KR100987033B1

KR100987033B1 - 조명 광학계 및 그것을 포함한 노광장치

Info

Publication number: KR100987033B1
Application number: KR1020080072061A
Authority: KR
Inventors: 카즈히코 카지야마; 토시히코 츠지
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2007-07-27
Filing date: 2008-07-24
Publication date: 2010-10-11
Also published as: KR20090012116A; JP2009032938A; JP4986754B2; TW200918936A; US7538856B2; TWI396865B; US20090027641A1

Abstract

조명 광학계는 광원으로부터의 빛을 집광하는 제 1 광학 유닛과, 모선들이 같은 방향으로 향하는 복수의 원통 반사면을 갖고, 상기 제 1 광학 유닛으로부터의 빛을 이용하여 복수의 선형 광원을 형성하는 반사형 인테그레이터와, 상기 복수의 선형 광원을 사이에 두고 서로 대향하도록 상기 모선들에 평행하게 배치된 한 쌍의 평면 미러와, 상기 모선들에 수직으로 배치되고, 상기 복수의 선형 광원으로부터의 빛이 통과하는 개구부를 갖는 개구 조리개와, 상기 개구부를 통과한 상기 복수의 선형 광원으로부터의 빛을 피조명면에서 겹쳐서 합치는 제 2 광학 유닛을 구비한다.

조명 광학계, 노광장치, 광원, 인테그레이터

Description

조명 광학계 및 그것을 포함한 노광장치{ILLUMINATION OPTICAL SYSTEM AND EXPOSURE APPARATUS INCLUDING THE SAME}

본 발명은 조명 광학계에 관한 것이다. 본 발명의 조명 광학계는, 파장 10nm이상 15nm이하의 EUV(Extreme　UltraViolet)의 노광 광을 이용하는 노광장치에 포함된 것들과 같은 조명 광학계에 매우 적합하다.

해상도 향상의 관점으로부터, 반도체 노광장치에서는, 시대와 함께 노광 광의 단파장화가 진행되고 있다. 예를 들면, 보다 단파장의 광원을 이용하는 차세대의 노광장치로서 파장 10nm이상 15nm이하의 극단 자외 영역의 광(EUV 광)을 이용하는 EUV 노광장치가 있다.

극단 자외 영역에서는 물질에 의한 흡수가 매우 커지므로, 주로 렌즈로 구성된 굴절 광학계는 실용적이지 않다. 대신, EUV 노광장치에는, 반사 광학계가 이용된다.

이러한 반사 광학계를 포함한 EUV 노광장치용의 조명 광학계가, 일본국 공개특허공보 특개 2005-141158호(대응 미국판：US2005/105290A1)에 개시되어 있다. 이 조명 광학계에 있어서는, 반사형 인테그레이터(integrator) 상에 반원 형상의 개구부를 갖는 개구 조리개를 배치한다. 일본국 공개특허공보 특개 2005-141158호에 개시되는 반사형 인테그레이터는, 복수의 원통 반사면은 서로 평행한 그것의 모선들(generating lines)과 정렬된 광학 인테그레이터이다.

노광장치에 있어서, 투영 광학계에 의한 고품위의 결상을 실현하기 위해서는, 피조명면의 각 위치로부터 본 조명 광학계의 유효 광원 형상의 일그러짐을 억제할 필요가 있다.

일본국 공개특허공보 특개 2005-141158호에 개시되어 있는 조명 광학계는, 그 시점에서의 종래 예와 비교해서 유효 광원 형상의 일그러짐이 충분히 억제되었다고 검토되었다. 그렇지만, 본 발명자의 검토에 의하면, 일본국 공개특허공보 특개 2005-141158호의 조명 광학계에는 유효 광원 형상의 일그러짐이 더 잔존하여, 이 일그러짐을 무시할 수 없다는 것이 밝혀졌다. 일본국 공개특허공보 특개 2005-141158호에 개시된 조명 광학계의 유효 광원 형상이 일그러지는 이유는, 평행 광의 일부가 2차 광원을 형성하기 전에 개구 조리개에 의해 제한되기 때문이다.

이러한 현상을, 도 22 및 도 23을 참조해서 보다 상세히 설명한다. 도 22는, 일본국 공개특허공보 특개 2005-141158호에 있어서의 반사형 인테그레이터(13)와 개구 조리개(15)의 배치를 나타내는 개략 사시도다. 도 23은, 도 22에 나타낸 반사형 인테그레이터(13)의 상면도이다.

도 23에 있어서, 조명광 IL에 의해 조명되는 반사형 인테그레이터(13) 상의 영역 20(해칭 부분)의 사출측의 부분은, 개구 조리개(15)의 조절에 의해 작아진다. 원호 형상의 피조명 영역(30)의 단부에 있는 포인트(31)에서 완전한 원의 유효 광원을 얻기 위해서, 점선으로 둘러싸인 영역 21에 조명 광 IL이 조사된다.

개구 조리개(15)에 대해서 입사측(도 23에 있어서의 하반신의 영역)에서는, 영역 21은 영역 20과 겹친다. 이것은, 완전한 원의 유효 광원 형상을 얻기 위해서 광이 조명되는 영역이 확보되었다는 것을 의미한다. 영역 21의 외측의 여분의 광은 개구 조리개(15)에 의해 제한된다. 즉, 도 23에 있어서, 개구 조리개(15)에 대해서 영역 21의 하반신은, 유효 광원(32)의 하반신에 대응하고, 이 유효 광원(32)의 하반신은 일그러짐이 없는 반원이다.

한편, 개구 조리개(15)에 대해서 사출측(도 23에 나타낸 상면도에 있어서의 상반신)에서는, 영역 21과 영역 20이 겹치지 않는 부분이 존재한다. 그것이 유효 광원(32)의 완전한 원로부터의 어긋남(일그러짐)을 일으킨다. 영역 21 내에서 빛이 조사되어 있지 않은 영역에 관해서는, 유효 광원(32)이 완전한 원으로부터 모자란 형상이 된다. 또, 영역 21의 외측의 여분의 빛은, 어떠한 조리개도 없기 때문에 제한되지 않고, 완전한 원 외측의 유효 광원(32)의 일부에 대응한다.

이와 같이, 일본국 공개특허공보 특개 2005-141158호에 개시한 조명 광학계는, 유효 광원 형상의 일그러짐이 적기 때문에, 보다 높은 결상 성능의 최근의 요구를 수용하는 것이 불가능해지고 있다.

본 발명은, 조명 광학계에서 관측된 유효 광원 형상의 일그러짐을 더욱 억제해 양호한 조명을 실현하는 것이 가능한 조명 광학계를 제공한다.

본 발명의 일 국면에 따른 조명 광학계는 광원으로부터의 빛을 집광하는 제 1 광학 유닛과, 모선들이 같은 방향으로 향하는 복수의 원통 반사면을 갖고, 상기 제 1 광학 유닛으로부터의 빛을 이용하여 복수의 선형 광원을 형성하는 반사형 인테그레이터와, 상기 복수의 선형 광원을 사이에 두고 서로 대향하도록 상기 모선들에 평행하게 배치된 한 쌍의 평면 미러와, 상기 모선들에 수직으로 배치되고, 상기 복수의 선형 광원으로부터의 빛이 통과하는 개구부를 갖는 개구 조리개와, 상기 개구부를 통과한 상기 복수의 선형 광원으로부터의 광속을 피조명면에서 겹쳐서 합치는 제 2 광학 유닛을 구비한다.

본 발명의 또 다른 특징 및 국면은 첨부도면을 참조하면서 이하의 예시적인 실시 예로부터 밝혀질 것이다.

이하, 첨부 도면을 참조해, 본 발명의 실시 예에 대해 설명한다.

[제 1 실시 예]

이하, 도 1을 참조해서, 제 1 실시 예의 노광장치(1000)에 대해 설명한다. 여기서, 도 1은, 노광장치(1000)의 개략 구성도이다.

노광장치(1000)는, 노광 광으로서 EUV 광(예를 들면, 파장 13.5 nm)을 이용해서, 스텝 앤드 스캔 노광 등의 노광에 의해 마스크(R) 상에 형성된 회로 패턴을 웨이퍼 W에 전사하는 EUV 노광장치이다.

노광장치(1000)는, 광원부(100)와 장치 본체(200)로 구성된다. 광원부(100) 및 본체(200)의 각 구성요소는, 각각 진공 용기(101), 201 내에 수납된다. 진공 용 기(101) 및 201은, 접속부(120)에 의해 접속되어 있다. 진공 용기(101) 및 201과 접속부(120)의 내부는, EUV 광의 감쇠를 막기 위해서, 노광 중, 진공 상태로 유지된다.

우선, 광원부(100)의 각 구성요소에 대해 설명한다. 광원부(100)는, 진공 용기(101) 내부에, 방전 헤더(111), 집광 미러(112), 데브리(debris) 필터(113), 파장 필터(114), 차동 배기 기구(115), 애퍼처(aperture;116)를 포함한다.

집광 미러(112)는, 플라즈마 발광부(EP)로부터 거의 등방적으로 방사되는 EUV 광을 집광하는 회전 타원 미러 등으로 구성된다. 데브리 필터(113)는, 노광 경로에의 데브리(비산 입자)의 침입을 억제한다. 데브리는 EUV 광이 발생할 때에 생긴다. 파장 필터(114)는, 플라즈마 발광부(EP)로부터 방출된 EUV 광 이외의 파장의 광을 제거한다. 차동 배기 기구(115)는, 진공 용기 101로부터 진공 용기 201을 향해 단계적으로 내부 압력을 감소시킨다. 애퍼처(116)는, 집광 미러(112)의 집광점 근방에 배치된 핀홀(pinhole) 형상의 개구부이다. 노광 광으로서의 EUV 광은, 이 애퍼처(116)를 통해서 본체(200) 측으로 진행된다.

본 제 1 실시 예에서는, 광원부(100)로서 방전형 플라즈마 광원을 사용하고 있다. 혹은, 레이저 플라즈마 광원 등의 다른 종류의 EUV 광원을 사용해도 괜찮다.

다음에, 본체(200)의 각 구성요소에 대해서 설명한다. 본체(200)는, 진공 용기(201) 내부에 모두 수납되는, 조명 광학계(210), 마스크 스테이지(220), 투영 광학계(230), 및 웨이퍼 스테이지(240)를 포함한다.

조명 광학계(210)는, EUV 광을 전파해서 마스크(R)를 조명하는 조명기다. 조 명 광학계(210)는, 평행 변환 광학계로서의 제 1 광학 유닛(211), 평면 미러(212), 반사형 인테그레이터(213), 보조 미러(214), 개구 조리개(215), 원호 변환 광학계로서의 제 2 광학 유닛(216), 평면 미러(217), 및 슬릿(218)을 포함한다.

제 1 광학 유닛(211)은, 오목 거울(211a)과 볼록 거울(211b)로 구성되어 있다. 초점 위치가 집광 미러(112)의 집광점과 일치하는 제 1 광학 유닛(211)은, 애퍼처(116)로부터의 EUV 광을 집광해 평행 광으로 변환한다. 제 1 광학 유닛(211)에 입사한 EUV 광은, 볼록 거울(211b)의 주위를 통과해서 오목 거울(211a)에서 반사되고, 그 다음에, 볼록 거울(211b)에서 반사되며, 평행 광으로서 반사형 인테그레이터(213)를 향해 이동하고, 제 1 광학 유닛(211)으로부터 사출된다. 본 제 1 실시 예의 제 1 광학 유닛(211)은, Schwarzschild형 광학계이지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.

본 제 1 실시 예에서는, 플라즈마 발광부(EP)를 점광원이라고 가정하고 있다. 그 때문에, 제 1 광학 유닛(211)에 의해 평행 광으로 변형되는 광은, 플라즈마 발광부(EP) 상의 일 점으로부터 여러 가지의 각도로 방사되는 광선을 형성한다. 이것은, 제 1 광학 유닛(211)에 의해 조명되는 인테그레이터(213)의 조사면과 플라즈마 발광부(EP)는 공역이 아니라는 것을 의미한다. 그렇지만, 플라즈마 발광부(EP)가 큰 경우에는, 인테그레이터(213)의 조사면과 플라즈마 발광부(EP)를 공역이 되도록 제 1 광학 유닛(211)을 구성해도 된다. 이 경우, 플라즈마 발광부(EP) 상의 서로 다른 높이로 있는 포인트들로부터 같은 방향으로 방사되는 광선이, 제 1 광학 유닛(211)에 의해 평행 광선으로 변형된다. 제 1 광학 유닛(211)으로부터 사출하는 빛은, 반드시 완전한 평행 광일 필요는 없고, 평행 광으로부터 약간 어긋난 광이어도 된다. 필요에 따라, 이 광은 평행 광이 되지 않도록 제어될 수 있다.

평면 미러(212)는, 제 1 광학 유닛(211)으로부터의 빛을 반사형 인테그레이터(213)로 편향한다.

반사형 인테그레이터(213)는, 마스크(R)를 균일하게 조명하기 위해서, 평면 미러(212)에 의해 편향되고 제 1 광학 유닛(211)으로부터 사출된 빛을 이용해서 복수의 선형 광원을 형성한다. 이 복수의 선형 광원은, 2차 광원으로서 기능을 한다. 반사형 인테그레이터(213)는, 도 2a 및 도 2b에 나타낸 바와 같이, 모선들이 같은 방향(방향 G)으로 향하는 복수의 원통 반사면(213a)을 갖는다. 도 2a는 볼록한 원통 반사면의 경우이고, 도 2b는 오목한 원통 반사면의 경우를 나타내고 있다. 덧붙여, 도 2a에 있어서, H는, 복수의 원통 반사면이 나란히 배열되는 방향이다.

반사형 인테그레이터(213)는 모선의 방향 G에 평행한 반사형 인테그레이터(213)의 양측의 단면 213b에는, 서로 대향 배치된 한 쌍의 평면 미러(보조 미러(214))가 배치되어 있다. 보조 미러(214)의 작용에 대해서는, 후에 상세히 설명한다.

반사형 인테그레이터(213)로 형성된 각 2차 광원으로부터의 빛 중, 일부는 직접 개구 조리개(215)에 설치된 개구부를 통과하고, 일부는 보조 미러(214)에 의해 반사된 후 개구부를 통과한다. 개구 조리개(215) 내의 개구부는, 유효 광원의 분배 형상을 정의한다.

제 2 광학 유닛(216)은, 반사형 인테그레이터(213)로부터의 빛을 원호 형상 으로 집광해서, 각각의 2차 광원으로부터의 광속을, 평면 미러(217)를 이용해서 피조명면(마스크(R)) 상에서 겹쳐서 합치기 위한 광학계이다. 제 2 광학 유닛(216)은, 볼록 거울(216a) 및 오목 거울(216b)을 포함하고, 마스크(R)의 조명에 매우 적합한 원호 조명 영역을 형성한다. 평면 미러(217)는, 제 2 광학 유닛(216)으로부터의 광을, 마스크(R)에 소정의 각도로 입사시키기 위해 사용되는 부재이다.

반사형 인테그레이터(213)의 원통 반사면에 의해 분할되어 발산하는 광속은, 제 2 광학 유닛(216)에 의해 원호 형상으로 집광되어, 슬릿(218)의 개구부에서, 나아가서는 마스크(R)면 상에서, 균일한 조도 분포를 갖는 원호 조명 영역을 형성한다. 원호 조명 영역은, 그 곡률의 중심이 투영 광학계(230)의 광축(중심축) AX1과 일치하도록, 설정된다.

슬릿(218)은, 마스크(R) 상에서의 조명 영역을 정의하는 부재이다. 도 6의 평면도를 참조하면, 슬릿(218)은, 원호 형상의 개구부(218a)와 개구부(218a)의 폭을 부분적으로 조절하는 가동부(218b)를 갖는다. 도 6에 있어서, AIA로 표시된 영역은 반사형 인테그레이터(213) 및 제 2 광학 유닛(216)에 의해 형성되는 원호 조사 영역이다. 조명 영역(AIA)과 개구부(218a)에 의해 마스크(R)의 조명 영역이 결정된다.

주사 노광에 있어서, 슬릿 세로방향으로 발생하는 개구부(218a) 내부의 조도 불균일성은, 노광의 불균일성의 요인이 된다. 이 문제를 해결하기 위해서, 가동부(218b)를 이용해 슬릿 폭을 슬릿 세로방향의 관련 위치에서 조정한다. 이것에 의해, 노광 영역 전면에서 적산 노광량을 균일하게 해서 노광을 행할 수가 있다. 덧 붙여, 주사 노광 중에는, 슬릿(218)은 투영 광학계(230)에 대해서 정지하고 있다.

마스크(R)는, 반사형 마스크이며, 웨이퍼 W에 전사되어야 할 회로 패턴을 갖는다. 이 회로 패턴은, 다층 반사경과, 그 위에 설치된 EUV 흡수체 등의 비반사부로 구성된 구조로 형성된다. 마스크(R)은, 마스크 스테이지(220) 상에 척을 통해서 탑재되고, 마스크 스테이지(220)에 의해 화살표로 표시된 방향으로 이동한다.

투영 광학계(230)는, 복수(본 실시 예에서는 6개)의 다층 미러로 구성되고, 광축 AX1에 대해서 축 외의 원호 형상의 영역이 양호한 결상 성능을 갖도록 설계되어 있다. 투영 광학계(230)는, 상(image)측 텔레센트릭(telecentric)이지만. 물체측(마스크(R)측)은, 마스크(R)에 입사하는 조명 광과의 물리적 간섭을 피하기 위해서, 비텔레센트릭(non-telecentric)이다. 예를 들면, 본 실시 예에 있어서는, 물체측 주광선은 마스크(R)의 법선 방향에 대해서 6도 정도 기울어져 있다.

마스크(R)에서 회절된 광은, 투영 광학계(230)를 통해서 이동하여 웨이퍼 W에 도달한다. 이와 같이, 마스크(R)에 형성된 회로 패턴이 웨이퍼 W 상에 축소 투영된다. 웨이퍼 W는, 웨이퍼 스테이지(240)에 척을 통해서 탑재되고, 웨이퍼 스테이지(240)에 의해 화살표로 표시된 방향으로 이동한다. 본 제 1 실시 예의 노광장치(1000)는, 스텝 앤드 스캔 방식의 노광장치이기 때문에, 마스크(R)와 웨이퍼 W를 각 스테이지에 의해 축소 배율비에 대응하는 속도비로 주사 이동시키면서, 회로 패턴을 노광에 의해 전사한다.

다음에, 도 2a ~ 도 5를 참조해서, 반사형 인테그레이터(213)에 의해 실현되는 원호 형상의 영역을 균일하게 조명하는 원리를 설명한다. 도 2a 및, 도 2b는, 상술한 것처럼, 반사형 인테그레이터(213)의 확대 사시도다. 도 3은, 볼록 형상의 원통 반사면(213a) 중의 하나에서의 EUV 광의 반사를 설명하기 위한 개략 사시도이다. 도 4는, 반사형 인테그레이터(213)의 일부를 나타내는 확대 단면도이다. 도 5는, 원통 반사면(213a)에서 반사된 EUV 광의 각도 분포를 나타낸다.

도 2a를 참조하면, 복수의 원통 반사면(213a)을 갖는 반사형 인테그레이터(213)에, 평행한 조명 광(IL)이 입사하면, 반사형 인테그레이터(213)의 표면 근방에 모선 방향 G로 연장하는 선형의 광원이 형성된다. 이 선형의 광원의 각각으로부터 방사된 EUV 광의 각도 분포는 원추면 형상으로 되어 있다. 다음에, 이 선형의 광원이 형성되는 위치를 초점으로 하는 제 2 광학 유닛(216)을 이용해서 EUV 광을 반사해서, 마스크(R) 또는 이 마스크(R)과 공역인 면을 조명함으로써, 원호 형상의 조명이 가능해진다.

도 3을 참조하여, 반사형 인테그레이터(213)의 작용을 설명하기 위해서, 원통 반사면(213a) 중의 하나에 조명광(IL)이 입사했을 경우의 반사광의 행동을 설명한다. 지금, 하나의 원통 반사면(213a)에, 그 중심축(z축)에 수직인 면(xy면)에 대해서 θ의 각도로 조명광(IL)이 입사하는 경우를 생각한다. 조명광(IL)의 광선 벡터를 아래와 같이 정의한다:

P1 = (0, -cosθ, sinθ).

원통 형상의 반사면의 법선 벡터를 아래와 같이 정의한다:

n = (-sinα, cosα, 0).

여기에서, 반사광의 광선 벡터는, 아래와 같이 표현된다:

P2 = (-cosθ×sin2α, cosθ×cos2α, sinθ).

반사광의 광선 벡터를 위상(topological) 공간에 플롯(plot)하면, 도 5에 나타낸 바와 같이, xy 평면 상에서 반경 cosθ의 원이 취득된다. 즉, 반사광은 원추 면 형상으로 발산한다. 이것은, 이 원추면의 정점 근방에 2차 광원이 존재하는 것을 의미한다. 원통 반사면(213a)이 도 2a에 나타낸 것과 같이 볼록 형상이면, 2차 광원은, 원통 반사면(213a) 내부에 허상으로서 존재한다. 도 2b에 나타낸 것과 같이 원형 반사면(213a)이 오목형상이면, 2차 광원은, 원형 반사면(213a) 외부에 실상으로서 존재한다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 반사면이 곡률반경 r을 갖는 원통면의 일부이며, 중심각 2φ을 갖는 경우, 도 5에 나타낸 바와 같이, 반사광의 광선 벡터 P2은 x-y평면 상에서 중심각 4φ을 갖는 원호 A의 범위 내에 존재한다.

다음에, 2차 광원에 존재하는 초점과 초점 거리 f를 갖는 회전 포물면 미러를 설치하고, 이 미러로부터의 거리 f에 피조사면을 배치했을 경우를 생각한다. 2차 광원에서 나온 빛은 원추면의 형상으로 발산한다. 초점거리 f의 미러 의해 이 발산광이 반사되고, 그 후에 평행 광으로 변형된다. 이때의 반사광은 반경 f×cosθ와 중심각 4φ을 갖는 원호 형상 단면의 시트 빔을 형성한다. 따라서, 도 5에 나타낸, 피조사면에 있어서의 반경 f×cosθ와 중심각 4φ을 갖는 원호 A에 대응하는 영역만이 조명된다.

지금까지는 1개의 원통 반사면에 입사한 조명광(IL)의 거동에 대해 설명해 왔지만, 반사형 인테그레이터(213)의 전체 면에 입사한 조명광(IL)의 거동에 대해서는 이하에 설명한다. 도 7은, 조명광(IL)이 입사하는 반사형 인테그레이터(213) 의 개략 단면도이다. 도 7에 있어서, IP는 피조사면이며, 마스크(R)와 등가이다.

제 2 광학 유닛(216)은, 광축 AX2를 중심 대칭축으로서 갖는 공축계이다. 제 2 광학 유닛(216)은, 개구 조리개(215)의 개구 중심 AC와 피조사면(IP)을 서로 광학적인 푸리에 변환의 관계의 배치가 되도록 구성되어 있다. 즉, 개구 조리개(215)는, 피조사면(IP)의 동공면에 상당한다.

제 2 광학 유닛(216)은, 상측의 비텔레센트릭이다. 제 2 광학 유닛(216)으로부터의 상측 주광선의 피조사면(IP)에의 입사각도 U1는, 투영 광학계(230)의 물체측 주광선의 경사각과 동일하게 설정되어 있다. 또, 회전 대칭축으로서의 광축 AX2와 주광선과의 간격이 피조명면(IP)에 가까운 위치에서 짧아지도록, 주광선이 경사져 있다. 예를 들면, 본 실시 예에서는, 입사각도 U1를 약 6°로 설정하고 있다. 또, 제 2 광학 유닛(216)에 있어서는, 피조명면(IP) 상에서의 디포커싱(defocusing)도 양호하게 보정되어, 5 mm이하의 스폿 지름, 바람직하지는 1 mm이하의 스폿 지름이 얻어진다.

제 2 광학 유닛(216)을 구성하는 볼록 거울(216a) 및 오목 거울(216b)에의 주광선의 입사각은, 작은 값, 구체적으로는 20도 이하로 설정되어 있다. 이것에 의해, 원호 변환 광학계가 1개의 회전 포물면 미러를 포함하는 경우보다, 피조사면(IP)에의 집광 시에 생기는 디포커싱이 작게 된다. 그 결과, 원호 조명 영역에의 집광 효율을 높일 수가 있다. 또, 슬릿(218)에 있어서의 이클립싱(eclipsing)에 의한 광의 손실을 억제해서, 조명 효율을 향상할 수가 있다.

평면 미러(217)에 의해 조명 광을 반사해서, 마스크(R)의 방향으로 위쪽을 향하게 하면, 원호 조명 영역이 반전된다. 이 상태에서, 원호 조명 영역의 곡률 중심은 투영 광학계(230)의 광축 AX1와 마스크(R)의 교점과 일치하도록 설정되어 있다. 그리고, 전술한 것처럼 입사각 U1를 설정하는 것에 의해, 제 2 광학 유닛(216)의 상(image)측 주광선과 투영 광학계(230)의 물체측 주광선을, 마스크(R)에 대하여 전후단측에서 서로 일치시키는 것이 가능해진다.

반사형 인테그레이터(213)를 구성하는 원통 반사면(213a)의 각각에서 반사된 광의 각도 분포는, 전술한 단일의 원통 반사면에서의 예와 동일하다. 따라서, 피조사면(IP)의 일점에 입사하는 빛은, 조명광(IL)에 의해 조사되는 반사형 인테그레이터(213)의 영역 전역으로부터 도달한다. 조명광(IL)의 광속 지름을 D, 제 2 광학 유닛(216)의 초점 거리를 f로 하면, 그 조명광(IL)의 발산 각도(즉 집광 NA) U2는 다음과 같이 표현된다:

U2 = D/f.

여기서, 원호 조명 영역에 있어서는, 원호에 따른 방향으로 다수의 원통 반사면(213a)으로부터의 광속이 겹치기 때문에, 조도의 균일성을 달성할 수 있다. 이것에 의해, 효율적이고 균일한 원호 조명을 행하는 것이 가능해진다.

다음에, 반사형 인테그레이터(213)와 반사형 인테그레이터(213)의 양측에 설치된 한 쌍의 보조 미러(214)의 배치의 상세한 것에 대하여, 도 8을 참조하여 설명한다. 도 8에 있어서, IL1는 반사형 인테그레이터(213)에 입사하는 조명광(IL) 중의 주광선의 방향을 나타낸다. 주광선(IL1)은, 반사형 인테그레이터(213)의 중심 부근의 yz 단면 내를 통과한다. AC는, 상기 설명한 것처럼, 개구 조리개(215)의 중 심이며, 제 2 광학 유닛(216)의 동공면의 중심에 상당한다. 이 AC를 원점으로서 갖는 도 8에 나타낸 x-y-z 좌표계에 있어서, z축은 제 2 광학 유닛(216)의 광축 AX2와 일치한다.

보조 미러(214)는, 반사형 인테그레이터(213)의 조명 영역의 양측에서 서로 대향하도록, 반사형 인테그레이터(213)의 각 원통 반사면의 모선들과 평행하게 배치된 한 쌍의 평면 미러 214a, 214b이다. 도 8에 나타낸 보조 미러(214)는 고정된 위치에 배치되도록 나타나 있지만, 개구 조리개(215)의 개구부 형상에 따라, 2매의 평면 미러 214a, 214b 사이의 간격을 조정하는 구동 기구를 설치해도 된다.

개구 조리개(215)의 개구부의 면이 반사형 인테그레이터(213)의 원통 반사면의 모선들에 수직이 되도록, 개구 조리개(215)가 반사형 인테그레이터(213)의 사출 측에 배치되어 있다. 도 8에 나타낸 개구 조리개(215)의 개구부 형상은, 표준적인 조명 모드에서 사용되는 원형 형상의 예이다.

덧붙여, 유효 광원 분포의 미세 조정을 위해서, 개구 조리개(215)는 반사형 인테그레이터(213)의 원통 반사면의 모선들에 대해서, 완전하게 수직은 아니고, 약 1~2도 정도 기울어져 있어도 괜찮다. 또, 유효 광원 분포의 조정과 텔레센트릭성의 정도의 조정을 가능하게 하기 위해서, 반사형 인테그레이터(213)에 대한 개구 조리개(215)의 각도를 조정하는 구동 기구를 설치해도 된다.

이와 같이 반사형 인테그레이터(213)의 사출 측에 개구 조리개(215)를 배치하는 것으로, 원호 조명 영역 내의 임의의 위치로부터 관측된 유효 광원 분포 형상을 균일하게 할 수가 있다. 이것은 일본국 공개특허공보 특개 2005－141158호의 경 우와 달리, 제 1 광학 유닛(211)으로부터의 광속 전체가 반사형 인테그레이터(213)에 입사한 후에 반사형 인테그레이터(213)에 의해 반사된 광속의 일부가 개구 조리개(215)를 통과하기 때문이다.

도 9a 및 도 9b는 원호 조명 영역 내의 각 위치로부터 본 유효 광원의 분포 형상을 나타낸다. 도 9a 및 도 9b에 있어서, AIA는 원호 조명 영역이며, AIA1 및 AIA2은 각각 원호의 조명 영역의 중앙부 및 단부에 있어서의, 유효 광원의 분포 형상이 관측되는 위치를 나타낸다. 도 9a는, 일본국 공개특허공보 특개 2005－141158호와 같이 개구 조리개를 배치했을 경우에 관측된 유효 광원의 분포 형상을 나타내고, 도 9b는 본 제 1 실시 예에서 관측된 유효 광원의 분포 형상을 나타낸다.

조명 영역에 있어서의 임의의 점에서 관측된 유효 광원의 분포 형상은, 어떤 개구수(NA)로 원추형으로 입사하는 광속의 각도 분포를 나타낸다. 유효 광원의 분포 형상이 조명 영역의 위치에 의해 변한다는 것은, 노광 NA가 비대칭성이라는 것을 의미한다. 그러한 노광 NA의 비대칭성은, 해상 성능에 악영향을 준다.

종래 예에서 설명한 개구 조리개의 배치에서는, 도 9a에 나타낸 바와 같이, 유효 광원의 분포 형상이 일그러진다. 이것에 대해서, 본 제 1 실시 예에 있어서는, 도 9b로부터 분명한 것처럼, 양쪽 관측 위치에서의 유효 광원의 분포 형상이 동일하다. 이것은 종래 예와 비교해 노광 NA의 대칭성이 향상되었다는 것을 의미한다.

덧붙여, 도 9a 및 도 9b에 나타낸 유효 광원의 분포 형상을 예시하기 위해 사용된 사선은, 반사형 인테그레이터(213)에 의해 형성된 2차 광원이 선형으로 분 포된 것을 나타낸다. 이 사선 사이의 간격은 반사형 인테그레이터(213)를 구성하는 원통 반사면의 폭에 의존한다. 따라서, 반사형 인테그레이터(213)의 전체 폭에 대해서, 원통 반사면의 폭을 좁게 해서, 원통 반사면의 수를 늘리는 것으로, 2차 광원 사이의 간격을 좁게 하여, 유효 광원의 분포 밀도를 치밀하게 할 수가 있다.

다음에, 코히런트 팩터σ를 변경하는 방법 및 환형의 조명 등의 서로 다른 형상의 조명을 형성하는 방법에 대해 설명한다. 개구 조리개(215)와 투영 광학계(230)의 동공면은 서로 공역인 관계에 있다. 따라서, 개구 조리개(215)의 개구부 형상(빛이 투과하는 패턴)이 투영 광학계(230)의 동공면에 있어서의 빛의 분포 형상에 대응하고 있다. 도 10a ~ 도 10d는, 개구 조리개(215) 내의 개구부의 예시적인 패턴을 나타낸다. 도 10a는 큰 σ을 갖는 통상의 조명 모드에 사용된 패턴을 나타내고, 도 10b는 작은 σ을 갖는 통상의 조명 모드에 사용된 패턴을 나타내며, 도 10c는 환형의 조명 모드에 사용된 패턴을 나타내고, 도 10d는 사중극 조명 모드에 사용된 패턴을 나타낸다.

예를 들면, 상술한 것과 같이 서로 다른 개구부 패턴을 갖는 몇 개의 개구 조리개가 일렬로 배열되고, 개구 조리개 구동기구를 이용해서 순차 전환됨으로써, 소망한 개구부 패턴을 선택하는 것이 가능하다.

다음에, 보조 미러(214)의 효과에 대해 설명한다. 본 제 1 실시 예에서는, 전술한 것처럼, 유효 광원 분포의 형상의 일그러짐을 억제하기 위해서, 반사형 인테그레이터(213)의 사출 측에 개구 조리개(215)를 배치하고 있다. 이 목적을 위해 생각될 수 있는 가장 단순한 구성은, 도 11에 도시되어 있는데, 여기서 보조 미 러(214)를 이용하는 일없이, 반사형 인테그레이터(213)에 대하여 후단측에 개구 조리개(215)를 배치한다.

그렇지만, 도 11에 나타낸 구성은, 제 1 실시 예보다 낮은 광 이용 효율을 갖고 있는데, 그것에 대해서는 도 12~14를 참조하여 이하에 설명한다.

도 12는 반사형 인테그레이터(213)의 반사면에 수직인 방향에서 본 반사형 인테그레이터(213)를 나타낸다. 도 12에서는, 간단화하기 위해서, 반사형 인테그레이터(213)와 원호 조명 영역(AIA)과의 사이에 배치되는 원호 변환 광학계(제 2 광학 유닛(216))는 도시되어 있지 않다. 제 1 광학 유닛(211)으로부터의 조명광(IL)은, 도 12에 도시한 방향으로 반사형 인테그레이터(213)를 조사한다. IA1, IA2, IA3로 표시된 영역은 각각, 원호 조명 영역의 각 관측점 AIA1, AIA2, AIA3에서 완전한 원의 유효 광원 분포 형상을 얻기 위해서 조명광(IL)이 조사되어야 할 영역이다. 영역 IA1, IA2, IA3는, 개구 조리개(215)에 대하여 방사상으로 연장된다.

이때 이러한 영역들이 겹쳐 있다는 점에 유념한다. 도 13~15를 참조하여, 영역 IA1, IA2, IA3의 겹침과 개구 조리개(215)의 개구부를 통과하는 광선과의 관계를 설명한다.

도 13~15에 있어서의 화살표는, 반사형 인테그레이터(213)로부터 발산하는 광선을 나타낸다. 특히, 3개의 방향의 광선을 대표로 해서 a, b, c로 표현하고 있다. 광선 a, b, c에 있어서의 실선은 후단의 계(system)에서 조명 광으로서 이용되는 광선이고, 점선은, 개구 조리개(215)에 의해 이클립스(eclipse)되고, 조명 광으로서 이용되지 않는 광선이다.

도 13은, 개구 조리개(215)에 가까운 위치에서 영역 IA1~IA3 모두가 겹친 부분을 나타낸다. 이 부분으로부터의 발산 광은, 각 관측점 AIA1~AIA3에서의 유효 광원의 분포 형상의 형성에 기여하고 있는 것을 알 수 있다. 즉, 이 겹친 부분으로부터의 광선 a~c는, 조명 광으로서 완전히 이용된다.

한편, 도 14를 참조하면, 2개의 영역 IA1~IA3가 서로 겹치는, 개구 조리개(215)로부터 조금 멀어진 위치에서는, 반사형 인테그레이터(213)로부터의 발산 광 중의 일부가 개구 조리개(215)에 의해 이클립스되며, 피조명면의 조명에는 기여하지 않는다. 구체적으로는, 영역 IA1와 IA2만이 서로 겹치는 도 14에 나타낸 지점에서는, 광선 b, c는 조명 광으로서 이용되지만, 광선 a는 개구 조리개(215)에 의해 이클립스된다.

도 15를 참조하면, 영역 IA1~IA3가 겹치지 않는, 개구 조리개(215)로부터 더욱 멀어진 위치에서는, 대부분의 발산 광이 개구 조리개(215)에 의해 이클립스되고, 아주 일부의 광만이 조명 광으로서 이용된다. 구체적으로는, 도 15에 나타낸 영역 IA2의 부분에서는, 광선 c만이 조명 광으로서 이용되지만, 광선 a, b는 개구 조리개(215)에 의해 이클립스된다. 마찬가지로, 영역 IA1 및 IA3에 있어서의 각 지점에서는, 광선 a, b, c 중 한 개만이 조명 광으로서 이용된다.

이와 같이, 도 11에 나타낸 것과 같은 구성은, 유효 광원의 분포 형상의 일그러짐을 억제하는데 유효하지만, 그러한 구성은 빛의 이용 효율의 관점에서는 개선의 여지가 있다. 도 11에 나타낸 구성과 비교해서, 본 제 1 실시 예는, 반사형 인테그레이터(213)의 양측에 배치된 한 쌍의 보조 미러(214)를 포함하고, 빛의 이 용 효율도 더 높다.

도 16 및 17은 보조 미러(214)의 효과를 설명하기 위한 도면이다. 점선으로 둘러싸인 영역 VIA3은, 도 12에 나타낸 구성 등, 보조 미러(214)가 없는 경우, 관측점 AIA3에서 완전한 원의 유효 광원의 분포 형상을 얻기 위해서 조명광(IL)이 조사되는 영역을 나타낸다. 즉, 영역 VIA3은, 도 12에 있어서의 영역 IA3에 대응한다. 도 16에서는, 실제로는 평면 미러 214a가 존재하기 때문에, 관측점 AIA3에서 완전한 원의 유효 광원의 분포 형상을 얻기 위해서 조명광(IL)이 조사되는 영역은, 실선으로 둘러싸인 영역 IA30이 된다. 이와 같이, 평면 미러 214a를 배치하는 것으로, 도 12에 나타낸 것 같은 개구 조리개(215)에 대하여 방사상으로 연장하는 형상 대신에, 평면 미러 214a에서 방사상으로 연장하는 형상을 접어 겹쳐서 얻는 형상을, 유효 광원 형상의 일그러짐 억제에 필요한 조사 영역으로서 취할 수가 있다.

이것은 관측점 AIA2에도 적용된다. 각 관측점 AIA1~AIA3에서 완전한 원의 유효 광원의 분포 형상을 얻기 위해서 필요한 조사 영역은, 도 17에 나타낸 바와 같이, 보조 미러(214) 사이에 존재한다. 이것은, 보조 미러(214)를 설치하는 것으로, 보조 미러(214)를 갖지 않는 도 12의 구성보다도, 반사형 인테그레이터(213)에 조명광(IL)을 조사해야 하는 영역이 작다는 것을 나타낸다. 또, 도 17에 나타낸 광선 a, c이 보조 미러(214)가 없는 도 12의 구성에 놓여 있으면, 광선 a, c는 개구 조리개(215)에 의해 이클립스되고, 후단의 계(system)에서 조명 광으로서 이용되지 않는다. 그렇지만, 제 1 실시 예에 있어서는, 이러한 광선 a, c이, 미러(214)를 배치한 것에 의해, 개구 조리개(215)에 의해 이클립스되지 않고, 조명 광으로서 이용 될 수가 있다. 결과적으로 조명광(IL) 중 피조명면의 조명에 이용되는 광선의 수가 증가한다. 이것에 의해 효율적으로 원호 영역을 조명하는데 매우 유리하다.

이와 같이, 한 쌍의 평면 미러 214a, 214b를, 조명광(IL)에 의한 조사영역, 결과적으로 복수의 선형 광원을 사이에 두도록, 원통 반사면의 모선을 따라 대향 배치함으로써, 피조명면의 조명 효율을 향상시킬 수 있다. 평면 미러 214a, 214b 사이의 간격은 개구 조리개(215)의 개구부의 최외경과 같거나, 약간 큰 정도가 빛의 이용 효율의 관점에서 바람직하다. 따라서, 도 10a ~ 도 10d에 나타낸 것과 같은 각종의 형상의 개구부를 갖는 개구 조리개(215)를 바꿔서 사용하는 경우, 사용되는 개구부 형상에 따라, 보조 미러(214)로서 기능을 하는 한 쌍의 평면 미러 214a, 214b사이의 간격을 조정해도 된다.

[제 2 실시 예]

다음에, 제 2 실시 예에 따른 노광장치에 대해 설명한다. 본 제 2 실시 예는, 반사형 인테그레이터의 구성 및 개구 조리개의 개구부 형상만이 제 1 실시 예와 다르다. 따라서, 노광장치에 포함된 그 외의 구성소자의 상세한 설명에 대해서는 생략한다.

제 1 실시 예는, 반사형 인테그레이터가 복수의 원통 반사면을 갖는 1개의 부재만으로 구성된 구성에 관한 것이지만, 제 2 실시 예는, 반사형 인테그레이터가, 각각 복수의 원통 반사면을 갖는 복수의 인테그레이터부로 구성되는 구성에 관한 것이다. 이러한 반사형 인테그레이터의 구성으로도, 개구 조리개를 반사형 인테그레이터의 사출 측에 배치하는 것으로 유효 광원의 일그러짐을 억제할 수가 있다. 또, 반사형 인테그레이터의 양측에 보조 미러를 설치하는 것으로, 효율이 좋은 조명도 실현 가능해진다.

도 18은, 모두 제 2 실시 예에 따른 구성소자인, 반사형 인테그레이터(313), 보조 미러(314), 및 개구 조리개(315)와, 제 2 광학 유닛(216)을 설명하기 위한 개략도이다. 도 18에 있어서, 313a, 313b, 313c, 313d는, 각각 반사형 인테그레이터(313)를 구성한다. 313a와 313c는, 복수의 원통 반사면을 갖는 인테그레이터부이고, 313b와 313d는, 각각 인테그레이터부 313a, 313c에 인접해 배치된 평면 미러부이다. 개구 조리개(315)는, 도 18로부터 분명한 것처럼, 반원 형상의 개구부를 갖는다. 보조 미러(314)는, 인테그레이터부 313a, 313c를 구성하는 원통 반사면의 모선에 평행한 인테그레이터부 313a, 313c의 양측 단면에 서로 대향하도록 배치된 한 쌍의 평면 미러 314a, 314b이다.

볼록 거울 216a 및 오목 거울 216b는, 제 2 광학 유닛(216)을 구성하는 부재이다. 제 2 광학 유닛(216)은, 광축 AX2를 중심 대칭축으로서 갖는 공축계이고, 기본적으로 제 1 실시 예와 같은 방식으로 기능을 한다. 특히, 제 2 광학 유닛(216)은, 개구 조리개(315)의 지점 AC와 피조사면 IP를 서로 광학적인 푸리에 변환의 관계의 배치가 되도록 구성되어 있다. 즉 위치 AC는, 제 2 광학 유닛(216)의 동공면의 중심에 상당한다.

도 19는, 개구 조리개(315)와 반사형 인테그레이터(313)의 배치를 나타내는 개략도이다. 개구 조리개(315)는, 인테그레이터부 313c와 평면 미러부 313d와의 경계 부근에, 개구 조리개(315)의 개구부의 면이 원통 반사면의 모선에 거의 수직이 되도록 배치된다. 개구 조리개(315)의 개구부의 면은, 유효 광원의 분포의 약간의 조정을 수용하도록 수직면으로부터 1~2도 경사져 있다. 도 19에 나타낸 개구 조리개(315)의 개구부 형상은, 표준적인 조명 모드에서 사용되는 형상의 예이다. 통상, 동공면에 배치되는 개구 조리개는 원형 개구부를 갖는다. 그렇지만, 본 제 2 실시 예에서는, 도 19에 나타낸 것과 같은 반원 형상의 개구부를 갖는다. 또, 후술한 바와 같이, 환형의 형상과 사중극 형상 등의 그 외의 형상의 조명 모드에 사용되는 개구 조리개는, 각각 대응하는 유효 광원의 분포 형상을 좌우 대칭축으로 2등분함으로써 얻은 형상과 일치한 개구부를 갖는다. 도 19에 관한 좀더 상세한 것으로 다음에 도 18을 참조하여 설명한다.

상술한 개구 조리개(315)를 이용해서 광속을 제한하는 방법을 도 18을 참조하여 설명한다. 현재, 거의 평행한 조명광(IL)이, 인테그레이터부 313a와 평면 미러부 313b에 비교적 큰 입사각(예를 들면 70도)으로 입사하는 경우를 상정한다. 이 조명광(IL) 중 상측 부분인 조명광 ILa가, 인테그레이터부 313a를 조명한다. 인테그레이터부 313a는 조명 광 ILa을 수신할 때 선형의 2차 광원을 형성한다. 2차 광원으로부터의 발산 광은, 인테그레이터부 313a에 대하여 후단에 바로 접하여 배치된 개구 조리개(315)의 반원의 개구부를 통과한다. 한편, 조명광(IL)의 하측 부분인 조명광 ILb는, 평면 미러부 313b를 조명한다. 평면 미러부 313b에 의해 편향되었던 조명광 ILb는, 인테그레이터부 313c를 조명한다. 인테그레이터부 313c도, 선형의 2차 광원을 형성한다. 2차 광원으로부터의 발산 광은, 인테그레이터부 313c에 대하여 후단에 바로 접하여 배치된 개구 조리개(315)의 반원의 통로를 통과한다. 제 2 광학 유닛(216)으로부터 보았을 때, 조명광 ILb는 인테그레이터부 313c에 입사된 후에, 개구 조리개(315)의 반원 개구부를 통과한 것처럼 보인다. 한편, 조명광 ILa는 인테그레이터부 313a에 입사된 후에, 개구 조리개(315)의 미러 상 315'의 반원 개구부를 통과한 것처럼 보인다.

개구 조리개(315)의 개구부가 반원 형상이어도, 본 제 2 실시 예에서 설명한 것처럼, 반사형 인테그레이터(313)를 구성해 개구 조리개(315)를 적절히 배치하는 것으로, 모든 2차 광원으로부터의 발산 광이 개구 조리개(315)의 개구부를 통과할 수 있게 된다. 이 결과, 본 제 2 실시 예의 구성은, 2차 광원으로부터의 발산 광이 원형의 개구부를 통과하는 제 1 실시 예의 구성과 같은 방식으로 행동하는 것으로 간주한다. 따라서, 본 제 2 실시 예에 따른 조명 광학계에 있어서도, 피조명면의 어느 위치로부터도, 동일 분포 형상을 갖는 유효 광원을 관측할 수 있다.

더욱, 인테그레이터부 313a, 313c의 양측에, 복수의 2차 광원을 사이에 두고, 인테그레이터부 313a, 313c의 원통 반사면의 모선을 따라 서로 대향하도록 보조 미러를 배치하는 것으로, 매우 효율인 조명이 실현 가능해진다.

또, 본 제 2 실시 예에 있어서도, 개구 조리개(315)의 변환에 의해, 코히런트 팩터σ를 변경할 수 있고, 환형의 조명 등의 서로 다른 형상의 조명을 행할 수가 있다. 도 20a ~ 도 20d는, 본 제2 실시 예에 따른 개구 조리개(315)의 개구부의 패턴의 예를 나타내는 도면이다. 도 20a는 큰 σ을 갖는 통상 조명 모드에 사용되는 패턴을 나타내고, 도 20b는 작은 σ을 갖는 통상 조명 모드에 사용되는 패턴을 나타내며, 도 20c는 환형의 조명 모드에 사용되는 패턴을 나타내고, 도 20d는 사중 극 조명 모드에 사용되는 패턴을 나타낸다. 그 패턴의 각각은, 그 하단 라인에 대해서 대칭으로 전도되면, 일반적인 원형을 기본으로 한 패턴이 된다는 것을 알 수 있다.

제 2 실시 예는, 2개의 인테그레이터부를 서로 대향하도록 배치한 구성에 관한 것이지만, 2개의 인테그레이터부를 서로 대향시키지 않는 구성도 생각할 수 있다. 예를 들면, 도 21a 및 도 21b에 나타낸 바와 같이, 개구 조리개의 입사 측에, 서로 평행한 복수의 인테그레이터부를, 이들 인테그레이터부의 반사면이 같은 방향을 향한 채로 배치해도 좋다. 도 21a는 2개의 인테그레이터부를 포함하는 구성을 나타내고, 도 21b는 3개의 인테그레이터부를 포함하는 구성을 나타낸다. 상술한 바와 같이, 인테그레이터부를 병렬로 배치했을 경우, 그 구성의 각각에 있어서의 개구 조리개의 개구부는, 제 1 실시 예과 같이 통상의 원형 개구부가 된다. 도 21a 및 도 21b의 구성에서도, 반사형 인테그레이터의 양측에 보조 미러를 설치하는 것으로, 조명 광의 이용 효율이 향상될 수 있다.

본 명세서에 있어서, 개구 조리개의 구성은 원통 반사면의 모선에 "수직으로" 배치되는 것처럼 설명되는 경우, 개구 조리개는 수직면으로부터 1~2도 경사져 있다.

덧붙여, 반도체 집적회로 소자 및 액정 표시 소자 등의 디바이스는, 상술한 몇 개의 실시 예에 따른 노광장치를 사용해 감광제를 도포한 기판(웨이퍼, 글래스 플레이트 등)을 노광하는 공정과, 그 기판을 현상하는 공정과, 다른 주지의 공정을 수행함으로써 제조될 수 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 설명했지만, 본 발명은 이러한 예시적인 실시 예에 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다. 그 요지의 범위 내에서 여러 가지의 변형 및 변경이 가능하다. 예를 들면, 본 실시 형태에서는 EUV 광을 사용해 설명했지만, 본 발명은 진공 자외선이나 X선 영역의 광원에도 적용할 수가 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 노광장치의 주요부 개략도이다.

도 2a는 반사형 인테그레이터의 개략도이다.

도 2b는 또 다른 반사형 인테그레이터의 개략도이다.

도 3은 볼록 형상의 원통 반사면에서의 EUV 광의 반사를 설명하기 위한 개략 사시도이다.

도 4는 반사형 인테그레이터의 일부를 나타내는 확대 단면도이다.

도 5는 원통 반사면에서 반사된 EUV 광의 각도 분포를 나타내는 도면이다.

도 6은 원호 조사 영역을 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 조명 광이 제 1 실시 예의 반사형 인테그레이터에 입사하는 상태를 설명하기 위한 도면이다.

도 8은 제 1 실시 예에 따른 반사형 인테그레이터, 개구 조리개, 및 보조 미러의 배치를 나타내는 개략도이다.

도 9a는 유효 광원의 분포 형상을 나타내는 도면이다.

도 9b는 유효 광원의 분포 형상을 나타내는 도면이다.

도 10a는 제 1 실시 예의 개구 조리개에 있어서의 개구부의 형상의 예를 나타내는 도면이다.

도 10b는 제 1 실시 예의 개구 조리개에 있어서의 개구부의 형상의 예를 나타내는 도면이다.

도 10c는 제 1 실시 예의 개구 조리개에 있어서의 개구부의 형상의 예를 나 타내는 도면이다.

도 10d는 제 1 실시 예의 개구 조리개에 있어서의 개구부의 형상의 예를 나타내는 도면이다.

도 11은 보조 미러를 이용하는 일없이 반사형 인테그레이터의 뒤에 개구 조리개를 배치하는 구성을 나타내는 도면이다.

도 12는 반사형 인테그레이터에 대한 조명 광의 조사 영역에 관해서 설명하는 도면이다.

도 13은 조명 광의 이용 효율에 대해서 설명하기 위한 도면이다.

도 14는 조명 광의 이용 효율에 대해서 설명하기 위한 또 다른 도면이다.

도 15는 조명 광의 이용 효율에 대해서 설명하기 위한 또 다른 도면이다.

도 16은 보조 미러의 효과에 대해서 설명하기 위한 도면이다.

도 17은 보조 미러의 효과에 대해서 설명하기 위한 또 다른 도면이다.

도 18은 조명 광이 본 발명의 제 2 실시 예의 반사형 인테그레이터에 입사하는 상태를 설명하기 위한 도면이다.

도 19는 제 2 실시 예에 따른 반사형 인테그레이터, 개구 조리개, 및 보조 미러의 배치를 나타내는 개략도이다.

도 20a는 제 2 실시 예의 개구 조리개에 있어서의 개구부의 형상의 예를 나타내는 도면이다.

도 20b는 제 2 실시 예의 개구 조리개에 있어서의 개구부의 형상의 예를 나타내는 도면이다.

도 20c는 제 2 실시 예의 개구 조리개에 있어서의 개구부의 형상의 예를 나타내는 도면이다.

도 20d는 제 2 실시 예의 개구 조리개에 있어서의 개구부의 형상의 예를 나타내는 도면이다.

도 21a는 반사형 인테그레이터 및 개구 조리개의 배치의 다른 예를 나타내는 개략도이다.

도 21b는 반사형 인테그레이터 및 개구 조리개의 배치의 다른 예를 나타내는 개략도이다.

도 22는 종래 예의 반사형 인테그레이터와 개구 조리개의 배치를 나타내는 개략 사시도이다.

도 23은 종래 예의 반사형 인테그레이터의 상면도이다.

Claims

광원으로부터의 빛을 집광하는 제 1 광학 유닛과,

모선들이 같은 방향으로 향하는 복수의 원통 반사면을 갖고, 상기 제 1 광학 유닛으로부터의 빛을 이용하여 복수의 선형 광원을 형성하는 반사형 인테그레이터와,

상기 반사형 인테그레이터 상의 조명 영역을 끼우도록 상기 모선들의 방향에 따른 평면의 반사면이 대향 배치된 한쌍의 평면 미러와,

상기 모선들에 수직으로 배치되고, 상기 복수의 선형 광원으로부터의 빛이 통과하는 개구부를 갖는 개구 조리개와,

상기 개구부를 통과한 상기 복수의 선형 광원으로부터의 광속을 피조명면에서 겹쳐서 합치는 제 2 광학 유닛을 구비한 조명 광학계.
제 1 항에 있어서,

상기 반사형 인테그레이터는, 각각이 복수의 원통 반사면을 갖는 복수의 인테그레이터부를 갖고, 상기 복수의 인테그레이터부의 각각에 상기 제 1 광학 유닛으로부터의 빛의 일부가 입사하도록, 상기 복수의 인테그레이터부가, 상기 모선들에 수직인 방향으로 서로 평행하고, 상기 개구 조리개의 입사 측에 배치되는 것을 특징으로 하는 조명 광학계.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 광학 유닛은, 상기 광원으로부터의 빛을 평행 광으로 변환하고, 그 평행 광을 상기 반사형 인테그레터로 인도하는 것을 특징으로 하는 조명 광학계.
제 1 항에 있어서,

상기 개구 조리개의 개구부의 형상은 변경 가능하고, 상기 개구부의 형상에 따라 상기 한 쌍의 평면 미러 사이의 간격을 변경하는 것을 특징으로 하는 조명 광학계.
마스크가 탑재되는 마스크 스테이지와,

웨이퍼가 탑재되는 웨이퍼 스테이지와,

상기 피조명면에 배치된 상기 마스크를 조명하는 청구항 1에 기재된 조명 광학계와,

상기 마스크 상에 형성된 패턴을 상기 웨이퍼에 투영하는 투영 광학계를 구비한 것을 특징으로 하는 노광장치.
웨이퍼에 레지스터를 도포하는 것과,

청구항 5에 기재된 노광장치를 이용해서, 마스크 상에 형성된 패턴이 웨이퍼에 전사되도록 노광을 행하는 것과,

노광된 웨이퍼를 현상하는 것을 포함한 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.