(57)【要約】【課題】各個別に制御可能なエレメントが、アレイに使用される場合、さらに良好なポジティブおよびネガティブ強度特性を有し、テレセントリックエラーを効率的かつ有効に補正することができるようにする。【解決手段】放射ビームを供給する照明システムと、個別に制御可能なエレメントのアレイと、投影システムとを有するシステムであって、  前記個別に制御可能なエレメントのアレイは、対向するエッジに第1のステップと第2のステップを有し、  前記投影システムは、パターン化されたビームをオブジェクト上のターゲット部分に投影する、ことを特徴とするシステム。【選択図】図１
2006148140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射ビームを供給する照明システムと、個別に制御可能なエレメントのアレイと、投影システムとを有するシステムであって、
前記個別に制御可能なエレメントのアレイは、対向するエッジに第1のステップと第2のステップを有し、
前記投影システムは、パターン化されたビームをオブジェクト上のターゲット部分に投影する、ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
請求項1記載のシステムにおいて、各ミラーの第1のステップと第2のステップの高さと幅は、実質的に等しいポジティブ最大振幅とネガティブ最大振幅がターゲット部分に、ミラーの傾斜角の全範囲にわたって生じるように選定されているシステム。
【請求項３】
請求項1記載のシステムにおいて、ミラーのデフォルト位置はON状態である。
【請求項４】
請求項1記載のシステムにおいて、ミラーのデフォルト位置はOFF状態である。
【請求項５】
請求項1記載のシステムにおいて、各ミラーの第1のステップと第2のステップの高さと幅は、個別に制御可能なエレメントのアレイがバイナリーレチクルをエミュレートするように選定されているシステム。
【請求項６】
請求項1記載のシステムにおいて、各ミラーの第1のステップと第2のステップの高さと幅は、個別に制御可能なエレメントのアレイが減衰位相シフトレチクルをエミュレートするように選定されているシステム。
【請求項７】
請求項1記載のシステムにおいて、各ミラーの第1のステップと第2のステップの高さと幅は、個別に制御可能なエレメントのアレイが交番位相シフトレチクルをエミュレートするように選定されているシステム。
【請求項８】
請求項1記載のシステムにおいて、各ミラーの第1のステップと第2のステップの高さは近似的にλ/4であり、ここでλは照明システムにより供給される放射ビームの波長であるシステム。
【請求項９】
請求項1記載のシステムにおいて、各ミラーの第1ステップと第2ステップの幅は近似的に５ｎｍから12ｎｍであるシステム。
【請求項１０】
請求項1記載のシステムにおいて、オブジェクトはサブストレートである。
【請求項１１】
請求項1記載のシステムにおいて、オブジェクトは半導体サブストレートである。
【請求項１２】
請求項1記載のシステムにおいて、オブジェクトはフラットパネルディスプレイガラスサブストレートである。
【請求項１３】
請求項1記載のシステムにおいて、オブジェクトは投影ディスプレイである。
【請求項１４】
第1の反射性コンポーネントのアレイと、第2の反射性コンポーネントのアレイと、コントローラのアレイとを有するパターニングデバイスであって、
前記各第1の反射性コンポーネントは第1の幅と第1の長さを有し、
前記第2の反射性コンポーネントのアレイのそれぞれ1つは、前記第1の反射性コンポーネントのアレイのそれぞれ1つの中央部分と結合されており、
各第2の反射性コンポーネントは、前記第1の幅と実質的に等しい第2の幅と、前記第1の長さよりも小さい第2の長さを有し、
第1のステップが、共に結合された第1と第2の反射性コンポーネントの第1エッジ間にそれぞれ形成されており、
第2のステップが、共に結合された第1と第2の反射性コンポーネントの第2のエッジ間にそれぞれ形成されており、
前記コントローラのアレイは、共に結合された第1と第2の反射性コンポーネントのそれぞれ1つに結合されており、
各コントローラは、共に結合された第1と第2の反射性コンポーネントのそれぞれの運動を制御する、ことを特徴とするパターニングデバイス。
【請求項１５】
請求項14記載のパターニングデバイスにおいて、共に結合された第1と第2の反射性コンポーネントの第1のステップと第2のステップの高さと幅は、反射光の正と負の最大強度が、共に結合された第1と第2の反射性コンポーネントの傾斜角の全範囲にわたって実質的に等しくなるよう選定されているパターニングデバイス。
【請求項１６】
請求項14記載のパターニングデバイスにおいて、共に結合された第1と第2の反射性コンポーネントのデフォルト位置はＯＮ状態であるパターニングデバイス。
【請求項１７】
請求項14記載のパターニングデバイスにおいて、共に結合された第1と第2の反射性コンポーネントのデフォルト位置はＯＦＦ状態であるパターニングデバイス。
【請求項１８】
請求項14記載のパターニングデバイスにおいて、共に結合された第1と第2の反射性コンポーネントの第1のステップと第2のステップの高さと幅は、パターニングデバイスがバイナリーレチクルをエミュレートするように選定されているパターニングデバイス。
【請求項１９】
請求項14記載のパターニングデバイスにおいて、共に結合された第1と第2の反射性コンポーネントの第1のステップと第2のステップの高さと幅は、パターニングデバイスが減衰位相シフトレチクルをエミュレートするように選定されているパターニングデバイス。
【請求項２０】
請求項14記載のパターニングデバイスにおいて、共に結合された第1と第2の反射性コンポーネントの第1のステップと第2のステップの高さと幅は、パターニングデバイスが交番位相シフトレチクルをエミュレートするように選定されているパターニングデバイス。
【請求項２１】
請求項14記載のパターニングデバイスにおいて、共に結合された第1と第2の反射性コンポーネントの第1のステップと第2のステップの高さは近似的にλ/4であり、ここでλは照明システムの放射ビームの波長であるパターニングデバイス。
【請求項２２】
請求項14記載のパターニングデバイスにおいて、共に結合された第1と第2の反射性コンポーネントの第1ステップと第2ステップの幅は近似的に5ｎｍから12ｎｍであるパターニングデバイス。
【請求項２３】
個別に制御可能なエレメントのアレイを使用して、放射ビームをパターニングし、
パターン化されたビームをオブジェクトのターゲット部分に投影し、
前記アレイの各エレメントは対向するエッジに第1のステップと第2のステップを有する、ことを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項23記載の方法において、投影ステップでは、オブジェクトとしてサブストレートを使用する方法。
【請求項２５】
請求項23記載の方法において、投影ステップでは、オブジェクトとしてディスプレイデバイスを使用する方法。
【請求項２６】
請求項23記載の方法において、各エレメントは、反射光の実質的に等しい正と負の最大強度を、傾斜角の全範囲にわたって形成する方法。
【請求項２７】
請求項23記載の方法において、個別に制御可能なエレメントのアレイを使用してバイナリーレチクルをエミュレートするステップをさらに含む方法。
【請求項２８】
請求項23記載の方法において、個別に制御可能なエレメントのアレイを使用して減衰位相シフトレチクルをエミュレートするステップをさらに含む方法。
【請求項２９】
請求項23記載の方法において、個別に制御可能なエレメントのアレイを使用して交番位相シフトレチクルをエミュレートするステップをさらに含む方法。
【請求項３０】
請求項1記載のシステムにおいて、各ミラーの第1ステップと第2ステップの幅は、実質的に等しい正と負の振幅を達成するシステム。
【請求項３１】
請求項14記載のパターニングデバイスにおいて、各ミラーの第1ステップと第2ステップの幅は、実質的に等しい正と負の振幅を達成するパターニングデバイス。
【請求項３２】
第1の反射性コンポーネントのアレイと、第2の反射性コンポーネントのアレイと、コントローラのアレイとを有するパターニングデバイスであって、
前記各第1の反射性コンポーネントは第1の幅と第1の長さを有し、
前記第2の反射性コンポーネントのアレイのそれぞれ1つは、前記第1の反射性コンポーネントのアレイのそれぞれ1つの周辺部分と結合されており、
各第2の反射性コンポーネントは、前記第1の幅と実質的に等しい第2の幅と、前記第1の長さよりも小さい第2の長さを有し、
第1のステップが、共に結合された第1と第2の反射性コンポーネントの第1エッジ間にそれぞれ形成されており、
第2のステップが、共に結合された第1と第2の反射性コンポーネントの第2のエッジ間にそれぞれ形成されており、
前記コントローラのアレイは、共に結合された第1と第2の反射性コンポーネントのそれぞれ1つに結合されており、
各コントローラは、共に結合された第1と第2の反射性コンポーネントのそれぞれの運動を制御する、ことを特徴とするパターニングデバイス。
【請求項３３】
請求項32記載のパターニングデバイスにおいて、共に結合された第1と第2の反射性コンポーネントの第1のステップと第2のステップの高さと幅は、反射光の正と負の最大強度が、共に結合された第1と第2の反射性コンポーネントの傾斜角の範囲にわたって実質的に等しくなるよう選定されているパターニングデバイス。
【請求項３４】
請求項32記載のパターニングデバイスにおいて、共に結合された第1と第2の反射性コンポーネントのデフォルト位置はＯＮ状態であるパターニングデバイス。
【請求項３５】
請求項32記載のパターニングデバイスにおいて、共に結合された第1と第2の反射性コンポーネントのデフォルト位置はＯＦＦ状態であるパターニングデバイス。
【請求項３６】
請求項32記載のパターニングデバイスにおいて、共に結合された第1と第2の反射性コンポーネントの第1のステップと第2のステップの高さと幅は、パターニングデバイスがバイナリーレチクルをエミュレートするように選定されているパターニングデバイス。
【請求項３７】
請求項32記載のパターニングデバイスにおいて、共に結合された第1と第2の反射性コンポーネントの第1のステップと第2のステップの高さと幅は、パターニングデバイスが減衰位相シフトレチクルをエミュレートするように選定されているパターニングデバイス。
【請求項３８】
請求項32記載のパターニングデバイスにおいて、共に結合された第1と第2の反射性コンポーネントの第1のステップと第2のステップの高さと幅は、パターニングデバイスが交番位相シフトレチクルをエミュレートするように選定されているパターニングデバイス。
【請求項３９】
請求項32記載のパターニングデバイスにおいて、共に結合された第1と第2の反射性コンポーネントの第1のステップと第2のステップの高さは近似的にλ/4であり、ここでλは照明システムの放射ビームの波長であるパターニングデバイス。
【請求項４０】
請求項32記載のパターニングデバイスにおいて、共に結合された第1と第2の反射性コンポーネントの第1ステップと第2ステップの幅は近似的に5ｎｍから12ｎｍであるパターニングデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光パターニングデバイスおよびその使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パターニングデバイスは入射する光をパターニングするのに使用される。静的パターニングデバイスはレチクルまたはマスクを含むことができる。動的パターニングデバイスは個別に制御可能なエレメントのアレイを有することができ、このアレイはアナログ信号またはデジタル信号を受信することによりパターンを発生する。パターニングデバイスを使用するための例としての環境は、これに制限するものではないが、リソグラフ装置、プロジェクタ、投影表示装置等である。
【０００３】
オブジェクトとしてのマイクロミラーによりイメージングを行う場合、各ミラーにより反射される光の位相がクリティカルである。例えば平面可傾式ミラーが傾斜しないと（例えば静止）、画像面の光および／または投影光学系に集光された光は平均でゼロ位相、すなわち正の振幅を有すると見なされる。ミラーの傾斜中には、平均で見て光が画像面に向けられない傾斜角、および／または光が投影光学系に集光されない傾斜角が存在する。そのため、画像面における光の平均振幅はゼロになる。次にミラーが傾斜を続けると、位相外の光が画像面に到達および／または投影光学系に集光される。この光は負の振幅光と見なされる。可傾式ミラーを有する、個別に制御可能なエレメントの（従来の）アレイでは、画像面に到達するネガティブ光（例えば低強度または低振幅の光）の最大量が画像面に到達するポジティブ光の最大量よりも格段に少ない。
【０００４】
可傾式ミラーによりイメージングを行う場合、テレセントリックなエラーが発生し得る。テレセントリックなエラーはオブジェクトをパターンとしてパターニングする際に発生し、焦点を通過し、焦点を外れ、形成される画像の移動／シフトの原因となる。
【０００５】
最近では、個別に制御可能なエレメントのアレイは種々の形式のミラーを含むことができる。このミラー形式は、制限するものではないが、平面可傾式ミラー、シングル位相ステップ可傾式ミラー、ピストンミラー、または傾斜動作とピストン動作を組み合わせたハイブリッドミラーを含むことができる。しかし強度変調の制約から（例えばポジティブ光とネガティブ光の最大振幅が等しくない）、このアレイは位相シフトマスクを効率的にエミュレートすることができず、テレセントリックエラーを補正する場合にも非効率的である。個別には、ピストンミラーは純粋な位相変調作用を有するが、振幅変調もピストンミラーをスーパーピクセルに結合することによって得られる。スーパーピクセルは、ピクセルの群（例えば2×2，4×4、または8×8等）が結合され、1つの大きなピクセルを形成する場合に作られる。このスーパーピクセルはさらに多くの光量を集光することができる。このことは感度を上昇させるが（例えば速度）、しかし解像度を犠牲にする。これらのスーパーピクセルはグレートーンピクセルとして動作することができ、100％ポジティブ位相強度から-100%ネガティブ位相強度までの強度変調を達成することができる。しかし上で論議したように、スーパーピクセルよりも小さいアシストフィーチャの作用を複製する場合に制限がある。
【０００６】
べつの選択肢は、例えば上に示したように、SwedenのMicronic Laser Systems社のシングル位相ステップ可傾式ミラーである（λ/4のレベルステップとλ/2の位相ステップ、ここでλはイメージング波長）。このミラーは+50％と-50%の間の強度変調を達成することができる。光が投影システムの瞳に入射しない静止時には、ステップがあるので光の半分はゼロ度位相を有し、光の残りの半分は180度位相を有する。ミラーが傾斜すると、光が投影システムによりキャプチャまたは集光される。ここでは傾斜の方向が、ポジティブまたはネガティブな光がキャプチャまたは集光されるかを決定する。シングルステップミラーは対称であるから、投影システムにより等量のポジティブ光とネガティブ光をキャプチャまたは集光することができる。しかしテレセントリックエラーを補正するためには、このシングルステップミラーはステップの位置（右または左）を変化する必要がある。これについては下に述べる。そのためエッジ位置の傾斜角符号に依存するようになる。このことは、所定のグレートーンを特定のミラーによって達成するためには、必要な傾斜角の符号が、ステップがどこに位置するかという知識を必要とすることを意味し、このことはデータ経路上で付加的負担を形成する。加えて、エッジでのミラーのカールは、ミラーの薄い側で悪化する傾向にあり、このことは「傾斜エラー」を引き起こす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って個別に制御可能なエレメントのアレイにおいて、各個別に制御可能なエレメントが、アレイに使用される場合、さらに良好なポジティブおよびネガティブ強度特性を有し、テレセントリックエラーを効率的かつ有効に補正することができるようにすべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
放射ビームを供給する照明システムと、個別に制御可能なエレメントのアレイと、投影システムとを有するシステムであって、
前記個別に制御可能なエレメントのアレイは、対向するエッジに第1のステップと第2のステップを有し、
前記投影システムは、パターン化されたビームをオブジェクト上のターゲット部分に投影する、ことを特徴とするシステムにより解決される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施例によれば、照明システム、個別に制御可能なエレメントのアレイ、および投影システムを有するシステムが設けられている。この照明システムは放射ビームを供給する。個別に制御可能なエレメントのアレイは、ビームをパターニングする。個別に制御可能なエレメントのアレイは、対向するエッジに第1と第2のステップを備えるミラーを有する。投影システムは、パターニングされたビームをオブジェクト上のターゲットポイントに投影する。
【００１０】
本発明の実施例によれば、第1反射コンポーネントのアレイと、第2反射コンポーネントのアレイと、コントローラのアレイとを有するパターニングデバイスが設けられている。第1反射コンポーネントのそれぞれは第1の幅と第1の長さを有する。第2反射コンポーネントのアレイのそれぞれ1つは、第1反射コンポーネントのアレイのそれぞれ1つの中央部分に結合されている。各第2反射コンポーネントは、第1の幅に実質的に等しい第2の幅と、第1の長さよりも小さい第2の長さを有する。第1ステップは、共に結合された第1反射コンポーネントと第2反射コンポーネントのそれぞれの第1エッジ間に形成されている。第2ステップは、共に結合された第1反射コンポーネントと第2反射コンポーネントのそれぞれの第2エッジ間に形成されている。コントローラのアレイは、共に結合された第1反射コンポーネントと第2反射コンポーネントのそれぞれ1つに結合されている。各コントローラは、結合された第1反射コンポーネントと第2反射コンポーネントのそれぞれ1つの運動をコントロールする。
【００１１】
本発明の別の実施例によれば、反射コンポーネントの第1アレイと第2アレイと、コントローラのアレイとを有するパターニングデバイスが設けられている。第1反射コンポーネントのアレイのそれぞれは第1の幅と第1の長さを有する。第2反射コンポーネントのアレイのそれぞれ1つは、第1反射コンポーネントのアレイのそれぞれ1つの周辺部分に結合されている。各第2反射コンポーネントは、第1の幅に実質的に等しい第2の幅と、第1の長さよりも小さい第2の長さを有する。第1ステップは、共に結合された第1反射コンポーネントと第2反射コンポーネントのそれぞれの第1エッジ間に形成されている。そして第2ステップは、共に結合された第1反射コンポーネントと第2反射コンポーネントのそれぞれの第2エッジ間に形成されている。コントローラのアレイは、共に結合された第1反射コンポーネントと第2反射コンポーネントのそれぞれ1つに結合されている。各コントローラは、結合された第1反射コンポーネントと第2反射コンポーネントのそれぞれ1つの運動をコントロールする。
【００１２】
本発明の別の実施例によれば、以下のステップを有するデバイス製造方法が開示される。個別に制御可能なエレメントのアレイを使用して放射ビームをパターニングするステップ。ここでアレイ内の各エレメントは第1ステップと第2ステップを対向するエッジに有する。パターニングされたビームをオブジェクトのターゲットポイントに投影するステップ。
【００１３】
本発明のさらに別の実施形態、特徴および利点ならびに本発明の種々の実施形態の構造および動作について以下、図面を参照しながら詳しく説明する。
【００１４】
サブストレートをパターニングするリソグラフシステムで使用されるパターニングデバイスに関連して説明するが、ここに説明するパターニングデバイスは他にもプロジェクタまたはオブジェクトをパターニングする投影システムまたは表示デバイス（例えば投影テレビシステム等）に適用することができる。従ってリソグラフシステムおよび/またはサブストレートの使用は本明細書では本発明を説明するための単なる例である。
【００１５】
本発明のシステムおよび方法は、照明システム、個別に制御可能なエレメントのアレイ、および投影システムを使用して光をパターニングするために使用される。この照明システムは放射ビームを供給する。個別に制御可能なエレメントのアレイは、ビームをパターニングする。個別に制御可能なエレメントのアレイは、対向するエッジに第1と第2のステップを備えるミラーを有する。投影システムは、パターニングされたビームをオブジェクトのターゲットポイントに投影する。種々の例で、オブジェクトは表示デバイス、半導体基板またはウェハ、フラットパネルディスプレイガラス基板等であり、以下に詳細に説明する。
【００１６】
デュアルステップエレメントは、従来のシステムと比較して増大した強度変調レンジを提供する。デュアルステップエレメントはまた、実質的に等しいポジティブ最大値とネガティブ最大値を提供する。このことにより、個別に制御可能なエレメントのアレイによりシャープな画像を、オブジェクトが配置された画像面に形成することができる。
【００１７】
IC製造におけるリソグラス装置の使用と関連して説明されるが、ここに説明するリソグラス装置は例えばDNAチップ、MEMS,MOEMS,集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンスおよび検出パターン、フラットパネルディスプレイ、薄膜磁気ヘッド、マイクロ流体デバイスに適用することができる。当業者であれば、用語「ウェハ」または「ダイ」の使用は用語「サブストレート」または「ターゲット部分」と同義であることは理解されよう。
【００１８】
ここに参照されるサブストレートは露光の前または後に、例えばトラック（レジストのレイヤーをサブストレートに適用し、露光されたレジストを現像する典型的なツール）または測定学または検査ツールで処理される。適切であればここに開示された内容は他のサブストレート処理ツールに適用することができる。さらにサブストレートは2回以上処理することができ、これは例えば多層ICを製造するためである。従ってここで使用される用語「サブストレート」はすでに多重処理層を含むサブストレートも意味する。
【００１９】
ここに使用される用語「個別に制御可能なエレメントのアレイ」は、到来する放射ビームにパターン化されたクロスセクションを付与するために使用することのできるいずれかのデバイスであると広く解釈すべきである。これにより所望のパターンをサブストレートのターゲット部分に形成することができる。用語「光バルブ」および「空間的光変調器」（SLM）もこの関連から使用される。このようなパターニングデバイスの例は上記で議論したが、後でも議論する。
【００２０】
プログラマブルミラーアレイはアドレシング可能なマトリクス表面を有することができ、この表面は粘弾性コントロール層（すなわち感知できるほどの連合粘性と弾性を備える表面）と反射性表面を備える。このような装置の基本原理は、反射性表面のアドレシングされたエリアが入射光を回折光として反射し、アドレシングされないエリアは入射光を非回折光として反射することである。アドレシングはバイナリーでまたは多重間欠角により行うことができる。適切な空間フィルタを使用すれば、非回折光を反射ビームからろ波除去することができ、回折光だけがサブストレートに到達する。このようにしてビームは、アドレシング可能なマトリクス表面のアドレシングパターンに応じてパターニングされる。
【００２１】
択一的にフィルタが回折光をろ波除去し、非回折光がサブストレートに到達するようにしてもよい。光学的回折マイクロマシン（MEMS）デバイスのアレイも相応にして使用することができる。各光学的回折MEMSデバイスは複数の反射性リボンを有することができ、この反射性リボンは相互に変形することができ、入射光を回折光として反射する回折格子を形成することができる。これはしばしばグレーティング光バルブと称される。
【００２２】
別の択一的実施例は、小型ミラーのマトリクス構成を使用するプログラマブルミラーアレイを有し、各小型ミラーは適切な位置決め電界の適用または圧電アクチュエータ手段の使用によって軸を中心に個別に傾斜することができる。ここでもミラーはアドレシング可能マトリクスであり、アドレシングされたミラーは入射する放射ビームを異なる方向でアドレシングされないミラーへ反射する。このようにして反射されたビームはアドレシング可能なマトリクスミラーのアドレシングパターンに相応してパターン化される。所要のマトリクスアドレシングは適切な電子手段を使用して実行することができる。1つの実施例では、ミラー群がシングル「ピクセル」としてアドレシングされるよう共に座標配列することができる。この実施例では、照明システムの光学エレメントが光ビームを形成し、各ビームはそれぞれのミラー群に入射する。
【００２３】
上記2つのシチュエーションでは、個別に制御可能なエレメントのアレイが1つまたは複数のプログラマブルミラーアレイを有することができる。
【００２４】
プログラマブルLCDアレイも使用することができる。
【００２５】
フィーチャのプレバイアス、光学的近似補正フィーチャ、位相変動技術および多重露光技術が使用されるなら、個別に制御可能なエレメントのアレイ上に「表示される」パターンは、場合によりサブストレートの層へ、またはサブストレートへ転送されるパターンと実質的に異なっていても良い。同様に、場合によりサブストレートに発生されるパターンは、個別に制御可能なエレメントのアレイ上のその時点のパターンに相応しなくても良い。これはサブストレートの各部分に形成されるパターンが所定の期間にわたって、または所定の露光数にわたって形成されるような構成の場合であり、その間に、個別に制御可能なエレメントのアレイ上のパターンおよび/またはサブストレートの相対位置が変化するからである。
【００２６】
ここで用語「放射」および「ビーム」は、すべての形式の電磁放射を包含するものであり、紫外線（UV）放射（例えば365，248，193，157または126nmの波長）、超紫外線（EUV）放射（例えば5-20nmの波長）、およびイオンビームや電子ビームのような粒子ビームも含む。
【００２７】
リソグラフ環境では、使用される用語「投影システム」は種々の形式の投影システムを包含すると広く解釈すべきであり、屈折光学システム、反射光学システム、および反射屈折光学システムを、使用される露光放射に適するならば、または液浸または真空の使用のような別の要因に適するならば含むことができる。用語「レンズ」の使用は、一般的用語「投影システム」と同義であると理解すべきである。
【００２８】
照明システムはまた種々の形式の光学的コンポーネント、すなわち放射ビームを指向、整形、および制御するための屈折性、反射性、および反射屈折性コンポーネントを包含し、このようなコンポーネントは以下、集合的にまたは単数で「レンズ」と称する。
【００２９】
リソグラフ装置は典型的には2つ（例えばデュアルステージ）またはそれ以上のサブストレートテーブル（および/または2つまたはそれ以上のマスクテーブル）を有する形式とすることができる。このような「マルチプルステージ」マシンでは、付加的テーブルを並列的に使用することができ、また1つまたは複数のテーブルが露光のために使用されている間に、予備ステップを1つまたは複数のテーブルで実行することができる。
【００３０】
リソグラフ装置は、サブストレートが液浸された形式とすることもでき、この液体（例えば水）は相対的に高い屈折率を有し、投影システムの最終エレメントとサブストレートとの間の空間を充填する。浸液はまたリソグラフ装置の別の空間、例えばサブストレートと投影システムの第1エレメントとの間の空間に適用することもできる。液浸技術は当業者には公知であり、投影システムの開口数を増大させる。
【００３１】
さらに装置には液体処理セルを設けることができ、これにより液体とサブストレートの被照射部分との間で相互作用することができる（例えば化学物質を選択的にサブストレートに付着させる、またはサブストレートの表面構造を選択的に変形する）。
【００３２】
パターニングデバイスに対する例としての環境
本発明のパターニングデバイスは上に論議したように種々の環境で使用することができるが、以下の説明ではリソグラフ環境での使用を説明する。これは説明のためだけである。
【００３３】
リソグラフ装置は、所望のパターンをオブジェクトのターゲット部分に適用するマシンである。リソグラフ装置は例えばオブジェクトを、生物工学的環境で、またはIC、フラットパネルディスプレイ、ミクロまたはナノ液晶デバイス、および微細構造を含む他のデバイスの製造でパターニングするために使用することができる。ICベースのリソグラフ環境では、パターニングデバイスがIC（または他のデバイス）の個別層に相応する回路パターンを形成するのに使用され、このパターンはサブストレート（例えばシリコンウェハまたはガラスプレート）上のターゲット部分（例えば1つまたは複数のダイを有する部分）上に画像化することができる。上に論議したようにマスクの代わりに、マスクレスICリソグラフィでは、パターニングデバイスが個別に制御可能なエレメントのアレイを有することができ、これが回路パターンを発生する。
【００３４】
一般的にシングルサブストレートは、連続的に露光される隣接ターゲット部分のネットワークを含む。公知のリソグラフ装置はステッパとスキャナを有する。このステッパでは各ターゲット部分が全体パターンをターゲット部分上に露光することにより照射される。スキャナでは各ターゲット部分が所定方向（走査方向）へのビームによるパターン走査によって照射される。一方、同時にこの方向に対して平行にまたは逆平行にサブストレートが走査される。この概念を以下、詳細に説明する。
【実施例】
【００３５】
図1は、本発明の実施例によるリソグラフ投影装置100を示す。
装置100は少なくとも1つの放射システム102，パターニングデバイス104（例えば静的デバイスまたは個別に制御可能なエレメントのアレイ）、オブジェクトテーブル106（例えばサブストレートテーブル）、および投影システム（レンズ）108を有する。
【００３６】
放射システム102は放射ビーム110を供給するのに使用され、この実施例では放射源112を有する。
【００３７】
個別に制御可能なエレメントのアレイ104（例えばプログラマブルミラーアレイ）がビーム110をパターニングするのに使用される。実施例では、個別に制御可能なエレメントのアレイ104野市が投影システム108に対して固定されている。しかし別の実施例では、個別に制御可能なエレメントのアレイ104は位置決め装置(図示せず)と接続されており、投影システム108を基準にして位置決めされる。図示の実施例では、個別に制御可能なエレメントのアレイ104の各エレメントは反射タイプである（例えば個別に制御可能なエレメントの反射性アレイを有する）。
【００３８】
オブジェクトテーブル106にはオブジェクトホルダ（特に図示せず）がオブジェクト114（例えばレジストのコーティングされたシリコンウェハ、ガラスサブストレート等）の保持のために設けられている。実施例ではサブストレートテーブル106が位置決め装置と接続されており、サブストレート114は投影システム108を基準にして正確に位置決めされる。
【００３９】
投影システム108（例えば水晶レンズシステムおよび/またはCaF2レンズシステム、またはこのような材料から作製されたレンズエレメントを有する反射屈折システム、またはミラーシステム）は、ビームスプリッタ118から受け取ったパターン化ビームをサブストレート114のターゲット部分120（例えば1つまたは複数のダイ）に投影するために使用される。投影システム108は個別に制御可能なエレメントのアレイ104の画像をサブストレート114に投影することができる。択一的に投影システム108は二次放射源の画像を投影することができ、この二次放射源に対して個別に制御可能なエレメントのアレイ104はシャッタとして動作する。投影システム108はまたマイクロレンズアレイ（MLA）を有することができ、これにより二次放射源を形成し、マイクロスポットをサブストレート114に投影する。
光源112（例えばエキシマレーザ等）は放射ビーム112を形成する。ビーム112は照明システム（イルミネータ）124に直接、またはビーム拡張器126のような整形デバイス126を通過した後に供給される。イルミネータ124は調整デバイス128を有することができ、調整デバイスはビーム122の強度分布の外側および/または内側放射度（それぞれσアウタおよびσインナとされる）を設定する。さらにイルミネータ124は別の種々のコンポーネント、例えばインテグレータ130およびコンデンサ132を含むことができる。このようにして個別に制御可能なエレメントのアレイ104に衝突するビーム110は所望の均一性と強度分布をその断面に有する。
【００４０】
実施例では光源112はリソグラフ投影装置100のハウジング内に配置されている（光源112が水銀ランプの場合はケース）。別の実施例では光源112はリソグラフ投影装置100を基準にして遠隔に配置されている。後者の実施例では、放射ビーム122は装置100（例えば適切に指向されたミラー（図示せず）によって）に指向される。この後者のシナリオは、光源112がエキシマレーザである場合である。これら2つのシナリオは本発明の枠内で考慮されるのが有利である。
【００４１】
ビームスプリッタ118により指向された後、ビーム110は個別に制御可能なエレメントのアレイ104と相互作用する。図示の実施例では、個別に制御可能なエレメントのアレイ104により反射された後、ビーム110は投影システム108を通過し、この投影システムはビーム110をサブストレート114のターゲット部分120にフォーカシングする。
【００４２】
位置決め装置116とオプションとしての干渉分析測定デバイス134（ベースプレート136上にあり、干渉分析ビーム138をビームスプリッタ140を介して受け取る）によって、サブストレートテーブル106は正確に移動され、これによりビーム110の経路中に種々のターゲット部分120が位置決めされる。
【００４３】
実施例では、個別に制御可能なエレメントのアレイ104に対する位置決め装置（図示せず）を使用して、個別に制御可能なエレメントのアレイ104の位置をビーム110の経路を基準にして、例えば走査中に正確に補正することができる。
実施例では、サブストレートテーブル106の運動がロングストロークモジュール（粗位置決め）とショートストロークモジュール（微位置決め）によって実現される。これらは図1には明示されていない。同様のシステムを、個別に制御可能なエレメントのアレイ104を位置決めするのに使用することもできる。ビーム110は択一的にまたは付加的に移動可能であり、一方、サブストレートテーブル106および/または個別に制御可能なエレメントのアレイ104は固定位置を有し、所要の相対運動を提供することができる。
【００４４】
別の実施例では、サブストレートテーブル106が固定されており、サブストレート114はサブストレートテーブル106の上を運動可能である。このように構成される場合、サブストレートテーブル106には平坦な最上表面上に多数の開口部が設けられる。ガスが開口部を通ってガスクッションを提供するために供給される。このガスクッションはサブストレート114を支持する。これはエアベアリング構成と称される。サブストレート114はサブストレートテーブル106上を、1つまたは複数のアクチュエータ（図示せず）によって移動される。このアクチュエータはサブストレート114を、ビーム110の経路を基準にして正確に位置決めする。別の実施例では、サブストレート114はサブストレートテーブル106上を、開口部を通るがガスの通流を選択的に始動および停止することにより移動される。
【００４５】
本発明のリソグラフ装置をここでは、サブストレート上のレジストを露光するためのものとして説明したが、本発明はこの使用に制限されるものではなく、本発明の装置100はパターン化されたビーム110をレジストのないリソグラフィに投影するために使用することもでき、また他の適用に使用することもできる。
【００４６】
図示の装置100は4つのモードのうちの少なくとも1つで使用することができる。
【００４７】
1. ステップモード：個別に制御可能なエレメントのアレイ104上のパターン全体が単一露光中（例えばシングルフラッシュ）にターゲット部分120に投影される。次にサブストレートテーブル106はｘ方向および/またはｙ方向で異なる位置へ移動され、パターン化されたビーム110により異なるターゲット部分120が照射される。
【００４８】
2. スキャンモード：実質的にステップモードと同じであるが、所定のターゲット部分120はシングルフラッシュで露光されない。その代わりに個別に制御可能なエレメントのアレイ104が所定の方向（例えば「走査方向」、ｙ方向）に速度ｖで移動する。これによりパターン化されたビーム110は個別に制御可能なエレメントのアレイ104の上を走査する。同時にサブストレートテーブル106は同じ方向または反対の方向に速度Ｖ＝Ｍｖで移動される。ここでＭは投影システム108の倍率である。このようにして比較的に大きなターゲット部分120を露光することができ、解像度の点で妥協する必要もない。
【００４９】
3. パルスモード：個別に制御可能なエレメントのアレイ104は実質的に定置され、パターン全体がサブストレート114のターゲット部分120にパルス放射システム102によって投影される。サブストレートテーブル106は実質的に一定の速度で移動され、パターン化されたビーム110はラインをサブストレート106にわたって走査する。個別に制御可能なエレメントのアレイ104上のパターンは必要に応じて放射システム102のパルス間で更新される。そしてパルスは、ターゲット部分120がサブストレート114上の所要の箇所で連続して露光されるように時間決めされる。その結果、パターン化されたビーム110はサブストレート114を端から端まで走査することができ、サブストレート114のストリップごとにパターン全体を露光する。
【００５０】
4. 連続スキャンモード：実質的にパルスモードと同じであるが、一定放射システム102が使用され、個別に制御可能なエレメントのアレイ104上のパターンは、パターン化されたビーム110がサブストレート114全体を走査し、これを露光するときに更新される。
【００５１】
上記の使用モードの組み合わせおよび/または変形も使用することができる。
【００５２】
プログラマブルエレメントのアレイ内の例としてのエレメント
図2は、本発明の実施例による個別に制御可能なエレメントのアレイ204の平面図である。個別に制御可能なエレメントのアレイ204内の各エレメント242はアクティブエリア244と非アクティブエリア246を含む。アクティブエリア244は上に述べたように、ミラー、液晶ディスプレイエレメント、グレーティング光バルブ等の形態とすることができ、到来する光をパターニングするために使用される。一方、非アクティブエリア246は回路と機械的デバイスおよび構造を含む。非アクティブエリア246内のデバイスと構造は、アクティブエリア244を制御および/または移動（例えば傾斜、往復運動等）させ、アクティブエリア244をONとOFFに切り替えるのに使用される。いくつかの実施例では、アクティブエリア244を種々の間欠状態に移動させる。
【００５３】
図3と図4は、本発明の実施例による個別に制御可能なエレメントのアレイ204（図2）にあるエレメント342のアクティブエリア344（例えば反射性デバイス、ミラー等）のそれぞれ平面図と側面図である。ミラー344は、第2部分350の中央エリア348と結合された第1部分346を有する。この実施例では2つの部分346と350が反射性部分である。結合することにより、第1ステップ352と第2のステップ354が形成される。各ステップ352/354はステップ高さ（SH）とステップ幅（SW）を有する。実施例でミラー344は可傾式ミラーであり、λ/4高さステップ352/354を有する（すなわちSH=λ/4）。ミラー344はまたミラー幅（MW）を有する。ミラー344は軸356を中心に傾斜および回転する。この分野では周知のように角度および傾斜の方向に依存して、ステップ352および354から反射された光は上に述べたように正または負の位相変化を受ける。
【００５４】
図8は、本発明の実施例による個別に制御可能なエレメントのアレイ204（図2）にあるエレメント842のアクティブエリア844（例えば反射性デバイス、ミラー等）の側面図である。ミラー844は、周辺エリア847に結合または形成された第1部分846を有し、周辺エリアは第2部分850の中央エリア848の外側にある。従ってエレメント842は、材料を中央エリア848から除去することによっても、材料を周辺部分847に付加することによっても作製できる。この実施例では2つの部分846と850が反射性部分である。結合/形成することにより、第1ステップ852と第2のステップ854が形成される。各ステップ852/854はステップ高さ（SH）とステップ幅（SW）を有する。実施例でミラー844は可傾式ミラーであり、λ/4高さステップ852/854を有する（すなわちSH=λ/4）。ミラー844はまたミラー幅（MW）を有する。ミラー844は軸856を中心に傾斜および回転する。この分野では周知のように角度および傾斜の方向に依存して、ステップ852および854から反射された光は上に述べたように正または負の位相変化を受ける。
【００５５】
エレメント342と842は同様に機能する。従ってエレメント342だけを以下に説明する。以下に説明する機能はエレメント842にも同様に当てはまる。
【００５６】
種々の実施例で適切なステップ高さ/幅パラメータを使用して、ミラー344はバイナリーマスク、減衰位相シフトマスク（AttPSMｓ）、交番位相シフトマスク（AｌｔPSMｓ）をエミュレートすることができる。
【００５７】
位相シフトマスク技術はフォトリソグラフマスクに関連するものであり、マスクの所定エリアを通過する光の位相を選択的に変化させ、弱め合う干渉の原理に従い、解像度および焦点深度を改善する。例えば単純な減衰位相シフトマスクでは、材料層が選択的に配置され、これを通過する光を減衰し、この位相シフト材料により被覆されていない隣接エリアを通過する光から180度位相をシフトさせる。この180度の位相差によって、2つの隣接アパーチャからの重なり合う光は弱め合うように干渉する。これによりウェハでのフィーチャの幅が減少する。このことはマスクレスリソグラフィにおいて、個別に制御可能な各エレメントおよび/または個別に制御可能なエレメントの群を制御し、これらの光特性を得るために衝突光をパターニングするパターンを形成することによって得られる。
【００５８】
減衰位相シフトマスクは交番位相シフトマスクとは、交番位相シフトマスクが一般的に部分透過性位相シフト材料を有しておらず、マスク内にトレンチを含み、フィーチャに隣接する透過光の位相をシフトする点で異なる。
【００５９】
従ってPSMは透過エリアを有し、このエリアはそれぞれを基準にして同相または異相である。2つの透過エリアがそれぞれを基準にして異相であれば、画像面の画像はよりシャープになる。従って、アレイ104(図1)または203（図2）で使用される場合にエレメント344に対してステップ高さとステップ幅を適切に選択することによって、これらの位相シフトマスクの１つをエミュレートすることができ、これにより従来のミラーよりもシャープな画像を画像面（図示せず）に形成することができる。
【００６０】
実施例では平面可傾式ミラーと比較して、ミラー344はAltPSMsを、前記平面可傾式ミラーよりも格段に少ない光損失でエミュレートすることができる。例えば平面可傾式ミラーの９５％損失に対してミラー344は64％の損失である。また、AttPSMsをエミュレートすることができるので、所望の焦点深度（例えば焦点深度の増大）および露光ラチチュード特性をミラー344から得ることができる。
【００６１】
実施例ではミラー344により複製することのできるアシストフィーチャ（例えばウェハ上のリソグラフィを改善するためのフィーチャ、光学的近似補正フィーチャ、セリフ、ハンマーヘッド、散乱バー、アンチ散乱バー等）の大きさがピクセルサイズによってのみ制限される。反対に従来のピストンミラーを使用する場合、最小アシストフィーチャはスーパーピクセルサイズ、すなわちピクセルサイズの少なくとも2倍より小さくすることができない。
【００６２】
また上記のシングルステップミラーと比較して、ステップ352/354がミラー344の各側に付加されているので、ステップ352/354を付加することによる非対称変形は存在しない。またステップ352/354の大きさがあるためより厚くなるエッジは、シングルステップミラーと比較してエッジカールの量を低減する。
【００６３】
デュアル位相ステップエレメントの例としての反射特性
図5と図6は、本発明の実施例によるデュアル位相ステップミラー344（図3と図4）と比較した平面ミラーに対して、傾斜角についての反射率を表す線図500と600である。各線図で反射率曲線560/660はデュアル位相ステップミラー344の使用により得られたものである。曲線562/662はそれぞれ従来の平面ミラーの使用により得られたものである。
【００６４】
種々の実施例で、ミラー344のステップ幅を調整すると、ミラー反射率曲線560/660では静止状態で所望の適用に依存して、ポジティブ振幅とネガティブ振幅の比が最適化され、傾斜角が拡大され、ピクセル状態が変化される。
【００６５】
平面可傾式ミラーは強度変調を、100%ポジティブ位相強度と4.7%ネガティブ位相強度との間で実行することができる。このことは図5と図6で曲線562と662にそれぞれ示されている。両方の曲線は1の最大ポジティブ強度と-2のネガティブ強度を示す。この制限されたネガティブ位相強度は、交番位相シフトマスクを有意な光損失なしでエミュレートする平面可傾式ミラーでの主たる制限を照明するものである。
【００６６】
実施例では、2つのλ/4高さステップ352/354を備える可傾式ミラー344（図3〜4）に関連する反射振幅とグレートーンが次式により与えられる。ここで各位相ステップ352/354は最も近いミラーエッジから距離ｗｓｔｅｐ（ウェハスケール）に配置されている：
【００６７】
【数１】
2006148140.tif 000003
【００６８】
ここでMは光学系の縮小率、ｗはウェハスケール上のピクセルサイズ（実際のミラー幅/M）、αは傾斜角、wstepはステップ幅、λはイメージング波長である。λ/4の位相ステップ高さに対する光路差はλ/2である。なぜなら入射光ビームはミラー344の表面で反射され、従ってビームはステップ352/354を2回通過するからである。
【００６９】
図5は、約30nm（オブジェクト（図示せず）でのミラーサイズ）のピクセルサイズと約11．8nmのステップ幅を有するミラー344に基づくものである。この実施例では、ステップ352と354のステップ幅が、反射率曲線560を形成するように選択される。この曲線560では正と負の最大振幅が等しい。最大ネガティブ振幅はゼロ傾斜で達成される（約-0.6振幅または約-36%強度）。一方、最大ポジティブ振幅は約17mrad傾斜で得られる（約0.6振幅または約36%強度）。反射率ゼロ交差は約7.5mrad傾斜で発生する。この例でミラー344はバイナリー、AttPSM、およびAltPSMレチクルをエミュレートすることができる。AltPSMマスクをエミュレートするときの光損失は、曲線562に示されるように平面可傾式ミラーによる場合と比較して非常に小さい。
【００７０】
図6は、約30nm（オブジェクトでのミラーサイズ）のピクセルサイズと約7.5nmのステップ幅を有するミラー344に基づくものである。曲線660の強度変調範囲は、平面可傾式ミラー662に対して約-10%から約+42%までである。
【００７１】
デュアル位相ステップ鏡映デバイスを使用したテレセントリックエラー補正
図7は、本発明の実施例によるミラー344をパターニングデバイス（例えばパターニングデバイス104）に使用した場合の、ミラー344からの反射光により形成された2次元回折パターンを示す線図である。実施例では正規化２D回折パターン700が次式により与えられる：
【００７２】
【数２】
2006148140.tif 000004
【００７３】
ｌとｍは、振幅が位相ステップなしの可傾式ミラーの回折パターンのピーク振幅に正規化された場合における、正規化空間周波数である。
【００７４】
この例では、デュアル位相ステップミラー344が約11.8nmのステップ幅を有し、ゼロ傾斜である。この例でグラフ700の垂直軸を基準にした回折パターンの対称性は、傾斜角の大きさに依存するミラー344のグレートーンを示すが、傾斜角の符号には関係ない。従ってミラー344によるテレセントリックエラーの補正は従来の平面可傾式ミラーに対するのと同じように実行することができる。例えばアレイ204（図2）の隣接エレメント344は、例えばチェス盤状に、その傾斜角の符号を交番する（正または負）。上に述べたピストンスーパーピクセルまたはシングル位相ステップミラーと異なり、ミラー344によるテレセントリックエラーの補正はデータ経路に付加的な負荷を生じさせない。
【００７５】
実施例では、ミラー344を使用することにより、制限すべき傾斜を一方向だけにすることができ、それでもなお正と負の両方の振幅が生じる。これは上に述べたシングルステップミラーとは異なる点である。シングルステップミラーは各ミラーを両方向で傾斜する必要がある。従ってこの実施例では、ミラー344を使用すれば傾斜角の符号を単純に交番することにより、非テレセントリックエラーを補正するための単純なスキームが得られる。
【００７６】
反対に上に述べたように、シングル位相ステップミラーを使用してテレセントリックエラーを補正するためには、位相エッジまたはステップの位置変化（右または左）と傾斜角の符号変化が必要である。そのため、傾斜角符号がエッジの位置に依存するようになる。このことは、特定のミラーにより所定のグレートーンを達成するためには、必要な傾斜角の符号が、どこにステップが位置されているかという知識を必要とすることを意味する。このようなことはデータ経路に付加的な負担を強いる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】図1は、本発明の実施例によるリソグラフ装置を示す図である。
【図２】図2は、本発明の実施例によるパターニングデバイスを示す図である。
【図３】図3は、本発明の実施例による、パターニングデバイスのエレメントの平面図である。
【図４】図4は、本発明の実施例による、パターニングデバイスのエレメントの側面図である。
【図５】図5は、本発明の実施例による、パターニングデバイスの種々の大きさのエレメントの傾斜角についての反射率を示す線図である。
【図６】図6は、本発明の実施例による、パターニングデバイスの種々の大きさのエレメントの傾斜角についての反射率を示す線図である。
【図７】図7は、本発明の実施例による、パターニングデバイスのデュアル位相ステップエレメントに対する2次元回折パターンを示す図である。
【図８】図8は、本発明の実施例による、パターニングデバイスのエレメントの側面図である。
【図１】
2006148140.tif 000005
【図２】
2006148140.tif 000006
【図３】
2006148140.tif 000007
【図４】
2006148140.tif 000008
【図８】
2006148140.tif 000009
【図５】
2006148140.tif 000010
【図６】
2006148140.tif 000011
【図７】
2006148140.tif 000012