JP2011508443A - 超高解像度パターニング用スキャンeuv干渉イメージング - Google Patents

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Abstract

基板上にパターンを書き込むためのシステムおよび方法が提供される。極端紫外線(EUV)放射の第1および第2ビームが生成される。露光ユニットは、基板上に第1および第2EUV放射ビームを投影するために使用される。第1および第2放射ビームは互いに干渉して、基板の露光フィールドで第1組の平行線を露光する。

Description

[関連出願の相互参照]
本出願は、2007年12月28日に出願された米国仮出願第61/006,185号の利益を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
[0001] 本発明は、リソグラフィシステムに関し、より詳細には干渉リソグラフィに関する。
[0002] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上または基板の一部の上に付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、フラットパネルディスプレイ、集積回路(IC)、および微細なフィーチャを含む他のデバイスの製造に用いることができる。従来の装置においては、一般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、フラットパネルディスプレイ(または他のデバイス)の個々の層に対応する回路パターンを形成することができる。このパターンは、基板上に塗布された放射感応性材料(例えば、フォトレジスト)層の上へのイメージングによって、基板(例えば、ガラス板)の全体または一部の上に転写することができる。
[0003] パターニング手段を使用して、回路パターンの代わりに、カラーフィルタパターンまたはドットマトリックスなどの他のパターンを形成することができる。パターニングデバイスは、個別制御可能素子アレイを備えるパターニングアレイを、マスクの代わりに備えることができる。そのようなシステムでは、マスクベースのシステムと比較して、迅速にかつ低コストでパターンを変更することができる。
[0004] フラットパネルディスプレイの基板は、一般に形状が矩形である。このタイプの基板を露光するように設計されたリソグラフィ装置は、矩形基板の全幅に及ぶ、または幅の一部(例えば、半分の幅)に及ぶ露光領域を提供することができる。基板は露光領域の下でスキャンすることができ、一方、マスクまたはレチクルは、ビームによって同期的にスキャンされる。このようにしてパターンは基板に転写される。基板領域が基板の全幅に及ぶ場合、単一のスキャンで露光を完了することができる。露光領域が、例えば、基板の半分の幅に及ぶ場合、第1のスキャン後に基板を横方向に移動することができ、通常、基板の残りの部分を露光するためにさらなるスキャンが行われる。
[0005] 半導体製造プロセス全体によって達成される解像度は、関係する光学系だけでなく、使用する化学プロセス(例えば、フォトレジストとエッチング薬品との間の相互作用)にも依存する。
[0006] 解像度が30〜100nmなどのナノメートルスケールに達する場合、これを達成するために従来のマスク、レチクル、およびパターニングアレイを使用することは非常に困難である。レンズベースのシステムの現在の解像度限界は、約45nmである。
[0007] リソグラフィシステムで使用される光の波長が減少するにつれて、通常、解像度は向上する。例えば、一部のリソグラフィシステムは、極端紫外線(EUV)範囲内の光を使用して実施される。しかし、これらのシステムのうちの多くは、低い開口数、例えば、約0.25を呈し、これは、こうしたシステムの解像度を、例えば約26nmライン/スペース(L/S)に制限する。
[0008] 従って、限定された開口数を有さず、かつ高解像度のパターニングを可能とするEUVリソグラフィ装置および方法が必要である。
[0009] 本発明の第1実施形態において、以下の工程を含む、基板上にパターンを書き込む方法が提供される。基板上にパターンを書き込むためのシステムおよび方法が提供される。極端紫外線(EUV)放射の第1および第2ビームが生成される。露光ユニットは、基板上に第1および第2EUV放射ビームを投影するために使用される。第1および第2放射ビームは互いに干渉して、基板の露光フィールドで第1組の平行線を露光する。
[0010] 別の例では、基板は、基板上に画像を書き込む間、第1および第2ビームに対して移動され、または、書込みの間、静止状態にある。
[0011] 本発明の別の実施形態は、第1および第2露光システムを提供する。第1露光システムは、基板上にパターンを書き込むために使用され、極端紫外線(EUV)放射の第1ビームを受けて基板上の露光フィールド上に第1ビームを誘導するように構成される。第2露光システムは、極端紫外線(EUV)放射の第2ビームを受けて基板上の露光フィールド上に第2ビームを誘導するように構成される。第1露光システムは第1ビーム幅調整システムを含み、第2露光システムは第2ビーム幅調整システムを含む。第1および第2幅調整システムは、それぞれ第1および第2ビームの幅を調整し、それによって第1および第2ビームのそれぞれの経路長は、露光フィールドに到達するときに実質的に一致して、第1および第2ビームが露光フィールドの全幅にわたって実質的に互いに空間的かつ時間的にコヒーレントであることを確実とする。
[0012] 本発明のさらなる実施形態、特徴、および利点、ならびに本発明のさまざまな実施形態の構造および作用を、添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。
[0013] 本明細書に組み込まれ、かつ明細書の一部を形成する添付の図面は、本発明の1つ以上の実施形態を示し、さらに、説明とともに本発明の原理を説明し、当業者が本発明を行い使用することを可能とするのに役立つ。
[0014] 図1は、例示的なタルボ干渉(Talbot interferometric)パターニングシステムを示す。 [0014] 図2は、例示的なタルボ干渉パターニングシステムを示す。 [0015] 図3は、EUV干渉パターニングシステムを示す。 [0016] 図4は、スリットの上面図である。 [0017] 図5A〜図5Cは、トリム露光(trimmed exposure)を形成する例示的なプロセス工程を示す。 [0018] 図6A〜図6Cは、グリッドベースのリソグラフィのための例示的なプロセス工程を示す。 [0019] 図7は、本発明の一実施形態に係る方法を示すフローチャートである。
[0020] 本発明を添付の図面を参照して以下に説明する。これらの図面において、同様の参照番号は同一または機能的に同様の要素を示す。さらに、参照番号の最も左の数字により参照番号が最初に現れる図面を識別することができる。
[0021] 本明細書は、本発明の特徴を組み入れた1つ以上の実施形態を開示する。開示される実施形態は、本発明を例示するに過ぎない。本発明の範囲は、開示される実施形態に限定されない。本発明は、添付の請求項により定義される。
[0022] 説明されている実施形態および本明細書での「一実施形態」、「実施形態」、「例示的実施形態」などに関する言及は、説明されている実施形態が特定の特徴、構造、または特性を含む可能性はあるが、各実施形態がその特定の特徴、構造、または特性を必ずしも含むとは限らないことを示す。また、そのような表現は同一の実施形態を必ずしも示すものではない。さらに、実施形態と関連して特定の特徴、構造、または特性が説明される場合は、明示的に説明されているか否かによらず、他の実施形態と関連してそのような特徴、構造、または特性を達成することは当業者の知識の範囲内であると理解されたい。
[0023] 本発明の実施形態は、ハードウエア、ファームウエア、ソフトウエア、またはこれらの組合せの形式で具現化されてよい。本発明の実施形態は、1つ以上のプロセッサにより読取かつ実行可能である機械読取可能媒体に記憶された命令として具現化されてもよい。機械読取可能媒体は、機械(例えば、演算装置)により読取可能な形式で情報を記憶または伝送する任意の機構を含んでよい。例えば、機械読取可能媒体は、読出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、磁気ディスク記録媒体、光記録媒体、フラッシュメモリ装置、電気的、光学的、または音響的もしくはその他の信号伝送形式(例えば搬送波、赤外信号、デジタル信号など)、またはその他を含んでよい。また本明細書では、ファームウエア、ソフトウエア、ルーチン、命令は、ある動作を実行するためのものとして記述されていてもよい。しかし、当然のことながら、これらの記述は単に便宜上のものであり、これらの動作は、そのファームウエア、ソフトウエア、ルーチン、命令などを実行する演算装置、プロセッサ、コントローラ、または他の装置により実際に得られるものである。
例示的干渉リソグラフィシステム
[0024] 図1は、当技術分野でタルボ干渉計としてよく知られている干渉リソグラフィシステム100を示す。例えば、レーザ(図示せず)によって生成される、実質的に空間的かつ時間的にコヒーレントな光ビーム102が、ビームスプリッタ104(例えば、回折デバイス、回折格子、位相シフトビームスプリッタなど)に入射する。ビームスプリッタ104は、ビーム102を第1および第2ビーム106Aおよび106Bに分離する。次に、2つのビーム106Aおよび106Bは、それぞれお第1および第2反射面108Aおよび108Bによって基板110(例えば、加工物、ディスプレイなど。本明細書では基板と称する)の方に再誘導される。ビームスプリッタ104から基板110への各経路(例えば、a+cまたはb+d)は、干渉計100の「アーム」と呼ばれることがある。例示的な従来のタルボ干渉計には、米国特許第6、882、477号および第4、596、467号ならびに米国特許出願公開第2004−011092−A1号および第2005−0073671号が含まれ、その全体が参照により本明細書中に組み込まれる。
[0025] 干渉パターン112は、基板110の上面で形成される。例えば、リソグラフィに使用される場合、干渉パターン112は、フォトレジスト層(図1に表示せず)を書込み画像で露光する。例えば、第1および第2ビーム106Aおよび106Bを基板110の上に投影して干渉させ、放射ビーム106Aと放射ビーム106Bとの間の強め合う干渉によって生じる最大限のラインに対応し、放射ビーム106Aと106Bという2つの放射ビーム間の弱め合う干渉によって生じる最小値によって分離された、基板110上の複数のラインの露光を干渉する。
[0026] 書込み画像に対する基板110の移動、例えば、スキャニング、ステッピングなどを可能にするステージまたはテーブル(図示せず)上に基板110を配置して、基板110の表面全体のパターニングを可能にすることができることが明らかである。別の例では、基板110は、基板110のイメージングの間、静止していることが可能である。
[0027] 一例では、ビームスプリッタ104は、ビーム106Aおよび106Bとして1次回折ビームのみを生成する。さまざまな例では、この説明を読むことにより当業者に明らかであるように、ビームスプリッタ104は、位相シフト、レベンソン型(alternating)位相シフト、バイナリ位相シフト、または別のタイプのビームスプリッタとすることができる。
[0028] 一例では、ビーム106Aは、ビームスプリッタ104と反射面108Aとの間の経路長aを有し、一方、ビーム106Bは、ビームスプリッタ104と反射面108Bとの間の経路長bを有する。同様に、ビーム106Aは、反射面108Aと基板110との間の経路長cを有し、一方、ビーム106Bは、反射面108Bと基板110との間の経路長dを有する。図示の例では、タルボ干渉計100は、一般に、実質的な対称システムと呼ばれる。というのは、a+c=b+dであるので露光フィールド114にわたって実質的に均一な縞112が生成されるからであり、これは望ましいことである。
[0029] 一例では、コヒーレント放射102は、放射源(図示せず)からの放射ビームを受けるイルミネータ(図示せず)によって生成される。一例では、放射源は、少なくとも5nm、例えば、少なくとも10nm、少なくとも13nm、少なくとも50nm、少なくとも100nm、少なくとも150nm、少なくとも175nm、少なくとも200nm、少なくとも250nm、少なくとも275nm、少なくとも300nm、少なくとも325nm、少なくとも350nm、または少なくとも360nmの波長を有する放射を供給することができる。一例では、放射源によって供給される放射は、せいぜい450nm、例えば、せいぜい425nm、せいぜい375nm、せいぜい360nm、せいぜい325nm、せいぜい275nm、せいぜい250nm、せいぜい225nm、せいぜい200nm、またはせいぜい175nmの波長を有する。一例では、放射は、436nm、405nm、365nm、355nm、248nm、193nm、157nm、および/または126nmを含む波長を有する。一例では、放射は、約365nmまたは約355nmの波長を有する。一例では、放射は、例えば365、405、および436nmを含む広帯域の波長を有する。355nmのレーザ源を使用することができる。
[0030] 例えば、放射源がエキシマレーザである場合、放射源およびリソグラフィ装置は別個のユニットまたはサブシステムとすることができる。そのような場合、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、例えば、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を使用して、放射ビームは放射源からイルミネータへ送られる。
[0031] 図2は、別の干渉リソグラフィシステム200を示す。空間的かつ時間的にコヒーレントな光ビーム202がビームスプリッタ204に入射する。一例では、ビーム102に関して上述したように、ビーム202は、同様の照明および/または放射システムから形成することができる。ビームスプリッタ204は、ビーム202を第1および第2ビーム206Aおよび206Bに分離する。一例では、ビームスプリッタ204は、ビーム206Aおよび206Bとして1次回折ビームのみを生成する。次に、2つのビーム206Aおよび206Bは、それぞれ第1および第2反射面208Aおよび208Bによって基板210の方に再誘導される。干渉パターン212が、基板210の上面で形成される。再び、リソグラフィの例では、干渉パターン212は、露光フィールド214にわたってフォトレジスト層(図2に表示せず)を露光する。上述の通り、ビーム206Aおよび206Bならびに基板210は、互いに対して移動してもよいし、静止状態のままでもよい。
[0032] 図2の反射面208Aおよび208Bは、図1の反射面108Aおよび108Bの配向と比較して、基板210上へのより大きい入射角度を可能にする位置に向けられる。より大きい入射角度によって、縞112によって基板110上に形成されるパターンと比較して、縞212によって基板210上に形成されるパターンの解像度を向上させることができる
[0033] 一例では、ビーム206Aは、ビームスプリッタ204と反射面208Aとの間の経路長aを有し、一方、ビーム206Bは、ビームスプリッタ204と反射面208Bとの間の経路長bを有する。同様に、ビーム206Aは、反射面208Aと基板210との間の経路長cを有し、一方、ビーム206Bは、反射面208Bと基板210との間の経路長dを有する。図示の例では、干渉計200は、非対称システムと呼ばれることがある。というのは、a+c≠b+dであるので露光フィールド214にわたって実質的に非均一な縞パターン212が生成され得るからであり、これは望ましくない。例えば、干渉縞は中心位置216で良好に形成され高いコントラストを示すが、いずれの方向でも中心位置216から離れると、ビーム206Aおよび206Bのビーム経路長の差異および時間的コヒーレンスの低下に起因する画像コントラスト値が生じる。ビーム206Aおよび206Bは、それらの幅全体にわたって適切に干渉せず、露光フィールド214の中心216においてのみ干渉する。従って、高解像度では、画像を生成するフィールド214にわたる干渉縞212は、一定したコントラストを呈さないことがあり、すなわち、露光フィールド214の中心216で最大のコントラスト比となる。従って、縞212の一部のみが最適な画像になり得る。
[0034] 干渉計200は非対称システムであるので、露光フィールド214の全幅にわたるコヒーレンス整合の問題が起こり得る。一般にこのタイプのイメージングに関係するコヒーレンスの2つの種類は、(1)空間的コヒーレンス(すなわち、スペース/位置に基づくもの)および(2)時間的コヒーレンス(すなわち、時間に基づくもの)であり、以下でより詳細に説明する。一般に、コヒーレンスの概念は位相の安定性または予測可能性に関連する。基板位置の光線は、ビームスプリッタ204上の同一の位置からエミュレートする。
[0035] 空間的コヒーレンスは、空間の異なる点の光ビーム間の相関関係を記述する。空間的コヒーレンスは距離の関数として記述される。すなわち、空間的コヒーレンスは、ビームの断面の直径全体にわたる固定位相関係の維持である。
[0036] 時間的コヒーレンスは、時間の異なる瞬間に観察される光ビーム間の相関関係または予測可能な関係を記述する。光学系において同一の放射源からの既知の経路長差を有するビームを結合し、生成される干渉パターンを観察することによって、時間的コヒーレンスが測定される。一例では、時間的コヒーレンス長は、ビームの波長の2乗を帯域幅で割ることによって計算される。
[0037] 一例では、コヒーレンス整合(時間的コヒーレンス)が不整合となることがあるが。というのは、ビームスプリッタ204におけるビーム角度が基板210における角度と同一でなく、これにより非対称の経路長(例えば、a+c≠b+d)がもたらされるからである。例えば、完全に対称の経路長を有することに基づくタルボ干渉計100については、角度は同一である。これにより、露光フィールド114にわたってすべての点で等しい2つの干渉レーザビーム106Aおよび106Bからの縞112がもたらされる。しかし、2つの干渉ビーム206Aおよび206Bについて完全に対称の経路長を有さないことに基づくタルボ干渉計200については、角度は同一ではない。これにより、ビーム206Aおよび206Bがフィールド214の中心216から離れるにつれて、増加量だけ異なる縞コントラストがもたらされることがある。一例では、非常に高い解像度でのイメージングの場合は、イメージング用のフィールド214の中央216の中心帯域しか利用できないことがあり、これにより、イメージング用のフィールド214の許容部分の大きさが減少し、スループットが減少する。
[0038] 干渉リソグラフィシステム200の経路長を均等化するために、ビーム幅調整システム218Aおよび218Bがそれぞれ経路aおよび経路bに挿入されてよい。ビーム幅調整システム218Aおよび218Bは、それぞれビーム206Aおよび206Bのビーム幅を調整するように構成され、それによって、ビーム206Aおよび206Bが露光フィールド214に到達するときにビーム206Aおよび206Bの経路長が一致して、露光フィールド214の全幅にわたってビーム206Aおよび206Bが相互に空間的かつ時間的にコヒーレントであることが確実となる。ビーム幅調整システム218Aおよび218Bに関するより詳細な情報については、例えば、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、2005年12月29日に出願された"Interferometoric Lithography System and Method Used To Generate Equal Path Length Of Interfering Beams"と題した米国特許出願公開第2007/0153250号を参照されたい。
[0039] 干渉リソグラフィシステム100および200は、主にレンズベースのシステムであり、従って、極端紫外線(EUV)放射を使用して基板または加工物を露光する際に基板上にパターンをプリントするために最適ではないことがある。さらに、EUV放射を使用するリソグラフィシステムは、解像度を制限する(例えば、約26nm ライン/スペース(L/S))制限された開口数(例えば、オブスキュレーション効果なしで約0.25〜0.4)を有する。さらに、これらのEUVシステムは、使用するミラーの数によっても制限される。ミラーはそれほど効率がよくないことが多いので(例えば、約66%の効率)、システム内のミラーの数が増加するにつれて、性能は著しく減少する。
例示的EUV干渉の実施形態
[0040] 図3は、ビームスプリッタ304、凹面ミラー308Aおよび308B、凸面ミラー310Aおよび310B、ならびに平面ミラー312Aおよび312Bを含む干渉計300を示す。例えば、光エレメント308A、310Aおよび312Aは、第1露光システムとすることができる。また、光エレメント308B、310Bおよび310Cは、第2露光システムとすることができる。ミラー308A〜312Aおよび308B〜312Bは、入射放射によって生成される熱による膨張を防ぐ低膨張ガラス上に形成されてよく、モリブデンおよびシリコンが交互に重なった層から形成されてもよい。一実施形態において、そのようなミラーは約66%の効率を有する。EUV302放射のコヒーレントビーム302は、ビームスプリッタ304に入射する。ビーム302は、シンクロトロンもしくはレーザアブレーションまたは高エネルギー放電などの従来のプラズマ源から生成され得る。ビームスプリッタ304は、EUV放射302のビームを第1ビーム306Aおよび第2ビーム306Bに分割する。第1ビーム306Aは、凹面ミラー308Aおよび凸面ミラー310Aによって平面ミラー312A上に反射され、この平面ミラー312Aはビーム306Aを基板301上に誘導する。同様に、第2ビーム306Bは、凹面ミラー308Bおよび凸面ミラー310Bによって平面ミラー312B上に反射され、この平面ミラー312Bはビーム306Bを基板301上に誘導する。一実施形態において、基板301は、図1を参照して説明した基板110または図2を参照して説明した基板210と実質的に同様である。通常、基板301は、干渉計300の焦点面内に位置決めされ、干渉パターン303が基板301の上面で形成される。リソグラフィの例において、干渉パターン303は、露光フィールド305にわたってフォトレジスト層(図3に表示せず)を露光する。再び、この説明を読み理解することにより当業者に明らかであるように、異なる技術を用いて書込み画像に対する基板310の移動を可能にするステージ、テーブルなど(図示せず)の上に基板310を配置して、基板301の表面全体のパターニングを可能にすることができることが明らかである。あるいは、基板301は静止状態のままでもよい。
[0041] 図3に示すように、干渉計300は反射またはミラーベースのシステムである。例えば、そして図1および図2を参照してそれぞれ説明したビームスプリッタ104および204とは異なり、ビームスプリッタ304は反射ビームスプリッタである。従って、図3に示すように、ビーム302は、システム100および200と同様に基板301から離れて対向する面ではなく、基板301に対向するビームスプリッタ304の表面304aに入射する。ビーム302が基板301および/または干渉計300のエレメントに干渉せずにビームスプリッタ304の表面304aに入射することを可能にするために、ビーム302は、基板301の法線ベクトルを含む平面(図示せず)に平行でない角度でビームスプリッタ304に入射する。言い換えれば、ビーム302は、図3を示す紙面に平行でない。これにより、ビーム302と基板301および干渉計300のエレメントとの相互作用を避け、一方でビームスプリッタ304の表面304aに依然として入射する、ということが可能になる。
[0042] 一実施形態において、ビーム302は、約6度の角度で基板301の法線ベクトルを含む平面に入射する。
[0043] 一実施形態において、ビームスプリッタ304は、ライン群を含む回折デバイスである。そのような実施形態において、ラインは、ビーム302に対して垂直であるように構成されてよく、それによって、ビームスプリッタ302のトポグラフィによって生じ得るシャドーイングは実質的に低減または除去される。
[0044] 一実施形態において、凹面ミラー308Aおよび凸面ミラー310Aは第1ビーム幅調整システムを形成し、凹面ミラー308Bおよび凸面ミラー310Bは第2ビーム幅調整システムを形成する。これらのシステムは、図2を参照して説明したビーム幅調整システム218Aおよび218Bとそれぞれ同様である。しかし、レンズベースのシステムであるビーム幅調整システム218Aおよび218Bとは異なり、ミラー308A、308B、310A、310Bが形成するビーム幅調整システムはミラーベースのシステムであるため、これらのシステムはEUV放射に対応することができる。従って、干渉計300は、第1および第2ビーム幅調整システムならびに平面ミラー312Aおよび312Bをそれぞれ含む、第1および第2露光システムを含んでいる。
[0045] ビーム306Aは、幅wで凹面ミラー308Aに入射し、幅wで凸面ミラー310Aを離れる。ビーム306Bもまた、同一の幅(図示せず)で凹面ミラー308Bに入射し、凸面ミラー310Bを離れる。ビーム幅調整システムの縮小率Mは、
として表すことができる。Mの値は、ミラー308A、308B、310A、310Bそれぞれの曲率によって決まる。一実施形態において、ミラー308A、308B、310A、310Bの曲率は、ビーム306Aおよび306Bが露光フィールド305に到達するときにそれぞれの経路長が実質的に等しくなり、ビーム306Aおよび306Bが、露光フィールド305の全幅にわたって互いに空間的かつ時間的にコヒーレントであることが確実となるように選択される。ビーム306Aは、ビームスプリッタ304と凹面ミラー308Aとの間の長さa、凹面ミラー308Aから凸面ミラー310Aまでの長さa’、凸面ミラー310Aと平面ミラー312Aとの間の長さa’’、および平面ミラー312Aと基板310との間の長さcを有する。同様に、ビーム306Bは、ビームスプリッタ304と凹面ミラー308Bとの間の長さb、凹面ミラー308Bから凸面ミラー310Aまでの長さb’、凸面ミラー310Bと平面ミラー312Bとの間の長さb’’、および平面ミラー312Bと基板310との間の長さdを有する。ミラー308A、308B、310A、310Bの曲率は、(a+a’+a’’)+c=(b+b’+b’’)+dであるように選択され、その結果、実質的に均一な縞303が露光フィールド305の全体にわたって形成される。
[0046] さらに、干渉計300は、凹面ミラー308A,凸面ミラー310Aおよび平面ミラー312Aにそれぞれ連結されるアクチュエータ318、320および322、ならびにコントローラ316の使用による動的ビーム幅調整を任意で含んでよい。コントローラ316は、ディテクタ314に連結される。ディテクタ314は、基板301上に形成される干渉パターン303の縞のコントラストを検知し、検知されたコントラストを示す信号を生成するように構成される。コントローラ316は、ディテクタ314が生成した信号を受信し、干渉パターン303の縞のコントラストを高めることになる、凹面ミラー308Aおよび/または凸面ミラー310Aの位置および/または配向の調整を示す制御信号を生成する。アクチュエータ318および320は制御信号を受信し、凹面ミラー308Aおよび/または凸面ミラー310Aの位置、形状、および/または配向をそれぞれ調整する。例えば、凹面ミラー308Aおよび/または凸面ミラー310Aは、関連技術において知られているように変形可能なミラーとすることができる。例えば、コントローラ316は、凹面ミラー308Aを所定の距離だけ移動させたり凹面ミラー308Aを所定量だけ変形させることによって干渉パターン303の縞のコントラストを増加できると判定してよい。そのような実施形態において、コントローラ316は、アクチュエータ318によって受信される、対応する制御信号を生成する。その後、アクチュエータ318は、所定の距離または量だけ凹面ミラー308Aの位置または形状を調整する。
[0047] 基板301上に形成されたフィーチャ(例えば、ライン)のピッチは、少なくとも部分的に平面ミラー312Aの角度θによって決まる。基板301上に形成されたラインのピッチを調整するために、コントローラ316は、第2制御信号を出力するように構成されてもよい。アクチュエータ322は、第2制御信号を受信し、それに応じて平面ミラー312Aの傾きを調整する(例えば、θを調整する)。他の実施形態においては、平面ミラー312Aを傾けることが、基板301上に形成されたラインのピッチの微細の調整につながる。また、コントローラ316は、形成されたラインのピッチを粗く調整するように機能してもよい。特に、コントローラ316は、アクチュエータ318および320によって受信される第3制御信号を生成するように構成されてよい。第3制御信号に応答して、アクチュエータ318および/または320は、凹面ミラー308Aおよび/または凸面ミラー310Aを、異なる曲率を有する別のミラーと取り替える、または交換する、もしくは凹面ミラー308Aおよび/または凸面ミラー310Aの曲率を変更する。例えば、ラインのピッチを粗く調整するために、コントローラ316は、アクチュエータ318によって受信される信号を生成してよい。それに応じて、アクチュエータ318は、凹面ミラー308Aを、異なる曲率を有する別のミラーと取り替える、または交換する、もしくは凹面ミラー308Aの曲率を変更する。さらに、コントローラ316は、アクチュエータ318Aおよび/または320Aとともに干渉計300のエレメント(例えば、凹面ミラー308Aおよび/または凸面ミラー310Aに取って代わったミラー)の位置、形状、および/または配向を再調整して時間的かつ空間的コヒーレンスが維持されるように構成されてもよい。
[0048] コントローラ316についての上記実施形態を、ミラー308A、310Aおよび312Aならびにアクチュエータ318〜322に関して説明してきたが、ミラー308B、310Bおよび312B(点線で示す)に連結されたアクチュエータもまた、同様に構成されてよい。ミラー308B、310Bおよび312Bに連結されたアクチュエータは、コントローラ316に連結され、コントローラ316が生成した制御信号を受信してよく、または、同様の別の組の制御信号を生成する第2コントローラ(図示せず)に連結されてもよい。
[0049]ビーム306Aおよび306Bがそれぞれ平面ミラー312Aおよび312Bによって反射された後、基板301は光スリット324を介してビーム306Aおよび306Bに露光され得る。一実施形態において、スリット324は、実質的に矩形であるので、矩形が基板301上に形成される。しかし、別の実施形態においては、干渉計300はスリットを有さなくてもよく、基板301全体または実質的に基板301全体をビーム306Aおよび306Bに露光させてよい。従って、干渉計300は、矩形(またはスリット324の形状に基づいた他の形状)を露光し、かつスリット324の下で基板301を移動させることによって1組の平行線を露光して当該組のラインを形成するように構成されてよい。あるいは、干渉計300はスリット324を有さなくてもよく、むしろ、第1および第2ビーム幅調整システムは、平面ミラー312Aおよび312Bとともに、ビーム306Aおよび306Bが基板301上の干渉パターン303を形成するように構成されてよく、それによって1組のラインが形成される。干渉計300がスリット324を含む実施形態を、図4に関してより詳細に説明する。
[0050] 干渉計300は、トリム開口(trimming aperture)326を任意で含んでもよい。トリム開口326は、基板301がビーム306Aおよび306Bの一部に露光されるのを妨げるように構成される。別の実施形態において、トリム開口326は、散乱線が基板301を照射するのを妨げるように構成される。散乱線は、(妨げられない場合)概して基板301の任意の部分を照射し、干渉計300によって基板301上に形成される画像の解像度を低下させることがある。
[0051] それに加えて、または、その代わりに、干渉計300を使用して、図5A〜図5Cおよび図6A〜図6Cに関して説明するグリッドベースリソグラフィを実行することができる。グリッドベースリソグラフィでは、第1組の平行線が露光されると、次に基板301は90度回転することができ、第2組の平行線を露光することができる。第2組の平行線は、第1組の平行線に対して実質的に垂直である。従って、互いに垂直な2つの組の平行線をプリントすることによって、グリッドを形成することができる。その後、追加の露光を通じてグリッドを所望のパターンにトリムすることができる。そして、グリッドベースリソグラフィは、微細なパターンを形成するための基盤としての、比較的高い開口数(例えば、他のEUVシステムの約0.4に対して約0.9)を有し、かつ微細な平行線(例えば、約13nmの波長を有するEUV放射で4nm(L/S))を形成可能なデバイス(例えば、干渉計300)の使用を可能にする。
[0052] さらに、各ビーム経路内に6つ以上のミラーを有し得る他のEUVリソグラフィシステムとは対照的に、図3に示すように、干渉計300は、各ビーム経路内に3つのミラーを設けることのみによって照明効率を高めることができる。照明効率の向上は、上述した通り、ミラーが一般に非効率的であることに起因し、従って、3つのミラーのみの使用は、既存のEUVシステムに対して大幅な向上を示すことになる。
[0053] 図4は、本発明の一実施形態に係る、ビーム306Aおよび306Bを受けるように構成されたスリット324の上面図である。ビーム306Aおよび306Bは、スリット324を通過して、基板301上の平行線を照射するために使用される。図4に示す通り、スリット324は、実質的に矩形である。従って、スリット324を露光することによって、1つ以上の矩形が基板301上に形成される。ステージ404に連結されたアクチュエータ402は、干渉ビーム306Aおよび306Bに対して基板301を移動させるように構成され、その結果1つ以上のラインが形成される。このような方式で、平行線群が基板301上に露光される。さらに、以下で説明する図6A〜図6Cに示すように、アクチュエータ402およびステージ404は、基板301を回転させて、最初の組の平行線に対して実質的に垂直な別の組の平行線が露光されるように構成されてもよい。
[0054] それに加えて、または、その代わりに、図3および図4のシステムを用いてダブルパターニングを実行することができる。ダブルパターニングを通じて、アクチュエータ402およびステージ404は、最初に形成された平行線の後に第2群の平行線を形成するべく基板301を移動させるように構成されてもよい。第2群の平行線は、第1群の平行線の間に形成されてよい。一実施形態において、このようなダブルパターニングは露光装置の解像度を2倍にし得る。
[0055] 別の実施形態において、平行線群をトリムして基板上に1組の所望のフィーチャを形成してよい(図示せず)。図5A、図5Bおよび図5Cは、本発明の一実施形態に係る、トリム露光を形成するための例示的なプロセス工程を示している。図5Aにおいて、平行線500が基板上に形成される。一実施形態において、図3を参照して説明した干渉計300を使用して平行線500を形成することができる。図5Bにおいて、領域502aおよび502bが、最終パターン内で所望されるフィーチャとして選択される。領域502aおよび502bは図5Bに示され、実質的に矩形である。しかし、当業者には明らかなように、異なるタイプの形状を有する領域が選択されてもよい。図5Cにおいて、次に、選択された領域502aおよび502bの外側の領域が露光され、それによって選択された領域502aおよび502bのみが最終パターン504内に残る。
[0056] グリッドベースリソグラフィでは、グリッドが基板上に形成され(図示せず)、その後、特定のパターンがグリッドから形成される。図6A、図6Bおよび図6Cは、本発明の一実施形態に係る、グリッドベースリソグラフィの例示的なプロセス工程を示している。図6Aは、基板上に形成された平行線500を示す。上述した通り、平行線500は、干渉計300によって形成され得る。図6Bにおいて、次に、基板は露光装置に対して90度回転され、第2組の平行線602が形成されてグリッド604を形成する。第2組の平行線のうちのラインは、平行線500に対して実質的に垂直である。その後、グリッド604から領域が選択される。次に、図6Cにおいて、図5Cを参照して説明したトリミングと同様に、選択された領域の外側の領域が露光される。さらに、選択された領域内の領域も露光され得る。例えば、選択された領域は、隣接するコラム606aおよび606bの一部を含み得る(図6Bを参照)。スペースによって分離されたコラム608aおよび608bを含むパターン610を形成するために、コラム606aおよび他の同様のコラム(例えば、交互のコラム)を露光してもよい。そのような処理は、選択された領域のコラムの残りの部分に実施されて最終的にパターン610を形成する。
[0057] 一実施形態において、パターン610を使用してメモリセルを形成することができる。別の実施形態において、同様の設計工程、すなわち、互いに垂直な組のラインを露光し、得られるグリッドをトリムすることによってグリッドを生成することは、NANDなどの他の構造および他の論理素子ならびにスタックメモリ技術を実施するためにも利用することができる。
例示的動作
[0058]図7は、方法700を示すフローチャートである。例えば、図3および図4に示す干渉リソグラフィツールを使用して基板上にパターンを描画する方法である。
[0059] ブロック702において、第1および第2EUV放射ビームが生成される。ブロック704において、第1および第2ビームは基板上に投影される。第1および第2ビームは、1組の平行線が基板の露光フィールドで露光されるように干渉し合う。任意のブロック706において、基板は、露光ユニットに対して移動される。任意のブロック708において、第3および第4EUV放射ビームが基板上に投影される。
[0060] 一実施形態において、任意のブロック706および708は、基板の第2露光を表す。例えば、1組の平行線が第1および第2ビームから形成された後、第2組の平行線を形成するべく、基板を移動して再び露光してよい。例えば、第1組の平行線のそれぞれの間に第2組の平行線が形成されるように、基板を移動させてもよい。それに加えて、または、その代わりに、第1組の平行線に対して実質的に垂直な別の組の平行線を(例えば、略90度基板を回転させることによって)形成するように、基板を回転させてもよい。
[0061] 任意のブロック714において、露光されたパターンをさらにトリムして所望のパターンを形成する。他の実施形態においては、図6を参照して説明したように、さらなるトリミングを通じて、交差する第1および第2組の平行線を使用して基板上に形成されるフィーチャの基盤として使用可能なグリッドを形成してよい。
[0062] 上述した実施形態において、基板は露光装置に対して移動される。それに加えて、または、その代わりに、当業者には明らかなように、本発明の範囲および趣旨から逸脱せずに、露光装置を基板に対して移動して上述したパターンを形成することもできる。
[0063] 上述した実施形態において、EUV放射についての具体的な言及がなされているが、他のタイプの放射も使用され得る。例えば、干渉計300は、X線放射を使用してもよい。そのような実施形態においては、ビーム302は、EUV放射ビームよりむしろX線放射ビームであり得る。
[0064] 本明細書において、特定のデバイス(例えば、集積回路またはフラットパネルディスプレイ)の製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的な言及がなされているが、本明細書記載のリソグラフィ装置が、他の用途を有し得ることが理解されるべきである。用途は、限定はされないが、集積回路、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンスパターン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、微小電気機械デバイス(MEMS)、発光ダイオード(LED)などの製造を含む。さらに、例えばフラットパネルディスプレイにおいては、本装置を使用してさまざまな層、例えば、薄膜トランジスタ層および/またはカラーフィルタ層の生成を支援することができる。
[0065]光リソグラフィにおける本発明の実施形態の使用について具体的な言及がなされてきたが、本発明は他の用途、例えば液浸リソグラフィで使用され得ることが明らかである。また、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、比較的高屈折率を有する“液浸液”(例えば水)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のものであってもよい。また、リソグラフィ装置内の別の空間(例えば、パターニングデバイスと投影システムとの間)に液浸液を加えてもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるための技術においてよく知られている。本明細書において使用される「液浸」という用語は、基板のような構造物を液体内に沈めなければならないという意味ではなく、露光中、投影システムと基板との間に液体があるということを単に意味するものである。
[0066] 以上、本発明の具体的な実施形態を説明してきたが、本発明は、上述以外の態様で実施できることが明らかである。例えば、本発明は、上記に開示した方法を表す1つ以上の機械読取可能命令のシーケンスを含むコンピュータプログラムの形態、またはこのようなコンピュータプログラムが記憶されたデータ記憶媒体(例えば、半導体メモリ、磁気ディスクまたは光ディスク)の形態であってもよい。
結論
[0067] 本発明の様々な実施形態を説明してきたが、それらは限定ではなく例としてのみ提示されたことが理解されるべきである。本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態および詳細の様々な変更を本発明に加えることができることが当業者には明らかであろう。従って、本発明の範囲は上述の例示的実施形態のいずれによっても限定されるべきでなく、添付の特許請求の範囲および等価物によってのみ規定されるべきである。
[0068] 「発明の概要」および「要約書」の項は、本発明者が考えた本発明の例示的実施形態の1つ以上を示すものであるが、すべてを説明するものではなく、よって、本発明および請求項をいかなる形にも限定するものではない

Claims (23)

  1. (a)第1および第2極端紫外線(EUV)放射ビームを生成することと、
    (b)露光ユニットを使用して前記第1および第2EUV放射ビームを基板上に投影することによって、前記第1および第2放射ビームが互いに干渉して前記基板の露光フィールドで第1組の平行線を露光することと、を含む、デバイス製造方法。
  2. 前記基板を90度に等しいまたは実質的に等しい角度で回転させることと、
    第3および第4EUV放射ビームを生成することと、
    前記露光ユニットを使用して前記第3および第4EUV放射ビームを前記基板上に投影することによって、前記第3および第4放射ビームが互いに干渉して前記基板のターゲット領域上で第2組の平行線を露光することと、をさらに含み、
    前記第2組の平行線は、前記第1組の平行線に対して実質的に垂直である、請求項1に記載の方法。
  3. 請求項2に記載の方法から得られるパターンをトリムしてフィーチャを形成すること、をさらに含む、方法。
  4. 第3および第4EUV放射ビームを生成することと、
    前記露光ユニットを使用して前記第3および第4EUV放射ビームを前記基板上に投影することによって、前記第3および第4放射ビームが互いに干渉して前記基板のターゲット領域上で第2組の平行線を露光することと、をさらに含み、
    前記第2組の平行線は、それぞれ前記第1組の平行線の間で、前記第1組の平行線に対して平行である、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
  5. 工程(b)は、
    前記露光ユニットを使用して前記第1および第2EUV放射ビームを前記基板上に投影することによって、前記第1および第2放射ビームが互いに干渉して基板のターゲット領域上で矩形を露光することと、
    ラインが前記基板上に露光されるように、前記露光ユニットに対して前記基板を移動させることと、を含む、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
  6. 前記基板を90度に等しいまたは実質的に等しい角度で回転させることと、
    第3および第4EUV放射ビームを生成することと、
    前記露光ユニットを使用して前記第3および第4EUV放射ビームを前記基板上に投影することによって、前記第3および第4放射ビームが互いに干渉して前記基板の第2ターゲット領域上で第2矩形を露光することと、
    前記第1ラインに対して実質的に垂直な第2ラインが露光されるように、前記露光ユニットに対して前記基板を移動させることと、をさらに含む、請求項5に記載の方法。
  7. 工程(b)は、
    第1組のミラーを使用して前記第1ビームを誘導し、かつ第2組のミラーを使用して前記第2ビームを誘導することによって、前記第1および第2ビームが、前記露光フィールドの全幅にわたって実質的に互いに空間的かつ時間的にコヒーレントであるように前記第1および第2ビームの各経路長が前記露光フィールドで実質的に等しくなることを含む、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
  8. 工程(b)は、
    前記第1組のミラーおよび前記第2組のミラーを使用して前記第1および第2ビームをそれぞれ低減する、拡大する、または縮小することをさらに含む、請求項7に記載の方法。
  9. 工程(a)は、
    EUV放射ビームを分割して前記第1および第2ビームを生成することを含む、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
  10. 工程(a)は、
    前記基板の法線ベクトルを含む平面に平行でないビームを受けることをさらに含み、
    前記ビームは、前記第1ビームを分割するために使用されるビームスプリッタのラインに対して実質的に垂直であり、それによって前記ビームスプリッタのトポグラフィによって生じるシャドーイングが実質的に低減または除去される、請求項9に記載の方法。
  11. 工程(a)は、
    EUV放射ビームを回折させて前記第1および第2ビームを生成することを含む、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
  12. 第1極端紫外線(EUV)放射ビームを受け、かつ基板上の露光フィールド上に前記第1ビームを誘導する第1露光システムであって、第1ビーム幅調整システムを含む第1露光システムと、
    第2EUV放射ビームを受け、かつ前記基板上の前記露光フィールド上に前記第2ビームを誘導し、それによって前記第1および第2ビームが互いに干渉して前記基板の前記露光フィールドで第1組の平行線を露光する第2露光システムであって、第2ビーム幅調整システムを含む第2露光システムと、を含み、
    前記第1および第2ビーム幅調整システムは、それぞれ前記第1および第2ビームの幅を調整し、それによって前記第1および第2ビームのそれぞれの経路長は、前記第1および第2ビームが前記露光フィールドの全幅にわたって実質的に互いに空間的かつ時間的にコヒーレントであるように、前記露光フィールドで実質的に等しくなる、干渉リソグラフィ装置。
  13. 前記露光フィールドにわたって形成される縞のコントラストを検知し、かつ信号を生成するディテクタと、
    前記信号を受信し、かつ当該信号から制御信号を生成するコントローラと、
    前記第1ビーム幅調整システムのエレメントの位置、形状、または向きを調整して、前記制御信号に基づく前記露光フィールドのコントラストを高めるアクチュエータと、をさらに含む、請求項12に記載の装置。
  14. 前記第1ビーム幅調整システムからの前記第1ビームを受信し、かつ前記基板上に前記第1ビームを反射させるミラーと、
    前記ミラーの角度を調整して前記基板上に形成されたラインのピッチを調整するアクチュエータと、をさらに含む、請求項12または請求項17に記載の装置。
  15. 前記基板上に形成されたラインのピッチを調整するために、前記第1ビーム幅調整システムのエレメントを交換する、または前記第1ビーム幅調整システムのエレメントを変形させるアクチュエータをさらに含む、請求項12〜14のいずれかに記載の装置。
  16. 前記第1ビーム幅調整システムは、凹面ミラーおよび凸面ミラーを含み、前記凹面ミラーおよび前記凸面ミラーの曲率は、実質的に均一な縞が前記露光フィールドにわたって形成されるように選択される、請求項12〜15のいずれかに記載の装置。
  17. 前記基板を90度に等しいまたは実質的に等しい角度で回転させるアクチュエータをさらに含み、
    前記第1および第2露光システムは、前記基板が90度回転された後に第2組の平行線を露光するように構成され、それによって前記第2組の平行線は前記第1組の平行線に対して垂直である、請求項12〜16のいずれかに記載の装置。
  18. 前記第1露光システムおよび前記第2露光システムは、前記基板のターゲット領域上で矩形が露光される、請求項12〜19のいずれかに記載の装置。
  19. 前記基板を移動させ、それによって前記第1組の平行線が前記基板上に露光されるアクチュエータをさらに含み、
    前記アクチュエータは、前記第1組の平行線に対して垂直な第2組の平行線が形成されるように、前記基板を90度回転させ、かつ前記基板を移動させる、請求項18に記載の装置。
  20. 前記基板を移動させるアクチュエータをさらに含み、
    前記第1および第2露光システムは、前記基板が移動された後に、前記第1平行線のそれぞれの間で第2組の平行線を露光する、請求項12〜19のいずれかに記載の装置。
  21. 第3EUV放射ビームを受け、かつ前記第1および第2ビームを生成するビームスプリッタをさらに含む、請求項12〜20のいずれかに記載の装置。
  22. 前記ビームスプリッタは、複数のラインを含み、
    前記第3ビームは、前記ビームスプリッタの前記複数のラインに対して垂直であり、
    前記第3ビームは、前記基板の法線ベクトルを含む平面に対して平行でない、請求項21に記載の装置。
  23. 前記第1および前記第2ビームの一部が前記基板を露光するのを妨げるトリム開口をさらに含む、請求項12〜22のいずれかに記載の装置。
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