JP2007243182A - アパーチャポジショナ - Google Patents
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Abstract
【課題】EUVLの露光工程中にビーム路に干渉しないアパーチャー交換装置を提供する。
【解決手段】所望の平面内ではない格納位置から、所望の平面内の「使用時の」位置へアパーチャ22−2を回転させる装置。該アパーチャ22−2の格納位置は、光学系の放射ビーム路34と干渉しない。該装置は、多数のアパーチャ22−2をコンパクトに格納することができ、また、該所望の平面からより大きなアパーチャ22−2を取り除くことなく、該所望の平面内により小さなアパーチャ22−2を配置することができる。
【選択図】図1
【解決手段】所望の平面内ではない格納位置から、所望の平面内の「使用時の」位置へアパーチャ22−2を回転させる装置。該アパーチャ22−2の格納位置は、光学系の放射ビーム路34と干渉しない。該装置は、多数のアパーチャ22−2をコンパクトに格納することができ、また、該所望の平面からより大きなアパーチャ22−2を取り除くことなく、該所望の平面内により小さなアパーチャ22−2を配置することができる。
【選択図】図1
Description
本明細書で開示した実施形態は、リソグラフィツール等の光学系の所望の平面に用いられる固定寸法のアパーチャをコンパクトに格納し、かつ変更するための装置及び方法に関する。
一部の光学系においては、光学系の中で光を制限するために、例えば、単一の拡大可能な又は収縮性のアパーチャよりもむしろ固定寸法のアパーチャが用いられている。場合によっては、異なるサイズ及び形状のアパーチャが必要であり、使用中の該アパーチャを取り外して、新しいものを定位置に配置しなければならない。現在のリソグラフィツールは、この変更を行うために、回転式交換装置を用いる。回転式交換装置は、典型的には、全てのアパーチャが配設されている単一のプレートを有する。使用中及び格納されている全てのアパーチャは、有益な所望の平面内にある。しかし、格納されているアパーチャは、該所望の平面内にある間、光学素子の上にはなく、必要に応じて、定位置に回転される。新たなアパーチャを光学素子の上に配置する同様の回転は、それまで用いられていたアパーチャを、該光学素子上の位置から移動させる。その結果、該アパーチャは、該アパーチャを含む該平面の回転によって交換される。
回転式交換装置は、極端紫外線リソグラフィ(extreme ultra−violet lithography;“EUVL”)の露光工程中に、ビーム路に干渉する可能性があり、また、該装置は、光学素子を支持し、及び接続するための構造部材が用いることができる可能性がある貴重なスペースを無駄に使う可能性がある。EUVLツールの光学系に用いられる固定寸法のアパーチャをコンパクトに格納し、かつ変更する必要がある。
本明細書で広範に説明するように、本発明と一致する実施形態は、アパーチャポジショナ、アパーチャチェンジャ、アパーチャを位置決めする方法、及び最初に、先に使用されていたアパーチャを取り除くことを要することなく、一連のアパーチャを用いる方法を含むことができる。
放射ビームを有する光学系で使用するための、本発明のいくつかの実施形態によるアパーチャポジショナは、所望の平面で使用するための固定寸法アパーチャを有する部材と、該所望の平面内ではない第1の位置から、実質的に該第1の所望の平面内の第2の位置へ該アパーチャを回転させるために該部材に結合された1つ以上の移動装置とを含むことができ、該第1の位置において、該部材は、該光学系の放射ビーム路に干渉しない。
放射ビームを有する光学系で使用するための、本発明のいくつかの実施形態によるアパーチャチェンジャは、所望の平面で使用するための、固定寸法d1のアパーチャを有する第1の部材と、該所望の平面内ではない第1の位置から、実質的に該所望の平面内の第2の位置へ、固定寸法d1の該アパーチャを回転させるために該第1の部材に結合された第1の1つ以上の移動装置とを含むことができる。また、該アパーチャチェンジャは、該所望の平面内で使用するための固定寸法d2のアパーチャを有する第2の部材であって、d2<d1である第2の部材と、該所望の平面内ではない第3の位置から、実質的に該所望の平面内の第4の位置へ、固定寸法d2の該アパーチャを回転させるために該第2の部材に結合された第2の1つ以上の移動装置とを含むこともできる。該第1及び第3の位置において、それぞれ、該第1及び第2の部材は、該光学系の放射ビーム路に干渉しない。
放射ビーム路を有する光学系において、本発明に一致するいくつかの実施形態によるアパーチャを位置決めする方法は、所望の平面内ではない第1の位置から、実質的に該所望の平面内の第2の位置へ、該所望の平面内で用いられる固定寸法のアパーチャを有する部材を回転させるステップを含むことができる。該第1の位置において、該部材は、該光学系の放射ビーム路に干渉しない。
本発明のいくつかの実施形態による、それまでに使用したアパーチャを取り除くことなく、一連の固定寸法アパーチャを用いる方法は、1)固定寸法d1のアパーチャを有する第1の部材を、所望の平面内ではない第1の位置から、固定寸法d1の該アパーチャが該所望の平面内にある第2の位置へ回転させるステップと、2)固定寸法d2のアパーチャを画成する管状突出部を有する第2の部材であって、d2<d1である該第2の部材を、該所望の平面内ではない第3の位置から、固定寸法d2の該アパーチャが該所望の平面内にあり、かつ固定寸法d1の該アパーチャ内にある第4の位置へ回転させるステップとを含むことができる。
本発明に係るアパーチャポジショナは、予め決められた平面内にある放射ビーム路内でアパーチャを位置決めするアパーチャポジショナであって、アパーチャを持つ部材と、アパーチャを持つ部材に係合し第1の位置と第2の位置にアパーチャを位置決めする移動装置と、を備え、第1の位置が予め決めた平面とは異なる面にあり、第2の位置が予め決められた平面内にあることを特徴とする。
ここで、上記のアパーチャポジショナは、第1の位置でのアパーチャが放射ビーム路から外れていることが好ましい。
本発明に係るアパーチャポジショナは、アパーチャを放射ビーム路中の予め決められた平面上に位置決めするアパーチャポジショナであって、アパーチャを持つ部材と、予め決められた平面とは異なる平面内にある第1の位置と予め決められた平面内にある第2の位置との間で部材を動かす部材に係合した移動装置と、を備えることを特徴とする。
ここで、上記のアパーチャポジショナは、第1の位置に置かれた部材が放射ビーム路から外れていることが好ましい。
また、上記のアパーチャポジショナは、第2の位置に置かれた部材が放射ビーム路内にあることが好ましい。
本発明に係るアパーチャポジショナは、放射ビーム路に置かれたアパーチャを交換するアパーチャチェンジャであって、第1のアパーチャを持つ第1の部材と、第2のアパーチャを持つ第2の部材と、放射ビーム路から外れた第1位置と放射ビーム路内にある第2位置の間で第1部材を移動させる第1移動装置と、第2の位置で第1部の材上に第2の部材を置き、第1の部材から第2の部材を離す、第2の部材に係合した第2の移動装置と、を備えたことを特徴とする。
ここで、上記のアパーチャポジショナは、第1の移動装置が第1の部材を回転軸回りに回転させ、第2の移動装置が第2の部材を第1の移動装置の回転軸と同じ軸回りに第2の部材を回転させることが好ましい。
本発明に係るアパーチャチェンジャは、第3のアパーチャを持つ第3の部材と、第3の部材を第1と第2の移動装置の回転軸と平行な回転軸の回りに回転させる第3の部材に係合している第3の移動装置と、を備えたことを特徴とする。
ここで、上記のアパーチャチェンジャは、第1のアパーチャの端部と第2のアパーチャの端部が第2の位置と実質的に同じ平面に位置決めされていることが好ましい。
本発明に係るアパーチャの位置決め方法は、放射ビーム路中にアパーチャを位置決めする方法であって、放射ビーム光路内に第1のアパーチャを位置決めし、第1のアパーチャを覆う放射ビーム路中に第2のアパーチャを位置決めする、ことを特徴とする。
上記の概要及び以下の詳細な説明は共に例示的なものであり、かつ単に説明のためのものであり、本発明を限定するものではないことを理解すべきである。
本明細書に組み入れられ、本明細書の一部を構成する添付図面は、本発明に一致するいくつかの実施形態を示し、また、その説明と共に、本発明の原理を説明するのに役に立つ。
次に、添付図面に示されている、本発明と一致する例示的な実施形態について、詳細に説明する。可能な限り、同じ又は同様の部材を指すのに、同じ参照符号を全ての図面にわたって用いることにする。
図1は、厚さtを有するアパーチャプレート22と、アパーチャプレート22の表面に配設された、固定径d1のアパーチャ22−2を含むスルーホール22−1とを有する、本発明のいくつかの実施形態によるアパーチャポジショナ20を示す。図1において、アパーチャ22−2は、対象物30の上の所望の平面24内に位置している。所望の平面24は、光学系の中間焦点面とすることができる。いくつかの実施形態において、対象物30は、反射面32を有してもよい。いくつかの実施形態において、アパーチャ22−2は、対象物30の一部を入射放射ビーム34に対して曝し、該ビームの少なくとも一部は、反射面32で反射して、反射放射ビーム36を形成する。
アパーチャ22−2は、所望の平面24内で回転させることができる。いくつかの実施形態において、アパーチャプレート22は、図1に、回転軸27周りの回転のためのステッピングモータとして描かれている1つ以上の移動装置26に結合することができる。ステッピングモータは、当分野において周知であり、詳細に説明する必要はない。アパーチャプレート内のアパーチャを所望の平面内の位置へ回転させるのに十分であるステッピングモータの実施例は、3相ステッピングモータである。いくつかの実施形態においては、1つ以上の移動装置26を、当分野において周知の方法で、ブラケット28に取付けてもよい。
図1に示されたものを含む、いくつかの実施形態において、回転軸27は、所望の平面24と平行とすることができる。図1に示すように、入射ビーム34は、対象物30に対して、約30度の入射角を有する。入射ビーム34は、符号「e」で示す距離の平行面内で、回転軸27と直角に示されている。図に示すように、回転軸27は、所望の平面24の下の符号「f」で示す距離にある。図に示すように、反射ビーム36は、回転軸27から「g」の距離の平面内に含まれている。
いくつかの実施形態において、回転軸27は、所望の平面24に対して平行でなくてもよい。回転軸27が所望の平面24に対して平行ではない場合には、(作動位置から90度の格納位置内の)アパーチャプレート22の一部が、入射ビーム34又は反射ビーム36と干渉するのを防ぐために、回転軸27と入射ビーム34との間の距離「e」及び回転軸27と反射ビーム36との間の距離「g」のうち一方または両方をなるべく大きくする必要がある。非平行な回転軸を選択した場合には、アパーチャプレート22をより多く(例えば、90度より大きく)回転させ、干渉を防ぐようにする必要がある。回転軸27が所望の平面24と平行な場合には、アパーチャプレート22を回転させるためにアパーチャポジショナ20に必要な容積を最小化することができる。
図2は、図1に示すアパーチャポジショナ20の平面図を示す。但し、図2においては、アパーチャプレート22の回転軸27が符号「e」の距離の入射放射線34を含む平面内の入射放射線34と平行であることを除く。入射放射ビーム(放射線)、又は、放射がない場合に意図される入射ビーム路を含む平面に対して回転軸27が平行でない場合には、(作動位置から90度の格納位置内の)アパーチャプレート22の一部が入射ビーム34又は反射ビーム36と干渉するのを防ぐために、回転軸27と入射ビーム34を含む平面との間の距離「e」及び回転軸27と反射ビーム36との間の距離「g」のうち一方または両方をより大きくする必要がある。非平行な回転軸を選択した場合には、干渉を防ぐために、アパーチャプレート22をより多く(例えば、90度より大きく)回転させる必要がある。入射ビーム34及び入射ビーム34を含む平面に対して回転軸27が平行な場合には、アパーチャプレート22を回転させるためにアパーチャポジショナ20に必要な容積を最小化することができる。
図2に示すように、いくつかの実施形態においては、アパーチャ22−2を対象物30の上の所望の平面内に配置するために、2つの移動装置26は、アパーチャプレート22に結合されてもよい。いくつかの実施形態において、クラッチ及びベルトシステムに結合された1つの移動装置は、使用位置から異なる格納位置へアパーチャプレート22を回転させることができる。
図3は、図2に示すアパーチャポジショナ20の側面図であって、上記アパーチャプレートが格納位置にある(使用中ではない)状態を示す。図3において、入射放射線34は、回転軸27に対して直角であり、所望の平面24に対して直角であり、回転軸27と平行な平面内にある。いくつかの実施形態において、対象物30は、入射放射に対して透過性であってもよく、また、入射線34の一部を、透過した(屈折した)放射線38として透過させてもよい。図3に示すように、アパーチャプレート22は、アパーチャポジショナ20によって、所望の平面24内にはなく、かつ入射放射線34と干渉しない位置に配置することができる。いくつかの実施形態において、その位置は、所望の平面24から90度の位置とし、あるいは、換言すれば、該所望の平面と垂直とすることができるが、入射、反射又は屈折であろうが、該アパーチャプレートが、意図するビーム路と干渉しない場合には、他のある角度とすることができる。
図4は、本発明の実施形態によるアパーチャチェンジャ40の平面図を示す。いくつかの実施形態において、アパーチャチェンジャ40は、多数のアパーチャポジショナを含んでもよい。図4において、アパーチャチェンジャ40は、図1〜図3に示すようなアパーチャポジショナ20と、第2のアパーチャポジショナ20Aとを含む。アパーチャポジショナ20は、アパーチャプレート42の下にあり、かつ点線で示す固定径d1のアパーチャ22−2を有するアパーチャプレート22(図示せず)に結合された2つの移動装置26を含む。いくつかの実施形態において、アパーチャポジショナ20Aは、固定径d2(ただし、d2<d1)のアパーチャ42−2を含むスルーホール42−1を有するアパーチャプレート42に結合された2つの移動装置44を含む。いくつかの実施形態において、アパーチャプレート42は、アパーチャ42−2を画成する部分48を含む。いくつかの実施形態において、部分48は、円錐形状、管状(図5に最も良く示されている)を有してもよく、その寸法は、上記入射放射ビームの入射角、及び径d1(アパーチャ22−2)を含むアパーチャプレート22のスルーホール22−1の寸法によって部分的に決めることができる。
ここで、アパーチャプレート42は、移動装置44により、回転軸27と位置合わせされている回転軸46周りに回転させることができることが図を見て分かる。回転軸46は、いくつかの実施形態において、所望の平面24と平行とすることができる。図4は、(最大径の点線の円として示された)対象物30の上の所望の平面24内に配置されたアパーチャ22−2及びアパーチャ42−2を示す。図4は、対象物30の反射面32で反射する入射放射ビーム34を反射ビーム36として示す。いくつかの実施形態において、及び図4に示すように、回転軸27及び46は、入射ビーム34を含む入射放射ビーム路を含む平面と、30度の角度θを形成する。
図5は、線5−5に沿った図4に示すアパーチャチェンジャ40の側断面図を示す。いくつかの実施形態において、アパーチャチェンジャ40は、厚さtを有するアパーチャプレート22と、反射面32を有する対象物30の上の所望の平面24内に配置された、固定径d1のアパーチャ22−2を含むスルーホール22−1とを含む。図5において、厚さt´と、固定径d2のアパーチャ42−2を含むスルーホール42−1とを有するアパーチャプレート42は、底面50を、その下のアパーチャプレート22の上面に隣接させて、かつ接触させた状態で配置されている。いくつかの実施形態において、アパーチャプレート42の部分48は、スルーホール42−1及びアパーチャ42−2の両方を画成し、厚さtを、アパーチャプレート22内のアパーチャ22−2を含むスルーホール22−1内へ及ばせ、その結果、アパーチャ42−2は、アパーチャ22−2内の所望の平面24内に実質的に配置されている。
図4及び図5は、いくつかの実施形態においては、アパーチャチェンジャ40を、それまでに使用したアパーチャを取り除くことなく、一連のアパーチャを所望の平面24内に配置するのに用いることができることを示している。
図6は、本発明のいくつかの実施形態によるアパーチャポジショナの別のアパーチャチェンジャ40Aの正面図を示す。この図に示すように、アパーチャプレート22、42、52、54及び56は、入射ビーム34、又は、対象物30の反射面32からの反射ビーム36と干渉しない位置に示されている。アパーチャプレート22及び42及びそれらに付随する移動装置については、既に説明してある。図示した位置から該アパーチャプレートの少なくとも1つのアパーチャの固定径が所望の平面24内に実質的に存在できる位置へ該アパーチャプレートを回転させることができる1つ以上の移動装置に各アパーチャプレートを結合することができる。
アパーチャプレート52の少なくとも1つのアパーチャの径d3がアパーチャプレート42のアパーチャ42−2の固定径d2よりも小さい場合には、アパーチャプレート22又はアパーチャプレート42を取り除くことなく、固定径d3(アパーチャ52−2)を対象物30の上の所望の平面24内に配置することができる。単純化のため、各アパーチャプレートの固定径のアパーチャのみを図示してある。(より大きなアパーチャを有する)下方のアパーチャプレートのスルーホール内に及ぶ該アパーチャプレートの突出部の関連する細部を図8に示す。ここでもまた、いくつかの実施形態において、アパーチャチェンジャ40Aを利用して、それまでに使用したアパーチャを取り除くことなく、アパーチャプレート22のアパーチャに加えて一連のアパーチャを用いることができる。
図7は、図7に示す一連のアパーチャプレートの部分側断面図をより詳細に示す。この図に示すように、固定された円形アパーチャを有する5つのプレートを、該5つのアパーチャの各々が所望の平面24内にあるように配置することができる。この図においては、アパーチャプレート42、52、54及び56の円錐形状、管状を有する突出部が、下方に位置するアパーチャプレート内のスルーホール内に伸びていることが図を見て分かる。アパーチャプレート42の部分48が伸び、その結果、図5に関して既に説明したように、固定径d2のアパーチャ42−2がアパーチャプレート22の固定径d1のアパーチャ22−2と同じ平面内にある。同様に、アパーチャプレート52は、径d2のアパーチャよりも小さい固定径d3のアパーチャ52−2を含むスルーホール52−1を有し、また、アパーチャプレート52の部分58が伸び、その結果、アパーチャ52−2がアパーチャ22−2と同じ平面内にある。同様に、アパーチャプレート54は、径d3よりも小さい固定径d4のアパーチャ54−2を含むスルーホール54−1を有し、部分60が伸び、その結果、アパーチャ54−2がアパーチャプレート22の固定径d1のアパーチャ22−2と同じ平面内にある。そして、アパーチャプレート56は、径d4よりも小さい固定径d5のアパーチャ56−2を含むスルーホール56−1を有し、部分62が伸び、その結果、アパーチャ56−2がアパーチャ22−2と同じ平面内にある。いくつかの実施形態において、そのそれぞれのアパーチャが同じ平面内にある場合に、積層されたアパーチャプレートによって示されるように、これらのアパーチャプレートが互いに接触することになる。
図8は、本発明のいくつかの実施形態による別のアパーチャチェンジャ40Bを示す。アパーチャチェンジャ40Bは、この実施形態においては、アパーチャポジショナ20Cと、アパーチャポジショナ20Dと、3つのブラインドポジショナー63A、63B及び63Cとを含む。具体的には、図8は、アパーチャプレート66に結合され、かつブラケット28内に取付けられた2つの移動装置64を含むアパーチャポジショナ20Cを示す。この実施形態において、アパーチャプレート66は、固定径d6のアパーチャ66−2を含むスルーホール66−1を有し、回転軸67周りに、移動装置64によって回転される。また、図8は、これもまたブラケット28に取付けられ、かつ固定径の4つのダイポールアパーチャ72、74、76及び78を有するダイポールプレート70に結合された2つの移動装置68を含むアパーチャポジショナ20Dを示す。図8を見て分かるように、移動装置68は、移動装置64と位置合わせすることができ、その結果、ダイポールプレート70も軸67周りに回転される。図1〜図3と同様に、図8においては、回転軸67は、所望の平面24と平行である。
図8は、ダイポールプレート70に関連して用いることができる3つのブラインドを示す。第1のブラインド80は、1つ以上の移動装置82に結合することができ、また、いくつかの実施形態においては、2つの移動装置をブラインド80に結合することができる。ブラインド80は、入射放射路と干渉しない位置から、ダイポールプレート70上の少なくとも1つのダイポールアパーチャのための入射放射路と干渉する位置へ回転させることができる。いくつかの実施形態において、ブラインド80が、ダイポールプレート70の上に位置しており、かつ所望の平面24と平行である場合には、ブラインド80はダイポールアパーチャ74及び76をカバーしてもよい。第2のブラインド84は、1つ以上の移動装置86に結合することができる。いくつかの実施形態においては、2つの移動装置をブラインド84に結合してもよい。ブラインド84は、入射放射路と干渉しない位置から、ダイポールプレート70上の少なくとも1つのダイポールアパーチャのための入射放射路と干渉する位置へ回転させることができる。いくつかの実施形態において、ブラインド84がダイポールプレート70の上に位置しており、かつ所望の平面24と平行である場合には、ブラインド84はダイポールプレートアパーチャ72をカバーしてもよい。第3のブラインド88は、1つ以上の移動装置90に結合することができる。いくつかの実施形態においては、2つの移動装置をブラインド88に結合することができる。ブラインド88は、入射放射路と干渉しない位置から、ダイポールプレート70上の少なくとも1つのダイポールプレートアパーチャのための入射放射路と干渉する位置へ回転させることができる。いくつかの実施形態において、ブラインド88がダイポールプレート70の上に位置しており、かつ所望の平面24と平行である場合には、ブラインド88はダイポールアパーチャ78をカバーしてもよい。
ダイポールプレート70は、対象物30及びアパーチャプレート66の両方の上に位置してもよく、それでもなお、その意図した目的のために機能することができる。図5及び図7に関して説明したアパーチャプレート42、52、54及び56と同様に、ダイポールプレート70がアパーチャプレート66の上の所定位置へ回転された場合に、所望の平面24に対するアパーチャプレート66のスルーホール66−1に突出する(伸びる)アパーチャ72〜78を画成する部分をダイポールプレート70は含んでもよい。ここでもまた、いくつかの実施形態において、一連のアパーチャを、それまでに使用したアパーチャプレートを取り除くことなく、用いることができる。いくつかの実施形態においては、ダイポールプレート70が使用のための所定位置へ回転され、その結果、アパーチャ72〜78も所望の平面24内にあるようにするために、所望の平面24内にアパーチャ66−2を有するその位置からアパーチャプレート66を取り除く必要がない。
図9は、反射面32を有する対象物30の上の所望の平面内にアパーチャを配置し、及び該アパーチャを変更するためのX−Yスライド102上に取付けられた、それぞれ図4〜図7及び図8に示すようなアパーチャチェンジャ40A及び40Bからなるアセンブリ100を示す。当分野において周知であり、また、本明細書において詳しく説明する必要がないように、X−Yスライド102は、X軸及びY軸に沿った別々の動きを実現するために、ベアリングで分離された3つのプレート104、106及び108を含んでもよい。
上述したように、アパーチャプレート66、ダイポールプレート70及びブラインド80、84及び88は、軸67周りに回転する。上述したように、アパーチャチェンジャ40Aのアパーチャプレート22、42、52、54及び56(図示されてはいるが、全てに符号が付いてはいない)は、軸27周りに回転する。図9は、対象物30の上の所望の平面内に位置するアパーチャ66−2を示す。図9においては、5つの固定径のアパーチャプレートが、図6及び図7に関して上述したように、アパーチャ66−2から約90度の直立位置に描かれており、対象物30上の入射放射に干渉しないように配置されている。
いくつかの実施形態において、第1のアパーチャチェンジャ40Aは、第2のアパーチャチェンジャ40Bから180度の位置に取付けることができ、第1の回転軸27を第2の回転軸67と平行にし、かつ第1及び第2の回転軸27及び67をそれぞれ、上記所望の平面と意図された放射ビーム路を含む平面とに対して平行にしてもよい。いくつかの実施形態において、図示されていないが、第1のアパーチャチェンジャ40Aは、第2のアパーチャチェンジャ40Bから90度の位置に取付けることもでき、回転軸27が第2の回転軸67と直角であり、両回転軸27及び67が該所望の平面と平行であり、かつ一方の回転軸のみが意図された放射ビーム路を含む平面と平行であってもよい。
ウェハ処理装置について説明すると、図10は、EUV(又は、ソフトX線(soft−X−ray;“SXR”))リソグラフィ露光システム150の一例を示す。図示したシステム150は、ステップアンドスキャン方式でマイクロリソグラフィ露光を実行するように構成されている。図示のシステム150は、典型的には、λ=11〜14nm(公称的には、13nm)の波長を有する、極端紫外線(「ソフトX線」)の光を用いて、ステップアンドスキャン式リソグラフィ露光を実行する投影露光システムである。リソグラフィ露光は、EUV照射ビームをパターン形成レチクル178へ向けることを含む。該照射ビームは、レチクル178の照射された部分に形成された該パターンの部分の空間像を取得する間、レチクル178から反射する。その結果生じる「パターン化されたビーム」は、露光時に該パターンによって焼き付けられる露光に敏感な基板180に向けられる。
上記EUVビームは、図示のシステム150最上端部に配置されたレーザ154によって励起されるレーザプラズマソース152によって生成することができる。レーザ154は、近赤外線から可視光の範囲内の波長で、レーザ光を生成することができる。例えば、レーザ154は、YAG又はエキシマレーザとすることができる。レーザ154から放射されたレーザ光は、集光装置156によって集光して、下流のレーザプラズマソース152へ向けることができる。
レーザプラズマソース152内に配置されたノズル(図示せず)は、キセノンガスを排出することができる。該キセノンガスが、レーザプラズマソース152内の該ノズルから排出される際、該ガスには、集光装置156からの高輝度レーザ光が照射される。その結果として生じる該キセノンガスの強力な照射は、該ガスの十分な加熱にプラズマを生成させることができる。後のキセノン分子の低エネルギ状態への戻りは、約13nmの波長を有する良好な効率を伴うSXR(EUV)放射の放出を生じることが可能である。
EUV光は、空気中で低透過率を有するため、その伝播路は、好ましくは、真空チャンバ158内に形成された真空環境内に閉じ込めてもよい。また、キセノンガスがそこから排出される上記ノズルの環境内には、デブリが生成される傾向があるため、真空チャンバ158は、好ましくは、システム150の他のチャンバと独立させることができる。
例えば、表面多層Mo/Siコーティングが設けられた放物面ミラー160を、レーザプラズマソース152から放射するEUV光を受け入れ、かつ該EUV光を平行ビーム162として下流方向へ反射させるように、レーザプラズマソース152に対して配置することができる。放物面ミラー160上の多層膜は、λ=約13nmであるEUV光に対して高反射率を有するように構成することができる。
平行ビーム162は、放物面ミラー160の下流に位置する可視光遮断フィルタ164を通過する。例証として、フィルタ164は、約0.15nmの厚さを備えて、ベリリウム(Be)で形成することができる。放物面ミラー160のEUV放射162のうちの所望の13nmの放射のみがフィルタ164を通過する。フィルタ164は、高真空に排気された真空チャンバ166内に収容されている。
露光チャンバ167は、通過フィルタ164の下流に配置することができる。露光チャンバ167は、少なくとも、集光型ミラーと、蝿の目型ミラー(図示しないが、当分野においては、よく理解されている)とを備える照射光学系168を収容することができる。照射光学系168は、アパーチャを、少なくとも1つの蝿の目型ミラーの上に配置するために、本発明と一致する少なくとも1つのアパーチャポジショナを含んでもよい。照射光学系168は、少なくとも1つの固定寸法のアパーチャを、蝿の目型ミラーの上に配置するために、及び少なくとも1つの他のアパーチャ又はブラインドを、該EUVビーム路と干渉しない位置に格納するために、本発明と一致する少なくとも1つのアパーチャを含んでもよい。リソグラフィツール内の他の光学素子も、本発明と一致するアパーチャポジショナ又はアパーチャチェンジャを用いてもよいことに留意すべきである。
また、照射光学系168は、円弧状横断面を有するように、(フィルタ164から伝播する)EUVビーム170を成形するように構成することもできる。成形された「照射ビーム」172は、図9の左側へ照射することができ、また、ミラー174で受けることができる。
ミラー174は、円形の凹状反射面174Aを有することができ、また、保持部材(図示せず)によって(該図の)垂直方向に保持することができる。ミラー174は、例えば、石英、又は、Zerodur(Schott社)等の低熱膨張材料で形成された基板から形成することができる。反射面174Aは、超高精度で形成され、かつEUV光に対して高反射性であるMo/Si多層膜で被覆されている。10〜15nmの波長を有するEUV光を用いる場合には、面174A上の該多層膜は、該多層膜を最小の反射損失で酸化から保護するために、ルテニウム(Ru)又はロジウム(Rh)等の物質を含むことができる。EUV光を反射する他の候補物質は、シリコン、ベリリウム(Be)及び四ホウ化炭素(B4C)である。
折り曲げミラー176は、ミラー174に対してある角度で配置することができ、また、図6のミラー174の右に示すことができる。リソグラフィで基板180へ転写されるパターンを画成することができる反射レチクル178は、折り曲げミラー176の「上に」位置することができる。レチクル178は、何らかのデブリの、レチクル178のパターン化された表面への堆積を避けるために下方へ向けられた反射面と水平に配置することができることに注意する。照射光学系168から放射されたEUV光の照射ビーム172は、ミラー174によって反射させて集束させることができ、また、折り曲げミラー176を介して、レチクル178の反射面に達することができる。
レチクル178は、典型的には、多層膜として構成されたEUV反射面を有する。基板180(又は、「ウェハ」)に転写されるパターン要素に相当するパターン要素は、該EUV反射面の上又は中に画成される。レチクル178は、正確な露光のための、基板80に対するレチクル178の厳密なアラインメントの要求に応じて、レチクル178を、少なくともX軸及びY軸方向に保持し、かつ配置するように機能するレチクルステージ184上のレチクルチャック182を介して取付けることができる。レチクルステージ184は、いくつかの実施形態において、要求に応じて、Z軸周りにレチクル178を回転させるように作動することができる。レチクルステージ184の位置は、当分野において既知の方法で、干渉計測的に検知される。そのため、折り曲げミラー176により反射された照射ビーム172は、レチクル178の反射面上の所望の位置に入射する。
投影光学系186及び基板180は、レチクル178の下流に配置されている。投影光学系186は、いくつかのEUV反射ミラー、ブラインド及びアパーチャを含むことができる。レチクル178の照射された部分の空間像を伴う、レチクル178からのパターン化されたビーム188は、投影光学系186により、所望倍(例えば四分の一)、「低減」(縮小)することができ、基板180の表面に集束され、それにより、基板180上のパターンの照射部分の潜像を形成する。パターン化されたビーム188が伴う該イメージを形成するために、基板180の上流への対向面を適当なレジストで被覆することができる。
基板180は、基板「チャック」(図示しないが、当分野において知られている)を介して、静電力又は他の適切な搭載力により、基板ステージ190に搭載することができる。基板ステージ190は、全ての目的のためにその全体が参照として本明細書に組み入れられる米国特許仮出願第60/625,420号明細書に記載され、かつクレームされているzアクチュエータに関して説明されているような3つの垂直方向の自由度に加えて、投影光学系186に対して(付着した基板を伴う)該基板チャックをX方向、Y方向及びθZ(Z軸周りの回転)に移動させるように構成することができる。好ましくは、基板ステージ190は、振動減衰装置の上に載置され、又は、該振動減衰装置によって支持され得る。基板ステージ190の位置は、当分野において既知の方法で、干渉計測的に検知することができる。
事前排気チャンバ192(ロードロックチャンバ)は、ゲートバルブ194により、露光チャンバ167に接続されている。真空ポンプ196は、事前排気チャンバ192に接続されており、事前排気チャンバ192の内部に真空環境を生成するように機能する。
図10に示すシステムを用いて実行するリソグラフィ露光中に、EUV光172は、照射光学系168により、レチクル178の反射面の選択された領域へ向けられる。露光が進む際に、レチクル178と基板180は、(それぞれのステージ184、190により)投影光学系186の縮小倍率によって決まる特定の速度比で、投影光学系186に対して、同期して走査される。通常、レチクル178によって画成された全てのパターンを1「ショット」で転写することはできないため、レチクル178上に画成された該パターンの連続する部分は、ステップアンドスキャン方式で、基板180上の対応するショットフィールドに転写される。例証として、25mm×33mmの矩形を、基板180上のレジストに、0.07μmの線幅を有するICパターンを用いて、基板180上に露光することができる。
システム150の座標及び制御動作は、当分野において周知のように、照射光学系168、レチクルステージ184、投影光学系186及び基板ステージ190等の、システム150の様々な構成要素に結合されたコントローラ(図示せず)を用いて実現される。例えば、該コントローラは、様々なセンサ及び検出器(図示せず)を含む、該コントローラが接続されている該様々な構成要素で生成されて該コントローラへ送られた制御データに基づいて、基板180に対する照射線量を最適化するように作動する。
上記構成要素の多く及びそれらのこのシステムにおける相互関係は、当分野において周知であるため、本明細書においては詳細に説明しない。
上述したように、上述した実施形態によるフォトリソグラフィシステムは、所定の機械的精度、電気的精度及び光学的精度が維持されるような方法で、添付クレームにリストされた各要素を含む様々なサブシステムを作ることによって構築することができる。様々な精度を維持するために、組立ての前後に、全ての光学系が、その光学的精度を実現するように調整される。同様に、全てのメカニズムシステム及び全ての電気的システムは、それらそれぞれの機械的精度及び電気的精度を実現するように調整される。各サブシステムをフォトリソグラフィシステムに組み上げるプロセスは、機械的インタフェース、電気回路配線接続部及び各サブシステム間の空気圧測定接続部を含む。当然、各サブシステムが、様々なサブシステムからフォトリソグラフィシステムを組み上げる前に組立てられるプロセスもある。該様々なサブシステムを用いて、フォトリソグラフィシステムが一旦、組立てられると、完成したフォトリソグラフィシステムにおいて、全ての精度が維持されることを確実にするために、全体的な調整が実行される。加えて、温度及び湿度が制御されるクリーンルーム内で、露光システムを製造することが好ましい。
さらに、半導体デバイスを、図11に概して示すプロセス1000により、上述したシステムを用いて製造することができる。ステップ1001において、該デバイスの機能及びパフォーマンス特性がデザインされる。次に、ステップ1002において、パターンを有するマスク(レチクル)が、それまでのデザインステップに従ってデザインされる。ステップ1002でデザインされたマスクパターンは、本発明の原理による、本明細書で上述したフォトリソグラフィシステムにより、ステップ1003からステップ1004で、上記ウェハに焼き付けられる。ステップ1005において、該半導体デバイスが組立てられ(ダイシングプロセス、ボンディングプロセス及びパッケージングプロセスを含む)、最後に、該デバイスは、ステップ1006において、検査される。
図12は、半導体デバイスを製造する場合の、上述したステップ1004の詳細なフローチャートの例を示す。ステップ1011(酸化工程)において、上記ウェハの表面が酸化される。ステップ1012(CVD工程)において、絶縁膜が該ウェハ表面に形成される。ステップ1013(電極形成工程)において、電極が、気相堆積によって形成される。ステップ1014(イオン注入工程)において、イオンが、該ウェハに注入される。上述したステップ1011〜1014は、ウェハ処理中のウェハのための前処理工程を構成し、各ステップにおいて、処理要件に従って、選択が実行される。
ウェハ処理の各段階において、上述した前処理工程が完了している場合には、以下の後処理工程が実施される。後処理中、まず、ステップ1015(フォトレジスト形成工程)において、フォトレジストがウェハに施される。次に、ステップ1016(露光工程)において、上述した露光装置が、マスク(レチクル)の回路パターンをウェハに転写するのに用いられる。そして、ステップ1017(現像工程)において、露光されたウェハが現像され、ステップ1018(エッチング工程)において、残留フォトレジスト以外の部分(露光された材料面)がエッチングによって除去される。ステップ1019(フォトレジスト除去工程)において、エッチング後に残る不必要なフォトレジストが除去される。
多数の回路パターンが、これらの前処理工程及び後処理工程の繰り返しによって形成される。
本発明のいくつかの実施形態と一致する他の実施形態は、当業者には、本明細書に開示した本発明の仕様及び実施の考慮によって明確に理解できるであろう。仕様及び実施例は、次のクレームによって表される本発明の真の範囲及び趣旨と伴う単に例示的なものであると見なすことが意図されている。
20…アパーチャポジショナ、22…アパーチャプレート、22−1…スルーホール、22−2…固定径のアパーチャ、24…所望の平面、26…移動装置、27…回転軸、28…ブラケット、30…対象物、34…入射放射ビーム、36…反射放射ビーム。
Claims (37)
- 放射ビーム路を有する光学系で使用するためのアパーチャポジショナであって、
所望の平面内で使用するための固定寸法のアパーチャを有する部材と、
前記所望の平面内ではない第1の位置から、実質的に前記所望の平面内の第2の位置へ前記アパーチャを回転させるために前記部材に結合された1つ以上の移動装置と、
を備え、
前記第1の位置において、前記部材が前記光学系の前記放射ビーム路と干渉しない、アパーチャポジショナ。 - 前記アパーチャの回転軸が前記所望の平面に平行である、請求項1に記載のアパーチャポジショナ。
- 前記第1の位置が前記所望の平面と直角である、請求項1に記載のアパーチャポジショナ。
- 前記アパーチャの回転軸が入射放射ビームを含む平面に平行である、請求項1に記載のアパーチャポジショナ。
- 前記1つ以上の移動装置のうちの少なくとも1つがステッピングモータである、請求項1に記載のアパーチャポジショナ。
- 2つのステッピングモータが前記部材に結合されている、請求項5に記載のアパーチャポジショナ。
- 前記部材が少なくとも2つのダイポールアパーチャを含むダイポールプレートである、請求項1に記載のアパーチャポジショナ。
- 放射ビーム路を有する光学系で使用するためのアパーチャポジショナであって、
所望の平面内で使用するための固定寸法のアパーチャを有する部材と、
前記所望の平面内ではない第1の位置から、実質的に前記所望の平面内の第2の位置へ前記アパーチャを回転させる手段であって、前記部材に結合されている前記回転させる手段と、
を備え、
前記第1の位置において、前記部材が前記光学系の前記放射ビーム路と干渉しない、アパーチャポジショナ。 - 前記第1の位置が、前記第2の位置から90度にある、請求項8に記載のアパーチャポジショナ。
- 前記アパーチャの回転軸が入射放射ビームを含む平面に平行である、請求項8に記載のアパーチャポジショナ。
- 前記回転させる手段がステッピングモータを備える、請求項8に記載のアパーチャポジショナ。
- 前記回転させる手段が2つのステッピングモータを備える、請求項11に記載のアパーチャポジショナ。
- 前記部材が、少なくとも2つのダイポールアパーチャを含むダイポールプレートである、請求項8に記載のアパーチャポジショナ。
- 放射ビーム路を有する光学系で使用するためのアパーチャチェンジャであって、
所望の平面内で使用するための、固定寸法d1のアパーチャを有する第1の部材と、
前記所望の平面内ではない第1の位置から、実質的に前記所望の平面内の第2の位置へ前記固定寸法d1のアパーチャを回転させるために前記第1の部材に結合された1つ以上の第1の移動装置と、
前記所望の平面内で使用するための、d2<d1である固定寸法d2のアパーチャを有する第2の部材と、
前記所望の平面内ではない第3の位置から、実質的に前記所望の平面内の第4の位置へ前記固定寸法d2のアパーチャを回転させるために前記第2の部材に結合された1つ以上の第2の移動装置と、
を備え、
前記第1の位置及び前記第3の位置において、それぞれ、前記第1及び第2の部材が前記光学系の前記放射ビーム路と干渉しない、アパーチャチェンジャ。 - 前記第1の部材の回転軸が、前記第2の部材の回転軸と平行である、請求項14に記載のアパーチャチェンジャ。
- 前記第1の位置から前記第2の位置への回転の方向が、前記第3の位置から前記第4の位置への回転の方向と反対である、請求項14に記載のアパーチャチェンジャ。
- 前記第1の部材の回転軸が、前記第2の部材の回転軸と同じである、請求項14に記載のアパーチャチェンジャ。
- 前記第2の部材が前記第3の位置から前記第4の位置へ回転されるために、前記第1の部材が前記第2の位置から回転される必要がない、請求項14に記載のアパーチャチェンジャ。
- 前記第2の部材が、固定径d2のアパーチャを画成する円錐形の管状突出部を備える、請求項18に記載のアパーチャチェンジャ。
- 前記第1及び第2の部材のうちの少なくとも一方と同じ回転軸を有し、第2の所望の平面内に回転されたときに、前記光学系の前記放射ビーム路と干渉するように配置された、1つ以上の第3の移動装置に結合された少なくとも1つのブラインドをさらに備える、請求項14に記載のアパーチャチェンジャ。
- 前記第1の位置にある前記第1の部材が、前記第3の位置にある前記第2の部材に隣接している、請求項8に記載のアパーチャチェンジャ。
- 前記第2の位置にある前記第1の部材が、前記第4の位置にある前記第2の部材に隣接している、請求項8に記載のアパーチャチェンジャ。
- 放射ビーム路を有する光学系にアパーチャを位置決めする方法であって、
所望の平面内で使用される固定寸法のアパーチャを有する部材を、前記所望の平面内ではない第1の位置から、実質的に前記所望の平面内の第2の位置へ回転させる部材回転ステップを備え、
前記第1の位置において、前記部材が、前記光学系の前記放射ビーム路と干渉しない、方法。 - 配置すべき前記部材を1つ以上の移動装置に結合するステップをさらに備え、
前記部材回転ステップが、前記1つ以上の移動装置の一部を、前記結合された部材の第1の位置に対応する第3の位置から、前記結合された部材の第2の位置に対応する第4の位置へ回転させるステップを含む、請求項23に記載の方法。 - 前記部材が、前記所望の平面と平行な線の周りに回転される、請求項23に記載の方法。
- 前記部材が、前記光学系の入射ビーム路を含む平面と平行な線の周りに回転される、請求項23に記載の方法。
- それまでに使用したアパーチャを取り除くことなく、一連の固定寸法のアパーチャを用いる方法であって、
固定寸法d1のアパーチャを有する第1の部材を、所望の平面内ではない第1の位置から、前記固定寸法d1のアパーチャが前記所望の平面内にある第2の位置へ回転させるステップと、
d2<d1である、固定寸法d2のアパーチャを画成する管状突出部を有する第2の部材を、前記所望の平面内ではない第3の位置から、前記固定寸法d2のアパーチャが前記所望の平面内にある第4の位置へ回転させるステップと、
を備え、
前記固定寸法d2のアパーチャが、前記固定寸法d1のアパーチャ内にある、方法。 - 予め決められた平面内にある放射ビーム路内でアパーチャを位置決めするアパーチャポジショナであって、
前記アパーチャを持つ部材と、
前記アパーチャを持つ部材に係合し第1の位置と第2の位置に前記アパーチャを位置決めする移動装置と、
を備え、
前記第1の位置は前記予め決めた平面とは異なる面にあり、前記第2の位置は前記予め決められた平面内にあることを特徴とするアパーチャポジショナ。 - 前記第1の位置での前記アパーチャは放射ビーム路から外れていることを特徴とする請求項28に記載のアパーチャポジショナ。
- アパーチャを放射ビーム路中の予め決められた平面上に位置決めするアパーチャポジショナであって、
前記アパーチャを持つ部材と、
前記予め決められた平面とは異なる平面内にある第1の位置と前記予め決められた平面内にある第2の位置との間で前記部材を動かす部材に係合した移動装置と、
を備えることを特徴とするアパーチャポジショナ。 - 前記第1の位置に置かれた前記部材は前記放射ビーム路から外れていることを特徴とする請求項30に記載のアパーチャポジショナ。
- 前記第2の位置に置かれた前記部材は前記放射ビーム路内にあることを特徴とする請求項30に記載のアパーチャポジショナ。
- 放射ビーム路に置かれたアパーチャを交換するアパーチャチェンジャであって、
第1のアパーチャを持つ第1の部材と、
第2のアパーチャを持つ第2の部材と、
前記放射ビーム路から外れた第1位置と前記放射ビーム路内にある第2位置の間で前記第1部材を移動させる第1移動装置と、
前記第2の位置で前記第1部の材上に前記第2の部材を置き、前記第1の部材から前記第2の部材を離す、前記第2の部材に係合した第2の移動装置と、
を備えたことを特徴とするアパーチャチェンジャ。 - 第1の移動装置は前記第1の部材を回転軸回りに回転させ、
第2の移動装置は、前記第2の部材を前記第1の移動装置の回転軸と同じ軸回りに前記第2の部材を回転させる、ことを特徴とする請求項33に記載のアパーチャチェンジャ。 - アパーチャチェンジャであって、
第3のアパーチャを持つ第3の部材と、
前記第3の部材を前記第1と第2の移動装置の回転軸と平行な回転軸の回りに回転させる前記第3の部材に係合している第3の移動装置と、
を備えたことを特徴とする請求項34に記載のアパーチャチェンジャ。 - 前記第1のアパーチャの端部と前記第2のアパーチャの端部は前記第2の位置と実質的に同じ平面に位置決めされていることを特徴とする請求項33に記載のアパーチャチェンジャ。
- 放射ビーム路中にアパーチャを位置決めする方法であって、
前記放射ビーム光路内に第1のアパーチャを位置決めし、
前記第1のアパーチャを覆う前記放射ビーム路中に第2のアパーチャを位置決めする、ことを特徴とする位置決めする方法。
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