JP2010287892A - 放射ビーム変更装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＵＶリソグラフィ装置での使用に適した放射ビーム変更装置および方法を提供する。
【解決手段】 リソグラフィ装置における放射ビームの特性を制御する放射ビーム変更装置は、複数のアパーチャが設けられた可撓性シートと、第１の回転部材および第２の回転部材を含む位置決め装置とを含み、可撓性シートの第１の端部が第１の回転部材に結合され、可撓性シートの第２の端部が第２の回転部材に結合され、可撓性シートの中心部が第１の回転部材と第２の回転部材との間に延在する。これらのアパーチャは、リソグラフィ装置の投影システムの開口数を制御するために用いられうる。
【選択図】 図１ａ

Description

[0001] 本発明の実施形態は、放射ビーム変更装置および方法に関する。本発明の実施形態はさらに、放射ビーム変更装置を含むリソグラフィ装置および方法に関する。

[0002] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上、通常、基板のターゲット部分上に付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。その場合、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成するために、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを用いることができる。このパターンは、基板（例えば、シリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば、ダイの一部、または１つ以上のダイを含む）に転写することができる。通常、パターンの転写は、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上への結像によって行われる。一般には、単一の基板が、連続的にパターニングされる隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。

[0003] リソグラフィは、ＩＣおよび他のデバイスおよび／または構造の製造における重要なステップの１つとして広く認識されている。しかしながら、リソグラフィを使用して作られるフィーチャの寸法が小さくなるにつれて、リソグラフィは小型ＩＣまたは他のデバイスおよび／または構造を製造可能にするためのより重大な要素になりつつある。

[0004] パターンプリンティングの限界の理論推定値は、式（１）に示されるような解像度についてのレイリー（Rayleigh）基準によって与えることができる：
（１） ＣＤ＝ｋ_１λ／ＮＡ_ＰＳ
ここで、λは用いられる放射の波長であり、ＮＡ_ＰＳはパターンのプリントに用いられる投影システムの開口数であり、ｋ_１は、レイリー定数とも呼ばれる、プロセス依存型調節係数であり、ＣＤはプリントされたフィーチャのフィーチャサイズ（またはクリティカルディメンション）である。式（１）から、フィーチャの最小プリント可能サイズの縮小は、３つの方法、すなわち、露光波長λを短くすること、開口数ＮＡ_ＰＳを大きくすること、またはｋ_１の値を小さくすることによって得ることができることが分かる。

[0005] 露光波長を短くする、したがって最小プリント可能なサイズを縮小するために、極端紫外線（ＥＵＶ）放射源を使用することが提案されている。ＥＵＶ放射源は、約１３ｎｍの放射波長を出力するように構成される。したがって、ＥＵＶ放射源は、小さいフィーチャのプリンティングの実現に向けての重要なステップを構成しうる。このような放射は、極端紫外線または軟Ｘ線と呼ばれ、可能な放射源としては、例えば、レーザ生成プラズマ源（ＬＰＰ源）、放電プラズマ源（ＤＰＰ源）、または電子蓄積リングからのシンクロトロン放射が挙げられる。

[0006] ＥＵＶリソグラフィ装置は、通常、従来の深紫外線（ＤＵＶ）リソグラフィ装置において用いられるような透過型光学部品ではなく反射型光学部品を含む。この理由から、ＤＵＶリソグラフィ装置に用いられる既知の光学システムおよびコンポーネントをＥＵＶリソグラフィ装置に移すことが不可能な場合がある。

[0007] ＥＵＶリソグラフィ装置での使用に適した放射ビーム変更装置および方法が提供される。

[0008] 本発明の第１態様では、リソグラフィ装置における放射ビームの特性を制御する放射ビーム変更装置が提供される。この放射ビーム変更装置は、複数のアパーチャが設けられた可撓性シートと、第１の回転部材および第２の回転部材を含む位置決め装置とを含み、可撓性シートの第１の端部が第１の回転部材に結合され、可撓性シートの第２の端部が第２の回転部材に結合され、可撓性シートの中心部が第１の回転部材と第２の回転部材との間に延在する。

[0009] 本発明の第２態様では、放射ビームを提供する照明システムと、放射ビームの断面にパターンを付与するように作用するパターニングデバイスを支持するサポート構造と、基板を保持する基板テーブルと、パターン付き放射ビームを基板のターゲット部分上に投影する投影システムとを含むリソグラフィ装置が提供される。このリソグラフィ装置は、本発明の第１の態様による放射ビーム変更装置をさらに含む。

[0010] 本発明の第３態様では、リソグラフィ装置における放射ビームの特性を変更する方法が提供される。この方法は、複数のアパーチャを含む可撓性シートを設けることと、第１の回転部材および第２の回転部材を含む位置決め装置を設けることと、位置決め装置を用いてアパーチャを放射ビームの光路内に位置決めて放射ビームの特性を変更することとを含み、可撓性シートの第１の端部が第１の回転部材に結合され、可撓性シートの第２の端部が第２の回転部材に結合され、可撓性シートの中心部が第１の回転部材と第２の回転部材との間に延在する。

[0011] 本発明のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の概略図を参照して以下に説明する。これらの図面において同じ参照符号は対応する部分を示す。
[0012] 図１ａは本発明の一実施形態による放射ビーム変更装置を示す。 [0012] 図１ｂは本発明の一実施形態による放射ビーム変更装置を示す。 [0012] 図１ｃは本発明の一実施形態による放射ビーム変更装置を示す。 [0013] 図２ａは本発明の一実施形態による、アライメントシステムを備えた放射ビーム変更装置を示す。 [0013] 図２ｂは本発明の一実施形態による、アライメントシステムを備えた放射ビーム変更装置を示す。 [0014] 図３ａは冷却システムを備えた放射ビーム変更装置の実施形態を示す。 [0014] 図３ｂは冷却システムを備えた放射ビーム変更装置の実施形態を示す。 [0014] 図３ｃは冷却システムを備えた放射ビーム変更装置の実施形態を示す。 [0014] 図３ｄは冷却システムを備えた放射ビーム変更装置の実施形態を示す。 [0014] 図３ｅは冷却システムを備えた放射ビーム変更装置の実施形態を示す。 [0015] 図４は本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を示す。 [0016] 図５は本発明の一実施形態による別のリソグラフィ装置を示す。

[0017] 図１ａは、本発明の一実施形態による放射ビーム変更装置ＲＭの側面図を示す。放射ビーム変更装置ＲＭは、可撓性シートＳ、位置決め装置ＰＭ、および制御システムＣＭを含む。

[0018] 可撓性シートＳは、放射ビームの直径および／または形状を変更するように構成されたマスキング要素である。可撓性シートＳを用いて、（例えば、放射ビームの瞳面における放射ビームの半径範囲を変更することによって）放射ビームの開口数を定義しうる。

[0019] 可撓性シートＳは、上面１、下面２、第１端部３、および第２端部４を有する。可撓性シートＳは、使用時に、放射ビームＰＢが可撓性シートの表面（例えば、図１ａに示すように下面２）に入射するように構成されうる。

[0020] 可撓性シートＳの第１端部３は、位置決め装置ＰＭの第１回転部材６に結合される。同様に、可撓性シートＳの第２端部４は、位置決め装置ＰＭの第２回転部材７に結合される。可撓性シートＳの中心部５は、第１回転部材６と第２回転部材７との間に延在する。一実施形態では、第１回転部材６と第２回転部材７は、実質的に円柱形の外面を有する。回転部材は、二重矢印Ｒによって示すように、時計回りにも反時計回りにも回転されうる。可撓性シートＳは、回転部材６、７の片方または両方の周りを複数回巻き付けられてよい。

[0021] 一実施形態では、可撓性シートＳは、実質的に平らで細長い構成を有する。可撓性シートＳは、回転部材６、７の周りに巻き付けら且つそれらから解かれることが可能であるよう十分に可撓性がある。可撓性シートは実質的にリボン状であってよい。

[0022] 可撓性シートＳは、回転部材６、７の周りに巻き付けられ且つそれらから解かれることが可能であるように十分に可撓性である。さらに、可撓性シートＳは十分に厚いので、正常の機能するために十分な構造強度を有する。例えば、可撓性シートＳは、十分に厚いので、その形状全体に亘って完全な状態が維持されうる。さらにまたはあるいは、可撓性シートには予め張力がかけられるか、および／または、完全な状態を維持することを支援する支持手段を含み、それにより垂れ下がることや位置ずれが回避されうる。可撓性シートの適切な厚さを決定する際、可撓性シートＳを作るために用いられる材料の剛性が考慮に入れられてよい。可撓性シートＳの厚さは、例えば５００ミクロン未満であってよい。可撓生シートＳの厚さは、例えば１０ミクロン超であってよい。

[0023] 可撓性シートＳは、マスキング要素として作用し、また、十分に不透明であるので放射ビームが可撓性シートの表面に入射する際に放射ビームＰＢを遮断する。可撓性シートＳは、放射ビームＰＢの１つ以上の波長において実質的に不透明である材料から形成されてよい。

[0024] 可撓性シートＳは、金属材料から形成されてよい。金属材料は、金属、または、ステンレス鋼といった任意の好適な金属複合材料であってよい。金属材料は、チタンおよび／またはタンタル（これらは、ステンレス鋼に比べて向上された熱放散を与える）を、さらにまたはあるいは含んでよい。金属材料から形成された可撓性シートＳはフォイルと呼ばれうる。

[0025] 可撓性シートＳは、複数のアパーチャを含み、各アパーチャは異なる構成（例えば、サイズおよび／または形状）を有する。図１ｂは、上から見た可撓性シートＳの中心部５を示す。３つのアパーチャＡ１、Ａ２、Ａ３を見ることができ、各アパーチャは、異なる直径を有する。他の追加のアパーチャを可撓性シートＳに設けてもよい。任意の適切な数のアパーチャが可撓性シートに設けられてよい。アパーチャは異なる形状および／またはサイズを有してよい。可撓性シートＳは、回転部材６、７のうちの片方または両方の周りに複数回巻き付けられてよいので、多数のアパーチャが可撓性シートに設けられうる。例えば５を超える数、１０を超える数、または２０を超える数のアパーチャがある。

[0026] 図１ｃは、可撓性シートＳの一部とアパーチャＡ１を断面で示す。図１ｃに示すように、可撓性シートＳは、アパーチャＡ１に向かって内側に先細になっている。このことは、放射ＰＢがアパーチャＡ１を通過することを可能にする。先細になっていなければ、放射ＰＢはアパーチャによって遮断されてしまう。図１ｃでは、可撓性シートＳの厚さは、先細の状態をより明確に示すために誇張してある。

[0027] 放射ビームＰＢは、様々に異なる角度からアパーチャＡ１に入射する光線を含む。図１ｃには、これらの角度のうちの幾つかを矢印によって概略的に示す。放射ビームの角度範囲は、その中に可撓性シートＳが設けられているリソグラフィ装置の光学特性に依存する。中心放射ビーム光線ＰＢ_Ｐは、アパーチャに垂直に入射し、本明細書では、垂直光線ＰＢ_Ｐと呼ぶ。垂直光線ＰＢ_Ｐに対して最大角をなす光線は、本明細書では、斜光線ＰＢ_Ｏと呼ぶ。

[0028] 可撓性シートＳの先細の角度は、斜光線ＰＢ_Ｏが遮断されることなくアパーチャＡ１を通過可能であるような角度である。先細の角度は、リソグラフィ装置の光学設計（開口数および光フィールド範囲）および可撓性シートＳの厚さに基づいて選択されうる。このように先細の可撓性シートＳは、放射ビームＰＢの口径食を回避する（放射ビームにおけるすべてのフィールド点が同じ開口数を経験する）。

[0029] 動作中、可撓性シートＳは、アパーチャのうちの１つが、放射ビームＰＢの光路内に位置付けられるように位置決め装置ＰＭを用いて位置決めされる。アパーチャは、放射ビームＰＢの直径および／または形状を制限／制御するように作用する。アパーチャを用いて、例えば、以下により詳細に説明するように、リソグラフィ装置の投影システムの開口数を制御しうる。

[0030] 可撓性シートＳは、可撓性シートが１つの回転部材から解かれもう１つの回転部材に巻き付けられるように、回転部材６、７を同時に同じ方向に回転することによって位置決めされる。図１に示す放射ビーム変更装置では、可撓性シートＳは、回転部材６、７を同時に時計回りの方向に回転することによって右に動かされうる。これが行われると、可撓性シートＳの一部が第１回転部材６から解かれ、可撓性シートの一部が第２回転部材７に巻き付けられる。同様に、可撓性シートＳは、回転部材６、７を同時に反時計回りの方向に回転することによって左に動かされうる。これが行われると、可撓性シートＳの一部が第１回転部材６に巻き付けられ、可撓性シートの一部が第２回転部材７から解かれる。

[0031] 回転部材は、制御手段ＣＭによって制御される１つ以上のアクチュエータ（図示せず）によって駆動されてよい。アクチュエータは、両方の回転部材６、７を同時に駆動するように構成される単一モータを含んでよい。あるいは、アクチュエータは、第１回転部材６を駆動するように構成された第１モータと、第２回転部材７を駆動するように構成された第２モータを含んでよい。１つ以上のアクチュエータは、真空といった制御環境での使用にも適合しうる。１つ以上のアクチュエータは、１つ以上の真空適合型のローレンツ（Lorentz）モータを含んでよい。

[0032] 制御手段ＣＭは、アクチュエータを用いて可撓性シートＳの位置を制御する。制御手段は、可撓性シートＳにおける複数のアパーチャＡ１〜Ａ３のうち特定のアパーチャ（例えば、Ａ２）を選択し、その後、回転部材６、７を制御して、選択されたアパーチャが放射ビームＰＢの光路内に位置付けられるように可撓性シートを位置決めするように構成される。

[0033] 可撓性シートＳの選択されたアパーチャは、十分な精度で位置決めされて、放射ビームＰＢの他の特性を著しく損ねることなく、放射ビームの特性に所望の変更を与えうる。例えば、可撓性シートＳは、放射ビームＰＢが片側においてアパーチャによってクリップされないように、同時にもう片側においてアパーチャによって影響を受けないように十分な精度で位置決めされうる。

[0034] 放射ビーム変更装置には、１つ以上の位置モニタリングシステムが設けられてよい。このシステムは、可撓性シートＳの位置をモニタリングするよう用いられてよい。図２ａを参照するに、可撓性シートＳには、複数のアライメントマークが設けられうる。これらのアライメントマークは矩形の開口８ａ〜ｃであり、各アライメントマークは、異なる数の矩形開口を含む。図２ｂを参照するに、放射源９が可撓性シートＳの上方に設けられ、ディテクタ１０が可撓性シートの下方に設けられる。ディテクタは、矩形開口８ａ〜ｃを通過した、放射源からの放射を検出する。ディテクタ１０は、制御手段ＣＭ（図２には図示せず）に接続されてよい。

[0035] 使用中、第２アパーチャＡ２は、例えば、放射ビームＰＢと位置合わせされうる。制御手段は、回転部材６、７に命令して、第３アパーチャＡ３が放射ビームと位置合わせするまで反時計回りに回転させうる。回転部材６、７は、ディテクタ１０が３つの放射領域を検出するまで反時計回りに回転する。これらの３つの放射領域は、第３アパーチャＡ３に関連付けられた３つの矩形開口８ｃがディテクタ１０の上方に位置付けられると見られる。これらの３つの放射領域が、ディテクタ１０の検出領域の中心にくる（この場合、検出領域の中心が、放射ビームＰＢの中心と位置合わせされる）と回転を停止する。矩形開口８ａ〜ｃを用いて、アパーチャＡ１〜Ａ３のいずれかを位置決めしうる。

[0036] 矩形開口８ａ〜ｃは、用いてよいアライメントマークの一例である。しかし、任意の適切なアライメントマークを用いてよい。

[0037] 図２では、各アパーチャに関連付けられたアライメントマークは異なり、また、アパーチャの識別を与えるために用いられてよい。別の配置では、各アパーチャに関連付けられたアライメントマークは同じであってよい。この場合、制御手段は、特定のアパーチャが所望の位置合わせされた位置に近いことを確実にするために十分な度合いの精度で回転部材６、７を制御するように構成されうる。次に、例えば、上述したように放射源９およびディテクタ１０を用いながら、アライメントマークを用いて、アパーチャの位置の細かい調節を与えうる。この場合、アライメントマークは、アパーチャを識別する必要はない。これにより、アライメントマークをすべて同じにすることができる。

[0038] アライメントマークとは別個のアパーチャ識別子を設けてもよい。例えば、文字、数字、または他のコードを、各アパーチャに隣接して設けてよい。このような文字、数字、または他のコードは、例えば、イメージングディテクタによって読み出されうる。この場合、アライメントマークはすべて同じであってよい。

[0039] リニアエンコーダを用いて、可撓性シートＳの位置をモニタリングし、且つ、所望のアパーチャを放射ビームＰＢと位置合わせしうる。リニアエンコーダによって読み出される目盛りを可撓性シート上に（例えば、可撓性シートの縁に沿って）設けてよい。

[0040] 回転部材６、７は、アライメントマークまたはリニアエンコーダが必要ではなくなるほど十分な精度で制御されうる。例えば、回転部材６、７の向きは、所与のアパーチャが所望の精度で放射ビームＰＢと位置合わせ可能であるように十分に正確に制御されうる。

[0041] アパーチャの位置を、例えば、＋／−５０μｍの精度で、または、他の適切な精度で制御可能であってよい。

[0042] 可撓性シートＳの表面に入射する放射は、望ましくない加熱効果を引き起こしてしまうことがある。したがって、放射ビーム変更装置ＲＭは、入射放射によって引き起こされた熱を可撓性シートＳから放散することを支援する冷却装置をさらに含んでよい。この冷却装置は、１つ以上の冷却パイプまたは管に沿って流れる冷却流体を含んでよい。冷却流体は、水、水素ガス、または任意の他の好適な流体を含みうる。冷却パイプは、可撓性シートＳの下面２および／または上面１に隣接し且つ離れて配置されてよい。

[0043] 冷却パイプは、可撓性シートＳから数ミリメートル（例えば１〜３ｍｍ）の距離で離れていてよい。これは、例えば、可撓性シートＳおよび冷却パイプが低圧環境（例えば、数パスカルの圧力）にある場合に十分な冷却を与えうる。この低圧環境は、例えば、水素ガスを含みうる。

[0044] 冷却パイプは、あるいは、可撓性シートＳの下面２および／または上面１に接触して配置されてもよい。

[0045] 冷却パイプは、放射ビームＰＢと位置合わせされているアパーチャを遮らないように位置決めされてよい。

[0046] 図３ａは、冷却パイプ１２ａが可撓性シートの下にループ構成で設けられている、上から見た可撓性シートＳの一部を示す。このループ構成は、可撓性シートの下面２の外側領域の周囲周りに実質的に延在するように配置される。冷却流体が入力１３ａにてループへと供給され、加熱された流体が出力１３ｂにてループから排除されうる。入力１３ａおよび出力１３ｂは、共に、可撓性シートＳから離れるように下方向に延在しうる。

[0047] 図３ｂおよび図３ｃは、それぞれ、上からと片側から見た可撓性シートＳおよび冷却装置を示す。この冷却装置は、第１冷却パイプ１２ｂおよび第２冷却パイプ１２ｃを含む。冷却パイプ１２ｂ、１２ｃは、可撓性シートＳの長手軸Ｘ−Ｘ’に対して実質的に垂直な方向に延在するように配置される。第１冷却パイプ１２ｂは、可撓性シートＳの左側の端に位置付けられ、第２冷却パイプ１２ｃは、可撓性シートの右側の端に位置付けられる。各冷却パイプ１２ｂ、１２ｃは、流体入力１３ｃ、１３ｅおよび流体出力１３ｄ、１３ｆを有する。

[0048] 第１冷却パイプ１２ｂおよび第２冷却パイプ１２ｃは、図３ｃに示すように、可撓性シートＳの下面に隣接して且つ離れて配置されてよい。冷却パイプ１２ｂ、１２ｃ間の距離は、例えば数ミリメートル（例えば１〜３ｍｍの範囲内）であってよい。

[0049] 図３ｄおよび図３ｅは、それぞれ、上からと片側から見た可撓性シートＳおよび冷却装置を示す。この冷却装置は、可撓性シートＳの長手軸Ｘ−Ｘ’に対して実質的に平行な方向に延在するように配置された第１冷却パイプ１２ｄおよび第２冷却パイプ１２ｅを含む。冷却パイプ１２ｄ、１２ｅは、可撓性シートＳの縁に隣接して位置付けられる。各冷却パイプ１２ｄ、１２ｅは、流体入力１３ｈ、１３ｇおよび流体出力１３ｊ、１３ｉを有する。第１冷却パイプ１２ｄおよび第２冷却パイプ１２ｅは、可撓性シートＳの下面に接触する。

[0050] 図３ａ〜図３ｅは、特定の冷却パイプ配置の例を与える。しかし、冷却装置は、任意の配置の１つ以上の冷却パイプを含んでよい。冷却パイプは、可撓性シートＳと接触していても、または、可撓性シートから離れていてもよい。冷却パイプを可撓性シートＳと接触するように設ける場合、冷却の効率はよくなるが、時間の経過と共に可撓性シートが磨耗しうる。冷却パイプを可撓性シートＳから離して設ける場合、冷却の効率はあまりよくないが、可撓性シートの磨耗は回避されうる。

[0051] 放射ビーム変更装置ＲＭは、さらにまたはあるいは、入射放射の加熱効果を低減することを支援するために１つ以上のヒートシールド（図示せず）を含んでもよい。これらの１つ以上のヒートシールドは、可撓性シートＳの上面１および／または下面２に隣接して且つ離れて配置されてよい。あるいはまたはさらに、これらの１つ以上のヒートシールドは、可撓性シートの上面１および／または下面２に接触して配置されてもよい。冷却装置の冷却パイプと同様に、これらの１つ以上のヒートシールドは、アパーチャまたは放射ビームを干渉しないように位置決めされうる。

[0052] 放射ビーム変更装置ＲＭは、実質的にコンパクトな構成を有する。その結果、他の光コンポーネントとの望ましくない物理的干渉を回避しうる。放射ビーム変更装置は、実質的に単純化した構成を有するので、製造および維持管理することがある程度容易である。放射ビーム変更装置は、真空といった制御空間での使用に適切でありうる。

[0053] 放射ビーム変更装置は、例えば、ＤＵＶリソグラフィ装置またはＥＵＶリソグラフィ装置といったリソグラフィ装置での使用に適切である。

[0054] 図４は、本発明を具現化するリソグラフィ装置を概略的に示す。このリソグラフィ装置は、
放射ビームＰＢ（例えばＤＵＶ放射）を提供するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、
パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するように構成され、且つパターニングデバイスＭＡを投影システムＰＬに対して正確に位置決める第１位置決めデバイスＰＭに接続された第１サポート（例えばマスクテーブル）ＭＴと、
基板（例えばレジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構成され、且つ基板Ｗを投影システムＰＬに対して正確に位置決める第２位置決めデバイスＰＷに接続された基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴと、
パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＰＢに付与されたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば１つ以上のダイを含む）上に結像するように構成された投影システム（例えば反射型投影レンズ）ＰＬとを含む。パターニングデバイスＭＡは、放射ビームＰＢの断面にパターンを付与するように構成される。

[0055] 本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、透過型のもの（例えば透過型マスクを採用しているもの）である。あるいは、リソグラフィ装置は、反射型のもの（例えば反射型マスクまたはプログラマブルミラーアレイを採用しているもの）であってもよい。

[0056] 照明システムＩＬは、放射源ＳＯから放射を受ける。放射源ＳＯとリソグラフィ装置は、別個の構成要素であってもよい。この場合、放射源ＳＯは、リソグラフィ装置の一部を形成しているとはみなされず、また、放射は、通常、放射源ＳＯから照明システムＩＬへ、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を含む放射コレクタを使って送られる。その他の場合、放射源ＳＯは、リソグラフィ装置の一体部分であってもよい。放射源ＳＯおよび照明システムＩＬは放射システムとも呼ばれうる。

[0057] 照明システムＩＬは、ビームまたは放射の角強度分布を調節する調節手段ＡＭを含んでもよい。これにより、例えば、照明システムの瞳面内の強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（通常、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。さらに、照明システムＩＬは、通常、インテグレータＩＮおよびカップリング光学部品ＣＯといった様々な他のコンポーネントを含む。例えば石英棒であってよいインテグレータは、放射ビームの均質性を向上する。照明システムＩＬは、その断面に所望の均一性および強度分布を有する調整済み放射ビームＰＢを提供する。

[0058] 放射ビームＰＢは、照明システムＩＬから出ると、マスクテーブルＭＴ上に保持されるマスクＭＡに入射する。マスクＭＡを透過した後、放射ビームＰＢは、投影システムＰＬを通過する。投影システムＰＬは、放射ビームの焦点を基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に合わせる。第２位置決めデバイスＰＷおよび位置センサＩＦ２（例えば干渉計デバイス）を使って、例えば、様々なターゲット部分ＣをビームＰＢの経路内に位置決めるように、基板テーブルＷＴを正確に動かすことができる。同様に、第１位置決めデバイスＰＭおよび位置センサＩＦ１（例えば干渉計デバイス）を使い、例えば、マスクライブラリから機械的に取り出した後またはスキャン中に、マスクＭＡをビームＢの経路に対して正確に位置決めることができる。通常、オブジェクトテーブルＭＴおよびＷＴの移動は、位置決めデバイスＰＭおよびＰＷの一部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）を使って実現することができる。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のみに接続されてもよく、または固定されてもよい。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２と、基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使って位置合わせされうる。

[0059] 例示の装置は、以下の好適なモードで使用することができる。
１．ステップモードでは、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを基本的に静止状態に保ちつつ、放射ビームに付けられたパターン全体を一度にターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一静的露光）。その後、基板テーブルＷＴは、Ｘおよび／またはＹ方向に移動され、それにより別のターゲット部分Ｃが露光できるようになる。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一静的露光時に結像されるターゲット部分Ｃのサイズが限定される。
２．スキャンモードでは、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期的にスキャンする一方で、放射ビームに付けられたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一動的露光）。マスクテーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＬの（縮小）拡大率および像反転特性によって決められる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光時のターゲット部分の非スキャン方向における幅が限定される一方で、スキャン動作の長さによって、ターゲット部分のスキャン方向における高さが決まる。
３．別のモードでは、プログラマブルパターニングデバイスを保持した状態で、マスクテーブルＭＴを基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルＷＴを動かす、またはスキャンする一方で、放射ビームに付けられているパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する。このモードでは、通常、パルス放射源が採用され、プログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの移動後ごとに、またはスキャン中の連続する放射パルス間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、前述したようなタイプのプログラマブルミラーアレイといったプログラマブルパターニングデバイスを利用するマスクレスリソグラフィに容易に適用することができる。

[0060] 上述の使用モードの組合せおよび／またはバリエーション、あるいは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。

[0061] リソグラフィ装置は、放射ビーム変更装置ＲＭをさらに含む。放射ビーム変更装置ＲＭは、投影システムＰＬの瞳面内にまたはそれに隣接して位置付けられる。放射ビーム変更装置ＲＭの可撓性シートＳは、投影システムＰＬの２つのレンズＬ１、Ｌ２間に延在する（投影システム内には他のレンズもあるが図示しない）。図４はさらに、可撓性シートＳの位置を制御するために用いてよい制御システムＣＭを示す。説明を容易にするために、制御システムＣＭからの電気接続は、図４では省略する。制御システムＣＭは、選択されたアパーチャが投影システムＰＬにおける放射ビームＰＢの光路内に位置付けられるように放射ビーム変更装置ＲＭの動作を制御するように構成されてよい。

[0062] 放射ビーム変更装置ＲＭは、投影システムＰＬにおける放射ビームＰＢの開口数ＮＡ_ＰＬまたは放射ビームの他の特性を制御するように構成される。

[0063] 放射ビーム変更装置ＲＭは、照明システムＩＬ内に、例えば調節手段ＡＭ内に設けられてもよい。放射ビーム変更装置を用いて、照明システムにおける放射ビームＰＢの開口数ＮＡ_ＩＬまたは放射ビームの他の特性を変更しうる。

[0064] 図５は、本発明の更なる実施形態によるＥＵＶリソグラフィ装置の側面図を概略的に示す。リソグラフィ装置は、コレクタアセンブリ／放射源ＳＯ、照明システムＩＬ、および投影システムＰＬを含む。

[0065] 放射ジェネレータからの放射の焦点は、コレクタアセンブリ／放射源ＳＯによって、照明システムＩＬにおける入射アパーチャ２０にある仮想放射源点集光点１８に合わせられる。放射ビームＰＢは、照明システムＩＬ内で、第１および第２リフレクタ２２、２４を介してマスクテーブルＭＴ上に位置決めされたマスクＭＡ（または他のパターニングデバイス）に反射される。放射ビームＰＢは、パターンが付けられ、投影システムＰＳ内で、第１および第２反射要素２８、３０を介して基板テーブルＷＴ上に保持された基板Ｗ上に結像される。

[0066] 通常、図５に示すものより多いまたは少ない要素が、コレクタアセンブリ／放射源ＳＯ、照明システムＩＬ、および投影システムＰＳ内にあってもよいことは理解されよう。例えば、一部の実施形態では、リソグラフィ装置はさらに、１つ以上の透過型または反射型スペクトル純度フィルタを含んでよい。より多いまたは少ない反射要素がリソグラフィ装置内にあってよい。

[0067] リソグラフィ装置はさらに、放射ビーム変更装置ＲＭを含む。放射ビーム変更装置ＲＭは、投影システムＰＬの瞳面内にある第２反射要素３０に隣接して位置付けられる。放射ビーム変更装置ＲＭは、したがって、放射ビーム変更装置の瞳面に隣接するものとして説明されうる。放射ビーム変更装置ＲＭの可撓性シートＳは、投影システムＰＬにおける放射ビームＰＢの光路を横に横断するように延在する。放射ビーム変更装置ＲＭを用いて、投影システムＰＬにおける放射ビームＰＢの開口数ＮＡ_ＰＬまたは放射ビームの他の特性を制御しうる。

[0068] 放射ビーム変更装置ＲＭは、回転部材６、７がｙ方向に延在するように位置決められうる。しかし、放射ビーム変更装置ＲＭは、回転部材６、７がｘ方向に延在するように位置決められてもよい。このことは、例えば、放射ビームＰＢが、第１反射要素２８に入射する前に第２反射要素３０の近くを通過する場合に望ましい。この場合、第２反射要素３０と放射ビームＰＢとの間に回転部材を収容する空間が十分にない場合がある。この場合、回転部材６、７がｘ方向に延在するように放射ビーム変更装置ＰＭを位置決めること（回転部材は、第２反射要素３０と放射ビームＰＢとの間に位置付けられていない）によって上述の問題を回避できる。

[0069] 図５はさらに、可撓性シートＳの位置を制御するために用いてよい制御システムＣＭを示す。説明を容易にするために、制御システムＣＭからの電気接続は、図５では省略する。制御システムＣＭは、選択されたアパーチャが投影システムＰＬにおける放射ビームＰＢの光路内に位置付けられるように放射ビーム変更装置ＲＭの動作を制御するように構成されてよい。

[0070] 放射ビーム変更装置ＲＭは、照明システムＩＬ内に設けられてもよい。放射ビーム変更装置を用いて、照明システムにおける放射ビームＰＢの開口数ＮＡ_ＩＬまたは放射ビームの他の特性を変更しうる。

[0071] 図４および図５に示すように、放射ビーム変更装置ＲＭは、ＤＵＶリソグラフィ装置またはＥＵＶリソグラフィ装置内に設けられてよい。どちらの場合も、放射ビーム変更装置を用いて、投影システムＰＬまたは照明システムの開口数を調節しうる。例えば、可撓性シートＳにおける複数の様々なアパーチャから制御システムＣＭによって選択されたアパーチャは、投影システムまたは照明システムにおける放射ビームの所望の開口数を決めるように選択されうる。

[0072] 投影システムＰＬまたは照明システムにおける放射ビームＰＢの開口数ＮＡ_ＰＬを適切に制御することによって、リソグラフィ装置の光学性能が向上または最適化される。例えば、投影システムの開口数ＮＡ_ＰＬは、投影システムによってマスクＭＡから投影されるべきパターンを参照することで選択されてよい。パターンフィーチャが小さいほど、投影システムの開口数ＮＡ_ＰＬを大きくする必要がある。マスクＭＡ上のパターンフィーチャが大きい場合、投影システムの開口数を下げることが望ましく、これは、投影システムの開口数を下げることによって基板Ｗに形成される像の焦点深度が深くなる（それにより、リソグラフィ装置はフォーカシングエラーの影響を受けにくくなる）からである。

[0073] 照明システムおよび／または投影システムにおける放射ビームＰＢの開口数は、例えば、放射ビームの所望の均一性、テレセントリック性、または楕円度を可能にするように制御されうる。

[0074] 放射ビーム変更装置ＲＭを用いて、さらに、リソグラフィ装置のコヒーレンス因子σを調節しうる。リソグラフィ装置のコヒーレンス因子σとは、照明システムにおけるＮＡと投影システムにおけるＮＡの比率の尺度である。コヒーレンス因子σは、放射ビームの照明モードに依存する。開口数の増加または減少が、コヒーレンス因子σ、したがって、リソグラフィ装置の結像性能に不利な影響を及ぼしうる。したがって、投影システムおよび／または照明システムにおける放射ビームの開口数は、放射ビームの照明モードに応じて所望のコヒーレンス因子σを達成できるように制御されうる。

[0075] 放射ビーム変更装置ＲＭは、リソグラフィ装置（ＤＵＶリソグラフィ装置であってもＥＵＶリソグラフィ装置であってもよい）の照明システムＩＬ内に設けられてもよい。放射ビーム変更装置を用いて、照明システムにおける放射ビームＰＢの開口数ＮＡ_ＩＬを変更しうる。放射ビーム変更装置を用いて、さらに、照明システムによってマスクＭＡへと運ばれる放射ビーム照明モードの形状を変更しうる。照明モードの形状は、例えば、マスクＭＡによって回折された、投影システムにより捕捉される放射量を最大限にするように選択されうる。

[0076] 制御システムは、マスクＭＡ上に与えられたパターンの１つ以上のパラメータを検出することによって放射ビームの所望の開口数を決定しうる。あるいはまたはさらに、制御手段は、例えば、放射の波長、焦点深度の許容誤差、照明モード、および／またはコヒーレンス因子σ等のリソグラフィ装置の特性に関する情報を受信してもよい。あるいはまたはさらに、制御手段は、マスクＭＡの特性に関する情報を受信してもよく、さらに、そのマスクに関連して用いる適切な開口数に関する命令を受信してもよい。

[0077] 制御手段は、所定の時間間隔に亘って連続的にまたは断続的に、リソグラフィ装置の光パラメータに関するデータを受信してもよい。リソグラフィ装置の特性は、これらのデータに応じて、放射ビーム変更装置を用いて変更されうる。

[0078] 放射ビームＰＢの開口数（または他の特性）を変更することが望まれる場合、可撓性シートＳの回転部材を制御して、それにより選択されたアパーチャを放射ビームの光路内に移動させる。選択されたアパーチャは、投影システムＰＬの開口数の所望の変更を与える。

[0079] 放射ビーム変更装置ＲＭを用いて、開口数以外の放射ビームの特性を変更してもよい。例えば、放射ビーム変更装置を用いて、放射ビームのモード形状を変更してもよい。これは、所望のモード形状に対応するアパーチャを可撓性シートＳに設けることによって行われうる。例えば、双極子モード、四極子モード、または任意の他の好適なモードを提供するように構成されるアパーチャが設けられてよい。

[0080] 可撓性シートＳには任意の形状のアパーチャが設けられてよい。放射ビームＰＢに対して一緒に作用するように構成された複数のアパーチャ（例えば双極子モードを形成する２つのアパーチャ）が設けられてよい。

[0081] 放射ビーム変更装置ＲＭは、（例えば、図５に示すように）投影システムＰＬの制御環境内に実質的に配置されてよい。別の配置では、可撓性シートＳの中心部は制御環境内に配置されて、回転部材と可撓性シートの第１および第２端部は、（例えば、図４に示すように）制御環境外に位置付けられてよい。この別の配置では、回転部材の一部のコンポーネント部品にアクセスすることが可能となる。回転部材と可撓性シートの第１および第２端部は、追加の制御環境内に位置付けられてもよい。これは、回転部材のコンポーネント部品に、投影システムの真空状態を壊すことなくアクセスすることを可能にし、また、可撓性シートＳが汚染される危険性を低減しうる。

[0082] 制御手段は、制御環境の中にまたは外に設けられてよい。

[0083] 投影システムＰＬは、真空を含まない制御環境内で動作されうる。例えば、一部の投影システムは、窒素ガスでパージされた環境内で動作する。可撓性シートを真空チャンバ内に移動させるまたはそこから移動させる上述の放射ビーム変更装置ＲＭも任意の制御環境に同等に適用されうる。

[0084] 図１および図４では、放射ビーム変更装置ＲＭは、可撓性シートＳが水平方向にあり、且つ回転部材６、７の上方にあるように向けられる。しかし、放射ビーム変更装置ＲＭは任意の向きを有してよい。例えば、可撓性シートＳは水平方向にあり、且つ回転部材６、７の下方にあってよい。あるいは、可撓性シートＳは（例えば、図５に示すように）水平方向に対して角度が付けられてもよい。

[0085] リソグラフィ装置では、投影システムおよび／または照明システムにおいて、アパーチャを用いて放射ビームの開口数（または他の特性）を制御する。一例では、機械式の虹彩を用いて調節可能な直径を有するアパーチャを提供する。別の例では、それぞれ異なるアパーチャを有する一連の個別の絞りディスクが提供される。機械式のディスクチェンジャ機構を用いて特定の絞りディスクを選択し且つ位置付ける。

[0086] 反射型光学部品を用いるリソグラフィ装置、例えば、ＥＵＶリソグラフィ装置では、光コンポーネントの周りの空間は非常に限られている。大きくてかさばりうる他のアパーチャ調節システムを収容するための空間が十分にない場合があり、したがって、ＥＵＶリソグラフィ装置での使用には適していない。

[0087] 他のアパーチャ調節システムは、他の欠点を有しうる。例えば、他のアパーチャ調節システムは複雑であったり、動作が遅かったり、製造および操作のために費用がかかったり、汚染を導入してしまう可能性が高かったりする。例えば、機械式のディスクチェンジャ機構によるアパーチャ絞りディスクの交換は、同時に、投影システムおよび／または照明システム内に汚染物質を導入してしまう危険性を高めてしまう。さらに、機械式のディスクチェンジャ機構は可能な限り信頼性が高く設計されているが、依然として（例えば、確実にディスクが正確に位置決めされ続けるように）時に修繕作業が必要となる。これは、時間も費用もかかり、さらには装置の汚染にもつながりうる。

[0088] 米国特許出願公報第２００６／０１７０８９５号には、リソグラフィ装置の放射ビームと交差するフォイル上にグレイトーンをプリントするプリンタを使用する装置が記載される。プリント済みフォイルを用いて、放射ビームの強度分布を変更する。しかし、米国特許出願公報第２００６／０１７０８９５号には、フォイルに放射ビームの特性を変更するために用いうるアパーチャを設けることは記載されていない。さらに、米国特許出願公報第２００６／０１７０８９５号に記載される装置は複雑でかさばる。フォイルへのプリントは、リソグラフィ装置内の汚染にもつながる可能性がある。

[0089] 本発明の実施形態が、上述の欠点のうちの１つ以上を解決しうる。

[0090] 本明細書にて使用される「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分内にパターンを作り出すように、放射ビームの断面にパターンを付与するために使用できるデバイスを指していると、広く解釈されるべきである。なお、留意すべき点として、放射ビームに付与されたパターンは、基板のターゲット部分における所望のパターンに正確に一致しない場合もある。通常、放射ビームに付与されたパターンは、集積回路などのターゲット部分内に作り出されるデバイス内の特定の機能層に対応することになる。

[0091] パターニングデバイスは、透過型であっても、反射型であってもよい。パターニングデバイスの例としては、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パネルが含まれる。マスクは、リソグラフィでは周知であり、バイナリ、レべンソン型（alternating）位相シフト、およびハーフトーン型（attenuated）位相シフトなどのマスク型、ならびに種々のハイブリッドマスク型を含む。プログラマブルミラーアレイの一例では、小型ミラーのマトリックス配列が用いられ、各小型ミラーは入射する放射ビームを様々な方向に反射させるように個別に傾斜させることができ、このようにすると反射されたビームにパターンが形成される。

[0092] 本明細書にて使用される「投影システム」という用語は、例えば、用いられる露光放射に、または、液浸液の使用もしくは真空の使用といった他の要因に適切な屈折型光学系、反射型光学系、反射屈折型光学系、磁気型、電磁型、および静電型光学系を含む様々なタイプの投影システムを包含していると広く解釈されるべきである。本明細書にて使用される「レンズ」という用語はすべて、より一般的な「投影システム」という用語と同義であると考えるとよい。

[0093] リソグラフィ装置は、放射ビームを誘導し、整形し、または制御するために、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、および静電型の光コンポーネントを含む様々なタイプの光コンポーネントを包含してよく、これらのコンポーネントは、本明細書では、集合的にまたは単独で「レンズ」とも呼ぶことがある。

[0094] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上の基板テーブル（および／または２つ以上のマスクテーブル）を有するタイプのものであってもよい。そのようなマルチステージ機械では、追加のテーブルを並行して使うことができ、すなわち、予備工程を１つ以上のテーブル上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルを露光用に使うことができる。

[0095] リソグラフィ装置は、例えば、本明細書中にその全体を参考として組み込む米国特許出願公報第２００７／００１３８９０Ａ１号に記載されるように、２つ以上のマスク間（または制御可能なパターニングデバイス上に与えられたパターン間）での迅速な切替えを可能にするタイプのものであってもよい。

[0096] 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満たすように、水といった比較的高い屈折率を有する液体に基板を浸漬するタイプのものであってもよい。浸漬液は、例えばマスクと投影システムの第１要素との間であるリソグラフィ装置内の別の空間にも加えられてよい。浸漬技術は、投影システムの開口数を増加させることで当技術分野において周知である。

[0097] 本明細書では、集積回路の製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的な言及をしているが、本明細書に記載されるリソグラフィ装置は、光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンスパターンおよび検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造の他の用途を有し得ることが理解されるべきである。

[0098] 本明細書で使用される「放射」および「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）（例えば、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長、またはおよそこれらの値の波長を有する）、および極端紫外線（ＥＵＶ）（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆる種類の電磁放射を包含している。

[0099] 以上、本発明の具体的な実施形態を説明してきたが、本発明は、上述以外の態様で実施できることが明らかである。

[0100] 上記の説明は、限定ではなく例示を意図したものである。したがって、当業者には明らかなように、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本記載の発明に変更を加えてもよい。

Claims (15)

1. リソグラフィ装置における放射ビームの特性を制御する放射ビーム変更装置であって、
   複数のアパーチャが設けられた可撓性シートと、
   第１の回転部材および第２の回転部材を含む位置決め装置と、
   を含み、
   前記可撓性シートの第１の端部が前記第１の回転部材に結合され、前記可撓性シートの第２の端部が前記第２の回転部材に結合され、前記可撓性シートの中心部が前記第１の回転部材と前記第２の回転部材との間に延在する、装置。
2. 前記可撓性シートは、金属材料から形成される、請求項１に記載の装置。
3. 前記可撓性シートは、前記アパーチャのうちの少なくとも１つに向かって内側に先細にされる、請求項１または請求項２に記載の装置。
4. 前記第１の回転部材および前記第２の回転部材は、それぞれ、第１の円柱面および第２の円柱面を含み、前記可撓性シートの前記第１の端部は前記第１の円柱面に結合され、前記可撓性シートの前記第２の端部は前記第２の円柱面に結合される、請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
5. 前記回転部材は、前記第１の端部が前記第１の回転部材に巻き付けられ且つ前記第１の回転部材から解かれ、前記第２の端部が前記第２の回転部材に巻き付けられ且つ前記第２の回転部材から解かれるように構成される、請求項１〜４のいずれかに記載の装置。
6. 前記第１の回転部材および前記第２の回転部材を同時に回転させるアクチュエータをさらに含む、請求項１〜５のいずれかに記載の装置。
7. ２つのアクチュエータをさらに含み、前記第１のアクチュエータは前記第１の回転部材を回転させ、前記第２のアクチュエータは前記第２の回転部材を回転させる、請求項１〜５のいずれかに記載の装置。
8. 冷却流体がその中を流れることを可能にする少なくとも１つの冷却管をさらに含む、請求項１〜７のいずれかに記載の装置。
9. 前記少なくとも１つの冷却管は、前記可撓性シートに隣接するが接触しないで位置付けられる、請求項８に記載の装置。
10. 前記少なくとも１つの冷却管は、前記可撓性シートに接触する、請求項８に記載の装置。
11. 前記可撓性シートにアライメントマークが設けられている、請求項１〜１０いずれかに記載の装置。
12. リソグラフィ装置であって、
    放射ビームを提供する照明システムと、
    前記放射ビームの断面にパターンを付与するように作用するパターニングデバイスを支持するサポート構造と、
    基板を保持する基板テーブルと、
    前記パターン付き放射ビームを前記基板のターゲット部分上に投影する投影システムと、
    を含み、
    前記リソグラフィ装置は、請求項１〜１１のいずれかに記載の放射ビーム変更装置をさらに含む、リソグラフィ装置。
13. 前記リソグラフィ装置は、ＥＵＶリソグラフィ装置である、請求項１２に記載のリソグラフィ装置。
14. 前記放射ビーム変更装置は、前記リソグラフィ装置の前記投影システム内に設けられる、請求項１２または請求項１３に記載のリソグラフィ装置。
15. リソグラフィ装置における放射ビームの特性を変更する方法であって、
    複数のアパーチャを含む可撓性シートを設けることと、
    第１の回転部材および第２の回転部材を含む位置決め装置を設けることと、
    前記位置決め装置を用いてアパーチャを前記放射ビームの前記光路内に位置決めして前記放射ビームの特性を変更することと、
    を含み、
    前記可撓性シートの第１の端部が前記第１の回転部材に結合され、前記可撓性シートの第２の端部が前記第２の回転部材に結合され、前記可撓性シートの中心部が前記第１の回転部材と前記第２の回転部材との間に延在する、方法。