(57)【要約】【課題】変動する走査速度に対する感度を低下させる被変調リソグラフィビーム【解決手段】変動する走査速度に対する感度を低下させ、リソグラフィの走査処理時間を改良することができるリソグラフィ装置を提示する。１つの実施形態では、装置は、ビームと基板とが相互に対して移動するにつれて、走査速度に基づいてパターン形成されたリソグラフィビームを変調する変調器を有する。変調器は、ビームの輝度またはサイズのようなパターン形成されたリソグラフィビームの属性を変調するように構成される。【選択図】図２
2005203802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィ装置であって、
放射線のビームを供給するように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に構成された支持構造とを有し、前記パターニングデバイスがビームの断面にパターンを与え、さらに、
基板を保持するように構成された基板ホルダと、
パターン形成したビームを前記基板の目標部分に投影するように構成された投影システムと、
パターン形成したビームと前記基板とを相互に対して移動するように構成された走査機構と、
走査速度信号に基づいてパターン形成ビームの属性を変調するように構成された変調器とを有し、前記走査速度信号が、前記基板に対するパターン形成ビームの走査速度を示すリソグラフィ装置。
【請求項２】
前記被変調属性が、パターン形成ビームの有効パワーを含む、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項３】
前記被変調属性が、前記照明システムに付随する光源の有効パワーを含む、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項４】
前記変調器が、前記照明システムに伴う光源の繰返し率を変調する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項５】
前記変調器が、パターン形成したビームを減衰する可変減衰器を駆動するように構成される、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項６】
前記変調器が、前記投影システムと前記照明システムとの少なくとも一方のスリットの幅を変調して、パターン形成したビームの幅を変調するように構成される、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項７】
さらに、
第一制限要素と、
第二制限要素と、
前記第一および第二制限要素を駆動するように構成された駆動機構とを有し、
前記スリットが、前記第一制限要素と第二制限要素との間に形成され、
前記駆動機構が前記第一制限要素を駆動し、前記第一制限要素を加速して、前記スリット幅を変調し、遅延後に、前記第一制限要素の加速とほぼ同様の方法で前記第二制限要素を駆動し、前記第二制限要素を加速して、前記スリット幅を変調し、
駆動機構が、前記走査速度信号に基づいて前記第一制限要素の加速、前記第二制限要素、および前記遅延を決定する、請求項６に記載のリソグラフィ装置。
【請求項８】
前記変調器が、走査速度にほぼ比例して、パターン形成したビームの単位時間当たりの総露光エネルギを変調するように構成される、請求項７に記載のリソグラフィ装置。
【請求項９】
前記変調器がさらに、減速または加速中に前記基板の前記目標部分へのパターン形成ビームの投影を開始するように構成される、請求項８に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１０】
デバイス製造方法であって、
基板を設けることと、
放射線のビームを設けることと、
前記放射線ビームの断面にパターンを与えることと、
パターンを形成した放射線のビームを前記基板の目標部分に投影することと、
パターン形成したビームと前記基板を相互に対して移動することと、
前記基板に対するパターン形成ビームの走査速度に基づいて、パターン形成ビームの属性を変調することとを含むデバイス製造方法。
【請求項１１】
前記被変調属性が、パターン形成ビームの有効パワーを含む、請求項１０に記載のデバイス製造方法。
【請求項１２】
前記被変調属性が、前記照明システムに付随する光源の有効パワーを含む、請求項１０に記載のデバイス製造方法。
【請求項１３】
前記被変調属性が、前記照明システムに伴う光源の繰返し率を含む、請求項１０に記載のデバイス製造方法。
【請求項１４】
前記被変調属性が、パターン形成ビームの減衰を含む、請求項１０に記載のデバイス製造方法。
【請求項１５】
さらに、投影システムと照明システムとの少なくとも一方のスリットの幅を変調して、パターン形成したビームの幅を変調することを含む、請求項１０に記載のデバイス製造方法。
【請求項１６】
前記被変調属性が、走査速度にほぼ比例した、パターン形成したビームの単位時間当たりの総露光エネルギを含む、請求項１０に記載のデバイス製造方法。
【請求項１７】
リソグラフィ装置で、
放射線のビームを供給する手段と、
パターニング手段を支持する手段とを有し、前記パターニング手段が投影ビームの断面にパターンを与え、さらに、
基板を保持する手段と、
パターンを形成したビームを前記基板の目標部分に投影する手段と、
パターンを形成したビームと基板とを相互に移動させる手段と、
走査速度の変動に対する感度を低下させるために、パターンを形成したビームと前記基板とが相互に対して移動するにつれて、走査速度を示す走査速度信号に基いてパターン形成ビームの属性を変調する手段とを有するリソグラフィ装置。
【請求項１８】
前記被変調属性が、パターン形成ビームの有効パワーを含む、請求項１７に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１９】
前記被変調属性が、前記放射線手段に付随する光源の有効パワーを含む、請求項１７に記載のリソグラフィ装置。
【請求項２０】
前記変調器が、前記放射線手段に伴う前記照明システムの光源の繰返し率を変調する、請求項１７に記載のリソグラフィ装置。
【請求項２１】
前記変調手段が、パターンを形成したビームを減衰させる可変減衰器を駆動するように構成される、請求項１７に記載のリソグラフィ装置。
【請求項２２】
前記変調手段が、前記投影システムと前記放射線手段との少なくとも一方のスリットの幅を変調して、パターン形成したビームの幅を変調するように構成される、請求項１７に記載のリソグラフィ装置。
【請求項２３】
さらに、
第一制限手段と、
第二制限手段と、
前記第一および第二制限手段を駆動する駆動手段とを有し、
前記スリットは、前記第一と第二制御手段との間で画成され、
前記駆動手段が前記第一制限手段を駆動し、前記第一制限手段を加速して、前記スリット幅を変調し、遅延後に、前記第一制限手段の加速とほぼ同様の方法で前記第二制限手段を駆動し、前記第二制限手段を加速して、前記スリット幅を変調し、
駆動手段が、前記走査速度信号に基づいて前記第一制限手段および、前記第二制限手段の加速、および前記遅延を決定する、請求項２２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項２４】
前記変調手段が、前記走査速度にほぼ比例して、パターン形成したビームの単位時間当たりの総露光エネルギを変調するように構成される、請求項２３に記載のリソグラフィ装置。
【請求項２５】
前記変調手段がさらに、減速または加速中に前記基板の前記目標部分へのパターン形成ビームの投影を開始するように構成される、請求項２４に記載のリソグラフィ装置。
【請求項２６】
さらに、
第一制限要素と、
第一制限要素と自身との間にスリットが形成されるように、第一制限要素に対して配置された第二制限要素とを有し、前記スリットが、パターンを形成したビームに対応するように開口を画定する幅を有し、さらに、
第一および第二制限要素を駆動する駆動手段とを有し、
変調器が、第一制限要素を加速し、遅延の後に第二制限要素を加速するように駆動機構に指示することによって、スリット幅を変調し、第一および第二制限要素の加速および遅延は、走査速度信号に基づき、
変調器が、走査速度信号に基づいて、照明システムに付随する光源の輝度も変調する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項２７】
さらに、
第一制限要素と、
第一制限要素と自身との間にスリットが形成されるように、第一制限要素に対して配置された第二制限要素とを有し、前記スリットが、パターンを形成したビームに対応するように開口を画定する幅を有し、さらに、
第一および第二制限要素を駆動する駆動手段とを有し、
変調器が、第一制限要素を加速し、遅延の後に第二制限要素を加速するように駆動機構に指示することによって、スリット幅を変調し、第一および第二制限要素の加速および遅延は、走査速度信号に基づき、
変調器が、走査速度信号に基づいて、照明システムに付随する光源の繰返し率も変調する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【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に、特にリソグラフィ装置の無線信号方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板の目標部分に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）の製造において使用可能である。この状況で、マスクなどの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の生成に使用することができ、このパターンを、放射線感光原料（レジスト）の層を有する基板（例えばシリコンウェハ）上の目標部分（例えば１つあるいはそれ以上のダイの一部を有する）に描像することができる。
【０００３】
一般的に、１枚の基板は、順次照射される近接目標部分のネットワークを含んでいる。既知のリソグラフィ装置は、パターン全体を目標部分に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、いわゆるステッパと、所定の方向（「走査」方向）にパターンを投影ビームで走査し、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、いわゆるスキャナとを含む。
【０００４】
スキャナでは、基板の部分を連続的に走査する。基板のある部分の走査と次の部分の走査との間で、基板の次の部分の走査を開始できるように、基板の部分とパターン形成されたビームとを相互に対して位置決めするための運動を実行する。走査運動は、基板を移動することによって、または照明システムの適切な部品および／または投影システムの適切な部品を移動することによって実行することができる。
【０００５】
さらに、これらの要素またはその任意の適切な組み合わせをそれぞれ移動させ、したがって基板に対してパターン形成されたビームの所望の走査を達成することが可能である。また、例えば電気的光学コンポーネントを使用するなど、基板に対してパターン形成したビームを移動する任意の他の機構を適用することができる。
【０００６】
正確な露光量または基板の目標部分の露光を達成し、目標部分（またはその部分）の露光が変化するのを回避するために、従来のリソグラフィシステムは、走査速度の変動が沈静し、走査速度が一定の値を達成するまで待機しなければならない。このような走査速度の変動は、連続する走査位相間に発生し、基板とパターン形成したビームとを相互に対して移動するために、コンポーネントを加速かつ減速しなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、走査速度の変動による照射の変化を回避するために、露光は、基板に対するパターン形成ビームの走査速度が（その瞬間に基板を照射している場合に）所望の一定の値を達成した後にしか開始することができない。その結果、連続する目標部分を露光する度に、走査速度を所望の値に安定させねばならないので、走査プロセスに負担がかかる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の原理は、本明細書で実現され、広義に説明するように、走査速度の変動に対する感度を低下させ、基板の所望の部分の走査に必要な時間を改良するリソグラフィ装置を提供する。１つの実施形態では、装置は、放射線のビームを供給するように構成された放射線システムと、投影ビームの断面にパターンを与えるパターニングデバイスを支持する支持構造と、基板を保持するように構成された基板ホルダと、パターン形成したビームを前記基板の目標部分に投影するように構成された投影システムと、パターン形成したビームと前記基板を相互に対して移動させるように構成された走査機構とを有する。実施形態はさらに、走査速度信号に基づいてパターン形成したビームの属性を変調するように構成された変調器を有し、前記変調器は、前記走査速度信号を受信する変調入力部を含み、前記走査速度信号は、前記基板に対するパターン形成ビームの走査速度を示す。
【０００９】
変調器には、走査速度信号、つまり基板に対するパターン形成ビームの走査速度の指標を供給する任意の情報を供給し、したがってパターン形成したビームは、走査速度信号に基づいて変調することができる。したがって、このようなパターン形成したビームの変調は、走査速度の変動に対する感度を低下させる。
【００１０】
パターン形成したビームの変調のせいで、走査速度が安定するまで（つまり目標部分の露光を開始できる前に、予め画定した公差限界内で一定になるまで）待機する要件が緩和される。走査速度変動の効果を、変調によって補償できるからである。つまり、目標部分の露光を開始できる前に走査速度が安定するまで待機するという要件は、すでにない。したがって、一定の走査速度を達成する前に露光を開始し、一定の走査速度から偏差したのちに露光を継続することができる。その結果、露光の開始を早めて、停止を遅らせ、それによって基板の合計処理時間を短縮することができる。
【００１１】
一般的に、露光は、相互に対して移動し、その結果として走査運動する様々な要素間の同期エラーが十分に低い加速および減速中にしか実行できないことを理解されたい。有利な実施形態では、パターン形成されたビームが、パターンの像の一部を有する。さらなる実施形態では、ビームは移動せず、作動中の像が基板とともに移動する。
【００１２】
本発明は、一定の露光量を達成するために適用することができるが、走査速度および／または変調の適切な変化によって、様々な、例えば位置に依存するような露光量を達成することも可能である。本文書の文脈内で、一定の露光量とは、パターニングデバイスの影響を考慮に入れずに、一定であると解釈されたい。したがって、一定の露光では、等しい透過率または反射率を有するパターニングデバイスの部分に対応するパターンの部分は、同じ量のエネルギ密度で露光される。
【００１３】
変調器は、照明システムの光源の有効電力を変調することによって、照明システムの光源の繰返し率および／またはパルスのエネルギを変調することによって、および／またはパターン形成されたビームを減衰する可変減衰器を駆動することによって、パターン形成したビームの有効電力を（単位時間当たりの露光量または単位時間当たりのエネルギも）変調するように構成することができる。
【００１４】
代替的または追加的に、パターン形成したビームの輝度を変調する他の任意の機構を適用することができる。したがって、輝度は、（光源の輝度またはその繰返し率を変調することによって）生成された放射線の量を変調するか、生成された放射線の減衰を変調することによって変調することができる。減衰器は、光学機械式デバイス（例えばダイアフラム、光学スリットなど）または電気光学式減衰器などの任意の適切な減衰器を有することができる。有効電力が同じ表面に曝露されるので、有効電力の密度も変調される。
【００１５】
さらに、代替実施形態では、または開示された実施形態、つまりパターン形成したビームの輝度の変調に加えて、投影システムおよび照明システムのうち少なくとも一方のスリットの幅を調整するように変調器を構成することも可能であり、スリットは、放射線の投影ビームの幅を調整するためのものである。したがって、放射線の投影ビームが基板に接触する位置または区域における放射線の投影ビームの幅が調整される。その結果、基板に対する投影ビームの走査運動と組み合わせて、基板の表面積当たりの単位時間当たりの合計露光量が調整され、したがってパターン形成されたビームのパラメータを変調する効果的な変調機構を提供する。
【００１６】
スリットは、第一制限要素と第二制限要素の間に形成し、作動時に、第一制限要素が放射線の投影ビームの幅を変調するために加速し、遅延時間の後、第二制限要素が、第一要素の加速に対して相補的な方法で加速するように、変調器が第一および第二制限要素を駆動する駆動機構を有し、第一および第二制限要素の加速、および遅延時間が、走査速度信号から駆動機構によって決定されると有利である。このように、スリットは、第一制限要素と第二制限要素の間の通路または開口によって形成される。第一および第二制限要素は、変調器の駆動機構によって相互に対して移動可能である。
【００１７】
パターン形成されたビームが基板（の目標部分）を走査する場合、最初に第一制限要素が加速するか、運動して、放射線の投影ビームの幅を走査する方向で最前部を変調する。次に、遅延時間の後、第二制限要素が相補的に運動または加速し、これは第一制限要素の運動または加速と等しいか、それとは反対か、他の適切な相補的運動または加速を含むことができる。第一および第二制限要素の加速または運動、および遅延時間を操作速度信号が決定することにより、走査速度信号に実質的に依存しない基板の任意の目標部分の露光を獲得することができる。
【００１８】
この有利な実施形態では、スリットは、例えばリソグラフィ装置の既存の制限要素などによって形成することができ、既存の制限要素は、その瞬間に使用していないパターニングデバイスの部分をカバーするために、最新技術によって駆動される。パターニングデバイスが、試験パターンを含む様々なパターンを有する場合に、このような状況が生じる。
【００１９】
従来のシステムによると、制限要素が移動するが、本発明の実施形態による変調器の駆動機構によって獲得される運動とは実質的に異なる方法で移動する。つまり、目標部分の露光は、一定の走査速度に到達した場合のみ実行される。したがって、最新技術による制限要素は、これらの要素が、適用されるパターニングデバイスの技術を制限するだけであるように駆動される。要素は、走査速度信号に基づいてパターン形成ビームを変調するわけではない。パターニングデバイスの使用すべき部分および基板の目標部分からの光学路を提供するために展開しているだけだからである。
【００２０】
したがって、最新技術によると、基板の目標部分の露光は、ほぼ一定の走査速度に到達した場合のみ実行されるが、有利な実施形態によると、要素が駆動されて、基板の目標部分に到達したパターン形成ビームの幅を変調し、走査速度の変動を補償して、速度が変化しても目標部分の所望の露光を可能にする。
【００２１】
駆動機構は、機械式、電気機械式または電子機構、またはその組み合わせを有してよい。同様に、スリットを形成する制限要素は、機械で運動または加速することができる。しかし、電気光学的手段によって、例えば材料の一部の材料特性を電気光学的に変化させることによって、運動または加速を効果的に獲得し、材料特性を透過性から不透過性およびその逆へと局所的に変化させることも可能である。
【００２２】
変調器は、単位時間当たりの合計露光エネルギ、または走査速度にほぼ比例してパターン形成ビームの単位時間当たりの露光量を変調するように構成することができる。したがって、目標部分の合計露光量に対する走査速度の効果が、パターン形成したビームの単位時間当たりの露光量の増減によって実質的に相殺されるので、基板の各目標部分の合計露光量は、走査速度に実質的に依存しないことが可能である。この機構は、パターン形成したビームの輝度を変調する例から、容易に理解することができる。変調器を、走査速度に比例してパターン形成ビームの輝度を増加させるように構成すると、基板の目標部分の合計露光量は、走査速度に実質的に依存しない。走査速度にほぼ比例して投影システムのスリットの幅を変調すると、同様の効果が達成される。遅延は、照明源のエネルギ密度および所望の露光量によって決定すると有利である。露光量が多いほど、遅延が大きくなり、したがって有効スリットが広くなる。
【００２３】
変調器は、一定の走査速度に向かう減速または加速中に、基板の目標部分へのパターン形成ビームの投影を開始するように構成することができる。加速または減速中に、適切な制御機構を使用して、走査速度の偏差を非常に正確に制御し、したがって有効速度を極めて正確に決定し、変調器によって適切に変調することにより、露光量に対する速度の影響を非常に正確に補償できるようにすることができる。
【００２４】
基板を提供することと、放射線のビームを提供することと、前記放射線のビームの断面にパターンを与えることと、パターン形成した放射線のビームを前記基板の目標部分に投影することと、パターン形成したビームと前記基板を相互に対して移動させることと、前記基板に対するパターン形成ビームの走査速度に基づいて、パターン形成ビームの属性を変調することとを含む本発明による方法で、同じ、または同様の利点を達成することができる。
【００２５】
本発明によるリソグラフィ装置に関して説明したのと同じ、または同様の有利な実施形態は、同じ効果または同様の効果を達成する本発明による方法でも実現することができる。
【００２６】
本文書では、「走査速度」とは、基板の目標部分の照射中に、パターン形成したビームと基板が相互に対して移動するにつれ、移動の走査速度を意味するように解釈されたい。したがって、露光を停止している状況では、基板に対するパターン形成ビームの走査速度という上記の用語は、パターン形成したビームがその瞬間に基板の一部分を照射しているかのような（仮想）走査速度を意味するように解釈されたい。
【００２７】
本文では、ＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ装置には他の用途もあることは明確に理解されるべきである。例えば、これは、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（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造に使用され得る。
【００２８】
こうした代替的な用途においては、本文にて使用した「ウェハ」または「ダイ」といった用語は、それぞれ「基板」または「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。本明細書で言及する基板は、露光前または露光後に、例えばトラック（通常はレジストの層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール）または計測または検査ツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上およびその他の基板処理ツールに適用することができる。さらに、基板は、例えば多層ＩＣを生成するために、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指す。
【００２９】
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（ＵＶ）放射線（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、あるいは１２６ｎｍの波長を有する）および超紫外線（ＥＵＶ）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。
【００３０】
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、基板の目標部分にパターンを生成するよう、投影ビームの断面にパターンを与えるために使用し得るデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。投影ビームに与えられるパターンは、基板の目標部分における所望のパターンに正確に対応しないことがあることに留意されたい。一般的に、投影ビームに与えられるパターンは、集積回路などの目標部分に生成されるデバイスの特別な機能層に相当する。
【００３１】
パターニングデバイスは透過性または反射性でよい。パターニングデバイスの例には、マスク、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブルＬＣＤパネルがある。マスク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。プログラマブルミラーアレイの一例は小さなミラーのマトリクス配列を用いる。そのミラーの各々は、入射の放射線ビームを異なる方向に反射するよう個々に傾斜することができる。このようにして、反射されたビームはパターン形成される。パターニングデバイスの各例では、支持構造はフレームもしくはテーブルでよく、これは例えば必要に応じて固定式となるか、もしくは可動式となり、パターニングデバイスが例えば投影システムなどに対して所望の位置にあることを保証することができる。本明細書において使用する「レチクル」または「マスク」なる用語は、より一般的な「パターニングデバイス」なる用途と同義と見なすことができる。
【００３２】
本明細書において使用する「投影システム」なる用語は、例えば使用する露光放射線、または浸漬流体の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、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。本明細書において「レンズ」なる用語を使用した場合、これはさらに一般的な「投影システム」なる用語と同義と見なされる。
【００３３】
照明システムは、放射線の投影ビームの誘導、成形、あるいは制御を行う屈折、反射、および反射屈折光学構成要素などの様々なタイプの光学構成要素も含むことができ、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。
【００３４】
リソグラフィ装置は２つ（デュアルステージ）あるいはそれ以上の基板テーブル（および／または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」機械においては、追加のテーブルを並列して使用するか、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を１つ以上のテーブルにて実行することができる。
【００３５】
リソグラフィ装置は、投影システムの最終要素と基板との間の空間を充填するよう、基板を水などの比較的高い屈折率を有する液体に浸漬するタイプでもよい。浸漬液は、例えばマスクと投影システムの第一要素との間など、リソグラフィ装置の他の空間に適用してもよい。浸漬技術は、投影システムの開口数を増加させるため、当技術分野で周知である。
【００３６】
本発明の実施形態を添付の略図を参照に、例示の方法においてのみ説明する。図面では対応する参照記号は対応する部品を示すものとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
図１は、本発明の特定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。この装置は、
放射線（例えば２４８ｎｍ、１９３ｎｍまたは１５７ｎｍの波長で作動するエキシマレーザ、または１３．６ｎｍで作動するレーザ点火プラズマソースによって生成されるようなＵＶ放射線）の投影ビームＰＢを供給するように構成された照明システムＳＯ、ＩＬを有し、この特定の例では、放射線システムは放射線ソースＳＯも有し、さらに、
パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持し、かつ、品目ＰＬおよび測定構造ＩＦ１に対して正確にパターニングデバイスの位置決めを行う第一支持構造（マスクテーブル）ＭＴと、
基板Ｗ（例えばレジスト塗布したシリコンウェハ）を支持し、かつ、レンズＰＬに対して基板および／または基板テーブルの位置を正確に示すために、品目ＰＬおよび測定構造ＩＦ２（例えば干渉計）に対して正確に基板の位置決めを行う第二オブジェクトテーブル（基板テーブルまたは基板ホルダ）ＷＴと、
マスクＭＡの照射された部分を基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、１つまたは複数のダイを有する）に描像するように構成された投影システム（「レンズ」）ＰＬ（例えばクォーツおよび／またはＣａＦ2レンズシステム、またはこのような材料から作成したレンズ要素を有する反射屈折システム、またはミラーシステム）とを有する。
【００３８】
ここで示しているように、本装置は透過タイプである（例えば透過マスクを有する）。しかし、一般的に、これは例えば（反射マスクを有する）反射タイプでもよい。あるいは、装置は、上記で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイのように、別の種類のパターニング機構を使用することができる。
【００３９】
照明装置ＩＬは放射線ソースＳＯから放射線のビームを受け取る。ソースとリソグラフィ装置とは、例えばソースがプラズマ放電ソースである場合に、別個の存在でよい。このような場合、ソースはリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射線ビームは、例えば適切な集光ミラーおよび／またはスペクトル純度フィルタなどを有する放射線集光器の助けにより、ソースＳＯから照明装置ＩＬへと渡される。他の場合、例えばソースが水銀ランプの場合は、ソースが装置の一体部品でもよい。ソースＳＯおよび照明装置ＩＬは、放射線システムと呼ぶことができる。
【００４０】
照明装置ＩＬは、ビームの角度強度分布を調節する調節デバイスを有してよい。一般的に、照明装置の瞳面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）を調節することができる。照明装置は、投影ビームＰＢと呼ばれ、その断面に亘り所望する均一性と強度分布とを有する、被変調投影ビームを提供する。
【００４１】
投影ビーム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。投影ビームＰＢはマスクＭＡで反射して、基板Ｗの目標部分Ｃ上にビームを集束するレンズＰＬを通過する。第二位置決め機構ＰＷおよび位置センサＩＦ２（例えば干渉計デバイス）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。
【００４２】
同様に、第一位置決め機構ＰＭおよび位置センサＩＦ１を使用して、例えばマスクライブラリから機械的に検索した後に、あるいは走査の間に、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ことができる。一般的に、オブジェクトテーブルＭＴおよびＷＴの運動は、位置決め機構ＰＭおよびＰＷの部分を形成する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、ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、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、マスクアラインメントマークＭ１、Ｍ２および基板アラインメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。
【００４３】
ここに表した装置は幾つかの異なるモードにて使用可能である。
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。
走査モードにおいては、基本的に同じシナリオが当てはまるが、所定の目標部分Ｃが１回の「フラッシュ」で露光されない。代わりに、投影ビームＰＢがマスク像を走査できるように、マスクテーブルＭＴが、速度νで所定の方向（ｙ方向などのいわゆる「走査方向」）に移動可能であり、それと同時に、基板テーブルＷＴが速度Ｖ＝Ｍｖで同じ方向または反対方向に移動する。ここで、ＭはレンズＰＬの倍率である（通常はＭ＝１／４または１／５）。このように、解像度を妥協することなく、比較的大きい目標部分Ｃを露光することができる。
他のモードでは、マスクテーブルＭＴが基本的に静止状態に維持されて、プログラマブルパターニング構造を保持し、投影ビームに与えられたパターンを目標部分Ｃに投影する間に、基板テーブルＷＴが動作するか、走査される。このモードでは、一般的にパルス状放射線ソースを使用して、基板テーブルＷＴを動作させるごとに、または走査中に連続する放射線パルス間に、プログラマブルパターニング構造を必要に応じて更新する。この動作モードは、以上で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニング構造を使用するマスクなしリソグラフィに容易に適用することができる。
【００４４】
上述した使用モードの組合せおよび／または変形、または全く異なる使用モードも使用することができる。
【００４５】
当業者には、本発明の原理およびその有利な実施形態を、図１に関して説明した反射タイプのリソグラフィ装置、さらに透過タイプのリソグラフィ装置またはその組み合わせに適用できることが理解される。
【００４６】
図２は、本発明の実施形態に従い構築され、作動可能なリソグラフィ装置を概略的に示す。リソグラフィ争議は、照明システムＩＬおよび投影システムＰＬ（例えば投影レンズを有する）およびウェハＷなどの基板を有する。ウェハＷの目標部分は、概略的に図示されているように照射され、ここでは照明システムによって生成された放射線が、投影システムＰＬによって目標部分に投影される。マスクなどのパターニングデバイスＭＡを介して、基板Ｗの目標部分にパターンを与える。ウェハＷを、ウェハテーブルＷＴ上で位置決めする。
【００４７】
図２のリソグラフィ装置は、さらにパターン形成されたビームの属性またはパラメータを変調する変調器ＭＯＤを有する。図１で示した実施形態では、変調器ＭＯＤは、投影ビームの輝度またはそのビーム幅のような照明システムＩＬの属性またはパラメータを変調する。代替的に、またはそれに追加して、変調器ＭＯＤを作動可能な状態で投影システムＰＬと接続するか、それに組み込むことが可能である。変調器ＭＯＤはさらに、変調を制御する制御装置ＣＯＮ、速度信号Ｓ（Ｖｓ）が供給される制御装置ＣＯＮの入力部を有する。
【００４８】
速度信号Ｓ（Ｖｓ）は、基板Ｗの目標部分に対するパターン形成ビームの走査速度Ｖｓを表す。基板Ｗは、走査機構（図２には図示せず）によってパターン形成ビームに対して移動する。照明システムＩＬによって生成された状態の放射線の投影ビームの変調、または投影システムＰＬなどでの変調の実行などによってパターン形成ビームを変調することにより、基板Ｗの各部分の総露光量が、走査速度Ｖｓに従って調節される。
【００４９】
したがって、例えば露光量が走査速度Ｖｓの瞬間的値に関係なく、ほぼ一定であるべき場合、適切な変調を加えて、走査速度Ｖｓが上昇すれば単位時間当たりの総露光量を増加させることができ、その逆も実行することができる。変調器ＭＯＤは、照明システムＩＬの光源の輝度の変調および／または照明システムＩＬの光源ＳＯ（例えばレーザ）の繰返し率の変調などによって、パターン形成したビームの輝度を変調するように構成することができる。また、変調器ＭＯＤは、パターン形成したビームを減衰する可変減衰器を有してよい。
【００５０】
図２に従う変調器ＭＯＤによる変調の有利な効果を、図３ａ、図３ｂを参照して説明する。図３ａは、横軸の時間に対する縦軸の走査速度Ｖｓのグラフ表示を示す。Ｔｐによって概略的に示された第一期間に、基板のウェハＷおよびパターン形成されたビームが、以降の露光のために相互に対して位置決めされる。その後、基板の目標部分の露光を実行し、それをＴｅで概略的に示す。
【００５１】
従来のシステムでは、走査速度Ｖｓに依存しない露光を獲得するために、走査速度Ｖｓが一定である（つまり所定の、通常は非常に低い速度範囲内にある）場合のみ、露光を実行する。したがって、走査速度Ｖｓが安定した場合（つまり、Ｔｓｃａｎで示す時間の間）しか、走査を実行することができない。
【００５２】
図３ｂでは、横軸の時間に対する縦軸の照明輝度（例えばＷ／ｍ2）のグラフ図が図示されている。図３ａの横軸は、図３ｂの横軸と一致する（つまり横軸に沿って同じ位置を有する箇所は、同じ時に発生する）。変調器ＭＯＤを使用して、走査中に時間に対する総露光量を調節して、走査速度Ｖｓの変動を補償することができる。時間に対する総露光量を、図３ｂのグラフで示す。
【００５３】
走査速度Ｖｓの効果を補償するので、走査は、Ｔｓｃａｎで示す期間中に実行するばかりでなく、より速く開始し、かつ／またはより遅く停止して、Ｔｓｃａｎ２で示すような期間中に実行することもできる。図３ｂで示すように、走査速度Ｖｓの変化を補償するために、単位時間当たりの露光量を、期間Ｔｓｃａｎ２中の走査の開始時、およびその終了時に増加させ、これらの期間中の走査速度Ｖｓの増加を補償する。
【００５４】
この有利な実施形態では、走査速度Ｖｓにほぼ比例して、パターン形成したビームの単位時間当たりの総露光量が増加するように、変調器ＭＯＤを構成する。図３ａから明白であるように、変調器ＭＯＤは、Ｖｓという一定の走査速度に向かって減速中に、基板Ｗの目標部分へのパターン形成ビームの投影を開始する。
【００５５】
図３ａ、図３ｂの例は逆にすることもできる、つまり走査速度Ｖｓより遅い速度から開始し、一定速度での輝度と比較して低い輝度で露光を開始できることも理解される。
【００５６】
図４は、ウェハの基板Ｗ、パターン形成したビームＰＢ、および第一および第二制限要素ＬＥ１、ＬＥ２を、セグメント４ａ〜４ｋに関して図示している。制限要素は、変調器ＭＯＤ（図示せず）の一部である、不図示の駆動機構によって駆動される。セグメント４ａ〜４ｋは、ウェハＷおよびパターン形成したビームＰＢの相互に対する運動の連続する段階を示す。この実施形態では、パターン形成したビームＰＢは静止し、ウェハＷがパターン形成したビームＰＢに対して移動する。
【００５７】
図４の右側には、走査速度Ｖｓをグラフで示す。時間を縦軸に沿って示し、走査速度Ｖｓを横軸に沿って示す。走査速度Ｖｓは、グラフ図で示すように、概ね走査速度Ｖｓに、したがってセグメント４ａ〜４ｋで示すような運動に対応する。
【００５８】
最初に、セグメント４ａで示すように、この例での走査速度Ｖｓはゼロであり、制限要素ＬＥ１、ＬＥ２の間の開口によって形成されるスリットもゼロである。ゼロの速度は、図４の右側にあるグラフからも判る。ここでは頂部のセグメント４ａの隣で、この例の速度が最初はゼロの値から開始することを読みとることができる。
【００５９】
セグメント４ｂ〜４ｄで示すように、基板Ｗが加速するにつれて走査速度Ｖｓが増加して、制限要素間の開口を増加させ、したがって露光を開始する。つまり、ウェハ基板Ｗが、パターン形成したビームＰＢに対する走査運動を開始し、それと同時に第一制限要素ＬＥ１も速度を増加させて、開口を調節する。第一制限要素の加速は、基板Ｗの加速に対応すると有利である。代替的、またはそれに追加して、第一制限要素ＬＥ１の速度がウェハＷの速度に対応し、両方の速度がパターン形成されたビームＰＢに比例することが可能であると有利である。
【００６０】
セグメント４ｅ〜４ｇで示すように、走査速度Ｖｓは、図４ｂの右側のグラフから分かるように一定の値に到達する。セグメント４ｆで、第一制限要素ＬＥ１は最終位置に到達し、セグメント４ａ〜４ｋで示したサイクルの残りの間は移動しない。セグメント４ｅ〜４ｇで示した走査速度Ｖｓが一定である期間の後、走査速度Ｖｓはゼロに向かって減少し始め、セグメント４ｋでそれに到達する。セグメント４ｇ以降、第二制限要素ＬＥ２は、第一制限要素ＬＥ１の運動とほぼ同一の運動を実行し始める。
【００６１】
したがって、セグメント４ｇ〜４ｋでは、制限要素ＬＥ１、ＬＥ２間に形成されたスリットの幅は、ゼロの値に向かって減少し、セグメント４ｋでそれに到達する。速度の低下は、ゼロに向かう速度の低下を示す図４の右側のグラフでも示される。したがって、制限要素ＬＥ１、ＬＥ２によるパターン形成ビームＰＢの変調は、走査速度Ｖｓに依存して実行され、セグメント４ａ〜４ｋに関して示したような変調により、基板Ｗの目標部分にある各部分の一定の露光が達成される。
【００６２】
スリットの開口、つまり第一制限要素と第二制限要素との間の距離は、少なくとも所定の走査速度Ｖｓの間隔中は走査速度Ｖｓに比例すると有利である。第一および第二制限要素の加速または速度、さらに第二制限要素が運動を開始する前の遅延時間は、例えば制限要素ＬＥ１、ＬＥ２を駆動するその駆動機構などにより、変調器ＭＯＤによって決定される。駆動機構は、機械式、電気式、電気機械式、または任意の他の適切な駆動機構でよい。したがって、本文で使用する機構という用語は、必ずしも機械的関係のみに言及するものではないが、任意の適切な制御機構も含まれるものである。
【００６３】
放射線のソースＳＯがパルス状レーザを有する実施形態では、基板Ｗの目標部分への放射線量は、スリットの幅、パルス当たりのレーザのエネルギ、レーザのパルスの変調率に比例し、走査速度Ｖｓに反比例する。
【００６４】
図４のセグメント４ａ〜４ｋの概略的表示は、側面図または断面図に対応する、つまり制限要素ＬＥ１、ＬＥ２の間の開口は、背具面路４ｂ〜４ｊで片側から部分的に開いた状態のスリットに対応することが理解される。
【００６５】
本発明の様々な実施形態によるリソグラフィ装置は、放射線の投影ビームを提供するシステム、パターニングデバイスを支持する支持構造として、構想することもでき、パターニングデバイスは、投影ビームの断面にパターンを与える働きをし、さらに基板を保持する基板テーブル、パターン形成したビームＰＢを基板の目標部分に投影する投影システム、およびパターン形成したビームＰＢと基板とを相互に対して移動させる走査機構としても構想することができ、リソグラフィ装置はさらに、パターン形成したビームＰＢのパラメータを変調する変調器を備え、変調器ＭＯＤが、走査速度Ｖｓに基づいてパターン形成ビームＰＢを変調するように構成されることを特徴とする。
【００６６】
以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、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。
【００６７】
したがって、本説明は本発明を制限する意図ではない。本発明の構成、操作および挙動は、本明細書で提示されたレベルの詳細が与えられれば、実施形態の改造および変形が可能であることを理解して説明されている。したがって、以上の詳細な説明は、いかなる意味でも本発明を制限する意味または意図を有さず、本発明の範囲は、請求の範囲によって定義される。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施形態によるリソグラフィ投影装置を示したものである。
【図２】本発明の実施形態による変調器を有するリソグラフィ装置を概略的に示したものである。
【図３】図３ａ、図３ｂは、本発明の実施形態による図２の変調器の変調をグラフで示したものである。
【図４】本発明の実施形態によりスリットの幅を変調した変調器をグラフで示したものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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