專利名稱：照明光學(xué)系、曝光裝置、及器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用來自光源的光對被照明面進行照明的照明光學(xué)系、曝光裝置、及器件制造方法，特別是涉及使用短波長的光來照明繪有圖案的標線片(掩模)的照明光學(xué)系。本發(fā)明適用于在用于制造半導(dǎo)體元件、液晶顯示元件、攝像元件(CCD等)或薄膜磁頭等的光刻工序的投影曝光裝置。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體元件制造工序的光刻工序中，使用曝光裝置。光刻工序為將半導(dǎo)體元件的電路圖案投影轉(zhuǎn)印到成為半導(dǎo)體元件的基板(硅基板等)上的工序。
近年來，對半導(dǎo)體元件的微細化的要求不斷提高，線和空間的最小線寬希望突破0.15μm達到0.10μm。為了實現(xiàn)微細化，用于光刻工序的投影曝光裝置的析像能力的提高成為近年的大課題。
一般在光刻工序中可析像的線寬R使用曝光光源的波長λ、曝光裝置的數(shù)值孔徑NA、比例常數(shù)k1用下式表示。
R=k1λNA]]>(式1)因此，如減小波長λ，則可析像的線寬R與波長成比例地減小，如提高數(shù)值孔值，則成為反比例，可析像的線寬R減小。為此，近年來，曝光光源的短波長化和高NA化得到進展，現(xiàn)在主流的投影曝光裝置的曝光光源為波長248nm的KrF受激準分子激光器，但使用曝光波長短的ArF受激準分子激光器(波長193nm)、及F2激光器(157nm)作為曝光光源的投影曝光裝置也在開發(fā)之中。另外，NA的現(xiàn)在的主流為NA0.80左右，但NA0.90的投影曝光裝置的開發(fā)也在進行之中。
然而，隨著光源的短波長化，透射率高的玻璃材料被限定，作為在157nm的波長下經(jīng)得住使用的玻璃材料考慮的材料現(xiàn)在僅為螢石(CaF2)。為此，為了良好地由單一玻璃材料校正色差，作為投影光學(xué)系，考慮使用組合了折射光學(xué)系和反射光學(xué)系的反射折射光學(xué)系。
作為反射折射光學(xué)系的例子，提出有如圖5所示那樣使用45度反射鏡的光學(xué)系(例如，參照日本特公平7-111512號公報)。45度反射鏡的反射率對于S偏振光(電場向量的方向垂直于反射面的法線和光線的行進方向的垂直光線)與P偏振光(與S偏振光直交的光線)不同。因此，在折射反射光學(xué)系中，存在標線片和晶片間的透射率在相對反射鏡成為P偏振光的光線和成為S偏振光的光線下不同的問題。
另一方面，在投影曝光裝置中，標線片的線和空間形成于晶片上的感光劑的干涉條紋的對比度已知在相對線和空間的折射光為S偏振光時比為P偏振光時高。
因此，在使用具有圖5所示那樣的45度反射鏡的反射折射光學(xué)系的投影光學(xué)系的投影曝光裝置中，當(dāng)用S偏振光和P偏振光的光通量比相等的光照明標線片面時，發(fā)生因為圖案方向而使對比度變化的問題。
圖6示出將形成有沿y方向延伸的反復(fù)圖案的標線片適用于圖5所示光學(xué)系的狀態(tài)，在圖7(a)、(b)示出將形成有沿x方向延伸的反復(fù)圖案的標線片適用于圖5所示光學(xué)系的狀態(tài)。圖6所示沿y方向延伸的反復(fù)圖案的衍射光朝x方向彎曲，衍射光的S偏振光成分相對反射鏡成為S偏振光成分。另一方面，圖7所示沿x方向延伸的反復(fù)圖案的衍射光朝y方向彎曲，衍射光的S偏振光成分相對反射鏡成為P偏振光成分。
如前面說明的那樣，反射鏡的反射率對S偏振光成分和P偏振光成分不同，所以，圖6所示的反復(fù)圖案和圖7所示反復(fù)圖案分別發(fā)生的衍射光的S偏振光成分分別成為S偏振光和P偏振光，所以，透過投影光學(xué)系的透射率不同。合計S偏振光成分與P偏振光成分獲得的透射率與圖案無關(guān)地保持一定，所以，到達晶片面的衍射光的S偏振光成分與P偏振光成分的光通量比例隨圖案的方向而不同。如前面說明的那樣，對比度對S偏振光成分和P偏振光成分不同，所以，在使用反射折射光學(xué)系的投影光學(xué)系的投影曝光裝置中，當(dāng)用S偏振光與P偏振光的光通量比相等的光照明標線片面時，發(fā)生對比度隨圖案的方向而不同的現(xiàn)象。
因此，當(dāng)由S偏振光與P偏振光的光通量比相等的光照明標線片面時，發(fā)生對比度隨圖案的方向而不同、析像能力隨圖案方向而不同的被稱為“HV差”的錯誤。因此，發(fā)生使用投影曝光裝置制作的半導(dǎo)體元件的效率下降的這樣的問題。
為此，還提出有由部分偏振光光照明標線片面使得在晶片面的S偏振光與P偏振光的光通量比相等的方法(例如，參照日本特開2000-3852號公報專利)。
如在照明光學(xué)系內(nèi)設(shè)為預(yù)定的偏振光比，則由于到標線片面之前的照明光學(xué)系內(nèi)的玻璃材料所具有的雙折射和由在固定透鏡時加到透鏡的應(yīng)力發(fā)生的雙折射，使偏振光狀態(tài)變化。
圖8示出在照明光學(xué)系內(nèi)的光瞳位置成為S偏振光的光在標線片面分別成為S偏振光、P偏振光的什么樣的光強度分布的結(jié)果。該照明光學(xué)系在光瞳位置具有偏振光比調(diào)整用的光學(xué)系，以波長157nm的光為光源，將雙折射量按m+2σ(m平均值，σ方差)表示時為2nm/cm的螢石作為照明光學(xué)系的透鏡。
從照明光學(xué)系內(nèi)的光瞳位置到標線片的玻璃厚為約為500μm，透鏡的片數(shù)為15片。右側(cè)的圖為在標線片面的預(yù)定點的P偏振光的光的光瞳分布。即使在入射S偏振光的場合，透鏡內(nèi)的雙折射也使其變化為P偏振光，當(dāng)螢石的雙折射為2nm/cm時，在標線片面，發(fā)生最大25％的P偏振光。
圖9示出用于照明光學(xué)系透鏡的玻璃材料的雙折射量與在照明系內(nèi)的光瞳位置為S偏振光的光在標線片面的光瞳內(nèi)最大的P偏振光強度之間的關(guān)系。同一雙折射量的多個點示出改變透鏡在鏡筒的裝入角度的場合，通過進相軸方向的組合使在標線片面的光瞳內(nèi)的最大的P偏振光強度變化。如從圖可以看出的那樣，隨著雙折射量增大，從S偏振光向P偏振光變化的比例增大，當(dāng)容許5nm/cm的雙折射時，有時在照明光學(xué)系的光瞳位置為S偏振光的光中的90％的光變成P偏振光。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明的例示的目的在于提供一種可在標線片面上實現(xiàn)所期望的偏振光照明的照明光學(xué)系。
作為本發(fā)明的例示的方面的照明光學(xué)系使用來自光源的光照明被照明面，其特征在于在從光源到被照明面的光路中具有用于調(diào)整光的偏振光比的偏振光元件，而且，配置在從偏振光元件到被照明面的光路中的光學(xué)元件滿足以下的式子。
m+2σ＜1.0nm/cm其中，m光學(xué)元件的玻璃材料(硝材)的面內(nèi)雙折射量的平均值，σ光學(xué)元件的玻璃材料的面內(nèi)雙折射量的標準偏差。
作為本發(fā)明的其它例示的方面的照明光學(xué)系使用來自光源的光照明被照明面；其特征在于在從光源到被照明面的光路中具有用于調(diào)整光的偏振光比的偏振光元件，而且，在從偏振光元件到被照明面的光路中配置具有能力的光學(xué)元件。
也可在該照明光學(xué)系的從偏振光元件到被照明面的光路中不配置光學(xué)元件。另外，也可在從偏振光元件到被照明面的光路中配置用于使光的偏振光狀態(tài)為隨機狀態(tài)的光學(xué)元件。也可在從偏振光元件到被照明面的光路中可交換地插拔相位板和平行平板。剛通過偏振光元件后的光的偏振光比與在被照明面上的光的偏振光比也可不同。偏振光元件也可配置到照明光學(xué)系的光瞳位置近旁。
偏振光元件也可為偏振光分離板，該偏振光分離板具有在表面形成電介質(zhì)多層膜的至少1個面，而且面相對光的光軸傾斜大于等于15°小于等于65°地配置。偏振光元件也可為λ/4相位板或λ/2相位板。另外，配置在從光源到偏振光元件的光路中的光學(xué)元件也可滿足以下式子地構(gòu)成。
m+2σ＜1.0nm/cm其中，m光學(xué)元件的玻璃材料的面內(nèi)雙折射量的平均值，σ光學(xué)元件的玻璃材料的面內(nèi)雙折射量的標準偏差。
也可在偏振光元件的光源側(cè)配置偏振光分離板，該偏振光分離板具有在表面形成電介質(zhì)多層膜的至少1個面，而且面相對光的光軸傾斜大于等于15°小于等于65°地配置。配置在從光源到偏振光元件的光路中的光學(xué)元件也可滿足以下式子地構(gòu)成。
m+2σ＜5.0nm/cm其中，m光學(xué)元件的玻璃材料的面內(nèi)雙折射量的平均值，σ光學(xué)元件的玻璃材料的面內(nèi)雙折射量的標準偏差。
入射到偏振光元件的光的光線群的光通量重心也可與光的光軸實質(zhì)地平行。偏振光元件也可在光路中插拔。也可使光的偏振光比的調(diào)整量相互不同的多個偏振光元件可交換地插拔。
作為本發(fā)明的再另一例示的方面曝光裝置的特征在于具有上述照明光學(xué)系和用于將通過被照明面的光引導(dǎo)至基板的投影光學(xué)系。曝光裝置為掃描式曝光裝置，而且形成電介質(zhì)多層膜的偏振光元件的至少1個面沿掃描方向傾斜地配置。
作為本發(fā)明的再另一例示的方面的器件制造方法的特征在于具有由上述的曝光裝置在基板進行圖案的投影曝光的工序和在投影曝光后的基板進行預(yù)定的處理的工序。
本發(fā)明的其它目的和進一步的特征可根據(jù)以下參照


的

圖1為包含本發(fā)明實施形式1的照明光學(xué)系的曝光裝置的示意構(gòu)成圖。
圖2為包含本發(fā)明實施形式2的照明光學(xué)系的曝光裝置的示意構(gòu)成圖。
圖3為包含本發(fā)明實施形式3的照明光學(xué)系的曝光裝置的示意構(gòu)成圖。
圖4為包含本發(fā)明實施形式4的照明光學(xué)系的曝光裝置的示意構(gòu)成圖。
圖5為示出過去的反射折射光學(xué)系的構(gòu)成例的框圖。
圖6為將形成沿y方向延伸的反復(fù)圖案的標線片適用于圖5所示光學(xué)系的狀態(tài)的框圖。
圖7為將形成沿x方向延伸的反復(fù)圖案的標線片適用于圖5所示光學(xué)系的狀態(tài)的框圖，(a)為沿y方向觀看到的正面圖，(b)為沿x方向看到的側(cè)面圖。
圖8為示出雙折射量為2nm/cm的照明光學(xué)系的偏振光變化的計算結(jié)果的偏振光光通量分布圖。
圖9為示出用于照明光學(xué)系透鏡的玻璃材料的雙折射量與在照明系內(nèi)的光瞳位置為S偏振光的光在標線片面的光瞳內(nèi)最大的偏振光強度的關(guān)系的圖。
圖10為包含本發(fā)明實施形式5的照明光學(xué)系的曝光裝置的示意構(gòu)成圖。
圖11為包含本發(fā)明實施形式6的照明光學(xué)系的曝光裝置的示意構(gòu)成圖。
圖12為用于說明圖1所示曝光裝置的器件制造方法的流程圖。
圖13為圖12所示步驟104的詳細的流程圖。
具體實施例方式
(實施形式1)下面根據(jù)圖1說明本發(fā)明實施形式1的照明光學(xué)系。圖1為包含本發(fā)明實施形式的照明光學(xué)系的曝光裝置S的示意構(gòu)成圖。在光源1使用KrF受激準分子激光器、ArF受激準分子激光器、及F2激光器等。光束成形光學(xué)系2對來自光源的光進行引導(dǎo)，在哈耳羅麥(ハエノメ)透鏡4上形成所期望的光強度分布。偏振光元件3在標線片10面(被照明面)成為預(yù)定的偏振光比地調(diào)整偏振光比。哈耳羅麥透鏡4對來自光源的光進行波面分割，形成多個2次光源。聚光透鏡5將來自由哈耳羅麥透鏡4形成的2次光源的光重疊地重合到遮蔽片6。這樣，可獲得均勻的光強度分布。作為光學(xué)元件的透鏡7和透鏡9為中繼光學(xué)系，由作為光學(xué)元件的折曲反射鏡8使通過遮蔽片6的光偏轉(zhuǎn)，從而使遮蔽片6與標線片10成為共軛關(guān)系。當(dāng)由折曲反射鏡偏轉(zhuǎn)時，如入射角度從45度產(chǎn)生大的偏離，則由形成于反射鏡的電介質(zhì)反射膜相對反射鏡在P偏振光的光和S偏振光的光產(chǎn)生相位差，偏振光狀態(tài)破壞。為此，入射到折曲反射鏡的光束最好處于45度±30度或其以內(nèi)。另外，即使是電介質(zhì)透射膜，當(dāng)相對與反射膜相比較小的面產(chǎn)生大的傾斜時，偏振光導(dǎo)致相位差。為此，最好入射到透鏡的光束與從透鏡出射的光束在0度±50度或其以內(nèi)。具有從該光束成形光學(xué)系2到標線片10前面附近的透鏡9地構(gòu)成照明光學(xué)系，該照明光學(xué)系包含光源1地構(gòu)成照明光學(xué)裝置。投影光學(xué)系11將繪于標線片10上的圖案投影到涂覆了感光劑的晶片(基板)12上。本發(fā)明為了維持由偏振光元件3形成的偏振光比地照明標線片10，使從偏振光元件3到標線片10的光路上的光學(xué)構(gòu)件的雙折射用m+2σ表示時小于等于1nm/cm。這樣，如圖9所示那樣，可使偏振光比的變化小于等于10％，可獲得足夠的成像性能。
當(dāng)保持透鏡時，如加應(yīng)力，則在透鏡加雙折射，所以，在保持從偏振光元件3到標線片10的光路上的光學(xué)構(gòu)件時需要不加極力應(yīng)力地保持。作為偏振光元件3，最好在相對光路傾斜的大于等于1個的面形成電介質(zhì)多層膜。當(dāng)面相對光路(即光軸)垂直時，難以區(qū)別S偏振光與P偏振光，所以，需要使面傾斜。作為面的傾斜角度，從膜的設(shè)計考慮最好在15度到65度之間。在將電介質(zhì)多層膜(以下稱電介質(zhì)膜)形成于2個面的場合，為了相對光軸使朝上光線與朝下光線的偏振光特性相同，使2個面朝相反方向傾斜，從與光軸垂直的方向觀看時成為八字形(參照圖1)。另外，當(dāng)光線入射到偏振光元件3的角度變化時，S偏振光和P偏振光的透射率反射率變化，所以，最好入射到偏振光元件3的各點的光線群的光通量重心與光軸平行。
在圖1中，作為由電介質(zhì)膜調(diào)整偏振光比的偏振光元件3以透射型的元件為例進行了說明，但當(dāng)然也可使用反射型的偏振光元件。在由電介質(zhì)膜調(diào)整偏振光比的場合，為了實現(xiàn)所期望的偏振光比，通過反射或透射使不需要的光漫射到光路外地進行光通量調(diào)節(jié)。為此，在晶片12面的照度下降，處理量下降。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)印偏振光產(chǎn)生的HV差為不太產(chǎn)生影響的程度的圖案時，最好不插入偏振光元件地按高照度進行曝光。
(實施形式2)下面，根據(jù)圖1和圖2說明本發(fā)明實施形式2的照明光學(xué)系。包含本實施形式2的照明光學(xué)系的曝光裝置的示意構(gòu)成與圖1所示實施形式1大體相同。在光源1使用KrF受激準分子激光器、ArF受激準分子激光器、及F2激光器等。光束成形光學(xué)系2對來自光源的光進行引導(dǎo)，在哈耳羅麥透鏡4上形成所期望的光強度分布。偏振光元件3在標線片面成為預(yù)定的偏振光比地調(diào)整偏振光比。哈耳羅麥透鏡4對來自光源的光進行波面分割，形成多個2次光源。聚光透鏡5將來自由哈耳羅麥透鏡4形成的2次光源的光重疊地重合到遮蔽片6。這樣，可獲得均勻的光強度分布。透鏡7和透鏡9為中繼光學(xué)系，由折曲反射鏡8使通過遮蔽片6的光偏轉(zhuǎn)，從而使遮蔽片6與標線片10成為共軛關(guān)系。具有從該光源1到標線片10前面附近的透鏡9地構(gòu)成照明光學(xué)系。投影光學(xué)系11將繪于標線片10上的圖案投影到涂覆了感光劑的晶片12上。
偏振光元件3應(yīng)調(diào)整的偏振光比依存于在從偏振光元件3到標線片10之間變化的雙折射量。例如，從偏振光元件3到標線片10的光學(xué)構(gòu)件的雙折射量為2nm/cm，S偏振光的25％被變換成P偏振光，P偏振光的25％被變換成S偏振光。在由標線片10面進行S偏振光∶P偏振光＝2∶1的部分偏振光照明的場合，將偏振光元件3調(diào)整的S偏振光∶P偏振光的偏振光比(＝X∶Y)根據(jù)X×0.75+Y×0.25∶X×0.25+Y×0.75＝3∶1而設(shè)為X∶Y＝5∶1。
實際上由在標線片10面的光瞳內(nèi)的各點變換的偏振光比不同，所以，最好使光瞳內(nèi)的平均值成為所期望的值地決定偏振光元件3調(diào)整的偏振光比。另外，不改變照明系的NA時和改變照明區(qū)域時，通過連續(xù)地照射光，從而在光學(xué)構(gòu)件的雙折射量變化的場合，偏振光在從偏振光元件3到標線片10面之間變化的比例產(chǎn)生變化。
為此，在本實施形式中，如圖2所示那樣，可交換具有不同特性的2個偏振光元件31和偏振光元件32，當(dāng)在從偏振光元件到標線片面之間偏振光變化的比例變化時，最好交換這些偏振光元件?？山粨Q的偏振光元件不限于2個，當(dāng)然也可為大于等于3個。另外，也可為這樣的方法，即，不進行更換，通過改變偏振光元件的面的傾斜角，從而連續(xù)地使偏振光變化。當(dāng)設(shè)定偏振光元件3調(diào)整的偏振光比時，在晶片臺(圖中未示出)上設(shè)置測量S偏振光和P偏振光的光通量比的偏振光監(jiān)視器，插入到晶片12面從而檢測偏振光狀態(tài)，使S偏振光與P偏振光的光通量比成為所期望的比地進行調(diào)整。
(實施形式3)下面，根據(jù)圖3說明本發(fā)明實施形式3的照明光學(xué)系。圖3為包含本發(fā)明實施形式3的照明光學(xué)系的曝光裝置S的示意構(gòu)成圖。光源1使用KrF受激準分子激光器、ArF受激準分子激光器、及F2激光器等。隨機偏振光板15使來自光源1的光朝2個直交的方向偏振光，使該2個成為1∶1的光通量比的隨機的偏振光。作為隨機偏振光板15，使用重合由具有雙折射的玻璃材料形成的楔狀構(gòu)件和由沒有雙折射的玻璃形成的楔狀構(gòu)件作為平行平板的偏振光板。光束成形光學(xué)系2引導(dǎo)來自光源的光，在哈耳羅麥透鏡4上形成所期望的光強度分布。哈耳羅麥透鏡4對來自光源的光進行波面分割，形成多個2次光源。聚光透鏡5將來自由哈耳羅麥透鏡4形成的2次光源的光重疊地重合到遮蔽片6。這樣，可獲得均勻的光強度分布。透鏡7和透鏡9為中繼光學(xué)系，由折曲反射鏡8使通過遮蔽片6的光偏轉(zhuǎn)，從而使遮蔽片6與標線片10成為共軛關(guān)系。偏振光元件3使得在標線片面成為預(yù)定的偏振光比地調(diào)整偏振光比。具有從該光源1到標線片10前面附近的透鏡偏振光元件3地構(gòu)成照明光學(xué)系。投影光學(xué)系11將繪于標線片10上的圖案投影到涂覆了感光劑的晶片12上。在該實施形式中，不受到照明系內(nèi)的光學(xué)構(gòu)件的雙折射的影響地在標線片10面的正上方由偏振光元件3調(diào)整偏振光比。
最好為入射到偏振光元件3的光的S偏振光與P偏振光的光通量比為1∶1的隨機偏振光。這是因為，即使在S偏振光與P偏振光的光通量比為1∶1的隨機偏振光由于照明系內(nèi)的光學(xué)構(gòu)件具有雙折射而使偏振光狀態(tài)改變的場合，從S偏振光變化到P偏振光的光與從P偏振光變化到S偏振光的量也相等，與光學(xué)構(gòu)件的雙折射量無關(guān)，作為S偏振光與P偏振光的光通量比維持在1∶1的隨機偏振光入射到偏振光元件3。
因此，由隨機偏振光板15將來自光源1的光變換到S偏振光與P偏振光的光通量比為1∶1的隨機偏振光的偏振光狀態(tài)。通過具有隨機偏振光板，不需要考慮從光源到偏振光元件之間的光學(xué)構(gòu)件的雙折射量，所以，在其它實施形式中也最好將隨機偏振光板配置到光源與偏振光元件之間。另外，在來自激光器的光為直線偏振光的場合，也可使用λ/4板代替隨機偏振光板。
在掃描式的投影曝光裝置中，作為被照明面的標線片10面一般由具有短方向和長方向的長方形、橢圓形、弓形等的照明區(qū)域照明。然后，沿其短方向掃描。在該實施形式3中，可形成為使偏振光元件的電介質(zhì)膜形成面朝投影曝光裝置的掃描方向即照明區(qū)域的短方向傾斜的構(gòu)成。這樣，可減少用于將偏振光元件插入到光路中的光軸方向的空間。
(實施形式4)下面，根據(jù)圖4說明本發(fā)明實施形式4的照明光學(xué)系。圖4為包含該實施形式的照明光學(xué)系的曝光裝置S的示意構(gòu)成圖。該實施形式4的構(gòu)成在圖3所示實施形式3的構(gòu)成的基礎(chǔ)上，將相位板(λ/2板)14與平行平板13可交換地插拔于透鏡9與標線片10之間地構(gòu)成。
在使用電介質(zhì)膜使其偏振光的偏振光元件的場合，相對偏振光的透射率將膜面的S偏振光的透射率容易構(gòu)成得較高，但難以相對S偏振光的透射率使P偏振光的透射率較高。因此，例如在由S偏振光∶P偏振光＝1∶3的光通量比的偏振光進行照明的場合，由偏振光元件3預(yù)先調(diào)整為S偏振光∶P偏振光＝1∶3。此后，使用λ/2板14使相位回轉(zhuǎn)180°，從而使偏振光方向回轉(zhuǎn)90°，在標線片10面實現(xiàn)S偏振光∶P偏振光＝1∶3的光通量比的偏振光。
(實施形式5)下面，根據(jù)圖10說明本發(fā)明實施形式5的照明光學(xué)系。圖10為包含該實施形式的照明光學(xué)系的曝光裝置S的示意構(gòu)成圖。該實施形式5的構(gòu)成在圖1所示實施形式1的構(gòu)成中，偏振光元件為由電介質(zhì)多層膜構(gòu)成的偏振光元件3，將所期望的偏振光以外舍去，發(fā)生光的損失，為此改良這一問題，在光源的偏振光狀態(tài)為預(yù)定的狀態(tài)(例如直線偏振光)的場合，由相位板16變換光源的偏振光狀態(tài)，減少損失，形成為預(yù)定的偏振光狀態(tài)。在實施形式5的照明光學(xué)系的場合，由于需要將光源的偏振光狀態(tài)保存到作為偏振光元件的相位板16，所以，從光源到偏振光元件的光路上的光學(xué)構(gòu)件的雙折射用m+2σ表示時小于等于1nm/cm。這樣，如圖9所示那樣，可使偏振光比的變化小于等于10％，可獲得足夠的成像性能，而且，由于光通量的損失少，所以，可按高照度進行照明。
(實施形式6)下面，根據(jù)圖11說明本發(fā)明實施形式6的照明光學(xué)系。圖11為包含該實施形式的照明光學(xué)系的曝光裝置S的示意構(gòu)成圖。該實施形式6的構(gòu)成在圖10所示實施形式5的構(gòu)成中，還增加了偏振光元件3。在實施形式5的照明光學(xué)系的場合，直到作為偏振光元件的相位板16需要嚴密地保存光源的偏振光狀態(tài)，為此，從光源到偏振光元件的光路上的光學(xué)構(gòu)件的雙折射用m+2σ表示時小于等于1nm/cm。在實施形式6中，大體保存光源的偏振光狀態(tài)，使破壞了的偏振光狀態(tài)成為由偏振光元件3獲取必要的偏振光光的狀態(tài)。這樣，即使將從光源到偏振光元件的光路上的光學(xué)構(gòu)件的雙折射容許到用m+2σ表示時小于等于5nm/cm，入射到相位板16的光的偏振光狀態(tài)也成為所期望的狀態(tài)。另外，與實施形式1相比，大體保存入射到偏振光分離板的光的偏振光狀態(tài)，反射后不到達被照明面的光通量減少，為此，光通量損失減少。這樣，如圖9所示那樣，可使偏振光比的變化小于等于10％，獲得足夠的成像性能，而且，由于光通量的損失少，所以，可按高照度進行照明。
另外，雖然主要對用于校正由投影光學(xué)系的偏振光導(dǎo)致的透射率差的部分偏振光照明進行說明，但為了提高預(yù)定的圖案的對比度，當(dāng)然在進行衍射光僅為S偏振光的偏振光照明時本發(fā)明也可適用。
(實施形式7)下面，根據(jù)圖12和圖13說明利用上述曝光裝置S的器件的制造方法的實施例。圖12為用于說明器件(IC和LSI等半導(dǎo)體芯片、LCD、CCD等)的制造的流程圖。其中，以半導(dǎo)體芯片的制造為例進行說明。在步驟101(電路設(shè)計)進行器件的電路設(shè)計。在步驟102(標線片制造)中，制作形成有設(shè)計的電路圖案的標線片。在步驟103(晶片制造)中，使用硅等材料制造晶片(基板)。步驟104(晶片處理)被稱為前工序，使用標線片和晶片由光刻技術(shù)在晶片上形成實際的電路。步驟105(組裝)被稱為后工序，為使用由步驟104制作的晶片實現(xiàn)半導(dǎo)體芯片化的工序，包含裝配工序(切割、粘接)、封裝工序(芯片封入)等工序。在步驟106(檢查)中，進行由步驟105制作的半導(dǎo)體器件的動作確認試驗、耐久性試驗等檢查。經(jīng)過這樣的工序，半導(dǎo)體器件完成，將其出廠(步驟107)。
圖13為步驟104的晶片處理的詳細流程圖。在步驟111(氧化)中使晶片的表面氧化。在步驟112(CVD)中，在晶片的表面形成絕緣膜。在步驟113(電極形成)中，通過蒸鍍等在晶片上形成電極。在步驟114(離子注入)中將離子注入到晶片。在步驟115(光刻膠處理)中，將感光劑涂覆到晶片。在步驟116(曝光)中，由曝光裝置S將標線片的電路圖案曝光到晶片。在步驟117(顯影)中，對曝光后的晶片進行顯影。在步驟118(腐蝕)中，除去顯影后的光刻膠像以外的部分。在步驟119(光刻膠剝離)中，除去腐蝕結(jié)束后不需要的光刻膠。通過反復(fù)進行這些步驟，在晶片上多重地形成電路圖像。按照該控制方法，可制造出比過去高的質(zhì)量的器件。
按照本發(fā)明，可由使用具有雙折射的玻璃材料的照明光學(xué)系進行偏振光照明，可提高投影曝光裝置的析像能力。照明光學(xué)系在標線片面上可實現(xiàn)所期望的偏振光照明。
以上說明了本發(fā)明的優(yōu)選實施形式，但本發(fā)明不限于此，在其要旨的范圍內(nèi)可進行各種變形和變更。
權(quán)利要求
1.一種照明光學(xué)系，使用來自光源的光來照明被照明面，其特征在于在從上述光源到上述被照明面的光路中具有用于調(diào)整上述光的偏振光比的偏振光元件，而且，配置在從該偏振光元件到上述被照明面的光路中的光學(xué)元件滿足以下的式子m+2σ＜1.0nm/cm其中，m光學(xué)元件的玻璃材料的面內(nèi)雙折射量的平均值，σ光學(xué)元件的玻璃材料的面內(nèi)雙折射量的標準偏差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明光學(xué)系，其特征在于在從上述偏振光元件到上述被照明面的光路中配置用于使上述光的偏振光狀態(tài)成為隨機狀態(tài)的光學(xué)元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明光學(xué)系，其特征在于在從上述偏振光元件到上述被照明面的光路中可交換地插拔相位板和平行平板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明光學(xué)系，其特征在于剛通過上述偏振光元件后的上述光的偏振光比與在上述被照明面上的上述光的偏振光比不同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明光學(xué)系，其特征在于上述偏振光元件配置到上述照明光學(xué)系的光瞳位置近旁。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明光學(xué)系，其特征在于上述偏振光元件為偏振光分離板，該偏振光分離板具有在表面形成有電介質(zhì)多層膜的至少1個面，而且該面配置成相對上述光的光軸傾斜大于等于15°小于等于65°。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明光學(xué)系，其特征在于上述偏振光元件為λ/4相位板或λ/2相位板。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明光學(xué)系，其特征在于配置在從上述光源到上述偏振光元件的光路中的光學(xué)元件滿足以下式子m+2σ＜1.0nm/cm其中，m光學(xué)元件的玻璃材料的面內(nèi)雙折射量的平均值，σ光學(xué)元件的玻璃材料的面內(nèi)雙折射量的標準偏差。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明光學(xué)系，其特征在于從上述偏振光元件在上述光源一側(cè)配置偏振光分離板，該偏振光分離板具有在表面形成有電介質(zhì)多層膜的至少1個面，而且該面配置成相對上述光的光軸傾斜大于等于15°小于等于65°。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的照明光學(xué)系，其特征在于配置在從上述光源到上述偏振光元件的光路中的光學(xué)元件滿足以下式子m+2σ＜5.0nm/cm其中，m光學(xué)元件的玻璃材料的面內(nèi)雙折射量的平均值，σ光學(xué)元件的玻璃材料的面內(nèi)雙折射量的標準偏差。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明光學(xué)系，其特征在于入射到上述偏振光元件的上述光的光線群的光通量重心與上述光的光軸實質(zhì)上平行。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明光學(xué)系，其特征在于上述偏振光元件可在上述光路中插拔。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明光學(xué)系，其特征在于上述光的偏振光比的調(diào)整量相互不同的多個偏振光元件可交換地插拔。
14.一種照明光學(xué)系，使用來自光源的光來照明被照明面；其特征在于在從上述光源到上述被照明面的光路中具有用于調(diào)整上述光的偏振光比的偏振光元件，而且，在從該偏振光元件到上述被照明面的光路中配置具有能力的光學(xué)元件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的照明光學(xué)系，其特征在于在從上述偏振光元件到上述被照明面的光路中未配置光學(xué)元件。
16.一種曝光裝置，其特征在于具有權(quán)利要求1所述的照明光學(xué)系、和用于將通過上述被照明面的上述光引導(dǎo)至基板的投影光學(xué)系。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的曝光裝置，其特征在于上述曝光裝置為掃描式曝光裝置，而且形成有電介質(zhì)多層膜的上述偏振光元件的至少1個面配置成沿上述掃描方向傾斜。
18.一種曝光裝置，其特征在于具有權(quán)利要求14所述的照明光學(xué)系、和用于將通過上述被照明面的上述光引導(dǎo)至基板的投影光學(xué)系。
19.一種器件制造方法，其特征在于具有由權(quán)利要求16所述的曝光裝置在基板進行圖案的投影曝光的工序、和對投影曝光后的上述基板進行預(yù)定的處理的工序。
20.一種器件制造方法，其特征在于具有由權(quán)利要求18所述的曝光裝置在基板進行圖案的投影曝光的工序、和對投影曝光后的上述基板進行預(yù)定的處理的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種照明光學(xué)系、曝光裝置、及器件制造方法。該照明光學(xué)系使用來自光源的光照明被照明面，其中在從光源到被照明面的光路中具有用于調(diào)整光的偏振光比的偏振光元件，而且，配置在從偏振光元件到被照明面的光路中的光學(xué)元件滿足以下的式子m+2σ＜1.0nm/cm其中，m光學(xué)元件的玻璃材料的面內(nèi)雙折射量的平均值，σ光學(xué)元件的玻璃材料的面內(nèi)雙折射量的標準偏差。
文檔編號G03F7/20GK1690861SQ20051006501
公開日2005年11月2日 申請日期2005年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月23日
發(fā)明者森堅一郎 申請人:佳能株式會社