(57)【要約】【課題】リソグラフィ装置及びデバイス製造方法を提供すること。【解決手段】回折光ＭＥＭＳデバイスは、複数の平行平面反射表面及びアクチュエータ・システムを備えている。回折光ＭＥＭＳデバイスと相互作用する光の特性（例えば位相、強度等）を変化させるために、このアクチュエータ・システムを使用して、平面反射器の各々の位置が平面反射器に対して直角の方向に調整される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の個別制御可能要素を備えた、放射ビームをパターン形成するためのシステムであって、前記個別制御可能要素の各々が、
１列の実質的に平行な平面反射器と、
前記反射器の位置を、前記反射器に対して実質的に直角の駆動方向に移動させるアクチュエータ・システムとを備え、
前記アクチュエータ・システムが、１つ又は複数の反射器の第１のグループを、前記駆動方向に、前記システムのベースから第１の複数の距離のうちの対応する１つに移動させ、
前記アクチュエータ・システムが、１つ又は複数の反射器の第２のグループを、前記駆動方向に、前記第１のグループとは無関係に、前記ベースから第２の複数の距離のうちの対応する１つに移動させるシステム。
【請求項２】
前記第１の反射器グループが、１列の交互に間隔を隔てた反射器を備え、
前記第２の反射器グループが、１列の残りの反射器を備えた、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１及び第２の複数の距離のうちの少なくとも一方が少なくとも３つの距離からなる、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１及び第２の複数の距離のうちの少なくとも一方が、第１の距離と第２の距離の間の連続する範囲の値からなる、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記アクチュエータ・システムが、前記第１及び第２のグループのうちの少なくとも一方の反射器の各々を、前記駆動方向に、前記グループの他の反射器とは無関係に、前記ベースから複数の距離のうちの所望の１つに移動させる、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
リソグラフィ装置であって、
放射ビームを供給する照明システムと、
前記放射ビームをパターン形成する、複数の個別制御可能要素を備えたパターン形成アレイであって、前記個別制御可能要素の各々が、
１列の実質的に平行な平面反射器と、
前記反射器の位置を、前記反射器に対して実質的に直角の駆動方向に移動させるアクチュエータ・システムとを備え、
前記アクチュエータ・システムが、１つ又は複数の反射器の第１のグループを、前記駆動方向に、前記パターン形成アレイのベースから第１の複数の距離のうちの対応する１つに移動させ、
前記アクチュエータ・システムが、１つ又は複数の反射器の第２のグループを、前記駆動方向に、前記第１のグループとは無関係に、前記ベースから第２の複数の距離のうちの対応する１つに移動させるパターン形成アレイと、
基板を支持する基板テーブルと、
パターン形成されたビームを前記基板の目標部分に投射する投影システムとを備えたリソグラフィ装置。
【請求項７】
それぞれ前記ビームの一部を前記パターン形成アレイ内の前記個別制御可能要素の関連する１つの前記平面反射器に集束させる集束要素のアレイをさらに備えた、請求項６に記載のリソグラフィ装置。
【請求項８】
集束要素の各々が、前記関連する個別制御可能要素で反射若しくは回折した放射を集光し、集光した放射を前記投影システムに導く、請求項７に記載のリソグラフィ装置。
【請求項９】
デバイス製造方法であって、
照明源からの光ビームを、１列の実質的に平行な平面反射器と前記反射器の位置を前記反射器に対して実質的に直角の駆動方向にセットするアクチュエータ・システムとを有する複数の個別制御可能要素を使用して前記ビームの断面にパターンを付与するパターン形成アレイを使用してパターン形成するステップと、
パターン形成された放射ビームを基板の目標部分に投射するステップと、
１つ又は複数の反射器の第１のグループを、前記駆動方向に、前記パターン形成アレイのベースから第１の複数の距離のうちの所望の１つに移動させるために前記アクチュエータ・システムを使用するステップと、
１つ又は複数の反射器の第２のグループを、前記駆動方向に、前記第１のグループとは無関係に、前記ベースから第２の複数の距離のうちの所望の１つに移動させるために前記アクチュエータ・システムを使用するステップとを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリソグラフィ装置及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、基板の目標部分に所望のパターンを適用する機械である。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）、フラット・パネル・ディスプレイ及び微細構造を必要とする他のデバイスの製造に使用することができる。従来のリソグラフィ装置では、マスク或いはレチクルとも呼ばれているパターン形成手段を使用して、ＩＣ（或いは他のデバイス）の個々の層に対応する回路パターンが生成され、このパターンが、放射線感応材料（例えばレジスト）の層を有する基板（例えばシリコン・ウェハ或いはガラス板）上の目標部分（例えば１つ又は複数のダイ部分からなる）に結像される。このパターン形成手段には、回路パターンを生成するように機能する個別制御可能要素のアレイをマスクの代わりに使用することも可能である。
【０００３】
通常、１枚の基板には、順次露光される、隣接する目標部分のネットワークが含まれている。知られているリソグラフィ装置にはステッパ及びスキャナがあり、ステッパの場合は、パターン全体を１回で目標部分に露光することによって目標部分の各々が照射され、スキャナの場合は、パターンを投影ビームで所与の方向（「走査」方向）に走査し、且つ、基板をこの方向に平行に、或いは非平行に同期走査することによって目標部分の各々が照射される。
【０００４】
個別制御可能要素（例えば格子光バルブ）のアレイを始めとするパターン形成デバイスを使用したリソグラフィ装置が知られている。詳細には、個別制御可能要素の各々が回折光ＭＥＭＳデバイスであるリソグラフィ装置が知られている。回折光ＭＥＭＳデバイスの各々は、複数の反射リボンを備えることができ、非変形リボンが格子（例えば回折格子）を形成するよう、リボンを交互に他のリボンに対して変形させることができる。したがって回折光ＭＥＭＳデバイスは、非変形状態では、入射する光を反射する平面反射器として機能し、また、変形状態では格子として機能し、入射する光が回折する。
【０００５】
適切な空間フィルタを使用することにより、アレイから戻る放射ビームから非回折光（すなわち平面反射器として機能している回折光ＭＥＭＳデバイスで反射した光）をフィルタ除去し、基板に到達する回折光のみを残すことができ、この方法により、回折光ＭＥＭＳデバイスのアレイの処理パターンに従って放射ビームがパターン形成される。通常、アレイは、適切な電子手段を使用してマトリックス処理することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、各デバイスは、基板の一部に導かれる放射の強度を制御することができるに過ぎず、放射の位相を隣接するデバイスからの放射に対して調整することができないため、回折光ＭＥＭＳデバイスの使用には限界がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施例により、コントラスト情報及び位相情報の両方を使用して放射ビームをパターン形成することができる個別制御可能要素のアレイが提供される。
【０００８】
本発明の実施例により、複数の個別制御可能要素を備えた、放射ビームをパターン形成するためのパターン形成アレイが提供される。個別制御可能要素の各々は、１列の実質的に平行な平面反射器と、反射器の位置を反射器に対して実質的に直角の駆動方向にセットするためのアクチュエータ・システムとを備えている。アクチュエータ・システムは、１つ又は複数の反射器の第１のグループを、駆動方向に、パターン形成アレイのベースから第１の複数の距離のうちの所望の１つにセットすることができ、また、第１のグループとは無関係に、１つ又は複数の反射器の第２のグループを、駆動方向に、パターン形成アレイのベースから第２の複数の距離のうちの所望の１つにセットすることができる。
【０００９】
したがって、２つのグループの反射器を個別に駆動することにより、反射器に対して直角をなす距離における反射器間の分離を制御し、それにより放射の反射若しくは回折を制御することができる（延いては、反射した放射若しくは回折した放射のいずれかがフィルタ除去されたパターン形成された放射ビームのコントラストを制御することができる）だけでなく、パターン形成アレイのベースに対するすべての反射器の位置を制御することができるため、個別制御可能要素の各々で反射／回折した放射の隣接する個別制御可能要素に対する位相を制御することができる。したがって、このようなパターン形成アレイを使用することにより、コントラスト情報及び位相情報の両方を使用して放射ビームをパターン形成することができる。
【００１０】
列内における１つ置きの反射器が第１のグループの反射器であり、残りの反射器が第２のグループの反射器であることが好ましく、したがって、パターン形成アレイのベースからの距離を、第１のグループの反射器と第２のグループの反射器とでそれぞれ異なるようにセットすることにより、入射する放射を回折させる格子が形成される。好ましい構造では、個別制御可能要素の各々は、第１のグループ及び第２のグループがそれぞれ３つずつの１列６つの平面反射器を備えている。他の好ましい構造では、列内における隣接する反射器と反射器の間が、パターン形成する放射の波長の実質的に１／４の距離で分離されている。本発明者によれば、他の多くの組合せが意図されている。
【００１１】
アクチュエータ・システムは、第１及び第２の複数の距離の少なくともいずれか一方が少なくとも３つの異なる距離になるように配置することができる。したがって、反射器グループと反射器グループの間の距離及び／又はパターン形成アレイのベースからの反射器の距離（つまり、コントラスト制御及び位相制御の少なくともいずれか）を、少なくとも３つのセットのうちのいずれか１つにセットすることができる。したがって、コントラスト制御及び位相制御が提供されるだけでなく、個別制御可能要素により、位相制御及びコントラスト制御の少なくともいずれかの中間レベルが提供される。個別制御可能要素は、位相及びコントラストの両方の複数の中間レベルを提供することができることが好ましく、この機能を使用することにより、基板上に生成されるパターンをより良好に制御することができる。
【００１２】
第１及び第２の複数の距離の少なくともいずれか一方の制御には、連続する範囲の値の準備を含めることができ、連続する範囲の値を準備することにより、個別制御可能要素によって生成される位相及び／又はコントラストを連続的に制御することができ、延いては、露光によって基板上に生成されるパターンをさらに良好に制御することができる。
【００１３】
アクチュエータ・システムは、反射器の各々の位置を第１及び第２のグループの少なくともいずれか一方の範囲内で個別に調整するように構成することができる。利用可能なコントラストを大きくし、さらに結像効果を提供し、且つ／又は個別制御可能要素毎の位相制御及びコントラスト制御の較正制御を強化するためには、このような構成であることが望ましい。しかしながら、個々の反射器を個々に制御することにより、アクチュエータ・システム及び／又はアクチュエータ・システムを制御する制御システムが複雑になることは理解されよう。
【００１４】
本発明の他の実施例によれば、投影放射ビームを供給するための照明システムと、上で説明した、投影ビームをパターン形成するためのパターン形成アレイと、基板を支持するための基板テーブルと、パターン形成されたビームを基板の目標部分に投射するための投影システムとを備えたリソグラフィ装置が提供される。
【００１５】
また、リソグラフィ装置は、それぞれ照明システムからの放射ビームの一部をパターン形成アレイ内の個別制御可能要素の１つの平面反射器に集束させる集束要素のアレイを備えていることが好ましく、それにより個別制御可能要素のアクティブ部分、つまり放射の位相及びコントラストを制御するように調整可能な部分にのみ放射が導かれる。したがって、結果として得られるパターン形成されたビームの位相及びコントラストの制御が改善される。
【００１６】
また、集束要素のアレイ内の集束要素の各々は、関連する個別制御可能要素で反射及び／又は回折した放射を集光し、集光した放射を投影システムに導くことができる。したがって、結果として得られる、基板に投射されるパターン形成されたビーム中の、隣接する個別制御可能要素からの放射が基板に互いに隣接して投射される。しかし、個別制御可能要素の粗く実装されたアレイが基板上に直接結像される場合は、その限りではない。後者の場合、隣接する個別制御可能要素からの放射は、基板上の非隣接位置に投射されることになる。したがって、集束要素のアレイを使用することにより、隣接する個別制御可能要素の位相を制御することができるため、有効に使用することができる。例えば、集束要素のアレイを使用することにより、空中画像のコントラストを改善し、印刷可能な解像度を向上させることができる。
【００１７】
本発明のさらに他の実施例によれば、基板を提供するステップと、照明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、投影ビームの断面にパターンを付与するためにパターン形成アレイを使用するステップと、パターン形成された放射ビームを基板の目標部分に投射するステップとを含んだデバイス製造方法が提供される。パターン形成アレイは、１列の実質的に平行な平面反射器と、反射器の位置を反射器に対して実質的に直角の駆動方向にセットするためのアクチュエータ・システムとをそれぞれ備えた複数の個別制御可能要素を備えている。このアクチュエータ・システムを使用して、個別制御可能要素毎に、１つ又は複数の反射器の第１のグループが、駆動方向に、パターン形成アレイのベースから第１の複数の距離のうちの所望の１つにセットされ、また、第１のグループとは無関係に、１つ又は複数の反射器の第２のグループが、駆動方向に、パターン形成アレイのベースから第２の複数の距離のうちの所望の１つにセットされる。
【００１８】
本明細書に組み込まれ、且つ、本明細書の一部を形成している添付の図面は本発明を示したもので、以下の説明と共に本発明の原理をさらに詳細に示し、且つ、当分野の技術者による本発明の構築及び使用を可能にする役割を果たしている。
【００１９】
以下、本発明について、添付の図面を参照して説明する。添付の図面においては、同様の参照番号は、同一若しくは機能的に類似の構成要素を示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本明細書に使用されている「個別制御可能要素のアレイ」という用語は、入射する放射ビームの断面をパターン形成し、それにより所望のパターンを基板の目標部分に生成するために使用することができる任意の手段を意味するものとして広義に解釈されたい。この文脈の中では、「光バルブ」、「格子光バルブ」及び「空間光変調器」（ＳＬＭ）という用語を使用することも可能である。このようなパターン形成手段例を以下に示しておく。
【００２１】
フィーチャの予備バイアス、光学近似補正フィーチャ、位相変化技法及び多重露光技法を使用する場合、例えば、個別制御可能要素のアレイ上に「表示される」パターンは、基板の層若しくは基板上に最終的に転写されるパターンとは実質的に異なっていても良いことを理解されたい。同様に、基板上に最終的に生成されるパターンは、個別制御可能要素のアレイ上に任意の瞬間に形成されるパターンに対応している必要はない。これは、基板の個々の部分に最終的に形成されるパターンが、所与の時間周期若しくは所与の露光回数で積み上げられ、その間に、個別制御可能要素のアレイ上のパターン及び／又は基板の相対位置が変更される構造の場合がそうである。
【００２２】
本明細書においては、リソグラフィ装置の、とりわけＩＣの製造における使用が参照されているが、本明細書において説明するリソグラフィ装置は、集積光学系、磁区メモリのための誘導及び検出パターン、フラット・パネル・ディスプレイ、薄膜磁気ヘッド等の製造などの他のアプリケーションを有していることを理解されたい。このような代替アプリケーションの文脈においては、本明細書における「ウェハ」或いは「ダイ」という用語の使用はすべて、それぞれより一般的な「基板」或いは「目標部分」という用語の同義語と見なすことができることは、当分野の技術者には理解されよう。本明細書において参照されている基板は、例えばトラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、露光済みレジストを現像するツール）或いは計測ツール若しくは検査ツール中で、露光前若しくは露光後に処理することができる。適用可能である場合、本明細書における開示は、このような基板処理ツール及び他の基板処理ツールに適用することができる。また、基板は、例えば多層ＩＣを生成するために複数回にわたって処理することができるため、本明細書に使用されている基板という用語は、処理済みの複数の層が既に含まれている基板を指している場合もある。
【００２３】
本明細書に使用されている「放射」及び「ビーム」という用語には、紫外（ＵＶ）放射（例えば波長が３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ若しくは１２６ｎｍの放射）、極紫外（ＥＵＶ）放射（例えば波長の範囲が５〜２０ｎｍの放射）、及びイオン・ビーム或いは電子ビームなどの粒子線を含むあらゆるタイプの電磁放射が包含されている。
【００２４】
本明細書に使用されている「投影システム」という用語には、例えば使用する露光放射に適した、或いは浸漬液の使用若しくは真空の使用などの他の要因に適した屈折光学系、反射光学系及びカタディオプトリック光学系を始めとする様々なタイプの投影システムが包含されているものとして広義に解釈されたい。本明細書における「レンズ」という用語の使用はすべて、より一般的な「投影システム」という用語の同義語と見なすことができる。
【００２５】
また、照明システムには、投影放射ビームを導き、整形し、或いは制御するための屈折光学コンポーネント、反射光学コンポーネント及びカタディオプトリック光学コンポーネントを始めとする様々なタイプの光学コンポーネントが包含されており、このようなコンポーネントについても、以下、集合的若しくは個々に「レンズ」と呼ぶ。
【００２６】
リソグラフィ装置は、場合によっては２つ（二重ステージ）以上の基板テーブル（及び／又は複数のマスク・テーブル）を有するタイプの装置であり、このような「多重ステージ」機械の場合、追加テーブルを並列に使用することができ、或いは１つ又は複数の他のテーブルを露光のために使用している間、１つ又は複数のテーブルに対して予備ステップを実行することができる。
【００２７】
また、リソグラフィ装置は、基板が比較的屈折率の大きい液体中、例えば水中に浸され、それにより投影システムの最終要素と基板の間の空間が充填されるタイプの装置であっても良い。また、リソグラフィ装置内の他の空間、例えばマスクと投影システムの第１の要素の間に浸漬液を充填することも可能である。浸漬技法は、当分野においては、投影システムの開口数を大きくすることで良く知られている。
【００２８】
リソグラフィ投影装置
図１は、本発明の一実施例によるリソグラフィ投影装置１００を略図で示したものである。装置１００は、少なくとも放射システム１０２（例えばＥＸ、ＩＬ（例えばＡＭ、ＩＮ、ＣＯ等）等）、個別制御可能要素ＰＰＭ１０４のアレイ、対物テーブルＷＴ１０６（例えば基板テーブル）及び投影システム（「レンズ」）ＰＬ１０８を備えている。
【００２９】
放射システム１０２を使用して、投影放射（例えばＵＶ放射）ビームＰＢ１１０を供給することができる。この特定の実施例では、放射システム１０２は、放射源ＬＡ１１２をさらに備えている。
【００３０】
個別制御可能要素１０４のアレイ（例えばプログラム可能ミラー・アレイ）を使用して、投影ビーム１１０にパターンを適用することができる。通常、個別制御可能要素１０４のアレイの位置は、投影システム１０８に対して固定することができるが、代替構造では、個別制御可能要素１０４のアレイは、個別制御可能要素１０４のアレイを投影システム１０８に対して正確に位置決めするための位置決めデバイス（図示せず）に接続することができる。図に示すように、個別制御可能要素１０４は反射型である（例えば個別制御可能要素の反射アレイを有している）。
【００３１】
対物テーブル１０６には、基板Ｗ１１４（例えばレジスト被覆シリコン・ウェハ若しくはガラス基板）を保持するための基板ホルダ（特に図示せず）を設けることができ、また、対物テーブル１０６は、基板１１４を投影システム１０８に対して正確に位置決めするための位置決めデバイスＰＷ１１６に接続することができる。
【００３２】
投影システム（例えばレンズ）１０８（例えば水晶及び／又はＣａＦ２レンズ系若しくはカタディオプトリック系は、このような材料でできたレンズ・要素若しくはミラー系を備えている）を使用して、ビーム・スプリッタ１１８から受け取るパターン形成されたビームを基板１１４の目標部分Ｃ１２０（例えば１つ又は複数のダイ）に投射することができる。投影システム１０８は、個別制御可能要素１０４のアレイの画像を基板１１４に投影することができる。別法としては、投影システム１０８は、個別制御可能要素１０４のアレイの要素がシャッタとして作用する二次ソースの画像を投影することができる。また、投影システム１０８は、二次ソースを形成し、且つ、基板１１４にマイクロスポットを投影するために微小レンズ・アレイ（ＭＬＡ）を備えることも可能である。
【００３３】
放射源１１２（例えばエキシマ・レーザ）は、放射ビーム１２２を生成することができる。このビーム１２２は、照明システム（イルミネータ）ＩＬ１２４に直接供給することができ、或いは例えばビーム拡大器Ｅｘなどの調節デバイス１２６を介して供給することができる。イルミネータ１２４は、放射ビーム１２２の強度分布の外部及び／又は内部径方向範囲（一般に、それぞれσ−外部及びσ−内部と呼ばれている）をセットするための調整デバイスＡＭ１２８を備えることができる。また、イルミネータ１２４は、通常、インテグレータＩＮ１３０及びコンデンサＣＯ１３２などの他の様々なコンポーネントを備えている。この方法によれば、個別制御可能要素１０４のアレイに衝突する投影放射ビーム１１０の断面に、所望する一様な強度分布を持たせることができる。
【００３４】
図１に関して、放射源１１２をリソグラフィ投影装置１００のハウジング内に配置する（放射源１１２が例えば水銀灯の場合にしばしば見られるように）ことができることに留意されたい。代替実施例では、放射源１１２をリソグラフィ投影装置１００から離して配置することも可能である。その場合は、放射ビーム１２２がリソグラフィ投影装置１００に供給されることになる（例えば適切な誘導ミラーを使用して）。この後者のシナリオは、放射源１１２がエキシマ・レーザの場合にしばしば見られるシナリオである。本発明の範囲には、これらのシナリオの両方が意図されていることを理解されたい。
【００３５】
投影放射ビーム１１０は、次に、ビーム・スプリッタ１１８を使用して導かれた後、個別制御可能要素１０４のアレイで遮られる。個別制御可能要素１０４のアレイで反射した投影放射ビーム１１０は、投影放射ビーム１１０を基板１１４の目標部分１２０に集束させる投影システム１０８を通過する。
【００３６】
基板テーブル１０６は、位置決めデバイス１１６（及びベース・プレートＰＢ１３６上の、ビーム・スプリッタ１４０を介して干渉ビーム１３８を受け取る任意選択の干渉測定デバイスＩＦ１３４）を使用して正確に移動させることができ、それにより異なる目標部分１２０を投影放射ビーム１１０の光路内に配置することができる。使用されている場合、個別制御可能要素１０４のアレイのための位置決めデバイスを使用して、例えば走査中に、投影放射ビーム１１０の光路に対する個別制御可能要素１０４のアレイの位置を正確に修正することができる。通常、対物テーブル１０６の移動は、図１には明確に示されていないが、長ストローク・モジュール（粗位置決め）及び短ストローク・モジュール（精密位置決め）を使用して実現されている。また、同様のシステムを使用して、個別制御可能要素１０４のアレイを配置することも可能である。別法として、或いは追加として、必要な相対移動を提供するために、投影ビーム１１０を移動可能とし、一方、対物テーブル１０６及び／又は個別制御可能要素１０４のアレイに固定位置を持たせることができることは理解されよう。
【００３７】
この実施例の代替構成では、基板テーブル１０６を固定し、基板１１４を基板テーブル１０６上で移動させることができる。このような場合、基板テーブル１０６の一番上の平らな表面に多数の開口が設けられ、その開口を通してガスが供給され、それにより基板１１４を支持することができるガス・クッションが提供される。これは、従来、空気軸受構造と呼ばれている。基板テーブル１０６上の基板１１４の移動は、基板１１４を投影放射ビーム１１０の光路に対して正確に位置決めすることができる１つ又は複数のアクチュエータ（図示せず）を使用して実施される。別法としては、開口を通るガスの通過を選択的に開始及び停止することにより、基板１１４に基板テーブル１０６上を移動させることも可能である。
【００３８】
本明細書においては、本発明によるリソグラフィ装置１００は、基板上のレジストを露光するための装置として記述されているが、本発明はこのような使用に限定されないこと、また、本発明によるリソグラフィ装置１００を使用して、レジストレス・リソグラフィに使用するためにパターン形成された投影ビーム１１０を投射することができることは理解されよう。
【００３９】
図に示す装置１００は、４つの好ましいモードで使用することができる。
１．ステップ・モード：個別制御可能要素１０４のアレイ上のパターン全体が目標部分１２０に１回の露光で投影される（すなわち単一「フラッシュ」）。次に、基板テーブル１０６がｘ及び／又はｙ方向を異なる位置に移動し、異なる目標部分１２０が投影ビーム１１０によって露光される。
２．走査モード：所与の目標部分１２０が単一フラッシュで露光されない点を除き、基本的にステップ・モードと同じである。走査モードでは、個別制御可能要素１０４のアレイを速度ｖで所与の方向（いわゆる「走査方向」、例えばｙ方向）に移動させることができるため、投影ビーム１１０を使用して個別制御可能要素１０４のアレイが走査される。同時に、基板テーブル１０６が速度Ｖ＝Ｍｖで同じ方向若しくは反対方向へ移動する。Ｍは投影システム１０８の倍率である。この方法によれば、解像度を犠牲にすることなく、比較的大きい目標部分１２０を露光することができる。
３．パルス・モード：個別制御可能要素１０４のアレイが基本的に静止状態に維持され、パルス放射システム１０２を使用してパターン全体が基板１１４の目標部分１２０に投影される。投影ビーム１１０を使用して基板１１４の両端間のラインを走査することができるよう、基本的に一定の速度で基板テーブル１０６が移動する。個別制御可能要素１０４のアレイ上のパターンは、必要に応じて放射システム１０２のパルスとパルスの間に更新され、パルスは、連続する目標部分１２０が基板１１４上の必要な位置で露光されるように計時されている。したがって投影ビーム１１０は、細長い基板１１４の完全なパターンを露光するように基板１１４の両端間を走査することができる。このプロセスは、基板１１４全体がライン毎に露光されるまで繰り返される。
４．連続走査モード：パルス・モードと基本的に同じであるが、実質的に一定の放射システム１０２が使用され、投影ビーム１１０が基板１１４の両端間を走査し、基板１１４を露光すると、個別制御可能要素１０４のアレイ上のパターンが更新される点が異なっている。
【００４０】
上で説明した使用モードの組合せ及び／又はその変形形態若しくは全く異なる使用モードを使用することも可能である。
【００４１】
例示的個別制御可能要素
図２は、本発明の一実施例による個別制御可能要素１０を示したものである。例えば、一実施例では、個別制御可能要素１０として格子光バルブを使用することができる。格子光バルブの概要については、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている米国特許第５，６６１，５９２号を参照されたい。個別制御可能要素１０は、照明システム１２４によって提供される放射に対して反射性の複数の反射表面１１、１２、１３、１４、１５及び１６を有している。反射表面１１〜１６には細長いリボンを使用することができ、また、列を形成するように互いに隣接して配置することができるが、細長いリボン以外の形状を使用することも可能であることは理解されよう。反射表面は、実質的に互いに平行に配置することができる。第１の位置では、反射表面１１〜１６はすべて同じ平面内に位置しており、したがって個別制御可能要素１０は、入射する放射に対して平面反射器として機能している。
【００４２】
個別制御可能要素１０の各々は、リボンの位置を調整するための関連するアクチュエータ・システム（図示せず）を有している。図３は、本発明の一実施例による、第２の状態の個別制御可能要素１０を示したものである。この実施例では、１つ置きの反射器１１、１３及び１５が残りの反射器１２、１４及び１６に対して変位している。したがって、第１のグループの反射表面１１、１３及び１５は第１の平面内に位置し、また、第２のグループの反射表面１２、１４及び１６は、第１の平面に平行で、且つ、第１の平面から反射表面に対して直角の方向に変位した第２の平面内に位置している。したがって、この第２の状態では、個別制御可能要素１０は格子（例えば回折格子）として機能し、入射する放射を回折放射として戻している。
【００４３】
例えば、第１の平面と第２の平面（この第１及び第２の平面に、第１及び第２のグループの反射器がそれぞれ位置している）の間の、反射表面に対して直角の方向の分離が、照明システム１２４によって生成される放射の波長の１／４にセットされている場合、個別制御可能要素に入射する放射はすべて回折することになる。本発明の範囲には他の構成が同じく意図されていることを理解されたい。
【００４４】
リソグラフィ投影装置は、反射した放射（すなわちゼロ次数放射）若しくは回折した放射（すなわち第１次数若しくはそれ以上の放射）のいずれかの投影システム１０８による基板１１４への投射を防止することができるフィルタ（図示せず）、例えば開口を投影システム内に備えている。したがって、選択された個別制御可能要素１０のセットを反射させるべきパターン形成アレイ内にセットし、且つ、他の個別制御可能要素１０のセットを回折させるべきパターン形成アレイ内にセットすることにより、基板１１４に投射される放射ビーム１１０にパターンが付与される。例えば、参照によりその全体が組み込まれている２００３年５月３０日出願の「Ｍａｓｋｌｅｓｓ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ  Ｓｐａｔｉａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ  Ａｒｒａｙｓ」という名称の米国出願第１０／４４９，９０８号に、様々なパターン形成アレイが教示されている。
【００４５】
図２及び３に示すように、反射表面の１つの変位は、リボンの１つの形状を変形させることによって達成することができる。一実施例では、リボンは、リボンに印加されている駆動力が除去されると、その非変形状態に自然に復帰するため、復帰駆動力は不要である。このような構造の場合、個々のリボンの少なくとも一部は、反射表面が変形する際にその位置を変えないことは理解されよう。したがって、アクティブになる（つまり制御することができる）のは、個別制御可能要素１０の一部のみである。また、制御回路（図示せず）及び／又は個々の個別制御可能要素１０のための他の表面を提供するためには、個々のリボン・セットの周囲に空間が必要である。したがって、個別制御可能要素１０のアレイが備えることができるのは、比較的狭いアクティブ領域のみである。これは、一般的に「粗く実装された」構成と呼ばれている。
【００４６】
したがって、リソグラフィ装置は、図４に示すような配列にすることができる。図４に示す本発明の実施例によれば、図２及び３に示す制御可能要素１０に対応する個別制御可能要素２０（以下、いずれも要素１０と呼ぶ）のアレイは、アクティブ領域２１（例えば反射器１１〜１６の可動部分）を備えている。レンズ２３のアレイなどの集束要素のアレイ２２は、個別制御可能要素１０のアレイに隣接して提供されている。集束要素２３の各々は、照明システム１２４からの放射ビームの一部２４を、対応する個別制御可能要素１０のアクティブ領域２１に集束させている。また、集束要素２３の各々は、個々の個別制御可能要素１０のアクティブ領域２１で反射若しくは回折した放射を集光し、且つ、集光した放射を投影システム１０８に導くことが好ましく、したがって、パターン形成される放射ビームのほとんどは、アクティブ領域２１とアクティブ領域２１の間に位置している非アクティブ領域ではなく、個別制御可能要素１０のアレイのアクティブ領域２１に入射した放射からのみ形成される。
【００４７】
反射器１１〜１６は、当分野の技術者に知られている任意のデバイスを使用して駆動することができる。反射器のこの駆動は、反射器と個別制御可能要素１０のアレイの静止部分との間の静電力によって提供することができるが、本発明はそれに限定されることはなく、例えば別法として、圧電アクチュエータ（図示せず）に反射表面の各々（例えば１１〜１６）を取り付けることも可能である。
【００４８】
図５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄは、本発明の一実施例による、４つの状態における個別制御可能要素１０の断面を示したものである。
【００４９】
図５ａは、第１の状態における個別制御可能要素１０を示したもので、反射表面３１、３２、３３、３４、３５及び３６はすべて共通の平面内に位置しており（例えば反射表面３１〜３６は、実質的に平行な平面反射器である）、且つ、その平面に対して直角の方向に、個別制御可能要素１０のアレイのベース３０から所与の距離を隔てている。したがって個別制御可能要素１０は、入射する放射に対して平面反射器として機能している。
【００５０】
図５ｂに示す第２の状態では、１つ置きの反射表面３２、３４及び３６が残りの反射表面３１、３３及び３５に対して変位しており、したがって個別制御可能要素１０は格子（例えば回折格子）として機能し、入射する放射が回折する。
【００５１】
図５ｃは、第３の状態の個別制御可能要素１０を示したものである。図５ｂに示す第２の状態における個別制御可能要素の場合と同様、１つ置きの反射表面３２、３４及び３６が残りの反射表面３１、３３及び３５に対して、反射表面に直角の方向に変位している。したがって、第２の状態の場合と同様、個別制御可能要素１０は格子として機能し、入射する放射が回折するが、第２の状態の個別制御可能要素１０と比較すると、すべての反射表面（３１〜３６）が反射表面に直角の方向にさらに変位しているため、第１の個別制御可能要素１０が第２の状態にセットされ、且つ、隣接する個別制御可能要素１０が第３の状態にセットされると、この両方の個別制御可能要素１０に入射する放射は、それぞれ異なる位相で回折することになる。
【００５２】
図５ｄは、第４の状態の個別制御可能要素を示したものである。この場合も、図５ａに示す第１の状態と同様、反射表面３１、３２、３３、３４、３５及び３６はすべて単一の表面内に位置しており、したがって個別制御可能要素１０は、入射する放射を反射する平面反射器として機能している。しかしながら、図５ａに示す第１の状態における位置に対して、すべての反射表面（３１〜３６）が変位しているため、第１の個別制御可能要素１０が第１の状態にセットされ、且つ、第２の個別制御可能要素１０が第４の状態にセットされると、この個別制御可能要素１０はいずれも放射を反射する平面反射器として作用することになるが、第１の個別制御可能要素１０で反射する放射と第２の個別制御可能要素１０で反射する放射には位相シフトが存在することになる。
【００５３】
したがって、２つのグループ、つまり、１つ置きの反射表面３２、３４及び３６を備えた第１のグループと、残りの反射表面３１、３３及び３５を備えた第２のグループの反射表面の位置を個別に制御することにより、コントラスト制御及び位相制御の両方を備えた個別制御可能要素１０を提供することができ、延いては、選択された個別制御可能要素１０のセットを４つの状態のうちの１つにセットすることにより、基板１１４に投射されるビームが、コントラスト情報及び位相情報の両方を使用してパターン形成される。
【００５４】
図５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄに示すように、距離ｄ１は、２つのグループの反射表面の平面間の距離を表し、また、距離ｄ２は、基準位置に対する反射表面によって形成される格子／反射器の距離を表している。したがって、個別制御可能要素１０の距離ｄ２をセットすることにより、基板１１４に対する格子／反射器の距離が有効にセットされる。したがって、隣接する個別制御可能要素１０の距離ｄ２を異なる値にセットすることにより、個別制御可能要素１０の各々から基板１１４へ反射／回折する放射の位相差を提供することができる。
【００５５】
例えば、隣接する個別制御可能要素のｄ２値の差が、照明システム１２４によって提供される放射の波長の１／４にセットされると、基板１１４における個別制御可能要素の１つからの放射は、他の個別制御可能要素からの放射に対して完全に位相が外れることになる。しかし、ｄ２値が同じ値にセットされると、個別制御可能要素の各々からの放射は、互いに同相になる。ｄ２を最小値と最大値の間の中間の値にセットすることにより、中間移相を得ることができることは理解されよう。
【００５６】
上で考察したように、ｄ１をゼロにセットすると、個別制御可能要素１０は平面反射器として機能することになる。また、例えばｄ１を照明システム１２４によって提供される放射の波長の１／４にセットすると、個別制御可能要素１０は純粋に格子として機能することになり、ゼロ次数放射が反射することはない。したがって、例えば、すべての回折放射（例えば第１次数若しくはそれ以上の放射）をフィルタ除去するように投影システム１０８のひとみがセットされると、ｄ１がゼロの場合（若しくは最小値にセットされると）、所与の個別制御可能要素１０から投影システム１０８に導かれる放射の強度が最大になる。逆に、投影システムの開口が、第１次数放射が投影システム１０８に導かれ、且つ、ゼロ次数放射が投影システム１０８に導かれないようになされている場合、投影システム１０８内の個別制御可能要素１０からの放射は、ｄ１がゼロにセットされると最小になり、また、ｄ１が１／４波長値にセットされると最大になる。
【００５７】
ｄ１が中間の値にセットされると、個別制御可能要素１０に入射する放射の一部が反射し、一部が回折することになることは理解されよう。したがって、中間の値においては、投影システム１０８を通過し、基板１１４に投射される、個別制御可能要素１０からの放射の強度についても同様である。したがって、ｄ１を調整することにより、個別制御可能要素１０のコントラストをセットすることができる。また、コントラストの制御は、ゼロから照明システム１２４によって提供される放射の１／４波長までの値以外の範囲でｄ１を変化させることによっても達成が可能であることは理解されよう。例えば、３／４波長と１波長の間で変化するようｄ１を制御することによって同様の効果が提供される。
【００５８】
アクチュエータ・システムは、限られた数の所定の位置に反射表面をセットするように配置することができる。例えば、アクチュエータ・システムは、名目上、ｄ１及びｄ２の各々を２つの値のうちのいずれか１つにセットすることができる。その場合、図５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄに示す４つの状態にセットすることができるのは個別制御可能要素１０のみである。これらは、最大及び最小のレベルの放射を投影システム１０８に提供し（つまりオン若しくはオフ）、且つ、隣接する個別制御可能要素１０の放射と同相若しくは位相が外れたいずれかの放射を提供するようにセットされる個別制御可能要素１０に対応している。別法としては、アクチュエータ・システムは、複数のコントラスト・レベル及び／又は隣接する個別制御可能要素１０間の位相差を提供する、ｄ１及び／又はｄ２の複数の中間値を提供することができるように配置することができる。また、アクチュエータ・システムは、ｄ１及びｄ２を最小と最大の間の連続する範囲の値にセットすることができるように配置することも可能である。
【００５９】
結論
以上、本発明の様々な実施例について説明したが、以上の説明が単なる実施例に過ぎず、本発明を何ら制限するものではないことを理解されたい。上で説明した実施例に、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく形態及び詳細における様々な変更を加えることができることは、関連する分野の技術者には明らかであろう。したがって本発明の見解及び範囲は、上で説明した例示的実施例に何ら制限されず、唯一、特許請求の範囲の各請求項及びそれらの均等物によってのみ定義されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を示す図である。
【図２】本発明の一実施例による、第１の状態における個別制御可能要素を示す図である。
【図３】本発明の一実施例による、第２の状態における個別制御可能要素を示す図である。
【図４】本発明の一実施例による個別制御可能要素のアレイを示す図である。
【図５ａ】本発明の一実施例による、ある状態における個別制御可能要素の断面を示す図である。
【図５ｂ】本発明の一実施例による、他の状態における個別制御可能要素の断面を示す図である。
【図５ｃ】本発明の一実施例による、他の状態における個別制御可能要素の断面を示す図である。
【図５ｄ】本発明の一実施例による、他の状態における個別制御可能要素の断面を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０、２０  個別制御可能要素
１１、１２、１３、１４、１５、１６、３１、３２、３３、３４、３５、３６  反射表面（反射器）
２１  アクティブ領域
２２  集束要素のアレイ
２３  レンズ（集束要素）
２４  放射ビームの一部
３０  個別制御可能要素のアレイのベース
１００  リソグラフィ投影装置
１０２  放射システム（パルス放射システム）
１０４  個別制御可能要素ＰＰＭ
１０６  対物テーブルＷＴ（基板テーブル）
１０８  投影システム（「レンズ」）ＰＬ
１１０  投影放射ビームＰＢ
１１２  放射源ＬＡ
１１４  基板Ｗ
１１６  位置決めデバイスＰＷ
１１８  ビーム・スプリッタ
１２０  目標部分Ｃ
１２２  放射ビーム
１２４  照明システム（イルミネータ）ＩＬ
１２６  調節デバイス
１２８  調整デバイスＡＭ
１３０  インテグレータＩＮ
１３２  コンデンサＣＯ
１３４  干渉測定デバイスＩＦ
１３６  ベース・プレートＰＢ
１３８  干渉ビーム
１４０  ビーム・スプリッタ
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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