(57)【要約】【課題】基板に形成された放射線感光材料の層に印刷するイメージのトーンを反転する方法を提供する。【解決手段】方法は、リソグラフィ問題を画定することと、パターニングデバイスを設計することと、リソグラフィフィーチャのポジのトーンを印刷できる第一照明構成および放射線感光材料プロセスを決定することと、放射線感光材料プロセスでリソグラフィフィーチャのネガのトーンを印刷できる第二照明構成を決定することとを含む。【選択図】図１
2004320037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも部分的に基板を覆う放射線感光材料の層に印刷するイメージのトーンを反転する方法で、
リソグラフィ問題を画定することを含み、問題は印刷されるリソグラフィフィーチャを含み、さらに、
パターニングデバイスを設計することと、
リソグラフィフィーチャのポジのトーンを印刷できる第一照明構成および放射線感光材料プロセスを決定することと、
放射線感光材料プロセスでリソグラフィフィーチャのネガのトーンを印刷できる第二照明構成を決定することとを含む方法。
【請求項２】
第一照明構成を決定することが、多極照明構成を選択することを含み、第二照明構成を決定することが、第一照明構成の極を回転することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第二照明構成を決定することが、さらに、第一照明構成の極の半径および角度を変更することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
第一照明構成を決定することが、小シグマ照明構成を選択することを含み、第二照明構成を決定することが、小シグマ照明構成を環状照明構成へと変更することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
パターニングデバイスを設計することが、パターニングデバイスの補助フィーチャおよび移相領域の少なくとも一方を設計することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
集積回路、集積光学系、磁気ドメインメモリのパターン、液晶ディスプレイパネル、薄膜磁気ヘッド、印刷配線板、およびナノ磁石製造に使用するデバイスで、
リソグラフィ問題を画定することを含み、問題は印刷されるリソグラフィフィーチャを含み、さらに、
パターニングデバイスを設計することと、
放射線感光材料の層で少なくとも部分的に覆われた基板を設けることと、
リソグラフィフィーチャのポジのトーンを印刷できる第一照明構成および放射線感光材料プロセスを決定することと、
放射線感光材料プロセスでリソグラフィフィーチャのネガのトーンを印刷できる第二照明構成を決定することと、
第一または第二照明構成を有し、パターニングデバイスによって断面にパターンを与えられた投影ビームを、放射線感光材料の層の目標部分に投影することとを含む方法によって製造されるデバイス。
【請求項７】
第一照明構成を決定することが、多極照明構成を選択することを含み、第二照明構成を決定することが、第一照明構成の極を回転することを含む、請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
第二照明構成を決定することが、さらに、第一照明構成の極の半径および角度を変更することを含む、請求項７に記載のデバイス。
【請求項９】
第一照明構成を決定することが、小シグマ照明構成を選択することを含み、第二照明構成を決定することが、小シグマ照明構成を環状照明構成へと変更することを含む、請求項６に記載のデバイス。
【請求項１０】
パターニングデバイスを設計することが、マスクの補助フィーチャおよび移相領域の少なくとも一方を設計することを含む、請求項６に記載のデバイス。
【請求項１１】
光軸に沿って複数の光学要素を含む照明システムによって生成された照明構成を使用して、少なくとも部分的に基板を覆う放射線感光材料の層に印刷されるイメージのトーンを反転する方法で、
リソグラフィ問題を画定することを含み、問題は印刷されるリソグラフィフィーチャを含み、さらに、
パターニングデバイスを設計することと、
リソグラフィフィーチャのポジのトーンを印刷できる第一照明構成および放射線感光材料プロセスを決定することと、
放射線感光材料プロセスでリソグラフィフィーチャを印刷できる第二照明構成を決定することとを含む方法。
【請求項１２】
第一照明構成を決定することが、多極照明構成を選択することを含み、第二照明構成を決定することが、第一照明構成の極を回転することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
第二照明構成を決定することが、さらに、第一照明構成の極の半径および角度を変更することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
第一照明構成を決定することが、小シグマ照明構成を選択することを含み、第二照明構成を決定することが、小シグマ照明構成を環状照明構成へと変更することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
パターニングデバイスを設計することが、パターニングデバイスの補助フィーチャおよび移相領域の少なくとも一方を設計することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
リソグラフィ投影装置で、
放射線ビームを提供するよう構成された照明システムと、
パターニングデバイスを支持するよう構成された支持体とを備え、パターニングデバイスは、放射線ビームの断面にパターンを与えるよう構成され、さらに、
放射線感光材料の層で少なくとも部分的に覆われた基板を保持するよう構成された基板テーブルと、
パターン形成した放射線ビームを基板の目標部分に投影するよう構成された投影システムとを備え、照明システムは、第一照明構成および放射線感光材料プロセスを使用して、パターニングデバイスで画定されたリソグラフィフィーチャをポジのトーンで印刷し、第二照明構成と放射線感光材料プロセスを使用して、リソグラフィフィーチャをネガのトーンで印刷するよう構成される装置。
【請求項１７】
第一照明構成が多極照明構成を含み、第二照明構成が回転される第一照明構成の極を含む、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
第二照明構成が、さらに、第一照明構成の極の変更された半径および角度を含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
第一照明構成が小シグマ照明構成を含み、第二照明構成が環状照明構成を含む、請求項１６に記載の装置。
【請求項２０】
パターニングデバイスがマスクであり、補助フィーチャおよび移相領域の少なくとも一方を含む、請求項１６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多極小シグマおよび環状照明構成を生成するようになっている照明システムを制御することにより、基板上に形成した放射線感光材料の層に印刷されるイメージのトーンを反転させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書において使用する「パターニングデバイス」なる用語は、入射する放射線ビームに、基板の目標部分に作り出されるべきパターンと一致するパターン化断面を与えるために使用し得るデバイスに当たるものとして広義に解釈されるべきである。また、「ライトバルブ」なる用語もこうした状況において使用される。一般的に、上記のパターンは、集積回路や他のデバイス（以下を参照）であるような、デバイスにおいて目標部分に作り出される特別な機能層に相当する。そのようなパターニングデバイスの例はマスクである。マスクの概念はリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、様々なハイブリッドマスクタイプのみならず、バイナリマスク、レベンソンマスク、減衰位相シフトマスクといったようなマスクタイプも含まれる。放射線ビームにこのようなマスクを配置することにより、マスクに照射する放射線の、マスクパターンに従う選択的透過（透過性マスクの場合）や選択的反射（反射性マスクの場合）を可能にする。マスクの場合、その支持構造は一般的に、入射する放射線ビームの所望する位置にマスクを保持しておくことが可能であり、かつ、必要な場合、ビームに対して運動させることの可能なマスクテーブルである。
【０００３】
パターニングデバイスの別の例はプログラマブルミラーアレイである。このようなアレイの一例には、粘弾性制御層および反射面を有するマトリクスアドレス可能面がある。こうした装置の基本的原理は、例えば、反射面のアドレスされた領域は入射光を回折光として反射するが、アドレスされていない領域は入射光を非回折光として反射するといったことである。適切なフィルタを使用することにより、回折光のみを残して上記非回折光を反射ビームからフィルタで除去することが可能である。この方法において、ビームはマトリクスアドレス可能面のアドレス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また別の実施形態では小さな複数ミラーのマトリクス配列を用い、そのミラーの各々は、適した局部電界を適用することによって、もしくは圧電作動手段を用いることによって、軸を中心に個々に傾けることができる。もう一度言うと、ミラーはマトリクスアドレス可能であり、それによりアドレスされたミラーはアドレスされていないミラーとは異なる方向に入射の放射線ビームを反射する。このようにして、反射されたビームはマトリクスアドレス可能ミラーのアドレスパターンに従いパターン形成される。必要とされるマトリクスアドレッシングは適切な電子手段を用いて実行することができる。前述の両方の状況において、パターニングデバイスは１つ以上のプログラマブルミラーアレイから構成可能である。ここに参照を行ったミラーアレイに関するより多くの情報は、例えば、米国特許第ＵＳ５，２９６，８９１号および同第ＵＳ５，５２３，１９３号、並びに、ＰＣＴ特許種出願第ＷＯ９８／３８５９７および同ＷＯ９８／３３０９６に開示されている。プログラマブルミラーアレイの場合、上記支持構造は、例えばフレームもしくはテーブルとして具体化され、これは必要に応じて、固定式となるか、もしくは可動式となる。
【０００４】
パターニングデバイスの別の例はプログラマブルＬＣＤアレイである。このような構成の例が米国特許第ＵＳ５，２２９，８７２号に開示されている。上記同様、この場合における支持構造も、例えばフレームもしくはテーブルとして具体化され、これも必要に応じて、固定式となるか、もしくは可動式となる。
【０００５】
簡潔化の目的で、本文の残りを、特定の箇所において、マスクおよびマスクテーブルを必要とする例に限定して説明することとする。しかし、こうした例において論じられる一般的な原理は、既に述べたようなパターニング手段のより広範な状況において理解されるべきである。
【０００６】
リソグラフィ投影装置は例えば、集積回路（ＩＣ）の製造において使用可能である。この場合、パターニングデバイスは、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、放射線感光材料（レジスト）の層が塗布された基板（シリコンウェハ）上の目標部分（例えば１つあるいはそれ以上のダイから成る）に描像することができる。一般的に、シングルウェハは、投影システムを介して１つずつ順次照射される近接目標部分の全体ネットワークを含んでいる。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投影装置では、全体マスクパターンを目標部分に１回の作動にて露光することによって各目標部分が照射される。こうした装置は一般的にウェハステッパと称されている。走査ステップ式装置と称される別の装置では、所定の基準方向（「走査」方向）にマスクパターンを投影ビームで徐々に走査し、これと同時に基板テーブルをこの方向と平行に、あるいは反平行に走査することにより、各目標部分が照射される。一般的に、投影システムは倍率係数Ｍ（一般的に、＜１）を有することから、基板テーブルが走査される速度Ｖは、マスクテーブルが走査される速度の係数Ｍ倍となる。ここに記載を行ったリソグラフィデバイスに関するさらなる情報は、例えば、米国特許第ＵＳ６，０４６，７９２号から得ることができる。
【０００７】
リソグラフィ投影装置を使用する既知の製造プロセスにおいて、パターン（例えばマスクにおける）は少なくとも部分的に放射線感光材（レジスト）の層で覆われた基板上に描像される。この描像に先立ち、基板は、プライミング、レジスト塗布、およびソフトベークといったような各種のプロセスを経る。露光後、基板は、露光後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハードベーク、および描像フィーチャの測定および／あるいは検査といったような他の工程を通る。この一連のプロセスは、例えばＩＣといったような素子の個々の層をパターン化するための基準として使用される。このようなパターン形成された層は、それから、全て個々の層を仕上げる目的である、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、化学機械的研磨等といった種々のプロセスを経る。数枚の層が必要とされる場合には、全体プロセス、もしくはその変形をそれぞれの新しい層に繰り返す必要がある。積み重ねた様々な層のオーバーレイ（並置）は、可能な限り正確であることが重要である。そのため、ウェハ上の１つまたは複数の位置に小さい基準マークを設け、したがってウェハ上の座標系の起点を画定する。基板ホルダー位置決めデバイス（以下は「アライメントシステム」と呼ぶ）と組み合わせて光学および電子デバイスを使用して、既存の層に新しい層を並置すべき時ごとにこのマークを再配置することができ、アライメントの基準として使用することができる。最終的に、素子のアレイが基板（ウェハ）上に形成される。次に、これらの素子はダイシングやソーイングといったような技法で相互より分離される。それから個々の素子は、キャリアに装着されたり、ピンに接続されたりし得る。こうしたプロセスに関するさらなる情報は、１９９７年にマグローヒル出版会社より刊行された、Ｐｅｔｅｒ  ｖａｎ  Ｚａｎｔ著、「マイクロチップ製造：半導体処理に対する実用ガイド」という名称の書籍（“Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：Ａ  Ｐｒａｔｉｃａｌ  Ｇｕｉｄｅ  ｔｏ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ”）の第３版、ＩＳＢＮ０−０７−０６７２５０−４に記載されている。
【０００８】
簡潔化の目的で、これより投影システムを「レンズ」と称するものとする。しかし、この用語は、例えば屈折光学システム、反射光学システム、および反射屈折光学システムを含むさまざまな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。放射線システムはまた、放射線の投影ビームの誘導、成形、あるいは制御を行う、こうした設計タイプのいずれかに応じて稼動する構成要素も備えることが出来る。こうした構成要素もまた以降において集約的に、あるいは単独的に「レンズ」と称する。さらに、リソグラフィ装置は２つあるいはそれ以上の基板テーブル（および、あるいは２つもしくはそれ以上のマスクテーブル）を有するタイプのものである。このような「多段」デバイスにおいては、追加のテーブルが並列して使用される。もしくは、１つ以上の他のテーブルが露光に使用されている間に予備工程が１つ以上のテーブルにて実行される。例えば、デュアルステージリソグラフィ装置について、米国特許第ＵＳ５，９６９，４４１号および第６，２６２，７９６号に記載されている。
【０００９】
ムーアの法則に従い、波長より小さい解像度を有するフィーチャを現像するため、様々な解像度強化技術（ＲＥＴ）を使用することが必要になる。還元露光法を使用するフォトリソグラフィ技術の解像度限界はＲ＝ｋ1λ／（ＮＡ）であり、ここでＲはナノメートル（ｎｍ）単位の解像度限界、ｋ1は使用するレジストのタイプに依存する定数、λは露光放射線の波長（ｎｍ）、ＮＡはレンズの開口数である。
【００１０】
焦点深度の減少、レンズ設計の困難さ、およびレンズ製造技術の複雑さのため、現在のところ使用可能なリソグラフィ技術の解像度限界に到達しつつある。定数ｋ1の値の下限は約０．２５である。
【００１１】
現在使用可能なＲＥＴには、光近接誤差（ＯＰＥ）の光近接補正（ＯＰＣ）、移相マスク（ＰＳＭ）、準解像度補助機構（ＳＲＡＦ）、軸外し照明（ＯＡＩ）がある。各技術は単独で、または他の技術と組み合わせて使用することができる。
【００１２】
パターンの寸法がレイリー限界に近づくと、投影されたイメージはもはや、形成されたマスクパターンを忠実に再現しない。隅の丸まり、線端の短縮、および線幅の誤差などの光近接効果は、準解像度リソグラフィに共通した問題である。ＯＰＣ技術は、投影されたイメージの形状が所望の形状をとるよう、マスクパターンを事前に歪めるために使用する。現在使用されているＯＰＣ技術には、描像された最終的線が所望の長さおよび鮮明な隅を有するよう、マスク上の線の端を伸張させるセリフおよびハンマーヘッドなどの線端処理がある。線にバイアスを加えることは、マスク上の線幅を調節し、ピッチにわたる線幅の変化を補償する。散乱するバーは、分離された線または半分分離された線に沿って配置して、焦点を通しても線が密集した線のように挙動するのに役立つ。
【００１３】
移相マスクは、マスクの様々な部分を通過する放射線の位相を変化させて、回折放射線と移相回折放射線とを組み合わせることにより回折効果を減少させ、したがって強め合う干渉と弱め合う干渉とが都合良く発生し、これはコントラストを増加させて、解像度を改善する。減衰した移相マスクとクロムなし位相リソグラフィマスクと交互移相マスクとを同時に使用して、リソグラフィ投影装置の解像度を改善する。
【００１４】
準解像度補助機構は、パターンフィーチャの近傍でマスクに追加され、プロセス変化に対する抵抗を改善する。補助機構は、ウェハに描像するが、印刷はしない。補助機構は、効果的とするには最少量の空間を必要とし、したがって密集したパターンでの使用が制限される。
【００１５】
軸外れ照明などの様々な照明技術を使用して、解像度を改善することができる。軸外れ照明は、レンズの光軸に対して角度がある放射線でマスクを照明することにより、解像度を改善する。マスクへの放射線の入射は、回折格子として作用し、レンズを通してより多くの回折次数を透過することにより、イメージのコントラストを改善する。軸外れ照明技術を従来のマスクとともに使用すると、移相マスクで獲得される解像度強化効果と同様の解像度強化効果を生じる。
【００１６】
図２から図５を参照すると、現在使用可能な照明輝度分布または構成は、照明した領域を断面図で示した状態で、小さい、または低いシグマ（図２）、環状（図３）、四極（図４）、およびクエーサ（図５）である。図３から図５の環状、四極およびクエーサ照明技術は、軸外れ照明方式の例である。図３から図５に示す軸外れ照明方式それぞれを生成することができるリソグラフィ装置については、詳細は米国特許第６，４５２，６６２号を参照されたい。
【００１７】
小シグマ照明は、約ゼロの照明角度で（つまりマスクに対してほぼ直角に）マスクに入射し、移相マスクで良好な結果を出し、解像度を改善して、焦点深度を上げる。環状照明は、円対称の角度でマスクに入射し、解像度および焦点深度を改善する一方、他の照明方式ほどパターンに依存しない。四極およびクエーサ照明は、４つの主な角度でマスクに入射して、解像度を改善し、焦点深度を上げるが、パターンに強く依存する。
【００１８】
図６および図７を参照すると、従来の２つの照明システムＩＬが概略的に図示されている。
【００１９】
図６および図７に示すシステムは、集光／コリメーティング光学系１０、アキシコン／ズームモジュール１２、および光積分／投影光学系１４を含む。照明システムＩＬは、光軸１６、ひとみ面１８およびマスク面２０を画定する。アキシコン／ズームモジュール１２は１対のアキシコン２２を備え、その一方は凹状、一方は凸状で、その間隔は変更することができる。モジュール１２はズームレンズ２４も備える。
【００２０】
円錐形アキシコンの場合、ひとみ面１８で達成可能な照明輝度分布の幾つかの例を図８に示す。ズームレンズの位置を変化させることにより、スポットサイズを状態Ａと状態Ｂの間で変更することができる。同様に、アキシコンの開き（アキシコン間の間隔）を変更することにより、環状性を状態Ａと状態Ｃの間で変化させることができる。
【００２１】
照明の均一性を改善するために、光学積算器２６を使用する。図６では、光学積算器は、ガラス、フッ化カルシウム、またはクォーツ棒などの光パイプ２６の形態をとる。カプラ２８が、ひとみ面１８で照明を棒２６に結合し、棒出口描像光学系３０も設ける。図７では、フライアイエレメント３２が積算器として作用する。フライアイエレメント３２は、アレイ状またはハニカム状の小さいレンズを備える複合レンズである。さらなる対物レンズ３４、３６が投影光学系を完成させる。
【００２２】
レジストを使用して、所望のパターンのポジおよびネガのイメージを生成する。ポジのレジストは、指定量の放射線に露光した後に可溶性になるレジストである。パターンは、露光してから現像、または溶剤または酸または基礎液で除去することにより、レジスト内に形成される。可溶性レジストを除去した後、ウェハの露光部分をエッチングし、エッチングしたパターンを金属などの材料で充填して、デバイスを形成する。次に、残りのレジストを剥ぎ取り、デバイスの製造を完了する。
【００２３】
ネガのレジストは、ある量の放射線で露光後に不溶性になる。溶剤で露光していない（可溶性）レジストを除去し、ウェハ上に所望のパターンの形状で露光（不溶性）レジストを残す。
【００２４】
ポジレジストの反対のイメージを実行することにより、ネガのイメージを印刷することが可能である。このようなプロセスは、例えば米国特許第４，１０４，０７０号で開示されている。このプロセスは一般に、ポジのレジストで基板またはウェハを被覆することと、被覆したウェハに露光前ソフトベークを実行することと、被覆したウェハをパターン形成した放射線ソースで露光することと、露光前ソフトベークより高い温度で被覆したウェハの露光後ベークを実行して、露光したレジストを架橋することと、被覆ウェハを投光露光して、以前に露光していないレジストを現像液中で溶解するようにすることと、レジストを現像することとを含む。
【００２５】
イメージ反転は、解像度の改善、優れた縁の品質、可燃性有機現像液ではなく水性現像液による処理の安全性および信頼性の向上、および優れた限界寸法（ＣＤ）の制御および均一性など、ポジのレジストの利点を全て提供する。しかし、イメージ反転プロセスは、幾つかの欠点を含む。ポジのレジストに加える触媒は安定せず、露光直前に準備しなければならない。ポジレジストに添加した触媒は、レジストを汚染し、欠陥密度を高くする。イメージ反転プロセスは、標準的なポジレジストの処理より２倍から３倍の露光量も必要である。このプロセスは、広範には使用されていず、現代のリソグラフィの問題に対処するのに十分開発されているわけではない。
【００２６】
ネガの描像は、印刷した配線板の生産に使用する。ネガの描像は、電気通信デバイスを製造するためにＧａＡｓ基板を有するデバイスなどのＩＩＩ−Ｖデバイスの生産にも使用する。基板とＡｌ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、ＴａおよびＴｉなどのエッチング可能な金属との間に適合性がないので、ＩＩＩ−Ｖデバイスの製造にはリフトオフプロセスを使用する。リフトオフプロセスでは、基板上に付着させた捨てレジスト層にネガのイメージを形成し、捨てレジスト層上および基板上のパターンの開口内に金属薄膜を付着させ、基板を溶剤に浸漬すると、捨てレジスト層に付着した金属薄膜の部分が除去（つまりリフトオフ）される。基板上のパターンの開口を通して付着した金属は、所望のパターンで後に残る。
【００２７】
ネガの描像は、超高データ密度記憶装置を有する連続磁気データ記憶媒体のリソグラフィ的に画定された磁気ナノ粒子、つまりナノ磁石の生産にも使用する。隣接する磁気ピラー間にパターン形成した穴の寸法を形成するには、ネガの描像が好ましい。ネガの描像は、レジストに穴を生成するため、ポジ描像の３倍のコントラストを生じ、したがって線が空間より広いパターン形成格子のプロセス許容範囲が上がる。現在使用可能な技術により、電気めっきまたはリフトオフプロセスを使用して、１００ｎｍ範囲の寸法で大きい面積のアレイ状ナノ磁石を生成することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
本発明の一態様によれば多極照明構成を生成するようになっている照明装置を制御することにより、イメージトーン反転を実行する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明による以上および他の態様は、基板上に形成された放射線感光材料の層に印刷すべきイメージのトーンを反転する方法によって達成され、この方法は、印刷すべきリソグラフィフィーチャを含むリソグラフィの問題を画定することと、パターニングデバイスを設計することと、リソグラフィフィーチャのポジのトーンを印刷することができる第一照明構成および放射線感光材料プロセスを決定することと、放射線感光材料プロセスでリソグラフィフィーチャをネガで印刷することができる第二照明構成を決定することとを含む。
【００３０】
本発明のさらなる態様によると、光軸に沿って複数の光学要素を含む照明システムによって生成された照明パターンを使用して、基板上に形成された放射線感光材料の層に印刷すべきイメージのトーンを反転する方法が提供され、方法は、印刷すべきリソグラフィフィーチャを含むリソグラフィの問題を画定することと、パターニングデバイスを設計することと、リソグラフィフィーチャのポジのトーンを印刷することができる第一照明構成および放射線感光材料プロセスを決定することと、放射線感光材料プロセスでリソグラフィフィーチャをネガのトーンで印刷することができる第二照明構成を決定することとを含む。
【００３１】
本発明のさらなる態様によると、集積回路、集積光学系、磁気ドメインメモリのパターン、液晶ディスプレイパネル、薄膜磁気ヘッド、印刷配線板、およびナノ磁石製造に使用するデバイスが提供され、デバイスは、印刷すべきリソグラフィフィーチャを含むリソグラフィの問題を画定することと、パターニングデバイスを設計することと、リソグラフィフィーチャのポジのトーンを印刷することができる第一照明構成および放射線感光材料プロセスを決定することと、放射線感光材料の層で少なくとも部分的に覆われた基板を設けることと、放射線感光材料プロセスでリソグラフィフィーチャをネガのトーンで印刷することができる第二照明構成を決定することと、第一または第二照明構成を有して、パターニングデバイスを使用して断面にパターンが与えられた投影ビームを、基板の層の目標部分に投影することとを含む方法によって製造される。
【００３２】
本発明による装置の使用法に関して、本文ではＩＣの製造において詳細なる参照説明を行うものであるが、こうした装置が他の多くの用途においても使用可能であることは明確に理解されるべきである。例えば、本発明による装置は、集積光学装置、磁気ドメインメモリ用ガイダンスおよび検出パターン、液晶ディスプレイパネル、薄膜磁気ヘッド等の製造に使用され得る。こうした代替的な用途においては、本文にて使用した「レチクル」、「ウェハ」、「ダイ」といった用語は、それぞれ「マスク」、「基板」、「目標部分」といった、より一般的な用語に置き換えて使用され得ることは当業者にとって明らかである。
【００３３】
本明細書では、「放射線」および「ビーム」という用語は、イオンビームあるいは電子ビームといったような粒子ビームのみならず、紫外線放射線（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、あるいは１２６ｎｍの波長を有する）およびＥＵＶ（超紫外線放射線、例えば、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射線を網羅するものとして使用される。
【００３４】
次に、本発明の実施例についての詳細説明を、添付の図面を参照に、例示の方法においてのみ行うものとする。図では、対応する参照記号は対応する部品を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
図１は、本発明の実施形態によるリソグラフィ投影装置を概略的に示したものである。装置は、放射線の投影ビームＰＢ（ＵＶまたはＥＵＶ放射線などで、例えば２４８ｎｍ、１９３ｎｍまたは１５７ｎｍの波長で動作するエキシマレーザで、または１３．６ｎｍで動作するレーザ点火プラズマソースで生成される）を供給する放射線システムＥｘ、ＩＬを含む。この実施形態では、放射線システムは放射線源ＬＡも備える。装置は、マスクＭＡ（例えばレクチル）を保持するマスクホルダを備え、かつ、投影システムＰＬに対して正確にマスクの位置決めを行う第一位置決め手段ＰＭに連結を行った第一オブジェクトテーブル（マスクテーブル）ＭＴと、基板Ｗ（例えば、レジスト塗布シリコンウェハ）を保持する基板ホルダを備え、かつ、投影システムＰＬに対して正確に基板の位置決めを行う第二位置決め手段ＰＷに連結を行った第二オブジェクトテーブル（基板テーブル）ＷＴとを含む。投影システムまたはレンズＰＬ（例えばクォーツおよび／あるいはＣａＦ2レンズシステムまたは屈折性または反射屈折光学系、ミラーグループまたはアレイ状のフィールド偏向器）は、マスクＭＡの照射部分を、基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、１つあるいはそれ以上のダイから成る）に描像するよう構築され、配置される。投影システムＰＬは基準フレームＲＦに支持される。ここで示しているように、本装置は透過タイプ（つまり透過マスクを有する）である。しかし、一般的には、例えば反射マスクを有する反射タイプのものも可能である。あるいは、本装置は、上述したようなタイプであるプログラマブルミラーアレイといったような、他の種類のパターニングデバイスも使用可能である。
【００３６】
ソースＬＡ（例えばＵＶエキシマレーザ、蓄積リングまたはシンクロトロンの電子ビーム路の周囲に設けたアンジュレータまたはウィグラ、レーザで生成したプラズマソース、放電ソースまたは電子またはイオンビームソース）は放射線のビームＰＢを作り出す。このビームＰＢは、直接的に、あるいは、例えばビームエキスパンダＥｘといったようなコンディショナを横断した後に、照明システム（照明装置）ＩＬに供給される。照明装置ＩＬは、ビームにおける強度分布の外部および／あるいは内部放射範囲（一般的にそれぞれ、σ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）を設定する調節手段ＡＭから成る。さらに、これは一般的に積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯといったような、他のさまざまな構成要素を備える。このようにして、マスクＭＡに照射するビームＰＢは、その断面に亘り所望する均一性と強度分布とを有する。
【００３７】
図１に関して、ソースＬＡはリソグラフィ投影装置のハウジング内にあってよい（これは例えばソースＬＡが水銀ランプである場合に多い）が、リソグラフィ投影装置から離して配置することも可能であることを注記する。この場合、これが作り出す放射線ビームは（例えば適した誘導ミラーにより）装置内に導かれる。この後者のシナリオでは、ソースＬＡがエキシマレーザである場合が多い。本発明および請求の範囲はこれら両方のシナリオを網羅するものである。特に、本発明および請求の範囲は、放射線システムＥｘ、ＩＬが、例えば２４８ｎｍおよび１９３ｎｍ、好ましくは約１７０ｎｍ未満の波長、例えば１５７ｎｍ、１２６ｎｍおよび１３．６ｎｍの波長を有する放射線の投影ビームを供給するようになっている。
【００３８】
続いてビームＰＢはマスクテーブルＭＴ上に保持されているマスクＭＡに入射する。ビームＰＢはマスクＭＡを横断して、基板Ｗの目標部分Ｃ上にビームＰＢの焦点を合わせるレンズＰＬを通過する。第二位置決め手段ＰＷ（および干渉計測手段ＩＦ）の助けにより、基板テーブルＷＴは、例えばビームＰＢの経路における異なる目標部分Ｃに位置を合わせるために正確に運動可能である。同様に、第一位置決め手段ＰＭは、例えばマスクライブラリからマスクＭＡを機械的に検索した後に、あるいは走査運動の間に、ビームＰＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めするように使用可能である。一般的に、オブジェクトテーブルＭＴ、ＷＴの運動は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）にて行われる。しかし、ウェハステッパの場合（走査ステップ式装置とは対照的に）、マスクテーブルＭＴはショートストロークアクチュエータに連結されるだけであるか、あるいは固定される。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ1、Ｍ2および基板アライメントマークＰ1、Ｐ2を使用して位置を合わせることができる。
【００３９】
ここに表した装置は２つの異なるモード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は基本的に静止状態に保たれている。そして、マスクの像全体が１回の作動、すなわち１回の「フラッシュ」で目標部分Ｃに投影される。次に基板テーブルＷＴがＸ方向および／あるいはＹ方向にシフトされ、異なる目標部分ＣがビームＰＢにより照射され得る。
２．走査モードにおいては、基本的に同一シナリオが適用されるが、但し、ここでは、所定の目標部分Ｃは１回の「フラッシュ」では露光されない。代わって、マスクテーブルＭＴが、速度ｖにて所定方向（いわゆる「走査方向」、例えばＹ方向）に運動可能であり、それによってビームＰＢがマスクの像を走査する。これと同時に、基板テーブルＷＴが速度Ｖ＝Ｍｖで、同一方向あるいは反対方向に運動する。ここで、ＭはレンズＰＬの倍率（一般的にＭ＝１／４あるいは１／５）である。このように、解像度を妥協することなく、比較的大きな目標部分Ｃを露光することが可能となる。
【００４０】
図９を参照すると、照明システムＩＬは集光／コリメーティング光学系１０、アキシコン／ズームモジュール１２、多極モード生成要素３８、および光積算および投影光学系１４を含む。構成要素は光軸１６に沿って配置され、マスク面２０に配置されたマスクＭＡを照明するために使用され、このマスクＭＡにより次に投影システムまたはレンズＰＬを介してウェハＷ上のレジストに露光パターンを生成する。図９に示す照明システムＩＬは、クォーツ棒光積算器２６を含む。図９は、システムのひとみ面１８でアキシコン／ズームモジュール１２と積算／投影光学系１４との間に配置された多極モード生成要素３８を示す。要素３８は、照明システムＩＬの他の位置、例えばアキシコン／ズームモジュール１２の前、アキシコン／ズームモジュール１２内に挿入、または棒２６の入口窓に配置してもよいことを理解されたい。位置は、使用中の特定の多極モード生成要素３８と関連する。図９に示す光軸１６は、言うまでもなく折り畳んでよりコンパクトな照明システムを生成することができる。
【００４１】
多極モード生成要素３８の例示的実施形態を図１０ａに示す。要素３８は、ひとみ面１８でビーム路に挿入可能な４枚の三角形ブレード４１、４２、４３、４４を有し、これはマルタクロス４０を形成し、これは本明細書ではマルタアパーチャブレード（ＭＡＢ）とも呼ぶ。各ブレードは頂点角度βを有する。図１０ｂは、アキシコン／ズームモジュール１２によって生成された環状照明モードとＭＡＢ４０との組合せの結果生じた照明輝度分布を示す。分布は、４本の光線または極４５を有する。この実施形態により、連続的に変動可能な四極照明モードを生成することができる。各極４５の半径方向位置は、アキシコン光学系２２を調節することにより変更することができ、各極の半径方向幅は、ズームレンズ２４を調節することにより変更することができ、接線極幅は、図１１に示すマルタクロス４０などの異なる頂点角度β１を有する別の組のブレードを挿入することにより変化させることができる。ブレードを全て除去することにより、照明システムはこれも連続的に変化させながら従来および／あるいは環状モードに使用することができる。
【００４２】
異なる頂点角度のブレードを挿入すると、接線極幅を別個のステップで変化させることができる。本発明の別の実施形態によると、接線極幅は、その頂点が存在するシステムの光軸を中心に相互に対して回転可能なｎ枚のブレードの積み重ねを備えたマルタクロスの各アームによって、連続的に変化することができる。別個の各ブレードの角度がβである場合、全体的なセグメント角度は、βからｎβへと連続的に変化させることができ、したがって各極の接線幅は、角度π／２−βとπ／２−ｎβとの間で変化することができる。マルタクロスの各アームの有効幅を変化させるために、ブレードの回転を自動化することができる。各積み重ねが２枚のブレードで構成された例示的実施形態を図１２に示す。図１２は、各積み重ねを広げたブレードを示す。ブレードを位置合わせすると、マルタクロス４０は図１１に示すものと同じように見える。別の変形は、半径方向軸線を中心に回転可能なブレードを有し、それによって有効幅を変化させることができ、例えば２枚のブレードが蝶々の形態で蝶番にて接続される。
【００４３】
さらなる実施形態によると、２枚のブレードだけを、図９の照明システムで示すように、長方形のクォーツ棒２６などの光パイプを含む光学システムで、多極モード生成要素３８として使用する。ブレードの一方は、光パイプ２６の長方形断面の短辺に平行に配向され、他方のブレードは長辺に平行である。パイプ２６の反射が複数であるため、それによって生じる照明モードは、環状と四極との混合である。２枚ブレードのシステムは、四極構成要素を含む照明モードを生成することができ、これはマルタクロスの構成よりエネルギ損が少ない。というのは、光線を妨害するブレードが少なくなるからである。一例では、ブレードは三角形で、マルタクロスの直角な２本のアーム、例えば図１０ａに示すブレード４１および４２に似ている。この実施形態のブレードは一方または両方が、上述したような回転式小型ブレードの積み重ねを備える複合ブレードでよい。
【００４４】
通常、ブレードは、マスクＭＡ上の直交線に対応する方向に沿って配置され、したがって光極４５は各象限に位置し、中心は対角線から４５°になる。この方向は、線を、特にＤＲＡＭ状構造のような密集した構造を最適に投影することができる。直交線は、通常、水平線および垂直線と呼ぶ。
【００４５】
ブレードを使用する上記実施形態のさらなる変形は、照明システムの光軸１６を中心にして全ブレードを回転させることができ、したがって極の位置を回転することができる。
【００４６】
図１３を参照すると、本発明の別の例示的実施形態は、多極モード生成要素として錐体角柱５０を有するアキシコン／ズームモジュールを含む。これにより、モードが連続的に変化する状態で従来の環状および四極照明を生成することもできる。図１３は、アキシコン／ズームモジュールの光学構成要素を示す。図１３の右手行は、アキシコン対２２ａ、２２ｂおよびズームレンズ２４の様々な位置について、ひとみ面１８における照明輝度分布を示す。アキシコン対２２は、一方は凹状要素２２ａ、一方は凸状要素２２ｂという円錐表面を有する１対の要素を備え、円形および環状照明パターンを生成する。第４列目には、角錐柱５０を凸状要素２２ｂから分離した効果を示す。角錐柱５０に面する凸状要素２２ｂの側は、角錐柱５０を受けるために凹状錐体である。凸状要素２２ｂおよび角錐柱５０は、角錐体アキシコンまたはピラミドンとしても知られる第二アキシコンを備える。角錐柱５０は４辺の基部を有し、これはその結果、図１３の右側の最下部に示す４つのスポットのような四極モード照明パターンを生成する。
【００４７】
図１３のアキシコン／ズームモジュールにより、照明モードを従来照明から環状または四極照明へと連続的に変更することができる。ズームレンズ２４は、スポットのサイズまたは部分的コヒーレンス度を設定し、アキシコン対２２は環状性を決定し、錐体５０は四極性を決定する。また、光束は遮断されずに再分布するので、実質的に光の損失はなく、したがって高いスループットを維持することができる。
【００４８】
図示の例では、照明放射線はズームレンズ２４の前にアキシコン対２２を通過するが、これらの要素の順番は、使用する放射線源に応じて変更してもよい。
【００４９】
図１４を参照すると、上述したような照明システムＩＬを使用して、基板Ｗ上にマスクＭを反復的に描像することができる。図示のリソグラフィ装置は透過性であるが、例えば反射性または反射屈折性でもよい。
【００５０】
リソグラフィ装置１は、投影ビームＰＢを供給するよう構築され、配置された本発明による放射線源および照明システムを含む照明ハウジングＬＨを含む。投影ビームＰＢは、ダイアフラムＤＲを通過して、その後に位置を調節可能なマスクテーブルＭＴ上に配置されたマスクＭに入射する。マスクテーブルＭＴは、その２つのみＬ１およびＬ２が図２６に図示されている複数のレンズ要素を含む投影システムまたはレンズＰＬを組み込んだ投影カラムＰＣの部分を形成する。投影システムまたはレンズＰＬは、フォトレジスト層を設けた基板ＷにマスクＭを描像する。基板Ｗは、例えば空気支承部などの上に基板テーブルＷＴの部分を形成する基板支持体ＷＣ上に設ける。投影システムまたはレンズＰＬは、例えば倍率Ｍ＝１／４、開口数ＮＡ＞０．７を有する。基板テーブルＷＴは、例えば花崗岩のベースプレートＢＰによって支持され、これは下側で投影カラムＰＣを閉じる。
【００５１】
基板は、基板テーブルＷＴの助けによりＸ、ＹおよびＺ方向に変位し、例えばＺ軸を中心に回転することができる。このような調節は、例えば基板支持体と協働するＸ、Ｙ、Φｚ干渉計システム、およびマスクマークを基板マークに対して位置合わせすることができるアライメントシステムなど、焦点サーボシステムのような様々なサーボシステムによって制御する。これらのサーボシステムは図１４には図示されていない。アライメントシステムのアライメントビームＡＢ１、ＡＢ２のみ図示されている。
【００５２】
マスクＭＡは、基板Ｗ上に形成されるＩＣの数に従って何回も描像しなければならず、その度に基板Ｗの異なる目標領域Ｃに描像する。
【００５３】
図１５を参照すると、本発明によるマスクＭＡ１の例示的実施形態は、描像されるフィーチャ１００を含む。この例示的実施形態では、描像されるフィーチャは穴、例えば１００ｎｍの穴である。補助フィーチャ１０１がマスク内でフィーチャ１００の近傍に形成されて、プロセスの変化に対する抵抗を改善し、フィーチャ１００に強度を加える。フィーチャ１００および補助フィーチャ１０１から例えば１８０°移相した移相領域１０２を設けて、回折効果を低下させ、コントラストを上げて、解像度を改善する。マスクＭＡ１はさらに、例えばクロムなどで形成した不透明領域１０３を含む。
【００５４】
図１６および図１７を参照すると、マスクＭＡ１のフィーチャ１００に対応する穴１０５を基板Ｗ１に形成することができる照明輝度分布または構成が図示されている。照明輝度分布は、例えば０．９５／０．８  ３０°クエーサ構成でよい。０．９５、０．８および３０°という数字は、それぞれ極半径σoおよびσiおよび極角度を指す。リソグラフィ装置は開口数ＮＡ＝０．８５を有する。図１７は、図１５のマスクＭＡ１を使用して基板Ｗ１上のレジストに形成した穴１０５の計算した輪郭を示す。図１７で示すように、補助フィーチャはレジストに印刷されるが、マスクのフィーチャのサイズおよび露光量は、穴１０５のみがレジストに印刷されるよう調節できることを理解されたい。図１８は、マスクのバイアスが２０ｎｍで現代的なフォトレジストのモデルであると仮定して、図１５のマスクＭＡ１に適用した状態の図１６の照明構成について、焦点深度に対するシミュレーションしたプロセス許容度、露光許容度を示す。図示の照明構成はクエーサであるが、照明構成は、描像される特定のパターンによって決定され、別の構成でもよいことを理解されたい。
【００５５】
図１５のマスクＭＡ１を使用して、図１７に示す輪郭のネガイメージを印刷することが可能である。図１６に示す照明装置構成の極を図１９に示す照明装置構成へと４５°回転することにより、図２０で示したような計算した輪郭を、基板Ｗ２上のレジストに形成することができる。図２０で示すように、穴の代わりに逆接点または柱１１０を形成する。図１９を参照すると、柱１１０を生成する照明装置構成が図示されている。照明輝度分布は、例えば０．９２／０．７２  ３０°のＣ−カッド構成でよい。穴を形成する上記の実施形態と同様、柱を形成するこの実施形態のリソグラフィ装置はＮＡ＝０．８５の開口数を有する。図２１は、マスクのバイアスが２０ｎｍで現代的なフォトレジストのモデルであると仮定して、図１５のマスクＭＡ１に適用した状態の図１６の照明構成についてシミュレーションしたプロセス許容度を示す。例示的照明輝度分布はクエーサであるが、照明構成は、描像される特定のパターンによって決定され、別の構成でもよいことを理解されたい。また、照明輝度分布の回転は、許容可能なプロセス許容度内でネガイメージを生成するために極の半径および角度を変化させることを含むことも理解されたい。例えば、図１５で示した４重対称マスクを４５°回転していたイメージトーン反転と同様の結果が、双極照明および２重対称マスクの９０°回転、３極照明および３重対称マスクの６０°回転、または６極照明および４重対称マスクの３０°回転などによって獲得することができる。概して、ｎ重対称マスクの反転イメージは、ｎ個の極を有する照明構成を３６０°／２ｎの角度だけ回転することによって獲得することができ、ここでｎは１より大きい整数である。
【００５６】
したがって本発明により、マスクパターンの描像に使用する照明構成の極を回転して、マスク上に形成されたパターンのトーンを反転することができる。
【００５７】
上述したように、照明構成の極は、図１０ａから図１２で示すブレードを回転することによって回転することができる。したがって、ネガのレジストを使用するか、従来の化学的イメージトーン反転プロセスを実行する必要がある。本発明は、同じマスクを使用して穴と柱との両方を形成して、穴および柱の連続的レベルの位置合わせを改善することにも使用することができる。本発明は、ウェハ処理時間を短縮し、スループットを増加させ、費用を削減し、優れた位置合わせを提供することになる。
【００５８】
図２２および図２３を参照して、イメージトーン反転の別の例示的方法を説明する。図２２は、図２で示したものと同様の従来の０．３小シグマ照明構成および１２０ｎｍの分離した穴を含む２５％減衰移相マスクを使用して、基板Ｗ３に形成した穴１１５の計算した輪郭を示す。図２３を参照すると、穴１１５の形成に使用したものと同じマスク、および図３で示したものと同様の０．９２／０．７２環状照明構成を使用して、穴１１５とは逆の柱１２０の計算した輪郭を基板Ｗ４に形成することができる。概して、穴の反転イメージで、比較的低いシグマの従来の照明で形成した柱は、シグマが比較的高く、幅が比較的狭い環状照明構成を使用して形成することができる。したがって、本発明により、「ソース反転」によってマスク上に形成されたパターンのトーンを反転することができる。
【００５９】
図２４を参照すると、本発明によるイメージトーン反転方法の例示的実施形態は、リソグラフィ問題を画定することＳ４１０を含む。画定されるリソグラフィ問題は、ネガ印刷すべきフィーチャを含むデバイスを設計することを含む。リソグラフィ問題は、穴および柱の形成と同様のマスクパターンを、または同じマスクさえ使用して、ウェハの連続的にパターン形成した層で穴と柱を位置合わせすることも含むことができる。リソグラフィ問題はさらに、アレイ状の穴および柱を印刷することを含む。次に方法はＳ４２０へと進み、ここでパターンを含むマスク、少なくともポジおよびネガで描像されるべき部分を含むパターンを設計する。Ｓ４３０では、部分をポジで描像できる第一照明構成を決定する。上述したように、マスクの部分をポジで描像する第一照明構成は、部分に含まれるフィーチャによって決定され、多極構成または小シグマ構成でよい。次に方法はＳ４４０へと進み、ここで部分をネガで描像できる第二照明構成を決定する。上述したように、マスクの部分をネガで描像する第二照明構成は、多極構成または環状構成を含むことができる。Ｓ４５０では、照明構成を第一照明構成から第二照明構成へと変形する。上述したように、照明構成の変形は、多極照明構成の極を回転するか、小シグマ照明構成を「反転」して環状照明構成にすることを含む。上述した方法の前、最中またはその後に他の作業を実施できることを理解されたい。例えば、方法は、マスクまたはその一部をポジ描像して第一層を形成し、次にマスクを再度位置合わせし、照明構成を変形してマスクまたはマスクの一部をネガで描像して、例えば第一層の穴を第二層の柱と位置合わせするよう、ネガで描像して第二層を形成することを含むことができる。
【００６０】
図２５を参照すると、集積回路、集積光学系、磁気ドメインメモリ、液晶ディスプレイパネル、薄膜磁気ヘッド、印刷配線板、およびナノ磁石製造に使用するデバイスの製造方法は、放射線感光材料の層で少なくとも部分的に覆われた基板を設ける段階Ｓ５１０と、放射線システムを使用して放射線の投影ビームを提供する段階Ｓ５２０と、マスクを使用して投影ビームの断面にパターンを与える段階Ｓ５３０と、パターン形成した放射線のビームを放射線感光材料の層の目標部分に投影する段階Ｓ５４０とを含む。図２３の方法は、その前に機能を実現するためにデバイスおよびパターンの機能および性能を設計できることが、当業者には理解される。基板またはウェハの生産および処理を、図２５で示す方法の前に実行できることも理解される。ウェハの処理には、例えばウェハ表面の酸化、ウェハ表面での絶縁薄膜の形成、真空付着などによるウェハ上での電極の形成、ウェハへのイオン注入、感光剤でのウェハのドーピングなどを含むことができる。図２５で示す方法の後に実行できる他のウェハ処理ステップには、レジストの現像、エッチングなどによる現像済みレジストの除去、およびエッチング後の不要レジストの除去などがある。ダイシング、結合、パッケージング（チップ密封）および動作および耐久性チェック試験など、デバイスの組立および検査を、図２４で示す方法の後に実行してもよい。
【００６１】
図２６を参照すると、本発明による例示的方法で製造したデバイス９００は、自身に形成した穴９３３、０３４を含むパターンを有する基板９１０を含む。上述したように、デバイス９００は、集積回路、集積光学系、磁気ドメインメモリ、液晶ディスプレイパネル、薄膜磁気ヘッド、またはナノ磁石の製造で形成することができる。デバイス９００は、この方法またはその変形を反復することにより形成できる複数のパターン形成層を含んでもよいことも理解されたい。
【００６２】
図２７を参照すると、本発明による例示的方法で製造したデバイス９５０は、自身に形成した柱９８３、９８４を含むパターンを有する基板９６０を含む。デバイスは図２８で示した方法で形成してよい。図２８を参照すると、方法は、最初に図２４に関して上述したものと同様の方法で、リソグラフィ問題を画定する（Ｓ６１０）。方法はＳ６２０へと進み、ここでパターンを含むマスクを設計し、パターンは少なくともポジおよびネガで描像する部分を含む。Ｓ６３０では、部分をポジ描像できる第一照明構成を決定する。次に方法はＳ６４０へと進み、ここでは放射線感光材料の層で少なくとも部分的に覆われた基板を設ける。Ｓ６５０では、基板の目標部分を、第一照明構成を有する投影ビームで露光し、マークのパターンを与える。方法はＳ６６０へと進み、ここではマスクの部分をネガ描像できる照明構成を決定する。Ｓ６７０では、照明構成を第一照明構成から第二照明構成へと変形する。方法はＳ６８０で終了し、ここでは基板の目標部分を、第二照明構成を有する投影ビームで露光し、マスクのパターンを与える。上述した方法は、記述とは異なる方法で進行できることを理解されたい。例えば基板を露光する前に第一および第二照明構成を決定してもよい。基板またはウェハの生産および処理を、図２４に関して上述したように、図２８の方法で進行し、他のウェハ処理ステップおよびデバイスの組立および検査ステップを、これも図２４に関して上述したように、図２８の方法の後に実行できることも理解されたい。
【００６３】
特定のリソグラフィ問題またはフィーチャについては、本発明の例示的方法を使用すると、従来の予想とは「反対のトーン」のマスクでフィーチャＷ印刷することができる。例えば、柱を印刷するには、クロム光遮断領域およびポジのレジストを含むマスクを通常は使用して、パターンを画定する。しかし、本発明の照明装置構成およびマスクの設計を使用して、開放領域を含むマスクで柱を印刷することができる。あるいは、本発明によると、ネガのレジストを選択して、開放領域を含むマスクから穴を印刷することができるが、これは通常は、クロム光遮断領域を含むマスクを必要とする。したがって、本発明は、リソグラフィフィーチャを印刷するために、マスク、レジストのプロセスおよび照明装置構成の設計の選択肢を広げる。
【００６４】
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。本説明は本発明を制限する意図ではない。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】リソグラフィ投影装置の略図である。
【図２】小シグマつまり低シグマ照明構成の略図である。
【図３】環状軸外れ照明構成の略図である。
【図４】軸外れ四極照明構成の略図である。
【図５】軸外れクエーサ照明構成の略図である。
【図６】既知の照明システムの略図である。
【図７】別の既知の照明システムの略図である。
【図８】図６および図７の照明システムで獲得可能な照明構成の略図である。
【図９】本発明で使用する照明システムの略図である。
【図１０ａ】図９の照明システムの多極モード生成要素の略図である。
【図１０ｂ】図１０ａの多極生成要素で獲得される照明構成の略図である。
【図１１】本発明の別の例示的実施形態による多極モード生成要素の略図である。
【図１２】本発明のさらに別の例示的実施形態による多極モード生成要素の略図である。
【図１３】本発明で使用する照明システムおよびそれで獲得可能な照明構成の概略断面図である。
【図１４】基板上にマスクを描像するよう構築され、配置された装置の略図である。
【図１５】本発明の例示的実施形態によるパターニングデバイスの略図である。
【図１６】本発明の例示的実施形態による照明輝度分布または構成の略図である。
【図１７】図１５のパターニングデバイスおよび図１６の照明構成によって基板に生成されるパターンの輪郭の略図である。
【図１８】図１７の輪郭を生成するために、図１６の照明構成および図１５のパターニングデバイスを使用するプロセスのプロセス許容度の略図である。
【図１９】図１５のパターニングデバイスのパターンのネガイメージを印刷する照明構成の略図である。
【図２０】図１５のパターニングデバイスおよび図１９の照明構成によって基板に生成されるパターンの輪郭の略図である。
【図２１】図２０の輪郭を生成するために、図１９の照明構成および図１５のパターニングデバイスを使用するプロセスのプロセス許容度の略図である。
【図２２】本発明の例示的実施形態によるイメージトーン反転方法の略図である。
【図２３】本発明の例示的実施形態によるデバイスの製造の略図である。
【図２４】図２３の方法により製造したデバイスの略図である。
【図２５】デバイスを製造する例示的方法の略図である。
【図２６】請求項２５の方法により製造したデバイスの略図である。
【図２７】本発明の別の例示的実施形態によるデバイスの略図である。
【図２８】図２７のデバイスを製造する例示的方法の略図である。
【図１】
2004320037.tif 000003
【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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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
2004320037.tif 000024
【図２２】
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【図２３】
2004320037.tif 000026
【図２４】
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【図２５】
2004320037.tif 000028
【図２６】
2004320037.tif 000029
【図２７】
2004320037.tif 000030
【図２８】
2004320037.tif 000031
【外国語明細書】
2004320037000001.pdf