TWI479273B - 照明光學系統、曝光裝置、元件製造方法、補正濾鏡以及曝光光學系統 - Google Patents
照明光學系統、曝光裝置、元件製造方法、補正濾鏡以及曝光光學系統 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI479273B TWI479273B TW098104487A TW98104487A TWI479273B TW I479273 B TWI479273 B TW I479273B TW 098104487 A TW098104487 A TW 098104487A TW 98104487 A TW98104487 A TW 98104487A TW I479273 B TWI479273 B TW I479273B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- light
- illumination
- pupil
- intensity distribution
- point
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
- G02B3/06—Simple or compound lenses with non-spherical faces with cylindrical or toric faces
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
- G02B19/0004—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
- G02B19/0009—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having refractive surfaces only
- G02B19/0014—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having refractive surfaces only at least one surface having optical power
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
- G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
- G02B19/0047—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
- G02B27/0927—Systems for changing the beam intensity distribution, e.g. Gaussian to top-hat
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
- G02B27/0938—Using specific optical elements
- G02B27/0988—Diaphragms, spatial filters, masks for removing or filtering a part of the beam
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
- G02B3/08—Simple or compound lenses with non-spherical faces with discontinuous faces, e.g. Fresnel lens
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
- G03F7/70141—Illumination system adjustment, e.g. adjustments during exposure or alignment during assembly of illumination system
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
- G03F7/70191—Optical correction elements, filters or phase plates for controlling intensity, wavelength, polarisation, phase or the like
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70308—Optical correction elements, filters or phase plates for manipulating imaging light, e.g. intensity, wavelength, polarisation, phase or image shift
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/70808—Construction details, e.g. housing, load-lock, seals or windows for passing light in or out of apparatus
- G03F7/70825—Mounting of individual elements, e.g. mounts, holders or supports
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
- H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
- H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
- H01L21/0274—Photolithographic processes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
Description
本發明係關於一種照明光學系統、曝光裝置、元件製造方法、補正濾鏡以及曝光光學系統。更詳細而言,本發明係關於一種適合於用以藉由光微影製程製造例如半導體元件、攝像元件、液晶顯示元件、薄膜磁頭等元件的曝光裝置的照明光學系統。
於此類典型的曝光裝置中,自光源射出的光經由作為光學積分器的複眼透鏡(fly eye lens),而形成由多個光源構成的作為實質上的面光源的二次光源(通常為照明光瞳上的規定的光強度分佈)。以下,將照明光瞳上的光強度分佈稱為「光瞳強度分佈」。並且,所謂照明光瞳,定義為藉由照明光瞳與被照射面(曝光裝置的情況下為光罩(mask)或者晶圓(wafer))之間的光學系統的作用,被照射面成為照明光瞳的傅裏葉變換面(Fourier transform surface)的位置。
來自二次光源的光經聚光透鏡而聚集後,對形成有規定圖案的光罩進行重疊照明。透過光罩的光經由投影光學系統而於晶圓上成像,從而將光罩圖案投影曝光(轉印)至晶圓上。形成於光罩上的圖案經高積體化,為將該微細圖案準確地轉印至晶圓上,於晶圓上獲得均勻的照度分佈是不可或缺的。
為了將光罩的微細圖案準確地轉印至晶圓上,提出有一種形成例如環帶狀或多極狀(二極狀、四極狀等)的光瞳強度分佈以提高投影光學系統的焦點深度或解像能力的技術(參照美國專利公開第2006/0055834號公報)。
為了將光罩的微細圖案忠實地轉印至晶圓上,不僅必須將光瞳強度分佈調整成所需形狀,而且必須將作為最終的被照射面的晶圓上的各點相關的光瞳強度分佈分別調整成大致均勻。當晶圓上的各點處的光瞳強度分佈的均勻性不穩定時,晶圓上的每個位置上的圖案的線寬將出現不均,從而無法將光罩的微細圖案遍及整個曝光區域而以所需的線寬忠實地轉印至晶圓上。
本發明的目的在於提供一種照明光學系統,能夠對被照射面上的各點處的光瞳強度分佈分別單獨地進行調整。並且,本發明的目的在於提供一種曝光裝置,能夠使用對被照射面上的各點處的光瞳強度分佈分別單獨地進行調整的照明光學系統,在適當的照明條件下進行良好的曝光。
於本發明的第1實施形態中提供一種照明光學系統,利用來自光源的光對被照射面進行照明,該照明光學系統的特徵在於包括:分佈形成光學系統,包括光學積分器(optical integrator),於該光學積分器的後側的照明光瞳上形成光瞳強度分佈;以及消光機構,對形成於照明光瞳上的光瞳強度分佈進行補正。
於本發明的第1實施形態中,消光機構包括配置於照明光瞳的正前方或者正後方的位置上的遮光構件,該遮光構件構成為,遮光構件對朝向被照射面上的一點的光的消光率自被照射面的中心朝向周邊而增大。
於本發明的第1實施形態中,消光機構包括配置於照明光瞳的正前方或者正後方的位置上且以沿著與照明光瞳的面大致平行的面相互交叉的方式而延伸的至少兩個遮光構件,該至少兩個遮光構件構成為,至少兩個遮光構件對朝向被照射面上的一點的光的消光率自被照射面的中心朝向周邊而增大。
於本發明的第1實施形態中,消光機構包括配置於光學積分器的後側的照明光瞳的正前方或者正後方的位置上且於至少一個面上形成有線狀消光部的透光性基板,消光部具有沿著光的行進方向的尺寸,且構成為,消光部對朝向被照射面上的一點的光的消光率自被照射面的中心朝向周邊而增大。
於本發明的第1實施形態中,光學積分器為波前區分型,並且包括多個第1折射面以及多個第2折射面,該多個第1折射面在與光軸正交的平面內的第1方向上具有規定折射力,該多個第2折射面以與多個第1折射面相對應的方式而設於多個第1折射面的後側,且於第1方向上具有規定折射力,消光機構包括消光部,該消光部設於光學積分器的多個第2折射面中的至少兩個相鄰的第2折射面之間,且具有消光率隨著抵達被照射面的光的位置沿著第1方向遠離被照射面的中心而增大的消光率特性。
於本發明的第1實施形態中,光學積分器為波前區分型,消光機構包括消光部,該消光部配置於光學積分器的多個第2折射面之中至少兩個相鄰的第2折射面的邊界線的正後方,且具有消光率隨著抵達被照射面的光的位置沿著第1方向遠離被照射面的中心而增大的消光率特性,上述光學積分器的多個第2折射面是以在與光軸正交的平面內的第1方向上具有規定折射力的光學積分器的多個第1折射面相對應的方式而設於多個第1折射面的後側,且在第1方向上具有規定折射力。
於本發明的第1實施形態中,光學積分器包括在橫切入射光的行進方向的面內排列著的多個透射型的透鏡面,消光機構包括遮光構件,該遮光構件作為由遮光材料構成的獨立物體而配置在與光學積分器的相鄰的透鏡面之間的非透鏡區域相對應的位置。
於本發明的第1實施形態中,消光機構包括透光性基板,該透光性基板配置在鄰接於照明光瞳的前側且具有倍率(power)的光學元件與鄰接於照明光瞳的後側且具有倍率的光學元件之間的照明光瞳空間內,且沿著光軸具有規定厚度,基板包括形成於光的入射側的面上的第1消光圖案、以及形成於光的射出側的面上的第2消光圖案。
於本發明的第1實施形態中,消光機構包括第1消光區域以及第2消光區域,該第1消光區域形成在位於鄰接於照明光瞳的前側且具有倍率的光學元件與鄰接於照明光瞳的後側且具有倍率的光學元件之間的照明光瞳空間內的第1面上,該第2消光區域對應於第1消光區域而形成於照明光瞳空間內位於第1面的後側的第2面上,第1消光區域以及第2消光區域對穿過第1面以及第2面的光賦予消光率特性,即,消光率隨著射向第1面的光的入射角度的變化而單純減少,且在維持大致固定的消光率之後單純增大。
於本發明的第1實施形態中,消光機構包括透光性的第1基板以及透光性的第2基板,該透光性的第1基板配置在鄰接於照明光瞳的前側且具有倍率的光學元件與鄰接於照明光瞳的後側且具有倍率的光學元件之間的照明光瞳空間內,且沿著光軸具有規定厚度,該透光性的第2基板在照明光瞳空間內配置於第1基板的後側,且沿著光軸具有規定厚度,第1基板包括形成於光的入射側的面以及光的射出側的面中的至少一個面上的第1消光圖案,第2基板包括形成於光的入射側的面以及光的射出側的面中的至少一個面上的第2消光圖案,第1消光圖案包括至少一個第1單位消光區域,第2消光圖案包括與至少一個第1單位消光區域相對應而形成的至少一個第2單位消光區域,第1單位消光區域以及第2單位消光區域具有消光率根據相對於消光機構的光的入射角度而發生變化的消光率特性。
於本發明的第2實施形態中提供一種曝光裝置,該曝光裝置的特徵在於包括用以對規定圖案進行照明的第1實施形態的照明光學系統,將規定圖案曝光至感光性基板上。
於本發明的第3實施形態中提供一種元件製造方法,該元件製造方法的特徵在於包括:曝光步驟,使用第2實施形態的曝光裝置,將規定圖案曝光至感光性基板上;顯影步驟,對轉印有規定圖案的感光性基板進行顯影,將與規定圖案相對應的形狀的光罩層形成於感光性基板的表面上;以及加工步驟,經由光罩層對感光性基板的表面進行加工。
[發明之效果]
於本發明的照明光學系統中,將遮光機構配置於光學積分器的後側的光路的規定面上,且構成為,遮光構件對朝向被照射面上的一點的光的消光率自被照射面上的第1點朝向與該第1點不同的第2點而發生變化。因此,藉由具有根據射向被照射面的光的入射位置而發生變化的所需的消光率特性的遮光構件的消光作用,可對關於被照射面上的各點的光瞳強度分佈分別單獨地進行調整。藉此,例如可將關於各點的光瞳強度分佈調整成彼此大致相同性狀的分佈。
其結果為,於本發明的照明光學系統中,藉由例如對被照射面上的各點處的光瞳強度分佈一起進行調整的補正濾鏡、與對關於各點的光瞳強度分佈分別單獨進行調整的遮光構件的協同作用,來對被照射面上的各點處的光瞳強度分佈分別單獨進行調整。如此,於本發明的曝光裝置中,可使用對被照射面上的各點處的光瞳強度分佈分別單獨進行調整的照明光學系統,而於適當的照明條件下進行良好的曝光,進而可製造出良好的元件。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。
(第1實施形態)
根據附圖,對本發明的第1實施形態進行說明。圖1是表示第1實施形態的曝光裝置的構成的概略圖。於圖1中,分別沿著作為感光性基板的晶圓W的曝光面(轉印面)的法線方向設定Z軸,於晶4圓W的曝光面內沿著與圖1的紙面平行的方向設定Y軸,且於晶圓W的曝光面內沿著與圖1的紙面垂直的方向設定X軸。
參照圖1,於本實施形態的曝光裝置中,是自光源1供給曝光用光(照明光)。作為光源1,可使用例如供給193nm的波長的光的ArF準分子雷射光源或供給248nm的波長的光的KrF準分子雷射光源等。自光源1射出的光束藉由整形光學系統2而轉換成所需的剖面形狀的光束之後,經由例如環帶照明用的繞射光學元件3而入射至無焦透鏡4。
無焦透鏡4是設定成前側焦點位置與繞射光學元件3的位置大致一致且後側焦點位置與圖中虛線所示的規定面5的位置大致一致的無焦系統(無焦光學系統)。繞射光學元件3是藉由在基板上形成具有曝光用光(照明光)的波長左右之間距的階差而構成,具有使入射光束繞射成所需的角度的作用。具體而言,環帶照明用的繞射光學元件3具備當具有矩形狀的剖面的平行光束入射時,於遠場(far field)(或者夫琅禾費繞射(Fraunhofer diffraction)區域)形成環帶狀的光強度分佈的功能。
因此,入射至繞射光學元件3的大致平行光束於無焦透鏡4的光瞳面上形成有環帶狀的光強度分佈之後,以環帶狀的角度分佈自無焦透鏡4出。於無焦透鏡4的前側透鏡群4a與後側透鏡群4b之間的光路中,於該無焦透鏡4的光瞳位置或者該光瞳位置的附近,配置有補正濾鏡6。補正濾鏡6具有平行平面板的形態,於該補正濾鏡6的光學面上形成有由鉻或氧化鉻等所構成的遮光性點(dot)的濃密圖案。即,補正濾鏡6具有透射率根據光的入射位置而不同的透射率分佈。關於補正濾鏡6的具體作用將於後文描述。
經由無焦透鏡4後的光經由σ值(σ值=照明光學系統的光罩側孔徑數/投影光學系統的光罩側孔徑數)可變用的變焦透鏡7,而入射至作為光學積分器的微型複眼透鏡(或者複眼透鏡)8。微型複眼透鏡8例如是由縱橫且稠密地排列著的多數個具有正折射力的微小透鏡所構成的光學元件,是藉由在平行平面板上實施蝕刻處理形成微小透鏡群而構成。
構成微型複眼透鏡的各微小透鏡較構成複眼透鏡的各透鏡元件更微小。並且,微型複眼透鏡與由相互隔絕的透鏡元件所構成的複眼透鏡不同,多個微小透鏡(微小折射面)並未相互隔絕而是形成為一體。但是,在具有正折射力的透鏡要素呈縱橫配置的方面,微型複眼透鏡與複眼透鏡相同,為波前區分型的光學積分器。再者,作為微型複眼透鏡8,亦可使用例如柱狀微型複眼透鏡。柱狀微型複眼透鏡的構成以及作用於例如美國專利第6913373號公報上有所揭示。
規定面5的位置配置於變焦透鏡7的前側焦點位置或者該前側焦點位置的附近,微型複眼透鏡8的入射面配置於變焦透鏡7的後側焦點位置或者該後側焦點位置的附近。換言之,變焦透鏡7將規定面5與微型複眼透鏡8的入射面實質上配置成傅裏葉變換的關係,進而將無焦透鏡4的光瞳面與微型複眼透鏡8的入射面配置成光學上大致共軛。
因此,於微型複眼透鏡8的入射面上,與無焦透鏡4的光瞳面相同,形成例如以光軸AX為中心的環帶狀的照射場。該環帶狀的照射場的整體形狀依存於變焦透鏡7的焦距而發生相似性變化。微型複眼透鏡8中的各微小透鏡的入射面(即,單位波前區分面)為例如沿著Z方向具有長邊且沿著X方向具有短邊的矩形狀,即,為與欲形成於光罩M上的照明區域的形狀(進而欲形成於晶圓W上的曝光區域的形狀)相似的矩形狀。
對入射至微型複眼透鏡8的光束加以二維分割,於該微型複眼透鏡8的後側焦點面或者該後側焦點面的附近位置(進而照明光瞳的位置),形成具有與形成於微型複眼透鏡8的入射面上的照射場大致相同的光強度分佈的二次光源,即,形成由以光軸AX為中心的環帶狀的實質性面光源所構成的二次光源(光瞳強度分佈)。於微型複眼透鏡8的後側焦點面或者該後側焦點面的附近,配置有作為遮光構件的鰭片構件9。關於鰭片構件9的構成以及作用將於後文描述。
並且,於微型複眼透鏡8的後側焦點面或者該後側焦點面的附近,根據需要而配置有具有與環帶狀的二次光源相對應的環帶狀的孔徑部(透光部)的照明孔徑光闌(未圖示)。照明孔徑光闌構成為相對於照明光路而拔插自如,且構成為能夠與具有大小及形狀不同的孔徑部的多個孔徑光闌相切換。作為孔徑光闌的切換方式,可使用例如眾所周知的轉塔(turret)方式或滑動(slide)方式等。照明孔徑光闌配置於與下述投影光學系統PL的入射光瞳面在光學上大致共軛的位置,對有助於二次光源的照明的範圍進行規定。
經由微型複眼透鏡8以及鰭片構件9後的光經由聚光光學系統10而對光罩遮器11進行重疊照明。如此,於作為照明視野光闌的光罩遮器11上,形成與微型複眼透鏡8的微小透鏡的形狀以及焦距相對應的矩形狀的照射場。經由光罩遮器11的矩形狀的孔徑部(透光部)後的光經由以前側透鏡群12a以及後側透鏡群12b構成的成像光學系統12,對形成有規定圖案的光罩M進行重疊照明。即,成像光學系統12將光罩遮器11的矩形狀孔徑部的像形成於光罩M上。
在保持於光罩平台MS上的光罩M上形成有欲轉印的圖案,對整個圖案區域中沿著Y方向具有長邊且沿著X方向具有短邊的矩形狀(狹縫狀)的圖案區域進行照明。透過光罩M的圖案區域的光經由投影光學系統PL而在保持於晶圓平台WS上的晶圓(感光性基板)W上形成光罩圖案的像。即,以與光罩M上的矩形狀的照明區域光學對應的方式,而在晶圓W上,亦於沿著Y方向具有長邊且沿著X方向具有短邊的矩形狀的靜止曝光區域(有效曝光區域)內形成圖案像。
如此,根據所謂的步進掃描(step and scan)方式,在與投影光學系PL的光軸AX正交的平面(XY平面)內,沿著X方向(掃描方向)使光罩平台MS與晶圓平台WS同步移動(掃描),進而使光罩M與晶圓W同步移動(掃描),藉此於晶圓W上對光罩圖案進行掃描而使該光罩圖案曝光至具有與靜止曝光區域的Y方向尺寸相等的寬度且具有與晶圓W的掃描量(移動量)相對應的長度的曝光區域(shot area)。
於本實施形態中,如上所述,將藉由微型複眼透鏡8而形成的二次光源作為光源,對配置於照明光學系統(2~12)的被照射面上的光罩M進行柯勒照明(Kohler illumination)。因此,形成二次光源的位置與投影光學系統PL的孔徑光闌AS的位置光學共軛,故可將二次光源的形成面稱為照明光學系統(2~12)的照明光瞳面。典型的是,相對於照明光瞳面而言,被照射面(光罩M所配置的面,或者將投影光學系統PL包括在內考慮成照明光學系統時晶圓W所配置的面)為光學性傅裏葉變換面。
再者,所謂光瞳強度分佈,是照明光學系統(2~12)的照明光瞳面或者與該照明光瞳面光學共軛的面上的光強度分佈(亮度分佈)。當藉由微型複眼透鏡8而產生的波前區分數相對較大時,形成於微型複眼透鏡8的入射面上的全局性的光強度分佈與整個二次光源的全局性的光強度分佈(光瞳強度分佈)呈現出較高的相關。因此,亦可將微型複眼透鏡8的入射面以及與該入射面光學共軛的面上的光強度分佈稱為光瞳強度分佈。於圖1的構成中,繞射光學元件3、無焦透鏡4、變焦透鏡7、以及微型複眼透鏡8構成在微型複眼透鏡8的後側的照明光瞳上形成光瞳強度分佈的分佈形成光學系統。
藉由代替環帶照明用的繞射光學元件3而將多極照明(二極照明、四極照明、八極照明等)用的繞射光學元件(未圖示)設定於照明光路中,可進行多極照明。多極照明用的繞射光學元件具備當具有矩形狀的剖面的平行光束入射時,於遠場形成多極狀(二極狀、四極狀、八極狀等)的光強度分佈的功能。因此,經由多極照明用的繞射光學元件後的光束會於微型複眼透鏡8的入射面上形成由例如以光軸AX為中心的多個規定形狀(圓弧狀、圓形狀等)的照射場所構成的多極狀的照射場。其結果為,於微型複眼透鏡8的後側焦點面或者該後側焦點面的附近,亦形成與該微型複眼透鏡8的入射面上所形成的照射場相同的多極狀的二次光源。
並且,藉由代替環帶照明用的繞射光學元件3而將圓形照明用的繞射光學元件(未圖示)設定於照明光路中,可進行通常的圓形照明。圓形照明用的繞射光學元件具備當具有矩形狀的剖面的平行光束入射時,於遠場形成圓形狀的光強度分佈的功能。因此,經由圓形照明用的繞射光學元件後的光束會於微型複眼透鏡8的入射面上形成例如以光軸AX為中心的圓形狀的照射場。其結果為,於微型複眼透鏡8的後側焦點面或者該後側焦點面的附近,亦形成與該微型複眼透鏡8的入射面上所形成的照射場相同的圓形狀的二次光源。並且,藉由代替環帶照明用的繞射光學元件3而將具有適當特性的繞射光學元件(未圖示)設定於照明光路中,可進行各種形態的變形照明。作為繞射光學元件3的切換方式,可使用例如眾所周知的轉塔方式或滑動方式等。
於以下說明中,為使本實施形態的作用效果易於理解,設為於微型複眼透鏡8的後側焦點面或者該後側焦點面的附近的照明光瞳上,形成如圖2所示之四極狀的光瞳強度分佈(二次光源)20。並且,單個鰭片構件9設為配置於四極狀的光瞳強度分佈20的形成面的正後方。並且,以下說明中僅言及「照明光瞳」時,是指微型複眼透鏡8的後側焦點面或者該後側焦點面的附近的照明光瞳。
參照圖2,形成於照明光瞳上的四極狀的光瞳強度分佈20包括夾著光軸AX而於X方向上隔開間隔的一對圓弧狀的實質性面光源(以下,簡稱為「面光源」)20a、20b以及夾著光軸AX而於Z方向上隔開間隔的一對圓弧狀的實質性面光源20c、20d。再者,照明光瞳上的X方向是微型複眼透鏡8的矩形狀的微小透鏡的短邊方向,對應於晶圓W的掃描方向。並且,照明光瞳上的Z方向是微型複眼透鏡8的矩形狀的微小透鏡的長邊方向,對應於與晶圓W的掃描方向正交的掃描正交方向(晶圓W上的Y方向)。
如圖3所示,於晶圓W上形成沿著Y方向具有長邊且沿著X方向具有短邊的矩形狀的靜止曝光區域ER,且以與該靜止曝光區域ER相對應的方式而於光罩M上形成矩形狀的照明區域(未圖示)。此處,入射至靜止曝光區域ER內的一點的光於照明光瞳上所形成的四極狀的光瞳強度分佈無論入射點的位置如何,均具有彼此大致相同的形狀。但是,構成四極狀的光瞳強度分佈的各面光源的光強度存在著依存於入射點的位置而不同的傾向。
具體而言,如圖4所示,於入射至靜止曝光區域ER內的中心點P1的光所形成的四極狀的光瞳強度分佈21的情況下,存在著於Z方向上隔開間隔的面光源21c及21d的光強度大於在X方向上隔開間隔的面光源21a及21b的光強度的傾向。另一方面,如圖5所示,於自靜止曝光區域ER內的中心點P1入射至在Y方向上隔開間隔的周邊的點P2、P3的光所形成的四極狀的光瞳強度分佈22的情況下,存在著於Z方向上隔開間隔的面光源22c及22d的光強度小於在X方向上隔開間隔的面光源22a及22b的光強度的傾向。
通常而言,無論形成於照明光瞳上的光瞳強度分佈的外形形狀如何,關於晶圓W上的靜止曝光區域ER內的中心點P1的光瞳強度分佈(入射至中心點P1的光於照明光瞳上所形成的光瞳強度分佈)的沿著Z方向的光強度分佈如圖6A所示,具有在中央最小且朝向周邊增大的凹曲線狀的分佈。另一方面,關於晶圓W上的靜止曝光區域ER內的周邊點P2、P3的光瞳強度分佈的沿著Z方向的光強度分佈如圖6B所示,具有在中央最大且朝向周邊減少的凸曲線狀的分佈。
並且,光瞳強度分佈的沿著Z方向的光強度分佈存在如下傾向,即,不太依存於靜止曝光區域ER內的沿著X方向(掃描方向)的入射點的位置,而是依存於靜止曝光區域ER內的沿著Y方向(掃描正交方向)的入射點的位置而發生變化。如上所述,關於晶圓W上的靜止曝光區域ER內的各點的光瞳強度分佈(入射至各點的光於照明光瞳上所形成的光瞳強度分佈)分別大致不均勻時,在晶圓W上的每個位置上圖案的線寬將不一致,從而無法將光罩M的微細圖案遍及整個曝光區域以所需的線寬忠實地轉印至晶圓W上。
於本實施形態中,如上所述,於無焦透鏡4的光瞳位置或者該光瞳位置的附近,配置有對應於光的入射位置而具有透射率不同的透射率分佈的補正濾鏡6。並且,無焦透鏡4的光瞳位置藉由該無焦透鏡4的後側透鏡群4b及變焦透鏡7,而與微型複眼透鏡8的入射面光學共軛。因此,藉由補正濾鏡6的作用,可對形成於微型複眼透鏡8的入射面上的光強度分佈進行調整(補正),進而亦可對形成於微型複眼透鏡8的後側焦點面或者該後側焦點面的附近的照明光瞳上的光瞳強度分佈進行調整。
但是,補正濾鏡6並不依存於各點的位置而對關於晶圓W上的靜止曝光區域ER內的各點的光瞳強度分佈一起進行調整。其結果為,藉由補正濾鏡6的作用。可將例如關於中心點P1的四極狀的光瞳強度分佈21調整成大致均勻,進而將各面光源21a~21d的光強度調整成彼此大致相等,但此時,關於周邊點P2、P3的四極狀的光瞳強度分佈22的面光源22a、22b與面光源22c、22d的光強度的差卻反而增大。
即,在藉由補正濾鏡6的作用將關於晶圓W上的靜止曝光區域ER內的各點的光瞳強度分佈分別調整成大致均勻時,必須藉由補正濾鏡6之外的其他機構來將關於各點的光瞳強度分佈調整成彼此相同的性狀的分佈。具體而言,例如在關於中心點P1的光瞳強度分佈21以及關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈22中,必須使面光源21a、21b與面光源21c、21d的光強度的大小關係以及面光源22a、22b與面光源22c、22d的光強度的大小關係以大致相同的比率相一致。
於本實施形態中,為使關於中心點P1的光瞳強度分佈的性狀與關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈的性狀大致一致,具備有鰭片構件9,作為用以調整成在關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈22中面光源22a、22b的光強度小於面光源22c、22d的光強度的遮光構件。圖7及圖8是說明本實施形態的鰭片構件9的作用的圖。圖9是表示本實施形態的鰭片構件9的消光率特性的圖。
如圖2所示,鰭片構件9具有板狀的形態,且沿著X方向而定位成,與夾著光軸AX而於X方向上隔開間隔的一對面光源20a、20b相對應。具體而言,鰭片構件9具有例如外形形狀為矩形狀的平行平面板的形態,並且配置成其厚度方向(Z方向)與照明光瞳的面(XZ平面)大致平行,且其寬度方向(Y方向)與光軸AX的方向大致平行。即,鰭片構件9的厚度方向與微型複眼透鏡8的矩形狀的單位波前區分面的長邊方向大致一致。
因此,四極狀的光瞳強度分佈20中,來自面光源20a及20b的光會受到鰭片構件9的作用,而來自面光源20c及20d的光則不會受到鰭片構件9的作用。此時,如圖7所示,抵達晶圓W上的靜止曝光區域ER內的中心點P1的光,即,抵達光罩遮器11的孔徑部的中心點P1'的光以入射角度0朝向鰭片構件9的照明光瞳側的端面上的XZ平面入射,因此藉由鰭片構件9而遮擋的光的量微少。換言之,鰭片構件9對從關於中心點P1的光瞳強度分佈21的面光源21a及21b而來的光7光率為接近於0%的值。
另一方面,如圖8所示,抵達晶圓W上的靜止曝光區域ER內的周邊點P2、P3的光,即,抵達光罩遮器11的孔徑部的周邊點P2'、P3'的光以入射角度±θ朝向鰭片構件9的照明光瞳側的端面上的XZ平面入射,故而藉由鰭片構件9而遮擋的光的量相對較多。換言之,鰭片構件9對從關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈22的面光源22a及22b而來的光的消光率對應於入射角度±θ的絕對值的大小而為相對較大的值。
如上所述,鰭片構件9對朝向作為被照射面的靜止曝光區域ER上的一點的光的消光率如圖9所示構成為,與相對於鰭片構件9的照明光瞳側的端面上的XZ平面的入射角度的絕對值的大小相對應而增大,即,自靜止曝光區域ER的中心朝向周邊而增大。更具體而言,作為遮光構件的鰭片構件9構成為,消光率沿著微型複眼透鏡8的矩形狀的單位波前區分面的長邊方向(Z方向:於靜止曝光區域ER上為Y方向),自靜止曝光區域ER的中心朝向周邊而增大。
再者,於圖7以及圖8中,參照符號B1表示面光源20a(21a、22a)的沿著X方向的最外緣的點(參照圖2),參照符號B2表示面光源20b(21b、22b)的沿著X方向的最外緣的點(參照圖2)。此外,為使圖7以及圖8的相關說明易於理解,以參照符號B3表示面光源20c(21c、22c)的沿著Z方向的最外緣的點,以參照符號B4表示面光源20d(21d、22d)的沿著Z方向的最外緣的點。但是,如上所述,來自面光源20c(21c、22c)以及面光源20d(21d、22d)的光不會受到鰭片構件9的消光作用。
如此,關於中心點P1的光瞳強度分佈21中,來自面光源21a及21b的光雖受到鰭片構件9的消光作用,但其光強度幾乎不會發生變化。來自面光源21c及21d的光不會受到鰭片構件9的消光作用,因此其光強度不會變化。其結果為,關於中心點P1的光瞳強度分佈21如圖10所示,即使受到鰭片構件9的消光作用,亦僅會稍微調整成與原來的分佈21大致相同的性狀的光瞳強度分佈21'。即,於藉由鰭片構件9而調整後的光瞳強度分佈21'中,亦維持著於Z方向上隔開間隔的面光源21c、21d的光強度大於在X方向上隔開間隔的面光源21a'、21b'的光強度的性狀。
另一方面,關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈22中,來自面光源22a及22b的光受到鰭片構件9的消光作用後,其光強度降低。來自面光源22c及22d的光不會受到鰭片構件9的消光作用,因此其光強度不會發生變化。其結果為,關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈22如圖11所示,藉由鰭片構件9的消光作用而調整成與原來的分佈22不同的性狀的光瞳強度分佈22'。即,於藉由鰭片構件9而調整後的光瞳強度分佈22'中,變為於Z方向上隔開間隔的面光源22c、22d的光強度大於在X方向上隔開間隔的面光源22a'、22b'的光強度的性狀。
如此,藉由鰭片構件9的消光作用而將關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈22調整成與關於中心點P1的光瞳強度分佈21'大致相同的性狀的分佈22'。同樣地,將關於在中心點P1與周邊點P2、P3之間沿著Y方向而排列著的各點的光瞳強度分佈,進而將關於晶圓W上的靜止曝光區域ER內的各點的光瞳強度分佈亦調整成與關於中心點P1的光瞳強度分佈21'大致相同的性狀的分佈。換言之,藉由鰭片構件9的消光作用而將關於晶圓W上的靜止曝光區域ER內的各點的光瞳強度分佈調整成彼此大致相同的性狀的分佈。進而換言之,鰭片構件9具有將關於各點的光瞳強度分佈調整成彼此大致相同的性狀的分佈所必需的消光率特性。
如以上所述,於本實施形態的照明光學系統中,藉由鰭片構件9與補正濾鏡6的協同作用,可將關於各點的光瞳強度分佈分別調整成大致均勻,其中,上述鰭片構件9具有根據光射向晶圓W上的靜止曝光區域ER的入射位置而變化的所需的消光率特性,對關於靜止曝光區域ER內的各點的光瞳強度分佈分別單獨地進行調整,上述補正濾鏡6對關於靜止曝光區域ER內的各點的光瞳強度分佈一起進行調整。因此,於本實施形態的曝光裝置(2~WS)中,使用將晶圓W上的靜止曝光區域ER內的各點處的光瞳強度分佈分別調整成大致均勻的照明光學系統(2~12),可在與光罩M的微細圖案相適應的適當的照明條件下進行良好的曝光,進而可將光罩M的微細圖案遍及整個曝光區域以所需的線寬而忠實地轉印至晶圓W上。
於本實施形態中,可認為晶圓(被照射面)W上的光量分佈受到例如鰭片構件9的消光作用(調整作用)的影響。此時,可根據需要,藉由具有公知構成的光量分佈調整部的作用,而對靜止曝光區域ER內的照度分佈或者靜止曝光區域(照明區域)ER的形狀加以變更,具體而言,作為對照度分佈加以變更的光量分佈調整部,可使用日本專利特開2001-313250號以及日本專利特開2002-100561號(以及與該些專利相對應的美國專利第6771350號以及第6927836號)中所記載的構成以及方法。並且,作為對照明區域的形狀加以變更的光量分佈調整部,可使用國際專利公開第WO2005/048326號小冊子(以及與該小冊子相對應的美國專利公開第2007/0014112號公報)中所記載的構成以及方法。
再者,於上述第1實施形態中,在四極狀的光瞳強度分佈20的形成面的正後方配置有單個鰭片構件9。但是,並不限定於此,亦可例如圖12所示,根據需要而配置所需數量(圖12中例示為三個)的鰭片構件9。於圖12A中,三個鰭片構件9對從外徑較大的四極狀的光瞳強度分佈30中的一對面光源30a、30b而來的光發揮作用。於圖12B中,僅中央的鰭片構件9對從外徑較小的四極狀的光瞳強度分佈31中的一對面光源31a、31b而來的光發揮作用。
於圖2以及圖12中,沿著微型複眼透鏡8的矩形狀的單位波前區分面的短邊方向(X方向)配置有一個或者多個鰭片構件9。但是,並不限定於此,亦可將鰭片構件9配置成稍向單位波前區分面的短邊方向傾斜。換言之,亦可將鰭片構件9配置成稍向微型複眼透鏡8的透鏡要素的排列方向(短邊方向或者長邊方向)傾斜。通常,關於鰭片構件9的外形形狀、數量、配置等,可具有各種形態。
並且,於上述第1實施形態中,是使用外形形狀為矩形狀且具有平行平面板的形態的鰭片構件9,即,寬度方向(圖2中的Y方向)的尺寸沿著長度方向(圖2中的X方向)為固定的鰭片構件9。但是,並不限定於此,亦可根據光瞳強度分佈的形狀等,例如圖13A所示,使用寬度方向的尺寸沿著長度方向而間斷性變化的鰭片構件9。並且,亦可例如圖13B所示,使用寬度方向的尺寸各不相同的多個(圖13B中例示為三個)鰭片構件9。
於圖2以及圖12中,將一個或者多個鰭片構件9沿著一個方向呈一維配置。但是,並不限定於此,亦可根據需要而將多個鰭片構件9呈二維配置。即,亦可例如圖14A以及14B所示,將一個或者多個鰭片構件9H沿著一個方向(圖中水平方向)加以配置,將一個或者多個鰭片構件9V沿著另一個方向(圖中垂直方向)加以配置。於圖14A中三個鰭片構件9H與三個鰭片構件9V是形成為一體,於圖14B中三個鰭片構件9H與三個鰭片構件9V是呈前後配置。
為了將一個或者多個鰭片構件9定位且保持於照明光路中的規定位置上,可使用例如圖15所示的保持構件50。保持構件50包括圓環狀的本體51以及在該本體51的徑方向上設置於相向的位置上的一對固持器52。於一對固持器52上安裝有一個或者多個鰭片構件9。
例如,如圖15所示,可將安裝有一個或者多個鰭片構件9的保持構件50設為一個遮光單元,將具有各不相同的特性的多個遮光單元可更換地構成。例如,可將由如圖16A所示的安裝有寬度方向的尺寸沿著長度方向為固定的鰭片構件9A的保持構件50A所構成的遮光單元、與由如圖16B所示的安裝有寬度方向的尺寸各不相同的多個鰭片構件9B的保持構件50B所構成的遮光單元加以更換。此時,可對各遮光單元安裝於照明光路上的狀態下的鰭片構件的長度方向進行適當選擇。
於圖15以及圖16所示的保持構件中,只要未採用特別方案,則多個鰭片構件的相對位置關係均為固定。當必須使多個鰭片構件的相對位置關係可變化時,可使用如圖17所示的保持構件60。保持構件60包括圓環狀的本體61以及在該本體61的徑方向上設置於相向的位置上的三對固持器62。於各對固持器62上安裝有一個鰭片構件9。
固持器62例如圖18所示,包括安裝著鰭片構件9的一端的軸(Shaft)62a以及操作部62b,該操作部62b使該軸62a沿箭頭F1的方向往返移動,進而使鰭片構件9的一端的位置沿箭頭F1的方向往返移動。於保持構件60上,於各固持器62上使鰭片構件9的一端的位置分別發生變化,藉此可使多個鰭片構件9的相對位置關係適當變化。
並且,於上述第1實施形態中,是使用外形形狀固定不變的鰭片構件9。但是,並不限定於此,亦可例如圖19所示,為捲繞或者倒捲著寬度尺寸或厚度尺寸會沿著長度方向發生變化的卷帶狀的鰭片構件9C的構成。若為該構成,則可使定位於照明光路中的鰭片構件的寬度尺寸或厚度尺寸可變化,即,可使鰭片構件的外形形狀可變化。
並且,於上述第1實施形態中,作為遮光構件,是使用具有平行平面板的形態,即具有板狀形態的鰭片構件9。但是,並不限定於此,亦可使用例如具有如圖20所示的平行平面板90h的側面90ha的形態的遮光構件。於如圖20所示的平行平面板單元90U中,例示了使四個平行平面板90h的側面90ha彼此相抵接。但是,於平行平面板單元90U中,重要的是側面90ha彼此的抵接並不取決於光接觸(optical contact)。
平行平面板單元90U如圖21所示,配置於例如四極狀的光瞳強度分佈的形成面的正後方。此時,平行平面板單元90U被定位成,作為遮光構件的側面90ha與圖7及圖8所示的鰭片構件9的厚度薄至極限為止的狀態相對應。即,作為遮光構件的側面90ha的厚度方向(Z方向)與照明光瞳的面(XZ平面)大致平行,且側面90ha的寬度方向(Y方向)與光軸AX的方向大致平行。
因此,如圖21所示,抵達晶圓W上的靜止曝光區域ER內的周邊點P2、P3的光,即抵達光罩遮器11的孔徑部的周邊點P2'、P3'的光會被作為遮光構件的側面90ha所遮擋。另一方面,雖省略圖示,但抵達晶圓W上的靜止曝光區域ER內的中心P1的光,即抵達光罩遮器11的孔徑部的中心P1'的光幾乎不會被作為遮光構件的側面90ha所遮擋。
如此,於使用作為遮光構件的側面90ha的示例中,與使用鰭片構件9的第1實施形態相同,構成為,側面90ha對朝向作為被照射面的靜止曝光區域ER上的一點的光的消光率自靜止曝光區域ER的中心朝向周邊而增大。其結果為,於使用平行平面板單元90U的示例中,亦可獲得與使用鰭片構件9的第1實施形態相同的效果。
再者,於上述說明中,是以於照明光瞳上形成四極狀的光瞳強度分佈的變形照明,即以四極照明為例來說明本發明的作用效果。但是,顯然並不限於四極照明,而可例如對形成環帶狀的光瞳強度分佈的環帶照明、形成四極狀以外的其他的多極狀的光瞳強度分佈的多極照明等,同樣地應用本發明而獲得同樣的作用效果。
並且,於上述說明中,在微型複眼透鏡8的後側焦點面或者該後側焦點面的附近的照明光瞳的正後方配置有遮光構件(鰭片構件9、側面90ha)。但是,並不限定於此,亦可於微型複眼透鏡8的後側焦點面或者該後側焦點面的附近的照明光瞳的正前方配置遮光構件。並且,亦可在微型複眼透鏡8的後側的其他照明光瞳的正前方或者正後方,例如在成像光學系統12的前側透鏡群12a與後側透鏡群12b之間的照明光瞳的正前方或者正後方配置遮光構件。再者,當於照明光瞳的位置配置遮光構件時,遮光構件沿著光軸方向具有寬度尺寸,因此可視為於照明光瞳的正前方及正後方配置有遮光構件。
並且,亦可代替鰭片構件9而使用如圖24所示的鰭片構件90F。如圖24所示,當使用在微型複眼透鏡8的矩形狀的單位波前區分面88的短邊方向上,即在X方向上大致平行延伸的鰭片構件90F時,有可能會發生以下的異常狀況。再者,於圖24中,僅表示有微型複眼透鏡8的一部分的單位波前區分面8a,且表示有與所圖示的所有的單位波前區分面8a相對應而形成小光源23(以實施有影線的橢圓形示意性地表示)的情況。如圖24的左側的圖所示,當將單個鰭片構件90F配置成稍向X方向傾斜(圖24中為使說明易於理解而將傾斜角加以誇張表示,但僅傾斜有例如1度左右的角度)時,如圖24的右側的圖所示,單個鰭片構件90F對從與塗黑的單位波前區分面8a相對應而形成的小光源23而來的光發揮消光作用。換言之,於圖24的右側的圖中,與以虛線所示的單個鰭片構件90F相向的一系列單位波前區分面8a之中,不會受到消光作用的相對較多的單位波前區分面8a會沿著單個鰭片構件90F的長度方向而連續地存在。
其結果為,如圖25所示,關於處於晶圓W上的靜止曝光區域ER內的某點的四極狀的光瞳強度分佈24中,夾著光軸AX而於X方向上隔開間隔的一對面光源24a、24b中,例如一個面光源24b有可能無法受到鰭片構件90F的所需的消光作用。圖25中,分別藉由在X方向上延伸的線段而示意性地表示有於X方向上大致平行延伸的三個鰭片構件90F對面光源24a及24b的消光作用。並且,於圖25中,例示有三個鰭片構件90F均對面光源24a發揮所需的消光作用,兩端的鰭片構件90F對面光源24b發揮所需的消光作用但中央的鰭片構件90F幾乎未發揮消光作用的狀態。此時,無法將面光源24b調整成所需的光強度,進而在夾著光軸AX而於X方向上隔開間隔的面光源24a與24b之間缺乏光強度的平衡(balance)。
藉由對在照明光瞳的正後方的位置沿著與照明光瞳的面(XZ平面)大致平行的面而配置的鰭片構件的數量以及方向進行適當設定,可確保消光率自靜止曝光區域ER的中心朝向周邊而增大所需的消光率特性,進而可對關於靜止曝光區域ER內的各點的光瞳強度分佈分別如願地單獨調整。
因此,於本實施形態中,如圖26所示,包括遮光部9,該遮光部9由配置於照明光瞳的正後方的位置且以沿著與照明光瞳的面大致平行的面相互交叉的方式而延伸的一對遮光構件9a及9b所構成。以下,為了簡化說明,一對遮光構件9a及9b設為具有彼此相同的構成(例如沿著與圖26的紙面垂直的面而延伸的板狀的彼此相同的形態),且以相同角度向X方向傾斜的構件。即,設一對遮光構件9a及9b關於穿過光軸AX並朝X方向延伸的軸線對稱地配置成,以在與夾著光軸AX而於X方向上隔開間隔的一對面光源20a及20b重合的角度範圍內適當選擇的所需的角度而向X方向傾斜。
此時,如圖27的上側的圖所示,一個遮光構件9a是配置成朝X方向較大地傾斜(圖27中,為使說明易於理解,將傾斜角誇張為大於圖26所示的角度),因此如圖27的下側的圖所示,會對從與沿著遮光構件9a的長度方向而大致連續地散布著的塗黑的單位波前區分面8a相對應而形成的小光源23而來的光發揮消光作用。同樣地,另一個遮光構件9b亦配置成朝X方向較大地傾斜,因此如圖27的下側的圖所示,會對從與沿著遮光構件9b的長度方向而大致連續地散布著的塗黑的單位波前區分面8a相對應而形成的小光源23而來的光發揮消光作用。換言之,於圖27的下側的圖中,藉由與以虛線所示的一對遮光構件9a及9b相向的一系列單位波前區分面8a,可避免出現連續存在未受到消光作用的相對較多的單位波前區分面8a的異常狀況,即,可避免使用在X方向上大致平行延伸的鰭片構件時有可能發生的異常狀況。
因此,於本實施形態中,與使用在X方向上大致平行延伸的一個或者多個鰭片構件90F的情況不同,如圖28所示,在關於處於晶圓W上的靜止曝光區域ER內的某點的四極狀的光瞳強度分佈24中,對於夾著光軸AX而於X方向上隔開間隔的一對面光源24a及24b,一對遮光構件9a及9b均發揮所需的消光作用,從而可避免於面光源24a與24b之間缺乏光強度的平衡。於圖28中,分別藉由朝X方向傾斜的線段來示意性地表示朝X方向傾斜配置著的一對遮光構件9a、9b對面光源24a及24b的消光作用。
再者,於本實施形態中,構成遮光部9的一對遮光構件9a及9b配置於光瞳強度分佈的形成面即照明光瞳的正後方的位置,且形成為在光軸AX方向上具有規定尺寸的板狀。因此,如圖29所示,由於所謂視差的影響,故而一對遮光構件9a、9b對光瞳強度分佈的消光作用的位置對應於晶圓W上的靜止曝光區域ER內所著眼的點的位置而朝Z方向發生位置偏移。
於圖29中,分別藉由向X方向傾斜的線段9aa、9ba而示意性地表示一對遮光構件9a、9b對光瞳強度分佈的消光作用的位置。具體而言,如圖29的中央的圖所示,一對遮光構件9a、9b對入射至靜止曝光區域ER內的中心點P1的光所形成的四極狀的光瞳強度分佈25(25a~25d)的消光作用的位置9aa、9ba幾乎不會受到視差的影響。因此,於X方向上隔開間隔的面光源25a及25b會受到一對遮光構件9a、9b帶來的所需的消光作用。
另一方面,如圖29的左側及右側的圖所示,一對遮光構件9a、9b對自靜止曝光區域ER內的中心點P1向在Y方向上隔開間隔的周邊的點P2或P3入射的光所形成的四極狀的光瞳強度分佈26(26a~26d)或者光瞳強度分佈27(27a~27d)的消光作用的位置9aa、9ba受到視差的影響而向Z方向位置偏移。即,如圖29的左側的圖所示,於X方向上隔開間隔的面光源26a及26b之中,面光源26a有可能會受到遮光構件9b所帶來的消光作用,但不會受到遮光構件9a所帶來的消光作用。反之,面光源26b有可能會受到遮光構件9a所帶來的消光作用,但不會受到遮光構件9b所帶來的消光作用。
並且,如圖29的右側的圖所示,於X方向上隔開間隔的面光源27a及27b中,面光源27a有可能會受到遮光構件9a所帶來的消光作用,但不會受到遮光構件9b所帶來的消光作用,反之,面光源27b有可能受到遮光構件9b所帶來的消光作用,但不會受到遮光構件9a所帶來的消光作用。但是,於本實施形態中,如參照圖29所示,一對遮光構件9a與9b是以相互交叉的方式而配置,故而在入射至靜止曝光區域ER內的任意點的光所形成的四極狀的光瞳強度分佈中,對於在X方向上隔開間隔的一對面光源的消光作用即使受到視差的影響亦彼此相等,進而不會在X方向上隔開間隔的一對面光源之間缺乏光強度的平衡。
並且,於僅使用一個遮光構件9a的比較例中,如圖30所示,對立X方向上隔開間隔的一對面光源的消光作用有可能會受到視差的影響而完全不同。即,如圖30的中央的圖所示,面光源25a及25b幾乎不受視差的影響,而會受到遮光構件9a所帶來的所需的消光作用。但是,如圖30的左側的圖所示,有可能面光源26b會受到遮光構件9a所帶來的消光作用,但面光源26a不會受到遮光構件9a所帶來的消光作用。並且,如圖30的右側的圖所示,有可能面光源27a會受到遮光構件9a所帶來的消光作用,但面光源27b不會受到遮光構件9a所帶來的消光作用。即使除一個遮光構件9a以外還配置有與遮光構件9a大致平行延伸的一個或者多個遮光構件(例如,具有與遮光構件9a相同的構成的鰭片構件),亦同樣有可能如上所述般因視差的影響而在相向的一對面光源之間缺乏光強度的平衡。
如以上所述,於本實施形態的照明光學系統(2~12)中包括遮光部9,該遮光部9由配置於照明光瞳的正後方的位置且以沿著與照明光瞳的面大致平行的面相互交叉的方式而延伸的一對遮光構件9a及9b所構成。其結果為,一方面可避免當使用在X方向上大致平行延伸的單個鰭片構件90F或者相對於X方向而朝大致相同方向傾斜配置的一個或者多個鰭片構件時有可能發生的異常狀況,一方面可藉由一對遮光構件9a及9b與補正濾鏡6的協同作用,而將關於各點的光瞳強度分佈分別調整成大致均勻,其中,上述一對遮光構件9a及9b具有根據射向晶圓W上的靜止曝光區域ER的光的入射位置而發生變化的所需的消光率特性,並對關於靜止曝光區域ER內的各點的光瞳強度分佈分別單獨進行調整,上述補正濾鏡6對關於靜止曝光區域ER內的各點的光瞳強度分佈一起進行調整。
因此,於本實施形態的曝光裝置(2~WS)中,是使用將晶圓W上的靜止曝光區域ER內的各點處的光瞳強度分佈分別調整成大致均勻的照明光學系統(2~12),從而可於與光罩M的微細圖案相應的適當的照明條件下進行良好的曝光,進而可將光罩M的微細圖案遍及整個曝光區域以所需的線寬而忠實地轉印至晶圓W上。
於本實施形態中,可認為晶圓(被照射面)W上的光量分佈會受到例如遮光部9的消光作用(調整作用)的影響。此時,可如上所述,根據需要,藉由具有公知的構成的光量分佈調整部的作用,而對靜止曝光區域ER內的照度分佈或者靜止曝光區域(照明區域)ER的形狀進行變更。
再者,於上述實施形態中,是使用構件實際上彼此在光軸AX的位置或者該光軸AX的附近交叉的一對遮光構件9a及9b。但是顯然並不限定於此,例如圖31所示,藉由使用與面光源20a相向而配置的一對遮光構件9c及9d以及與面光源20b相向而配置的一對遮光構件9e及9f,可獲得與上述實施形態同樣的效果。此處,遮光構件9c及9f對應於遮光構件9a的一部分,遮光構件9d及9e對應於遮光構件9b的一部分。並且顯然,即使對該些遮光構件9c~9f的相對於X方向的傾斜角度進行適當變更,亦可獲得與上述實施形態同樣的效果。
即,本發明的遮光部重要的是具有以沿著與照明光瞳的面大致平行的面而相互交叉的方式而延伸的至少兩個遮光構件,且構成為,遮光部對朝向被照射面上的一點的光的消光率自被照射面的中心朝向周邊而增大。此處,例如關於穿過光軸的規定軸線大致對稱地配置的兩個遮光構件(圖31中的一對遮光構件9c及9d或者一對遮光構件9e及9f)無須構件實際上彼此交叉,而只要配置成長度方向的延長線相互交叉即可。如上所述,關於遮光部9的構成,可具有各種形態。
例如,如圖32所示,可使用沿著與照明光瞳的面大致平行的面而具有網眼狀形態的遮光部9。遮光部9包括配置成對來自面光源20a的光發揮作用且具有網眼狀形態的第1遮光構件群9g、以及配置成對來自面光源20b的光發揮作用且具有網眼狀形態的第2遮光構件群9h。第1遮光構件群9g與第2遮光構件群9h例如關於穿過光軸AX並在Z方向上延伸的軸線以及穿過光軸AX並在X方向上延伸的軸線大致對稱地構成。
此時,關於作為構成網眼狀的第1遮光構件群9g以及第2遮光構件群9h的單位構件的遮光構件9j,既可考慮設為與一個矩形狀的網眼的一邊相對應的構件,亦可考慮設為將多個相鄰的網眼的各邊加以連接而呈直線狀延伸的構件。總之,遮光構件9j具有沿著例如與圖32的紙面(XZ平面)垂直的面延伸的板狀的形態,且配置成沿著與照明光瞳的面大致平行的面而相互交叉。具有圖32所示的構成的遮光部9是藉由對具有例如矩形狀的外形形狀的金屬板91M實施放電加工、蝕刻加工等而獲得。
再者,有時如圖33所示,例如對間距相對較小的圖案進行轉印時,要形成外徑相對較大的(照明NA相對較大的)四極狀的光瞳強度分佈20(20a~20d),而對間距相對較大的圖案進行轉印時,要形成外徑相對較小的(照明NA相對較小的)四極狀的光瞳強度分佈28(28a~28d)。此時,於遮光部9的第1遮光構件群9g以及第2遮光構件群9h中,可藉由採用遮光構件9j的光軸AX方向(Y方向)的尺寸根據位置而不同的構成,來對一對面光源20a及20b發揮所需的消光作用,並且對一對面光源28a及28b亦發揮所需的消光作用。
具體而言,於圖33的構成中,將與一對面光源28a及28b相向而配置的遮光構件群9gb及9hb中的遮光構件的光軸Ax方向的尺寸,設定為小於與一對面光源20a及20b相向而配置的遮光構件群9ga及9ha中的遮光構件的光軸AX方向的尺寸。換言之,將配置於光軸AX的附近的遮光構件9j的光軸AX方向的尺寸,設定為小於遠離光軸AX而配置的遮光構件9j的光軸AX方向的尺寸。
或者,如圖34所示,於遮光部9的第1遮光構件群9g以及第2遮光構件群9h中,藉由採用遮光構件群的網眼的粗度根據位置而不同的構成,可對一對面光源20a及20b發揮所需的消光作用,並且對一對面光源28a及28b亦發揮所需的消光作用。具體而言,於圖34的構成中,將與一對面光源28a及28b相向而配置的遮光構件群9gd、9hd的網眼的粗度,設定為大於與一對面光源20a及20b相向而配置的遮光構件群9gc、9hc的網眼的粗度。換言之,將配置於光軸AX的附近的遮光構件群9gd、9hd的網眼的粗度,設定為大於遠離光軸AX而配置的遮光構件群9gc、9hc的網眼的粗度。
再者,於上述說明中,是以於照明光瞳上形成四極狀的光瞳強度分佈的變形照明,即以四極照明為例來說明本發明的作用效果。但是顯然並不限定於四極照明,對例如形成環帶狀的光瞳強度分佈的環帶照明、形成四極狀以外的其他多極狀的光瞳強度分佈的多極照明等,亦可同樣地應用本發明而獲得同樣的作用效果。
並且,於上述說明中,在微型複眼透鏡8的後側焦點面或者該後側焦點面的附近的照明光瞳的正後方配置有遮光部9。但是,並不限定於此,亦可在微型複眼透鏡8的後側焦點面或者該後側焦點面的附近的照明光瞳的正前方配置遮光部9。並且,亦可在微型複眼透鏡8的後側的其他照明光瞳的正前方或者正後方,例如在成像光學系統12的前側透鏡群12a與後側透鏡群12b之間的照明光瞳的正前方或者正後方配置遮光部9。再者,於照明光瞳的位置配置遮光部9時,由於遮光部9沿著光軸方向具有尺寸,因此可視為遮光部9配置於照明光瞳的正前方以及正後方。
再者,作為上述說明中的補正濾鏡6,可參照例如日本專利特開2005-322855號公報或日本專利特開2007-27240號公報中所揭示的補正濾鏡。並且,亦可使用圖35所示的孔徑光闌板60來代替具有遮光性點的濃密圖案的補正濾鏡,該遮光性點用以賦予透射率根據光的入射位置而不同的透射率分佈。於圖35中,孔徑光闌板60包括形成於孔徑光闌板60的位置上的四極狀的光瞳強度分佈的位置上所形成的四個孔徑部61a~61d。並且,孔徑部61b及61c包括遮光部62b及62c。藉由該構成,使穿過孔徑部61b及61c的光束的光強度受到衰減,不依存於各點的位置而對關於晶圓W上的靜止曝光區域ER內的各點的光瞳強度分佈中藉由穿過孔徑部61b及61c的光束而形成的光瞳強度分佈一起進行調整。再者,該孔徑光闌板60可藉由在遮光性的金屬板上開孔而形成。
並且,亦可代替鰭片構件9而使用包括與夾著光軸AX而於X方向上隔開間隔的一個面光源20a相向而配置的第1消光構件9a、以及與另一個面光源20b相向而配置的第2消光構件9b的消光構件。以下,為了簡化說明,設第1消光構件9a與第2消光構件9b具有彼此相同的構成,且關於穿過光軸AX並在Z方向上延伸的軸線對稱地配置。若參照表示剖面的圖36,則各消光構件9a、9b包括配置於照明光瞳的正後方的位置的透光性的基板19。基板19的光源側的面(圖36中左側的面)形成為與光軸AX正交的平面狀,於光罩側的面(圖36中右側的面)上,在Z方向上隔開間隔而形成有沿著X方向延伸的三根直線狀的突起部19a。
例如,各突起部19a具有彼此相同的矩形形狀的剖面(光軸AX方向即Y方向的尺寸為H,Z方向的尺寸為W),且對各突起部19a的外側面19aa實施有粗磨加工或者塗黑加工。此處,所謂塗黑加工,是指在表面形成例如鉻(Cr)之類的遮光性物質的薄膜的加工。並且,例如,中央的突起部19a是沿著穿過光軸AX於X方向上延伸的軸線而形成,其他突起部19a是自中央的突起部19a起彼此相隔相同間隔而形成。換言之,於各消光構件9a、9b中,三個直線狀的突起部19a關於穿過光軸AX於X方向上延伸的軸線而對稱地形成。消光單元9是藉由例如對由石英玻璃構成的平行平面板進行蝕刻加工或者進行研磨加工來製作。
因此,自四極狀的光瞳強度分佈20經由各突起部19a的內部而入射至外側面19aa的光、以及經由各突起部19a的外部而入射至外側面19aa的光會受到已實施粗磨加工的外側面19aa所帶來的散射作用而被導向照明光路外,或者受到已實施塗黑加工的外側面19aa所帶來的遮光作用而使沿著照明光路的行進受阻。即,各突起部19a作為具有Y方向的尺寸為H、Z方向的尺寸為W的矩形形狀的剖面且沿著X方向呈直線狀延伸的遮光構件而發揮作用。
並且,於上述變形例中,在基板19的一個面上形成有具有三個矩形形狀的剖面的突起部19a。但是,並不限定於此,亦可例如圖37所示,於基板19的光射出側的面(或者光入射側的面或兩方之面)上形成所需數量的具有三角形狀的剖面的突起部19b,並對突起部19b的外側面19ba實施粗磨加工或者塗黑加工,來構成消光構件9a、9b。
並且,於上述變形例中,作為線狀的消光部,是使用形成於基板19的一個面上的突起部19a。但是,並不限定於此,亦可例如圖38所示,藉由在基板19的光入射側的面(或者光射出側的面或者兩方之面)上形成所需數量的具有三角形狀的剖面的槽部19c,並對槽部19c的外側面19ca實施粗磨加工或者塗黑加工,來構成消光構件9a、9b。但是,當將作為線狀的消光部的槽部19c僅形成於基板19的光入射側的面上時,亦可考慮使用不對該槽部19c的外側面19ca實施粗磨加工或者塗黑加工的構成。
並且,亦可例如圖39所示,藉由在基板19的光入射側的面(或光射出側的面或者雙方的面)上形成所需數量的具有矩形形狀的剖面的槽部19d,並對槽部19d的外側面19da實施粗磨加工或塗黑加工,來構成消光構件9a、9b。
如上所述,關於消光單元9的具體構成,可具有各種變形例。即,關於消光構件的外形形狀及數量、線狀的消光部的形態(突起部、槽部、及其混在狀態等)、線狀的消光部的剖面形狀(矩形形狀、三角形狀等)及其參數(突起部或者槽部的尺寸等)、線狀的消光部的數量、線狀的消光部的長度方向的方向、形成線狀的消光部的基板的面的選擇等,可具有各種變形例。
(第2實施形態)
根據附圖,說明本發明的第2實施形態。圖40是概略性地表示第2實施形態的曝光裝置的構成的圖。於第2實施形態中,是使用補正濾鏡9來代替鰭片構件。於圖40中,分別沿著作為感光性基板的晶圓W的曝光面(轉印面)的法線方向設定Z軸,於晶圓W的曝光面內沿著與圖40的紙面平行的方向設定Y軸,於晶圓W的曝光面內沿著與圖40的紙面垂直的方向設定X軸。
於以下說明中,為使本實施形態的作用效果易於理解,而設為於微型複眼透鏡8的後側焦點面或者該後側焦點面的附近的照明光瞳上,形成如圖41所示的由四個圓弧狀的實質性面光源(以下,簡稱為「面光源」)20a、20b、20c及20d所構成的四極狀的光瞳強度分佈(二次光源)20。並且,設補正濾鏡9配置於四極狀的光瞳強度分佈20的形成面的後側(光罩側)。並且,於以下說明中,於僅言及「照明光瞳」的情況下,是指微型複眼透鏡8的後側焦點面或者該後側焦點面的附近的照明光瞳。
參照圖41,形成於照明光瞳上的四極狀的光瞳強度分佈20包括夾著光軸AX而於X方向上隔開間隔的一對面光源20a及20b、以及夾著光軸AX而於Z方向上隔開間隔的一對圓弧狀的實質性面光源20c及20d。再者,照明光瞳上的X方向是微型複眼透鏡8的矩形狀的微小透鏡的短邊方向,對應於晶圓W的掃描方向。並且,照明光瞳上的Z方向是微型複眼透鏡8的矩形狀的微小透鏡的長邊方向,對應於與晶圓W的掃描方向正交的掃描正交方向(晶圓W上的Y方向)。
於晶圓W上,如圖3所示,形成沿著Y方向具有長邊且沿著X方向具有短邊的矩形狀的靜止曝光區域ER,且以與該靜止曝光區域ER相對應的方式而於光罩M上形成矩形狀的照明區域(未圖示)。
具體而言,如圖42所示,於入射至靜止曝光區域ER內的中心點P1的光所形成的四極狀的光瞳強度分佈21的情況下,存在著於Z方向上隔開間隔的面光源21c及21d的光強度大於在X方向上隔開間隔的面光源21a及21b的光強度的傾向。另一方面,如圖43所示,於自靜止曝光區域ER內的中心點P1入射至在Y方向上隔開間隔的周邊的點P2、P3的光所形成的四極狀的光瞳強度分佈22的情況下,存在著於Z方向上隔開間隔的面光源22c及22d的光強度小於在x方向上隔開間隔的面光源22a及22b的光強度的傾向。
通常,無論形成於照明光瞳上的光瞳強度分佈的外形形狀如何,關於晶圓W上的靜止曝光區域ER內的中心點P1的光瞳強度分佈(入射至中心點P1的光於照明光瞳上所形成的光瞳強度分佈)的沿著Z方向的光強度分佈,如圖44A所示,具有在中央最小且朝向周邊增大的凹曲線狀的分佈。另一方面,關於晶圓W上的靜止曝光區域ER內的周邊點P2、P3的光瞳強度分佈的沿著Z方向的光強度分佈如圖44B所示,具有在中央最大且朝向周邊減少的凸曲線狀的分佈。
並且,光瞳強度分佈的沿著Z方向的光強度分佈存在如下傾向,即,不太依存於靜止曝光區域ER內的沿著X方向(掃描方向)的入射點的位置,而是依存於靜止曝光區域ER內的沿著Y方向(掃描正交方向)的入射點的位置而發生變化。如上所述,關於晶圓W上的靜止曝光區域ER內的各點的光瞳強度分佈(入射至各點的光於照明光瞳上所形成的光瞳強度分佈)分別大致不均勻時,在晶圓W上的每個位置上圖案的線寬將不一致,從而無法將光罩M的微細圖案遍及整個曝光區域以所需的線寬忠實地轉印至晶圓W上。
於本實施形態中,如上所述,於無焦透鏡4的光瞳位置或該光瞳位置的附近,配置有對應於光的入射位置而具有透射率不同的透射率分佈的補正濾鏡6。並且,無焦透鏡4的光瞳位置藉由該無焦透鏡4的後側透鏡群4b及變焦透鏡7,而與微型複眼透鏡8的入射面光學共軛。因此,藉由濃度濾鏡6的作用,可對形成於微型複眼透鏡8的入射面上的光強度分佈進行調整(補正),進而亦可對微型複眼透鏡8的後側焦點面或者該後側焦點面的附近的照明光瞳上所形成的光瞳強度分佈進行調整。
但是,補正濾鏡6並不依存於各點的位置而對關於晶圓W上的靜止曝光區域ER內的各點的光瞳強度分佈一起進行調整。其結果為,藉由濃度濾鏡6的作用,可將例如關於中心點P1的四極狀的光瞳強度分佈21調整成大致均勻,進而將各面光源21a~21d的光強度調整成彼此大致相等,但此時,關於周邊點P2、P3的四極狀的光瞳強度分佈22的面光源22a、22b與面光源22c、22d的光強度的差卻反而增大。
即,在藉由補正濾鏡6的作用將關於晶圓W上的靜止曝光區域ER內的各點的光瞳強度分佈分別調整成大致均勻時,必須藉由補正濾鏡6之外的其他機構來將關於各點的光瞳強度分佈調整成彼此相同的性狀的分佈。具體而言,例如在關於中心點P1的光瞳強度分佈21以及關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈22中,必須使面光源21a、21b與面光源21c、21d的光強度的大小關係以及面光源22a、22b與面光源22c、22d的光強度的大小關係以大致相同的比率相一致。
於本實施形態中,為使關於中心點P1的光瞳強度分佈的性狀與關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈的性狀大致一致,具備有補正濾鏡9,該補正濾鏡9用以調整成在關於中心點P1的光瞳強度分佈21中面光源21a、21b的光強度小於面光源21c、21d的光強度。補正濾鏡9如圖40所示,具有沿著光軸AX具有規定厚度的透光性的基板的形態。具體而言,補正濾鏡9具有由例如石英或螢石之類的光學材料所形成的平行平面板的形態。
參照圖45,於補正濾鏡9的光的入射側(光源側)的面9a上,按照規定的分佈而形成有例如由鉻或氧化鉻等所形成的圓形狀的遮光性點9aa。另一方面,於補正濾鏡9的光的射出側(光罩側)的面9b上,以與圓形狀的遮光性點9aa一一對應的方式,而分佈形成有例如由鉻或氧化鉻等所形成的圓環狀的遮光性點9bb。
以下,為使說明易於理解,將圓形狀的遮光性點9aa的中心與圓環狀的遮光性點9bb的中心所連結而成的線段設為與光軸AX平行。並且,將圓環狀的遮光性點9bb的內徑設為與圓形狀的遮光性點9aa的外徑相等,將圓環狀的遮光性點9bb的外徑設為圓形狀的遮光性點9aa的外徑的2倍。即,圓形狀的遮光性點9aa與圓環狀的遮光性點9bb沿光軸AX方向觀察具有互補的形狀而不會彼此重合。
此時,當與光軸AX平行的光朝向由圓形狀的遮光性點9aa與圓環狀的遮光性點9bb的組合所構成的單位消光區域入射時,在補正濾鏡9的正後方即與射出面9b平行的面上,如圖46A所示,並不存在藉由圓形狀的遮光性點9aa而消光(包含遮光在內的廣義概念)的區域90aa以及藉由圓環狀的遮光性點9bb而消光的區域90bb彼此重合的部分。即,在補正濾鏡9的正後方,圓形狀的消光區域90aa與圓環狀的消光區域90bb形成具有與圓環狀的消光區域90bb相同的外徑的圓形狀的消光區域。
當入射至由圓形狀的遮光性點9aa與圓環狀的遮光性點9bb所構成的單位消光區域的光相對於光軸AX的角度沿著例如YZ平面而自0度起單純增大時,在補正濾鏡9的正後方,圓形狀的消光區域90aa朝Z方向移動而與圓環狀的消光區域90bb重合的區域將單純增大,不久如圖46B所示,圓形狀的消光區域90aa將進入至圓環狀的消光區域90bb的內側。當入射光相對於光軸AX的角度沿著XY平面而進一步單純增大時,圓形狀的消光區域90aa與圓環狀的消光區域90bb的重合區域將單純減少,不久如圖46C所示,圓形狀的消光區域90aa將露出至圓環狀的消光區域90bb的外側。
於本實施形態中,設構成為,從四極狀的光瞳強度分佈20射向補正濾鏡9的光的沿著YZ平面的最大入射角度如圖46B所示,小於等於圓形狀的消光區域90aa進入至圓環狀的消光區域90bb的內側時的光的入射角度。此時,由圓形狀的遮光性點9aa與圓環狀的遮光性點9bb所構成的單位消光區域將發揮消光率隨著光的入射角度增大而減少的消光作用。其結果為如圖47所示,按照規定的分佈而形成有多個由遮光性點9aa及9bb所構成的單位消光區域的補正濾鏡9具有消光率隨著光相對於補正濾鏡9的入射角度θ增大而減少的消光率特性。
並且,補正濾鏡9如圖41所示,具有與夾著光軸AX而於Z方向上隔開間隔的一對面光源20c、20d相對應而配置的一對濾鏡區域9c及9d。因此,於四極狀的光瞳強度分佈20中,來自面光源20c的光會穿過濾鏡區域9c,來自面光源20d的光會穿過濾鏡區域9d,但來自面光源20a、20b的光不會受到補正濾鏡9的作用。
此時,如圖48所示,抵達晶圓W上的靜止曝光區域ER內的中心點P1的光,即抵達光罩遮器11的孔徑部的中心點P1'的光以入射角度0朝向補正濾鏡9入射。換言之,從關於中心點P1的光瞳強度分佈21的面光源21c及21d而來的光以入射角度0而入射至一對濾鏡區域9c及9d。另一方面,如圖49所示,抵達晶圓W上的靜止曝光區域ER內的周邊點P2、P3的光,即抵達光罩遮器11的孔徑部的周邊點P2'、P3'的光以入射角度±θ朝向補正濾鏡9入射。換言之,從關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈22的面光源22c及22d而來的光分別以入射角度±θ而入射至一對濾鏡區域9c及9d。
再者,於圖48以及圖49中,參照符號B1表示面光源20c(21c、22c)的沿著Z方向的最外緣的點(參照圖41),參照符號B2表示面光源20d(21d、22d)的沿著Z方向的最外緣的點(參照圖41)。此外,為使圖48以及圖49的相關說明易於理解,以參照符號B3來表示面光源20a(21a、22a)的沿著X方向的最外緣的點,以參照符號B4來表示面光源20b(21b、22b)的沿著X方向的最外緣的點。但是,如上所述,來自面光源20a(21a、22a)以及面光源20b(21b、22b)的光不會受到補正濾鏡9的作用。
如此,關於中心點P1的光瞳強度分佈21中,來自面光源21c及21d的光會受到補正濾鏡9的濾鏡區域9c及9d的消光作用,故其光強度會以較大幅度下降。來自面光源21a及21b的光不會受到補正濾鏡9的作用,因此其光強度不會發生變化。其結果為,關於中心點P1的光瞳強度分佈21如圖50所示,受到補正濾鏡9的作用而被調整成與原來的分佈21不同的性狀的光瞳強度分佈21'。即,於藉由補正濾鏡9而調整後的光瞳強度分佈21'中,變化為於X方向上隔開間隔的面光源21a、21b的光強度大於在Z方向上隔開間隔的面光源21c'、21d'的光強度的性狀。
另一方面,關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈22中,來自面光源22c及22d的光會受到補正濾鏡9的濾鏡區域9c及9d的作用,故其光強度會以較小幅度下降。來自面光源22a及22b的光不會受到補正濾鏡9的作用,故其光強度不會發生變化。其結果為,關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈22如圖51所示,藉由補正濾鏡9的作用而調整成與原來的分佈22同樣的性狀的光瞳強度分佈22'。即,於藉由補正濾鏡9而調整後的光瞳強度分佈22'中,亦可維持在X方向上隔開間隔的面光源22a、22b的光強度大於在Z方向上隔開間隔的面光源22c'、22d'的光強度的性狀。
如此,藉由補正濾鏡9的作用而將關於中心點P1的光瞳強度分佈21調整成與關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈22'大致相同的性狀的分佈21'。同樣地,將關於在中心點P1與周邊點P2、P3之間沿著Y方向而排列著的各點的光瞳強度分佈,進而將關於晶圓W上的靜止曝光區域ER內的各點的光瞳強度分佈亦調整成彼此大致相同的性狀的分佈。換言之,藉由補正濾鏡9的作用而將關於晶圓W上的靜止曝光區域ER內的各點的光瞳強度分佈調整成彼此大致相同的性狀的分佈。
進而換言之,補正濾鏡9的一對濾鏡區域9c及9d具有將關於各點的光瞳強度分佈調整成彼此大致相同的性狀的分佈所必需的消光率特性,即,具有消光率會隨著光的入射角度增大而減少的所需的消光率特性。一對濾鏡區域9c及9d的所需的消光率特性是藉由對構成補正濾鏡9的基板的厚度、濾鏡區域9c及9d中的由圓形狀的遮光性點9aa與圓環狀的遮光性點9bb所構成的單位消光區域的分佈等進行適當設定來實現。
如以上所述,於本實施形態的補正濾鏡9中,在具有平行平面板的形態的透光性的基板的入射面上,按照規定的分佈而形成有多個圓形狀的遮光性點9aa,並於基板的射出面上以與多個圓形狀的遮光性點9aa一一對應的方式而形成有多個圓環狀的遮光性點9bb。換言之,於補正濾鏡9的入射面上形成有由多個圓形狀的遮光性點9aa構成的第1消光圖案,於射出面上形成有由多個圓環狀的遮光性點9bb構成的第2消光圖案。並且,圓形狀的遮光性點9aa與圓環狀的遮光性點9bb沿光軸AX方向觀察具有互補的形狀。因此,由圓形狀的遮光性點9aa與圓環狀的遮光性點9bb所構成的單位消光區域由於所謂視差的效果,而發揮消光率隨著光的入射角度增大而減少的消光作用。
其結果為,按照規定的分佈而形成有多個由遮光性點9aa與9bb所構成的單位消光區域的補正濾鏡9,具有消光率隨著光的入射角度增大而減少的消光率特性。並且,補正濾鏡9配置於照明光瞳的附近的位置,即配置於作為被照射面的光罩M(或者晶圓W)上的將光的位置資訊轉換成光的角度資訊的位置。因此,藉由本實施形態的補正濾鏡9的消光作用,可對關於被照射面上的各點的光瞳強度分佈分別單獨進行調整,進而可將關於各點的光瞳強度分佈調整成彼此大致相同的性狀的分佈。特別是在本實施形態的補正濾鏡9中,是採用在一個基板的入射面上設置第1消光圖案且在射出面上設置第2消光圖案的構造,因此容易進行第1消光圖案與第2消光圖案的位置對準(alignment)。
並且,於本實施形態的照明光學系統中,藉由補正濾鏡9與濃度濾鏡6的協同作用,可將關於各點的光瞳強度分佈分別調整成大致均勻,其中,上述補正濾鏡9包括具有消光率隨著光的入射角度增大而減少的所需消光率特性的一對濾鏡區域9c及9d,並對關於晶圓W上的靜止曝光區域ER內的各點的光瞳強度分佈分別單獨進行調整,上述濃度濾鏡6具有根據光的入射位置而發生變化的所需的透射率特性,並對關於各點的光瞳強度分佈一起進行調整。因此,在本實施形態的曝光裝置(2~WS)中,是使用將晶圓W上的靜止曝光區域ER內的各點處的光瞳強度分佈分別調整成大致均勻的照明光學系統(2~12),從而可於與光罩M的微細圖案相應的適當的照明條件下進行良好的曝光,進而可將光罩M的微細圖案遍及整個曝光區域以所需的線寬忠實地轉印至晶圓W上。
於本實施形態中,可認為晶圓(被照射面)W上的光量分佈會受到例如補正濾鏡9的調整作用的影響。此時,如上所述,可根據需要,藉由具有公知的構成的光量分佈調整部的作用,來對靜止曝光區域ER內的照度分佈進行變更,或者對靜止曝光區域(照明區域)ER的形狀進行變更而變更曝光量分佈。
再者,於上述實施形態中,作為分佈形成於補正濾鏡9的入射面上的第1單位消光區域的圓形狀的遮光性點9aa、與作為分佈形成於射出面上的第2單位消光區域的圓環狀的遮光性點9bb沿光軸AX方向觀察具有互補的形狀。但是,並不限定於此,關於分佈形成於補正濾鏡9的入射面上的第1單位消光區域的形狀、分佈形成於射出面上的第2單位消光區域的形狀、第1單位消光區域與第2單位消光區域的位置關係等,可具有各種形態。
例如,亦可如圖52所示,將形成於入射面9a上的圓形狀的遮光性點9aa、與在射出面9b上隔開間隔而形成的一對圓形狀的遮光性點9bc加以組合,來構成補正濾鏡9的濾鏡區域9c及9d。以下,為使說明易於理解,設各遮光性點9aa與9bc具有彼此相同的大小,且配置成沿著X方向呈直線狀排列。並且,設遮光性點9aa的中心與相對應的一對遮光性點9bc的中心所連接而成的線段的中點沿光軸AX方向觀察為一致。即,圓形狀的遮光性點9aa與一對圓形狀的遮光性點9bc沿光軸AX方向觀察並不彼此重合。
此時,當與光軸AX平行的光朝向由圓形狀的遮光性點9aa與一對圓形狀的遮光性點9bc的組合所構成的單位消光區域入射時,在補正濾鏡9的正後方即與射出面9b平行的面上,如圖53A所示,藉由圓形狀的遮光性點9aa而消光的區域91aa、與藉由一對圓形狀的遮光性點9bc而消光的區域91bc並不存在重合部分。即,在補正濾鏡9的正後方,所謂圓形狀的消光區域91aa與一對圓形狀的消光區域91bc,形成具有相當於三個圓形狀的消光區域91aa的面積的消光區域。
當入射至由圓形狀的遮光性點9aa與一對圓形狀的遮光性點9bc所構成的單位消光區域的光相對於光軸AX的角度沿著例如YZ平面而自0度起單純增大時,於補正濾鏡9的正後方,消光區域91aa朝Z方向移動而與一個消光區域91bc重合的區域將單純增大,不久如圖53B所示,消光區域91aa將與一個消光區域91bc完全重合。於此狀態下,圓形狀的消光區域91aa與一對圓形狀的消光區域91bc形成具有相當於兩個圓形狀的消光區域91aa的面積的消光區域。
如此,由圓形狀的遮光性點9aa與一對圓形狀的遮光性點9bc所構成的單位消光區域發揮消光率隨著光的入射角度增大而減少的消光作用。其結果為,於圖52的變形例中,按照規定的分佈而形成有多個由遮光性點9aa與9bc構成的單位消光區域的補正濾鏡9的濾鏡區域9c及9d亦具有消光率隨著光的入射角度增大而減少的消光率特性,從而可獲得與圖45的實施形態的情形同樣的效果。再者,於圖52的變形例的濾鏡區域9c及9d中,可將光量的損失控制成小於圖45的實施形態的濾鏡區域9c及9d。
並且,於上述實施形態中,是藉由補正濾鏡9與濃度濾鏡6的協同作用,來將關於各點的光瞳強度分佈分別調整成大致均勻。但是,亦可具有如下的變形例,即,不使用濃度濾鏡6而藉由在補正濾鏡9中追加具有與濾鏡區域9c、9d不同的消光率特性的新的濾鏡區域,來將關於各點的光瞳強度分佈分別調整成大致均勻。該變形例的補正濾鏡9如圖54所示,除了與在Z方向上隔開間隔的一對面光源20c、20d相對應而配置的一對濾鏡區域9c及9d以外,亦包括與在X方向上隔開間隔的一對面光源20a、20b相對應而配置的一對濾鏡區域9e及9f。
因此,於四極狀的光瞳強度分佈20之中,來自面光源20c的光會穿過濾鏡區域9c,來自面光源20d的光會穿過濾鏡區域9d,來自面光源20a的光會穿過濾鏡區域9e,來自面光源20b的光會穿過濾鏡區域9f。於濾鏡區域9e及9f中,如圖55所示,於入射面9a上形成有圓形狀的遮光性點9ab,於射出面9b上以與圓形狀的遮光性點9ab相對應的方式而形成有圓形狀的遮光性點9bd。
以下,為使說明易於理解,設遮光性點9ab與9bd具有彼此相同的大小,且遮光性點9ab的中心與遮光性點9bd的中心沿光軸AX方向觀察相一致。即,圓形狀的遮光性點9ab與圓形狀的遮光性點9bd沿光軸AX方向觀察彼此重合。此時,當與光軸AX平行的光朝由圓形狀的遮光性點9ab與9bd的組合所構成的單位消光區域入射時,在補正濾鏡9的正後方即與射出面9b平行的面上,如圖56A所示,藉由圓形狀的遮光性點9ab而消光的區域92ab、與藉由圓形狀的遮光性點9bd而消光的區域92bd彼此重合。即,在補正濾鏡9的正後方,圓形狀的消光區域92ab及92bd形成具有相當於一個圓形狀的消光區域92ab的面積的消光區域。
當入射至由圓形狀的遮光性點9ab及9bd所構成的單位消光區域的光相對於光軸AX的角度沿著例如YZ平面而自0度起單純增大時,於補正濾鏡9的正後方,消光區域92ab朝Z方向移動而與消光區域92bd重合的區域將單純減少,不久如圖56B所示,消光區域92ab將完全不與一個消光區域92bd重合。於此狀態下,圓形狀的消光區域92ab與92bd形成具有相當於兩個圓形狀的消光區域92ab的面積的消光區域。
如此,由圓形狀的遮光性點9ab及9bd所構成的單位消光區域發揮消光率隨著光的入射角度增大而增大的消光作用。其結果為,按照規定的分佈而形成有多個由遮光性點9ab及9bd構成的單位消光區域的補正濾鏡9的濾鏡區域9e及9f,與濾鏡區域9c及9d相反,如圖57所示,具有消光率隨著光的入射角度θ增大而增大的消光率特性。
如此,在關於中心點P1的光瞳強度分佈21中,來自面光源21a及21b的光會受到補正濾鏡9的濾鏡區域9e及9f的消光作用,故其光強度以較小幅度下降。其結果為,如圖58所示,藉由濾鏡區域9c及9d而調整後的關於中心點P1的光瞳強度分佈21'(參照圖50的右側的分佈21')會受到濾鏡區域9e及9f的作用而調整成大致均勻的性狀的光瞳強度分佈21'。即,於藉由補正濾鏡9而調整後的光瞳強度分佈21"中,於X方向上隔開間隔的面光源21ab、21b'的光強度與於Z方向上隔開間隔的面光源21c'、21d'的光強度大致一致。
另一方面,在關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈22中,來自面光源22a及22b的光會受到補正濾鏡9的濾鏡區域9e及9f的作用,故其光強度以較大幅度下降。其結果為,如圖59所示,藉由濾鏡區域9c及9d而調整後的關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈22'(參照圖51的右側的分佈22')會受到濾鏡區域9e及9f的作用而被調整成大致均勻的性狀的光瞳強度分佈22"。即,於藉由補正濾鏡9而調整後的光瞳強度分佈22"中,於X方向上隔開間隔的面光源22a'、22b'的光強度與於Z方向上隔開間隔的面光源22c'、22d'的光強度大致一致。
如此,於圖54的變形例中,是藉由包括濾鏡區域9c及9d以及9e及9f的補正濾鏡9的作用而將關於中心點P1的光瞳強度分佈21以及關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈22均調整成大致均勻的性狀的光瞳強度分佈21"及22"。同樣地,將關於在中心點P1與周邊點P2、P3之間沿著Y方向排列的各點的光瞳強度分佈,進而將關於晶圓W上的靜止曝光區域ER內的各點的光瞳強度分佈亦調整成大致均勻的性狀的分佈。換言之,不使用濃度濾鏡6而僅藉由補正濾鏡9的消光作用便可將關於晶圓W上的靜止曝光區域ER內的各點的光瞳強度分佈調整成大致均勻的性狀的分佈。
再者,於圖54的變形例的濾鏡區域9e及9f中,將光量的損失控制成小於圖52的變形例的濾鏡區域9c及9d。並且,有時亦可使用僅包括圖54的變形例的濾鏡區域9e及9f的補正濾鏡,來對關於被照射面上的各點的光瞳強度分佈分別單獨進行調整,進而將關於各點的光瞳強度分佈調整成彼此大致相同的性狀的分佈。
再者,於上述說明中,作為構成補正濾鏡9的本體的透光性的基板,是使用平行平面板。但是,並不限定於平行平面板,亦可使用例如至少一個面具有曲率的基板來構成本發明的補正濾鏡。
並且,於上述說明中,是以於照明光瞳上形成四極狀的光瞳強度分佈的變形照明,即,以四極照明為例來說明本發明的作用效果。但是顯然並不限定於四極照明,亦可對例如形成環帶狀的光瞳強度分佈的環帶照明、形成四極狀以外的其他多極狀的光瞳強度分佈的多極照明等,同樣地應用本發明而獲得同樣的作用效果。
並且,於上述說明中,在微型複眼透鏡8的後側焦點面或者該後側焦點面的附近的照明光瞳上所形成的光瞳強度分佈20的形成面的後側(光罩側),配置有補正濾鏡9。但是,並不限定於此,亦可於光瞳強度分佈20的形成面的位置、或者該形成面的前側(光源側)配置補正濾鏡9。並且,亦可在微型複眼透鏡8的後側的其他照明光瞳的位置或者該照明光瞳的附近,例如在成像光學系統12的前側透鏡群12a與後側透鏡群12b之間的照明光瞳的位置或者該照明光瞳的附近配置補正濾鏡9。
通常,可在鄰接於光學積分器的後側的照明光瞳的前側且具有倍率的光學元件與鄰接於該照明光瞳的後側且具有倍率的光學元件之間的照明光瞳空間內,在僅穿過該照明光瞳的一部分的區域的光或者僅穿過該照明光瞳的一部分區域的光所入射的位置上配置具有根據光的入射角度而發生變化的透射率特性的透射濾鏡。即,亦可於該「照明光瞳空間」內存在不具有倍率的平行平面板或平面鏡。
並且,於上述說明中,是將本發明應用於對光罩M的圖案進行掃描而使該光罩M的圖案曝光至晶圓W的攝影區域的步進掃描方式的曝光裝置。但是,並不限定於此,亦可將本發明應用於重複進行使光罩M的圖案一次性曝光至晶圓W的各曝光區域的動作的步進重複(step and repeat)方式的曝光裝置。特別是具有圖45的實施形態的濾鏡區域9c及9d的補正濾鏡9、以及具有圖54的變形例的濾鏡區域9c及9d以及9e及9f的補正濾鏡9亦可應用於一次性曝光型的曝光裝置。
並且,於上述說明中,於圖45的實施形態、圖52的變形例以及圖55的變形例中,分佈形成於補正濾鏡9的入射面9a上的第1單位消光區域以及分佈形成於射出面9b上的第2單位消光區域,藉由例如由鉻或氧化鉻等所構成的遮光性點(9aa、9bb;9aa、9bc;9ab、9bd)而形成為遮擋入射光的遮光區域。但是,並不限定於此,關於第1單位消光區域以及第2單位消光區域,亦可為遮光區域的形態以外的形態。
例如,亦可將第1單位消光區域以及第2單位消光區域中的至少一者形成為使入射光散射的散射區域、或者形成為使入射光繞射的繞射區域。通常,藉由將透光性的基板的所需要區域實施粗糙化加工來形成散射區域,且藉由對所需要區域實施繞射面形成加工來形成繞射區域。
具體而言,於與圖45的實施形態相對應的構成中,如圖60所示,藉由將圓形狀的散射區域(或者繞射區域)9ac分佈形成於補正濾鏡9的入射面9a上作為第1單位消光區域,且將圓環狀的散射區域(或者繞射區域)9be分佈形成於射出面9b上作為第2單位消光區域,可達成與圖45的實施形態同樣的效果。
並且,於與圖52的變形例相對應的構成中,如圖60所示,藉由將圓形狀的散射區域(或者繞射區域)9ac分佈形成於補正濾鏡9的入射面9a上作為第1單位消光區域,且將一對圓形狀的散射區域(或者繞射區域)9bf分佈形成於射出面9b上作為第2單位消光區域,可達成與圖52的變形例同樣的效果。
並且,於與圖55的變形例相對應的構成中,如圖61所示,藉由將圓形狀的散射區域(或者繞射區域)9ad分佈形成於補正濾鏡9的入射面9a上作為第1單位消光區域,且將圓形狀的散射區域(或者繞射區域)9bg分佈形成於射出面9b上作為第2單位消光區域,可達成與圖55的變形例同樣的效果。
補正濾鏡9亦可如圖62所示,具有與夾著光軸AX而於X方向上隔開間隔的一對面光源20a、20b相對應而配置的一對補正區域91及92。以下,為了簡化說明,設一對補正區域91及92具有彼此相同的構成,且關於穿過光軸AX並於Z方向上延伸的軸線對稱地配置。
補正濾鏡9如圖63所示,具有沿著光軸AX具有規定厚度的透光性基板的形態。具體而言,補正濾鏡9具有例如由石英或者螢石之類的光學材料所形成的平行平面板的形態。於補正濾鏡9的光的入射側(光源側)的面9a上的各補正區域91、92內,按照規定的分佈而形成有例如由鉻或氧化鉻等所構成的圓形狀的遮光性點9aa。另一方面,於補正濾鏡9的光的射出側(光罩側)的面9b內的各補正區域91、92內,以與圓形狀的遮光性點9aa一一對應的方式而分佈形成有例如由鉻或氧化鉻等所構成的圓形狀的遮光性點9bb。再者,圖64中表示形成於補正濾鏡9上的各補正區域91、92內的遮光性點91bb(9bb)、92bb(9bb)的分佈的一例。
以下,為使說明易於理解,設補正濾鏡9配置成其入射面9a及射出面9b相對於光軸AX而垂直。並且,設圓形狀的遮光性點9aa的中心與圓形狀的遮光性點9bb的中心所連結而成的線段與光軸AX平行。並且,設圓形狀的遮光性點9bb的外徑大於圓形狀的遮光性點9aa的外徑。即,設圓形狀的遮光性點9bb的區域具有將圓形狀的遮光性點9aa的區域包括在內的大小。
此時,當與光軸AX平行的光向由一個圓形狀的遮光性點9aa與圓形狀的遮光性點9bb的組合所構成的單位消光區域入射時,在各補正區域91、92的正後方(補正濾鏡9的正後方)即與射出面9b平行的面上,如圖65A所示,藉由圓形狀的遮光性點9aa而遮光(包含消光在內的廣義概念)的區域90aa、與藉由圓形狀的遮光性點9bb而遮光的區域90bb相重合。即,於補正濾鏡9的正後方,圓形狀的遮光區域90aa與圓形狀的遮光區域90bb形成具有與圓形狀的遮光區域90bb相同的外徑的圓形狀的遮光區域。
當入射至由圓形狀的遮光性點9aa與圓形狀的遮光性點9bb所構成的單位消光區域的光相對於光軸AX的角度沿著例如YZ平面而自0度起單純增大時,圓形狀的遮光區域90aa將朝Z方向移動,不久如圖65B所示,成為圓形狀的遮光區域90aa的外緣與圓形狀的遮光區域90bb的外緣相接的狀態。當入射光相對於光軸AX的角度沿著YZ平面而進一步單純增大時,圓形狀的遮光區域90aa與圓形狀的遮光區域90bb的重合區域將單純減少,不久如圖65C所示,圓形狀的遮光區域90aa將完全露出至圓形狀的遮光區域90bb的外側。
於本實施形態中,設構成為,從四極狀的光瞳強度分佈20射向補正濾鏡9的光的沿著YZ平面的最大入射角度如圖65C所示,小於等於圓形狀的遮光區域90aa將要完全露出至圓形狀的遮光區域90bb外側之前的光的入射角度θm。此時,由圓形狀的遮光性點9aa與圓形狀的遮光性點9bb所構成的單位消光區域發揮如下的消光作用,即,直至光的入射角度θ的大小(絕對值)達到規定值(如圖65B所示,圓形狀的遮光區域90aa的外緣與圓形狀的遮光區域90bb的外緣相接時的光的入射角度的大小)θc為止,消光率為固定,隨著光的入射角度的大小超過規定值θc並增大,消光率單純增大。
進而換言之,圓形狀的遮光性點(第1消光區域)9aa以及圓形狀的遮光性(第2消光區域)點9bb對穿過補正濾鏡9的入射面9a以及射出面的光發揮消光率特性,即,消光率隨著朝向入射面9a的光的入射角度θ的變化(例如,自負值向正值的變化)而單純減少,在維持大致固定的消光率之後單純增大。即,按照規定的分佈而形成有多個由遮光性點9aa及9bb所構成的單位消光區域的補正濾鏡9如圖66所示具有如下的消光率特性,即,在光相對於補正濾鏡9的入射角度θ的大小小於等於θc時,消光率為固定,且隨著光的入射角度θ的大小變得大於θc,消光率增大。
參照圖62,如上所述,補正濾鏡9包括與夾著光軸AX而於X方向上隔開間隔的一對面光源20a、20b相對應而配置的一對補正區域91及92。即,補正區域91配置成對來自面光源20a的光發揮作用,補正區域92配置成對來自面光源20b的光發揮作用。因此,在四極狀的光瞳強度分佈20中,來自面光源20a的光會穿過補正區域91,來自面光源20b的光會穿過補正區域92,但來自面光源20c、20d的光不會受到補正濾鏡9的作用。
此時,如圖67所示,抵達晶圓W上的靜止曝光區域ER內的中心點P1的光,即抵達光罩遮器11的孔徑部的中心點P1'的光會以入射角度0入射至補正濾鏡9。換言之,從關於中心點P1的光瞳強度分佈21的面半源21a及21b而來的光以入射角度0入射至一對補正區域91及92。另一方面,如圖68所示,抵達晶圓W上的靜止曝光區域ER內的周邊點P2、P3的光,即抵達光罩遮器11的孔徑部的周邊點P2'、P3'的光以相對較大的入射角度±θ入射至補正濾鏡9。換言之,從關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈22的面光源22a及22b而來的光分別以入射角度±θ入射至一對補正區域91及92。
關於中心點P1的光瞳強度分佈21中,來自面光源21a及21b的光雖會受到補正濾鏡9的消光作用,但其光強度的下降程度相對較小。來自面光源21c及21d的光不會受到補正濾鏡9的消光作用,因此其光強度不會發生變化。其結果為,關於中心點P1的光瞳強度分佈21如圖69所示,即使受到補正濾鏡9的消光作用亦僅會調整成與原來的分佈21大致相同的性狀的光瞳強度分佈21'。即,於藉由補正濾鏡9而調整後的光瞳強度分佈21'中,亦可維持在Z方向上隔開間隔的面光源21c、21d的光強度大於在X方向上隔開間隔的面光源21a'、21b'的光強度的性狀。
另一方面,關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈22中,來自面光源22a及22b的光會受到補正濾鏡9的消光作用,故其光強度以較大幅度下降。來自面光源22c及22d的光不會受到補正濾鏡9的消光作用,因此其光強度不會發生變化。其結果為,關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈22如圖70所示,會藉由補正濾鏡9的消光作用而被調整成與原來的分佈22不同的性狀的光瞳強度分佈22'。即,在藉由補正濾鏡9而調整後的光瞳強度分佈22'中,會變化成在Z方向上隔開間隔的面光源22c、22d的光強度大於在X方向上隔開間隔的面光源22a'、22b'的光強度的性狀。
如此,藉由補正濾鏡9的消光作用而將關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈22調整成與關於中心點P1的光瞳強度分佈21'大致相同的性狀的分佈22'。同樣地,將關於在中心點P1與周邊點P2、P3之間沿著Y方向而排列的各點的光瞳強度分佈,進而將關於晶圓W上的靜止曝光區域ER內的各點的光瞳強度分佈亦調整成與關於中心點P1的光瞳強度分佈21'大致相同的性狀的分佈。換言之,藉由補正濾鏡9的消光作用而將關於晶圓W上的靜止曝光區域ER內的各點的光瞳強度分佈調整成彼此大致相同的性狀的分佈。進而換言之,補正濾鏡9具有將關於各點的光瞳強度分佈調整成彼此大致相同的性狀的分佈所需的消光率特性。
如以上所述,於本實施形態的補正濾鏡9中,在具有平行平面板的形態的透光性的基板的入射面上按照規定的分佈而形成有多個圓形狀的遮光性點9aa,且於基板的射出面上以與多個圓形狀的遮光性點9aa一一對應的方式而形成有多個圓形狀的遮光性點9bb。並且,圓形狀的遮光性點9bb的區域具有將圓形狀的遮光性點9aa的區域包括在內的大小。因此,由圓形狀的遮光性點9aa與圓形狀的遮光性點9bb所構成的單位消光區域由於所謂視差的效果而發揮如下消光作用,即,消光率隨著光的入射角度的變化而單純減少,且在維持大致固定的消光率之後單純增大。
其結果為,形成有多個由遮光性點9aa及9bb所構成的單位消光區域的補正濾鏡9具有如下消光率特性,即,消光率隨著光的入射角度的變化而單純減少,且在維持大致固定的消光率之後單純增大。並且,補正濾鏡9配置於照明光瞳的附近的位置,即,配置於作為被照射面的光罩M(或者晶圓W)上的將光的位置資訊轉換成光的角度資訊的位置。因此,藉由本實施形態的補正濾鏡9的消光作用,可對關於被照射面上的各點的光瞳強度分佈分別單獨進行調整,進而可將關於各點的光瞳強度分佈分別調整成彼此大致相同的性狀的分佈。
並且,於本實施形態的照明光學系統(2~12)中,藉由補正濾鏡9與濃度濾鏡6的協同作用,可將關於各點的光瞳強度分佈分別調整成大致均勻,其中,上述補正濾鏡9包括具有所需的消光率特性的一對補正區域91及92,並對關於晶圓W上的靜止曝光區域ER內的各點的光瞳強度分佈分別單獨進行調整,上述濃度濾鏡6具有根據光的入射位置而發生變化的所需的透射率特性,對關於各點的光瞳強度分佈一起進行調整。
因此,於本實施形態的曝光裝置(2~WS)中,是使用將晶圓W上的靜止曝光區域ER內的各點處的光瞳強度分佈分別調整成大致均勻的照明光學系統(2~12),從而可於與光罩M的微細圖案相應的適當的照明條件下進行良好的曝光,進而可將光罩M的微細圖案遍及整個曝光區域以所需的線寬忠實地轉印至晶圓W上。
於本實施形態中,可認為晶圓(被照射面)W上的光量分佈會受到例如補正濾鏡9的消光作用(調整作用)的影響。此時,如上所述,可根據需要,藉由具有公知的構成的光量分佈調整部的作用,來對靜止曝光區域ER內的照度分佈或者靜止曝光區域(照明區域)ER的形狀進行變更。
再者,於上述實施形態中,根據圖63所示的特定的形態,在配置成與光軸AX垂直且具有平行平面板的形態的補正濾鏡9的入射面上分佈形成有作為第1消光區域的圓形狀的遮光性點9aa,且於其射出面上分佈形成有作為第2消光區域的圓形狀的遮光性點9bb。但是,並不限定於此,關於補正濾鏡9的具體構成,可具有各種形態。例如,關於構成補正濾鏡9的基板的形態、姿態、第1消光區域以及第2消光區域的數量、形狀、形態、第1消光區域與第2消光區域的大小關係、位置關係等,均具有各種形態。例如,單位消光區域上的遮光性點9aa與遮光性點9bb的組合既可為1個對1個,亦可為1個對多個。並且,遮光性點的對9aa、9bb(單位消光區域)只要在各補正區域91、92內存在大於等於1組即可。
通常,藉由至少一個規定形狀(包含圓形狀在內的適當的形狀)的第1消光區域與對應於該第1消光區域的至少一個規定形狀的第2消光區域的組合,可發揮所需的消光作用。並且,於形成於入射面上的第1消光區域具有將形成於射出面上的第2消光區域包括在內的大小的情況下,亦可發揮同樣的消光作用。並且,亦可將一對補正區域91及92分別形成於其他透光性基板上,或者使用例如至少一個面具有曲率的基板作為構成補正濾鏡9的本體的透光性的基板。
並且,於上述實施形態中,是藉由圓形狀的遮光性點9aa與圓形狀的遮光性點9bb的組合,來如圖66所示而實現關於入射角度0對稱的消光率特性。但是,例如於圖63所示的構成中,藉由將圓形狀的遮光性點9bb的中心形成為相對於圓形狀的遮光性點9aa的中心而朝Z方向偏離,可如圖71所示而實現關於入射角度0非對稱的消光率特性,即,實現對稱軸自入射角度0位置偏移規定角度的消光率特性。此情況意味著,藉由使由中心彼此偏離的圓形狀的遮光性點9aa與圓形狀的遮光性點9bb的組合所構成的單位消光區域混合存在,來使關於變更補正濾鏡9的消光率特性的自由度得到提高。並且,例如,於圖62所示的構成中,亦可藉由使各補正區域91、92(進而補正濾鏡9)圍繞著X軸旋轉來變更姿態,從而將補正濾鏡9的消光率特性變更為關於入射角度0非對稱。
並且,亦可例如,藉由使如圖72所示的由遮光性點9aa與遮光性點9bc的組合混合存在,來提高關於變更補正濾鏡9的消光率特性的自由度。於圖72中,例如圓形狀的遮光性點9aa的中心與圓形狀的遮光性點9bc的中心所連接而成的線段與光軸AX平行,圓形狀的遮光性點9aa的外徑與圓形狀的遮光性點9bc的外徑相等。即,圓形狀的遮光性點9aa與圓形狀的遮光性點9bc自光軸AX的方向觀察相互重合。
此時,當與光軸AX平行的光朝向由圓形狀的遮光性點9aa與圓形狀的遮光性點9bc的組合所構成的單位消光區域入射時,於補正濾鏡9的正後方,即與射出面9b平行的面上,如圖73A所示,藉由圓形狀的遮光性點9aa而遮光(包含消光在內的廣義概念)的區域93aa、與藉由圓形狀的遮光性點9bc而遮光的區域93bc彼此重合。即,於補正濾鏡9的正後方,圓形狀的遮光區域93aa與93bc形成具有相當於一個圓形狀的遮光區域93aa的面積的遮光區域。
當入射至由圓形狀的遮光性點9aa與圓形狀的遮光性點9bc所構成的單位消光區域的光相對於光軸AX的角度沿著YZ平面而自0度起單純增大時,遮光區域93aa朝Z方向移動而與遮光區域93bc重合的區域將單純減少,不久如圖73B所示,遮光區域93aa將完全不與遮光區域93bc重合。於此狀態下,圓形狀的遮光區域93a與93bc形成具有相當於兩個遮光區域93aa的面積的遮光區域。如此,由圓形狀的遮光性點9aa與圓形狀的遮光性點9bc所構成的單位消光區域如圖74所示,發揮消光率隨著光的入射角度增大而增大的消光作用。
再者,於上述說明中,形成於補正濾鏡9的入射面9a上的第1消光區域以及形成於射出面9b上的第2消光區域藉由例如由鉻或氧化鉻等所構成的遮光性點9aa及9bb而形成為遮擋入射光的遮光區域。但是,並不限定於此,關於消光區域,亦可具有除遮光區域的形態以外的形態。例如,亦可將第1消光區域以及第2消光區域中的至少一者形成為使入射光散射的散射區域或者使入射光繞射的繞射區域。通常,是藉由對透光性的基板的所需要區域實施粗糙化加工來形成散射區域,且藉由對所需要區域實施繞射面形成加工來形成繞射區域。
並且,於上述說明中,在微型複眼透鏡8的後側焦點面或者該後側焦點面的附近的照明光瞳上所形成的光瞳強度分佈20的形成面的後側(光罩側)配置有補正濾鏡9。但是,並不限定於此,亦可於光瞳強度分佈20的形成面的位置、或者該形成面的前側(光源側)配置補正濾鏡9。並且,亦可於微型複眼透鏡8的後側的其他照明光瞳的位置或者該照明光瞳的附近,例如,於成像光學系統12的前側透鏡群12a與後側透鏡群12b之間的照明光瞳的位置或者該照明光瞳的附近配置補正濾鏡9。
通常,對形成於照明光瞳上的光瞳強度分佈進行補正的本發明的補正濾鏡包括第1消光區域以及第2消光區域,該第1消光區域形成在位於鄰接於照明光瞳的前側且具有倍率的光學元件與鄰接於該照明光瞳的後側且具有倍率的光學元件之間的照明光瞳空間內的第1面上,該第2消光區域對應於第1消光區域而形成於位於照明光瞳空間內第1面的後側的第2面上。並且,第1消光區域以及第2消光區域構成為對穿過第1面以及第2面的光發揮如下消光率特性,即,消光率隨著射向第1面的光的入射角度的變化而單純減少,且在維持大致固定的消光率之後單純增大。再者,亦可於「照明光瞳空間」內存在不具有倍率的平行平面板或平面鏡。
即,本發明的補正濾鏡並不限定於透光性的基板的形態,亦可為例如具有規定剖面的遮光構件的形態。以下,參照圖75~圖77,說明補正濾鏡具有遮光構件的形態的變形例。該變形例的補正濾鏡如圖75所示,包括以與夾著光軸AX而於X方向上隔開間隔的一對面光源20a、20b相對應的方式而沿著X方向延伸的遮光構件95。遮光構件95如圖76所示,具有例如梯形狀的剖面,且配置成在照明光瞳的面(XZ平面)上平行延伸。以下,為了簡化說明,設遮光構件95配置成其前側(光源側)的側面95a以及後側(光罩側)的側面95b與XZ平面平行。
因此,於四極狀的光瞳強度分佈20中,來自面光源20a及20b的光會受到遮光構件95的作用,但來自面光源20c及20d的光不會受到遮光構件95的作用。此時,如圖76所示,抵達晶圓W上的靜止曝光區域ER內的中心點P1的光,即抵達光罩遮器11的孔徑部的中心點P1'的光會以入射角度0朝遮光構件95的側面95a入射,因此藉由遮光構件95而遮擋的光的量相對較少。換言之,遮光構件95對從關於中心點P1的光瞳強度分佈21的面光源21a及21b而來的光的消光率相對較小。
另一方面,如圖77所示,抵達晶圓W上的靜止曝光區域ER內的周邊點P2、P3的光,即抵達光罩遮器11的孔徑部的周邊點P2'、P3'的光是以相對較大的入射角度±θ朝遮光構件95的側面95a入射,因此藉由遮光構件95而遮擋的光的量相對較多。換言之,遮光構件95對從關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈22的面光源22a及22b而來的光的消光率會對應於入射角度±θ的絕對值的大小而變為相對較大的值。
於圖75的變形例的情況下,遮光構件95的前側的側面95a發揮上述實施形態中的作為第1消光區域的圓形狀的遮光性點9aa所對應的功能,遮光構件95的後側的側面95b發揮上述實施形態中的作為第2消光區域的圓形狀的遮光性點9bb所對應的功能。其結果為,由遮光構件95所構成的補正濾鏡與上述實施形態的情況同樣,具有消光率根據如圖66所示的態樣而發生變化的消光率特性。再者,關於構成補正濾鏡的遮光構件的數量、剖面形狀、外形形狀、配置等,可具有各種形態。例如,遮光構件95的剖面形狀並不限定於梯形,亦可為T字狀。並且,梯形的側面95a、95b以及與該些側面95a、95b交叉的側面中的至少一個側面亦可為非平面(曲面)。
補正濾鏡9亦可如圖78及圖79所示是將多個濾鏡(基板)91及92朝光軸方向排列的濾鏡。並且,並不限定於由一對基板所構成的兩段構成,亦可為由三個基板來構成補正濾鏡的三段構成,且關於基板的數量,可具有各種形態。並且,於圖78及圖79中,是使用平行平面板來作為構成補正濾鏡9的透光性的基板91及92。但是,並不限定於平行平面板,亦可使用例如至少一個面具有曲率的基板,來構成本發明的補正濾鏡。
並且,於圖78及圖79中,是將構成補正濾鏡9的透光性的基板91與92配置成彼此相鄰。但是,關於構成補正濾鏡的多個基板的配置,可具有各種形態。並且,於圖78及圖79中,是將多個單位消光區域(第1單位消光區域與第2單位消光區域的組合)分佈形成於補正濾鏡9上,但有時藉由一個單位消光區域亦可獲得同樣的作用效果。
有時如圖80所示,例如對間距相對較小的圖案進行轉印時,要形成外徑相對較大的(照明NA相對較大的)四極狀的光瞳強度分佈24a~24d,而對間距相對較大的圖案進行轉印時,要形成外徑相對較小的(照明NA相對較小的)四極狀的光瞳強度分佈25a~25d。此時,只要構成如下即可,即,在與一對面光源24a及24b相向而配置的濾鏡區域9a及9b的區域內,包含較多的由在光軸AX方向上相隔較大間隔的一對遮光點54與55所構成的單位消光區域、沿光軸AX方向觀察彼此重合的一對單位消光區域,且在與一對面光源25a及25b相向而配置的濾鏡區域9a及9b的區域內,包含較多的由在光軸AX方向上相隔較小間隔的一對遮光點54與55所構成的單位消光區域。
(第3實施形態)
根據附圖說明本發明的第3實施形態。圖81是表示本發明的第3實施形態的曝光裝置的構成的概略圖。於圖81中,分別沿著作為感光性基板的晶圓W的曝光面(轉印面)的法線方向設定Z軸,於晶圓W的曝光面內沿著與圖81的紙面平行的方向設定Y軸,於晶圓W的曝光面內沿著與圖81的紙面垂直的方向設定X軸。於第3實施形態的曝光裝置中,與第1實施形態的曝光裝置的不同之處在於,不使用鰭片構件9。以及使用柱狀微型複眼透鏡109來代替微型複眼透鏡8。
於第3實施形態的曝光裝置中,經由無焦透鏡4後的光經由變焦透鏡7而入射至作為光學積分器的柱狀微型複眼透鏡109。柱狀微型複眼透鏡109如圖82所示,由配置於光源側的第1複眼構件(第1光學構件)109a、以及配置於光罩側的第2複眼構件(第2光學構件)109b所構成。
於第1複眼構件109a的光源側(入射側)的面以及第2複眼構件109b的光源側的面上,分別以間距px而形成有於X方向上並列排列著的多個圓筒面形狀的折射面(柱狀透鏡群)109aa及109ba。於第1複眼構件109a的光罩側(射出側)的面以及第2複眼構件109b的光罩側的面上,分別以間距pz(pz>px)而形成有於Z方向上並列排列著的多個圓筒面形狀的折射面(柱狀透鏡群)109ab及109bb。
當著眼於柱狀微型複眼透鏡109的關於X方向的折射作用(即,關於XY平面的折射作用)時,沿著光軸AX而入射的平行光束藉由第1複眼構件109a的形成於光源側的一組折射面109aa而沿著x方向以間距px而被波前區分,並藉由該折射面而受到聚光作用後,藉由第2複眼構件109b的形成於光源側的一組折射面109ba中所對應的折射面而受到聚光作用,從而聚光於柱狀微型複眼透鏡109的後側焦點面上。
當著眼於柱狀微型複眼透鏡109的關於Z方向的折射作用(即,關於YZ平面的折射作用)時,沿著光軸AX而入射的平行光束藉由第1複眼構件109a的形成於光罩側的一組折射面109ab而沿著Z方向以間距pz而被波前區分,並藉由該折射面而受到聚光作用後,藉由第2複眼構件109b的形成於光罩側的一組折射面109bb中所對應的折射面而受到聚光作用,從而聚光於柱狀微型複眼透鏡109的後側焦點面上。
如上所述,柱狀微型複眼透鏡109由柱狀透鏡群配置於兩側面的第1複眼構件109a與第2複眼構件109b所構成,發揮著與在X方向上具有px的大小且於Z方向上具有pz的大小的多個矩形狀的微小折射面(單位波前區分面)縱橫且稠密地形成為一體的微型複眼透鏡同樣的光學功能。於柱狀微型複眼透鏡109中,可將因微小折射面的面形狀不均所引起的畸變的變化控制得較小,例如,可將藉由蝕刻加工而形成為一體的多個微小折射面的製造誤差對照度分佈所造成的影響控制得較小。
規定面5的位置配置於變焦透鏡7的前側焦點位置或者該前側焦點位置的附近,柱狀微型複眼透鏡109的入射面(即,第1複眼構件109a的入射面)配置於變焦透鏡7的後側焦點位置或者該後側焦點位置的附近。換言之,變焦透鏡7將規定面5與柱狀微型複眼透鏡109的入射面實質上配置成傅裏葉變換的關係,進而將無焦透鏡4的光瞳面與柱狀微型複眼透鏡109的入射面配置成光學上大致共軛。
因此,於柱狀微型複眼透鏡109的入射面上,與無焦透鏡4的光瞳面同樣地,形成例如以光軸AX為中心的環帶狀的照射場。該環帶狀的照射場的整體形狀會根據變焦透鏡7的焦距而發生相似性變化。柱狀微型複眼透鏡109的各單位波前區分面如上所述,為沿著Z方向具有長邊且沿著X方向具有短邊的矩形狀,即,為與欲形成於光罩M上的照明區域的形狀(進而欲形成於晶圓W上的曝光區域的形狀)相似的矩形狀。
對入射至柱狀微型複眼透鏡109的光束加以二維分割,於該柱狀微型複眼透鏡109的後側焦點面或者該後側焦點面的附近的位置(進而照明光瞳的位置),形成具有與形成於柱狀微型複眼透鏡109的入射面上的照射場大致相同的光強度分佈的二次光源,即,形成由以光軸AX為中心的環帶狀的實質性面光源所構成的二次光源(光瞳強度分佈)。
於柱狀微型複眼透鏡109的後側焦點面或者該後側焦點面的附近,根據需要而配置有具有與環帶狀的二次光源相對應的環帶狀的孔徑部(透光部)的照明孔徑光闌(未圖示)。照明孔徑光闌構成為相對於照明光路而拔插自如,且構成為能夠與具有大小及形狀不同的孔徑部的多個孔徑光闌相切換。作為孔徑光闌的切換方式,可使用例如眾所周知的轉塔方式或滑動方式等。照明孔徑光闌配置於與下述投影光學系統PL的入射光瞳面在光學上大致共軛的位置,對有助於二次光源的照明的範圍進行規定。
經由柱狀微型複眼透鏡109後的光經由聚光光學系統10而對光罩遮器11進行重疊照明。如此,於作為照明視野光闌的光罩遮器11上,形成與柱狀微型複眼透鏡109的單位波前區分面的形狀以及焦距相對應的矩形狀的照射場。經由光罩遮器11的矩形狀的孔徑部(透光部)後的光經由以前側透鏡群12a以及後側透鏡群12b構成的成像光學系統12,對形成有規定圖案的光罩M進行重疊照明。即,成像光學系統12將光罩遮器11的矩形狀孔徑部的像形成於光罩M上。
在保持於光罩平台MS上的光罩M上形成有欲轉印的圖案,對整個圖案區域中沿著Y方向具有長邊且沿著X方向具有短邊的矩形狀(狹縫狀)的圖案區域進行照明。透過光罩M的圖案區域的光經由投影光學系統PL而在保持於晶圓平台WS上的晶圓(感光性基板)W上形成光罩圖案的像。即,以與光罩M上的矩形狀的照明區域光學對應的方式,而在晶圓W上,亦於沿著Y方向具有長邊且沿著X方向具有短邊的矩形狀的靜止曝光區域(有效曝光區域)內形成圖案像。
如此,根據所謂的步進掃描方式,在與投影光學系統PL的光軸AX正交的平面(XY平面)內,沿著X方向(掃描方向)使光罩平台MS與晶圓平台WS同步移動(掃描),進而使光罩M與晶圓W同步移動(掃描),藉此於晶圓W上對光罩圖案進行掃描而使該光罩圖案曝光至具有與靜止曝光區域的Y方向尺寸相等的寬度且具有與晶圓W的掃描量(移動量)相對應的長度的曝光區域(Shot area)。
於本實施形態中,如上所述,將藉由柱狀微型複眼透鏡109而形成的二次光源作為光源,對配置於照明光學系統(2~12)的被照射面上的光罩M進行柯勒照明。因此,形成二次光源的位置與投影光學系統PL的孔徑光闌AS的位置光學共軛,故可將二次光源的形成面稱為照明光學系統(2~12)的照明光瞳面。典型的是,相對於照明光瞳面而言,被照射面(光罩M所配置的面,或者將投影光學系統PL包括在內考慮成照明光學系統時晶圓W所配置的面)為光學性傅裏葉變換面。
再者,所謂光瞳強度分佈,是照明光學系統(2~12)的照明光瞳面或者與該照明光瞳面光學共軛的面上的光強度分佈(亮度分佈)。當藉由柱狀微型複眼透鏡109而產生的波前區分數相對較大時,形成於柱狀微型複眼透鏡109的入射面上的全局性的光強度分佈與整個二次光源的全局性的光強度分佈(光瞳強度分佈)呈現出較高的相關。因此,亦可將柱狀微型複眼透鏡109的入射面以及與該入射面光學共軛的面上的光強度分佈稱為光瞳強度分佈。於圖81的構成中,繞射光學元件3、無焦透鏡4、變焦透鏡7、以及柱狀微型複眼透鏡109構成在柱狀微型複眼透鏡109的後側的照明光瞳上形成光瞳強度分佈的分佈形成光學系統。
藉由代替環帶照明用的繞射光學元件3而將多極照明(二極照明、四極照明、八極照明等)用的繞射光學元件(未圖示)設定於照明光路中,可進行多極照明。多極照明用的繞射光學元件具備當具有矩形狀的剖面的平行光束入射時,於遠場形成多極狀(二極狀、四極狀、八極狀等)的光強度分佈的功能。因此,經由多極照明用的繞射光學元件後的光束會於柱狀微型複眼透鏡109的入射面上形成由例如以光軸AX為中心的多個規定形狀(圓弧狀、圓形狀等)的照射場所構成的多極狀的照射場。其結果為,於柱狀微型複眼透鏡109的後側焦點面或者該後側焦點面的附近,亦形成與該微型複眼透鏡109的入射面上所形成的照射場相同的多極狀的二次光源。
並且,藉由代替環帶照明用的繞射光學元件3而將圓形照明用的繞射光學元件(未圖示)設定於照明光路中,可進行通常的圓形照明。圓形照明用的繞射光學元件具備當具有矩形狀的剖面的平行光束入射時,於遠場形成圓形狀的光強度分佈的功能。因此,經由圓形照明用的繞射光學元件後的光束會於柱狀微型複眼透鏡109的入射面上形成例如以光軸AX為中心的圓形狀的照射場。其結果為,於柱狀微型複眼透鏡109的後側焦點面或者該後側焦點面的附近,亦形成與該柱狀微型複眼透鏡109的入射面上所形成的照射場相同的圓形狀的二次光源。並且,藉由代替環帶照明用的繞射光學元件3而將具有適當特性的繞射光學元件(未圖示)設定於照明光路中,可進行各種形態的變形照明。作為繞射光學元件3的切換方式,可使用例如眾所周知的轉塔方式或滑動方式等。
於以下說明中,為使本實施形態的作用效果易於理解,設為於柱狀微型複眼透鏡109的後側焦點面或者該後側焦點面的附近的照明光瞳上,形成如圖83所示的由四個圓弧狀的實質性面光源(以下,簡稱為「面光源」)20a、20b、20c及20d所構成的四極狀的光瞳強度分佈(二次光源)20。並且,於以下說明中僅言及「照明光瞳」時,是指柱狀微型複眼透鏡109的後側焦點面或者該後側焦點面的附近的照明光瞳。
參照圖83,形成於照明光瞳上的四極狀的光瞳強度分佈20包括夾著光軸AX而於X方向上隔開間隔的面光源20a及20b、以及夾著光軸AX而於Z方向上隔開間隔的一對圓弧狀的實質性面光源20c及20d。再者,照明光瞳上的X方向是柱狀微型複眼透鏡109的矩形狀的單位波前區分面的短邊方向,對應於晶圓W的掃描方向。並且,照明光瞳上的Z方向是柱狀微型複眼透鏡109的矩形狀的單位波前區分面的長邊方向,對應於與晶圓W的掃描方向正交的掃描正交方向(晶圓W上的Y方向)。
如圖83所示,於晶圓W上形成沿著Y方向具有長邊且沿著X方向具有短邊的矩形狀的靜止曝光區域ER,且以與該靜止曝光區域ER相對應的方式,而於光罩M上形成矩形狀的照明區域(未圖示)。
具體而言,如圖84所示,於入射至靜止曝光區域ER內的中心點P1的光所形成的四極狀的光瞳強度分佈21的情況下,存在著於Z方向上隔開間隔的面光源21c及21d的光強度大於在X方向上隔開間隔的面光源21a及21b的光強度的傾向。另一方面,如圖85所示,於自靜止曝光區域ER內的中心點P1入射至在Y方向上隔開間隔的周邊的點P2、P3的光所形成的四極狀的光瞳強度分佈22的情況下,存在著於Z方向上隔開間隔的面光源22c及22d的光強度小於在X方向上隔開間隔的面光源22a及22b的光強度的傾向。
通常而言,無論形成於照明光瞳上的光瞳強度分佈的外形形狀如何,關於晶圓W上的靜止曝光區域ER內的中心點P1的光瞳強度分佈(入射至中心點P1的光於照明光瞳上所形成的光瞳強度分佈)的沿著Z方向的光強度分佈如圖86A所示,具有在中央最小且朝向周邊增大的凹曲線狀的分佈。另一方面,關於晶圓W上的靜止曝光區域ER內的周邊點P2、P3的光瞳強度分佈的沿著Z方向的光強度分佈如圖86B所示,具有在中央最大且朝向周邊減少的凸曲線狀的分佈。
並且,光瞳強度分佈的沿著Z方向的光強度分佈存在如下傾向,即,不太依存於靜止曝光區域ER內的沿著X方向(掃描方向)的入射點的位置,而是依存於靜止曝光區域ER內的沿著Y方向(掃描正交方向)的入射點的位置而發生變化。如上所述,關於晶圓W上的靜止曝光區域ER內的各點的光瞳強度分佈(入射至各點的光於照明光瞳上所形成的光瞳強度分佈)分別大致不均勻時,在晶圓W上的每個位置上圖案的線寬將不一致,從而無法將光罩M的微細圖案遍及整個曝光區域以所需的線寬忠實地轉印至晶圓W上。
於本實施形態中,如上所述,於無焦透鏡4的光瞳位置或者該光瞳位置的附近,配置有對應於光的入射位置而具有透射率不同的透射率分佈的濃度濾鏡6。並且,無焦透鏡4的光瞳位置藉由該無焦透鏡4的後側透鏡群4b與變焦透鏡7,而與柱狀微型複眼透鏡109的入射面光學共軛。因此,藉由濃度濾鏡6的作用,可對形成於柱狀微型複眼透鏡109的入射面上的光強度分佈進行調整(補正),進而亦可對形成於柱狀微型複眼透鏡109的後側焦點面或者該後側焦點面的附近的照明光瞳上的光瞳強度分佈進行調整。
但是,濃度濾鏡6並不依存於各點的位置而對關於晶圓W上的靜止曝光區域ER內的各點的光瞳強度分佈一起進行調整。其結果為,藉由濃度濾鏡6的作用,可將例如關於中心點P1的四極狀的光瞳強度分佈21調整成大致均勻,進而將各面光源21a~21d的光強度調整成彼此大致相等,但此時,關於周邊點P2、P3的四極狀的光瞳強度分佈22的面光源22a、22b與面光源22c、22d的光強度的差卻反而增大。
即,在藉由濃度濾鏡6的作用將關於晶圓W上的靜止曝光區域ER內的各點的光瞳強度分佈分別調整成大致均勻時,必須藉由濃度濾鏡6之外的其他機構來將關於各點的光瞳強度分佈調整成彼此相同的性狀的分佈。具體而言,例如在關於中心點P1的光瞳強度分佈21以及關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈22中,必須使面光源21a、21b與面光源21c、21d的光強度的大小關係以及面光源22a、22b與面光源22c、22d的光強度的大小關係以大致相同的比率相一致。
本實施形態中,為使關於中心點P1的光瞳強度分佈的性狀與關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈的性狀大致一致,具體而言,為了調整成在關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈22中面光源22a、22b的光強度小於面光源22c、22d的光強度,在柱狀微型複眼透鏡109上設置著具有所需的消光特性的消光部。圖87是說明設置於柱狀微型複眼透鏡上的消光部的構成及作用的圖。
參照圖87,於構成柱狀微型複眼透鏡109的一對複眼構件109a及109b之中,在後側(光罩側)的第2複眼構件109b的射出側,於Z方向上相鄰的兩個折射面109bb之間,設有沿著X方向而呈直線狀延伸的V字狀的切削面109c。V字狀的切削面109c如圖88示意性所示,於四極狀的光瞳強度分佈20中與在X方向上隔開間隔的一對面光源20a及20b相對應的區域內,沿著X方向而形成有所需的數量(圖88中例示為五個)。
其結果為,形成四極狀的光瞳強度分佈20中的在X方向上隔開間隔的面光源20a及20b的光於穿過柱狀微型複眼透鏡109時會受到V字狀的切削面109c的作用,但形成在Z方向上隔開間隔的面光源20c及20d的光不會受到V字狀的切削面109c的作用。以下參照圖87,著眼於經由一個折射面109bb而形成構成面光源20a(或者20b)的多個小光源中的一個小光源20aa(或者20ba)的光線群,來說明作為消光部的V字狀的切削面109c的作用。
抵達晶圓W上的靜止曝光區域ER內的中心點P1的光線群L1穿過折射面109bb的沿著Z方向的中央區域。因此,光線群L1不會受到V字狀的切削面109c的作用,而會受到折射面109bb的折射作用,在照明光瞳上形成具有本來大小(光量)的小光源。即,光線群L1以本來的光量而形成構成關於中心點P1的光瞳強度分佈21的面光源21a(或者21b)的多個小光源中的一個小光源。
另一方面,抵達靜止曝光區域ER內的周邊點P2的光線群L2穿過折射面109bb的沿著Z方向遠離中央區域的區域,即,穿過V字狀的切削面109c中的一個切削面109ca以及折射面109bb。換言之,光線群L2的一部分入射至切削面109ca,光線群L2的剩餘部入射至折射面109bb。入射至切削面109ca而被反射的光以及入射至切削面109ca而被折射的光並不有助於光瞳強度分佈的形成,而會向例如照明光路的外側導出。
其結果為,光線群L2的一部分受到V字狀的切削面109c的消光作用,剩餘部分受到折射面109bb的折射作用,而於照明光瞳上形成小於本來大小的小光源。即,光線群L2將構成關於周邊點P2的光瞳強度分佈22的面光源22a(或者22b)的多個小光源中的一個小光源形成為光量小於本來光量的小光源。
關於抵達靜止曝光區域ER內的周邊點P3的光線群L3。亦是一部分入射至切削面109ca,剩餘部分入射至折射面109bb。其結果為,光線群L3亦與光線群L2同樣地,一部分受到V字狀的切削面109c的消光作用,剩餘部分受到折射面109bb的折射作用,而於照明光瞳上形成小於本來大小的小光源。即,光線群L3將構成關於周邊點P3的光瞳強度分佈22的面光源22a(或者22b)的多個小光源中的一個小光源形成為光量小於本來光量的小光源。
如此,抵達靜止曝光區域ER內的中心點P1的光線群L1在四極狀的光瞳強度分佈21的面光源21a、21b中如圖89A示意性所示,將具有本來大小(即,本來光量)的小光源31形成為矩陣狀。與此相對,抵達靜止曝光區域ER內的周邊點P2、P3的光線群L2、L3於四極狀的光瞳強度分佈22的面光源22a、22b中如圖89B示意性所示,將具有本來大小(本來光量)的小光源32a、以及小於本來大小的(光量小於本來光量的)小光源32b形成為矩陣狀。
實際上,與圖89B所示的示意圖不同,小光源32b是與V字狀的切削面109c的沿著Z方向的位置以及數量n相對應,在沿著Z方向的n個的位置上,沿著X方向而排列形成。因此,在關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈22的面光源22a、22b中,根據光線群L2、L3受到V字狀的切削面109c的消光作用的程度、光量小於本來光量的小光源32b相對於小光源的總數所占的比例等,整體性的光強度會相應下降。
此處,小光源32b所占比例取決於作用至面光源22a、22b的V字狀的切削面109c的數量n。並且,光線群L2、L3受到V字狀的切削面109c的消光作用的程度,即消光率取決於V字狀的切削面109c的沿著XY平面的剖面的形狀。通常,光線群抵達靜止曝光區域ER的點越沿著Y方向遠離中心點P1,則該光線群將穿過折射面109bb的沿著Z方向越遠離中央區域的區域,從而入射至切削面109ca的光的比例越大於入射至折射面109bb的光的比例。
換言之,抵達靜止曝光區域ER內的一點的光線群受到V字狀的切削面109c的消光作用的程度,隨著自靜止曝光區域ER的中心點P1直至該光線群所抵達的點為止的沿著Y方向(掃描正交方向)的距離增大而增大。亦即,作為消光部的V字狀的切削面109c具有如下的消光率特性,即,隨著抵達作為被照射面的靜止曝光區域ER的光線群的位置沿著Y方向而遠離靜止曝光區域ER的中心而消光率增大。
如此,形成關於中心點P1的光瞳強度分佈21之中的面光源21a及21b的光不會受到V字狀的切削面109c的消光作用,因此面光源21a及21b的光強度會維持在本來的大小。形成面光源21c及21d的光亦不會受到V字狀的切削面109c的消光作用,因此面光源21c及21d的光強度會維持在本來的大小。其結果為,關於中心點P1的光瞳強度分佈21如圖90所示,不會受到V字狀的切削面109c的消光作用,而維持著本來的分佈。即,仍然維持著在Z方向上隔開間隔的面光源21c、21d的光強度大於在x方向上隔開間隔的面光源21a、21b的光強度的性狀。
另一方面,在關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈22中,來自面光源22a及22b的光的一部分會受到V字狀的切削面109c的消光作用,因此面光源22a及22b的整體的光強度會下降。來自面光源22c及22d的光不會受到V字狀的切削面109c的消光作用,因此面光源22c及22d的光強度會維持在本來的大小。其結果為,關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈22如圖91所示,會藉由V字狀的切削面109c的消光作用而被調整成與本來的分佈22不同的性狀的光瞳強度分佈22'。即,於調整後的光瞳強度分佈22'中,變成在Z方向上隔開間隔的面光源22c、22d的光強度大於在X方向上隔開間隔的面光源22a'、22b'的光強度的性狀。
如上所述,藉由V字狀的切削面109c的作用而將關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈22調整成與關於中心點P1的光瞳強度分佈21大致相同的性狀的分佈22'。同樣地,將關於在中心點P1與周邊點P2、P3之間沿著Y方向排列的各點的光瞳強度分佈,進而將關於晶圓W上的靜止曝光區域ER內的各點的光瞳強度分佈亦調整成與關於中心點P1的光瞳強度分佈21大致相同的性狀的分佈。換言之,藉由V字狀的切削面109c的作用而將關於晶圓W上的靜止曝光區域ER內的各點的光瞳強度分佈調整成彼此大致相同的性狀的分佈。
進而換言之,設置於柱狀微型複眼透鏡109上的作為消光部的V字狀的切削面109c具有將關於各點的光瞳強度分佈調整成彼此大致相同的性狀的分佈所必需的消光率特性,即,具有隨著抵達作為被照射面的靜止曝光區域ER的光的位置沿著Y方向遠離中心點P1而消光率增大的所需的消光率特性。如上所述,消光部的所需的消光率特性是藉由對V字狀的切削面109c的數量、V字狀的切削面109c的剖面形狀等進行適當設定來實現。
如以上所述,作為本實施形態的波前區分型的光學積分器的柱狀微型複眼透鏡109包括V字狀的切削面109c,該切削面109c設置於在Z方向上相鄰的折射面109bb之間。作為消光部的V字狀的切削面109c具有所需的消光率特性,即,隨著抵達作為被照射面的靜止曝光區域ER的光的位置沿著Y方向遠離中心點P1而消光率增大。因此,藉由對V字狀的切削面109c的形成位置、數量、剖面形狀等進行適當設定而獲得的消光部的作用,可對關於被照射面上的各點的光瞳強度分佈分別單獨進行調整,進而可將關於各點的光瞳強度分佈調整成彼此大致相同的性狀的分佈。
並且,於本實施形態的照明光學系統(2~12)中,藉由柱狀微型複眼透鏡109的消光部與濃度濾鏡6的協同作用,可將關於各點的光瞳強度分佈分別調整成大致均勻,其中,上述柱狀微型複眼透鏡109的消光部是對關於晶圓W上的靜止曝光區域ER內的各點的光瞳強度分佈分別單獨進行調整,上述濃度濾鏡6具有根據光的入射位置而發生變化的所需的透射率特性,並對關於各點的光瞳強度分佈一起進行調整。因此,於本實施形態的曝光裝置(2~WS)中,使用將晶圓W上的靜止曝光區域ER內的各點處的光瞳強度分佈分別調整成大致均勻的照明光學系統(2~12),從而可於與光罩M的微細圖案相對應的適當的照明條件下進行良好的曝光,進而可將光罩M的微細圖案遍及整個曝光區域以所需的線寬忠實地轉印至晶圓W上。
於本實施形態中,可認為晶圓(被照射面)W上的光量分佈會受到例如柱狀微型複眼透鏡109的消光部的調整作用的影響。此時,如上所述,可根據需要,藉由具有公知的構成的光量分佈調整部的作用,來對靜止曝光區域ER內的照度分佈進行變更,或者對靜止曝光區域(照明區域)ER的形狀進行變更而變更曝光量分佈。
再者,於上述說明中,作為波前區分型的光學積分器,是使用具有如圖82所示的形態的柱狀微型複眼透鏡109。但是,並不限定於此,亦可使用例如具有如圖92所示的其他形態的柱狀微型複眼透鏡119。柱狀微型複眼透鏡119如圖92所示,由配置於光源側的第1複眼構件119a以及配置於光罩側的第2複眼構件119b所構成。
在第1複眼構件119a的光源側的面以及光罩側的面上,分別以間距p1而形成有於X方向上並列排列著的多個圓筒面形狀的折射面(柱狀透鏡群)119aa及119ab。於第2複眼構件119b的光源側的面以及光罩側的面上,分別以間距p2(p2>p1)而形成有在Z方向上並列排列著的多個圓筒面形狀的折射面(柱狀透鏡群)119ba及119bb。
當著眼於柱狀微型複眼透鏡119的關於X方向的折射作用(即,關於XY平面的折射作用)時,沿著光軸AX而入射的平行光束藉由第1複眼構件119a的形成於光源側的一組折射面119aa而沿著X方向以間距p1而被波前區分,並藉由該折射面而受到聚光作用後,藉由第1複眼構件119a的形成於光罩側的一組折射面119ab中所對應的折射面而受到聚光作用,從而聚光於柱狀微型複眼透鏡119的後側焦點面上。
當著眼於柱狀微型複眼透鏡119的關於Z方向的折射作用(即,關於YZ平面的折射作用)時,沿著光軸AX而入射的平行光束藉由第2複眼構件119b的形成於光源側的一組折射面119ba而沿著Z方向以間距p2而被波前區分,並藉由該折射面而受到聚光作用後,藉由第2複眼構件119b的形成於光罩側的一組折射面119bb中所對應的折射面而受到聚光作用,從而聚光於柱狀微型複眼透鏡119的後側焦點面上。
如上所述,柱狀微型複眼透鏡119由柱狀透鏡群配置於兩側面的第1複眼構件119a與第2複眼構件119b所構成,具備於X方向上具有p1的大小且於Z方向上具有p2的大小的多個矩形狀的微小折射面(單位波前區分面)。即,柱狀微型複眼透鏡119具有沿著Z方向具有長邊且沿著X方向具有短邊的矩形狀的單位波前區分面。
當使用柱狀微型複眼透鏡119時,亦與圖82的柱狀微型複眼透鏡9同樣,可藉由設置例如由V字狀的切削面所構成的消光部來發揮與上述實施形態同樣的效果。具體而言,如圖93所示,於一對複眼構件119a及119b中,在後側(光罩側)的第2複眼構件119b的射出側,於在Z方向上相鄰的兩個折射面119bb之間設置沿著X方向呈直線狀延伸的V字狀的切削面119c。V字狀的切削面119c由一對切削面119ca所構成。
此外,通常而言,並不限定於柱狀微型複眼透鏡,而可將本發明應用於如下的波前區分型的光學積分器,該光學積分器包括在與照明光學系統的光軸正交的平面內的第1方向上具有規定折射力的多個第1折射面、以及以與多個第1折射面相對應的方式而設於其後側且在第1方向上具有規定折射力的多個第2折射面。此時,消光部設置於至少兩個相鄰的第2折射面之間,該消光部具有消光率隨著抵達被照射面的光的位置沿著第1方向遠離該被照射面的中心而增大的消光率特性。
並且,於上述說明中,於作為光學積分器的柱狀微型複眼透鏡109、119上,設置有由V字狀的切削面109c、119c所構成的消光部。但是,並不限定於此,亦可使用例如設置成與V字狀的切削面109c、119c相對應的反射膜、消光膜、光散射膜等來構成消光部。
並且,於上述說明中,是以於照明光瞳上形成四極狀的光瞳強度分佈的變形照明,即,以四極照明為例來說明本發明的作用效果。但是顯然,並不限定於四極照明,對於例如形成環帶狀的光瞳強度分佈的環帶照明、形成四極狀以外的其他多極狀的光瞳強度分佈的多極照明等,亦可同樣地應用本發明而獲得同樣的作用效果。
並且,亦可如圖94所示,使用在照明光瞳上形成五極狀的光瞳強度分佈的變形照明,僅對五極狀的光瞳強度分佈23中於X方向上隔開間隔的一對面光源23a及23b發揮消光作用,而不對夾在上述一對面光源23a及23b之間且位於光軸AX上的面光源23e發揮消光作用。此時,無須在柱狀微型複眼透鏡109的第2複眼構件109b的射出側的兩個折射面109bb之間的區域的沿著X方向的整個區域上設置V字狀的切削面109c,而只要在與一對面光源23a及23b相對應的區域上設置V字狀的切削面109c即可。
圖95概略性地表示第3實施形態的變形例的曝光裝置的構成。圖95所示的曝光裝置與第3實施形態的曝光裝置的不同之處在於,具備柱狀微型複眼透鏡209以及消光單元210來代替柱狀微型複眼透鏡109。
如圖95所示,經由無焦透鏡4後的光經由變焦透鏡7而入射至作為光學積分器的柱狀微型複眼透鏡209。柱狀微型複眼透鏡209如圖96所示,由配置於光源側的第1複眼構件(第1光學構件)209a與配置於光罩側的第2複眼構件(第2光學構件)209b所構成。於第1複眼構件209a的光源側(入射側)的面以及第2複眼構件209b的光源側的面上,分別以間距px而形成有在X方向上並列排列著的多個圓筒面形狀的折射面(柱狀透鏡群)209aa及209ba。於第1複眼構件209a的光罩側(射出側)的面以及第2複眼構件209b的光罩側的面上,分別以間距pz(pz>px)而形成有在Z方向上並列排列著的多個圓筒面形狀的折射面(柱狀透鏡群)209ab及209bb。圖96所示的柱狀微型複眼透鏡209例如於美國專利第6913373號公報中有所揭示。
當著眼於柱狀微型複眼透鏡209的關於X方向的折射作用(即,關於XY平面的折射作用)時,沿著光軸AX入射的平行光束藉由第1複眼構件209a的形成於光源側的一組折射面209aa而沿著X方向以間距px而被波前區分,並藉由該折射面而受到聚光作用後,藉由第2複眼構件209b的形成於光源側的一組折射面209ba中所對應的折射面而受到聚光作用,從而聚光於柱狀微型複眼透鏡209的後側焦點面上。當著眼於柱狀微型複眼透鏡209的關於Z方向的折射作用(即,關於YZ平面的折射作用)時,沿著光軸AX而入射的平行光束藉由第1複眼構件209a的形成於光罩側的一組折射面209ab而沿著Z方向以間距pz而被波前區分,並藉由該折射面而受到聚光作用後,藉由第2複眼構件209b的形成於光罩側的一組折射面209bb中所對應的折射面而受到聚光作用,從而聚光於柱狀微型複眼透鏡209的後側焦點面上。
如上所述,柱狀微型複眼透鏡209由柱狀透鏡群配置於兩側面的第1複眼構件209a以及第2複眼構件209b所構成,發揮著與於X方向上具有px的大小且於Z方向上具有pz的大小的多個矩形狀的微小折射面(單位波前區分面)縱橫且稠密地形成為一體的微型複眼透鏡同樣的光學功能。於柱狀微型複眼透鏡209中,可將因微小折射面的面形狀不均所引起的畸變的變化控制得較小,例如,可將藉由蝕刻加工而形成為一體的多個微小折射面的製造誤差對照度分佈所造成的影響控制得較小。
規定面5的位置配置於變焦透鏡7的前側焦點位置或者該前側焦點位置的附近,柱狀微型複眼透鏡209的入射面(即,第1複眼構件209a的入射面)配置於變焦透鏡7的後側焦點位置或者該後側焦點位置的附近。換言之,變焦透鏡7將規定面5與柱狀微型複眼透鏡209的入射面實質上配置成傅裏葉變換的關係,進而將無焦透鏡4的光瞳面與柱狀微型複眼透鏡209的入射面配置成在光學上大致共軛。因此,於柱狀微型複眼透鏡209的入射面上,與無焦透鏡4的光瞳面同樣地形成例如以光軸AX為中心的環帶狀的照射場。該環帶狀的照射場的整體形狀會根據變焦透鏡7的焦距而發生相似性變化。柱狀微型複眼透鏡209的各單位波前區分面如上所述,為沿著Z方向具有長邊且沿著X方向具有短邊的矩形狀,即,為與欲形成於光罩M上的照明區域的形狀(進而欲形成於晶圓W上的曝光區域的形狀)相似的矩形狀。
對入射至柱狀微型複眼透鏡209的光束加以二維分割,於該柱狀微型複眼透鏡209的後側焦點面或者該後側焦點面的附近的位置(進而照明光瞳的位置),形成具有與柱狀微型複眼透鏡209的入射面上所形成的照射場大致相同的光強度分佈的二次光源,即,形成由以光軸AX為中心的環帶狀的實質性面光源所構成的二次光源(光瞳強度分佈)。於柱狀微型複眼透鏡209的正後方配置有消光單元210。關於消光單元210的構成以及作用將於後文描述。於柱狀微型複眼透鏡209的後側焦點面或者該後側焦點面的附近,根據需要而配置有具有與環帶狀的二次光源相對應的環帶狀的孔徑部(透光部)的照明孔徑光闌(未圖示)。照明孔徑光闌構成為相對於照明光路而拔插自如,且構成為可與具有大小以及形狀不同的孔徑部的多個孔徑光闌相切換。作為孔徑光闌的切換方式,可使用例如眾所周知的轉塔方式或滑動方式等。照明孔徑光闌配置於與下述投影光學系統PL的入射光瞳面在光學上大致共軛的位置,對有助於二次光源的照明的範圍進行規定。
於本實施形態中,為使關於中心點P1的光瞳強度分佈的性狀與關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈的性狀大致一致,具體而言,作為調整成在關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈22中面光源22a、22b的光強度小於面光源22c、22d的光強度的調整機構,而具備有消光單元210。圖97是說明本實施形態的消光單元的主要部分構成以及作用的圖。圖98是表示本實施形態的消光單元的整體構成的概略圖。參照圖97,於構成柱狀微型複眼透鏡209的一對複眼構件209a以及209b之中,在後側(光罩側)的第2複眼構件209b的射出側,於Z方向上相鄰的兩個折射面209bb的邊界線209bc的正後方,配置有與邊界線209bc平行地沿著X方向呈直線狀延伸的遮光構件210a。遮光構件210a具有例如圓形形狀的剖面,且由適當的金屬而形成。並且,遮光構件210a如圖98示意性所示,為了對四極狀的光瞳強度分佈20中在X方向相間隔著的一對面光源20a及20b發揮作用,而在Z方向上隔開間隔地配置有所需的數量(圖98中例示為四個)。
具體而言,本實施形態的消光單元210如圖98所示,由在Z方向上隔開間隔且沿著X方向呈直線狀延伸的多個遮光構件210a、以及支持各遮光構件210a的兩端以將該些多個遮光構件210a保持在規定位置的保持構件210b所構成。當各遮光構件210a不具有所需的彎曲剛性時,可藉由以對各遮光構件210a賦予所需的張力的狀態來支持該些遮光構件210a的兩端,從而呈直線狀維持各遮光構件210a。再者,於圖97中,為使遮光構件210a的作用效果(進而消光單元210的作用效果)易於理解,表示有以與在Z方向上相鄰的兩個邊界線209bc相對應的方式而配置有一對遮光構件210a的情況。參照圖97,形成四極狀的光瞳強度分佈20中的於X方向上隔開間隔的面光源20a及20b的光在穿過柱狀微型複眼透鏡209之後會立即受到遮光構件210a的作用,而形成在Z方向上隔開間隔的面光源20c及20d的光不會受到遮光構件210a的作用。以下,參照圖97,著眼於經由一個折射面209bb而形成構成面光源20a(或者20b)的多個小光源中的一個小光源20aa(或者20ba)的光線群,來說明作為消光部的遮光構件210a的作用。
抵達晶圓W上的靜止曝光區域ER內的中心點P1的光線群L1穿過折射面209bb的沿著Z方向的中央區域。因此,光線群L1不會受到遮光構件210a的作用,而會受到折射面209bb的折射作用,從而於照明光瞳上形成具有本來大小(光量)的小光源。即,光線群L1以本來的光量而形成構成關於中心點P1的光瞳強度分佈21的面光源21a(或者21b)的多個小光源中的一個小光源。另一方面,抵達靜止曝光區域ER內的周邊點P2的光線群L2穿過折射面209bb的沿著Z方向遠離中央區域的區域。其結果為,經由折射面209bb後的光線群L2的一部分入射至遮光構件210a,剩餘部分則不入射至遮光構件210a而抵達小光源的形成面(照明光瞳的面)。入射至遮光構件210a後被反射的光並不幫助光瞳強度分佈的形成,而是例如向照明光路的外側導出。如此,光線群L2的一部分受到折射面209bb的折射作用以及遮光構件210a的消光作用,而剩餘部分僅受到折射面209bb的折射作用,從而於照明光瞳上形成小於本來大小的小光源。即,光線群L2將構成關於周邊點P2的光瞳強度分佈22的面光源22a(或者22b)的多個小光源中的一個小光源形成為光量小於本來光量的小光源。
藉由遮光構件210a的作用(進而藉由遮光單元210的消光部的作用)而將關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈22調整成與關於中心點P1的光瞳強度分佈21大致相同的性狀的分佈22'。同樣地,將關於在中心點P1與周邊點P2、P3之間沿著Y方向排列著的各點的光瞳強度分佈,進而將關於晶圓W上的靜止曝光區域ER內的各點的光瞳強度分佈亦調整成與關於中心點P1的光瞳強度分佈21大致相同的性狀的分佈。換言之,藉由遮光單元210的作用而將關於晶圓W上的靜止曝光區域ER內的各點的光瞳強度分佈調整成彼此大致相同的性狀的分佈。進而換言之,作為配置於柱狀微型複眼透鏡209的正後方的消光部的遮光構件210a,具有為將關於各點的光瞳強度分佈調整成彼此大致相同的性狀的分佈所必需的消光率特性,即,具有消光率隨著抵達作為被照射面的靜止曝光區域ER的光的位置沿著Y方向遠離中心點P1而增大的所需的消光率特性。消光部的所需的消光率特性如上所述,是藉由對遮光構件210a的數量、遮光構件210a的剖面形狀等進行適當設定來實現。
如以上所述,本實施形態的遮光單元210在作為波前區分型的光學積分器的柱狀微型複眼透鏡209的射出側,具備有配置於在Z方向上相鄰的折射面209bb的邊界線209bc的正後方、且與邊界線209bc平行而沿著X方向呈直線狀延伸的遮光構件210a。作為消光部的遮光構件210a具有消光率隨著抵達作為被照射面的靜止曝光區域ER的光的位置沿著Y方向遠離中心點P1而增大的所需的消光率特性。因此,藉由對遮光構件210a的配置位置、數量、剖面形狀等加以適當設定而獲得的遮光單元210的消光部的作用,可對關於被照射面上的各點的光瞳強度分佈分別單獨進行調整,進而可將關於各點的光瞳強度分佈調整成彼此大致相同的性狀的分佈。並且,於本實施形態的照明光學系統(2~13)中,可藉由作為調整機構的遮光單元210與濃度濾鏡6的協同作用,來將關於各點的光瞳強度分佈分別調整成大致均勻,其中,上述遮光單元210是對關於晶圓W上的靜止曝光區域ER內的各點的光瞳強度分佈分別單獨進行調整,上述濃度濾鏡6具有根據光的入射位置而發生變化的所需的透射率特性,並對關於各點的光瞳強度分佈一起進行調整。因此,於本實施形態的曝光裝置(2~WS)中,使用將晶圓W上的靜止曝光區域ER內的各點處的光瞳強度分佈分別調整成大致均勻的照明光學系統(2~13),從而可在與光罩M的微細圖案相應的適當的照明條件下進行良好的曝光,進而可將光罩M的微細圖案遍及整個曝光區域以所需的線寬忠實地轉印至晶圓W上。
於本實施形態中,可認為晶圓(被照射面)W上的光量分佈會受到例如遮光單元210的消光部的調整作用的影響。此時,如上所述,可根據需要,藉由具有公知的構成的光量分佈調整部的作用,來對靜止曝光區域ER內的照度分佈進行變更,或者對靜止曝光區域(照明區域)ER的形狀進行變更而變更曝光量分佈。
再者,於上述說明中,作為波前區分型的光學積分器,是使用具有如圖96所示的形態的柱狀微型複眼透鏡209。但是,並不限定於此,亦可使用例如具有如圖99所示的其他形態的柱狀微型複眼透鏡219。柱狀微型複眼透鏡219如圖99所示,由配置於光源側的第1複眼構件219a以及配置於光罩側的第2複眼構件219b所構成。於第1複眼構件219a的光源側的面以及光罩側的面上,分別以間距p1而形成有在X方向上並列排列著的多個圓筒面形狀的折射面(柱狀透鏡群)219aa及219ab。於第2複眼構件219b的光源側的面以及光罩側的面上,分別以間距p2(p2>p1)而形成有於Z方向上並列排列著的多個圓筒面形狀的折射面(柱狀透鏡群)219ba及219bb。圖99所示的柱狀微型複眼透鏡219例如於美國專利公開第2008/0074631號公報中有所揭示。
當著眼於柱狀微型複眼透鏡219的關於X方向的折射作用(即,關於XY平面的折射作用)時,沿著光軸AX而入射的平行光束藉由第1複眼構件219a的形成於光源側的一組折射面219aa而沿著X方向以間距p1而被波前區分,並藉由該折射面而受到聚光作用後,藉由第1複眼構件219a的形成於光罩側的一組折射面219ab中所對應的折射面而受到聚光作用,從而聚光於柱狀微型複眼透鏡219的後側焦點面上。當著眼於柱狀微型複眼透鏡219的關於Z方向的折射作用(即,關於YZ平面的折射作用)時,沿著光軸AX而入射的平行光束藉由第2複眼構件219b的形成於光源側的一組折射面219ba而沿著Z方向以間距p2而被波前區分,並藉由該折射面而受到聚光作用後,藉由第2複眼構件219b的形成於光罩側的一組折射面219bb中所對應的折射面而受到聚光作用,從而聚光於柱狀微型複眼透鏡219的後側焦點面上。
如上所述,柱狀微型複眼透鏡219由柱狀透鏡群配置於兩側面的第1複眼構件219a以及第2複眼構件219b所構成,並且具有於X方向上具有p1的大小且於Z方向上具有p2的大小的多個矩形狀的微小折射面(單位波前區分面)。即,柱狀微型複眼透鏡219具有沿著Z方向具有長邊且沿著X方向具有短邊的矩形狀的單位波前區分面。於使用柱狀微型複眼透鏡219時,亦與圖96的柱狀微型複眼透鏡9的情況相同,藉由配設包括例如具有圓形形狀的剖面的線狀遮光構件210a的消光單元210,可發揮與上述實施形態同樣的效果。具體而言,如圖100所示,於一對複眼構件219a以及219b中,在後側(光罩側)的第2複眼構件219b的射出側,於在Z方向上相鄰的兩個折射面219bb的邊界線219bc的正後方,配置有與邊界線219bc平行且沿著X方向呈直線狀延伸的遮光構件210a。作為消光部的遮光構件210a例如圖98示意性所示,為了對在X方向上隔開間隔的一對面光源20a及20b發揮作用而在Z方向上隔開間隔而配置有所需的數量。
此外,通常而言,並不限定於柱狀微型複眼透鏡,而可將本發明應用於與如下的波前區分型的光學積分器組合起來使用的消光單元,該光學積分器包括在與照明光學系統的光軸正交的平面內的第1方向上具有規定折射力的多個第1折射面、以及以與多個第1折射面相對應的方式而設於其後側且於第1方向上具有規定折射力的多個第2折射面。此時,消光部配置於至少兩個相鄰的第2折射面的邊界線的正後方,該消光部具有消光率隨著抵達被照射面的光的位置沿著第1方向遠離該被照射面的中心而增大的消光率特性。
並且,於上述實施形態中,消光單元210的消光部由遮光構件210a所構成,該遮光構件210a具有圓形形狀的剖面,且自對應於面光源20a的位置起延伸至對應於面光源20b的位置為止。但是,並不限定於此,關於消光部的具體構成,進而關於遮光構件的具體構成,可具有各種形態。例如,亦可使用如圖101所示具有三角形狀的剖面的遮光構件210aa、或者如圖102所示具有矩形形狀的剖面的遮光構件210ab。即,不僅線狀遮光構件的配置位置或數量,而且關於該遮光構件的剖面形狀,亦可具有各種形態。並且,亦可如圖103所示,由與在X方向上隔開間隔的一對面光源23a、23b中的一個面光源23a相對應而配置的多個遮光構件210ac、與另一個面光源23b相對應而配置的多個遮光構件210ad、以及僅支持各遮光構件210ac、210ad的一端以將該些遮光構件210ac、210ad保持於規定位置上的保持構件210b來構成消光單元210。並且,亦可如圖104所示,使用在與面光源23a及23b相對應的端部的剖面積相對較大而在中央部的剖面積相對較小的遮光構件(通常,具有沿著長度方向而變化的剖面的遮光構件)210ae。圖103以及圖104的構成例具有如下的優點,例如,僅對五極狀的光瞳強度分佈中於X方向上隔開間隔的一對面光源23a及23b發揮消光作用,對夾著該些一對面光源23a及23b而位於光軸AX上的面光源23e則不發揮消光作用,或者將對面光源23e而言不需要的消光作用控制得較小。
並且,於上述實施形態中,對線狀遮光構件210a進行固定性定位。但是,並不限定於此,亦可將一個或者多個線狀遮光構件的位置及姿態中的任一者構成為可進行變更。並且,當包括多個線狀遮光構件時,亦可一個線狀遮光構件與另一個線狀遮光構件的相對位置以及相對姿態中的至少一者構成為可進行變更。藉由該構成,可提高遮光單元的消光部的消光率特性(消光率分佈)的變更自由度。例如,亦可如圖105所示,將多個線狀遮光構件210af構成為能夠沿著光軸AX的方向,即在Y方向上一體移動或者個別地移動。此時,隨著某遮光構件210af遠離折射面9bb,藉由該遮光構件210af而產生的消光率將下降。並且,亦可如圖106所示,將至少一個線狀遮光構件210af構成為可圍繞著在X方向上延伸的軸(與光軸AX正交的軸)旋轉。此時,隨著某遮光構件210af旋轉,該遮光構件210af中遠離折射面209bb的遮光構件的端部所帶來的消光率將下降。
亦可如圖107所示,藉由在相對於面光源20a而配置的多個線狀遮光構件210ag以及相對於面光源20b而配置的多個線狀遮光構件210ah中,將XZ平面(與光軸AX正交的平面)內的各遮光構件的位置構成為可一體變更或者可個別地變更,來提高消光率分佈的變更自由度。再者,如圖107所示,亦可在某遮光構件與其他遮光構件之間改變長度。並且,可如圖108所示,藉由自圖107所示的狀態,將例如遮光構件210ag構成為可朝Y方向(光軸AX的方向)移動,來提高消光率分佈的變更自由度。再者,亦可如圖108所示,將於面光源20a與20b之間所對應的遮光構件的條數變更為不同。此外,亦可如圖109所示,藉由自圖107所示的狀態,將例如遮光構件210ag構成為可圍繞著於Y方向上延伸的軸(光軸AX或者與光軸AX平行的軸)旋轉,來提高消光率分佈的變更自由度。
並且,亦可如圖110所示,藉由將例如在Z方向上延伸的遮光構件210ai構成為能夠圍繞著於X方向(與Z方向以及光軸AX方向正交的方向)上延伸的軸旋轉,來提高消光率分佈的變更自由度。於圖110的例中,設為在面光源20a內的區域中使消光率分佈對應於與光軸的距離而改變。再者,上述圖105~圖110的各構成例彼此可相互組合,該組合可為任意組合。
圖111A以及圖111B是表示將線狀遮光構件構成為可移動時的驅動機構的一例。圖111A與圖105以及圖106相對應,是表示使各遮光構件210af朝沿著光軸AX的方向移動、且圍繞著與光軸AX正交的軸旋轉的驅動機構,圖111B與圖107相對應,是表示對各遮光構件210ah的位置進行變更的驅動機構。
於圖111A中,於X方向上延伸的各遮光構件210af中,該各遮光構件210af的兩端與驅動部31連接著,該各遮光構件210af的驅動部31設置於保持構件210b上。並且,各驅動部31使遮光構件210af圍繞著X軸旋轉驅動、且使遮光構件210af沿著Y方向移動。此處,若將遮光構件210af的兩端的驅動部31中沿著Y方向的驅動量設為相等量,則可對遮光構件210af的沿著Y方向的位置進行變更。若將遮光構件210af的兩端的驅動部31中沿著Y方向的驅動量設為不同量,則可使遮光構件210af圍繞著Z軸旋轉。
於圖111B中,於X方向上延伸的遮光構件中+Z方向側的遮光構件210ag與驅動部32連接著,-Z方向側的遮光構件210ah與驅動部33連接著。該些驅動部32及33設置於保持構件210b上。並且,各驅動部32使遮光構件210ag圍繞著Z軸旋轉,並且使沿著Z方向的位置發生變更。並且,各驅動部33使遮光構件210ah圍繞著Z軸旋轉,並且使沿著Z方向的位置發生變更。
再者,以上所述的遮光構件210的位置及姿態的調整是根據被照射面上的多個位置上的光瞳亮度分佈(光瞳強度分佈)的觀測結果,對驅動部進行控制,以使各位置上的光瞳亮度分佈變為所需分佈(強度)來進行。此處,對光瞳亮度分佈進行觀測時,可使用例如日本專利特開2006-54328號公報或日本專利特開2003-22967號公報以及與該些公報相對應的美國專利公開第2003/0038225號公報中所揭示的光瞳亮度分佈測量裝置。
上述實施形態的曝光裝置是將包含本案申請專利範圍中所列舉的各構成要素在內的各種子系統(subsystem),以確保規定的機械精度、電氣精度、光學精度的方式加以組裝而製造。為了確保該些各種精度,於該組裝的前後,就各種光學系統進行用以達成光學精度的調整,就各種機械系統進行用以達成機械精度的調整,就各種電氣系統進行用以達成電氣精度的調整。利用各種子系統來組裝曝光裝置的組裝步驟包含各種子系統相互的、機械連接、電路的配線連接、氣壓電路的配管連接等。當然,於利用該各種子系統來組裝曝光裝置的組裝步驟之前,具有各子系統各自的組裝步驟。利用各種子系統來組裝曝光裝置的組裝步驟結束後,進行綜合調整,以確保作為整個曝光裝置的各種精度。再者,理想的是,曝光裝置的製造是在溫度以及潔淨度等已加以管理後的無塵室(clean room)中進行。
其次,對使用有上述實施形態的曝光裝置的元件製造方法進行說明。圖22是表示半導體元件的製造步驟的流程圖。如圖22所示,在半導體元件的製造步驟中,在成為半導體元件的基板的晶圓W上蒸鍍金屬膜(步驟S40),於該蒸鍍後的金屬膜上塗佈作為感光性材料的光阻劑(步驟S42)。繼而,使用上述實施形態的曝光裝置,將形成於光罩(標線片)M上的圖案轉印至晶圓W上的各曝光區域(步驟S44:曝光步驟),於該轉印結束後進行晶圓W的顯影,亦即,進行轉印有圖案的光阻劑的顯影(步驟S46:顯影步驟)。其後,將藉由步驟S46而生成於晶圓W表面上的光阻圖案作為光罩,對晶圓W的表面進行蝕刻等的加工(步驟S48:加工步驟)。
此處,所謂光阻圖案,是生成有與藉由上述實施形態的曝光裝置而轉印的圖案相對應的形狀的凹凸的光阻劑層,且該凹部貫穿於光阻劑層。於步驟S48中,經由該光阻圖案進行晶圓W的表面的加工。於步驟S48中所進行的加工中,包含例如晶圓W的表面的蝕刻或者金屬膜等的成膜中的至少一者。再者,於步驟S44中,上述實施形態的曝光裝置是將塗佈有光阻劑的晶圓W作為感光性基板即板P來進行圖案的轉印。
圖23是表示液晶顯示元件等的液晶元件的製造步驟的流程圖。如圖23所示,於液晶元件的製造步驟中,依次進行圖案形成步驟(步驟S50)、彩色濾鏡形成步驟(步驟S52)、單元組裝步驟(步驟S54)以及模組組裝步驟(步驟S56)。
於步驟S50的圖案形成步驟中,於作為板P而塗佈有光阻劑的玻璃基板上,使用上述實施形態的曝光裝置來形成電路圖案以及電極圖案等的規定圖案。於該圖案形成步驟中包括如下步驟:曝光步驟,使用上述實施形態的曝光裝置將圖案轉印至光阻劑層;顯影步驟,進行轉印有圖案的板P的顯影,亦即,進行玻璃基板上的光阻劑層的顯影,從而生成與圖案相對應的形狀的光阻劑層;以及加工步驟,經由該顯影後的光阻劑層對玻璃基板的表面進行加工。
於步驟S52的彩色濾鏡形成步驟中,形成彩色濾鏡,該彩色濾鏡是呈矩陣狀排列著多個與R(Red,紅色)、G(Green,綠色)、B(Blue,藍色)相對應的三個點的組,或者於水平掃描方向上排列著多個R、G、B三根條狀濾鏡的組。
於步驟S54的單元組裝步驟中,使用藉由步驟S50而形成有規定圖案的玻璃基板、以及藉由步驟S52而形成的彩色濾鏡來組裝液晶面板(液晶單元)。具體而言,藉由在例如玻璃基板與彩色濾鏡之間注入液晶來形成液晶面板。
於步驟S56的模組組裝步驟中,對藉由步驟S54而組裝的液晶面板,安裝使該液晶面板進行顯示動作的電路以及背光(back light)等的各種零件。
並且,本發明並不限定於對半導體元件製造用曝光裝置的應用,亦可廣泛應用於例如形成於角型玻璃板上的液晶顯示元件、或者電漿顯示器等顯示裝置用的曝光裝置、用以製造攝像元件(CCD(Charge Coupled Device,電荷耦合裝置)等)、微型機器、薄膜磁頭、以及DNA晶片等各種元件的曝光裝置。此外,本發明亦可應用於使用光微影蝕刻步驟來製造形成有各種元件的光罩圖案的光罩(光罩、標線片等)時的曝光步驟(曝光裝置)。
再者,於上述實施形態中,作為曝光用光是使用ArF準分子雷射光(波長:193nm)或KrF準分子雷射光(波長:248nm),但並不限定於此,亦可將本發明應用於其他適當的雷射光源,例如供給波長157nm的雷射光的F2
雷射光源等。
並且,於上述實施形態中,是將本發明應用於對光罩M的圖案進行掃描而使該光罩M的圖案曝光至晶圓W的攝影區域的步進掃描方式的曝光裝置。但是,並不限定於此,亦可將本發明應用於重複進行將光罩M的圖案一次性曝光至晶圓W的各曝光區域的動作的步進重複方式的曝光裝置。
並且,於上述實施形態中,是將本發明應用於曝光裝置中對光罩或者晶圓進行照明的照明光學系統,但並不限定於此,而亦可將本發明應用於對除光罩或者晶圓以外的被照射面進行照明的普通的照明光學系統。
並且,上述第1實施形態以及第2實施形態的消光機構(例如,鰭片構件(遮光構件)9、遮光部9、消光單元9、補正濾鏡9、遮光構件95)亦可設為可與具有不同特性(具有不同的透射率特性、以及設於透射濾鏡區域不同的部位中的兩者或者任一者)的其他消光機構進行交換。
並且,上述實施形態的消光機構(例如,鰭片構件(遮光構件)9、遮光部9、消光單元9、補正濾鏡9、遮光構件95)並不限定於配置於照明光學系統的內部的照明光瞳空間內,而亦可配置於與該照明光瞳空間共軛的投影光學系統內的位置。即,消光機構並不限定於照明光學系統,而亦可配置於作為曝光光學系統的投影光學系統中。於圖112以及圖113中,是表示配置有消光機構的投影光學系統的示例。
圖112所示的投影光學系統PL1包括形成物體(例如,光罩M)的中間像的折射型成像光學系統G1、形成該中間像的像的反射折射型成像光學系統G2、以及將反射折射型成像光學系統G2所形成的中間像的像作為最終像而形成於晶圓面W上的折射型成像光學系統G3。該投影光學系統PL1包括配置孔徑光闌的面及其共軛面即光瞳面PS1~PS3。可於光瞳面PS1以及光瞳面PS3的附近配置有平行平面板391、392,並將該些平行平面板391、392之中之至少任一者設為消光機構。
圖113所示的投影光光學系統PL2包括形成物體(例如,光罩M)的中間像的折射型成像光學系統G1、形成該中間像的像的反射型成像光學系統G2、以及將反射型成像光學系統G2所形成的中間像的像作為最終像而形成於晶圓面W上的折射型成像光學系統G3。該投影光學系統PL2包括配置孔徑光闌的面及其共軛面即光瞳面PS1~PS3。可於光瞳面PS1的附近配置有平行平面板391、392,並將平行平面板391設為消光機構。再者,亦可將平行平面板392設為消光機構。
並且,於上述第1實施形態以及第2實施形態中,作為光學積分器,是使用包括多個微小透鏡面的波前區分型的微型複眼透鏡(複眼透鏡),但亦可代替該微型複眼透鏡而使用內面反射型的光學積分器(典型的是柱狀型積分器)。此時,於變焦透鏡7的後側以其前側焦點位置與變焦透鏡7的後側焦點位置相一致的方式而配置聚光透鏡,並以將入射端定位於該聚光透鏡的後側焦點位置或者該後側焦點位置的附近的方式來配置柱狀型積分器。此時,當使用柱狀型積分器的射出端為光罩遮器11的位置的柱狀型積分器的情況下,可將該柱狀型積分器的下游的成像光學系統12內的、與投影光學系統PL的孔徑光闌AS的位置光學共軛的位置稱為照明光瞳面。並且,於柱狀型積分器的入射面的位置上,形成照明光瞳面的二次光源的虛像,因此亦可將該位置以及與該位置光學共軛的位置稱為照明光瞳面。並且,上述實施形態的鰭片構件、消光單元、或者補正濾鏡可配置於柱狀型積分器的下游的成像光學系統12內的、與投影光學系統PL的孔徑光闌AS的位置光學共軛的位置或者該位置的附近。
並且,於上述實施形態中,亦可應用所謂液浸法,即,以具有大於1.1的折射率的媒體(典型的是液體)來充滿投影光學系統與感光性基板之間的光路中的方法。此時,作為將液體充滿於投影光學系統與感光性基板之間的光路中的方法,可採用如國際公開第WO99/49504號小冊子中所揭示的局部充滿液體的方法、日本專利特開平6-124873號公報中所揭示的使保持著曝光對象的基板的平台在液槽中移動的方法、日本專利特開平10-303114號公報中所揭示的於平台上形成規定深度的液體槽並且於該液體槽中保持基板的方法等。並且,於上述實施形態中,亦可應用美國公開公報第2006/0170901號以及第2007/0146676號中所揭示的所謂偏光照明方法。
以上所說明的實施形態是為使本發明易於理解而記載,而並非用以限定本發明而記載。因此,上述實施形態中所揭示的各要素亦包含本發明的技術範圍中所屬的所有設計變更或均等物。並且,可對上述實施形態的各構成要素等進行任意組合等。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1...光源
2...整形光學系統
3...繞射光學元件
4...無焦透鏡
4a、12a...前側透鏡群
4b、12b...後側透鏡群
5...規定面
6...補正濾鏡、濃度濾鏡
7...變焦透鏡
8...微型複眼透鏡(光學積分器)
8a...單位波前區分面
9、9c~9f、9A~9C、9H、9V、9j、95、62b、62c、90F、210、210a、210aa~210ai...鰭片構件(遮光構件)、遮光部、消光單元、補正濾鏡
9a、9b...第1消光構件、第2消光構件
9aa、9ba、9bb、91bb、92bb...遮光性點
9ac、9ad、9be、9bf、9bg...散射區域(或者繞射區域)
9g、9ga、9gb、9gc、9gd、9h、9ha、9hb、9hc、9hd...遮光構件群
10...聚光光學系統
11...光罩遮器
12...成像光學系統
19...透光性的基板
19a、19b...線狀突起部
19aa、19ba...突起部的外側面
19c、19d...線狀槽部
19ca、19da...槽部的外側面
20、21、21'、21"、22、22'、24、24a~24d、25a~25d、26a~26d、27a~27d、28a~28d、30、31...光瞳強度分佈(二次光源)
20a~20d、21a~21d、21a'~21d'、22a~22d、22a'~22d'、23a~23e、30a~30d、31a~31d...面光源
20aa、20ba、23、32a、32b...小光源
32、33...驅動部
50、50A、50B、60、210b...保持構件
51、61...保持構件的本體
52、62...固持器
54、55...遮光點
61a~61d...孔徑部
62a...軸
62b...操作部
90aa、90bb、91aa、91bc、92ab、92bd...消光區域
90h、391、392...平行平面板
90ha...平行平面板的側面
90U...平行平面板單元
91、92...補正區域
93aa、93bc...遮光區域
95a、95b...遮光構件的側面
109、119、209、219...柱狀微型複眼透鏡(光學積分器)
109a、209a、119a、209a、219a...第1複眼構件(第1光學構件)
109aa、109ab、109ba、109bb、119aa、119ab、119ba、119bb、209aa、209ab、209ba、209bb、219aa、219ab、219ba、219bb...折射面(柱狀透鏡群)
109b、209b、219b...第2複眼構件(第2光學構件)
109c、109ca、119c、119ca...切削面
209bc、219bc...邊界線
AS...孔徑光闌
AX...光軸
B1...面光源20a(21a、22a)的沿著X方向的最外緣的點
B2...面光源20b(21b、22b)的沿著X方向的最外緣的點
B3...面光源20c(21c、22c)的沿著Z方向的最外緣的點
B4...面光源20d(21d、22d)的沿著Z方向的最外緣的點
ER...靜止曝光區域
F1...箭頭
G1、G2、G3...折射型成像光學系統
H...光軸AX方向即Y方向的尺寸
L1~L3...光線群
M...光罩
M1
、M2
MS...光罩平台
P1、P1'...中心點
P2、P3、P2'、P3'...周邊點
PL、PL1......投影光學系統
p1、p2、px、pz...間距
PS1~PS3...光瞳面
S40~S48、S50~S56...步驟
W...晶圓
WS...晶圓平台
θ...入射角度
圖1是表示本發明的實施形態的曝光裝置的構成的概略圖。
圖2是表示形成於照明光瞳上的四極狀的二次光源的圖。
圖3是表示形成於晶圓上的矩形狀的靜止曝光區域的圖。
圖4是說明入射至靜止曝光區域內的中心點P1的光所形成的四極狀的光瞳強度分佈的性狀的圖。
圖5是說明入射至靜止曝光區域內的周邊點P2、P3的光所形成的四極狀的光瞳強度分佈的性狀的圖。
圖6A是表示關於中心點P1的光瞳強度分佈的沿著Z方向的光強度分佈的示意圖。
圖6B是表示關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈的沿著Z方向的光強度分佈的示意圖。
圖7是說明本實施形態的鰭片構件的作用的第1圖。
圖8是說明本實施形態的鰭片構件的作用的第2圖。
圖9是表示本實施形態的鰭片構件的消光率特性的圖。
圖10是表示對關於中心點P1的光瞳強度分佈而藉由鰭片構件來加以調整的情況的示意圖。
圖11是表示對關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈而藉由鰭片構件來加以調整的情況的示意圖。
圖12A是表示對外徑較大的四極狀的光瞳強度而分佈配置有多個鰭片構件的情況的圖。
圖12B是表示對外徑較小的四極狀的光瞳強度而分佈配置有多個鰭片構件的情況的圖。
圖13A是表示使用寬度方向的尺寸沿著長度方向間斷地變化的鰭片構件的示例的圖。
圖13B是表示使用寬度方向的尺寸各不相同的多個鰭片構件的示例的圖。
圖14A是表示將三個鰭片構件9H與三個鰭片構件9V形成為一體的情況的圖。
圖14B是表示將三個鰭片構件9H與三個鰭片構件9V加以前後配置的情況的圖。
圖15是表示用以將鰭片構件定位並保持於照明光路中的規定位置的保持構件的一例的圖。
圖16A是表示由安裝有寬度方向的尺寸沿著長度方向為固定的鰭片構件的保持構件所構成的遮光單元的圖。
圖16B是由安裝有寬度方向的尺寸各不相同的多個鰭片構件的保持構件所構成的遮光單元的圖。
圖17是表示可使多個鰭片構件的相對位置關係可變的保持構件的一例的圖。
圖18是說明圖17的固持器的構成以及作用的圖。
圖19是表示捲繞或倒捲寬度尺寸或厚度尺寸沿著長度方向而變化的卷帶狀的鰭片構件的構成的圖。
圖20是表示具有平行平面板的側面的形態的遮光構件的示例的圖。
圖21是說明圖20的遮光構件的作用的圖。
圖22是表示半導體元件的製造步驟的流程圖。
圖23是表示液晶顯示元件等的液晶元件的製造步驟的流程圖。
圖24是說明使用在X方向上大致平行延伸的鰭片構件時所發生的異常狀況的第1圖。
圖25是說明使用在X方向上大致平行延伸的鰭片構件時所發生的異常狀況的第2圖。
圖26是表示形成於照明光瞳上的四極狀的二次光源與本實施形態的構成遮光部的一對遮光構件的位置關係的圖。
圖27是說明藉由使用本實施形態的一對遮光構件來避免如圖24所示的異常狀況的圖。
圖28是說明藉由使用本實施形態的一對遮光構件來避免如圖25所示的異常狀況的圖。
圖29是說明本實施形態中的視差的影響的圖。
圖30是說明本實施形態的比較例中的視差的影響的圖。
圖31是表示本實施形態的第1變形例的遮光部的構成的圖。
圖32是表示本實施形態的第2變形例的遮光部的構成的圖。
圖33是表示本實施形態的第3變形例的遮光部的構成的圖。
圖34是表示本實施形態的第4變形例的遮光部的構成的圖。
圖35是表示補正濾鏡的一例的構成的圖。
圖36是用以說明變形例的消光單元的剖面構成的圖。
圖37是表示具備剖面為三角形狀的突起部的消光單元的構成的圖。
圖38是表示具備剖面為三角形狀的槽部的消光單元的構成的圖。
圖39是表示具備剖面為矩形形狀的槽部的消光單元的構成的圖。
圖40是表示本發明的實施形態的曝光裝置的構成的概略圖。
圖41是表示形成於照明光瞳上的四極狀的二次光源的圖。
圖42是說明入射至靜止曝光區域內的中心點P1的光所形成的四極狀的光瞳強度分佈的性狀的圖。
圖43是說明入射至靜止曝光區域內的周邊點P2、P3的光所形成的四極狀的光瞳強度分佈的性狀的圖。
圖44A是表示關於中心點P1的光瞳強度分佈的沿著Z方向的光強度分佈的示意圖。
圖44B是表示關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈的沿著Z方向的光強度分佈的示意圖。
圖45是表示作為本實施形態的補正濾鏡的單位消光區域,於入射面上形成有圓形狀的遮光性點,於射出面上形成有圓環狀的遮光性點的情況的圖。
圖46A是說明本實施形態的補正濾鏡的單位消光區域的消光作用的圖。
圖46B是說明本實施形態的補正濾鏡的單位消光區域的消光作用的圖。
圖46C是說明本實施形態的補正濾鏡的單位消光區域的消光作用的圖。
圖47是表示本實施形態的補正濾鏡的消光率特性的圖。
圖48是說明本實施形態的補正濾鏡的作用的第1圖。
圖49是說明本實施形態的補正濾鏡的作用的第2圖。
圖50是表示對關於中心點P1的光瞳強度分佈而藉由本實施形態的補正濾鏡來加以調整的情況的示意圖。
圖51是表示對關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈而藉由本實施形態的補正濾鏡來加以調整的情況的示意圖。
圖52是表示作為補正濾鏡的單位消光區域的組合的變形例,於入射面上形成有圓形狀的遮光性點,於射出面上形成有一對圓形狀的遮光性點的情況的圖。
圖53A是說明圖52的變形例的補正濾鏡的單位消光區域的消光作用的圖。
圖53B是說明圖52的變形例的補正濾鏡的單位消光區域的消光作用的圖。
圖54是不使用濃度濾鏡而將關於各點的光瞳強度分佈調整成大致均勻的變形例的構成補正濾鏡的四個濾鏡區域的圖。
圖55是表示在圖54的變形例的新的一對濾鏡區域中,於入射面以及射出面上形成有圓形狀的遮光性點的情況的圖。
圖56A是說明圖55的濾鏡區域內的單位消光區域的消光作用的圖。
圖56B是說明圖55的濾鏡區域內的單位消光區域的消光作用的圖。
圖57是表示圖55的濾鏡區域的消光率特性的圖。
圖58是表示對藉由圖45的實施形態的濾鏡區域而調整後的關於中心點P1的光瞳強度分佈而藉由圖55的濾鏡區域來調整成大致均勻的情況的示意圖。
圖59是表示對藉由圖45的實施形態的濾鏡區域而調整後的關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈而藉由圖55的濾鏡區域來調整成大致均勻的情況的示意圖。
圖60是表示在圖45的實施形態以及圖52的變形例所對應的構成中,使用散射區域或者繞射區域來作為單位消光區域的示例的圖。
圖61是表示在圖55的變形例所對應的構成中,使用散射區域或者繞射區域來作為單位消光區域的示例的圖。
圖62是表示本實施形態的補正濾鏡的構成的一例的圖。
圖63是表示作為本實施形態的補正濾鏡的單位消光區域,於入射面以及射出面上分別形成有圓形狀的遮光性點的情況的圖。
圖64是表示本實施形態的補正濾鏡的單位消光區域的分佈的一例的圖。
圖65A是說明本實施形態的補正濾鏡的單位消光區域的消光作用的圖。
圖65B是說明本實施形態的補正濾鏡的單位消光區域的消光作用的圖。
圖65C是說明本實施形態的補正濾鏡的單位消光區域的消光作用的圖。
圖66是表示本實施形態的補正濾鏡的消光率特性的圖。
圖67是說明本實施形態的補正濾鏡的作用的第1圖。
圖68是說明本實施形態的補正濾鏡的作用的第2圖。
圖69是表示對關於中心點P1的光瞳強度分佈而藉由補正濾鏡來加以調整的情況的示意圖。
圖70是表示對關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈而藉由補正濾鏡來加以調整的情況的示意圖。
圖71是表示關於入射角度0為非對稱的消光率特性的示例的圖。
圖72是表示形成為與本實施形態的單位消光區域不同的單位消光區域的構成例的圖。
圖73A是說明圖72的單位消光區域的消光作用的圖。
圖73B是說明圖72的單位消光區域的消光作用的圖。
圖74是表示圖72的單位消光區域的消光率特性的圖。
圖75是表示具有遮光構件的形態的變形例的補正濾鏡的配置的圖。
圖76是說明圖75的變形例的補正濾鏡的作用的第1圖。
圖77是說明圖75的變形例的補正濾鏡的作用的第2圖。
圖78是表示本實施形態的形成於補正濾鏡上的兩種單位消光區域的構成的圖。
圖79是表示在一對濾鏡區域形成有其他種類的單位消光區域的情況的圖。
圖80是表示形成有照明NA相對較大的四極狀的光瞳強度分佈的情況、以及形成有照明NA相對較小的四極狀的光瞳強度分佈的情況的圖。
圖81是表示本發明的實施形態的曝光裝置的構成的概略圖。
圖82是表示圖81的柱狀微型複眼透鏡的構成的概略立體圖。
圖83是表示形成於照明光瞳上的四極狀的二次光源的圖。
圖84是說明入射至靜止曝光區域內的中心點P1的光所形成的四極狀的光瞳強度分佈的性狀的圖。
圖85是說明入射至靜止曝光區域內的周邊點P2、P3的光所形成的四極狀的光瞳強度分佈的性狀的圖。
圖86A是表示關於中心點P1的光瞳強度分佈的沿著Z方向的光強度分佈的示意圖。
圖86B是表示關於周邊點P2、P3的光瞳強度分佈的沿著Z方向的光強度分佈的示意圖。
圖87是說明圖82的柱狀微型複眼透鏡上所設置的消光部的構成以及作用的圖。
圖88是表示在四極狀的光瞳強度分佈中於X方向上隔開間隔的一對面光源所對應的區域內形成有作為消光部的V字狀的切削面的情況的圖。
圖89A是表示抵達中心點P1的光線群形成本來大小的小光源的情況的示意圖。
圖89B是表示抵達周邊點P2、P3的光線群形成本來大小的小光源以及小於本來大小的小光源的情況的示意圖。
圖90是說明本實施形態的消光部的作用的第1圖。
圖91是說明本實施形態的消光部的作用的第2圖。
圖92是表示具有與圖82不同的形態的柱狀微型複眼透鏡的構成的概略立體圖。
圖93是表示圖92的柱狀微型複眼透鏡上所設置的消光部的構成的概略圖。
圖94是表示在五極狀的光瞳強度分佈中僅於X方向上隔開間隔的一對面光源所對應的區域內形成有作為消光部的V字狀的切削面的情況的圖。
圖95是表示本發明的實施形態的曝光裝置的構成的概略圖。
圖96是表示圖95的柱狀微型複眼透鏡的構成的概略立體圖。
圖97是說明本實施形態的消光單元的主要部分的構成以及作用的圖。
圖98是表示本實施形態的消光單元的整體構成的概略圖。
圖99是表示具有與圖96不同的形態的柱狀微型複眼透鏡的構成的概略立體圖。
圖100是表示在圖99的柱狀微型複眼透鏡上配置消光單元的遮光構件的情況的圖。
圖101是表示使用具有三角形狀的剖面的遮光構件的構成例的圖。
圖102是表示使用具有矩形形狀的剖面的遮光構件的構成例的圖。
圖103是表示使用於僅一端受到支持的狀態下局部延伸的遮光構件的構成例的圖。
圖104是表示使用具有沿著長度方向而變化的剖面的遮光構件的構成例的圖。
圖105是表示遮光構件的位置或者姿態可加以變更的第1構成例的圖。
圖106是表示遮光構件的位置或者姿態可加以變更的第2構成例的圖。
圖107是表示遮光構件的位置或者姿態可加以變更的第3構成例的圖。
圖108是表示遮光構件的位置或者姿態可加以變更的第4構成例的圖。
圖109是表示遮光構件的位置或者姿態可加以變更的第5構成例的圖。
圖110是表示遮光構件的位置或者姿態可加以變更的第6構成例的圖。
圖111A是表示對遮光構件的位置或者姿態加以變更的驅動機構的一例的圖。
圖111B是表示對遮光構件的位置或者姿態加以變更的驅動機構的一例的圖。
圖112是表示實施形態的變形例的投影光學系統的構成的概略圖。
圖113是表示實施形態的變形例的投影光學系統的構成的概略圖。
1...光源
2...整形光學系統
3...繞射光學元件
4...無焦透鏡
4a、12a...前側透鏡群
4b、12b...後側透鏡群
5...規定面
6...補正濾鏡、濃度濾鏡
7...變焦透鏡
8...微型複眼透鏡(光學積分器)
9...鰭片構件
10...聚光光學系統
11...光罩遮器
12...成像光學系統
AS...孔徑光闌
AX...光軸
M...光罩
MS...光罩平台
PL...投影光學系統
W...晶圓
WS...晶圓平台
Claims (15)
- 一種照明光學系統,利用來自光源的光對被照射面進行照明,該照明光學系統的特徵在於包括:分佈形成光學系統,包括沿著橫切來自上述光源的光之光路的面配置且具有複數的光學面的複眼積分器,且於該複眼積分器的後側上形成光瞳強度分佈;以及消光機構,配置於上述複眼積分器的上述後側的光路的規定面上,上述消光機構相較於朝向上述被照射面上的規定點之光的光量,使朝向比上述規定點更周邊的點之光的光量變小。
- 如申請專利範圍第1項所述之照明光學系統,其中上述消光機構包括配置於上述照明光瞳的正前方或者正後方的位置處的遮光構件。
- 如申請專利範圍第2項所述之照明光學系統,其中上述遮光構件具有平行平面板的側面的形態,上述遮光構件的厚度方向與上述照明光瞳的面大致平行,且上述遮光構件的寬度方向與上述照明光學系統的光軸方向大致平行。
- 如申請專利範圍第3項所述之照明光學系統,其中上述複眼積分器沿著第1方向具有細長的矩形狀的單位波前區分面,上述遮光構件的厚度方向與上述第1方向大致一致。
- 如申請專利範圍第1項所述之照明光學系統,其中上述消光機構包括配置於上述照明光瞳的正前方或者正後方的位置上的具有板狀的形態的遮光構件,上述遮光構件的厚度方向與上述照明光瞳的面大致平行,且上述遮光構件的寬度方向與上述照明光學系統的光軸方向大致平行。
- 如申請專利範圍第1項所述之照明光學系統,其中上述消光機構包括配置於上述照明光瞳的正前方或者正後方的位置上且以沿著與上述照明光瞳的面大致平行的面相互交叉的方式而延伸的至少兩個遮光構件,上述至少兩個遮光構件構成為,上述至少兩個遮光構件對朝向上述被照射面上的一點的光的消光率自上述被照射面的中心朝向周邊增大。
- 如申請專利範圍第1項所述之照明光學系統,其中上述複眼積分器為波前區分型,並且包括:多個第1折射面,於與光軸正交的平面內的第1方向上具有規定折射力;以及多個第2折射面,以與上述多個第1折射面相對應的方式而設置於上述多個第1折射面的後側,且於上述第1方向上具有規定折射力。
- 如申請專利範圍第7項所述之照明光學系統,其中上述消光機構包括消光部,該消光部設於上述複眼積分器的上述多個第2折射面中的至少兩個相鄰的第2折射面之間,且具有消光率會隨著抵達上述被照射面的光的位置沿著上述第1方向遠離上述被照射面的中心而增大的消 光率特性。
- 如申請專利範圍第7項所述之照明光學系統,其中上述複眼積分器自光的入射側起依次包括第1光學構件及第2光學構件,於上述第1光學構件的射出側,沿著上述第1方向排列著上述多個第1折射面,於上述第2光學構件的射出側,沿著上述第1方向排列著上述多個第2折射面。
- 如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述之照明光學系統,其中上述消光機構包括遮光構件,上述遮光構件的光軸方向的尺寸比與光軸正交方向的尺寸長,以使朝向上述被照射面的第1點的第1光,與朝向上述被照射面的第2點的第2光,以互相不同的消光率進行消光,其中,上述第1光以相對於光軸呈第1角度而通過上述規定面,上述第2光以相對於光軸呈與上述第1角度不同的第2角度而通過上述規定面,上述第2點於上述被照射面中與上述第1點不同。
- 一種照明光學系統,利用來自光源的光對被照射面進行照明,該照明光學系統的特徵在於包括:分佈形成光學系統,包括沿著橫切上述照明光學系統之光路的面配置且具有複數的光學面的複眼積分器,且於該複眼積分器的後側上形成光瞳強度分佈;以及 遮光構件,配置於上述複眼積分器的上述後側的光路的規定面上,上述遮光構件的光軸方向的尺寸比與光軸正交方向的尺寸長,以使朝向上述被照射面的第1點的第1光,與朝向上述被照射面的第2點的第2光,以互相不同的消光率進行消光,其中,上述第1光以相對於光軸呈第1角度而通過上述規定面,上述第2光以相對於光軸呈與上述第1角度不同的第2角度而通過上述規定面,上述第2點於上述被照射面中與上述第1點不同。
- 一種曝光裝置,包括:用以對規定圖案進行照明的如申請專利範圍第1項至第9項以及第11項中任一項所述之照明光學系統,將上述規定圖案曝光至感光性基板。
- 如申請專利範圍第12項所述之曝光裝置,其中包括將上述規定圖案的像形成於上述感光性基板上的投影光學系統,使上述規定圖案以及上述感光性基板相對於該投影光學系統而沿著掃描方向相對移動,從而將上述規定圖案投影曝光至上述感光性基板。
- 如申請專利範圍第13項所述之曝光裝置,其中上述複眼積分器中的上述第1方向對應於與上述掃描方向正交的方向。
- 一種元件製造方法,包括: 曝光步驟,使用如申請專利範圍第12項所述之曝光裝置,將上述規定圖案曝光至上述感光性基板;顯影步驟,對轉印有上述規定圖案的上述感光性基板進行顯影,將與上述規定圖案相對應的形狀的光罩層形成於上述感光性基板的表面;以及加工步驟,經由上述光罩層而對上述感光性基板的表面進行加工。
Applications Claiming Priority (11)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008033390A JP2009194159A (ja) | 2008-02-14 | 2008-02-14 | 光学ユニット、照明光学系、露光装置及びデバイスの製造方法 |
US7113008P | 2008-04-14 | 2008-04-14 | |
US7144608P | 2008-04-29 | 2008-04-29 | |
US7144408P | 2008-04-29 | 2008-04-29 | |
US12974508P | 2008-07-16 | 2008-07-16 | |
US12978608P | 2008-07-18 | 2008-07-18 | |
JP2008187977A JP2010027876A (ja) | 2008-07-19 | 2008-07-19 | 減光ユニット、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 |
US13604408P | 2008-08-08 | 2008-08-08 | |
US13647308P | 2008-09-08 | 2008-09-08 | |
JP2008264961A JP2010097975A (ja) | 2008-10-14 | 2008-10-14 | 補正ユニット、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 |
US12/366,429 US8908151B2 (en) | 2008-02-14 | 2009-02-05 | Illumination optical system, exposure apparatus, device manufacturing method, compensation filter, and exposure optical system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW200947141A TW200947141A (en) | 2009-11-16 |
TWI479273B true TWI479273B (zh) | 2015-04-01 |
Family
ID=40956988
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW098104487A TWI479273B (zh) | 2008-02-14 | 2009-02-12 | 照明光學系統、曝光裝置、元件製造方法、補正濾鏡以及曝光光學系統 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8908151B2 (zh) |
EP (2) | EP3306398A1 (zh) |
KR (1) | KR101682727B1 (zh) |
TW (1) | TWI479273B (zh) |
WO (1) | WO2009101958A1 (zh) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5190804B2 (ja) * | 2008-07-16 | 2013-04-24 | 株式会社ニコン | 減光ユニット、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 |
JP5187636B2 (ja) * | 2009-01-16 | 2013-04-24 | 株式会社ニコン | 補正ユニット、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 |
US8749760B2 (en) * | 2009-03-03 | 2014-06-10 | International Business Machines Corporation | Asymmetric complementary dipole illuminator |
WO2013018471A1 (ja) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | 富士フイルム株式会社 | 撮像装置 |
WO2013027507A1 (ja) | 2011-08-23 | 2013-02-28 | 富士フイルム株式会社 | 撮像装置 |
CN104635342A (zh) * | 2013-11-14 | 2015-05-20 | 清华大学 | 光学照明*** |
UA118684C2 (uk) * | 2013-12-12 | 2019-02-25 | Мес Медікал Електронік Системз Лтд. | Оптичний пристрій, пристрій і спосіб для тестування |
US9575412B2 (en) * | 2014-03-31 | 2017-02-21 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Method and system for reducing pole imbalance by adjusting exposure intensity |
JP2016012122A (ja) * | 2014-06-03 | 2016-01-21 | キヤノン株式会社 | フォトマスク、光学素子アレイの製造方法、光学素子アレイ |
CN111443576B (zh) | 2015-04-07 | 2023-04-07 | 联华电子股份有限公司 | 照明***以及使用其形成鳍状结构的方法 |
JP6674306B2 (ja) | 2016-03-31 | 2020-04-01 | キヤノン株式会社 | 照明装置、光学装置、インプリント装置、投影装置、及び物品の製造方法 |
NL2018857B1 (en) | 2017-05-05 | 2018-11-09 | Illumina Inc | Systems and methods for improved focus tracking using a light source configuration |
NL2018854B1 (en) * | 2017-05-05 | 2018-11-14 | Illumina Inc | Systems and methodes for improved focus tracking using blocking structures |
NL2018853B1 (en) | 2017-05-05 | 2018-11-14 | Illumina Inc | Systems and methods for improved focus tracking using a hybrid mode light source |
US10667693B1 (en) * | 2018-11-16 | 2020-06-02 | Perkinelmer Health Sciences, Inc. | Systems, methods, and apparatus for interference filter correction based on angle of incidence |
US11308254B2 (en) * | 2019-08-30 | 2022-04-19 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. | Method and system for reducing layout distortion due to exposure non-uniformity |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004051717A1 (ja) * | 2002-12-03 | 2004-06-17 | Nikon Corporation | 照明光学装置、露光装置および露光方法 |
JP2006332197A (ja) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Nikon Corp | 鏡筒、露光装置及び光学素子の検出方法並びにデバイスの製造方法 |
WO2006136353A1 (en) * | 2005-06-21 | 2006-12-28 | Carl Zeiss Smt Ag | A double-facetted illumination system with attenuator elements on the pupil facet mirror |
Family Cites Families (37)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4621898A (en) * | 1983-03-17 | 1986-11-11 | Allied Corporation | Directional optical filter |
JPH06124873A (ja) | 1992-10-09 | 1994-05-06 | Canon Inc | 液浸式投影露光装置 |
JP4310816B2 (ja) * | 1997-03-14 | 2009-08-12 | 株式会社ニコン | 照明装置、投影露光装置、デバイスの製造方法、及び投影露光装置の調整方法 |
JP3747566B2 (ja) | 1997-04-23 | 2006-02-22 | 株式会社ニコン | 液浸型露光装置 |
WO1999049504A1 (fr) | 1998-03-26 | 1999-09-30 | Nikon Corporation | Procede et systeme d'exposition par projection |
JP2001221975A (ja) * | 2000-02-10 | 2001-08-17 | Fujitsu Ltd | 光学装置 |
KR20010085493A (ko) * | 2000-02-25 | 2001-09-07 | 시마무라 기로 | 노광장치, 그 조정방법, 및 상기 노광장치를 이용한디바이스 제조방법 |
JP2001313250A (ja) | 2000-02-25 | 2001-11-09 | Nikon Corp | 露光装置、その調整方法、及び前記露光装置を用いるデバイス製造方法 |
JP2002100561A (ja) | 2000-07-19 | 2002-04-05 | Nikon Corp | 露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法 |
US6737662B2 (en) * | 2001-06-01 | 2004-05-18 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus, device manufacturing method, device manufactured thereby, control system, computer program, and computer program product |
DE60225216T2 (de) | 2001-09-07 | 2009-03-05 | Asml Netherlands B.V. | Lithographischer Apparat und Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung |
EP1870772B1 (en) | 2002-03-18 | 2013-10-23 | ASML Netherlands B.V. | Lithographic apparatus |
JP4324957B2 (ja) * | 2002-05-27 | 2009-09-02 | 株式会社ニコン | 照明光学装置、露光装置および露光方法 |
US7471375B2 (en) * | 2003-02-11 | 2008-12-30 | Asml Netherlands B.V. | Correction of optical proximity effects by intensity modulation of an illumination arrangement |
WO2004093780A2 (en) * | 2003-04-21 | 2004-11-04 | Matrix Laboratories Ltd | Process for the preparation of gabapentin form-ii |
JP5026788B2 (ja) * | 2003-07-30 | 2012-09-19 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | マイクロリソグラフィの照明システム |
JP3984950B2 (ja) * | 2003-11-12 | 2007-10-03 | キヤノン株式会社 | 照明光学系及びそれを有する露光装置 |
WO2005048326A1 (ja) * | 2003-11-13 | 2005-05-26 | Nikon Corporation | 可変スリット装置、照明装置、露光装置、露光方法及びデバイスの製造方法 |
US7030958B2 (en) * | 2003-12-31 | 2006-04-18 | Asml Netherlands B.V. | Optical attenuator device, radiation system and lithographic apparatus therewith and device manufacturing method |
TWI505329B (zh) * | 2004-02-06 | 2015-10-21 | 尼康股份有限公司 | 光學照明裝置、曝光裝置、曝光方法以及元件製造方法 |
US20050237623A1 (en) * | 2004-02-26 | 2005-10-27 | Damian Fiolka | Optical unit for an illumination system of a microlithographic projection exposure apparatus |
JP4470558B2 (ja) | 2004-03-31 | 2010-06-02 | ウシオ電機株式会社 | 光照射装置 |
JP2005321766A (ja) | 2004-04-08 | 2005-11-17 | Braun Kk | 遮光方法および遮光板 |
JP2005322855A (ja) | 2004-05-11 | 2005-11-17 | Nikon Corp | 光強度分布の評価方法、調整方法、照明光学装置、露光装置、および露光方法 |
US7283209B2 (en) * | 2004-07-09 | 2007-10-16 | Carl Zeiss Smt Ag | Illumination system for microlithography |
JP2006054328A (ja) | 2004-08-12 | 2006-02-23 | Nikon Corp | 照明光学装置、露光装置及びマイクロデバイスの製造方法 |
JP4599936B2 (ja) * | 2004-08-17 | 2010-12-15 | 株式会社ニコン | 照明光学装置、照明光学装置の調整方法、露光装置、および露光方法 |
US7145634B2 (en) * | 2004-12-01 | 2006-12-05 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
DE102004063314A1 (de) | 2004-12-23 | 2006-07-13 | Carl Zeiss Smt Ag | Filtereinrichtung für die Kompensation einer asymmetrischen Pupillenausleuchtung |
WO2006070580A1 (ja) * | 2004-12-27 | 2006-07-06 | Nikon Corporation | オプティカルインテグレータ、照明光学装置、露光装置、露光方法、およびデバイス製造方法 |
TWI423301B (zh) * | 2005-01-21 | 2014-01-11 | 尼康股份有限公司 | 照明光學裝置、曝光裝置、曝光方法以及元件製造方法 |
JP2007027240A (ja) | 2005-07-13 | 2007-02-01 | Nikon Corp | 照明光学装置、露光装置、および露光方法 |
US7532308B2 (en) * | 2005-09-13 | 2009-05-12 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
US7375353B2 (en) * | 2005-09-13 | 2008-05-20 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
US7489387B2 (en) | 2006-11-30 | 2009-02-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Exposure apparatus and device fabrication method |
KR101440652B1 (ko) | 2007-01-30 | 2014-09-22 | 칼 짜이스 에스엠티 게엠베하 | 마이크로리소그래피 투영 노광 장치의 조명 시스템 |
US7843549B2 (en) * | 2007-05-23 | 2010-11-30 | Asml Holding N.V. | Light attenuating filter for correcting field dependent ellipticity and uniformity |
-
2009
- 2009-02-05 US US12/366,429 patent/US8908151B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2009-02-12 EP EP17185510.9A patent/EP3306398A1/en not_active Withdrawn
- 2009-02-12 KR KR1020107019811A patent/KR101682727B1/ko active IP Right Grant
- 2009-02-12 WO PCT/JP2009/052274 patent/WO2009101958A1/ja active Application Filing
- 2009-02-12 EP EP09710500.1A patent/EP2244282B1/en not_active Not-in-force
- 2009-02-12 TW TW098104487A patent/TWI479273B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004051717A1 (ja) * | 2002-12-03 | 2004-06-17 | Nikon Corporation | 照明光学装置、露光装置および露光方法 |
JP2006332197A (ja) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Nikon Corp | 鏡筒、露光装置及び光学素子の検出方法並びにデバイスの製造方法 |
WO2006136353A1 (en) * | 2005-06-21 | 2006-12-28 | Carl Zeiss Smt Ag | A double-facetted illumination system with attenuator elements on the pupil facet mirror |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2244282B1 (en) | 2017-09-06 |
US20090284727A1 (en) | 2009-11-19 |
EP3306398A1 (en) | 2018-04-11 |
KR101682727B1 (ko) | 2016-12-05 |
KR20100117650A (ko) | 2010-11-03 |
US8908151B2 (en) | 2014-12-09 |
EP2244282A4 (en) | 2011-08-24 |
TW200947141A (en) | 2009-11-16 |
EP2244282A1 (en) | 2010-10-27 |
WO2009101958A1 (ja) | 2009-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI479273B (zh) | 照明光學系統、曝光裝置、元件製造方法、補正濾鏡以及曝光光學系統 | |
EP1837895B1 (en) | Optical integrator, illumination optical apparatus, exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method | |
JP5459571B2 (ja) | オプティカルインテグレータ系、照明光学装置、露光装置、およびデバイス製造方法 | |
TWI489219B (zh) | 照明光學系統、曝光裝置以及元件製造方法 | |
TWI570520B (zh) | 照明光學裝置、曝光裝置以及元件製造方法 | |
KR101789855B1 (ko) | 조명 광학계 및 노광 장치 | |
US8223318B2 (en) | Illuminating optical apparatus, exposure apparatus and device manufacturing method | |
WO2006059549A1 (ja) | 照明光学装置、その製造方法、露光装置、および露光方法 | |
KR20100133429A (ko) | 조명 광학계, 노광 장치, 디바이스 제조 방법 및 노광 광학계 | |
JP2002222761A (ja) | 照明光学装置および該照明光学装置を備えた露光装置 | |
JP5182588B2 (ja) | オプティカルインテグレータ、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 | |
JP5326733B2 (ja) | 照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 | |
JP2010097975A (ja) | 補正ユニット、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 | |
JP5387893B2 (ja) | 照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 | |
TWI480705B (zh) | 照明光學系統、曝光裝置以及元件製造方法 | |
JP5201061B2 (ja) | 補正フィルター、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 | |
JP2010067943A (ja) | 補正ユニット、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 | |
JP2010040617A (ja) | オプティカルインテグレータ、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 | |
JP5187632B2 (ja) | 補正ユニット、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 | |
JP2010182703A (ja) | 補正ユニット、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 | |
JP2010182704A (ja) | 補正ユニット、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 | |
JP2010027876A (ja) | 減光ユニット、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 | |
JP2010177304A (ja) | 補正ユニット、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 | |
JP2010165886A (ja) | 補正ユニット、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法 | |
JP2008047745A (ja) | 照明光学装置、露光装置、およびデバイス製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |