TW200428161A - Exposure method and apparatus, and device manufacturing method - Google Patents

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200428161 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於用以製造例如半導體元件、液晶顯示元 件、或薄膜磁頭等各種元件之微影製程中，用來將光罩圖 案轉印至晶圓等基板上所使用之曝光技術，進一步詳言之 ，係關於使用與所謂變形照明相關連之照明技術的曝光技 術。又’本發明係關於使用該曝光技術之元件製造技術。 【先前技術】 用以製造半導體元件（或液晶顯示元件等）之微影製程 中，為了將作為光罩之標線片（或光罩）之圖案轉印至作為 被曝光基板之晶圓（或玻璃板）上，係使用如步進重複（Skp & repeat)方式之全面曝光方式、或如步進掃描⑻邛& scan)方式等掃描曝光方式的投影曝光裝置。此種投影曝光 裝置，被要求能將各種圖案分別以高解像度轉印至晶圓上 0 轉印對象之圖案中，特別是微細、且要求高解像度之 圖案即係所謂的接觸窗(contact hole)。接觸窗中，有密集 接觸窗(既定形狀之複數個開口以既定之微細間距排列旬 與孤立接觸窗(實質上由單獨的開口構成）。為了將密集接 :窗之圖木以同解像度轉印至晶圓上’以使用所謂的變形 、，月方式（又升/光源方式）較為有效（例如，請參照日本特開 千5 - 67558號公報（對應美國專利第6,〇94,3〇5號）及日本 特開2〇(n-m766號公報（對應美國專利第6,563,567號）） 200428161 ，此方式係於照明系統之光瞳面，在相對光軸偏心之1個 或複數個區域（4個區域）加大照明光之光量。 另方面，為了將孤立接觸窗之圖案以高解像度轉印 至晶圓上，則以使用於照明系統之光瞳面，在以光軸為中 心之1個較小的圓形區域加大照明光之光量的照明方式， 亦即使用將照明系統之相干度的σ值設定成較小的照明方 式（以下，為方便說明，稱「小σ照明方式」）較為人知。 如W所述，微細間距之密集接觸窗及孤立 案，能分別使用變形照明方式及小σ照明方式、以=; 度轉印至晶圓上。Μ於此點H例如在半導體元件之 製造亦日漸要求能將形成有各種間距之接觸窗圖案（包 合仗貫質上可視為孤立圖案、以大間距排列的接觸窗，至 微細間距之密集接觸窗))的1片標線片圖案…次的曝 光轉印至晶圓上。 j 解像;不夠而:吏用變形照明方式時’大間距接觸窗* •又σ π相反的，若使用小σ照明方式的話， 曰產生U、、、田間距之岔集接觸窗的解像度不夠充分的問題。、 所4，=:例如在半導體元件之製造時，亦要編 方向_觸窗之圖案(即-方向以微細間距配s 與此正父之方向則係可視為實質上孤 度轉印至晶圓上。 7 Μ回解搞 :、、'、而’為此而使用春& 時，可視 若使用小 向的解像 文用无刖技藝之變形照日/ 為孤立圖案之方向的鮭 的解像度不夠充分，相万 σ照明方式的話，則合盡斗 ⑴曰產生以微細間距排歹, 200428161 度不夠充分的問題。 【發明内容】 本發明有鑑於上述問題，其第1目的，係提供一種能 同時將各種間距之圖案，分別以高解像度加以轉印之曝光 技術。 又，本發明之弟2目的，係提供一種能將一方向係週 期性排列、與此正交之方向則為實質上孤立的圖案（一方向 密集圖案），以高解像度加以轉印之曝光技術。 此外，本發明之第3目的，係提供一種使用該曝光技 術’能以咼精度且高生產率製造包含各種圖案之元件，或 包含一方向密集圖案的元件製造技術。 本發明之第1曝光方法，係以來自照明系統〇2)之光 束照明光罩（R)，以該光束透過該光罩及投影系統（pL)使基 板（W)曝光’其特徵在於：係將該照明系統於既定面⑴1 ; Q3)之該光束的光量分佈，設定為外側輪廓含該照明系統 之光軸（BX)的第1區域（28，28R)，與配置成包圍該第1區 域、分別小於該第1區域之8個區域（29A〜29D，30A〜 30D)的共9個區域的光量，大於除此以外之區域。 根據本發明，係藉由通過該第1區域之光束，以高解 像度轉印間距較大、實質上可視為孤立接觸窗的圖案，而 藉由通過8個區域（包圍該第丨區域者）之光束，以高解像 度轉印含中程度間距之圖案、到密集接觸窗般微細間距之 圖案。因此，能同時將各種間距之圖案分別以高解像度加 200428161 以轉印。 此時，該第1區域最好是環狀的區域（28R)。藉由在第 1區域進行環狀照明，有時能更為改善解像度及焦深。又 ’亦可使該第i區域、與包圍該第！區域之周邊區域的光 量（例如，每單位面積之強度）不同。 又，舉一例而言，該既定面係該照明系統之光瞳面 (Q1);於該既定面之光量大於其他區域之光量的9個區域 ，係由該第1區域（28)，與沿著包圍該第丨區域之第i圓 周（32A)配置、分別小於該第丨區域的4個第2區域PM〜 29D)’以及沿著包圍該第！圓周之第2圓周（32b)配置、分 別小於該第1區域的4個第3區域（3〇a〜3〇d)所構成。 根據此構成，係藉由通過該第2區域之光束’以高解 像度轉印中程度間距之圖案，而藉由通該第3區域之光束 ’以南解像度轉印微細間距之圖案。 此外，宜將該第1區域（28)、2個該第2區域（29A， 撕及2個該第3區域（30A，3〇c)，沿通過該照明系統之 光軸(BX)的第1直線(31A)配置，而將該第i區域、另2個 該第2區域（29B，29D)及另2個該第3區域（細，㈣，沿 通過該照明系統之光轴、且與該第1直線正交的第2直線 (31B)配置。 -般轉印對象之圖案，係沿正交的2個方向(豆中一方 稱「圖㈣配置方向」）2維配置。因此，藉由使該第" 線(或δ亥弟2直線)之方向與該圖案之配置方向交又(尤以u 度交叉為佳），即能分別以高解像度轉印該2維配置之各種 200428161 間距的圖案。 此外’該第1區域為圓形時之半徑(ri)、以及★玄第2 區域與該第3區域為圓形時之半徑⑹，⑺，最好是能以該 照明系統之最大σ值（以此為σ)為基準，設定在以下範圍 。又，將該第1區域1 2區域、第3區域設定為正方形 、正六角形、或圓形之1/4形狀等不同於圓形之其他形 狀時，其面積最好是能與圓形時之面積相等。再者，該第 1區域為環狀時’其外側半徑（rl)最好是能設定在式⑴之 範圍。 …（1) …（2) …（3) 0.2 σ $ r 1 $ 0.4 σ 0.75σ ^τ2^〇.2σ 0.75 σ ^ r3 ^ 0.2 σ 若各區域小於式⑴、式⑺、式（3)之下限值的話，將 有可能導致各種間距之圖案中，產生解像度降低之圖案。 另一方面，若各區域大於式（1)、式（2)、式（3)之上限值的 話，由於接近一般的照明方式，因此有可能產品對微細圖 案之解像度降低之虞。 其次，本發明之第2曝光方法，係以來自照明系統 (12)之光束照明光罩（R)，以該光束透過該光罩及投影系統 (PL)使基板（W)曝光，其特徵在於： 係將該照明系統於既定面（Ql ; Q3)之該光束的光量分 佈，設定為外側輪廓含該照明系統之光軸（BX)的環狀第i 區域（33R)，與配置成包圍該第i區域、且分別小於該第i 區域之4個區域（34A〜34D)的共5個區域的光量，大於除 200428161 此以外之區域。 古根據本發明，係藉由通過該環狀第ι區域之光束，以 同解像度轉印間距較大、實質 一 “ 、上可視為孤立接觸窗的圖案 ’而精由㈣4個區域（包圍該第！區域者）之光束，以高 解像度轉印如密集接觸窗般微細間距之圖t。因此，能同 時將各種間距之圖案分別以高解像度加以轉印。 由該第1區域（33R)， 實質上90°間隔配置 域（34A〜34D)所構成 又’作為-例，該既定面係該照明系統之光瞳面(Q1) ’於該既定面之光量大於其他區域之光以5個區域，係 與沿著包圍該第1區域之圓周（35)以 、为別小於該第1區域的4個第2區 根據此構成，係藉由通過該第2區域之光束，以高解 像度轉印微細間距之圖案。一般轉印對象之㈣，係沿正 又的2個方向（其中一方稱「圖案的配置方向」）2維配置 。因此，藉由使配置該帛2 1域之方向與該㈣之配置方 向父叉（尤以45度父又為佳），即能分別以高解像度轉印該 2維配置之各種間距的圖案。 又，該第1區域之輪廓為圓形之環狀時的外側半徑 (rl)、以及該第2區域為圓形時之半徑（r2)，最好是能以該 照明系統之最大σ值（以此為σ )為基準，設定在上述式（1) 及式（2)之範圍内。如此，即能以高解像度轉印各種間距的 圖案。 上述本發明中，從該既定面上配置在該照明系統光軸 外之该光里較大之各區域所產生的光束，可以是直線偏光 200428161 。此時，在該既定面上之該光束的偏光方向，實質上可與 切線方向一致（亦即，該光束可以是s編光）。 本發明之第3曝光方法，係以來自照明系統（〗2)之光 束照明光罩（R1)，以該光束透過該光罩及投影系統（pL)使 基板（w)曝光，其特徵在於：係將該照明系統於既定面（Qi ;Q3)之該光束的光量分佈，設定為彼此分離的3個區域 (54, 55A，55B ; 62, 63A，63B )之光量大於除此以外之區域 根據本發明，在该光罩形成有一方向密集圖案（52，53) 4，係猎由通過該3個區域之中央區域的光束，以高解像 度將該圖案轉印於孤立的方向’而藉由通過挾著該中央區 域之2個區域之光束，以高解像度將該圖案轉印至週期性 排列之方向。 一 才μ光里較大的3個區域，宜包含··該照明系統 光=附近之第丨區域（54;62)，與配置成沿著通過該光抽 L線包夾該第1區域之第2區域（55Α; 63Α)及第3區域 上刀’ 63Β)。或者，該光量較大的3個區域，亦可包含·· ::::系統光轴附近之第1區域(54;62)，與配置在距該 63Β)。致相等距離之第2及第3區域（55Α，55Β ; 63Α， 行於）該寺^構成中，藉由將該3個區域排列之方向，對應（」 彳向铪集圖案週期性排列之方肖，即能將該一: 问也集圖宏，、/ a Α 2方向。η阿解像度轉印於孤立的方向及週期性方向ό 12 200428161 換言之，形成於該光罩之圖案，包含沿既定之第丨軸 (X軸上週期性的配置、且在與該第i軸正交之第2軸(Y軸) 方向貫^上孤立的一方向密集圖案時，該光量較大的3個 區域’最好是分離配置在與該第1軸平行的方向。據此， 能：該一方向密集圖案分別以高解像度轉印於沿該第"由 及^ 2軸之方向。再者，該光量較大的3個區域’最好是 沿者通過該照明系統之光轴、且與該第i轴平行之配 置。 又’該光量較大@ 3個區域中之中央的區域，其中央 部之光置最好是設定成小於其他部分之光量。如此，不僅 能提高該圖案於孤立方向的解像度，焦深亦變廣。 。此％合，該中央區域例如係環狀區域。又，作為該中 央區域之另一例，係由彼此分離的複數個區域（“Μ 购)構成。該中央區域中彼此分離的複數個區域，例如 係在既定面上沿通過該照明系統光轴之既定直線配置。又 作為δ亥中央區域中彼此分離的複數個區域之另—例，係 根據該中央區域之大小來決定其排列方向。 舉例而5，该3個區域係輪廓彼此實質上相同 大小之區域。此外，該光量較大之3個區域之大小，最好 是分別相當於該照明系統之最大σ值的〇1倍至户。 若係如此，根據發明人之模擬可得到非常深的焦深。。 又，6亥光里較大之3個區域中，在與該第〗軸平行之 方向兩端配置的2個區域（63Α，63Β)，可以是其長邊方向 分別與該第2軸方向之平行方向大致_致的形狀。如此， 33 200428161 不僅能提高對-方向密集圖案之解像度，亦能抑制光量降 低。 再者，該光量較大之3個區域中之中央區域（62A)，可 以是其長邊方向與該第"由方向之平行方向大致一致的形 狀0 又，從該光量較大之3個區域中之中央區域產生之光 束，與從另外2個區域產生之光束，其偏光狀態可彼此不 同。此時’從該中央區域(62A)產生之光束與從該2個區域 (63 A，63B)產生之光束，其偏光方向大致正交。 又，该光$較大之3個區域中，中央區域與另外2個 區域之大小可彼此不同。 又，彳之忒光里較大之3個區域中除中央區域外之另外 2個區域產生之光束’彳分別為直線偏光。此時，舉一例 而言，在該既定面上分佈於該另外2個區域之光束，其偏 光方向分別與切線方向大致一致(亦即’該光束為s偏光)

又，該既定面例如係該照明系統之光瞳面。此外， 既定面亦可是照明系統中，嗜氺 T 邊九目里面之共軛面、或投影 統之光瞳面（或光瞳面之共軛面） 职i囬）。右係如此，即能得到 高的解像度。 其次’本發明之第丨曝光裝置，具有以光束照明光罩 W的照明系統（⑺，與以來自該光罩之該光束使基板（w) 曝光的投影系統(PL)，其特徵在於：具有光學構件(21; 叫，其係將該照明系統於既定面（Q1; Q3)之光束的光量分 14 200428161 佈，設定為外側輪廓含該照明系統之光軸（Βχ)的第i區域 (28 ; 28R)，與配置成包圍該第1區域、分別小於該第！區 域之8個區域（29A〜29D，3〇A〜3〇D)的共9個區域的光量 ，大於除此以外之區域。 根據本發明，能藉由該光學構件，能同時以高解像度 分別轉印各種間距之圖案。 此％，為進一步改善，該第丨區域最好是環狀區域 (28R)。 又，舉一例而言，該既定面係該照明系統之光瞳面 (Q1),於該既定面之光量大於其他區域之光量的9個區域 ’係由該帛1區域(28)，與沿著包圍該第1區域之第1圓 周（32A)配置、分別小於該第1區域的4個第2區域（29A〜 29D) ’以及沿著包圍該第i圓周之第2圓周配置、分 別小於該第1區域的4個第3區域（3〇A〜3〇D)所構成。 又，該第1區域（28)、2個該第2區域（29A，29(：)及2 個5玄第3 ϋ域（3〇A，30C)，係、沿通過該照明系統之光車由 φ (ΒΧ)的第1直線（31Α)配置；該第1區域、另2個該第2區 域（29B，29D)及另2個該第3區域（3〇B，3〇D)，則係沿通過 該照明系統之絲、且與該第丨直線正交的第2直線（3ib) 配置者較佳。 此場合，各區域之大小亦最好是能滿足式（1)〜式（3)。 其次，本發明之第2曝光裝置，具有以光束照明光罩 (R)的照明系統(12) ’與以來自該光罩之該光束使基板㈤ 曝光的投影系統（PL)，其特徵在於：具有光學構件（2 1 ; 15 200428161 42) ’其係將該照明系統於既定面（qi ; q3)之該光束的光量 分佈，設定為外側輪廓含該照明系統之光軸（Βχ)的環狀第 1區域（33R)，與配置成包圍該第1區域、且分別小於該第 1區域之4個區域（34Α〜34D)的共5個區域的光量，大於 除此以外之區域。 根據本發明’能藉由該光學構件，同時以高解像度分 別轉印各種間距之圖案。 又，舉一例而言，該既定面係該照明系統之光瞳面 (Q1);於該既定面之光量大於其他區域之光量的5個區域 ，係由該第1區域（33R)，與沿著包圍該第工區域之圓周 (35)以貫質上90。間隔配置、分別小於該第j區域的4個 第2區域（34A〜34D)所構成。 此場合，各區域之大小亦最好是能滿足式（1)〜式（2)。 又，舉一例而言，該照明系統包含光學積分器（5)，此 光學積分器係使該光束所照射之該光罩上之照明區域内的 照度大致均勻；該光學構件包含繞射光學元件”，該繞 射光學元件係在該照明系統内配置在該光學積分器之入Z 面側、且使該光束繞射於複數方向。特別是藉由相位型繞 射光學元件之使用，能對光束獲得非常高的利用效率。 又，作為另一例該照明系統包含光學積分器（5)，此光 學積分器係使該光束所照射之該光罩上之照明區域内的日召 度大致均L肖光學構件包含孔徑光闌（42)，該孔徑光鬧 =配置在該既定面或其共輛面、且規定該既定面上光量被 提南的區域。孔徑光闌不僅構造簡單、且能容易設定期望 16 200428161 之光量分佈。 又，該光學構件最好是能在複數個區域設定出彼此不 同的複數個光量分佈，此光量分佈包含光量被提高之光量 分佈。如此，能分別以最佳的照明條件來使各種圖案曝光 本發明之曝光裝置中，從該既定面上配置在該照明系 統光軸外之該光量較大的各區域所產生之光束，可以是直

:偏光。此時，於該既定面上之該光束的偏光方向，可實 質上與切線方向一致（亦即，該光束為s偏光）。 又，舉一例而言，該光學構件可包含偏光構件，該偏 光構件係生成分別分佈在該既定面上不同區域的光束；並 進一步具備偏光設定構件，以設定該照明系統内從該偏光 構件所產生之光束的偏光狀態。 、作為該偏光構件’其可以是在該照明系統之光程上 於複數方向產生繞射光之繞射光學元件（21)。 又’該光學構件亦可包含可動構件⑺，72)，該可動構 件係配置在該光學構件之射出側，可 光軸外各區域與該照明系統光軸之位

改變該既定面上之該 置關係；該偏光設定 構件，係配置在該偏光構件與該可動構件之間。 又，該可動構件亦可具有光束通過的斜面（7ib)，並包 含沿該照明系統光軸移動夕δ /丨、 年耖勁之至少1個的可動稜鏡（71);該 光束係在該既定面上，公德a ^ #姑 刀佈於除该第1區域外、包含該光 轴外之複數個區域的既定區域。 又’該光學構件包含至少1個之可動稜鏡（71，72)，其 17 200428161 月b改麦包圍该第1區域、光量大於其他區域之光量之複數 個區域的位置。該可動棱鏡，例如，具有光束通過的斜面 (7 lb)，且沿該照明系統之光軸移動；該光束係在該既定面 上，分佈於除該第1區域外、包含該光軸外之複數個區域 的既定區域。又，作為該可動稜鏡之另一例，係具有在既 疋面上分佈於該第丨區域之光束通過、且與該照明系統之 光軸大致正交的平面（7 1)。

其_人，本發明之第3曝光裝置，具有以光束照明光罩 (R)的照明系統（12)，與以來自該光罩之該光束使基板（w) 曝光的投影系統（PL)，其特徵在於：具有光學構件，其係 將該照明系統於既定面（Q1 ; Q3)之該光束的光量分佈，設 定為實質上包含該照明系統光轴的第i區域（28, 28r)，與 配置在該f 1區域外側之複數個區域之光量，大於除此以 2區域之光量；該光學構件包含偏光構件，與為了改 變該既定面上之該光軸外各區域與該照明系統光軸之位置 關係、具有平面與斜面的至少、！個可動棱鏡（71);該偏光 構件係生成分別分佈在該既定面上不同區域的光束；該平 面，係從該偏光構件產生而在該既定面上分佈於該第j區 域之光束通過、且與該照明系、統之光軸大致正交者；該斜 面二係分佈於既定區域之光束通過者，該既定區域包含除 該第1區域外之該光軸外的複數個區域。 別 轉 根據本發明，可藉由該偏光構件，同時以高解像度分 轉印各種間距之圖案。再者’可藉由該可動稜鏡，視待 印圖案之種類等來調整成像特性。 18 200428161 此發明中，舉一例而言，該照明系統包含光學積分器 (5) ’此光學積分器係使該光束所照射之該光罩上之照明區 域内的照度大致均勻；該可動稜鏡係在該照明系統内配置 在該光學積分器之入射側、沿該光軸移動。 又’從配置在該第1區域外側之複數個區域產生之光 束，可以是在該既定面上之偏光方向實質上與切線方向一 致的直線偏光（S偏光）。 又，该光學構件最好是能在包含該第丨區域之複數個 區域設定出彼此不同的複數個光量分佈，此光量分佈包含 光：£被提向之光量分佈。 其-人，本發明之第4曝光裝置，具有以光束照明光罩 (R)的照明系統（12) ’與以來自該光罩之該光束使基板（W) 曝光的投影系統(PL)，其特徵在於：具有光學構件(22a， 22B ’ 42A，42B) ’纟係將該照明系統於既定面之該光束的 光量分佈，設定為彼此分離的3個區域（54, 55a，55B ;仏 63A，63B)之光量大於除此以外區域之光量。 根據此發明，可藉由兮古興^ 丄 稽田4先學構件之使用，能將一方向 密集圖案以高解像度分別棘^# 刀⑴轉印於週期性排列之方向及孤立 的方向。 此場合’該光量較大的1 Μ广 勺3個區域，宜包含··該照明系

統光軸附近之第1區域（5 4 6 2彳，你I Μ % ’與配置成沿著通過該光轴 之直線包夹該第1區域之第2 F々 乐z &域（55a，63A)及第3區域 (55B，63B)。又，該光量較大 平乂 A的3個區域，亦可包含：該 照明系統光軸附近之第丨區域Γ5 A ί54，62)，與配置在距該光軸 19 200428161 大致相等距離之第2及第3區域（55A，55B ; 63 A，63B)。 此等構成中，若形成於該光罩之圖案，係包含沿既定 之第1軸（X軸）週期性配置、且在與該第1軸正交之第2 軸（Y軸）方向係實質上孤立的一方向密集圖案2，53)時， 該光量較大的3個區域，最好是分離配置在與該第1軸平 行的方向。據此，能將該一方向密集圖案以高解像度分別 轉印於沿該第1軸及第2軸之方向。此外，該光量較大的 3個區域’最好是沿著通過該照明系統之光軸、且與該第 1軸平行之直線配置。 又，该光ϊ較大的3個區域中之中央的區域，最好是 被設定為其中央部之光量小於其他部分之光量。如此，能 提咼該圖案於孤立方向之解像度，焦深亦能變廣。 此時，該中央之區域例如係環狀區域（54)。又，作為 該中央區域之另一例，其係由彼此分離的複數個區域 (54A 1 5 54A2)構成。該中央區域之彼此分離的複數個區域 ，例如係在該既定面上沿通過該照明系統光軸之既定直線 配置。此外，作為該中央區域之彼此分離的複數個區域之 另一例，係根據該中央區域之大小來決定其排列方向。 又，該光量較大之3個區域之大小，最好是分別相當 於該照明系統之最大σ值的〇.1倍至〇·2倍。如此，能獲 得較深的焦深。 又，本發明中，該光量較大之3個區域中，在與該第 1軸平行之方向兩端配置的2個區域（63Α，63Β)，可以是其 長邊方向分別與該第2軸之平行方向大致一致的形狀。 20 200428161 再者，該光量較大之3個區域中之中央區域（62a)，可 以是其長邊方向與該第1軸之平行方向大致一致的形狀。 又，從該光量較大之3個區域中之中央區域產生之光 束，可以是偏光方向與該第2軸平行之方向大致一致的直 線偏光。 又，從該光量較大之3個區域中之中央區域產生之光 束，與從另外2個區域產生之光束，其偏光狀態可彼此不 同。此時，舉-例而言’從該中央區域產生之光束與從該 2個區域產生之光束，其偏光方向大致正交。 、又，該光量較大之3個區域中，中央區域與另外2個 區域之大小可彼此不同。 又’從該光量較大之3個區域中除中央區域外之另外 2個區域產生之光束，可分別為直線偏光。此時，舉一例 該既定面上分佈於該另外2個區域之光束，其偏 -、向刀別與切線方向大致一致（s偏光）。 二:舉一例而言，該光學構件包含偏光構件⑽， 的光束生成分別分佈在該既定面上不同區域 内從μΓΓ 備偏光設定構件，以設定該照明系統 亥偏光構件所產生之光束的偏光狀態。 此場合，該光學構件可 兮mi 步包含可動構件（71，72)， :可動構件係配置在該偏光構件之 ) 較大之3個區域中、除中 ：文“先里 明系統光轴的位置關係，·該偏先=2個區域細 光構件與該可_件之^ 構件，可配置在該偏 21 200428161 又，该可動構件包含至少i個可動稜鏡（72)， 槌叙具有光束通過的斜面、並沿該照明系統光軸移動·， 光束係在該既定面i，分佈於除該中央區域外、包人談： 外2個區域的既定區域。 B〆 又，本發明中，該光學構件可包含至少i個可動棱鏡 (71’ 72) ’其能改變該光量較大之3個區域中除中央區域外 之另外2個區域的位置。此時’舉一例而言，該可動稜鏡 具有光束通過的斜面（71b)，且沿該照明系統之光轴移動； 該光束係在該既定面i ’分佈於除該中央區域夕卜、包含該 另外2個區域的既定區域。 又，该可動稜鏡，可具有在既定面上分佈於該中央區 域之光束通過、且與該肖明系統之光軸大致正交的平面 陶。再者，舉一例而言，該照明系統包含光學積分器⑷ ，此光學積分器係使該光束所照射之該光罩上之照明區域 内的照度大致均勾；該可動稜鏡’係在該照明系統内配置 在該光學積分器之入射側。 又，該既定面例如係該照明光學系統之光瞳面⑴1)。 此時’舉-例而言’該照明系統包含光學積分器（5)，此光 學積分器係使該光束所照射之該光罩上之照明區域内的昭 度大致均句；該光學構件（22A，22B)，包含在該照明系統 内配置在該光學積分器之入射面側的繞射光學元件。在此 構成下，可獲得高的照明效率。 又，作為該既定面係該照明光學系統之光瞳面（q)的另 -例，該照明系統包含光學積分器(5)，此光學積分器係使 22 200428161 違光束所照射之該光罩上之照明區域内的照度大致均勻； 忒光學構件’包含配置在該既定面或其共軛面、且用以規 定該3個區域的孔徑光闌（42A，42B)。此構成下，能容易 的將在該既定面之光量分佈，設定成期望之光量分佈。 又，該光學構件最好是能在該3個區域設定出彼此不 =的複數個光量分佈，此光量分佈包含光量被提高之光量· 刀佈。如ilb，即能以高解像度分別轉印各種圖案。 w其次’本發明之元件製造方法，係包含微影製程，其 2在於：於該微影製程中使用本發明之曝光方法或曝光 :，將圖案(R)轉印至感光體(w)。使用本發明之曝光方 的或：光裝置：即能以高精度來量產包含各種間距之圖案 、凡、或包含一方向密集圖案的元件。 本發明中，將照明系統於既定面之光量分佈 既定9個或5個區域之# θ| 士 °疋成 八 時’即能同時以高解㈣ /刀別轉印各種間距之圖案。 w解像度 度及隹-將中Ί弟1區域設定成環狀’能更為改善解像 :…、冰。又’糟由控制光束之偏光狀態，有時处 改善解像度等。 ，4犯進一步 又’本發明中，將照明系統於既定面之 :成既定3個區域之光量較大時，能以高解像=佈，設 向密集圖案。 解像度轉印一方 又’在形成於該光罩之圖案，包含沿既定 期性配置、且在與該第1轴正交之第2轴方向二1軸週 立的一方向穷隹gj崇 ^係貫質上孤 “’將該光量較大的3個區域分離配 23 200428161 置在與該第1軸平行的方向，即能將該一方向密集圖案以 高解像度轉印於週期性排列方向、及孤立方向的二方向。 再者，本發明中，將從該光量較大的3個區域產生之光束 的偏光狀悲，設定為既定狀態時，有時能提昇對既定圖案 之解像度。 【實施方式】 [第1實施形態] 以下，芩照圖1〜圖9說明本發明較佳之第J實施形 怨。本例，係在以投影曝光裝置（使用具備作為光學積分器 (均質裔、umf0rmizer或h〇m〇genizer)之複眼透鏡的照明系 統）進行曝光時適用本發明者。 圖1(A)係顯示本例之掃描曝光型投影曝光裝置的構成 ，此圖1(A)中，作為曝光光源丨，係使用KrF準分子雷射 光源（波長248nm)。又，作為曝光光源！，亦可使用八汁 準刀子雷射光源（波長193nm)、&雷射光源（波長i57nm)、 =r2田射光源（波長146nm)、< Ar2雷射光源（波長126nm) 寺雷射光源’以及YAG雷射之高諧波產生光源、固體雷 射（例如半導體雷射等）之高諧波產生裝置等。 從曝光光源1射出、作為曝光用光束(曝光光束)之由 紫外脈衝光構成之照明用光IL，在被光束放大H 2將光束 之截面形狀轉換成期望形狀後，透過光程彎曲用反射鏡3 射入弟1繞射光學元件21，如後述般，被轉換成繞射於複 數方向之光束DL，以能在既定面（例如，照明光學系統之 24 200428161 光瞳面)獲得既定之光量丄 學構件之一却v 作為用以设定光量分佈之光 #为的繞射光學元件2 1，择穿駐 ，於此旌鏟哭^ 予兀仵21，係女裝於旋轉器24 學元件2/。，亦安裝有具其他繞射特性之第2繞射光 圖；^。太、以及其他具不同繞射特性之繞射光學元件（未 二二㈣構成為：用以統籌控制裝置全體之動作的主 二|糸統17’可透㈣動部23來㈣旋轉 ，將繞射光學元件2】” > 疋㈣ ，寻之任一者設置在照明用光IL 之尤％上，據以切換照明條件。 圖UA)中，因繞射光學元件21而繞射之光束d 中繼透鏡4聚光，經第i稜鏡71及第2稜鏡 )後聚光於作為光學積分器之複眼透鏡5的入射面。此場合 ’繞射光學元件21係配置在較中繼透鏡4之前側焦點略 偏於曝光光源i側的位置，複眼透鏡5之入射面則係大致 配置在中繼㈣4之後側焦點的位置。此外，從繞射光學 元件2丨往互異方向繞射之複數個光束’係在複眼透鏡5 之入射面上聚光於互異之區域，於複眼透鏡5之射出面（射 出側焦點面）Q 1，形成有其分佈大致對應該入射面之光量 分佈的面光源（本實施形態中，係由多數光源像所構成之2 次光源）。藉由中繼透鏡4與複眼透鏡5所構成之合成透鏡 系統，使繞射光學元件21之射出面與複眼透鏡5之射出 面Q1大致共軛（成像關係）。 本例中，繞射光學元件21 '第1稜鏡71及第2稜鏡 72係對應用來設定既定光量分佈之光學構件。如圖丨（B)所 示’第1稜鏡71，係在以照明光學系統之光軸bx(後述） 25 200428161

為中心之圓形區域A 圓雜μ加 以千^面& 71a、於其周邊部為凹之 心的構件；第2棱鏡72’則係相對第丨稜鏡71 ;面=且與帛1棱鏡71組合時其全體為構成平行 ^板2a的構件。又，通過第1及第2稜鏡71，72中心 =圓ί區域（亦即，沿光軸似在^及第2稜鏡71，72内 光：：：)的光束’係分佈於複眼透鏡5之射出面…上、 r里7】刀7之中心且光量提高之區域，而通過第1及第2稜 ^之邊之圓錐部（斜面）的光束，縣分佈於該光量 且光量提高之複數個區域(或包含該複數個區域 I既疋區域）。 又，將帛1及帛2稜鏡71，72之至少一* "上士 例中係僅將第2 _ p i ?， BX銘Μ 驅動機構支持為能沿光軸 Π:”!：使第2稜鏡72沿光…移，來改變第 之射出’、弟2稜鏡72間之間隔，即能將在複眼透鏡5 之射^之光量分佈’在不改變中心分佈(後述區域 置二Γ置)的情形下，將周邊光量大之複數區域的位 置於+徑方向進行調整（亦即 便x方向、γ方向之複數區 或的位置（與光軸BX之距離）為可變）。 又’亦可取代稜鏡71及72，而社向 角錐體(或金字塔形)之棱鏡。 ，錐體的部分為 仏伐故 不使用2個稜鏡71，72 =僅使用第！棱鏡71使其位置沿光轴βχ為可變亦是可 :二此外’作為可動棱鏡’如《 I⑹所示，使用在一方 射力，而與此正交之方向沒有折射力之-對v字 形的間隔可變棱W亦可。又，棱 則， 26 200428161 係配置成各個之中心矩形區域（本例中為平行平面板）與光 轴BX大致正交，且周邊部之2個斜面包含光轴Βχ在與 圖1 (C)之圖面正交的面，係大致對稱。 此構成中，藉由改變稜鏡71Α，71Β之間隔，於圖 1 (c)之紙面内上下方向（例如，在顯示照明光學系統ρ之 光瞳面之照明用光光量分佈的圖3中係對應γ方向）的周 邊光量較大區域之位置會變化。因此，為調整在與其正交 方向（與圖1(C)之紙面垂直的方向，圖3中係對應χ方向） 的周邊光量較大區域之位置（與光軸Βχ之距離），可使用 將一對稜鏡71Α，71Β繞光軸Βχ旋轉9〇。所構成之另一對 稜鏡71C，71D。據此’即能獨立調整彼此正交之2方向的 周邊光畺較大區域之位置（與光軸Βχ之距離）。 又，則述斜面為圓錐、角錐或v字形的稜鏡，其分別 ，光軸BX正交之中心平面部雖是平行平面板，但亦可以 疋/、中匕的至少一部分被切除的開口部（中空部），或者 將複數個部分分別予以加工後固定成一體亦可。若為後I · 時，僅將周邊之斜面部（除中心之平面部外）分割為複數塊 後將其固定為一體亦可。 不過圖1 (A)中，若不需要在半徑方向改變複眼透鏡 5 t射出面Q1之周邊光量較大之複數個區域之位置時，省 略第1棱鏡71及第2稜鏡72亦是可能的。 —又，複眼透鏡5，例如係將具有長方形截面形狀（縱橫 寬度為數mm程度）之多數個透鏡元件束起而成，各透鏡元 件之之截面形狀與標線片上之細長照明區域大致相似。不 27 428161 使用將截面形狀為寬數1〇μιη ΙΟμπι程度之圓形的多數個微 微型複眼透鏡（micro — Hyeye 過，作為複眼透鏡5，亦可 程度之四角形、或直徑為數 小透鏡加以束起所構成的 lens) 〇 攸複眼透鏡5射出之光束所構成的照明用光化，藉由 聚光透鏡系統6而聚光在面Q2上。在面Q2之些微前方， 配置有用以規定作為被照明體之標線#尺上之照明區域在 非掃描方向（與掃描方向正交之方向）之細朝形狀的固定視 野，闌（固定遮簾）7,於面Q2上配置有可動視野光闌（可動 i«簾）8可動視野光闌8 ’係使用來在掃描曝光前後控制 /,、、、月區域之掃4田方向寬度以防止不必要的曝光，並規定 掃杬曝光中該照明區域之掃描方向寬度。舉一例而言，係 由後述心線片載台驅動系統1 6，透過驅動部1 3與標線片 載台之動作同步控制可動視野光闌8。 通過視野光闌7及8之照明用光IL，透過成像用透鏡 系統9、光程彎曲用反射鏡1 〇、及主聚光透鏡系統11，以 相同的照明強度來照射作為光罩之標線片R的圖案面（以 下，稱「標線片面」）之電路圖案區域上之細長照明區域。 以曝光光源1、光束放大器2、反射鏡3、繞射光學元件 21 (或其他繞射光學元件）、中繼透鏡4、複眼透鏡5、聚光 透鏡系統6、視野光闌7，8、成像用透鏡系統9、反射鏡 10、及主聚光透鏡系統11來構成照明光學系統12。作為 照明系統之照明光學系統12之光軸，設為光軸BX。此場 合，複眼透鏡5之射出面Q1，係與照明光學系統12之光 28 里面亦即相對標線片面與光學傅立業變換面實質上一致 此;置可純野光闌8之面Q2，係該標㈣面之共辆面。 口疋視野光闌7，例如亦可配置在標線片面附近。 路0安照明光IL之照明下，標線片R之照明區域内之電 =，物作為投影系統之兩侧遠心的投影光學系統 至配^疋之^小倍率川例如為1/4、1/5)，被轉印 -置在投影光學系統成像面之作為基板之晶圓w上之複 ^個曝光照射區域中之丨個曝光照射區域的光阻層。又， 、、片R及日日圓w可分別視為第1物體及第2物體。又 ，作為被曝光用基板之晶圓w，例如係半導體（矽等）或 S〇I(SiH_ Gn Insula㈣等直徑為或⑽麵之圓板狀 基板。 …投影光學系統PL之光軸AX，係在標線片R上與照明 :學系統12之光軸BX 一致。又，投影光學系統pL之光 瞳面Q3(對標線片面之光學傅立業變換面），係與複眼透鏡 5之射出面Q1(照明光學系統12之光瞳面）共軛。本例之投 籲 影光學系統PL，除折射系統外，亦可使用例如曰本專利特 開2000— 471 14號公報（與此對應之美國專利第6,496,3〇6 號）所揭示之具有複數個光學系統（具有彼此交叉之光軸）的 折反射式投影光學系統，或例如國際公開（w〇)〇丨/ 〇65296 號（與此對應之美國公開2003/ 〇〇1丨755 a丨）所揭示之包含 •具有從標線片朝向晶圓之光軸的光學系統、與具有大致 正父於該光軸之光軸的折反射系統，在内部形成二次中間 像的折反射式投影光學系統等。以下，係取平行於投影光 29 200428161 學系統PL之光軸ΑΧ的方向為2轴，在垂 面内與標線片R及晶圓W之掃描方向 非轴之平 此處，係圖明中與紙面平行的方向)Λχ轴非二=二( ::(此處’係圖1(Α)中與紙面垂直的方向)為 首先’標線片R被吸附保持在標線片載台Μ 線片載台14能在標線片基座15上以等速度往 : ，且能在X方向、Υ方向、繞ζ舳夕#絲+ 粆動 △ 少 疋轉方向微動。標線 片載台14之位置，係以設為許令 在私線片載台驅動系統1 6内之 !射干涉器加以測量。標線片載台驅動系統16，根據該測 1貢訊及來自主控制系、統17之控制資訊，透過未圖示之 驅動機構控制標線片載台14之位置及速度。 另一方面，晶圓W係透過晶圓保持具（未圖示）吸附保 持在晶圓載台18卜，曰/ w 曰曰圓載σ I 8係被裝載成能在晶圓基 座9上往X方向、γ方向移動自如。又，在晶圓載台18 之位置，係以晶圓載台驅動系統2〇内之雷射干涉器加以 測里。圓載台驅動系統2〇，根據該測量資訊及來自主控制 2統17之控制資訊，透過未圖示之驅動機構控制晶圓载 台18之位置及速度。又，於晶圓載台18組裝有對焦機構 ，其係根據未圖示之自動對焦感測器之測量資訊，在掃描 曝光中將晶圓W表面對齊於投影光學系統PL之成像面。 在掃描曝光時，係在主控制系統1 7、標線片載台驅動 系、’克1 6及圓載台I區動系統2 0的控制下，來重複進行： 透過^線片載台14對照明用光IL所照射之照明區域於γ 30 200428161 Γ向以速度VR掃描雜R，與此同步的，透過晶圓載 口 18對細長曝光區域(與投影光學系統PL之照明區域丘 輛之照㈣光IL的照射區域以）於對應方向（+γ方向或— 方向）以速度/? · VR(々係投影倍率）掃描晶圓w上之一 個曝光照射區域的動作，與透過晶圓載台18使晶圓w往 X方向、Y方向步進移動的動作。藉由此步進掃描㈣& 3叫動作，將標線片R之電路圖案轉印至晶圓 有曝光照射區域。 其次，詳細說明本例之照明光學系統及照明方法。 圖2’係顯示圖i㈧中形成於標線片r之轉印用圖案（ 原版圖案）例，此圖2中，在標線片R之圖案區域Μ内”， 形成有分別在X方向、γ方向以間距ρι，p2及p3配置大 致正方形之圖案25A，25B及25C，所構成之3種接觸窗的 2維圖案。各圖案25A，25B及25C，可分別是形成在遮光 版中之穿透圖案，相反的，亦可是形成在穿透部由之遮光 圖案。又’各圖案25A，25B及25C之寬度，分別係所^ 應之間距P1，P2及P3的1/2程度、或更小之值，但亦有 間距較大之圖案25B，25C之寬度’與間距最微細之圖宰 25A的寬度相同之情形。此時’間距ρι，ρ2Λρ3，係設定 為如下之數倍遞增的關係。 (4) PI < Ρ2< Ρ3 若設圖1(A)之投影光學系統PL之投影倍率万為 時，在標線片面上之間距Pl，P2及P3， 定為则請、600誰、_證程度。亦即，標線片r 例如係被分別設 之原 31 200428161 版圖案’包含微細間距之密集接觸窗用的帛i圖案、中程 度間距之密集接觸窗用的第2圖案、以及實質上可視為： 立接觸窗之以大間距排列之接觸窗用的第3圖案。為了將 此種原版圖案之像以高精度—次的轉印至晶圓±，本例係 如圖1⑷所示，在照明用光IL《光程上配置繞射光學元 件2丨，來將照明用光IL在作為既定面之複眼透鏡$之射 出面Q1(光瞳面）的光量分佈（強度分佈）設定為既定分佈。

圖3係顯示本例圖1(A)之照明用光il在複眼透鏡$ 之射出面Q1(照明光學系統12之光瞳面）的光量分佈，此 圖3中’係將射出面Q1上對應圖2之標線片&上之χ方 向及Υ方向（即轉印用圖案的排列方向）的方向，分別設為 X方向及γ方向。此處，若設圖1(Α)之投影光學系統pL 物體側（標線片側）之孔徑數設為NA、將像側（晶B側）之孔 數α又為NAPL的話，使用投影倍率万時成立以下的關係 ΝΑ= β · NApl …⑺ 進一步的，若設從照明光學系統12射入標線片R之 …、月用光IL之孔徑數内的最大值為NAr，本例中，係將 该最大孔徑數NA〗l對投影光學系統PL·之孔徑數NA之比 (相干係數）稱為最大σ值，以最大σ值為α。亦即，最 大σ值之照明用光，係指照明用光IL中以最大入射角射入 才下線片R之光’最大（7值（〇>)可表示如下。 σ =NAIL/NA=NAIL/(y? · NApl)…（6) ;S 3所示之照明光學糸統之光瞳面，最外側之圓周 32 200428161 26，係表示假想光束（具有與投影光學系統pL之入射側孔 仫數NA相同孔控數）所通過區域之外周，其内側的圓周 表不與具有最大σ值（σ )孔徑數之照明用光所通過區域 相接的圓肖，所有的照明用光皆通過關27㈣。本例 之照明用光IL的光量分佈，於圖3中，係在下述彼此分離 的9個區域中具有大致一定的光量，在其他區域則為低於 該一定光量之光量（本例中大致為〇)，該9個區域，包含 :以照明光學系統12之光軸Βχ為中心之半徑ri的圓形 區域28’其中心沿著包圍該區域28之半徑ri之第i圓周 32A配置的4個半徑r2的圓形區域29A，29B, 29c，29d， 以及其中心沿著包圍該區域29A〜之半徑之第2 圓周32B配置的4個半徑r3的圓形區域3〇a，3〇b，縱， 勒。又’在區域28、區域29A〜29]〇、及區域3qa〜娜 之輪廊附近’ 1量可以呈往外側逐漸減少之分佈。中心區 域28係對應第1區域’包圍該中心區域28之區域2从〜 加係對應第2區域，&圍該區域29a〜加之區域胤 〜3〇D則係對應第3區域。以下，該半徑"，3及队 ’係分別以相當於最大。值⑷之長度(最大σ值⑷通過 之點、與光軸ΒΧ間之間隔）的單位來加以顯示。 首先，中心區域28，俏姑兮g·中#丄士人4 係被°又疋成大於其他8個區域 二〜勘及嫩〜30D(rl>r2，rl>r3)。再者由於本例 中轉印對象之2維圖案的排列方向為χ方向、γ方向，因 此^在X方向順時鐘以45。交又之直線為第i直線’Μ 乂、弟1直線ΜΑ正交之直線（在Χ方向反時鐘以45。交 33 200428161 叉之直線）為第2直線31B。然後，將中心區域28、中間 k 的2個區域29A及29C、以及最外周的2個區域3〇a及 · 3 0C配置在第1直線31A上，將中心區域28、中間的另2 個區域29B及29D、以及最外周的另2個區域3〇b及3〇〇 配置在第2直線31B上。亦即，包圍中心區域28的8個 區域29A〜29D及30A〜30D，係沿著將轉印圖案之正交的 2個排列方向旋轉45。的2個正交方向排列。 此外，舉一例而言，區域28之半徑rl、區域29a〜 29D之半徑r2、區域30A〜30D之半徑r3，係如下式般:· 分別設定為最大σ值（σ )(此處’係圓周27之半徑）的〇 3 倍、0.1倍、及0.1倍。 1*1 = 0.3 〇 …（7) r2 = r3 = 0.1 (7 …（8) 進一步的，第1圓周32A之半徑R1及第2圓周“Η ，係如下式般，分別設定為最大σ值的0β55倍及〇 9倍。 ^1 = 0.55(7 …（9) ^2 = 0.9 σ ··* (10) 鲁 此時’區域28之外周與第1圓周32Α在半徑方向之 間隔dl、及第1圓周32Α與第2圓周32Β在半徑方向2 間隔d2如下。 dl = 0.25 σ ? d2 = 0.35 o ...(11) 此時，圖1(A)之繞射光學元件21之繞射特性，係被 5又定為能在滿足式（7)〜式（10)條件之圖3之光瞳面上的區 域、區域29A〜29D、及區域30A〜3〇D之光量大致一 34 200428161 定，而其他區域之光I *鉍焱 Α τ ， 里大致為0的光量分佈。因此，繞射 光學元件21，例如，可藉由力亦+ 、ι 」猎由在先牙透性之基板上形成大致 沿圖3之直線31Α方向具有規則性的凹凸光柵、與大致沿 直線31Β彳向具有規職的凹凸光栅來加以製造。此外， 繞射光學元件21，亦可以η έ人 _ j以疋組合稷數片相位型繞射光柵所 传者。此情形下，由於植射忠與一 、、兀射光予兀件2 1為相位型，因此 其優點為光的利用效率高。再者，作為繞射光學元件21， 亦可使用以繞射光栅狀分佈來變化折射率分佈之光學元件 、。關於具有特定繞射特性之繞射光學元件的構造及製造方 法，例如已詳細揭露A太由 灼路在本申清人之曰本專利特開2〇〇1_ Π6766號公報（對應美國專利第6,563,567號）中。 又’將使用繞射光學元件21所得之光量分佈，在包含 區域28、區域29A〜29D及區域3GA〜3GD之區域中形成 為大致疋的光里，將對應區域28、區域29A〜29D及區 域30A〜30D之部公 刀形成有開口之孔徑光闌，配置在圖 1(A)之複眼透鏡5之射出面Q1(光瞳面）或其共輛面亦可。 此時，亦能獲得照明用光IL之利用效率高的優點。 關於本例舍明人係在滿足式⑺〜式㈤)條件之圖3 之光：面上的區域28、區域29A〜29d、及區域〜3〇d 之光里大致—疋’而其他區域之光量大致A G的光量分佈 的i*月开/下’以電腦模擬進行了在標線片面配置各種間距之 接觸窗圖案，將# 安^ 將4圖案之％小像透過投影光學系統PL轉 =晶圓W上時所得之CD(臨界尺寸咖eai如⑶㈣ 貝。本例之CD ’係被轉印圖案之線寬。又，在進行此 35 200428161 之像 、最 般’設圖UA)之投影光學系統打 側（晶圓側）的孔徑光闌為G82、投影倍率3為1/4倍 大σ值（σ)為〇·9。 α ΝΑ=υ·82， /3 = 1/4, 。 曲線3 6，係顯示在該光瞳面上之9個區域光量 -定時的模擬結果，圖5之橫軸為標線片面上待轉印圖案 之間距㈣）、縱轴係對應該間距之⑶值（nm)。圖5之間 距280 1 120随，在晶圓側係相當於7〇〜28〇麵。由曲線 36可知，藉φ本例光量分佈之使用，即能對標線片上間距 為2 80〜1 12〇nm之廣範圍的接觸窗圖案，獲得大致一定之 良好的CD值。 承上所述，藉由使用本例目3之光瞳面上之光量分佈 ’即能將包含圖2巾3種間距圖案之標線片R的圖案，以 高精度一次的轉印至晶圓W上。 又，圖3之光瞳面上之光量分佈，並不一定須要滿足 式（7)〜式（11)，只要區域28之半徑rl、區域29a〜29d之 半徑r2、區域3GA〜3GD之半徑r3，分別在下述範圍即可 (13) …（14) (15) 0.2 σ ^ r 1 ^ 0.4 〇 0.75 σ ^ r2 ^ 0.2 〇 0.75 σ ^ r3 ^ 0.2 σ 再者’第1圓周32Α之半徑R1及第2圓周3Β之半徑 R2,可分別在式（9)及式（10)之±1〇%範圍内變化。又，投 影光學系統PL像側之孔徑數NApL、投影倍率々、及最大 36 200428161 σ值（σ )，不限於μ ;+、工π & ^ …n# 值。例如，欲控制最 ⑷…要改變圖1㈧之稜鏡7…2的間隔， 來使圖3之光量分佈中周邊光量較大區域 域-〜卿之半徑方向位置（在x方向、γ方向2 ΒΧ間之距離）變化即可。此外，如1(c)所示用先 稜鏡 71A，71^71c，71〇 用一對 刀叼汉Y方向分別獨立 控制圖3之光量分佈令、周邊光量較大區域Μ〜卿及 區域30Α〜則之位置（與光轴Βχ間之距離）亦可。 又在圖3之光置分佈中，亦可使中心區域μ之光量 (例如每單位面積之強度）、與周邊8個區域29Α〜加、 30Α〜30D之光量相異。再者’亦可使周邊沿帛1圓周 32Α之4個區域29Α〜㈣的光量、與沿第2圓周咖之 4個區域30A〜遍的光量相異。此等光量之相對大小， 例如係調整為對每-待轉印之圖案皆能獲得最佳的解像度 〇 進v的’取代圖3之光量分佈，而使用如圖6⑻所 示之光量分佈亦可，亦即，纟包含將圖3之周邊半徑方向

各 2 個的區域 39A，3GA，29B，3GB，29C，3GC 及 29D，30D ，分別貫質上連結於半徑方向的4個細長區域i3〇A， 130C，130D，與中心區域28之5個區域使光量較大的光量 分佈。此情形下，亦能大致同樣的對各種間距之圖案獲得 高解像度。又，圖6(B)之光量分佈中，分別排列於半徑方 向之2個區域之連結部之光量，可與該2個區域之光量相 同，或亦可與該2個區域之光量不同、例如小於該2個區 37 200428161 域之光量。 又，若欲進一步改善使用圖3之光量分佈時的解像度 及焦深的話，取代作為第i區域之中央圓形區域28，而使 用狀區域即可。 圖6(A)，係顯示第1區域為環狀區域時在圖1 (a)之複 眼透鏡5之射出面Q1(照明光學系統12之光瞳面）的照明 :光IL之光量分佈。0 6(增（對應圖3之部分係使用同 一=號），包含以光軸BX為中心之外半徑rl内半徑riR 之％狀區域28R、與包圍環狀區域28R之8個區域"A〜 加及區域3〇A〜3〇D的共9個區域之光量大致一定，而 其他區域之照明用光光量大致為〇。又，環狀區域肅之 卜半裣Γΐ與内半徑rlR之比（=rl/rlR)可以是〇與i之間 的任意值’舉-例而言，可使用1/3環⑴ 1/2 %(rl//rlR=1//2)、或 2/3 環⑴/hR=2/3)等 。其他條件則與使用® 3之光量分佈時相同。 _使用圖6(A)之光量分佈時，能獲得較圖5之曲線％ φ 所不CD值之模擬結果更為安定的cD值分佈。再者，能 以更廣的焦深獲得安定的CD值。 本例中’分佈在圖6(A)之周邊區域29A〜29D及 30A〜3〇D之伞綠 1 w _ 光線，可以疋直線偏光。此時，舉一例而言 θ可以疋如前頭AR所示，使分佈於該周邊區域之光線， 據此光方向為切線方向（垂直於入射面之方向）的S偏光。 有日寸可提向對特定圖案之解像度等。關於此點，在 使用圖3或圖6(B)之光量分佈時亦相同。 38 200428161 ★ 乂光源1產生、分別分佈於前述周邊之光量較 大的8個< 4個區域之光為非偏光，或其偏光方向與切線 向不致4，例如，最好是能在繞射光學元件2丨（偏光 構:複目艮透鏡5之間、分佈於各區域之光所通過的光程 上设置1/2波長板或1/4波長板等之偏光設定構件，以 :轉換成偏光方向與切線方向大致一致之直線偏光的光 束。此時’最好是能在前述複數個稜鏡中，可沿光軸βχ 多動且配置在最上游側（光源側）的—個可動稜鏡（可動構件） 之入射側，例如與透鏡4之間、或繞射光學元件21與透 :二之間設置偏光設定構件。此場合，不需要根據繞射光 子元件之更換或複數個稜鏡之間隔變化所造成之光束行進 方向（光程）之變化，來移動偏光設定構件，或因應該變化 而將偏光設定構件形成的較大。 又’圖6(B)之光量分佈的中心圓形區域28，亦可是與 圖6(A)同樣的環狀區域。 又，本例之繞射光學元件21係將照明光學系統12在 光瞳面（作為既定面）上的光量分佈設定為既定狀態，但亦 可以圖1(A)之投影光學系統PL之光瞳面Q3來作為既定面 。此時，藉由該繞射光學元件21，在不存在標線片尺之情 形下’於投影光學系統PL之光瞳面q3，設定出在包含光 軸AX之第丨區域及包含其之8個區域中大致一定，在其 他區域則光量較低的光量分佈。 又，本例之圖3及圖6(A)之例中，在光瞳面上光量大 致一定的區域28(或28R)、區域29A〜29D及區域30A〜 39 δΙΟΙ 30D雖分別為圓形（或 別為擴圓形（或擴_ \ ’旦圓形（或環狀）區域亦可分 狀^，>之％狀）。此外，亦可將各圓形（或環 ^ a _ 夕角形（或多角形之框狀）區域，或亦 了疋圓形(或橢圓形)區域與多角形區域之組合。 9 7 /系頌不该光瞳面上可能之其他的光量分佈，如圖 # ^光里刀佈，在中央之方形（除正方形外，ό角形 寻’、:）區域28、圍著該區域之4個方形區域29ε〜29Η、 及圍者该區域之4個方形區域3〇ε〜3〇η為大致一定，其 他區域則較低。此時’該方形區域之位置及面積，分別與 圖3之區域28、區域29八〜29d、及區域繼〜卿之位 置及面積大致相同即可。又，若使其對應目6(a)的話，取 代圖9之中央區域28A而使用框形區域即可。 卜其次，於圖1(A)之旋轉器24設有具不同繞射特性之 第2繞射光學元件22。將此第2繞射光學元件22設置在 照明用光IL之光程上時，即能得到在複眼透鏡5之射出面 Q1 (光瞳面）之5個區域光量大致一定，其他區域光量較低（ 本例中大致為0)的光量分佈。 圖7(A)，係顯示使用第2繞射光學元件22時，照明 用光IL在圖1(A)之複眼透鏡5之射出面Qi(光瞳面）的光 量分佈，圖7(A)之光量分佈（對應圖3之部分係賦予相同 符號），在包含以照明光學系統12之光軸BX為中心之外 半徑r4内半徑r4R之圓形環狀區域33R(第1區域）、與其 中心沿著包圍該區域33R之半徑R3之圓周35以90。間 隔配置之4個半徑之圓形區域34A，34B，34C，34D(第2 200428161 區域）之彼此分離的共5個區域其光量大致_定，其他區域 之光量則低於該一定光量（本例中大致為〇)。在此場八中 ，中心區域33R之外側輪廓亦係被設定為大於其他的^個 區域 34A〜34D(r4> r5)。 又，環狀區域33R之外半徑r4與内半徑r4R之比（= *々4)可以是0與i之間的任意|，舉_例而言，可使用 1/3 環（r4R/r4= 1/3) ' 1/2 環（r4R//r4 叫/2)、或 3環（r4R/r4=2/3)等。此外，半徑r4之較佳範圍與式 (13)之半徑rl的範圍相同，半徑R3與半徑r5之較佳範圍 分別與式（10)之半徑R2、及式（14)之半徑r2相同。 又’由於本例中轉印對象之2維圖案的排列方向為X 方向、γ方向，因此，外周部的4個區域34a〜34〇，係 分別沿著通過光軸]3乂、在x方向（或γ方向）以45。交叉 的直線配置。 此外，舉一例而言，區域33R之半徑Μ、區域心〜 34:之半徑r5、及圓周35之半徑R3，係如下式般，分別 設定為最大σ值（σ )的0.2倍、（U倍、及〇 9倍。 r4 — 0.2〇* 5 r5=0.1 〇 …（16) (17)

R3 = 〇·9 〇 本發明人，在滿足式（16)、式（17)條件之圖4之光瞳面 上=域33、及區域34A〜34D所構之5個區域的光量大 致而其他區域之光量大致U的光量分佈的情形下 安以電腦模擬進行了在標線片面配置各種間距之接觸窗圖 木’將該圖案之縮小像透過投影光學系統pL #印至晶圓 41 200428161 W上時所得之CD(臨界尺寸、critical dimensi叫評價。又 ’在進行此模擬時，曝光波長為ArF雷射光、圖丨（A)之浐 衫光學系統PL之像側（晶圓側）的孔徑數NAPL為〇 78、R 影倍率/3為1/4倍、最大σ值（σ )為0·9。 又 圖8之彎折曲線F1，F2，係顯示在該光瞳面上之5個 區:或光量-定時之CD㈣模擬結果，圖8之橫轴為晶圓 之散焦量（μιη)、縱軸係顯示作為CD值能良好轉印之圖案 的線寬（μιη)(在晶圓上之線寬）。又，圖8之大致平坦的曲 =F1，係顯示對線寬為140nm、間距220nm之接觸窗圖 案的模擬結果，山形之曲線F2係顯示對線寬M〇nm之^ ，圖案的模擬結果。由曲線F1, F2可知，對於兩圖案，在 散焦量F為一〇·2μιη〜 〇.2μηι程度之範圍内得到大致_ μ值。因此，能以高解像度且廣的焦深，對從孤立圖案 J Μ、、·田間距之接觸窗圖案的各種圖案進行轉印。 又，在使用此圖7(A)之光量分佈時，例如，欲控制畏 大σ值（(7)時，亦可改變圖1(Α)之棱鏡71及72的間隔: 來使圖7⑷中周邊光量較大區域34Α〜⑽之半徑方向位 置（在X方向、Y方向與光軸Βχ間之距離）變化即可。此 外’如圖1(c)所示，使用二對稜鏡71Α，7ιβ及71。，則 方向及Y方向分別獨立控制圖（A)之光量分佈中、 周邊光量較大區域34A〜34D之位置（與光車由ΒχρΒΐ之距 亦可。

、曰又，在圖7(A)之光量分佈中，亦可使中心區域33r之 光！(例如每單位面積之強度）、與周邊4個區域34A〜34D 42 200428161 之光量相異。肤笙止旦 y. 里 相對大小，例如係調整為對每一 待轉P之圖案皆能獲得最佳的解像度。 ^取代圖7(A)之光量分佈，而使用如圖7(B 所:之光量分佈亦可，亦即，將w 7(a)之周邊4個區域 由、、〜34D與中心;衷狀區域现實質上連結於半徑方向、 -有開口之海星（starfish)狀或星 大的光量分佈。此产來了+ 便九里車乂 月形下，亦能大致同樣的對各種間距之 圖木獲得高解像度。

、又，將圖7⑷之周邊區域34A〜34D與中心區域33r 力以連結、以目7(B)之光量分佈延伸於半徑方向之連結部 的光量，可與該周邊區域或中心區域之光量㈣，或亦:； 與該周圍區域或中心區域之光量不同、例如小於該等區域 “又，本例中，分佈在圖7(A)之周邊區域34A〜34D之 光Λ可以疋直線偏光。此時，舉一例而言，可以是如箭頭 AR所不，使分佈於該周邊區域之光線，是偏光方向為切 線方向（垂直於入射面之方向）的s偏光。據此，有時可提 门對特疋圖案之解像度等。關於此點，在使用圖7(B)之光 S分佈時亦相同，分佈於區域134中延伸於半徑方向之周 邊區域、特別是分佈於對應圖7(A)之周邊區域34a〜34〇 之該部分的光線，可以是偏光方向為切線方向之直線偏光 、。又，若圖7(A)、圖7(B)之光量分佈中分佈於周邊區域之 光為非偏光，或其偏光方向與切線方向不_致時，例士 與上述同樣的，最好是能在例如繞射光學元件21與複目『 43 200428161 透鏡5之間設置偏光設定構件。 33rH^為進行比較’顯示取代圖7(A)中央之環狀區域 在圓形區域使光量一定時的模擬結果。 圖4’係顯示取代圖7(a)中央之環狀區域规 丰二之圓形區域33使光量一定，並使包圍其之4個區域 〜灿與圖7⑷之情形同樣的光量為一定時的光量分 怖。

圖4中，與一例而言，區域33之半徑r4、區域％ 〜二之半徑Γ5、及圓周35之半徑们，係如下式般，〜 別设疋為最大σ值⑷的〇 2倍、〇」倍、及〇 9倍。 τ4=〇.2σ ? Γ5=〇.ΐσ ...(18) R3=〇-9(J ...(19)

本發明人，在滿足式（18)、式（19)條件之圖4之光瞳面 上=域33、及區域34A〜34D所構之5個區域的光量大 致2，而其他區域之光量大致為〇的光量分佈的情形下 安以電腦模擬進行了在標線片面配置各種間距之接觸窗圖 *將4圖案之縮小像透過投影光學系統pL #印至晶圓 W上時所得之CD(臨界尺寸、cntical dimension)評價。又 在進仃此模擬時，曝光波長為ArF雷射光、圖i(a)之投 影光學系統PL之像側（晶圓側）的孔徑數ΝΑκ、投影倍率 Θ、最大σ值（C7)之值，與圖3之情形的式（12)相同。 圖5之曲線37，係顯示在該光曈面上之5個區域光量 疋％之CD值的模擬結果，由曲線37可知，在間距5〇〇 〜7〇〇nm左右CD值變低。 44 200428161 一因此可知，使用圖3之光瞳面上9個區域之光量大致 一^的光量分佈時，較使用目4之包含中央圓形區域之5 區域之光里大致一定的光量分佈，更能在較廣的間距範 圍以高精度轉印圖案。 [第2實施形態] 接著，參照圖10〜圖17說明本發明之第2實施形態 壯本例中’基本上亦使用圖i (A)之掃描曝光型的投影曝光 裝置來進行曝光。不過，本例係取代圖1(A)之繞射光學元 件21，而使用特性相異之繞射光學元件22A(詳情後敘）。 因此’繞射光學元件22A、第i棱鏡71及第2稜鏡72係 對應用來設定既定光量分佈的光學構件。作為可動稜鏡， 亦係與第1實施形態同樣的使用稜鏡71，72(或僅使用第i 稜鏡71亦可）。 再者，作為可動稜鏡，亦可如圖1〇所示，使用在一方 向具有折射力、而與此正交之方向沒有折射力之一對v字 形的間隔可變稜鏡71A，72A亦可。又，稜鏡71A，71b， 係配置成各個之中心矩形區域（本例中為平行平面板）與光 軸BX大致正交，且周邊部之2個斜面包含光軸在與 圖1 (Α)之圖面正交的面，大致對稱。 此構成中，藉由改變棱鏡71Α，72Α之間隔，於圖 wee)之紙面内上下方向（例如，在顯示照明光學系統η之 光瞳面之照明用光光量分佈的圖12中係對應γ方向）的周 邊光量較大區域之位置會變化。 以下，詳細說明本例之照明光學系統及照明方法。本 45 例中’係取代圖1(A) 標線片載台14上。 不、、' 片R，而將標線片RA裝載於 圖11 (A)，係顯裝載 上所形成之轉印用線片载台“上之標線片ra 寻P用圖案（原版圖案 線片R之圖案區域PA 成 Θ ，在標 案52,其係將又方向寬度a;Y成有一：向密集接窗用的圖 Μ ψ 5!,. 又 方向見度b之四方形開口 口杀：> 1，以間距p週期 描方μ & /的排列於χ方向（本例中為非掃 抽万向）而構成。間距P 巾 之解姑服# 係大致接近本例之投影曝光裝置 1/2^ * X方向寬度a為間距P之 二度、Y方向寬产“則係從與寬度“目同長度至其10 ^右（a〜1〇a程度）的長度。圖案Μ 圖=向?係可視為孤立圖案之一方向密集圖案”匕外， -、 雖係將4個開口圖宰5 1排列於γ 士 a ，但開口圖案51之數吾要是？ 之週期圖案 ’開口圖案51雖係形成在遮光膜中之穿透圖案， —’、可是設在穿透部中之遮光圖案。 〃 的―：，=f方向與圖案52分離之位置，亦形成有其他 肖密集接窗用的圖案53,其係將口圖案51以大於 =之間距㈣列於χ方向。圖案…，實際上係 。長度在數pm程度以下之小圖案’在標線片ra之圖 •品或PA可形成除此以外的各種圖案（未圖示）。此外，如 圖1吵）所示，若分別將開口圖案51以間距p排列於X方 °之圖案52A, 52B，52C，係在Y方向以相當程度大於間 46 200428161 距P之間距形成在標後片RA卜日本

、 知線片RA上k，可將各圖案52A，52B 52C分別視為一方向密隼圖幸 ’ 、 Π⑴集圚荼而作為本例之轉印對象。 又’複數個週期性圖索，口旅旱、Λ 六 、、 ^案，、要疋以能分別在與週期方向正 父之方向視為孤立之間隔配置即可，其數量任意皆可。 為了將此種標線片RA上之—方向 y 精度轉印至晶圓上，本㈣如圖1(A、所…案之像^

+ 1夕J你戈圚1(A)所不，在照明用光IL 之，程上配置繞射光學元件22A，來將照明用光化在作為 既定面之複眼透鏡5之射出面Q1(光瞳面)的光量分佈(強 度分佈）設定為既定分佈。 圖12係顯示本例圖1(A)之照明用光α在複眼透鏡5 之射出面Q 1 (知、明光學系統丨2之光瞳面）的光量分佈，此 圖丨2中，係將射出面Q1上對應圖11(A)之標線片RA上 之X方向（週期性排列之方向）及γ方向（能視為孤立圖案之 方向）的方向，分別設為χ方向及γ方向。此處，若設圖 1(A)之投影光學系統pL物體側（標線片側）之孔徑數設為 ΝΑ、將像側（晶圓側）之孔徑數設為NAPL的話，使用投影 倍率yS時成立以下的關係。 ΝΑ= β · NApl …（5)(與第1實施形態相同） 進一步的，若設從照明光學系統12射入標線片R A之 照明用光IL之孔徑數内的最大值為nail，本例中，係將 該最大孔經數NA1L對投影光學系統pl之孔徑數NA之比 值（相干係數）稱為最大值，以最大（J值為（J l。亦即，最 大σ值之照明用光，係指照明用光IL中以最大入射角射入 才示線片RA之光，最大σ值（crIL)可表示如下。 47 200428161 σ IL= NAil/NA= NAil/(万· NApl) ··· (6A)

於圖1 2所示之照明光學系統之光瞳面，最外側之圓周 26 ’係表示假想光束（具有與投影光學系統PL之入射側孔 仅數NA相同孔徑數）所通過區域之外周，其内側的圓周2 7 ’表示與具有最大σ值（σ iL)之孔徑數之照明用光所通過區 域相接之半徑為σ的圓周，所有的照明用光皆通過圓周27 内部。圓周27之半徑〇*，如下所述，係相等於σ NA σ = NAil= σ IL · ΝΑ= σ IL •冷· NAPL …(6B) 又，圖12中，係將X軸及Y軸之原點取在光軸Βχ 上。本例之照明用光IL的光量分佈，於圖12中，係在包 έ以妝明光學系統12之光軸BX為中心之半徑r4的環狀 區域54、與X方向挾著該區域54之2個半徑的圓形區 域55A，55B的共3個區域（繪有斜線之區域）具有大致一定 的光量，在其他區域則為低於該一定光量之光量（本例中大 致為0)的光量分佈。亦即，3個區域54, 55a，55B之中心 ，係沿著通過照明光學系統12之光軸Βχ而與又軸（轉印 射象之-方向密集圖案之週期性排列的方向）平行之直線配 置’兩端的區域55Α及55Β之中心與光轴Βχ之間隔皆為 R3 〇 此外，環狀區域54，係内側半徑為外側半徑Μ之丨/ r4 之 1/3 或 2/3 1 5(A)所示，取代 54A。又，亦可取 2的1 /2環狀、或内側半徑為外側半徑 的1/3或2/3環狀等。又，亦可如圖 環狀區域54而使用半徑r4之圓形區域 48 200428161 代環狀區域54而使用實質上被分割為複數的區域。具體 而言，如圖15(C)所示，可取代環狀區域54而使用在丫方 向（或X方向）分離的2個半圓形（或圓形）區域54ai及 54A2中光量較大的光量分佈。此時，取代環狀區域54, 而使用在X方向及Y方向（或與該等軸45度交叉的方向） 被分割為4區域中光量較大的光量分佈。此外，在圖12 之區域54，55A，55B之輪廓附近，光量可以呈往外側逐漸 減少之分佈。中心區域54係對應第1區域，挾著該中心 區域54的2個區域55A及55B係分別對應第2區域及第 3區域。以下，該半徑r4, r5及距離R3，係分別以相當於 最大σ值（σ IL)之式（6B)的半徑σ (最大0值之光束通過之 點、與光軸ΒΧ間之間隔）的單位來加以顯示。 本例中’半栏r4及r5最好是能如下式般，分別設定 在0·1σ〜〇·2σ程度之範圍内。

0.1 σ ^τ4^0.2σ 0.1 σ ^ r5 ^ 0.2 σ (22)

若半徑r4，r5之值小於式（21)、式（22)之下限值的話， 將因一方向密集圖案之孤立方向的光束而導致投影光學系 統PL之焦深變淺，若半徑r4，r5之值大於式（21)、式（22) 之上限值的話，將因一方向密集圖案之週期方向的光束而 導致投影光學系統PL之焦深變淺。又，半徑r4及r5最好 是能如下式般大致相等（詳情後敘）。 r4 % , rD ··· (23) 此外’圖12之兩端的區域55a及55B，係與最大σ 49 200428161 值之圓周27内接。因此，成立如下之關係。 R3H5 -(24) 此％，圖1 (A)之繞射光學元件22A之繞射特性，係被 設定為能在滿足式（21)〜式（24)條件之目12之光瞳面上的 區域54, 55A，55B之光量大致_定，而其他區域之光量大 致為0的光量分佈。因此’繞射光學元件21，例如，可藉 由在光穿透性之基板上形成大致沿圖12之χ軸方向心 規則性的凹凸光柵來加以製造。此外，繞射光學元件Μ ，亦可以是組合複數片相位型繞射光柵所得者。此情形下 ’由於繞射光學元件22Α為相位型’因此其優點為光的利 用效率高。再者，作為繞射光學元件22α，亦可使用以繞 射光栅狀分佈來變化折射率分佈之光學元件。關於具有特 定繞射特性之繞射光學元件的構造及製造方法，例如已詳 細揭露在本中請人之日本專利特開2GG1_176766號公報（對 應美國專利第6 5 5 6 3 5 5 6 7號）中。 、 又，將使用繞射光學元件22A所得之光量分佈，在包 含圖之區域54, 55A，55B之區域中形成為大致一定的 光量，將對應區域54, 55A，55B部分形成有開口之孔押光 鬧，配置在圖i⑷之複眼透鏡5之射出面…（光瞳面）亦可 。此時，亦能獲得照明用光^之利用效率高的優點。 以下，參照圖13來說明以圖12之照明用光之光量分 佈’照射圖η⑷之標線片RA之一方向密集接觸窗之圖案 52(—方向密集圖案）時的成像光束。 圖13(A)係顯示從圖案52而繞射於沉； 孤立之Υ方向的繞 50 200428161 射光（成像光束），13(B)係顯示從圖案52而繞射於週期性 之x方向的繞射光（成像光束），於圖13(A)、圖13(B)中， 光束58，59及60係分別表示通過圖12之照明光學系統光 瞳面上之區域54，55A及55B的照明用光il。藉由光束 58，59及60而從圖案52(開口圖案51)產生之繞射光，在 γ方向係如圖13(A)所示，以中心最強、傾斜角越大強度 越低之分佈產生。 另一方面，如圖13(B)所示，因來自圖12之區域54( 以光軸BX為中心）之光束58的照射而從圖案52產生於X 方向之繞射光中，除〇次光外亦有+ 1次光58P及—1次 光58M。此時，由於圖案52已大致達解析限度，因此+ J 次光58P及一1次光58M無法通過圖1(A)之投影光學系統 PL。又，因來自圖12之兩端區域55A及55B之光束59及 6〇之照射而從圖案52產生於X方向之〇次光，係如圖 ]3(B)所示，分別設為〇次光59及〇次光6〇。由於本例之 圖案52大致達解析限度，故因一光束59而產生自圖案52 之+ 1次光59P係與另一 〇次光6〇平行的射入圖1(A)之投 影光學系統PL，因另一光束6〇而產生自圖案52之一卜欠 光60M係與另一 〇：：灸去^,, 人九59 +仃的射入圖1(A)之投影光學 系統PL。 的波長為λ、〇次光5 9 為0、0次光60對圖案 ，在一光束59内，以X 開口圖案51的光束為光 又，設入射之光束58，59，60 對圖案52之法線的X方向射出角 52之法線的X方向射出角為〜θ 方向間隔P通過圖13(B)中相鄰之 51 200428161 59A，59B。此時，光束59A之+ 1次光59AP與光束59b 之+ 1次光59BP的光程長之差△ a，係如下式般等於波長 Λ ° Δ A = 2 · P · sin θ = λ …（25) 又’圖12之區域55Α，55Β與光軸ΒΧ的X方向間隔 R3，係如下式般對應圖13(Β)之光束59, 60之〇次光射出 角Θ的正弦sin0。

R3 = 〇 - r5 = Sj[n ^ …（26) 又’式（26)，係對應圖1(A)之照明光學系統12中之射 出面Q1(光瞳面）與標線片面之間的部分光學系統之射出面 Q1側之焦距fQl為1的情形。根據式（25)及式（26)成立以 下關係。由於式（26)之間隔R3無單位，因此下式兩邊之 位皆為長度。 / (2 · R3)= λ / {2(

a渙。之，式（27 A)顯示本例之投影曝光裝置在物體 ^線片面）之x方向（週期方向）解析限度，加大σ或縮小 仅Γ5來增大間隔R3，即能縮小作為解析限度之間距$ ； P如下式般換异成在晶圓上之長度的間距/3 · j 即為投影光學系統PL在像面（晶圓面）之χ方向解析限 日日®側孔徑數NApl為0·85 影倍率θ Α β 杈〜光子糸統PL之投 為/4、照明學系統12之·值)為0.90、圖 52 200428161 12之區域55A，55B之半徑Γ5“.ΐ4σ時，稱此為 照明條件」。此條件下在像面叙解㈣ 式⑽）、式（27Β)，約為147譲。 根據 β · P= 146.7(nm) …（28) i圖12，亦可視為顯示圖1(A)之投影光學系、統凡之光 瞳面Q3之X方向光量分佈的圖。此時，圖12之區域w 似，55B係對應照明用光仏之〇次光通過的位置，圖 11(A)之圖案52所造成之照明用光α之X方向的+ }次光 ’則係將圓周27内之光量分佈平行移動至圓周57A内區 或的刀佈’ 4圓周57A係以從光軸Βχ(投影光學系統之光 轴ΑΧ)往+ Χ方向相距間隔2·们之點兄為中心。同樣 的，圖案52所造成之照明用光江之χ方向的—2次光， 則係將圓肖27内之光量分佈平行移動至圓@ 57B内區域 勺刀佈σ亥圓周57A係以從光軸BX(光軸AX)往一X方向 相距間隔2 · R3之點56為中心。此時，由於通過區域 55B(或55A)之光束（〇次光）的+ 1次光（或—i次光）會通過 區域55A(或55B) ’因此能以高解像度將圖案52之像投影 至晶圓上。 此外’通過55B(55A)之光束的+ i次光（一；[次光）只 要有一部分在圓周20内的話，即會成像出圖案52之像， 因此在像面側之實際的解析限度点· p係較式（28)小的值 關於本例，發明人為求出圖12之中央區域54之半徑 r4、與兩端部區域55A，55B之半徑間的最佳平衡，因 53 200428161 此在-邊變更半徑μ的情形下，—邊以電腦模擬計算了投 影光學系統PL所形成之像的焦深（D〇F)。此時，除半徑μ 以外之條件皆與第i照明條件相$，半徑r5為〇1切。又 ，圖11(A)之圖案52之間距ρ設為大致解析限度之14允以 、開口圖案之X方向寬度a設為7()nm、γ方向寬度b 則設為500麵。又，間距p及寬度a、b係分別換算至：影 光‘糸統PL之像面上的長度。

圖14之曲線61，係顯示該模擬結果，圖14之橫軸為 圖^之中心區域（中心σ)之半徑r4(單位為^、縱轴為割 應半徑r4值之焦深（D0F)(nm)的計算結果^由該曲線ο可 知，在半徑Γ4為〇·1σ〜0·2σ的範圍内大致獲得了 l〇0nn 以上之焦深。此外，半徑Γ4為α1(=〇·14σ)時，亦即大致 在半杈r4=r5成立時’獲得最深的焦深。此時，即使在作 為基板之晶圓上存在甚+妒命 干％度之凹凸、或因投影光學系統 之像差等而在前述曝光區域内產生像面之彎曲等，亦或 是例如在以掃描曝弁方式；佳—胃，+ v ^

尤万式進仃曝光時殘留某種程度之隹點 位置之循跡誤差，卩能以高解像度轉印-方向密集圖案。 卜右半k 1*4小於〇·1σ的話，圖11(A)之圖案μ之孤 :方向之成像光束焦深將會變窄。另一方面，若半徑“大 ;.二的話’會因來自圖12之中心區域54之光束的光 ί王效果’而使圖1丨（八）之圖案 深變窄。 茶52之週期方向之成像光束焦 處的一方向密集接觸 52相同、且間距q 又，位於離開圖11(A)之圖案52 窗之圖案53，由於其排列方向與圖案 54 200428161 大於間距p 晶圓上。 因此能在上述照明條件下以高解像度轉印至 如前所述， 用，能將包含圖 片RA之圖案， 藉由本例圖12之光瞳面上之光 710里刀佈的使 ιι(Α)之一方向密集接觸窗圖案52的標線 於X方向及γ方向以高解像度

1 土 M HJ

又，例如在圖11(Α)之標線片RA上，形成有以X 向為週期方向之一方向密集圖案、與以γ方向為週期方: 之一方向錢圖案時，與其中間距最小之圖案之週期方^ 平行的，言免定圖12之照明用光所通過之3個區域54, W 55Β之排列方向即可。此時，雖然可將3個區域54, 55α 55Β配置在&明光學系統12之光瞳面上通過絲Βχ、卫 與間距最小之-圖案之週期方向平行的直線上，但除中头 £域54外之2個區域55Α，55β之至少—方，其在平行於 另一圖案之週期方向的方向與光車由ΒΧ <間的距離可以是 0，例如，可視該另—圖案之間距等來調整該距離。 又，上述實施形態之投影光學系統PL像側之孔徑數 napl、投影倍率万、及照明光學系、统12之最大σ值（口比） 不限於上述而可為任意之值。例如，欲控制最大α值（^ !L)或圖12之間隔R3時，只要改變圖之稜鏡71及72 的間隔，來使圖12之光量分佈中周邊光量較大區域55Α 及55Β之半徑方向位置（χ方向與光軸Βχ間之距離）變化 I7可此外’即使取代稜鏡71，72而使用圖1 〇之V字形 稜鏡71Α，72Α，同樣的亦能控制最大σ值。 55 旦b外’圖1 2之光量分佈中，亦可使中心區i或54之光 如每單位面積之強度）、與周邊2個區域Μ，MB之 韓£相# °此#光虿之相對大小，例如係調整為對每一待 尸之圖案皆能獲得最佳的解像度。再者，亦可使分佈於 :|12之周邊區域55A A 55B之光為直線偏光。此時，舉 、*而。，可以使分佈於該周邊區域55Α，55β之光線，是 :光方向為切線方向(垂直於入射面之方向)的S偏光。據 在，有時可提高對特定圖案之解像度等。 又，右從光源1產生、分別分佈於前述周邊之光量較 :的士3個區域之光為非偏光，或其偏光方向與切線方向不 夂才例如，最好是能在繞射光學元件21(偏光構件）與 複眼透鏡5之間、分佈於各區域之光所通過的光程上設置 1 /2波長板或丨/4波長板等之偏光設定構件，以將其轉 =成偏光方向與切線方向大致一致之直線偏光的光束。此 蚪，取好是能在前述一對稜鏡中，可沿光軸βχ移動且配 置在最上游側（光源側）的一個稜鏡（可動構件）之入射側，例 如與透鏡4之間、或前述繞射光學元件與透鏡4之間設置 偏光設定構件。此場合，不需要根據繞射光學元件之更換 或複數個棱鏡之間隔變化所造成之光束行進方向（光程）之 變化，來移動偏光設定構件，或因應該變化而將偏光設定 構件形成的較大。 又，本例之繞射光學元件22Α係將照明光學系統j 2 在光瞳面（作為既定面）上的光量分佈設定為既定狀態，但 亦可以圖1(A)之投影光學系統pL之光瞳面Q3來作為既定 56 200428161 面。此時’藉由該繞射光學元件22A，在不存在標線片r 之情形下，於投影光學系統PL之光瞳面Q3，設定出在勺 含光軸AX之第丨區域及挾著該第丨區域之2個區域中$ 致一定，在其他區域則光量較低的光量分佈。 疋日g Ιξέ域 54 ΜΑ，55Β雖分別為圓形（或環狀），但亦可使各該區域分另 為橢圓形外形之區域。此外，亦可將各區域之外形形成^

如下之角形區域，或亦可是圓形（或橢圓形）區域與角汧 域之組合。 〆" 圖15(B)係顯示該光瞳面上可能之其他的光量分佈 如圖15(B)所示，該光量分佈，在中央之方形（除正方形 ，6角形等亦可）框狀區域54Β、以及在χ方 之2個方形區域55C，55D為大致-定，其他區域貝7 = 此時，該方形（框狀）區域之位置及面積，分別與圖Μ之 或54, 55A，55B之位置及面積大致相同即可。

其他，根據上述式（27A)或（27B)可知，於圖12之光丨 面上之照明用光的光量分佈中，若σ (圓周27之半徑σ 〇、且兩端區域55Α，55Β之半徑r5越小，則可㈣析j 又P(或万P)越小。然後，若半徑r5小於ο」σ的咭，焦、、彳 會變淺。因此，以下即說明能實質上縮小半徑d來提昇、: 像度、且將焦深維持的較深的方法。為此，於 轉斋24設有隱射特性些微不同之第2繞射光學元件則。 ^此第―2繞射光學元件22B設置在照明用光IL之光程』 了於複眼透鏡5之射出面q1(光瞳面），圖16(八）之3個 57 200428161 區域62，63 A，63B光量大致一定，其他區域光量較低（本例 中大致為0)的光量分佈。 圖16(A)，係顯示使用第2繞射光學元件22B時，照 明用光IL在圖1(a)之複眼透鏡5之射出面qi(光瞳面）的 光量分佈，圖16(A)之光量分佈（對應圖12之部分係賦予 相同符號）中，設定有以圖1(A之）照明光學系統12之光軸 BX為中心之半徑Γ6之圓形區域62(第1區域），以及於χ 方向挾著此第1區域、從光軸ΒΧ至各中心之間隔為R4的 2個於Y方向細長、X方向寬度為t且y方向長度為h(h> t)的橢圓形區域63A，63B(第2區域及第3區域）。此例中 中央區域6 2亦可以是環狀。2個細長的橢圓形區域6 3 a 及63B ’分別係半徑σ之圓周27内的區域、與半徑為na( 亦可是σ )之圓周65A及65B内的區域重疊的區域，該圓 周65Α及65Β係以間隔R5(距光軸ΒΧ)之位置64八及64Β 為中心。此時，間隔R4，係設定為較間隔R3 (從圖12之 光軸BX至區域55A，55B之中心的間隔）長，間隔R4及 R5可以下式表示。 (σ - t/2)> R3 …（29A) R5 = RA+ ΝΑ—t/2 ... (29B) ’則橢圓形 係設定在以 Μ，係設定 為了使R4>R3之關係成立，設式（22)成立 區域63A，63B之X方向寬度t的1/2，例如 下範圍。同樣的，中央之圓形區域62之半徑 為大致t/2之2倍左右的範圍内。 ··· (30) 0.025 σ ^ 0.047 〇 58 200428161 0.05 σ ^τ6^0.ΐ6σ …（31) 再者，t/2宜設定為0·〇5σ左右。在此等情形下，對 應式（27Α)之投影光學系統PL在物體面之χ方向的解析限 度ρ，如下式般，係小於式（27Α)之值。 ρ= λ /(2 . R4)< λ /(2 . R3) ..-(32) 關於圖16(A)之照明條件，發明人為求出中央區域62 之半徑r6、與兩端部之橢圓形區域63八，63Β之半寬（t/2) 間的最佳平衡，因此在一邊變更半徑r的情形下，見一邊以 t腦模擬計算了投影光學系、統PL所形成之像的焦深（d〇f) 。此時之照明條件（第2照明條件），波長又為 “杈影光學系統PL之晶圓側孔徑數Na^為〇 85、投影倍 率/5為1/4、照明光學系統丨 ~。 ΙιΛσ值）為〇·93、橢圓 =域63Α，63Β之半寬（t/2)為⑽σ。又，轉印對象之 二11(Α)之圖案52之間距Ρ設為大致解析限度之14〇nm、 声圖案5]之χ方向寬度&設為7〇細。又 度3係分別換算至投影光學系統PL之像面上的長度。 圖17之曲線66，係顯示該模擬結果， 圖叫A)之中心區域62(中心〇之半徑 之也、車由為 軸為對鹿丰；^ μ杜 （早位為σ )、縱 線 心"值之焦深（D0F)(nm)的計算結果。由該曲 '、 可知，在半徑r6為〜〇 16σ & 卜 得了 Wnm以上之隹況^ 1 6σ的犯圍内大致獲 時，亦即大致在半Γ 半徑r6為㈧ 半4工1*0 一 t成立時，择得吾、、穴 35〇nm)。因此，驻山 焱付取/衣的焦深（約 ._ 由圖ί6(Α)之照明條件的使用，斟古 向密集圖案獲得了承、 頂便用，對一方 更向的解像度，且獲得深的焦深。本例 59 200428161 中’即使圖16(A)之兩端區域63A5 63B之X方向（週期方 向）的寬度變窄，由於區域63A，63B之面積與圖12之區域 55A，55B之面積大致相同，因此得到了較深的焦深。 取代圖16(A)之中央區域62，如圖16(B)所示， 使用以X方向（與周邊之橢圓形區域63A，63b之長邊方向 正父之方向）為長邊方向之橢圓形區域62A之光量變大的 光里刀佈亦可。圖16(B)之光量分佈中，挾住橢圓形區域 62A的2個橢圓形區域63Α，63β，其光量亦較大。如前所 述:將中央區4 62A作成橢圓形，有時能在不使光量減少 的^形下，對一方向密集圖案改善孤立方向之解像度。 又’在圖16(A)、圖16(B)之光量分佈中， 區域62, 62A之光量（例如每單位面積之強度） 域63A，63B之光量相異。 亦可使中央 、與周邊區 63A㈣本例中，分佈在目16(A)、圖16(B)之周邊區域 -，、之光線，可以是直線偏光（例如，長邊 光方向）。牯則H 八透方向為偏 寺別疋圖16(B)之光量分佈中，舉一 佈於該周邊區伙〇 牛例而s，分 &域63A，63B之光，最好是偏光 PC，PB所干i E 疋1场尤方向如箭頭 :、為”長邊方向(即對應圖"㈧之標線片圖幸 方向的方向）的直線偏光（S偏光）。此時 ’、 分佈於該中央栌鬥…广Λ 途一步的， 夹橢囡形區域62Λ之光，最好是偏 頭PA所示A A 疋偏先方向如箭 馮其長邊方向（即對應圖11(~ 週期方向的方而ώ 之铩線片圖案之 ϋ勺直線偏光。據此，有時可提古# 案之解像度等。 T」钕回對特定圖 又，若圖16(A)、 16(B)之光量分佈中分佈 於周邊區 200428161 域63A，63B之#直非伯， ^ 先為非偏先，或其偏光方向與長邊方向 線方向）不"致時，L '-L' J—1 , . Γ7 丨 ， 了 〃上述同樣的，最好是能在例如繞射 學元件與複眼透鏡5之間設置偏光設定構件。同樣的，在 圖16⑻之光量分佈令分佈於中央區域62a之光為非偏光 ’或其偏光方向與長纟蠢犬· h T , ^ 〃、负遺方向不一致時，亦最好是能藉由前 述偏光設定構件來調整其偏光狀態。 [弟3實施形態]

接著’參照圖18〜圖21說明本發明之第3實施形態 。第1實施形態係使用包含繞射光學元件21，22之構件來 作為用以設定既定光量分佈的光學構件，相對於此，本例 則係使用孔徑光闌來作為該光學構件，圖18中，對應圖 1(A)之部分係賦予相同符號並省略詳細說明。 鏡3而射入複眼透鏡5。於本例之複眼透鏡$的射出面 =1(¾明光學系統12之光瞳面），設有用以在射出面Q1(既 定面）獲得既定光量分佈、作為光學構件的孔徑光闌&光 圖18係顯示本例之投影曝光裝置之構成，此圖18中 ，來自曝光光源i之照明用光IL，經光束放大器2及反射

闌M2。孔徑光闌42係安裝於旋轉器41，於此旋轉器41， 亦安破有另外的孔徑光_ 44、以及其他未圖示之孔徑光闌 。本例係構成為：帛以統籌控制裝置全體之動作的主控制 系統17,可透過驅動部43來控制旋轉器41之旋轉角，將 孔位光闌42，44等之任-者設置在射出φ Q1(光瞳面），據 以切換照明條件。 透過聚光透鏡系統6

通過孔徑光闌42之照明用光IL 61 200428161 、視野光闌7，8、成像用透鏡系統9、反射鏡1〇、及主聚 光透鏡系統11，以相同的照明強度來照射作為光罩之標線 片R的圖案面（標線片面）之細長照明區域。以曝光光源工 、光束放大器2、反射鏡3、複眼透鏡5、孔徑光闌42(或 其他孔徑光闌）、聚光透鏡系統6、視野光闌7, 8、成像用 透鏡系統9、反射鏡1 〇、及主聚光透鏡系統丨丨來構成本 例之照明光學系統12。除此以外之構成，與圖1(A)之實施 形態相同。 本例中，轉印對象之標線片R上之圖案，亦係包含如 圖2所示之3種不同間距之接觸窗的圖案。因應於此，圖 1 8之孔徑光闌42，為獲得與圖3之光量分佈相同的光量 分佈，係遮光板中形成有9個開口者。 圖19係顯示該孔徑光闌42之形狀，圖19中，在以遮 光板構成之孔徑光闌42上，形成有以照明光學系統12之 光軸BX為中心的圓形開口 45、其中心延著包圍該開口 45 之第1圓周配置的4個圓形開口 46A，46B，46C，46D、其 中心延著包圍該開口 46A〜46D之第2圓周配置的4個圓 形開口 47A，47B，47C，47D等共9個彼此分離的開口。此 外，開口 45、開口 46A〜46D、及開口 47A〜47D之位置 及形狀，分別與圖3之光量分佈上光量大致一定之區域28 、區域29A〜29D、及30A〜30D相同。 因此’藉由孔徑光闌42之使用，在複眼透鏡5之射出 面Q1 (光瞳面）上之光量分佈，與第1實施形態同樣的，於 圖3所示之9個區域大致一定，除此以外區域則較低，因 62 200428161 此能將包含圖2中各種間距 度一次的轉印至晶圓w上。 ，照明用光IL之利用效率雖 單的構成將既定面（照明光學 正確的設定成期望狀態。 圖案之標線片的圖案’以南精 如本例般使用孔徑光闌42時 然不高，但其優點在於能以簡 系統12之光瞳面）之光量分佈 盥苴-亦可如圖20所示，取代圖19之孔徑光闌42、或 而使用中央開口為環狀之開口 45R的孔徑光闌 (此光闌亦設為42)。此場合’由於能正確的、且容易的獲 =與圖6(A)相同的光量分佈，因此能更為改善解像度及焦 ^此外以圖2〇之孔徑光闌42連結分別排列於半徑方 向的2個開口’即能形成與圖6⑻相同的光量分佈。 又i圖18之孔徑光闌44,如圖21所示，係對應圖 (A)之％狀區域33R及區域34A〜34D的部分分別為環狀 開/口 48R、及圓形開口 49A〜柳的光闌。因此，藉由將 孔仫光闌44配置在複眼透鏡58之射出面卩丨（光瞳面），光 瞳2上之光量分佈，即與圖7(A)同樣的在5個區域為大致 疋，而其他區域大致為〇，因此對各種間距之圖案，能 以廣的焦深獲得高解像度。 /、月匕 此外，以圖12之孔徑光闌44連結環狀開口 48R與圓 形開口 49A〜49D，即能形成與圖7(B)相同的光量分佈。 又’本只％形恶中孔徑光闌42，44之開口以外部分雖 係迖光部，但開口以外的部分亦可以是減光部（光透射率小 的。卩分）。此時，照明系統之光瞳面上之光量分佈，與圖3 圖6(A)、圖7(A)同樣的，在5個或9個區域以外部分的 63 200428161 光量不為0。再者’本實施形態中’雖將孔#光闌配置在 照明光學系統12 <光瞳面或其共軛面，但例如亦可接近 複眼透鏡5之入射面配置。 [第4實施形態] 接著，麥恥圖22說明本發明之第4實施形態。第2實 施形態係使用包含圖1(A)之繞射光學元件22八，MB之^ 件來作為用以設定既定光量分佈的光學構件，相對於此，

本例則係使用孔徑光闌來作為該光學構件。因此，本例中 ’基本上係與第3實施形態同樣的使用圖18之掃描：光 型的投影曝光裝置來進行曝光。不過，取代圖丨8之孔徑 光闌42及44，本例係分別使用後述之孔徑光闌“A及 44B，在標線片載台14上則係取代標線片r而裝 11(A)之標線片ra 〇 、 回

本例中，轉印對象之標線片RA ±之轉印圖案，亦係 包含圖11 (A)所示之於X方向以間距p排列之一方向宗隽 接觸窗的圖案52。因應於此，為了獲得與目12相同二： 量分佈，圖18之孔徑光闇42A係遮光板中形成有3 ^開 圖22(A)，係顯示該孔徑光闌42A之形狀，於圖 中’在以遮光板構成之孔徑光闌42A上，形成 人，以圖18 明光學系統12之光軸ΒΧ為中心的環狀開u 66，以 及在X方向隔著該開η 66之方式配置的2個圓形開口 67Α，67Β等共3個彼此分離的開口。此外 m — 间 σ 66，67A， 7Β之位置及形狀，分別與圖12之光量 种上九量大致一 64 200428161 定之區域54, 55A，55B相同。 因此，藉由孔徑光闌42A之使用，在複眼透鏡5之射 出面Q 1 (光瞳面）上之光量分佈，與第2實施形態同樣的， 於圖12所示之3個區域大致一定，除此以外區域則較低 ，因此能將包含圖11 (A)之一方向密集接觸窗的圖案52之 標線片圖案的像，在X方向及Y方向以高精度轉印至晶圓 W上。如本例般使用孔徑光闌4 2 A時，照明用光I l之利 用效率雖會降低，但其優點在於能以簡單的構成將既定面（ 照明光學系統1 2之光瞳面）之光量分佈正確的設定成期望 狀態。 又，圖18之第2孔徑光闌42B，如圖22(B)所示，係 對應圖16(A)之圓形區域62及細長橢圓形區域63A，63B， 而分別形成開口 68及細長橢圓形區域69A5 69B的光闌。 因此’將孔徑光闌42B設置在圖18之複眼透鏡5之射出 面QU光瞳面），即能與使用圖16(A)之照明條件時同樣的 ，以更高的解像度且更深的焦深將一方向密集接觸窗的圖 案轉印至晶圓上。又，本實施形態中，不僅是圖22(A)、 圖22(B)所示之孔徑光闌42A，42B，例如亦可使用形成圖 15(A)〜圖15(c)及圖16(B)所示光量分佈的孔徑光闌。 又’本實施形態，雖將孔徑光闌配置在照明光學系統 1 2之光目里面或其共輛面，但例如亦可接近複眼透鏡$之入 射面配置。再者’本實施形態中孔徑光闌42A，之開口 以外部分雖係遮光部，但開口以外的部分亦可以是減光部（ 光透射率小的部分）。此時，在照明光學系統12之光瞳面 65 200428161 上的光产分佈，在前述3個域以外部分的光量不為〇。 [第5實施形態] ，著’參照圖23說明本發明之第5實施形態。上述第 二弟4實施形態中係使用複眼透鏡來作為光學積分器（均 二、或均—器），相對於此，本例則係使用内面反射型積 分器、例如使用棒狀積分器來作為光學積分器。 / 23係顯示本例之投影曝光裝置之照明光學系統的主 '此圖23之光學系統，例如係配置在圖1 (A)之照 月光子系統12之反射鏡3與固定視野光闌之間。圖23中 ’來自未圖示之曝光光源的照明用光IL，射入與第i實施 形態相同構成之繞射光學元件21、或與第2實施形態相同 構成之繞射光學元件22A。來自繞射光學元件21(或22A) 之繞射光，透過中繼透鏡152而聚光於作為既定面之面Q4 上的9個（或3個）區域。又，通過面Q4之照明用光乩， 係透過聚光透鏡153而聚光於棒狀積分器151之入射面。 此場合，面Q4大致係位於聚光透鏡153之前側焦點面， 棒狀積分器151之入射面大致位於聚光透鏡153之後側焦 點面。 此外，棒狀積分器151之射出面q5係與標線片面之 共輛面’於此射出面Q45附近配置固定視野光闌丨54，在 此附近亦配置可動視野光闌（未圖示）。從棒狀積分器1 5 1 之射出之照明用光IL，經過與圖1 (A)之成像透鏡系統9及 主水光透鏡系統1 1相同的光學系統，而照明未圖示之標 線片之圖案。 66 200428161 本例中，亦係藉由繞射光學元件21(或22A)之使用， - 在面Q4上設定出如圖3(或圖12)般的光量分佈，因此能將 - 包含各種間距圖案之標線片的圖案（或含一方向密集接觸窗 的圖案），以高精度一次的轉印至晶圓W上。 又，本例中，亦可取代繞射光學元件21，而在面Q4 上配置具有與圖19、圖20之孔徑光闌42相同之9個開口 的孔徑光闌’或配置具有與圖21之孔徑光闌44相同之5 個開口的孔徑光闌。此外，如前所述，本例如必須調整照 馨 明光學系統之光瞳面上之光量分佈中光量較高之複數個區 域、例如調整在9個、5個、或3個區域中至少丨個之光 束的偏光狀態時’例如可在面Q4上設置前述偏光設定構 件。 再者’圖23中，亦可取代繞射光學元件22A，而配置 用以δ又定圖16(A)之光量分佈之圖1(A)的繞射光學元件 22B°此外’亦可取代繞射光學元件22A(或22B)之使用， 而在面Q4上配置具有與圖22(A)、圖22(B)之孔徑光闌 看 〆 相同的孔役光闌。此外，如前所述，本例如必 ’…周tfc、明光學系統丨2之光瞳面上之光量分佈中光量較 问之3個區域中至少丨個之光束的偏光狀態時，例如可在 面Q4上設置前述偏光設定構件。 又，例如在圖23之透鏡152與面Q4之間配置圖1(A) 之對間隔可變的棱鏡71，72(可動稜鏡），來使周邊之光 量較大區域之车你古& μ 7 <牛徑方向的位置為可變。 為棒狀積分益151，可使用四角形、六角形等 67 200428161 的多角柱狀、&圓柱狀等光穿透性的光學構件，或該等多 角柱狀或圓柱狀等中空金屬等的反射構件。 又，以聚光透鏡153开>成之照明用光（繞射光）IL之聚 光點，最好是能偏離棒狀積分器151之入射面。 再者，本實施形態中雖係以面Q4來作為既定面（相當 於照明系統之光瞳面或其共軛面），但既定面並不限於此， 例如可以是在棒狀積分器151與標線片R(或標線片ra)之 門又田取代燒射光學元件2 1 (或22A等）、或與其組合 ，例如使用孔徑光闌42, 44(或42A，42B)之任一者時，可 將該孔徑光闌配置在棒狀積分器151之下游側（標線片側） 0 又，上述第1及第5實施形態中，使用前述繞射光學 凡件與孔徑光闌雙方來設定照明用光IL在照明光學系統之 光瞳面之光量分佈的場合，在從繞射光學元件產生之繞射 光於孔徑光闌上形成圖3或圖7(A)所示之分佈時，照明用 光之利用效率最高（照明用光之光量損失最少），但該繞射 光不正確的形成圖3或圖7 (A)所示之分佈亦可。亦即，照 明用光之利用效率雖低，但可使用不同於前述繞射光學元 件（2 1，22)之繞射光學元件，來使該繞射光分佈於包含9個 或5個區域以外的既定區域。 又，與前述繞射光學元件並用之孔徑光闌，不一定須 為圖19〜圖21所示般具有5個或9個開口，只要具有能 將k繞射光學元件產生、分佈於照明系統之光瞳面或其共 輛面之繞射光（照明用光IL)的光量分佈，設定成例如圖3 68 200428161 、圖6(A)、圖7(A)所示之光量分佈的遮光部或減光部即可 。例如，可並用圖3或圖4之光量分佈設定所使用的繞射 光學元件，與將該光量分佈之中心區域28或33之中央部 予以部分遮光或減光的孔徑光闌，來設定圖6(A)或圖7(A) 之光量分佈，而不須要在此孔徑光闌形成對應待設定光量 分佈（光量高的5個或9個區域）的開口。 又，上述第1及第5實施形態中，以可使用可變焦距 透鏡（無焦系）來作為配置在照明光學系統内妓一 153)的至少一部分，俾使照明用光江分佈在照明光學系統 之光瞳面的9個或5個區域的大小為可變。進一步的，在 該光學系統(4; 152, 153)之前，至少組裝—對前‘間隔可 變之稜鏡亦可。此時，為了使照明用光江分佈於中心區域 (28 ; 33)，係將一對稜鏡之頂角附近加以切除，使部分照 明用光IL(分佈於中心區域）通過的部分，形成為與照明光 學系統之光軸BX大致垂直的平面。 又’上述第1及第5實施形態中，係藉由僅在照明光 學系統内交換設置之複數個繞射光學元件所構成的成形光 學系統，或藉由組合該複數個繞射光學元件、與光學系统（ 裝有前述可變焦距透鏡與一對稜鏡之至少一者；而構子成的成 形^㈣（相當於光學構件），在光學積分器係複眼透鏡 5 ^化Ή用光^在該人射面上之強度分佈；若光學積 分器係内面反射型積分器151時，則變化照明用光IL射入 該入射面之入射角度範圍’俾能任意變化照明用光江在照 69 200428161 月光學系統之光瞳面上的光量分佈次光源的大小及形狀 :、亦即能任意變化標線片之照明條件。此時，保持在旋轉 -24之複數個繞射光學元件，不限於前述繞射光學元件 21，22,可包含例如在小口照明、環狀照明、2極照明、及 4極照明中分別使用之4個繞射光學元件的至少1個。又 ，亦可於該成形光學系統中組合前述孔徑光闌。此時，例 如可將成形光學系統中除孔徑光闌以外（含前述繞射光學元 件等）的部分配置在光學積分器之上游側（與光源丨之間）， 而將該孔徑光闌配置在光學積分器之下游側。 又，上述第1、第3、第5實施形態中，由於圖2所示 之3個圖案25A〜25C之各間距於X方向及γ方向皆相等 ’因此如圖3所示，照明用光IL在照明光學系統之光瞳面 上分佈之9個區域所配置之直線31A，31B與照明光學系統 之光軸正父，但若3個圖案25A〜25C之間距於X方向及 Y方向不相同時，直線31A，31B即不會與照明光學系統之 光軸正交，亦即在4個中間區域29A〜29D分別與照明光 學系統光軸之距離在X方向及γ方向互異，且在最外周的 4個區域30A〜30D分別與照明光學系統光軸之距離在X 方向及Y方向互異。此外，形成在標線片之圖案數（種類） 不限於3個，可以是2個或4個以上，圖案之排列方向在 X方向及Y方向亦不須一致。 又上述第1、第3、第5實施形態中，係藉由前述間 隔可變之複數個稜鏡，來使照明光學系統丨2之光瞳面上 光里咼、除中心區域以外之4個或8個區域的各位置（與照 70 200428161 明光學系統之光軸BX的距離）為可變，但該周邊區域並不 卜 限於4個或8個，例如亦可以是2個。 ， 又，上述第2及第5實施形態中，在使用該繞射光學 元件與孔徑光闌之雙方來設定照明用光^在照明光學系統 之光瞳面上之光量分佈的場合，在從繞射光學元件產生之 繞射光於孔徑光闌上形成圖12或圖16(A)所示之分佈時， 知、明用光之利用效率最高（照明用光之光量損失最少），但 該繞射光不正確的形成圖12或圖16(A)所示之分佈亦可。籲 亦即’照明用光之利用效率雖低，但可使用不同於前述繞 射光本元件22A，22B之繞射光學元件，來使該繞射光分佈 於包含3個區域以外的既定區域。 又’與前述繞射光學元件並用之孔徑光闌，不一定須 為圖22所示般具有3個開口，只要具有能將從繞射光學 元件產生、分佈於照明系統之光瞳面或其共軛面之繞射光（ 恥明用光1L)的光量分佈’設定成例如圖12、圖1 5、圖 16(A)所示之光量分佈的遮光部或減光部即可。例如，可並 · 用圖15(A)之光量分佈設定所使用的繞射光學元件，與將 該光量分佈之中心區域54A之中央部予以部分遮光或減光 的孔徑光闌，來設定圖12之光量分佈，而不須要在此孔 徑光闌形成對應待設定光量分佈（光量高的3個區域）的開 Ο 〇 又’上述第2及第5實施形態中，以可使用可變焦距 透鏡（無焦系）來作為配置在照明光學系統内之繞射光學元 件與光學積分器（5 ; 151)之間所設之光學系統（4 ; 152， 71 200428161 153)的至少一部分，俾使照明用光IL分佈在照明光學系統 -之光瞳面的3個區域的大小為可變。進一步的，在該光學 糸統（4 ; 152，153)中，組裝一對前述間隔可變之稜鏡亦可 〇 又，上述第2及第5實施形態中，係藉由僅在照明光 學系統内交換設置之複數個繞射光學元件所構成的成形光 學系統，或藉由組合該複數個繞射光學元件、與光學系統（ 裝有前述可變焦距透鏡與一對稜鏡之至少一者）而構成的成馨 形光學系統（相當於光學構件），在光學積分器係複眼透鏡 5呀變化照明用光IL在該入射面上之強度分佈；若光學積 刀斋係内面反射型積分器i 5丨時，則變化照明用光比射入 該入射面之入射角度範圍，俾能任意變化照明用光江在照 光冬系、、'充之光目里面上的光量分佈（2次光源的大小及形狀 亦即能任意變化標線片之照明條件。此時，保持在旋轉 為24之複數個繞射光學元件，不限於前述繞射光學元件 22A，22B，可包含例如在小σ照明、環狀照明、2極照明 馨 及4極照明中分別使用之4個繞射光學元件的至少1個 又，亦可於該成形光學系統中組合前述孔徑光闌。 、、此日守，例如可將成形光學系統中除孔徑光闌以外（含前 ^ =光學兀件等）的部分配置在光學積分器之上游側（與 一源1之間），而將該孔徑光闌配置在光學積分器之下游側 =’上述第2、第4、第5實施形態中，轉印對象圖案 糸方向密集接觸窗的圖案（一方向密集圖案），但轉印 72 200428161 對象之圖案’可視為實質p 一 貝上一方向之孤立圖案，只要是 含在與其交叉（例如正交）方 乂）方向週期性形成之圖案的圖案 話，無論何種圖案皆可。 〃 此外，上述第2、第4、第5實施形態及其變形例中， 係將照明用光IL在與投影光學系統pL之光瞳面 上共軛之照明光學系統12之朵目土 ；々甘# 土 、 <九目里面或其共輛面（既定面）上 的光量分佈中光量高的3個F A ^ ^ ^ j個&域，於該既定面上沿著與前 述一方向密集圖案之週期方向卓 _ na απ t 刈乃同干仃、通過照明光學系統12 之光軸的直線配置，但不-定須將該3個區域配置在同一 直線上。例如’可將3個區域中除中央區域外的其他2個 區域之至少一方，配置在於γ古 、 方向偏離違直線處，或者亦 可使遠2個區域在γ方向盘昭明本與会 ^ u兴狀明九学糸統12之光軸的距 離不同。 又’上述第2、f 4、第5實施形態及其變形例中，前 述3個區域中的中央區域，除圓形外亦可以是環狀或矩形 框狀者，但其形狀（光量分佈）並不限於此，亦即，該中央 之區域，只要疋與環狀等同樣的，中央部之光量被設定成 小於其他部分之光量即可，例如可以是由彼此分離的複數 個區域（其形狀任意）構成。此時，該複數個區域之數量及 位置4，只要是設定成中央區域之光量重心與照明光學系 統之光軸大致一致即可，例如最好是設定成中心（重心）在 光軸外、與光軸之距離大致相等的n個（11為自然數）區域 ’以及相對此η個區域與光軸、大致對稱配置之^個區域 的共2η個區域。此外，該中央區域中彼此分離之複數個 73 200428161 區戒可在月j述既疋面上沿通過照明光學系 的既定直線配置，例如可沿同一直:：之光轴 一直線配置2個。再者，料央區域中彼此=例如沿同 區域，可視該争央區域之 刀離之後數個 八小（相當於σ值）浹、土 a好 方向’例如在中央區域之大小相對較小：：'、:列 與前述3個區域之排列方向（χ ”非列方向 其大小相對較大時，則使置排… “乂佳’相反的， …便具排列方向與前述3 « 列方向（X方向）大致正交（亦即為Y方向）較佳。 排 j ’上述第2、第4、第5實施形態及其 可使前述3個區域中除中 亦 r的2個區域之位置， :x方⑴將：前述一方向密集圖案之週期方向平行的方向 (；7下光學系統之光轴的距離維持大致相等的 '!·月形下’―邊視其間距使其（該2個區域之位置）為可變。 、又’上述各實施形態中’用於標線片照明條件之變更 的成形光學系統雖包含複數個繞射光學元件，但亦可取代 此繞射=學元件，例如更換使用像差不同之複數個透鏡元 牛士進乂的，在使用底邊為圓錐之第1及第2棱鏡71， τ、，右又更稜鏡71 ’ 72之間隔’亦即變更照明光學系統 = >之光瞳面上強度高的各區域與光軸Βχ之距離的話，隨 ^變更各區域之形狀亦可變化。因此，在該變化量超過 既=之各許值時，例如可使用前述焦距可變透鏡或柱面透 鏡等來抑制其形狀變化（使變少）。 又，圖1(A)之投影曝光裝置可採用雙積分器方式（於 …'月光予系統12内沿光軸ΒΧ配置2個光學積分器），該2 74 200428161 個光學積分器可以是種類互異者。又，上述實施形態中， 雖然照明用光在照明光學系統之光瞳面上的光量分佈於複 數個區域較冑，但例如纟各區域光量慢慢減少日夺，前述光 量高的區域’係指光量在既定值以上之區域。 又，上述各實施形態中，例如在使用波長丨8〇nm以下 之真空紫外線來作為照明用光IL時，圖1(A)之繞射光學 /〇件21，22，22A，22B之基板、構成標線片R，RA之玻璃 基板、以及構成投影光學系統PL之透鏡等折射構件之光 學材料，最好是能以選自螢石（CaF2)、氟化鎂或氟化鋰等 氟化物結晶、摻雜氟及氫之石英玻璃、構造決定溫度 1200K以下且羥基濃度在1〇〇〇ppm以上之石英玻璃（例如 本申請人之日本專利第2770224公報之揭示）、構造決定溫 度1200K以下且氫分子濃度在lxl〇17m〇iecules/cm3以上 之石央玻璃、構造決定溫度12〇〇κ以下且鹼濃度在5〇卯^ 以下之石英玻璃、以及構造決定溫度12〇〇κ以下且氫分子 >辰度在1 X i〇"molecuies/cm3以上而鹼濃度在5〇卯扭以下 之石英玻璃（例如本申請人之曰本專利第2936138公報（對 應美國專利第5,908,482號）之揭示）之君_組中的材料來形成 。另一方面，使用ArF準分子雷射光或KrF準分雷射光等 來作為照明用光IL時，除了上述各物質外，亦可使用合成 石英來作為該光學材料。 接著，參照圖24說明使用上述實施形態之投影曝光裝 置之半導體元件的製程例。 圖24係顯示半導體元件之一製程例，此圖24中，首 75 200428161

先從石夕半導體等製作出晶圓W。之後，在晶圓评上塗佈光 阻（步驟S10)，於下一步驟S12中，將標線片R1裝載於上 述實施形態(圖UA)或圖18)之投影曝光裝置之標線片载台 上，以掃描曝光方式將標線片R1_ 2之標線片R)之圖 案（以符號A表示）轉印（曝光）至晶圓W上之所有曝光照射 區域SE。又，晶圓界係例如直徑為3〇〇mm之晶圓（12吋 晶圓曝光照射區域SE之大小’例如係非掃描方向之寬 為25mm、掃描方向之寬為33mm之矩形區域。接著，於 步驟S14巾，藉進行敍刻及顯影、離子植入等，在晶圓w 之各曝光照射區域SE形成既定圖案。 其次，於步驟S16中，於晶圓W上塗佈光阻，之後於 步驟S18中，將標線片R2裝載於上述實施形態（圖或 圖18)之投影曝光裝置之標線片載台上，以掃描曝光方式 將標線片R2之圖案（以符號b表示）轉印（曝光）至晶圓w 上之所有曝光照射區域SE ^然後，於步驟S2〇中，藉進行

蝕刻及顯影、離子植入等，在晶H w之各曝光照身;區： SE形成既定圖案。 、，為製造期望之半導體元件，以上之曝光製程〜圖案形 成製程（步驟S16〜步驟S2〇)係視需要重複進行若干次。然 後，經將晶圓W上各晶片CP —個個切離之切割製程（步驟 S22)、結合製程、及封裝製程等（步驟S24)，來製造作為成 品之半導體元件SP。 又’上述實施形態之曝光裝置’可將由複數個透鏡構 成之照明光學系統、投影光學系統裝入曝光裝置本體並進 76 由多數機械零件組成之標線片載台、晶圓 曝光裝置本體後進行各種線路及管線之連接， 進-步進行綜合調整(電氣調整、動作確認)來加以製造。 又’曝光裝置的盤造以方、、西疮> 室中進行較佳。在…潔淨度等受到管理的無塵 入

… s以僅此應用於以掃描曝光型之投影曝光莱 置進行曝光之情形’當然亦同樣能應用於以步進器等之一 次曝光型之投影曝光裝置進行曝光之情形。此等情形時招 影光學系統之倍率可以是等倍、亦可是放大倍率。進一步 的，本發明亦能應用於例如國際公開（w〇)第99/ 494外 號等中所揭示之浸沒型曝光裝置來進行曝光之情形。浸沒 型曝光裝置’可以是使用折反射型投影光學系統之掃描曝 光方式’亦可以是使用投影倍率丨1/8之投影光學系統 的靜止曝光方式。靜止曝光方式之浸沒型曝光裝置，為了

在基板上形成大的圖案，最好是能採用上述實施形態所說 明之步進掃描（step & scan)方式。 又，上述實施形態之投影曝光裝置之用途，並不限於 半導體製造用之曝光裝置，例如，亦能廣泛適用於形成為 方型玻璃板之液晶顯示元件，或電漿顯示器等之顯示裝置 用的曝光裝置，或用以製造攝影元件（CCD等）、微機器、 薄膜磁頭及DNA晶片等各種元件之曝光裝置。此外，本 發亦能適用於使用微影製程來製造形成有各種元件之光罩 圖案的光罩（光罩、標線片等）之曝光步驟（曝光裝置）。 又’在本國際申請所指定國家、或所選擇之選擇國國 77 200428161 内去令許可範圍内，援用前述所有美國專利等之揭示内容 作為本說明書記載的一部分。

又’本發明並不限於上述實施形態，在不脫離本發明 之要旨範圍内，當然是可以獲得各種構成。此外，含說明 書、申請專利範圍、圖式、及摘要之2003年4月9曰提 出申請日本國專利申請第2〇〇3-1〇592〇、2003年8月25曰 才疋出中請日本國專利中請第2003-299628、2〇〇3年8月29 曰提出申請日本國專利申請第2〇〇3_3〇78〇6、2〇〇3年9月 19日提出申請日本國專利申請第2〇〇3-329194、以及2〇〇3 年9月22曰提出申請日本國專利申請第2〇〇3_3293〇9之所 有揭示内谷’皆原封不動的引用於本說明書中。 根據本發明之元件製造方法，能以高精度且高產能製 造包含各種圖案的元件。 又，本發明之元件製造方法，在將照明系統在既定面 =光ϊ分佈，設定成在既定的3個區域光量較大時，能以 尚精度製造包含一方向密集圖案之元件。

【圖式簡單說明】 (一）圖式部分 第1⑷〜1(c)圖，1(A)係顯示本發明第i實施形態 投影曝光裝置的構成圖，1(B)係顯丨1(A)中之稜鏡？！ 的放大立體圖’ 1(c)係顯示棱鏡71，72之其他構成例的 第2圖 係顯示第1圖之標線片 R之圖案例的俯視圖 78 200428161 第3圖，係顯示包含使用第}圖繞射光學元件2丨設定 . 於複眼透鏡5之射出面（光瞳面）之9個區域的光量分佈圖 〇 第4圖，係顯示在複眼透鏡5之射出面（光瞳面）上之5 個區域中光量變大之光量分佈的圖。 第5圖，係顯示以第3圖及第4圖之光量分佈進行曝 光時，根據轉印像之模擬所#之評鐘結*白勺目。 籲 第6(A)、⑽）圖，6⑷係、第3圖之光量分佈中，顯示 將中心區域設為環狀之變形例的圖，6(b)係顯示光量分佈 之其他變形例的圖。 一第（A) 7(B)圖，7(A)係顯示使用第j圖之繞射光學 元件21設定於複眼透鏡5之射出面（光瞳面）、包含中心環 狀之5個區域中光量變大之光量分佈的圖，7(B)係顯示 7(A)之光量分佈之變形例的圖。 第8圖’係顯示以第7(A)圖之光量分佈進行曝光時，· 根據轉印像之模擬所作之評鑑結果的圖。 第9圖，係顯示對第3圖之光量分佈之變形例的圖。 弟1〇圖，係顯示第！㈧圖中之稜鏡71, 72之變形例 的圖。

:U(A)、11(B)圖，U(A)係顯示本發明第2實施形態 中作為曝光對象之標線片R I 之圖案例的俯視圖，剛係 頌不軚線片R1之圖案之其他例的圖。 第12 ®，係顯示本發明第2實施形態中，使用第 79 200428161 1(A)圖之繞射光學元件22A設定於複眼透鏡5之射出面（光 曈面）之光量分佈的圖。 第13(A)、13(B)圖，13(A)係顯示因第n(A)圖之圖案 52而繞射於γ方向之光束的圖，13(B)係顯示因第u(句圖 之圖案52而繞射於X方向之光束的圖。 第14圖，係顯示以第12圖之光量分佈進行曝光時， 根據轉印像之模擬所作之焦深（D0F”f鑑結果的圖。 第15(A)〜15(C)圖，係分別顯示對第12圖之光量分 佈之變形例的圖。 第16(A)、16(B)圖，16(A)係顯示使用第1(A)圖之繞 射光學元件22B設定於複眼透鏡5之射出面（光曈面）之光 里分佈的圖，16(B)係顯示16(A)之光量分佈之變形例的圖 〇 第17圖，係顯示以第16(A)圖之光量分佈進行曝光時 ’根據轉印像之模擬所作之焦深（D〇Fpf鑑結果的圖。 第1 8圖，係顯示本發明第3實施形態之投影曝光裝置 的構成圖。 第1 9圖，係顯示第1 8圖中之孔徑光闌42之圖案的圖 〇 第20圖，係顯示對應第6圖之光量分佈之孔徑光闌之 圖案的圖。 第21圖，係顯示對應第7(A)圖之光量分佈之孔徑光 闌之圖案的圖。 第22(A)、22(B)圖，係分別顯示本發明第4實施形態 80 200428161 中’弟18圖中之$斤 ^ 礼徑光闌42A及42B之圖案的圖。 第23圖，係& 一 、項不本發明第5實施形態之照明光學系統 之主要部位的圖。 弟2 4圖，倍* 一 、*、、、貝不使用本發明之實施形態之投影曝光裝 置來製造半導體元件之製程例的圖。 (二）元件代表符號 2 3, 10 4, 152 5 6, 11 7，154 8 9 12 14 15 16 17 18 19 20 21 曝光光源 光束放大器 光程彎曲用反射鏡 中繼透鏡 複眼透鏡（光學積分器） 聚光透鏡系統 固定視野光闌（固定遮簾） 可動視野光闌（可動遮簾） 成像用透鏡系統 照明光學系統 標線片載台 標線片基座 標線片載台驅動系統 主控制系統 晶圓載台 晶圓基座 晶圓載台驅動系統 第1繞射光學元件 81 200428161

22 22A 23 24, 41 25A，25B，25C，52 26, 27 28

28R 第2繞射光學元件 繞射光學元件 ‘ 驅動部 旋轉器 圖案 圓周 半徑rl之圓形區域 外半徑rl、内半徑rlR之環狀 φ 區域 29A，29B，29C，29D 半徑r2之圓形區域 30A, 30B，30C, 30D 半徑r3之圓形區域 31A 第1直線 31B 第2直線 32A 半徑R1之第1圓周 32B 半徑R2之第2圓周 33R 外半徑r4、内半徑r4R之圓形 環狀區域 34A, 34B，34C，34D 半徑r5之圓形區域 35 半徑R3之圓周 42, 44 孔徑光闌 45R? 48R 環狀開口 46Α〜46D 開口

47A〜47D，49A〜49D 圓形開口 54 外半徑r4之環狀區域 82 200428161 55A, 55B 半徑r5之圓形區域 58, 59, 60 光束 71 第1棱鏡 71A， 71B， 71C， 71D 稜鏡 71a 平行平面板 71b 圓錐體 72 第2稜鏡 151 棒狀積分器 152 透鏡 153 聚光透鏡 AX 投影光學系統之光轴 BX 照明光學系統之光軸 DL 光束 dl，d2 間隔 IL 照明用光 PA 標線片之圖案區域 Pl，P2, P3 圖案間距 PL 投影光學系統 Q1 複眼透鏡之射出面 Q25 Q4 面 Q3 投影光學系統之光瞳面 Q5 棒狀積分器之射出面 R，RA 標線片 83

Claims (1)

1. 200428161 拾、申請專利範圍： 1 · 一種曝光方法，係以來自照明系統之光束照明光罩 ，以該光束透過該光罩及投影系統使基板曝光，其特徵在 於： 係將該照明系統於既定面之該光束的光量分佈，設定 為外側輪廓含該照明系統之光軸的第丨區域，與配置成包 圍該第1區域、分別小於該第！區域之8個區域的共9個 區域的光量，大於除此以外之區域。 2 ·如申請專利範圍第1項之曝光方法，其中，該第工 區域實質上為環狀區域。 3 ·如申請專利範圍第丨項之曝光方法，其中，該既定 面係該照明系統之光瞳面； 於該既定面之光量大於其他區域之光量的9個區域， 係由該第1區域，與沿著包圍該第丨區域之第丨圓周配置 、分別小於該第1區域的4個第2區域，以及沿著包圍該 第1圓周之第2圓周配置、分別小於該第}區域的4個第 3區域所構成。 4 ·如申請專利範圍第3項之曝光方法，其中，該第1 區域、2個該第2區域及2個該第3區域，係沿通過該照 明系統之光軸的第1直線配置； 該第1區域、另2個該第2區域及另2個該第3區域 ’則係沿通過該照明系統之光轴、且與該第1直線正交的 第2直線配置。 5 ·如申請專利範圍第4項之曝光方法，其中，該第j 84 200428161 lr I 人小’相當於該照明系統之最大σ值的0.2倍至〇·4 倍； °亥第2區域及該第3區域之大小，則相當於該照明系 統之最大σ值的0.75倍至0.2倍。 6 ·如申請專利範圍第3〜5項中任一項之曝光方法， 其中’該第1區域係環狀區域。 7 · —種曝光方法，係以來自照明系統之光束照明光罩 ’以該光束透過該光罩及投影系統使基板曝光，其特徵在 於： 係將該照明系統於既定面之該光束的光量分佈，設定 為外側輪廓含該照明系統之光軸的環狀第1區域，與配置 成包圍該第1區域、且分別小於該第！區域之4個區域的 共5個區域的光量，大於除此以外之區域。 8 ·如申請專利範圍第7項之曝光方法，其中，該既定 面係該照明系統之光瞳面； 於5亥既疋面之光置大於其他區域之光量的5個區域， 係由該第1區域，與沿著包圍該第1區域之圓周以實質上 90°間隔配置、分別小於該第1區域的4個第2區域所構 成。 9 ·如申請專利範圍第7項之曝光方法，其中，該第i 區域之大小，相當於該照明系統之最大σ值的〇.2倍至〇 4 倍； 該第2區域之大小，則相當於該照明系統之最大σ值 的0.75倍至0.2倍。 85 200428161 I 0 ·如申凊專利範圍第1〜5、7〜9項中任一項之曝光 方法，其中，從該既定面上配置在該照明系統光軸外之該 光量較大之各區域所產生的光束，係直線偏光。 II ·如申請專利範圍第10項之曝光方法，其中，在該 既定面上之該光束的偏光方向，實質上與切線方向一致。 12 · —種元件製造方法，係包含微影製程，其特徵在 於： 於該微影製程中使用申請專利範圍第1〇項之曝光方法 ，將圖案轉印至感光體。 13 · —種曝光方法，係以來自照明系統之光束照明光 罩’以邊光束透過該光罩及投影系統使基板曝光，其特徵 在於： 係將該照明系統於既定面之該光束的光量分佈，設定 為彼此分離的3個區域之光量大於除此以外之區域。 Η ·如申請專利範圍第13項之曝光方法，其中，該光 量較大的3個區域，包含：該照明系統光軸附近之第1區 域，與配置成沿著通過該光軸之直線包夾該第1區域之第 2區域及第3區域。 1 5 ·如申清專利範圍第14項之曝光方法，其中，該第 2及第3區域與該照明光學系統光軸之距離大致相等。 1 6 ·如申請專利範圍第1 3項之曝光方法，其中，該光 量較大的3個區域，包含：該照明系統光軸附近之第1區 域，與配置在距該光軸大致相等距離之第2及第3區域。 1 7 ·如申請專利範圍第1 3項之曝光方法，其中，形成 86 200428161 於該光罩之圖案’包含沿既定之帛"由週期性的配置 在與該第1軸正交之第2軸方向實質上孤立 、且 圖案； 方向密集 該光量較大的3個區域，係分離配置在與該第1 、， 行的方向。 一 μ 轴平 18·如申請專利範圍第17項之曝光方法，其中，該， 量較大的3個區域，係沿著通過該照明系統之光軸、：： 該第1軸平行之直線配置。 〃 19·如申請專利範圍第17項之曝光方法，其中，該光 量較大的3個區域中，酉己置在與該第】軸平行之方向：端 的2個區i或’其長邊方向分別與該第2軸平行之方向大致 一致。 20·如巾請專利範圍第17〜19項中任—項之曝光方法 ’其中，該光量較大的3個區域中之中央的區域，其長邊 方向係與該第1軸平行之方向大致一致。 21 •如巾請專利範圍第17〜19項中任—項之曝光方法 ’其中，從該光量較大Μ 3個區域中之中央的區域產生之 光束，其偏光方向俏盥士女楚 1 4丄τ > 门你興該弟2軸平行之方向大致一致的直 線偏光。 22如申明專利範圍第14〜19項中任一項之曝光方法 —/、中名光里車乂大的3個區域中之中央的區域，係被設 疋為其中央部之光量小於其他部分之光量。 23 ·如申請專利範圍第22項之曝光方法，#中，該中 央之區域實質上為環狀區域。 87 200428161 24 ·如申請專利範圍第22項之曝光方法，其中，該中 央之區域係由彼此分離的複數個區域構成。 25 ·如申請專利範圍第24項之曝光方法，其中，該中 央區域之彼此分離的複數個區域，係在既定面上沿通過該 照明系統光軸之既定直線配置。 26 ·如申請專利範圍第24項之曝光方法，其中，該中 央區域之彼此分離的複數個區域，係根據該十央區域之大 小來決定其排列方向。 27 ·如申請專利範圍第13〜19項中任一項之曝光方法 ’其中’該3個區域係輪廓彼此實質上相同大小之區域。 2 8 ·如申請專利範圍第1 3〜19項中任一項之曝光方法 ’其中，該光量較大之3個區域之大小，分別相當於該照 明系統之最大σ值的0.1倍至〇·2倍。 29 ·如申請專利範圍第14〜19項中任一項之曝光方法 ’其中’從該光量較大之3個區域中之中央區域產生之光 束，與從另外2個區域產生之光束，其偏光狀態彼此不同 〇 30 ·如申請專利範圍第29項之曝光方法，其中，從該 中央區域產生之光束與從該2個區域產生之光束，其偏光 方向大致正交。 31 ·如申請專利範圍第14〜19項中任一項之曝光方法 ’其中，該光量較大之3個區域中，中央區域與另外2個 區域之大小彼此不同。 32 ·如申請專利範圍第14〜19項中任一項之曝光方法 88 200428161 ’其中’從該光量較大之3個區域中除中央區域外之另外 2個區域產生之光束，分別為直線偏光。 33 ·如申請專利範圍第32項之曝光方法，其中，在該 既定面上分佈於該另外2個區域之光束，其偏光方向分別 與切線方向大致 '—致。 34 ·如申請專利範圍第丨3〜丨9項中任一項之曝光方法 ’其中，該既定面係該照明系統之光瞳面。 3 5 · —種元件製造方法，係包含微影製程，其特徵在 於： 於該微影製程中使用申請專利範圍第1 3〜19項中任一 項之曝光方法，將圖案轉印至感光體。 36 · —種曝光裝置，具有以光束照明光罩的照明系統 ，與以來自該光罩之該光束使基板曝光的投影系統，其特 徵在於： 具有光學構件，其係將該照明系統於既定面之該光束 的光量分佈，設定為外側輪廓含該照明系統之光軸的第工 區域，與配置成包圍該第丨區域、分別小於該第丨區域之 8個區域的共9個區域的光量，大於除此以外之區域。 37·如申請專利範圍第36項之曝光裝置，其中，該第 1區域實質上為環狀區域。 ^ 38·如申請專利範圍第36項之曝光裝置，其中，該既 定面係該照明系統之光瞳面； ^於該既定面之光量大於其他區域之光量的9個區域， 係由該第1區域，與沿著包圍該第i區域之第1圓周配置 89 200428161 、分別小於該第1區域的4個第2區域，以及沿著包圍該 第1圓周之弟2圓周配置、分別小於該第1區域的4個第 3區域所構成。 39 ·如申請專利範圍第38項之曝光裝置，其中，該第 1區域、2個該第2區域及2個該第3區域，係沿通過該 照明系統之光軸的第1直線配置； 該第1區域、另2個該第2區域及另2個該第3區域 ’則係沿通過該照明系統之光軸、且與該第1直線正交的 第2直線配置。 40 ·如申請專利範圍第39項之曝光裝置，其中，該第 1區域之大小，相當於該照明系統之最大σ值的〇·2倍至 〇·4 倍； 違第2區域及該第3區域之大小，則相當於該照明系 統之最大σ值的0.75倍至0.2倍。 41 ·如申請專利範圍第38〜4〇項中任一項之曝光裝置 ’其中，該第1區域實質上係環狀區域。 42 · —種曝光裝置，具有以光束照明光罩的照明系統 ’與以來自該光罩之該光束使基板曝光的投影系統，其特 徵在於： 具有光學構件，其係將該照明系統於既定面之該光束 的光量分佈，設定為外側輪廓含該照明系統之光軸的環狀 第1區域，與配置成包圍該第1區域、且分別小於該第1 區域之4個區域的共5個區域的光量，大於除此以外之區 域。 90 200428161 43 ·如申請專利範圍第42項 疋面係該照明系統之光瞳面； 於該既定面之光量大於其他區域之光量的5個區域， Q:。s亥第1區域，與沿著包圍該第1區域之圓周以實質上 1間隔配置、分別小於該^區域的4個第2區域所構 。44 ·如申請專利範圍第42項之曝光裝置，其中，該第 1區域之大小，相當於該照明系統之最大（7值 〇·4倍； ·2仏至 该第2區域之大小，則相當於該照明系統之最大 的〇·75倍至〇·2倍。 45·如申請專利範圍第36〜4〇、42〜44項中任一項之 曝ί裳置，其I該照明系統包含光學積分器，此光學積 分器係使該光束所照射之該光罩上之照明區域内的照度大 致均勻； & 該光學構件包含繞射光學元件，該繞射光學元件係在 忒照明系統内配置在該光學積分器之入射面側、且使該光 束繞射於複數方向。 46 ·如申睛專利範圍第36〜4〇、42〜44項中任一項之 曝光裝置’其+，該照明系統包含光學積分器，此光學積 分係使該光束所照射之該光罩上之照明區域内的照度大 致均勻； 該光學構件包含孔徑光闌，該孔徑光闌係配置在該既 定面或其共軛面、且規定該既定面上光量被提高的區域。 91 200428161 47 ·如申請專利範圍第36〜40、42〜44項中任一項之 *光羞置，其中，該光學構件能在複數個區域設定出彼此 不同的複數個光量分佈，此光量分佈包含光量被提高之光 量分佈。 48 ·如申請專利範圍第36〜40、42〜44項中任一項之 *光凌置，其中，從該既定面上配置在該照明系統光軸外 之忒光ΐ較大的各區域所產生之光束，係直線偏光。 49·如申請專利範圍第48項之曝光裝置，其中，於該 既定面上之該光束的偏光方向，實質上與切線方向一致。 5〇 ·如申請專利範圍第48項之曝光裝置，其中，該光 學構件包含偏光構件，該偏光構件係生成分別分佈在該既 疋面上不同區域的光束； 並進一步具備偏光設定構件，以設定該照明系統内從 該偏光構件所產生之光束的偏光狀態。 5 1 ·如申請專利範圍第5〇項之曝光裝置，其中，該偏 光構件係在該照明系統之光程上，於複數方向產生繞射光 之繞射光學元件。 52 ·如申請專利範圍第48項之曝光裝置，其中，該光 學構件包含可動構件，該可動構件係配置在該光學構件之 射出側，可改變該既定面上之該光軸外各區域與該照明系 統光軸之位置關係； 該偏光設定構件，係配置在該偏光構件與該可動構件 之間。 53 ·如申請專利範圍第52項之曝光裝置，苴中 丫，该可 92 200428161 力構件具有光束通過的斜面，並包含沿該照明系統光轴移 ^至少1個的可動稜鏡；該光束係在該既定面上，分佈 牙…玄第1區域外、包含該光軸外之複數個區域的既定區 域。 54·如申請專利範圍第53項之曝光裝置，其中，該可 動牙夂鏡，具有在該既定面上分佈於該帛i區域之光束通過 、且與該照明系統之光軸大致正交的平面。 55·如申請專利範圍第％〜4〇、42〜44項中任一項之 *光虞置/、中，该光學構件包含至少1個之可動稜鏡， 其能改變包圍該第丨區域、光量大於其他區域之光量之複 數個區域的位置。 5 6 ·如申睛專利範圍第5 5項之曝光裝置，其中，該可 動稜鏡具有光束通過的斜面，且沿該照明系統之光軸移動 ;該光束係在該既定面上，分佈於除該第丨區域外、包含 該光軸外之複數個區域的既定區域。 57 ·如申請專利範圍第56項之曝光裝置，其中，該可 動稜鏡，具有在既定面上分佈於該第丨區域之光束通過、 且與該照明系統之光軸大致正交的平面。 58 · -種曝光裝置，具有以光束照明光罩的照明系統 ，與以來自該光罩之該光束使基板曝光的投影系統，其特 徵在於： / 具有光學構件，其係將該照明系統於既定面之該光束 的光量分佈，設定為實質上包含該照明系統之光軸的第i 區域，與配置在該第1區域外側之複數個區域之光量，大 93 200428161 於除此以外區域之光量； ^该光學構件包含偏光構件，與為了改變該既定面上之 ::光軸外各區域與該照明系統光軸之位置關係、具有平面 乂、 乂 1個可動稜鏡’·該偏光構件係生成分別分佈 在該既疋面上不同區域的光束；該平面，係從該偏光構件 產生而在忒既疋面上分佈於該第1區域之光束通過、且與 該照明系統之光軸大致正交者；該斜面，係分佈於既定區 域之光束通過者，該既定區域包含除該第1區域外之該光 軸外的複數個區域。 59 ·如申請專利範圍第58項之曝光裝置，其中，該照 明系統包含光學積分器，此光學積分器係使該光束所照射 之該光罩上之照明區域内的照度大致均勻； 该可動稜鏡係在該照明系統内配置在該光學積分器之 入射侧、沿該光軸移動。 6〇 ·如申請專利範圍第58項之曝光裝置，其中，從配 置在該第1區域外側之複數個區域產生之光束，係在該既 定面上之偏光方向實質上與切線方向一致的直線偏光。 61 ·如申請專利範圍第36〜4〇、42〜44、58〜60項中 任一項之曝光裝置，其中，該光學構件能在包含該第丨區 域之複數個區域設定出彼此不同的複數個光量分佈，此光 量分佈包含光量被提高之光量分佈。 62 · —種曝光裝置，具有以光束照明光罩的照明系統 ，與以來自該光罩之該光束使基板曝光的投影系統，其特 徵在於： 94 200428161 具有光學構件，其係將該照明系統於既定面之該光束 的光量分佈，設定為彼此分離的3個區域之光量大於除此 以外區域之光量。 63 ·如申請專利範圍第62項之曝光裝置，其中，該光 量較大的3個區域，包含：該照明系統光軸附近之第1區 域’與配置成沿著通過該光軸之直線包夾該第1區域之第 2區域及第3區域。 64 ·如申請專利範圍第62項之曝光裝置，其中，該光 S：較大的3個區域，包含：該照明系統光軸附近之第i區 域，與配置在距該光軸大致相等距離之第2及第3區域。 65 ·如申請專利範圍第62〜64項中任一項之曝光裝置 ，其中，該光量較大的3個區域，係配置成與形成於該光 罩之密集圖案週期性配置的第！軸方向，與實f上孤立配 置、與該f 1軸正交之第2軸方向中，分離配置在 1軸方向平行的方向。 66 ·如申請專利範圍第65項之曝光裝置，其中，該光 量較大的3個區域，係沿著通過該照明系統之光軸、：盥 該第1軸平行之直線配置。 /、 b 67 ·如申請專利範圍第65項之曝光裝置，其中 量較大的3個區域φ，和m + t — μ光 匕Α甲，配置在與該第丨軸平行之 的2個區域，异诸士 &、 向兩ί而 八長邊方向分別與該第2軸平行 一致。 、万向大致 曰68如申％專利範圍第65項之曝光裝置，其…, 量較大的3個區域中夕由 ，忒光 '中之中央的區域，其長邊方向係與該第 95 軸平行之方向大致一 65項之曝光裝置，其中，從該

   69 ·如申請專利範圍第 光量較大的「 方向係與該| 70 ·如申請專利範圍第 里車父大的3個區域中夕由， 之光量小於其他部分之光量。 71 ·如申請專利範圍第7〇項之曝光裝置，纟中，該中 央之區域實質上為環狀區域。 72·如申請專利範圍第70項之曝光裝置，*中，該中 央之區域係由彼此分離的複數個區域構成。 73·如申請專利範圍第72項之曝光裝置，其中，該中 央區域之彼此分離的複數個區域’係在該既定面上沿通過 該照明系統光軸之既定直線配置。 74·如申請專利範圍第72項之曝光裝置，其中，該中 央區域之彼此分離的複數個區域，係根據該中央區域之大 小來決定其排列方向。 75 ·如申請專利範圍第62〜64項中任一項之曝光裝置 ，其中，該光量較大之3個區域之大小，分別相當於該照 明系統之最大CT值的0·1倍至0.2倍。 76 ·如申請專利範圍第63或64項之曝光裝置，其中 ’從該光量較大之3個區域中之中央區域產生之光束，與 從另外2個區域產生之光束，其偏光狀態彼此不同。 77 ·如申請專利範圍第76項之曝光裝置，其中，從該 200428161 中央區域產生之光束與從該2個區域產生之光束，其偏光 方向大致正交。 78 ·如申請專利範圍第63或64項之曝光裝置，其中 ’该光量較大之3個區域中，中央區域與另外2個區域之 大小彼此不同。 79 ·如申請專利範圍第63或64項之曝光裝置，其中 ，從該光量較大之3個區域中除中央區域外之另外2個區 域產生之光束，分別為直線偏光。 80 ·如申請專利範圍第79項之曝光裝置，其中，在該 既定面上分佈於該另外2個區域之光束，其偏光方向分別 與切線方向大致一致。 81 ·如申請專利範圍第63或64項之曝光裝置，其中 ，該光學構件包含偏光構件，該偏光構件係生成分別分佈 在該既定面上不同區域的光束； 並進一步具備偏光設定構件，以設定該照明系統内從 該偏光構件所產生之光束的偏光狀態。 82·如申請專利範圍第81項之曝光裝置，其中，該光 學構件包含可動構件，該可動構件係配置在該偏光構^之 射出側’可改變該光量較大《3個區域中、除中央區域外 之另外2個區域與該照明系統光軸的位置關係； 該偏光設定構件，係配置在該偏光構件與該可動 之間。 再1千 83 ·如申請專利範圍第82項之曝光裝置，其中，嗲。 動構件包含至少、1個可動稜鏡，該可動稜鏡具有光束Z 97 428161 的斜面、並沿該照明系 面上，分佈於除該中央 定區域。 統之光軸移動；該光束係在該既定 區域外、包含該另外2個區域的既 申明專利範圍第83項之曝光裝置，其中，該可 動稜鏡’具有在該既定面上分佈於該中央區域之光束通過 、且與該照明系統之光軸大致正交的平面。

   85·如申請專利範圍第63或64項之曝光裝置，豆中 ，該光學構件包含至少1個之可動稜鏡，其能改變該光量 較大之3個區域中除中央區域外之另夕卜2個區域的位置。 86 ·如申請專利範圍第85項之曝光裝置，其中，該可 動稜鏡具有光束通過的斜面，且沿該照明系統之光軸移動 •’該光束係在該既定面上，分佈於除該中央區域外、包含 該另外2個區域的既定區域。

   87 ·如申請專利範圍第86項之曝光裝置，其中，該可 動稜鏡’具有在既定面上分佈於該中央區域之光束通過、 且與遠照明糸統之光轴大致正交的平面。 88 ·如申請專利範圍第87項之曝光裝置，其中，該照 明系統包含光學積分器，此光學積分器係使該光束所照射 之5亥光罩上之照明區域内的照度大致均勻， 該可動稜鏡，係在該照明系統内配置在該光學積分器 之入射側。 89 ·如申請專利範圍第87項之曝光裝置，其中，該既 定面係該照明光學系統之光瞳面； 該照明系統包含光學積分器，此光學積分器係使該光 98 200428161 束所照射之續伞罢l ^ 哀先罩上之照明區域内的照度大致岣勾； =予構件’包含在該照明系統内配置在該光學積分 口口之入射面側的繞射光學元件。 9〇如申請專利範圍第87項之曝光裝置，其中，該既 定面係該照明光學系統之光瞳面； 該照明系統包含光學積分器，此光學積分器係使該光 束所照射之該光罩上之照明區域内的照度大致均勻； 該光學構件，包含配置在該既定面或其共軛面、且用 籲 以規疋遠3個區域的孔徑光闌。 91 ·如申請專利範圍第63或64項之曝光裝置，其中 ’該光學構件能在該3個區域設定出彼此不同的複數個光 量分佈’此光量分佈包含光量被提高之光量分佈。 92 · —種元件製造方法，係包含微影製程，其特徵在 於： 於該微影製程中使用申請專利範圍第62〜64項中任一 項之曝光裝置，將圖案轉印至感光體。 福 拾壹、@式· 如次頁 99