JPWO2002065597A1 - 光源装置及び光照射装置、並びにデバイス製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源装置及び光照射装置、並びにデバイス製造方法に係り、さらに詳しくは、光増幅器によって増幅された光を波長変換して所望の波長の光を発生する光源装置、及び、該光源装置を備える光照射装置、該光照射装置をリソグラフィ工程で用いるデバイス製造方法に関する。
背景技術
従来から、物体の微細構造の検査、物体の微細加工、また、視力矯正の治療等に光照射装置が使用されている。例えば、半導体素子等を製造するためのリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル(以下、「レチクル」と総称する)に形成されたパターンを、投影光学系を介してレジスト等が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の基板(以下、適宜「基板」又は「ウエハ」という)上に転写するために、光照射装置の一種である露光装置が用いられている。こうした露光装置としては、ステップ・アンド・リピート方式を採用する静止露光型の投影露光装置や、ステップ・アンド・スキャン方式を採用する走査露光型の投影露光装置が主として用いられている。また、視力矯正のために、角膜表面のアブレーション(PRK:Photorefractive Keratectomy)あるいは角膜内部のアブレーション(LASIK:Laser Intrastromal Keratomileusis)を行って近眼や乱視等の治療をするために、光照射装置の一種であるレーザ治療装置が用いられている。
かかる光照射装置のために、短波長の光を発生する光源について多くの開発がなされてきた。こうした、短波長光源の開発の方向は、主に次の2種に大別される。その一つはレーザの発振波長自身が短波長であるエキシマレーザ光源の開発であり、もう一つは赤外又は可視光レーザの高調波発生を利用した短波長光源の開発である。
このうち、前者の方向に沿っては、KrFエキシマレーザ(波長248nm)を使用する光源装置が開発され、現在ではさらに短波長の光源としてArFエキシマレーザ(波長193nm)等を使用する光源装置の開発が進められている。しかし、これらのエキシマレーザは大型であること、有毒なフッ素ガスを使用するためレーザのメインテナンスが煩雑でかつ費用が高額となるなどの、光源装置として不利な点が存在する。
そこで、後者の方向に沿った短波長化の方法である、非線形光学結晶の非線形光学効果を利用し、長波長の光(赤外光、可視光)をより短波長の紫外光に変換する方法が注目を集めている。かかる方法を使用した光源装置としては、例えば、国際公開公報WO99/46835に開示されたもの(以下、単に「従来例」という)がある。
上述のような非線形光学結晶を使用する短波長化の方法では、非線形光学結晶における非線形光学効果の発生効率によって短波長光の発生効率が決まるが、現状では、利用可能な非線形光学結晶の非線形光学効果の発生効率が高いとはいい難い。このため、高輝度の紫外光を得るためには、非線形光学結晶に高強度の赤外光又は可視光を入射させる必要がある。そこで、上述の従来例では、半導体レーザ等によって発生した単一波長の赤外光又は可視光を、希土類元素が添加された増幅用光ファイバを有する光ファイバ増幅器で増幅して、非線形光学結晶に入射させる構成を採用している。
かかる構成において、例えば、露光装置におけるショット領域の露光期間において、連続的(パルス間隔が、光ファイバ増幅器の増幅用光ファイバの励起飽和時間に比べて十分に短い光パルス列を含む)に高い強度の紫外光を射出するためには、高強度の励起光を連続的に供給することが必要である。
ところで、高強度の励起光を連続的に供給している状態で、露光装置におけるステッピング期間のように増幅用光ファイバの励起飽和時間を超える期間にわたって増幅対象光が増幅用光ファイバに入射しなかった後、次のショット領域を露光するために増幅対象光が増幅用光ファイバに入射すると、その入射開始の直後に非常に強度の高い光(いわゆる「ジャイアントパルス」)が増幅用光ファイバ内で瞬時的に発生する。かかるジャイアントパルスが発生すると、増幅用光ファイバが、そのファイバ構成(所定のコア/クラッド構成や添加元素の分布)を破壊される等の影響を受ける可能性があった。
ジャイアントパルスの発生を避けるためには、励起光強度を制御することが考えられるが、励起光強度の制御による光増幅率制御は応答性が高いとはいえない。このため、増幅用光ファイバの構成の破壊を防止しつつ、露光装置等に要請される照射光輝度の安定化を達成するためには、複雑かつ微妙な励起光強度の制御を行うことが必要であった。
本発明は、上記の事情のもとでなされたものであり、その第1の目的は、簡単な構成で、耐久性良く、波長変換された射出光の高輝度化及び安定化を図ることが可能な光源装置を提供することにある。
また、本発明の第2の目的は、波長変換された高輝度の光を安定して物体に照射することができる光照射装置を提供することにある。
また、本発明の第3の目的は、デバイスの生産性の向上を図ることが可能なデバイス製造方法を提供することにある。
発明の開示
本発明は、第1の観点からすると、入射した光を増幅するための特定増幅用媒体を含む光増幅部と;前記光増幅部から射出された光を波長変換する波長変換部と;前記特定増幅用媒体から前記波長変換部へ至る所定光路上に配置され、前記特定増幅用媒体から射出された後に前記所定光路を進行する光の光量を制御する光量制御部と;を備える光源装置である。
本明細書において、「光量を制御する」とは、進行する光の光量を零にすることを含む。
これによれば、光増幅部を構成する特定増幅用媒体から前記波長変換部へ至る所定光路上に、特定増幅用媒体から射出された後に前記所定光路を進行する光の光量を制御する光量制御部が設けられている。このため、光量制御部により特定増幅用媒体から所定光路を進行して波長変換部へ至る光の光量を自在に制御できる結果、特定増幅用媒体に入射する光の光量を制御する必要がなくなり、例えばジャイアントパルスの発生による影響を受ける可能性のある増幅用光ファイバ等の増幅用媒体を特定増幅媒体とすることにより、その特定増幅用媒体、増幅用媒体が複数ある場合にはその前段の増幅用媒体にも、増幅対象光を連続的(パルス間隔が、光ファイバ増幅器の増幅用光ファイバの励起飽和時間に比べて十分に短い光パルス列を含む。以下、本明細書において同じ)に入射しつつ、十分な強度の励起光を連続的に供給することが可能となる。このため、特定増幅用媒体までの増幅用媒体においてはジャイアントパルスは発生しないので、特定増幅用媒体までの構成要素の耐久性が保証される。この結果、特定増幅用媒体からは、連続的な増幅光が安定して射出される。
そして、特定増幅用媒体から射出され、波長変換部へ至る所定光路を進行する光の光量が光量制御部によって制御されることにより、波長変換部から光源装置の射出光として射出される光の光量を自在に制御することが可能となり、これにより、耐久性良く、波長変換された高輝度の光を安定して射出することが可能となる。
この場合において、前記光増幅部内の光路上に、増幅用媒体が複数設けられている場合には、前記特定増幅用媒体は、最も後段の増幅用媒体であることとすることができる。また、前記光増幅部内の光路上に、ジャイアントパルスの影響が懸念される増幅用媒体が複数設けられている場合には、前記特定増幅用媒体は、前記ジャイアントパルスの影響が懸念される増幅用媒体のうちで、最も後段に設けられた増幅用媒体であることとすることができる。
ここで、「ジャイアントパルスの影響が懸念される増幅用媒体」とは、本発明の光源装置では、前述の如く、特定増幅用媒体までの増幅用媒体においてはジャイアントパルスは発生しないので、ジャイアントパルスが発生すると仮定した場合に、その影響を受ける可能性がある増幅用媒体という意味である。
本発明の光源装置では、特定増幅用媒体は、例えばロッド状のガラス体などであっても良いが、例えば、前記特定増幅用媒体は増幅用光ファイバであることとすることができる。
また、光量制御部として機械的なシャッタ装置などを採用することもできるが、機械的な振動が周囲に悪影響を及ぼす場合もある。このような場合、本発明の光源装置では、前記光量制御部を、前記所定光路上に配置された音響光学媒質と;前記音響光学媒質中に、所定方向に進行する粗密波を発生させる粗密波発生器と;を備える構成とすることができる。
この場合において、前記所定方向は、前記音響光学媒質中に前記粗密波が発生していない場合に前記音響光学媒質に入射した光が前記音響光学媒質中を進行する光路方向と斜交する方向とすることができる。かかる場合には、いわゆるブラッグ回折を利用して、前記所定光路を進行する光の光量を制御することが可能になる。
本発明の光源装置では、前記音響光学媒質中に前記粗密波が発生しているときには、前記特定増幅用媒体から射出された光の少なくとも一部が前記所定光路を進行し、前記音響光学媒質中に前記粗密波が発生していないときには、前記特定増幅用媒体から射出された光が前記所定光路とは異なる光路を進行する構成とすることができる。
この他、本発明の光源装置では、前記音響光学媒質中に前記粗密波が発生しているときには、前記特定増幅用媒体から射出された光の少なくとも一部が前記所定光路とは異なる光路を進行し、前記音響光学媒質中に前記粗密波が発生していないときには、前記特定増幅用媒体から射出された光が前記所定光路を進行する構成とすることもできる。
また、本発明の光源装置では、前記特定増幅用媒体により増幅可能なレーザ光を発生し、前記光増幅部へ向けて射出するレーザ光発生部を更に備えることとすることができる。
この場合において、前記レーザ光発生部が、赤外域から可視域までの波長範囲内の単一波長のレーザ光を発生し、前記波長変換部が紫外光を射出することとすることができる。
本発明の光照射装置は、物体に光を照射する光照射装置であって、本発明の光源装置と;該光源装置から射出された光を前記物体に向けて射出する照射光学系と;を備える光照射装置である。
これによれば、本発明の光源装置から射出された光を、照射光学系を介して物体に向けて射出するので、波長変換された高輝度の光を安定して照射することができる。
この場合において、前記光が照射される物体としては、光照射装置の使用目的に応じて種々の物体が用いられる。例えば、光照射装置をデバイスパターンの形成に使用する場合には、前記物体として感光物体を用いることができる。
また、リソグラフィ工程において、物体として感光物体を用いる本発明の光照射装置を用いて前記感光物体を露光することにより、感光物体上にパターンを精度良く形成することができ、これにより、より高集積度のマイクロデバイスを生産性(歩留まりを含む)良く製造することができる。従って、本発明は、更に別の観点からすると、本発明の光照射装置を用いるデバイス製造方法であるとも言える。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の一実施形態を、図1〜図6を参照して説明する。
図1には、本発明に係る光源装置を含んで構成された一実施形態に係る光照射装置である露光装置10の概略構成が示されている。この露光装置10は、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置である。
この露光装置10は、光源装置16及び照明光学系12から成る照明系、この照明系からの露光用照明光(以下、「露光光」という)ILにより照明されるマスクとしてのレチクルRを保持するレチクルステージRST、レチクルRを介した露光光ILを物体(及び感光物体)としてのウエハW上に投射する投影光学系PL、ウエハWを保持するZチルトステージ58が搭載されたXYステージ14、及びこれらの制御系等を備えている。
前記光源装置16は、例えば、波長193nm(ArFエキシマレーザ光とほぼ同一波長)の紫外パルス光、あるいは波長157nm(F2レーザ光とほぼ同一波長)の紫外パルス光を出力する高調波発生装置である。この光源装置16は、前記照明光学系12、レチクルステージRST、投影光学系PL、Zチルトステージ58、XYステージ14及びこれら各部が搭載された不図示の本体コラム等から成る露光装置本体とともに、温度、圧力、湿度等が高精度に調整されたエンバイロンメンタル・チャンバ(以下、「チャンバ」という)11内に収納されている。
なお、本実施形態では、光源装置16を全てチャンバ内に配置するものとしたが、光源装置16の一部、例えば後述する波長変換部163のみをチャンバ内、特に照明光学系12と同一の架台に設け、この波長変換部163と光源装置16の本体部とを光ファイバ等で接続してもよい。
図2には、光源装置16の内部構成が装置全体を統括制御する主制御装置50とともにブロック図にて示されている。この図2に示されるように、光源装置16は、光源部16A、レーザ制御装置16B、及び第1光量制御装置16C等を含んで構成されている。
前記光源部16Aは、レーザ光発生部としてのパルス光発生部160、光増幅部161、波長変換部163、ビームモニタ機構164及び光量制御部としての第2光量制御装置130等を含んで構成されている。
前記パルス光発生部160は、レーザ光源160A、光カップラBS、光アイソレータ160B及び光変調器としての電気光学変調器(以下、「EOM」という)160C等を有する。
前記レーザ光源160Aとしては、ここでは、単一波長発振レーザ、例えば、発振波長1.544μm、連続波出力(以下「CW出力」という)20mWのInGaAsP,DFB半導体レーザが用いられている。以下においては、レーザ光源160Aを適宜「DFB半導体レーザ160A」とも呼ぶものとする。
なお、DFB半導体レーザは、通常、ヒートシンクの上に設けられ、これらが筐体内に収納されている。本実施形態では、DFB半導体レーザ160Aに付設されるヒートシンク上に温度調整器(例えばペルチェ素子など)が設けられており、レーザ制御装置16Bがその温度を制御することにより発振波長が制御(調整)可能な構成となっている。
前記光カップラBSとしては、透過率が97%程度のものが用いられている。このため、DFB半導体レーザ160Aからのレーザ光は、光カップラBSによって2つに分岐され、その97%程度が次段の光アイソレータ160Bに向かって進み、残り3%程度がビームモニタ機構164に入射するようになっている。
前記ビームモニタ機構164は、フォトダイオード等の光電変換素子から成るエネルギモニタ(図示省略)を含んでいる。このエネルギモニタの出力は、レーザ制御装置16Bを介して主制御装置50に供給されており、主制御装置50ではエネルギモニタの出力に基づいてレーザ光のエネルギパワーを検出し、レーザ制御装置16Bを介してDFB半導体レーザ160Aで発振されるレーザ光の光量を必要に応じて制御する。
前記光アイソレータ160Bは、光カップラBSからEOM160Cに向かう方向の光のみを通過させ、反対向きの光の通過を阻止する。この光アイソレータ160Bにより、反射光(戻り光)に起因するDFB半導体レーザ160Aの発振モードの変化や雑音の発生等が防止される。
前記EOM160Cは、光アイソレータ160Bを通過したレーザ光(CW光(連続光))をパルス光に変換するためのものである。EOM160Cとしては、屈折率の時間変化に伴うチャープによる半導体レーザ出力の波長広がりが小さくなるように、チャープ補正を行った電極構造を持つ電気光学変調器(例えば二電極型変調器)が用いられている。EOM160Cは、第1光量制御装置16Cから印加される電圧パルスに同期して変調されたパルス光を出力する。なお、EOM160Cから出力される光パルス列は、後述する光増幅部161における増幅用光ファイバ175における添加元素全体の励起に要する時間よりは短く、増幅用光ファイバ175における増幅作用からみれば、連続的な光とみなせるものとなっている。例えば、EOM160CによりDFB半導体レーザ160Aで発振されたレーザ光をパルス幅1ns、繰り返し周波数100kHz(パルス周期約10μs)のパルス光に変調する。なお、繰り返し周波数は、光ファイバ増幅器におけるASE(Amplified Spontaneous Emission,自然放出光)ノイズの影響を抑制できる値が選択される。
なお、EOM160Cへの印加電圧とDFB半導体レーザ160Aへの供給電流制御とを併用して、出力光のパルス化を行うことが望ましい。かかる場合には、消光比を向上することができる。このようにすれば、EOM160Cのみを用いる場合に比べて、消光比を向上しつつ、パルス幅が狭いパルス光を容易に発生させることが可能になるとともに、パルス光の発振間隔や発振の開始及びその停止などをより簡単に制御することが可能になる。また、EOM160Cに代えて、音響光学変調器(AOM)を用いることも可能である。
前記光増幅部161は、EOM160Cからのパルス光を増幅するもので、図3に示されるように、EOM160Cからのパルス光を時間順に周期的に振り分けて分岐(例えば、128分岐)する光分岐器166と、複数の光ファイバ増幅器167とを含んで構成されている。
光ファイバ増幅器167は、図3に示されるように、増幅用媒体としての増幅用光ファイバ175、ポンプ光を発生する励起用半導体レーザ1781,1782、上述のEOM160Cの出力光とポンプ光とを合成し、こうして得られた合成光を増幅用光ファイバ175に供給する波長分割多重化装置(Wavelength Division Multiplexer:WDM)1791,1792を備えている。ここで、励起用半導体レーザ1781及びWDM1791は前方励起に使用され、一方、励起用半導体レーザ1782及びWDM1792は後方励起に使用されている。これにより、入力光強度に対する光増幅率の線形性の維持と、光増幅率の向上とを図っている。
前記増幅用光ファイバ175は、シリカガラス又はフォスフェイトガラスを主材とし、コアとクラッドを有し、コアにエルビウム(Er)、あるいはErとイッテルビウム(Yb)との2種のイオンが高密度にドープされた光ファイバが用いられる。
以上のように構成された光ファイバ増幅器167において、増幅用光ファイバ175に、励起用半導体レーザ1781,1782が発生したポンプ光がWDM1791,1792を介して供給された状態で、WDM1791を介してパルス光が入射し増幅用光ファイバ175のコア中を進行すると、誘導放射が発生し、パルス光が増幅される。かかる光増幅にあたって、増幅用光ファイバ175は高い増幅率を有するので、波長の単一性が高い高輝度のパルス光が出力される。このため、効率良く狭帯域の光を得ることができる。
前記励起用半導体レーザ1781,1782は、DFB半導体レーザ160Aにおける発振波長よりも短い波長(例えば、980nm)の光をポンプ光として発生する。このポンプ光がWDM1791,1792を介して増幅用光ファイバ175に供給され、それによりErの殻外電子が励起され、いわゆるエネルギ準位の反転分布が発生する。なお、励起用半導体レーザ1781,1782は、第1光量制御装置16Cによって制御されるようになっている。
また、本実施形態では、各光ファイバ増幅器167のゲインの差を抑制するため、光ファイバ増幅器167の内部で出力光の一部が分岐され、それぞれの分岐端に設けられた光電変換素子171によって前記分岐された光がそれぞれ光電変換されるようになっている。これらの光電変換素子171の出力信号が第1光量制御装置16Cに供給されるようになっている。
第1光量制御装置16Cでは、各光ファイバ増幅器167からの光出力が一定になるように(即ちバランスするように)、各励起用半導体レーザ1781,1782のドライブ電流をフィードバック制御するようになっている。
前記第2光量制御装置130は、第1光量制御装置16Cからの指示に応じて、光増幅部161から射出された光のうち、波長変換部163へ向かう光の光量を制御する。この第2光量制御装置130は、図4に示されるように、音響光学媒質131と、この音響光学媒質131の一方の側面に順次固定された、電極板132、超音波発生用のトランスデューサ133、及び電極板134とを備えている。また、第2光量制御装置130は、音響光学媒質131の他方の側面に固定された吸音材135とを備えている。
更に、第2光量制御装置130は、電極板132と電極板134との間に高周波信号(駆動信号)を供給する信号発生装置136と、遮光吸収板139とを備えている。なお、信号発生装置136は、第1光量制御装置16Cからの指示に応じて、高周波信号の発生を行う。
ここで、音響光学媒質131としては、ガラスの他に、二酸化テルル(TeO2)の単結晶、石英(水晶を含む)、モリブデン酸鉛の単結晶等を使用することができる。また、吸音材135としては、音響インピーダンスが音響光学媒質131のそれと近く、かつ音波を吸収しやすい材料から成る部材を使用することができる。具体的には、鉛又はアルミニウム等の金属膜を使用することができる。また、トランスデューサ133としては、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)の単結晶、LiIO3の単結晶、Ba3NaNb5O15の単結晶等を使用することができる。
この第2光量制御装置130では、信号発生装置136から電極板132と電極板134との間に高周波信号が供給されていない状態では、図5Aに示されるように、音響光学媒質131は光増幅部161から射出された光L1をほぼそのまま透過して、波長変換部163へ向かう光路とは異なる光路を進行する光L3として射出する。音響光学媒質131から射出された光L3は、遮光吸収板139により吸収される。すなわち、図4において、信号発生装置136から電極板132と電極板134との間に高周波信号が供給されていない状態では、光増幅部161から射出された光は、波長変換部163には一切入射しない。
一方、信号発生装置136から電極板132と電極板134との間に高周波信号が供給されている状態では、図5Bに示されるように、音響光学媒質131内には、トランスデューサ133側から吸音材135側へ向けて進行する粗密波SSWが発生する。なお、吸音材135は、トランスデューサ133からの超音波を吸収して、反射波の発生を防止している。
こうして粗密波SSWが発生した状態で、光増幅部161から射出された光L1が入射すると回折(ブラッグ回折)が発生し、0次光が波長変換部163へ向かう光路とは異なる光路を進行する光L3として射出され、この光L3は遮光吸収板139に吸収される。これに対して、回折光(1次光)が、波長変換部163へ向かう光路を進行する光L2として射出される。すなわち、図4において、信号発生装置136から電極板132と電極板134との間に高周波信号が供給されている状態では、光増幅部161から射出された光の少なくとも一部が、波長変換部163に入射することになる。
第2光量制御装置130は、以上のようにして、第1光量制御装置16C(ひいては、主制御装置50)の指示に応じて、光増幅部161から射出された光のうち、波長変換部163に至る光の光量を制御する。
前記波長変換部163は、複数の非線形光学結晶を含み、第2光量制御装置130からのパルス光(波長1.544μmの光)L2を例えばその8倍高調波に波長変換して、ArFエキシマレーザとほぼ同じ出力波長(193nm)のパルス紫外光を発生する。
図6には、この波長変換部163の構成例が示されている。ここで、この図6に基づいて波長変換部163の具体例について説明する。なお、図6には、第2光量制御装置130から射出される波長1.544μmの光L2を基本波として、非線形光学結晶を用いて8倍波(高調波)に波長変換して、ArFエキシマレーザとほぼ同じ波長である193nmの紫外光を発生する構成例を示す。
図6の波長変換部163では、基本波(波長1.544μm)→2倍波(波長772nm)→3倍波(波長515nm)→4倍波(波長386nm)→7倍波(波長221nm)→8倍波(波長193nm)の順に波長変換が行われる。
これを更に詳述すると、第2光量制御装置130から射出された波長1.544μm(周波数ω)の光L2(基本波)は、1段目の非線形光学結晶183に入射する。基本波がこの非線形光学結晶183を通る際に、2次高調波発生により基本波の周波数ωの2倍、すなわち周波数2ω(波長は1/2の772nm)の2倍波が発生する。
この1段目の非線形光学結晶183として、LiB3O5(LBO)結晶が用いられ、基本波を2倍波に波長変換するための位相整合にLBO結晶の温度調節による方法、NCPM(Non−Critical Phase Matching)が使用される。NCPMは、非線形光学結晶内での基本波と第二高調波との角度ずれ(Walk−off)が起こらないため高効率で2倍波への変換を可能にし、また発生した2倍波はWalk−offによるビームの変形も受けないため有利である。
非線形光学結晶183で波長変換されずに透過した基本波と、波長変換で発生した2倍波とは、次段の波長板184でそれぞれ半波長、1波長の遅延が与えられて、基本波のみその偏光方向が90度回転し、2段目の非線形光学結晶186に集光レンズ185を介してそれぞれ入射する。2段目の非線形光学結晶186としてLBO結晶が用いられるとともに、そのLBO結晶は1段目の非線形光学結晶(LBO結晶)183とは温度が異なるNCPMで使用される。この非線形光学結晶186では、1段目の非線形光学結晶183で発生した2倍波と、波長変換されずにその非線形光学結晶183を透過した基本波とから和周波発生により3倍波(波長515nm)を得る。
次に、非線形光学結晶186で得られた3倍波と、波長変換されずにその非線形光学結晶186を透過した基本波および2倍波とは、ダイクロイック・ミラー187により分離され、ここで反射された3倍波は集光レンズ190、及びダイクロイック・ミラー193を通って4段目の非線形光学結晶195に入射する。一方、ダイクロイック・ミラー187を透過した基本波および2倍波は、集光レンズ188を通って3段目の非線形光学結晶189に入射する。
3段目の非線形光学結晶189としてはLBO結晶が用いられ、基本波が波長変換されずにそのLBO結晶を透過するとともに、2倍波がLBO結晶で2次高調波発生により4倍波(波長386nm)に変換される。非線形光学結晶189で得られた4倍波とそれを透過した基本波とは、ダイクロイック・ミラー191により分離され、ここを透過した基本波は集光レンズ194を通るとともに、ダイクロイック・ミラー196で反射されて5段目の非線形光学結晶198に入射する。一方、ダイクロイック・ミラー191で反射された4倍波は、集光レンズ192を通ってダイクロイック・ミラー193に達し、ここでダイクロイック・ミラー187で反射された3倍波と同軸に合成されて4段目の非線形光学結晶195に入射する。
4段目の非線形光学結晶195としては、β−BaB2O4(BBO)結晶が用いられ、3倍波と4倍波とから和周波発生により7倍波(波長221nm)を得る。非線形光学結晶195で得られた7倍波は集光レンズ197を通るとともに、ダイクロイック・ミラー196で、ダイクロイック・ミラー191を透過した基本波と同軸に合成されて、5段目の非線形光学結晶198に入射する。
5段目の非線形光学結晶198としてLBO結晶が用いられ、基本波と7倍波とから和周波発生により8倍波(波長193nm)を得る。上記構成において、7倍波発生用BBO結晶195、及び8倍波発生用LBO結晶198のかわりに、CsLiB6O10(CLBO)結晶、Li2B4O7(LB4)あるいはCsB3O5(CBO)結晶を用いることも可能である。
図1に戻り、前記照明光学系12は、オプティカルインテグレータ、可変NDフィルタ、及びレチクルブラインド等(いずれも不図示)を含んで構成されている。ここで、オプティカルインテグレータとしてはフライアイレンズ、内面反射型インテグレータ(ロッドインテグレータ等)、あるいは回折光学素子等が用いられる。このような照明光学系の構成は、例えば、特開平10−112433号公報、特開平6−349701号公報及びこれに対応する米国特許第5,534,970号公報などに開示されている。本国際出願で指定した指定国又は選択した選択国の国内法令が許す限りにおいて、上記米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
この照明光学系12から射出された露光光ILは、ミラーMによって光路が垂直下方に折り曲げられた後、コンデンサレンズ32を経て、レチクルステージRST上に保持されたレチクルR上の矩形の照明領域42Rを均一な照度分布で照明する。
前記レチクルステージRST上にはレチクルRが載置され、不図示のバキュームチャック等を介して吸着保持されている。レチクルステージRSTは、水平面(XY平面)内で移動可能であり、レチクルステージ駆動部49によって走査方向(ここでは図1の紙面左右方向であるY方向とする)に所定ストローク範囲で走査されるようになっている。この走査中のレチクルステージRSTの位置及び回転量は、レチクルステージRST上に固定された移動鏡52Rを介して外部のレーザ干渉計54Rによって計測され、このレーザ干渉計54Rの計測値が主制御装置50に供給されるようになっている。
前記投影光学系PLは、例えば両側テレセントリックな縮小系であり、共通のZ軸方向の光軸AXを有する複数枚のレンズエレメントから構成されている。また、この投影光学系PLとしては、投影倍率βが例えば1/4、1/5、1/6等のものが使用されている。このため、上記のようにして、露光光ILによりレチクルRにおける照明領域42Rが照明されると、そのレチクルRに形成されたパターンのうち照明領域42R内の一部を投影光学系PLによって投影倍率βで縮小した像が、投影光学系PLの視野内で照明領域42Rと共役な矩形の投影領域42Wに形成され、ウエハWの表面に塗布されたレジスト(感光剤)にその縮小像が転写される。
前記XYステージ14は、ウエハステージ駆動部56によって走査方向であるY方向及びこれに直交するX方向(図1における紙面直交方向)に2次元駆動されるようになっている。このXYステージ14上に搭載されたZチルトステージ58上に不図示のウエハホルダを介してウエハWが真空吸着等により保持されている。Zチルトステージ58は、例えば3つのアクチュエータ(ピエゾ素子又はボイスコイルモータなど)によってウエハWのZ方向の位置(フォーカス位置)を調整すると共に、XY平面(投影光学系PLの像面)に対するウエハWの傾斜角を調整する機能を有する。また、XYステージ14の位置は、Zチルトステージ58上に固定された移動鏡52Wを介して外部のレーザ干渉計54Wにより計測され、このレーザ干渉計54Wの計測値が主制御装置50に供給されるようになっている。
ここで、移動鏡は、実際には、X軸に垂直な反射面を有するX移動鏡とY軸に垂直な反射面を有するY移動鏡とが存在し、これに対応してレーザ干渉計もX軸位置計測用、Y軸位置計測用、及び回転(ヨーイング量、ピッチング量、ローリング量を含む)計測用のものがそれぞれ設けられているが、図1では、これらが代表的に、移動鏡52W、レーザ干渉計54Wとして示されている。
Zチルトステージ58上には、後述するレチクルアライメント等を行う際に使用される基準マーク板FMが設けられている。この基準マーク板FMは、その表面がウエハWの表面とほぼ同一の高さとされている。この基準マーク板FMの表面には、レチクルアライメント用基準マーク、ベースライン計測用基準マーク等の基準マークが形成されている。
更に、本実施形態の露光装置10では、図1に示されるように、主制御装置の制御の下で、投影光学系PLの結像面(XY面)に設定される多数の計測点に向けてそれぞれピンホール又はスリットの像を形成するための結像光束を、光軸AXに対して斜め方向より照射する照射系60aと、それらの結像光束のウエハW表面での反射光束を受光する受光系60bとからなる斜入射光式の多点焦点位置検出系(フォーカスセンサ)が設けられている。なお、本実施形態と同様の多点焦点位置検出系(フォーカスセンサ)の詳細な構成は、例えば特開平6−283403号公報及びこれに対応する米国特許第5,448,332号等に開示されている。本国際出願で指定した指定国又は選択した選択国の国内法令が許す限りにおいて、上記公報及び米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
走査露光時等に、主制御装置50は、受光光学系60bからの各計測点について検出されたZ位置に基づいて、計測点が存在するショット領域の一部の表面のZ位置及び傾斜量を逐次算出しつつ、この算出結果に基づいてZチルトステージ58のZ位置を不図示の駆動系を介して制御することにより、オートフォーカス(自動焦点合わせ)及びオートレベリングを実行する。
前記主制御装置50は、CPU(中央演算処理装置)、ROM(リード・オンリ・メモリ)、RAM(ランダム・アクセス・メモリ)等から成るいわゆるマイクロコンピュータ(又はワークステーション)を含んで構成され、これまでに説明した各種の制御を行う他、露光動作が的確に行われるように、例えばレチクルRとウエハWの同期走査、ウエハWのステッピング、露光タイミング等を制御する。また、本実施形態では、主制御装置50は、後述するように走査露光の際の露光量の制御を行ったりする等の他、装置全体を統括制御する。
具体的には、主制御装置50は、例えば走査露光時には、レチクルステージRSTを介して、レチクルRが照明領域42Rに対して+Y方向(又は−Y方向)に速度VR=Vで走査されるのに同期して、XYステージ14を介してウエハWが投影領域42Wに対して−Y方向(又は+Y方向)に速度VW=β・V(βはレチクルRからウエハWに対する投影倍率)で走査されるように、レーザ干渉計54R、54Wの計測値に基づいてレチクルステージ駆動部49、ウエハステージ駆動部56をそれぞれ介してレチクルステージRST、XYステージ14の位置及び速度をそれぞれ制御する。また、ステッピングの際には、主制御装置50ではレーザ干渉計54Wの計測値に基づいてウエハステージ駆動部56を介してXYステージ14の位置を制御する。
次に、本実施形態の露光装置10を用いてウエハW上にレチクルパターンの露光を行う場合の露光シーケンスについて、主制御装置50の制御動作を中心として説明する。
まず、主制御装置50では、不図示のレチクルローダを用いて露光対象のレチクルRをレチクルステージRST上にロードする。
次いで、不図示のレチクルアライメント系を用いてレチクルアライメントを行うとともに、前述した基準マークを用いてオフアクシス方式のアライメント系(不図示)のベースライン計測を行う。なお、レチクルアライメント、ベースライン計測等の準備作業については、例えば特開平4−324923号公報及びこれに対応する米国特許第5243195号に詳細に開示されており、本国際出願で指定した指定国又は選択した選択国の国内法令が許す限りにおいて、上記公報及び対応する上記米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
次に、主制御装置50では、不図示のウエハ搬送系にウエハWの交換を指示する。これにより、ウエハ搬送系及びXYステージ14上の不図示のウエハ受け渡し機構によってウエハ交換(ステージ上にウエハが無い場合は、単なるウエハロード)が行われる。このウエハ交換は、公知の露光装置と同様に行われるので詳細説明は省略する。
次いで、前述のベースライン計測が行われたアライメント系を用いて行われるいわゆるファインアライメント、例えば特開昭61−44429号公報及びこれに対応する米国特許第4,780,617号等に詳細に開示されるEGA方式のウエハアライメント等を含む一連のアライメント工程の処理を行う。、本国際出願で指定した指定国又は選択した選択国の国内法令が許す限りにおいて、上記公報及び対応する上記米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
次いで、ウエハW上の最初のショット領域を走査露光するため、主制御装置50は、上記のアライメント結果とレチクル干渉系54R及びウエハ干渉計54Wの計測値(位置情報や速度情報)とに基づき、レチクルステージ駆動部49及びウエハステージ駆動部56を介してレチクルステージRSTとウエハステージWSTとを同期移動させる。すなわち、レチクルステージRSTはその加速が開始されて前述の速度VRに達した時点で等速移動され、ウエハステージWSTは加速開始位置に移動されてその加速が開始されるとともに、前述の速度VWに達した時点で等速移動される。さらに、上記の等速移動中にレチクルステージRSTとウエハステージWSTとの同期整定が行われる。すなわち、レチクルRとウエハWとの位置誤差が所定の許容値以下となるように、レチクルステージRST及びウエハステージWSTの位置が微調整される。
そして、この同期整定が終了してレチクルR及びウエハWがそれぞれ露光開始位置に到達した時点で、光源装置16から射出される露光光ILでレチクルRを照明するとともに、投影光学系PLを通過した露光光ILで最初のショット領域を走査露光する。
かかる同期移動中、すなわち上記加速開始後であって走査露光開始前に、主制御装置50は、光源装置16のレーザ制御装置16B及び第1光量制御装置16Cを介して、パルス光発生部16Aから連続的な光パルス列を射出させる。これと同時に、主制御装置50は、第1光量制御装置16Cを介して、光増幅部161の励起用半導体レーザ1781,1782を連続的に駆動し、パルス光発生部16Aから射出された光パルス列を連続的に増幅させるとともに、第2光量制御装置130の音響光学媒質131を、その内部に粗密波SSWが発生しない状態に維持する。この結果、レチクルR及びウエハWがそれぞれ最初のショット領域の露光開始位置に到達する直前には、光増幅部161からは増幅光L1(連続的な光パルス列)が安定して射出されているが、波長変換部163への入射光が存在せず、光源装置16から光(紫外光)が射出されていない状態となる。
ウエハW及びレチクルRが露光開始位置に到達すると同時に、主制御装置50は、第1光量制御装置16Cを介して、音響光学媒質131の内部に粗密波SSWを発生させる。この結果、光増幅部161から射出された増幅光の少なくとも一部が波長変換部163に入射し、光源装置16からパルス光列の射出が開始される。
また、ウエハW及びレチクルRが露光開始位置に到達すると、主制御装置50が、多点焦点位置検出系(60a,60b)によって検出されたウエハのZ位置情報、レチクル干渉計16によって計測されたレチクルRのXY位置情報、ウエハ干渉計28によって計測されたウエハWのXY位置情報に基づき、レチクルステージ駆動部49及びウエハステージ駆動部56を介して、ウエハWの面位置の調整を行いつつ、レチクルRとウエハWとを上述のようにして相対移動させる。
こうして、最初のショット領域に関する走査露光が行われる。かかる走査露光中に、主制御装置50は、露光条件及びレジスト感度に応じて決定された目標積算露光量をウエハWに与えるため、第1光量制御装置16Cに指令を与えて、露光光ILのパルスエネルギ(光量)の制御を行う。
次に、最初のショット領域の露光が終了すると、主制御装置50は、第1光量制御装置16Cを介して、音響光学媒質131を、その内部に粗密波SSWが発生しない状態することにより、光源装置16からの光の射出を中断する。これにより、レチクルRへの照明光ILの照射を中断する。
また、最初のショット領域の露光が終了すると、次のショット領域の走査露光を開始するため、ウエハステージWSTをステッピングさせるとともに、レチクルステージRST及びウエハステージWSTの同期移動を開始する。そして、当該ショット領域に関する走査露光が、上述の最初のショット領域と同様にして行われる。以後、同様にして各ショット領域について走査露光が行われ、ウエハWの露光が完了する。
ウエハWに対する露光が終了すると、主制御装置50は、光源装置16のレーザ制御装置16B及び第1光量制御装置16Cを介して、パルス光発生部16Aからの光パルス列の射出を止めるともに、励起用半導体レーザ1781,1782の駆動及び音響光学媒質131における粗密波SSWの発生を止める。そして、主制御装置50は、不図示のウエハ搬送系にウエハWの交換を指示する。これにより、ウエハ搬送系及びXYステージ14上の不図示のウエハ受け渡し機構によってウエハ交換が行われる。そして、交換後のウエハに対してアライメントを行う。以後、このウエハ上の複数のショット領域にステップ・アンド・スキャン方式でレチクルパターンを転写する。
これまでの説明から明らかなように、本実施形態では、光照射装置としての露光装置10を構成する照射光学系が照明光学系12、ミラーM、コンデンサレンズ32及び投影光学系PLによって構成されている。但し、露光装置の種類によっては、投影光学系は必ずしも用いられないので、このような場合には、光源装置と感光物体との間に配置される光学系及び光学素子によって照射光学系が構成されることになる。
以上説明したように、本実施形態に係る光源装置16によれば、パルス光発生部160が発生した連続的な光パルス列を、光増幅部161が連続的に増幅するとともに、第2光量制御装置130によって波長変換部163に向かう光路を進行する光の有無を制御する。この結果、光増幅部161の増幅用光ファイバ175におけるジャイアントパルスの発生を防止することにより耐久性良く、走査露光にあたって安定した高輝度の波長変換光(紫外光)を射出することができる。
また、第2光量制御装置130として音響光学媒質131を用いた音響光学偏向器を採用したので、波長変換部163に向かう光路を進行する光の有無の切替による振動の発生を抑制することができる。
また、本実施形態の露光装置10によれば、走査露光にあたって安定した高輝度の照明光ILをレチクルRに照射できるので、レチクルRに形成されたパターンを精度良く効率的にウエハWに転写することができる。
なお、上記の実施形態では、音響光学媒質131内に粗密波が発生しているときに発生する1次回折光が波長変換部163へ向かう光路を進行する構成としたが、音響光学媒質131内に粗密波が発生しているときの0次光の強度を十分に小さくできる場合には、図7に示されるように、音響光学媒質131内に粗密波SSWが発生しないときの透過光が波長変換部163へ向かう光路を進行する構成としてもよい。この構成では、音響光学媒質131内に粗密波SSWが発生しているときに、回折光(1次光)が遮光吸収板139に入射することになる。なお、図7では図4中の部材と同一の部材には同じ符号を付してその説明を省略する。また、遮光吸収板139の代わりに、例えば波長モニタ又は光量モニタなどを配置し、波長変換部163への光の入射が阻止されている間に波長、波長幅、光量などを検出可能としても良い。
また、上記の実施形態における波長変換部の構成は一例であって、本発明の波長変換部の構成や非線形光学結晶の材料、出力波長などがこれに限定されないことは勿論である。例えば、光増幅部163から射出される波長1.57μmの基本波を、非線形光学結晶を用いて10倍波の高調波発生を行い、F2レーザと同じ波長である157nmの紫外光を発生することもできる。また、和周波発生により8倍波の発生を行うにあたって、CBO結晶を使用することも可能である。
また、上記の実施形態では、レーザ光源160Aとして、DFB半導体レーザを使用したが、他の半導体レーザや、例えば発振波長が990nm付近のイッテルビウム(Yb)・ドープ・ファイバーレーザ等のファイバレーザを使用することもできる。
また、上記の実施形態では、増幅用光ファイバとしてErドープファイバを採用したが、Ybドープファイバその他の希土類元素ドープファイバを採用することも可能である。
また、上記の実施形態では、増幅用媒体として希土類元素がコア部に添加された光ファイバを採用したが、例えば、希土類元素がコア部に添加されたロッド状のガラス体を採用し、これに励起光を照射するようにしてもよい。
また、光増幅部161において並列に配置される光ファイバ増幅器167の数は任意でよく、本発明に係る光源装置が適用される製品において要求される仕様に応じてその本数を決定すればよい。特に、光源装置として高出力を要求されない場合には、光ファイバ増幅器167の数を減らして、構成を簡略化することができる。なお、光ファイバ増幅器167を1つのみ含むように簡略化するときは、分岐器166も不要となる。
また、光ファイバ増幅器を直列に接続することにより、1経路の光増幅率を高めることもできる。かかる場合には、ジャイアントパルスの影響が懸念される光ファイバ増幅器から波長変換部までの間に、上記の実施形態の第2光量制御装置130と同様の光量制御装置を設ければよい。
また、上記の実施形態では、光源装置が射出する紫外光の波長を、ArFエキシマレーザとほぼ同一に設定するものとしたが、その設定波長は任意でよく、この設定すべき波長に応じて、レーザ光源160Aの発振波長や波長変換部163の構成及び高調波の倍率などを決定すればよい。なお、設定波長は、一例として、ウエハ上に転写すべきパターンのデザインルール(線幅、ピッチなど)に応じて決定するようにしてもよく、さらにはその決定に際して前述の露光条件やレチクルの種類(位相シフト型か否か)などを考慮してもよい。
また、上記の実施形態では、本発明に係る光源装置がステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置に適用された場合について説明したが、露光装置以外でデバイス製造工程などに用いられる装置、例えば、ウエハ上に形成された回路パターンの一部(ヒューズなど)を切断するために用いられるレーザリペア装置などにも本発明に係る光源装置を適用することができる。また、本発明は、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置に限らず、静止露光型、例えばステップ・アンド・リピート方式の露光装置(ステッパなど)にも好適に適用できるものである。更にはステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナーなどにも適用できる。
また、上記の実施形態では、本発明に係る光源装置が露光用照明光を発生する光源装置として使用される例を説明したが、露光用照明光とほぼ同一の波長の光を必要とする上述のレチクルアライメント用の光源装置、あるいは投影光学系の物体面又は像面に配置されるマークの投影像を検出して投影光学系の光学特性を求める空間像検出系の光源装置等として使用することも可能である。
なお、本発明の光源装置は、露光装置以外にも様々な装置に利用することができる。例えば、レーザ光を角膜に照射して表面のアブレーション(あるいは切開した角膜内部のアブレーション)を行い、角膜の曲率若しくは凹凸を矯正して近眼、乱視などの治療を行うレーザ治療装置に使用される光源装置として利用することができる。また、光学式検査装置等における光源装置としても、本発明の光源装置は利用可能である。
また、本発明の光源装置は、上記の実施形態における投影光学系のような光学系の光学調整(光軸合わせ等)用又は検査用としても利用可能である。さらには、エキシマレーザを光源として有する各種装置において、エキシマレーザに置き換えて本発明の光源装置を適用できる。
次に、本実施形態の露光装置10を使用したデバイス(ICやLSI等の半導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等)の製造について説明する。
まず、設計ステップにおいて、デバイスの機能設計(例えば、半導体デバイスの回路設計等)を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、マスク製作ステップにおいて、設計した回路パターンを形成したマスク(又はレチクル)を製作する。一方、ウエハ製造ステップにおいて、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
次に、ウエハ処理ステップにおいて、上記のステップで用意されたマスク(又はレチクル)とウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路等を形成する。
このウエハ処理ステップは、例えば、半導体デバイスの製造にあたっては、ウエハの表面を酸化させる酸化ステップ、ウエハ表面に絶縁膜を形成するCVDステップ、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する電極形成ステップ、ウエハにイオンを打ち込むイオン打込みステップといったウエハプロセスの各段階の前処理工程と、後述する後処理工程を有している。前処理工程は、ウエハプロセスの各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
ウエハプロセスの各段階において、前処理工程が終了すると、レジスト処理ステップにおいてウエハに感光剤が塗布され、引き続き、露光ステップにおいて上で説明した露光装置10によりマスク(又はレチクル)に形成された回路パターンをウエハに転写する、すなわちウエハの露光を行う。次に、現像ステップにおいて露光されたウエハが現像され、引き続き、エッチングステップにおいて、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、レジスト除去ステップにおいて、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。
以上のようにして、前処理工程と、レジスト処理ステップからレジスト除去ステップまでの後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
こうしてウエハ処理ステップが終了すると、組立ステップにおいて、ウエハ処理ステップにおいて処理されたウエハを用いてチップ化する。この組み立てには、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)やパッケージング工程(チップ封入)等の工程が含まれる。
最後に、検査ステップにおいて、組立ステップで作製されたデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。
以上のようにして、精度良く微細なパターンが形成されたデバイスが、高い生産性で製造される。
産業上の利用可能性
以上説明したように、本発明の光源装置は、射出光の高輝度化及び安定化に適している。また、本発明の光照射装置は、高輝度の光を安定して物体に照射するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの製造に適している。
【図面の簡単な説明】
図1は、本発明の一実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。
図2は、図1の光源装置の内部構成を主制御装置とともに示すブロック図である。
図3は、図2の光増幅部を構成する光ファイバ増幅器及びその周辺部を、波長変換部の一部とともに概略的に示す図である。
図4は、図2の第2光量制御装置の構成を概略的に示す図である。
図5A及び図5Bは、第2光量制御装置の作用を説明するための図である。
図6は、図2の波長変換部の構成を示す図である。
図7は、変形例を説明するための図である。
記所定光路とは異なる光路を進行し、前記音響光学媒質中に前記粗密波が発生していないときには、前記特定増幅用媒体から射出された光が前記所定光路を進行する構成とすることもできる。
さらに、本発明の光源装置では、前記光量制御部は、前記粗密波発生器での反射波の発生を防止する部材を含むこととすることができる。
また、本発明の光源装置では、前記特定増幅用媒体により増幅可能なレーザ光を発生し、前記光増幅部へ向けて射出するレーザ光発生部を更に備えることとすることができる。
この場合において、前記レーザ光発生部が、赤外域から可視域までの波長範囲内の単一波長のレーザ光を発生し、前記波長変換部が紫外光を射出することとすることができる。
本発明は、第2の観点からすると、物体に光を照射する光照射装置であって、本発明の光源装置と;該光源装置から射出された光を前記物体に向けて射出する照射光学系と;を備える光照射装置である。
これによれば、本発明の光源装置から射出された光を、照射光学系を介して物体に向けて射出するので、波長変換された高輝度の光を安定して照射することができる。
この場合において、前記光が照射される物体としては、光照射装置の使用目的に応じて種々の物体が用いられる。例えば、光照射装置をデバイスパターンの形成に使用する場合には、前記物体として感光物体を用いることができる。
本発明は、第3の観点からすると、第1物体のパターンを第2物体上に転写する露光装置であって、本発明の光源装置と;該光源装置から射出される照明光を前記第1物体に照射する照明光学系と;を備え、前記第1物体を介して前記照明光で前記第2物体を露光することを特徴とする第1の露光装置である。
この場合において、前記照明光で前記第2物体を走査露光するために、前記照明光に対して前記第1物体と前記第2物体とを同期して移動するステージシステムと;前記同期動開始後かつ前記走査露光開始前に前記照明光を前記照明光学系に入射させるとともに、前記光量制御部を介して前記第1物体に対する前記照明光の照射を制御する制御装置と;を更に備えることとすることができる。
この場合において、前記第1物体のパターン像を前記第2物体上に投影する投影光学系と;前記光源装置から射出される照明光で前記投影光学系を介してマークを検出するマーク検出系と;を更に備えることとすることができる。
本発明は、第4の観点からすると、露光光を第1物体に照射する照明光学系と、前記第1物体のパターン像を第2物体上に投影する投影光学系とを備えた露光装置であって、本発明の光源装置と;前記光源装置から射出される前記露光光とほぼ同一波長の照明光で前記投影光学系を介してマークを検出するマーク検出系と;を備える第2の露光装置である。
また、リソグラフィ工程において、物体として感光物体を用いる本発明の光照射装置を用いて前記感光物体を露光することにより、感光物体上にパターンを精度良く形成することができ、これにより、より高集積度のマイクロデバイスを生産性(歩留まりを含む)良く製造することができる。従って、本発明は、更に別の観点からすると、本発明の光照射装置を用いるデバイス製造方法であるとも言える。
図面の簡単な説明
Claims (13)
- 入射した光を増幅するための特定増幅用媒体を含む光増幅部と;
前記光増幅部から射出された光を波長変換する波長変換部と;
前記特定増幅用媒体から前記波長変換部へ至る所定光路上に配置され、前記特定増幅用媒体から射出された後に前記所定光路を進行する光の光量を制御する光量制御部と;を備える光源装置。 - 請求項1に記載の光源装置において、
前記光増幅部内の光路上に、増幅用媒体が複数設けられ、
前記特定増幅用媒体は、最も後段の増幅用媒体であることを特徴とする光源装置。 - 請求項1に記載の光源装置において、
前記光増幅部内の光路上に、ジャイアントパルスの影響が懸念される増幅用媒体が複数設けられ、
前記特定増幅用媒体は、前記ジャイアントパルスの影響が懸念される増幅用媒体のうちで、最も後段に設けられた増幅用媒体であることを特徴とする光源装置。 - 請求項1に記載の光源装置において、
前記特定増幅用媒体は、増幅用光ファイバであることを特徴とする光源装置。 - 請求項1に記載の光源装置において、
前記光量制御部は、
前記所定光路上に配置された音響光学媒質と;
前記音響光学媒質中に、所定方向に進行する粗密波を発生させる粗密波発生器と;を備えることを特徴とする光源装置。 - 請求項5に記載の光源装置において、
前記所定方向は、前記音響光学媒質中に前記粗密波が発生していない場合に前記音響光学媒質に入射した光が前記音響光学媒質中を進行する光路方向と斜交する方向であることを特徴とする光源装置。 - 請求項5に記載の光源装置において、
前記音響光学媒質中に前記粗密波が発生しているときには、前記特定増幅用媒体から射出された光の少なくとも一部が前記所定光路を進行し、前記音響光学媒質中に前記粗密波が発生していないときには、前記特定増幅用媒体から射出された光は、前記所定光路とは異なる光路を進行することを特徴とする光源装置。 - 請求項5に記載の光源装置において、
前記音響光学媒質中に前記粗密波が発生しているときには、前記特定増幅用媒体から射出された光の少なくとも一部が前記所定光路とは異なる光路を進行し、前記音響光学媒質中に前記粗密波が発生していないときには、前記特定増幅用媒体から射出された光は、前記所定光路を進行することを特徴とする光源装置。 - 請求項1に記載の光源装置において、
前記特定増幅用媒体により増幅可能なレーザ光を発生し、前記光増幅部へ向けて射出するレーザ光発生部を更に備えることを特徴とする光源装置。 - 請求項9に記載の光源装置において、
前記レーザ光発生部は、赤外域から可視域までの波長範囲内の単一波長のレーザ光を発生し、前記波長変換部は紫外光を射出することを特徴とする光源装置。 - 物体に光を照射する光照射装置であって、
請求項1〜10のいずれか一項に記載の光源装置と;
前記光源装置から射出された光を前記物体に向けて射出する照射光学系と;
を備える光照射装置。 - 請求項11に記載の光照射装置において、
前記物体は、感光物体であることを特徴とする光照射装置。 - リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、
前記リソグラフィ工程では、請求項12に記載の光照射装置を用いて前記感光物体を露光することを特徴とするデバイス製造方法。
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