(57)【要約】【課題】リソグラフィ投影装置でＥＵＶ放射線を用いる場合の問題の解決。【解決手段】リソグラフィ装置の照明系ＩＬは、複数の線源１０、瞳ファセット・ミラー２０および複数のフィールド・ファセット・ミラー１６を含み、フィールド・ファセット・ミラーの各フィールド・ファセット１８が、線源１０のうちの一つを瞳ファセット・ミラー２０上の複数の瞳ファセット２２のうちの一つに結像する。各瞳ファセットは、受けた線源像を予め定められた領域へ向けて投影ビームＰＢを形成する。各フィールド・ファセット１８と、これと協働する瞳ファセット２２との間の光路長が全フィールド／瞳ファセット対について実質的に同じである。【選択図】図３
2006165552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線投影ビームを提供するための照明系と、
前記投影ビームの断面にパターンを付与するためのパターン付与手段を支持するための支持構造体と、
基板を保持するための基板テーブルと、
前記パターン付与された放射線を前記基板の目標部分に投影するための投影系とを含むリソグラフィ投影装置において、
前記照明系が、
複数の放射線源と、
瞳ファセット・ミラーと、
複数のフィールド・ファセット・ミラーとを含み、
前記フィールド・ファセット・ミラーの各々が、前記放射線源の一つと協働し、かつ、所定フィールド・ファセット・ミラーの各フィールド・ファセットが、前記協働する放射線源を前記瞳ファセット・ミラー上の複数の瞳ファセットの一つに結像するように働き、各瞳ファセットが、前記投影ビームを作るために、受けた放射線源像を予め定められた位置へ指向させるようになされており、各フィールド・ファセットとその対応する瞳ファセットとの間の光路長が全てのフィールド／瞳ファセット対について実質的に同じであり、全てのフィールド・ファセットが実質的に同じ光強度を有し、かつ、全ての瞳ファセットが実質的に同じ光強度を有するリソグラフィ投影装置。
【請求項２】
前記放射線源が５〜２０ｎｍの範囲の波長を有するＥＵＶ源である請求項１に記載されたリソグラフィ投影装置。
【請求項３】
前記照明系内を真空にするための手段、および、前記線源のうちの選択された一つを、弁等の分離器機構を用いて前記照明系の残部から選択的に分離させるための手段を含む請求項１または請求項２に記載されたリソグラフィ投影装置。
【請求項４】
前記瞳ファセットが、それを照明する線源の特性に応じて異なる複数のサイズを有する請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載されたリソグラフィ投影装置。
【請求項５】
基板を用意する段階と、少なくとも一つの放射線源を含む照明系を用いて放射線投影ビームを用意する段階と、
前記投影ビームにパターンを付与するためにパターン付与手段を用いる段階と、
前記パターン付与された放射線投影ビームを前記基板の目標部分に投影するために、投影系に前記パターン付与された前記放射線投影ビームを通過させる段階と、
複数の放射線源、瞳ファセット・ミラー、および、複数のフィールド・ファセット・ミラーを有する照明系を用いる段階とを含むデバイス製造方法において、
各フィールド・ファセット・ミラーが、前記放射線源の一つと協働し、かつ、所定のフィールド・ファセット・ミラーの各フィールド・ファセットが、前記協働する放射線源を前記瞳ファセット・ミラー上の複数の瞳ファセットの一つに結像するように働き、各瞳ファセットが、受けた放射線源像を予め定められた領域へ指向させて前記投影ビームを作り、各フィールド・ファセットとその対応する瞳ファセットとの間の光路長が実質的に同じであり、全てのフィールド・ファセットが実質的に同じフィールド・ファセット光強度を有し、かつ、全ての瞳ファセットが実質的に同じ瞳ファセット光強度を有するデバイス製造方法。
【請求項６】
前記放射線源が５〜２０ｎｍの範囲の波長を有するＥＵＶ源である請求項５に記載された記載されたデバイス製造方法。
【請求項７】
真空条件下で前記照明系を作動させること、および、前記線源のうちの選択された一つを、弁等の分離器機構を用いて前記照明系の残部から選択的に分離させることを含む請求項５または請求項６に記載されたデバイス製造方法。
【請求項８】
前記瞳ファセットが、それを照明する線源の特性に応じて異なる複数のサイズを有する請求項５から請求項７までのいずれか１項に記載されたデバイス製造方法。
【請求項９】
放射線投影ビームを提供するための照明系と、
前記放射線投影ビームの断面にパターンを付与するように働くパターン付与構造体を支持するための支持構造体と、
基板を保持するための基板テーブルと、
前記パターン付与された放射線を前記基板の目標部分に投影するための投影系とを含むリソグラフィ装置であり、
前記照明系が、
複数の放射線源と、
瞳ファセット・ミラーと、
複数のフィールド・ファセット・ミラーとを含み、
各フィールド・ファセット・ミラーが、前記放射線源の一つと協働し、かつ、所定のフィールド・ファセット・ミラーの各フィールド・ファセットが、前記協働する放射線源を前記瞳ファセット・ミラー上の複数の瞳ファセットの一つに結像するように働き、各瞳ファセットが、受けた放射線源像を予め定められた領域へ指向させて、前記投影ビームを作るようになっており、前記瞳ファセットが複数の異なるサイズを有し、該サイズの各々が前記瞳ファセットを照明する放射線源の特性に依存する構成のリソグラフィ装置。
【請求項１０】
二つの線源、および、対応する二つのフィールド・ファセット・ミラーを設けて成る請求項９に記載されたリソグラフィ装置。
【請求項１１】
各フィールド・ファセット・ミラーが二つのフィールド・ファセットを有する請求項９または請求項１０に記載されたリソグラフィ装置。
【請求項１２】
前記放射線源が５〜２０ｎｍの範囲の波長を有するＥＵＶ源である請求項９から請求項１１までのいずれか１項に記載されたリソグラフィ装置。
【請求項１３】
前記放射線源がプラズマ源である請求項９から請求項１２までのいずれか１項に記載されたリソグラフィ装置。
【請求項１４】
前記線源のうちの選択された一つを選択的に分離させるための分離器を更に含む請求項９から請求項１３までのいずれか１項に記載されたリソグラフィ装置。
【請求項１５】
各フィールド／瞳ファセット対の間の光路長が全てのフィールド／瞳ファセット対について実質的に同じであり、全てのフィールド・ファセットが実質的に同じ光強度を有し、かつ、全ての瞳ファセットが実質的に同じ光強度を有する請求項９から請求項１４までのいずれか１項に記載されたリソグラフィ装置。
【請求項１６】
前記線源の特性が、前記瞳ファセット・ミラーが存在する平面に結像する時のそのサイズである請求項９から請求項１５までのいずれか１項に記載されたリソグラフィ装置。
【請求項１７】
基板を用意する段階と、
少なくとも一つの放射線源を含む照明系を用いて放射線投影ビームを用意する段階と、
前記投影ビームにパターンを付与するためにパターン付与手段を用いる段階と、
前記パターン付与された放射線投影ビームを前記基板の目標部分に投影するために、投影系に前記パターン付与された前記放射線投影ビームを通過させる段階と、
複数の放射線源、瞳ファセット・ミラー、および、複数のフィールド・ファセット・ミラーを含む照明系を用いる段階とを含むデバイス製造方法において、
各フィールド・ファセット・ミラーが、前記放射線源の一つと協働し、かつ、所定のフィールド・ファセット・ミラーの各フィールド・ファセットが、前記協働する放射線源を前記瞳ファセット・ミラーの複数の瞳ファセットの一つに結像するように働き、各瞳ファセットが、受けた放射線源像を予め定められた領域へ指向させ、それによって前記投影ビームを作るようになっており、前記瞳ファセットが複数の異なるサイズを有し、該サイズの各々が前記瞳ファセットを照明する放射線源の特性に依存するデバイス製造方法。
【請求項１８】
前記放射線源が５〜２０ｎｍの範囲の波長を有するＥＵＶ源である請求項１７に記載されたデバイス製造方法。
【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、およびリソグラフィ装置で用いるデバイス製造方法に係わり、特に、限定的ではないが、極超紫外線（ＥＵＶ）範囲の波長を有する放射線を用いるために設計されたリソグラフィ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、基板の目標部分に、所望パターンを投与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。この場合、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを作るために、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターン付与手段を用いることができる。これは、レチクルと基板の間にあり且つこのレチクルの被照射部分を基板の目標部分上に結像するために設けた投影系を使って行う。この投影系は、適当な線源から出た放射線のビームを指向し、成形し、または制御するための素子を含む。このパターンを、レジストのような、放射線感応材料の層を有する基板、例えば、シリコンウエハの目標部分（例えば、一つまたは幾つかのダイの一部を含む）に結像することができる。一般に、単一基板が、順次露光する隣接目標部分のネットワークを含む。
【０００３】
既知のリソグラフィ装置には、全パターンをこの目標部分上に一度に露光することによって各目標部分を照射する、所謂ステッパと、このパターンを投影ビームによって、通常「走査」方向と呼ぶ、与えられた方向に走査することによって各目標部分を照射し、一方、この基板をこの方向と平行または反平行に同期して走査する、所謂スキャナがある。既知のシステムの例は、ＵＳ６，４５２，６６１、ＵＳ６，５７０，１６８Ｂ１およびＵＳ２００４／００３６０３７Ａ１に記載してある。
【０００４】
リソグラフィで重要な特性は、基板に付与するパターンのフィーチャー・サイズである。可及的に小さく且つ近接したフィーチャーを解像できる装置を作ることが望ましい。多数のパラメータがフィーチャーの有効解像力に影響する。これらの最も重要なものの一つは、パターンを露光するために使う放射線の波長である。５と２０ｎｍの間、典型的には１３．５ｎｍのＥＵＶ（極超紫外線）波長の放射線を使えば、最小３２ｎｍまでのフィーチャー・サイズ（ｆｅａｔｕｒｅ  ｓｉｚｅｓ）を製造できると予測される。
【０００５】
各種ＥＵＶ源が知られており、例えば、幾つかのプラズマ基放射線源が、この波長範囲の放射線を発する。これらの線源は、一般に容積放射体（すなわち、それらは、同時に、あらゆる方向に放射線を発する）である。プラズマ源は、刺激するとプラズマを作る放電媒体を含み、適当なレーザ放射線を使うか、または放電を使って放射線を発する。適当な放電媒体の例には、キセノン、リチウム、錫およびインジウムがある。低圧および比較的高電圧で、放電を始めて高密度プラズマ領域を成長させることができる。この領域に強力な電子ビームを注入すると、プラズマの圧縮を生じ、結局、このプラズマの運動エネルギーを完全に熱エネルギーに変換し、最後にＥＵＶ範囲の波長を有する電磁放射線を発する。プラズマ源の例が、ＷＯ  ０１／９９１４３に記載されている。
【０００６】
ＥＵＶ範囲の波長を使用することは、非常に小さいフィーチャーの製造を可能にするが、それは実用上の問題を生じることがある。この波長の放射線は、全ての材料で吸収され、従って屈折性光学素子に使うには適しない。従って、ＥＵＶリソグラフィに使うための投影系の光学素子は、超高真空（ＵＨＶ）環境でしか作動できない、ミラーに基づかねばならない。更なる問題は、放電源に対する変換効率、即ち、必要な波長での入力電力に対する出力電力の比が非常に小さく、これは、放射線出力が対応して低いことを意味する。ＵＳ−６５７０１６８−Ｂ１およびＵＳ−２００４−００３６０３７−Ａ１に記載されているシステムは、これらの問題点に対応するために多少役立つが、それらの物理的構造が比較的複雑である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、前記問題点の一つ以上を、少なくとも部分的に解消することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一観点によれば、以下のリソグラフィ投影装置が提供される。放射線投影ビームを提供するための照明系と、
前記投影ビームの断面にパターンを付与するためのパターン付与手段を支持するための支持構造体と、
基板を保持するための基板テーブルと、
前記パターン付与された放射線を前記基板の目標部分に投影するための投影系とを含むリソグラフィ投影装置であり、
前記照明系が、
複数の放射線源と、
瞳ファセット・ミラーと、
複数のフィールド・ファセット・ミラーとを含み、
前記フィールド・ファセット・ミラーの各々が、前記放射線源の一つと協働し、かつ、所定フィールド・ファセット・ミラーの各フィールド・ファセットが、前記協働する放射線源を前記瞳ファセット・ミラー上の複数の瞳ファセットの一つに結像するように働き、各瞳ファセットが、前記投影ビームを作るために、受けた放射線源像を予め定められた位置へ指向させるようになされており、各フィールド・ファセットとその対応する瞳ファセットとの間の光路長が全てのフィールド／瞳ファセット対について実質的に同じであり、全てのフィールド・ファセットが実質的に同じ光強度を有し、かつ、全ての瞳ファセットが実質的に同じ光強度を有する。
【０００９】
各フィールド・ファセットと、その対応する瞳ファセットとの間の光路長が、全てのフィールド／瞳ファセット対について実質的に同じであることを保証することによって、可動部品および／または複雑な電子装置を必要とすることなく、良質で出力が増大した放射線ビームを提供しながら、全てのフィールド・ファセットが実質的に同じ光強度を有し、かつ、全ての瞳ファセットが実質的に同じ光強度を有し、このフィールドおよび瞳ミラーの構成を比較的簡単にすることができる。複数の線源を使うので、例えば、Ｎのうちの一つの線源がパルスを欠落しても、この単一パルス誤差は１／Ｎに過ぎない。ファセットの正確な混成を保証することによって、この影響は、瞳面でほぼ無視でき、したがって結像に対しても同様である。
【００１０】
これらの瞳ファセットは、それを照明する線源の特性に依って異なる複数のサイズを有してもよい。この線源の特性は、瞳面に結像するときのそのサイズであることが好ましい。
【００１１】
これらの放射線源は、５〜２０ｎｍの範囲内の波長を有するＥＵＶ源であることが好ましい。これらの線源は、プラズマ源であることが好ましい。
【００１２】
このリソグラフィ装置の照明系は、通常真空条件下で作動する。任意に、これらの線源の選択した一つをこの照明系の残部から選択的に孤立させるために分離器機構が設けてある。これは、照明系の残部を停止する必要なく、選択した線源の保守作業を行い得ることを意味する。
【００１３】
本発明の別の観点によれば、以下のデバイス製造方法が提供される。
基板を用意する段階と、少なくとも一つの放射線源を含む照明系を用いて放射線投影ビームを用意する段階と、
前記投影ビームにパターンを付与するためにパターン付与手段を用いる段階と、
前記パターン付与された放射線投影ビームを前記基板の目標部分に投影するために、投影系に前記パターン付与された前記放射線投影ビームを通過させる段階と、
複数の放射線源、瞳ファセット・ミラー、および、複数のフィールド・ファセット・ミラーを有する照明系を用いる段階とを含むデバイス製造方法であり、
各フィールド・ファセット・ミラーが、前記放射線源の一つと協働し、かつ、所定のフィールド・ファセット・ミラーの各フィールド・ファセットが、前記協働する放射線源を前記瞳ファセット・ミラー上の複数の瞳ファセットの一つに結像するように働き、各瞳ファセットが、受けた放射線源像を予め定められた領域へ指向させ、それによって前記投影ビームを作り、各フィールド・ファセットとその対応する瞳ファセットとの間の光路長が実質的に同じであり、全てのフィールド・ファセットが実質的に同じ光強度を有し、かつ、全ての瞳ファセットが実質的に同じ光強度を有するデバイス製造方法。
【００１４】
これらの瞳ファセットは、それを照明する線源の特性に依って異なる複数のサイズを有してもよい。この線源の特性は、瞳面に結像するときのそのサイズであることが好ましい。
【００１５】
これらの放射線源は、５〜２０ｎｍの範囲内の波長を有するＥＵＶ源であることが好ましい。これらの線源は、プラズマ源であることが好ましい。
【００１６】
この方法は、真空条件下でこの照明系を作動する工程を含むことが好ましい。任意に、この方法は、更に、線源の選択した一つを、弁等の分離器機構を使って、この照明系の残部から選択的に孤立させる工程を含んでもよい。
【００１７】
本発明の更に別の観点によれば、以下のリソグラフィ投影装置が提供される。
放射線投影ビームを提供するための照明系と、
前記放射線投影ビームの断面にパターンを付与するように働くパターン付与構造体を支持するための支持構造体と、
基板を保持するための基板テーブルと、
前記パターン付与された放射線を前記基板の目標部分に投影するための投影系とを含むリソグラフィ投影装置であり、
前記照明系が、
複数の放射線源と、
瞳ファセット・ミラーと、
複数のフィールド・ファセット・ミラーとを含み、
各フィールド・ファセット・ミラーが、前記放射線源の一つと協働し、かつ、所定のフィールド・ファセット・ミラーの各フィールド・ファセットが、前記協働する放射線源を前記瞳ファセット・ミラー上の複数の瞳ファセットの一つに結像するように働き、各瞳ファセットが、受けた放射線源像を予め定められた領域へ指向させ、それによって、前記投影ビームを作るようになっており、前記瞳ファセットが複数の異なるサイズを有し、該サイズの各々が前記瞳ファセットを照明する放射線源の特性に依存する構成のリソグラフィ投影装置。
【００１８】
瞳ファセットのサイズを変えることによって、これらをこの放射線ビームの出力を最大にするように選ぶことができる。これは、この線源放射線分布が異方性だからである。例えば、瞳ファセットのサイズを選ぶために使う線源の特性は、瞳面に結像するときの線源のサイズであってよい。これは、可動部品および／または複雑な電子装置を必要とすることなく、良質で出力が増大した放射線ビームを提供するための簡単で効果的な機構をもたらす。複数の線源を使うので、例えば、Ｎのうちの一つの線源がパルスを欠落しても、この単一パルス誤差は１／Ｎに過ぎない。ファセットの正確な混成を保証することによって、この影響は、瞳面で殆ど無視でき、それで結像に対しても同様である。
【００１９】
この線源の特性は、この瞳ミラーがある面に結像するときのそのサイズであることが好ましい。
【００２０】
各フィールド・ファセットとその対応する瞳ファセットとの間の光路長が全てのフィールド／瞳ファセット対について実質的に同じであり、全てのフィールド・ファセットが実質的に同じ光強度を有し、かつ、全ての瞳ファセットが実質的に同じ光強度を有することが好ましい。
【００２１】
これらの放射線源は、５〜２０ｎｍの範囲内の波長を有するＥＵＶ源であることが好ましい。これらの線源は、プラズマ源であることが好ましい。
【００２２】
このリソグラフィ装置の照明系は、通常真空条件下で作動する。任意に、これらの線源の選択した一つをこの照明系の残部から選択的に孤立させるために分離器機構が設けてある。これは、照明系の残部を停止せずに、選択した線源の保守作業を行い得ることを意味する。
【００２３】
本発明の別の観点によれば、以下のデバイス製造方法が提供される。
基板を用意する段階と、
少なくとも一つの放射線源を含む照明系を用いて放射線投影ビームを用意する段階と、
前記投影ビームにパターンを付与するためにパターン付与手段を用いる段階と、
前記パターン付与された放射線投影ビームを前記基板の目標部分に投影するために、投影系に前記パターン付与された前記放射線投影ビームを通過させる段階と、
複数の放射線源、瞳ファセット・ミラー、および、複数のフィールド・ファセット・ミラーを含む照明系を用いる段階とを含むデバイス製造方法であり、
各フィールド・ファセット・ミラーが、前記放射線源の一つと協働し、かつ、所定のフィールド・ファセット・ミラーの各フィールド・ファセットが、前記協働する放射線源を前記瞳ファセット・ミラーの複数の瞳ファセットの一つに結像するように働き、各瞳ファセットが、受けた放射線源像を予め定められた領域へ指向させ、それによって前記投影ビームを作るようになっており、前記瞳ファセットが複数の異なるサイズを有し、該サイズの各々が前記瞳ファセットを照明する放射線源の特性に依存する前記デバイス製造方法。
【００２４】
この線源の特性は、この瞳ミラーがある面に結像するときのそのサイズであることが好ましい。
【００２５】
これらの放射線源は、５〜２０ｎｍの範囲内の波長を有するＥＵＶ源であることが好ましい。これらの線源は、プラズマ源であることが好ましい。
【００２６】
この方法は、真空条件下でこの照明系を作動する工程を含むことが好ましい。任意に、この方法は、更に、線源の選択した一つを、弁のような、分離器機構を使って、この照明系の残部から選択的に孤立させる工程を含んでもよい。
【００２７】
ここで使用する「放射線」および「ビーム」という用語は、紫外（ＵＶ）放射線（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７または１２６ｎｍの波長を有する）および極超紫外（ＥＵＶ）放射線（例えば、５〜２０ｎｍの範囲内の波長を有する）、また、イオンビームまたは電子ビームのような、粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射線を包含する。
【００２８】
ここで使う「パターン付与手段」という用語は、投影ビームの断面に、この基板の目標部分に作るようなパターンを与えるために使うことができる手段を指すと広く解釈すべきである。この投影ビームに与えたパターンは、基板の目標部分の所望のパターンと厳密には対応しないかも知れないことに留意すべきである。一般に、投影ビームに付与したパターンは、集積回路等の、この目標部分に作るデバイスの特別な機能層に対応するだろう。
【００２９】
このパターン付与手段は、透過性でも反射性でもよい。パターン付与手段は、マスク、プログラム可能なミラーアレイ、および、プログラム可能なＬＣＤパネルのいずれでもよい。マスクは、リソグラフィでよく知られ、二値、交互位相シフト、および、減衰位相シフト等のマスク型、そして各種ハイブリッドマスク型がある。プログラム可能なミラーアレイの一例は、小型ミラーのマトリックス配置を使用し、入射放射線ビームを異なる方向に反射するようにその各々を個々に傾斜することができ、この様にして、反射ビームにパターンが付与される。
【００３０】
この支持構造体は、パターン付与手段を支持、即ち、その重量を坦持する。それは、パターン付与手段を、その向き、リソグラフィ装置の設計、および、例えば、パターン付与手段が真空環境に保持されているかどうかのような、その他の条件に依る方法で保持する。この支持体は、機械的クランプ、およびその他のクランプ手法、例えば、真空条件下の静電クランプ手法を使うことができる。この支持構造体は、例えば、フレームまたはテーブルでもよく、それらは必要に応じて固定または可動でもよく且つこのパターン付与手段が、例えば投影系に関して、所望の位置にあることを保証してもよい。ここで使う「レチクル」または「マスク」という用語のどれも、より一般的な用語「パターン付与手段」と同義であると考えてよい。
【００３１】
本明細書で用いる「投影系」という用語は、例えば、使用する露光放射線に対して、または浸漬液の使用または真空の使用のような他の要因に対して適宜、屈折式、反射式、および反射屈折式光学システムを含む、種々の型式の投影系を包含するように広く解釈すべきである。本明細書で使用する「レンズ」という用語のいずれも、一般的な用語である「投影系」と同義である考えてよい。
【００３２】
この照明系も、放射線の投影ビームを指向し、成形し、または制御するための、屈折式、反射式、または反射屈折式光学要素を含む、各種型式の光学要素を包含してもよく、それでそのような要素も、以下、集合的または単独で、「レンズ」と称するだろう。
【００３３】
このリソグラフィ装置は、二つ（二段）以上の基板テーブル（および／または二つ以上のマスクテーブル）を有する型式でもよい。そのような「多段」機械では、追加のテーブルを並列に使ってもよく、または準備工程を一つ以上のテーブルで行い、一方、別の一つ以上のテーブルを露光用に使ってもよい。
【００３４】
このリソグラフィ装置は、投影系の最終素子と基板の間のスペースを埋めるように、この基板を比較的屈折率の高い液体、例えば水に浸漬する型式でもよい。浸漬液をこのリソグラフィ装置の他のスペース、例えば、マスクと投影系の最初の素子の間にも加えてよい。浸漬法は、投影系の開口数を増すためにこの技術でよく知られている。
【００３５】
次に、本発明の実施例を、単なる例示として、添付の模式図を見ながら説明する。図面中、対応する参照符号は対応する部品を指す。
【実施例】
【００３６】
この発明の特別な形態について既に説明したが、前記説明とは別の方法で本発明を実施してもよい。この説明は、本発明を制限することを意図しない。
【００３７】
図１、図２は、リソグラフィ装置で、放射線（例えば、ＵＶまたはＥＵＶ放射線）の投影ビームＰＢを提供するための照明系（照明器）ＩＬ；パターン付与手段（例えば、レチクルまたはマスク）ＭＡを支持するための、およびこのパターン付与手段を部材ＰＬに関して正確に位置決めするために第１位置決め手段ＰＭに結合した第１支持構造体（例えば、マスクテーブル）ＭＴ；基板（例えば、レジストを塗被したウエハ）Ｗを保持するための、およびこの基板を部材ＰＬに関して正確に位置決めするために第２位置決め手段ＰＷに結合した基板テーブル（例えば、ウエハテーブル）ＷＴ；およびパターン付与手段ＭＡによってこの投影ビームＰＢに与えたパターンを基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、一つ以上のダイを含む）上に結像するための投影系（例えば、反射性投影レンズシステム）ＰＬを含む装置を示す。図１の装置は、例えば、反射性マスクまたは上に言及した種類のプログラム可能なミラーアレイを使用する、反射型である。しかし、この装置は、例えば、透過性マスクを使用する、透過型でもよいことが分るだろう。
【００３８】
照明器ＩＬは、放射線源ＳＯから放射線ビームを受ける。この線源とリソグラフィ装置は、例えば、線源がプラズマ放電源であるとき、別々の存在であってもよい。そのような場合、この線源がリソグラフィ装置の一部を形成するとは考えられず、放射線ビームは、一般的に線源ＳＯから、例えば適当な収集ミラーおよび／またはスペクトル純度フィルタを使って、照明器ＩＬへ送られる。他の場合、例えば、線源が水銀灯であるとき、線源がこの装置の一部分であってもよい。
【００３９】
照明器ＩＬは、その断面に所望の均一性および強度分布を有する、投影ビームＰＢと称する、放射線の状態調節したビームを提供する。このビームＰＢは、マスクテーブルＭＴ上に保持されたマスクＭＡに入射する。マスクＭＡによって反射されてから、投影ビームＰＢは、レンズＰＬを通過し、それがこのビームを基板Ｗの目標部分Ｃ上に集束する。第２位置決め手段ＰＷおよび位置センサＩＦ２（例えば、干渉計測装置）を使って、基板テーブルＷＴを、例えば、異なる目標部分ＣをビームＰＢの経路に配置するように、正確に動かすことができる。同様に、例えば、マスクＭＡをマスクライブラリから機械的に検索してから、または走査中に、第１位置決め手段ＰＭおよび位置センサＩＦ１を使ってマスクＭＡをビームＰＢの経路に関して正確に配置することができる。一般的に、物体テーブルＭＴおよびＷＴの移動は、位置決め手段ＰＭおよびＰＷの一部を形成する、長ストロークモジュール（粗位置決め）および短ストロークモジュール（微細位置決め）を使って実現する。しかし、ステッパの場合は（スキャナと違って）、マスクテーブルＭＴを短ストロークアクチュエータに結合するだけでもよく、または固定してもよい。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスク整列マークＭ１、Ｍ２および基板整列マークＰ１、Ｐ２を使って整列してもよい。
【００４０】
図示する装置は、種々のモードで使うことができる。例えば、ステップモードでは、投影ビームに与えた全パターンを目標部分Ｃ上に一度に（即ち、単一静的露光で）投影しながら、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを本質的に固定して保持する。次に基板テーブルＷＴをＸおよび／またはＹ方向に移動して異なる目標部分Ｃを露光できるようにする。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結像する目標部分Ｃのサイズを制限する。走査モードでは、投影ビームの与えたパターンを目標部分Ｃ上に投影（即ち、単一動的露光）しながら、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期して走査する。マスクテーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影系ＰＬの（縮）倍率および像反転特性によって決る。走査モードでは、露光領域の最大サイズが単一動的露光での目標部分の（非走査方向の）幅を制限し、一方走査運動の長さが目標部分の（走査方向の）高さを決める。もう一つのモードでは、プログラム可能なパターン付与手段を保持するマスクテーブルＭＴを本質的に固定し、投影ビームに与えたパターンを目標部分Ｃ上に投影しながら、基板テーブルＷＴを動かしまたは走査する。このモードでは、一般的にパルス化した放射線源を使用し、プログラム可能なパターン付与手段を基板テーブルＷＴの各運動後または走査中の連続する放射線パルスの間に必要に応じて更新する。この作動モードは、以上で言及した型式のプログラム可能なミラーアレイのような、プログラム可能なパターン付与手段を利用するマスクレス・リソグラフィに容易に適用できる。以上で説明した使用モードの組合せおよび／または変形または全く異なる使用モードも使用できる。
【００４１】
図３は、図１および図２のリソグラフィ装置で使うための放射線システムＳＯおよび照明系ＩＬを更に詳しく示す。比較的高出力の投影ビームを提供するために、図３の放射線システムＳＯは、複数のＥＵＶ放射線源１０、例えば、プラズマ放電源を含む。図３には示さないが、四つの線源１０を使うこと、およびこれらが占めるスペースを最小化するためにこれらを互いにできるだけ近付けて配置することが好ましい。各線源１０と協働するのは、放射線を照明系ＩＬの方へ導くための収集器素子１２である。収集器１２と照明系の間に、各々これらの線源の選択した一つを、保守目的で除去するかまたはその場で働き続けさせることができるように、選択的に孤立させるように作用する、複数の真空弁（図示せず）を含む分離フレームがある。
【００４２】
照明系ＩＬに含まれているのは、各々線源１０の一つと協働する、複数の物理的に明確に区別できるフィールド・ファセット・ミラー１６および単一の平面瞳ファセット・ミラー２０である。各フィールド・ファセット・ミラー１６は、平面で、図４に模式的に示すように、その上に定める複数のフィールド・ファセット１８を有することが好ましい。その代りに、この複数のフィールド・ファセット・ミラーを単一ミラーの別々の領域または部分として設け、各領域が複数の線源の一つと協働してもよい。各フィールド・ファセット１８は、平面でもよくまたは僅かだけ湾曲していてもよい、小さいミラーを含む。各フィールド・ファセットは、光強度が実質的に同じである。フィールド・ファセット１８は、それらが各々協働する線源の像を提供できるような形状および位置にある。その上、各フィールド・ファセット１８は、レチクルレベルＭＡで所望のフィールドサイズになる尺度を有する大きさになっている。典型的に、フィールド・ファセット１８は、レチクル面で所望のフィールドと厳密に同じ寸法を持つことが可能であるが、そうなってはいない。その代りに、より普通に、フィールドの正確な寸法は、中継光学素子（図示せず）によって創り出す。
【００４３】
フィールド・ファセット・ミラー１６に面するのは、図５に概略的に示すように、複数のファセット２２を有する、単一の、平面瞳ファセット・ミラー２０である。各瞳ファセット２２は、平面でもよくまたは僅かだけ湾曲していてもよい、小さいミラーを含む。各瞳ファセットは、光強度が実質的に同じで、それはフィールド・ファセットのそれと違っても（違わなくても）よい。複数のフィールドファセット・ミラー１６の各々は、放射線を瞳ファセット・ミラー２０の方へ向けるように位置し、フィールド・ファセット・ミラー１６の各フィールド・ファセット１８は、それ自体の個々の、指定された瞳ファセット２２と協働する。フィールドおよび瞳ファセット１８および２２は、それぞれ各フィールド・ファセット１８からの線源像をその指定された瞳ファセット２２上へ向けるように、位置し、例えば、傾斜している。各瞳ファセット２２は、それに入射した像を所定の領域、図３の場合は、レチクルの方へ向けるように位置し且つそうするようになっている。この様にして、各フィールド・ファセット１８からの線源１０の像を瞳ファセット２２を介して組合わせて投影ビームを提供する。瞳ファセットをこの様に構成することは、照明系ＩＬに入る光を混合する結果となり、それによって均一なフィールド分布を創り出す。全てのフィールド・ファセットが実質的に同じ光強度を有し、且つ全ての瞳ファセットが実質的に同じ光強度を有するので、各フィールド・ファセット１８とその対応する瞳ファセット２２の間の経路長は、全てのフィールドおよび瞳ファセット対について実質的に同じであるべきである。機能のこの特定の組合せは、フィールドおよび瞳ミラーの構成を遥かに簡単にする。
【００４４】
最高効率を得るように最適化するために、幾つのフィールド・ファセット１８が要るか、および最高の均一性を得るためにフィールド・ファセット１８と瞳ファセット２２を互いに対してどの様に配置すべきかを確立するために、最適化シミュレーションを行うことができる。これを行うための種々の手法が知られているので、詳しくは説明しない。例えば、４線源システムに対して、各線源が二つの瞳ファセット２２を照明すれば、最適結像を達成できる。これは、各線源１０のためのフィールド・ファセット・ミラー１６が、瞳ファセット２２の一つに線源１０を結像するために一つずつ、二つのファセット１８を持たねばならないことを意味する。像品質を最適化するために更に、瞳ファセットのサイズを、それを線源のどの部分から照明するかに依って選択する。モデル化および／または実験に基づいて、瞳ファセットの提案した位置での実際の幅を計算できる。これを使って、瞳ファセットのサイズを決めることができる。例えば、瞳ファセットサイズを瞳面での線源サイズと同じに、または調整公差を考慮に入れるために僅かに大きく選んでもよい。これは、考慮に入れる線源放射線の幅の変動を許容し、それによって瞳ファセット・ミラーをより良く充満する結果となる。これは、実際には、ＥＵＶ源のような線源が完全には対称または均一でない出力であるので有用である。理想的には、各瞳ファセットのサイズは、エネルギー分布がこの瞳ファセット面積全体に亘ってできるだけ均一であることを保証するために最適化すべきである。
【００４５】
フィールド・ファセット・ミラー１６での光分布は、不均質であり、それで瞳ファセット・ミラー２０での分布も不均質である。結像のためには、瞳分布が可及的に均質であることが重要であるので、二つの隣接フィールド・ファセットは、典型的には二つの隣接する瞳ファセットを向いていない。例えば、フィールド・ファセット・ミラー１６の上端のフィールド・ファセット１８は、瞳ファセット・ミラー２０の中央の瞳ファセット２２を照明するかも知れないが、一方直ぐ下のフィールド・ファセット１８は、瞳ファセット・ミラー２０の左側の瞳ファセット２２を照明するかも知れない。隣接するフィールド・ファセット１８とそれらの対応する瞳ファセット２２の間の関係をランダム化することは、フィールド面での像を切離し、それが瞳面での像品質を改善する。このランダム化効果を達成するためには、各フィールド・ファセットが正しい瞳ファセットを照明するころおよび瞳ファセットの像がフィールド面で物理的に隣接する像から切離されていることを確実にするために、典型的に全てのファセットがそれらの直ぐ隣のものに関して異なる傾斜を有する。実際には、これは、瞳ファセット２２も、それらが全て正しいフィールド・ファセット１８からの光を受け且つ複数の線源の多くの像を同じフィールド位置へ向けられることを確実にするために、異なる角度で傾斜していることを意味する。
【００４６】
ミラー１６、２０の各々に設けたファセットの数は、できるだけ多くの像を加えられるように、理想的にはできるだけ多くの瞳ファセット２２（およびフィールド・ファセットの対応する全数）を設けるべきであるが、選択の問題である。しかし、実際には、ファセットの数は、線源１０の幅、この装置内部の物理的スペース限界および製作限界によって制限される。より多くのファセットを収容するために瞳ファセット・ミラー２０を大きくすることは一つの選択肢であるが、典型的に照明系ＩＬ内で利用できる限られたスペース内ではこれは可能でない。それで、大きい幅の線源１０に対し、典型的に与えられた面積内で比較的少ない瞳ファセット２２が可能であるが、小さい幅の線源に対して、同じ面積内で多くのファセット２２が可能である。
【００４７】
上に説明した実施例からの逸脱がやはりこの発明の範囲内に入るかも知れないことが分るだろう。例えば、図４、図５は、フィールドおよびファセット・ミラーを極めて模式的に示すが、当業者は、これらおよびその上のファセットの実際の形は実際に異なって見えるかも知れないことが分るだろう。ＵＳ−６５７０１６８−Ｂ１およびＵＳ−２００４−００３６０３７−Ａ１に記載されているもののような、フィールドおよび瞳ファセットに対する種々の形状および構成がこの技術で周知であり、それでここで詳しくは説明しない。さらに、本明細書では、ＩＣの製造でリソグラフィ装置を使用することについて特に言及しているが、リソグラフィ装置は、集積光学システム、磁区メモリ用誘導検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造を含むその他の用途があるに留意すべきである。また、そのような代替用途の関係で、本明細書で用いる「ウエハ」という用語が、一般的な用語「基板」と同義であると考えてよい。さらに、本明細書で言及する基板は、露光の前または後に、例えば、トラック（典型的には基板にレジストの層を付し、かつ、露光したレジストを現像する器具）、計測器具および／または検査器具で処理してもよい。該当すれば、この開示をそのようなおよび他の基板処理器具に適用してもよい。さらに、この基板を、例えば、多層ＩＣを作るために、一回以上処理してもよく、したがって、本明細書で用いる基板という用語は、既に多重処理された層を含む基板を指すこともできる。また、説明したリソグラフィ装置は、反射性レチクルを含み、投影系は反射性素子を含むが、透過性レチクルおよび／または投影系の素子も使用可能である。さらに、リソグラフィ装置をＥＵＶ放射線を用いるものとして説明したが、その他の波長の放射線を用いてもよいことは、当然理解できるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】リソグラフィ装置の模式図。
【図２】図１におけるリソグラフィ装置の一部の詳細図。
【図３】図２に示す装置で用いるための照明系の模式図。
【図４】図３に示す照明系で用いるためのフィールド・ファセット・ミラーの正面図。
【図５】図３に示す照明系で用いるための瞳ファセット・ミラーの正面図。
【符号の説明】
【００４９】
１０  放射線源
１６  フィールド・ファセット・ミラー
１８  フィールド・ファセット
２０  瞳ファセット・ミラー
２２  瞳ファセット
Ｃ  目標部分
ＩＬ  照明系
ＭＡ  パターン付与手段
ＭＴ  支持構造体
ＰＢ  投影ビーム
ＰＬ  投影系
Ｗ  基板
ＷＴ  基板テーブル
【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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