專利名稱：照明裝置、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)明是有關(guān)于一種使從多個(gè)部分所導(dǎo)入的照明光由共同部分射出的照明裝置、 曝光裝置、曝光方法以及元件制造方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)中，為藉由光微影過程以制造半導(dǎo)體元件、液晶顯示元件、薄膜磁 頭等元件而利用曝光裝置。在利用該光微影方法的制造過程中，是將光罩上所形成的作為 原畫的圖案，利用照明光來照明，并通過投影光學(xué)系統(tǒng)而轉(zhuǎn)印到涂敷了光阻劑等感光劑的 平板上。近年來，隨著液晶顯示元件等的大面積化的要求，需要擴(kuò)大曝光裝置的曝光區(qū)域。 對(duì)此，開發(fā)有一種多透鏡式的曝光裝置(例如參照日本專利申請(qǐng)公開的平成7-57986號(hào)公 報(bào))，其具有多個(gè)投影光學(xué)單元，并使光罩和作為感光基板的平板對(duì)該多個(gè)投影光學(xué)單元而 沿著規(guī)定的掃描方向進(jìn)行同步移動(dòng)，且將光罩上所形成的圖案轉(zhuǎn)印到平板上。在該多透鏡 式的曝光裝置中，為了確保與大曝光區(qū)域相對(duì)應(yīng)的曝光量，要使用多個(gè)放電燈等的光源，且 各光源所發(fā)出的光利用橢圓鏡而有效地進(jìn)行聚光，并通過例如光纖束而用于光罩的照明。然而，在將從放電燈所發(fā)出的作為曝光光的照明光，如上述那樣利用橢圓鏡進(jìn)行 聚光的情況下，該聚光光束中的對(duì)光軸的入射角度小的范圍的光將成為不存在的狀態(tài)，亦 即，數(shù)值孔徑(NA)低的范圍的光成為不存在的狀態(tài)(中空狀態(tài))，而使照明光導(dǎo)入到光纖束 中。導(dǎo)入到光纖束的一端中的照明光，以與其導(dǎo)入時(shí)的入射角度相等的射出角度而從另一 端射出，所以在光罩等上所設(shè)置的圖案是被中空狀態(tài)的照明光所照明。在這種情況下，與利 用一種光束內(nèi)同樣地充滿的照明光來進(jìn)行照明的情況相比，圖案的投影像容易受到投影光 學(xué)系統(tǒng)中所殘存的像差等的影響，有可能使圖案對(duì)平板的轉(zhuǎn)印精度下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠?qū)⒐庠此l(fā)出的照明光有效地進(jìn)行聚光，并抑制與 該聚光光束的入射角相對(duì)應(yīng)的光的空無而射出照明光的照明裝置、曝光裝置、曝光方法以 及元件制造方法。本發(fā)明的照明裝置的特征在于，包括光傳送部，其從多個(gè)入射口接收由光源部 所發(fā)送的照明光，并使在每一該入射口所接收的各照明光的至少一部分從共同的射出口射 出；第1中繼光學(xué)系統(tǒng)，其對(duì)來自前述光源部的前述照明光中的第1部分照明光進(jìn)行光學(xué)中 繼，形成具有第1入射角的第1光束，并導(dǎo)向多個(gè)前述入射口中的第1入射口 ；以及第2中 繼光學(xué)系統(tǒng)，其對(duì)來自前述光源部的前述照明光中的第2部分照明光進(jìn)行光學(xué)中繼，形成 具有與前述第1入射角不同的第2入射角的第2光束，并導(dǎo)向多個(gè)前述入射口中的第2入 射口。而且，本發(fā)明的曝光裝置的特征在于，包括本發(fā)明的照明裝置；以及投影光學(xué)系 統(tǒng)，其將由前述照明裝置所射出的照明光所照明的物體的投影像，形成在感光基板上。
而且，本發(fā)明的曝光方法的特征在于，包括照明過程，其利用本發(fā)明的照明裝置 所射出的照明光而對(duì)物體進(jìn)行照明；以及投影過程，其將前述照明光所照明的前述物體的 投影像形成在感光基板上。而且，本發(fā)明的元件制造方法的特征在于，包括曝光過程，其利用本發(fā)明的照明 裝置所射出的照明光而對(duì)物體進(jìn)行照明，并將該物體的投影像轉(zhuǎn)印在感光基板上；顯像過 程，其將轉(zhuǎn)印了前述投影像的前述感光基板進(jìn)行顯像，而在前述感光基板上生成與前述投 影像相對(duì)應(yīng)的形狀的轉(zhuǎn)印圖案層；以及加工過程，其通過前述轉(zhuǎn)印圖案層而對(duì)前述感光基 板進(jìn)行加工。如利用本發(fā)明的照明裝置、曝光裝置、曝光方法以及元件制造方法，則可有效地將 光源所發(fā)出的照明光進(jìn)行聚光，并抑制與該聚光光束的入射角相對(duì)應(yīng)的光的空無而射出照 明光。因此，本發(fā)明的曝光裝置、曝光方法以及元件制造方法可將物體的投影像高精度地轉(zhuǎn) 印在感光基板上。


圖1所示為關(guān)于第1實(shí)施形態(tài)的_I光裝置的概略構(gòu)成的立體圖。
圖2所示為關(guān)于第1實(shí)施形態(tài)的照明裝置的構(gòu)成圖。
圖3所示為關(guān)于第1實(shí)施形態(tài)的部分投影光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成圖。
圖4A及圖4B所示為關(guān)于第1實(shí)施形態(tài)的光導(dǎo)纖維的入射口的構(gòu)成圖。
圖5所示為關(guān)于第1實(shí)施形態(tài)的照明裝置的部分構(gòu)成圖。
圖6所示為關(guān)于第1實(shí)施形態(tài)的照明裝置的部分構(gòu)成圖。
圖7A及圖7B所示為關(guān)于第1實(shí)施形態(tài)的復(fù)眼透鏡的入射側(cè)的光量分布圖。
圖8所示為關(guān)于第2實(shí)施形態(tài)的照明裝置的構(gòu)成圖。
圖9所示為關(guān)于本實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體元件的制造方法的流程圖。
圖10所示為關(guān)于本實(shí)施形態(tài)的液晶元件的制造方法的流程圖。
2a、2b、2c 光源4a、4b、4c 橢圓鏡
6a、6b、6c:照明中繼光學(xué)系統(tǒng)7b 光軸
10 光導(dǎo)纖維12a、12b、12c 入射口
14a 射出口16a 準(zhǔn)直透鏡
17a 光學(xué)積分儀18a 聚光鏡
30 控制部32:電源裝置
34 驅(qū)動(dòng)部40 準(zhǔn)直透鏡
41 聚光透鏡42 第1準(zhǔn)直透鏡
43 聚光透鏡44 第2準(zhǔn)直透鏡
45 聚光透鏡EX 曝光裝置
IL.IL'照明裝置ILl IL7:部分照明光學(xué)系統(tǒng)
M:光罩P 平板
PL 投影光學(xué)系統(tǒng)PLl PL7 部分投影光學(xué)系統(tǒng)
PLll 第1反射折射型光學(xué)系統(tǒng)PL12 第2反射折射型光學(xué)系統(tǒng)
具體實(shí)施例方式以下參照?qǐng)D示，對(duì)關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的照明裝置、曝光裝置、曝光方法以及元 件制造方法進(jìn)行說明。圖1所示為關(guān)于本發(fā)明的第1實(shí)施形態(tài)的曝光裝置EX的全體構(gòu)成 的立體圖。在本實(shí)施形態(tài)中，列舉了步進(jìn)掃描方式的曝光裝置來進(jìn)行說明，此曝光裝置使光 罩M和平板(感光基板)P對(duì)多個(gè)反射折射型的部分投影光學(xué)系統(tǒng)所構(gòu)成的投影光學(xué)系統(tǒng) PL進(jìn)行同步移動(dòng)，并將光罩M上所形成的圖案的投影像轉(zhuǎn)印到平板P上。而且，在以下的說明中，設(shè)定圖1中所示的XYZ直交座標(biāo)系，并參照該XYZ直交座 標(biāo)系統(tǒng)而對(duì)各構(gòu)件的位置關(guān)系進(jìn)行說明。XYZ直交座標(biāo)系是使X軸及Y軸對(duì)平板P平行設(shè) 定，使Z軸設(shè)定為對(duì)平板P直交的方向。圖中的XYZ直交座標(biāo)系實(shí)際上是使XY平面設(shè)定為 平行于水平面的面，使ζ軸設(shè)定為垂直方向。而且，在該實(shí)施形態(tài)下，將光罩M及平板P所 移動(dòng)的方向(掃描方向)設(shè)定為X軸方向。曝光裝置EX為了對(duì)光罩載臺(tái)(未圖示)上所支持的光罩M均勻地進(jìn)行照明，而設(shè) 置有對(duì)來自多個(gè)光源的照明光進(jìn)行混合并射出的照明裝置IL。照明裝置IL如圖2所示， 包括由超高壓水銀燈等放電燈所構(gòu)成的3個(gè)光源2a、2b和2c。從光源2a所射出的照明光 是由橢圓鏡4a進(jìn)行聚光，并利用照明中繼光學(xué)系統(tǒng)6a而在光導(dǎo)纖維10的入射口 12a上聚 光。而且，從光源2b所射出的照明光是通過橢圓鏡4b及照明中繼光學(xué)系統(tǒng)6b而在光導(dǎo)纖 維10的入射口 12b上聚光，從光源2c所射出的照明光是通過橢圓鏡4c及照明中繼光學(xué)系 統(tǒng)6c而在光導(dǎo)纖維10的入射口 12c上聚光。在這里，光源2a及橢圓鏡4a、光源2b及橢圓 鏡4b、光源2c及橢圓鏡4c分別構(gòu)成光源部。而且，橢圓鏡4a、4b、4c在作為發(fā)光部的光源 2a.2b.2c的附近具有第1焦點(diǎn)，并作為發(fā)光像形成部而發(fā)揮機(jī)能。光導(dǎo)纖維(光傳送部)10是將多個(gè)光纖芯線在其入射側(cè)和射出側(cè)隨機(jī)集束而構(gòu) 成的隨機(jī)光導(dǎo)纖維，具有3個(gè)入射口 12a、12b、12c及7個(gè)射出口(在圖2中只顯示射出口 14a)。光導(dǎo)纖維10使在各入射口 12a 12c所集束的光纖芯線向7個(gè)射出口均勻地分配， 將向入射口 12a 12c所入射的各照明光向7個(gè)射出口均勻地分割并射出。亦即，光導(dǎo)纖 維10使從入射口 12a 12c所接收的各照明光中的至少一部分，從共同的射出口射出。由 7個(gè)射出口所射出的照明光分別入射對(duì)光罩M進(jìn)行部分照明的多個(gè)部分照明光學(xué)系統(tǒng)ILl 及未圖示的6個(gè)部分照明光學(xué)系統(tǒng)IL2 IL7。在部分照明光學(xué)系統(tǒng)ILl中，從光導(dǎo)纖維10的射出口 14a所射出的照明光是由準(zhǔn) 直透鏡16a而形成平行光束，并入射至作為光學(xué)積分儀的復(fù)眼(fly eye)透鏡17a。入射 至復(fù)眼透鏡17a的照明光利用構(gòu)成復(fù)眼透鏡17a的多個(gè)透鏡要素(element)來進(jìn)行波面分 割，并在其后側(cè)焦點(diǎn)面(射出面附近)形成由與透鏡要素的數(shù)目相同數(shù)目的光源像所構(gòu)成 的二次光源(面光源)。由在復(fù)眼透鏡17a的后側(cè)焦點(diǎn)面上所形成的多個(gè)二次光源發(fā)出的 照明光，利用聚光鏡18a而對(duì)光罩M上的一部分(部分照明區(qū)域)大致均勻地進(jìn)行照明。另 外，部分照明光學(xué)系統(tǒng)IL2 IL7(未圖示)的構(gòu)成是與部分照明光學(xué)系統(tǒng)ILl相同，在部 分照明光學(xué)系統(tǒng)IL2 IL7中也與部分照明光學(xué)系統(tǒng)ILl同樣地，對(duì)光罩M上的分別相對(duì) 應(yīng)的部分照明區(qū)域大致均勻地進(jìn)行照明。來自與部分照明光學(xué)系統(tǒng)ILl相對(duì)應(yīng)的部分照明區(qū)域的照明光，入射至與各部分 照明區(qū)域?qū)?yīng)排列的多個(gè)部分投影光學(xué)系統(tǒng)PLl PL7(在圖1中PL2未圖示。)中的部 分投影光學(xué)系統(tǒng)PL1。部分投影光學(xué)系統(tǒng)PLl PL7將在分別對(duì)應(yīng)的部分照明區(qū)域內(nèi)的光罩M上所設(shè)置的圖案的投影像，形成在平板P上。圖3所示為部分投影光學(xué)系統(tǒng)PLl的構(gòu) 成圖。如圖3所示，部分投影光學(xué)系統(tǒng)PLl包括第1反射折射型光學(xué)系統(tǒng)PLll，其在視野 光圈22上形成部分照明區(qū)域內(nèi)的圖案的中間像；以及第2反射折射光學(xué)系統(tǒng)PL12，其在平 板P上形成部分照明區(qū)域內(nèi)的圖案的投影像(等倍正立像)。同樣，通過了部分照明光學(xué)系統(tǒng)IL2 IL7的各照明光，入射至與部分照明光學(xué)系 統(tǒng)IL2 IL7對(duì)應(yīng)設(shè)置的部分投影光學(xué)系統(tǒng)PL2 PL7。部分投影光學(xué)系統(tǒng)PL2 PL7與 部分投影光學(xué)系統(tǒng)PLl具有相同的構(gòu)成，并在平板P上形成分別對(duì)應(yīng)的部分照明區(qū)域內(nèi)的 圖案的投影像。另外，部分投影光學(xué)系統(tǒng)PLl PL7是使部分投影光學(xué)系統(tǒng)PL2、PL4、PL6 在Y方向上分別位于部分投影光學(xué)系統(tǒng)PL1、PL2、PL5、PL7之間而呈鋸齒狀配置。而且，與 該部分投影光學(xué)系統(tǒng)PLl PL7的配置相對(duì)應(yīng)地，使部分照明光學(xué)系統(tǒng)ILl IL7也沿著 Y方向呈鋸齒狀配置。在本實(shí)施形態(tài)的照明裝置IL中，與光源2b對(duì)應(yīng)設(shè)置的入射口 12b如圖4A所示， 由集束成圓形的多個(gè)光纖(光纖束)構(gòu)成。而且，與光源2a、2c對(duì)應(yīng)設(shè)置的入射口 12a、12c 如圖4B所示是由集束成輪帶狀的多個(gè)光纖(光纖束)構(gòu)成。亦即，入射口 12a、12c是由中 空的光纖束構(gòu)成。照明中繼光學(xué)系統(tǒng)(第1中繼光學(xué)系統(tǒng))6b如圖5所示，具有準(zhǔn)直透鏡40和聚 光透鏡41，將來自光源2b的照明光(第1部分照明光)進(jìn)行光學(xué)中繼，并成為具有入射角 Φ13的第1光束而導(dǎo)向入射口(第1入射口)12b。此時(shí)，照明中繼光學(xué)系統(tǒng)6b將作為發(fā)光 部的光源2b的像投射至入射口 12b內(nèi)。這里，來自光源2b的照明光利用橢圓鏡4b而被有 效地聚光，所以其聚光光束中的入射角(對(duì)照明中繼光學(xué)系統(tǒng)6b的光軸7b的角度)小的 范圍的光，亦即數(shù)值孔徑(NA)低的范圍的光(例如圖5中以斜線表示的范圍的光)成為不 存在的狀態(tài)(中空狀態(tài))。而且，作為第1入射角的入射角Φ13成為由光源2b的照明光的 發(fā)散角和照明中繼光學(xué)系統(tǒng)6b的中繼倍率而決定的角度。另一方面，照明中繼光學(xué)系統(tǒng)(第2中繼光學(xué)系統(tǒng))6a、6c如圖6所示，分別具有 第1準(zhǔn)直透鏡42、聚光透鏡43及第2準(zhǔn)直透鏡44，對(duì)來自光源2a、2c的照明光(第2部分 照明光)進(jìn)行光學(xué)中繼，使成為具有較入射角Φ13還小的入射角Φ&、的第2光束而導(dǎo) 向入射口 12a、12c。此時(shí)，照明中繼光學(xué)系統(tǒng)6a、6c分別將作為發(fā)光部的光源2a、2c所對(duì)應(yīng) 的傅立葉(Fourier)轉(zhuǎn)換像，投射至照明中繼光學(xué)系統(tǒng)6a、6c的焦點(diǎn)面上所設(shè)置的入射口 12a、12c。在這里，光源2a、2c所發(fā)出的照明光也利用橢圓鏡4a、4c而有效地進(jìn)行聚光，所以 其聚光光束中的入射角(對(duì)照明中繼光學(xué)系統(tǒng)6a、6c的光軸7a、7c的角度)小的范圍的 光，亦即數(shù)值孔徑(NA)低的范圍的光(例如，圖6中以斜線表示的范圍的光)成為不存在 的狀態(tài)(中空狀態(tài))。而且，作為第2入射角的入射角Φι Φο，是分別成為由光源2a、2c 的大小和照明中繼光學(xué)系統(tǒng)6a、6c的焦點(diǎn)距離而決定的角度。在該照明中繼光學(xué)系統(tǒng)6a、 6c中，將中空狀態(tài)的照明光如圖4B所示那樣導(dǎo)入至輪帶狀的入射口 12a、12c中，所以能夠 使來自光源2a、2c的照明光有效地入射至光導(dǎo)纖維10。另外，入射角eta Φ c分別是與導(dǎo)向各入射口 12a 12c的照明光的數(shù)值孔徑 相對(duì)應(yīng)的角度，且如圖5或圖6所示，相當(dāng)于在入射口 12a 12c所聚光的照明光中的最大 的入射角。
圖7A及圖7B所示為從光導(dǎo)纖維10的射出口 14a所射出的照明光的、在復(fù)眼透鏡 17a的入射側(cè)附近的光量分布圖。該光量分布所示為相對(duì)于距離光軸的位置的、含有部分 照明光學(xué)系統(tǒng)ILl的光軸的斷面內(nèi)的光量。在只有來自由照明中繼光學(xué)系統(tǒng)6b所中繼的 光源2b的照明光，從入射口 12b入射至光導(dǎo)纖維10的情況下，復(fù)眼透鏡17a的入射側(cè)附近 的照明光的光量分布如圖7A的實(shí)線所示，光軸附近的光量較其外周部的光量少，且具有與 輪帶照明相同的照明特性。另一方面，在只有來自由照明中繼光學(xué)系統(tǒng)6a、6c所中繼的光 源2a、2c的照明光，從入射口 12a、12c入射至光導(dǎo)纖維10的情況下，復(fù)眼透鏡17a的入射 側(cè)附近的照明光的光量分布如圖7A的虛線所示，光軸附近的光量較其外周部的光量多，具 有光量集中于光軸附近的照明特性。而且，在從入射口 12a、12b、12c來對(duì)光導(dǎo)纖維10入射照明光的情況下，復(fù)眼透鏡 17a的入射側(cè)附近的照明光的光量分布成為將圖7A中以實(shí)線及虛線所示的光量分布予以 合成的光量分布，且如圖7B所示，光軸附近的光量和其外周部的光量形成大致均勻的光量 分布。另外，在其它的部分照明光學(xué)系統(tǒng)IL2 IL7中，可得到與部分照明光學(xué)系統(tǒng)ILl相 同的光量分布。然而，在照明裝置IL中，可由電源裝置32來對(duì)光源2a、2b、2c進(jìn)行電力的供給，并 利用控制部30的控制而個(gè)別地變更對(duì)光源2a、2b、2c分別供給的電力量。亦即，電源裝置 32及控制部30作為光量比調(diào)整部而發(fā)揮機(jī)能。因此，藉由在控制部30的控制下，變更供給 到光源2a、2c的電力量和供給到光源2b的電力量，從而將經(jīng)由入射口 12a、12c的照明光和 經(jīng)由入射口 12b的照明光的光量比(光量平衡)予以變更，可使各部分照明光學(xué)系統(tǒng)ILl IL7的復(fù)眼透鏡的入射側(cè)附近的照明光的光量分布發(fā)生變化。例如，可進(jìn)行變更以使光軸附 近的光量具有較其外周部的光量還多的光量分布，而且，可進(jìn)行變更以使光軸附近的光量 具有較其外周部的光量還少的光量分布。亦即，在制造過程中，在要求高析像度的情況或要 求高對(duì)比度的情況下等等，要求依據(jù)制造過程而使照明光的光量分布最佳化，但藉由個(gè)別 地變更對(duì)光源2a、2b、2c所分別供給的電力量，來調(diào)整各部分照明光學(xué)系統(tǒng)ILl IL7的復(fù) 眼透鏡的入射側(cè)附近的照明光的光量分布，可滿足該要求。在曝光裝置EX中，藉由上述的照明裝置來對(duì)光罩M進(jìn)行照明，并使光罩M和平板P 對(duì)部分投影光學(xué)系統(tǒng)PLl PL7同步移動(dòng)且進(jìn)行掃描曝光，從而將光罩M上所形成的圖案 的投影像形成在平板P上而進(jìn)行轉(zhuǎn)印。如以上所說明的，在本實(shí)施形態(tài)的照明裝置IL中，可有效地對(duì)來自光源2a 2c 的照明光進(jìn)行聚光，并抑制與該聚光光束的入射角相對(duì)應(yīng)的光的空無而射出照明光。因此， 在本實(shí)施形態(tài)的曝光裝置EX中，可利用光束內(nèi)同樣充滿的照明光而對(duì)光罩M進(jìn)行照明，與 利用中空狀態(tài)的照明光來對(duì)光罩M進(jìn)行照明的情況相比，可將光罩M的圖案的投影像高精 度地轉(zhuǎn)印到平板P上。另外，在選擇最適值作為照明中繼光學(xué)系統(tǒng)、光導(dǎo)纖維的入射口的大小等的設(shè)計(jì) 值的情況下等等，可部分回避因來自光源的照明光的中空部分所形成的光量損失，所以與 通常的照明裝置相比，能夠提高光罩(平板)上的照度。另外，在本實(shí)施形態(tài)的曝光裝置EX中，藉由在各部分照明光學(xué)系統(tǒng)ILl IL7的 復(fù)眼透鏡的射出側(cè)附近，設(shè)置數(shù)值孔徑及開口形狀中的至少一個(gè)可變更的光圈機(jī)構(gòu)，可控 制與各部分投影光學(xué)系統(tǒng)PLl PL7相對(duì)應(yīng)的照明光的照明條件，進(jìn)而控制光罩M的圖案的投影條件(投影像的成像條件)。作為該光圈機(jī)構(gòu)，可利用例如旋轉(zhuǎn)器機(jī)構(gòu)或滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，其在照明光的光路上能夠 有選擇地配置(可轉(zhuǎn)換配置)數(shù)值孔徑及開口形狀中的至少一個(gè)是不相同的多個(gè)光圈。而 且，作為多個(gè)光圈，可包括第1圓形開口，其具有例如用于進(jìn)行通常照明(普通照明)的第 1數(shù)值孔徑的第1圓形開口 ；第2圓形開口，其為了進(jìn)行將照明光的數(shù)值孔徑(NA)限制得 較通常照明還小的小σ照明，而具有較第1數(shù)值孔徑還小的第2數(shù)值孔徑；以及輪帶開口， 其具有用于進(jìn)行環(huán)帶照明的輪帶狀(環(huán)狀)的開口。在本實(shí)施形態(tài)的照明裝置IL中，各部分照明光學(xué)ILl IL7的復(fù)眼透鏡的入射側(cè) 附近的照明光的光量分布，是使光軸附近的光量和其外周部的光量形成大致均勻的光量分 布，所以能夠利用上述的光圈機(jī)構(gòu)，來分別抑制在例如從通常照明切換到小ο照明的情況 及從通常照明切換到輪帶照明的情況下的照明光量的下降(亦即，光罩M及基板P的照明 光的照度下降)。換言之，與利用圖7Α中以實(shí)線所示那樣光量分布中空的現(xiàn)有習(xí)知照明裝 置的情況相比，能夠減小光圈切換時(shí)的照度的下降率，且能夠使小ο照明時(shí)的照度和輪帶 照明時(shí)的照度的照度平衡成為均等。接著，參照?qǐng)D8，對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施形態(tài)的曝光裝置進(jìn)行說明。另外，第2實(shí)施 形態(tài)的曝光裝置除了構(gòu)成第1實(shí)施形態(tài)的曝光裝置的照明裝置的構(gòu)成變更為圖8所示的構(gòu) 成這一點(diǎn)以外，與第1實(shí)施形態(tài)的曝光裝置具有相同的構(gòu)成。因此，在第2實(shí)施形態(tài)的說明 中，省略與第1實(shí)施形態(tài)的曝光裝置的構(gòu)成相同的構(gòu)成的詳細(xì)說明，并對(duì)與第1實(shí)施形態(tài)的 曝光裝置的構(gòu)成相同的構(gòu)成，利用與第1實(shí)施形態(tài)中所使用的符號(hào)相同的符號(hào)來說明。圖8所示為第2實(shí)施形態(tài)的照明裝置IL’的構(gòu)成。在該照明裝置IL’中，采用藉 由控制部30的控制而使驅(qū)動(dòng)部34被驅(qū)動(dòng)，從而成為可將中繼光學(xué)系統(tǒng)6a的聚光透鏡43 及第2準(zhǔn)直透鏡44轉(zhuǎn)換為聚光透鏡45的構(gòu)成，其中，中繼光學(xué)系統(tǒng)6a的聚光透鏡43及第 2準(zhǔn)直透鏡44用于將來自光源2a的照明光中繼至光導(dǎo)纖維10的入射口 12a。亦即，可將 中繼光學(xué)系統(tǒng)6a更換為這樣的中繼光學(xué)系統(tǒng)(第3中繼光學(xué)系統(tǒng))，其對(duì)來自光源2a的照 明光進(jìn)行光學(xué)中繼，并形成具有第1入射角的第1光束，且導(dǎo)入光導(dǎo)纖維10的入射口(第 1 入射口)12a。因此，在本實(shí)施形態(tài)中，藉由將中繼光學(xué)系統(tǒng)6a更換為第3中繼光學(xué)系統(tǒng)，可對(duì)復(fù) 眼透鏡的入射側(cè)附近的與部分照明光學(xué)系統(tǒng)的光軸垂直的面上的光量分布進(jìn)行調(diào)整。又，在上述的各實(shí)施形態(tài)中，是以多透鏡式的掃描型曝光裝置作為例子進(jìn)行說明， 但除了掃描型曝光裝置以外，也可在步進(jìn)反復(fù)(st印andrepeat)型的曝光裝置中應(yīng)用本發(fā) 明，該步進(jìn)反復(fù)型的曝光裝置是在光罩M和平板P靜止的狀態(tài)下將光罩M的圖案進(jìn)行曝光， 并使平板P依次步進(jìn)移動(dòng)。而且，并不限定于多透鏡式的曝光裝置，在具有1個(gè)投影光學(xué)系 統(tǒng)的曝光裝置中也可應(yīng)用本發(fā)明。而且，在上述的各實(shí)施形態(tài)中，光導(dǎo)纖維10具有3個(gè)入射口 12a 12c，但并不限 定于3個(gè)，只要為多個(gè)即可。而且，光導(dǎo)纖維10具有在與光源像成光學(xué)共軛的位置處所設(shè) 置的1個(gè)入射口 12b，及在與光源像相對(duì)應(yīng)的瞳面(傅立葉轉(zhuǎn)換面)上所設(shè)置的2個(gè)入射口 12a、12c，但可適當(dāng)?shù)剡x擇在與光源像成光學(xué)共軛的位置處所設(shè)置的入射口的數(shù)目，及在與 光源像對(duì)應(yīng)的瞳面上所設(shè)置的入射口的數(shù)目，以使照明光具有所需的光強(qiáng)度分布。 而且，在上述的各實(shí)施形態(tài)中，作為照明裝置的光源是使用3個(gè)光源2a 2c，但只
9要具有1個(gè)以上的光源即可。在光源為1個(gè)的情況下，是利用光學(xué)系統(tǒng)將橢圓鏡所反射的 照明光進(jìn)行分割，并使照明光入射在與光源像成光學(xué)共軛的位置處所設(shè)置的入射口，或使 照明光入射在與光源像相對(duì)應(yīng)的瞳面上所設(shè)置的入射口。亦即，光源和光導(dǎo)纖維的入射口 沒有必要1對(duì)1地進(jìn)行對(duì)應(yīng)。在這種情況下，將光源、橢圓鏡及照明光進(jìn)行分割的光學(xué)系統(tǒng) 構(gòu)成光源部。而且，藉由使在與光源像成光學(xué)共軛的位置處所設(shè)置的入射口的光纖的條數(shù)， 或在與光源像相對(duì)應(yīng)的瞳面上所設(shè)置的入射口的光纖的條數(shù)不同，也可使從射出口所射出 的照明光形成所需的光量比。而且，在上述的實(shí)施形態(tài)中，光導(dǎo)纖維10具有7個(gè)射出口，但光導(dǎo)纖維的射出口只 要為1個(gè)以上，其數(shù)目多少都可以。而且，在上述的實(shí)施形態(tài)中，在控制部的控制下，利用驅(qū)動(dòng)部將構(gòu)成照明中繼光學(xué) 系統(tǒng)的透鏡中的部分透鏡更換為另外的透鏡，但也可利用手動(dòng)，而將構(gòu)成照明中繼光學(xué)系 統(tǒng)的透鏡中的部分透鏡更換為另外的透鏡。而且，在上述的實(shí)施形態(tài)中，利用控制部及電源裝置作為光量比調(diào)整部，并根據(jù)控 制部的控制而對(duì)從電源裝置供給到各電源的電力量進(jìn)行變更，但也可利用減光濾波器等作 為光量比調(diào)整部，對(duì)各光源所發(fā)出的照明光的光量進(jìn)行調(diào)整。而且，也可與中繼光學(xué)系統(tǒng)的 切換相對(duì)應(yīng)(連動(dòng))，利用光量比調(diào)整部來對(duì)各光源所發(fā)出的照明光的光量進(jìn)行調(diào)整。接著，對(duì)利用上述實(shí)施形態(tài)的曝光裝置的元件制造方法進(jìn)行說明。圖9所示為 半導(dǎo)體元件的制造過程的流程圖。如該圖9所示，在半導(dǎo)體元件的制造過程中，是在作為 半導(dǎo)體元件的基板的晶圓上蒸鍍金屬膜(步驟S40)，并在該蒸鍍的金屬膜上涂敷作為感 光性材料的光阻劑而形成平板P (步驟S42)。繼而，利用各實(shí)施形態(tài)的曝光裝置，將光罩 M(reticle)上所形成的圖案的投影像轉(zhuǎn)印到晶圓的各照射(shot)區(qū)域上(步驟S44 曝光 過程(照明過程及投影過程))，并進(jìn)行該轉(zhuǎn)印結(jié)束后的晶圓的顯像，亦即，轉(zhuǎn)印了圖案的光 阻劑的顯像(步驟S46 顯像過程)。然后，將利用步驟S46而在晶圓表面上所生成的光阻 劑圖案作為加工用的光罩，對(duì)晶圓表面進(jìn)行蝕刻等的加工(步驟S48 加工過程)。在這里，所說的光阻劑圖案是指生成有與各實(shí)施形態(tài)的曝光裝置所轉(zhuǎn)印的圖案相 對(duì)應(yīng)的形狀的凹凸的光阻劑層(轉(zhuǎn)印圖案層)，其凹部貫通光阻劑層。在步驟S48中，是通 過該光阻劑圖案而進(jìn)行晶圓表面的加工。在步驟S48所進(jìn)行的加工中，包括例如晶圓表面 的蝕刻或金屬膜等的成膜中的至少一種。另外，在步驟S44中，各實(shí)施形態(tài)的曝光裝置將涂 敷了光阻劑的晶圓作為感光性基板，以進(jìn)行圖案的轉(zhuǎn)印。圖10所示為液晶顯示元件等的液晶元件的制造過程的流程圖。如該圖10所示，在 液晶元件的制造過程中，依次進(jìn)行圖案形成過程(步驟S50)、濾色器形成過程(步驟S52)、 單元組裝過程(步驟S54)及模組組裝過程(步驟S56)。在步驟S50的圖案形成過程中，是在作為平板P的涂敷有光阻劑的玻璃基板上，利 用各實(shí)施形態(tài)的曝光裝置，形成電路圖案及電極圖案等的規(guī)定的圖案。在該圖案形成過程 中，包括曝光過程，其利用各實(shí)施形態(tài)的曝光裝置，在光阻劑層上轉(zhuǎn)印圖案；顯像過程，其 進(jìn)行轉(zhuǎn)印了圖案的平板的顯像，亦即，進(jìn)行玻璃基板上的光阻劑層(轉(zhuǎn)印圖案層)的顯像， 并生成與圖案相對(duì)應(yīng)的形狀的光阻劑層；以及加工過程，其通過該已顯像的光阻劑層而對(duì) 玻璃基板的表面進(jìn)行加工。在步驟S52的濾色器形成過程中，形成使與R(Red)、G (Green)、B (Blue)相對(duì)應(yīng)的
103個(gè)點(diǎn)(dot)的組呈矩陣狀而排列多個(gè)，或使R、G、B這3根條形濾波器的組沿水平掃描方 向而排列多個(gè)的濾色器。 在步驟S54的單元組裝過程中，利用由步驟S50而形成有規(guī)定圖案的玻璃基板、和 由步驟S52所形成的濾色器來組裝液晶面板(液晶單元)。具體地說，是藉由例如在玻璃基 板和濾色器的間注入液晶而形成液晶面板。 在步驟S56的模組組裝過程中，對(duì)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燈等的各種構(gòu)件。而且，本發(fā)明并不限定于應(yīng)用在半導(dǎo)體元件或液晶元件制造用的曝光裝置中，也 可廣泛地應(yīng)用于例如電漿顯示器等顯示器裝置用的曝光裝置，或用于制造攝像元件((XD 等)、微型機(jī)器、薄膜磁頭及DNA晶片等各種元件的曝光裝置中。另外，本發(fā)明也可應(yīng)用于將 各種元件的形成有光罩圖案的光罩(光罩、標(biāo)線等)利用光微影過程來進(jìn)行制造的時(shí)的曝 光過程(曝光裝置)。另外，本專利申請(qǐng)與2008年1月21日所提出的日本專利申請(qǐng)2008-10286號(hào)中包 含的主題有關(guān)，該專利申請(qǐng)的全部在這里作為參照事項(xiàng)而明白地組入本專利申請(qǐng)案中。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明可利用于照明裝置、曝光裝置、曝光方法以及元件制造方法中。
權(quán)利要求
一種照明裝置，其特征在于，包括光傳送部，從多個(gè)入射口接收由光源部所發(fā)送的照明光，并使在每一該入射口所接收的各照明光的至少一部分從共同的射出口射出；第1中繼光學(xué)系統(tǒng)，對(duì)來自前述光源部的前述照明光中的第1部分照明光進(jìn)行光學(xué)中繼，形成具有第1入射角的第1光束，并導(dǎo)向多個(gè)前述入射口中的第1入射口；以及第2中繼光學(xué)系統(tǒng)，對(duì)來自前述光源部的前述照明光中的第2部分照明光進(jìn)行光學(xué)中繼，形成具有與前述第1入射角不同的第2入射角的第2光束，并導(dǎo)向多個(gè)前述入射口中的第2入射口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明裝置，其特征在于其中前述第1入射角是與前述光源部 的發(fā)光部的前述照明光的發(fā)散角相對(duì)應(yīng)的角度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的照明裝置，其特征在于其中前述第1中繼光學(xué)系統(tǒng)將前述發(fā) 光部的像投射到前述第1入射口內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的照明裝置，其特征在于其中前述第2入射角為 與前述光源部的發(fā)光部的大小或該發(fā)光部的像的大小相對(duì)應(yīng)的角度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的照明裝置，其特征在于其中前述第2中繼光學(xué)系統(tǒng)將前述第 2部分照明光，導(dǎo)向至該第2中繼光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)面上所設(shè)置的前述第2入射口。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的照明裝置，其特征在于其中前述第2中繼光學(xué)系統(tǒng)將與 前述發(fā)光部對(duì)應(yīng)的傅立葉轉(zhuǎn)換像，投射到前述第2入射口內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的照明裝置，其特征在于其中，前述光源部具有多個(gè)發(fā)光部，前述第1中繼光學(xué)系統(tǒng)及前述第2中繼光學(xué)系統(tǒng)將從各別不同的前述發(fā)光部所發(fā)出的 前述照明光，作為前述第1部分照明光及前述第2部分照明光而進(jìn)行光學(xué)中繼。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的照明裝置，其特征在于前述光源部具有形成該 光源部的發(fā)光部的像的發(fā)光像形成部，前述第1中繼光學(xué)系統(tǒng)及前述第2中繼光學(xué)系統(tǒng)對(duì)從各別不同的前述發(fā)光部的像所發(fā) 出的前述照明光進(jìn)行光學(xué)中繼。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的照明裝置，其特征在于其中，前述發(fā)光像形成部包括前述發(fā)光部附近具有第1焦點(diǎn)的橢圓鏡；前述第2入射口形成輪帶狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的照明裝置，其中，前述第1入射口及前述第2入射口是利用光纖束而形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的照明裝置，其特征在于其中，前述第2中繼光學(xué)系統(tǒng)與第3中繼光學(xué)系統(tǒng)可互相更換地設(shè)置著，該第3中繼光學(xué)系 統(tǒng)將前述第2部分照明光進(jìn)行光學(xué)中繼，使成為具有前述第1入射角的光束而導(dǎo)向前述第 2入射口。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的照明裝置，其特征在于其中具有光量比調(diào)整 部，使由前述共同的射出口所射出的前述照明光中的經(jīng)由前述第1入射口的前述照明光和 經(jīng)由前述第2入射口的前述照明光的光量比發(fā)生變化。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的照明裝置，其特征在于其中，前述光源部具有與前述第1入射口或前述第2入射口對(duì)應(yīng)設(shè)置的多個(gè)發(fā)光部； 前述光量比調(diào)整部使供給到與前述第1入射口相對(duì)應(yīng)的前述發(fā)光部的電力、和供給到 與前述第2入射口相對(duì)應(yīng)的前述發(fā)光部的電力的電力比發(fā)生變化。
14.一種曝光裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至權(quán)利要求13中任一項(xiàng)所述的照明裝置；以及 投影光學(xué)系統(tǒng)，將由前述照明裝置所射出的照明光所照明的物體的投影像，形成在感 光基板上。
15.一種曝光方法，其特征在于，包括照明過程，利用權(quán)利要求1至權(quán)利要求13中任一項(xiàng)所述的照明裝置所射出的照明光而 對(duì)物體進(jìn)行照明；以及投影過程，將前述照明光所照明的前述物體的投影像形成在感光基板上。
16.一種元件制造方法，其特征在于，包括曝光過程，利用權(quán)利要求1至權(quán)利要求13中任一項(xiàng)所述的照明裝置射出的照明光而對(duì) 物體進(jìn)行照明，并將該物體的投影像轉(zhuǎn)印在感光基板上；顯像過程，將轉(zhuǎn)印了前述投影像的前述感光基板進(jìn)行顯像，而在前述感光基板上生成 與前述投影像相對(duì)應(yīng)的形狀的轉(zhuǎn)印圖案層；以及加工過程，通過前述轉(zhuǎn)印圖案層而對(duì)前述感光基板進(jìn)行加工。
全文摘要
本發(fā)明提供一種照明裝置，包括光導(dǎo)纖維10，其從多個(gè)入射口12a、12b、12c接收由光源2a、2b、2c所發(fā)送的照明光，并使在每一該入射口所接收的各照明光的至少一部分從共同的射出口14a射出；照明中繼光學(xué)系統(tǒng)6b，其對(duì)來自光源2b的照明光進(jìn)行光學(xué)中繼，形成具有第1入射角的第1光束，并導(dǎo)向入射口12b；以及照明中繼光學(xué)系統(tǒng)6a、6c，其對(duì)來自光源2a、2c的照明光分別進(jìn)行光學(xué)中繼，形成具有與前述第1入射角不同的第2入射角的第2光束，并導(dǎo)向入射口12a、12c。
文檔編號(hào)H01L21/027GK101925976SQ20098010275
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2009年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月21日
發(fā)明者加藤正紀(jì), 福井達(dá)雄 申請(qǐng)人:株式會(huì)社尼康