照明装置、曝光装置及微元件的制造方法制造方法及图纸

一种照明装置，是以光源（２）所射出的照明光来照明被照射面，具备：反射型复眼光学系统（１２、１４），配置于光源（２）与被照射面（Ｍ）间，且由用以将光源（２）的光束进行波面分割后叠合于被照射面（Ｍ）上的复数个部分反射型光学系统所构成；以及反射型光学系统（１０），配置于光源（２）与反射型复眼光学系统（１２、１４）间，用以将照明光往反射型复眼光学系统（１２、１４）导引；反射型光学系统（１０），该光学系统的反射面至少一部分是由扩散面所构成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术关于以光刻步骤制造半导体元件、液晶显示元件及薄膜磁头等微元件所使用的照明装置、具备该照明装置的曝光装置及使用该曝光装置的微元件的制造方法。
技术介绍
近年，正朝着使用波长约5～40nm区域的远紫外(EUV)光作为曝光用光，以将掩膜图案投影曝光于感光性基板上的投影曝光装置的实用化发展。EUVL(远紫外光刻)用曝光装置，由于受限于对短波长光具有高透射率的玻璃材，因此，使用反射型光学系统(例如，参照日本特开平11-312638号公报)。依日本特开平11-312638号公报所揭示的投影曝光装置，如图6所示，将从非EUV激光光源201射出并以聚光反射镜202所聚光的激光，照射于喷嘴203所供应的目标物质的点204，据此，该目标物质受到强烈能量而等离子体化，并产生EUV光。所产生的EUV光，被聚光反射镜205聚光，并被导引光学系统206反射后，射入多数凹面镜并排而成的入射侧复眼反射镜207。被入射侧复眼反射镜207所反射的光束，透过开口光圈208，被多数凹面镜并排而成的射出侧复眼反射镜209反射后，并再度透过开口光圈208，入射光学系统210。被光学系统210所反射的光束，通过光学系统211聚光后，照射于掩膜212。被照射的掩膜212的图案像，透过投影光学系统213投影曝光于芯片(感光性基板)214。
技术实现思路
于构成日本特开平11-312638号公报所揭示的投影曝光装置的照明装置中，虽然将射入入射侧复眼反射镜207的照明光进行波面分割后叠合于掩膜上，据此来谋求照明光照度的均匀化，但为确保高照度均匀性，需极力使射入入射侧复眼反射镜207的照明光的照度分布，不含有高频的照度分布变化。也即，使图3B所示的光束(具有不含高频照度分布变化的光强度分布)射入入射侧复眼反射镜207，比图3A所示的光束(具有含大量高频照度分布变化的光强度分布)射入入射侧复眼反射镜207为佳。因此，为实现能确保照明光的高照度均匀性的照明装置，需能抑制照明光光量损失，且可从射入入射侧复眼反射镜207的光束的光强度分布去除高频成分的光强度分布。本专利技术的课题在于提供能抑制照明光的光量损失、且可提高照明光的照度均匀性的照明装置、具备该照明装置的曝光装置及使用该曝光装置的微元件的制造方法。本专利技术的照明装置，是以光源所射出的照明光来照明被照射面，其特征在于，具备反射型复眼光学系统，配置于该光源与该被照射面间，且由用以将光源的光束波面分割后叠合于被照射面上的复数个部分反射型光学系统所构成；及反射型光学系统，配置于该光源与反射型复眼光学系统间，用以将该照明光往该反射型复眼光学系统导引；该反射型光学系统，该光学系统的反射面至少一部分是由扩散面所构成。依本专利技术的照明装置，由于配置于反射型复眼光学系统上游的反射型光学系统的反射面至少一部分是由扩散面所构成，因此，能从射入反射型复眼光学系统的照明光的光强度分布，将高频成分的光强度分布去除，并提高照明光的照度分布均匀性。因此，将该照明装置使用于曝光装置时，由于照明光能均匀照明掩膜面(或感光性基板面)上，因此，能防止感光性基板上的分辨率或对比等的降低，并能将形成于掩膜的微细图案良好曝光于感光性基板上。此外，配置于反射型复眼光学系统上游的反射型光学系统，可为一反射镜，也可由复数个反射镜来构成。又，使用复数个反射镜时，扩散面可仅形成于一反射镜，也可形成于复数个反射镜。又，本专利技术的照明装置，其特征在于扩散面的扩散角，是通过该扩散面从扩散面的1点所扩散的光束到达该反射型复眼光学系统入射面的范围的半值宽度，对该复眼光学系统的入射径D为D/2～D/100的角度。通过扩散面所扩散的光束在复眼面上若比D/2为过广，则会造成光量损失，较不理想。又，所扩散的光束若比D/100小，则由于扩散的效果较少，也不理想。因此，通过扩散面所扩散的光束的角度，较佳是于复眼面的光束扩散为D/2～D/100范围内的角度。又，本专利技术的照明装置，其特征在于表示与扩散面形状PSD(功率谱密度)值高频区域对应的扩散面的表面粗糙度的RMS值，比照明光的波长的1/14小。扩散面PSD值与高频区域对应的区域中，若离理想的面形状的偏差太大，则可能会产生光量损失等而造成问题。在本专利技术中，由于表示与高频区域对应的扩散面的表面粗糙度的RMS值，是比照明光的波长的1/14小，因此能减少光量损失等问题。又，本专利技术的照明装置，其特征在于扩散面形状的PSD值与碎形曲线的PSD值的差值，是于高频区域中比高频区域低的其它频率区域为小。理想上经研磨的面形状的PSD值与以PSD＝K/fn(f为频率，K、n为常数)函数所表现的碎形曲线的PSD值非常接近，在经验上可知。换言之，若所测定的面形状的PSD曲线接近碎形曲线的PSD曲线，则可以说其测定面形状与理想的面形状接近。本专利技术的扩散面的PSD值的高频区域，是接近碎形曲线的PSD值。也即，本专利技术的扩散面的PSD，是于高频区域接近理想的研磨面的PSD，被抑制成非常小。图2，是表示理想的研磨面(以下，称之为理想面)PSD(虚线)及本专利技术的扩散面的PSD(实线)的曲线图。如图2所示，在本专利技术中提出，将比高频区域低的频率区域的扩散面变粗糙。在图2例中，虽在低频区域中也接近理想的研磨面的PSD，但也可使该区域不接近。该差值，例如可比较高频区域的平均差值与其它频率的平均差值，也可比较RMS值或最大值。又，本专利技术的照明装置，其特征在于若将该反射型复眼光学系统的入射面直径设为D，从该反射光学系统至该反射型复眼光学系统的入射面的距离设为L，并将该照明光波长设为λ，则该高频区域与比该高频区域低的其它频率区域的边界值，是比D/2λL低。光的扩散角，是随着扩散面的面粗糙度的间距频率变高而变大。因此，扩散面的面粗糙度的间距小时，由于照明光的扩散角变得非常大，照明光会往无法射入反射型复眼光学系统的方向扩散，而减少照明光的光量。在此，将高频区域与比该高频区域频率低的中间频率区域的边界值，设定成比D/2λL低的理由，可由以下的考察来求得。将扩散至能射入反射型复眼光学系统范围外的值假设为D/2(m)。若将扩散面的起伏间距(周期)设为P(m)，照明光的波长设为λ(m)，则扩散角为λ/P(rad)。若以扩散角λ/P(rad)仅增加L(m)，则扩散所产生的扩大为Lλ/P(m)。因此，Lλ/P(m)＝D/2时，则P＝2λL/D，对应的频率为D/2λL。在此，若间距P变得比2λL/D小，则扩散角会过度变大并造成光量损失。在本专利技术中，由于与扩散角过度变大可能造成光量损失的高频区域对应的面形状是接近理想的面形状，因此，可减少光量损失，且能去除照明强度的高频成分。又，本专利技术的照明装置，其特征在于若将反射型复眼光学系统的入射面直径设为D，从该反射光学系统至该反射型复眼光学系统的入射面的距离设为L，并将该照明光的波长设为λ，则该高频区域与比该高频区域低的其它频率区域的边界值，是比D/100λL高。在此，将高频区域与比该高频区域频率低的中间频率区域的边界值，设定成比D/100λL高的理由如下。若将扩散至能射入反射型复眼光学系统范围外的值假设为D/100(m)，则以与上述相同的方式，成为P＝100λL/D，对应的频率成为D/100λL。在此，若间距P变得比100λL/D大，则扩散的效果会本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明装置，是以光源所射出的照明光来照明被照射面，其特征在于，具备：反射型复眼光学系统，配置于该光源与被照射面间，且由用以将光源的光束波面分割后叠合于被照射面上的复数个部分反射型光学系统所构成；及反射型光学系统，配置于该光 源与反射型复眼光学系统间，用以将该照明光往该反射型复眼光学系统导引；该反射型光学系统，该光学系统的反射面至少一部分是由扩散面所构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2004-9-22 275048/20041.一种照明装置，是以光源所射出的照明光来照明被照射面，其特征在于，具备反射型复眼光学系统，配置于该光源与被照射面间，且由用以将光源的光束波面分割后叠合于被照射面上的复数个部分反射型光学系统所构成；及反射型光学系统，配置于该光源与反射型复眼光学系统间，用以将该照明光往该反射型复眼光学系统导引；该反射型光学系统，该光学系统的反射面至少一部分是由扩散面所构成。2.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，该扩散面的扩散角，是通过该扩散面从扩散面的1点所扩散的光束到达该反射型复眼光学系统入射面的范围的半值宽度，对该复眼光学系统的入射径D为D/2～D/100的角度。3.如权利要求2所述的照明装置，其特征在于，表示与该扩散面形状的PSD(功率谱密度)值高频区域对应的扩散面的表面粗糙度的RMS值，比照明光的波长的1/14小。4.如权利要求1至3中任一项所述的照明装置，其特征在于，该扩散面形状的PSD值与碎形曲线的PSD值的差值，是于高频区域中比高频区域低的其它频率区域为小。5.如权利要求3或4...

【专利技术属性】
技术研发人员：小松田秀基，
申请(专利权)人：尼康股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]