JP2008294442A - フィールドに依存する楕円度および均一性の補正のための光減衰フィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】 照射フィールド全体の照射ビームの光の角度分布の変動を考慮して照射ビームの楕円度を低減するためのシステムおよび方法を提供することである。
【解決手段】 照射ビームの楕円度は、照射ビームの楕円度を測定し、照射ビームのデフォーカス位置で光減衰フィルタを使用して楕円度を実質的に除去することによって補正されることができ、この光減衰フィルタは、照射ビームの楕円度の変動を補償する２次元パターンを有する。光減衰フィルタは独立しても、均一性補正システムに組み込まれてよく、その結果、このフィルタは均一性および楕円度の両方を補正する。一実施形態では、光減衰フィルタは、２次元パターンに従って微細なドットのアセンブリでプリントされる。
【選択図】 図３

Description

[0001] 本発明は、リソグラフィシステム、具体的には、リソグラフィスキャナの照射ビームの楕円度およびフィールド均一性を補正することに関する。

[0002] 従来のリソグラフィシステムは、数ある中でも特に、パターン化されたレチクルを介して基板を露光するための照射ビームを発生する照射システムを含む。照射の品質は、照射されたフィールドの均一性（すなわち、フィールド中の任意の点でのエネルギーの総量）、瞳孔の均一性（すなわち、瞳孔中のエネルギー分布）、およびフィールド全体に亘る瞳孔中のエネルギー分布の一貫性によって決まる。瞳孔中のエネルギー分布を量的に特徴づけるために、楕円度と呼ばれる一般化されたパラメータが使用される。図７Ａおよび７Ｂは楕円度の概念をさらに示している。

[0003] 図７Ａは、レチクル面７０６上の点７０４上に焦点を合わせた理想的な光ビーム７０２の説明図である。瞳孔７０８は、ビーム７０２の断面であり、これは、ビームのデフォーカス位置での瞳孔を表す。光学システムの説明に通常使用されるよりも多少異なる形で「瞳孔」という言葉をここで使用していることを留意されたい。しかし、この２つのアプローチの物理的意味においての違いはない。「瞳孔」を、フィールド中の特定の点に集束する光の角度構成を表すものとみなす。この意味で、フィールド中のそれぞれの点は、例えばシステムに口径食がある場合、近接している点の瞳孔と異なることがある瞳孔を有する。テレセントリック光学システムの場合（すべてのリソグラフィ設備はこれに属する）、「瞳孔」という概念がおそらく光学システムの瞳孔面に適用されるとき、これは正当なアプローチであり、従来のアプローチと同等である。図７Ｂは、瞳孔７０８の前面図である。瞳孔７０８は環状であり、４つの四分円を有する。ビーム７０２などの楕円度を伴わない理想的なビーム中では、エネルギーＥは４つの四分円すべての間で均一に分布される。四分円中のエネルギー分布が不均衡になるとき、楕円度が生じる。具体的に、楕円度は、

で定義可能であり、ここで（図７Ｂの陰影部分によって示されるように）Ｅ_１、Ｅ_２、Ｅ_３およびＥ_４は、それぞれの各四分円中のエネルギーである。

[0004] 楕円度は、基板の露光度に影響することがあり、このことは次いで基板上に形成されるリソグラフィパターンおよび得られる電子素子の線幅寸法の変動を引き起こすことがある。線幅寸法のこの変動が、横線についての線幅寸法と縦線についての線幅寸法との間の差があるというようなものである場合、その状態は縦横（Ｈ‐Ｖ）バイアスと称される。Ｈ‐Ｖバイアスは集積回路の性能を生じさせることができるので、線幅寸法の変動の制御を向上させる方法が様々な試みの対象となってきている。

[0005] よく知られている従来のリソグラフィシステムの一例は、ステップアンドスキャンシステムである（スキャナと称される場合がある）。ステップアンドスキャンシステムは、１つの露光フィールドよりも狭い照射スリットを含む。このシステムは次いでレチクルおよびウェハを同期させてスロットによってスキャンして、ウェハ上のそれぞれのフィールドを露光する。この工程は繰り返される。このシステムの動作の本質から、スキャン方向Ｙの任意のＸ位置で放射エネルギーは（図７Ａ）積分される。あるＸ位置対別のＸ位置での積分された放射エネルギーに差がある場合、感光性コーティング上の放射線ドーズ量は不均一であるということである。このドーズ量における不均一性は、プリントエラーおよびデバイス性能の劣化を引き起こす恐れがある。総ドーズ量と同様に、瞳孔の動作もスキャン方向に沿って積分される。フィールド全体に亘るスキャン方向に積分された瞳孔の変動は、上述のように線幅制御およびＨ‐Ｖバイアスの劣化を引き起こすだろう。

[0006] いくつかのリソグラフィシステムは、均一性補正システムを使用してスキャン積分された強度プロファイルを均一にする。これらの均一性補正システムのいくつかはまた、照射ビームの楕円度を補正しようと試みる。しかし、これらの既存のシステムは、フィールド全体の平均楕円度を補正することのみできる。これらのシステムは、フィールド全体の１つまたは複数の楕円度の変動を補正することはできない。さらに、均一補正システムを使用して楕円度を補正するとき、楕円度と均一性の間の傾向の差も不明である。例えば、クロススキャン方向の照射フィールドの縁部でのビーム強度は中央部よりも高くなることがあり、これにより、均一性補正システムは均一性補正のためにフィールドの浅い縁部でのみ光を減衰させる。同時に、楕円度はフィールドの中央部でより高くなることがあり、これは光減衰がフィールドの中央部中へより深く延在する必要があることを意味する。既存のシステムは、これらの両方の機能を同時に満たすことができない。

[0007] 照射ビームの他の機能から独立し、照射フィールド全体の照射ビームの光の角度分布の変動を考慮して照射ビームの楕円度を低減するためのシステムおよび方法が必要とされる。

[0008] 一例で、光減衰フィルタが、フィールド全体の楕円度変動補正ならびにフィールド全体の均一性補正のために使用されてよい。この２つの機能は、楕円度変動を均一性に悪影響を与えずに補正することができるようにお互いに独立の状態にしておいてもよく、またはこの２つの機能は共に行われてもよい。

[0009] このフィルタは、デフォーカス位置に焦点面から所与の距離を置いて配置される。この距離は、例えば焦点面から約５ｍｍから約６０ｍｍであってよい。フィルタは調整可能であってよい。フィルタは、フィールド中の全体的な楕円度を低減し、楕円度の変動を補償する（Ｘ（クロススキャン）およびＹ（スキャン）方向に沿った）２次元パターンを有してよい。このパターンは、リソグラフィシステム中の瞳孔測定検出器によって測定される照射ビームの楕円度に基づいてよい。このフィルタは独立してもよく、またはリソグラフィシステムの均一性補正システムと組み合わされてもよい。フィルタが均一性補正システムと組み合わされる場合、２次元パターンは、楕円度エラーから独立して均一性エラーを補正する機能を含んでよい。

[0010] フィルタの（Ｙ方向に）スキャンされた総光学密度は、フィルタ全体中のＸ方向に沿って同じ状態にしておくことができ、またはクロススキャン方向の任意の位置でのスキャンされた総光学密度（Ｘ値）を変更することによって処理されることができる。これらの２つの場合のそれぞれは、フィールドの均一性に実質的には影響を与えない、またはしたがって、任意の所望の形でフィールドの均一性に影響を与えるという結果をもたらすことができる。

[0011] 本発明のさらなる実施形態、特徴、および利点、ならびに本発明の様々な実施形態の構造および動作を、添付の図面を参照して以下に詳述する。

[0012] 本明細書に組み込まれ、本明細書の一部分を形成する添付の図面は、本発明を示し、本明細書と共にさらに本発明の原理を説明し、当業者が本発明を成し使用することを可能にするように作用する。

[0022] 本発明の実施形態では、添付の図面を参照して述べる。要素が最初に登場する図面が、対応する参照番号中の最も左側の１つまたは複数の桁によって通常示される。

[0023] 具体的な構成および配置を論じるが、これは例示の目的のみのために行うものであることを理解されたい。当業者は、他の構成および配置が本発明の主旨および範囲から逸脱することなく使用可能であることを理解されたい。当業者にとっては、本発明が様々な他の用途にもまた使用可能であることは明らかとなるであろう。

[0024] 本明細書中の「一実施形態」、「ある実施形態」、「例示の実施形態」などの言及は、記載された実施形態が特定の機能、構造、または特性を含んでよいが、すべての実施形態がこの特定の機能、構造、または特性を必ずしも含まなくてよいことを示すことに留意されたい。さらに、この種の語句は必ずしも同じ実施形態を示すとは限らない。さらに、特定の機能、構造、または特性をある実施形態に関連して記載するとき、明白に記載してあってもなくても、他の実施形態に関連してこの種の機能、構造、または特性を生じることは当業者の知識内であるだろう。

[0025] 図１は、照射光学システム１０２、パターニングデバイス１０４（例えばレチクル）、投影光学システム１０６、および像面１０８を有する一般的なリソグラフィシステム１００を示す。理想的に、照射光学システム１０２は、像面１０８で均一である光ビーム１０９を発生させる。さらに、照射光学システム１０２によって発生したビーム１０９は、２次元、θ（ｘ）およびθ（ｙ）で予め定義された角度の範囲で像面１０８（フィールド）上に理想的に投影される。フィールド上に集束する角度の範囲は、瞳孔によって制御され、この角度の範囲は照射コーンを画定する。図７に関して記載のように、（完璧に均一なアニュラスのような）所望のパターンから光の角度分布の偏差が楕円度として一般に称される。楕円度を伴わないシステムでは、照射コーン中の異なる角度間での光の分布（本明細書では角度分布として称される）は一定であり、照射フィールド全体に亘って各点でほぼ同じである。しかし、楕円度エラーは、照射コーン中の異なる角度間での光の分布を変化させ、その結果、コーンは平坦化またはより楕円の形状になることができる。

[0026] さらに瞳孔中の楕円度は、フィールドに亘って変化できる。楕円度の変動は、特に超高開口数（ＮＡ）リソグラフィシステムにおいて一般的な現象である。しかし、以上で論じたように、楕円度を変えるための既存のシステムは、平均楕円度のみを補正するか、または光ビームの他の態様に影響することなしには楕円度の変動を補正できないかのいずれかである。

[0027] 例えば、１つの既存のシステムは、スポークまたは「フィンガ」を瞳孔の中に挿入することによって楕円度を補正する。この楕円度コレクタは、照明器の瞳孔面中におおよそ配置され、フィールド全体の平均楕円度の補正のみが可能である。このコレクタは、フィールド中に存在する楕円度の変動を補正することはできない。

[0028] 別の既存のシステムは、均一性ならびに楕円度の変動の調整のために均一性調整デバイスを使用する。このアプローチに伴う問題は、均一性が楕円度とは完全に異なる傾向を有することがあるにもかかわらず、均一性が楕円度に結びついており、均一性調整デバイスが同時に両方の機能を完璧に満たすことができないことである。

[0029] 図２は、例示のリソグラフィシステム２００の図である。一実施形態では、リソグラフィシステム２００は、レチクルまたはマスクを使用するシステムである。代替の実施形態では、システム２００はマスクレスリソグラフィシステムである。

[0030] リソグラフィシステム２００は、光経路に沿って照射光学システム２０２、楕円度補正システム２０４、パターニングデバイス（本明細書ではコントラストデバイスとも称される）２０６、投影光学システム２０８、および像面２１０を含む。

[0031] 照射光学システム２０２は、照射ビーム２１２を出力する。一実施形態では、照射光学システム２０２は、フィールドまたはスリットを画定し、これはパターニングデバイス２０６に亘ってスキャンされる。照射光学システム２０２は、リソグラフィシステムによって求められる任意のタイプの照明（例えば四極、輪帯など）を使用してよい。さらに、照射光学システム２０２は、部分干渉性またはフィル形状などの様々な照射特性の変更をサポートする。照射システムの詳細は、当業者によく知られており、したがって本明細書ではさらなる説明は行わない。

[0032] 楕円度補正システム２０４は、照射光学システム２０２とパターニングデバイス２０６の間のデフォーカス位置に配置してよい。図３から図６を参照してさらに述べるように、楕円度補正システム２０４は、フィールド全体の照射ビームの楕円度を補正し、楕円度の変動の影響を低減するパターンを有する光減衰フィルタ（light attenuating filter）を含む。このフィルタが照射システムの像面に配置される場合、光の角度分布に影響はない（つまり、瞳孔には影響はない）。しかし、このフィルタが照射システムのデフォーカス位置に配置される場合、フィルタは光の分布と作用しあうことができる（つまり、瞳孔に影響がある）。一例では、楕円度補正システム２０４は、パターニングデバイス２０６に近接して配置される（例えば約５ｍｍから約６０ｍｍ内）。別の例では、楕円度補正システム２０４は、照射光学システム２０２と中間像面（図示せず）の間のデフォーカス位置などの別の位置に配置される。中間像面は、例えばＲＥＭＡ（レチクルエッジマスキングアセンブリ）面であってよく、これはＲＥＭＡレンズの前に配置される。さらに、楕円度補正システム２０４の配置は、このシステムがデフォーカス位置のままであるならば、Ｚ方向（すなわち照射の方向）に調整可能であってよい。楕円度補正システム２０４は、例えば、調整されて楕円度補正の品質および／または精度を最適化できる。

[0033] 楕円度補正システム２０４は、独立型デバイスとして実装されてよい。あるいは、楕円度補正システム２０４は、リソグラフィシステムで使用するために均一性補正システムに組み込まれてよい。例示の均一性補正システムは、本出願と同一の出願人の２００５年１２月７日に出願され、「均一性補正のシステムおよび方法」という名称の米国特許出願第１１／２９５５１７号に記載されており、これは全体として参照により本明細書に組み込まれる。この種の均一性補正システムは、楕円度補正システム２０４と同じデフォーカス位置で使用されてよい。楕円度補正システム２０４が、この種の均一性補正システムと組み合わされる場合、光減衰フィルタは、均一性補正システムによって使用される減衰要素がこのフィルタの１つまたは複数の縁部に挿入された状態で均一性補正システムの中央に配置されてよい。均一性補正システムの減衰要素によって生じた楕円度への影響は、楕円度を補正するフィルタのパターンが計算されるときに考慮されてよい。

[0034] 第１の実施形態では、パターニングデバイス２０６はレチクルである。第２のマスクレス実施形態では、パターニングデバイス２０６は、単独で制御可能な要素のプログラマブルアレイである。このプログラマブルアレイは、マイクロミラーアレイなどの好適な反射デバイスを含んでよい。あるいは、プログラマブルアレイは、液晶ディスプレイ（「ＬＣＤ」）などの透過デバイスである。

[0035] 投影光学システム２０８は、像面２１０上にパターニングデバイス２０６によって形成されるパターン画像を投影するように構成される。投影光学システム２０８の詳細は、使用されるリソグラフィシステムの種類に依存する。投影光学の具体的な機能の詳細は、当業者によく知られており、したがって本明細書ではさらに説明しない。

[0036] 基板（図示せず）は、像面２１０に配置されてよい。この基板は、例えば、これらに限定されないが、ウェハ、ガラス片、フラットパネルディスプレイなどであってよい。あるいは、基板が存在しないとき、楕円度検出システム（図示せず）が、像面２１０に配置されてよい。この楕円度検出システムは、像面２１０で照射フィールド中の１つまたは複数の点の光の角度分布のプロファイルを検出および／または測定し、これは次いで楕円度補正システム２０４についてフィルタパターンを決定するために使用されてよい。これは、例えば、リソグラフィシステムの前要素の１つへのフィードバックループまたは後要素の１つへのフィードフォワードループで使用されて、照射フィールドの１つまたは複数の点での楕円度を補正することができる。

[0037] 図３は、リソグラフィシステムの照射ビームの楕円度を補正するための例示の方法３００のフローチャートである。本説明は楕円度の変動を補正することについて論じるが、当業者は、楕円度補正システムが使用されて、テレセントリシティ（つまり瞳孔アシンメトリ）および明暗度の変動などの結像性能に影響する他の照射エラーを補正することができることを認識するだろう。

[0038] ステップ３０２で、照射ビームの補正されていない楕円度プロファイルが測定される。この種の測定は、例えばリソグラフィシステムの像面に瞳孔検出器を配置することによって行われてよい。一実施形態では、補正されていない楕円度プロファイルは、画像（またはターゲット）フィールド内の複数の位置での光の角度分布を判断することによって測定される。

[0039] ステップ３０４で、照射ビームの楕円度への影響を低減することおよび／または照射フィールド全体の楕円度の変動を補償する光減衰フィルタパターンが決定される。フィルタパターンは、例えば、予め較正されたマップまたはフィルタパターン特徴対焦点がぼける範囲内のクロススキャン座標の範囲に亘る楕円度エラーに基づいてよい。

[0040] 図８は、スキャン方向に沿って平均した、グレイフィルタの縁部からの光減衰の幅（例えばフィルタのグレイ部分）と、瞳孔中の誘発スキャンされた楕円度の間の依存関係を識別する例示のモデルである。図９は、Ｘ方向に均一で、フィルタ９００の縁部からフィルタ９００の中央に向かって広がっている対称パターンの光減衰範囲９０２および９０４を有する例示のフィルタ９００である。フィルタ９００は、フィールド全体に亘る楕円度を均一に修正する。フィルタ９００は、実用的価値は有しないが、使用されて図８のモデルを展開するために使用できる。図８および図９で、ｗは光減衰の幅、ａはフィールドの縁部からフィールドの中央までの距離、およびｂは楕円度への最小限の影響を有するフィールドの範囲である。

[0041] 図８で、スキャン方向のフィールドの縁部からの増加する距離での減衰（すなわち減衰の幅）が横軸に沿って示される。図示のように、光減衰はフィールドの縁部で楕円度に最大の影響を有する。最初に光減衰範囲の幅が増加すると、誘発された楕円度もまた増加する。最終的には誘発された楕円度への影響は、光減衰範囲がフィルタの中央線に到達する前に飽和に到達し、低下し始め、ゼロに到達する。したがって楕円度を補正するために所与の座標での必要な楕円度補正の値は、フィルタ上の実装のために光減衰の範囲の幅に一致させてよい。楕円度の補正が不要の場合、光減衰の範囲は、中央線から楕円度へのいかなる対応する影響なしに、誘発された楕円度がゼロに到達する点まで（範囲ｂ）、フィルタの中央で適用されてよい。方法３００のステップ３０４で、この形態で、光減衰範囲の幅および配置は、複数のスキャンラインについて決定されてよく、これは、次いで組み合わされて光減衰フィルタパターンを形成することができる（図３）。楕円度曲線の特定の形状は（図８）、光錐の開口数（ＮＡ）と、フィルタのグレイ範囲の光学密度と、パターニングデバイスからのフィルタの距離との間の関係に依存していることに留意すべきである。フィルタに柔軟性を加える１つの方法は、フィルタをビームの光経路に沿って調整可能にし、したがってフィルタとパターニングデバイスの間の距離を変化させることである。

[0042] 所与のフィルタパターンによって生じた楕円度への影響が、さらにフィルタ１０００によって図１０に示されている。線Ａ、Ｂ、およびＣのそれぞれは、フィルタ１０００にかかるスキャンラインを表す。すでに述べたように、楕円度といえばスキャン平均瞳孔の楕円度を意味する。つまり、フィールド中の特定の点での楕円度への言及は、所与のクロススキャン（Ｘ）位置の値に対応して、スキャン（Ｙ）方向に沿って平均した瞳孔中の所与のクロススキャン（Ｘ）位置についての楕円度の量を意味する。瞳孔１００２、１００４、および１００６は、それぞれ線Ａ、Ｂ、およびＣのそれぞれに沿う平均瞳孔を表す。

[0043] この例の目的で、フィルタなしと仮定すると、スキャンラインＡに沿っては大きい楕円度があり、スキャンラインＢに沿っては中程度の楕円度があり、スキャンラインＣに沿っては楕円度がない。瞳孔１００２中で、補正なしでは、四分円１および２中のエネルギーは、四分円３および４中のエネルギーとはかなり異なる。したがって、スキャンラインＡに沿う楕円度補正についてのフィルタパターンは、スキャンラインＡのクロススキャン（Ｘ）位置についてのパターンの縁部で相対的に広い光減衰範囲１００８および１０１０を有する。瞳孔１００４は中程度の楕円度のみを有するので、補正は同じように強い必要はなく、スキャンラインＢのクロススキャン位置についてのパターンの縁部での光減衰範囲１０１２および１０１４は、スキャンラインＡの範囲と比較すると相対的に狭い。瞳孔１００６は、楕円度を有しないので、楕円度補正は必要なく、スキャンラインＣのクロススキャン位置についてのパターンの縁部での光減衰範囲はない。

[0044] フィルタパターンが均一性（フィールド中のすべての点に亘るエネルギー分布である均一性）ではなく、楕円度を補正する必要がある場合、スキャンラインＡ、Ｂ、およびＣのそれぞれに沿った積分された減衰の総量は、ほぼ同じであるべきである。つまり、それぞれのスキャンラインについて、それぞれのスキャンラインの積分は、ほぼ等しいレベルの減衰を有するべきである（例えば、３％の減衰、５％の減衰など）（スキャンされた総光学密度とも称される）。それぞれのスキャンラインが約５％の減衰を有するべき例では、この減衰をスキャンラインに沿った様々な場所に適用することができる。例えば、５％の減衰がフィールドの中央に適用される場合、楕円度への影響はない。２．５％の減衰がフィールドの１つの縁部に適用され、別の２．５％の減衰がフィールドの反対の縁部に適用される場合、楕円度への影響がある。

[0045] 図１０では、スキャンラインＣ中の瞳孔は任意の楕円度を示さず、補正される必要はない。しかし、スキャンラインＣの積分された減衰は、例えばスキャンラインＡおよびＢの積分された減衰に等しい必要はなく、その結果、均一性への悪影響はない。減衰１０１４は、スキャンラインＣに沿ったフィールドの中央に適用されて、スキャンラインＣの楕円度に影響することなく、スキャンラインＣの積分された減衰に一致することができる。

[0046] フィルタパターンが楕円度および均一性の両方を補正することになっている場合、フィールド全体の様々なスキャンラインの積分された減衰の総量は、異なってよい。例えば、１つのスキャンラインは、２％の積分された減衰の総量を有してよく、別のスキャンラインは５％の積分された減衰の総量を有してよく、さらに別のスキャンラインは、０％の積分された減衰の総量を伴う完全な透明であってよい。

[0047] 楕円度および均一性補正の様々な組合せについての例示のフィルタパターンが図４、図５、および図６に示される。

[0048] 図４は、照射フィールドの均一性に影響することなく、楕円度を補正する例示の光減衰フィルタパターン４００の図である。線Ａ、Ｂ、およびＣのそれぞれは、パターン４００全体に亘るスキャンラインを表す。パターン４００は、例えば照射フィールドの中央に生じ、クロススキャン方向に応じて変動する楕円度を補正するために使用できる。スキャンラインＡ上の光減衰フィーチャ４０２およびスキャンラインＣ上の光減衰特徴部４０４は、照射フィールドの縁部からの光減衰特徴部の相対的に狭い幅のために楕円度補正が小さい範囲を表す。スキャンラインＢ上の光減衰特徴部４１０は、照射フィールドの縁部からの光減衰特徴部の相対的に広い幅のために楕円度補正が大きい範囲を表す。スキャンラインＡ上の光減衰特徴部４０６およびスキャンラインＣ上の光減衰特徴部４０８は、楕円度補正がない範囲を表すが、減衰は均一性への悪影響を低減するために必要である。パターン４００では、光減衰特徴部４０２、４０４、４０６、４０８、および４１０のそれぞれは、ほぼ同じ光学密度を有し、その結果スキャンラインＡ、Ｂ、およびＣのそれぞれに沿った積分された減衰の総量は、ほぼ等しく、均一性は影響されない。

[0049] 図５は、照射フィールドの均一性に影響することなく、楕円度を補正する別の例示の光減衰フィルタパターン５００を表す。やはり、線Ａ、Ｂ、およびＣのそれぞれはパターン５００全体に亘るスキャンラインを表す。パターン５００は、例えば、照射フィールドの端部で生じ、クロススキャン方向に応じて変動する楕円度を補正するために使用できる。スキャンラインＡ上の光減衰フィーチャ５０２およびスキャンラインＣ上の光減衰フィーチャ５０４は、照射フィールドの縁部からの光減衰フィーチャの相対的に広い幅のために、楕円度補正が大きい範囲を表す。スキャンラインＢ上の光減衰フィーチャ５０６は、照射フィールドの縁部からの光減衰フィーチャの相対的に狭い幅のために、楕円度補正が小さい範囲を表す。スキャンラインＢ上の光減衰フィーチャ５０８は、楕円度補正がない範囲を表すが、減衰は均一性への影響を防ぐために必要である。例えば、パターン５００では、光減衰フィーチャ５０２、５０４、５０６、および５０８のそれぞれは、ほぼ同じ光学密度を有し、その結果スキャンラインＡ、Ｂ、およびＣのそれぞれに沿った積分された減衰の総量は、ほぼ等しく、均一性は影響されない。

[0050] 図６は、楕円度の変動が均一性の変動の傾向に追従しないときでも、照射フィールドの楕円度および均一性の両方を補正する例示の光減衰フィルタパターン６００を表す。線Ａ、Ｂ、およびＣのそれぞれはパターン全体に亘るスキャンラインを表す。パターン６００は、例えば、照射フィールドの中央で生じ、クロススキャン方向に応じて変動する楕円度ならびに、クロススキャン方向に照射フィールドの端部へ上がる不均一性を補正できる。スキャンラインＡ上の光減衰フィーチャ６０２およびスキャンラインＣ上の光減衰フィーチャ６０４は、照射フィールドの縁部からの光減衰フィーチャの相対的に狭い幅のために楕円度補正が小さい範囲を表す。スキャンラインＢ上の光減衰フィーチャ６１０は、照射フィールドの縁部からの光減衰フィーチャの相対的に広い幅のために楕円度補正が大きい範囲を表す。

[0051] 図４および図５では、フィルタパターンのすべての光減衰フィーチャは、ほぼ同じ光学密度を有し、このパターンは、照射ビームの均一性に影響しない。しかし、図６では、光減衰フィーチャ６０６および６０８は、光減衰フィーチャ６０２、６０４、および６１０より高い光学密度を有する。光学密度のこの差によって照射ビームの均一性に変化が生じる。具体的には、光減衰フィーチャ６０６および６０８はより高い光学密度を有するので、照射フィールド端部への不均一性のロールオフが、クロススキャン方向へ引き起こされる。このロールオフは、照射ビームの既存の不均一性を相殺でき、その結果、より均一な照射ビームがもたらされる。さらに、光減衰フィーチャ６０６および６０８は、スキャン方向のフィールドの中央に配置されるので、この光減衰フィーチャはスキャンラインＡおよびＣのそれぞれに沿った楕円度に影響しない。

[0052] この形態で、すべてのクロススキャン位置（Ｘの値）についての光減衰範囲の幅、光減衰範囲の光学密度、および光減衰範囲の配置を使用することによって、平均瞳孔の誘発された様々な楕円度およびスキャン方向の総エネルギーを得ることが可能である。つまり、同時または独立して楕円度および均一性の両方を変えることが可能である。

[0053] 再び図３を参照すると、ステップ３０６では、ステップ３０４で決定されたフィルタパターンが楕円度補正システムに組み込まれる。このフィルタパターンは、様々な形で実装されてよい。１つの例では、フィルタパターンはリソグラフィシステムの動作波長の光に対して透明である材料上にプリントされる。例えば、リソグラフィシステムの動作波長が１９３ｎｍである場合、材料は石英ガラスであってよい。光減衰範囲は、微細ドットのアセンブリを使用して材料上に実装されてよい。より高い光学密度が必要な範囲は、互いに近接に配置されるドットを有してよく、その結果、より多くの光を遮る。より低い光学密度が必要な範囲は、より離れて配置されるドットを有してよく、その結果、より少ない光を遮る。ドットは、クロムなどの動作波長で光を遮断、および／または減衰することが可能な任意の材料からなってよい。

[0054] 別の例では、フィルタパターンは、連続的な半透明のフィルムを使用して実装される。このフィルムは、グレイフィルタパターンが刷り込まれ、そのままで、またはリソグラフィシステムの動作波長の光に対して透明な材料上のオーバーレイとして使用されてよい。

[0055] 本発明の様々な実施形態が以上で説明されているが、この実施形態は一例として示されているだけで限定ではないことを理解されたい。形態および詳細の様々な変更が、本発明の主旨および範囲から逸脱することなく、本発明においてなされてよいことは当業者には明らかだろう。したがって、本発明の幅および範囲は、以上で説明したいかなる例示の実施形態によっても限定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲およびその均等物に従ってのみ定義されるべきである。

[0056] さらに、添付の要約書の目的は、米国特許商標庁および広く一般人、ならびに特に特許または法律用語あるいは専門語をよく知らない科学者、技術者、および当業者が本出願の技術的開示の本質および最重要点を一瞥して速やかに判断できるようにすることである。要約書は、本発明の範囲に関しては、いかなる形でも限定することは意図されない。

[0013]一般的なリソグラフィスキャナを示す図である。 [0014]楕円度および均一性補正システムを有する例示のリソグラフィスキャナを示す図である。 [0015]リソグラフィシステム中で楕円度を補正するための例示の方法を示す図である。 [0016]楕円度補正のための例示の光減衰フィルタパターンを示す図である。 [0016]楕円度補正のための例示の光減衰フィルタパターンを示す図である。 [0017]楕円度および均一性を同時に補正する例示の光減衰フィルタパターンを示す図である。 [0018]瞳孔中のエネルギー分布を示す図である。 [0018]瞳孔中のエネルギー分布を示す図である。 [0019]楕円度補正対光減衰の幅のモデルを示す図である。 [0020]楕円度補正対光減衰の幅をモデリングするための例示のフィルタを示す図である。 [0021]楕円度の変動を補正するためのパターンを有する例示のフィルタを示す図である。

Claims (22)

1. 照射ビームの楕円度を補正する方法であって、
   前記照射ビームの楕円度を測定すること、および、
   前記照射ビームの楕円度の変動を補償する２次元パターンを有する光減衰フィルタを使用して前記楕円度を実質的に除去すること
   を含み、
   前記フィルタは前記照射ビームのデフォーカス位置に配置され、前記２次元パターンの第１の次元がスキャン方向にあり、前記２次元パターンの第２の次元がクロススキャン方向にある、方法。
2. 前記測定することが、
   像面での前記照射ビームを検出すること、および、
   照射フィールド全体に亘る様々な点での前記照射ビームの光の角度分布をマッピングすること
   を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記マッピングされた角度分布に基づいて前記２次元パターンの形状を決定すること、および、
   前記フィルタ上に前記２次元パターンをオーバーレイすること
   をさらに含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記決定することが、
   前記照射ビームの楕円度のより大きな補正を生じる、前記２次元パターン内のあるスキャンラインに対する相対的に広い光減衰フィーチャの前記スキャン方向の幅を決定すること、および、
   前記照射ビームの楕円度のより小さい補正を生じる、前記２次元パターン内の別のスキャンラインに対する相対的に狭い光減衰フィーチャの前記スキャン方向の幅を決定すること
   を含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記決定することが、
   前記照射ビームの前記マッピングされた角度分布の変動および均一性の変動に基づいて前記フィルタの前記２次元パターンの形状を決定することを含む、請求項３に記載の方法。
6. 前記フィルタを透過した後に前記照射ビームにパターン形成すること、および、
   基板のターゲット部分上に前記パターン形成されたビームを投影すること
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
7. 照射ビームの楕円度を低減するためのシステムであって、
   照射ビームを発生させるように構成された照射光学システムと、
   前記照射ビームのデフォーカス位置に配置され、前記照射ビームの対応する範囲内で楕円度の変動を補償する２次元パターンを含む、光減衰フィルタと
   を備え、
   前記２次元パターンの第１の次元がスキャン方向にあり、前記２次元パターンの第２の次元がクロススキャン方向にある、システム。
8. 前記フィルタが焦点面から約５ｍｍ〜約６０ｍｍの範囲内に配置される、請求項７に記載のシステム。
9. 前記２次元パターンが、楕円度へのより低い影響が対応するクロススキャン位置について必要である前記スキャン方向で相対的に狭い光減衰フィーチャであって、楕円度へのより高い影響が対応するクロススキャン位置について必要である前記スキャン方向で相対的に広い光減衰フィーチャを含む、請求項７に記載のシステム。
10. 前記フィルタが、総光学密度が前記フィルタ上のそれぞれの点で実質的に不変のままであるように構成される、請求項７に記載のシステム。
11. 前記フィルタが、前記フィルタ全体のスキャンされた総光学密度が、前記フィルタ上の１つまたは複数の点での光学密度の変動によって調整されるように構成される、請求項７に記載のシステム。
12. 前記フィルタの前記２次元パターンが、前記照射ビームの均一性の変動を補償するように構成される、請求項７に記載のシステム。
13. 前記フィルタの前記２次元パターンが、前記照射ビームの均一性における変化を回避する一方で、前記照射ビームの楕円度を補正するように構成される、請求項７に記載のシステム。
14. 前記照射ビームの前記デフォーカス位置に配置される均一性補正システムをさらに備える、請求項７に記載のシステム。
15. 前記フィルタが、前記均一性補正システムに組み込まれる、請求項１４に記載のシステム。
16. 前記フィルタを透過した後に前記照射ビームにパターン形成するよう構成されたパターニングデバイスと、
    基板のターゲット位置に前記パターン形成されたビームを投影するよう構成された投影システムと
    をさらに備える、請求項７に記載のシステム。
17. 前記フィルタが、前記照射ビームによって発生された経路に沿って調整可能である、請求項７に記載のシステム。
18. 照射ビームの楕円度を補正するための方法であって、
    前記照射ビームの補正されていない楕円度のプロファイルを測定すること、
    前記補正されていない楕円度のプロファイルに基づいて、前記照射ビームの楕円度を低減および前記照射ビームの楕円度の変動を補償する光減衰フィルタパターンを決定すること、
    楕円度補正システムに前記決定されたフィルタパターンを実装すること
    を含む、方法。
19. 前記決定することが、前記照射ビームの楕円度を低減および前記照射ビームの楕円度の変動を補償する形態で光を減衰する微細ドットのパターンを決定することを含み、
    前記実装することが、前記決定されたフィルタパターンに対応する微細ドットのアセンブリを前記楕円度補正システムの基板上にプリントすることを含む、請求項１８に記載の方法。
20. 前記実装することが、
    微細なクロムのドットのアセンブリを前記楕円度補正システムの石英ガラス基板上にプリントすることをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
21. 前記実装することが、
    前記楕円度補正システムで使用される連続的な半透明のフィルム上に前記決定されたパターンをプリントすることを含む、請求項１８に記載の方法。
22. 前記フィルタを透過した後に前記照射ビームにパターン形成すること、および、
    基板のターゲット部分に前記パターン形成されたビームを投影すること
    をさらに含む、請求項１８に記載の方法。

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