JP2008235885A - リソグラフィ装置および方法の照明器 - Google Patents

Abstract

【課題】放射ビームの偏光を調整することができる新規の装置および方法を提供することである。
【解決手段】リソグラフィ装置の照明器で、照明モード規定要素２が放射ビームＰＢを双極形６に変換する。所与の角度範囲を有する放射ビームの割合が、偏光回転体１０ａを通過する。変形回転体１０ａは、リソグラフィ装置の光軸を横断する方向１２ａで平行移動可能である。偏光回転体１０ａは、自身を通過する放射の偏光を調整するように作用する。そして、異なる角度範囲を有する放射ビームの割合は、異なる偏光回転体１０ｂを通過する。偏光回転体１０ｂは、リソグラフィ装置の光軸を横切る方向１２ｂで平行移動可能である。偏光回転体１０ｂは、自身を通過する放射の偏光を調整するように作用する。偏光回転体１０ａ，１０ｂは例えば半波長板、１／４波長板、または他の何らかの形態の偏光回転体を含むことができる。
【選択図】図２

Description

[0001] 本発明はリソグラフィ装置およびリソグラフィ方法の照明器に関する。

[0002] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板のターゲット部分に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）の製造に使用可能である。このような状況では、代替的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、放射感応性材料（レジスト）の層を有する基板（例えばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば１つまたは幾つかのダイの一部を備える）に結像することができる。一般的に、単一の基板は、順次露光される網の目状の互いに近接したターゲット部分を含んでいる。既知のリソグラフィ装置は、パターン全体をターゲット部分に１回で露光することによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるステッパと、基板を所定の方向(「スキャン」方向）と平行あるいは逆平行にスキャンしながら、パターンを所定の方向（「スキャン」方向）に放射ビームでスキャンすることにより、各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナとを具備している。

[0003] リソグラフィ装置は、パターニングデバイスからのパターンを基板に投影するために放射ビームを私用している。放射ビームの特性は、リソグラフィ装置によって制御することができる。この特性は、例えば基板に投影すべきパターンのタイプに応じて調節することができる。

[0004] 放射ビームの偏光を調整することができる新規の装置および方法を提供することが望ましい。

[0005] 本発明の実施形態によれば、照明モード規定要素および複数の偏光調整器を含み、偏光調整器が、照明モード規定要素によって支配されるような角度および空間分布を有する放射ビームに対して、部分的に交差するまたは部分的に交差解除するように動作可能である、リソグラフィ装置の照明器が提供される。

[0006] 本発明の実施形態によれば、放射ビームを提供するように構成された照明器と、放射ビームの断面にパターンを付与するパターニングデバイスを支持するように構成された支持構造体と、基板を保持するように構成された基板テーブルと、パターン付き放射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含み、照明器が照明モード規定要素および複数の偏光調整器を含み、偏光調整器が、照明モード規定要素によって支配されるような角度および空間分布を有する放射ビームに対して部分的に交差するまたは交差解除するように偏光調整器が動作可能である、リソグラフィ装置が提供される。

[0007] 本発明の実施形態によれば、基板を提供すること、放射ビームを提供すること、照明モード規定要素を使用して、放射の角度分布を調整すること、所望に応じて放射ビームの一部に対して交差するおよび交差解除する複数の偏光調整器を使用して、放射ビームの１つまたは複数の部分の偏光を調整すること、パターニングデバイスを使用して、放射ビームの断面にパターンを付与する、および、パターン付き放射ビームを基板のターゲット部分に投影することを含む、リソグラフィ方法が提供される。

[0008] 本発明の実施形態では、放射ビームを調整すること、照明モード規定要素を使用して、放射ビームの角度分布を調整すること、放射ビームの一部に対して交差するおよび交差解除するように動作可能である複数の偏光調整器を使用して、放射ビームの１つまたは複数の偏光を調整すること、放射ビームの断面をパターン形成して、パターン付き放射ビームを形成すること、パターン付き放射ビームを基板のターゲット部分に投影することを含む、デバイス製造方法が提供される。

[0009] 次に、本発明の実施形態を添付の略図を参照しながら、ほんの一例として説明する。図面では対応する参照記号は対応する部品を示している。

[0014] 本文ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ装置には他の用途もあることは言うまでもない。例えば、これは、集積光学装置、磁気ドメインメモリ用ガイダンス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）、薄膜磁気ヘッドなどである。こうした代替的な用途に照らして、本明細書で「ウェーハ」または「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ、「基板」または「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義と見なしてよいことは、当業者に明らかである。本明細書に述べている基板は、露光前または露光後に、例えばトラック（通常はレジストの層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール）、メトロロジツールおよび／またはインスペクションツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上およびその他の基板処理ツールに適用することができる。さらに、基板は、例えば多層ＩＣを生成するために、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指すことができる。

[0015] 本明細書で使用する「放射」および「ビーム」という用語は、イオンビームあるいは電子ビームといったような粒子ビームのみならず、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍまたは１２６ｎｍの波長を有する）および極端紫外線光（ＥＵＶ）放射（例えば、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射を網羅する。

[0016] 本明細書において使用する「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ように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用し得る任意のデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。ここで、放射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に正確には対応しないことがある点に留意されたい。一般的に、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイスの特別な機能層に相当する。

[0017] パターニングデバイスは透過性または反射性でよい。パターニングデバイスの例には、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パネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、バイナリマスク、レベンソン型（alternating）位相シフトマスク、ハーフトーン型（attenuated）位相シフトマスクのようなマスクタイプ、さらには様々なハイブリッドマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例として、小さなミラーのマトリクス配列を使用し、そのミラーは各々、入射する放射ビームを異なる方向に反射するよう個々に傾斜することができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射する放射ビームにパターンを与える。

[0018] 支持構造体は、パターニングデバイスを保持している。支持構造体は、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計等の条件、例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されているか否かに応じた方法で、パターニングデバイスを保持する。この支持体は、機械的クランプ、真空クランプ、または真空状態での静電気等の他のクランプ技術を使用することができる。支持構造体は、例えばフレームまたはテーブルでよく、必要に応じて固定式または可動式でよい。支持構造体は、パターニングデバイスが例えば投影システムなどに対して確実に所望の位置にくるようにできる。本明細書において「レチクル」または「マスク」という用語を使用した場合、その用語は、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義と見なすことができる。

[0019] 本明細書において使用する「投影システム」という用語は、例えば使用する露光放射、または液浸液の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、反射光学システム、および反射屈折光学システムを含む様々なタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書において「投影レンズ」という用語を使用した場合、これはさらに一般的な「投影システム」という用語と同義と見なされる。

[0020] 照明システムは、放射の誘導、成形、または制御を行うための、屈折、反射、および反射屈折光学コンポーネントを含む種々のタイプの光学コンポーネントを含んでいてもよく、このようなコンポーネントを以下ではまとめて、または単独で「レンズ」と呼ぶことができる。

[0021] リソグラフィ装置は２つ（デュアルステージ）またはそれ以上の基板テーブル（および／または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「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルを並行して使用するか、１つまたは複数の他のテーブルを露光に使用している間に１つまたは複数のテーブルで予備工程を実行することができる。

[0022] リソグラフィ装置は、投影システムの最終要素と基板との間の空間を充填するように、基板を水などの比較的高い屈折率を有する液体に液浸するタイプでもよい。液浸液は、例えばマスクと投影システムの最終要素の間など、リソグラフィ装置の他の空間に使用してもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるために当技術分野で周知である。

[0023] 図１は、本発明の特定の実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示したものである。この装置は、放射のビームＰＢ（例えばＵＶ放射）を調節するように構成された照明システム（照明器）ＩＬと、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持し、アイテムＰＬに対してパターニングデバイスを正確に位置決めするように第一位置決め装置ＰＭに接続された支持構造体（例えば支持構造体）ＭＴと、基板（例えばレジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構成され、アイテムＰＬに対して基板を正確に位置決めするように構成された第二位置決め装置ＰＷに接続された基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴと、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＰＢに与えられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば１つまたは複数のダイを含む）に投影するように構成された投影システム（例えば屈折投影レンズシステム）ＰＬとを含む。

[0024] ここに示している本装置は透過タイプである（例えば透過マスクを使用する）。あるいは、装置は反射タイプでもよい（例えば上記で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイを使用する）。

[0025] 照明器ＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受ける。放射源とリソグラフィ装置とは、例えば放射源がエキシマレーザである場合に、それぞれ別々の構成要素であってもよい。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すると見なされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラーおよび／またはビームエクスパンダなどを備えるビームデリバリシステムＢＤの助けにより、放射源ＳＯから照明器ＩＬへと渡される。他の事例では、例えば放射源が水銀ランプの場合は、放射源がリソグラフィ装置の一体部分であってもよい。放射源ＳＯおよび照明器ＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤとともに放射システムと呼ぶことができる。

[0026] 照明器ＩＬは、ビームの角度強度分布を調節するように構成された調節システムを備えていてもよい。通常、照明器の瞳面における強度分布の外側および／または内側半径範囲（一般にそれぞれ、σ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。また、照明器ＩＬは、インテグレータおよびコンデンサなどの他の種々のコンポーネントを備えている。照明器は、その断面に所望の均一性と強度分布とを有する調節された放射ビームＰＢを提供する。

[0027] 放射ビームＰＢは、支持構造体ＭＴ上に保持されたパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡに入射する。放射ビームＰＢはパターニングデバイスＭＡを通り抜けて、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームを集束するレンズＰＬを通過する。第二位置決め装置ＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば干渉計デバイス）の助けにより、基板テーブルＷＴを、例えば放射ビームＰＢの経路において様々なターゲット部分Ｃを位置決めするように正確に移動できる。同様に、第一位置決め装置ＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示されていない）を使用して、例えばマスクライブラリから機械的に検索した後に、またはスキャン中に、放射ビームＰＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めすることができる。一般的に、オブジェクトテーブルＭＴおよびＷＴの移動は、第一位置決めデバイスＰＭおよびＰＷの部分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）を用いて実現できる。しかし、ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、支持構造体ＭＴをショートストロークアクチュエータのみに接続するか、固定してもよい。パターニングデバイスＭＡおよび基板Ｗは、パターニングデバイスアラインメントマークＭ１、Ｍ２および基板アラインメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。

[0028] 図示のリソグラフィ装置は以下の好ましいモードにて使用可能である。

[0029] 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は、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームＰＢに与えたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一静止露光）。次に、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴがＸ方向および／またはＹ方向に移動される。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、単一静止露光で像が形成されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。

[0030] 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は同期的にスキャンされる一方、放射ビームＰＢに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する（すなわち単一動的露光）。支持構造体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）および像反転特性によって求められる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光におけるターゲット部分の（非スキャン方向における）幅が制限され、スキャン動作の長さによってターゲット部分の（スキャン方向における）高さが決まる。

[0031] ３．別のモードでは、支持構造体ＭＴはプログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止状態に維持され、基板テーブルＷＴを移動またはスキャンさせながら、放射ビームＰＢに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。このモードでは、一般にパルス状放射源を使用して、基板テーブルＷＴを移動させる毎に、またはスキャン中に連続する放射パルスの間で、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以上で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを使用するマスクレスリソグラフィに容易に利用できる。

[0032] 上述した使用モードの組合せおよび／または変形、または全く異なる使用モードも利用できる。

[0033] 図２は、図１のリソグラフィ装置の部分をさらに詳細に示す。放射源ＳＯが放射ビームＰＢをビームデリバリシステムＢＤに送出し、これが放射ビームを照明器ＩＬに送出する。照明器ＩＬの幾つかのコンポーネントが、図２に概略的に図示されている。照明器は、追加のコンポーネントを含んでよいことが認識される（これらのコンポーネントは、図を単純にするために削除されている）。照明モード規定要素２は照明器ＩＬの一部を形成する。照明モード規定要素は、所望の角度分布を放射ビームに与えるように構成される。例えば、平行放射ビームを、瞳面に円板形４を提供する角度分布、または瞳面に双極形６を提供する角度分布に変換することができる。

[0034] 照明モード規定要素２は、例えば所望の角度分布を放射ビームＰＢに与えるように配置構成された回折光学要素のアレイ（場合によってはマイクロレンズのアレイに結合される）を含んでよい。照明モードを切り換えるために複数の照明モード規定要素の切り替えを使用できるように、複数の照明モード規定要素を設けることができる。照明モード規定要素の切り換えは、例えば適切な自動機構を使用して達成することができる。

[0035] 照明モード規定要素２は、代替的にミラーのアレイを含むことができ、各ミラーは２つの回転軸の周囲で回転可能である。ミラーのアレイは、ミラーの適切な配向を通して所望の角度分布を放射ビームに与えるために使用することができる。

[0036] 図２に示す例では、照明モード規定要素２が放射ビームＰＢを双極形６に変換する。所与の角度範囲を有する放射ビームの割合が、偏光回転体１０ａを通過する。偏光回転体１０ａは、例えば半波長板、１／４波長板、または他の何らかの形態の偏光回転体を含んでよい。偏光回転体は、線形リターダまたは円形リターダ、例えば水晶でよい。変形回転体１０ａは、リソグラフィ装置の光軸を横断する方向１２ａで平行移動可能である。偏光回転体１０ａは、自身を通過する放射の偏光を調整するように作用する。

[0037] 異なる角度範囲を有する放射ビームの割合は、異なる偏光回転体１０ｂを通過する。偏光回転体１０ｂは例えば半波長板、１／４波長板、または他の何らかの形態の偏光回転体を含むことができる。偏光回転体１０ｂは、リソグラフィ装置の光軸を横切る方向１２ｂで平行移動可能である。偏光回転体１０ｂは、自身を通過する放射の偏光を調整するように作用する。

[0038] なお異なる角度範囲を有する放射ビームの割合は、偏光回転体１０ａ、１０ｂの間を通過し、それを通過しない。したがって、放射ビームのこの割合の偏光は調整されない。

[0039] 放射ビームは、レンズシステム１４によって瞳面１６に結像される。双極モード６が、図２の瞳面１６に概略的に図示されている。コンデンサレンズシステム１６は、照明システムのフィールド面に良好に規定されたフィールドを提供する。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡは、このフィールド面に配置される。

[0040] パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡに入射する放射の偏光は、偏光回転体１０ａ、１０ｂの作動によって調整される。例えば、放射源は、ｘ方向に偏光する放射を生成することができる。（リソグラフィ装置の直交座標が図２に図示されている）。偏光回転体１０ａ、１０ｂは、線形偏光放射を円形偏光放射に変換するように構成されたλ／４板でよい。したがって、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡに入射する放射は、円形偏光する割合、およびｘ方向に線形偏光する割合を含む。放射は、完全には円形放射しない。放射の全部が偏光回転体１０ａ、１０ｂを通過するわけではないからである。

[0041] パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡに入射した放射ビームが円形偏光される程度は、偏光回転体１０ａ、１０ｂの位置に依存する。例えば、偏光回転体は、放射ビームのどの部分も自身を通過しないように配置することができる。これを実行する場合、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡに入射する放射ビームは、完全にｘ偏光する。あるいは、偏光回転体は、放射ビームの１０％が第一平行回転体１０ａを通過し、放射ビームの１０％が第二偏光回転体１０ｂを通過するように配置することができる。これを実行する場合、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡに入射する放射ビームは、２０％が円形偏光し、８０％が線形偏光する。偏光回転体１０ａ、１０ｂは、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡに入射する放射ビームが他の割合の円形偏光放射を有するように、他の位置に配置することができる。

[0042] 偏光回転体１０ａ、１０ｂがλ／４板であることは必要不可欠ではない。これは、例えばλ／２板でもよく、図２の例では、これはｘ偏光放射からｙ偏光放射へと回転する。

[0043] 偏光回転体１０ａ、１０ｂは、照明器ＩＬのフィールド面または瞳面に配置されず、照明モード規定要素２と瞳面の間に配置される。偏光回転体１０ａ、１０ｂをこの位置に設けると、所与の瞳区域内の偏光状態間に急激な遷移が導入されるのを回避するので有利である（このような急激な遷移は通常、望ましくない）。また、これは通常、偏光調整器の部分的挿入によって、照明モードの外側部分に偏光を引き起こしながら、照明モードの内側部分の偏光は変化しないままという状況を回避する。しかし、これは、双極モード（または他のモード）の偏光状態を相互に独立して調整できる程度も制限することがある。

[0044] 図３は、偏光回転板１０ａ、１０ｂおよび２つの追加の偏光回転板１０ｃ、１０ｄを斜視図で示す。リソグラフィ装置内に存在するこれらの追加の偏光回転板は、図２を単純にし、したがって本発明の実施形態の理解を助けるために図２には図示されていなかった。図２は、照明モード規定要素２および放射ビームＰＢも図示している。

[0045] 図３に示すように、照明モード規定要素２の効果は、瞳面に四重極モードを形成するように、角度分布を放射ビームに適用することである。これは図３に見ることができ、照明モード規定要素全体の各位置で、放射ビームが、相互から発散する４つの部分に変換される。偏光回転板１０ａ〜ｄの面で、部分の発散が生じていることも分かる。しかし、偏光回転板１０ａ〜ｄが瞳面にないので、部分はまだ相互に差し込まれる。

[0046] 図３から、放射ビームの大部分が偏光回転体を通過しないことが分かる。しかし、四重極放射の特定の極２０ａが、第一偏光回転体１０ａを通過している。同様に、四重極放射の異なる極２０ｂの割合が、第二偏光回転体１０ｂを通過している。残りの極２０ｃ、２０ｄは、偏光回転体を通過しない。

[0047] 図３に示した偏光回転体構成の効果は、モードが、マスク（図３には図示せず）に入射した場合に、所望の偏光分布を有するように、四重極モードの第一および第二極の偏光の割合を調整することである。放射ビームＰＢが最初にｘ偏光である場合、第一偏光回転体１０ａを使用して、例えば２０％が円形偏光するように、四重極モードの第一極２０ａの偏光を調整することができる。同様に、第二偏光回転体１０ｂを使用して、例えば２０％が円形偏光するように、四重極２０ｂの第二極の偏光を調整することができる。

[0048] その結果の四重極モードの例が、図４に図示されている。第一および第二極２０ａ、２０ｂは２０％が円形偏光し、８０％がｘ偏光する。第三および第四極２０ｃ、２０ｄはｘ偏光する。

[0050] 偏光回転体１０ａ〜ｄはそれぞれ、両方に頭がある矢印で示すように、リソグラフィ装置の光軸を横切る方向に移動可能である。これによって、各極に与えられる偏光調整の量を調節することができる。例えば、第一および第二偏光回転体１０ａ、１０ｂを外側に移動させ、それによって第一および第二極２０ａ、２０ｂに存在する円形偏光放射の割合を減少させることができる。

[0049] 偏光回転体１０ａ〜ｄはそれぞれ、放射ビーム１０ａ〜ｄの部分を出入りするように独立して移動可能であるので、これによって偏光放射を所望に応じて放射ビームの各部分に選択的に適用することができる。例えば、放射ビームの３極２０ａ〜ｃがｘ偏光を有し、放射ビームの１極部分２０ｄがｘ偏光と円形偏光の組合せを有することが望ましいことがある。この場合、偏光回転体のうち１つ１０ａ〜ｃは、放射ビームと交差しないように移動する。偏光回転体を通過しない３極２０ａ〜ｃの偏光は変化しないままである（つまり、これらの極はｘ偏光のままである）。放射ビームの第４極２０ｄの割合の偏光は、偏光回転体１０ｄによって円形偏光に変換され、したがって第四極はｘ偏光放射と円形偏光放射を含む。

[0051] 反対の偏光が望ましい場合は、最初の３つの偏光回転体１０ａ〜ｃは、放射ビームの最初の３極２０ａ〜ｃと交差するように配置され、第四偏光回転体１０ｄは、放射ビームの第四極２０ｄと交差しないように配置される。

[0052] 放射ビーム２０ａ〜ｄの個々の部分と交差し、交差解除するように偏光回転体１０ａ〜ｄの移動を使用して、放射ビーム２０ａ〜ｄの１つまたは複数の選択部分に、例えばｘ偏光と円形偏光との間の望ましいバランスを与えることができる。あるいは、ｘ偏光とｙ偏光の間のバランスを調節することができる。

[0053] 放射ビームに存在する様々なタイプの偏光の割合を調節する本発明の実施形態は、例えばパターンを基板に投影するために使用される偏光の割合の制御に使用することができる。例えば、単一の極（ビーム部分）内で線形偏光放射のパーセンテージを選択的に変化させることによって、所与の投影パターンフィーチャのコントラストのレベルを調節することができる。

[0054] 様々なタイプの偏光の割合を調節する本発明の実施形態は、異なるリソグラフィ装置によって与えられた放射ビームの偏光状態を一致させるために使用することができる。

[0055] 偏光回転体１０ａ〜ｄは、例えば半波長板（λ／２）、１／４波長板（λ／４）、または他の何らかの形態の偏光回転体でよい。これは、例えば照明器ＩＬの光軸に平行な方向に光軸が配向された結晶質水晶など、光学活性材料の部片から形成することができる。

[0056] 図３に示す偏光回転体１０ａ〜ｄは長方形であるが、他の形状の偏光回転体を使用してもよい。

[0057] 図３は、四重極モードに関しているが、偏光回転体１０ａ〜ｄは、他のモードの偏光を調整するためにも使用することができる。例えば、双極モード、またはいわゆるＣ重極モード（四重極モードと同様であり、各極が湾曲した内縁および外縁を有する）の偏光を調整するために使用することができる。あるいは、偏光回転板を使用して、別個の放射ビーム部分を含まず、特定形状の単一の放射ビームを含むモードを調整することができる。

[0058] 概して、偏光回転体１０ａ〜ｄは、放射ビームＰＢの部分と交差するか、交差しないように移動することができる。

[0059] 偏光回転体のうち２つ１０ａ、１０ｂは半波長板で、２つ１０ｃ、１０ｄは１／４波長板でよい。偏光回転体の他の組合せを使用することもできる。

[0060] 図５は、２つの偏光回転体を断面図で示す。偏光回転体２６ａ、２６ｂはそれぞれ、アクチュエータ２８ａ、２８ｂに取り付けられている。アクチュエータ２８ａ、２８ｂは枠３０に装着されている。枠３０は、例えば長方形または環状の形状でよく、放射ビーム（図５には図示せず）を妨害せずにアクチュエータ２８ａ、２８ｂを支持するように構成することができる。これは、放射ビームが妨害されずに通過できるほど、枠の中心開口部分が十分に大きいことを保証することによって達成することができる。

[0061] アクチュエータ２８ａ、２８ｂはモータでよい。これは、例えばリニア電気モータまたは他の何らかの適切な形態のモータでよい。アクチュエータは、偏光回転体２６ａ、２６ｂを移動して、これが放射ビームと交差し、交差解除するように構成される。アクチュエータの制御は自動化することができ、例えばマイクロプロセッサを含む制御装置で制御することができる。アクチュエータの自動制御は、リソグラフィ装置の他のパラメータの自動制御と協調させることができる。

[0062] 図２および図５には２つの偏光回転体１０ａ、１０ｂしか図示されていないが、これは図示を簡単にするためのもので、通常は４つの偏光回転体が設けられる。任意の他の数の偏光回転体を設けることができる。例えば、より単純な構成で、２つの偏光回転体を使用することができる。これは、例えば図３に示す４つの偏光回転体のうち２つを含むことができる。あるいは、５つ以上の偏光回転体を設けてもよい。例えば、８つの偏光回転体を設け、各偏光回転体を、放射ビームの異なる部分の偏光を回転するように構成することができる。

[0063] 説明してきた本発明の実施形態はそれぞれ、１セットの偏光回転体に関するものであるが、複数のセットを設けてもよい。例えば、半波長板を含む偏光回転体４つのセットを設け、１／４波長板を含む偏光回転体の追加のセットも設けることができる。これは、例えばリソグラフィ装置の光軸に沿って相互に対して変位してもよい。例えば、図２を参照すると、第二セットの偏光回転体を、第一セットの偏光回転体１０ａ、１０ｂの下に設けることができる。

[0064] 図６ａから図６ｂは、図３に示した方法で半波長板を放射ビームに挿入するシミュレーションの結果を瞳面にて示す。シミュレーションは、環状照明モード（図６ａ）およびＣ重極照明モード（図６ｂ）で実行した。シミュレーションでは、照明モード規定要素は、約１７．５ｍｒａｄの最小放射角および約２６．５ｍｒａｄの最大角度を有する。偏光回転体は、（光軸に沿って測定して）照明モード規定要素から約２００ｍｍ離れていた。放射ビームの測定値は２０×２０ｍｍであった（つまり、長方形のビーム輪郭を有していた）。

[0065] 環状照明モードを使用したシミュレーションでは、第一および第二偏光回転体１０ａ、１０ｂを、放射ビームの約３．７ｍｍと重なるように配置した。このシミュレーションでは、偏光回転体は半波長板（λ／２）であった。図６ａの右手側のスケールは、ｘ偏光放射からｙ偏光放射に変換された放射ビームのパーセンテージを示す。モードの上下は変化せず、偏光の漸進的変化は、モードの左手側と右手側にまたがって見られることが分かる。

[0066] Ｃ重極照明モードを使用したシミュレーションでは、第一および第二偏光回転体１０ａ、１０ｂを再び、放射ビームの約３．７ｍｍと重なるように配置した。このシミュレーションでも、偏光回転体は半波長板（λ／２）であった。図６ｂの右手側のスケールは、ｘ偏光放射からや偏光放射に変換された放射ビームのパーセンテージを示す。上下極の偏光は変化せず、左手および右手の極の偏光が大きく変化していることが分かる。モードの左手極と右手極にわたって、偏光の漸進的変化が見られる。シミュレーションは、上記で与えられた値では、他の極に影響せずに、所与の極がｘ偏光放射からｙ偏光放射へと偏光の約１６％の変化を達成できたことを示す。

[0067] 図６は、偏光回転体を照明モード規定要素と瞳面の間に配置することの利点、つまり照明モード全体で、偏光の漸進的変化を達成できることを示す。偏光回転体を瞳面に配置すると、偏光はこのように漸進的に変化しない。

[0068] 代替的シミュレーション（図示せず）では、放射ビームの約１０．５ｍｍと重なるように、偏光回転体１０ａ〜ｄを配置した。これは、放射ビームの半分をｘ偏光からｙ偏光に変換した。したがって、その結果の放射ビームは、５０％がｘ偏光し、５０％がｙ偏光した。

[0069] このシミュレーションを、レジストの露光の効果に関するシミュレーション（プロリス９．３）とともに使用して、ｘおよびｙ偏光放射の割合の調整が投影パターンに及ぼす影響を求めた。特に、直角方向に延在する結像線の太さに及ぼす影響を測定した（これはリソグラフィでは一般的な測定である）。偏光回転体１０ａ〜ｄは、線の限界寸法を数ナノメートル調節できることが判明した。したがって、偏光回転体１０ａ〜ｄを使用して、放射ビームのｘ偏光放射とｙ偏光放射との割合を調節することができ、これを使用して結像した水平線と結像した垂直線との線の太さの差を増減させることができる。

[0070] 説明してきた本発明の実施形態は、半波長板または１／４波長板に言及しているが、偏光回転体は、放射ビームＰＢの偏光を回転する任意の適切な材料から形成することができる。例えば、偏光回転体は複屈折材料を含んでよく、これは例えば、調節可能な偏光の回転を放射ビームに適用するように構成することができる。

[0071] 説明してきた本発明の実施形態は、偏光回転体を照明器の瞳面から離して配置するものとして言及しているが、場合によっては瞳面に配置してもよい。その場合、偏光形状間の遷移は急激になる。別個の極を含む照明モードでは、各極の偏光を、他の極の偏光とは独立して制御することができる。

[0072] 説明してきた本発明の実施形態は、偏光回転体に言及しているが、放射ビームの偏光を回転することは必要不可欠ではない。放射ビームの偏光は、何らかの方法で調整するだけでよい。したがって、偏光回転体は、偏光調整器を例示するものと見なすことができる。上述した本発明の実施形態のいずれにも、例えば回転以外で偏光を調整することができる偏光調整器を使用することができる。放射の偏光は、必ずしも線形または円形である必要はなく、例えば楕円形でもよい。

[0010] 図１は本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を示した図である。 [0011] 図２は図１のリソグラフィ装置の一部を示した略図である。 [0012] 図３は図１のリソグラフィ装置の一部を形成する可動偏光調整器を示した略図である。 [0013] 図４は本発明の実施形態による偏光の効果を概略的に示した図である。 [0012] 図５は図１のリソグラフィ装置の一部を形成する可動偏光調整器を示した略図である。 [0013] 図６ａは本発明の実施形態による偏光の効果を概略的に示した図である。 [0013] 図６ｂは本発明の実施形態による偏光の効果を概略的に示した図である。

Claims (25)

1. 照明モード規定要素および複数の偏光調整器を含み、
   前記偏光調整器が、前記照明モード規定要素によって支配されるような角度および空間分布を有する放射ビームに対して、部分的に交差するまたは部分的に交差解除するように動作可能である、
   リソグラフィ装置の照明器。
2. 前記偏光調整器が前記照明モード規定要素と前記照明器の瞳面との間に配置される、請求項１に記載の照明器。
3. 前記偏光調整器が前記照明器の瞳面に配置される、請求項１に記載の照明器。
4. 前記偏光調整器がアクチュエータに接続され、
   前記アクチュエータが、前記放射ビームに対して交差するまたは交差解除するように前記偏光調整器を移動させるように構成される、請求項１に記載の照明器。
5. 前記アクチュエータが自動制御装置によって制御される、請求項４に記載の照明器。
6. 前記偏光調整器が偏光回転体である、請求項１に記載の照明器。
7. 前記偏光調整器が半波長板である、請求項１に記載の照明器。
8. 前記偏光調整器が１／４波長板である、請求項１に記載の照明器。
9. 前記偏光調整器が、前記放射ビームに偏光調節を適用するように構成された複屈折材料を備える、請求項１に記載の照明器。
10. 前記偏光調整器の１つまたは複数のセットが、前記照明器の光軸に沿って相互から変位して設けられる、請求項１に記載の照明器。
11. 放射ビームを提供するように構成された照明器と、
    放射ビームの断面にパターンを付与するパターニングデバイスを支持するように構成された支持構造体と、
    基板を保持するように構成された基板テーブルと、
    パターン付き放射ビーム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
    を含み、
    前記照明器が照明モード規定要素および複数の偏光調整器を含み、
    前記偏光調整器が、前記照明モード規定要素によって支配されるような角度および空間分布を有する放射ビームに対して部分的に交差するまたは交差解除するように動作可能である、
    リソグラフィ装置。
12. 前記偏光調整器が前記照明モード規定要素と前記照明器との瞳面の間に配置される、請求項１１に記載のリソグラフィ装置。
13. 前記偏光調整器が前記照明器の瞳面に配置される、請求項１１に記載のリソグラフィ装置。
14. 基板を提供すること、
    放射ビームを提供すること、
    照明モード規定要素を使用して、前記放射ビームの角度分布を調整すること、
    所望に応じて前記放射ビームの一部に対して交差するおよび交差解除する複数の偏光調整器を使用して、前記放射ビームの１つまたは複数の部分の偏光を調整すること、
    パターニングデバイスを使用して、前記放射ビームの断面にパターンを付与すること、および、
    前記パターン付き放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影すること
    を含む、リソグラフィ方法。
15. 異なる偏光調整器が前記放射ビームの異なる部分に適用される、請求項１４に記載の方法。
16. 前記放射ビームの所与の部分に所与の偏光を有する放射の割合が、１つまたは複数の偏光調整器と交差する前記放射ビームの当該部分の前記割合を調節することによって調節される、請求項１４に記載の方法。
17. 前記調節が、１つまたは複数の前記偏光調整器を前記放射ビームの光軸を横切って移動させることによって達成される、請求項１６に記載の方法。
18. 制御装置が、前記偏光調整器を移動させるために使用される、請求項１４に記載の方法。
19. 前記放射ビームの部分のみの前記偏光が調整される、請求項１４に記載の方法。
20. 前記偏光調整器が偏光回転体である、請求項１４に記載の方法。
21. 前記偏光調整器が半波長板である、請求項１４に記載の方法。
22. 前記偏光調整器が１／４波長板である、請求項１４に記載の方法。
23. 放射ビームを調整すること、
    照明モード規定要素を使用して、前記放射ビームの角度分布を調整すること、
    前記放射ビームの一部に対して交差するおよび交差解除するように動作可能である複数の偏光調整器を使用して、前記放射ビームの１つまたは複数の偏光を調整すること、
    前記放射ビームの断面をパターン形成して、パターン付き放射ビームを形成すること、
    前記パターン付き放射ビームを基板のターゲット部分に投影すること
    を含む、デバイス製造方法。
24. 前記調整することが、異なる偏光を有する前記放射ビームの異なる部分を調整することを含む、請求項２３に記載の方法。
25. さらに、前記偏光調整器の移動を制御することを含む、請求項２３に記載の方法。