JP2009147333A

JP2009147333A - パルス修正器、リソグラフィ装置、およびデバイス製造方法

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Inventors: Hako Botma; ボツマ，ハコ
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Abstract

【課題】パルス修正器、および関連するリソグラフィ装置、ならびにデバイス製造方法が開示される。
【解決手段】
パルス修正器は、放射の入力パルスを受け取るように構成され、さらに放射の複数の対応する出力パルス部分を放出するように構成され、各パルス部分はそれぞれ、光軸を横断する軸に関して鏡映され、パルス部分の光軸のポイントに関して鏡映される。
【選択図】図３

Description

[0001] 本発明は、パルス修正器、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、基板上に、通常、基板のターゲット部分上に所望のパターンを付ける機械である。リソグラフィ装置は、たとえば集積回路（ＩＣ）の製造で使用することができる。その場合、パターニングデバイス（あるいはマスクまたはレチクルとも呼ばれる）を使用してＩＣの個々の層上に形成されるべき回路パターンを生成することができる。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つまたはいくつかのダイの一部を含む）上に転写することができる。パターンの転写は、一般に、基板上に与えられた放射感光性材料（レジスト）の層上へのイメージングを介してなされる。一般に、単一の基板は、連続的にパターニングされる隣接するターゲット部分のネットワークを含むであろう。既知のリソグラフィ装置は、ターゲット部分上に一度に全パターンを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、所与の方向（「スキャン」方向）に放射ビームによりパターンをスキャンすると同時に、同期して、この方向と平行または反平行に基板をスキャン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キャナとを含む。基板上にパターンをインプリントすることによって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、一般に、製作するのが難しい大きく高価な光学エレメントを含む。一般に、エキシマレーザを使用してパルスの形態の放射ビームをリソグラフィ装置に供給する。光学エレメントは、莫大な数の高強度の紫外線パルスに起因する劣化を受けやすい。光学損傷は、レーザからのパルスの強度（すなわち、ｃｍ^２当たりの光パワー（エネルギー／時間）またはｍＪ／ｎｓ／ｃｍ^２）の増加と共に増大することが知られている。これらのレーザからの典型的なパルス長は約２０ｎｓであり、したがって、５ｍＪのレーザパルスは、約０．２５ｍＪ／ｎｓ（０．２５ＭＷ）のパルスパワー強度を有することになる。パルス持続時間を変更することなく、パルスエネルギーを１０ｍＪに増加させると、パルスのパワーを約０．５ｍＪ／ｎｓに倍増することになり、それが光学エレメントの使用可能な寿命を著しく短くすることがある。

[0004] さらに、パターニングデバイスのパターンを基板の目標部分上に正確に再生するために、レーザによって生成された放射ビームは十分に画定され、実質的に一定で予測可能な特性を有するべきである。放射ビームは、形状が実質的に対称であり、実質的に均一な強度分布を有するべきである。実際には、完全に対称および／または均一な放射ビームは得られない。たとえば、ＣｙｍｅｒＸＬＡ−１６５レーザは、一定の外形（レーザ内部の矩形ダイアフラムによる）を有する放射ビームを生成し、放射ビーム断面の強度分布が変動し非対称であることが知られている。このため、放射ビームの位置決めおよびポインティングの測定値が不安定になる。一般に高出力レーザは一定で対称な強度プロファイルをもたず、プロファイルは、たとえば、レーザ補充容器もしくはガスの加熱またはガスバーンアップにより時間と共に変化する。

[0005] ビーム修正用構成が、リソグラフィ装置用に米国特許出願公開第２００７−００９０２７８号に提案されている。この出願では、光学損傷の問題は、放射ビームのパルスのパルス長を実質的に増加させることによって避けることができる。さらに、放射ビーム断面の非対称な強度分布に起因する基板上の目標部分上へのパターニングデバイスのパターンの不正確な転写の問題は、出力放射ビーム中にオリジナルのビーム強度分布の遅延されたコピーを、オリジナルのビーム強度分布の遅延され鏡映されたコピーと組み合わせることによって緩和することができる（ここで、鏡映されたとは、水平面ならびに垂直面に同時に鏡映されることを意味する。）このようにして、放射ビーム断面の非対称な強度分布は、ある程度まで低減することができる。

[0006] 米国特許出願公開第２００７−００９０２７８号で提案されたようなビーム修正用構成のあり得る欠点は、放射ビーム断面の非対称強度分布が十分には低減されないことがあるということである。さらなるまたは別の欠点は、出射放射ビーム品質の入射ビーム発散への高い感受性、ならびに光学コンポーネントの相互間のアライメントおよび入射放射ビームへのアライメントへの高い感受性である場合がある。

[0007] たとえば、入射放射ビームの特性について変化を低減するパルス修正器を提供することが望ましい。

[0008] 本発明の一態様によれば、放射の入力パルスを受け取るように構成され、さらに放射の１つまたは複数の対応する出力パルスを放出するように構成されたパルス修正器が提供され、このパルス修正器は、入力パルスを複数のパルス部分に分割するためのビームディバイダと、それぞれのパルス部分を受け取って遅延させるための複数の遅延経路と、遅延されたパルス部分を１つまたは複数の出力パルスに組み合わせるためのビームコンバイナとを含み、少なくとも１つの遅延経路が、パルス部分の光軸を横断する第１の軸に関してパルス部分の断面の一部を鏡映するように配置され、少なくとも１つのさらなる遅延経路が、パルス部分の光軸のポイントに関してパルス部分の断面の一部を鏡映するように配置される。

[0009] 一実施形態では、パルス修正器は、第１の光軸に沿った放射の入力パルスを受け取るように構成され、さらに第２の光軸に沿った放射の１つまたは複数の対応する出力パルスを放出するように構成され、ビームディバイダは、第１の光軸に沿って配設された第１のビームスプリッタと、第２の光軸に沿って配設された第２のビームスプリッタとを含み、第１の遅延経路は、第１のビームスプリッタで始まり、第２のビームスプリッタで終了するように構成され、第２の遅延経路は、第２のビームスプリッタで始まり、第１のビームスプリッタで終了するように構成され、第１のビームスプリッタは、入力パルスを第１および第２のパルス部分に分割するように構成され、第１のビームスプリッタは、第２の光軸に沿って第１のパルス部分を、および第１の遅延経路に沿って第２のパルス部分を誘導するように構成され、第２のビームスプリッタは、第１のパルス部分を第３および第４のパルス部分に分割し、第２のパルス部分を第５および第６のパルス部分に分割するように構成され、第２のビームスプリッタは、第２の光軸に沿って第３および第５のパルス部分を、ならびに第２の遅延経路に沿って第４および第６のパルス部分を誘導するように構成され、第１のビームスプリッタは、第４および第６のパルス部分からのパルスを第７および第８のパルス部分に分割するように構成され、第１のビームスプリッタは、第２の光軸に沿って第７のパルス部分を誘導し、第１の遅延経路に沿って第８のパルス部分を誘導するように構成され、第１または第２の遅延経路は、パルス部分の光軸を横断する第１の軸に関してパルス部分の断面の一部を鏡映するように配置され、少なくとも１つの第２の遅延経路は、パルス部分の光軸のポイントに関してパルス部分の断面の一部を鏡映するように配置される。

[0010] 一実施形態では、第１の光軸は第２の光軸と一致する。

[0011] 一実施形態では、第１または第２の遅延経路は第１および第２のミラーを含み、第１または第２の遅延のもう一方は第３のミラーを含む。

[0012] 一実施形態では、第１および第２のミラーは凹面ミラーであり、第３のミラーは平面ミラーである。

[0013] 一実施形態では、第１および第２のミラーは、第１の方向に第１の曲率半径を、および第２の方向に第２の曲率半径を有する。

[0014] 一実施形態では、第１の曲率半径は第２の曲率半径に等しい。

[0015] 一実施形態では、第１の遅延経路は第１および第２のミラーを含み、第２の遅延経路は第３および第４のミラーを含む。

[0016] 一実施形態では、第１および第２のミラー、または第３および第４のミラーは、円筒ミラーである。

[0017] 一実施形態では、放射の波長は、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、１２６ｎｍ、および５〜２０ｎｍの範囲内のうちの１つから選択される。

[0018] 一実施形態では、放射の波長は１９３ｎｍであり、第１および第２のビームスプリッタはＣａＦ_２で実質的に製作される。

[0019] 本発明の一態様によれば、本発明の一実施形態によるパルス修正器を含むリソグラフィ装置が提供される。

[0020] 一実施形態では、パルス修正器は、リソグラフィ装置のイルミネーションシステムまたはビームデリバリシステムに配置される。

[0021] 本発明の一態様によれば、放射の入力パルスを受け取ることと、入力パルスを複数のパルス部分に分割することと、その複数のパルス部分を遅延させることと、遅延されたパルス部分を放射の１つまたは複数の出力パルスに組み合わせることと、遅延経路を使用して、パルス部分の光軸を横断する第１の軸に関してパルス部分の断面の一部を鏡映することと、さらなる遅延経路を使用して、パルス部分の光軸のポイントに関してパルス部分の断面の一部を鏡映することとを含む、放射の入力パルスを修正する方法が提供される。

[0022] 次に、本発明の実施形態が、例としてのみ、添付の概略図を参照しながら説明され、対応する参照記号は対応する部分を示す。

[0023]本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を示す図である。 [0024]本発明の実施形態によるリソグラフィ装置の構成を示す図である。 [0024]本発明の実施形態によるリソグラフィ装置の構成を示す図である。 [0025]本発明の実施形態によるパルス修正器を示す図である。 [0026]パルス修正器の入力放射ビームおよび出力放射ビームの断面を概略的に示す図である。 [0026]パルス修正器の入力放射ビームおよび出力放射ビームの断面を概略的に示す図である。 [0026]パルス修正器の入力放射ビームおよび出力放射ビームの断面を概略的に示す図である。 [0026]パルス修正器の入力放射ビームおよび出力放射ビームの断面を概略的に示す図である。 [0026]パルス修正器の入力放射ビームおよび出力放射ビームの断面を概略的に示す図である。 [0026]パルス修正器の入力放射ビームおよび出力放射ビームの断面を概略的に示す図である。 [0027]本発明の実施形態によるパルス修正器を示す図である。 [0028]本発明の実施形態によるパルス修正器を示す図である。 [0029]本発明の実施形態によるパルス修正器を示す図である。

[0030] 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。この装置は、
・放射ビームＢ（たとえばＵＶ放射またはＤＵＶ放射）を調整するように構成され、さらに放射源ＳＯからの放射をビームデリバリシステムＢＤを介して受け取るように構成されたイルミネータＩＬであって、放射源ＳＯとイルミネータＩＬとの間のあるポイントで、放射が、リソグラフィ装置で使用する放射を調整するパルス修正器ＰＵを通過するイルミネータＩＬと、
・パターニングデバイス（たとえばマスク）ＭＡを支持するように構成され、いくつかのパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第１のポジショナＰＭに接続された支持構造体（たとえばマスクテーブル）ＭＴと、
・基板（たとえばレジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構成され、いくつかのパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第２のポジショナＰＷ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と、
・パターニングデバイスＭＡにより放射ビーム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を含む）に投影するように構成された投影システム（たとえば屈折式投影レンズシステム）ＰＳと
を含む。

[0031] パターニングデバイスの前の放射経路を放射源ＳＯ、パルス修正器ＰＵ、ビームデリバリＢＤ、およびイルミネータＩＬに分割するのはある程度任意であり、それは技術的特徴と関係することがあり、またはそれはパーツおよびユニットが異なる製造業者によって供給されるということと関係することがある。たとえば、放射源ＳＯ、パルス修正器ＰＵ、およびリソグラフィ装置は異なる製造業者によって供給されることがあり（一般に、レーザ放射源の場合に慣例であるように）、または放射源ＳＯおよびパルス修正器ＰＵはリソグラフィ装置内に統合されることがある。便宜上、「イルミネーションシステム」という用語は、パターニングデバイスの前および放射源の後の光路に配設されるパーツおよびユニットの集合を記述するために使用され、図１の例では、したがって、イルミネーションシステムはパルス修正器ＰＵ、ビームデリバリＢＤ、およびイルミネータＩＬを含むことになる。

[0032] イルミネーションシステムは、放射を誘導し、整形し、または制御するために、屈折式、反射式、磁気式、電磁気式、静電気式、もしくは他のタイプの光学コンポーネント、またはそれらの任意の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。

[0033] 支持構造体ＭＴは、パターニングデバイスの方位、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中に保持されるかどうかなどの他の条件によって決まる方法でパターニングデバイスを保持する。支持構造体は、パターニングデバイスを保持するために、機械式、真空式、静電気式、または他のクランプ技法を使用することができる。支持構造体は、たとえば必要に応じて固定にも可動にもすることができるフレームまたはテーブルとすることができる。支持構造体は、パターニングデバイスがたとえば投影システムに対して確実に所望の位置にあるようにすることができる。本明細書における「レチクル」または「マスク」という用語のいかなる使用も「パターニングデバイス」というより一般的な用語と同義であると考えることができる。

[0034] 本明細書で使用される「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付与するために使用することができる任意のデバイスを指すものと広義に解釈されるべきである。たとえば、パターンが位相シフトフィーチャまたはいわゆるアシストフィーチャを含む場合、放射ビームに付与されたパターンは基板のターゲット部分の所望のパターンと正確に対応しないこと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たパターンは、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定の機能層に対応することになる。

[0035] パターニングデバイスは透過式でも反射式でもよい。パターニングデバイスの例には、マスク、プログ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よく知られており、バイナリのレベンソン型（alternating）位相シフトおよびハーフトーン型（attenuated）位相シフトなどのマスクタイプ、ならびにさまざまなハイブリッドマスクタイプを含む。プログマブルミラーアレイの例は小さいミラーのマトリクス構成を使用し、各ミラーは入射放射ビームをさまざまな方向に反射させるように個別に傾斜させることができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射される放射ビームにパターンを付与する。

[0036] 本明細書で使用される「投影システム」という用語は、使用される露光放射に適した、または液浸液の使用もしくは真空の使用などの他の要因に適した、屈折式、反射式、反射屈折式、磁気式、電磁気式、および静電気式の光学システム、またはこれらの任意の組合せを含む任意のタイプの投影システムを包含するものと広義に解釈されるべきである。本明細書における「投影レンズ」という用語のいかなる使用も「投影システム」というより一般的な用語と同義であると考えることができる。

[0037] ここに示されるように、装置は透過タイプ（たとえば透過マスクを使用する）である。代りに、この装置は反射タイプ（たとえば、上述で参照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か、または反射マスクを使用する）とすることができる。

[0038] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）またはそれよりも多い基板テーブル（および／または２つ以上のパターニングデバイステーブル）を有するタイプとすることができる。そのような「マルチステージ」機械では、追加のテーブルを並列に使用することができ、または１つもしくは複数の他のテーブルを露光のために使用しながら１つもしくは複数のテーブルで準備ステップを行うことができる。

[0039] 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い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とすることもできる。リソグラフィ装置の他の空間、たとえば、マスクと投影システムの間に液浸液を与えることもできる。液浸技法は、当技術分野で、投影システムの開口数を増加させることでよく知られている。本明細書で使用される「液浸」という用語は、基板などの構造体が液体に沈められなければならないことを意味せず、むしろ、液体が露光中に投影システムと基板との間に配置されることを単に意味する。

[0040] 図１を参照すると、パルス修正器ＰＵは放射源ＳＯから放射ビームＲＡ１を受け取る。既に述べたように、放射源ＳＯ、パルス修正器ＰＵ、およびリソグラフィ装置は各々別個のものとすることができる。図２ａはそのような構成を示し、放射源ＳＯ、パルス修正器ＰＵ、およびリソグラフィ装置２０は製造施設の同じ床に配置される。この場合、放射源はリソグラフィ装置２０の一部を形成するとみなされず、放射ビームは、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を用いて放射源ＳＯからパルス修正器ＰＵを介してイルミネータＩＬに送られる。図２ｂに示される構成は、別個の部屋に放射源ＳＯ、パルス修正器ＰＵ、およびリソグラフィ装置２０を配置する柔軟性を提供する。一般に、リソグラフィ装置２０は、周囲の粒子数を低く保持するのにかなりの努力が費やされるクリーンルーム内部に配置され、放射源ＳＯおよびパルス修正器ＰＵは、清浄度が非常に低い程度に維持されるサービス区域に配置される。図２ｂに示されるように、サービス区域として下段の床を使用し、そこに放射源ＳＯを配置することさえ可能である。あるいは、パルス修正器ＰＵは、リソグラフィ装置２０または放射源ＳＯに統合することができる。動作中、パルス修正器ＰＵは入射パルスＲＡ１を受け取り、それを入射パルス１００のピーク強度よりも低いピーク強度をもつ１つまたは複数の出力パルスＲＡ２に分割する。

[0041] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調整す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における強度分布の少なくとも外側および／または内側の半径方向範囲（通常それぞれσ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）を調整することができる。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などのさまざまな他のコンポーネントを含むことができる。イルミネータを使用して、放射ビームをその断面において所望の均一性および強度分布を有するように調整することができる。

[0042] 放射ビームＢは、支持構造体（たとえばマスクテーブル）ＭＴに保持されるパターニングデバイス（たとえばマスク）ＭＡに入射し、パターニングデバイスによってパターニングされる。放射ビームＢはパターニングデバイスＭＡを横切った後、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームを集束する投影システムＰＳを通過する。第２のポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ（たとえば干渉計デバイス、リニアエンコーダ、または容量センサ）を用いて、たとえば放射ビームＢの経路中においてさまざまなターゲット部分Ｃを位置決め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のポジショナＰＭおよび別の位置センサ（図１に明示的に示されていない）を使用して、たとえばマスクライブラリからの機械的抽出の後にまたはスキャン中に、パターニングデバイスＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置決めすることができる。一般に、支持構造体ＭＴの移動は、第１のポジショナ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）を用いて実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２のポジショナ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用して実現することができる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、支持構造体ＭＴはショートストロークアクチュエータにのみ接続することができ、または固定することができる。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を使用してアライメントすることができる。図示のような基板アライメントマークは専用のターゲット部分を占めるが、それらはターゲット部分間の空間に配置することができる（これらはけがき線アライメントマークとして知られている）。同様に、１つよりも多いダイがパターニングデバイスＭＡ上に設けられている状況では、パターニングデバイスアライメントマークはダイ間に配置することができる。

[0043] 図示の装置は、以下のモードの少なくとも１つで使用することができる。

[0044] １．ステップモードでは、支持構造体ＭＴおよび基板テーブルＷＴを本質的に静止したままにしながら、放射ビームに付与されたパターン全体がターゲット部分Ｃ上に一度に投影される（すなわち単一静的露光）。次に基板テーブルＷＴは、異なるターゲット部分Ｃが露光されるようにＸ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が、単一静的露光で結像されるターゲット部分Ｃのサイズを制限する。

[0045] ２．スキャンモードでは、支持構造体ＭＴおよび基板テーブルＷＴがスキャンされながら、同期して、放射ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃ上に投影される（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ＰＳの拡大（縮小）および結像反転特性によって決定することができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズが単一動的露光におけるターゲット部分の幅を（非スキャン方向に）制限するが、スキャン動作の長さがターゲット部分の高さを（スキャン方向に）決定する。

[0046] ３．別のモードでは、支持構造体ＭＴは本質的に静止したままでプログラマブルパターニングデバイスを保持し、基板テーブルＷＴが移動されるかスキャンされながら、放射ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃ上に投影される。このモードでは、一般に、パルス放射源が使用され、基板テーブルＷＴの各移動の後にまたはスキャン中の連続する放射パルス間に必要に応じてプログラマブルパターニングデバイスが更新される。この操作モードは、上述で参照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。

[0047] 上述の使用モードの組合せおよび／または変形、あるいはまったく異なる使用モードを使用することもできる。

[0048] 図３は、本発明の実施形態によるパルス修正器ＰＵを示す。パルス修正器は、入力パルスを受け取るように構成された第１のビームスプリッタ３２と、第１のビームスプリッタ３２からのパルス部分を第２のビームスプリッタ３３の方に誘導し直すための第１および第２の凹面ミラー３０Ａ、３０Ｂと、第２のビームスプリッタ３３からのさらなるパルス部分を第１のビームスプリッタ３２に誘導し直すための第１および第２の円筒ミラー３０Ｃ、３０Ｄとを含む。この実施形態によるパルス修正器の機能が、図３および図４ａ〜ｅを参照しながら説明される。

[0049] 使用するとき、パルス修正器は、放射源ＳＯからの放射３１の入力パルスを受け取る。入力パルスの断面の例示の強度分布が図４ａに示される。入力パルスの断面４０Ａは、入力パルスの断面４０Ａのさらなる部分４０Ｃよりも高い強度を有する入力パルスの断面の第１の部分４０Ｂを概略的に示す。例示目的のために、図４ａの例示の入力パルスでは、第１の部分は断面４０Ａの四分区間を形成する。しかし、入力パルスの断面の非均一強度分布は任意の非対称の形状を有することがある。放射３１の入力パルスは第１のビームスプリッタ３２に入射する。第１のビームスプリッタ３２は、第１のパルス部分を第２のビームスプリッタ３３の方に透過し、入力パルスの第２のパルス部分を第１の遅延経路に沿って第１の凹面ミラー３０Ａの方に反射する。第２のビームスプリッタ３３は、第１のビームスプリッタ３２によって透過された第１のパルス部分を第３および第４のパルス部分に分割し、第３のパルス部分は第２のビームスプリッタ３３によって透過され、第４のパルス部分は第２のビームスプリッタ３３によって第２の遅延経路に沿って反射される。図４ｂは、第３のパルス部分がパルス修正器から外に誘導されるときの第３のパルス部分の断面の強度分布を示す。第３のパルス部分の断面４１Ａは入力パルスと同様の強度分布を有する。これは、第３のパルス部分が反射または鏡映されることなく入力パルスの光軸に沿って透過された入力パルスの一部であるので明らかである。入力パルスの断面との唯一の実質的な差異は入力パルスと比較して低減された強度である。

[0050] 前述のように、第２のパルス部分は第１のビームスプリッタ３２によって第１の遅延経路に沿って反射される。第１の遅延経路は２つの凹面ミラー３０Ａおよび３０Ｂを含み、第２のビームスプリッタ３３で終了する。第１の凹面ミラー３０Ａは第２のパルス部分を第２の凹面ミラー３０Ｂの方に反射し、第１および第２の凹面ミラーは各々同一の曲率を有し、共焦点に配置される。一実施形態では、凹面ミラー３０Ａおよび３０Ｂの曲率半径はミラー３０Ａとミラー３０Ｂとの間の距離に等しく、すなわちそれらの焦点距離はこの距離の半分である。一実施形態では、ミラー３０Ａとミラー３０Ｂとの間の距離は約２０００ｍｍである。第１および第２の凹面ミラーの共焦点構成により、第２の凹面ミラー３０Ｂは第２のパルス部分を反射し、第２のパルス部分の断面はパルス部分の光軸のポイントに関して鏡映される。事実、パルス部分の画像は反転され、すなわち、２つの軸に関して鏡映され、またはポイントに関して１８０°回転される。鏡映された第２のパルス部分は、第２の凹面ミラーによって第２のビームスプリッタ３３の方に反射される。第２のビームスプリッタ３３は、第１の遅延経路から来る第２のパルス部分を第５および第６のパルス部分に分割する。第２のビームスプリッタ３３は、第５のパルス部分を第１のパルス部分の光軸に沿って反射して第１のパルス部分と共に出力放射ビーム３４を形成し、かつ第６のパルス部分を第２の遅延経路の方に透過する。図４ｃは、第５のパルス部分がパルス修正器から外に誘導されるときの第５のパルス部分の断面の強度分布を示す。第５のパルス部分の断面４２Ａは、図４ａおよび４ｃで示されるように、入力パルスの強度分布に対してｘ軸およびｙ軸の両方に鏡映される強度分布を有する。これは、第２のパルス部分の断面への第１の遅延経路の影響を分析すると理解することができる。第１の遅延経路に沿って移動すると、入力パルスは第１のビームスプリッタ３２で最初の反射に出会い、パルス部分の断面は第１の軸に関して鏡映される。続いて、パルス部分は第１の凹面ミラー３０Ａで反射され、それにより、断面は同じ第１の軸に沿って２回目の鏡映が行われる。次に、断面は、ミラー３０Ａおよび３０Ｂの共焦点構成によりパルス部分の光軸のポイントに関して鏡映される。次に、パルス部分は、第１の軸に沿って第２のミラー３０Ｂおよび第２のビームスプリッタ３３によって鏡映される。全体で、パルス部分は、同じ第１の軸に沿って４回鏡映され、パルス部分の光軸上のポイントに関して１回鏡映され、その結果、図４ｃの強度分布がもたらされる。やはり、パルス部分の断面の強度は第１および第２のビームスプリッタでのパルス部分の分割により低減される。

[0051] 前述のように、第２のビームスプリッタ３３は第４のパルス部分を第２の遅延経路の方に反射し、第６のパルス部分を同じ第２の遅延経路の方に透過する。第２の遅延経路は２つの円筒ミラー３０Ｃおよび３０Ｄを含み、第１のビームスプリッタ３２で終了する。第１の円筒ミラー３０Ａは第４および第６のパルス部分を第２の円筒ミラー３０Ｃの方に反射し、第１および第２の円筒ミラーは第１の方向に沿って同一の曲率を有し、共焦点に配置される。一実施形態では、円筒ミラー３０Ｃおよび３０Ｄの曲率半径はミラー３０Ｃとミラー３０Ｄとの間の距離に等しく、すなわちそれらの焦点距離はこの距離の半分である。一実施形態では、ミラー３０Ｃとミラー３０Ｄとの間の距離は約２０００ｍｍである。第１および第２の円筒ミラーの共焦点構成により、第４および第６のパルス部分の断面は、第２の円筒ミラー３０Ｄによって反射された後、パルス部分の光軸を横断する第１の軸に関して鏡映される。

[0052] 続いて、第１のビームスプリッタ３２は、第４および第６のパルス部分から生じるすべてのパルス部分を第７および第８のパルス部分に分割し、第１のビームスプリッタ３２は、第７のパルス部分を出力放射ビーム３４の光軸に沿って誘導し、第８のパルス部分を第１の遅延経路に沿って誘導する。第２のビームスプリッタ３３は第７のパルス部分をさらなるパルス部分に分割し、さらなるパルス部分の第１の部分は出力放射ビーム３４の光軸に沿って透過され、第２の部分は第２の遅延経路に沿って反射される。図４ｄは、第２のビームスプリッタ３３によって透過され、第４のパルス部分から生じるパルス部分の断面の強度分布を示す。第２および第１のビームスプリッタにおいて続いて起こる反射と、２つの円筒ミラー３０Ｃと３０Ｄとの間での光軸を横断する軸に関する反射とにより、第２のビームスプリッタ３３によって透過される第４のパルス部分の断面の強度分布は、入力パルスの断面に対してｙ軸について鏡映される。やはり、パルス部分の断面の強度は第１および第２のビームスプリッタでのパルス部分の分割により低減される。

[0053] 図４ｅは、第２のビームスプリッタ３３によって透過され、第６のパルス部分から生じるパルス部分の断面の強度分布を示す。第１のビームスプリッタ３２での続いて起こる反射、ならびに凹面ミラー３０Ａと凹面ミラー３０Ｂとの間のパルス部分の光軸上のポイントと、２つの円筒ミラー３０Ｃと３０Ｄとの間のパルス部分の光軸を横断する軸との両方に関する反射により、第２のビームスプリッタによって透過される第６のパルス部分の断面の強度分布は、入力パルスの断面に対してｘ軸について鏡映される。やはり、パルス部分の断面の強度は第１および第２のビームスプリッタでのパルス部分の分割により低減される。

[0054] 図４ｆは、出力放射ビーム３４の断面４５ａの強度分布を示す。出力放射ビームは、パルス修正器から外に第２のビームスプリッタ３３で結合され、図４ｂから４ｅの断面図に示されるような強度分布を有するさまざまなパルス部分から構築される。図４ｆから明らかなように、出力放射ビームは入力パルスと比較して改善された均一性を有し、入力パルスの第１の部分４０Ｂのより高い強度は、出力放射ビームの断面の４つのすべての四分区間４５Ｂ、４５Ｃ、４５Ｄ、および４５Ｅに広げられる。

[0055] 上述において、パルス修正器を通るパルス部分のほんのわずかな経路しか説明されていないことに留意されたい。実際には、さらに多くの経路があり、すべて出力放射ビームの断面全体にわたる強度分布の改善に寄与する。

[0056] 図５は本発明の実施形態によるパルス修正器を示す。パルス修正器は、入力パルス５１を受け取るための第１のビームスプリッタ５２と、パルス部分５７をパルス修正器から出る方向に結合する第２のビームスプリッタ５３の方に第１のビームスプリッタ５２からのパルス部分を誘導し直すための第１および第２の凹面ミラー５４、５５と、第２のビームスプリッタ５３からのさらなるパルス部分を第１のビームスプリッタ５２に誘導するための平坦ミラー５６とを含む。この実施形態によるパルス修正器の機能は、図３に関して説明された実施形態のものと同様である。その実施形態におけるように、パルス修正器は第１および第２の遅延経路を含み、第１の遅延経路は第１のビームスプリッタ５２で始まり、第２のビームスプリッタ５３で終了する。同様に、第２の遅延経路は第２のビームスプリッタ５３で始まり、第１のビームスプリッタ５２で終了する。第１の遅延経路は、パルス部分の光軸を横断する第１の軸に関してパルス部分の断面を鏡映するように配置され、第２の遅延経路はパルス部分の光軸のポイントに関してパルス部分の断面を鏡映するように配置される。凹面ミラー５４、５５は同一であり、円対称である曲率半径を有し、凹面ミラー５４、５５の曲率半径は、ミラー５４とミラー５５との間の距離に等しく、すなわち、それらの焦点はこの距離の半分である。これは、パルス部分が凹面ミラー上の入射し、パルス部分の変形をほとんど引き起こさない比較的鋭い角度のために可能である。

[0057] 図６は本発明の実施形態によるパルス修正器を示す。パルス修正器は、入力パルス６１を受け取るための第１のビームスプリッタ６２と、パルス部分６７をパルス修正器から出る方向に結合する第２のビームスプリッタ６３の方に第１のビームスプリッタ６２からのパルス部分を誘導し直すための第１および第２の凹面ミラー６４、６５と、第２のビームスプリッタ６３からのさらなるパルス部分を第１のビームスプリッタ６２に誘導するための平坦ミラー６６とを含む。この実施形態によるパルス修正器の機能は、図３および５に関して説明された実施形態のものと同様である。前の実施形態におけるように、パルス修正器は第１および第２の遅延経路を含み、第１の遅延経路は第１のビームスプリッタ６２で始まり、第２のビームスプリッタ６３で終了する。同様に、第２の遅延経路は第２のビームスプリッタ６３で始まり、第１のビームスプリッタ６２で終了する。第１の遅延経路は、パルス部分の光軸を横断する第１の軸に関してパルス部分の断面を鏡映するように配置され、第２の遅延経路はパルス部分の光軸のポイントに関してパルス部分の断面を鏡映するように配置される。凹面ミラー６４、６５は同一であり、第１の方向に第１の曲率半径を、および第２の方向に第２の曲率半径を有する。一実施形態では、凹面ミラー６４、６５の図面の面に垂直な曲率半径はミラー６４とミラー６５との間の距離に等しく、図面の面内の曲率半径はミラー６４とミラー６５との間の距離の約１．２倍に等しい。一実施形態では、ミラー６４とミラー６５との間の距離は約２０００ｍｍである。これは、パルス部分が凹面ミラーに入射する比較的浅い角度に起因するパルス部分の変形を補正するために必要とされる。そのような変形は発散と均一性との変化となることがある。凹面ミラー６４、６５は、第１の方向に沿った第１の焦点距離と第２の方向に沿った第２の焦点距離とを有することによってパルス部分の変形を補正する。

[0058] 図７は本発明の実施形態によるパルス修正器を示す。パルス修正器は、入力パルス７１を受け取るための第１のビームスプリッタ７２と、パルス部分７７をパルス修正器から出る方向に結合する第２のビームスプリッタ７３の方に第１のビームスプリッタ７２からのパルス部分を誘導し直すための第１および第２の平坦ミラー７４、７５と、第２のビームスプリッタ７３からのさらなるパルス部分を第１のビームスプリッタ７２に誘導するための平坦ミラー７６とを含む。さらに、パルス修正器は、パルス部分の光軸のポイントに関してパルス部分の断面を鏡映するために２つの正レンズ７８、７９を含む。正レンズ７８、７９は共焦点に配置される。正レンズ７８、７９の焦点距離は、当業者によって厚いレンズの式（thick lens formula）を使用して容易に計算することができ、焦点距離はレンズ７８とレンズ７９との間の半分の距離に等しい。この実施形態によるパルス修正器の機能は前の実施形態のものと同様である。前の実施形態におけるように、パルス修正器は第１および第２の遅延経路を含み、第１の遅延経路は第１のビームスプリッタ７２で始まり、第２のビームスプリッタ７３で終了する。同様に、第２の遅延経路は第２のビームスプリッタ７３で始まり、第１のビームスプリッタ７２で終了する。第１の遅延経路は、パルス部分の光軸を横断する第１の軸に関してパルス部分の断面を鏡映するように配置され、第２の遅延経路はパルス部分の光軸のポイントに関してパルス部分の断面を鏡映するように配置される。

[0059] 開示された実施形態では、第１の遅延経路はパルス部分の光軸のポイントに関してパルス部分の断面を鏡映するように配置され、第２の遅延経路はパルス部分の光軸を横断する第１の軸に関してパルス部分の断面を鏡映するように配置される。一実施形態では、第２の遅延経路はパルス部分の光軸のポイントに関してパルス部分の断面を鏡映するように配置することができ、第１の遅延経路はパルス部分の光軸を横断する第１の軸に関してパルス部分の断面を鏡映するように配置することができる。一実施形態では、遅延経路はパルス部分の断面の一部だけを鏡映するように配置することができる。

[0060] パルス修正器の遅延経路は異なる構成で配置することができる。たとえば、パルス修正器は入力パルスを複数のパルス部分に分割するためのビームディバイダを含むことができ、パルス部分の各々はそれぞれの遅延経路に誘導され、遅延経路は平行で非干渉の経路となるように配置することができる。この構成では、パルス修正器は、パルス部分を出力ビームに組み合わせるように構成されたビームコンバイナをさらに含む。この構成の欠点は、この構成によるビーム修正器はそれほどコンパクトでなく、多くの光学エレメントを必要とすることがあるということである。

[0061] 図示の実施形態では、出力パルスは入力パルスの光軸と同じ光軸に沿って放出される。入力パルスの光軸と同じ光軸に沿って放出される出力パルスの利点は、放射の方向を変更することなしにパルス修正器をビームデリバリシステム中の任意の場所に挿入できるということである。しかし、開示された本発明の実施形態に基づいて、当業者は、出力パルスが入力パルスの光軸と異なる光軸に沿って放出されるように実施形態の構成を容易に調整することができる。

[0062] 本文ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用が特に参照されているが、本明細書で説明されたリソグラフィ装置は集積光学システム、磁気ドメインメモリ用の誘導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の製造などの他の用途を有することができることが理解されるべきである。そのような他の用途との関連で、本明細書の「ウェーハ」または「ダイ」という用語のいかなる使用もそれぞれ「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であるとみなすことができることを当業者なら理解されよう。本明細書で参照された基板は、露光の前または後に、たとえば、トラック（一般に基板にレジストの層を塗布し、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中で処理することができる。適用可能である場合、本明細書の開示はそのような基板処理ツールまたは他の基板処理ツールに適用することができる。さらに、基板はたとえば多層ＩＣを生成するために２回以上処理することができ、その結果、本明細書で使用された基板という用語は多数の処理された層を既に含んでいる基板を指すこともできる。

[0063] 本発明の実施形態の使用が光学リソグラフィとの関連で上述で特に参照されたが、本発明は、他の用途、たとえばインプリントリソグラフィで使用することができ、状況が許す場合、光学リソグラフィに限定されないことが理解されよう。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイス中のトポグラフィが基板に生成される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、基板に供給されたレジストの層にプレス加工することができ、その場合、レジストは電磁放射、熱、圧力、またはそれの組合せを適用することによって硬化される。レジストが硬化した後、パターニングデバイスはレジストから外に移動され、パターンがレジスト中に残る。

[0064] 本明細書で使用された「放射」および「ビーム」という用語は、紫外（ＵＶ）放射（たとえば、３６５、３５５、２４８、１９３、１５７、もしくは１２６ｎｍの波長、またはそれらに近い波長を有する）および極端紫外（ＥＵＶ）放射（たとえば、５〜２０ｎｍ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、ならびにイオンビームまたは電子ビームなどの粒子ビームを包含する。

[0065] 「レンズ」という用語は、状況が許す場合、屈折式、反射式、磁気式、電磁気式、および静電気式の光学コンポーネントを含むさまざまなタイプの光学コンポーネントの任意の１つまたは組合せを指すことができる。

[0066] 本発明の特定の実施形態が上述で説明されたが、本発明は説明されたもの以外のもので実施できることが理解されよう。たとえば、当業者は、適切な場所で放射を分割するさまざまな装置または方法を容易に使用することができる。追加のミラーを使用してパルス修正器を通る放射の経路を変更することができる。

[0067] 上述の説明は限定ではなく例示するためのものである。したがって、当業者には、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、説明された本発明に対して変形を行うことができることは明らかであろう。

Claims

放射の入力パルスを受け取るように構成され、さらに放射の１つまたは複数の対応する出力パルスを放出するように構成されたパルス修正器であって、
前記入力パルスを複数のパルス部分に分割するように構成されたビームディバイダと、
前記それぞれのパルス部分を受け取って遅延させるための複数の遅延経路と、
前記遅延されたパルス部分を前記１つまたは複数の出力パルスに組み合わせるように構成されたビームコンバイナと
を含み、
少なくとも１つの遅延経路が、前記パルス部分の光軸を横断する第１の軸に関して前記パルス部分の断面の一部を鏡映するように配置され、少なくとも１つのさらなる遅延経路が、前記パルス部分の前記光軸のポイントに関して前記パルス部分の断面の一部を鏡映するように配置されるパルス修正器。
第１の光軸に沿った前記放射の入力パルスを受け取るように構成され、さらに第２の光軸に沿った前記放射の１つまたは複数の対応する出力パルスを放出するように構成され、
前記ビームディバイダが、前記第１の光軸に沿って配設された第１のビームスプリッタを含み、前記ビームコンバイナが、前記第２の光軸に沿って配設された第２のビームスプリッタを含み、
第１の遅延経路が、前記第１のビームスプリッタで始まり、前記第２のビームスプリッタで終了するように構成され、
第２の遅延経路が、前記第２のビームスプリッタで始まり、前記第１のビームスプリッタで終了するように構成され、
前記第１のビームスプリッタが、前記入力パルスを第１および第２のパルス部分に分割するように構成され、
前記第１のビームスプリッタが、前記第２の光軸に沿って前記第１のパルス部分を、および前記第１の遅延経路に沿って前記第２のパルス部分を誘導するように構成され、
前記第２のビームスプリッタが、前記第１のパルス部分を第３および第４のパルス部分に分割し、前記第２のパルス部分を第５および第６のパルス部分に分割するように構成され、
前記第２のビームスプリッタが、前記第２の光軸に沿って前記第３および第５のパルス部分を、ならびに前記第２の遅延経路に沿って前記第４および第６のパルス部分を誘導するように構成され、
前記第１のビームスプリッタが、前記第４および第６のパルス部分からのパルスを第７および第８のパルス部分に分割するように構成され、
前記第１のビームスプリッタが、前記第２の光軸に沿って前記第７のパルス部分を誘導し、前記第１の遅延経路に沿って前記第８のパルス部分を誘導するように構成され、
前記第１または前記第２の遅延経路が、前記パルス部分の前記光軸を横断する第１の軸に関して前記パルス部分の断面の一部を鏡映するように配置され、
少なくとも１つの第２の遅延経路が、前記パルス部分の前記光軸のポイントに関して前記パルス部分の断面の一部を鏡映するように配置される、請求項１に記載のパルス修正器。
前記第１の光軸が前記第２の光軸と一致する、請求項２に記載のパルス修正器。
前記第１または前記第２の遅延経路が第１および第２のミラーを含み、前記第１または前記第２の遅延経路のもう一方が第３ミラーを含む、請求項２または３に記載のパルス修正器。
前記第１および第２のミラーが凹面ミラーであり、前記第３のミラーが平面ミラーである、請求項４に記載のパルス修正器。
前記第１および第２のミラーが、第１の方向に第１の曲率半径を、および第２の方向に第２の曲率半径を有する、請求項５に記載のパルス修正器。
前記第１の曲率半径が前記第２の曲率半径に等しい、請求項６に記載のパルス修正器。
前記第１の遅延経路が第１および第２のミラーを含み、前記第２の遅延経路が第３および第４のミラーを含む、請求項２または３に記載のパルス修正器。
前記第１および第２のミラー、または前記第３および第４のミラーが円筒ミラーである、請求項８に記載のパルス修正器。
放射の波長が、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、１２６ｎｍ、および５〜２０ｎｍの範囲内のうちの１つから選択される、請求項１から９のいずれかに記載のパルス修正器。
前記放射の波長が１９３ｎｍであり、前記第１および第２のビームスプリッタがＣａＦ_２で実質的に製作される、請求項１０に記載のパルス修正器。
前記パルス部分の前記光軸のポイントに関して前記パルス部分の断面の一部を鏡映するように配置された前記少なくとも１つのさらなる遅延経路が、前記パルス部分を前記ポイントに関して１８０°回転させるように配置される、請求項１から１１のいずれかに記載のパルス修正器。
請求項１から１２のいずれかに記載のパルス修正器を含むリソグラフィ装置。
前記パルス修正器が、前記リソグラフィ装置のイルミネーションシステムまたはビームデリバリシステムに配置される、請求項１３に記載のリソグラフィ装置。
放射の入力パルスを修正する方法であって、
放射の入力パルスを受け取ることと、
前記入力パルスを複数のパルス部分に分割することと、
前記複数のパルス部分を遅延させることと、
前記遅延されたパルス部分を放射の１つまたは複数の出力パルスに組み合わせることと、
遅延経路を使用して、前記パルス部分の光軸を横断する第１の軸に関して前記パルス部分の断面の一部を鏡映することと、
さらなる遅延経路を使用して、前記パルス部分の前記光軸のポイントに関して前記パルス部分の断面の一部を鏡映することと
を含む方法。
前記パルス部分の前記光軸のポイントに関して前記パルス部分の断面の一部を鏡映することが、前記パルス部分を前記ポイントに関して１８０°回転させることを含む、請求項１５に記載の方法。