JP2005328058A - リソグラフィ装置、デバイス製造方法および放射線システム - Google Patents

Abstract

【課題】放射線出力を高めるリソグラフィ投影装置を提供する。
【解決手段】リソグラフィ投影装置が、放射線ビームを提供するように構成された照明システムと、パターンが形成された放射線ビームを基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムとを有し、照明システムは、第１の放射線源１０と、放射線源の出力を高めるように構成された少なくとも１つのミラー１４とを有している。照明システムはまた第２の放射線源１２と、それら放射線源の間に配置された少なくとも１つのミラー１４とを有し、第２の放射線源の出力を第１の放射線源に結像させ、それによって放射線源の出力を高めるようにすることができる。放射線源は、ＥＵＶ波長範囲の放射線を放出するように動作可能とすることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、リソグラフィ装置、デバイス製造方法および放射線システムに関する。本発明は、極紫外（ＥＵＶ）範囲の波長を有する放射線と共に使用するように設計されたリソグラフィ装置に関する。

リソグラフィ装置は、基板のターゲット部分の上に所望のパターンを適用する機械である。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。この場合、マスクまたはレチクルと呼ばれることもあるパターン形成デバイスを用いて、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成することができる。これは、レチクルと基板の間に位置し、レチクルの照射された部分を基板のターゲット部分に結像させるために設けられた投影システムを用いて行われる。投影システムは、放射線ビームの方向付け、形成および／または制御を行うための構成要素を含んでいる。レジストなどの放射線感光材料の層を有する基板（例えばシリコン・ウェハ）上の（例えば１つまたは複数のダイの一部を含む）ターゲット部分に、パターンを結像させることができる。一般には、単一の基板が、連続的に露光される隣接ターゲット部分の網（ネットワーク）を含んでいる。周知のリソグラフィ装置には、パターン全体をターゲット部分の上に１回で露光することによって各ターゲット部分を照射する、いわゆるステッパと、投影ビームによって、一般に「走査」方向と呼ばれる所与の方向にパターンを走査し、それと同時にこの方向に対して平行または逆平行に基板を同期して走査することによって各ターゲット部分を照射する、いわゆるスキャナとが含まれる。

リソグラフィにおける重要な観点は、基板に適用されるパターンのフィーチャ・サイズである。できるだけ小さく且つ互いに近接したフィーチャを解像することができる装置を製造することが望ましい。いくつかのパラメータが、実現可能なフィーチャの解像度に対して影響する。その１つは、パターンの露光に用いられる放射線の波長である。５〜２０ｎｍの間、一般には１３．５ｎｍのＥＵＶ波長を有する放射線を用いると、最小３２ｎｍのフィーチャ・サイズを作製することができると見込まれる。

様々なＥＵＶ源が知られており、例えば一部のプラズマ・ベースの放射線源がこの波長範囲の放射線を放出する。こうした放射線源は体積放射器（ｖｏｌｕｍｅ ｒａｄｉａｔｏｒ）である。このため、放射器は、それが放出する放射線に対して（実質的に）透過性であり、したがって体積内部で発生した放射線が体積の表面に向かって自由に伝わり、放射線種と作用することなくこの表面を通過する。適切なレーザ放射線または放電を用いることによってプラズマ源を誘導することができる。こうした放射線源には多くの様々な形のものがあり、また当技術分野において周知である。様々な例が国際公開第０１／９９１４３号パンフレットに記載されている。

ＥＵＶ範囲の波長を用いると、きわめて小さいフィーチャを作製することが可能になるが、それによって実用上の問題が生じる可能性がある。この波長の放射線はあらゆる材料に吸収され、したがって屈折光学系と共に使用するには不適切である。したがってＥＵＶリソグラフィと共に使用する投影システムの光学系は、ミラーをベースとしたものでなければならず、これは超高真空（ＵＨＶ）環境でしか動作することができない。他の問題は、放電源に対する変換効率、すなわち必要な波長での出力と入力の比がきわめて小さいことであり、したがって、それに対応して放射線出力は低くなる。

本発明の観点は、先に論じた問題を少なくとも部分的に軽減することである。

本発明の第１の観点によれば、放射線ビームを提供するように構成された照明システムと、パターン形成デバイスを支持するように構成された支持体であって、パターン形成デバイスがビームの断面にパターンを与えるように構成されている支持体と、基板を保持するように構成された基板テーブルと、パターンが形成された放射線を基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムとを有するリソグラフィ投影装置であって、照明システムが、第１の放射線源と、ビームのパワーを高めるように構成された少なくとも１つのミラーとを有しているリソグラフィ投影装置が提供される。

ビームの放射線パワーを高めるということは、１つまたは複数のミラーがないときに得られるレベルよりも高いレベルまでパワーを高めることを意味している。

放射線源は体積放射線源（ｖｏｌｕｍｅ ｒａｄｉａｔｉｎｇ ｓｏｕｒｃｅ）とすることができ、その背面側または裏面側で開放されている。また放射線源の後方にミラーを設け、それによって放射線源から後方へ放出された放射線を前方へ反射して照明放射線を増大させ、投影ビームの放射線パワーを高めるようにすることができる。ミラーは球面ミラーまたは楕円面ミラーとすることができる。放射線源は、実質的にミラーの焦点に配置することができる。

別法として、または追加として、第２の放射線源を第１の放射線源上に結像させるように、前記少なくとも１つのミラーを構成することができる。第２の放射線源を第１の放射線源に結像させるために、この少なくとも１つのミラーを放射線源の間に設け、それよって第１の放射線源の出力を高めることができる。例えば単一の楕円面ミラーを用いることが可能であり、これを光軸線に関して回転対称とし、またその端部で開放し、それによって光線がミラーに入り且つそこから出ることができるようになっている。この場合、第１および第２の放射線源は、ミラーの第１および第２の焦点に配置される。あるいは第１の放射線源を第１の放物面の焦点に配置し、第２の放射線源を第２の放物面の焦点に配置した、２つの放物面ミラーの組み合わせを用いることもできる。もちろんこの配置では、光線を次の段階である照明システムに向けて外側へ送ることができるように、ミラーの１つは一端で開放されていなければならない。他の構成として、ウォルター型ミラーなどの入れ子式の斜入射ミラー、ウィスパリング・ギャラリー・ミラー（ｗｈｉｓｐｅｒｉｎｇ ｇａｌｌｅｒｙ ｍｉｒｒｏｒ）および球面ミラーが含まれる。ミラー配置のいくつかの形を用いて、２つ以上の放射線源の出力を足し合わせ、あるいは多重化することにより、ビームの全体的な放射線パワーが高められる。

ミラーを用いて放射線源からの放射線をそれ自体に結像させること、あるいはそれに第２の放射線を結像させることにより、エタンデュを増加させることなく、且つまた可動部品を用いることなく、ビームの放射線パワーを高める単純な配置が提供される。

第１および／または第２の放射線源と少なくとも１つのミラーとの間に、少なくとも１つのデブリ抑制システムを設けることができる。このデブリ抑制システムは、任意の適切な形をとることができる。例えばこうした各システムは、フォイル・トラップおよび／またはチョッパーの配列を含むことができる。

放射線源は体積放射線源とすることができる。この放射線源には、プラズマ放射線源が含まれる。プラズマ放射線源は、放電源またはレーザ生成プラズマ源とすることができる。放射線源は、ＥＵＶ範囲内の放射線を放出するように動作可能とすることもできる。放射線パルスの間でプラズマ源は少なくとも光学的に透過性である。

少なくとも１つの放射線源および少なくとも１つのミラーを単一の放射線源ユニットとして設けることが可能であり、またそれらを照明システムに合うように適合させることができる。

本発明の他の観点によれば、基板を提供するステップと、パターンが形成された放射線の投影ビームを、投影システムを通過させて基板のターゲット部分に投影するステップと、照明システムに１つまたは複数のミラーを用いて投影ビームの放射線パワーを高めるステップとを含むデバイス製造方法が提供される。

前記方法はさらに、放射線源から後方へ放出された放射線を前方へ反射して照明放射線を増大させるように、放射線源の後方にミラーを配置するステップを含むことができる。このミラーは球面ミラーでも非球面ミラーでもよく、また放射線源は実質的にミラーの焦点に位置することができる。

前記方法はまた、第２の放射線源を提供するステップと、１つまたは複数のミラーを用いて第２の放射線源を第１の放射線源に結像させ、それによって第１の放射線源の出力を高めるステップとを含むことができる。この方法はさらに、第２の放射線源を第１の放射線源に結像させるために、放射線源の間に少なくとも１つのミラーを設けるステップを含むことができる。この少なくとも１つのミラーは楕円形とすることができる。

第１および／または第２の放射線源は、体積放射線源とすることができる。第１および／または第２の放射線源はプラズマ放射線源でもよい。プラズマ放射線源は、放電プラズマ源またはレーザ誘導プラズマ源とすることができる。放射線源は、ＥＵＶ範囲内の放射線を放出するように動作可能とすることができる。

このデバイス製造方法は、第１および第２の放射線源の出力が加算されるように、第１および第２の放射線源を同時にシミュレートするステップを含むことができる。あるいは前記方法は、それら放射線源に放射線を交互に放出させて、それらの出力を織り交ぜる（組み合わせる）ステップを含むことができる。放射線源のうちの後方の放射線源によって放出された放射線が、他方の放射線源によって吸収されるのを回避することができる。

本発明の他の観点によれば、リソグラフィ投影装置にビームを提供するように構成された放射線システムまたはユニットであって、放射線源と、ビームの放射線パワーを増すように構成された少なくとも１つのミラーとを有するユニットが提供される。

この少なくとも１つのミラーは、放射線源から後方へ放出された放射線を前方へ反射して照明放射線を増大させるように、放射線源の後方に設けることができる。このミラーは球面ミラーでも非球面ミラーでもよく、また放射線源を実質的にミラーの焦点に配置することもできる。

別法として、あるいは追加として、第２の放射線源を第１の放射線源に結像させるように前記少なくとも１つのミラーを構成してもよい。第２の放射線源を第１の放射線源に結像させるために、この少なくとも１つのミラーを放射線源の間に設け、それによって第１の放射線源の出力を高めることができる。例えば単一の楕円面ミラーを用いることが可能であり、これを光軸線に関して回転対称とし、またその端部で開放し、それによって光線がミラーに入り且つそこから出ることができるようにする。この実施例では、第１および第２の放射線源が、ミラーの第１および第２の焦点に配置される。あるいは、第１の放射線源を第１の放物面の焦点に配置し、第２の放射線源を第２の放物面の焦点に配置した、２つの放物面ミラーの組み合わせを用いることもできる。他の構成としては、ウォルター型ミラーなどの入れ子式の斜入射ミラー、ウィスパリング・ギャラリー・ミラーおよび球面ミラーが含まれる。

放射線源は体積放射線源とすることができる。放射線源はプラズマ放射線源であってもよい。プラズマ放射線源は、放電プラズマ源またはレーザ誘導プラズマ源とすることができる。放射線源は、ＥＵＶ範囲内の放射線を放出するように動作可能とすることができる。

本発明の他の観点によれば、前述の本発明の観点のいずれかによるリソグラフィ・システム、および／またはデバイス製造方法、および／または放射線ユニットを直接または間接的に用いてデバイスが製造される。

本明細書で使用する「放射線」および「ビーム」という用語は、（例えば３６５、２４８、１９３、１５７または１２６ｎｍの波長を有する）紫外（ＵＶ）放射線、および（例えば５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）極紫外（ＥＵＶ）放射線を含むあらゆるタイプの電磁放射線、ならびにイオン・ビームや電子ビームなどの粒子ビームを包含する。

本明細書で使用する「パターン形成デバイス（あるいはパターニング・デバイス）」という用語は、基板のターゲット部分にパターンを生成するためなど、放射線ビームの断面にパターンを与えるために用いることができるデバイスを指すものとして広く解釈すべきである。投影ビームに与えられるパターンは、基板のターゲット部分における所望のパターンと厳密に一致していない可能性があることに留意すべきである。一般に、投影ビームに与えられるパターンは、集積回路などターゲット部分に作製されるデバイスの特定の機能層に対応している。

パターン形成デバイスは、透過式であっても反射式であってもよい。パターン形成デバイスは、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パネルのいずれかを含んでいてもよい。マスクはリソグラフィの分野では周知であり、それにはバイナリ・マスク、レベンソン型位相シフト・マスクおよびハーフトーン型位相シフト・マスクなどのマスク・タイプ、ならびに様々なハイブリッド型のマスク・タイプが含まれる。プログラマブル・ミラー・アレイの一例は、小さいミラーのマトリクス状の配列を使用するものであり、入射する放射線ビームを異なる方向に反射するように、それぞれのミラーを別々に傾斜させることができる。このようにして、反射ビームにパターンが形成される。

支持体は、例えばパターン形成デバイスの重量を支えるものである。支持体は、パターン形成デバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、ならびに例えばパターン形成デバイスが真空環境内に保持されているかどうかなど他の条件に応じた態様でパターン形成デバイスを保持する。支持体には、機械的クランピング、真空、または例えば真空条件下での静電的クランピングなど他のクランピング技術を用いることができる。支持体を、例えばフレームまたはテーブルとすることが可能であり、これらは必要に応じて固定することも移動させることもでき、またパターン形成デバイスが、例えば投影システムなどに対して所望の位置にあることを保証することができる。本明細書中の「レチクル」または「マスク」という用語の使用はいずれも、「パターン形成手段」という、より一般的な用語と同義であると考えられる。

本明細書で使用する「投影システム」という用語は、適宜、例えば使用される露光放射線に適当な、または浸漬液の使用や真空の使用など他の要因に適当な屈折光学系、反射光学系および反射屈折光学系を含む様々なタイプの投影システムを包含するものとして広く解釈すべきである。本明細書中の「レンズ」という用語の使用はいずれも、「投影システム」という、より一般的な用語と同義であると考えられる。

照明システムも、放射線ビームの方向付け、形成および／または制御のための屈折式、反射式および反射屈折式の光学要素を含めた様々なタイプの光学要素を包含することが可能であり、こうした構成要素も以下では一括して、または単独で「レンズ」と呼ぶことがある。

リソグラフィ装置は、２（デュアル・ステージ）または３以上の基板テーブル（および／または２以上のマスク・テーブル）を有するタイプのものとすることができる。こうした「マルチ・ステージ」装置では、追加のテーブルを並行して用いることができ、あるいは１つまたは複数のテーブル上で予備ステップを実施し、それと同時に１つまたは複数の他のテーブルを露光に用いてもよい。

リソグラフィ装置は、投影システムの最後の要素と基板との間の空間を満たすように、例えば水など比較的高い屈折率を有する液体に基板を浸すタイプのものであってもよい。浸漬液を、例えばマスクと投影システムの第１の要素との間など、リソグラフィ装置の他の空間に適用することもできる。投影システムの開口数を高めるための浸漬技術は、当技術分野において周知である。

次に本発明の実施例を、添付の概略図を参照して例示のみの目的で説明するが、図中において同じ参照記号は同じ部分を指すものであることに留意されたい。

図１は、放射線（例えばＵＶまたはＥＵＶ放射線）ビームＰＢを提供するように構成された照明システム（照明器）ＩＬを含む装置を示している。第１の支持構造体（例えばマスク・テーブル）ＭＴは、パターン形成デバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するように構成され、投影システム（「レンズ」）ＰＬに対してパターン形成デバイスを正確に位置決めする第１の位置決め装置ＰＭに接続されている。基板テーブル（例えばウェハ・テーブル）ＷＴは、基板（例えばレジスト塗布ウェハ）を保持するように構成され、投影システムＰＬに対して基板を正確に位置決めする第２の位置決め装置に接続されている。投影システム（例えば反射投影レンズ）ＰＬは、パターン形成デバイスＭＡによってビームＰＢに与えられたパターンを、基板Ｗの（例えば１つまたは複数のダイを含む）ターゲット部分Ｃに結像させるように構成されている。図１の装置は、例えば反射性マスク、または先に言及したタイプのプログラマブル・ミラー・アレイを使用する反射タイプのものである。しかしこの装置は、例えば透過性マスクを使用する透過タイプのものであってもよいことが理解されよう。

照明器ＩＬは放射線源ＳＯから放射線を受け取る。例えば放射線源がプラズマ放電源である場合には、放射線源とリソグラフィ装置を別々の構成要素にしてもよい。そのような場合、放射線源がリソグラフィ装置の一部を形成するものとはみなされず、放射線は一般に、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めた放射線コレクタを用いて、放射線源ＳＯから照明器ＩＬへ送られる。他の場合、例えば放射線源が水銀ランプである場合には、放射線源を装置の一部とすることができる。

照明器ＩＬは、ビームの角強度分布を調整するように構成された調整装置を含むことができる。一般に、照明器の瞳面内における強度分布の少なくとも外側および／または内側の半径方向範囲（それぞれ一般にσアウター、σインナーと呼ばれる）を調整することができる。照明器は、所望の均一性および強度分布をその断面内に有する、調節された放射線ビームＰＢを提供する。このビームＰＢは、マスク・テーブルＭＴ上に保持されたマスクＭＡに入射する。マスクＭＡによって反射されたビームＰＢは、ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃに集束させる投影システムＰＬを通過する。第２の位置決め装置ＰＷおよび位置センサＩＦ２（例えば干渉測定装置）を用いて、基板テーブルＷＴを、例えば異なるターゲット部分ＣをビームＰＢの経路内に位置決めするように、正確に移動させることができる。同様に、第１の位置決め装置ＰＭおよび位置センサＩＦ１（例えば干渉測定装置）を用いて、例えばマスクＭＡをマスク・ライブラリから機械的に取り出した後で、あるいは走査中に、マスクＭＡをビームＰＢの経路に対して正確に位置決めすることができる。一般に、オブジェクト・テーブルＭＴおよびＷＴの移動は、位置決め装置ＰＭおよびＰＷの一部を形成する長ストローク・モジュール（粗い位置決め）および短ストローク・モジュール（細かい位置決め）を用いて実現される。しかし（スキャナではなく）ステッパの場合には、マスク・テーブルＭＴを短ストローク・アクチュエータに接続するだけでもよいし、または固定してもよい。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスク位置アライメント・マークＭ１、Ｍ２、および基板位置アライメント・マークＰ１、Ｐ２を用いて位置を調整することができる。

図示した装置は、様々なモードで使用することができる。例えばステップ・モードでは、投影ビームに与えられたパターン全体を１回でターゲット部分Ｃに投影する間、マスク・テーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴは本質的に静止した状態に保たれる（すなわち、ただ１回の静止露光）。次いで、異なるターゲット部分Ｃを露光することができるように、基板テーブルＷＴをＸおよび／またはＹ方向に移動させる。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回の静止露光で結像されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。

走査モードでは、投影ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影している間に、マスク・テーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴが同期して走査される（すなわち、ただ１回の動的露光）。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の拡大（縮小）率、および像の反転特性によって決まる。走査モードでは、露光フィールドの最大サイズによって１回の動的露光におけるターゲット部分の（非走査方向の）幅が制限され、走査移動の長さによってターゲット部分の（走査方向の）高さが決定される。

他のモードでは、ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する間、プログラム可能なパターン形成デバイスを保持しながらマスク・テーブルＭＴを本質的に静止した状態に保ち、基板テーブルＷＴを移動または走査させる。このモードでは、一般にパルス式の放射線源が使用され、基板テーブルＷＴが移動するたびに、または走査中の連続する放射線パルスの合間に、プログラム可能なパターン形成デバイスが必要に応じて更新される。この動作モードは、先に言及したタイプのプログラマブル・ミラー・アレイなど、プログラム可能なパターン形成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。前記のこうした様々なモードの組み合わせおよび／または変形形態、あるいは全く異なる使用モードを採用してもよい。

図２は、図１の放射線源ＳＯ、照明器ＩＬおよび投影システムＰＬのより詳細な図を示している。図３は、図２のリソグラフィ装置に使用するためのＥＵＶ放射線システム／ユニットを示している。これは、２つのプラズマ源およびその放射線源を互いに結像させるためのミラーを有している。より具体的には、図５には、光学的に相互に開放された対向する２つのプラズマ放射線源１０および１２が示されており、それによって放射線は一方の放射線源から他方に結像させることができる。特に、光線を第２の放射線源１２から第１の放射線源１０に結像させることが可能である。図示した放射線源１０、１２はそれぞれ、電磁放射線スペクトルのＥＵＶ範囲の放射線を放出するために、例えばＸｅガスやＬｉ蒸気などのガスまたは蒸気を使用してきわめて高温の放電プラズマを生成する。放射線源１０、１２はそれぞれ、１対のイオン化電極（図示せず）を含み、その間で部分的にイオン化されたプラズマが光軸線Ｏに倒れ込むようにすることもできる。あるいはレーザを用いてプラズマ源を発生させてもよい。いずれの場合も、放射線を効率的に発生させるために、分圧０．１ミリバールのＸｅ、Ｌｉ蒸気、あるいは他の任意の適切なガスまたは蒸気が必要となる場合がある。プラズマを用いて放射線を発生させる技術は周知であり、詳細には記載しない。

プラズマ源１０と１２の間には、光軸線Ｏについて回転対称で、両端が光学的に開放された単一の楕円面ミラー１４が位置している。第１の放射線源１０は、プラズマが実質的にミラー１４の第１の焦点に形成されるように配置され、第２の放射線源１２は、プラズマが実質的にミラー１４の第２の焦点に形成されるように配置されている。このようにして、第２の放射線源１２によって生成された光線を、第１の放射線源１０によって生成された光線の方へ集束させ、したがって第１の放射線源１０によって生成された光線に結像させること、あるいはそれと多重化させることが可能になる。ミラー１４に損傷を与えることを防止するため、またはそこに集まる放射線源１０、１２からのデブリを防止するために、放射線源１０、１２それぞれの近く、および放射線源１０、１２とミラー１４の間に、フォイル・トラップなどのデブリ抑制システム（図示せず）を用いてもよい。

図３の配置を使用する際には、放射線源１０、１２の両方を同時に発射するか、あるいはパルスを組み合わせることができる。組み合わせるということは、放射線源１０、１２を交互に発射することを意味しており、例えば第２の放射線源１２を発射して放射線パルスを発生させ、次いで第１の放射線源１０を発射することができる。発射順序を組み合わせることの利点は、第２の放射線源１２のみを発射するときには、第１の放射線源１０の周りにデブリ抑制システムが不要になることにある。さらに、パルス間では第１の放射線源１０は実質的に透過性であるため、第２の放射線源１２によって生成された放射線が第１の放射線源１０のプラズマ中で自己吸収を起こすのを防止することができる。いずれの場合も、２つの放射線源１０および１２の出力を多重化することにより、高められた平均パワーを有する、増大した放射線出力が提供される。

図３は２つの放射線源１０および１２のみを示しているが、そのような放射線源をもっと多く用いることができ、そして図３のミラー配置を用いてそれぞれをその他のものに結合できることに留意すべきである。また図３の実施例では単一の楕円面ミラー１４を用いているが、図４に示すように、第１の放射線源２０が放射線を実質的に第１の放物面ミラー１６の焦点に生成するように配置され、第２の放射線源２１が放射線を実質的に第２の放物面ミラー１８の焦点に生成するように配置された、２つの放物面ミラー１６、１８の組み合わせなど他の適切なミラー配置を用いることができることも理解されよう。

図４の配置では、放物面ミラー１６および１８は互いに向かい合い、軸線Ｏについて回転対称になっている。放射線を照明方向に送ることができるように、第２の放物面ミラー１８は動作波長において光学的に開放されている。第１の放射線源２０は第１の放物面ミラー１６の焦点で放射するため、これによって第２の放射線源２１の方へ送られた放射線がコリメートされ、その放射線は第２のミラー１８に当たると、第２のミラー１８の焦点の方へ集束される。このようにして、第１の放射線源２０からの放射線によって第２の放射線源２１からの放射線が増大されて、パワーが高められた放射線が提供される。理解されるように、前述同様、第１および第２の放射線源２０、２１を同時に発射することも、あるいはそれらの出力を組み合わせることもできる。

本発明に従って１つの放射線源を別の放射線源に結像させるミラーの他の選択肢には、ウォルター型ミラーなどの斜入射ミラー、ウィスパリング・ギャラリー（ｗｈｉｓｐｅｒｉｎｇ ｇａｌｌｅｒｙ）ミラーおよび球面ミラーが含まれる。これらは周知であり、詳細には記載しない。

図５は、プラズマ放射線源の出力を増大させ、パワーが高められたビームを提供するための他の配置を示している。この配置は、単一の放射線源２２からの放射線をそれ自体に結像するように構成されている。この配置では、照明方向に光軸線Ｏに沿って照明放射線を発生させるように、単一の放電プラズマ源２２のみが設けられている。この放射線源は、その背面側または裏面側で開放されている。放射線源２２の後方には、放射線源２２をそれ自体に結像させるための球面ミラー２４が位置している。ミラー２４は、実質的にその焦点にプラズマを形成するように配置されている。任意選択で、放射線源２２とミラー２４の間に、フォイル・トラップなどデブリ抑制システム（図示せず）が設けられる。

使用中、図５の放射線源２２によってプラズマが生成されると、光線があらゆる方向に放射線され、一部は照明方向の前方に、一部は後方へ放射線される。放射線源２２はその後端で開放されているため、後方に放出された放射線はミラー２４の方へ向けられ、そこで焦点に戻るようにそこから前方へ反射されて、照明方向に送られる光線を増大させる。このようにして、ＥＵＶの光学的な出力が著しく高められる。

上述の実施例から逸脱するものも、やはり本発明の範囲内に含み得ることを理解されたい。例えば、図３および図５の配列を別々に示しているが、図６に示すように、これらを組み合わせることができることが理解されよう。また、図３の単純なミラー配置の代替形態として、第２の放射線源１２の適切な像を第１の放射線源１０に提供するために、国際公開第０１／９９１４３号パンフレットの二重の楕円配置を用いることもできる。さらに、図３〜６の放射線源は図１および図２のリソグラフィ装置に関連して記載されているが、これらの放射線源を別々の異なるユニットとして構成して、こうした装置に適合させることも可能であることが理解されよう。さらに、本明細書では、リソグラフィ装置をＩＣの製造に用いることについて特に言及しているが、このリソグラフィ装置は、一体型光学系、磁気ドメイン・メモリ用の誘導および検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドその他の製造など、他の用途にも使用可能であることを理解すべきである。こうした別の用途についての文脈では、本明細書中の「ウェハ」という用語の使用はいずれも、「基板」というより一般的な用語と同義であると考えられることを理解すべきである。さらに、本明細書で言及する基板は、露光前または露光後に、例えばトラック（一般に基板にレジスト層を施し、露光されたレジストを現像するツール）や計測または検査ツールで処理することができる。さらに、例えば多層ＩＣを作製するために、基板を２回以上処理することも可能であり、したがって本明細書で使用する基板という用語は、処理が施された複数の層を既に含む基板を指すこともある。また、記載したリソグラフィ装置は、反射式レチクル、および反射式要素を含む投影システムを含んでいるが、投影システムに透過式レチクルおよび／または要素を用いることもできる。さらに、装置をＥＵＶ放射線と共に使用することについて記載してきたが、他の波長の放射線も使用可能であることが理解されよう。

ここまで本発明の特定の実施例について説明してきたが、本発明は記載した実施例の他にも実現できることが理解されよう。上記説明は本発明を限定するものではない。

本発明によるリソグラフィ装置の概略図である。 図１の装置の各部の、より詳細な図である。 図２の装置に使用するための照明源の概略図である。 図２の装置に使用するための他の照明源の概略図である。 図２の装置に使用するための他の照明源の概略図である。 図２の装置に使用するための他の照明源の概略図である。

符号の説明

Ｃ ターゲット部分
ＩＦ 位置センサ
ＩＬ 照明器
ＭＡ パターン形成デバイス、マスク
ＭＴ 支持構造体、オブジェクト・テーブル、マスク・テーブル
Ｏ 光軸線
ＰＢ 放射線ビーム
ＰＬ 投影システム
ＰＭ、ＰＷ 位置決め装置
ＳＯ 放射線線源
Ｗ 基板
ＷＴ 基板テーブル、オブジェクト・テーブル
１０、１２ プラズマ放射線源
１４ 楕円面ミラー
１６、１８ 放物面ミラー
２０、２１ 放射線源
２２ 放電プラズマ源、放射線源
２４ 球面ミラー

Claims (39)

1. 放射線ビームを提供するように構成された照明システムと、
   パターン形成デバイスを支持するように構成された支持体であって、該パターン形成デバイスは前記ビームの断面にパターンを与えるように構成されている支持体と、
   基板を保持するように構成された基板テーブルと、
   パターンが形成された放射線を前記基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムと
   を有するリソグラフィ投影装置であって、
   前記照明システムが、放射線源と、前記ビームの放射線パワーを高めるように構成された少なくとも１つのミラーとを含むリソグラフィ投影装置。
2. 前記少なくとも１つのミラーが前記放射線源の背後に設けられ、それによって前記放射線源の後方へ放出された放射線が前方へ反射されて前記ビームに加わることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ投影装置。
3. 前記少なくとも１つのミラーが球面または非球面ミラーであり、前記放射線源が実質的に前記少なくとも１つのミラーの焦点に位置している請求項２に記載のリソグラフィ投影装置。
4. 第２の放射線源をさらに有し、前記少なくとも１つのミラーは、該第２の放射線源を前記放射線源に結像するように構成されている請求項１に記載のリソグラフィ投影装置。
5. 前記少なくとも１つのミラーが、前記放射線源と前記第２の放射線源の間に設けられている請求項４に記載のリソグラフィ投影装置。
6. 前記少なくとも１つのミラーが、回転対称であり且つ端部が光学的に開放された単一の楕円面ミラーを含む請求項５に記載のリソグラフィ投影装置。
7. 前記少なくとも１つのミラーが、２つの楕円面ミラーであって、第１の楕円面ミラーの第２の焦点が第２の楕円面ミラーの第１の焦点と一致するように光軸線に沿って対称に配置された２つのミラーを含み、
   前記放射線源および前記第２の放射線源が、前記２つの楕円面ミラーの第１および第２の焦点にそれぞれ配置されている請求項４に記載のリソグラフィ投影装置。
8. 前記少なくとも１つのミラーが、入れ子式の斜入射ミラー、ウォルター型ミラー、ウィスパリング・ギャラリー・ミラーおよび球面ミラーのうちの１つを含む請求項４に記載のリソグラフィ投影装置。
9. 前記少なくとも１つのミラーが、互いに向かい合う１対の回転対称の放物面ミラーを含み、前記放射線源の一方が前記ミラーの第１のミラーの焦点に配置され、前記放射線源の他方が前記ミラーの他方のミラーの焦点に配置され、前記ミラーの一方の端部が光学的に開放され、それによって放射線が前記開放端を通して照明方向に伝送されることができる請求項４に記載のリソグラフィ投影装置。
10. 前記放射線源がプラズマ放射線源である請求項１に記載のリソグラフィ投影装置。
11. 前記プラズマ放射線源が、放電源またはレーザ生成プラズマ源である請求項１０に記載のリソグラフィ投影装置。
12. 前記放射線源がＥＵＶ範囲の放射線を放出するように動作可能である請求項１に記載のリソグラフィ投影装置。
13. 前記放射線源と前記少なくとも１つのミラーとの間に設けられたデブリ抑制システムをさらに有する請求項１に記載のリソグラフィ投影装置。
14. 基板を提供するステップと、
    放射線源を含む照明システムを用いて放射線ビームを提供するステップと、
    前記放射線ビームにパターンを形成するステップと、
    前記パターンが形成された放射線ビームを前記基板のターゲット部分に投影するステップと、
    前記照明システムに少なくとも１つのミラーを用いて前記放射線ビームの放射線出力を高めるステップと
    を含むデバイス製造方法。
15. 前記少なくとも１つのミラーを前記放射線源の背後に配置するステップであって、それによって前記放射線源の後方へ放出された放射線が前方へ反射されて前記ビーム放射線に加わるステップをさらに含む請求項１４に記載のデバイス製造方法。
16. 前記少なくとも１つのミラーが球面または非球面ミラーであり、前記放射線源が実質的に前記ミラーの焦点に位置している請求項１５に記載のデバイス製造方法。
17. 第２の放射線源を提供するステップと、
    前記少なくとも１つのミラーを用いて前記第２の放射線源を前記第１の放射線源に結像させるステップと
    をさらに含む請求項１４に記載のデバイス製造方法。
18. 前記少なくとも１つのミラーが、回転対称である単一の楕円面ミラーを含む請求項１７に記載のデバイス製造方法。
19. 前記少なくとも１つのミラーが、前記第２の放射線源を前記第１の放射線源に結像させるためにそれら放射線源の間に設けられた２つのミラーを含む請求項１７に記載のデバイス製造方法。
20. 前記２つのミラーが楕円形であり、
    第１の楕円面ミラーの第２の焦点が第２の楕円面ミラーの第１の焦点と一致するように、前記２つのミラーを光軸線に沿って対称に配置するステップと、
    前記放射線源および前記第２の放射線源を、前記２つの楕円面ミラーの第１および第２の焦点にそれぞれ設けるステップと
    をさらに含む請求項１９に記載のデバイス製造方法。
21. 前記少なくとも１つのミラーが、互いに向かい合う１対の回転対称の放物面ミラーを含み、前記放射線源の一方が前記ミラーの第１のミラーの焦点に配置され、前記放射線源の他方が前記ミラーの他方のミラーの焦点に配置され、前記ミラーの一方の端部が光学的に開放され、それによって放射線が前記開放端を通して照明方向に伝送されることができる請求項１７に記載のデバイス製造方法。
22. 前記少なくとも１つのミラーが、入れ子式の斜入射ミラー、ウォルター型ミラー、ウィスパリング・ギャラリー・ミラーおよび球面ミラーのうちの１つを含む請求項１７に記載のデバイス製造方法。
23. 前記放射線源がプラズマ放射線源である請求項１４に記載のデバイス製造方法。
24. 前記プラズマ放射線源が、放電プラズマ源またはレーザ生成プラズマ源である請求項１４に記載のデバイス製造方法。
25. 前記放射線源がＥＵＶ範囲の放射線を放出するように動作可能である請求項１４に記載のデバイス製造方法。
26. 前記放射線源に放射線を交互に放出させるステップをさらに含む請求項１７に記載のデバイス製造方法。
27. リソグラフィ投影装置に放射線ビームを提供するための放射線システムであって、
    放射線源と、
    ビームの放射線パワーを高めるように構成された少なくとも１つのミラーと
    を有する放射線システム。
28. 前記少なくとも１つのミラーが前記放射線源の背後に設けられ、それによって前記放射線源の後方へ放出された放射線が前方へ反射されて前記ビームに加わることを特徴とする請求項２７に記載の放射線システム。
29. 前記少なくとも１つのミラーが球面または非球面ミラーであり、前記放射線源が実質的に前記ミラーの焦点に位置する請求項２８に記載の放射線システム。
30. 第２の放射線源をさらに含み、前記少なくとも１つのミラーが該第２の放射線源を前記放射線源に結像させるように構成されている請求項２７に記載の放射線システム。
31. 前記第２の放射線源を前記放射線源に結像させるために、前記少なくとも１つのミラーがそれら放射線源の間に設けられている請求項３０に記載の放射線システム。
32. 前記少なくとも１つのミラーが、回転対称である単一の楕円面ミラーを含む請求項３０に記載の放射線システム。
33. 前記少なくとも１つのミラーが、２つの楕円面ミラーであって、第１の楕円面ミラーの第２の焦点が第２の楕円面ミラーの第１の焦点と一致するように光軸線に沿って対称に配置された２つのミラーを含み、
    前記放射線源および前記第２の放射線源が、前記２つの楕円面ミラーの第１および第２の焦点にそれぞれ配置されている請求項３０に記載の放射線システム。
34. 前記少なくとも１つのミラーが、互いに向かい合う１対の回転対称の放物面ミラーを含み、前記放射線源の一方が前記ミラーの第１のミラーの焦点に配置され、前記放射線源の他方が前記ミラーの他方のミラーの焦点に配置され、前記ミラーの一方の端部が光学的に開放され、それによって放射線が前記開放端を通して照明方向に伝送されることができる請求項３０に記載の放射線システム。
35. 前記少なくとも１つのミラーが、入れ子式の斜入射ミラー、ウォルター型ミラー、ウィスパリング・ギャラリー・ミラーおよび球面ミラーのうちの１つを含む請求項３０に記載の放射線システム。
36. 前記放射線源がプラズマ放射線源である請求項２７に記載の放射線システム。
37. 前記プラズマ放射線源が、放電源またはレーザ生成プラズマ源である請求項３６に記載の放射線システム。
38. 前記放射線源がＥＵＶ範囲の放射線を放出するように動作可能である請求項２７に記載の放射線システム。
39. 請求項１４の方法に従って製造されるデバイス。

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