CN103149807B

CN103149807B - 照明光学装置、曝光装置及元件制造方法

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Publication number: CN103149807B
Application number: CN201310052891.0A
Authority: CN
Inventors: 广田弘之
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2007-10-12
Filing date: 2008-10-10
Publication date: 2016-04-06
Anticipated expiration: 2028-10-10
Also published as: JP5267029B2; JP2018077494A; CN103149806B; EP2181360A1; EP2527920B1; JP5673715B2; HK1180775A1; JP2017045064A; KR101924745B1; CN103149807A; CN103149806A; KR20180129981A; CN101681117B; KR20170065683A; JP5867576B2; EP2515171B1; US20180314162A1; HK1180776A1; JP2015073129A; KR20150031493A

Abstract

照明光学装置（13）将输出自曝光用光源（12）的曝光用光（EL）导向被照射物体（R）。照明光学装置(13)具备排列成矩阵状的多个空间光调变构件(22)，各空间光调变构件(22)将具有可动反射面的多个反射光学元件排列成矩阵状而分别构成。又，各空间光调变构件中的至少1个配置在从光源输出的光的光路内。

Description

照明光学装置、曝光装置及元件制造方法

本专利申请是申请号为200880015567.9的名称为“照明光学装置、曝光装置及元件制造方法”的发明专利申请的分案申请，原申请的申请日是2008年10月10日。

技术领域

本发明是关于用以照射被照射物体的照明光学装置、具备该照明光学装置的曝光装置、以及使用该曝光装置的元件制造方法。

背景技术

以往，制造半导体集成电路等微等微元件时所使用的曝光装置，有例如特开2002－353105号公报中所揭示的曝光装置。此曝光装置，具备用以照射形成有既定图案的标线片等掩模的照明光学装置，以及用以将该照明光学装置照射掩模而形成的图案像投影至涂有感光性材料的晶圆、玻璃板等基板的投影光学装置。

照明光学装置，具备用以调整在掩模的被照射面上的光瞳亮度分布的空间光调变构件。此空间光调变构件具备排列成矩阵状的多个反射光学元件，在各该反射光学元件的反射面分别涂有反射膜。此外，各反射光学元件，藉由各自的反射面将来自光源的曝光用光分别反射向掩模。

又，各反射光学元件，能变更反射面相对曝光用光分别对各反射面的入射方向的倾斜角。此外，藉由就各反射光学元件变更反射面相对曝光用光光轴的倾斜角，即能适当调整在掩模被照射面上的光瞳亮度分布。

发明内容

近来，为谋求上述图案像对基板的投影效率及精度的提升，而强烈希望达成曝光用光的高输出化。然而，由于在构成空间光调变构件的各反射光学元件的反射面涂布(coating)耐久性较高的反射膜是非常困难的，因此多是分别涂布耐久性较低的反射膜。因此，空间光调变构件的寿命，会因从光源输出的曝光用光的强度越强而使得反射膜的恶化越快、或因绕至各反射光学元件驱动部分的光量变多而导致该驱动部分的破损而变短。如上所述，此种曝光用光的强度较强的场合与曝光用光的强度较弱的场合相较，会有空间光调变构件的更换较快情形。

然而，上述构成的曝光装置，有时必须在暂时停止曝光装置的驱动的状态下进行空间光调变构件的更换。承上所述，由于光源输出的曝光用光的强度越强、更换空间光调变构件的时间即越快，因此在曝光用光的光路内配置空间光调变构件的曝光装置，会因光源的高输出而使得微元件的制造效率反而有降低下之虞。

本发明有鉴于上述情形，其目的是提供一种即使在从光源输出的光的光路内配置空间光调变构件的场合，亦能对光源的高输出化而提升元件制造效率作出贡献的照明光学装置、曝光装置及元件制造方法。

本发明的照明光学装置，将从光源输出、沿既定光路行进的光导向被照射物体，其特征在于：具备多个空间光调变构件，由具有可动反射面的多个反射光学元件排列成矩阵状所构成；各该空间光调变构件中的至少1个配置在该光路内。

根据上述构成，从光源输出的光藉由排列成矩阵状的多个空间光调变构件而被导向被照射物体。因此，与使用1个空间光调变构件将光源输出的光导向被照射物体的公知情形相较，可藉由空间光调变构件使用数的增加份，延迟使曝光装置的驱动暂时停止以更换空间光调变构件的时序。因此，即使是在光源输出的光的光路内配置空间光调变构件的场合，亦能对光源高输出化带来的元件制造效率的提升作出贡献。

根据本发明，光源高输出化带来的元件制造效率的提升作出贡献。

附图说明

图1显示第1实施形态的曝光装置的概略构成图。

图2显示第1实施形态的可动多反射镜的概略立体图。

图3显示构成可动多反射镜的反射镜要件的排列态样的概略立体图。

图4显示驱动反射镜要件的驱动部构成的概略立体图。

图5显示第2实施形态的照明光学装置的一部分的概略构成图。

图6显示第3实施形态的照明光学装置的一部分的概略构成图。

图7显示第4实施形态的照明光学装置的一部分的概略构成图。

图8显示第5实施形态的照明光学装置的一部分的概略构成图。

图9元件的制造例的流程图。

图10与半导体元件的情形时的基板处理相关的详细流程图。

具体实施方式

＜第1实施形态＞

以下，针对将本发明予以具体化的第1实施形态，根据图1～图4加以说明。

如图1所示，本实施形态的曝光装置11，由供应来自曝光用光源12的曝光用光EL的照明光学装置13、用以保持形成有既定图案的标线片R(掩模(即光罩，以下均称为掩模)亦可)的标线片载台14、投影光学装置15、以及用以保持表面涂有光阻等感光性材料的晶圆W的晶圆载台16所构成。曝光用光源12，例如由ArF准分子激光光源构成。此外，从曝光用光源12射出的曝光用光EL藉由通过照明光学装置13，而被调整成均匀的照明标线片R上的图案。

标线片载台14，在后述投影光学装置15的物体面侧，被配置成其标线片R的装载面与投影光学装置15的光轴方向大致正交。此投影光学装置15具备内部填充有氮等非活性气体的镜筒17，此镜筒17内沿曝光用光EL的光路设有未图示的多个透镜。此外，以曝光用光EL照明的标线片R上的图案像，在通过投影光学装置15而缩小为既定缩小倍率的状态下，被投影转印至晶圆载台16上的晶圆W。此处，所谓光路是指在使用状态下，光通过的路径。

其次，根据图1说明本实施形态的照明光学装置131如下。

照明光学装置13，具备从曝光用光源12输出的曝光用光EL入射的中继光学系18。此中继光学系18，具备典型上从曝光用光源12侧起依序沿光轴AX1配置的第1正透镜19、负透镜20及第2正透镜21。此外，从曝光用光源12射入中继光学系18的曝光用光EL，是在其剖面形状被放大的状态下射出至曝光用光源12的相反侧。

照明光学装置13中，在中继光学系18的曝光用光源12的相反侧，如图1及图2所示，以无法移动的状态设有由多(图2中仅显示15个)个可动多反射镜22排列成矩阵状的反射光学系23。此反射光学系23具备平板状的基台24，在该基台24上，Y方向形成有5列由并列于X方向的3个可动多反射镜22组成的反射镜列。又，在各可动多反射镜22分别形成有能反射曝光用光EL的略矩形的有效区域25，在所有可动多反射镜22的有效区域25分别射入曝光用光EL。此外，上述可动多反射镜22的排列(亦即，X方向3个、Y方向5个)仅为一例，可动多反射镜22的排列及数量可以是与上述排列不同的排列及数量。

被各可动多反射镜22反射的曝光用光EL，经过沿着与各可动多反射镜22入射侧的光轴AX1成既定角度的光轴AX2配置的聚光光学系(分布形成光学系)26射入光学积分器(本实施形态为复眼透镜)27。此处，聚光光学系26的前侧焦点位置，位于各可动多反射镜22的各反射镜要件所在的排列面P1的附近，聚光光学系26的后侧焦点位置则位于光学积分器27的入射面附近的面P2。此光学积分器27是由多(图1中仅显示5个)个透镜元件28二维排列而构成。又，射入至光学积分器27的曝光用光EL，被各透镜元件28分歧为多个光束。其结果，在光学积分器27的图1中右侧面(亦即，像面)形成多数个光源像。

从光学积分器27射出的曝光用光EL、亦即从多数个光源像射出的光束，通过聚光光学系29而成为分别重叠聚光的状态照射掩模遮帘30。之后，通过掩模遮帘30的开口部31的曝光用光EL，经聚光光学系32而照射标线片R。又，在标线片R中被曝光用光EL照射的照射区域的光瞳亮度分布，经适当调整。

本实施形态中，以光学积分器27形成的二次光源作为光源，对被配置于照明光学系IL的被照射面的标线片R进行柯勒(Koehler)照明。因此，形成二次光源的位置P3与投影光学系PL的孔径光阑AS的位置P4为光学共轭，可称二次光源的形成面P3为照明光学系IL的照明光瞳面。典型上，相对照明光瞳面，被照射面(配置掩模M的面、或包含投影光学系PL就照明光学系考量时配置晶圆W的面)为光学性傅利叶变换面。

又，本实施形态，在光学积分器27的射出侧设有用以反射曝光用光EL的一部分的分歧反射镜，并设有用以接收分歧反射镜的反射光的曝光量感测器SE1。可藉由监测此曝光量感测器SE1的输出以进行曝光量控制。

又，本实施形态中，在晶圆载台16设有用以监测到达晶圆W的曝光用光的光瞳亮度分布的光瞳亮度分布检测部SE2。此光瞳强度分布检测部的构成，已揭示于例如日本特开2006－59834号公报及与此对应的美国专利公开第2008／0030707号公报。此处，作为参照援用美国专利公开第2008／0030707号公报。

其次，根据图2～图4说明可动多反射镜22的构成如下。

如图2及图3所示，可动多反射镜22具备多个在反射面34涂(coating)有反射膜的俯视正方形的反射镜要件33，各该反射镜要件33分别排列成矩阵状。这些各反射镜要件33，为谋求降低在反射光学系23的光量损失而以极力缩小相邻反射镜要件33彼此间的间隙的方式配置。此外，各反射镜要件33为变更相对曝光用光EL的光路的倾斜角而被设计成分别可动。又，在以下记载中，将「反射镜要件33相对于曝光用光EL的光路的倾斜角」、简单的称为「反射镜要件33的倾斜角」。如图1所示，可动多反射镜22的各反射镜要件，是沿着位于XY平面的排列面P1排列。

本实施形态的反射光学系23，是由多种类(本实施形态中为2种)的可动多反射镜22A,22B构成。具体而言，在Y方向、在图2中最靠近前方的反射镜列、位于各反射镜列正中间的反射镜列、以及位于最内侧的反射镜列由第1可动多反射镜22A分别构成，另一方面，其余的反射镜列则由第2可动多反射镜22B分别构成。第1可动多反射镜22A，如图4所示，具备多个能以第1轴S1为中心旋动的反射镜要件33。另一方面，第2可动多反射镜22B，具备多个能以和第1轴S1大致正交的第2轴S2为中心旋动的反射镜要件33。又，第1轴S1相当于反射镜要件33的两对角线中、第1对角线的轴，且第2轴S2为相当于与第1对角线正交的第2对角线的轴。

其次，根据图4，说明构成第1可动多反射镜22A的反射镜要件33的驱动部。又，构成第2可动多反射镜22B的反射镜要件33的驱动部，除了以第2轴S2为中心使反射镜要件33旋动的点外，与构成第1可动多反射镜22A的反射镜要件33的驱动部构成相同，因此省略其说明。

如图4所示，构成第1可动多反射镜22A的反射镜要件33的驱动部35，具备与反射镜要件33的形状对应对应的正方形板状的基材36，在该基材36四角中位于第1轴S1上的两角，分别立设有支柱构件37。此外，在驱动部35设有延伸于第1轴S1的延设方向的铰链构件38，该铰链构件38在能以第1轴S1为中心旋转的状态支撑于支柱构件37。此外，在铰链构件38的长边方向中心部设有突出于Z方向的突出部39，反射镜要件33透过突出部39被固定于铰链构件38。

在铰链构件38的长边方向的第1端部侧及第2端部侧，分别形成有从铰链构件38延伸于与第1轴S1正交的两方向的第1电极部40。又，基材36上与4个第1电极部40对应的位置分别设有第2电极部41。在彼此处于对应关系的第1电极部40与第2电极部41之间产生电位差的情形时，藉由依据这些各电位差而作用的静电力，铰链构件38以第1轴S1为中心旋转的结果，反射镜要件33即以第1轴S1为中心旋动。亦即，反射镜要件33的倾斜角，可藉由调整彼此处于对应关系的各电极部40,41间的各电位差来进行控制。

此外，入射于各可动多反射镜22A,22B的曝光用光EL，分别被偏向于与射入的各反射镜要件33的倾斜角对应的方向。此处，由于可视为是分布形成光学系的聚光光学系26具有将入射光的角度资讯转换为位置资讯的功能，亦即，藉各别调整各反射镜要件33的倾斜角，将曝光用光EL在光学积分器27的入射面附近的面P2的剖面形状变形为所欲的大小及形状。又，此聚光光学系26，使经由可动多反射镜22A的曝光用光EL的一部分与经由可动多反射镜22B的曝光用光的一部分，在面P2至少部分重叠。由于来自多个可动多反射镜22A,22B的曝光用光重叠，因此能提前在重叠区域的光强度均一性。

换言之，藉由各可动多反射镜22A,22B而在空间上角度调变的光，因聚光光学系26而成为在空间上调变的光，在面P2形成所欲光强度分布的光瞳强度分布。

又，所谓光瞳强度分布，是指在照明光学系的照明光瞳面或与该照明光瞳面光学上共轭面的光强度分布(亮度分布)。在光学积分器27分割的波面分割数比较大的情形时，形成在光学积分器27的入射面附近的面P2的全面的光强度分布、与二次光源全体的全面的光强度分布(光瞳强度分布)显示了非常高的相关性。因此，在光学积分器27的入射面、及与该入射面光学上共轭面P3,P4的光强度分布，亦可称为光瞳强度分布。

如以上所述，在亦为光学积分器27的后侧焦点面的面P3，会形成与剖面形状经变形为所欲的大小及形状的曝光用光EL具有大致相同光强度分布的二次光源。进一步的，在与光学积分器27的后侧焦点面光学上共轭的其他照明光瞳位置、亦即在聚光光学系32的光瞳位置及投影光学系PL的光瞳位置，会形成与形成在面P3的光瞳强度分布对应的光强度分布。

又，作为光瞳强度分布，举一例而言，可使用环带状、多个极状(2极状、4极状等)的光强度分布。此处，在形成有环带状的光瞳强度分布的情形可进行环带照明，而在形成有多个极状的光瞳强度分布的情形则可进行多极照明。

承上所述，本实施形态可获得如下的效果。

(1)从曝光用光源12输出的曝光用光EL，是藉由构成反射光学系23的所有可动多反射镜22A,22B被反射向聚光光学系26侧而导向标线片R。因此，即使来自曝光用光源12的曝光用光EL经高输出化，入射至各可动多反射镜22A,22B的曝光用光EL的强度，与从曝光用光源12输出的所有所有曝光用光EL入射至1个可动多反射镜22的公知情形相较是较弱的。其结果，曝光用光EL所入射的各反射镜要件33的反射面所涂(coating)的反射膜恶化，与公知情形相较会变得较慢，可动多反射镜22A,22B的寿命获得延长。亦即，能延迟更换可动多反射镜22A,22B的时序。因此，即使是在从曝光用光源12输出的曝光用光EL的光路内配置可动多反射镜22A,22B的场合，亦能对曝光用光源12的高输出化带来的半导体元件制造效率的提升作出贡献。

(2)构成第1可动多反射镜22A的反射镜要件33的旋动方向与构成第2可动多反射镜22B的反射镜要件33的旋动方向，彼此互异。因此，与反射光学系23仅由一种可动多反射镜22(例如第1可动多反射镜22A)构成的情形相较，可提高使照射标线片R的曝光用光EL的大小及形状变形时的自由度。

(3)由于排列面P1与入射侧光轴AX1所夹角度α、以及排列面P1与射出侧光轴AX2所夹角度β，是设定为在沿排列面P1的面、可动多反射镜22A,22B的多个反射镜要件33以外部分(典型上，反射镜要件33间的间隙)及在可动多反射镜22A,22B的有效区域25以外的领域，0次反射光N会朝向聚光光学系26的入射光瞳外，因此可防止0次反射光对光瞳亮度分布造成的影响，典型上，可防止在光轴AX2附近的位置形成光点。

＜第2实施形态＞

其次，依据图5说明本发明的第2实施形态。第2实施形态中，曝光用光源12与反射光学系23之间配置的光学元件与第1实施形态不同。因此，与以下的说明中，主要说明与第1实施形态不同的部分，与第1实施形态相同或相当的构件构成赋予相同符号省略重复的说明。

如图5所示，在曝光用光源12与反射光学系23之间，设有沿光轴AX1配置的一对角锥台旋转三棱镜对50，该角锥台旋转三棱镜对50由配置在曝光用光源12侧的第1棱镜构件51与配置在反射光学系23侧的第2棱镜构件52构成。第1棱镜构件51中，在曝光用光源12侧形成有与曝光用光EL的光轴正交的平面、且在反射光学系23侧形成有凹状的折射面51a。此折射面51a，是由与曝光用光EL的光轴正交的平面状的中央部、以及与以光轴为中心的四角锥体的侧面对应的周边角锥部构成。

又，第2棱镜构件52中，在反射光学系23侧形成有与曝光用光EL的光轴正交的平面，且在第1棱镜构件51侧形成有该第1棱镜构件51的折射面51a的形状对应的凸状折射面52a。此折射面52a，由与曝光用光EL的光轴正交的平面状的中央部、以及与以光轴为中心的四角锥体的侧面对应的周边角锥部构成。

此外，在曝光用光EL的光路内，将各棱镜构件51,52相距既定间隔h的状态分别配置的情形时，从曝光用光源12入射至角锥台旋转三棱镜对50的曝光用光EL，被分歧为多条光束。又，既定间隔h，调整为可动多反射镜22的有效区域25分别位于各光束的行进方向。因此，被角锥台旋转三棱镜对50分歧为多条的光束，在排列成矩阵状的可动多反射镜22的有效区域25分别反射向聚光光学系26侧。

因此，本实施形态中，除上述第1实施形态的(1)(2)的效果外，亦获得以下所示的效果。

(3)可动多反射镜22的有效区域25，分别位于被角锥台旋转三棱镜对50分歧为多条的各光束的行进方向。因此，反射光学系23中可动多反射镜22的非配置位置及可动多反射镜22中的有效区域25以外的部分，几乎没有曝光用光EL的入射。因此，能降低在反射光学系23的光量损失。此外，亦能限制反射光学系23中可动多反射镜22的非配置位置及可动多反射镜22中的有效区域25以外的部分，因曝光用光EL的照射使温度上升而随之而来的可动多反射镜22的恶化。

(4)由于在可视为光束分歧部的角锥台旋转三棱镜对50与各可动多反射镜22a,22b,22c间的光路中没有配置具有功率(焦距的逆数)的构件，因此在各可动多反射镜的反射镜要件会入射可视为平行光束的光束，故能提升在面P2的光瞳亮度分布的控制性。另一方面，在入射于反射镜要件的光束具有角度分布的情形时，由于经由聚光光学系26来自反射镜要件的光而在面P2形成的光点会扩散，因此光瞳亮度分布的控制性变得困难。

又，本实施形态中，多个可动多反射镜22中的可动多反射镜22a所配置的第1位置、另一可动多反射镜22c所配置的第2位置，可视为隔着(夹着)从光源12输出的光的光路轴的入射侧光轴AX1的构成。此外，亦可视为角锥台旋转三棱镜对50(光束分歧部)以包含光轴AX1的面(图中的XY平面)将光束予以分歧的构成。

＜第3实施形态＞

其次，依据图6说明本发明的第3实施形态。又，第3实施形态，用以将曝光用光EL分歧为多条光路的光学元件与第2实施形态不同。因此，在以下的说明中，主要说明与上述各实施形态相异的部分，与上述各实施形态相同或相当的构件构成赋予相同符号省略重复的说明。

如图6所示，在曝光用光源12与反射光学系23之间，设有多极照明用(例如4极照明用)的绕射光学元件55。此绕射光学元件55是透射型绕射光学元件，藉由在透明基板、在每一曝光用光EL的波长程度间距形成段差而构成。此绕射光学元件55，在射入平行的曝光用光EL的情形时，将该曝光用光EL分歧为多条(例如4条)光束。其结果，在反射光学系23形成多极(例如4极)的照射区域。此外，绕射光学元件55的配置态样，调整为可动多反射镜22的有效区域25分别位于藉将入射的曝光用光EL予以分歧所形成的各光束内。

又，绕射光学元件55为了在相距既定距离的多个区域的各个形成大致均一的照射区域，因此在绕射光学元件55的面内具有多个波面分割区域。此处，属于多个波面分割区域中的第1组的波面分割区域，是朝向射入多个照射区域中的第1照射区域的曝光用光EL。

据此，第1照射区域即被经由属于第1组的多个波面分割区域的多条光束加以重叠照射，而成为均一的照度分布。同样的，多个波面分割区域中属于与第1组不同的第2组的波面分割区域，是朝向射入多个照射区域中与第1照射区域不同的第2照射区域的曝光用光EL。据此，第2照射区域即经由属于第2组的多个波面分割区域的多条光束重叠照射，而成为均一的照度分布。

例如，作为本实施形态的绕射光学元件55，可使用美国专利第5,850,300号公报所揭示者。此处，援用美国专利第5,850,300号公报作为参照。

承上所述，本实施形态，除具有与上述第2实施形态的(1)～(4)相同的作用效果外，亦能获得以下所示效果。

(5)由于绕射光学元件55将光强度分布加以均一化，因此即使从光源12输出的光EL的剖面内强度分布不均一，多个可动多反射镜22亦能被均一强度分布的光照射。因此，能提升形成于面P2的光瞳亮度分布的控制性。另一方面，由于在多个可动多反射镜22被不均一强度分布的光照射时，此强度分布的不均一性会对光瞳亮度分布造成影响，因此可考虑此不均一性控制可动多反射镜22的各反射镜要件。如此，其控制将变得复杂。

＜第4实施形态＞

其次，依据图7说明本发明的第4实施形态。又，第4实施形态中，用以将曝光用光EL分歧为多条光路的光学元件与第2及第3实施形态不同。因此，与以下的说明中，主要说明与上述各实施形态的不同部分，与上述各实施形态相同或相当的构件构成则赋予相同符号省略重复的说明。

如图7所示，在曝光用光源12与反射光学系23之间设有复眼透镜60，该复眼透镜60是将多个(图7中仅显示4个)透镜元件61加以二维排列所构成。此外，在复眼透镜60与反射光学系23之间配设有中继光学系18A，该中继光学系18A可使被复眼透镜60分歧的多条光束分别再成像于各可动多反射镜22的有效区域25。

又，本实施形态的反射光学系23中，各可动多反射镜22分别排列成在位置上与复眼透镜60的各透镜元件61对应。例如，使用排列于X方向的4个复眼透镜60的情形，反射光学系23即是4个可动多反射镜22沿X方向排列的构成。藉由作成此种构成，即能获得与上述第2及第3实施形态相同的作用效果。

又，入射至各可动多反射镜22的曝光用光EL，有可能产生其大部分被反射至聚光光学系26侧，而残余的部分(以下，称「反射光」。)则被反射至复眼透镜60侧的情形。此种反射光，会因配置在反射光学系23与复眼透镜60间的中继光学系18A而限制其往复眼透镜60的入射。因此，能抑制形成于复眼透镜60的像面的多数光源像因反射光而产生紊乱。如此，中继光学系可视为限制来自各可动多反射镜22的反射光入射至光束分歧部的限制构件。

＜第5实施形态＞

其次，依据图8说明本发明的第5实施形态。又，第5实施形态与第1实施形态不同处在于，使曝光用光EL仅照射于构成反射光学系23的各可动多反射镜22中的部分可动多反射镜22。因此，与以下的说明中，主要说明与第1实施形态不同的部分，与第1实施形态相同或相当的构件构成赋予相同符号省略重复的说明。

如图8所示,在本实施形态的照明光学装置13,设有使反射光学系23沿X方向移动的移动机构65。又，反射光学系23，其多个(图8中仅显示5个)可动多反射镜22沿X方向配置。在这些各可动多反射镜22中的部分可动多反射镜22(例如2个可动多反射镜22)，会入射从曝光用光源12输出的曝光用光EL，另一方面，在其余可动多反射镜22则不会入射曝光用光EL。

随着曝光用光EL所入射的可动多反射镜22的特性的经时变化(例如反射膜的恶化及反射镜要件33的驱动部35的恶化)，用以将图案像照射于晶圆W的曝光用光EL的强度开始降低、或在晶圆W上的光瞳亮度分布开始紊乱时，即驱动移动机构65，使曝光用光EL入射至尚未有曝光用光EL入射的可动多反射镜22。

例如,在监测中的曝光量感测器SE1的输出降低的情形时、以及以光瞳亮度分布检测部SE2所测量的光瞳亮度分布偏离目标值在可容许范围外的情形等时,控制部66即对移动机构65送出更换可动多反射镜22的控制讯号。

亦即，如以上所述，本实施形态的曝光装置11，可在不使曝光装置11的驱动暂时停止的状态下，变更从曝光用光源12输出的曝光用光EL所入射的可动多反射镜22。因此，即使是在从曝光用光源12输出的曝光用光EL的光路内配置可动多反射镜22的情形时，亦能对曝光用光源12的高输出化带来的半导体元件制造效率的提升作出贡献。

又，上述各实施形态亦可变更为以下的其他实施形态。

各实施形态中，反射光学系23可由3种类以上的多个种类的可动多反射镜22,22A,22B构成。例如，反射光学系23除第1可动多反射镜22A及第2可动多反射镜22B外，亦可具备以和第1轴S1及第2轴S2交叉的第3轴(例如延X方向延伸的轴)为中心旋动的反射镜要件33所构成的第3可动多反射镜。

各实施形态中，第1可动多反射镜22A，亦可具备能以和第1轴S1平行的轴为中心旋动的反射镜要件33。同样的，第2可动多反射镜22B，亦可具备能以和第2轴S2平行的轴为中心旋动的反射镜要件33。

各实施形态中，第1轴S1可以不是沿反射镜要件33的对角线延伸、而是例如沿X方向延伸的轴。此场合，第2轴S2可以是沿Y方向延伸的轴。

各实施形态中，反射光学系23可以是由一种可动多反射镜22(例如第1可动多反射镜22A)所构成者。

第5实施形态中，亦可将曝光用光EL入射的可动多反射镜22，使其以每一预先设定的既定时间进行变更。

第5实施形态中，曝光用光EL所入射的可动多反射镜22的数目，可以是2个以外的任意数(例如1个或3个)。

第5实施形态中，在变更曝光用光EL所入射的可动多反射镜22时，可仅变更曝光用光EL所入射的各可动多反射镜22中的至少1个。

又，各实施形态中，可动多反射镜22具备彼此以正交的轴为中心旋动(倾斜的自由度为2自由度)的反射镜要件33。作为此种空间光调变构件，可使用例如特表平10－503300号公报及与此对应的欧洲专利公开第779530号公报、特开2004－78136号公报及与此对应的美国专利第6,900,915号公报、特表2006－524349号公报及与此对应的美国专利第7,095,546号公报、以及特开2006－113437号公报所揭示的空间光调变构件。此处，作为参照援用欧洲专利公开第779530号公报、美国专利第6,900,915号公报及美国专利第7,095,546号公报。

又，各实施形态中，可动多反射镜22虽可将二维排列的多个反射镜要件的面向(倾斜)加以个别控制者，但亦可使用可将例如二维排列的多个反射面的高度(位置)加以个别控制的空间光调变构件。此种空间光调变构件，可使用例如特开平6－281869号公报及与此对应的美国专利第5,312,513号公报、以及特表2004－520618号公报及与此对应的美国专利第6,885,493号公报的图1d所揭示的空间光调变构件。这些空间光调变构件，可藉由形成二维高度分布而将与绕射面相同的作用赋予入射光。此处，作为参照援用美国专利第5,312,513号公报及美国专利第6,885,493号公报。

又，实施形态中，可依据例如特表2006－513442号公报及与此对应的美国专利第6,891,655号公报、特表2005－524112号公报及与此对应的美国专利公开第2005／0095749号公报的揭示，将可动多反射镜22加以变形。此处，作为参照援用美国专利第6,891,655号公报及美国专利公开第2005／0095749号公报。

又，各实施形态中，亦可应用揭示于美国专利公开第2006／0203214号公报、美国专利公开第2006／0170901号公报及美国专利公开第2007／0146676号公报的极化照明方法。此处，作为参照援用美国专利公开第2006／0203214号公报、美国专利公开第2006／0170901号公报及美国专利公开第2007／0146676号公报。

又，各实施形态中，曝光装置11不仅是制造半导体元件等微元件，亦可以是用以制造光曝光装置、EUV曝光装置、X线曝光装置、及电子线曝光装置等所使用的标线片或掩模，而从母标线片将电路图案转印至玻璃基板或硅晶圆等的曝光装置。此外，曝光装置11亦可以是用以制造包含液晶显示元件(LCD)等的显示器的制造而将元件图案转印至玻璃板上的曝光装置、用以制造薄膜磁头等而将元件图案转印至陶瓷晶圆等的曝光装置、以及CCD等摄影元件的制造所使用的曝光装置等。

又，上述各实施形态的照明光学装置13，可搭载于在被照射物体与基板相对移动的状态下将被照射物体的图案转印至基板、并使基板依序步进移动的扫描步进机，以及在被照射物体与基板静止的状态下将被照射物体的图案转印至基板、并使基板依序步进移动的步进重复方式的步进机。

各实施形态中，曝光用光源12可以是能供应例如g线(436nm)、i线(365nm)、KrF准分子激光(248nm)、F₂激光(157nm)、Kr₂激光(146nm)、Ar₂激光(126nm)等的曝光用光源。又，曝光用光源12，亦可以是使用将自DFB半导体激光或光纤激光振荡的红外区域或可视区域的单一波长激光，以例如掺杂铒(或铒与钇两者)的光纤放大器加以放大，使用非线性光学结晶波长转换为紫外光的高次谐波的曝光用光源。

接着，说明使用本发明实施形态的曝光装置11制造元件的制造方法，在微影制造工艺(即制程，以下均称为制造工艺)中使用的微元件制造方法的实施形态。图9显示微元件(IC及LSI等的半导体晶片、液晶面板、CCD、薄膜磁头、微机器等)的制造例的流程图。

如图6所示，首先，在步骤S101(设计步骤)中，进行微元件的功能、性能设计(例如半导体元件的电路设计等)，并进行用以实现该功能的图案设计。接着，在步骤S102(掩模制造步骤)中，制作形成有所设计的电路图案的掩模。另一方面，在步骤S103(晶圆制造步骤)，使用硅、玻璃、陶瓷等材料制造基板(使用硅材料时即为晶圆W)。

其次，在步骤S104(基板处理步骤)中，使用以步骤S101～步骤S104所准备的掩模与基板，如后所述的，藉由微影技术等在基板上形成实际的电路等。接着，在步骤S105(元件组装步骤)中，使用以步骤S104处理后的基板进行元件组装。在此步骤S105中，视需要包含切割步骤、结合步骤以及封装步骤(晶片植入)等步骤。最后，在步骤S106(检查步骤)中，进行步骤S105中所制作的微元件的动作确认测试、耐久性测试等的检查。在经过此等步骤后完微元件的制作，即可出货。

图10显示在半导体元件的场合时的步骤S104的一详细制造工艺例的图。

在步骤S111(氧化步骤)使晶圆表面氧化。在步骤S112(CVD步骤)中于晶圆表面形成绝缘膜。在步骤S113(电极形成步骤)中藉由蒸镀于晶圆上形成电极。在步骤S114(离子植入步骤)中将离子植入晶圆。以上的各步骤S111～步骤S114，构成晶圆处理的各阶段的前处理制造工艺，在各阶段中视所需的处理来选择实施。

在晶圆制造工艺的各阶段中，当结束上述前处理制造工艺，即以下述方式实施后处理制造工艺。该后处理制造工艺，首先，在步骤S115(光阻形成步骤)将感光剂涂布于晶圆。接着，在步骤S116(曝光步骤)中藉由以上说明的微影系统(曝光装置11)将掩模的电路图案转印于晶圆上。其次，在步骤S117(显像步骤)中，将经步骤S116曝光后的基板予以显影，在基板表面形成由电路图案构成的掩模层。接着，在步骤S118(蚀刻步骤)中，藉由蚀刻来除去残留有光阻部分的以外部分的露出构件。接着，在步骤S119(光阻除去步骤)中，去除蚀刻完成后不需的光阻。亦即，在步骤S118及步骤S119中，透过掩模层进行基板表面的加工。藉由重复这些前处理制造工艺与后处理制造工艺，在基板上形成多重的电路图案。

以上说明的实施形态，仅为易于理解本发明所作的记载，并非用于限定本发明。因此，上述实施形态所揭示的各要素，包含属于本发明技术范围的所有设计变更及均等物。此外，上述实施形态的各构成要素等，可任意的加以组合等。

Claims

1.一种照明光学装置，通过从光源输出的光照明被照射面，且与将配置于被照射面的掩模的图案转印至涂有感光性材料的基板上的曝光装置组合使用，其特征在于，具备：

空间光调变构件，包含设在所述光的光路的二维排列的多个反射光学元件，可改变所述多个反射光学元件具有的反射面的倾斜；以及

绕射光学元件，配置在相对于所述空间光调变构件入射侧的该光路内，具有将所述光分割成多个光束的多个波面分割区域；

通过透射过绕射光学元件的所述光照射的所述多个反射光学元件的照射区域被来自该绕射光学元件的该多个波面分割区域的所述多个光束重叠地照射。

2.如权利要求1所述的照明光学装置，其特征在于，其中，该绕射光学元件与该空间光调变构件排列成一列。

3.如权利要求2所述的照明光学装置，其特征在于，其中，该绕射光学元件配置在该光源与该空间光调变构件之间。

4.如权利要求1至3中任一权利要求所述的照明光学装置，其特征在于，其中，该绕射光学元件的该多个波面分割区域具备属于第1组的波面分割区域与属于第2组的波面分割区域。

5.如权利要求4所述的照明光学装置，其特征在于，其中，经过属于该绕射光学元件的该第1组的波面分割区域的光朝向第1照射区域射出，经过属于该绕射光学元件的该第2组的波面分割区域的光朝向第2照射区域射出。

6.如权利要求1或2所述的照明光学装置，其特征在于，其中，该空间光调变构件具备配置在第1位置的第1空间光调变构件、与配置在与该第1位置不同的第2位置的第2空间光调变构件；

该第1及第2位置，隔着从该光源输出的光的该光路的轴。

7.如权利要求6所述的照明光学装置，其特征在于，其进一步具备分布形成光学系，将经过该各空间光调变构件的光加以聚光，以在该照明光学装置的照明光瞳形成既定光强度分布。

8.如权利要求7所述的照明光学装置，其特征在于，其中，该分布形成光学系，可将经过该第1空间光调变构件的光束的至少一部分、与经过该第2空间光调变构件的光束的至少一部分，在该照明光瞳加以重叠。

9.如权利要求1至3中任一权利要求所述的照明光学装置，其特征在于，其中，各该反射光学元件，为使该反射面相对入射于各反射面的光的轴的倾斜角变化而可动。

10.如权利要求1至3中任一权利要求所述的照明光学装置，其特征在于，其中，在该被照射面配置所述掩模中形成有该图案的表面。

11.一种曝光装置，其特征在于其具备：

权利要求1至10中任一权利要求所述的照明光学装置；

保持机构，用以保持形成有既定图案所构成的被照射物体；以及

投影光学装置，用以将从该光源输出的光透过该照明光学装置照射该被照射物体而形成的图案像，投影至涂有感光性材料的基板上。

12.一种元件的制造方法，其特征在于其包含：

曝光步骤，使用权利要求11所述的曝光装置，将该既定图案曝光至该基板；

显影步骤，在该曝光步骤后将该基板加以显影，以在该基板表面形成对应该既定图案的形状的掩模层；以及

加工步骤，是在该显影步骤后透过该掩模层加工该基板表面。