(57)【要約】      （修正有）【課題】基板上に形成されるパターンのクリティカルディメンジョンのばらつきを実質的に低減するために非偏光放射ビームを生成するシステム及び方法を提供する。【解決手段】偏光ビームから非偏光ビームを生成するためのシステムと方法が用いられる。当該システムは放射源と非偏光システムを備える。放射源は直線偏光ビームを生成する。非偏光システムは、第１光路および第２光路を備え、直線偏光ビームを分割する。分割された第１ビームは、第１光路長を有する第１光路に沿って進む。分割された第２ビームは、光路長が異なる第２光路長を有する第２光路に沿って進む。分割された第１ビームと第２ビームは、非偏光ビームを生成するために合成される。【選択図】図５
2008034813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線偏光ビームを生成する放射源と、
非偏光システムと、
を備え、
前記非偏光システムは、
前記直線偏光ビームを第１ビームと第２ビームとに分割するスプリッタと、
第１光路長を有し、分割された第１ビームが沿って進む第１光路と、
光路長が異なる第２光路長を有し、分割された第２ビームが沿って進む第２光路と、
第１ビームと第２ビームを合成し、非偏光ビームを形成する合成部と、
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記非偏光システムは、前記スプリッタの上流に位置する2分の1波長板であって、前記非偏光ビームにおける複数の偏光方向間のビーム強度を調整する2分の1波長板をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記スプリッタは、偏光ビーム分割システムであって、前記直線偏光ビームの各偏光方向に従って当該直線偏光ビームを分割するシステムであり、
前記合成部は、偏光ビーム合成システムであって、分割された第１ビームと第２ビームをそれぞれの各偏光方向に従って合成するシステムであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記偏光ビーム分割システムは、キューブ状のビームスプリッタであり、
前記偏光ビーム合成システムは、キューブ状のビーム合成部であることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記偏光ビーム分割システムは、
ビームスプリッタと、
反射装置と、
を備え、
前記偏光ビーム合成システムは、
ビーム合成部と、
反射装置と、
を備えることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記非偏光システムは、
前記第１光路を構成する光学素子と、
前記第２光路を構成するガス空間と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記ガス空間は、真空であるまたは空気を含んでいることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記第１光路と前記第２光路のうちの少なくとも１つの光路長は、前記直線偏光ビームの時間的コヒーレンス長よりも長いことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記第１光路と前記第２光路は相互に屈折率の異なる部位を有することによって、前記第１光路長と前記第２光路長とが異なることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記非偏光ビームにパターンを付与するパターニング用デバイスと、
パターンが付与されたビームを基板のターゲット部分に投影する投影系と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記非偏光ビームを処理し、当該非偏光ビームをパターニング用デバイスに向ける照明系をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記照明系は、
前記放射源と
前記非偏光システムと、
を備えることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
照明放射ビームを生成する照明系と、
前記照明放射ビームにパターンを付与するパターニング用デバイスと、
パターンが付与されたビームを基板のターゲット部分に投影する投影系と、
を備え、
前記照明系は、
放射源と、
非偏光システムと、
を備え、
前記非偏光システムは、
スプリッタと、
第１光路及び第２光路と、
合成部と、
を備えることを特徴とする露光システム。
【請求項１４】
前記非偏光システムは、前記スプリッタの上流に位置する2分の1波長板であって、前記非偏光ビームにおける複数の偏光方向間のビーム強度を調整する2分の1波長板をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載の露光システム。
【請求項１５】
前記スプリッタは、偏光ビーム分割システムであって、前記放射源により生成された直線偏光ビームを各偏光方向に従って第１ビームと第２ビームとに分割するシステムであり、
前記合成部は、偏光ビーム合成システムであって、分割された第１ビームと第２ビームをそれぞれの各偏光方向に従って合成するシステムであることを特徴とする請求項１３に記載の露光システム。
【請求項１６】
前記非偏光システムは、
前記第１光路を構成する光学素子と、
前記第２光路を構成し、ガスを含む空間と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載の露光システム。
【請求項１７】
前記第１光路と前記第２光路のうちの少なくとも１つの光路長は、前記直線偏光ビームの時間的コヒーレンス長よりも長いことを特徴とする請求項１３に記載の露光システム。
【請求項１８】
前記第１光路と前記第２光路は相互に屈折率の異なる部位を有することによって、前記第１光路長と前記第２光路長とが異なることを特徴とする請求項１３に記載の露光システム。
【請求項１９】
（ａ）直線偏光ビームを第１ビームと第２ビームとに分割するステップと、
（ｂ）前記第１ビームを、第１光路長を有する第１光路に沿って進ませるステップと、
（ｃ）前記第２ビームを、光路長が異なる第２光路長を有する第２光路に沿って進ませるステップと、
（ｄ）前記第１光路からの前記第１ビームと前記第２光路からの前記第２ビームを合成し、非偏光ビームを生成するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
前記非偏光ビームにおける複数の偏光方向間の強度を調整するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
ステップ（ｂ）は、前記直線偏光ビームの偏光方向に従って行われ、
ステップ（ｄ）は、前記第１ビームと前記第２ビームのそれぞれの偏光方向に従って行われることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１光路と前記第２光路のうちの少なくとも１つの光路長は、前記直線偏光ビームの時間的コヒーレンス長よりも長いことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１光路と前記第２光路は相互に屈折率の異なる部位を有することによって、前記第１光路長と前記第２光路長とが異なることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
前記非偏光ビームにパターンを付与するステップと、
パターンが付与されたビームを基板のターゲット部分に投影するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の方法を用いることでウエハ上に集積回路を形成することを特徴とする方法。
【請求項２６】
請求項２４に記載の方法を用いることでフラットパネルガラス基板上にフラットパネルデバイスを形成することを特徴とする方法。
【請求項２７】
非偏光ビームを出力するレーザであって、
直線偏光ビームを生成する放射源と、
非偏光システムと、
を備え、
前記非偏光システムは、
前記直線偏光ビームを第１ビームと第２ビームとに分割するスプリッタと、
第１光路長を有し、分割された第１ビームが沿って進む第１光路と、
光路長が異なる第２光路長を有し、分割された第２ビームが沿って進む第２光路と、
前記第１ビームと前記第２ビームを合成し、非偏光ビームを生成する合成部と、
を備えることを特徴とするレーザ。
【請求項２８】
前記非偏光システムは、前記スプリッタの上流に位置する2分の1波長板であって、前記非偏光ビームにおける複数の偏光方向間のビーム強度を調整する2分の1波長板をさらに備えることを特徴とする請求項２７に記載のレーザ。
【請求項２９】
前記スプリッタは、偏光ビーム分割システムであって、前記直線偏光ビームの各偏光方向に従って当該直線偏光ビームを分割するシステムであり、
前記合成部は、偏光ビーム合成システムであって、分割された第１ビームと第２ビームをそれぞれの各偏光方向に従って合成するシステムであることを特徴とする請求項２７に記載のレーザ。
【請求項３０】
前記非偏光システムは、
前記第１光路を構成する光学素子と、
前記第２光路を構成し、ガスを含む空間と、
をさらに備えることを特徴とする請求項２７に記載のレーザ。
【請求項３１】
前記第１光路と前記第２光路のうちの少なくとも１つの光路長は、前記直線偏光ビームの時間的コヒーレンス長よりも長いことを特徴とする請求項２７に記載のレーザ。
【請求項３２】
前記第１光路と前記第２光路は相互に屈折率の異なる部位を有することによって、前記第１光路長と前記第２光路長とが異なることを特徴とする請求項２７に記載のレーザ。
【請求項３３】
非偏光ビームを出力する照明器であって、
直線偏光ビームを生成する放射源と、
非偏光システムと、
を備え、
前記非偏光システムは、
前記直線偏光ビームを第１ビームと第２ビームとに分割するスプリッタと、
第１光路長を有し、分割された第１ビームが沿って進む第１光路と、
光路長が異なる第２光路長を有し、分割された第２ビームが沿って進む第２光路と、
前記第１ビームと前記第２ビームを合成し、非偏光ビームを生成する合成部と、
を備えることを特徴とする照明器。
【請求項３４】
前記非偏光システムは、前記スプリッタの上流に位置する2分の1波長板であって、前記非偏光ビームにおける複数の偏光方向間のビーム強度を調整する2分の1波長板をさらに備えることを特徴とする請求項３３に記載の照明器。
【請求項３５】
前記スプリッタは、偏光ビーム分割システムであって、前記直線偏光ビームの各偏光方向に従って当該直線偏光ビームを分割するシステムであり、
前記合成部は、偏光ビーム合成システムであって、分割された第１ビームと第２ビームをそれぞれの各偏光方向に従って合成するシステムであることを特徴とする請求項３３に記載の照明器。
【請求項３６】
前記非偏光システムは、
前記第１光路を構成する光学素子と、
前記第２光路を構成し、ガスを含む空間と、
をさらに備えることを特徴とする請求項３３に記載の照明器。
【請求項３７】
前記第１光路と前記第２光路のうちの少なくとも１つの光路長は、前記直線偏光ビームの時間的コヒーレンス長よりも長いことを特徴とする請求項３３に記載の照明器。
【請求項３８】
前記第１光路と前記第２光路は相互に屈折率の異なる部位を有することによって、前記第１光路長と前記第２光路長とが異なることを特徴とする請求項３３に記載の照明器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は放射系に関する。
【背景技術】
【０００２】
露光装置は、所望のパターンを基板または基板の一部に転写する機械である。露光装置は例えばフラットパネルディスプレイや集積回路（ＩＣ）、微細構造を有する他のデバイスの製造に用いられる。通常例えばマスクまたはレチクルと称されるパターニング用デバイスを使用して、フラットパネルディスプレイ（または他のデバイス）の各層に対応した回路パターンを形成する。このパターンは、基板に塗布された照射感応材料（例えばレジスト）層への像形成により基板（例えばガラスプレート）の全体または一部に転写される。
【０００３】
パターニング用デバイスを使用して、回路パターンではなく例えばカラーフィルタのパターンやドットのマトリックス状配列などの他のパターンを形成する場合もある。パターニング用デバイスは、それぞれ個別に制御可能である素子の配列（以下「個別制御可能素子アレイ」という場合もある）を備えるパターニングアレイをマスクの代わりに備えてもよい。このような方式ではマスクを使用する方式に比べて迅速かつ低コストにパターンを変更することができる。
【０００４】
フラットパネルディスプレイの基板は通常長方形である。この種の基板を露光するための露光装置は、長方形基板の幅全体またはその一部（例えば全幅の半分）をカバーする露光空間を有するように設計される。この露光空間の最下部で基板が走査されるとともに、マスク又はレチクルが基板の走査に同期してビームに対して走査される。このようにして基板にパターンが転写される。露光空間が基板の幅全体をカバーする場合には１回の走査で露光が完了する。露光空間が例えば基板の幅の半分をカバーする場合には、１回目の露光後に横方向に基板を移動させ、通常は基板の残りを露光するための走査をもう一度行う。
【０００５】
通常、リソグラフィシステムでは照明ビーム用の放射源としてレーザが用いられる。通常、レーザでは例えば直線偏光、円偏光または楕円偏光などの偏光が放射される。露光処理に偏光を用いることによる問題は、各偏光方向とリソグラフィシステムにおける光学素子の各種コーティングとがそれぞれ相互に作用する点である。その結果、基板上に形成されるパターンのクリティカルディメンジョン（ＣＤ）が変化することがある。また、マスクを使用する方式においても、基板上に形成されるパターンのＣＤが変化することがある。マスクの回折パターンは偏光方向に依存するため、偏光の各方向と回折パターンとがそれぞれ相互に作用するためである。以上より、コーティングまたは回折パターンによって偏光は、基板上に形成されるパターンのＣＤを変化させることがある。
【０００６】
この問題は、複屈折材料から形成されたくさび状の補正用素子を用いることで多少改善される。この場合、当該くさびにおける位置であって光の各部が入射する位置によって、入射された光の各部がくさびの出口で示す偏光方向が制御される。しかし、この方法は、基板における結像問題を完全に解決するための方法としては用いられない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
よって、必要とされるのは、基板上に形成されるパターンのクリティカルディメンジョンのばらつきを実質的に低減するために非偏光放射ビームを生成するシステム及び方法である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態では、放射源と非偏光システムを備えるシステムが提供される。放射源は直線偏光ビームを生成する。非偏光システムは、分割される第１ビームが第１光路に沿って進み、分割される第２ビームが第２光路に沿って進むように直線偏光ビームを分割する。分割された第１ビームは、第１光路長を有する第１光路に沿って進む。分割された第２ビームは、光路長が異なる第２光路長を有する第２光路に沿って進む。第１光路長と第２光路長を通り抜けた後に、分割された第１ビームと第２ビームが合成され、非偏光ビームが生成される。
【０００９】
追加的にまたは代替的に、当該システムはレーザであってもよい。追加的にまたは代替的に、当該システムは照明器であってもよい。
【００１０】
追加的にまたは代替的に、当該システムは、パターニング用デバイスと投影系を備える露光システムの中に組み込まれていてもよい。この場合、照明ビームは非偏光ビームから生成される。この照明ビームは、パターニング用デバイスによりパターンを付与するべく向けられ、投影系はパターンが付与されたビームを基板に投影する。
【００１１】
他の実施形態では、デバイス製造方法が提供される。直線偏光ビームは第１ビームと第２ビームとに分割される。第１ビームは、第１光路長を有する第１光路に沿って進む。第２ビームは、光路長が異なる第２光路長を有する第２光路に沿って進む。第１光路と第２光路に沿って進んだ後、第１光路からの第１ビームは第２光路からの第２ビームと合成され、非偏光ビームが生成される。
【００１２】
追加的にまたは代替的に、非偏光ビームは露光における照明ビームとして用いられる。この照明ビームにはパターンが付与される。パターンが付与されたビームは基板のターゲット部分に投影される。
【００１３】
本発明の更なる実施形態や特徴、効果は、本発明のさまざまな実施形態の構成及び作用とともに添付図面を参照して以下に詳細に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下では特定の構成について説明されるが、これは単に本発明の実施例をわかりやすく説明するためのものにすぎないと理解すべきである。当業者であれば本発明の趣旨を逸脱することなく他の構成を用いることが可能であると理解できよう。当業者であれば本発明を他の多数の分野にも適用可能であることも明らかであろう。
【００１５】
図１は本発明の一実施形態に係る露光装置１を模式的に示す図である。この装置は、照明光学系ＩＬ、パターニング用デバイスＰＤ、基板テーブルＷＴ、及び投影光学系ＰＳを備える。照明光学系（照明器）ＩＬは放射ビームＢ（例えばＵＶ放射）を調整するよう構成されている。
【００１６】
パターニング用デバイスＰＤ（例えばレチクル、マスク、または個別制御可能素子アレイ）はビームを変調する。普通は個別制御可能素子アレイは投影光学系ＰＳに対して位置が固定されるが、あるパラメタに従って正確に位置決めする位置決め装置に接続されていてもよい。
【００１７】
基板テーブルＷＴは、基板（例えばレジストが塗布された基板）Ｗを支持するよう構成されており、あるパラメタに従って基板を正確に位置決めする位置決め装置ＰＷに接続されている。
【００１８】
投影光学系（例えば屈折投影レンズ光学系）ＰＳは、個別制御可能素子アレイにより変調された放射ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば１つ又は複数のダイからなる）に投影するよう構成されている。
【００１９】
照明光学系は、屈折光学素子、反射光学素子、磁気的光学素子、電磁気的光学素子、静電的光学素子、あるいは他の種類の光学素子などの各種の光学素子、またはこれらの組合せを含み、放射ビームの向きや形状、あるいは他の特性を制御するためのものである。
【００２０】
本明細書において「パターニング用デバイス」または「コントラストデバイス」なる用語は、例えば基板のターゲット部分にパターンを生成する等、放射ビーム断面を変調するのに用い得るいかなるデバイスをも示すよう広く解釈されるべきである。これらのデバイスは静的なパターニング用デバイス（例えばマスクやレチクル）であってもよいし、動的なパターニング用デバイス（例えばプログラム可能な素子の配列）であってもよい。簡単のために本説明のほとんどは動的パターニング用デバイスの観点でなされているが、本発明の範囲を逸脱することなく静的パターニング用デバイスを用いることも可能であるものと理解されたい。
【００２１】
放射ビームに付与されるパターンは、仮に放射ビームのパターンが位相シフトフィーチャあるいはいわゆるアシストフィーチャを例えば含む場合には、基板のターゲット部分に所望されるパターンと厳密に対応していなくてもよい。また、基板に最終的に形成されるパターンは、個別制御可能素子アレイ上に形成されるパターンにどの時点においても対応しないようになっていてもよい。このような事態は、基板の各部に形成される最終的なパターンが所定時間または所定回数の露光の重ね合わせにより形成され、かつこの所定の露光中に個別制御可能素子アレイ上のパターン及び／またはアレイと基板との相対位置が変化する場合に起こりうる。
【００２２】
通常、基板のターゲット部分に生成されるパターンは、そのターゲット部分に生成されるデバイス例えば集積回路やフラットパネルディスプレイの特定の機能層に対応する（例えばフラットパネルディスプレイのカラーフィルタ層や薄膜トランジスタ層）。パターニング用デバイスの例としては、レチクル、プログラマブルミラーアレイ、レーザダイオードアレイ、ＬＥＤアレイ、グレーティングライトバルブ、及びＬＣＤアレイなどがある。
【００２３】
電子的手段（例えばコンピュータ）によりパターンをプログラム可能であるパターニング用デバイスは、例えば複数のプログラム可能な素子を含むパターニング用デバイス（例えば１つ前の文章に挙げたものではレチクルを除くすべてのものが該当する）であり、本明細書では総称して「コントラストデバイス」と呼ぶこととする。各種実施例ではパターニング用デバイスは少なくとも１０個のプログラム可能な素子を備え、または例えば少なくとも１００個、少なくとも１０００個、少なくとも１００００個、少なくとも１００，０００個、少なくとも１，０００，０００個、または少なくとも１０，０００，０００個のプログラム可能な素子を備えてもよい。
【００２４】
プログラマブルミラーアレイは、粘弾性制御層と反射表面とを有するマトリックス状にアドレス指定可能な表面を備えてもよい。この装置の基本的な原理は例えば、反射表面のうちアドレス指定されている区域が入射光を回折光として反射する一方、アドレス指定されていない区域が入射光を非回折光として反射するというものである。適当な空間フィルタを用いることにより、反射光ビームから非回折光を取り除いて回折光だけを基板に到達させるようにすることができる。このようにして、マトリックス状のアドレス指定可能表面にアドレス指定により形成されるパターンに従ってビームにパターンが付与される。
【００２５】
なお代替例として、フィルタにより回折光を取り除いて基板に非回折光を到達させるようにしてもよい。
【００２６】
同様にして回折光学ＭＥＭＳ（微小電気機械システム）デバイスを用いることもできる。一例としては、回折光学ＭＥＭＳデバイスは、入射光を回折光として反射する回折格子を形成するよう変形される複数の反射性のリボン状部位を備える。
【００２７】
プログラマブルミラーアレイの他の例においては、マトリックス状の微小ミラーの配列が用いられ、各微小ミラーは局所的に電界を適宜付与されることによりまたは圧電駆動手段を使用することにより各々が独立に軸周りに傾斜しうる。繰り返しになるが、ミラーはマトリックス状にアドレス指定可能に構成されており、アドレス指定されたミラーは入射する放射ビームをアドレス指定されていないミラーとは異なる方向に反射する。このようにしてマトリックス状のアドレス指定可能なミラーにより形成されるパターンに従って反射ビームにパターンが付与されうる。必要とされるマトリックス状アドレス指定は、適宜の電子的手段を使用して実行することができる。
【００２８】
パターニング用デバイスＰＤの他の例はプログラム可能なＬＣＤアレイである。
【００２９】
露光装置は１つ以上のコントラストデバイスを備えてもよい。例えば、露光装置は、複数の個別制御可能素子アレイを有し、それぞれの素子が互いに独立に制御されるものであってもよい。この構成においては、個別制御可能素子アレイのうちのいくつかのアレイまたはすべてのアレイが少なくとも１つの照明光学系（または照明光学系の一部）を共有していてもよい。斯かるアレイは当該アレイ用の支持構造及び／または投影光学系（または投影光学系の一部）を共有していてもよい。
【００３０】
一実施例としては、図１に示される実施形態のように、基板Ｗは実質的に円形状である。基板Ｗは周縁部にノッチ及び／または平坦部を有していてもよい。一実施例としては、基板は例えば長方形などの多角形形状でもよい。
【００３１】
基板の形状が実質的に円形の場合、基板の直径は少なくとも２５ｍｍであってもよく、または例えば少なくとも５０ｍｍ、少なくとも７５ｍｍ、少なくとも１００ｍｍ、少なくとも１２５ｍｍ、少なくとも１５０ｍｍ、少なくとも１７５ｍｍ、少なくとも２００ｍｍ、少なくとも２５０ｍｍ、または少なくとも３００ｍｍであってもよい。一実施例では、基板の直径は長くても５００ｍｍ、長くても４００ｍｍ、長くても３５０ｍｍ、長くても３００ｍｍ、長くても２５０ｍｍ、長くても２００ｍｍ、長くても１５０ｍｍ、長くても１００ｍｍ、または長くても７５ｍｍである。
【００３２】
基板が例えば長方形などの多角形の場合、基板の少なくとも１辺の長さ、または例えば少なくとも２辺または少なくとも３辺の長さが、少なくとも５ｃｍであってもよく、または例えば少なくとも２５ｃｍ、少なくとも５０ｃｍ、少なくとも１００ｃｍ、少なくとも１５０ｃｍ、少なくとも２００ｃｍ、または少なくとも２５０ｃｍであってもよい。
【００３３】
一実施例では、基板の少なくとも１辺の長さが、長くても１０００ｃｍ、または例えば長くても７５０ｃｍ、長くても５００ｃｍ、長くても３５０ｃｍ、長くても２５０ｃｍ、長くても１５０ｃｍ、または長くても７５ｃｍである。
【００３４】
一実施例においては、基板Ｗはウエハであり、例えば半導体ウエハである。一実施例ではウエハの材料は、Ｓｉ（ケイ素）、ＳｉＧｅ（シリコンゲルマニウム）、ＳｉＧｅＣ（シリコンゲルマニウムカーボン）、ＳｉＣ(炭化ケイ素)、Ｇｅ（ゲルマニウム）、ＧａＡｓ(ガリウムヒ素)、ＩｎＰ（インジウムリン）、ＩｎＡｓ（インジウムヒ素）から成るグループから選択される。ウエハはＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウエハ、シリコンウエハセラミック基板、ガラス基板またはプラスチック基板であってもよい。基板は（ヒトの裸眼で）透明、有色または無色であってもよい。
【００３５】
この基板の厚さは例えば基板材料及び／または基板寸法に応じてある程度変更される。一実施例では、基板の厚さは、少なくとも５０μｍであり、または例えば少なくとも１００μｍ、少なくとも２００μｍ、少なくとも３００μｍ、少なくとも４００μｍ、少なくとも５００μｍ、または少なくとも６００μｍである。基板の厚さは、厚くても５０００μｍ、例えば厚くても３５００μｍ、厚くても２５００μｍ、厚くても１７５０μｍ、厚くても１２５０μｍ、厚くても１０００μｍ、厚くても８００μｍ、厚くても６００μｍ、厚くても５００μｍ、厚くても４００μｍ、または厚くても３００μｍであってもよい。
【００３６】
基板は露光前または露光後において例えばトラック（典型的にはレジスト層を基板に塗布し、露光後のレジストを現像する装置）、計測装置、及び／または検査装置により処理されてもよい。一実施例ではレジスト層が基板に設けられる。
【００３７】
本明細書では投影光学系または投影系という用語は、使用される露光光、あるいは液浸露光用液体や真空の利用などの他の要因に関して適切とされるいかなる投影光学系をも包含するよう広く解釈されるべきである。投影光学系には例えば屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系、磁気的光学系、電磁気的光学系、静電的光学系、またはこれらの任意の組み合わせなどが含まれる。以下では「投影レンズ」という用語は、より一般的な用語である投影光学系または投影系という用語と同義に用いられ得る。
【００３８】
投影系は、個別制御可能素子アレイにおけるパターンが基板上にコヒーレントに形成されるように当該パターンの像を形成する。これに代えて投影系は二次光源の像を形成してもよく、この場合個別制御可能素子アレイの各素子はシャッタとして動作してもよい。この場合には投影系は、例えば二次光源を形成し基板上にスポット状に像形成するために、例えばマイクロレンズアレイ（ｍｉｃｒｏ  ｌｅｎｓ  ａｒｒａｙ、ＭＬＡとして知られている）やフレネルレンズアレイなどの合焦用素子のアレイを含んでもよい。一実施例では合焦用素子のアレイ（例えばＭＬＡ）は少なくとも１０個の合焦用素子を備え、または例えば少なくとも１００個、少なくとも１０００個、少なくとも１００００個、少なくとも１００，０００個、または少なくとも１，０００，０００個の合焦用素子を備えてもよい。一実施例においては、パターニング用デバイスにおける個別制御可能素子の数と合焦用素子のアレイにおける合焦用素子の数とは等しいか、あるいは、パターニング用デバイスにおける個別制御可能素子の数が合焦用素子のアレイにおける合焦用素子の数よりも多い。一実施例では、合焦用素子のアレイにおける１つ以上（例えばたいていは各アレイにつき１０００以上）の合焦用素子は、個別制御可能素子アレイにおける１つ以上（例えば２つ以上、または３つ以上、５つ以上、１０以上、２０以上、２５以上、３５以上、または５０以上）の個別制御可能素子に光学的に連関していてもよい。一実施例では、ＭＬＡは、少なくとも基板に近づく方向及び遠ざかる方向に例えば１以上のアクチュエータを用いて移動可能である。基板に近づく方向及び遠ざかる方向にＭＬＡを移動させることができる場合には、基板を動かすことなく例えば焦点合わせをすることが可能となる。
【００３９】
図１及び図２に示されるように本装置は反射型（例えば反射型の個別制御可能素子アレイを用いる）である。透過型（例えば透過型の個別制御可能素子アレイを用いる）の装置を代替的に用いてもよい。
【００４０】
露光装置は２つ以上（２つの場合にはデュアルステージと呼ばれる）の基板テーブルを備えてもよい。このような多重ステージ型の装置においては、追加されたテーブルは並行して使用されるか、あるいは１以上のテーブルで露光が行われている間に１以上の他のテーブルで準備工程が実行されるよにしてもよい。
【００４１】
露光装置は、基板の少なくとも一部が「液浸露光用の液体」で覆われるものであってもよい。この液体は比較的高い屈折率を有する例えば水などの液体であり、投影系と基板との間の空隙を満たす。浸露光用の液体は、例えばパターニング用デバイスと投影系との間などの露光装置の他の空間に適用されるものであってもよい。液浸技術は投影系の開口数を増大させる技術として周知である。本明細書では「液浸」という用語は、基板等の構造体が液体に完全に浸されているということを意味するのではなく、露光の際に投影系と基板との間に液体が存在するということを意味するに過ぎない。
【００４２】
図１に示されるように照明器ＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。一実施例では、少なくとも５ｎｍ、または例えば少なくとも１０ｎｍ、少なくとも１１〜１３ｎｍ、少なくとも５０ｎｍ、少なくとも１００ｎｍ、少なくとも１５０ｎｍ、少なくとも１７５ｎｍ、少なくとも２００ｎｍ、少なくとも２５０ｎｍ、少なくとも２７５ｎｍ、少なくとも３００ｎｍ、少なくとも３２５ｎｍ、少なくとも３５０ｎｍ、または少なくとも３６０ｎｍの波長を有する放射が供される。一実施例では、放射源ＳＯにより生成される放射は、長くても４５０ｎｍ、または例えば長くても４２５ｎｍ、長くても３７５ｎｍ、長くても３６０ｎｍ、長くても３２５ｎｍ、長くても２７５ｎｍ、長くても２５０ｎｍ、長くても２２５ｎｍ、長くても２００ｎｍ、または長くても１７５ｎｍの波長を有する。一実施例では、この放射は、４３６ｎｍ、４０５ｎｍ、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、及び／または１２６ｎｍの波長を含む。一実施例では、この放射は３６５ｎｍ程度、または３５５ｎｍ程度の波長を含む。一実施例では、この放射は例えば３６５ｎｍ、４０５ｎｍ、及び４３６ｎｍの波長を含む広帯域の波長を含む。３５５ｎｍの波長のレーザ光源を使用し得る。例えば光源がエキシマレーザである場合には、光源と露光装置とは別体であってもよい。この場合、光源は露光装置の一部を構成しているとはみなされなく、放射ビームは光源ＳＯから照明器ＩＬへとビーム搬送系ＢＤを介して受け渡される。ビーム搬送系ＢＤは例えば適当な方向変更用ミラー及び／またはビームエキスパンダを含んで構成される。あるいは光源が水銀ランプである場合には、光源は露光装置に一体に構成されていてもよい。光源ＳＯと照明器ＩＬとは、またビーム搬送系ＢＤが必要とされる場合にはこれも合わせて、放射系と総称される。
【００４３】
照明器ＩＬは放射ビームの角強度分布を調整するためのアジャスタＡＤを備えてもよい。一般にはアジャスタＡＤにより、照明器の瞳面における強度分布の少なくとも半径方向外周部及び／または内周部での量（通常それぞれ「シグマ−アウタ（σ−ｏｕｔｅｒ）」、「シグマ−インナ（σ−ｉｎｎｅｒ）」と呼ばれる）が調整される。加えて照明器ＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の要素を備えてもよい。照明器はビーム断面における所望の均一性及び強度分布を得るべく放射ビームを調整するために用いられる。照明器ＩＬ及び追加の関連構成要素は放射ビームを複数の分割ビームに分割するように構成されていてもよい。例えば各分割ビームが個別制御可能素子アレイの１つまたは複数の個別制御可能素子に対応するように構成してもよい。放射ビームを分割ビームに分割するのに例えば二次元の回折格子を用いてもよい。本明細書においては「放射ビーム」という用語は、放射ビームがこれらの複数の分割ビームを含むという状況も包含されるが、これに限定されないものとする。
【００４４】
放射ビームＢは、パターニング用デバイスＰＤ（例えば、個別制御可能素子アレイ）に入射して、当該パターニング用デバイスにより変調される。放射ビームはパターニング用デバイスＰＤにより反射され、投影系ＰＳを通過する。投影系ＰＳはビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃに合焦させる。位置決め装置ＰＷと位置センサＩＦ２（例えば、干渉計、リニアエンコーダ、静電容量センサなど）により基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる。基板テーブルＷＴは例えば放射ビームＢの経路に異なる複数のターゲット部分Ｃをそれぞれ位置決めするように移動される。個別制御可能素子アレイ用の位置決め手段が設けられ、例えば走査中にビームＢの経路に対してパターニング用デバイスＰＤの位置を正確に補正するために用いられてもよい。
【００４５】
一実施例においては、ロングストロークモジュール（粗い位置決め用）及びショートストロークモジュール（精細な位置決め用）により基板テーブルＷＴの移動を実現する。ロングストロークモジュール及びショートストロークモジュールは図１には明示されていない。別の実施例としては、ショートストロークステージを省略してもよい。個別制御可能素子アレイを位置決めするためにも同様のシステムを用いることができる。必要な相対運動を実現するために、対象物テーブル及び／または個別制御可能素子アレイの位置を固定する一方、放射ビームＢを代替的にまたは追加的に移動可能としてもよいということも理解されよう。この構成は装置の大きさを小さくするのに役立ち得る。例えばフラットパネルディスプレイの製造に適用可能な更なる代替例として、基板テーブルＷＴ及び投影系ＰＳを固定し、基板Ｗを基板テーブルＷＴに対して移動させるように構成してもよい。例えば基板テーブルＷＴは、実質的に一定の速度で基板Ｗを走査させるための機構を備えてもよい。
【００４６】
図１に示されるように放射ビームＢはビームスプリッタＢＳによりパターニング用デバイスＰＤに向けられるようにしてもよい。このビームスプリッタＢＳは、放射ビームがまずビームスプリッタＢＳにより反射されてパターニング用デバイスＰＤに入射するように構成される。ビームスプリッタを使わずに放射ビームＢをパターニング用デバイスに入射させるようにすることもできる。一実施例では放射ビームは０度から９０度の間の角度でパターニング用デバイスに入射する。または例えば５度から８５度の間、１５度から７５度の間、２５度から６５度の間、または３５度から５５度の間の角度であってもよい（図１には９０度の例が示されている）。パターニング用デバイスＰＤは放射ビームＢを変調し、再度ビームスプリッタＢＳに向かって戻るように放射ビームＢを反射する。ビームスプリッタＢＳは変調されたビームを投影系ＰＳへと伝達する。しかしながら放射ビームＢをパターニング用デバイスＰＤに入射させ、そのまま更に投影系ＰＳに入射させるという代替的な構成も可能であることも理解されよう。特に透過型のパターニング用デバイスが用いられる場合には図１に示される構成は必要とはされない。
【００４７】
図示の装置はいくつかのモードで使用することができる。
【００４８】
１．ステップモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンの全体が１回の照射でターゲット部分Ｃに投影される間、個別制御可能素子アレイ及び基板は実質的に静止状態とされる（すなわち１回の静的な露光）。そして基板テーブルＷＴがＸ方向及び／またはＹ方向に移動されて、異なるターゲット部分Ｃが露光される。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回の静的露光で結像されるターゲット部分Ｃの寸法が制限されることになる。
【００４９】
２．スキャンモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影される間、個別制御可能素子アレイ及び基板は同期して走査される（すなわち１回の動的な露光）。個別制御可能素子アレイに対する基板の速度及び方向は、投影系ＰＳの拡大（縮小）特性及び像反転特性により定められる。スキャンモードでは露光フィールドの最大サイズが１回の動的露光でのターゲット部分Ｃの（非走査方向の）幅を制限し、走査移動距離がターゲット部分の（走査方向の）長さを決定する。
【００５０】
３．パルスモードにおいては、個別制御可能素子アレイは実質的に静止状態とされ、パルス放射源により基板Ｗのターゲット部分Ｃにパターンの全体が投影される。基板テーブルＷＴが実質的に一定の速度で移動して、ビームＢは基板Ｗ上を線状に走査させられる。個別制御可能素子アレイ上のパターンは放射系からのパルス間に必要に応じて更新される。パルス照射のタイミングは、基板上の複数のターゲット部分Ｃが連続して露光されるように調整される。その結果、基板上の１つの短冊状領域にパターンが完全に露光されるようビームＢにより基板Ｗが走査されることになる。この短冊状領域の露光を順次繰り返すことにより基板Ｗは完全に露光される。
【００５１】
４．連続スキャンモードにおいては、変調された放射ビームＢに対して基板Ｗが実質的に等速で走査され、ビームＢが基板Ｗ上を走査して露光するとともに個別制御可能素子アレイ上のパターンが更新されることを除いては基本的にパルスモードと同様である。個別制御可能素子アレイのパターンの更新に同期させるようにした、実質的に一定の放射源またはパルス放射源を用いることができる。
【００５２】
５．ピクセルグリッド結像モードでは、基板Ｗに形成されるパターンはスポット状の露光を連続的に行うことにより実現される。このモードは図２の露光装置を使用して実現することができる。このスポット状の露光はスポット発生器により形成され、スポット発生器はパターニング用デバイスＰＤに適切に方向付けられて配置されている。スポット状の露光はそれぞれ実質的に同形状である。基板Ｗ上には露光スポットにより最終的に実質的に格子が描かれる。一実施例では、このスポットの寸法は最終的に基板上に描かれる格子のピッチよりも大きいが、毎回の露光時に露光スポットが形成する格子の大きさよりもかなり小さい。転写されるスポットの強度を変化させることによりパターンが形成される。露光照射の合間の露光がなされていないときに各スポットの強度分布が変更される。
【００５３】
上記で記載したモードを組み合わせて動作させてもよいし、モードに変更を加えて動作させてもよく、さらに全く別のモードで使用してもよい。
【００５４】
リソグラフィでは基板上のレジスト層にパターンが露光される。そしてレジストが現像される。続いて追加の処理工程が基板に施される。基板の各部分へのこれらの追加の処理工程の作用は、レジストへの露光の程度によって異なる。特にこの処理は、所与の線量閾値を超える照射量を受けた基板の部位が示す反応と、その閾値以下の照射量を受けた部位が示す反応とが異なるように調整されている。例えば、エッチング工程においては上記の閾値を超える照射量を受けた基板上の区域は、レジスト層が現像されることによりエッチングから保護される。一方、この閾値以下の照射量を受けたレジストは露光後の現像工程で除去され、基板のその区域はエッチングから保護されない。このため、所望のパターンにエッチングがなされる。特に、パターニング用デバイス内の個別制御可能素子は、パターンに含まれる図形内部となる基板上の区域での露光中の照射量が線量閾値を超えるように実質的に高強度であるように設定される。基板の他の領域は、ゼロまたはかなり低い放射強度を受けるように対応の個別制御可能素子が設定されることにより、線量閾値以下の放射を受ける。
【００５５】
実際には、パターン図形端部での照射量は所与の最大線量からゼロへと急激に変化するわけではない。この照射量は、たとえ図形の境界部分の一方の側への放射強度が最大となり、かつその図形境界部分の他方の側への放射強度が最小となるように個別制御可能素子が設定されていたとしても急激には変化しない。回折の影響により、照射量の大きさは移行領域を介して低下するからである。パターン図形の境界位置は最終的にレジストの現像により形成される。その境界位置は、照射された線量が閾値を下回る位置によって定められる。この移行領域での線量低下のプロファイル、ひいてはパターン図形の境界の正確な位置は、当該図形境界上または近傍に位置する基板上の各点に放射を与える個別制御可能素子の設定により、より正確に制御できるであろう。これは、強度レベルの最大値または最小値を制御するだけではなく、当該最大値及び最小値の間の強度レベルにも制御することによっても可能となるであろう。これは通常「グレイスケーリング」と呼ばれる。
【００５６】
グレイスケーリングによれば、個別制御可能素子により基板に２値の放射強度（例えば最大値と最小値）だけが与えられるリソグラフィーシステムよりも、パターン図形の境界位置の制御性を向上させることができる。一実施例では、少なくとも３種類の放射強度が基板に投影されてもよく、または例えば少なくとも４種類の放射強度でも、少なくとも８種類の放射強度でも、少なくとも１６種類の放射強度でも、少なくとも３２種類の放射強度でも、少なくとも６４種類の放射強度でも、少なくとも１２８種類の放射強度でも、または少なくとも２５６種類の放射強度でもよい。
【００５７】
グレイスケーリングは上述の目的に加えてまたは上述の目的に代えて使用されてもよい。例えば、照射された線量レベルに応じて基板の各領域が２種以上の反応を可能とするように、露光後の基板への処理が調整されていてもよい。例えば、第１の線量閾値以下の放射を受けた基板の部位では第１の種類の反応が生じ、第１の線量閾値以上で第２の線量閾値以下の放射を受けた基板の部位では第２の種類の反応が生じ、第２の線量閾値以上の放射を受けた基板の部位では第３の種類の反応が生じるようにしてもよい。したがって、グレイスケーリングは、基板上での線量のプロファイルが２以上の望ましい線量レベルを有するようにするのに用いることができる。一実施例では、線量のプロファイルは少なくとも２つの所望の線量レベルを有し、または例えば少なくとも３つの所望の線量レベル、少なくとも４つの所望の線量レベル、少なくとも６つの所望の線量レベル、または少なくとも８つの所望の線量レベルを有してもよい。
【００５８】
線量プロファイルの制御は、上述のように基板上の各点が受ける放射強度を単に制御するという方法以外の方法によっても可能である。例えば、基板上の各点が受ける照射量は、各点への露光時間を代替的にまたは追加的に制御することによっても制御することができる。他の例として、基板上の各点は、連続的な複数の露光により放射を受けてもよい。このような連続的複数露光から一部の露光を選択して用いることにより代替的にまたは追加的に各点が受ける照射量を制御することが可能となる。
【００５９】
基板上に要求されるパターンを形成するために、露光処理中の各段階でパターニング用デバイスの各個別制御可能素子を必要な状態に設定する必要がある。よって、この必要状態を表す制御信号が各個別制御可能素子に伝達されなければならない。一実施例では、露光装置はこの制御信号を生成する制御部を含む。基板に形成されるべきパターンは、例えばＧＤＳＩＩなどのベクトルで規定されるフォーマットで露光装置に供給されうる。デザイン情報を各個別制御可能素子用の制御信号に変換するために、制御部は、１つ以上のデータ処理装置を含む。各データ処理装置は、パターンを表すデータストリームに処理を施すように構成されている。データ処理装置は「データパス」とも総称される。
【００６０】
このデータパス及びデータ処理装置は、次に示す機能の１つ以上を実行するように構成されていてもよい。その機能とは、ベクトルベースのデザイン情報をビットマップのパターンデータに変換すること、ビットマップのパターンデータを必要とされる線量マップ（例えば基板上で必要とされる線量のプロファイル）に変換すること、必要とされる線量マップを各個別制御可能素子用の必要放射強度値に変換すること、及び、各個別制御可能素子用の必要放射強度値を対応する制御信号に変換することである。
【００６１】
図２は、本発明に係る露光装置の一例を示す図である。この実施例は例えばフラットパネルディスプレイの製造に用いることができる。図１に示される構成要素に対応するものには図２においても同じ参照符号を付している。また、基板やコントラストデバイス、ＭＬＡ、放射ビームなどについてののさまざまな構成例などを含む上述のさまざまな変形例は同様に適用可能である。
【００６２】
図２に示されるように、投影系ＰＳは、２つのレンズＬ１、Ｌ２を備えるビームエキスパンダを含む。第１のレンズＬ１は、変調された放射ビームＢを受け、開口絞りＡＳの開口部で合焦させる。開口部には他のレンズＡＬを設けてもよい。そして放射ビームＢは発散し、第２のレンズＬ２（例えばフィールドレンズ）により合焦させられる。
【００６３】
投影系ＰＳは、拡大された変調放射ビームＢを受けるように構成されているレンズアレイＭＬＡをさらに備える。変調放射ビームＢの異なる部分はそれぞれレンズアレイＭＬＡの異なる部分を通過する。この変調放射ビームＢの異なる部分は、パターニング用デバイスＰＤの異なる個別制御可能素子に対応している。各レンズは変調放射ビームＢの各部分を基板Ｗ上の点に合焦させる。このようにして基板Ｗ上に照射スポットＳの配列が露光される。図示されているレンズアレイには８つのレンズ１４が示されているだけであるが、レンズアレイは数千のレンズを含んでもよい（パターニング用デバイスＰＤとして用いられる個別制御可能素子アレイについても同様である）。
【００６４】
図３は、本発明の一実施形態に係り、図２のシステムを用いて基板Ｗ上にどのようにパターンが生成されるのかを模式的に示す図である。図中の黒丸は、投影系ＰＳのレンズアレイＭＬＡによって基板に投影されるスポットＳの配列を示す。基板は、基板上での露光が進むにつれて投影系に対してＹ方向に移動する。図中の白丸は、基板上で既に露光されている露光スポットＳＥを示す。図示されるように投影系ＰＳのレンズアレイＭＬＡによって基板に投影された各スポットは基板上に露光スポット列Ｒを形成する。各スポットＳＥの露光により形成される露光スポット列Ｒがすべて合わさって、基板にパターンが完全に形成される。上述のようにこのような方式はよく「ピクセルグリッド結像」と称される。
【００６５】
照射スポットＳの配列が基板Ｗに対して角度θをなして配置されている様子が示されている（基板Ｗの端部はそれぞれＸ方向及びＹ方向に平行である）。これは、基板が走査方向（Ｙ方向）に移動するときに、各照射スポットが基板の異なる領域を通過するようにするためである。これにより、照射スポット１５の配列により基板の全領域がカバーされることになる。一実施例では、角度θは大きくても２０°または１０°であり、または例えば大きくても５°、大きくても３°、大きくても１°、大きくても０．５°、大きくても０．２５°、大きくても０．１０°、大きくても０．０５°、または大きくても０．０１°である。一実施例では、角度θは小さくても０．００１°である。
【００６６】
図４は、本発明の一実施形態において、どのようにしてフラットパネルディスプレイの基板Ｗ全体が複数の光学エンジンを用いて１回の走査で露光されるのかを模式的に示す図である。この例では照射スポットＳの配列ＳＡが８つの光学エンジン（図示せず）により形成される。光学エンジンはチェス盤のように２つの列Ｒ１、Ｒ２に配置されている。照射スポットの配列の端部が隣接の照射スポット配列の端部（例えば図３のスポットＳ）に（走査方向であるＹ方向において）少し重なるように形成される。一実施例では光学エンジンは少なくとも３列、例えば４列または５列に配列される。このようにして、照射の帯が基板Ｗの幅を横切って延び、１回の走査で基板全体の露光が実現されることとなる。光学エンジンの数は適宜変更してもよい。一実施例では、光学エンジンの数は少なくとも１個であり、または例えば少なくとも２個、少なくとも４個、少なくとも８個、少なくとも１０個、少なくとも１２個、少なくとも１４個、または少なくとも１７個である。一実施例では、光学エンジンの数は４０個未満であり、または例えば３０個未満または２０個未満である。
【００６７】
各光学エンジンは、上述の照明系ＩＬ、パターニング用デバイスＰＤ、及び投影系ＰＳを別個に備えてもよい。あるいは２個以上の光学エンジンが１以上の照明系、パターニング用デバイス、及び投影系の少なくとも一部を共有してもよい。
【００６８】
［放射を生成する構成の例］
図５、６及び７は、非偏光システムＵＰＳを含む各種の放射生成システム５００、６００及び７００をそれぞれ示す。
【００６９】
図５は、本発明の一実施形態に係る放射系５００を示す。放射系５００は放射源ＳＯ、非偏光システムＵＰＳ及び照明器ＩＬを備える。放射源ＳＯと非偏光システムＵＰＳは、照明器ＩＬから独立して設けられている。例えば非偏光システムＵＰＳは、図１及び２のビーム搬送系ＢＤの代わりに用いられてもよいし、ビーム搬送系ＢＤの中に設けられていてもよい。
【００７０】
放射源ＳＯは、直線偏光した放射ビーム５０２を出力し、放射ビーム５０２は非偏光システムＵＰＳにより非偏光ビーム５０４へと変化する。より詳細な内容は図８〜１２を参照して以下に説明するが、非偏光システムＵＰＳでは、直線偏光したビームが第１ビームと第２ビームとに分割される。例えば各ビームが逆の偏光方向を有するように分割される。第１ビームは第１光路長を通り抜け、第２ビームは、第１光路長と光路長の異なる第２光路長を通り抜ける。その後、２つのビームは合成され、非偏光ビーム５０４が生成される。
【００７１】
図６は、本発明の他の実施形態に係る放射系６００を示す。放射系６００は、放射装置ＲＤ及び非偏光システムＵＰＳを有する放射源ＳＯと照明器ＩＬとを備える。追加的にまたは代替的に、（図１及び２に図示されるがここでは図示しない）ビーム搬送系ＢＤが放射系６００において放射源ＳＯと照明器ＩＬとの間に設けられていてもよい。放射系６００は、放射系５００と同様に上述のように機能する。１つの例外は、非偏光システムＵＰＳが用いられることで放射源ＳＯが非偏光の放射５０４を出力する点である。追加的にまたは代替的に、放射源ＳＯの他の機能が非偏光システムＵＰＳの前後に設けられる。
【００７２】
図７は、本発明のさらに他の実施形態に係る放射系７００を示す。放射系７００は、放射源ＳＯ及び非偏光システムＵＰＳを有する照明器ＩＬを備える。追加的にまたは代替的に、非偏光システムＵＰＳから出力されるビームは光学素子または（図１及び２に図示されるがここでは図示しない）パターニング用デバイスに向けられてもよい。放射系７００は、放射系５００と同様に上述のように機能する。追加的にまたは代替的に、照明器ＩＬの他の機能が非偏光システムＵＰＳの前後に設けられる。
【００７３】
追加的にまたは代替的に、放射系５００、６００及び７００は露光装置の別の照明系に用いられてもよい。つまり、本発明の範囲を逸脱することなくアライメント用照明系または検出システムなどの露光用照明系以外の照明系に用いられてもよい。
【００７４】
追加的にまたは代替的に、放射系５００、６００及び７００は、非偏光ビーム及び／またはより均一なビームの生成が要求されるいかなる照明系の代わりに用いられてもよい。
【００７５】
［非偏光システムの構成の例］
図８は、本発明の一実施形態に係る非偏光システムＵＰＳを示す。非偏光システムＵＰＳは、２分の１波長板８０２、ビームスプリッタ８０４、パターン変更部８０６及び合成部８０８を備える。なお、２分の１波長板８０２は省略されてもよい。
【００７６】
直線偏光ビーム５０２は非偏光システムＵＰＳに入り、２分の１波長板８０２またはスプリッタ８０４のいずれかに入力される。スプリッタ８０４に入力された場合、ビーム５０２は第１ビーム８１０と第２ビーム８１２とにそれぞれ分割される。例として、第１ビーム８１０は例えば水平方向の第１偏光方向を有していてもよく、第２ビーム８１２は例えば垂直方向の第２偏光方向を有していてもよい。それぞれの偏光方向は反対であってもよい。この場合、図１１及び１２を参照して以下に説明するが、スプリッタ８０４は偏光スプリッタであってもよい。
【００７７】
第１ビーム８１０は第１光路８１４に沿って進み、第２ビーム８１２は第２光路８１６に沿って進む。第１光路８１４と第２光路８１６の光路長は異なっている。図９及び１０を参照して以下に説明するが、第１光路８１４及び第２光路８１６を形成する材料または成分の屈折率を変えることによって双方の光路長を異なるようにすることができる。第１出力ビーム８１８と第２出力ビーム８２０は、対応する第１光路８１４及び第２経路８１６から出力され、非偏光ビーム５０４を生成するために合成部８０８により合成される。
【００７８】
追加的にまたは代替的に、第１光路長及び第２光路長の少なくとも１つの光路長はビーム５０２の時間的コヒーレンス長よりも長い。
【００７９】
追加的にまたは代替的に２分の１波長板８０２をビームスプリッタ８０４と組み合わせて用いることによって、第１出力ビーム８１８と第２出力ビーム８２０の強度をそれぞれの偏光方向に基づいて調整することができる。この調整によって第１出力ビーム８１８と第２出力ビーム８２０は均一な強度を有することが可能となり、非偏光ビーム５０４も均一な強度を有することが可能となる。追加的にまたは代替的に２分の１波長板８０２における回転を調節することによってビーム強度調整の質をより高めることができる。
【００８０】
図９及び１０は、本発明の各種実施形態に係り、非偏光システムＵＰＳにおけるさまざまなパス変更部９０６と１００６を示す。
【００８１】
図９は、本発明の一実施形態に係るパス変更部９０６を示す。パス変更部９０６は、第１光路を構成する光学素子９１４（例えば光遅延装置）と第２光路を構成する気体（または同様の材料）９１６とを備える。光学素子９１４と気体９１６は、それぞれ別の屈折率を有し、第１光路及び第２光路を通るビームに対して見かけ上の光路または実質的な光路が異なるように形成される。光学において光路長（例えば実質的なまたは見かけ上の光路長）は、光がシステムを通り抜ける際の経路の幾何学的な長さと、光が伝播する媒体の屈折率との積によって示される。２つの光路の長さの違いは、よく光路差と呼ばれる。光路長は、光が届く際の光の位相を決定し、光の干渉と回折に影響を与えるため重要である。
【００８２】
代替的にまたは追加的に、第１ビーム８１０が光学素子９１４を通り抜けることで第１出力ビーム８１８が生成され、第２ビーム８１２が気体９１６を通り抜けることで第２出力ビーム８２０が生成される。この場合、各出力ビームは相互にインコヒーレントである。上述の通り、例えば第１出力ビーム８１８と第２出力ビーム８２０とはインコヒーレントであってもよい。これは第１光路長及び第２光路長のうち一方の光路長は、ビーム５０２の時間的コヒーレンス長を超える長さの分だけ他方の光路長よりも長いためである。
【００８３】
図１０は、本発明の別の実施形態に係るパス変更部１００６を示す。パス変更部１００６は、第１光学素子１０１４、または第１屈折率ｎ１を備え第１光路を形成する第１光学材料１０１４と、第２光学素子１０１６、または第２屈折率ｎ２を備え第２光路を形成する第２光学材料１０１６と、を有する。第１屈折率ｎ１は第２屈折率ｎ２と異なる。そのため、第１光路と第２光路を通り抜ける光にとって（見かけ上または実質的に）異なる光路長が形成される。
【００８４】
追加的にまたは代替的に、異なる光路長を通り抜けることで相互にインコヒーレントである第１出力ビーム８１８及び第２出力ビーム８２０が生成されるように、第１ビーム８１０は第１光学素子または第１光学材料１０１４を通り抜け、第２ビーム８１２は第２光学素子または第２光学材料１０１６を通り抜ける。上述の通り、例えば第１出力ビーム８１８と第２出力ビーム８２０とはインコヒーレントであってもよい。これは第１光路長及び第２光路長のうち一方の光路長は、ビーム５０２の時間的コヒーレンス長を超える長さの分だけ他方の光路長よりも長いためである。
【００８５】
図１１及び１２は、本発明の各種実施形態に係り、ビームスプリッタ１１０４／１２０４と合成部１１０８／１２０８のさまざまな構成例を示す。分割と合成を行う別のシステムが同様に用いられてもよいということは、本明細書を理解する当業者にとって明らかであろう。
【００８６】
図１１は、本発明の一実施形態に係るキューブ状のビームスプリッタ１１０４及びキューブ状のビーム合成部１１０８を示す。キューブ状のビームスプリッタ１１０４に入力したビーム５０２は分割用の面１１２２で分割される。分割用面１１２２はビーム５０２の一部を反射する。例えば、反射された第１ビーム８１０を面１１２４の方へと進み、面１１２４は第１ビーム８１０を反射する。その後、第１ビーム８１０は面１１２６を通り抜け、（図示しない）第１光路に沿って進む。また、分割用面１１２２はビーム５０２の一部を通過させる。例えば、通過した第２ビーム８１２は（図示しない）第２光路に沿って進む。（図示しない）パス変更部の他端では第１出力ビーム８１８と第２出力ビーム８２０がキューブ状のビーム合成部１１０８に入力される。第１出力ビーム８１８はキューブ１１０８の面１１２８と面１１３０で反射され、キューブ１１０８から出て行く。一方、第２出力ビーム８２０はキューブ１１０８の面１１３０を通り抜け、キューブ１１０８から出て行く。つまり、面１１３０は第１出力ビーム８１８と第２出力ビーム８２０を合成し、非偏光ビーム５０４を生成する。
【００８７】
追加的にまたは代替的に、キューブ状のビームスプリッタ１１０４とビーム合成部１１０８によって偏光ビームが生成されてもよい。この場合、キューブ状のビームスプリッタ１１０４はビーム５０２の各偏光方向に基づいてビーム５０２を通過させ、反射し、キューブ状のビーム合成部１１０８は第１出力ビーム８１８と第２出力ビーム８２０をそれぞれの偏光方向に基づいて通過させ、反射する。
【００８８】
代替的にまたは追加的に、分割し合成できる機能を有するように面１１２２と面１１３０はコーティングされていてもよい。
【００８９】
図１２は、本発明の別の実施形態に係るビーム分割システム１２０４及びビーム合成システム１２０８を示す。ビーム分割システム１２０４はビームスプリッタ装置１２２２及び反射装置１２２４を備え、ビーム合成システム１２０８は反射装置１２２８及びビーム合成装置１２３０を備える。ビーム分割システム１２０４に入力されるビーム５０２はスプリッタ装置１２２２にて分割される。スプリッタ装置１２２２はビーム５０２の一部を反射する。例えば、反射された第１ビーム８１０は反射装置１２２４の方へと進み、反射装置１２２４は第１ビーム８１０を反射する。その後、第１ビーム８１０は（図示しない）第１光路へと進む。また、スプリッタ装置１２２２はビーム５０２の一部を通過させる。例えば、通過した第２ビーム８１２は（図示しない）第２光路に沿って進む。（図示しない）パス変更部の他端では第１出力ビーム８１８と第２出力ビーム８２０がビーム合成システム１２０８に入力される。第１出力ビーム８１８は反射装置１２２８と合成装置１２３０で反射され、合成システム１２０８から出て行く。一方、第２出力ビーム８２０は合成装置１２３０を通り抜け、合成システム１２０８から出て行く。つまり、合成装置１２３０は第１出力ビーム８１８と第２出力ビーム８２０を合成し、非偏光ビーム５０４を生成する。
【００９０】
追加的にまたは代替的に、分割システム１２０４と合成システム１２０８によって偏光ビームが生成されてもよい。この場合、分割システム１２０４はビーム５０２の各偏光方向に基づいてビーム５０２を通過させ、反射し、合成システム１２０８は第１出力ビーム８１８と第２出力ビーム８２０をそれぞれの偏光方向に基づいてビーム８１８と８２０を通過させ、反射する。
【００９１】
代替的にまたは追加的に、分割し合成できる機能を有するように分割装置１２２２の面と合成装置１２３０の面はコーティングされていてもよい。
【００９２】
［工程例］
図１３は、本発明の一実施形態に係る非偏光の生成方法１３００を示すフローチャートである。方法１３００は、非偏光５０４を生成する上述のシステムのいずれを用いて実行されてもよい。
【００９３】
ステップ１３０２では、直線偏光ビームが第１ビームと第２ビームに分割される。ステップ１３０４では、第１ビームは、第１光路長を有する第１光路に沿って進む。ステップ１３０６では、第２ビームは、第１光路と光路長が異なる第２光路長を有する第２光路に沿って進む。ステップ１３０８では、第１光路からの第１ビームは第２光路からの第２ビームと合成され、非偏光ビームが生成される。
【００９４】
追加的にまたは代替的に、非偏光ビームは照明ビームであってもよい。追加的にまたは代替的に、当該照明ビームにはパターンが付与されていてもよく、パターンが付与されたビームは基板のターゲット部分に投影されてもよい。
【００９５】
本説明においては露光装置の用途を特定の装置（例えば集積回路やフラットパネルディスプレイ）の製造としているが、ここでの露光装置は他の用途にも適用することが可能であるものと理解されたい。他の用途としては、集積回路や光集積回路システム、磁区メモリ用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、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド、微小電気機械素子（ＭＥＭＳ）、ＬＥＤなどの製造に用いることが可能であり、これらに限られない。また、例えばフラットパネルディスプレイに関しては、本発明に係る装置は、例えば薄膜トランジスタ層及び／またはカラーフィルター層などのさまざまな層の製造に用いることができる。
【００９６】
ここでは特に光学的なリソグラフィーを本発明に係る実施形態に適用したものを例として説明しているが、本発明は例えばインプリントリソグラフィーなど文脈が許す限り他にも適用可能であり、光学的なリソグラフィーに限られるものではない。インプリントリソグラフィーでは、パターニング用デバイスのトポグラフィーが基板に生成されるパターンを決める。パターニング用デバイスのトポグラフィーが基板に塗布されているレジスト層に押し付けられ、電磁放射や熱、圧力、あるいはこれらの組み合わせによってレジストが硬化される。レジストが硬化されてから、パターニング用デバイスは、パターンが生成されたレジストから外されて外部に移動される。
【００９７】
［結語］
本発明の種々の実施例を上に記載したが、それらはあくまでも例示であって、それらに限定されるものではない。本発明の精神と範囲に反することなく種々に変更することができるということは、関連技術の当業者には明らかなことである。本発明の範囲と精神は上記で述べた例示に限定されるものではなく、請求項とその均等物によってのみ定義されるものである。
【００９８】
「課題を解決する手段」及び「要約書」の項ではなく「発明の詳細な説明」の項が請求項を解釈するのに使用されるように意図されている。「課題を解決する手段」及び「要約書」の欄は本発明者が考えた本発明の実施例の１つ以上を示すものであるが、すべてを説明するものではない。よって、本発明及び請求項をいかなる形にも限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の一実施形態に係る露光装置を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る露光装置を示す図である。
【図３】図２に示される本発明の実施形態により基板にパターンを転写する１つのモードを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る光学エンジンの配置を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係り、非偏光システムを備える放射生成システムを示す。
【図６】本発明の一実施形態に係り、非偏光システムを備える放射生成システムを示す。
【図７】本発明の一実施形態に係り、非偏光システムを備える放射生成システムを示す。
【図８】本発明の一実施形態に係る非偏光システムを示す。
【図９】本発明の一実施形態に係り、非偏光システムにおけるパス変更部を示す。
【図１０】本発明の一実施形態に係り、非偏光システムにおけるパス変更部を示す。
【図１１】本発明の一実施形態に係り、スプリッタと合成部の構成例を示す。
【図１２】本発明の一実施形態に係り、スプリッタと合成部の構成例を示す。
【図１３】本発明の一実施形態に係る方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１００】
５００  放射生成システム、  ５０２  放射ビーム、  ５０４  非偏光ビーム、  ６００、７００  放射系、  ８０２  ２分の１波長板、  ８０４  ビームスプリッタ、  ８０６  パターン変更部、  ８０８  合成部、  ８１０  第１ビーム、  ８１２  第２ビーム、  ８１４  第１光路、  ８１６  第２光路、  ８１８  第１出力ビーム、  ８２０  第２出力ビーム、  ９０６  パス変更部、  ９１４  光学素子、  ９１６  気体、  １００６  パス変更部、  １０１４  第１光学素子、  １０１６  第２光学素子、  １１０４  ビームスプリッタ、  １１０８  ビーム合成部、  １１２２、１１２４  面、  １１２８、１１３０  面、  １２０４  ビーム分割システム、  １２０８  ビーム合成システム、  １２２２  ビームスプリッタ装置、  １２２４、１２２８  反射装置、  １２３０  ビーム合成装置。
【図１】
2008034813.tif 000003
【図２】
2008034813.tif 000004
【図３】
2008034813.tif 000005
【図４】
2008034813.tif 000006
【図５】
2008034813.tif 000007
【図６】
2008034813.tif 000008
【図７】
2008034813.tif 000009
【図８】
2008034813.tif 000010
【図９】
2008034813.tif 000011
【図１０】
2008034813.tif 000012
【図１１】
2008034813.tif 000013
【図１２】
2008034813.tif 000014
【図１３】
2008034813.tif 000015
【外国語明細書】
2008034813.tif 000016
2008034813.tif 000017
2008034813.tif 000018
2008034813.tif 000019
2008034813.tif 000020
2008034813.tif 000021
2008034813.tif 000022
2008034813.tif 000023
2008034813.tif 000024
2008034813.tif 000025
2008034813.tif 000026
2008034813.tif 000027
2008034813.tif 000028
2008034813.tif 000029
2008034813.tif 000030
2008034813.tif 000031
2008034813.tif 000032
2008034813.tif 000033
2008034813.tif 000034
2008034813.tif 000035
2008034813.tif 000036
2008034813.tif 000037
2008034813.tif 000038
2008034813.tif 000039
2008034813.tif 000040
2008034813.tif 000041
2008034813.tif 000042
2008034813.tif 000043
2008034813.tif 000044
2008034813.tif 000045
2008034813.tif 000046
2008034813.tif 000047
2008034813.tif 000048
2008034813.tif 000049
2008034813.tif 000050
2008034813.tif 000051
2008034813.tif 000052
2008034813.tif 000053
2008034813.tif 000054
2008034813.tif 000055
2008034813.tif 000056
2008034813.tif 000057
2008034813.tif 000058
2008034813.tif 000059
2008034813.tif 000060
2008034813.tif 000061
2008034813.tif 000062