(57)【要約】【課題】放射の投影ビームを、その断面の一部において均一性を有するように改善した照明システムを備えるリソグラフィ装置を提供すること。【解決手段】照明システムは、放射４の投影ビームが中央位置の周りでシフトされることができるように、少なくとも１つの移動可能な光学素子７を備える。これは、投影ビーム４における強度分布の非均一性がスミアアウトされ、次にウエハ又は他の基板などの、システムによって照明される基板の露光の改善された均一性を提供する。光学素子７は、モータで移動可能なミラー、プリズム、フィルタ、レンズ、アキシコン、拡散器、回折光学アレイ、及び光学積分器などを備えることができる。このようなリソグラフィ装置を使用したデバイス製造方法をさらに提供し、光学素子は、放射の投影ビームに関する最適な均一性を提供するために移動される。【選択図】図１
2005136422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射の投影ビーム（４、３４）を提供するための照明システム（３０）と、
前記投影ビームにその断面にパターンを与えるように作用するパターニング手段（３５）を支持するための支持構造体（３６）と、
基板（４１）を保持するための基板テーブル（４２）と、
前記基板（４１）のターゲット部分上にパターニングされたビームを投影するための投影システム（４０）と、を備え、
前記照明システムが、前記ビームの均一性を改善するために放射の前記ビームに少なくとも部分的に配置される光学素子（７、１４、３３、５１、６０）を備え、前記光学素子が、前記ビームを再方向付けることができる表面（６、５２、５３、６１）を備え、中央位置の周りの移動を実行するように構成されることを特徴とするリソグラフィ装置。
【請求項２】
前記光学素子が、ミラー、プリズム、フィルタ、レンズ、アキシコン、拡散器、回折光学アレイ、及び光学積分器の１つを備える請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項３】
前記放射（２）が、４００ｎｍより短い、特に２５０ｎｍより短く、さらに特には３０ｎｍより短い波長を有する電磁放射である請求項１又は２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項４】
前記移動が、回転移動又は発振器移動である請求項１から３までのいずれか一項に記載のリソグラフィ装置。
【請求項５】
前記光学素子（７、１０、１４、３３）が、振動の外部源（１７）に接続される請求項１から４までのいずれか一項に記載のリソグラフィ装置。
【請求項６】
前記光学素子が、放射（４、３４）の前記投影ビームの少なくとも一部に対して垂直方向の軸（８）の周りで移動可能なポリゴン（７）であり、好ましくはモータが、前記ポリゴン（７）を移動するために提供される請求項１から５までのいずれか一項に記載のリソグラフィ装置。
【請求項７】
前記光学素子が、変形可能であり、前記照明システムが、前記光学素子の表面（６０）を変形するための変形手段を備える請求項１から６までのいずれか一項に記載のリソグラフィ装置。
【請求項８】
前記放射の投影ビーム（４、３４）が、最小断面積を有する焦点（５、Ｆ）を有し、前記光学素子（７、１０、１４、３３）が、前記焦点に配置される請求項１から７までのいずれか一項に記載のリソグラフィ装置。
【請求項９】
前記放射（２）が、４００ｎｍより短い波長を有する電磁放射であり、前記光学素子（１０）が、各ファセットが部分的なビームに収集された放射の一部を反射するように、複数のファセット（１１）を有する反射器を備え、前記部分的なビームは、前記反射器（１８）からある距離の平面で重なる請求項１から８までのいずれか一項に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１０】
基板（４１）を提供すること、
放射の投影ビーム（４、３４）を提供すること、
前記投影ビーム（４、３４）にその断面にパターンを課すパターニング手段（３５）を使用すること、
前記基板（４１）のターゲット部分に放射のパターニングされたビーム（３９）を投影すること、を含み、
請求項１から９までのいずれか一項に記載のリソグラフィ装置が使用され、投影の間に中央位置の周りで光学素子（７、１０、１４、３３）を移動することを特徴とするデバイス製造方法。
【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。特に、本発明は、改善された照明システムを備えるリソグラフィ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に照明システムは、対象物を照明するために、放射のビームを提供するシステムである。前記照明は、例えば、対象物を見ることができるために、化学反応を開始或いは維持するために前記放射で対象物を露光するなどのために望ましいことがある。
【０００３】
そのような照明システムの知られている例は、スライド・プロジェクタである。スライド・プロジェクタにおいて、他の照明システムと同様に、放射のビームの品質が高いことが重要である。特にビーム強度は、好ましくはビーム断面の全ての部分で等しくあるべきである。ビームの全てにわたる均一な強度のこの要件は、特定の適用、特にリソグラフィ装置における照明システムに関してより厳しくさえある。本発明で意図されるようなリソグラフィ装置は、以降で説明される。リソグラフィ装置において、放射は、特に準備された基板にパターンを課すために使用される。基板は、光感受性を有するように作られる。その寸法及び鮮明度などの基板の特徴は、ビームの断面の全てにわたって可能な限り均一であるビームなどに非常に依存している。
【０００４】
本発明の目的のために、用語「ビーム」、「投影ビーム」、及び「放射のビーム」は、原理的に交換可能な用語である。しかしながら、いくつかの場合において、「投影ビーム」は、特にパターニング手段を照明するビームに関して使用され、かつ「パターニングされた投影ビーム」は、パターニング手段に当たることによってパターンニングされたビームに関して使用されることに留意されたい。照明システム（照明装置）で調整される源によって生成された（かつその後、コレクタによってコリメートされる）放射のビームは、時には中間ビームとして或いはまさに放射のビームとして参照される。放射ビームは、明らかに、放射のこの中間ビームに対する直接の関係を有する。本発明は、一般に、特定のパターニング手段が使用されてもされなくとも、ビームの強度の均一性を改善することに関係するが、一般のビームと（パターンニングされた）投影ビームとの間に区別がなされるときはいつでも、これは、文脈から明らかであろう。パターニング後において、パターンに影響することなく不均一性を修正する可能性は、制限されるので、投影ビームが、可能な限り均一であることは特に重要である。
【０００５】
特にリソグラフィ装置用の既存の照明システムは、放射の投影ビームの十分に均一な強度を有する要件に関して必ずしも満足できるものではない。これは、時には十分な均一性として参照される。
【０００６】
特に、現在のリソグラフィ・スキャナは、低い空間周波数の不均一性が修正された後、高い空間周波数の均一性を依然として有する傾向がある。強度における高い空間周波数変調は、例えばＣＣＤ（電荷結合デバイス）の製造において許容されない。さらに、高い空間周波数均一性は、増大したレベルのＬＥＲ（Ｌｉｎｅ  Ｅｄｇｅ  Ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）に導き得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、その断面の少なくとも一部にわたって放射の投影ビームの改善された均一性を有する改善された照明システムを含む、リソグラフィ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、以下のリソグラフィ装置に本発明によって達することができ、そのリソグラフィ装置は、
放射の投影ビームを提供するための照明システムと、
投影ビームにその断面にパターンを与えるように作用するパターニング手段を支持するための支持構造体と、
基板を保持するための基板テーブルと、
基板のターゲット部分上にパターンニングされたビームを投影するための投影システムとを含み、
照明システムが、前記放射のビームに均一性を改善するために、前記放射のビームに少なくとも部分的に配置される光学素子を備え、光学素子が、前記放射のビームを再方向付けることができる表面を備え、中央位置の周りの移動を実行するように構成されることを特徴とする。
【０００９】
本出願の文脈において、用語「中央位置」は、光学素子によって再方向付けされたビームが、その中央の意図される表面に、或いは少なくとも最も所望の位置に当たる光学素子の位置を示すことを意味する。移動は、その際、例えば１回の露光の間に１回以上、中央位置を通って進む直線移動を含むことがある。また、移動は、中央位置自体が決して仮定されないように、中央位置の周りの回転移動などを含むことができる。
【００１０】
反射表面を有しかつ中央位置の周りの移動を実行できるように構成されている光学素子を提供することによって、以下の利点を有する照明システムが提供される。露光の空間的な強度及び／或いは時間にわたって平均化された強度の均一性は、改善される。第１の態様において、光学素子の移動は、高過ぎる強度を有するビームの一部を、ビームの外側に又は低過ぎる強度を有するビームの他の一部に向かって反射することによって、結果としての放射のビームが改善された空間均一性を有するように、光学素子が放射のビームの一部を再方向付けする位置にこの光学素子を配置するために使用される。これは、強度の空間均一性を直接改善する。第２及びより好ましい態様において、意図された照明（又は露光）の期間にわたって平均化されたときに全体強度が改善されるように、放射のビームは、意図された表面（例えば、パターニング手段）を横切って移動されることを、光学素子は確実にする。
【００１１】
この原理は、可能な適用の２、３の例をあげれば、例えばステッピング及び走査リソグラフィ装置で使用されることができる。移動の周波数は、強度分布を適切にスミアアウト（ｓｍｅａｒ  ｏｕｔ）することを可能にし、かつ移動するビームの望ましくない影響を妨げるために、様々なタイプの装置に関して異なるようにしてもよい。
【００１２】
有利には、光学素子を駆動するモータが、提供されかつ光学素子に接続される。これは、光学素子の移動に良好な制御を提供する。しかしながら、そのような特殊のモータは、必ずしも必要ではない。これは、以降に説明される。
【００１３】
有利には、光学素子は、ミラー、プリズム、フィルタ、レンズ、アキシコン（ａｘｉｃｏｎ）、拡散器、回折光学アレイ、及び光学積分器の１つを備える。ここで例えば、ミラーは、平坦な金属又は誘電体ミラーであり、プリズムは、有利には１つのマイタを有する三角形プリズム又はルーフ・プリズムである。しかしながら、プリズムは、例えば偏光解消の目的で使用される現在のリターダで使用されるなどのくさび状のプリズムを備えることもできる。そのような光学素子は、高い精度で安定性を有して作られることができ、容易に制御されかつ操作されることができる。ミラーは、放射がミラーを通じて伝送される必要がない利点を有する。これは、ミラーに関してより広い範囲の材料を許容する。
【００１４】
ミラー又はプリズムなどの可動光学素子は、ビームの形状又は他の特性を変更しないので、そのような可動光学素子をビームに導入することがほぼ常に可能にされることに留意されたい。
【００１５】
有利な実施例において、光学素子は、平坦ではないミラーを備えることができる。これは、２つの効果を組み合わせる可能性を提供する。第１の効果は、所望の表面の全てにわたってビームを移動することができる動的な効果であるミラーの実際の移動である。これは、線形又は揺動移動から任意の不規則な又は「ワイルドな」移動までの任意の所望の移動であることができることに留意されたい。これは、適切なミラーの駆動と組み合わされたポリゴンなどの平坦なミラーでもたらさせることができるが、また簡単な駆動手段（回転駆動手段など）及び複雑なミラー表面、又はそれらの組み合わせであることができる。第２の効果は、ミラーの形状のために強度分布に対して固有の効果である。これは、特に好ましい設計可能性を提供する。いくつかの実施例は、湾曲されたミラー、凹状ミラー及び凸状ミラーなど、不規則な形状のミラー、及びそれらの組み合わせである。組み合わせは、レンズ作用（すなわち集束）を改善又は訂正することができる。焦点が、（湾曲された）ミラーによって任意の作用を加える前に既に最適化している場合には、さらにこれは、上述のようにビームの移動の可能性を提供する。
【００１６】
他の有利な実施例において、光学素子は、フィルタを備える。様々な理由で、望ましくない放射をフィルタリングして除くことが有利でありえる。例えば、フィルタは、例えば放射のビームの強度プロファイルに一致した透過又は反射プロファイルを有することによって、その静的な均一性を改善するために放射のビームの光学経路に配置されることができる。スペクトル純度フィルタなどの他のフィルタは、波長選択のために使用されることができる。特に、ＥＵＶ放射の場合などの反射フィルタの場合には、フィルタの移動は、本発明による所望の方法で放射のビームに影響を与える。
【００１７】
他の有利な実施例において、光学素子は、例えばズーム・レンズなどのレンズ又はアキシコンを備え、それらは両方とも、従来の照明システムで使用される一般に知られている光学素子である。レンズは、好ましくは光学軸の方向に移動される。好ましくは、ピンク、白、又はガウシアン雑音に対応するランダムな振動移動が、レンズに加えられる。
【００１８】
他の有利な実施例において、光学素子は、拡散器又は拡散器プレートを備え、この拡散器又は拡散器プレートは、放射のビームの発散をわずかに増大するために、照明システムでしばしば使用される。拡散器は、光学経路、例えばフィールド面又はひとみ面の任意の場所に配置されることができる。拡散器は、光学軸の周りで回転されることができ、又は振動動作されることがある。拡散器は、平坦な又は実質的に平坦な透過プロファイルを有することができるが、代わりに、所定の又はランダム透過プロファイルを有することができる。最終的に、拡散器は、反射性又は透過性を有することができる。
【００１９】
他の実施例において、光学素子は、回折光学アレイを備える。しばしばまた回折光学素子（ＤＯＥ）、屈折光学素子（ＲＯＥ）、又はホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）に参照される回折光学アレイは、準均一なフィールド強度を形成するために現在照明器に使用されることができる。特に、照明器が低いシグマ・モード（＜０．３）で使用されるとき、回折光学アレイのアレイ素子の量が制限され、ビームに対して垂直方向の光学素子の移動が、重なるフィールドの平均を増大し、それによってフィールド均一性を改善する。
【００２０】
他の実施例において、光学素子は、例えば結晶ロッド（水晶又はＣａＦ製の）、又は例えばフライ・アイ・レンズなどの光学積分器を備える。屈折光学アレイと同様にこれらの光学素子は、照明器におけるフィールドも画定し、これらの素子に振動又は発振器移動させることによって、静的なスペックルは、動的なスペックルになりかつスミアアウトされ、それによって微細な均一性を改善する。
【００２１】
原理的に、使用される放射の種類には特定の限定が存在しない。しかしながら、本発明は、放射が、４００ｎｍより短い、特に２５０ｎｍより短く、より特には３０ｎｍより短い波長を有するとき、特に有利である。約４００ｎｍより短い波長に関して、たとえ２５０ｎｍより短い波長に関してさらに、放射を十分に透過する光学材料を見出すのはより困難になり、この光学材料は、（溶融）水晶、あるフッ化物などに限定される。ミラーを使用することは、上述のような透過の問題を防ぐ。
【００２２】
約３０ｎｍより短い波長（極紫外線すなわちＥＵＶ）に関して、適切な透過材料が将来に見出されることを排除するものではないが、そのような透過材料は知られていない。したがって、移動可能なミラーの使用は、第１に、約３０ｎｍより短い波長を有する放射の束の均一性を改善する可能性を提供する。
【００２３】
実際に、ＥＵＶ放射などの非常に短い波長の放射のための光学装置は、主にミラーからなる。例えば、コレクタは、多数の同心に配置されたミラーを備えることができ、これらのミラーは、コレクタに入る（発散する）放射を集中する。同心ミラーのこの配置は、例えば温度変化のための幾何形状における変化に非常に感受性がある。幾何形状における変化は、焦点における変化、又は少なくとも存在するビームの均一性における変化を引き起こす可能性がある。例えば、強度におけるシャープ・ディップが生じることがある。これらの特定の場合に関して、本発明による照明システムは、照明の均一性における著しい改善を提供する。
【００２４】
有利には、前記移動は、回転移動又は発振移動（すなわち振動移動）である。これらは良好に制御可能な移動であり、そのビームに対する効果、したがって露光が容易に計算可能である。
【００２５】
他の有利な実施例において、光学素子は、放射源及びコレクタから機械的に分離される振動の外部源に接続される。これは、放射源及びコレクタの両方が、振動緩衝器によって外界から振動を分離された構造に懸架されることを、実際に意味する。さらに有利には、光学素子は、外界との直接結合によってこれら外部振動から分離されないか、又は光学素子が、別個の振動源に接続される。この第１の場合、外界は、振動源であると考えられる。それらの利点は、常に利用可能であることであり、一方別個の振動源の利点は、その振動が非常により制御可能であることである。
【００２６】
有利な照明システムにおいて、光学素子は、投影ビームにおける放射の少なくとも一部に対して垂直方向の軸に周りで移動可能であるポリゴンであり、好ましくはモータが、前記ポリゴンを回転するために設けられる。これは、光学素子の周期的な移動を提供するかなり簡単でしかも優れた方法である。任意の所定の瞬間に、放射のビームは、ポリゴンの１つの（又は恐らく１つ以上）面に当たる。ポリゴンが、十分な角度にわたって回転したとき、ポリゴンの隣接する面は、放射のビーム（少なくともその一部）の反射を引き継ぎ、以下同様である。振動移動に対する回転移動の１つの利点は、第１にまさに振動がないことである。このタイプの移動は、振動特性であるときに、振動部品を加速又は減速するために力を発生するために、分離が、システムの他の部品における振動の問題を妨げるために必要であり、一方回転移動は、実質的に振動なしに実行されることができる。
【００２７】
特に、そのようなポリゴンの面は、実質的に平坦であり、又は実質的に湾曲され、又は不規則にさえ形成されることができる。同じ考慮が、上述のようにミラーの形状に関して適用する。さらに、ポリゴンの各面は、放射のビーム特性へ影響する可能性をさらに改善するために、異なって形成された面を備えることができる。さらに、ポリゴンは、実質的に等しい寸法の面を有することができ、又は代わりに異なる寸法の面を備えることができる。
【００２８】
さらなる実施例において、光学素子は、周囲ミラーを備える。これは、面がなだらかな表面を作るなどのために湾曲される、ポリゴンの特定の場合と考えられることができる。円筒の対称軸の周りで回転する完全な円筒形は、ビームの強度分布を変更させないことに留意されたい。したがって、それは、非対称軸の周りでそのような円筒形ミラーを回転又は移動するように配置されることができる。しかしながら、より一般的には、円周ミラーは、なだらかな及び非円筒形、又は、例えば長円又は部分的に膨らんだ断面を有する不規則にさえ形成されることができる。ミラーのそのような一般形状は、放射のビームに対する望ましいスミアアウト特性に関して最適化されることができる。
【００２９】
上述の回転移動は、特定の発振器移動として考えることができる。一般に、そのような発振器移動は、ビームに対する移動の効果が、発振の周波数及び振幅などの容易に制御される特徴でより予測可能でさえある利点を有する。
【００３０】
本発明の他の有利な実施例において、少なくとも１つの光学素子は、変形可能であり、光学素子の表面を変形するための変形手段を備える。これは、光学素子の反射特性の非常に特定な局所的な制御を可能にする。用語「移動」は今や変形を含み、表現「中央位置の周り」は、「変形されない位置に関する」ことを意味するものとして意図されることに留意されたい。
【００３１】
一実施例は、ミラーの全体表面が局所的に変形される場合には、局所的にファセットに類似した作用を有する合成ミラーである。他の同じく非限定例は、多かれ少なかれ可撓性であるミラーを含み、１つの以上の変形手段は、ミラーの様々な位置でミラーに接続される。変形手段は、圧電モータ、又は表面の変形をもたらすことができる他の任意のタイプの駆動手段を備えることができる。一般に、これは、放射のビーム又は放射のビームの少なくとも一部が、再方向付けられることができるようなミラーの変形を可能にする。次に、基板のターゲット表面を横切ってビームを走査するように、高過ぎる強度を有するビームの一部を運び去り、又は低過ぎる強度を有するビームの一部に向けて強過ぎる部分を案内するように制御されることができる。
【００３２】
本発明による照明システムの有利な実施例において、投影ビームは、最小の断面積を有する焦点を有し、光学素子は、前記焦点に配置される。本明細書において、焦点は、ビームの断面積が、コレクタが存在する場所より小さく、好ましくはコレクタが存在する場所の断面の多くとも半分、より好ましくは多くとも１０分の１である位置として理解される。これは、光学素子が実行できるだけ小さく、対応してより低い価格で、かつより少ない機械的問題でビームのシフトを制御する可能性を可能にする。
【００３３】
さらにビームの均一性を改善するために、ある同一のより大きなシステム又は装置で、本発明の２つ以上の実施例を組み合わせることが可能であることに留意されたい。
【００３４】
本発明により照明システムは、原理的に任意の所望のより大きなシステムに適用されることができる。しかしながら、好ましい適用は、その固有のその照明及び均一性に関する極端な要求及びしばしばむしろ短い波長でのために、リソグラフィの分野である。
【００３５】
有利には、放射は、４００ｎｍより短い波長を有し、コレクタ及び／又は少なくとも１つの光学素子は、各ファセットが、部分的なビームに収集された放射の一部を反射するように、複数のファセットを有する反射器を備え、一部のビームは、反射器からある距離の平面で重なる。このタイプの反射光学装置は、十分な透過材料が知られていない波長、例えば５ｎｍから３０ｎｍのＥＵＶ放射に関して非常に有用である。この種の光学装置は、放射を案内しかつ方向付けるために１つ以上のミラーを既に使用するので、本発明によりビームの有利なシフトを導入するための光学素子として、他の移動可能なミラーを含むことは、あってもわずかな問題を提起し、さらに上述のように均一性改善の利点を提供する。
【００３６】
実際に、コレクタは、放射のビームを得るために例えば凹状のミラーであることができ、一方、別個のミラーは、多数のファセットを備える。既に存在する１つ以上のミラーを、１つ以上の追加移動可能なミラーで置き換えることも可能である。
【００３７】
しかしながら、４００ｎｍより短い波長以外の他の波長は、除外されない。さらに、本発明による任意の他のタイプの照明システムは、上述のように照明システムに関連するその特定の利点を有して、リソグラフィ装置に備えられることができる。
【００３８】
本発明の第２の態様において、デバイス製造方法が提供され、この方法は、
基板を提供することと、
放射の投影ビームを提供することと、
投影ビームにその断面にパターンを課すパターニング手段を使用することと、
基板のターゲット部分に放射のパターニングされたビームを投影することとを含み、
本発明によるリソグラフィ装置が使用され、投影の間に中央位置の周りで光学素子を移動することを特徴とする。
【００３９】
ここで、前記移動は、例えば振動、発振器、又は回転タイプのものであることができる。本発明による任意のタイプのリソグラフィ装置は、その記載された特定の利点を有して使用されることができる。ここで、リソグラフィ装置は、放射の投影ビームを提供し、その投影ビームにパターンを課し、及び／又はターゲット部分に放射のパターニングされた投影ビームを投影するために使用されることができる。
【００４０】
このように本発明が記載され、本発明をより良く理解する目的で、次にいくつかの背景情報が与えられる。しかしながら、この情報は、限定として解釈されるべきではない。
【００４１】
リソグラフィ装置は、基板のターゲット部分に所望のパターンを加える機械である。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造で使用されることができる。その状況で、マスクなどのパターニング手段は、ＩＣの個別の層に対応する回路パターンを作るために使用されることができ、このパターンは、放射感受性の材料（レジスト）の層を有する基板（例えば、シリコン・ウエハ）上のターゲット部分（例えば、１つ又は複数のダイの部分を備える）上に撮像されることができる。一般に、単一の基板は、連続的に露光される隣接するターゲット部分のネットワークを含む。知られているリソグラフィ装置は、各ターゲット部分が、１回にターゲット部分上の全パターンを露光することによって照射されるいわゆるステッパ、及び各ターゲット部分が、所定の方向に平行に又は反平行に基板を同期して走査する間に、所定の方向（「走査」方向）に投影ビームを介してパターンを走査することによって照射されるいわゆるスキャナを含む。
【００４２】
特定の参照が、ＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に対して本明細書でなされるが、本明細書で記載されるリソグラフィ装置は、統合された光学システム、磁気ドメイン・メモリのための案内及び検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造などの他の適用を有することができることが理解される。当業者は、そのような代わりの適用に関連して、本明細書における用語「ウエハ」又は「ダイ」の任意の使用は、それぞれより一般的な用語「基板」又は「ターゲット部分」と同じ意味であると考えられることができることを理解するであろう。さらに、本明細書で参照される基板は、露光の前又は後で、例えばトラック（一般に基板にレジストを付け、露光されたレジストを現像するツール）又は計測或いは観察ツールで処理されることができる。適切であれば、本明細書の開示は、そのような及び他の基板処理ツールに適用されることができる。
【００４３】
本明細書で使用される用語「放射」及び「ビーム」は、特に紫外（ＵＶ）放射（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ｎｍの波長を有する）、及び極紫外（ＥＵＶ）放射（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含む、全てのタイプの電磁放射を含有する。原理的に、ミラーが粒子ビームに関して使用できるとすれば、イオン・ビーム又は電子ビームなどの粒子ビームを含むこともできる。
【００４４】
本明細書で使用される用語「パターニング手段」は、基板のターゲット部分にパターンを形成するように、投影ビームにその断面にパターンを与えるために使用されることができる手段を参照するとして広く解釈されるべきである。投影ビームに課されるパターンは、基板のターゲット部分に所望のパターンに正確には対応しないこともあることに留意されたい。一般に、投影ビームに課されるパターンは、集積回路などのターゲット部分に作られるデバイスにおける特定の機能層に対応する。
【００４５】
パターニング手段は、透過性又は反射性であることができる。パターニング手段の実施例は、マスク、プログラム可能なミラー・アレイ、及びプログラム可能なＬＣＤパネルを含む。マスクは、リソグラフィにおいて良く知られており、２値、交互の位相シフト、及び減衰した位相シフト、並びに様々なタイプのハイブリッド・マスクを含む。プログラム可能なミラー・アレイの実施例は、小さなミラーのマトリクス構成を用い、マトリクス構成のそれぞれは、異なる方向で到来する放射ビームを反射するように個々に傾斜されることができ、このように反射されたビームはパターニングされる。パターニング手段の各実施例において、支持構造体は、例えばフレーム又はテーブルであることができ、フレーム又はテーブルは、必要に応じて固定され又は可動であることができ、パターニング手段が例えば投影システムに対して所望の位置にあることを確実にすることができる。本明細書における用語「レチクル」又は「マスク」の全ての使用は、より一般的な用語「パターニング手段」と同じ意味と考えられることができる。
【００４６】
本明細書で使用される用語「投影システム」は、適切であれば例えば使用される露光放射に関して、又は浸漬流体の使用又は真空の使用などの他の要因に関して、屈折光学システム、反射光学システム、及びカタディオプトリック光学システムを含む、様々なタイプの投影システムを含有するとして広く解釈されるべきである。本明細書における用語「レンズ」の全ての使用は、より一般的な用語「投影システム」と同じ意味として考えられることができる。
【００４７】
照明システムは、放射の投影ビームを方向付け、成形し、又は制御するために、屈折、反射、及びカタディオプトリック光学構成部品を含む、様々なタイプの光学構成部品を包含することもでき、そのような構成部品は、集合的に又は単一で「レンズ」として以下に参照されることもできる。
【００４８】
リソグラフィ装置は、２つ（二重ステージ）又はより多くの基板テーブル（及び／又は２つ以上のマスク・テーブル）を有するタイプであることができる。そのような「マルチ・ステージ」機械において、追加のテーブルは、平行して使用されることができ、又は予備のステップは、１つ以上の他のテーブルが露光のために使用される間に、１つ以上のテーブルで実行されることができる。
【００４９】
リソグラフィ装置は、投影システムの最終素子と基板との間の空間を充填するように、基板は、比較的高い屈折率を有する液体、例えば水で浸漬されるタイプであることもできる。浸漬液体は、例えばマスクと投影システムの第１の素子との間のリソグラフィ装置における他の空間に加えられることもできる。浸漬技術は、投影システムの開口数を増大するために従来技術で良く知られている。
【００５０】
本発明の実施例は、対応する参照符号が対応する部品を示す添付の概略図を参照して、例示だけによって記載される。
【実施例】
【００５１】
図１は、本発明による照明システムを概略的に示す。照明システムは、電磁放射２の源１を備える。放射２は、コレクタ３に入り、かつ放射のビーム４に形成される。
【００５２】
放射のビーム４は、焦点５を有し、焦点５で、ビームはポリゴン７の面６から外れて反射する。ポリゴン７は、矢印Ａによって示される方向に軸８の周りで回転し、モータ（図示せず）によって駆動される。
【００５３】
反射されたビームは、矢印Ｂの方向で前後に発振し、かつミラー９に当たる。
【００５４】
源１は、所望の種類の照明に関して有用である放射の任意の源であることができる。多くの場合において、これは、しばしば約１０００ｎｍまでの波長を有する電磁放射である。リソグラフィの特定の場合において、これは、最も多くは、約４００ｎｍ（例えば３６５ｎｍ）から５ｎｍと２０ｎｍとの間の短いまでの波長（極紫外、ＥＵＶ）を有する紫外放射である。図１の実施例において、放射は、約５ｎｍから３０ｎｍまでの波長を有するＥＵＶ放射を含む。しかしながら、可視光などのより長い波長の放射は、除外されず、また粒子ビームなどの任意の他のタイプの放射も除外されない。
【００５５】
しばしば源１から到来する放射２は、強い発散特徴を有する。したがって、しばしばコレクタ３は、放出された放射２を放射の集束されたビーム４に形成するために使用される。コレクタ３の設計は、例えば束にされる放射のタイプ、及び形成されるビーム４の特性に応じる。図１の実施例において、コレクタ３は、多数の同心のシェル状の本体を備える。これら各本体は、グレージング入射で到来する放射２は、焦点５の方向で本体から外れて反射されるように成形される。実際に、この焦点５は、コレクタが離散特性を有するので、より類似した集束体積であり、同じ点に放射の各単一の光線を集束することができない。それにもかかわらず、コレクタ３は、「レンズ」として作用し、放射のビーム４の断面寸法が、コレクタ３が存在する場所での断面寸法より非常に小さい空間における点、焦点５を作る。
【００５６】
ＥＵＶ放射の場合において、現在、放射を集束するために、例えば記載されたコレクタの形態で反射光学装置を使用する必要がある。しかしながら、他のタイプの集束機構が将来用いられることができることを除外しない。しかしながら、実際のタイプの集束機構は、本発明に関連がない。一実施例として、約２００ｎｍから４００ｎｍの波長を有するＵＶ放射などのより長い放射がされるとき、水晶、ＣａＦなどから作られた実際のレンズを使用することは十分に可能である。この場合、放射のビーム４を非常に狭い焦点５に集束することが可能である。コレクタのさらに他のタイプは、放射の全ての種類に関して可能であり、収集されるビームが放出される側とは反対側で、源の周りで部分的に延在する例えば凹状ミラーである。好ましくは、平行又はほぼ平行なビームを放出するために、そのような凹状ミラーの焦点に又は焦点近くに配置される。
【００５７】
焦点５において、放射のビーム４は、ポリゴン７の面６に当たり、前記面６を外れて反射される。図１に示されるポリゴンは、八角形であるが、４、５、６、７、９などの任意の数の面も可能である。しかしながら、少なくとも６の数が好ましく、より好ましくは少なくとも８である。なぜなら、次にビーム４の強度、すなわち換言すれば、ビームの中央位置から最大のシフトは、比較的小さく維持されることができるからである。これは、ビーム４がその意図された表面、この場合、時間の大部分に関してミラー９に当たるので、ビーム４が有効に使用されることができ、さらに移動し、そのようにビーム４の強度における不均一性を平均してなくす。
【００５８】
面６などの反射表面を提供するための手段としてポリゴン７を使用することは、必ずしも必要ではない。他の手段、平坦な、凹状の、又は凸状の簡単なミラー、或いは例えばプリズムなどを含む。前記プリズムは、使用される放射２に関して十分な透明であるべきである。そのような場合において、プリズムが正確に向けられるなら、プリズムに入る放射は、斜辺から外れて内部全反射を受ける。しかしながら、これは、当業者には簡単な作業である。
【００５９】
ビーム４をシフトするために、ポリゴン７は、モータ（図示せず）によって軸８の周りで移動される。ポリゴンは、好ましくは、例えば矢印Ａの方向で又は逆の方向で軸８の周りで回転される。回転は、システムで振動擾乱のわずかな量だけを引き起こし、そのシステムは、ビーム４によって実際の露光の非常に高い精度を概して必要とする、リソグラフィ・システムなどの感受性のシステムに関して有利である。ポリゴンを移動するさらに他の手段は、ポリゴンを実際に振動する、又はポリゴンを発振又は中央位置の周りで前後に「揺動」移動を実行させるなどを除外しない。振動移動は、軸の周りで実行される必要はないが、源、コレクタ、及びミラー９などのほとんどの部品が、振動減衰構造に懸架されるシステムとは対照的に、外界などのある振動源にポリゴン又は表面などを結合することによって引き起こされることができる。振動を生成するために特に構成された源は、平均強度が所望のように設定されることができるさらなる利点を有して、同様に使用されることができる。振動又は「揺動」移動は、小さなピストン・エンジンなどの任意の知られている手段によって引き起こされることができる。
【００６０】
この適用の状況において、用語「中央位置」は、光学素子によって再方向付けられたときのビーム４が、その中央又は少なくとも最も所望の位置で意図された表面に当たる光学素子の位置を示すことを意味する。ミラー９の表面に反射したビームのシフト、又は一般に移動は、矢印Ｂの方向である。他の実施例において、例えば振動駆動される移動可能な光学素子の場合には、この方向は、完全にランダムであるか、又はＢに垂直な方向であることができることに留意されたい。
【００６１】
ポリゴンの回転に使用されるモータは、任意の適切なモータであり、しばしば電気モータである。１分当たりの回転数は、任意の所望の適切な数に設定されることができる。照明システムによって露光される持続期間が、ポリゴンによって実行される移動の少なくとも１つの完全なサイクルを含むように、当業者は、有利に数を選択する。この場合、その移動のスミアアウト作用を行うのが十分に有利である。しかしながら、移動のわずかな部分が、ある均一性効果をもたらす。
【００６２】
上述のように、ポリゴン７の面６の位置は、有利には照明システムの焦点にある。しかしながら、これは必ずしも必要ではない。なぜなら、ビーム４は、コレクタ３と意図される表面との間の任意の位置に反射されることがあるからである。この場合、意図される表面はミラー９である。このミラーは、ファセット・ミラーの１つのファセットであることができるが、照明システムで使用されるある他のミラーであることもあり、リソグラフィ・システムにおけるパターニング手段であることもできる。これは、以下の図面及びそれらの記載でより明らかになろう。
【００６３】
図２は、本発明による照明システムの第２の実施例を概略的に示す。同様の要素は、時には明瞭性のためにプライム記号を付けて同様の参照符号で示される。
【００６４】
コレクタは、源１がコレクタ３’の焦点近くに配置された凹状ミラー３’である。
【００６５】
放射のビーム４は、形成され、かつ多数の小さな分離した凹状ミラー１１、すなわちフィールド・ファセットを備える、いわゆるフィールド・ファセット・ミラー１０に当たる。これらのフィールド・ファセットは、図１の実施例のミラー９と比較されることができる。ここで、実際には本発明による照明システムは、レンズ、シャッタなどの任意の知られている他のデバイスによって補われることができることに留意されたい。これは、同様に他の実施例に関して維持される。
【００６６】
Ｃは、ビーム４の寸法が局所的に最小である場所を示す。
【００６７】
フィールド・ファセット・ミラー１０による反射後、ビーム４は、多数の他のミラー１２及び１３によって反射され、他のミラーの作用は、本明細書ではさらに説明されない。次に、ビームは、グレージング入射に配置されたミラー１４によって反射される。
【００６８】
ミラー１４は、モータ１７に接続されたアーム１６によって軸１５の周りで前後に回転されることができる。
【００６９】
ミラー１４による反射後、ビーム４は、パターニング手段１８に当たり、パターニングされたビーム１９になる。
【００７０】
この実施例において、凹状ミラー３’は、源１によって放出された放射２を集束ビーム４に束ねるために使用される。ここで源１は、前記ミラー３’の焦点位置よりミラー３’からさらにわずかに離れて配置されなければならない。
【００７１】
ビーム４は、次に、多数のフィールド・ファセットを備えるフィールド・ファセット・ミラー１０の表面に当たり、フィールド・ファセットは、平坦なミラーであり、互いに関してわずかに傾斜されかつ／又はオフセットされることがある。本実施例において、それらは、わずかな分離をビームに提供するために、それぞれ小さな凹状ミラーである。しかしながら、これは、本発明に関連はなく、したがってさらに説明されない。
【００７２】
ミラー１０によって反射されるビーム、又は別個のビームの収集は、位置Ｃで最小径又は一般に最小の寸法を有する。この位置は、本発明による余分のミラーなどの移動可能な反射表面を含む有利な位置を提供する。しかしながら、そのような移動は、照明システムの他の部分で提供されるので、これは、本明細書では示されない。
【００７３】
ビーム４は、さらにミラー１２及びミラー１３によって反射され、これらのミラーそれぞれは、本発明により移動を提供するために、移動可能に作られることもできる。前記ミラー１３の機能は、例えばビーム１４をコリメートし、かつ焦点Ｆを形成することでありえる。
【００７４】
次にビーム４は、ミラー１４に当たる。例えばミラー１４は、グレージング入射に配置された平坦な又はわずかに凹状のミラーである。上述のように、ビーム４は、焦点Ｆでミラー４に当たる。したがって、ビーム４は、ミラー１４に対する移動を課されるときに容易に制御される。換言すれば、ミラー１４は、本発明により移動可能なミラーとして構成されるべき良好な候補である。この実施例において、これは、モータ１７に接続されかつ駆動される移動可能なアーム１６によって実現される。アーム１６に加えてこのモータ１７は、ミラーにより反射されたビームが前後にシフトするように、電気モータ、ピストン・エンジン、又はミラー１４に対して往来する動きを課すために任意の適切なタイプであることができる。
【００７５】
代わりの実施例において、モータは、アーム１６によってミラー１４に堅く結合された振動源を備えることができる。源は、存在する人間、地震性、又は工業活動により振動を提供する外界であることができる。好ましくは、モータ１７は、設定可能な強度及び周波数（スペクトル）で制御可能な振動発生器を備える。
【００７６】
本発明による照明システムのいずれも、１つの軸の周りの移動を課す必要はないことに留意されたい。２つ以上の軸の周り、又は移動が一般に任意の方向で可能であるようにボール・ジョイントの周りの移動を課すことも可能である。重要なことは、ビームが、照明される表面を横切ってシフトすることであり、その表面での強度における不規則性がスミアアウトされ、かつ照明の均一性が改善される。
【００７７】
ミラー１４によって反射されるビームは、この場合はパターニング手段である照明されるべき表面に当たり、例えば、放射に敏感であり、放射によって養生されることができるなどの表面であることもできる。
【００７８】
図３は、本発明によるリソグラフィ装置、特に反射光学装置を用いるリソグラフィ装置を概略的に示す。
【００７９】
本発明による概略の照明システムは、一般に３０によって示される。３１は、放射源を示し、３２は、コレクタすなわち例えばビーム成形手段を示し、かつ３３は、さらなる光学素子、特に本発明による移動可能な光学素子を示す。
【００８０】
投影ビーム３４は、放出され、マスク・テーブル３６に結合されたマスク３５に当たり、マスク・テーブル３６は、マスク・テーブル配置手段３７によって移動され、このマスク・テーブル配置手段３７は、次に第１の干渉計３８によって制御される。
【００８１】
パターニングされたビーム３９は、投影光学装置４０に入り、かつウエハ・テーブル４２に結合されるウエハ４１に向かって案内され、ウエハ・テーブル４２は、ウエハ・テーブル配置手段４３に結合され、このウエハ・テーブル配置手段４３は、次に第２の干渉計４４によって制御される。
【００８２】
図３の装置のほとんどの部品は、実際には、リソグラフィ装置の標準部品であることができる。さらに、それらは、本明細書の導入部分で一般的に導入されたので、さらなる説明は、ただ一般的な説明とともに本発明による部品に限定される。
【００８３】
照明システム３０は、本発明により設計され、かつ投影ビーム３４を提供する。この投影ビームは、少なくとも例えばウエハ４１の完全な露光にわたって測定されたとき、知られている投影ビームより良好な均一性を示す。これは、さらなる光学素子３３の移動可能な光学素子形成部品によって達成される。
【００８４】
投影ビーム３４のパターニング後、パターニングされたビーム３９は、投影光学装置４０によって案内されかつ調整される。投影光学装置は、１つ以上のミラー、及び／又はレンズを備えることができ、又はともに供給されることができる。
【００８５】
反射光学装置を有する図３の実施例は、上述の理由に関して、非常に短い波長の放射及び恐らく粒子ビームとともに使用することに適している。
【００８６】
図４は、透過光学装置を有する、本発明によりリソグラフィ装置の他の実施例に関する設定を概略的に示す。
【００８７】
本発明による照明システムは、３０によって示され、４５はレーザを示し、４６はビーム拡張器を示す。
【００８８】
参照符号３３から３７、及び３９から４４は、同じ参照符号を有する図３における部品に対応する部品を示す。
【００８９】
この実施例の透過光学装置は、放射が、特に約１００ｎｍより長い波長を有する放射に関して十分な透明材料が存在するときに使用される場合に使用されることができる。
【００９０】
レーザ４５は、コレクタに組み合わされた代わりの放射源として選択される。レーザは、ビーム拡張器４６によって所望の断面に拡張される必要がある放射の平行ビーム４を提供する。
【００９１】
さらなる光学素子３３は、モード・ミキサなどの他の均一化素子を備えることができ、本発明による移動可能な光学素子を備えることもできる。モータ（図示せず）による前記移動可能な光学素子の移動は、例えば矢印Ｄによって示される方向に投影ビーム３４をシフトさせる。移動可能な素子は、ミラー、プリズム、レンズなどであることができる。移動可能な素子による余分な反射が考慮されるように、マスク３５に向かう投影ビームの経路を設計する必要があることに留意されたい。特に、ミラー又はプリズムによる反射の場合に、反射したビーム又は投影ビームは、移動可能な光学素子に当たるビームに平行ではない。これは、移動可能な光学素子による平均反射角度に有利には等しい他の反射角度を追加する、他のミラー、プリズムなどを使用することによって訂正されることができる。
【００９２】
移動可能な光学素子がレンズである場合には、例えばビームに対するレンズの光学中心を移動することによって、ビームを移動する作用はさらに達成可能であるが、用語「反射」は、もちろん「屈折」によって置き換えられる。
【００９３】
図５において、本発明による照明システムの代わりの実施例が示される。ここで、５０は、焦点５を有する放射のビーム４の一般的な源を示す。
【００９４】
光学素子５１は、軸８の周りで移動することができ、簡単な湾曲した表面５２並びに多数のファセット５３を備える。
【００９５】
光学素子５１は、２つの異なる主側面を備え、第１の側面５２は、楕円状の湾曲を有し、反対側の側面は、多数のファセット５３を備える。ファセットは、それらが等しいように選択されることができるが、互いに異なって示されている。
【００９６】
光学素子５１は、他の方向を除外するものではないが、例えば矢印Ａの方向にある駆動手段（図示せず）によって軸８の周りを移動されることができる。互いに異なる光学素子５１の側面の利点は、単に１８０°にわたって回転することによって、素子５１の完全に異なる光学作用を選択することができることである。相互に異なる面の任意の他の数を同様に考えることができる。
【００９７】
軸８の周りの移動は、繰り返しウイグル動作、回転などであってもよい。それは、任意の適切な速度又は周波数を有する、不規則な動作又は規則的な動作であり得る。
【００９８】
図６は、本発明による照明システムの別の代わりの実施例を概略的に示す。ここで、５０は、焦点５を有する放射のビーム４の一般的な源を再び示す。
【００９９】
参照符号６０は、それぞれ変形アーム６２に接続された多数の部分表面６１を有する変形可能な光学素子を示し、変形アーム６２は、次に変形駆動装置６３に結合される。各変形駆動装置は、変形制御手段６４によって制御される。
【０１００】
光学素子６０は、変形可能な表面を備え、この変形可能な表面は、自体が剛性である相互に接続された部分的な表面６１で構築されることができるか、又は例えば代わりのある一体化された可撓性材料から構築されることもできる。部分的な表面６１は、２から任意の所望のより大きな数、例えば３０までの数で変わることができ、より大きな数は、可能な強度パターンのより多くの数を確実にするが、複雑性も増大する。部分的な表面は、線形又は２Ｄパターンに構成されることができる。
【０１０１】
各部分的な表面６１は、変形駆動装置６３によって駆動される変形アーム６２によって移動されることができる。可能な実施例は、圧電アクチュエータ、磁気制御デバイスなどである。全ての変形駆動装置６３は、変形駆動手段６４に接続されかつ変形駆動手段６４によって制御され、変形駆動手段６４は、ビーム強度測定デバイス（図示せず）に任意に結合される、例えばマイクロコンピュータであることができる。変形駆動手段６４によって、適切な信号は、変形駆動装置６３に送信されることができ、変形駆動装置６３は、光学素子６０が、ターゲット９の表面を横切るビーム４の所望のシフトを提供するように、次に所望の位置に変形アーム６２を移動する。このシフトは、スイープ、発振器シフト、高過ぎる強度を有するビームのある部分の訂正、又はそれらの組み合わせであることができる。
【０１０２】
本発明の特定の実施例が、上述されたが、本発明は、記載された以外で実施されることができることを理解されたい。記載は、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明による照明システムを概略的に示す。
【図２】本発明による照明システムの第２の実施例を概略的に示す。
【図３】本発明によるリソグラフィ装置、特に反射光学装置を用いるリソグラフィ装置を概略的に示す。
【図４】透過光学装置を有する、本発明によるリソグラフィ装置の他の実施例を概略的に示す。
【図５】本発明による照明システムの代わりの実施例を概略的に示す。
【図６】本発明による照明システムの別の代わりの実施例を概略的に示す。
【符号の説明】
【０１０４】
１、３１、５０  源
２  放射
３、３’、３２  コレクタ
４、３４  ビーム
５  焦点
６  面
７  ポリゴン
８  軸
９、１２、１３、１４  ミラー
１０  フィールド・ファセット・ミラー
１１  凹状ミラー
１５  軸
１６  アーム
１７  モータ
１８  パターニング手段
１９、３９  パターニングされたビーム
３０  照明システム
３３、５１、６０  光学素子
３５  マスク
３６  マスク・テーブル
３７  マスク・テーブル配置手段
３８  第１の干渉計
４０  投影光学装置
４１  ウエハ
４２  ウエハ・テーブル
４３  ウエハ・テーブル配置手段
４４  第２の干渉計
４５  レーザ
４６  ビーム拡張器
５２  湾曲した表面
５３  ファセット
６１  部分表面
６２  変形アーム
６３  変形駆動装置
６４  変形制御手段
Ａ、Ｂ、Ｄ  矢印
Ｆ  焦点
【図１】
2005136422.tif 000003
【図２】
2005136422.tif 000004
【図３】
2005136422.tif 000005
【図４】
2005136422.tif 000006
【図５】
2005136422.tif 000007
【図６】
2005136422.tif 000008