(57)【要約】【課題】露光装置における、露光履歴による局所的なフォーカス及びディストーション変動を、どちらか１つだけ補正する。【解決手段】薄型光学部品の２か所を同時に同方向もしくは逆方向に同量だけ変形させる。露光履歴で変化した局所的フォーカスは、光量センサで、ディストーションは、アライメントスコープで測定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光装置における、露光履歴で変化する局所的なフォーカス、ディストーションの補正方法に関し、補正したい部分に相当する薄型光学部材の２か所を、薄型光学部材に取り付けられたアクチュエータにより同時に同量だけ変化させることで局所的なフォーカスのみ、もしくは局所的なディストーションのみを補正することを特徴とする露光方法。
【請求項２】
請求項１記載の、補正したい部分に相当する薄型光学部材の２か所とは、マスクのある点を透過した光線が光学部材に当たる部分であることを特徴とする露光方法。
【請求項３】
露光装置における、露光履歴で変化する局所的なフォーカス変動量を、光量センサで測定することを特徴とする露光方法。
【請求項４】
露光装置における、露光履歴で変化する局所的なディストーション変動量を、アライメントスコープを用いて、マスク及びプレート上のマークのずれから検出することを特徴とする露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大型基板等にマスクの描画パターンを転写する露光装置において、露光履歴中に変動する光学的な収差を補正する方法と投影光学系の構成、さらにはこの投影光学系を有する露光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の露光装置における光学的な収差を補正する方法に関しては、特許文献１に記載の方法が挙げられる。図９はその方法を簡潔に説明するための図である。
【０００３】
図９において、３１は可変形光学素子、３２（３２ａ〜）は可変形光学素子３１を変形させるための光学素子変形用力発生アクチュエータ、４０は基準面を有する光学素子保持部材である。３５（３５ａ〜）は光学素子３１の剛体運動モードにおける位置決めを行うための補正用変位発生アクチュエータ、３６（３６ａ〜）は光学素子３１の剛体運動モードにおける位置を計測するための計測手段である。
【０００４】
この構成において、可変形光学素子３１を光学素子保持部材４０の基準面に取り付けられた複数のアクチュエータ３２ａ〜により所望の形状（予め決められた形状）に変形させる。また、計測手段３６による光学素子３１の剛体運動モードにおける位置の計測結果に基づき、光学素子保持部材４０の基準面に取り付けられた変位発生アクチュエータ３５ａ〜により光学素子３１の位置を補正する。
【０００５】
以上のように、光学素子３１を変形させることにより、露光に伴う収差、または光学素子３１の面形状において、理想形状からのずれを補正している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１０３６５７号公報（段落００１２、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載の構成及び方法では、以下の課題があると考えられる。
【０００８】
光学素子を変形させることによって露光に伴う収差を補正する場合、変形させることによって変化する収差は複数あるので、一つの収差を補正すると、他の収差を変化させてしまうことがある。例えば、焦点（フォーカス）系の補正を行うと、像面のゆがみ（ディストーション）を発生させてしまったり、あるいは逆にディストーションの補正を行うと、フォーカス系のばらつきが発生したりすることが考えられる。
【０００９】
ここで、収差が発生する原因は、露光履歴によるメカの熱変形や、鏡筒内の温度分布差によるもので、その結果としてフォーカスやディストーションが変化することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、鏡筒内の光学部材を２か所もしくは２か所以上で局所的に変形させることにより、フォーカス及びディストーションの２種類の収差を同時に補正することを特徴としている。露光履歴によるフォーカスのずれは後に述べる光量センサを用いた方式、ディストーション変化はアライメントスコープを用いた方式で測定することが可能となっている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による、鏡筒内の光学部材を２か所もしくは２か所以上の部分を局所的に変形させることで、フォーカス及びディストーションの２種類の収差が補正できるので、露光履歴による収差変化があっても、補正可能となり、露光装置としての性能安定性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】反射ミラーを局所的に変形させるための構造を説明する図である。
【図２】反射ミラーとアクチュエータの配置を説明するための図である。
【図３】反射ミラーの寸法を説明するための図である。
【図４】１か所のアクチュエータで反射ミラーを変形させたときの結果を説明するための図である。
【図５】本発明でフォーカス及びディストーションを補正した場合の結果を表わすグラフである。
【図６】凹面鏡を局所的に変形させるための構造を説明する図である。
【図７】フォーカス及びディストーションを測定する、光量センサ方式を説明する図である。
【図８】本発明の露光装置の主要部分を説明する図である。
【図９】従来例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
〔第1実施形態〕
まずは、図８を用いて本発明の２枚のミラー２４、２５が搭載される走査型露光装置の説明をする。図８は、本発明の２枚のミラー２４、２５が搭載される走査型露光装置を示す図である。
【００１５】
図８において、１９はスリット状に成形された照明光を照射する照明系、２０はマスク２１とワーク（液晶パネル）２８のアライメントマークを検出するアライメントスコープ、２２は照明系１９により照明されるマスク２１上のパターンの像をワーク（液晶パネル）２８上に投影する光学系が搭載される鏡筒、２３はミラー光学系２２内の入口側または出口側の光路上に配置した光学薄体である。照明系１９によって照明されるマスク２１上のパターンの像は、鏡筒２２内の折り曲げミラー（上）２４、凹面鏡２６、凸面鏡２７、再び凹面鏡２６、折り曲げミラー（下）２５、そして光学薄体２３を経てワーク２８に結像する。
【００１６】
この状態において、ワーク２８をＹ方向に走査し、マスク２１上のすべてのパターンを露光する。露光中には、照明系からの熱が鏡筒２２内に入るので、鏡筒２２内の光学系（例えば凸面鏡２７）を支える不図示のメカが変形したり、鏡筒２２内の空間における温度分布が刻々と変化し、それに伴って局所的なフォーカス及びディストーションが変化する。
【００１７】
本発明は、その変化する局所的なフォーカス及びディストーションを、光学系を局所的に変形させることで補正するものである。
【００１８】
次に、その具体的な方法について述べる。
【００１９】
図１は、鏡筒２２内の反射ミラー（上）２４及び反射ミラー（下）２５部分を詳細に表した図である。反射ミラー（上）２４も反射ミラー（下）２５も、収差補正用アクチュエータ１もしくは頂角調整用アクチュエータ２を介して反射ミラーベース３に締結されている。図２は、さらに反射ミラー（上）２４を矢視Ａ方向斜めから見た図であり、反射ミラー（上）２４及び収差補正用アクチュエータ１、頂角調整用アクチュエータ２との関係をわかりやすくした図である。
【００２０】
反射ミラー（上）２４に光が当たっている部分を光束径４として表しているが、光束径４の下方向に等ピッチで収差補正用アクチュエータ１もしくは頂角調整用アクチュエータ２を配置している。
【００２１】
頂角調整用アクチュエータ２は、図１に示す頂角９０度を正確に達成するためのものであり、数秒レベルで角度を合わせこむ役割がある。本実施例では、頂角調整用アクチュエータを３個としており、光束径４の外周部分に配置しているが、位置や個数は、反射ミラー（上）２４の大きさにより変えても構わない。
【００２２】
収差補正用アクチュエータ１は、反射ミラー（上）２４と反射ミラーベース３の間に配置され、頂角調整用アクチュエータ２を除く全てがこのアクチュエータに該当する。収差補正用アクチュエータ１は、反射ミラーベース３に対して、反射ミラー（上）２４を局所的に変形させる役割を持っている。収差補正用アクチュエータ１、頂角調整用アクチュエータ２は同じものであり、例えばピエゾ素子を用いたものが考えられる。
【００２３】
図２では反射ミラー（上）２４に関してだけ書いているが、反射ミラー（下）２５及び反射ミラーベース３との関係も反射ミラー（上）２４部の説明と一緒である。
【００２４】
駆動タイミングに関しては、まず最初に３つの頂角調整用アクチュエータ２を伸び縮みさせることで、反射ミラーベース３に対して反射ミラー（上）２４、反射ミラー（下）２５の位置を調整し、各々のミラーの成す角度（頂角）を９０度±数秒にするのが最初の行程である。その際、複数の収差補正用アクチュエータ１も、３個の頂角調整用アクチュエータの動きに応じて伸び縮みすることになる。
【００２５】
これが次の工程である。この工程の後には、反射ミラー（上）２４も、反射ミラー（下）２５も平面になっており、尚且つ、各々のミラーの成す頂角は９０度±数秒レベルで保たれていることになる。
【００２６】
上記平面の定義は、反射ミラー（上）２４及び反射ミラー（下）２５の自重による変形をキャンセルし、理想的な平面になっていることを表わす。
【００２７】
上記、２つの行程を経た後、複数の収差補正用アクチュエータ１の１個もしくは複数個を駆動させ、反射ミラー（上）２４もしくは反射ミラー（下）２５のある部分を局所的に変形させることになる。
【００２８】
反射ミラー（上）２４及び反射ミラー（下）２５のある部分を局所的に変形させる部分に関しては、露光履歴によって局所的に変化してしまったフォーカスを補正できる部分であり、尚且つその部分を通る光線が反射ミラー（上）２４及び反射ミラー（下）２５に当たる部分２か所を同時に変形させることが重要となる。
【００２９】
これを図３を用いて説明する。図３は、図１の矢視Ａ方向と矢視Ｂ方向を同時に表した図であり、露光履歴による局所的に変形させるべき反射ミラー（上）２４の部分がＣ部だとする。その場合、図８におけるマスク２１のある点を通った光線がＣ部を通り、凹面鏡２６、凸面鏡２７を経て反射ミラー（下）２５に当たる部分がＤ部になるので、Ｃ部、Ｄ部の直下にある収差補正用アクチュエータ１を駆動することになる。
【００３０】
図３に示すとおり、例えば反射ミラー（上）２４及び反射ミラー（下）２５の大きさを９２０ｍｍ×６２０ｍｍ×厚さ１０ｍｍとした場合、Ｃ部直下の収差補正用アクチュエータ１を駆動させた実例を次に述べる。
【００３１】
図４は、Ｃ部直下の収差補正用アクチュエータ１を、反射ミラーベース３から遠ざかる方向に５０ｎｍ駆動させ、その周りの８個の収差補正用アクチュエータ１を初期状態のまま（駆動０）とした場合の変形をコンター図で表したものである。そして、Ｄ部も５０ｎｍの量で、反射ミラーベース３から遠ざかる方向に変形させた場合の発生する収差を表したのが図５の（ａ）である。このグラフの通り、Ｃ部、Ｄ部を反射ミラー３から遠ざかる方向で収差補正用アクチュエータ１を駆動させる（上下同位相）と、部分的なフォーカスを６μｍ程度補正することが可能となる。また、Ｃ部、Ｄ部を同時に同量駆動するので、この場合に発生するディストーションの変化量はほぼ０である。
【００３２】
また、逆にディストーションだけを補正し、局所的なフォーカスを変化させたくない場合は、Ｃ部、Ｄ部の駆動方向を逆（上下逆位相）に同じ量だけ駆動すればよい。それを表したグラフが図５（ｂ）である。例えば、Ｃ部直下の収差補正用アクチュエータ１を反射ミラーベース３から遠ざかる方向に５０ｎｍ、Ｄ部直下の収差補正用アクチュエータ１を反射ミラーベース３に近づく方向に５０ｎｍ駆動させると図５（ｂ）のような収差補正が達成できる。すなわち、ディストーションは２．６μｍ変化させるが、それに伴う局所的なフォーカス変化量はほぼ０である。
【００３３】
このように、反射ミラー（上）２４を通った光線が反射ミラー（下）２５にぶつかる部分を同時に同量だけ変形させることにより、局所的なフォーカスだけ、ディストーションだけを変化させることが可能となる。
【００３４】
露光履歴で発生する局所的なフォーカス変動を測定する手段は、例えば図７に示す、光量センサ５６を用いたものが考えられる。
【００３５】
マスクステージ５１上に設けられたマスク側基準プレート５２及び、プレートステージ５４上に設けられたプレート側基準プレート５５に、同じ基準マーク５３を設けておき、照明系１９から出て、鏡筒２２を経てプレートステージ５４に達した光量を、光量センサ５６で測定する。その際、プレートステージ５４をＺ方向に走査することで、マスクステージ５１に搭載された不図示のマスクのある点を通った光線のベストフォーカス位置がわかる。これを、マスクの光が透過する部分全部で行うことにより、どの位置が局所的にフォーカス変動しているのかを測定することが可能となる。
【００３６】
また、露光履歴で発生する局所的なディストーションは、図８におけるアライメントスコープ２０で、マスク２１上のマーク、ワーク２８上のマークのずれを見ることで測定することが可能である。
【００３７】
〔第２実施形態〕
次に図６を用いて、第２の実施例を説明する。８が薄型凹面鏡であり、複数のアクチュエータ１０を介して薄型凹面鏡ベース９に締結されている。１１及び１２は、薄型凹面鏡８上に照射された光束径を表したものであり、その直下に前述の複数のアクチュエータ１０が配置されている。
【００３８】
具体的に複数のアクチュエータ１０を駆動する方法について述べる。まず最初に、複数のアクチュエータ１０を駆動して、薄型凹面鏡８を、薄型凹面鏡ベース９に対して遠ざけたり近づけたりすることで、所望の形状になるまで追い込む。次に補正した局所的フォーカスまたはディストーションに対応する部分を決定する。今回の例では、その部分がＦ部だとすると、Ｆ部を通る光線が再び薄型凹面鏡８に当たる部分がＧ部になるので、Ｆ部、Ｇ部を同時に同じ量だけ変形させることになる。
【００３９】
局所的フォーカスだけを変化させたい場合は、薄型凹面鏡８を、薄型凹面鏡ベース９に対して同方向にする。また、局所的ディストーションだけを変化させたい場合は、逆方向に変形させる。
【００４０】
こうすることで、局所的なフォーカスもしくはディストーションだけを変化させることが可能となる。あとの説明は実施例１と同じなので省略する。
【符号の説明】
【００４１】
１：収差補正用アクチュエータ
２：頂角調整用アクチュエータ
３：反射ミラーベース
２４：反射ミラー（上）
２５：反射ミラー（下）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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