TWI785285B - 曝光裝置,曝光方法及物品的製造方法 - Google Patents
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Abstract
[課題] 本發明曝光裝置提供有利於提高向基板轉印圖案的轉印性能的曝光裝置。
[解決手段] 提供曝光裝置,使用包含第1波長域和第2波長域的複數波長域的光對基板進行曝光,具有:照明光學系統,用光對遮罩進行照明;以及投影光學系統,將遮罩的圖案的像投影到基板,照明光學系統將包括:包含至少第1波長域的光且第1波長域的光和第2波長域的光的強度比為第1強度比的第1強度分佈、和包含至少第2波長域的光且第1波長域的光和第2波長域的光的強度比為與第1強度比不同的第2強度比的第2強度分佈的強度分佈,以使該強度分佈成為4次旋轉對稱的方式形成於照明光學系統的瞳面。
Description
本發明涉及曝光裝置、曝光方法以及物品的製造方法。
投影曝光裝置是將形成於遮罩(原版)的圖案轉印到基板(平板)的裝置,經由照明光學系統對遮罩進行照明,經由投影光學系統將遮罩的圖案的像投影到基板上。照明光學系統用來自光源的光對光學積分器進行照明,在與照明光學系統的瞳面相當的光學積分器的射出面中生成2次光源。2次光源在具有預定的形狀以及預定的大小的發光區域中形成。又,形成2次光源的發光區域與對遮罩的各點進行照明的光的角度分佈對應。此外,在曝光裝置中,還有無需遮罩的無遮罩曝光裝置。
在曝光裝置中,作為使針對微細的圖案的轉印性能提高的技術,存在超解析技術(RET:Resolution Enhancement Techniques)。作為RET之一,已知使對遮罩的各點進行照明的光的角度分佈最佳化的變形照明。
在日本特開2000-252199號公報中,作為變形照明,提案將使用內側的同心圓部的發光區域的第1曝光工程中的焦點位置、和使用外側的同心圓部的發光區域的第2曝光工程中的焦點位置設為不同的位置的技術。在日本特開2018-54992號公報中,提案為了減小複數方向的圖案之間的線寬差(圖案的方向差所致的線寬不均勻性),使在對像對比度相對地低的方向的圖案的成像作出貢獻的方向存在的發光區域的波長移動到短波長側的技術。
[發明所欲解決的問題]
日本特開2000-252199號公報揭示的技術能夠使用作為RET之一的變形照明,提高孤立圖案和線與空間(LS)圖案混合存在的圖案的轉印性能。但是,在日本特開2000-252199號公報揭示的技術中,未考慮針對包含於寬頻帶的照明光(寬頻照明光)的複數波長域,分別進行適合的變形照明。因此,在使用寬頻照明光的情況下,無法得到使針對微細的圖案的轉印性能充分提高的效果。
日本特開2018-54992號公報揭示的技術雖然使用寬頻照明光,但為解決圖案的方向差所致的線寬不均勻性的技術,而並非提高針對微細的圖案的轉印性能的技術即RET。為了得到提高針對微細的圖案的轉印性能的效果,與圖案的方向差對應的發光區域的方向差是必須的。日本特開2018-54992號公報揭示的技術與提案RET之一的本發明是解決的課題不同的其他技術。
本發明提供有利於提高向基板轉印圖案的轉印性能的曝光裝置。
[解決問題的技術手段]
作為本發明的一個側面的曝光裝置使用包含第1波長域和第2波長域的複數波長域的光對基板進行曝光,具有:照明光學系統,用前述光對遮罩進行照明;以及投影光學系統,將前述遮罩的圖案的像投影到前述基板,前述照明光學系統將包括:包含至少前述第1波長域的光且前述第1波長域的光和前述第2波長域的光的強度比為第1強度比的第1強度分佈、和包含至少前述第2波長域的光且前述第1波長域的光和前述第2波長域的光的強度比為與前述第1強度比不同的第2強度比的第2強度分佈的強度分佈,以使該強度分佈成為4次旋轉對稱的方式形成於前述照明光學系統的瞳面。
本發明的其他目的或者其他側面,根據以下參照圖式說明的實施形態將變得更加明確。
[發明的效果]
根據本發明,例如,能夠提供有利於提高向基板轉印圖案的轉印性能的曝光裝置。
以下,參照附圖,說明本發明的較佳的實施形態。此外,在各圖中,對同一構件附加同一參照編號,省略重複的說明。
圖1是示出作為本發明的一個側面的曝光裝置100的結構的概略圖。曝光裝置100是使用包含複數波長域的光對基板進行曝光,向基板轉印圖案的光蝕刻裝置。曝光裝置100被使用於平面顯示器、液晶顯示元件、半導體元件、MEMS等的製造,特別作為平面顯示器曝光裝置適合。曝光裝置100具有:照明光學系統10,用來自光源的光對作為被照明面的遮罩(原版)9進行照明;投影光學系統11,將形成於遮罩9的圖案的像投影到配置於與遮罩9在光學共軛的位置的基板12;以及載置台38。
在本實施形態中,投影光學系統11是包括鏡32、34以及36,按照鏡32、34、36、34、32的順序對光進行反射的反射光學系統,將遮罩9的圖案的像等倍地投影到基板12。投影光學系統11是來自光源的光的色像差比折射光學系統還小的反射光學系統,所以在使用包含複數波長域的寬頻帶的光(寬頻照明光)的情況下適合。載置台38是能夠保持基板12而移動的載置台。
<第1實施形態>
圖2是用於說明本實施形態中的照明光學系統10的結構的圖。但是,在圖2中,將投影光學系統11簡化圖示。照明光學系統10如圖2所示,包括集光鏡2、集束透鏡5、複眼透鏡7、集束透鏡8、以及開口光圈61。此外,在從集束透鏡5至遮罩9的光路中,配置有以使光的剖面成為預定的形狀以及預定的大小的光的方式對來自光源1的光進行整形的光學系統(未圖示)。
光源1是射出寬頻帶的光(複數波長的光混合存在的光)的光源。光源1在本實施形態中,包括射出紫外光的汞燈,射出複數峰值波長的亮線(i線(365nm)、g線(405nm)、h線(436nm))混合存在的光。光源1在集光鏡2的第1焦點3的附近包括發光部,集光鏡2將從光源1射出的光聚光於第2焦點4。
集束透鏡5將聚光於第1焦點4的光整形成平行光。由集束透鏡5整形後的光入射到複眼透鏡7的入射面7a。複眼透鏡7是由複數光學元件、具體而言複數微小的透鏡構成的光學積分器。複眼透鏡7從入射到入射面7a(光入射面)的光在射出面7b(光射出面)形成2次光源。從複眼透鏡7射出的光經由複數集束透鏡8,對遮罩9重疊地進行照明。
在載置台38中,配置有測量部(未圖示)。上述測量部包括能夠測量形成於複眼透鏡7的射出面7b的2次光源的形狀、光強度的感測器,例如CCD感測器。
作為超解析技術(RET)之一的環形照明(環形形狀的分佈)、四極照明等變形照明(斜入射照明)對解析度的提高是有效的。具有預定的發光區域(強度分佈)的變形照明能夠藉由配置於與照明光學系統10的瞳面相當的複眼透鏡7(光學積分器)的射出面7b的開口光圈61實現。
在此,將遮罩9的圖案的間距(圖案的反復的週期)設為P,將對上述遮罩9進行照明的光的波長(曝光波長)設為λ,將投影光學系統11的數值孔徑設為NA。在該情況下,藉由用包括包含由以下的式(1)規定的照明角度σc
的發光區域I的變形照明對遮罩9進行照明,能夠抑制與散焦相伴的像對比度的降低。
在式(1)中,照明角度σc
在用設定於照明光學系統10的瞳面的瞳座標表示的情況下,與從原點的距離(瞳半徑)相當。
在從前的變形照明中,例如,在半導體曝光裝置的情況下,從光源射出的光的光譜窄,所以波長λ被用作單一的值。另一方面,在平面顯示器曝光裝置中,使用從光源射出的光的光譜寬的寬頻照明。但是,在先前技術中,即便是平面顯示器曝光裝置,也與半導體曝光裝置同樣地,針對單一的波長λ(例如強度最大的波長、進行強度的加權後的重心波長),決定變形照明的發光區域。
在本實施形態中,藉由針對包含於寬頻照明的不同的第1波長域λ1以及第2波長域λ2,使用適合於各波長域的不同的第1發光區域I1以及第2發光區域I2,提高微細的圖案的轉印性能。換言之,本實施形態在針對第1發光區域I1以及第2發光區域I2的各者,將相互不同的第1波長域λ1以及第2波長域λ2的光用作照明光這點與先前技術不同。
作為從前的變形照明的手法已知的窄環形,本實施形態具有抑制照度的降低,來抑制生產性的降低的效果。又,在本實施形態中,因為使用比窄環形寬的環形(寬度),與由複眼透鏡7形成的照明強度的不均勻性相伴的照度不均被降低。本實施形態相比於環形寬度窄的窄環形照明,針對特定的間距P以外的間距的圖案也能夠提高轉印性能。
在本實施形態中,相對從前的短波長化所引起的解析能力的提高,長波長的光未被完全遮光,因為在特定的發光區域中使用長波長,焦點深度(DOF:Depth of Focus)被維持。進而,在本實施形態中,因為長波長的光未被完全遮光,能夠抑制照度的降低(生產性的降低)。
<實施例1>
參照圖3以及圖4,作為比較例,說明從前的變形照明。圖3示出描繪式(1)所示的照明角度σc
的圖表。在圖3中,橫線所示的發光區域I0表示從前的變形照明,具體而言內σ為0.45、外σ為0.90的環形照明。曝光波長如波長域λ0所示,是335nm以上且475nm以下,是與汞燈的i線、g線以及h線的譜對應的寬頻照明。發光區域I0包含波長域λ0的照明角度σc
,上述變形照明如上所述具有抑制與散焦相伴的像對比度的降低的效果。
圖4是用照明光學系統的瞳座標表示圖3所示的從前的變形照明的圖。如圖4所示,從前的變形照明是內σ為0.45、外σ為0.90的環形照明,曝光波長是335nm以上且475nm以下。
以下,說明本實施形態中的變形照明。圖5示出描繪式(1)所示的照明角度σc
的圖表。針對包含於寬頻照明的相互不同的第1波長域λ1以及第2波長域λ2,分別使用不同的第1發光區域I1以及第2發光區域I2。此外,第1發光區域I1和第2發光區域I2藉由照明光學系統10的瞳面中的瞳半徑被區分。
第1波長域λ1是335nm以上且395nm以下的波長域,是與作為光源1的汞燈的i線的譜對應的波長域。包含第1波長域λ1的光的第1發光區域I1是內σ為0.45、外σ為0.90的環形照明(環形形狀的分佈)。這樣,第1發光區域I1是包含至少第1波長域λ1的光,且第1波長域λ1的光和第2波長域λ2的光的強度比成為第1強度比的第1強度分佈。第1發光區域I1包含第1波長域λ1的照明角度σc
,上述變形照明如上所述,具有抑制與散焦相伴的像對比度的降低的效果。
第2波長域λ2是395nm以上且475nm以下的波長域,是與作為光源1的汞燈的g線以及h線的譜對應的波長域。包含第2波長域λ2的光的第2發光區域I2是內σ為0.70、外σ為0.90的環形照明(環形形狀的分佈)。這樣,第2發光區域I2是包含至少第2波長域λ2的光,且第1波長域λ1的光和第2波長域λ2的光的強度比成為與第1強度比不同的第2強度比的第2強度分佈。第2發光區域I2包含針對第2波長域λ2的一部分的波長域的照明角度σc
,上述變形照明如上所述具有抑制與散焦相伴的像對比度的降低的效果。
這樣,本實施形態的變形照明包含第1發光區域I1以及第2發光區域I2,第1發光區域I1和第2發光區域I2的照明光學系統10的瞳面中的徑的大小不同。又,本實施形態的變形照明在內σ為0.45、外σ為0.80的與i線、g線以及h線對應的波長域的環形照明中,截斷在圖5中表示為非發光區域D的內σ為0.45、外σ為0.70的與g線以及h線對應的波長域。非發光區域D是未被用作照明光的區域。非發光區域D較佳為與照明角度σc
不同的區域。但是,非發光區域D並非不能包含照明角度σc
,也可以在波長域內的一部分的波長中包含照明角度σc
。非發光區域D中的波長域的截斷,在照明光學系統10中設置波長濾波器即可。例如,如圖2所示,將使複數波長域中的特定的波長域的光透過或者遮斷來形成第1發光區域I1以及第2發光區域I2的波長濾波器63,配置於照明光學系統10的瞳面的附近即可。
圖5所示的本實施形態的變形照明還能夠如圖6所示的變形照明表示。說明圖6所示的變形照明。第1波長域λ1是335nm以上且395nm以下的波長域,是與作為光源1的汞燈的i線的譜對應的波長域。包含第1波長域λ1的光的第1發光區域I1是內σ為0.45、外σ為0.70的環形照明。第2波長域λ2是335nm以上且475nm以下的波長域,是與作為光源1的汞燈的i線、g線以及h線的譜對應的波長域。包含第2波長域λ2的光的第2發光區域I2是內σ為0.70、外σ為0.90的環形照明。這樣,關於複數波長域的分割,也可以在波長域記憶體在包含於第1波長域λ1和第2波長域λ2這兩者的波長。換言之,第1波長域λ1和第2波長域λ2其一部分的波長域重複也可以。
圖7是用照明光學系統的瞳座標表示圖5、圖6所示的本實施形態的變形照明的圖。參照圖7,斜線所示的環形的內側(內σ為0.45、外σ為0.70)的波長域是335nm以上且395nm以下,與i線對應,g線以及h線被截斷。黑色所示的環形的外側(內σ為0.45、外σ為0.90)的波長域是335nm以上且475nm以下,與i線、g線以及h線對應。如圖7所示,在本實施形態中,將包括第1發光區域I1(第1強度分佈)和第2發光區域I2(第2強度分佈)的變形照明(強度分佈),以使上述變形照明成為旋轉對稱的方式形成於照明光學系統10的瞳面。
參照圖8,說明使本實施形態的變形照明所引起的針對微細的圖案的轉印性能提高的效果。圖8是示出針對線寬為1.5μm、間距(週期)為3μm的線與空間(LS)圖案的先前技術(圖3)和本實施形態的實施例1(圖7)的轉印性能的比較的圖。投影光學系統的數值孔徑(NA)是0.10。LS圖案包括7條線,評價中央的線。DOF用中央的線的線寬成為-10%的散焦評價。
如圖8所示,在本實施形態的實施例1中,相較於先前技術,像對比度從0.53提高到0.56,並且,光阻像的DOF從47.5μm提高到70.0μm。又,在本實施形態的實施例1中,相較於先前技術,光阻像的側壁角度(side wall angle)從69.4度提高到70.9度。此外,雖然在圖8中未示出,伴隨像對比度的提高,MEEF(Mask Error Enhancement Factor,遮罩誤差增強因數)也提高。這些結果表示如本實施形態所述,藉由針對每個發光區域使用不同的波長域的光,能夠提高與微細的圖案對應的轉印性能。此外,在本實施形態的實施例1中,在環形的內側(內σ為0.45、外σ為0.70),未使用g線以及h線,所以照度成為先前技術的照度的74%。
詳細而言,在本實施形態的實施例1中,DOF大幅提高包括使用σ為0.70以上的環形的效果。σ為0.70以上的環形中的光具有使LS圖案的中央的線的線寬伴隨散焦減少的效果。因此,用σ為0.70以上的環形中的光,抑制散焦所致的LS圖案的線寬的增大,所以能夠大幅提高DOF。這樣,藉由使用σ大的發光區域,能夠提高LS圖案的DOF。
<實施例2>
參照圖9,說明本實施形態的實施例2中的變形照明。圖9示出描繪式(1)所示的照明角度σc
的圖表。如圖9所示,在實施例2的變形照明中,除了與長波長域的內σ相當的非發光區域D1以外,還存在與短波長域的外σ相當的非發光區域D2。非發光區域D1以及D2是與照明角度σc
不同的區域。
第1波長域λ1是335nm以上且420nm以下的波長域。包含第1波長域λ1的光的第1發光區域I1是內σ為0.45、外σ為0.70的環形照明。第2長域λ2是395nm以上且475nm以下的波長域。包含第2波長域λ2的光的第2發光區域I2是內σ為0.70、外σ為0.90的環形照明。在第1發光區域I1和第2發光區域I2這兩者中重複地包含395nm以上且420nm以下的波長域的光。如非發光區域D2所示,藉由將外σ的短波長域截斷,能夠得到使位於LS圖案的間距方向的端的線的轉印性能提高的效果。
考慮與圖7同樣地,用照明光學系統的瞳座標表示圖9所示的變形照明的情況。在該情況下,在圖7中,斜線所示的環形的內側(內σ為0.45、外σ為0.70)的波長域是335nm以上且420nm以下,黑色所示的環形的外側(內σ為0.45、外σ為0.90)的波長域是395nm以上且475nm以下。
<實施例3>
在遮罩9的圖案(或者轉印圖案)不具有明確的間距P的情況下,無法根據式(1)求出發光區域應包含的區域。在這樣的情況下,設為如包括繞射光強度大的照明角度那樣的發光區域即可。具體而言,包含第1波長域λ1的光的第1發光區域I1包括以下的式(2)所示的針對第1波長域λ1的遮罩圖案的繞射光強度(強度分佈)D大的區域即可。
在式(2)中,mask表示遮罩9的圖案,F表示傅立葉轉換。
遮罩9的圖案具有明確的間距P的情況下的式(1)與遮罩9的圖案的繞射光強度D大的區域對應。式(2)是更一般地表示式(1)的式。這樣,在針對第1波長域λ1的遮罩圖案的繞射光的強度分佈中與比基準強度大的區域對應的照明光學系統10的瞳面的區域中形成第1發光區域I1即可。根據式(2),如在實施例4中說明,得到如圖10所示的各種變形照明。
<實施例4>
圖10A至圖10G是示出從式(2)得到的本實施形態中的各種變形照明的圖。在圖10A至圖10G中,將黑色、斜線以及橫線所示的發光區域分別設為不同的波長域。本實施形態中的寬頻照明不限定波長範圍。在變形照明中使用的波長域既可以包含比i線短的波長,也可以包含比g線長的波長。
圖10A示出包含第1波長域λ1的光的第1發光區域I1、和包含第2波長域λ2的光的第2發光區域I2未分成內側和外側的情況。第1發光區域I1存在於內側和外側,第2發光區域I2以被第1發光區域I1夾在中間的形式存在。圖10B示出將波長域分成第1波長域λ1、第2波長域λ2以及第3波長域λ3這3個,有與各波長域對應的3個發光區域,即第1發光區域I1、第2發光區域I2以及第3發光區域I3的情況。此外,波長域以及發光區域的分割數也可以是4個以上。除此以外,例如,第2發光區域I2也可以是非發光部(未圖示)。換言之,也可以在發光區域的內部存在非發光區域。圖10C示出主要在孔圖案中使用的變形照明,且在小σ照明的內側和外側改變光的波長域的情況。例如,在外側的第2發光區域I2中,藉由將長波長域截斷,在使用相位遮罩的情況下,能夠抑制旁波瓣所致的減膜。圖10D示出組合小σ照明和環形照明的情況。圖10E示出針對環形照明,將與特定的圖案方向對應的角度分量遮光的情況。也可以如圖10(e)所示,有方向差。圖10F示出第1發光區域I1和第2發光區域I2具有共通的內σ和外σ,與圖案方向對應區分的情況。圖10G示出包括第1發光區域I1以及第2發光區域I2的變形照明並非90度旋轉對稱(4次旋轉對稱),而是180度旋轉對稱(2次旋轉對稱)的情況。如圖10G所示,遮罩9的圖案的繞射光強度變大的區域也有並非90度旋轉對稱的情況。除了這些以外,針對偏光照明,也能夠應用本實施形態。
<實施例5>
參照圖11A以及圖11B,說明能夠實現上述變形照明的光源1以及照明光學系統10的結構。圖11A示出用第1光源1A以及第2光源1B構成光源1的情況。第1光源1A以及第2光源1B射出波長相互不同的光。又,從第1光源1A以及第2光源1B的各者射出的光既可以是單一波長的光、窄的波長域的光,也可以是寬頻光。即便是射出單一波長的光、窄的波長域的光的光源,也在使用複數光源,實現相互不同的波長域的光的情況下,作為寬頻照明。本實施形態中的變形照明包括第1發光區域I1以及第2發光區域I2,第1發光區域I1中的第1波長域λ1和第2發光區域I2中的第2波長域λ2不同。上述變形照明能夠藉由合成從第1光源1A射出的光、和從第2光源1B射出的光來形成。也可以在用第1光源1A和第2光源1B形成相互不同的發光區域之後,將其等用照明光學系統10合成。又,也可以用第1光源1A和第2光源1B形成同一發光區域,用波長濾波器改變第1發光區域I1以及第2發光區域I2中的波長域。第1光源1A以及第2光源1B也可以是LED光源。又,構成光源1的光源數不限定於2個,也可以是3個以上。
圖11B示出用3個寬頻光源1C構成光源1的情況。寬頻光源IC射出波長域寬的光。此外,從3個寬頻光源1C射出的光的波長域相同。在該情況下,例如,針對3個寬頻光源1C的各者,設置第1波長濾波器63A、第2波長濾波器63B以及第3波長濾波器63C,按照每個光源形成包含相互不同的波長域的發光區域。又,也可以如圖11B所示,不使用第1波長濾波器63A、第2波長濾波器63B以及第3波長濾波器63C,設置第4波長濾波器65。在該情況下,在將來自3個寬頻光源1C的光合成之後,用第4波長濾波器65形成包含相互不同的波長域的發光區域。再來,也可以併用第1波長濾波器63A、第2波長濾波器63B以及第3波長濾波器63C、和第4波長濾波器65。這些波長濾波器既可以設置於旋轉轉台,也可以設置於移位驅動的光柵類型的機構。由此,使用波長濾波器的情況和未使用波長濾波器的情況的切換變得容易。在圖11B中,示出構成光源1的光源數是3個的情況,但上述光源數沒有限定,例如,也可以是1個。本實施形態並未限定與波長域的分割、發光區域的形成有關的手法。
波長濾波器減小針對特定的波長的透過率即可,無需使針對特定的波長的透過率完全成為零(遮光)。又,無需在發光區域的邊界部將波長域完全分割。進而,不限於利用波長濾波器所致的波長選擇,也可以使用全像元件來抑制光量(照度)的降低。
<第2實施形態>
說明將上述變形照明應用於無遮罩曝光裝置的情況。無遮罩曝光裝置取代遮罩9,而具有形成應轉印到基板12的圖案的裝置,例如數位微鏡裝置(DMD)。DMD與遮罩9一樣,配置於投影光學系統11的物體面。DMD包括二維地排列的複數鏡元件(反射面),藉由利用鏡元件,變更從光源1射出的光的反射方向,形成應轉印到基板12的圖案。
即使在這樣的無遮罩曝光裝置中,在應轉印到基板12的圖案具有明確的間距P的情況下,能夠根據式(1)求出發光區域應包含的區域。因此,還能夠將在實施例1、實施例2中說明的變形照明使用於無遮罩曝光裝置。
另一方面,在應轉印到基板12的圖案不具有明確的間距P的情況下,無法根據式(1)求出發光區域應包含的區域。在這樣的情況下,以包含應轉印到基板12的圖案的繞射光強度大的照明角度的方式設定發光區域即可。具體而言,包含第1波長域λ1的光的第1發光區域I1包括以下的式(3)所示的針對第1波長域λ1的應轉印到基板12的圖案的繞射光強度Dp比基準強度大的區域即可。在此,基準強度是指,例如,繞射光強度Dp的最大值的0.6倍以上且0.9倍以下的強度。
在式(3)中,pattern表示應轉印到基板12的圖案,F表示傅立葉轉換。根據式(3),如在實施例4中說明,得到如圖10所示的各種變形照明。這樣,上述變形照明與有無遮罩無關,都能夠應用於曝光裝置。
<第3實施形態>
參照圖12,說明曝光裝置100中的對基板12進行曝光的處理(曝光方法)。在本實施形態中,以曝光裝置100為例子進行說明,但還能夠應用於無遮罩曝光裝置。
在S121中,將從光源1射出的光(寬頻光)分割成複數波長域,在本實施形態中分割成第1波長域λ1以及第2波長域λ2。波長域根據從光源1射出的光的譜分佈、式(1)、式(2)、式(3)分割。但是,本實施形態關於分割波長域的手法,未加上任何限定。
在S123中,用在S121中分割的第1波長域λ1中包含的波長,算出遮罩9的圖案(遮罩圖案)的第1繞射光強度分佈D1。同樣地,在S125中,用在S121中分割的第2波長域λ2中包含的波長,算出遮罩9的圖案(遮罩圖案)的第2繞射光強度分佈D2。在第1波長域λ1(第2波長域λ2)中包含的波長既可以是代表第1波長域λ1(第2波長域λ2)的單一的波長,也可以是在第1波長域λ1(第2波長域λ2)中包含的複數波長。在針對複數波長求出繞射光強度分佈的情況下,藉由對針對各波長的繞射光強度分佈,求出考慮從光源1射出的光的光譜強度分佈的加權和,作為最終的繞射光強度分佈(D1、D2)。
在S127中,根據第1繞射強度分佈D1,決定第1發光區域I1。同樣地,在S129中,根據第2繞射強度分佈D2,決定第2發光區域I2。第1發光區域I1與第1波長域λ1的發光區域對應,第2發光區域I2與第2波長域λ2的發光區域對應。本實施形態關於決定發光區域的手法,未加上任何限定。
在S131中,用照明光學系統10生成包括在S127中決定的與第1波長域λ1對應的第1發光區域I1以及與第2波長域λ2對應的第2發光區域I2的變形照明,用上述變形照明對遮罩9進行照明。
在S133中,將在S131中照明的遮罩9的圖案的像,經由投影光學系統11,投影到基板12。由此,遮罩9的圖案被轉印到基板12。
<第4實施形態>
本發明的實施形態中的物品的製造方法例如適合於製造平面顯示器、液晶顯示元件、半導體元件、MEMS等物品。上述製造方法包括:使用上述曝光裝置100對塗佈有感光劑的基板進行曝光的工程;以及對曝光的感光劑進行顯影的工程。又,將顯影的感光劑的圖案作為遮罩,針對基板進行蝕刻工程、離子注入工程等,在基板上形成電路圖案。重複進行這些曝光、顯影、蝕刻等工程,在基板上形成包括複數層的電路圖案。在後工程中,針對形成有電路圖案的基板進行切割(加工),進行晶片的安裝、接合、檢查工程。又,上述製造方法能夠包括其他習知的工程(氧化、成膜、蒸鍍、摻雜、平坦化、光阻剝離等)。本實施形態中的物品的製造方法相比於從前,在物品的性能、品質、生產性以及生產成本的至少1個中是有利的。
以上,說明了本發明的實施形態,但本發明當然不限定於這些實施形態,能夠在其要旨的範圍內進行各種變形以及變更。例如,本發明還能夠應用於放大系統、縮小系統的非等倍系的投影光學系統、使用多重曝光、LED光源的曝光裝置。
100:曝光裝置
9:遮罩
10:照明光學系統
11:投影光學系統
12:基板
38:載置台
32,34,36:鏡
2:集光鏡
5,8:集束透鏡
7:複眼透鏡
61:開口光圈
1:光源
3:第1焦點
4:第2焦點
7a:入射面
7b:射出面
1C:寬頻光源
1A:第1光源
1B:第2光源
63A:第1波長濾波器
63B:第2波長濾波器
63C:第3波長濾波器
65:第4波長濾波器
[圖1]是示出作為本發明的一個側面的曝光裝置的結構的概略圖。
[圖2]是用於說明照明光學系統的結構的圖。
[圖3]是用於說明從前的變形照明的圖。
[圖4]是用於說明從前的變形照明的圖。
[圖5]是用於說明第1實施形態中的變形照明的圖。
[圖6]是用於說明第1實施形態中的變形照明的圖。
[圖7]是用於說明第1實施形態中的變形照明的圖。
[圖8]是用於說明使第1實施形態的變形照明所引起的針對微細的圖案的轉印性能提高的效果的圖。
[圖9]是用於說明第1實施形態中的變形照明的圖。
[圖10A]至[圖10G]是用於說明第1實施形態中的變形照明的圖。
[圖11A]以及[圖11B]是用於說明光源以及照明光學系統的結構的圖。
[圖12]是用於說明曝光方法的流程圖。
Claims (16)
- 一種曝光裝置,使用包含第1波長域和第2波長域的複數波長域的光對基板進行曝光,具有:照明光學系統,用前述光對遮罩進行照明;以及投影光學系統,將前述遮罩的圖案的像投影到前述基板,包括:包含至少前述第1波長域的光且前述第1波長域的光和前述第2波長域的光的強度比為第1強度比的第1強度分佈、和包含至少前述第2波長域的光且前述第1波長域的光和前述第2波長域的光的強度比為與前述第1強度比不同的第2強度比的第2強度分佈的強度分佈,以成為4次旋轉對稱的方式形成於前述照明光學系統的瞳面。
- 根據請求項1所述的曝光裝置,其中,前述第1強度分佈以及前述第2強度分佈的各者是由前述投影光學系統的瞳面中的瞳半徑規定的分佈,前述第1強度分佈和前述第2強度分佈藉由前述瞳半徑區分。
- 根據請求項1所述的曝光裝置,其中,前述第2波長域包括比前述第1波長域長的波長域,前述第2強度分佈包括成為比前述第1強度分佈大的瞳半徑的分佈,前述第1強度分佈中的前述第2波長域的光的強度和前述第1波長域的光的強度的比即(前述第2波長域的光的強度)/(前述第1波長域的光的強度),小於前述第2強度分佈 中的前述第2波長域的光的強度和前述第1波長域的光的強度的比即(前述第2波長域的光的強度)/(前述第1波長域的光的強度)。
- 根據請求項1所述的曝光裝置,其中,前述第2波長域包括比前述第1波長域長的波長域,前述第2強度分佈包括成為比前述第1強度分佈大的瞳半徑的分佈,前述第2強度分佈中的前述第2波長域的光的強度和前述第1波長域的光的強度的比即(前述第2波長域的光的強度)/(前述第1波長域的光的強度),小於前述第1強度分佈中的前述第2波長域的光的強度和前述第1波長域的光的強度的比即(前述第2波長域的光的強度)/(前述第1波長域的光的強度)。
- 根據請求項1所述的曝光裝置,其中,前述複數波長域包括與汞燈的複數亮線對應的波長。
- 根據請求項1所述的曝光裝置,其中,前述照明光學系統包括用於使前述複數波長域中的特定的波長域的光透過或者遮斷來形成前述第1強度分佈以及前述第2強度分佈的波長濾波器。
- 一種曝光裝置,使用包含第1波長域和第 2波長域的複數波長域的光對基板進行曝光,具有:照明光學系統,用前述光對遮罩進行照明;以及投影光學系統,將前述遮罩的圖案的像投影到前述基板,包括:包含至少前述第1波長域的光且前述第1波長域的光和前述第2波長域的光的強度比為第1強度比的第1強度分佈、和包含至少前述第2波長域的光且前述第1波長域的光和前述第2波長域的光的強度比為與前述第1強度比不同的第2強度比的第2強度分佈的強度分佈,形成於前述照明光學系統的瞳面,以在針對前述第1波長域的光的前述遮罩的圖案的繞射光的強度分佈中與比基準強度的上限值大的區域對應的前述瞳面的區域中形成前述第1強度分佈的方式,形成前述強度分佈,且該強度分佈以成為4次旋轉對稱的方式形成於前述照明光學系統的瞳面;前述基準強度是前述遮罩的圖案的繞射光的強度分佈的最大值的0.6倍以上且0.9倍以下的強度。
- 一種曝光裝置,使用包含第1波長域和第2波長域的複數波長域的光對基板進行曝光,具有:照明光學系統,對形成應轉印到前述基板的圖案的裝置進行照明;以及投影光學系統,將由前述裝置形成的前述圖案的像投影到前述基板,包括:包含至少前述第1波長域的光且前述第1波長域 的光和前述第2波長域的光的強度比為第1強度比的第1強度分佈、和包含至少前述第2波長域的光且前述第1波長域的光和前述第2波長域的光的強度比為與前述第1強度比不同的第2強度比的第2強度分佈的強度分佈,以成為4次旋轉對稱的方式形成於前述照明光學系統的瞳面。
- 根據請求項9所述的曝光裝置,其中,前述曝光裝置是無遮罩曝光裝置。
- 一種曝光裝置,使用包含第1波長域和第2波長域的複數波長域的光對基板進行曝光,具有:照明光學系統,用前述光對遮罩進行照明;以及投影光學系統,將前述遮罩的圖案的像投影到前述基板,包括:包含至少前述第1波長域的光且前述第1波長域的光和前述第2波長域的光的強度比為第1強度比的環形形狀的第1強度分佈和包含至少前述第2波長域的光且前述第1波長域的光、和前述第2波長域的光的強度比為與前述第1強度比不同的第2強度比的環形形狀的第2強度分佈的環形形狀的強度分佈,形成於前述照明光學系統的瞳面,且該強度分佈以成為4次旋轉對稱的方式形成於前述照明光學系統的瞳面;前述第1強度分佈和前述第2強度分佈在前述照明光學系統的瞳面中的徑的大小不同。
- 根據請求項11所述的曝光裝置,其中,前述第1強度分佈以及前述第2強度分佈的各者是由前 述投影光學系統的瞳面中的瞳半徑規定的分佈,前述第1強度分佈包含335nm以上且395nm以下的波長的光,由0.45至0.90的瞳半徑規定,前述第2強度分佈包含395nm以上且475nm以下的波長的光,由0.70至0.90的瞳半徑規定。
- 根據請求項11所述的曝光裝置,其中,前述第1強度分佈以及前述第2強度分佈的各者是由前述投影光學系統的瞳面中的瞳半徑規定的分佈,前述第1強度分佈包含335nm以上且395nm以下的波長的光,由0.45至0.70的瞳半徑規定,前述第2強度分佈包含335nm以上且475nm以下的波長的光,由0.45至0.90的瞳半徑規定。
- 根據請求項11所述的曝光裝置,其中,前述第1強度分佈以及前述第2強度分佈的各者是由前述投影光學系統的瞳面中的瞳半徑規定的分佈,前述第1強度分佈包含335nm以上且420nm以下的波長的光,由0.45至0.70的瞳半徑規定,前述第2強度分佈包含395nm以上且475nm以下的波長的光,由0.70至0.90的瞳半徑規定。
- 一種曝光方法,使用包含第1波長域和第2波長域的複數波長域的光對基板進行曝光,具有:經由照明光學系統用前述光對遮罩進行照明的工程;以及經由投影光學系統將前述遮罩的圖案的像投影到前述 基板的工程,在對前述遮罩進行照明的工程中,將包括:包含至少前述第1波長域的光且前述第1波長域的光和前述第2波長域的光的強度比為第1強度比的第1強度分佈、和包含至少前述第2波長域的光且前述第1波長域的光和前述第2波長域的光的強度比為與前述第1強度比不同的第2強度比的第2強度分佈的強度分佈,以使該強度分佈成為4次旋轉對稱的方式形成於前述照明光學系統的瞳面。
- 一種物品的製造方法,具有:使用請求項1所述的曝光裝置對基板進行曝光的工程;對曝光的前述基板進行顯影的工程;以及從顯影的前述基板製造物品的工程。
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