TW201732441A - 曝光裝置、曝光方法、及物品的製造方法 - Google Patents

曝光裝置、曝光方法、及物品的製造方法 Download PDF

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Abstract

提供一種曝光裝置，使用相移遮罩曝光基板，相移遮罩包含在基準波長下使透射光的相位相互不同的第1區域及第2區域，曝光裝置的特徵在於包括第1變更部，變更照明所述相移遮罩的光的照明波長；投影光學系統，將所述相移遮罩的圖案影像投影到所述基板；第2變更部，變更所述投影光學系統的球面像差；控制部，根據利用所述第1變更部變更為與所述基準波長不同的波長的所述照明波長及所述基準波長，控制基於所述第2變更部的所述球面像差的變更，在變更為與所述基準波長不同的波長的所述照明波長下，照明所述相移遮罩，使用具有根據所述照明波長及所述基準波長變更的所述球面像差的所述投影光學系統，將所述相移遮罩的圖案影像投影到所述基板。

Description

曝光裝置、曝光方法、及物品的製造方法
本發明涉及曝光裝置、曝光方法以及物品的製造方法。
在半導體裝置等的製造程序(光刻程序)中為了將遮罩的圖案轉印到基板而使用的曝光裝置中，伴隨電路圖案的微細化、高積體化，要求提高解像性能。作為使解像性能提高的1個方法，已知有使用設置了使透射光的相位相差180度的第1區域以及第2區域的相移遮罩的相移法。
在相移法中，如果由於相移遮罩的製造誤差等而第1區域的透射光和第2區域的透射光的相位差偏離180度，則焦深有可能發生變化。在日本特開平10-232483號公報中，提出了如下方法：根據測定相移遮罩中的第1區域的透射光和第2區域的透射光的相位差而得到的結果，修正由於該相位差偏離180度而產生的焦深的變化。
為了進一步提高曝光裝置的解像性能，縮短對相移遮罩進行照明的照明光的波長(即曝光波長)即可。然而，如果使照明光的波長偏離第1區域的透射光和第2區域的 透射光的相位差成為180度的基準波長，則焦深有可能根據照明光的波長和基準波長的偏移而變化。在日本特開平10-232483號公報記載的方法中，根據第1區域的透射光和第2區域的透射光的相位差的測定結果來修正焦深，所以需要在變更了照明光的波長之後測定該相位差，修正焦深的程序可能變得繁雜。
本發明提供在使用相移遮罩對基板進行曝光時的解像性能以及焦深這一點中有利的技術。
作為本發明的一個側面的曝光裝置使用相移遮罩對基板進行曝光，該相移遮罩包含在基準波長下使透射光的相位相互不同的第1區域以及第2區域，其中，包括：第1變更部，變更對所述相移遮罩進行照明的光的照明波長；投影光學系統，將所述相移遮罩的圖案影像投影到所述基板；第2變更部，變更所述投影光學系統的球面像差；以及控制部，根據利用所述第1變更部變更為與所述基準波長不同的波長的所述照明波長及所述基準波長，控制利用所述第2變更部進行的所述球面像差的變更，在變更為與所述基準波長不同的波長的所述照明波長下，對所述相移遮罩進行照明，使用具有根據所述照明波長及所述基準波長變更了的所述球面像差的所述投影光學系統，將所述相移遮罩的圖案影像投影到所述基板。
本發明的其他特徵透過參照了附圖的以下的例示性的 實施形態的說明而變得明確。
1‧‧‧照明光學系統
2‧‧‧投影光學系統
3‧‧‧控制部
4‧‧‧控制台部
5‧‧‧遮罩台
6‧‧‧基板台
11‧‧‧光源
12‧‧‧波長濾波器
13‧‧‧ND濾波器
14‧‧‧光學積分器
15‧‧‧聚焦透鏡
16a‧‧‧分束器
16b‧‧‧檢測器
17‧‧‧遮光片
18‧‧‧透鏡
19‧‧‧反射鏡
21‧‧‧光學元件
22‧‧‧梯形鏡
23‧‧‧凹面鏡
24‧‧‧光學元件
25‧‧‧凸面鏡
26‧‧‧NA光圈
27‧‧‧驅動部
31‧‧‧實線
32‧‧‧虛線
33‧‧‧單點劃線
100‧‧‧曝光裝置
M‧‧‧相移遮罩
P‧‧‧基板
圖1是示出曝光裝置的結構的概略圖。
圖2是示出使用相移遮罩來進行聚焦特性的光刻、模擬而得到的結果的圖。
圖3是用於說明焦深的定義的圖。
圖4是示出使用相移遮罩來進行聚焦特性的光刻、模擬而得到的結果的圖。
圖5是示出光學元件的驅動量和在投影光學系統中發生的球面像差的關係的圖。
圖6是示出取得變更量資訊的方法的流程圖。
圖7是示出關於變更了投影光學系統的球面像差的多個條件的各個條件的聚焦特性的圖。
圖8是示出關於變更了投影光學系統的球面像差的多個條件的各個條件的聚焦特性的圖。
圖9是示出變更量資訊的一個例子的圖。
以下，參照附圖，說明本發明的優選的實施形態。此外，在各圖中，對同一構材或者要素，附加同一參考符號，省略重複的說明。
<第1實施形態>
說明本發明的第1實施形態的曝光裝置100。第1實施形態的曝光裝置100為了提高解像性能(解像力)，使用包括使透射光相互不同的第1區域以及第2區域的相移遮罩M，對例如單晶矽基板、玻璃基板等基板P進行曝光。在相移遮罩M中有幾個種類，有雷文森型相移遮罩、半調型相移遮罩。半調型相移遮罩的便利性高，在半導體製造領域通常被使用的最多。半調型相移遮罩被設計成包括使光透射的第1區域(透射區域)、和光的透射率比第1區域小的第2區域(局部透射區域)，在某個基準波長下第1區域的透射光和第2區域的透射光的相位差成為180度。在第2區域中，代替稱為二元式遮罩的遮光膜，而設置了光的透射率是例如3%~20%的局部透射膜，作為局部透射膜的材料，使用例如氧化鉻-氮化鉻、氧化氮化鉬矽化物等。如果使用這樣構成的半調型相移遮罩，則投影到基板P的圖案影像的邊緣被強調，所以能夠提高解像性能。
接下來，參照圖1，說明第1實施形態的曝光裝置100的結構。圖1是示出第1實施形態的曝光裝置100的結構的概略圖。曝光裝置100能夠包括例如對相移遮罩M進行照明的照明光學系統1、將相移遮罩M的圖案影像投影到基板P的投影光學系統2、控制部3以及控制台部4。控制部3包括例如CPU、記憶體，控制曝光裝置100的各部分(控制對基板P進行曝光的曝光處理)。控制台40是用於操作員操作曝光裝置100的單元。另外，曝光 裝置100能夠包括能夠保持相移遮罩M而移動的遮罩台5、和能夠保持基板P而移動的基板載置台6。
照明光學系統1能夠包括例如光源11、波長濾波器12、ND濾波器13、光學積分器14、聚焦透鏡15、分束器16a、檢測器16b、遮光片17、透鏡18以及反射鏡19。光源11能夠使用例如射出包含g線、h線以及i線等多個明線光譜的泛光(重心波長400nm)的超高壓水銀燈等。波長濾波器12構成為使預定的範圍內的波長的光透射並使該範圍外的波長的光切斷、即、使從光源11射出的泛光的波段變窄。在照明光學系統1中，能夠設置透射的光的波長範圍相互不同的多個波長濾波器12。另外，透過將多個波長濾波器12中的1個配置於光路徑上，能夠變更對相移遮罩M進行照明的光的波長。即，波長濾波器12具有作為變更照明波長的第1變更部的功能。在此，在第1實施形態中，將波長濾波器12用作第1變更部，但也可以將例如可變更所射出的光的波長地構成的光源11用作第1變更部。另外，以下，將對相移遮罩M進行照明的光的波長稱為「照明波長」。
ND濾波器13被用於調整透射了波長濾波器12的光的強度。光學積分器14是用於使要被照射到相移遮罩M的光的強度分布均勻化的光學系統。透射了光學積分器14的光在聚焦透鏡15中聚光而入射到分束器16a。入射到分束器16a的光的一部分在分束器16a中反射而入射到檢測器16b。檢測器16b構成為檢測所入射了的光的強度 以及波長。由此，控制部3能夠根據利用檢測器16b檢測的結果，以使透射了聚焦透鏡15的光的強度以及波長成為期望的值的方式控制光源11以及波長濾波器12。另一方面，透射了分束器16a的光經由遮光片17、透鏡18以及反射鏡19，入射到相移遮罩M。在遮光片17中，形成了用於規定對相移遮罩M進行照明的範圍的開口，該開口的像透過透鏡18在相移遮罩M上成像。
投影光學系統2能夠包括例如修正光學元件21、梯形鏡22、凹面鏡23、光學元件24、凸面鏡25以及NA光圈26。通過了相移遮罩M的光入射到修正光學元件21。修正光學元件21包括例如平行平板，透過使該平行平板相對光軸傾斜，能夠修正慧星像差、像散像差、畸變像差。透射了修正光學元件21的光在梯形鏡22以及凹面鏡23中反射而入射到凸面鏡25。然後，在凸面鏡25中反射了的光在凹面鏡23的面以及梯形鏡22中反射而入射到基板P。另外，在凹面鏡23與凸面鏡25之間(例如後述光學元件24與凸面鏡25之間)，配置用於使投影光學系統2的數值孔徑(NA)變化的NA光圈26。NA光圈26具有使光通過的開口，透過用未圖示的驅動機構使該開口的直徑變化，能夠使投影光學系統2的數值孔徑(NA)變化。
在這樣使用相移遮罩M對基板P進行曝光的曝光裝置100中，伴隨近年來的電路圖案的微細化、高積體化，要求進一步提高解像性能。作為使解像性能進一步提高的 方法之一，有例如透過使泛光的波段變窄等來變更(縮短)照明波長的方法。然而，如果變更照明波長，則照明波長偏離第1區域的透射光和第2區域的透射光的相位差成為180度的基準波長，所以根據照明波長和基準波長的偏移，聚焦特性傾斜，焦深可能降低。參照圖2，說明該現象。
圖2是示出使用形成了2.0μm的孔圖案的相移遮罩M來進行聚焦特性的光刻、模擬而得到的結果的圖。圖2所示的圖形示出聚焦特性，橫軸是散焦量，縱軸是作為解像性能的CD值(解像線寬)。另外，圖2的實線31表示使相移遮罩M的基準波長成為h線波長(405nm)，用包含g線、h線以及i線等多個明線光譜的泛光(重心波長400nm)對該相移遮罩M進行了照明時的結果。圖2的虛線32表示使相移遮罩M的基準波長成為h線波長，用i線(365nm)對該相移遮罩M進行了照明時的結果。圖2的單點劃線33表示使相移遮罩M的基準波長成為i線波長，用i線對該相移遮罩M進行了照明時的結果。
首先，參照圖3，說明本實施形態中的焦深的定義。在本實施形態中，決定聚焦特性中的CD值的峰值(最大值或者最小值)，求出對該峰值加上了目標CD值的10%的第1值、和對該峰值減去了目標CD值的10%的第2值。然後，將該聚焦特性的CD值收斂於第1值與第2值之間的散焦量的範圍作為焦深。
接下來，參照圖2的實線31以及虛線32，比較針對 基準波長是h線波長(405nm)的相移遮罩M用400nm的照明波長的光進行照明的情況、和用365nm的照明波長的光(i線)進行照明的情況。如果比較實線31和虛線32，則可知在基準波長和照明波長實質上相同的實線31中，焦深是41μm，相對於此，在使照明波長成為i線的虛線32中，聚焦特性成為陡峭的特性，焦深窄到32μm。其表示，如果為了使解像性能提高而變更照明波長，則焦深根據照明波長和基準波長的偏移而降低。
另一方面，如果如圖2的單點劃線33所示，與用365nm的照明波長的光(i線)對相移遮罩M進行照明相匹配地使用基準波長是i線波長的相移遮罩M，則能夠將焦深改善至36μm。然而，其表示需要新準備將變更後的照明波長作為基準波長而具有的相移遮罩M。即，在以往的曝光裝置中，為了透過將照明波長變更例如30nm以上而提高解像性能，需要根據變更後的照明波長，重新製作相移遮罩M。
因此，第1實施形態的曝光裝置100利用如果變更投影光學系統2的球面像差則焦深變化這一情況，修正由於將照明波長變更為與基準波長不同的波長而產生的焦深的變化。即，曝光裝置100具有變更投影光學系統2的球面像差的第2變更部，以修正由於將照明波長變更為與基準波長不同的波長而產生的焦深的變化的方式，根據基準波長以及變更後的照明波長來控制第2變更部。第2變更部能夠包括在投影光學系統2的光路徑上(例如凹面鏡23 與凸面鏡25之間的光路徑上)配置了的光學元件24、和驅動光學元件24的驅動部27。光學元件24包括例如凹凸透鏡，在凹面鏡23與凸面鏡25之間，在距凹面鏡23的距離和距凸面鏡25的距離的比例變化的方向(圖1中的X方向)上透過驅動部27驅動。透過這樣驅動光學元件24，能夠變更投影光學系統2的球面像差。
圖4是示出使用形成了2.0μm的孔圖案的相移遮罩M來進行聚焦特性的光刻、模擬而得到的結果的圖。圖4所示的圖形表示聚焦特性，橫軸是散焦量，縱軸是作為解像性能的CD值(解像線寬)。圖4的實線41表示使相移遮罩M的基準波長成為h線波長(405nm)，用包含g線、h線以及i線等多個明線光譜的泛光(重心波長400nm)對該相移遮罩M進行了照明時的結果。圖4的虛線42表示使相移遮罩M的基準波長成為h線波長，用i線(365nm)對該相移遮罩M進行了照明時的結果。圖4的實線41以及虛線42與圖2的實線31以及虛線32分別對應，分別具有41μm以及32μm的焦深。
另外，圖4的雙點劃線43表示針對虛線42的條件，變更了投影光學系統2的球面像差時的結果。具體而言，圖4的雙點劃線43表示以對得到了虛線42時的投影光學系統2的球面像差進一步附加+0.1λ的球面像差的方式，透過驅動部27驅動了光學元件24時的結果。透過這樣變更投影光學系統2的球面像差，即使是在使基準波長和照明波長相互不同的條件下，也能夠使聚焦特性接近基準波 長和照明波長實質上相同的實線41。即，能夠以接近基準波長和照明波長實質上相同時的焦深的方式，修正透過變更照明波長而變化了的焦深。
在此，曝光裝置100(控制部3)根據表示投影光學系統2的球面像差相對基準波長和變更後的照明波長的波長差的變更量的資訊(以下變更量資訊)，控制第2變更部即可。例如，控制部3預先求出利用驅動部27驅動光學元件24的驅動量、和在該驅動量時在投影光學系統2中發生的球面像差的關係。該關係例如如圖5所示可能成為比例關係。圖5是示出光學元件24的驅動量和在投影光學系統2中發生的球面像差的關係的圖，在圖5的橫軸中，將使光學元件24從基準位置(驅動量=0)朝向凹面鏡23驅動的方向(圖1中的+X方向)設為正方向。然後，控制部3根據該關係以及變更量資訊，求出用於修正由於變更照明波長而產生的焦深的變化的光學元件24的驅動量，依照求出的驅動量控制驅動部27。
以下，說明求出變更量資訊的方法。變更量資訊能夠透過例如將照明波長變更為相互不同的多個波長的各個波長，並針對該多個波長的各個取得焦深成為最大的投影光學系統的球面像差來求出。參照圖6，說明求出變更量資訊的方法的具體的程序。圖6是示出取得變更量資訊的方法的流程圖。圖6所示的流程圖的各程序能夠透過控制部3執行，但也可以使用曝光裝置100的外部的電腦等來執行。另外，以下說明使用形成了2.0μm的孔圖案的相移遮 罩M來求出變更量資訊的例子，在接下來的1)、2)中示出以下的說明中的定義。
1)將光學元件24處於基準位置時的投影光學系統2的球面像差設為基準球面像差(±0mλ)。
2)將使投影光學系統2的球面像差成為基準球面像差(±0mλ)時的最佳聚焦位置作為「散焦量=0μm」。
在S11中，控制部3針對透過用驅動部27使光學元件24移動而變更了投影光學系統2的球面像差的多個條件的各個條件，取得聚焦特性(散焦量和解像性能(CD值)的關係)。例如，控制部3透過針對變更了投影光學系統2的球面像差的多個條件的各個條件，取得分配了散焦量時的解像性能(CD值)，能夠如圖7以及圖8所示得到關於各條件的聚焦特性。
圖7以及圖8是分別示出該多個條件的各個條件下的聚焦特性的圖。圖7是以使散焦量是0μm時的CD值成為目標值(2.0μm)的方式調整曝光量，取得了關於各條件的聚焦特性的結果。另外，圖8是以使各條件下的CD值的峰值成為目標值(2.0μm)的方式，調整曝光量，取得了關於各條件的聚焦特性的結果。在此，作為多個條件的各個條件下的聚焦特性，例示了圖7以及圖8，但為了求出變更量資訊，只要取得圖7以及圖8中的某一方所示的聚焦特性即可。另外，在圖7以及圖8中，在針對基準球面像差(±0mλ)的±200mλ的範圍內，以100mλ的間距變更了投影光學系統2的球面像差，但不限於此，也可以任 意地對變更球面像差的範圍以及間距進行變更。
在此，在本實施形態中，作為解像性能，使用了CD值，但除了CD值以外，也可以將對比值、NILS值(Normalized Image Log-Slope：歸一化圖像對數斜率)等用作解像性能。另外，作為CD值的取得方法，例如也可以採用如下方法：在基板台6中具備檢測相移遮罩M的圖案影像的檢測部(例如影像感測器)，從透過該檢測部得到的圖像取得CD值。另外，也可以採用如下方法：使用相移遮罩M實際上對基板P進行曝光，針對由此在基板P中形成的圖案的尺寸用外部裝置進行測量，根據由此得到的結果來取得CD值。
在S12中，控制部3根據在S11中求出的聚焦特性，針對多個條件的各個條件，求出焦深，從多個條件中選擇焦深為最大的條件(投影光學系統2的球面像差的變更量)。在此，在第1實施形態中，從多個條件中，選擇了焦深為最大的條件，但不限於此。例如，控制部3也可以從多個條件中，選擇照明波長和基準波長相同並且具有與散焦量是0μm時的焦深最接近的焦深的條件。另外，控制部3也可以從多個條件中選擇聚焦特性的峰位處的傾斜為最平坦的條件。
在S13中，控制部3判斷是否變更照明波長來反復S11~S12的程序。例如，控制部3根據與使照明波長變化的範圍以及間距有關的資訊，決定應變更照明波長的多個波長。然後，控制部3在所決定的所有波長下進行了 S11~S12的程序的情況下，判斷為不反復該程序，在有未進行S11~S12的程序的波長的情況下，判斷為反復該程序。在判斷為反復S11~S12的程序的情況下，進入到S14，在S14中變更照明波長之後，進入到S11。另一方面，在判斷為不反復S11~S12的程序的情況下，進入到S15。在進入到S15的情況下，控制部3針對所決定的多個波長的各個波長，取得焦深為最大的球面像差的變更量。
在S15中，控制部3求出在S14中決定出的多個波長的各個波長和相移遮罩M的基準波長的差，將該差和焦深為最大的球面像差的變更量的關係決定為變更量資訊。圖9是示出在S15中求出的變更量資訊的一個例子的圖。變更量資訊如上所述是表示投影光學系統2的球面像差相對基準波長和變更後的照明波長的波長差的變更量的資訊，在圖9所示的例子中，波長差能夠定義為從變更後的照明波長減去基準波長而得到的值。透過這樣決定變更量資訊，控制部3在變更了照明波長時，能夠基於基準波長和變更後的照明波長的差、以及圖9所示的變更量資訊，求出投影光學系統2的球面像差的變更量。然後，控制部3能夠根據圖5所示的光學元件24的驅動量和在投影光學系統2中發生的球面像差的關係，根據求出的球面像差的變更量，求出光學元件24的驅動量。
如上所述，第1實施形態的曝光裝置100構成為以修正由於將照明波長變更為與基準波長不同的波長而產生的 焦深的變化的方式，根據基準波長以及變更後的照明波長，變更投影光學系統2的球面像差。由此，曝光裝置100無需新製作相移遮罩，而能夠以使曝光裝置100的解像性能提高的方式，變更照明波長。
在此，在本實施形態中，透過使光學元件24移動而變更了投影光學系統2的球面像差，但不限於此。例如，也可以具備投影光學系統2的球面像差的變更量相互不同的多個光學元件24，透過更換光學元件24來變更投影光學系統2的球面像差。在該情況下，能夠在變更投影光學系統2的球面像差的第2變更部中，包括用於更換光學元件24的更換部。另外，作為變更投影光學系統2的球面像差的方法，還有在投影光學系統2中的光路徑上配置透明的平板的方法、變更相移遮罩M和投影光學系統2的距離的方法等。進而，在本實施形態中，作為投影光學系統2的例子，使用OFFNER型的光學系統進行了說明，但OFFNER型以外的光學系統也能夠用作投影光學系統2。
<第2實施形態>
在曝光裝置100中，如果將照明波長變更為與基準波長不同的波長，則如圖2所示，除了焦深以外，散焦量也有可能變化。另外，在以修正在照明波長的變更中產生的焦深的變化的方式控制第2變更部之後，散焦量也有可能不收斂於容許範圍。因此，曝光裝置100包括使散焦量變化的第3變更部，以修正控制第2變更部之後的散焦量的 方式，控制第3變更部即可。作為第3變更部，能夠使用例如遮罩台5以及基板台6的至少一方。在作為第3變更部使用遮罩台5的情況下，透過利用遮罩台5使相移遮罩M在變更相移遮罩M和投影光學系統2的距離的方向(例如Z方向)上移動，能夠變更散焦量。另外，在作為第3變更部使用基板台6的情況下，透過利用基板台6使基板P在變更基板P和投影光學系統2的距離的方向(例如Z方向)上移動，能夠變更散焦量。在此，例如，在遮罩台5以及基板台6的至少一方被用作第2變更部的情況下，也可以將光學元件24以及驅動部27用作第3變更部。
<物品的製造方法的實施形態>
本發明的實施形態的物品的製造方法適合於例如製造半導體裝置等具有微型裝置、微細構造的元件等物品。本實施形態的物品的製造方法包括對在基板上塗覆了的感光劑使用上述曝光裝置來形成潛像圖案的程序(對基板進行曝光的程序)、和使在上述程序中形成了潛像圖案的基板顯影的程序。進而，上述製造方法包括其他公知的程序(氧化、成膜、蒸鍍、摻雜、平坦化、蝕刻、抗蝕層剝離、切割、接合、封裝等)。本實施形態的物品的製造方法相比於以往的方法，在物品的性能、品質、生產率、生產成本的至少一個中有利。
雖然與例示性的實施形態關聯地說明了本發明，但本 發明應被理解為不限於公開的例示性的實施形態。應提供最寬的解釋，以在以下的申請專利範圍中包含結構以及功能的所有變形例以及均等物。在上述實施形態中，示出了用包含i線、g線以及h線的波長的光曝光的例子，但波長不限於此，也可以是用包含g線以及h線的波長的光曝光的例子等用其他波長的光來曝光。
1‧‧‧照明光學系統
2‧‧‧投影光學系統
3‧‧‧控制部
4‧‧‧控制台部
5‧‧‧遮罩台
6‧‧‧基板台
11‧‧‧光源
12‧‧‧波長濾波器
13‧‧‧ND濾波器
14‧‧‧光學積分器
15‧‧‧聚焦透鏡
16a‧‧‧分束器
16b‧‧‧檢測器
17‧‧‧遮光片
18‧‧‧透鏡
19‧‧‧反射鏡
21‧‧‧光學元件
22‧‧‧梯形鏡
23‧‧‧凹面鏡
24‧‧‧光學元件
25‧‧‧凸面鏡
26‧‧‧NA光圈
27‧‧‧驅動部
100‧‧‧曝光裝置

Claims (14)

  1. 一種曝光裝置，使用相移遮罩對基板進行曝光，該相移遮罩包含在基準波長下使透射光的相位相互不同的第1區域以及第2區域，特徵在於：包括：第1變更部，變更對所述相移遮罩進行照明的光的照明波長；投影光學系統，將所述相移遮罩的圖案影像投影到所述基板；第2變更部，變更所述投影光學系統的球面像差；以及控制部，根據利用所述第1變更部變更為與所述基準波長不同的波長的所述照明波長及所述基準波長，控制利用所述第2變更部進行的所述球面像差的變更；其中，在變更為與所述基準波長不同的波長的所述照明波長下，對所述相移遮罩進行照明，使用具有根據所述照明波長及所述基準波長變更了的所述球面像差的所述投影光學系統，將所述相移遮罩的圖案影像投影到所述基板。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的曝光裝置，其中，所述控制部以抑制由於所述照明波長是與所述基準波長不同的波長而產生的所述相移遮罩的圖案影像的焦深降低的方式，控制利用所述第2變更部進行的所述球面像差的變更。
  3. 根據申請專利範圍第1項所述的曝光裝置，其中，所述控制部以使由於利用所述第1變更部將所述照明波長變更30nm以上而產生的焦深的變化降低的方式，控制利用所述第2變更部進行的所述球面像差的變更。
  4. 根據申請專利範圍第1項所述的曝光裝置，其中，還包括射出包含多個明線光譜的光的光源，所述第1變更部透過使從所述光源射出的包含所述多個明線光譜的光的波段變窄來變更所述照明波長。
  5. 根據申請專利範圍第1項所述的曝光裝置，其中，所述控制部根據表示所述投影光學系統的球面像差相對所述基準波長和變更後的所述照明波長之差的變更量的資訊，控制所述第2變更部。
  6. 根據申請專利範圍第5項所述的曝光裝置，其中，所述控制部將所述照明波長變更為相互不同的多個波長的各個波長，針對所述多個波長的各個波長而求出焦深為最大的所述投影光學系統的球面像差，從而取得所述資訊。
  7. 根據申請專利範圍第1項所述的曝光裝置，其中，所述第2變更部透過使在所述投影光學系統中的光路徑上配置的光學元件移動，變更所述投影光學系統的球面像差。
  8. 根據申請專利範圍第1項所述的曝光裝置，其中，所述第2變更部透過更換在所述投影光學系統中的光路徑上配置的光學元件，變更所述投影光學系統的球面像 差。
  9. 根據申請專利範圍第7項所述的曝光裝置，其中，所述投影光學系統包括凹面鏡以及凸面鏡，所述光學元件包括在所述凹面鏡與所述凸面鏡之間的光路徑上配置的彎月面透鏡。
  10. 根據申請專利範圍第1項所述的曝光裝置，其中，還包括變更散焦量的第3變更部，所述控制部以修正控制所述第2變更部之後的散焦量的方式控制第3變更部。
  11. 根據申請專利範圍第1項所述的曝光裝置，其中，所述基準波長是所述第1區域的透射光和所述第2區域的透射光的相位差為180度時的波長。
  12. 一種曝光方法，使用相移遮罩和投影光學系統對基板進行曝光，所述相移遮罩包含在基準波長下透射光的相位相互不同的第1區域以及第2區域，所述投影光學系統將所述相移遮罩的圖案影像投影到所述基板，特徵在於：包括：將對所述相移遮罩進行照明的光的照明波長變更為與所述基準波長不同的波長的程序；根據變更為與所述基準波長不同的波長的所述照明波長及所述基準波長，變更所述投影光學系統的球面像差的 程序；以及在變更為與所述基準波長不同的波長的所述照明波長下，對所述相移遮罩進行照明，使用具有根據所述照明波長及所述基準波長變更了的所述球面像差的所述投影光學系統，將所述相移遮罩的圖案影像投影到所述基板的程序。
  13. 一種曝光方法，使用相移遮罩和曝光裝置對基板進行曝光，所述相移遮罩包含在基準波長下使透射光的相位相互不同的第1區域以及第2區域，所述曝光裝置包括：第1變更部，變更對所述相移遮罩進行照明的光的照明波長；投影光學系統，將所述相移遮罩的圖案影像投影到基板；第2變更部，變更所述投影光學系統的球面像差；以及控制部，根據利用所述第1變更部進行的波長的變更，控制利用所述第2變更部進行的所述球面像差的變更，特徵在於：具有：根據利用所述第1變更部變更為與所述基準波長不同的波長的所述照明波長及所述基準波長，控制利用所述第2變更部進行的所述球面像差的變更的程序；以及在變更為與所述基準波長不同的波長的所述照明波長 下，對所述相移遮罩進行照明，使用具有根據所述照明波長及所述基準波長變更了的所述球面像差的所述投影光學系統，將所述相移遮罩的圖案影像投影到所述基板的程序。
  14. 一種物品的製造方法，其特徵在於：包括：使用申請專利範圍第1至11項中的任意一項所述的曝光裝置對基板進行曝光的程序；以及使在所述程序中進行了曝光的所述基板顯影的程序。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109240044B (zh) * 2018-10-10 2020-09-18 德淮半导体有限公司 曝光系统及减小曝光过程中掩膜板三维效应的方法
KR102655261B1 (ko) * 2018-10-19 2024-04-08 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 소스 및 마스크 최적화로 이상적인 소스 스펙트럼들을 생성하는 방법
JP7390804B2 (ja) * 2019-05-17 2023-12-04 キヤノン株式会社 露光装置、露光方法、決定方法および物品製造方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2723405B2 (ja) * 1991-11-12 1998-03-09 松下電器産業株式会社 微細電極の形成方法
JP3259347B2 (ja) * 1992-09-11 2002-02-25 株式会社ニコン 投影露光方法及び装置、並びに半導体素子の製造方法
JPH07220988A (ja) * 1994-01-27 1995-08-18 Canon Inc 投影露光方法及び装置及びこれを用いたデバイス製造方法
JPH1022198A (ja) * 1996-07-04 1998-01-23 Hitachi Ltd 露光方法および光露光装置
JP3080024B2 (ja) * 1997-02-20 2000-08-21 日本電気株式会社 露光方法および球面収差量の測定方法
US6096457A (en) * 1998-02-27 2000-08-01 Micron Technology, Inc. Method for optimizing printing of a phase shift mask having a phase shift error
JP4436029B2 (ja) * 2001-02-13 2010-03-24 株式会社ニコン 投影光学系の製造方法及び調整方法、露光装置及びその製造方法、デバイス製造方法、並びにコンピュータシステム
JP2002329651A (ja) * 2001-04-27 2002-11-15 Nikon Corp 露光装置、露光装置の製造方法、及びマイクロデバイスの製造方法
JP2004205874A (ja) * 2002-12-26 2004-07-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd マスクおよび半導体装置の製造方法
KR101915914B1 (ko) * 2003-05-28 2018-11-06 가부시키가이샤 니콘 노광 방법, 노광 장치, 및 디바이스 제조 방법
JP2006080454A (ja) * 2004-09-13 2006-03-23 Renesas Technology Corp パターン形成方法
US7580113B2 (en) * 2006-06-23 2009-08-25 Asml Netherlands B.V. Method of reducing a wave front aberration, and computer program product
CN100470377C (zh) * 2007-08-22 2009-03-18 中国科学院上海光学精密机械研究所 光刻机投影物镜彗差原位检测系统及检测方法
JP5201979B2 (ja) * 2007-12-26 2013-06-05 キヤノン株式会社 露光装置およびデバイス製造方法
TW200951640A (en) * 2008-04-30 2009-12-16 Nikon Corp Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
KR101898921B1 (ko) * 2011-11-16 2018-09-17 삼성디스플레이 주식회사 노광 시스템 이를 이용한 패턴 형성 방법 및 표시 기판의 제조 방법
JP2014135368A (ja) * 2013-01-09 2014-07-24 Canon Inc 露光装置、計測方法及びデバイスの製造方法

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