(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射面の傾きを独立制御可能な複数のミラーを含んで構成される空間光変調器を使用し、前記空間光変調器に担持されるミラーパターンを反映した光を対象物に照射し、前記対象物での反射光を前記空間光変調器に戻し当該空間光変調器で反射した光の光量を検出し、その検出された光量が最大となる方向に前記対象物を移動させることによりフォーカス合わせを行うことを特徴とするフォーカス合わせ方法。
【請求項２】
請求項１記載のフォーカス合わせ方法によってフォーカス合わせを行った後、前記空間光変調器に担持されるミラーパターンを前記対象物に投影露光することを特徴とする投影露光方法。
【請求項３】
反射面の傾きを独立制御可能な複数のミラーを含んで構成される空間光変調器と、前記空間光変調器に担持されるミラーパターンを反映した光を対象物に照射するための光照射手段と、前記対象物での反射光であって前記空間光変調器側に戻され当該空間光変調器で反射された光の光量を検出するための光検出手段と、その検出された光量が最大となる方向に前記対象物を移動させる対象物移動手段とを備えることを特徴とするフォーカス合わせ装置。
【請求項４】
請求項３記載のフォーカス合わせ装置を備え、前記空間光変調器は前記対象物への露光投影にも使用されるように構成されていることを特徴とする投影露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば投影露光をする際に行われるフォーカス合わせ方法及びフォーカス合わせ装置と、投影露光方法及び投影露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
リソグラフィ用投影露光装置として、反射面の傾きを独立制御可能な複数のミラーを含んで構成されるＤＭＤ（デジタル・ミラーデバイス：空間光変調器の１つ）を設け、制御コンピュータによる静電解作用によってマイクロミラーをそれぞれ回転制御し、この回転制御により、所定の露光パターンをＤＭＤに担持させ、この所定のパターンを露光対象物に投影する投影露光装置が考えられている。
【０００３】
例えば、この投影露光装置を使用し半導体基板に集積回路パターンを形成するにあたっては、異なる露光パターンを何度も同一対象物に転写する必要があり、その際には、対象物である半導体基板のフォーカス合わせがその都度必要となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来、空間光変調器を持つ投影露光にあっては、有効なフォーカス合わせ方法はなかった。
【０００５】
本発明は、かかる問題点に鑑みなされたもので、空間光変調器を持つ投影露光に使用して有効なフォーカス合わせ方法及びフォーカス合わせ装置と、投影露光方法及び投影露光装置を提供することを主たる目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のフォーカス合わせ方法（第１の発明）は、反射面の傾きを独立制御可能な複数のミラーを含んで構成される空間光変調器を使用し、前記空間光変調器に担持されるミラーパターンを反映した光を対象物に照射し、前記対象物での反射光を前記空間光変調器に戻し当該空間光変調器で反射した光の光量を検出し、その検出された光量が最大となる方向に前記対象物を移動させることによりフォーカス合わせを行うことを特徴とする。
このフォーカス合わせ方法によれば、空間光変調器に担持されるミラーパターンを反映した光を対象物に照射することでその対象物に明暗パターンが形成される。この明暗パターンからの光の光量を検出し、光量が増大する方向に対象物を移動させることで簡単にフォーカス合わせが行えることになる。
【０００７】
本発明の投影露光方法（第２の発明）は、第１の発明のフォーカス合わせ方法でフォーカス合わせを行った後、前記空間光変調器に担持されるミラーパターンを前記対象物に投影露光することを特徴とする。
この投影露光方法によれば、フォーカス合わせに使用された空間光変調器でさらに投影露光をするので、フォーカス合わせのためだけに特別な空間光変調器を用意する必要がなくなる。
【０００８】
本発明のフォーカス合わせ装置（第３の発明）は、反射面の傾きを独立制御可能な複数のミラーを含んで構成される空間光変調器と、前記空間光変調器に担持されるミラーパターンを反映した光を対象物に照射するための光照射手段と、前記対象物での反射光であって前記空間光変調器側に戻され当該空間光変調器で反射された光の光量を検出するための光検出手段と、その検出された光量が最大となる方向に前記対象物を移動させる対象物移動手段とを備えることを特徴とする。
このフォーカス合わせ装置によれば、空間光変調器に担持されるミラーパターンを反映した光が対象物に照射されることでその対象物に明暗パターンが形成される。そして、この明暗パターンからの光の光量が検出され、光量が増大する方向に対象物が移動されることで簡単にフォーカス合わせが行えることになる。
【０００９】
本発明の投影露光装置（第４の発明）は、第３の発明のフォーカス合わせ装置を備え、前記空間光変調器は前記対象物への露光投影にも使用されるように構成されていることを特徴とする。
この投影露光装置によれば、フォーカス合わせに使用された空間光変調器でさらに投影露光が行われるように構成されているので、フォーカス合わせのためだけに特別な空間光変調器を用意する必要がなくなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１には実施形態のフォーカス合わせ装置が示されている。このフォーカス合わせ装置１００は次の通り構成されている。
【００１１】
同図において符号１０は光源を示している。この光源１０としては特に制限はされないがメタルハライドランプ、ハロゲンランプ又はキセノンランプ等が用いられる。光源１０の近くにはリフレクタ２０が設置される。このリフレクタ２０は光源１０からの光を反射して集束光にして次段のＤＭＤ（デジタル・ミラーデバイス：空間光変調器）３０に向ける作用をなす。なお、光源１０からの光を平行光にしてＤＭＤ３０に照射するようにしてもよい。
【００１２】
ＤＭＤ３０にはリフレクタ２０からの平行光が斜方から入射する。ＤＭＤ３０は全体として方形状又は矩形状を呈しており、マイクロミラーがマトリクス状に並べられた構造となっている。マイクロミラーのそれぞれは静電界作用によって回転制御され、この回転制御により、ＤＭＤ３０が所定のミラーパターンを担持できるようになっている。このＤＭＤ３０での反射光は次段のテレセントリック光学系４０に入射する。この場合の反射光は、ＤＭＤ３０に担持されたミラーパターンを反映した光となっている。
【００１３】
テレセントリック光学系４０は、特に限定はされないが、２つの平凸レンズ４１，４２によって構成されている。そして、ＤＭＤ３０での反射光を、このテレセントリック光学系４０を通して、対象物５０に照射する。なお、光源１０、リフレクタ２０及びテレセントリック光学系４０は光照射手段を構成する。ただし、光照射手段の構成要素はこれに限定されるものではないことは勿論である。
【００１４】
対象物５０は表面が平らなもので、半導体ウェーハがその代表的なものである。対象物５０はステージ６０上に設置される。この場合のステージ６０は、モータ動力によって少なくともテレセントリック光学系４０の光軸方向に移動可能に構成されている。つまり、モータ及びステージ６０は対象物移動手段を構成している。ただし、対象物移動手段の構成要素はこれに限定されるものではないことは勿論である。
【００１５】
対象物５０での反射光は前記テレセントリック光学系４０に入射する。テレセントリック光学系４０はその光をＤＭＤ３０に向けて出射する。
【００１６】
ＤＭＤ３０はテレセントリック光学系４０からの光を反射させ、光源１０側に向かわせる。
【００１７】
ＤＭＤ３０と光源１０との間には、ハーフミラー７０が設置されている。このハーフミラー７０は、ＤＭＤ３０からの光を反射させて検出部８０に向かわせる。
【００１８】
検出部８０は、この第１実施形態ではフォトダイオードによって構成されているが、フォトダイオードの代わりにＣＭＯＳで構成されていてもよい。なお、対象物５０の反射光を検出するためのテレセントリック光学系４０、ＤＭＤ３０、ハーフミラー７０及び検出部８０は光検出手段を構成している。ただし、光検出手段の構成要素はこれに限定されるものではないことは勿論である。
【００１９】
次に、第１実施形態のフォーカス合わせ装置１００の制御系２００の一例を図２を用いて説明する。
【００２０】
同図において符号１１０はコンピュータを示し、このコンピュータ１１０は、大別すれば、中央処理装置１１１及び主記憶装置１１２を備えている。そして、このコンピュータ１１０には補助記憶装置１１３、入力装置１１４及び出力装置１１５が接続されている。
【００２１】
このうち補助記憶装置１１３にはデータやプログラムが記憶されている。主記憶装置１１２は、コンピュータ１１０を動かすときに必要なデータやプログラムが一時的に記憶される。中央処理装置１１１は演算装置及び制御装置を備えている。演算装置は主記憶装置１１２から送られたデータに対して演算を行う。制御装置は演算装置、主記憶装置１１２、補助記憶装置１１３、入力装置１１４及び出力装置１１５をコントロールするための制御信号を送る。入力装置１１４としてはキーボード、マウス及び検出部８０等が接続されている。そして、検出部８０からは受光量に基づく電気的信号がコンピュータ１１０に入力されるようになっている。出力装置１１５としてはディスプレイ、光源１０、ＤＭＤ３０及びステージ移動用モータ等が接続されている。そして、光源１０の明るさやＤＭＤ３０のマイクロミラーの回転制御をコンピュータ１１０によって行うようになっている。
【００２２】
このフォーカス合わせ装置１００を使用してフォーカス合わせを行うには、ＤＭＤ３０のミラーパターンを入力装置１２０を通じて入力するか、或いは補助記憶装置１１３又は主記憶装置１１２に予め記憶させておいたミラーパターンを入力装置１２０を通じて指定する。この場合のミラーパターンとしては、特に限定はされないが、対象物５０に照射したときに市松模様状のパターンが形成されるものであることが好ましい。
【００２３】
このミラーパターンの入力又は指定が終わったら、光源１０からの光をリフレクタ２０を介してＤＭＤ３０に照射する。ＤＭＤ３０はその光を反射し、その光がテレセントリック光学系４０に導かれる。テレセントリック光学系４０はＤＭＤ３０からの光を入射し、入射した光を対象物５０に向けて出射する。
【００２４】
これによって、対象物５０の表面には、ミラーパターンに対応した明暗パターンが形成される。この明暗パターンを有する光は、テレセントリック光学系４０、ＤＭＤ３０及びハーフミラー７０を経て検出部８０に到達する。この検出部８０は明暗パターンの光像を得、明暗に応じた（受光量に応じた）電気的信号をマイクロコンピュータ１１０に出力する。
【００２５】
コンピュータ１１０は、中央処理装置１１１により、その電気的信号の値を演算し、その演算値が基準値よりも小さいとき（ぼけ具合が大きいとき）は、中央処理装置１１１はステージ６０ひいては対象物５０を電気的信号の値が増大する方向（ぼけ具合が解消される方向）に移動させる（図３参照）。
【００２６】
以上のようにぼけ具合が解消される方向に対象物５０を移動させることにより、自動的にフォーカス合わせを行うことができる。
【００２７】
なお、ＤＭＤ３０のミラー部を使用するにあたっては、全体を使用してもよいし、ＤＭＤ３０のミラー部を部分的に使用してもよい。部分的に使用する場合には、互いに離れた２箇所以上の部分を使用することが好ましい。より好ましくは３箇所以上の部分を使用すれば、対象物５０のあらゆる傾きをも検出することができ、ステージ６０のチルト角を変更制御できるようにしておけば、対象物５０の傾きも自動補正することができるからである。
【００２８】
（第２実施形態）
第２実施形態は投影露光装置であり、第１実施形態のフォーカス合わせ装置１００をそのまま投影露光装置として使用するものである。
【００２９】
この投影露光装置では、前記ＤＭＤ３０に担持されるミラーパターンを露光パターンとしても用い、光源１０からの光をリフレクタ２０、ＤＭＤ３０及びテレセントリック光学系４０を介して対象物５０に照射するように構成されている。
【００３０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能であることはいうまでもない。
【００３１】
例えば、前記実施形態では、ハーフミラー７０をＤＭＤ３０と光源１０との間に設けたが、ハーフミラー７０をテレセントリック光学系４０とＤＭＤ３０又は対象物５０との間に設け、そのハーフミラー７０での反射光を検出部８０で検出するようにしてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の代表的なものの効果について説明すれば、反射面の傾きを独立制御可能な複数のミラーを含んで構成される空間光変調器を使用し、前記空間光変調器に担持されるミラーパターンを反映した光を対象物に照射し、前記対象物での反射光を前記空間光変調器に戻し当該空間光変調器で反射した光の光量を検出し、その検出された光量が最大となる方向に前記対象物を移動させることによりフォーカス合わせを行うので、簡単にフォーカス合わせができることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のフォーカス合わせ装置の光学系の構成図である。
【図２】第１実施形態のフォーカス合わせ装置の制御系の構成図である。
【図３】第１実施形態のフォーカス合わせ装置のフォーカス合わせ方法の説明図である。
【符号の説明】
１０                  光源
２０                  リフレクタ
３０                  ＤＭＤ
４０                  テレセントリック光学系
５０                  対象物
７０                  ハーフミラー
８０                  検出部
【図１】
0004352106.tif 000002
【図２】
0004352106.tif 000003
【図３】
0004352106.tif 000004