(57)【要約】【課題】調整ビームにおけるＥＵＶ放射線の割合を大きくすることによってスペクトル純度を高めたリソグラフィ装置を提供する。【解決手段】リソグラフィ装置は、放射線ビームを調整するように構成された照明システムと、放射線ビームの断面にパターンを付与して、パターン化放射線ビームを形成するように構成されたパターン化デバイスを支持するように構成された支持体と、基板を保持するように構成された基板テーブルと、パターン化放射線ビームを基板の目標部分に投射するように構成された投射システムとを含み、放射線ビームは、放射線ビームのスペクトル純度を高める少なくとも１つの斜入射ミラーから反射される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線ビームを反射して、前記放射線ビームのスペクトル純度を高めるための斜入射ミラーと、
前記放射線ビームを調整するように構成された照明システムと、
前記調整された放射線ビームの断面にパターンを付与して、パターン化放射線ビームを形成するように構成されたパターン化デバイスを支持するように構成された支持体と、
基板を保持するように構成された基板テーブルと、
前記パターン化放射線ビームを前記基板の目標部分に投射するように構成された投射システムとを備えたリソグラフィ装置。
【請求項２】
前記スペクトル純度を高めることで、前記放射線ビームにおけるＥＵＶ放射線の割合が増加する請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項３】
前記リソグラフィ装置は、光学縦列を有し、前記放射線ビームの前記スペクトル純度は、前記光学縦列を三次元に構成することによって高められる請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項４】
前記光学縦列は、前記リソグラフィ装置における光源コレクタ・モジュールを回転させることによって三次元に構成される請求項３に記載のリソグラフィ装置。
【請求項５】
第１の斜入射ミラーは、リソグラフィ装置の光源コレクタ・モジュールに配置され、第２の斜入射ミラーは、前記リソグラフィ装置の前記照明システム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６】
前記光源コレクタ・モジュールは、前記第１及び第２の斜入射ミラーが三次元配置になるように回転される請求項５に記載のリソグラフィ装置。
【請求項７】
前記スペクトル純度は、前記リソグラフィ装置の中間焦点における斜入射ミラーによって高められる請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項８】
前記中間焦点における前記斜入射ミラーは、光学軸及び反射面を有し、前記光学軸は、実質的に前記反射面に存在する請求項７に記載のリソグラフィ装置。
【請求項９】
前記中間焦点における前記斜入射ミラーは、前記照明システムにおける斜入射ミラーとともに三次元光学縦列の一部を形成する請求項７に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１０】
さらなる斜入射ミラーが光源コレクタ・モジュールに追加され、スペクトル純度を高める請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１１】
前記放射線は、約５ｎｍと約２０ｎｍの間の波長を有する請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１２】
前記放射線は約１３．５ｎｍの波長を有する請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１３】
照明システムを使用して、放射線ビームを調整すること、
放射線ビームにパターンを付与すること、
前記パターン化ビーム又は放射線を基板の目標部分に投射すること、及び
前記放射線ビームのスペクトル純度を高める少なくとも斜入射ミラーから前記放射線ビームを反射させることを含むデバイス製造方法。
【請求項１４】
前記スペクトル純度は、前記リソグラフィ装置の光学縦列を三次元に構成することによって高められる請求項１３に記載のデバイス製造方法。
【請求項１５】
光学縦列は、光源コレクタ・モジュールを回転させることによって三次元に構成される請求項１３に記載のデバイス製造方法。
【請求項１６】
第１の斜入射ミラーは、光源コレクタ・モジュールに配置され、第２の斜入射ミラーは、前記照明システムに配置される請求項１３に記載のデバイス製造方法。
【請求項１７】
前記光源コレクタ・モジュールは、前記第１及び第２の斜入射ミラーが三次元配置になるように回転される請求項１６に記載のデバイス製造方法。
【請求項１８】
前記スペクトル純度は、中間焦点における斜入射ミラーによって高められる請求項１３に記載のデバイス製造方法。
【請求項１９】
前記中間焦点における前記斜入射ミラーは、光学軸及び反射面を有し、前記光学軸は、実質的に前記反射面に存在する請求項１８に記載のデバイス製造方法。
【請求項２０】
前記スペクトル純度は、三次元光学縦列の一部である中間焦点に斜入射ミラーを有することによって高められる請求項１３に記載のデバイス製造方法。
【請求項２１】
前記中間焦点における前記斜入射ミラーは、前記照明システムにおける斜入射ミラーとともに三次元光学縦列の一部を形成する請求項２０に記載のデバイス製造方法。
【請求項２２】
さらなる斜入射ミラーが光源コレクタ・モジュールに追加され、スペクトル純度を高める請求項１３に記載のデバイス製造方法。
【請求項２３】
請求項１３の方法に従って製造されるデバイス。
【請求項２４】
パターン化放射線ビームを基板に投射することを含み、前記放射線ビームは、前記放射線ビームのスペクトル純度を高める少なくとも１つの斜入射ミラーから反射されるデバイス製造方法。
【請求項２５】
前記スペクトル純度は、前記リソグラフィ装置の光学縦列を三次元に構成することによって高められる請求項２４に記載のデバイス製造方法。
【請求項２６】
光学縦列は、光源コレクタ・モジュールを回転させることによって三次元に構成される請求項２４に記載のデバイス製造方法。
【請求項２７】
第１の斜入射ミラーは、光源コレクタ・モジュールに配置され、第２の斜入射ミラーは、前記照明システムに配置される請求項２４に記載のデバイス製造方法。
【請求項２８】
前記光源コレクタ・モジュールは、前記第１及び第２の斜入射ミラーが三次元配置になるように回転される請求項２７に記載のデバイス製造方法。
【請求項２９】
前記スペクトル純度は、中間焦点における斜入射ミラーによって高められる請求項２４に記載のデバイス製造方法。
【請求項３０】
前記中間焦点における前記斜入射ミラーは、光学軸及び反射面を有し、前記光学軸は、実質的に前記反射面に存在する請求項２９に記載のデバイス製造方法。
【請求項３１】
前記スペクトル純度は、三次元光学縦列の一部である中間焦点に斜入射ミラーを有することによって高められる請求項２４に記載のデバイス製造方法。
【請求項３２】
前記中間焦点における前記斜入射ミラーは、前記照明システムにおける斜入射ミラーとともに三次元光学縦列の一部を形成する請求項３１に記載のデバイス製造方法。
【請求項３３】
さらなる斜入射ミラーが光源コレクタ・モジュールに追加され、スペクトル純度を高める請求項２４に記載のデバイス製造方法。
【請求項３４】
請求項２４の方法に従って製造されるデバイス。
【請求項３５】
照明システムを使用して、放射線ビームを供給すること、
前記放射線ビームにパターンを付与すること、
前記パターン放射線ビームを基板に投射すること、及び
前記放射線ビームのスペクトル純度を高める少なくとも１つの斜入射ミラーから前記放射線ビームを反射させることを含むデバイス製造方法。
【請求項３６】
前記スペクトル純度は、前記リソグラフィ装置の光学縦列を三次元に構成することによって高められる請求項３５に記載のデバイス製造方法。
【請求項３７】
光学縦列は、光源コレクタ・モジュールを回転させることによって三次元に構成される請求項３５に記載のデバイス製造方法。
【請求項３８】
第１の斜入射ミラーは、光源コレクタ・モジュールに配置され、第２の斜入射ミラーは、前記照明システムに配置される請求項３５に記載のデバイス製造方法。
【請求項３９】
前記光源コレクタ・モジュールは、前記第１及び第２の斜入射ミラーが三次元配置になるように回転される請求項３８に記載のデバイス製造方法。
【請求項４０】
前記スペクトル純度は、中間焦点における斜入射ミラーによって高められる請求項３５に記載のデバイス製造方法。
【請求項４１】
前記中間焦点における前記斜入射ミラーは、光学軸及び反射面を有し、前記光学軸は、実質的に前記反射面に存在する請求項４０に記載のデバイス製造方法。
【請求項４２】
前記スペクトル純度は、三次元光学縦列の一部である中間焦点に斜入射ミラーを有することによって高められる請求項３５に記載のデバイス製造方法。
【請求項４３】
前記中間焦点における前記斜入射ミラーは、前記照明システムにおける斜入射ミラーとともに三次元光学縦列の一部を形成する請求項４２に記載のデバイス製造方法。
【請求項４４】
さらなる斜入射ミラーが光源コレクタ・モジュールに追加され、スペクトル純度を高める請求項３５に記載のデバイス製造方法。
【請求項４５】
請求項３５の方法に従って製造されるデバイス。
【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、及び集積回路（ＩＣ）の如きデバイスの製造におけるその装置の使用方法に関する。特に、本発明は、極紫外（ＥＵＶ）レンジの波長を有する放射線に使用するように設計され、スペクトル純度が高められた放射線ビームを供給するように設計されたリソグラフィ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板、通常は基板の目標部分に描写する機械である。リソグラフィ装置を、例えば集積回路（ＩＣ）の製造に使用することができる。その用途では、マスク又はレチクルと呼ぶこともできるパターン化デバイスを使用して、ＩＣの個別の層に形成される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つ又はいくつかのダイの一部を含む）に転写することができる。パターンの転写は、典型的には、基板上に設けられた放射線感応材料（レジスト）への描写を介して行われる。概して、単一の基板は、連続してパターン化される隣り合う目標部分のネットワークを含む。知られているリソグラフィ装置としては、パターン全体を一度に目標部分に露出させることによって各目標部分に照射するステッパ、及び放射線ビームで所定の方向、すなわち「走査」方向にパターンを走査しながら、それと同時にこの方向に平行又は反平行に基板を走査することによって各目標部分に照射するスキャナが挙げられる。パターン化デバイスからのパターンを、基板上に刷り込むことによって基板に転写することも可能である。
【０００３】
レチクルの照射部分を基板の目標部分に描写するための投射システムがレチクルと基板の間に配置される。投射システムは、放射線の投射ビームを誘導、成形又は制御するための部品を含み、これらの部品としては、典型的には、例えば屈折光学素子、反射光学素子、及び／又は反射屈折システムが挙げられる。
【０００４】
リソグラフィにおける重要な特徴は、基板に描写されるパターンの特徴のサイズである。できるだけ小さく密接した特徴を解像することが可能な装置を製造するのが望ましい。いくつかのパラメータは、特徴の利用可能な解像度に影響を与え、これらの特徴の１つは、パターンを露出させるのに使用される放射線の波長である。
【０００５】
ＥＵＶリソグラフィを使用することによって、５ｎｍと２０ｎｍの間、典型的には１３．５ｎｍのＥＵＶ波長の放射線を使用して、特徴サイズが３２ｍｍまでの製造が可能になることが予測される。この波長の放射線は、すべての材料に吸収されるため、屈折光学素子での使用に適さない。したがって、ＥＵＶリソグラフィに使用する投射システムにおける光学素子は、超高真空（ＵＨＶ）環境でのみ動作することが可能である反射素子、例えばミラーに基づいたものでなければならない。したがって、投射システムは、真空下で維持される投射オプティクス・ボックス（ＰＯＢ）に封入されている。
【０００６】
しかし、ＥＵＶリソグラフィにおける大きな難題は、高スペクトル純度の投射ビームを有するシステムを設計することである。
【０００７】
例えば、いくつかのＥＵＶ源、特にプラズマ源は、赤外（ＩＲ）、可視（ＶＩＳ）、紫外（ＵＶ）及び遠赤外（ＤＵＶ）をも含む広範囲なレンジの周波数にわたる放射線を発する。これらの望ましくない周波数は、伝搬し、照明及び投射システムに加熱の問題を引き起こし、遮断されなければ望ましくないレジストの露出を引き起こす。加えて、照明及び投射システムの多層ミラーは、所望の波長、例えば１３．５ｎｍの反射に対して好適化されているが、それらは、光学的に平坦で、ＩＲ、ＶＩＳ及びＵＶ波長で極めて高い反射率を有する。したがって、放射線のビームに対して比較的狭い周波数帯域を光源から選択することが必要である。光源が、エネルギーの大きな部分を含む比較的狭い発光線を有する場合であっても、特により長い波長において、その発光線から放射線を排除する必要がある。この機能を果たすためのフィルタとして薄膜を使用することが既に提案されている。しかし、そのような膜は、非常に敏感で、非常に高温、すなわち２００から３００℃又はそれ以上になり、熱応力及び亀裂が大きくなり、リソグラフィ投射装置に必要な高い電力レベルにおいて昇華及び酸化が生じる。メンブレン・フィルタも、一般には、所望の放射線の少なくとも５０％を吸収する。
【０００８】
また、参照により本明細書に組み込まれている米国特許第６，６７８，０３７号には、リソグラフィ投射装置の放射線システムに定格スペクトル・フィルタを使用するリソグラフィ投射装置が記載されている。米国特許第６，６７８，０３７号の定格スペクトル・フィルタは、所望の波長の放射線が、放射線のビームを形成するのを可能にし、望ましくない波長の放射線を反射するように設計されている。定格スペクトル・フィルタは、所望の波長で１に近い複素屈折率を有する材料で実質的に形成され、シリコン突起を含む。それらの突起は、層状ののこぎり波輪郭又は層状の方形波輪郭を有し、鏡面を有するミラー上に存在する。また、米国特許第６，６７８，０３７号のフィルタはシリコンで、ＩＲ放射線を十分に遮断しない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の一態様は、調整ビームにおけるＥＵＶ放射線の割合を大きくすることによってスペクトル純度を高めたリソグラフィ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施例によれば、リソグラフィ装置は、放射線ビームを調整するように構成された照明システムと、放射線ビームの断面にパターンを付与して、パターン化放射線ビームを形成するように構成されたパターン化デバイスを支持するように構成された支持体と、基板を保持するように構成された基板テーブルと、パターン化放射線ビームを基板の目標部分に投射するように構成された投射システムとを含み、放射線ビームは、放射線ビームのスペクトル純度を高める少なくとも１つの斜入射ミラーから反射される。
【００１１】
スペクトル純度を高めることによって、放射線ビームにおけるＥＵＶ放射線の割合を大きくする。したがって、ＥＵＶ放射線の例えばＩＲ放射線に対する割合は、斜入射ミラーから放射線ビームを反射させることによって高められる。
【００１２】
斜入射ミラーは、それらの反射係数において著しい極性依存を示し得る。特に、斜入射ミラーの反射率は、非ＥＵＶ放射線に対して極性依存性を有し得る。非ＥＵＶ放射線については、ｐ−偏光の反射率は、ｓ−偏光より小さくてもよい。放射線ビームのスペクトル純度を高めるのに、この効果を用いることができる。斜入射ミラーの適切な方位を選択することによって、スペクトル純度を高めることができる。斜は、典型的には、約０から３０°のミラーの表面に対して測定された入射角度を意味する。
【００１３】
典型的には、リソグラフィ装置は、光学縦列を含み、放射線ビームのスペクトル純度は、三次元光学縦列を有することによって高められ、又は向上され得る。反射係数は、ＥＵＶ領域では実質的に変化しないが、電磁スペクトルの他の領域では低下するため、二次元から三次元の光学縦列を構成することで、放射線ビームのスペクトル純度が高められる。例えば、１０００ｎｍの領域において、三次元光学縦列に対する反射係数は、二次元光学縦列の反射係数より著しく小さい。したがって、三次元光学縦列では、反射ビームにおけるＥＵＶ放射線の割合が増加し得る。実質的な割合のＥＵＶ放射線は、一定の角度で反射され得るのに対して、ＩＲ放射線の如き望ましくない放射線は、他の方向で、吸収、実質的に吸収、反射又は屈折され得る。
【００１４】
リソグラフィ装置は、２つの斜入射ミラーを含むことができる。第１の斜入射ミラーは、リソグラフィ装置の光源コレクタ・モジュール内に存在することができ、定格スペクトル純度フィルタと称することができる。第２の斜入射ミラーは、リソグラフィ装置の照明システム内に存在することができ、照明システムにおける最後のミラーであってもよい。
【００１５】
光学縦列は、例えば、コレクタと、光源と、第１の斜入射ミラーとの組合せを回転させることによって三次元に構成することができる。コレクタ又は光源を、放射線ビームの中間焦点を例えば−９０又は＋９０°回転させる光学軸を中心に回転させることができる。
【００１６】
或いは、さらなる実施例において、さらなる斜入射ミラーをリソグラフィ装置の中間焦点に導入することによって、放射線ビームのスペクトル純度を高めることができる。光学軸は、実質的に、中間焦点の位置におけるさらなる斜入射ミラー反射面に存在することができる。このさらなる斜入射ミラーは、リソグラフィ装置における他の斜入射ミラーに応じて、第１及び第２のミラーとして作用することができる。中間焦点におけるさらなる斜入射ミラーを光源コレクタ・モジュール、照明システム又は投射システムにおける斜入射ミラーと併用することができる。リソグラフィ装置の光源コレクタ・モジュールにおける斜入射ミラー、或いは照明システムにおける斜入射ミラーと組み合わせられた中間焦点におけるさらなる斜入射ミラーは、三次元光学縦列を形成する。三次元光学縦列は、ビームのスペクトル純度を高める。中間焦点における斜入射ミラーは、それ自身に中間焦点を描写することで、放射線ビームを不変とすることができる。
【００１７】
中間焦点におけるさらなる斜入射ミラーは、両面性であってもよい。斜入射ミラーがコレクタの焦点にあるときは、斜入射ミラーは両面性であり得る。両反射層を光学軸にできるだけ近づけるために、斜入射ミラーをできるだけ薄くすることができる。斜入射ミラーは、約１０００μｍ未満、約５００μｍ未満、又は約１００μｍ未満の厚さを有することができる。
【００１８】
さらなる実施例において、照明システムにおけるさらなる斜入射ミラーと組み合わせると、スペクトル純度を高めるさらなるミラーを光源コレクタ・モジュールに追加することができる。
【００１９】
斜入射ミラーは、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ａｕ、Ｚｒ及びＴｃのいずれか、又はそれらの任意の組合せを含む反射面を有することができる。反射面は、約１から１０００ｎｍ又は約１０から１００ｎｍの厚さを有することができる。斜入射ミラーは、ルテニウム斜入射ミラーであってもよい。１３．５ｎｍの放射線については、ルテニウム面を有する斜入射ミラーの反射率は、約９１％より高く、すなわち光の９％しか失われない。
【００２０】
リソグラフィ装置に使用される放射線は、極紫外線（ＥＵＶ）の波長に対応する波長を有することができる。使用される放射線は、約５ｎｍと約２０ｎｍの間の波長、そして約１３，５ｎｍの波長を有することができる。
【００２１】
さらなる実施例によれば、リソグラフィ装置は、２つの斜入射ミラーを含むことができる。リソグラフィ装置の光学縦列を三次元に構成することによって、スペクトル純度を高めることができる。例えば、コレクタと、光源と、第１の斜入射ミラーとの組合せを回転させることによって、光学縦列を三次元に構成することができる。二次的な斜入射ミラーが、リソグラフィ装置の照明システムに存在していてもよい。
【００２２】
或いは、リソグラフィ装置の中間焦点に斜入射ミラーを有することによって、スペクトル純度を高めることができる。好ましくは、三次元光学縦列の一部である中間焦点に斜入射ミラーを有することによって、スペクトル純度をさらに高めることができる。典型的には、リソグラフィ装置の光源コレクタ・モジュールにおける斜入射ミラー、或いは照明システムにおける斜入射ミラーと組み合わせられた中間焦点におけるさらなる斜入射ミラーは、三次元光学縦列を形成する。三次元光学縦列は、ビームのスペクトル純度を高める。
【００２３】
さらなる実施例において、スペクトル純度を高めるために、照明システムにおけるさらなる斜入射ミラーと組み合わせて使用することができるさらなるミラーを光源コレクタ・モジュールに追加することができる。
【００２４】
本発明の他の態様によれば、デバイス製造方法は、照明システムを使用して、調整放射線ビームを設けること、パターンを放射線ビームに付与すること、及びパターン化されたビーム又は放射線を基板の目標部分に投射することを含み、放射線ビームは、放射線ビームのスペクトル純度を高める効果を有する少なくとも１つの斜入射ミラーから反射する。
【００２５】
光学縦列を三次元に構成することによって、スペクトル純度を高めることができる。光学縦列は、例えば、コレクタと、光源と、第１の斜入射ミラーとの組合せを回転させることによって三次元に構成することができる。第２の斜入射ミラーは、照明システム内に存在することができる。
【００２６】
或いは、中間焦点に斜入射ミラーを有することによって、スペクトル純度を高めることができる。三次元光学縦列の一部である中間焦点に斜入射ミラーを有することによって、スペクトル純度をさらに高めることができる。リソグラフィ装置の光源コレクタ・モジュールにおける斜入射ミラー、或いは照明システムにおける斜入射ミラーと組み合わせられた中間焦点におけるさらなる斜入射ミラーは、三次元光学縦列を形成する。三次元光学縦列は、ビームのスペクトル純度を高める。
【００２７】
さらなる実施例において、スペクトル純度を高めるために、照明システムにおけるさらなる斜入射ミラーと組み合わせて使用することができるさらなるミラーを光源コレクタ・モジュールに追加することができる。
【００２８】
放射線は、ＥＵＶ放射線であってもよい。
【００２９】
製造されたデバイスは、例えば、集積回路（ＩＣ）、集積光学システム、磁気ドメイン・メモリ用誘導及び検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）又は薄膜磁気ヘッドであり得る。
【００３０】
対応する参照符合が対応する部品を示す添付の概略図を参照しながら、例示のみを目的として、本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００３１】
図１は、本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を概略的に示す図である。その装置は、放射線ビームＰＢ（ＵＶ線又はＥＵＶ線）を調整するように構成された照明システム（照明器）ＩＬを含む。支持体（例えばマスク・テーブル）ＭＴは、パターン化デバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するように構成され、一定のパラメータに従ってパターン化デバイスを正確に配置するように構成された第１の配置デバイスＰＭに接続される。基板テーブル（例えばウェハ・テーブル）ＷＴは、基板（例えばレジスト塗布ウェハ）Ｗを保持するように構成され、一定のパラメータに従って基板を正確に配置するように構成された第２の配置デバイスＰＷに接続される。投射システム（例えば屈折投射レンズ・システム）ＰＬは、パターン化デバイスＭＡによって放射線ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗの目標部分Ｃ（１つ又は複数のダイを含む）に投射するように構成されている。
【００３２】
照明システムは、放射線を誘導、成形又は制御するために、屈折、反射、磁気、電磁、静電又は他のタイプの光学部品、或いはそれらの任意の組合せの如き様々なタイプの光学部品を含むことができる。
【００３３】
支持体は、パターン化デバイスを支持し、例えばその重量を支える。それは、パターン化デバイスの方位、リソグラフィ装置の設計、及び例えばパターン化デバイスを真空環境に保持するか否かといったような他の条件に依存する様式でパターン化デバイスを保持する。支持構造体は、機械、真空、静電又は他のクランピング技術を用いて、パターン化デバイスを保持することが可能である。支持構造体は、例えば必要に応じて固定されても可動であってもよいフレーム又はテーブルであり得る。支持構造体は、パターン化デバイスが、例えば投射システムに対して所望の位置にくるようにすることができる。本明細書における「レチクル」又は「マスク」という用語のいかなる使用も、より広い用語である「パターン化デバイス」と同義であると見なすことができる。
【００３４】
本明細書で用いられている「パターン化デバイス」という用語は、基板の目標部分にパターンを形成するなどのために、放射線ビームの断面にパターンを付与するのに使用できる任意のデバイスを意味するものとして広義に解釈されるべきである。放射線ビームに付与されたパターンは、例えばパターンが移相特徴又はいわゆる補助特徴を含む場合には、基板の目標部分における所望のパターンに正確に対応しえないことに留意されたい。一般に、放射線ビームに付与されたパターンは、集積回路の如き、目標部分に形成されているデバイスにおける特定の機能層に対応することになる。
【００３５】
パターン化デバイスは、透過性又は反射性であってもよい。パターン化デバイスの例としては、マスク、プログラム可能ミラー・アレイ、及びプログラム可能ＬＣＤパネルが挙げられる。マスクは、リソグラフィにおいてよく知られており、バイナリ、交互移相及び減衰移相、並びに様々なハイブリッド・マスク型のようなマスク型を含む。プログラム可能ミラー・アレイの一例は、その各々を入射放射線ビームを異なる方向に反射させるように個々に傾斜させることができる小ミラーのマトリックス配列を採用する。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線ビームにおいてパターンを付与する。
【００３６】
本明細書で用いられている「投射システム」という用語は、使用されている露光放射線、或いは浸漬液の使用又は真空の使用の如き他の要因に適したものとして、屈折、反射、反射屈折、磁気、電磁及び静電光学システム、又はそれらの任意の組合せを含む任意のタイプの投射システムを包括するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書における「投射レンズ」という用語のいかなる使用もより広い用語「投射システム」と同義であると見なすことができる。
【００３７】
ここに示されるように、装置は反射型である（例えば反射マスクを採用）。或いは、装置は、透過型であってもよい（例えば透過マスクを採用）。
【００３８】
リソグラフィ装置は、２つ（二段）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）を有するタイプであってもよい。そのような「多段」装置では、さらなるテーブルを平行して使用するか、或いは１つ又は複数のテーブルが露光に使用されている間に、１つ又は複数の他のテーブルで準備工程を実施することができる。
【００３９】
リソグラフィ装置は、投射システムと基板の間の空間を満たすように、比較的高屈折率の液体、例えば水によって基板の少なくとも一部を被覆できるタイプであってもよい。浸漬液をリソグラフィ装置における他の空間、例えばマスクと投射システムの間に塗布することもできる。投射システムの開口数を増加させるための浸漬技術は、当該技術分野でよく知られている。本明細書で用いられている「浸漬」という用語は、基板のような構造体を液体中に浸さなければならないことを意味するのではなく、液体が露光時に例えば投射システムと基板の間に位置することを意味する。
【００４０】
図１を参照すると、照明器ＩＬは、放射線源ＳＯから放射線を受ける。光源とリソグラフィ装置は、例えば光源がエキシマであるときは別個の構成要素であってもよい。そのような場合は、光源は、リソグラフィ装置の一部を形成するものとは見なされず、放射線は、例えば好適な誘導ミラー及び／又はビーム・エキスパンダを含むビーム伝送システムを利用して、光源ＳＯから照明器ＩＬに送られる。他の場合は、光源は、例えば光源が水銀ランプであるときは、リソグラフィ装置の一体部分であってもよい。光源ＳＯ及び照明器ＩＬは、必要に応じて、ビーム伝送システムとともに、放射線システムと称することができる。
【００４１】
照明器ＩＬは、放射線ビームの角度強度分布を調整するための調整デバイスを含むことができる。一般には、照明器の瞳面の強度分布の少なくとも外及び／又は内径範囲（一般には、それぞれσ−ｏｕｔｅｒ及びσ−ｉｎｎｅｒと称する）を調整することが可能である。加えて、照明器ＩＬは、インテグレータ及びコンデンサのような様々な他の部品を含むことができる。照明器を使用して、放射線ビームを調整して、その断面に所望の均一性及び強度をもたせることができる。
【００４２】
放射線ビームＰＢは、支持体（例えばマスク・テーブルＭＴ）に保持されるパターン化デバイス（例えばマスクＭＡ）に入射し、パターン化デバイスによってパターン化される。マスクＭＡを横切って、放射線ビームＰＢは、ビームを基板Ｗの目標部分Ｃに集中させる投射システムＰＬを通過する。第２の配置デバイスＰＷ及び他の位置センサＩＦ２（例えば干渉デバイス、直線エンコーダ又は容量センサ）を利用して、例えば放射線ビームＰＢの経路内に異なる目標部分Ｃを配置するように、基板テーブルＷＴを正確に移動させることが可能である。同様に、第１の配置デバイスＰＭ及び他の位置センサＩＦ１（例えば干渉デバイス、直線エンコーダ又は容量センサ）を使用して、例えばマスク・ライブラリからの機械的検索、又は走査中に、放射線ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に配置することが可能である。概して、第１の配置デバイスＰＭの一部を形成する長行程モジュール（粗配置）及び短行程モジュール（微配置）を利用して、マスク・テーブルＭＴの移動を実現することができる。同様に、第２の配置デバイスＰＷの一部を形成する長行程モジュール及び短行程モジュールを使用して、基板テーブルＷＴの移動を実現することができる。ステッパの場合は、スキャナと異なり、マスク・テーブルＭＴを短行程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。マスク位置合せマークＭ１、Ｍ２及び基板位置合せマークＰ１、Ｐ２を使用して、マスクＭＡと基板Ｗの位置を合わせることができる。例示されているような基板位置合せマークは、専用目標部分を専有するが、それらを目標部分の間の空間に配置することができる。そのようなマークは、スクライブ・レーン位置合せマークとして知られている。同様に、２つ以上のダイがマスクＭＡに設けられる状況では、マスク位置合せマークをダイの間に配置することができる。
【００４３】
示されている装置を以下のモードの少なくとも１つで使用することが可能である。
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を基本的に静止状態に維持しながら、放射線ビームに付与された全パターンを同時に目標部分Ｃに投射する（すなわち単一静的露光）。次いで、異なる目標部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴをＸ及び／又はＹ方向にシフトする。ステップ・モードでは、露光領域の最大サイズが、単一静的露光で描写される目標部分Ｃのサイズを限定する。
２．走査モードでは、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴを同期的に走査しながら、放射線ビームに付与されるパターンを目標部分Ｃに投射する（すなわち単一動的露光）。マスク・テーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向を、投射システムＰＳの拡大（縮小）及び画像反転特性によって決定することができる。走査モードでは、露光領域の最大サイズが、単一動的露光における目標部分の幅（非走査方向）を限定するのに対して、走査運動の長さは、目標部分の高さ（走査方向）を決定する。
３．他のモードでは、マスク・テーブルＭＴを基本的に静的状態に維持して、プログラム可能パターン化デバイスを保持し、基板テーブルＷＴを移動又は走査しながら、放射線ビームに付与されるパターンを目標部分Ｃに投射する。このモードでは、一般には、パルス放射線源を採用し、基板テーブルＷＴの各々の移動後、又は走査時の連続的な放射線パルスの間に、必要に応じてプログラム可能パターン化デバイスを更新する。この動作モードは、上述のタイプのプログラム可能ミラー・アレイのようなプログラム可能パターン化デバイスを利用するマスクレス・リソグラフィに適用することが可能である。
【００４４】
上述の使用モードの組合せ及び／又は変形、或いは全く異なる使用モードを採用することもできる。
【００４５】
図２は、本発明の一実施例によるＥＵＶリソグラフィ装置の側面図を示す図である。配置は図１に示される装置と異なるが、動作の原理は類似していることが留意されるであろう。その装置は、光源コレクタ・モジュール又は放射線ユニット３、照明システムＩＬ及び投射システムＰＬを含む。放射線ユニット３には、電磁放射線スペクトルのＥＵＶレンジの放射線を発するように非常に高温の放電プラズマが生成される例えばＸｅガス又はＬｉ蒸気のようなガス又は蒸気を採用できる放射線源ＬＡが設けられる。放電プラズマは、電気放電の部分イオン化プラズマを光学軸Ｏ上に倒壊させることによって生成される。放射線を効率的に生成するために、０．１ｍｂａｒの分圧のＸｅ、Ｌｉ蒸気又は任意の他の好適なガス又は蒸気が必要となる。放射線源ＬＡによって発せられる放射線は、ガス・バリヤ構造体又は「ホイル・トラップ」９を介して、光源チャンバ７からコレクタ・チャンバ８に通される。ガス・バリヤ構造体は、例えば、参照により本明細書に組み込まれている米国特許第６，６１４５０５号及び６，３５９，９６９号に詳述されているようなチャネル構造体を含む。コレクタ・チャンバ８は、例えば斜入射コレクタによって形成される放射線コレクタ１０を含む。コレクタ１０によって送られた放射線は、定格スペクトル純度フィルタ１１から反射されて、仮想光源点１２（すなわち中間焦点）及び収集チャンバ８内の開口に収束される。チャンバ８からは、放射線ビーム１６が、照明システムＩＬにおいて反射され、垂直入射反射板１３、１４を介して、レチクル又はマスク・テーブルＭＴ上に位置するレクチルやマスク上へ送られる。投射システムＰＬにより、反射要素１８、１９を介してウェハ・ステージ又は基板テーブルＷＴ上に描写されるパターン化ビーム１７が形成される。示されているより多くの要素が、一般には、照明システムＩＬ及び投射システムＰＬに存在し得る。
【００４６】
反射要素１９の１つは、そこに開口２１を有するＮＡディスク２０のその前方に有する。開口２１のサイズは、放射線ビーム１７が基板テーブルＷＴを攻撃するときにそれによって定められる角度αｉを決定づける。
【００４７】
図３は、ルテニウム斜入射ミラーに対する反射係数対波長のグラフを示す図である。斜入射ミラーは、表面に対して１５°の入射角で放射される。図３は、波長の関数としてｓ−偏光及びｐ−偏光に対する２つの個別的なプロットを示す。
【００４８】
斜入射ミラーは、それらの反射係数において著しい極性依存性を示すため、この効果を、ＥＵＶリソグラフィに対する放射線ビームのスペクトル純度を高めるのに利用することが可能である。したがって、斜入射ミラーの適切な方位を選択することによって、スペクトル純度を高めることができる。
【００４９】
約５ｎｍと２０ｎｍの間のようなＥＵＶ領域を除いては、ｓ−偏光及びｐ偏光についての差が大きいことは図３から明らかである。ＥＵＶ源は、概して非偏光を生成するため、その光の半分は、ｐ−偏光として反射され、半分はｓ−偏光として反射される。
【００５０】
図４ａ及び４ｂは、それぞれ二次元及び三次元光学縦列を示す図である。図４ａに示される二次元光学縦列では、第２の斜入射反射は、既にｐ−偏光として反射された部分を再びｐ−偏光として反射させる。ｓ−偏光についても同じことが当てはまる。その結果は、二次元光学縦列における２つのミラー反射の透過率は以下のようになる。
【００５１】
【数１】
2006108686.tif 000003
【００５２】
三次元光学縦列については、図４ｂに示されるように、得られる透過率ｔは以下のようになる。
【００５３】
【数２】
2006108686.tif 000004
【００５４】
二次元及び三次元光学縦列に対する透過率を図６に示す。図６は、ＥＵＶ領域に対する透過率を示しているが、二次元透過率値と三次元透過率値には大きな差はない。しかし、透過率曲線が大きくそれる約１０００ｎｍ付近等で差が生じる領域が存在する。この特徴を用いて、スペクトル純度を高めることが可能である。
【００５５】
図５は、いくつかの異なる潜在的な実施例における斜入射ミラーに対する異なる位置を示す図である。斜入射ミラーに対する異なる位置は、ａ１〜ａ４として識別される。それらの異なる実施例を以下に記載する。
【００５６】
本発明の第１の実施例によるＥＵＶ装置の光学縦列は、ルテニウム反射層を含む２つの斜入射ミラーを有する。第１の斜入射ミラーは、光源コレクタ・モジュール／放射線ユニット３内に存在し、図５における１１で表され、定格スペクトル純度フィルタとして知られている。第２の斜入射ミラーは、照明器（ＩＬ）内に存在し、位置ａ３又はａ４の斜入射ミラーであり得る。
【００５７】
図５に示されるＥＵＶ装置の設計は、放射線コレクタ１０を除いて、二次元である。ＥＵＶリソグラフィ装置の光学縦列を三次元配置に構成することによって、例えばミラー１３の中央から中間焦点１２に至るまでのラインを中心に光源コレクタ・モジュール８を９０°回転させることによって、ミラー１１及び位置ａ３又はａ４のミラーは三次元配列になる。これによって、スペクトル純度が高められる。
【００５８】
図６は、三次元配置については、透過率は、ＥＵＶ領域では変化しないが、スペクトルの他の領域では著しく低下することを示している。これは、放射線ビームにおけるＥＵＶ透過率の割合が増加するため、スペクトル純度が高められることを意味する。実際、これは、ノイズがより小さく、ＥＵＶ放射線の割合がより大きい投射ビームを供給するものと見なすことができる。
【００５９】
図７は、さらなる斜入射ミラーを図５に示されるシステムに追加する本発明の第２の実施例に関するものである。さらなる斜入射が、図５に示されるリソグラフィ装置の中間焦点１２に導入される。中間焦点１２に位置するミラーは、図５に示される図の平面に存在する二面ミラーである。ミラー１１と、中間焦点１２のミラーとの組合せは、三次元方位を有する。位置ａ３及びａ４のミラーが同方位ミラー１１である（すなわち、図の平面に実質的に垂直である）ときは、ａ３又はａ４のミラーと、中間焦点１２のさらなるミラーとの組合せは、三次元方位を有する。
【００６０】
図７は、中間焦点において、１５°（スペクトル純度代替ミラーにおける最大角度）における第１のルテニウム斜入射ミラーと、６°（錘形の頂角の半分）における第２のルテニウム斜入射ミラーとで構成されるシステムの透過率を示す図である。透過率は、二次元構成と三次元構成の両方における斜入射ミラーの方位で測定される。中間焦点に斜入射ミラーを有さないシステムとの比較も示されている。
【００６１】
第２の斜入射ミラーの方位は、光学軸がミラー面に存在する。これは、第２の斜入射ミラーが中間焦点をそれ自体に描写するため、放射線ビーム輪郭に変化を生じないことを意味する。ルテニウムを使用することによって、１３．５ｎｍ放射線に対するミラーの反射率は９１％より高くなり、すなわち光の９％しか失われないことになる。
【００６２】
第２の斜入射ミラーも二面性である。これは、両反射層を光学軸にできるだけ近づけるために、ミラーが約１０から１００ｎｍの厚さを有することを意味する。ミラーの基板の暑さは非常に薄く、光学的コーティングはさらに薄く、すなわち主に基板が全体の厚さを決定づける。
【００６３】
図７は、三次元光学システムについて、ＥＵＶ放射線の外側の放射線の透過率は、二次元光学システムの透過率より小さいことを示している。例えば、三次元光学縦列についての赤外線は、二次元光学縦列の場合に比べて著しく減少している。図７は、中間焦点にミラーが存在するときに改善された結果が得られることも示している。
【００６４】
したがって、三次元光学縦列の一部である中間焦点に斜入射ミラーを有する光学システムを使用することによって、ビームのスペクトル純度が高められることになる。
【００６５】
さらなる実施例において、光源コレクタ・モジュール／放射線ユニット３を回転させるのではなく、正しい方位でミラー１１、ａ３又はａ４と組み合わせるとスペクトル純度を高める位置ａ１又はａ２のさらなるミラーを追加する。
【００６６】
本文では、ＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用を具体的に参照することができるが、本明細書に記載されているリソグラフィ装置は、集積光学システム、磁気ドメイン・メモリのための誘導及び検出パターン、フラット・パネル・ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの他の用途を有することができることを理解されたい。そのような代替的な用途の脈絡において、本明細書における「ウェハ」又は「ダイ」という用語のいかなる使用も、それぞれ「基板」又は「目標部分」というより広い用語と同義と見なすことができることを理解すべきである。本明細書に引用されている基板は、例えばトラック（典型的にはレジストの層を基板に積層し、露光レジストを現像するツール）、計測ツール及び／又は検査ツールで、露光の前又は後に処理され得る。適用可能な場合は、本明細書の開示内容を当該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、例えば多層ＩＣを生成するために、基板を複数回処理できるため、本明細書で用いられている基板という用語は、既に多数の処理層を含む基板をも意味することができる。
【００６７】
光リソグラフィの脈絡で、本発明の実施例の使用を具体的に参照したが、本発明を他の用途、例えば刷込みリソグラフィに用いることができ、脈絡が許せば、光リソグラフィに限定しない。刷込みリソグラフィでは、パターン化デバイスにおける構造が、基板上に生成されたパターンを定める。電磁放射線、熱、圧力、又はそれらの組合せを加えることによって、パターン化装置の構造を基板に供給されたレジストの層に押し込み、それによってレジストを硬化させることができる。レジストが硬化された後に、パターン化デバイスをレジストから移動させて、そのなかにパターンを残す。
【００６８】
本明細書で用いられている「放射線」及び「ビーム」という用語は、紫外（ＵＶ）線（例えば約３６５、２４８、１９３、１５７又は１２６ｎｍの波長を有する）及び極紫外（ＥＵＶ）線（例えば５から２０ｎｍの範囲の波長を有する）、並びにイオン・ビーム又は電子ビーム等の粒子ビームを含む全てのタイプの電磁放射線を包括する。
【００６９】
「レンズ」という用語は、脈絡が許せば、屈折、反射、磁気、電磁及び静電光学部品を含む様々なタイプの光学部品のいずれか１つ又は組合せを意味することができる。
【００７０】
本発明の具体的な実施例について説明したが、本発明を記載された以外の様式で実施できることが理解されるであろう。例えば、本発明は、上述の方法を記述する１つ又は複数のシーケンスの装置読取り可能命令を含むコンピュータ・プログラム、又はそのようなコンピュータ・プログラムが記憶されたデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気又は光ディスク）の形をとることができる。
【００７１】
上述の説明は、例示を目的とし、限定するものではない。したがって、添付の請求項の範囲から逸脱することなく、記載されている本発明に修正を加えることができることが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【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】本発明の一実施例による極紫外（ＥＵＶ）線に使用されるリソグラフィ装置を示す図である。
【図３】ルテニウム塗布斜入射ミラーから反射されたｓ−及びｐ−偏光に対する反射係数対波長のグラフを示す図である。
【図４ａ】ｓ−及びｐ−偏光に対する二次元光学縦列を示す図である。
【図４ｂ】ｓ−及びｐ−偏光に対する三次元光学縦列を示す図である。
【図５】斜入射ミラーの位置を識別する本発明の一実施例による極紫外（ＥＵＶ）線に使用されるリソグラフィ装置を示す図である。
【図６】二次元及び三次元光学縦列に対する透過率対波長のグラフを示す図である。
【図７】二次元及び三次元光学システムに対する透過率対波長とともに、中間焦点に斜入射ミラーを有さないシステムとの比較のグラフを示す図である。
【符号の説明】
【００７３】
７  光源チャンバ
８  コレクタ・チャンバ
９  ホイル・トラップ
１０  放射線コレクタ
１１  定格スペクトル純度フィルタ
１２  仮想光源点
１３、１４  垂直入射反射板
１７  パターン化ビーム
１８、１９  反射要素
２０  ＮＡディスク
２１  開口
Ｃ  目標部分
Ｗ  基板
ＩＬ  照明システム
ＰＢ  放射線ビーム
ＰＬ  投射システム
ＰＭ  配置デバイス
ＭＡ  パターン化デバイス
【図１】
2006108686.tif 000005
【図２】
2006108686.tif 000006
【図３】
2006108686.tif 000007
【図４ａ】
2006108686.tif 000008
【図４ｂ】
2006108686.tif 000009
【図５】
2006108686.tif 000010
【図６】
2006108686.tif 000011
【図７】
2006108686.tif 000012