專利名稱：光學(xué)單元、照明光學(xué)裝置、曝光裝置、曝光方法以及元件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于光學(xué)單元、照明光學(xué)裝置、曝光裝置、曝光方法、以及 元件制造方法。更詳言之，本發(fā)明是關(guān)于照明光學(xué)裝置，其非常適合于用 以在微影制造工藝制造半導(dǎo)體元件、攝影元件、液晶顯示元件、及薄膜磁 頭等元件的曝光裝置。
背景技術(shù)：
此種典型的曝光裝置中，從光源射出的光束是透過(guò)作為光學(xué)積分器的 復(fù)眼透鏡，形成由多數(shù)個(gè)光源構(gòu)成的實(shí)質(zhì)上為面光源的二次光源(一般而 言，是照明光瞳的既定光強(qiáng)度分布)。以下，將在照明光瞳的光強(qiáng)度分布稱
為r光瞳強(qiáng)度分布」。又，照明光瞳定義為藉由照明光瞳與被照射面(曝光 裝置的情形下為光罩或晶圓)之間的光學(xué)系統(tǒng)的作用，使被照射面成為照明 光瞳的傅立葉轉(zhuǎn)換面的位置。
來(lái)自二次光源的光束是藉由聚光透鏡聚光后，重疊照明形成有既定圖 案的光罩。透射過(guò)光罩的光則透過(guò)投影光學(xué)系統(tǒng)成像于晶圓上，使光罩圖 案投影曝光(轉(zhuǎn)印)于晶圓上。形成于光罩的圖案經(jīng)高度集成化，為了將此 微細(xì)圖案正確地轉(zhuǎn)印于晶圓上，在晶圓上獲得均勻的照度分布是不可或缺 的。
曝光裝置中，有時(shí)會(huì)因某些理由而無(wú)法取得所欲的光瞳強(qiáng)度分布，進(jìn) 而導(dǎo)致投影光學(xué)系統(tǒng)無(wú)法發(fā)揮所欲成像性能。因此，本案申請(qǐng)人，已提出 藉由將濃度過(guò)濾器配置于照明光瞳面以修正(調(diào)整)光瞳強(qiáng)度分布的技術(shù) (參照日本特開(kāi)2004 - 247527號(hào)公l艮)。
發(fā)明內(nèi)容
曰本特開(kāi)2004 - 247527號(hào)公報(bào)所揭示的公知技術(shù)中，由于將具有既定 濃度分布(透射率分布)的過(guò)濾器配置于照明光瞳面，因此只要不更換濃度 過(guò)濾器即無(wú)法調(diào)整光瞳強(qiáng)度分布，是其問(wèn)題所在。
本發(fā)明有鑒于前述課題而構(gòu)成，其目的在于提供一種不更換光學(xué)構(gòu)件 即可調(diào)整光瞳強(qiáng)度分布的照明光學(xué)裝置。又，本發(fā)明的目的在于提供能使 用可調(diào)整光瞳強(qiáng)度分布的照明光學(xué)裝置，在所欲的照明條件下進(jìn)行良好曝 光的曝光裝置及曝光方法。
為了解決前述課題，本發(fā)明的第1實(shí)施形態(tài)所提供的光學(xué)單元，其特征在于，具備第1光路，可配置具有二維排列并可個(gè)別控制的多個(gè)光學(xué) 元件的空間調(diào)變?cè)?；?光路，具有供表面具有既定固定圖案的角度分 布賦予元件插入的機(jī)構(gòu)；以及第3光路，經(jīng)過(guò)該第1光路及該第2光路的 兩者的光的光路；在該角度分布賦予元件插入該第2光路時(shí)，根據(jù)射入該 角度分布賦予元件的光對(duì)射出的光賦予角度分布。
本發(fā)明的第2實(shí)施形態(tài)所提供的照明光學(xué)裝置，是根據(jù)來(lái)自光源的光 照明被照射面，其特征在于，具備第1實(shí)施形態(tài)的光學(xué)單元；以及分布 形成光學(xué)系統(tǒng)，藉由透過(guò)該空間光調(diào)變器及該角度分布賦予元件的光束， 在該照明光學(xué)裝置的照明光瞳形成既定光強(qiáng)度分布。
本發(fā)明的第3實(shí)施形態(tài)所提供的曝光裝置，其特征在于具備用以照 明既定圖案的第2實(shí)施形態(tài)的照明光學(xué)裝置，并將該既定圖案曝光于感光 性基板。
本發(fā)明的第4實(shí)施形態(tài)所提供的元件制造方法，其特征在于，包含 曝光步驟，使用第3實(shí)施形態(tài)的曝光裝置，將該既定圖案曝光于該感光性 基板；顯影步驟，使轉(zhuǎn)印有該圖案的該感光性基板顯影，將對(duì)應(yīng)該圖案的 形狀的光罩層形成于該感光性基板的表面；以及加工步驟，透過(guò)該光罩層 進(jìn)行該感光性基板的表面的加工。
本發(fā)明的第5實(shí)施形態(tài)所提供的曝光方法，是根據(jù)來(lái)自光源的光將既 定圖案曝光于感光性基板，其特征在于，具有第1步驟，將來(lái)自該光源 的光導(dǎo)向角度分布賦予元件以將既定的光瞳強(qiáng)度分布形成于照明光瞳；第2 步驟，將來(lái)自該光源的光分割成第1光束與朝向該角度分布賦予元件之與 該第1光束不同的第2光束；第3步驟，將該笫1光束導(dǎo)向具有二維排列 并可個(gè)別控制的多個(gè)光學(xué)元件的空間光調(diào)變器；第4步驟，將透過(guò)該空間 光調(diào)變器的第1光束導(dǎo)向該照明光瞳的位置；第5步驟，藉由透過(guò)該照明 光瞳的光照明該既定圖案；以及第6步驟，根據(jù)來(lái)自該被照明的該既定圖 案的光使感光性基板曝光。
本發(fā)明的第6實(shí)施形態(tài)所提供的電子元件制造方法，其特征在于，包 含曝光步驟，使用第5實(shí)施形態(tài)的曝光方法，將該既定圖案曝光于該感 光性基板；顯影步驟，使轉(zhuǎn)印有該圖案的該感光性基板顯影，將對(duì)應(yīng)該圖 案的形狀的光罩層形成于該感光性基板的表面；以及加工步驟，透過(guò)該光 罩層進(jìn)行該感光性基板的表面的加工。
本發(fā)明的照明光學(xué)裝置，才艮據(jù)透過(guò)空間光調(diào)變器(具有二維排列并可個(gè) 別控制的多個(gè)光學(xué)元件)的光束及例如繞射光學(xué)元件的角度分布賦予元件 的光束，在照明光瞳形成既定光強(qiáng)度分布。因此，藉由使用空間光調(diào)變器 可變地形成于照明光瞳的光強(qiáng)度分布，來(lái)修正使用角度分布賦予元件固定 地形成于照明光瞳的光強(qiáng)度分布，藉此可得到所欲的光瞳強(qiáng)度分布。更換光學(xué)構(gòu)件即可調(diào)整光瞳強(qiáng)度 分布。又，本發(fā)明的曝光裝置，能使用可調(diào)整光瞳強(qiáng)度分布的照明光學(xué)裝 置，在所欲的照明條件下進(jìn)行良好曝光，進(jìn)而制造良好的元件。
本發(fā)明的曝光方法中，將來(lái)自光源的光導(dǎo)向例如繞射光學(xué)元件的空間 光調(diào)變器以將既定的光瞳強(qiáng)度分布形成于照明光瞳。另一方面，將來(lái)自光 源的光分割成朝向角度分布賦予元件的第1光束及與第1光束不同的第2 光束，并將該第2光束導(dǎo)向具有二維排列并可個(gè)別控制的多個(gè)光學(xué)元件的 空間光調(diào)變器。透過(guò)空間光調(diào)變器的第2光束導(dǎo)向照明光瞳的位置，將既 定的光強(qiáng)度分布形成于照明光瞳。藉由透過(guò)照明光瞳的光照明既定圖案， 才艮據(jù)來(lái)自被照明的既定圖案的光使感光性基板曝光。
如此，藉由使用空間光調(diào)變器可變地形成于照明光瞳的光強(qiáng)度分布， 來(lái)修正使用角度分布賦予元件固定地形成于照明光瞳的光強(qiáng)度分布，藉此 可得到所欲的光瞳強(qiáng)度分布。其結(jié)果，本發(fā)明的曝光方法，亦能在所欲的 照明條件下進(jìn)行良好曝光，進(jìn)而制造良好的電子元件。
圖l概略顯示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的曝光裝置的構(gòu)成的圖。
圖2概略顯示空間光調(diào)變單元的構(gòu)成的圖。
圖3概略顯示柱面微復(fù)眼透鏡的構(gòu)成的立體圖。
圖4是以示意方式顯示本實(shí)施形態(tài)中形成的輪帶狀光瞳亮度分布及其 調(diào)整的圖。
圖5(a)是以示意方式顯示藉由繞射光學(xué)元件與空間光調(diào)變器形成4極 狀光瞳強(qiáng)度分布例的圖。
圖5(b)是以示意方式顯示藉由繞射光學(xué)元件與空間光調(diào)變器形成5極 狀光瞳強(qiáng)度分布例的圖。
圖6是顯示半導(dǎo)體元件的制造工藝的流程圖。
圖7是顯示液晶顯示元件等液晶元件的制造工藝的流程圖。
圖8是顯示反射型繞射光學(xué)元件的概略構(gòu)成的圖。
1:光源
2:整形光學(xué)系統(tǒng)
3:空間光調(diào)變單元
4:控制部
5:繞射光學(xué)元件
5A:繞射光學(xué)手段
6:無(wú)焦點(diǎn)透4竟
6a:前側(cè)透4竟群6b:后側(cè)透鏡群
7:既定面
8:圓錐轉(zhuǎn)向鏡系統(tǒng)
8a:第1棱鏡構(gòu)件
8b:第2棱鏡構(gòu)件
9:變焦透鏡
10:分光器
11:柱面孩i復(fù)眼透鏡
lla:第1復(fù)眼構(gòu)件
llaa， llba:柱面透鏡群
llab, llbb:柱面透4竟群
lib:第2復(fù)眼構(gòu)件
12:照明光瞳分布測(cè)量部
13:孔徑光闌
14:聚光光學(xué)系統(tǒng)
15:光罩遮簾
16:成像光學(xué)系統(tǒng)
31， 32， 33, 34:直角棱鏡
31a:射入面
33a:射出面
35:平4亍平面
36:空間光調(diào)變器
36a:反射鏡元件
36b:驅(qū)動(dòng)部
37, 38:分離膜
41:輪帶狀光瞳強(qiáng)度分布
42, 43:光瞳強(qiáng)度分布
42a， 42b, 42c， 42d:光強(qiáng)度分布
43a ~ 43e:光強(qiáng)度分布
51:棱鏡
51a:反射面
51b:反射面
52:反射型繞射光學(xué)元件
AX:光軸
M:光罩
MS:光罩載臺(tái)P: PL: W: WS:
基板
投影光學(xué)系統(tǒng) 晶圓
晶圓載臺(tái)
具體實(shí)施例方式
根據(jù)
本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。圖1概略表示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的 曝光裝置的構(gòu)成圖。圖2概略顯示空間光調(diào)變單元的構(gòu)成的圖。圖1中， 將沿著感光性基板的晶圓W的法線方向設(shè)定為Z軸，將在晶圓W面內(nèi)平4亍 于圖1的紙面的方向設(shè)定為Y軸，將在晶圓W面內(nèi)垂直于圖1的紙面的方 向設(shè)定為X軸。
參照?qǐng)D1，來(lái)自光源1的曝光用光(照明光)是供應(yīng)于本實(shí)施形態(tài)的曝光 裝置。光源1可使用例如供應(yīng)波長(zhǎng)為193nm的光的ArF準(zhǔn)分子激光光源或 供應(yīng)波長(zhǎng)為248nm的光的KrF準(zhǔn)分子激光光源等。>^光源1所射出的光， 藉由整形光學(xué)系統(tǒng)2擴(kuò)大成所欲截面形狀的光束后，射入空間光調(diào)變單元3。
空間光調(diào)變單元3，如圖2所示，具備配置成斜面彼此對(duì)向的一對(duì)直 角棱鏡31及32，配置成自此直角棱鏡對(duì)(31， 32)于光軸AX方向相隔間隔 且斜面彼此對(duì)向的一對(duì)直角棱4竟33及34，接近兩組直角棱鏡對(duì)(31, 32) 及(33, 34)而配置的平行平面板35,以及接近平行平面板35而配置的空間 光調(diào)變器36。
空間光調(diào)變單元3中，沿光軸AX射入直角棱鏡31的射入面31a的光， 是在直角棱鏡31內(nèi)部傳播后，射入形成于直角棱鏡31與32之間的分離膜 (分光器)37。分離膜37具有將射入光束振幅分割成反射光束與透射光束的 功能。在分離膜37反射的光是在直角棱鏡31及平行平面板35內(nèi)部傳播后， 射入空間光調(diào)變器36。
空間光調(diào)變器36,具有二維排列的多個(gè)反射鏡元件(一般稱為光學(xué)元 件)36a、及用以個(gè)別控制驅(qū)動(dòng)多個(gè)反射鏡元件36a的姿勢(shì)的驅(qū)動(dòng)部36b。驅(qū) 動(dòng)部36b依據(jù)來(lái)自控制部4的指令，來(lái)個(gè)別控制驅(qū)動(dòng)多個(gè)反射鏡元件36a 的姿勢(shì)。針對(duì)空間光調(diào)變器36的構(gòu)成及作用將于后述。
藉由空間光調(diào)變器36的多個(gè)反射鏡元件36a反射的光，在平行平面板 35及直角棱鏡33內(nèi)部傳播后，射入形成于直角棱鏡33與34之間的分離膜 38。分離膜38亦與分離膜37同樣地，具有將射入光束振幅分割成反射光 束與透射光束的功能。在分離膜38反射的光是在直角棱鏡33內(nèi)部傳播后， 從其射出面3 3a往空間光調(diào)變單元3外部射出。
在空間光調(diào)變器36的所有反射鏡元件36a的反射面沿XY平面定位的 基準(zhǔn)狀態(tài)下，沿光軸AX射入空間光調(diào)變單元3而經(jīng)由空間光調(diào)變器36的光是^v空間光調(diào)變單元3沿光軸AX射出。此外，經(jīng)由空間光調(diào)變器36而 透射過(guò)分離膜38的光，是在直角棱鏡34內(nèi)部傳播后，成為不要光往照明 光路外部導(dǎo)出。
另一方面，沿光軸AX射入直角棱鏡31的射入面3la而透射過(guò)分離膜 37的光，是在直角棱鏡32內(nèi)部傳播后，射入配置在直角棱鏡對(duì)(31, 32) 與(33, 34)間的照明光路中的繞射光學(xué)元件5。繞射光學(xué)元件5以可對(duì)照明 光路插脫自如的方式構(gòu)成，并以可與于其遠(yuǎn)場(chǎng)(遠(yuǎn)視野區(qū)域)形成不同的光 強(qiáng)度分布的其他繞射光學(xué)元件更換的方式構(gòu)成。
繞射光學(xué)元件5對(duì)照明光路的插脫，是依據(jù)來(lái)自控制部4的指令進(jìn)行。 一般而言，繞射光學(xué)元件是藉由將具有曝光用光(照明光)的波長(zhǎng)左右的間 距的段差形成于基板所構(gòu)成，具有將射入光束繞射至所欲的角度的作用。 以下，為了使曝光裝置的基本動(dòng)作易于理解，忽視空間光調(diào)變器36的作用， 并配置輪帶照明用繞射光學(xué)元件作為繞射光學(xué)元件5。
經(jīng)由繞射光學(xué)元件5的光，在直角棱鏡34內(nèi)部傳播后射入分離膜38。 經(jīng)由繞射光學(xué)元件5并透射過(guò)分離膜38的光，在直角棱4竟33內(nèi)部傳^番后， 從其射出面33a往空間光調(diào)變單元3外部射出。亦即，沿光軸AX射入空間 光調(diào)變單元3而經(jīng)由繞射光學(xué)元件5的光是從空間光調(diào)變單元3沿光軸AX 射出。此外，經(jīng)由繞射光學(xué)元件5而在分離膜38反射的光，是在直角棱鏡 34內(nèi)部傳播后，成為不要光往照明光路外部導(dǎo)出。
如上述，空間光調(diào)變單元3中，形成于直角棱鏡31與32之間的分離 膜37，是構(gòu)成將射入光束分割成兩個(gè)光束(一般而言為多個(gè)光束)的光分割 器。又，形成于直角棱鏡33與34之間的分離膜38,構(gòu)成將透過(guò)空間光調(diào) 變器36的光束與透過(guò)作為角度分布賦予元件的繞射光學(xué)元件5的光束合成 的光合成器。從空間光調(diào)變單元3射出的光射入無(wú)焦點(diǎn)透鏡6。
此處，將分離膜37至分離膜38的光路且為透過(guò)空間光調(diào)變器36的反 射鏡元件36a的光路作為第1光路。將分離膜37至分離膜38的光路且具 有供繞射光學(xué)元件5插入的機(jī)構(gòu)的光路作為第2光路。將從分離膜38射出 的光的光路且為經(jīng)過(guò)第1光路及第2光路的兩者的光的光路作為第3光路。 如圖2所示，第2光路的供繞射光學(xué)元件5插入的機(jī)構(gòu)，具有供繞射光學(xué) 元件5插入的空間。此外，光路是指在使用狀態(tài)下，光通過(guò)的路徑。
輪帶照明用繞射光學(xué)元件5具有當(dāng)具有矩形截面的平行光束射入時(shí)， 進(jìn)行該光束的波面分割并于其遠(yuǎn)場(chǎng)(或夫朗和變繞射區(qū)域)形成輪帶狀光強(qiáng) 度分布的功能。無(wú)焦點(diǎn)透鏡6是一種無(wú)焦點(diǎn)光學(xué)系統(tǒng)，設(shè)置成其前側(cè)焦點(diǎn) 位置與空間光調(diào)變器36的反射鏡元件36a位置及繞射光學(xué)元件5的位置為 大致一致且其后側(cè)焦點(diǎn)位置與圖中虛線所示的既定面7的位置為大致一致。
因此，射入繞射光學(xué)元件5的大致平行光束，在無(wú)焦點(diǎn)透鏡6的光瞳面形成輪帶狀光強(qiáng)度分布后，即以輪帶狀角度分布從無(wú)焦點(diǎn)透鏡6射出。
如上述，繞射光學(xué)元件5能發(fā)揮于表面具有既定固定圖案的角度分布 賦予元件的功能。亦即，當(dāng)繞射光學(xué)元件5插入第2光路時(shí)，根據(jù)射入繞 射光學(xué)元件5的光對(duì)射出的光賦予角度分布。繞射光學(xué)元件的既定固定圖 案，能使用遮光性或減光性圖案等的明暗圖案或表面的段差圖案等的相位 圖案。
無(wú)焦點(diǎn)透鏡6的前側(cè)透鏡群6a與后側(cè)透鏡群6b間的光^各中，在其光 瞳面的位置或其附近的位置，設(shè)置有圓錐轉(zhuǎn)向鏡系統(tǒng)8。圓錐轉(zhuǎn)向鏡系統(tǒng)8 的構(gòu)成及作用將于后述。
透射過(guò)無(wú)焦點(diǎn)透鏡6的光束，透過(guò)0值((7值=照明光學(xué)裝置的光罩側(cè)
數(shù)值孔徑/投影光學(xué)系統(tǒng)的光罩側(cè)數(shù)值孔徑)可變用變焦透鏡9射入分光器 10。透射過(guò)分光器10的光，沿照明光路射入柱面微復(fù)眼透鏡11。另一方面， 在分光器10反射的光，導(dǎo)向照明光路外，并射入照明光瞳分布測(cè)量部12。
照明光瞳分布測(cè)量部12丼備例如CCD攝影部，該CCD攝影部具有配置 于與柱面微復(fù)眼透鏡ll的射入面在光學(xué)上共軛的位置的攝影面，用以監(jiān)控 形成于柱面微復(fù)眼透鏡11的射入面的光強(qiáng)度分布。亦即，照明光瞳分布測(cè) 量部12具有以照明光瞳或與照明光瞳在光學(xué)上共軛的面測(cè)量光瞳強(qiáng)度分布 的功能。照明光瞳分布測(cè)量部12的測(cè)量結(jié)果供應(yīng)至控制部4。照明光瞳分 布測(cè)量部12的詳細(xì)構(gòu)成及作用，可參照例如日本特開(kāi)2006 - 054328號(hào)公 報(bào)或美國(guó)專利7>開(kāi)第2008 / 0030707號(hào)7>報(bào)。
如圖3所示，柱面微復(fù)眼透鏡11由配置于光源側(cè)的第1復(fù)眼構(gòu)件lla 與配置于光罩側(cè)的第2復(fù)眼構(gòu)件lib所構(gòu)成。在第1復(fù)眼構(gòu)件lla的光源 側(cè)的面及第2復(fù)眼構(gòu)件lib的光源側(cè)的面，分別以間距pl形成有排列于X 方向的柱面透鏡群llaa及l(fā)lba。在第1復(fù)眼構(gòu)件lla的光罩側(cè)的面及第2 復(fù)眼構(gòu)件11 b的光罩側(cè)的面，分別以間距p2 (p2 > pl)形成有排列于Z方向 的柱面透4竟群llab及l(fā)lbb。
當(dāng)著眼于在柱面微復(fù)眼透鏡ll的X方向的折射作用(亦即在XY平面的 折射作用)時(shí)，沿光軸AX射入的平行光束，即藉由形成在第1復(fù)眼構(gòu)件lla 的光源側(cè)的柱面透鏡群llaa，沿X方向以間距pl進(jìn)4亍波面分割，在該折射 面受到聚光作用后，在形成于第2復(fù)眼構(gòu)件lib的光源側(cè)的柱面透鏡群llba 中相對(duì)應(yīng)的柱面透鏡的折射面受到聚光作用，而聚光于柱面微復(fù)眼透鏡11 的后側(cè)焦點(diǎn)面上。
當(dāng)著眼于在柱面微復(fù)眼透鏡11的Z方向的折射作用(亦即在YZ平面的 折射作用)時(shí)，沿光軸AX射入的平行光束，即藉由形成在第1復(fù)眼構(gòu)件lla 的光罩側(cè)的柱面透鏡群llab,沿Z方向以間距p2進(jìn)行波面分割，在該折射 面受到聚光作用后，在形成于第2復(fù)眼構(gòu)件llb的光罩側(cè)的柱面透鏡群llbb中相對(duì)應(yīng)的柱面透鏡的折射面受到聚光作用，而聚光于柱面微復(fù)眼透鏡11 的后側(cè)焦點(diǎn)面上。
以此方式，柱面微復(fù)眼透鏡ll雖是藉由兩側(cè)面配置有柱面透4免群的第
1復(fù)眼構(gòu)件lla與第2復(fù)眼構(gòu)件lib所構(gòu)成，但亦可發(fā)揮與微復(fù)眼透鏡相同 的光學(xué)功能，其中該微復(fù)眼透鏡是將于X方向具有pl尺寸且于Z方向具有 p2尺寸的多數(shù)個(gè)矩形微小折射面縱橫且稠密地加以一體成形。柱面微復(fù)眼 透鏡ll中，可將因微小折射面的面形狀的偏差所造成的歪曲像差的變化抑 制于較小，而可將例如藉由蝕刻加工而一體成形的多數(shù)個(gè)微小折射面的制 造誤差對(duì)照度分布所造成的影響抑制于較小。
既定面7的位置設(shè)置于變焦透鏡9的前側(cè)焦點(diǎn)位置的附近，柱面微復(fù) 眼透鏡11的射入面則設(shè)置于變焦透鏡9的后側(cè)焦點(diǎn)位置的附近。換言之， 變焦透鏡9將既定面7與柱面微復(fù)眼透鏡11的射入面實(shí)質(zhì)上設(shè)置成傅立葉 轉(zhuǎn)換的關(guān)系，進(jìn)而將無(wú)焦點(diǎn)透鏡6的光瞳面與柱面微復(fù)眼透鏡11的射入面 配置成大致在光學(xué)上共軛。
因此，與無(wú)焦點(diǎn)透鏡6的光瞳面同樣地，在柱面孩i復(fù)眼透4竟11的射入 面上形成有例如以光軸AX為中心的^^帶狀照野。該^r帶狀照野的整體形狀， 取決于變焦透鏡9的焦點(diǎn)距離而相似地變化。柱面微復(fù)眼透鏡ll中作為波 面分割單位的矩形微小折射面，與在光罩M上待形成的照野形狀(進(jìn)而為在 晶圓W上待形成的曝光區(qū)域的形狀)相似的矩形。
射入柱面微復(fù)眼透鏡ll的光束是二維分割，在其后側(cè)焦點(diǎn)面或其附近 (進(jìn)而為照明光瞳)，形成有與藉由射入光束所形成的照野具有大致相同光 強(qiáng)度分布的二次光源，亦即由以光軸AX為中心的輪帶狀的實(shí)質(zhì)面光源構(gòu)成 的二次光源。來(lái)自形成于柱面微復(fù)眼透鏡ll的后側(cè)焦點(diǎn)面或其附近的二次 光源的光束，射入配置于其附近的孔徑光闌13。
孔徑光闌13具有輪帶狀開(kāi)口部(光透射部)，其是對(duì)應(yīng)形成于柱面微復(fù) 眼透鏡11的后側(cè)焦點(diǎn)面或其附近的輪帶狀二次光源?？讖焦怅@13構(gòu)成為 可對(duì)照明光路插脫自如，并以可與具有大小及形狀不同的開(kāi)口部的多個(gè)孔 徑光闌切換的方式所構(gòu)成?？讖焦怅@的切換方式可使用例如公知的旋轉(zhuǎn)方 式或滑動(dòng)方式等?？讖焦怅@13設(shè)置于與后述投影光學(xué)系統(tǒng)PL的射入光瞳 面大致光學(xué)共軛的位置，以規(guī)定有助于二次光源的照明的范圍。
來(lái)自受孔徑光闌13限制的二次光源的光，透過(guò)聚光光學(xué)系統(tǒng)14以重 疊方式照明光罩遮簾15。以此方式，于作為照明;f見(jiàn)野光闌的光罩遮簾15, 即形成對(duì)應(yīng)柱面^:復(fù)眼透鏡11的波面分割單位的矩形微小折射面形狀與焦 點(diǎn)距離的矩形照野。透射過(guò)光罩遮簾15的矩形開(kāi)口部(光透射部)的光束， 受到成像光學(xué)系統(tǒng)16的聚光作用后，即以重疊方式照明形成有既定圖案的 光罩M。亦即，成像光學(xué)系統(tǒng)16是將光罩遮簾15的矩形開(kāi)口部的像形成于光罩M上。
透射過(guò)保持于光罩載臺(tái)MS上的光罩M的光束，即透過(guò)投影光學(xué)系統(tǒng)PL， 將光罩圖案像形成于保持在晶圓載臺(tái)WS上的晶圓(感光性基板)W上。以此 方式， 一邊在與投影光學(xué)系統(tǒng)PL的光軸AX正交的平面(XY平面)內(nèi)以二維 方式驅(qū)動(dòng)控制晶圓載臺(tái)WS，進(jìn)而一邊以二維方式驅(qū)動(dòng)控制晶圓W,進(jìn)行一 次曝光或掃描曝光，藉此即可于晶圓W的各曝光區(qū)域使光罩M的圖案依序 曝光。
此外，藉由將例如復(fù)數(shù)極照明用(2極照明用、4極照明用、及8極照 明用等)繞射光學(xué)元件或圓形照明用繞射光學(xué)元件等具有適當(dāng)特性的繞射 光學(xué)元件設(shè)定于照明光路中，以取代輪帶照明用繞射光學(xué)元件5，即可進(jìn)行 各種形態(tài)的變形照明。繞射光學(xué)元件的切換方式，可使用例如公知的旋轉(zhuǎn) 方式或滑動(dòng)方式等。
圓錐轉(zhuǎn)向鏡系統(tǒng)8，從光源側(cè)起依序是由將平面朝向光源側(cè)且將凹圓錐 狀的折射面朝向光罩側(cè)的第1棱鏡構(gòu)件8a、及將平面朝向光罩側(cè)且將凸圓 錐狀的折射面朝向光源側(cè)的第2棱鏡構(gòu)件8b構(gòu)成。此外，第1棱4竟構(gòu)件8a 的凹圓錐狀的折射面與第2棱鏡構(gòu)件8b的凸圓錐狀的折射面，以彼此可抵 接的方式而形成互補(bǔ)。又，第1棱鏡構(gòu)件8a及第2棱鏡構(gòu)件8b中至少一 者的構(gòu)件構(gòu)成為可沿光軸AX移動(dòng)，且第1棱鏡構(gòu)件8a的凹圓錐狀的折射 面與第2棱鏡構(gòu)件8b的凸圓錐狀的折射面的間隔構(gòu)成為可變。以下，為了 易于理解，著眼于輪帶狀或4極狀的二次光源來(lái)說(shuō)明圓錐轉(zhuǎn)向鏡系統(tǒng)8的 作用及變焦透鏡9的作用。
在第1棱鏡構(gòu)件8a的凹圓錐狀折射面與第2棱鏡構(gòu)件8b的凸圓錐狀 折射面彼此抵接的狀態(tài)下，圓錐轉(zhuǎn)向鏡系統(tǒng)8具有平行平面板的功能，而 不會(huì)對(duì)所形成的4極狀或輪帶狀二次光源造成影響。然而，若使第1棱鏡 構(gòu)件8a的凹圓錐狀折射面與第2棱鏡構(gòu)件8b的凸圓錐狀折射面分離時(shí)， 輪帶狀或4極狀二次光源的寬度(輪帶狀二次光源的外徑與內(nèi)徑之差的1/2; 外接于4極狀二次光源的直徑(夕卜徑)與內(nèi)接的圓的直徑(內(nèi)徑)之差的1/2) 還是會(huì)保持一定，而輪帶狀或4極狀二次光源的外徑(內(nèi)徑)則會(huì)變化。亦 即，輪帶狀或4極狀二次光源的輪帶比(內(nèi)徑/外徑)及大小(外徑)會(huì)產(chǎn)生變 化。
變焦透鏡9具有相似地(等方地)擴(kuò)大或縮小輪帶狀或4極狀二次光源 的整體形狀的功能。例如，藉由使變焦透鏡9的焦點(diǎn)距離從最小值擴(kuò)大至 既定值，輪帶狀或4極狀二次光源的整體形狀即可相似擴(kuò)大。換言之，藉 由變焦透鏡9的作用，輪帶狀或4極狀二次光源的輪帶比不會(huì)變化，而其 寬度及大小(外徑)則會(huì)一起變化。如此，藉由圓錐轉(zhuǎn)向鏡系統(tǒng)8及變焦透 鏡9的作用，即可控制輪帶狀或4極狀二次光源的輪帶比與大小(外徑)。本實(shí)施形態(tài)中，空間光調(diào)變器36使用例如使二維排列的多個(gè)反射鏡元
件36a的面向分別連續(xù)變化的空間光調(diào)變器。此種空間光調(diào)變器，可使用 例如以下所揭示的空間光調(diào)變器，亦即日本特表平10 - 503300號(hào)公報(bào)及與 此對(duì)應(yīng)的歐洲專利公開(kāi)第779530號(hào)公報(bào)、日本特開(kāi)2004 - 78136號(hào)公報(bào)及 與此對(duì)應(yīng)的美國(guó)專利第6， 900,915號(hào)公報(bào)、日本特表2006 - 5243"號(hào)公 報(bào)及與此對(duì)應(yīng)的美國(guó)專利第7, 095， 546號(hào)公報(bào)、及日本特開(kāi)2006 - 113437 號(hào)公報(bào)。
空間光調(diào)變器36中，藉由依據(jù)來(lái)自控制部4的控制訊號(hào)而作動(dòng)的驅(qū)動(dòng) 部36b的作用，使多個(gè)反射鏡元件36a分別設(shè)定于既定面向。藉由空間光 調(diào)變器36的多個(gè)反射鏡元件36a而分別以既定角度反射的光，在無(wú)焦點(diǎn)透 鏡6的光瞳面、柱面孩i復(fù)眼透鏡11的射入面、以及柱面微復(fù)眼透鏡11的 后側(cè)焦點(diǎn)面或其附近的照明光瞳(配置有孔徑光闌13的位置)形成既定的光 強(qiáng)度分布。
亦即，無(wú)焦點(diǎn)透鏡6、變焦透鏡9、以及柱面微復(fù)眼透鏡11構(gòu)成分布 形成光學(xué)系統(tǒng)，其根據(jù)透過(guò)空間光調(diào)變器36的光束及透過(guò)繞射光學(xué)元件(角 度分布賦予元件)5的光束，在照明光學(xué)裝置(2 ~ 16)的照明光瞳形成既定光 強(qiáng)度分布。再者，在與孔徑光闌13在光學(xué)上共軛的其他照明光瞳位置，亦 即成像光學(xué)系統(tǒng)16的光瞳位置及投影光學(xué)系統(tǒng)PL的光瞳位置，亦形成與 上述既定光強(qiáng)度分布對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)度分布。
曝光裝置中，為了將光罩M的圖案以高精度且忠實(shí)地轉(zhuǎn)印于晶圓W,在 對(duì)應(yīng)圖案特性的適切照明條件下來(lái)進(jìn)行曝光相當(dāng)重要。為了達(dá)成此目的， 被要求于照明光學(xué)裝置(2-16)的照明光瞳進(jìn)而投影光學(xué)系統(tǒng)PL的光瞳面， 形成所欲的光強(qiáng)度分布。然而，如前所述，曝光裝置有時(shí)會(huì)因某些理由無(wú) 法得到所欲的光瞳強(qiáng)度分布，進(jìn)而使投影光學(xué)系統(tǒng)PL無(wú)法發(fā)揮所欲的成像 性能。
例如圖4所示，即使藉由繞射光學(xué)元件5而形成的輪帶狀光瞳強(qiáng)度分 布41的形狀及大小所欲形狀及大小，有時(shí)會(huì)有沿A-A截面的強(qiáng)度不同而 不均一的情形。本實(shí)施形態(tài)中，測(cè)量藉由繞射光學(xué)元件5而形成的輪帶狀 光瞳強(qiáng)度分布41所對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)度分布，并將測(cè)量結(jié)果(形狀、大小、強(qiáng)度 不均一等)供應(yīng)至控制部4。
控制部4才艮據(jù)來(lái)自照明光瞳分布測(cè)量部12的測(cè)量結(jié)果，將控制空間光 調(diào)變單元3中的空間光調(diào)變器36的控制訊號(hào)，供應(yīng)至空間光調(diào)變器36的 驅(qū)動(dòng)部36b。驅(qū)動(dòng)部36b，依據(jù)來(lái)自控制部4的指令^f吏多個(gè)反射鏡元件36a 的姿勢(shì)分別變化，以將各反射鏡元件36a設(shè)定于既定既定的面向。如上述， 藉由空間光調(diào)變器36的作用，如此，藉由空間光調(diào)變器36的作用，修正 繞射光學(xué)元件5所形成的輪帶狀光瞳強(qiáng)度分布41的強(qiáng)度的不均一性，以得到所欲的光瞳強(qiáng)度分布42。藉由此構(gòu)成，即使有因照明光學(xué)裝置(2 16) 內(nèi)的光學(xué)構(gòu)件(光透射構(gòu)件、反射構(gòu)件)的劣化或臟污等導(dǎo)致的光瞳強(qiáng)度分 布的不均一性的隨時(shí)間變化或來(lái)自光源1的光的光強(qiáng)度分布的隨時(shí)間變化， 亦能穩(wěn)定地取得所欲的光瞳強(qiáng)度分布42。
如上所述，本實(shí)施形態(tài)的照明光學(xué)裝置(2 16)中，才艮據(jù)透過(guò)空間光調(diào) 變器36 (具有二維排列且可個(gè)別控制的多個(gè)反射鏡元件(多個(gè)光學(xué)元件)36a) 的光束與透過(guò)繞射光學(xué)元件(角度分布賦予元件)5的光束，在照明光瞳形成 既定的光強(qiáng)度分布。因此，藉由使用空間光調(diào)變器36可變地形成于照明光 瞳的光強(qiáng)度分布，來(lái)修正使用繞射光學(xué)元件5形成于照明光瞳的光強(qiáng)度分 布，藉此可得到所:欲的光瞳強(qiáng)度分布。
亦即，本實(shí)施形態(tài)的照明光學(xué)裝置(2 16),與例如更換濃度過(guò)濾器的 公知技術(shù)不同地，可不更換光學(xué)構(gòu)件即可將光瞳強(qiáng)度分布調(diào)整至所欲狀態(tài)。 又，本實(shí)施形態(tài)的曝光裝置(2 WS),能使用可將光瞳強(qiáng)度分布調(diào)整至所欲 狀態(tài)的照明光學(xué)裝置(2 ~ 16)，在所欲的照明條件下進(jìn)行良好曝光。
又，本實(shí)施形態(tài)中，在空間光調(diào)變器36的基準(zhǔn)狀態(tài)下，射入發(fā)揮光分 割器功能的分離膜37的射入光束的行進(jìn)方向與從發(fā)揮光合成器功能的分離 膜38射出的射出光束的行進(jìn)方向平行(大致一致)。換言之，在空間光調(diào)變 器36的基準(zhǔn)狀態(tài)下，往空間光調(diào)變單元3的射入光束及來(lái)自空間光調(diào)變單 元3的射出光束的行進(jìn)方向，是與照明光學(xué)裝置的光軸AX—致(或平行)。 如上述，由于在空間光調(diào)變單元3的上游與下游的光路為同軸(或平行)， 因此例如能共用使用繞射光學(xué)元件的公知照明光學(xué)裝置與光學(xué)系統(tǒng)來(lái)形成 光瞳強(qiáng)度分布。
又，本實(shí)施形態(tài)中，空間光調(diào)變器36的多個(gè)反射鏡元件36a接近平行 平面板35配置。此時(shí)，平行平面板35發(fā)揮多個(gè)反射鏡元件36a的罩構(gòu)件 的功能，而能謀求空間光調(diào)變器36的耐久性的提升。
此外，上述說(shuō)明中，為了使實(shí)施形態(tài)的作用效果易于理解，顯示藉由 繞射光學(xué)元件5形成的光瞳強(qiáng)度分布41具有所欲形狀及大小的單純之例。 然而并不限定于此，能藉由使用空間光調(diào)變器36可變地形成于照明光瞳的 光強(qiáng)度分布，來(lái)修正(調(diào)整)藉由繞射光學(xué)元件5而形成的光瞳強(qiáng)度分布的 形狀、大小、強(qiáng)度的不均一性等。此時(shí)，亦可視需要，使光瞳強(qiáng)度分布的 形狀積極地變形，或積極地使光瞳強(qiáng)度分布的強(qiáng)度的均一性潰散而成為不 均一。
又，上述說(shuō)明中，藉由空間光調(diào)變器36可變地形成于照明光瞳的光強(qiáng) 度分布，來(lái)修正藉由繞射光學(xué)元件5而形成的光強(qiáng)度分布。然而并不限定 于此，亦能形成由繞射光學(xué)元件5形成于照明光瞳的第1區(qū)域的光強(qiáng)度分 布與空間光調(diào)變器36形成于照明光瞳的第2區(qū)域(與第1區(qū)域不同的區(qū)域)的光強(qiáng)度分布構(gòu)成的光瞳強(qiáng)度分布。
具體而言，例如圖5(a)所示，能形成由繞射光學(xué)元件5形成于照明光 瞳的2極狀光強(qiáng)度分布42a, 42b與空間光調(diào)變器36形成于照明光瞳的2 極狀光強(qiáng)度分布42c, 42d構(gòu)成的4極狀光瞳強(qiáng)度分布42?；蛘撸鐖D 5(b)所示，亦能形成由繞射光學(xué)元件5形成于照明光瞳的4極狀光強(qiáng)度分 布43a 43d與空間光調(diào)變器36形成于照明光瞳的中心單極狀光強(qiáng)度分布 43e構(gòu)成的5極狀光瞳強(qiáng)度分布43。
此處，形成于照明光瞳的第1區(qū)域的繞射光學(xué)元件5的光強(qiáng)度分布與 形成于照明光瞳的第2區(qū)域的空間光調(diào)變器36的光強(qiáng)度分布亦可有一部分 重疊。亦即，第1區(qū)域與第2區(qū)域亦可有一部分重疊。
又，如上述的空間光調(diào)變器36的光瞳強(qiáng)度分布的變更，例如亦可在進(jìn) 行掃描曝光時(shí)根據(jù)光罩M上的位置作變更。亦即，在光罩M上有多個(gè)圖案 區(qū)域的情形下，在照明既定圖案區(qū)域時(shí)，以例如圖5 (a)的光瞳強(qiáng)度分布42 進(jìn)行照明，并在照明與該既定圖案區(qū)域不同的圖案區(qū)域時(shí)，以圖5(b)的光 瞳強(qiáng)度分布43進(jìn)行照明。由于空間光調(diào)變器36的光瞳強(qiáng)度分布的變更能 在極短時(shí)間(大致為一瞬間)進(jìn)行，因此能在不使產(chǎn)能降低的情況下依光罩M 上多個(gè)圖案區(qū)域的各區(qū)域賦予最佳的照明條件。
又，上述說(shuō)明中，使用可個(gè)別控制二維排列的多個(gè)反射面的面向(傾斜) 的空間光調(diào)變器，作為具有可個(gè)別控制二維排列的多個(gè)光學(xué)元件的空間光 調(diào)變器。然而，并不限于此 ，亦可使用例如可個(gè)別控制二維排列的多個(gè)反 射面的高度(位置)的空間光調(diào)變器。此種空間光調(diào)變器，可使用例如以下 所揭示的空間光調(diào)變器，亦即日本特開(kāi)平6 - 281869號(hào)公報(bào)及與此對(duì)應(yīng)的 美國(guó)專利第5, 312,513號(hào)公報(bào)、以及日本特表2004 - 520618號(hào)公^艮及與 此對(duì)應(yīng)的美國(guó)專利第6， 885， 493號(hào)公報(bào)的圖ld。該等空間光調(diào)變器中，可 藉由形成二維的高度分布而賦予射入光與繞射面相同的作用。此外，亦可 將上述具有二維排列的多個(gè)反射面的空間光調(diào)變器，依據(jù)下述所揭示的內(nèi) 容來(lái)加以變形，亦即例如日本特表2006 - 513442號(hào)公報(bào)及與此對(duì)應(yīng)的美國(guó) 專利第6, 891,655號(hào)公報(bào)、以及曰本特表2005 - 524112號(hào)公報(bào)及與此對(duì) 應(yīng)的美國(guó)專利公開(kāi)第2005/0095749號(hào)公報(bào)。
又，上述說(shuō)明中，雖使用具有多個(gè)反射鏡元件的反射型空間光調(diào)變器， 但并不限于此，亦可使用例如美國(guó)專利第5, 229,872號(hào)公寺艮所揭示的透射 型空間光調(diào)變器。
又，上述說(shuō)明中，使用在光透射性基板的表面形成有相位型或振幅型 的繞射圖案的透射型繞射光學(xué)元件，來(lái)作為能以更換方式插入空間光調(diào)變 單元3中的照明光路的空間光調(diào)變器。然而并不限定于此，亦可代替透射 型繞射光學(xué)元件，使用反射型繞射光學(xué)元件、透射型折射光學(xué)元件、反射型光學(xué)元件等。
反射型繞射光學(xué)元件，在tt表面形成有相位型或振幅型的繞射圖案。 此外，透射型繞射光學(xué)元件的振幅型繞射圖案為光透射性基板表面的遮光 圖案，反射型繞射光學(xué)元件的振幅型繞射圖案為基板表面的反射圖案。透 射型繞射光學(xué)元件中，在光透射性基板表面形成透鏡面或棱鏡面等具有既 定形狀的折射面。另一方面，反射型折射光學(xué)元件中，在基板表面形成曲 面狀或楔狀的鏡面。
圖8是顯示反射型繞射光學(xué)手段5A的構(gòu)成。如圖8所示，反射型繞射 光學(xué)手段5A具備棱鏡51與反射型繞射光學(xué)元件52。繞射光學(xué)手段5A例如 在圖1中可取代繞射光學(xué)元件5插入第2光5^。亦即，如圖8所示，透射 過(guò)分離膜37的光在棱鏡51的反射面51a反射后，即射入反射型繞射光學(xué) 元件52。在反射型繞射光學(xué)元件52反射的光，即在棱鏡51的反射面51b 反射并射入分離膜38。
此外，上述實(shí)施形態(tài)中，藉由兩組直角棱鏡對(duì)(31， 32; 33, 34)與平 行平面板35與空間光調(diào)變器36構(gòu)成空間光調(diào)變單元3。然而并不限定于此， 空間光調(diào)變單元3的具體構(gòu)成可有各種形態(tài)。
又，上述實(shí)施形態(tài)中，對(duì)光束進(jìn)行振幅分割的分離膜37發(fā)揮光分割器 的功能，對(duì)光束進(jìn)行振幅分割的分離膜38發(fā)揮光合成器的功能。然而并不 限定于此，亦可使用偏光分離膜來(lái)作為光分割器及光合成器。此時(shí)，可形 成由繞射光學(xué)元件5形成于照明光瞳的第1偏光狀態(tài)(例如S偏光)的第1 光強(qiáng)度分布與空間光調(diào)變器36形成于照明光瞳的第2偏光狀態(tài)(例如P偏 光)的第2光強(qiáng)度分布構(gòu)成的光瞳強(qiáng)度分布。
又，上述實(shí)施形態(tài)中，亦可使用根據(jù)既定電子資料來(lái)形成既定圖案的 可變圖案形成裝置以取代光罩。若使用此種可變圖案形成裝置，則圖案即 使是縱置亦可將對(duì)同步精度所造成的影響減少至最低限度。此外，可變圖 案形成裝置可使用例如DMD(Digital Micro-Mirror Device:數(shù)位微鏡元 件)，其包含根據(jù)既定電子資料來(lái)驅(qū)動(dòng)的多個(gè)反射元件。使用DMD的曝光裝 置已揭示于例如日本特開(kāi)2004 - 304135號(hào)公報(bào)、國(guó)際專利公開(kāi)第 2006/080285號(hào)小冊(cè)子、美國(guó)專利公開(kāi)申請(qǐng)案第2007/0296936號(hào)。又，除 了 DMD等非發(fā)光型反射型空間光調(diào)變器以外，亦可使用透射型空間光調(diào)變 器，或亦可使用自發(fā)光型影像顯示元件。此外，即使圖案面為橫置的情況 下，亦可使用可變圖案形成裝置。
如上述，本實(shí)施形態(tài)的曝光方法中，將來(lái)自光源1的光導(dǎo)向作為空間 光調(diào)變器的繞射光學(xué)元件5而將既定光瞳強(qiáng)度分布形成于照明光瞳。另一 方面，將來(lái)自光源1的光分割成朝向繞射光學(xué)元件5的第1光束、以及與 第1光束不同的第2光束，并將此第2光束導(dǎo)向具有二維排列且可個(gè)別控制的多個(gè)反射鏡元件36a的空間光調(diào)變器36。透過(guò)空間光調(diào)變器36的第2 光束被導(dǎo)向照明光瞳的位置，將既定光強(qiáng)度分布形成于照明光瞳。藉由透過(guò)照明光瞳的光罩明光罩M的圖案，并沖艮據(jù)來(lái)自被照明的光罩M 的圖案的光使作為感光性基板的晶圓W曝光。如此，藉由使用空間光調(diào)變 器36可變地形成于照明光瞳的光強(qiáng)度分布，來(lái)修正使用繞射光學(xué)元件5固 定地形成于照明光瞳的光強(qiáng)度分布，藉此可得到所欲的光瞳強(qiáng)度分布。其 結(jié)果，即使本實(shí)施形態(tài)的曝光方法，亦能在所欲照明條件下進(jìn)行良好的曝 光。本實(shí)施形態(tài)的曝光方法中，如上所述，亦能測(cè)量形成于照明光瞳的既 定光強(qiáng)度分布，并根據(jù)此測(cè)量結(jié)果控制空間光調(diào)變器36的光調(diào)變。又，亦 可測(cè)量被曝光于作為感光性基板的晶圓W的被曝光圖案，判斷被曝光圖案 是否在容許范圍內(nèi)，當(dāng)判斷被曝光圖案在容許范圍外時(shí)，即控制空間光調(diào) 變器36的光調(diào)變。此時(shí)，具體而言，對(duì)涂布有光阻(感光性材料)的晶圓W進(jìn)行實(shí)際的曝 光，并使被曝光的晶圓W顯影，測(cè)量已顯影的光阻圖案?；蛘?，將光阻圖 案作為硬光罩對(duì)晶圓W表面進(jìn)行加工，并測(cè)量經(jīng)加工的晶圓W上的圖案。 此加工，包含例如晶圓W表面的蝕刻及金屬膜等的成膜的至少一方。其后，判斷被曝光圖案(光阻圖案及經(jīng)加工的晶圓W上的圖案的至少一 方的圖案)相對(duì)糸欠取得的實(shí)際元件圖案是否在容許范圍內(nèi)。此處，容許范圍 可設(shè)為欲取得的實(shí)際元件圖案與被曝光圖案的形狀誤差的容許范圍。又， 為了考量曝光步驟后接著進(jìn)行的對(duì)晶圓W表面加工處理時(shí)的誤差等來(lái)決定 容許誤差，亦可使用經(jīng)加工的晶圓W上的圖案來(lái)作為被曝光圖案。上述實(shí)施形態(tài)的曝光裝置，藉由組裝包含本專利申請(qǐng)范圍所列舉的各 構(gòu)成元件的各種次系統(tǒng)，以能保持既定的機(jī)械精度、電氣精度、光學(xué)精度 的方式所制造。為確保此等各種精度，于此組裝前后對(duì)各種光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行 用以達(dá)成光學(xué)精度的調(diào)整、對(duì)各種才幾械系統(tǒng)進(jìn)行用以達(dá)成機(jī)械精度的調(diào)整、 對(duì)各種電氣系統(tǒng)進(jìn)行用以達(dá)成電氣精度的調(diào)整。從各種次系統(tǒng)至曝光裝置 的組裝制造工藝，包含各種次系統(tǒng)彼此的機(jī)械連接、電路的配線連接、氣 壓回路的配管連接等。當(dāng)然，從各種次系統(tǒng)至曝光裝置的組裝制造工藝前， 有各次系統(tǒng)個(gè)別的組裝制造工藝。當(dāng)各種次系統(tǒng)至曝光裝置的組裝制造工 藝結(jié)束后，即進(jìn)行綜合調(diào)整，以確保曝光裝置整體的各種精度。此外，曝 光裝置的制造可在溫度及真空度等皆受到管理的無(wú)塵室進(jìn)行。其次，針對(duì)使用上述實(shí)施形態(tài)的曝光裝置的元件制造方法作說(shuō)明。圖6 表示半導(dǎo)體元件的制造步驟的流程圖。如圖6所示，半導(dǎo)體元件的制造步 驟中，將金屬膜蒸鍍于構(gòu)成半導(dǎo)體元件的基板的晶圓W(步驟S40)，并將感 光性材料的光阻涂布于該蒸鍍后的金屬膜上(步驟S42)。接著，使用上述實(shí)施形態(tài)的投影曝光裝置，將形成于光罩(標(biāo)線片)M的圖案轉(zhuǎn)印于晶圓W上的各照射區(qū)域(步驟S44:曝光步驟)，并進(jìn)行完成該轉(zhuǎn)印后的晶圓W的顯影， 亦即進(jìn)行轉(zhuǎn)印有圖案的光阻的顯影(步驟S46:顯彭步驟)。之后，藉由步驟 S46以產(chǎn)生于晶圓W表面的光阻圖案為光罩，對(duì)晶圓W表面進(jìn)行蝕刻等的加 工(步驟S48:加工步驟)。此處，光阻圖案指產(chǎn)生對(duì)應(yīng)藉由上述實(shí)施形態(tài)的投影曝光裝置所轉(zhuǎn)印 的圖案的形狀的凹凸的光阻層，且其凹部貫通光阻層者。步驟S48中，透 過(guò)該光阻圖案來(lái)進(jìn)行晶圓W表面的加工。在步驟S48所進(jìn)行的加工中，包 含例如晶圓W表面的蝕刻或金屬膜等的成膜中的至少一者。此外，步驟S44 中，上述實(shí)施形態(tài)的投影曝光裝置，以涂布有光阻的晶圓W為感光性基板 亦即基板P來(lái)進(jìn)行圖案的轉(zhuǎn)印。圖7表示液晶顯示元件等液晶元件的制造步驟的流程圖。如圖7所示， 液晶元件的制造步驟中，依序進(jìn)行圖案形成步驟(步驟S50)、彩色濾光片形 成步驟(步驟S52)、單元組裝步驟(步驟S54)、以及模塊組裝步驟(步驟S56)。步驟S50的圖案形成步驟中，使用上述實(shí)施形態(tài)的投影曝光裝置，將 電路圖案及電極圖案等既定圖案形成于涂布有光阻的玻璃基板上作為基板 P。在該圖案形成步驟中，包含曝光步驟，使用上述實(shí)施形態(tài)的投影曝光裝 置，在光阻層進(jìn)行圖案轉(zhuǎn)??；顯影步驟，進(jìn)行轉(zhuǎn)印有圖案的基板P的顯影 亦即進(jìn)行玻璃基板上的光阻層的顯影，以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)圖案形狀的光阻層；以 及加工步驟，透過(guò)該顯影后的光阻層來(lái)進(jìn)行玻璃基板表面的加工。步驟S52的彩色濾光片形成步驟中，形成彩色濾光片，其將多數(shù)個(gè)對(duì) 應(yīng)R(Red:紅)、G (Green:綠)、及B(Blue:藍(lán))的3個(gè)點(diǎn)的組排列成陣列 狀，或?qū)⒍鄠€(gè)R、 G、 B的3條條紋的濾光片的組排列于水平掃描方向。步驟S54的單元組裝步驟中，使用藉由步驟S50形成有既定圖案的玻 璃基板與藉由步驟S52所形成的彩色濾光片來(lái)組裝液晶面板(液晶單元)。 具體而言，例如將液晶注入玻璃基板與彩色濾光片之間，藉此形成液晶面 板。步驟S56的模塊組裝步驟中，對(duì)藉由步驟S54所組裝的液晶面板安裝 使該液晶面板進(jìn)行顯示動(dòng)作的電氣電路及背光等各種零件。又，本發(fā)明并不限于應(yīng)用在半導(dǎo)體元件制造用的曝光裝置，亦可廣泛 應(yīng)用于例如形成于方形玻璃板的液晶顯示元件或電漿顯示器等顯示裝置用 的曝光裝置、或用以制造攝影元件(CCD等)、微型裝置、薄膜磁頭、以及 DNA晶片等各種元件的曝光裝置。此外，本發(fā)明亦可應(yīng)用于使光微影步驟來(lái) 制造形成有各種元件的光罩圖案的光罩(光罩、標(biāo)線片等)時(shí)的曝光步驟(曝 光裝置)。此外，上述實(shí)施形態(tài)中，雖使用ArF準(zhǔn)分子激光光(波長(zhǎng)193nm)或KrF 準(zhǔn)分子激光光(波長(zhǎng)248 nm)作為曝光用光，但并不限于此，對(duì)其他適當(dāng)?shù)募す夤庠?，例如供?yīng)波長(zhǎng)為157nm的激光光的&激光光源等亦可應(yīng)用本 發(fā)明。
又，上述實(shí)施形態(tài)中，雖在曝光裝置中對(duì)照明光罩的照明光學(xué)系統(tǒng)應(yīng) 用本發(fā)明，但并不限于此，對(duì)照明光罩以外的被照射面的一般照明光學(xué)系 統(tǒng)亦可應(yīng)用本發(fā)明。
又，上述實(shí)施例中雖使用繞射光學(xué)元件，但并不限定于繞射光學(xué)元件， 例如亦可是歐洲專利公開(kāi)第1970943號(hào)公"^艮所揭示的折射光學(xué)元件。
又，上述實(shí)施形態(tài)中，亦可應(yīng)用所謂液浸法，其是以具有折射率大于 1. 1的介質(zhì)(典型為液體)來(lái)充滿投影光學(xué)系統(tǒng)與感光性基板間的光路中的 方法。此時(shí)，將液體充滿于投影光學(xué)系統(tǒng)與感光性基板間的光路中的方法， 可采用以下諸方法，亦即如國(guó)際公開(kāi)第W099/49504號(hào)公^^所揭示的局部充 滿液體、如日本特開(kāi)平6 - 124873號(hào)公報(bào)所揭示的使保持曝光對(duì)象的基板 的載臺(tái)在液槽的中移動(dòng)、或如日本特開(kāi)平10 - 303114號(hào)公報(bào)所揭示的將既 定深度的液體槽形成于載臺(tái)上并將基板保持于其中。
又，上述實(shí)施形態(tài)中，亦可應(yīng)用美國(guó)專利/>開(kāi)第2006/0203214號(hào)公報(bào)、 及美國(guó)專利公開(kāi)第2007/0146676號(hào)公報(bào)所揭示的偏光照明方法。
以上所說(shuō)明的實(shí)施形態(tài)，是為了使本發(fā)明易于理解而記載，而非為了 限制本發(fā)明而記載。因此，上述實(shí)施形態(tài)所揭示的各元件，亦包含屬于本 發(fā)明的技術(shù)范圍的所有設(shè)計(jì)變更或均等物的意旨。又，上述實(shí)施形態(tài)的各 構(gòu)成元件等，加以任意組合亦可。
權(quán)利要求
1、一種光學(xué)單元，其特征在于，具備第1光路，可配置具有二維排列并可個(gè)別控制的多個(gè)光學(xué)元件的空間調(diào)變?cè)?；?光路，具有供表面具有既定固定圖案的角度分布賦予元件插入的機(jī)構(gòu)；以及第3光路，經(jīng)過(guò)該第1光路及該第2光路的兩者的光的光路；在該角度分布賦予元件插入該第2光路時(shí)，根據(jù)射入該角度分布賦予元件的光對(duì)射出的光賦予角度分布。
2、 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)單元，其特征在于，其中，該第2光路的 該機(jī)構(gòu)，具有供該角度分布賦予元件插入的空間。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)單元，其特征在于，其中，該角度分 布賦予元件具備具有該既定固定圖案的基板。
4、 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的光學(xué)單元，其特征在于，其中， 該空間光調(diào)變器，具有二維排列的多個(gè)反射鏡元件、以及個(gè)別控制驅(qū)動(dòng)該 多個(gè)反射鏡元件的姿勢(shì)的驅(qū)動(dòng)部。
5、 如權(quán)利要求4所述的光學(xué)單元，其特征在于，其中，該驅(qū)動(dòng)部使該 多個(gè)反射鏡元件的面向連續(xù)地變化。
6、 如權(quán)利要求1至5項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的光學(xué)單元，其特征在于，其進(jìn) 一步具備將射入光束分割成多個(gè)光束的光分割器；該第1光路，被該光分割器分割的該多個(gè)光束中的第1光束的光路； 該第2光路，被該光分割器分割的該多個(gè)光束中的第2光束的光路。
7、 如權(quán)利要求1至6項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的光學(xué)單元，其特征在于，其進(jìn) 一步具備合成該第1及第2光束的光合成器；該第3光路，藉由該光合成器合成的該第1及第2光束的光路。
8、 如權(quán)利要求6或7所述的光學(xué)單元，其特征在于，其中，該光分割 器，具有將該射入光束分離成作為該第1光束的反射光束與作為該第2光 束的透射光束的分離膜。
9、 如權(quán)利要求6至8項(xiàng)中任一項(xiàng)的光學(xué)單元，其特征在于，其中，該 光合成器，具有將透過(guò)該空間光調(diào)變器的該第1光束分離成作為所需光束 的反射光束與作為不要光束的透射光束的分離膜。
10、 如權(quán)利要求6至9項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的光學(xué)單元，其特征在于，其 中，射入該光分割器的該射入方向的行進(jìn)方向與從該光合成器射出的射出 光束在基準(zhǔn)狀態(tài)的行進(jìn)方向?yàn)槠叫小?br>
11、 如權(quán)利要求1至IO項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的光學(xué)單元，其特征在于，其中，該光學(xué)單元，用于根據(jù)來(lái)自光源的光照明被照射面的照明光學(xué)裝置； 該第3光路，與該照明光學(xué)裝置的光軸一致或平行。
12、 如權(quán)利要求IO所述的光學(xué)單元，其特征在于，其中，該光學(xué)單元， 用于根據(jù)來(lái)自光源的光照明被照射面的照明光學(xué)裝置；該射出光束在該基準(zhǔn)狀態(tài)的行進(jìn)方向，與該照明光學(xué)裝置的光軸一致 或平行。
13、 一種照明光學(xué)裝置，根據(jù)來(lái)自光源的光照明被照射面，其特征在 于，具備權(quán)利要求1至12項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的光學(xué)單元；以及 分布形成光學(xué)系統(tǒng)，根據(jù)透過(guò)該空間光調(diào)變器及該角度分布賦予元件 的光束，在該照明光學(xué)裝置的照明光瞳形成既定光強(qiáng)度分布。
14、 如權(quán)利要求13所述的照明光學(xué)裝置，其特征在于，其進(jìn)一步具備 照明光瞳分布測(cè)量部，以該照明光瞳或與該照明光瞳在光學(xué)上共扼的面測(cè) 量形成于該照明光瞳的既定光強(qiáng)度分布；以及控制部，根據(jù)該照明光瞳分 布測(cè)量部的測(cè)量結(jié)果，控制該光學(xué)單元中的該空間光調(diào)變器。
15、 一種曝光裝置，其特征在于具備用以照明既定圖案的權(quán)利要求13或14所述的照明光學(xué)裝置，并 將該既定圖案曝光于感光性基板。
16、 一種元件制造方法，其特征在于，包含曝光步驟，使用權(quán)利要求15所述的曝光裝置，將該既定圖案曝光于該 感光性基板；顯影步驟，使轉(zhuǎn)印有該圖案的該感光性基板顯影，將對(duì)應(yīng)該圖案的形 狀的光罩層形成于該感光性基板的表面；以及加工步驟，透過(guò)該光罩層進(jìn)行該感光性基板的表面的加工。
17、 一種曝光方法，根據(jù)來(lái)自光源的光將既定圖案曝光于感光性基板， 其特，在于，，有 、，、"、、、。廠'、、 、、，強(qiáng)度分布形成于照明光瞳；第2步驟，將來(lái)自該光源的光分割成第1光束與朝向該角度分布賦予元件之與該第1光束不同的第2光束；第3步驟，將該第1光束導(dǎo)向具有二維排列并可個(gè)別控制的多個(gè)光學(xué)元件的空間光調(diào)變器；第4步驟，將透過(guò)該空間光調(diào)變器的第1光束導(dǎo)向該照明光瞳的位置；第5步驟，藉由透過(guò)該照明光瞳的光照明該既定圖案；以及第6步驟，根據(jù)來(lái)自該被照明的該既定圖案的光使該感光性基板曝光。
18、 如權(quán)利要求17所述的曝光方法，其特征在于，其進(jìn)一步包含第7步驟，測(cè)量形成于該照明光瞳的既定光強(qiáng)度分布；以及第8步驟，沖艮據(jù)該 第7步驟的測(cè)量結(jié)果控制以該空間光調(diào)變器進(jìn)行的光調(diào)變。
19、 如權(quán)利要求17或18所述的曝光方法，其特征在于，其進(jìn)一步包 含第9步驟，測(cè)量曝光于該感光性基板的被曝光圖案；第10步驟，判斷該被曝光圖案是否在容許范圍內(nèi)；以及 第11步驟，當(dāng)在該第10步驟判斷該被曝光圖案在容許范圍外時(shí)，即 控制以該空間光調(diào)變器進(jìn)行的光調(diào)變。
20、 一種電子元件制造方法，其特征在于，包含曝光步驟，使用權(quán)利要求17至19項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的曝光方法，將該 既定圖案曝光于該感光性基^f反；顯影步驟，使轉(zhuǎn)印有該圖案的該感光性基板顯影，將對(duì)應(yīng)該圖案的形 狀的光罩層形成于該感光性基板的表面；以及加工步驟，透過(guò)該光罩層進(jìn)行該感光性基板的表面的加工。
全文摘要
光學(xué)單元(3)，其具備第1光路，可配置具有二維排列并可個(gè)別控制的多個(gè)光學(xué)元件(36a)的空間調(diào)變?cè)?36)；第2光路，具有供于表面具有既定固定圖案的角度分布賦予元件(5)插入的機(jī)構(gòu)；以及第3光路，經(jīng)過(guò)該第1光路及該第2光路的兩者的光的光路。在角度分布賦予元件(5)插入該第2光路時(shí)，根據(jù)射入該角度分布賦予元件(5)的光對(duì)射出的光賦予角度分布。
文檔編號(hào)G03F7/20GK101681120SQ20088001831
公開(kāi)日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月31日
發(fā)明者谷津修 申請(qǐng)人:株式會(huì)社尼康