照明光学装置、曝光装置及元件制造方法

专利名称：照明光学装置、曝光装置及元件制造方法
技术领域：
本发明是关于用以照射被照射物体的照明光学装置、具备该照明光学 装置的曝光装置、以及使用该曝光装置的元件制造方法。
背景技术：
以往，制造半导体集成电路等微等微元件时所使用的曝光装置，有例
如特开2002 - 353105号公报中所揭示的曝光装置。此曝光装置，具备用以 照射形成有既定图案的标线片等掩模的照明光学装置，以及用以将该照明 光学装置照射掩模而形成的图案像投影至涂有感光性材料的晶圆、玻璃板 等基板的投影光学装置。
照明光学装置，具备用以调整在掩模的被照射面上的光瞳亮度分布的 空间光调变构件。此空间光调变构件具备排列成矩阵状的多个反射光学元 件，在各该反射光学元件的反射面分别涂有反射膜。此外，各反射光学元 件，藉由各自的反射面将来自光源的曝光用光分别反射向掩模。
又，各反射光学元件，能变更反射面相对曝光用光分别对各反射面的 入射方向的倾斜角。此外，藉由就各反射光学元件变更反射面相对曝光用 光光轴的倾斜角，即能适当调整在掩模被照射面上的光瞳亮度分布。

发明内容
近来，为谋求上述图案像对基板的投影效率及精度的提升，而强烈希 望达成曝光用光的高输出化。然而，由于在构成空间光调变构件的各反射 光学元件的反射面涂布(coating)耐久性较高的反射膜是非常困难的，因此 多是分别涂布耐久性较低的反射膜。因此，空间光调变构件的寿命，会因 从光源输出的曝光用光的强度越强而使得反射膜的恶化越快、或因绕至各 反射光学元件驱动部分的光量变多而导致该驱动部分的破损而变短。如上 所述，此种曝光用光的强度较强的场合与曝光用光的强度较弱的场合相较， 会有空间光调变构件的更换较快情形。
然而，上述构成的曝光装置，有时必须在暂时停止曝光装置的驱动的 状态下进行空间光调变构件的更换。承上所述，由于光源输出的曝光用光 的强度越强、更换空间光调变构件的时间即越快，因此在曝光用光的光路 内配置空间光调变构件的曝光装置，会因光源的高输出而^f吏得樣i元件的制 造效率反而有降低下之虞。本发明有鉴于上述情形，其目的是提供一种即使在从光源输出的光的 光路内配置空间光调变构件的场合，亦能对光源的高输出化而提升元件制 造效率作出贡献的照明光学装置、曝光装置及元件制造方法。
本发明的照明光学装置，将从光源输出、沿既定光路行进的光导向^皮
照射物体，其特征在于具备多个空间光调变构件，由具有可动反射面的 多个反射光学元件排列成矩阵状所构成；各该空间光调变构件中的至少1 个配置在该光路内。
根据上述构成，从光源输出的光藉由排列成矩阵状的多个空间光调变 构件而被导向被照射物体。因此，与使用1个空间光调变构件将光源输出 的光导向被照射物体的公知情形相较，可藉由空间光调变构件使用数的增 加份，延迟使曝光装置的驱动暂时停止以更换空间光调变构件的时序。因 此，即使是在光源输出的光的光路内配置空间光调变构件的场合，亦能对 光源高输出化带来的元件制造效率的提升作出贡献。
根据本发明，光源高输出化带来的元件制造效率的提升作出贡献。


图1显示第1实施形态的曝光装置的概略构成图。
图2显示第1实施形态的可动多反射镜的概略立体图。
图3显示构成可动多反射镜的反射镜要件的排列态样的概略立体图。
图4显示驱动反射镜要件的驱动部构成的概略立体图。
图5显示第2实施形态的照明光学装置的一部分的概略构成图。
图6显示第3实施形态的照明光学装置的一部分的概略构成图。
图7显示第4实施形态的照明光学装置的一部分的概略构成图。
图8显示第5实施形态的照明光学装置的一部分的概略构成图。
图9元件的制造例的流程图。
图10与半导体元件的情形时的基板处理相关的详细流程图。
具体实施例方式
<第1实施形态〉
以下，针对将本发明予以具体化的第1实施形态，根据图1 ~图4加以 说明。
如图1所示，本实施形态的曝光装置11，由供应来自曝光用光源12的 曝光用光EL的照明光学装置13、用以保持形成有既定图案的标线片R(掩 模(即光罩，以下均称为掩模)亦可)的标线片载台14、投影光学装置15、 以及用以保持表面涂有光阻等感光性材料的晶圓W的晶圓载台16所构成。 曝光用光源12，例如由ArF准分子激光光源构成。此外，从曝光用光源12射出的曝光用光EL藉由通过照明光学装置13，而被调整成均匀的照明标线 片R上的图案。
标线片载台14,在后述投影光学装置15的物体面侧，被配置成其标线 片R的装载面与投影光学装置15的光轴方向大致正交。此投影光学装置15 具备内部填充有氮等非活性气体的镜筒17，此镜筒17内沿曝光用光EL的 光路设有未图示的多个透镜。此外，以曝光用光EL照明的标线片R上的图 案像，在通过投影光学装置15而缩小为既定缩小倍率的状态下，纟皮投影转 印至晶圓载台16上的晶圆W。此处，所谓光路是指在使用状态下，光通过 的路径。
其次，根据图l说明本实施形态的照明光学装置131如下。 照明光学装置13，具备从曝光用光源12输出的曝光用光EL入射的中 继光学系18。此中继光学系18，具备典型上从曝光用光源12侧起依序沿 光轴AX1配置的第1正透镜19、负透镜2Q及第2正透镜21。此外，从曝 光用光源12射入中继光学系18的曝光用光EL,是在其剖面形状被;汰大的 状态下射出至曝光用光源12的相反侧。
照明光学装置13中，在中继光学系18的曝光用光源12的相反侧，如 图1及图2所示，以无法移动的状态设有由多(图2中仅显示15个)个可动 多反射镜22排列成矩阵状的反射光学系23。此反射光学系23具备平板状 的基台24，在该基台24上，Y方向形成有5列由并列于X方向的3个可动 多反射镜22组成的反射镜列。又，在各可动多反射镜22分别形成有能反 射曝光用光EL的略矩形的有效区域25，在所有可动多反射镜22的有效区 域25分别射入曝光用光EL。此外，上述可动多反射镜22的排列(亦即，X 方向3个、Y方向5个)仅为一例，可动多反射镜22的排列及数量可以是与 上述排列不同的排列及数量。
被各可动多反射镜22反射的曝光用光EL，经过沿着与各可动多反射镜 22入射侧的光轴AX1成既定角度的光轴AX2配置的聚光光学系(分布形成光 学系)26射入光学积分器(本实施形态为复眼透镜)27。此处，聚光光学系 26的前侧焦点位置，位于各可动多反射镜22的各反射镜要件所在的排列面 Pl的附近，聚光光学系26的后侧焦点位置则位于光学积分器27的入射面 附近的面P2。此光学积分器27是由多(图1中仅显示5个)个透镜元件28 二维排列而构成。又，射入至光学积分器27的曝光用光EL，被各透镜元件 28分歧为多个光束。其结果，在光学积分器27的图1中右侧面(亦即，像 面)形成多数个光源像。
从光学积分器27射出的曝光用光EL、亦即从多数个光源4象射出的光束， 通过聚光光学系29而成为分别重叠聚光的状态照射掩模遮帘30。之后，通 过掩模遮帘30的开口部31的曝光用光EL，经聚光光学系32而照射标线片R。又，在标线片R中被曝光用光EL照射的照射区域的光瞳亮度分布，经 适当调整。
,本实施形态中，以光学积分器27形成的二次光源作为光源，对被配置 于照明光学系IL的^C照射面的标线片R进行+了勒(Koehler)照明。因此， 形成二次光源的位置P3与投影光学系PL的孔径光阑AS的位置P4为光学 共辄，可称二次光源的形成面P3为照明光学系IL的照明光瞳面。典型上， 相对照明光瞳面，被照射面(配置掩模M的面、或包含^:影光学系PL就照 明光学系考量时配置晶圓W的面)为光学性傅利叶变换面。
又，本实施形态，在光学积分器27的射出侧设有用以反射曝光用光EL 的一部分的分歧反射镜，并设有用以接收分歧反射镜的反射光的曝光量感 测器SE1。可藉由监测此曝光量感测器SE1的输出以进行曝光量控制。
又，本实施形态中，在晶圓载台16设有用以监测到达晶圆W的曝光用 光的光瞳亮度分布的光瞳亮度分布检测部SE2。此光瞳强度分布检测部的构 成，已揭示于例如日本特开2006 - 59834号公报及与此对应的美国专利公 开第2008 / 0030707号公报。此处，作为参照援用美国专利公开第2008 / 0030707号公报。
其次，根据图2 ~图4说明可动多反射镜22的构成如下。 如图2及图3所示，可动多反射镜22具备多个在反射面34涂(coating) 有反射膜的俯视正方形的反射镜要件33，各该反射镜要件33分别排列成矩 阵状。这些各反射镜要件33，为谋求降低在反射光学系23的光量损失而以 极力缩小相邻反射镜要件33彼此间的间隙的方式配置。此外，各反射镜要 件33为变更相对曝光用光EL的光路的倾斜角而被设计成分别可动。又， 在以下记载中，将「反射镜要件33相对于曝光用光EL的光路的倾斜角J 、 简单的称为「反射镜要件33的倾斜角J 。如图1所示，可动多反射镜22 的各反射镜要件，是沿着位于XY平面的排列面Pl排列。
本实施形态的反射光学系23,是由多种类(本实施形态中为2种)的可 动多反射镜22A， 22B构成。具体而言，在Y方向、在图2中最靠近前方的 反射镜列、位于各反射镜列正中间的反射镜列、以及位于最内侧的反射镜 列由第1可动多反射镜22A分别构成，另一方面，其余的反射镜列则由第2 可动多反射镜22B分别构成。第1可动多反射镜22A,如图4所示，具备多 个能以第1轴S1为中心旋动的反射镜要件33。另一方面，第2可动多反射 镜22B,具备多个能以和第1轴Sl大致正交的第2轴S2为中心旋动的反射 镜要件33。又，第1轴S1相当于反射镜要件33的两对角线中、第l对角 线的轴，且第2轴S2为相当于与第l对角线正交的第2对角线的轴。
其次，根据國4,说明构成第1可动多反射镜22A的反射镜要件33的 驱动部。又，构成第2可动多反射镜22B的反射镜要件33的驱动部，除了
8以第2轴S2为中心使反射镜要件33旋动的点外，与构成第1可动多反射 镜22A的反射镜要件33的驱动部构成相同，因此省略其说明。
如图4所示，构成第1可动多反射镜22A的反射镜要件33的驱动部35， 具备与反射镜要件33的形状对应对应的正方形板状的基材36,在该基材 36四角中位于第1轴Sl上的两角，分别立设有支柱构件37。此外，在驱 动部35设有延伸于第1轴Sl的延设方向的铰链构件38,该铰链构件38在 能以第1轴Sl为中心旋转的状态支撑于支柱构件37。此外，在铰链构件 38的长边方向中心部设有突出于Z方向的突出部39，反射镜要件33透过 突出部39被固定于4交链构件38。
在铰链构件38的长边方向的第1端部侧及第2端部侧，分别形成有从 铰链构件38延伸于与第1轴Sl正交的两方向的第1电极部40。又，基材 36上与4个第1电极部40对应的位置分别设有第2电极部41。在彼此处 于对应关系的第1电极部40与第2电极部41之间产生电位差的情形时， 藉由依据这些各电位差而作用的静电力，铰链构件38以第1轴Sl为中心 旋转的结果，反射镜要件33即以第1轴Sl为中心旋动。亦即，反射镜要 件33的倾斜角，可藉由调整彼此处于对应关系的各电极部40, 41间的各 电位差来进行控制。
此外，入射于各可动多反射镜22A， 22B的曝光用光EL,分别被偏向于 与射入的各反射镜要件33的倾斜角对应的方向。此处，由于可-见为是分布 形成光学系的聚光光学系26具有将入射光的角度资讯转换为位置资讯的功 能，亦即，藉各别调整各反射镜要件33的倾^f角，将曝光用光EL在光学 积分器27的入射面附近的面P2的剖面形状变形为所欲的大小及形状。又， 此聚光光学系26,使经由可动多反射镜22A的曝光用光EL的一部分与经由 可动多反射镜22B的曝光用光的一部分，在面P2至少部分重叠。由于来自 多个可动多反射镜22A， 22B的曝光用光重叠，因此能提前在重叠区域的光 强度均一性。
换言之，藉由各可动多反射镜22A, 22B而在空间上角度调变的光，因 聚光光学系26而成为在空间上调变的光，在面P2形成所欲光强度分布的 光瞳强度分布。
又，所谓光瞳强度分布，是指在照明光学系的照明光瞳面或与该照明 光瞳面光学上共轭面的光强度分布(亮度分布)。在光学积分器27分割的波 面分割数比较大的情形时，形成在光学积分器27的入射面附近的面P2的 全面的光强度分布、与二次光源全体的全面的光强度分布(光瞳强度分布) 显示了非常高的相关性。因此，在光学积分器27的入射面、及与该入射面 光学上共轭面P3， P4的光强度分布，亦可称为光瞳强度分布。
如以上所述，在亦为光学积分器27的后侧焦点面的面P3，会形成与剖面形状经变形为所;欲的大小及形状的曝光用光EL具有大致相同光强度分布
的二次光源。进一步的，在与光学积分器27的后侧焦点面光学上共轭的其 他照明光瞳位置、亦即在聚光光学系32的光瞳位置及投影光学系PL的光 瞳位置，会形成与形成在面P3的光瞳强度分布对应的光强度分布。
又，作为光瞳强度分布，举一例而言，可使用环带状、多个极状(2极 状、4极状等)的光强度分布。此处，在形成有环带状的光瞳强度分布的情 .形可进行环带照明，而在形成有多个极状的光瞳强度分布的情形则可进行 多极照明。
承上所述，本实施形态可获得如下的效果。
(1) 从曝光用光源12输出的曝光用光EL,是藉由构成反射光学系23的 所有可动多反射镜22A, 22B被反射向聚光光学系26侧而导向标线片R。因 此，即使来自曝光用光源12的曝光用光EL经高输出化，入射至各可动多 反射镜22A, 22B的曝光用光EL的强度，与从曝光用光源12输出的所有所 有曝光用光EL入射至1个可动多反射镜22的公知情形相较是较弱的。其 结果，曝光用光EL所入射的各反射镜要件33的反射面所涂(coating)的反 射膜恶化，与公知情形相较会变得较慢，可动多反射镜22A, 22B的寿命获 得延长。亦即，能延迟更换可动多反射镜22A, 22B的时序。因此，即使是 在从曝光用光源12输出的曝光用光EL的光3各内配置可动多反射镜22A， 22B 的场合，亦能对曝光用光源12的高输出化带来的半导体元件制造效率的提 升作出贡献。
(2) 构成第1可动多反射镜22A的反射镜要件33的旋动方向与构成第2 可动多反射镜22B的反射镜要件33的旋动方向，彼此互异。因此，与反射 光学系23仅由一种可动多反射镜22(例如第1可动多反射镜22A)构成的情 形相较，可提高使照射标线片R的曝光用光EL的大小及形状变形时的自由度。
(3) 由于排列面Pl与入射侧光轴AX1所夹角度a 、以及排列面Pl与射 出侧光轴AX2所夹角度P ，是设定为在沿排列面Pl的面、可动多反射镜22A, 22B的多个反射镜要件33以外部分(典型上，反射镜要件33间的间P承)及在 可动多反射镜22A, 22B的有效区域25以外的领域，O次反射光N会朝向聚 光光学系26的入射光瞳外，因此可防止0次反射光对光瞳亮度分布造成的 影响，典型上，可防止在光轴AX2附近的位置形成光点。
<第2实施形态〉
其次，依据图5说明本发明的第2实施形态。第2实施形态中，曝光 用光源12与反射光学系23之间配置的光学元件与第1实施形态不同。因 此，与以下的说明中，主要说明与第1实施形态不同的部分，与第1实施 形态相同或相当的构件构成赋予相同符号省略重复的说明。如图5所示，在曝光用光源12与反射光学系23之间，设有沿光轴AX1 配置的一对角锥台旋转三棱镜对50,该角锥台旋转三棱镜对50由配置在曝 光用光源12侧的第1棱镜构件51与配置在反射光学系23侧的第2棱镜构 件52构成。第l棱镜构件51中，在曝光用光源12侧形成有与曝光用光EL 的光轴正交的平面、且在反射光学系23侧形成有凹状的折射面51a。此折 射面51a,是由与曝光用光EL的光轴正交的平面状的中央部、以及与以光 轴为中心的四角锥体的侧面对应的周边角锥部构成。
又，第2棱镜构件52中，在反射光学系23侧形成有与曝光用光EL的 光轴正交的平面，且在第1棱镜构件51侧形成有该第1棱镜构件51的折 射面51a的形状对应的凸状折射面52a。此折射面52a，由与曝光用光EL 的光轴正交的平面状的中央部、以及与以光轴为中心的四角锥体的侧面对
应的周边角锥部构成。 。
此外，在曝光用光EL的光路内，将各棱镜构件51, 52相距既定间隔h 的状态分别配置的情形时，从曝光用光源12入射至角锥台旋转三棱镜对50 的曝光用光EL，被分歧为多条光束。又，既定间隔h,调整为可动多反射 镜22的有效区域25分别位于各光束的行进方向。因此，被角锥台旋转三 棱镜对50分歧为多条的光束，在排列成矩阵状的可动多反射镜22的有效 区域25分别反射向聚光光学系26侧。
因此，本实施形态中，除上述第1实施形态的(l) (2)的效果外，亦获 得以下所示的效果。
(3) 可动多反射镜22的有效区域25,分别位于被角锥台旋转三棱镜对 50分歧为多条的各光束的行进方向。因此，反射光学系23中可动多反射镜 22的非配置位置及可动多反射镜22中的有效区域25以外的部分，几乎没 有曝光用光EL的入射。因此，能降低在反射光学系23的光量损失。此外， 亦能限制反射光学系23中可动多反射镜22的非配置位置及可动多反射镜 22中的有效区域25以外的部分，因曝光用光EL的照射使温度上升而随之 而来的可动多反射镜22的恶化。
(4) 由于在可视为光束分歧部的角锥台旋转三棱镜对50与各可动多反 射镜22a, 22b， 22c间的光路中没有配置具有功率(焦距的逆数)的构件， 因此在各可动多反射镜的反射镜要件会入射可视为平行光束的光束，故能 提升在面P2的光瞳亮度分布的控制性。另一方面，在入射于反射镜要件的 光束具有角度分布的情形时，由于经由聚光光学系26来自反射镜要件的光 而在面P2形成的光点会扩散，因此光瞳亮度分布的控制性变得困难。
又，本实施形态中，多个可动多反射镜22中的可动多反射镜22a所配 置的第1位置、另一可动多反射镜2&所配置的第2位置，可视为隔着(夹 着)从光源12输出的光的光路轴的入射侧光轴AX1的构成。此外，亦可视为角锥台旋转三棱镜对5 0 (光束分歧部)以包含光轴AX1的面(图中的XY平 面)将光束予以分歧的构成。 <第3实施形态〉
其次，依据图6说明本发明的第3实施形态。又，第3实施形态，用 以将曝光用光EL分歧为多条光路的光学元件与第2实施形态不同。因此， 在以下的说明中，主要说明与上述各实施形态相异的部分，与上述各实施 形态相同或相当的构件构成赋予相同符号省略重复的说明。
如图6所示，在曝光用光源12与反射光学系23之间，设有多极照明 用(例如4极照明用)的绕射光学元件55。此绕射光学元件55是透射型绕射 光学元件，藉由在透明基板、在每一曝光用光EL的波长程度间距形成段差 而构成。此绕射光学元件55,在射入平行的曝光用光EL的情形时，将该曝 光用光EL分歧为多条(例如4条)光束。其结果，在反射光学系23形成多 极(例如4极)的照射区域。此外，绕射光学元件55的配置态样，调整为可 动多反射镜22的有效区域25分別位于藉将入射的曝光用光EL予以分歧所 形成的各光束内。
又，绕射光学元件55为了在相距既定距离的多个区域的各个形成大致 均一的照射区域，因此在绕射光学元件55的面内具有多个波面分割区域。 此处，属于多个波面分割区域中的第1组的波面分割区域，是朝向射入多 个照射区域中的第1照射区域的曝光用光EL。
据此，第1照射区域即被经由属于第1组的多个波面分割区域的多条 光束加以重叠照射，而成为均一的照度分布。同样的，多个波面分割区域 中属于与第1组不同的第2组的波面分割区域，是朝向射入多个照射区域 中与第1照射区域不同的第2照射区域的曝光用光EL。据此，第2照射区 域即经由属于第2组的多个波面分割区域的多条光束重叠照射，而成为均 一的照度分布。
例如，作为本实施形态的绕射光学元件55，可使用美国专利第 5, 850, 300号公报所揭示者。此处，援用美国专利第5， 850, 300号/>才艮作为参照。
承上所述，本实施形态，除具有与上述第2实施形态的(l) ~ (4)相同 的作用效果外，亦能获得以下所示效果。
(5)由于绕射光学元件55将光强度分布加以均一化，因此即^f吏从光源 12输出的光EL的剖面内强度分布不均一，多个可动多反射镜22亦能被均 一强度分布的光照射。因此，能提升形成于面P2的光瞳亮度分布的控制性。 另一方面，由于在多个可动多反射镜22被不均一强度分布的光照射时，此 强度分布的不均一性会对光瞳亮度分布造成影响，因此可考虑此不均一性 控制可动多反射镜22的各反射镜要件。如此，其控制将变得复杂。
12<第4实施形态〉
其次，依据图7说明本发明的第4实施形态。又，第4实施形态中， 用以将曝光用光EL分歧为多条光路的光学元件与第2及第3实施形态不同。 因此，与以下的说明中，主要说明与上述各实施形态的不同部分，与上述
。々如图7所; 在曝'光用""光源:12与反射光^i口23之间设有复眼透镜60， 该复眼透镜60是将多个(图7中仅显示4个)透镜元件61加以二维排列所 构成。此外，在复眼透镜60与反射光学系23之间配设有中继光学系18A， 该中继光学系18A可使被复眼透镜60分歧的多条光束分别再成像于各可动 多反射镜22的有效区域25。
又，本实施形态的反射光学系23中，各可动多反射镜22分别排列成 在位置上与复眼透镜60的各透镜元件61对应。例如，使用排列于X方向 的4个复眼透镜60的情形，反射光学系23即是4个可动多反射镜22沿X 方向排列的构成。藉由作成此种构成，即能获得与上述第2及第3实施形 态相同的作用效果。
又，入射至各可动多反射镜22的曝光用光EL，有可能产生其大部分一皮 反射至聚光光学系26侧，而残余的部分(以下，称「反射光J 。)则被反射 至复眼透镜60侧的情形。此种反射光，会因配置在反射光学系23与复眼 透镜60间的中继光学系18A而限制其往复眼透镜60的入射。因此，能抑 制形成于复眼透镜60的像面的多数光源像因反射光而产生紊乱。如此，中 继光学系可视为限制来自各可动多反射镜22的反射光入射至光束分歧部的 限制构件。
<第5实施形态>
其次，依据图8说明本发明的第5实施形态。又，第5实施形态与第1 实施形态不同处在于，使曝光用光EL仅照射于构成反射光学系23的各可 动多反射镜22中的部分可动多反射镜22。因此，与以下的说明中，主要说 明与第1实施形态不同的部分，与第1实施形态相同或相当的构件构成赋 予相同符号省略重复的说明。
如图8所示，在本实施形态的照明光学装置13,设有使反射光学系23沿 X方向移动的移动机构65。又，反射光学系23，其多个(图8中仅显示5个) 可动多反射镜22沿X方向配置。在这些各可动多反射镜22中的部分可动 多反射镜22 (例如2个可动多反射镜22),会入射从曝光用光源12输出的 曝光用光EL，另一方面，在其余可动多反射镜22则不会入射曝光用光EL。
随着曝光用光EL所入射的可动多反射镜22的特性的经时变化(例如反 射膜的恶化及反射镜要件33的驱动部35的恶化)，用以将图案像照射于晶 圆W的曝光用光EL的强度开始降低、或在晶圆W上的光瞳亮度分布开始紊乱时，即驱动移动机构65，使曝光用光EL入射至尚未有曝光用光EL入射 的可动多反射镜22。
例如，在监测中的曝光量感测器SE1的输出降低的情形时、以及以光瞳 亮度分布检测部SE2所测量的光瞳亮度分布偏离目标值在可容许范围外的情 形等时,控制部66即对移动机构65送出更换可动多反射镜22的控制讯号。
亦即，如以上所述，本实施形态的曝光装置11,可在不使曝光装置ll 的驱动暂时停止的状态下，变更vMJ暴光用光源12输出的曝光用光EL所入 射的可动多反射镜22。因此，即使是在从曝光用光源12输出的曝光用光 EL的光路内配置可动多反射镜22的情形时，亦能对曝光用光源12的高输 出化带来的半导体元件制造效率的提升作出贡献。
又，上述各实施形态亦可变更为以下的其他实施形态。
各实施形态中，反射光学系23可由3种类以上的多个种类的可动多反 射镜22， 22A, 22B构成。例如，反射光学系23除第1可动多反射镜22A 及第2可动多反射镜22B外，亦可具备以和第1轴Sl及第2轴S2交叉的 第3轴(例如延X方向延伸的轴)为中心旋动的反射镜要件33所构成的第3 可动多反射镜。
各实施形态中，第1可动多反射镜22A，亦可具备能以和第1轴Sl平 行的轴为中心旋动的反射镜要件33。同样的，第2可动多反射镜22B,亦 可具备能以和第2轴S2平行的轴为中心旋动的反射镜要件33。
各实施形态中，第1轴Sl可以不是沿反射镜要件33的对角线延伸、 而是例如沿X方向延伸的轴。此场合，第2轴S2可以是沿Y方向延伸的轴。
各实施形态中，反射光学系23可以是由一种可动多反射镜22(例如第 1可动多反射镜22A)所构成者。
第5实施形态中，亦可将曝光用光EL入射的可动多反射镜22,使其以 每一预先设定的既定时间进行变更。
第5实施形态中，曝光用光EL所入射的可动多反射镜22的数目，可 以是2个以外的任意数(例如1个或3个)。
第5实施形态中，在变更曝光用光EL所入射的可动多反射镜22时， 可仅变更曝光用光EL所入射的各可动多反射镜22中的至少l个。
又，各实施形态中，可动多反射镜22具备彼此以正交的轴为中心旋动 (倾斜的自由度为2自由度)的反射镜要件33。作为此种空间光调变构件， 可使用例如特表平10 - 503300号公报及与此对应的欧洲专利公开第779530 号公报、特开2004 - 78136号公报及与此对应的美国专利第6,900,915号 公报、特表2006 - 524349号公^艮及与此对应的美国专利第7， 095， 546号公 报、以及特开2006 - 113437号公报所揭示的空间光调变构件。此处，作为 参照援用欧洲专利公开第779530号公报、美国专利第6, 900， 915号公报及美国专利第7,095， 546号公报。
又，各实施形态中，可动多反射镜22虽可将二维排列的多个反射镜要
件的面向(倾斜)加以个别控制者，但亦可使用可将例如二维排列的多个反
射面的高度(位置)加以个别控制的空间光调变构件。此种空间光调变构件，
可使用例如特开平6 - 281869号公报及与此对应的美国专利第5,312,513
号公报、以及特表2004 — 520618号公才艮及与此对应的美国专利第6， 885， 493
号公报的图ld所揭示的空间光调变构件。这些空间光调变构件，可藉由形
成二维高度分布而将与绕射面相同的作用赋予入射光。此处，作为参照援
用美国专利第5, 312, 513号公报及美国专利第6， 885， 493号公报。
又，实施形态中，可依据例如特表2006 - 513442号公报及与此对应的
美国专利第6, 891， 655号公报、特表2005 - 524112号公报及与此对应的美
国专利公开第2005 / 0095749号公报的揭示，将可动多反射镜22加以变形。
此处，作为参照援用美国专利第6,891,655号公报及美国专利公开第2005
/ 0095749号公报。
又，各实施形态中，亦可应用揭示于美国专利公开第2006 / 0203214
号公报、美国专利公开第2006 / 0170901号公报及美国专利公开第2007 /
0146676号公报的极化照明方法。此处，作为参照援用美国专利公开第2006
/ 0203214号公报、美国专利公开第2006 / 0170901号公报及美国专利公开
第2007 / 0146676号公报。
又，各实施形态中，曝光装置11不仅是制造半导体元件等微元件，亦
可以是用以制造光曝光装置、EUV曝光装置、X线曝光装置、及电子线曝光
装置等所使用的标线片或掩模，而从母标线片将电路图案转印至玻璃基板
或硅晶圆等的曝光装置。此外，曝光装置11亦可以是用以制造包含液晶显
示元件(LCD)等的显示器的制造而将元件图案转印至玻璃;tl上的曝光装置、
用以制造薄膜磁头等而将元件图案转印至陶瓷晶圓等的曝光装置、以及CCD
等摄影元件的制造所使用的曝光装置等。
又，上述各实施形态的照明光学装置13,可搭载于在被照射物体与基
板相对移动的状态下将被照射物体的图案转印至基板、并使基板依序步进
移动的扫描步进机，以及在被照射物体与基板静止的状态下将被照射物体
的图案转印至141、并使基板依序步进移动的步进重复方式的步进机。
各实施形态中，曝光用光源12可以是能供应例如g线(436nm)、 i线
(365nm)、 KrF准分子激光(248nm) 、 F2激光(157nm)、 Krr激光(146nm) 、 Ar2
激光(126nm)等的曝光用光源。又，曝光用光源12，亦可以是使用将自DFB
半导体激光或光纤激光振荡的红外区域或可视区域的单一波长激光，以例 如掺杂铒(或铒与钇两者)的光纤放大器加以放大，，使用非线性光学结晶波
长转换为紫外光的高次谐波的曝光用光源。
15接着，说明使用本发明实施形态的曝光装置11制造元件的制造方法， 在微影制造工艺(即制程，以下均称为制造工艺)中使用的微元件制造方法
的实施形态。图9显示微元件(IC及LSI等的半导体晶片、液晶面板、CCD、 薄膜磁头、微机器等)的制造例的流程图。
如图6所示，首先，在步骤S101(设计步骤)中，进行微元件的功能、 性能设计(例如半导体元件的电路设计等)，并进行用以实现该功能的图案 设计。接着，在步骤S102(掩模制造步骤)中，制作形成有所设计的电路图 案的掩模。另一方面，在步骤S103(晶圓制造步骤)，使用硅、玻璃、陶瓷 等材料制造基板(使用硅材料时即为晶圓W)。
其次，在步骤S104(基板处理步骤)中，使用以步骤S101 步骤S104 所准备的掩模与基板，如后所述的，藉由微影技术等在基板上形成实际的 电路等。接着，在步骤S105(元件组装步骤)中，使用以步骤S104处理后的 基板进行元件组装。在此步骤S105中，视需要包含切割步骤、结合步骤以 及封装步骤(晶片植入)等步骤。最后，在步骤S106(检查步骤)中，进行步 骤S105中所制作的微元件的动作确认测试、耐久性测试等的检查。在经过 此等步骤后完微元件的制作，即可出货。
图10显示在半导体元件的场合时的步骤S104的一详细制造工艺例的图。
在步骤Slll (氧化步骤)使晶圓表面氧化。在步骤S112(CVD步骤)中于 晶圆表面形成绝缘膜。在步骤S113(电极形成步骤)中藉由蒸镀于晶圓上形 成电极。在步骤S114(离子植入步骤)中将离子植入晶圆。以上的各步骤 S111 步骤S114,构成晶圆处理的各阶段的前处理制造工艺，在各阶段中 视所需的处理来选择实施。
在晶圆制造工艺的各阶段中，当结束上述前处理制造工艺，即以下述 方式实施后处理制造工艺。该后处理制造工艺，首先，在步骤S115(光阻形 成步骤)将感光剂涂布于晶圓。接着，在步骤S116(曝光步骤)中藉由以上说 明的微影系统(曝光装置ll)将掩模的电路图案转印于晶圆上。其次，在步 骤S117(显像步骤)中，将经步骤S116曝光后的基板予以显影，在基板表面 形成由电路图案构成的掩模层。接着，在步骤S118(蚀刻步骤)中，藉由蚀 刻来除去残留有光阻部分的以外部分的露出构件。接着，在步骤S119(光阻 除去步骤)中，去除蚀刻完成后不需的光阻。亦即，在步骤S118及步骤S119 中，透过掩模层进行基板表面的加工。藉由重复这些前处理制造工艺与后 处理制造工艺，在基;^反上形成多重的电路图案。
以上说明的实施形态，^又为易于理解本发明所作的记载，并非用于限 定本发明。因此，上述实施形态所揭示的各要素，包含属于本发明技术范 围的所有设计变更及均等物。此外，上述实施形态的各构成要素等，可任 意的加以组合等。
权利要求
1、一种照明光学装置，将从光源输出、沿既定光路行进的光导向被照射物体，其特征在于具备多个空间光调变构件，由具有可动反射面的多个反射光学元件排列成矩阵状所构成；各该空间光调变构件中的至少1个配置在该光路内。
2、 如权利要求1所述的照明光学装置，其特征在于，其中，各该空间 光调变构件，以所有空间光调变构件位于该光路内的方式排列成矩阵状。
3、 如权利要求1所述的照明光学装置，其特征在于，其进一步具备移 动机构，供在该光路内使各该空间光调变构件移动于与从该光源输出的光 的轴交叉的方向。
4、 如权利要求3所述的照明光学装置，其特征在于，其进一步具备 光强度检测部，相对该空间光调变构件的配置位置，配置在离光源较远侧，用以检测经过该空间光调变构件的光强度；以及控制部，根据来自该光强度^r测部的输出驱动该移动机构。
5、 如权利要求3或4所述的照明光学装置，其特征在于，其进一步具备分布形成光学系，将经过各该空间光调变构件的光加以聚光，以在该 照明光学装置的照明光瞳形成既定光强度分布；光强度分布检测部，供检测形成于该照明光瞳的该光强度分布；以及 控制部，根据来自该光强度检测部的输出驱动该移动机构。
6、 如权利要求1至3中任一权利要求所述的照明光学装置，其特征在 于，其进一步具备光束分歧部，配置在较各该空间光调变构件更靠近该光 源侧，将从该光源输出的光分歧为多个光束；各该空间光调变构件分别配置在各该光束的光路内。
7、 如权利要求6所述的照明光学装置，其特征在于，其进一步具备限 制构件，该限制构件配置在各该空间光调变构件与该光束分歧部之间，以 限制来自各该空间光调变构件的反射光射入该光束分歧部。
8、 如权利要求6所述的照明光学装置，其特征在于，其中，在该光束 分歧部与各该空间光调变构件间的光路中，不配置具有功率的光学构件。
9、 如权利要求1至8中任一权利要求所述的照明光学装置，其特征在 于，其中，该多个空间光调变构件具备配置在第1位置的第1空间光调变 构件、与配置在与该第l位置不同的第2位置的第2空间光调变构件；该第1及第2位置，隔着从该光源输出的光的该光路的轴。
10、 如权利要求9所述的照明光学装置，其特征在于，其进一步具备光束分歧部，配置在较各该空间光调变构件更靠近该光源侧，将从该光源输出的光分歧为多个光束；该光束分歧部，在包含从该光源输出的光的该光路的轴的面内，将该 多个光束加以分歧。
11、 如权利要求1至10中任一权利要求所述的照明光学装置，其特征在于，其进一步具备分布形成光学系，将经过各该空间光调变构件的光加 以聚光，以在该照明光学装置的照明光瞳形成既定光强度分布。
12、 如权利要求11所述的照明光学装置，其特征在于，其中，该多个 空间光调变构件，构成为经过该多个反射光学元件以外、且与排列该多个 反射光学元件的排列面大致平行的面部分的0次光，不通过该分歧形成光 学系的入射光瞳。
13、 如权利要求12所述的照明光学装置，其特征在于，其中，该分布 形成光学系，可将经过该多个空间光调变构件中的1个的光束的至少一部 分、与经过该多个空间光调变构件中另外1个的光束的至少一部分，在该 照明光瞳加以重叠。
14、 如权利要求1至13中任一权利要求所述的照明光学装置，其特征 在于，其中,各该反射光学元件，为使该反射角相对入射于各反射面的光 的轴的倾斜角变化而可动。
15、 如权利要求14所述的照明光学装置，其特征在于，其中，构成各 该空间光调变构件中的至少1个空间光调变构件的各该反射光学元件，能 以第1轴或与该第1轴平行的轴为中心旋动；与构成该至少1个空间光调变构件不同的其他空间光调变构件的各该 反射光学元件，能以和该第1轴交叉的第2轴或与该第2轴平行的轴为中 心旋动。
16、 一种曝光装置，其特征在于其具备权利要求1至15中任一权利要求所述的照明光学装置； 保持机构，用以保持形成有既定图案所构成的被照射物体；以及 投影光学装置，用以将从该光源输出的光透过该照明光学装置照射该 被照射物体而形成的图案像，投影至涂有感光性材料的基板上。
17、 一种元件的制造方法，其特征在于其包含曝光步骤，使用申权利要求16所述的曝光装置，将该既定图案曝光至 该基板；显影步骤，在该曝光步骤后将该基板加以显影，以在该基板表面形成 对应该既定图案的形状的掩模层；以及加工步骤，是在该显影步骤后透过该掩模层加工该14l表面。
18、 一种照明光学装置，将从光源输出、沿既定光路行进的光导向被照射物体，其特征在于，具备空间光调变构件，配置在该光路内，由具有可动反射面的多个反射光学元件排列成矩阵状所构成；以及 绕射光学元件，配置在该光路内；来自光源的光经过该空间光调变构件与该绕射光学元件到达该被照射 物体。
19、 如权利要求18所述的照明光学装置，其特征在于，其中，该绕射 光学元件与该空间光调变构件排列成一列。
20、 如权利要求18或19所述的照明光学装置，其特征在于，其中， 该绕射光学元件配置在该光源与该空间光调变构件之间。
全文摘要
照明光学装置13将输出自曝光用光源12的曝光用光EL导向被照射物体R。照明光学装置13具备排列成矩阵状的多个空间光调变构件22，各空间光调变构件22将具有可动反射面的多个反射光学元件排列成矩阵状而分别构成。又，各空间光调变构件中的至少1个配置在从光源输出的光的光路内。
文档编号G03F7/20GK101681117SQ20088001556
公开日2010年3月24日 申请日期2008年10月10日 优先权日2007年10月12日
发明者广田弘之 申请人:株式会社尼康