TWI448827B - Lighting optics, exposure devices, and parts manufacturing methods - Google Patents

Description

照明光學裝置、曝光裝置及零件製造方法

本發明係關於照明光學裝置、曝光裝置及零件製造方法。更詳而言之，本發明係關於適於被使用在以微影步驟製造半導體元件、攝像元件、液晶顯示元件、薄膜磁頭等零件之曝光裝置的反射型照明光學裝置。

以往，製造半導體元件等所使用的曝光裝置中，將形成在光罩(標線片)上的電路圖案透過投影光學系統被投影轉印在感光性基板(例如晶圓)上。在感光性基板係塗佈光阻劑，藉由透過投影光學系統所進行的投影曝光，使其光阻劑感光，而獲得與光罩圖案相對應的光阻劑圖案。曝光裝置的解析力係取決於曝光光的波長與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值以上，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曝光裝置與使用波長為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 UltraViolet：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 光學積分器(optical integrator)、反射型的光罩(一般而言為反射型原板)及反射型的投影光學系統(參照例如專利文獻1)。

(專利文獻1)美國第6,452,661號專利公報

在EUVL曝光裝置中，在反射型投影光學系統的像面中，確保例如細長之圓弧形狀的靜止曝光區域，一面使光罩及感光性基板相對於投影光學系統而相對移動，一面將光罩圖案朝感光性基板上進行掃描曝光(scan曝光)。因此必須在與感光性基板在光學上大致共軛的位置，例如在光罩附近，設置用以規定靜止曝光區域的視野光圈。

具體而言，配置在光罩附近的視野光圈係具有：限制朝向光罩入射的光束來規定靜止曝光區域之其中一方之圓弧形狀之外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另一方之圓弧形狀之外緣的第二部分視野光圈。第一部分視野光圈與第二部分視野光圈係按照一般光學系中之視野光圈的概念，配置於同一平面上，亦即在光罩附近沿著與光罩平行的同一平面。

此時，以光罩反射之光的一部分，亦即包含光罩圖案的資訊而朝向感光性基板之光的一部分會被第二部分視野光圈遮蔽，因第二部分視野光圈所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。對於成像的不良影響係藉由縮窄第二部分視野光圈與光罩的間隔降低。但是，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的間隔設為0， 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軛的中繼光學系統。

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 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。

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內部構成圖。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Y軸設定在晶圓面內，與第一圖之紙面呈平行的方向，將X軸設定在晶圓面內，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 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。

光罩M係以光罩M的圖案面沿著XY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，形成有例如關於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XY平面延伸的方式，藉由晶圓載台WS予以保持。晶圓載台WS係構成為可沿著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，藉由雷射干涉計WIF予以計測。雷射干涉計MIF的計測結果及雷射干涉計WIF的計測結果係被供給至控制部CN。控制部CN係分別控制沿著光罩載台MS及晶圓載台WS的Y方向的移動。

如此一來，對於投影光學系統PL，當光罩M及晶圓W沿著Y方向相對移動時，可同時進行掃描曝光(scan曝光)，藉此在晶圓W之一個矩形狀的曝光(shot)區域轉印光罩M的圖案。此時，當投影光學系統PL的投影倍率(轉印倍率)為例如1/4時，將晶圓載台WS之移動速度設定為光罩載台MS之移動速度的1/4而進行同步掃描。此外，一面使晶圓載台WS沿著X方向及Y方向以二次元移動，一面反覆掃描曝光，藉此在晶圓W的各曝光區域逐次轉印光罩M的圖案。

若參照第二圖，第一圖所示之雷射電漿光源1係藉由雷射光源11、聚光透鏡12、噴嘴14、橢圓反射鏡15、導管16等所構成。由雷射光源11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。氣體靶材13係由高壓氣體源被供給至噴嘴14，且由噴嘴14所噴射的氣體，例如氙(Xe)氣體。氣體靶材13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的第一焦點。

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之第二焦點的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要素18aa所構成。第二複眼光學系統18b係由與第一複眼光學系統18a之複數個反射鏡要素18aa一對一對應之並列配置之複數個反射鏡要素18ba所構成。例如第三b圖所示，各反射鏡要素18ba係具有矩形狀的外形形狀。關於第一複眼光學系統18a及第二複眼光學系統18b的具體構成及作用，係參照美國專利6,452,661號公報，儘可能作為本發明之一部分而加以沿用。

如此一來，在光學積分器18之射出面的附近、亦即第二複眼光學系統18b之反射面的附近係形成有具有預定形狀之實質面光源。實質面光源係形成在照明光學 系統2之射出瞳位置，亦即與投影光學系統PL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M的方式所構成。由照明光學系統2所射出的光係在光罩M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M進行柯勒(Khler)照明的照明系(照明光學裝置)。

來自所被照明之光罩M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M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M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M1至M4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(像側)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Y軸呈對稱的圓弧 形狀的靜止曝光區域(實效曝光區域)ER。該圓弧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M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M入射之光束的第一部分視野光圈21。此外，在光罩M的附近，亦即凹面反射鏡19b與光罩M之間的光路中，配置用以限制朝光罩M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21a，以設定應形成在晶圓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M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(Y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 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M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M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M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M的光束射影在光罩M所得的射影軌跡的前進方向(在第五圖中為＋Y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側部分的方式配置。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(Y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。

在本實施形態中，藉由配置在光罩M附近的第二部分視野光圈22來限制朝光罩M入射的光束的一部分，但是由於並非限制以光罩M予以反射之光束的一部分，因此因第二部分視野光圈22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，為了進行例如美國專利6,104,474號公報所記載之曝光量控制，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M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M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M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，可使靜止曝光區域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光學共軛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。

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M上的情形。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軸、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軸。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值。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 跡設定值的欄中，EPD係開口光圈AS之開口部的直徑(單位：mm)，XAN係被用在光線追跡之15條光線對於開口光圈AS之入射角度的x方向成分(單位：度)，YAN係十五條光線對於開口光圈AS之入射角度的y方向成分(單位：度)。

在表(1)之透鏡資料的欄中，RDY係表示面的曲率半徑(若為非球面時，係頂點曲率半徑；單位：mm)，THI係表示由該面至下一面為止的距離，亦即面間隔(單位：mm)，RMD係表示該面為反射面或是折射面，GLA係表示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，STO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，因此將該屈光度值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M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。SPS XYP面係在基準錐形(conic)所追加的十次多項式面。多項式係以x^m yⁿ (m＋n≦10)的單項式來展開。

在此，

在式(1)中，s係平行於z軸之面的下沉量(單位：mm)，c係頂點曲率(單位：mm^－1 )，r係自頂點的距離(x² ＋y² 之平方根的值)(單位：mm)，k係錐形常數，Cj係單項式x^m yⁿ 的係數。在表(1)之透鏡資料的欄中，K係錐形常數k，Y係y的係數，X2係x² 的係數，Y2係y² 的係數，X2Y係x² y的係數，Y3係y³ 的係數，X4係x⁴ 的係數，X2Y2係x² y² 的係數，Y4係y⁴ 的係數，X4Y係x⁴ y的係數，X2Y3係x² y³ 的係數，Y5係y⁵ 的係數。

此外，在表(1)之透鏡資料的欄中，ASP係表示其面(在透鏡資料中為面號碼4、5的面)為以下式(2)所示之非球面。

s＝(h² /r)/[1＋{1－(1＋)．h² /r² }^1/2 ]＋C₄ ．h⁴ ＋C₆ ．h⁶ ＋C₈ ．h⁸ ＋C₁₀ ．h¹⁰ (2)

在式(2)中，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h中之非球面上的位置為止的光軸的距離(下沉量)(單位：mm)，r係頂點曲率半徑(單位：mm)，係圓錐係數，Cn係n次的非球面係數。在表(1)之透鏡資料的欄中，K係圓錐係數、A係h⁴ 的係數C₄ 、B係h⁶ 的係數C₆ 、C係h⁸ 的係數C₈ 、D係h¹⁰ 的係數C₁₀ 。

在第二複眼光學系統18b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 若為Code V並無法將該狀態直接表現。因此，使用由折射率極端高的玻璃'kari'所形成的假想極薄透鏡(在透鏡資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10000。

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、BDE及CDE係表示面之旋轉的θx方向成分(繞x軸的旋轉成分；單位：度)、θy方向成分(繞y軸的旋轉成分；單位：度)、及θz方向成分(繞z軸的旋轉成分；單位：度)。面號碼4、5中的DAR意指在該面更為後方的座標(x,y,z)沒有改變。亦即，即使在記載為DAR的面偏心，其後側的面不會按照已偏心的新的座標，而為僅記載為DAR之面的單獨的偏心。其中，表(1)中的表記係於以下之表(2)中相同。

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直於射出瞳之面的瞳軸線或光罩M上之照明區域之圓弧形狀的旋轉軸並未與聚光鏡光學系統19之凹面反射鏡19a及凹面反射鏡19b相交，而且位於開口光圈AS之開口部的外側。如此一來，在本實施形態中，即使在照明光學系統2與反射型光罩M之間的光路中雖未配置彎曲光路的平面鏡，照明光學系統與投影光學系統統也不會發生機械的干涉，而可使照明光學系統2之射出瞳與投影光學系統PL之入射瞳相一致。換言之，即使已使照明光學系統2之射出瞳與投影光學系統PL之入射瞳相一致，亦可防止照明光學系統2與投影光學系統PL機械干涉，此外，亦可防止照明光學系統2的光路與投影光學系統PL的光路相疊合。其中，雖然旋轉對稱軸與基準軸線呈交叉亦可，但是並不一定在一點相交。其中，本說明書中所言之正入射反射鏡係指光的入射位置中的法線與光線所成角度為45度以內的反射鏡。

其中，在上述之實施形態中，將第一部分視野光圈21的位置與第二部分視野光圈22的位置實質上光學共 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軛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M入射的光束的第一部分視野光圈23。此外，在光罩M附近、亦即平面鏡PM與光罩M之間的光路中，配置限制朝光罩M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＋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。

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1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 至光罩M的光束射影在光罩M所得的射影軌跡的前進方向(在第七圖中為＋Y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側部分的方式配置。

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(Y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M入射之光束的一部分，但是並非限制以光罩M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 凹面反射鏡19a及凹面反射鏡19b所構成。此外，在聚光鏡光學系統19與光罩M之間的光路中，係配置有用以彎曲光路的平面鏡PM。在第七圖中係顯示來自無限遠物體(未顯示於圖)的光束，在經由開口光圈AS與第二複眼光學系統18b而在第一部分視野光圈23的位置或其附近暫時成像之後，經由凹面反射鏡19a、凹面反射鏡19b及平面鏡PM而再次成像於光罩M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值。

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M之間的光路中配置有用以彎曲光路的平面鏡PM。在照明光學系統2與反射型光罩M之間的光路中設置作為斜入射反射鏡的平面鏡PM，藉此無須變更對於光罩M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 2離投影光學系統PL分離配置，因此機制設計的自由度尤其會變高。

其中，在上述之實施形態中，為了更加精密地控制在晶圓W的曝光量分布，例如第九圖所示，可將第一部分視野光圈21的邊緣形狀構成為可變。在第九圖的構成例中，第一部分視野光圈21係由在與掃描方向呈正交的掃描正交方向(X方向)予以分割後的複數個(在第九圖中係例示為8個)光圈構件31至38、使該等8個光圈構件31至38沿著掃描方向(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至48而言，可使用例如超音波馬達。在第九圖的構成例中，按照來自控制部CN的指令，獨立控制驅動部41至48的動作，使八個光圈構件31至38沿著Y方向獨立移動，藉此使第一部分視野光圈21的邊緣形狀產生變化。結果，按每個沿著掃描正交方向(X方向)所得的位置，將沿著靜止曝光區域ER的掃描方向(Y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。

其中，在第九圖的構成例中，係將第一部分視野光圈21的邊緣形狀構成為可變，但是並非限定於此，亦可藉由將第二部分視野光圈22的邊緣形狀構成為可變，而獲得相同的控制效果。但是，第二部分視野光圈22係配置在比較靠近光罩M的位置，因此相較於將第二部分視野光圈22的邊緣形狀構成為可變，將第一部分視野光圈21的邊緣形狀構成為可變式使之能容易進行回避構件之機械干涉的設計。此外，並非將部分視野光圈進行分割，而亦可使用如美國專利第5,895,737所 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M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，根據在投影光學系統PL的像面中確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，説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 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。

1‧‧‧雷射電漿光源

2‧‧‧照明光學系統

11‧‧‧雷射光源

12‧‧‧聚光透鏡

13‧‧‧氣體靶材

14‧‧‧噴嘴

15‧‧‧橢圓反射鏡

16‧‧‧導管

17‧‧‧凹面反射鏡

18‧‧‧光學積分器

18a‧‧‧複眼光學系統

18b‧‧‧複眼光學系統

18aa‧‧‧反射鏡要素

18ba‧‧‧反射鏡要素

19‧‧‧聚光鏡光學系統

19a‧‧‧凹面反射鏡

19b‧‧‧凹面反射鏡

21‧‧‧第一部分視野光圈

21a‧‧‧邊緣

22‧‧‧第二部分視野光圈

22a‧‧‧邊緣

23‧‧‧第一部分視野光圈

31至38‧‧‧光圈構件

41至48‧‧‧驅動部

AS‧‧‧開口光圈

CN‧‧‧控制部

ER‧‧‧靜止曝光區域

ER至ER3‧‧‧圓弧邊

M‧‧‧光罩

M1至M6‧‧‧反射鏡

MIF‧‧‧雷射干涉計

MS‧‧‧光罩載台

PL‧‧‧投影光學系統

PM‧‧‧平面鏡

SR‧‧‧曝光區域

W‧‧‧晶圓

WIF‧‧‧雷射干涉計

WS‧‧‧晶圓載台

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內部構成圖。

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。

18b‧‧‧複眼光學系統

19‧‧‧聚光鏡光學系統

19a‧‧‧凹面反射鏡

19b‧‧‧凹面反射鏡

21‧‧‧第一部分視野光圈

21a‧‧‧邊緣

22‧‧‧第二部分視野光圈

22a‧‧‧邊緣

AS‧‧‧開口光圈

M‧‧‧光罩

Claims (23)

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配置於前述被照射面的旁邊。
3. 如申請專利範圍第2項之照明光學裝置，其中前述第二部分視野光圈不被反射光束所限制，前述反射光束係由前述被照射面所反射。
4. 如申請專利範圍第1項之照明光學裝置，其中前述照明光學系統具有複眼光學系統，前述複眼光學系統具有並列地配置的複數個反射鏡；其中前述第一部分視野光圈位於前述複眼光學系統與前述中繼光學系統之間。
5. 如申請專利範圍第4項之照明光學裝置，其中前述複眼光學系統具有第一複眼光學系統以及第二複眼光學系統，前述第一複眼光學系統具有並列地配置的複 數個反射鏡，前述第二複眼光學系統具有並列地配置的複數個反射鏡；前述第二複眼光學系統之前述複數個反射鏡係傾斜地配置，使得前述第二複眼光學系統具有屈光度；前述第一部分視野光圈位於前述第二複眼光學系統與前述中繼光學系統之間。
6. 如申請專利範圍第5項之照明光學裝置，其中前述中繼光學系統具有一個以上的凹面鏡。
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配置於前述凹面鏡的旁邊。
8. 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。
9. 如申請專利範圍第1至8項中任一項之照明光學裝置，其中，前述中繼光學系統係具有二片正入射反射鏡；其中前述正入射反射鏡係指光的入射位置中的法線與光線所成角度為45度以內。
10. 如申請專利範圍第9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。
11. 如申請專利範圍第10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。
12. 如申請專利範圍第11項之照明光學裝置，其中前述二片正入射反射鏡係凹面鏡。
13. 如申請專利範圍第1至8項中任一項之照明光學裝置，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，其中前述正入射反射鏡係指光的入射位置中的法線與光線所成角度為45度以內。
14. 如申請專利範圍第13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。
15. 如申請專利範圍第14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。
16. 如申請專利範圍第15項之照明光學裝置，其中前述二片正入射反射鏡係凹面鏡。
17. 一種曝光裝置，其特徵為具備：如申請專利範圍第1項至第16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。
18. 如申請專利範圍第17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。
19. 如申請專利範圍第17項或第18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。
20. 一種零件製造方法，其特徵為包含：使用如申請專利範圍第17項至第19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，經由前述曝光的前述感光性基板進行顯影。
21. 一種照明方法，包含：使用複數個反射鏡照明被照射面；使用第一部分視野光圈，設定形成在前述被照射面之照明區域的第一外緣；使用第二部分視野光圈，相較於照明光路中的前述第一部分視野光圈，於前述被照射面之一側設定與前述照明區域之前述第一外緣相異之第二外緣；及使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。
22. 一種曝光方法，包含：將被照射面配置於反射型原板；使用如申請專利範圍第21項記載之照明方法來對前述反射型原板進行照明；及將前述反射型原板的像形成於配置於投影面之感光性基板上。
23. 一種設備製造方法，包含：使用如申請專利範圍第22項記載之曝光方法，將前述反射型原板的圖案曝光在前述感光性基板；及 對已曝光的前述感光性基板進行顯影。