(57)【要約】【課題】所望の照明モードを提供するため、迅速かつ安価に組み立てることができる光学エレメントを提供する。【解決手段】リソグラフィ装置に使用する光学エレメントを組み立てる部品のキットは、光を放射システムの瞳面にある個々の領域に配向したり、入射放射線の偏光状態を変更したりする多数の異なる小さい部品を備える。以前に製造した部片を選択し、光学エレメントに組み込んで、所望の強度分布を迅速に生成する。光学エレメントは、分解して、部片を再使用することができる。【選択図】　　　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィ装置の放射システムの面において入射放射線の所望の変更を実行する光学エレメントを組み立てる部品のキットで、
−以前に製造され、それぞれが入射放射線に影響を及ぼす複数の光学コンポーネントを備え、前記光学コンポーネントのうち少なくとも一部の前記影響が、他の前記光学コンポーネントの前記影響とは異なり、さらに、
−前記複数の光学コンポーネントのユーザが選択可能なサブセットをアレイ内に保持する支持部とを備える部品のキット。
【請求項２】
前記光学コンポーネントのうち少なくとも一部の前記影響が、入射放射線の方向の変化である、請求項１に記載の部品のキット。
【請求項３】
前記光学コンポーネントが全て、入射放射線を４つの相互に対称の方向に配向する、請求項２に記載の部品のキット。
【請求項４】
前記光学コンポーネントが全て、入射放射線を、前記リソグラフィ装置の瞳面の一象限にある個々の領域に配向する、請求項２に記載の部品のキット。
【請求項５】
前記光学コンポーネントが全て、形状が正方形で、入射放射線を、前記リソグラフィ装置の瞳面の象限一つの１／２にある個々の領域に配向する、請求項２に記載の部品のキット。
【請求項６】
前記光学コンポーネントが、回折、屈折、反射、および拡散光学コンポーネントを備える光学コンポーネントのグループから選択される、請求項２から５いずれか１項に記載の部品のキット。
【請求項７】
前記光学コンポーネントのうち少なくとも一部の前記影響が、入射放射線の偏光状態の変化である、請求項１から６いずれか１項に記載の部品のキット。
【請求項８】
前記光学コンポーネントが、前記偏光状態の回転を実行する光学コンポーネント、および前記入射放射線の少なくとも部分的偏光を実行する光学コンポーネントを備える光学コンポーネントのグループから選択される、請求項７に記載の部品のキット。
【請求項９】
前記光学コンポーネントのうち少なくとも一部の前記影響が、入射放射線の方向および偏光状態両方の変化である、請求項１から８いずれか１項に記載の部品のキット。
【請求項１０】
前記支持部が、前記入射放射線に対して部分的に透過性である、請求項１から９いずれか１項に記載の部品のキット。
【請求項１１】
前記支持部が、入射放射線を狭い角度範囲に配向する板状光学エレメントを備える、請求項１０に記載の部品のキット。
【請求項１２】
前記光学コンポーネントが屈折性楔を備える、請求項１１に記載の部品のキット。
【請求項１３】
リソグラフィ装置の放射システムの面において入射放射線の所望の変更を実行する光学エレメントを組み立てる方法で、
−以前に製造され、入射放射線に対して異なる影響を及ぼす複数の光学コンポーネントから、所望の変更を実行する光学コンポーネントを選択するステップと、−前記光学エレメントを形成するため、選択した光学コンポーネントを支持部上のアレイに装着するステップとを含む方法。
【請求項１４】
前記以前に製造された複数の光学コンポーネントが、前記入射放射線の変更を実行する複数の第１光学コンポーネント、および前記入射放射線の偏光状態の変更を実行する複数の第２光学コンポーネントを備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記光学コンポーネントが、前記支持プレート上に着脱自在に装着される、請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１６】
リソグラフィ装置の放射システムの面において入射放射線の所望の変更を実行する光学エレメントで、
−以前に製造され、それぞれが入射放射線に影響を及ぼす複数の光学コンポーネントを備え、前記光学コンポーネントのうち少なくとも一部の前記影響が、他の前記光学コンポーネントの前記影響とは異なり、さらに、
−前記複数の光学コンポーネントのユーザが選択可能なサブセットをアレイ内に保持する支持部を備える光学エレメント。
【請求項１７】
前記光学コンポーネントが、方向転換光学コンポーネント、偏光変更光学コンポーネント、および入射放射線の方向および偏光状態両方の変更を実行する光学コンポーネントを備える光学コンポーネントのグループから選択される、請求項１６に記載の光学エレメント。
【請求項１８】
前記支持部が、入射放射線を狭い角度範囲に配向する板状光学エレメントを備える、請求項１６または１７に記載の光学エレメント。
【請求項１９】
前記以前に製造された複数の光学コンポーネントが、前記入射放射線の偏光状態の変更を実行する第１層の光学コンポーネントと、前記入射放射線の方向の変更を実行する第２層の光学コンポーネントとを備える、請求項１６または１７に記載の光学エレメント。
【請求項２０】
前記光学コンポーネントが、前記支持プレートに着脱自在に装着される、請求項１６から１９いずれか１項に記載の光学エレメント。
【請求項２１】
リソグラフィ装置で、
−投影放射ビームを提供する放射システムと、
−パターン形成手段を支持する支持構造とを備え、パターン形成手段は、所望のパターンに従って投影ビームにパターンを形成する働きをし、さらに、
−基板を保持する基板テーブルと、
−パターン形成したビームを基板の標的部分に投影する投影システムとを備え、前記投影システムが、放射システムの面において入射放射線に所望の変更を実行する光学エレメントを備え、光学エレメントが、以前に製造され、前記入射放射線に異なる影響を及ぼす複数の光学コンポーネントのうちユーザが選択可能なサブセットを、支持部上のアレイ内に装着することによって組み立てられることを特徴とするリソグラフィ装置。
【請求項２２】
デバイス製造方法で、
−基板を提供するステップと、
−放射システムを使用して投影放射ビームを提供するステップと、
−パターン形成手段を使用して、投影ビームの断面にパターンを与えるステップと、
−パターン形成した放射ビームを基板の標的部分に投影するステップとを含み、前記放射システムの面において入射放射線に所望の変更を実行するため、光学エレメントを配置し、光学エレメントが、以前に製造され、前記入射放射線に異なる影響を及ぼす複数の光学コンポーネントのうちユーザが選択可能なサブセットを支持部上のアレイ内に装着することによって組み立てられることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リソグラフィ装置に使用する入射放射線に所望の変更を実行する光学エレメントの組立に関し、装置は、
−投影放射ビームを供給し、前記光学エレメントを含む放射システムと、
−パターン形成手段を支持する支持構造とを備え、パターン形成手段は、所望のパターンに従って投影ビームにパターンを形成する働きをし、さらに、
−基板を保持する基板テーブルと、
−パターン形成したビームを基板の標的部分に投影する投影システムとを備える。
【０００２】
【従来の技術】
「パターン形成手段」という用語は、本明細書では、入射放射ビームに、基板の標的部分に生成すべきパターンに対応するパターン化した断面を与えるために使用できる手段を指すよう、広義に解釈されたい。「光弁」という用語も、この文脈で使用することができる。通常、前記パターンは、集積回路または他のデバイス（以下参照）など、標的部分に生成されるデバイスの特定の機能層に対応する。このようなパターン形成手段の例は、以下を含む。
−マスク。マスクの概念はリソグラフィでよく知られ、バイナリ、交互位相ずれ、および減衰位相ずれなどのマスク・タイプ、さらに様々な混合マスク・タイプを含む。このようなマスクを放射ビームに入れると、マスク上のパターンに従い、マスクに衝突する放射線の選択的透過（透過性マスクの場合）または反射（反射性マスクの場合）を引き起こす。マスクの場合、支持構造は概ねマスク・テーブルであり、これによって、マスクを確実に入射放射ビームの所望の位置に保持することができ、所望に応じてビームに対して移動させることができる。
−プログラマブル・ミラー・アレイ。このようなデバイスの一例は、粘弾性制御層および反射面を有するマトリックス・アドレス可能表面である。このようなデバイスの基本的原理は、このようなデバイスは、（例えば）反射面のアドレス指定された区域が入射光を回折光として反射し、アドレス指定されない区域は、入射光を非回折光として反射する、ということである。適切なフィルタを使用すると、前記非回折光を反射したビームから除去し、回折光のみを残すことができ、この方法で、ビームは、マトリックス・アドレス可能表面のアドレス指定パターンに従ってパターン形成される。プログラマブル・ミラー・アレイの代替実施形態は、微小なミラーのマトリックス構成を使用し、これはそれぞれ、適切な局所的電界を加えるか、圧電起動手段を使用することにより、軸線の周囲で個々に傾斜させることができる。この場合も、ミラーはマトリックス・アドレス可能であり、したがってアドレス指定されたミラーは、入射放射ビームを異なる方向でアドレス指定されていないミラーへと反射し、この方法で、反射ビームは、マトリックス・アドレス可能ミラーのアドレス指定パターンに従ってパターン化される。必要なマトリックス・アドレス指定は、適切な電子手段を使用して実行することができる。上述した状況の両方で、パターン形成手段は、１つまたは複数のプログラマブル・ミラー・アレイを備えることができる。本明細書で言及するミラー・アレイのさらなる情報は、例えば米国特許第５，２９６，８９１号および米国特許第５，５２３，１９３号および国際ＰＣＴ特許出願第９８／３８５９７号および第９８／３３０９６号で見ることができ、これは参照により本明細書に組み込まれる。プログラマブル・ミラー・アレイの場合、前記支持構造は、例えば必要に応じて固定するか、移動可能な枠またはテーブルとして実現することができる。
−プログラマブルＬＣＤ。このような構造の例が米国特許第５，２２９，８７２号で与えられ、これは参照により本明細書に組み込まれる。上記のように、この場合の支持構造は、例えば必要に応じて固定するか、移動可能な枠またはテーブルとして実現することができる。
単純にするため、本明細書ではこれ以降、特定の位置で、マスクおよびマスク・テーブルを含む例を特に指向するが、このような場合に検討する一般的原理は、上述したようなパターン形成手段というより広義の文脈で考察されたい。
【０００３】
リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造に使用することができる。このような場合、パターン形成手段は、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成することができ、このパターンを、放射線感受性材料（レジスト）の層で被覆してある基板（シリコン・ウェーハ）上の標的部分（例えば１つまたは複数のダイを備える）に衝突させることができる。概して、１枚のウェーハが、隣接する標的部分でできた全ネットワークを含み、投影システムを介して投影部分を一度に一つずつ連続的に照射する。マスク・テーブル上のマスクによるパターン形成を使用する現在の装置では、２つの異なるタイプの機械を区別することができる。一方のタイプのリソグラフィ装置では、マスク・パターン全体を標的部分に１回で曝露させることにより、各標的部分を照射し、このような装置はウェーハ・ステッパと一般に呼ばれる。一般に走査ステップ式装置と呼ばれる代替装置では、所定の基準方向（「走査方向」）にて投影ビームでマスク・パターンを走査しながら、同時にこの方向に平行または逆平行に基板テーブルを走査することにより、各標的部分を照射する。概して、投影システムは倍率Ｍ（通常＜１）を有するので、基板テーブルを走査する速度Ｖは、倍率Ｍにマスク・テーブルを走査するそれを掛けた値である。本明細書で述べるリソグラフィ装置に関するさらなる情報は、例えば米国特許第６，０４６，７９２号で見ることができ、これは参照により本明細書に組み込まれる。
【０００４】
リソグラフィ装置を使用する製造プロセスでは、（例えばマスクの）パターンを、少なくとも部分的に放射線感受性材料（レジスト）の層で覆われた基板に撮像する。この撮像ステップの前に、基板には、下塗り、レジスト被覆およびソフト・ベークなどの様々な手順を実行することができる。露光後、基板は、現像前ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハード・ベークおよび撮像機構の測定／検査など、他の手順を実行することができる。この一連の手順は、ＩＣなど、デバイスの個々の層にパターン形成するベースとして使用される。このようなパターン形成した層は、次に、エッチング、イオン注入（ドーピング）、メタライゼーション、酸化、化学機械的研磨など、様々なプロセスを実施することができ、これは全て、個々の層を仕上げるためのものである。幾つかの層が必要な場合は、手順全体、またはその変形を、新しい層ごとに反復しなければならない。最終的に、基板（ウェーハ）上に列状のデバイスが存在することになる。次に、このデバイスを、ダイシングまたはソーイングなどの技術で相互から分離し、個々のデバイスをキャリアに装着するか、ピンに接続するなどできる。このようなプロセスに関するさらなる情報は、例えばＰｅｔｅｒ　ｖａｎ　Ｚａｎｔｏ著の著書「Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ　Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：　Ａ　Ｐｒａｃｔｉｃａｌ　Ｇｕｉｄｅ　ｔｏ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」第３版（ＭｃＧｒａｗ　Ｈｉｌｌ　Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ　Ｃｏ．，　１９９７，　ＩＳＢＮ　０−０７−０６７２５０−４）から獲得することができ、これは参照により本明細書に組み込まれる。
【０００５】
単純にするため、投影システムをこれ以降「レンズ」と呼ぶが、この用語は、例えば屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系など、様々なタイプの投影システムを含むものと広義に解釈されたい。放射システムは、投影放射ビームを配向、形成または制御するため、これらの設計タイプのいずれかに従い作動するコンポーネントも含むことができ、このようなコンポーネントは、以下では包括的または単独に「レンズ」と呼ぶこともできる。さらに、リソグラフィ装置は、２つ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「多段」機械では、追加のテーブルを平行にして使用するか、１つまたは複数のテーブルで準備ステップを実行し、１つまたは複数の他のテーブルを露光に使用することができる。二段リソグラフィ装置が、例えば米国特許第５，９６９，４４１号および国際特許第９８／４０７９１号に記載され、これは参照により本明細書に組み込まれる。
【０００６】
リソグラフィの技術では、マスク・パターンを照明する角度を適切に選択することにより、マスク・パターンの像を改良し、プロセス・ウィンドウを拡大できることが、よく知られている。ケーラー照明構成を有する装置では、マスクを照明する光の角度分布が、照明システムの瞳面の強度分布によって決定され、これを２次光源と認識することができる。照明モードは、通常、瞳面の強度分布の形状に言及して説明する。従来の照明、つまり０から特定の最大角度までの全角度から均等に照明するには、瞳面に均一な円盤形の強度分布が必要である。他の一般的に使用される強度分布は、瞳面の強度分布が環帯である環状の、瞳面に２つの極がある双極照明、および瞳面に４つの極がある四極照明である。これらの照明機構を生成するため、様々な方法が提示されてきた。例えば、ズーム・レンズとアキシコンとの組合せであるズーム・アキシコンを使用して、従来通りの照明、または制御可能な環帯の内径および外径（σｉｎｎｅｒおよびσｏｕｔｅｒ）を有する環状照明を生成することができる。双極および四極タイプの照明モードを生成するため、空間フィルタの使用が提案されてきたが、これは極があることが望ましい箇所に口を配置した不透明な板であり、光ファイバの可動束がある構成である。空間フィルタの使用が望ましくないのは、その結果として光の損失があり、そのため装置のスループットが減少し、所有するための費用が増加するからである。光ファイバの束を有する構成は複雑で、融通性がない。したがって、瞳面に所望の強度分布を形成するため、例えば回折または屈折光学エレメントなどの光学エレメントを使用することが提案されてきた。例えば欧州特許出願第０９４９５４１Ａ号および第１１０９０６７Ａ号を参照されたい。これらの文書は、特に、混合または「柔らかい」照明モードを生成できるよう、四極照明または従来の照明モードを形成するなど、領域によって効果が異なる回折光学エレメントについて記載している。回折光学エレメントは、現在、クォーツまたはＣａＦ２基板の表面の部分によって異なるパターンをエッチングすることによって作成されている。
【０００７】
回折光学エレメントは、瞳面の強度分布を決定する上で大きな自由を提供し、したがって理論上、所定のマスク・パターンで、最適な結果を与える照明モード、つまり最大のプロセス窓を使用できるようになる。しかし、最適な照明はパターンによって異なり、したがって最適な照明設定を使用するには、照明すべきパターンごとに注文製造の回折光学エレメントが必要になる。しかし、実際には、回折光学エレメントの製造に数ヶ月かかり、したがって大抵の場合は実際的でない。したがって、デバイス製造業者は、様々なタイプのパターンにとって適切な回折光学エレメントのコレクションを有し、撮像すべき所定のマスク・パターンにとって最適なものに最も近いエレメントを選択する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
所望の照明モードを提供するため、迅速かつ安価に組み立てることができる光学エレメントを提供することが、本発明の目的である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以上およびその他の目的は、本発明に従い、リソグラフィ装置の照射システムの面において入射放射線の所望の変更を実行するため、このような光学エレメントを組み立てるための部品のキットを提供することにより達成され、部品のキットは、以前に製造され、それぞれが入射放射線に影響を与える複数の光学コンポーネントを備え、前記光学コンポーネントの少なくとも一部の前記効果は、他の前記光学コンポーネントの前記効果とは異なり、さらにアレイ中の前記複数の光学コンポーネントのうちユーザが選択可能なサブセットを保持するホルダを備える。
【００１０】
光学エレメントは、以前に製造され、ホルダ上のアレイに組み込まれた複数の光学コンポーネントから構築されるので、例えば放射システムの瞳面における所望の強度分布など、所望の効果を生成できる光学エレメントを迅速かつ容易に生成することが可能である。したがって、例えば注文製造の回折光学エレメントなどの構築で発生するもの以外に、遅延や費用が発生することなく、所定のマスク・パターンのために最適の、または最適に非常に近い照明パターンを使用することが可能である。光学コンポーネントは、偏光状態で、光の方向転換および／または回転などの変更を実行することができる。
【００１１】
方向転換する光学コンポーネントは、入射放射線の角度分布と放出放射線の角度分布との間で変換を実行するものと見なすことができ、したがって放射線角度分布変換コンポーネントと呼んでもよい。所定の入射放射線の角度分布および所望の放出放射線の角度分布について、変換体系を決定することができる。次に、この体系を実行する光学コンポーネントを選択し、組み立てて、光学エレメントを形成する。
【００１２】
光学エレメントは回折タイプ、つまり回折という光学現象に基づくタイプでよい。この場合、本発明による部品のキットを構成する光学コンポーネントは、それぞれが光を一つの（または４つの対称の）方向に配向する大きい回折光学エレメントの設置を従来通りに製造し、次に大きい回折光学エレメントを幾つかのそれぞれが小さい部片に分割することによって形成することができる。分割の方向が、光学コンポーネントの方向転換角度をほぼ決定する。回折光学エレメントは、一般に、特定の波長用に設計される。本発明による部品のキットは、例えば放射線ビームと等しい第１波長および可視スペクトルまたは赤外線スペクトルでよい補助ビームと等しい第２波長など、幾つかの異なる波長用に設計された回折光学コンポーネントを備える。
【００１３】
光学コンポーネントは屈折性、つまり例えば楔と倍率とを組み合わせた形態（球形レンズ）など、屈折の光学現象に基づくものでもよい。屈折性エレメントは、回折性エレメントより透過性が高く、したがってスループットが大きいので、有利である。
【００１４】
光学コンポーネントは、反射性でもよく、最終的に拡散性でもよく、これは以下では入射放射線を狭い角度範囲に配向する効果を有するものと定義される。
【００１５】
偏光状態変更光学コンポーネントは、例えば１／４ラムダまたは１／２ラムダ・プレートのように、入射放射線の偏光状態を回転することができる。これは、入射放射線の特定の成分を除去することにより、入射放射線を、例えば直線的に偏光した放射線に偏光することもできる。
【００１６】
最も望ましい照明モードは、直交軸線を中止に鏡面対称を呈する。つまり、瞳面の強度分布の４つの象限が、相互に鏡像である。したがって、光学コンポーネントはそれぞれ、光を４つの鏡面対称の方向に配向することが好ましい。リソグラフィ装置の放射システムが、ロッド・タイプの積算器を有し、これが照明放射線をロッドの４つの直交面から複数方向に内部反射させ、したがって４つの象限が相互に鏡像になる場合でも、各光学コンポーネントが光を４つの鏡面対称方向に配向することが望ましい。というのは、瞳面の各ポイントが、複数の光学コンポーネントから光を受けるので、光学コンポーネント間の透過性の差、または光学エレメントの不均一な照明のため、均一性が改善され、感度が低下するからである。
【００１７】
光学コンポーネントは、モザイク状の形状を有する、つまり連続して反復すると光学エレメントの表面の大部分を覆い、４つの異なる方向に装着できるよう、９０°の回転対称を有することが好ましい。後者の場合は、入射放射線を瞳面の一象限の個々の領域に配向する光学コンポーネントを設けるだけでよい。瞳面の残りは、単に、光学コンポーネントを様々な方向で装着することによって充填することができる。ロッド・タイプの積算器を使用する場合は、個々の領域が瞳面の象限の１／２に減少する。
【００１８】
光学コンポーネントの都合のよいホルダは、例えばクォーツ板などの透明な板を備え、その上に光学コンポーネントをアレイ状に置き、さらに剛性構造がアレイを囲み、別の透明な板が頂部にあって、光学コンポーネントを所定の位置に維持する。ホルダは、たった１つの部分的に透過性の板を備え、例えば接合または接着などで光学コンポーネントをその上に固定してもよい。あるいは、光学コンポーネントを、表面に接触させずに相互に接着するか、保持し、支持体上または支持体内に装着してもよい。最後に、ホルダは、２次元のワイヤ・フレーム、または光学コンポーネントを中で滑動させることができる列を生成するＨ字形の輪郭を有するフレームでもよい。
【００１９】
あるいは、光学エレメントは、入射放射線を狭い角度範囲に配向する板状の光学エレメント上に小さい楔を配置して作成することができ、このようなエレメントは、通常、拡散性プレートまたは拡散器として知られている。このような構成の場合、各楔が光を、楔の角度によって決定された角度で配向された細い円錐形に放出する。この構造は比較的簡単かつ安価に作成することができる。
【００２０】
光学コンポーネントは、異なるマスク・パターンでは新しい異なる光学エレメントを生成するため再使用できるよう、支持体に着脱可能な状態で装着することが好ましい。また、光学エレメントは、ウェーハまたはウェーハ・バッチ間で迅速に変更することができ、それによって所定の作業のために最適な照明モードを求める実験が可能である。
【００２１】
本発明は、リソグラフィ装置の放射システムの面において入射放射線の所望の変更を実行する光学エレメントを組み立てる方法も提供し、方法は、
−以前に製造され、入射放射線に対して異なる影響を及ぼす複数の光学コンポーネントから、所望の変更を実行する光学コンポーネントを選択するステップと、−前記光学エレメントを形成するため、選択した光学コンポーネントをアレイに装着するステップとを含む。
【００２２】
光学コンポーネントを選択して、異なる強度の領域を有する強度分布を生成する際に、ユーザは、可能な限り所望の強度の比率に近い比率で、放射線を異なる領域に配向する幾つかの光学コンポーネントを選択することが好ましい。光学エレメントを構築するため、ユーザは、以前に製造された複数の光学コンポーネントから適切なものを選択肢、それを適切なホルダに装着する。例えば回折光学エレメントなどの合計製造時間は数時間で、これに対して同様の回折光学エレメントを従来通りに製造する場合は、数ヶ月かかる。
【００２３】
本発明は、リソグラフィ装置の放射システムの面において入射放射線に所望の変更を実行する光学エレメントを提供し、光学エレメントは、以前に製造され、それぞれが入射放射線に影響を及ぼす複数の光学コンポーネントを備え、前記光学コンポーネントの少なくとも一部の前記影響は、他の前記光学コンポーネントの前記影響とは異なり、さらに前記複数の光学エレメントのユーザが選択可能なサブセットを、アレイ内に保持する支持部を備える。必要な場合、本発明による光学エレメントは、光学コンポーネントおよび支持部を再使用するため、分解することができる。
【００２４】
さらに、本発明はリソグラフィ装置で、
−投影放射ビームを提供する放射システムと、
−パターン形成手段を支持する支持構造とを備え、パターン形成手段は、所望のパターンに従って投影ビームにパターンを形成する働きをし、さらに、
−基板を保持する基板テーブルと、
−パターン形成したビームを基板の標的部分に投影する投影システムとを備え、前記投影システムが、放射システムの面において入射放射線に所望の変更を実行する光学エレメントを備え、光学エレメントが、以前に製造され、前記入射放射線に異なる影響を及ぼす光学コンポーネントのユーザが選択可能なサブセットを、支持部上のアレイ内に装着することによって組み立てられることを特徴とするリソグラフィ装置を提供する。
【００２５】
さらに、本発明は、デバイス製造方法で、
−基板を提供するステップと、
−放射システムを使用して投影放射ビームを提供するステップと、
−パターン形成手段を使用して、投影ビームの断面にパターンを与えるステップと、
−パターン形成した放射ビームを基板の標的部分に投影するステップとを含み、前記放射システムの面において入射放射線に所望の変更を実行するため、光学エレメントを配置し、光学エレメントが、以前に製造され、前記入射放射線に異なる影響を及ぼす複数の光学コンポーネントのうちユーザが選択可能なサブセットを支持部上のアレイ内に装着することによって組み立てられることを特徴とする方法を提供する。
【００２６】
本明細書では、ＩＣの製造に本発明による装置を使用することを特に言及してきたが、このような装置には他に多くの用途が可能であることが明示的に理解される。例えば、集積光学システム、磁気ドメイン・メモリの案内および検出パターン、液晶表示パネル、薄膜磁気ヘッドなどの製造に使用することができる。このような別の用途の状況では、本明細書で「レチクル」、「ウェーハ」または「ダイ」という用語の使用は、それぞれより一般的な「マスク」、「基板」および「標的部分」という用語に置換されると見なすべきであることが、当業者には理解される。
【００２７】
本明細書では、「放射」および「ビーム」という用語は、紫外線（例えば３６５、２４８、１９３、１５７または１２６ｎｍの波長）およびＥＵＶ（極紫外線、例えば５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）などのあらゆるタイプの電磁放射線、さらにイオン・ビームまたは電子ビームなどの粒子ビームを含むよう使用されている。
【００２８】
次に、本発明の実施形態を、添付の略図に関して例示によってのみ説明する。図では、対応する参照記号は対応する部品を指す。
【００２９】
【発明の実施の形態】
実施形態１
図１は、本発明の特定の実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示す。装置は、
−投影放射ビームＰＢ（例えばＤＵＶ放射線）を供給する放射システムＥｘ、ＩＬを備え、この特定のケースでは、放射システムは放射線源ＬＡも備え、さらに、
−マスクＭＡ（例えばレチクル）を保持するマスク・ホルダを設けた第１オブジェクト・テーブル（マスク・テーブル）ＭＡと、
−基板Ｗ（例えばレジストを被覆したシリコン・ウェーハ）を保持する基板ホルダを設けた第２オブジェクト・テーブル（基板テーブル）ＷＴと、
−マスクＭＡの照射部分を基板Ｗの標的部分Ｃ（例えば１つまたは複数のダイを備える）に撮像する投影システム（「レンズ」）ＰＬ（例えば屈折性、反射性または反射屈折性システム）とを備える。
本明細書では、装置は透過タイプである（つまり透過性マスクを有する）。しかし、概して、例えば反射性マスクを有する反射タイプでもよい。あるいは、装置は、例えば上述したタイプのプログラマブル・ミラー・アレイなど、別の種類のパターン形成手段を使用してもよい。
【００３０】
ソースＬＡ（例えばエキシマ・レーザ）は放射線ビームを生成する。このビームは、直接または例えばビーム拡張器Ｅｘなどの調整手段を横断した後、照明システム（照明器）ＩＬに供給される。照明器ＩＬは、ビームの角度強度分布を調節する調節手段ＡＭを備えてもよい。概して、放射システムの瞳面の強度分布のうち、少なくとも外径および／または内径方向の範囲（通常それぞれ外σまたは内σと呼ぶ）を調節することができる。また、照明器ＩＬは、通常、積算器ＩＮおよび集光器ＣＯなど、他の様々な構成要素を備える。この方法で、マスクＭＡに衝突するビームＰＢは、その断面に所望の均一性および強度分布を有する。図１に関して、ソースＬＡは、（ソースＬＡが例えば水銀灯の場合に往々にしてあるように）リソグラフィ投影装置のハウジング内にあってもよいが、リソグラフィ投影装置から離れ、これが生成する放射線ビームを（例えば適切な配向ミラーの助けにより）装置内に案内してもよく、後者のシナリオは、ソースＬＡがエキシマ・レーザである場合に多い。本発明および請求の範囲は、これらのシナリオ双方を含む。
【００３１】
ビームＰＢはその後、マスク・テーブルＭＡ上に保持されたマスクＭＡと交差する。マスクＭＡを横断した後、ビームＰＢはレンズＰＬを通過し、これはビームＰＢを基板Ｗの標的部分Ｃに集束させる。干渉測定手段ＩＶの助けにより、例えばビームＰＢの路に異なる標的部分Ｃを配置するよう、基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる。マスクＭＡは、例えばマスク・ライブラリから機械的に取り出した後、または走査中に、ビームＰＢの路に対して位置決めすることもできる。概して、オブジェクト・テーブルＭＴ、ＷＴの動作は、長ストローク・モジュール（粗い位置決め）および短ストローク・モジュール（細かい位置決め）の助けで実現され、これは図１には明示的に図示されていない。しかし、（走査ステップ式装置とは異なり）ウェーハ・ステッパの場合、マスク・テーブルＭＴは、短ストローク・アクチュエータに接続するだけか、固定することができる。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスク位置合わせマークＭ１、Ｍ２および基板位置合わせマスクＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。
【００３２】
図示の装置は、次の２つの異なるモードで使用することができる。
１．ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴを基本的に静止状態に維持し、マスク像全体を１回で（つまり「フラッシュ」１回で）標的部分Ｃに投影する。次に、異なる標的部分ＣをビームＰＢで照射できるよう、基板テーブルＷＴをｘおよび／ｙ方向にシフトさせる。
２．走査モードでは、基本的に同じシナリオが当てはまるが、所定の標的部分Ｃを１回の「フラッシュ」で露光しない。代わりに、投影ビームＰＢがマスク像を走査するよう、マスク・テーブルＭＴを速度ｖで所定の方向（いわゆる「走査方向」、例えばｙ方向）に移動させ、それと同時に基板テーブルを速度Ｖ＝Ｍｖで同方向または反対方向に移動させ、ここでＭはレンズＰＬの倍率（通常はＭ＝１／４または１／５）である。この方法で、解像度を妥協することなく、比較的大きい標的部分Ｃを露光することができる。
【００３３】
本発明の照明器の実施形態を、図２に示す。これは、ビーム路２２内の光学エレメント１０、およびビーム路内の光学エレメント１０に置換できる他の光学エレメントへのアクセスを有する光学エレメント交換器１２を有する。交換器１２は、幾つかの光学エレメントを備え、選択された光学エレメントをビーム路に配置するよう制御可能な回転ラックまたは回転式ディスク、または例えば写真スライド・プロジェクタで使用するような「スライドイン・スライドアウト」機構など、光学エレメントをビーム路に出し入れするのに適切な手段を備えることができる。
【００３４】
光学エレメント１０を通過する放射線は、１枚のレンズ１４によって集光されて、瞳面１６に空間的な強度分布を生成する。代替実施形態では、レンズ１４は複合体であるが、これも本発明に使用することができるズーム・アキシコンとの場合とは異なり、その全ての構成要素は固定される。瞳面は、レンズ１４の後部焦点面に配置される。光学エレメント１０の選択が、照明器の角度強度分布（つまり照明の設定またはモード）を決定する。交換可能な光学エレメント１０がそれぞれ、瞳面１６に特定の強度分布を画定し、これは、例えば環状リング形状の場合、内径および外径によってパラメータ表示することができる。
【００３５】
この実施形態では、１枚の固定レンズ１４および複数の光学エレメント１０が、ズーム・アキシコン・モジュールの様々な（可動）レンズおよび２つの相補的円錐形構成要素を置換する。レンズ１４の後に、放射線は結合レンズ１８によって集積器のロッド２０（または例えばフライズアイ・レンズ）に結合される。結合レンズ１８の軸方向の位置は、その前部焦点面がほぼ瞳面１６と一致するよう選択される。光学エレメントを使用して瞳面における強度分布を完全に画定するこの実施形態は、集積器ロッド２０の入口側における均一性、テレセントリック性および強度分布などの投影ビームの特徴によって示されるような性能に、マイナスの影響を与えない。
【００３６】
交換式光学エレメント１０の少なくとも１つは、本発明による複数の光学コンポーネントから構成した光学エレメントである。このようなコンポーネント３０−１を図３に示す。これは、例えば光学エレメントの部片であり、これは入射放射線を、瞳面１６の領域Ｒ１に対応する角度範囲に配向する。
【００３７】
図４は、ｎ×ｍのアレイの光学コンポーネント３０−１から３０−ｎ．ｍで構成された光学エレメントを示す。光学コンポーネント３０−１から３０−ｎ．ｍは、光を個々の領域Ｒ１からＲｎ．ｍに配向して、所望の照明モードを形成する。図４に示す例では、照明モードは環状モードである（便宜上、領域Ｒ１からＲｎ．ｍの一部のみ図示）。しかし、光学コンポーネント３０−１から３０−ｎ．ｍを適切に選択することにより、ほぼ全ての所望の照明モードを設定することができる。領域Ｒ１からＲｎ．ｍは、別個であっても、相互に完全に、または部分的に重複してもよいことに留意されたい。特に、重複の程度は、強度に変化を与えるために選択することができる。
【００３８】
光学コンポーネント３０−１から３０−ｎ．ｍは、この実施形態では正方形であり、したがって光学エレメント３００内でその間にギャップがなく、したがって投影ビームからの強度損失が最小になる。他のモザイク状の形状を使用してもよい。結果として生じる強度損失が許容可能であれば、モザイク状以外の形状を使用してもよい。
【００３９】
相互にモザイク状になる２つ以上の形状を使用することも可能であり、例えば八角形および正方形など、これらの形状が、個々に９０°回転してもまだモザイク状であると、特に都合がよい。
【００４０】
例示により、各光学コンポーネント３０は、２×３ｍｍの長方形の寸法を有してよく、ｎ＝１９およびｍ＝８であるアレイに使用して、２４×２４ｍｍのサイズの正方形の光学エレメント３００を生成してもよい。光学エレメント３００を配置する投影ビームのサイズおよび形状に応じて、他の寸法および形状も言うまでもなく可能である。現在の回折光学エレメントは、回折の現象に基づいて入射放射線を適切に方向転換するため、約１ｍｍ２の最小面積が必要である。したがって、本発明で使用する回折光学コンポーネントの最小サイズは、約１×１ｍｍである。多数で光学エレメントを構成するこのような小さいコンポーネントの扱いは、一般に手作業では実行せず、適切な自動ピック・アンド・ドロップ・マニピュレータを使用する。光学エレメントに組み込む様々な光学コンポーネントの最小数は、通常、瞳面で望ましい強度分布の複雑さおよび解像度によって決定される。概して、複雑になり、望ましい解像度が高くなるほど、様々な光学コンポーネントの必要数が多くなる。
【００４１】
ロッド・タイプ積算器を使用する本発明のようなリソグラフィ装置では、ロッド内で複数の内部反射が生じるため、瞳面の４つの象限が相互の鏡像になる。その場合は、図５に示すように、光を瞳面１６において鏡面対称を有する領域ＲａからＲｄのうち１つに配向する光学コンポーネント３０’を使用すれば十分である。しかし、光を領域ＲａからＲｄの４つ全部に配向する光学コンポーネント３０’を使用することが望ましい。というのは、光学コンポーネントの透過性が異なるか、全光学コンポーネントの照明が不均一であるため、感度が低下するからである。この方策を使用すると、放射線を瞳面の所定の領域に配向する光学コンポーネントの数が、４倍に増加する。
【００４２】
積算器のロッドを使用する場合、これも光学コンポーネント３０’が正方形であると、さらなる利点が得られる。その場合、光学コンポーネント３０’を、図６に示すように９０°回転させ、光を、図５から点ＲａからＲｄの対角線で鏡像である点Ｒ’ａからＲ’ｄに配向させることができる。この利点は、事前に製造する光学コンポーネントの数が２桁減少することである。
【００４３】
図７は、本発明の実施形態により組み立てた光学エレメント３００を断面図で示す。ここで見られるように、これは投影ビームの放射線に対して透明であるか、少なくとも部分的に透過性である支持部を形成する２枚の板３１、３２の間に挟んだアレイ状の光学コンポーネント３０を備える。間に光学コンポーネント３０がある状態で、２枚の板をフレーム３３によって相互に保持する。光学コンポーネント３０は、板３１、３２の一方の上で、容易にアレイに組み立てることができる。次に、他方の板を載せて、フレーム３３を取り付け、アセンブリをしっかり保持する。光学コンポーネントは、フレーム３３を解放することにより、配置変更または再使用することができる。光学コンポーネントは、１枚の板上に組み付けてもよい。支持部は、局所的に不透明で、放射線が光学コンポーネント３０間のギャップを通過するのを防止する。これは、板３１、３２の一方または両方にクロムのグリッドを設けることによって達成することができる。
【００４４】
光学エレメント３００の様々な光学コンポーネント３０の構成は、エレメント３００に均等に照明しない場合、瞳面の強度分布に影響することに留意されたい。これは、光学エレメントの面における位置が、瞳面における方向に対応し、その逆も当てはまるからである。このことは、様々な光学コンポーネントが、組立のために最も都合のよいように配置できることを示唆する。しかし、光学エレメントの照明に不均一性がある場合は、均一性のエラーを平均するよう、瞳面の重複する領域に光を配向する光学コンポーネント同士を、光学エレメント内で分離することが望ましい。
【００４５】
上述した例では、各光学コンポーネントが瞳面にある同様のサイズの領域に光を配向するが、より狭い、または広い領域、あるいは瞳面全体にも光を配向して、非常に局所かされた強度ピークを有する強度分布の生成を可能にし、（例えば軟質四極モードのため）強度変化および一般背景放射の程度を緩やかにする光学コンポーネントの提供が可能であることにも留意されたい。
【００４６】
光学コンポーネントのタイプおよび方向の迅速な識別を可能にするため、試験装置を使用することができる。このような装置は、光学コンポーネントを装着できるホルダと、ほぼ視準した放射線ビームをコンポーネントに配向する低（安全）出力の可視光線レーザなどの光源とで構成され、選抜した様々な区域を有する標的に衝撃を与えて、コンポーネントのタイプおよび方向を示す。試験装置は、標的が蛍光になっているか、適切な検出器で置換されている場合、非可視放射線を使用してもよい。
【００４７】
同様の装置を使用して、組み立てた光学エレメントの試験を可能にしてもよい。または、現場瞳面測定で知られるツールを使用して、リソグラフィ装置内の現場で組立済みエレメントを試験してもよい。
【００４８】
実施形態２
本発明の第２の実施形態は、第１の実施形態と同じであるが、ビームの偏光状態の制御も含む。
【００４９】
図８は、本発明の第２の実施形態による光学エレメント５００を示す。これは基本的に光学エレメント３００と同じであるが、照明ビームの偏光を制御するため、所望に応じて様々な方向に配置された、例えば１／２ラムダ・プレートなどの偏光変更コンポーネント５０を含む。その方向に従い、偏光変更コンポーネント５０は、例えばエキシマ・レーザなどで生成し、偏光した投影ビームＰＢの偏光状態を回転させる。偏光変更コンポーネント５０と、その上にあって放射線を方向転換する光学コンポーネント３０との作用の組合せにより、瞳での偏光の分布と同様、ビームの様々な偏光状態の相対的強度を制御することができる。図８は、２層の光学コンポーネントで作成した光学エレメントの例を示すが、必要に応じて光学コンポーネントの第３または第４層を光学エレメントに追加できることが予想される。
【００５０】
あるいは、ほぼ１層の偏光変更コンポーネントで作成した光学エレメントを、瞳面に配置し、その瞳面の特定の領域に対応する放射線の偏光状態に、直接影響を与えるようにすることができる。
【００５１】
偏光変更コンポーネント５０は、例えば１／２ラムダ・プレートなどのこれより大きい光学エレメントを切断して製造してもよい。図示のように、偏光変更コンポーネント５０は、光学コンポーネント３０と同じサイズで、これと位置合わせされ、これは瞳の偏光分布を制御したい場合に都合がよい。しかし、偏光変更コンポーネント５０が光学コンポーネント３０と同じサイズで、それと位置合わせされることは、必須ではない。偏光変更エレメントを大型化すると、製造および組立がさらに容易になり、瞳面での細かい分布ではなく、様々な偏光状態の相対的強度のみを制御したい場合は、この方が都合がよい。偏光コンポーネントより大きい方向転換コンポーネントがあることも都合がよい。
【００５２】
偏光状態のみを変更する場合は、方向転換光学コンポーネント３０なしに、偏光変更コンポーネント５０のみ使用することができる。複数のコンポーネント５０が何らかの理由で等しくなければならない場合、例えばリターダ・プレートなどの都合良く製造されるプレート状偏光材料を、方向転換光学コンポーネント３０の支持プレートとして使用し、余分な透明支持プレートの必要性をなくすことができる。
【００５３】
投影ビームが偏光していない場合、偏光変更コンポーネント５０は、リターダ・プレートではなく、偏光器でよい。
【００５４】
光学コンポーネント３０から分離する代わりに、偏光変更コンポーネントを光学コンポーネントに接合することができる。これによって、光学エレメントの組立が容易になるが、「キット」の含むコンポーネント数が必然的に多くなり、偏光状態の方向転換および変更の必要な組合せ全部を扱うことになる。光学コンポーネントに接合された偏光変更コンポーネント５０は、大きいリターダ・プレートを大きい光学エレメントに接合し、次に小さいコンポーネントに分離することによって、都合よく生産することができる。
【００５５】
集積偏光変更および方向転換光学コンポーネントは、適切な波長板（リターダ・プレート）を形成する基板材料から方向転換光学エレメントを形成することによって、作成することができる。これによって、偏光変更コンポーネントを方向転換コンポーネントに接合し、位置合わせする必要がなくなる。
【００５６】
実施形態３
本発明の第３の実施形態は、光学エレメントの構造を除き、第１の実施形態と同じであり、その構造を以下で説明し、図９に示す。
【００５７】
第３の実施形態では、光学エレメント４００は、投影ビームＰＢからの入射放射線を細い角度範囲に配向する板状光学エレメント４１を備える。板状エレメントは、回折、屈折、または拡散光学エレメント、例えばディフューザ・プレートでよい。出力側にアレイ状の楔４２−から４２−ｎ．ｍを設け、これは、好ましい場合は入力側にも配置してよい。楔４２−１から４２−ｎ．ｍは、様々な楔角度を有し、したがって様々な角度で細い円錐形の放射線４３−１、４３−２を放出する。円錐形の様々な角度は、瞳面１６の異なる領域に変換される。
【００５８】
第３の実施形態は、楔を、例えば様々な回折光学コンポーネントなどより安価に製造できる点で、第１より有利である。楔を、単に板状エレメント４１上に配置し、重力で所定の位置に保持するか、エレメント４１と第２板状エレメントの間に保持することができる。第２板状エレメントは、エレメント４１と同様の機能を有するか、単純な透明の平板でよい。
【００５９】
偏光変更コンポーネント５０は、第２の実施形態に関して説明したように、第３の実施形態にも使用することができ、例えば楔４２−１から４２−ｎ．ｍと板状エレメント４１の間の配置される。
【００６０】
実施形態４
本発明の第４の実施形態は、第３の実施形態に基づくが、発散機能を楔にまとめる。
【００６１】
図１０に示すように、再分配エレメント６００は、楔と光学出力とを組み合わせた形状、例えば凹状球面を有する。これによって、円錐形６３−１、６３−２は様々な角度を有することができ、瞳面分布に対する制御を大きくすることができる。第３の実施形態と同様、偏光変更コンポーネントを含んでもよい。
【００６２】
発散機能を全面的に楔６２で実行する場合は、板状エレメント６１が単純な平板で、光学効果がなくてもよい。
【００６３】
本発明の特定の実施形態について以上で説明してきたが、本発明は、説明以外の方法で実践できることが理解される。説明は、本発明を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を示す。
【図２】図１のリソグラフィ装置の放射システムの部分の図である。
【図３】本発明で使用される１つの光学コンポーネントが、放射システムの瞳面の特定領域に光を配向することを示す。
【図４】本発明により光学エレメントを形成する光学コンポーネントのアレイ、および瞳面に形成される照明モードを示す。
【図５】本発明により光学エレメントに使用される光学コンポーネントが、その方向に従い、光を瞳面の異なる部分に配向できることを示す。
【図６】本発明により光学エレメントに使用される光学コンポーネントが、その方向に従い、光を瞳面の異なる部分に配向できることを示す。
【図７】本発明の第１実施形態による光学エレメントの断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態による光学エレメントの断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態による光学エレメントの断面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態による光学エレメントの断面図である。
【符号の説明】
１０　光学エレメント
１２　光学エレメント交換器
１４　レンズ
１６　瞳面
１８　結合レンズ
２０　集積器ロッド
２２　ビーム路
３０　光学コンポーネント
３１　プレート
３２　プレート
３３　フレーム
４１　板状エレメント
４２　楔
４３　放射線
５０　偏光変更コンポーネント
６１　板状エレメント
６２　楔
６３　円錐形
３００　光学エレメント
４００　光学エレメント
５００　光学エレメント
【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】
2004088075.tif 000009
【図８】
2004088075.tif 000010
【図９】
2004088075.tif 000011
【図１０】
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