TW200919108A - Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method - Google Patents

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200919108 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 、曝光裝置及零件製造 於適於被使用在以微影 、液晶顯示元件、薄膜 照明光學裝置。 ' 本發明係關於照明光學裝置 方法。更詳而言之’本發明係關 步驟製造半導體元件、攝像元件 磁頭等零件之曝光裝置的反射型 【先前技術】 以往，製造半導體元件等所使用的曝光裝置中， 形成在光罩（標線片）上的電路圖案透過投影光學系絲 被投影轉印在感光性基板（例如晶圓）上。在感光性美 板係塗佈光阻劑，藉由透過投影光學系統所進;亍的投ς 曝光，使其光阻劑感光，而獲得與光罩圖案相對應的g 阻劑圖案。曝光裝置的解析力係取決於曝光光的波長盘 投影光學系統的開口數。 〃

亦即，為了提升曝光裝置的解析度，必須縮短曝光 光的波長’並且加大投影光學系統的開口數。一般而 言，由光學設計的觀點來看，難以將投影光學系統的開 口數加大至預定値以上，因此必須使曝光光短波長化。 因此’以半導體圖案化之次世代的曝光方法（曝光裝置） 而言，一種 EUVL ( Extreme Ultraviolet Lithography :超 紫外微影）的手法備受矚目。 EUVL曝光裴置與使用波長為248nm的KrF準分子 雷射光或波長為193nm的ArF準分子雷射光之習知的曝 光方法相比較為較短，而使用具有5至20nm程度之波

長的 EUV( Extreme Ultra Violet:超紫外線）。當使用 EUV 光作為曝光光時，則不存在可使用的光透過性的光學材 料。因此，在EUVL曝光裝置中，係改為使用反射型的 5 200919108 光學積分器（optical integrator)、反射型的光 浐 而|為反射型原板）及反射型的投影光學系 如專利文獻1) 〇 〈多… (專利文獻1)美國第6,452,661號專利公 【發明内容】 心報 在EUVL曝光裝置巾，在反射型投影 面中’確保例如細長之圓弧形狀的靜止曝光區：、，先：面 ^光罩及感紐基板相對於投影光學系 ^ 一面將光罩圖案朝感光性基板上進行掃二 曝先）。因此必須在㈣光縣板在絲上大致f 位置，例如在光罩附近，設置用以規定靜止& 視野光圈。 +尤h埏们 制朝Si言：配置在光罩附近的視野光圈係具有：限 制朝向先罩入射的光束來規定靜止曝光區域 ΪΪ圓緣的第一部分視野光圈、及限制以光 罩予以反射的光束而規定該靜止曝光區域之 二緣广第二部分視野光圈。第-部分視野光 圈/、第一邛刀視野光圈係按照一般光學系中之視野光 二置於同一平面上，亦即在光罩附近沿著與 光罩平仃的同一平面。 安λ^Β ’以光罩反射之光的—部分，亦即包含光罩圖 二、、貧訊而朝向感光性基板之光的一部分會被第二部 g第二部分視野光顯致的遮光則容 易對於在感光性基板之圖案的成像造成不良影響。對於 成像的不良f彡響係藉由縮窄第二部分視野光圈與光罩 @是’由於光罩相對於視野光圈移動，因 此極為難以將光罩與第二部分視野光圈關隔設為〇， 200919108 其結果會對於成像造成不良影響。 本發明的目的在提供一種當適用於使用反射型原 板之曝光裝置時，可充分降低因視野光圈所造成之成像 的不良影響的照明光學裝置。此外，本發明的目的在提 供一種使用充分降低因視野光圈所造成之成像之不良 影響的照明光學裝置，可在良好的曝光條件之下進行曝 光的曝光裝置。 為了解決前述課題，在本發明之第一形態中係提供 一種照明光學裝置，照明被照射面，在前述被照射面形 成照明區域的反射型照明光學裝置，其特徵為具備： 照明光學系統，具有為了將照明光束導引至前述被 照射面所配置的複數個反射鏡； 第一部分視野光圈，配置在前述照明光學系統的光 路中，設定應形成在前述被照射面之前述照明區域的第 一外緣；以及 第二部分視野光圈，配置在前述照明光學系統與前 述被照射面之間，設定前述照明區域的第二外緣， 前述照明光學系統係具備用以將前述第一部分視 野光圈的位置與前述第二部分視野光圈的位置實質上 光學共輥的中繼光學系統。 在本發明之第二形態中係提供一種曝光裝置，其特 徵為具備：第一形態的照明光學裝置；及用以將可配置 於前述被照射面之反射型原板的像形成在可配置在投 影面的感光性基板上的投影光學系統。 在本發明之第三形態中，係提供一種零件製造方 法，其特徵為包含：使用第二形態的曝光裝置而將前述 反射型原板的圖案曝光在前述感光性基板的曝光製 200919108 程；及 將經由前述曝光的前述感光性基板進行顯影的顯 影製程。 例如，本發明之照明光學裝置係當適用於使用反射 型原板的曝光裝置時，第一部分視野光圈及第二部分視 野光圈之雙方會限制朝反射型原板入射之光束的一部 分，但是不會限制來自反射型原板之反射光束的一部 分，因此可降低或防止該等部分視野光圈對於光束的限 制對於在感光性基板之圖案的成像造成不良影響。 本發明之照明光學裝置係在使用曝光裝置時，可提 供良好的曝光條件。因此，使用本發明之照明光學裝置 的本發明之曝光裝置，係藉由在良好的曝光條件之下進 行曝光，來製造性能良好的零件。 【實施方式】 根據所附圖示，説明本發明之實施形態。第一圖係 概略顯示本發明之實施形態之曝光裝置之整體構成的 示意圖。第二圖係概略顯示第一圖之光源、照明光學系 統及投影光學系統的内部構成圖。在第一圖中，分別將 z軸設定在沿著投影光學系統之光軸方向，亦即沿著屬 於感光性基板之晶圓的法線方向，將γ轴設定在晶圓面 内，與第一圖之紙面呈平行的方向，將X軸設定在晶圓 面内，與第一圖之紙面呈垂直的方向。 若參照第一圖，本實施形態之曝光裝置係具備有例 如雷射電漿光源1，作為用於供給曝光光的光源。由光 源1所射出的光係經由波長選擇濾波器（未顯示於圖） 而入射至照明光學系統2。該波長選擇濾波器係具有由 光源1所射出的光中，僅選擇性地使預定波長（例如 200919108 13.4nm)之EUV光透過，而遮蔽其他波長的光的特性。 已透過波長選擇濾波器的EUV光係經由照明光學系統 2，照明形成有應轉印之圖案之反射型光罩（網版）M。 光f Μ係以光罩Μ的圖案面沿著χγ平面延伸的 方式，藉由光罩載台MS予以保持。光罩載台MS係構 成為可沿著Y方向移動，且其移動係藉由雷射干涉計 MIF予以計測。來自所照明之光罩M之圖案的光係經由 反射型投影光學系統PL，在屬於感光性基板的晶圓w 上形成光罩圖案的像。亦即，在晶圓w上，如後所述， 形f有例如關於Y軸呈對稱之圓弧形狀的靜止曝光區域 (實效曝光區域）。 晶圓W係以晶圓w的曝光面沿著χγ平面延伸的 2 ’藉由晶圓載台WS予以保持。晶圓載台ws係構 2可沿者X方向及Y方向而二次元移動，該移動係與 光罩載台MS相同地’藉由雷射干料WIF予以叶測。 計MIF的計測結果及雷射干涉計_的計測 供給至控制部CN。控制部CN係分別控制沿著 先罩載口 MS及晶圓载台WS的γ方向的移動。 如此一來，對於投影光學系統PL·，當光罩μ及曰 ::Γ著向曰相鬥對移動時，可同時進行掃描曝光(二 域轉印光罩Μ的圖案。此時，當投影光 影倍率（轉印倍率）為例如丨〆 、、 的杈

之移動速度設定為光罩载aMS、日圓載台WS 行同步掃描。此外，=曰：!動wt度的1/4而進 Y方^㈣ 日固载台篇沿著χ方向及 方向以-次70移動’-面反覆掃描曝光，藉此在曰圓 w的各曝光區域逐次轉印光罩从的圖案。 曰曰 200919108 若參照第二圖，第一圖所示之雷射電漿光源丨係藉 由雷射光源11、聚光透鏡12、喷嘴14、橢圓反射鏡15、 導管16等所構成。由雷射光源n所發出的光（非EUv 光）係經由聚光透鏡12而聚光在氣體靶材13上。氣體 把材13係由南壓氣體源被供給至喷嘴14，且由喷嘴1 * 所喷射的氣體’例如氙（Xe)氣體。氣體靶材丨3係藉 由所聚光的雷射光獲得能量並電漿化，而發出EUV光: 其中，氣體靶材13係被定位在橢圓反射鏡15的第—焦 點。 ’、、、 因此，由雷射電漿光源1所放射的EUV光係聚光 在橢圓反射鏡15的第二焦點。另一方面，已結束發光 的氣體係經由導管16而被抽吸且被導至外部。聚光在 橢圓反射鏡15之第一焦點的EUV光係經由凹面反射鏡 17而呈大致平行光束，且被導至由一對複眼光學系統 18a及18b所構成的光學積分器18。 第一複眼光學系統18a係例如第三a圖所示，由具 有並列配置且具有圓弧狀外形形狀之複數個反射鏡^ 素18aa所構成。第二複眼光學系統18b係由與第— 光學系統18a之複數個反射鏡要素18aa 一對一對應^ 列配置之複數個反射鏡要素18ba所構成。例如第三、^ 圖所不，各反射鏡要素18ba係具有矩形狀的外形开 關於第一複眼光學系統18a及第二複眼光學系統^ 具體構成及作用，係參照美國專利6,452,661號八的 儘可月b作為本發明之一部分而加以沿用。 艮 又凡个，你兀甲檟妒盗18之射出面的附 即第二複眼光學系統18b之反射面的附近係 ：亦 預定形狀之實質面光源。實質面光源係形成在照明 200919108 系統2之射出瞳位置，亦即與投影光學系統pL❼入射 瞳呈光學共軛的位置。在第二複眼光學系統18b之反射 面的附近係配置有開口光圈AS (在第二圖中並未顯示 於圖）。 來自實質面光源的光係在受到開口光圈AS限制之 後，經由由凹面反射鏡19a與凹面反射鏡19b所構成的 聚光鏡光學系統19 ’由照明光學系統2射出。在此，聚 光鏡光學系統19係以來自第二複眼光學系統18b之複 數個反射鏡要素18ba的各個的光重疊照明光罩μ的方 式所構成。由照明光學系統2所射出的光係在光罩μ上 形成圓弧形狀的照明區域。如上所示，光源1 ( 11至16) 及照明光學系統2 (17至19)係構成用以將設有預定圖 案的光罩Μ進行柯勒（K0hler )照明的照明系（照明光 學裝置）。 來自所被照明之光罩Μ之圖案的光係透過投影光 學系統PL，而在晶圓W上之圓弧形狀的靜止曝光區域 形成光罩圖案的像。投影光學系統PL係由用以形成光 罩Μ之圖案的中間像的第一反射成像光學系、及用以將 光罩圖案之中間像的像（光罩Μ之圖案的二次像）形成 在晶圓W上的第二反射成像光學系所構成。第一反射成 像光學系係由四個反射鏡Ml至Μ4所構成，第二反射 成像光學系係由二個反射鏡M5及M6所構成。此外， 投影光學系統PL係在晶圓側（像侧）遠心的光學系統。 第四圖係概略說明本實施形態中之一次掃描曝光 的説明圖。若參照第四圖，在本實施形態之曝光裝置 中，以對應於投影光學系統PL之圓弧形狀的有效成像 區域及有效視野的方式，形成有關於γ轴呈對稱的圓弧 11 200919108 形狀的靜止曝光區域（實效曝光區域）ER。該圓孤形狀 的靜止曝光區域ER係在藉由一次的掃描曝光（scan曝 光），將光罩Μ的圖案轉印在晶圓W的矩形狀的一個曝 光區域SR之期間，由圖中實線所示之掃描開始位置移 動至圖中虛線所示之掃描結束位置。如圖示之實施例所 示，靜止曝光區域ER係可具有包含二個相對向之圓弧 邊ER1、ER2及二個相對向的直線邊ER3的四個邊。 第五圖係概略顯示本實施形態中之照明系之主要 部位構成的側視圖。若參照第五圖，在光學積分器18 中的第二複眼光學系統18b、與聚光鏡光學系統19中的 凹面反射鏡19a之間的光路中，配置有用以限制朝向光 罩Μ入射之光束的第一部分視野光圈21。此外，在光 罩Μ的附近，亦即凹面反射鏡19b與光罩Μ之間的光 路中，配置用以限制朝光罩Μ入射之光束的第二部分視 野光圈22。 如第六a圖所示，第一部分視野光圈21係具有凹向 + Y方向側之圓弧形狀的邊緣21 a ’以设定應形成在晶 圓W上之靜止曝光區域ER之其中一方的圓弧形狀的外 緣ER1 (參照第四圖）的方式配置。如第六b圖所示， 第二部分視野光圈22係具有凸向+Y方向側之圓弧形 狀的邊緣22a，以設定靜止曝光區域ER之另一方之圓弧 形狀的外緣ER2 (參照第四圖）的方式配置。 其中，在例如光罩Μ的附近係配置有一對部分視野 光圈（未顯示於圖），以設定沿著靜止曝光區域ER的掃 描方向（Υ方向）延伸的一對直線狀外緣ER3。但是， 該一對部分視野光圈為眾所周知，對於其構成省略詳細 説明。在本實施形態中，第一部分視野光圈21的位置 12 200919108 與第二部分視野光圈22的位置係藉由由二片正入射反 射鏡（凹面反射鏡19a及19b)所構成之作為中繼光學 系統（relay optical system )發揮功能的聚光鏡光學系統 19，形成實質上光學共軛。因此，亦可將用以設定一對 直線狀外緣ER3之未顯示於圖的一對部分視野光圈配 置在第一部分視野光圈21的附近，而非配置在光罩Μ 的附近。 如以上所示，第一部分視野光圈21係被配置在具 有複數個反射鏡（17, 19a，19b)之照明光學系統的光路 中，設定應形成在光罩Μ之照明區域（與靜止曝光區域 ER相對應之圓弧形狀的照明區域）的第一外緣（與靜 止曝光區域ER之其中一方之圓弧形狀的外緣ER1相對 應）。第二部分視野光圈22係被配置在照明光學系統與 光罩Μ之間，設定照明區域的第二外緣（與靜止曝光區 域ER之另一方之圓弧形狀的外緣ER2相對應）。 第二部分視野光圈22係當將入射至光罩Μ的光束 射影在光罩Μ所得的射影執跡的前進方向（在第五圖中 為+ Υ方向）設為正向時，以遮蔽入射至該光圈22之光 束之中位於負向之側的一部分光束的方式配置。換言 之，第二部分視野光圈22係以在朝向第二部分視野光 圈22入射的光束中遮蔽第五圖中右侧部分的方式配 置。此外，第一部分視野光圈21與第二部分視野光圈 22係以沿著一方向（Υ方向）彼此由相同側遮蔽光束的 方式配置。亦即，第二部分視野光圈22係在第二複眼 光學系統18b與凹面反射鏡19a之間的光路中，以在朝 第二部分視野光圈22入射的光束之中遮蔽第五圖中右 側部分的方式配置。 13 200919108 在本實施形態中，藉由配置在光罩Μ附近的第 分視野光圈22來限制朝光罩Μ入射的光束的部 但是由於並非限制以光罩Μ予以反射之光束的二」 分’因此因第二部分視野光圈22而對光束造成的限= 並不會對在晶圓W之圖案的成像造成不良影響。因此: 為了進行例如美國專利6,104,474 s虎公報所記載之曝光 罝控制，以使靜止曝光區域ER之圓弧形狀之外緣er2 僅以所需量呈模糊的方式擴大第二部分視野光圈22與 光罩Μ的間隔，可使第二部分視野光圈22由與晶圓w 為光學共軛的位置（亦即光罩Μ的圖案面）分開某一程 度。在本說明書中’記載上述美國專利，儘可能作為本 說明書之揭示來沿用。如上所示，可將曝光量分布更加 接近一定。 同樣地，藉由配置在與第二部分視野光圈22實質 上光學共軛的位置的第一部分視野光圈21，來限制朝光 罩Μ入射之光束的一部分，但是因第一部分視野光圈 21而對光束造成的限制並不會對在晶圓W之圖案的成 像造成不良影響。因此’為了進行上述曝光量控制，可 使靜止曝光區威ER之圓弧形狀之外緣ER1僅以所需量 使之呈模糊。亦即’配置在與第二部分視野光圈22實 質上光學共軛的位置的第一部分視野光圈21亦與第二 部分視野光圈22同樣地’可使其由與光罩面共軛的位 置甚至與晶圓W光學共輛的位置以所需程度來分離。因 此，依據本實施形態’第一、第二部分視野光圈不至於 對圖案之成像造成不良影響的方式來配置，並且使各部 分視野光圈由與光罩面光學共軛的位置僅分離供曝光 量控制之用所需的量。 14 200919108 ' 如此一來’在本實施形態之照明光學裝置（1, 2) 中’係可避免因部分視野光圈（21, 22)所造成之成像 的不良影響及曝光量分布的惡化。因此，在本實施形態 之曝光裝置中，係使用已避免因視野光圈（21, 22)所 造成之成像的不良影響及曝光量分布的惡化的照明光 學裝置（1, 2)，可在良好的曝光條件之下進行曝光。以 下參照第五圖，更進一步具體說明本實施形態之照明光 學系統2之主要部位構成。 在本實施形態中，構成照明光學系統2之主要部位 的聚光鏡光學系統19係依由配置在與第二複眼光學系 統18b的反射面實質相同的位置的開口光圈AS入射光 的入射順序，由作為正入射反射鏡的凹面反射鏡19a、 及作為正入射反射鏡的凹面反射鏡19b所構成。在第五 圖中顯示來自無限遠物體（未顯示於圖）的光束經由開 口光圈AS與第二複眼光學系統18b而暫時成像於第一 部分視野光圈21的位置或其附近之後，經由凹面反射 鏡19a及凹面反射鏡19b而再次成像於光罩Μ上的情 V 形。在第五圖中，將通過開口光圈AS之開口部（光透 過部）的中心而且垂直於開口光圈AS之面的基準軸線 設為z轴、將在開口光圈AS之面中垂直於第五圖之紙 面的軸線設為X軸、將在開口光圈AS之面中平行於第 五圖之紙面的軸線設為y轴。座標（X，y，z)的設定在 以下之第七圖中亦為相同。 在接下來的表（1)揭示本實施形態之照明光學系 統2之主要部位的各因素的數値。表（1)的各因素係 按照 ORA ( Optical Research Associates)公司之光學設 計軟體的「Code V」的格式記述。在表（1 )之光線追 15 200919108 了；：値的欄中’ E P D係開口光圈AS之開口部的直徑 (早位.mm)，XAN係被用在 於開口，之入射角度的X方向成分：先，)對 YA赚五條光線對於開口光圈AS之入二的度) 向成分（單位：度）。 町月度的y方 率丰料的攔巾’rdy係表示面的曲 率+仫（右為非球面呤，係頂點曲率半徑；單位：mm THI係表示由該面至下-面為止的距離，亦即面間隔（單

位：mm)，RMD係表示該面為反射面或是折射面，GLA 係表不由該面至下一面的媒質。REFL意指反射面。 INFINITY意指無限大，若RDY為INFINITY，意指該 面為平面。OBJ係表示作為物體面之無限遠物體的面， ST0係表示開口光圈AS的面，面號碼2及3係表示與 第二複眼（fly eye)光學系18b之各反射鏡要素光學等 效的假想的極薄透鏡。亦即，第二複眼光學系統18b係 以整體而言看成具有正的屈光度（power )的凹面反射 鏡，因此將該屈光度値作為假想的極薄透鏡來表現。 面號碼4係表示凹面反射鏡19a的反射面’面號碼 5係表示凹面反射鏡19b的反射面，面號碼6及IMG係 表示作為像面之光罩Μ的圖案面。SPS XYP係表示該 面（在透鏡資料中為面號碼2的面）為以以下式（1) 所示之xy的冪級數所呈現的自由曲面。SpSXYP面係 在基準錐形（conic)所追加的十次多項式面。多項式係 以xmyn (m + nS 10)的單項式來展開。 16 200919108 i+VwT+I)??+ § Cj χη，yn (1) 在此， j = {(m + nf +m + 3n } 在式/1)中’ s係平行於2軸之面的下沉 mm)，e係頂點曲率（單位：mm—! . 叫之平方根的値)(單位:_)，=.=離

=項;\7的，在表⑴之透鏡 „节數k’ 丫係㈣係數，幻係 係y的係數，X2Y係x2y的係數，Υ3係y3 _ = 係X的係數，X2Y2係xy的係數，γ 的 :系相數，則係χν的係二^ 此外 隹衣（1)之透鏡資料的攔中，ASP係表示 /、面（在透鏡資料中為面號碼4、5的面）為以下式 所示之非球面。 +C6.h6+C8.h8+C10· s=(h2/r)/[ 1 + {1 -(1 +κ). h2/r2} m]+C4 · h4 h10 (2) 在式（2) t，h係垂直於光軸之方向的高度（單位： mm)，s係沿著自非球面之頂點中的接平面至高度^中 之非球面上的位置為止的光軸的距離（下沉量單 位：m„〇，4頂點曲率半徑（單位：職），讀、圓錐係 數，Cn係η次的非球面係數。在表⑴之透鏡資料的 欄中，Κ係圓錐係數κ、Α係h4的係數Q、β係“的係 數Q、C係h的係數q、D係h10的係數c1()。 在第二複眼絲純l8b中’各反射鏡要素傾斜而 對光學系提供相當於自由曲面之光學面的屈光度，但是 17 200919108 若為Code I並無法將該狀態直接表現。因此，使用由 折射率極端高的破璃，k ar i，所形成的假想極薄透鏡（在透 鏡貧料中係與第二面及第三面相對應），呈現與第二複 眼光學系統18b之各反射鏡要素為光學等效的狀態。其 中’玻璃'kari'的折射率為 面號碼4至6中的xDE、YDE及ZDE係表示面之 偏心的X方向成分（單位：mm)、y方向成分（單位： mm):及z方向成分（單位：mm)。ADE、及匸 ，表示面之旋轉的θχ方向成分（繞χ 單位：度)、0y方向成分（繞y轴的旋：轉，分， 度）、及θζ方向成分（繞2軸的旋轉成分；二，早位： 面號碼4、5中的DAR意指在該面更為後方·度）。 ζ)沒有改變。亦即，即使在記載為Dar 1座標（x，y， 後側的面不會按照已偏心的新的座標u，，其 DAR之面的單獨的偏心。其 ，、、、堇記载為 以下之表⑺中相同。 ）中的表記係於 \ 表（1) «<光線追跡設定値>>> EPD !66,40000 XAN 0.00000 0.46553 1.39672 YAN 4.73228 4.99741 4.67077 0.00000 〇.〇〇〇〇〇 0.93110 0.93110 1.39672 1.86244 4.87602 5.01980 4-64215 4.78588 4.81450 4.36106 〇·46553 0-46553 〇·93110 1.39672 186244 1.86244 4·70"0 4.85364 4·92963 4,27〇7 4·50473 4.64843 18 200919108 <«透鏡資料>» RDY INFINITY 833.13494 833.13494 OBJ: STO: 2: SPS XYP: K: 4.6188E-05 Y2: -3.2735E-09 X4: -1.3820E-14 X4Y: 3.0059E-18 3: 833.22730 4: -364.70403 THI INFINITY 〇.〇〇〇〇〇〇 〇.〇〇〇〇〇〇 Y: 1.3338E-06 X2Y: 6.2076E-13 X2Y2: -3.0355E-14 X2Y3: 9.8523E-18 789.807305 -689.810205

RMD GLA 'kari' X2: -3.4240E-09 Y3: 7.0758E-13 Y4: -1.8768E-14 Y5: 1.2828E-17

REFL ASP:

K: 〇.〇〇〇〇〇〇 A:0.512135E-07 B:-0.395727E-11 C:0.982223E-16 D:-0.845328E-21 5: XDE: 〇.〇〇〇〇〇〇 YDE: -108.042431 ZDE: 〇.〇〇〇〇〇〇 DAR ADE: -38.143024 BDE: 〇.〇〇〇〇〇〇 CDE: 〇.〇〇〇〇〇〇 960.28537 1000.002899 REFL \ ASP: K: 〇.〇〇〇〇〇〇

A:-0.802933E-10 B:0.357499E-15 C:-0.134622E-20 D:0.215556E-26 XDE: 〇.〇〇〇〇〇〇 YDE: -140.131266 ZDE: 〇.〇〇〇〇〇〇 DAR ADE: 16.050740 BDE: 〇.〇〇〇〇〇〇 CDE: 〇.〇〇〇〇〇〇 6: INFINITY 〇.〇〇〇〇〇〇 XDE: 〇.〇〇〇〇〇〇 YDE: 363.354866 ZDE: 〇.〇〇〇〇〇〇 ADE: -4.128691 BDE: 〇.〇〇〇〇〇〇 CDE: 〇.〇〇〇〇〇〇 19 200919108 IMG:

INFINITY 〇.〇〇〇〇〇〇 在本實施形態之照明光學系統2中，聚光鏡光學系 統19係由具有旋轉非球面形狀之反射面的凹面反射鏡 19a、及具有旋轉非球面形狀之反射面的凹面反射鏡19b 所構成。接著’凹面反射鏡19a及凹面反射鏡19b之旋 轉非球面的旋轉對稱軸係通過開口光圈AS之開口部的 中心而且相對於垂直於開口光圈AS之面的基準軸線z 而偏移角度及/或位置而配置。

結果’通過照明光學系統2之射出瞳的中心而且垂 $射出瞳之面的瞳軸線或光罩Μ上之照明區域之圓 ^ f狀的旋轉軸並未與聚光鏡光學系統19之凹面反射 二壮及凹面反射鏡19b相交，而且位於開口光圈AS 照明光= 來’在本實施形態中，即使在 = = 照明光學系統與投影光學系統統也 而可使照明光學系統2之射出瞳 使照明光料、人射瞳相—致。換言之，即使已 瞳相—致r亦可 與投影光衫統PL之入射 機械干涉，此外，介、、、先子糸統2與投影光學系統PL 影光學系統PL的’、可防止照明光學系統2的光路與投 與基準轴線呈路相疊合。其中旋轉對稱轴 :的= =射反射鏡係指光的= 成角度為45度以内的反射鏡。 21的位置盘第一^之實施形態中’將第—部分視野光圈 Ί —科視野光圈22的位置實質上光學共 20 200919108 軛的中繼光學系統係由二片正入射反射鏡（19a及19b) 所構成。但是，並非限定於此，例如第七圖所示，亦可 形成為藉由二片正入射反射鏡（19a及19b)、及配置在 該二片正入射反射鏡（19a，19b)與第二部分視野光圈 22之間的斜入射反射鏡（用以彎曲光路的平面鏡）PM 構成第一部分視野光圈23的位置與第二部分視野光圈 22的位置實質上光學共輛的中繼光學系統的變形例。 在第七圖的變形例中，聚光鏡光學系統19係由作 為正入射反射鏡的凹面反射鏡19a、及作為正入射反射 鏡的凹面反射鏡19b所構成。接著，在光學積分器18 中的第二複眼光學系統18b、與聚光鏡光學系統19中的 凹面反射鏡19a之間的光路中，配置限制朝向光罩撾入 射的光束的第一部分視野光圈23。此外，在光罩Μ附 近、亦即平面鏡ΡΜ與光罩Μ之間的光路中，配置限制 朝光罩Μ入射之光束的第二部分視野光圈22。 如第八a圖所示’第一部分視野光圈23係具有凹向 —Y方向側之圓弧形狀的邊緣23a，以設定應形成在晶 圓W上之靜止曝光區域ER之其中一方之圓弧形狀的外 緣ER1 (參照第四圖）的方式配置。如第八b圖所示， 第二部分視野光圈22係具有凸向+γ方向侧之圓弧形 狀的邊緣22a，以設定靜止曝光區域Er之另一方之圓弧 形狀的外緣ER2 (參照第四圖）的方式配置。 在第七圖的變形例中，第一部分視野光圈23的位 置與第二部分視野光圈22的位置係藉由由二片正入射 反射鏡（19a及19b)與i片斜入射反射鏡（PM)所構 成的中繼光學系統，而形成為實質上光學共軛。第二部 分視野光圈22係與上述之實施形態同樣地，當將入射 21 200919108 至光罩Μ的光束射影在光罩Μ所得的射影軌跡的前進 方向（在第七圖中為+Υ方向）定義為正向時，以遮蔽 入射至該第二部分視野光圈22之光束之中位於負向之 側的一部分光束的方式予以配置。換言之，第二部分視 野光圈22係以遮蔽朝第二部分視野光圈22入射的光束 之中第七圖中右侧部分的方式配置。 但是，與上述之實施形態不同，第一部分視野光圈 23與第二部分視野光圈22係沿著一方向（Υ方向）而 彼此由相反側遮蔽光束的方式予以配置。亦即，第一部 分視野光圈23係在第二複眼光學系統18b與凹面反射 鏡19a之間的光路中，以遮蔽朝第一部分視野光圈23 入射的光束之中第七圖中左側部分的方式配置。 在第七圖的變形例中亦與上述之實施形態相同 地，藉由第一部分視野光圈23及第二部分視野光圈22 來限制朝光罩Μ入射之光束的一部分，但是並非限制以 光罩Μ予以反射的光束的一部分，因此因視野光圈（23, 22)而對光束造成的限制並不會對於在晶圓W的圖案的 成像造成不良影響。此外，藉由使第一部分視野光圈23 及第二部分視野光圈22由與晶圓W光學共軛的位置分 開某一程度，藉此使視野光圈（ 23, 22)較習知技術更 難以投影在晶圓W，相較於習知技術更難以使曝光量分 布成惡化。 以下參照第七圖，就變形例中之照明光學系統2之 主要部位構成，更進一步具體説明。在第七圖的變形例 中，構成照明光學系統2之主要部位的聚光鏡光學系統 19，係依由配置在與第二複眼光學系統18b之反射面實 質上相同的位置的開口光圈AS入射光的入射順序，由 22 200919108 凹面反射鏡19a及凹面反射鏡19b所構成。此外， 光鏡光學系統19與光罩Μ之間的光路中，係配置永 以彎曲光路的平面鏡ΡΜ。在第七圖中係顯示來自叙用 遠物體（未顯示於圖）的光束，在經由開口光圈As、、限 第二複眼光學系統18b而在第一部分視野光圈23的^ 置或其附近暫時成像之後，經由凹面反射鏡1%、凹面 反射鏡19b及平面鏡PM而再次成像於光罩]Vi上的情 形。在以下的表（2 )揭示第七圖之變形例之照明光學 系統2之主要部位之各因素的値。 表⑺ «<光線追跡設定値》> EPD 166.40000 XAN 0.00000 0.00000 0.00000 0.46553 0.46553 0.46553 0.93110 0.93110 0.93110 1.39672 1.39672 1.39672 1.86244 1.86244 1.86244 YAN 4.73228 4.87602 5.01980 4.70990 4.85364 4.99741 4.64215 4.78588 4.92963 4.52707 4.67077 4.81450 4.3 61 〇6 4.50473 4.64843 «〈透鏡資料>>> RDY THI RMD GLA OBJ： INFINITY INFINITY ST0: 969.02213 〇.〇〇〇〇〇〇 2: 969.02213 〇.〇〇〇〇〇〇 'kari' SPS XYP： Y: 1.8641E-05 X2: 1.6795E-08 Y2: 1.6041E-08 23 200919108 X2Y: 9.4674E-12 Y3: 9.5880Ε-12 Χ4: 1.3321Ε-14 Χ2Υ2: 2.6141Ε-14 Υ4: 1.3068Ε-14 3: 969.09047 1008.526172 4: -378.22928 -892.008452 REFL XDE: 〇.〇〇〇〇〇〇 YDE: -102.782185 ZDE: 〇.〇〇〇〇〇〇 DAR ADE: 5.643823 BDE: 〇.〇〇〇〇〇〇 CDE: 〇.〇〇〇〇〇〇 5: 1075.06842 1091.760076 REFL XDE: 〇.〇〇〇〇〇〇 YDE: -377.314921 ZDE: 〇.〇〇〇〇〇〇 DAR ADE: 12.445295 BDE: 〇.〇〇〇〇〇〇 CDE: 〇.〇〇〇〇〇〇 6: INFINITY 〇.〇〇〇〇〇〇 XDE: 〇.〇〇〇〇〇〇 YDE: -91.614109 ZDE: 〇.〇〇〇〇〇〇 ADE: 1.755510 BDE: 〇.〇〇〇〇〇〇 CDE: 〇.〇〇〇〇〇〇 IMG: INFINITY 〇.〇〇〇〇〇〇 在第七圖之變形例的照明光學系統2中，聚光鏡光 學系統19係由具有球面形狀之反射面的凹面反射鏡 19a、及具有球面形狀之反射面的凹面反射鏡19b所構 成。接著，凹面反射鏡19a的反射面及凹面反射鏡19b 的反射面係通過開口光圈AS之開口部的中心而且對於 垂直於開口光圈AS之面的基準軸線z作偏心配置。 在第七圖的變形例中，與上述之實施形態不同地， 在照明光學系統2與反射型光罩Μ之間的光路中配置有 用以彎曲光路的平面鏡ΡΜ。在照明光學系統2與反射 型光罩Μ之間的光路中設置作為斜入射反射鏡的平面 鏡ΡΜ，藉此無須變更對於光罩Μ的入射角，即可變更 照明光學系統2的光路。結果，由於可將照明光學系統 24 200919108 2離投影光學系統pl分離配署 尤其會變高。 ^配置’因此機制輯的自由度 其中’在上述之實施形態中， 在晶圓W的曝光量分布九^更加精密地控制 91 λα A,. Η弟九圖所示，可將第一部 刀視野先圏21的邊緣形狀構 成例中，第-部分視野⑽Μ 在苐九圖的構 交的掃描正交方向V在與掃描方向呈正 第。 向）予以分割後的複數個（在 個光圈構件3!至38 牛,31至38、使該等8 δ ^ ^ σ者掃描方向（Y方向）而獨立地 移動的8個驅動部41至48所構成。 以驅動部41$48&--

Jr p| ΛΑ J.A , 5，可使用例如超音波馬達。 圖的構成例中，按照來自控制部CN的指令，獨 Μ π # P ^立移動，藉此使第一部分視野光圈21 的=狀產，。結果，按每個沿著掃描正交方向 :戶将的位置’將沿著靜止曝光區域ER的掃 二二Γ方向）所得的寬度尺寸進行離散調整，可高 精度地控制在晶圓W的曝光量分布。 ® 第九圖的構成例中’係、將第—部分視野光 、’、_形狀構成為可變，但是並非限定於此，亦 二部分視野光圈22的邊緣形狀構成為可 “ r二：目同1控制效*。但是，第二部分視野光圈 一上較靠近光罩Μ的位置，因此相較於將第 -:Ρ刀視野光圈22的邊緣形狀構成為可變，將第一部 二視野21的邊緣形狀構成為可變式使之能容易進 行回避;Μ之機械干涉的設計。此外，並非將部分視野 光圈進行分割’⑽可使用如美國專利第5,895,737所 25 200919108 揭示的鏈型（Chain Type)光圈。在本說明書中，儘可 能沿用美國專利第5,895,737的揭示而作為本發明之記 載。 同樣地，在第七圖的變形例中，藉由將第一部分視 野光圈23的邊緣形狀及第二部分視野光圈22的邊緣形 狀中的至少一方構成為可變’藉此可進行在晶圓W之曝 光量分布的高精度控制。但是，此時，第一部分視野光 圈23係被夾在入射至凹面反射鏡19a的入射光束與由凹 面反射鏡19a反射的反射光束，因此第二部分視野光圈 22係被配置在比較靠近光罩Μ的位置，因此將邊緣形 狀構成為可變的設計會較為困難。 其中，在上述之實施形態及變形例中，根據在投影 光學糸統PL的像面中綠保圓弧形狀之靜止曝光區域ER 之例，來說明本發明之構成及作用。但是，並非限定於 此’關於應形成在作為感光性基板之晶圓上的靜止曝光 區域（照明區域）的形狀，各種變形例亦為可能。 在上述之實施形態之曝光裝置中，藉由照明系照明 光罩（照明製程），使用投影光學系統，將形成在光罩 之轉印用圖案曝光在感光性基板（曝光製程），藉此可 製造微零件（micro device)(半導體元件、攝像元件、 液晶顯示元件、薄膜磁頭等）。以下參照第十圖的流程 圖’說明使用本實施形態之曝光裝置，在作為感光性基 板之晶圓等形成預定的電路圖案，藉此獲得作為微零件 之半導體零件時之手法之一例。 首先，在第十圖的步驟301中，在一批量之晶圓上 蒸鍍金屬膜。在接下來的步驟302中，在該一批量之晶 圓上的金屬膜上塗佈光阻。之後，在步驟303中，使用 26 200919108 本實施形態之曝光裝置，將光罩（網版）上之圖案的像 透過該投影光學系統，而依序曝光轉印在該一批量之晶 圓上的各曝光區域。 之後，在步驟304中，在進行該一批量之晶圓上之 光阻的顯影後，在步驟305中，在該一批量之晶圓上將 阻劑圖案作為光罩來進行蝕刻，藉此將與光罩上的圖案 相對應的電路圖案形成在各晶圓上的各曝光區域。之 後，藉由進行更為上層之電路圖案的形成等，來製造半 導體元件等零件。根據上述之半導體零件製造方法，可 高效率地獲得具有極為微細之電路圖案的半導體零件。 其中，在上述之實施形態之EUVL曝光裝置中，係 使用雷射電漿光源來作為用以供給EUV光的光源。但 是，並非限定於此，亦可使用供給EUV光之其他的適 當光源，例如同步輻射（SOR，synchrotron radiation) 光源或放電電漿光源等。 27 200919108 【圖式簡單說明】 參照圖式說明具體表現本發明之各種特徵的概括 性構成。圖示及與其對應的記載係用以圖示說明本發明 之實施形態，而非用以限定本發明之範圍。 第一圖係概略顯示本發明之實施形態之曝光裝置 之整體構成的示意圖。 第二圖係概略顯示第一圖的光源、照明光學系統及 投影光學系統的内部構成圖。 第三圖係概略顯示第二圖之光學積分器的構成例 圖。 第四圖係概略說明本實施形態中之一次的掃描曝 光的說明圖。 第五圖係概略顯示本實施形態中之照明系之主要 部位構成的側視圖。 第六圖係概略顯示本實施形態中之視野光圈之構 成的上視圖。 第七圖係概略顯示變形例之照明系之主要部位構 成的側視圖。 第八圖係概略顯示第七圖之變形例中之視野光圈 之構成的上視圖。 第九圖係概略顯示將視野光圈的邊緣形狀構成為 可變之例圖。 第十圖係就獲得作為微零件之半導體零件時之手 法之一例，顯示其流程圖的示意圖。 【主要元件符號說明】 1 雷射電漿光源 2 照明光學系統 28 200919108 (

11 雷射光源 22a 邊緣 12 聚光透鏡 23 第一部分視野光 13 氣體靶材 31至 38光圈構件 14 喷嘴 41至48驅動部 15 橢圓反射鏡 AS 開口光圈 16 導管 CN 控制部 17 凹面反射鏡 ER 靜止曝光區域 18 光學積分器 ER至ER3 圓弧邊 18a 複眼光學系統 Μ 光罩 18b 複眼光學系統 Ml至Μ6 反射鏡 18aa 反射鏡要素 MIF 雷射干涉計 18ba 反射鏡要素 MS 光罩載台 19 聚光鏡光學系統 PL 投影光學系統 19a 凹面反射鏡 PM 平面鏡 19b 凹面反射鏡 SR 曝光區域 21 第一部分視野光圈 W 晶圓 21a 邊緣 WIF 雷射干涉計 22 第二部分視野光圈 WS 晶圓載台 29

Claims (1)

1. 200919108 十、申請專利範圍： 1. 一種照明光學裝置，係照明被照射面，在前述被照射 面形成照明區域的反射型照明光學裝置中，其特徵為 具備： 照明光學系統，具有為了將照明光束導引至前述 被照射面所配置的複數個反射鏡； 第一部分視野光圈，配置在前述照明光學系統的 光路中，設定應形成在前述被照射面之前述照明區域 的第一外緣；以及 第二部分視野光圈，配置在前述照明光學系統與 前述被照射面之間，設定前述照明區域的第二外緣； 前述照明光學系統係具備將前述第一部分視野 光圈的位置與前述第二部分視野光圈的位置實質上 光學共軛的中繼光學系統。 2. 如申請專利範圍第1項之照明光學裝置，其中，前述 第二部分視野光圈係當將入射至前述被照射面的光 束射影在前述被照射面的射影軌跡的前進方向定義 為正向時，以遮蔽入射至該第二部分視野光圈之光束 之中位於負向之側的一部分之光束的方式配置。 3. 如申請專利範圍第1項或第2項之照明光學裝置，其 中，前述中繼光學系統係具有二片正入射反射鏡。 4. 如申請專利範圍第3項之照明光學裝置，其中，前述 第一部分視野光圈與前述第二部分視野光圈係以彼 此由相同之側遮蔽光束的方式沿著一方向配置。 5. 如申請專利範圍第4項之照明光學裝置，其中，係適 用於沿者預定的掃描方向進行掃描曝光的掃描型曝 光裝置的照明光學裝置，前述方向係前述掃描方向。 30 200919108 6. 如申請專利範圍第1項或第2項之照明光學裝置，其 中，前述中繼光學系統係具有：二片正入射反射鏡、 及配置在該二片正入射反射鏡與前述第二部分視野 光圈之間的斜入射反射鏡。 7. 如申請專利範圍第6項之照明光學裝置，其中，前述 第一部分視野光圈與前述第二部分視野光圈係以彼 此由相反側遮蔽光束的方式沿著一方向配置。 8. 如申請專利範圍第7項之照明光學裝置，其中，係適 用於沿著預定的掃描方向進行掃描曝光的掃描型曝 光裝置的照明光學裝置，前述方向係前述掃描方向。 9. 一種曝光裝置，其特徵為具備：如申請專利範圍第1 項至第8項中任一項之照明光學裝置；及前述於被照 射面之配置可能的反射型原板的像，形成在配置可能 之投影面的感光性基板上的投影光學系統。 10. 如申請專利範圍第9項之曝光裝置，其中，具備：可 載置前述反射型原板的原板載台；及可載置前述感光 性基板的基板載台，對於前述投影光學系統，沿著預 定方向，使前述原板載台與前述基板載台相對移動而 將前述原板的像形成在前述感光性基板上。 11. 如申請專利範圍第9項或第10項之曝光裝置，其中， 前述第一部分視野光圈係具有由複數個構件所構 成，且使該複數個構件的至少一部分驅動的驅動部， 變更前述第一部分視野光圈與前述第二部分視野光 圈所形成之照明區域之外緣的寬度。 12. —種零件製造方法，其特徵為包含：使用如申請專利 範圍第9項至第11項中任一項之曝光裝置，將前述 反射型原板的圖案曝光在前述感光性基板，經由前述 31 200919108 曝光的前述感光性基板進行顯影。 32