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KR20100050439A - 조명 광학 장치, 노광 장치, 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

조명 광학 장치, 노광 장치, 및 디바이스 제조 방법 Download PDF

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KR20100050439A
KR20100050439A KR1020097026361A KR20097026361A KR20100050439A KR 20100050439 A KR20100050439 A KR 20100050439A KR 1020097026361 A KR1020097026361 A KR 1020097026361A KR 20097026361 A KR20097026361 A KR 20097026361A KR 20100050439 A KR20100050439 A KR 20100050439A
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히데키 고마츠다
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가부시키가이샤 니콘
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Abstract

본 발명은 예컨대 반사형 원판을 이용하는 노광 장치에 적용했을 때에, 시야 조리개에 의한 결상의 악영향의 억제와 노광량 분포 균일성의 향상을 양립시킬 수 있는 조명 광학 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 제1 면에 배치할 수 있는 반사형 원판(M)을 통해 제1 면과 광학적으로 공역인 제2 면을 조명하기 위한 조명 광학 장치에 관한 것이다. 제1 면에 입사하는 광속을 제한하기 위해 제2 면에 형성해야 하는 조명 영역의 제1 외측 가장자리를 정하도록 배치된 제1 부분 시야 조리개(21)와, 제1 면에 배치할 수 있는 반사형 원판으로 반사된 광속을 제한하기 위해 조명 영역의 제2 외측 가장자리를 정하도록 배치된 제2 부분 시야 조리개(22)를 구비한다. 제1 부분 시야 조리개와 제1 면과의 제1 간격 D1이 제2 부분 시야 조리개와 제1 면과의 제2 간격 D2보다 크게 설정되어 있다.
조명 광학 장치

Description

조명 광학 장치, 노광 장치, 및 디바이스 제조 방법{LIGHTING OPTICAL APPARATUS, PHOTOLITHOGRAPHY EQUIPMENT AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 반사 마스크 등의 반사형 원판을 이용한 조명 광학 장치, 노광 장치, 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 반도체 소자, 촬상 소자, 액정 표시 소자, 박막 자기 헤드 등의 디바이스를 리소그래피 공정에서 제조하는 데 사용되는 노광 장치에 관한 것이다.
종래, 반도체 소자 등의 제조에 사용되는 노광 장치에서는, 마스크(레티클) 위에 형성된 회로 패턴을, 투영 광학계를 통해 감광성 기판(예컨대, 웨이퍼) 위에 투영 전사한다. 감광성 기판에는 레지스트가 도포되어 있고, 투영 광학계를 통한 투영 노광에 의해 레지스트가 감광되며, 마스크 패턴에 대응한 레지스트 패턴를 얻을 수 있다. 노광 장치의 해상력은 노광광의 파장과 투영 광학계의 개구수에 의존한다.
즉, 노광 장치의 해상력을 향상시키기 위해서는, 노광광의 파장을 짧게 하고, 투영 광학계의 개구수를 크게 해야 한다. 일반적으로, 투영 광학계의 개구수를 미리 정해진 값 이상으로 크게 하는 것은 광학 설계의 관점에서 어렵기 때문에, 노광광의 단파장화가 요구된다. 그래서, 반도체 패터닝의 차세대 노광 방법(노광 장치)으로서, EUVL(Extreme UltraViolet Lithography: 극자외 리소그래피)의 방법이 주목받고 있다.
EUVL 노광 장치에서는 파장이 248 ㎚인 KrF 엑시머 레이저광이나 파장이 193 ㎚인 ArF 엑시머 레이저광을 이용하는 종래의 노광 방법과 비교하여, 5 ㎚~50 ㎚ 정도의 파장을 갖는 EUV(Extreme UltraViolet: 극자외선)광을 이용한다. 노광광으로서 EUV광을 이용하는 경우, 사용할 수 있는 광 투과성의 광학 재료가 존재하지 않게 된다. 이 때문에, EUVL 노광 장치에서는 반사형의 옵티컬 인테그레이터, 반사형의 마스크(일반적으로는 반사형 원판), 및 반사형의 투영 광학계를 이용하게 된다(예컨대, 특허문헌 1을 참조).
특허문헌 1: 미국 특허 제6,452,661호 공보
(발명의 개시)
(발명이 해결하고자 하는 과제)
EUVL 노광 장치에서는, 반사형의 투영 광학계의 상면에서 예컨대 원호 형상의 정지 노광 영역을 확보하고, 투영 광학계에 대하여 마스크 및 감광성 기판을 상대 이동시키면서, 마스크 패턴을 감광성 기판 위에 스캔 노광(주사 노광)한다. 따라서, 감광성 기판과 광학적으로 대략 공역(共役)인 위치, 예컨대 마스크 근방에 정지 노광 영역을 규정하기 위한 시야 조리개를 설치해야 한다.
구체적으로는, 마스크 근방에 배치되는 시야 조리개는 마스크에 입사하는 광속을 제한하여 정지 노광 영역의 한쪽 원호 형상의 외측 가장자리를 규정하는 제1 부분 시야 조리개와, 마스크로 반사된 광속을 제한하여 다른쪽 원호 형상의 외측 가장자리를 규정하는 제2 부분 시야 조리개를 갖는다. 제1 부분 시야 조리개와 제2 부분 시야 조리개는 통상의 광학계에서의 시야 조리개의 개념에 따라서 동일 평면 위에, 즉 마스크 근방에서 마스크와 평행한 동일 평면을 따라 배치된다.
이 경우, 마스크로 반사된 광의 일부, 즉 마스크 패턴의 정보를 포함하여 감광성 기판을 향하는 광의 일부가 제2 부분 시야 조리개에 의해 차단되고, 제2 부분 시야 조리개에 의한 차광이 감광성 기판에서의 패턴의 결상에 악영향을 미치기 쉽다. 결상에의 악영향은 제2 부분 시야 조리개와 마스크의 간격을 좁힘으로써 저감된다. 그러나, 제2 부분 시야 조리개와 마스크의 간격을 좁히면, 제1 부분 시야 조리개 및 제2 부분 시야 조리개가 감광성 기판과 광학적으로 공역인 위치에 근접하여, 시야 조리개가 감광성 기판에 투영되기 쉬워지고, 더 나아가서는 감광성 기판에서의 노광량 분포를 일정하게 하는 것이 어려워진다.
본 발명은, 전술의 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 예컨대 반사형 원판을 이용하는 노광 장치에 적용했을 때에, 시야 조리개에 의한 결상의 악영향의 억제와 노광량 분포 균일성의 향상을 양립시킬 수 있는 조명 광학 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 시야 조리개에 의한 결상의 악영향의 억제와 노광량 분포 균일성의 향상을 양립시킨 조명 광학 장치와 반사형 원판을 이용하여, 양호한 노광 조건하에서 양호한 노광을 행할 수 있는 노광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제1 형태에서는, 제1 면에 배치할 수 있는 반사형 원판을 통해 이 제1 면과 광학적으로 공역인 제2 면을 조명하기 위한 조명 광학 장치에 있어서,
상기 제1 면에 입사하는 광속을 제한하기 위해 상기 제2 면에 형성해야 하는 조명 영역의 제1 외측 가장자리를 정하도록 배치된 제1 부분 시야 조리개와,
상기 제1 면에 배치할 수 있는 반사형 원판으로 반사된 광속을 제한하기 위해 상기 조명 영역의 제2 외측 가장자리를 정하도록 배치된 제2 부분 시야 조리개를 포함하고,
상기 제1 부분 시야 조리개와 상기 제1 면과의 제1 간격은 상기 제2 부분 시야 조리개와 상기 제1 면과의 제2 간격보다 크게 설정되어 있는 조명 광학 장치를 제공한다.
본 발명의 제2 형태에서는 제1 형태의 조명 광학 장치를 포함하고, 상기 제1 면에 배치되는 반사형 원판의 상을 상기 제2 면에 배치되는 감광성 기판에 형성하기 위한 투영 광학계를 더 포함한 노광 장치를 제공한다.
본 발명의 제3 형태에서는, 제2 형태의 노광 장치를 이용하여 상기 반사형 원판의 패턴을 상기 감광성 기판에 노광하는 노광 공정과,
상기 노광 공정을 경유한 상기 감광성 기판을 현상하는 현상 공정을 포함하는 디바이스 제조 방법을 제공한다.
(발명의 효과)
본 발명의 조명 광학 장치에서는, 제1 면에 배치할 수 있는 반사형 원판을 통해 제1 면과 광학적으로 공역인 제2 면을 조명하는 조명 광학 장치에 있어서, 제1 면에의 입사 광속을 제한하여 제2 면 위의 조명 영역의 제1 외측 가장자리를 정하는 제1 부분 시야 조리개와 제1 면의 간격이, 제1 면에 배치할 수 있는 반사형 원판으로부터의 반사 광속을 제한하여 조명 영역의 제2 외측 가장자리를 정하는 제2 부분 시야 조리개와 제1 면의 간격보다 크게 설정되어 있다. 따라서, 예컨대 반사형 원판을 이용하는 노광 장치에 본 발명의 조명 광학 장치를 적용한 경우, 제2 부분 시야 조리개가 결상에 미치는 악영향을 작게 억제하면서, 제1 부분 시야 조리개에 의해 노광량 분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
이렇게 하여, 예컨대 반사형 원판을 이용하는 노광 장치에 본 발명의 조명 광학 장치를 적용한 경우, 시야 조리개에 의한 결상의 악영향의 억제와 노광량 분포 균일성의 향상을 양립시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 노광 장치에서는 시야 조리개에 의한 결상의 악영향의 억제와 노광량 분포 균일성의 향상을 양립시킨 조명 광학 장치와 반사형 원판을 이용하여, 양호한 노광 조건하에서 양호한 노광을 행함으로써, 성능이 양호한 디바이스를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 노광 장치의 전체 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1의 광원, 조명 광학계 및 투영 광학계의 내부 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 3은 본 실시형태에서의 1회의 주사 노광을 개략적으로 설명하는 도면이 다.
도 4는 본 실시형태에서의 시야 조리개의 주요부 구성을 개략적으로 도시하는 측면도이다.
도 5는 본 실시형태에서의 시야 조리개의 주요부 구성을 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 6은 변형예에서의 시야 조리개의 주요부 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 7은 마이크로 디바이스로서의 반도체 디바이스를 얻을 때의 방법의 일례에 대해서, 그 흐름도를 도시하는 도면이다.
<부호의 설명>
1: 레이저 플라즈마 광원 2: 조명 광학계
5: 마스크 스테이지 7: 웨이퍼 스테이지
9: 제어부 11: 레이저 광원
13: 기체 타깃 14: 노즐
15: 타원 반사경 18a, 18b: 플라이아이 광학계
19a, 19b: 콘덴서 광학계 20: 시야 조리개
21: 제1 부분 시야 조리개 22: 제2 부분 시야 조리개
M: 마스크 PL: 투영 광학계
W: 웨이퍼 ER: 정지 노광 영역
(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)
본 발명의 실시형태를, 첨부 도면에 기초하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 노광 장치의 전체 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 2는 도 1의 광원, 조명 광학계 및 투영 광학계의 내부 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 1에서, 투영 광학계의 광축 방향 즉, 감광성 기판인 웨이퍼의 법선 방향을 따라 Z축을, 웨이퍼면 내에서 도 1의 지면에 평행한 방향으로 Y축을, 웨이퍼면 내에서 도 1의 지면에 수직인 방향으로 X축을 각각 설정하고 있다.
도 1을 참조하면, 본 실시형태의 노광 장치는 노광광을 공급하기 위한 광원으로서, 예컨대 레이저 플라즈마 광원(1)을 구비한다. 광원(1)으로부터 사출된 광은 파장 선택 필터(도시 생략)를 통해, 조명 광학계(2)에 입사된다. 여기서, 파장 선택 필터는 광원(1)이 공급하는 광으로부터, 미리 정해진 파장(예컨대 13.4 ㎚)의 EUV광만을 선택적으로 투과시키고, 다른 파장의 광 투과를 차단하는 특성을 갖는다. 파장 선택 필터를 투과한 EUV광(3)은 조명 광학계(2) 및 광로 편향경으로서의 평면 반사경(4)을 통해, 전사해야 하는 패턴이 형성된 반사형의 마스크(레티클)(M)를 조명한다.
마스크(M)는 그 패턴면이 XY 평면을 따라 연장되도록, Y 방향을 따라 이동할 수 있는 마스크 스테이지(5)에 의해 유지된다. 마스크 스테이지(5)의 이동은 레이저 간섭계(6)에 의해 계측되도록 구성된다. 조명된 마스크(M)의 패턴으로부터의 광은 반사형의 투영 광학계(PL)를 통해, 감광성 기판인 웨이퍼(W) 위에 마스크 패턴의 상(像)을 형성한다. 즉, 웨이퍼(W) 위에는 후술하는 바와 같이, 예컨대 Y축 에 관해서 대칭인 원호 형상의 정지 노광 영역(실효 노광 영역)이 형성된다.
웨이퍼(W)는, 그 노광면이 XY 평면을 따라 연장되도록, X 방향 및 Y 방향을 따라 2차원적으로 이동할 수 있는 웨이퍼 스테이지(7)에 의해 유지된다. 웨이퍼 스테이지(7)의 이동은 마스크 스테이지(5)와 마찬가지로, 레이저 간섭계(8)에 의해 계측되도록 구성된다. 레이저 간섭계(6)의 계측 결과 및 레이저 간섭계(8)의 계측 결과는 제어부(9)에 공급된다. 제어부(9)는 레이저 간섭계(6 및 8)의 출력에 기초하여, 마스크 스테이지(5) 및 웨이퍼 스테이지(7)의 Y 방향을 따른 이동을 각각 제어한다.
이렇게 해서, 투영 광학계(PL)에 대하여 마스크(M) 및 웨이퍼(W)를 Y 방향을 따라 상대 이동시키면서 주사 노광(스캔 노광)을 행함으로써, 웨이퍼(W)의 하나의 직사각형상인 쇼트 영역에 마스크(M)의 패턴이 전사된다. 이 때, 투영 광학계(PL)의 투영 배율(전사 배율)이 예컨대 1/4인 경우, 웨이퍼 스테이지(7)의 이동 속도를 마스크 스테이지(5)의 이동 속도의 1/4로 설정하여 동기 주사를 수행한다. 또한 웨이퍼 스테이지(7)를 X 방향 및 Y 방향을 따라 2차원적으로 이동시키면서 주사 노광을 반복하는 것에 의해, 웨이퍼(W)의 각 쇼트 영역에 마스크(M)의 패턴이 축차 전사된다.
도 2를 참조하면, 도 1에 도시한 레이저 플라즈마 광원(1)은 레이저 광원(11), 집광 렌즈(12), 노즐(14), 타원 반사경(15), 및 덕트(16)로 구성되어 있다. 레이저 광원(11)으로부터 발한 광(비EUV광)은 집광 렌즈(12)를 통해 기체 타깃(13) 위에 집광된다. 여기서, 예컨대 크세논(Xe)으로 이루어지는 고압 가스가 노즐(14)로부터 공급되고, 노즐(14)로부터 분사된 가스가 기체 타깃(13)을 형성한다. 기체 타깃(13)은 집광된 레이저광에 의해 에너지를 얻어 플라즈마화되고, EUV광을 발한다. 또한 기체 타깃(13)은, 타원 반사경(15)의 제1 초점에 위치 결정된다.
따라서, 레이저 플라즈마 광원(1)으로부터 방사된 EUV광은 타원 반사경(15)의 제2 초점에 집광된다. 한편, 발광을 끝낸 가스는 덕트(16)를 통해 흡인되어 외부에 유도된다. 타원 반사경(15)의 제2 초점에 집광된 EUV광은 오목면 반사경(17)을 통해 대략 평행 광속이 되고, 한 쌍의 플라이아이 광학계(18a 및 18b)로 이루어지는 옵티컬 인테그레이터(18)에 유도된다. 제1 플라이아이 광학계(18a)는 병렬로 배치된 복수의 반사 미러 요소에 의해 구성된다. 제2 플라이아이 광학계(18b)는 제1 플라이아이 광학계(18a)의 복수의 반사 미러 요소에 일대일 대응하도록 병렬로 배치된 복수의 반사 미러 요소에 의해 구성된다. 제1 플라이아이 광학계(18a) 및 제2 플라이아이 광학계(18b)의 구체적인 구성 및 작용에 대해서는, 미국 특허 제6,452,661호 공보를 참조하고, 가능한 한 본 발명의 일부로서 원용한다.
이렇게 하여, 옵티컬 인테그레이터(18)의 사출면의 근방, 즉 제2 플라이아이 광학계(18b)의 반사면 근방에는, 미리 정해진 형상을 갖는 실질적인 면광원이 형성된다. 이 실질적인 면광원은 조명 광학계(2)의 사출 동공 위치, 즉 투영 광학계(PL)의 입사 동공과 광학적으로 공역인 위치에 형성된다. 실질적인 면광원으로부터의 광은, 예컨대 볼록면 반사경(19a)과 오목면 반사경(19b)에 의해 구성된 콘덴서 광학계(19)를 통해, 조명 광학계(2)로부터 사출된다.
조명 광학계(2)로부터 사출된 광은 평면 반사경(4)에 의해 편향된 후, 마스크(M) 근방에 배치된 시야 조리개(20)의 원호 형상의 개구부(광 투과부)를 통해, 마스크(M) 위에 원호 형상의 조명 영역을 형성한다. 시야 조리개(20)의 구성 및 작용에 대해서는 후술한다. 이와 같이, 광원(1)(11~16), 조명 광학계(2)(17~19), 평면 반사경(4), 및 시야 조리개(20)는 미리 정해진 패턴이 설치된 마스크(M)를 쾰러 조명하기 위한 조명계를 구성한다.
조명된 마스크(M)의 패턴으로부터의 광은 투영 광학계(PL)를 통해, 웨이퍼(W) 위의 원호 형상의 정지 노광 영역에 마스크 패턴의 상을 형성한다. 투영 광학계(PL)는 마스크(M) 패턴의 중간상을 형성하기 위한 제1 반사 결상 광학계와, 마스크 패턴의 중간상의 상[마스크(M) 패턴의 2차상]을 웨이퍼(W) 위에 형성하기 위한 제2 반사 결상 광학계에 의해 구성되어 있다. 제1 반사 결상 광학계는 4개의 반사경(M1~M4)에 의해 구성되고, 제2 반사 결상 광학계는 2개의 반사경(M5 및 M6)에 의해 구성되어 있다. 또한, 투영 광학계(PL)는 웨이퍼측[상(像)측)]에 텔레센트릭(telecetric)인 광학계이다.
도 3은, 본 실시형태에서의 1회의 주사 노광을 개략적으로 설명하는 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 실시형태의 노광 장치에서는 투영 광학계(PL)의 원호 형상의 유효 결상 영역 및 유효 시야에 대응하도록, Y축에 관해서 대칭인 원호 형상의 정지 노광 영역(실효 노광 영역)(ER)이 형성된다. 이 원호 형상의 정지 노광 영역(ER)은, 1회의 주사 노광(스캔 노광)에 의해 웨이퍼(W)의 직사각형상의 하나인 쇼트 영역(SR)에 마스크(M) 패턴을 전사할 때에, 도면 중 실선으로 도시하는 주사 시작 위치로부터 도면 중 파선으로 도시하는 주사 종료 위치까지 이동한다.
도 4는 본 실시형태에서의 시야 조리개의 주요부 구성을 개략적으로 도시하는 측면도이다. 도 5는 본 실시형태에서의 시야 조리개의 주요부 구성을 개략적으로 도시하는 평면도이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 반사형 원판으로서의 마스크(M) 근방에 배치된 시야 조리개(20)는 마스크(M)에 입사되는 광속을 제한하는 제1 부분 시야 조리개(21)와, 마스크(M)로 반사된 광속을 제한하는 제2 부분 시야 조리개(22)를 갖는다.
제1 부분 시야 조리개(21)는 +Y 방향측[제2 부분 시야 조리개(22)측]으로 볼록 원호 형상의 에지(21a)를 가지며, 웨이퍼(W) 위에 형성해야 하는 정지 노광 영역(ER)의 한쪽 원호 형상의 외측 가장자리(ER1)(도 3을 참조)를 정하도록 배치되어 있다. 제2 부분 시야 조리개(22)는 -Y 방향측[제1 부분 시야 조리개(21)측]으로 오목 원호 형상의 에지(22a)를 가지며, 정지 노광 영역(ER)의 다른쪽 원호 형상의 외측 가장자리(ER2)(도 3을 참조)를 정하도록 배치된다.
또한, 시야 조리개(20)는 정지 노광 영역(ER)의 주사 방향(Y 방향)을 따라 연장되는 한 쌍의 직선형상의 외측 가장자리(ER3)를 정하도록 배치된 한 쌍의 부분 시야 조리개(도시 생략)를 더 구비한다. 그러나, 이 한 쌍의 부분 시야 조리개에 대해서는 널리 알려져 있고, 그 구성의 상세한 설명을 생략한다.
본 실시형태에서는, 종래 기술과는 상이하고, 제1 부분 시야 조리개(21)와 마스크(M)의 간격 D1이, 제2 부분 시야 조리개(22)와 마스크(M)와의 간격 D2보다 크게 설정되어 있다. 전술한 바와 같이, 마스크(M)로 반사된 광의 일부, 즉 마스 크 패턴의 정보를 포함하여 웨이퍼(W)를 향하는 광의 일부가 차단되면, 웨이퍼(W)에서의 패턴의 결상에 악영향을 미치기 쉽다. 본 실시형태에서는 제2 부분 시야 조리개(22)와 마스크(M)와의 간격 D2를 간격 D1에 비해 상대적으로 좁게 하는 것에 의해, 제2 부분 시야 조리개(22)에 의한 차광이 패턴의 결상에 미치는 악영향을 작게 억제할 수 있다.
본 실시형태에서는, 제2 부분 시야 조리개(22)와 마스크(M)와의 간격 D2를, 전술한 패턴의 결상에 미치는 악영향이 작게 억제되는 간격으로 하였다. 이 간격은 장치가 요구되는 사양에 따라서 결정할 수 있다.
한편, 마스크(M)로부터 비교적 먼 위치에 배치된 제1 부분 시야 조리개(21)에 의해, 마스크(M)에 입사되는 광속의 일부가 제한되지만, 제1 부분 시야 조리개(21)에 의한 광속의 제한은 웨이퍼(W)에서의 패턴의 결상에 악영향을 미치지 않는다. 본 실시형태에서는, 예컨대 미국 특허 제6,104,474호 공보에 기재되어 있는 노광량 제어를 수행하기 위해, 정지 노광 영역(ER)의 원호 형상의 외측 가장자리(ER1)가 필요한 양만큼 흐려지도록 제1 부분 시야 조리개(21)와 마스크(M)와의 간격 D1을 넓힐 수 있다.
환언하면, 제1 부분 시야 조리개(21)를 웨이퍼(W)와 광학적으로 공역인 위치[즉, 마스크(M) 패턴면]로부터 노광량 제어에 필요한 양만큼 이격시킬 수 있다. 이와 같이 함으로써, 제1 부분 시야 조리개(21)를 노광량 제어에 적합한 위치에 배치하면서, 해상에 영향을 부여하는 것을 방지할 수 있다. 본 명세서에서는 6,104,474호 공보를 기재하여 가능한 한 본 명세서의 개시로서 원용한다.
이상과 같이, 본 실시형태의 조명 광학 장치에서는, 제1 부분 시야 조리개(21)와 마스크(M)와의 간격 D1을 제2 부분 시야 조리개(22)와 마스크(M)와의 간격 D2보다 크게 설정하고 있기 때문에, 제2 부분 시야 조리개(22)가 웨이퍼(W)에서의 결상에 미치는 악영향을 작게 억제하면서, 제1 부분 시야 조리개(21)에 의해 웨이퍼(W)에서의 노광량 분포 균일성을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 본 실시형태의 노광 장치에서는 시야 조리개(20)에 의한 결상의 악영향의 억제와 노광량 분포 균일성의 향상을 양립시킬 수 있고, 더 나아가서는 양호한 노광 조건하에서 양호한 노광을 수행할 수 있다.
또한, 제1 부분 시야 조리개(21)와 마스크(M)와의 간격 D1, 및 제2 부분 시야 조리개(22)와 마스크(M)와의 간격 D2가, 다음 조건식 (1)을 만족시키면, 시야 조리개(20)에 의한 결상의 악영향의 억제와 노광량 분포 균일성 향상의 균형을 잡기 쉽다.
1 ㎜<D1-D2 (1)
또한, 보다 정밀도 좋게 노광량을 제어하기 위해, 예컨대 도 6에 도시하는 바와 같이, 제1 부분 시야 조리개(21)의 에지 형상을 가변적으로 구성할 수 있다. 도 6의 변형예에서는, 제1 부분 시야 조리개(21)가, 주사 방향과 직교하는 주사 직교 방향(X 방향)으로 분할된 복수(도 6에서는 예시적으로 8개)의 조리개 부재(31~38)와, 이들 8개의 조리개 부재(31~38) 각각을 주사 방향(Y 방향)을 따라 독립적으로 이동시키는 8개의 구동부(41~48)에 의해 구성된다.
구동부(41~48)로서, 예컨대 초음파 모터와 같은 액추에이터를 이용할 수 있 다. 도 6의 변형예에서는 제어부(9)로부터의 지령에 따라서 구동부(41~48)의 동작을 독립적으로 제어하고, 8개의 조리개 부재(31~38)를 Y 방향을 따라 각각 이동시킴으로써, 제1 부분 시야 조리개(21)의 에지 형상을 변화시킨다. 그 결과, 정지 노광 영역(ER)의 주사 방향(Y 방향)을 따른 폭 치수를 주사 직교 방향(X 방향)을 따른 위치마다 조정하고, 웨이퍼(W)에서의 노광량 분포를 고정밀도로 제어할 수 있게 된다.
또한, 도 6의 변형예에서는 제1 부분 시야 조리개(21)의 에지 형상을 가변적으로 구성하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 제2 부분 시야 조리개(22)의 에지 형상을 가변적으로 구성함으로써 동일한 효과를 얻을 수 있다. 단, 제2 부분 시야 조리개(22)는 마스크(M)에 비교적 가까운 위치에 배치되어 있기 때문에, 제2 부분 시야 조리개(22)의 에지 형상을 가변적으로 구성하는 것보다, 제1 부분 시야 조리개(21)의 에지 형상을 가변적으로 구성하는 편이, 부재의 기계적인 간섭을 방지한 설계를 용이하게 한다. 또한 부분 시야 조리개를 분할하지 않고, 미국 특허 제5,895,737호 공보에 개시되어 있는 바와 같은 체인 타입의 조리개를 이용하여도 좋다. 본 명세서에서는 가능한 한 미국 특허 제5,895,737호 공보의 개시를 원용하여 본 발명의 기재로 한다.
또한, 전술의 실시형태에서는 투영 광학계(PL)의 상면에서 원호 형상의 정지 노광 영역(ER)이 확보되는 예에 기초하여 본 발명의 구성 및 작용을 설명한다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, 감광성 기판인 웨이퍼 위에 형성해야 하는 정지 노광 영역(조명 영역)의 형상에 대해서는 여러 가지 변형예를 구성할 수 있다.
전술의 실시형태에 따른 노광 장치에서는, 조명계에 의해 마스크를 조명하고(조명 공정), 투영 광학계를 이용하여 마스크에 형성된 전사용 패턴을 감광성 기판에 노광함으로써(노광 공정), 마이크로 디바이스(반도체 소자, 촬상 소자, 액정 표시 소자, 박막 자기 헤드 등)를 제조할 수 있다. 이하, 본 실시형태의 노광 장치를 이용하여 감광성 기판으로서의 웨이퍼 등에 미리 정해진 회로 패턴을 형성함으로써, 마이크로 디바이스로서의 반도체 디바이스를 얻을 때의 방법의 일례에 대해서 도 7의 흐름도를 참조하여 설명한다.
우선, 도 7의 단계 301에서, 1로트의 웨이퍼 위에 금속막이 증착된다. 다음 단계 302에서, 그 1로트의 웨이퍼 위의 금속막 위에 포토레지스트가 도포된다. 그 후, 단계 303에서, 본 실시형태의 노광 장치를 이용하여, 마스크(레티클) 위의 패턴의 상이 그 투영 광학계를 통해, 그 1로트의 웨이퍼 위의 각 쇼트 영역에 순차 노광 전사된다.
그 후, 단계 304에서, 그 1 로트의 웨이퍼 위의 포토레지스트의 현상이 행해진 후, 단계 305에서, 그 1로트의 웨이퍼 위에서 레지스트 패턴을 마스크로서 에칭함으로써, 마스크 위의 패턴에 대응하는 회로 패턴이, 각 웨이퍼 위의 각 쇼트 영역에 형성된다. 그 후, 더 위쪽의 레이어의 회로 패턴의 형성 등을 행하는 것에 의해, 반도체 소자 등의 디바이스가 제조된다. 전술의 반도체 디바이스 제조 방법에 의하면, 매우 미세한 회로 패턴을 갖는 반도체 디바이스를 작업 처리량 좋게 얻을 수 있다.
또한, 전술의 실시형태에 따른 EUVL 노광 장치에서는 EUV광을 공급하기 위한 광원으로서 레이저 플라즈마 광원을 이용하고 있다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, EUV광을 공급하는 다른 적당한 광원, 예컨대 싱크로트론 방사(SOR) 광원 등을 이용할 수 있다.
또한, 전술의 실시형태에서는, EUVL 노광 장치에 대하여 본 발명을 적용하고 있다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, 반사형의 마스크(반사형 원판)를 이용하는 다른 노광 장치, 일반적으로는 제1 면에 배치할 수 있는 반사형 원판을 통해 이 제1 면과 광학적으로 공역인 제2 면을 조명하기 위한 조명 광학 장치에 대하여 본 발명을 더 적용할 수도 있다.

Claims (7)

  1. 제1 면에 배치할 수 있는 반사형 원판을 통해 상기 제1 면과 광학적으로 공역인 제2 면을 조명하기 위한 조명 광학 장치에 있어서,
    상기 제1 면에 입사하는 광속을 제한하기 위해 상기 제2 면에 형성해야 하는 조명 영역의 제1 외측 가장자리를 정하도록 배치된 제1 부분 시야 조리개와,
    상기 제1 면에 배치할 수 있는 반사형 원판으로 반사된 광속을 제한하기 위해 상기 조명 영역의 제2 외측 가장자리를 정하도록 배치된 제2 부분 시야 조리개를 포함하고,
    상기 제1 부분 시야 조리개와 상기 제1 면과의 제1 간격은 상기 제2 부분 시야 조리개와 상기 제1 면과의 제2 간격보다 크게 설정되는 것인 조명 광학 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 간격을 D1으로 하고, 상기 제2 간격을 D2로 할 때,
    1 ㎜ < D1 - D2
    의 조건을 만족하는 것인 조명 광학 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 부분 시야 조리개와 상기 반사형 원판 사이 및 상기 제2 부분 시야 조리개와 상기 반사형 원판 사이에 조명 광학 장치를 구성하는 반사경을 배치하지 않고 상기 제1 부분 시야 조리개와 상기 제2 부분 시 야 조리개가 배치되어 있는 것인 조명 광학 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 조명 광학 장치를 포함하고, 상기 제1 면에 배치되는 반사형 원판의 상(像)을 상기 제2 면에 배치되는 감광성 기판에 형성하기 위한 투영 광학계를 더 포함하는 노광 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 원판을 배치할 수 있는 원판 스테이지와, 상기 감광성 기판을 배치할 수 있는 기판 스테이지를 포함하고, 상기 투영 광학계에 대하여 상기 원판 스테이지와 상기 기판 스테이지를 미리 정해진 방향을 따라 상대 이동시켜 상기 반사형 원판의 상을 상기 감광성 기판 위에 형성하는 노광 장치.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 제1 부분 시야 조리개는, 복수의 부재로 구성되고, 상기 복수의 부재 중 적어도 일부를 구동시키는 구동부를 포함하며, 상기 제1 부분 시야 조리개와 상기 제2 부분 시야 조리개로 형성되는 조명 영역의 외측 가장자리의 폭을 변경하는 것인 노광 장치.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 노광 장치를 이용하여 상기 반사형 원판의 패턴을 상기 감광성 기판에 노광하는 노광 공정과,
    상기 노광 공정을 경유한 상기 감광성 기판을 현상하는 현상 공정을 포함하는 디바이스 제조 방법.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8081296B2 (en) * 2007-08-09 2011-12-20 Nikon Corporation Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
DE102008046699B4 (de) * 2008-09-10 2014-03-13 Carl Zeiss Smt Gmbh Abbildende Optik
KR101258344B1 (ko) * 2008-10-31 2013-04-30 칼 짜이스 에스엠티 게엠베하 Euv 마이크로리소그래피용 조명 광학 기기
WO2010142497A1 (en) * 2009-06-09 2010-12-16 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and method for reducing stray radiation
CN102722090B (zh) * 2012-06-08 2015-03-04 中国科学院光电技术研究所 一种照明均匀性补偿装置
DE102012218074A1 (de) * 2012-10-04 2013-08-14 Carl Zeiss Smt Gmbh Blenden-Vorrichtung
JP7623956B2 (ja) 2019-04-29 2025-01-29 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー 照明光をeuvリソグラフィのための投影露光システムの物体視野内へ案内するための測定照明光学ユニット

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6078381A (en) * 1993-02-01 2000-06-20 Nikon Corporation Exposure method and apparatus
US5777724A (en) 1994-08-24 1998-07-07 Suzuki; Kazuaki Exposure amount control device
US5966202A (en) 1997-03-31 1999-10-12 Svg Lithography Systems, Inc. Adjustable slit
JP4238390B2 (ja) 1998-02-27 2009-03-18 株式会社ニコン 照明装置、該照明装置を備えた露光装置および該露光装置を用いて半導体デバイスを製造する方法
JP3950553B2 (ja) * 1998-06-30 2007-08-01 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
US6573978B1 (en) * 1999-01-26 2003-06-03 Mcguire, Jr. James P. EUV condenser with non-imaging optics
JP3363882B2 (ja) * 2000-10-17 2003-01-08 株式会社日立製作所 露光装置
TW573234B (en) * 2000-11-07 2004-01-21 Asml Netherlands Bv Lithographic projection apparatus and integrated circuit device manufacturing method
US6919951B2 (en) 2001-07-27 2005-07-19 Canon Kabushiki Kaisha Illumination system, projection exposure apparatus and device manufacturing method
EP1482363A1 (en) * 2003-05-30 2004-12-01 ASML Netherlands B.V. Lithographic apparatus
US6950175B2 (en) * 2003-06-02 2005-09-27 Asml Holding N.V. System, method, and apparatus for a magnetically levitated and driven reticle-masking blade stage mechanism
US6906789B2 (en) * 2003-06-02 2005-06-14 Asml Holding N.V. Magnetically levitated and driven reticle-masking blade stage mechanism having six degrees freedom of motion
KR100598095B1 (ko) * 2003-07-10 2006-07-07 삼성전자주식회사 노광 장치
JP2005109304A (ja) * 2003-10-01 2005-04-21 Canon Inc 照明光学系及び露光装置
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
CN1922528A (zh) * 2004-02-18 2007-02-28 康宁股份有限公司 用于具有深紫外光的高数值孔径成象的反折射成象系统
JP2005317611A (ja) * 2004-04-27 2005-11-10 Canon Inc 露光方法及び装置
US7173688B2 (en) * 2004-12-28 2007-02-06 Asml Holding N.V. Method for calculating an intensity integral for use in lithography systems
JP4924421B2 (ja) 2005-05-23 2012-04-25 株式会社ニコン センサの校正方法、露光方法、露光装置、デバイス製造方法、および反射型マスク

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