TWI459149B - A lighting optical device, an exposure apparatus, and an element manufacturing method - Google Patents

A lighting optical device, an exposure apparatus, and an element manufacturing method Download PDF

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Description

照明光學裝置、曝光裝置及元件製造方法
本發明係關於用以照射被照射物體之照明光學裝置、具備該照明光學裝置之曝光裝置、以及使用該曝光裝置之元件製造方法。
以往，製造半導體積體電路等微等微元件時所使用之曝光裝置，有例如特開2002-353105號公報中所揭示之曝光裝置。此曝光裝置，具備用以照射形成有既定圖案之標線片等光罩之照明光學裝置，以及用以將該照明光學裝置照射光罩而形成之圖案像投影至塗有感光性材料之晶圓、玻璃板等基板之投影光學裝置。
照明光學裝置，具備用以調整在光罩之被照射面上之光瞳強度分布的空間光調變構件。此空間光調變構件具備排列成矩陣狀之複數個反射光學元件，於該各反射光學元件之反射面分別塗有反射膜。此外，各反射光學元件，藉由各自之反射面將來自光源之曝光用光分別反射向光罩。
又，各反射光學元件，能變更反射面相對曝光用光分別對各反射面之入射方向的傾斜角。此外，藉由就各反射光學元件變更反射面相對曝光用光光軸之傾斜角，即能適當調整在光罩被照射面上之光瞳強度分布。
近來，為謀求上述圖案像對基板之投影效率及精度之提升，而強烈希望達成曝光用光之高輸出化。然而，由於在構成空間光調變構件之各反射光學元件之反射面塗布(coating)耐久性較高之反射膜是非常困難的，因此多是分別塗布耐久性較低之反射膜。因此，空間光調變構件之壽命，會因從光源輸出之曝光用光之強度越強而使得反射膜之惡化越快、或因繞至各反射光學元件驅動部分之光量變多而導致該驅動部分之破損而變短。如上所述，此種曝光用光之強度較強之場合與曝光用光之強度較弱之場合相較，會有空間光調變構件之更換較快情形。
然而，上述構成之曝光裝置，有時必須在暫時停止曝光裝置之驅動之狀態下進行空間光調變構件之更換。承上所述，由於光源輸出之曝光用光之強度越強、更換空間光調變構件之時間即越快，因此在曝光用光之光路內配置空間光調變構件之曝光裝置，會因光源之高輸出而使得微元件之製造效率反而有降低下之虞。
本發明有鑑於上述情形，其目的係提供一種即使在從光源輸出之光之光路內配置空間光調變構件之場合，亦能對光源之高輸出化而提升元件製造效率作出貢獻之照明光學裝置、曝光裝置及元件製造方法。
本發明之照明光學裝置，係將從光源輸出、沿既定光路行進之光導向被照射物體，其特徵在於：具備複數個空間光調變構件，係由具有可動反射面之複數個反射光學元件排列成矩陣狀所構成；該各空間光調變構件中之至少1 個係配置在該光路內。
根據上述構成，從光源輸出之光藉由排列成矩陣狀之複數個空間光調變構件而被導向被照射物體。因此，與使用1個空間光調變構件將光源輸出之光導向被照射物體之習知情形相較，可藉由空間光調變構件使用數之増加份，延遲使曝光裝置之驅動暫時停止以更換空間光調變構件之時序。因此，即使是在光源輸出之光之光路內配置空間光調變構件之場合，亦能對光源高輸出化帶來之元件製造效率之提升作出貢獻。
根據本發明，光源高輸出化帶來之元件製造效率之提升作出貢獻。
<第1實施形態>
以下，針對將本發明予以具體化之第1實施形態，根據圖1~圖4加以說明。
如圖1所示，本實施形態之曝光裝置11，係由供應來自曝光用光源12之曝光用光EL的照明光學裝置13、用以保持形成有既定圖案之標線片R(光罩亦可)的標線片載台14、投影光學裝置15、以及用以保持表面塗有光阻等感光性材料之晶圓W的晶圓載台16所構成。曝光用光源12，例如由ArF準分子雷射光源構成。此外，從曝光用光源12射出之曝光用光EL藉由通過照明光學裝置13，而被調整成均勻的照明標線片R上之圖案。
標線片載台14，於後述投影光學裝置15之物體面側，被配置成其標線片R之裝載面與投影光學裝置15之光軸方向大致正交。此投影光學裝置15具備內部填充有氮等非活性氣體之鏡筒17，此鏡筒17內沿曝光用光EL之光路設有未圖示之複數個透鏡。此外，以曝光用光EL照明之標線片R上之圖案像，在通過投影光學裝置15而縮小為既定縮小倍率之狀態下，被投影轉印至晶圓載台16上之晶圓W。此處，所謂光路係指在使用狀態下，光通過之路徑。
其次，根據圖1說明本實施形態之照明光學裝置13如下。
照明光學裝置13，具備從曝光用光源12輸出之曝光用光EL入射之中繼光學系18。此中繼光學系18，具備典型上從曝光用光源12側起依序沿光軸AX1配置之第1正透鏡19、負透鏡20及第2正透鏡21。此外，從曝光用光源12射入中繼光學系18之曝光用光EL，係在其剖面形狀被放大之狀態下射出至曝光用光源12之相反側。
照明光學裝置13中，在中繼光學系18之曝光用光源12之相反側，如圖1及圖2所示，以無法移動之狀態設有由複數(圖2中僅顯示15個)個可動多反射鏡22排列成矩陣狀之反射光學系23。此反射光學系23具備平板狀之基台24，於該基台24上，Y方向形成有5列由並列於X方向之3個可動多反射鏡22組成之反射鏡列。又，於各可動多反射鏡22分別形成有能反射曝光用光EL之略矩形之有效區域25，於所有可動多反射鏡22之有效區域25分別射入 曝光用光EL。此外，上述可動多反射鏡22之排列(亦即，X方向3個、Y方向5個)僅為一例，可動多反射鏡22之排列及數量可以是與上述排列不同之排列及數量。
被各可動多反射鏡22反射之曝光用光EL，經過沿著與各可動多反射鏡22入射側之光軸AX1成既定角度之光軸AX2配置之聚光光學系(分布形成光學系)26射入光學積分器(本實施形態為複眼透鏡)27。此處，聚光光學系26之前側焦點位置，位在各可動多反射鏡22之各反射鏡要件所在之排列面P1之附近，聚光光學系26之後側焦點位置則位在光學積分器27之入射面附近之面P2。此光學積分器27係由複數(圖1中僅顯示5個)個透鏡元件28二維排列而構成。又，射入至光學積分器27之曝光用光EL，被各透鏡元件28分歧為複數個光束。其結果，於光學積分器27之圖1中右側面(亦即，像面)形成多數個光源像。
從光學積分器27射出之曝光用光EL、亦即從多數個光源像射出之光束，通過聚光光學系29而成為分別重疊聚光之狀態照射光罩遮簾30。之後，通過光罩遮簾30之開口部31之曝光用光EL，經聚光光學系32而照射標線片R。又，在標線片R中被曝光用光EL照射之照射區域之光瞳強度分布，經適當調整。
本實施形態中，以光學積分器27形成之二次光源作為光源，對被配置於照明光學系IL之被照射面之標線片R進行柯勒(Koehler)照明。因此，形成二次光源之位置P3與投影光學系PL之孔徑光闌AS之位置P4為光學共軛，可稱 二次光源之形成面P3為照明光學系IL之照明光瞳面。典型上，相對照明光瞳面，被照射面(配置光罩M之面、或包含投影光學系PL就照明光學系考量時配置晶圓W之面)為光學性傅利葉變換面。
又，本實施形態，於光學積分器27之射出側設有用以反射曝光用光EL之一部分之分歧反射鏡，並設有用以接收分歧反射鏡之反射光之曝光量感測器SE1。可藉由監測此曝光量感測器SE1之輸出以進行曝光量控制。
又，本實施形態中，於晶圓載台16設有用以監測到達晶圓W之曝光用光之光瞳強度分布的光瞳強度分布檢測部SE2。此光瞳強度分布檢測部之構成，已揭示於例如日本特開2006-59834號公報及與此對應之美國專利公開第2008/0030707號公報。此處，作為參照援用美國專利公開第2008/0030707號公報。
其次，根據圖2~圖4說明可動多反射鏡22之構成如下。
如圖2及圖3所示，可動多反射鏡22具備複數個於反射面34塗(coating)有反射膜之俯視正方形的反射鏡要件33，該各反射鏡要件33分別排列成矩陣狀。此等各反射鏡要件33，為謀求降低在反射光學系23之光量損失而以極力縮小相鄰反射鏡要件33彼此間之間隙的方式配置。此外，各反射鏡要件33為變更相對曝光用光EL之光路的傾斜角而被設計成分別可動。又，於以下記載中，將「反射鏡要件33相對於曝光用光EL之光路的傾斜角」、簡單的稱 為「反射鏡要件33之傾斜角」。如圖1所示，可動多反射鏡22之各反射鏡要件，係沿著位於XY平面之排列面P1排列。
本實施形態之反射光學系23，係由複數種類(本實施形態中為2種)之可動多反射鏡22A,22B構成。具體而言，於Y方向、在圖2中最靠近前方之反射鏡列、位於各反射鏡列正中間之反射鏡列、以及位於最內側之反射鏡列由第1可動多反射鏡22A分別構成，另一方面，其餘之反射鏡列則由第2可動多反射鏡22B分別構成。第1可動多反射鏡22A，如圖4所示，具備複數個能以第1軸S1為中心旋動的反射鏡要件33。另一方面，第2可動多反射鏡22B，具備複數個能以和第1軸S1大致正交之第2軸S2為中心旋動的反射鏡要件33。又，第1軸S1係相當於反射鏡要件33之兩對角線中、第1對角線之軸，且第2軸S2為相當於與第1對角線正交之第2對角線之軸。
其次，根據圖4，說明構成第1可動多反射鏡22A之反射鏡要件33之驅動部。又，構成第2可動多反射鏡22B之反射鏡要件33之驅動部，除了以第2軸S2為中心使反射鏡要件33旋動之點外，與構成第1可動多反射鏡22A之反射鏡要件33之驅動部構成相同，因此省略其說明。
如圖4所示，構成第1可動多反射鏡22A之反射鏡要件33之驅動部35，具備與反射鏡要件33之形狀對應之正方形板狀之基材36，於該基材36四角中位於第1軸S1上之兩角，分別立設有支柱構件37。此外，於驅動部35設 有延伸於第1軸S1之延設方向的鉸鏈構件38，該鉸鏈構件38在能以第1軸S1為中心旋轉之狀態支撐於支柱構件37。此外，於鉸鏈構件38之長邊方向中心部設有突出於Z方向之突出部39，反射鏡要件33透過突出部39被固定於鉸鏈構件38。
於鉸鏈構件38之長邊方向之第1端部側及第2端部側，分別形成有從鉸鏈構件38延伸於與第1軸S1正交之兩方向的第1電極部40。又，基材36上與4個第1電極部40對應之位置分別設有第2電極部41。在彼此處於對應關係之第1電極部40與第2電極部41之間產生電位差之情形時，藉由依據此等各電位差而作用之静電力，鉸鏈構件38以第1軸S1為中心旋轉之結果，反射鏡要件33即以第1軸S1為中心旋動。亦即，反射鏡要件33之傾斜角，可藉由調整彼此處於對應關係之各電極部40,41間之各電位差來進行控制。
此外，入射於各可動多反射鏡22A,22B之曝光用光EL，分別被偏向於與射入之各反射鏡要件33之傾斜角對應之方向。此處，由於可視為是分布形成光學系之聚光光學系26具有將入射光之角度資訊轉換為位置資訊之功能，亦即，藉各別調整各反射鏡要件33之傾斜角，將曝光用光EL在光學積分器27之入射面附近之面P2的剖面形狀變形為所欲之大小及形狀。又，此聚光光學系26，使經由可動多反射鏡22A之曝光用光EL之一部分與經由可動多反射鏡22B之曝光用光之一部分，在面P2至少部分重疊。由於來 自複數個可動多反射鏡22A,22B之曝光用光重疊，因此能提前在重疊區域之光強度均一性。
換言之，藉由各可動多反射鏡22A,22B而在空間上角度調變之光，因聚光光學系26而成為在空間上調變之光，在面P2形成所欲光強度分布之光瞳強度分布。
又，所謂光瞳強度分布，係指在照明光學系之照明光瞳面或與該照明光瞳面光學上共軛面的光強度分布(強度分布)。在光學積分器27分割之波面分割數比較大之情形時，形成在光學積分器27之入射面附近之面P2之全面的光強度分布、與二次光源全體之全面的光強度分布(光瞳強度分布)顯示了非常高的相關性。因此，在光學積分器27之入射面、及與該入射面光學上共軛面P3,P4之光強度分布，亦可稱為光瞳強度分布。
如以上所述，在亦為光學積分器27之後側焦點面的面P3，會形成與剖面形狀經變形為所欲之大小及形狀之曝光用光EL具有大致相同光強度分布之二次光源。進一步的，在與光學積分器27之後側焦點面光學上共軛之其他照明光瞳位置、亦即在聚光光學系32之光瞳位置及投影光學系PL之光瞳位置，會形成與形成在面P3之光瞳強度分布對應的光強度分布。
又，作為光瞳強度分布，舉一例而言，可使用環帶狀、複數極狀(2極狀、4極狀等)之光強度分布。此處，在形成有環帶狀之光瞳強度分布之情形可進行環帶照明，而在形成有複數極狀之光瞳強度分布之情形則可進行複數極照 明。
承上所述，本實施形態可獲得如下之效果。
(1)從曝光用光源12輸出之曝光用光EL，係藉由構成反射光學系23之所有可動多反射鏡22A,22B被反射向聚光光學系26側而導向標線片R。因此，即使來自曝光用光源12之曝光用光EL經高輸出化，入射至各可動多反射鏡22A,22B之曝光用光EL之強度，與從曝光用光源12輸出之所有所有曝光用光EL入射至1個可動多反射鏡22之習知情形相較是較弱的。其結果，曝光用光EL所入射之各反射鏡要件33之反射面所塗(coating)之反射膜惡化，與習知情形相較會變得較慢，可動多反射鏡22A,22B之壽命獲得延長。亦即，能延遲更換可動多反射鏡22A,22B之時序。因此，即使是在從曝光用光源12輸出之曝光用光EL之光路內配置可動多反射鏡22A,22B之場合，亦能對曝光用光源12之高輸出化帶來之半導體元件製造效率之提升作出貢獻。
(2)構成第1可動多反射鏡22A之反射鏡要件33之旋動方向與構成第2可動多反射鏡22B之反射鏡要件33之旋動方向，彼此互異。因此，與反射光學系23僅由一種可動多反射鏡22(例如第1可動多反射鏡22A)構成之情形相較，可提高使照射標線片R之曝光用光EL之大小及形狀變形時的自由度。
(3)由於排列面P1與入射側光軸AX1所夾角度α、以及排列面P1與射出側光軸AX2所夾角度β，係設定為在沿 排列面P1之面、可動多反射鏡22A,22B之複數個反射鏡要件33以外部分(典型上，反射鏡要件33間之間隙)及在可動多反射鏡22A,22B之有效區域25以外之領域，0次反射光N會朝向聚光光學系26之入射光瞳外，因此可防止0次反射光對光瞳強度分布造成之影響，典型上，可防止在光軸AX2附近之位置形成光點。
<第2實施形態>
其次，依據圖5說明本發明之第2實施形態。第2實施形態中，曝光用光源12與反射光學系23之間配置之光學元件與第1實施形態不同。因此，與以下之說明中，主要說明與第1實施形態不同之部分，與第1實施形態相同或相當之構件構成係賦予相同符號省略重複之說明。
如圖5所示，在曝光用光源12與反射光學系23之間，設有沿光軸AX1配置之一對角錐台旋轉三稜鏡對50，該角錐台旋轉三稜鏡對50由配置在曝光用光源12側之第1稜鏡構件51與配置在反射光學系23側之第2稜鏡構件52構成。第1稜鏡構件51中，於曝光用光源12側形成有與曝光用光EL之光軸正交之平面、且於反射光學系23側形成有凹狀之折射面51a。此折射面51a，係由與曝光用光EL之光軸正交之平面狀的中央部、以及與以光軸為中心之四角錐體之側面對應的周邊角錐部構成。
又，第2稜鏡構件52中，於反射光學系23側形成有與曝光用光EL之光軸正交之平面，且於第1稜鏡構件51側形成有該第1稜鏡構件51之折射面51a之形狀對應之凸 狀折射面52a。此折射面52a，由與曝光用光EL之光軸正交之平面狀的中央部、以及與以光軸為中心之四角錐體之側面對應的周邊角錐部構成。
此外，於曝光用光EL之光路內，將各稜鏡構件51,52相距既定間隔h之狀態分別配置之情形時，從曝光用光源12入射至角錐台旋轉三稜鏡對50之曝光用光EL，被分歧為複數條光束。又，既定間隔h，係調整為可動多反射鏡22之有效區域25分別位於各光束之行進方向。因此，被角錐台旋轉三稜鏡對50分歧為複數條之光束，在排列成矩陣狀之可動多反射鏡22之有效區域25分別反射向聚光光學系26側。
因此，本實施形態中，除上述第1實施形態之(1)(2)之效果外，亦獲得以下所示之效果。
(3)可動多反射鏡22之有效區域25，分別位於被角錐台旋轉三稜鏡對50分歧為複數條之各光束之行進方向。因此，反射光學系23中可動多反射鏡22之非配置位置及可動多反射鏡22中之有效區域25以外之部分，幾乎沒有曝光用光EL之入射。因此，能降低在反射光學系23之光量損失。此外，亦能限制反射光學系23中可動多反射鏡22之非配置位置及可動多反射鏡22中之有效區域25以外之部分，因曝光用光EL之照射使温度上昇而隨之而來之可動多反射鏡22之惡化。
(4)由於在可視為光束分歧部之角錐台旋轉三稜鏡對50與各可動多反射鏡22a,22b,22c間之光路中沒有配置 具有功率(焦距之逆數)之構件，因此於各可動多反射鏡之反射鏡要件會入射可視為平行光束之光束，故能提升在面P2之光瞳強度分布之控制性。另一方面，在入射於反射鏡要件之光束具有角度分布之情形時，由於經由聚光光學系26來自反射鏡要件之光而在面P2形成之光點會擴散，因此光瞳強度分布之控制性變得困難。
又，本實施形態中，複數個可動多反射鏡22中之可動多反射鏡22a所配置之第1位置、另一可動多反射鏡22c所配置之第2位置，可視為隔著(夾著)從光源12輸出之光之光路軸之入射側光軸AX1的構成。此外，亦可視為角錐台旋轉三稜鏡對50(光束分歧部)以包含光軸AX1之面(圖中之XY平面)將光束予以分歧的構成。
<第3實施形態>
其次，依據圖6說明本發明之第3實施形態。又，第3實施形態，用以將曝光用光EL分歧為複數條光路之光學元件與第2實施形態不同。因此，於以下之說明中，主要係說明與上述各實施形態相異之部分，與上述各實施形態相同或相當之構件構成係賦予相同符號省略重複之說明。
如圖6所示，在曝光用光源12與反射光學系23之間，設有複數極照明用(例如4極照明用)之繞射光學元件55。此繞射光學元件55係透射型繞射光學元件，藉由在透明基板、於每一曝光用光EL之波長程度間距形成段差而構成。此繞射光學元件55，在射入平行之曝光用光EL之情形時，將該曝光用光EL分歧為複數(例如4條)之光束。其結果， 於反射光學系23形成複數極(例如4極)之照射區域。此外，繞射光學元件55之配置態樣，係調整為可動多反射鏡22之有效區域25分別位於藉將入射之曝光用光EL予以分歧所形成之各光束內。
又，繞射光學元件55為了在相距既定距離之複數個區域之各個形成大致均一的照射區域，因此在繞射光學元件55之面內具有複數個波面分割區域。此處，屬於複數個波面分割區域中之第1組之波面分割區域，係朝向射入複數個照射區域中之第1照射區域的曝光用光EL。
據此，第1照射區域即被經由屬於第1組之複數個波面分割區域之複數條光束加以重疊照射，而成為均一之照度分布。同樣的，複數個波面分割區域中屬於與第1組不同之第2組之波面分割區域，係朝向射入複數個照射區域中與第1照射區域不同之第2照射區域的曝光用光EL。據此，第2照射區域即經由屬於第2組之複數個波面分割區域之複數條光束重疊照射，而成為均一之照度分布。
例如，作為本實施形態之繞射光學元件55，可使用美國專利第5,850,300號公報所揭示者。此處，援用美國專利第5,850,300號公報作為參照。
承上所述，本實施形態，除具有與上述第2實施形態之(1)~(4)相同之作用效果外，亦能獲得以下所示效果。
(5)由於繞射光學元件55將光強度分布加以均一化，因此即使從光源12輸出之光EL之剖面內強度分布不均一，複數個可動多反射鏡22亦能被均一強度分布之光照 射。因此，能提升形成於面P2之光瞳強度分布之控制性。另一方面，由於在複數個可動多反射鏡22被不均一強度分布之光照射時，此強度分布之不均一性會對光瞳強度分布造成影響，因此可考慮此不均一性控制可動多反射鏡22之各反射鏡要件。如此，其控制將變得複雜。
<第4實施形態>
其次，依據圖7說明本發明之第4實施形態。又，第4實施形態中，用以將曝光用光EL分歧為複數條光路之光學元件與第2及第3實施形態不同。因此，與以下之說明中，主要說明與上述各實施形態之不同部分，與上述各實施形態相同或相當之構件構成則賦予相同符號省略重複之說明。
如圖7所示，於曝光用光源12與反射光學系23之間設有複眼透鏡60，該複眼透鏡60係將複數個(圖7中僅顯示4個)透鏡元件61加以二維排列所構成。此外，於複眼透鏡60與反射光學系23之間配設有中繼光學系18A，該中繼光學系18A可使被複眼透鏡60分歧之複數條光束分別再成像於各可動多反射鏡22之有效區域25。
又，本實施形態之反射光學系23中，各可動多反射鏡22係分別排列成在位置上與複眼透鏡60之各透鏡元件61對應。例如，使用排列於X方向之4個複眼透鏡60之情形，反射光學系23即係4個可動多反射鏡22沿X方向排列之構成。藉由作成此種構成，即能獲得與上述第2及第3實施形態相同之作用效果。
又，入射至各可動多反射鏡22之曝光用光EL，有可能產生其大部分被反射至聚光光學系26側，而殘餘之部分(以下，稱「反射光」。)則被反射至複眼透鏡60側之情形。此種反射光，會因配置在反射光學系23與複眼透鏡60間之中繼光學系18A而限制其往複眼透鏡60之入射。因此，能抑制形成於複眼透鏡60之像面的多數光源像因反射光而產生紊亂。如此，中繼光學系可視為限制來自各可動多反射鏡22之反射光入射至光束分歧部的限制構件。
<第5實施形態>
其次，依據圖8說明本發明之第5實施形態。又，第5實施形態與第1實施形態不同處在於，使曝光用光EL僅照射於構成反射光學系23之各可動多反射鏡22中之部分可動多反射鏡22。因此，與以下之說明中，主要說明與第1實施形態不同之部分，與第1實施形態相同或相當之構件構成係賦予相同符號省略重複之說明。
如圖8所示，於本實施形態之照明光學裝置13，設有使反射光學系23沿X方向移動之移動機構65。又，反射光學系23，其複數個(圖8中僅顯示5個)可動多反射鏡22沿X方向配置。於該等各可動多反射鏡22中之部分可動多反射鏡22(例如2個可動多反射鏡22)，會入射從曝光用光源12輸出之曝光用光EL，另一方面，於其餘可動多反射鏡22則不會入射曝光用光EL。
隨著曝光用光EL所入射之可動多反射鏡22之特性之經時變化(例如反射膜之惡化及反射鏡要件33之驅動部35 之惡化)，用以將圖案像照射於晶圓W之曝光用光EL之強度開始降低、或在晶圓W上之光瞳強度分布開始紊亂時，即驅動移動機構65，使曝光用光EL入射至尚未有曝光用光EL入射之可動多反射鏡22。
例如，在監測中之曝光量感測器SE1之輸出降低之情形時、以及以光瞳強度分布檢測部SE2所測量之光瞳強度分布偏離目標值在可容許範圍外之情形等時，控制部66即對移動機構65送出更換可動多反射鏡22之控制訊號。
亦即，如以上所述，本實施形態之曝光裝置11，可在不使曝光裝置11之驅動暫時停止之狀態下，變更從曝光用光源12輸出之曝光用光EL所入射之可動多反射鏡22。因此，即使是在從曝光用光源12輸出之曝光用光EL之光路內配置可動多反射鏡22之情形時，亦能對曝光用光源12之高輸出化帶來之半導體元件製造效率之提升作出貢獻。
又，上述各實施形態亦可變更為以下之其他實施形態。
各實施形態中，反射光學系23可由3種類以上之複數種類之可動多反射鏡22,22A,22B構成。例如，反射光學系23除第1可動多反射鏡22A及第2可動多反射鏡22B外，亦可具備以和第1軸S1及第2軸S2交叉之第3軸(例如延X方向延伸之軸)為中心旋動之反射鏡要件33所構成之第3可動多反射鏡。
各實施形態中，第1可動多反射鏡22A，亦可具備能以和第1軸S1平行之軸為中心旋動的反射鏡要件33。同樣的，第2可動多反射鏡22B，亦可具備能以和第2軸S2 平行之軸為中心旋動的反射鏡要件33。
各實施形態中，第1軸S1可以不是沿反射鏡要件33之對角線延伸、而是例如沿X方向延伸之軸。此場合，第2軸S2可以是沿Y方向延伸之軸。
各實施形態中，反射光學系23可以是由一種可動多反射鏡22(例如第1可動多反射鏡22A)所構成者。
第5實施形態中，亦可將曝光用光EL入射之可動多反射鏡22，使其以每一預先設定之既定時間進行變更。
第5實施形態中，曝光用光EL所入射之可動多反射鏡22之數目，可以是2個以外之任意數(例如1個或3個)。
第5實施形態中，在變更曝光用光EL所入射之可動多反射鏡22時，可僅變更曝光用光EL所入射之各可動多反射鏡22中之至少1個。
又，各實施形態中，可動多反射鏡22具備彼此以正交之軸為中心旋動(傾斜之自由度為2自由度)的反射鏡要件33。作為此種空間光調變構件，可使用例如特表平10-503300號公報及與此對應之歐洲專利公開第779530號公報、特開2004-78136號公報及與此對應之美國專利第6,900,915號公報、特表2006-524349號公報及與此對應之美國專利第7,095,546號公報、以及特開2006-113437號公報所揭示之空間光調變構件。此處，作為參照援用歐洲專利公開第779530號公報、美國專利第6,900,915號公報及美國專利第7,095,546號公報。
又，各實施形態中，可動多反射鏡22雖係可將二維排 列之複數個反射鏡要件之面向(傾斜)加以個別控制者，但亦可使用可將例如二維排列之複數個反射面之高度(位置)加以個別控制之空間光調變構件。此種空間光調變構件，可使用例如特開平6-281869號公報及與此對應之美國專利第5,312,513號公報、以及特表2004-520618號公報及與此對應之美國專利第6,885,493號公報之圖1d所揭示之空間光調變構件。該等空間光調變構件，可藉由形成二維高度分布而將與繞射面相同之作用賦予入射光。此處，作為參照援用美國專利第5,312,513號公報及美國專利第6,885,493號公報。
又，實施形態中，可依據例如特表2006-513442號公報及與此對應之美國專利第6,891,655號公報、特表2005-524112號公報及與此對應之美國專利公開第2005/0095749號公報之揭示，將可動多反射鏡22加以變形。此處，作為參照援用美國專利第6,891,655號公報及美國專利公開第2005/0095749號公報。
又，各實施形態中，曝光裝置11不僅是製造半導體元件等微元件，亦可以是用以製造光曝光裝置、EUV曝光裝置、X線曝光裝置、及電子線曝光裝置等所使用之標線片或光罩，而從母標線片將電路圖案轉印至玻璃基板或矽晶圓等之曝光裝置。此外，曝光裝置11亦可以是用以製造包含液晶顯示元件(LCD)等之顯示器之製造而將元件圖案轉印至玻璃板上之曝光裝置、用以製造薄膜磁頭等而將元件圖案轉印至陶瓷晶圓等之曝光裝置、以及CCD等攝影元件 之製造所使用之曝光裝置等。
又，上述各實施形態之照明光學裝置13，可搭載於在被照射物體與基板相對移動之狀態下將被照射物體之圖案轉印至基板、並使基板依序步進移動的掃描步進機，以及在被照射物體與基板静止之狀態下將被照射物體之圖案轉印至基板、並使基板依序步進移動之步進重複方式的步進機。
各實施形態中，曝光用光源12可以是能供應例如g線(436nm)、i線(365nm)、KrF準分子雷射(248nm)、F2 雷射(157nm)、Kr2 雷射(146nm)、Ar2 雷射(126nm)等之曝光用光源。又，曝光用光源12，亦可以是使用將自DFB半導體雷射或光纖雷射振盪之紅外區域或可視區域之單一波長雷射，以例如摻雜鉺(或鉺與釔兩者)之光纖放大器加以放大，使用非線性光學結晶波長轉換為紫外光之高次諧波的曝光用光源。
接著，說明使用本發明實施形態之曝光裝置11製造元件之製造方法，於微影製程中使用之微元件製造方法的實施形態。圖9，係顯示微元件(IC及LSI等之半導體晶片、液晶面板、CCD、薄膜磁頭、微機器等)之製造例的流程圖。
如圖6所示，首先，於步驟S101(設計步驟)中，進行微元件之功能、性能設計(例如半導體元件之電路設計等)，並進行用以實現該功能之圖案設計。接著，於步驟S102(光罩製造步驟)中，製作形成有所設計之電路圖案之光罩。另一方面，於步驟S103(晶圓製造步驟)，使用矽、 玻璃、陶瓷等材料製造基板(使用矽材料時即為晶圓W)。
其次，於步驟S104(基板處理步驟)中，使用以步驟S101~步驟S104所準備之光罩與基板，如後所述的，藉由微影技術等於基板上形成實際之電路等。接著，於步驟S105(元件組裝步驟)中，使用以步驟S104處理後之基板進行元件組裝。於此步驟S105中，視需要包含切割步驟、結合步驟以及封裝步驟(晶片植入)等步驟。最後，於步驟S106(檢査步驟)中，進行步驟S105中所製作之微元件之動作確認測試、耐久性測試等之檢査。在經過此等步驟後完微元件之製作，即可出貨。
圖10，係顯示於半導體元件之場合時之步驟S104之一詳細製程例的圖。
於步驟S111(氧化步驟)係使晶圓表面氧化。於步驟S112(CVD步驟)中於晶圓表面形成絕緣膜。於步驟S113(電極形成步驟)中藉由蒸鍍於晶圓上形成電極。於步驟S114(離子植入步驟)中將離子植入晶圓。以上之各步驟S111~步驟S114，構成晶圓處理之各階段的前處理製程，於各階段中視所需之處理來選擇實施。
於晶圓製程的各階段中，當結束上述前處理製程，即以下述方式實施後處理製程。該後處理製程，首先，於步驟S115(光阻形成步驟)將感光劑塗佈於晶圓。接著，於步驟S116(曝光步驟)中藉由以上說明之微影系統(曝光裝置11)將光罩之電路圖案轉印於晶圓上。其次，於步驟S117(顯像步驟)中，將經步驟S116曝光後之基板予以顯影，於基 板表面形成由電路圖案構成之光罩層。接著，於步驟S118(蝕刻步驟)中，藉由蝕刻來除去殘留有光阻部份之以外部份的露出構件。接著，於步驟S119(光阻除去步驟)中，去除蝕刻完成後不需之光阻。亦即，於步驟S118及步驟S119中，透過光罩層進行基板表面之加工。藉由重複此等前處理製程與後處理製程，於基板上形成多重之電路圖案。
以上說明之實施形態，僅為易於理解本發明所作之記載，並非用於限定本發明。因此，上述實施形態所揭示之各要素，包含屬於本發明技術範圍之所有設計變更及均等物。此外，上述實施形態之各構成要素等，可任意的加以組合等。
11‧‧‧曝光裝置
12‧‧‧曝光光源
13‧‧‧照明光學裝置
14‧‧‧標線片載台
15‧‧‧投影光學裝置
16‧‧‧晶圓載台
17‧‧‧鏡筒
18A‧‧‧中繼光學系
19‧‧‧正透鏡
20‧‧‧負透鏡
21‧‧‧第2正透鏡
22‧‧‧可動多反射鏡
23‧‧‧反射光學系
25‧‧‧有效區域
26‧‧‧分布形成光學系
27‧‧‧光學積分器
28‧‧‧透鏡元件
29,32‧‧‧聚光光學系
30‧‧‧光罩遮簾
31‧‧‧開口部
33‧‧‧反射鏡要件
35‧‧‧驅動部
36‧‧‧基材
37‧‧‧支柱構件
38‧‧‧鉸鏈
39‧‧‧突出部
40,41‧‧‧第1,2電極部
50‧‧‧角錐台旋轉三稜鏡對
51,52‧‧‧第1,第2稜鏡構件
51a,52a‧‧‧折射面
60‧‧‧複眼透鏡
61‧‧‧透鏡元件
65‧‧‧移動機構
66‧‧‧控制部
AS‧‧‧孔徑光闌
AX1,AX2‧‧‧光軸
EL‧‧‧曝光用光
IL‧‧‧照明光學系
M‧‧‧光罩
PL‧‧‧投影光學系
R‧‧‧標線片
SE1‧‧‧曝光量感測器
SE2‧‧‧光瞳強度分布感測器
W‧‧‧晶圓
圖1，係顯示第1實施形態之曝光裝置的概略構成圖。
圖2，係顯示第1實施形態之可動多反射鏡的概略立體圖。
圖3，係顯示構成可動多反射鏡之反射鏡要件之排列態樣的概略立體圖。
圖4，係顯示驅動反射鏡要件之驅動部構成的概略立體圖。
圖5，係顯示第2實施形態之照明光學裝置之一部分的概略構成圖。
圖6，係顯示第3實施形態之照明光學裝置之一部分的概略構成圖。
圖7，係顯示第4實施形態之照明光學裝置之一部分的概略構成圖。
圖8，係顯示第5實施形態之照明光學裝置之一部分的概略構成圖。
圖9，係元件之製造例的流程圖。
圖10，係與半導體元件之情形時之基板處理相關之的詳細流程圖。
11‧‧‧曝光裝置
12‧‧‧曝光光源
13‧‧‧照明光學裝置
14‧‧‧標線片載台
15‧‧‧投影光學裝置
16‧‧‧晶圓載台
17‧‧‧鏡筒
18A‧‧‧中繼光學系
19‧‧‧正透鏡
20‧‧‧負透鏡
21‧‧‧第2正透鏡
22‧‧‧可動多反射鏡
23‧‧‧反射光學系
25‧‧‧有效區域
26‧‧‧分布形成光學系
27‧‧‧光學積分器
28‧‧‧透鏡元件
29,32‧‧‧聚光光學系
30‧‧‧光罩遮簾
31‧‧‧開口部
AS‧‧‧孔徑光闌
AX1,AX2‧‧‧光軸
EL‧‧‧曝光用光
P1‧‧‧排列面
P2‧‧‧面
P3‧‧‧二次光源形成位置
P4‧‧‧孔徑光闌AS之位置
R‧‧‧標線片
SE1‧‧‧曝光量感測器
SE2‧‧‧光瞳強度分布感測器
W‧‧‧晶圓

Claims (15)

  1. 一種照明光學裝置，係將從光源輸出、沿既定光路行進之光導向被照射物體，其特徵在於：具備第1空間光調變構件，具有排列成矩陣狀之複數個可動反射面，配置在第1位置；以及第2空間光調變構件，具有排列成矩陣狀之複數個可動反射面，配置在與該第1位置不同之第2位置；該第1及第2位置，係隔著從該光源輸出之光之該光路之軸。
  2. 如申請專利範圍第1項之照明光學裝置，其中，該各空間光調變構件，係以所有空間光調變構件位於該光路內之方式排列成矩陣狀。
  3. 如申請專利範圍第1項之照明光學裝置，其進一步具備移動機構，供在該光路內使該各空間光調變構件移動於與從該光源輸出之光之軸交叉之方向。
  4. 如申請專利範圍第3項之照明光學裝置，其進一步具備：光強度檢測部，相對該空間光調變構件之配置位置，配置在離光源較遠側，用以檢測經過該空間光調變構件之光強度；以及控制部，根據來自該光強度檢測部之輸出驅動該移動機構。
  5. 如申請專利範圍第3或4項之照明光學裝置，其進 一步具備：分布形成光學系，將經過該各空間光調變構件之光加以聚光，以在該照明光學裝置之照明光瞳形成既定光強度分布；光強度分布檢測部，供檢測形成於該照明光瞳之該光強度分布；以及控制部，根據來自該光強度檢測部之輸出驅動該移動機構。
  6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之照明光學裝置，其進一步具備光束分歧部，係配置在較該各空間光調變構件更靠近該光源側，將從該光源輸出之光分歧為複數個光束；該各空間光調變構件係分別配置在該各光束之光路內。
  7. 如申請專利範圍第6項之照明光學裝置，其中，在該光束分歧部與該各空間光調變構件間之光路中，不配置具有功率之光學構件。
  8. 如申請專利範圍第1項之照明光學裝置，其進一步具備光束分歧部，係配置在較該各空間光調變構件更靠近該光源側，將從該光源輸出之光分歧為複數個光束；該光束分歧部，在包含從該光源輸出之光之該光路之軸的面內，將該複數個光束加以分歧。
  9. 如申請專利範圍第8項之照明光學裝置，其進一步具備分布形成光學系，將經過該各空間光調變構件之光加 以聚光，以在該照明光學裝置之照明光瞳形成既定光強度分布。
  10. 如申請專利範圍第9項之照明光學裝置，其中，該複數個空間光調變構件，係構成為經過該複數個反射光學元件以外、且相對排列該複數個反射光學元件之排列面大致平行之面部分的0次反射光，不通過該分歧形成光學系之入射光瞳。
  11. 如申請專利範圍第10項之照明光學裝置，其中，該分布形成光學系，可將經過該複數個空間光調變構件中之1個之光束之至少一部分、與經過該複數個空間光調變構件中另外1個之光束之至少一部分，於該照明光瞳加以重疊。
  12. 如申請專利範圍第11項之照明光學裝置，其中，該各反射光學元件，為使該反射角相對入射於各反射面之光之軸的傾斜角變化而可動。
  13. 如申請專利範圍第12項之照明光學裝置，其中，構成該各空間光調變構件中之至少1個空間光調變構件的該各反射光學元件，能以第1軸或與該第1軸平行之軸為中心旋動；與構成該至少1個空間光調變構件不同之其他空間光調變構件的該各反射光學元件，能以和該第1軸交叉之第2軸或與該第2軸平行之軸為中心旋動。
  14. 一種曝光裝置，其具備：申請專利範圍第1至13項中任一項之照明光學裝置； 保持機構，用以保持形成有既定圖案所構成之被照射物體；以及投影光學裝置，用以將從該光源輸出之光透過該照明光學裝置照射該被照射物體而形成之圖案像，投影至塗有感光性材料之基板上。
  15. 一種元件之製造方法，其包含：曝光步驟，使用申請專利範圍14項之曝光裝置，將該既定圖案曝光至該基板；顯影步驟，於該曝光步驟後將該基板加以顯影，以在該基板表面形成對應該既定圖案之形狀的光罩層；以及加工步驟，係於該顯影步驟後透過該光罩層加工該基板表面。
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