JP2009507387A - フォトリソグラフィデバイスのための照明装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、フォトリソグラフィデバイスのための照明装置に関する。本発明は、マスク（８）を照明すると共にウェーハ（Ｗ）の１つのエリアを露光するために用いられる光ビーム（１０）の光源（１’）と、マイクロレンズの少なくとも１つのメインアレイ（４）と、シャッタ（６）とを備え、シャッタ（６）は、光ビーム（１０）に対して不透過性である少なくとも１つの部分（６１２）と、そのビームに対して透過性である複数の部分（６１０）とを含む少なくとも１つのシャッタプレート（６１）から成り、当該プレート（６１）は、そのプレートに対して実質的に平行である移動方向（Ｘ）に沿って、ビーム（１０）に対して動かすことができ、それにより、不透過性の部分（６１２）が光ビームを少なくとも部分的に遮断できるようになるか、又は透過性の部分によって、光ビーム（１０）が少なくとも部分的に通過できるようにすることが可能になる。本発明は、マスク（８）及びウェーハ（Ｗ）の動きに合わせてシャッタ（６）を動かすことができる移動手段（９）を備え、上記シャッタ（６）はマイクロレンズの少なくとも１つのメインアレイ（４）を備える光学系の瞳（４０、４１０）に近いエリア（１１）内に配置されることを特徴とする。また、本発明は、１つのそのような照明装置を備えるフォトリソグラフィデバイスにも関する。

Description

［概略の技術分野］
本発明は、フォトリソグラフィデバイスのための照明装置、及びそのようなデバイスに関する。

［先行技術］
フォトリソグラフィ（「マイクロリソグラフィ」とも呼ばれる）は、何年にもわたって半導体デバイスを製造するために用いられており、このために、電磁放射を用いて半導体デバイス上に細かいパターンを生成する。この目的を果たすために、フォトリソグラフィデバイスのための照明装置によってマスクが照明され、そのマスクの像が半導体ウェーハ上に投影され、当業者に知られている特別な処理を施した後に、回路が設けられる。

図１に示されるように、本明細書においてこれ以降、「照明装置」と呼ばれることになる、フォトリソグラフィデバイスのための照明システムは複雑である。マイクロリソグラフィ要件を満たすために、複数のパラメータを同時に考慮に入れなければならない。関係のあるパラメータは詳細には、以下の通りである。
デバイスの瞳(pupil)の照明プロファイル
マスク（それゆえウェーハ）上の照明の均一性
マスク上の照明プロファイル

このため、既知の照明装置は一般的に、回折光学素子１（ＤＯＥ）を備えており、その素子が、照明源１’によって照明される。素子１として、たとえば、球面マイクロレンズの２次元アレイ、フレネルレンズ、回折格子等のような回折を引き起こすために一般的に用いられる任意の素子を用いることができる。素子１は光拡散体としての役割を果たし、その意図するところは主に、その出力において、たとえば、ディスク状若しくは環状のパターン、又は２極若しくは４極のパターンのような、概ね所望のパターンを有する瞳を生成することにある。所与のタイプの１つの素子１は一度にただ１つのパターンしか生成することができないので、素子１は入れ替えることができる。

その照明装置は、素子１の出力において、複数のレンズによって形成されるズーム２を備える。ズーム２の機能は、或る有限の距離まで瞳の像を動かすこと、及びその像の寸法を変更できるようにすることである。

ズーム２の出力はアキシコン(axicon)３に向けられ、アキシコン３は、瞳に、その最終的な形状を与える。たとえば、円錐レンズから構成されるアキシコンの場合、環状の瞳の内径を制御することができる。

それゆえ、素子１、ズーム２及びアキシコン３によって形成されるアセンブリによって、瞳において所望の照明プロファイルを得ることができるようになる。

アキシコン３から離れる光ビームは光学素子４を照明する。この素子は一般的に、球面マイクロレンズの２次元アレイによって形成される２つのマトリックスによって構成され、その素子は、素子１、ズーム２及びアキシコン３から成るアセンブリの出力において得られる瞳を分割(cut)する。ズーム２の瞳は、素子４のレベルに位置し、素子４の出力は集光レンズ５を照明する。

集光レンズ５は複数のレンズを含み、それにより、シャッタ６のレベルにおいて、回折素子４から到来するサブビームを重ね合わせることができるようになる。

素子４と集光レンズ５とのアセンブリは、シャッタ６の平面において照明を基準に合わせる。

実際には、集光レンズ５の出力はシャッタ６（「スリット」とも呼ばれる）を照明する。シャッタ６は、既知の方法で、集光レンズ５から到来する光ビームを遮断できるようにする。

シャッタ６は、詳細にはシャッタ６の出力に配置される照明レンズのグループ７（又は「照明レンズグループ（ＩＬＧ）」）によって、マスク８上の線量、像形式（image format）及び照明プロファイルを制御できるようになる。

図２に示されるように、シャッタ６は、詳細には、２つの固定プレート６３及び６４を備える。プレート６３及び６４は長方形であり、その長さは実質的に方向Ｘに延在する。プレート６３及び６４は、照明に対して静止しており、詳細には図２の方向Ｘ及びＹに対して静止している。プレート６３及び６４は、方向Ｙにおいて互いに分離され、露光エリア６７の２つの端を画定する。

またシャッタ６は、方向Ｘにおいて、照明に対して移動することができる２つのプレート６５及び６６も備える。プレート６５及び６６は長方形であり、その長さはＹ方向に実質的に延在する。プレート６５及び６６が方向Ｘにおいて互いに分離されるときに、それらのプレートはエリア６７の２つの縁を画定する。

それゆえ、プレート６３、６４、６５及び６６の間の空間は、ウェーハをエッチングするために照明に対して露光されるエリア６７を画定する。

図３Ａ〜図３Ｅは、従来技術のシャッタ６の動作を示す。

エッチングの目的で露光するために、マスク８及びウェーハＷが互いに対して既知の動きをする場合、エッチングされるべきウェーハのゾーンＷ１の外側にある場所は、露光エネルギーを受光する必要はない。したがって、特に、プレート６５及び６６が、マスク８及びウェーハＷの動きに合わせて動かされる。

図３Ａ〜図３Ｅでは、より明確にするために、マスク８がウェーハＷ上に配置されていることが示されている。当然、そのマスクは、光学的には、ウェーハＷの右側に配置される。図３Ａは、ウェーハＷ及びマスクが方向Ｘにおいて動かされるが、リレー７によって画定される露光ゾーン７６の外側に配置されるときに、プレート６６及び６５が閉じていることを示す。エリア６７は存在せず、ビーム１０はシャッタ６によって遮断される。

図３Ｂは、露光されるべきウェーハＷの第１のゾーンＷ１を画定するマスク８の左端が、プレート６６の右端のレベルに達し、ゾーン７６の右端を越えて進むとき、プレート６６は、ウェーハＷ及びマスク８の速度Ｖｓに合わせた速度で、マスク８に合わせて同じ方向に動き始めるということを示す。言い換えると、プレート６６の速度は、速度Ｖｓに比例する。したがって、露光されるべきゾーンＷ１の外側に配置されるウェーハＷのゾーンは、ビーム１０によって露光されない。

図３Ｃは、マスク８の左端が露光ゾーン７６の左端のレベルに位置するまで、プレート６６がマスク８に追従することを示す。その際、エリア６７は最大であり、ビーム１０の全体が、ゾーン７６を通って、ゾーンＷ１を露光する。

図３Ｄは、その後、マスクの右端がゾーン７６の右端を越えて進むときに、プレート６５が、方向Ｘにおいて、マスク８にマスク８と同じ方向で追従することを示す。再び、プレート６５は、ウェーハＷ及びマスク８の動きに合わせて、すなわち、ウェーハＷと同じ方向に、且つウェーハＷの速度Ｖｓに比例する速度で動く。このようにして、ゾーンＷ１の外側に配置されるウェーハＷのゾーンは、ビーム１０によって露光されない。

図３Ｅは、露光エリア６７が閉じることに対応し、その際、プレート６５及び６６が接合する。ゾーンＷ１はゾーン７６の外側にあり、ビーム１０はシャッタによって遮断される。

マスクがＸに沿って逆方向に（たとえばゾーンＷ２〜Ｗ８を露光するために）動くとき、当然、プレート６５及び６６も逆方向に動く。約１６０ｍｍ／ｓの速度でそのように閉じることができる。

プレート６５及び６６を開閉するこの方法を用いる場合、エッチングされるべきゾーンの全ての場所が同じ露光エネルギーを受光し、露光されるべきでないゾーンは露光されない。

グループ７は光リレーを形成し、その光リレーはシャッタ６の平面及びマスク８の平面を共役な関係にする。実際には、グループ７を用いることなく、シャッタ６及びマスク８は同じ平面内に配置されるべきであるが、図１のアセンブリでは、機械的な観点から不可能である。詳細には、プレート６５及び６６とマスク８との間に摩擦が生じるであろう。

従来技術の照明装置は、不利な点を有する。

従来技術による照明装置は、特に、シャッタの平面及びマスクを共役な関係にするために光リレーを形成するグループ７が存在することに起因して、複雑であり且つ製造するのにコストがかかる。そのようなグループは、光学的にも、機械的にも複雑である。

さらに、シャッタの可動プレートを動かすことができるようにする機械的な構成要素は、プレートの動く範囲が広いこと、及びその並進の速度が速いこと（約１６０ｍｍ／ｓ）に起因して、複雑であり且つコストがかかる。

［発明の開示］
本発明は、これらの不利な点のうちの少なくとも１つを克服することを意図している。

このため、本発明は請求項１に記載の照明装置を提案する。

本発明は、従属請求項において提示される特徴で補われることが好都合である。

本発明は、そのような照明装置を備えるデバイスにも関する。

本発明は数多くの利点を有する。

何よりもまず、本発明による照明装置は、シャッタの平面及びマスクを共役な関係にするために光リレーを形成するグループが存在しないことに起因して、より簡単であり、それゆえコストが低い。

さらに、プレートの動く範囲が狭くなり、その並進の速度が遅くなることに起因して、可動プレートを互いに対して動かすことができるようにする機械的な構成要素もより簡単であり、それゆえコストが低い。シャッタの平面が動く速度を１０分の１まで低減することを期待することができ、それにより、フォトリソグラフィデバイスにおいて引き起こされる振動を低減できるようになり、且つシャッタを動かすための手段を簡単にできるようになる。

本発明による照明装置は特に、照明源の性質に起因する、照明の或る特定の欠陥を補正できるようにし、特に照明源がレーザであるときに補正できるようにする。本発明による照明装置は、マスク及びウェーハが動く方向に沿って、台形の照明プロファイルを得ることを可能にする。

また、本発明による照明装置は、照明を鮮明に分割することができるようにする。

本発明の他の特徴、目的及び利点は、以下の説明から明らかになるであろう。なお、その説明は単に、例示のために与えられており、限定しようとするものではなく、添付の図面を参照しながら読まれるべきである。

全ての図面において、類似の構成要素は同じ参照符号を有する。

［詳細な説明］
図４Ａ及び図６は、フォトリソグラフィデバイスの本発明による照明装置のシャッタ６が、主に、少なくとも１つのシャッタプレート６１を備えることを概略的に示す。

シャッタプレート６１は正方形又は長方形であることが好ましい。プレート６１は、フォトリソグラフィ光ビーム１０を遮断することができる不透過性部分６１２から構成される。プレート６１は、上記光ビームがその中を通過できるようにする、プレート内に形成される複数のスロット６１０も含む。

また図６は、本発明によるフォトリソグラフィデバイスの照明装置が、ウェーハＷの１つのゾーンを露光するためにマスク８を照明するための光ビーム１０の光源１’と、少なくとも１つのメインマイクロレンズアレイ４とを備えることを示す。その照明装置は、集光レンズ５も備えており、集光レンズ５によって、アレイ４からのサブビーム１００を、マスク８のレベルにおいて重ね合わせることができるようになることに留意されたい（ビーム１０は、アレイ４の出力において、複数のサブビーム１００から構成され、それにより、アレイ４の出射瞳４０を形成する）。

アレイ４は、球形又は円柱形のマイクロレンズの２次元アレイによって形成される２つのマトリックスによって構成されることが好ましい。アレイ４は、光源１’ の出力に配置される回折素子１、ズーム２及びアキシコン３によって形成されるアセンブリの出力において得られるアレイ４の入射瞳を分割する。回折素子１、ズーム２及びアキシコン３は、アレイ４の上流に、且つ光源１’の出力に配置される。

図６は、シャッタプレート６１が、照明装置内の光ビーム１０の伝搬方向Ｚに沿って、ビーム１０及びそれゆえサブビーム１００の合焦面１１の上流又は下流にあるゾーン１１内に配置されることを示す。サブビーム１００の合焦は、マイクロレンズによって形成されるアレイ４によって実行される。それゆえ、シャッタ６のシャッタプレート６１は、メインマイクロレンズアレイ４の瞳４０近くのゾーン１１内に配置される。

好ましくは、プレート６１は、嵩張っていない側に、すなわち合焦面１１１と集光レンズ５との間に配置される。

方向Ｚにおいてゾーン１１の深さは、アレイ４と集光レンズ５との間の空間に対する、プレートの空間的な嵩に依存するが、スロットの幅にも依存する。

図６において、各スロット６１０の幅は、サブビーム１００が第１の露光位置において完全に通過できるようにするほどでなければならないことは、容易に見てとれる。図６の第１の位置においてマスク８を照明するために、ビーム１０の全体がプレート６１の中を通り抜けるように、各スロット６１０によって、１つのサブビーム１００が通過できるようにする。各サブビーム１００はビーム１０の特性を有し、それにより、全てのサブビーム１００が、互いに同じ特性を有するようになる。集光レンズ６の合焦面にあるマスク８のレベルにおいてそれらのサブビームを合成し直すことによって、光リレーを形成するグループを備える照明装置の場合と同じ結果を得ることができるようになる。

図７は、第２のシャッタ位置においてビーム１０を完全に遮断するために、方向Ｚに対して垂直且つプレート６１に対して平行な移動方向ｘにおいて、プレート６１をビーム１０に対して動かすことができることを示す。図７の位置では、マスク８はもはや照明されない。サブビーム１００は、スロット６１０の間にあるプレート６１の不透過性部分６１２によって遮断される。プレート６１は、アレイ４の直ぐ後ろで各サブビーム１００を遮断できるようにする。

シャッタ６を動かすための手段９は、露光されるべきでないゾーンが露光されるのを防ぎながら、マスク８及びウェーハＷの動きに合わせて、すなわち、ウェーハＷ及びマスク８と同じ方向に且つそれらの動きに比例した速度で、プレート６１を動かすことができる。

プレート６１は、図６の位置と図７の位置との間において少なくとも部分的にビームを遮断する。

プレート６１は、露光されるべきマスク８及びウェーハＷの動きに合わせて、図６の露光位置と図７のシャッタ位置との間で動かされる。各ビーム１００のこの露光／遮断モードは、図３Ａ〜図３Ｅにおいて示される従来技術の場合と同じ結果を与える。マスク８の移動において、ウェーハの露光ゾーンの各場所は、露光ゾーンの他の全ての場所と同じ露光エネルギーを有し、そして特に、露光されるべきゾーンの外側に配置されるウェーハのゾーンはビーム１０によって露光されない。

図４Ａは、プレート６１のスロット６１０が、細長い形状と、長軸６１１とを有することを示す。

各スロット６１０は実質的に長方形であることが好ましい。スロット６１０の長方形は、長辺６１３及び短辺６１４によって画定され且つ囲まれる。

また、スロット６１０の長軸６１１は互いに平行であることが好ましい。

文字「ａ」は、移動方向Ｘにおける、プレート６１の２つの連続したスロットの２つの長軸６１１間の距離を定義する。それゆえ、「ａ」は、スロット６１０のピッチを定義する。その距離は一定であり、且つメインアレイ４のマイクロレンズによって決まる。

文字「ｂ」は、２つの長辺が最も近くにあり、且つ移動方向Ｘにおいて連続しているという了解のもとで、２つの連続したスロットの２つの長辺６１３間の距離を定義する。「ｂ」は、気象による種々の照明条件に適応するために変わることがある。

本発明によるデバイスをうまく動作させるために、プレート６１について、比ａ／ｂは２よりも小さくなければならない。この比の値では、ビームは図６の第１の位置において遮断されることはなく、図７の第２の位置において完全に遮断される。

可動プレート６１を用いることによって、本発明による照明装置は、シャッタ面及びマスクを共役な関係にするために、光リレーを形成するグループをもはや必要としないことに留意されたい。マスク８は、集光レンズ５の合焦面内に直に配置され、主に可動シャッタプレート６１を備えるシャッタ６は、上記のゾーン１１内に配置される。

図４Ｂは、好ましくは、本発明によるシャッタ６が交差プレート（cross-plate）６２を備えることが好都合であることを示す。交差プレート６２は、不透過性部分６２２と、光ビーム１０がその中を通過できるようにするスロット６２０とが少なくとも一度だけ交互に配置されたものを含む。

交差プレート６２は、光学的に、シャッタプレート６１の右側に配置される。明確にするために、図５では、交差プレート６２はシャッタプレート６１の近くに示されているが、シャッタプレートから距離を置いて存在することができる。したがって、交差プレート６２はメインアレイ４のレベルにおいて、マイクロレンズアレイの方向Ｚに沿って上流又は下流に配置することができる。交差プレート６２は、マイクロレンズアレイ４の瞳の近くのゾーン１１内に配置されることが好ましい。

機械的な埋め込みの実現可能性、及び照明装置内の嵩によっては、交差プレート６２を他の位置に配置することもできる。

交差プレート６２の各スロット６２０は、細長い形状と、長軸６２１とを有することが好ましい。

交差プレート６２は、シャッタプレート６１と同様に、不透過性部分６２２と、スロット６２０とが複数回交互に配置されたものを含むことも好ましい。

図５に示されるように、２つのプレート６１及び６２のスロットのそれぞれの長軸６１１及び６２１は互いに垂直である。

また図４Ｂ及び図５に示されるように、交差プレート６２の各スロット６２０は、実質的に長方形のスロットを有する。各長方形は、長辺６２３と短辺６２４とによって囲まれる。スロットの長軸６２１は互いに平行である。

図５は、交差プレート６２がシャッタプレート６１の右側に配置され、且つシャッタプレート６１が第１の位置にあるとき、すなわち、プレート６１のスロットによって、光線１０がその中を通過できるようになるときに、スロット６１０及び６２０が露光ゾーン６２５を画定することを示す。２つのプレート６１及び６２によって形成されるシャッタのゾーン６２５の形状及び配置は、アレイ４のマイクロレンズの種々の照明ゾーンの形状及び配置に対応する。プレート６１及び６２のそれぞれの長方形の短辺６１４及び６２４の比は、アレイ４のマイクロレンズの寸法比に等しい。言い換えると、ゾーン６２５の寸法は、アレイ４のマイクロレンズの照明表面に比例する。プレート６１及び６２のスロットの長軸６１１及び６２１がそれぞれ垂直であるという事実によって、一方のプレートが照明ゾーン６２５の一方の寸法を画定し、他方のプレートが他方の寸法を画定する。

図４Ｂ及び図５に示されるように、移動方向Ｘに対して垂直な方向Ｙに沿って、距離ａ’が、２つの連続したスロット６２０の長軸６２１間で規定される。距離ｂ’も２つの連続したスロットの２つの長辺６２３の間で規定される。ただし、２つの長辺６２３は方向Ｙに沿って近くにあり、且つ連続している。

簡単にするために、交差プレート６２は、交差プレートに対して実質的に平行な平面ＸＹにおいて、ビームに対して固定される。交差プレートは実質的に、従来技術によるシャッタのプレート６３及び６４の役割を果たし、シャッタプレート６１は、従来技術のシャッタのプレート６５及び６６の役割を果たす。

限定はしないが、一例として、プレート６１及び６２は１３０ｍｍの辺と、数十ミリメートルの厚みとを有する。スロット６１０及び６２０のピッチは、数ミリメートル程度である。

プレート６１は、数ミリメートル程度動き、その速度は約３０ｍｍ／ｓである。

それらのプレートは、金属、又はシリカ、又はクロムで被覆されたフッ素から形成することができる。

ここで、上記の本発明の実施形態の複数の代替形態が説明される。

図１１は、第１の代替形態によれば、シャッタが、照明に対して移動可能であり且つ異なる形状のスロットを有する、シャッタプレート６１及び交差プレートを備えることも好都合であることを示す。

シャッタプレート６１は、プレート６１内に形成される複数のスロット６１０を含み、そして、同様に、交差プレート６２は、プレート６２内に形成される複数のスロット６２０を含む。

図１１に示されるように、スロット６１０及び６２０は実質的に正方形である。

シャッタ６を動かすための手段９は、シャッタプレート６１を動かすための手段９１と、交差プレート６２を動かすための手段９２とを備える。したがって、シャッタプレート６１又は交差プレート６２は、マスク８及びウェーハＷの動きに合わせて動かすことができる。

交差プレート６２は、当該交差プレート６２に対して実質的に平行な平面（Ｘ，Ｙ）内でビームに対して動くことができる。

シャッタプレート６１も、好ましくは、シャッタプレート６１に対して実質的に平行な２つの方向（Ｘ，Ｙ）において動くことができる。

したがって、所与のウェーハのゾーンを露光するために、交差プレート６２の位置が、シャッタプレート６１に対して、特にＹ軸上の位置において調整される。こうして、不透過性ゾーン６３０を画定することによって、照明ビームに対して透過性のゾーン６２５のＹ軸に沿った寸法が調整される。ただし、不透過性ゾーン６３０では、プレート６１及び／又はプレート６２の少なくとも一方の不透過性ゾーンが存在する。

上記のように、２つのプレート６１及び６２のスロット６１０及び６２０の組み合わせによる透過性のゾーン６２５の寸法の比は、メインアレイ４のマイクロレンズの寸法の比に等しい。

その際、たとえばＸ軸に沿って、（依然としてマスク８及びウェーハＷの動きに合わせて）シャッタプレート６１を動かすことによって、上記のように閉じることが行われる。

図８及び図９Ａ〜図９Ｆは、本発明による別の代替形態を示す。

図８に示されるこの代替形態によれば、その照明装置は２つのシャッタプレート６１及び６１’を備えており、それらのシャッタプレートは、光学的に互いに向かい合って配置され、且つ移動方向Ｘ（シャッタプレート６１及び６１’に対して実質的に平行である）においてビーム１０に対して互いに移動可能である。

移動手段９は、マスク８及びウェーハＷの動きに合わせて、図９Ａ〜図９Ｆにおいて示されるように、プレート６１及び６１’を動かすことができる。

エッチングの目的で露光するために、マスク８及びウェーハＷが互いに対して既知の動きをする場合、特にプレート６１及び６１’が、マスク８及びウェーハＷの動きに合わせて動かされる。

図９Ａ〜図９Ｅは、さらに明確にするために、マスク８がウェーハＷ上に配置されていることを示す。当然、マスクは光学的に、ウェーハＷの右側に配置される。また、さらに明確にするために、各プレート６１及び６１’のそれぞれのスロット６１０及び６１０’の組み合わせだけが示されているが、プレート６１及び６１’は、複数のスロットを含む。

図９Ａは、ウェーハＷ及びマスク８が方向Ｘにおいて動くが、集光レンズ６によって画定される露光ゾーン５６の外側に配置されるときに、プレート６１及び６１’のスロット６１０及び６１０’が互いに、エリア６７が存在しないように配置されることを示す。ビーム１０はシャッタによって遮断される。

図９Ｂは、露光されるべきウェーハＷの第１のゾーンＷ１を画定するマスク８の左端が、プレート６１のスロット６１０の左端のレベルに速度Ｖｓで達するときに、プレート６１が、マスク８及びウェーハＷの動きに合わせて、すなわち、速度Ｖｓに比例する速度でマスク８と同じ方向に動き始めることを示す。したがって、露光されるべきゾーンＷ１の外側に位置するウェーハＷのゾーンは、ビーム１０によって露光されない。

図９Ｃは、マスク８の左端が露光ゾーン５６の左端のレベルに配置されるまで、プレート６１がマスク８に追従することを示す。その際、エリア６７は最大であり、ビーム１０の全体が、ゾーン５６を通って、ゾーンＷ１を露光する。

図９Ｄは、その後、マスクの右端がゾーン５６の右端を越えて進行するときに、方向Ｘにおいて、マスク８と同じ方向にマスク８に追従するプレート６１’を示す。再び、プレート６１’は、ウェーハＷ及びマスク８の動きに合わせて、すなわち、ウェーハＷと同じ方向に、且つウェーハＷの速度Ｖｓに比例する速度で動く。このようにして、ゾーンＷ１の外側に位置するウェーハＷのゾーンは、ビーム１０によって露光されない。

図９Ｅは、露光エリア６７が閉じることに対応しており、プレート６１’のスロット６１０’の右端及びプレート６１のスロット６１０の左端が結合する。ゾーンＷ１は、ゾーン５６の外側にあり、ビーム１０はシャッタによって遮断される。

マスクがＸに沿って逆方向に（たとえばゾーンＷ２〜Ｗ８を露光するために）動くときに、プレート６１及び６１’は当然、逆方向に動く。

プレート６１及び６１’を開閉するこの方法によれば、エッチングされるべきゾーンの全ての場所が同じ露光エネルギーを受光し、露光されるべきでないゾーンは露光されない。

本発明の１つの代替形態によれば、図１１に示される実施形態の交差プレート６２が、プレート６１’としての役割を果たす。

図１０に示される別の代替形態によれば、照明装置は、２つの交差プレート６２及び６２’を備えており、それらの交差プレートは、光学的に互いに向かい合って配置され、且つ移動方向Ｙ（交差プレート６２及び６２’に対して実質的に平行である）において、ビーム１０に対して互いに移動可能に配置される。交差プレート６２及び６２’の移動方向は、プレート６２及び６２’の右側に配置される少なくとも１つのシャッタプレート６１の移動方向Ｘに対して垂直である。

移動手段９が、プレート６２及び６２’を動かすことができる。これにより、特に、方向Ｙに沿って露光エリアの寸法を調整できるようになる。

図１２及び図１３は、別の代替形態を概略的に示しており、その代替形態によれば、照明装置は、瞳４１０を生成するためのマイクロレンズの少なくとも１つのアレイ４１を有する。

参照符号１１１は、メインアレイ４の合焦面に対応する。

生成アレイ４１は、メインマイクロレンズアレイ４を通してビーム１０を合焦するために平面１１１の近くにあるゾーン１１’内に配置される。生成アレイ４１は、メインマイクロレンズアレイ４の下流に配置されるが、シャッタ６の上流に配置される。

アレイ４１によって、メインアレイ４の瞳４０を結像し直すことができるようになる。ビーム１０は完全にはコリメートされないので、マスク８のレベルにおいて照明を鮮明に分割することに関して問題が生じることがある。

それゆえ、シャッタ６は、メインアレイ４及び生成アレイ４１を備える光学系の瞳４１０の近くのゾーン１１内に配置され、それにより、ビームを鮮明に分割し且つマスク８のレベルにおいて完全に遮断できるようにする。

こうして、本発明によれば、メインアレイが別のマイクロレンズアレイに関連付けられないときには、メインアレイだけを備える光学系瞳の近くにあるゾーン１１内に、シャッタが配置される。または、メインアレイと、メインアレイの下流に配置される生成アレイとを備える光学系の出射瞳の近くにあるゾーン１１内に、メインアレイの瞳を結像し直すためにシャッタが配置される。

当然、シャッタ６は、上記の全ての実施形態におけるように、マスク８の平面及びウェーハＷの平面と共役な関係にある平面内に配置される。

照明装置は、シャッタ６の下流に配置され且つ集光レンズ５の上流に配置されるマイクロレンズ均質化アレイ４２を備えることが好ましい。また、アレイ４２は、照明装置をテレセントリックとすることを可能にする。参照符号４２２は、集光レンズの物体面(object plane)に対応する。

シャッタは、メインアレイ４と、生成アレイ４１と、均質化アレイ４２とから構成される光学系の、中間瞳４１０の近くのゾーン内に配置される。また、シャッタは、メインアレイと、生成アレイと、均質化アレイとを備える光学系の、出射瞳の近くのエリア内に配置することもできる。

さらに、非常に有利には、マスクの照明プロファイルは、マスク及びウェーハの移動方向に沿って台形でなければならない。

所望の台形照明プロファイルを得るために、図１４に示されるように、マスク８は、シャッタの平面及びマスク８の移動方向Ｘに対して垂直なＺ方向において、集光レンズ５の合焦面５１に対して焦点が外される。そのように焦点を外すことによって、照明源の性質に起因する特定の照明欠陥を、特に照明源がレーザであるときに補正できるようになる。

しかしながら、そのように焦点を外すことによって、マスクのレベルにおいて照明を鮮明に分割することに関して問題が生じることがある。

したがって、シャッタプレート６１及びシャッタ６のスロット６１０のピッチは、マスク８の移動方向に対して実質的に平行である方向において、メインマイクロレンズアレイ４のピッチよりも大きいことが好都合である。そのようなピッチの差は、不透過性の各部分が、対応するアレイ４からのビームを分割するときに、わずかな位相シフトを引き起こす。

照明装置が、瞳４１０を生成するためのマイクロレンズのアレイ４１、及び／又は均質化アレイ４２を備える場合には、生成アレイ４１が都合よく存在することによって与えられる、鮮明に分割するという利点が失われないように、シャッタプレート６１及びシャッタ６のスロット６１０のピッチは、マスク８の移動方向に対して実質的に平行な方向において、生成アレイ４１のピッチよりも大きく、さらに好ましくは、同じ方向においてアレイ４２のピッチよりも大きい。

上記の代替形態は互いに組み合わせることができる。したがって、シャッタは、２つのシャッタプレート及び２つの交差プレートを備えることができ、場合によっては瞳４１０を生成するためのアレイ４１を備えることができ、且つ場合によっては平面５１において焦点を外されるマスクを備えることができる。

上記の全ての実施形態において、各交差プレート６２は、シャッタプレート６１と光学的に向かい合って、メインマイクロレンズアレイ４を備える系の瞳の近くのゾーン１１内に配置されることが好ましい。

プレート内に形成されるスロットが説明されてきたが、透過性部分がビームに対して完全に透過性であり、不透過性部分がビームを完全に遮断するという条件であれば、ビームに対して透過性の任意の数の部分が、同じ機能を有することは明らかである。

いずれの場合でも、シャッタの動きは、ミクロン単位の精度で実行され、シャッタがプレートから構成されるという事実が、そのような高精度の動きを容易にする。

従来技術から既知である照明装置を示す概略図である。 従来技術から既知であるシャッタを示す図である。 図１による照明装置内に配置されるマスクの動きに応じた、図２によるシャッタのプレートの動きの１つの段階を示す概略図である。 図１による照明装置内に配置されるマスクの動きに応じた、図２によるシャッタのプレートの動きの１つの段階を示す概略図である。 図１による照明装置内に配置されるマスクの動きに応じた、図２によるシャッタのプレートの動きの１つの段階を示す概略図である。 図１による照明装置内に配置されるマスクの動きに応じた、図２によるシャッタのプレートの動きの１つの段階を示す概略図である。 図１による照明装置内に配置されるマスクの動きに応じた、図２によるシャッタのプレートの動きの１つの段階を示す概略図である。 本発明によるシャッタのプレートを示す概略図である。 本発明によるシャッタのプレートを示す概略図である。 図４Ａ及び図４Ｂの２つのプレートの取り得る配置を示す概略図である。 本発明による照明装置内のシャッタの第１の位置を示す概略図である。 本発明による照明装置内のシャッタの第２の位置を示す概略図である。 ２つのシャッタプレートを備える、本発明の１つの代替形態を示す概略図である。 図８による１つの代替形態が取り得る動作モードを示す概略図である。 図８による１つの代替形態が取り得る動作モードを示す概略図である。 図８による１つの代替形態が取り得る動作モードを示す概略図である。 図８による１つの代替形態が取り得る動作モードを示す概略図である。 図８による１つの代替形態が取り得る動作モードを示す概略図である。 ２つの交差プレートを備える、本発明の１つの代替形態を示す概略図である。 可動シャッタプレート及び交差プレートを備える、本発明の１つの代替形態を示す概略図である。 メイン瞳アレイの瞳像を生成するためのアレイを備える、本発明の１つの代替形態を示す概略図である。 メイン瞳アレイの瞳像を生成するためのアレイを備える、本発明の１つの代替形態を示す概略図である。 集光レンズ合焦面に対して焦点が外されているマスクを備える、本発明の１つの代替形態を示す概略図である。

Claims (23)

1. フォトリソグラフィデバイスの照明装置であって、
   マスク（８）を照明すると共にウェーハ（Ｗ）の１つのゾーンを露光する光ビーム（１０）の光源（１’）と、
   少なくとも１つのメインマイクロレンズアレイ（４）と、
   少なくとも１つのシャッタプレート（６１）を備えるシャッタ（６）であって、
   前記プレート（６１）は、
   前記光ビーム（１０）に対して不透過性の少なくとも１つの部分（６１２）と、
   前記ビームに対して透過性の複数の部分（６１０）と
   を含み、
   前記プレート（６１）は、前記プレートに対して実質的に平行な移動方向（Ｘ）において、前記ビーム（１０）に対して動かすことができ、それにより、
   前記不透過性の部分（６１２）が前記光ビームを少なくとも部分的に遮断できるようになるか、又は
   前記透過性の部分によって、前記光ビーム（１０）が少なくとも部分的にその中を通過できるようすることが可能になる
   シャッタ（６）と
   を備える、照明装置において、
   前記照明装置は、前記マスク（８）及び前記ウェーハ（Ｗ）の動きに合わせて前記シャッタ（６）を動かすことができる移動手段（９）を備え、
   前記シャッタ（６）は、少なくとも前記メインマイクロレンズアレイ（４）を備える光学系の瞳（４０、４１０）の近くのゾーン（１１）内に配置される
   ことを特徴とする、照明装置。
2. 前記複数の透過性の部分（６１０）はそれぞれ、細長い形状と、長軸（６１１）とを有する、請求項１に記載の照明装置。
3. 前記複数の透過性の部分（６１０）はそれぞれ、実質的に長方形の形状を有し、
   各長方形は、長辺（６１３）と短辺（６１４）とによって囲まれ、
   前記透過性の部分の前記長軸は互いに対して平行である
   請求項２に記載の照明装置。
4. 前記移動方向（Ｘ）における２つの連続した透過性の部分の２つの長軸（６１１）間の距離（ａ）と、前記２つの連続した透過性の部分の２つの長辺（６１３）間の距離（ｂ）との間の比の値（ａ／ｂ）は、前記２つの長辺が、前記移動方向（Ｘ）において近くにあり且つ連続している場合に、２未満である、請求項３に記載の照明装置。
5. 前記シャッタ（６）は、前記シャッタプレート（６１）と光学的に向かい合って配置される少なくとも１つの交差プレート（６２）も備えており、
   前記交差プレート（６２）は、
   前記光ビーム（１０）に対して不透過性の部分（６２２）と、
   前記光ビームがその中を通過することを可能にすることができる透過性の部分（６２０）と
   が少なくとも一度だけ交互に配置されたものを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の照明装置。
6. 前記交差プレート（６２）の前記透過性の部分は、細長い形状と、長軸（６２１）とを有する、請求項５に記載の照明装置。
7. 前記交差プレート（６２）は、複数の交互に配置されたものを含む、請求項６に記載の照明装置。
8. 前記２つのプレート（６１、６２）の前記透過性の部分のそれぞれの前記長軸（６１１、６２１）は互いに対して垂直である、請求項３に従属するときの請求項７に記載の照明装置。
9. 前記交差プレート（６２）の各透過性の部分（６２０）は、実質的に長方形の形状を有し、
   各長方形は、長辺（６２３）と短辺（６２４）とによって囲まれ、
   前記透過性の部分の前記長軸（６２２）は互いに対して平行である
   請求項５〜８のいずれか一項に記載の照明装置。
10. 前記交差プレート（６２）は、前記交差プレート（６２）に対して実質的に平行な平面（Ｘ，Ｙ）において前記ビームに対して静止している、請求項５〜９のいずれか一項に記載の照明装置。
11. シャッタ移動手段は、前記シャッタプレート（６１）を動かす手段（９１）と、前記交差プレート（６２）を動かす手段（９２）とを備え、
    前記シャッタプレート（６１）は、前記マスク（８）及び前記ウェーハ（Ｗ）の動きに合わせて動くことができ、
    前記交差プレート（６２）は、前記交差プレート（６２）に対して実質的に平行な平面（Ｘ，Ｙ）内で前記ビームに対して移動することができる、請求項５〜９のいずれか一項に記載の照明装置。
12. 前記シャッタプレート（６１）は、前記シャッタプレート（６１）に対して実質的に平行な２つの方向（Ｘ，Ｙ）において移動することができる、請求項１１に記載の照明装置。
13. 前記交差プレート（６２）は、前記シャッタプレート（６１）と光学的に向かい合って、少なくとも１つの前記マイクロレンズアレイ（４）を備える前記光学系の瞳（４０、４１０）の近くのゾーン（１１）内に配置される、請求項５〜１２のいずれか一項に記載の照明装置。
14. 前記２つのプレート（６１、６２）の前記透過性の部分（６１０、６２０）を形成する前記長方形の前記短辺（６１４、６２４）の比、又は前記２つのプレートの前記透過性の部分の組み合わせは、前記アレイ（４）の１つのマイクロレンズの寸法の比に等しい、請求項９〜１３のいずれか一項に記載の照明装置。
15. ２つのシャッタプレート（６１、６１’）を備え、
    前記２つのシャッタプレートは、互いに光学的に向かい合って配置され、一方が他方に対して移動可能であり、前記シャッタプレート（６１、６１’）に対して実質的に平行である移動方向（Ｘ）において、前記ビーム（１０）に対して移動可能である
    請求項１〜１４のいずれか一項に記載の照明装置。
16. ２つのシャッタプレート（６２、６２’）を備え、
    前記２つのシャッタプレートは、互いに光学的に向かい合って配置され、一方が他方に対して移動可能であり、前記交差プレート（６２、６２’）に対して実質的に平行である移動方向（Ｙ）において、前記ビーム（１０）に対して移動可能であり、
    前記交差プレートの移動方向は、少なくとも１つのシャッタプレート（６１）の前記移動方向（Ｘ）に対して垂直である、請求項５〜１５のいずれか一項に記載の照明装置。
17. 前記系は、前記メインアレイ（４）の前記瞳の瞳像（４１０）を生成するマイクロレンズの少なくとも１つのアレイ（４１）も備えており、
    前記生成アレイ（４１）は、前記メインマイクロレンズアレイ（４）の下流であって前記シャッタ（６）の上流に配置される、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の照明装置。
18. 前記シャッタ（６）の下流と集光レンズ（５）の上流との間に配置される均質化マイクロレンズのアレイ（４２）を備える、請求項１７に記載の照明装置。
19. 照明装置とマスク（８）とを備えるフォトリソグラフィデバイスであって、
    前記照明装置は、
    マスク（８）を照明すると共にウェーハ（Ｗ）の１つのゾーンを露光する光ビーム（１０）の光源（１’）と、
    少なくとも１つのメインマイクロレンズアレイ（４）と、
    少なくとも１つのシャッタプレート（６１）を備えるシャッタ（６）であって、
    前記プレート（６１）は、
    前記光ビーム（１０）に対して不透過性の少なくとも１つの部分（６１２）と、
    前記ビームに対して透過性の複数の部分（６１０）と
    を備え、
    前記プレート（６１）は、前記プレートに対して実質的に平行な移動方向（Ｘ）において、前記ビーム（１０）に対して動かすことができ、それにより、
    前記不透過性の部分（６１２）が前記光ビームを少なくとも部分的に遮断できるようになるか、又は
    前記透過性の部分によって、前記光ビーム（１０）が少なくとも部分的にその中を通過できるようにすることが可能になる
    シャッタ（６）と、
    前記マスク（８）及び前記ウェーハ（Ｗ）の動きに合わせて前記シャッタ（６）を動かすことができる移動手段（９）であって、前記シャッタ（６）は、少なくとも前記メインマイクロレンズアレイ（４）を備える光学系の瞳（４０、４１０）の近くのゾーン（１１）内に配置される、移動手段と、
    前記マスク（８）の上流に配置される集光レンズ（５）と
    を備えることを特徴とする、デバイス。
20. 前記マスク（８）は、前記マスク（８）の移動方向に対して垂直な方向（Ｚ）において、前記集光レンズ（５）の合焦面（５１）において焦点を外される、請求項１９に記載のデバイス。
21. 前記シャッタプレート（６１）の前記透過性の部分（６１０）のピッチは、前記マスク（８）の移動方向に対して実質的に平行な方向における前記メインマイクロレンズアレイ（４）のピッチよりも大きい、請求項２０に記載のデバイス。
22. 前記照明装置は、前記メインアレイ（４）の前記瞳の瞳像（４１０）を生成するマイクロレンズの少なくとも１つのアレイ（４１）を備え、
    前記生成アレイ（４１）は、前記メインマイクロレンズアレイ（４）の下流であって前記シャッタ（６）の上流に配置され、
    前記シャッタプレート（６１）の前記透過性の部分（６１０）のピッチは、前記マスク（８）の移動方向に対して実質的に平行な方向における前記生成アレイ（４１）のピッチよりも大きい、請求項２１に記載のデバイス。
23. 前記照明装置は、均質化マイクロレンズの少なくとも１つのアレイ（４２）を備え、
    前記生成アレイ（４２）は前記メインマイクロレンズアレイ（４）の下流であって前記集光レンズ（５）の上流に配置され、
    前記シャッタプレート（６１）の前記透過性の部分（６１０）のピッチは、前記マスク（８）の移動方向に対して実質的に平行な方向における前記均質化アレイ（４２）のピッチよりも大きい、請求項２１又は２２に記載のデバイス。

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