リソグラフィシステムにおける最小寸法の不均一性を補償するシステムおよび方法
【課題】照明ビームの異なる偏光方向により引き起こされる最小寸法の不均一性を補償するシステムを提供する。
【解決手段】このシステムは、照明光学系と、パターニング用デバイスと、投影光学系を備える。照明光学系は、放射照明ビームを発生し、放射源と光学系を備える。放射源は、放射ビームを生成する。光学系は、サイクルの第１部分の間に、第１の偏光方向を有する照明ビームの第１部分を送出し、サイクルの第２部分の間に、第２の偏光方向を有する照明ビームの第２部分を送出する。パターニング用デバイスは、第１および第２の偏光方向に対応する第１および第２の光近接効果補正をそれぞれ有する第１および第２のパターンを含む。第１および第２のパターンは、照明ビームの第１部分および第２部分の各々にパターンを付与する。投影光学系は、基板の目標部分に第１および第２のパターン付きビームを投影する。
【解決手段】このシステムは、照明光学系と、パターニング用デバイスと、投影光学系を備える。照明光学系は、放射照明ビームを発生し、放射源と光学系を備える。放射源は、放射ビームを生成する。光学系は、サイクルの第１部分の間に、第１の偏光方向を有する照明ビームの第１部分を送出し、サイクルの第２部分の間に、第２の偏光方向を有する照明ビームの第２部分を送出する。パターニング用デバイスは、第１および第２の偏光方向に対応する第１および第２の光近接効果補正をそれぞれ有する第１および第２のパターンを含む。第１および第２のパターンは、照明ビームの第１部分および第２部分の各々にパターンを付与する。投影光学系は、基板の目標部分に第１および第２のパターン付きビームを投影する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射系および方法に関し、特に、リソグラフィシステムにおける最小寸法の不均一性を補償する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
露光装置は、所望のパターンを基板または基板の一部に転写する機械である。露光装置は、たとえばフラットパネルディスプレイや集積回路（ＩＣ）、微細構造を有する他のデバイスの製造に用いられる。通常はたとえばマスクまたはレチクルと称されるパターニング用デバイスを使用して、フラットパネルディスプレイ（または他のデバイス）の各層に対応した回路パターンを形成する。このパターンは、基板に塗布された照射感応材料（レジスト）層への像形成により基板（たとえばガラスプレート）の全体または一部に転写される。
【０００３】
パターニング手段を使用して、回路パターンではなくたとえばカラーフィルタのパターンやドットのマトリックス状配列などの他のパターンを形成する場合もある。パターニング用デバイスは、それぞれ個別に制御可能である素子の配列（以下「個別制御可能素子アレイ」という場合もある）を備えるパターニングアレイをマスクの代わりに備えてもよい。このような方式ではマスクを使用する方式に比べて迅速かつ低コストにパターンを変更することができる。
【０００４】
フラットパネルディスプレイの基板は通常長方形である。この種の基板を露光するための露光装置は、長方形基板の幅全体またはその一部（たとえば全幅の半分）をカバーする露光空間を有するように設計される。この露光空間の最下部で基板が走査されるとともに、マスク又はレチクルが基板の走査に同期してビームに対して走査される。このようにして基板にパターンが転写される。露光空間が基板の幅全体をカバーする場合には１回の走査で露光が完了する。露光空間がたとえば基板の幅の半分をカバーする場合には、１回目の露光後に横方向に基板を移動させ、通常は基板の残りを露光するための走査をもう一度行う。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、リソグラフィシステムは、照明ビームを生成するための放射源としてレーザを用いる。レーザは、一般的に、たとえば直線偏光、円偏光、または楕円偏光などの偏光を生成する。照明は、たとえば、コンベンショナルな照明、輪帯照明、四極照明などの様々な種類とすることができる。露光プロセスに偏光を用いることに伴う問題は、異なる偏光方向が、パターニング用デバイス上のパターンやリソグラフィシステムにおける光学素子の様々な種類のコーティングと、異なって相互作用することである。この結果として、基板上に形成されるフィーチャの最小寸法（ＣＤｓ）が変化する可能性がある。また、マスクを用いたシステムにおいては、異なる偏光方向がマスクの回折パターンと異なって相互作用するために、基板に形成されたフィーチャのＣＤｓが変化する可能性がある。回折パターンは、偏光方向に依存する可能性があるからである。従って、パターン、コーティング、または回折パターンの結果として、偏光は、基板上に形成されるフィーチャのＣＤｓを変化させてしまう可能性がある。
【０００６】
そこで、基板上に形成されるフィーチャの最小寸法の変化を実質的に低減または除去するために、放射ビームの異なる偏光成分を補償するシステムおよび方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態においては、照明光学系、パターニング用デバイス、および投影光学系を備えたリソグラフィシステムが提供される。照明光学系は、放射照明ビームを発生し、放射源と光学系（光学システム）を備える。放射源は、放射ビームを生成する。光学系は、サイクルの第１部分の間に第１の偏光方向を有する照明ビームの第１部分を送出し、サイクルの第２部分の間に第２の偏光方向を有する照明ビームの第２部分を送出するよう構成される。パターニング用デバイスは、第１および第２の偏光方向に対応する第１および第２の光近接効果補正をそれぞれ有する第１および第２のパターンを含む。第１および第２のパターンは、放射照明ビームの第１および第２部分の各々にパターンを付与する。投影光学系は、基板の目標部分に第１および第２のパターン付きビームを投影する。
【０００８】
本発明の他の実施形態においては、以下の工程を備えるデバイス製造方法が提供される。露光サイクルの間に、放射ビームを生成する工程。露光サイクルの第１部分の間に、第１の偏光方向を有するビームの第１部分を、第１の光近接効果補正を含む第１のパターンを備えるパターニング用デバイスに導く工程。パターン付きビームを基板の目標部分に投影する工程。露光サイクルの第２部分の間に、第２の偏光方向を有するビームの第２部分を、第２の光近接効果補正を含む第２のパターンを備えるパターニング用デバイスに導く工程。パターン付きビームを基板の目標部分に投影する工程。
【０００９】
本発明のさらなる実施形態や特徴、効果は、本発明のさまざまな実施形態の構成及び作用とともに添付図面を参照して以下に詳細に説明される。
【００１０】
添付の図面は、ここに組み込まれ、本明細書の一部を構成しているが、明細書と共に本発明の一つ以上の実施形態を説明し、さらに、本発明の原理を説明し、当業者が本発明を利用するのに役立つものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本明細書は、本発明の特徴を組み込んだ一つ以上の実施形態を開示している。開示された実施形態は、単に本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲は、開示された実施形態に限られない。本発明は、この文書に添付された特許請求の範囲によって定義される。
【００１２】
本明細書において「一実施形態」、「実施形態の一実施例」とは、説明した実施形態が特定のフィーチャ、構造、または特徴を含んでいてもよいことを表すが、すべての実施形態がその特定のフィーチャ、構造、または特徴を必ずしも含んでいるわけではない。さらにまた、上記のフレーズは必ずしも同じ実施形態を指すものではない。さらに、特定のフィーチャ、構造、または特徴を一実施形態に関して説明するとき、明示的に説明しようがしまいが、他の実施形態に関してそのような特定のフィーチャ、構造、または特徴を作用させることは、当業者の知識の範囲内であるとして理解すべきである。
【００１３】
本発明の実施形態は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明の実施形態は、また、一つ以上のプロセッサにより読み込まれ、実行されるコンピュータ読み取り可能媒体に記憶されたインストラクションとして実現されてもよい。コンピュータ読み取り可能媒体は、機械により読み取り可能な形式の情報を記憶または伝送するメカニズムを含んでもよい（たとえば、コンピュータデバイス）。たとえば、コンピュータ読み取り可能媒体は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）；ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）；磁気ディスク記憶媒体；光記憶媒体；フラッシュメモリ装置；電気的、光学的、音響的またはその他の形式の伝搬信号などである。さらに、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、インストラクションは、特定の動作を実行できるものとして、ここで説明されてもよい。しかしながら、このような説明は、単に便宜上のためだけであり、このような動作は、実際は、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、インストラクションなどを実行するコンピュータデバイス、プロセッサ、コントローラ、その他のデバイスによって生じるものであると理解すべきである。
【００１４】
図１は本発明の一実施形態に係る露光装置を模式的に示す図である。この装置は、照明光学系ＩＬ、パターニング用デバイスＰＤ、基板テーブルＷＴ、及び投影光学系ＰＳを備える。照明光学系（照明器）ＩＬは放射ビームＢ（たとえばＵＶ放射）を調整するよう構成されている。
【００１５】
パターニング用デバイスＰＤ（たとえばレチクル、マスク、または個別制御可能素子アレイ）はビームを変調する。普通は個別制御可能素子アレイは投影光学系ＰＳに対して位置が固定されるが、あるパラメタに従って正確に位置決めする位置決め装置に接続されていてもよい。
【００１６】
基板テーブルＷＴは、基板（たとえばレジストが塗布された基板）Ｗを支持するよう構成されており、あるパラメタに従って基板を正確に位置決めする位置決め装置ＰＷに接続されている。
【００１７】
投影光学系（たとえば屈折投影レンズ光学系）ＰＳは、個別制御可能素子アレイにより変調された放射ビームを基板Ｗの（たとえば１つ又は複数のダイからなる）目標部分Ｃに投影するよう構成されている。
【００１８】
照明光学系は、屈折光学素子、反射光学素子、磁気的光学素子、電磁気的光学素子、静電的光学素子、あるいは他の種類の光学素子などの各種の光学素子、またはこれらの組合せを含み、放射ビームの向きや形状、あるいは他の特性を制御するためのものである。
【００１９】
本明細書において「パターニング用デバイス」または「コントラストデバイス」なる用語は、たとえば基板の目標部分にパターンを生成する等、放射ビーム断面を変調するのに用い得るいかなるデバイスをも示すよう広く解釈されるべきである。これらのデバイスは静的なパターニング用デバイス（たとえばマスクやレチクル）であってもよいし、動的なパターニング用デバイス（たとえばプログラム可能な素子の配列）であってもよい。簡単のために本説明のほとんどは動的パターニング用デバイスの観点でなされているが、本発明の範囲を逸脱することなく静的パターニング用デバイスを用いることも可能であるものと理解されたい。
【００２０】
放射ビームに付与されるパターンは、パターンが位相シフトフィーチャあるいはいわゆるアシストフィーチャをたとえば含む場合には基板の目標部分に所望されるパターンと厳密に一致していなくてもよい。また、基板に最終的に形成されるパターンは、個別制御可能素子アレイ上に形成されるパターンにどの時点においても一致しないようになっていてもよい。このような事態は、基板の各部に形成される最終的なパターンが所定時間または所定回数の露光の重ね合わせにより形成され、かつこの所定の露光中に個別制御可能素子アレイ上のパターン及び／またはアレイと基板との相対位置が変化する場合に起こりうる。
【００２１】
通常、基板の目標部分に生成されるパターンは、その目標部分に生成されるデバイスたとえば集積回路やフラットパネルディスプレイの特定の機能層に対応する（たとえばフラットパネルディスプレイのカラーフィルタ層や薄膜トランジスタ層）。パターニング用デバイスの例としては、レチクル、プログラマブルミラーアレイ、レーザダイオードアレイ、ＬＥＤアレイ、グレーティングライトバルブ、及びＬＣＤアレイなどがある。
【００２２】
電子的手段（たとえばコンピュータ）によりパターンをプログラム可能であるパターニング用デバイスは、たとえば複数のプログラム可能な素子を含むパターニング用デバイス（たとえば１つ前の文章に挙げたものではレチクルを除くすべてのものが該当する）であり、本明細書では総称して「コントラストデバイス」と呼ぶこととする。一実施例ではパターニング用デバイスは少なくとも１０個のプログラム可能な素子を備え、またはたとえば少なくとも１００個、少なくとも１０００個、少なくとも１００００個、少なくとも１００，０００個、少なくとも１，０００，０００個、または少なくとも１０，０００，０００個のプログラム可能な素子を備えてもよい。
【００２３】
プログラマブルミラーアレイは、粘弾性制御層と反射表面とを有するマトリックス状のアドレス指定可能な表面を備えてもよい。この装置の基本的な原理はたとえば、反射表面のうちアドレス指定されている区域が入射光を回折光として反射する一方、アドレス指定されていない区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。適当な空間フィルタを用いることにより、反射光ビームから非回折光を取り除いて回折光だけを基板に到達させるようにすることができる。このようにして、マトリックス状のアドレス指定可能表面にアドレス指定により形成されるパターンに従ってビームにパターンが付与される。
【００２４】
なお代替例として、フィルタにより回折光を取り除いて基板に非回折光を到達させるようにしてもよい。
【００２５】
同様にして回折光学ＭＥＭＳ（微小電気機械システム）デバイスを用いることもできる。一例としては、回折光学ＭＥＭＳデバイスは、入射光を回折光として反射する回折格子を形成するよう変形される複数の反射性のリボン状部位を備える。
【００２６】
プログラマブルミラーアレイの他の例においては、マトリックス状の微小ミラーの配列が用いられる。各微小ミラーは局所的に電界を適宜付与されることによりまたは圧電駆動手段を使用することにより各々が独立に軸周りに傾斜しうる。繰り返しになるが、ミラーはマトリックス状にアドレス指定可能に構成されており、アドレス指定されたミラーは入射する放射ビームをアドレス指定されていないミラーとは異なる方向に反射する。このようにしてマトリックス状のアドレス指定可能なミラーにより形成されるパターンに従って反射ビームにパターンが付与されうる。必要とされるマトリックス状アドレス指定は、適宜の電子的手段を使用して実行することができる。
【００２７】
パターニング用デバイスＰＤの他の例はプログラム可能なＬＣＤアレイである。
【００２８】
露光装置は１つ以上のコントラストデバイスを備えてもよい。たとえば、露光装置は、複数の個別制御可能素子アレイを有し、それぞれの素子が互いに独立に制御されるものであってもよい。この構成においては、個別制御可能素子アレイのうちのいくつかのアレイまたはすべてのアレイが少なくとも１つの照明光学系（または照明光学系の一部）を共有していてもよい。斯かるアレイは当該アレイ用の支持構造及び／または投影光学系（または投影光学系の一部）を共有していてもよい。
【００２９】
一実施例としては、図１に示される実施形態のように、基板Ｗは実質的に円形状である。基板Ｗは周縁部にノッチ及び／または平坦部を有していてもよい。一実施例としては、基板はたとえば長方形などの多角形形状でもよい。
【００３０】
基板の形状が実質的に円形の場合、基板の直径は少なくとも２５ｍｍであってもよく、またはたとえば少なくとも５０ｍｍ、少なくとも７５ｍｍ、少なくとも１００ｍｍ、少なくとも１２５ｍｍ、少なくとも１５０ｍｍ、少なくとも１７５ｍｍ、少なくとも２００ｍｍ、少なくとも２５０ｍｍ、または少なくとも３００ｍｍであってもよい。一実施例では、基板の直径は長くても５００ｍｍ、長くても４００ｍｍ、長くても３５０ｍｍ、長くても３００ｍｍ、長くても２５０ｍｍ、長くても２００ｍｍ、長くても１５０ｍｍ、長くても１００ｍｍ、または長くても７５ｍｍである。
【００３１】
基板がたとえば長方形などの多角形の場合、基板の少なくとも１辺の長さ、またはたとえば少なくとも２辺または少なくとも３辺の長さが、少なくとも５ｃｍであってもよく、またはたとえば少なくとも２５ｃｍ、少なくとも５０ｃｍ、少なくとも１００ｃｍ、少なくとも１５０ｃｍ、少なくとも２００ｃｍ、または少なくとも２５０ｃｍであってもよい。
【００３２】
一実施例では、基板の少なくとも１辺の長さが、長くても１０００ｃｍ、またはたとえば長くても７５０ｃｍ、長くても５００ｃｍ、長くても３５０ｃｍ、長くても２５０ｃｍ、長くても１５０ｃｍ、または長くても７５ｃｍである。
【００３３】
一実施例においては、基板Ｗはウエハであり、たとえば半導体ウエハである。一実施例ではウエハの材料は、Ｓｉ（ケイ素）、ＳｉＧｅ（シリコンゲルマニウム）、ＳｉＧｅＣ（シリコンゲルマニウムカーボン）、ＳｉＣ(炭化ケイ素)、Ｇｅ（ゲルマニウム）、ＧａＡｓ(ガリウムヒ素)、ＩｎＰ（インジウムリン）、ＩｎＡｓ（インジウムヒ素）から成るグループから選択される。一実施例ではウエハはＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウエハである。一実施例ではウエハはシリコンウエハである。一実施例では基板はセラミック基板である。一実施例では基板はガラス基板である。一実施例では基板はプラスチック基板である。一実施例では基板は（ヒトの裸眼で）透明である。一実施例では基板は有色である。一実施例では基板は無色である。
【００３４】
この基板の厚さはたとえば基板材料及び／または基板寸法に応じてある程度変更される。一実施例では、基板の厚さは、少なくとも５０μｍであり、またはたとえば少なくとも１００μｍ、少なくとも２００μｍ、少なくとも３００μｍ、少なくとも４００μｍ、少なくとも５００μｍ、または少なくとも６００μｍである。一実施例では、基板の厚さは、厚くても５０００μｍ、たとえば厚くても３５００μｍ、厚くても２５００μｍ、厚くても１７５０μｍ、厚くても１２５０μｍ、厚くても１０００μｍ、厚くても８００μｍ、厚くても６００μｍ、厚くても５００μｍ、厚くても４００μｍ、または厚くても３００μｍである。
【００３５】
基板は露光前または露光後においてたとえばトラック（典型的にはレジスト層を基板に塗布し、露光後のレジストを現像する装置）、計測装置、及び／または検査装置により処理されてもよい。一実施例ではレジスト層が基板に設けられる。
【００３６】
本明細書では投影光学系または投影系という用語は、使用される露光光、あるいは液浸露光用液体や真空の利用などの他の要因に関して適切とされるいかなる投影光学系をも包含するよう広く解釈されるべきである。投影光学系にはたとえば屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系、磁気的光学系、電磁気的光学系、静電的光学系、またはこれらの任意の組み合わせなどが含まれる。以下では「投影レンズ」という用語は、より一般的な用語である投影光学系または投影系という用語と同義に用いられ得る。
【００３７】
投影系は、個別制御可能素子アレイにおけるパターンが基板上にコヒーレントに形成されるように当該パターンの像を形成する。これに代えて投影系は二次光源の像を形成してもよく、この場合個別制御可能素子アレイの各素子はシャッタとして動作してもよい。この場合には投影系は、たとえば二次光源を形成し基板上にスポット状に像形成するために、たとえばマイクロレンズアレイ（ｍｉｃｒｏ ｌｅｎｓ ａｒｒａｙ、ＭＬＡとして知られている）やフレネルレンズアレイなどの合焦用素子のアレイを含んでもよい。一実施例では合焦用素子のアレイ（たとえばＭＬＡ）は少なくとも１０個の合焦用素子を備え、またはたとえば少なくとも１００個、少なくとも１０００個、少なくとも１００００個、少なくとも１００，０００個、または少なくとも１，０００，０００個の合焦用素子を備えてもよい。一実施例においては、パターニング用デバイスにおける個別制御可能素子の数と合焦用素子のアレイにおける合焦用素子の数とは等しいか、あるいは、パターニング用デバイスにおける個別制御可能素子の数が合焦用素子のアレイにおける合焦用素子の数よりも多い。一実施例では、合焦用素子のアレイにおける１つ以上（たとえばたいていは各アレイにつき１０００以上）の合焦用素子は、個別制御可能素子アレイにおける１つ以上（たとえば２つ以上、または３つ以上、５つ以上、１０以上、２０以上、２５以上、３５以上、または５０以上）の個別制御可能素子に光学的に連関していてもよい。一実施例では、ＭＬＡは、少なくとも基板に近づく方向及び遠ざかる方向にたとえば１以上のアクチュエータを用いて移動可能である。基板に近づく方向及び遠ざかる方向にＭＬＡを移動させることができる場合には、基板を動かすことなくたとえば焦点合わせをすることが可能となる。
【００３８】
図１及び図２に示されるように本装置は反射型（たとえば反射型の個別制御可能素子アレイを用いる）である。透過型（たとえば透過型の個別制御可能素子アレイを用いる）の装置を代替的に用いてもよい。
【００３９】
露光装置は２つ以上（２つの場合にはデュアルステージと呼ばれる）の基板テーブルを備えてもよい。このような多重ステージ型の装置においては、追加されたテーブルは並行して使用されるか、あるいは１以上のテーブルで露光が行われている間に１以上の他のテーブルで準備工程が実行されるようにしてもよい。
【００４０】
露光装置は、基板の少なくとも一部が「液浸露光用の液体」で覆われるものであってもよい。この液体は比較的高い屈折率を有するたとえば水などの液体であり、投影系と基板との間の空隙を満たす。液浸露光用の液体は、たとえばパターニング用デバイスと投影系との間などの露光装置の他の空間に適用されるものであってもよい。液浸技術は投影系の開口数を増大させる技術として周知である。本明細書では「液浸」という用語は、基板等の構造体が液体に完全に浸されているということを意味するのではなく、露光の際に投影系と基板との間に液体が存在するということを意味するに過ぎない。
【００４１】
図１に示されるように照明器ＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。一実施例では、放射源により、少なくとも５ｎｍ、またはたとえば少なくとも１０ｎｍ、少なくとも１１−１３ｎｍ、少なくとも５０ｎｍ、少なくとも１００ｎｍ、少なくとも１５０ｎｍ、少なくとも１７５ｎｍ、少なくとも２００ｎｍ、少なくとも２５０ｎｍ、少なくとも２７５ｎｍ、少なくとも３００ｎｍ、少なくとも３２５ｎｍ、少なくとも３５０ｎｍ、または少なくとも３６０ｎｍの波長を有する放射が供される。一実施例では、放射源ＳＯにより供される放射は、長くても４５０ｎｍ、またはたとえば長くても４２５ｎｍ、長くても３７５ｎｍ、長くても３６０ｎｍ、長くても３２５ｎｍ、長くても２７５ｎｍ、長くても２５０ｎｍ、長くても２２５ｎｍ、長くても２００ｎｍ、または長くても１７５ｎｍの波長を有する。一実施例では、この放射は、４３６ｎｍ、４０５ｎｍ、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、及び／または１２６ｎｍの波長を含む。一実施例では、この放射は３６５ｎｍ程度、または３５５ｎｍ程度の波長を含む。一実施例では、この放射はたとえば３６５ｎｍ、４０５ｎｍ、及び４３６ｎｍの波長を含む広帯域の波長を含む。３５５ｎｍの波長のレーザ光源を使用し得る。たとえば光源がエキシマレーザである場合には、光源と露光装置とは別体であってもよい。この場合、光源は露光装置の一部を構成しているとはみなされなく、放射ビームは光源ＳＯから照明器ＩＬへとビーム搬送系ＢＤを介して受け渡される。ビーム搬送系ＢＤはたとえば適当な方向変更用ミラー及び／またはビームエキスパンダを含んで構成される。あるいは光源が水銀ランプである場合には、光源は露光装置に一体に構成されていてもよい。光源ＳＯと照明器ＩＬとは、またビーム搬送系ＢＤが必要とされる場合にはこれも合わせて、放射系と総称される。
【００４２】
照明器ＩＬは放射ビームの角強度分布を調整するためのアジャスタＡＤを備えてもよい。一般にはアジャスタＡＤにより、照明器の瞳面における強度分布の少なくとも半径方向外径及び／または内径（通常それぞれ「シグマ−アウタ（σ−ｏｕｔｅｒ）」、「シグマ−インナ（σ−ｉｎｎｅｒ）」と呼ばれる）が調整される。加えて照明器ＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の要素を備えてもよい。照明器はビーム断面における所望の均一性及び強度分布を得るべく放射ビームを調整するために用いられる。照明器ＩＬ及び追加の関連構成要素は放射ビームを複数の分割ビームに分割するように構成されていてもよい。たとえば各分割ビームが個別制御可能素子アレイにおける１つまたは複数の個別制御可能素子に対応するように構成してもよい。放射ビームを分割ビームに分割するのにたとえば二次元の回折格子を用いてもよい。本明細書においては「放射ビーム」という用語は、放射ビームがこれらの複数の分割ビームを含むという状況も包含するが、これに限定されないものとする。
【００４３】
放射ビームＢは、パターニング用デバイスＰＤ（たとえば、個別制御可能素子アレイ）に入射して、当該パターニング用デバイスにより変調される。放射ビームはパターニング用デバイスＰＤにより反射され、投影系ＰＳを通過する。投影系ＰＳはビームを基板Ｗの目標部分Ｃに合焦させる。位置決め装置ＰＷと位置センサＩＦ２（たとえば、干渉計、リニアエンコーダ、静電容量センサなど）により基板テーブルＷＴは正確に移動され、たとえば放射ビームＢの経路に異なる複数の目標部分Ｃをそれぞれ位置決めするように移動される。また、個別制御可能素子アレイ用の位置決め手段が設けられ、たとえば走査中にビームＢの経路に対してパターニング用デバイスＰＤの位置を正確に補正するために用いられてもよい。
【００４４】
一実施例においては、ロングストロークモジュール（粗い位置決め用）及びショートストロークモジュール（精細な位置決め用）により基板テーブルＷＴの移動を実現する。ロングストロークモジュール及びショートストロークモジュールは図１には明示されていない。一実施例では基板テーブルＷＴを移動させるためのショートストロークモジュールを省略してもよい。個別制御可能素子アレイを位置決めするためにも同様のシステムを用いることができる。必要な相対運動を実現するために、対象物テーブル及び／または個別制御可能素子アレイの位置を固定する一方、放射ビームＢを代替的にまたは追加的に移動可能としてもよいということも理解されよう。この構成は装置の大きさを小さくするのに役立ち得る。たとえばフラットパネルディスプレイの製造に適用可能なさらなる代替例として、基板テーブルＷＴ及び投影系ＰＳを固定し、基板Ｗを基板テーブルＷＴに対して移動させるように構成してもよい。たとえば基板テーブルＷＴは、実質的に一定の速度で基板Ｗを走査させるための機構を備えてもよい。
【００４５】
図１に示されるように放射ビームＢはビームスプリッタＢＳによりパターニング用デバイスＰＤに向けられるようにしてもよい。このビームスプリッタＢＳは、放射ビームがまずビームスプリッタＢＳにより反射されてパターニング用デバイスＰＤに入射するように構成される。ビームスプリッタを使わずに放射ビームをパターニング用デバイスに入射させるようにすることもできる。一実施例では放射ビームは０度から９０度の間の角度でパターニング用デバイスに入射する。またはたとえば５度から８５度の間、１５度から７５度の間、２５度から６５度の間、または３５度から５５度の間の角度であってもよい（図１には９０度の例が示されている）。パターニング用デバイスＰＤは放射ビームＢを変調し、再度ビームスプリッタＢＳに向かって戻るように放射ビームＢを反射する。ビームスプリッタＢＳは変調されたビームを投影系ＰＳへと伝達する。しかしながら放射ビームＢをパターニング用デバイスＰＤに入射させ、そのまま更に投影系ＰＳに入射させるという代替的な構成も可能であることも理解されよう。特に透過型のパターニング用デバイスが用いられる場合には図１に示される構成は必要とはされない。
【００４６】
図示の装置はいくつかのモードで使用することができる。
【００４７】
１．ステップモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンの全体が１回の照射で目標部分Ｃに投影される間、個別制御可能素子アレイ及び基板は実質的に静止状態とされる（すなわち１回の静的な露光）。そして基板テーブルＷＴがＸ方向及び／またはＹ方向に移動されて、異なる目標部分Ｃが露光される。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、１回の静的露光で結像される目標部分Ｃの寸法が制限されることになる。
【００４８】
２．スキャンモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影される間、個別制御可能素子アレイ及び基板は同期して走査される（すなわち１回の動的な露光）。個別制御可能素子アレイに対する基板の速度及び方向は、投影系ＰＳの拡大（縮小）特性及び像反転特性により定められる。スキャンモードでは露光フィールドの最大サイズが１回の動的露光での目標部分Ｃの（非走査方向の）幅を制限し、走査移動距離が目標部分の（走査方向の）長さを決定する。
【００４９】
３．パルスモードにおいては、個別制御可能素子アレイは実質的に静止状態とされ、パルス放射源により基板Ｗの目標部分Ｃにパターンの全体が投影される。基板テーブルＷＴが実質的に一定の速度で移動して、ビームＢは基板上を線状に走査させられる。個別制御可能素子アレイ上のパターンは放射系からのパルス間に必要に応じて更新される。パルス照射のタイミングは、基板上の複数の目標部分Ｃが連続して露光されるように調整される。その結果、基板上の１つの短冊状領域にパターンが完全に露光されるようビームＢにより基板Wが走査されることになる。この短冊状領域の露光を順次繰り返すことにより基板Ｗは完全に露光される。
【００５０】
４．連続スキャンモードは基本的にパルスモードと同様である。異なるのは、変調された放射ビームＢに対して基板Ｗが実質的に等速で走査され、ビームＢが基板Ｗ上を走査し露光しているときに個別制御可能素子アレイ上のパターンが更新されることである。個別制御可能素子アレイのパターンの更新に同期させるようにした、実質的に一定の放射源またはパルス放射源を用いることができる。
【００５１】
５．ピクセルグリッド結像モードでは、基板Ｗに形成されるパターンはスポット状の露光を連続的に行うことにより実現される。このモードは図２の露光装置を使用して実現することができる。このスポット状の露光はスポット発生器により形成され、スポット発生器はパターニング用デバイスＰＤに適切に方向付けられて配置されている。スポット状の露光はそれぞれ実質的に同形状である。基板Ｗ上には露光スポットにより最終的に実質的に格子が描かれる。一実施例では、このスポットの寸法は最終的に基板上に描かれる格子のピッチよりも大きいが、毎回の露光時に露光スポットが形成する格子の大きさよりもかなり小さい。転写されるスポットの強度を変化させることによりパターンが形成される。露光照射の合間に各スポットの強度分布が変更される。
【００５２】
上記で記載したモードを組み合わせて動作させてもよいし、モードに変更を加えて動作させてもよく、さらに全く別のモードで使用してもよい。
【００５３】
リソグラフィでは基板上のレジスト層にパターンが露光される。そしてレジストが現像される。続いて追加の処理工程が基板に施される。基板の各部分へのこれらの追加の処理工程の作用は、レジストへの露光の程度によって異なる。特にこの処理は、所与の線量閾値を超える照射量を受けた基板の部位が示す反応と、その閾値以下の照射量を受けた部位が示す反応とが異なるように調整されている。たとえば、エッチング工程においては上記の閾値を超える照射量を受けた基板上の区域は、レジスト層が現像されることによりエッチングから保護される。一方、この閾値以下の照射量を受けたレジストは露光後の現像工程で除去され、基板のその区域はエッチングから保護されない。このため、所望のパターンにエッチングがなされる。特に、パターニング用デバイス内の個別制御可能素子は、パターン図形内部となる基板上の区域での露光中の照射量が線量閾値を超えるように実質的に高強度であるように設定される。基板の他の領域は、ゼロまたはかなり低い放射強度を受けるように対応の個別制御可能素子が設定されることにより、線量閾値以下の放射を受ける。
【００５４】
実際には、パターン図形端部での照射量は所与の最大線量からゼロへと急激に変化するわけではない。この照射量は、たとえ図形の境界部分の一方の側への放射強度が最大となり、かつその図形境界部分の他方の側への放射強度が最小となるように個別制御可能素子が設定されていたとしても急激には変化しない。回折の影響により、照射量の大きさは移行領域を介して低下するからである。パターン図形の境界位置は最終的にレジストの現像により形成される。その境界位置は、照射された線量が閾値を下回る位置によって定められる。この移行領域での線量低下のプロファイル、ひいてはパターン図形の境界の正確な位置は、当該図形境界上または近傍に位置する基板上の各点に放射を与える個別制御可能素子の設定により、より正確に制御できるであろう。これは、強度レベルの最大値または最小値を制御するだけではなく、当該最大値及び最小値の間の強度レベルにも制御することによっても可能となるであろう。これは通常「グレイスケーリング」と呼ばれる。
【００５５】
グレイスケーリングによれば、個別制御可能素子により基板に２値の放射強度（つまり最大値と最小値）だけが与えられるリソグラフィーシステムよりも、パターン図形の境界位置の制御性を向上させることができる。一実施例では、少なくとも３種類の放射強度が基板に投影されてもよく、またはたとえば少なくとも４種類の放射強度でも、少なくとも８種類の放射強度でも、少なくとも１６種類の放射強度でも、少なくとも３２種類の放射強度でも、少なくとも６４種類の放射強度でも、少なくとも１２８種類の放射強度でも、または少なくとも２５６種類の放射強度でもよい。
【００５６】
グレイスケーリングは上述の目的に加えてまたは上述の目的に代えて使用されてもよい。たとえば、照射された線量レベルに応じて基板の各領域が２種以上の反応を可能とするように、露光後の基板への処理が調整されていてもよい。たとえば、第１の線量閾値以下の放射を受けた基板の部位では第１の種類の反応が生じ、第１の線量閾値以上で第２の線量閾値以下の放射を受けた基板の部位では第２の種類の反応が生じ、第２の線量閾値以上の放射を受けた基板の部位では第３の種類の反応が生じるようにしてもよい。したがって、グレイスケーリングは、基板上での線量のプロファイルが２以上の望ましい線量レベルを有するようにするのに用いることができる。一実施例では、この線量プロファイルは少なくとも２つの所望の線量レベルを有し、またはたとえば少なくとも３つの所望の線量レベル、少なくとも４つの所望の線量レベル、少なくとも６つの所望の線量レベル、または少なくとも８つの所望の線量レベルを有してもよい。
【００５７】
線量プロファイルの制御は、上述のように基板上の各点が受ける放射強度を単に制御するという方法以外の方法によっても可能である。たとえば、基板上の各点が受ける照射量は、各点への露光時間を代替的にまたは追加的に制御することによっても制御することができる。他の例として、基板上の各点は、連続的な複数の露光により放射を受けてもよい。このような連続的複数露光から一部の露光を選択して用いることにより代替的にまたは追加的に各点が受ける照射量を制御することが可能となる。
【００５８】
基板上に要求されるパターンを形成するために、露光処理中の各段階でパターニング用デバイスの各個別制御可能素子を必要な状態に設定する必要がある。よって、この必要状態を表す制御信号が各個別制御可能素子に伝達されなければならない。一実施例では、露光装置はこの制御信号を生成する制御部を含む。基板に形成されるべきパターンは、たとえばＧＤＳＩＩなどのベクトルで規定されるフォーマットで露光装置に供給されうる。デザイン情報を各個別制御可能素子用の制御信号に変換するために、制御部は、１つ以上のデータ処理装置を含む。各データ処理装置は、パターンを表すデータストリームに処理を施すように構成されている。データ処理装置は「データパス」とも総称される。
【００５９】
このデータパス及びデータ処理装置は、次に示す機能の１つ以上を実行するように構成されていてもよい。その機能とは、ベクトルベースのデザイン情報をビットマップのパターンデータに変換すること、ビットマップのパターンデータを必要とされる線量マップ（つまり基板上で必要とされる線量のプロファイル）に変換すること、必要とされる線量マップを各個別制御可能素子用の必要放射強度値に変換すること、及び、各個別制御可能素子用の必要放射強度値を対応する制御信号に変換することである。
【００６０】
図２は、本発明に係る露光装置の一例を示す図である。この実施例はたとえばフラットパネルディスプレイの製造に用いることができる。図１に示される構成要素に対応するものには図２においても同じ参照符号を付している。また、基板やコントラストデバイス、ＭＬＡ、放射ビームなどについてののさまざまな構成例などを含む上述のさまざまな変形例は同様に適用可能である。
【００６１】
図２に示されるように、投影系ＰＳは、２つのレンズＬ１、Ｌ２を備えるビームエキスパンダを含む。第１のレンズＬ１は、変調された放射ビームＢを受け、開口絞りＡＳの開口部で合焦させる。開口部には他のレンズＡＬを設けてもよい。そして放射ビームＢは発散し、第２のレンズＬ２（たとえばフィールドレンズ）により合焦させられる。
【００６２】
投影系ＰＳは、拡大された変調放射ビームＢを受けるように構成されているレンズアレイＭＬＡをさらに備える。変調放射ビームＢの異なる部分はそれぞれレンズアレイＭＬＡの異なる部分を通過する。この変調放射ビームＢの異なる部分はそれぞれ、パターニング用デバイスＰＤの１つ以上の個別制御可能素子に対応している。各レンズは変調放射ビームＢの各部分を基板Ｗ上の点に合焦させる。このようにして基板Ｗ上に照射スポットＳの配列が露光される。図示されているレンズアレイには８つのレンズ１４が示されているだけであるが、レンズアレイは数千のレンズを含んでもよい（パターニング用デバイスＰＤとして用いられる個別制御可能素子アレイについても同様である）。
【００６３】
図３は、本発明の一実施形態に係り、図２のシステムを用いて基板Ｗ上にどのようにパターンが生成されるのかを模式的に示す図である。図中の黒丸は、投影系ＰＳのレンズアレイＭＬＡによって基板に投影されるスポットＳの配列を示す。基板は、基板上での露光が進むにつれて投影系に対してＹ方向に移動する。図中の白丸は、基板上で既に露光されている露光スポットＳＥを示す。図示されるように投影系ＰＳのレンズアレイＭＬＡによって基板に投影された各スポットは基板上に露光スポット列Ｒを形成する。各スポットＳＥの露光により形成される露光スポット列Ｒがすべて合わさって、基板にパターンが完全に形成される。上述のようにこのような方式はよく「ピクセルグリッド結像」と称される。
【００６４】
照射スポットＳの配列が基板Ｗに対して角度θをなして配置されている様子が示されている（基板Ｗの端部はそれぞれＸ方向及びＹ方向に平行である）。これは、基板が走査方向（Ｙ方向）に移動するときに、各照射スポットが基板の異なる領域を通過するようにするためである。これにより、照射スポット１５の配列により基板の全領域がカバーされることになる。一実施例では、角度θは大きくても２０°または１０°であり、またはたとえば大きくても５°、大きくても３°、大きくても１°、大きくても０．５°、大きくても０．２５°、大きくても０．１０°、大きくても０．０５°、または大きくても０．０１°である。一実施例では、角度θは小さくても０．００１°である。
【００６５】
図４は、本発明の一実施形態において、どのようにしてフラットパネルディスプレイの基板Ｗ全体が複数の光学エンジンを用いて１回の走査で露光されるのかを模式的に示す図である。この例では照射スポットＳの配列ＳＡが８つの光学エンジン（図示せず）により形成される。光学エンジンはチェス盤のように２つの列Ｒ１、Ｒ２に配置されている。照射スポットの配列の端部が隣接の照射スポット配列の端部に（走査方向であるＹ方向において）少し重なるように形成される。一実施例では光学エンジンは少なくとも３列、たとえば４列または５列に配列される。このようにして、照射の帯が基板Ｗの幅を横切って延び、１回の走査で基板全体の露光が実現されることとなる。光学エンジンの数は適宜変更してもよい。一実施例では、光学エンジンの数は少なくとも１個であり、またはたとえば少なくとも２個、少なくとも４個、少なくとも８個、少なくとも１０個、少なくとも１２個、少なくとも１４個、または少なくとも１７個である。一実施例では、光学エンジンの数は４０個未満であり、またはたとえば３０個未満または２０個未満である。
【００６６】
各光学エンジンは、上述の照明系ＩＬ、パターニング用デバイスＰＤ、及び投影系ＰＳを別個に備えてもよい。あるいは２個以上の光学エンジンが１以上の照明系、パターニング用デバイス、及び投影系の少なくとも一部を共有してもよい。
【００６７】
［典型的な放射線生成のアレンジメント］
図５、図６および図７は、それぞれ、光学系ＯＳを含む様々な放射線生成システム５００、６００および７００を示す。光学系ＯＳは、パターン付与された照明ビームにおける異なる偏光成分により引き起こされるＣＤの不均一性を補償するために用いられる。
【００６８】
図５は、本発明の一実施形態に係る放射系５００を示す。放射系５００は、放射源ＳＯと、光学系ＯＳと、照明器ＩＬを含む。放射源ＳＯおよび光学系ＯＳは、照明器ＩＬと別々に位置している。たとえば、光学系ＯＳは、図１および図２におけるビーム搬送系ＢＤの代わりに、またはビーム搬送系ＢＤに含まれて用いられてもよい。
【００６９】
放射源ＳＯは、少なくとも第１および第２の偏光方向若しくは偏光成分を含む放射ビーム５０２（たとえば、輪帯型、コンベンショナルな型、四極型などのビーム）を生成する。サイクルの第１部分および第２部分のそれぞれの間に、ビーム５０２の第１および第２の偏光方向（ＴＥおよびＴＭ、四極照明用の水平および垂直ダイポールなど）は、光学系ＯＳを用いることにより、第１および第２の放射ビーム５０４を形成するよう処理される。本明細書を通じて、サイクルの第１部分および第２部分は、アプリケーションに応じて、実質的に等しくてもよいし、異なっていてもよい。
【００７０】
一実施例において、サイクルの第１部分は、第１の走査方向の露光作業における第１パスであってよく、一方、サイクルの第２部分は、第２の、反対向きの走査方向の露光作業における第２パス（たとえば、リターンパス）であってよい。放射系５００がリソグラフィに用いられるとき、第１および第２の偏光方向を有する第１および第２のビーム５０４は、それぞれパターニング用デバイス（図示せず）に導かれる。パターニング用デバイスは、パターニングされているビーム５０４の異なる偏光方向を調整する（たとえば、補償する）ために、第１部分と第２部分との間でパターンを変化させることができる。たとえば、ビーム５０４がＴＥ偏光を有するかＴＭ偏光を有するかに対応して、異なる近接効果補正をパターニング用デバイスのパターンに含めることができる。この結果として、ＣＤの不均一性が実質的に低減される。加えて、または代えて、ＣＤの不均一性の低減により、各ＣＤのノードと関連するために要求されるピクセル（アクティブ領域）を少なくできる。これはまた、スループットを増大させることができる。各フィーチャに対する所望の全体的なドーズ量レベルを維持するために、ドーズ量制御が用いられてもよい。
【００７１】
図６は、本発明の別の実施形態に係る放射系６００を示す。放射系６００は、放射デバイスＲＤと光学系ＯＳを備える放射源ＳＯと、照明器ＩＬと、を備える。加えて、または代えて、放射系６００の放射源ＳＯと照明器ＩＬとの間に、ビーム搬送系ＢＤ（図示せず、図１および図２参照）が含まれてもよい。放射系６００は、上述した放射系５００と同じように機能する。一つの例外は、放射源ＳＯは、光学系ＯＳを用いて放射線５０４を形成するために、サイクルの第１および第２部分の間に、それぞれ第１および第２の偏光方向の光を生成することである。加えて、または代えて、いくつかのＳＯの機能（たとえば、拡大、焦点調節、コリメーションなど）が光学系ＯＳの前で行われ、いくつかの機能は、光学系ＯＳの後で行われる。
【００７２】
図７は、本発明のさらに別の実施形態に係る放射系７００を示す。放射系７００は、放射源ＳＯと光学系ＯＳを備える照明器ＩＬを有する。加えて、または代えて、光学系ＯＳから出射された光は、光学素子（オプティクス）またはパターニング用デバイス（図示せず、図１または図２参照）上に導かれてもよい。放射系７００は、上述の放射系５００と同じように機能する。加えて、または代えて、いくつかの照明器ＩＬの機能は、光学系ＯＳの前で行われ、いくつかの機能は、光学系ＯＳの後で行われる。
【００７３】
加えて、または代えて、放射系５００、６００、および７００は、本発明の範囲を逸脱することなく、露光装置における他の照明光学系、すなわち、露光照明光学系以外の、アライメント照明光学系や検出システムなどに用いることができる。
【００７４】
加えて、または代えて、放射系５００、６００、および７００は、他の環境における照明光学系に代えて用いることができる。
【００７５】
［典型的な光学系の構成］
図８、図９、および図１０は、本発明の様々な実施形態に係る光学系ＯＳの様々な構成を示す。光学系ＯＳ８、ＯＳ９、およびＯＳ１０は、各半サイクルの間に各偏光方向のうち一つの偏光方向の「フィルタリング」を可能とするデバイス８００、９００、または１００を含む。一実施例において、パターニング用デバイス（図示せず）は、各半サイクルの間に一つのみの偏光方向を有するビーム５０４を受け取るので、上述したように、パターニング用デバイス上のパターンをその偏光方向と関連づけることができる。
【００７６】
図８の光学系ＯＳ８は、回転偏光ホイール８００を含む。ホイール８００は、アクチュエータ８０２を用いることにより、サイクルの周波数、またはその周波数の分周と同期して回転することができる。ホイール８００の各アーム８０４は、偏光子、検光子、または同種のフィルタリングデバイス８０６を含む。偏光子８０６により、各半サイクルの間に、２つの偏光方向のうちそれぞれ一つの偏光方向だけがホイール８００を透過することができる。考察を簡略化するために、４つのアーム８０４のみが図示されているが、いくつのアーム８０４が用いられてもよいことを理解されたい。ホイール８００の回転率は、アーム８０４の数と関連づけることも可能である。たとえば、多数のアーム８０４を用いることにより、ホイール８００の回転率を低くすることができ、一方、その逆もまた成り立つ。
【００７７】
作動中、サイクルの第１部分からサイクルの第２部分への移行の間に、アクチュエータ８０２は、軸８１０周りにホイール８００を回転する（矢印８０８の両方向に）。この回転により、偏光子８０６のそれぞれ一つが、ビーム５０２のビームパス（ビーム経路）に位置することができる。ビーム５０４の偏光方向は、どの偏光子８０６がビームパスに位置しているかに基づいている。
【００７８】
図９の光学系ＯＳ９は、回転する偏光子または検光子９００を含む。検光子９００は、アクチュエータ９０２を使用することにより、サイクルの周波数、またはその周波数の分周と同期して回転することができる。検光子９００の回転位置は、２つの偏光方向のうちいずれが、たとえば検光子９００上に矢印で示されたＴＥまたはＴＭのいずれが、そこを通って送出されるかを決定する。作動中、サイクルの第１部分からサイクルの第２部分への移行の間に、アクチュエータ９０２は、検光子９００を軸９１０周りに９０度回転（矢印９０８の両方向に）する。従って、ビーム５０４の偏光方向は、検光子９００の回転位置に基づいている。
【００７９】
図１０は、サイクルの第１部分の間における光学系ＯＳ１０の偏光ビームスプリッタ１０００の配置（上側の図）およびサイクルの第２部分の間における光学系ＯＳ１０の偏光ビームスプリッタ１０００の配置（下側の図）を示す。ビームスプリッタ１０００は、第１面１０２２および第２面１０２４を有する部位１０２０を含む。第１面１０２２は、第１コーティングを有するか、または第１材料１０２６で形成される。第２面１０２４は、第２コーティングを有するか、または第２材料１０２８で形成される。各コーティングまたは材料１０２６および１０２８は、第１および第２の偏光方向を有するビームの一部を透過させる。一方、第１および第２の偏光方向の他方を有するビーム５０２の一部は、反射される。
【００８０】
第１の配置では、図１０の上側の図に示されるように、ビーム５０２の第１の偏光方向の部分は、ビームスプリッタ１０００の部位１０２０を透過してビーム５０４を形成する。また、この第１の配置では、ビーム５０２の第２の偏光方向の部分は、ビームスプリッタ１０００の部位１０２０からビームダンプ１０１２に反射される。
【００８１】
サイクルの第１部分からサイクルの第２部分への移行の間に、アクチュエータ（図示せず）は、ビームスプリッタ１０００を軸１０１０（これは、紙面に直交する軸を表す）周りに９０度回転する。この第２の配置では、図１０の下側の図に示されるように、ビーム５０２の第２の偏光方向の部分は、ビームスプリッタ１０００の部位１０２０を透過してビーム５０４を形成する。また、この第２の配置では、ビーム５０２の第１の偏光方向の部分は、ビームスプリッタ１０００の部位１０２０からビームダンプ１０１４に反射される。
【００８２】
上述の実施形態は、本発明に基づいて機能する典型的な光学系に過ぎないことを理解されたい。パターニングされている照明ビームの異なる偏光成分により引き起こされるＣＤの不均一性の補償を可能とする構造的に、および／または機能的に均等な光学系のその他の構成もまた、本発明の範囲内であることが意図されている。
【００８３】
加えて、または代えて、放射源ＳＯ、パターニング用デバイスＰＤ、および／または照明器ＩＬは、それらの光学的特性をより正確にサイクルのその部分の間に用いられる放射ビームの偏光方向と関連づけるために、サイクルの各部分の前、間、および／または後において、調整することができる。この調整は、パッシブまたはアクティブとすることができる。パッシブ調整では、偏光方向に基づいて、予め記憶された調整のセットを形成することができる。アクティブ調整では、偏光方向を補償するために、放射ビームおよび／またはパターン付きビームを検出することができる。加えて、または代えて、アクティブ調整では、光学的特性の誤差も、調整で補償することができる。加えて、または代えて、調整は、生成されるパターンの特性を改善するために、たとえば最小寸法の不均一性を改善するために、用いることができる。検出は、たとえばＳＥＭ測定などのオフライン装置や、たとえば画像センサなどのインライン装置で行うことが可能である。
【００８４】
［典型的な動作］
図１１は、本発明の一実施形態に係る方法１１００を表すフローチャートを示す。方法１１００は、ビーム５０４を形成する上述のシステムのいずれかを用いて実行することができる。
【００８５】
ステップ１１０２では、露光サイクルの間に放射ビームが生成される。ステップ１１０４では、露光サイクルの第１部分の間に、第１の偏光方向を有するビームの第１部分が動的なパターニング用デバイスに導かれる。ステップ１１０６では、パターン付きビームが基板の目標部分に投影される。ステップ１１０８では、露光サイクルの第２部分の間に、第２の偏光方向を有するビームの第２部分が動的なパターニング用デバイスに導かれる。ステップ１１１０では、パターン付きビームが基板の目標部分に投影される。
【００８６】
本説明においては露光装置の用途を特定の装置（たとえば集積回路やフラットパネルディスプレイ）の製造としているが、ここでの露光装置は他の用途にも適用することが可能であるものと理解されたい。他の用途としては、集積回路や光集積回路システム、磁区メモリ用ガイダンス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、微小電気機械素子（ＭＥＭＳ）、ＬＥＤなどの製造に用いることが可能であり、これらに限られない。また、たとえばフラットパネルディスプレイに関しては、本発明に係る装置は、たとえば薄膜トランジスタ層及び／またはカラーフィルター層などのさまざまな層の製造に用いることができる。
【００８７】
ここでは特に光学的なリソグラフィーを本発明に係る実施形態に適用したものを例として説明しているが、本発明はたとえばインプリントリソグラフィーなど文脈が許す限り他にも適用可能であり、光学的なリソグラフィーに限られるものではない。インプリントリソグラフィーでは、パターニング用デバイスのトポグラフィーが基板に生成されるパターンを決める。パターニング用デバイスのトポグラフィーが基板に塗布されているレジスト層に押し付けられ、電磁放射や熱、圧力、あるいはこれらの組み合わせによってレジストが硬化される。レジストが硬化されてから、パターニング用デバイスは、パターンが生成されたレジストから外されて外部に移動される。
【００８８】
［結語］
本発明の種々の実施例を上に記載したが、それらはあくまでも例示であって、それらに限定されるものではない。本発明の精神と範囲に反することなく種々に変更することができるということは、関連技術の当業者には明らかなことである。本発明の範囲と精神は上記で述べた例示に限定されるものではなく、請求項とその均等物によってのみ定義されるものである。
【００８９】
「課題を解決する手段」及び「要約書」の項ではなく「発明の詳細な説明」の項が請求項を解釈するのに使用されるように意図されている。「課題を解決する手段」及び「要約書」の欄は本発明者が考えた本発明の実施例の１つ以上を示すものであるが、すべてを説明するものではない。よって、本発明及び請求項をいかなる形にも限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の各実施形態に係る露光装置を示す図である。
【図２】本発明の各実施形態に係る露光装置を示す図である。
【図３】図２に示される本発明の実施形態により基板にパターンを転写する１つのモードを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る光学エンジンの配置を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る光学系を含む放射線生成のアレンジメントを示す図である。
【図６】本発明の別の実施形態に係る光学系を含む放射線生成のアレンジメントを示す図である。
【図７】本発明のさらに別の実施形態に係る光学系を含む放射線生成のアレンジメントを示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る図５、図６および図７の光学系の構成を示す図である。
【図９】本発明の別の実施形態に係る図５、図６および図７の光学系の構成を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る、サイクルの第１部分の間における光学系の偏光ビームスプリッタの配置（上側の図）、および第２部分の間における光学系の偏光ビームスプリッタの配置（下側の図）を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る方法を表すフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
【００９１】
５００、６００、７００ 放射系、 ５０２、５０４ 放射ビーム、 ８００ 回転偏光ホイール、 ８０２、９０２ アクチュエータ、 ８０４ アーム、 ８０６ 偏光子、 ９００ 検光子、 １０００ 偏光ビームスプリッタ、 １０１２、１０１４ ビームダンプ、 Ｂ 放射ビーム、 Ｃ 目標部分、 ＩＬ 照明光学系、 ＯＳ 光学系、 ＰＤ パターニング用デバイス、 ＰＳ 投影光学系、 ＲＤ 放射デバイス、 ＳＯ 放射源、 Ｗ 基板、 ＷＴ 基板テーブル。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射系および方法に関し、特に、リソグラフィシステムにおける最小寸法の不均一性を補償する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
露光装置は、所望のパターンを基板または基板の一部に転写する機械である。露光装置は、たとえばフラットパネルディスプレイや集積回路（ＩＣ）、微細構造を有する他のデバイスの製造に用いられる。通常はたとえばマスクまたはレチクルと称されるパターニング用デバイスを使用して、フラットパネルディスプレイ（または他のデバイス）の各層に対応した回路パターンを形成する。このパターンは、基板に塗布された照射感応材料（レジスト）層への像形成により基板（たとえばガラスプレート）の全体または一部に転写される。
【０００３】
パターニング手段を使用して、回路パターンではなくたとえばカラーフィルタのパターンやドットのマトリックス状配列などの他のパターンを形成する場合もある。パターニング用デバイスは、それぞれ個別に制御可能である素子の配列（以下「個別制御可能素子アレイ」という場合もある）を備えるパターニングアレイをマスクの代わりに備えてもよい。このような方式ではマスクを使用する方式に比べて迅速かつ低コストにパターンを変更することができる。
【０００４】
フラットパネルディスプレイの基板は通常長方形である。この種の基板を露光するための露光装置は、長方形基板の幅全体またはその一部（たとえば全幅の半分）をカバーする露光空間を有するように設計される。この露光空間の最下部で基板が走査されるとともに、マスク又はレチクルが基板の走査に同期してビームに対して走査される。このようにして基板にパターンが転写される。露光空間が基板の幅全体をカバーする場合には１回の走査で露光が完了する。露光空間がたとえば基板の幅の半分をカバーする場合には、１回目の露光後に横方向に基板を移動させ、通常は基板の残りを露光するための走査をもう一度行う。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、リソグラフィシステムは、照明ビームを生成するための放射源としてレーザを用いる。レーザは、一般的に、たとえば直線偏光、円偏光、または楕円偏光などの偏光を生成する。照明は、たとえば、コンベンショナルな照明、輪帯照明、四極照明などの様々な種類とすることができる。露光プロセスに偏光を用いることに伴う問題は、異なる偏光方向が、パターニング用デバイス上のパターンやリソグラフィシステムにおける光学素子の様々な種類のコーティングと、異なって相互作用することである。この結果として、基板上に形成されるフィーチャの最小寸法（ＣＤｓ）が変化する可能性がある。また、マスクを用いたシステムにおいては、異なる偏光方向がマスクの回折パターンと異なって相互作用するために、基板に形成されたフィーチャのＣＤｓが変化する可能性がある。回折パターンは、偏光方向に依存する可能性があるからである。従って、パターン、コーティング、または回折パターンの結果として、偏光は、基板上に形成されるフィーチャのＣＤｓを変化させてしまう可能性がある。
【０００６】
そこで、基板上に形成されるフィーチャの最小寸法の変化を実質的に低減または除去するために、放射ビームの異なる偏光成分を補償するシステムおよび方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態においては、照明光学系、パターニング用デバイス、および投影光学系を備えたリソグラフィシステムが提供される。照明光学系は、放射照明ビームを発生し、放射源と光学系（光学システム）を備える。放射源は、放射ビームを生成する。光学系は、サイクルの第１部分の間に第１の偏光方向を有する照明ビームの第１部分を送出し、サイクルの第２部分の間に第２の偏光方向を有する照明ビームの第２部分を送出するよう構成される。パターニング用デバイスは、第１および第２の偏光方向に対応する第１および第２の光近接効果補正をそれぞれ有する第１および第２のパターンを含む。第１および第２のパターンは、放射照明ビームの第１および第２部分の各々にパターンを付与する。投影光学系は、基板の目標部分に第１および第２のパターン付きビームを投影する。
【０００８】
本発明の他の実施形態においては、以下の工程を備えるデバイス製造方法が提供される。露光サイクルの間に、放射ビームを生成する工程。露光サイクルの第１部分の間に、第１の偏光方向を有するビームの第１部分を、第１の光近接効果補正を含む第１のパターンを備えるパターニング用デバイスに導く工程。パターン付きビームを基板の目標部分に投影する工程。露光サイクルの第２部分の間に、第２の偏光方向を有するビームの第２部分を、第２の光近接効果補正を含む第２のパターンを備えるパターニング用デバイスに導く工程。パターン付きビームを基板の目標部分に投影する工程。
【０００９】
本発明のさらなる実施形態や特徴、効果は、本発明のさまざまな実施形態の構成及び作用とともに添付図面を参照して以下に詳細に説明される。
【００１０】
添付の図面は、ここに組み込まれ、本明細書の一部を構成しているが、明細書と共に本発明の一つ以上の実施形態を説明し、さらに、本発明の原理を説明し、当業者が本発明を利用するのに役立つものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本明細書は、本発明の特徴を組み込んだ一つ以上の実施形態を開示している。開示された実施形態は、単に本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲は、開示された実施形態に限られない。本発明は、この文書に添付された特許請求の範囲によって定義される。
【００１２】
本明細書において「一実施形態」、「実施形態の一実施例」とは、説明した実施形態が特定のフィーチャ、構造、または特徴を含んでいてもよいことを表すが、すべての実施形態がその特定のフィーチャ、構造、または特徴を必ずしも含んでいるわけではない。さらにまた、上記のフレーズは必ずしも同じ実施形態を指すものではない。さらに、特定のフィーチャ、構造、または特徴を一実施形態に関して説明するとき、明示的に説明しようがしまいが、他の実施形態に関してそのような特定のフィーチャ、構造、または特徴を作用させることは、当業者の知識の範囲内であるとして理解すべきである。
【００１３】
本発明の実施形態は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明の実施形態は、また、一つ以上のプロセッサにより読み込まれ、実行されるコンピュータ読み取り可能媒体に記憶されたインストラクションとして実現されてもよい。コンピュータ読み取り可能媒体は、機械により読み取り可能な形式の情報を記憶または伝送するメカニズムを含んでもよい（たとえば、コンピュータデバイス）。たとえば、コンピュータ読み取り可能媒体は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）；ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）；磁気ディスク記憶媒体；光記憶媒体；フラッシュメモリ装置；電気的、光学的、音響的またはその他の形式の伝搬信号などである。さらに、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、インストラクションは、特定の動作を実行できるものとして、ここで説明されてもよい。しかしながら、このような説明は、単に便宜上のためだけであり、このような動作は、実際は、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、インストラクションなどを実行するコンピュータデバイス、プロセッサ、コントローラ、その他のデバイスによって生じるものであると理解すべきである。
【００１４】
図１は本発明の一実施形態に係る露光装置を模式的に示す図である。この装置は、照明光学系ＩＬ、パターニング用デバイスＰＤ、基板テーブルＷＴ、及び投影光学系ＰＳを備える。照明光学系（照明器）ＩＬは放射ビームＢ（たとえばＵＶ放射）を調整するよう構成されている。
【００１５】
パターニング用デバイスＰＤ（たとえばレチクル、マスク、または個別制御可能素子アレイ）はビームを変調する。普通は個別制御可能素子アレイは投影光学系ＰＳに対して位置が固定されるが、あるパラメタに従って正確に位置決めする位置決め装置に接続されていてもよい。
【００１６】
基板テーブルＷＴは、基板（たとえばレジストが塗布された基板）Ｗを支持するよう構成されており、あるパラメタに従って基板を正確に位置決めする位置決め装置ＰＷに接続されている。
【００１７】
投影光学系（たとえば屈折投影レンズ光学系）ＰＳは、個別制御可能素子アレイにより変調された放射ビームを基板Ｗの（たとえば１つ又は複数のダイからなる）目標部分Ｃに投影するよう構成されている。
【００１８】
照明光学系は、屈折光学素子、反射光学素子、磁気的光学素子、電磁気的光学素子、静電的光学素子、あるいは他の種類の光学素子などの各種の光学素子、またはこれらの組合せを含み、放射ビームの向きや形状、あるいは他の特性を制御するためのものである。
【００１９】
本明細書において「パターニング用デバイス」または「コントラストデバイス」なる用語は、たとえば基板の目標部分にパターンを生成する等、放射ビーム断面を変調するのに用い得るいかなるデバイスをも示すよう広く解釈されるべきである。これらのデバイスは静的なパターニング用デバイス（たとえばマスクやレチクル）であってもよいし、動的なパターニング用デバイス（たとえばプログラム可能な素子の配列）であってもよい。簡単のために本説明のほとんどは動的パターニング用デバイスの観点でなされているが、本発明の範囲を逸脱することなく静的パターニング用デバイスを用いることも可能であるものと理解されたい。
【００２０】
放射ビームに付与されるパターンは、パターンが位相シフトフィーチャあるいはいわゆるアシストフィーチャをたとえば含む場合には基板の目標部分に所望されるパターンと厳密に一致していなくてもよい。また、基板に最終的に形成されるパターンは、個別制御可能素子アレイ上に形成されるパターンにどの時点においても一致しないようになっていてもよい。このような事態は、基板の各部に形成される最終的なパターンが所定時間または所定回数の露光の重ね合わせにより形成され、かつこの所定の露光中に個別制御可能素子アレイ上のパターン及び／またはアレイと基板との相対位置が変化する場合に起こりうる。
【００２１】
通常、基板の目標部分に生成されるパターンは、その目標部分に生成されるデバイスたとえば集積回路やフラットパネルディスプレイの特定の機能層に対応する（たとえばフラットパネルディスプレイのカラーフィルタ層や薄膜トランジスタ層）。パターニング用デバイスの例としては、レチクル、プログラマブルミラーアレイ、レーザダイオードアレイ、ＬＥＤアレイ、グレーティングライトバルブ、及びＬＣＤアレイなどがある。
【００２２】
電子的手段（たとえばコンピュータ）によりパターンをプログラム可能であるパターニング用デバイスは、たとえば複数のプログラム可能な素子を含むパターニング用デバイス（たとえば１つ前の文章に挙げたものではレチクルを除くすべてのものが該当する）であり、本明細書では総称して「コントラストデバイス」と呼ぶこととする。一実施例ではパターニング用デバイスは少なくとも１０個のプログラム可能な素子を備え、またはたとえば少なくとも１００個、少なくとも１０００個、少なくとも１００００個、少なくとも１００，０００個、少なくとも１，０００，０００個、または少なくとも１０，０００，０００個のプログラム可能な素子を備えてもよい。
【００２３】
プログラマブルミラーアレイは、粘弾性制御層と反射表面とを有するマトリックス状のアドレス指定可能な表面を備えてもよい。この装置の基本的な原理はたとえば、反射表面のうちアドレス指定されている区域が入射光を回折光として反射する一方、アドレス指定されていない区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。適当な空間フィルタを用いることにより、反射光ビームから非回折光を取り除いて回折光だけを基板に到達させるようにすることができる。このようにして、マトリックス状のアドレス指定可能表面にアドレス指定により形成されるパターンに従ってビームにパターンが付与される。
【００２４】
なお代替例として、フィルタにより回折光を取り除いて基板に非回折光を到達させるようにしてもよい。
【００２５】
同様にして回折光学ＭＥＭＳ（微小電気機械システム）デバイスを用いることもできる。一例としては、回折光学ＭＥＭＳデバイスは、入射光を回折光として反射する回折格子を形成するよう変形される複数の反射性のリボン状部位を備える。
【００２６】
プログラマブルミラーアレイの他の例においては、マトリックス状の微小ミラーの配列が用いられる。各微小ミラーは局所的に電界を適宜付与されることによりまたは圧電駆動手段を使用することにより各々が独立に軸周りに傾斜しうる。繰り返しになるが、ミラーはマトリックス状にアドレス指定可能に構成されており、アドレス指定されたミラーは入射する放射ビームをアドレス指定されていないミラーとは異なる方向に反射する。このようにしてマトリックス状のアドレス指定可能なミラーにより形成されるパターンに従って反射ビームにパターンが付与されうる。必要とされるマトリックス状アドレス指定は、適宜の電子的手段を使用して実行することができる。
【００２７】
パターニング用デバイスＰＤの他の例はプログラム可能なＬＣＤアレイである。
【００２８】
露光装置は１つ以上のコントラストデバイスを備えてもよい。たとえば、露光装置は、複数の個別制御可能素子アレイを有し、それぞれの素子が互いに独立に制御されるものであってもよい。この構成においては、個別制御可能素子アレイのうちのいくつかのアレイまたはすべてのアレイが少なくとも１つの照明光学系（または照明光学系の一部）を共有していてもよい。斯かるアレイは当該アレイ用の支持構造及び／または投影光学系（または投影光学系の一部）を共有していてもよい。
【００２９】
一実施例としては、図１に示される実施形態のように、基板Ｗは実質的に円形状である。基板Ｗは周縁部にノッチ及び／または平坦部を有していてもよい。一実施例としては、基板はたとえば長方形などの多角形形状でもよい。
【００３０】
基板の形状が実質的に円形の場合、基板の直径は少なくとも２５ｍｍであってもよく、またはたとえば少なくとも５０ｍｍ、少なくとも７５ｍｍ、少なくとも１００ｍｍ、少なくとも１２５ｍｍ、少なくとも１５０ｍｍ、少なくとも１７５ｍｍ、少なくとも２００ｍｍ、少なくとも２５０ｍｍ、または少なくとも３００ｍｍであってもよい。一実施例では、基板の直径は長くても５００ｍｍ、長くても４００ｍｍ、長くても３５０ｍｍ、長くても３００ｍｍ、長くても２５０ｍｍ、長くても２００ｍｍ、長くても１５０ｍｍ、長くても１００ｍｍ、または長くても７５ｍｍである。
【００３１】
基板がたとえば長方形などの多角形の場合、基板の少なくとも１辺の長さ、またはたとえば少なくとも２辺または少なくとも３辺の長さが、少なくとも５ｃｍであってもよく、またはたとえば少なくとも２５ｃｍ、少なくとも５０ｃｍ、少なくとも１００ｃｍ、少なくとも１５０ｃｍ、少なくとも２００ｃｍ、または少なくとも２５０ｃｍであってもよい。
【００３２】
一実施例では、基板の少なくとも１辺の長さが、長くても１０００ｃｍ、またはたとえば長くても７５０ｃｍ、長くても５００ｃｍ、長くても３５０ｃｍ、長くても２５０ｃｍ、長くても１５０ｃｍ、または長くても７５ｃｍである。
【００３３】
一実施例においては、基板Ｗはウエハであり、たとえば半導体ウエハである。一実施例ではウエハの材料は、Ｓｉ（ケイ素）、ＳｉＧｅ（シリコンゲルマニウム）、ＳｉＧｅＣ（シリコンゲルマニウムカーボン）、ＳｉＣ(炭化ケイ素)、Ｇｅ（ゲルマニウム）、ＧａＡｓ(ガリウムヒ素)、ＩｎＰ（インジウムリン）、ＩｎＡｓ（インジウムヒ素）から成るグループから選択される。一実施例ではウエハはＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウエハである。一実施例ではウエハはシリコンウエハである。一実施例では基板はセラミック基板である。一実施例では基板はガラス基板である。一実施例では基板はプラスチック基板である。一実施例では基板は（ヒトの裸眼で）透明である。一実施例では基板は有色である。一実施例では基板は無色である。
【００３４】
この基板の厚さはたとえば基板材料及び／または基板寸法に応じてある程度変更される。一実施例では、基板の厚さは、少なくとも５０μｍであり、またはたとえば少なくとも１００μｍ、少なくとも２００μｍ、少なくとも３００μｍ、少なくとも４００μｍ、少なくとも５００μｍ、または少なくとも６００μｍである。一実施例では、基板の厚さは、厚くても５０００μｍ、たとえば厚くても３５００μｍ、厚くても２５００μｍ、厚くても１７５０μｍ、厚くても１２５０μｍ、厚くても１０００μｍ、厚くても８００μｍ、厚くても６００μｍ、厚くても５００μｍ、厚くても４００μｍ、または厚くても３００μｍである。
【００３５】
基板は露光前または露光後においてたとえばトラック（典型的にはレジスト層を基板に塗布し、露光後のレジストを現像する装置）、計測装置、及び／または検査装置により処理されてもよい。一実施例ではレジスト層が基板に設けられる。
【００３６】
本明細書では投影光学系または投影系という用語は、使用される露光光、あるいは液浸露光用液体や真空の利用などの他の要因に関して適切とされるいかなる投影光学系をも包含するよう広く解釈されるべきである。投影光学系にはたとえば屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系、磁気的光学系、電磁気的光学系、静電的光学系、またはこれらの任意の組み合わせなどが含まれる。以下では「投影レンズ」という用語は、より一般的な用語である投影光学系または投影系という用語と同義に用いられ得る。
【００３７】
投影系は、個別制御可能素子アレイにおけるパターンが基板上にコヒーレントに形成されるように当該パターンの像を形成する。これに代えて投影系は二次光源の像を形成してもよく、この場合個別制御可能素子アレイの各素子はシャッタとして動作してもよい。この場合には投影系は、たとえば二次光源を形成し基板上にスポット状に像形成するために、たとえばマイクロレンズアレイ（ｍｉｃｒｏ ｌｅｎｓ ａｒｒａｙ、ＭＬＡとして知られている）やフレネルレンズアレイなどの合焦用素子のアレイを含んでもよい。一実施例では合焦用素子のアレイ（たとえばＭＬＡ）は少なくとも１０個の合焦用素子を備え、またはたとえば少なくとも１００個、少なくとも１０００個、少なくとも１００００個、少なくとも１００，０００個、または少なくとも１，０００，０００個の合焦用素子を備えてもよい。一実施例においては、パターニング用デバイスにおける個別制御可能素子の数と合焦用素子のアレイにおける合焦用素子の数とは等しいか、あるいは、パターニング用デバイスにおける個別制御可能素子の数が合焦用素子のアレイにおける合焦用素子の数よりも多い。一実施例では、合焦用素子のアレイにおける１つ以上（たとえばたいていは各アレイにつき１０００以上）の合焦用素子は、個別制御可能素子アレイにおける１つ以上（たとえば２つ以上、または３つ以上、５つ以上、１０以上、２０以上、２５以上、３５以上、または５０以上）の個別制御可能素子に光学的に連関していてもよい。一実施例では、ＭＬＡは、少なくとも基板に近づく方向及び遠ざかる方向にたとえば１以上のアクチュエータを用いて移動可能である。基板に近づく方向及び遠ざかる方向にＭＬＡを移動させることができる場合には、基板を動かすことなくたとえば焦点合わせをすることが可能となる。
【００３８】
図１及び図２に示されるように本装置は反射型（たとえば反射型の個別制御可能素子アレイを用いる）である。透過型（たとえば透過型の個別制御可能素子アレイを用いる）の装置を代替的に用いてもよい。
【００３９】
露光装置は２つ以上（２つの場合にはデュアルステージと呼ばれる）の基板テーブルを備えてもよい。このような多重ステージ型の装置においては、追加されたテーブルは並行して使用されるか、あるいは１以上のテーブルで露光が行われている間に１以上の他のテーブルで準備工程が実行されるようにしてもよい。
【００４０】
露光装置は、基板の少なくとも一部が「液浸露光用の液体」で覆われるものであってもよい。この液体は比較的高い屈折率を有するたとえば水などの液体であり、投影系と基板との間の空隙を満たす。液浸露光用の液体は、たとえばパターニング用デバイスと投影系との間などの露光装置の他の空間に適用されるものであってもよい。液浸技術は投影系の開口数を増大させる技術として周知である。本明細書では「液浸」という用語は、基板等の構造体が液体に完全に浸されているということを意味するのではなく、露光の際に投影系と基板との間に液体が存在するということを意味するに過ぎない。
【００４１】
図１に示されるように照明器ＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。一実施例では、放射源により、少なくとも５ｎｍ、またはたとえば少なくとも１０ｎｍ、少なくとも１１−１３ｎｍ、少なくとも５０ｎｍ、少なくとも１００ｎｍ、少なくとも１５０ｎｍ、少なくとも１７５ｎｍ、少なくとも２００ｎｍ、少なくとも２５０ｎｍ、少なくとも２７５ｎｍ、少なくとも３００ｎｍ、少なくとも３２５ｎｍ、少なくとも３５０ｎｍ、または少なくとも３６０ｎｍの波長を有する放射が供される。一実施例では、放射源ＳＯにより供される放射は、長くても４５０ｎｍ、またはたとえば長くても４２５ｎｍ、長くても３７５ｎｍ、長くても３６０ｎｍ、長くても３２５ｎｍ、長くても２７５ｎｍ、長くても２５０ｎｍ、長くても２２５ｎｍ、長くても２００ｎｍ、または長くても１７５ｎｍの波長を有する。一実施例では、この放射は、４３６ｎｍ、４０５ｎｍ、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、及び／または１２６ｎｍの波長を含む。一実施例では、この放射は３６５ｎｍ程度、または３５５ｎｍ程度の波長を含む。一実施例では、この放射はたとえば３６５ｎｍ、４０５ｎｍ、及び４３６ｎｍの波長を含む広帯域の波長を含む。３５５ｎｍの波長のレーザ光源を使用し得る。たとえば光源がエキシマレーザである場合には、光源と露光装置とは別体であってもよい。この場合、光源は露光装置の一部を構成しているとはみなされなく、放射ビームは光源ＳＯから照明器ＩＬへとビーム搬送系ＢＤを介して受け渡される。ビーム搬送系ＢＤはたとえば適当な方向変更用ミラー及び／またはビームエキスパンダを含んで構成される。あるいは光源が水銀ランプである場合には、光源は露光装置に一体に構成されていてもよい。光源ＳＯと照明器ＩＬとは、またビーム搬送系ＢＤが必要とされる場合にはこれも合わせて、放射系と総称される。
【００４２】
照明器ＩＬは放射ビームの角強度分布を調整するためのアジャスタＡＤを備えてもよい。一般にはアジャスタＡＤにより、照明器の瞳面における強度分布の少なくとも半径方向外径及び／または内径（通常それぞれ「シグマ−アウタ（σ−ｏｕｔｅｒ）」、「シグマ−インナ（σ−ｉｎｎｅｒ）」と呼ばれる）が調整される。加えて照明器ＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の要素を備えてもよい。照明器はビーム断面における所望の均一性及び強度分布を得るべく放射ビームを調整するために用いられる。照明器ＩＬ及び追加の関連構成要素は放射ビームを複数の分割ビームに分割するように構成されていてもよい。たとえば各分割ビームが個別制御可能素子アレイにおける１つまたは複数の個別制御可能素子に対応するように構成してもよい。放射ビームを分割ビームに分割するのにたとえば二次元の回折格子を用いてもよい。本明細書においては「放射ビーム」という用語は、放射ビームがこれらの複数の分割ビームを含むという状況も包含するが、これに限定されないものとする。
【００４３】
放射ビームＢは、パターニング用デバイスＰＤ（たとえば、個別制御可能素子アレイ）に入射して、当該パターニング用デバイスにより変調される。放射ビームはパターニング用デバイスＰＤにより反射され、投影系ＰＳを通過する。投影系ＰＳはビームを基板Ｗの目標部分Ｃに合焦させる。位置決め装置ＰＷと位置センサＩＦ２（たとえば、干渉計、リニアエンコーダ、静電容量センサなど）により基板テーブルＷＴは正確に移動され、たとえば放射ビームＢの経路に異なる複数の目標部分Ｃをそれぞれ位置決めするように移動される。また、個別制御可能素子アレイ用の位置決め手段が設けられ、たとえば走査中にビームＢの経路に対してパターニング用デバイスＰＤの位置を正確に補正するために用いられてもよい。
【００４４】
一実施例においては、ロングストロークモジュール（粗い位置決め用）及びショートストロークモジュール（精細な位置決め用）により基板テーブルＷＴの移動を実現する。ロングストロークモジュール及びショートストロークモジュールは図１には明示されていない。一実施例では基板テーブルＷＴを移動させるためのショートストロークモジュールを省略してもよい。個別制御可能素子アレイを位置決めするためにも同様のシステムを用いることができる。必要な相対運動を実現するために、対象物テーブル及び／または個別制御可能素子アレイの位置を固定する一方、放射ビームＢを代替的にまたは追加的に移動可能としてもよいということも理解されよう。この構成は装置の大きさを小さくするのに役立ち得る。たとえばフラットパネルディスプレイの製造に適用可能なさらなる代替例として、基板テーブルＷＴ及び投影系ＰＳを固定し、基板Ｗを基板テーブルＷＴに対して移動させるように構成してもよい。たとえば基板テーブルＷＴは、実質的に一定の速度で基板Ｗを走査させるための機構を備えてもよい。
【００４５】
図１に示されるように放射ビームＢはビームスプリッタＢＳによりパターニング用デバイスＰＤに向けられるようにしてもよい。このビームスプリッタＢＳは、放射ビームがまずビームスプリッタＢＳにより反射されてパターニング用デバイスＰＤに入射するように構成される。ビームスプリッタを使わずに放射ビームをパターニング用デバイスに入射させるようにすることもできる。一実施例では放射ビームは０度から９０度の間の角度でパターニング用デバイスに入射する。またはたとえば５度から８５度の間、１５度から７５度の間、２５度から６５度の間、または３５度から５５度の間の角度であってもよい（図１には９０度の例が示されている）。パターニング用デバイスＰＤは放射ビームＢを変調し、再度ビームスプリッタＢＳに向かって戻るように放射ビームＢを反射する。ビームスプリッタＢＳは変調されたビームを投影系ＰＳへと伝達する。しかしながら放射ビームＢをパターニング用デバイスＰＤに入射させ、そのまま更に投影系ＰＳに入射させるという代替的な構成も可能であることも理解されよう。特に透過型のパターニング用デバイスが用いられる場合には図１に示される構成は必要とはされない。
【００４６】
図示の装置はいくつかのモードで使用することができる。
【００４７】
１．ステップモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンの全体が１回の照射で目標部分Ｃに投影される間、個別制御可能素子アレイ及び基板は実質的に静止状態とされる（すなわち１回の静的な露光）。そして基板テーブルＷＴがＸ方向及び／またはＹ方向に移動されて、異なる目標部分Ｃが露光される。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、１回の静的露光で結像される目標部分Ｃの寸法が制限されることになる。
【００４８】
２．スキャンモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影される間、個別制御可能素子アレイ及び基板は同期して走査される（すなわち１回の動的な露光）。個別制御可能素子アレイに対する基板の速度及び方向は、投影系ＰＳの拡大（縮小）特性及び像反転特性により定められる。スキャンモードでは露光フィールドの最大サイズが１回の動的露光での目標部分Ｃの（非走査方向の）幅を制限し、走査移動距離が目標部分の（走査方向の）長さを決定する。
【００４９】
３．パルスモードにおいては、個別制御可能素子アレイは実質的に静止状態とされ、パルス放射源により基板Ｗの目標部分Ｃにパターンの全体が投影される。基板テーブルＷＴが実質的に一定の速度で移動して、ビームＢは基板上を線状に走査させられる。個別制御可能素子アレイ上のパターンは放射系からのパルス間に必要に応じて更新される。パルス照射のタイミングは、基板上の複数の目標部分Ｃが連続して露光されるように調整される。その結果、基板上の１つの短冊状領域にパターンが完全に露光されるようビームＢにより基板Wが走査されることになる。この短冊状領域の露光を順次繰り返すことにより基板Ｗは完全に露光される。
【００５０】
４．連続スキャンモードは基本的にパルスモードと同様である。異なるのは、変調された放射ビームＢに対して基板Ｗが実質的に等速で走査され、ビームＢが基板Ｗ上を走査し露光しているときに個別制御可能素子アレイ上のパターンが更新されることである。個別制御可能素子アレイのパターンの更新に同期させるようにした、実質的に一定の放射源またはパルス放射源を用いることができる。
【００５１】
５．ピクセルグリッド結像モードでは、基板Ｗに形成されるパターンはスポット状の露光を連続的に行うことにより実現される。このモードは図２の露光装置を使用して実現することができる。このスポット状の露光はスポット発生器により形成され、スポット発生器はパターニング用デバイスＰＤに適切に方向付けられて配置されている。スポット状の露光はそれぞれ実質的に同形状である。基板Ｗ上には露光スポットにより最終的に実質的に格子が描かれる。一実施例では、このスポットの寸法は最終的に基板上に描かれる格子のピッチよりも大きいが、毎回の露光時に露光スポットが形成する格子の大きさよりもかなり小さい。転写されるスポットの強度を変化させることによりパターンが形成される。露光照射の合間に各スポットの強度分布が変更される。
【００５２】
上記で記載したモードを組み合わせて動作させてもよいし、モードに変更を加えて動作させてもよく、さらに全く別のモードで使用してもよい。
【００５３】
リソグラフィでは基板上のレジスト層にパターンが露光される。そしてレジストが現像される。続いて追加の処理工程が基板に施される。基板の各部分へのこれらの追加の処理工程の作用は、レジストへの露光の程度によって異なる。特にこの処理は、所与の線量閾値を超える照射量を受けた基板の部位が示す反応と、その閾値以下の照射量を受けた部位が示す反応とが異なるように調整されている。たとえば、エッチング工程においては上記の閾値を超える照射量を受けた基板上の区域は、レジスト層が現像されることによりエッチングから保護される。一方、この閾値以下の照射量を受けたレジストは露光後の現像工程で除去され、基板のその区域はエッチングから保護されない。このため、所望のパターンにエッチングがなされる。特に、パターニング用デバイス内の個別制御可能素子は、パターン図形内部となる基板上の区域での露光中の照射量が線量閾値を超えるように実質的に高強度であるように設定される。基板の他の領域は、ゼロまたはかなり低い放射強度を受けるように対応の個別制御可能素子が設定されることにより、線量閾値以下の放射を受ける。
【００５４】
実際には、パターン図形端部での照射量は所与の最大線量からゼロへと急激に変化するわけではない。この照射量は、たとえ図形の境界部分の一方の側への放射強度が最大となり、かつその図形境界部分の他方の側への放射強度が最小となるように個別制御可能素子が設定されていたとしても急激には変化しない。回折の影響により、照射量の大きさは移行領域を介して低下するからである。パターン図形の境界位置は最終的にレジストの現像により形成される。その境界位置は、照射された線量が閾値を下回る位置によって定められる。この移行領域での線量低下のプロファイル、ひいてはパターン図形の境界の正確な位置は、当該図形境界上または近傍に位置する基板上の各点に放射を与える個別制御可能素子の設定により、より正確に制御できるであろう。これは、強度レベルの最大値または最小値を制御するだけではなく、当該最大値及び最小値の間の強度レベルにも制御することによっても可能となるであろう。これは通常「グレイスケーリング」と呼ばれる。
【００５５】
グレイスケーリングによれば、個別制御可能素子により基板に２値の放射強度（つまり最大値と最小値）だけが与えられるリソグラフィーシステムよりも、パターン図形の境界位置の制御性を向上させることができる。一実施例では、少なくとも３種類の放射強度が基板に投影されてもよく、またはたとえば少なくとも４種類の放射強度でも、少なくとも８種類の放射強度でも、少なくとも１６種類の放射強度でも、少なくとも３２種類の放射強度でも、少なくとも６４種類の放射強度でも、少なくとも１２８種類の放射強度でも、または少なくとも２５６種類の放射強度でもよい。
【００５６】
グレイスケーリングは上述の目的に加えてまたは上述の目的に代えて使用されてもよい。たとえば、照射された線量レベルに応じて基板の各領域が２種以上の反応を可能とするように、露光後の基板への処理が調整されていてもよい。たとえば、第１の線量閾値以下の放射を受けた基板の部位では第１の種類の反応が生じ、第１の線量閾値以上で第２の線量閾値以下の放射を受けた基板の部位では第２の種類の反応が生じ、第２の線量閾値以上の放射を受けた基板の部位では第３の種類の反応が生じるようにしてもよい。したがって、グレイスケーリングは、基板上での線量のプロファイルが２以上の望ましい線量レベルを有するようにするのに用いることができる。一実施例では、この線量プロファイルは少なくとも２つの所望の線量レベルを有し、またはたとえば少なくとも３つの所望の線量レベル、少なくとも４つの所望の線量レベル、少なくとも６つの所望の線量レベル、または少なくとも８つの所望の線量レベルを有してもよい。
【００５７】
線量プロファイルの制御は、上述のように基板上の各点が受ける放射強度を単に制御するという方法以外の方法によっても可能である。たとえば、基板上の各点が受ける照射量は、各点への露光時間を代替的にまたは追加的に制御することによっても制御することができる。他の例として、基板上の各点は、連続的な複数の露光により放射を受けてもよい。このような連続的複数露光から一部の露光を選択して用いることにより代替的にまたは追加的に各点が受ける照射量を制御することが可能となる。
【００５８】
基板上に要求されるパターンを形成するために、露光処理中の各段階でパターニング用デバイスの各個別制御可能素子を必要な状態に設定する必要がある。よって、この必要状態を表す制御信号が各個別制御可能素子に伝達されなければならない。一実施例では、露光装置はこの制御信号を生成する制御部を含む。基板に形成されるべきパターンは、たとえばＧＤＳＩＩなどのベクトルで規定されるフォーマットで露光装置に供給されうる。デザイン情報を各個別制御可能素子用の制御信号に変換するために、制御部は、１つ以上のデータ処理装置を含む。各データ処理装置は、パターンを表すデータストリームに処理を施すように構成されている。データ処理装置は「データパス」とも総称される。
【００５９】
このデータパス及びデータ処理装置は、次に示す機能の１つ以上を実行するように構成されていてもよい。その機能とは、ベクトルベースのデザイン情報をビットマップのパターンデータに変換すること、ビットマップのパターンデータを必要とされる線量マップ（つまり基板上で必要とされる線量のプロファイル）に変換すること、必要とされる線量マップを各個別制御可能素子用の必要放射強度値に変換すること、及び、各個別制御可能素子用の必要放射強度値を対応する制御信号に変換することである。
【００６０】
図２は、本発明に係る露光装置の一例を示す図である。この実施例はたとえばフラットパネルディスプレイの製造に用いることができる。図１に示される構成要素に対応するものには図２においても同じ参照符号を付している。また、基板やコントラストデバイス、ＭＬＡ、放射ビームなどについてののさまざまな構成例などを含む上述のさまざまな変形例は同様に適用可能である。
【００６１】
図２に示されるように、投影系ＰＳは、２つのレンズＬ１、Ｌ２を備えるビームエキスパンダを含む。第１のレンズＬ１は、変調された放射ビームＢを受け、開口絞りＡＳの開口部で合焦させる。開口部には他のレンズＡＬを設けてもよい。そして放射ビームＢは発散し、第２のレンズＬ２（たとえばフィールドレンズ）により合焦させられる。
【００６２】
投影系ＰＳは、拡大された変調放射ビームＢを受けるように構成されているレンズアレイＭＬＡをさらに備える。変調放射ビームＢの異なる部分はそれぞれレンズアレイＭＬＡの異なる部分を通過する。この変調放射ビームＢの異なる部分はそれぞれ、パターニング用デバイスＰＤの１つ以上の個別制御可能素子に対応している。各レンズは変調放射ビームＢの各部分を基板Ｗ上の点に合焦させる。このようにして基板Ｗ上に照射スポットＳの配列が露光される。図示されているレンズアレイには８つのレンズ１４が示されているだけであるが、レンズアレイは数千のレンズを含んでもよい（パターニング用デバイスＰＤとして用いられる個別制御可能素子アレイについても同様である）。
【００６３】
図３は、本発明の一実施形態に係り、図２のシステムを用いて基板Ｗ上にどのようにパターンが生成されるのかを模式的に示す図である。図中の黒丸は、投影系ＰＳのレンズアレイＭＬＡによって基板に投影されるスポットＳの配列を示す。基板は、基板上での露光が進むにつれて投影系に対してＹ方向に移動する。図中の白丸は、基板上で既に露光されている露光スポットＳＥを示す。図示されるように投影系ＰＳのレンズアレイＭＬＡによって基板に投影された各スポットは基板上に露光スポット列Ｒを形成する。各スポットＳＥの露光により形成される露光スポット列Ｒがすべて合わさって、基板にパターンが完全に形成される。上述のようにこのような方式はよく「ピクセルグリッド結像」と称される。
【００６４】
照射スポットＳの配列が基板Ｗに対して角度θをなして配置されている様子が示されている（基板Ｗの端部はそれぞれＸ方向及びＹ方向に平行である）。これは、基板が走査方向（Ｙ方向）に移動するときに、各照射スポットが基板の異なる領域を通過するようにするためである。これにより、照射スポット１５の配列により基板の全領域がカバーされることになる。一実施例では、角度θは大きくても２０°または１０°であり、またはたとえば大きくても５°、大きくても３°、大きくても１°、大きくても０．５°、大きくても０．２５°、大きくても０．１０°、大きくても０．０５°、または大きくても０．０１°である。一実施例では、角度θは小さくても０．００１°である。
【００６５】
図４は、本発明の一実施形態において、どのようにしてフラットパネルディスプレイの基板Ｗ全体が複数の光学エンジンを用いて１回の走査で露光されるのかを模式的に示す図である。この例では照射スポットＳの配列ＳＡが８つの光学エンジン（図示せず）により形成される。光学エンジンはチェス盤のように２つの列Ｒ１、Ｒ２に配置されている。照射スポットの配列の端部が隣接の照射スポット配列の端部に（走査方向であるＹ方向において）少し重なるように形成される。一実施例では光学エンジンは少なくとも３列、たとえば４列または５列に配列される。このようにして、照射の帯が基板Ｗの幅を横切って延び、１回の走査で基板全体の露光が実現されることとなる。光学エンジンの数は適宜変更してもよい。一実施例では、光学エンジンの数は少なくとも１個であり、またはたとえば少なくとも２個、少なくとも４個、少なくとも８個、少なくとも１０個、少なくとも１２個、少なくとも１４個、または少なくとも１７個である。一実施例では、光学エンジンの数は４０個未満であり、またはたとえば３０個未満または２０個未満である。
【００６６】
各光学エンジンは、上述の照明系ＩＬ、パターニング用デバイスＰＤ、及び投影系ＰＳを別個に備えてもよい。あるいは２個以上の光学エンジンが１以上の照明系、パターニング用デバイス、及び投影系の少なくとも一部を共有してもよい。
【００６７】
［典型的な放射線生成のアレンジメント］
図５、図６および図７は、それぞれ、光学系ＯＳを含む様々な放射線生成システム５００、６００および７００を示す。光学系ＯＳは、パターン付与された照明ビームにおける異なる偏光成分により引き起こされるＣＤの不均一性を補償するために用いられる。
【００６８】
図５は、本発明の一実施形態に係る放射系５００を示す。放射系５００は、放射源ＳＯと、光学系ＯＳと、照明器ＩＬを含む。放射源ＳＯおよび光学系ＯＳは、照明器ＩＬと別々に位置している。たとえば、光学系ＯＳは、図１および図２におけるビーム搬送系ＢＤの代わりに、またはビーム搬送系ＢＤに含まれて用いられてもよい。
【００６９】
放射源ＳＯは、少なくとも第１および第２の偏光方向若しくは偏光成分を含む放射ビーム５０２（たとえば、輪帯型、コンベンショナルな型、四極型などのビーム）を生成する。サイクルの第１部分および第２部分のそれぞれの間に、ビーム５０２の第１および第２の偏光方向（ＴＥおよびＴＭ、四極照明用の水平および垂直ダイポールなど）は、光学系ＯＳを用いることにより、第１および第２の放射ビーム５０４を形成するよう処理される。本明細書を通じて、サイクルの第１部分および第２部分は、アプリケーションに応じて、実質的に等しくてもよいし、異なっていてもよい。
【００７０】
一実施例において、サイクルの第１部分は、第１の走査方向の露光作業における第１パスであってよく、一方、サイクルの第２部分は、第２の、反対向きの走査方向の露光作業における第２パス（たとえば、リターンパス）であってよい。放射系５００がリソグラフィに用いられるとき、第１および第２の偏光方向を有する第１および第２のビーム５０４は、それぞれパターニング用デバイス（図示せず）に導かれる。パターニング用デバイスは、パターニングされているビーム５０４の異なる偏光方向を調整する（たとえば、補償する）ために、第１部分と第２部分との間でパターンを変化させることができる。たとえば、ビーム５０４がＴＥ偏光を有するかＴＭ偏光を有するかに対応して、異なる近接効果補正をパターニング用デバイスのパターンに含めることができる。この結果として、ＣＤの不均一性が実質的に低減される。加えて、または代えて、ＣＤの不均一性の低減により、各ＣＤのノードと関連するために要求されるピクセル（アクティブ領域）を少なくできる。これはまた、スループットを増大させることができる。各フィーチャに対する所望の全体的なドーズ量レベルを維持するために、ドーズ量制御が用いられてもよい。
【００７１】
図６は、本発明の別の実施形態に係る放射系６００を示す。放射系６００は、放射デバイスＲＤと光学系ＯＳを備える放射源ＳＯと、照明器ＩＬと、を備える。加えて、または代えて、放射系６００の放射源ＳＯと照明器ＩＬとの間に、ビーム搬送系ＢＤ（図示せず、図１および図２参照）が含まれてもよい。放射系６００は、上述した放射系５００と同じように機能する。一つの例外は、放射源ＳＯは、光学系ＯＳを用いて放射線５０４を形成するために、サイクルの第１および第２部分の間に、それぞれ第１および第２の偏光方向の光を生成することである。加えて、または代えて、いくつかのＳＯの機能（たとえば、拡大、焦点調節、コリメーションなど）が光学系ＯＳの前で行われ、いくつかの機能は、光学系ＯＳの後で行われる。
【００７２】
図７は、本発明のさらに別の実施形態に係る放射系７００を示す。放射系７００は、放射源ＳＯと光学系ＯＳを備える照明器ＩＬを有する。加えて、または代えて、光学系ＯＳから出射された光は、光学素子（オプティクス）またはパターニング用デバイス（図示せず、図１または図２参照）上に導かれてもよい。放射系７００は、上述の放射系５００と同じように機能する。加えて、または代えて、いくつかの照明器ＩＬの機能は、光学系ＯＳの前で行われ、いくつかの機能は、光学系ＯＳの後で行われる。
【００７３】
加えて、または代えて、放射系５００、６００、および７００は、本発明の範囲を逸脱することなく、露光装置における他の照明光学系、すなわち、露光照明光学系以外の、アライメント照明光学系や検出システムなどに用いることができる。
【００７４】
加えて、または代えて、放射系５００、６００、および７００は、他の環境における照明光学系に代えて用いることができる。
【００７５】
［典型的な光学系の構成］
図８、図９、および図１０は、本発明の様々な実施形態に係る光学系ＯＳの様々な構成を示す。光学系ＯＳ８、ＯＳ９、およびＯＳ１０は、各半サイクルの間に各偏光方向のうち一つの偏光方向の「フィルタリング」を可能とするデバイス８００、９００、または１００を含む。一実施例において、パターニング用デバイス（図示せず）は、各半サイクルの間に一つのみの偏光方向を有するビーム５０４を受け取るので、上述したように、パターニング用デバイス上のパターンをその偏光方向と関連づけることができる。
【００７６】
図８の光学系ＯＳ８は、回転偏光ホイール８００を含む。ホイール８００は、アクチュエータ８０２を用いることにより、サイクルの周波数、またはその周波数の分周と同期して回転することができる。ホイール８００の各アーム８０４は、偏光子、検光子、または同種のフィルタリングデバイス８０６を含む。偏光子８０６により、各半サイクルの間に、２つの偏光方向のうちそれぞれ一つの偏光方向だけがホイール８００を透過することができる。考察を簡略化するために、４つのアーム８０４のみが図示されているが、いくつのアーム８０４が用いられてもよいことを理解されたい。ホイール８００の回転率は、アーム８０４の数と関連づけることも可能である。たとえば、多数のアーム８０４を用いることにより、ホイール８００の回転率を低くすることができ、一方、その逆もまた成り立つ。
【００７７】
作動中、サイクルの第１部分からサイクルの第２部分への移行の間に、アクチュエータ８０２は、軸８１０周りにホイール８００を回転する（矢印８０８の両方向に）。この回転により、偏光子８０６のそれぞれ一つが、ビーム５０２のビームパス（ビーム経路）に位置することができる。ビーム５０４の偏光方向は、どの偏光子８０６がビームパスに位置しているかに基づいている。
【００７８】
図９の光学系ＯＳ９は、回転する偏光子または検光子９００を含む。検光子９００は、アクチュエータ９０２を使用することにより、サイクルの周波数、またはその周波数の分周と同期して回転することができる。検光子９００の回転位置は、２つの偏光方向のうちいずれが、たとえば検光子９００上に矢印で示されたＴＥまたはＴＭのいずれが、そこを通って送出されるかを決定する。作動中、サイクルの第１部分からサイクルの第２部分への移行の間に、アクチュエータ９０２は、検光子９００を軸９１０周りに９０度回転（矢印９０８の両方向に）する。従って、ビーム５０４の偏光方向は、検光子９００の回転位置に基づいている。
【００７９】
図１０は、サイクルの第１部分の間における光学系ＯＳ１０の偏光ビームスプリッタ１０００の配置（上側の図）およびサイクルの第２部分の間における光学系ＯＳ１０の偏光ビームスプリッタ１０００の配置（下側の図）を示す。ビームスプリッタ１０００は、第１面１０２２および第２面１０２４を有する部位１０２０を含む。第１面１０２２は、第１コーティングを有するか、または第１材料１０２６で形成される。第２面１０２４は、第２コーティングを有するか、または第２材料１０２８で形成される。各コーティングまたは材料１０２６および１０２８は、第１および第２の偏光方向を有するビームの一部を透過させる。一方、第１および第２の偏光方向の他方を有するビーム５０２の一部は、反射される。
【００８０】
第１の配置では、図１０の上側の図に示されるように、ビーム５０２の第１の偏光方向の部分は、ビームスプリッタ１０００の部位１０２０を透過してビーム５０４を形成する。また、この第１の配置では、ビーム５０２の第２の偏光方向の部分は、ビームスプリッタ１０００の部位１０２０からビームダンプ１０１２に反射される。
【００８１】
サイクルの第１部分からサイクルの第２部分への移行の間に、アクチュエータ（図示せず）は、ビームスプリッタ１０００を軸１０１０（これは、紙面に直交する軸を表す）周りに９０度回転する。この第２の配置では、図１０の下側の図に示されるように、ビーム５０２の第２の偏光方向の部分は、ビームスプリッタ１０００の部位１０２０を透過してビーム５０４を形成する。また、この第２の配置では、ビーム５０２の第１の偏光方向の部分は、ビームスプリッタ１０００の部位１０２０からビームダンプ１０１４に反射される。
【００８２】
上述の実施形態は、本発明に基づいて機能する典型的な光学系に過ぎないことを理解されたい。パターニングされている照明ビームの異なる偏光成分により引き起こされるＣＤの不均一性の補償を可能とする構造的に、および／または機能的に均等な光学系のその他の構成もまた、本発明の範囲内であることが意図されている。
【００８３】
加えて、または代えて、放射源ＳＯ、パターニング用デバイスＰＤ、および／または照明器ＩＬは、それらの光学的特性をより正確にサイクルのその部分の間に用いられる放射ビームの偏光方向と関連づけるために、サイクルの各部分の前、間、および／または後において、調整することができる。この調整は、パッシブまたはアクティブとすることができる。パッシブ調整では、偏光方向に基づいて、予め記憶された調整のセットを形成することができる。アクティブ調整では、偏光方向を補償するために、放射ビームおよび／またはパターン付きビームを検出することができる。加えて、または代えて、アクティブ調整では、光学的特性の誤差も、調整で補償することができる。加えて、または代えて、調整は、生成されるパターンの特性を改善するために、たとえば最小寸法の不均一性を改善するために、用いることができる。検出は、たとえばＳＥＭ測定などのオフライン装置や、たとえば画像センサなどのインライン装置で行うことが可能である。
【００８４】
［典型的な動作］
図１１は、本発明の一実施形態に係る方法１１００を表すフローチャートを示す。方法１１００は、ビーム５０４を形成する上述のシステムのいずれかを用いて実行することができる。
【００８５】
ステップ１１０２では、露光サイクルの間に放射ビームが生成される。ステップ１１０４では、露光サイクルの第１部分の間に、第１の偏光方向を有するビームの第１部分が動的なパターニング用デバイスに導かれる。ステップ１１０６では、パターン付きビームが基板の目標部分に投影される。ステップ１１０８では、露光サイクルの第２部分の間に、第２の偏光方向を有するビームの第２部分が動的なパターニング用デバイスに導かれる。ステップ１１１０では、パターン付きビームが基板の目標部分に投影される。
【００８６】
本説明においては露光装置の用途を特定の装置（たとえば集積回路やフラットパネルディスプレイ）の製造としているが、ここでの露光装置は他の用途にも適用することが可能であるものと理解されたい。他の用途としては、集積回路や光集積回路システム、磁区メモリ用ガイダンス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、微小電気機械素子（ＭＥＭＳ）、ＬＥＤなどの製造に用いることが可能であり、これらに限られない。また、たとえばフラットパネルディスプレイに関しては、本発明に係る装置は、たとえば薄膜トランジスタ層及び／またはカラーフィルター層などのさまざまな層の製造に用いることができる。
【００８７】
ここでは特に光学的なリソグラフィーを本発明に係る実施形態に適用したものを例として説明しているが、本発明はたとえばインプリントリソグラフィーなど文脈が許す限り他にも適用可能であり、光学的なリソグラフィーに限られるものではない。インプリントリソグラフィーでは、パターニング用デバイスのトポグラフィーが基板に生成されるパターンを決める。パターニング用デバイスのトポグラフィーが基板に塗布されているレジスト層に押し付けられ、電磁放射や熱、圧力、あるいはこれらの組み合わせによってレジストが硬化される。レジストが硬化されてから、パターニング用デバイスは、パターンが生成されたレジストから外されて外部に移動される。
【００８８】
［結語］
本発明の種々の実施例を上に記載したが、それらはあくまでも例示であって、それらに限定されるものではない。本発明の精神と範囲に反することなく種々に変更することができるということは、関連技術の当業者には明らかなことである。本発明の範囲と精神は上記で述べた例示に限定されるものではなく、請求項とその均等物によってのみ定義されるものである。
【００８９】
「課題を解決する手段」及び「要約書」の項ではなく「発明の詳細な説明」の項が請求項を解釈するのに使用されるように意図されている。「課題を解決する手段」及び「要約書」の欄は本発明者が考えた本発明の実施例の１つ以上を示すものであるが、すべてを説明するものではない。よって、本発明及び請求項をいかなる形にも限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の各実施形態に係る露光装置を示す図である。
【図２】本発明の各実施形態に係る露光装置を示す図である。
【図３】図２に示される本発明の実施形態により基板にパターンを転写する１つのモードを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る光学エンジンの配置を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る光学系を含む放射線生成のアレンジメントを示す図である。
【図６】本発明の別の実施形態に係る光学系を含む放射線生成のアレンジメントを示す図である。
【図７】本発明のさらに別の実施形態に係る光学系を含む放射線生成のアレンジメントを示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る図５、図６および図７の光学系の構成を示す図である。
【図９】本発明の別の実施形態に係る図５、図６および図７の光学系の構成を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る、サイクルの第１部分の間における光学系の偏光ビームスプリッタの配置（上側の図）、および第２部分の間における光学系の偏光ビームスプリッタの配置（下側の図）を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る方法を表すフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
【００９１】
５００、６００、７００ 放射系、 ５０２、５０４ 放射ビーム、 ８００ 回転偏光ホイール、 ８０２、９０２ アクチュエータ、 ８０４ アーム、 ８０６ 偏光子、 ９００ 検光子、 １０００ 偏光ビームスプリッタ、 １０１２、１０１４ ビームダンプ、 Ｂ 放射ビーム、 Ｃ 目標部分、 ＩＬ 照明光学系、 ＯＳ 光学系、 ＰＤ パターニング用デバイス、 ＰＳ 投影光学系、 ＲＤ 放射デバイス、 ＳＯ 放射源、 Ｗ 基板、 ＷＴ 基板テーブル。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射ビームを生成する放射源と、
サイクルの第１部分の間に第１の偏光方向を有する照明ビームの第１部分を送出し、サイクルの第２部分の間に第２の偏光方向を有する照明ビームの第２部分を送出するよう構成された光学系と、
を備える放射照明ビームを発生する照明光学系と、
第１および第２の偏光方向に対応する第１および第２の光近接効果補正をそれぞれ有する第１および第２のパターンを含み、第１および第２のパターンが前記放射照明ビームの第１および第２部分の各々にパターンを付与するパターニング用デバイスと、
第１および第２のパターン付きビームを基板の目標部分に投影する投影光学系と、
を備えることを特徴とするリソグラフィシステム。
【請求項２】
前記光学系は、
偏光子と、
前記サイクルの第１部分と第２部分との間に、前記偏光子を９０度回転させるアクチュエータと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィシステム。
【請求項３】
前記光学系は、
偏光ビームスプリッタと、
前記サイクルの第１部分と第２部分との間に、前記偏光ビームスプリッタを９０度回転させるアクチュエータと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィシステム。
【請求項４】
前記パターニング用デバイスは、前記照明ビームの第１または第２部分のいずれがパターンを付与されているかに応じて、前記パターニング用デバイスの第１および第２のパターンのそれぞれ一方に変化するよう構成されることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィシステム。
【請求項５】
前記サイクルの第１部分を第１の走査方向の第１露光パスとして確立し、前記サイクルの第２部分を第２の、反対の走査方向の第２露光パスとして確立するよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィシステム。
【請求項６】
前記放射源、前記パターニング用デバイス、または前記照明光学系は、偏光方向に対応するように、前記サイクルの第１および第２部分の間において調整されることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィシステム。
【請求項７】
前記パターニング用デバイスは、個別制御可能素子アレイを備え、該アレイは、第１または第２のパターンをその上に形成するよう構成されることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィシステム。
【請求項８】
放射ビームの特性を検出し、検出された特性に基づいて前記パターニング用デバイスの第１または第２のいずれのパターンが用いられるか制御する制御信号を生成するよう構成された検出器をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィシステム。
【請求項９】
前記光学系の構成を前記パターニング用デバイスの構成に関連づける情報を記憶するよう構成された記憶装置をさらに備え、
前記光学系の構成は変化するように構成されており、前記情報は、放射ビームにパターンを付与するために第１または第２のいずれのパターンが用いられるかを、前記光学系の構成の現在の構成に基づいて制御するために用いられることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィシステム。
【請求項１０】
（ａ）露光サイクルの間に放射ビームを生成する工程と、
（ｂ）前記露光サイクルの第１部分の間に、第１の偏光方向を有するビームの第１部分を、第１の光近接効果補正を含む第１のパターンを備えるパターニング用デバイスに導く工程と、
（ｃ）パターン付きビームを基板の目標部分に投影する工程と、
（ｄ）前記露光サイクルの第２部分の間に、第２の偏光方向を有するビームの第２部分を、第２の光近接効果補正を含む第２のパターンを備えるパターニング用デバイスに導く工程と、
（ｅ）パターン付きビームを基板の目標部分に投影する工程と、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法を用いてウエハ上に集積回路を形成することを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載の方法を用いてフラットパネルガラス基板上にフラットパネルデバイスを形成することを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記ビームの第１部分または第２部分のいずれがパターンを付与されているかを関連づけるために前記パターニング用デバイスのパターンを調整する工程をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
放射ビームの特性を検出する工程と、
検出された特性に基づいて、前記パターニング用デバイスの第１または第２のパターンのいずれを用いるかを制御する工程と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
個別制御可能素子アレイにより形成されたパターンを変更する工程をさらに備え、前記アレイは前記パターニング用デバイスを構成し、前記アレイは、放射ビームの所定の特性に基づいて、第１または第２のパターンの一方をその上に形成するよう構成されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１】
放射ビームを生成する放射源と、
サイクルの第１部分の間に第１の偏光方向を有する照明ビームの第１部分を送出し、サイクルの第２部分の間に第２の偏光方向を有する照明ビームの第２部分を送出するよう構成された光学系と、
を備える放射照明ビームを発生する照明光学系と、
第１および第２の偏光方向に対応する第１および第２の光近接効果補正をそれぞれ有する第１および第２のパターンを含み、第１および第２のパターンが前記放射照明ビームの第１および第２部分の各々にパターンを付与するパターニング用デバイスと、
第１および第２のパターン付きビームを基板の目標部分に投影する投影光学系と、
を備えることを特徴とするリソグラフィシステム。
【請求項２】
前記光学系は、
偏光子と、
前記サイクルの第１部分と第２部分との間に、前記偏光子を９０度回転させるアクチュエータと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィシステム。
【請求項３】
前記光学系は、
偏光ビームスプリッタと、
前記サイクルの第１部分と第２部分との間に、前記偏光ビームスプリッタを９０度回転させるアクチュエータと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィシステム。
【請求項４】
前記パターニング用デバイスは、前記照明ビームの第１または第２部分のいずれがパターンを付与されているかに応じて、前記パターニング用デバイスの第１および第２のパターンのそれぞれ一方に変化するよう構成されることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィシステム。
【請求項５】
前記サイクルの第１部分を第１の走査方向の第１露光パスとして確立し、前記サイクルの第２部分を第２の、反対の走査方向の第２露光パスとして確立するよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィシステム。
【請求項６】
前記放射源、前記パターニング用デバイス、または前記照明光学系は、偏光方向に対応するように、前記サイクルの第１および第２部分の間において調整されることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィシステム。
【請求項７】
前記パターニング用デバイスは、個別制御可能素子アレイを備え、該アレイは、第１または第２のパターンをその上に形成するよう構成されることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィシステム。
【請求項８】
放射ビームの特性を検出し、検出された特性に基づいて前記パターニング用デバイスの第１または第２のいずれのパターンが用いられるか制御する制御信号を生成するよう構成された検出器をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィシステム。
【請求項９】
前記光学系の構成を前記パターニング用デバイスの構成に関連づける情報を記憶するよう構成された記憶装置をさらに備え、
前記光学系の構成は変化するように構成されており、前記情報は、放射ビームにパターンを付与するために第１または第２のいずれのパターンが用いられるかを、前記光学系の構成の現在の構成に基づいて制御するために用いられることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィシステム。
【請求項１０】
（ａ）露光サイクルの間に放射ビームを生成する工程と、
（ｂ）前記露光サイクルの第１部分の間に、第１の偏光方向を有するビームの第１部分を、第１の光近接効果補正を含む第１のパターンを備えるパターニング用デバイスに導く工程と、
（ｃ）パターン付きビームを基板の目標部分に投影する工程と、
（ｄ）前記露光サイクルの第２部分の間に、第２の偏光方向を有するビームの第２部分を、第２の光近接効果補正を含む第２のパターンを備えるパターニング用デバイスに導く工程と、
（ｅ）パターン付きビームを基板の目標部分に投影する工程と、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法を用いてウエハ上に集積回路を形成することを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載の方法を用いてフラットパネルガラス基板上にフラットパネルデバイスを形成することを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記ビームの第１部分または第２部分のいずれがパターンを付与されているかを関連づけるために前記パターニング用デバイスのパターンを調整する工程をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
放射ビームの特性を検出する工程と、
検出された特性に基づいて、前記パターニング用デバイスの第１または第２のパターンのいずれを用いるかを制御する工程と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
個別制御可能素子アレイにより形成されたパターンを変更する工程をさらに備え、前記アレイは前記パターニング用デバイスを構成し、前記アレイは、放射ビームの所定の特性に基づいて、第１または第２のパターンの一方をその上に形成するよう構成されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−３３３２９（Ｐ２００８−３３３２９Ａ）
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００７−１９５０５９（Ｐ２００７−１９５０５９）
【出願日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【出願人】（５０４１５１８０４）エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． (1,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９５０５９（Ｐ２００７−１９５０５９）
【出願日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【出願人】（５０４１５１８０４）エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． (1,856)
【Ｆターム（参考）】
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