JP2005277414A - リソグラフィ装置、デバイス製造方法及び可変減衰器 - Google Patents

Abstract

【課題】高ウェハ・スループットを維持し得るリソグラフィ装置の可変減衰器を提供すること。
【解決手段】リソグラフィ装置は、ウェハ部分における放射線量を制御し、それによりウェハのスループットを最適化することができるよう、投影ビームの位置を変化させることなくその強度を変化させる可変減衰器Ａが設けられている。この可変減衰器は、入力放射ビームが第１のミラーに入射し、それにより第１のミラーに入射した入力放射ビームが第２のミラーに向かって反射し、それにより放射が反射され、照明システムに入力するために必要な強度を有する出力放射ビームを生成するように位置決めされた２つの平行ミラー２１，２２と、ミラーを互いに平行に維持し、また、ミラーに入射するビームの角度が変化して出力ビームの強度が変化するようにミラーを傾斜させるための傾斜メカニズムとを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は一般にリソグラフィ装置及びデバイス製造方法に係り、より詳細には可変減衰器を有するリソグラフィ装置に関する。

リソグラフィ装置は、基板の目標部分に所望のパターンを適用する設備である。リソグラフィ装置は、たとえば集積回路（ＩＣ）の製造に使用することができる。その場合、マスク或いはレチクルとも呼ばれているパターン形成用構造を使用して、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンが生成され、このパターンが、放射線感応材料（レジスト）の層を有する基板（たとえばシリコン・ウェハ）上の目標部分（たとえば１つ又は複数のダイ部分からなる）に結像される。通常、１枚の基板には、順次露光される目標部分に隣接する回路網が含まれている。知られているリソグラフィ装置には、パターン全体を１回で目標部分に露光することによって目標部分の各々が照射される、いわゆるステッパと、パターンを投影ビームで所与の方向（「走査」方向）に走査し、且つ、基板をこの方向に平行に、或いは非平行に同期走査することによって目標部分の各々が照射される、いわゆるスキャナがある。

放射源から放射ビームを受け取り、且つ、レチクルによるパターン形成のための、投影ビームと呼ばれる、所望する一様な強度分布をその断面に有する調節済み放射ビームを供給するための照明システムが提供されている。放射源及びリソグラフィ装置は、放射源がたとえばプラズマ放電源の場合、個別の構成要素にすることができる。このような場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとは見なされず、放射ビームは、通常、たとえば適切な集光ミラー及び／又はスペクトル純度フィルタを備えた放射コレクタ（捕集器）を使用して放射源から照明システムに引き渡される。放射源がたとえば水銀灯などの場合、放射源は、リソグラフィ装置の一構成要素と見なされる。

照明システムは、ビームの角強度分布を調整するための構成要素を備えることができる。通常、イルミネータ（照明装置）のひとみ平面内の強度分布の少なくとも外部及び／又は内部径方向範囲（一般に、それぞれσ−ｏｕｔｅｒ及びσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれている）は調整が可能である。また、照明システムは、ウェハ部分における放射線量を制御するために、投影ビームの総合強度を変化させるための減衰器を備えることも可能であり、それにより、たとえば多重走査中に放射源の強度が変動している間、ウェハ部分の放射線量を一定に維持することができ、或いは画像を走査している間、ウェハ部分の放射線量を変化させ、且つ、走査速度を一定に維持することができる。しかしながら、このような応用例に使用される周知の減衰器には、たとえば照明ビームの位置が減衰器によって変化するため、照明システムの他の部分の動作に悪影響を及ぼす傾向があり、且つ／又はウェハ部分における放射線量を正確に調整する方法での制御が困難であり、また、放射線量の調整速度を制御することは問題であり、ウェハのスループット（処理量）及び歩留りに悪影響を及ぼしている。

減衰器をそれぞれ異なる透過特性を有する３つの個別領域を有するブレードの形態で提供することは知られている。この減衰器は調整が可能であり、領域を１つずつ放射経路内に移動させることができるため、ブレードの位置に応じて３つの異なる離散レベルの減衰が可能であるが、３つの異なる減衰レベルしか使用されず、また、減衰に寄与しない４番目のレベルが、放射経路を外れて移動するブレードに対応しているため、必要な高放射線量精度をウェハ部分に維持し、また、この放射線量の変化に基づいて高ウェハ・スループットを維持するには不十分である。このような減衰器が連続可変レベルの減衰を提供していないこととは別に、これらの減衰器には、減衰器ブレードの複雑性のために冷却が複雑であり、或いは気体セルの冷却能力が乏しい、という欠点がある。また、ブレードがビーム中で使用されているため、システムの性能を決定している特定の要素、たとえば投影ビームの一様性などに悪影響を及ぼす可能性がある。

本発明の一態様によれば、投影放射ビームを提供するための照明システムと、投影ビームにパターンを付与するパターン形成用構造を支持するための支持構造と、基板を保持するための基板テーブルと、パターン形成されたビームを基板の目標部分に投影するための投影システムとを備えたリソグラフィ装置であって、照明システムが、入力放射ビームが第１の反射表面に入射し、それにより第１の反射表面に入射した入力放射ビームが第２の反射表面に向かって反射し、それにより放射が反射され、必要な強度を有する出力放射ビームを生成するように位置決めされた２つの平行反射表面と、反射表面を互いに平行に維持し、また、反射表面に入射するビームの角度が変化して、出力ビームの位置が変化することなくその強度が変化するように反射表面を傾斜させるための傾斜手段とを備えた可変減衰器を備えたリソグラフィ装置が提供される。

このような可変減衰器を使用することにより、リソグラフィ装置の他の性能パラメータ、たとえば一様性及び／又はテレセントリック性などに実質的に悪影響を及ぼすことなく、ウェハ部分における放射線量を正確に制御し、且つ、ウェハの高スループットを維持することができる。より詳細には、可変減衰器により、入力ビームが集束ビームであれ、発散ビームであれ、或いは平行ビームであれ、投影ビームの位置を変化させることなくその強度を連続的に変化させることができる。また、可変減衰器は、ウェハが受け取る放射線量をモニタするように位置決めされた放射線量モニタ・センサからの出力に応じて制御することができる。また、簡単な方法でミラーの背面を冷却し、高減衰率で熱吸収をオフセットさせることも可能であり、それによりほとんどの熱負荷を比較的単純に吸収することができるため、低コストの光学系が可能であり、したがって装置設計の複雑さが減少し、延いてはコスト効率が高くなる。

一実施例では、反射表面は、ビームを反射する平面反射表面を有しているが、他の形状のミラー反射表面、たとえば入力ビームが伝搬する方向に湾曲した表面なども本発明の範囲内である。

本発明の一実施例では、反射表面は、入力ビームに対して、約２５度と６０度の間の角度で放射が反射表面に入射するように位置決めされている。この実施例は、比較的高度な減衰を必要とする応用例に使用することができる。

本発明の他の実施例では、反射表面は、入力ビームに対して、最大２５度のグレージング（斜め）入射角度で放射が反射表面に入射するように位置決めされている。この実施例における放射の減衰は、入射角度がより大きい前述の実施例の場合における放射の減衰より小さいが、より高い最大透過率、たとえば最大９６％の透過率が得られる。

また、反射表面は、入力ビームに対して、反射表面と反射表面の間の一点に放射が集束するように位置決めすることも可能である。この配置により、とりわけ小さなグレージング入射角を使用する場合、或いはビームの断面が大きい場合、２つの反射表面の間に集束しない場合と比較して反射表面のサイズを小さくすることができるため、この配置は有利である。これに代えて、第２の反射表面を越えた一点、又は第１の反射表面の手前の一点で放射が集束するように反射表面を入力ビームに対して配置することも可能である。

反射表面の反射率を大きくするために、反射表面に単層コーティング、場合によっては階段化多層コーティングを施すことができる。微小入射角における反射が比較的高いため、多くの場合、単層コーティングが有用である。

いくつかの実施例では、出力ビームを異なる減衰設定に対して実質的に同じ位置に維持するように、反射表面の傾斜と同時に反射表面を反対方向へシフトさせるためのアクチュエータが配置されている。このようなシフトにより、減衰器を調整している間の仮想焦点のあらゆる移動がオフセットされる。多数の異なるメカニズムを使用して、反射表面を同時に傾斜させ、且つ、シフトさせることができる。

他の実施例では、照明システムは、放射源から放射を受け取るように構成されており、また、アクチュエータは、反射表面が傾斜する際に放射源の位置をシフトさせるためのものであり、それにより、ビームが集束する仮想焦点を異なる減衰設定に対して実質的に同じ位置に維持している。

上で説明した構造は、投影ビーム中の放射の波長がＥＵＶレンジの波長、つまり約５ｎｍと約２０ｎｍの間の波長である場合にとりわけ有利であることが分かっているが、本発明は任意の波長の放射に使用することができることは理解されよう。

本発明の他の態様によれば、基板を提供する段階と、照明システムを使用して投影放射ビームを提供する段階と、投影ビームにパターンを付与するパターン形成用構造を使用する段階と、基板の目標部分に投影するように投影システムを使用して、パターン形成された放射ビームを引き渡す段階と、入力放射ビームが第１の反射表面に入射し、それにより第１の反射表面に入射した入力放射ビームが第２の反射表面に向かって反射し、それにより放射が反射され、必要な強度を有する出力放射ビームを生成するように２つの平行反射表面を位置決めすることにより、また、反射表面を互いに平行に維持し、また、反射表面に入射する放射の角度が変化して、出力ビームの位置が変化することなくその強度が変化するように反射表面を傾斜させることにより、照明システムによって供給される投影放射ビームの強度を変化させる段階とを含むデバイス製造方法が提供される。

また、本発明により、入力放射ビームが第１の反射表面に入射し、それにより第１の反射表面に入射した入力放射ビームが第２の反射表面に向かって反射し、それにより放射が反射され、必要な強度を有する出力放射ビームを生成するように位置決めされた２つの平行反射表面と、反射表面を互いに平行に維持し、また、反射表面に入射するビームの角度が変化して、出力ビームの位置が変化することなくその強度が変化するように反射表面を傾斜させるように構築及び構成されたアクチュエータとを備えた可変減衰器が提供される。

本明細書においては、リソグラフィ装置の、とりわけＩＣの製造における使用に言及しているが、本明細書において説明するリソグラフィ装置は、集積光学系、磁区メモリのための誘導及び検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造などの他の応用例を有していることを理解されたい。このような代替応用例の文脈においては、本明細書における「ウェハ」或いは「ダイ」という用語の使用はすべて、それぞれより一般的な「基板」或いは「目標部分」という用語の同義語と見なすことができることは、当業者には理解されよう。本明細書において参照している基板は、たとえばトラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、露光済みレジストを現像するツール）或いは計測ツール又は検査ツール中で、露光前又は露光後に処理することができる。適用可能である場合、本明細書における開示は、このような基板処理ツール及び他の基板処理ツールに適用することができる。また、基板は、たとえば多層ＩＣを生成するために複数回処理することができるため、本明細書に使用している基板という用語は、処理済みの複数の層が既に含まれている基板を指している場合もある。

本明細書に使用している「放射」及び「ビーム」という用語には、紫外（ＵＶ）放射（たとえば波長が３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ又は１２６ｎｍの放射）、極紫外（ＥＵＶ）放射（たとえば波長の範囲が５〜２０ｎｍの放射）、及びイオン・ビーム或いは電子ビームなどの粒子線を含むあらゆるタイプの電磁放射が包含されている。

本明細書に使用している「パターン形成手段」或いは「パターン形成用構造」という用語は、投影ビームの断面にパターンを付与し、それにより基板の目標部分にパターンを生成するために使用することができる機器を意味するものとして広義に解釈されたい。また、投影ビームに付与されるパターンは、基板の目標部分における所望のパターンに必ずしも厳密に対応している必要はないことに留意されたい。通常、投影ビームに付与されるパターンは、目標部分に生成されるデバイス、たとえば集積回路中の特定の機能層に対応している。

パターン形成用構造は、透過型であっても或いは反射型であっても良い。パターン形成用構造の実施例には、マスク、プログラム可能ミラー・アレイ及びプログラム可能ＬＣＤパネルがある。マスクはリソグラフィにおいて十分知られており、バイナリ、レベンソン型位相シフト、ハーフトーン型位相シフトなどのマスク・タイプ、及び様々なハイブリッド・マスク・タイプが知られている。プログラム可能ミラー・アレイの実施例には、マトリックスに配列された微小ミラーが使用されている。微小ミラーの各々は、入射する放射ビームが異なる方向に反射するよう、個々に傾斜させることができるため、この方法によって反射ビームがパターン形成される。

支持構造は、パターン形成用構造を支持している。つまり、支持構造は、パターン形成用構造の重量を支えている。支持構造は、パターン形成用構造の配向、リソグラフィ装置の設計及び他の条件、たとえばパターン形成用構造が真空環境中で保持されているか否か等に応じた方法でパターン形成用構造を保持している。パターン形成用構造の支持には、機械式クランプ技法、真空、又は他のクランプ技法、たとえば真空条件下における静電クランプ技法を使用することができる。支持構造は、たとえば必要に応じて固定又は移動させることができ、且つ、たとえば投影システムに対してパターン形成用構造を確実に所望の位置に配置することができるフレームであっても、或いはテーブルであっても良い。本明細書における「レチクル」或いは「マスク」という用語の使用はすべて、より一般的な「パターン形成用構造」という用語の同義語と見なすことができる。

本明細書に使用している「投影システム」という用語には、たとえば使用する露光放射に適した、或いは浸漬液の使用又は真空の使用などの他の要因に適した、屈折光学系、反射光学系及びカタディオプトリック光学系を始めとする様々なタイプの投影システムが包含されているものとして広義に解釈されたい。本明細書における「レンズ」という用語の使用はすべて、より一般的な「投影システム」という用語の同義語と見なすことができる。

また、照明システムには、投影放射ビームを導き、整形し、或いは制御するための屈折光学構成要素、反射光学構成要素及びカタディオプトリック光学構成要素を始めとする様々なタイプの光学構成要素が包含されており、このような構成要素についても、以下、集合的又は個々に「レンズ」と呼ぶ。

リソグラフィ装置は、場合によっては２つ（二重ステージ）以上の基板テーブル（及び／又は複数のマスク・テーブル）を有するタイプの装置であり、このような「多重ステージ」マシンの場合、追加テーブルを並列に使用することができ、或いは１つ又は複数の他のテーブルを露光のために使用している間、１つ又は複数のテーブルに対して予備工程を実行することができる。

また、リソグラフィ装置は、基板が比較的屈折率の大きい液体中、たとえば水中に浸され、それにより投影システムの最終要素と基板の間の空間が充填されるタイプの装置であっても良い。また、リソグラフィ装置内の他の空間、たとえばマスクと投影システムの第１の要素の間に浸漬液を充填することも可能である。浸漬技法は、当分野においては、投影システムの開口数を大きくすることで良く知られている。

以下、本発明の実施例について、単なる実施例に過ぎないが、添付の略図を参照して説明する。図において、同様の参照記号は、対応する部分を表している。

以下の説明には、本発明の特定の実施例を参照しているが、以下で説明する方法以外の方法でも本発明を実施することができることは理解されよう。以下の説明は、本発明の制限を意図したものではない。

図１は、典型的なリソグラフィ装置を略図で示したものである。このリソグラフィ装置は、
−投影放射（たとえばＵＶ放射又はＥＵＶ放射）ビームＰＢを提供するための照明システムＩＬと、
−パターン形成用構造（たとえばマスク）ＭＡを支持するための、パターン形成用構造をアイテムＰＬに対して正確に位置決めするための第１の位置決め手段ＰＭに接続された第１の支持構造（たとえばマスク・テーブル）ＭＴと、
−基板（たとえばレジスト被覆ウェハ）Ｗを保持するための、基板をアイテムＰＬに対して正確に位置決めするための第２の位置決め手段ＰＷに接続された基板テーブル（たとえばウェハ・テーブル）ＷＴと、
−パターン形成用構造ＭＡによって投影ビームＰＢに付与されたパターンを基板Ｗの目標部分Ｃ（たとえば１つ又は複数のダイからなる）に結像するための投影システム（たとえば反射型投影レンズ）ＰＬと
を備えている。

図に示すように、このリソグラフィ装置は、反射型（たとえば反射型マスク又は上で参照したタイプのプログラム可能ミラー・アレイを使用した）タイプの装置である。別法としては、このリソグラフィ装置は、透過型（たとえば透過型マスクを使用した）タイプの装置であっても良い。

照明システムＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受け取っている。放射源がたとえばプラズマ放電源である場合、放射源及びリソグラフィ装置は、個別の構成要素にすることができる。このような場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとは見なされず、放射ビームは、通常、たとえば適切な集光ミラー及び／又はスペクトル純度フィルタを備えた放射コレクタを使用して放射源ＳＯから照明システムＩＬへ引き渡される。それ以外のたとえば放射源が水銀灯などの場合、放射源はリソグラフィ装置の一構成要素である。放射源ＳＯ及び照明システムＩＬは、放射システムと呼ぶことができる。

照明システムＩＬは、放射ビームの角強度分布を調整するための要素を備えることができる。通常、イルミネータのひとみ平面内における強度分布の少なくとも外部及び／又は内部径方向範囲（一般に、それぞれσ−ｏｕｔｅｒ及びσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれている）は調整が可能である。照明システムは、投影ビームＰＢと呼んでいる、所望する一様な強度分布をその断面に有する調節済み放射ビームを提供している。

投影ビームＰＢは、マスク・テーブルＭＴ上に保持されているマスクＭＡに入射する。マスクＭＡで反射した投影ビームＰＢは、ビームを基板Ｗの目標部分Ｃに集束させるレンズＰＬを通過する。基板テーブルＷＴは、第２の位置決め手段ＰＷ及び位置センサＩＦ２（たとえば干渉デバイス）を使用して正確に移動させることができ、それによりたとえば異なる目標部分Ｃを投影ビームＰＢの光路内で位置決めすることができる。同様に、第１の位置決め手段ＰＭ及び位置センサＩＦ１を使用して、たとえばマスク・ライブラリから機械的に検索した後、又は走査中に、マスクＭＡを投影ビームＰＢの光路に対して正確に位置決めすることができる。通常、対物テーブルＭＴ及びＷＴの移動は、位置決め手段ＰＭ及びＰＷの一部を形成している長ストローク・モジュール（粗位置決め）及び短ストローク・モジュール（精密位置決め）を使用して実現されているが、ステッパ（スキャナではなく）の場合、マスク・テーブルＭＴは、短ストローク・アクチュエータのみに接続することができ、或いは固定することも可能である。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク位置合せマークＭ１、Ｍ２及び基板位置合せマークＰ１、Ｐ２を使用して整列させることができる。

図に示す装置は、以下に示す好ましい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及び基板テーブルＷＴが基本的に静止状態に維持され、投影ビームに付与されたパターン全体が目標部分Ｃに１回で投影される（つまり単一静止露光）。次に、基板テーブルＷＴがＸ及び／又はＹ方向にシフトされ、異なる目標部分Ｃが露光される。ステップ・モードでは、露光視野の最大サイズによって、単一静止露光で結像される目標部分Ｃのサイズが制限される。

２．走査モードでは、投影ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影されている間、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴが同期走査される（つまり単一動的露光）。マスク・テーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影システムＰＬの倍率（縮小率）及び画像反転特性によって決定される。走査モードでは、露光視野の最大サイズによって、単一動的露光における目標部分の幅（非走査方向の）が制限され、また、走査運動の長さによって目標部分の高さ（走査方向の）が左右される。

３．他のモードでは、プログラム可能パターン形成用構造を保持して、マスク・テーブルＭＴが基本的に静止状態に維持され、投影ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影されている間、基板テーブルＷＴが移動又は走査される。このモードでは、通常、パルス放射源が使用され、走査中、基板テーブルＷＴが移動する毎に、或いは連続する放射パルスと放射パルスの間に、必要に応じてプログラム可能パターン形成用構造が更新される。この動作モードは、上で参照したタイプのプログラム可能ミラー・アレイなどのプログラム可能パターン形成用構造を利用しているマスクレス・リソグラフィに容易に適用することができる。

上で説明した使用モードの組合せ及び／又はその変形形態、或いは全く異なる使用モードを使用することも可能である。

図２は、本発明の一実施例によるＥＵＶリソグラフィ装置の側面図を示したものである。この構造は、図１に示すリソグラフィ装置の構造とは異なっているが、動作原理は同様であることに留意されたい。図２に示すＥＵＶリソグラフィ装置は、ソース−コレクタ・モジュールすなわち放射ユニット３、照明システムＩＬ及び投影システムＰＬを備えている。放射ユニット３は、たとえばＸｅガス又はＬｉ蒸気などのガス又は蒸気を使用することができる放射源ＬＡを備えている。非常に熱い放電プラズマがこのガス又は蒸気中に生成され、それにより電磁放射スペクトルのＥＵＶレンジの放射が放出される。この放電プラズマは、部分的にイオン化した電気放電プラズマを光軸Ｏ上に崩壊させることによって生成される。放射を効率的に生成するためには、０．１ミリバールのＸｅ、Ｌｉ蒸気或いは他の適切な任意のガス又は蒸気の分圧が必要である。放射源ＬＡによって放出された放射は、ガス障壁構造すなわち「フォイル・トラップ」９によって放射源チャンバ７からコレクタ・チャンバ８へ引き渡される。このガス障壁構造は、たとえば、参照により本明細書に援用するＥＰ−Ａ−１ ２３３ ４６８及びＥＰ−Ａ−１ ０５７ ０７９に詳細に記載されているようなチャネル構造を備えている。

コレクタ・チャンバ８には、たとえばグレージング入射コレクタによって形成された放射コレクタ１０が組み込まれている。放射コレクタ１０によって引き渡された放射は、可変減衰器Ａの２つの平行ミラー２１及び２２で反射し、コレクタ・チャンバ８内の開口部の仮想源点１２に集束する。コレクタ・チャンバ８から射出した投影ビーム１６は、照明システムＩＬ内の垂直入射反射器１３、１４で、マスク・テーブルＭＴ上に配置されたレチクルすなわちマスクに向かって反射する。パターン形成されたビーム１７が形成され、投影システムＰＬの反射要素１８、１９によって基板テーブルＷＴ上に結像される。照明システムＩＬ及び投影システムＰＬ内には、図に示す数より多い要素を使用することも可能である。

可変減衰器Ａに入射する放射ビームが発散ビームである場合、減衰器Ａのミラー２１及び２２は、第２のミラー２２を通り過ぎた仮想源点１２に放射を集束するように機能する。図には示されていない実施例では、放射ビームは、両方のミラーの手前の一点に集束している。また、図３は、入力放射ビームの発散が、ミラー２１と２２の間の一点１２’にビームが集束するような発散である代替実施例を示したものである。この実施例は、より微小なミラー反射表面を使用することができ、したがってミラーの製造が単純になり、延いてはコストが低減されるため、有利である。

減衰器Ａによるビームの減衰度は、説明図４の（ａ）及び（ｂ）を参照してより詳細に説明する方法で変化させることができる。図４（ａ）は、第１の減衰位置にある減衰器Ａを示したものであり、図４（ｂ）は、第２の減衰位置にある、減衰器Ａを調整した後の減衰器Ａを示したものである。減衰器Ａによるビームの減衰の程度は、第１の減衰位置４（ａ）における減衰器Ａより第２の減衰位置４（ｂ）における減衰器Ａの方が大きいが、それは、ビームがより大きい角度でミラー２１及び２２の反射表面に入射するため、ミラーで反射する放射の割合がより小さいこと（及びミラーによって吸収され、熱として散逸する割合がより大きいこと）によるものである。また、図４（ｂ）には、このような調整の前のミラー２１及び２２の位置が破線で示されており、２つの位置の間のミラーの移動の程度を明確に理解することができる。この点に関して、ミラー２１及び２２の各々が反時計方向に角度αだけ回転し、同時に、ミラー２１及び２２の各々が距離ｘだけ、出力ビームが伝搬する方向に対してそれぞれ異なる方向にシフトしていることが分かる。いずれの調整位置４（ａ）及び（ｂ）においても、ビームは、ミラー２１と２２の間の同じ点１２に収束し、また、出力ビームは、実質的に同じ経路に沿って透過している。したがって、照明システムの他の特性に悪影響を及ぼすことなく減衰器Ａの減衰度を調整することができる。また、図４（ｂ）には、照明システムから見た場合にビームが集束する仮想点である仮想焦点２３が示されている。仮想焦点２３と照明システムの次のミラー１３の間の距離は、すべての減衰器設定（つまり、異なる傾斜角度α及び位置シフトｘ）に対して一定でなければならない。

上で説明したビームの集束は、入力ビームが発散ビーム（或いは集束ビーム）であることを利用したものである。ビームが平行ビームである場合は、焦点１２及び仮想焦点２３は存在しない。

ミラー２１及び２２を傾斜させ、且つ、シフトさせることによる、減衰を変化させるための減衰器Ａの調整の結果として、仮想焦点２３の位置の変化を補償することができる。図５の（ａ）及び（ｂ）は、ミラー２１及び２２の２つの調整設定を示す説明図である。減衰器を通過するビームの２つの調整位置の間の光路長差を強調するために、調整は誇張されている。図から、２つの減衰設定の間には、Ｌ_４＜Ｌ_１＋Ｌ_２＋Ｌ_３の点で光路長差があることが分かる。したがって、入力ビームが非平行ビームの場合、仮想焦点は、図５（ａ）を詳細に示す拡大図５（ｂ）に示すように、位置２３’と２３”の間でシフトすることになる。位置が一致する２つの減衰設定に２つの仮想焦点２３’及び２３”を確実に対応させるために、図１及び２に示すように、光軸Ｏに沿って放射源ＬＡをシフトさせることによってこれらの点が実質的に一定の位置に維持されることを保証するための補償構造を提供することができる。このような構造における放射源のシフトは、放電源の陰極及び陽極を移動させることによって実施することができる。このような構造により、２つの調整位置の間であるため、実焦点１２をシフトさせている間に仮想焦点２３’及び２３”が確実に一致する。放射源ＬＡが光軸ＯＡに沿って距離Δｖだけシフトすると、それにより焦点１２がＭ^２×Δｖだけシフトすることになる。Ｍは放射コレクタ１０の倍率である。焦点１２を光路に沿ってシフトさせることにより、同じく仮想焦点がシフトする。これは、単純な理想レンズ公式を使用して説明することができる。

上式で、
ｖは物体距離（つまり放射源位置）
ｂは画像距離（つまり焦点１２の位置）
ｆはコレクタ・モジュール（図３の１０）の焦点距離
である。微小シフト（Δｂ）を必要とする場合、放射源の微小シフト（Δｖ）を適用することができ、それにより次の式が得られる。

この式は、

（これは、微小シフトΔｖに対して真である）
と仮定すると、

に単純化される。Ｍはコレクタ・モジュールの倍率である。

図６は、このような減衰器のミラー２１及び２２を傾斜させ、且つ、シフトさせるための可能な構造を示したものである。ミラー２１及び２２を傾斜させ、且つ、シフトさせるために、ミラー２１及び２２は、傾斜軸受２３及び２４によってスライダ２５及び２６の上に取り付けられている。ミラー２１及び２２は、入力ビームに対するミラー２１及び２２の角度を調整するように、スライダ２５及び２６上の軸受２３及び２４中に傾斜させることができ、同時に、スライダ２５及び２６が取り付けられているレール２７及び２８に沿ってスライダ２５及び２６をスライドさせることによって反対方向にシフトさせることができる。スライダ２５及び２６は、リニア・モータを使用して移動させることができ、また、ミラー２１及び２２は、モータが取り付けられた傾斜テーブルを使用して傾斜させることができる。

減衰器の減衰特性は、ミラーの反射表面に対するビームの入射角に左右されるだけでなく、反射表面の反射率によっても左右されること、また、この反射率は、上で既に言及したように、反射表面に特殊なコーティングを施すことによって大きくすることができることは理解されよう。

図７は、放射波長が１３．５ｎｍの場合の、減衰器Ａのミラー表面に対するビームの主光線角度を関数とした個々の反射表面の反射率をグラフで示したものである。このグラフには、４つの異なるコーティングに対応する４つの曲線、すなわち（ｉ）単層コーティングに対応する曲線３０（実線で示す曲線）、（ｉｉ）第１の多層コーティングに対応する曲線３１（破線で示す曲線）、（ｉｉｉ）第２の多層コーティングに対応する曲線３２（点線で示す曲線）、及び（ｉｖ）第３の多層コーティングに対応する曲線３３（一点鎖線で示す曲線）が示されている。照明システムの光学レイアウトに応じて異なるコーティングを反射表面に施すことができるため、必要な放射強度プロファイルの減衰器出力ビームを得ることができる。微小角度（５度程度）における反射率が大きく（最大９６％）、減衰器全体で９２％の総合透過率が得られるため、ほとんどの場合、単層コーティングであることが好ましい。２５度の角度では、ミラーの各々の典型的な反射率は１０％であり、したがって減衰器全体の総合透過率は１％（１０％×１０％）であり、これは、このような減衰器の総合透過率の範囲が、９２％（５度における）から１％（２５度における）に及んでいることを意味している。

Ｐ．ｖａｎ Ｌｏｅｖｅｎｓｔｅｉｎらの「Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ」（１９９６年７月、第３５巻第１９号）に記載されているような階段化多層コーティング及びランダム化多層コーティングを始めとする広範囲にわたる異なるコーティングを使用することができることは理解されよう。通常の多層コーティングは、一般的に各二重膜の厚さが同じ繰返し構造と見なされているが、階段化多層は、コーティングの頂部の二重膜の厚さを底部の二重膜の厚さと比較して分厚くすることができ、或いはその逆も可能である。また、二重膜の厚さが二重膜のスタックの厚さ全体にわたってランダムに変化するランダム化多層を使用することも可能である。このようなランダム化多層の場合、１２ｎｍと３０ｎｍの間で二重膜の厚さを変化させることができる。

図７に示す曲線を生成する実施例の場合、曲線３０に対応する単層コーティングは、４０ｎｍモリブデン（Ｍｏ）コーティングである。曲線３１に対応する第１の多層コーティングは、１２ｎｍのＭｏ層とその頂部の１８ｎｍのＳｉ層及びその頂部の１２ｎｍのＭｏ層からなる３０ｎｍモリブデン／ケイ素（Ｍｏ／Ｓｉ）多層コーティングである。曲線３２及び３３に対応する第２及び第３の多層コーティングも同じくＭｏ／Ｓｉ多層コーティングであり、厚さ１７ｎｍ（曲線３２）及び１３ｎｍ（曲線３３）の二重膜を有している。二重膜の厚さは、１つのＭｏ層と１つのＳｉ層を合わせた厚さである。曲線３２及び３３を生成する多層コーティングの場合、二重膜の数は、それぞれ１０及び４０である。

本発明の範囲内で、上で説明した実施例に対する多数の変形形態を企図することができる。たとえば、上で説明したリソグラフィ装置は、反射型レチクル及び反射型要素を備えた投影システムを備えているが、透過型レチクル及び／又は要素を投影システムに使用することも可能である。また、リソグラフィ装置は、ＥＵＶ放射と共に使用するための装置として説明されているが、他の波長の放射を使用することも可能であることは理解されよう。

典型的なリソグラフィ装置を示す略図である。 極紫外（ＥＵＶ）放射と共に使用するための本発明の実施例を示す略図である。 極紫外（ＥＵＶ）放射と共に使用するための本発明の実施例を示す他の略図である。 （ａ）は減衰器のミラー位置の説明図であり、（ｂ）は別の位置の説明図である。 （ａ）は減衰器のミラー調整設定の説明図であり、（ｂ）はその拡大図である。 本発明の一実施例に使用することができるミラー調整メカニズムを示す図である。 角度を関数とした様々なコーティングに対する反射率を示すグラフである。

符号の説明

３ 放射ユニット
７ 放射源チャンバ
８ コレクタ・チャンバ
９ フォイル・トラップ
１０ 放射コレクタ
１２ 仮想源点（焦点、実焦点）
１２’ ミラー２１と２２の間の一点
１３、１４ 垂直入射反射器
１６、ＰＢ 投影放射ビーム（投影ビーム）
１７ パターン形成されたビーム
１８、１９ 反射要素
２１、２２ 平行ミラー
２３、２３’、２３” 仮想焦点
２３、２４ 軸受
２５、２６ スライダ
２７、２８ レール
Ａ 可変減衰器
Ｃ 目標部分
ＩＦ１、ＩＦ２ 位置センサ
ＩＬ 照明システム
ＬＡ、ＳＯ 放射源
Ｍ１、Ｍ２ マスク位置合せマーク
ＭＡ パターン形成用構造
ＭＴ 第１の支持構造（マスク・テーブル）
Ｏ 光軸
Ｐ１、Ｐ２ 基板位置合せマーク
ＰＬ 投影システム（レンズ）
ＰＭ 第１の位置決め手段
ＰＷ 第２の位置決め手段
Ｗ 基板
ＷＴ 基板テーブル

Claims (22)

1. 投影放射ビームを提供するための照明システムと、
   前記投影ビームにパターンを付与するように構築及び構成されたパターン形成用構造を支持する支持構造と、
   基板を保持するための基板テーブルと、
   前記パターン形成されたビームを前記基板の目標部分に投影するための投影システムと、
   前記照明システムの一部を形成している可変減衰器であって、
   入力放射ビームが第１の反射表面に入射し、それにより前記第１の反射表面に入射した前記入力放射ビームが第２の反射表面に向かって反射し、それにより放射が反射され、必要な強度を有する出力放射ビームを生成するように位置決めされた２つの実質的に平行な反射表面と、
   前記反射表面を互いに実質的に平行に維持し、また、前記第１の反射表面に入射する前記入力ビームの角度及び前記第２の反射表面に入射する反射ビームの角度が変化して、前記出力ビームの位置が実質的に変化することなくその強度が変化するように前記反射表面を傾斜させるためのアクチュエータとを備えた可変減衰器とを備えたリソグラフィ装置。
2. 前記反射表面が、前記入力ビームに対して、前記反射表面に約２０度と６０度の間の角度で前記放射が入射するように位置決めされた、請求項１に記載の装置。
3. 前記反射表面が、前記入力ビームに対して、前記反射表面に最大３０度のグレージング入射角で前記放射が入射するように位置決めされた、請求項１に記載の装置。
4. 前記反射表面が、前記入力ビームに対して、前記反射表面の間の一点に前記放射が集束するように位置決めされた、請求項１に記載の装置。
5. 前記反射表面が、前記入力ビームに対して、前記第２の反射表面を通り過ぎた一点に前記放射が集束するように位置決めされた、請求項１に記載の装置。
6. 前記反射表面が、前記入力ビームに対して、前記第１の反射表面の手前の一点に前記放射が集束するように位置決めされた、請求項１に記載の装置。
7. 反射率を大きくするための単層コーティングが前記反射表面に施された、請求項１に記載の装置。
8. 反射率を大きくするための多層コーティングが前記反射表面に施された、請求項１に記載の装置。
9. 二重膜の重なりからなり、前記二重膜の厚さが前記重なりの厚さ全体に渡ってランダムに変化するランダム化多層コーティングが前記反射表面に施された、請求項１に記載の装置。
10. 前記アクチュエータが、前記出力ビームを異なる減衰設定に対して実質的に同じ位置に維持するように、前記反射表面が傾斜している間、前記反射表面を反対方向へシフトさせるように構成された、請求項１に記載の装置。
11. 前記放射の波長が約５ｎｍと約２０ｎｍの間である、請求項１に記載の装置。
12. 前記照明システムが放射源から放射を受け取るように構成され、前記放射が集束する仮想焦点を異なる減衰設定に対して実質的に同じ位置に維持するように、前記反射表面が傾斜する際に、前記放射源の位置をシフトさせることができる、請求項１に記載の装置。
13. 入力放射ビームが第１の反射表面に入射し、それにより前記第１の反射表面に入射した前記入力放射ビームが第２の反射表面に向かって反射し、それにより放射が反射され、必要な強度を有する出力放射ビームを生成するように２つの実質的に平行な反射表面を位置決めする段階と、
    前記反射表面を互いに実質的に平行に維持し、また、前記反射表面に入射する放射の角度が変化して、前記出力ビームの位置が実質的に変化することなくその強度が変化するように前記反射表面を傾斜させる段階と
    によって、パターン形成され、放射線感応表面を有する基板に投影される投影放射ビームの強度を変化させる段階を含むデバイス製造方法。
14. 前記反射表面が、前記入力ビームに対して、前記反射表面に約２０度と６０度の角度で前記放射が入射するように位置決めされた、請求項１３に記載の方法。
15. 前記反射表面が、前記入力ビームに対して、前記反射表面に最大３０度のグレージング入射角で前記放射が入射するように位置決めされた、請求項１３に記載の方法。
16. 前記反射表面が、前記入力ビームに対して、前記反射表面の間の一点に前記放射が集束するように位置決めされた、請求項１３に記載の方法。
17. 前記反射表面が、前記入力ビームに対して、前記第２の反射表面を通り過ぎた一点に前記放射が集束するように位置決めされた、請求項１３に記載の方法。
18. 前記反射表面が、前記入力ビームに対して、前記第１の反射表面の手前の一点に前記放射が集束するように位置決めされた、請求項１３に記載の方法。
19. 前記反射表面が、前記出力ビームを異なる減衰設定に対して実質的に同じ位置に維持するように、前記反射表面の傾斜と同時に反対方向へシフトされる、請求項１３に記載の方法。
20. 前記放射の波長が約５ｎｍと約２０ｎｍの間である、請求項１３に記載の方法。
21. 放射源から放射を受け取る段階と、
    前記放射が集束する仮想焦点を異なる減衰設定に対して実質的に同じ位置に維持するように、前記反射表面が傾斜する際に、前記放射源の位置をシフトさせる段階とをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
22. 入力放射ビームが第１の反射表面に入射し、それにより前記第１の反射表面に入射した前記入力放射ビームが第２の反射表面に向かって反射し、それにより放射が反射され、必要な強度を有する出力放射ビームを生成するように位置決めされた２つの実質的に平行な反射表面と、
    前記反射表面を互いに実質的に平行に維持し、また、前記第１の反射表面に入射する前記入力ビームの角度及び前記第２の反射表面に入射する反射ビームの角度が変化して、前記出力ビームの位置が実質的に変化することなくその強度が変化するように前記反射表面を傾斜させるアクチュエータとを備えた可変減衰器。

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