KR20100081972A - 조명 광학 장치, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

조명 광학 장치, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법 Download PDF

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Abstract

조명 광학 장치(13)는 광원(12)으로부터 출력된 노광광(EL)을 피조사 물체(R)로 유도한다. 조명 광학 장치(13)는 어레이 형상으로 배열되는 복수의 공간 광 변조 부재(22)를 갖고 있으며, 각각의 공간 광 변조 부재(22)는 각각이 이동 가능 반사면을 갖고 있는 복수의 반사 광학 소자가 어레이 형상으로 배열되도록 구성된다. 공간 광 변조 부재 중 적어도 하나는 광원으로부터 출력된 광의 광로 내에 배치된다.

Description

조명 광학 장치, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법{ILLUMINATION OPTICAL APPARATUS, EXPOSURE APPARATUS, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 피조사 물체를 조사하기 위한 조명 광학 장치, 이 조명 광학 장치를 구비한 노광 장치 및 이 노광 장치를 이용해서 디바이스를 제조하는 방법에 관한 것이다.
반도체 집적 회로와 같은 마이크로 디바이스를 제조할 때에 사용되는 노광 장치로서, 예컨대 일본 특허 공개 공보 제 2002-353105 호에 기재된 종래 노광 장치가 제안되어 있다. 이 노광 장치는 기결정된 패턴이 형성되는 레티클과 같은 마스크를 조사하기 위한 조명 광학 장치, 및 이 조명 광학 장치를 이용해서 마스크를 조사함으로써 형성된 패턴 이미지를, 감광성 재료가 코팅된 웨이퍼 혹은 유리 플레이트와 같은 기판에 투영하기 위한 투영 광학 장치를 구비하고 있다.
조명 광학 장치는 마스크의 피조사면 상의 동공 휘도 분포(a pupil luminance distribution)를 조정하기 위한 공간 광 변조 부재를 구비하고 있다. 이 공간 광 변조 부재는 어레이 형상으로 배열된 복수의 반사 광학 소자를 구비하고 있고, 각각의 반사 광학 소자의 반사면에는 반사막이 코팅되어 있다. 각 반사 광학 소자는, 광원으로부터의 노광광이 그 반사면에 의해서 마스크를 향해서 각각 반사되도록 구성되어 있다.
또한, 각 반사 광학 소자는, 그 반사면으로의 노광광의 입사 방향에 대한 반사면의 경사각이 변경될 수 있도록 구성되어 있다. 노광광의 광축에 대한 반사면의 경사각을 반사 광학 소자마다 변경함으로써, 마스크의 피조사면 상에서의 동공 휘도 분포가 적절하게 조정되었다.
최근, 기판으로의 패턴 이미지의 투영의 효율화 및 정밀도의 향상을 도모하기 위해서, 노광광의 출력을 높이는 것이 강하게 요구되고 있다. 그러나, 공간 광 변조 부재를 구성하는 각 반사 광학 소자의 반사면을, 내구성이 비교적 높은 반사막으로 코팅하는 것이 매우 어렵다. 따라서, 이 반사면에는 내구성의 비교적 낮은 반사막이 코팅된다. 이 때문에, 광원으로부터 출력되는 노광광의 강도가 강할수록 반사막이 조기에 열화되거나, 각 반사 광학 소자의 구동 부분에 도달하는 광량이 더 많아지면 구동 부분의 파손을 초래하기 때문에, 공간 광 변조 부재의 수명은 더 짧아진다. 노광광의 강도가 비교적 강한 경우에는 노광광의 강도가 비교적 약한 경우에 비해서, 공간 광 변조 부재는 더 조기에 교체되어야 한다.
그러나 상술한 바와 같은 구성의 노광 장치에서는, 공간 광 변조 부재는 노광 장치의 구동이 일시 정지된 상태에서 교체되어야 한다. 따라서, 광원으로부터 출력되는 노광광의 강도가 강할수록, 공간 광 변조 부재의 교체 타이밍이 빨라지기 때문에, 노광광의 광로 내에 공간 광 변조 부재가 배치된 노광 장치에서는, 광원의 출력이 높아짐에 따라서, 마이크로 디바이스의 제조 효율이 저하될 염려가 있었다.
본 발명은 이러한 상황을 감안해서 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 광원으로부터 출력되는 광의 광로 내에 공간 광 변조 부재가 배치된 경우에도, 광원의 출력이 높아짐에 따라서 디바이스의 제조 효율의 향상에 공헌할 수 있는 조명 광학 장치, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 조명 광학 장치는 광원으로부터 출력되어서 기결정된 광로를 따라서 이동하는 광을 피조사 물체로 유도하는 조명 광학 장치에 있어서, 각각이 이동 가능한 반사면을 갖는 복수의 반사 광학 소자가 어레이 형상으로 배열되는 복수의 공간 광 변조 부재를 포함하되, 공간 광 변조 부재 중 적어도 하나는 광로 내에 배치되어 있다.
상기 구성에서, 광원으로부터 출력된 광은 어레이 형상으로 배열된 복수의 공간 광 변조 부재에 의해서 피조사 물체로 유도된다. 이 때문에, 하나의 공간 광 변조 부재를 이용해서 광원으로부터 출력된 광이 피조사 물체로 유도되는 종래의 경우에 비해서, 사용되는 공간 광 변조 부재의 수가 증가하는 만큼, 노광 장치의 구동을 일시 정지시켜서 공간 광 변조 부재를 교체하는 타이밍을 늦출 수 있다. 따라서, 광원으로부터 출력되는 광의 광로 내에 공간 광 변조 부재가 배치된 경우에도, 광원의 출력이 높아짐에 따른 디바이스의 제조 효율의 향상에 공헌할 수 있다.
본 발명에 의하면, 광원의 출력이 높아짐에 따른 디바이스의 제조 효율의 향상에 우수하게 공헌할 수 있다.
도 1은 실시예 1에 있어서의 노광 장치를 나타내는 개략 구성도,
도 2는 실시예 1에 있어서의 이동 가능 멀티-미러를 나타내는 개략 사시도,
도 3은 이동 가능 멀티-미러를 구성하는 미러 요소의 배열 형태를 나타내는 개략 사시도,
도 4는 미러 요소를 구동하는 구동부의 구성을 나타내는 개략 사시도,
도 5는 실시예 2에 있어서의 조명 광학 장치의 일부를 나타내는 개략 구성도,
도 6은 실시예 3에 있어서의 조명 광학 장치의 일부를 나타내는 개략 구성도,
도 7은 실시예 4에 있어서의 조명 광학 장치의 일부를 나타내는 개략 구성도,
도 8은 실시예 5에 있어서의 조명 광학 장치의 일부를 나타내는 개략 구성도,
도 9는 디바이스의 제조예의 흐름도,
도 10은 반도체 디바이스의 경우의 기판 처리에 관한 상세한 흐름도이다.
(실시예 1)
이하에, 본 발명의 구체적인 예로서, 실시예 1이 도 1 내지 도 4에 기초해서 설명될 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 노광 장치(11)는, 노광 광원(12)으로부터의 노광광(EL)이 공급되는 조명 광학 장치(13)와, 기결정된 패턴이 형성되는 레티클(R)(포토 마스크가 될 수도 있다)을 유지하는 레티클 스테이지(14)와, 투영 광학 장치(15)와, 표면에 레지스트와 같은 감광성 재료가 코팅된 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 스테이지(16)로 구성되어 있다. 노광 광원(12)은 예컨대 ArF 엑시머 레이저 광원으로 이루어져 있다. 노광 광원(12)으로부터 출력되는 노광광(EL)은 조명 광학 장치(13)를 통과함으로써 레티클(R) 상의 패턴을 균일하게 조명하도록 조정된다.
레티클 스테이지(14)는 후술하는 투영 광학 장치(15)의 물체면 측에, 이 레티클(R)의 탑재면이 투영 광학 장치(15)의 광축 방향과 거의 직교하도록 배치되어 있다. 이 투영 광학 장치(15)는, 내부가 질소와 같은 불활성 가스로 충전된 경통(17)을 구비하고, 이 경통(17) 내에는 도시하지 않은 복수의 렌즈가 노광광(EL)의 광로를 따라 배치되어 있다. 노광광(EL)으로 조명된 레티클(R) 상의 패턴의 이미지는 투영 광학 장치(15)를 통해서 기결정된 축소 배율로 축소된 상태로, 웨이퍼 스테이지(16) 상의 웨이퍼(W)에 투영 및 전사된다. 여기서 광로란 사용 상태에서, 광이 통과하는 것으로 의도되어 있는 경로를 나타내고 있다.
이하에서는 본 실시예의 조명 광학 장치(13)가 도 1에 기초해서 설명될 것이다.
조명 광학 장치(13)에는, 노광 광원(12)으로부터 출력된 노광광(EL)이 입사되는 릴레이 광학 장치(18)가 마련되어 있다. 이 릴레이 광학 장치(18)는 전형적으로는 노광 광원(12)측으로부터 광축(AX1)을 따라 차례로 배치된 제 1 포지티브 렌즈(19), 네거티브 렌즈(20) 및 제 2 포지티브 렌즈(21)로 이루어져 있다. 노광 광원(12)으로부터 릴레이 광학 장치(18)에 입사된 노광광(EL)은 그 단면 형상이 확장된 상태로 노광 광원(12)의 반대측으로 출력된다.
조명 광학 장치(13)에 있어서, 반사 광학 장치(23)는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 복수(도 2에서는 15개만 도시)의 이동 가능 멀티-미러(22)가 어레이 형상으로 배열된 구성을 가지며, 이 반사 광학 장치(23)는 릴레이 광학 장치(18)에 있어서 노광 광원(12)의 반대측에 이동 불가능한 상태로 배치되어 있다. 이 반사 광학 장치(23)는 평판 형상의 베이스부(24)를 갖고 있고, 이 베이스부(24) 상에는, 각각이 3개의 이동 가능한 멀티-미러(22)가 X 방향으로 나란히 배치된 미러열이, Y 방향으로 5열로 형성되어 있다. 각 이동 가능 멀티-미러(22)에는 노광광(EL)을 반사할 수 있는 대략 직사각형 형상의 유효 영역(25)이 각각 형성되어 있고, 모든 이동 가능 멀티-미러(22)의 유효 영역(25) 각각에는 노광광(EL)이 입사된다. 상술한 이동 가능 멀티-미러(22)의 배열(즉, X 방향으로 3개이고, Y 방향으로 5개)은 일례일 뿐, 이동 가능 멀티-미러(22)의 배열 및 수는 상술한 배열과는 다른 배열 및 수여도 된다.
각 이동 가능 멀티-미러(22)에서 반사된 노광광(EL)은 각 이동 가능 멀티-미러(22)의 입사측의 광축(AX1)과 기결정된 각도를 이루는 광축(AX2)을 따라서 배치된 콘덴서 광학 장치(분포 형성 광학 장치)(26)를 통해서 옵티컬 인테그레이터(본 실시예에서는 프라이아이 렌즈)(27)로 들어간다. 한편, 콘덴서 광학 장치(26)의 전측 초점 위치는 각 이동 가능 멀티-미러(22)의 각 미러 요소가 위치되는 배열면(P1)의 근방에 위치되고, 콘덴서 광학 장치(26)의 후측 초점 위치는 옵티컬 인테그레이터(27)의 입사면 근방의 면 P2에 위치된다. 이 옵티컬 인테그레이터(27)는 복수(도 1에서는 5개만 도시)의 렌즈 요소(28)가 이차원적으로 배열된 구성을 갖고 있다. 옵티컬 인테그레이터(27)에 입사한 노광광(EL)은 렌즈 요소(28)에 의해 복수의 빔으로 분기된다. 그 결과, 옵티컬 인테그레이터(27)의 도 1에 있어서의 우측면(즉, 이미지 면)에는 다수의 광원 이미지가 형성되어 있다.
옵티컬 인테그레이터(27)로부터 출력된 노광광(EL), 즉 다수의 광원 이미지부터 출력된 빔으로 이루어진 노광광(EL)은 콘덴서 광학 장치(29)를 통과해서 중첩되어 집광되는 상태로 마스크 블라인드(30)를 조사한다. 마스크 블라인드(30)의 개구부(31)를 통과한 노광광(EL)은 콘덴서 광학 장치(32)를 통과해서 레티클(R)을 조사한다. 레티클(R) 상에서 노광광(EL)으로 조사되는 조사 영역의 동공 휘도 분포는 적절하게 조정된다.
본 실시예에서는, 옵티컬 인테그레이터(27)에 의해 형성되는 2차 광원을 광원으로서 이용해서, 조명 광학 장치(IL)의 피조사면에 배치되는 레티클(R)은 퀼러 조명(Kohler illumination)에 의해 조명된다. 이 때문에, 2차 광원이 형성되는 면 P3은 투영 광학 장치(PL)의 구경 조리개(AS)의 위치(P4)와 광학적으로 공액이여서, 2차 광원의 형성면 P3을 조명 광학 장치(IL)의 조명 동공면이라고 부를 수 있다. 전형적으로는, 피조사면(마스크(M)가 배치된 면, 혹은 조명 광학계가 투영 광학 장치(PL)를 포함하는 것으로 생각되는 경우에는 웨이퍼(W)가 배치되는 면)이 조명 동공면의 광학 퓨리에 변환 면이다.
본 실시예에서, 옵티컬 인테그레이터(27)의 출력측에는 노광광(EL)의 일부를 반사하기 위한 분기 미러가 마련되고, 노광량 센서(SE1)는 이 분기 미러에 의해 반사된 광을 수광하도록 마련되어 있다. 노광량은 노광량 센서(SE1)의 출력을 모니터함으로써 제어될 수 있다.
본 실시예에서, 웨이퍼 스테이지(16)에는 웨이퍼(W)에 도달하는 노광광의 동공 휘도 분포를 모니터하기 위한 동공 휘도 분포 검출부(SE2)가 마련되어 있다. 이 동공 휘도 분포 검출부의 구성은 예컨대 일본 특허 공개 공보 제 2006-59834호 및 이에 대응하는 미국 특허 공개 공보 제 2008/0030707호에 개시되어 있다. 미국 특허 공개 공보 제 2008/0030707호는 여기에 참조로서 포함된다.
이하에는 이동 가능 멀티-미러(22)의 구성이 도 2 내지 도 4에 기초해서 설명될 것이다.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 이동 가능 멀티-미러(22)는 반사면(34)에 반사막이 코팅되어 있으며, 평면으로 봤을 때 정사각형 형상인 미러 요소(33)를 복수 구비하고, 미러 요소(33)는 어레이 형상으로 배열된다. 반사 광학 장치(23)에서의 광량 손실을 줄이기 위해서, 이들 미러 요소(33)는 서로 인접하는 미러 요소(33) 사이의 간격을 가능한 한 작게 해서 배치된다. 각 미러 요소(33)는 노광광(EL)의 광로에 대한 경사각을 변경하도록 이동 가능하게 되어 있다. 이후의 기재에 있어서, "미러 요소(33)의 노광광(EL)의 광로에 대한 경사각"은 간단히 "미러 요소(33)의 경사각"이라고 하기로 한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 이동 가능 멀티-미러(22)의 미러 요소는 XY 평면 상에 위치된 배열면(P1)을 따라서 배치된다.
본 실시예의 반사 광학 장치(23)는, 복수 종류(본 실시예에서는 두 종류)의 이동 가능 멀티-미러(22A, 22B)로 이루어져 있다. 구체적으로는, 도 2에서 Y 방향으로 가장 가깝게 위치되는 미러열, 미러열 중 가운데 위치되는 미러열 및 가장 멀리 위치되는 미러열은 각각 제 1 이동 가능 멀티-미러(22A)를 구성하고, 나머지의 미러열은 각각 제 2 이동 가능 멀티-미러(22B)를 구성한다. 제 1 이동 가능 멀티-미러(22A)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 제 1 축(S1)의 둘레를 회전 가능한 복수의 미러 요소(33)로 이루어져 있다. 한편, 제 2 이동 가능 멀티-미러(22B)는 제 1 축(S1)과는 대략 직교하는 제 2 축(S2)의 둘레를 회전 가능한 복수의 미러 요소(33)로 이루어져 있다. 제 1 축(S1)은 미러 요소(33)의 2개의 대각선 중 제 1 대각선에 상당하는 축이고, 제 2 축(S2)은 제 1 대각선과 직교하는 제 2 대각선에 상당하는 축이다.
이하 제 1 이동 가능 멀티-미러(22A)를 구성하는 미러 요소(33)의 구동부가 도 4에 기초해서 설명될 것이다. 제 2 이동 가능 멀티-미러(22B)를 구성하는 미러 요소(33)의 구동부는, 미러 요소(33)가 제 2 축(S2)의 둘레를 회전된다는 점을 제외하면, 제 1 이동 가능 멀티-미러(22A)를 구성하는 미러 요소(33)의 구동부와 동일한 구성을 갖기 때문에, 여기서는 그 설명은 생략한다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 제 1 이동 가능 멀티-미러(22A)를 구성하는 미러 요소(33)의 구동부(35)에는, 미러 요소(33)의 형상에 대응한 정사각형 평판 형상의 베이스 부재(36)가 마련되어 있고, 상기 베이스 부재(36)의 네 모서리 중 제 1 축(S1) 상에 위치된 두 모서리에는 지주 부재(37)가 서 있다. 구동부(35)에는, 제 1 축(S1)의 연장 방향으로 연장하는 힌지 부재(38)가 마련되어 있고, 힌지 부재(38)는 제 1 축(S1)의 둘레를 회전 가능한 상태로 지주 부재(37) 상에 지지되어 있다. 힌지 부재(38)의 길이 방향으로 중심부에는 Z 방향으로 돌출하는 돌출부(39)가 마련되어 있고, 미러 요소(33)는 돌출부(39)를 통해서 힌지 부재(38)에 고정되어 있다.
힌지 부재(38)의 길이 방향에 있어서의 제 1 단부측 및 제 2 단부측 각각에는, 힌지 부재(38)로부터 제 1 축(S1)과 직교하는 두 방향으로 연장하는 제 1 전극부(40)가 형성되어 있다. 베이스 부재(36) 상에서 4개의 제 1 전극부(40)에 대응하는 각각의 위치에는 제 2 전극부(41)가 마련되어 있다. 서로 대응 관계에 있는 제 1 전극부(40)와 제 2 전극부(41)의 쌍 각각 사이에 전위차가 발생한 경우에는, 이들 전위차에 기초해서 작용하는 정전력(electrostatic forces)에 의해서, 힌지 부재(38)가 제 1 축(S1)의 둘레를 회전하고, 이로써 미러 요소(33)가 제 1 축(S1)의 둘레를 회전한다. 즉, 미러 요소(33)의 경사각은, 서로 대응 관계에 있는 각 전극부(40, 41)의 쌍 각각 사이의 전위차를 각각 조정함으로써 제어될 수 있다.
각 이동 가능 멀티-미러(22A, 22B)에 입사하는 노광광(EL)은, 광이 입사하는 각 미러 요소(33)의 경사각에 대응한 방향으로 각각 편향된다. 이 때, 분포 형성 광학 장치라고 볼 수 있는 콘덴서 광학 장치(26)가 입사광의 각도 정보를 위치 정보로 변환하는 기능을 갖고 있기 때문에, 각 미러 요소(33)의 경사각을 개별적으로 조정함으로써 옵티컬 인테그레이터(27)의 입사면 근방의 면 P2에 있어서의 노광광(EL)의 단면 형상이 임의의 크기 및 형상으로 변형된다. 콘덴서 광학 장치(26)는 이동 가능 멀티-미러(22A)를 통과한 노광광(EL)의 일부와, 이동 가능 멀티-미러(22B)를 통과한 노광광의 일부를, 면 P2에 있어서 적어도 일부분에 중첩시키고 있다. 복수의 이동 가능 멀티-미러(22A, 22B)로부터의 노광 빔이 중첩되기 때문에, 중첩 영역에서의 광 강도 균일성을 향상시킬 수 있다.
환언하면, 이동 가능 멀티-미러(22A, 22B)에 의해서 공간적으로 각도 변조된 광이 콘덴서 광학 장치(26)에 의해서 공간적으로 변조된 광으로 변환되어서, 면 P2에 원하는 광 강도 분포로 동공 강도 분포를 형성한다.
동공 강도 분포란, 조명 광학 장치의 조명 동공면 또는 이 조명 동공면과 광학적으로 공액인 면에서의 광 강도 분포(휘도 분포)이다. 옵티컬 인테그레이터(27)에 의한 파면 분할수(number of wavefront divisions)가 비교적 큰 경우, 옵티컬 인테그레이터(27)의 입사면 근방의 면 P2에 형성되는 전체적인 광 강도 분포와 2차 광원 전체의 전체적인 광 강도 분포(동공 강도 분포) 사이에는 높은 상관이 나타난다. 이 때문에, 옵티컬 인테그레이터(27)의 입사면 및 이 입사면과 광학적으로 공액인 면 P3, P4에 있어서의 광 강도 분포도, 동공 강도 분포라고 할 수 있다.
이런 식으로, 옵티컬 인테그레이터(27)의 후측 초점면이기도 한 면 P3에는, 단면 형상이 원하는 크기 및 형상으로 변형된 노광광(EL)과 거의 같은 광 강도 분포를 갖는 2차 광원이 형성된다. 또한, 옵티컬 인테그레이터(27)의 후측 초점면과 광학적으로 공액인 다른 조명 동공 위치, 즉 콘덴서 광학 장치(32)의 동공 위치 및 투영 광학 장치(PL)의 동공 위치에도, 면 P3에 형성되는 동공 강도 분포에 대응하는 광 강도 분포가 형성된다.
동공 강도 분포는, 일례로, 고리 형상 혹은 복수극 형상(2극 형상, 4극 형상 또는 다른 형상)의 광 강도 분포가 될 수 있다. 여기서, 고리 형상의 동공 강도 분포를 형성한 경우에는 고리 조명을, 복수극 형상의 동공 강도 분포를 형성한 경우에는 복수극 조명을 구현할 수 있다.
따라서, 본 실시예는 이하에 나타내는 효과를 달성할 수 있다.
(1) 노광 광원(12)으로부터 출력된 노광광(EL)은 반사 광학 장치(23)를 구성하는 모든 이동 가능 멀티-미러(22A, 22B)에 의해서 콘덴서 광학 장치(26) 측으로 반사되어 레티클(R)로 유도된다. 이 때문에, 노광 광원(12)으로부터의 노광광(EL)이 높은 출력을 가진 경우에도, 각 이동 가능 멀티-미러(22A, 22B)에 입사되는 노광광(EL)의 강도는 노광 광원(12)으로부터 출력된 모든 노광광(EL)이 하나의 이동 가능 멀티-미러(22)에 입사하는 종래의 경우에 비해서 낮다. 그 결과, 노광광(EL)이 입사되는 각 미러 요소(33)의 반사면 상의 반사막의 열화가 종래의 경우에 비해서 늦어져서, 이동 가능 멀티-미러(22A, 22B)의 수명이 연장된다. 즉, 이동 가능 멀티-미러(22A, 22B)를 교체하는 타이밍을 늦출 수 있다. 따라서, 노광 광원(12)으로부터 출력되는 노광광(EL)의 광로 내에 이동 가능 멀티-미러(22A, 22B)가 배치된 경우에도, 노광 광원(12)의 출력이 높아짐에 따른 반도체 소자의 제조 효율의 향상에 공헌할 수 있다.
(2) 제 1 이동 가능 멀티-미러(22A)를 구성하는 미러 요소(33)의 회전 방향은 제 2 이동 가능 멀티-미러(22B)를 구성하는 미러 요소(33)의 회전 방향과 다르다. 이 때문에, 반사 광학 장치(23)를 한 종류의 이동 가능 멀티-미러(22)(예컨대, 제 1 이동 가능 멀티-미러(22A))만으로 구성한 경우에 비해서, 레티클(R)을 조사하는 노광광(EL)의 크기 및 형상을 변경할 때의 자유도는 높아질 수 있다.
(3) 배열면(P1)에 따른 면에서, 이동 가능 멀티-미러(22A, 22B)의 미러 요소(33) 이외의 부분(전형적으로는, 미러 요소(33) 사이의 간격)으로부터의, 그리고 이동 가능 멀티-미러(22A, 22B)의 유효 영역(25) 이외의 영역으로부터의 0차 반사광 N이 콘덴서 광학 장치(26)의 입사 동공의 바깥쪽 영역을 향하도록, 배열면(P1)과 입사측 광축(AX1)이 이루는 각도 α 및 배열면(P1)과 출력측 광축(AX2)이 이루는 각도 β가 설정되어 있기 때문에, 0차 반사광이 동공 휘도 분포에 영향을 미치는 것을, 전형적으로는 0차 반사광이 광축(AX2) 근방의 위치에 광 스폿을 형성하는 것을 방지할 수 있다.
(실시예 2)
다음으로 본 발명의 실시예 2가 도 5에 따라서 설명될 것이다. 실시예 2는 노광 광원(12)과 반사 광학 장치(23) 사이에 배치되는 광학 소자가 실시예 1과 다르다. 따라서, 이하의 설명에서는 실시예 1과 다른 부분이 주로 설명될 것이며, 실시예 1과 같은 또는 상당하는 부재 구성에는 동일 부호를 붙이고 중복 설명은 생략하는 것으로 한다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 노광 광원(12)과 반사 광학 장치(23) 사이에는 광축(AX1)을 따라 배치된 절두형 피라미드 액시콘 쌍(50)이 마련되고, 이 절두형 피라미드 액시콘 쌍(50)은 노광 광원(12) 측에 배치되는 제 1 프리즘 부재(51)와, 반사 광학 장치(23) 측에 배치되는 제 2 프리즘 부재(52)로 구성되어 있다. 제 1 프리즘 부재(51)에 있어서, 노광 광원(12) 측에는 노광광(EL)의 광축과 직교하는 평면이 형성되고, 반사 광학 장치(23) 측에는 오목 형상의 굴절면(51a)이 형성되어 있다. 이 굴절면(51a)은 노광광(EL)의 광축과 직교하는 평면 형상의 중앙부와, 광축을 중심으로 하는 사각뿔 형상의 측면에 대응하는 둘레 각뿔부로 구성되어 있다.
제 2 프리즘 부재(52)에 있어서, 반사 광학 장치(23) 측에는 노광광(EL)의 광축과 직교하는 평면이 형성되고, 제 1 프리즘 부재(51) 측에는 이 제 1 프리즘 부재(51)의 굴절면(51a)의 형상에 대응하는 볼록 형상의 굴절면(52a)이 형성되어 있다. 이 굴절면(52a)은 노광광(EL)의 광축과 직교하는 평면 형상의 중앙부와, 광축을 중심으로 하는 사각뿔 형상의 측면에 대응하는 둘레 각뿔부로 구성되어 있다.
노광광(EL)의 광로 내에서 각 프리즘 부재(51, 52)를 기결정된 간격 h만큼 이격시킨 상태로 각각 배치한 경우, 노광 광원(12)으로부터 절두형 피라미드 액시콘 쌍(50)에 입사한 노광광(EL)은 복수의 빔으로 분기된다. 기결정된 간격 h는 각 빔의 진행 방향으로 이동 가능 멀티-미러(22)의 유효 영역(25)이 위치하도록 조정되어 있다. 이 때문에, 절두형 피라미드 액시콘 쌍(50)에 의해 분기된 빔은 어레이 형상으로 배열된 이동 가능 멀티-미러(22)의 각각의 유효 영역(25)에서 콘덴서 광학 장치(26) 쪽으로 반사된다.
따라서, 본 실시예는, 실시예 1의 (1) 및 (2)의 효과에 더해서 이하에 나타내는 효과를 달성할 수 있다.
(3) 절두형 피라미드 액시콘 쌍(50)에 의해서 분기된 각각 빔의 진행 방향으로는 이동 가능 멀티-미러(22)의 유효 영역(25)이 위치된다. 이 때문에, 반사 광학 장치(23)에 있어서의 이동 가능 멀티-미러(22)의 위치 이외의 위치 및 이동 가능 멀티-미러(22) 중 유효 영역(25) 이외의 부분에는 노광광(EL)이 거의 입사하지 않는다. 따라서, 반사 광학 장치(23)에서의 광량 손실을 저감할 수 있다. 또한, 반사 광학 장치(23)에 있어서의 이동 가능 멀티-미러(22)의 위치 이외의 위치 및 이동 가능 멀티-미러(22) 중 유효 영역(25) 이외의 부분에 노광광(EL)이 조사되는 것에 기초한 온도 상승에 기인한, 이동 가능 멀티-미러(22)의 열화의 촉진을 규제할 수 있다.
(4) 빔 분기부라고 볼 수 있는 절두형 피라미드 액시콘 쌍(50)과 각 이동 가능 멀티-미러(22A, 22B, 22C) 사이의 광로에 파워(초점 거리의 역수)를 가진 부재가 배치되어 있지 않기 때문에, 이동 가능 멀티-미러의 미러 요소에는 평행빔이라고 볼 수 있는 빔이 입사하며, 이로써 면 P2 상의 동공 휘도 분포의 제어성을 향상시킬 수 있다. 한편, 미러 요소에 입사하는 빔이 각도 분포를 가지는 경우에는, 콘덴서 광학 장치(26)를 통과한 미러 요소로부터의 광에 의해 면 P2에 형성되는 광 스폿이 넓어지고, 이는 동공 휘도 분포의 제어를 어렵게 한다.
본 실시예에서는, 상술한 구조는, 광원(12)으로부터 출력된 광의 광로의 축인 입사측 광축(AX1)이 복수의 이동 가능 멀티 미러(22) 중 이동 가능 멀티-미러(22a)가 배치된 제 1 위치와 다른 이동 가능 멀티-미러(22c)가 위치된 제 2 위치 사이에 놓인 구성이라고 볼 수 있다. 또한, 절두형 피라미드 액시콘 쌍(50)(빔 분기부)이 광축(AX1)을 포함하는 면에서(즉, 도면에서 XY 평면에서) 빔을 분기하는 구성으로도 볼 수 있다.
(실시예 3)
다음으로 본 발명의 실시예 3가 도 6에 따라서 설명될 것이다. 실시예 3은 노광광(EL)을 복수의 광로로 분기하기 위한 광학 소자가 실시예 2와 다르다. 따라서, 이하의 설명에서는 상기 각 실시예와 다른 부분이 주로 설명될 것이며, 상기 실시예와 같은 또는 상당하는 부재 구성에는 동일 부호를 붙이고 중복 설명은 생략한다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 노광 광원(12)과 반사 광학 장치(23) 사이에는 복수극 조명용(예컨대 4극 조명용) 회절 광학 소자(55)가 마련되어 있다. 이 회절 광학 소자(55)는 투과형 회절 광학 소자로, 투명한 기판에 노광광(EL)의 파장과 거의 동일한 피치로 레벨 차를 둠으로써 구성되어 있다. 이 회절 광학 소자(55)는 평행한 노광광(EL)이 입사된 경우에, 노광광(EL)을 복수(예컨대 4개)의 빔으로 분기하도록 구성되어 있다. 그 결과, 반사 광학 장치(23)에는 복수극(예컨대 4극)의 조사 영역이 형성된다. 회절 광학 소자(55)의 배치는 입사한 노광광(EL)을 분기시킴으로써 형성된 각 빔에 이동 가능 멀티-미러(22)의 유효 영역(25)이 위치하도록, 조정되어 있다.
회절 광학 소자(55)는 기결정된 거리만큼 이격된 복수의 영역 각각에 거의 균일한 조사 영역을 형성하기 위해서, 회절 광학 소자(55)의 면내에 복수의 파면 분할 영역을 갖고 있다. 복수의 파면 분할 영역 중 제 1 조에 속하는 파면 분할 영역은 자신에게 입사되는 노광광(EL)을 복수의 조사 영역 중 제 1 조사 영역을 향해서 출력한다.
이로써, 제 1 조사 영역은 제 1 조에 속하는 파면 분할 영역을 통과한 복수의 빔에 의해 중첩적으로 조사되어, 균일한 조도 분포를 갖는다. 마찬가지로, 복수의 파면 분할 영역 중 제 1 조와는 다른 제 2 조에 속하는 파면 분할 영역은, 자신에게 입사되는 노광광(EL)을 복수의 조사 영역 중 제 1 조사 영역과는 다른 제 2 조사 영역을 향해서 출력한다. 이로써, 제 2 조사 영역은 제 2 조에 속하는 파면 분할 영역을 통과한 복수의 빔에 의해 중첩적으로 조사되어, 균일한 조도 분포를 갖는다.
예컨대, 본 실시예의 회절 광학 소자(55)는 미국 특허 공보 제 5,850,300호에 개시되는 것이 될 수 있다. 미국 특허 공보 제 5,850,300 호는 여기에 참조로서 포함된다.
따라서, 본 실시예는 상기 실시예 2에 있어서의 (1) 내지 (4)의 효과에 더해서 이하에 나타내는 효과를 달성할 수 있다.
(5) 회절 광학 소자(55)가 광 강도 분포를 균일화시키기 때문에, 노광 광원(12)으로부터 출력된 광(EL)의 단면 내의 강도 분포가 불균일한 경우에도, 복수의 이동 가능 멀티-미러(22)에는 균일한 강도 분포의 광이 각각 조사된다. 이 때문에, 면 P2에 형성되는 동공 휘도 분포의 제어성을 향상시킬 수 있다. 한편, 이동 가능 멀티-미러(22)가 불균일한 강도 분포의 광으로 조사되는 경우에는, 이 강도 분포의 불균일성이 동공 휘도 분포에 영향을 미치므로, 이 불균일성을 고려해서 이동 가능 멀티-미러(22)의 각 미러 요소가 제어될 수 있다. 따라서, 제어가 복잡해진다.
(실시예 4)
이하에는 본 발명의 실시예 4가 도 7에 따라서 설명될 것이다. 실시예 4는 노광광(EL)을 복수의 광로로 분기시키기 위한 광학 소자가 실시예 2 및 실시예 3과 다르다. 따라서, 이하의 설명에서는, 상기 각 실시예와 다른 부분이 주로 설명될 것이며, 상기 각 실시예와 같은 또는 상당하는 부재 구성에는 동일 부호를 붙이고 중복 설명은 생략한다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 노광 광원(12)과 반사 광학 장치(23) 사이에는 플라이아이 렌즈(60)가 마련되어 있고, 이 플라이아이 렌즈(60)는 이차원적으로 배열된 복수(도 7에서는 4개만 도시)의 렌즈 요소(61)로 이루어져 있다. 플라이아이 렌즈(60)와 반사 광학 장치(23) 사이에는 릴레이 광학 장치(18A)가 배치되어 있고, 릴레이 광학 장치(18A)는 플라이아이 렌즈(60)로 분기된 복수의 빔을 이동 가능 멀티-미러(22)의 각 유효 영역(25)에 각각 재결상시킨다.
본 실시예의 반사 광학 장치(23)에 있어서, 이동 가능 멀티-미러(22)는, 플라이아이 렌즈(60)의 각 렌즈 요소(61)와 위치적으로 대응하도록 각각 배열되어 있다. 예컨대, 플라이아이 렌즈(60)가 X 방향으로 4개의 렌즈 요소가 배열되는 것인 경우, 반사 광학 장치(23)는 4개의 이동 가능 멀티-미러(22)가 X 방향을 따라 배열되도록 구성된다. 이와 같이 구성함으로써 상술한 실시예 2 및 실시예 3 각각과 같은 작용 효과를 달성할 수 있다.
각 이동 가능 멀티-미러(22)에 입사한 노광광(EL)은 대부분이 콘덴서 광학 장치(26)측으로 반사되지만, 나머지 부분(이하, 「복귀 광」이라고 한다)이 플라이아이 렌즈(60) 측으로 반사될 수 있다. 이러한 복귀 광은, 반사 광학 장치(23)와 플라이아이 렌즈(60) 사이에 배치된 릴레이 광학 장치(18A)에 의해서, 플라이아이 렌즈(60)로 입사되는 것이 규제된다. 이 때문에, 플라이아이 렌즈(60)의 이미지 면에 형성되는 다수의 광원 이미지가 복귀 광에 의해 산란되어 버리는 것이 억제될 수 있다. 상술한 바와 같이, 릴레이 광학 장치는 각 이동 가능 멀티-미러(22)로부터의 복귀 광이 빔 분기부에 입사하는 것을 규제하는 규제 부재라고 볼 수 있다.
(실시예 5)
본 발명의 실시예 5가 도 8에 따라서 설명될 것이다. 실시예 5는 반사 광학 장치(23)를 구성하는 이동 가능 멀티-미러(22) 중 일부의 이동 가능 멀티-미러(22)에만 노광광(EL)이 도달한다는 점이 실시예 1과 다르다. 따라서, 이하에서는 실시예 1과 다른 부분이 주로 설명될 것이며, 실시예 1과 같은 또는 상당하는 부재 구성에는 동일 부호를 붙이고, 중복 설명은 생략한다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 조명 광학 장치(13)에는 반사 광학 장치(23)를 X 방향을 따라 이동시키기 위한 이동 기구(65)가 마련되어 있다. 반사 광학 장치(23)에는, 복수(도 8에서는 그 중 5개만 도시)의 이동 가능 멀티-미러(22)가 X 방향을 따라서 배치된다. 이들 이동 가능 멀티-미러(22) 중 일부의 이동 가능 멀티-미러(22)(예컨대 2개의 이동 가능 멀티-미러(22))에는 노광 광원(12)으로부터 출력된 노광광(EL)이 입사되는 반면, 나머지의 이동 가능 멀티-미러(22)에는 노광광(EL)이 입사되지 않는다.
노광광(EL)이 입사되는 이동 가능 멀티-미러(22)의 특성의 시간 경과에 따른 변화(예컨대, 반사막의 열화나 미러 요소(33)의 구동부(35)의 열화)에 기초해서, 웨이퍼(W)에 패턴 이미지를 형성하기 위한 노광광(EL)의 강도가 낮아지거나, 웨이퍼(W) 상에서의 동공 휘도 분포가 산란되는 경우에, 이동 기구(65)가 가동되어서, 지금까지 노광광(EL)이 유도되지 않은 이동 가능 멀티-미러(22)로 노광광(EL)을 유도한다.
예컨대, 모니터되는 노광량 센서(SE1)의 출력이 낮아진 경우나, 동공 휘도 분포 검출부(SE2)에 의해 계측된 동공 휘도 분포의 목표치로부터의 어긋남이 허용 범위로부터 벗어난 경우에는, 제어부(66)가 이동 가능 멀티-미러(22)의 교체를 지시하는 제어 신호를 이동 기구(65)로 전송한다.
상술한 바와 같이, 본 실시예의 노광 장치(11)를 통해서, 노광 광원(12)으로부터 출력된 노광광(EL)이 입사되는 이동 가능 멀티-미러(22)를 노광 장치(11)의 구동을 일시 정지시키지 않고도 다른 것으로 교체할 수 있다. 따라서, 노광 광원(12)으로부터 출력되는 노광광(EL)의 광로 내에 이동 가능 멀티-미러(22)가 배치된 경우에도, 노광 광원(12)의 출력이 높아짐에 따른 반도체 소자의 제조 효율의 향상에 공헌할 수 있다.
각 실시예는 후술하는 바와 같이 다른 실시예로 수정될 수도 있다.
각 실시예에 있어서, 반사 광학 장치(23)는 3종류 이상의 복수 종류의 이동 가능 멀티-미러(22, 22A, 22B)로 구성된 것일 수도 있다. 예컨대, 반사 광학 장치(23)는 제 1 이동 가능 멀티-미러(22A) 및 제 2 이동 가능 멀티-미러(22B)에 더해서, 제 1 축(S1) 및 제 2 축(S2)과 교차하는 제 3 축(예컨대 X 방향으로 연장되는 축)의 둘레로 회전하는 미러 요소(33)로 이루어지는 제 3 이동 가능 멀티-미러를 구비한 구성이 될 수도 있다.
각 실시예에 있어서, 제 1 이동 가능 멀티-미러(22A)는 제 1 축(S1)과 평행한 축 둘레로 회전 가능한 미러 요소(33)를 구비한 것이 될 수도 있다. 마찬가지로, 제 2 이동 가능 멀티-미러(22B)는 제 2 축(S2)과 평행한 축 둘레로 회전 가능한 미러 요소(33)를 구비한 것이 될 수도 있다.
각 실시예에 있어서, 제 1 축(S1)은 각각의 미러 요소(33)의 대각선을 따라 연장되는 것이 아니라, 예컨대 X 방향을 따라 연장하는 축이여도 된다. 이 경우, 제 2 축(S2)는 Y 방향을 따라 연장하는 축이여도 된다.
각 실시예에 있어서, 반사 광학 장치(23)는 한 종류의 이동 가능 멀티-미러(22)(예컨대 제 1 이동 가능 멀티-미러(22A))로 이루어지는 것이여도 된다.
실시예 5에 있어서, 노광광(EL)이 입사하는 이동 가능 멀티-미러(22)는 기설정된 시간 간격마다 변경될 수 있다.
실시예 5에 있어서, 노광광(EL)이 입사하는 이동 가능 멀티-미러(22)의 수는 2개 이외의 임의의 수(예컨대 1개 혹은 3개)여도 된다.
실시예 5에 있어서, 노광광(EL)이 입사하는 이동 가능 멀티-미러(22)가 변경된 경우, 이 장치는 노광광(EL)이 입사하는 이동 가능 멀티-미러(22) 중 적어도 하나만 변경하도록 구성될 수도 있다.
각 실시예에 있어서, 이동 가능 멀티-미러(22)는 서로 직교하는 축의 둘레로 회전 가능한(경사의 자유도가 2 자유도인) 미러 요소(33)를 구비한 것이여도 된다. 이러한 타입의 공간 광 변조 부재로서는 예컨대, 일본 특허 공개 공보(PCT 출원의 번역문) 평 10-503300 호 및 이에 대응하는 유럽 특허 공개 공보 제 779530 호, 일본 특허 공개 공보 제 2004-78136 호 및 이에 대응하는 미국 특허 공보 제 6,900,915호, 일본 특허 공개 공보(PCT 출원의 번역문) 제 2006-524349 호 및 이에 대응하는 미국 특허 공보 제 7,095,546 호 및 일본 특허 공개 공보 제 2006-113437 호에 개시된 것으로부터 선택될 수 있다. 유럽 특허 공개 공보 제 779530 호, 미국 특허 공보 제 6,900,915호 및 미국 특허 공보 제 7,095,546 호는 여기에 참조로서 포함된다.
각 실시예에 있어서, 이동 가능 멀티-미러(22)는 이차원적으로 배열된 미러 요소의 방향(기울기)을 개별적으로 제어 가능한 것이지만, 예컨대 이차원적으로 배열된 복수의 반사면의 높이(위치)를 개별적으로 제어 가능한 공간 광 변조 부재를 이용할 수도 있다. 이러한 공간 광 변조 부재는, 예컨대 일본 특허 공개 공보 평 6-281869 호 및 이에 대응하는 미국 특허 공보 제 5,312,513호, 및 일본 특허 공개 공보(PCT 출원의 번역문) 제 2004-520618호 및 이에 대응하는 미국 특허 공보 제6,885,493호의 도 1d에 개시된 것이 될 수 있다. 이들 공간 광 변조 부재는 이차원적인 높이 분포를 형성함으로써 입사광에 대해 회절면과 같은 작용을 할 수 있다. 미국 특허 공보 제 5,312,513 호 및 미국 특허 공보 제 6,885,493 호는 여기에 참조로서 포함된다.
각 실시예에 있어서, 이동 가능 멀티-미러(22)는, 예컨대, 일본 특허 공개 공보(PCT 출원의 번역문) 제 2006-513442 호 및 이에 대응하는 미국 특허 공보 제 6,891,655 호나, 일본 특허 공개 공보(PCT 출원의 번역문) 제 2005-524112 호 및 이에 대응하는 미국 특허 공개 공보 제 2005/0095749호의 개시에 따라서 수정될 수 있다. 미국 특허 공보 제 6,891,655 호 및 미국 특허 공개 공보 제 2005/0095749호는 여기에 참조로서 포함된다.
각 실시예에 있어서, 미국 특허 공개 공보 제 2006/0203214 호, 제 2006/0170901 호 및 제 2007/0146676 호에 개시된 이른바 편광식 조명 방법이 적용될 수도 있다. 미국 특허 공개 공보 제 2006/0203214 호, 제 2006/0170901 호 및 제 2007/0146676 호의 교시는 여기에 참조로서 포함된다.
각 실시예에 있어서, 노광 장치(11)는, 반도체 소자와 같은 마이크로 디바이스뿐만 아니라, 광 노광 장치, EUV 노광 장치, X선 노광 장치 및 전자선 노광 장치 등에서 사용되는 레티클 또는 마스크를 제조하기 위해서, 마더 레티클(a mother reticle)로부터 유리 기판이나 실리콘 웨이퍼 등으로 회로 패턴을 전사하는 노광 장치가 될 수도 있다. 또한, 노광 장치(11)는 액정 표시 소자(LCD) 등을 포함하는 디스플레이의 제조에서, 디바이스 패턴을 유리 플레이트 상에 전사하는데 사용되는 노광 장치, 혹은 박막 자기 헤드 등의 제조에서 디바이스 패턴을 세라믹 웨이퍼 등에 전사하는 데 사용되는 노광 장치, 혹은 CCD와 같은 촬상 소자의 제조에 사용되는 노광 장치 등이 될 수 있다.
각 실시예의 조명 광학 장치(13)는 피조사 물체와 기판이 상대적으로 이동되는 상태에서 피조사 물체의 패턴을 기판에 전사하고, 기판을 순차적으로 스텝 이동시키도록 구성된 스캐닝 스테퍼에 탑재될 수도 있고, 피조사 물체와 기판이 정지된 상태에서 피조사 물체의 패턴을 기판에 전사하고, 기판을 순차적으로 스텝 이동시키는 스텝-앤드-리피트(step-and-repeat) 방식의 스테퍼에 탑재될 수도 있다.
각 실시예에 있어서, 노광 광원(12)은 예컨대 g선(436nm), i선(365nm), KrF 엑시머 레이저(248nm), F2 레이저(157nm), Kr2 레이저(146nm), Ar2 레이저(126nm) 등을 공급할 수 있는 노광 광원이 될 수도 있다. 노광 광원(12)은 DFB 반도체 레이저 또는 파이버 레이저로부터 발진되는 적외선 영역 또는 가시 영역의 단일-파장 레이저광을, 예컨대 에르븀(또는 에르븀과 이테르븀 모두)이 도핑된 파이버 앰플리파이어(a fiber amplifier)로 증폭하고, 비선형 광학 결정을 이용하여 자외광으로 파장을 변환함으로써 획득한 고조파를 공급할 수도 있다.
이하에는, 본 발명의 실시예의 노광 장치(11)에 의한 디바이스의 제조 방법을 리소그래피 공정에서 사용하는 마이크로 디바이스의 제조 방법의 실시예가 설명될 것이다. 도 9는 마이크로 디바이스(IC나 LSI와 같은 반도체 칩, 액정 패널, CCD, 박막 자기 헤드, 마이크로 머신 등)의 제조예의 흐름도를 나타내는 도면이다.
첫번째로, 스텝 S101(설계 스텝)은 마이크로 디바이스의 기능 및 성능을 설계(예컨대, 반도체 디바이스의 회로 설계 등)하고, 이 기능을 실현하기 위한 패턴을 설계하는 것이다. 이어지는 스텝 S102(마스크 제작 스텝)은 설계한 회로 패턴이 형성될 마스크(레티클(R) 등)를 제작하는 것이다. 한편, 스텝 S103(기판 제조 스텝)은 실리콘, 유리, 세라믹과 같은 재료의 기판(실리콘 재료를 이용한 경우에는 웨이퍼(W)가 된다)을 제조하는 것이다.
다음 스텝 S104(기판 처리 스텝)은 스텝 S101~스텝 S103에서 준비한 마스크와 기판을 이용해서, 후술하는 바와 같이, 리소그래피 기술 등에 의해서 기판 상에 실제 회로 등을 형성하는 것이다. 다음 스텝 S105(디바이스 조립 스텝)은 스텝 S104에서 처리된 기판을 이용해서 디바이스를 조립하는 것이다. 필요에 따라서 이 스텝 S105은 다이싱 공정, 본딩 공정 및 패키징 공정(칩 봉입)과 같은 공정을 포함한다. 마지막 스텝 S106(검사 스텝)은 스텝 S105에서 제작된 마이크로 디바이스의 동작 확인 테스트 및 내구성 테스트와 같은 검사를 수행하는 것이다. 이러한 공정을 거친 후에 마이크로 디바이스가 완성되고 출시된다.
도 10은 반도체 디바이스의 경우에 있어서의 스텝 S104의 상세 공정의 일례를 나타내는 도면이다.
스텝 S111(산화 스텝)은 기판의 표면을 산화시키는 것이다. 스텝 S112(CVD 스텝)은 기판 표면에 절연막을 형성하는 것이다. 스텝 S113(전극 형성 스텝)은 증착에 의해서 기판상에 전극을 형성하는 것이다. 스텝 S114(이온 주입 스텝)는 기판에 이온을 주입하는 것이다. 이상의 스텝 S111~스텝 S114 각각은 기판 처리의 각 스테이지의 전처리 공정을 이루며, 각 단계에서 필요한 처리에 따라서 선택되어 실행된다.
기판 처리의 스테이지에서, 상술한 전처리 공정이 완료된 이후에, 후술하는 바와 같이 후처리 공정이 실행된다. 이 후처리 공정에서, 첫번째 스텝 S115(레지스트 형성 스텝)은 기판에 감광성 재료를 도포하는 것이다. 이어지는 스텝 S116(노광 스텝)은 위에서 설명한 리소그래피 시스템(노광 장치(11))에 의해서 마스크의 회로 패턴을 웨이퍼에 전사하는 것이다. 다음 스텝 S117(현상 스텝)은, 스텝 S116에서 노광된 기판을 현상하여, 기판의 표면에 회로 패턴으로 이루어지는 마스크 층을 형성하는 것이다 이에 후속하는, 스텝 S118(에칭 스텝)에서, 레지스트가 잔존하는 부분 이외의 부분에서 노출된 부재가 에칭에 의해 제거된다. 다음 스텝 S119(레지스트 제거 스텝)은 에칭 이후에 불필요한 감광성 재료를 제거하는 것이다. 즉, 스텝 S118 및 스텝 S119은 마스크 층을 통해서 기판의 표면을 처리하는 것이다. 이들 전처리 공정과 후처리 공정을 반복해서 실행함으로써 기판상에 다중으로 회로 패턴이 형성된다.
이상 설명한 실시예는 본 발명의 이해를 쉽게 하기 위해서 기재된 것으로, 본 발명을 한정하기 위해서 기재된 것이 아니라는 점에 주의한다. 따라서, 실시예에 개시된 각 요소는 본 발명의 기술적 범위에 속하는 모든 설계 변경이나 균등물도 포함하도록 의도되었다. 상기 실시예의 각 구성 요소 등은 임의의 조합 등으로 적용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 광원으로부터 출력되어서 기결정된 광로를 따라서 이동하는 광을 피조사 물체로 유도하는 조명 광학 장치에 있어서,
    각각이 이동 가능 반사면을 포함하는 복수의 반사 광학 소자가 어레이 형상으로 배열되어 있는 복수의 공간 광 변조 부재
    를 포함하며,
    상기 공간 광 변조 부재 중 적어도 하나는 상기 광로 내에 배치되는
    조명 광학 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조 부재는, 모든 공간 광 변조 부재가 상기 광로 내에 위치하도록 어레이 형상으로 배열되는 조명 광학 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광로 내에서, 상기 광원으로부터 출력되는 상기 광의 광축과 교차하는 방향으로 상기 공간 광 변조 부재를 이동시키는 이동 기구를 더 포함하는 조명 광학 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조 부재가 배치되는 위치에 대해서, 상기 광원으로부터 먼 측에 배치되어서, 상기 공간 광 변조 부재를 통과한 광의 강도를 검출하는 광 강도 검출부와,
    상기 광 강도 검출부로부터의 출력에 기초해서 상기 이동 기구를 구동시키는 제어부
    를 더 포함하는 조명 광학 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조 부재를 통과한 광을 집광하여, 상기 조명 광학 장치의 조명 동공(an illumination pupil)에 기결정된 광 강도 분포를 형성하는 분포 형성 광학 장치와,
    상기 조명 동공에 형성되는 상기 광 강도 분포를 검출하는 광 강도 분포 검출부와,
    상기 광 강도 분포 검출부로부터의 출력에 기초해서 상기 이동 기구를 구동시키는 제어부
    를 더 포함하는 조명 광학 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조 부재보다 상기 광원 측에 배치되어서, 상기 광원으로부터 출력된 광을 복수의 빔으로 분기하는 빔 분기부를 더 포함하고,
    상기 각 공간 광 변조 부재는 상기 빔의 각 광로 내에 배치되는
    조명 광학 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조 부재와 상기 빔 분기부와의 사이에 배치되어서, 상기 공간 광 변조 부재로부터의 복귀 광이 상기 빔 분기부로 입사하는 것을 규제하는 규제 부재를 더 포함하는 조명 광학 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 빔 분기부와 상기 공간 광 변조 부재 사이의 광로에는 파워를 가진 광학 부재는 배치되지 않는 조명 광학 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 공간 광 변조 부재는, 제 1 위치에 배치되는 제 1 공간 광 변조 부재와, 상기 제 1 위치와는 다른 제 2 위치에 배치되는 제 2 공간 광 변조 부재를 포함하고,
    상기 광원으로부터 출력되는 상기 광의 상기 광로의 축은 상기 제 1 위치와 제 2 위치 사이에 위치되는
    조명 광학 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조 부재보다 상기 광원측에 배치되며, 상기 광원으로부터 출력된 광을 복수의 빔으로 분기하는 빔 분기부를 더 포함하고,
    상기 빔 분기부는 상기 광원으로부터 출력되는 상기 광의 상기 광로의 축을 포함하는 면 내에서 상기 광원으로부터 출력되는 상기 광을 상기 복수의 빔으로 분기하는
    조명 광학 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조 부재를 통과한 광을 집광하여, 상기 조명 광학 장치의 조명 동공에 기결정된 광 강도 분포를 형성하는 분포 형성 광학 장치를 더 포함하는 조명 광학 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 공간 광 변조 부재는, 상기 복수의 반사 광학 소자 이외의 면 부분이면서, 상기 복수의 반사 광학 소자가 배열되는 배열면과 실질적으로 평행한 면 부분을 통과한 0차 광(zero-order light)이 상기 분포 형성 광학 장치의 입사 동공을 통과하지 않게 하도록 구성되는 조명 광학 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 분포 형성 광학 장치는, 상기 복수의 공간 광 변조 부재 중 하나를 통과한 빔의 적어도 일부와, 상기 복수의 공간 광 변조 부재 중 다른 하나를 통과한 빔의 적어도 일부를, 상기 조명 동공에 중첩시킬 수 있도록 구성되는 조명 광학 장치.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사 광학 소자 각각은 상기 반사면에 입사하는 광의 광축에 대한 상기 반사면의 경사각을 변경시키기 위해서 이동 가능한 조명 광학 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 공간 광 변조 부재 중 적어도 하나의 공간 광 변조 부재를 구성하는 상기 반사 광학 소자 각각은 제 1 축의 둘레 또는 상기 제 1 축과 평행한 축의 둘레를 회전 가능하고,
    상기 적어도 하나의 공간 광 변조 부재와는 다른 공간 광 변조 부재를 구성하는 상기 각 반사 광학 소자는 상기 제 1 축과 교차하는 제 2 축의 둘레 또는 상기 제 2 축과 평행한 축의 둘레를 회전 가능한
    조명 광학 장치.
  16. 청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 기재된 조명 광학 장치와,
    기결정된 패턴이 형성되는 피조사 물체를 유지하는 유지 기구와,
    상기 광원으로부터 출력된 광이 상기 조명 광학 장치를 거쳐서 상기 피조사 물체로 유도될 때 형성되는 패턴 이미지를, 감광성 재료가 코팅된 기판 상에 투영하는 투영 광학 장치
    를 포함하는 노광 장치.
  17. 청구항 16에 기재된 노광 장치를 이용해서, 상기 기결정된 패턴을 상기 기판에 노광하는 노광 단계와,
    상기 노광 단계 이후에, 상기 기판을 현상해서 상기 기결정된 패턴에 대응하는 형상의 마스크 층을 상기 기판의 표면에 형성하는 현상 단계와,
    상기 현상 단계 이후에, 상기 마스크 층을 통해서 상기 기판의 표면을 처리하는 처리 단계
    를 포함하는 디바이스의 제조 방법.
  18. 광원으로부터 출력되어서 기결정된 광로를 따라서 이동하는 광을 피조사 물체로 유도하는 조명 광학 장치에 있어서,
    상기 광로에 배치되며, 각각이 이동 가능 반사면을 포함하는 복수의 반사 광학 소자가 어레이 형상으로 배열되어 있는 공간 광 변조 부재와,
    상기 광로에 배열된 회절 광학 소자
    를 포함하며,
    상기 광원으로부터의 광은 상기 공간 광 변조 부재와 상기 회절 광학 소자를 거쳐서 상기 피조사 물체에 도달하는
    조명 광학 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 회절 광학 소자 및 상기 공간 광 변조 부재는 일렬로 배열되는 조명 광학 장치.
  20. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 회절 광학 소자는 상기 광원과 상기 공간 광 변조 부재 사이에 배치되는 조명 광학 장치.
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