发明名称 照明光学装置、曝光装置及微装置之制造方法
摘要 本发明之主要目的系提供一种减低透镜等光学构件数而防止光量降低,同时进行环带照明等变形照明时亦可使光的利用效率上升,并可谋求运转费用减低之照明光学装置及曝光装置。为了达成此目的,在由光源1供应的光束的光路上依次配置转换器4、5及可变焦距光学系统6。转换器4、5设有将由光源1供应的光束变换成预定截面形状的光束的衍射光学元件。此处,衍射光学元件设有多数各变换的光束截面形状的种类变换特性不同者。可变焦距光学系统6变更以衍射光学元件变换截面形状的光束的光强度分布,由5片以下的透镜6a~6d构成,其可变倍率比为2.3倍以下。
申请公布号 TW544758 申请公布日期 2003.08.01
申请号 TW091110014 申请日期 2002.05.14
申请人 尼康股份有限公司 发明人 谷津 修;金山谷 信道;小泽 治夫
分类号 H01L21/027 主分类号 H01L21/027
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种照明光学装置,系照明被照射面,其特征在于:包含光源部:供应光束;光束变换机构:将来自前述光源部的光束变换成预定截面形状的光束;及,可变倍率光学系统:为了变更以前述光束变换机构变换的光束的光强度分布,可变倍率比在2.3倍以下可变焦点距离,前述光束变换机构包含多数变换光学元件:各被变换的光束截面形状的种类变换特性不同;及,设定部:将前述变换光学元件之一设定于光路内者。2.如申请专利范围第1项之照明光学装置,其中更包含光学积分器:配置于前述可变倍率光学系统和前述被照射面之间,均匀照明前述被照射面;及,聚光光学系统:配置于前述光学积分器和前述被照射面之间,将来自前述光学积分器的光导入前述被照射面。3.如申请专利范围第2项之照明光学装置,其中包含于前述可变倍率光学系统的光学构件和包含于前述聚光光学系统的光学构件的总数为10以下。4.如申请专利范围第2项之照明光学装置,其中前述可变倍率光学系统包含至少一个有非球面的光学元件。5.如申请专利范围第1项之照明光学装置,其中前述光束变换机构根据来自前述光源部的光束,变换成具有圆形截面形状的光束,具有环带截面形状的光束或对于基准光轴偏心的多数光束中的至少两种光束。6.如申请专利范围第5项之照明光学装置,其中前述光束变换机构作为根据来自前述光源部的光束变换成对于前述基准光轴偏心的多数光束的变换光学元件,包含如各光束与前述基准光轴正交的第一方向的偏心量和与前述基准光轴及前述第一方向正交的第二方向的偏心量不同般地变换的变换光学元件。7.如申请专利范围第6项之照明光学装置,其中前述光束变换机构包含由多数变换光学元件构成的变换光学元件群,该多数变换光学元件系为了不改变前述第一方向的前述光束偏心量而阶段地切换前述第二方向的前述光束偏心量,将前述第二方向的变换特性设定成不同的特性。8.如申请专利范围第6项之照明光学装置,其中前述光束变换机构包含由多数变换光学元件构成的变换光学元件群,该多数变换光学元件系在维持前述第一方向的前述光束偏心量和前述第二方向的前述光束偏心量之比的状态下,为了阶段地切换对于前述基准光轴的偏心量,将前述第一方向及前述第二方向的变换特性设定成不同的特性。9.如申请专利范围第6项之照明光学装置,其中前述光束变换机构包含由多数变换光学元件构成的变换光学元件群,该多数变换光学元件系在维持前述光束对于前述基准光轴的偏心量的状态下,为了阶段地切换前述第一方向的偏心量及前述第二方向的偏心量,将前述第一方向及前述第二方向的变换特性设定成不同的特性。10.如申请专利范围第5项之照明光学装置,其中前述设定部包含保持构件:保持前述多数变换光学元件;及,驱动部:使前述保持构件旋转或移动。11.如申请专利范围第1项之照明光学装置,其中前述设定部包含保持构件:保持前述多数变换光学元件;及,驱动部:使前述保持构件旋转或移动。12.如申请专利范围第1项之照明光学装置,其中前述设定部包含第一保持构件:保持前述多数变换光学元件一部分;第二保持构件:保持和前述多数变换光学元件前述一部分不同的一部分;及,驱动部:使前述第一及第二保持构件旋转或移动。13.如申请专利范围第1项之照明光学装置,其中以前述可变倍率光学系统的可变倍率比为Z时,满足1.2≦Z≦2或1.2≦Z≦1.8。14.一种照明光学装置,系照明被照射面,其特征在于:包含光源部:供应光束;光束变换机构:将来自前述光源部的光束变换成预定截面形状的光束;及,可变倍率光学系统:为了变更以前述光束变换机构变换的光束的光强度分布,以5片以下的光学构件构成,前述光束变换机构包含多数变换光学元件:各被变换的光束截面形状的种类变换特性不同;及,设定部:将前述变换光学元件之一设定于光路内者。15.如申请专利范围第14项之照明光学装置,其中更包含光学积分器:配置于前述可变倍率光学系统和前述被照射面之间,均匀照明前述被照射面;及,聚光光学系统:配置于前述光学积分器和前述被照射面之间,将来自前述光学积分器的光导入前述被照射面。16.如申请专利范围第15项之照明光学装置,其中前述可变倍率光学系统包含至少一个有非球面的光学元件。17.如申请专利范围第15项之照明光学装置,其中包含于前述可变倍率光学系统的光学构件和包含于前述聚光光学系统的光学构件的总数为10以下。18.如申请专利范围第17项之照明光学装置,其中前述可变倍率光学系统包含至少一个有非球面的光学元件。19.如申请专利范围第14项之照明光学装置,其中前述可变倍率光学系统包含至少一个有非球面的光学元件。20.如申请专利范围第14项之照明光学装置,其中前述光束变换机构根据来自前述光源部的光束,变换成具有圆形截面的形状的光束,具有环带截面形状的光束或对于基准光轴偏心的多数光束中的至少两种光束。21.如申请专利范围第20项之照明光学装置,其中前述光束变换机构作为根据来自前述光源部的光束变换成对于前述基准光轴偏心的多数光束的变换光学元件,包含如各光束与前述基准光轴正交的第一方向的偏心量和与前述基准光轴及前述第一方向正交的第二方向的偏心量不同般地变换的变换光学元件。22.如申请专利范围第21项之照明光学装置,其中前述光束变换机构包含由多数变换光学元件构成的变换光学元件群,该多数变换光学元件系为了不改变前述第一方向的前述光束偏心量而阶段地切换前述第二方向的前述光束偏心量,将前述第二方向的变换特性设定成不同的特性。23.如申请专利范围第21项之照明光学装置,其中前述光束变换机构包含由多数变换光学元件构成的变换光学元件群,该多数变换光学元件系在维持前述第一方向的前述光束偏心量和前述第二方向的前述光束偏心量之比的状态下,为了阶段地切换对于前述基准光轴的偏心量,将前述第一方向及前述第二方向的变换特性设定成不同的特性。24.如申请专利范围第21项之照明光学装置,其中前述光束变换机构包含由多数变换光学元件构成的变换光学元件群,该多数变换光学元件系在维持前述光束对于前述基准光轴的偏心量的状态下,为了阶段地切换前述第一方向的偏心量及前述第二方向的偏心量,将前述第一方向及前述第二方向的变换特性设定成不同的特性。25.如申请专利范围第19项之照明光学装置,其中前述设定部包含保持构件:保持前述多数变换光学元件;及,驱动部:使前述保持构件旋转或移动。26.如申请专利范围第14项之照明光学装置,其中前述设定部包含保持构件:保持前述多数变换光学元件;及,驱动部:使前述保持构件旋转或移动。27.如申请专利范围第14项之照明光学装置,其中前述设定部包含第一保持构件:保持前述多数变换光学元件一部分;第二保持构件:保持和前述多数变换光学元件前述一部分不同的一部分;及,驱动部:使前述第一及第二保持构件旋转或移动。28.如申请专利范围第14项之照明光学装置,其中以前述可变倍率光学系统的可变倍率比为Z时,满足1.2≦Z≦2或1.2≦Z≦1.8。29.一种照明光学装置,系照明被照射面,其特征在于:包含光源部:供应光束;及,光束变换机构:如在照明光瞳面成为对于基准光轴偏心的多数光束般地变换来自前述光源部的光束,前述光束变换机构包含变换光学元件:如在沿着各光束与前述基准光轴正交的第一方向的前述照明光瞳面的偏心量和在沿着与前述基准光轴及前述第一方向正交的第二方向的前述照明光瞳面的偏心量不同般地变换者。30.如申请专利范围第29项之照明光学装置,其中前述光束变换机构包含由多数变换光学元件构成的变换光学元件群,该多数变换光学元件系为了不改变前述第一方向的前述光束偏心量而阶段地切换前述第二方向的前述光束偏心量,将前述第二方向的变换特性设定成不同的特性。31.如申请专利范围第29项之照明光学装置,其中前述光束变换机构包含由多数变换光学元件构成的变换光学元件群,该多数变换光学元件系在维持前述第一方向的前述光束偏心量和前述第二方向的前述光束偏心量之比的状态下,为了阶段地切换对于前述基准光轴的偏心量,将前述第一方向及前述第二方向的变换特性设定成不同的特性。32.如申请专利范围第29项之照明光学装置,其中前述光束变换机构包含由多数变换光学元件构成的变换光学元件群,该多数变换光学元件系在维持前述光束对于前述基准光轴的偏心量的状态下,为了阶段地切换前述第一方向的偏心量及前述第二方向的偏心量,将前述第一方向及前述第二方向的变换特性设定成不同的特性。33.如申请专利范围第29项之照明光学装置,其中有配置于前述光束变换机构和前述照明光瞳面之间的光学系统。34.如申请专利范围第33项之照明光学装置,其中前述光学系统有预定的固定倍率。35.如申请专利范围第33项之照明光学装置,其中前述光学系统有为了变更以前述光束变换机构变换的光束的光强度分布的可变倍率光学系统。36.一种曝光装置,其特征在于:包含照明光学装置:申请专利范围第1至35项中任一项所载;及投影光学系统:将形成于配置于前述被照射面的光罩的图案投影于感光性基板者。37.一种微装置之制造方法,其特征在于:包含曝光制程:使用申请专利范围第36项所载之曝光装置使形成于前述光罩的图案曝光于感光性基板;及,显影制程:使被曝光的前述感光性基板显影者。38.一种曝光方法,其特征在于:包含照明制程:使用申请专利范围第1至35项中任一项所载之照明光学装置照明形成于配置于前述被照射面的光罩的图案;及,投影制程:使用投影光学系统将前述光罩的前述图案投影于感光性基板者。图式简单说明:图1为显示本发明第一实施形态的照明光学装置及具备本发明第一实施形态的照明光学装置的曝光装置概略结构之图。图2为显示转换器4.5一例的透视图。图3A为显示转换器5一例的正面图。图3B为显示转换器4一例的正面图。图4A为显示从X方向看衍射光学元件4a~4l及衍射光学元件5a~5l的截面形状之图。图4B为显示使入射于衍射光学元件4a~4l及衍射光学元件5a~5l的光束衍射的情况之图。图4C为显示衍射于衍射光学元件4a~4l及衍射光学元件5a~5l的光的远场图(far field pattern)一例之图。图5A为显示作为一例光束入射于衍射光学元件4a的情况的透视图。图5B为作为一例从X方向看光束入射于衍射光学元件4a的情况的截面图。图5C为作为一例从Z方向看光束入射于衍射光学元件4a的情况的截面图。图6为说明衍射光学元件4a形成于复眼透镜7入射面的照明区域之图。图7A、图7B为显示衍射光学元件5a~5l形成于复眼透镜7入射面的照明区域一例之图。图8A~图8E为显示使用衍射光学元件5a~5l变换成对于光轴AX偏心的多数光束时的光束截面形状他例之图。图9为显示通过孔径4m、5m的光束形成于复眼透镜7入射面的照明区域一例之图。图10A、图10B为显示可变焦距光学系统6具体结构的侧面图。图11A、图11B为显示利用驱动装置13调整可变焦距光学系统6焦点距离或焦点位置时的在复眼透镜7入射面侧的照射区域变化之图。图12A~图12C为显示利用驱动装置13调整可变焦距光学系统6焦点距离或焦点位置时的在复眼透镜7入射面侧的照射区域变化之图。图13为显示本发明第二实施形态的照明光学装置及本发明第二实施形态的曝光装置结构之图。图14为显示本发明第三实施形态的照明光学装置及本发明第三实施形态的曝光装置结构之图。图15为显示可取代衍射光学元件4a~4l或5a~5l、衍射光学元件20a、20b、…使用的折射光学元件的透视图。图16为显示衍射光学元件交换机构第一变形例的正面图。图17为显示衍射光学元件交换机构第二变形例的正面图及上面图。图18为显示衍射光学元件交换机构第三变形例的正面图及上面图。图19为显示衍射光学元件交换机构第四变形例的正面图及上面图。图20为显示衍射光学元件交换机构第五变形例的正面图。图21为显示衍射光学元件交换机构第六变形例的正面图。图22为显示按照转印于晶圆W的图案形状改变四极照明的照明区域IA配置之例之图。图23为说明本发明第四实施形态的照明光学系统具备的衍射光学元件变换特性之图。图24为说明本发明第四实施形态的照明光学系统具备的衍射光学元件交换特性之图。图25为说明本发明第四实施形态的照明光学系统具备的衍射光学元件变换特性之图。图26为显示本发明第五实施形态的照明光学装置及具备本发明第五实施形态的照明光学装置的曝光装置概略结构之图。图27为得到作为微装置的半导体装置时的手法的流程图。图28为使用本实施形态的曝光装置在板上形成预定图案,藉此得到作为微装置的液晶显示元件时的手法的流程图。图29为使用习知复眼透镜的光学系统模式图。图30为显示具备使用双复眼透镜系统的照明光学系统的曝光装置一例的概略结构。图31为显示入射于第二复眼透镜117的光束照射第二复眼透镜117的情况之图。图32A为显示形成环带状孔径的孔径光阑118a作为具有圆形以外的孔径的习知孔径光阑一例之图。图32B为显示形成多数孔径的孔径光阑118b作为具有圆形以外的孔径的习知孔径光阑一例之图。图33为显示入射于第二复眼透镜118的光束截面形状和孔径光阑118a形状的关系之图。
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