KR20210000667A - Exposure apparatus, exposure method, and method of manufacturing article - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 노광 장치, 노광 방법 및 물품 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to an exposure apparatus, an exposure method, and an article manufacturing method.
반도체 디바이스 등의 물품의 제조에 있어서, 원판(레티클 또는 마스크)을 조명 광학계로 조명하고, 투영 광학계를 통해 원판 패턴을 기판에 투영해 기판을 노광하는 노광 장치가 사용된다. 투영 광학계의 결상특성은, 노광 광의 조사 동작에 따라 변동하므로, 노광 장치에서는, 광학소자의 자세 및 위치의 제어에 의해 결상특성이 보정될 수 있다. 광학소자의 자세 및 위치의 제어에 의해 보정이 가능한 수차성분은 한정되어 있고, 비점수차등의 비회전 대칭 결상특성은 보정할 수 없다. 일본특허 제5266641호 공보에는, 투영 광학계의 동공면 근방에 배치되는 광학부재의 온도를 조정하는 조정 기구에 의해 해당 광학부재의 온도분포를 변경함으로써, 해당 투영 광학계의 광학특성을 조정하는 것이 기재되어 있다. In the manufacture of articles such as semiconductor devices, an exposure apparatus is used in which an original plate (reticle or mask) is illuminated with an illumination optical system, and the original plate pattern is projected onto a substrate through a projection optical system to expose the substrate. Since the imaging characteristic of the projection optical system varies according to the irradiation operation of exposure light, in the exposure apparatus, the imaging characteristic can be corrected by controlling the attitude and position of the optical element. Aberration components that can be corrected by controlling the posture and position of an optical element are limited, and non-rotationally symmetric imaging characteristics such as astigmatism cannot be corrected. Japanese Patent No. 5266641 discloses adjusting the optical characteristics of the projection optical system by changing the temperature distribution of the optical member with an adjustment mechanism for adjusting the temperature of the optical member disposed near the pupil plane of the projection optical system. have.
일본특허 제5266641호 공보에는, 노광 동작이 실시되는 기간 동안에 조정 기구에 의해 투영 광학계의 결상특성을 조정하는 것이 기재되어 있는 것에 지나지 않고, 노광 동작이 실시되지 않는 기간에 조정 기구에 의해 결상특성의 조정을 행하는 것은 기재되지 않고 있다. 노광 동작이 실시되지 않는 기간에 있어서 조정 기구에 의한 조정을 정지하면, 노광 동작을 재개했을 때에 큰 보정잔차가 발생할 가능성이 있다. 이것은, 노광 동작의 종료후의 결상특성의 시간적인 변화와 조정 기구에 의한 조정의 종료후의 결상특성의 시간적인 변화가 다르기 때문이다. Japanese Patent No.5266641 discloses that the imaging characteristic of the projection optical system is adjusted by the adjustment mechanism during the period in which the exposure operation is performed, and the imaging characteristic is adjusted by the adjustment mechanism during the period in which the exposure operation is not performed. Adjustment is not described. If the adjustment by the adjustment mechanism is stopped during the period in which the exposure operation is not performed, there is a possibility that a large correction residual may occur when the exposure operation is resumed. This is because the temporal change of the imaging characteristic after the end of the exposure operation and the temporal change of the imaging characteristic after the adjustment by the adjustment mechanism are different are different.
본 발명은, 노광 동작을 정지한 후에 노광 동작을 재개했을 경우에도 투영 광학계의 수차를 높은 정밀도로 보정하는데 유리한 기술을 제공한다. The present invention provides an advantageous technique for correcting aberration of the projection optical system with high precision even when the exposure operation is resumed after the exposure operation is stopped.
본 발명의 제1 측면은, 투영 광학계를 통해 기판을 노광하는 노광 동작을 행하는 노광 장치를 제공한다. 상기 노광 장치는, 상기 투영 광학계의 광학소자의 온도분포를 제어하는 제1온도제어부; 및 상기 투영 광학계의 광학소자의 온도분포를 제어하는 제2온도제어부를 구비한다. 상기 노광 동작이 실시되는 제1기간에 있어서, 상기 노광 동작이 실시되는 것에 의한 상기 투영 광학계의 수차의 변화가 감소되도록 상기 제1온도제어부와 상기 제2온도제어부 중 적어도 한쪽이 동작하고, 상기 제1기간에 이어지는, 상기 노광 동작이 실시되지 않는 제2기간에 있어서, 상기 노광 동작이 실시되지 않는 것에 의한 상기 수차의 변화가 감소되도록 상기 제1온도제어부와 상기 제2온도제어부 중 적어도 한쪽이 동작한다. A first aspect of the present invention provides an exposure apparatus that performs an exposure operation of exposing a substrate through a projection optical system. The exposure apparatus includes: a first temperature control unit for controlling a temperature distribution of an optical element of the projection optical system; And a second temperature control unit controlling a temperature distribution of the optical elements of the projection optical system. In the first period in which the exposure operation is performed, at least one of the first temperature control unit and the second temperature control unit operates so that a change in aberration of the projection optical system due to the exposure operation is reduced, and the first At least one of the first temperature control unit and the second temperature control unit is operated so that the change in the aberration due to not performing the exposure operation is reduced in a second period in which the exposure operation is not performed, following the first period. do.
본 발명의 제2 측면은 투영 광학계를 통해 기판을 노광하는 노광 동작을 행하는 노광 방법을 제공하고, 이 노광 방법은, 상기 노광 동작이 실시되는 제1기간에 있어서, 상기 노광 동작이 실시되는 것에 의한 상기 투영 광학계의 수차의 변화가 감소되도록, 제1온도제어부와 제2온도제어부의 적어도 한쪽을 사용하여서 상기 투영 광학계의 광학소자의 온도분포를 제어하는 제1공정을 행하는 단계; 및 상기 제1기간에 이어지는, 상기 노광 동작이 실시되지 않는 제2기간에 있어서, 상기 노광 동작이 실시되지 않는 것에 의한 상기 투영 광학계의 수차의 변화가 감소되도록, 상기 제1온도제어부와 상기 제2온도제어부의 적어도 한쪽을 사용하여서 상기 투영 광학계의 광학소자의 온도분포를 제어하는 제2공정을 행하는 단계를 포함한다. A second aspect of the present invention provides an exposure method for performing an exposure operation of exposing a substrate through a projection optical system, wherein the exposure method is performed by performing the exposure operation in a first period in which the exposure operation is performed. Performing a first step of controlling a temperature distribution of an optical element of the projection optical system using at least one of a first temperature control unit and a second temperature control unit so that a change in aberration of the projection optical system is reduced; And in a second period in which the exposure operation is not performed, following the first period, the first temperature control unit and the second temperature control unit and the second temperature control unit so that a change in aberration of the projection optical system due to not performing the exposure operation is reduced. And performing a second step of controlling the temperature distribution of the optical element of the projection optical system by using at least one of the temperature control unit.
본 발명의 제3 측면은 물품 제조방법을 제공하고, 이 방법은, 본 발명의 제1 측면 또는 제2 측면에 기재된 것과 같은 노광 장치에 의해 기판을 노광하는 공정; 상기 노광하는 공정에서 노광된 상기 기판을 현상하는 공정; 및 상기 현상하는 공정에서 현상된 상기 기판을 처리하는 공정을 포함하여, 상기 처리하는 공정에서 처리된 상기 기판으로부터 물품을 얻는다. A third aspect of the present invention provides a method for manufacturing an article, the method comprising: a step of exposing a substrate with an exposure apparatus as described in the first aspect or the second aspect of the present invention; Developing the substrate exposed in the exposure process; And processing the substrate developed in the developing process, and obtaining an article from the substrate processed in the processing process.
본 발명의 추가의 특징들은, 첨부도면을 참조하여 이하의 실시 형태들의 설명으로부터 명백해질 것이다. Further features of the present invention will become apparent from the description of the following embodiments with reference to the accompanying drawings.
도1은 제1실시 형태에 따른 노광 장치의 구성을 모식적으로 도시한 도면이고,
도2a 및 2b는 제1실시 형태에 따른 노광 장치에 있어서의 광학소자 및 온도조정부의 구성 예를 도시한 도면이고,
도3a 및 3b는 온도조정부에 의해 가열된 렌즈의 온도분포를 예시하는 도이고,
도4는 주사 노광 장치의 투영 광학계의 렌즈를 통과하는 광빔의 분포를 예시하는 도이고,
도5는 비점수차의 변화의 시간적 특성을 예시하는 그래프이고,
도6a 및 6b는 제1실시 형태에 따른 노광 장치에 있어서의 투영 광학계의 수차의 보정을 예시하는 그래프이고,
도7a 및 7b는 제1실시 형태에 따른 노광 장치에 있어서의 투영 광학계의 수차의 보정의 일례를 도시한 도면이고,
도8a 및 8b는 제2실시 형태에 따른 노광 장치에 있어서의 투영 광학계의 수차의 보정을 예시하는 그래프이고,
도9a 및 9b는 제3실시 형태에 따른 노광 장치에 있어서의 투영 광학계의 수차의 보정을 예시하는 그래프이고.
도10은 제3실시 형태에 따른 노광 장치에 있어서의 비점수차이외의 수차성분을 예시하는 그래프이고,
도11은 제4실시 형태에 따른 가열소자의 구성 및 배치를 예시하는 도다.1 is a diagram schematically showing a configuration of an exposure apparatus according to a first embodiment,
2A and 2B are diagrams showing examples of configurations of an optical element and a temperature adjusting unit in the exposure apparatus according to the first embodiment.
3A and 3B are diagrams illustrating the temperature distribution of a lens heated by a temperature controller,
4 is a diagram illustrating the distribution of light beams passing through a lens of a projection optical system of a scanning exposure apparatus,
5 is a graph illustrating the temporal characteristics of a change in astigmatism,
6A and 6B are graphs illustrating correction of aberrations of the projection optical system in the exposure apparatus according to the first embodiment,
7A and 7B are diagrams showing an example of correction of aberration of the projection optical system in the exposure apparatus according to the first embodiment.
8A and 8B are graphs illustrating correction of aberrations of the projection optical system in the exposure apparatus according to the second embodiment,
9A and 9B are graphs illustrating correction of aberrations of the projection optical system in the exposure apparatus according to the third embodiment.
10 is a graph exemplifying aberration components other than astigmatism in the exposure apparatus according to the third embodiment;
11 is a diagram illustrating a configuration and arrangement of a heating element according to a fourth embodiment.
이하, 첨부 도면을 참조해서 실시 형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태는 청구된 발명의 범위에 한정하려는 것이 아니다. 실시 형태에는 복수의 특징이 기재되어 있지만, 이러한 복수의 특징들 모두를 필요로 하는 발명에 한정하는 것이 아니고, 복수의 이러한 특징은 적절히 조합되어도 된다. 더욱, 첨부 도면에 있어서는, 동일 또는 유사한 구성에 동일한 참조 번호를 부여하고, 그의 중복된 설명은 생략한다. Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the following embodiments are not intended to be limited to the scope of the claimed invention. Although a plurality of features are described in the embodiment, the plurality of features are not limited to the invention requiring all of these features, and a plurality of such features may be appropriately combined. Further, in the accompanying drawings, the same reference numerals are assigned to the same or similar configurations, and redundant descriptions thereof are omitted.
도1에는, 제1실시 형태에 따른 노광 장치ＥＸＰ의 구성이 모식적으로 도시되어 있다. 노광 장치ＥＸＰ은, 개략적으로는, 투영 광학계 107을 통해 기판 110을 노광하는 노광 동작을 행한다. 명세서 및 도면에서는, 도1에, 기판 110이 배치되는 면과 평행한 면을 ＸＹ평면으로 하는 ＸＹＺ좌표계에 근거하여 방향을 나타낸다. 노광 장치ＥＸＰ은, 광원 102, 조명 광학계 104, 투영 광학계 107 및 제어부 100을 구비하고 있다. 노광 동작에 있어서, 조명 광학계 104는, 광원 102로부터의 광(노광 광)으로 원판 106을 조명하고, 투영 광학계 107에 의해 원판 106의 패턴을 기판 110에 투영하고, 이에 따라 기판 110을 노광한다. 노광 장치ＥＸＰ은, 원판 106 및 기판 110을 정지시킨 상태로 기판 110을 노광하는 노광 장치로서 구성되어도 좋고, 원판 106 및 기판 110을 주사하면서 기판 110을 노광하는 노광 장치로서 구성되어도 좋다. 일반적으로, 기판 110은, 복수의 숏 영역을 포함하고, 각 숏 영역에 대하여 노광 동작이 행해진다.
In Fig. 1, the configuration of an exposure apparatus EVP according to the first embodiment is schematically shown. The exposure apparatus EV schematically performs an exposure operation of exposing the
광원 102는, 예를 들면, 엑시머 레이저를 포함할 수 있지만, 다른 발광 디바이스를 포함해도 좋다. 해당 엑시머 레이저는, 예를 들면, 파장이 248ｎｍ 또는 193ｎｍ의 파장의 광을 발생할 수 있지만, 다른 파장의 광도 발생할 수 있다. 투영 광학계 107은, 광학소자 109과, 광학소자 109의 온도분포를 제어하는 온도조정부 108을, 포함할 수 있다. 온도조정부 108은, 광학소자 109에 열 에너지를 인가하는 것에 의해 광학소자 109의 굴절률 분포및/또는 면형상을 변화시킴으로써, 투영 광학계 107의 광학특성의 변화를 감소시킬 수 있다. 온도조정부 108이 광학소자 109에 인가한 열 에너지는, 정 및 부의 에너지를 포함할 수 있다. 광학소자 109에 대하여 정의 에너지를 인가하는 것은, 광학소자 109를 가열하는 것을 의미하고, 광학소자 109에 대하여 부의 에너지를 인가하는 것은, 광학소자 109를 냉각하는 것을 의미한다.
The
온도조정부 108은, 광학소자 109와 밀착하도록 배치되어도 좋고, 이 경우, 온도조정부 108과 광학소자 109와의 사이의 열 에너지의 전달이 효율적이다. 혹은, 온도조정부 108은, 광학소자 109로부터 이격되어서 배치되어도 좋고, 이 구성은, 온도조정부 108에 의해 광학소자 109에 기계적인 힘이 인가되지 않는 점과, 온도조정부 108이 긁힘 등에 의해 광학소자 109를 손상시키지 않는 점에서 유리하다.
The temperature adjusting
온도조정부 108은, 온도조정부 108이 기판 110에 대한 광의 조사를 방해하지 않도록, 광학소자 109의 유효지름(광로)의 외측에 배치되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 온도조정부 108은, 광학소자 109로서의 렌즈의 외부 가장자리부, 해당 렌즈의 표면 또는 이면에 배치될 수 있다. 혹은, 온도조정부 108은, 투영 광학계 107의 광학성능에 영향을 주지 않는 범위에서, 유효지름의 안쪽에 배치되어도 좋다. 이러한 배치의 예로서는, 예를 들면, 가는 전열선을 광학소자의 유효지름내에 배치하여도 좋거나, 높은 광투과율을 가지는 열전도 소자를 광학소자의 유효지름내에 배치하여도 된다.
The
광학소자 109의 외주에 온도조정부 108을 배치할 경우, 광학소자 109는, 투영 광학계 107의 동공면 또는 그 근방에 배치되는 것이 바람직하지만, 온도조정부 108은, 투영 광학계 107의 동공면으로부터 이격되어서 배치되어도 좋다. 온도조정부 108은, 투영 광학계 107의 광학소자 109의 온도분포를 제어하는 제1온도제어부와, 투영 광학계 107의 광학소자 109의 온도분포를 제어하는 제2온도제어부를, 포함하는 복수의 온도제어부를 포함할 수 있다. 제1온도제어부는, 노광 동작이 실시되는 제1기간에 있어서, 노광 동작이 실시되는 것에 의한 투영 광학계 107의 광학특성의 변화가 감소되도록 동작할 수 있다. 제2온도제어부는, 제1기간에 이어지는, 노광 동작이 실시되지 않는 제2기간에 있어서, 노광 동작이 실시되지 않는 것에 의한 투영 광학계 107의 광학특성 변화가 감소되도록 동작할 수 있다. 혹은, 노광 동작이 실시되는 제1기간에 있어서, 노광 동작이 실시되는 것에 의한 투영 광학계 107의 광학특성의 변화가 감소되도록 제1온도제어부와 제2온도제어부 중 적어도 한쪽이 동작할 수 있다. 또한, 제1기간에 이어지는, 노광 동작이 실시되지 않는 제2기간에 있어서, 노광 동작이 실시되지 않는 것에 의한 투영 광학계 107의 광학특성 변화가 감소되도록 제1온도제어부와 제2온도제어부 중 적어도 한쪽이 동작할 수 있다. 복수의 온도제어부(제1온도제어부, 제2온도제어부)는, 광학소자 109에 인가된 열 에너지의 양 및 그 인가의 계속 시간이 온도제어부마다 개별적으로 제어되고, 이에 따라 광학소자 109의 온도분포를 제어할 수 있다. 복수의 온도제어부(제1온도제어부, 제2온도제어부)는, 제어부 100에 의해 제어될 수 있다. 제1온도제어부에 의해 온도분포가 제어되는 광학소자 109와 제2온도제어부에 의해 온도분포가 제어되는 광학소자 109와는, 동일해도 좋거나 서로 달라도 좋다.
When arranging the
온도조정부 108은, 노광 동작을 실시하는 기간 및 노광 동작을 실시하지 않는 기간에 있어서, 시간이 지남에 따라 변화되는 투영 광학계 107의 광학특성에 동기시켜서 광학소자 109에 인가된 열 에너지를 변화시킬 수 있다. 이 경우에, 온도조정부 108의 제어 동작을 위해 필요한 정보는, 투영 광학계 107의 상면(imaging plane)(기판 110이 배치되는 면)의 투영 광학계 107의 광학특성을 측정하여서 얻어진 결과에 근거하여 생성될 수 있다. 혹은, 온도조정부 108의 제어 동작을 위해 필요한 정보는, 측정동작 등에 의해 미리 결정되어도 좋다. 온도조정부 108이 광학소자 109에 인가하는 열 에너지의 제어는, 예를 들면, 온도조정부 108이 전열선을 포함할 경우, 전열선에 인가된 전류값의 제어에 의해 실현될 수 있다. 혹은, 온도조정부 108이 광학소자 109에 인가하는 열 에너지의 제어는, 예를 들면, 광학소자 109와 온도조정부 108과의 물리적인 거리 또는 열적인 거리에 의해 실현되어도 좋다.
The
제어부 100은, 광원 102, 조명 광학계 104, 투영 광학계 107 및 온도조정부 108을 제어할 수 있다. 보다 구체적으로는, 제어부 100은, 노광 동작을 제어할 뿐만 아니라, 제1기간 및 제2기간에 있어서 온도조정부 108도 제어하도록 구성될 수 있다. 제어부 100은, 예를 들면, ＦＰＧＡ(Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ의 생략.) 등의 ＰＬＤ(Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ의 생략.), 또는, ＡＳＩＣ(Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ의 생략.), 또는, 프로그램이 삽입된 범용 또는 전용의 컴퓨터, 또는, 이것들의 전부 또는 일부의 조합에 의해 구성될 수 있다.
The
도2a 및 2b에는, 제1실시 형태에 따른 노광 장치ＥＸＰ에 있어서의 광학소자 109 및 온도조정부 108의 구성 예가 각각 도시되어 있다. 광학소자 109는, 렌즈 201을 포함할 수 있다. 온도조정부 108은, 가열소자 204a, 204b로 구성된 제1온도제어부 204와, 가열소자 203a, 203b로 구성된 제2온도제어부 203을, 포함할 수 있다. 가열소자 204a, 204b, 203a, 203b은, 각각 렌즈 201의 원주의 1/4의 원호에 상당하는 원호형상을 가질 수 있다. 가열소자 204a, 204b, 203a, 203b 각각은, 전열선을 포함하는 플렉시블 케이블로 구성되고, 해당 전열선에 전류가 인가될 때 열을 발생하고, 렌즈 201에 온도분포를 형성할 수 있다.
2A and 2B, configuration examples of the
가열소자 204a, 204b, 203a, 203b 각각은, 예를 들면, 렌즈 201의 평면부로부터 10∼100μm 이격되어서 배치될 수 있다. 가열소자 204a, 204b, 203a, 203b 각각이 발생한 열은, 가열소자 204a, 204b, 203a, 203b와 렌즈 201과의 사이의 매체 205를 경유해서 렌즈 201에 전달될 수 있다. 매체 205는, 예를 들면, 공기 또는 질소등의 기체일 수 있다. 가열소자 204a, 204b, 203a, 203b는, 매체 205를 통해서 렌즈 201과 직접 대향할 필요는 없다. 가열소자 204a, 204b, 203a, 203b는, 예를 들면, 높은 열전도성을 가지는 금속요소로 전열선을 사이에 두는 구조를 가져도 좋다.
Each of the
도2b의 예에서는, 가열소자 204a, 204b, 203a, 203b가 렌즈 201의 평면부 위(조명 광학계 104의 측)에 배치되어 있다. 그렇지만, 가열소자 204a, 204b, 203a, 203b는, 렌즈 201 아래(기판 110의 측) 또는 렌즈 201의 외부 가장자리부에 배치되어도 좋다. 렌즈 201은, 가열소자 204a, 204b, 203a, 203b에 의해 가열되는 피가열면 206을 가질 수 있다. 피가열면 206은, 평면 또는 곡면이여도 좋다. 피가열면 206은, 예를 들면, 거칠어진 면(불투명 글래스형의 면)일 수 있다.
In the example of Fig. 2B, the
도3a에는, 제1온도제어부 204에 의해 가열된 렌즈 201의 온도분포가 예시되어 있다. 이때, 기판 110의 표면에 있어서, 비점수차가 정의 방향으로 발생한다. 도3b에는, 제2온도제어부 203에 의해 가열된 렌즈 201의 온도분포가 예시되어 있다. 도3b의 온도분포는, 도3a의 온도분포에 대하여 역위상을 갖는 온도분포다. 도3b의 온도분포는, 기판 110의 표면에 있어서, 비점수차가 부의 방향으로 발생한다. 이렇게, 제1온도제어부 204 및 제2온도제어부 203에 의한 렌즈 201의 가열에 의해, 정 및 부의 비점수차를 발생시킬 수 있다. 이러한 종류의 구성은, 펠티에 소자와 같은 소자를 사용해서 가열과 냉각과의 조합에 의해 정 및 부의 비점수차를 발생하는 구성과 비교하면, 온도조정부 108의 구성을 단순화할 수 있는 점에서 유리하다.
In Fig. 3A, the temperature distribution of the
여기에서, X방향으로 긴 슬릿형의 광빔(노광 광)에 대하여 원판 106 및 기판 110을 주사하는 주사 노광 장치에 노광 장치ＥＸＰ을 적용했을 경우, 노광 동작시에 투영 광학계 107을 통과하는 광빔의 강도분포는, 도4의 사선부 401에 도시된 것일 수 있다. 이 경우, 광빔의 흡수에 의해 발생된 렌즈 201(광학소자109)의 온도분포는, X방향과 Y방향으로 서로 다르다. 이것이 투영 광학계 107의 큰 양의 비점수차를 발생시키는 원인이 될 수 있다. 따라서, 이러한 양의 비점수차가 감소되도록, 제1온도제어부 204에 의해 렌즈 201에 온도분포가 적용될 수 있다. 제1온도제어부 204가 발생시키는 투영 광학계 107의 비점수차와 렌즈 201이 광빔을 흡수할 때 발생하는 투영 광학계 107의 비점수차는, 부호가 반대다. 그러므로, 렌즈 201이 광빔을 흡수함으로써 발생하는 투영 광학계 107의 비점수차는, 제1온도제어부 204가 발생시키는 투영 광학계 107의 비점수차에 의해 감소될 수 있다. 또한, 이하에서는, 특별히 언급하지 않는 한, "비점수차"란, 투영 광학계 107의 비점수차를 의미한다.
Here, when the exposure apparatus EV is applied to the scanning exposure apparatus that scans the original 106 and the
제1온도제어부 204에 의해 발생시키는 비점수차의 변화(시간적인 변화 특성)가, 렌즈 201이 광빔을 흡수 함으로써 발생하는 비점수차의 변화(시간적인 변화 특성)와 상이할 수도 있다. 이 경우, 제1온도제어부 204의 전열선에 공급된 전류를 제어함으로써 제1온도제어부 204에 의한 비점수차의 변화를 제어하여, 렌즈 201이 광빔을 흡수 함으로써 발생하는 비점수차를 보다 높은 정밀도로 상쇄할 수 있다.
A change in astigmatism (temporal change characteristic) generated by the first
도5에는, 비점수차의 변화의 시간적 특성이 예시되어 있다. 도5에 있어서, "노광시"는, 노광 동작을 포함하는 제1기간을 나타내고, "비노광시"는, 제1기간에 이어지는 기간이며, 또 노광 동작이 실시되지 않는 기간인 제2기간을 나타낸다. 제1의 예에 있어서, 제1기간은, 1매의 기판에 대한 최초의 노광 동작의 시작으로부터 해당 1매의 기판에 대한 최후의 노광 동작의 종료까지의 기간일 수 있다. 제2기간은, 1매의 기판에 대한 최후의 노광 동작의 종료로부터 시작하는 기간일 수 있다. 제2기간은, 예를 들면, 1매의 기판에 대한 최후의 노광 동작의 종료로부터 다음 기판에 대한 최초의 노광 동작의 시작까지의 기간이다. 여기에서, 해당 다음의 기판은, 해당 1매의 기판과 동일 로트에 속하는 기판일 수도 있거나, 다음 로트의 최초의 기판인 기판일 수도 있다. 최후의 광 동작의 실시의 끝으로부터 경과된 소정의 시간 후는, 제2기간을 종료시키고, 온도조정부 108의 동작을 정지시킬 수 있다. 제1의 예는, 어떤 기판의 1개의 숏 영역과 해당 기판의 다음 숏 영역과의 사이에 있어서의 수차의 변화를 무시가능한 경우에 적합하다. 제2의 예에 있어서, 제1기간은, 기판의 각 숏 영역에 대하여 노광 동작이 실시되는 기간이며, 제2기간은, 어떤 기판의 1개의 숏 영역에 대한 노광 동작의 종료로부터 해당 기판의 다음 숏 영역에 대한 노광 동작의 시작까지의 기간을 포함할 수 있다. 제2의 예는, 주어진 기판의 1개의 숏 영역과 그 주어진 기판의 다음 숏 영역과의 사이에 있어서의 수차의 변화를 고려해야 할 필요가 있는 경우에 적합하다. 제3의 예시에 있어서, 제1기간은, 제1로트에 있어서의 1매째의 기판에 대한 최초의 노광 동작의 시작으로부터, 해당 제1로트의 최후의 기판에 대한 최후의 노광 동작의 종료까지의 기간일 수 있다. 제2기간은, 제1로트의 최후의 기판에 대한 최후의 노광 동작의 종료로부터, 해당 제1로트에 후속하는 제2로트에 있어서의 1매째의 기판에 대한 최초의 노광 동작의 시작까지의 기간일 수 있다. 상기 제1의 예와, 제2의 예와, 제3의 예가 노광 동작을 대략 어떻게 설정하는지에 있어서 상이하지만, 이 예들은 공통의 사상을 갖는 것으로서 이해될 수 있다.
In Fig. 5, the temporal characteristics of the change in astigmatism are illustrated. In Fig. 5, "at the time of exposure" indicates a first period including an exposure operation, and "at the time of non-exposure" indicates a period following the first period and a second period, which is a period in which no exposure operation is performed. . In the first example, the first period may be a period from the start of the first exposure operation on one substrate to the end of the last exposure operation on the one substrate. The second period may be a period starting from the end of the last exposure operation for one substrate. The second period is, for example, a period from the end of the last exposure operation for one substrate to the start of the first exposure operation for the next substrate. Here, the next substrate may be a substrate belonging to the same lot as the one substrate, or may be a substrate that is the first substrate of the next lot. After a predetermined period of time elapsed from the end of the final light operation, the second period can be ended and the operation of the
도5에 있어서, 곡선 501a는, 제1기간에 있어서, 렌즈 201이 광빔을 흡수 함으로써 발생하는 비점수차의 변화를 예시하고 있다. 제1온도제어부 204에 의한 렌즈 201의 가열에 의해, 곡선 501a의 부호를 반대로 한 곡선에서 변화되는 비점수차를 발생하는 것이, 렌즈 201이 광빔을 흡수 함으로써 발생하는 비점수차를 감소 혹은 상쇄하는 방법으로서 이상적이다. 그러나, 제1온도제어부 204에 의해 렌즈 201을 소정의 온도로 계속해서 가열했을 경우, 이 가열동작에 의해서 발생하는 비점수차는, 곡선 502a로서 예시되는 것 같이, 곡선 501a보다도 느린 시정수로 변화하게 된다. 따라서, 곡선 501a로 도시된 비점수차를 완전히 보정(상쇄)할 수는 없고, 곡선 503a로 도시된 것 같은 보정잔차가 생길 수 있다.
In Fig. 5,
같은 현상은, 제2기간에도 일어날 수 있다. 제2기간에서 노광 동작이 실시되지 않으므로, 광빔은 렌즈 201을 통과하지 않는다. 따라서, 제2기간에서는, 광빔의 흡수에 의한 렌즈 201의 온도변화는 발생하지 않지만, 렌즈 201로부터의 방열에 의해 렌즈 201이 변형하고, 이에 따라 비점수차가 시간적으로 변화된다. 곡선 501b는, 광빔의 흡수에 의해 발생한 열이 렌즈 201로부터 방출(방열)되는 것에 의해 발생하는 비점수차의 변화를 예시하고 있다. 곡선 501a에 있어서의 시정수와 곡선 501b에 있어서의 시정수는 같을 수 있다.
The same can happen in the second period. Since the exposure operation is not performed in the second period, the light beam does not pass through the
제1기간으로부터 제2기간으로 이행함과 동시에 제1온도제어부 204에 의한 렌즈 201의 가열을 정지하면, 제1기간에 있어서 제1온도제어부 204에 의해 렌즈 201에 인가된 열이 제2기간에 있어서 렌즈 201로부터 방출(방열)된다. 이에 따라, 비점수차가 곡선 502b의 방식으로 변화될 수 있다. 곡선 501b와 곡선 502b와의 사이에는, 곡선 501a와 곡선 502a와의 사이에 존재하는 것 같은 시간적인 변화 특성의 차이가 존재한다. 따라서, 제2기간에 있어서도, 곡선 503b로 도시되는 것처럼 보정잔차가 생길 수 있다.
When the heating of the
곡선 501a, 501b, 502a, 502b는, 일반적으로는, 시각 t에 있어서의 발생 수차량 φ(t)에 표현된 것처럼 1차 지연계의 방식으로 표현될 수 있고,
여기서, A는 시각t로부터 인가된 가열량에 관한 양, G는 그 발생 수차량에 관한 계수, K는 그 발생 수차량의 시정수에 관한 계수다. 또는, 곡선 501a, 501b, 502a, 502b는, 시각 t에 있어서의 발생 수차량 φ(t)에 표현된 것처럼 2차 지연(lag)계의 방식으로 표현될 수 있고,Here, A is an amount related to the amount of heating applied from time t, G is a coefficient related to the amount of generated aberration, and K is a coefficient related to the time constant of the amount of generated aberration. Alternatively, the
여기서, τ1, τ2는, 2차 지연을 표현하는 시정수에 관한 계수, A는 시각t로부터 인가된 가열량에 관한 양, G는 그 발생 수차량에 관한 계수, K는 그 발생 수차량의 시정수에 관한 계수다. 단, 이것들의 곡선은, 다른 모델에 따라서 표현되어도 좋다.Here, τ 1 and τ 2 are coefficients related to the time constant representing the second delay, A is the quantity related to the amount of heating applied from the time t, G is the coefficient related to the generated aberration amount, and K is the generated aberration amount. It is a coefficient about the time constant of. However, these curves may be expressed according to other models.
이러한 시간적인 변화 특성의 차이에 의한 보정잔차를 감소하기 위해서, 제1온도제어부 204 및 제2온도제어부 203이 렌즈 201에 인가한 열 에너지가 제어부 100에 의해 제어될 수 있다. 이 방법에 대해서 도6a 및 6b를 참조하여 설명한다. 이 방법에서는, 제1온도제어부 204 및 제2온도제어부 203이, 렌즈 201에 인가한 열 에너지를, 각각 제1기간과 제2기간의 개시로부터의 경과 시간에 대응한 지령 값에 따라서 제어할 수 있다. 도6a에는, 제1온도제어부 204의 가열소자 204a, 204b에 인가되는 전류 601, 및, 제2온도제어부 203의 가열소자 203a, 203b에 인가되는 전류 602가 예시되어 있다. 제어부 100은, 제1기간의 개시로부터의 경과 시간에 따른 지령 값으로서 전류 601에 상당하는 지령 값을 제1온도제어부 204에 공급하도록 배치될 수 있다. 또한, 제어부 100은, 제2기간의 개시로부터의 경과 시간에 따른 지령 값으로서 전류 602에 상당하는 지령 값을 제2온도제어부 203에 공급하도록 배치될 수 있다. 도6b에는, 광빔의 흡수에 의해 발생하는 비점수차 603의 변화가 예시되어 있다. 또한, 도6b에는, 제1온도제어부 204의 가열소자 204a, 204b 및 제2온도제어부 203의 가열소자 203a, 203b에 인가된 전류에 의한 가열에 의해 발생하는 비점수차 604의 변화가 예시되어 있다. 또한, 도6b에는, 보정잔차 605의 변화가 예시되어 있다.
In order to reduce the correction residual due to the difference in the temporal change characteristic, the thermal energy applied by the first
본 예에서, 제1기간에서는, 제1온도제어부 204의 가열소자 204a, 204b에 전류가 인가되고, 제2온도제어부 203의 가열소자 203a, 203b에는 전류가 인가되지 않는다. 한편, 제2기간에서는, 제1온도제어부 204의 가열소자 204a, 204b에는 전류가 인가되지 않고, 제2온도제어부 203의 가열소자 203a, 203b에는 전류가 인가된다. 예를 들면, 노광 동작이 실시되는 제1기간에서는, 제어부 100은, 제1온도제어부 204의 가열소자 204a, 204b에 인가되는 전류를 제1기간의 개시로부터의 경과 시간에 따라서 소정값으로부터 서서히 감소시킬 수 있다. 결과적으로, 광빔의 흡수에 의해 발생하는 비점수차 603의 변화에 대하여, 제1온도제어부 204의 가열소자 204a, 204b에 인가된 전류에 의한 가열에 의해 발생하는 비점수차 604의 변화를 추종시킬 수 있다.
In this example, in the first period, current is applied to the
예를 들면, 노광 동작이 실시되지 않는 제2기간에서는, 제어부 100은, 제1온도제어부 204에 의한 가열을 정지하고, 제2온도제어부 203의 가열소자 203a, 203b에 인가된 전류를 제2기간의 개시로부터의 경과 시간에 따라서 소정값으로부터 서서히 감소시킬 수 있다. 결과적으로, 광빔의 흡수에 의해 발생하는 비점수차 603의 변화에 대하여, 제1온도제어부 204의 가열소자 204a, 204b에 인가된 전류에 의한 가열에 의해 발생하는 비점수차 604의 변화를 추종시킬 수 있다. 결과적으로, 노광 동작이 실시되는 제1기간에 있어서도, 노광 동작이 실시되지 않는 제2기간에 있어서도, 렌즈 201의 온도분포에 의해 발생하는 비점수차를 기판의 노광 동작에 대해 문제가 없는 수준까지 감소하는 것이 가능해진다.
For example, in the second period in which the exposure operation is not performed, the
일반적으로, 제1온도제어부 203 및 제2온도제어부 204를 사용해서 렌즈 201의 온도분포를 균일하게 할 필요는 없다. 이것은, 보정대상은, 렌즈 201의 비점수차가 아니고, 투영 광학계 107의 비점수차(투영 광학계 107을 구성하는 모든 광학소자가 광빔을 흡수할 때 발생된 투영 광학계 107의 총합적인 수차)이기 때문이다. 따라서, 투영 광학계 107의 총합적인 비점수차가 보정 및 감소되도록, 제1온도제어부 204 및 제2온도제어부 203에 의해 렌즈 201에 필요한 온도분포를 발생시킬 수 있다.
In general, it is not necessary to make the temperature distribution of the
제1온도제어부 204(204a, 204b)에 인가되는 전류 601 및 제2온도제어부 203(203a, 203b)에 인가되는 전류 602의 프로파일(시간적인 변화)은, 각 전류값과 대응한 비점수차의 실측 값과의 관계를 취득하는 시험에 근거하여 결정될 수 있다. 혹은, 전류 601 및 전류 602의 프로파일은, 가열된 렌즈 201의 온도분포에 근거해서 결정될 수 있다. 혹은, 전류 601 및 전류 602의 각 프로파일은, 미리 취득한 파라미터에 근거할 수 있다.
Profiles (temporal changes) of the current 601 applied to the first temperature control unit 204 (204a, 204b) and the current 602 applied to the second temperature control unit 203 (203a, 203b) are measured in terms of astigmatism corresponding to each current value. It can be determined on the basis of tests that obtain a relationship with the value. Alternatively, the profiles of the current 601 and the current 602 can be determined based on the temperature distribution of the
미리 파라미터를 취득하는 방법으로서는, 예를 들면, 투영 광학계 107을 조립한 후에, 온도제어부 204, 203으로 렌즈 201을 가열할 때의 투영 광학계 107의 수차의 시간적 변화를 실측하고, 그 측정 결과에 근거해서 파라미터를 결정하는 방법이 있다. 이 방법에 의하면, 렌즈 201의 주변의 각 광학소자 및 투영 광학계 107의 경통에의 열전달과 열복사에 의해 생기는 수차변화도 포함시켜서 파라미터를 결정할 수 있으므로, 각 전류의 프로파일을 아주 정밀하게 결정하였다. 따라서, 이 방법은, 제1온도제어부 204 및 제2온도제어부 203에 의해 온도분포가 제어되는 렌즈 201만을 측정해서 파라미터를 결정하는 방법보다도 뛰어나다. 더욱, 투영 광학계 107을 노광 장치ＥＸＰ에 내장한 후에 투영 광학계 107의 수차를 측정해서 파라미터를 결정해도 좋거나, 이미 결정된 파라미터를 갱신해서 파라미터를 결정해도 좋다.
As a method of obtaining parameters in advance, for example, after assembling the projection
전류값의 결정과 인가를 행하는 타이밍은, 소정의 시간간격 또는 무작위 시간간격이여도 좋다. 시간간격은, 예를 들면 0.1∼10초인 것이 바람직하고, 1∼5초인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 로트의 선두에서, 미리 전류값의 프로파일을 결정해도 좋고, 이 프로파일에 따라서 로트의 처리중에 있어서의 전류값을 제어할 수 있다. 온도조정부 108에 의한 렌즈 201의 온도분포의 제어에 의해 비점수차이외의 수차성분이 새롭게 생길 수도 있다. 이 경우, 새롭게 생긴 수차성분을, 투영 광학계 107을 구성하는 광학소자의 시프트 및/또는 틸트등의 구동 동작이나, 광원 102이 발생한 광의 파장의 변경 등에 의해 감소할 수 있다.
The timing at which the current value is determined and applied may be a predetermined time interval or a random time interval. The time interval is preferably 0.1 to 10 seconds, and more preferably 1 to 5 seconds, for example. Further, the profile of the current value may be determined in advance at the head of the lot, and the current value during processing of the lot can be controlled according to this profile. Aberration components other than astigmatism may be newly generated by controlling the temperature distribution of the
이하, 도7a, 7b 및 도8a, 8b를 참조하여 제2실시 형태를 설명한다. 제2실시 형태에서 언급되지 않은 사항은, 제1실시 형태를 따를 수 있다. 도7a, 7b는, 제2실시 형태에 대한 비교 대상으로서 도시된 그래프다. 도7a에는, 제1실시 형태에 따라서 제1온도제어부 204의 가열소자 204a, 204b에 인가되는 전류값 701과, 제2온도제어부 203의 가열소자 203a, 203b에 인가되는 전류값 702가 예시되어 있다. 도7b에는, 광빔의 흡수에 의해 발생하는 비점수차 703의 변화가 예시되어 있다. 또한, 도7b에는, 제1온도제어부 204의 가열소자 204a, 204b 및 제2온도제어부 203의 가열소자 203a, 203b에 각각 인가되는 전류값 701, 702에 의한 가열에 의해 발생하는 비점수차 704의 변화가 예시되어 있다. 또한, 도7b에는, 보정잔차 705의 변화가 예시되어 있다. 또한, 비점수차 704는, 전류값 701, 702에 의한 가열에 의해 발생하는 실제의 비점수차에 -1을 곱한 것이지만, 이것은 시각적 편의를 위한 것에 지나지 않는다. 도7b에 예시되는 것 같이, 매우 큰 보정잔차 705이 존재한다. 보정잔차 705의 크기는, 광빔의 흡수에 의해 발생한 비점수차(곡선 501)와 제1온도제어부 204에 의해 발생한 비점수차(곡선 502)의 모델(예를 들면, 1차 지연계 또는 2차 지연계)와의 차이, 해당 모델의 시정수의 크기 등에 의존할 수 있다. 특히, 비점수차(곡선 502)의 2차 지연의 경향이 강할 때, 보정잔차 705가 발생하기 쉽다. 이것은, 예를 들면, 렌즈 201의 형상이나, 제1온도제어부 204 및 제2온도제어부 203의 배치에 의존할 수 있다.
Hereinafter, a second embodiment will be described with reference to Figs. 7A and 7B and Figs. 8A and 8B. Matters not mentioned in the second embodiment may follow the first embodiment. 7A and 7B are graphs shown as comparison targets for the second embodiment. In Fig. 7A,
제2실시 형태에서는, 제1기간에 있어서, 투영 광학계 107의 광학특성의 변화가 감소되도록 제1온도제어부 204 및 제2온도제어부 203이 동작할 수 있다. 추가로, 제2실시 형태에서는, 제2기간에 있어서도, 투영 광학계 107의 광학특성의 변화가 감소되도록 제1온도제어부 204 및 제2온도제어부 203이 동작할 수 있다. 도8a, 8b에는, 제2실시 형태에 따른 제1온도제어부 204 및 제2온도제어부 203의 동작이 예시되어 있다. 도8a에는, 제1온도제어부 204의 가열소자 204a, 204b에 인가되는 전류값 801, 및, 제2온도제어부 203의 가열소자 203a, 203b에 인가되는 전류에 -1을 곱한 전류값 802가, 예시되어 있다. 또한, 전류 802는, 제2온도제어부 203의 가열소자 203a, 203b에 인가되는 전류에 -1을 곱한 것이지만, 이것은 시각적 편의를 위한 것에 지나지 않는다. 도8b에는, 광빔의 흡수에 의해 발생하는 비점수차 803의 변화가 예시되어 있다. 또한, 도8b에는, 제1온도제어부 204의 가열소자 204a, 204b 및 제2온도제어부 203의 가열소자 203a, 203b에 인가되는 전류값에 의한 가열에 의해 발생하는 비점수차에 -1을 곱한 비점수차 804의 변화가 예시되어 있다. 또한, 도8b에는, 보정잔차 805의 변화가 예시되어 있다. 제1기간 및 제2기간의 쌍방에 있어서 제1온도제어부 204 및 제2온도제어부 203을 동작시키는 것에 의해 비점수차가 높은 정밀도로 감소되는 것을 알 수 있다.
In the second embodiment, in the first period, the first
이하, 도9a, 9b 및 도10을 참조하여 제3실시 형태를 설명한다. 제3실시 형태에 언급되지 않는 사항은, 제1, 제2실시 형태를 따를 수 있다. 제2실시 형태에서는, 제1 및 제2기간을 포함하는 기간내의 거의 전체에 있어서 제1온도제어부 204 및 제2온도제어부 203의 적어도 한쪽이 동작하여, 렌즈 201이 가열될 수 있다. 렌즈 201의 가열에 의해, 비점수차이외의 복수의 수차성분이 발생할 수 있다. 그 복수의 수차성분 중 고차 성분의 발생을 예측하는 것이 가능하지만, 이러한 성분을 보정하는 것은 곤란하다. 특히, 비점수차와 같이 제1온도제어부 204 및 제2온도제어부 203이 발생가능한 수차가 반대부호인 수차성분과는 달리, 제1온도제어부 204 및 제2온도제어부 203이 발생가능한 수차가 동일부호인 수차성분을 감소하는 것은 어렵다. 따라서, 상기와 같은 복수의 수차성분은 렌즈 201을 가열하는 한은 발생하지만, 이 수차성분들을 보정하는 것은 어렵다.
Hereinafter, a third embodiment will be described with reference to FIGS. 9A, 9B and 10. Matters not mentioned in the third embodiment may follow the first and second embodiments. In the second embodiment, at least one of the first
이 때문에, 제3실시 형태에서는, 제어부 100은 제1기간 및 제2기간에 있어서, 제1온도제어부 204 및 제2온도제어부 203을 동작시켜서, 소정 범위내에서의 수차(비점수차)의 변화를 허용하면서 해당 수차는 소정값을 초과하지 않는다. 그 결과, 렌즈 201의 가열에 의한 보정이 곤란한 수차의 발생을 억제할 수 있다.
For this reason, in the third embodiment, the
도9a, 9b에는, 제3실시 형태에 따른 제1온도제어부 204 및 제2온도제어부 203의 동작이 예시되어 있다. 도9a에는, 제1온도제어부 204의 가열소자 204a, 204b에 인가되는 전류 901, 및, 제2온도제어부 203의 가열소자 203a, 203b에 인가되는 전류 902가 예시되어 있다. 도9b에는, 광빔의 흡수에 의해 발생하는 비점수차 903의 변화가 예시되어 있다. 또한, 도9b에는, 제1온도제어부 204의 가열소자 204a, 204b 및 제2온도제어부 203의 가열소자 203a, 203b에 인가되는 전류값에 의한 가열에 의해 발생하는 비점수차에 -1을 곱한 비점수차 904의 변화가 예시되어 있다. 또한, 도9b에는, 보정잔차 905의 변화가 예시되어 있다. 제3실시 형태에서는, 제어부 100은, 보정잔차 905가 소정범위 907의 범위밖에 있지 않도록, 상한 906a 및 하한 906b로 설정된 범위를 초과하는 경우에 온도조정부 108을 동작시킨다. 그 결과, 비점수차는, 렌즈 201의 가열에 의한 그 밖의 수차성분의 발생을 억제하면서 소정범위 907내에 포함될 수 있다.
9A and 9B illustrate the operation of the first
이 경우에, 렌즈 201의 가열에 의해 발생하는 비점수차이외의 수차성분이고, 또한 보정하는 것이 곤란한 수차성분의 하나로서, 제르니케 다항식의 Ｚ17항의 수차가 상승될 수 있다. 도10에는, 제2실시 형태에 있어서 렌즈 201의 가열에 의해 발생하는 제르니케 항 Ｚ17 1001과, 제3실시 형태에 있어서 렌즈 201의 가열에 의해 발생하는 제르니케 항 Ｚ17의 발생량 1002가, 예시되어 있다. 제3실시 형태에서는, 렌즈 201의 가열에 의해 발생하는 제르니케 항 Ｚ17의 발생량이 제2실시 형태의 1/3로 감소되어 있다. 이렇게, 제3실시 형태에서는, 소정범위내의 비점수차의 보정잔차를 허용함으로써, 온도조정부 108에 의한 렌즈 201의 가열을 감소시킨다. 그 결과, 보정이 곤란한 수차성분의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 이 수법은, 비점수차의 보정정밀도와, 비점수차이외의 수차성분의 발생의 트레이드 오프(trade-off)를 결정하는 수법이다. 따라서, 비점수차를 허용하는 소정범위는, 보정정밀도가 결상성능에 주는 영향과, 비점수차이외의 수차성분이 결상성능에 주는 영향과의 밸런스를 고려해서 결정될 수 있다. 또한, 제3실시 형태에서는, 보정이 곤란한 수차성분으로서 제르니케 항 Z17을 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제르니케 항 Z16등의 그 밖의 고차의 0θ성분을 고려해도 좋고, 보정이 용이한 저차 0θ성분을 고려해도 좋다.
In this case, as one of the aberration components other than the astigmatism generated by heating of the
제1 내지 제3실시 형태에서는, 온도조정부 108은, 렌즈 201의 원주의 4분의 1의 길이에 각각 상당하는 가열소자에 의해 구성되어, 정 및 부의 비점수차가 발생된다. 그러나, 이것은 일례에 지나지 않고, 보정을 해야 할 수차성분에 따라, 가열소자의 형상 및 개수가 선택될 수 있다. 도11에는, 렌즈의 원주의 8분의 1의 길이에 각각 상당하는 8개의 가열소자 1101∼1108로 온도조정부 108이 구성되는 예가 도시되어 있다. 제1온도제어부를 가열소자 1102, 1104, 1106, 1108로 구성하고, 제2온도제어부를 가열소자 1101, 1103, 1105, 1107로 구성할 수 있다. 그 결과, 4θ의 수차성분을 정과 부의 방향으로 발생시킬 수 있으므로, 제1 내지 제3실시 형태에 따른 수법으로, 4θ의 수차성분을 보정할 수 있다. 더욱, 원주방향의 6분의 1의 길이에 각각 상당하는 6개의 가열소자를 배치해서 3θ의 수차성분을 같은 수법으로 보정하는 것과, 원주방향의 10분의 1의 길이에 각각 상당하는 10개의 가열소자를 배치해서 5θ의 수차성분을 보정하는 것도 가능하다. 즉, 보정해야 할 수차성분에 따라, 가열소자의 개수 및 배치를 선택할 수 있다. 그 결과, 예를 들면, 제르니케 다항식에 있어서의 Ｎθ성분(N은 자연수)의 적어도 1개를 감소할 수 있다.
In the first to third embodiments, the
다음에, 상기한 제1 내지 제4실시 형태로 대표된 노광 장치를 이용해서 물품(반도체ＩＣ소자, 액정 디스플레이 소자, ＭＥＭＳ등)을 제조하는 물품 제조방법을 설명한다. 물품 제조방법은, 상술한 노광 장치에 의해 기판을 노광하는 공정과, 상기 노광하는 공정으로 노광된 기판을 현상하는 공정과, 상기 현상하는 공정으로 현상된 기판을 처리하는 공정을 포함하고, 상기 처리하는 공정으로 처리된 기판으로부터 물품을 얻을 수 있다. 상기 처리하는 공정은, 예를 들면, 에칭, 레지스트 박리, 다이싱, 본딩, 패키징 등이 포함될 수 있다. 이 물품 제조방법에 의하면, 종래보다도 고품위의 물품을 제조할 수 있다. Next, an article manufacturing method for manufacturing an article (semiconductor IC element, liquid crystal display element, MEMS, etc.) using the exposure apparatus represented by the first to fourth embodiments will be described. The article manufacturing method includes a process of exposing a substrate by the above-described exposure apparatus, a process of developing a substrate exposed by the exposure process, and a process of processing a developed substrate by the developing process, and the processing The article can be obtained from the substrate treated by the process. The processing process may include, for example, etching, resist stripping, dicing, bonding, and packaging. According to this article manufacturing method, a higher quality article can be manufactured than before.
그 밖의 실시 형태 Other embodiments
또한, 본 발명의 실시 형태(들)는, 기억매체(보다 완전하게는 '비일시적 컴퓨터 판독 가능한 기억매체'라고도 함)에 레코딩된 컴퓨터 실행가능한 명령들(예를 들면, 하나 이상의 프로그램)을 판독하고 실행하여 상술한 실시 형태(들)의 하나 이상의 기능을 수행하는 것 및/또는 상술한 실시 형태(들)의 하나 이상의 기능을 수행하기 위한 하나 이상의 회로(예를 들면, 특정 용도 지향 집적회로(ASIC))를 구비하는 것인, 시스템 또는 장치를 갖는 컴퓨터에 의해 실현되고, 또 예를 들면 상기 기억매체로부터 상기 컴퓨터 실행가능한 명령을 판독하고 실행하여 상기 실시 형태(들)의 하나 이상의 기능을 수행하는 것 및/또는 상술한 실시 형태(들)의 하나 이상의 기능을 수행하는 상기 하나 이상의 회로를 제어하는 것에 의해 상기 시스템 또는 상기 장치를 갖는 상기 컴퓨터에 의해 행해지는 방법에 의해 실현될 수 있다. 상기 컴퓨터는, 하나 이상의 프로세서(예를 들면, 중앙처리장치(CPU), 마이크로처리장치(MPU))를 구비하여도 되고, 컴퓨터 실행 가능한 명령을 판독하여 실행하기 위해 별개의 컴퓨터나 별개의 프로세서의 네트워크를 구비하여도 된다. 상기 컴퓨터 실행가능한 명령을, 예를 들면 네트워크나 상기 기억매체로부터 상기 컴퓨터에 제공하여도 된다. 상기 기억매체는, 예를 들면, 하드 디스크, 랜덤액세스 메모리(RAM), 판독전용 메모리(ROM), 분산형 컴퓨팅 시스템의 스토리지, 광디스크(콤팩트 디스크(CD), 디지털 다기능 디스크(DVD) 또는 블루레이 디스크(BD)TM등), 플래시 메모리 소자, 메모리 카드 등 중 하나 이상을 구비하여도 된다.Further, the embodiment(s) of the present invention reads computer-executable instructions (e.g., one or more programs) recorded on a storage medium (more completely also referred to as a'non-transitory computer-readable storage medium'). To perform one or more functions of the above-described embodiment(s) and/or one or more circuits for performing one or more functions of the above-described embodiment(s) (e.g. ASIC)), implemented by a computer having a system or device, and performing one or more functions of the embodiment(s), for example by reading and executing the computer-executable instructions from the storage medium. And/or by controlling the one or more circuits to perform one or more functions of the above-described embodiment(s), by means of a method performed by the system or the computer having the apparatus. The computer may be provided with one or more processors (for example, a central processing unit (CPU), a microprocessing unit (MPU)), and a separate computer or a separate processor in order to read and execute computer executable instructions. You may have a network. The computer executable instruction may be provided to the computer from, for example, a network or the storage medium. The storage medium may be, for example, a hard disk, random access memory (RAM), read-only memory (ROM), storage of a distributed computing system, optical disk (compact disk (CD), digital multifunction disk (DVD)), or Blu-ray. Disk (BD) TM, etc.), flash memory devices, memory cards, and the like may be provided.
본 발명을 실시 형태들을 참조하여 기재하였지만, 본 발명은 상기 개시된 실시 형태들에 한정되지 않는다는 것을 알 것이다. 아래의 청구항의 범위는, 모든 변형, 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 폭 넓게 해석해야 한다. Although the present invention has been described with reference to embodiments, it will be appreciated that the present invention is not limited to the disclosed embodiments. The scope of the claims below is to be interpreted broadly to include all modifications and equivalent structures and functions.
Claims (29)
상기 투영 광학계의 광학소자의 온도분포를 제어하는 제1온도제어부; 및
상기 투영 광학계의 광학소자의 온도분포를 제어하는 제2온도제어부를 구비하고,
상기 노광 동작이 실시되는 제1기간에 있어서, 상기 노광 동작이 실시되는 것에 의한 상기 투영 광학계의 수차의 변화가 감소되도록 상기 제1온도제어부와 상기 제2온도제어부의 적어도 한쪽이 동작하고,
상기 제1기간에 이어지는, 상기 노광 동작이 실시되지 않는 제2기간에 있어서, 상기 노광 동작이 실시되지 않는 것에 의한 상기 수차의 변화가 감소되도록 상기 제1온도제어부와 상기 제2온도제어부의 적어도 한쪽이 동작하는, 노광 장치.
An exposure apparatus that performs an exposure operation of exposing a substrate through a projection optical system,
A first temperature control unit controlling a temperature distribution of an optical element of the projection optical system; And
A second temperature control unit for controlling a temperature distribution of the optical element of the projection optical system,
In the first period in which the exposure operation is performed, at least one of the first temperature control unit and the second temperature control unit operates so that a change in aberration of the projection optical system due to the exposure operation is reduced,
At least one of the first temperature control unit and the second temperature control unit to reduce a change in the aberration due to not performing the exposure operation in a second period in which the exposure operation is not performed following the first period. The exposure apparatus that this works.
상기 제1온도제어부에 의해 온도분포가 제어되는 상기 광학소자와 상기 제2온도제어부에 의해 온도분포가 제어되는 상기 광학소자가, 동일한, 노광 장치.
The method of claim 1,
The exposure apparatus, wherein the optical element whose temperature distribution is controlled by the first temperature control unit and the optical element whose temperature distribution is controlled by the second temperature control unit are the same.
상기 제1기간에 상기 제1온도제어부에 의해 상기 광학소자에 인가된 온도분포와 상기 제2기간에 상기 제2온도제어부에 의해 상기 광학소자에 인가된 온도분포가 역위상을 갖는, 노광 장치.
The method of claim 2,
The exposure apparatus, wherein a temperature distribution applied to the optical element by the first temperature control unit in the first period and a temperature distribution applied to the optical element by the second temperature control unit in the second period have an inverse phase.
상기 제1기간에 있어서, 상기 제1온도제어부는, 상기 제1기간의 개시로부터의 경과 시간에 대응한 지령 값에 따라서 상기 광학소자의 온도분포를 제어하고,
상기 제2기간에 있어서, 상기 제2온도제어부는, 상기 제2기간의 개시로부터의 경과 시간에 대응한 지령 값에 따라서 상기 광학소자의 온도분포를 제어하는, 노광 장치.
The method of claim 1,
In the first period, the first temperature control unit controls a temperature distribution of the optical element according to a command value corresponding to an elapsed time from the start of the first period,
In the second period, the second temperature control unit controls a temperature distribution of the optical element according to a command value corresponding to an elapsed time from the start of the second period.
상기 제1기간에 있어서, 상기 제1온도제어부는, 상기 노광 동작이 실시되는 것에 의한 상기 수차의 변화가 감소되도록 열을 발생하고,
상기 제2기간에 있어서, 상기 제2온도제어부는, 상기 노광 동작이 실시되지 않는 것에 의한 상기 수차의 변화가 감소되도록 열을 발생하는, 노광 장치.
The method of claim 1,
In the first period, the first temperature control unit generates heat such that a change in the aberration due to the exposure operation is reduced,
In the second period, the second temperature control unit generates heat so that a change in the aberration due to not performing the exposure operation is reduced.
상기 제1기간에 있어서, 상기 투영 광학계의 상기 수차의 변화가 감소되도록 상기 제1온도제어부 및 상기 제2온도제어부가 동작하고,
상기 제2기간에 있어서, 상기 투영 광학계의 상기 수차의 변화가 감소되도록 상기 제1온도제어부 및 상기 제2온도제어부가 동작하는, 노광 장치.
The method of claim 1,
In the first period, the first temperature control unit and the second temperature control unit operate so that a change in the aberration of the projection optical system is reduced,
In the second period, the first temperature control unit and the second temperature control unit operate to reduce a change in the aberration of the projection optical system.
상기 제1기간 및 상기 제2기간에 있어서, 소정 범위내에서의 상기 수차의 변화를 허용하면서, 상기 수차가 상기 소정범위의 범위밖에 있지 않도록, 상기 제1온도제어부 및 상기 제2온도제어부가 동작하는, 노광 장치.
The method of claim 6,
In the first period and the second period, the first temperature control unit and the second temperature control unit operate so that the aberration is not outside the predetermined range while allowing the change of the aberration within a predetermined range. To do, exposure apparatus.
상기 제1온도제어부는, 상기 제1온도제어부에 의해 온도분포가 제어되는 상기 광학소자의 유효지름의 외측에 배치되고, 상기 제2온도제어부는, 상기 제2온도제어부에 의해 온도분포가 제어되는 상기 광학소자의 유효지름의 외측에 배치되어 있는, 노광 장치.
The method of claim 1,
The first temperature control unit is disposed outside an effective diameter of the optical element whose temperature distribution is controlled by the first temperature control unit, and the second temperature control unit is configured to control a temperature distribution by the second temperature control unit. The exposure apparatus, which is disposed outside the effective diameter of the optical element.
상기 제1온도제어부 및 상기 제2온도제어부는, 상기 수차로서 제르니케 다항식에 있어서의 Ｎθ성분(N은 자연수)의 적어도 1개를 감소하는, 노광 장치.
The method of claim 1,
The exposure apparatus, wherein the first temperature control unit and the second temperature control unit reduce at least one of the Nθ component (N is a natural number) in the Zernike polynomial as the aberration.
상기 제1온도제어부 및 상기 제2온도제어부는, 상기 수차로서 비점수차를 감소하는, 노광 장치.
The method of claim 1,
The exposure apparatus, wherein the first temperature control unit and the second temperature control unit reduce astigmatism as the aberration.
상기 제1기간은, 1매의 기판에 대한 최초의 노광 동작의 시작으로부터 상기 1매의 기판에 대한 최후의 노광 동작의 종료까지의 기간인, 노광 장치.
The method of claim 1,
The first period is a period from the start of the first exposure operation to the one substrate to the end of the last exposure operation to the one substrate.
상기 제2기간은, 상기 1매의 기판에 대한 상기 최후의 노광 동작의 종료로부터 시작하는 기간인, 노광 장치.
The method of claim 11,
The exposure apparatus, wherein the second period is a period starting from the end of the last exposure operation for the one substrate.
상기 제1기간은, 제1로트에 있어서의 1매째의 기판에 대한 최초의 노광 동작의 시작으로부터, 상기 제1로트의 최후의 기판에 대한 최후의 노광 동작의 종료까지의 기간인, 노광 장치.
The method of claim 1,
The first period is a period from the start of the first exposure operation to the first substrate in the first lot to the end of the last exposure operation to the last substrate in the first lot.
상기 제2기간은, 상기 제1로트의 최후의 기판에 대한 최후의 노광 동작의 종료로부터, 상기 제1로트에 후속하는 제2로트의 1매째의 기판에 대한 최초의 노광 동작의 시작까지의 기간인, 노광 장치.
The method of claim 13,
The second period is a period from the end of the last exposure operation on the last substrate of the first lot to the start of the first exposure operation on the first substrate of the second lot following the first lot. Phosphorus, exposure apparatus.
상기 노광 동작이 실시되는 제1기간에 있어서, 상기 노광 동작이 실시되는 것에 의한 상기 투영 광학계의 수차의 변화가 감소되도록, 제1온도제어부와 제2온도제어부의 적어도 한쪽을 사용하여서 상기 투영 광학계의 광학소자의 온도분포를 제어하는 제1공정을 행하는 단계; 및
상기 제1기간에 이어지는, 상기 노광 동작이 실시되지 않는 제2기간에 있어서, 상기 노광 동작이 실시되지 않는 것에 의한 상기 투영 광학계의 수차의 변화가 감소되도록, 상기 제1온도제어부와 상기 제2온도제어부의 적어도 한쪽을 사용하여서 상기 투영 광학계의 광학소자의 온도분포를 제어하는 제2공정을 행하는 단계를 포함하는, 노광 방법.
As an exposure method for performing an exposure operation of exposing a substrate through a projection optical system,
In the first period in which the exposure operation is performed, at least one of the first temperature control unit and the second temperature control unit is used so that the change in the aberration of the projection optical system due to the exposure operation is reduced. Performing a first process of controlling the temperature distribution of the optical device; And
In a second period in which the exposure operation is not performed, following the first period, the first temperature control unit and the second temperature are configured to reduce a change in aberration of the projection optical system due to not performing the exposure operation. An exposure method comprising the step of performing a second step of controlling a temperature distribution of an optical element of the projection optical system using at least one of a control unit.
상기 제1공정을 행하는 단계에 있어서 상기 온도분포가 제어되는 상기 광학소자와 상기 제2공정을 행하는 단계에 있어서 상기 온도분포가 제어되는 상기 광학소자가 동일한, 노광 방법.
The method of claim 15,
The exposure method, wherein the optical element whose temperature distribution is controlled in the step of performing the first step and the optical element whose temperature distribution is controlled in the step of performing the second step are the same.
상기 제1공정을 행하는 단계에 있어서 상기 광학소자에 인가된 상기 온도분포와 상기 제2공정을 행하는 단계에 있어서 상기 광학소자에 인가된 상기 온도분포가 역위상을 갖는, 노광 방법.
The method of claim 16,
The exposure method, wherein the temperature distribution applied to the optical device in the step of performing the first step and the temperature distribution applied to the optical device in the step of performing the second step have an inverse phase.
상기 제1공정을 행하는 단계에 있어서, 상기 제1기간의 개시로부터의 경과 시간에 대응한 지령 값에 따라서 상기 제1온도제어부가 제어되고,
상기 제2공정을 행하는 단계에 있어서, 상기 제2기간의 개시로부터의 경과 시간에 대응한 지령 값에 따라서 상기 제2온도제어부가 제어되는, 노광 방법.
The method of claim 15,
In the step of performing the first step, the first temperature control unit is controlled according to a command value corresponding to an elapsed time from the start of the first period,
In the step of performing the second step, the second temperature control unit is controlled according to a command value corresponding to an elapsed time from the start of the second period.
상기 제1공정을 행하는 단계에 있어서, 상기 노광 동작이 실시되는 것에 의한 상기 수차의 변화가 감소되도록 상기 제1온도제어부가 열을 발생하고,
상기 제2공정을 행하는 단계에 있어서, 상기 노광 동작이 실시되지 않는 것에 의한 상기 수차의 변화가 감소되도록 상기 제2온도제어부가 열을 발생하는, 노광 방법.
The method of claim 15,
In the step of performing the first process, the first temperature control unit generates heat so that a change in the aberration due to the exposure operation is reduced,
In the step of performing the second step, the second temperature control unit generates heat such that a change in the aberration due to not performing the exposure operation is reduced.
상기 제1공정을 행하는 단계에 있어서, 상기 투영 광학계의 상기 수차의 변화가 감소되도록 상기 제1온도제어부 및 상기 제2온도제어부가 제어되고,
상기 제2공정을 행하는 단계에 있어서, 상기 투영 광학계의 상기 수차의 변화가 감소되도록 상기 제1온도제어부 및 상기 제2온도제어부가 제어되는, 노광 방법.
The method of claim 15,
In the step of performing the first step, the first temperature control unit and the second temperature control unit are controlled so that a change in the aberration of the projection optical system is reduced,
In the step of performing the second step, the first temperature control unit and the second temperature control unit are controlled so that a change in the aberration of the projection optical system is reduced.
상기 제1공정 및 상기 제2공정을 행하는 단계들에 있어서, 소정 범위내에서의 상기 수차의 변화를 허용하면서, 상기 수차가 상기 소정범위의 범위밖에 있지 않도록, 상기 제1온도제어부 및 상기 제2온도제어부가 제어되는, 노광 방법.
The method of claim 20,
In the steps of performing the first process and the second process, the first temperature control unit and the second temperature control unit and the second temperature control unit and the second temperature control unit and the second temperature control unit and the second temperature control unit so that the aberration is not outside the predetermined range while allowing the aberration to change within a predetermined range. The exposure method in which the temperature control unit is controlled.
상기 제1온도제어부는, 상기 제1온도제어부에 의해 온도분포가 제어되는 상기 광학소자의 유효지름의 외측에 배치되고, 상기 제2온도제어부는, 상기 제2온도제어부에 의해 온도분포가 제어되는 상기 광학소자의 유효지름의 외측에 배치되어 있는, 노광 방법.
The method of claim 15,
The first temperature control unit is disposed outside an effective diameter of the optical element whose temperature distribution is controlled by the first temperature control unit, and the second temperature control unit is configured to control a temperature distribution by the second temperature control unit. The exposure method, which is disposed outside the effective diameter of the optical element.
상기 제1공정 및 상기 제2공정을 행하는 단계에 있어서, 상기 수차로서 제르니케 다항식에 있어서의 Ｎθ성분(N은 자연수)의 적어도 1개가 감소되는, 노광 방법.
The method of claim 15,
In the step of performing the first step and the second step, at least one of the Nθ component (N is a natural number) in the Zernike polynomial is reduced as the aberration.
상기 제1공정 및 상기 제2공정을 행하는 단계에 있어서, 상기 수차로서 비점수차가 감소되는, 노광 방법.
The method of claim 15,
In the step of performing the first step and the second step, astigmatism is reduced as the aberration.
상기 제1기간은, 1매의 기판에 대한 최초의 노광 동작의 시작으로부터 상기 1매의 기판에 대한 최후의 노광 동작의 종료까지의 기간인, 노광 방법.
The method of claim 15,
The exposure method, wherein the first period is a period from the start of the first exposure operation on one substrate to the end of the last exposure operation on the one substrate.
상기 제2기간은, 상기 1매의 기판에 대한 상기 최후의 노광 동작의 종료로부터 시작하는 기간인, 노광 방법.
The method of claim 25,
The exposure method, wherein the second period is a period starting from the end of the last exposure operation for the one substrate.
상기 제1기간은, 제1로트에 있어서의 1매째의 기판에 대한 최초의 노광 동작의 시작으로부터, 상기 제1로트의 최후의 기판에 대한 최후의 노광 동작의 종료까지의 기간인, 노광 방법.
The method of claim 15,
The exposure method, wherein the first period is a period from the start of the first exposure operation to the first substrate in the first lot to the end of the final exposure operation to the last substrate in the first lot.
상기 제2기간은, 상기 제1로트의 최후의 기판에 대한 최후의 노광 동작의 종료로부터, 상기 제1로트에 후속하는 제2로트에 있어서의 1매째의 기판에 대한 최초의 노광 동작의 시작까지의 기간인, 노광 방법.
The method of claim 27,
The second period is from the end of the last exposure operation for the last substrate of the first lot to the start of the first exposure operation for the first substrate in the second lot following the first lot. The exposure method, which is the term of.
상기 노광하는 공정에서 노광된 상기 기판을 현상하는 공정; 및
상기 현상하는 공정에서 현상된 상기 기판을 처리하는 공정을 포함하여,
상기 처리하는 공정에서 처리된 상기 기판으로부터 물품을 얻는, 물품 제조방법.A step of exposing the substrate with the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 14;
Developing the substrate exposed in the exposure process; And
Including a process of processing the substrate developed in the developing process,
An article manufacturing method, wherein an article is obtained from the substrate processed in the processing step.
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