(57)【要約】【課題】各ＮＡ値における絞り開口部の位置決め精度を簡素な構成で向上させる光学絞り装置を提供する。【解決手段】円環状のベース板と、ピン部材およびカム部材が設けられ、前記ベース板に前記ピン部材により回転可能に支持される複数の絞り羽根と、前記カム部材が移動可能に挿入され前記絞り羽根を回転させるカム溝を有する円環状のカム円盤と、を有し、前記複数の絞り羽根の一領域が互いに重複し、前記複数の絞り羽根を互いに摺動させることにより、所定開口数の絞り開口部を形成する光学絞り装置であって、前記絞り開口部を形成し光線を遮光する前記絞り羽根の遮光領域を挟んで、前記ピン部材および前記カム部材を設ける。【選択図】図１
2008262112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状のベース板と、
ピン部材およびカム部材が設けられ、前記ベース板に前記ピン部材により回転可能に支持される複数の絞り羽根と、
前記カム部材が移動可能に挿入され前記絞り羽根を回転させるカム溝を有する円環状のカム円盤と、を有し、
前記複数の絞り羽根の一領域が互いに重複し、前記複数の絞り羽根を互いに摺動させることにより、所定開口数の絞り開口部を形成する光学絞り装置であって、
前記絞り開口部を形成し光線を遮光する前記絞り羽根の遮光領域を挟んで、前記ピン部材および前記カム部材を設けることを特徴とする光学絞り装置。
【請求項２】
前記光線の光軸を中心として前記ピン部材および前記カム部材との角度が９０°から２７０°であることを特徴する請求項１に記載の光学絞り装置。
【請求項３】
前記カム円盤において等間隔に前記光軸に向かって直線状の前記カム溝が形成されることを特徴する請求項１または２記載の光学絞り装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の光学絞り装置を有し、マスクに形成されたパターンの像を基板に投影することを特徴とする投影光学系。
【請求項５】
請求項４記載の投影光学系を有することを特徴とする露光装置。
【請求項６】
請求項５記載の露光装置を用いてウェハを露光する工程と、前記ウェハを現像する工程とを備えることを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学装置に搭載される光学系内に配置され、所定開口数の絞り開口部を形成する光学絞り装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体素子等のデバイスを製造するリソグラフィ工程では、フォトマスク、レチクル等のマスクに形成されたパターンを、投影光学系を介してレジスト等の感光性材料の塗布されたウェハ、ガラスプレート等の基板上に転写する露光装置が用いられる。
この種の露光装置としては、ステッパ等の静止露光型の露光装置や、スキャニング・ステッパ等の走査型の露光装置が主として用いられている。
近年、デバイス、特に半導体素子においては、回路パターンの微細化が著しく、レジストプロセスの発展と同時に、露光装置に対する高解像度化の要求も大きく高まっている。
この要求に対応するため、露光装置では、より短波長の露光光を用いると共に、投影光学系の開口数を大きくする方法での高解像度化の開発が進められている。
最近では、設計・製造技術の進歩、液浸技術の導入に伴い、より高いＮＡ、例えばＮＡ＝１.００を超える投影光学系を搭載した露光装置が開発されている。
また、解像力を向上する一方で、投影光学系の焦点深度も確保する必要がある。
焦点深度はＮＡの拡大に伴って減少するため、実際のプロセスにおいては、焦点深度を確保しつつ、解像力を向上するためのＮＡ最適化の条件出しが行われる。
そのため、通常の投影光学系においては、ＮＡを選択できるように、ほぼ無段階でＮＡを可変にできる光学絞り装置が組み込まれている。
【０００３】
従来、ＮＡを可変にするための光学絞り装置が、例えば、特開２００３−３０７７６３号公報（特許文献１）で提案されている。
この従来の光学絞り装置では、複数の絞り羽根を互いに重ね合せて構成し、各絞り羽根を摺動させながら回転させて、開口径を変化させる虹彩絞り機構が用いられている。
図８、図９において、この虹彩絞り機構の各構成部材が光軸方向に展開して示され、  露光光の光路を囲む環状のベース板７と、ベース板７の上に周方向に重なり合って配置された複数枚の絞り羽根６を有し、絞り開口部２０を形成する。
絞り羽根６の各片面側には回転中心となるピン部材８を設け、他面側にガイドとなるカム部材９を設ける。
絞り羽根６の上に配置されたカム円盤１０は、各絞り羽根６から突出するカム部材９を嵌合させるカム溝１０ｂを有し、矢印で示すように往復回転する。
この往復回転により、その回転量に応じてカム部材９を介して、全ての絞り羽根６を同時に回転中心となるピン部材８の周りに矢印で示すように所定の角度だけ摺動され、絞り開口部２０の開口数を調節するように構成される。
【０００４】
しかしながら、露光装置においては解像力の向上が求められており、投影光学系のＮＡにおいては、各ＮＡ値における絞り開口部の真円度及び位置決め精度向上が求められている。
各ＮＡ値における絞り開口部の真円度は、絞り羽根の枚数を増加させる方法により向上が図られてきた。
さらに、特開２００３−３０７７６３号公報（特許文献１）、特開平５−１１３０６号公報（特許文献２）、特開２００２−９９０２２号公報（特許文献３）で提案されているように羽根の内径側の形状を所定の曲線、直線で形成することにより向上が図られてきた。
【特許文献１】特開２００３−３０７７６３号公報
【特許文献２】特開平５−１１３０６号公報
【特許文献３】特開２００２−９９０２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図８、図９に示される特開２００３−３０７７６３号公報（特許文献１）の従来の光学絞り装置を構成する絞り羽根６は、絞り羽根６の回転中心となるピン部材８と、カム円盤１０のカム溝１０ａよって絞り羽根６を回転させるカム部材９と、を有する。
さらに、光線を遮光する遮光領域１１を有し、絞り開口部２０を形成する。
このため、カム円盤１０のカム溝１０ｂの加工誤差やカム円盤１０のカム溝１０ｂと絞り羽根６のカム部材９の嵌合隙間等で発生する絞り羽根６のカム部材９での位置決め誤差１２より、実際に光線を遮光する遮光領域１１での位置決め誤差１３の方が大きくなる。
そのため、各ＮＡ値における絞り開口部２０の真円度の向上を図っても、開口径が所定の大きさ、精度を満足することができず、微妙に解像力に差異が発生する。
そこで、本発明は、各ＮＡ値における絞り開口部の位置決め精度を簡素な構成で向上させる光学絞り装置を提供することを目的とする。  
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するための本発明の光学絞り装置は、円環状のベース板と、ピン部材およびカム部材が設けられ、前記ベース板に前記ピン部材により回転可能に支持される複数の絞り羽根と、前記カム部材が移動可能に挿入され前記絞り羽根を回転させるカム溝を有する円環状のカム円盤と、を有し、前記複数の絞り羽根の一領域が互いに重複し、前記複数の絞り羽根を互いに摺動させることにより、所定開口数の絞り開口部を形成する光学絞り装置であって、前記絞り開口部を形成し光線を遮光する前記絞り羽根の遮光領域を挟んで、前記ピン部材および前記カム部材を設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の光学絞り装置によれば、前記絞り開口部を形成し光線を遮光する前記絞り羽根の遮光領域を挟んで、前記ピン部材および前記カム部材を設ける。
従来の光学絞り装置では、図９に示されるようにピン部材８を回転中心として、カム部材９がカム円盤１０のカム溝１０ｂ内を移動する。
絞り羽根６の遮光領域１１は、ピン部材８に対してカム部材９よりも遠くに位置するため、カム部材９の位置決め誤差１２よりも、絞り羽根６の遮光領域１１の位置決め誤差１３が縮小される。
本発明の光学絞り装置によれば、図４に示されるように絞り開口部２０を形成し光線を遮光する絞り羽根６の遮光領域１１を挟んで、ピン部材８およびカム部材９を設ける。
絞り羽根６の遮光領域１１は、ピン部材８に対してカム部材９よりも近くに位置するため、カム部材９の位置決め誤差１２よりも、絞り羽根６の遮光領域１１の位置決め誤差１３が縮小される。
このため、絞り羽根６の遮光領域１１での位置決め誤差を低減することができ、微妙な解像力の差異の発生を抑えることができ、各ＮＡ値における絞り開口部２０の位置決め精度を簡素な構成で向上させる。  
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【０００９】
まず、図１の概略構成図を参照して、本発明の実施例の光学絞り装置を有する投影光学系を有する露光装置を説明する。
この露光装置はマスクとしてのレチクルＲと感光剤が塗布された基板としてのウェハＷとを一元方向(ここでは、図１における紙面内左右方向であるＹ軸方向とする)に同期移動する。
さらに、この同期移動をしつつ、レチクルＲに形成された回路パターンを、投影光学系ＰＯを介してウェハＷ上の各ショット領域に転写する。
つまり、この露光装置は、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置、いわゆるスキャニング・ステッパである。
レチクルＲは、レチクルチャック１により保持されている。ウェハＷは、ウェハチャック２を介して、精密な位置決め性能を有するウェハステージ３上に支持される。
投影光学系ＰＯは照明光学系ＩＬからの露光光で照明されたレチクルＲ面上のパターンを所定の倍率(例えば１/４、または１/５)でウェハ面上に投影露光する。
光学絞り装置４は、投影光学系ＰＯの瞳位置の近傍に配置され、定盤５は、投影光学系ＰＯを支持する。
【００１０】
次に、図２、図３、図４、図５の構成図を参照して、本発明の実施例１の光学絞り装置を説明する。
ベース板７は、円環状に構成される。
複数の絞り羽根６は、ピン部材８およびカム部材９が設けられ、ベース板７上にピン部材８により回転可能に支持される。
円環状のカム円盤１０は、カム部材９が移動可能に挿入され絞り羽根６を回転させるカム溝１０ａを有する。
さらに、複数の絞り羽根６の一領域が互いに重複し、複数の絞り羽根６を互いに摺動させることにより、所定開口数の絞り開口部２０を形成する。
また、絞り開口部２０を形成し光線を遮光する絞り羽根６の遮光領域１１を挟んで、ピン部材８およびカム部材９を設ける。
このため、絞り羽根６の遮光領域１１は、ピン部材８に対してカム部材９よりも近くに位置するため、カム部材９の位置決め誤差１２よりも、絞り羽根６の遮光領域１１の位置決め誤差１３が縮小される。
このため、絞り羽根６の遮光領域１１での位置決め誤差を低減することができ、微妙な解像力の差異の発生を抑えることができ、各ＮＡ値における絞り開口部２０の位置決め精度を簡素な構成で向上させる。  
絞り羽根６は、本実施例１においては同形状の複数の絞り羽根６を用いる。
絞り羽根６は各々、ベース板７上に配置され、絞り羽根６に植設された回転中心となるピン部材８と絞り羽根６の回転角度を設定するカム部材９が構成されている。
カム円盤１０は、絞り羽根６のカム部材９により、絞り羽根６を回転させるよう絞り羽根６と同数且つ等分布でカム溝１０ａが設けられ、光軸２１を中心に回転可能に構成される。
また、本実施例１の光学絞り装置は、その近傍に配置される不図示のモータ等からの駆動力により、カム円盤１０を所定の回転量だけ回転させ、カム円盤１０のカム溝１０ａを介して、絞り羽根６が所定の位置に位置決めされる。
絞り羽根６は、例えば、内径側が円弧状の輪郭を有し、その内側の円弧の曲率は投影光学系ＰＯに要求される最大の開口数に対応する開口径とほぼ同じにする。
小さい開口径のときは、絞り羽根６の数と等しい角の数を有する多角形に近くなるが、近似的には所定の小開口径の開口絞りとみなすことができる。
このため、絞り羽根６の枚数を、３枚以上、好ましくは８枚以上、さらに好ましくは１２枚以上とするか、内径側の円弧状が複数のＮＡ値に対応した開口径に対応するよう形状誤差を最小になる連続曲線で形成すれば問題にならない。
【００１１】
次に、図３を参照して、本実施例１を構成する絞り羽根６の形状について説明する。
さらに、光線の光軸２１を中心としてピン部材８およびカム部材９との角度∠ＰＯＱが９０°から２７０°に形成される。
従来の光学絞り装置では、図９に示されるようにピン部材８を回転中心として、カム部材９がカム円盤１０のカム溝１０ｂ内を移動する。
絞り羽根６の遮光領域１１は、ピン部材８に対してカム部材９よりも遠くに位置するため、カム部材９の位置決め誤差１２よりも、絞り羽根６の遮光領域１１の位置決め誤差１３が拡大される。
本発明の光学絞り装置によれば、光線の光軸２１を中心としてピン部材８およびカム部材９との角度∠ＰＯＱが９０°から２７０°に形成される。
このため、図４に示されるように絞り開口部２０を形成し光線を遮光する絞り羽根６の遮光領域１１を挟んで、ピン部材８およびカム部材９を設ける。
絞り羽根６の遮光領域１１は、ピン部材８に対してカム部材９よりも近くに位置するため、カム部材９の位置決め誤差１２よりも、絞り羽根６の遮光領域１１の位置決め誤差１３が縮小される。
このため、絞り羽根６の遮光領域１１での位置決め誤差を低減することができ、微妙な解像力の差異の発生を抑えることができ、各ＮＡ値における絞り開口部２０の位置決め精度を簡素な構成で向上させる。  
【００１２】
さらに、本実施例１において、カム円盤１０において等間隔に光軸２１に向かって直線状のカム溝１０ａが形成される。
このため、図８、図９に示される従来の光学絞り装置のようにカム円盤１０に設けられたカム溝１０ｂの形状は、曲線もしくは複数の点を結んだ形状である必要がない。
この結果、本実施例１の絞り羽根６のカム部材９は光軸中心に対してほぼ接線方向に移動するため、カム円盤１０に設けられているカム溝１０ａは放射線状に最小限のカム溝１０ａで絞り羽根６を回転することができる。
絞り羽根６のカム部材９は、絞り羽根６の回転ストロークの中間位置のときにもっとも光軸中心に近くなり、最大開口数と最小開口数のときは光軸中心に対して離れていく。
このような絞り羽根６にすると、カム部材９は光軸中心に対して外から中、さらに中から外というような動きをするため、カム溝１０ａの長さが小さくできる。
これによりカム円盤１０のカム溝１０ａは、従来例のようなカーブ形状のカム溝１０ｂに対して、直線状に形成されるので、本実施例１のカム溝１０ａの加工がさらに容易になり、加工誤差や加工コストを低減できる。
【００１３】
また、本実施例では、光学絞り装置４を投影光学系ＰＯの開口絞り(ＮＡ絞り)部に構成した場合を説明したが、同様に照明系光学系ＩＬの開口絞り(σ絞り)部に使用しても良い。
また、本実施例はこの限りではなく、前記のような露光装置を用いたデバイス、特にメモリー等の半導体デバイスの製造方法にも適応可能である。
例えば、本実施例は、前記の露光装置を用いて、レジストに塗布したウェハやガラス等の被露光体を露光する工程と、前記露光された被露光体を現像する工程とを有するようなデバイスの製造方法にも適応可能である。
【００１４】
次に、図６及び図７を参照して、上述の露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。
図６は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造方法を例に説明する。
露光装置を用いてウェハを露光する工程と、前記ウェハを現像する工程とを備え、具体的には、以下の工程から成る。
ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。
ステップ２（マスク製作）では設計した回路パターンに基づいてマスクを製作する。
ステップ３（ウェハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウェハを製造する。
ステップ４（ウェハプロセス）は前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いて、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用してウェハ上に実際の回路を形成する。
ステップ５（組立）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の組み立て工程を含む。
ステップ６（検査）では、ステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。
こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、それが出荷（ステップ７）される。
【００１５】
図７は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。
ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。
ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。
ステップ１３（電極形成）では、ウェハに電極を形成する。
ステップ１４（イオン打込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。
ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。
ステップ１６（露光）では、露光装置によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。
ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。
ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。
ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。
これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例１を有する露光装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施例１の光学絞り装置の構成図である。
【図３】本発明の実施例１の光学絞り装置を構成する絞り羽根の構成図である。
【図４】本発明の実施例１の光学絞り装置を構成する絞り羽根の構成図である。
【図５】本発明の実施例１の光学絞り装置の平面図である。
【図６】本発明の露光装置を使用したデバイスの製造を説明するためのフローチャートである。
【図７】図６に示すフローチャートのステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。
【図８】従来の光学絞り装置の構成図である。
【図９】従来の光学絞り装置を構成する絞り羽根の構成図である。
【符号の説明】
【００１７】
ＩＬ ・・・照明系光学系      Ｏ  ・・・光軸中心 
ＰＯ ・・・投影系光学系      Ｒ  ・・・レチクル    Ｗ  ・・・ウェハ
１  ・・・レチクルチャック    ２  ・・・ウェハチャック
３  ・・・ウェハステージ      ４  ・・・光学絞り装置
５  ・・・定盤                ６  ・・・絞り羽根
７  ・・・ベース板            ８  ・・・ピン部材
９  ・・・カム部材            １０
・・・カム円盤
１０ａ・・・カム溝            １０ｂ・・・カム溝
１１ ・・・遮光領域            １２ ・・・カム部材で発生する位置決め誤差量
１３ ・・・遮光領域の位置決め誤差量    
２０・・・絞り開口部    ２１・・・光軸
【図１】
2008262112.tif 000003
【図２】
2008262112.tif 000004
【図３】
2008262112.tif 000005
【図４】
2008262112.tif 000006
【図５】
2008262112.tif 000007
【図６】
2008262112.tif 000008
【図７】
2008262112.tif 000009
【図８】
2008262112.tif 000010
【図９】
2008262112.tif 000011