(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザビームを複数のビームに分割するビームスプリッタと、
前記複数のビームを使用して基板上に干渉フリンジを形成するプリズムと、
を備えるリソグラフィシステムにおいて、
前記プリズムが、リソグラフィシステムの光軸に沿った所定の位置に配置されたファセットの複数のセットを含んでおり、前記複数のビームを反射する前記ファセットの各セットが、前記光軸に沿った特定のビームスプリッタ位置に対応しており、
リソグラフィシステムの解像力が、前記プリズム及び前記ビームスプリッタの間の相対位置を変えることにより調整可能である、
リソグラフィシステム。
【請求項２】
前記ビームスプリッタが、前記解像力を調整するために光軸に沿って可動である、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ファセットの各セットが、特定の解像力に対応している、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
前記ビームスプリッタが、リニアグレーティングを含んでいる、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５】
前記ビームスプリッタが、チェッカー盤グレーティングを含んでいる、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６】
前記複数のビームが二方向対称である、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
前記複数のビームが四方向対称である、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８】
前記複数のビームがＮ方向対称である、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９】
前記解像力が、９０ｎｍ、６５ｎｍ、４５ｎｍ又は３５ｎｍのうちのいずれかに調整可能である、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記システムの開口数が、前記ビームスプリッタを前記光軸に沿って移動させることによって調整可能である、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記レーザビームを出力するレーザを更に備え、前記レーザビームが、１９３ｎｍ放射線、２４８ｎｍ放射線又は１５７ｎｍ放射線のうちのいずれかを含んでいる、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１２】
前記基板と前記プリズムとの間に液体を含んでいる、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３】
リソグラフィシステムの解像力を調整するために、リソグラフィシステムの光軸に沿って可動であるビームスプリッタであって、前記光軸に沿った各位置で、レーザビームを複数のビームに分割するビームスプリッタと、
前記複数のビームを使用して基板上に干渉フリンジを形成するプリズムであって、前記光軸に沿って所定のファセット角度で配置された、ファセットの複数のセットを備えるプリズムであり、前記複数のビームを反射する前記ファセットの各セットが、前記光軸に沿った特定のビームスプリッタ位置に対応するプリズムと、
を備える、リソグラフィシステム。
【請求項１４】
リソグラフィシステムの解像力を調整するために、リソグラフィシステムの光軸に沿って可動であるビームスプリッタであって、前記光軸に沿った各位置で、レーザビームを四方向対称のビームに分割するビームスプリッタと、
前記四方向対称のビームを使用して基板上に干渉フリンジを形成するプリズムであって、前記光軸に沿って所定のファセット角度で配置された、ファセットの複数のセットを備えるプリズムであり、前記四方向対称のビームを反射する前記ファセットの各セットが、前記光軸に沿った特定のビームスプリッタ位置に対応するプリズムと、
を備える、リソグラフィシステム。
【請求項１５】
レーザビームを複数のビームに分割するビームスプリッタと、
前記複数のビームを使用して基板上に干渉フリンジを形成するプリズムと、
を備えるリソグラフィシステムであって、
前記プリズムが、光軸に沿って配置された所定のファセットの複数のセットを備え、前記ビームスプリッタが前記光軸に沿った特定の相対位置に配置された時に、前記ファセットの各セットが前記複数のビームを反射し、
リソグラフィシステムの光軸に沿って、前記プリズムと前記ビームスプリッタとの間の相対位置を変更することによって、リソグラフィシステムの等価開口数が、調整可能である、
リソグラフィシステム。
【請求項１６】
リソグラフィシステムの光軸に沿って向けられたレーザビームを、光軸に関して対照的に分割された複数のサブ・ビームに分割するビームスプリッタと、
前記複数のサブ・ビームを使用して基板上に干渉フリンジを形成するプリズムであって、前記光軸に沿った所定の位置に配置されたファセットの複数のセットを備えるプリズムであり、前記複数のサブ・ビームを反射する前記ファセットの各セットが、前記光軸に沿った特定のビームスプリッタ位置に対応するプリズムと、
を備える、リソグラフィシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリソグラフィシステム、特に調整可能な解像力を備えた干渉リソグラフィシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
干渉リソグラフィシステムにおいて、レーザビームがビームスプリッタへ送られ、ビームスプリッタはレーザビームを分割し、次いでレーザビームは、露光される基板において再結合され、パターンを形成する。通常、形成されるパターンは、フォトレジスト等のコンポーネントを試験するために使用される線又はルーリングを含んでいる。
【０００３】
すなわち、干渉リソグラフィシステムにおいて、基板平面においてフリンジを形成するために２つのレーザビームがコヒーレントに合致させられる。フリンジパターンはフォトレジストを露光し、グレーティングパターンの１つのタイプを形成する。種々異なる干渉リソグラフィシステムは、最終的に基板において干渉フリンジを生ぜしめる２つのレーザビームを発生する種々異なる方法を有する。
【０００４】
慣用の干渉リソグラフィシステムにおいて、システムの解像力を変更するために、一般的に光学系のパラメータの数値を変更する必要がある。通常、このことは光学系モジュールの幾つかのエレメントを交換することを伴う。この作業は時間のかかるものである可能性がある。さらに、光学素子若しくは光学コンポーネントを交換することは、しばしばコンポーネントの再整合を必要とし、さらにこの作業が必要とする時間を増大する。
【０００５】
例えば、システムの解像力を変更するために変化させる必要のあるパラメータのうちの１つは、レーザビームが基板に衝突する角度である。このことは、光学系の開口数を変更するのと同じであると考えることができる（しかしながら、レンズは干渉システムにおける像の形成には含まないので、問題となる開口数はより派生的な概念のものである）。
【０００６】
変更される必要のある別のパラメータは、どのようにビームが分離されるかと、干渉フリンジを生ぜしめるために必要とされる様々な光学コンポーネントの整合とを含む。レーザの比較的小さな可干渉距離により、概して、２つのレーザビームが実際に所要のフリンジを形成することを保証する場合に、一緒に働くための光学デザイナのための余地はほとんどない。換言すれば、整合は正確でなければならず、このことは、実際のシステムにおいて、特にシステムにおける光学コンポーネントが交換されなければならない場合には達成するのがしばしば極めて困難である。
【０００７】
変更可能な光学素子を有することは、システムをより複雑にし、コストを増大させる。ユーザがビームスプリッタ又は光学モジュールを変更しなければならないたびに、決定的な整合を失う危険性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、この分野においては、慣用の干渉リソグラフィシステムの整合の複雑さのない、調整可能な解像力を備えたシステムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、関連する技術分野の欠点の１つ又は２つ以上を実質的に排除する調整可能解像力干渉リソグラフィシステムに関する。
【００１０】
特に、本発明の典型的な実施形態において、リソグラフィシステムは、レーザビームを出力するレーザと；レーザビームを複数のビームに分割するビームスプリッタと；複数のビームを使用して基板に干渉フリンジを形成するためのプリズムとを有している。リソグラフィシステムの解像力は、リソグラフィシステムの光路におけるいかなる光学コンポーネントをも交換することなく調整可能である。ビームスプリッタは、解像力を調整するために光路に沿って可動である。システムはファセットの複数のセットを有しており、それぞれのファセットのセットは特定の解像力に対応している。それぞれのファセットのセットは、光路に沿った特定のビームスプリッタ位置、及び／又は特定の解像力に対応している。ビームスプリッタは、リニアグレーティング又はチェッカー盤グレーティングを含む。ビームは、二方向対称、四方向対称又はＮ方向対称である。解像力は、例えば９０ｎｍ、６５ｎｍ、４５ｎｍ又は３５ｎｍのうちのいずれかに調整可能である。システムの開口数は、ビームスプリッタを光路に沿って移動させることにより調整可能である。レーザビームは、１９３ｎｍの光、２４８ｎｍの光又は１５７ｎｍの光のうちのいずれかを含んでいる。液体が基板とプリズムとの間に存在することができる。
【００１１】
発明の付加的な特徴及び利点は、以下の詳細な説明において説明され、一部は詳細な説明より明らかになるか、発明の実施によって学習されることができる。発明の利点は、記載された詳細な説明及び請求項並びに添付図面において特に指摘された構造によって実現及び達成されるであろう。
【００１２】
前記一般的な説明及び以下の詳細な説明は典型的かつ説明的なものであり、請求項に記載された発明のさらなる説明を提供するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
発明のさらなる理解を提供するために含まれかつ本明細書の一部に組み込まれかつ本明細書の一部を構成した添付の図面は、発明の実施形態を例示しており、詳細な説明と共に発明の原理を説明するために働く。
【００１４】
ここで本発明の好適な実施形態を詳細に参照し、実施形態の例が添付の図面に例示されている。
【００１５】
１つの実施形態において、本発明は、例えば図１に示されたような、マルチファセットピラミッド状プリズムと可動なビームスプリッタとを使用することによって干渉リソグラフィシステムの可変解像力を達成する。図１に示されているように、プリズム１０１は、光軸１０２を有する光路に取り付けられている。光軸１０２は、システムのＺ軸として考えることができる。ビームスプリッタ１０３は、光路におけるさらに上流に位置決めされている。プリズム１０１は、ウェハ（若しくは基板）１０４の上方に取り付けられており、システムが液浸リソグラフィシステムであるならば、通常は液体（図示せず）がプリズム１０１とウェハ１０４との間を循環させられる。本発明は液浸リソグラフィシステムに限定されず、プリズム１０１とウェハ１０４との間における空気又はその他の気体と共に使用されることもできる。
【００１６】
図１には、ビームスプリッタ１０３によって２つ以上のビームに分割されるレーザビーム１０６も示されている。図１には二方向対称のケースが示されている。すなわち、ビーム１０６は２つのビームに分割される。例えば、ビームスプリッタ１０３が所定の位置にある場合に、ビーム１０６は２つのビーム１０７Ａに分割される。ビームスプリッタが位置Ｂにある場合には、レーザビーム１０６は２つのビーム１０７Ｂ等に分割される。ビーム１０７Ａ〜１０７Ｄは、ビームスプリッタ１０３（Ａ〜Ｄの何れの位置に配置されていても）を横切ることにより、プリズム１０１に進入し、内部において、面１０５Ａ〜１０５Ｄのうちの１つにおいて反射する。次いで、ビームはウェハ１０４において干渉フランジを形成する。
【００１７】
ビームスプリッタ１０３は、例えばＺ軸ステージ（図示せず）に取り付けられることにより、Ｚ軸に沿って可動である。ビームスプリッタ１０３のそれぞれの位置（位置Ａ〜Ｄ）は、プリズム１０１の適切なファセット１０５において反射されるビームに対応する。１９３ｎｍ入力レーザビーム１０６のための９０ｎｍ、６５ｎｍ、４５ｎｍ及び３５ｎｍの解像力に対応するビームスプリッタ１０３の４つの位置が図１に示されているが、本発明は、これらの特定の解像力、又はこの特定のレーザビーム波長に限定されない。３６５ｎｍ、２４８ｎｍ又は１５７ｎｍ等のその他の波長が可能である。また、ビームスプリッタ１０３のより多くの又はより少ないＺ軸位置に対応するように、より多くの又はより少ないプリズムファセット１０５を使用することができる。実際の解像力は、ビームスプリッタ１０３角度位置と、プリズムファセット１０５角度とによって規定される。
【００１８】
解像力を向上させるために、概してレーザビーム１０６の波長が減じられる必要がある。さらに、ウェハ１０４とプリズム１０１との間の流体の屈折率が変化されることができる。水は（１９３ｎｍにおいて）約１．４３の屈折率を有しているが、他の媒体はより高い屈折率を有することができ、これにより、さらに解像力を向上させることができる。屈折率をさらに高めるために、塩又は同様のものを水に加えることができる。
【００１９】
図１に示された実施形態は二方向対称システムの例であるが、本発明はこの実施形態に限定されない。例えば、四方向対称リソグラフィシステムが設計されることもでき、このシステムは、矩形断面を有するプリズム１０１（上方へプリズム１０１内を見た場合）と、集合的にウェハ１０４上に干渉パターンを形成する４つのレーザビームを生ぜしめるビームスプリッタ１０６とを備えている。
【００２０】
あらゆる数のビームスプリッタがビームスプリッタ１０３として使用されることができる。この用途における最も一般的なタイプのビームスプリッタはグレーティングである。この場合のグレーティングの典型的なピッチは約０．５〜２ミクロンであるが、本発明はあらゆる特定のグレーティング寸法に限定されない。
【００２１】
図１に示されたようなプリズムを使用する利点は、プリズム１０１が一旦製造されると、整合の困難さがないということである。光学系にプリズム１０１を配置することにより、唯一の調整はビームスプリッタ１０３のＺ軸調整であり、この調整は、ビームスプリッタ０１３がＺ軸ステージに配置されているならば比較的直線的な操作である。
【００２２】
プリズム１０１は、Ｎ方向対称を有するように一般化されることができる。例えば、六方向対称干渉リソグラフィシステムが使用される場合があってよい。数Ｎは偶数である必要はなく、換言すれば、（プリズム１０１の三角形又は五角形の断面に対応する）三方向又は五方向対称も可能である。
【００２３】
プリズム１０１の典型的な寸法は、約１００ｍｍの長さ×底面における約２５ｍｍ、上面における約５０ｍｍであるが、本発明はこれらの特定の寸法に限定されないことが理解されるであろう。概して、プリズムの正確な寸法と、ビームスプリッタ１０３のグレーティングのピッチと、プリズムファセット１０５の寸法及び向きとは、所望の解像力と、レーザビーム波長と、プリズム１０１の間の媒体の屈折率と、コンポーネントとウェハ１０４との間の距離と、その他の整合問題とに依存する。
【００２４】
本発明は、解像力と等価開口数との調整を許容する。多くの状況において（全ての状況ではない）、これらの調整は互いに依存するが、等価開口数と解像力とが独立して調整可能であるような状況があってよい。
【００２５】
図２は本発明の択一的な実施形態を示しており、この場合プリズム１０１の代わりにミラー２０２が使用されている。ミラー２０２は、種々異なるビームスプリッタ１０３位置のために交換されることができるか、又は角度を調整するたに二回転及び移動させられることができる。ミラー２０２の効果は図１におけるプリズムファセット１０５の効果と実質的に同じである。ミラー２０２の使用は著しくより多くの独立した整合調整を必要とするのでより困難であると現時点では発明者たちによって考えられている。
【００２６】
特に、図２を参照すると、１つおきの回折されたビームに対するそれぞれの回折されたビームの経路長さは、正確に合致させられなければならない。これは、ミラー２０２の調整を、角度の自由度及び空間の自由度において極めて決定的にする。
【００２７】
現時点では、１９３ｎｍレーザビームのためには図１に示したような光学系が約３４ｎｍの解像力限界を有する（液浸媒体として水を使用する）と考えられている。主要な限界要因は、（底面における）プリズム１０１内の内部反射角度と、達成されることができる角度とである。概して、解像力をさらに高めるために、より高い屈折率を有する液浸媒体か、又はより小さな波長を有するレーザビーム、又はこれらの両方を使用する必要がある。これらの要因を考慮して、このアプローチによって約２０ｎｍの解像力を達成することができる。
【００２８】
グレーティングは一般的にクロム・オン・ガラスタイプのグレーティングであるが、本発明はこの特定のタイプのグレーティングに、又は概してグレーティングの使用に限定されない。例えば、位相シフトされたエッチングされたガラスビームスプリッタを使用することができる。ビームの四方向対称セットを生ぜしめるために、チェッカー盤タイプグレーティングが使用される必要がある。
【００２９】
図示された寸法（９０ｎｍ、６５ｎｍ、４５ｎｍ及び３５ｎｍ）は、基板１０４上にイメージ形成されることができる最小のフィーチャ寸法を表すが、本発明は特定の寸法に限定されない。
【００３０】
したがって、ビーム１０７がプリズム１０１における所要のプリズムファセット１０５において反射するように上部ユニットビームスプリッタ１０３をＺ軸において移動させることによって解像力が変化させられる。解像力は主に、最後に干渉するビームにおける角度、ひいてはプリズム１０１における反射面におけるファセット角度によって制御される。図１に示された設計において、４つのプリセット解像力：９０ｎｍ、６５ｎｍ、４５ｎｍ及び３８ｎｍがある。これらの解像力は、マルチファセットプリズム１０１を、種々異なる所定のファセット角度を備えた別のマルチファセットプリズムと交換することによって変化されることができる。解像力の変更は、コンピュータ制御によって、ビームスプリッタ１０３を備えた電動式Ｚ軸を駆動することによって行われることができる。予め規定されることができる種々異なるファセット角度の数値に関して設計はフレキシブルである。示された実施例において、ファセットの４つのセット（１０５Ａ〜１０５Ｄ）がある。ファセット１０５Ａ〜１０５Ｄは、２倍、４倍又は６倍対称に基づくことができる。実際の対称要求は、ビームスプリッタ１０３の設計によって規定される。
【００３１】
全体的に反射するファセット１０５は、最後の反射されたウェハ分極が入射／インプット分極と同じであるように、又はあらゆる所望の分極状態を生ぜしめるために、薄膜によってコーティングされることができる。同様に、所望の極性状態を保存するために、他の面がコーティングされることができる。
【００３２】
ここに説明された設計を使用することは、極めて単純な光路を提供し、コストを削減し、解像力変化との整合を維持し、解像力のコンピュータ制御を提供する。
【００３３】
システム及び方法の好適な実施形態を説明したが、説明された方法及び装置のある利点が達成されたことは当業者に明らかである。本発明の範囲及び思想の範囲で様々な習性、適応、及び択一的な実施態様が行われることができることも認められるべきである。さらに、本発明は請求項によって定義される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の典型的な干渉リソグラフィシステムを示す図である。
【図２】ミラーが使用される場合の、本発明の択一的な実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０１  プリズム、  １０２  光軸、  １０３  ビームスプリッタ、  １０４  ウェハ、  １０５  面、  １０６  レーザビーム、  １０７  ビーム
【図１】
0004352033.tif 000002
【図２】
0004352033.tif 000003