(57)【要約】  マイクロリソグラフィ投影露光装置（ＰＥＡ）において微細構造化部品を製造するための方法において、構造（ＳＴ１〜ＳＴ６）のパターン（Ｍ）が投影対物レンズ（ＰＬ）の像平面に結像される。本発明によれば、像平面における投影光の線量分布は、構造の像が構造の周囲領域の内側に存在する構造のトポグラフィから少なくとも本質的に独立であるように影響を及ぼされる。
2009516367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造（ＳＴ１〜ＳＴ６）のパターン（Ｍ）が投影対物レンズ（ＰＬ）の像平面に結像されるマイクロリソグラフィ投影露光装置（ＰＥＡ）において微細構造化部品を製造する方法であって、
像平面における投影光の線量分布が、構造の像が構造の周囲領域の内側に存在する構造のトポグラフィから少なくとも本質的に独立であるように影響を及ぼされることを特徴とする、製造する方法。
【請求項２】
領域は全部の構造について所定の大きさと形状を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
周囲領域の平均輝度を考慮して線量分布に影響を及ぼすことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
平均輝度は領域の内側の明るい構造の表面全体にわたる集積によって決定されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
像平面における線量分布は投影光の偏光状態を変えることによって影響を及ぼされることを特徴とする上記請求項のうちの１項に記載の方法。
【請求項６】
偏光状態は位置依存的に変えられることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
偏光状態は角度依存的に変えられることを特徴とする請求項５又は６に記載の方法。
【請求項８】
パターン（Ｍ）がスキャン操作において像平面に投影され、かつ、像平面における線量分布は、視野平面（ＦＰ）において、又はその近傍に配置された絞り素子（２８）を調整することによって影響を及ぼされることとを特徴とする上記請求項のうちの１項に記載の方法。
【請求項９】
少なくとも１つの絞り素子（２８）は線量分布に影響を及ぼすためにスキャン方向（Ｙ）に沿って変位されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
パターン（Ｍ）はスキャン操作において像平面に投影され、かつ、像平面における線量分布はスキャン速度を変えることによって影響を及ぼされることとを特徴とする上記請求項のうちの１項に記載の方法。
【請求項１１】
パターンは互いに独立して駆動される光源の配列を含み、かつ、像平面における線量分布は光源の光度を個別に変えることによって影響を及ぼされることとを特徴とする上記請求項のうちの１項に記載の方法。
【請求項１２】
線量分布に影響を及ぼすために、パターンを照明する照明システム（ＩＳ）のレンズ（４２）が、レンズ（４２）の対称軸が照明システム（ＩＳ）の光軸（ＯＡ）と角度をなすように傾斜させられることを特徴とする上記請求項のうちの１項に記載の方法。
【請求項１３】
照明システム（ＩＳ）の最終レンズ（４２）は光伝搬方向で見た時に傾斜させられることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
像平面における散乱光分布が線量分布に影響を及ぼすために考慮されることを特徴とする上記請求項のうちの１項に記載の方法。
【請求項１５】
投影対物レンズ（ＰＬ）における二重反射が線量分布に影響を及ぼすために考慮されることを特徴とする上記請求項のうちの１項に記載の方法。
【請求項１６】
パターン（Ｍ）はスキャン操作において像平面に投影されることと、線量分布はスキャンプロセス中に影響を及ぼされることとを特徴とする上記請求項のうちの１項に記載の方法。
【請求項１７】
構造（ＳＴ１〜ＳＴ６）のパターン（Ｍ）を投影対物レンズの像平面に結像するための投影対物レンズ（ＰＬ）を有するマイクロリソグラフィ投影露光装置であって、
構造のトポグラフィの関数として像平面における投影光の線量分布に影響を及ぼすためのマニピュレータ（２６；２０、３０）を有することを特徴とする、マイクロリソグラフィ投影露光装置。
【請求項１８】
マニピュレータは、構造の像が構造の周囲領域の内側に存在する構造のトポグラフィから少なくとも本質的に独立であるように、像平面における投影光の線量分布に影響を及ぼすことを特徴とする請求項１７に記載の投影露光装置。
【請求項１９】
領域は全部の構造について所定の大きさと形状を有することを特徴とする請求項１７又は１８に記載の投影露光装置。
【請求項２０】
マニピュレータは投影光の偏光状態を変える偏光影響素子（２０、３０）を備えることを特徴とする請求項１７〜１９のうちの１項に記載の投影露光装置。
【請求項２１】
素子（２０、３０）は位置依存的に偏光状態を変えることを特徴とする請求項２０に記載の投影露光装置。
【請求項２２】
素子（２０、３０）は角度依存的に偏光状態を変えることを特徴とする請求項２０に記載の投影露光装置。
【請求項２３】
マニピュレータ（２６）は、視野平面（ＦＰ）において、又はその近傍に配置された少なくとも１つの調整可能な絞り素子（２８）を備えることを特徴とする請求項１７〜２２のうちの１項に記載の投影露光装置。
【請求項２４】
少なくとも１つの絞り素子（２８）はスキャン方向（Ｙ）に沿って変位可能であることを特徴とする請求項２３に記載の投影露光装置。
【請求項２５】
マニピュレータはスキャン速度に影響を及ぼすことを特徴とする請求項１７〜２４のうちの１項に記載の投影露光装置。
【請求項２６】
マニピュレータはアクチュエータ（４４）を備えており、それによってパターンを照明する照明システム（ＩＳ）のレンズ（４２）が、レンズ（４２）の対称軸が照明システム（ＩＳ）の光軸（ＯＡ）と角度をなすように傾斜させられることを特徴とする請求項１７〜２５のうちの１項に記載の投影露光装置。
【請求項２７】
パターンは互いに独立して駆動される光源の配列を含み、かつ、マニピュレータは光源の光度を個別に変えることによって像平面における線量分布に影響を及ぼすことを特徴とする請求項１７〜２６のうちの１項に記載の投影露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大規模集積電気回路や他の微細構造化部品の製造に使用されるものといったマイクロリソグラフィ投影露光装置に関する。本発明は特に、等幅を備える同一構造を結像することを可能にする手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積電気回路や他の微細構造化部品は従来、例えばシリコンウエハである適格な基板上に複数の構造化された層を設けることによって製造される。層を構造化するために、それらは最初に、例えば深紫外（ＤＵＶ）スペクトル範囲の光といった、ある特定の波長範囲の光に感光性であるフォトレジストで被われる。このようにして被覆されたウエハはその後、投影露光装置において露光される。それによってマスク上に存在する回析構造のパターンが投影対物レンズを用いてフォトレジスト上に結像される。そのような投影対物レンズは、結像倍率が一般に１未満であるので、しばしば縮小対物レンズとも呼ばれる。
【０００３】
フォトレジストが現像された後、ウエハはエッチング処理を受け、それにより層はマスク上にパターンに従って構造化される。なお残っているフォトレジストはその後、層の残りの部分から除去される。このプロセスは全部の層がウエハ上に施されるまで繰り返される。
【０００４】
このようにして製造される微細構造化部品の正常な機能のために、同一の寸法を備える構造がマスク上でのそれらの向き及びそれらの位置に関わらずフォトレジストに同じ幅で結像されることが必要である。ＣＤＵ（critical dimensioning uniformity；限界寸法均一性）が、視野上に分散される間に同一構造が結像されるその均一性の尺度としてしばしば使用される。
【０００５】
現在一般に使用されるフォトレジストは、それらが相対的に鮮鋭な露光しきい値を有するという特性を有する。これは、フォトレジスト上のある点が、露光プロセス全体の経過の中でそこに入射する放射エネルギーがある特定の値を超えた時に完全に露光されることを意味する。この放射エネルギーがこの値を下回っていれば、その点は露光されないままである。従って、構造の幅は、露光しきい値を超過したフォトレジスト上の領域に依存する。表面素子に入射する放射エネルギーは一般に、測光において照射と呼ばれる。しかし、マイクロリソグラフィ及び本出願において、用語「放射線量」又は略して「線量」はこの量について使用される。放射線量の単位はジュール／平方ミリメートル（Ｊ／ｍｍ2）である。
【０００６】
同一構造がマスク上の位置や向きに依存して異なる幅で結像されるのを防ぐために、放射線量を、視野依存的に意図的に調整できる装置が開発されている。
【０００７】
例えば、ＥＰ０９５２４９１  Ａ２は、不透明なフィンガー状絞り素子の２つの相互に向き合っている配列を備える補正装置を開示している。絞り素子は、それらの長手側面に沿って互いに直接隣接し、投影露光装置のスキャン方向と平行に整列されている。相互に向き合っている絞り素子の各対はスキャン方向に沿って変位可能であり、それにより絞り素子の相互に向き合っている端間の距離を変えることができる。このようにして、その幅がスリットの長手方向にわたり、すなわちスキャン方向に横方向に変化するスリット形の光視野を生成することが可能である。スキャン移動がそれに垂直にではなくスキャン方向に沿った光強度の集積につながることから、この補正装置を用いて、絞り素子によって確立される光視野の各々の長手方向位置についての放射線量は、絞り素子を移動させることによって設定できる。
【０００８】
この既知の補正装置の設定に採用された手順は、マスクを伴わず像平面における放射線量を測定することである。絞り素子はその後、放射線量の局所変動が所定量を下回っているように次のステップにおいて調整される。この手順は、構造幅の均一性に好ましくない作用を及ぼす投影露光装置の全部の作用を明らかにし補償する。
【０００９】
ＷＯ２００５／０４０９２７  Ａ２から知られる補正装置では、フィンガー状絞り素子は完全にではなく、部分的にのみ不透明である。この手順は、光源としてのパルス動作レーザーと連係して高いスキャン速度で起こる、放射線量の望ましくない変動を回避する。
【００１０】
ＵＳ２００５／０１４６７０４は、それにより像平面における望ましくない強度変動が補正できる、偏光状態に影響を与えるマニピュレータを開示している。これは、特に高い開口数を備える投影対物レンズにおいて、ｐ偏光が、１００％で常に干渉するｓ偏光よりも際だって大きくは干渉しないという事実を利用している。像平面におけるある特定の点に入射するｐ偏光とｓ偏光との割合を変えることによって、関連する視野点における強度はこのように意図的に変えることができる。
【００１１】
しかし、上述のような補正装置の使用にも関わらず、許容できないほど大きい構造幅の変動が持続的に起こることがわかっている。
【００１２】
【特許文献１】欧州特許第０９５２４９１Ａ２号明細書
【特許文献２】国際公開第２００５／０４０９２７Ａ２号パンフレット
【特許文献３】米国特許第２００５／０１４６７０４Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従って、本発明の目的は、望ましくない構造幅の変動がさらに低減される方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的を達成するために、構造のパターンが投影対物レンズの像平面に結像される、マイクロリソグラフィ投影露光装置において微細構造化部品を製造するための方法が提供される。本発明によれば、像平面における投影光の線量分布は、構造の像が構造の周囲の領域の内側に存在する構造のトポグラフィから少なくとも本質的に独立であるように影響を及ぼされる。
【００１５】
この文脈における用語「構造のトポグラフィ」は、構造によって伝播される光の強度に影響を及ぼす全部の要因を包括するように意図されている。これらは特に、構造の大きさと厚さを含み、また、偏光が使用される時には、構造の向きもそのような作用を有する。
【００１６】
本発明は、像平面の点における測定可能な放射線量が、とりわけ調整可能な絞り素子によって影響を受けやすい露光の継続時間や、入射光の偏光状態だけではなく、その点を包囲する構造のトポグラフィにも依存する、という発見に基づいている。この作用の原因は、明るい構造が結像されている時、構造から来る投影光の一部が散乱によって失われるということである。パターンにおける明るい構造が暗い周囲を有する場合、その強度の一部はこの暗い周囲に散乱される。これは構造の像位置における光強度を低減させる。他方、構造の周囲が明るい場合、像位置の強度は同様に散乱によって失われるが、それにもかかわらず明るい周囲からのさらに大量の光が像位置へ散乱される。このようにして、構造の周囲が明るくなればなるほど像位置における強度は増大する。
【００１７】
従って、本発明によれば、線量分布は、照明システムと投影対物レンズの特定の特性の関数としてだけではなく、投影対物レンズの像平面に結像されるように意図された構造のパターンの関数としても調整される。
【００１８】
散乱が角度依存的に、従ってまた（像平面に関して）位置依存的に鮮鋭に境界を画されないので、その輝度が構造の像の強度に影響を及ぼす構造を包囲する領域は、原理的に、マスク上の照明された光視野全体によって結像される。しかし、構造から周囲への、そしてその逆も同じであるが、散乱光の最大の交換は、相対的に小さい領域で起こる。従って、像位置における線量分布への影響は、像位置の周辺の所定の大きさと形状を備えるそのような相対的に小さい領域の構造トポグラフィ及び、従って輝度分布だけを考慮に入れることによって十分に近似的に決定することができる。
【００１９】
位置独立的な散乱が投影対物レンズの透明光学材料において前提された場合、原理的に、散乱光分布に対する周囲の構造のトポグラフィの作用は計算することができる。構造のトポグラフィが散乱光分布について考慮される領域の形状と特に大きさをどのようにあらかじめ決定するかという問題は、利用可能な計算能力と計算時間に本質的に依存する。
【００２０】
しかししばしば、光学材料における散乱は、例えばレンズの縁端の材料がその中央のそれよりも劣っているために、均一ではないというのが事実である。この場合、実質的に正確な計算の代わりに、周囲領域の平均輝度だけが考慮される近似計算を実行することがより有利である。これは例えば、領域の内側の明るい構造の表面全体にわたる集積によって決定される。そのような近似的解法により、構造の既知のトポグラフィに関して、構造の像における強度が周囲の明るい領域からの散乱光によって増大するか、又は強度が暗い領域への散乱損失によって低減するかを極めて迅速に決定することが可能である。
【００２１】
同一の構造が強度分布への散乱の影響に関わらず同じ構造幅で視野独立的に結像されるように、像平面における線量分布に影響を及ぼさせるために、原理的に、ＣＤＵを改善するために従来技術においてすでに既知のものと同じ手段が具体化される。
【００２２】
この文脈において、特に、投影光の偏光状態を意図的に変えることが可能である。すでに述べたように、特に高い開口数を備える投影対物レンズについては特に、このようにして像位置での強度に影響を及ぼすことが可能である。像点への入射光束の偏光状態は例えば、偏光状態に位置依存的に影響を及ぼす近視野に配置されたマニピュレータによって変えることができる。
【００２３】
代替として、又はこれに加えて、偏光状態に角度依存的に影響を及ぼすマニピュレータが瞳の近くに配置されることも可能である。
【００２４】
パターンがスキャン操作において像平面に投影される投影露光装置の場合、像平面における線量分布は、視野平面において、又はその近傍に配置された少なくとも１つの少なくとも１つの絞り素子を調整することによって影響を及ぼされる。調整は好ましくは、少なくとも１つの絞り素子をスキャン方向で移動させることによって実行される。視野平面は、この場合、投影対物レンズにある。
【００２５】
構造密度がもっぱらスキャン方向に沿って異なるパターンの場合、原理的に、線量分布に影響を及ぼすためにスキャンプロセス中にスキャン速度を変えることもまた、考えられる。
【００２６】
パターンは一般に、従来技術において本質的に知られている通り、透過又は反射において使用されるマスクであろう。しかし本発明は、互いに独立して駆動される光源の配列を含むパターンにも使用可能である。この場合、像平面における線量分布は、光源の光度を個別に変えることによって特に直接的に影響を及ぼされる。
【００２７】
例えばＷＯ２００４／００６０２１Ａに記載されたように、光源が発光素子のマトリックス配列を備える照明システムについて、線量分布は、発光素子の適切な駆動によって影響を及ぼされる。
【００２８】
像平面における線量分布に影響を及ぼすための別の可能性は、パターンを照明する照明システムにおいて、レンズの対称軸が照明システムの光軸と角度をなすようにレンズを傾斜させることである。レンズは好ましくは、照明システムの近視野のフィールドレンズ、特に光伝搬方向で見た時にその最終レンズである。このレンズの場合、傾斜は、照明角度分布を望ましくない形で著しく変えることなく、線量分布に最も大きい作用を及ぼす。
【００２９】
レンズの傾斜は、像平面の線量を１方向に沿ってほぼ線形に増大させる。傾斜軸が適切に設定されていれば、得られる作用は例えば、線量が照明システムによってパターン上に生成される照明スリットの幅にわたり線形に増加するようなものである。例えば、レンズが電気的に駆動可能なアクチュエータによって傾斜させられる場合、傾斜角度は個々の露光間の休止で容易に変えることができる。
【００３０】
望ましくない線量変動を補償するためにレンズの傾斜は、そのような線量変動の他の原因と関連して有利に使用されるかもしれない。例えば、かなり大きいウエハを露光する際、線量が露光ごとにある特定の方向に沿って増加することがしばしば見られる。そのような線量変動はレンズを傾斜させることによって補償することができる。例えば光の生成に使用されるレーザーのパルス周波数を変える付加的な手段が、像視野全体にわたる線量の一定割合を変えるために具体化される。
【００３１】
線量分布に影響を及ぼすための手段を確立する時には、当然、パターンの構造のトポグラフィだけではなく、視野平面における線量分布に影響を及ぼす全部の他の作用も考慮に入れることが必要である。これらの作用は、従来技術において既知の通り、マスクを伴わずに視野平面における均一な強度分布を最初に設定することによって全体として考慮される。パターンのトポグラフィに起因する作用はその後、付加的にのみ考慮される。
【００３２】
しかし、線量分布に影響を及ぼすために、線量分布を変える種々の作用を、シミュレーションによって考慮することができる。像平面における散乱光分布について、パターンの構造のトポグラフィのほかに、種々の光学材料内で光束が進行する幾何学的経路長による作用もまた存在する。
【００３３】
散乱光分布のほかに、投影対物レンズにおける二重反射もまた、像平面における強度の不均一を生じる。二重反射は、光学境界面で反射された光が別の光学境界面で再び反射された時に起こり、それによりそれは像平面における像視野に到達できる。そのような二重反射は、正確に計算されるか、又は、例えば強度がある特定の関数に従って視野中心から視野縁端まで減少すると仮定することによって、近似的にのみ考慮され得る。
【００３４】
本発明の他の特徴及び利益は、図面に関連して例示的な実施形態の以下の説明からわかるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
図１は、縮尺については正確ではない極めて概略化した表現において投影露光装置ＰＥＡを図示している。投影露光装置ＰＥＡは投影光ビームを生成するための照明システムＩＳを備える。透明構造ＳＴを含むマスクＭで、この光ビームは、提示された例示的な実施形態ではわずかに湾曲している狭い光視野ＬＦを照明する。光視野ＬＦの内側に存在するマスクＭの透明構造ＳＴは、投影対物レンズＰＬを用いてフォトレジストＰＲ上に結像される。フォトレジストＰＲは、ウエハＷ又は別の支持体上に施され、投影対物レンズＰＬの像平面に存在する感光層である。投影対物レンズＰＬは一般に１未満である結像倍率を有するので、光視野ＬＦの領域に存在するマスクＭの部分の縮小像がフォトレジストＰＲ上で領域ＬＦ’として形成される。
【００３６】
提示された例示的な実施形態において、マスクＭとウエハＷは、投影中Ｙ方向に沿って変位させられる。変位速度の比率は投影対物レンズＰＬの結像倍率に等しい。投影対物レンズＰＬが像の反転を生成する場合、マスクＭ及びウエハＷの変位移動は、図１において矢線Ａ１とＡ２によって示された通り反対である。それによって光視野ＬＦはスキャン移動中にマスクＭ上を案内され、その結果かなり大きな構造化領域でも感光層ＰＲ上にコヒーレントに投影できる。
【００３７】
図２は、図１において図式的にのみ示された照明システムＩＳを、縮尺については正確ではない簡略化した子午断面図で図示している。
【００３８】
例えばエキシマーレーザーとして具体化された光源１０が、例えば１９３ｎｍ又は１５７ｎｍといった紫外スペクトル範囲の波長を備える単色かつ高度にコリメートされた光を生成する。例えば調整可能ミラー装置であるビームエキスパンダ１２において、光源１０によって生成された光は、矩形かつほぼ平行な光束に拡大される。拡大された光束はその後、例えば回析光学素子である第１の光学グリッド素子ＲＥ１を通過する。適格なグリッド素子の他の例が出願人の米国特許第６２９５４４３号に記載されており、その開示はここに完全に採り入れられる。第１の光学グリッド素子ＲＥ１の目的は、投影光の照明角度分布を変化させ、幾何学的光学フラックスを増大させることである。
【００３９】
第１の光学グリッド素子ＲＥ１はビームシェーピング対物レンズ１４の物体平面ＯＰに配置されており、それによって照明角度分布を、さらに修正し、連続的に変化させることができる。このために、ビームシェーピング対物レンズ１４は、少なくとも１つの調整可能レンズを有するズーム群１４ａとアキシコン群１４ｂとを含む。アキシコン群１４ｂは、円錐表面を備える２つのアキシコン素子よりなり、それらの間隔は可変である。
【００４０】
第２の光学グリッド素子ＲＥ２が、ビームシェーピング対物レンズ１４の射出瞳である瞳平面ＰＰに配置されている。第２の光学グリッド素子ＲＥ２の目的は、マスクＭが詳細には提示されていない位置決め装置（マスクステージ）を用いて位置決めされるマスク平面ＭＰにおける局所強度分布を設定することである。偏光瞳フィルタ２０を保持するように意図された交換ホルダ１８が瞳平面ＰＰのごく近傍に設けられる。
【００４１】
瞳平面ＰＰを視野平面ＦＰに変換する集光レンズ群２４が、光伝搬方向で第２の光学グリッド素子ＲＥ２の後に配置されている。マスクＭを照明する光視野ＬＦの輪郭を設定する視野絞り２６が、視野平面ＦＰのごく近傍に配置される。視野絞りＦＰは、マスキング対物レンズ２７によってマスク平面ＭＰ上に結像される。
【００４２】
ここでは極めて簡略化した形で提示された視野絞り２６は、図５の部分平面図においてのみ見ることができる多数の移動可能に配置された絞り素子２８を含む。絞り素子２８は、２つの相互に向き合っている群に部分分割されたフィンガー状ロッドとして構成されている。絞り素子２８はスキャン方向（Ｙ方向）に沿って個別に変位させることができる。駆動装置（詳細には図示せず）が、例えば欧州特許第１０２０７６９Ａ２号に記載されたように、このために使用される。視野絞り２６の別の設計詳細は米国特許第６４０４４９９Ｂ１号に記載されている。
【００４３】
絞り素子２８のための駆動装置は、それぞれ向き合っている絞り素子が反対方向に同期して変位できるように制御される。このようにして、絞り素子２８の自由端３１が投影光ビームに十分に先まで変位し、それによってスリット形の光視野ＬＦの長手方向側面を修正できる。
【００４４】
視野平面ＦＰのごく近傍に、必要な場合、位置依存的に偏光させる偏光子３０が挿入できるさらなる交換ホルダ３２が存在する。瞳フィルタ２０と連係した偏光子３０の機能は以下でさらに詳細に説明する。
【００４５】
図３において、点線は、ＳＴ１〜ＳＴ６によって指示された線形構造の周期的配列を例証として、かつ部分的に示している。構造ＳＴ１〜ＳＴ６は投影対物レンズＰＬによってフォトレジストＰＲ上に結像される。異なる原因を有する散乱が投影対物レンズＰＬで起こることが前提とされる。
【００４６】
図３はさらに、構造ＳＴ１〜ＳＴ６が明るい周囲を有する場合に見られるような線量分布Ｄ（ｘ）を実線３４によって表している。比較のために、鎖線は、構造ＳＴ１〜ＳＴ６が暗い周囲を有する場合の線量分布Ｄ（ｘ）を示している。フォトレジストＰＲがそれよりも上で露光される露光しきい値はＤthによって示されている。
【００４７】
図３でわかるように、ある特定の像点に到達する全放射線量Ｄは、マスクＭ上の共役物点の周囲がどの程度明るいかに依存する。明るい周囲により（散乱がまったく起こらない場合に比べて）、フォトレジストＰＲ上の線量は、光が散乱によって失われるが、それにもかかわらず周囲からの光が構造ＳＴ１〜ＳＴ６の像位置でさらに大きな程度に散乱するので、増大する。他方、暗い周囲では、散乱光による損失は明るい周囲からの散乱によって補償されることができない。従って、暗い周囲における明るい構造の線量Ｄは低減し、それは補正手段がない場合に構造幅の対応した縮小につながる。暗い周囲において構造ＳＴ１によってフォトレジストＰＲ上で生成されるはずの構造ＳＴ１’が、図３で鎖線によって例証のために示されている。
【００４８】
投影対物レンズＰＬにおける散乱が大きくなればなるほど、上述の作用も大きくなる。シミュレーションでは、構造幅の変動の依存性は散乱光レベルＩscとほぼ線形に増加することを示している。この線形関係は図４において例示計算を用いて示されている。構造幅ｄは、図４のグラフにおいて、明るい周囲における明るい構造（菱形３８）及び暗い周囲における明るい構造（四角４０）の場合について、百分率として示された散乱光レベルＩscの関数としてプロットされている。７％超の構造幅の変動がＩsc＝６％の散乱光レベルですでに起こり、それはマイクロリソグラフィにより製造された部品の機能に摂動作用を及ぼす。
【００４９】
こうした望ましくない構造幅の変動を低減するために、視野絞り２６の絞り素子２８は、結像される構造の周囲による散乱光作用から生じるフォトレジストＰＲ上の線量分布の変動を補償するように調整される。結像される構造の周囲が暗くなればなるほど、絞り素子２８は、スキャンプロセス中により多くの光を関連する像位置に到達させるために、互いにより遠くに移動させられる。この事例は図５において左側に図示されている。
【００５０】
逆に、図５の右側に示されたような明るい周囲を伴う構造の場合、絞り素子２８は、一緒により近くに移動させられてマスクＭ上の照明視野ＬＦをより狭くし、それによりフォトレジストＰＲ上の線量を低減させる。
【００５１】
マスク上に相対的に少数の明るい構造が存在し、それらが互いに相対的に離れて離間されている場合、図５の左側に図示されたように、スキャンプロセスを通じてより大きい距離を絞り素子２８間に設定したままにすることができる。同じことは逆に、それらの表面全体にわたり一緒に極めて密に配置された多数の明るい構造を備えるマスクにも当てはまる。この場合も同様に、絞り素子２８の配置は、図５の右側に図示されたように、スキャンプロセスの間、不変のままとすることができる。
【００５２】
しかし、明るい構造の密度がスキャン方向Ｙで変化するマスクの場合、散乱光による構造幅の変動を小さくするためにスキャンプロセス中に絞り素子２８の設定を変えることが必要かもしれない。図５において、絞り素子２８の種々の設定の間のこの切り換えは、図の左右半部の間の点線によって示されている。
【００５３】
視野絞り２６の調整に加えて、又はその代替として、フォトレジストＰＲ上の線量分布に影響を及ぼすために投影光の偏光状態も変えることができる。瞳フィルタ２０は、例えば、米国特許第２００２／０１７６１６６Ａ１号において開示されているような偏光影響光学素子とすることができ、その開示は本出願の内容に完全に採り込まれる。瞳平面に、又はその近くに配置された時、それに記載された偏光影響光学素子はタンジェンシャル又はラジアル偏光を設定することを可能にする。タンジェンシャル偏光の場合はｓ偏光に対応し、電界ベクトルの振動方向は光の入射面に垂直に及ぶ。極めて高い開口数を備える投影対物レンズには特に、タンジェンシャル偏光が有利である。ｓ偏光光線はそれらが像平面における点に大きい入射角で集束する時でも最大コントラストで干渉するからである。
【００５４】
像平面における点に集束するラジアル束の偏光状態が、光が完全にではなく部分的にのみｓ偏光されるように変化する場合、光線は完全に干渉し続けるが、それにもかかわらず得られるコントラストは低くなる。これは、ｐ偏光残留成分のうちのｚ成分が反対符号を有しており、それがコントラスト低減作用を有するという事実に起因する。しかし一般に、光ビーム経路には偏光光学素子が存在する。そうでない場合には、偏光作用を備える光学素子が意図的に使用される。これは、偏光状態の意図的な変更によって像平面における強度に、従って放射線量Ｄにも影響を及ぼす可能性を提供する。
【００５５】
種々の視野点に集束する光束の偏光状態に意図的に影響を及ぼすために、位置依存的に偏光させる偏光子３０が交換ホルダ３２に挿入される。偏光子３０は例えば、前述の米国特許第２００２／０１７６１６６Ａ１号に従った瞳フィルタ２０の場合と同様に、異なる厚さの複屈折素子の配列を含む。この代替として、偏光子３０はｓ偏光とｐ偏光について異なる実効屈折率を備える格子を含み、屈折率の差は、格子構造の異なる設計と配列のために偏光子３０の表面にわたって変化する。
【００５６】
例えばマスクを変える時に必要になるように、フォトレジストＰＲ上の線量分布が時間の関数としても変えることができるように、偏光子３０は、異なる位置依存的偏光影響作用を備える別の偏光子と取り替えることが可能である。代替として、又はこれに加えて、交換ホルダ３２の偏光子３０は、回転又は光軸ＯＡに沿って移動させられる。
【００５７】
近視野に配置された偏光子３０の代替として、又はそれに加えて、通過する投影光の偏光状態を角度依存的に変える、瞳の近くに配置された素子を使用することも可能である。そのような素子は例えば、フッ化カルシウム（ＣａＦ2）といった本質的に複屈折性の材料を含む。材料が特定の位置で厚くなればなるほど、ある特定の角度で材料を通過する際に直交偏光状態によって受けるリターデイションはより大きくなる。ｓ偏光とｐ偏光について異なる実効屈折率を備える前述の格子構造もまた、しばしば角度依存的偏光作用を有しており、従って、瞳の近くの素子において同じ目的で使用することができる。
【００５８】
像平面の線量分布に影響を及ぼすために投影光の偏光状態が視野依存的に変えられる、多数のさらなる可能な方法が存在する。この文脈において、米国特許第２００５／０１４６７０４号（グルナー外（Gruner et al.））に言及でき、その内容は同じく本出願の内容に完全に採り込まれる。
【００５９】
像平面の線量分布に影響を及ぼすための別の可能性は、照明システムＩＳのレンズを傾斜させることにある。マスク平面ＭＰの最も近くに存在するレンズは、図２において４２で指示されている。レンズ４２はフィールドレンズであり、それはマスク対物レンズ２７に存在する瞳平面を投影対物レンズ２０の入射瞳に結像させる。近視野構成のために、レンズ４２を傾斜させることは、像平面の線量分布に直接的な作用を及ぼす。提示された例示的実施形態では、図２において４４で指示されたアクチュエータがレンズ４２の傾斜のために設けられている。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に従った投影露光装置の簡略化した斜視図を示す。
【図２】図１に示す投影露光装置の照明システムを通る簡略化した子午断面図を示す。
【図３】像平面における一次元線量分布が構造の周期的配列についてプロットされたグラフを示す。
【図４】散乱光レベルへの構造幅の依存性が例証として２つの異なる周囲輝度について表されているグラフを示す。
【図５】像平面における線量分布に影響を及ぼし得る調整可能な絞り素子を備える視野絞りの簡略化した平面図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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