JP2012033924A - 露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レチクルの熱膨張に起因するパターンの投影像の歪みを補正する。
【解決手段】レチクルＲを介した照明光ＩＬを第１光学系の結像面上に配置された空間光変調器ＳＬを用いて変調し（複数のミラー要素を用いて分割して反射し）、変調された照明光ＩＬをウエハＷ上に照射する。ここで、レチクルＲの熱膨張変形に応じて照明光ＩＬを変調することにより、レチクルの熱膨張に起因するパターンの投影像の歪みを補正することが可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、露光装置及びデバイス製造方法に係り、特に電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するリソグラフィ工程で用いられる露光装置及び該露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。

従来、半導体素子（集積回路等）、液晶表示素子等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するリソグラフィ工程では、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（いわゆるステッパ）、あるいはステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などが、主として用いられている。

半導体素子の高集積化に伴い、パターンは次第に微細化しており、このパターンの微細化に対応するため、従来においても、露光波長の短波長化、投影光学系の開口数の増大化（高ＮＡ化）等が、図られてきた。例えば露光波長は、ＡｒＦエキシマレーザの１９３ｎｍにまで短波長化しており、開口数は、いわゆる液浸露光装置の場合、１を超えるようになっている。しかるに、半導体素子の高集積化に対する要求は留まることがなく、これに伴って露光装置にはより一層の解像度の向上が要求されるようになり、今や投影露光装置の解像限界を超えた微細なパターン像を基板（ウエハ）上に形成できることが求められるようになっている。このための有力な対処策として、いわゆるダブルパターニング法などが、最近、行われている。

また、投影露光装置には、高解像度とともに高スループットが要求される。このため、高エネルギの照明光が用いられるようになり、露光装置の使用に伴うレチクル（又はマスク）又は投影光学系を構成するレンズ素子等の熱膨張等が問題となってきた。

従来、レチクルの熱膨張に対する対策として、レチクルを冷却する方法、例えば温度制御された空気（気体）を吹き付ける方法（例えば、特許文献１参照）などが提案されている。また、投影光学系（を構成するレンズ素子等）の熱膨張に対する対策としては、投影光学系等に対する照射エネルギ量から投影光学系の光学特性の変化等を演算により推定し、その結果に基づいて、投影光学系のレンズ素子を駆動する等によりパターンの投影像の結像状態を維持、向上させることが行われてきた（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、露光装置の使用により時間の経過とともに変化するレチクル（又はマスク）又は投影光学系を構成するレンズ素子等の熱膨張に起因するパターンの投影像の結像状態の変化を補正することには、従来の投影露光装置では、限界があった。

特開２０１０−８０８５５号公報 米国特許出願公開第２００８／０２１８７１４号明細書

本発明の第１の態様によれば、エネルギビームを照射して物体を露光し、前記物体上にパターンを形成する露光装置であって、前記エネルギビームの光路上に配置されたパターンが形成された第１マスクを介した前記エネルギビームを結像面に照射し、前記パターンの像を結像する第１光学系と、前記第１光学系の結像面上に配置され、前記第１マスクを介した前記エネルギビームを分割して反射する複数のミラー素子と、該複数のミラー素子のそれぞれを駆動する駆動系とを有する空間光変調器と、前記空間光変調器の前記複数のミラー素子で反射された前記エネルギビームを前記物体に照射し、前記パターンの像の前記空間光変調器を介した像を前記物体上に結像する第２光学系と、を備える露光装置が、提供される。

これによれば、光変調器の複数のミラー素子でエネルギビームを分割して反射することにより、パターンの像の空間光変調器を介した像の物体上での結像状態を補正することが可能となる。

本発明の第２の態様によれば、本発明の露光装置により前記物体上にパターンを形成することと、パターンが形成された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法が、提供される。

一実施形態の露光装置の構成を概略的に示す図である。 空間光変調器の構成を概略的に示す図である。 一実施形態の露光装置の制御系の主要な構成を示すブロック図である。 図４（Ａ）はレチクルのパターン面の熱膨張変形の一例を示す図、図４（Ｂ）はレチクルのパターン面の熱膨張変形に起因する投影像の歪みを補正するための空間光変調器の反射面の形状を示す図、図４（Ｃ）は空間光変調器による反射像の一例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態を、図１〜図４（Ｃ）に基づいて説明する。

図１には、一実施形態の露光装置１００の構成が概略的に示されている。露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャナである。以下においては、レチクルＲとウエハＷとが相対走査される走査方向である図１における紙面内左右方向をＹ軸方向、これに直交する紙面直交方向をＸ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸に直交する方向（紙面内の上下方向）をＺ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。

露光装置１００は、照明光ＩＬでレチクルＲを照明する照明系ＩＯＰ、レチクルＲを保持してＸＹ平面に平行な面内移動するレチクルステージＲＳＴ、レチクルＲに形成されたパターンの像を感応材（レジスト）が塗布されたウエハＷ上に投影する投影光学系ＰＬを含む投影ユニットＰＵ、レチクルＲを介した照明光ＩＬを投影光学系ＰＬの内部で変調する空間光変調器ＳＬ、ウエハＷを保持して移動するウエハステージＷＳＴ、及びこれらの制御系等を備えている。ここで、空間光変調器とは、入射光の振幅、位相又は進行方向などを二次元的に制御して、画像、あるいはパターン化されたデータなどの空間情報を処理、表示、消去する素子を意味する。本実施形態では、空間光変調器ＳＬとして、反射型の空間光変調器の一種であるマルチミラーデバイスが採用されている。従って、空間光変調器ＳＬによる入射光の変調は、主として進行方向の二次元的な変更（制御）を意味する。

照明系ＩＯＰは、光源及び照明光学系を含み、その内部に配置された視野絞り（マスキングブレード又はレチクルブラインドとも呼ばれる）により設定（制限）され、レチクルＲ上でＸ軸方向に細長く伸びる矩形（又は円弧状）の照明領域ＩＡＲ１に照明光（露光光）ＩＬを照射し、回路パターンが形成されたレチクルＲを均一な照度で照明する。照明系ＩＯＰの構成は、例えば米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号明細書などに開示されている。ここで、照明光ＩＬとして、一例として、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられる。

レチクルステージＲＳＴは、照明系ＩＯＰの下方（−Ｚ側）に配置されている。レチクルステージＲＳＴ上には、そのパターン面（図１における下面）に回路パターンなどが形成されたレチクルＲが載置されている。レチクルＲは、例えば真空吸着によりレチクルステージＲＳＴ上に固定されている。

レチクルステージＲＳＴは、例えばリニアモータ等を含むレチクルステージ駆動系１１（図１では不図示、図３参照）によって、水平面（ＸＹ平面）内で微小駆動可能であるとともに、走査方向（図１における紙面内左右方向であるＹ軸方向）に所定ストローク範囲で駆動可能となっている。レチクルステージＲＳＴのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）は、レチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１４によって、移動鏡１２（又はレチクルステージＲＳＴの端面に形成された反射面）を介して、例えば０．２５ｎｍ程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計１４の計測情報は、主制御装置１２０（図１では不図示、図３参照）に供給される。主制御装置１２０は、レチクル干渉計１４からの計測情報に基づいて、レチクルステージ駆動系１１を介してレチクルステージＲＳＴのＹ軸方向の位置（及びＸ軸方向の位置、並びにθｚ方向の回転）を制御する。

投影ユニットＰＵは、レチクルステージＲＳＴの下方（−Ｚ側）に配置されている。投影ユニットＰＵは、筐体４０と筐体４０の内部に保持された複数の光学素子（レンズ、ミラー等）と、空間光変調器ＳＬの多数のミラー要素の反射面とを含む。ここで、空間光変調器ＳＬの多数のミラー要素の反射面は、全体で１つの反射面（平面、凹面又は凸面）を構成するので、以下では、空間光変調器ＳＬの多数のミラー要素の反射面によって構成される反射面を、空間光変調器ＳＬの反射面と呼ぶ。

前記複数の光学素子は、レチクルＲを介した照明光ＩＬを空間光変調器ＳＬの反射面に照射してレチクルＲに形成されたパターンの像を空間光変調器ＳＬの反射面に結像する第１結像光学系ＰＬ１と、空間光変調器ＳＬの反射面からの照明光ＩＬをウエハＷに照射し、レチクルＲに形成されたパターンの像の空間光変調器ＳＬの反射面を介した像をウエハＷ上に結像する第２結像光学系ＰＬ２とを構成する。第１結像光学系ＰＬ１は、等倍又はほぼ等倍（倍率が１より少し大きい）の屈折光学系である。また、第２結像光学系ＰＬ２は、投影倍率が１より小さい縮小系である。本実施形態では、第１結像光学系ＰＬ１と空間光変調器ＳＬの反射面と、第２結像光学系ＰＬ２とによって、全体として両側テレセントリックな縮小系（投影倍率が例えば１／４倍又は１／５倍）かつ反射屈折系から成る投影光学系ＰＬが構成されている。この場合、投影光学系ＰＬの中間結像面である第１結像光学系ＰＬ１の結像面に、実質的に一致して、空間光変調器ＳＬの反射面が配置されている。

また、第２結像光学系ＰＬ２の一部（上端部）に投影光学系ＰＬの瞳面が設けられ、その瞳面に反射面のＺ位置及び面形状が可変の補償光学系４２が設けられている。

このため、照明光ＩＬによってレチクルＲ上の照明領域ＩＡＲ１が照明されると、レチクルＲを透過した照明光ＩＬが第１結像光学系ＰＬ１を介して空間光変調器ＳＬの反射面に照射され、その反射面上の照明領域ＩＡＲ２内にレチクルＲのパターンの等倍像若しくは微小拡大像が結像される。照明光ＩＬは空間光変調器ＳＬの反射面により反射され、補償光学系４２を含む第２結像光学系ＰＬ２を介して表面にレジスト（感応剤）が塗布されたウエハＷに照射され、照明領域ＩＡＲ１に共役なウエハＷ上の領域（以下露光領域と呼ぶ）ＩＡに空間光変調器ＳＬの反射面を介したレチクルＲのパターンの一部（照明領域ＩＡＲ１内の回路パターン）の縮小像が、形成される。

そして、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの同期駆動により、照明領域ＩＡＲ１（照明光ＩＬ）に対してレチクルＲを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動し、同時に露光領域ＩＡ（照明光ＩＬ）に対してウエハＷを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動することにより、ウエハＷ上の１つのショット領域（区画領域）が走査露光され、そのショット領域内にレチクルＲのパターンが転写される。なお、図１において、符号ＩＬＬは、投影光学系ＰＬ内部の照明光ＩＬの主光線を模式的に示す。

補償光学系４２には、結像特性補正コントローラ４１（図１では不図示、図３参照）が接続されている。結像特性補正コントローラ４１は、照明光ＩＬを反射する補償光学系４２の反射面のＺ位置及び面形状を変化させることで、ウエハＷ上に投影される像の形成状態を調整する。ここで、補償光学系４２の反射面の形状（面位置）は、例えばその面位置を変化させる不図示のアクチュエータの駆動量を測定するエンコーダ等、又は反射面の形状を測定するセンサにより測定され、その計測結果が結像特性補正コントローラ４１に送信される。結像特性補正コントローラ４１は、主制御装置１２０からの投影像の歪みの修正に関する指示に従って補償光学系４２を制御する。本実施形態では、結像特性補正コントローラ４１と補償光学系４２とによって、ウエハＷ上に投影される像の形成状態を調整し、あるいは良好に維持するため、投影光学系ＰＬの光学特性、例えば、球面収差（結像位置の収差）、コマ収差（倍率の収差）、非点収差、像面湾曲、歪曲収差（ディストーション）等の諸収差（結像特性）を調整する結像特性補正装置が構成されている。結像特性補正装置は、ピエゾ素子等のアクチュエータによって一部のレンズエレメントを、Ｚ軸方向（光軸ＡＸｐに平行な方向）に微小駆動及びＸＹ平面に対して傾斜させる構成を含むこともできる。勿論、この場合、そのアクチュエータを、結像特性補正コントローラ４１によって制御することとしても良い。

図２には、空間光変調器ＳＬ及び周辺装置の概略構成が示されている。空間光変調器ＳＬにおいて、二次元（ＸＹ）平面上に配列された多数の微小なミラー要素ＳＥを有する可動マルチミラーアレイが用いられている。図２では、多数のミラー要素のうちのミラー要素ＳＥａ、ＳＥｂ、ＳＥｃ、ＳＥｄのみが示されている。空間光変調器ＳＬは、例えば多数のミラー要素ＳＥと、多数のミラー要素ＳＥをＸＹ平面内の直交二軸（例えばＸ軸及びＹ軸）回りに所定範囲で連続的に傾斜（回動）させる同数の駆動部（不図示）とを有する。駆動部は、例えばミラー要素ＳＥの裏面（−Ｚ側の面）の中央を支持する支柱（不図示）、支柱が固定された基板（不図示）、基板上に設けられた４つの電極（不図示）、４つの電極に対向してミラー要素ＳＥの裏面に設けられた４つの電極（不図示）を有する。なお、空間光変調器ＳＬの詳細構成等は、例えば、米国特許出願公開第２００９／００９７０９４号明細書に開示されている。

空間光変調器ＳＬは、ミラー要素ＳＥの反射面を＋Ｚ方向に向けて投影光学系ＰＬの中間結像面に実質的に沿って配置されている。レチクルＲを介した照明光ＩＬが、第１結像光学系ＰＬ１を介して、ミラー要素ＳＥの反射面上に照射される。例えば図２に示されるように、照明光ＩＬ中の４本の光線Ｌ１〜Ｌ４は、第１結像光学系ＰＬ１の射出端から空間光変調器ＳＬに向けて互いに平行に射出され、それぞれ、複数のミラー要素ＳＥのうちのＹ軸方向に並ぶミラー要素ＳＥａ、ＳＥｂ、ＳＥｃ、ＳＥｄの反射面に入射する。ここで、ミラー要素ＳＥａ、ＳＥｂ、ＳＥｃ、ＳＥｄは、それぞれの駆動部（不図示）により独立に傾けられているため、光線Ｌ１〜Ｌ４は、それぞれ異なる方向に反射される。すなわち、このようにして空間光変調器ＳＬによって、入射光（照明光ＩＬ）が変調される。この変調により、例えば、投影光学系ＰＬの瞳面と共役な面ＬＰ上における光強度分布ＳＰ１〜ＳＰ４が、破線で示される光変調のない場合の分布から実線で示される分布にシフトする。すなわち、空間光変調器ＳＬは、一種の補償光学系（結像特性補正光学系）として機能する。空間光変調器ＳＬは、主制御装置１２０によって制御される（図３参照）。

図１に戻り、ウエハステージＷＳＴは、リニアモータ等を含むステージ駆動系２４（図１では不図示、図３参照）によって、ステージベース２２上をＸ軸方向、Ｙ軸方向に所定ストロークで駆動されるとともに、Ｚ軸方向、θｘ方向、θｙ方向、及びθｚ方向に微小駆動される。ウエハステージＷＳＴ上に、ウエハＷが、ウエハホルダ（不図示）を介して例えば真空吸着等によって保持されている。なお、ウエハステージＷＳＴは、単一の６自由度駆動ステージに限らず、各ステージの駆動方向を組み合わせることで、ウエハＷを６自由度駆動可能となる複数のステージによって構成しても良い。

ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置情報（回転情報（ヨーイング量（θｚ方向の回転量θｚ）、ピッチング量（θｘ方向の回転量θｘ）、ローリング量（θｙ方向の回転量θｙ））を含む）は、レーザ干渉計システム（以下、「干渉計システム」と略述する）１８によって、移動鏡１６（又はウエハステージＷＳＴの端面に形成された反射面）を介して、例えば０．２５ｎｍ程度の分解能で常時検出される。干渉計システム１８の計測情報は、主制御装置１２０に供給される（図３参照）。主制御装置１２０は、干渉計システム１８からの計測情報に基づいて、ステージ駆動系２４を介してウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置（θｚ方向の回転を含む）を制御する。

また、ウエハＷの表面のＺ軸方向の位置及び傾斜は、例えば米国特許第５，４４８，３３２号明細書等に開示される斜入射方式の多点焦点位置検出系から成るフォーカスセンサＡＦ（図１では不図示、図３参照）によって計測される。このフォーカスセンサＡＦの計測情報も主制御装置１２０に供給される（図３参照）。

投影ユニットＰＵの第２結像光学系ＰＬ２の側面には、ウエハＷに形成されたアライメントマーク等を検出するウエハアライメント系（以下、アライメント系）ＡＳが設けられている。アライメント系ＡＳとして、一例として画像処理方式の結像式アライメントセンサの一種であるＦＩＡ（Field Image Alignment）系が用いられている。

露光装置１００では、さらに、レチクルステージＲＳＴの上方に、例えば米国特許第５，６４６，４１３号明細書等に開示される、露光波長の光を用いたＴＴＲ（Through The Reticle）アライメント系から成る一対のレチクルアライメント系１３（図１では不図示、図３参照）が設けられている。レチクルアライメント系１３の検出信号は、主制御装置１２０に供給される（図３参照）。

図３には、本実施形態の露光装置１００の制御系を中心的に構成する主制御装置１２０の入出力関係が、ブロック図にて示されている。主制御装置１２０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）等から成るいわゆるマイクロコンピュータ（又はワークステーション）を含み、装置全体を統括して制御する。

次に、上述のようにして構成された本実施形態の露光装置１００の動作を、簡単に説明する。

露光に先立って、レチクルローダ（不図示）によって、レチクルＲがレチクルステージＲＳＴ上にロードされる。さらに、露光装置１００に併設されたコータ・デベロッパ（不図示）によりその表面に感応層（レジスト層）が形成されたウエハＷが、ウエハローダ（不図示）によって、ウエハステージＷＳＴのウエハホルダ（不図示）上にロードされる。

以降、通常のスキャナと同様に、主制御装置１２０によって、一対のレチクルアライメント系１３、ウエハステージＷＳＴ上の基準マーク板（不図示）、及びアライメント系ＡＳ等を用いて、レチクルアライメント及びアライメント系ＡＳのベースライン計測等が行われる。これらの準備作業に続いて、主制御装置１２０により、例えばいわゆるショット内多点ＥＧＡなどのウエハアライメント（アライメント計測）が実行される。

レチクルアライメント及びアライメント系ＡＳのベースライン計測については、例えば米国特許第５，６４６，４１３号明細書などに詳細に開示されており、これに続くショット内多点ＥＧＡについては、例えば米国特許第６，８７６，９４６号明細書などに開示されている。

上記ショット内多点ＥＧＡにより、ウエハ上のショット領域の配列座標、及び各ショット領域の倍率を含む変形量（倍率、回転、直交度）が、求められる。

そこで、主制御装置１２０は、結像特性補正コントローラ４１を介して投影光学系ＰＬの補償光学系４２の反射面の形状を変形させ、必要に応じてレンズ素子を駆動する。

主制御装置１２０は、アライメント計測（ショット内多点ＥＧＡ）で得られたウエハＷ上のショット領域の配列座標と、先に計測したアライメント系ＡＳのベースラインとに基づいて、ウエハステージＷＳＴをウエハＷ上の各ショット領域の走査開始位置に移動させるステッピング動作と、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを投影光学系ＰＬの投影倍率に応じた速度比で同期移動する走査露光動作とを繰り返して、ウエハＷ上の全ショット領域に、レチクルＲのパターンの像をそれぞれ転写する。

ここで、露光処理を繰り返すことにより、レチクルＲは、照明光ＩＬを吸収して等方的に熱膨張しようとするが、レチクルＲのＸ軸方向の両端部がレチクルステージＲＳＴに吸着保持されているため、結果的に、レチクルＲのパターン領域ＲＰは、例えば図４（Ａ）に示されるような形状に変形する。

そこで、かかるパターン領域ＲＰの変形の影響を低減すべく、主制御装置１２０は、空間光変調器ＳＬの反射面ＲＰ’を、図４（Ｂ）に模式的に示されるように変形させる。この図４（Ｂ）は、ＸＺ断面が凸形状、ＹＺ断面が凹形状の鞍型の反射面ＲＰ’を示している。すなわち、この鞍型の反射面が、図４（Ｂ）では、平面視でＸ軸方向の両端のＹ軸方向の中央部が凹み、Ｙ軸方向の両端のＸ軸方向の中央部が凸出するように変形した矩形を用いて、模式的に示されている。この反射面ＲＰ’は、投影像ＩＭ１の像光束（レチクルＲを介した照明光ＩＬ）が入射すると、例えば図４（Ｃ）に示されるように、その反射光の反射角をＹ軸方向に狭め、Ｘ軸方向に拡げて、反射像ＩＭ２を生成する。

従って、空間光変調器ＳＬの反射面ＲＰ’上で図４（Ａ）に示されるような形状のパターン領域ＲＰの像が結像されると、その反射面ＲＰ’上での反射像は、ほぼ矩形になる。従って、この反射像を第２結像光学系ＰＬ２を介して投影することにより、歪のないパターン領域ＲＰの縮小像がウエハＷ上に形成される。すなわち、空間光変調器ＳＬを用いることにより、レチクルＲの熱膨張変形に起因するパターンの投影像の歪みを補正することが可能となる。

また、レチクルＲのパターン領域ＲＰの一部のみが、他の部分に比べて大きく熱膨張変形する場合には、主制御装置１２０は、その変形に起因するパターンの投影像の歪みが効率よく補正されるように、空間光変調器ＳＬの一部のミラー要素のみを駆動することもできる。

また、複数枚のウエハに対して露光処理を繰り返す際に、所定間隔で、主制御装置１２０は、適宜、空間像計測器（不図示）等を用いて投影像の歪みを計測し、その結果に基づいて、結像特性補正コントローラ４１を介して、投影光学系ＰＬの結像特性を補正するとともに、空間光変調器ＳＬのミラー要素ＳＥを用いて再現する反射面ＲＰ’の形状を定めることとしても良い。これにより、レチクルＲの熱膨張、レンズ素子の熱膨張に起因する結像特性の劣化を低減することが可能になる。

以上説明したように、本実施形態の露光装置１００によると、レチクルＲを介した照明光ＩＬを空間光変調器ＳＬによって変調する（複数のミラー要素ＳＥを用いて分割して反射する）ことにより、レチクルＲのパターンの像の空間光変調器を介した像の物体上での結像状態を補正することが可能となる。特に、主制御装置１２０が、レチクルＲの熱膨張変形に応じて空間光変調器ＳＬの反射面形状を変更（複数のミラー要素ＳＥの傾斜を調整）することができる。これにより、その調整後の空間光変調器ＳＬによって照明光ＩＬが変調され、レチクルＲの熱膨張変形に起因する投影像の歪みを補正することが可能となる。

なお、上記実施形態では、空間光変調器ＳＬが、投影光学系ＰＬの一部に配置された場合について説明したが、これに限らず、空間光変調器ＳＬを照明系ＩＯＰの内部に配置しても良い。

また、上記実施形態の露光装置１００では、１つの空間光変調ユニット（空間光変調器）を用いるものとしたが、これに限らず、複数の空間光変調ユニット（空間光変調器）を用いることも可能である。複数の空間光変調ユニットを用いた露光装置向けの照明光学系として、例えば米国特許出願公開第２００９／０１０９４１７号明細書および米国特許出願公開第２００９／０１２８８８６号明細書に開示される照明光学系を採用することができる。

また、上記実施形態の露光装置１００では、二次元的に配列されたミラー要素の傾斜を独立に制御する空間光変調器を採用したが、そのような空間光変調器として、例えば欧州特許出願公開第７７９５３０号明細書、米国特許第６,９００,９１５号明細書、並びに米国特許第７,０９５,５４６号明細書等に開示される空間光変調器を採用することができる。

また、空間光変調器として、さらにミラー要素の高さを独立に制御する空間光変調器を採用することも可能である。そのような空間光変調器として、例えば米国特許第５，３１２，５１３号明細書、並びに米国特許第６，８８５，４９３号明細書に開示される空間光変調器を採用することができる。さらに、上述の空間光変調器を、例えば米国特許第６，８９１，６５５号明細書、あるいは米国特許出願公開第２００５／００９５７４９号明細書の開示に従って変形することも可能である。

なお、上記実施形態では、レチクル干渉計１４によりレチクルステージＲＳＴの位置が計測され、干渉計システム１８によりウエハステージＷＳＴの位置が計測される場合について例示した。しかし、これに限らず、レチクル干渉計１４に代えて、あるいはこれとともに、エンコーダ（複数のエンコーダから構成されるエンコーダシステム）を用いても良い。同様に、干渉計システム１８に代えて、あるいはこれとともに、エンコーダ（複数のエンコーダから構成されるエンコーダシステム）を用いても良い。

また、上記実施形態では、露光装置が、液体（水）を介さずにウエハＷの露光を行うドライタイプである場合について説明したが、これに限らず、例えば国際公開第９９／４９５０４号、欧州特許出願公開第１,４２０,２９８号明細書、国際公開第２００４／０５５８０３号、米国特許第６,９５２,２５３号明細書などに開示されているように、投影光学系とウエハとの間に照明光の光路を含む液浸空間を形成し、投影光学系及び液浸空間の液体を介して照明光でウエハを露光する露光装置にも上記実施形態を適用することができる。また、例えば米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書に開示される、液浸露光装置などにも、上記実施形態を適用することができる。

また、上記実施形態では、露光装置がステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置である場合について説明したが、これに限らず、ステッパなどの静止型露光装置に上記実施形態を適用しても良い。また、例えば米国特許第６，５９０，６３４号明細書、米国特許第５，９６９，４４１号明細書、米国特許第６，２０８，４０７号明細書などに開示されているように、複数のウエハステージを備えたマルチステージ型の露光装置にも上記実施形態を適用できる。また、例えば国際公開第２００５／０７４０１４号などに開示されているように、ウエハステージとは別に、計測部材（例えば、基準マーク、及び／又はセンサなど）を含む計測ステージを備える露光装置にも上記実施形態は適用が可能である。

また、光源は、ＡｒＦエキシマレーザに限らず、ＫｒＦエキシマレーザ（出力波長２４８ｎｍ）、Ｆ₂レーザ（出力波長１５７ｎｍ）、Ａｒ₂レーザ（出力波長１２６ｎｍ）、Ｋｒ₂レーザ（出力波長１４６ｎｍ）などのパルスレーザ光源、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）などの輝線を発する超高圧水銀ランプなどを用いることも可能である。また、ＹＡＧレーザの高調波発生装置などを用いることもできる。この他、例えば米国特許第７,０２３,６１０号明細書に開示されているように、真空紫外光としてＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。

さらに、例えば米国特許第６，６１１，３１６号明細書に開示されているように、２つのレチクルパターンを、投影光学系を介してウエハ上で合成し、１回のスキャン露光によってウエハ上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置にも上記実施形態を適用することができる。

なお、上記実施形態でパターンを形成すべき物体（エネルギビームが照射される露光対象の物体）はウエハに限られるものでなく、ガラスプレート、セラミック基板、フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど他の物体でも良い。

露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、有機ＥＬ、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも上記実施形態を適用できる。

半導体素子などの電子デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態の露光装置（パターン形成装置）及びその露光方法によりマスク（レチクル）のパターンをウエハに転写するリソグラフィステップ、露光されたウエハを現像する現像ステップ、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ウエハ上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。

本発明の露光装置は、物体上にパターンを形成するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの製造に適している。

１１…レチクルステージ駆動系、１４…レチクル干渉計、２４…ステージ駆動系、４２…補償光学系、１００…露光装置、１２０…主制御装置、ＩＯＰ…照明系、ＰＬ…投影光学系、ＰＵ…投影ユニット、Ｒ…レチクル、ＲＳＴ…レチクルステージ、ＳＬ…空間光変調器、Ｗ…ウエハ、ＷＳＴ…ウエハステージ。

Claims (6)

1. エネルギビームを照射して物体を露光し、前記物体上にパターンを形成する露光装置であって、
   前記エネルギビームの光路上に配置されたパターンが形成された第１マスクを介した前記エネルギビームを結像面に照射し、前記パターンの像を結像する第１光学系と、
   前記第１光学系の結像面上に配置され、前記第１マスクを介した前記エネルギビームを分割して反射する複数のミラー素子と、該複数のミラー素子のそれぞれを駆動する駆動系とを有する空間光変調器と、
   前記空間光変調器の前記複数のミラー素子で反射された前記エネルギビームを前記物体に照射し、前記パターンの像の前記空間光変調器を介した像を前記物体上に結像する第２光学系と、を備える露光装置。
2. 前記駆動系を制御して前記複数のミラー素子のそれぞれの傾斜を調整する制御装置を、さらに備える請求項１に記載の露光装置。
3. 前記第１光学系と前記第２光学系とは、前記第１マスクのパターンを前記物体上に投影する投影光学系を構成し、
   前記第１光学系は、投影倍率が１又は１より僅かに大きく、
   前記第２光学系は、投影倍率が１より小さい請求項１又は２に記載の露光装置。
4. 前記投影光学系は、その瞳面上に補償光学系を有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の露光装置。
5. 前記第１マスクを保持して移動する移動部材をさらに備える請求項１〜４のいずれか一項に記載の露光装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の露光装置により前記物体上にパターンを形成することと、
   パターンが形成された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法。

Images