(57)【要約】【課題】  最大ＮＡから最小ＮＡまで設定するＮＡ値の全域において、絞り開口部の形状を効果的に真円に近づけることは困難であった。【解決手段】  回動中心となるピン部材と回動角度を設定するピン部材とを植設した複数の絞り羽根と、各絞り羽根の回動中心となるピン部材を光軸に垂直な面内方向に移動する移動手段と、各絞り羽根の回動中心となるピン部材と係合する溝を設けた絞り羽根容器と、各絞り羽根の回動角度を設定するピン部材に係合するカム溝を設けたカム部材とを有し、該カム部材と該絞り羽根容器が光軸を中心として相対回転することにより、該絞り羽根の回動中心となるピン部材が移動すると共に回動角度を設定するピン部材が移動し、該絞り羽根の位置と回動角度が変化し、複数の該絞り羽根の重なり合いにより絞り開口部を構成することを特徴とするＮＡ絞り機構。【選択図】        図１
2005167121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回動中心となるピン部材と回動角度を設定するピン部材とを植設した複数の絞り羽根と、各絞り羽根の回動中心となるピン部材を光軸に垂直な面内方向に移動する移動手段と、各絞り羽根の回動中心となるピン部材と係合する溝を設けた絞り羽根容器と、各絞り羽根の回動角度を設定するピン部材に係合するカム溝を設けたカム部材とを有し、該カム部材と該絞り羽根容器が光軸を中心として相対回転することにより、該絞り羽根の回動中心となるピン部材が移動すると共に回動角度を設定するピン部材が移動し、該絞り羽根の位置と回動角度が変化し、複数の該絞り羽根の重なり合いにより絞り開口部を構成することを特徴とするＮＡ絞り機構。
【請求項２】
絞り開口部を構成する絞り羽根の内径側が、該ＮＡ絞り機構で設定する少なくとも２つ以上の異なるＮＡ値に対応した絞り有効半径と一致する半径の円弧で形成されていることを特徴とする請求項１のＮＡ絞り機構。
【請求項３】
絞り開口部を構成する絞り羽根の内径側が、該ＮＡ絞り機構で設定する複数のＮＡ値に対応した絞り有効光束と絞り羽根により構成される絞り開口部との形状誤差が最小となる連続曲線で形成されていることを特徴とする請求項１のＮＡ絞り機構。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のＮＡ絞り機構を投影光学系に用いたことを特徴とする露光装置。
【請求項５】
請求項４に記載の露光装置を用いて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ことを特徴とするデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体デバイス製造用の投影露光装置において、投影光学系の開口数（ＮＡ）を変化させるＮＡ絞り機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より半導体デバイス製造用の投影露光装置において、投影光学系の開口数（ＮＡ）を変えるときは図８に示すようなＮＡ絞り機構が用いられている。また、同ＮＡ絞り機構の各構成部材を光軸方向に展開して示すと図９のようになる。
【０００３】
同図において、複数の絞り羽根５０の各片面側にピン部材５１を植設すると共に、他面側にピン部材５２を植設し、絞り羽根容器（光軸を中心とした円形の開口５３ａが設けられている）５３に穿設された絞り羽根５０と同数の各円孔５３ｂに、各ピン部材５１を嵌合するようにして複数の絞り羽根５０を収容し、またカム部材（光軸中心とした円形の開口５４ａが設けられている）５４に形成された絞り羽根５０と同数の各カム溝５４ｂに、各ピン部材５２が嵌合している。
【０００４】
そして、絞り羽根容器５３とカム部材５４とを光軸を中心にして相対回転させることにより、各ピン部材５２が各カム溝５４ｂに沿って移動し、絞り羽根容器５３とカム部材５４との間に収容されている複数の絞り羽根５０が各ピン部材５１を回転中心として傾き、傾いた絞り羽根５０の重なり合いによって、その中央部に形成される絞り有効光束の断面積を変化させ、光量の調節を行なうようになっている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【特許文献１】特開平０５−１１３０６号公報
【特許文献２】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】
一般に、このような従来の絞り機構においては、絞り羽根５０の絞り有効光束を形成する内径側の形状は、同絞り機構で設定する最大ＮＡ時の有効光束の半径と同じか、それに近い半径の円となっている。そのため、小ＮＡ側に有効光束を絞り込んでいったときの絞り開口形状は、各辺の曲率半径が大きい曲線多角形形状となり、絞り開口形状が理想的な真円からずれていく。投影露光装置においては、ＮＡ絞り部に入射する光線が真円であるために、絞り開口形状の真円からずれた部分では光線が遮られることとなり、照度が低下するという問題点が生じていた。
【０００６】
これに対して、図８、図９と同様の構成の絞り機構において、図１０のように、絞り羽根５０の有効光束を形成する内径側の形状を、部分的に最小ＮＡ時の有効光束半径の円で形成することにより、最小ＮＡ時の絞り開口形状を真円にする方法、あるいは、図１１のように、所定の曲線で形成することにより、小ＮＡ側のある範囲で絞り開口形状を真円に近い形状にする方法が用いられている。
【０００７】
しかしながら、上記従来のＮＡ絞り機構においては、絞り羽根５０の回転軸５１が絞り羽根容器５３の円孔５３ｂに嵌合し、絞り羽根５０が位置を変えないピン部材５１を回転中心として傾くように構成されているため、次のような問題点があった。上記従来のＮＡ絞り機構において、最大ＮＡから最小ＮＡへ絞り込んでいく過程の各絞り羽根の位置関係を示すと、図１２のようになる。ここで、１枚の絞り羽根について注目し、各ＮＡの設定位置で絞り開口部を構成している絞り羽根の内径側の範囲を、１枚の絞り羽根上に示すと図１３のようになる。図１２、１３をみると、小ＮＡ時に絞り開口部を構成する絞り羽根の内径側の範囲は、大ＮＡ時の範囲と重複していることがわかる。これは、各部の寸法関係を変えて絞り機構を構成しても、絞り羽根が位置を変えない回転中心に関して傾く場合には同様である。そのため、小ＮＡ時に絞り開口部を構成する絞り羽根内径側の範囲の形状を部分的に変えて、小ＮＡ時の開口形状を真円に近づけようとする方法を用いると、その範囲は大ＮＡ時の開口部を構成する時にも影響するので、大ＮＡ時の開口部の形状が真円からずれてしまうという問題点があった。
【０００８】
このように従来のＮＡ絞り機構においては、絞り羽根が位置を変えない回転中心に関して傾くように構成されているため、最大ＮＡから最小ＮＡまで設定するＮＡ値の全域において、絞り開口部の形状を効果的に真円に近づけることは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述の課題を解決するための本発明のＮＡ絞り機構は、回動中心となるピン部材と回動角度を設定するピン部材とを植設した複数の絞り羽根と、各絞り羽根の回動中心となるピン部材を光軸に垂直な面内方向に移動する移動手段と、各絞り羽根の回動中心となるピン部材と係合する溝を設けた絞り羽根容器と、各絞り羽根の回動角度を設定するピン部材に係合するカム溝を設けたカム部材とを有し、該カム部材と該絞り羽根容器が光軸を中心として相対回転することにより、該絞り羽根の回動中心となるピン部材が移動すると共に回動角度を設定するピン部材が移動し、該絞り羽根の位置と回動角度が変化し、複数の該絞り羽根の重なり合いにより絞り開口部を構成することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のＮＡ絞り機構は、絞り開口部を構成する絞り羽根の内径側が、該ＮＡ絞り機構で設定する少なくとも２つ以上の異なるＮＡ値に対応した絞り有効半径と一致する半径の円弧で形成されていることを特徴とする。
【００１１】
あるいは、絞り開口部を構成する絞り羽根の内径側が、該ＮＡ絞り機構で設定する複数のＮＡ値に対応した絞り有効光束と絞り羽根により構成される絞り開口部との形状誤差が最小となる連続曲線で形成されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明により、絞り開口部を構成する絞り羽根内径側の範囲の大ＮＡ側と小ＮＡ側を重複しない位置に設定することが可能となり、各ＮＡ値で絞り開口部の形状が真円に近くなるように絞り羽根の内径側の形状を変えても、他のＮＡ値での絞り開口部の形状の真円度が低下することの少ないＮＡ絞り機構が得られる。
【００１３】
以上、本発明を整理して要約すれば以下の構成に集約できる。
【００１４】
（１）回動中心となるピン部材と回動角度を設定するピン部材とを植設した複数の絞り羽根と、各絞り羽根の回動中心となるピン部材を光軸に垂直な面内方向に移動する移動手段と、各絞り羽根の回動中心となるピン部材と係合する溝を設けた絞り羽根容器と、各絞り羽根の回動角度を設定するピン部材に係合するカム溝を設けたカム部材とを有し、該カム部材と該絞り羽根容器が光軸を中心として相対回転することにより、該絞り羽根の回動中心となるピン部材が移動すると共に回動角度を設定するピン部材が移動し、該絞り羽根の位置と回動角度が変化し、複数の該絞り羽根の重なり合いにより絞り開口部を構成することを特徴とするＮＡ絞り機構。
【００１５】
（２）絞り開口部を構成する絞り羽根の内径側が、該ＮＡ絞り機構で設定する少なくとも２つ以上の異なるＮＡ値に対応した絞り有効半径と一致する半径の円弧で形成されていることを特徴とする前記（１）のＮＡ絞り機構。
【００１６】
（３）絞り開口部を構成する絞り羽根の内径側が、該ＮＡ絞り機構で設定する複数のＮＡ値に対応した絞り有効光束と絞り羽根により構成される絞り開口部との形状誤差が最小となる連続曲線で形成されていることを特徴とする前記（１）のＮＡ絞り機構。
【００１７】
（４）前記（１）乃至（３）のいずれかに記載のＮＡ絞り機構を投影光学系に用いたことを特徴とする露光装置。
【００１８】
（５）前記（４）に記載の露光装置を用いて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ことを特徴とするデバイスの製造方法。
【発明の効果】
【００１９】
半導体デバイス製造用投影露光装置のＮＡ絞り機構において、各ＮＡ設定値で絞り開口部形状が真円に近づくように形成し、ＮＡ絞り部での照度低下を防止する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００２１】
図１は本発明の特徴を示した図であり、図２は本発明のＮＡ絞り機構を構成する各部材を光軸方向に展開して示した図である。同図において、１は絞り羽根であり、１の片面側にはピン部材２が植設され、他面側にピン部材３が植設されている。また、絞り羽根１の内径側は、後述のような所定の形状に形成されている。４は板部材であり、４の片面側にはピン部材５が植設され、円孔４ａが設けられている。６は絞り羽根容器であり、絞り機構を通過する光束の光軸を中心とした円形の開口６ａと、光軸を中心とした半径方向に放射状の溝６ｂが複数設けられている。７はカム部材であり、光軸中心とした円形の開口７ａと、複数のカム溝７ｂ、及び、複数の円孔７ｃが設けられている。
【００２２】
絞り羽根１のピン部材２は、板部材４の円孔４ａに嵌合すると共に、絞り羽根容器６の溝６ｂに係合している。絞り羽根１のピン部材３は、カム部材７のカム溝７ｂに係合し、板部材４のピン部材５は、カム部材７の円孔７ｃに嵌合している。また、複数の絞り羽根１と板部材４の組が、絞り羽根容器６内に光軸を中心とした円周方向に等間隔に配置され、カム部材７は絞り羽根容器６と光軸を中心に相対回転可能に保持されている。
【００２３】
このような構成において、カム部材７を絞り羽根容器６に対して光軸を中心に回転させると、カム部材７の円孔７ｃに嵌合したピン部材５が移動し、５が植設されている板部材４も移動する。板部材４が移動すると４の円孔４ａに嵌合したピン部材２が絞り羽根容器６の溝６ｂに沿って移動する。一方、カム部材７が回転するとピン部材３は、カム溝７ｂに沿って移動する。ピン部材２とピン部材３の位置が移動することにより、絞り羽根１は位置と傾きを変える。複数の絞り羽根１の重なり合いによって、その中央に絞り開口部が形成され、絞り羽根１の位置と傾きが変わると絞り開口部の断面積が変化する。
【００２４】
本実施例のＮＡ絞り機構において、最大ＮＡから最小ＮＡへ絞り込んでいく過程の各絞り羽根１の位置関係を示すと、図３のようになる。また、１枚の絞り羽根について注目し、各ＮＡの設定位置で絞り開口部を構成している絞り羽根の内径側の範囲を、１枚の絞り羽根上に示すと図４のようになる。ここで、例えば絞り羽根１の内径側の形状を、最小ＮＡ時に絞り開口部を形成する範囲については最小ＮＡ時の光線有効半径の円弧で形成し、それ以外の範囲は最大ＮＡ時の光線有効半径の円弧で形成するものとする。この場合、最小ＮＡ時の絞り開口部の形状は真円となるが、図３、４によると最小ＮＡ時に絞り開口部を形成する絞り羽根１の内径側の範囲は、大ＮＡ時の範囲と重複していないので、大ＮＡ時の絞り開口部の形状には影響はない。このように、本実施例によると、大ＮＡ時の絞り開口部の形状には影響を及ぼさずに、最小ＮＡで絞り開口部形状が真円となるＮＡ絞り機構が得られる。
【００２５】
尚、上記実施例では、絞り羽根１の内径側の最小ＮＡ時に絞り開口部を構成する範囲のみの形状を変えた場合を述べたが、図５のように複数のＮＡ設定時に絞り開口部を構成する範囲をそれぞれのＮＡに対応した絞り有効半径の円弧で形成した場合、各ＮＡ設定時の範囲が重複しない場合には、各ＮＡ設定時に絞り開口部形状を真円とすることができる。
【００２６】
また、図６のように、任意のＮＡ設定時について、絞り開口部の形状の真円からの誤差が小さくなるような所定の曲線で、絞り羽根の内径側を形成した場合について考える。図４と図１３を比較すると、絞り開口部を構成する絞り羽根内径側の範囲は、図１３の従来方式では小ＮＡ時の範囲が常にそれより大きいＮＡ時の範囲と重複するのに対して、図４の本発明の方式では、大ＮＡ側の範囲と小ＮＡ側の範囲は絞り羽根上の離れた位置となり、重複するのは比較的絞り有効半径が近いところのみとなる。そのため、本発明の方式によれば、従来方式のように小ＮＡ時の範囲の形状を変えても大ＮＡ時の絞り開口部の形状に影響するということは無く、設定するＮＡの全域において絞り開口部の形状を真円に近づけることができる。
【００２７】
以上のように、本発明により、大ＮＡ時の絞り開口形状に影響を及ぼさず、小ＮＡ時でも絞り開口形状を真円に近くすることができ、照度低下の少ないＮＡ絞り機構を得ることが出来る。
【００２８】
図７は、上記実施例にて説明したＮＡ絞り機構を半導体露光装置に適用した実施例を示すものであり、露光装置を模式的に示している。本実施例の露光装置によれば、ＮＡ絞り部の絞り開口形状を小ＮＡ時でも真円に近くすることができ、照度低下の少ない露光装置が実現可能となる。
【００２９】
また、本実施例はこの限りではなく、上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用可能である。例えば、本実施例は、前述の露光装置を用いて、レジストを塗布したウエ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用可能である。
【００３０】
本実施例によれば、絞り開口部を構成する絞り羽根内径側の範囲が大ＮＡ側と小ＮＡ側では絞り羽根上の離れた位置となるので、小ＮＡ時に絞り開口部を構成する絞り羽根内径側の範囲の形状を変えても大ＮＡ時の絞り開口部の形状に影響せず、各ＮＡ値において絞り開口部の形状が真円に近づくよう効果的に絞り羽根内径側の形状を形成することが出来る。
【００３１】
また、本実施例によれば、少なくとも２ヶ所以上のＮＡ設定値において、ＮＡ絞り機構で構成される絞り開口部の形状を真円にすることが出来、請求項３に記載した発明によれば、設定するＮＡの全域において絞り開口部の形状を真円に近づけることができる。
【００３２】
さらに、本実施例によれば、ＮＡ絞り部の絞り開口形状を小ＮＡ時でも真円に近くすることができ、照度低下の少ない露光装置が実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明のＮＡ絞り機構を示す図
【図２】本発明のＮＡ絞り機構を構成する各部材を光軸方向に展開して示した図
【図３】本発明のＮＡ絞り機構で最大ＮＡから最小ＮＡへ絞り込んでいく過程を示す図
【図４】本発明のＮＡ絞り機構の絞り開口部を構成している絞り羽根の内径側の範囲を示す図
【図５】本発明のＮＡ絞り機構の絞り羽根内径側の形状を示す図
【図６】本発明のＮＡ絞り機構の絞り羽根内径側の形状を示す図
【図７】本発明のＮＡ絞り機構を半導体露光装置に適用した例を示す図
【図８】従来のＮＡ絞り機構を示す図
【図９】従来のＮＡ絞り機構を構成する各部材を光軸方向に展開して示した図
【図１０】従来のＮＡ絞り機構の絞り羽根内径側の形状を示す図
【図１１】従来のＮＡ絞り機構の絞り羽根内径側の形状を示す図
【図１２】従来のＮＡ絞り機構で最大ＮＡから最小ＮＡへ絞り込んでいく過程を示す図
【図１３】従来のＮＡ絞り機構の絞り開口部を構成している絞り羽根の内径側の範囲を示す図
【符号の説明】
【００３４】
１  絞り羽根
２  ピン部材
３  ピン部材
４  板部材
５  ピン部材
６  絞り羽根容器
７  カム部材
５０  絞り羽根
５１  ピン部材
５２  ピン部材
５３  絞り羽根容器
５４  カム部材
【図１】
2005167121.tif 000003
【図２】
2005167121.tif 000004
【図３】
2005167121.tif 000005
【図４】
2005167121.tif 000006
【図５】
2005167121.tif 000007
【図６】
2005167121.tif 000008
【図７】
2005167121.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005167121.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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