JP2007227918A - リソグラフィ装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】柔軟性の高い偏光照明モードを作り出すように構成されたリソグラフィ装置およびデバイス製造方法を提供。
【解決手段】アレイ１４の反射素子１４ｂはリダイレクト光学系１５を介して中間面１６に向けてサブビームを反射する。リダイレクト光学系（たとえば集束レンズ）は該サブビームをイルミネータの中間面の所望の領域に向ける。断面１６は二次的放射ソースとして機能する瞳面と一致してよい。さらに、反射素子１４ｃ、１４ｄは、図示されている他の２つのサブビームを、リダイレクト光学系１５を介して面１６の他の領域に向けて反射する。反射素子１４ａないし１４ｅの配向を調整してサブビームが入射する面１６の領域を決定することにより、該断面におけるほとんどすべての空間強度分布を生成することができる。
【選択図】図２

Description

[0001] 本発明は、リソグラフィ装置およびデバイス製造方法に関する。

[0002] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上、通常、基板のターゲット部分上に付与するものである。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造において用いることができる。その場合、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成するために、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイス（patterning device）を用いることができる。このパターンは、基板（たとえばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（たとえば１つのダイの一部、１つまたはいくつかのダイを含む）に転写される。パターンの転写は通常、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上での結像を介してなされる。一般には、単一の基板が、連続的にパターニングされる隣接したターゲット部分のネットワーク(network)を含んでいる。既知のリソグラフィ装置としては、ターゲット部分上にパターン全体を一度に露光することにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるステッパ、およびある特定の方向（「スキャン」方向）の照射ビームによってパターンをスキャンすると同時にこの方向に平行または逆平行に基板をスキャンすることにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるスキャナが含まれる。パターンを基板上にインプリントすることにより、パターニングデバイスから基板にパターンを転写することも可能である。

[0003] リソグラフィ装置は通常、照明システム（以下「イルミネータ」という。）を備える。イルミネータは、ソース（光源）、たとえば、レーザからの放射を受けてパターニングデバイスを照射する照射ビームを生成する。通常のイルミネータ内において、ビームは、瞳面に所望の空間強度分布（照射モードともいう。）を有するように成形され制御される。照射モードの種類の例としては、従来型、双極型、非対称型、四重極型、六重極型および環帯状の照射モードがある。瞳面におけるこの空間強度分布は実質的に、照射ビームを生成する二次的放射ソースとして機能する。瞳面に続いて、放射は通常、光学素子（たとえば、レンズ）のグループ（以下「カップリング光学系（coupling optics）」という。）により集束される。カップリング光学系は、石英ロッドといったインテグレータに集束された放射を結合させる。インテグレータの機能は、照射ビームの空間および／または角度の強度分布の均一性を向上させることである。瞳面における空間強度分布は、カップリング光学系により照射されているオブジェクトにおける角度強度分布に変換される。これは、瞳面がカップリング光学系の前方の焦点面とほぼ一致するためである。瞳面の空間強度分布の制御を行うことにより、照射されているオブジェクトの画像が基板に投影されるときの処理寛容度（processing latitude）を向上させることができる。特に、解像度、ならびに／または投影レンズ収差への感応性、露光自由度および焦点深度といった投影のその他のパラメータを向上させるために双極型、輪帯状または四重極型の軸外照明モードの空間強度分布が提案されてきた。

[0004] さらに、ビームを偏光させることもできる。正確に偏光されたビームを使用することにより画像コントラストの強化および／または露光自由度の向上を実現することができる。これらの効果は、結像したフィーチャの均質性の向上をもたらす。これは最終的には製品の歩留まりの改善につながるものである。特に、高い開口度を有するリソグラフィ装置において、使用した放射ビームの波長よりもはるかに小さい幅を有する高密度フィーチャを結像する偏光ビームが必要とされている。

[0005] 従来のリソグラフィ装置では、瞳面の異なる領域が、異なる偏光方向を有する偏光照明モードを柔軟に作りだすことができないという問題が生じる可能性がある。偏光子をイルミネータの瞳面に配置することもできるが、これには、高価かつ大きな偏光素子が必要となる。これらのプレートに必要な操作部もまた大型のものとなる。さらに、偏光照明モードによっては、独自の偏光素子を必要とするものもあり、リソグラフィ装置が正常に稼働している間に照明モードを素早く切り換えることが不可能ではないとしても、難しいものとなる。

[0006] したがって、たとえば、柔軟性の高い偏光照明モードを作り出すように構成されたリソグラフィ装置およびデバイス製造方法を提供することが望ましい。

[0007] 本発明の一態様によると、照明モードに従って放射ビームの強度分布を定義するよう構成された反射素子のアレイと、該ビームの経路上の反射素子のアレイの前に配置され、該放射ビームに偏光を与えるよう構成された偏光部材と、を備える照明システムと、パターニングデバイスを支持するよう構成された支持構造体であって、該パターニングデバイスが所望のパターンに従って該ビームにパターン付けするよう構成されている支持構造体と、基板を保持するよう構成された基板テーブルと、パターン付けされたビームを該基板のターゲット部分に投影するよう構成された投影システムとを備えるリソグラフィ装置が提供される。

[0008] 一実施形態において、偏光部材は、少なくとも２つの領域を備え、第１の領域が反射素子から選択された第１のセットと関連付けられ、第２の領域が反射素子から選択された第２のセットと関連付けられており、第１のセットが第２のセットと異なり、該少なくとも２つの領域のうちの少なくとも１つが該少なくとも１つの領域を通過するビームの一部に偏光をもたらすための光学素子を備え、反射素子の第１および第２のセットを選択することにより、偏光照明モードが得られる。偏光部材は、デバイスを使用して移動させることができ、これにより第１および第２のセットの反射素子の選択を変更してさらなる偏光照明モードを得ることができる。

[0009] さらなる実施形態において、偏光部材は、領域のアレイを備え、少なくとも１つの領域が、反射素子が第１のセット内にあるほどの大きさを有する。

[0010] さらなる実施形態において、リソグラフィ装置は、直線偏光した放射ビームを生成するよう構成された放射システムをさらに備える。この実施形態において、光学素子は、４分の１波長板、半波長板またはウェッジである。

[0011] さらなる実施形態において、偏光部材の少なくとも第１および第２の領域は、１つの光学構造体に組み込まれている。

[0012] さらなる実施形態において、照明システムは、１つ以上の反射素子上に該ビームの一部を集中させるよう構成された集光光学系をさらに備える。該集光光学系は放物線状もしくは双曲線状の断面形状を有する反射面領域または放物線状もしくは双曲線状の反射面のアレイを備えてよい。該集光光学系はマイクロレンズのアレイを備えてよい。

[0013] さらなる実施形態において、偏光部材が、該集光光学系の前に配置されている。この偏光部材は集光光学系と反射素子との間に配置されてよい。

[0014] さらなる実施形態において、反射板が１つ以上の反射素子を支持するよう構成され、各反射素子と関連付けられたピンを含む設定板が反射素子の配向を設定するよう構成されている。

[0015] さらなる実施形態において、照明モードは、従来型、双極型、非対称型、四重極型、六重極型および輪帯型のいずれかを含む。

[0016] さらなる実施形態において、リソグラフィ投影装置において使用される偏光領域のアレイを備える偏光部材が提供される。

[0017] 本発明の第２の態様によると、放射ビームを複数のサブビームに分割することと、偏光部材を使用して該サブビームのうちの少なくとも１つを偏光させて偏光モードすることと、各サブビームを複数の反射素子のうちの反射素子と関連付けることと、サブビームを、それぞれ反射素子を介してパターニングデバイスに向けて偏光照明モードを得ることと、該パターニングデバイスを使用してビームの断面にパターンを付与することと、パターンが付与されたビームを基板の放射感応性材料の少なくとも一部に投影することと、を含むデバイス製造方法が提供される。

[0018] 以下、添付の概略図面を参照しながら、単なる例として、本発明の実施形態を説明する。図面において、同じ参照符号は同じ部分を示す。

[0034] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示す。このリソグラフィ装置は以下のものを備える。

[0035] 放射ビーム（たとえば、ＵＶ放射またはＤＵＶ放射）Ｂを調整するよう構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬ、
[0036] パターニングデバイス（たとえば、マスク）ＭＡを支持するよう構成され、特定のパラメータに従って該パターニングデバイスを正確に位置づけするよう構成された第１の位置決め装置に接続された支持構造体（たとえば、マスクテーブル）ＭＴ、
[0037]基板（たとえば、レジストコートウェーハ）Ｗを保持するよう構成され、特定のパラメータに従って該基板を正確に位置づけするよう構成された第２の位置決め装置に接続された基板テーブル（たとえば、ウェーハテーブル）ＷＴ、
[0038] パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（たとえば、１つまたは複数のダイ）に投影するよう構成された投影システム（たとえば、屈折型投影レンズシステム）ＰＳ、
[0039] 照明システムとしては、放射を誘導し、形成し、あるいは制御するために、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、またはその他のタイプの光学コンポーネント、あるいはそれらのあらゆる組合せなどのさまざまなタイプの光学コンポーネントを含むことができる。

[0040] 支持構造体は、パターニングデバイスの配向、リソグラフィ装置の設計、および、たとえば、パターニングデバイスが真空環境内で保持されているか否かなどといった他の条件に応じた態様でパターニングデバイスを保持する。支持構造体は、機械式、真空式、静電式またはその他のクランプ技術を使って、パターニングデバイスを保持することができる。支持構造体は、たとえば、必要に応じて固定または可動式にすることができるフレームまたはテーブルであってもよい。支持構造体は、パターニングデバイスを、たとえば、投影システムに対して任意の位置に確実に置くことができる。本明細書において使われる用語「レチクル」または「マスク」はすべて、より一般的な用語「パターニングデバイス」と同義であると考えてよい。

[0041] 本明細書において使われる用語「パターニングデバイス」は、基板のターゲット部分内にパターンを作り出すように放射ビームの断面にパターンを付けるために使うことができるあらゆるデバイスを指していると広く解釈されるべきである。なお、放射ビームに付けたパターンは、たとえば、そのパターンが位相シフト特性またはいわゆるアシスト特徴を含む場合、基板のターゲット部分内の任意のパターンに正確に一致しない場合もある。通常、放射ビームに付けたパターンは、集積回路などの、ターゲット部分内に作り出されるデバイス内の特定機能層に対応することになる。

[0042] パターニングデバイスは、透過型または反射型であってもよい。パターニングデバイスの例としては、マスク、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクは、リソグラフィでは公知であり、バイナリ、Alternating位相シフト、および減衰型位相シフトなどのマスク型、ならびに種々のハイブリッドマスク型を含む。プログラマブルミラーアレイの一例では、小型ミラーのマトリックス配列が用いられており、各小型ミラーは、入射する放射ビームがさまざまな方向に反射するように、個別に傾斜させることができる。傾斜されたミラーは、ミラーマトリックスによって反射される放射ビームにパターンを付ける。

[0043] 本明細書において使われる用語「投影システム」は、使われている露光放射にとって、あるいは浸液の使用または真空の使用といった他の要因にとって適切な屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型、および静電型光電システム、またはそれらのあらゆる組合せを含むあらゆるタイプの投影システムを包含していると広く解釈されるべきである。本明細書において使われる用語「投影レンズ」はすべて、より一般的な用語「投影システム」と同義であると考えてよい。

[0044] 本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、透過型のもの（たとえば透過型マスクを採用しているもの）である。また、リソグラフィ装置は、反射型のもの（たとえば、前述のタイプのプログラマブルミラーアレイを採用しているか、または反射型マスクを採用しているもの）であってもよい。

[0045] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上の基板テーブル（および／または２つ以上の支持構造体）を有するタイプのものであってもよい。そのような「マルチステージ」機構においては、追加のテーブルを並行して使うことができ、あるいは、予備工程を１つ以上のテーブル上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルを露光用に使うこともできる。

[0046] また、リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を満たすように、比較的高屈折率を有する液体、たとえば、水によって基板の少なくとも一部を覆うことができるタイプのものであってもよい。さらに、リソグラフィ装置内の、たとえば、マスクと投影システムとの間の別の空間に液浸液を加えてもよい。液浸技術を使えば、投影システムの開口度を増加させることができる。本明細書において使われているような用語「液浸」は、基板のような構造物を液体内に沈めなければならないという意味ではなく、単に、照射中、投影システムと基板との間に液体があるということを意味するものである。

[0047] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射ソースＳＯから放射ビームを受ける。放射ソースおよびリソグラフィ装置は、たとえば、放射ソースがエキシマレーザである場合、別個の構成要素であってもよい。そのような場合には、放射ソースは、リソグラフィ装置の一部を形成しているとはみなされず、また、放射ビームは、放射ソースＳＯからイルミネータＩＬへ、たとえば、適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムＢＤを使って送られる。別の場合においては、放射ソースは、たとえば、放射ソースが水銀ランプである場合、リソグラフィ装置の一体部分とすることもできる。放射ソースＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要ならビームデリバリシステムＢＤとともに、放射システムと呼んでもよい。

[0048] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調節することができるように構成されたアジャスタＡＤを含むことができる。一般に、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（通常、それぞれσ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。さらに、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯといったさまざまな他の構成要素を含むことができる。イルミネータを使って放射ビームを調整すれば、放射ビームの断面に任意の均一性および強度分布をもたせることができる。

[0049] 放射ビームＢは、支持構造体（たとえばマスクテーブル）ＭＴ上に保持されているパターニングデバイス（たとえばマスク）ＭＡ上に入射して、パターニングデバイスによってパターン形成される。マスクＭＡを通り抜けた後、放射ビームＢは、投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームを集束させる。第２位置決め装置ＰＷおよび位置センサＩＦ（たとえば、干渉装置、リニアエンコーダ、または静電容量センサ）を使って、たとえば、さまざまなターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置付けるように、基板テーブルＷＴを正確に動かすことができる。同様に、第１位置決め装置ＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示されていない）を使い、たとえば、マスクライブラリからマスクを機械的に取り出した後またはスキャン中に、マスクＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置付けることもできる。通常、マスクテーブルＭＴの移動は、第１位置決め装置ＰＭの一部を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）を使って達成することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動も第２位置決め装置ＰＷの一部を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを使って達成することができる。ステッパの場合は（スキャナとは対照的に）、マスクテーブルＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに連結されてよく、あるいは、固定されていてもよい。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２、および基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使って、位置合わせされてもよい。例示では基板アライメントマークがそれ専用のターゲット部分に置かれているが、基板アライメントマークをターゲット部分の間の空間（これらは、けがき線アライメントマーク(scribe-lane alignment mark)として公知である）内に置くこともできる。同様に、複数のダイがマスクＭＡ上に設けられている場合、マスクアライメントマークは、ダイの間に置かれてもよい。

[0050] 例示の装置は、以下のモードの少なくとも１つで使うことができると考えられる。

１．ステップモードにおいては、支持構造体ＭＴおよび基板テーブルＷＴを基本的に静止状態に保ちつつ、放射ビームに付けられたパターン全体を一度に（すなわち、単一静止露光）ターゲット部分Ｃ上に投影する。基板テーブルＷＴは、つぎにＸおよび／またはＹ方向に移動され、それによって別のターゲット部分Ｃが露光されることが可能になる。ステップモードにおいては、露光フィールドの最大サイズよって、単一静止露光時に投影されるターゲット部分Ｃのサイズが限定される。

２．スキャンモードにおいては、支持構造体ＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期的にスキャンする一方で、放射ビームに付けられたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一動的露光）。マスクテーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＳの（縮小）拡大率および画像反転特性によって決めることができる。スキャンモードにおいては、露光領域の最大サイズよって、単一動的露光時のターゲット部分の幅（非スキャン方向）が限定される一方、スキャン動作の長さによって、ターゲット部分の高さ（スキャン方向）が決まる。

３．別のモードにおいては、プログラマブルパターニングデバイスを保持しつつ、支持構造体ＭＴを基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルＷＴを動かすまたはスキャンする一方で、放射ビームに付けられているパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する。このモードにおいては、通常、パルス放射ソースが採用されており、さらにプログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの移動後ごとに、またはスキャン中、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、前述のタイプのプログラマブルミラーアレイといったプログラマブルパターニングデバイスを利用するマスクレスリソグラフィに容易に適用することができる。

[0051] 上述の使用モードの組合せおよび／またはバリエーション、あるいは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。

[0052] 図２はイルミネータの一例を示す。イルミネータは、たとえば、水銀ランプまたはレーザなどの放射ソース１１、ビーム発散光学系１２、偏光部材１３、反射素子のアレイ１４およびリダイレクト光学系１５をこの順序で備える。動作中、放射ソースは平行ビームを発生させ、この平行ビームは、ビーム発散光学系および偏光部材を介して反射素子のアレイに向けられる。このビーム発散光学系はビームを多数のサブビームに展開し、各サブビームを反射素子１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅのアレイ１４中の反射素子と関連付ける。ビーム発散光学系１２は平行ビームをもたらす。展開されたビームの断面は、光学素子１４ａないし１４ｅのすべてまたはこれらのうちのサブセットに入射するに十分なものとなっている。図２は、一例として、展開されたビームの３つのサブセットを示している。ビーム発散光学系は、サブビームの発散を設定するための正のレンズ（positive lens）またはレンズアレイをさらに備えることができる。偏光部材は一定の偏光状態でビームを偏光させるものであり、反射素子のアレイ１４に光学的に共役する面にまたはその近傍に配置される。偏光状態は、直線偏光または円偏光であってよい。偏光部材は、偏光素子をいくつ備えてもよく、たとえば、１つ以上の吸収偏光子またはビームスプリッタ偏光子を備えてよい。

[0053] 図２は、反射素子１４ｂに入射する第１のサブビームを示している。アレイ１４の他の反射素子１４ａおよび１４ｃないし１４ｅと同様に、反射素子１４ｂはリダイレクト光学系１５を介して中間面１６に向けてサブビームを反射する。リダイレクト光学系、たとえば、集束レンズは、該サブビームをイルミネータの中間面（intermediate plane）の所望の領域に向ける。断面１６は、（上述のとおり）二次的放射ソースとして機能する瞳面と一致してよい。さらに、反射素子１４ｃ、１４ｄは、図示されている他の２つのサブビームを、リダイレクト光学系１５を介して面１６の他の領域に向けて反射する。反射素子１４ａないし１４ｅの配向を調整してサブビームが入射する面１６の領域を決定することにより、該断面におけるほとんどすべての空間強度分布を生成することができる。

[0054] リソグラフィ装置には、サブビームの中にまたはサブビームから外へ偏光部材１３を移動させるデバイス１７を設けることができる。このデバイスは、たとえば、リニアモータであってよく、照明モードの迅速な変更を可能にするものである。図３ａを参照すると、本実施形態において、偏光部材３０はその一部分のみが複数のサブビームに挿入されており、これらのサブビームの一部分のみが偏光される。図３ａは、Ｘ軸に実質的に平行に向けられた直線偏光を有するサブビームの第１のセットと非偏光サブビームの第２のセットにビームが分割されることを示している。

[0055] 図３ｂは、偏光双極コンポーネント（または極）３１ａ、３１ｂと、非偏光の従来の小型−σコンポーネント３２を備える瞳面３３を示している。これらのコンポーネントは、図３ａに関して記載した構成を使用して得ることができる。１つ以上の反射素子１４が、偏光部材１３を通過したサブビームを瞳面３３における極３１ａおよび３１ｂを生成する位置に向ける。１つ以上の反射素子１４が、偏光部材１３を通過しなかったサブビームを瞳面３３における非偏光中心極３２を生成する位置に向ける。

[0056] 偏光部材は、複数の偏向領域を備えることにより、２以上の偏光方向および／または偏光タイプを備える様々なタイプの偏光照明モード、たとえば、水平に偏光された極と垂直に偏光された極との両方を備える照明モードをつくりだすことができる。

[0057] 図４ａは、２つの偏光領域４１および４４を備える偏光部材の一例を示す。この偏向部材において、偏光領域４１は実質的に第１の方向の偏光を有する放射のみを通過させる偏光子を備え、偏光領域４４は実質的に第２の方向の偏光を有する放射のみを通過させる偏光子を備える。第２の方向は、第１の方向に垂直であってよい。あるいは、第１の方向と第２の方向との間の角度は４５度であってもよい。図４ｂは、図４ａに関して記載された構成を使用して得られる偏光四重極照明モードの瞳面３３を示す。反射素子４４の配向は、偏光領域４１を通過したサブビームを瞳面の極４２ａおよび４２ｂの領域上に向け、かつ、偏光領域４１を通過したサブビームを極４３ａおよび４３ｂの領域上に向けるようになされている。

[0058] 図５aは、前述の実施形態と同じ偏光領域の構成を有する偏光部材５０を示す。この実施形態において、偏光部材の位置は変更されており、第１の偏光方向を有する領域５１を横切るサブビームの数が図４ａの当該数よりも多く、第２の偏光方向を有する領域５５を横切るサブビームの数が図４ａの当該数よりも少なくなっている。図５ｂは、図５ａの構成を使用して得られうる偏光四重極照明モードの瞳面３３を示す。図４ｂの例と実質的に同一の極内の特定の領域の強度分布を維持した状態で、別の偏光照明モード極を得ることができる。ここで、極５２ａおよび５２ｂは、図４ｂについて記載した実施形態と比較して大きくなっており、極５３ａおよび５３ｂは、図４ｂの実施形態と比較して小さくなっている。

[0059] 図６ａは、可動偏光部材が偏光領域のアレイを備えるさらなる実施形態を示す。この実施形態において、各領域は、複数のサブビームの一部または全部の一定の偏光状態を設定するように構成された偏光素子を備える。この例において、偏光部材６０は、２列４行に配置された８つの偏光領域６１ないし６８を備える。この偏光部材は、それぞれが円偏光子を備える４つの領域６１ないし６４と、それぞれが直線偏光子を備える４つの領域６５ないし６８とを備える。ここで、第１の領域６５は第１の偏光方向を有し、第２の領域６６は第１の偏光方向に垂直な第２の偏光方向を有し、第３の領域６７は、第１および第２の偏光方向に対して４５度の角度で第３の偏光方向を有し、第４の領域６８は、第３の偏光方向に垂直な第４の偏光方向を有する。一実施形態において、これらの領域は、それぞれがすべての反射素子１４と関連付けることが可能な大きさを有する。このように、領域６１ないし６８によってもたらされるすべての利用可能な偏光方向がすべてのサブビームについて選択することができる。一実施形態において、領域６１ないし６８の大きさは等しい。あるいは、外側の変偏光領域のうち少なくとも２つを、可能性のある偏光照明モードの量を制限することなく、すべての反射素子とこれらの領域とを関連付けるために必要な大きさよりも小さくしてもよい。図６ｂは、図６ａに関して記載した構成を使用して得られ得る偏光輪帯照明モード６９の瞳面３３を示す。照明モードは４つの偏光方向を備えており、接線偏光（tangential polarization）を備える照明モードに近づけている。反射素子１４の配向は、偏光領域６５ないし６８を通過したサブビームを輪帯照明領域の特定領域上に向かせ、ほぼ接線方向の偏光を備える輪帯照明モードをつくりだすものとなっている。

[0060] 図７ａおよび図７ｂはイルミネータのさらなる実施形態を示す。この実施形態において、偏光部材６０の位置は前述の実施形態の該位置とは異なり、４セットの反射素子１４がそれぞれ領域６１、６２、６５および６６と関連付けられている。図７ｂは、本実施形態を使用して得られうる偏光照明モードの瞳面３３を示す。照明モードは、直線偏光極７１ａ、７１ｂ、７２ａおよび７２ｂを有する四重極コンポーネントと円状に偏光された従来の小型−σコンポーネント７３を備える。反射素子の配向を変更、偏光部材の位置を変更するか、あるいはこれらの両方を変更するかのいずれかにより、様々な照明モードが可能となる。たとえば、図７ａにおける偏光部材６０の位置を、より多くの反射素子が直線偏光領域に関連付けられるように変更することにより、図７ｂにおける中央の極を犠牲にして４つの外側の極を拡大することが可能になる。あるいは、前述と同様に位置の変更を行うことにより、図７ｂにおける中央の極の強度を犠牲にして４つの外側の極の強度を増大させる一方で、極の大きさを変更しないままとすることができる。本実施形態の利点は、偏光照明モードに大きな柔軟性をもたらすことと、第１の偏光照明モードから第２の偏光照明モードへの迅速な切り替えが可能になることである。

[0061] 前述の実施形態においては、放射は偏光されず、放射ビームが１つ以上の偏光子を備える偏光部材を使用して偏光されたが、リソグラフィでは、多くの場合、放射ソースが、直線偏光した放射ビームを供給してもよく、たとえば、エキシマレーザであってよい。ゆえに、サブビームの変偏光に偏光子が適用できない。従って、放射ソースとしてエキシマレーザを備えるさらなる実施形態において、偏光部材は、複数のサブビームのうちの１つ以上のサブビームの偏光状態および偏光方向を変える光学的リターダ（optical retarder）を備える。可能性のあるリターダの例としては、直線偏光した放射ビームの変偏光のための半波長プレート、放射ビームの偏光を変えて円偏光された状態にするための４分の１波長プレート、また、放射ビーム全体にわたり偏光の変化をつくり出すためのウェッジ（wedge）がある。

[0062] 図８はさらなる実施形態を示す。この実施形態において、照明システム８０は図２と同じ構成を有し、さらに、放射ビームの一部を１つ以上の反射素子上に集光する集光光学系８１を備える。本実施形態において、集光光学系は、マイクロレンズのアレイを備えており、ここで、マイクロレンズはそれぞれ、１つの反射素子と関連付けられている。あるいは、集光光学系は放物線状または双曲線状の断面形状を有する反射表面領域、または放射線状または双曲線状の反射表面のアレイを備えてよい。集光光学系はサブビームを分割し、各ビームを関連付けられた反射素子に集束させる。サブビームを集束させることにより、反射素子のアレイ１４に入射しているが、各素子１４ａないし１４ｅの外側にある放射の量を削減され、これにより放射ロスの量が制限される。さらに、各反射素子は、小さな角分布を有するサブビームをもたらし、これにより、瞳面において、サブビームが大きな断面を有し瞳面により均一な強度分布をつくり出すことができる。本実施形態において、偏光部材１３の位置は、集光光学系と反射素子のアレイ１４との間にあるが、偏光部材１３を放射ソースと集光光学系との間のフィールド面（field plane）またはその近傍に配置してもよい。あるいは、偏光部材１３は、サブビームが偏光部材を二度通過するように、反射素子１４の近傍に配置されている。本実施形態において、偏光部材１３は、偏光部材を二度通過するサブビームが所定の偏光状態に従って偏光されるように構成されている。

[0063] 図９ａおよび９ｂは、反射素子のアレイ１４のさらなる実施形態を示す。この実施形態では、反射板ＲＰが設けられており、各反射素子Ｒが弾性部材Ｓによって該反射板上で支持されている。本実施形態において、反射板には、各反射素子と関連付けられた１つ以上のアパーチャＡ１、Ａ２、Ａ３が設けられており、当該反射素子が、様々な長さを有しそれぞれのアパーチャに挿入される１つ以上のピンと係合することにより、配向が可能となる。この構成は、米国特許第２００４−０１０８４６７号により周知である。別の選択として、または、追加として、静電式または精密機械アクチュエータを使用して、反射素子Ｒの配向を設定することもできる。

[0064] 一実施形態において、偏光部材の１つ以上の偏光領域が１つの光学構造体に組み込まれている。この構成により、該領域間のエッジに入射する放射により散乱や放射ロスが生じる可能性を回避することができる。半波長板および４分の１波長板を備える偏光領域の例については、たとえば、光学素材を選択的にエッチングすることにより達成することができる。

[0065] 一実施形態において、リソグラフィ装置は、該偏光部材を別の偏光部材またはダミーの部材と交換するよう構成された交換機構を備える。この構成を使用すると、より高い柔軟性が得られ、偏光領域を偏光部材に対して異なる態様で統合することを必要とする様々な放射モードをつくり出すことができる。さらに、偏光部材を、放射ビームの偏光状態に影響を与えないニュートラルな光学素子（neutral optical element）と交換することにより、当該リソグラフィ装置を従来の態様で使用することができる。

[0066] 本明細書では、ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的に言及しているが、本明細書記載のリソグラフィ装置が、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンスパターンおよび検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドといった他の用途を有することは、明らかである。当業者には当然のことであるが、そのような別の用途においては、本明細書で使われている用語「ウェーハ」または「ダイ」はすべて、それぞれより一般的な用語「基板」または「ターゲット部分」と同義であると考えてよい。本明細書に記載した基板は、露光の前後に、たとえば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、露光されたレジストを現像するツール）、メトロロジーツール、および／またはインスペクションツールで処理されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示物を上記のような基板プロセシングツールおよびその他の基板プロセシングツールに適用してもよい。さらに、基板は、たとえば、積層ＩＣを作るために、複数回処理されてもよいので、本明細書で使われる基板という用語が、既に多重処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。

[0067] 光学リソグラフィの分野での本発明の実施形態の使用について既に具体的に説明してきたが、言うまでもなく、本発明は、他の用途、たとえば、インプリントリソグラフィに使われてもよく、さらに状況が許すのであれば、光学リソグラフィに限定されることはない。インプリントリソグラフィにおいては、パターニングデバイス内のトポグラフィが基板上に創出されたパターンを画定する。パターニングデバイスのトポグラフィは、基板に与えられたレジスト層の中にプレス加工され、基板上では、電磁放射、熱、圧力、またはそれらの組合せによってレジストを硬化させることができる。パターニングデバイスは、レジストが硬化した後、レジスト内にパターンを残してレジストの外へ移動される。

[0068] 本明細書で使われている用語「放射」および「ビーム」は、紫外線（ＵＶ）放射（たとえば、約３６５、３５５、２４８、１９３、１５７、または１２６ｎｍの波長を有する）などのあらゆる種類の電磁放射、ならびにイオンビームや電子ビームなどの微粒子ビームを包含している。

[0069] 用語「レンズ」は、状況が許すのであれば、屈折、反射、磁気、電磁気、および静電型光学コンポーネントを含むさまざまな種類の光学コンポーネントのどれか１つまたは組合せを指すことができる。

[0070] 本発明の実施形態の使用について既に具体的に説明してきたが、言うまでもなく、本発明は、記載される以外の態様で実施されうる。たとえば、本発明は、上記に開示されている方法を記載する機械読取可能な指示の１つ以上のシーケンスを含むコンピュータプログラム、またはそのようなコンピュータプログラムが記憶されているデータ記憶媒体（たとえば、半導体メモリ、磁気ディスクまたは光ディスク）の形態を取りうる。

[0071] 上記の説明は、限定ではなく例示を目的としたものである。したがって、当業者には明らかなように、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本記載の発明に変更を加えることもできる。

[0019] 本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を示す。 [0020] 本発明の第１の実施形態の照明システムを示す。 [0021] 本発明のさらなる実施形態による反射素子のアレイおよび１つの偏光領域を備える偏光部材を示す。 [0022] 本発明のさらなる実施形態による偏光双極コンポーネントおよび非偏光の従来型の小型−σコンポーネントを備える照明モードの瞳面を示す。 [0023] 本発明のさらなる実施形態による反射素子のアレイおよび２つの偏光領域を備える偏光部材を示す。 [0024] 本発明のさらなる実施形態による偏光四重極照明モードの瞳面を示す。 [0025] 本発明のさらなる実施形態による反射素子のアレイおよび２つの偏光領域を備える偏光部材を示す。 [0026] 本発明のさらなる実施形態によるさらなる偏光四重極照明モードの瞳面を示す。 [0027] 本発明のさらなる実施形態による反射素子のアレイおよび８つの偏光領域のアレイを備える偏光部材を示す。 [0028] 本発明のさらなる実施形態による偏光輪帯照明モードの瞳面を示す。 [0029] 本発明のさらなる実施形態による反射素子のアレイおよび８つの偏光領域のアレイを備える偏光部材を示す。 [0030] 本発明のさらなる実施形態による直線偏光の四重極コンポーネントおよび円偏光されている従来型小型−σコンポーネントを示す。 [0031] 本発明のさらなる実施形態による照明システムを示す。 [0032] 本発明のさらなる実施形態による第１の動作モードにおける１つの反射素子ならびにその支持体およびアクチュエータを示す。 [0033] 本発明のさらなる実施形態による第２の動作モードにおける１つの反射素子ならびにその支持体およびアクチュエータを示す。

Claims (20)

1. 照明モードに従って放射ビームの強度分布を定義するよう構成された反射素子のアレイと、
   該ビームの経路上の反射素子のアレイの前に配置され、該放射ビームに偏光を与えるよう構成された偏光部材と、
   を備える照明システム、
   パターニングデバイスを支持するよう構成された支持構造体であって、該パターニングデバイスは所望のパターンに従って該ビームにパターン付けするよう構成されている支持構造体、
   基板を保持するよう構成された基板テーブル、および、
   パターン付けされたビームを該基板のターゲット部分に投影するよう構成された投影システム、
   を備えるリソグラフィ装置。
2. 偏光部材は少なくとも２つの領域を備え、第１の領域は反射素子から選択された第１のセットと関連付けられ、第２の領域は反射素子から選択された第２のセットと関連付けられ、第１のセットは第２のセットと異なっており、これらの領域のうちの少なくとも１つが該少なくとも１つの領域を通過するビームの一部に偏光をもたらすための光学素子を備えており、偏光照明モードが得るために反射素子の第１および第２のセットが選択される、請求項１に記載の装置。
3. 第１および第２のセットにおける反射素子の選択を変更し、さらなる偏光照明モードを得るために偏光部材を移動させるデバイスを備える、請求項２に記載の装置。
4. 偏光部材は領域のアレイを備え、少なくとも１つの領域は、反射素子が第１のセット内にある程度の大きさを有する、請求項３に記載の装置。
5. 光学素子は円偏光子または直線偏光子を備える、請求項２に記載の装置。
6. 直線偏光した放射ビームを生成するよう構成された放射システムをさらに備える、請求項１に記載の装置。
7. 光学素子は、４分の１波長板、半波長板、またはウェッジである、請求項６に記載の装置。
8. 偏光部材の少なくとも第１および第２の領域は１つの光学構造体に組み込まれている、請求項２に記載の装置。
9. 照明システムは１つ以上の反射素子上に該ビームの一部を集中させるよう構成された集光光学系をさらに備える、請求項１に記載の装置。
10. 集光光学系は、放物線状もしくは双曲線状の断面形状を有する反射面領域、または放物線状もしくは双曲線状の反射面のアレイを備える、請求項９に記載の装置。
11. 集光光学系はマイクロレンズのアレイを備える、請求項９に記載の装置。
12. 偏光部材は該ビームの経路上の集光光学系の前に配置されている、請求項９に記載の装置。
13. 偏光部材は集光光学系と反射素子との間に配置されている、請求項９に記載の装置。
14. １つ以上の反射素子を支持するよう構成された反射板と、反射素子の配向を設定するよう構成された各反射素子に関連付けられたピンを含む設定板と、をさらに備える、請求項１に記載の装置。
15. 照明モードは、従来型、双極型、非対称型、四重極型、六重極型および輪帯型のいずれかである、請求項１に記載の装置。
16. 請求項７において使用されるリソグラフィ投影装置で用いられるための偏光領域アレイを備える偏光部材。
17. 放射ビームを複数のサブビームに分割することと、
    偏光部材を使用して該サブビームのうちの少なくとも１つを偏光させて偏光モードすることと、
    各サブビームを複数の反射素子のうちの一つの反射素子と関連付けることと、
    サブビームを、それぞれ反射素子を介してパターニングデバイスに向け、偏光照明モードを得ることと、
    該パターニングデバイスを使用してビームの断面にパターンを付与することと、
    パターンが付与されたビームを基板の放射感応性材料の少なくとも一部に投影することと、
    を含むデバイス製造方法。
18. 偏光部材は少なくとも２つの領域を備え、第１の領域は反射素子から選択された第１のセットと関連付けられ、第２の領域は反射素子から選択された第２のセットと関連付けられ、第１のセットは第２のセットと異なっており、これらの領域のうちの少なくとも１つが該少なくとも１つの領域を通過するビームの部分に偏光をもたらすための光学素子を備えており、偏光照明モードが得るために反射素子の第１および第２のセットが選択される、請求項１７に記載の方法。
19. 第１および第２のセットにおける反射素子の選択を変更し、さらなる偏光照明モードを得るために偏光部材を移動させることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
20. 偏光部材は領域のアレイを備え、少なくとも１つの領域は、反射素子が第１のセット内にある程度の大きさを有する、請求項１７に記載の方法。

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