JP2006148137A - リソグラフィ装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】可変ＮＡを有するリソグラフィ装置及びデバイス製造方法を提供すること。
【解決手段】リソグラフィ装置は、放射ビームを供給するように構成された照明系と、放射ビームにパターンを付与するように構成されたパターン形成装置を支持するように構成された支持構造と、基板を保持するように構成された基板テーブルと、パターン形成後ビームを基板の対象部分上に投射するように構成された投射系と、他のストップ・ディスクの開口のサイズ及び／又は形状と異なる開口をそれぞれ有する複数のストップ・ディスクと、ストップ・ディスクのうちの選択された１つを、集束素子に隣接して、交換可能に配置するように構成された機構とを含み、投射系及び／又は照明系は集束素子を含む。
【選択図】図１

Description

本発明はリソグラフィ装置及びデバイス製造方法に関する。

リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板の対象部分に当てる機械である。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造で使用することができる。その状況では、マスクやレチクルとも呼ばれるパターン形成デバイスを使用して、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、このパターンを、放射線感応材料（レジスト）の層を有する基板（例えばシリコン・ウェハ）上の（例えば１つ又は複数のダイの一部を含む）対象部分に結像することができる。一般には、単一の基板は、次々に露光される隣接する各対象部分の回路網を含むことになる。周知のリソグラフィ装置には、パターン全体を対象部分に一度に照射することによって各対象部分を照射するいわゆるステッパ、及び所与の方向（「走査」方向）に放射ビームを介してパターンを走査すると同時に、基板をこの方向に平行又は逆平行に走査することによって各対象部分を照射するいわゆるスキャナが含まれる。

レチクルと基板との間には、レチクルの照射部分を基板の対象部分上に結像する投射系が配設される。投射系は、放射ビームを配向、形成、及び／又は制御する構成部品を含み、こうした構成部品は通常、例えば屈折光学系、反射光学系、及び／又はカタディオプトリック系を含む。

リソグラフィで考慮すべき点は、基板に当てられるパターンのフィーチャのサイズである。可能な限りフィーチャを細かく分解し、可能な限り各フィーチャを近づけることのできる装置を製造することが望ましい。利用可能なフィーチャの解像度に対していくつかのパラメータが影響を及ぼし、こうしたパラメータのうちの１つは、パターンを露光するのに使用される放射の波長である。

ＥＵＶリソグラフィの使用により、５から２０ｎｍの間、通常は１３．５ｎｍのＥＵＶ（極紫外）波長を有する放射を使用して３２ｎｍまでのフィーチャ・サイズの製造が可能となる。この波長での放射は通常、ほとんどの材料によって強く吸収され、従来の屈折光学系は、一般にそのような放射での使用に適していないと考えられる。したがって、ＥＵＶリソグラフィで使用される投射系の光学系は、高真空（ＵＨＶ）環境でのみ動作することのできるミラーに基づくべきである。したがって、投射系は、真空下に保たれる投影光学ボックス（ＰＯＢ）に封入される。

同様の考慮すべき点が、ＥＵＶ帯外の波長を有する放射を使用するリソグラフィに当てはまる。例えば、波長１９３ｎｍを有する放射を使用するリソグラフィ用の投射系は、屈折光学系の代わりに、又は屈折光学系に加えてミラーも含むことができる。したがって、ＰＯＢを真空下又は少なくとも非ＥＵＶリソグラフィのための制御された環境下に保つ必要がある。

さらに、投射系に当てはまる考慮すべき点は、レチクルに放射ビームを供給するのに使用される照明系にも当てはまる。投射系の場合と同じく、照明系は、放射ビームを配向、形成、及び／又は制御する構成部品を含み、こうした構成部品は通常、例えば屈折光学系、反射光学系、及び／又はカタディオプトリック系を含む。投射系の場合と同じく、照明系を制御された環境下又は真空下に保つ必要がある場合がある。

投射系及び／又は照明系はまた、投射系及び／又は照明系の開口数（一般に「ＮＡ」と呼ばれる）を設定する素子も含む。一部の従来技術のシステムでは、投射系及び／又は照明系の瞳内に開口調節可能ＮＡ絞り又はアイリス絞りが設けられることがある。特にＥＵＶリソグラフィの場合、最も一般的な投射光学系設計では、光学構成部品周囲の空間が非常に制限され、調節可能絞りの使用が非現実的となる。さらに、オフ・アクシス反射系のための楕円絞りを設けることが難しい。

さらに、調節可能絞りは、ほぼ円形の開口を与える。しかし、異なる形状の開口が、特定の構造に関する結像性能を改善する可能性がある。例えば、楕円形開口がオフ・アクシス反射系に対して有用である。従来の絞りを使用してそのような形状を有する開口を生成することは不可能である。

本発明の一態様は、可変ＮＡを有するリソグラフィ装置を提供する問題、例えば従来のアイリス絞りの利点を追加の代替開口及び／又はフィルタの利点と組み合わせる問題に対する解決策を与えることである。

本発明のさらに別の態様は、リソグラフィ装置のＥＵＶ投射系における瞳形成／フィルタリングによる結像性能を改善する方法を提供することである。

本発明の一実施例によれば、放射ビームを供給するように構成された照明系と、放射ビームにパターンを付与するように構成されたパターン形成装置を支持するように構成された支持構造と、基板を保持するように構成された基板テーブルと、パターン形成後ビームを基板の対象部分上に投射する投射系と、集束素子に隣接する複数のストップ・ディスクのうち選択された１つを交換可能に配置するように構成されたストップ・チェンジャとを含むリソグラフィ装置が提供される。

集束素子を照明系又は投射系内に設けることができる。

集束素子は、集束機能を有する単一光学素子、例えば単一レンズ素子又は単一（例えば非平坦）ミラーを含むことができ、放射ビームを反射又は屈折することができる。

選択されたストップ・ディスクは、集束素子の瞳面内に、又は瞳面に隣接して、交換可能に配置可能である。

ストップ・ディスクは、投射系又は照明系の瞳面内又は瞳面付近に配置される。

選択されたストップ・ディスクの開口のサイズにより、投射系の開口数（ＮＡ）が決定される。

或いは、各ストップ・ディスクを「瞳」又は「ブレード」と呼ぶこともできる。

集束素子は放射ビームを反射又は屈折することができる。

ストップ・チェンジャは、集束素子に隣接してストップ・ディスクのうちの１つを選択的に配置するディスク位置決め機構を含むことができる。

ストップ・チェンジャは、ストップ・ディスクのうちの１つを選択し、選択したストップ・ディスクをディスク位置決め機構に供給するディスク変更機構を含むことができる。

ディスク変更機構は、ディスク位置決め機構に供給されないストップ・ディスクを格納するレセプタクルを含むことができる。

リソグラフィ装置はまた、複数のストップ・ディスクも含むことができる。

ストップ・ディスクは、異なる開口の部材をそれぞれ含むことができ、すなわち、例えばサイズ及び／又は形状の点で、他のストップ・ディスク部材の開口とは異なる別個の開口を有する部材をそれぞれ含むことができる。

各ストップ・ディスクは、第１のサイズの円形開口を有する第１ディスク、第１のサイズよりも大きい第２のサイズの円形開口を有する第２ディスク、楕円形開口を有するディスク、中央オブスキュレーションを有する開口を有するディスク、正方形開口を有するディスク、六角形開口を有するディスク、複数の開口を有するディスク、又は瞳アポダイゼイションを補正するディスクでよい。楕円形開口は、イルミネータ、投射系、又はマスクの誤差（楕円率）によって引き起こされた水平−垂直（Ｈ−Ｖ）方向差を補正することができる。中央オブスキュレーションを有する開口は、ゼロ次光を部分的にブロックすることによって多くの構造に関するコントラストを向上させることができる。

ストップ・ディスクのうちの１つ又は複数の開口はフィルタ又は膜を備えることができ、それらは、位相及び／又は振幅フィルタとして働くことができ、収差補正を可能にする。或いは、ストップ・ディスクのうちの１つ又は複数の開口は、メッシュを備えることもできる。

したがって、使用時に、放射が集束素子に達する前に、選択されたストップ・ディスクの開口を通過するように、選択されたストップ・ディスクを集束素子の前又は正面に設けることができる。使用時には、その後に放射は開口を通過して戻る必要はない。

選択されたストップ・ディスクをディスク変更機構からディスク位置決め機構に送達するようにディスク送達機構を設けることができる。

複数のストップ・ディスクを使用していないときに保持するようにマガジンを設けることができる。

集束素子は、反射レンズ（すなわちミラー）でよい。上述の構成は、放射ビーム中の放射がＥＵＶ領域内、すなわち約５から約２０ｎｍの間の波長を有するときに特に適切であるが、ＵＶ領域内、例えば５ｎｍから４００ｎｍの範囲内、場合によっては１９３ｎｍ又は１５７ｎｍ周辺などの任意の波長の放射と共に本発明を使用することができる。

本発明の別の実施例によれば、照明系を使用して放射ビームを供給すること、放射ビームをパターン形成すること、パターン形成後の放射ビームを基板の対象部分上に投射すること、及び選択したストップ・ディスクを集束素子に隣接して交換可能に配置することによって照明系又は放射系の集束素子の開口数を調節することを含むディバイス製造方法が提供される。

本発明のさらに別の実施例によれば、ディバイスが上述の方法に従って製造される。

本発明のさらに別の実施例によれば、リソグラフィ装置は、ＥＵＶ放射ビームを供給するように構成された照明系と、パターン形成装置を支持するように構成された支持構造と、パターンを放射ビームに付与するように構成されたパターン形成装置と、基板を保持するように構成された基板テーブルと、パターン形成後のＥＵＶ放射ビームを基板の対象部分上に投射するように構成された投射系と、複数のストップ・ディスクのうちの選択した１つをＥＵＶ放射ビーム内の位置に交換可能に配置し、ＥＵＶ放射ビームを形成及び／又はフィルタするように構成されたストップ・チェンジャとを含む。

本文では、ＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に対して特定の参照を行うことがあるが、本明細書に記載のリソグラフィ装置は、集積光学系の製造、磁気ドメイン・メモリ用の誘導パターン及び検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの他の応用例を有することができることを理解されたい。こうした代替応用例の状況では、本明細書での「ウェハ」又は「ダイ」という用語の使用は、それぞれより一般的な「基板」又は「対象部分」という用語と同義とみなせることを理解されたい。本明細書で参照される基板は、露光の前後に、例えばトラック（通常はレジスト層を基板に付着させ、露光したレジストを現像する工具）或いは測定工具又は検査工具で処理することができる。適用可能なら、本明細書での開示は、そのような基板処理工具又はその他の基板処理工具に適用することができる。さらに、基板を、例えば多層ＩＣを作成するために複数回処理することができ、したがって、本明細書で使用する基板という用語は、複数回処理した層を既に含む基板も指すことがある。

本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、（例えば波長３６５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ｎｍを有する）紫外（ＵＶ）放射、（例えば５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）極紫外（ＥＵＶ）放射、並びにイオン・ビームや電子ビームなどの粒子ビームを含むすべてのタイプの電磁放射を包含する。

本明細書で使用する「パターン形成デバイス」という用語は、基板の対象部分にパターンを作成するなどのために放射ビームの断面にパターンを付与するのに使用することができるデバイスを指すものとして広い意味で解釈すべきである。放射ビームに付与されるパターンは、基板の対象部分の所望のパターンと厳密に対応しない可能性があることに留意されたい。一般に、放射ビームに付与されるパターンは、集積回路など対象部分に作成されるデバイス内の特定の機能層に対応する。

パターン形成デバイスは、透過性又は反射性でよい。パターン形成デバイスの実施例には、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パネルが含まれる。マスクはリソグラフィで周知であり、マスクには、バイナリ、交番移相、減衰移相などのマスク・タイプ、並びに様々なハイブリッド・マスク・タイプが含まれる。プログラム可能ミラー・アレイの一実施例では、着信放射ビームを様々な方向に反射するように個々にそれぞれ傾斜することができる小型のミラーのマトリックス構成が使用される。このようにして、反射ビームがパターン形成される。

支持構造は、パターン形成デバイスの重量を支持し、例えば支承する。支持構造は、パターン形成デバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、及び例えばパターン形成デバイスが真空環境で保持されるか否かなどのその他の条件に応じた方式でパターン形成デバイスを保持する。支持構造は、機械クランピング、真空、又はその他のクランピング技法、例えば真空条件下の静電クランピングを使用することができる。支持構造は、例えばフレーム又はテーブルでよく、必要に応じて固定又は可動にすることができ、パターン形成デバイスが例えば投射系に対して所望の位置にあるように保証することができる。本明細書での「レチクル」又は「マスク」という用語の使用は、より一般的な「パターン形成デバイス」という用語と同義とみなすことができる。

本明細書で使用する「投射系」という用語は、例えば使用する露光放射にとって、又は液浸流体の使用や真空の使用などの他の因子にとって適切な屈折光学系、反射光学系、カタディオプトリック光学系、磁気光学系、電磁気光学系、及び静電光学系を含む様々なタイプの投射系を包含するものとして広い意味で解釈すべきである。本明細書での「レンズ」という用語の使用は、より一般的な「投射系」という用語と同義とみなすことができる。

リソグラフィ装置もまた、放射ビームを配向、形成、又は制御する屈折光学構成部品、反射光学構成部品、カタディオプトリック光学構成部品、磁気光学構成部品、電磁気光学構成部品、及び静電光学構成部品を含む様々なタイプの光学構成部品を包含することができ、本明細書ではそのような構成部品も、集合的に又は単独で「レンズ」と呼ぶことがある。

リソグラフィ装置は、２つ（２重ステージ）以上の基板テーブル（及び／又は２つ以上のマスク・テーブル）を有するタイプでよい。このような多重ステージ・マシンでは、追加のテーブルを並行して使用することができ、或いは露光のために１つ又は複数のテーブルを使用中に、１つ又は複数の他のテーブルに対して予備ステップを実施することができる。

リソグラフィ装置は、基板が比較的高い屈折率を有する液体、例えば水中に浸され、それによって投射系の最終素子と基板との間の空間が埋められるタイプでもよい。浸液をリソグラフィ装置内の他の空間、例えばマスクと投射系の第１要素との間にも適用することができる。液浸技法は、投射系の開口数を向上させるために当技術分野で良く知られている。

これから、添付の略図を参照しながら本発明の諸実施例を単なる例示によって説明する。添付の略図では、対応する参照符号は対応する部分を示す。

図１に、本発明による典型的リソグラフィ装置を略図で示す。この装置は、放射ビームＰＢ（例えばＵＶ又はＥＵＶ放射）を供給するように構成された照明系（イルミネータ）ＩＬと、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、投射系ＰＬに対してパターン形成デバイスＭＡを正確に位置決めする第１位置決め装置ＰＭに接続された第１支持構造（例えばマスク・テーブル）ＭＴと、基板（例えばレジスト被覆ウェハ）Ｗを保持するように構成され、投射系ＰＬに対して基板Ｗを正確に位置決めするように構成された第２位置決め装置ＰＷに接続された基板テーブル（例えばウェハ・テーブル）ＷＴと、パターン形成デバイス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（例えば、１つ又は複数のダイを含む）対象部分Ｃ上に結像するように構成された投射系（例えば反射投影レンズ）ＰＬとを含む。パターン形成装置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。

ここで図示するように、この装置は（例えば、上記で参照した反射マスク又はプログラム可能ミラー・アレイを使用する）反射型である。或いは、この装置は、（透過性マスクを使用する）透過型でもよい。

イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射を受ける。例えば放射源ＳＯがプラズマ放電源であるとき、放射源ＳＯとリソグラフィ装置は別々の実体でよい。このような場合、放射源ＳＯはリソグラフィ装置の一部を形成するとはみなされず、放射は一般に、例えば適切な収集ミラー及び／又はスペクトル純度フィルタを含む放射コレクタを用いて、放射源ＳＯからイルミネータＩＬまで通過する。他の場合には、例えば放射源ＳＯも真空内に含まれるとき、放射源ＳＯは機器の一体部分でよい。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、放射系と呼ばれることがある。

イルミネータＩＬは、ビームの角度輝度分布を調節する調節手段を含むことができる。一般に、イルミネータＩＬの瞳面内の輝度分布の少なくとも外径及び／又は内径範囲（一般にそれぞれσ外径及びσ内径と呼ぶ）を調節することができる。イルミネータＩＬは、その断面内に所望の一様性及び輝度分布を有する、放射ビームＰＢと呼ばれる調整された放射ビームを供給する。

投射ビーム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によって反射されると、投射ビームＰＢは投射系ＰＬを通過し、投射系ＰＬは、ビームを基板Ｗの対象部分Ｃ上に集束させる。第２位置決め装置ＰＷ及び位置センサＩＦ２（例えば干渉装置）を用いて、例えばビームＰＢの経路内に異なる対象部分Ｃを配置するように、基板テーブルＷＴを正確に移動することができる。同様に、第１位置決め装置ＰＭ及び別の位置センサＩＦ１（例えば干渉装置）を使用して、例えばマスク・ライブラリからの機械検索の後又は走査中に、ビームＰＢの経路に対してマスクＭＡを正確に配置することができる。一般には、オブジェクト・テーブルＭＴ及びＷＴの移動は、位置決め装置ＰＭ及びＰＷの一部を形成するロング・ストローク・モジュール（粗い位置決め）及びショート・ストローク・モジュール（細かい位置決め）によって実現することができる。しかし、スキャナとは対照的に、ステッパの場合、マスク・テーブルＭＴをショート・ストローク・アクチュエータだけに接続することができ、又は固定することができる。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を使用して位置合せすることができる。

図示する装置は、以下の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がほぼ静止状態に保たれると共に、投射ビームに付与されたパターン全体が対象部分Ｃに１回で投射される（すなわち単一の静止露光）。次いで基板テーブルＷＴがＸ方向及び／又はＹ方向にシフトされ、それによって異なる対象部分Ｃを露光することができる。ステップ・モードでは、露光域の最大サイズにより、単一の静止露光で結像される対象部分Ｃのサイズが制限される。

２．走査モードでは、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴが同期式に走査されると共に、投射ビームに付与されたパターンが対象部分Ｃに投影される（すなわち単一の動的露光）。マスク・テーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投射系ＰＬの拡大（縮小）特性及び像反転特性によって決定される。走査モードでは、露光域の最大サイズにより、単一の動的露光での対象部分の非走査方向の幅が制限されるのに対して、走査動作の長さにより、対象部分の走査方向の高さが決定される。

３．別のモードでは、マスク・テーブルＭＴがほぼ静止状態に保たれ、プログラム可能パターン形成装置が保持され、基板テーブルＷＴが移動又は走査されると共に、放射ビームに付与されたパターンが対象部分Ｃに投射される。このモードでは、一般にパルス放射源が使用され、プログラム可能パターン形成装置は、基板テーブルＷＴのそれぞれの移動の後、又は走査中の連続する放射パルスの間に必要に応じて更新される。この動作モードは、上記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装置を使用するマスクレス・リソグラフィに容易に適用することができる。

上述の使用モードに関する組合せ及び／又は変形形態或いは全く異なる使用の形態も利用することができる。

図２は、本発明の一実施例によるＥＵＶリソグラフィ装置１の側面図である。この構成は図１に示す装置の構成とは異なるが、動作原理は同様であることに気付くであろう。装置１は、ソース・コレクタ・モジュール又は放射ユニット３を有する照明系ＩＬ、照明光学系ユニット４、及び投射系ＰＬを含む。放射ユニット３は、放電プラズマによって形成することのできる放射源ＬＡを備えることができる。放射ユニット３からの照射は、中間焦点１２で仮想放射源を生み出す。照明系ＩＬは、中間焦点１２が照明光学系ユニット４の開口１５に配置されるように構成される。放射ビーム１６は、照明光学系ユニット４内で、反射素子１３、中間フォーカス２２、及び別の反射素子１４を介してレチクル又はマスク・テーブルＭＴ上に配置されたレチクル又はマスク上に反射する。パターン形成後ビーム１７が形成され、投射系ＰＬにより、反射素子１８、１９、中間焦点２３、及び反射素子２４、２５を介してウェハ・ステージ又は基板テーブルＷＴ上に結像される。放射ユニット３、照明光学ユニット４、及び投射系ＰＬ内には、図示するよりも多くの素子が一般には存在することができる。

反射素子１９のうちの１つは瞳として働き、したがってその正面に、開口２１を有するＮＡストップ・ディスク２０を有する。開口２１のサイズにより、放射のビーム１７が基板テーブルＷＴに当たるときの角度α_ｉが決定される。この角度が、投影過程に関係するパラメータである開口数（ＮＡ）を生じさせる。開口数（ＮＡ）は以下のように定義される。
ＮＡ＝ｎｓｉｎα_ｉ
上式で、ｎは基板テーブルＷＴの周囲の媒体の屈折率である。ＥＵＶを使用すると、投射系はｎ＝１．０００の真空下で動作し、空気中でもｎ＝１．００３であり、したがって一般には、開口数はＮＡ≒ｓｉｎα_ｉで定義することができる。

ＮＡの値は、装置の解像度を制御する。解像度は、結像することのできる最小のフィーチャの限界寸法（ＣＤ）として表すことができ、これは以下によって求められる。

上式でｋ_１は定数である。したがって、ＮＡの値が高いほど解像度が良くなり、すなわち結像することのできるフィーチャが小さくなることがわかる。

しかし、ＮＡが増加するとき、投射系ＰＬの焦点深度（ＤＯＦ）が減少する。したがって、例外的に高い解像度を必要としない動作では、焦点深度すなわち基板テーブルＷＴ上の基板の位置決めの許容度を増大させるようにＮＡの値を低減することが望ましい。

開口は、レチクルＭＡから回折する放射を取り込むのに使用される。この回折放射はイメージ形成のために使用される。回折の範囲は、レチクル上のフィーチャのサイズに依存する。したがって、ユーザがＮＡを減少又は増加させることができる必要があることがわかる。このことは、ＮＡストップ・ディスク２０を、異なる開口を有する別のストップ・ディスクで置き換えることによって達成される。異なる開口により、基板テーブルＷＴで放射ビーム１７がなす角度α_ｉが変化する。

ＮＡストップ・ディスク２０は、図３Ａの平面図及び図３Ｂの正面図に示すディスク位置決め機構３２上に取り付けられる。ディスク位置決め機構３２は、フォーク３５で終了する延長アーム３４の形のリフトを含む。ストップ・ディスク２０はフォーク３５上に支持される。延長アーム３４の他端は、ピボット３７を介して支持構造３６上にマウントされる。ピボット３７は、アーム３４が垂直平面内で枢動することを可能にする。支持構造３６は投射系ＰＬのベース・フレーム上に取り付けられる。

第２アーム３８が支持構造３６に固定的に取り付けられる。第２アーム３８は第２フォーク３９で終了する。ストップ・ディスク２０は、動作位置にあるときに第２フォーク３９と当接する。図３Ｂは、実線を使用して動作位置３１にあるフォーク３５を示し、破線を使用してローディング位置３３にあるフォーク３５を示す。動作の際に、第２フォーク３９は、ＮＡを制御すべき反射素子１９に隣接して配置される。

図３Ａに示すように、ストップ・ディスク２０を位置決め機構３２に導入する送達機構４１がディスク位置決め機構３２に関連付けられる。送達機構は、ショベル４２を水平方向に移動するハンドリング・アーム４３上に取り付けられた、ストップ・ディスク２０がその上に静止するショベル部分４２を含む。ショベル部分４２は、そのアームが十分広く間隔のあいたフォーク４４を含み、位置決め機構のフォーク３５がアームの間を上方に通過することを可能にし、したがってストップ・ディスク２０をショベル部分４２から第２フォーク３９に当接する動作位置に持ち上げる。

この動作を図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃにより詳細に示す。図４Ａに示す構成では、ストップ・ディスク２０が送達機構４１のショベル部分４２上に静止する。ショベル部分４２は、ハンドリング・アーム４３によって位置決め機構３２に向かって移動する。位置決め機構３２のアーム３４及びフォーク３５は、図３Ｂに示すローディング位置３３にある。

図４Ｂに、ショベル部分４２及びストップ・ディスク２０が送達機構３２に達したときの状況を示す。ショベル部分４２及びストップ・ディスク２０は、フォーク３５の真上まで移動する。延長アーム３４はピボット点３７の周りを枢動し、それによってフォーク３５をショベル部分４２のフォーク４４を通じて上方に移動し、したがってストップ・ディスク２０をショベル４２から持ち上げる。これにより、ストップ・ディスク２０が図３Ｂに示す動作位置３１に移動する。

図４Ｃに、ストップ・ディスク２０が動作位置３１にあるときの状況を示す。ストップ・ディスク２０がフォーク３５によってショベル部分４２から持ち上げられ、送達機構４１が位置決め機構３２から後退する。

ストップ・ディスク２０を交換すべきとき、上記の手続きが逆方向に行われる。送達機構４１のショベル部分４２が、ストップ・ディスク２０及び位置決め機構のフォーク３５の下の位置に移動する。延長アーム３４が枢動するときにストップ・ディスク２０がフォーク３５によって下げられ、ショベル部分４２のフォーク４４上に静止する。位置決め機構３２のフォーク３５は、ショベル４２のフォーク４４を通じてローディング位置３３まで下方に移動する。次いで、ショベル部分４２及びストップ・ディスク２０が水平アーム４３を使用して退けられる。次いで、別のストップ・ディスクをショベル部分４２に配置し、上述の位置に挿入することができる。

上述の位置決め機構３２及び送達機構４１の代替実施例を想定することができる。例えば、位置決め機構３２は、ストップ・ディスク２０をその上に配置すべき（フォーク３５と類似の）固定テーブルを含むことができる。送達機構４１は、垂直方向並びに水平方向に移動可能であり、したがって送達機構４１は、ストップ・ディスクを水平方向に定位置に移動し、次いで後退する前に、固定テーブル上にストップ・ディスクを下げることができる。任意の適切な送達機構及び位置決め機構を使用することができる。

図５は、制御又は浄化された環境或いは真空室４６内部に配置された投射系ＰＬの略図である。（前述の）ディスク位置決め機構３２上に取り付けられたＮＡストップ・ディスク２０を略図で示す。ストップ・ディスク２０が正面に取り付けられた反射素子は図示していない。ディスク変更機構４７及び複数のストップ・ディスクを支持するマガジン４８が、ディスク位置決め機構３２に関連付けられる。

反射素子のＮＡストップを変更することが望まれるとき、ストップ・ディスク２０が位置決め機構３２によって動作位置から除かれる。次いでストップ・ディスク２０が送達機構４１によってディスク変更機構４７まで退けられ、マガジン４８内に配置される。次いで別のストップ・ディスク２０がマガジン４８から選択され、送達機構４１を介して位置決め機構３２まで移送される。次いで、他のストップ・ディスク２０が反射素子の正面に配置される。

図５に示す構成では、ディスク変更機構４７及びマガジン４８が、真空室４６内に配置される投射系ＰＬ内に配置されることに気付くであろう。

図６は、真空室４６内部に共に取り付けられる、修正された投射系ＰＬ及びディスク変更システム４９の略図である。ディスク変更システム４９は、投射系ＰＬの外部の、真空室４６上又は投射系ＰＬ用の冷却システム（図示せず）上のどちらかに取り付けられる。ディスク変更システム４９は、図５に示すようなディスク変更機構４７及びマガジン４８と、投射系ＰＬの外部のディスク変更機構４７から投射系ＰＬ内部のディスク位置決めシステム３２にストップ・ディスク２０を移送する送達機構４１とを含む。ディスク変更システム４９を投影光学系４５外部に配置することにより、マガジン４８内に保持されるストップ・ディスクを修理又は変更するためにアクセスするのがずっと容易になる。

図７は、別の修正された投射系ＰＬ及びディスク変更システム４９の略図である。この構成は、ディスク変更システム４９が投射系ＰＬを封入する真空室４６外部に配置されることを除いて、図６に示す構成と同様である。送達機構４１は真空弁５０を通過し、真空を乱すことなくストップ・ディスク２０をディスク変更システム４９から真空室４６に渡すことを可能にする。この構成により、投影光学系内の真空を乱す必要なしにディスク変更機構４７及びマガジン４８へのアクセスが可能となる。これにより、機構の修理又はＮＡストップ・ディスクの交換がずっと容易になる。

図８は、真空を乱すことなく、ストップ・ディスクをディスク変更システム４９から真空室４６に渡すことを可能にする真空弁５０の略図である。真空弁５０は、各端部に弁５１、５２を有するエアロック室５３を含む。当初、送達機構１４のショベル部分４２上に静止するストップ・ディスク２０が、ディスク変更システム４９内に含まれる。第１弁５１が開き、ディスクがエアロック室に挿入される。次いで第１弁５１が送達機構４１のハンドリング・アーム４３の周りで閉じられ、エアロック室が真空となるまで排気される。次いで第２弁５２が開かれ、送達機構４１がストップ・ディスクを真空弁４６に渡し、ストップ・ディスクを前述の位置決め機構３２に提示する。次いで、ショベル部分がエアロック室５３に後退し、第２弁５２が閉じる。次いでエアロック室が大気圧にされ、第１弁５１が開き、ショベルがディスク変更機構４９に後退する。真空室４６からストップ・ディスクを除くために、上記のイベントの順序が逆方向に操作される。

任意選択で、投射系ＰＬを封入する真空室４６とは別々の、第２真空室（図示せず）内にディスク変更システム４９を封入することができる。この構成により、ディスク変更機構４７及びマガジン４８を真空下に保つことが可能となり、汚染の危険が低減される。

次に図９（ａ）から（ｈ）を参照すると、図５、図６、及び／又は図７の投射系ＰＬ内に設けることのできる複数のストップ・ディスク２０ａから２０ｈが示されている。各ディスク２０ａから２０ｈは、異なる開口を有する部材を含む。ストップ・ディスク２０ａは、第１サイズの円形開口を有し、ストップ・ディスク２０ｂは第１サイズより大きい第２サイズの円形開口を有し、ストップ・ディスク２０ｃは楕円形開口を有し、ストップ・ディスク２０ｄは、中央オブスキュレーションを有する開口を有する。

ストップ・ディスク２０ｅは正方形開口を有し、ストップ・ディスク２０ｆは六角形開口を有し、ストップ・ディスク２０ｇは複数の円形開口を有する。

楕円形開口は、オフ・アクシス反射（又はカタディオプトリック）系（例えばＥＵＶ投射系）に特に有用である。それらは本質的にわずかに楕円形であるからである。このことは、投射系ＰＬ内で生じる誤差をモジュール内で補償することができることを意味する。屈折投射系はオン・アクシスであり、したがって一般には楕円形ではない。しかし、楕円形開口を使用して、他のモジュールからの誤差、例えばイルミネータの楕円率、マスク上の水平−垂直（Ｈ−Ｖ）バイアス（向きに伴う線幅の望ましくない差）を補正することができる。

図９のストップ・ディスク２０ａから２０ｈの開口形状は、可能性の高い、又は可能性のある形状の例に過ぎないことを理解されよう。原理上は、すべての種類の開口（及びオブスキュレーション・エリア）の形状を提供することができる。例えば、正方形開口や六角形開口である。任意の所与の状況に対する光学的形状は、照射モード及び結像すべき構造に依存する。さらに、選択されたストップ・ディスクの開口の形状を照射モード及び／又はマスク・レイアウトと共に最適化することが可能である。

本発明によって補正することのできる別の効果は、レンズ・アポダイゼイションである。これは、レンズ透過が、光線が通過するレンズ瞳内の位置に依存するという効果である。一定の透過プロファイルを有する瞳内のフィルタで補正が可能である。一実装は、所望の透過補正を得る、メッシュ密度が変化するファイン・メッシュである。

ストップ・ディスク２０ａから２０ｈのいずれかの開口は、フィルタ部材又は膜２１ａを備えることができる。これは、瞳平面内の収差を補正する１つの補正光学系である。透過系では、厚さ変動が（ｎｍ程度の）極めて小さい平面板を使用することができる。最も効果的なのは、レンズ・マニピュレータが存在しない場合の高次収差の補正である。プレートの厚さによって誘発される収差は、レンズ・セットアップ中に補正すべきであり、又は場合によってはレンズ調節及び／又は設計中に考慮に入れるべきである。ＥＵＶでは、吸収を制限するために膜を極めて薄くしなければならない（Ｓｉの場合＜１００ｎｍ）。ネット状の支持フレームが必要となる場合がある。

ストップ・ディスク２０ｈは円形開口を有し、瞳アポダイゼイションを補正するのに使用することができる。開口には、ワイヤ・メッシュ（又は類似のもの）が設けられる。可変透過のメッシュを作成することにより、瞳上の透過を調整することができる。図９（ｈ）では、透過が異なる２つのエリアがある。しかし、大部分の場合、瞳にわたって徐々に変動を与えるべきである。メッシュ・ワイヤの幅又はメッシュの密度を変化させることにより、可変透過のメッシュを作成することができる。メッシュに対する追加の要件には、名目の透過は１００％近くであるべきであること（メッシュが密ではないことを意味する）、及びメッシュを通る放射の角度分布にメッシュが著しく影響を及ぼすべきではないことが含まれる。

本発明の特定の実施例を上記で説明したが、本発明は説明したのとは異なる方式で実施できることを理解されよう。この説明は本発明を限定するものではない。

特に、本発明は、固定のアパーチャをもつ開口をそれぞれ有する一連の個々のストップ・ディスクを設けてＮＡストップを調節することにより、調節可能絞りの不適切さの問題に対する解決策を提案することを理解されよう。ストップ・ディスクは、機械的ディスク・チェンジャ機構（「ジュークボックス」と類似する）にロードすることができ、機械的ディスク・チェンジャ機構は、一度にディスクの１つを投射系の瞳に配置することができる。単一のストップ・ディスクは、占有する空間が調節可能絞りよりかなり少なく、ＮＡストップの形状をより正確に決定することが可能になる。

上述の実施例からの発展は依然として本発明の範囲内に包含されることを理解されよう。例えば、記載のリソグラフィ装置は、反射素子を含む反射レチクル及び投射系を含むが、投射系内の透過レチクル及び／又は素子も使用することができる。さらに、ＥＵＶ放射で使用する装置を説明したが、他の波長、例えば１９３ｎｍの放射も使用できることを理解されよう。

さらに、上記の説明は、リソグラフィ装置の投射系のＮＡを変更するのに必要な構成を説明している。照明系は開口数も含み、投射系のＮＡを制御するのに使用される方法及び装置を、照明系のＮＡを制御するのに等しく使用することができる。

別の修正形態では、真空を含まない制御環境下で投射系を操作できることを理解されよう。例えば、ある投射系は、窒素ガスで浄化されたシステム内で動作する。ストップ・ディスクを真空室内に、又は真空室外に移動する上述のシステムは、どんな制御環境にも等しく当てはまる。封入されたチャンバを設ける必要さえないことがある。例えば、ガスが空気よりも重い又は軽い浄化システムでは、１つ又は複数の壁を省略することができる。

本発明によるリソグラフィ装置を示す図である。 本発明の一実施例による極紫外（ＥＵＶ）放射と共に使用されるリソグラフィ装置を示す図である。 選択されたストップ・ディスクを図２のリソグラフィ装置の投射系のレンズの正面に交換可能に配置する機構を示す図である。 選択されたストップ・ディスクを図２のリソグラフィ装置の投射系のレンズの正面に交換可能に配置する機構を示す図である。 図３Ａの機構の動作の１つのステージを示す図である。 図３Ａの機構の動作の他のステージを示す図である。 図３Ａの機構の動作のさらに他のステージを示す図である。 ディスク変更機構を含む図２のリソグラフィ装置の投射系を示す図である。 修正後ディスク変更機構を含む図２のリソグラフィ装置の修正後投射系を示す図である。 別の修正後ディスク変更機構を含む図２のリソグラフィ装置の別の修正後投射系を示す図である。 ディスクが投影光学系内を通過することを可能にする真空ロックを示す図である。 （ａ）から（ｈ）は、それぞれ図２のリソグラフィ装置で使用される複数のストップ・ディスク又はブレードの正面図である。

符号の説明

Ｃ 対象部分
ＩＦ１ 位置センサ
ＩＦ２ 位置センサ
ＩＬ 照明系（イルミネータ）
ＬＡ 放射源
ＭＡ パターン形成デバイス
ＭＴ 第１支持構造
ＭＴ マスク・テーブル
ＰＢ 放射ビーム
ＰＬ 投射系
ＰＭ 第１位置決め装置
ＰＷ 第２位置決め装置
ＳＯ 放射源
Ｗ 基板
ＷＴ 基板テーブル

Claims (23)

1. 放射ビームを供給するように構成された照明系と、
   前記放射ビームにパターンを付与するように構成されたパターン形成装置を支持するように構成された支持構造と、
   基板を保持するように構成された基板テーブルと、
   パターン形成後ビームを前記基板の対象部分上に投射するように構成された投射系と、
   前記リソグラフィ装置の集束素子に隣接する複数のストップ・ディスクのうち選択された１つを交換可能に配置するように構成されたストップ・チェンジャと、
   を備えるリソグラフィ装置。
2. 前記集束素子が前記投射系又は前記照明系内に設けられる請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 選択された前記ストップ・ディスクが、前記集束素子の瞳面内に、又は瞳面に隣接して、交換可能に配置可能である請求項１に記載のリソグラフィ装置。
4. 選択された前記ストップ・ディスクが、前記照明系又は前記投影系の瞳面内に、又は瞳面付近に、交換可能に配置可能である請求項１に記載のリソグラフィ装置。
5. 選択された前記ストップ・ディスクが前記投射系内に設けられ、選択された前記ストップ・ディスクの開口のサイズによって前記投射系の開口数が決定される請求項１に記載のリソグラフィ装置。
6. 前記集束素子が前記放射ビームを反射及び／又は屈折する請求項１に記載のリソグラフィ装置。
7. 前記ストップ・チェンジャが、前記集束素子に隣接して前記ストップ・ディスクのうちの１つを選択的に配置するディスク位置決め機構を備える請求項１に記載のリソグラフィ装置。
8. 前記ストップ・チェンジャが、前記ストップ・ディスクのうちの１つを選択し、選択したストップ・ディスクを前記ディスク位置決め機構に供給するディスク変更機構を備える請求項７に記載のリソグラフィ装置。
9. 前記ディスク変更機構が、前記ディスク位置決め機構に供給されない前記ストップ・ディスクを格納するレセプタクルを備える請求項８に記載のリソグラフィ装置。
10. 複数のストップ・ディスクをさらに備える請求項１に記載のリソグラフィ装置。
11. 前記複数のストップ・ディスクがそれぞれ、他の各ストップ・ディスクの開口とは異なる開口を有する請求項１に記載のリソグラフィ装置。
12. 選択された前記ストップ・ディスクが、第１のサイズの円形開口を有する第１ディスク、前記第１のサイズよりも大きい第２のサイズの円形開口を有する第２ディスク、楕円形開口を有するディスク、中央オブスキュレーションを有する開口を有するディスク、正方形開口を有するディスク、六角形開口を有するディスク、複数の開口を有するディスク、又は瞳アポダイゼイションを補正するディスクである請求項１に記載のリソグラフィ装置。
13. 前記複数のストップ・ディスクのうちの少なくとも１つの開口がフィルタ又は膜又はメッシュを備える請求項１に記載のリソグラフィ装置。
14. 使用時に、放射が集束素子に達する前に、選択された前記ストップ・ディスクの開口を通過するように、選択された前記ストップ・ディスクが前記集束素子の前に設けられる請求項１に記載のリソグラフィ装置。
15. 選択された前記ストップ・ディスクを前記ディスク変更機構から前記ディスク位置決め機構に送達するように構成されたディスク送達機構をさらに備える請求項８に記載のリソグラフィ装置。
16. 前記複数のストップ・ディスクを使用していないときに保持するように構成されたマガジンをさらに備える請求項８に記載のリソグラフィ装置。
17. 前記集束素子が、レンズ、反射レンズ、又はミラーである請求項１に記載のリソグラフィ装置。
18. 前記放射ビームが、約５ｎｍから約４００ｎｍの間の波長を有する請求項１に記載のリソグラフィ装置。
19. 前記放射ビームが、約５ｎｍから約２０ｎｍの間の波長を有する請求項１に記載のリソグラフィ装置。
20. 照明系を使用して放射ビームを供給するステップと、
    前記放射ビームをパターン形成するステップと、
    パターン形成後の前記放射ビームを、投射系を使用して放射感応材料の層によって少なくとも部分的に覆われた基板の対象部分上に投射するステップと、
    選択した前記ストップ・ディスクを集束素子に隣接して交換可能に配置することによって照明系又は放射系の集束素子の開口数を調節するステップと、
    を含むディバイス製造方法。
21. 前記開口数を調節するステップが、
    前記集束素子に隣接する位置から、選択された前記ストップ・ディスクを除くステップと、
    選択された前記ストップ・ディスクを、選択された前記ストップ・ディスクの開口とは異なる開口を有する別の選択されたストップ・ディスクと交換するステップと、
    をさらに含む請求項２０に記載の方法。
22. 請求項２１に記載の方法に従って製造されたディバイス。
23. ＥＵＶ放射ビームを供給するように構成された照明系と、
    パターンを前記放射ビームに与えるように構成されたパターン形成装置を支持するように構成された支持構造と、
    基板を保持するように構成された基板テーブルと、
    パターン形成後ＥＵＶ放射ビームを前記基板の対象部分上に投射するように構成された投射系と、
    複数のストップ・ディスクのうちの選択された１つをＥＵＶ放射ビーム内の位置に交換可能に配置し、前記ＥＵＶ放射ビームを形成及び／又はフィルタするように構成されたストップ・チェンジャと
    を備えるリソグラフィ装置。