(57)【要約】      （修正有）【課題】強度損失の少ない放射ビームの高度の偏光を達成できるビームデリバリシステムを提供する。【解決手段】第一方向に伝播する所定の波長の実質的に平行化された入力ビームＩＢを受け、実質的に平行化された出力ビームＯＢを第二方向に出力するビーム誘導エレメントは、透明材料で形成され且つ入力面１１および出力面１３を有するプリズム１０を備え、入力面１１と出力面１３の間の内角βは、入力ビームが実質的にブルースター角で入力面１１に入射するときに、ブルースター角で内部から出力面１３に入射するような角度である。ビーム誘導エレメントは、リソグラフィにて、例えばビームデリバリシステムにて有用である。【選択図】図３
2008010834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一方向に伝播する所定の波長の実質的に平行化された入力ビームを受け、実質的に平行化された出力ビームを第二方向に出力するビーム誘導エレメントを有するリソグラフィ装置であって、ビーム誘導エレメントが、
透明材料で形成され且つ入力面および出力面を有するプリズムを備え、前記入力面と前記出力面の間の内角は、前記入力ビームが実質的にブルースター角で前記入力面に入射するときに、ブルースター角で内部から前記出力面に入射するような角度である、
リソグラフィ装置。
【請求項２】
前記第二方向が前記第一方向に対して実質的に垂直である、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項３】
前記ビーム誘導エレメントが２つのプリズムを備え、前記２つのプリズムによって与えられた合計角度変化が実質的に９０°である、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項４】
前記プリズムがさらに反射面を備え、前記入力面および前記出力面が前記反射面と実質的に等しい角度を形成し、よって前記ビームが、前記入力面を透過した後で、前記出力面に入射する前に、前記反射面により内部反射する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項５】
前記プリズムがさらに第一および第二反射面を備え、前記入力面と前記第一反射面との間の角度が、前記出力面と前記第二反射面との間の角度と実質的に等しく、よって前記ビームが、前記入力面を透過した後で、前記出力面に入射する前に、前記第一反射面により、そして次に第二反射面により内部反射する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項６】
前記入力ビームが露光放射ビームである、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項７】
前記リソグラフィ装置が、放射ビームを調節する照明システムと、外部放射源から照明システムへと放射を伝導するビームデリバリシステムとを備え、前記ビーム誘導エレメントが前記ビームデリバリシステムの一部である、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項８】
所定の波長の実質的に平行化された放射のビームを放射源からリソグラフィ装置へと伝導するビームデリバリシステムであって、前記ビームデリバリシステムが、前記ビームを第一方向に伝播する入力ビームとして受け、実質的に平行化された出力ビームを第二方向に出力するビーム誘導エレメントを有し、前記ビーム誘導エレメントが、
透明材料で形成され且つ入力面および出力面を有するプリズムを備え、前記入力面と前記出力面の間の内角は、前記入力ビームが実質的にブルースター角で前記入力面に入射するときに、ブルースター角で内部から前記出力面に入射するような角度である、
ビームデリバリシステム。
【請求項９】
デバイス製造方法であって、
所定の波長の実質的に平行化された放射ビームを放射源からリソグラフィ装置へと伝導することによって、放射ビームを提供し、そこで、ビームデリバリシステムが、前記ビームを第一方向に伝播する入力ビームとして受け、実質的に平行化された出力ビームを第二方向に出力するビーム誘導エレメントを有し、前記ビーム誘導エレメントが、透明材料で形成され且つ入力面および出力面を有するプリズムを備え、前記入力面と前記出力面の間の内角は前記入力ビームが実質的にブルースター角で前記入力面に入射するときに、ブルースター角で内部から前記出力面に入射するような角度であり、さらに、
前記放射ビームをパターン化し、
前記パターン化した放射ビームを基板のターゲット部分に投影する、
ことを含むデバイス製造方法。
【請求項１０】
透明材料で形成されて入力面および出力面を有するプリズムであって、前記入力面と前記出力面の間の内角は、入力ビームが実質的にブルースター角で前記入力面に入射するときに、ブルースター角で内部から前記出力面に入射し、出力ビームとして前記プリズムを出るような角度である、
プリズム。
【請求項１１】
前記出力ビームが、前記入力ビームの前記入射方向に対して実質的に垂直である第二方向で前記プリズムを出る、請求項１０に記載のプリズム。
【請求項１２】
前記出力ビームが、前記入力ビームの前記入射角度に対して実質的に４５°の角度である第二方向で前記プリズムを出る、請求項１０に記載のプリズム。
【請求項１３】
前記プリズムがさらに反射面を備え、前記入力面および前記出力面が、前記反射面に対して実質的に等しい角度を形成し、よって前記ビームが、前記入力面を透過した後で、前記出力面に入射する前に、前記反射面により内部反射する、請求項１０に記載のプリズム。
【請求項１４】
前記プリズムがさらに第一および第二反射面を備え、前記入力面と前記第一反射面との間の角度が、前記出力面と前記第二反射面との間の角度と実質的に等しく、よって前記ビームが、前記入力面に透過した後で、前記出力面に入射する前に、前記第一反射面により、そして次に第二反射面により内部反射する、請求項１０に記載のプリズム。
【請求項１５】
前記透明材料が前記所定の波長で約１．４から１．６の範囲の屈折率を有する、請求項１０に記載のプリズム。
【請求項１６】
前記透明材料が、前記所定の波長で約１．４５から１．５５の範囲の屈折率を有する、請求項１０に記載のプリズム。
【請求項１７】
前記透明材料が前記所定の波長で約１．５の屈折率を有する、請求項１０に記載のプリズム。
【請求項１８】
前記所定の波長が約３００ｎｍ未満である、請求項１０に記載のプリズム。
【請求項１９】
前記所定の波長が約２４８ｎｍ未満である、請求項１０に記載のプリズム。
【請求項２０】
前記所定の波長が約１９３ｎｍ未満である、請求項１０に記載のプリズム。
【請求項２１】
前記所定の波長が約１５７ｎｍ未満である、請求項１０に記載のプリズム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明はリソグラフィ装置、ビームデリバリシステム、プリズムおよびデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は基板のターゲット部分に与える機械である。リソグラフィ装置は例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使用可能である。このような場合、代替的にマスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを使用して、ＩＣの個々の層上に形成す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ーハ）上のターゲット部分（例えば１つまたは幾つかのダイの一部を備える）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板に設けた放射感応性材料（レジスト）の層への結像により行われる。一般的に、１枚の基板は、順次パターン化される互いに隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。従来のリソグラフィ装置は、パターン全体をターゲット部分に１回で露光することによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるステッパと、基板を所定の方向(「スキャン」方向）と平行あるいは逆平行にスキャンしながら、パターンを所定の方向（「スキャン」方向）に放射ビームでスキャンすることにより、各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナとを具備している。パターンを基板にインプリントすることによっても、パターニングデバイスから基板へとパターンを転写することが可能である。
【０００３】
[0003]  リソグラフィ装置は、高強度の狭帯域光源を必要とする。初期のリソグラフィ装置は、単一の輝線を選択するために高圧水銀灯およびフィルタを使用していた。しかし、これまでになく小さいフィーチャサイズのコンポーネントを作製しようという流れによって、より短い波長を使用することが必要となった。したがって、現在では例えば２４８ｎｍ、１９３ｎｍまたは１５７ｎｍなどの出力のエキシマレーザが、一般に使用されている。このようなレーザは、電力消費量が大きい大型の装置であり、したがって一般的にリソグラフィ装置を含むクリーンルームの外側に配置され、レーザビームはビームデリバリシステムによってリソグラフィ装置へと「パイプ」される。これは、レーザビームが良好に平行化され、小さい断面を有するから可能になる。ビームデリバリシステムは、ビームの軸線に対して４５°に配向された高反射率のミラーによって、ビームを複数回、例えば少なくとも２回、通常は３回から６回反射させることができる。
【０００４】
[0004]  最近では、リソグラフィ装置の解像度の改善が、露光放射の偏光の制御によって実行されている。エキシマレーザの出力は高度の偏光を有するけれども、これは往々にしてｐモードの複数のミラーを伴うビームデリバリシステムによって低下し、したがって所望の高度の偏光、例えば＞９３％を達成するために、リソグラフィ装置の照明システム内にクリーンアップ偏光子を設けなければならない。クリーンアップ偏光子は、必然的に放射ビームの強度を低下させ、スループットを減少させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
[0005]  したがって、強度損失を減少させつつ、放射ビームの高度の偏光を達成することができる改良型のビームデリバリシステムおよび／またはリソグラフィ装置を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
[0006]  本発明の実施形態によると、第一方向に伝播する所定の波長の実質的に平行化された入力ビームを受け、実質的に平行化された出力ビームを第二方向に出力するように構成されたビーム誘導エレメントを有するリソグラフィ装置が提供される。ビーム誘導エレメントは、透明材料で形成され且つ入力面および出力面を有するプリズムを備え、入力面と出力面の間の内角は、入力ビームが実質的にブルースター角で入力面に入射するときに、ブルースター角で内部から出力面に入射するような角度である。
【０００７】
[0007]  本発明の実施形態によると、所定の波長の実質的に平行化された放射ビームを放射源からリソグラフィ装置へと伝導するビームデリバリシステムが提供される。ビームデリバリシステムは、このビームを第一方向に伝播する入力ビームとして受け、実質的に平行化された出力ビームを第二方向に出力するように構成されたビーム誘導エレメントを有し、ビーム誘導エレメントは、透明材料で形成され且つ入力面および出力面を有するプリズムを備え、入力面と出力面の間の内角は、入力ビームが実質的にブルースター角で入力面に入射するときに、ブルースター角で内部から出力面に入射するような角度である。
【０００８】
[0008]  本発明の実施形態によると、透明材料で形成されて入力面および出力面を有するプリズムが提供され、入力面と出力面の間の内角は、入力ビームが実質的にブルースター角で入力面に入射するときに、ブルースター角で内部から出力面に入射し、出力ビームとしてプリズムを出るような角度である。
【０００９】
[0009]  本発明の実施形態によると、上記装置、ビームデリバリシステムまたはプリズムを使用するデバイス製造方法が提供される。
【００１０】
[0010]  次に、本発明の実施形態を添付の略図を参照しながら、ほんの一例として説明する。図面では対応する参照記号は対応する部分を示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
[0011]  図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置ＬＡを概略的に示したものである。この装置は、放射ビームＢ（例えばＵＶ放射またはＤＵＶ放射）を調節するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬを備える。サポート（例えばマスクテーブル）ＭＴは、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するように構成され、特定のパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第一ポジショナＰＭに接続される。基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴは、基板（例えばレジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構成され、特定の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二ポジショナＰＷに接続される。投影システム（例えば屈折投影レンズシステム）ＰＳは、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに与えられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば１つまたは複数のダイを含む）に投影するように構成される。
【００１２】
[0012]  照明システムは、放射の誘導、整形および／または制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気型等の光学コンポーネント、またはその任意の組み合わせなどの種々のタイプの光学コンポーネントを含んでいてもよい。
【００１３】
[0013]  サポートは、パターニングデバイスを支持、つまりその重量を支えている。該サポートは、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計等の条件、例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されているか否かに応じた方法で、パターニングデバイスを保持する。このサポートは、パターニングデバイスを保持するために、機械的、真空、静電気等のクランプ技術を使用することができる。サポートは、例えばフレームまたはテーブルでよく、必要に応じて固定式または可動式でよい。サポートは、パターニングデバイスが例えば投影システムなどに対して確実に所望の位置にくるようにできる。本明細書において「レチクル」または「マスク」という用語を使用した場合、その用語は、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義と見なすことができる。
【００１４】
[0014]  本明細書において使用する「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分にパターンを生成するように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用し得る任意のデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。ここで、放射ビームに与えられるパターンは、例えばパターンが位相シフト特徴またはいわゆるアシスト特徴を含む場合、基板のターゲット部分における所望のパターンに正確には対応しないことがある点に留意されたい。一般的に、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイスの特別な機能層に相当する。
【００１５】
[0015]  パターニングデバイスは透過型または反射型とすることができる。パターニングデバイスの例には、マスク、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブルＬＣＤパネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、バイナリマスク、Alternating位相シフトマスク、Attenuated位相シフトマスクのようなマスクタイプ、さらには様々なハイブリッドマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例として、小さなミラーのマトリクス配列を使用し、そのミラーは各々、入射する放射ビームを異なる方向に反射するよう個々に傾斜することができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射する放射ビームにパターンを与える。
【００１６】
[0016]  本明細書において使用する「投影システム」という用語は、例えば使用する露光放射、または液浸液の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システム、磁気光学システム、電磁気光学システムおよび静電気光学システム、またはその任意の組合せを含む任意のタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書において「投影レンズ」という用語を使用した場合、これはさらに一般的な「投影システム」という用語と同義と見なされる。
【００１７】
[0017]  ここに示している本装置は透過タイプである（例えば透過マスクを使用する）。あるいは、装置は反射タイプでもよい（例えば上記で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイを使用する、または反射マスクを使用する）。
【００１８】
[0018]  リソグラフィ装置は２つ（デュアルステージ）またはそれ以上の基板テーブル（および／または２つ以上のマスクテーブル）を有するタイプでよい。このような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルを並行して使用するか、１つまたは複数の他のテーブルを露光に使用している間に１つまたは複数のテーブルで予備工程を実行することができる。
【００１９】
[0019]  リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を充填するように、基板の少なくとも一部を水などの比較的高い屈折率を有する液体で覆えるタイプでもよい。液浸液は、例えばマスクと投影システムの間など、リソグラフィ装置の他の空間に使用してもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるために当技術分野で周知である。本明細書で使用する「液浸」という用語は、基板などの構造体を液体に沈めなければならないという意味ではなく、露光中に投影システムと基板の間に液体が存在するというほどの意味である。
【００２０】
[0020]  図１を参照すると、イルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受ける。放射源とリソグラフィ装置とは、例えば放射源がエキシマレーザである場合に、それぞれ別々の構成要素であってもよい。このような場合、放射源はリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラーおよび／またはビームエクスパンダなどを備えるビームデリバリシステムＢＤの助けにより、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへと渡される。他の事例では、例えば放射源が水銀ランプの場合は、放射源がリソグラフィ装置の一体部分であってもよい。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤとともに放射システムと呼ぶことができる。
【００２１】
[0021]  イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調節するアジャスタＡＤを備えていてもよい。通常、イルミネータの瞳面における強度分布の外側および／または内側半径範囲（一般にそれぞれ、σ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。また、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯなどの他の種々のコンポーネントを備えていてもよい。また、イルミネータを用いて放射ビームを調整し、その断面にわたって所望の均一性と強度分布とが得られるようにしてもよい。
【００２２】
[0022]  放射ビームＢは、サポート（例えばマスクテーブルＭＴ）上に保持されたパターニングデバイス（例えばマスクＭＡ）に入射し、パターニングデバイスによってパターン化される。放射ビームＢはマスクＭＡを通り抜けて、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームを集束する投影システムＰＳを通過する。第二ポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば干渉計デバイス、リニアエンコーダまたは容量センサ）の助けにより、基板テーブルＷＴを、例えば放射ビームＢの経路において様々なターゲット部分Ｃに位置決めするように正確に移動できる。同様に、第一ポジショナＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示されていない）を使用して、例えばマスクライブラリから機械的に検索した後に、またはスキャン中に、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。一般的に、マスクテーブルＭＴの移動は、第一ポジショナＰＭの部分を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）の助けにより実現できる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第二ポジショナＰＷの部分を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを使用して実現できる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、マスクテーブルＭＴをショートストロークアクチュエータのみに接続するか、固定してもよい。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアラインメントマーカＭ１、Ｍ２および基板アラインメントマーカＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。図示のような基板アラインメントマーカは、専用のターゲット部分を占有するが、ターゲット部分の間の空間に配置してもよい（スクライブレーンアラインメントマークと呼ばれる）。同様に、マスクＭＡ上に複数のダイを設ける状況では、マスクアラインメントマーカをダイ間に配置してもよい。
【００２３】
[0023]  図示のリソグラフィ装置は以下のモードのうち少なくとも１つにて使用可能である。
１．ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴは、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに与えたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち１回の静止露光）。次に、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴがＸ方向および／またはＹ方向に移動される。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、１回の静止露光で像が形成されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
２．スキャンモードにおいては、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴは同期的にスキャンされる一方、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する（つまり１回の動的露光）。マスクテーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）および像反転特性によって求めることができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、１回の動的露光におけるターゲット部分の（非スキャン方向における）幅が制限され、スキャン動作の長さによってターゲット部分の（スキャン方向における）高さが決まる。
３．別のモードでは、マスクテーブルＭＴはプログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止状態に維持され、基板テーブルＷＴを移動またはスキャンさせながら、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。このモードでは、一般にパルス状放射源を使用して、基板テーブルＷＴを移動させる毎に、またはスキャン中に連続する放射パルスの間で、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以上で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを使用するマスクなしリソグラフィに容易に利用できる。
【００２４】
[0024]  上述した使用モードの組合せおよび／またはバリエーション、または全く異なる使用モードも利用できる。
【００２５】
[0025]  図２に示すように、放射源ＳＯは、放射源とリソグラフィ装置の間に壁ＣＷがあるように、リソグラフィ装置ＬＡからいくらかの距離をおいて、例えばクリーンルームの外側に配置されることがある。これは、動作させるのに費用がかかるクリーンな環境にレーザを入れておく必要がないからであり、レーザの維持中に放出されるガスがクリーンルームを汚染しないことも保証する。往々にしてビームデリバリパイプと呼ばれるビームデリバリシステムＢＤは、放射源ＳＯからのビームＢをリソグラフィ装置ＬＡへと、例えば壁ＣＷの下を通って伝導する。したがって、ビームデリバリシステムは、必要な路に沿ってビームＢを誘導する幾つかのビーム方向転換エレメントを有する。便宜上、およびビームの形状を保持するために、各ビーム誘導エレメントはビームを直角、つまり９０°で方向転換する。
【００２６】
[0026]  上述したように、ミラーは従来、ビームを方向転換するために使用されてきたが、往々にして偏光モードを混合し、所望の偏光成分の１００％の透過をさせない。したがって、本発明は、ビームＢがブルースター角度で入力面および出力面に入射するように配向されたプリズムを、ビーム方向転換エレメントとして使用することを提案する。このようなエレメントは、ｐモード偏光成分を１００％透過しながら、ｓモード成分は表面毎に約２８％減衰するという利点を有する。本発明は、４５°および９０°などの所望の角度だけビームを方向転換するエレメントを提供することができる。後者の角度は、４５°の角度変化を与えるプリズムを２個使用するか、ビームが１回または２回内反射する単一のプリズムによって達成することができる。
【００２７】
[0027]  図３は、二等辺三角形の形態の一定の断面を有し、その半頂角αを特徴とするプリズム１０を断面で示す。入射ビームＩＢは、プリズム１０の第一面１１に、ブルースター角度に実質的に等しい角度βで、つまり下式のように入射する。
ｔａｎβ＝ｎ１／ｎ０        （１）
ここでｎ1は、問題の波長におけるプリズム材料の屈折率であり、ｎoは、その波長における周囲媒質の屈折率である。次に、これは透過ビームＴＢとして透過し、ブルースター角度でプリズムの第二面１３に入射して、出力ビームＯＢとして出る。スネルの法則によれば、これを可能にするために、下式を満足しなければならない。
ｓｉｎ（β）＝ｎ１／ｎ０ ｓｉｎ（α）        （２）
ｎ1、ｎ0、したがってβは、プリズムおよび周囲媒質の材料によって決定されるので、角度αおよびプリズムによって与えられる角度変化、つまり２（β−α）は、材料の選択によって決定される。したがって、周囲媒質が１の屈折率を有するとすると、以下の値が得られる。
【表１】
2008010834.tif 000003
【００２８】
[0028]  したがって、単一のプリズムで９０°の角度変化を達成するには、屈折率が２．４より大きい材料が必要であり、これは大部分の波長では実現不可能である。しかし、望ましい９０°の角度変化は、それぞれが４５°の角度変化を提供する２個のプリズムで達成することができ、これは屈折率が約１．５の材料を使用して獲得することができ、例えば１９３ｎｍのＣａＦ2（ｎ＝１．５０１４）または２４８ｎｍの石英（ｎ＝１．５０８）である。使用する材料は、透過したビームの偏光状態が損なわれないように、固有複屈折または応力で誘発された複屈折率を有意に呈さないことが望ましい。このようなプリズムの配置構成が図４に図示されている。約３３°の半頂角αは製造可能であり、以下で検討するように、本発明はプリズムの角度および配置に適度な公差を与える。このような配置構成は、ｐモードの偏光成分が優先的に透過し、ｓモードが減衰する４つの表面があるという利点を有する。
【００２９】
[0029]  ビームがブルースター角度で入射面および出射面に入射し、１回または２回内部反射するプリズムを使用して、より大きい角度変化を獲得することができる。例示により、図５は、入射ビームＩＢがブルースター角度βであり、透過ビームＴＢが１回内部反射して、出力ビームＯＢもブルースター角度である二等辺三角形の形態の一定断面を有するプリズム２０を示す。
【００３０】
[0030]  プリズム２０はこの場合も半頂角α、第一面２１、第二面２２および第三面２３を有し、幾何学的考察から、角度変化は２（α＋β）であることが分かる。βは、プリズムおよび周囲媒質の材料の屈折率によって決定されるが、αは選択可能であり、したがって角度変化を決定する。したがって、このようなプリズムでは９０°の角度変化は明らかに不可能であり、何故なら、（α＋β）＝４５つまりα＝４５−βである必要があるので、ｎ＝１．５の場合、β＝ａｔａｎ（ｎ）＝５６．３°であり、α＝−１１．３を意味する。しかし、この状況ではマイナスの角度は物理的に非現実的であり、プリズムが切頭三角形であることを示し、切頭表面が反射面として作用し、入力ビームは、以下で検討するように入力表面に対する法線の他方側に入射する。しかし、図６に示すような三角形の断面のプリズムで、大きい角度変化を容易に提供することができる。
【００３１】
[0031]  本発明の実施形態による、９０°の角度変化を実行する１回の内部反射を使用する例示的なビーム誘導エレメントが、図７に図示されている。これは、ビームＢの波長で屈折率ｎ1を有する透明な材料、例えばシリカまたは石英ガラスまたはＣａＦ2のプリズムを備える。プリズム３０の周囲の媒質は、真空または不活性で温度制御されたフラッシングガスでよく、その波長における屈折率はｎ0である。プリズム３０は３つの作用面、つまり第１入力面３１、第二反射面３２、および第三出力面３３を有する。第一および第三面は両方とも、同じ内角９０＋αで第二面と接し、ここでαは第一および第三面の概念的延長部によって形成された二等辺三角形の半頂角である。プリズムの第四面を通過する放射はなく、したがってその方向は関係がない。
【００３２】
[0032]  使用時には、プリズム３０は、ビームＢが、ブルースター角度と実質的に等しい角度βで入射ビームＩＢとしてプリズムの第一または入力面３１に入射するように構成される。したがって、反射ビームは実質的に、入射面に対して垂直、つまり入力面３１に平行の偏光成分しか含まず（ｓモード）、入射面に平行な実質的に全ての偏光成分（ｐモード）は透過する。ｐモードの透過は１００％に近く、ｓモードの透過は約８５％である。
【００３３】
[0033]  透過したビームＴＢは次に、プリズムの第二面３２で実質的に全部内部反射し、したがって第三または出力面３３にもブルースター角度で入射し、出力ビームＯＢとしてデバイスを出る。したがって、ｐモード放射の第二優先透過があり、したがって全体的にｐモードの透過は１００％に近いが、ｓモードの透過は約７２％である。放射源ＳＯの優勢な偏光モードに対してビームデリバリシステム内のプリズム３０を適切に配置することにより、リソグラフィ装置に送出されるビームは、強度損が最少の状態で最大限に偏光することができる。
【００３４】
[0034]  第一面３１と第二面３２の間、および第二面３２と第三面３３の間でもある内角の角度αは、出力ビームＯＢが、入力ビームＩＢの伝播方向に対して実質的に垂直である方向に伝播するように選択される。これは、ビームデリバリシステムをレイアウトする際に望ましく、これにより本発明のビーム誘導エレメントが、既存のシステムの４５°折り曲げミラーをそのまま置換することができる。
【００３５】
[0035]  ビーム誘導エレメント３０は、１つの内部反射を有し、したがってビームを反転することが分かる。多くの場合、例えばビームがリソグラフィ装置内の光学的インテグレータを通過するか、偶数のエレメントを使用するので、これは問題ではない。しかし、本発明の原理は、２つの内部反射があり、したがって反転がないビーム誘導エレメントを提供するためにも適用することができる。このようなエレメント４０が図８に図示されている。
【００３６】
[0036]  断面図である図８に見られるように、ビーム誘導エレメント４０は、上述した実施形態のように４つの平坦な作用面があり、透明材料で作成したプリズムを備える。これは、入力面および出力面４１、４４それぞれによって画定された凹側、および第二面および第三面４２、４３それぞれによって画定された凸側を有し、これはビームを内部反射する。入力（第一）面および出力（第四）面４１、４４は、外鈍角εで接する。第一面と第二面の間、および第三面と第四面の間の内角は等しく、図面ではδで示され、したがってプリズムは、第一面と第四面の間、および第二面と第三面の間の縁部を含む面、つまり紙面に対して垂直で、角度εの二等分線を含む面で概ね対称である。したがって、プリズムは断面がカレット(caret)（∧）または山形(chevron)に類似し、凸側の面間の角度は、凹側の面間の角度より小さい。
【００３７】
[0037]  使用時には、入力ビームＩＢがブルースター角度βで第一、つまり入力面４１に入射し、したがって実質的に全部のｐモード偏光成分が通過して透過ビームＴＢになる。次に、透過ビームＴＢは、第二面および第三面４２、４３で実質的に全部が内部反射し、したがってブルースター角度で第四、つまり出力面４４に入射する。この場合も実質的に全部のｐモード偏光成分が透過して出力ビームＯＢになり、ビーム誘導エレメント４０は、上述した実施形態と同じ全体的透過率を有する。つまりｐモードは実質的に１００％であり、ｓモードは約７２％である。
【００３８】
[0038]  角度εは、入力ビームＩＢの伝播方向に対する出力ビームの伝播方向の変化が所望通りになるように選択される。これは、角度変化が（４５０−２（ε＋β））°であり、したがって９０°では角度変化ε＝１８０−βであるという幾何学的考察から導くことができる。βは、言うまでもなくプリズムおよび周囲媒質の材料の屈折率によって決定される。再び幾何学的考察から、角度δは固定され、下式によって与えられると導くことができる。
δ＝−１／２（ε／２＋ａ）        （３）
ここでａは下式によって決定される。
ｓｉｎ（β）＝ｎ１／ｎ０ ｓｉｎ（ａ）        （４）
【００３９】
[0039]  本発明の実施形態では、プリズムの反射面にコーティングを設けて、適宜、ビームの反射を向上できることに留意されたい。また、誘導すべきビームが小さく、良好に平行化されている場合、これは作用面の限られた区域しか通過せず、したがってそれ以外では面がないか、研磨しなくてよい。例えば、プリズムの隅部を面取りするか、丸めてよく、その場合、記載の角度は、面の有効部分の概念的延長部間の角度である。
【００４０】
[0040]  本発明の実施形態によるビーム誘導エレメントの入力および出力表面の（表面当たりの）透過率が、図９に入射角の関数として図示されている。Ｐ、ＳおよびＡとラベルがある線は、それぞれｐモード、ｓモードおよび平均の透過率を示す。ここで見られるように、ｐモードの透過率は広いピークを有し、ｓモードの透過率は比較的すぐに低下する。したがって、プリズムはｐモードが最大透過率になるように設計することができ、その場合、入射角はブルースター角度に可能な限り近いことが好ましく、例えばブルースター角度の±５°以内、ブルースター角度の±３°以内、ブルースター角度の±１°以内である。あるいは、プリズムは、ｓモードがより多く除去されるように設計することができ、この場合、ブルースター角度より多少大きい入射角が望ましいことがある。
【００４１】
[0041]  本文ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ装置には他の用途もあることは言うまでもない。例えば、これは、集積光学装置、磁気ドメインメモリ用誘導および検出パターン、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である。こうした代替的な用途に照らして、本明細書で「ウェーハ」または「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ、「基板」または「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義と見なしてよいことは、当業者に明らかである。本明細書に述べている基板は、露光前または露光後に、例えばトラック（通常はレジストの層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール）、メトロロジーツールおよび／またはインスペクションツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上およびその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、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指すことができる。
【００４２】
[0042]  以上では光リソグラフィとの関連で本発明の実施形態の使用に特に言及しているが、本発明は、インプリントリソグラフィなどの他の用途においても使用可能であり、状況が許せば、光リソグラフィに限定されないことが理解される。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイスのトポグラフィによって、基板上に生成されるパターンが画定される。パターニングデバイスのトポグラフィを基板に供給されたレジストの層に押しつけ、その後に電磁放射、熱、圧力またはその組合せにより、レジストを硬化する。パターニングデバイスをレジストから離し、レジストを硬化した後にパターンを残す。
【００４３】
[0043]  本明細書で使用する「放射」および「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍまたは１２６ｎｍの波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射を網羅する。
【００４４】
[0044]  「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁気および静電気光コンポーネントを含む様々なタイプの光コンポーネントのいずれか、またはその組合せを指す。
【００４５】
[0045]  以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、説明とは異なる方法でも本発明を実践できることが理解される。例えば、本発明は、上記で開示したような方法を述べる機械読み取り式命令の１つまたは複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム、またはそのようなコンピュータプログラムを記憶したデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気または光ディスク）の形態をとることができる。
【００４６】
[0046]  上記の説明は例示的であり、限定的ではない。したがって、請求の範囲から逸脱することなく、記載されたような本発明を変更できることが当業者には明白である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を示した図である。
【図２】図１の装置の放射源およびビームデリバリ構成を示した図である。
【図３】ブルースター角度で入射するビームにプリズムが与える角度変化を説明する際に使用する図である。
【図４】本発明の実施形態によるビーム方向転換エレメントを示した断面図である。
【図５】ブルースター角度で入射し、内部反射するビームにプリズムが与える角度変化を示す図である。
【図６】本発明の別の実施形態によるビーム方向転換エレメントを示した断面図である。
【図７】本発明の別の実施形態によるビーム方向転換エレメントを示した断面図である。
【図８】本発明の別の実施形態によるビーム方向転換エレメントを示した断面図である。
【図９】本発明の実施形態によるビーム方向転換エレメントの表面の透過率と入射角とを示すグラフである。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
2008010834000001.pdf