(57)【要約】  基板上にパターンを書き込むシステムおよび方法が提供される。第１および第２のビームを誘導して基板上の共通領域に収束させ実質的に重ね合わせる。これは、干渉縞を形成して書込み画像を画定するために第１および第２のビームが重なり領域で互いに時間的コヒーレントおよび空間的コヒーレントであるように行うことができる。第１および第２のビームのビーム幅が調整される。これは、第１および第２のビームが共通領域に達するときに第１および第２のビームが共通領域の幅全体にわたって互いに確実に空間的コヒーレントおよび時間的コヒーレントであるためにビームのそれぞれの経路長が一致するように行うことができる。一例では、基板上にパターンを書き込む間、基板は書込み画像に対して移動される。別の例では、基板は静止のままである。
2009522770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の露光フィールド上にパターンを書き込む方法であって、
前記基板上の前記露光フィールド内で実質的に重なり合うように放射の第１および第２の時間的コヒーレントおよび空間的コヒーレントビームを誘導することであって、前記第１および第２のビームが干渉縞を形成する、誘導すること、
前記第１および第２のビームが前記露光フィールドに達するときに、それらが前記露光フィールドの全幅にわたって互いに確実に空間的コヒーレントおよび時間的コヒーレントであるために前記ビームのそれぞれの経路長が一致するように、前記第１および第２のビームのビーム幅を調整すること
を含む方法。
【請求項２】
放射ビームの回折により前記第１および第２のビームが形成されるようにすることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基板上にパターンを書き込む間前記露光フィールドに対して前記基板を相対的に移動させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記倍率を低減するステップが、前記第１および第２のビームをそれぞれの第１および第２の倍率低減光学システムを通過させることによって行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１のビームを第１の凸レンズおよび第１の凹レンズを通過させること、および前記第２のビームを第２の凸レンズおよび第２の凹レンズを通過させることをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のビームを第１の対の円柱レンズを通過させること、および前記第２のビームを第２の対の円柱レンズを通過させることをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記第１のビームを第１の対のプリズム、および前記第２のビームを第２の対のプリズムを通過させることをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記第１のビームを第１および第２の光学エレメントを通過させること、および前記第２のビームを第３および第４の光学エレメントを通過させることをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
前記ビーム幅を低減する、拡大する、または縮小して、前記調整するステップを行うことをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項１０】
重なり領域にわたって前記縞のコントラストを測定すること、および
前記低減された倍率を調整して、前記重なり領域にわたってコントラストを最大にすること
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記誘導するステップが、傾斜可能ミラーを使用して行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記誘導するステップが、空間光変調器を使用して行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
短い時間コヒーレンス長を有する放射のビームから前記第１および第２のビームを形成することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
基板上の露光フィールド上にパターンを書き込むためのシステムであって、
前記露光フィールドにおいて実質的に重なり合うように放射の第１および第２の空間的コヒーレントおよび時間的コヒーレントビームを誘導する光誘導デバイスであって、重なりビームが前記露光フィールドに干渉縞を形成する、デバイスと、
前記第１および第２の光ビームが前記露光フィールドに達するときに、前記露光フィールドの全幅にわたって前記ビームの空間コヒーレンスおよび時間コヒーレンスを維持するために前記ビームのそれぞれの経路長が一致するように、前記第１および第２の光ビームのそれぞれのビーム経路中に配置された第１および第２のビーム幅調整システムと
を含むシステム。
【請求項１５】
前記光誘導デバイスが、傾斜可能ミラーを含む、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
放射ビームから前記第１および第２のビームを生成するビームスプリッタをさらに含む、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１７】
前記放射ビームがエキシマレーザから生成される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記放射ビームが短い時間コヒーレンス長を有する放射光源から生成される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
前記ビーム幅調整システムの少なくとも１つが空間光変調器を含む、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２０】
前記ビーム幅調整システムの少なくとも１つが凸レンズおよび凹レンズを含む、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２１】
前記ビーム幅調整システムの少なくとも１つが円柱レンズを含む、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２２】
前記ビーム幅調整システムの少なくとも１つがプリズムを含む、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２３】
前記第１および第２のビーム幅調整システムの各々が第１および第２の光学エレメントを含む、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２４】
前記第１の光学エレメントおよび前記第２の光学エレメントが各々１対の円柱レンズ、１対の凹レンズおよび凸レンズ、または１対のプリズムを含む、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記露光フィールドにわたって前記縞のコントラストを感知し、信号を生成するディテクタと、
前記信号を受け取り、それから制御信号を生成するコントローラと、
前記制御信号を受け取り、前記露光フィールドにわたってコントラストを最大にするために前記ビーム幅調整システムを調整する調整デバイスと
をさらに含む、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記ビーム幅調整システムが光学エレメントを含み、
前記調整デバイスが前記光学エレメントの位置または方位の少なくとも一方を調整する、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
放射ビームを第１および第２のビームに分割するビームスプリッタと、
前記第１および第２のビームのそれぞれを受け取り、それぞれの第１および第２のビーム幅を調整したビームを出力する第１および第２のビーム幅調整システムと、
前記第１および第２のビーム幅を調整したビームを誘導して基板の露光フィールドにおいて干渉させ、その結果、前記干渉によって形成された縞が前記基板上に画像を形成する第１および第２のリフレクタと
を含むシステム。
【請求項２８】
前記ビームスプリッタが位相シフト、オルタナティブ位相シフト、またはバイナリ位相シフトのビームスプリッタを含む、請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
前記第１および第２のビーム幅調整システムが各々１対の凹レンズおよび凸レンズ、１対の円柱レンズ、または１対のプリズムを含む、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３０】
前記第１および第２のビーム幅調整システムが光学エレメントを含み、
前記縞のコントラスト値を感知するディテクタと、
前記ディテクタから信号を受け取り、前記コントラスト値に基づいた第１および第２の制御信号を出力するコントローラと、
前記第１および第２の制御信号のそれぞれを受け取り、それによって前記第１および第２のビーム幅調整システム内の前記光学エレメントの方位または位置を制御する、前記第１および第２のビーム幅調整システムに結合された第１および第２の調整システムと
をさらに含む、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３１】
前記第１のビームおよび前記第１のビーム幅を調整したビームが前記第２のビームおよび前記第２のビーム幅を調整したビームと実質的に同様の組合せ経路長を有し、それらが干渉する前に相互の空間コヒーレンスおよび時間コヒーレンスを維持するように前記第１および第２のビーム幅調整システムが構成される、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３２】
前記第１および第２のビーム幅調整システムが、前記第１および第２のビームのそれぞれのものの幅を拡大する、低減する、または縮小するように構成される、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３３】
前記画像フィールドに対して前記基板を移動させる基板ステージをさらに含む、請求項２７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明はリソグラフィシステムに関し、より詳細には干渉計リソグラフィに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  リソグラフィ装置は、基板または基板の一部の上に所望のパターンを与える装置である。リソグラフィ装置は、例えば、フラットパネルディスプレイ、集積回路（ＩＣ）、および微細構造を含む他のデバイスの製造で使用することができる。従来の装置では、一般にマスクまたはレチクルと呼ばれるパターニングデバイスを使用してフラットパネルディスプレイ（または他のデバイス）の個々の層に対応する回路パターンを生成することができる。このパターンは、基板上に施された放射感応性材料（例えばフォトレジスト）層の上へのイメージングによって、基板（例えばガラス板）の全てまたは一部の上に転写することができる。
【０００３】
[0003]  回路パターンの代わりに、パターニング手段を使用して他のパターン、例えば色フィルタパターン、ドットマトリクスを生成することができる。マスクの代わりに、パターニングデバイスは、個々に制御可能な要素のアレイを含むパターニングアレイを含むことができる。そのようなシステムでは、マスクベースのシステムと比較して、パターンは迅速にかつ低コストで変更することができる。
【０００４】
[0004]  フラットパネルディスプレイの基板は、一般に、形状が長方形である。このタイプの基板を露光するように設計されたリソグラフィ装置は、長方形基板の全幅を含むかまたは幅の一部（例えば幅の半分）を含む露光領域を与えることができる。基板は露光領域下でスキャンすることができ、一方、マスクまたはレチクルは同期してビームによってスキャンされる。このようにしてパターンは基板に転写される。露光領域が基板の全幅を含む場合、露光は単一スキャンで完了することができる。露光領域が例えば基板の幅の半分を含む場合、基板は第１のスキャンの後横方向に移動することができ、一般に、基板の残りの部分を露光するためにさらなるスキャンが行われる。
【０００５】
[0005]  全半導体製造プロセスによって達成される解像度は、関係する光学装置だけでなく使用される化学プロセス（例えば、フォトレジストとエッチング薬品との間の相互作用など）にも依存する。
【０００６】
[0006]  解像度が３０〜１００ｎｍなどのナノメートルスケールに達する場合、従来のマスク、レチクル、およびパターニングアレイを使用してこれを達成するのは非常に難しい。レンズベースのシステムの現在の解像度限界は約４５ｎｍである。
【０００７】
[0007]  液浸システム内または単独の干渉計リソグラフィツールがナノメートルスケールの小さいフィーチャを形成するために提案されている。これらは一般にタルボ型干渉計(Talbot interferometer)方式を使用する。より高い解像度を達成するために、非対称タルボ型干渉計方式が提案された。しかし、これらのシステムを使用する場合、干渉ビーム内の経路長差のために、大きい画像フィールドにわたって望ましい縞コントラストを実現するのは時として非常に難しい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
[0008]  したがって、現行の従来のレンズベースのリソグラフィシステム能力に匹敵するかまたは凌駕する解像度寸法でフィールド全体にわたって所望のコントラストを生成する干渉計リソグラフィシステムおよび方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
[0009]  本発明の第１の実施形態では、以下のステップを含めて基板上にパターンを書き込む方法が提供される。干渉縞を形成し、それによって書込み画像を画定するために第１および第２のビームが重なり領域において互いに時間的コヒーレントおよび空間的コヒーレントであるように、第１および第２のビームを誘導して基板上の共通領域で収束させ実質的に重ね合わせるステップ。第１および第２のビームが共通領域に達するときに、それらが共通領域の全幅にわたって互いに確実に空間的コヒーレントおよび時間的コヒーレントであるためにビームのそれぞれの経路長が一致するように、第１および第２のビームのビーム幅を調整するステップ。他の例では、基板は、基板上に画像を書き込む間第１および第２のビームに対して移動されるかまたは書込みの間静止のままである。
【００１０】
[0010]  本発明の別の実施形態は、光誘導デバイスと、第１および第２のビーム幅調整システムとを含む、基板上にパターンを書き込むためのシステムを提供する。重なりの共通領域において重なりビームが干渉縞を形成して書込み画像を画定するように、光誘導デバイスは、互いに空間的コヒーレントおよび時間的コヒーレントである第１および第２の光ビームを誘導して基板上の共通領域で収束させ実質的に重ね合わせる。第１および第２の光ビームが重なりの共通領域に達するときに、重なりの共通領域にわたってビームの空間コヒーレンスおよび時間コヒーレンスを維持するためにビームのそれぞれの経路長が一致するように、第１および第２のビーム幅調整システムが第１および第２の光ビームのそれぞれのビーム経路中に配置される。他の例では、基板は、基板上に画像を書き込む間第１および第２のビームに対して移動されるかまたは書込みの間静止のままである。
【００１１】
[0011]  本発明のさらなる実施形態は、ビームスプリッタと、第１および第２のビーム幅調整システムと、第１および第２のリフレクタとを含むシステムを提供する。ビームスプリッタは放射のビームを第１および第２のビームに分割する。第１および第２のビーム幅調整システムは第１および第２のビームのそれぞれを受け取り、それぞれの第１および第２のビーム幅を調整したビームを出力する。第１および第２のリフレクタは第１および第２のビーム幅を調整したビームを受け取り、この第１および第２のビーム幅を調整したビームを誘導して基板の画像フィールドで干渉させ、その結果、干渉によって形成された縞が基板上に画像を形成する。
【００１２】
[0012]  本発明のさらなる実施形態、特徴、および利点、ならびに本発明の様々な実施形態の構造および動作が添付図面を参照しながら以下で詳細に説明される。
【００１３】
[0013]  本明細書に組み込まれ、明細書の一部を形成する添付の図面は本発明の１つまたは複数の実施形態を示し、本発明の原理を説明し、当業者が本発明を行い使用することができるようにするのに説明に加えてさらに役立つ。
【００１４】
[0020]  次に、本発明が添付図面を参照しながら説明される。図面では、同様の参照番号は同一または機能的に同様の要素を示す。さらに、参照番号の最も左の数字により参照番号が最初に現れる図面を識別することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
[0021]  具体的な構成および配置が説明されるが、これは例示的な目的だけのために行われることが理解されるべきである。当業者は、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく他の構成および配置を使用することができることを認識されよう。様々な他の用途で本発明を使用することができることも当業者には明らかであろう。
【００１６】
[0022]  例示的干渉計リソグラフィシステム
図１は、当技術分野でタルボ型干渉計として一般に知られている干渉計リソグラフィシステム１００を示す。レーザ（図示せず）によって通常生成される空間的・時間的コヒーレント光ビーム１０２は、ビームスプリッタ１０４（例えば、回折デバイス、回折格子、位相シフトビームスプリッタなど）に入射する。ビームスプリッタ１０４はビーム１０２を第１および第２のビーム１０６Ａおよび１０６Ｂに分離する。次に、２つのビーム１０６Ａおよび１０６Ｂは、それぞれ第１および第２の反射表面１０８Ａおよび１０８Ｂによって基板１１０（例えば、加工物、ディスプレイなど、以下基板と称する）の方に再誘導される。ビームスプリッタ１０４から基板１１０までの各経路は時には干渉計１００の「アーム」("arm")と呼ばれる。例示的な従来のタルボ型干渉計は、米国特許第６８８２４７７号、米国特許第４５９６４６７号、米国特許出願公開第２００４−０１１０９２−Ａ１号、および米国特許出願公開第２００５−００７３６７１号を含み、これらは全てそっくりそのまま参照により本明細書に組み込まれる。
【００１７】
[0023]  干渉パターン１１２が基板１１０の上面で形成される。干渉パターン１１２は書込み画像でフォトレジスト層（図１にラベルは付けられていない）を露光する。例えば、第１および第２のビーム１０６Ａおよび１０６Ｂを基板１１０上に投影して干渉させ、放射のビーム間の強めあう干渉によって生じる最大値のラインに対応し、放射の２つのビーム間の弱めあう干渉によって生じる最小値によって分離された基板１１０上の複数のラインを露光する。
【００１８】
[0024]  基板１１０の表面全体のパターニングを可能にするために書込み画像に対して基板１１０の移動、例えばスキャニング、ステッピングなどを可能にするステージまたはテーブル（図示せず）上に基板１１０を配置することができることが理解されるべきである。別の例では、基板１１０は、基板１１０全体のイメージングの間静止していることができる。
【００１９】
[0025]  一例では、ビームスプリッタ１０４はビーム１０６Ａおよび１０６Ｂとして１次ビームだけを生成する。様々な例では、この説明を読むとき当業者には明らかであるように、ビームスプリッタ１０４は位相シフト、レベンソン型(alternating)位相シフト、バイナリ位相シフト、または別のタイプのビームスプリッタとすることができる。
【００２０】
[0026]  一例では、ビーム１０６Ａはビームスプリッタ１０４と反射表面１０８Ａとの間の経路長ａを有し、一方、ビーム１０６Ｂはビームスプリッタ１０４と反射表面１０８Ｂとの間の経路長ｂを有する。同様に、ビーム１０６Ａは反射表面１０８Ａと基板１１０との間の経路長ｃを有し、一方、ビーム１０６Ｂは反射表面１０８Ｂと基板１１０との間の経路長ｄを有する。図示の例では、タルボ型干渉計１００は、一般に、ａ＋ｃ＝ｂ＋ｄであるので対称システムと呼ばれるが、それは露光フィールド１１４にわたって実質的に一様な縞１１２を生成し、それは望ましいことである。
【００２１】
[0027]  一例では、コヒーレント放射１０２は、放射光源（図示せず）からの放射ビームを受け取るイルミネータ（図示せず）によって生成される。一例では、放射光源は、少なくとも５ｎｍ、例えば、少なくとも１０ｎｍ、少なくとも５０ｎｍ、少なくとも１００ｎｍ、少なくとも１５０ｎｍ、少なくとも１７５ｎｍ、少なくとも２００ｎｍ、少なくとも２５０ｎｍ、少なくとも２７５ｎｍ、少なくとも３００ｎｍ、少なくとも３２５ｎｍ、少なくとも３５０ｎｍ、または少なくとも３６０ｎｍの波長を有する放射を供給することができる。一例では、放射光源ＳＯによって供給される放射は、せいぜい４５０ｎｍ、例えば、せいぜい４２５ｎｍ、せいぜい３７５ｎｍ、せいぜい３６０ｎｍ、せいぜい３２５ｎｍ、せいぜい２７５ｎｍ、せいぜい２５０ｎｍ、せいぜい２２５ｎｍ、せいぜい２００ｎｍ、またはせいぜい１７５ｎｍの波長を有する。一例では、放射は、４３６ｎｍ、４０５ｎｍ、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、および／または１２６ｎｍを含む波長を有する。一例では、放射は約３６５ｎｍまたは約３５５ｎｍの波長を含む。一例では、放射は、例えば、３６５、４０５、および４３６ｎｍを含む広帯域の波長を含む。３５５ｎｍのレーザ源を使用することができる。
【００２２】
[0028]  例えば、光源がエキシマレーザである場合、光源およびリソグラフィ装置は別個のユニットまたはサブシステムとすることができる。そのような場合、光源はリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、例えば、適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムを用いて放射ビームを光源からイルミネータまで通過させる。
【００２３】
[0029]  図２は別の干渉計リソグラフィシステム２００を示す。空間的および時間的コヒーレント光ビーム２０２がビームスプリッタ２０４に入射する。一例では、ビーム１０２について前述したようにビーム２０２は同様の照明および／または放射システムから形成することができる。ビームスプリッタ２０４はビーム２０２を第１および第２のビーム２０６Ａおよび２０６Ｂに分離する。一例では、ビームスプリッタ２０４はビーム２０６Ａおよび２０６Ｂとして１次回折ビームだけを生成する。次に、２つのビーム２０６Ａおよび２０６Ｂは、それぞれ第１および第２の反射表面２０８Ａおよび２０８Ｂによって基板２１０の方に再誘導される。干渉パターン２１２が基板１１０の上面で形成される。干渉パターン２１２は露光フィールド２１４にわたってフォトレジスト層（図２にラベルは付けられていない）を露光する。前述のように、ビーム２０６Ａおよび２０６Ｂならびに基板２１０は互いに対して移動するかまたは静止のままであることができる。
【００２４】
[0030]  図２の反射表面２０８Ａおよび２０８Ｂは、図１の反射表面１０８Ａおよび１０８Ｂの方位と比較して、基板２１０上の入射角度を大きくできる位置に向けられる。入射角が大きいと、縞１１２によって基板１１０上に形成されるパターンと比較して、縞２１２によって基板２１０上に形成されるパターンの解像度を向上させることができる。
【００２５】
[0031]  一例では、ビーム２０６Ａはビームスプリッタ２０４と反射表面２０８Ａとの間の経路長ａを有し、一方、ビーム２０６Ｂはビームスプリッタ２０４と反射表面２０８Ｂとの間の経路長ｂを有する。同様に、ビーム２０６Ａは反射表面２０８Ａと基板２１０との間の経路長ｃを有し、一方、ビーム２０６Ｂは反射表面２０８Ｂと基板２１０との間の経路長ｄを有する。図示の例では、干渉計２００は、ａ＋ｃ≠ｂ＋ｄであるので非対称システムと呼ばれることがあるが、それは露光フィールド２１４にわたって実質的に一様でない縞パターン２１２を生成することがあり、それは望ましくない。例えば、縞は中央位置２１６で良好に形成され高コントラストであるが、どちらの方向でも中央位置２１６から離れると、ビーム経路長の差異、およびビームの時間コヒーレンスの低下に起因する画像コントラスト値の差異が生じる。ビーム２０６Ａおよび２０６Ｂは、露光フィールド２１４の中央２１６でのみ適切に干渉し、それらの幅全体にわたっては適切に干渉しない。したがって、高解像度では、画像を生成するフィールド２１４にわたる画像縞２１２はむらのないコントラストでないことがあり、すなわち、露光フィールド２１４の中央２１６で最大のコントラスト比がある。したがって、縞２１２の一部だけが最適の画像を生成することができる。
【００２６】
[0032]  干渉計２００が非対称システムであるので、露光フィールド２１４の全幅にわたるコヒーレンス整合の問題がある場合がある。一般にこのタイプのイメージングに関係する２つのタイプのコヒーレンスがあり、それらは（１）空間コヒーレンス（すなわち、空間／位置ベース）および（２）時間コヒーレンス（すなわち、時間ベース）であり、以下で詳細に説明される。一般に、コヒーレンスの概念は位相の安定性、または予測可能性に関連する。基板位置の光線はビームスプリッタ２０４の同じ位置に対応する。
【００２７】
[0033]  空間コヒーレンスは空間の様々な点の光ビーム間の相関を記述する。空間コヒーレンスは距離の関数として記述され、すなわち、空間コヒーレンスはビームの断面の直径全体にわたる固定位相関係の維持である。
【００２８】
[0034]  時間コヒーレンスは、時間の様々な瞬間に観察される光ビーム間の相関または予測可能な関係を記述する。光学装置では、同じ光源からの既知の経路長差を有するビームを組み合わせ、生成された干渉パターンを観察することによって時間コヒーレンスが計測される。一例では、時間コヒーレンス長は、ビームの波長の自乗を帯域幅で割ることによって計算される。
【００２９】
[0035]  一例では、コヒーレンス整合（時間コヒーレンス）が不整合になることがあるが、その理由は、ビームスプリッタ２０４におけるビーム角度が基板２１０における角度と同じでなく、それにより非対称な経路長（例えば、ａ＋ｃ≠ｂ＋ｄ）がもたらされるからである。例えば、完全に対称な経路長を有することに基づくタルボ型干渉計１００では角度は同じである。これにより、露光フィールド１１４にわたって全ての点で等しい、２つの干渉レーザビーム１０６Ａおよび１０６Ｂからの縞１１２がもたらされる。しかし、タルボ型干渉計２００が２つの干渉ビーム２０６Ａおよび２０６Ｂについて完全に対称な経路長をもたないことに基づくタルボ型干渉計２００では角度は同じでない。これにより、ビーム２０６Ａおよび２０６Ｂがフィールド２１４の中央２１６から離れるにしたがって、増加量だけ異なる縞コントラストがもたらされることがある。一例では、非常に高い解像度のイメージングの場合は、イメージング用のフィールド２１４の中間２１６の中央帯しか利用することができないことがあり、これによりイメージング用のフィールド２１４の許容部分の大きさが減少し、処理能力が減少する。
【００３０】
[0036]  経路長等化を備えた例示的干渉計リソグラフィシステム
図３は、本発明の一実施形態による、経路ａおよびｂ中に第１および第２の光学システム３２０Ａおよび３２０Ｂをそれぞれ含む干渉計３００を示す。一例では、第１および第２の光学システム３２０Ａおよび３２０Ｂは、第１および第２のビーム幅調整システム（例えば、拡大、調整、低減、縮小など）とすることができる。ビーム幅３１８を有する放射の空間的および時間的コヒーレント（光）ビーム３０２はビームスプリッタ３０４に入射する。ビーム１０２について前述したように、ビーム３０２は同様のシステムから形成される。ビームスプリッタ３０４はビーム３０２を第１および第２のビーム３０６Ａおよび３０６Ｂに分離する。２つのビーム３０６Ａおよび３０６Ｂはそれぞれの光学システム３２０Ａおよび３２０Ｂ中で処理され、その後、それぞれ第１および第２の反射表面３０８Ａおよび３０８Ｂによって基板３１０の方に再誘導される。干渉パターン３１２が基板３１０の上面で形成される。干渉パターン３１２は露光フィールド３１４にわたってフォトレジスト層（図３にラベルは付けられていない）を露光する。再度、この説明を読み理解するとき当業者には明らかなように、様々な技法を使用して基板３１０の表面全体をパターニングできるようにするために、書込み画像に対して基板３１０を移動できるようにするステージ、テーブルなど（図示せず）に基板３１０を配置することができることが理解されるべきである。あるいは、基板３１０は静止のままであることができる。
【００３１】
[0037]  光学システム３２０Ａおよび３２０Ｂはビーム幅調整システムである。干渉計３００では、レーザビーム３０６Ａおよび３０６Ｂの経路長は、ビーム幅調整システム３２０Ａおよび３２０Ｂをタルボ型干渉計３００の各アームに導入することによって、幅３１８（例えば、ビーム３０６Ａの幅ωａおよびビーム３０６Ａの幅ωｂ、ここでビーム３０６Ａの幅だけが便宜上示されている）にわたって調整される。一例では、ビーム幅調整システム３２０Ａおよび３２０Ｂは、以下でより詳細に説明されるように、それぞれの縮小器比を有する平面画像フィールド（平坦な焦点フィールド）をもつ２つのレンズ縮小器で構成することができる。各ビーム幅調整システム３２０Ａおよび３２０Ｂの縮小器比は、露光フィールド３１４の端点で経路長を等しくするように設定される。
【００３２】
[0038]  この例では、ビーム３０６Ａは、ビームスプリッタ３０４とビーム幅調整システム３２０Ａとの間の経路長ａ、ビーム幅調整システム３２０Ａ内の経路長ａ’、およびビーム幅調整システム３２０Ａから反射表面３０８Ａまでの経路長ａ”を有する。ビーム３０６Ｂは、ビームスプリッタ３０４とビーム幅調整システム３２０Ｂとの間の経路長ｂ、ビーム幅調整システム３２０Ｂ内の経路長ｂ’、およびビーム幅調整システム３２０Ｂから反射表面３０８Ｂまでの経路長ｂ”を有する。リフレクタ３０８Ａおよび３０８Ｂと基板３１０との間で、ビーム３０６Ａは反射表面３０８Ａと基板３１０との間の経路長ｃを有し、一方、ビーム３０６Ｂは反射表面３０８Ｂと基板３１０との間の経路長ｄを有する。この実施例では、ビーム幅調整システム３２０Ａおよび３２０Ｂの使用によって、干渉計３００は（ａ＋ａ’＋ａ”）＋ｃ＝（ｂ＋ｂ’＋ｂ”）＋ｄであるので対称システムと見なすことができ、それは露光フィールド３１４全体にわたって実質的に一様な縞３１２を生成し、それは望ましいことである。
【００３３】
[0039]  各ビーム幅調整システム３２０Ａおよび３２０Ｂの縮小比の計算値の導出は、以下の変数に基づく。
【００３４】
【数１】
2009522770.tif 000003
【００３５】
[0040]  これらの変数を使用して、導出は、
【数２】
2009522770.tif 000004
である。
【００３６】
[0041]  したがって、
【数３】
2009522770.tif 000005
である。
【００３７】
[0042]
【数４】
2009522770.tif 000006
の場合、
【００３８】
[0043]  したがって、
【数５】
2009522770.tif 000007
【００３９】
[0044]  および
【数６】
2009522770.tif 000008
である。
【００４０】
[0045]  例えば、例示的な組の値、
【数７】
2009522770.tif 000009
、ビームスプリッタ３０４のビーム幅〜１２０ｍｍ、基板３１０における縞幅〜３０ｍｍを使用する場合、
倍率＝両側の平面焦点フィールドで１２Ｘ
である。
【００４１】
[0046]  別の例では、各ビーム幅調整システム３２０Ａおよび３２０Ｂ内の光学エレメント（図３に図示せず）がフィードバックループ内で動的に制御されて縮小比を動的に調整することができる。例えば、センサ３２２（例えば、光センサ、ディテクタなど）がフィールド３１４にわたって縞３１２のコントラスト値を検出するために配置される。センサ３２２からの信号３２４はコントローラ３２６に送信される。コントローラ３２６は信号３２２を処理し、第１および第２の制御信号３２８Ａおよび３２８Ｂを生成し、それらはそれぞれのビーム幅調整システム３２０Ａおよび３２０Ｂの調整システム３２９Ａおよび３２９Ｂに送信される。最大コントラスト値がフィールド３１４にわたって達成されるように光学エレメントの配置および／または方位決めを行うために、制御信号３２８Ａおよび３２８Ｂを使用してビーム幅調整システム３２０Ａおよび３２０Ｂ中の光学エレメントをそれぞれの調整システム３２９Ａおよび３２９Ｂを介して調整する。例えば、これは、それぞれのビーム幅調整システム３２０Ａおよび３２０Ｂ内の光学エレメントに結合された調整システム３２９Ａおよび３２９Ｂ中のアクチュエータ、モーターなど（図示せず）によって行うことができる。
【００４２】
[0047]  したがって、干渉計３００中にビーム幅調整システム３２０Ａおよび３２０Ｂを追加することによって、所望の解像度および一様なコントラストを有する縞３１２が、大きいフィールド領域３１４にわたってプリントされる。このようにして、干渉縞３１２は、１μｍピッチ位相回折格子を有するビームスプリッタ３０４を使用して、３２ｎｍＬ／Ｓ（ライン／スペース）の解像度値で２６ｍｍよりも大きいフィールドに一様にプリントすることができる。
【００４３】
[0048]  別の例では、それぞれ図２または３の反射表面２０８Ａまたは３０８Ａ、および２０８Ｂまたは３０８Ｂの一方または両方は、露光フィールド２１４または３１４にわたって干渉縞２１２または３１２の一様性を最適化するようにビーム２０６Ａまたは３０６Ａ、および２０６Ｂまたは３０６Ｂの位相を制御するのに使用することができる空間光変調器を含むことができる。空間光変調器はプログラマブルミラーのアレイとすることができ、各ミラーはビームの位相および／または方向を変更するために傾けるかまたは移動させることができる。一例では、空間光変調器を用いることにより、ビーム幅調整システム３２０Ａおよび／または３２０Ｂは露光フィールド３１４の一様性を最適化するのに必要でないことがある。
【００４４】
[0049]  ビーム幅調整システム３２０Ａおよび３２０Ｂは干渉計３００のそれぞれの第１のアームａおよびｂ中に示されているが、本発明の範囲から逸脱することなく、それらは代替として干渉計３００の第２のアームｃおよびｄ中に配置することができることが理解されるべきである。
【００４５】
[0050]  例示的なビーム調整システム
図４および５は、それぞれ、本発明の一実施形態に従ってビーム幅調整システム３２０Ａおよび３２０Ｂの少なくとも１つを実施するのに使用される光学システム４２０の側面図および斜視図を示す。システム４２０は凸レンズ４３２と直列に凹レンズ４３０を含む。レンズ４３０および４３２による光経路および経路長が、図３に示された同様の特性に対応して図４および５に示される。
【００４６】
[0051]  一例では、この説明を読み理解するとき当業者には明らかになるように、ピンホール開口（図示せず）をレンズ４３０と４３２との間に配置することができる。
【００４７】
[0052]  代替として、図６は本発明の一実施形態によるビーム幅調整システム３２０Ａおよび３２０Ｂ用の光学システム６２０を示す。システム６２０は直列に１対の円柱レンズ６３０および６３２を含む。円柱レンズ６３０および６３２による光経路および経路長は、図３に示された同様の特性に対応して図６に示される。
【００４８】
[0053]  図７および８は、それぞれ、本発明のさらなる別の実施形態による、ビーム幅調整システム３２０Ａおよび３２０Ｂの少なくとも１つとして使用することができる光学システム７２０の側面図および斜視図を示す。システム７２０は直列に１対のプリズム７３０および７３２を含む。プリズム７３０および７３２による光経路および経路長が、図３に示された同様の特性に対応して図７および８に示される。
【００４９】
[0054]  この説明を読み理解するとき当業者には明らかになるように、他の光学システムを使用することもできることが理解されるべきである。さらに、光学システム４２０、６２０、および７２０を組み合わせて使用してビーム幅調整システム３２０Ａおよび３２０Ｂを形成することができる。さらに、２つより多い光学エレメントを、一方または両方のビーム幅調整システム３２０Ａおよび／または３２０Ｂで使用することができる。
【００５０】
[0055]  例示的動作
図９は、本発明の一実施形態による方法９００を図示する流れ図を示す。例えば、本発明のこの実施形態に従って干渉リソグラフィツールを使用して基板上にパターンを書き込む方法。ステップ９０２で、第１および第２のビームを誘導して基板上の共通領域に収束させ実質的に重ね合わせる。これは、第１および第２のビームが重なり領域で互いに時間的コヒーレントおよび空間的コヒーレントであるように、および干渉縞を形成して書込み画像を画定するために行うことができる。ステップ９０４で、第１および第２のビームの断面が調整される。これは、第１および第２のビームが共通領域（例えば３１４）に達するときそれらが共通領域の幅全体にわたって互いに確実に空間的コヒーレントおよび時間的コヒーレントであるように、ビームのそれぞれの経路長が一致するように行うことができる。随意に、ステップ９０６で、一実施形態では、基板上にパターンを書き込む間、基板は書込み画像に対して移動される。別の実施形態では、それは固定のままであることができる。
【００５１】
[0056]  前述の説明は光、光源、および光のビームを参照している。参照された光は特定の波長を有する光に限定されず、前述のように、リソグラフィに適する（極）紫外光または赤外光を含む他の波長を含むことができることが理解されよう。
【００５２】
[0057]  特定のデバイス（例えば、集積回路またはフラットパネルディスプレイ）の製造におけるリソグラフィ装置の使用が本文で具体的に述べられたが、本明細書で説明されたリソグラフィ装置は他の用途を有することができることが理解されるべきである。用途は、限定はしないが、集積回路、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用の誘導および検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド、微小電気機械デバイス（ＭＥＭＳ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの製造を含む。さらに、例えばフラットパネルディスプレイでは、本装置を使用して様々な層、例えば薄膜トランジスタ層および／または色フィルタ層の生成を支援することができる。
【００５３】
[0058]  光学リソグラフィに関連して本発明の実施形態の使用が先に具体的に述べられたが、本発明は他の用途、例えば液浸リソグラフィで使用することができることが認識されよう。リソグラフィ装置は、さらに、投影システムと基板との間の空間を満たすように比較的高い屈折率を有する「液浸液」、例えば水によって基板の少なくとも一部を覆うことができるタイプとすることができる。液浸液は、さらに、リソグラフィ装置の他の空間、例えばパターニングデバイスと投影システムとの間に与えることができる。液浸技法は投影システムの開口数を増加させるために当技術分野でよく知られている。本明細書で使用されるとき「液浸」という用語は、基板などの構造体が液体中に沈められなければならないことを意味せず、むしろ単に露光中投影システムと基板との間に液体が配置されることを意味する。
【００５４】
[0059]  本発明の特定の実施形態が前述されたが、本発明は説明されたもの以外に実施することができることが認識されよう。例えば、本発明は、先に開示されたような方法を記述する機械読取可能命令の１つまたは複数のシーケンスを含むコンピュータプログラムの形態、またはそのようなコンピュータプログラムを内部に記憶して有するデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気または光ディスク）の形態をとることができる。
【００５５】
[0060]  結論
本発明の様々な実施形態が前述されたが、それらは限定ではなく例としてのみ提示されたことが理解されるべきである。本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態および詳細の様々な変更を本発明に加えることができることが当業者には明らかであろう。したがって、本発明の範囲は前述の例示的実施形態のいずれによっても限定されるべきでなく、添付の特許請求の範囲および等価物によってのみ規定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】[0014]例示的タルボ型干渉計パターニングシステムを示す図である。
【図２】[0014]例示的タルボ型干渉計パターニングシステムを示す図である。
【図３】[0015]本発明の一実施形態による第１および第２のビーム幅調整システムを有するタルボ型干渉計パターニングシステムを示す図である。
【図４】[0016]それぞれ、本発明の一実施形態による、図３のビーム幅調整システムの１つとして使用することができる光学システムの側面図である。
【図５】[0016]それぞれ、本発明の一実施形態による、図３のビーム幅調整システムの１つとして使用することができる光学システムの斜視図である。
【図６】[0017]本発明の一実施形態による、図３のビーム幅調整システムの１つとして使用することができる光学システムを示す図である。
【図７】[0018]それぞれ、本発明の一実施形態による、図３のビーム幅調整システムの１つとして使用することができる光学システムの側面図である。
【図８】[0018]それぞれ、本発明の一実施形態による、図３のビーム幅調整システムの１つとして使用することができる光学システムの斜視図である。
【図９】[0019]本発明の一実施形態による方法を示す流れ図である。
【図１】
2009522770.tif 000010
【図２】
2009522770.tif 000011
【図３】
2009522770.tif 000012
【図４】
2009522770.tif 000013
【図５】
2009522770.tif 000014
【図６】
2009522770.tif 000015
【図７】
2009522770.tif 000016
【図８】
2009522770.tif 000017
【図９】
2009522770.tif 000018
【国際調査報告】
2009522770.tif 000019