[发明专利]照明光学系统、曝光装置以及物品制造方法

说明书

本发明涉及照明光学系统、曝光装置以及物品制造方法。提供在CD一致性这点上有利的曝光波长的控制技术。提供对被照明面进行照明的照明光学系统。照明光学系统具有：遮光板，形成开口部，该开口部规定被照明面中的照明区域的形状；调整部，进行遮光板的调整，以变更被照明面中的照明区域；以及波长选择部，选择对所述被照明面进行照明的光的波长，调整部根据由波长选择部选择的波长，使用遮光板来变更照明区域。

技术领域

本发明涉及照明光学系统、曝光装置以及物品制造方法。

背景技术

曝光装置是在作为半导体器件、液晶显示装置等的制造工序的光刻工序中，将原版(投影掩模、掩模)的图案经由投影光学系统转印到感光性的基板(在表面形成有抗蚀剂层的晶片、玻璃板等)的装置。关于曝光装置的分辨性能，已知有被称为瑞利公式的公式。

RP＝k₁λ/NA (1)

其中，RP表示分辨率，λ表示曝光波长，NA表示投影光学系统的数值孔径，k₁表示示出分辨的难易度的无因次量。分辨率RP的值越小，越能够进行细微的曝光。从式(1)可知，作为减小RP的手法之一，只要缩短曝光波长λ即可。

另一方面，按照下式表示曝光装置的焦点深度DOF。

DOF＝k₂λ/NA²

k₂也与k₁同样地是无因次量，根据抗蚀剂材料的种类、对原版进行照明的照明条件等而发生变化。从式(2)可知，作为增大焦点深度DOF的手法之一，只要加长曝光波长λ即可。

如以上那样，曝光波长λ影响到分辨率RP、焦点深度DOF，通过变更曝光波长λ，能够调整曝光性能。

以下，举出具体的例子。例如，假设作为曝光装置的光源使用超高压水银灯。从光源输出的光的波长多种多样，而在用于制造FPD(Flat Panel Display，平板显示器)等的曝光装置中，一般抽出波长250nm～500nm的光来使用的情形较多。

例如，在装置的分辨率不足的情况下，可以将把长波长侧去掉的波长滤波器插入到曝光装置的照明光学系统内。由此，能够缩短用于曝光的光的平均波长，能够提高分辨率。

另一方面，假设分辨率足够，为了进行显影处理而想要减小曝光工序所容许的散焦。在该情况下，与上述相反地，将把来自光源的光中的短波长侧去掉的波长滤波器插入到曝光装置的照明光学系统内即可。通过这样做，能够增大焦点深度。

但是，通过改变曝光波长，当照明光学系统内的透镜存在色差的情况下，被照明面的照度分布发生变化，在曝光区域内产生照度分布的不均(以下称为“照度不均”。)。在将原版的图案烧刻到基板时，曝光区域内的照度不均成为使CD一致性(Critical DimensionUniformity：临界尺寸一致性)变差的主要原因之一。CD一致性是指曝光区域内的图案的大小、长度的偏差度，偏差越小，曝光性能越优良。

在日本特开昭62-193125号公报中示出对照度不均的产生所致的CD一致性变差进行校正的技术。在专利文献1中，通过使狭缝宽度变化来调节曝光量，进行CD的校正。通过用压电元件等推拉决定狭缝宽度的板，能够针对狭缝的每个部位改变狭缝宽度。

但是，在日本特开昭62-193125号公报的手法中，能够适应由于照明光学系统内的各光学元件的组装误差、投影光学系统的透射率偏差等制造偏差产生的微小校正，但难以进行大幅的校正。如果在反复进行了大幅的校正的情况下，板随经时变化而变形，不仅校正精度变差，校正机构本身也有可能无法使用。即使假设增强了板的刚性，能够校正的量也被限制，结果难以进行起因于曝光波长变化的大的校正。

发明内容