JP2015520418A - リソグラフィ装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光源のアレイから放射された放射ビームが減少したピッチでターゲット上に導かれるリソグラフィまたは露光装置を提供する。【解決手段】マスクレスリソグラフィまたは露光装置において、複数の光源デバイスは、非平行な、例えば共通点に向かうビームを放射する。方向転換素子は、該ビームをそれぞれ互いに平行な経路に方向転換する。方向転換素子は、負または正の屈折レンズ群であってよい。【選択図】図１

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１２年６月８日に出願された米国特許仮出願第６１／６５７，２６７号の利益を主張し、その全体が本明細書に援用される。

本発明は、リソグラフィまたは露光装置及び該リソグラフィまたは露光装置を用いたデバイス製造方法に関する。

リソグラフィまたは露光装置は、所望のパターンを基板に、または基板の部分に与える機械である。このリソグラフィまたは露光装置は例えば、集積回路（ＩＣ）、フラットパネルディスプレイ、微細形状を備えるその他のデバイス又は構造の製造に用いられる。従来のリソグラフィまたは露光装置においては、マスクまたはレチクルとも称されるパターニングデバイスが、ＩＣやフラットパネルディスプレイ、その他のデバイスの個々の層に対応する回路パターンを生成するために使用されることがある。このパターンは例えば、（例えばシリコンウェーハまたはガラスプレート等の）基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層への結像により、基板（の部分）へと転写される。

パターニングデバイスを使用して、回路パターンではなく例えばカラーフィルタのパターンやドットのマトリックス状配列などの他のパターンを生成する場合もある。従来のマスクに代えて、パターニングデバイスは、回路パターンまたはその他の適用可能なパターンを生成する個別に制御可能な素子の配列を備えるパターニングアレイを備えてもよい。このような「マスクレス」方式では従来のマスクを使用する方式に比べて迅速かつ低コストにパターンを準備したり変更したりできるという利点がある。

故に、マスクレスシステムはプログラマブルパターニングデバイス（例えば、空間光変調器、コントラストデバイス、シャッター素子／マトリックスなど）を含む。プログラマブルパターニングデバイスは、個別制御可能素子のアレイを使用して所望のパターンが与えられたビームを形成するよう（例えば電子的に、または光学的に）プログラムされている。プログラマブルパターニングデバイスの種類には、マイクロミラーアレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）アレイ、グレーティングライトバルブアレイ、自己放射可能なコントラストデバイスなどがある。プログラマブルパターニングデバイスは、例えば、ターゲット（例えば基板）上に投影された放射のスポットを移動するよう、または放射ビームをターゲットから、例えば放射ビーム吸収体に間欠的に導くよう構成された電気光学偏向器から形成されてもよい。どちらのこのような構成においても、放射ビームは連続的であってよい。

自己放射コントラストデバイスのアレイを用いたマスクレスリソグラフィまたは露光装置においては、例えば１／１，０００〜１／５，０００のオーダの大きな光学的縮小は、自己放射コントラストデバイスにより出力される別々のビームを十分に小さいピッチでターゲット上に導くよう達成される必要がある可能性がある。このような大きな縮小を達成する光学系は、ターゲット上で所望の位置決め精度を提供するために極めて厳しいトレランスを必要とし、それ故に製造が難しい可能性がある。縮小の量を減らすというアプローチは、自己放射コントラストデバイスを互いに近くに位置づけることである。しかしながら、デバイスを位置づけ可能な近さは、特にデバイスが個別に交換可能な場合には、関連する冷却および取付構造だけでなく、デバイス自身の物理的寸法により制限される。

光ファイバを用いて、該ファイバの出力端をデバイスよりも近接させた状態で間隔があいた自己放射コントラストデバイスからの放射を導くことが提案されている。しかしながら、光ファイバは、光リソグラフィの強烈な放射の下では十分なライフタイムを有さない可能性がある。提案されている別のアプローチは、ステップミラーを用いることである。しかしながら、このような配置は、ターゲットにおいて所望の開口数を提供するために光源において非常に小さな開口数を必要とする。

上述の課題および／または１つ以上の他の技術的な課題の少なくとも１つを解決することが望ましい。例えば、光源のアレイから放射された放射ビームが減少したピッチでターゲット上に導かれるリソグラフィまたは露光装置を提供することが望ましい。例えば、製造が容易および／または改善されたライフタイムを有する、複数の間隔をおいた光源からの放射を減少したピッチを有するターゲット点のアレイに導くための光学配置を提供することが望ましい。

ある態様によれば、個別に制御可能な線量をターゲットに与えるために複数の放射ビームを生成するよう構成された複数の光源デバイスであって、放射ビームが互いに平行とならないように配置された複数の光源デバイスと、放射ビームのそれぞれをターゲットのそれぞれの位置上に投影するよう構成された投影系であって、放射ビームを受けてそれらを実質的に平行な経路上に方向転換するよう配置された方向転換素子を備える投影系と、を備える露光装置が提供される。

ある態様によれば、個別に制御可能な線量をターゲットに与えるために複数の放射ビームを用いることと、放射ビームのそれぞれをターゲットのそれぞれの位置上に投影することと、を備えるデバイス製造方法が提供される。投影することは、複数の非平行な放射ビームをそれぞれ互いに平行な経路に方向転換することを備える。

本発明のいくつかの実施の形態が付属の概略的な図面を参照して以下に説明されるがこれらは例示に過ぎない。対応する参照符号は各図面において対応する部分を指し示す。

本発明のある実施の形態に係るリソグラフィまたは露光装置の一部分を示す図である。

本発明のある実施の形態に係る図１の装置の一部分の上面図である。

本発明のある実施の形態に係るリソグラフィまたは露光装置の一部分を高度に概略的に示す斜視図である。

本発明のある実施の形態に係り、基板上への図３に係る装置による投影を示す概略上面図である。

本発明のある実施の形態の一部分を示す断面図である。

本発明のある実施の形態に係る光学配置を示す図である。

本発明のある実施の形態に係る光学配置を示す図である。

本発明のある実施の形態に係る光学配置を示す図である。

本発明は、リソグラフィ装置に関連し、これはプログラマブルパターニングデバイスを含んでもよく、当該デバイスは例えば自己放射コントラストデバイスのアレイからなることがある。こうしたリソグラフィ装置に関する更なる情報は国際公開第２０１０／０３２２２４号を参照してもよく、それは本明細書に援用される。しかしながら、当然のことながら、本発明は例えば上述の文献に含まれる任意の形態のプログラマブルパターニングデバイスとともに用いられてもよい。

図１は、リソグラフィまたは露光装置の部分の概略側断面図を概略的に示す。この実施形態においては、装置は、後述するようにＸＹ面で実質的に静止した個別制御可能素子を有するが、そうである必要はない。装置１は、基板を保持する基板テーブル２と、基板テーブル２を最大６自由度で移動させる位置決め装置３と、を備える。基板は、レジストで被覆された基板であってもよい。ある実施の形態においては、基板はウェーハである。ある実施の形態においては、基板は多角形（例えば矩形）の基板である。ある実施の形態においては、基板はガラスプレートである。ある実施の形態においては、基板はプラスチック基板である。ある実施の形態においては、基板は箔である。ある実施の形態においては、装置は、ロールトゥロール製造に適する。

装置１は、複数のビームを発するよう構成されている複数の個別に制御可能な自己放射可能なコントラストデバイス４をさらに備える。ある実施の形態においては、自己放射コントラストデバイス４は、放射発光ダイオード（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）、高分子ＬＥＤ（ＰＬＥＤ））、または、レーザダイオード（例えば、固体レーザダイオード）である。ある実施の形態においては、個別制御可能素子４の各々は青紫レーザダイオード（例えば、三洋の型式番号DL-3146-151）である。こうしたダイオードは、三洋、日亜、オスラム、ナイトライド等の企業により供給される。ある実施の形態においては、ダイオードは、例えば約３６５ｎｍまたは約４０５ｎｍの波長を有するＵＶ放射を発する。ある実施の形態においては、ダイオードは、０．５ｍＷないし２００ｍＷの範囲から選択される出力パワーを提供することができる。ある実施の形態においては、レーザダイオードの（むき出しのダイの）サイズは、１００μｍないし８００μｍの範囲から選択される。ある実施の形態においては、レーザダイオードは、０．５μｍ^２ないし５μｍ^２の範囲から選択される発光領域を有する。ある実施の形態においては、レーザダイオードは、５度ないし４４度の範囲から選択される発散角を有する。ある実施の形態においては、それらのダイオードは、合計の明るさを約６．４×１０^８Ｗ／（ｍ^２・ｓｒ）以上にするための構成（例えば、発光領域、発散角、出力パワーなど）を有する。

自己放射コントラストデバイス４は、フレーム５に配設されており、Ｙ方向に沿って及び／またはＸ方向に沿って延在してもよい。１つのフレーム５が図示されているが、装置は、図２に示すように複数のフレーム５を有してもよい。フレーム５には更に、レンズ１２が配設されている。フレーム５、従って、自己放射コントラストデバイス４及びレンズ１２はＸＹ面内で実質的に静止している。フレーム５、自己放射コントラストデバイス４、及びレンズ１２は、アクチュエータ７によってＺ方向に移動されてもよい。それに代えて又はそれとともに、レンズ１２はこの特定のレンズに関係づけられたアクチュエータによってＺ方向に移動されてもよい。任意選択として、各レンズ１２にアクチュエータが設けられていてもよい。

自己放射コントラストデバイス４はビームを発するよう構成されていてもよく、投影系１２、１４、１８はそのビームを基板の目標部分に投影するよう構成されていてもよい。自己放射コントラストデバイス４及び投影系が光学コラムを形成する。装置１は、光学コラム又はその一部を基板に対して移動させるためのアクチュエータ（例えばモータ１１）を備えてもよい。フレーム８には視野レンズ１４及び結像レンズ１８が配設されており、そのアクチュエータを用いてフレーム８は回転可能であってもよい。視野レンズ１４と結像レンズ１８との結合が可動光学素子９を形成する。使用時においては、フレーム８は自身の軸１０まわりを、例えば図２に矢印で示す方向に、回転する。フレーム８は、アクチュエータ、例えばモータ１１を使用して軸１０まわりに回転させられる。また、フレーム８はモータ７によってＺ方向に移動されてもよく、それによって可動光学素子９が基板テーブル２に対し変位させられてもよい。

内側にアパーチャを有するアパーチャ構造１３がレンズ１２の上方でレンズ１２と自己放射コントラストデバイス４との間に配置されてもよい。アパーチャ構造１３は、レンズ１２、それに関連する自己放射コントラストデバイス４、及び／または、隣接するレンズ１２／自己放射コントラストデバイス４の回折効果を限定することができる。

図示される装置は、フレーム８を回転させると同時に光学コラム下方の基板テーブル２上の基板を移動させることによって、使用されてもよい。自己放射コントラストデバイス４は、レンズ１２、１４、１８が互いに実質的に整列されたときこれらのレンズを通じてビームを放つことができる。レンズ１４、１８を移動させることによって、基板上でのビームの像が基板の一部分を走査する。同時に光学コラム下方の基板テーブル２上の基板を移動させることによって、自己放射コントラストデバイス４の像にさらされる基板の当該部分も移動する。光学コラム又はその一部の回転を制御し、自己放射コントラストデバイス４の強度を制御し、且つ基板速度を制御するコントローラにより自己放射コントラストデバイス４の「オン」と「オフ」とを高速に切り換える制御をすることによって（例えば、「オフ」であるとき出力がないか、しきい値を下回る出力を有し、「オン」であるときしきい値を上回る出力を有する）、所望のパターンを基板上のレジスト層に結像することができる。

図２は、自己放射コントラストデバイス４を有する図１の装置の概略上面図である。図１に示す装置１と同様に、リソグラフィ装置１は、基板１７を保持する基板テーブル２と、基板テーブル２を最大６自由度で移動させる位置決め装置３と、自己放射コントラストデバイス４と基板１７とのアライメントを決定し、自己放射コントラストデバイス４の投影に対して基板１７が水平か否かを決定するためのアライメント／レベルセンサ１９と、を備える。図示されるように基板１７は矩形形状を有するが、追加的に又は代替的に円形の基板が処理されてもよい。

自己放射コントラストデバイス４はフレーム１５に配設されている。自己放射コントラストデバイス４は、放射発光ダイオード、例えばレーザダイオード、例えば青紫レーザダイオードであってもよい。図２に示されるように、自己放射コントラストデバイス４はＸＹ面内に延在するアレイ２１に配列されていてもよい。

アレイ２１は細長い線であってもよい。ある実施の形態においては、アレイ２１は、自己放射コントラストデバイス４の一次元配列であってもよい。ある実施の形態においては、アレイ２１は、自己放射コントラストデバイス４の二次元配列であってもよい。

回転フレーム８が設けられていてもよく、これは、矢印で図示される方向に回転してもよい。回転フレームには、各自己放射コントラストデバイス４の像を与えるためのレンズ１４、１８（図１参照）が設けられていてもよい。本装置には、フレーム８及びレンズ１４、１８を備える光学コラムを基板に対して回転させるためのアクチュエータが設けられていてもよい。

図３は、周辺部にレンズ１４、１８が設けられている回転フレーム８を高度に概略的に示す斜視図である。複数のビーム、本実施例では１０本のビームが、それらレンズの一方へと入射し、基板テーブル２により保持された基板１７のある目標部分に投影されている。ある実施の形態においては、複数のビームは直線に配列されている。回転可能フレームは、アクチュエータ（図示せず）によって軸１０まわりに回転可能である。回転可能フレーム８の回転の結果として、それらビームは、一連のレンズ１４、１８（視野レンズ１４及び結像レンズ１８）に入射する。一連のレンズの各々に入射してビームは偏向され、それによりビームは基板１７の表面の一部分に沿って動く。詳しくは図４を参照して後述する。ある実施の形態においては、各ビームが対応する源によって、すなわち自己放射コントラストデバイス、例えばレーザダイオードによって、生成される（図３には図示せず）。図３に示される構成においては、ビーム同士の距離を小さくするために、それらビームはともに、あるセグメントミラー３０によって偏向されかつ運ばれる。それによって、後述するように、より多数のビームを同一のレンズを通じて投影し、要求解像度を実現することができる。

回転可能フレームが回転すると、ビームが連続する複数のレンズへと入射する。このときあるレンズがビームに照射されるたびに、レンズ表面上でビームが入射する場所が移動する。レンズ上のビーム入射場所に依存してビームが異なって（例えば、異なる偏向をもって）基板に投影されるので、（基板に到達する）ビームは後続のレンズが通過するたびに走査移動をすることになる。この原理について図４を参照して更に説明する。図４は、回転可能フレーム８の一部を高度に概略的に示す上面図である。第１ビームセットをＢ１と表記し、第２ビームセットをＢ２と表記し、第３ビームセットをＢ３と表記する。ビームセットのそれぞれが、回転可能フレーム８の対応するレンズセット１４、１８を通じて投影される。回転可能フレーム８が回転すると、複数ビームＢ１が基板１７に投影され、走査移動によって領域Ａ１４を走査する。同様に、ビームＢ２は領域Ａ２４を走査し、ビームＢ３は領域Ａ３４を走査する。対応するアクチュエータによる回転可能フレーム８の回転と同時に、基板１７及び基板テーブルが（図２に示すＸ軸に沿う方向であってもよい）方向Ｄに移動され、そうして領域Ａ１４、Ａ２４、Ａ３４におけるビームの走査方向に実質的に垂直に移動される。

方向Ｄの第２のアクチュエータによる移動（例えば、対応する基板テーブルモータによる基板テーブルの移動）の結果、回転可能フレーム８の一連のレンズによって投影されるとき連続する複数回のビーム走査が互いに実質的に隣接するよう投影されて、実質的に隣接する領域Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４がビームＢ１の走査のたびに生じ（図４に示すように、領域Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３は以前に走査され、領域Ａ１４は今回走査されている）、領域Ａ２１、Ａ２２、Ａ２３、Ａ２４がビームＢ２に対して生じ（図４に示すように、領域Ａ２１、Ａ２２、Ａ２３は以前に走査され、領域Ａ２４は今回走査されている）、実質的に隣接した領域Ａ３１、Ａ３２、Ａ３３、Ａ３４がビームＢ３に対して生じる（図４に示すように、領域Ａ３１、Ａ３２、Ａ３３は以前に走査され、領域Ａ３４は今回走査されている）。このようにして、基板表面の領域Ａ１、Ａ２、Ａ３が、回転可能フレーム８を回転させる間に基板を方向Ｄに移動させることにより、覆われてもよい。

多数のビームを同一のレンズを通じて投影することにより、（回転可能フレーム８をある同一の回転速度とすると）より短い時間で基板全体を処理することができる。レンズ通過のたびに各レンズにより基板を複数のビームが走査するので、連続する複数回の走査に際して方向Ｄの変位量を大きくすることができるからである。見方を変えると、多数のビームを同一のレンズを通じて基板に投影するとき、ある所与の処理時間における回転可能フレームの回転速度を小さくしてもよいということである。こうして、回転可能フレームの変形、摩耗、振動、乱流などといった高回転速度による影響を軽減してもよい。ある実施の形態においては、図４に示すように、複数のビームは、レンズ１４、１８の回転の接線に対してある角度をなして配列されている。ある実施の形態においては、複数のビームは、各ビームが重なるか、又は各ビームが隣接ビームの走査経路に隣接するように配列されている。

多数のビームを一度に同一レンズにより投影する態様の更なる効果は、公差の緩和に見ることができる。レンズの公差（位置決め、光学投影など）があるために、連続する領域Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４（及び／または領域Ａ２１、Ａ２２、Ａ２３、Ａ２４及び／またはＡ３１、Ａ３２、Ａ３３、Ａ３４）の位置には、互いの位置決めにいくらかの不正確さが現れ得る。したがって、連続する領域Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４間にいくらかの重なりが必要とされるかもしれない。１本のビームの例えば１０％を重なりとする場合、同一レンズに一度にビームが一つであると、同様に１０％の係数で処理速度が遅くなるであろう。一方、同一レンズを通じて一度に５本又はそれより多数のビームが投影される状況においては、（上記同様１本のビームについて）同じ１０％の重なりが５本又はそれより多数の投影線ごとにあるとすると、重なりの総計は概ね５（又はそれより多数）分の１である２％（又はそれ未満）へと小さくなるであろう。これは、全体的な処理速度を顕著に小さくする効果をもつ。同様に、少なくとも１０本のビームを投影することにより、重なりの総計をおよそ１０分の１に小さくしうる。したがって、多数のビームを同時に同一レンズにより投影するという特徴によって、基板の処理時間に生じる公差の影響を小さくしうる。それに加えて又はそれに代えて、より大きな重なり（従って、より大きな公差幅）が許容されてもよい。一度に同一レンズにより多数のビームを投影するのであれば、重なりが処理に与える影響が小さいからである。

多数のビームを同一レンズを通じて同時に投影することに代えて又はそれとともに、インタレース技術を使用することができるかもしれない。しかしながらそのためには、より厳格にレンズ同士を整合させることが必要になるかもしれない。従って、それらレンズのうちある同一レンズを通じて一度に基板に投影される少なくとも２つのビームは相互間隔を有し、装置は、その間隔の中に後続のビーム投影がなされるように光学コラムに対して基板を移動させるよう第２アクチュエータを動作させるよう構成されていてもよい。

１つのグループにおいて連続するビーム同士の方向Ｄにおける距離を小さくするために（それによって、例えば方向Ｄに解像度を高くするために）、それらビームは方向Ｄに対して、互いに斜めに配列されていてもよい。そうした間隔は、各セグメントが複数ビームのうち対応する１つのビームを反射するセグメントミラー３０を光路に設けることによって更に縮小されてもよい。それらセグメントは、それらミラーに入射するビーム同士の間隔よりもミラーで反射されたビーム同士の間隔を狭くするよう配設されている。そうした効果は、複数の光ファイバによっても実現しうる。この場合、ビームのそれぞれが複数ファイバのうち対応する１つのファイバに入射し、それらファイバが、光路に沿って光ファイバ上流側でのビーム同士の間隔よりも光ファイバ下流側でのビーム同士の間隔を狭くするよう配設されている。

また、そうした効果は、複数ビームのうち対応する１つのビームを各々が受光する複数の入力を有する集積光学導波路回路を使用して実現されてもよい。この集積光学導波路回路は、光路に沿って集積光学導波路回路の上流側でのビーム同士の間隔よりも集積光学導波路回路の下流側でのビーム同士の間隔を狭くするよう構成されている。

基板に投影される像の焦点を制御するためのシステムが提供されてもよい。上述のある構成において、ある光学コラムの部分又は全体により投影される像の焦点を調整するための構成が提供されてもよい。

一実施形態では、投影系は、少なくとも１つの放射ビームを基板上に投影する。基板は、物質（例えば金属）の液滴の局所堆積をレーザ誘起物質移動（laser induced material transfer）により生じさせるために、デバイスが形成されるべき基板１７の上に物質層から形成される。

図５を参照すると、レーザ誘起物質移動の物理的機構が表されている。一実施形態では、放射ビーム２００は、実質的に透明な物質２０２（例えばガラス）を通って物質２０２のプラズマブレークダウンより下の強度で集束される。表面熱吸収が、物質２０２を覆うドナー物質層２０４（例えば金属膜）から形成された基板上で起こる。熱吸収は、ドナー物質層２０４を溶融させる。さらに熱は、ドナー物質層２０４からの、従ってドナー構造（例えばプレート）２０８からのドナー物質の液滴２０６の順方向加速をもたらす順方向の誘起圧力勾配を生じさせる。ビーム２００をドナープレート２０８上の適切な位置に向けることにより、ドナー物質パターンを基板１７上に堆積することができる。一実施形態では、ビームはドナー物質層２０４上に集束される。

一実施形態では、１つまたは複数の短パルスがドナー物質の移動を生じさせるために用いられる。一実施形態では、パルスは、擬似的な一次元の順方向の熱および溶融物質の物質移動を得るために、数ピコ秒またはフェムト秒の長さであってよい。このような短パルスは、物質層２０４中において側方の熱流動をほとんど又は全く促進せず、従ってドナー構造２０８への熱付加はほとんど又は全くない。短パルスは、急速な溶融と、物質の順方向の加速を可能とする（例えば、金属などの蒸発物質は、その順方向性を失って飛び散った堆積をもたらすであろう）。短パルスにより、物質の加熱を加熱温度の僅かに上であるが蒸発温度より下とすることができる。例えば、アルミニウムに関しては、摂氏約９００から１０００度が望ましい。

一実施形態では、レーザパルスの使用によって、ドナー構造２０８から基板１７に１００〜１０００ｎｍの液滴の形で物質量（例えば金属）が移動する。一実施形態では、ドナー物質は、基本的に金属を含むまたは金属から成る。一実施形態では、物質はアルミニウムである。一実施形態では、物質層２０４は膜状である。一実施形態では、膜は別の物体又は層に付着している。上述したように、物体又は層はガラスであってよい。

図６は、リソグラフィまたは露光装置の光源モジュールの光学配置を示す。自己放射コントラストデバイスとしての機能を果たす、複数の光源デバイス４がアレイ状に配置されている。ある実施形態では、このアレイは、概念的な球体Ａの表面上における一次元アレイ、すなわちラインである。例えば、光源デバイス４は、円弧上に配置されている。ある実施形態では、光源デバイスは、概念的な球体の表面上における二次元アレイに配置されている。ある実施形態では、この二次元アレイは、スタガード（staggered）アレイである。ある実施形態では、１０個以上の光源デバイス、望ましくは２０以上の光源デバイス、望ましくは３０以上の光源デバイスが存在する。上述した任意の放射発光デバイスを光源デバイスとして用いることができる。

任意の必要な実装装置および／または冷却装置を考慮すると、光源デバイス４は、互いにできるだけ近いことが望ましい。ある実施形態では、光源デバイス４は、修理や交換のために装置から別々に取り外しできることよう個別に実装される。

コリメートレンズ１２１は、各光源デバイス４により放出された放射を集め、それをコリメートビーム４１に導くために、各光源デバイス４に対して設けられる。コリメートビーム４１は、光源デバイス４が位置している概念的な球体Ａの中心に向けられる。レンズ１２２のアレイは、コリメートビーム４１を受け、放射を概念的な球体Ａの中心に向かう集束ビーム４２に集束させる。負レンズ群１２３は、１つ以上のレンズから成り、方向転換（リダイレクト）素子としての機能を果たす。フレンズ群１２３は、集束ビーム４２を受け、それらを一組の実質的に平行なコリメートビーム４３に方向転換（リダイレクト）する。コリメートビーム４３は、コリメートレンズ１２１により形成されたコリメートビーム４１と比較して、減少したビーム幅（例えば直径）および減少したピッチ（すなわちビーム間の間隔）を有する。

ある実施形態では、レンズ１２２は、互いに接しており、コリメートレンズ１２１から、コリメートビーム４１が重なり始める距離をおいて位置している。レンズ１２２は、密に充填されたアレイ（closely packed array）を形成する。レンズ１２２のパワーは、集束ビーム４２が負レンズ群１２３に入射するときに実質的に互いに重なり合わないように選択される。負レンズ群１２３は、その焦点ｆｐが光源デバイス４が配置された概念的な球体Ａの中心にあるように位置している。負レンズ群１２３の焦点距離Ｆｎは、以下の式で与えられる。

ここで、ｄは、負レンズ後のビームの所望のピッチである。Ｒは、光源デバイス４が配置されている概念的な球体Ａの半径であり、ｐは、光源デバイス４のピッチである。ある実施形態において、Ｒ＝３００ｍｍ、ｐ＝１０ｍｍおよびｄ＝０．３ｍｍは、９ｍｍの負の焦点距離を与える。ある実施形態では、負レンズ群１２３の後のビームのピッチは、約１ｍｍ未満である。ある実施形態では、光源デバイス４のピッチは、約５ｍｍより大きい。

図７は、さらなる実施形態を示す。この実施形態では、負レンズ群１２３は、焦点ｆｐの後に位置する正レンズ群１２４と取り替えられている。正レンズ群１２４は、方向転換（リダイレクト）素子としての機能を果たす。この配置は、図６の配置と同等の出力を提供するが、より大きな構造をもたらす。

さらなる実施形態が図８に図示されている。この実施形態は、下記のように基本的に図６の実施形態と同じであるが、装置の完全な光学系との関連で図示されている。図８の実施形態では、負レンズ群１２３（方向転換素子）からの実質的に平行なビーム出力は、ビームを例えば１／１０倍に縮小し、焦点を調節する第１レンズ群１２５、第２レンズ群１２６および第３レンズ群１２７から成る第１光学系によって受けられる。これらのレンズ群は、図１に図示されるレンズ１２に相当する。方向転換素子１２３から出力されたビームと比較して減少したピッチを有する実質的に平行なビームは、第１レンズ系１２５，１２６，１２７により出力される。これらの実質的に平行なビームは、ある実施形態では、約０．０３ｍｍのピッチを有する。レンズ群１４および１８から成る第２光学系は、ロータ８上に実装されており、例えば約１５分の１のさらなる縮小を生じさせる。それによって、ターゲット上に投影されるスポットのピッチは、例えば約２μｍとなる。投影光学系１２５，１２６，１２７，１４および１８の全縮小倍率、例えば約１／１５０は、約１／１，０００〜１／５，０００の縮小を有する系よりも製造が容易であることを意味する。

図８の実施形態では、光源デバイス４のそれぞれに対応するピンホールを有する不透明部材またはプレート１３１がコリメートビーム４１中に設けられている。プレート１３１のピンホールは、高精度で位置決めされ、光源デバイス４の位置の不確実性に起因するビーム位置の不確実性を取り除くのに役立つ。ある実施形態では、光源デバイス４の位置の不確実性に由来するビームの角度に関する不確実性を修正するために、さらなるピンホールアレイが第１光学系の瞳面ＰＰに設けられる。

上記では、言及されたビーム幅またはビーム直径は、半値全幅（full width half maximum widths）である。ビームピッチは、中心間距離である。

デバイス製造方法に従って、ディスプレイ、集積回路または任意の他の品目が、パターンが投影される基板から製造されてよい。

本書ではＩＣの製造におけるリソグラフィまたは露光装置の使用を例として説明しているが、本明細書に説明した装置は他の用途にも適用することが可能であるものと理解されたい。他の用途としては、集積光学系、磁気ドメインメモリ用案内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）、薄膜磁気ヘッドなどがある。当業者であればこれらの他の適用に際して、本明細書における「ウェーハ」あるいは「ダイ」という用語がそれぞれ「基板」あるいは「目標部分」という、より一般的な用語と同義であるとみなされると理解することができるであろう。本書に言及された基板は露光前または露光後において、例えばトラック（典型的にはレジスト層を基板に塗布し、露光後のレジストを現像する装置）、メトロロジツール、及び／またはインスペクションツールにより処理されてもよい。適用可能であれば、本明細書の開示はこれらのまたは他の基板処理装置にも適用され得る。また、基板は例えば多層ＩＣを製造するために複数回処理されてもよく、その場合には本明細書における基板という用語は既に処理されている多数の処理層を含む基板をも意味し得る。

「レンズ」という用語は、文脈が許す限り、屈折光学部品、回折光学部品、反射光学部品、磁気的光学部品、電磁気的光学部品、静電的光学部品、またはこれらの組み合わせを含む各種の光学部品のいずれかを指し示してもよい。

本発明の特定の実施形態が上述されたが、説明したもの以外の態様で本発明が実施されてもよい。例えば、本発明は、上述の方法を記述する機械で読み取り可能な命令の１つまたは複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム、または、そうしたコンピュータプログラムを記録したデータ記録媒体（例えば半導体メモリ、磁気ディスク、または光ディスク）の形式をとってもよい。また、機械で読み取り可能な命令は、２以上のコンピュータプログラムにより具現化されていてもよい。それら２以上のコンピュータプログラムは、１つ又は複数の異なるメモリ及び／またはデータ記録媒体に記録されていてもよい。

上述の説明は例示であり、限定を意図しない。よって、以下に述べる請求項の範囲から逸脱することなく既述の本発明に変更を加えることができるということは、当業者には明らかなことである。

Claims (15)

1. 個別に制御可能な線量をターゲットに与えるために複数の放射ビームを生成するよう構成された複数の光源デバイスであって、前記放射ビームが互いに平行とならないように配置された複数の光源デバイスと、
   前記放射ビームのそれぞれを前記ターゲットのそれぞれの位置上に投影するよう構成された投影系であって、前記放射ビームを受けてそれらを実質的に平行な経路上に方向転換するよう配置された方向転換素子を備える投影系と、
   を備えることを特徴とする露光装置。
2. 前記方向転換素子は、屈折レンズ群であることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記屈折レンズ群は、一つの屈折レンズ素子から成ることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
4. 前記方向転換素子は、負のパワーを有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の露光装置。
5. 前記方向転換素子は、正のパワーを有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の露光装置。
6. 前記光源デバイスのそれぞれは、コリメートレンズを備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の露光装置。
7. 前記光源デバイスは、生成される前記放射ビームが共通点に向かうよう配置されることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の露光装置。
8. 前記投影系は、前記光源デバイスに数が一致し、前記放射ビームを集束させるよう配置された複数のレンズを備えることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の露光装置。
9. 前記複数のレンズは、密に充填されたアレイ状であることを特徴とする請求項８に記載の露光装置。
10. 前記方向転換素子は、方向転換された放射ビームを平行にするよう配置されることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の露光装置。
11. 前記放射ビームの経路に設けられた不透明部材をさらに備え、前記不透明部材は、前記光源デバイスのそれぞれに対応するピンホールを規定することを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の露光装置。
12. 前記不透明部材は、前記光源デバイスと前記方向転換素子との間に位置することを特徴とする請求項１１に記載の露光装置。
13. 前記不透明部材は、前記投影系の瞳面に設けられることを特徴とする請求項１１または１２に記載の露光装置。
14. 前記ターゲットは、デバイスが形成されるべき基板から間隔をおいたドナー物質層であることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の露光装置。
15. 前記投影系は、固定部および可動部を備えることを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の露光装置。

Images