JP2020016708A - 光学装置、投影光学系、露光装置、および物品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明に係る第1実施形態について説明する。図1は、本実施形態における、投影光学系PLを含む露光装置10の概略図である。本実施形態の露光装置10は、マスクMと基板S(例えばガラス基板)とをY方向に相対的に移動させながら、マスクMに形成されたパターンの像を、フォトレジストが塗布された基板Sに投影して、基板Sを露光する。露光装置10は、マスクMを照明する照明光学系ILと、マスクMのパターンを基板上に投影する投影光学系PLと、制御部CNTとを有する。制御部CNTは、例えばCPUやメモリなどを含むコンピュータによって構成され、露光装置10の各部を制御する。
投影光学系PLでは、非点収差等の結像性能(光学性能)を調整する光学装置において、光学素子(例えば凸面鏡13)の位置を3軸方向(X方向、Y方向、Z方向)に調整するための機構が設けられることが好ましい。本実施形態では、凸面鏡13の位置を調整するための調整機構20が、凸面鏡13と支持部材16との間に設けられうる。しかしながら、調整機構20を設けたことによって凸面鏡13の支持剛性が低下し、外乱の影響を受けたときの凸面鏡13の振動が大きくなってしまうと、マスクMのパターン像を基板上に精度よく投影することが困難になりうる。そこで、本実施形態の調整機構20は、凸面鏡13の支持剛性の低下を抑えることができるように構成されている。
ここで、第3方向は、垂直面(XZ面)に対して傾けられた方向であり、本実施形態では、第1方向(Z方向)と凸面鏡13の光軸方向(Y方向)とを含む面内(YZ面内)における一方向(Y’方向)として定義されうる。しかしながら、第3方向は、YZ面内の一方向に限られるものではなく、例えば、第2方向(X方向)と凸面鏡13の光軸方向(Y方向)とを含む面内(XY面内)における一方向など、垂直面(XZ面)に交差する方向であればよい。また、垂直面(XZ面)と第3方向(Y’方向)との間の角度θは、実験やシミュレーションにより得られた凸面鏡13の支持剛性(対振動性能)と凸面鏡13の光軸方向への移動ストロークとの関係から、0.6度以上かつ30度以下の範囲内であるとよい。より好ましくは、2.5度以上かつ3.5度以下の範囲内であるとよい。
このように構成された調整機構20では、第3案内部23により凸面鏡13の移動が第3方向(Y’方向)に案内されると、凸面鏡13には、光軸方向(Y方向)への移動成分に加えて、第1方向(Z方向)への移動成分が生じうる。そのため、3軸方向(X方向、Y方向、Z方向)における凸面鏡13の位置の目標調整量を、各調整部20a〜20cでの調整量(即ち、ガイドレールと移動体との相対移動量)としてそのまま用いることができない。つまり、本実施形態の調整機構20を用いる場合、凸面鏡13の位置の目標調整量に基づいて、各調整部20a〜20cでの調整量を決定する必要である。以下に、各調整部20a〜20cでの調整量の決定処理について、図4を参照しながら説明する。ここで、各調整部20a〜20cの調整量は、制御部CNTによって決定されてもよい。この場合、制御部CNTは、決定した調整量に基づいて、各調整部20a〜20cの駆動部を制御することができる。
Sz:Z方向における凸面鏡の目標調整量
Sx:X方向における凸面鏡の目標調整量
Sy:Y方向における凸面鏡の目標調整量
Tz:第1調整部での調整量
Tx:第2調整部での調整量
Ty’:第3調整部での調整量
Y’z:第3調整部による位置調整で生じたZ方向への凸面鏡の移動成分
Y’y:第3調整部による位置調整で生じたY方向への凸面鏡の移動成分
θ:XZ面とY’方向との間の角度
Y’z=−Ty’×cosθ
Y’y=Ty’×sinθ
tanθ=Y’y/Y’z ・・・(1)
Sz=Tz+Y’z
Sx=Tx
Sy=Y’y ・・・(2)
Sz=Tz−Ty’×cosθ
Sx=Tx
Sy=Ty’×sinθ ・・・(3)
上述したように、第3案内部23により凸面鏡13の移動が第3方向(Y’方向)に案内されると、凸面鏡13には、光軸方向(Y方向)への移動成分に加えて、第1方向(Z方向)への移動成分が生じうる。このように第3案内部23により凸面鏡13の移動が案内されたときの第1方向(Z方向)への移動成分は、第1案内部21で案内される凸面鏡13の移動によって補正することができる。即ち、第3調整部20cによる調整で生じたZ方向への移動成分を、第1調整部20aによる調整で補正可能である。以下に、その補正方法について、図5を参照しながら説明する。ここで、以下に示す補正方法は、制御部CNTにより各調整部20a〜20cの駆動部を制御することで行われてもよい。
Ty’a=Ya/sinθ ・・・(4)
Tza=Ty’a×cosθ
=Ya/sinθ×cosθ ・・・(5)
次に、本実施形態の調整機構20の構成における効果について説明する。図6は、従来の調整機構30と本実施形態の調整機構20との比較を示す図である。図6(a)は、従来の調整機構30の構成を示す概略図であり、図6(b)は、本実施形態の調整機構20の構成を示す概略図である。また、図6(c)は、従来の調整機構30と本実施形態の調整機構20とにおける固有振動数の比較を示す図である。
本発明の実施形態にかかる物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板に塗布された感光剤に上記の露光装置を用いて潜像パターンを形成する工程(基板を露光する工程)と、かかる工程で潜像パターンが形成された基板を現像(加工)する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程(酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等)を含む。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。
Claims (12)
- 光学素子の位置を調整する調整機構を備えた光学装置であって、
前記調整機構は、
前記光学素子の光軸に垂直な面内における第1方向に、前記光学素子の移動を案内する第1案内部と、
前記面内において前記第1方向と異なる第2方向に、前記光学素子の移動を案内する第2案内部と、
前記面および前記光軸と交差する第3方向に、前記光学素子の移動を案内する第3案内部と、
を含むことを特徴とする光学装置。 - 前記光学素子を支持する支持部材を更に含み、
前記調整機構は、前記支持部材と前記光学素子との間に設けられている、ことを特徴とする請求項1に記載の光学装置。 - 前記第1案内部、前記第2案内部、および前記第3案内部は、前記光学素子の光軸方向に沿って直列に配列されている、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の光学装置。
- 前記面と前記第3方向との間の角度は、0.6度以上かつ30度以下の範囲内である、ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光学装置。
- 前記第1案内部、前記第2案内部、および前記第3案内部はそれぞれ、前記光学素子の姿勢を維持しながら、前記光学素子の並進移動を案内するように構成されている、ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の光学装置。
- 前記調整機構は、前記第3案内部で前記光学素子の移動を案内したときの前記第1方向の移動成分を、前記第1案内部で案内される前記光学素子の移動によって補正可能に構成されている、ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の光学装置。
- 前記調整機構は、前記第3案内部で前記光学素子の移動を案内したときの前記第2方向の移動成分を、前記第2案内部で案内される前記光学素子の移動によって補正可能に構成されている、ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の光学装置。
- 前記調整機構は、前記第1案内部に沿って前記光学素子を駆動する第1駆動部と、前記第2案内部に沿って前記光学素子を駆動する第2駆動部と、前記第3案内部に沿って前記光学素子を駆動する第3駆動部とを含み、
前記光学装置は、前記光学装置の位置の目標調整量に基づいて、前記第1駆動部、前記第2駆動部、および前記第3駆動部を制御する制御部を更に含む、ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の光学装置。 - マスクのパターン像を基板上に投影する投影光学系であって、
光の反射面を有する光学素子と、
前記光学素子の位置を調整する調整機構を備えた、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の光学装置と、
を含むことを特徴とする投影光学系。 - 前記投影光学系は、凹面鏡および凸面鏡を含み、
前記調整機構は、前記光学素子として前記凸面鏡の位置を調整する、ことを特徴とする請求項9に記載の投影光学系。 - 基板を露光する露光装置であって、
マスクを照明する照明光学系と、
前記マスクのパターン像を前記基板上に投影する、請求項9又は10に記載の投影光学系と、
を含むことを特徴とする露光装置。 - 請求項11に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記工程で露光を行われた前記基板を現像する工程と、を含み、
現像された前記基板から物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。
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