TW200931061A - Spatial light modulation unit, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method - Google Patents

Description

200931061 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種空間光調變單元、照明光學裝 置、曝光裝置以及元件製造方法。更詳細而言，本發明是 有關於一種適合於如下曝光裝置的照明光學裝置，該曝光 裝置是用以在微影工程中製造半導體元件、攝像元^、液 晶顯示元件、薄膜磁頭等的元件。 【先前技術】 〇 "風此種典型的曝光裝置中，自光源射出的光束經由作為 光學積分器（optical integrator)的複眼透鏡（办eye lens)， 而形成作為由多個光源構成的實質性光源的二次光源（一 般而s為照明光瞳的規定的光強度分佈）。以下，於本說明 書中，將照明光瞳的光強度分佈稱作「光曈強度分佈」。而 且，所謂照明光瞳被定義為在照明光瞳與被照射面（曝光 ^置的情況下為遮罩（mask)或者晶圓（wafer))之間的 光學系統的作用下，被照射面成為照明光瞳的傅立葉轉換 ❹面（Fourier transform face )的位置。 來自一次光源的光束經聚光透鏡（c〇ndenser lens)聚 光之後’對形成著規定的圖案的遮罩重疊性地進行照明。 透過遮罩的光經由投影光學系統而成像於晶圓上，從而將 遮罩圖案投影曝光（轉印）於晶圓上。再者，形成於遮罩 上的圖案已高積體化’為了將該微細圖案準確地轉印至晶 圓上必須於晶圓上獲得均一的照度（illumination )分佈。 先前’提出有一種無須使用變焦（zoom)光學系統便 Ο ❹ 200931061 能連續地變更光瞳強度分佈（進而照明條件 裝置（參照曰本專利特開2002_353105號公報（文’獻1 文獻1中所揭示的照明光學裝置中，使用著由多個微小元 件鏡片構朗可衫鏡# (muUimi·)，該等多個微 素鏡片以_狀（array)洲且餅肖且_斜方 獨，受到驅動控制。人射光束S在被分割為可動多鏡片中 =每個反射面的微小單位的狀態下產生偏向。而且，可動 多鏡片將人射光束的剖面轉換為所需的形狀或者所需的 小，進而實現所需的光曈強度分佈。 發明者對上述的先前技術進行研究之後，結果發現了 如下問題。 亦即，文獻1中所記載的照明光學裝置中，以 it著作為空間光調變器的可動多鏡片，故無法同時地 制。其ii眼透鏡的人射面的光線的位置及角度進行控 以獲得;定的ϊί光=度分佈設定為所需的形狀，則難 .的“、、度，相反，若將光瞳強度分佈的照度設定 "疋’則難以獲得所需的形狀的光瞳強度分佈。 【發明内容】 征明是為了解決上述問題而完成的，其目的在於提 實=需的形狀以及所需的照度的光瞠強度分佈，進 該照明性的照明條件的照明光學裝置；可用於 性的昭明^ΐ間光調變單元；使用可實現富於多樣 的^條件的該㈣光學裝置，在根據圖錢性而實現 '曰照明條件下可進行良好的曝光的曝光裝置；以及 200931061 使用者該曝光裝置的元件製造方法。 明= 2 ’本發明的空間光調變單元配置於 置 並且包括按照光的人射順序而配 、二間光調變11與第2空間光調變ϋ。第丨 Ζ器具有多個第1光學元件，該等多個第丨 =地配置著並且各自單獨地受到姿勢控制。第2如光& ❹ 該等多個第2光學元件以與 ，7b予7G件的母-個相對應的狀態二維地 並且各自單獨地受到姿勢控制。 直者 树_照縣學裝置基於來自絲的絲對被照射 細:Γ月:月光學裝置包括:具有上述構造的空間 匕 間光調變單元);以及分佈形成光 干系統’办佈減光料統根據 :;第2空間光調變器的光束，而於照明光;== 光瞳上形成規定的光強度分佈。 罝的…、月 =發曝絲置包括具有上述構造的朗光學裝置 定的圖匕:由該照明光學裝置照明的規 本發明的元件製造方法包括曝光工程、顯影工程及加 工工程。曝光卫程纽用具有上述構造的曝光裝置（本發 明的曝光裝置）’將規定的圖案曝光至感光性基板上。顯影 工程是在對轉印著規定的圖案的感紐 板的表面形成與該規定的圖案相對應： 狀的遮罩層。加工工程是經由遮罩層而對感光性基板的表 ❹

200931061 面進行加工。 舉實月:上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特 舉實施例，並配合所關式作詳細說明 【實施方式】 乂下面參照圖1、圖2Α〜圖2D以及圖3〜圖8， -面對本發明的空間光輕單元、照 置以及元件製造方法的各實施例進行詳細地L。再ί 的Γ中，對同一部位、同一要素附上同-符號並 省略重複的說明。 圖1是概略地表示本發明的曝光裝置的構成圖。圖！ &作為感光性基板的晶圓w的法線方向設定z轴， 沿晶圓W的面内與該圖1的紙面平行的方向設定γ軸， 沿晶圓W的面内與該圖1的紙面垂直的方向設定X軸。 參照圖1 ’於本發明的曝光裝置的一實施例中，自光 源LS供給曝光光（照明幻。作為絲Ls，可使用例如 供給193 nm的波長的光的ArF準分子雷射（excimeriaser) 光源，或供給248 nm的波長的光的^準分子雷射光源 等。自光源LS沿著光軸AX而向Z方向射出的光束，經 由具有眾所周知的構成的送光光學系、统i，而依序入射至 第1空間光調變器2以及第2空間光調變器3中。 送光光學系統1具有如下功能：將入射光束一面轉換 為f有適當的大小以及形狀的剖面的光束，一面引導向第 1二間光調變器2,並且主動地對入射至第1空間光調變器 2中的光束的位置變動以及角度變動進行修正。第丨空間 8 200931061 光調變器2具有二維地排列的多個鏡片元件（一般而言為 光學元件）2a、及依據來自控制部CR的姿勢控制信號， 對多個鏡片元件2a的姿勢單獨地進行控制驅動的驅動部 2b ° 第2空間光調變器3與第i空間光調變器2相同，亦 具有二維地排列的多個鏡片元件（一般而言為光學元件） 3a、及依據來自控制部CR的姿勢控制信號，對多個鏡片 ❹ ❹ 元件3a的姿勢單獨地進行控制驅動的驅動部北。第2空 間光調變器3的多個鏡片元件3&是以與第丨空間光調變^ 2的多個鏡片元件2a成--對應的狀態而二維地排列著， 且各自單獨地受到姿勢控制。關於具有第丨空間 2以及第2空間光調變器3 #空間光調變單元的作 於下文加以敍述。 ，肘 、繼而，參照圖2A〜圖2D，對由第！空間光調 以及第2空間光調變器3構成的空間光調變單元（办 間光調變單元）的構成進行說明。圖2A是表示第i空^ 光調變器2的鏡片元件2a (或者第2空間光調變器3的鏡 片元件3a)的二維排列的立體圖。圖2B*用以說明鏡片 =件2a (3a)的姿勢控制參數的圖。圖2C是表示一 70件2a(3a)的部分立體圖。圖2D是表示圖2e 鏡片元件2a㈤的沿著Η線的剖面的圖。再= 如圖2A所示，第1空間光調變器2以及第2空間光 200931061 調變器3均為可動多鏡月，該可動多鏡片包含以平面形狀 的反射面作為上表面而佈滿的多個微小反射元件即鏡片元 件2a (3a)。鏡片元件2a (3a)均可動，其反射面（鏡面） 的傾斜（tilt)、亦即反射面的傾斜角以及傾斜方向藉由控 制部CR而獨立地控制（反射面的姿勢控制）。各鏡片元件 2a (3a)能夠以與其反射面平行的兩個方向，即彼此正交 的兩個方向為旋轉軸，而僅以所需的旋轉角度連續地或者 ❺ 離散地旋轉。亦即，各鏡片元件2a (3a)能夠以沿著反射 面的二維來對傾斜進行控制。再者，於離散地旋轉的情況 下’較好的是以多個狀態（例如，.....2.5度、-2.0度、···、 〇度、+0.5度.....+2·5度、…）來對旋轉角進行控制。 再者，如圖2Β所示，對於各鏡片元件2a (3a)的如 上述般的反射面的姿勢控制，是藉由對第〗空間調變器2 以及第2空間調變器3的各自的基準平面的法線（zl轴） 與反射面的法線（z2軸）所成的角度^進行調節而進行 #。此處，所謂基準平面是指與姿勢控制前的反射面相— ® 致的平面，即藉由與該姿勢控制前的反射面的法線22正‘ 的XI軸以及yl轴而規定的xl_yl平面。而且，基準平^ 的法線zl (zl軸）與反射面的法線以所成的角度0是 為具體的姿勢控制資訊，由以xl-為中心的旋轉^分 X1與以yl軸為中心的旋轉角分量0yi提供。亦即，旋轉 分量0^是投影至yl-Zl平面時的基準平面的法線^與 射面的法線z2所成的角度。旋轉角分量eyi是投影至幻、_ 平面時的旋轉角分量0χ1及基準平面的法線21與反射面^ 200931061 法線z2所成的角度。 此外，本實施例中，鏡片元件2a (3a)的外形為正方 形，但並不限定於此。其中，自光利用效率的觀點來看， 較好的是可無間隙地排列的形狀（可最密填充的形狀）。而 且，較好的是將相鄰接的鏡片元件2a (3a)間的間隔設定 為所需的最小限度。 固疋概略地表示第i艺间疋洞笑孬z以及第▲工

間光調變器3中的多個鏡片元件2a (3a)中的一個鏡片元 件的構成，更具體而言，概略地表示對該鏡片元件2a(3a)

中的對反射面的姿勢進行調節的驅動部的圖。而且，圖2D 是表示圖2C中所示的沿著線的鏡片元件2a(3a)的 剖面的圖。於圖2C以及瓜中，鏡片元件2a(3a)包括： 基座30 ;設置於該基座3〇上的支柱31 ;在與基座邓相反 Π接於支柱31的板狀構件32 ;形成於該板狀構件 32上且由反射膜構成的反射面％; 圍支柱Μ的方式而配置的四個電極地〜撕座〇上以包 支點=式板可狀能夠以與支柱31的連接部位作為 軸（XI軸以及yl平行的面上的彼此正交的兩個 柘㈣二i )之周圍傾斜。而且，藉由對配詈於 =賦予電二=各自基座側的位置上的電極= 間產生靜電力，從而使各=34a〜34d與板狀構件幻之 間隔產生變化（驅動部）m34d與板狀構件32的 為支點而產生傾斜，=^此’板狀構件32以支柱31 進而形成於板狀構件32上的反射面 200931061 33產生傾斜。 藉由第1空間光調變器2的多個鏡片元件2&以及第2 空間光調變器3的多個鏡片元件3a而依序反射的光，經由 固定光闌（光闌（flare stop)) 4、作為傅立葉轉換透鏡的 ^^光光學糸統5以及光路折鏡（light path fold mirroO 6， 而入射至作為光學積分器的微複眼透鏡（或者複眼透鏡）7 中。微複眼透鏡7是由例如縱橫且稍密地排列的具有多個 正折射力（refracting power)的微小透鏡而構成的光學元 ® 件’且藉由對平行平面板實施蝕刻（etching)處理來形成 微小透鏡群而構成。 對於微複眼透鏡而言’與由彼此隔離的透鏡元件構成 的複眼透鏡不同，多個微小透鏡（微小折射面）彼此並非 隔離而是一體地形成。然而，於透鏡要素縱橫配置的方面， 後複眼透鏡是與複眼透鏡相同的波前區分型（division of wavefront)的光學積分器。入射至微複眼透鏡7的光束藉 由多個微小透鏡而加以二維地分割後，於光束所入射的各 〇 微小透鏡的後侧焦點面上分別形成光源。 亦即，於微複眼透鏡7的後侧焦點面上形成著由多個 光源構成的實質性面光源（以下，稱作「二次光源」）。來 自形成於微複眼透鏡7的後側焦點面上的二次光源的光 束，通過聚光器光學系統8之後，對遮罩遮器（maskblind) 9重4性地進行照明。再者’藉由將孔徑光闌（aperture stop) 配置於微複眼透鏡7的後侧或者前侧，而可對光束進行限 制。 12 200931061 如此在作為照明視場光闌（visual field diaphragm ) 的遮罩遮器9上’形成著與構成微複眼透鏡7的各微小透 鏡的形狀及焦距相應的矩形狀賴野1過遮罩遮器9的 矩形狀關π部（透光部）的絲，受到雜光學系統1〇 的聚光作用’並且藉由配置於成像光學系統10的前群l〇a 與後群l〇b之間的光路中的光路折鏡⑽而偏向，從而對 形成著規㈣_的遮罩（標線片㈣de))jv^疊性地 進行照明。 ❹ ❹ 亦即成像光學系統1()將遮罩遮器9的矩形狀開口部 的像形成於遮罩M上。已透過遮罩M的光束經由投 於作為感紐基板的晶圓w上形成遮罩圖 ^像。讀’於與投影光學祕PL的光轴Μ正交的 括::咬者進行二維地驅動控制，-面進行總 描曝光’藉此於晶圓w的各曝光區域中逐次 曝光者遮罩Μ的圖案。 气==1:?為空間光調變器2、3是使用將上述方 式一維地排列的多個鏡片元件2& ,應_專 …X及與其相對應的美本國專= 6,90(^5號公報、曰本專 ：旬第 與其相對應的美國專利第 報， 利特開2006-113437垆八鈕士 報以及日本專 唬公報中所揭示的空間光調變器。再 13 200931061 3a的朝向亦能夠控制 者’ 一維地排列的多個鏡片元件2a、 成離散地具有多個階段。 第1空間光調變器2巾，根據來自控制部CR的姿勢 控制^號而作動的驅動部2b，使多個鏡片猶2a的姿 分別變化’藉此將各鏡>ί元件上的反射面分別狀為規定 的朝向。藉由第1空間光調變器2的多個鏡片元件仏而分 別以規定的角度反射的光，人射至第2空間光調變器3中。 具體而言’經由第1空間光調變Ε2的各鏡片元件2a的光 束，入射至以一一對應的狀態而二維地配置著的第2空間 光調變器3的各鏡片元件3a。 第2空間光調變器3中亦與第1空間光調變器2相同， 根據來自控制部CR的姿勢控制信號而作動的驅動部补， 使多個鏡片元件3a的姿勢分別變化，藉此將各鏡片元件 3a分別設定為規定的朝向。藉由第2空間光調變器3的多 個鏡片元件3a而分別以規定的角度反射的光，根據多個鏡 片元件2a與多個鏡片元件3a的組合、及各鏡片元件2a、 ❹ 3a的姿勢等’於微複眼透鏡7的入射面上，形成由以例如 光轴AX為中心的環帶狀的光強度分佈所構成的照野。 這樣，如圖3所示’於微複眼透鏡7的後侧焦點面（進 而照明光瞳）上，形成由入射光束而形成的著具有與照野 大致相同光強度分佈的二次光源，亦即形成著以光軸AX 為中心的環帶狀的光瞳強度分佈21。進而，在與微複眼 透鏡7的後侧焦點面光學共軛的其他照明光瞳位置上，亦 即在成像光學系統10的光瞳位置以及投影光學系統PL的 200931061 光瞳位置上，亦形成著與光瞳強度分佈21相對應的環帶狀 的光強度分佈。如此，聚光光學系統5與微複眼透鏡7構 成分佈形成光學系統，該分佈形成光學系統基於經由第1 空間光調變器2以及第2空間光調變器3的光束，而於照 明光瞳上形成規定的光強度分佈。 再者，於上述說明中，在一對空間光調變器2、3的作 用下，於微複眼透鏡7的入射面上形成著環帶狀的照野， 進而於照明光瞳上形成著環帶狀的光強度分佈21，並基於 該環帶狀的光瞳強度分佈21而進行環帶照明。然而，並不 限於環帶照明，亦可於微複眼透鏡7的人射面上形成著例 如多個板狀（2極狀、4極狀等）的光強度分佈，進而於照 2瞳上形成著多個極狀的絲度分佈，並基於該多個極 =光曈強度分佈而進行多極照明（2極照明、4極 等）。 … 中的照明光學裝置(1，包括 ====單元，以及基於經由謂 佈，*佈縣形〜光祕 3)中，對多個鏡片元侏0 1間先調變單70 (2 1空間光觀器2❹畅進行調節，錢經由負 射至以與該多個鏡片 ^讀2&的每-個的光束，/ 置的第2空間先2a 一一對應的狀態而二維地函 15 200931061 Ο 如此，本實施例中的照明光學裝置（丨〜忉）中，藉由 對第1空間光調變器2的多個鏡片元件2a與第2空間光調 變器3的多個鏡片元件3a的組合、以及各鏡片元件2a、 3a的姿勢等進行適當設定，而可同時對入射至微複眼透鏡 7的入射面的光線的位置與角度進行控制。亦即，藉由與 一對空間光調變器2、3的協動作用，而可同時對形成於微 複眼透鏡7的後侧焦點面的照明光曈上的光瞳強度分佈21 的形狀與照度進行調節（修正）。 再者，曝光裝置中，為了高精度且可靠地將遮罩M的 圖案轉印至晶圓W上，重要的是在與圖案特性相應的適當 的照明條件下進行曝光。本實施例中，藉由多個鏡片元件 2a、3a的姿勢各自單獨地變化的一對空間光調變器之、3 的作用，而可自如且迅速地改變光瞳強度分佈，進而可實 現光瞳強度分佈的雜以及大小富於多樣性的照明條件。 如上述實施例所示，基於來自光源LS的光對作為被 照射面的遮罩M進行照明的照明光學裝置（1〜10)中， 可於微複眼透鏡7的後侧焦點面的照明光 的形狀以及所料職的光_度分佈21，細== 於多樣性_鶴件。而且，本實施射的曝光裝^ 胜’錢可實現富於錄性賴a錄件的照明光聲 的照明;^mm雜她q現的適當 16 200931061 鏡片元件的面與光轴所成的角度為45度左右。於此情況 下，當光環附近的鏡片元件沿著光轴而配置於所需位置 時，偏離光轴的鏡片元件會自所需位置在光轴方向上產生 位置偏移。其結果’由於鏡片元件的光環方向的位置偏移， 而使到達複眼透鏡的入射面上的一點的光束的角度分佈為 旋轉非對稱’從而難以使晶圓W上的照度分佈達到固定。 本實施例中，以使排列著多個鏡片元件2a的第i空間 光調變器2的面，與排列著多個鏡片元件3a的第2空間光 調變器3的面對向的方式，例如以使該些兩個面大致平行 的方式來配置一對空間光調變器2、3。因此，偏離光軸 AX的鏡片元件2a、3a的光環方向的位置偏移的影響，由 第1空間光調變器2與第2空間光調變器3抵消，從而容 易使晶圓W上的照度分佈達到固定。 Ο 再者，於上述實施例中，第丨空間光調變器2盥第 空間光調㈣3之_光路中並未配置著光學構m 不限於此，亦可於該光財配置著巾繼光學系統（咖 )等。然而’為了於第1空間光調變器w 3夕門與第2空間光調變器3的多個鏡片元辦 :間谷易…一對應的關係，較理想的是於上述光與 光學構件。而且，為了於多 定一一斟廉的·“调鏡片兀件2a、3a之間容易寄 ^對應的關係，較理想的 組合，使上述光源人射“、明光學裝置每 器亦即將大致平行的光致:二束^ 200931061 而且，上述實施例中，於作為波前分割型的光學積分 器的微複眼透鏡7的入射面上形成著規定的光強度分佈， 進而實現規定的光瞳強度分佈。然而，並不限定於此，亦 可於内表面反射型的光學積分器的入射面上形成規定的先 強度分佈的虛像（virtual image)，藉此可實現規定的光 強度分佈。 ❹ 丄地I他例处稱成為如下：經由第！空 調變器2的多個鏡片元絲的光束，分別入射至以與該鏡 片7G件2a成一一對應的狀態而二維地配置的第2 *門 變=的多個鏡片元件如中，但亦可構成為如下 的鏡片元件中的-個鏡片元件的光 調變器3的多個鏡片元件知中。換 :況下，經由第丨空間光調變器2:】:=的:係。於此 束為發散光束。 幻夕個鏡片疋件2a的光 相反，第1空間光調變器2的多 =光調變器3的多個鏡片元件 與第2 進而，第1空間先續鏤哭9认史加邛了為夕對一的關係。 光調變B 1 6 多個鏡片元件2a與第2 *間 C 3的多個鏡片元件3 興第2二間 與第2⑶ 而且，上=中應：^的關係。 列有多個鏡片元“的面，與第2空;=== 18 200931061 有多個鏡片元件3a的面大致平行的方式，來配置一對空間 光調變器2、3。然而，並不限定於此，一間光調變 2、3的配置可為各種形態。 '

❹ 例如’如圖4所示，亦能以如下方式三維配置著—對 空間光調變器2A、3A，即’第！空間光調變器从使又方 向入射的光向-z方向反射（偏向）’且第2空間光調變器 3A使-z方向入射的光向-y方向反射。而且，如圖5所示， 亦可採用如下構成·於第1空間光調變器與第2空間 光調變器3B之間的光路中附設著平面反射鏡41。亦即， 以將經由第i空間光調變器2B而入射至平面反射鏡41的 光’引導向第2空間光調變器3B的方式，將一對空間光 調變器2B、3B配置為V字狀。 工述耳抛例甲，亦可於將來自光源LS的光^ 引導向㈣光調變單元（2、3)的送光光學祕丨中 入第2空狀調變單元。如圖6所示的變形射的送光; 學系統1A具備整形光學系統U，該整形光學系統^ 光源LS餘的絲職祕有射大似及形狀 的光束。通過了整形林系統U的光束將人射至 (beam splitter) 12 中。 由分光鏡12反射且將_狀路的外 射至檢:器U一)13中。將檢測器13 = 給至控制部cR1中。透過分光鏡12並沿著照 = 的光東，依序人射至第2空間光調變單元中㈣i 調變器14以及第2㈣光調變器15中。經由第^間另 19 200931061 調變單疋（14、15)的光束自送光光學系統1A射出之後， 被引導向第1空間光調變單元（2、3)中的第1空間光調 變器2。 第2空間光調變單元（14、15)具有與第丨空間光蜩 平八2、3)相同的構成。亦即，第1空間光調變器14 具有二維地排列的多個鏡片元件14a、及根據來自控制部 CR1的姿勢控制信號而對多個鏡片元件14&的姿勢個別地 ❹ 進行變更_動部14b。第2空間光調變器15具有二維地 排列的多個鏡片元件15a、及根據來自控制部CR1的姿勢 控制信號而對多個鏡片元件15a的姿勢個別地進行變更的 驅動部15b。第2空間光調變器15的多個鏡片元件15a以 與第1空間光調變器14的多個鏡片元件14a成一一對應的 狀態而二維地排列著，且個別地受到姿勢控制。 第1空間光調變器14中，根據來自控制部CRi的姿 勢控制彳§號而作動的驅動部14b，對多個鏡片元件i4a的 姿勢分別加以調整’藉此將各鏡片元件l4a分別設定為規 © 定的朝向。藉由第Ϊ空間光調變器14的多個鏡片元件14a 而分別以規定的角度反射的光，入射至第2空間光調變器 15中。具體而言，經由第1空間光調變器14的多個鏡片 元件14a的每一個的光束，入射至以與多個鏡片元件14a 成^--對應的狀態而二維地配置著的第2空間光調變器15 的多個鏡片元件15a的每一個中。 第2空間光調變器15中亦與第丨空間光調變器〖4相 同，根據來自控制部CR1的姿勢控制信號而作動的驅動部 20 200931061 15b，分別對多個鏡片元件15a的姿勢進行調節藉此將各 鏡片凡件15a分別設定為規定的朝向。將藉由第2空間光 調變器15的多個鏡片元件…❿分別以規定的角度反射的 光，轉換為與多個鏡片元件14a及多個鏡片元件…的組 合等相應的具魏定的光酿分佈的光束，之後自送光光 學系統1A射出。 圖6所示的變形例的送光光學系統1A中，分光鏡12 以及檢測H 13構成分料測部’齡佈制部對自光源 LS向第2空間光調變單元（14、15)人射的光束的光強度 分佈進行計測。而且，控制部CR1構成控制部，該控制部 根據分佈s十測部（12、13)的計測結果，來對第2空間光 調變單元（14、15)進行控制。 <0 這樣，送光光學系統1A中，分佈計測部（12、13) 對入射至第2空間光調變單元（14、15)的光束的光強度 分佈進行計測’控制部CR1根據分佈計測部（12、13)的 計測結果，來對第2空間光調變單元（14、15)中的各鏡 片元件14a、15a的姿勢單獨地進行控制。藉此，可將上述 入射光束適當轉換為具有所需的光強度分佈的光束之後再 射出。 一般而言，自ArF準分子雷射光源或KrF準分子雷射 光源供給的光束，具有中央的光強度高於周邊的光強度的 形態的光強度分佈。因此，對於配置於照明光路中的光學 構件而言’特別是在入射光束的能量密度高的中央區域光 學材料容易劣化。而且，由於物質附著於光學面上、及光 21 200931061 學面因光化學反應而受到損傷等，容易產生光學面「失去 光澤」的現象。 送光光學系統1A中’可將入射光束轉換成具有所需 的光強度分佈，例如轉換為大致均一的光強度分佈的光束 之後再引導向第1空間光調變單元（2、3)中。因此，可 良好地抑制配置於較送光光學系統1A更後側的光學構 件、特別是配置於送光光學系統1A的正後方的第1空間 光調變單元（2、3)中的各鏡片元件2a、3a的損傷，及光 ® 學特性的劣化等。 再者，送光光學系統1Α中的第2空間光調變單元 (14、15)中’並未於第1空間光調變器14與第2空間光 調變器15之間的光路中配置光學構件，但並不限定於此， 亦可於該光路中配置中繼光學系統等。然而，與第丨空間 光調變單元（2、3)的情況相同，為了於第1空間光調變 器14的多個鏡片元件i4a，與第2空間光調變器15的多 個鏡片元件15a之間容易地設定--對應關係，較理想的 © I於上述光路中秘置任—光學構件，或者不配置具^功 率=光學構件。而且，為了於多個鏡片元件14a與15a之 間谷易地設定一一對應關係’較理想的是使大致平行光東 入射至第1空間光調變器14中。 而且，送光光學系統1A中的第2空間光調變單元 U4、15)中，以使排列有多個鏡片元件14&的第^空間 ί 2”的面，與排列有多個鏡片元件以的第2 Ϊ間 = 5的面大致平行的方式’來配置一對空間光調變 22 200931061 器14、15。然而，與第i空間光調變單元（2、3)的情況 相同’ -對㈣光調變器14、15的配置可為各種形態。 Ο ❹ 再者’上述的實施例中，作為具有二維地排列且個別 地受到姿勢控制的多個光學元件的空間光調變器，可使用 麟二維地排列的多個反射面的細（角度：傾斜）個 地進行控制的空間光調變器'_，並不限定於此，亦可 使用例如能對二維地排列的多個反射面的高度（位置）個 別地進行㈣的空間絲變器。作為此種㈣光調變哭， 可使用例如日本專利特開平6_281869號公報以及與苴 對應的美國專利第5,312,513號公報，及日本專利特 2004-520618號公報以及與其相對應的美國專利第 Μ85,493號公報的圖ld巾所揭示的空間光調變器。該此 空間光調變器中，可藉由形成二維的高度分佈而對入射^ 賦予與繞射面同樣的作用。再者，上述具有二祕排列的 多個反射面的空間光調變器’亦可依據例如日本專 2006-513442號公報以及與其相對應的美國專利第 6,891，655號公報、或者日本專利特表2〇〇5·524ιΐ2號公報 以及與其相對應的美國專利公開第2〇〇5/〇〇95749號公 的揭示而進行變形。 〜Α 而且，上述實施例中使用具有多個鏡片元件的反射型 的空間光調料，但並不限紐此，亦可使㈣如美國專. 利第5,229,872號公報中所揭示的透射型的空間光調變器。 上二=上述實施例中’當使用空間光調變器來形成 光瞳強度Α佈時，亦可利用光瞳強度分佈計測裝置來對光 23 200931061 瞳強度分佈進行計測，並根據其計測結果對空間光調變器 進行控制。此種技術揭示於例如日本專利_蘿J彻 號公報;或者日本專利特開2003-22967號公報以及與其相 對應的美國專利公開第2003/0038225號公報中。 再者’於上述實關中，亦可代替料，而使用根據 狀的電子資料來形成規定圖案的可變圖案形成裝置。若 使用此種可變圖案形成裝置，則即便圖案面立置亦能夠將 對同步精度造成的影響抑制在最低限度。再者，作為可變 ❹ ®案形成裝置’可使用包含例如根據規定的電子資料而驅 動的多個反射元件的DMD (數位.微鏡.元件，Digkal MicrominrorDevice)。使用著DMD的曝光裝置揭示於例如 曰本專利特開2004-304135號公報、國際專利公開第 2006/080285號手冊以及與其相對應的美國專利公開第 2007/0296936號公報中。而且，除了如DMD般的非發光 型的反射型空間光調變器以外，亦可使用透射型空間光調 變器’還可使用自發光型的圖像顧示元件。再者，即便於 ❹ 圖案面為平放的情況下亦可使用可變圖案形成裝置。 上述實施例中的曝光裝置，可將包含本案申請專利範 圍中所列舉的各構成要件的各種子系統（subsystem)加以 組裝而製造成以保持規定的機械精度、電氣精度、光學精 度。為了確保該些各種精度，於進行上述組裝的前後，對 各種光學系統進行用以達成光學精度的調節，對各種機械 系統進行甩以達成機械精度知調節對各種電氣系.统進行 用以達成電氣精度的調節。將各種子系統組裝成曝光裝置 24 200931061 的工程中，包含各種子系統相互的、機械連接、電路的配 線連接、及氣壓迴路敝管連接等。在將該各種子系統組 裝成曝絲置的程之前’當然具有各子純各個的組裝 工程。當將各種子系統組裝成曝光裝置的工程結束之後進 行綜合調節，以確保作為曝光裝置整體的各種精度。再者， 對於曝光裝置的製造而t，較理想岐在溫度以及潔淨度 等传到管理的無塵室（eleanr〇〇m)内進行。 Ο 一接著，對使用著上述的實施例中的曝光裝置（投影曝 光裝置）的元件製造方法進行說明。圖7是用以說明本發 明的兀件製造方法的—實關的半導體元件的製造工程的 流程圖。如圖7所示，於半導體元件的製造I程中，在作 為半導體70件的基板的晶圓W上驗金屬膜（步驟s， 並^經驗·制上㈣作城光輯料的光阻劑 (!^。resist)(步驟S42)。繼而’使用上述投影曝 成於遮罩（標線片）M上的圖案轉印至晶圓W上 “的曰光區域中（步驟S44:曝光工程），並對該轉印結束 (舟^圓|進行顯影，即對轉印有圖案的光阻劑進行顯影 曰：：S46 :顯影工程)。然後，將藉由步驟S46而生成: ς圓:的表面上的光阻圖案作為遮罩，對w = 進诚刻等的加工（步驟S48:加工工程）。的表面 印的光阻圖案是指藉由上述的投影曝光裝置轉 貫穿光成相對應的形狀的凹凸的光阻劑層，該凹部 的以：。步謂中，經由該光阻圖案， 進仃加工。步驟S48中所進行的加工中，包含例如 25 200931061 晶圓w的表面的蝕刻或者金屬膜等的成膜中的至少一 個。再者’步驟S44中’上述投影曝光裝置將塗佈著光阻 劑的晶圓W作為感光性基板即板（plate) P，而進行圖案 的轉印。 圖8是用以說明作為本發明的元件製造方法的另一實 施例的液晶辭元件等的液晶元件的製造卫程的流程圖。 如圖8所示，於液晶元件的製造工程中，依序進行圖案形 成工程（步驟S50)、彩色濾光片（color filter)形成工程 (步驟S52)、胞（cell)組裝工程（步驟§54)以及模組 組裝工程（步驟S56)。 於步驟s50的圖案形成工程中，於作為板P的塗佈I 光=劑的玻璃基板上，使用上述投影曝光裝置而形成電库 f案以及電極圖案等的規定的圖案。該圖#形成工程中告 Ϊ工ί用曝光裝置將圖案轉印至光阻劑層上_ 的光= 案的板'進行顯影，即對玻璃基板』 ❹ 層的顯=而生成與圖案相對應的形狀的光阻齊 板的表面進行加工的影的光阻劑層來對蝴 濾光片形成工程中形成如下彩色遽 = ;==::，綠色)、B(-p ^^ 固點的組，以矩陣狀排列有多個，或去 有多個。二根條_慮絲的組，於水平掃财向上排列 步驟S54的胞組裝工程中’使用藉由步鱗S50而形成 26 200931061 著規定圖案的玻璃基板、及藉由步驟S52而形成的彩色遽 光片，來組裝液晶面板（液晶胞）。具體而言，例如藉由在 玻璃基板與彩色遽光片之間注入液晶而形成液晶面板。於 步驟S56的模組組裝工程中，對藉由步驟S54紐裝而成的 液晶面板，女裝進行該液晶面板的顯示動作的電路以及背 光（backlight)等的各種零件。 而且，本發明並不限定於用於半導體元件製造用的曝 光裝置，亦可廣泛用於例如形成於方型的玻璃板上的液晶 顯示元件、或者電衆顯示器（plasma diSpiay )等的顯示器 裝置用的曝光裝置、用以製造攝像元件（電荷耦合元件 (CCD，Charge Coupled Device )等）、微型機器 (micromachine)、薄膜磁頭（thin film magnetic head)以 及去軋核酶核酸（DNA ’ Deoxyribonucleic Acid)晶片等的 各種元件的曝光裝置。進而，本發明亦可適用於使用光微 影（photolitiiography)工程來製造形成著各種元件的遮罩 圖案的遮罩（光罩（photomask)、標線片等）時的曝光工 ❹ 程（曝光裝置）中。 再者’上述實施例中，使用ArF準分子雷射光（波長： 193 nm)或KrF準分子雷射光（波長：248 nm)來作為曝 光光’但並不限定於此，對於其他適當的雷射光源、例如 供給波長157 nm的雷射光的F2雷射光源等，亦可使用本 發明。 而且，於上述實施形態中，亦可使用如下方法，即所 謂的液浸法：於投影光學系統與感光性基板之間的光路中 27 200931061 填滿具有大於1.1的折射率的介質（medium)(典型的是 液體）。此時，作為充滿液體於投影光學系統與感光性基板 之間的光路中的方法，可採用如國際公開案號 WO99/49504號公報中所揭示般的局部充滿液體的方法、 =曰本專利特開平6_124873號公報中所揭示般的，使保持 者作為曝光對象的基板的平台（stage)於液槽中移的方 法、或者如曰本專利特開平1〇_3〇3114號公報中所揭示般 的，於平台上形成規定深度的液體槽，並於其中保持基板 的方法等。 於上述實施例中，亦可使用美國公開公報 2006/0203214、2006/0170901 以及 2007/0146676 中所揭示 的所謂的偏光照明方法。 、而且，於上述實施例中，本發明用於曝光裝置中對遮 罩進订照明的照縣學裝置，但並不限定於此，亦可將本 發明用於對料财卜的被歸面騎㈣賴照明光 學裝置。 ❹ +發明的照明光學裝置中，依序經由一對空間光調變 器的光束’㈣例如發揮著傅立葉轉換透鏡的功能的聚光 光學系統而人射至光學積分器中。其結果，籍由一對空間 光調變器的協動作用，可同時對人射域學積分器的入射 =的光線的位置與角度進行控制，進而可同時對光瞳強度 为佈的形狀與照度進行調節（修正）。 u這樣，於本發明的照明光學裝置中，可形成所需的形 狀以及所需的照度的光曈強度分佈，進而可實現富於多樣 28 ❹ ❹ 200931061 °而且，本發明的曝光裝置中，使用可實現 田；性的照明條件的上述照明光學裝置，可/概祕、 罩的圖索特性而實現者 根據遮 光，進而可製造良好：Λ 進行良好的曝 本發明，揭露如上’然其並非用以限定 本識者，在不脫離 #可作些許之更動_飾，故本 發月之保護範目當做社_請專職目 【圖式簡單朗】 丨&考為準。 圖1是概略地表示本發明的曝光裝置（包含 空間光調變單元以及照明光學裝置）的構成的圖。發 圖2Α〜圖2D是用以概略地說明圖i所示的曝 中的空間光調變器各自的構成的圖。 圖3是複式性地表示形成於微複眼透鏡的 上的環帶狀的光瞳強度分佈的圖。 ''' ® 圖4是概略地表示一對空間光調變器的另一配置 ng-l 螬 ^ 圖。 圖5是概略地表示一對空間光調變器的又一配置例的 圖。 圖6是概略地表示裝入著第2空間光調變單元的送光 光學系統的内部構成的圖6 圖7是用以說明作為本發明的元件製造方法的一實施 例的半導體元件的製造工程的流程圖。 、 圖8是用以說明作為本發明的元件製造方法的另一實 29 200931061 施例的液晶顯示元件等的液晶元件的製造工序的流程圖。 【主要元件符號說明】 1、 1A :送光光學系統 2、 14、2A :第1空間光調變器 2a、3a、15a:鏡片元件（光學元件） 2b、3b、14b :驅動部 3、 15、3A :第2空間光調變器 4:固定光闌（光闌） ❹ 5:聚光光學系統 6、10c :光路折鏡 7:微複眼透鏡（或者複眼透鏡） 8:聚光器光學系統 9:遮罩遮器 10 :成像光學系統 10a :前群 l〇b :後群 ❹ 11 整形光學系統 12 :分光鏡 13 :檢測器 21 :光瞳強度分佈 30 :基座 31 :支柱 32:板狀構件 33 :反射面 30 200931061 34a〜34d :電極 ΑΧ :光軸 CR、CR1 :控制部 LS :光源 Μ:遮罩（標線片） PL:投影光學系統 W :晶圓 x、xl、yl、y、z:轴 O zl、z2 :法線 0 :角度 θχι、:旋轉角分量 S40〜S48、S50〜S56 :步驟 ❹ 31

Claims (1)

1. 200931061 七、申請專利範圍： 士 t办種空間光調變單元，配置於照明光學裝置的光路 中，該空間光調變單元包括： 滅㈤光調變器，具有多個第1光學元件，該等多 .元件一維地配置著，並且各自單獨地受到姿勢 控制，以及 Ο 第^工間光調變器，配置在經由上述第1空間光調變 器而傳送的光所到達的位置，該第2㈣光調變器具有多 個第^學元件，該等夠第2光學元件以與上述多個第 1光學元件中的每一個相對應的狀態二維地配置著，並且 各自單獨地受到姿勢控制。 2.如申請專利範圍第1項所述之空間光調變單元，其 中上述多個第2光學元件以與上述多個第1光學元件-- 對應的狀態而排列著。 3·如申請專利範圍第1項或第2項所述之空間光調變 單元’其中上述第1空間光調變器中，作為上述多個第i 光學元件具有二維地排列的多個第1鏡片元件，及使該多 個第1鏡片元件的姿勢個別地變動的第i驅動部，且， 上述第2空間光調變器中，作為上述多個第2光學元 件具有二維地排列的多個第2鏡片元件，及使該多個第2 鏡片元件的姿勢個別地變動的第2驅動部。 4·如申請專利範圍第3項所述之空間光調變單元，其 中上述第1驅動部，使該多個第1鏡片元件的朝向連續地 變化，以使經由上述多個第1鏡片元件中的每一個的光 32 200931061 束，入射至以—對應的狀態二維地配置著的上述多個第 2鏡片元件中的每一個，且 上述第2驅動部使上述多個第2鏡片元件的朝向連續 地變化。 5.如申請專利範圍第3項所述之空間光調變單元，更 包括控制部，該控制部用以對上述第1驅動部以及第2驅 動部進行驅動控制’以對於上述各個第i鏡片元件以及第 2鏡片元件，使作為姿勢控制的基準的基準平面的法線， 與該些第1鏡片元件以及第2鏡片元件各別的鏡面的法線 形成所需的角度，·由該控制部提供至該各個第〗驅動部以 ，第2驅動部的與角度相關的控制資訊，是藉由旋轉角分 1而規定的，該旋轉角分量為分別以通過該基準平面的法 ，並且彼此正交的該基準平面上的兩個軸為中心的旋轉角 分量。 6.如申請專祕圍第丨項至第5項中任—項所述之空 ❹ :先調變單元，其中之一旦到達上述第i空間光調變器㈢ 遠ϋ由具有功率的光學構件，自該第1·調變器氧 運上述第2空間光調變器。 間光請專利朗第1項至第6項中任—項所述之空 纖哭、變單70，其中上述第1空間調變器以及第2空間相 1光：如：方式進行配置，即，二維地配置著上述多個第 面大致面與二軸配置著上述多_2光學元件的 8·如申請專利職第1項至第7射任-項所述之空 33 ❹ ❹ 200931061 :該㈣光調變單元與將大致平行的光 束供=至上返第i空間光調變器的光源組合而使用。 面進行昭^㈣光學裝置，基於來自光源的光而對被照射 面進仃照明’該照明光學裝置包括·· 間光調變單凡，具有與如申請專利範圍第1項 任項所述之空間光調變單元相同的構造；以 及 、刀佈形成光學系統，基於經由上述第1空間光調變器 以及上述第2空間光調變制光束，*於該照明光學裝置 的照明光曈上形成規定的光強度分佈。 10. 如申請專利範圍第9項所述之照明光學裝置，其中 上述$佈職光學祕包括光學積分器、及配置在該光學 積分器與上述㈣光調變單元之間的光路中絲光光學系 統。 11. 如申請專利範圍第9項或第1〇項所述之照明光學 裝置，更包括送光光學系統，該送光光學系統用以將來自 上述光源的光束引導向上述空間光調變單元， 上述送光光學系統包括第2空間光調變單元，該第2 空間光調變單元具有與如申請專利範圍第丨項至第8項中 任一項所述之空間光調變單元相同的構造。 12. 如申請專利範圍第u項所述之照明光學裝置，更 包括： 分佈計測部，對自上述光源入射至上述第2空間光調 變單元的光束的光強度分佈進行計測；以及 34 200931061 …控制部’用赌據上述分佈計_的計縣果來對上 述第2空間光調變單元進行控制。 」3·種曝光裝置’包括用以對規定的圖案進行照明的 如凊專利範圍第9項至第12中任一項所述之照明光學裝 置，該曝光裝置將上述規定_案曝光域絲基板上。 14.一種元件製造方法，包括如下工程： 曝光工程’使用如申請專利範圍第13項所述之曝光裝 置，將規定的圖案曝光至感光性基板上； 、，影工程，對轉印著上述規定的圖案的上述感光性基 板進行顯影後，於賊紐基板的表面形成與該規定的 案相對應形狀的遮罩層；以及 加工工程，經 進行加工。 由上述遮罩層對上述感光性基板的表面 ❹ 35