 플라이 아이 렌즈(a fly's eye lens)(또는 마이크로 플라이 아이 렌즈)(3a(3b)), 및 제 2 광학 시스템(4a(4b))을 갖고 있다.
노광광(조명광)을 제 1 조명 시스템 ILa(제 2 조명 시스템 ILb)에 공급하는 광원(1a(1b))은 예컨대, 약 193㎚의 파장을 갖는 광을 공급하는 ArF 엑시머 레이저 광원, 또는 약 248㎚의 파장을 갖는 광을 공급하는 KrF 엑시머 레이저 광원일 수 있다. 광원(1a(1b))으로부터 출사된 거의 평행한 빔은 제 1 광학 시스템(2a(2b))을 거쳐서 플라이 아이 렌즈(3a(3b))에 입사된다. 제 1 광학 시스템(2a(2b))은 예컨대 공지된 구성을 갖는 빔 전송 시스템(도시하지 않음), 편광 상태 가변부(a polarization state varying section)(도시하지 않음) 등을 갖는다. 빔 전송 시스 템은 입사빔을 적절한 크기 및 형태의 단면을 갖는 빔으로 변환하면서 해당 입사빔을 편광 상태 가변부로 유도하고, 편광 상태 가변부에 입사된 빔의 위치 변동 및 각도 변동을 능동적으로 보상하는 기능을 가진다.
편광 상태 가변부는 플라이 아이 렌즈(3a(3b))로 입사되는 조명광의 편광 상태를 변화시키는 가능을 갖는다. 특히, 편광 상태 가변부는 예컨대 수정의 반파장 플레이트(a half wave plate of rock crystal), 수정의 편각 프리즘(an angle deviation prism of rock crystal) 즉 수정 프리즘, 및 석영 유리의 편각 프리즘(an angle deviation prism of silica glass) 즉 석영 유리 프리즘으로 구성되어 있다. 반파장 플레이트, 수정 프리즘 및 석영 프리즘은 광축(AXa(AXb))에 대해 각각 회전 가능하게 배열되어 있다. 수정 프리즘은 편광 소멸 작용을 가지며, 석영 프리즘은 수정 프리즘의 편각 작용으로 인한 광선의 곡선을 보정하는 기능을 가진다.
반파장 플레이트의 결정학적 축의 방향(the direction of the crystallographic axis) 및 수정 프리즘의 결정학적 축의 방향을 적절히 설정함으로써, 편광 상태 가변부는 빔 전송 시스템으로부터 입사한 선형적 편광의 광을 다른 진동 방향의 선형적 편광의 광으로 변환하거나, 입사된 선형적 편광의 광을 비편광의 광으로 변환하거나, 변환하지 않고 입사된 선형적 편광의 광을 직접 출사한다. 필요에 따라 편광 상태 가변부에 의해 편광 상태가 변환된 빔은 플라이 아이 렌즈(3a(3b))에 입사된다.
플라이 아이 렌즈(3a(3b))에 입사된 빔은 다수의 미세 렌즈 소자(a large number of microscopic lens elements)에 의해 2차원적으로 분할되어, 빔이 입사되는 각각의 미세 렌즈 소자의 뒤쪽 초점면(the rear focal plane) 상에 작은 광원이 형성된다. 이러한 방식으로, 다수의 작은 광원으로 이루어지는 실질적인 면 광원체가 플라이 아이 렌즈(3a(3b))의 뒤쪽 초점면 상에 형성된다. 플라이 아이 렌즈(3a(3b))로부터의 빔은 제 2 광학 시스템(4a(4b))을 거쳐서 제 1 마스크 Ma(제 2 마스크 Mb)로 인도된다.
제 2 광학 시스템(4a(4b))은 예컨대 공지된 구성을 갖는 콘덴서 광학 시스템(a condenser optical system)(도시하지 않음), 마스크 블라인드(mask blind)(도시하지 않음), 결상 광학 시스템(도시하지 않음), 경로 폴딩 반사기(a path folding reflector)(4aa(4ba)) 등을 갖고 있다. 이 경우, 플라이 아이 렌즈(3a(3b))로부터의 빔이 콘덴서 광학 시스템을 경유하여 마스크 블라인드를 중첩 방식으로 조명한다. 플라이 아이 렌즈(3a(3b))를 형성하는 각 미세 렌즈 소자의 형상에 따른 직사각형 형상의 조명 시야(an illumination field)는 조명 시야 조리개로서의 마스크 블라인드 상에 형성된다.
마스크 블라인드의 직사각형의 개구(광 투과부)를 통과한 빔은 결상 광학 시스템 및 경로 폴딩 반사기(4aa(4ba))를 경유하여 제 1 마스크 Ma(제 2 마스크 Mb)를 중첩 방식으로 조명한다. 플라이 아이 렌즈(3a(3b))로부터의 빔을 제한하는 개구 조리개(aperture stop)(도시하지 않음)는 플라이 아이 렌즈(3a(3b))의 출사면 근처에 위치하고 있다. 개구 조리개는 플라이 아이 렌즈(3a(3b))의 출사면 근처, 즉 조명 동공(the illumination pupil) 상에 광 강도 분포(이하에서는 "동공 강도 분포(pupil intensity distribution)라고 함)의 크기 및 형상을 변화시키는 기능을 갖는다.
제 1 마스크 Ma를 통과한 빔 및 제 2 마스크 Mb를 통과한 빔은, 도 2에 도시한 바와 같이, 더블 헤드형 투영 광학 시스템 PL을 거쳐서 제 1 마스크 Ma의 패턴 이미지 및 제 2 마스크 Mb의 패턴 이미지를 웨이퍼(감광성 기판) W 상에 각각 형성한다. 제 1 마스크 Ma 및 제 2 마스크 Mb 각각은 도 2에 도시한 바와 같이 마스크 스테이지(a mask stage) MS 상에 놓여진다. 마스크 스테이지 MS는 마스크 스테이지 구동 시스템 MSD에 접속되어 있다. 마스크 스테이지 구동 시스템 MSD는 마스크 스테이지 MS를 X 방향, Y 방향, 및 Z 방향을 중심으로 한 회전 방향으로 구동된다. 웨이퍼 W는 도 2에 도시한 바와 같이 웨이퍼 스테이지 WS 상에 탑재된다. 웨이퍼 스테이지 WS는 웨이퍼 스테이지 구동 시스템 WSD에 접속되어 있다. 웨이퍼 스테이지 구동 시스템 WSD는 X 방향, Y 방향, Z 방향, 및 Z 방향을 중심으로 한 회전 방향으로 구동된다. 더블 헤드형 투영 광학 시스템 PL은 X 방향을 따라 서로 이격되어 있는 2개의 유효 시야 및 하나의 유효 결상 영역을 갖는 광학 시스템이다. 더블 헤드형 투영 광학 시스템 PL의 내부 구성을 이하에서 설명한다.
본 실시 형태에 있어서, 제 1 조명 시스템 ILa는, 도 3(a)의 좌측에 도시한 바와 같이, 제 1 마스크 MA 상에서 Y 방향으로 연장되는 직사각형 형상의 조명 영역 IRa를 형성한다. 제 2 조명 시스템 ILb는, 도 3(a)의 우측에 도시한 바와 같이, 제 2 마스크 Mb 상에서 Y 방향으로 연장되는 직사각형 형상의 조명 영역 IRb를 형성한다. 제 1 조명 영역 IRa 및 제 2 조명 영역 IRb는, 예컨대 제 1 조명 시스 템 ILa의 광축 AXa 및 제 2 조명 시스템 ILb의 광축 AXb를 중심으로 하여 각각 형성된다.
즉, 제 1 마스크 Ma의 패턴 영역 PAa 내의 제 1 조명 영역 IRa에 대응하는 패턴은, 제 1 조명 시스템 ILa 내의 편광 상태 가변부에 의해 설정된 편광 상태와, 개구 조리개에 의해 설정된 동공 강도 분포의 크기 및 형상에 의해 규정된 조명 조건 하에서 조명된다. 또한, X 방향을 따라 제 1 마스크 Ma로부터 간격을 두고 이격된 제 2 마스크 Mb의 패턴 영역 PAb 내의 제 2 조명 영역 IRb에 대응하는 패턴은, 제 2 조명 시스템 ILb 내의 편광 상태 가변부에 의해 설정된 편광 상태와, 개구 조리개에 의해 설정된 동공 강도 분포의 크기 및 형성에 의해 규정된 조명 조건 하에서 조명된다.
이러한 방식으로, 도 3(b)에 도시한 바와 같이, 제 1 조명 영역 IRa에 의해 조명되는 제 1 마스크 Ma의 패턴 이미지는 투영 광학 시스템 PL의 유효 결상 영역 ER 내에서 Y 방향으로 연장되는 직사각형 형상의 제 1 영역(제 1 유효 결상 영역) ERa 내에 형성되고, 제 2 조명 영역 IRb에 의해 조명되는 제 2 마스크 Mb의 패턴 이미지는 유효 결상 영역 ER 내에서 Y 방향으로 연장되는 직사각형 형상의 동일한 외형을 갖고 X 방향을 따라 제 1 영역 ERa와 병렬적으로 위치하는 제 2 영역(제 2 유효 결상 영역) ERb 내에 형성된다. 더 상세하게는, 투영 광학 시스템 PL이 수직 방향인 Z 방향을 따라 위에서 보았을 때, 제 1 마스크 Ma의 제 1 조명 영역 IRa의 패턴 이미지 및 제 2 마스크 Mb의 제 2 조명 영역 IRb의 패턴 이미지가, 제 1 조명 시스템 ILa에 의해 형성된 제 1 조명 영역 IRa와 제 2 조명 시스템 ILb에 의해 형 성된 제 2 조명 영역 IRb 사이의 영역 내에서 병렬적으로 형성된다.
본 실시 형태에 있어서, 투영 광학 시스템 PL에 대해 X 방향을 따라 동일한 방향으로 제 1 마스크 Ma, 제2 마스크 Mb 및 웨이퍼 W가 동기적으로 이동하면서, 제 1 마스크 Ma의 패턴 및 제 2 마스크 Mb의 패턴을 웨이퍼 W 상의 하나의 쇼트 영역 내로 이중으로 주사 노광함으로써 하나의 합성 패턴을 형성한다. 전술한 이중 주사 노광은 투영 광학 시스템 PL에 대해 XY 평면을 따라 웨이퍼 W의 2차원적인 단계 이동(two-dimensional step movement)으로 반복되어, 제 1 마스크 Ma의 패턴과 제 2 마스크 Mb의 패턴의 합성 패턴을 웨이퍼 W 상의 각각의 쇼트 영역 내에 실질적으로 형성한다.
도 4는 본 실시 형태에서 웨이퍼 상에 형성되는 직사각형 정지 노광 영역과 기준 광축 간의 위치 관계를 나타내는 도면이다. 본 실시 형태에서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 기준 광축 AX(웨이퍼 W 상에서 광축 AX3에 일치)를 중심으로 하고 반경 B를 갖는 원형 영역(이미지 서클(image circle)) 내에서, 소정 크기를 갖는 직사각형의 제 1 정지 노광 영역(제 1 유효 결상 영역에 대응) ERa는 기준 광축 AX로부터 -X 방향으로 비축량(an off-axis amount) LO1만큼 떨어진 위치에 설정되고, 소정 크기를 갖는 직사각형의 정지 노광 영역(제 2 유효 결상 영역에 대응) ERb는 기준 광축 AX로부터 +X 방향으로 비축량 LO2만큼 떨어진 위치에 설정된다. 제 1 정지 노광 영역 ERa 및 제 2 정지 노광 영역 ERb는 기준 광축 AX를 지나고 Y축에 평행한 광선(axial line)에 대해 대칭이다.
정지 노광 영역 ERa, ERb는 제각기 그들의 X 방향 길이 LXa, LXb(=LXa) 및 그들의 Y 방향 길이 LYa, LYb(=LYa)를 가진다. 따라서, 도 3(a)에 도시한 바와 같이, 제 1 정지 노광 영역 ERa에 대응하는 크기 및 형상을 갖는 직사각형의 제 1 조명 영역(제 1 유효 시야 영역에 대응) IRa는, 제 1 마스크 Ma 상에서, 직사각형의 제 1 정지 노광 영역 ERa에 대응하고, 광축 AX1로부터 -X 방향으로 비축량 LO1에 대응하는 거리만큼 이격된 위치에 형성된다. 마찬가지로, 제 2 정지 노광 영역 ERb에 대응하는 크기 및 형상을 갖는 직사각형의 제 2 조명 영역(제 2 유효 시야 영역에 대응)은, 제 2 마스크 Mb 상에서, 직사각형의 제 2 정지 노광 영역 ERb에 대응하고, 광축 AX2로부터 +X 방향으로 비축량 LO2(=LO1)에 대응하는 거리만큼 이격된 위치에 형성된다.
도 5는 본 실시 형태에서 경계 렌즈와 웨이퍼간의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 본 실시 형태의 더블 헤드형 투영 광학 시스템 PL에서, 경계 렌즈 Lb와 웨이퍼 W 사이의 광로는 액체 Lm으로 채워져 있다. 본 실시 형태에 있어서, 액체 Lm은 반도체 제조 설비 등에서 용이하게 대량으로 이용할 수 있는 순수(pure water)(탈이온수)이다. 그러나, 액체 Lm은 H+, Cs+, K+, Cl-, SO4 2-, 또는 PO4 2-, 아이소프로판올(isopropanol), 글리세롤, 헥산, 헵탄(heptane), 또는 데칸(decane)을 함유하는 물일 수도 있음을 유의해야 한다.
투영 광학 시스템 PL에 대해 웨이퍼 W의 상대 이동시키면서 주사 노광을 실시하는 스텝 앤드 스캔 방식(the step-and-scan method)의 노광 장치에 있어서, 액 체 Lm은, 국제 특허 공개 공보 WO99/49504에 개시된 기술, 일본 특허 공개 공보 평10-303114호에 개시된 기술 등을 적용함으로써, 주사 노광의 개시부터 종료까지 투영 광학 시스템 PL의 경계 렌즈 Lb와 웨이퍼 W 사이의 광로에 채워져 유지될 수 있다. 국제 특허 공개 공보 WO99/49504에 개시된 기술에서는, 경계 렌즈 Lb와 웨이퍼 W 사이의 광로에 액체가 채워지도록, 액체 공급 디바이스가 공급관 및 배출 노즐을 통해 소정의 온도로 제어된 액체를 공급하고, 액체 회수 디바이스는 회수관 및 유입 노즐을 거쳐서 웨이퍼 W 상으로부터 액체를 회수한다.
도 14는 국제 특허 공개 공보 WO99/49504에 개시된 기술을 적용하는 경우의 본 실시 형태의 실시예에서 경계 렌즈와 웨이퍼간의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 웨이퍼 W는 웨이퍼 홀더(a wafer holder)(도시하지 않음)를 거쳐서 초점 위치(Z 방향의 위치) 및 웨이퍼 W의 경사각을 제어하는 Z 스테이지(109) 상에 고정되어 있다. Z 스테이지(109)는 투영 광학 시스템 PL의 이미지면에 본질적으로 평행한 XY 평면을 따라 이동하는 XY 스테이지(110) 상에 고정되어 있다.
상세하게는, 이 액체 Lm은, 해당 액체용 탱크, 가압 펌프, 및 온도 제어 디바이스 등으로 이루어지는 액체 공급 디바이스(105)에 의해, 소정의 배출 노즐 등을 거쳐서 웨이퍼 W 상에 온도 제어된 상태로 공급되며, 액체 탱크 및 흡입 펌프 등으로 이루어지는 액체 회수 디바이스(106)를 이용하여, 소정의 유입 노즐 등을 거쳐서 웨이퍼 W 상으로부터 액체를 회수한다. 액체 Lm의 온도는 대략, 예컨대 본 실시예의 투영 노광 장치가 수용되는 챔버 내의 온도의 레벨로 설정된다. 그리고, 투영 광학 시스템 PL의 렌즈 Lb의 종단을 X 방향으로 샌드위치하도록, 미세하고 뾰 족한 종단을 갖는 배출 노즐((121a) 및 종단 확대된 유입 노즐(123a 및 123b)(도 15 참조)이 배열되며, 배출 노즐(121a)은 공급관(121)을 경유하여 액체 공급 디바이스(105)에 접속되는 반면, 유입 노즐(123a 및 123b)은 회수관(123)을 경유하여 액체 회수 디바이스(106)에 접속되어 있다. 게다가, 한쌍의 배출 노즐(121a) 및 유입 노즐(123a, 123b)이 약 180°만큼 회전한 경우의 위치에 배치된 렌즈의 종단 및 한쌍의 노즐을 Y 방향으로 샌드위치하도록 2쌍의 배출 노즐 및 유입 노즐이 배열된다.
도 15는 도 14의 투영 광학 시스템 PL의 렌즈 Lb의 종단 Lb1 및 웨이퍼와, 이 종단 Lb1을 X 방향으로 샌드위치하는 2쌍의 배출 노즐 및 유입 노즐의 위치 관계를 나타내며, 이 도 15에 있어서, 배출 노즐(121a)은 종단 Lb1의 +X 방향측 상에 배열되는 반면, 유입 노즐(123a, 123b)은 -X 방향측 상에 배열된다. 또한, 유입 노즐(123a, 123b)은 종단 Lb1의 중심을 통해 X축에 평행한 축에 대해 팬(fan) 형상으로 개구된 형태로 배열되어 있다. 그리고, 1쌍의 배출 노즐(121a) 및 유입 노즐(123a, 123b)이 약 180°만큼 회전한 경우의 위치에서, 다른 한쌍의 배출 노즐(122a) 및 유입 노즐(124a, 124b)은, 배출 노즐(122a)이 공급관(122)을 거쳐서 액체 공급 디바이스(105)에 접속되고, 유입 노즐(124a, 124b)이 회수관(124)을 거쳐서 액체 회수 디바이스(106)에 접속되도록 배열되어 있다.
또한, 도 16은 도 14의 투영 광학 시스템 PL의 렌즈 Lb의 종단 Lb1과 이 종단 Lb1을 Y 방향으로 샌드위치하는 2쌍의 배출 노즐 및 유입 노즐의 위치 관계를 나타내며, 이 도 16에 있어서, 배출 노즐(127a)은 종단 Lb1의 +Y 방향측에 배열되 는 반면, 유입 노즐(129a, 129b)은 -Y 방향측에 배열되고, 배출 노즐(127a)은 공급관(27)을 거쳐서 액체 공급 디바이스(105)에 접속되고, 유입 노즐(129a, 129b)은 회수관(129)을 거쳐서 액체 회수 디바이스에 접속되어 있다. 또한, 다른 1쌍의 배출 노즐(128a) 및 유입 노즐(129a, 129b)은, 한쌍의 배출 노즐(27a) 및 유입 노즐(129a, 129b)이 약 180°만큼 회전한 경우의 위치에 배열되며, 배출 노즐(128a)은 공급관(128)을 거쳐서 액체 공급 디바이스(105)에 접속되고, 유입 노즐(130a, 130b)은 회수관(130)을 거쳐서 액체 회수 디바이스(106)에 접속된다. 액체 공급 디바이스(105)는 공급관(121, 122, 127, 128) 중 적어도 하나를 거쳐서 렌즈 Lb와 웨이퍼 W 사이에 온도 제어된 액체를 공급하고, 액체 회수 디바이스(106)는 회수관(123, 124, 129, 130) 중 적어도 하나를 거쳐서 해당 액체를 회수한다.
다음으로, 액체 Lm의 공급 및 회수의 방법을 설명한다.
도 15에 있어서, 실선으로 나타낸 화살표(125A)의 방향(-X 방향)으로 웨이퍼 W를 단계적으로 이동시키는 경우, 액체 공급 디바이스(105)는 공급관(121) 및 배출 노즐(121a)을 거쳐서 렌즈 Lb의 종단 Lb1과 웨이퍼 W 사이에 액체 Lm을 공급한다. 그리고, 액체 회수 디바이스(106)는 회수관(123) 및 유입 노즐(123a, 123b)을 거쳐서 웨이퍼 W 상으로부터 액체 Lm을 회수한다. 이 때, 액체 Lm은 웨이퍼 W 상에서 화살표(125B)의 방향(-X 방향)으로 흘러, 웨이퍼 W와 렌즈 Lb 사이에 액체 Lm이 안정하게 채워진다.
한편, 점선으로 나타낸 화살표(126A)의 방향(+X 방향)으로 웨이퍼 W가 단계적으로 이동하는 경우, 액체 공급 디바이스(105)는 공급관(122) 및 배출 노 즐(122a)을 이용하여 렌즈 Lb의 종단 Lb1과 웨이퍼 W 사이에 액체 Lm을 공급하고, 액체 회수 디바이스(106)는 회수관(124) 및 유입 노즐(124a, 124b)을 이용하여 액체 Lm을 회수한다. 이 때, 액체 Lm은 화살표(126B)의 방향(+X 방향)으로 웨이퍼 W 상에서 흐르고, 웨이퍼 W와 렌즈 Lb 사이의 공간은 액체 Lm으로 채워진다. 이러한 방법으로, 본 실시예의 투영 노광 장치에서는, X 방향으로 서로 반전되는 2쌍의 배출 노즐 및 유입 노즐이 제공되기 때문에, 웨이퍼 W가 +X 방향 또는 -X 방향으로 이동하는 경우이더라도, 웨이퍼 W와 렌즈 Lb 사이의 공간에 안정하게 액체 Lm이 계속 채워지는 것이 가능하다.
또한, 액체 Lm이 웨이퍼 W 위를 흐르기 때문에, 파티클(레지스트로부터의 비산 파티클을 포함)이 웨이퍼 W 상에 부착되는 경우에 있어서도, 해당 파티클을 액체 Lm의 흐름에 의해 제거할 수 있는 장점이 있다. 또한, 액체 Lm이 액체 공급 디바이스(105)에 의해 소정의 온도로 조절되기 때문에, 웨이퍼 W의 표면의 온도가 조절되어, 노광시에 발생하는 열에 의한 웨이퍼의 열 팽창으로 인해, 오버레이 정밀도(overlay accuracy) 등의 열화를 방지할 수 있다. 따라서, EGA(enhanced global alignment) 방법을 이용하는 얼라인먼트(alignment)와 같이 얼라인먼트와 노광에 시간차가 있는 경우이더라도, 웨이퍼의 열 팽창으로 인한 오버레이 정밀도의 열화를 방지하는 것이 가능하다. 또한, 본 실시예의 투영 노광 장치에서는, 웨이퍼 W가 이동하는 방향과 동일한 방향으로 액체 Lm이 흘러, 흡수한 파티클 및 열을 가지는 액체를 렌즈 Lb의 종단 Lb1 바로 아래의 노광 영역 상에 풀링(pooling)하지 않고 회수하는 것이 가능해진다.
또한, 웨이퍼 W가 Y 방향으로 단계적으로 이동할 때에는, 액체 Lm의 공급 및 회수가 Y 방향으로부터 행해진다.
상세하게는, 도 16에서 실선으로 나타낸 화살표(131A)의 방향(-Y 방향)으로 웨이퍼 W가 단계적으로 이동할 때, 액체 공급 디바이스(105)는 공급관(127)을 거쳐서 액체를 공급하고, 액체 회수 디바이스(106)는 회수관(129) 및 유입 노들(129a, 129b)을 이용하여 액체를 회수하며, 액체는 렌즈 Lb의 종단 Lb1 바로 아래의 노광 영역 위에서 화살표(131B)의 방향(-Y 방향)으로 흐른다. 또한, 웨이퍼가 +Y 방향으로 단계적으로 이동할 때에는, 액체는 공급관(128), 배출 노즐(128a), 회수관(130), 유입 노즐(130a, 130b)을 이용하여 공급 및 회수되고, 액체는 종단 Lb1 바로 아래의 노광 영역 위에서 +Y 방향으로 흐른다. 이와 같이 함으로써, 웨이퍼 W가 X 방향으로 이동할 때와 같이, 웨이퍼 W가 +Y 방향 또는 -Y 방향으로 이동할 때이더라도, 웨이퍼 W와 렌즈 Lb의 종단 Lb1 사이에 액체를 채우는 것이 가능하다.
게다가, X 방향 또는 Y 방향으로부터 액체 Lm의 공급 및 회수를 행하는 노즐만을 이용하기보다는, 예컨대 경사 방향으로부터 액체 Lm의 공급 및 회수를 행하기 위한 노즐을 마련하는데에도 적용 가능하다.
도 17은 투영 광학 시스템 PL의 렌즈 Lb와 웨이퍼 W 사이의 공간에 대해 액체 Lm의 공급 및 회수의 상황을 나타내며, 이 도 17에 있어서, 웨이퍼 W는 화살표(125A)의 방향(-X 방향)으로 이동하고, 배출 노즐(121a)로부터 공급된 액체 Lm은 화살표(125B)의 방향(-X 방향)으로 흐르고, 유입 노즐(123a, 123b)에 의해 회수된다.
한편, 일본 특허 공개 공보 평10-303114호에 개시된 기술은, 액체를 저장할 수 있는 콘테이너 형상으로 웨이퍼 홀더 테이블을 구성하고, 상기 테이블의 내부 바닥부의 중앙에 (액체 내에서) 웨이퍼 W를 진공 흡착에 의해 위치 유지시키는 것이다. 게다가, 투영 광학 시스템 PL의 버렐의 선단(barrel tip)은 액체 내에 도달하도록 배열되어, 이에 따라 경계 렌즈 Lb의 웨이퍼측 광학면은 액체 내에 놓이도록 배열된다.
도 18은 일본 특허 공개 공보 평10-303114호에 개시된 기술을 적용한 경우의 실시 형태의 실시예에서, 경계 렌즈와 웨이퍼간의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
웨이퍼 W는 웨이퍼 W의 이면을 흡착에 의해 끌어당기는 홀더 테이블 WH 상에 유지되어 있다. 홀더 테이블 WH의 전체 주변 근방에는 벽 HLB이 동일 높이로 마련되고, 벽 HLB 내부에는 소정의 깊이로 액체 Lm이 채워져 있다. 웨이퍼 W는 홀더 테이블 WH의 내부 바닥부의 웅덩이 부분 내에 진공 흡착에 의해 유지된다. 또한, 홀더 테이블 WH의 내부 바닥부 주위에는 웨이퍼 W의 주변을 소정의 클리어런스 폭(clearance width)으로 둘러싸도록 고리 형상의 보조 플레이트 HRS가 마련된다. 보조 플레이트 HRS의 표면 높이는 홀더 테이블 WH 상에 흡착된 표준형의 웨이퍼 W의 표면 높이와 대략 동일하도록 규정된다.
본 실시예에 있어서, 도 18에 도시한 바와 같이, 투영 렌즈 시스템 PL의 뾰족한 종단이 액체 Lm에 담겨 있기 때문에, 투영 렌즈 시스템 PL은 액체가 렌즈 버렐(lens barrel) 내로 유입되는 것을 방지하기 위해서 적어도 그 뾰족한 종단을 방 수 처리하도록 설계된다.
홀더 테이블 WH는 투영 렌즈 PL의 광축 AX를 따라 Z 방향으로의 병진 이동(translational movements)(본 실시예에서는 대충 이동 및 미세 이동(rough and fine movements)을 포함)과, 광축 AX에 수직인 XY 평면에 대해 미세 경사 이동을 가능하게 하는 방식으로 XY 스테이지(234) 상에 탑재된다. XY 스테이지(234)는 베이스(base)(230) 상에서 X 및 Y 방향으로 2차원적으로 이동한다. 홀더 테이블 WH는 3개의 Z-액츄에이터(232A, 232B, 232C)를 거쳐서 XY 스테이지(234 상에 탑재된다. 액츄에이터(232A~232C) 각각은 예컨대 피에조일레스틱 소자(a piezoelastic element), 음성 코일 모터(voice coil motor), DC 모터 및 리프트 캠(lift cam)으로 이루어지는 메카니즘이다. 3개의 Z-액츄에이터가 동일한 양만큼 Z 방향으로 이동했을 때, 홀더 테이블 WH는 Z 방향(초점 방향)으로 평행하게 이동할 수 있는 반면에, 3개의 Z-액츄에이터가 서로 다른 양만큼 Z 방향으로 이동했을 때에는, 홀더 테이블 WH의 경사 방향 및 양을 조정할 수 있다.
XY 스테이지(234)의 2차원적 이동은 이송 나사(a feed screw)를 회전시키는 DC 모터 또는 비접촉 방식으로 추력(thrust)을 발생시키는 리니어 모터(a linear motor)와 같은 구동 모터(236)에 의해 이루어진다. 구동 모터(236)는 홀더 테이블 WH의 에지부(edge portion)에 고정된 이동 미러(moving mirror) MRw의 반사면의 X 및 Y 위치 변화를 각각 측정하는 레이저 간섭계(233)로부터의 측정된 좌표 위치를 수신하는 웨이퍼 스테이지 제어기(235)에 의해 제어된다.
본 실시예에서, 투영 렌즈 PL의 작업 거리(working distance)가 너무 작아, 투영 렌즈 PL의 프론트 렌즈 소자(front lens element)와 웨이퍼 W 사이의 좁은 공간에 액체 Lm이 채워지기 때문에, 투영 렌즈 시스템 PL의 투영 시야에 대응하는 웨이퍼면 상으로 경사 입사형의 포커스 센서가 위에서부터 비스듬하게 빔의 투영 빔을 투영하는 것이 어렵다. 따라서, 본 실시예에서는, 비축 방식으로 웨이퍼 W 상의 얼라인먼트 마크를 검출하기 위한 마크 검출 시스템과 비축형 초점 레벨링 검출 시스템(an off-axis type focus leveling detection system)(투영 렌즈 시스템 PL의 투영 시야 내에 초점 검출점이 없음)을 포함하는 초점 얼라인먼트 센서 FAD는 도 18에 도시한 바와 같이 투영 렌즈 시스템 PL의 렌즈 버렐의 하부 종단부 주위에 배열된다.
초점 얼라인먼트 센서 FAD로부터의 초점 신호 Sf에 근거하여, 주제어기(240)는 3개의 Z-액츄에이터(232A, 232B, 232C) 각각에 최적인 구동 정보를 웨이퍼 스테이지 제어기(235)에 보낸다. 웨이퍼 스테이지 제어기(235)는 3개의 Z-액츄에이터(232A, 232B, 232C) 각각을 제어하여 웨이퍼 W 상의 실제 투영 영역에 초점 조정 및 경사 조정을 행한다.
또한 주제어기(240)는 초점 얼라인먼트 센서(FAD)로부터의 얼라인먼트 신호 Sa에 근거하여 XY 스테이지(234)의 좌표 위치를 관리해서, 제 1 마스크 Ma(제 2 마스크 Mb) 및 웨이퍼 W의 상대적 위치를 조정한다. 또, 웨이퍼 W 상의 각 쇼트 영역이 주사 및 노광될 때, 주제어기(240)는, 제 1 마스크 Ma(제 2 마스크 Mb) 및 웨이퍼 W가, 투영 렌즈 시스템 PL의 투영 배율에 대응하는 속도비로 Y 방향으로 일정 속도로 이동하도록, 마스크 스테이지 제어기(220) 및 웨이퍼 스테이지 제어기(235) 의 동기 제어를 행한다.
본 실시예에 따른 노광 장치의 전형적 특징인 홀더 테이블 Wh 내의 액체 Lm의 상태에 대해 도 19를 참조하여 설명한다. 다른 도면에서 보기의 편리함을 위해 선영(hatching)이 생략되어 있더라도, 도 19에서는 보기의 편리함을 위해 선영(hatching)이 생략되어 있지 않다. 도 19는 투영 렌즈 시스템 PL의 뾰족한 종단으로부터 홀더 테이블 WH까지의 부분 단면도이다. 하부면 Pe가 편평하고 상부면이 볼록한 포지티브 렌즈 소자 Lb는 렌즈 버렐 내부에 투영 렌즈 시스템 PL의 첨단(tip)에 고정되어 있다. 하부면 Pe가 렌즈 버렐의 금속부의 뾰족한 종단의 종단면과 동일 높이로 되도록, 렌즈 소자 Lb의 하부면 Pe가 마무리(동일면 마무리(flush surface finishing)되어, 액체 Lm의 흐름이 거칠게 되는 것을 방지한다. 투영 렌즈 시스템 PL의 렌즈 버렐의 뾰족한 종단에서 액체 Lm에 담그어지는 부분인 외부 코너부(214)는 예컨대 도 19에서 도시한 바와 같이, 액체 Lm의 흐름에 대향하는 저항을 줄이기 위해 큰 곡률을 가지도록 모서리가 가공되어, 이에 따라 불필요한 소용돌이 또는 난류의 생성을 방지한다. 또한, 홀더 테이블 WH의 내부 바닥의 중앙부에 복숭 돌출 흡착면(213)이 형성되어, 진공 흡착에 의해 웨이퍼 W의 뒷면을 끌어당긴다. 상세하게는, 이들 흡착면(213)은 약 1㎜의 높이이고 웨이퍼 W의 반경 방향으로 소정의 피치로 동심원적으로 형성되는 복수의 고리 형상 랜드부(a plurality of annular land portions)로 이루어지는 고리 형상 존(an annular zone)의 형상으로 된다. 그리고, 각 고리 형상 랜드부의 중심에 홈이 파이고, 해당 홈 각각은 테이블 WH 내부에서 파이프(212) 및, 진공 흡착을 위한 진공원에 접 속되어 있다.
본 실시예에서는, 얻기 쉽고 취급이 용이한 순수를 액체 Lm로서 이용할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 경계 렌즈 Lb와 웨이퍼 W 사이의 광로 내에 액체 Lm을 순화시키기 위해서 공급/배출 메카니즘이 이용된다. 이러한 방식으로 담금수(an immersion liquid)로서의 액체 Lm이 작은 유속으로 순환하기 때문에, 방부(antisepsis) 및 몰드 방지(mold prevention) 등의 효과에 의해 액체가 품질 변화되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 노광광의 열의 흡수로 인한 수차 변화도 방지할 수 있다.
본 실시 형태의 실시예에 있어서, 투영 광학 시스템 PL은 후술하는 도 6에 도시한 바와 같이, 제 1 결상 광학 시스템 G1, 제 2 결상 광학 시스템 G2, 제 3 결상 광학 시스템 G3, 제 1 플랫 미러(a first flat mirror)(제 1 폴딩 부재) M1, 제 2 플랫 미러(제 2 폴딩 부재) M2로 이루어져 있다. 제 1 결상 광학 시스템 G1은 제 1 마스크 Ma와 제 1 마스크 Ma의 광축(제 1 결상 광학 시스템 G1의 입사측 광축 AX1) 상의 점과 광학적으로 공액인 제 1 공액점 사이의 광로 내에 배치되어 있다. 제 2 결상 광학 시스템 G2는 제 2 마스크 Mb와, 제 2 마스크 Mb의 광축(제 2 결상 광학 시스템 G2의 입사측 광축 AX2) 상의 점과 광학적으로 공액인 제 2 공액점 사이의 광로 내에 배치되어 있다. 제 3 결상 광학 시스템 G3은 웨이퍼 W와, 제 1 공액점 및 제 2 공액점 사이의 광로 내에 배치되어 있다. 제 1 플랫 미러 M1은 제 1 공액점 근처에 배치되고, 제 2 플랫 미러 M2는 제 2 공액점 근처에 배치되어 있다.
제 1 결상 광학 시스템 G1, 제 2 결상 광학 시스템 G2, 및 제 3 결상 광학 시스템 G3 모두는 굴절형 광학 시스템이고, 제 1 결상 광학 시스템 G1 및 제 2 결상 광학 시스템 G2는 동일한 구성을 갖는다. 제 1 결상 광학 시스템 G1 및 제 2 결상 광학 시스템 G2는 포지티브 굴절력을 갖는 제 1 렌즈 유닛 G11, G21과, 네가티브 굴절력을 갖는 제 2 렌즈 유닛 G12, G22와, 포지티브 굴절력을 갖는 제 3 렌즈 유닛 G13, G23과, 네가티브 굴절력을 갖는 제 4 렌즈 유닛 G14, G24와, 포지티브 굴절력을 갖는 제 5 렌즈 유닛 G15, G25를 광의 입사측으로부터 차례로 구비한다.
제 3 렌즈 유닛 G13과 제 4 렌즈 유닛 G14 사이에서는 제 1 결상 광학 시스템 G1의 광로 내에 제 1 중간 플랫 미러(a first intermediate flat mirror)(제 1 중간 폴딩 부재) M1i가 배치되고, 제 3 렌즈 유닛 G23과 제 4 렌즈 유닛 G24 사이에서는 제 2 결상 광학 시스템 G2의 광로 내에 제 2 중간 플랫 미러(제 2 중간 폴딩 부재) M2i가 배치된다. 도 2에 도시한 바와 같이, 제 1 플랫 미러 M1의 반사면의 가상 연장면 및 제 2 플랫 미러 M2의 반사면의 가상 연장면에 의해 이루어지는 리지라인은 제 1 결상 광학 시스템 G1의 출사측 광축 AX1과, 제 2 결상 광학 시스템 G2의 출사측 광축 AX2와, 제 3 결상 광학 시스템 G3의 입사측 광축 AX3이 교차하는 점 상에 위치한다. 투영 광학 시스템 PL은 물체면과 이미지측 양쪽 상에서 거의 텔레센트릭(telecentric)적이다.
본 실시예의 투영 광학 시스템 PL에 있어서, 제 1 마스크 Ma로부터 -Z 방향을 따라 진행하는 광은 제 1 결상 광학 시스템 G1 내의 렌즈 유닛 G11, G12, G13을 통과한 후에, 제 1 중간 플랫 미러 M1i에 의해 -X 방향으로 폴딩되고, 제 1 결상 광학 시스템 G1 내의 렌즈 유닛 G14, G15를 통과하여 제 1 플랫 미러 M1 근방에 제 1 중간 이미지를 형성한다. 마찬가지로, 제 2 마스크 Mb로부터 -Z 방향을 따라 진행하는 광은 제 2 결상 광학 시스템 G2 내의 렌즈 유닛 G21, G22, G23을 통과한 후, 제 2 중간 플랫 미러 M2i에 의해 +X 방향으로 폴딩되고, 제 2 결상 광학 시스템 G2 내의 렌즈 유닛 G24, G25를 경유하여 제 2 플랫 미러 M2 근방에 제 2 중간 이미지를 형성한다. 제 3 결상 광학 시스템 G3은, 제 1 중간 이미지로부터의 광에 근거하여 웨이퍼 W 상에 최종적인 제 1 축소 이미지를 형성하고, 제 2 중간 이미지로부터의 광에 근거하여 웨이퍼 W 상에 제 1 축소 이미지와 평행한 위치에 최종적인 제 2 축소 이미지를 형성한다.
본 실시 형태의 실시예에 있어서, 각 비구면은 이하의 수학식 (a)로 표현되며, 여기서 y는 광축에 수직인 방향의 높이이고, z는 높이 y에서, 비구면의 상부에서의 접평면(tangent plane)으로부터 비구면 상의 위치로의 광축을 따른 거리(새그(sag))이고, r은 상부에서의 곡률 반경이고, κ는 원추 계수(a conical coefficient)이며, Cn은 n차의 비구면 계수이다. 이하에 나타내는 표 1에서, 비구면 형상의 각 렌즈면은 면 번호의 우측 상에 마크 *를 수반하고 있다.
Figure 112009046487114-PCT00003
[실시예]
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 투영 광학 시스템의 렌즈 구성을 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, 본 실시예의 투영 광학 시스템 PL 내의 제 1 결상 광학 시스템 G1의 제 1 렌즈 유닛 G11은 광의 입사측으로부터 차례로, 입사측에서 오목면을 갖는 포지티브 메니스커스 렌즈(a positive meniscus lens) L11, 양면 볼록 렌즈(biconvex lens) L12, 입사측에서 볼록면을 갖는 네가티브 메니스커스 렌즈(a negative meniscus lens) L13을 구비하고 있다. 제 1 결상 광학 시스템 G1의 제 2 렌즈 유닛 G12는, 광의 입사측으로부터 차례로, 입사측에서 볼록면을 갖는 네가티브 메니스커스 렌즈 L21, 입사측에서 비구면 형상의 볼록면을 갖는 메니스커스 렌즈 L22, 입사측에서 오목면을 갖는 네가티브 메니스커스 렌즈 L23, 입사측에서 오목면을 갖는 네가티브 메니스커스 렌즈 L24를 구비하고 있다.
제 1 결상 광학 시스템 G1의 제 3 렌즈 유닛 G13은, 광의 입사측으로부터 차례로, 입사측에서 비구면 형상의 오목면을 갖는 포지티브 메니스커스 렌즈 L31, 입사측에서 오목면을 갖는 포지티브 메니스커스 렌즈 L32, 양면 볼록 렌즈 L33, 양면 볼록 렌즈 L34를 구비한다. 제 1 결상 광학 시스템 G1의 제 4 렌즈 유닛 G14는 광의 입사측으로부터 차례로, 출사측에서 비구면 형상의 오목면을 갖는 양면 오목 렌즈 L41, 양면 오목 렌즈 L42를 구비하고 있다. 제 1 결상 광학 시스템 G1의 제 5 렌즈 유닛 G15는 광의 입사측으로부터 차례로, 입사측에서 비구면 형상의 볼록면을 갖는 양면 볼록 렌즈 L51, 입사측에서 오목면을 갖는 포지티브 메니스커스 렌즈 L52, 양면 볼록 렌즈 L53을 구비한다. 제 2 결상 광학 시스템 G2는 제 1 결상 광 학 시스템 G1과 동일한 구성을 가지며, 이에 따라 이하에서는 그 구성의 상세한 설명을 생략한다.
제 3 결상 광학 시스템 G3은, 입사측에서 볼록면을 갖는 포지티브 메니스커스 렌즈 L1, 입사측에서 볼록면을 갖는 포지티브 메니스커스 렌즈 L2, 입사측에서 볼록면을 갖는 포지티브 메니스커스 렌즈 L3, 입사측에서 비구면 형상의 오목면을 갖는 양면 오목 렌즈 L4, 출사측에서 비구면 형상의 오목면을 갖는 양면 오목 렌즈 L5, 출사측에서 비구면 형상의 오목면을 갖는 양면 오목 렌즈 L6, 출사측에서 비구면 형상의 볼록면을 갖는 포지티브 메니스커스 렌즈 L7, 입사측에서 오목면을 갖는 포지티브 메니스커스 렌즈 L8, 입사측에서 오목면을 갖는 포지티브 메니스커스 렌즈 L9, 입사측에서 볼록면을 갖는 포지티브 메니스커스 렌즈 L10, 양면 오목 렌즈 L11, 입사측에서 오목면을 갖는 포지티브 메니스커스 렌즈 L12, 입사측에서 볼록면을 갖는 포지티브 메니스커스 렌즈 L13, 출사측에서 비구면 형상의 오목면을 갖는 포지티브 메니스커스 렌즈 L14, 출사측에서 비구면 형상의 오목면을 갖는 포지티브 메니스커스 렌즈 L15, 입사측에서 볼록면을 갖는 네가티브 메니스커스 렌즈 L16, 및 출사측에서 평면인 평철 렌즈(a planoconvex lens) L17로 구성된다. 본 실시예에서, 근축 동공 위치(the paraxial pupil position)는 포지티브 메니스커스 렌즈 L12 내부에 위치하고, 개구 조리개 AS는 이 근축 동공 위치에 배치되어 있다. 개구 조리개 AS는 이 근축 동공 위치와 광축 방향이 다른 하나 이상의 위치에 배치될 수도 있다.
본 실시예에서, 경계 렌즈 Lb와 웨이퍼 W 사이의 광로에는, 이용되는 광(노 광광)인 ArF 엑시머 레이저광(파장 λ=193.306㎚)에 대해 굴절율 1.435876을 가지는 순수(Lm)가 채워져 있다. 모든 광 투과 부재(P1, L11-L13, L21-L24, L31-L34, L41, L42, L51-L53, L1-L17(Lb))는 이용되는 광에 대해 굴절율 1.5603261을 갖는 석영 유리(SiO2)로 형성된다.
이하의 표 1은 본 실시예의 투영 광학 시스템 PL의 사양의 값을 제공한다. 표 1에서의 주요 사양에 있어서, λ는 노광광의 중심 파장을, β는 투영 배율의 크기를, NA는 이미지측(웨이퍼측) 개구수를, B는 웨이퍼 W 상의 이미지 서클 IF의 반경(최대 이미지 높이)을, LXa 및 LXb는 정지 노광 영역 ERa 및 ERb의 X 방향을 따른 길이(짧은 변의 길이)를, LYa 및 LYb는 정지 노광 영역 ERa 및 ERb의 Y 방향을 따른 길이(긴 변의 길이)를 나타낸다.
표 1에서의 광학 부재의 사양에 있어서, "면 번호"는 광의 입사측으로부터의 각 면의 순서를, r은 각 면의 곡률 반경(비구면에서 상부에서의 곡률 반경: ㎜)을, d는 각 면의 축 간격(axial spacing) 또는 면 간격(surface separation)을, φ는 각 면의 명료한 개구 직경 크기(직경: ㎜)를, n은 중심 파장에 대한 굴절률을 나타낸다. 제 2 결상 광학 시스템 G2가 제 1 결상 광학 시스템 G1과 동일한 구성을 가지기 때문에, 제 2 결상 광학 시스템 G2에 대한 광학 부재의 사양은 표 1에서 생략되어 있다. 표 1에서의 조건에 대응하는 값에 있어서, Li1은 플랫 미러 M1과 제 1 중간 플랫 미러 M1i 사이의 광축 상의 거리를 나타내고, Li2는 플랫 미러 M2와 제 2 중간 플랫 미러 M2i 사이의 광축 상의 거리를 나타낸다.
Figure 112009046487114-PCT00004
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도 7은 본 실시예에서의 횡 수차를 나타내는 도면이다. 수차도에 있어서, Y는 이미지 높이를 나타낸다. 이것은, 도 7의 수차도로부터, 1쌍의 정지 노광 영역 ERa, ERb(26㎜×4.2㎜)를 포함하는 비교적 큰 정지 노광 영역 ER(26㎜×10.4㎜) 및 매우 큰 이미지측 개구수(NA=1.20)를 확보하고 있지만, 본 실시예에서의 투영 광학 시스템이 193.306㎚의 파장에서 엑시머 레이저광에 대해 수차를 양호하게 보상하는 것이 명백해진다.
본 실시 형태의 투영 광학 시스템 PL에 있어서, 전술한 바와 같이, 큰 굴절률을 갖는 순수 Lm이 경계 렌즈 Lb와 웨이퍼 W 사이의 광로 내에 삽입되어 있어, 큰 유효 이미지측 개구수 및 비교적 큰 유효 이미지 영역을 확보하고 있다. 즉, 본 실시예는, 193.306㎚의 중심 파장을 갖는 ArF 엑시머 레이저 광에 대해, 1.20의 높은 이미지측 개구수 및 1쌍의 직사각형의 정지 노광 영역 ERa, ERb를 확보하여, 예컨대 26㎜×33㎜의 직사각형의 노광 영역 내에서, 고해상도의 회로 패턴으로 이중 노광을 실시한다.
본 실시예에 있어서, 마스크 Ma, Mb의 패턴면(물체면)의 광축 AX1과 광축 AX2 상의 각 점과 광학적으로 공액인 제 1 공액점 및 제 2 공액점은 렌즈 L53과 L1 사이에 위치한다. 즉, 제 1 공액점은 제 1 결상 광학 시스템 G1 내의 웨이퍼 W에 가장 가까운 면(렌즈 L53의 웨이퍼 W측상의 면)과 제 3 결상 광학 시스템 G2 내의 제 1 마스크 Ma에 가장 가까운 면(렌즈 L1의 제 1 마스크 Ma측상의 면) 사이에 위치한다. 제 2 공액점은 제 2 결상 광학 시스템 G2에 가장 가까운 면(렌즈 L53의 웨이퍼 W측 상의 면)과 제 3 결상 광학 시스템 G3 내의 제 2 마스크 Mb에 가장 가까운 면(렌즈 L1의 제 2 마스크 Mb측 상의 면) 사이에 위치한다. 따라서, 각 결상 광학 시스템은, 마스크 Ma로부터 제 1 공액점까지의 광학 시스템으로서 제 1 결상 광학 시스템 G1이, 마스크 Mb로부터 제 2 공액점까지의 광학 시스템으로서 제 2 결상 광학 시스템 G2가, 제 1 공액점 및 제 2 공액점으로부터 웨이퍼 W까지의 광학 시스템으로서 제 3 결상 광학 시스템 G3이 명확하게 정의된다. 이하의 정의는 본 발명에 적용될 수 있다. 즉, 물체면의 광축 상의 점과 광학적으로 공액인 공액점이 광학 소자(예컨대, 렌즈) 내에 위치하는 경우, 해당 공액점이 광학 소자의 입사면에 (물리적 길이로) 가까울 때에, 대상의 광학 소자의 물체면에 인접하는 광학 소자까지의 광학 시스템은 제 1 결상 광학 시스템 또는 제 2 결상 광학 시스템으로서 정의되고, 해당 공액점이 광학 소자의 출사면에 (물리적 길이로) 가까울 때에, 대상의 광학 소자까지의 광학 시스템은 제 1 결상 광학 시스템 또는 제 2 결상 광학 시스템으로서 정의된다.
제 1 플랫 미러 M1은 제 1 결상 광학 시스템 G1 내의 웨이퍼 W에 가장 가까운 면(렌즈 L53의 웨이퍼 W측 상의 면)과 제 3 결상 광학 시스템 G3 내의 제 1 마스크 Ma에 가장 가까운 면(렌즈 L1의 제 1 마스크 Ma측 상의 면) 사이에 위치한다. 제 2 플랫 미러 M2는 제 2 결상 광학 시스템 G2 내의 웨이퍼 W에 가장 가까운 면(렌즈 L53의 웨이퍼 W측 상의 면)과 제 3 결상 광학 시스템 G3 내의 제 2 마스크 Mb에 가장 가까운 면(렌즈 L1의 제 2 마스크 Mb측 상의 면) 사이에 위치한다.
전술한 실시 형태에 있어서, 제 1 결상 광학 시스템 G1 및 제 2 결상 광학 시스템 G2 모두는 굴절형 광학 시스템이어서, 제 1 결상 광학 시스템 G1 및 제 2 결상 광학 시스템 G2는 동일한 구성을 가진다. 그러나, 본 발명은 이 실시예에 한정되지 않지만, 제 1 결상 광학 시스템 G1 및 제 2 결상 광학 시스템 G2의 광학 시스템 타입(반사 타입, 반사 굴절 타입 등), 굴절력의 배열 등에 대해 다양한 형태로 변형될 수 있다. 전술한 실시 형태는 액침 타입의 투영 광학 시스템에 대해 본 발명을 적용할 수 있지만, 이 실시예에 한정되지 않고, 이미지측 상의 액침 영역 없이 건조형 투영 광학 시스템에도 유사하게 적용할 수 있다.
전술한 실시 형태에서는, 제 1 플랫 미러 M1의 반사면과 제 1 플랫 미러의 반사면에 의해 이루어지는 리지라인은 제 1 결상 광학 시스템 G1의 출사측 광축 AX1, 제 2 결상 광학 시스템 G2의 출사측 광축 AX2, 제 3 결상 광학 시스템 G3의 입사측 광축 AX3이 교차하는 점 상에 위치하고 있다. 그러나, 이것에 제한되지 않고, 제 1 플랫 미러 M1의 반사면과 제 2 플랫 미러 M2의 반사면에 의해 이루어지는 리지 라인과, 각 결상 광학 시스템 G1-G3의 광축 AX1-AX3간의 위치 관계에 대해 다양한 변형을 도모할 수 있다.
전술한 실시 형태에서는, 2개의 조명 시스템 ILa, ILb의 광축 AXa, AXb는 제 1 마스크 Ma 및 제 2 마스크 Mb 상에 형성된 직사각형의 조명 영역 IRa, IRb의 길이 방향(Y 방향)에 평행한 평면(YZ 평면)을 따라 각각 설정되며, 제 1 마스크 Ma와 제 2 마스크 Mb는 조명 영역 IRa, IRb의 가로 방향(X 방향)을 따라 이격되어 있다. 그러나, 이것에 제한되지 않고, 도 8(a)에 도시한 바와 같이, 2개의 조명 시스템 ILa, ILb의 광축 AXa, AXb가 설정되는 YZ 평면을 따라 직사각형의 조명 영역 IRa, IRb가 제각기 마스크 Ma, Mb 상에 형성되고, 마스크 Ma 및 Mb가 조명 영역 IRa, IRb의 길이 방향(X 방향)을 따라 이격되어 있는 레이아웃의 변형예에도 적용 가능하다.
도 8에 나타내는 레이아웃의 변형예에 있어서, 도 8(b)에 도시한 바와 같이, 제 1 조명 영역 IRa에 의해 조명되는 제 1 마스크 Ma의 패턴 이미지는 유효 결상 영역 ER 내에서 X 방향으로 길게 연장되는 직사각형 형상의 제 1 영역 ERa 내에 형성되고, 제 2 조명 영역 IRb에 의해 조명되는 제 2 마스크 Mb의 패턴 이미지는 마찬가지로 유효 결상 영역 ER 내에서 X 방향으로 길게 연장되는 윤곽을 갖고 제 1 영역 ERa와 Y 방향으로 병렬 배치로 위치되는 제 2 영역 ERb 내에 형성된다. 이 경우, 제 1 마스크 Ma, 제 2 마스크 Mb 및 웨이퍼 W는 Y 방향을 따라 투영 광학 시스템에 대해 동기적으로 이동하면서, 제 1 마스크 Ma의 패턴 및 제 2 마스크 Mb의 패턴은 웨이퍼 W 상의 하나의 쇼트 영역 내로 주사 노광함으로써 이중 진행되어 하나의 합성 패턴을 형성한다.
전술한 실시 형태에서는, 직사각형의 제 1 조명 영역 IRa 및 제 2 조명 영역 IRb은 제각기, 제 1 조명 시스템 ILa의 광축 AXa 및 제 2 조명 시스템 ILb의 광축 AXb의 중심으로서 형성된다. 그러나, 이것에 제한되지 않고, 조명 영역 IRa, IRb의 윤곽, 광축 AXa 및 광축 AXb에 대한 조명 영역 IRa, IRb의 위치 관계 등에 대해 다른 형태로 하는 것도 가능하다.
전술한 실시 형태에서는, 제 1 조명 시스템 ILa의 광축 AXa 및 제 2 조명 시스템 ILb의 광축 AXb는 각각 제 1 결상 광학 시스템 G1의 광축 AX1 및 제 2 결상 광학 시스템 G2의 광축 AX2와 동일 축이 아니지만, 제 1 조명 시스템 ILa의 광축 AXa가 제 1 결상 광학 시스템 G1의 광축 AX1과 동일 축이고, 제 2 조명 시스템 ILb의 광축 AXb가 제 2 결상 광학 시스템 G2의 광축 AX2와 동일 축인 구성을 적용하는 것도 가능하다.
전술한 실시 형태에서는, 개구 조리개 AS가 제 3 결상 광학 시스템 G3 내에 배치되지만, 그 대신에 또는 그것에 부가하여, 제 1 결상 광학 시스템 G1 및 제 2 결상 광학 시스템 G2 내에 개구 조리개 AS를 배치할 수도 있다. 개구 조리개 AS는 개구 직경이 가변 가능한 가변 가능 개구 조리개일 수 있다. 이 경우, 제 1 결상 광학 시스템 G1 내의 가변 가능 개구 조리개의 개구 직경은 제 2 결상 광학 시스템 G2 내의 가변 가능 개구 조리개의 개구 직경과 그 크기가 상이할 수도 있다. 제 1 결상 광학 시스템 G1 내의 동공면 및 제 2 결상 광학 시스템 G2 내의 동공면 상에는 빔을 변조하기 위한 광 변조기(소위 동공 필터(pupil filter))가 배치될 수도 있어, 동공면을 경유하는 빔의 위치에 따라 빔을 변조할 수 있다. 변조의 형태로는 진폭 변조, 위상 변조, 편광 변조 등이 있다.
전술한 실시 형태에서는, 노광 장치가 웨이퍼 상의 하나의 레이어에 주기적 패턴과 절연적 패턴(isolated pattern)의 혼합체로서의 패턴을 노광하는 경우, 마스크 패턴은 주기적 패턴에 대응하는 제 1 패턴, 및 절연적 패턴에 대응하는 제 2 패턴으로 분리될 수 있으며, 제 1 패턴이 제 1 마스크 Ma 내에 형성되고, 제 2 패턴이 제 2 마스크 Mb 내에 형성된다. 그리고, 이들 제 1 및 제 2 조명 시스템 ILa, ILb에 의해 최적의 조명 조건(제 1 마스크 Ma를 통과한 광에 의한 노광 조건, 및 제 2 마스크 Mb를 통과한 광에 의한 노광 조건) 하에서 이중 노광이 실시될 수 있다.
이하의 경우, 즉 X 방향에 따른 피치 방향으로의 주기적 패턴이 제 1 마스크 Ma 상에 마련되고, Y 방향에 따른 피치 방향으로의 주기적 패턴이 제 2 마스크 Mb 상에 마련되며, 이들 패턴이 웨이퍼 상의 하나의 레이어 내에 이중 인쇄되는 경우에도 본 발명을 적용하는 것이 가능하다. 이 경우에, 이하의 조명 조건, 즉 제 1 마스크 Ma의 조명을 위한 조건이 제 1 마스크 Ma의 패턴면(또는 웨이퍼면)에 대해 제 1 마스크 Ma 상의 주기적 패턴의 피치 방향을 따른 S-편광광으로의 다이폴 조명(dipole illumination)이고, 제 2 마스크 Mb의 조명을 위한 조건이 제 2 마스크 Mb의 패턴면(또는 웨이퍼면)에 대해 제 2 마스크 Mb 상의 주기적 패턴의 피치 방향에 따른 S-편광광으로의 다이폴 조명의 조명 조건을 적용할 수 있다.
제 1 마스크 Ma의 패턴 이미지의 면이 제 2 마스크 Mb의 패턴 이미지의 면으로부터 광축(제3 결상 광학 시스템 G3의 광축 AX3)의 방향으로 시프트되는 조건 하에서 프로그레시브 초점 노광(progressive focus exposure)을 실시하는 것도 가능하다. 이 경우에, 각 패턴 이미지의 면은 웨이퍼면에 대해 평행하거나 기울어져 있을 수도 있다. 제 1 마스크 Ma를 조명하기 위한 조명광의 파장은 제 2 마스크 Mb를 조명하기 위한 조명광의 파장과는 다를 수도 있다. 예컨대, 제 1 마스크 Ma를 조명하기 위한 조명광의 파장이 제 2 마스크 Mb를 조명하기 위한 조명광의 파장과 약간 다르지만, 전술한 프로그레시브 초점 노광과 동일한 효과를 얻는 다중 파장 노광(multi-wavelength exposure)을 실시하는 것도 가능하다.
전술한 바와 같이, 제 1 결상 광학 시스템 G1 및 제 3 결상 광학 시스템 G3을 통과하는 광에 의한 노광 조건이 제 2 결상 광학 시스템 G2 및 제 3 결상 광학 시스템 G3을 통과하는 광에 의한 노광 조건과 다른 경우에, 제 1 결상 광학 시스템 G1과 제 3 결상 광학 시스템 G3을 조합한 광학 시스템의 결상 능력은 제 2 결상 광학 시스템 G2와 제 3 결상 광학 시스템 G3을 조합한 광학 시스템의 결상 능력과 다를 수도 있다. 예컨대, 제 1 결상 광학 시스템 G1 내의 적어도 하나의 광학 소자의 위치 및 자세(posture)의 조정, 및 제 2 결상 광학 시스템 G2 내의 적어도 하나의 광학 소자의 위치 및 자세의 조정을 허용함으로써, 제 1 결상 광학 시스템 G1과 제 3 결상 광학 시스템 G3을 조합한 광학 시스템의 결상 능력 및, 제 2 결상 광학 시스템 G2와 제 3 결상 광학 시스템 G3을 조합한 광학 시스템의 결상 능력을 제어하는 구성에 적용 가능하다. 이 구성에 있어서, 제 3 결상 광학 시스템 G3 내의 광학 소자의 위치 및 자세를 조정하는 것도 가능하다.
전술한 실시 형태에 있어서, 제 1 패턴 및 제 2 패턴은 감광성 기판 상의 하나의 쇼트 영역 내에서 주사 노광함으로써 이중 진행되어, 하나의 합성 패턴을 형성한다. 그러나, 이것에 제한되지 않고, 감광성 기판 상의 제 1 쇼트 영역 내에 제 1 패턴의 주사 노광 또는 원샷 노광(one-shot exposure) 및 감광성 기판 상의 제 2 쇼트 영역 내에 제 2 패턴의 주사 노광 또는 원샷 노광을 실시하는 것도 가능하다.
전술한 실시 형태에서는, 제 1 마스크의 제 1 조명 영역의 패턴 이미지 및 제 2 마스크의 제 2 조명 영역의 패턴 이미지를 감광성 기판 상에 병렬로 형성하고 있다. 그러나, 이것에 제한되지 않고, 감광성 기판 상에 서로 일직선으로 제 1 마스크의 제 1 조명 영역의 패턴 이미지 및 제 2 마스크의 제 2 조명 영역의 패턴 이미지를 형성하는 투영 광학 시스템을 이용하여, 감광성 기판 상의 하나의 쇼트 영역 내에 일직선으로 제 1 패턴 및 제 2 패턴의 주사 노광 또는 원샷 노광을 실시해서, 하나의 합성 패턴을 형성하는 것도 가능하다.
전술한 실시 형태에서는, 제 1 마스크 상의 패턴의 이미지 및 제 2 마스크 상의 패턴의 이미지를 감광성 기판 상에 형성하고 있다. 그러나, 이것에 제한되지 않고, 감광성 기판 상에 제 1 패턴 및 제 2 패턴의 이미지를 서로 이격하여 하나의 공통 마스크 상에 형성하는 투영 광학 시스템을 이용하여, 감광성 기판 상의 하나의 쇼트 영역에서 제 1 패턴 및 제 2 패턴의 이중 주사 노광 또는 원샷 노광을 실시해서, 하나의 합성 패턴을 형성하는 것도 가능하다.
전술한 실시 형태는 더블 헤드형 투영 광학 시스템에 본 발명을 적용한 것이지만, 이것에 제한되지 않고, 이미지면 상에 하나의 물체면(제 1 면)의 이미지를 형성하는 통상의 싱글 헤드형 투영 광학 시스템에도 마찬가지로 본 발명을 적용할 수 있다. 상세하게는, 본 발명에 따른 싱글 헤드형 투영 광학 시스템은, 물체면과, 물체면의 광축 상의 점과 광학적으로 공액인 공액점 사이의 광로 내에 배치되는 제 1 결상 광학 시스템과, 공액점과 이미지면 사이의 광로 내에 배치되는 제 2 결상 광학 시스템과, 공액점 근처에 배치되고 제 1 결상 광학 시스템으로부터 제 2 결상 광학 시스템까지 광을 인도하는 폴딩 부재를 구비하며, 제 1 결상 광학 시스템 및 제 2 결상 광학 시스템 내에서 파워를 갖는 모든 광학 소자는 굴절 소자이다.
전술한 실시 형태에서는, 제 1 중간 플랫 미러 M1i가 제 1 결상 광학 시스템 G1의 광로 내에서 제 3 렌즈 유닛 G13과 제 4 렌즈 유닛 G14 사이에 배치되고, 제 2 중간 플랫 미러 M2i가 제 2 결상 광학 시스템 G2의 광로 내에서 제 3 렌즈 유닛 G23과 제 4 렌즈 유닛 G24 사이에 배치되어 있다. 그러나, 도 11에 도시한 바와 같이, 제 1 및 제 2 중간 플랫 미러 M1i, M2i는 제 1 결상 광학 시스템 G1의 광로 및 제 2 결상 광학 시스템 G2의 광로 내에 각각 배치되지 않을 수도 있다. 이 경우에, 투영 광학 시스템 PL에 있어서, 제 1 마스크 Ma로부터 -X 방향을 따라 진행하는 광은 제 1 결상 광학 시스템 G1 내의 렌즈 유닛 G11~G15를 통과해서, 제 1 플랫 미러 M1 근처에 제 1 중간 이미지를 형성한다. 동일하게, 제 2 마스크 Mb로부터 +X 방향을 따라 진행하는 광은 제 2 결상 광학 시스템 G2 내의 렌즈 유닛 G21~G25를 통과해서, 제 2 플랫 미러 M2 근처에 제 2 중간 이미지를 형성한다.
더 상세하게는, 도 12에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 싱글 헤드형 투영 광학 시스템이 예컨대, 전술한 실시 형태에서의 제 1 결상 광학 시스템 G1, 제 1 플랫 미러(전술한 폴딩 부재에 대응) M1, 제 3 결상 광학 시스템(전술한 제 2 결상 광학 시스템에 대응) G3으로 구성되어 있다. 이 경우, 전술한 이유와 동일한 이유로 인해, 이하의 구성은 투영 광학 시스템이 조건 (1) 및 (3)을 만족하고, 제 1 결상 광학 시스템이 포지티브, 네가티브, 포지티브, 네가티브, 포지티브 굴절력의 배열이고, 제 1 결상 광학 시스템의 광로 내에 배치된 중간 폴딩 부재와 폴딩 부재 사이의 광축 상의 거리가 적어도 130㎜이며, 투영 광학 시스템과 이미지면 사이의 광로에는 액체가 채워져 있는 것이 바람직하다. 이 경우에는 제 1 마스크 Ma 및 웨이퍼를 서로 평행하게 배열할 수도 있다.
도 12에 도시한 투영 광학 시스템에 있어서, 제 1 중간 플랫 미러 M1i는 제 1 결상 광학 시스템 G1의 광로 내에서 제 3 렌즈 유닛 G13과 제 4 렌즈 유닛 G14 사이에 배치되어 있다. 그러나, 도 13에 도시한 바와 같이, 제 1 중간 플랫 미러 M1i는 제 1 결상 광학 시스템 G1의 광로 내에 배치되지 않을 수도 있다. 이 경우, 투영 광학 시스템 PL에서는, 제 1 마스크 Ma로부터 -X 방향을 따라 진행하는 광이 제 1 결상 광학 시스템 G1 내의 렌즈 유닛 G11~G15를 통화하여, 제 1 플랫 미러 M1 근처에 제 1 중간 이미지를 형성한다.
도 12 및 도 13에 도시한 투영 광학 시스템 양쪽은 2회 결상 더블 헤드형 기본 구성을 적용하기 때문에, 광학 시스템의 크기 내에서 크기 증가 없이 원하는 레벨로 이미지측 개구수를 확보하는 것이 가능하다. 광학 시스템의 크기 증가가 제한되고 제 1 면과 제 2 사이의 거리가 더 짧아질 수 있기 때문에, 도 12뿐만 아니라 도 13에 도시한 투영 광학 시스템에서 진동이 억제된다. 도 12 및 도 13에 도시한 투영 광학 시스템에서 웨이퍼 W 상에 형성되는 이미지의 콘트라스트는 진동의 억제에 의해 더 낮게 억제될 수 있다. 더욱이, 도 12뿐만 아니라 도 13에 도시한 투영 광학 시스템에 따르면, 제 1 결상 광학 시스템 G1 및 제 3 결상 광학 시스템(전술한 제 2 결상 광학 시스템에 대응) G3에서 파워를 갖는 모든 광학 소자는 굴절 소자이다. 따라서, 도 12에 도시한 투영 광학 시스템 및 도 13에 도시한 투영 광학 시스템에서 광학 시스템의 크기의 증가를 억제할 수 있어, 도 12에 도시한 투영 광학 시스템 및 도 13에 도시한 투영 광학 시스템을 용이하게 제조하는 것이 가능해진다.
전술한 실시 형태는 노광 장치 상에 탑재된 투영 광학 시스템에 본 발명을 적용한 것이지만, 이것에 한정되지 않고, 본 발명을 다른 적절한 더블 헤드형 또는 싱글 헤드형 투영 광학 시스템에 적용할 수도 있다. 전술한 실시 형태에서는, 소정의 전자 데이터에 근거하여 소정의 패턴을 형성하는 패턴 형상 디바이스가 마스크를 대신할 수 있다. 이 패턴 형성 디바이스를 이용함으로써, 패턴면이 수직이더라도 동기 정밀도에 대한 영향을 최소화한다. 패턴 형성 디바이스는, 예컨대, 소정의 전자 데이터에 근거하여 구동되는 복수의 반사 소자를 포함하는 DMD(Digital Micromirror Device)와 같은 공간 광 변조기(spatial light modulator)일 수 있다. DMD를 갖는 노광 장치는, 예컨대 일본 공개 특허 평8-313842호 또는 제2004-304135호에 개시되어 있다. DMD와 같은 비발광 타입 반사형 공간 광 변조기 외에, 투과형 공간 광 변조기(transmissive spatial optical) 또는 자체 발광 타입 이미지 디스플레이 소자를 이용하는 것도 가능하다.
전술한 실시 형태에 따른 노광 장치는, 소정의 기계적 정밀도, 전기적 정밀도 및 광학적 정밀도를 유지하도록, 본 발명의 특허청구범위에 개시된 바와 같은 그들의 각 구성 요소를 포함하는 다양한 서브-시스템(sub-systems)을 조립함으로써 제조된다. 이들의 다양한 정밀도를 확보하기 위해서는, 조립 전후에 이하의 조정, 즉, 다양한 광학 시스템에 대한 광학적 정밀도를 얻기 위한 조정, 다양한 기계 시스템에 대한 기계적 정밀도를 얻기 위한 조정, 및 다양한 전기적 시스템에 대한 전기적 정밀도를 얻기 위한 조정이 행해진다. 다양한 서브-시스템으로부터 노광 장치로의 조립 단계는, 다양한 서스-시스템 간에 기계적 접속, 전기 회로의 배선 접속, 공압 회로(pneumatic circuits)의 파이프 접속 등을 포함한다. 다양한 서브-시스템으로부터 노광 장치로의 조립 단계 전에, 개개의 서브-시스템의 조립 단계가 있음을 말할 필요도 없다. 다양한 서브-시스템으로부터 노광 장치로의 조립 단계의 완료 후에, 전체 노광 장치로서의 다양한 정밀도를 확보하기 위해 전체 조정(overall adjustment)이 실시된다. 노광 장치의 제조는 온도, 청정성(cleanliness) 등이 제어된 청정실(clean room) 내에서 수행되는 것이 바람직하다.
전술한 실시 형태에 따른 노광 장치는, 조명 광학 장치에 의해 마스크(레티클)을 조명하는 공정(조명 단계) 및 마스크 내에 형성된 전사 패턴을 투영 광학 시스템에 의해 감광성 기판 상에 전사하는 공정(노광 단계)를 통해, 마이크로디바이스(microdevices)(반도체 디바이스, 결상 디바이스, 액정 디스플레이 디바이스, 박막 자기 헤드 등)를 제조할 수 있다. 상기 실시 형태의 노광 장치에 의해서 감광성 기판과 같은 웨이퍼 등에 소정의 회로 패턴을 형성함으로써 마이크로디바이스와 같은 반도체 디바이스를 취득하기 위한 방법의 실시예에 대해 도 9의 흐름도를 참조하여 이하에서 설명한다.
도 9에서의 최초 단계(301)는 하나의 로트 내의 각 웨이퍼 상에 금속막을 증착하는 것이다. 다음 단계(302)는 해당 로트 내의 각 웨이퍼 상의 금속막 상에 포토레지스트를 적용하는 것이다. 그 다음 단계(303)는 상기 실시 형태의 노광 장치를 이용하여, 마스크 상의 패턴의 이미지를 노광 장치의 투영 광학 시스템을 통해 상기 로트의 각 웨이퍼 상의 각 쇼트 영역 내로 순차적으로 전사하는 것이다. 그 다음 단계(304)는 상기 로트 내의 각 웨이퍼 상에 포토레지스트를 현상하는 것이며, 그 다음 단계(305)는 상기 로트 내의 각 웨이퍼 상에 마스크로서의 레지스트 패턴을 이용하여 에칭을 수행하여, 마스크 상의 패턴에 대응하는 회로 패턴을 각 웨이퍼의 쇼트 영역 내에 형성하는 것이다.
그 후, 상부 레이어 내에 회로 패턴의 형성 단계를 포함하는 단계를 통해 반도체 디바이스와 같은 디바이스가 제조된다. 전술한 반도체 디바이스 제조 방법은 매우 미세한 회로 패턴을 갖는 반도체 디바이스를 높은 스루풋으로 획득하는 것을 가능하게 한다. 단계(301~305)는 웨이퍼 상의 금속의 증착, 금속막 상로의 금속막의 적용, 노광, 현상, 에칭의 단계 각각을 수행하도록 배열되지만, 이하와 같이, 이들 단계 이전에, 실리콘 산화막을 웨이퍼 상에 형성하고, 실리콘 산화막 상에 레지스트를 적용하며, 그 후에 노광, 현상 에칭의 단계를 실행하는 공정으로 변형될 수도 있음을 말할 필요도 없다.
상기 실시 형태의 노광 장치는 플레이트(유리 기판) 상에 소정의 패턴(회로 패턴, 전극 패턴 등)을 형성함으로써 마이크로디바이스와 같은 액정 디스플레이 디바이스도 제조할 수 있다. 이 경우의 제조 방법의 실시예에 대해 도 10의 흐름도를 참조하여 이하에서 설명한다. 도 10에 있어서, 패턴 형성 단계(401)는 상기 실시 형태의 노광 장치에 의해서, 마스크의 패턴을 감광성 기판(레지스트 등이 도포된 유리 기판) 상에 전사하는 소위 포토리소그래피 단계를 실행하는 것이다. 이 포토리소그래피 단계는 감광성 기판 상에 다수의 전극 등을 포함하는 소정의 패턴을 형성하게 된다. 그 후, 노광된 기판은 현상 단계, 에칭 단계, 레지스트 제거 단계 등을 포함하는 각 단계를 거쳐서 처리되어, 기판 상에 소정의 패턴이 형성되고, 다음의 컬러 필터 형성 단계(402)로 진행한다.
다음의 컬러 필터 형성 단계(402)는, R(빨강), G(초록), B(파랑)에 대응하는 3개의 도트의 다수 세트가 매트릭스 패턴으로 배열되거나, R, G, B의 3개의 스트라이프의 필터 세트가 수평 주사선 방향으로 배열되는 컬러 필터를 형성하는 것이다. 컬러 필터 형성 단계(402) 이후에, 셀 조립 단계(403)가 실행된다. 셀 조립 단계(403)는 패턴 형성 단계(401)에서 얻어진 소정의 패턴을 갖는 기판, 컬러 필터 형성 단계(402)에서 얻어진 컬러 필터 등을 이용하여 액정 패널(액정 셀)을 조립하는 것이다.
셀 조립 단계(403)에 있어서, 예컨대 패턴 형성 단계(401)에서 얻어진 소정의 패턴을 갖는 기판과 컬러 필터 형성 단계(402)에서 얻어진 컬러 필터 사이에 액정을 주입함으로써, 액정 패널(액정 셀)이 제조된다. 다음의 모듈 조립 단계(404)는 조립된 액정 패널(액정 셀)의 디스플레이 동작을 위한 전기 회로 및 백라이트와 같은 다양한 구성요소를 부착하여, 액정 디스플레이 디바이스를 완성하는 것이다. 전술한 액정 디스플레이 디바이스의 제조 방법은 매우 미세한 회로 패턴을 갖는 액정 디스플레이 디바이스를 높은 스루풋으로 얻는 것을 가능하게 한다.
앞서 설명한 실시 형태는 본 발명의 이해를 용이하게 위해 설명한 것이며, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 따라서, 전술한 실시 형태에 개시된 구성요소는 본 발명의 기술적 범위 내에서의 설계 변경 및 동등한 것을 모두 포함하는 것이다. 전술한 실시 형태의 구성물 등의 어떠한 조립 등이 가능하다.

Claims (37)

  1. 제 1 면의 이미지 및 제 2 면의 이미지를 제 3 면 상에 형성하는 투영 광학 시스템(projection optical system)에 있어서,
    상기 제 1 면과, 상기 제 1 면의 광축 상의 점과 광학적으로 공액인 제 1 공액점(a first conjugate point) 사이의 광로 내에 배치되는 제 1 결상 광학 시스템(a first imaging optical system)과,
    상기 제 2 면과, 상기 제 2 면과 광학적으로 공액인 제 2 공액점 사이의 광로 내에 배치되는 제 2 결상 광학 시스템과,
    상기 제 3 면과, 상기 제 1 공액점 및 상기 제 2 공액점 사이의 광로 내에 배치되는 제 3 결상 광학 시스템과,
    상기 제 1 결상 광학 시스템으로부터 상기 제 3 결상 광학 시스템으로 광을 인도하기 위한 제 1 폴딩 부재(a first folding member)와,
    상기 제 2 결상 광학 시스템으로부터 상기 제 3 결상 광학 시스템으로 광을 인도하기 위한 제 2 폴딩 부재
    를 구비하되,
    상기 제 3 결상 광학 시스템에서 파워(power)를 갖는 모든 광학 소자는 굴절 소자이고,
    상기 제 1 공액점은 상기 제 1 결상 광학 시스템에서 상기 제 3 면에 가장 가까운 면과, 상기 제 3 결상 광학 시스템에서 상기 제 1 면에 가장 가까운 면 사 이에 위치하고,
    상기 제 2 공액점은 상기 제 2 결상 광학 시스템에서 상기 제 3 면에 가장 가까운 면과, 상기 제 3 결상 광학 시스템에서 상기 제 2 면에 가장 가까운 면 사이에 위치하며,
    상기 제 1 폴딩 부재는 상기 제 1 결상 광학 시스템에서 상기 제 3 면에 가장 가까운 면과, 상기 제 3 결상 광학 시스템에서 상기 제 1 면에 가장 가까운 면 사이에 배치되고,
    상기 제 2 폴딩 부재는 상기 제 2 결상 광학 시스템에서 상기 제 3 면에 가장 가까운 면과, 상기 제 3 결상 광학 시스템에서 상기 제 2 면에 가장 가까운 면 사이에 배치되는
    투영 광학 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 폴딩 부재는 상기 제 1 공액점 근처에 배치되고,
    상기 제 2 폴딩 부재는 상기 제 2 공액점 근처에 배치되는
    투영 광학 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 투영 광학 시스템은 축소율(a reducing rate)을 갖는 투영 광학 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 결상 광학 시스템 및 상기 제 2 결상 광학 시스템에서 파워를 갖는 모든 광학 소자는 굴절 소자인 투영 광학 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 결상 광학 시스템 및 상기 제 2 결상 광학 시스템은 동일한 구성을 갖는 투영 광학 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    이하의 조건
    Figure 112009046487114-PCT00010
    만족하되,
    여기서, β1은 상기 제 1 결상 광학 시스템의 결상 배율(an imaging magnification)이고, β2는 상기 제 2 결상 광학 시스템의 결상 배열이며, β는 상기 투영 광학 시스템의 투영 배율인
    투영 광학 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    이하의 조건
    Figure 112009046487114-PCT00011
    을 만족하되,
    여기서, β1은 상기 제 1 결상 광학 시스템의 결상 배율이고, β2는 상기 제 2 결상 광학 시스템의 결상 배율이며, β는 상기 투영 광학 시스템의 투영 배율인
    투영 광학 시스템.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    이하의 조건
    Figure 112009046487114-PCT00012
    을 만족하되,
    여기서 β1은 상기 제 1 결상 광학 시스템의 결상 배율이고, β2는 상기 제 2 결상 광학 시스템의 결상 배율이며, β는 상기 투영 광학 시스템의 투영 배율인
    투영 광학 시스템.
  9. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    이하의 조건
    Figure 112009046487114-PCT00013
    을 만족하되,
    β1은 상기 제 1 결상 광학 시스템의 결상 배율이고, β2는 상기 제 2 결상 광학 시스템의 결상 배율이며, β는 상기 투영 광학 시스템의 투영 배율인
    투영 광학 시스템.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 결상 광학 시스템 및 상기 제 2 결상 광학 시스템은, 광의 입사측으로부터 차례로, 포지티브 굴절력(a positive refracting power)을 갖는 제 1 렌즈 유닛, 네가티브 굴절력(a negative refracting power)을 갖는 제 2 렌즈 유닛, 포지티브 굴절력을 갖는 제 3 렌즈 유닛, 네가티브 굴절력을 갖는 제 4 렌즈 유닛, 포지티브 굴절력을 갖는 제 5 렌즈 유닛으로 구성되는 투영 광학 시스템.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 결상 광학 시스템의 광로 내에 배치되는 제 1 중간 폴딩 부재와,
    상기 제 2 결상 광학 시스템의 광로 내에 배치되는 제 2 중간 폴딩 부재를 더 구비하며,
    상기 제 1 폴딩 부재와 상기 제 1 중간 폴딩 부재 사이의 광로 상의 거리 및 상기 제 2 폴딩 부재와 상기 제 2 중간 폴딩 부재 사이의 광로 상의 거리 각각은 적어도 130㎜인
    투영 광학 시스템.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 면 상에서 광축을 포함하지 않는 제 1 유효 시야 영역(a first effective field region)과,
    상기 제 2 면 상에서 광축을 포함하지 않는 제 2 유효 시야 영역을 가지며,
    이하의 조건
    Figure 112009046487114-PCT00014
    을 만족하되,
    여기서 LO1은 상기 제 1 유효 시야 영역에 대응하여 상기 제 3 면 상에 형성 되는 제 1 유효 결상 영역과 상기 광축 사이의 간격이고, LO2는 상기 제 2 유효 시야 영역에 대응하여 상기 제 3 면 상에 형성되는 상기 제 2 유효 시야 영역과 상기 광축 사이의 간격이며, B는 상기 제 3 면에서의 최대 이미지 높이인
    투영 광학 시스템.
  13. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 면 상에서 상기 광축을 포함하지 않는 제 1 유효 시야 영역과,
    상기 제 2 면 상에서 상기 광축을 포함하지 않는 제 2 유효 시야 영역을 가지며,
    이하의 조건
    Figure 112009046487114-PCT00015
    을 만족하되,
    여기서, LO1은 상기 제 1 유효 시야 영역에 대응하여 상기 제 3 면 상에 형성되는 제 1 유효 결상 영역과 상기 광축 사이의 간격이고, LO2는 상기 제 2 유효 시야 영역에 대응하여 상기 제 3 면 상에 형성되는 제 2 유효 결상 영역과 상기 광축 사이의 간격이며, B는 상기 제 3 면에서의 최대 이미지 높이인
    투영 광학 시스템.
  14. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 면 상에서 상기 광축을 포함하지 않는 제 1 유효 시야 영역과,
    상기 제 2 면 상에서 상기 광축을 포함하지 않는 제 2 유효 시야 영역을 가지며,
    이하의 조건
    Figure 112009046487114-PCT00016
    을 만족하되,
    여기서, LO1은 상기 제 1 유효 시야 영역에 대응하여 상기 제 3 면 상에 형성되는 제 1 유효 결상 영역과 상기 광축 사이의 간격이고, LO2는 상기 제 2 유효 시야 영역에 대응하여 상기 제 3 면 상에 형성되는 제 2 유효 결상 영역과 상기 광축 사이의 간격이며, B는 상기 제 3 면에서의 최대 이미지 높이인
    투영 광학 시스템.
  15. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 면 상에서 상기 광축을 포함하지 않는 제 1 유효 시야 영역과,
    상기 제 2 면 상에서 상기 광축을 포함하지 않는 제 2 유효 시야 영역을 가지며,
    이하의 조건
    Figure 112009046487114-PCT00017
    을 만족하되,
    여기서, LO1은 상기 제 1 유효 시야 영역에 대응하여 상기 제 3 면 상에 형성되는 제 1 유효 결상 영역과 상기 광축 사이의 간격이고, LO2는 상기 제 2 유효 시야 영역에 대응하여 상기 제 3 면 상에 형성되는 제 2 유효 결상 영역과 상기 광축 사이의 간격이며, B는 상기 제 3 면에서의 최대 이미지 높이인
    투영 광학 시스템.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투영 광학 시스템과 상기 제 3 면 사이의 광로에 액체를 채운 상태로 이용되는 투영 광학 시스템.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 폴딩 부재의 반사면과 상기 제 2 폴딩 부재의 반사면에 의해 이루어지는 리지라인(ridgeline)은 상기 제 1 내지 제 3 결상 광학 시스템의 광축이 교차하는 점 상에 위치하는 투영 광학 시스템.
  18. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 면 및 상기 제 2 면은 동일한 면 상에 설정되는 투영 광학 시스템.
  19. 제 1 면 상에 설정된 소정의 패턴으로부터의 광에 근거하여, 제 3 면 상에 설정된 감광성 기판 상으로 상기 패턴의 이미지를 투영하는 청구항 1 내지 청구항 18 중 어느 한 항에 기재된 투영 광학 시스템을 구비하는 노광 장치.
  20. 디바이스 제조 방법에 있어서,
    청구항 19에 기재된 노광 장치를 이용하여, 상기 소정의 패턴으로부터의 광으로 상기 감광성 기판을 노광하는 노광 단계와,
    상기 패턴이 전사된 상기 감광성 기판을 현상하여, 상기 패턴에 대응하는 형상의 마스크 레이어를 상기 감광성 기판의 표면에 형성하는 현상 단계와,
    상기 마스크 레이어를 통해 상기 감광성 기판의 표면을 처리하는 처리 단계
    를 포함하는 디바이스 제조 방법.
  21. 제 1 면의 이미지를 제 2 면 상에 형성하는 투영 광학 시스템에 있어서,
    상기 제 1 면과, 상기 제 1 면의 광축 상의 점과 광학적으로 공액인 공액점 사이의 광로 내에 배치되는 제 1 결상 광학 시스템과,
    상기 공액점과 상기 제 2 면 사이의 광로 내에 배치되는 제 2 결상 광학 시스템과,
    상기 제 1 결상 광학 시스템으로부터 상기 제 2 결상 광학 시스템으로 광을 인도하는 폴딩 부재
    를 구비하되,
    상기 제 1 결상 광학 시스템 및 상기 제 2 결상 광학 시스템에서 파워를 갖는 모든 광학 소자는 굴절 소자이고,
    상기 공액점은 상기 제 1 결상 광학 시스템 내에서 상기 제 2 면에 가장 가까운 면과 상기 제 2 결상 광학 시스템 내에서 상기 제 1 면에 가장 가까운 면 사이에 위치하며,
    상기 폴딩 부재는 상기 제 1 결상 광학 시스템 내에서 상기 제 2 면에 가장 가까운 면과 상기 제 2 결상 광학 시스템 내에서 상기 제 1 면에 가장 가까운 면 사이에 배치되는
    투영 광학 시스템.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 폴딩 부재는 상기 공액점 근처에 배치되는 투영 광학 시스템.
  23. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,
    축소율을 갖는 투영 광학 시스템.
  24. 제 21 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    이하의 조건
    Figure 112009046487114-PCT00018
    을 만족하되,
    여기서, β1은 상기 제 1 결상 광학 시스템의 결상 배율이고, β는 상기 투영 광학 시스템의 투영 배율인
    투영 광학 시스템.
  25. 제 21 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    이하의 조건
    Figure 112009046487114-PCT00019
    을 만족하되,
    여기서, β1은 상기 제 1 결상 광학 시스템의 결상 배율이고, β는 상기 투영 광학 시스템의 투영 배율인
    투영 광학 시스템.
  26. 제 21 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    이하의 조건
    Figure 112009046487114-PCT00020
    을 만족하되,
    여기서, β1은 상기 제 1 결상 광학 시스템의 결상 배율이고, β는 상기 투영 광학 시스템의 투영 배율인
    투영 광학 시스템.
  27. 제 21 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    이하의 조건
    Figure 112009046487114-PCT00021
    을 만족하되,
    여기서, β1은 상기 제 1 결상 광학 시스템의 결상 배율이고, β는 상기 투영 광학 시스템의 투영 배율인
    투영 광학 시스템.
  28. 제 21 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 결상 광학 시스템은, 광의 입사측으로부터 차례로, 포지티브 굴절력을 갖는 제 1 렌즈 유닛, 네가티브 굴절력을 갖는 제 2 렌즈 유닛, 포지티브 굴절력을 갖는 제 3 렌즈 유닛, 네가티브 굴절력을 갖는 제 4 렌즈 유닛, 포지티브 굴절력을 갖는 제 5 렌즈 유닛으로 구성되는 투영 광학 시스템.
  29. 제 21 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 결상 광학 시스템의 광로 내에 배치되는 중간 폴딩 부재를 더 구비하며,
    상기 폴딩 부재와 상기 중간 폴딩 부재 사이의 광축 상의 거리는 적어도 130㎜인
    투영 광학 시스템.
  30. 제 21 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 면 상에서 상기 광축을 포함하지 않는 유효 시야 영역을 가지며,
    이하의 조건
    Figure 112009046487114-PCT00022
    을 만족하되,
    여기서, LO는 상기 유효 시야 영역에 대응하여 상기 제 2 면 상에 형성되는 유효 결상 영역과 상기 광축 사이의 간격이고, B는 상기 제 2 면에서의 최대 이미지 높이인
    투영 광학 시스템.
  31. 제 21 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 면 상에서 상기 광축을 포함하지 않는 유효 시야 영역을 가지며,
    이하의 조건
    Figure 112009046487114-PCT00023
    을 만족하되,
    여기서, LO는 상기 유효 시야 영역에 대응하여 상기 제 2 면 상에 형성되는 유효 결상 영역과 상기 광축 사이의 간격이고, B는 상기 제 2 면에서의 최대 이미지 높이인
    투영 광학 시스템.
  32. 제 21 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 면 상에서 상기 광축을 포함하지 않는 유효 시야 영역을 가지며,
    이하의 조건
    Figure 112009046487114-PCT00024
    을 만족하되,
    여기서, LO는 상기 유효 시야 영역에 대응하여 상기 제 2 면 상에 형성되는 유효 결상 영역과 상기 광축 사이의 간격이고, B는 상기 제 2 면에서의 최대 이미지 높이인
    투영 광학 시스템.
  33. 제 21 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 면 상에서 상기 광축을 포함하지 않는 유효 시야 영역을 가지며,
    이하의 조건
    Figure 112009046487114-PCT00025
    을 만족하되,
    여기서, LO는 상기 유효 시야 영역에 대응하여 상기 제 2 면 상에 형성되는 유효 결상 영역과 상기 광축 사이의 간격이고, B는 상기 제 2 면에서의 최대 이미지 높이인
    투영 광학 시스템.
  34. 제 21 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투영 광학 시스템과 상기 제 2 면 사이의 광로에 액체가 채워진 상태로 이용되는 투영 광학 시스템.
  35. 제 21 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 면 및 상기 제 2 면은 서로 평행하게 배열되는 투영 광학 시스템.
  36. 제 1 면 상에 설정된 소정의 패턴으로부터의 광에 근거하여, 제 2 면 상에 설정된 감광성 기판 상으로 패턴의 이미지를 투영하는 청구항 21 내지 청구항 35 중 어느 한 항에 기재된 투영 광학 장치를 구비하는 노광 장치.
  37. 디바이스 제조 방법에 있어서,
    청구항 36에 기재된 노광 장치를 이용하여, 소정의 패턴으로부터의 광으로 상기 감광성 기판을 노광하는 노광 단계와,
    상기 패턴이 전사된 상기 감광성 기판을 현상하여, 상기 패턴에 대응하는 형상의 마스크 레이어를 상기 감광성 기판의 표면에 형성하는 단계와,
    상기 마스크 레이어를 통해 상기 감광성 기판의 표면을 처리하는 처리 단계
    를 구비하는 디바이스 제조 방법.
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