TWI645261B - Illumination optical system, lithography apparatus, and article manufacturing method - Google Patents

Illumination optical system, lithography apparatus, and article manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
TWI645261B
TWI645261B TW106129100A TW106129100A TWI645261B TW I645261 B TWI645261 B TW I645261B TW 106129100 A TW106129100 A TW 106129100A TW 106129100 A TW106129100 A TW 106129100A TW I645261 B TWI645261 B TW I645261B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
optical system
optical integrator
illumination
regions
Prior art date
Application number
TW106129100A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201820045A (zh
Inventor
須田広美
Original Assignee
日商佳能股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商佳能股份有限公司 filed Critical 日商佳能股份有限公司
Publication of TW201820045A publication Critical patent/TW201820045A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI645261B publication Critical patent/TWI645261B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • 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
    • G03F7/70833—Mounting of optical systems, e.g. mounting of illumination system, projection system or stage systems on base-plate or ground
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • 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
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • 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
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2002—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
    • 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
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70591—Testing optical components
    • 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
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70758—Drive means, e.g. actuators, motors for long- or short-stroke modules or fine or coarse driving

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

提供利用來自光源的光而照射於被照明面的照明光學系統。照明光學系統，係具有：配置於光源與被照明面之間的光學積分器、具有就入射於光學積分器的光的強度進行調整的調整部的濾光器。光學積分器，係將所入射的光以內面予以反射的桿型光學積分器。照明光學系統，係透過就與照明光學系的光軸垂直的方向上的調整部的位置進行變更從而變更被照明面上的照度。

Description

照明光學系統、光刻裝置及物品製造方法
[0001] 本發明，有關照明光學系統、光刻裝置及物品製造方法。
[0002] 在將形成於遮罩的圖案投影於塗佈抗蝕層等的感光性材料的基板的曝光裝置方面，要求提升在遮罩面、基板面等的被照明面上的照度均勻性。作為使照度均勻性提升的手法，已知採用具備桿型光學積分器的照明光學系統。採用桿型光學積分器，使得透過將來自因應於桿體內的內面反射次數而形成的二次光源的照明光在桿體射出端予以重疊，從而可將在桿體射出面的照度分布均勻化。 　　[0003] 然而，在具備桿型光學積分器的照明光學系統方面，係由於光學系統的汙損、偏心、抗反射膜不均等各種的因素，因而存在結果上於被照明面上的照度分布方面確認到不均勻性的情況。就此課題，專利文獻1係揭露一構成，該構成係在與桿型光學積分器的射出面成為光學上共軛的關係的位置，配置與複數個二次光源影像對應而設的複數個光量調整部。 　　[0004] 然而，在揭露於專利文獻1的照明光學系統，係一旦決定聚光於被照明面的角度分布(以下稱為「有效光源分布」)，則被照明面上的照度分布校正量成為固定。因此，難以校正因抗反射膜的成膜狀態、組裝精度等而發生的各機體固有的照度不均勻性(以下稱為「照度不均」)。此外，長期間使用裝置使得光學元件劣化，照度不均歷時變化的情況下，係需要酌情交換調整部。 ［先前技術文獻］ ［專利文獻］ 　　[0005] 　　[專利文獻1]日本專利特開2000-269114號
[0006] 依本發明的態樣時，提供一種照明光學系統，利用來自光源的光就被照明面進行照明，具有配置於前述光源與前述被照明面之間的光學積分器、具有就入射於前述光學積分器的光的強度進行調整的調整部的濾光器，前述光學積分器係將所入射的光以內面予以反射的桿型光學積分器，前述濾光器包含在前述桿型光學積分器的射出端面形成彼此相同的方向的影像的複數個第1區域、在前述射出端面形成相對於前述影像具有鏡像的關係的影像的複數個第2區域，前述調整部係設於至少前述第1區域，透過就與前述照明光學系的光軸垂直的方向上的前述調整部的位置進行變更從而變更前述被照明面上的照度。
[0008] 以下，參照圖式詳細說明有關本發明的實施方式。另外，本發明非限定於以下的實施方式者，以下的實施方式僅示出本發明的實施的具體例。此外，不見得在以下的實施方式之中所說明的特徵的組合的全部係為了解決本發明的課題所必須者。 　　[0009] ＜第1實施方式＞ 　　圖1，係就本實施方式相關的曝光裝置100的構成進行繪示的示意圖。曝光裝置100，係例如在半導體裝置的製程中的光刻程序所使用者，為將形成於光罩R(遮罩)的圖案的影像曝光(轉印)於作為基板的晶圓W上的投影型曝光裝置。於圖1，沿著晶圓W的法線方向取Z軸，在與晶圓W面平行的面內彼此垂直的方向取X軸與Y軸。曝光裝置100，係具備照明光學系統101、光罩台102、投影光學系統103、晶圓台104、控制部105。 　　[0010] 照明光學系統101，係調整來自光源的放電燈1的光(光束)，照明於作為被照明區域的光罩R。放電燈1，係例如可為供應i射線(波長365nm)等的光的超高壓水銀燈。此外，不限於此，例如亦可使用供應248nm的波長的光的KrF準分子雷射、供應193nm的波長的光的ArF準分子雷射、供應157nm的波長的光的F2雷射。此外，以反射折射系統或反射系統而構成照明光學系統101及投影光學系統103的情況下，於光源方面亦可使用X射線、電子束等的帶電粒子束。 　　[0011] 光罩R，係例如石英玻璃製的主板(master plate)，被形成應轉印於晶圓W上的圖案(例如電路圖案)。光罩台102，係保持光罩R而可動於X、Y的各軸方向。投影光學系統103，係將通過光罩R的光以既定的倍率投影於晶圓W上。晶圓W，係於表面上塗佈抗蝕層(感光性材料)的由例如單晶矽所成的基板。晶圓台104，係透過未圖示的晶圓夾具保持晶圓W，可動於X、Y、Z(有時包含個別的旋轉方向的ωx、ωy、ωz)的各軸方向。晶圓台104，係可透過晶圓台驅動部114而驅動。 　　[0012] 照明光學系統101，係從放電燈1朝作為被照明區域的光罩R依序包含橢圓鏡2、第1中繼光學系統3、光學積分器4、第2中繼光學系統5。橢圓鏡2，係將從放電燈1所放射的光(光束)聚光於第2焦點位置F2的聚光鏡。放電燈1的管部內的發光部，係配置於例如橢圓鏡2的第1焦點F1的附近。作為成像光學系統的第1中繼光學系統3，係包含由單數或複數個透鏡所成的透鏡前群3a(第1透鏡)、由單數或複數個透鏡所成的透鏡後群3b(第2透鏡)。透鏡前群3a，係使來自光源的光為平行光。透鏡後群3b，係將透過透鏡後群3a成為平行光的光聚光於光學積分器4的入射端面4a。透過此等透鏡前群3a與透鏡後群3b，使得第2焦點位置F2與光學積分器4的入射端面4a成為光學共軛。於本實施方式，照明光學系統101，尤其包含第1中繼光學系統3、光學積分器4、第2中繼光學系統5的光學系統的光軸係設為Z軸方向。 　　[0013] 於本實施方式，光學積分器4，係一桿型光學積分器，其係將所入射的光在內面予以反射，依其反射次數而形成複數個二次光源影像。光學積分器4的形狀，係例如四角柱。亦即，光學積分器4的與XY平面平行的入射端面及射出端面的形狀，係成為與被照明面相似的長方形。雖說如此，如此的形狀僅為例示，並未意圖阻礙與光學積分器4具有同樣的作用的構材的適用。例如，光學積分器4亦可由在內部形成反射面的中空桿而構成。此外，光學積分器4的入射端面4a及射出端面4b的在XY平面的剖面形狀亦可為四角形以外的多角形。 　　[0014] 於放電燈1與光學積分器4之間，在與光罩R亦即與晶圓W共軛的共軛面S1的附近，與光軸垂直地配置濾光器6。濾光器6，係構成為可沿著XY平面而2維地移動，該移動係透過例如濾光器驅動部7而進行。濾光器6，係如示於圖1，例如被第1中繼光學系統3所包含，可配置於透鏡前群3a與透鏡後群3b之間。濾光器6，係具有複數個調整部，該等調整部係因應於由光學積分器4而形成的二次光源影像的個數而設，就入射於光學積分器4的光的強度進行調整。關於濾光器6的光學效應係後詳細說明。 　　[0015] 透鏡後群3b，係配置於從透過光學積分器4而形成的二次光源的虛像面S2的位置分離焦點距離的位置，從濾光器6與光軸大致平行而射出的照明光，係暫時聚光於此虛像面S2。 　　[0016] 光學積分器4的入射端面4a，係配置於虛像面S2的附近。透過透鏡後群3b而聚光的照明光，係在光學積分器4的內面被反射複數次而射出。從光學積分器4射出的照明光，係射出如正好從與反射次數對應的離散的二次光源的虛像出發。為此，從光學積分器4射出的照明光的角度，係相當於一種照明光的射出角度，該照明光係來自配置於虛像面S2的二次光源的虛像。 　　[0017] 光學積分器4的射出端面4b，係由配置於虛像面S2的複數個光源影像重疊，被同樣地照射。從光學積分器4的射出端面4b發出之光，係透射第2中繼光學系統5後，照明於作為被照明面的光罩R。第2中繼光學系統5，係包含由使來自光學積分器4的射出端面4b的光成為平行光的單數或複數個透鏡所成的透鏡前群5a。透鏡前群5a，係構成為可移動於第2中繼光學系統5的光軸方向(Z軸方向)。第2中繼光學系統5，係進一步包含由將以透鏡前群5a調為平行光的光聚光於被照明面的單數或複數個透鏡所成的透鏡後群5b。透鏡前群5a的移動係透過透鏡驅動部51進行。使透鏡前群5a移動於光軸方向，使得可一面實質上不改變焦點距離一面使失真變化。透過此作用，利用透鏡前群5a的移動，使得可使周邊照度提高降低。 　　[0018] 於本實施方式，光學積分器4的射出端面4b配置於透鏡前群5a的前側焦點位置，再者光學積分器4的射出端面4b，係與作為被照明面的光罩R成為光學共軛。另外嚴格而言，為了避免轉印光學積分器4的射出端面4b上的異物，可使射出端面4b的位置從共軛稍微偏移。並且，從光罩R射出的光，亦即遮罩圖案的影像，係經由投影光學系統103而轉印於晶圓W上。 　　[0019] 照度分布計測部115，係就作為被照明面的光罩R上的照度分布進行計測。控制部105，係就放電燈1、濾光器驅動部7、透鏡驅動部51、晶圓台驅動部114、照度分布計測部115進行控制。控制部105，係可包含記憶控制所需的各種資料的記憶部105a。 　　[0020] 接著，說明有關濾光器6的光學效應。圖2，係示意性就設於濾光器上的複數個調整部、和透過光學積分器4而形成的複數個二次光源的關係進行繪示的圖。圖2，係示出從濾光器6與光軸平行而射出的照明光的光路徑。設於濾光器6上的光軸上的調整部60，係就在光學積分器4的內面不被反射的來自二次光源40的光束的強度進行調整。此外，與調整部60的兩外側鄰接的一對的調整部61a、61b，係就來自在光學積分器4的內面被反射1次的二次光源影像41a、41b的光束的強度進行調整。再者，與調整部61a、61b的兩外側鄰接的一對的調整部62a、62b，係就來自在光學積分器4的內面被反射2次的二次光源影像42a、42b的光束的強度進行調整。依如此之構成時，可獨立就透過光學積分器4而形成的複數個二次光源個別的光束控制透射率。 　　[0021] 調整部60、61a、61b、62a、62b，係配置於與光學積分器4的射出端面4b共軛的共軛面S1的附近。因此，1個調整部的形狀，係與圖1的光罩R或晶圓W上的照明區域對應，調整部60、61a、61b、62a、62b的透射率分布，係反映於在晶圓W上的照明區域的照度分布。 　　[0022] 圖3A，係就在濾光器6的各調整部與光學積分器4的射出端面4b的成像關係進行說明的圖。在光學積分器4，係來自相鄰的二次光源的光束成為反轉。為此，在光學積分器4的射出端面4b所形成的影像的方向成為「F」時，相鄰的調整部的影像成為逆向，彼此成為鏡像關係。 　　[0023] 圖3B，係就配置於共軛面S1的附近的濾光器6從入射側視看時的示意圖。在此，係作為調整部運用圖案濾鏡(或遮光構材)。於本實施方式，構成複數個調整部的複數個圖案濾鏡，係配置於與光學積分器4的複數個二次光源影像方面的鏡像關係對應的濾光器上的既定的位置。濾光器6，係包含複數個第1區域A、B、屬第1區域以外的區域的複數個第2區域。於此，複數個第1區域A、B，係在光學積分器4的射出端面4b形成彼此相同的方向的影像的區域。此外，複數個第2區域，係在光學積分器4的射出端面4b形成相對於第1區域的影像具有鏡像的關係的影像的區域。於本實施方式，於濾光器6的表面，係與光學積分器4的複數個二次光源影像對應，長方形的圖案濾鏡6A、6B分別配置於複數個第1區域A、B。另外，圖案濾鏡6A、6B，係可配置於複數個第1區域A、B的至少一部分的區域，而非全部。 　　[0024] 在本實施方式，係作為圖案濾鏡6A、6B，配置大小不同的圓形的圖案濾鏡，從而使各圖案濾光器部分具有如示於圖4(A)、(B)的效果。使各圖案濾光器的徑、透射率、配置等為適切，使得最後於被照明面，如表示圖4(A)、(B)的總和的圖4(C)，獲得與像高的近似2次方成比例而提高被照明面的周邊部的照度的效果。 　　[0025] 一般情況下，於投影曝光裝置的照明光學系統，欲使在被照明面的數值孔徑的均勻性與照度分布的均勻性同時成立時，由於用於透鏡的抗反射膜的角度特性因而存在周邊的照度降低之傾向。為此，如本實施方式般具有提高周邊的照度的作用的濾光器係對於照度分布的校正為有效。 　　[0026] 此外，入射於光學積分器4的光束，係調整為相對於光軸具有對稱的照度分布。藉此，被照明面的有效光源分布係相對於主光線成為對稱，故對於散焦不產生影像偏移。藉此，可實現良好的遠心下的曝光。 　　[0027] 萬一，入射於光學積分器4的照明光相對於光軸具有非對稱的照度分布的情況下，係喪失有效光源分布的對稱性，以遠心的偏差如此的形式對於影像性能造成影響。反之依本實施方式時，使圖案濾鏡的配置為光軸對稱故幾乎不產生遠心的偏差。 　　[0028] 在本實施方式，係作為調整部雖使用圖案濾鏡6A、6B的2種類，惟例如透過改變微細的點圖案的密度，使得亦能以1種類的圖案形成與像高的近似2次方成比例的照度分布。 　　[0029] 在以下，係說明有關如示於圖5A的照度不均的校正方法。圖5A的照度不均，係可分解為：如示於圖5B的傾斜狀的照度不均；如示於圖5C的形成光軸對稱的圓弧狀、越往周邊時照度越降的照度不均。此等，係可透過從照度分布算出像高別平均照度及傾斜成分而分離。 　　[0030] 首先，說明有關圖5B的傾斜狀的照度不均的校正方法。如前述般本實施方式的濾光器6係具有與像高的大致2次方成比例而提高周邊部的照度的效果。此時，使光學積分器4的入射端面4a，相當於被照明面，採經正規化的XY座標系時，透過濾光器6所達成的照度分布調整的效果z，係記為z＝a(x2 ＋y2 )。於此，a係常數。 　　[0031] 濾光器6的圖案濾鏡6A、6B，係配置於在光學積分器4的射出端面4b形成彼此相同的方向的影像的複數個第1區域A、B的至少一部分。濾光器6，係可移動於沿著複數個第1區域A、B、和屬其以外的區域的複數個第2區域的方向，亦即可移動於沿著XY平面的方向。亦即，可變更與照明光學系統的光軸(Z軸)垂直的方向(X方向或Y方向)上的濾光器6的位置。於此，即使令濾光器6移動於沿著XY平面的方向，透過圖案濾鏡6A、6B而給予的在被照明面的照度分布變化的效果仍不會彼此消除。 　　[0032] 因此，透過使濾光器6於X方向及Y方向移動既定距離δ時的濾光器6所達成的照度分布調整的效果z’，係記為z’=a((x+δ)2 +(y+δ)2 )。於此，a係常數。亦即，產生依存於δ的x、y的1次項，故可予以產生傾斜狀的照度分布。 　　[0033] 圖6，係就傾斜狀的照度不均的校正順序進行繪示的流程圖。於S601，控制部105，係基於以照度分布計測部115所計測的照度分布資料，計算在被照明面的照度不均(照度不均測定1)。使在被照明面的照度值的最大值為Smax、使最小值為Smin時，照度不均S係透過例如下式而算出。 　　S=(Smax-Smin)/(Smax+Smin) 　　[0034] 之後，控制部105，係在S602使濾光器6朝X方向移動既定距離δ，在S603測定在被照明面的照度不均(照度不均測定2)。接著，控制部105，係在S604使濾光器6朝Y方向移動既定距離δ，在S605測定在被照明面的照度不均(照度不均測定3)。之後，控制部105，係在S606，從照度不均測定1、2、3的結果計算照度不均的變化量，記憶於記憶部105a。此變化量對應於上述的傾斜狀的照度分布的斜率。 　　[0035] 接著在S607，控制部105，係基於在S606所算出的變化量，而計算濾光器6的移動方向與移動量。並且，控制部105，係透過濾光器驅動部7，使濾光器6朝所計算的方向移動所計算的移動量。 　　[0036] 之後，在S609，控制部105，係再度測定在被照明面上的照度不均(照度不均測定4)，在S610，確認該照度不均是否落入既定的容許範圍內。此處若照度不均落入容許範圍內，則處理結束。另一方面，若照度不均未落入容許範圍內，則處理進至S611，回授照度不均測定4的結果，返回S607，再計算濾光器6的移動方向與移動量。 　　[0037] 接著，就圖5C的光軸對稱的照度不均的校正方法，參照圖7的流程圖進行說明。發生光軸對稱的照度不均的情況下，係調整周邊照度校正量。如上所述，第2中繼光學系統5，係具備如下構成：透過使透鏡前群5a移動於光軸方向，使得一面實質上不改變焦點距離一面使失真變化。藉此，利用透鏡前群5a的移動，使得可使周邊照度提高降低。 　　[0038] 控制部105，係在S701，透過照度分布計測部115，求出使透鏡前群5a朝光軸方向移動既定距離δ時的被照明面的最外周部的照度的變化量，將此變化量記憶於記憶部105a(照度不均測定1)。另外，此S701，係亦可透過模擬等事先進行。在S702，控制部105，係基於此變化量，計算朝透鏡前群5a的光軸方向的移動量。在S703，控制部105，係透過透鏡驅動部51，使透鏡前群5a朝光軸方向，移動所計算的移動量。 　　[0039] 之後，在S704，控制部105，係再度求出使透鏡前群5a朝光軸方向移動既定距離δ時的被照明面的最外周部的照度的變化量(照度不均測定2)，在S705，確認該變動量是否落入既定的容許範圍內。此處變動量落入容許範圍內時，處理結束。另一方面，只要變動量未落入容許範圍內，則處理進至S706，回授照度不均測定2的結果，返回S703，再計算濾光器6的移動量。如此，控制部105，係以從透過照度分布計測部115而計測的照度分布所計算的照度不均落入容許範圍內的方式回授控制濾光器6的移動量。 　　[0040] 透過進行以上說明的依照圖6的控制順序下的濾光器6的移動、依照圖7的控制順序下的透鏡前群的驅動雙方，使得可進行更精密的校正。此時，透過控制部105下的圖6的控制順序與圖7的控制順序係可按照時序列而串列執行，亦可並列執行。 　　[0041] 另外，圖6的控制順序與圖7的控制順序個別的執行結果，係可記憶於記憶部105a。以相同照明條件再度執行時，係可從記憶部105a叫出執行結果而將各要素予以驅動至最佳位置。藉此，可省略如圖6、圖7的順序，而迅速進行傾斜狀的照度不均及同心圓狀的照度不均(光軸對稱的照度不均)的校正。 　　[0042] 此外，長期間使用照明光學系統時，可想像裝置內的任一個透鏡的透射率劣化，發生旋轉非對稱的傾斜狀的照度不均。如此的情況下，亦可透過再度執行圖6及圖7的控制順序，從而進行傾斜狀的照度不均及同心圓狀的照度不均(光軸對稱的照度不均)的校正。 　　[0043] 另外，例如，在日本專利特開2001-135564號公報，係在複數個微小透鏡被2維地以既定之間距而排列的光學積分器的入射面附近，配置濾光器。濾光器，係具有可就與構成光學積分器的複數個微小透鏡分別對應的複數個區域的透射光量進行調整的光量調整部。透過如此的構成，亦可使濾光器沿著XY平面內而移動從而進行照度不均的控制。 　　[0044] 然而，複數個微小透鏡被2維地以既定之間距而排列的光學積分器，係一般而言高價，故依本實施方式下的桿型光學積分器較為低成本。依使用桿型光學積分器的本實施方式的構成時，利用如示於圖3A的成像關係而決定各調整部的配置處。具體而言，複數個調整部，係以透過透射複數個調整部各者的光而形成於桿型光學積分器的射出端面的各調整部的影像的方向成為相同的方向的方式，配置於濾光器上。據此可進行照度不均控制。 　　[0045] ＜第2實施方式＞ 　　接著，說明有關第2實施方式相關的照明光學系統。裝置的示意構成係如同圖1。圖3C，係從入射側視看本實施方式相關的濾光器6時的示意圖。於此濾光器6的表面，係與光學積分器4的複數個二次光源影像對應，長方形的圖案濾鏡6C被配置於複數個第1區域C，長方形的圖案濾鏡6D被配置於複數個第2區域D。另外，圖案濾鏡6C、6D係分別可配置於複數個第1區域C及複數個第2區域D的至少一部分的區域，而非全部。於此，複數個第1區域C，係在光學積分器4的射出端面4b形成彼此相同的方向的影像的區域。此外，複數個第2區域D，係在光學積分器4的射出端面4b形成相對於複數個第1區域C的影像具有鏡像的關係的影像的區域。 　　[0046] 在本實施方式，於圖案濾鏡6C，係予以具有如圖8A的與像高的近似2次方成比例而提高被照明面的周邊部的照度的效果。此外，於圖案濾鏡6D，係予以具有其相反的特性，亦即予以具有如圖8B的與像高的近似2次方成比例而降低周邊部的照度的效果。透過如此的圖案濾鏡6C、6D的組合，從而構成為整體上照度分布變化的效果被彼此消除。 　　[0047] 以下，說明有關如圖9A的傾斜狀的照度不均的校正方法。使光學積分器4入射端面4a相當於被照明面，採經正規化的XY座標系時，濾光器6的效果z，係簡單上僅表示X方向1維時，成為z＝ax2 -ax2 ＝0，不影響照度分布。於此，a係常數。 　　[0048] 使濾光器6朝X方向移動既定距離δ時的效果z’，在圖案濾鏡6C、6D係δ的方向改變，故記為z’=a(x+δ)2 -a(x-δ)2 。亦即，產生依存於δ的x的1次項，故可予以產生傾斜狀的照度分布。 　　[0049] 於本實施方式，亦透過執行與圖6的流程圖同樣的順序，從而可就傾斜狀的照度不均如圖9B般以成為平坦的方式進行校正。如此，本來2次形狀的周邊照度降低小，傾斜狀的照度不均具有支配性的情況下，係如本實施方式的調整部的構成對於照度分布的校正為有效。 　　[0050] ＜第3實施方式＞ 　　接著，說明有關第3實施方式相關的照明光學系統。在本實施方式，係第2實施方式中的圖案濾鏡6C、6D的效果不同。於本實施方式中的圖案濾鏡6C，係予以具有如圖10A的如照度分布與像高的近似3次方成比例而改變的效果。此外，於圖案濾鏡6D，係予以具有其相反的特性，亦即予以具有如圖10B的如照度分布與像高的近似3次方成比例而改變的效果。透過如此的圖案濾鏡6C、6D的組合，從而構成為整體上照度分布變化的效果被彼此消除。 　　[0051] 如同第2實施方式，濾光器6的效果z，係表示僅X方向1維時，成為z＝ax3 -ax3 ＝0，不影響照度分布。於此，a係常數。 　　[0052] 使濾光器6朝X方向移動既定距離δ時的效果z’，係在圖案濾鏡6C、6D係δ的方向改變，故成為z’=a(x+δ)3 -a(x-δ)3 。在本實施方式，係產生依存於δ的x的2次項，故可予以產生同心圓狀的2次的照度分布。 　　[0053] 於本實施方式，亦可透過執行與圖6的流程圖同樣的順序，從而就如圖11A的2次形狀的照度分布，以如圖11B般成為平坦的方式進行校正。如此，本來無傾斜狀的照度不均，同心圓狀的2次照度不均具有支配性的情況下，係如本實施方式的調整部的構成對於照度分布校正為有效。 　　[0054] 另外，即使欲校正的照度分布為3次以後的高次形狀，仍可透過酌情設定圖案濾鏡的透射率分布，從而進行照度不均校正。 　　依以上的各實施方式時，提供對於照度不均的校正性能的提升為有利的技術。 　　[0055] ＜物品製造方法的實施方式＞ 　　本發明的實施方式中的物品製造方法，係例如適於製造半導體裝置等的微型裝置、具有微細構造的元件等的物品。本實施方式的物品製造方法，係包含利用上述的光刻裝置(曝光裝置、壓印裝置、描繪裝置等)在基板轉印主板的圖案的程序、對在該程序轉印圖案的基板進行加工的程序。再者，如此之製造方法，係包含其他周知的程序(氧化、成膜、蒸鍍、摻雜、平坦化、蝕刻、抗蝕層剝離、切割、接合、封裝等)。本實施方式的物品製造方法，係比起歷來的方法，有利於物品的性能、品質、生產性、生產成本中的至少1者。 　　[0056] 本發明非限定於上述實施方式者，不脫離本發明的精神及範圍之下，可進行各種變更及變形。因此，附上以下的請求項以公開本發明的範圍。
[0057]
100‧‧‧曝光裝置
101‧‧‧照明光學系統
1‧‧‧放電燈
2‧‧‧橢圓鏡
3‧‧‧第1中繼光學系統
3a‧‧‧透鏡前群
3b‧‧‧透鏡後群
4‧‧‧光學積分器
4a‧‧‧入射端面
4b‧‧‧射出端面
40‧‧‧二次光源
41a‧‧‧二次光源影像
41b‧‧‧二次光源影像
42a‧‧‧二次光源影像
42b‧‧‧二次光源影像
5‧‧‧第2中繼光學系統
5a‧‧‧透鏡前群
5b‧‧‧透鏡後群
51‧‧‧透鏡驅動部
6‧‧‧濾光器
6A‧‧‧圖案濾鏡
6B‧‧‧圖案濾鏡
6C‧‧‧圖案濾鏡
6D‧‧‧圖案濾鏡
60‧‧‧調整部
61a‧‧‧調整部
61b‧‧‧調整部
62a‧‧‧調整部
62b‧‧‧調整部
7‧‧‧濾光器驅動部
102‧‧‧光罩台
103‧‧‧投影光學系統
104‧‧‧晶圓台
105‧‧‧控制部
105a‧‧‧記憶部
114‧‧‧晶圓台驅動部
115‧‧‧照度分布計測部
F1‧‧‧第1焦點
F2‧‧‧第2焦點位置
R‧‧‧光罩
S1‧‧‧共軛面
S2‧‧‧虛像面
W‧‧‧晶圓
[0007] 　　[圖1]就曝光裝置的構成進行繪示的圖。 　　[圖2]就調整部與二次光源的關係進行繪示的示意圖。 　　[圖3A]就調整部與光學積分器射出端面的成像關係進行繪示的圖。 　　[圖3B]就濾光器上的調整部的配置例進行繪示的圖。 　　[圖3C]就濾光器上的調整部的配置例進行繪示的圖。 　　[圖4]說明濾光器的作用的圖。 　　[圖5A]說明照度不均的校正方法的圖。 　　[圖5B]說明照度不均的校正方法的圖。 　　[圖5C]說明照度不均的校正方法的圖。 　　[圖6]就傾斜狀的照度不均的校正順序進行繪示的流程圖。 　　[圖7]就光軸對稱的照度不均的校正順序進行繪示的流程圖。 　　[圖8A]說明濾光器的作用的圖。 　　[圖8B]說明濾光器的作用的圖。 　　[圖9A]說明照度不均的校正方法的圖。 　　[圖9B]說明照度不均的校正方法的圖。 　　[圖10A]說明濾光器的作用的圖。 　　[圖10B]說明濾光器的作用的圖。 　　[圖11A]說明濾光器的作用的圖。 　　[圖11B]說明濾光器的作用的圖。

Claims (10)

  1. 一種照明光學系統，利用來自光源的光，就被照明面進行照明，具有：光學積分器，其配置於前述光源與前述被照明面之間；濾光器，其具有就入射於前述光學積分器的光的強度進行調整的調整部；其中，前述光學積分器係以內面使入射的光反射的桿型光學積分器，前述濾光器包含複數個第1區域與複數個第2區域，該複數個第1區域係在前述桿型光學積分器的射出端面形成彼此相同的方向的影像，該複數個第2區域係在前述射出端面形成相對於前述影像具有鏡像的關係的影像，前述調整部未設於前述第2區域，設於前述複數個第1區域，以透過來自設於前述複數個第1區域的前述調整部的光而形成於前述桿型光學積分器的射出端面的影像、透過來自前述複數個第2區域的光而形成於前述桿型光學積分器的射出端面的影像，就前述被照明面進行照明，透過變更與前述照明光學系統的光軸垂直的方向上的前述調整部的位置，從而變更前述被照明面上的照度。
  2. 一種照明光學系統，利用來自光源的光，就被照明面進行照明，具有：光學積分器，其配置於前述光源與前述被照明面之間；濾光器，其具有就入射於前述光學積分器的光的強度進行調整的調整部；其中，前述光學積分器係以內面使入射的光反射的桿型光學積分器，前述濾光器包含複數個第1區域與複數個第2區域，該複數個第1區域係在前述桿型光學積分器的射出端面形成彼此相同的方向的影像，該複數個第2區域係在前述射出端面形成相對於前述影像具有鏡像的關係的影像，前述調整部配置於前述複數個第1區域的一部分與前述複數個第2區域的一部分，設於前述複數個第1區域的一部分的前述調整部的個數與設於前述複數個第2區域的一部分的前述調整部的個數相同，以透過來自設於前述複數個第1區域的前述調整部的光而形成於前述桿型光學積分器的射出端面的影像、透過來自設於前述複數個第2區域的前述調整部的光而形成於前述桿型光學積分器的射出端面的影像，就前述被照明面進行照明，透過前述第1區域的前述調整部而調整的前述被照明 面上的照度分布的特性、和透過前述第2區域的前述調整部而調整的前述被照明面上的照度分布的特性不同，透過變更與前述照明光學系統的光軸垂直的方向上的前述調整部的位置，從而變更前述被照明面上的照度。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之照明光學系統，其進一步具有第1中繼光學系統，該第1中繼光學系統係配置於前述光源與前述光學積分器之間，將來自前述光源的光導往前述光學積分器，前述第1中繼光學系統，係包含使來自光源的光為平行光的第1透鏡、使透過該第1透鏡調為平行光的光聚光於前述光學積分器的入射端面的第2透鏡，前述濾光器，係配置於前述第1透鏡與前述第2透鏡之間。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之照明光學系統，其進一步具有就前述被照明面上的照度分布進行計測的計測部，基於透過前述計測部而計測的前述照度分布以變更前述濾光器的位置。
  5. 如申請專利範圍第4項之照明光學系統，其進一步具有就前述濾光器的驅動進行控制的控制部，前述控制部，係以從透過前述計測部而計測的前述照度分布所計算的照度不均落入容許範圍內的方式回授控制 前述濾光器的驅動。
  6. 如申請專利範圍第5項之照明光學系統，其進一步具有第2中繼光學系統，該第2中繼光學系統係配置於前述光學積分器與前述被照明面之間，將來自前述光學積分器的前述射出端面的光導往前述被照明面，前述第2中繼光學系統，係構成為包含使來自前述光學積分器的前述射出端面的光成為平行光的第3透鏡，亦即包含可移動於前述第2中繼光學系統的光軸方向的第3透鏡，前述控制部，係進一步以從透過前述計測部而計測的前述照度分布所計算的照度不均落入容許範圍內的方式回授控制前述第3透鏡的驅動。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之照明光學系統，其中前述第1區域係來自前述第1區域的光在前述桿型光學積分器的內面被反射而於前述桿型光學積分器的射出端面形成影像的區域。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之照明光學系統，其中，前述第1區域之中，在來自前述第1區域的光在前述桿型光學積分器的內面不反射而在前述桿型光學積分器的射出端面形成影像的區域，未設置前述調整部。
  9. 一種光刻裝置，將主板的圖案形成於基板，包含：就配置於被照明面的前述主板進行照明的如申請專利範圍第1或2項的照明光學系統；將前述圖案投影於前述基板的投影光學系統。
  10. 一種物品製造方法，包含：利用如申請專利範圍第9項的光刻裝置將圖案形成於基板的程序；就在前述程序形成前述圖案的基板進行加工的程序；其中，從經加工的基板獲得物品。
TW106129100A 2016-08-30 2017-08-28 Illumination optical system, lithography apparatus, and article manufacturing method TWI645261B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016168546A JP6761306B2 (ja) 2016-08-30 2016-08-30 照明光学系、リソグラフィ装置、及び物品製造方法
JP2016-168546 2016-08-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201820045A TW201820045A (zh) 2018-06-01
TWI645261B true TWI645261B (zh) 2018-12-21

Family

ID=61300901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106129100A TWI645261B (zh) 2016-08-30 2017-08-28 Illumination optical system, lithography apparatus, and article manufacturing method

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6761306B2 (zh)
KR (1) KR102212855B1 (zh)
CN (1) CN109643069B (zh)
TW (1) TWI645261B (zh)
WO (1) WO2018043423A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI700960B (zh) * 2019-05-29 2020-08-01 財團法人國家實驗研究院 光源調控方法、光源系統以及電腦程式產品

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7148268B2 (ja) * 2018-05-01 2022-10-05 キヤノン株式会社 制御装置、リソグラフィ装置、および物品の製造方法
JP7446096B2 (ja) * 2019-12-04 2024-03-08 キヤノン株式会社 照明光学系、および物品製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001135564A (ja) * 1999-11-05 2001-05-18 Canon Inc 投影露光装置
US20010046039A1 (en) * 1999-03-16 2001-11-29 Nikon Corporation Illumination apparatus, exposure apparatus and exposure method

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3440458B2 (ja) * 1993-06-18 2003-08-25 株式会社ニコン 照明装置、パターン投影方法及び半導体素子の製造方法
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
JP3259657B2 (ja) * 1997-04-30 2002-02-25 キヤノン株式会社 投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法
WO1999036832A1 (fr) * 1998-01-19 1999-07-22 Nikon Corporation Dispositif d'eclairement et appareil de sensibilisation
JP2000269114A (ja) 1999-03-16 2000-09-29 Nikon Corp 照明装置、露光装置及び露光方法
WO2000057459A1 (fr) * 1999-03-24 2000-09-28 Nikon Corporation Méthode d'exposition et dispositif correspondant
JP2001135560A (ja) * 1999-11-04 2001-05-18 Nikon Corp 照明光学装置、該照明光学装置を備えた露光装置、および該露光装置を用いたマイクロデバイス製造方法
TW594847B (en) * 2001-07-27 2004-06-21 Canon Kk Illumination system, projection exposure apparatus and method for manufacturing a device provided with a pattern to be exposed
TW200625027A (en) * 2005-01-14 2006-07-16 Zeiss Carl Smt Ag Illumination system for a microlithographic projection exposure apparatus
JP2010097975A (ja) * 2008-10-14 2010-04-30 Nikon Corp 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

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010046039A1 (en) * 1999-03-16 2001-11-29 Nikon Corporation Illumination apparatus, exposure apparatus and exposure method
JP2001135564A (ja) * 1999-11-05 2001-05-18 Canon Inc 投影露光装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI700960B (zh) * 2019-05-29 2020-08-01 財團法人國家實驗研究院 光源調控方法、光源系統以及電腦程式產品

Also Published As

Publication number Publication date
KR102212855B1 (ko) 2021-02-05
CN109643069A (zh) 2019-04-16
WO2018043423A1 (ja) 2018-03-08
TW201820045A (zh) 2018-06-01
JP6761306B2 (ja) 2020-09-23
KR20190040294A (ko) 2019-04-17
JP2018036425A (ja) 2018-03-08
CN109643069B (zh) 2021-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8520291B2 (en) Illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method
US7209218B2 (en) Exposure apparatus and method for manufacturing device using the exposure apparatus
JP2001313250A (ja) 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
JP2010004008A (ja) 光学ユニット、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
JPH10303123A (ja) 投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法
TWI645261B (zh) Illumination optical system, lithography apparatus, and article manufacturing method
JP3799275B2 (ja) 走査露光装置及びその製造方法並びにデバイス製造方法
JP4392879B2 (ja) 投影露光装置及びデバイスの製造方法
JP2016072507A (ja) 露光装置、露光方法、およびデバイス製造方法
JP2002033272A (ja) 露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法
US7242457B2 (en) Exposure apparatus and exposure method, and device manufacturing method using the same
JP2003297726A (ja) 露光装置
JP6015930B2 (ja) 露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法
JP2005012169A (ja) 露光装置及びデバイス製造方法
JP2002110529A (ja) 投影露光装置及び該装置を用いたマイクロデバイス製造方法
WO2010073795A1 (ja) 照明光学系、露光装置及びデバイスの製造方法
TW201821857A (zh) 反射折射光學系統、照明光學系統、曝光裝置及物品製造方法
JP2011003714A (ja) 露光方法、マスク、及びデバイス製造方法
JP2009157325A (ja) 露光照明装置及び露光パターンの位置ずれ調整方法
TWI805936B (zh) 曝光裝置及物品之製造方法
JP6970548B2 (ja) 照明光学系、露光装置、及び物品製造方法
WO2021044797A1 (ja) 露光装置、および、物品製造方法
CN107807494B (zh) 照明光学***、曝光装置以及物品制造方法
JP5653182B2 (ja) 露光方法、露光装置及びデバイス製造方法
JP4307039B2 (ja) 照明装置、露光装置及びデバイス製造方法