TWI566051B - 照明裝置、曝光裝置、曝光方法以及元件製造方法 - Google Patents

照明裝置、曝光裝置、曝光方法以及元件製造方法 Download PDF

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Description

照明裝置、曝光裝置、曝光方法以及元件製造方法
本發明是有關於一種使從多個部分所導入的照明光由共同部分射出之照明裝置、曝光裝置、曝光方法以及元件製造方法。
在習知技術中，為藉由光微影過程以製造半導體元件、液晶顯示元件、薄膜磁頭等元件而利用曝光裝置。在利用該光微影方法的製造過程中，是將光罩上所形成的作為原畫的圖案，利用照明光來照明，並通過投影光學系統而轉印到塗敷了光阻劑等感光劑的平板上。
近年來，隨著液晶顯示元件等的大面積化的要求，需要擴大曝光裝置的曝光區域。對此，開發有一種多透鏡式的曝光裝置(例如參照日本專利申請公開之平成7-57986號公報)，其具有多個投影光學單元，並使光罩和作為感光基板的平板對該多個投影光學單元而沿著規定的掃描方向進行同步移動，且將光罩上所形成的圖案轉印到平板上。在該多透鏡式的曝光裝置中，為了確保與大曝光區域相對應的曝光量，要使用多個放電燈等的光源，且各光源所發出的光利用橢圓鏡而有效地進行聚光，並通過例如光纖束而用於光罩的照明。
然而，在將從放電燈所發出的作為曝光光的照明光，如上述那樣利用橢圓鏡進行聚光的情況下，該聚光光束中的對光軸的入射角度小之範圍的光將成為不存在的狀態，亦即，數值孔徑(NA)低的範圍的光成為不存在的狀態(中空狀態)，而使照明光導入到光纖束中。導入到光纖束的一端中的照明光，以與其導入時的入射角度相等的射出角度而從另一端射出，所以在光罩等上所設置的圖案是被中空狀態的照明光所照明。在這種情況下，與利用一種光束內同樣地充滿之照明光來進行照明的情況相比，圖案的投影像容易受到投影光學系統中所殘存的像差等的影響，有可能使圖案對平板的轉印精度下降。
本發明的目的是提供一種能夠將光源所發出的照明光有效地進行聚光，並抑制與該聚光光束的入射角相對應的光的空無而射出照明光之照明裝置、曝光裝置、曝光方法以及元件製造方法。
本發明的照明裝置的特徵在於，包括：光傳送裝置，其從多個入射口接收由光源裝置所發送的照明光，並使在每一該入射口所接收的各照明光的至少一部分從共同的射出口射出；第1中繼光學系統，其對來自前述光源裝置的前述照明光中的第1部分照明光進行光學中繼，形成具有第1入射角的第1光束，並導向多個前述入射口中的第1入射口；以及第2中繼光學系統，其對來自前述光源裝置的前述照明光中的第2部分照明光進行光學中繼，形成具有與前述第1入射角不同的第2入射角之第2光束，並導向多個前述入射口中的第2入射口。
而且，本發明的曝光裝置的特徵在於，包括：本發明的照明裝置；以及投影光學系統，其將由前述照明裝置所射出的照明光所照明之物體的投影像，形成在感光基板上。
而且，本發明的曝光方法的特徵在於，包括：照明過程，其利用本發明的照明裝置所射出的照明光而對物體進行照明；以及投影過程，其將前述照明光所照明的前述物體的投影像形成在感光基板上。
而且，本發明的元件製造方法的特徵在於，包括：曝光過程，其利用本發明的照明裝置所射出的照明光而對物體進行照明，並將該物體的投影像轉印在感光基板上；顯像過程，其將轉印了前述投影像的前述感光基板進行顯像，而在前述感光基板上生成與前述投影像相對應之形狀的轉印圖案層；以及加工過程，其通過前述轉印圖案層而對前述感光基板進行加工。
如利用本發明的照明裝置、曝光裝置、曝光方法以及元件製造方法，則可有效地將光源所發出的照明光進行聚光，並抑制與該聚光光束的入射角相對應之光的空無而射出照明光。因此，本發明的曝光裝置、曝光方法以及元件製造方法可將物體的投影像高精度地轉印在感光基板上。
以下參照圖示，對關於本發明的實施形態之照明裝置、曝光裝置、曝光方法以及元件製造方法進行說明。圖1所示為關於本發明的第1實施形態之曝光裝置EX的全體構成的立體圖。在本實施形態中，列舉了步進掃描方式的曝光裝置來進行說明，此曝光裝置使光罩M和平板(感光基板)P對多個反射折射型的部分投影光學系統所構成的投影光學系統PL進行同步移動，並將光罩M上所形成的圖案的投影像轉印到平板P上。
而且，在以下的說明中，設定圖1中所示的XYZ直交座標系，並參照該XYZ直交座標系統而對各構件的位置關係進行說明。XYZ直交座標系是使X軸及Y軸對平板P平行設定，使Z軸設定為對平板P直交的方向。圖中的XYZ直交座標系實際上是使XY平面設定為平行於水平面的面，使Z軸設定為垂直方向。而且，在該實施形態下，將光罩M及平板P所移動的方向(掃描方向)設定為X軸方向。
曝光裝置EX為了對光罩載台(未圖示)上所支持的光罩M均勻地進行照明，而設置有對來自多個光源的照明光進行混合並射出的照明裝置IL。照明裝置IL如圖2所示，包括由超高壓水銀燈等放電燈所構成的3個光源2a、2b和2c。從光源2a所射出的照明光是由橢圓鏡4a進行聚光，並利用照明中繼光學系統6a而在光導纖維10的入射口12a上聚光。而且，從光源2b所射出的照明光是通過橢圓鏡4b及照明中繼光學系統6b而在光導纖維10的入射口12b上聚光，從光源2c所射出的照明光是通過橢圓鏡4c及照明中繼光學系統6c而在光導纖維10的入射口12c上聚光。在這裏，光源2a及橢圓鏡4a、光源2b及橢圓鏡4b、光源2c及橢圓鏡4c分別構成光源裝置。而且，橢圓鏡4a、4b、4c在作為發光部的光源2a、2b、2c的附近具有第1焦點，並作為發光像形成裝置而發揮機能。
光導纖維(光傳送裝置)10是將多個光纖芯線在其入射側和射出側隨機集束而構成的隨機光導纖維，具有3個入射口12a、12b、12c及7個射出口(在圖2中只顯示射出口14a)。光導纖維10使在各入射口12a～12c所集束的光纖芯線向7個射出口均勻地分配，將向入射口12a～12c所入射的各照明光向7個射出口均勻地分割並射出。亦即，光導纖維10使從入射口12a～12c所接收的各照明光中的至少一部分，從共同的射出口射出。由7個射出口所射出的照明光分別入射對光罩M進行部分照明的多個部分照明光學系統IL1及未圖示的6個部分照明光學系統IL2～IL7。
在部分照明光學系統IL1中，從光導纖維10的射出口14a所射出的照明光是由準直透鏡16a而形成平行光束，並入射至作為光學積分儀的複眼(fly eye)透鏡17a。入射至複眼透鏡17a的照明光利用構成複眼透鏡17a的多個透鏡要素(element)來進行波面分割，並在其後側焦點面(射出面附近)形成由與透鏡要素的數目相同數目的光源像所構成之二次光源(面光源)。由在複眼透鏡17a的後側焦點面上所形成的多個二次光源發出的照明光，利用聚光鏡18a而對光罩M上的一部分(部分照明區域)大致均勻地進行照明。另外，部分照明光學系統IL2～IL7(未圖示)的構成是與部分照明光學系統IL1相同，在部分照明光學系統IL2～IL7中也與部分照明光學系統IL1同樣地，對光罩M上的分別相對應的部分照明區域大致均勻地進行照明。
來自與部分照明光學系統IL1相對應的部分照明區域的照明光，入射至與各部分照明區域對應排列的多個部分投影光學系統PL1～PL7(在圖1中PL2未圖示。)中的部分投影光學系統PL1。部分投影光學系統PL1～PL7將在分別對應的部分照明區域內的光罩M上所設置之圖案的投影像，形成在平板P上。圖3所示為部分投影光學系統PL1的構成圖。如圖3所示，部分投影光學系統PL1包括：第1反射折射型光學系統PL11，其在視野光圈22上形成部分照明區域內的圖案的中間像；以及第2反射折射光學系統PL12，其在平板P上形成部分照明區域內的圖案的投影像(等倍正立像)。
同樣，通過了部分照明光學系統IL2～IL7的各照明光，入射至與部分照明光學系統IL2～IL7對應設置的部分投影光學系統PL2～PL7。部分投影光學系統PL2～PL7與部分投影光學系統PL1具有相同的構成，並在平板P上形成分別對應之部分照明區域內的圖案的投影像。另外，部分投影光學系統PL1～PL7是使部分投影光學系統PL2、PL4、PL6在Y方向上分別位於部分投影光學系統PL1、PL2、PL5、PL7之間而呈鋸齒狀配置。而且，與該部分投影光學系統PL1～PL7的配置相對應地，使部分照明光學系統IL1～IL7也沿著Y方向呈鋸齒狀配置。
在本實施形態的照明裝置IL中，與光源2b對應設置的入射口12b如圖4A所示，由集束成圓形的多個光纖(光纖束)構成。而且，與光源2a、2c對應設置的入射口12a、12c如圖4B所示是由集束成輪帶狀的多個光纖(光纖束)構成。亦即，入射口12a、12c是由中空的光纖束構成。
照明中繼光學系統(第1中繼光學系統)6b如圖5所示，具有準直透鏡40和聚光透鏡41，將來自光源2b的照明光(第1部分照明光)進行光學中繼，並成為具有入射角ψb的第1光束而導向入射口(第1入射口)12b。此時，照明中繼光學系統6b將作為發光部的光源2b的像投射至入射口12b內。這裏，來自光源2b的照明光利用橢圓鏡4b而被有效地聚光，所以其聚光光束中的入射角(對照明中繼光學系統6b的光軸7b的角度)小的範圍的光，亦即數值孔徑(NA)低的範圍的光(例如圖5中以斜線表示之範圍的光)成為不存在之狀態(中空狀態)。而且，作為第1入射角的入射角ψb成為由光源2b的照明光的發散角和照明中繼光學系統6b的中繼倍率而決定之角度。
另一方面，照明中繼光學系統(第2中繼光學系統)6a、6c如圖6所示，分別具有第1準直透鏡42、聚光透鏡43及第2準直透鏡44，對來自光源2a、2c的照明光(第2部分照明光)進行光學中繼，使成為具有較入射角ψb還小的入射角ψa、ψc之第2光束而導向入射口12a、12c。此時，照明中繼光學系統6a、6c分別將作為發光部的光源2a、2c所對應的傅立葉(Fourier)轉換像，投射至照明中繼光學系統6a、6c的焦點面上所設置的入射口12a、12c。
在這裏，光源2a、2c所發出的照明光也利用橢圓鏡4a、4c而有效地進行聚光，所以其聚光光束中的入射角(對照明中繼光學系統6a、6c的光軸7a、7c的角度)小的範圍的光，亦即數值孔徑(NA)低的範圍的光(例如，圖6中以斜線表示的範圍的光)成為不存在之狀態(中空狀態)。而且，作為第2入射角的入射角ψa、ψc，是分別成為由光源2a、2c的大小和照明中繼光學系統6a、6c的焦點距離而決定之角度。在該照明中繼光學系統6a、6c中，將中空狀態的照明光如圖4B所示那樣導入至輪帶狀的入射口12a、12c中，所以能夠使來自光源2a、2c的照明光有效地入射至光導纖維10。
另外，入射角ψa～ψc分別是與導向各入射口12a～12c之照明光的數值孔徑相對應的角度，且如圖5或圖6所示，相當於在入射口12a～12c所聚光之照明光中的最大的入射角。
圖7A及圖7B所示為從光導纖維10的射出口14a所射出之照明光的、在複眼透鏡17a的入射側附近之光量分佈圖。該光量分佈所示為相對於距離光軸的位置的、含有部分照明光學系統IL1的光軸之斷面內的光量。在只有來自由照明中繼光學系統6b所中繼的光源2b的照明光，從入射口12b入射至光導纖維10的情況下，複眼透鏡17a的入射側附近之照明光的光量分佈如圖7A的實線所示，光軸附近的光量較其外周部的光量少，且具有與輪帶照明相同的照明特性。另一方面，在只有來自由照明中繼光學系統6a、6c所中繼的光源2a、2c的照明光，從入射口12a、12c入射至光導纖維10的情況下，複眼透鏡17a的入射側附近之照明光的光量分佈如圖7A的虛線所示，光軸附近的光量較其外周部的光量多，具有光量集中於光軸附近之照明特性。
而且，在從入射口12a、12b、12c來對光導纖維10入射照明光的情況下，複眼透鏡17a的入射側附近之照明光的光量分佈成為將圖7A中以實線及虛線所示的光量分佈予以合成之光量分佈，且如圖7B所示，光軸附近的光量和其外周部的光量形成大致均勻的光量分佈。另外，在其它的部分照明光學系統IL2～IL7中，可得到與部分照明光學系統IL1相同的光量分佈。
然而，在照明裝置IL中，可由電源裝置32來對光源2a、2b、2c進行電力的供給，並利用控制部30的控制而個別地變更對光源2a、2b、2c分別供給的電力量。亦即，電源裝置32及控制部30作為光量比調整裝置而發揮機能。因此，藉由在控制部30的控制下，變更供給到光源2a、2c的電力量和供給到光源2b的電力量，從而將經由入射口12a、12c的照明光和經由入射口12b的照明光之光量比(光量平衡)予以變更，可使各部分照明光學系統IL1～IL7的複眼透鏡的入射側附近之照明光的光量分佈發生變化。例如，可進行變更以使光軸附近的光量具有較其外周部的光量還多之光量分佈，而且，可進行變更以使光軸附近的光量具有較其外周部的光量還少之光量分佈。亦即，在製造過程中，在要求高析像度的情況或要求高對比度的情況下等等，要求依據製造過程而使照明光的光量分佈最佳化，但藉由個別地變更對光源2a、2b、2c所分別供給的電力量，來調整各部分照明光學系統IL1～IL7的複眼透鏡的入射側附近之照明光的光量分佈，可滿足該要求。
在曝光裝置EX中，藉由上述的照明裝置來對光罩M進行照明，並使光罩M和平板P對部分投影光學系統PL1～PL7同步移動且進行掃描曝光，從而將光罩M上所形成的圖案的投影像形成在平板P上而進行轉印。
如以上所說明的，在本實施形態的照明裝置IL中，可有效地對來自光源2a～2c的照明光進行聚光，並抑制與該聚光光束的入射角相對應之光的空無而射出照明光。因此，在本實施形態的曝光裝置EX中，可利用光束內同樣充滿的照明光而對光罩M進行照明，與利用中空狀態的照明光來對光罩M進行照明之情況相比，可將光罩M的圖案的投影像高精度地轉印到平板P上。
另外，在選擇最適值作為照明中繼光學系統、光導纖維的入射口的大小等的設計值之情況下等等，可部分回避因來自光源的照明光的中空部分所形成之光量損失，所以與通常的照明裝置相比，能夠提高光罩(平板)上的照度。
另外，在本實施形態的曝光裝置EX中，藉由在各部分照明光學系統IL1～IL7的複眼透鏡的射出側附近，設置數值孔徑及開口形狀中的至少一個可變更之光圈機構，可控制與各部分投影光學系統PL1～PL7相對應的照明光的照明條件，進而控制光罩M的圖案的投影條件(投影像的成像條件)。
作為該光圈機構，可利用例如旋轉器機構或滑動機構，其在照明光的光路上能夠有選擇地配置(可轉換配置)數值孔徑及開口形狀中的至少一個是不相同之多個光圈。而且，作為多個光圈，可包括：第1圓形開口，其具有例如用於進行通常照明(普通照明)的第1數值孔徑之第1圓形開口；第2圓形開口，其為了進行將照明光的數值孔徑(NA)限制得較通常照明還小之小σ照明，而具有較第1數值孔徑還小的第2數值孔徑；以及輪帶開口，其具有用於進行環帶照明之輪帶狀(環狀)的開口。
在本實施形態的照明裝置IL中，各部分照明光學IL1～IL7的複眼透鏡的入射側附近之照明光的光量分佈，是使光軸附近的光量和其外周部的光量形成大致均勻的光量分佈，所以能夠利用上述的光圈機構，來分別抑制在例如從通常照明切換到小σ照明的情況及從通常照明切換到輪帶照明的情況下之照明光量的下降(亦即，光罩M及基板P的照明光的照度下降)。換言之，與利用圖7A中以實線所示那樣光量分佈中空的習知照明裝置之情況相比，能夠減小光圈切換時的照度的下降率，且能夠使小σ照明時的照度和輪帶照明時的照度之照度平衡成為均等。
接著，參照圖8，對本發明的第2實施形態的曝光裝置進行說明。另外，第2實施形態的曝光裝置除了構成第1實施形態的曝光裝置之照明裝置的構成變更為圖8所示的構成這一點以外，與第1實施形態的曝光裝置具有相同的構成。因此，在第2實施形態的說明中，省略與第1實施形態的曝光裝置的構成相同之構成的詳細說明，並對與第1實施形態的曝光裝置的構成相同的構成，利用與第1實施形態中所使用的符號相同之符號來說明。
圖8所示為第2實施形態的照明裝置IL’的構成。在該照明裝置IL’中，採用藉由控制部30的控制而使驅動部34被驅動，從而成為可將中繼光學系統6a的聚光透鏡43及第2準直透鏡44轉換為聚光透鏡45之構成，其中，中繼光學系統6a的聚光透鏡43及第2準直透鏡44用於將來自光源2a的照明光中繼至光導纖維10的入射口12a。亦即，可將中繼光學系統6a更換為這樣的中繼光學系統(第3中繼光學系統)，其對來自光源2a的照明光進行光學中繼，並形成具有第1入射角的第1光束，且導入光導纖維10的入射口(第1入射口)12a。
因此，在本實施形態中，藉由將中繼光學系統6a更換為第3中繼光學系統，可對複眼透鏡的入射側附近之與部分照明光學系統的光軸垂直的面上的光量分佈進行調整。
又，在上述的各實施形態中，是以多透鏡式的掃描型曝光裝置作為例子進行說明，但除了掃描型曝光裝置以外，也可在步進反復(step and repeat)型的曝光裝置中應用本發明，該步進反復型的曝光裝置是在光罩M和平板P靜止的狀態下將光罩M的圖案進行曝光，並使平板P依次步進移動。而且，並不限定於多透鏡式的曝光裝置，在具有1個投影光學系統的曝光裝置中也可應用本發明。
而且，在上述的各實施形態中，光導纖維10具有3個入射口12a～12c，但並不限定於3個，只要為多個即可。而且，光導纖維10具有在與光源像成光學共軛的位置處所設置的1個入射口12b，及在與光源像相對應的瞳面(傅立葉轉換面)上所設置的2個入射口12a、12c，但可適當地選擇在與光源像成光學共軛的位置處所設置的入射口的數目，及在與光源像對應的瞳面上所設置的入射口的數目，以使照明光具有所需的光強度分佈。
而且，在上述的各實施形態中，作為照明裝置的光源是使用3個光源2a～2c，但只要具有1個以上的光源即可。在光源為1個的情況下，是利用光學系統將橢圓鏡所反射的照明光進行分割，並使照明光入射在與光源像成光學共軛的位置處所設置的入射口，或使照明光入射在與光源像相對應的瞳面上所設置的入射口。亦即，光源和光導纖維的入射口沒有必要1對1地進行對應。在這種情況下，將光源、橢圓鏡及照明光進行分割的光學系統構成光源裝置。而且，藉由使在與光源像成光學共軛的位置處所設置之入射口的光纖的條數，或在與光源像相對應的瞳面上所設置的入射口的光纖的條數不同，也可使從射出口所射出的照明光形成所需的光量比。
而且，在上述的實施形態中，光導纖維10具有7個射出口，但光導纖維的射出口只要為1個以上，其數目多少都可以。
而且，在上述的實施形態中，在控制部的控制下，利用驅動部將構成照明中繼光學系統的透鏡中的部分透鏡更換為另外的透鏡，但也可利用手動，而將構成照明中繼光學系統的透鏡中的部分透鏡更換為另外的透鏡。
而且，在上述的實施形態中，利用控制部及電源裝置作為光量比調整裝置，並根據控制部的控制而對從電源裝置供給到各電源的電力量進行變更，但也可利用減光濾波器等作為光量比調整裝置，對各光源所發出的照明光的光量進行調整。而且，也可與中繼光學系統的切換相對應(連動)，利用光量比調整裝置來對各光源所發出的照明光的光量進行調整。
接著，對利用上述實施形態的曝光裝置之元件製造方法進行說明。圖9所示為半導體元件的製造過程的流程圖。如該圖9所示，在半導體元件的製造過程中，是在作為半導體元件的基板之晶圓上蒸鍍金屬膜(步驟S40)，並在該蒸鍍的金屬膜上塗敷作為感光性材料的光阻劑而形成平板P(步驟S42)。繼而，利用各實施形態的曝光裝置，將光罩M(reticle)上所形成的圖案的投影像轉印到晶圓的各照射(shot)區域上(步驟S44：曝光過程(照明過程及投影過程))，並進行該轉印結束後之晶圓的顯像，亦即，轉印了圖案的光阻劑的顯像(步驟S46：顯像過程)。然後，將利用步驟S46而在晶圓表面上所生成的光阻劑圖案作為加工用的光罩，對晶圓表面進行蝕刻等的加工(步驟S48：加工過程)。
在這裏，所說的光阻劑圖案是指生成有與各實施形態的曝光裝置所轉印的圖案相對應的形狀的凹凸之光阻劑層(轉印圖案層)，其凹部貫通光阻劑層。在步驟S48中，是通過該光阻劑圖案而進行晶圓表面的加工。在步驟S48所進行的加工中，包括例如晶圓表面的蝕刻或金屬膜等的成膜中的至少一種。另外，在步驟S44中，各實施形態的曝光裝置將塗敷了光阻劑的晶圓作為感光性基板，以進行圖案的轉印。
圖10所示為液晶顯示元件等的液晶元件的製造過程的流程圖。如該圖10所示，在液晶元件的製造過程中，依次進行圖案形成過程(步驟S50)、濾色器形成過程(步驟S52)、單元組裝過程(步驟S54)及模組組裝過程(步驟S56)。
在步驟S50的圖案形成過程中，是在作為平板P的塗敷有光阻劑的玻璃基板上，利用各實施形態的曝光裝置，形成電路圖案及電極圖案等的規定的圖案。在該圖案形成過程中，包括：曝光過程，其利用各實施形態的曝光裝置，在光阻劑層上轉印圖案；顯像過程，其進行轉印了圖案之平板的顯像，亦即，進行玻璃基板上的光阻劑層(轉印圖案層)的顯像，並生成與圖案相對應之形狀的光阻劑層；以及加工過程，其通過該已顯像的光阻劑層而對玻璃基板的表面進行加工。
在步驟S52的濾色器形成過程中，形成使與R(Red)、G(Green)、B(Blue)相對應的3個點(dot)的組呈矩陣狀而排列多個，或使R、G、B這3根條形濾波器的組沿水平掃描方向而排列多個之濾色器。
在步驟S54的單元組裝過程中，利用由步驟S50而形成有規定圖案的玻璃基板、和由步驟S52所形成的濾色器來組裝液晶面板(液晶單元)。具體地說，是藉由例如在玻璃基板和濾色器之間注入液晶而形成液晶面板。
在步驟S56的模組組裝過程中，對步驟S54所組裝的液晶面板，安裝使該液晶面板進行顯示動作之電氣電路及背光燈等的各種構件。
而且，本發明並不限定于應用在半導體元件或液晶元件製造用的曝光裝置中，也可廣泛地應用於例如電漿顯示器等顯示器裝置用的曝光裝置，或用於製造攝像元件(CCD等)、微型機器、薄膜磁頭及DNA晶片等各種元件的曝光裝置中。另外，本發明也可應用於將各種元件的形成有光罩圖案的光罩(光罩、標線等)利用光微影過程來進行製造之時的曝光過程(曝光裝置)。
另外，本專利申請與2008年1月21日所提出之日本專利申請2008-10286號中包含的主題有關，該專利申請的全部在這裏作為參照事項而明白地組入本專利申請案中。
【產業上的可利用性】
本發明可利用於照明裝置、曝光裝置、曝光方法以及元件製造方法中。
2a、2b、2c．．．光源
4a、4b、4c．．．橢圓鏡
6a、6b、6c．．．照明中繼光學系統
7b．．．光軸
10．．．光導纖維
12a、12b、12c‧‧‧入射口
14a‧‧‧射出口
16a‧‧‧準直透鏡
17a‧‧‧光學積分儀
18a‧‧‧聚光鏡
30‧‧‧控制部
32‧‧‧電源裝置
34‧‧‧驅動部
40‧‧‧準直透鏡
41‧‧‧聚光透鏡
42‧‧‧第1準直透鏡
43‧‧‧聚光透鏡
44‧‧‧第2準直透鏡
45‧‧‧聚光透鏡
EX‧‧‧曝光裝置
IL、IL’‧‧‧照明裝置
IL1~IL7‧‧‧部分照明光學系統
M‧‧‧光罩
P‧‧‧平板
PL‧‧‧投影光學系統
PL1~PL7‧‧‧部分投影光學系統
PL11‧‧‧第1反射折射型光學系統
PL12‧‧‧第2反射折射型光學系統
圖1所示為關於第1實施形態的曝光裝置之概略構成的立體圖。
圖2所示為關於第1實施形態的照明裝置的構成圖。
圖3所示為關於第1實施形態的部分投影光學系統的構成圖。
圖4A及圖4B所示為關於第1實施形態的光導纖維之入射口的構成圖。
圖5所示為關於第1實施形態的照明裝置之部分構成圖。
圖6所示為關於第1實施形態的照明裝置之部分構成圖。
圖7A及圖7B所示為關於第1實施形態的複眼透鏡的入射側之光量分佈圖。
圖8所示為關於第2實施形態的照明裝置之構成圖。
圖9所示為關於本實施形態的半導體元件之製造方法的流程圖。
圖10所示為關於本實施形態的液晶元件之製造方法的流程圖。
EX．．．曝光裝置
IL．．．照明裝置
M．．．光罩
P．．．平板
PL．．．投影光學系統
PL1～PL7．．．部分投影光學系統

Claims (16)

  1. 一種照明裝置，藉由來自光源裝置的照明光對一物體進行照明，前述照明裝置包括：光傳送裝置，包括：多個入射口，接收來自前述光源裝置的前述照明光，以及共同射出口，並使在每一該入射口所接收的各照明光的至少一部分從前述共同射出口射出；第1中繼光學系統，對來自前述光源裝置的前述照明光中所包含的第1部分照明光進行光學中繼，形成具有相對於前述第1中繼光學系統的第1光軸的第1入射角的第1光束，並導向多個前述入射口中的第1入射口；以及第2中繼光學系統，對來自前述光源裝置的前述照明光中所包含的第2部分照明光進行光學中繼，形成具有相對於前述第2中繼光學系統的第2光軸的第2入射角之第2光束，並導向多個前述入射口中的第2入射口，其中前述第1入射角和前述第2入射角不同。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之照明裝置，其中，前述第1入射角是與前述光源裝置的發光部之前述照明光的發散角相對應的角度。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之照明裝置，其中，前述第1中繼光學系統將前述發光部的像投射到前述第1入射口內。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之照明裝置，其中，前述第2入射角為與前述光源裝置的發光部的大小或該發光 部的像的大小相對應的角度。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之照明裝置，其中，前述第2中繼光學系統將前述第2部分照明光，導向至該第2中繼光學系統的焦點面上所設置的前述第2入射口。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之照明裝置，其中，前述第2中繼光學系統將與前述發光部對應的傅立葉轉換像，投射到前述第2入射口內。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之照明裝置，其中，前述光源裝置具有多個發光部，前述第1中繼光學系統及前述第2中繼光學系統將從各別不同的前述發光部所發出的前述照明光，作為前述第1部分照明光及前述第2部分照明光而進行光學中繼。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之照明裝置，前述光源裝置具有形成該光源裝置的發光部的像之發光像形成裝置，前述第1中繼光學系統及前述第2中繼光學系統對從各別不同的前述發光部的像所發出的前述照明光進行光學中繼。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之照明裝置，其中，前述發光像形成裝置包括前述發光部附近具有第1焦點的橢圓鏡；前述第2入射口形成輪帶狀。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之照明裝置，其中，前述第1入射口及前述第2入射口是利用光纖束而形 成。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之照明裝置，其中，前述照明裝置更包括第3中繼光學系統，前述第2中繼光學系統與前述第3中繼光學系統可互相更換地設置著，前述第3中繼光學系統將前述第2部分照明光進行光學中繼，使成為具有前述第1入射角的光束而導向前述第2入射口。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之照明裝置，其中，具有光量比調整裝置，使由前述共同的射出口所射出之前述照明光中的經由前述第1入射口的前述照明光和經由前述第2入射口的前述照明光之光量比發生變化。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之照明裝置，其中，前述光源裝置具有與前述第1入射口或前述第2入射口對應設置的多個發光部；前述光量比調整裝置使供給到與前述第1入射口相對應的前述發光部的電力、和供給到與前述第2入射口相對應的前述發光部的電力之電力比發生變化，藉此使前束光量比發生變化。
  14. 一種曝光裝置，其特徵在於，包括：如申請專利範圍第1項至第13項中任一項所述的照明裝置；以及投影光學系統，將由前述照明裝置所射出的照明光所照明之物體的投影像，形成在感光基板上。
  15. 一種曝光方法，其特徵在於，包括： 照明過程，利用申請專利範圍第1項至第13項中任一項所述之照明裝置所射出的照明光而對物體進行照明；以及投影過程，將前述照明光所照明的前述物體的投影像形成在感光基板上。
  16. 一種元件製造方法，其特徵在於，包括：曝光過程，利用申請專利範圍第1項至第13項中任一項所述之照明裝置射出的照明光而對物體進行照明，並將該物體的投影像轉印在感光基板上；顯像過程，將轉印了前述投影像的前述感光基板進行顯像，而在前述感光基板上生成與前述投影像相對應之形狀的轉印圖案層；以及加工過程，通過前述轉印圖案層而對前述感光基板進行加工。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5782336B2 (ja) * 2011-08-24 2015-09-24 キヤノン株式会社 投影光学系、露光装置及びデバイス製造方法
JP6346263B2 (ja) 2013-03-12 2018-06-20 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ レーザアニールシステムにおいてエッジプロファイルを制御するためのカスタマイズされた瞳ストップ形状
JP6562316B2 (ja) * 2017-07-26 2019-08-21 ウシオ電機株式会社 露光装置
JP6701136B2 (ja) * 2017-07-28 2020-05-27 キヤノン株式会社 照明光学系、露光装置、及び、物品製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW520526B (en) * 2000-05-22 2003-02-11 Nikon Corp Exposure apparatus, method for manufacturing thereof, method for exposing and method for manufacturing micro-device
TW200301848A (en) * 2002-01-09 2003-07-16 Nikon Corp Exposure apparatus and exposure method
JP2004335949A (ja) * 2002-11-29 2004-11-25 Nikon Corp 露光装置及び露光方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3348467B2 (ja) 1993-06-30 2002-11-20 株式会社ニコン 露光装置及び方法
US5729331A (en) * 1993-06-30 1998-03-17 Nikon Corporation Exposure apparatus, optical projection apparatus and a method for adjusting the optical projection apparatus
JP3707060B2 (ja) * 1994-06-29 2005-10-19 株式会社ニコン 照明光学装置
JP3950553B2 (ja) * 1998-06-30 2007-08-01 キヤノン株式会社 照明光学系及びそれを有する露光装置
JP2001330964A (ja) * 2000-05-22 2001-11-30 Nikon Corp 露光装置および該露光装置を用いたマイクロデバイス製造方法
JP2002122996A (ja) * 2000-10-17 2002-04-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 露光装置
JP2003295459A (ja) * 2002-04-02 2003-10-15 Nikon Corp 露光装置及び露光方法
JP4314836B2 (ja) * 2003-01-31 2009-08-19 株式会社オーク製作所 パターン描画装置用照明システムおよびパターン描画装置
JP2006308983A (ja) * 2005-04-28 2006-11-09 Fuji Photo Film Co Ltd パターン形成方法
JP2006330441A (ja) * 2005-05-27 2006-12-07 Nikon Corp 投影露光装置及びマイクロデバイスの製造方法
JP4679249B2 (ja) * 2005-05-31 2011-04-27 大日本スクリーン製造株式会社 パターン描画装置
US7603017B2 (en) * 2007-02-01 2009-10-13 The Boeing Company Multi-color curved multi-light generating apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW520526B (en) * 2000-05-22 2003-02-11 Nikon Corp Exposure apparatus, method for manufacturing thereof, method for exposing and method for manufacturing micro-device
TW200301848A (en) * 2002-01-09 2003-07-16 Nikon Corp Exposure apparatus and exposure method
JP2004335949A (ja) * 2002-11-29 2004-11-25 Nikon Corp 露光装置及び露光方法

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