JP7457849B2 - 露光装置、露光方法及び物品の製造方法 - Google Patents
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Description
図2は、本実施形態における照明光学系10の構成を説明するための図である。但し、図2では、投影光学系11を簡略化して図示している。照明光学系10は、図2に示すように、集光ミラー2と、コンデンサレンズ5と、フライアイレンズ7と、コンデンサレンズ8と、開口絞り61とを含む。なお、コンデンサレンズ5からマスク9までの光路には、光の断面が所定の形状及び所定の大きさの光となるように、光源1からの光を整形する光学系(不図示)が配置されている。
図3及び図4を参照して、比較例として、従来の変形照明について説明する。図3は、式(1)に示す照明角度σcをプロットしたグラフを示している。図3において、横線で示した発光領域I0は、従来の変形照明、具体的には、内σが0.45、外σが0.90の輪帯照明を示している。露光波長は、波長域λ0で示すように、335nm以上475nm以下であり、水銀ランプのi線、g線及びh線のスペクトルに対応するブロードバンド照明である。発光領域I0は、波長域λ0の照明角度σcを含み、かかる変形照明は、上述したように、デフォーカスに伴う像コントラストの低下を抑制する効果がある。
図9を参照して、本実施形態の実施例2における変形照明について説明する。図9は、式(1)に示す照明角度σcをプロットしたグラフを示している。図9に示すように、実施例2の変形照明には、長波長域の内σに相当する非発光領域D1に加えて、短波長域の外σに相当する非発光領域D2が存在する。非発光領域D1及びD2は、照明角度σcと異なる領域である。
マスク9のパターン(又は転写パターン)が明確なピッチPを有していない場合には、発光領域が含むべき領域を、式(1)から求めることはできない。このような場合には、回折光強度の大きな照明角度を含むような発光領域とするとよい。具体的には、第1波長域λ1の光を含む第1発光領域I1は、以下の式(2)に示す第1波長域λ1に対するマスクパターンの回折光強度(強度分布)Dが大きい領域を含むとよい。
図10(a)乃至図10(g)は、式(2)から得られる本実施形態における様々な変形照明を示す図である。図10(a)乃至図10(g)において、黒色、斜線及び横線で示す発光領域は、それぞれ異なる波長域とする。本実施形態におけるブロードバンド照明は、波長範囲を限定しない。変形照明に用いる波長域は、i線よりも短い波長を含んでもよいし、g線よりも長い波長を含んでもよい。
図11(a)及び図11(b)を参照して、上述した変形照明を実現可能な光源1及び照明光学系10の構成について説明する。図11(a)は、光源1を第1光源1A及び第2光源1Bで構成した場合を示している。第1光源1A及び第2光源1Bは、互いに波長が異なる光を射出する。また、第1光源1A及び第2光源1Bのそれぞれから射出される光は、単一波長の光や狭い波長域の光であってもよいし、ブロードバンド光であってもよい。単一波長の光や狭い波長域の光を射出する光源であっても、複数の光源を用いて、互いに異なる波長域の光を実現する場合には、ブロードバンド照明とする。本実施形態における変形照明は、第1発光領域I1及び第2発光領域I2を含み、第1発光領域I1における第1波長域λ1と第2発光領域I2における第2波長域λ2とは異なる。かかる変形照明は、第1光源1Aから射出される光と、第2光源1Bから射出される光とを合成することで形成することができる。第1光源1Aと第2光源1Bとで互いに異なる発光領域を形成した後で、それらを照明光学系10で合成してもよい。また、第1光源1Aと第2光源1Bとで同一の発光領域を形成し、波長フィルタで第1発光領域I1及び第2発光領域I2における波長域を変えてもよい。第1光源1A及び第2光源1Bは、LED光源であってもよい。また、光源1を構成する光源数は、2つに限定されるものではなく、3つ以上であってもよい。
上述した変形照明をマスクレス露光装置に適用する場合について説明する。マスクレス露光装置は、マスク9の代わりに、基板12に転写すべきパターンを形成するデバイス、例えば、デジタルミラーデバイス(DMD)を有する。DMDは、マスク9と同様に、投影光学系11の物体面に配置される。DMDは、2次元的に配列された複数のミラー素子(反射面)を含み、ミラー素子によって、光源1から射出された光の反射方向を変更することで、基板12に転写すべきパターンを形成する。
図12を参照して、露光装置100における基板12を露光する処理(露光方法)について説明する。本実施形態では、露光装置100を例に説明するが、マスクレス露光装置に適用することも可能である。
本発明の実施形態における物品の製造方法は、例えば、フラットパネルディスプレイ、液晶表示素子、半導体素子、MEMSなどの物品を製造するのに好適である。かかる製造方法は、上述した露光装置100を用いて感光剤が塗布された基板を露光する工程と、露光された感光剤を現像する工程とを含む。また、現像された感光剤のパターンをマスクとして基板に対してエッチング工程やイオン注入工程などを行い、基板上に回路パターンが形成される。これらの露光、現像、エッチングなどの工程を繰り返して、基板上に複数の層からなる回路パターンを形成する。後工程で、回路パターンが形成された基板に対してダイシング(加工)を行い、チップのマウンティング、ボンディング、検査工程を行う。また、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、レジスト剥離など)を含みうる。本実施形態における物品の製造方法は、従来に比べて、物品の性能、品質、生産性及び生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。
Claims (8)
- 光源からの光でマスクを変形照明する照明光学系と、
前記マスクのパターンの像を基板に投影する投影光学系と、を有し、
前記照明光学系の瞳面には、輪帯の第1強度分布及び前記第1強度分布より外側に形成される輪帯の第2強度分布を形成する波長フィルタが設けられ、
前記波長フィルタは、前記第2強度分布を形成する光の波長域における最長波長が、前記第1強度分布を形成する光の波長域における最長波長よりも長くなるように設けられることを特徴とする露光装置。 - 前記波長フィルタは、前記第1強度分布を形成する光の波長域における最短波長が、前記第2強度分布を形成する光の波長域における最短波長よりも短くなるように設けられることを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
- 前記第1強度分布の少なくとも一部は、前記第1強度分布を形成する光の波長域をλ1、前記パターンのピッチをP、前記投影光学系の開口数をNA、前記瞳面の瞳座標における原点からの距離をσとして、
σ=λ1/(2NA・P)
を満たすことを特徴とする請求項1又は2に記載の露光装置。 - 前記第2強度分布の少なくとも一部は、前記第2強度分布を形成する光の波長域をλ2、前記パターンのピッチをP、前記投影光学系の開口数をNA、前記瞳面の瞳座標における原点からの距離をσとして、
σ=λ2/(2NA・P)
を満たすことを特徴とする請求項1又は2に記載の露光装置。 - 前記第1強度分布を形成する光の波長域及び前記第2強度分布を形成する光の波長域は、水銀ランプの複数の輝線に対応する波長を含むことを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか1項に記載の露光装置。
- 前記第1強度分布は、335nm以上395nm以下の波長の光を含み、
前記第2強度分布は、395nm以上475nm以下の波長の光を含むことを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか1項に記載の露光装置。 - 光源からの光を用いて基板を露光する露光方法であって、
照明光学系を介して前記光でマスクを変形照明する工程と、
投影光学系を介して前記マスクのパターンの像を前記基板に投影する工程と、を有し、
前記マスクを変形照明する工程では、
前記照明光学系の瞳面に波長フィルタが設けられることにより、前記瞳面に、輪帯の第1強度分布と、前記第1強度分布より外側に輪帯の第2強度分布を形成し、
前記第2強度分布を形成する光の波長域における最長波長は、前記第1強度分布を形成する光の波長域における最長波長よりも長い、
ことを特徴とする露光方法。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
露光した前記基板を現像する工程と、
現像された前記基板から物品を製造する工程と、
を有することを特徴とする物品の製造方法。
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