KR20180032197A - 노광 장치, 노광 방법 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

노광 장치, 노광 방법 및 디바이스 제조 방법 Download PDF

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KR20180032197A KR1020170121253A KR20170121253A KR20180032197A KR 20180032197 A KR20180032197 A KR 20180032197A KR 1020170121253 A KR1020170121253 A KR 1020170121253A KR 20170121253 A KR20170121253 A KR 20170121253A KR 20180032197 A KR20180032197 A KR 20180032197A
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세이지 마쯔우라
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르네사스 일렉트로닉스 가부시키가이샤
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Abstract

다양한 방향으로 연장되는 패턴의 해상도를 높일 수 있는 노광 장치를 제공하는 것이다.
노광 장치(100)는, 조명광을 편광시키는 편광 부재(125)와, 적어도 하나의 개구부를 갖는 필터(130)를 구비한다. 편광 부재는, 제1 편광 유닛(1110)과, 제1 편광 유닛을 둘러싸도록 배치된 제2 편광 유닛(1120)을 포함한다. 제2 편광 유닛은, 제2 편광 유닛에 입사되는 조명광을 제1 편광 유닛의 외주를 따른 주상 방향으로 편광시키도록 구성된다. 제1 편광 유닛의 적어도 일부분은, 일부분에서 보아 제1 편광 유닛의 중앙부와 반대측에 위치하는 제2 편광 유닛의 부분에 있어서의 편광 방향과 직교하는 방향으로 조명광을 편광시키도록 구성된다. 필터에 있어서, 개구부(132, 134)는, 필터 및 편광 부재의 후단에 있어서의 조명광이, 제1 및 제2 편광 유닛에 의하여 편광된 조명광을 포함하도록 배치된다.

Description

노광 장치, 노광 방법 및 디바이스 제조 방법{EXPOSURE APPARATUS, EXPOSURE METHOD, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 개시는 노광 장치에 관한 것이며, 보다 특정적으로는 반도체 디바이스를 제조하기 위한 노광 장치에 관한 것이다.
반도체 제조 과정에 있어서, 광을 이용하여 평면 기판에 패턴을 전사하는 포토리소그래피 공정이 알려져 있다. 이 포토리소그래피 공정에서는, 노광 장치에 의하여, 포토마스크에 형성되어 있는 패턴이, 웨이퍼 상에 도포된 감광체층(포토레지스트)에 전사(노광)된다. 노광 장치로는 스테퍼 등의 일괄 노광형의 투영 노광 장치나 스캐너 등의 주사 노광형의 투영 노광 장치 등이 사용되고 있다.
최근의 미세 가공 기술의 향상에 수반하여, 이들 노광 장치에도 해상도를 높이기 위한 기술이 요구되고 있다. 노광 장치의 해상도를 높이는 기술로서, 노광 광원의 파장을 짧게 하는 것이나 투영 광학계의 개구 수를 크게 하는 것이 알려져 있다. 그러나 투영 광학계의 초점 심도는 개구 수의 제곱에 반비례하여 작아지고, 또한 파장에 비례하여 작아진다. 그래서 이들 파라미터에 의존하지 않고 해상도를 높이기 위한 기술(저k1화 기술)이 요구되고 있다. 저k1화 기술로서는, 조명 분야에서는 변형 조명법, 마스크 분야에서는 위상 시프트 마스크법 등이 알려져 있다.
해상도를 높이기 위한 변형 조명법에 관하여, 일본 특허 공개 제2006-278979호 공보(특허문헌 1)는, X 방향으로 소정 피치로 배열된 일 방향 밀집 패턴을 노광할 때, 조명 광학계의 퓨필면에 있어서, X축에 평행인 직선을 따라 배치된 4개의 2차 광원으로 광량이 커지는 일렬 4극 조명을 사용함과 함께, 조명광의 편광 상태를 외측의 2개의 2차 광원으로 X축에 직교하는 방향의 직선 편광으로 하고, 내측의 2개의 2차 광원으로 X축에 평행인 방향의 직선 편광으로 하는 노광 장치를 개시한다([요약] 참조).
또한 일본 특허 공개 제2010-093291호 공보(특허문헌 2)는, 조명 광학 장치의 퓨필면 또는 그 근방에, 광축을 포함하는 중심 영역에 위치하는 광 강도 분포와 광축으로부터 간격을 띄운 복수의 주변 영역에 위치하는 광 강도 분포를 갖는 조명 퓨필 분포를 형성하기 위한 조명 퓨필 형성 수단과, 복수의 주변 영역에 위치하는 광 강도 분포의 위치 및 크기를, 중심 영역에 위치하는 광 강도 분포와는 독립적으로 변경하기 위한 영역 변경 수단을 구비하는 노광 장치를 개시한다([요약] 참조).
일본 특허 공개 제2006-278979호 공보 일본 특허 공개 제2010-093291호 공보
그러나 상기 특허문헌에 개시되는 기술은, 특정 방향으로 연장되는 패턴의 해상도를 향상시킬 수는 있지만, 당해 특정 방향과 직교하는 방향으로 연장되는 패턴의 해상도가 저하되어 버린다. 그 때문에, 상기 특허문헌에 개시되는 노광 장치는, 다양한 방향으로 연장되는 패턴을 노광하는 데 있어서 더블 패터닝을 행할 필요가 있다는 문제가 있었다.
본 개시는 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 어느 국면에 있어서의 목적은, 다양한 방향으로 연장되는 패턴의 해상도를 높일 수 있는 노광 장치를 제공하는 것이다. 다른 국면에 있어서의 목적은, 다양한 방향으로 연장되는 패턴의 해상도를 높일 수 있는 노광 장치를 사용한 디바이스 제조 방법을 제공하는 것이다. 또 다른 국면에 있어서의 목적은, 다양한 방향으로 연장되는 패턴의 해상도를 높일 수 있는 노광 방법을 제공하는 것이다.
그 외의 과제와 신규의 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면으로부터 밝혀질 것이다.
어느 실시 형태에 따른 노광 장치는, 노광용의 조명광을 발하는 광원과, 조명광을 편광시키는 편광 부재와, 적어도 하나의 개구부를 갖는 필터를 구비한다. 편광 부재는, 제1 편광 유닛과, 편광 부재에 대한 조명광의 입사 방향에서 보아, 제1 편광 유닛을 둘러싸도록 배치된 제2 편광 유닛을 포함한다. 제2 편광 유닛은, 제2 편광 유닛에 입사되는 조명광의 적어도 일부를 제1 편광 유닛의 외주를 따른 주상 방향으로 편광시키도록 구성된다. 제1 편광 유닛의 적어도 일부분은, 일부분에서 보아 제1 편광 유닛의 중앙부와 반대측에 위치하는 제2 편광 유닛의 부분에 있어서의 편광 방향과 직교하는 방향으로 조명광을 편광시키도록 구성된다. 필터에 있어서, 개구부는, 조명광의 광학 경로에 있어서 필터 및 편광 부재의 후단에 있어서의 조명광이, 제1 편광 유닛에 의하여 편광된 조명광과 제2 편광 유닛에 의하여 편광된 조명광을 포함하도록 배치된다.
어느 실시 형태에 따른 노광 장치에 의하면, 다양한 방향으로 연장되는 패턴의 해상도를 높일 수 있다. 그 때문에 이 노광 장치는, 더블 패터닝에 의하지 않고, 일거에 다양한 방향으로 연장되는 패턴을 고해상도로 노광할 수 있다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징, 국면 및 이점은, 첨부된 도면과 관련하여 이해되는 본 발명에 관한 다음의 상세한 설명으로부터 밝혀질 것이다.
도 1은 관련 기술에 따른 노광 장치의 구성예에 대하여 설명하는 도면이다.
도 2는 관련 기술에 따른 편광 부재의 편광 분포를 설명하는 도면이다.
도 3은 관련 기술에 따른 필터의 구성을 설명하는 도면이다.
도 4는 포토마스크에 형성되는 패턴의 예를 설명하는 도면이다.
도 5는 관련 기술에 따른 투영 광학계의 퓨필면 상에 있어서의 회절광 분포를 설명하는 도면이다.
도 6은 다른 관련 기술에 따른 편광 부재의 편광 분포를 설명하는 도면이다.
도 7은 포토마스크에 형성되는 다른 패턴의 예를 설명하는 도면이다.
도 8은 스페이스 폭이 좁은 L&S 패턴을 이용한 경우의 투영 광학계의 퓨필면 상에 있어서의 회절광 분포를 설명하는 도면이다.
도 9는 스페이스 폭이 넓은 L&S 패턴을 이용한 경우의 투영 광학계의 퓨필면 상에 있어서의 회절광 분포를 설명하는 도면이다.
도 10은 메모리 어레이 및 주변 디바이스를 구성하는 개략 회로 구성을 설명하는 도면이다.
도 11은 어느 실시 형태에 따른 편광 부재의 편광 분포를 설명하는 도면이다.
도 12는 어느 실시 형태에 따른 필터의 구성에 대하여 설명하는 도면이다.
도 13은 어느 실시 형태에 따른 노광 장치의 투영 광학계의 퓨필면 상에 있어서의 회절광 분포를 설명하는 도면이다.
도 14는 어느 실시 형태에 따른, 필터에 있어서의 개구부(다이폴)의 배치 위치를 설명하는 도면이다.
도 15는 편광 유닛(1110)과 편광 유닛(1120)의 경계 위치가 0.7인 경우에 있어서의 시뮬레이션 결과를 설명하는 도면이다.
도 16은 편광 유닛(1110)과 편광 유닛(1120)의 경계 위치가 0.55인 경우에 있어서의 시뮬레이션 결과를 설명하는 도면이다.
도 17은 편광 유닛(1110)과 편광 유닛(1120)의 경계 위치가 0.85인 경우에 있어서의 시뮬레이션 결과를 설명하는 도면이다.
도 18은 도 15에 있어서의 데이터점 A, B, C의 시뮬레이션 결과를 개별적으로 설명하는 도면이다.
도 19는 어느 실시 형태에 따른, 필터(1900)에 있어서의 개구부(다이폴)의 배치 위치를 설명하는 도면이다.
도 20은 포토마스크에 형성되는 L&S 패턴의 예를 설명하는 도면이다.
도 21은 어느 실시 형태에 따른, 노광 패턴에 따른 필터의 선택 방법의 일례에 대하여 설명하는 흐름도이다.
도 22는 어느 실시 형태에 따른 디바이스 제조 방법의 일례를 설명하는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 이하의 설명에서는, 동일한 부품에는 동일한 부호가 붙여져 있다. 그들의 명칭 및 기능도 동일하다. 따라서 그들에 관한 상세한 설명은 반복하지 않는다.
[관련 기술]
먼저, 관련 기술에 따른 노광 장치의 문제점에 대하여 설명한다. 그 다음으로, 관련 기술에 따른 노광 장치의 문제점을 해결할 수 있는, 어느 실시 형태에 따른 노광 장치에 대하여 설명한다.
도 1은, 관련 기술에 따른 노광 장치(100R)의 구성예에 대하여 설명하는 도면이다. 도 1을 참조하여, 관련 기술에 따른 노광 장치(100R)는 광원(105)을 구비하며, 광학 경로의 순서대로 줌 렌즈(110)와 미러(115)와 마이크로렌즈 어레이(120)와 편광 부재(125R1)와 필터(130R)와 콘덴서 렌즈(135)와 포토마스크(140)와 투영 광학계(145)와 스테이지(155)를 더 구비한다. 스테이지(155) 상에는 웨이퍼(150)가 고정되어 있다.
광원(105)은 노광용의 조명광을 조사 가능하게 구성된다. 광원(105)으로서는, 예를 들어 파장 약 193㎚의 ArF 엑시머 레이저, 파장 약 248㎚의 KrF 엑시머 레이저, 파장 약 157㎚의 F2 엑시머 레이저 등의 펄스 레이저를 사용할 수 있다.
광원(105)으로부터 조사된 조명광은, 오목 렌즈와 볼록 렌즈의 조합에 의하여 구성되는 줌 렌즈(110)를 통하여 광로 절곡용의 미러(115)에 입사된다. 줌 렌즈(110)는, 상기 오목 렌즈와 볼록 렌즈의 조합에 의하여 정해지는 소정의 범위 내에서 초점 거리를 연속적으로 변화시킬 수 있도록 구성되어 있다.
미러(115)에 의하여 광로가 x축 방향으로부터 z축 방향으로 절곡된 조명광은 마이크로렌즈 어레이(120)에 입사된다. 마이크로렌즈 어레이(120)에 있어서, 다수의 미소 렌즈(미소 굴절면)가 서로 격리되지 않고 일체적으로 형성된다. 이것에 의하여 마이크로렌즈 어레이(120)는 옵티컬 인테그레이터(조도 균일화 부재)로서 기능할 수 있다. 또한 다른 국면에 있어서, 마이크로렌즈 어레이(120) 대신 플라이아이 렌즈를 사용해도 된다. 마이크로렌즈 어레이(120)를 통과한 조명광은 편광 부재(125R1)에 입사된다.
도 2는, 관련 기술에 따른 편광 부재(125R1)의 편광 분포를 설명하는 도면이다. 편광 부재(125R1)는, 광학 결정축의 방향이 균일한 1/2 파장판에 의하여 구성되며, 통과하는 광의 편광 방향을 y 방향으로 정렬시키는 기능을 갖는다. 어느 국면에 있어서, 편광 부재(125R1)의 중심 위치를 광축 AX가 관통하도록 편광 부재(125R1)가 배치된다.
도 1을 다시 참조하여, 편광 부재(125R1)를 통과한 조명광은 필터(130R)에 입사된다.
도 3은, 관련 기술에 따른 필터(130R)의 구성을 설명하는 도면이다. 도 3을 참조하여, 필터(130R)는 원반 형상이며, x 방향의 단부 부근에 개구부(132R 및 134R)를 갖는다. 이러한 필터(130R)는 2중극(다이폴) 조명이라고도 칭해진다. 필터(130R)는 편광 부재(125R1)를 통과하는 조명광 중 개구부(132R 및 134R)에 조사되는 조명광만을 통과시킨다. 따라서 필터(130R)는 조리개로서 기능할 수 있다.
어느 국면에 있어서, 필터(130R)의 중심을, 편광 부재(125R1)를 통과하는 광속의 광축 AX가 관통하도록 이들 광학 부재가 배치된다. 이것에 의하여, 광축으로부터 떨어진 위치에 배치되는 개구부(132R 및 134R)로부터의 조명광은, 콘덴서 렌즈(135)에 의하여 집광된 후에 포토마스크(140)에 비스듬히 입사된다. 포토마스크(140)에는, 웨이퍼(150) 상에 형성된 포토레지스트(감광체층)에 노광하기 위한 패턴이 형성되어 있다.
포토마스크(140)에 입사되는 광속은, 포토마스크(140) 상에 형성된 패턴에 의하여 회절되어 투영 광학계(145)에 입사된다. 투영 광학계(145)는, 입사된 광속을 축소하여 웨이퍼(150) 상에 형성된 포토레지스트에 조사한다.
도 4는, 포토마스크(140)에 형성되는 패턴의 예를 설명하는 도면이다. 도 4를 참조하여, 어느 국면에 있어서, 포토마스크(140)에는, x 방향으로 소정 간격으로 배열된 라인 앤드 스페이스 패턴(이하, 「L&S 패턴」이라고도 칭함)(400)이 형성되어 있다. 이 L&S 패턴(400)을 구성하는 각 라인(410)은 y 방향으로 연장되어 있다.
도 5는, 관련 기술에 따른 투영 광학계(145)의 퓨필면 PU 상에 있어서의 회절광 분포를 설명하는 도면이다. 도 5에 있어서, 일례로서, 개구부(132R)로부터의 광속에 대하여 설명한다. 개구부(132R)를 통하여 L&S 패턴(400)에 비스듬히 입사된 광속은 x 방향으로 회절된다. 그 때문에, 도 5에 도시된 바와 같이, 퓨필면 PU에는, 개구부(132R)를 통과한 광속의 0차 회절광(510)과 1차 회절광(520)이 입사될 수 있다. 이것에 의하여, 웨이퍼(150)(상의 포토레지스트)에는 0차 회절광 및 1차 회절광의 2광속에 의하여 패턴이 결상된다. 이와 같이, 관련 기술에 따른 노광 장치(100R)는, 필터(130R)에 의하여 비스듬히 포토마스크(140)에 광을 입사함으로써, 웨이퍼(150) 상의 광 강도를 강하게 하여 해상도를 높일 수 있다. 또한 개구부(134R)로부터의 광속도, 개구부(132R)로부터의 광속과 마찬가지의 거동을 하기 때문에, 그 설명에 대해서는 반복하지 않는다.
또한 0차 회절광(510) 및 1차 회절광(520)은 편광 부재(125R1)의 작용에 의하여 y 방향으로 진동하는 직선 편광이다. 그 때문에, 웨이퍼(150) 상의 결상면에 있어서, 0차 회절광(510)의 진동 방향(편광 방향)과 1차 회절광(520)의 진동 방향이 일치하여, 이들 회절광은 서로를 강화하도록 간섭한다. 이것에 의하여, 관련 기술에 따른 노광 장치(100R)는, 웨이퍼 상의 광 강도를 강하게 하여 해상도를 높일 수 있다.
도 6은, 다른 관련 기술에 따른 편광 부재(125R2)의 편광 분포를 설명하는 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 편광 부재(125R2)는 직사각형 형상이다. 편광 부재(125R2)는, 2개의 대각선에 의하여 4분할된 영역에 있어서, 광축 AX를 중심으로 하여 주상으로 편광 분포를 형성한다. 보다 구체적으로는, 4분할된 영역 중, x 방향으로 마주 보는 영역을 구성하는 1/2 파장판은, 통과하는 광속을 y 방향으로 직선 편광시키도록 광학 결정축의 방향이 배열되어 있다. 한편, y 방향으로 마주 보는 영역을 구성하는 1/2 파장판은, 통과하는 광속을 x 방향으로 직선 편광시키도록 광학 결정축의 방향이 배열되어 있다. 이러한 편광 부재(125R2)를, 도 2에서 설명한 편광 부재(125R1) 대신 사용한 경우에도, 개구부(132R 및 134R)를 통과하는 광속의 편광 방향은 y 방향이다. 그 때문에, 관련 기술에 따른 노광 장치(100R)는, 도 2에서 설명한 편광 부재(125R1) 대신 도 6에 도시하는 편광 부재(125R2)를 사용하더라도 편광 부재(125R1)의 경우와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
그러나 편광 부재(125R1 또는 125R2)와 필터(130R)의 조합을 이용하여, 도 7에 도시한 바와 같은, y 방향으로 소정 간격으로 배열된 L&S 패턴(700)을 노광하는 경우, 높은 해상도가 얻어지지 않는다.
도 7은, 포토마스크(140)에 형성되는 다른 패턴의 예를 설명하는 도면이다. 다른 국면에 있어서, 포토마스크(140)에는, y 방향으로 소정 간격으로 배열된 L&S 패턴(700)이 형성되어 있다. 이 L&S 패턴(700)을 구성하는 각 라인(710)은 x 방향으로 연장되어 있다.
라인 앤드 스페이스(700)의 각 라인(710)끼리의 간격(스페이스의 폭)에 따라, 투영 광학계(145)의 퓨필면 PU 상에 있어서의 회절광 분포는 상이하다. 편광 부재(125R1)와 필터(130R)의 조합을 이용하여 L&S 패턴(700)을 노광하는 경우에 있어서, 당해 패턴의 스페이스 폭이 좁을 때 및 스페이스 폭이 넓을 때에 대하여 설명한다.
도 8은, 스페이스 폭이 좁은 L&S 패턴(700)을 이용한 경우의 투영 광학계(145)의 퓨필면 PU 상에 있어서의 회절광 분포를 설명하는 도면이다. 도 8에서는, 도 5의 때와 마찬가지로, 일례로서 개구부(132R)로부터의 광속의 회절광 분포에 대하여 설명한다. 퓨필면 PU에는, L&S 패턴(700)을 통과한 0차 회절광(810)과 1차 회절광(820 및 830)이 입사된다. L&S 패턴(700)에 있어서의 스페이스 폭이 좁을수록 1차 회절광의, 0차 회절광에 대한 각도는 커진다. 그 때문에, 도 8에 도시된 바와 같이, 1차 회절광(820 및 830)의 대부분은 퓨필면 PU에 입사되지 않는다. 따라서 실질적으로 1차 회절광(820 및 830)은 결상에 기여하지 않아 웨이퍼(150) 상의 광 강도는 낮다. 그 결과, 웨이퍼(150) 상에 있어서의 L&S 패턴(700)의 해상도는 높아지지 않는다.
도 9는, 스페이스 폭이 넓은 L&S 패턴(700)을 이용한 경우의 투영 광학계(145)의 퓨필면 PU 상에 있어서의 회절광 분포를 설명하는 도면이다. 도 9에서는, 도 5의 때와 마찬가지로, 일례로서 개구부(132R)로부터의 광속의 회절광 분포에 대하여 설명한다. 퓨필면 PU에는, L&S 패턴(700)을 통과한 0차 회절광(910)과 1차 회절광(920 및 930)이 입사된다. 도 9에 도시된 바와 같이, L&S 패턴(700)에 있어서의 스페이스 폭이 넓은 경우, 0차 회절광에 대한 1차 회절광의 각도가 작기 때문에 1차 회절광의 대부분이 퓨필면 PU에 입사된다. 그러나 웨이퍼(150) 상의 결상면에 있어서 0차 회절광(910)과 1차 회절광(920 및 930)의 진동 방향이 일치하지 않기 때문에, 이들 회절광에 의하여 웨이퍼(150) 상에서의 광 강도가 높아지지 않는다. 그 결과, 웨이퍼(150) 상에 있어서의 L&S 패턴(700)의 해상도는 높아지지 않는다.
또한 도 8 및 도 9에 도시하는 예는, 편광 부재(125R1) 대신 편광 부재(125R2)를 사용한 경우에도 마찬가지이다.
상기와 같이 관련 기술에 따른 노광 장치(100R)는, x 방향으로 배열되는 L&S 패턴(400)(y 방향으로 연장되는 패턴의 반복)의 해상도를 높일 수는 있지만, y 방향으로 배열되는 L&S 패턴(700)의 해상도를 높일 수는 없다.
도 10은, 메모리 어레이 및 주변 디바이스를 구성하는 개략 회로 구성을 설명하는 도면이다. 부분 도면 (A)는 어느 레이어에 있어서의 금속 배선층을 설명하는 도면이다. 부분 도면 (B)는 다른 레이어에 있어서의 금속 배선층을 설명하는 도면이다.
부분 도면 (A)에 도시되는 레이어에서는, 워드선으로서의 금속 배선(1010)이 x 방향으로 연장되는 것 외에, 주변 디바이스(행 디코더 등)로서의 금속 배선(1020)이 형성된다. 금속 배선(1010)은 y 방향으로 소정 간격으로 배열되는 L&S 패턴을 형성한다. 금속 배선(1020)에는, x 방향으로 연장되는 금속 배선에 추가하여, y 방향으로 연장되는 금속 배선도 포함된다. 또한 영역(1025)에 있어서 금속 배선끼리의 간격(스페이스의 폭)이 좁아, 당해 영역에 형성되는 금속 배선은 높은 해상도가 요구된다.
부분 도면 (B)에 도시되는 레이어에서는, 비트선으로서의 금속 배선(1050)이 y 방향으로 연장되는 것 외에, 주변 디바이스(멀티플렉서 등)로서의 금속 배선(1060)이 형성된다. 금속 배선(1050)은 x 방향으로 소정 간격으로 배열되는 L&S 패턴을 형성한다. 금속 배선(1060)에는, y 방향으로 연장되는 금속 배선에 추가하여, x 방향으로 연장되는 금속 배선도 포함된다. 또한 영역(1065)이나 주변 디바이스와 메모리 어레이부의 접속부인 영역(1070)에 있어서 금속 배선끼리의 간격(스페이스의 폭)이 좁아, 당해 영역에 형성되는 금속 배선은 높은 해상도가 요구된다.
상기 설명한 바와 같이, 관련 기술에 따른 노광 장치(100R)는 소정 방향으로 연장되는 패턴의 해상도를 높일 수는 있지만, 당해 소정 방향에 직교하는 방향으로 연장되는 패턴의 해상도를 높일 수는 없다. 그 때문에, 가령 관련 기술에 따른 노광 장치(100R)를 사용하여 부분 도면 (A) 또는 부분 도면 (B)에 도시되는 패턴을 노광하는 경우, 금속 배선(1020) 중 y 방향으로 연장되는 패턴이나, 금속 배선(1060) 중 x 방향으로 연장되는 패턴 등의 해상도가 낮아질 수 있다. 그 때문에, 노광 장치(100R)는, 높은 해상도가 요구되는 영역(1025, 1065 및 1070)에 있어서, 요구되는 해상도를 만족시킬 수 없는 경우도 있을 수 있다. 그 경우, 노광 장치(100R)는 부분 도면 (A) 또는/및 (B)에 도시되는 패턴을 노광하기 위하여 더블 패터닝을 행해야만 한다. 더블 패터닝을 행하는 경우, 높은 해상도는 실현할 수 있지만, 노광 장치의 노광 대상인 제품의 제조 비용의 상승 및 생산 효율의 저하 등의 문제가 발생한다. 그래서 이하에, 이들 문제를 해결할 수 있는, 어느 실시 형태에 따른 노광 장치의 구성에 대하여 설명한다.
[실시 형태 1]
도 1을 다시 참조하여, 어느 실시 형태에 따른 노광 장치(100)는, 편광 부재(125R1) 대신 편광 부재(125)를, 필터(130R) 대신 필터(130)를 구비하는 점에 있어서, 관련 기술에 따른 노광 장치(100R)와는 상이하다. 그 외의 부분에 대해서는 동일하기 때문에 그 설명은 반복하지 않는다. 또한 다른 국면에 있어서, 노광 장치(100)는 투영 광학계(145)와 웨이퍼(150) 사이를 매체(예를 들어 굴절률 1.44의 순수)로 채우는 구성이어도 된다. 또한 노광 장치(100)는 스테퍼 등의 일괄 노광형의 장치여도 되고, 스캐너 등의 주사 노광형의 장치여도 된다.
(편광 부재(125)의 구성)
도 11은, 어느 실시 형태에 따른 편광 부재(125)의 편광 분포를 설명하는 도면이다. 도 11을 참조하여, 편광 부재(125)는, 편광 유닛(1110)과, 편광 유닛(1110)의 외측의 편광 유닛(1120)을 포함한다. 편광 유닛(1120)은, 편광 부재(125)에 대한 조명광의 입사 방향에서 보아, 편광 유닛(1110)을 둘러싸도록 배치된다. 어느 국면에 있어서, 편광 유닛(1110)과 편광 유닛(1120)은 일체로 형성된다. 도 11에 도시되는 예에 있어서, 편광 부재(125)는 직사각형이며, 편광 부재(125)를 구성하는 편광 유닛(1110 및 1120)도 직사각형이다. 또한 편광 유닛(1110 및 1120)의 형상은 직사각형에 한정되지 않으며, 예를 들어 원 형상이어도 된다. 또한 다른 국면에 있어서, 편광 부재(125)는 3개 이상의 편광 유닛에 의하여 구성되어도 된다.
어느 국면에 있어서, 편광 유닛(1110 및 1120)은 1/2 파장판에 의하여 구성된다. 편광 유닛(1120)을 구성하는 1/2 파장판은, 통과하는 광속을 편광 유닛(1110)의 외주를 따른 주상으로 직선 편광시키도록 광학 결정축의 방향이 배열되어 있다. 도 11에 도시되는 예에 있어서, 편광 유닛(1120)은, 2개의 대각선에 의하여 4분할된 영역에 있어서, 광축 AX를 중심으로 하여 주상으로 편광 분포를 형성한다. 4분할된 영역 중, x 방향으로 마주 보는 영역을 구성하는 1/2 파장판은, 통과하는 광속을 y 방향으로 직선 편광시키도록 광학 결정축의 방향이 배열되어 있다. 한편, y 방향으로 마주 보는 영역을 구성하는 1/2 파장판은, 통과하는 광속을 x 방향으로 직선 편광시키도록 광학 결정축의 방향이 배열되어 있다.
편광 유닛(1110)을 구성하는 1/2 파장판의 적어도 일부분은, 당해 일부분에서 보아 편광 유닛(1110)의 중앙부와 반대측에 위치하는 편광 유닛(1120)의 부분에 있어서의 편광 방향과 직교하는 방향으로 조명광을 편광시키도록 광학 결정축의 방향이 배열되어 있다. 도 11에 도시되는 예에 있어서, 편광 유닛(1110)은 2개의 대각선에 의하여 4분할된 영역을 갖는다. 4분할된 영역 중, x 방향으로 마주 보는 영역을 구성하는 1/2 파장판은, 통과하는 광속을 x 방향으로 직선 편광시키도록 광학 결정축의 방향이 배열되어 있다. 한편, y 방향으로 마주 보는 영역을 구성하는 1/2 파장판은, 통과하는 광속을 y 방향으로 직선 편광시키도록 광학 결정축의 방향이 배열되어 있다.
도 11에 도시되는 예에 있어서, 광축 AX로부터 편광 유닛(1120)의 외주 단부까지의 거리를 1로 한 경우, 편광 유닛(1110)과 편광 유닛(1120)의 경계선의 위치는 0.7로 설정된다. 또한 다른 국면에 있어서, 편광 유닛(1110)과 편광 유닛(1120)의 경계선의 위치는 0.6 내지 0.8로 설정될 수 있다.
(필터(130)의 구성)
도 12은, 어느 실시 형태에 따른 필터(130)의 구성에 대하여 설명하는 도면이다. 도 12를 참조하여, 필터(130)는 x 방향의 단부 부근에 개구부(132 및 134)를 갖는다. 도 12에 도시하는 예에 있어서, 필터(130), 개구부(132) 및 개구부(134)는 원형이다. 또한 필터(130), 개구부(132) 및 개구부(134)의 형상은 원형에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 직사각형이어도 된다.
도 12에 있어서, 그리드는 편광 부재(125)로부터 사출된 광속을 나타낸다. 어느 국면에 있어서, 원 형상의 필터(130)는, 편광 부재(125)(편광 유닛(1120))로부터 사출된 광속이 xy 평면에 있어서 창출하는 직사각형의 각 변에 접하도록 배치될 수 있다.
어느 국면에 있어서, 개구부(132 및 134)의 xy 평면에 있어서의 무게 중심 위치는, 편광 유닛(1110)으로부터 입사되는 광속과 편광 유닛(1120)으로부터 입사되는 광속의 경계 위치에 배치될 수 있다. 이 경우, xy 평면에 있어서, 광축 AX의 위치로부터 필터(130)의 외주 단부까지의 거리를 1로 하고, 광축 AX의 위치를 원점(0, 0)으로 했을 때, 개구부(132)의 무게 중심 위치는 (0.7, 0)이고, 개구부(134)의 무게 중심 위치는 (-0.7, 0)로 설정될 수 있다. 이러한 경우, 개구부(132 및 134)로부터 사출되는 광속은, 편광 유닛(1110)에 의하여 편광된 광속과 편광 유닛(1120)에 의하여 변경된 광속을 포함한다. 보다 구체적으로는, 개구부(132)의 우측 절반(x 방향의 좌표 위치가 0.7 이상인 부분)으로부터 사출되는 광속은 편광 유닛(1120)에 의한 y 방향의 직선 편광을 갖고, 좌측 절반(x 방향의 좌표 위치가 0.7 미만인 부분)으로부터 사출되는 광속은 편광 유닛(1110)에 의한 x 방향의 직선 편광을 갖는다. 개구부(134)의 좌측 절반(x 방향의 좌표 위치가 -0.7 미만인 부분)으로부터 사출되는 광속은 편광 유닛(1120)에 의한 y 방향의 직선 편광을 갖고, 좌측 절반(x 방향의 좌표 위치가 -0.7 이상인 부분)으로부터 사출되는 광속은 편광 유닛(1110)에 의한 x 방향의 직선 편광을 갖는다.
또한 다른 국면에 있어서, 필터(130)는 광학 경로에 있어서 편광 부재(125)의 전단에 배치되는 구성이어도 된다. 필터(130)에 있어서 개구부는, 편광 부재(125) 및 필터(130)의 후단에 있어서의 광속(조명광)이 편광 유닛(1110)에 의하여 편광된 광속과 편광 유닛(1120)에 의하여 편광된 광속을 포함하도록 배치되면 된다.
(퓨필면 PU에서의 회절광 분포)
도 13은, 어느 실시 형태에 따른 노광 장치(100)의 투영 광학계(145)의 퓨필면 PU 상에 있어서의 회절광 분포를 설명하는 도면이다. 도 13은, 상기 편광 부재(125) 및 필터(130)를 사용하여 L&S 패턴(400), L&S 패턴(700)을 노광한 경우의, 퓨필면 PU 상에 있어서의 회절광 분포이다. 또한 설명을 간단히 하기 위하여, 도 13에서는, 개구부(132)로부터 사출되는 광속의 회절광 분포를 기재한다.
포토마스크(140)에 x 방향으로 배열되는 L&S 패턴(400)이 형성되어 있는 경우, 0차 회절광(1310)과 1차 회절광(1320)이 퓨필면 PU에 입사된다. 상기 설명한 바와 같이, 0차 회절광(1310) 및 1차 회절광(1320)의 우측 절반(영역(1312, 1322)의 광)은 y 방향의 직선 편광을 갖고, 좌측 절반(영역(1314, 1324)의 광)은 x 방향의 직선 편광을 갖는다.
x 방향으로 배열된 L&S 패턴(400)에 의하여 회절된 0차 회절광 및 1차 회절광은 xz 평면을 나아가 웨이퍼(150) 상의 결상면에서 간섭한다. 이 경우, 0차 회절광 중 y 방향의 직선 편광을 갖는 광속(영역(1312)의 광)과, 1차 회절광 중 y 방향의 직선 편광을 갖는 광속(영역(1322)의 광)은, 웨이퍼(150) 상의 결상면에 있어서 서로를 강화하도록 간섭한다. 한편, 0차 회절광 중 x 방향의 직선 편광을 갖는 광속(영역(1314)의 광)과, 1차 회절광 중 x 방향의 직선 편광을 갖는 광속(영역(1324)의 광)은, 웨이퍼(150) 상의 결상면에 있어서 진동 방향이 일치하지 않기 때문에 서로 상쇄하도록 간섭한다. 그 때문에, 도 13에 도시하는 예에 있어서, 1차 회절광(1320) 중, x 방향의 직선 편광을 갖는 광속이 퓨필면 PU에 입사되지 않도록 노광 장치(100)를 구성하는 광학계(예를 들어 투영 광학계(145))를 배치한다. 달리 말하면, 노광 장치(100)를 구성하는 광학계는, 1차 회절광(1320) 중, 실질적으로 y 방향의 직선 편광을 갖는 광속만이 퓨필면 PU에 입사되도록 배치된다. 이것에 의하여, 어느 실시 형태에 따른 노광 장치(100)는, 0차 회절광(1310)과 1차 회절광(1320)이 서로를 강화하도록 간섭하기 때문에, x 방향으로 배열되는 L&S 패턴(400)의 해상도를 높일 수 있다.
다음으로, 포토마스크(140)에 y 방향으로 배열되는 L&S 패턴(700)이 형성되어 있는 경우에 대하여 설명한다. 이 경우, 0차 회절광(1310)과 1차 회절광(1330 및 1340)이 퓨필면 PU에 입사된다. 1차 회절광(1330 및 1340)의 우측 절반(영역(1332, 1342)의 광)은 y 방향의 직선 편광을 갖고, 좌측 절반(영역(1334, 1344)의 광)은 x 방향의 직선 편광을 갖는다.
y 방향으로 배열된 L&S 패턴(700)에 의하여 회절된 0차 회절광 및 1차 회절광은 yz 평면을 나아가 웨이퍼(150) 상의 결상면에서 간섭한다. 이 경우, 0차 회절광 중 x 방향의 직선 편광을 갖는 광속(영역(1314)의 광)과, 1차 회절광 중 x 방향의 직선 편광을 갖는 광속(영역(1334, 1344)의 광)은, 웨이퍼(150) 상의 결상면에 있어서 서로를 강화하도록 간섭한다. 한편, 0차 회절광 중 y 방향의 직선 편광을 갖는 광속(영역(1312)의 광)과, 1차 회절광 중 y 방향의 직선 편광을 갖는 광속(영역(1332, 1342)의 광)은, 웨이퍼(150) 상의 결상면에 있어서 진동 방향이 일치하지 않기 때문에 서로 상쇄하도록 간섭한다. 그러나 도 13에 도시된 바와 같이, 1차 회절광(1330 및 1340) 중, y 방향의 직선 편광을 갖는 광속(영역(1332, 1342)의 광)은, 대부분이 퓨필면 PU에 입사되지 않는다. 이것에 의하여, 어느 실시 형태에 따른 노광 장치(100)는, 0차 회절광(1310)과 1차 회절광(1330 및 1340)이 서로를 강화하도록 간섭하기 때문에, y 방향으로 배열되는 L&S 패턴(700)의 해상도를 높일 수 있다.
상기에 의하면, 어느 실시 형태에 따른 노광 장치(100)는, x 방향으로 연장되는 패턴(예를 들어 라인(710)) 및 y 방향으로 연장되는 패턴(예를 들어 라인(410))의 양쪽의 해상도를 높일 수 있다. 따라서 이 노광 장치(100)는 다양한 방향으로 연장되는 패턴의 해상도를 높일 수 있다. 그 결과, 노광 장치(100)는, 도 10에 도시된 바와 같은, 소정 방향으로 연장되는 L&S 패턴과, 당해 소정 방향과는 직교하는 방향으로 연장되는 라인을 포함하는 패턴의 해상도를 더블 패터닝을 이용하지 않고 높일 수 있다.
또한 필터(130)에 있어서의 개구부(132, 134)(다이폴)의 위치는 도 12에 도시하는 예에 한정되지 않는다. 개구부(132 및 134)는, 편광 유닛(1110)에 의하여 편광된 광속과 편광 유닛(1120)에 의하여 편광된 광속이 입사되도록 배치되면 된다. 즉, 개구부(132 및 134)는, 편광 유닛(1110)으로부터 입사되는 광속과 편광 유닛(1120)으로부터 입사되는 광속의 경계 위치를 포함하도록 배치되면 된다.
도 14은, 어느 실시 형태에 따른, 필터에 있어서의 개구부(다이폴)의 배치 위치를 설명하는 도면이다. 도 14를 참조하여, 어느 국면에 있어서, 개구부(132)와 개구부(134)는 영역(1420)과 영역(1440)에 각각 배치될 수 있다. 또한 이러한 경우에도, 개구부(132 및 134)는, 편광 유닛(1110)으로부터 입사되는 광속과 편광 유닛(1120)으로부터 입사되는 광속의 경계 위치를 포함하도록 배치된다.
영역(1420)은, 광축 AX를 원점으로 하고, 편광 부재(125)(편광 유닛(1120))로부터 사출된 광속의 단부로부터 광축 AX까지의 거리를 1로 한 경우에, x 방향에 있어서의 0.4 내지 0.9, 및 y 방향에 있어서의 -0.5 내지 0.5의 영역을 포함한다. 한편, 영역(1430)은 x 방향에 있어서의 -0.4 내지 -0.9, 및 y 방향에 있어서의 -0.5 내지 0.5의 영역을 포함한다.
이때, 개구부(132 및 134)의 무게 중심 위치는, 편광 유닛(1110)으로부터 입사되는 광속과 편광 유닛(1120)으로부터 입사되는 광속의 경계 위치에 배치되어도 되고, 경계 위치로부터 벗어난 위치에 배치되어도 된다. 또한 개구부(132)의 무게 중심 위치와 개구부(134)의 무게 중심 위치는 광축 AX를 중심으로 하여 대칭으로 배치되어도 된다.
이와 같이 개구부(132 및 134)가 배치된 필터(130)를 사용하는 노광 장치(100)이더라도, 다양한 방향으로 연장되는 패턴의 해상도를 높일 수 있다.
(관련 기술과의 비교)
이하에, 도 15 내지 도 18을 이용하여 실시 형태에 따른 노광 장치(100)의 해상성과 관련 기술에 따른 노광 장치(100R)의 해상성을 비교한 시뮬레이션 결과를 설명한다. 도 15 내지 도 17에 있어서, 편광 유닛(1110)과 편광 유닛(1120)의 경계선의 위치가 상이하다.
도 15는, 편광 유닛(1110)과 편광 유닛(1120)의 경계 위치가 0.7인 경우에 있어서의 시뮬레이션 결과를 설명하는 도면이다. 또한 이 0.7이란, 광축 AX로부터 편광 유닛(1120)의 외주 단부까지의 거리를 1로 한 경우의 값이다. 이 조건은 도 16 내지 도 18에 있어서도 마찬가지이다.
도 15에 있어서, "○"가 실시 형태에 따른 노광 장치(100)의 해상성을, "△"가 관련 기술에 따른 노광 장치(100R)의 해상성을 각각 나타낸다. 또한 도 15에 있어서, 종축이 x 방향으로 연장되는 L&S 패턴(700)의 해상 한계를, 횡축이 y 방향으로 연장되는 L&S 패턴(400)의 해상 한계를 각각 나타낸다. 또한 해상의 역치는 광 강도 구배(image log-slope)이 20 이상인 경우로 설정하였다. 도 15에 있어서, 그래프의 좌측 하방에 가까운 데이터점일수록, x 방향으로 연장되는 패턴 및 y 방향으로 연장되는 패턴의 양쪽의 해상도가 높은 것을 나타낸다.
도 15를 참조하여, 개구부(132 및 134)의 무게 중심 위치를 다양한 위치에 설정한 경우에 있어서도, 실시 형태에 따른 노광 장치(100)는, 관련 기술에 따른 노광 장치(100R)에 비하여 x 방향으로 연장되는 패턴 및 y 방향으로 연장되는 패턴의 양쪽의 해상성이 우수한 것을 파악할 수 있다. 또한 데이터점 A, B, C에 대해서는 도 18에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 16은, 편광 유닛(1110)과 편광 유닛(1120)의 경계 위치가 0.55인 경우에 있어서의 시뮬레이션 결과를 설명하는 도면이다. 도 16을 참조하여, 개구부(132 및 134)의 무게 중심 위치에 따라서는, 실시 형태에 따른 노광 장치(100)는, 관련 기술에 따른 노광 장치(100R)에 비하여 패턴의 해상도가 높은 것을 파악할 수 있다.
도 17은, 편광 유닛(1110)과 편광 유닛(1120)의 경계 위치가 0.85인 경우에 있어서의 시뮬레이션 결과를 설명하는 도면이다. 이 경우, y 방향으로 연장되는 패턴의 해상도에 대해서는, 실시 형태에 따른 노광 장치(100)보다도 관련 기술에 따른 노광 장치(100R) 쪽이 높은 것을 파악할 수 있다.
상기 도 15 내지 도 17에 나타난 바와 같이, 편광 유닛(1110)과 편광 유닛(1120)의 경계 위치는 0.6 내지 0.8의 위치인 것이 바람직하다.
도 18은, 도 15에 있어서의 데이터점 A, B, C의 시뮬레이션 결과를 개별적으로 설명하는 도면이다. 데이터점 A는, 관련 기술에 따른 노광 장치(100R)에 있어서, 개구부(132R)의 무게 중심 위치가 (0.7, 0)이고, 개구부(134R)의 무게 중심 위치가 (-0.7, 0)인 경우의 시뮬레이션 결과이다. 데이터점 B는, 실시 형태에 따른 노광 장치(100)에 있어서, 개구부(132)의 무게 중심 위치가 (0.7, 0)이고, 개구부(134)의 무게 중심 위치가 (-0.7, 0)인 경우의 시뮬레이션 결과이다. 데이터점 C는, 실시 형태에 따른 노광 장치(100)에 있어서, 개구부(132)의 무게 중심 위치가 (0.6, 0.3)이고, 개구부(134)의 무게 중심 위치가 (-0.6, -0.3)인 경우의 시뮬레이션 결과이다. 또한 이들 좌표는, xy 평면에 있어서, 광축 AX의 위치로부터 필터(130)의 외주 단부까지의 거리를 1로 하고, 광축 AX의 위치를 원점(0, 0)으로 했을 때의 좌표이다. 또한 도 18에 나타나는 시뮬레이션 결과는, 개구부의 직경 거리가 0.3일 때의 결과이다.
도 18에 나타난 바와 같이, 실시 형태에 따른 데이터점 B의 y 방향으로 연장되는 L&S 패턴(400)의 해상 한계는 데이터점 A(관련 기술)와 마찬가지로 높다(우수하다). 또한 데이터점 B의 x 방향으로 연장되는 L&S 패턴(700)의 해상 한계는 데이터점 A에 비하여 대폭 높다.
또한 데이터점 C의 y 방향으로 연장되는 L&S 패턴(400)의 해상 한계는 데이터점 B에 비하여 약간 낮지만, x 방향으로 연장되는 L&S 패턴(700)의 해상 한계는 데이터점 B에 비하여 대폭 높다. 이들 시뮬레이션 결과로부터도 파악할 수 있듯이, 개구부(다이폴 조명)의 무게 중심 위치는, 편광 유닛(1110)으로부터 입사되는 광속과 편광 유닛(1120)으로부터 입사되는 광속의 경계 위치의 위치에 배치되지 않더라도, 노광 장치는 다양한 방향으로 연장되는 패턴의 해상도를 높일 수 있다. 또한 데이터점 C는, y 방향으로 연장되는 L&S 패턴(400)(x 방향으로 배열되는 L&S 패턴)에 대하여 x 방향으로부터 광속이 입사된 것이 아니라, x 방향에 대하여 ±26° 경사진 방향으로부터 광속이 입사되었을 때의 결과이다. 이 점에서, 소정 방향으로 배열되는 L&S 패턴에 대하여 소정 방향에 대하여 ±30° 정도 경사진 방향으로부터 광속을 입사한 경우에도, 실시 형태에 따른 노광 장치는 다양한 방향으로 연장되는 패턴의 해상도를 높일 수 있다.
[실시 형태 2]
도 15 내지 도 18에 나타나는 결과에 있어서, y 방향으로 연장되는 패턴의 해상 한계 쪽이 x 방향으로 연장되는 패턴의 해상 한계보다도 높지만, 이는 개구부(다이폴 조명)의 배치 위치에 의존한다. 본 실시 형태에서는, 포토마스크(140) 상에 형성되는 패턴에 따른 개구부의 배치 위치에 대하여 설명한다.
도 12이나 도 14에 도시되는 개구부는, 필터(130)의 x 방향 단부 부근에 배치되는 구성이었다. 그 때문에, 도 13에 도시된 바와 같이, y 방향으로 연장되는 L&S 패턴에 의하여 회절된 1차 회절광의 퓨필면 PU에 있어서의 입사 위치와, 0차 회절광의 퓨필면 PU에 있어서의 입사 위치의 간격을 넓게 할 수 있다. 이것에 의하여, 0차 회절광 및 1차 회절광의 결상면에 대한 입사각이 커지기 때문에, y 방향으로 연장되는 패턴의 해상 한계가 높아진다. 한편, x 방향으로 연장되는 L&S 패턴에 의하여 회절된 1차 회절광의 퓨필면 PU에 있어서의 입사 위치와, 0차 회절광의 퓨필면 PU에 있어서의 입사 위치와의 간격은 좁다. 그 때문에, 0차 회절광 및 1차 회절광의 결상면에 대한 입사각이 작아져, x 방향으로 연장되는 패턴의 해상 한계는 그다지 높아지지 않는다.
도 19는, 어느 실시 형태에 따른, 필터(1900)에 있어서의 개구부(다이폴)의 배치 위치를 설명하는 도면이다. 어느 실시 형태에 있어서, 노광 장치(100)는 필터(130)와 필터(1900)를 교환 가능하게 구성될 수 있다.
필터(1900)는 y 방향 단부 부근에 2개의 개구부(1910 및 1930)를 갖는다. 어느 국면에 있어서, 원 형상의 필터(1900)는, 편광 부재(125)(편광 유닛(1120))로부터 사출된 광속이 xy 평면에 있어서 창출하는 직사각형의 각 변에 접하도록 배치될 수 있다.
xy 평면에 있어서, 광축 AX의 위치로부터 필터(130)의 외주 단부까지의 거리를 1로 하고, 광축 AX의 위치를 원점(0, 0)으로 한다. 이 경우, 개구부(1910, 1930)의 무게 중심 위치는 (0, 0.7), (0, -0.7)에 각각 설정될 수 있다. 이 경우, 도 18에 나타나는 데이터점 B의 y 방향으로 연장되는 패턴의 해상 한계의 값과, x 방향으로 연장되는 패턴의 해상 한계의 값이 뒤바뀐다(x 방향이 38㎚, y 방향이 86㎚로 됨).
다른 국면에 있어서, 개구부(1910, 1930)의 무게 중심 위치는 상기 예에 한정되지 않으며, 영역(1920, 1940)에 각각 배치될 수 있다. 또한 이 경우에도, 개구부(1910 및 1930)는, 편광 유닛(1110)으로부터 입사되는 광속과 편광 유닛(1120)으로부터 입사되는 광속의 경계 위치를 포함하도록 배치된다.
영역(1920)은, 광축 AX를 원점으로 하고, 편광 부재(125)(편광 유닛(1120))로부터 사출된 광속의 단부로부터 광축 AX까지의 거리를 1로 한 경우에, x 방향에 있어서의 -0.5 내지 0.5, 및 y 방향에 있어서의 0.4 내지 0.9의 영역을 포함한다. 한편, 영역(1940)은 x 방향에 있어서의 -0.5 내지 0.5, 및 y 방향에 있어서의 -0.4 내지 -0.9의 영역을 포함한다.
이때, 개구부(1910 및 1930)의 무게 중심 위치는, 편광 유닛(1110)으로부터 입사되는 광속과 편광 유닛(1120)으로부터 입사되는 광속의 경계 위치에 배치되어도 되고, 경계 위치로부터 벗어난 위치에 배치되어도 된다. 또한 개구부(1910)의 무게 중심 위치와 개구부(1930)의 무게 중심 위치는 광축 AX를 중심으로 하여 대칭으로 배치되어도 된다.
도 20은, 포토마스크(140)에 형성되는 L&S 패턴의 예를 설명하는 도면이다. 부분 도면 (A)는 y 방향 및 y 방향으로부터 ±30° 경사진 방향으로 연장되는 L&S 패턴을 나타낸다. 달리 말하면, 부분 도면 (A)는 x 방향 및 x 방향으로부터 ±30° 경사진 방향으로 배열되는 L&S 패턴을 도시한다. 포토마스크(140)에 형성되는 패턴에 부분 도면 (A)에 도시되는 L&S 패턴 중 어느 것이 포함되는 경우, 노광 장치(100)는 필터(130)를 장착하여 노광하는 것이 바람직하다. 도 15 및 도 18에 나타난 바와 같이, y 방향으로 연장되는 패턴의 해상도를 x 방향으로 연장되는 패턴의 해상도에 비하여 보다 높일 수 있기 때문이다.
부분 도면 (B)는 x 방향 및 x 방향으로부터 ±30° 경사진 방향으로 연장되는 L&S 패턴을 나타낸다. 달리 말하면, 부분 도면 (B)는 y 방향 및 y 방향으로부터 ±30° 경사진 방향으로 배열되는 L&S 패턴을 나타낸다. 포토마스크(140)에 형성되는 패턴에 부분 도면 (B)에 도시되는 L&S 패턴 중 어느 것이 포함되는 경우, 노광 장치(100)는 필터(1900)를 장착하여 노광하는 것이 바람직하다. x 방향으로 연장되는 패턴의 해상도를 y 방향으로 연장되는 패턴의 해상도에 비하여 보다 높일 수 있기 때문이다.
도 21을 이용하여, 상기 일련의 필터의 선택 방법에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 21은, 어느 실시 형태에 따른, 노광 패턴에 따른 필터의 선택 방법의 일례에 대하여 설명하는 흐름도이다. 어느 국면에 있어서, 도 21에 도시하는 처리는, 노광 장치에 탑재되는 도시하지 않은 컴퓨터(프로세서)가 화상 처리를 행함으로써 실행될 수 있다. 다른 국면에 있어서, 도 21에 도시하는 처리는, 노광 장치의 유저가 판단 결과를 접수한 컴퓨터에 의하여 실행될 수 있다.
스텝 S2110에 있어서, 프로세서는 포토마스크(140) 상에 형성되는 패턴에 미세한 L&S 패턴이 포함되는지의 여부를 판단한다. 어느 국면에 있어서, 하프 피치(L&S 패턴을 구성하는 라인이 배치되는 간격의 절반)이 「0.5×λ/NA」 미만인 경우에, 미세한 L&S 패턴이 포함된다고 판단될 수 있다. 또한 "λ"는 광원(105)이 사출하는 조명광의 파장을 나타내고, "NA"는 투영 광학계(145)의 개구 수를 나타낸다. 미세한 L&S 패턴이 포함된다고 판단된 경우(스텝 S2110에 있어서 "예"), 프로세서는 처리를 스텝 S2120으로 나아가게 한다. 그렇지 않은 경우(스텝 S2110에 있어서 "아니오"), 프로세서는 처리를 스텝 S2180으로 나아가게 한다.
스텝 S2120에 있어서, 프로세서는 미세한 L&S 패턴이 연장되는 방향이 y 방향인지의 여부를 판단한다. 어느 국면에 있어서, L&S 패턴이 연장되는 방향이 y 방향에 대하여 ±30° 이내인 경우, L&S 패턴이 연장되는 방향이 y 방향이라고 판단될 수 있다. 프로세서는 미세한 L&S 패턴이 연장되는 방향이 y 방향이라고 판단한 경우(스텝 S2120에 있어서 "예"), 처리를 스텝 S2130으로 나아가게 한다. 그렇지 않은 경우(스텝 S2120에 있어서 "아니오"), 프로세서는 처리를 스텝 S2150으로 나아가게 한다.
스텝 S2130에 있어서, 프로세서는 포토마스크(140) 상에 형성되는 패턴에 y 방향 이외의 패턴을 포함하는지의 여부를 판단한다. 어느 국면에 있어서, y 방향 이외의 패턴이란, y 방향으로부터 ±30°이외의 방향으로 연장되는 패턴(예를 들어 x 방향으로 연장되는 패턴(710))을 나타낸다. 프로세서는 포토마스크(140) 상에 형성되는 패턴에 y 방향 이외의 패턴이 포함된다고 판단한 경우(스텝 S2130에 있어서 "예"), 처리를 스텝 S2140으로 나아가게 하고, 필터(130)가 세트된 노광 장치(100)에 의하여 노광을 실행한다. 이것에 의하여, 노광 장치(100)는 y 방향으로 연장되는 L&S 패턴의 해상도를 대폭 높임과 함께, y 방향 이외의 방향으로 연장되는 패턴의 해상도를 높일 수 있다. 한편, 프로세서는 포토마스크(140) 상에 형성되는 패턴에 y 방향 이외의 패턴이 포함되지 않는다고 판단한 경우(스텝 S2130에 있어서 "아니오"), 처리를 스텝 S2180으로 나아가게 한다.
스텝 S2150에 있어서, 프로세서는 미세한 L&S 패턴이 연장되는 방향이 x 방향인지의 여부를 판단한다. 어느 국면에 있어서, L&S 패턴이 연장되는 방향이 x 방향에 대하여 ±30° 이내인 경우, L&S 패턴이 연장되는 방향이 x 방향이라고 판단될 수 있다. 프로세서는 미세한 L&S 패턴이 연장되는 방향이 x 방향이라고 판단한 경우(스텝 S2150에 있어서 "예"), 처리를 스텝 S2160으로 나아가게 한다. 그렇지 않은 경우(스텝 S2150에 있어서 "아니오"), 프로세서는 처리를 스텝 S2180으로 나아가게 한다.
스텝 S2160에 있어서, 프로세서는 포토마스크(140) 상에 형성되는 패턴에 x 방향 이외의 패턴을 포함하는지의 여부를 판단한다. 어느 국면에 있어서, x 방향 이외의 패턴이란, x 방향으로부터 ±30°이외의 방향으로 연장되는 패턴(예를 들어 y 방향으로 연장되는 패턴(410))을 나타낸다. 프로세서는 포토마스크(140) 상에 형성되는 패턴에 x 방향 이외의 패턴이 포함된다고 판단한 경우(스텝 S2160에 있어서 "예"), 처리를 스텝 S2170으로 나아가게 하고, 필터(1900)가 세트된 노광 장치(100)에 의하여 노광을 실행한다. 이것에 의하여, 노광 장치(100)는, x 방향으로 연장되는 L&S 패턴의 해상도를 대폭 높임과 함께, x 방향 이외의 방향으로 연장되는 패턴의 해상도를 높일 수 있다. 한편, 프로세서는 포토마스크(140) 상에 형성되는 패턴에 x 방향 이외의 패턴이 포함되지 않는다고 판단한 경우(스텝 S2160에 있어서 "아니오"), 처리를 스텝 S2180으로 나아가게 한다.
스텝 S2180에 있어서, 프로세서는 필터(130 및 1900)를 사용하지 않고 일반적인 노광 방법(예를 들어 관련 기술에 따른 노광 장치(100R))에 의하여, 포토마스크(140) 상에 형성되는 패턴을 노광한다.
또한 다른 국면에 있어서, 프로세서는 스텝 S2130 및 스텝 S2160의 처리를 생략해도 된다. 또한 다른 국면에 있어서, 스텝 S2140에 있어서, 도 14에 도시되는 영역(1420, 1440) 내의 임의의 위치에 배치되는 개구부를 갖는 필터를 사용해도 된다. 마찬가지로, 스텝 S2170에 있어서, 도 19에 도시하는 영역(1920, 1940) 내의 임의의 위치에 배치되는 개구부를 갖는 필터를 사용해도 된다.
도 10에 도시되는 예를 이용하여, 상기 일련의 필터의 선택 방법의 구체예를 설명한다. 부분 도면 (A)에 도시되는 패턴에는, x 방향으로 연장되는 미세한 L&S 패턴(금속 배선(1010)에 대응하는 패턴) 외에, y 방향으로 연장되는 패턴이 일부 포함된다(금속 배선(1020)의 일부에 대응하는 패턴). 따라서 프로세서는, 필터(1900)가 세트된 노광 장치(100)에 의하여 당해 패턴을 노광할 수 있다. 부분 도면 (B)에 도시되는 패턴에는, y 방향으로 연장되는 미세한 L&S 패턴(금속 배선(1050)에 대응하는 패턴) 외에, x 방향으로 연장되는 패턴(금속 배선(1060)의 일부에 대응하는 패턴)이 포함된다. 따라서 프로세서는, 필터(130)가 세트된 노광 장치(100)에 의하여 당해 패턴을 노광할 수 있다.
또한 상기 예에 있어서, 필터는 개구부를 2개 갖는 다이폴 조명으로서 기능하는 것이었지만, 개구부의 개수 및 형상은 이에 한정되지 않는다. 구체적으로는, 필터는, 개구부로부터 사출되는 광속이, 포토마스크(140) 상에 형성되는 패턴에 대하여 비스듬히 입사되도록 구성되면 된다. 달리 말하면 개구부는, 당해 개구부의 중심을 광축 AX가 관통하지 않도록 필터에 배치되면 된다. 다른 국면에 있어서, 필터는, 광축을 포함하는 중앙부를 차광하도록 환형의 개구부를 갖는 구성(환형 조명)이어도 된다. 또한 다른 국면에 있어서, 필터는 개구부를 4개 갖는 구성(4중극 조명)이어도 된다.
[실시 형태 3]
이 실시 형태에서는, 상기 설명한 노광 장치(100)를 사용한 반도체 디바이스의 제조 방법예에 대하여 설명한다.
도 22는, 어느 실시 형태에 따른 디바이스 제조 방법의 일례를 설명하는 흐름도이다.
스텝 S2210에 있어서, 1로트의 웨이퍼 상에 산화막이 형성된다. 산화막의 형성 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 열산화법, 스퍼터법, CDV(Chemical Vapor Deposition)법 등이 이용될 수 있다.
스텝 S2220에 있어서, 형성된 산화막 상에 포토레지스트(감광체)가 도포된다. 포토레지스트의 도포에는, 예를 들어 스핀 코트법 등이 이용될 수 있다.
스텝 S2230에 있어서, 상기 설명한 실시 형태에 따른 노광 장치를 사용하여, 포토마스크 상의 패턴의 상이 그 투영 광학계를 통하여 그 1로트의 웨이퍼 상의 각 샷 영역에 순차 노광 전사된다.
스텝 S2240에 있어서, 그 1로트의 웨이퍼 상의 포토레지스트는 약액 등에 의하여 현상된다. 스텝 S2250에 있어서, 그 1로트의 웨이퍼 상에서 마스크층으로서 레지스트 패턴을 사용하여 에칭이 행해진다. 이것에 의하여, 포토마스크 상의 패턴에 대응하는 회로 패턴이 각 웨이퍼 상의 각 샷 영역에 형성된다. 그 후, 추가로 상층 레이어의 회로 패턴의 형성 등을 행함으로써 반도체 소자 등의 디바이스가 제조될 수 있다. 상술한 반도체 디바이스 제조 방법에 의하면, 다양한 방향으로 연장되는 미세한 회로 패턴을 갖는 반도체 디바이스를 높은 스루풋으로 얻을 수 있다. 특히 DRAM(Dynamic Random Access Memory), SRAM(Static Random Access Memory), 플래시 메모리 등 집적성이 높은 디바이스는, 도 10에 도시된 바와 같은 x 방향으로 연장되는 L&S 패턴과, y 방향으로 연장되는 L&S 패턴의 조합으로 구성되기 때문에, 실시 형태에 따른 노광 장치의 유용성이 높다.
[구성]
(구성 1)
어느 실시 형태에 따른 노광 장치(100)는, 노광용의 조명광을 발하는 광원(105)과, 조명광을 편광시키는 편광 부재(125)와, 적어도 하나의 개구부를 갖는 필터(130)를 구비한다. 편광 부재는, 제1 편광 유닛(1110)과, 편광 부재에 대한 조명광의 입사 방향에서 보아, 제1 편광 유닛을 둘러싸도록 배치된 제2 편광 유닛(1120)을 포함한다. 제2 편광 유닛은, 제2 편광 유닛에 입사되는 조명광의 적어도 일부를 제1 편광 유닛의 외주를 따른 주상 방향으로 편광시키도록 구성된다. 제1 편광 유닛의 적어도 일부분은, 일부분에서 보아 제1 편광 유닛의 중앙부와 반대측에 위치하는 제2 편광 유닛의 부분에 있어서의 편광 방향과 직교하는 방향으로 조명광을 편광시키도록 구성된다. 필터에 있어서, 개구부(132, 134)는, 조명광의 광학 경로에 있어서 필터 및 편광 부재의 후단에 있어서의 조명광이, 제1 편광 유닛에 의하여 편광된 조명광과 제2 편광 유닛에 의하여 편광된 조명광을 포함하도록 배치된다.
이것에 의하여, 이 노광 장치는, 소정 방향으로 연장되는 패턴 및 소정 방향에 직교하는 방향으로 연장되는 패턴의 양쪽의 해상도를 높일 수 있다. 따라서 이 노광 장치는 다양한 방향으로 연장되는 패턴의 해상도를 높일 수 있다. 그 결과, 노광 장치는, 다양한 방향으로 연장되는 패턴을 포함하는 패턴의 해상도를 더블 패터닝을 이용하지 않고 높일 수 있다. 그 때문에, 예를 들어 이 노광 장치를 사용하여 반도체 디바이스 등을 제조하는 경우, 반도체 디바이스의 생산 비용 및 생산 효율을 높일 수 있다.
(구성 2)
필터는 2개의 개구부(132, 134)를 갖는다.
이것에 의하여, 포토마스크에 형성된 패턴에는 2개의 개구부(다이폴 조명)로부터 비스듬히 조사광이 입사된다. 그 때문에, 투영 광학계의 퓨필면 PU에 1차 회절광이 입사될 수 있다. 그 결과, 0차 회절광 및 1차 회절광에 의한 간섭에 의하여 해상도가 높아질 수 있다.
(구성 3)
2개의 개구부는 조명광의 광축(AX)을 중심으로 하여 대칭의 위치에 배치된다.
(구성 4)
필터는 조명광의 광학 경로에 있어서 편광 부재보다도 후단에 배치된다.
(구성 5)
필터는 2개의 개구부를 갖는다. 제1 및 제2 편광 유닛은 입사되는 조명광을, 서로 직교하는 제1 방향(x 또는 y)과 제2 방향(x 또는 y)으로 편광시킨다. 필터는, 편광 부재를 통과한 통과 광이 조사되는 조사 영역을 포함하고, 2개의 개구부 중 한쪽 개구부는 제1 영역(1420)에, 다른 쪽 개구부는 제2 영역(1440)에 각각 배치되도록 구성된다. 제1 영역은, 제1 및 제2 방향을 축으로 하고 통과 광의 광축을 원점으로 하는 2차원 평면에 있어서, 통과 광의 광축으로부터 조사 영역의 단부까지의 거리를 1로 한 경우에, 제1 방향에 있어서의 +0.4 내지 +0.9, 및 제2 방향에 있어서의 -0.5 내지 +0.5의 영역을 포함한다. 제2 영역은 제1 방향에 있어서의 -0.4 내지 -0.9, 및 제2 방향에 있어서의 -0.5 내지 +0.5의 영역을 포함한다.
(구성 6)
편광 부재는, 조명광의 광축으로부터 제1 편광 유닛과 제2 편광 유닛의 경계 위치까지의 거리가 조명광의 광축으로부터 편광 부재의 단부까지의 거리의 6할 내지 8할이 되도록, 제1 편광 유닛과 제2 편광 유닛이 배치되도록 구성된다.
이것에 의하여, 노광 장치는 보다 다양하게 연장되는 패턴의 해상도를 높일 수 있다(도 15 내지 도 18).
(구성 7)
제2 편광 유닛은 당해 유닛에 입사되는 조명광을, 서로 직교하는 제1 방향과 제2 방향으로 편광시킴으로써 주상으로 편광시킨다.
(구성 8)
제1 및 제2 편광 유닛은 직사각형이다.
(구성 9)
조명광의 광학 경로에 있어서 필터 및 편광 부재의 후단에 배치되는, 소정 패턴이 형성된 포토마스크(140)와, 소정 패턴을 축소하여 피조사면(150)에 투영하기 위한 투영 광학계(145)를 더 구비한다. 소정 패턴은 소정 방향으로 소정 간격으로 배열된 반복 패턴(400, 700)을 포함한다. 투영 광학계는 당해 투영 광학계의 퓨필면(PU)에 있어서, 반복 패턴에 의하여 1차 회절된 조명광 중 제2 편광 유닛에 의하여 편광된 조명광만을 실질적으로 접수하도록 배치된다.
이것에 의하여, 노광 장치는 반복 패턴의 해상도를 높임과 함께, 상기 소정 방향으로 연장되는 패턴의 해상도를 높일 수 있다.
(구성 10)
감광체층을 노광하는 노광 방법은, 광원으로부터 조명광을 사출하는 스텝과, 조명광을 편광 부재에 의하여 편광시키는 스텝과, 편광된 조명광을, 적어도 하나의 개구부가 형성되는 필터에 통과시키는 스텝을 구비한다. 편광시키는 스텝은, 편광 부재에 대한 조명광의 입사 방향에서 보아, 편광 부재의 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역에 있어서, 제1 영역의 외주를 따른 주상 방향으로 조명광을 편광시키는 것과, 제1 영역의 적어도 일부분에 있어서, 일부분에서 보아 제1 영역의 중앙부와 반대측에 위치하는 제2 영역에 있어서의 편광 방향과 직교하는 방향으로 조명광을 편광시키는 것을 포함한다. 통과시키는 스텝은, 개구부가 제1 영역에 있어서 편광된 조명광과 제2 영역에 있어서 편광된 조명광을 통과시키는 것을 포함한다.
이 노광 방법에 의하면, 소정 방향으로 연장되는 패턴 및 소정 방향에 직교하는 방향으로 연장되는 패턴의 양쪽의 해상도가 높아질 수 있다. 이 노광 방법에 의하면, 다양한 방향으로 연장되는 패턴을 포함하는 패턴의 해상도가, 더블 패터닝을 이용하지 않고 높아질 수 있다. 그 때문에, 예를 들어 이 노광 방법을 이용하여 반도체 디바이스 등을 제조하는 경우, 디바이스의 생산 비용 및 생산 효율이 높아질 수 있다.
(구성 11)
어느 실시 형태에 따른 디바이스 제조 방법은, (구성 1)에 기재된 노광 장치를 사용하여 웨이퍼 기판(150) 상의 감광체층에 패턴을 노광하는 스텝(스텝 S2230)과, 패턴이 전사된 감광체층을 현상하여 패턴에 대응하는 마스크층을 형성하는 스텝(스텝 S2240)과, 마스크층을 통하여 웨이퍼 기판을 가공하는 스텝(스텝 S2250)을 포함한다.
이 디바이스 제조 방법에 의하면 종래보다 반도체 디바이스의 생산 비용 및 생산 효율이 높아질 수 있다.
(구성 12)
제1 및 제2 편광 유닛은 조명광을, 서로 직교하는 제1 방향과 제2 방향으로 편광시킨다. 필터는 광학 경로에 있어서 편광 부재보다도 후단에 배치된다. 필터는 2개의 개구부를 갖는다. 필터는, 편광 부재를 통과한 통과 광이 조사되는 조사 영역을 포함한다. 2개의 개구부 중 한쪽 개구부는 필터에 있어서의 제1 영역에 배치되고, 2개의 개구부 중 다른 쪽 개구부는 필터에 있어서의 제2 영역에 배치되도록 각각 구성된다. 제1 영역은, 제1 및 제2 방향을 축으로 하고 통과 광의 광축을 원점으로 하는 2차원 평면에 있어서, 통과 광의 광축으로부터 조사 영역의 단부까지의 거리를 1로 한 경우에, 제1 방향에 있어서의 +0.4 내지 +0.9, 및 제2 방향에 있어서의 -0.5 내지 +0.5의 영역을 포함한다. 제2 영역은 제1 방향에 있어서의 -0.4 내지 -0.9, 및 제2 방향에 있어서의 -0.5 내지 +0.5의 영역을 포함한다. 편광 부재는, 조명광의 광축으로부터 제1 편광 유닛과 제2 편광 유닛의 경계 위치까지의 거리가 조명광의 광축으로부터 편광 부재의 단부까지의 거리의 6할 내지 8할이 되도록, 제1 편광 유닛과 제2 편광 유닛이 배치되도록 구성된다. 패턴은, 제2 방향에 대하여 30° 이내의 방향으로 연장되는 라인이 소정 간격으로 배열된 반복 패턴을 포함한다.
이 디바이스 제조 방법에 의하면, 보다 다양한 방향으로 연장되는 패턴을 포함하는 패턴의 해상도가 높아질 수 있다.
이상, 본 발명자에 의하여 이루어진 발명을 실시 형태에 기초하여 구체적으로 설명했지만 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능한 것은 물론이다.
100, 100R: 노광 장치
105: 광원
110: 줌 렌즈
115: 미러
120: 마이크로렌즈 어레이
125, 125R2, 125R1: 편광 부재
130, 130R, 1900: 필터
132, 132R, 134, 134R, 1910, 1930: 개구부
135: 콘덴서 렌즈
140: 포토마스크
145: 투영 광학계
150: 웨이퍼
155: 스테이지
410, 710: 라인
400, 700: 라인 앤드 스페이스
1110, 1120: 편광 유닛
AX: 광축
PU: 퓨필면

Claims (12)

  1. 노광용의 조명광을 발하는 광원과,
    상기 조명광을 편광시키는 편광 부재와,
    적어도 하나의 개구부를 갖는 필터를 구비하고,
    상기 편광 부재는,
    제1 편광 유닛과,
    상기 편광 부재에 대한 상기 조명광의 입사 방향에서 보아, 상기 제1 편광 유닛을 둘러싸도록 배치된 제2 편광 유닛을 포함하고,
    상기 제2 편광 유닛은, 상기 제2 편광 유닛에 입사되는 상기 조명광의 적어도 일부를 상기 제1 편광 유닛의 외주를 따른 주상 방향으로 편광시키도록 구성되고,
    상기 제1 편광 유닛의 적어도 일부분은, 상기 일부분에서 보아 상기 제1 편광 유닛의 중앙부와 반대측에 위치하는 상기 제2 편광 유닛의 부분에 있어서의 편광 방향과 직교하는 방향으로 상기 조명광을 편광시키도록 구성되고,
    상기 필터에 있어서, 상기 개구부는, 상기 조명광의 광학 경로에 있어서 상기 필터 및 상기 편광 부재의 후단에 있어서의 상기 조명광이, 상기 제1 편광 유닛에 의하여 편광된 상기 조명광과 상기 제2 편광 유닛에 의하여 편광된 상기 조명광을 포함하도록 배치되는, 노광 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 필터는 2개의 개구부를 갖는, 노광 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 2개의 개구부는 상기 조명광의 광축을 중심으로 하여 대칭의 위치에 배치되는, 노광 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 필터는 상기 조명광의 광학 경로에 있어서 상기 편광 부재보다도 후단에 배치되는, 노광 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 필터는 2개의 개구부를 갖고,
    상기 제1 및 제2 편광 유닛은 입사되는 상기 조명광을, 서로 직교하는 제1 방향과 제2 방향으로 편광시키고,
    상기 필터는,
    상기 편광 부재를 통과한 통과 광이 조사되는 조사 영역을 포함하고,
    상기 2개의 개구부 중 한쪽 개구부는 제1 영역에, 다른 쪽 개구부는 제2 영역에 각각 배치되도록 구성되고,
    상기 제1 영역은, 상기 제1 및 제2 방향을 축으로 하고 상기 통과 광의 광축을 원점으로 하는 2차원 평면에 있어서, 상기 통과 광의 광축으로부터 상기 조사 영역의 단부까지의 거리를 1로 한 경우에 상기 제1 방향에 있어서의 +0.4 내지 +0.9, 및 상기 제2 방향에 있어서의 -0.5 내지 +0.5의 영역을 포함하고,
    상기 제2 영역은 상기 제1 방향에 있어서의 -0.4 내지 -0.9, 및 상기 제2 방향에 있어서의 -0.5 내지 +0.5의 영역을 포함하는, 노광 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 편광 부재는, 상기 조명광의 광축으로부터 상기 제1 편광 유닛과 상기 제2 편광 유닛의 경계 위치까지의 거리가 상기 조명광의 광축으로부터 상기 편광 부재의 단부까지의 거리의 6할 내지 8할이 되도록, 상기 제1 편광 유닛과 상기 제2 편광 유닛이 배치되도록 구성되는, 노광 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 편광 유닛은 당해 유닛에 입사되는 상기 조명광을, 서로 직교하는 제1 방향과 제2 방향으로 편광시킴으로써 주상으로 편광시키는, 노광 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 편광 유닛은 직사각형인, 노광 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 조명광의 광학 경로에 있어서 상기 필터 및 상기 편광 부재의 후단에 배치되는, 소정 패턴이 형성된 포토마스크와,
    상기 소정 패턴을 축소하여 피조사면에 투영하기 위한 투영 광학계를 더 구비하고,
    상기 소정 패턴은 소정 방향으로 소정 간격으로 배열된 반복 패턴을 포함하고,
    상기 투영 광학계는 당해 투영 광학계의 퓨필면에 있어서, 상기 반복 패턴에 의하여 1차 회절된 상기 조명광 중 상기 제2 편광 유닛에 의하여 편광된 조명광만을 실질적으로 접수하도록 배치되는, 노광 장치.
  10. 광원으로부터의 광에 의하여 감광체층을 노광하는 노광 방법이며,
    상기 광원으로부터 조명광을 사출하는 스텝과,
    상기 조명광을 편광 부재에 의하여 편광시키는 스텝과,
    상기 편광된 조명광을, 적어도 하나의 개구부가 형성되는 필터에 통과시키는 스텝을 구비하고,
    상기 편광시키는 스텝은,
    상기 편광 부재에 대한 상기 조명광의 입사 방향에서 보아, 상기 편광 부재의 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역에 있어서, 상기 제1 영역의 외주를 따른 주상 방향으로 상기 조명광을 편광시키는 것과,
    상기 제1 영역의 적어도 일부분에 있어서, 상기 일부분에서 보아 상기 제1 영역의 중앙부와 반대측에 위치하는 상기 제2 영역에 있어서의 편광 방향과 직교하는 방향으로 상기 조명광을 편광시키는 것을 포함하고,
    상기 통과시키는 스텝은, 상기 개구부가 상기 제1 영역에 있어서 편광된 상기 조명광과 상기 제2 영역에 있어서 편광된 상기 조명광을 통과시키는 것을 포함하는, 노광 방법.
  11. 디바이스 제조 방법이며,
    제1항에 기재된 노광 장치를 사용하여 웨이퍼 기판 상의 감광체층에 패턴을 노광하는 스텝과,
    상기 패턴이 전사된 상기 감광체층을 현상하여 상기 패턴에 대응하는 마스크층을 형성하는 스텝과,
    상기 마스크층을 통하여 상기 웨이퍼 기판을 가공하는 스텝을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 편광 유닛은 상기 조명광을, 서로 직교하는 제1 방향과 제2 방향으로 편광시키고,
    상기 필터는,
    광학 경로에 있어서 상기 편광 부재보다도 후단에 배치되고,
    2개의 개구부를 갖고,
    상기 편광 부재를 통과한 통과 광이 조사되는 조사 영역을 포함하고,
    상기 2개의 개구부 중 한쪽 개구부는 상기 필터에 있어서의 제1 영역에 배치되고, 상기 2개의 개구부 중 다른 쪽 개구부는 상기 필터에 있어서의 제2 영역에 배치되도록 각각 구성되고,
    상기 제1 영역은, 상기 제1 및 제2 방향을 축으로 하고 상기 통과 광의 광축을 원점으로 하는 2차원 평면에 있어서, 상기 통과 광의 광축으로부터 상기 조사 영역의 단부까지의 거리를 1로 한 경우에 상기 제1 방향에 있어서의 +0.4 내지 +0.9, 및 상기 제2 방향에 있어서의 -0.5 내지 +0.5의 영역을 포함하고,
    상기 제2 영역은 상기 제1 방향에 있어서의 -0.4 내지 -0.9, 및 상기 제2 방향에 있어서의 -0.5 내지 +0.5의 영역을 포함하고,
    상기 편광 부재는, 상기 조명광의 광축으로부터 상기 제1 편광 유닛과 상기 제2 편광 유닛의 경계 위치까지의 거리가 상기 조명광의 광축으로부터 상기 편광 부재의 단부까지의 거리의 6할 내지 8할이 되도록, 상기 제1 편광 유닛과 상기 제2 편광 유닛이 배치되도록 구성되고,
    상기 패턴은, 상기 제2 방향에 대하여 30° 이내의 방향으로 연장되는 라인이 소정 간격으로 배열된 반복 패턴을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
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