(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィ投影装置であって、
放射ビームを調節するように構成された照明系と、
パターン形成した放射ビームを形成するために前記放射ビームの断面中にパターンを付与できるパターン形成装置を支持するように構成された支持体と、
基板を保持するように構成された基板テーブルと、
前記パターン形成した放射ビームを前記基板の標的部分上に投影するように構成された投影系と、
前記照明系の一部を構成し、可変透過率を有するようにそれぞれ構成されかつ配置された複数のアドレス指定可能要素のアレイを含む可変式光学要素であって、前記複数のアドレス指定可能要素のそれぞれの透過率を変化させることで制御信号にしたがった断面を有する照明を形成するように構成された可変式光学要素と、
前記パターン形成装置により付与されるパターンに適した多重極照明断面をシミュレーションを通じて決定し、決定された多重極照明断面を有する照明を前記パターン形成装置の瞳平面に形成するように前記アドレス指定可能要素を制御する制御信号を前記可変式光学要素に供給する制御手段と、
を有する装置。
【請求項２】
前記決定された多重極照明断面は、少なくとも一部が前記パターン形成した放射ビームの前記パターンに基づいて選択される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記アドレス指定可能要素は、液晶表示パネルの画像素子を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記液晶表示パネルの前記画像素子は、第１の、即ち、オンの状態と第２の、即ち、オフの状態とを有する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記液晶表示パネルの前記画像素子は複数の状態を有し、前記画像素子の透過率は約０と約１との間で変化する、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
それぞれのアドレス指定可能要素は、バンド・ギャップを有するヘテロ接合を含み、前記ヘテロ接合の透過率は、前記バンド・ギャップの変更によって可変である、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記バンド・ギャップは、前記ヘテロ接合に印加される電圧の変更によって変化可能である、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記電圧の変更は前記電圧の振幅の変更を含む、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記電圧の変更は前記電圧の反転を含む、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
基板上にパターンを描画する方法であって、
放射ビームを生成する段階と、
前記基板に投影されるパターンに適した多重極照明断面をシミュレーションを通じて決定する段階と、
決定された多重極照明断面を有する照明をパターン形成装置の瞳面に形成するように、可変式光学要素の複数のアドレス指定可能要素のそれぞれの透過率を変化させる制御信号を前記可変式光学要素に供給する段階と、
前記放射ビームを前記可変式光学要素に当て、前記決定された多重極照明断面を有する照明を形成する段階と、
前記決定された多重極照明断面を有する照明を形成する段階の後で、前記放射ビームによって描画パターン形成装置を照射する段階と、
前記照射する段階の後で、前記放射ビームを前記基板上に投影する段階とを含む方法。
【請求項１１】
前記アドレス指定可能要素は、液晶表示パネルの画像素子を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記方法は、前記決定された多重極照明断面の少なくとも一部を前記描画パターン形成装置のパターンに基づいて選択する段階を更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記アドレス指定可能要素の透過率を変化させる段階は、オフ状態とオン状態との間で前記画像素子を切り換える段階を更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記アドレス指定可能要素の透過率を変化させる段階は、オフ状態とオン状態との間のかつこれらの状態を含む複数の状態の間で前記画像素子を変更する段階を更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記アドレス指定可能要素は、バンド・ギャップを有するヘテロ接合を含み、前記アドレス指定可能要素の透過率を変化させる段階は、前記バンド・ギャップを変更する段階を更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記バンド・ギャップを変更する段階は、前記バンド・ギャップに印加される電圧を変更する段階を更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記電圧を変更する段階は、前記電圧の振幅を変更する段階及び／又は前記電圧を反転する段階を含む、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にリソグラフィ装置で使用するための照明源に関し、更に詳細には可変式に制御可能な照明源に関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書で使用する「パターン形成装置」という用語は、基板の標的部分中に作成すべきパターンに対応して、パターン形成された断面を入射する放射ビームに付与するために使用可能な装置を指すものと広義に解釈されるべきである。「光弁」という用語もこの文脈で使用可能である。一般に、このパターンは集積回路又は他のデバイスなど、標的部分中に作成されているデバイス中の特定の機能層に対応することになる。このようなパターン形成装置の一実施例がマスクである。マスクの概念はリソグラフィではよく知られており、それにはバイナリ・マスク、レベンソン型位相シフト・マスク、及びハーフ・トーン型位相シフト・マスクなどのマスク種類ばかりでなく、様々な複合型のマスク種類も含まれる。このようなマスクを放射ビーム中に位置決めすると、マスク上のパターンに従って、マスクに当たる放射を選択的に透過（透過型マスクの場合）又は反射（反射型マスクの場合）させる。マスクの場合では、その支持体構造は一般にマスク・テーブルであり、それは入射する放射ビーム中の望ましい位置にマスクを確実に保持することが可能であり、また望ましければ、ビームに対してマスクを確実に移動させることも可能である。
【０００３】
パターン形成手段の別の実施例は、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実施例が、粘弾性制御層及び反射表面を有するマトリックス駆動表面である。このような装置の背景にある基本原理は、例えば、反射表面のアドレス指定域が入射光を回折光として反射する一方で、非アドレス指定域が入射光を非回折光として反射するというものである。適正なフィルタを使用すると、非回折光を反射ビームから取り除いて回折光のみを残すことができる。このような様態で、ビームはマトリックス駆動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・アレイの代替配置は微小ミラーのマトリックス配置を使用するが、これらのミラーのそれぞれは、適切な局在化された電界の印加によって又は圧電駆動装置の使用によって、個々に軸回りに傾斜させることが可能である。この場合も、ミラーはマトリックス駆動可能であり、アドレス指定ミラーは、入射する放射ビームを非アドレス指定ミラーとは異なる方向に反射することになる。このような様態で、反射光はマトリックス駆動ミラーのアドレス指定パターンに従ってパターン形成される。必要なマトリックス駆動は、適切な電子機器を使用して行うことができる。上に説明した両方の状況では、パターン形成装置は１つ又は複数のプログラマブル・ミラー・アレイを含み得る。本明細書で言及したミラー・アレイに関する更なる情報は、例えば、米国特許第５２９６８９１号及び同第５５２３１９３号、並びに国際公開第９８／３８５９７号及び同第９８／３３０９６号によって理解可能である。プログラマブル・ミラー・アレイの場合では、その支持体構造は、例えば、必要に応じて固定式又は可動式であり得る枠台又はテーブルとして実施可能である。
【０００４】
パターン形成手段の別の実施例は、プログラマブル液晶表示器（ＬＣＤ）アレイである。このような構造の一実施例が、米国特許第５２２９８７２号に見られる。上記と同様に、その支持体構造は、この場合も、例えば、必要に応じて固定式又は可動式であり得る枠台又はテーブルとして実施可能である。
【０００５】
簡潔にするために、本明細書の他の部分は、幾つかの箇所でマスク及びマスク・テーブルに関する実施例に特定的に言及する。しかし、そのような場合に論じられる一般的な原理は、以上に述べたパターン形成装置という広義の文脈で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）の製造に使用可能である。このような場合では、パターン形成装置は、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを作成することが可能であり、このパターンは、放射感受性物質（レジスト）が被覆された基板（シリコン・ウェーハ）上の標的部分（例えば、１個又は複数のダイを含む）上に描画され得る。一般に、単一のウェーハが、１度に１個ずつ投影系によって連続的に照射される隣接標的部分の網状構造全体を含む。マスク・テーブル上のマスクによるパターン形成を利用する現行の装置では、２つの異なる種類の機械を区別することができる。リソグラフィ投影装置の一方の種類では、それぞれの標的部分が、標的部分上のマスク・パターン全体を１回で露光することによって照射される。このような装置は、一般にウェーハ・ステッパと呼ばれる。別法による装置では、それは一般にステップ・アンド・スキャン装置と呼ばれるが、それぞれの標的部分が、投影ビーム下で所与の基準方向（「走査方向」）にマスク・パターンを漸進的に走査し、他方ではこの方向と平行に又は逆平行に基板テーブルを同期して走査することによって照射される。一般に、投影系は倍率係数Ｍ（一般には１よりも小さい）を有するので、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倍になる。本明細書で説明するリソグラフィ装置に関する更なる情報は、例えば、米国特許第６０４６７９２号によって理解可能である。
【０００７】
リソグラフィ投影装置を使用する知られた製造法では、パターン（例えば、マスク中の）が、放射感受性物質（レジスト）の層によって少なくとも一部が被覆されている基板上に描画される。このような描画の前に、基板は、下塗り、レジスト塗布、及び軟焼成などの様々な手順に掛けることができる。露光後に、基板は、露光後焼成（ＰＥＢ）、現像、硬焼成、並びに描画構造の測定及び／又は検査などの他の手順に掛けることができる。このような一連の手順を基本として用いて、デバイス、例えば、ＩＣの個々の層をパターン形成する。次いで、このようなパターン形成された層は、エッチング、イオン注入（ドーピング）、金属被覆、酸化、化学的研磨、機械的研磨等々の様々な過程を経ることができるが、すべては個々の層の完成を目的とするものである。幾つかの層が必要であれば、この手順全体又はその変形を新たな層毎に反復しなければならない。様々な積み重ねられた層の重なり合い（並置）は、確実に可能な限り正確であることが重要である。この目的のために、小さな基準標識がウェーハ上の１箇所又は複数の箇所に設けられ、よってウェーハ上の座標系の原点を画成する。基板保持体位置決め装置（以降では「位置合わせ系」と呼ぶ）と組み合わせて光学的及び電子的装置を使用して、この標識は次いで、新たな層を既存層の上に並置する必要がある度に再配置可能であり、かつ位置合わせ基準として使用可能である。最終的には、一連のデバイスが基板（ウェーハ）上に存在することになる。次いで、これらのデバイスは方形切断又は鋸引きなどの技法によって相互に分離されるが、そこで個々のデバイスは、担持体への取り付け、ピンとの連結等々が可能になる。このような過程に関する更なる情報は、例えば、Ｐｅｔｅｒ  ｖａｎ  Ｚａｎｔ著の書籍「Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：Ａ  Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｇｕｉｄｅ  ｔｏ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」第３版、ＭｃＧｒａｗ  Ｈｉｌｌ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏ．、１９９７年、ＩＳＢＮ  ０−０７−０６７２５０−４から入手可能である。
【０００８】
簡潔のために、以降では投影系を「レンズ」と呼ぶことができる。しかし、この用語は、例えば、屈折光学素子、反射光学素子、及び反射屈折光学系を含めて、様々な種類の投影系を包含するものと広義に解釈されるべきである。放射系も、放射の投影ビームを誘導、成形、又は制御するために設計上の任意の種類に従って動作する構成要素を包含し得るが、以下では、このような構成要素も集合的に又は単独で「レンズ」と呼ぶことができる。更には、リソグラフィ装置は、２つ以上の基板テーブル（及び／又は２つ以上のマスク・テーブル）を有する種類であり得る。このような「多ステージ」装置では、追加的なテーブルを並行して、即ち、予備段階を１つ又は複数のテーブルで実行しつつ、他方では１つ又は複数の他のテーブルを露光のために使用することも可能である。複式ステージのリソグラフィ装置が米国特許第５９６９４４１号及び国際公開第９８／４０７９１号に説明されている。
【０００９】
ムーアの法則に従いかつサブ波長解像度を有する構造を現像するために、様々な解像度向上技術（ＲＥＴ）を用いることが必要になってきた。歴史的には、解像度（Ｒ）及び焦点深度（ＤＯＦ）に関するレイリー基準、即ち、
Ｒ＝ｋ１λ／ＮＡ
ＤＯＦ＝＋／−ｋ２λ／ＮＡ２
を利用して所与の技術の性能を評価してきた。
【００１０】
上式で、ｋ１及びｋ２は過程依存係数であり、λは波長であり、ＮＡは開口数である。焦点深度はリソグラフィ装置の解像度を決定する要因の１つであるが、それは光軸に沿った、パターンの像が十分に鮮明である距離として定義される。
【００１１】
焦点深度の減少、レンズ設計上の困難さ、及びレンズ製造技術の複雑さのために、現在利用可能なリソグラフィ技法は、その解像限界に達しようとしている。定数ｋ１の値に対する下方限界は、これ迄は約０．２５であると思われていた。
【００１２】
リソグラフィ・システムの解像能力を向上させるために、様々なツールが使用可能である。１つの手法では、照明系が、完全円形の照明開口の別法を考慮することによって改善される。零次及び一次の回折次数が光軸の別の側に分布されるように、照明が角度を成してマスクに斜め入射する系は、向上の余地が有り得る。このような手法は、一般に軸外し照明法と呼ばれる。軸外し照明法は、レンズの光軸に対して角度を成す放射によってマスクを照明することにより解像度を向上させる。回折格子の役割を果たすマスクに放射が入射すると、より多くの回折次数をレンズに透過させることによって、象のコントラストを向上させる。従来のマスクで使用される軸外し照明技術は、位相シフト・マスクによって得られる解像度向上効果と同様の解像度向上効果をもたらす。軸外し照明法以外に、他の現時点で利用可能なＲＥＴには、光学的近位誤差（ＯＰＥ）の光学的近位補正（ＯＰＣ）、位相シフト・マスク（ＰＳＭ）、及びサブ解像度補助構造（ＳＲＡＦ）が含まれる。それぞれの技法は、単独使用して又は他の技法と併用して、リソグラフィ投影ツールの解像度を向上させることができる。
【００１３】
斜め照明パターンを提供するための１つの手法は、投影系照明器組立体に金属開口板又は空間フィルタを組み込むものである。一実施例では、このような金属板上のパターンは４つの対称配置された開口部（領域）を有し、寸法決め及び間隔取りが、特定の形状寸法及び光マスクに対する衝撃係数に関して回折次数の重なりを許容するように設定されている。これは四重極照明法として知られる。このような手法は、マスクに利用可能な強度のかなりの損失を招き、処理能力を低下させて、この手法を望ましくないものにする。しかも、４つの円形開口部は、ある一定のマスク形状寸法及びピッチ専用に設計する必要があり、他の形状寸法及び間隔の性能を向上させるものではない。当該分野のこれ迄の研究では、開口板に２つ又は４つの開口部を使用する方法などが説明されている。例えば、欧州特許第０５００３９３号、米国特許第５３０５０５４号、同第５６７３１０３号、同第５６３８２１１号、欧州特許第０４９６８９１号、及び欧州特許第０４８６３１６号を参照されたい。
【００１４】
４領域構成を使用する軸外し照明法に対する別の手法は、参照により本明細書に全体を援用する米国特許第６４５２６６２号に開示されているが、投影系の照明野を、軸外し照明を光マスクに分配するように形成され得るビームに分割するものである。軸外し照明を形成する能力を組み込むことによって、露光源の処理能力及び融通性が維持される。しかも、この手法によって、軸外し特徴と軸方向（従来の）特徴とを組み合わせる照明法が可能になる。それによって、軸外し照明法が目標とする高密度構造へ改善することは、直接的な軸外し照明法よりも重要性が低い。しかし、軸方向照明は密度が低下した構造にとってより好ましいので、これらの構造の性能は最適度が増大する。その結果として、高密度構造と孤立構造との間の光学的近位効果が低減する。最適化は構造の形状寸法に依存することが少なくなり、より汎用性のある照明条件が選択可能になる。
【００１５】
利用可能な照明強度分布又は配置は、小さい又は低いシグマの環状四重極及びクエーサを含む。環状四重極及びクエーサ照明技術は、軸外し照明法の実施例である。
【００１６】
小さいシグマ照明は、ほぼ零度の照明角で（即ち、マスクに対して殆ど直角に）マスクに入射し、位相シフト・マスクによって適切な結果をもたらして解像度を向上させかつ焦点深度を増大させる。環状照明は、円対称の角度でマスクに入射し、解像度を向上させかつ焦点深度を増大させるが、他方では他の照明法よりもパターン依存性が低い。四重極及びクエーサ照明は４つの主要な角度でマスクに入射し、解像度を向上させかつ焦点深度を増大させるが、他方ではパターン依存性が強い。
【００１７】
照明の均一性を向上させるために、光学積分器２６が使用される。図６では、この光学積分器が、ガラス、フッ化カルシウム、又は水晶の棒体のようなライト・パイプ２６の形態を取る。結合器２８が瞳平面１８で照明を棒体２６の中に結合し、更に棒体出口描画光学素子３０も設けられる。図７では、フライアイ要素３２が積分器の役割を果たす。このフライアイ要素３２は、微小レンズのアレイ又は蜂の巣構造を含む複合レンズである。更には、対物レンズ３４及び３６によって投影光学素子が完成する。
【００１８】
更に一段と複雑な照明パターンでは、幾つもの透過領域を有する空間フィルタを使用して、例えば、米国特許６４６６３０４号に説明のディザ・パターンを作成することができる。当該特許のフィルタは、半透過性基板及びマスキング膜を具備する。照明瞳平面内でマスキング開口を透過する強度分布は、描画すべき特定のマスク・パターンに最適化された照明を供給するように予め構成されている。ディザ法によって、マスキング膜のピクセレーションで作成された中間色調パターンの結果として、１つ又は複数の照明領域が様々な強度を呈することが可能になる。これによって、他の瞳平面フィルタリング手法を用いて実施可能である単純な二元法（透明又は不透明）を超える照明強度の変化が可能になる。
【００１９】
リソグラフィ装置の開発、最適化、及び使用における補助として光リソグラフィのシミュレーションを利用することができる。それは、迅速な選択肢の評価、過程の最適化、並びに必要な実験数の削減による時間及び費用の節約によって、開発ツールとして極めて有用であり得る。シミュレーションは、リソグラフィ装置の波長程度の又はそれを下回る構造寸法を実現するために解像限界を推し進めるときに生じる多くの物理的現象を理解するための研究関連でも有用であり得る。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の一態様は、放射ビームを調節するように構成された照明系と、パターン形成した放射ビームを形成するために放射ビームの断面中にパターンを付与できるパターン形成装置を支持するように構成された支持体と、基板を保持するように構成された基板テーブルと、パターン形成した放射ビームを基板の標的部分上に投影するように構成された投影系と、照明系の一部を構成し、可変透過率を有するようにそれぞれに構成されかつ配置されたアドレス指定可能要素のアレイを含む可変式光学要素とを具備するリソグラフィ装置を提供するものである。
【００２１】
本発明の他の態様は、放射のビームを生成する段階と、可変式光学要素の複数のアドレス指定可能要素の透過率を変更する段階と、放射のビームを可変式光学要素に当て、それによって望ましい照明パターンに従って放射のビームをパターン形成する段階と、放射のビームによって描画パターン形成装置を照明する段階と、放射のビームを基板上に投影する段階とを含む、リソグラフィ装置を使用して描画する方法を提供するものである。
【００２２】
本明細書では、ＩＣの製造で本発明に係るリソグラフィ装置を使用することに特定して言及するが、このようなリソグラフィ装置は他に数多くの応用可能性を有することを明確に理解されるべきである。例えば、それは集積光学系、磁気ドメイン記憶装置用の誘導及び検出パターン、液晶表示パネル、薄膜磁気ヘッド等々の製造に使用可能である。このような別法による応用例の文脈では、本明細書の「レチクル」、「ウェーハ」、又は「ダイ」という用語の使用はいずれも、より一般的な「マスク」、「基板」、及び「標的部分」という用語にそれぞれ置き換えられるものとして考えるべきであることを理解されたい。
【００２３】
本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語を使用して、紫外放射（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ｎｍの波長を有する）及びＥＵＶ（極紫外放射、例えば、１〜２０ｎｍ域内の波長を有する）ばかりでなく、イオン・ビーム又は電子ビームなどの粒子ビームも含む全種類の電磁放射を包含する。
【００２４】
ここで添付の模式的な図面を例示としてのみ参照して本発明を説明する。
【実施例】
【００２５】
図１は、本発明の一実施例に係るリソグラフィ投影装置１を模式的に示す。本装置は、放射（例えば、紫外又は極紫外放射、即ち、例えば、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、若しくは１５７ｎｍの波長で動作するエキシマ・レーザによって、又は１３．６ｎｍで動作するレーザ発光プラズマによって生成されるような放射）の投影ビームＰＢを供給するように構成されかつ配置された放射系Ｅｘ、ＩＬを具備する。本実施例では、放射系は放射源ＬＡも含む。本装置はまた、マスクＭＡ（例えば、レチクル）を保持するように構成されかつ配置されたマスク保持体が備わり、マスクを投影系又はレンズＰＬに対して正確に位置決めするための第１の位置決め装置ＰＭに連結された第１の物体（マスク）テーブルＭＴと、基板Ｗ（例えば、レジストが塗布されたシリコン・ウェーハ）を保持するように構成されかつ配置された基板保持体が備わり、基板を投影系又はレンズＰＬに対して正確に位置決めするための第２の位置決め装置ＰＷに連結された第２の物体（基板）テーブルＷＴとを具備する。投影系又はレンズＰＬ（例えば、水晶及び／若しくはフッ化カルシウムのレンズ系又は屈折若しくは反射屈折系、ミラー群、或いはフィールド・デフレクタのアレイ）は、基板Ｗの標的部分Ｃ（例えば、１個又は複数のダイを含む）の上にマスクＭＡの照射部分を描画するように構成されかつ配置されている。投影系ＰＬは基準枠台ＲＦ上に支持されている。
【００２６】
ここで図示するように、本装置は透過型である（すなわち、透過型マスクを有する）。しかし、それは一般に、例えば、反射型でもよい（例えば、反射型マスクを有する）。別法として、本装置は、上で言及した種類のプログラマブル・ミラー・アレイなどの別種のパターン形成装置を使用することもできる。
【００２７】
放射源ＬＡ（例えば、紫外エキシマ・レーザ；ストレイジ・リング若しくはシンクロトロン中に電子ビームの通路回りに設けられたアンジュレータ若しくはウィグラー；レーザ生成プラズマ源；放電源；又は電子若しくはイオン・ビーム源）が、放射のビームＰＢを生成する。このビームＰＢは、直接的に又は、例えば、拡大器Ｅｘなどの調節装置を横切った後で、照射系（照射器）ＩＬの中に送出される。照明器ＩＬは、ビーム中の強度分布の外部及び／又は内部半径範囲（一般にそれぞれσ−外部及びσ−内部と呼ばれる）を設定する調整装置ＡＭを含み得る。更には、照明器は一般に、積分器ＩＮ及び集光器ＣＯなどの他の様々な構成要素を含み得る。このような方式で、マスクＭＡに当たるビームＰＢは、その断面中に望ましい均一性及び強度分布を有する。
【００２８】
図１に関して、光源ＬＡはリソグラフィ投影装置の筐体内部に存在し得るが（光源ＬＡが、例えば、水銀ランプであるときにしばしば該当するように）、それはリソグラフィ投影装置から遠隔にあってもよく、それが生成する放射ビームは装置中へ誘導される（例えば、適切な誘導ミラーの補助によって）ことに留意されるべきである。後者の場合は、光源ＬＡがエキシマ・レーザであるときにしばしば該当する。本発明は、これらの両方の場合を包含するものである。特に、本発明は、放射系Ｅｘ、ＩＬが約２５０ｎｍ未満の波長、例えば、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、１２６ｎｍ、及び１３．６ｎｍなどの波長を有する放射の投影ビームを供給するようになっている実施例を包含する。
【００２９】
ビームＰＢは、引き続いてマスク・テーブルＭＴの上に保持されているマスクＭＡと交差する。ビームＰＢは、マスクＭＡを横切ると、ビームＰＢを基板Ｗの標的部分Ｃの上に合焦するレンズＰＬを通過する。基板テーブルＷＴは、例えば、異なる標的部分ＣをビームＰＢの通路中に位置決めするために、第２の位置決め装置ＰＷ及び干渉計ＩＦの補助によって正確に移動可能である。同様に、第１の位置決め装置ＰＭを使用して、例えば、マスクＭＡをマスク・ライブラリから機械的に取り出した後で又は走査時に、マスクＭＡをビームＰＢの通路に対して正確に位置決めすることができる。一般に、物体テーブルＭＴ、ＷＴの移動は、長行程モジュール（粗動位置決め用）及び短行程モジュール（微動位置決め用）の補助によって実現されることになる。しかし、ウェーハ・ステッパの場合では（ステップ・アンド・スキャン装置とは異なり）、マスク・テーブルＭＴを短行程アクチュエータに連結するだけでもよいし、又は固定してもよい。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク位置合わせ標識Ｍ１、Ｍ２及び基板位置合わせ標識Ｐ１、Ｐ２を使用して位置合わせ可能である
【００３０】
図示の装置は２つの異なる様式で使用可能である。
【００３１】
１．  ステップ様式では、マスク・テーブルＭＴは本質的に静止状態に維持され、マスクの象全体が１度に、即ち、単一の「閃光」で標的部分Ｃの上に投影される。次いで、ビームＰＢが異なる標的部分Ｃを照射できるように、基板テーブルＷＴをＸ及び／又はＹ方向に移動する。
【００３２】
２．  スキャン様式では、所与の標的部分Ｃが単一の「閃光」で照射されるのではないことを除けば、基本的に同じ事が該当する。マスク・テーブルＭＴは、１度にではなく、投影ビームＰＢにマスクの象の上を走査させるように、一定の速度ｖで所与の方向に（所謂「走査方向」、例えば、Ｙ方向に）移動可能である。並行して、基板テーブルＷＴを速度Ｖ＝Ｍｖで同方向に又は反対方向に同時に移動させるが、前式でＭはレンズＰＬの倍率である（典型的には、Ｍ＝１／４又は１／５）。このような様態で、解像度を損なうことなく相対的に大きな標的部分Ｃを露光することができる。
【００３３】
上で留意したように、描画時に、描画性能を高めるために特定の照明パターンを選択することが有益であり得る。例えば、幾つかの規則的に位置合わせされた構造に関するコントラストが、二重極照明並びに図４及び５に示す四重極照明などの多重極照明を利用することによって改善可能である。
【００３４】
図４及び５は、光極が直交線から４５°に中心を有する照明光パターンの各象限内に配置された四重極照明をそれぞれに例示する。このような配置は、特に、動的ランダムアクセス記憶装置（ＤＲＡＭ）のような構造など、高密度構造のための線の最適な投影をもたらし得る。直交線は一般に水平線及び垂直線と呼ばれる。パターン構造の寸法が小さくなるに従って、直交線から９０°に中心を有する各象限内に配置された光極がより好ましいものになる。四重極照明に関する最適シグマは次の公式、即ち、
σ＝λ／（√２ＮＡ・ピッチ）
から推計可能であり、二重極又は４５°回転した四重極に関するシグマは、
σ＝λ／（２ＮＡ・ピッチ）
から推計可能である。
【００３５】
より一般的に、典型的な応用例では、所与のマスク・パターンに関する最適照明断面を計算することが可能である。例えば、リソグラフィ装置の幾何学的及び光学的パラメータは、プロリス（Ｐｒｏｌｉｔｈ）（商標）又はソリッド−Ｃ（Ｓｏｌｉｄ−Ｃ）（商標）などのリソグラフィのシミュレーション用ソフトで定義しかつそれに取り込むことができる。特に、照明系の特徴及び照明条件を定義することができる。シミュレーション（１回又は数回）を行ってから、選択された最適断面を求めることができる。多くの場合では、所与のマスク・パターンに関する最適断面は、上述の変倍アキシコン配置及び金属板開口を使用して又は通常に無彩色スケールのフィルタを使用して利用可能な種類の１つに、単純な方式では対応しない。例えば、図９に示すように、幾つもの明るい箇所、幾つもの暗い箇所、及びそれらの中間のいずれかに存在する幾つかの領域を有する極めて詳細な照明パターンを有することが有用であり得る。
【００３６】
この場合では、図１０に模式的に示す本発明に係る照明系ＩＬを使用して最適断面をもたらすことができる。上で説明したように、放射のビームＰＢは放射源ＬＡから照明系ＩＬに進入する。このビーム中に位置決めされた可変式光学要素１０２が、光を集光器１０４に伝達する。制御装置１０６が可変式光学要素１０２に作用的に結合され、例えば、図１１に例示するサブ要素１０８のアレイの透過率を変更するように動作する電気制御信号を供給する。
【００３７】
幾つかの実施例では、このアレイは正方形又は六角形の要素のアレイであり、完全に充填された平面領域をもたらす。しかし、これは必ずしも厳密でなくてもよい。たとえ緊密に充填されていないアレイが照明平面内に小さな暗部分を含んでいても、図１に関連して上で説明したユニフォーマ又は積分器ＩＮを使用すると不均一性を排除しようとするので、描画に悪影響を与えることはないはずである。これらのアレイは様々な数の要素から構成可能である。
【００３８】
本発明の実施例では、この可変式光学要素１０６が、例えば、制御装置１０６からの電子信号によって制御及びアドレス指定が可能な画像素子（画素）のアレイから構成された液晶表示（ＬＣＤ）である。画素は、より大きな画素寸法を作成するために、個々にアドレス指定可能であるし又は群としてアドレス指定可能である。画素は、励起されると、明（高度に透過性）から暗（実質的に不透過性）に変化し得る。これらの２つの状態は、オン及びオフであると考えることもできるが、実際には、ＬＣＤアレイの材料上の制約によって、１００％及び０％の透過に対応することは希である。
【００３９】
更には、無彩色スケールの照明を可能にするために、オン及びオフ状態に追加して幾つかの中間状態が可能なＬＣＤを利用することが有益であり得る。例えば、それぞれの画像素子は、４、８、１６、３２、６４、又は更にそれ以上の異なる光透過水準でさえ可能であり得る。
【００４０】
別法による配置では、可変式光学要素１０２が、ヘテロ接合領域のアレイから構成可能である。それぞれのヘテロ接合領域は個々にアドレス指定可能であるし、又はこれらの領域はより大きな画像素子の群に纏めることも可能である。
【００４１】
それぞれのヘテロ接合領域は、リソグラフィ装置における描画で使用するための波長又は波長域に対して特徴的なバンド・ギャップ及び固有の透過率を有する。本実施例では、制御装置１０６は、バンド・ギャップを変更するために電圧をヘテロ接合に印加する。振幅の変更又は電圧の反転によってヘテロ接合に印加される電圧を変更することにより、バンド・ギャップが変更され、それによってヘテロ接合材料の光密度を変更する。光密度の変化は透過率の変化に対応し、それによって可変照明野を設ける。特に、光密度をｌｏｇ１０（１／Ｔ）と表すことができる（Ｔは材料の透過率）。従って、光密度が高くなればなるほど、それだけ透過率は低下する。本発明に使用可能なヘテロ接合材料の例には、通常は適切なドーピング成分と共にシリコン（Ｓｉ）及びシリコン・ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）材料が含まれる。
【００４２】
ＬＣＤの実施例に関する場合と同様に、ヘテロ接合の実施例は、それぞれの画素がオン状態又はオフ状態（それぞれ実質的に１００％の透過又は実質的に０％の透過）にある応用例でも、或いは画素がオン状態とオフ状態との間で変化する応用例でも使用可能である。
【００４３】
可変式光学要素の構成要素がＬＣＤの画像素子（画素）である場合に、このようなアレイは、１面当たり１０００以上に達する素子を有するものが市販されている。しかし、有用な結果には、このように大きな素子数である必要はない。３２×３２又は１２８×１２８のアレイが、生成される照明瞳に十分な程度の可変性をもたらし得る。しかも、アレイが小さくなれば制御も簡単になる。同様に、相対的に小さいアレイでは照明パターンの数値モデリングがより実行し易くなる。
【００４４】
以上に本発明の特定の実施例を説明したが、本発明は上で説明した以外にも実施可能であることが理解されよう。以上の説明は本発明を限定しようとするものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】リソグラフィ投影装置を示す模式図である。
【図２】小さい又は低いシグマ照明の配置を例示する模式図である。
【図３】環状軸外し照明の配置を例示する模式図である。
【図４】軸外し四重極照明の配置を例示する模式図である。
【図５】軸外しクエーサ照明の配置を例示する模式図である。
【図６】知られた照明系を例示する模式図である。
【図７】別の知られた照明系を例示する模式図である。
【図８】図６及び７の照明系によって得られる照明配置を例示する模式図である。
【図９】本発明の一実施例に従って作成できるような複雑な照明パターンを例示する模式図である。
【図１０】本発明の一実施例に係る可変式光学要素を具備する照明器を例示する模式図である。
【図１１】本発明の一実施例に係る可変式光学要素を形成するアドレス指定可能要素のアレイを例示する模式図である。
【符号の説明】
【００４６】
１８  瞳平面
２６  光学積分器（ライト・パイプ、棒体）
２８  結合器
３２  フライアイ要素
３４、３６  対物レンズ
１０２  可変式光学要素
１０４  集光器
１０６  制御装置
１０８  サブ要素
Ｃ  標的部分
ＣＯ  集光器
ＩＬ  照射系（照射器）
ＩＮ  積分器
ＬＡ  放射源
ＭＡ  マスク
ＭＴ  物体（マスク）テーブル
ＰＢ  投影ビーム
ＰＬ  投影系又はレンズ
Ｗ  基板
ＷＴ  物体（基板）テーブル
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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