[發明專利]光學單元、照明光學裝置、曝光裝置、曝光方法以及元件制造方法

有效

• 申請號: 200880018312.8
• 申請日: 2008-10-30
• 公開（公告）號: CN101681120A
• 公開（公告）日: 2010-03-24
• 發明（設計）人: 谷津修
• 申請（專利權）人: 株式會社尼康
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 壽 寧

技術領域

本發明是關于光學單元、照明光學裝置、曝光裝置、曝光方法、以及 元件制造方法。更詳言之，本發明是關于照明光學裝置，其非常適合于用 以在微影制造工藝制造半導體元件、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

此種典型的曝光裝置中，從光源射出的光束是透過作為光學積分器的 復眼透鏡，形成由多數個光源構成的實質上為面光源的二次光源(一般而 言，是照明光瞳的既定光強度分布)。以下，將在照明光瞳的光強度分布稱 為「光瞳強度分布」。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)之間的光學系統的作用，使被照射面成為照明 光瞳的傅立葉轉換面的位置。

來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。透射過光罩的光則透過投影光學系統成像于晶圓上，使光罩圖 案投影曝光(轉印)于晶圓上。形成于光罩的圖案經高度集成化，為了將此 微細圖案正確地轉印于晶圓上，在晶圓上獲得均勻的照度分布是不可或缺 的。

曝光裝置中，有時會因某些理由而無法取得所欲的光瞳強度分布，進 而導致投影光學系統無法發揮所欲成像性能。因此，本案申請人，已提出 藉由將濃度過濾器配置于照明光瞳面以修正(調整)光瞳強度分布的技術 (參照日本特開2004-247527號公報)。

發明內容

日本特開2004-247527號公報所揭示的公知技術中，由于將具有既定 濃度分布(透射率分布)的過濾器配置于照明光瞳面，因此只要不更換濃度 過濾器即無法調整光瞳強度分布，是其問題所在。

本發明有鑒于前述課題而構成，其目的在于提供一種不更換光學構件 即可調整光瞳強度分布的照明光學裝置。又，本發明的目的在于提供能使 用可調整光瞳強度分布的照明光學裝置，在所欲的照明條件下進行良好曝 光的曝光裝置及曝光方法。

為了解決前述課題，本發明的第1實施形態所提供的光學單元，其特 征在于，具備：第1光路，可配置具有二維排列并可個別控制的多個光學 元件的空間調變元件；第2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構；以及第3光路，經過該第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，根據射入該 角度分布賦予元件的光對射出的光賦予角度分布。

本發明的第2實施形態所提供的照明光學裝置，是根據來自光源的光 照明被照射面，其特征在于，具備：第1實施形態的光學單元；以及分布 形成光學系統，藉由透過該空間光調變器及該角度分布賦予元件的光束， 在該照明光學裝置的照明光瞳形成既定光強度分布。

本發明的第3實施形態所提供的曝光裝置，其特征在于：具備用以照 明既定圖案的第2實施形態的照明光學裝置，并將該既定圖案曝光于感光 性基板。

本發明的第4實施形態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實施形態的曝光裝置，將該既定圖案曝光于該感光性 基板；顯影步驟，使轉印有該圖案的該感光性基板顯影，將對應該圖案的 形狀的光罩層形成于該感光性基板的表面；以及加工步驟，透過該光罩層 進行該感光性基板的表面的加工。

本發明的第5實施形態所提供的曝光方法，是根據來自光源的光將既 定圖案曝光于感光性基板，其特征在于，具有：第1步驟，將來自該光源 的光導向角度分布賦予元件以將既定的光瞳強度分布形成于照明光瞳；第2 步驟，將來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光束導向具有二維排列 并可個別控制的多個光學元件的空間光調變器；第4步驟，將透過該空間 光調變器的第1光束導向該照明光瞳的位置；第5步驟，藉由透過該照明 光瞳的光照明該既定圖案；以及第6步驟，根據來自該被照明的該既定圖 案的光使感光性基板曝光。

本發明的第6實施形態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實施形態的曝光方法，將該既定圖案曝光于該感 光性基板；顯影步驟，使轉印有該圖案的該感光性基板顯影，將對應該圖 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，透過該光 罩層進行該感光性基板的表面的加工。