KR102230464B1 - 광학 소자, 노광 장치, 및 물품의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

복수의 변곡점을 갖는 복잡한 변형을 보정하기에 유리한 광학 소자를 제공한다.
광학 소자(2)는 반사막이 설치된 광학면(21a), 및 광학면(21a)에 대하여 반대측의 비광학면(21b)을 갖는 미러(21)와, 비광학면(21b) 측에 설치되고, 미러(21)의 형상을 보정하기 위한 복수의 보정막(23)을 구비한다. 복수의 보정막(23)은 비광학면(21b) 측에 있어서 서로 상이한 복수의 영역으로 나뉘어서 설치되어 있다.

Description

광학 소자, 노광 장치, 및 물품의 제조 방법{OPTICAL ELEMENT, EXPOSURE APPARATUS, AND ARTICLE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 광학 소자, 노광 장치, 및 물품의 제조 방법에 관한 것이다.

반도체의 제조에 사용되는 투영 노광 장치에 있어서는, 노광 시의 온도 변화에 의한 수차의 열화에 대응하기 위해서, 광학계에 사용되고 있는 미러의 반사면 형상을 가변으로 하여, 수차를 보정하는 기술이 있다. 형상이 가변인 광학 소자는, 변형되기 쉽도록 두께가 얇게(예를 들어, 5mm 정도) 형성되는데, 그 얇음으로 인해 여러가지 요인에 의해 소자가 변형될 우려가 있다.

일반적으로, 미러의 변형을 보정하는 방법으로서, 미러의 반사면(즉, 광학면)에 대하여 반대측의 비광학면에 박막을 형성하고, 광학면측의 내부 응력을 비광학면의 내부 응력에 의해 상쇄함으로써 미러의 변형을 보정하는 방법이 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에 기재된 방법에서는, 막 두께 분포를 제어하기 위한 제어판을 사용하여 비광학면의 박막을 부위에 따라 임의의 두께로 성막하여 광학 소자의 변형을 보정한다.

일본 특허 공개 제2005-19485호 공보

그러나, 특허문헌 1의 막 두께 분포 제어판을 사용하는 방법에서는, 광학 소자의 변형이 구면 변형과 같은 저차원의 변형이라면 보정 가능하지만, 복수의 변곡점을 갖는 복잡한 변형을 보정하는 경우에는 불리하다.

본 발명은 예를 들어, 복수의 변곡점을 갖는 복잡한 변형을 보정하기에 유리한 광학 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 반사막이 설치된 광학면, 및 광학면에 대하여 반대측의 비광학면을 갖는 광학 소자 본체와, 비광학면측에 설치되고, 광학 소자 본체의 형상을 보정하기 위한 복수의 보정막을 구비한 광학 소자이며, 복수의 보정막은, 비광학면측에 있어서 서로 상이한 복수의 영역으로 나뉘어서 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 예를 들어, 복수의 변곡점을 갖는 복잡한 변형을 보정하는 점에서 유리한 광학 소자를 제공할 수 있다.

도 1은 제1 실시 형태에 따른 광학 소자의 구성을 도시하는 개략 단면도이다.
도 2는 가변 형상 광학 소자 유닛의 구성을 도시하는 개략 단면도이다.
도 3은 원판 유리에서의 박막에 의한 변형 상태를 도시하는 모식도이다.
도 4는 곡면이며, 두께에 분포가 있는 가변 형상 광학 소자에서의 박막에 의한 변형을 도시하는 모식도이다.
도 5는 보정막의 영역 생성을 위한 마스킹의 배치를 도시하는 단면도이다.
도 6은 비광학면의 보정막의 두께를 전체면 균일하게 한 경우의, 막의 내부 응력에 의한 미러의 변형 상태를 도시하는 개략 단면도이다.
도 7은 막응력에 의한 미러의 변형으로부터 마스킹의 배치를 구하기 위한 도면이다.
도 8은 마스킹의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 광학 소자의 제조 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 10은 제2 실시 형태에 따른 광학 소자의 구성을 도시하는 개략 단면도이다.
도 11은 제3 실시 형태에 따른 광학 소자의 구성을 도시하는 개략 단면도이다.
도 12는 제3 실시 형태의 변형예에 관한 광학 소자의 구성을 도시하는 개략 단면도이다.
도 13은 제4 실시 형태에 따른 노광 장치의 구성을 도시하는 개략도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 대하여 상세하게 설명한다. 이하의 실시 형태에서는 광학 소자의 일례로서 미러를 예로 하여 설명하지만, 미러를 다른 광학 소자(프리즘, 렌즈) 등으로 치환해도 그 효과는 마찬가지이다.

[제1 실시 형태]

도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 광학 소자(2)의 구성을 도시하는 개략 단면도이다. 광학 소자(2)는 광을 반사하는 광학면(21a), 및 광학면(21a)에 대하여 반대측의 비광학면(21b)을 갖는 미러(즉, 광학 소자 본체)(21)와, 비광학면(21b)에 설치되고, 미러(21)의 형상의 변형을 보정하기 위한 제1 막으로서의 보정막(23)을 구비한다. 보정막(23)은 후술하는 바와 같이, 복수의 막 영역(23-n)으로 구성된다. 또한, 광학 소자(2)는 광학면(21a)에, 광학 기능을 개선하는 제2 막으로서의 반사막(22)을 구비한다. 미러(21)는 예를 들어, 광학면의 형상을 가변으로 하는 가변 형상 광학 소자가 사용된다.

도 2는, 광학 소자(2)를 변형시키는 가변 형상 광학 소자 유닛(1)의 구성을 도시하는 개략 단면도이다. 광학 소자(2)는 미러(21)의 표면인 광학면에 반사막(22)이 성막되고, 미러(21)의 이면인 비광학면에 보정막(23)이 성막된다. 광학 소자(2)는 베이스(3)에 보유 지지 부재(31)를 통하여 설치되어 있다. 또한, 광학 소자(2)의 비광학면측인 이면에, 미러(21)를 변형 구동시키는 액추에이터(4)가 복수 배치된다. 미러(21)는 액추에이터(4)를 구동함으로써 원하는 형상으로 변형된다.

반도체 제조에 있어서의 레티클(마스크) 상의 패턴을 웨이퍼에 전사하는 포토리소그래피 공정에서는, 매우 미세한 패턴을 웨이퍼 상에 결상시키기 위하여 광학계의 수차 등의 영향이 문제가 된다. 포토리소그래피 공정을 행하는 반도체 노광 장치에서는, 광학계의 렌즈나 미러를 변형시키는 가변 형상 광학 소자를 사용함으로써 결상 특성을 개선할 수 있다.

일반적으로, 고정밀도의 형상 정밀도가 요구되는 광학 소자에 있어서는, 중력에 의한 변형이나 경통으로부터 받는 변형 등에 대응하기 위해서, 가능한 한 광학 소자의 두께를 두껍게 하여 강성이 높아지도록 설계한다.

이에 반해, 가변 형상 광학 소자의 경우에는, 도 2에 도시한 바와 같이, 일반적으로 얇게 변형되기 쉬운 광학 소자(2)에 복수의 액추에이터(4)를 배치하여, 광학 소자(2)를 변형시켜 광학 소자(2)의 형상을 제어하고 있다. 이와 같이, 가변 형상 광학 소자에서는, 광학 소자(2) 자체를 액추에이터(4)에 의해 변형시키기 때문에, 광학 소자(2)의 두께를 얇게 하여 강성을 낮게 하도록 설계한다. 광학 소자(2)는 강성을 낮게 함으로써 액추에이터(4)의 추력을 저감하여, 액추에이터(4)의 쓸데 없는 발열이나, 액추에이터(4)의 추력에 의한 다른 구조체의 변형과 같은 악영향을 저감한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 가변 형상 광학 소자를 사용한 미러(21)에는, 광학 특성을 개선하기 위해, 광학면(21a)에, 반사 방지막이나 반사막(22)과 같은 광학 박막이 설치된다. 광학 박막은 일반적으로 복수의 재료층을 포함하는 다층막이며, 미러(21)와는 열팽창률이 상이하다. 이 때문에, 온도 변화에 의해 미러(21)와 광학 박막이 바이메탈과 같은 변형을 나타낸다.

또한, 광학 박막을 증착이나 스퍼터 등의 성막 수단을 사용하여 미러(21)에 성막함으로써, 미러(21)와 광학 박막 간에 내부 응력이 발생하여, 광학 소자(2)를 변형시킨다.

반도체 노광 장치에서 사용되는 가변 형상 광학 소자는 매우 고도의 형상 정밀도가 요구된다. 이 때문에, 상기 광학 박막의 성막에 따른 변형이나, 광학 박막과 미러(21)의 온도 변화에 따른 변형은 광학 성능에 영향을 미친다.

성막에 따른 변형에 있어서는, 광학 박막의 성막에 의해 내부 응력을 저감하는 방법이 있다. 그러나, 내부 응력을 저감하기 위해서는, 광학적으로 이상적인 다층의 광학 박막의 구성을 내부 응력의 저감을 위해 변경할 필요가 있어, 이상적인 광학 박막보다도 광학 성능이 떨어지게 된다.

미러(21)와 광학 박막의 열팽창률차에 의한 변형에서는, 온도를 고도로 관리하는 방법이 있지만, 노광 장치에서는 고강도의 노광광이 미러(21)에 입사하기 때문에 온도의 관리는 어렵다.

기타의 수단으로서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 액추에이터(4)를 구동하여, 미러(21)의 변형을 보정하는 방법이 있다. 그러나, 광학 박막의 내부 응력에 의한 변형의 보정은, 오프셋 보정이 되기 때문에, 액추에이터(4)의 한정된 스트로크나 추력을 변형의 보정에 할애할 필요가 있다.

광학 박막의 내부 응력은 온도나 습도 등에 민감해서, 시간과 함께 변화한다. 이 때문에, 가변 형상 광학 소자에 광학 박막을 성막했을 때의 변형을 액추에이터(4)로 보정할 수는 있더라도, 그 후의 장치 운용 시 등의 추가적인 변형에 대해서는, 가변 형상 광학 소자의 형상을 계측할 필요가 있다. 가변 형상 광학 소자의 형상 계측은 비용 등 여러가지 제약이 있기 때문에, 형상 계측을 행하지 않고 액추에이터(4)를 오픈으로 구동하는 것이 바람직하다. 그러나 액추에이터(4)의 오픈 구동에서는, 광학 박막의 내부 응력의 변동이나, 열팽창에 의한 변형을 보정하는 것은 곤란하다.

예를 들어, 도 3에 도시하는 단순한 원판 유리(6)에 박막(25)을 성막한 광학 소자의 경우 내부 응력에 의한 변형은, 원판을 구형으로 구부리는 단순한 곡률 변화로 된다. 이 때문에, 막응력 변형은 광학 소자의 배치 조정에 의해 보정하거나, 도 2에 도시하는 액추에이터(4)에 의한 구동 보정하거나 하는 것이 가능하다.

이에 반해, 도 4에 도시한 바와 같이, 유효면이 곡률을 갖고 또한 두께가 일정하지 않은 가변 형상 광학 소자(24)에 있어서, 균일한 두께의 박막(25)을 형성하면, 박막(25)의 내부 응력·열팽창에 의한 변형은, 2차 이상의 보정하기 어려운 높은 차원의 변형을 나타낸다. 이것 때문에 광학 소자의 배치 조정으로는 수정할 수 없고, 또한, 가변 형상 광학 소자(24)를 변형시키는 액추에이터(4)의 구동으로는 분해능이 모자라게 되어버린다.

본 실시 형태에서는, 광학 소자의 비광학면에 형성하는 보정막의 분포 상태를 제어함으로써 상기 문제를 해결한다. 구체적으로는, 예를 들어 도 1에 도시하는 바와 같이, 가변 형상의 미러(21)의 비광학면(21b)에, 미러(21)의 중심으로부터 동심원상으로 복수의 영역으로 분할한 보정막(23)을 설치한다. 즉, 보정막(23)은 비광학면(21b)에 있어서 복수의 막 영역(23-1, 23-2, 23-3, ……23-n, ……)으로 나뉘어서 설치된다. 여기서, 임의의 막 영역(23-j)과 그것에 인접하는 막 영역(23-k)의 간격 d(j-k)는 막의 내부 응력 분포 등을 고려하여 임의의 폭으로 설정할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 막 영역(23-j 및 23-k)보다도 외측에 형성된 막 영역(23-x)과 그것에 인접하는 막 영역(23-y)의 간격 d(x-y)는 상기 간격 d(j-k)와 비교하여 크게 형성되어 있고, 양자의 간격은 상이한 것으로 되어 있다.

본 실시 형태에서는, 성막의 유무를 조정함으로써 내부 응력에 분포를 부여한다. 보정막(23)에 있어서, 임의의 막 영역(23-j)과 그것에 인접하는 막 영역(23-k) 사이는 막이 존재하지 않는 비막 영역(28)이 된다. 보정막(23)의 성막에서 이 비막 영역(28)을 형성하기 위해서는, 도 5의 (A)에 도시하는 마스킹(26)을 설치한다. 마스킹(26)에 의해 보정막(23)을 성막하면 도 5의 (B)에 도시한 바와 같은 비막 영역(28)을 형성할 수 있다. 마스킹(26)은 일반적인 마스킹 테이프나 막 부착을 방지하는 재료여도 된다. 단 마스킹(26)에 의한 성막 진공조의 고도 진공 환경을 화학 오염시킬 우려가 있기 때문에, 화학 오염이 적은 물질인 것이 바람직하다.

도 6은 비광학면의 보정막(23)의 두께를 전체면 균일로 한 경우의, 막의 내부 응력에 따른 미러(21)의 변형 상태를 도시하는 개략 단면도이다. 미러(21)의 두께가 외주를 따라서 얇아져 있기 때문에, 미러(21)와 막의 내부 응력에 의한 바이메탈 효과가 미러(21)의 두께에 따라 변화한다. 또한, 미러(21)가 곡면인 것에 의해 반경 방향의 위치에 따라 내부 응력에 따른 바이메탈 효과가 변화한다. 이 때문에, 미러(21)의 광학면 및 비광학면의 양면 전체에 균일한 막을 성막해도, 도 6에 도시한 바와 같은 비선형인 변형이 잔류한다.

그래서, 도 6의 변형에 기여하는 보정막(23)에 있어서, 변형을 보정하도록 내부 응력에 분포를 둠으로써 미러의 변형을 억제하는 것이 가능해진다.

도 7은, 막응력에 의한 미러(21)의 변형으로부터 마스킹의 배치를 구하기 위한 도면이다. 도 7의 (A)는 보정막(23)의 두께가 균일한 경우의 미러(21)의 변형 상태, 도 7의 (B)는 도 7의 (A)의 변형량, 도 7의 (C)는 도 7의 (B)의 변형을 보정하기 위한 내부 응력 분포를 부여하기 위한 마스킹(26)의 배치도이다.

보정막(23)에 발생하는 내부 응력은 반경에 상관없이 일정한데, 미러(21)가 곡면이며 두께가 불균일하기 때문에 미러(21)는 도 7의 (B)에 도시한 바와 같은 불균일한 변형을 나타낸다. 도 7의 (B)에 있어서의 K의 범위에서는, 보정막(23)보다도 반사막(22)의 영향이 크기 때문에, 미러(21)는 반사막측으로 볼록의 변형을 나타낸다. 한편 도 7의 (B)에 있어서의 L의 범위에서는, 반사막(22)보다도 보정막(23)의 영향이 크기 때문에, 미러(21)는 보정막측으로 볼록의 변형을 나타낸다. 즉, K의 범위에서는 보정막(23)의 내부 응력을 증가하고, L의 범위에서는 보정막(23)의 내부 응력을 저감할 수 있다면, 도 7의 (B)에 도시하는 미러(21)의 변형을 보정하는 것이 가능해진다.

K와 L의 각각의 영역에 대하여 보정막(23)의 내부 응력의 제어를 도 7의 (C)에 도시하는 마스킹(26)에 의해 행한다. 보정막(23)의 내부 응력을 낮추고자 하는 곳은 마스킹(26)의 반경 방향의 폭을 넓게, 보정막(23)의 내부 응력을 강화하고자 하는 곳은 마스킹(26)의 폭을 좁게 한다. 여기서, 복수의 영역으로 분단하지 않고 보정막(23)의 두께가 균일한 도 7의 (A)에서의 보정막(23)의 반경 방향의 Duty비가 100％인 것에 반해, 도 7의 (C)의 마스킹(26)에 의해 형성되는 보정막(23)의 Duty비는 50％ 정도가 된다. 이 때문에, 마스킹(26)에 의한 Duty비 저하에 기인한 비광학면측의 내부 응력의 합력의 저하를 보충하기 위해서, 보정막(23)의 두께를 증가시키는 것이 바람직하다. 보정막(23)의 Duty비를 50％로 하는 경우에는, 보정막(23)의 막 두께를 200％로 함으로써 보정막(23)의 내부 응력의 합력의 저하를 보상할 수 있다.

이어서, 마스킹(26)의 폭의 설정에 대하여 설명한다. 도 8은, 마스킹(26)의 배치를 설명하기 위한 도면이다. 도 8의 (A)는 설정된 마스킹(26)의 폭의 일례, 도 8의 (B)는 마스킹(26)을 제거한 후의 보정막(23)의 상태, 도 8의 (C)는 보정막(23)의 내부 응력 분포를 나타낸다.

도 8의 (C)에 도시하는 파선의 sin 곡선이 되는 내부 응력 분포를 부여하고자 하는 경우에는, 도 8의 (A)에 도시하는 마스킹(26) 폭과 그것에 인접하는 마스킹이 없는 곳의 폭의 비를 고려하여 설정한다. 임의의 마스킹(26)과 인접하는 마스킹이 없는 부위의 치수 합인 명암폭 D 및 이들의 치수 비율은, 원하는 내부 응력 분포의 공간 주파수(즉, 공간적인 주기를 갖는 구조에 있어서의 단위 길이에 포함되는 구조의 반복의 많은 정도)에 따라서 설정한다. 즉, 도 8의 (C)의 sin 곡선에서 횡축보다도 상측의 영역에서는, 미러(21)의 변형에 있어서 보정막(23)보다도 반사막(22)의 영향이 크기 때문에 반사막(22)측으로 볼록의 변형을 나타낸다. 이 때문에, 보정막(23)의 내부 응력을 증가시키기 위해, 도 8의 (A)의 명암폭 D에 있어서 마스킹(26)이 없는 부위의 폭을 크게 한다. 이에 의해, 도 8의 (B)에 도시하는 바와 같이, 보정막(23)끼리의 간격이 좁아져 보정막(23)이 밀하게 형성된 영역이 된다. 이에 반해, 도 8의 (C)의 sin 곡선에서 횡축보다도 하측의 영역에서는, 미러(21)의 변형에 있어서 보정막(23)보다도 반사막(22)의 영향이 작기 때문에 보정막(23)측에 볼록의 변형을 나타낸다. 이 때문에, 보정막(23)의 내부 응력을 감소시키기 위해, 도 8의 (A)의 명암폭 D'에 있어서 마스킹(26)이 없는 부위의 폭을 작게 한다. 이에 의해, 도 8의 (B)에 도시하는 바와 같이, 보정막(23)끼리의 간격이 넓어져 보정막(23)이 소하게 형성된 영역이 된다.

단, 높은 공간 주파수를 충족하기 위해서는 마스킹(26)의 배치 오차를 감안하여 설정하는 것이 바람직하다. 마스킹(26)의 배치 오차가 0.5mm라 하면, 그 배치 오차의 10배인 5mm를 명암폭으로 할 수 있다. 마스킹(26)의 배치 오차를 저감함으로써 명암폭을 좁게 하고, 공간 주파수를 높게 할 수 있다.

이어서, 본 실시 형태에 따른 광학 소자(2)의 제조 방법에 대하여 간단하게 설명한다. 도 9는, 광학 소자(2)의 제조 방법을 설명하는 흐름도이다. 먼저, 도 1에 도시하는 광학면(21a)의 성막 후의 형상을 특정한다(S11). 이어서, 비광학면(21b)의 보정막(23)의 분포에 대하여 보정막(23)의 두께를 고려하면서 결정한다(S12). 또한, 마스킹(26)을 사용하여 비광학면(21b)에 보정막(23)을 성막한다(S13). 마지막으로, 광학면(21a)의 형상을 검사한다(S14).

광학 소자(2)의 비광학면(21b)에, 보정막(23)이 복수의 영역으로 나뉘어서 설치되어 있음으로써 내부 응력을 효과적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 유효면이 곡률을 갖고, 또한, 직경 방향에 있어서 두께가 일정하지 않은 가변 형상 광학 소자 등에서는 높은 차원의 복수의 변곡점을 갖는 복잡한 변형이 발생할 수 있지만, 보정막(23)의 복수의 영역을 동심원상 영역으로 나눔으로써, 이러한 복잡한 변형을 보정할 수 있다. 따라서, 광학 소자(2)의 변형을 높은 공간 주파수로 보정할 수 있다. 또한, 동심원상 영역의 인접하는 막 영역(23-n)과 비막 영역(28)의 치수 비율을 광학 소자(2)의 반경 방향에 있어서 변화시킴으로써, 광학 소자(2)의 변형을 보다 높은 공간 주파수로 보정할 수 있다.

또한, 막 두께 분포 제어판 등을 사용하여 보정막을 증착이나 스퍼터링에 의해 성막하는 방법에서는, 성막 시에 있어서의 온도, 투입 에너지 등의 여러가지 조건을 고려하여 막 원료 물질의 광학 소자에의 퇴적 두께 등의 상태를 상세하게 예측 검토해야 한다. 따라서, 면밀한 조건 조정 작업이 필요하게 되어버린다. 이에 반해, 본 실시 형태에 의한 방법에서는, 성막 조건을 제어하는 것이 아니고, 마스킹(26)을 사용하여 막 영역(23-n)과 비막 영역(28)을 형성함으로써 보정막(23)의 막 폭의 분포를 제어한다. 이 때문에, 복잡한 조건 조정이 불필요하여 제조가 용이하다.

또한, 반도체 제조에 있어서의 레티클(마스크) 상의 패턴을 웨이퍼에 전사하는 포토리소그래피 공정을 행하는 노광 장치에 본 실시 형태에 따른 광학 소자(2)를 적용함으로써, 노광 시의 온도 변화나 습도 변화에 기인하는 수차의 열화를 억제하여 결상 특성을 개선할 수 있다.

[제2 실시 형태]

도 10은, 제2 실시 형태에 따른 광학 소자(2')의 구성을 도시하는 개략 단면도이다. 본 실시 형태에 있어서, 제1 실시 형태에 따른 광학 소자(2)와 동일 구성 요소는 동일 부호를 붙여서 설명을 생략한다.

본 실시 형태에 따른 광학 소자(2')는, 미러(21)의 비광학면(21b)에, 보정막(23)이 영역마다 원하는 두께로 설치된다. 두께를 변화시키기 위해서는, 예를 들어, 다층막을 사용한다. 도 10에 도시한 바와 같이, A 영역에서는, 보정막(23)은 보정막(23a, 23b, 23c)의 3층막으로 형성되고, B 영역에서는 보정막(23a, 23b)의 2층막으로 형성되고, C 영역에서는 보정막(23a)의 단층막으로 형성된다. 이렇게 보정막(23)을 영역마다 다른 막 두께로 하여, 면 내 방향뿐만 아니라 두께 방향으로도 보다 세밀한 내부 응력 분포를 미러(21)에 부여하는 것이 가능하다.

도 10에 도시하는 영역에 따라 두께가 다른 보정막(23)은 미러(21)의 비광학면(21b)에 소정의 패턴의 마스킹(26)을 실시하여 우선 제1층째로서의 보정막(23a)을 성막한다. 이어서, 제1층째와는 다른 패턴의 마스킹(26)을 실시하여 제2층째의 보정막(23b)을 성막하고, 또한, 제1층째 및 제2층째는 서로 다른 패턴의 마스킹(26)을 실시하여 제3층째의 보정막(23c)을 성막한다.

보정막(23a, 23b, 23c)은, 각각 상이한 재료로 성막할 수 있다. 단, 보정막(23) 중에서 가장 성막 면적이 큰 층인 보정막(23a)과 반사막(22)을 동일 재료로 하는 것이 열팽창률에 의한 영향을 상쇄할 수 있기 때문에, 바람직하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 광학 소자(2')에서는, 보정막(23)을 다층막으로 하고, 영역에 따라 다층의 보정막의 적산 두께를 변경함으로써, 더 세밀한 내부 응력 분포를 미러(21)에 부여하는 것이 가능하다.

[제3 실시 형태]

도 11은, 제3 실시 형태에 따른 광학 소자(2")의 구성을 도시하는 개략 단면도이다. 본 실시 형태에 있어서, 제1 실시 형태에 따른 광학 소자(2)와 동일 구성 요소는 동일 부호를 붙여서 설명을 생략한다.

본 실시 형태에 따른 광학 소자(2")에서는, 미러(21)의 비광학면(21b)과 보정막(23) 사이에, 비광학면(21b)과 보정막(23)의 밀착성을 개선하기 위한 밀착성 향상막(33)이 설치되어 있다.

밀착성 향상막(33)은 도 11에 도시한 바와 같이, 복수의 영역으로 분할하지 않고 연속적으로 하고, 또한 두께가 균일한 막으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 밀착성 향상막(33)은 어디까지나 밀착성을 개선하는 작용을 갖는 것이며, 보정막(23)과 같이 내부 응력 분포를 바꿀 목적으로 성막되는 것은 아니다.

도 12는, 제3 실시 형태의 변형예에 관한 광학 소자(2''')의 구성을 도시하는 개략 단면도이다. 본 실시 형태에 따른 광학 소자(2''')에서는, 보정막(23)의 전체면을 덮도록 보호막(35)이 설치되어 있다. 보호막(35)은 보정막(23) 및 미러(21)를 보호하는 관점에서, 막을 복수의 영역으로 분할하지 않고, 보정막(23) 및 미러(21)의 표면 전체에 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 보호막(35)은 어디까지나 보정막(23) 및 미러(21)를 보호할 목적으로 성막되는 것이며, 보정막(23)과 같이 내부 응력 분포를 바꿀 목적으로 성막되는 것은 아니다.

밀착성 향상막(33)이나 보호막(35)을 설치하는 경우의 마스킹(26)의 설계에 있어서는, 우선 미러(21), 반사막(22), 밀착성 향상막(33), 보호막(35), 그리고 마스킹(26)이 없는 균일한 보정막(23)과 같은 구성에서의 미러(21)의 변형을 구한다. 이어서, 이 변형을 보정하도록 마스킹(26)의 분포를 설계한다.

[제4 실시 형태]

도 13은, 제4 실시 형태에 따른 노광 장치(100)의 구성을 도시하는 개략도이다.

노광 장치(100)는 보유 지지 장치(110)와, 조명 광학계(120)와, 투영 광학계(130)와, 마스크를 보유 지지하여 이동 가능한 마스크 스테이지(140)와, 기판을 보유 지지하여 이동 가능한 기판 스테이지(150)를 포함한다. 기판의 노광 처리는 도시하지 않은 제어부가 각 부를 제어함으로써 실행된다. 또한, 도 13에서는, 연직 방향인 Z축에 수직한 평면 내에서 노광 시의 레티클 및 기판의 주사 방향으로 Y축을 취하고, Y축에 직교하는 비주사 방향으로 X축을 취하고 있다. 또한, 기판은, 예를 들어 유리제이며, 표면에 감광제(레지스트)가 도포되어 있는 피처리 기판이다. 또한, 레티클은, 예를 들어 유리제이며, 기판에 전사되어야할 패턴(미세한 요철 패턴)이 형성되어 있는 원판이다.

보유 지지 장치(110)는 도 2에 도시하는 가변 형상 광학 소자 유닛(1)과 동일하게 구성되어 있으므로, 동일 구성 요소는 동일 부호를 붙여서 설명을 생략한다. 보유 지지 장치(110)는 베이스(3)와, 광학 소자(2)를 지지하는 보유 지지 부재(31)와, 복수의 액추에이터(4)와, 검출부(114)를 포함한다. 복수의 액추에이터(4)는 도시하지 않은 제어부에 의해 제어된다. 광학 소자(2)의 중심을 포함하는 일부(이하, 중심부)가 보유 지지 부재(31)를 통하여 베이스(3)에 고정되어 있다.

복수의 액추에이터(4)는 광학 소자(2)와 베이스(3) 사이에 배치되고, 광학 소자(2)의 이면의 복수 개소에 각각 힘을 가한다.

복수의 액추에이터(4)의 각각은, 예를 들어, 서로 접촉하지 않는 가동자(4a)와 고정자(4b)를 포함하여, 광학 소자(2)의 이면의 각 개소에 힘을 가할 수 있다. 액추에이터(4)로서는, 예를 들어, 보이스 코일 모터나 리니어 모터 등이 사용될 수 있다. 액추에이터(4)로서 보이스 코일 모터를 사용하는 경우에는, 고정자(4b)로서의 코일이 베이스(3)에 고정되고, 가동자(4a)로서의 자석이 광학 소자(2)의 이면에 고정될 수 있다. 그리고, 각 액추에이터(4)는 코일에 전류가 공급됨으로써 코일과 자석 간에 로렌츠힘을 발생시켜, 광학 소자(2)의 각 개소에 힘을 가할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 가동자(4a)와 고정자(4b) 사이는, 0.1mm 정도의 간극이 있고, 양자는 접촉하고 있지 않다.

검출부(114)는 광학 소자(2)와 베이스(3) 간의 거리를 검출한다. 검출부(114)는 광학 소자(2)와 베이스(3) 간의 거리를 각각 검출하는 복수의 센서(예를 들어, 정전 용량 센서)를 포함할 수 있다. 이렇게 검출부(114)를 설치함으로써, 검출부(114)에 의한 검출 결과에 기초하여 복수의 액추에이터(4)의 피드백 제어를 행할 수 있어, 광학 소자(2)의 반사면을 목표 형상으로 고정밀도로 변형시킬 수 있다.

조명 광학계(120)에 포함되는 광원(도시하지 않음)으로부터 사출된 광은, 조명 광학계(120)에 포함되는 슬릿(도시하지 않음)에 의해, 예를 들어, X 방향으로 긴 원호상의 조명 영역을 마스크 상에 형성할 수 있다. 마스크 및 기판은, 마스크 스테이지(140) 및 기판 스테이지(150)에 의해 각각 보유 지지되어 있고, 투영 광학계(130)를 통하여 광학적으로 거의 공액인 위치(투영 광학계(130)의 물체면 및 상면의 위치)에 배치된다. 투영 광학계(130)는 소정의 투영 배율을 갖고, 마스크에 형성된 패턴을 기판에 투영한다. 그리고, 마스크 스테이지(140) 및 기판 스테이지(150)를 투영 광학계(130)의 물체면과 평행한 방향(예를 들어 Y 방향)으로, 투영 광학계(130)의 투영 배율에 따른 속도비로 상대적으로 이동시킨다. 이에 의해, 슬릿광을 기판 상에서 주사하는 주사 노광을 행하여, 마스크에 형성된 패턴을 기판에 전사할 수 있다.

투영 광학계(130)는 평면 미러(131 및 133)와, 볼록면 미러(132)와, 광학 소자(2)를 보유 지지하는 경통에 의해 구성된다. 조명 광학계(120)로부터 사출하고, 마스크를 투과한 노광광은, 평면 미러(131)에 의해 광로가 절곡되어, 광학 소자(2)의 반사면의 상부에 입사한다. 광학 소자(2)의 상부에서 반사한 노광광은, 볼록면 미러(132)에서 반사되어, 광학 소자(2)의 반사면 하부에 입사된다. 광학 소자(2)의 하부에서 반사된 노광광은, 평면 미러(133)에 의해 광로가 절곡되어, 기판 상에 결상된다. 이렇게 구성된 투영 광학계(130)에서는, 볼록면 미러(132)의 표면이 광학적인 퓨필이 된다.

(물품의 제조 방법에 관한 실시 형태)

본 실시 형태에 따른 물품의 제조 방법은, 예를 들어, 반도체 디바이스 등의 마이크로디바이스나 미세 구조를 갖는 소자 등의 물품을 제조하기에 적합하다. 본 실시 형태의 물품 제조 방법은, 기판에 도포된 감광제에 상기 노광 장치를 사용하여 잠상 패턴을 형성하는 공정(기판을 노광하는 공정)과, 이러한 공정에서 잠상 패턴이 형성된 기판을 현상하는 공정을 포함한다. 또한, 이러한 제조 방법은, 다른 주지의 공정(산화, 성막, 증착, 도핑, 평탄화, 에칭, 레지스트 박리, 다이싱, 본딩, 패키징 등)을 포함한다. 본 실시 형태의 물품 제조 방법은, 종래의 방법에 비하여, 물품의 성능·품질·생산성·생산 비용 중 적어도 하나에 있어서 유리하다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이들 실시 형태에 한정되지 않고, 그 요지의 범위 내에서 다양한 변형 및 변경이 가능하다.

예를 들어, 상기 각 실시 형태에서는, 광학막의 성막에 의한 내부 응력에 기인하는 광학 소자 변형의 보정에 대하여 설명했지만, 이 보정을, 광학 소자와 광학막 간의 열팽창률차에 기인하는 광학 소자 변형에 대응하는 것도 가능하다. 광학 소자와 광학막 간의 열팽창률차에 기인하는 광학 소자 변형의 경우에는, 상기 각 실시 형태에 있어서의 변형을 어떤 온도차에서의 변형과 치환함으로써 대응할 수 있다.

1: 가변 형상 광학 소자 유닛
2: 광학 소자
3: 베이스
4: 액추에이터
6: 원판 유리
21: 미러
21a: 광학면
21b: 비광학면
22: 반사막
23: 보정막
23-n: 막 영역
24: 가변 형상 광학 소자
25: 박막
26: 마스킹
28: 비막 영역
31: 보유 지지 부재
33: 밀착성 향상막
35: 보호막

Claims (8)

1. 반사막이 설치된 광학면, 및 상기 광학면에 대하여 반대측의 비광학면을 갖는 광학 소자 본체와,
   상기 비광학면측에 설치되고, 상기 광학 소자 본체의 형상을 보정하기 위한 복수개의 보정막을 구비한 광학 소자이며,
   상기 복수개의 보정막은, 상기 비광학면측에 있어서, 보정막이 설치되어 있지 않은 영역을 사이에 두고 설치되어 있고,
   상기 광학 소자 본체의 외측에 설치되며 서로 이웃하는 제1 보정막과 제2 보정막의 간격과, 상기 제1 보정막 및 상기 제2 보정막보다 내측에 설치되며 서로 이웃하는 제3 보정막과 제4 보정막의 간격이, 상이한 것을 특징으로 하는 광학 소자.
2. 제1항에 있어서, 상기 광학 소자 본체는, 곡률을 갖고 또한 직경 방향의 두께가 일정하지 않은 원판의 형상을 갖고 있으며, 상기 복수개의 보정막은, 상기 광학 소자 본체의 중심으로부터 동심원상으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 소자.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 보정막과 상기 제2 보정막의 간격은, 상기 제3 보정막과 상기 제4 보정막의 간격보다도 큰 것을 특징으로 하는 광학 소자.
4. 제1항에 있어서, 상기 보정막은 다층막인 것을 특징으로 하는 광학 소자.
5. 제4항에 있어서, 상기 다층막 중 하나 이상의 막과 상기 반사막이 동일 재료인 것을 특징으로 하는 광학 소자.
6. 제1항에 있어서, 상기 광학 소자 본체의 상기 비광학면과 상기 보정막 사이에, 상기 비광학면과 상기 보정막을 밀착시키는 막이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 소자.
7. 기판을 노광하는 노광 장치이며,
   반사막이 설치된 광학면, 및 상기 광학면에 대하여 반대측의 비광학면을 갖는 광학 소자 본체와, 상기 비광학면측에 설치되고 상기 광학 소자 본체의 형상을 보정하기 위한 복수개의 보정막을 구비한 광학 소자이며, 상기 복수개의 보정막은, 상기 비광학면측에 있어서, 보정막이 설치되어 있지 않은 영역을 사이에 두고 설치되어 있는 광학 소자와,
   상기 광학 소자를 보유 지지하는 보유 지지 장치
   를 포함하는 투영 광학계를 포함하고,
   상기 투영 광학계를 통하여 상기 기판을 노광하고,
   상기 광학 소자 본체의 외측에 설치되며 서로 이웃하는 제1 보정막과 제2 보정막의 간격과, 상기 제1 보정막 및 상기 제2 보정막보다 내측에 설치되며 서로 이웃하는 제3 보정막과 제4 보정막의 간격이, 상이한 것을 특징으로 하는 노광 장치.
8. 노광 장치를 사용하여 기판을 노광하는 공정과,
   상기 공정에서 노광된 상기 기판을 현상하는 공정
   을 갖고,
   상기 노광 장치는,
   반사막이 설치된 광학면, 및 상기 광학면에 대하여 반대측의 비광학면을 갖는 광학 소자 본체와, 상기 비광학면측에 설치되고 상기 광학 소자 본체의 형상을 보정하기 위한 복수개의 보정막을 구비한 광학 소자이며, 상기 복수개의 보정막은, 상기 비광학면측에 있어서, 보정막이 설치되어 있지 않은 영역을 사이에 두고 설치되어 있는 광학 소자와,
   상기 광학 소자를 보유 지지하는 보유 지지 장치
   를 포함하는 투영 광학계를 포함하고,
   상기 투영 광학계를 통하여 상기 기판을 노광하고,
   상기 광학 소자 본체의 외측에 설치되며 서로 이웃하는 제1 보정막과 제2 보정막의 간격과, 상기 제1 보정막 및 상기 제2 보정막보다 내측에 설치되며 서로 이웃하는 제3 보정막과 제4 보정막의 간격이, 상이한 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.

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