(57)【要約】  本発明は、マイクロリソグラフィ投影露光装置の物体平面内に走査積分照明エネルギを設定するための構成要素に関する。この場合、構成要素は、走査移動に対して垂直な方向に関して互いに横並びで配置された形態の異なる複数の絞りを含み、これらの絞りの位置は、照明エネルギの一部分が少なくとも１つの絞りによって口径食を受けることができるようにほぼ走査方向に変更することができる。この場合、個々の絞りの形態は、構成要素が配置された絞り平面内の照明の形態に特定的に適応される。これは、２つの絞りの限界縁部の少なくとも一部が絞りの任意の変位の場合に常に異なるという効果を有する。【選択図】図４
2011520271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体平面（７，２０７，３０７）に照明視野の境界を定めることができる限界縁部（８７９，９７９，１０７９，１１７９）を各々が有する複数の絞り（２３３，４６３，４６５，８３３，９３３，１０３３，１１３３）を含み、マイクロリソグラフィ投影露光装置（１）の物体平面（７，２０７，３０７）に走査積分照明エネルギを設定するための構成要素であって、
２つの絞り（２３３，４６３，４６５，８３３，９３３，１０３３，１１３３）の限界縁部（８７９，９７９，１０７９，１１７９）の少なくとも一部が、該絞りの任意の変位の場合に常に異なる、
ことを特徴とする構成要素。
【請求項２】
前記絞り（２３３，４６３，４６５，８３３，９３３，１０３３，１１３３）の位置を変更するための調節デバイス（８３３）、
を特徴とする請求項１に記載の構成要素。
【請求項３】
前記絞り（２３３，４６３，４６５，８３３，９３３，１０３３，１１３３）は、互いに横並びに配置され、
隣接して配置された絞り（２３３，４６３，４６５，８３３，９３３，１０３３，１１３３）が、少なくとも部分的に重ね合わさる、
ことを特徴とする請求項１から請求項２のいずれか１項に記載の構成要素。
【請求項４】
少なくとも１つの絞り（２３３，４６３，４６５，８３３，９３３，１０３３，１１３３）が、交換可能方式で構成される、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の構成要素。
【請求項５】
前記絞り（２３３，４６３，４６５，８３３，９３３，１０３３，１１３３）の少なくとも１つが、前記限界絞り縁部（８７９，９７９，１０７９，１１７９）を適応させることができるような方法で構成される、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の構成要素。
【請求項６】
前記少なくとも１つの限界絞り縁部（８７９，９７９，１０７９，１１７９）は、曲率を有する、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の構成要素。
【請求項７】
マイクロリソグラフィ投影露光装置（１）の物体平面（７，２０７，３０７）の照明視野を照明するためのマイクロリソグラフィ投影露光装置（１）のための照明系（３）であって、
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の構成要素が、物体平面（７，２０７，３０７）に又はその近くに、又は該物体平面（７，２０７，３０７）と光学的に共役な平面に又はその近くに配置される、
ことを特徴とする照明系（３）。
【請求項８】
前記照明視野は、弓形形態を有する、
ことを特徴とする請求項７に記載の照明系（３）。
【請求項９】
前記照明視野は、矩形である、
ことを特徴とする請求項７から請求項８のいずれか１項に記載の照明系（３）。
【請求項１０】
前記絞り（２３３，４６３，４６５，８３３，９３３，１０３３，１１３３）の全てが、前記照明視野の境界を該絞りによって片側のみ定めることができるような方法で配置される、
ことを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の照明系（３）。
【請求項１１】
前記絞り（２３３，４６３，４６５，８３３，９３３，１０３３，１１３３）の全てが、前記照明視野の境界を該絞りによって２つの互いに反対の側で定めることができるような方法で配置される、
ことを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の照明系（３）。
【請求項１２】
各絞り（２３３，４６３，４６５，８３３，９３３，１０３３，１１３３）に対して、該絞り（２３３，４６３，４６５，８３３，９３３，１０３３，１１３３）を用いて前記照明視野の割り当て影響領域内で前記走査積分照明エネルギを変更することができるような前記物体平面における絞り領域（８７１）及び割り当て影響領域が存在し、前記限界絞り縁部は、該走査積分照明エネルギが該割り当て影響領域において０．５％よりも小さく変化するような方法で構成される、
ことを特徴とする請求項７から請求項１１のいずれか１項に記載の照明系（３）。
【請求項１３】
前記照明は、前記構成要素が配置された平面に等強度線（４４９）を有し、前記限界絞り縁部（８７９，９７９，１０７９，１１７９）と該等強度線（４４９）の間で走査方向（９，２０９，４０９，５０９，６０９，７０９，８０９，９０９）に偏位Δｙが存在し、該偏位Δｙは、該走査方向（９，２０９，４０９，５０９，６０９，７０９，８０９，９０９）の該照明の範囲の０．５％よりも小さい、
ことを特徴とする請求項７から請求項１２のいずれか１項に記載の照明系。
【請求項１４】
前記限界絞り縁部（８７９，９７９，１０７９，１１７９）は、前記絞り領域（８７１）において等強度線（４４９）に対して１°よりも小さい平均角度を有する、
ことを特徴とする請求項７から請求項１３のいずれか１項に記載の照明系。
【請求項１５】
前記限界絞り縁部（８７９，９７９，１０７９，１１７９）は、前記絞り領域（８７１）の等強度線（４４９）の平均曲率半径と０．５％未満だけ異なる曲率半径を有する平均曲率を有する、
ことを特徴とする請求項７から請求項１４のいずれか１項に記載の照明系。
【請求項１６】
前記照明は、前記構成要素が配置された平面に境界曲線（４５１）を有し、前記限界絞り縁部（８７９，９７９，１０７９，１１７９）と該境界曲線（４５１）の間で走査方向（９，２０９，４０９，５０９，６０９，７０９，８０９，９０９）に偏位Δｙが存在し、該偏位Δｙは、該走査方向（９，２０９，４０９，５０９，６０９，７０９，８０９，９０９）の該照明の範囲の０．５％よりも小さい、
ことを特徴とする請求項７から請求項１２のいずれか１項に記載の照明系。
【請求項１７】
前記照明は、前記構成要素が配置された平面に境界曲線（４５１）を有し、前記限界絞り縁部（８７９，９７９，１０７９，１１７９）は、前記絞り領域（８７１）の該境界曲線（４５１，９５１，１０５１）に対して１°よりも小さい平均角度を有する、
ことを特徴とする請求項７から請求項１２又は請求項１６のいずれか１項に記載の照明系。
【請求項１８】
前記限界絞り縁部（８７９，９７９，１０７９，１１７９）は、前記絞り領域（８７１）の前記境界曲線（４５１，９５１，１０５１）の平均曲率半径と０．５％未満だけ異なる曲率半径を有する平均曲率を有する、
ことを特徴とする請求項７から請求項１２又は請求項１６から請求項１７のいずれか１項に記載の照明系。
【請求項１９】
前記照明は、前記構成要素が配置された平面に等照射量線（６６７）を有し、前記限界絞り縁部（８７９，９７９，１０７９，１１７９）と該等照射量線（６６７）の間で走査方向（９，２０９，４０９，５０９，６０９，７０９，８０９，９０９）に偏位Δｙが存在し、該偏位Δｙは、該走査方向（９，２０９，４０９，５０９，６０９，７０９，８０９，９０９）の該照明の範囲の０．５％よりも小さい、
ことを特徴とする請求項７から請求項１２のいずれか１項に記載の照明系。
【請求項２０】
前記照明は、前記構成要素が配置された平面に等照射量線（６６７）を有し、前記限界絞り縁部（８７９，９７９，１０７９，１１７９）は、前記絞り領域（８７１）の該等照射量線（６６７）に対して１°よりも小さい平均角度を有する、
ことを特徴とする請求項７から請求項１２又は請求項１９のいずれか１項に記載の照明系。
【請求項２１】
前記限界絞り縁部（８７９，９７９，１０７９，１１７９）は、前記絞り領域（８７１）の前記等照射量線（６６７）の平均曲率半径と０．５％未満だけ異なる曲率半径を有する平均曲率を有する、
ことを特徴とする請求項７から請求項１２又は請求項１９から請求項２０のいずれか１項に記載の照明系。
【請求項２２】
マイクロリソグラフィ投影露光装置（１）の物体平面（７，２０７，３０７）における弓形形態を有する照明視野を照明するためのマイクロリソグラフィ投影露光装置（１）のための照明系（３）であって、
物体平面（７，２０７，３０７）に照明視野の境界を定めることができる限界縁部（８７９，９７９，１０７９，１１７９）を各々が有する複数の絞り（２３３，４６３，４６５，８３３，９３３，１０３３，１１３３）を含む、該物体平面（７，２０７，３０７）に走査積分照明エネルギを設定するための構成要素が、該物体平面（７，２０７，３０７）に又はその近くに、又は該物体平面（７，２０７，３０７）と光学的に共役な平面に又はその近くに配置され、
各絞り（２３３，４６３，４６５，８３３，９３３，１０３３，１１３３）に対して、該絞り（２３３，４６３，４６５，８３３，９３３，１０３３，１１３３）を用いて前記照明視野の割り当て影響領域における前記走査積分照明エネルギを変更することができるような前記物体平面における絞り領域（８７１）及び割り当て影響領域が存在し、前記限界絞り縁部は、該走査積分照明エネルギが該割り当て影響領域において０．５％よりも小さく変化するような方法で構成される、
ことを特徴とする照明系。
【請求項２３】
前記物体平面において前記走査積分照明エネルギを測定し、かつ測定信号を利用可能にするためのデバイス（８８７）を含む、
ことを特徴とする請求項７から請求項２２のいずれか１項に記載の照明系。
【請求項２４】
前記測定信号に基づいて前記構成要素を設定するための調整ユニット（８８５）を含み、
前記設定は、絞り（２３３，４６３，４６５，８３３，９３３，１０３３，１１３３）の位置変更、限界絞り縁部（８７９，９７９，１０７９，１１７９）の変更、及び／又は絞り（２３３，４６３，４６５，８３３，９３３，１０３３，１１３３）の交換を含む、
ことを特徴とする請求項２３に記載の照明系。
【請求項２５】
請求項７から請求項２４のいずれか１項に記載の照明系（３）、
を含むことを特徴とする投影露光装置（１）。
【請求項２６】
請求項２５に記載の投影露光装置（１）を用いてマイクロ電子構成要素を生成する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体平面内で照明視野の境界を定めることができる限界縁部を各々が有する複数の絞りを含むマイクロリソグラフィ投影露光装置の物体平面内に走査積分照明エネルギを設定するための構成要素に関する。更に、本発明は、そのような構成要素を含む照明系及び投影露光装置、並びにこの種の投影露光装置を用いてマイクロ電子構成要素を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
導入部で言及した種類の構成要素は、例えば、ＥＰ０９５２４９１Ａ２及びＵＳ２００６／０２４４９４１号から公知である。
マイクロ電子構成要素を製造するのに用いられるマイクロリソグラフィ投影露光装置は、特に、構造担持マスク、いわゆるレチクルを照明するための光源及び照明系、及びマスクを基板であるウェーハ上に結像するための投影光学ユニットを含む。この基板は、放射線照射の印加によって化学的に変質される感光層を含む。この場合、レチクルは、マイクロリソグラフィ投影露光装置の投影光学ユニットの物体平面に配置され、ウェーハは、像平面に配置される。この場合、照明系及び投影光学ユニットの光学構成要素は、屈折構成要素又は反射構成要素のいずれかとすることができる。屈折構成要素と反射構成要素の組合せも同様に可能である。同様に、レチクルも、反射方式又は透過方式のいずれかに実施することができる。そのような装置は、特に、約１００ｎｍよりも短い波長を有する放射線で作動される場合には、完全に反射構成要素から成る。
【０００３】
マイクロリソグラフィ投影露光装置は、多くの場合に、いわゆるスキャナとして作動される。これは、レチクルが、走査方向に沿ってスロット状照明視野を通じて移動され、その一方でウェーハが、投影光学ユニットの像平面内で相応に移動されることを意味する。レチクルに対するウェーハの速度比は、通常は１よりも小さく、レチクルとウェーハの間の投影光学ユニットの倍率に対応する。感光層の化学的な変質は、特定の放射線照射量が投与された後にしか十分な程度で発生しないので、ウェーハのうちの露光に向けられた全ての領域が、同じ放射線エネルギを受光することを確実にすべきである。露光される構造の縁部の位置は、露光において必要な放射線エネルギが得られたか否かに依存するので、物体平面内の放射線エネルギ分布における不均一性は、特徴部サイズの変化を招く可能性がある。放射線エネルギ分布における不均一性を補償するために、特定の構成要素が用いられる。１つのそのような構成要素は、互いに隣接し、走査方向に対して実質的に平行に配向され、同一で口径食を有する指状の絞りの例えば２つの例えば互いに対向する配列を含むことができる。これらの絞りの各々は、走査方向に互いに対向して位置する絞り対の端部の間の距離を設定することができるように、例えば、走査方向に可動である。従って、物体平面内にスロット状照明視野を設けることができ、この視野は、走査方向に対して垂直の方向に沿って走査方向に変化する幅を有する。放射線エネルギは、走査処理に起因して走査方向に沿って積分されるので、感光層を化学的に変質させるのに必要な走査積分照明エネルギをターゲット方式で設定することができる。従って、照明視野の境界を定める絞り縁部は、上側及び下側の積分限界として作用する。そのような縁部は、物体平面内の照明視野の境界を定めるので、以下では限界絞り縁部と呼ぶ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＥＰ０９５２４９１Ａ２
【特許文献２】ＵＳ２００６／０２４４９４１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、そのような構成要素を改善し、かつ開発することを意図するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によると、上述の目的は、絞りの任意の変位の場合に２つの絞りの限界縁部の少なくとも一部が常に異なるように構成された導入部で言及した種類の構成要素を用いて達成される。その結果、複数の絞りの各個々の１つの絞り形態の絞り平面の特定の照明をターゲットにした設定が可能である。すなわち、走査積分照明エネルギのより正確な設定を提供することができる。これは、特に、絞り平面内の照明が、大幅な不均一性又は不均一な境界を有する時に重要である。例えば、曲率又は角度に関する形態に関して異なる２つの絞りの限界縁部の本発明による異なる構成により、構成要素を例えば照明の不均一な境界に適応させることができる。
【０００７】
構成要素が、絞りの位置を変更するための調節デバイスを含むような構成要素の構成は、絞り平面内の照明の変化の場合に、走査積分照明エネルギの補正を行うために、絞りの位置を適応させることができるという利点を含む。この場合、絞り平面内でエネルギのうちの１０％まで又はそれよりも多くが口径食を受けることができるようなマグニチュードを有する位置変化を考えることができる。そのようなデバイスは、例えば、制御又は調整ユニットの制御信号に基づいて絞りの位置をターゲット方式で変更するのに用いることができる駆動可能なアクチュエータを含むことができる。そのような駆動又は調整は、絞り位置を迅速かつ柔軟に設定することを可能にする。
【０００８】
隣接する絞りが少なくとも部分的に重ね合わさるような絞りの配列は、互いに横並びに位置する絞りの間でいかなる間隙も発生することができないという利点を有する。
少なくとも１つの絞りが交換可能な場合には、更に別の利点が生じる。これは、例えば、光学要素の劣化の結果として絞り平面の照明が変化した場合に、限界絞り縁部の形態を変化した新しい照明に適応させることが必要になる可能性があるからである。この場合、この目的で、個々又は全ての絞りは、異なる限界縁部形態を有する絞りと交換することができる。代替的又は付加的に、少なくとも１つの絞りが、限界縁部を変更するための適応化デバイスを含むように絞りを構成することができる。そのような場合には、絞りを交換することさえなく、限界絞り縁部の形態を有利に変更することができる。すなわち、限界縁部をより迅速かつより柔軟に設定することができる。限界縁部の形態のそのような変更は、絞りの位置が変更された場合にも必要になる。走査積分照明エネルギの良好な補正を保証するために、限界絞り縁部の形態は、限界絞り縁部の領域内のエネルギ分布に適応される。絞り位置、及び従って限界絞り縁部の位置が変更された場合には、更に走査積分照明エネルギの補正の品質を保証するために、縁部形態の適合を必要とする可能性がある。
特に、縁部が曲率を有する場合には、限界絞り縁部の領域内のエネルギ分布への有利な適応化が可能である。この場合、曲率半径の値は、ゼロと無限大の間に位置するとすることができる。代替的に、限界縁部は、望ましいあらゆる他の形態を有することができる。すなわち、限界縁部を複数の可能なエネルギ分布に適応させることができる。
【０００９】
説明したそのような構成要素を含む照明系は、構成要素に関して上述した利点を有する。そのような構成要素の物体平面内、又はその近く、又は物体平面に光学的に共役な平面内、又はその近くの配列は、物体平面内の影響領域が各指状絞りに実質的に１対１で割り当てられるという利点を有する。
物体平面内での絞りの割り当て影響領域は、物体平面の絞りを用いて走査積分照明エネルギが変更される領域を意味すると理解すべきである。すなわち、割り当て影響領域は、物体平面の割り当て絞りの位置又は形態が変更された場合に走査積分照明エネルギが変化する部分である。異なる絞りの影響領域が、物体平面内で僅かしか重ね合わされない場合には、実質的に１対１の割り当てが存在する。そのような場合には、物体平面の特定の領域内の走査積分照明エネルギに影響を与えるために、どの絞りを形態又は位置に関して変更すべきであるかを直ちに確立することができる。これは、絞り形態又は絞り位置の変更の結果として、絞り平面内の照明の特定の領域を口径食にするか又は透過させることができることによる。以下では、この領域をこの絞りの絞り領域と呼ぶ。絞りが物体平面又は光学的に共役な平面内、又はそれらの近くに配置される場合には、影響領域への絞り領域の実質的に１対１の割り当ては、結像という形態で存在する。この実質的に１対１の割り当ては、物体平面内の放射線エネルギ分布における不均一性の測定の後に、物体平面内の走査積分放射線エネルギを補正するために、絞りの設定位置に関して、又は変化を排除するのに絞りの設定位置の調節が十分ではなかった場合には絞りの限界絞り縁部の形態に関して、絞りのうちのどれを変更すべきであるかを確立することができる。
【００１０】
そのような照明系は、異なる照明視野を有することができる。弓形照明視野は、特に、投影光学ユニットが反射構成要素を含む時には、そのような系の場合に照明視野が弓形形態を有すると同じ反射構成要素上への複数の入射の結果としての放射線の口径食を容易に回避することができることから有利である。無限大曲率半径の弓形視野の場合には、視野は、矩形形状に移行する。矩形照明視野は、照明系を用いて比較的簡単に達成することができるという利点を有する。
【００１１】
物体平面内の照明視野の片側だけの境界を定めることができるような絞りの配列は、絞りもまた絞り平面内の照明の片側に配置するだけでよいという利点を有する。それによって構造空間のより良好な利用が可能である。特に、投影露光装置が、少なくとも部分的に反射構成要素を含む場合には、放射線が絞り平面を繰返し通過することを可能にすることができる。従って、放射線の意図しない口径食を回避するために、絞りが、幅狭に境界が定められる領域、すなわち、例えば、ビーム経路の片側に配置された場合に有利である。
【００１２】
それとは対照的に、２つの互いに反対の側で照明視野の境界を定めることができるような絞りの配列は、この場合には２つの互いに対向する絞りを用いて物体平面内のある一定の位置における走査積分照明エネルギを変更することができるので、限界絞り縁部の位置及び形態の定義においてより大きい数の自由度が存在するという利点を有する。
この場合、全ての絞りを同じ平面に配置することは絶対に必要というわけではない。従って、例えば、絞りの一部分を第１の平面に配置し、絞りの第２の部分を第２の平面に配置するように考えることができる。２つよりも多くの平面内への配列も同様に可能である。これは、構造空間をより良好に利用することができるという利点を有する。
【００１３】
更に、特に、割り当て影響領域内の走査積分エネルギが、０．５％よりも小さく、特に、好ましくは、０．３％より小さくしか変化しないように、限界絞り縁部の形態が絞り平面内の照明に適応される場合は有利である。
これは、走査積分照明エネルギが、物体平面内で走査方向に対して垂直な方向に沿って同様に０．５％よりも小さくしか変化せず、従って、像平面内への構造担持マスクの結像中に非常に均一な特徴部サイズが生じるように全ての絞りを設定することができるという効果を有する。この適応化は、限界絞り縁部の形態が、絞り領域内の照明の境界曲線の形態に可能な限り近づくことによって達成することができる。境界曲線は、例えば、最大光力面密度の１％の光力面密度での等強度線であると理解することができる。境界曲線の他の定義を考えることもできる。等強度線は、絞り平面における一定の光力面密度の線である。これは、固定時間間隔にわたって積分すると、この線の全ての点において同じエネルギ面密度が存在することを意味する。
【００１４】
限界絞り縁部の形態が境界曲線の形態に近づくという事実は、特に、限界絞り縁部と定義線の間の偏位Δｙが、走査方向における照明の範囲の０．５％よりも小さいことを意味する。その結果、特に、限界絞り縁部は、照明の境界曲線に対して１°よりも小さい平均角度しか持たないか、又は限界絞り縁部は、絞り領域内の境界曲線の平均曲率半径と０．５％未満だけ異なる曲率半径を有する平均曲率を有する。
限界絞り縁部の形態が等強度線に実質的に対応する場合には、この系は、更に別の利点を有する。この手法で構成された絞りが、例えば、限界絞り縁部がこの等強度線と実質的に対応するように配置された場合には、走査方向に沿った光力面密度の分布である走査プロフィールは、影響領域の全ての点において同じ縁部立ち上がり及び縁部立ち下がりを有する。
【００１５】
限界絞り縁部の形態が等強度線の形態に実質的に対応するという事実は、特に、限界絞り縁部が、照明の等強度線に対して１°よりも小さい平均角度しか持たないか、又は限界絞り縁部が、絞り領域内の等強度線の平均曲率半径と０．５％未満だけ異なる曲率半径を有する平均曲率を有することを意味する。
代替的に、絞り形態が等照射量線の形態に実質的に対応するように絞り形態を選択するように考えることができる。この場合、等照射量線は、同じ走査積分光力面密度を有する点として定められる。これは、この線の全ての点において、走査方向に沿ってマイナス（又はプラス）無限大からこの点までの光力面密度の積分値が同一であることを意味する。
【００１６】
限界絞り縁部の形態が等照射量線の形態に実質的に対応するという事実は、特に、限界絞り縁部が、照明の等照射量線に対して１°よりも小さい平均角度しか持たないか、又は限界絞り縁部が、絞り領域内の等照射量線の平均曲率半径と０．５％未満だけ異なる曲率半径を有する平均曲率を有することを意味する。これは、走査方向における絞り位置が、限界絞り縁部が等照射量線に対応するように選択された場合に、絞りの影響領域にわたる走査積分エネルギの変化が自動的に最小にされるという利点を有する。この場合、限界絞り縁部は、上側（又は下側）積分限界として作用するので、等照射量線の定義は、自動的に走査積分照明エネルギの変化の最小化を生じる。
【００１７】
物体平面内の走査積分照明エネルギを測定し、測定信号を供給するデバイスを含む照明系は、例えば、照明視野にわたる走査積分照明エネルギの可能な最小の変化を保証するために、そのような測定結果を用いて絞り位置又は限界縁部の形態をターゲット方式で設定することができるという利点を有する。照明系が、測定信号に基づいて構成要素を設定するための調整ユニットを付加的に備える場合には、構成要素設定の迅速な変更を行うことができる。そのような変更は、例えば、少なくとも１つの絞りの位置変更、限界絞り縁部の変更、又は絞りの交換から成るとすることができる。
上述の種類の照明系を含むマイクロリソグラフィ投影露光装置、及びそのような投影露光装置を用いて微細構造化構成要素を製造する方法は、照明系に関して既に上述したものと同じ利点を有する。
本発明の例示的な実施形態を以下に図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】マイクロリソグラフィ投影露光装置の概略断面図である。
【図２】実質的に屈折性の構成要素を含むマイクロリソグラフィ投影露光装置の照明系の概略断面図である。
【図３】反射構成要素を含む実施形態におけるマイクロリソグラフィ投影露光装置の照明系の概略図である。
【図４】絞り平面内の光力面密度を等強度線を用いて示す図である。
【図５】図４に例示する線に沿った絞り平面内の光力面密度のプロフィールの図である。
【図６】絞り平面の照明を等照射量線を用いて示す図である。
【図７】図６に例示する線に沿った絞り平面内の走査積分光力面密度を上側積分限界の関数として示す図である。
【図８ａ】本発明によって構成された絞りの詳細図である。
【図８ｂ】等照射量線への限界縁部の適応化の詳細図である。
【図９】本発明による光学構成要素の概略図である。
【図１０】更に別の実施形態における本発明による光学構成要素の概略図である。
【図１１】限界縁部を変更するためのデバイスを有する本発明によって構成された絞りの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１に例示している物体に１桁又は２桁の番号が付与されるように参照記号を選択した。更に別の図に例示している物体は、３桁及びそれ以上の桁を有する参照記号を有し、この場合、最後の２桁は物体を示し、これらの２桁よりも上位の桁は、物体が例示されている図の番号を示している。従って、一部の図に例示している同一である物体の参照番号は、最後の２桁が互いに対応する。例示的に、参照記号３、２０３、及び５０３は、図１、図２、及び図５における物体３を示している。従って、参照番号を有する物体の説明は、先行する図の対応する参照番号の下にある物体に関する説明において得ることができる。
【００２０】
図１は、マイクロリソグラフィ投影露光装置１の概略図を示している。この場合、照明系３は、物体平面７に配置された構造担持マスク５を照明する。この場合、構造担持マスクは、走査方向９に移動させることができる。その下流には、像平面１３内にマスクを結像する投影光学ユニット１１が配置される。像平面には、露光中に化学的に変質される感光層１７を含有する基板１５が配置される。この露光をリソグラフィ段階とも呼ぶ。同様に、この基板も、走査方向９に沿って移動させることができる。マスクに対する基板の走査速度比は、通常は１よりも小さく、例えば、１：４であるマスクと基板の間の投影光学ユニットの倍率に対応する。感光層の露光、及び特に本質的に化学的である更に別の処理の結果として、マイクロ電子構成要素が生じる。
【００２１】
図２は、完全又は主に屈折性の実施形態におけるマイクロリソグラフィ投影露光装置の照明系２０３の簡単な概略図である。この照明系は、照明放射線２２１を形成する短い光パルスの高周波シーケンスを生成する光源２１９を含む。この光源は、特に、屈折構成要素を含む照明系では、例えば、１９３ｎｍの波長を有する照明放射線を生成するエキシマレーザとすることができる。その後、照明放射線は、ビーム成形ユニット２２３、異なる種類の照明を設定するためのズームアキシコン対物系２２５、並びに照明放射線を混合及び均一化するように機能するロッドホモジナイザー２２７を通過する。ロッドホモジナイザー２２７には、物体平面２０７内に走査積分照明エネルギを設定するための本発明による構成要素２２９が続く。この例示的な実施形態では、この構成要素は、物体平面２０７に光学的に共役な平面２３１に配置される。例示の理由から、図２は、走査方向２０９に延びる２つの指状絞り２３３しか示していない。その下流には、本発明による構成要素が配置された平面２３１を物体平面２０７内に結像する対物系２３５が示されている。この場合、構造担持マスク２０５が、この物体平面に配置される。
【００２２】
図３は、反射構成要素を含むマイクロリソグラフィ投影露光装置を略示している。このマイクロリソグラフィ投影露光装置は、特に、用いられる照明放射線の波長が１９３ｎｍよりも短い場合、特に、３ｎｍと１５ｎｍの間にある場合に有利である。この場合、照明放射線は、例えば、レーザ又は放電によって生成されるプラズマとすることができる光源３１９によって生成される。次に、照明放射線３２１は、集光器３３７により、混合ユニット３３９、３４１の最初のミラー３３９上に誘導される。混合ユニットの第２のミラー３４１の下流では、照明放射線は、更に別のミラー３４３、３４５、３４７を用いて物体平面３０７上に誘導される。構造担持マスクは、ここでもまた、この物体平面に配置され（図面には例示していない）、このマスクは、この例示的な実施形態では反射方式から成る。このマスクは、投影光学ユニット３１１を用いて像平面３１３上に結像される。この例示的な実施形態では、本発明による構成要素３２９は、物体平面の近くに配置され、好ましくではあるが必須ではなく、図示の実施形態の投影露光装置内の投影光学ユニットの物体平面と像平面の間のビーム経路に影響を与えないように、投影光学ユニットに対して反対側に指状絞りを含む。この物体平面と像平面の間の領域内での放射線の口径食は、構造担持マスクの結像を劣化させることになる。
【００２３】
図４は、図３による照明系の場合に生成されるもののような本発明による構成要素の平面内の光力面密度ｐ（ｘ、ｙ）を例示的に示している。光力面密度は、等強度線４４９を用いて直交座標系に例示している。この場合、ｙ軸は、走査方向４０９に対して平行に延び、ｘ軸は、走査方向に対して垂直である。走査方向に対して垂直な方向を４１０で示している。境界曲線４５１に基づくと、この場合に弓形視野が関わっていることは明らかである。直線４５２、４５３、及び４５４は、走査方向に対して平行に延び、位置ｘ1、ｘ2、及びｘ3でｘ軸と交わる。光力面密度が、直線４５２に沿ってその最大値の２０％を提供する点のｙ座標をｙ10及びｙ11で示している。同じことが、座標ｙ20、ｙ21と直線４５３、及び座標ｙ30、ｙ31と直線４５４に相応に適用される。従って、６つの点（ｘ1、ｙ10）、（ｘ1、ｙ11）、（ｘ2、ｙ20）、（ｘ2、Ｙ21）、（ｘ3、ｙ31）は、同じ等強度線上に位置する。
【００２４】
図５は、図４による直線に沿った光力面密度プロフィールである走査プロフィールを示している。この場合、５５５は、直線４５２に沿った走査プロフィールを示し、５５６は、直線４５３に沿った走査プロフィールを示し、５５７は、直線４５４に沿った走査プロフィールを示している。これらの３つの走査プロフィール５５５、５５６、及び５５７は、照明視野の弓形形態に起因して実質的にｙ方向に互いに対してシフトされる。しかし、良好な結像を保証するために、走査積分光力面密度、すなわち、次式の積分は、ｘ方向に可能な限り殆ど変化してはならない。
【００２５】
【数１】
2011520271.tif 000003
【００２６】
絞り平面が物体平面に対応する場合には、多くの場合にこの積分を均一性曲線Ｕ（ｘ）とも呼ぶ。この積分は、本発明による構成要素の平面に絞りを導入することによって設定することができる。そのような絞りは、レチクル内の点が完全な走査積分光力面密度ではなく、その一部しか受けなくなることを保証する。これは、絞りを用いて積分を制限することによって行われる。図５は、例えば、図４の絞り４６１が直線４５２に沿った積分を抑制した場合に生じる積分５５９を示している。この場合、限界絞り縁部は、座標（ｘ1、ｙ11）で直線４５２と交わる。この場合、直線４５２上の限界絞り縁部の位置は、上側積分限界として作用する。従って、位置ｘにおける走査積分光力面密度Ｄ（ｘ、ｙ）は、限界絞り縁部の座標の関数として表すことができる。
【００２７】
【数２】
2011520271.tif 000004
【００２８】
この実施形態では、光力面密度にわたる積分の境界を片側のみ定めることができるように、絞りは片側だけに配置される。従って、それによって下側積分限界としてマイナス無限大、及び上側積分限界としてｙが生じる。しかし、代替的に、両方の側で積分の境界を定める絞りを用いることができる。この場合、走査積分光力面密度は、上限における絞り位置ｙ0と下限におけるｙuの両方の関数として生じる。
【００２９】
【数３】
2011520271.tif 000005
【００３０】
下記の論題では片側の絞りの場合のみを更に詳しく考察する。しかし、本発明は、両側の場合にも関しており、下記の説明は、この場合に直接に適用することができる。
しかし、従来技術で公知である走査方向に対して垂直な限界絞り縁部を有する絞り４６１は、直線４５２に沿った積分と直線４５３に沿った積分の両方が同じ上側積分限界を得るという欠点を有する。上側積分限界は同じであるが、走査プロフィール５５５と５５６が互いに対してｙ方向にオフセットされるので、この場合に２つの積分の値は大きく異なる。これは、本発明による絞り４６３の使用によって回避することができる。この場合、例えば、限界絞り縁部の形態を走査プロフィールのオフセットに対処するように選択することができる。このようにして、積分値のｘ方向の変化を最小にすることができる。
【００３１】
走査方向に対して平行な２つの直線のｘ位置が、例えば、直線４５２及び４５４のｘ位置のように、同じ絞りの領域内に収まらなくなる程度にまで互いに分離した場合には、走査プロフィール５５５と５５７の互いに対するオフセットの大部分は、ｙ方向における絞り位置の設定によって得ることができる。図４では、絞り４６１、４６３、４６５上の双方向矢印は、これらの絞りの位置を走査方向に変更することができることを示している。しかし、絞り位置の設定は、限られた精度でしか適応させることができない。精度を改善するためには、限界絞り縁部の絞り領域内の照明形状への本発明による適応化が付加的に必要である。
【００３２】
図６は、等照射量線６６７を用いて本発明による構成要素の平面内の光力面密度を示している。等照射量線は、同一である走査積分光力面密度を有する点、すなわち、次式の積分Ｄ（ｘ、ｙ）が同じ値を有する線が有する全ての点として定められる。
【００３３】
【数４】
2011520271.tif 000006
【００３４】
絞りがそのような線に正確に沿う場合には、積分値は、どこでも同一になり、従って、走査積分光力面密度は、ｘ方向に沿って変化しなくなる。これは、この場合にレチクル平面内で走査積分光力面密度の非常に小さな変化を保証することができるという利点を有することになる。
【００３５】
図７は、図６に例示している直線６５３に沿った走査積分光力面密度Ｄ（ｘ1、ｙ）をその最大値に対して正規化して例示している。
【００３６】
【数５】
2011520271.tif 000007
【００３７】
図５及び図６では、ｙ4は、走査積分光力面密度が、その最大値の２０％を提供する位置を印している。従って、図６では、直線６５３は、位置（ｘ1、ｙ4）において２０％の等照射量線と交わる。
【００３８】
図８ａは、本発明による構成要素の実施形態を示しており、指状絞り８３３を詳細に例示している。絞り８３３は、走査方向８１０に対して垂直なその幅により、絞り領域８７１を定める。この領域を通過する放射線は、双方向矢印によって示している走査方向における絞り８３３の変位によって口径食を受けることができる。絞り平面の照明は、上述の絞り領域８７１内に定義線８６９を有する。この場合には、境界曲線、等強度線、又は等照射量線が関わることができる。絞り領域８７１内の定義線が直線８７３によって近似される場合には、走査方向８０９に対する平均角度８７５が生じる。定義線をより正確に説明するために、絞り領域８７１内の定義線の区画に当て嵌まる最適な円の半径８７７を用いることが更に可能である。
【００３９】
走査方向に対して垂直に延びる前縁部を有する矩形絞りが用いられる場合には、絞りが放射線エネルギの一部分を口径食にするように絞りが設定されるや否や、走査方向に対して垂直な方向８１０に沿って物体平面内の走査積分光力面密度の変化が生じることになる。そのような場合には、矩形絞りの照明視野の境界を定める区画が、定義線と大きい角度で交わることになることは明らかである。この欠点は、絞り領域８７１を侵食する限界絞り縁部８７９の形態が、絞り領域８７１内の定義線８６９の形態に実質的に対応するという点で、本発明による絞りによって回避することができる。限界絞り縁部８７９が等照射量線に対応し、更に実質的に同じ形態を有する場合には、そのような絞りの位置が、走査方向に例えば絞り領域内で照明エネルギの１０％まで又はそれよりも多くが口径食を受けるように変更された時に、走査積分光力面密度の値は、走査方向に対して垂直な方向８１０に沿って僅かしか変化しない。
【００４０】
図８ｂは、限界絞り縁部８７９を定義線と共に詳細な図で示している。この場合、例えば、等照射量線８６９が関わることができる。この場合、限界絞り縁部８７９は、走査方向８０９に対して垂直に延びている。絞り縁部と等照射量線の間の偏位Δｙに起因して、走査方向に対して垂直な方向８１０に沿って割り当て影響領域内に走査積分照明エネルギの変化が生じる。構造担持マスクの像平面内への結像中に非常に均一な特徴部サイズをもたらすために走査積分照明エネルギが０．５％よりも小さく変化する場合は有利である。従って、偏位Δｙの最大許容マグニチュードは、上述のことから見積ることができる。この場合、一定の光力面密度ρ（ｘ、ｙ）＝ρ0を有する均一な照明が、本発明による構成要素の平面に存在することを近似として仮定している。その結果、ｌ（ｘ）が、走査方向に対して垂直な方向８１０に関する位置ｘにおける走査方向の照明幅を表す場合に、走査積分光力面密度Ｄ（ｘ）は、Ｄ（ｘ）＝ρ0・ｌ（ｘ）で与えられる。積分Ｄ（ｘ）が、この方向に沿って０．５％よりも小さく変化するためには、ｌ（ｘ）も０．５％を上回らないように変化することしか許容されない。従って、結果として、絞り領域内の全ての位置において、偏位Δｙが、走査方向に沿った幅の０．５％を上回らないように変化することしか許容されず、すなわち、次式が満たされる。
【００４１】
【数６】
2011520271.tif 000008
【００４２】
例えば、走査方向の照明幅が約６ｍｍである場合には、限界絞り縁部は、定義線から０．０３ｍｍを上回らないように偏位することしか許容されない。走査方向に対して垂直な方向にΔＸ＝４ｍｍの絞り幅の場合には、例えば、定義線に最適に当て嵌まる直線と限界絞り縁部の間に次式の最大角度８７５が生じる。
【００４３】
【数７】
2011520271.tif 000009
【００４４】
従って、限界絞り縁部８７９に最適に当て嵌まる直線と走査方向の間の角度８８１が、定義線の平均角度８７５から１°よりも小さくしか偏位しない場合は有利である。図８ｂでは、この特定の場合は角度８８１が０°であるから、この角度を示していない。
従って、更に、限界絞り縁部８６７に当て嵌まる最適な円（図面内には例示していない）の半径が、定義線８６９に当て嵌まる最適な円の半径８７７から０．５％よりも小さくしか偏位しない場合は有利である。
【００４５】
更に、図８ａは、絞りの位置を走査方向８０９に変更するのに用いることができるアクチュエータの形態にある調節デバイス８３３を示している。このアクチュエータは、略示している調整ユニット８８５によって駆動される。絞り位置を制御及び／又は調整するために、調整ユニット８８５は、例えば、レチクル平面内の走査積分照明エネルギを測定するセンサ８８７からの例えば測定信号を用いる。
【００４６】
図９は、本発明による構成要素を略示している。限界絞り縁部９７９の形態は、ここでは境界曲線９５１に適応される。この図では、全ての絞りの位置は、いかなる照明放射線も口径食を受けないようなものである。しかし、絞り９３３の各個々の１つの位置を可変的に調節することができる。図９では、これを双方向矢印によって示している。絞りの絞り位置が走査方向９０９に変更された場合には、絞り領域内で、照明放射線の一部分は、ターゲット方式で口径食を受けることができる。しかし、図４及び図５を参照して上述したように、絞りの各々は適応された限界絞り縁部９７９を有するので、絞りの割り当て影響領域内の走査積分光力面密度を０．５％を大きく上回って変化させることなく、そのような口径食を実施することができる。
【００４７】
図１０は、本発明の更に別の実施形態を示している。この構成では、絞り１０３３は、照明視野の境界を片側のみ定めることができるように配置される。代替的又は追加的に、照明視野の他方の側に絞りを配置することができる。更に、全ての絞りは、同じ形態を有する。図１０に例示している事例では、対応する絞り設定が与えられ、照明放射線に口径食を作用する限界絞り縁部１０７９は、双方向矢印によって示している絞り１０３３の移動方向に対して垂直に実施される。代替的に、限界縁部１０７９は、他の実施形態のうちのいずれかとして実施することができる。真っ直ぐな限界縁部１０７９にも関わらず、絞り１０３３のこの配列により、限界絞り縁部１０７９が境界曲線１０５１に適応されることが保証される。この配列は、絞り１０３３を互いに対して回転された方式で配置することによって得られる。その結果、この場合にも、２つの絞りの限界絞り縁部１０７９は、絞りの任意の変位の場合に常に異なる結果になる。これは、２つの絞りの限界絞り縁部１０７９が、互いに対してある一定の角度で存在することに起因する。代替的又は付加的に、絞り１０３３は、ピボット１０８９の回りに回転可能に装着されるように構成することができる。この図では、ピボットを絞り内部に例示している。絞りは、絞りの外側に位置する軸の回りに回転させることができる。回転可能な装着により、例えば、湾曲双方向矢印１０９１によって示しているように、絞りを回転させることができることによって限界絞り縁部１０７９を境界曲線１０５１の形態に適応させることが可能になる。図の明瞭性を低下させないように、ピボット１０８９の回りに回転可能な装着を絞り１０３３のうちの１つに対してしか例示していない。複数又は全ての絞りの対応する装着も同様に可能である。更に、図１０は、間隙を回避するために、例えば、領域１０９３内で絞りが部分的に重ね合わさることを示している。
【００４８】
図１１は、限界縁部を変更するための適応化デバイスの例示的な実施形態を有する個々の絞りの本発明により開発した形態を略示している。絞り１１３３には、その前端部にピボット１１９７の回りに回転可能に装着された可変絞り領域１１９５が装備される。この構成は、限界絞り縁部１１７９を絞り領域内の照明により良好に適応させることができるように、この絞り縁部の角度１１８１を変更することを可能にする。そのような適合は、例えば、絞り領域内の照明が変化した場合に必要である可能性がある。これは、例えば、物体平面内の放射線の角度分布を変更するために、例えば、照明系内で更に別の絞りが導入されるか又は変更された場合である。更に、そのような変更は、光学要素の劣化によって引き起こされる可能性もある。更に、絞りの位置が変更された場合に、絞り縁部を適応させることが必要である可能性がある。位置変更の場合には、絞り縁部を場合によっては異なる形態を有する異なる定義線に適応させることが必要である場合がある。
【符号の説明】
【００４９】
４０９  走査方向
４４９  光力面密度の等強度線
４５１  境界曲線
【図１】
2011520271.tif 000010
【図２】
2011520271.tif 000011
【図３】
2011520271.tif 000012
【図４】
2011520271.tif 000013
【図５】
2011520271.tif 000014
【図６】
2011520271.tif 000015
【図７】
2011520271.tif 000016
【図８ａ】
2011520271.tif 000017
【図８ｂ】
2011520271.tif 000018
【図９】
2011520271.tif 000019
【図１０】
2011520271.tif 000020
【図１１】
2011520271.tif 000021
【国際調査報告】
2011520271.tif 000022
2011520271.tif 000023
2011520271.tif 000024