【手続補正書】
【提出日】平成19年8月20日(2007.8.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光に複数の位相差を与える要素を少なくとも１つ有する光変調素子と、前記光変調素子からの出射光のうち第１の回折光を用いて被露光体上にパターンを投影する投影光学系とを備える露光装置におけるパターン監視方法であって、
前記光変調素子からの出射光のうち前記第１の回折光とは次数が異なる第２の回折光を検出するステップと、
該検出ステップによる検出結果に基づいて前記被露光体上に投影される前記パターンの状態を取得するステップとを備えることを特徴とするパターン監視方法。
【請求項２】
前記要素は、変位可能な光反射帯を複数有し、
前記光変調素子は、前記要素を少なくとも１つ含む画素を複数有することを特徴とする請求項１に記載のパターン監視方法。
【請求項３】
前記第１の回折光の次数をｍ、各要素に含まれる前記光反射帯の数をＮ、ｋを任意の整数とすると、前記第２の回折光の次数は（Ｎ×ｋ＋ｍ）であることを特徴とする請求項１に記載のパターン監視方法。
【請求項４】
前記第１の回折光の次数をｍ、各要素に含まれる前記光反射帯の数をＮ、ｋを任意の整数とすると、前記第２の回折光の次数は（Ｎ×ｋ＋ｍ）以外であることを特徴とする請求項１に記載のパターン監視方法。
【請求項５】
前記検出ステップは、複数の種類の次数の前記第２の回折光を検出することを特徴とする請求項１に記載のパターン監視方法。
【請求項６】
前記第１の回折光の次数をｍ、各要素に含まれる前記光反射帯の数をＮ，ｋを任意の整数とすると、前記複数の種類の次数は、（Ｎ×ｋ＋ｍ）と（Ｎ×ｋ＋ｍ）以外であることを特徴とする請求項１に記載のパターン監視方法。
【請求項７】
ｍは１又は−１であり、ｋは−１又は１であることを特徴とする請求項３、４又は６に記載のパターン監視方法。
【請求項８】
ｍは１又は−１であり、ｋは−１又は１であり、（Ｎ×ｋ＋ｍ）以外の前記次数は−ＮからＮの範囲内にあることを特徴とする請求項４又は６記載のパターン監視方法。
【請求項９】
前記検出ステップは、前記第２の回折光の光量及び／又は像を検出することを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載のパターン監視方法。
【請求項１０】
前記検出ステップは、前記入射光の光量と前記第２の回折光の光量を検出することを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載のパターン監視方法。
【請求項１１】
Ｎは２乃至６であることを特徴とする請求項３、４又は６に記載のパターン監視方法。
【請求項１２】
入射光に複数の位相差を与える要素を少なくとも１つ有する光変調素子と、
前記光変調素子からの出射光のうち第１の回折光を用いて被露光体上にパターンを投影する投影光学系と、
前記光変調素子からの出射光のうち前記第１の回折光とは次数が異なる第２の回折光を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて前記被露光体上に投影される前記パターンの状態を取得する取得手段とを備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１３】
前記要素は、変位可能な光反射帯を複数有し、
前記光変調素子は、前記要素を少なくとも１つ含む画素を複数有することを特徴とする請求項１２に記載の露光装置。
【請求項１４】
請求項１２記載の露光装置を利用して前記被露光体を露光するステップと、
前記露光された前記被露光体を現像するステップとを有するデバイス製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
以下、添付図面を参照して本発明に適用可能な光変調素子（ＧＬＶ）１２０及びそれを利用したマスクレス露光装置１００を詳細に説明する。ＧＬＶ１２０は、光量を規格化しており、一ピクセル１２１の長さ（即ち、リボン１２３の幅にリボン１２３の本数を乗じた長さ）は不変である。また、ピクセル１２１内での周期を２に規格化する。そのため、フーリエ面上では±０．５の位置に±１次光が発生する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
図１１（ａ）に示す、ＧＬＶ２０を搭載したマスクレス露光装置においては、投影光学系３１は±１次回折光を受容する広がりを持たなければならないため、装置が大型になる。また、２光束を投影光学系３１に入射すると干渉して不要なパターンの形成をもたらす。そこで、図１１（ｂ）に示すようなＧＬＶ２０と斜入射照明との組み合わせが考えられる。かかる構成では、スイッチがオフの状態ではＧＬＶ２０からの出射光が０次光しかないためレンズ３１に光が照射することはない。また、スイッチがオンになると±１次回折光が発生し、ＧＬＶへの照射角度を調節してどちらか一方（図１１（ｂ）では−１次回折光）をレンズ３１に入射させることができる。この結果、投影光学系３１は小型で済み、また、１光束のみを投影光学系３１に入射することによって所望のパターンのみを被露光体上へ解像する高品質な露光を実現することができる。しかし、±１次光のどちらか一方を捨ててしまうため露光光量が低下してしまい、スループットが低下するという問題が発生する。かかる問題をＧＬＶ１２０は解決している。即ち、ＧＬＶ１２０は、−１次回折光を捨てて１次回折光のみを利用しても光量損失はＧＬＶ２０よりも小さいため、１次回折光４２を露光に使用してもスループットの低下を防止することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
なお、ここでは露光に使用する第１の回折光４２を１次回折光としたが、場合によっては−１次とすることもある。これは次数の定義や座標系の向きによって変わりうるが、通常１次と−１次を特に区別する必要はない。また、変位量Δの値を大きくすることで１次より大きい高次の光量を向上させることも可能であるが、通常は光量の集中度（回折効率）が１次に最適になるよう設定した場合に比べて低下する。以下では１次回折光を転写投影に使用する次数とするが、これによって一般性が失われることはない。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
ＧＬＶ１２０がオンの状態にあるとき、第１の回折光である１次回折光のみではなく、回折効率は小さいものの、他の次数の光である第２の回折光も現れる。特に重要なものは、各要素１２２内のリボン１２３の個数をＮとし、各リボン１２３の隣接した帯に対する段差が正確にΔ＝λ／（２Ｎ）となる状態でも現れる（Ｎ×ｋ＋ｍ）次の次数である。ここで、ｍは第１の回折光の次数、ｋは任意の整数である。以下では、（Ｎ×ｋ＋ｍ）次のことを随伴次数と呼ぶ。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
回折光の強度を制御するためには、図３（ａ）に示すＧＬＶ１２０Ａを使用すればよい。ＧＬＶ１２０Ａはピクセル１２１Ａを複数有し、各ピクセル１２１Ａは３つの要素１２２Ａを有している。各要素１２２Ａは６本のリボン１２３Ａを有し、６本のリボン１２３Ａは、それぞれ、０度、０度、１２０度、１２０度、２４０度、２４０度の位相差をこの順番で反射光に与える。このため、ＧＬＶ１２０Ａは６位相３周期のＧＬＶで３位相３周期と等価なＧＬＶを構成したものである。このような位相差を与えるには、例えば、リボン１２３Ａの下に印加する電圧を変えることによって実現することができる。図３（ｂ）に、ＧＬＶ１２０とＧＬＶ１２０Ａの回折光強度分布の比較を示す。ＧＬＶ１２０Ａから射出される１次回折光の強度は、ＧＬＶ１２０Ａから射出される１次回折光の強度より弱くなっていることが理解される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
多段型のＧＬＶによって回折光の強度を変更（振幅変調ともいう）させ、補助パターンを作成することが可能となる。ｎ段型ＧＬＶは、理想的な状態としてあるピクセル１２１内での隣り合うリボン間の位相差が、０度と３６０度を等価としたときに、（３６０／ｎ）度になるように構成される。この位相差を連続的に変化させることで理想状態の強度を１として０から１の間の任意の変調が可能となるという特徴がある。更に、振幅変調と位相変調を組み合わせれば、いわゆるハーフトーンマスク（バックグラウンドが一定の光強度をもち、かつ、バックグラウンドが一定の位相を保っているようなマスク）を実現できることは明らかである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
次に、制御部６０は、イメージセンサ５８による測定結果に基づいて、図示しないメモリに格納されている光量データ又は像データとイメージセンサ５８による測定結果と比較する。それによって、露光光４２の光量分布が所定の範囲内であるか、ないしは所望の像が得られているかの判断を行う（ステップ１０３）。制御部６０は、ステップ１０３において、露光光４２の光量分布が所定の範囲内である、又は、所望の像が得られていると判断すれば露光を完了させ（ステップ１０４）、その後、処理を終了する（ステップ１０７）。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
また、ＧＬＶ１２０の構成は図２（ａ）に示す構成に限定されない。４位相１周期や４位相２周期（即ち、４本のリボン１２３が０度、９０度、１８０度、２７０度の位相差を与え、各ピクセル１２１内の要素１２２の数が１であるものや、２であるもの）も適用することができる。しかし、一般に、少なくとも２つ以上が変位可能な複数のリボンを有することが好ましい。４位相３周期（各ピクセル１２１内の要素数が３のもの）や３位相３周期（即ち、３本のリボン１２３が０度、１２０度、２４０度の位相差を与え、各ピクセル１２１内の要素１２２の数が３であるもの）など３種類以上の位相差を与えるものである。一般に、位相差の種類数が増加するに従って露光用の次数の回折光の強度を相対的に高めることができるからである。一方、Ｎが大きくなりすぎるとＧＬＶ１２０の作成が困難になる。このため、適当なＮは２乃至６である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
次に、制御部６０は、イメージセンサ５８による測定結果に基づいて、図示しないメモリに格納されている光量データ又は像データとイメージセンサ５８による測定結果と比較する。これによって、露光光４２の光量分布が所定の範囲内であるか、ないしは所望の像が得られているかの判断を行う（ステップ１１２）。制御部６０は、ステップ１１２において、露光光４２の光量分布が所定の範囲内である、又は、所望の像が得られていると判断すれば露光を完了させ（ステップ１１７）、その後、処理を終了する（ステップ１１８）。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
一方、ステップ１１２において、露光光４２の光量分布が所定の範囲内ではない、又は、所望の像が得られていないと判断すれば、光量が範囲外であると判定された位置に相当するピクセル１２１の光量判断の履歴をチェックする（ステップ１１３）。この履歴において、制御部６０は、当該ピクセル１２１が光量の問題を起こしているかどうかを判断する（ステップ１１４）。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
ピクセルの汚れによる露光光４２の強度低下は通常補正露光で対応されることになる。ピクセルの強度の周辺に比べて著しい低下、又は強度の低下しているピクセルの数の増大によって、補正露光に時間がかかる場合や素子全体での強度が設置直後の強度に対して低下した場合等のスループット低下が顕著になる状況が生じる。すると、クリーニングが必要と判断される。判断基準としては、露光対象などに依存するが、３０％のスループット低下が挙げられる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
なお、ここでは光学系５７とイメージセンサ５８との組み合わせにより随伴次数４４を、光量センサ５４で随伴次数以外の監視光４５を監視しているが、監視の方法はこれらに限定されない。随伴次数に光量センサを、随伴次数以外にイメージセンサを使用することもできる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
以下、図１を参照して、本発明の画面照度むら及び欠陥監視方法を備えたマスクレス露光装置１００について説明する。ここで、図１は、本発明の例示的な露光装置１００の概略ブロック断面図である。照明装置１１０は上述のＧＬＶ１２０を照明し、光学系１１５は随伴次数または随伴次数以外を監視するためのものである。投影光学系１３０は照明されたＧＬＶ１２０から生じる回折光をプレート１４０に投影し、ステージ１４５はプレート１４０を支持する。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
例えば、光源部１１２の光源は波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザー、波長約１５３ｎｍのＦ２レーザーなどを使用することができる。しかし、光源の種類は限定されず、その光源の個数も限定されない。また、光源部１１２にレーザが使用される場合、レーザ光源からの平行光束を所望のビーム形状に整形する光束整形光学系、コヒーレントなレーザ光束をインコヒーレント化するインコヒーレント化光学系を使用することが好ましい。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
投影光学系１３０は、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系（カタディオプトリック光学系）、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の気のフォームなどの回折光学素子とを有する光学系が使用できる。また、複数のレンズ素子のみからなる光学系や全ミラー型の光学系等も使用することができる。色収差の補正が必要な場合には、互いに分散値（アッベ値）の異なるガラス材からなる複数のレンズ素子を使用したり、回折光学素子をレンズ素子と逆方向の分散が生じるように構成したりする。