(57)【要約】 【課題】  リソグラフィーにおける矩形照明フィールドの均一性を向上させる。 【解決手段】  矩形照明フィールドないしスリットを調節してスキャニングリソグラフィーにおける照明フィールドの均一性を高める装置において、複数のブレードが結合されて照明フィールドの長さ方向に可動なエッジが形成され、該ブレードはピボットピンにより固定又は可撓性のリンクに結合される。該リンクはピボットピンによりプッシュロッドに接続され、該プッシュロッドを独立して調節することによりブレードが制御可能に矩形照明フィールド内に出し入れされる。 【選択図】図１
2008172256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のブレードと、複数のプッシュロッドを具備した、リソグラフィー用照明フィールド内の照明エネルギを調節する装置において、
前記複数のブレードはそれぞれ端部において枢動自在に結合されており、
前記複数のプッシュロッドはそれぞれ前記複数のブレードの２個の結合された端部に接続されており、
前記複数のプッシュロッドを選択的に移動することにより前記複数のブレードにより照明フィールドの照明エネルギが変化され、その結果照明フィールドには実質的に均一な照明エネルギが得られ、感光性レジストで覆われた基板の露光が均一化されるよう構成された、リソグラフィー用照明フィールド内の照明エネルギを調節する装置。 
【請求項２】
前記複数のブレードのそれぞれと、前記複数のプッシュロッドのそれぞれとの間にリンクが配設されている、請求項１記載の装置。 
【請求項３】
前記リンクが剛性リンクである、請求項２記載の装置。 
【請求項４】
前記リンクが可撓性リンクである、請求項２記載の装置。 
【請求項５】
前記複数のプッシュロッドが少なくとも８個のプッシュロッドで構成されており、該プッシュロッドは照明条件を満たすのに十分な数を含む、請求項１記載の装置。 
【請求項６】
フレームと、該フレームに取り付けられた延長支持体を具備し、
前記フレームにより前記複数のプッシュロッドが保持され、
前記延長支持体はフレームの摺動を可能とし、該摺動により複数のブレードを一度にまとめて移動させることができるよう構成された、請求項１記載の装置。 
【請求項７】
複数のブレードと、複数のリンクと、複数のプッシュロッドとを具備した、リソグラフィーで使用される照明フィールド内のエネルギを調節する装置において、
前記複数のブレードのそれぞれは第１と第２の端部を有し、該第１と第２の端部において互いに枢動自在に結合されており、
前記複数のリンクはそれぞれ前記複数のブレードの２つに取り付けられており、
前記複数のプッシュロッドのそれぞれは前記複数のリンクのそれぞれに接続されており、
前記複数のプッシュロッドが移動されると、前記複数のブレードのそれぞれが移動して照明フィールド内の照明エネルギを調節するよう構成された、照明フィールド内の照明エネルギを調節する装置。 
【請求項８】
前記複数のリンクが剛性リンクである、請求項７記載の装置。 
【請求項９】
前記複数のリンクが可撓性リンクである、請求項７記載の装置。 
【請求項１０】
前記複数のプッシュロッドのそれぞれの一端にねじが切られている、請求項７記載の装置。 
【請求項１１】
前記複数のブレードのそれぞれが、互いに枢動自在に結合されている一端においてスロットを有する、請求項１記載の装置。 
【請求項１２】
複数の実質的に矩形のブレードと、複数のプッシュロッドアセンブリとを具備した、リソグラフィーで使用される矩形照明フィールド内の照明エネルギを調節する装置において、
前記複数の矩形ブレードにより照明エネルギに隣接して配置されるエッジが形成され、
前記複数のプッシュロッドアセンブリは前記矩形ブレードに取り付けられ、それぞれプッシュロッド延長部材と、可撓性部材と、第１ピンと、第２ピンと、プッシュロッドを有し、
前記プッシュロッド延長部材は軸方向の孔を有し、
前記可撓性部材は前記プッシュロッド延長部の軸方向孔内に配設された第１と第２の端部を有しており、
前記第１ピンはプッシュロッド延長部内に延在して、複数のブレードの２枚と前記可撓性部材の第１端を枢動自在に結合し、
前記第２ピンはプッシュロッド延長部内に延在して、可撓性部材の第２端に取り付けられ、前記プッシュロッドはプッシュロッド延長部にねじ込まれており、
プッシュロッドを回転させて前記複数の実質的に矩形のブレードの２枚を照明エネルギ内に所定の態様で出し入れすることにより、照明フィールドの照明エネルギが調節できるよう構成された、リソグラフィーで使用される矩形照明フィールド内の照明エネルギを調節する装置。 
【請求項１３】
前記プッシュロッドを保持する支持体を具備した、請求項１２記載の装置。 
【請求項１４】
プッシュロッド上に配設されたばね止めと、前記支持体とばね止めの間に配設されたばねを具備した、請求項１３記載の装置。 
【請求項１５】
前記プッシュロッドの一端にノブが設けられている、請求項１４記載の装置。 
【請求項１６】
前記複数の実質的に矩形のブレードのそれぞれの２隅にアールが付けられ、丸形エッジに形成されている、請求項１２記載の装置。 
【請求項１７】
前記アールが、該丸形エッジと第１ピン間の距離に等しい、請求項１６記載の装置。 
【請求項１８】
長形の照明フィールドを調節して所定の露光量の電磁放射光を感光性レジストで覆われた基板に照射するための方法であり、該方法は以下のステップすなわちレチクルの長さに沿った複数の異なる線幅の場所と幅を決定し、
レチクルの長さに沿った対応する場所における複数の様々な線幅の関数として露光量を決定し、
対応する場所の照明フィールドを前記露光量に調節する、ステップを有し、
複数の異なる線幅の場所と線幅の関数として所定露光量を得ることにより全体露光量が最適化され、システム性能を高めることのできる方法。 
【請求項１９】
所定の露光量の電磁放射光を得るために照明フィールドを調節する方法において、以下のステップ結合された複数のプッシュロッドを照明フィールド内に挿入し、
照明フィールドの長手方向に沿った所望の露光量を、転写しようとする形状の線幅の関数として決定し、
前記複数の結合されたプッシュロッドを個々に調節して所定量の電磁放射光を阻止することにより、所定の露光量を照明フィールドの長手方向に沿って得、
照明フィールドを基板上でスキャンすることにより、感光性レジストで覆われた基板を露光するステップを有し、
形状の転写が改善されることによりシステム性能を向上することができる方法。 
【請求項２０】
照明フィールドが矩形である、請求項１９記載の方法。 
【請求項２１】
前記複数の結合されたプッシュロッドのそれぞれを調節するステップにより、照明フィールドの長手方向に沿って実質的に一定の線幅対露光量比が得られる、請求項１９記載の方法。 
【請求項２２】
フォトリソグラフィーで使用される像転写方法であり、以下のステップすなわち、
制御すべき形状タイプを選択し、
選択された形状タイプのパターンを有するレチクルを使用し、
感光性基板の露光が最適化されるよう、該選択された形状タイプに基づいて照明フィールドを調節し、
感光性基板をレチクルの像で露光するステップを有したことにより、パターンの線幅変動が制御される、像転写方法。 
【請求項２３】
前記使用、調節、露光ステップを、別の選択された形状タイプで繰り返す、請求項２２記載の方法。 
【請求項２４】
選択された形状タイプと、別の選択された形状タイプが互いに直交する方向性を有している、請求項２３記載の方法。 
【請求項２５】
選択された形状タイプと、別の選択された形状タイプが、レチクルに対してそれぞれ水平及び垂直な方向性を有している、請求項２４記載の方法。 
【請求項２６】
選択された形状タイプと、別の選択された形状タイプが、レチクルに対して非対称の方向性を有している、請求項２４記載の方法。 
【請求項２７】
選択された形状タイプと、別の選択された形状タイプが、レチクルに対して４５度の傾斜を有する、請求項２６記載の方法。 
【請求項２８】
照明フィールドを調節するステップにおいて、電磁放射光の一部が照明フィールドの１つのエッジに沿って制御可能に阻止される、請求項２２記載の方法。 
【請求項２９】
フォトリソグラフィーにおいて転写像の線幅を制御するための方法であり、以下のステップすなわち、
制御すべき第１の形状タイプを選択し、
主として第１形状タイプから構成された第１パターンを有した第１レチクルを使用し、
照明フィールドを調節して照明フィールドの様々な場所に照射される電磁放射光を制御し変化させ、第１レチクルの第１パターンの第１形状タイプに基づいて、感光性基板に転写される際の線幅の変動を低減し、
感光性基板を第１レチクルの像で露光し、
制御すべき第２の形状タイプを選択し、該第２の形状タイプは第１の形状タイプと直交する方向性を有し、
主として第２形状タイプから構成された第２パターンを有する第２レチクルを使用し、
照明フィールドを調節して照明フィールドの様々な場所に照射される電磁放射光を制御し変化させることにより、感光性基板に転写する際の第２レチクルの第２パターンの第２形状タイプに基づいて線幅変動を低減し、
感光性基板を第２レチクルの像で露光するステップを有し、
感光性基板上に再生された像の線幅変動が垂直および水平方向性の両面において低減される、フォトリソグラフィーにおいて転写像の線幅を制御するための方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して半導体デバイス製造において使用されるリソグラフィー用レチクルの照明に関し、より詳細には照明フィールドを調整して均一又は所望の露光を得、かつ線幅の変動を低減することに関する。 
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスにおいて、典型的にはリソグラフィー又はフォトリソグラフィーにより光がレチクルに投射され、感光性レジストの塗布されたシリコンウェーハの特定の領域が露光されることにより、回路素子が描かれる。例えば照明システムは、ＳＶＧリソグラフィーシステムズ社によりＭＩＣＲＡＳＣＡＮの商標で販売されているステップアンドリピートフォトリソグラフィー装置において使用される。このフォトリソグラフィー装置では、レチクルとウェーハは異なる速度で移動し、この異なる速度の比率は投影レンズの倍率に等しい。照明装置により画定される矩形又はスリット状のフィールドがレチクル上およびウェーハ上でスキャンされる。垂直フィールド画定器により垂直フィールド高さが規定され、水平規定ブレードにより水平フィールド幅が規定される。露光フィールドは出来るだけ均一であるのが望ましい。照明レベルはスキャン方向におけるウェーハ上の照明の積分である。照明の均一性が十分でないことがしばしば起こる。矩形露光フィールドの上から下へと長手方向にわたって均一な露光すなわち一定レベルの照明を得るために、可調節スリットが多くの場合必要となる。照明ビームと直交する一連のネイル又は突起物を使用した可調節スリットが公知である。この公知の手段では、個々のネイル又は突起物を照明ビーム内に押し入れることにより照明レベルないしエネルギーの均一性が高められる。また、照明ビームに対してある角度で配設された金属帯をロッドにより曲げるないし反らせることにより、照明レベルないしエネルギーが調整され、より均一にされる。可撓性部材ないし可調節スリットの一例がＬｉｕらに対する米国特許第４５１６８５２号「光源内の強度変動を測定する装置および方法」に記載されている。該米国特許に記載の円弧状スリットは可変形バンドで調節できる。これら公知の可調節スリット装置は照明フィールドの均一性を高めるために有用であったが、半導体デバイスの加工寸法微細化および歩留まり向上の要求が一層高まるにつれ、より均一性の高い照明フィールドが必要とされている。 
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は矩形照明フィールドの均一性を高めることである。 
【０００４】
本発明の別の課題は、矩形照明フィールドの長手方向において一定の照明光束を得ることである。 
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題は以下の構成を有する装置および方法により解決される。すなわち本発明の装置によれば、矩形照明フィールド又はスリットを調整することにより、スキャニングリソグラフィーで使用される照明フィールドが均一化される。複数のブレードを結合することにより矩形照明フィールドの長手方向に沿って移動可能なエッジが形成される。それぞれのブレードの端部はピボットピンによりリンクに取り付けられている。リンクは別のピボットピンによりプッシュロッドに取り付けられている。リンクは固定リンク、可撓リンクのいずれでも良い。プッシュロッドは独立して調節可能であり、ブレードを矩形照明フィールドに対して出し入れ制御できる。各ブレードのエッジの隅は、ピボットピンからブレードエッジ間の距離に等しいアールが付けられている。本発明の方法によれば、転写しようとするパターン形状の線幅に応じて照明フィールドの長手方向にわたって所定の露光量が得られる。 
【０００６】
本発明によれば矩形照明フィールドをスムースに連続的に調節することが可能となる。
【０００７】
本発明によれば矩形照明フィールドの調節を容易に行うことができる。 
【０００８】
本発明によれば、線幅対露光量比を一定に保つことによりシステム性能が改善される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１には、図示しない照明装置により形成された照明プロファイル１０が示されている。該照明装置はレチクルの照明用であれば何でもよく、例えば米国特許出願第０８／４４９３０１号「フォトリソグラフィー用ハイブリッド照明装置」明細書に記載された照明装置が使用可能である。矩形照明フィールドないしスリット１２が形成される。照明フィールド１２はＹ軸方向に長さを、Ｘ軸方向に幅を有する。波形１４は矩形照明フィールド１２の幅すなわちＸ方向に沿った強度分布を示す。照明プロファイル１０は場合により不均一部分を有し、波形１６により不均一部分が表されている。この不均一部分により、ウェーハ等感光性レジストで覆われた基板の露光が不均一となると、品質が低下したり歩留まりが悪化する。本発明はおおまかに可調節スリット装置２０として図示されている。可調節スリット装置２０は複数の可調節ブレードを有し、該ブレードは選択的に、矩形照明フィールドないしスリット１２の長さ方向に沿って照明プロファイル１０に挿入される。こうして矩形照明フィールドの照明エネルギないし光束を調整することにより、矩形照明フィールドの長さ方向に沿った照明エネルギないし光束が補正され均一性が高められる。よって、矩形照明フィールド１２をＸ方向に矢印１８で示すようにスキャンする際、所望の均一性の高い露光が得られる。 
【００１０】
図２には本発明により得られる、均一性の改善された照明エネルギないし光束が示されている。図２の波形２２はＹ軸すなわち長手方向において、図１の矩形照明フィールドの幅方向に沿った補正前の照明エネルギないし光束の合計すなわち積分を示している。波形２２の一部２６は、図１に示された不均一部分１６の結果生じた照明エネルギないし光束の低下を表す。他方、波形２４は、図１の可調節スリット装置２０のブレードを選択的に照明プロファイル１０に挿入した結果得られた、より均一な照明エネルギないし光束を表している。これにより、図１の矩形照明フィールドないしスリット１２のＹ方向すなわち長さ方向に沿ったエネルギレベルないし光束がより一定すなわち均一になっているのが分かる。このため、感光性レジストで覆われた基板をより均一に露光することが可能となる。 
【００１１】
図３には本発明の１実施例が示されている。フレーム２８は上部支持体３０と下部支持体３２を有する。上部支持体３０は上部孔３６を内部に有する。下部支持体３２は内部に下部孔３８を有する。それぞれの孔３６、３８内にはプッシュロッド３４が配設されている。孔３６と３８は、内部でプッシュロッド３４を摺動可能な直径を有する。個々のプッシュロッド３４の一端はねじ切りされ、フレーム２８のフレーム孔４０内を貫通する。下部支持体３２とフレーム２８の一部間にはナット３９が配置され、該ナットはプッシュロッド３４のネジ切り部３５に螺装されている。プッシュロッド３４の他端はリンクピボットピン４２により結合リンク４４に取り付けられている。結合リンク４４の他端はブレードピボットピン４６によりブレード４８の一端に取り付けられている。よって、終端のブレード５０以外は、ブレード４８それぞれの一端にプッシュロッド４４が１つ結合されている。終端ブレード５０は一端がプッシュロッド４４に結合され、他端は終端ピボットピン５１によりフレーム２８に結合されている。終端ブレード５０には内部にスロット５３を設けることができる。ブレード４８は概して矩形であるが、２隅にアールが付けられている。このアールは実質的にピボットピン４６とブレード４８のエッジ間の距離に等しい。延長支持体５２はフレーム２８の側面に沿って摺動するように取り付けられている。延長支持体５２は図示しない固定支持体に取り付けることもできる。セットねじ５４は摺動延長支持体５２を固定するのに使用される。延長支持体５２は、ブレード４８の列を含むフレーム２８全体を一斉に、すなわち全て同時に移動ないし持ち上げるために使用される。これにより、ブレード４８を個別に移動することなくブレード４８の列を所定の位置に上げたり下げたりできる。これは最初の位置合わせ時や、大きな調節量が必要な場合にブレードを素早く移動させるために行われる。 
【００１２】
図４には可調整スリット装置の一部がより詳細に図示されており、いくつかのブレード４８とその動きが示されている。ブレード４８の隅のアール５６により、隣接するブレード４８間の移行部がスムーズに形成されている。２つのブレード４８の交差部５８には鋸歯状の形が形成され得る。さらに、個々のブレード４８の一端にはスロット６０を設けることもできる。スロット６０はブレードピボットピン４６の１つおきに配設することもでる。 
【００１３】
装置の動作を図３及び図４を参照して説明する。照明エネルギの制御はプッシュロッド３４を動かして、ブレード４８を選択的に照明エネルギないし光束内に動かすことにより行われる。プッシュロッド３４はナット３９を回転させることにより各々独立して調節できる。プッシュロッド３４を上部および下部支持体３０、３２内で上又は下に移動することにより、個々のブレードが動かされる。ブレード４８にとりつけられたリンク４４により、横方向の柔軟性が得られる。この柔軟性は、複数のブレード４８が直線を崩すように動かされた際に、プッシュロッド３４間の間隔が変化するため必要となる。この横方向移動柔軟性が無いと、プッシュロッド３４又はブレード４８に不必要な応力ないし歪みが加わってしまう。ブレード４８内のスロット６０によりさらに、ブレード４８の移動による応力ないし歪みが低減される。スロット５３は終端部５０にも設けることができる。また、ピボットピン４２の代わりに可撓性部材でリンク４４を取り付けることにより柔軟性を得ることもできる。また、固定リンク４４の代わりに可撓性部材を利用して横方法柔軟性を得ることもできる。摩擦力だけではしっかりとブレード４８を定位置に留めることが出来ない場合は、一連のブレードの一端にばねを設けて、所定の張力ないしバイアスをブレード４８にかけることもできる。 
【００１４】
上記の説明ではプッシュロッド３４はねじ切り部分とナットにより移動されたが、その他の手段又は装置、例えば当業者には周知の機械的又は電気機械的手段等によりプッシュロッド３４を移動させることも可能である。また、上記以外のねじ式のプッシュロッドも、本発明の実施におけるブレード４８の移動のために容易に適用することができる。可調整スリット装置の精細度は用いるブレード４８の数のみに依存するが、わずか約１５個のブレード４８を用いて十分な効果が得られる。 
【００１５】
図５（１）と（２）は本発明の別の実施例の部分断面図である。図５の（１）と（２）は、本発明の実施において使用できるプッシュロッドの別の構造を示している。ここで留意すべきことは、図５（１）、（２）は図１および図３に示されたのと類似の多く又は複数のブレードを有する多く又は複数のプッシュロッドのうちの１つを示しているに過ぎない。図５（１）と（２）では、ブレード１４８はブレードピボットピン１４６により互いに回動自在に結合されている。ピボットピン１４６はプッシュロッドねじ切り延長部１３７を貫通する。プッシュロッド延長部１３７は二又になっており、該二又部にブレード１４８が挿入される。プッシュロッド延長部１３７は軸方向孔と雌ねじ１３９を内部に有する。プッシュロッド１３４表面には雄ねじ１３５が切られている。プッシュロッド１３４はまた小径部１３１を有し、該小径部には支持体１３０が配設される。小径部１３１はプッシュロッド１３４が軸方向に移動することを防止する。プッシュロッド１３０の下半分を囲うように螺旋スプリング１６２が配設されている。螺旋スプリング１６２は一端が支持体１３０により、他端はプッシュロッド１３４に取り付けられたばね止め１６４により制限される。プッシュロッド１３４の一端にはノブ１６６を設けることもできる。プッシュロッドねじ付き延長部１３７の軸方向孔１４１の内部には可撓性リンク１４４が少なくとも１つ配設されている。可撓性リンク１４４はプッシュロッド延長部１３７にピン１４６により取り付けられ、該ピンはブレード１４８内のスロット１６０を貫通している。スロット１６０はブレード１４８内に設けられた長形の孔である。すべてのブレード１４８にこの長形孔すなわちスロット１６０を設ける必要はない。可撓性リンク１４４の他端はピン１４２によりプッシュロッドねじ切り延長部１３７に取り付けられている。可撓性リンク１４４がもたらす柔軟性結合によりブレード１４８の横方向の移動が可能になる。このように、ブレード１４８は、プッシュロッド１３４に螺合されたプッシュロッドねじ切り延長部１３７に可撓的に結合されている。図５（２）は、図５（１）から約９０度回転されたプッシュロッドねじ切り延長部１３７の部分断面図である。図５（２）では、可撓性リンク１４４がより明確に示されている。この図では可撓性リンクが２個あり、ブレード１４８のそれぞれの面に１つ配設されている。ただし、実施の態様によっては２個が好適な場合もあるが、１つでも十分である。可撓性リンク１４４の断面を矩形として、ブレード列の横方向移動は可能であるが、ブレード列の面から逸脱する動きは可撓性リンク１４４ののより大きい矩形断面長さにより制限されるよう構成することもできる。 
【００１６】
図５（１）と（２）に示された実施例の動作は以下の通りである。ノブ１６６を回すとプッシュロッド１３４が矢印１６８で示すようにいずれかの方向に回転し、プッシュロッドねじ込み延長部１３７が矢印１７０で示すように上又は下に移動する。つまり、ブレード１４８の端部が上下に動く。したがって、ブレード１４８は図１において概して参照番号１０で示された照明内に出し入れされる。ばね１６２により雄ねじ１３５と雌ねじ１３９にはわずかに張力が加えられるため、遊びが無くなると同時に不要な回転が防止される。複数のブレード１４８が結合されたシステムにおいてプッシュロッドを複数使用すると、プッシュロッド１３４の上下移動によりブレード１４８が上下し、ブレード１４８を結合しているピン１４６に横方向の力が加わる。この横方向応力のほとんどは可撓性リンク１４４の水平移動により補償される。したがって、図５（１）と（２）に示した実施例は図３と４の実施例と類似しているが、図３と４の固定リンク４４の代わりに可撓性リンク１４４が使用されている点で異なる。図３、４のリンク４４と、図５（１）、（２）の可撓性リンク１４４は、いずれもブレード４８、１４８をプッシュロッド３４、１３４に結合して同様の機能、即ち図１の照明内に複数のブレード４８、１４８を出し入れする際の水平移動をもたらすという機能を果たすリンクである。 
【００１７】
図６は本発明の組立済みすなわちリソグラフィー装置内に搭載可能な状態を示す斜視図である。フレーム２２８はマウント２７４に取り付けられている。複数（本実施例では１５本）のプッシュロッド２３４がフレーム２２８により所定位置に固定されている。複数のプッシュロッド２３４の一端には複数のプッシュロッドねじ込み延長部２３７が螺合している。プッシュロッド延長部２３４はそれぞれブレードピボットピン２４６により２枚のブレード２４８に結合されている。ブレードピボットピン２４６によりまた、図示しないリンクの一端がプッシュロッドねじ込み延長部２３７とブレード２４８に結合する。このリンクは固定リンクでも可撓性部材による可撓性リンクでも良い。リンクピボットピン２４８は該図示しないリンクの他端をプッシュロッドねじ込み延長部材２４６に取り付ける。その構造は図５（１）と（２）に示したのと非常に似ている。結合されたブレード２４８の列端はそれぞれ延長支持体２５２に取り付けられている。延長支持体２５２はフレーム２２８内で摺動可能で、固定ネジ２５４により所定の位置に固定される。延長支持体２５２により、結合されたブレード２４８の列をまとめて同時に持ち上げることができる。これにより、結合されたブレード２４８の列の初期位置合わせが可能となる。それぞれのプッシュロッド２３４にはスプリング２６２が配設される。プッシュロッド２３４の他端にはノブ２６６が設けられる。ノブ２６６はプッシュロッド２３４を個別に回転させて個々のブレード２４８を上下、すなわち矩形照明フィールド（図示しない）内に出し入れするために使用される。固定シールド２７２はブレード２４８の列の近くに配設される。
【００１８】
実施の態様によっては感光性レジストの塗布された基板ないしウェーハに対し、所定の不均一な露光を行うことが望まれる場合がある。これば例えば、感光性レジストで覆われた基板に転写する形状の線幅が単一でない場合である。このような異なる線幅は照明フィールドの長手方向に沿った様々な場所にあるかもしれない。通常は矩形照明フィールドの長手方向にわたる均一性を一定にすることが望ましい。しかし、様々な線幅を転写する必要がある場合には、露光量を線幅の関数として変化させることが有利である。一定の線幅対露光量比を維持することにより、転写及びシステム能力を向上させることができる。つまり、線幅が比較的大きい時には照明フィールド内の対応する長手方向位置における露光量を増大し、線幅が比較的小さい時には照明フィールド内の対応する長手方向位置において露光量を減少させるのである。選択ないし補正された露光量は、例えば線が垂直または水平に方向付けられているといった形状の方向付けとは無関係である。照明フィールドの長手方向に沿っての露光量の増大ないし減少は本発明の装置により容易に達成できる。シミュレーションの結果、このような方法はシステムの線形応答範囲において形状寸法及び種類に依存しないことが分かっている。さらに、グループ形状と個別形状間のバイアスも影響されない。 
【００１９】
図７のブロック図は本発明の方法を示している。ブロック３１０は複数の結合されたプッシュロッドを照明フィールドに挿入するステップである。結合されたプッシュロッドは図３ないし６に示された構成を有することができる。ブロック３１２は転写形状の線幅の関数として所望の露光量を決定するステップである。所望の露光量は周知の技術により計算でき、その際レジストタイプ、基板材料、照明エネルギ、照明波長スキャニング速度等を考慮することができる。この計算はコンピュータ、又は線幅の関数としての露光量のルックアップテーブルから得ることもできる。或いは又、所望の露光量は、実際の実験結果すなわち一連のテスト露光により得ることもできる。ブロック３１４は個別の結合プッシュロッドを調整して所定の電磁放射光量を阻止するためのステップである。これにより照明フィールドの長手方向に沿った所定の位置において所定の露光量を得ることができる。ブロック３１８は基板上で照明フィールドをスキャニングすることにより感光性レジストで覆われた基板を露光するステップである。本発明の方法の実施において、照明フィールドの長手方向に沿って露光量が、レチクル上の対応場所でのパターン線幅の関数として調節される。レチクル上の線幅の変化に従って、照明フィールド沿いの対応する位置が調節されて、所望すなわち最適化された露光量が得られる。この露光量調節は、結合されたプッシュロッドに取り付けたモータにより自動的に行うよう構成してもよい。照明フィールドの露光量調節は使用するレチクル毎に行うが、その調節は容易である。 
【００２０】
本発明の別の実施例では、様々な形状のパターンを個別に転写することにより、感光性レジストすなわちフォトレジストの塗布されたウェーハ等の感光性基板上における像形成が最適化される。図８の（１）と（２）には様々なタイプの形状を有したレチクルが示されている。図示の垂直レチクル４１０は垂直形状タイプ４１２を有している。水平レチクル４１２は水平形状タイプ４１６を有する。垂直レチクル４１０上に示されている垂直形状タイプ４１２は例示のため単純化されている。実際には垂直レチクル４１０は、感光性基板すなわちフォトレジストの塗布された基板に転写するための多数の素子から構成されていることに注意されたい。ただし、垂直レチクル４１２がその上部に有する形状タイプは大多数が、垂直に方向付けられた線等の垂直形状タイプである。同様に、図８（２）には水平形状タイプ４１６を有した水平レチクル４１４が示されている。垂直レチクル４１０と同様、水平レチクル４１４が上部に有する形状タイプは比較的多数の水平形状タイプ４１６、すなわち主として水平方向に方向付けされた線であり、垂直形状タイプ４１２は水平形状タイプ４１６に直交している。水平および垂直という用語はここでは相対的に用いられており、単に利便性のためである。形状タイプの水平及び垂直方向性は図９の（１）と（２）に示したように、レチクルに対して回転させることができる。図９（１）では、第１レチクル４１８は上部に第１形状タイプ４２０を有している。図９（２）では、第２レチクル４２２が上部に第２形状タイプ４２４を有している。第１と第２形状タイプ４２０、４２４はレチクルの方向に対して異なった角度で配置することもできるが、互いに直交させるのが望ましい。 
【００２１】
図１０にはリソグラフィー技術により製造された半導体デバイスの一部の断面図が示されている。基板４２６の上には第１の線４２８と第２の線４３０が配設されている。図１０には一層しか示されてないが、典型的には製造される半導体デバイスの種類に応じて様々な層が付加される。第１線４２８は水平幅Ｗと隣接する線間の間隔を有する。ただし、線幅という用語は隣接する線４２８、４３０間の間隔を指す場合もある。 
【００２２】
図１１は、図１０の基板４２６上に形成された第１線４２８の平面図である。第１線４２８は第１エッジ４３２と第２エッジ４３４を有する。エッジ４３２と４３４は直線として線幅を均一にするのが一般的には望ましい。既存の技術では２０ナノメートル程度の微細な線幅の場合、均一な線幅、よって真っ直ぐなエッジを得るのが非常に難しい。従って、線の途中の幅が図示の幅Ｗ’のように狭くなったり、幅Ｗ”のように広くなったりすることがある。本発明の本実施例によれば、形状タイプに関わらず線幅の変動が低減される。 
【００２３】
図１２は本発明による照明フィールド、従って露光を調節することにより様々な選択された形状タイプが使用された線幅をより均一にするための実施例をブロック図で表したものである。ブロック４３６は例えば垂直又は水平方向性の形状等、最適化する形状タイプを１つ選択するステップである。ブロック４３８は最適化するために選択された形状タイプのレチクルを使用するステップである。ブロック４４８は、照明フィールドを調節して露光を最適化し、変動の少ない、より均一な線幅を得るためのステップである。照明フィールドを調節するステップは本発明の可調節スリットを使用して行うのが好適である。例えば、線幅が比較的狭い場合、可調節スリットを線幅の狭い部分の場所において照明フィールドに挿入することにより電磁放射照明を阻止し、露光を低減して、処理後に得られる線幅を増大させる。線幅が比較的広い場合、可調節スリットを調節して該線幅の広い部分における電磁放射光を増大することにより露光量を増やし、該幅広部分の線幅を低減する。ブロック４４２は調節された照明フィールドから得られる露光量で感光性基板を露光するステップである。結果として、線幅均一性が大幅に改善される。図１２に示した方法は所望の形状タイプの数だけ繰り返すが、直交した２つだけの選択形状タイプを選択するのが好適である。該２個の選択された形状タイプは好適には垂直および水平方向性で互いに直交しているのが好ましいが、どのような角度方向性を有していても構わない。本発明の実施により、２０ナノメートル程度の線幅の微小素子ないし形状を、線幅の５０％にもわたって調節できる。 
【００２４】
本発明は特に遠紫外線ステップアンドスキャン式リソグラフィーシステムに好適である。スキャニングシステムにおいては、様々な変数や要素によりリソグラフィー装置が特有のシグナチュアを有するようになることがある。このシグナチュアにより、線幅の転写ないしプリントが変動することがある。本発明は照明フィールド又はスロットを調節してリソグラフィー装置のシグナチュアを補償するが、線幅を最適化するためには異なる形状タイプに応じて様々な調節が必要である。照明フィールドないしスロットに沿った位置の関数としての線幅変動は様々な形状タイプ方向性に依存して変化する。つまり、形状の方向性に依存して焦点面シフトが異なることを意味する。一般に、この差は同相焦点面シフトと異相焦点面シフトの組み合わせとして表される。同相焦点面シフトでは、水平と垂直の両方の形状タイプが共通に同様に影響すなわち調節される。異相モード焦点面シフトでは水平と垂直それぞれの形状タイプが別個に影響される。同相焦点面シフトは光学的フィールドアパーチャ、レチクル／ステージ平面度及びその他の変数から生じる。異相モード焦点面シフトは非点収差と水平垂直バイアスから生ずる。様々な形状タイプを有する様々なレチクルの使用により処理時間が増大することもあるが、そのような付加的な処理時間は、実際にはデバイスの製造に必要な層全体のわずかな部分から成る臨界的に重要な層のみに必要である。よって、処理時間の増大は比較的小さく抑えられる。本発明の本実施例の方法を実施する際には、線幅補正を要する形状タイプの１つ１つについて、照明フィールド即ちスロットの長手方向に沿った場所において線幅変動を測定する。これはまず最初に測定値の取られたテストパターン等の公知の方法で行うことができる。測定された線幅変動補正の必要量は、それぞれの形状タイプ用の必要露光量プロファイルに変換される。この露光量プロファイルに基づいて、それぞれの形状タイプの線幅に必要とされる可調節スリットの設定値が決定される。本発明のこの実施例の方法においては、既述の可調節スリットかそれと同等ないし類似の構造を利用して、照明フィールドすなわちスロットに沿った照明エネルギを変化させることができる。多重露光技術により感光性基板を複数回露光するが、その際露光の度毎に、１つの形状タイプを有した異なるレチクルが使用される。個々の露光中、照明フィールドが、それぞれの形状タイプ用に測定ないし計算された線幅変動補正量に従って可調節スリットにより調節される。一般的には２個のレチクルが使用されて２回の異なる露光が行われる。それぞれのレチクルが特定の形状タイプのみを有し、水平および垂直バイアスが補正される。レチクルのデザイン内に特別な線終端形状を挿入して、互いに異なる方向性の形状を突き合わせる必要のある場所での良好な綴じ合わせを得ることができる。 
【００２５】
可調節スリットは異なる形状タイプを異なるレチクルで露光する度毎に手動で交換することができる。可調節スリットはさらに、適当な周知のモータ、センサ、及び可調節スリットの様々な位置を設定するためのソフトウェア操作により容易に自動化できる。よって、可調節スリットを素早く正確に設定することができ、スリット並びに照明フィールドエネルギを調節するための時間を大幅に縮小できる。レチクル交換時間を低減するために、水平と垂直の２種類の形状タイプを有するレチクルを１つの基板に配設することもできる。これは通常のレチクルでフィールドサイズを失うことなく可能である。 
【００２６】
したがって、本発明の本実施例によればスキャニングリソグラフィー装置におけるシステム性能が大幅に改善され、微細な形状寸法ないし線幅の製造制御が可能となる。 
【００２７】
また、本発明によれば、矩形照明フィールドないしスリットの調節が非常に容易になり、特にスキャニングリソグラフィーシステムにおいて有用な均一性の改善された照明が得られる。結合されたブレードの組により滑らかな移行が得られるため、照明エネルギの調節機能が大幅に向上し、その結果半導体ウェーハ等、感光性レジストの塗布された基板の露光が均一化される。さらに、本発明の実施例による照明フィールドの調節方法によれば、比較的形状寸法の小さい素子の線幅の制御が大幅に容易となる。 
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明矩形照明フィールドの照明プロファイルと本発明の適用を示す図である。
【図２】図２は、照明エネルギを示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施例を示す図である。
【図４】図４は、本発明によるブレードの移動を示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施例の一部の断面図である。
【図６】図６は、本発明の斜視図である。
【図７】図７は、本発明の方法のステップを示すブロック図である。
【図８】図８は、垂直および水平形状を有するレチクルの図である。
【図９】図９は、第１および第２の形状を有するレチクルの図である。
【図１０】図１０は、基板上にリソグラフィーにより形成されたラインの断面図である。
【図１１】図１１は、リソグラフィーにより形成されたラインの一部の平面図である。
【図１２】図１２は、本発明の別の実施例の方法ステップを示すブロック図である。
【図１】
2008172256.tif 000003
【図２】
2008172256.tif 000004
【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】
2008172256.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年1月25日(2008.1.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトリソグラフィーで使用される像転写方法であり、以下のステップすなわち、
制御すべき形状タイプを選択し、
選択された形状タイプのパターンを有するレチクルを使用し、
感光性基板の露光が最適化されるよう、該選択された形状タイプに基づいて照明フィールドを調節し、
感光性基板をレチクルの像で露光するステップを有したことにより、パターンの線幅変動が制御される、像転写方法。 
【請求項２】
前記使用、調節、露光ステップを、別の選択された形状タイプで繰り返す、請求項１記載の方法。 
【請求項３】
選択された形状タイプと、別の選択された形状タイプが互いに直交する方向性を有している、請求項２記載の方法。 
【請求項４】
選択された形状タイプと、別の選択された形状タイプが、レチクルに対してそれぞれ水平及び垂直な方向性を有している、請求項３記載の方法。 
【請求項５】
選択された形状タイプと、別の選択された形状タイプが、レチクルに対して非対称の方向性を有している、請求項３記載の方法。 
【請求項６】
選択された形状タイプと、別の選択された形状タイプが、レチクルに対して４５度の傾斜を有する、請求項５記載の方法。 
【請求項７】
照明フィールドを調節するステップにおいて、電磁放射光の一部が照明フィールドの１つのエッジに沿って制御可能に阻止される、請求項１記載の方法。 
【請求項８】
フォトリソグラフィーにおいて転写像の線幅を制御するための方法であり、以下のステップすなわち、
制御すべき第１の形状タイプを選択し、
主として第１形状タイプから構成された第１パターンを有した第１レチクルを使用し、
照明フィールドを調節して照明フィールドの様々な場所に照射される電磁放射光を制御し変化させ、第１レチクルの第１パターンの第１形状タイプに基づいて、感光性基板に転写される際の線幅の変動を低減し、
感光性基板を第１レチクルの像で露光し、
制御すべき第２の形状タイプを選択し、該第２の形状タイプは第１の形状タイプと直交する方向性を有し、
主として第２形状タイプから構成された第２パターンを有する第２レチクルを使用し、
照明フィールドを調節して照明フィールドの様々な場所に照射される電磁放射光を制御し変化させることにより、感光性基板に転写する際の第２レチクルの第２パターンの第２形状タイプに基づいて線幅変動を低減し、
感光性基板を第２レチクルの像で露光するステップを有し、
感光性基板上に再生された像の線幅変動が垂直および水平方向性の両面において低減される、フォトリソグラフィーにおいて転写像の線幅を制御するための方法。 
【請求項９】
長形の照明フィールドを調節して所定の露光量の電磁放射光を感光性レジストで覆われた基板に照射するための方法であり、該方法は以下のステップすなわちレチクルの長さに沿った複数の異なる線幅の場所と幅を決定し、
レチクルの長さに沿った対応する場所における複数の様々な線幅の関数として露光量を決定し、
対応する場所の照明フィールドを前記露光量に調節する、ステップを有し、
複数の異なる線幅の場所と線幅の関数として所定露光量を得ることにより全体露光量が最適化され、システム性能を高めることのできる方法。 
【請求項１０】
所定の露光量の電磁放射光を得るために照明フィールドを調節する方法において、以下のステップ結合された複数のプッシュロッドを照明フィールド内に挿入し、
照明フィールドの長手方向に沿った所望の露光量を、転写しようとする形状の線幅の関数として決定し、
前記複数の結合されたプッシュロッドを個々に調節して所定量の電磁放射光を阻止することにより、所定の露光量を照明フィールドの長手方向に沿って得、
照明フィールドを基板上でスキャンすることにより、感光性レジストで覆われた基板を露光するステップを有し、
形状の転写が改善されることによりシステム性能を向上することができる方法。 
【請求項１１】
照明フィールドが矩形である、請求項１０記載の方法。 
【請求項１２】
前記複数の結合されたプッシュロッドのそれぞれを調節するステップにより、照明フィールドの長手方向に沿って実質的に一定の線幅対露光量比が得られる、請求項１０記載の方法。