(57)【要約】【課題】放射ビームの均一性が改善されたリソグラフィ装置を提供すること。【解決手段】リソグラフィ装置は、放射ビームを提供するように構成された照明系と、パターニングされた放射ビームを形成するために、放射ビームをパターニングするように構成されたパターニング装置と、パターニングされた放射ビームを基板上に投影するように構成された投影系とを含む。光学アセンブリは、放射ビームの所定角分布を作るために、放射ソースとパターニング装置との間に２次元的に配置された複数の光学素子を含む。放射ビームの均一性を改善するために、複数の光学素子は、互いに異なる形状及び／又はサイズを有する所定数の光学素子から選択される。【選択図】図１
2006179933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィ装置であって、
放射ビームを提供するように構成された放射ソースと、
前記放射ビームを調整するように構成された照明系と、
パターニングされた放射ビームを形成するために、前記放射ビームの断面にパターンを付与するように構成されたパターニング装置と、
前記パターニングされた放射ビームを基板上に投影するように構成された投影系と、
前記放射ソースと前記パターニング装置との間に２次元的に配置され、前記放射ビームの所定角分布を作るように構成され、少なくともいくつかが残りとは異なる形状を有する複数の光学素子を含む光学アセンブリと
を含むリソグラフィ装置。
【請求項２】
前記光学素子のすべてが、同タイプのものである、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項３】
前記光学素子が、互いに異なる倍率及びサイズのレンズである、請求項２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項４】
前記光学素子が、同倍率のレンズである、請求項２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項５】
前記レンズが、非球面形状である、請求項３に記載のリソグラフィ装置。
【請求項６】
前記レンズが、非球面形状である、請求項４に記載のリソグラフィ装置。
【請求項７】
最大のレンズ直径が、最小のレンズ直径の５倍である、請求項３に記載のリソグラフィ装置。
【請求項８】
光軸を横切る集束レンズの断面形状が多角形である、請求項３に記載のリソグラフィ装置。
【請求項９】
前記多角形の角度が、＋９０°又は−９０°である、請求項８に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１０】
光学素子の所定数が、１０個である、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１１】
前記光学素子が、矩形内に配置される、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１２】
集束レンズの平均直径が、約８０μｍである、請求項３に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１３】
前記光学素子が、フレネル素子又はホログラフィ素子である、請求項２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１４】
前記光学素子が、出射面を有するウェッジであり、前記ウェッジが、前記出射面の垂線がリソグラフィ装置光軸と成す角度が異なる形で配置される、請求項２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１５】
前記パターニング装置が、前記リソグラフィ装置内で、光軸に垂直な走査方向に移動可能に装着される、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１６】
前記光学アセンブリが、前記パターニング装置の矩形照明領域を照明するように構成され、前記矩形領域の長軸が、前記走査方向に垂直な非走査方向に向けられる、請求項１５に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１７】
前記光学アセンブリが、前記所定数の光学素子から選択された前記レンズと同一配置を有する複数のユニット・セルを含む、請求項１６に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１８】
各ユニット・セルの非走査方向サイズが、前記矩形照明領域の非走査方向サイズの１０分の１を超える、請求項１７に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１９】
前記光学アセンブリが、前記所定数の光学素子から選択された前記レンズと同一配置を有する複数のユニット・セルを含む、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項２０】
前記光学素子が、単一の光学構造に一体化される、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項２１】
前記放射ビームの強度分布の均一性を均等にするために、前記光学アセンブリと前記パターニング装置との間に集束ロッドが配置される、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項２２】
リソグラフィ装置であって、
放射ビームを提供するように構成された照明系と、
前記放射ビームを所定のパターンにより空間的に変調するように構成された変調器と、
前記変調された放射ビームを基板上に投影するように構成された投影系と、
前記放射ビーム内に２次元的に配置され、前記放射ビームの所定角分布を作るように構成され、少なくともいくつかが残りとは異なる形状を有する複数の光学素子を含む光学アセンブリと
を含むリソグラフィ装置。
【請求項２３】
パターニングされた放射ビームを基板上に投影するように構成されたリソグラフィ投影装置であって、前記放射ビーム内に２次元的に配置され、前記放射ビームの所定角分布を作るように構成され、少なくともいくつかが残りとは異なる形状を有する複数の光学素子を含む光学アセンブリを含む、リソグラフィ投影装置。
【請求項２４】
リソグラフィ装置であって、
放射ビームを提供するように構成された照明系と、
前記放射ビームをパターニングするように構成されたパターニング装置と、
前記パターニングされた放射ビームを基板上に投影するように構成された投影系とを含み、
前記照明系が、放射を発生するように構成された放射ソースと、前記放射ソースと前記パターニング装置との間に２次元的に配置され、前記放射ビームの所定角分布を作るように構成され、少なくともいくつかが残りとは異なる形状を有する複数の光学素子を含む光学アセンブリとを含む、リソグラフィ装置。
【請求項２５】
集積デバイスの製造方法であって、
放射ビームを提供する段階と、
前記放射ビームをパターニングする段階と、
前記パターニングされた放射ビームを基板の目標部分上に投影する段階とを含み、
前記放射ビームを提供する前記段階が、２次元的に配置され、少なくともいくつかが残りとは異なる形状を有する複数の光学素子を含む光学アセンブリを通して前記放射ビームを通過させることによって、前記放射ビームの所定角分布を作る段階を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィ装置及びデバイスを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、基板、通常は基板の目標部分に所望のパターンを施す機械である。例えば、リソグラフィ装置は、集積回路（ＩＣ）の製造に使用することができる。このような集積回路の例として、ＣＭＯＳイメージ・センサ又は電荷結合デバイス（ＣＣＤ）イメージ・センサがある。こうしたデバイスの製造において、マスク又はレチクルとも呼ばれるパターニング装置を使用して、ＩＣ又はイメージ・センサの個々の層に形成されるべき回路パターンを生成することができる。このパターンを、基板（例えば、シリコン・ウェハ）の目標部分（例えば、１つ又は複数のダイの一部を含む）上に転送することができる。一般に、パターンの転送は、基板上に設けられた放射感知物質（レジスト）の層上に結像することによって行われる。一般に、１つの基板は、次々とパターニングされる隣接した目標部分からなるネットワークを含む。周知のリソグラフィ装置は、１回の動作でパターン全体を露光させることによって各目標部分を照射するステッパと、所与の方向（「走査」方向）の放射ビームを介してパターンを走査することによって各目標部分を照射し、これと同時にこの方向と平行又は逆平行に基板を走査するスキャナとを含む。パターンの均一な照明を得るために、リソグラフィ装置は、マルチ・レンズ・アレイを含む。マルチ・レンズ・アレイによって、照明ビーム内の強度分布が均等に成される。
【０００３】
照明内均一性（ｉｎｔｒａ−ｄｏｓｅ  ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）ＩＤＵは、次の式のように確定される。
【０００４】
【数１】
2006179933.tif 000003
ただし、σは測定強度の標準偏差を表し、Ｍはスリットによって照明される矩形内での測定済強度の平均を表す。周知のリソグラフィ投影法を用いてＣＭＯＳセンサ又はＣＣＤセンサを製造する場合、領域内照射の小さな変化によって、ＣＭＯＳセンサ又はＣＣＤセンサの取り込みイメージ内に好ましくない変化が生じることから、領域内照射（ｉｎｔｒａ−ｆｉｅｌｄ  ｄｏｓｅ）の均一性について非常に厳しい制約が必要である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、放射ビームの均一性が改善されたリソグラフィ装置を提供することである。
【０００６】
本発明の一実施例によれば、リソグラフィ装置は、放射を提供するように構成された放射ソースと、放射から放射ビームを提供するように構成された照明系と、放射ビームの断面にパターンを付与してパターニングされた放射ビームを形成するパターニング装置と、パターニングされた放射ビームを基板上に投影するように構成された投影系と、放射ソースとパターニング装置との間に２次元的に配置され、放射ビームの所定角分布を作るように構成され、互いに異なる形状を有する所定数の光学素子から選択された複数の光学素子を含む光学アセンブリとを含む。
【０００７】
複数の光学素子は、単一タイプのものでよい。例えば、複数の光学素子は、すべてがレンズ、レンチキュラ・レンズ、フレネル素子、又は光学ウェッジ素子で、互いに異なるサイズ及び／又は形状を有するものでよい。例えば、いくつかのレンズは矩形、いくつかは方形で、並びに／或いは、矩形レンズ及び／又は方形レンズのそれぞれが、互いに異なるサイズでよい。別の例として、複数の光学ウェッジ素子は、出射面の垂線の角度を変えることができる。
【０００８】
本発明の別の実施例によれば、リソグラフィ装置は、放射ビームを提供するように構成された照明系と、所定のパターンによって放射を空間的に変調するように構成された変調器と、変調された放射ビームを基板上に投影するように構成された投影系と、放射ビーム内に２次元的に配置され、放射ビームの所定角分布を作るように構成され、少なくともいくつかは、残りとは異なる形状を有する複数の光学素子を含む光学アセンブリとを含む。
【０００９】
本発明のさらに別の実施例によれば、リソグラフィ装置は、基板上にパターニングされた放射ビームを投影するように構成され、複数の光学素子を含む光学アセンブリを含む。複数の光学素子は、放射ビーム内に２次元的に配置され、放射ビームの所定角分布を作るように構成され、少なくともいくつかは、残りの光学素子とは異なる形状を有する。
【００１０】
本発明のさらなる実施例によれば、リソグラフィ装置は、放射ビームを提供するように構成された照明系と、放射ビームをパターニングするように構成されたパターニング装置と、パターニングされた放射ビームを基板上に投影するように構成された投影系とを含み、照明系は、放射を発生するように構成された放射ソースと、放射ソースとパターニング装置との間に２次元的に配置され、放射ビームの所定角分布を作るように構成され、少なくともいくつかは、残りとは異なる形状を有する複数の光学素子を含む光学アセンブリとを含む。
【００１１】
本発明のさらなる実施例によれば、集積デバイス製造方法は、放射ビームを提供する段階と、放射ビームをパターニングする段階と、基板の目標部分上にパターニングされた放射ビームを投影する段階とを含み、放射ビームを投影する段階が、２次元的に配置され、少なくともいくつかは、残りとは異なる形状を有する複数の光学素子を含む光学アセンブリを通して放射ビームを通過させることによって放射ビームの所定角分布を作る段階を含む。
【００１２】
添付の概略的な図面を参照して、ほんの一例として、本発明の実施例をいくつか説明する。図面において、対応する参照符号は対応する部分を示す。
【実施例】
【００１３】
図１は、放射ビームＢ（例えば、ＵＶ放射）を調整するように構成された照明系（照明装置）ＩＬを含む、本発明の一実施例によるリソグラフィ装置の概略図である。支持体（例えば、マスク・テーブル）ＭＴは、パターニング装置（例えば、マスク）ＭＡを支持するように構成され、あるパラメータに従ってパターニング装置を正確に位置決めするように構成された第１の位置決め装置ＰＭに接続されている。基板テーブル（例えば、ウェハ・テーブル）ＷＴは、基板（例えば、レジスト被膜のウェハ）Ｗを保持するように構成され、あるパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第２の位置決め装置ＰＷに接続されている。投影系（例えば、屈折投影レンズ系）ＰＳは、パターニング装置ＭＡによって放射ビームＢに付与されたパターンを、基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、１つ又は複数のダイを含む）上に投影するように構成されている。
【００１４】
照明系は、放射を方向付け、形作り、及び／又は調整する屈折光学的、反射光学的、磁気光学的、電磁光学的、静電光学的構成要素、又は他のタイプの光学的構成要素、或いは、これらのあらゆる組合せなど、様々なタイプの光学的構成要素を含むことができる。
【００１５】
支持体は、パターニング装置の重みを支える。支持体は、パターニング装置の向き、リソグラフィ装置の設計、並びに、例えばパターニング装置が真空状態内で保持されているか否かなど他の状態に応じた形で、パターニング装置を保持している。支持体は、機械的締付け、真空式締付け、静電的締付、又は他の締付け法を使用してパターニング装置を保持することができる。支持体は、例えば、必要に応じて固定又は移動可能なフレーム又はテーブルでよい。支持体によって、パターニング装置を、例えば投影系に対して所望の位置にくるようにすることができる。本明細書で「レチクル」又は「マスク」という用語を使用する場合はいつも、より一般的な用語の「パターニング装置」と同義語と見なすことができる。
【００１６】
本明細書で使用する「パターニング装置」という用語は、放射ビームの断面にパターンを付与して、基板の目標部分へのパターン形成などを行うために使用することのできる、あらゆるデバイスを意味するものとして広く解釈すべきである。放射ビームに付与されたパターンは、例えば、パターンが位相ずれ形体（フィーチャー）、又はいわゆる補助形体を含む場合、基板の目標部分内の所望パターンに厳密に対応しないことがあることに留意されたい。一般に、放射ビームに付与されるパターンは、集積回路など、目標部分内に形成されているデバイス内の特定の機能層に対応する。
【００１７】
パターニング装置は透過性又は反射性であってよい。パターニング装置の例としては、マスク、プログラム可能なミラー・アレイ、及びプログラム可能なＬＣＤパネルなどがある。リソグラフィでは、種々のマスクがよく知られており、マスクのタイプとしては、バイナリ・マスク、交互位相シフト・マスク、及び減衰位相シフト・マスク、並びに様々なハイブリッド・マスクなどがある。プログラム可能なミラー・アレイの一例は、様々な方向から入射する放射ビームを反射するようにそれぞれを個別に傾斜させることのできる、小ミラーからなるマトリックス構成を使用している。傾斜ミラーは、ミラー・マトリックスによって反射される放射ビーム内にパターンを付与する。
【００１８】
本明細書で使用する「投影系」という用語は、使用される露光放射、或いは浸漬液の使用又は真空の使用など他のファクターに適した屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系、磁気光学系、電磁光学系及び静電光学系を含むあらゆるタイプの投影系、又はそれらのあらゆる組合せを包含するものとして広く解釈すべきである。本明細書で「投影レンズ」という用語を使用する場合はいつも、より一般的な用語の「投影系」と同義語と見なすことができる。
【００１９】
次に述べるように、装置は（例えば、透過性マスクを使用した）透過タイプのものである。或いは、装置は（例えば、先に述べたようなタイプのプログラム可能なミラー・アレイを使用した、又は反射性マスクを使用した）反射タイプのものでもよい。
【００２０】
リソグラフィ装置は、２つ（２段）以上の基板テーブル（及び／又は２つ以上のマスク・テーブル）を有するタイプのものでよい。このような「多段」機械では、追加のテーブルを並行して使用してもよいし、１つ又は複数のテーブル上で予備段階を実行し、その間１つ又は複数の他のテーブルを露光に使用することもできる。
【００２１】
リソグラフィ装置は、投影系と基板との間の空間が満たされるように、少なくとも基板の一部分を、例えば水などの比較的高屈折率を有する液体で覆うことのできるタイプのものでもよい。浸漬液は、例えばマスクと投影系との間の、リソグラフィ装置の他の空間にも適用することができる。浸漬法は、投影系の開口率を増加させる技術分野ではよく知られている。本明細書で使用する「浸漬」とは、基板などの構造が、液体中に浸水されなければならないことを意味するのではなく、むしろ単に、露光中に液体が投影系と基板との間に位置することを意味する。
【００２２】
図１を参照すると、照明装置ＩＬは、放射ソースＳＯから放射を受け取る。ソース及びリソグラフィ装置は、例えば、ソースがエキシマ・レーザである場合は、互いに独立したものであってよい。このような場合、ソースは、リソグラフィ装置の一部を形成するとは見なされず、放射は、例えば、適切な方向付けミラー及び／又はビーム・エキスパンダを含むビーム送出系ＢＤを用いて、ソースＳＯから照射装置ＩＬへ送られる。他の場合では、例えば、ソースが水銀ランプの場合、ソースは、リソグラフィ装置の一体部分とすることができる。ソースＳＯ及び照射装置ＩＬは、ビーム送出系が必要ならばそれとともに、放射系と呼ぶことができる。
【００２３】
照射装置ＩＬは、放射ビームの角強度分布を調整するように構成された調整装置ＡＤを含むことができる。一般に、照明装置のひとみ平面における強度分布の少なくとも外径及び／又は内径の長さ（通常、それぞれ外σ及び内σと呼ばれる）は調整することができる。さらに、照明装置ＩＬは、積算器ＩＮや集光器ＣＯなど様々な他の構成要素も含むことができる。照明装置を使用して放射ビームを調整し、その断面に所望の均一性及び強度分布を持たせることができる。
【００２４】
放射ビームＢは、支持体（例えば、マスク・テーブルＭＴ）上に保持されているパターニング装置（例えば、マスクＭＡ）に入射し、パターニング装置によってパターニングされる。放射ビームＢは、マスクＭＡを横切った後、投影系ＰＳを通り抜け、それによってビームは基板Ｗの目標部分Ｃ上に投影される。第２の位置決め装置ＰＷ、及び位置センサＩＦ（例えば、干渉デバイス、リニア・エンコーダ又は容量センサ）を用いて、例えば、放射ビームＢの経路内に別の目標部分Ｃが位置するように、基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる。同様に、例えばマスク・ライブラリからの機械的検索の後、又は走査中に、第１の位置決め装置ＰＭ、及び別の位置センサ（これは図１に明確には描かれていないが、やはり干渉デバイス、リニア・エンコーダ又は容量センサでよい）を使用して、放射ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。一般に、マスク・テーブルＭＴの移動は、第１の位置決め装置ＰＭの一部を形成するロング・ストローク・モジュール（大雑把な位置決め）及びショート・ストローク・モジュール（精密な位置決め）を用いて行うことができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２の位置決め装置ＰＷの一部を形成するロング・ストローク・モジュール及びショート・ストローク・モジュールを使用して行うことができる。ステッパの場合、スキャナとは反対に、マスク・テーブルＭＴは、ショート・ストローク・アクチュエータのみに接続してもよいし、固定してもよい。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク位置合わせマークＭ１及びＭ２、並びに基板位置合わせマークＰ１及びＰ２を使用して位置合わせすることができる。図示した基板位置合わせマークは、専用の目標部分を占めているが、目標部分間の空間に配置することもできる（これらは、スクライブ・レーン位置合わせマークとして知られている）。同様に、マスクＭＡ上に１つ又は複数のダイが設けられている場合、マスク位置合わせマークを、ダイ間に配置することができる。
【００２５】
記載の装置は以下のモードの少なくとも１つで使用できる。
１．ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは、基本的に静止が保たれ、放射ビームに付与されたパターン全体が目標部分Ｃ上に１回の動作で（つまり１回の静止露光で）投影される。次いで、別の目標部分Ｃが露光されるように、基板テーブルＷＴはＸ方向及び／又はＹ方向に移動される。ステップ・モードでは、露光範囲の最大サイズによって１回の静止露光で結像される目標部分Ｃのサイズが制約される。
２．走査モードでは、放射ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃ上に投影（つまり１回の動的露光）される間、マスク・テーブルＭＴと基板テーブルＷＴとが同時に走査される。マスク・テーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影系ＰＳの拡大（縮小）特性及び像反転特性によって決まることがある。走査モードでは、露光範囲の最大サイズによって１回の動的露光における目標部分の（非走査方向の）幅が制約されるが、目標部分の（走査方向の）高さは、走査動作の距離によって決まる。
３．別のモードでは、マスク・テーブルＭＴは、プログラム可能なパターニング装置を保持しながら基本的に静止が保たれ、基板テーブルＷＴは、放射ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃ上に投影される間移動又は走査される。このモードでは、一般に、パルス状の放射ソースが使用され、プログラム可能なパターニング装置は、基板テーブルＷＴの移動が終わるたびに、又は走査中の連続的な放射パルスの合間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、先に述べたようなタイプのプログラム可能なミラー・アレイなど、プログラム可能なパターニング装置を利用しマスクを利用しないリソグラフィに容易に適用することができる。
【００２６】
上述の使用モード又はまったく異なる使用モードを組み合わせて、且つ／又は変更して使用することもできる。
【００２７】
図２は、図１に関して説明したリソグラフィ装置内で使用することのできる従来の照明装置を示す。従来の照明装置ＩＬは、屈折光学素子２０、第１の集光レンズ２１、例えばマイクロ・レンズ・アレイなどの光学アセンブリ２２、及び第２の集光レンズ２３を含む。動作の際、屈折光学素子２０は、所定の第１の角分布による、複数の第１の発散サブ・ビームを作り出す。第１のレンズ２１は、複数の第１のサブ・ビームを、平行な照明ビームに変換し、この平行な照明ビームをマイクロ・レンズ・アレイ２２へ導く。マイクロ・レンズ・アレイ２２は、平行な照明ビームを受け取り、所定の第２の角分布による、複数の第２の発散サブ・ビームを作り出す。第２のレンズ２３は、複数の第２のサブ・ビームを、パターン上の照明領域一杯の平行ビームに変換する。
【００２８】
さらに、照明装置ＩＬは、集束ロッド２４を含むことができ、それによって光軸に平行な放射ビームの断面内の強度変化を、集束ロッドの側面での繰返し内部全反射によってさらに低減することができる。集束ロッド２４は、石英、融解シリカ、フッ化カルシウム又はガラスを含むことができる。集束ロッドを適用する場合、第２の集光レンズ２３は、複数の第２のサブ・ビームを、集束ロッド２４の入射面上にくる平行ビームに変換する。
【００２９】
図３は、例えば、同サイズ、同形状、及び同倍率のレンズ群３０の２次元的配置を含む従来のマイクロ・レンズ・アレイ２２を示す。或いは、光学アセンブリ２２は、同サイズ、同形状、及び同倍率のフレネル・レンズ群の２次元的配置を含んでいてもよい。どちらの場合も、マイクロ・レンズ群のそれぞれのレンズは、ビーム内に所定の広がり角を作り出す。例えば、集束ロッド入射面の長軸に平行な第１の方向における、レンズを通過する一部のビームの広がり角は、１４．５°であり、第１の方向に垂直で集束ロッドの入射面の短軸に平行な第２の方向における、レンズを通過する一部のビームの広がり角は、１°である。さらに、この応用例では、第１の方向をＸ方向として示す。第２の方向は、Ｙ方向として示す。各レンズの焦点距離は、３０ｍｍから５０ｍｍの間、例えば４０ｍｍである。従来のマイクロ・レンズ・アレイにおけるレンズ群３０は、規則的なパターンで配置されているので、集束ロッド２４の入射面のところで、焦点が強度分布内に格子状の構造を生じさせる。強度分布内のこの格子状構造は、パターンの矩形照明領域内に格子状の非均一性を、又はパターン上の矩形照明領域における角分布内に周期的変化を生じさせる。パターン上の照明領域の面積は、例えば、幅に高さを乗じた２６×６ｍｍ２であり得る。パターンの照明におけるこうした非均一性は、リソグラフィ装置を用いて製造した最終製品、例えば、電荷結合デバイスに周期的な偽信号を生じさせ得る。こうした非均一性は、このＣＣＤが適用される電子カメラの取り込みイメージ内に目に見える偽信号をもたらすことがある。
【００３０】
非均一性は、照射内均一性によって定量化が可能である。照射内均一性ＩＤＵは、次の式で確定される。
【００３１】
【数２】
2006179933.tif 000004
ただし、σは、測定強度の標準偏差を表し、Ｍは、照明領域によって照明される矩形領域内の平均測定済強度を表す。
【００３２】
従来のリソグラフィ装置において、このＩＤＵは、例えば約０．７％である。こうした偽信号は、こうした電荷結合デバイスによって取り込まれたイメージ内に数本の筋として見える場合がある。こうした非均一性を低減するために、光学素子群、つまり光学アセンブリのレンズ群は、例えば、１０個の光学素子から選択されている。光学素子群は、互いに異なるタイプのものでよい。しかし、実際には、レンズ群は単一のタイプに選択されている。その場合、例えば、直径は異なるが倍率が同じである８個のレンズの組となる。その組のうちｎ番目のレンズの直径を、（５０＋（ｎ−１）＊５）μｍに確定する。ｎはその組のうちのｎ番目という順番を表す。その組のレンズ数、つまりレンズの直径を所定分布に従って選択するという意味で、選択は準ランダムであるが、選択したレンズすべてが光学アセンブリの固定された外寸内に収まる必要があり、且つ平均口直径が約７５μｍという条件を伴う。所定分布は、ガウス形状でも、均一な形状でも、シルク・ハット形状でもよい。
【００３３】
或いは、異なる倍率及びサイズを有する３個のレンズの組でもよく、その場合、その組のうち最高倍率のレンズの倍率は、最低倍率のレンズの１．２倍であり、ｎ番目のレンズの直径は（５０＋（ｎ−１）＊５）μｍに確定される。
【００３４】
さらに、レンズ群は、球面形状でも非球面形状でもよい。非球面レンズ群は、マイクロ・レンズ・アレイの放射プロファイルを、円形から大きくずれた照明領域又は集束ロッド２４の入射面の寸法に整合させるために使用することができる。この実施例では、照射内均一性ＩＤＵを、０．０１％に低減する。領域内照射の小さな変化によって、ＣＭＯＳセンサ又はＣＣＤセンサの取り込みイメージ内に目に見える好ましくない変化が生じ得ることから、この実施例は、例えば０．０２％未満の領域内照射均一性を必要とするＣＭＯＳセンサ又はＣＣＤセンサの製造に使用することができる。レンズ素子はすべて単一のマイクロ・レンズ・アレイ内に一体化することができる。マイクロ・レンズ・アレイの材料は、ガラス、融解シリカ、又はＣａＦ２でよい。
【００３５】
図４は、同倍率で異なる直径を有する３２個の球面レンズの組から選択された、レンズ４１及び４２を含む光学アセンブリ４０の一実施例を示す。平均直径は、約８０μｍである。この実施例では、光軸を横切る集束レンズの断面形状は多角形であり、その場合、角度は＋９０°又は−９０°のうちの１つとすることができる。或いは、断面の形状は、角度が１３５°の六角形でもよい。
【００３６】
図５は、３２個の光学素子を含む光学アセンブリの選択されたレンズ群と同一配置のユニット・セルを３×３個含む光学アセンブリ５０の一実施例を示す。この種のレンズ・アレイは、従来の方法で製造することができる。単一のユニット・セルのレイアウト設計は、コンピュータ利用設計を使用し、アレイの寸法範囲が一杯になるまで両方向にこのユニット・セルを繰り返し配置してもよいことを理解されたい。非走査方向のユニット・セルのサイズは、非走査方向の矩形照明領域幅の１２分の１を超える、例えば１０分の１の大きさでよい。この実施例では、そのサイズは２．３ｍｍ以上でよい。ユニット・セルの寸法は、例えば３×３ｍｍ２である。
【００３７】
図６は、同半径でセグメントの径ｄが互いに異なる１組のレンチキュラ・レンズから選択されたレンチキュラ・レンズ６１及び６２を含む光学アセンブリ６０の一実施例を示す。或いは、この１組はウェッジでもよく、その場合、各ウェッジは、光軸に垂直な断面が同じで、光軸に対し出射面が互いに異なる角度で配置される。
【００３８】
図７は、ウェッジ素子群８０からなる代替のマイクロ・レンズ・アレイ７０を示す。ここでは、アレイは、８個のユニット・セル７１を含む。
【００３９】
図８は、マイクロ・レンズ・アレイ７０の単一のウェッジ素子を示す。ここでは、出射面８１の垂線が光軸と成す角度αは、光軸から２°刻みで８０°から６０°の範囲で変えることができる。
【００４０】
図９は、先に述べた実施例のマイクロ光学アレイに適用することのできる単一のフレネル・レンズ９０を示す。
【００４１】
図１０は、７個の異なるフレネル・レンズ１０１〜１０７を含むマイクロ・レンズ・アレイ１００を示す。さらに、マイクロ・レンズ・アレイの代わりに、ホログラフィ素子群からなるアレイも適用することができる。この場合、ホログラフィ素子群のそれぞれは、マイクロ・レンズ・アレイのそれぞれのマイクロ・レンズの光学的機能を果たすように設計される。
【００４２】
図１１は、先に述べたいくつかの実施例に適用することができるマイクロ・レンズ・アレイ１１０の写真を示す。この写真では、第１の矢印Ｘ及び第２の矢印Ｙは、それぞれ集束ロッドの入射面の長軸及び短軸を示す。
【００４３】
本明細書では、ＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用について特に記載しているが、本明細書に記載するリソグラフィ装置は、集積光学系の製造、磁気ドメイン・メモリ用ガイダンス及び検出パターン、平面型表示装置、液晶表示装置（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなど、他への応用もできることを理解されたい。このような代替応用例との関連で、当業者であれば、本明細書で「ウェハ」又は「ダイ」という用語を使用する場合はいつも、より一般的な用語である「基板」又は「目標部分」とそれぞれ同義語と見なせることを理解するであろう。本明細書で言う基板は、例えばトラック・ツール（通常、基板にレジスト層を施し露光されたレジストを現像するツール）、計測ツール及び／又は検査ツール内で露光の前又は後に処理することができる。該当する場合には、本明細書の開示は、このような基板処理ツール及び他の基板処理ツールに適用することができる。さらに、基板は、例えば多層ＩＣを生成するために２回以上処理される場合があり、したがって本明細書で使用する基板という用語は、複数回処理された層を既に含む基板も意味することがある。
【００４４】
先の記載では、光学リソグラフィとの関連で本発明の実施例の使用について特に記載してきたが、本発明は、例えばインプリント・リソグラフィなど他への応用にも使用することができ、場合によって、光学リソグラフィに限定されないことが分かるであろう。インプリント・リソグラフィでは、パターニング装置内のトポグラフィによって基板上に作られるパターンが確定される。パターニング装置のトポグラフィを、基板に供給されたレジスト層内に押し付け、それから電磁放射、熱、圧力又はこれらの組合せを加えることによってレジストを硬化させる。パターニング装置をレジストから移動させ、レジストが硬化するとそこにパターンが残る。
【００４５】
本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、例えば、波長が３６５、３５５、２４８、１９３、１５７又は１２６ｎｍ、或いはその近傍である紫外（ＵＶ）放射、及び、例えば、波長が５〜２０ｎｍの範囲である極紫外（ＥＵＶ）放射を含むあらゆるタイプの電磁放射を包含する。
【００４６】
本発明の特定の実施例をいくつか先に記載したが、本発明は、説明した以外の方法でも実施することができることが分かるであろう。例えば、本発明は、上述の方法を記載する機械読取り可能な１つ又は複数の指令順序を含むコンピュータ・プログラム、又は、例えば、半導体メモリ、磁気ディスク又は光学ディスクなど、このようなコンピュータ・プログラムを中に蓄積したデータ記憶媒体の形を取ってもよい。
【００４７】
先の記載は、限定的なものではなく、例示的なものとする。したがって、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、記載した本発明を変更することができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を示す図である。
【図２】従来の照明系を示す図である。
【図３】例えば、同サイズ、同形状且つ同倍率の２次元的配置のレンズ群を含む、従来のマイクロ・レンズ・アレイを示す図である。
【図４】互いに異なる直径を有し同倍率である３２個の球面レンズの組から選択されたレンズ群を含む光学アセンブリを示す図である。
【図５】１０個の光学素子から選択されたレンズ群と同一配置のユニット・セルを９つ含む光学アセンブリを示す図である。
【図６】同半径であるが、セグメントの径が互いに異なる１組のレンチキュラ・レンズから選択されたレンチキュラ・レンズ群を含む光学アセンブリを示す図である。
【図７】ウェッジ群からなる光学アレイを示す図である。
【図８】図７に示す光学アレイの単一ウェッジ素子を示す図である。
【図９】単一のフレネル・レンズ素子を示す図である。
【図１０】７個の異なるフレネル・レンズを含む光学アレイを示す図である。
【図１１】光学アレイの写真を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
ＳＯ  放射ソース
ＢＤ  ビーム送出系
ＩＬ  照明系
ＡＤ  調整装置
ＩＮ  積算器
ＣＯ  集光器
Ｂ  放射ビーム
ＭＡ  マスク
Ｍ１、Ｍ２  マスク位置合わせマーク
ＭＴ  支持体
ＰＭ  第１の位置決め装置
ＰＳ  投影系
Ｗ  基板
Ｐ１、Ｐ２  基板位置合わせマーク
ＷＴ  基板テーブル
ＰＷ  第２の位置決め装置
ＩＦ  位置センサ
２０  屈折光学素子
２１  第１の集光レンズ
２２  光学アセンブリ（マイクロ・レンズ・アレイ）
２３  第２の集光レンズ
２４  集光ロッド
３０  レンズ群
４０  光学アセンブリ
４１、４２  レンズ
５０  光学アセンブリ
６０  光学アセンブリ
６１、６２  レンチキュラ・レンズ
７０  マイクロ・レンズ・アレイ
７１  ユニット・セル
８０  ウェッジ素子
８１  出射面
９０  フレネル・レンズ
１００  マイクロ・レンズ・アレイ
１０１、１０２、１０３、１０５、１０６、１０７  フレネル・レンズ
１１０  マイクロ・レンズ・アレイ
【図１】
2006179933.tif 000005
【図２】
2006179933.tif 000006
【図３】
2006179933.tif 000007
【図４】
2006179933.tif 000008
【図５】
2006179933.tif 000009
【図６】
2006179933.tif 000010
【図７】
2006179933.tif 000011
【図８】
2006179933.tif 000012
【図９】
2006179933.tif 000013
【図１０】
2006179933.tif 000014
【図１１】
2006179933.tif 000015