JP2017521697A - リソグラフィ装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
スキャニング方向に第1の範囲を有するパターニングデバイスを支持する時、単一のスキャニング動作中に第1のスキャン距離だけ移動されるように構成され、また、スキャニング方向に第2の範囲を有するパターニングデバイスを支持する時、単一のスキャニング動作中に第2のスキャン距離だけ移動されるように構成される、支持構造と、支持構造がスキャニング方向に第1の範囲を有するパターニングデバイスを支持する時、単一のスキャニング動作中に第3のスキャン距離だけ移動されるように構成され、また、支持構造がスキャニング方向に第2の範囲を有するパターニングデバイスを支持する時、単一のスキャニング動作中に第4のスキャン距離だけ移動されるように構成される、基板テーブルと、を備える、リソグラフィ装置。【選択図】 図7
Description
関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、2014年7月8日付け出願の欧州特許出願第14176184.1号及び2014年9月15日付け出願の欧州特許出願第14184775.6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] 本出願は、2014年7月8日付け出願の欧州特許出願第14176184.1号及び2014年9月15日付け出願の欧州特許出願第14184775.6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。
[0002] 本発明は、リソグラフィ装置及びデバイス製造方法に関する。
[0003] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は基板のターゲット領域に適用する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路(IC)の製造に使用可能である。このような場合、代替的にマスク又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、ICの個々の層上に形成すべき回路パターンを生成することができる。このような場合、代替的にマスク又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、ICの個々の層上に対応する回路パターンを生成することができる。このパターンを、放射感応性材料(レジスト)の層を有する基板(例えばシリコンウェーハ)上のターゲット領域(例えば1つ又は幾つかのダイの一部を含む)に結像することができる。一般的に、1枚の基板は、順次パターンが付与される隣接したターゲット領域のネットワークを含んでいる。従来のリソグラフィ装置は、パターン全体をターゲット領域に1回で露光することによって各ターゲット領域が照射される、いわゆるステッパと、基板を所与の方向(「スキャン」方向)と平行あるいは逆平行に同期的にスキャンしながら、パターンを所与の方向(「スキャン」方向)に放射ビームでスキャンすることにより、各ターゲット領域が照射される、いわゆるスキャナとを含む。
[0004] リソグラフィ装置によって1時間にパターニングされ得る基板の数(しばしばスループットと呼ばれる)は、リソグラフィ装置の重要な指標である。リソグラフィ装置のスループットを向上させることは、そのリソグラフィ装置の利益性を向上させることになるため、望ましい。
[0005] 例えば、従来技術によって教示又は提案されていない様式で動作し、スループットを向上させることが可能な、リソグラフィ装置を提供することが望ましい。
[0006] 第1の態様によれば、パターン付き放射ビームを形成するために放射ビームの断面にパターンを付与することが可能なパターン付き領域を備える、パターニングデバイスを支持するように動作可能な支持構造であって、支持構造はスキャニング方向に移動可能である、支持構造と、基板を保持するように動作可能な基板テーブルであって、スキャニング方向に移動可能な基板テーブルと、基板の露光域上にパターン付き放射ビームを投影するように構成される投影システムとを備える、リソグラフィ装置が提供される。支持構造は、スキャニング方向に第1の範囲を有するパターニングデバイスを支持するように動作可能であり、スキャニング方向に第2の範囲を有するパターニングデバイスを支持するように動作可能である。支持構造は、スキャニング方向に第1の範囲を有するパターニングデバイスを支持する時、単一のスキャニング動作中に第1のスキャン距離だけ移動されるように構成され、また、スキャニング方向に第2の範囲を有するパターニングデバイスを支持する時、単一のスキャニング動作中に第2のスキャン距離だけ移動されるように構成される。基板テーブルは、支持構造がスキャニング方向に第1の範囲を有するパターニングデバイスを支持する時、単一のスキャニング動作中に第3のスキャン距離だけ移動されるように構成され、また、支持構造がスキャニング方向に第2の範囲を有するパターニングデバイスを支持する時、単一のスキャニング動作中に第4のスキャン距離だけ移動されるように構成される。
[0007] 第1の範囲は第2の範囲とは異なる。第1のスキャン距離は第2のスキャン距離とは異なる。第3のスキャン距離は第4のスキャン距離とは異なる。
[0008] このようにして、スキャニング方向に単一の特定範囲を有するパターニングデバイスのみをサポートできる支持構造を備えるリソグラフィ装置に比べて、スループットが向上され得るリソグラフィ装置が提供される。
[0009] スキャニング方向に第1の範囲を有するパターニングデバイスは、132mmより少ないか又は等しいパターン付き領域を備えることができる。第1のスキャン距離は少なくとも132mmとすることができる。
[0010] スキャニング方向に第2の範囲を有するパターニングデバイスは、132mmより大きいパターン付き領域を備えることができ、第2のスキャン距離は少なくとも第2の範囲に等しいものとすることができる。
[0011] スキャニング方向に第2の範囲を有するパターニングデバイスは、スキャニング方向に264mm又はそれ以上の長さを有するパターン付き領域を支持することができる。
[0012] 支持構造は、スキャニング方向に第1の範囲を有し、単一イメージフィールドを備える、パターニングデバイスを支持するように配置構成され得、リソグラフィ装置は、各スキャニング動作中に単一イメージフィールドをスキャンするように動作可能であり得る。支持構造は、スキャニング方向に第2の範囲を有し、スキャニング方向に互いに隣接して配設された複数のイメージフィールドを備える、パターニングデバイスを支持するように配置構成され得、リソグラフィ装置は、各スキャニング動作中に複数のイメージフィールドの各々をスキャンするように動作可能であり得る。
[0013] リソグラフィ装置は、支持構造が、スキャニング方向に第1の範囲を有し単一イメージフィールドを備えるパターニングデバイスを支持する時、各スキャニング動作中に基板の単一のターゲット領域を露光するように動作可能であり得る。リソグラフィ装置は、支持構造が、スキャニング方向に第2の範囲を有し複数のイメージフィールドを備えるパターニングデバイスを支持する時、各スキャニング動作中に基板の複数のターゲット領域を露光するように動作可能であり得る。複数のターゲット領域の各々は、スキャニング方向に互いに隣接することができる。
[0014] このようにして、第1の態様のリソグラフィ装置は、単一のスキャニング動作で複数のイメージフィールドをスキャンすることが可能であり、それによってステッピング動作の数及び総ステップ時間。したがってスループットが向上する。
[0015] 支持構造は、スキャニング方向に第2の範囲を有し、単一拡張イメージフィールドを備える、パターニングデバイスを支持するように配置構成され得、そこでリソグラフィ装置は、各スキャニング動作中に単一拡張イメージフィールドをスキャンするように動作可能である。リソグラフィ装置は、支持構造が、スキャニング方向に第2の範囲を有し単一拡張イメージフィールドを備えるパターニングデバイスを支持する時、各スキャニング動作中に基板の単一拡張ターゲット領域を露光するように動作可能であり得る。
[0016] このようにして、基板のより大きなターゲット領域が単一のスキャニング動作でパターン付与される。
[0017] 基板は複数のターゲット領域を備えることができ、各ターゲット領域は非スキャニング方向に1mmから26mmの間の長さを有し、スキャニング方向に1mmから66mmの間の長さを有する。
[0018] 第1の範囲は6インチ(約15.24cm)とすることができる。第2の範囲は12インチ(約30.48cm)とすることができる。
[0019] 支持構造は、スキャニング方向に6インチ及び12インチの長さ、並びに非スキャニング方向に6インチ及び12インチの長さの、パターニングデバイスを支持するように配置構成可能である。
[0020] 支持構造は、2つのサブパターニングデバイスを同時に有するパターニングデバイスを支持するように配置構成可能である。スキャニング方向に第2の範囲を有するパターニングデバイスは、複数のパターニングサブデバイスを備えることができ、各パターニングサブデバイスはそれぞれのパターン付き領域を有する。スキャニング方向に第2の範囲を有するパターニングデバイスは、各々がスキャニング方向に第1の範囲を有する2つのパターニングサブデバイスを備えることができる。各サブパターニングデバイスはスキャニング方向に6インチの長さを有する。
[0021] 第2の態様によれば、リソグラフィ装置を使用して基板上の露光域を露光する方法が提供され、方法は、支持構造によって支持されるパターニングデバイスの第1のプロパティを決定し、それに応じてスキャン長さを決定すること、決定されたスキャン長さに従って、パターニングデバイスのパターン付き領域にわたりスキャニング方向に放射の露光スリットをスキャンすること、及び、決定されたスキャン長さに従って、パターニングデバイスから基板の露光域へと放射の露光スリットをスキャンすることを含む。
[0022] パターニングデバイスの第1のプロパティを決定することは、パターニングデバイスの長さ及び/又はスキャニング方向にパターン付き領域の長さを決定することを含み得る。パターニングデバイスの第1のプロパティを決定することは、第1のパターニングデバイスが複数のパターニングサブデバイスを備えるかどうかを決定することを含み得、さらに、各パターニングサブデバイスのそれぞれのパターン付き領域のサイズと、各パターニングサブデバイス間又は各パターニングサブデバイスのそれぞれのパターン付き領域間の間隔距離などの、パターニングサブデバイスのプロパティを決定することを含み得る。
[0023]上記又は下記の説明において一態様又は実施形態に関して説明した特徴は、適切であれば他の態様又は実施形態と組み合わせて使用可能であることを理解されよう。例えば装置の特徴が説明される場合、その装置の特徴は対応する方法で利用可能であり、その逆もまた真である。
[0024] 対応する参照符号が対応する部分を示す添付の概略図を参照しながら以下に本発明の実施形態について説明するが、これは単に例示としてのものに過ぎない。
[0025] 本文ではICの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ装置には他の用途もあることを理解されたい。例えば、これは、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用誘導及び検出パターン、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である。こうした代替的な用途に照らして、本明細書で「ウェーハ」又は「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ、「基板」、「ターゲット領域」又は「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義と見なしてよいことが、当業者には認識される。本明細書に述べている基板は、露光前又は露光後に、例えばトラック(通常はレジストの層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール)、メトロロジーツール及び/又はインスペクションツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上及びその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、例えば多層ICを生成するために、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指すことができる。
[0026] 本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、イオンビーム又は電子ビームなどの粒子ビームのみならず、紫外線(UV)放射(例えば、365nm、248nm、193nm、157nm若しくは126nm、又はこれら辺りの波長を有する)及び極端紫外線光(EUV)放射(例えば、5nm〜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を網羅する。
[0027] 本明細書において使用する「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット領域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し得る任意のデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。ここで、放射ビームに付与されるパターンは、例えばパターンが位相シフトフィーチャ又はいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板のターゲット領域における所望のパターンに正確には対応しないことがある点に留意されたい。一般的に、放射ビームに付与されるパターンは、集積回路などのターゲット領域に生成されるデバイスの特定の機能層に相当する。
[0028] パターニングデバイスは透過性又は反射性でよい。パターニングデバイスの例には、マスク、プログラマブルミラーアレイ、及びプログラマブルLCDパネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、バイナリマスク、レベンソン型(alternating)位相シフトマスク、ハーフトーン型(attenuated)位相シフトマスクのようなマスクタイプ、さらには様々なハイブリッドマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例は、小型ミラーの行列構成を使用し、ミラーの各々は、入射する放射ビームを様々な方向に反射するように個別に傾けることができる。このようにして、反射ビームがパターニングされる。
[0029] 支持構造はパターニングデバイスを保持する。支持構造は、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計等の条件、例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されているか否かに応じた方法で、パターニングデバイスを保持する。この支持構造は、機械式クランプ、真空、又は他のクランプ技術、例えば真空条件下での静電クランプを使用することができる。支持構造は、例えばフレーム又はテーブルでよく、必要に応じて固定式又は可動式でよい。支持構造は、パターニングデバイスが例えば投影システムなどに対して確実に所望の位置にくるようにできる。本明細書において「マスク」という用語を使用した場合、その用語は、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義と見なすことができる。
[0030] 本明細書において使用する「投影システム」という用語は、適宜、例えば露光放射の使用、あるいは浸漬液の使用又は真空の使用などの他の要因に対する、屈折光学システム、反射光学システム、及び反射屈折システムを含む、様々なタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書において「投影レンズ」という用語を使用した場合、これはさらに一般的な「投影システム」という用語と同義と見なすことができる。
[0031] また、照明システムは、放射ビームを誘導し、整形し、又は制御する屈折、反射、及び反射屈折光学コンポーネントを含む様々なタイプの光学コンポーネントを含んでよく、そのようなコンポーネントも以下においては集合的に又は単独で「レンズ」とも呼ばれることがある。
[0032] リソグラフィ装置は、2つ(デュアルステージ)又はそれ以上の基板テーブル(及び/又は2つ以上のパターニングデバイステーブル)を有するタイプでよい。このような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルを並行して使用するか、1つ以上の他のテーブルを露光に使用している間に1つ以上のテーブルで予備工程を実行することができる。
[0033] リソグラフィ装置は、投影システムの最終要素と基板との間の空間を充填するように、基板が比較的高い屈折率を有する液体、例えば水などに液浸されるタイプであってもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるために当技術分野で周知である。
[0034] 図1は、本発明の特定の実施形態に従ったリソグラフィ装置を概略的に示す。この装置は、
−放射(例えばUV放射又はEUV放射)のビームPBを調節するための照明システム(イルミネータ)ILと、
−パターニングデバイス(例えばマスク)MAを支持するための、アイテムPLに関してパターニングデバイスを正確に位置決めするために第1の位置決めデバイスPMに接続された支持構造MTと、
−基板(例えばレジスト被覆ウェーハ)Wを保持するための、アイテムPLに関して基板を正確に位置決めするための第2の位置決めデバイスPWに接続された、基板テーブル(例えばウェーハテーブル)WTと、
−パターニングデバイスMAによって放射ビームPBに付与されたパターンを基板Wのターゲット領域T(例えば1つ以上のダイを含む)上に結像するように構成された、投影システム(例えば屈折投影レンズ)PLとを備える。
−放射(例えばUV放射又はEUV放射)のビームPBを調節するための照明システム(イルミネータ)ILと、
−パターニングデバイス(例えばマスク)MAを支持するための、アイテムPLに関してパターニングデバイスを正確に位置決めするために第1の位置決めデバイスPMに接続された支持構造MTと、
−基板(例えばレジスト被覆ウェーハ)Wを保持するための、アイテムPLに関して基板を正確に位置決めするための第2の位置決めデバイスPWに接続された、基板テーブル(例えばウェーハテーブル)WTと、
−パターニングデバイスMAによって放射ビームPBに付与されたパターンを基板Wのターゲット領域T(例えば1つ以上のダイを含む)上に結像するように構成された、投影システム(例えば屈折投影レンズ)PLとを備える。
[0035] 本明細書で示すように、本装置は透過タイプである(例えば透過マスクを使用する)。あるいは、装置は反射タイプでもよい(例えば上記で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイ又は反射マスクを使用する)。
[0036] イルミネータILは、放射源SOから放射ビームを受光する。放射源及びリソグラフィ装置は、例えば放射源がエキシマレーザ装置の場合、別個の要素であってもよい。その場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとは見なされず、放射ビームBは、放射源SOから、例えば、好適な誘導ミラー又はビームエキスパンダを備えるビームデリバリシステムBDを用いて、イルミネータILへと渡される。その他の場合、例えば、放射源が水銀灯の場合、放射源は、リソグラフィ装置LAの一体部分であってもよい。放射源SO及びイルミネータILは、必要ならばビームデリバリシステムBDとともに、放射システムと呼んでもよい。
[0037] 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調整手段AMを備えていてもよい。通常、照明システムの瞳面における強度分布の外側及び/又は内側半径範囲(一般にそれぞれ、σ−outer及びσ−innerと呼ばれる)を調整することができる。また、イルミネータILは、一般に、インテグレータIN及びコンデンサCOなどの他の様々なコンポーネントを備える。イルミネータは、その断面に所望の均一性と強度分布とを有する、条件付き放射ビームPBを提供する。
[0038] 放射ビームPBは、支持構造MT上で保持されるパターニングデバイス(例えば、マスク)MA上に入射する。パターニングデバイスMAを横断すると、ビームPBはレンズPLを通過し、これがビームを基板Wのターゲット領域Tに合焦させる。第2の位置決めデバイスPM及び位置センサIF(例えば、干渉計デバイス)の助けにより、基板テーブルWTは、例えば異なるターゲット領域CをビームPBの経路内に位置決めするように、正確に移動できる。同様に、第1の位置決めデバイスPM及び別の位置センサ(図1には明示的に示されていない)を用いて、例えばマスクライブラリからの機械的な取り出し後、又はスキャン中に、ビームPBの経路に対してパターニングデバイスMAを正確に位置決めすることができる。一般に、オブジェクトテーブルMT及びWTは、位置決めデバイスPM及びPW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)及びショートストロークモジュール(微動位置決め)の助けにより具体化される。しかしながら(スキャナとは対照的に)ステッパの場合、支持構造MTは、ショートストロークアクチュエータのみに接続されるか、又は固定され得る。パターニングデバイスMA及び基板Wは、パターニングデバイスアライメントマークM1、M2及び基板アライメントマークP1、P2を使用して位置合わせすることができる。
[0039] 示された装置は、ビームPBに付与されるパターンがターゲット領域T上に投影される間(すなわち、単一動的露光)に、支持構造MT及び基板テーブルWTが同期してスキャンされる、スキャンモードで使用することができる。支持構造MTに対する基板テーブルWTの速度及び配向は、投影システムPLの拡大(縮小)及びイメージ反転特徴によって決定される。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズは、単一動的露光におけるターゲット領域の(スキャニング方向に垂直な非スキャニング方向の)幅を制限するが、スキャニング運動の長さはターゲット領域の(スキャニング方向の)高さを決定する。
[0040] 図2は、基板のターゲット領域T1、T2上へのパターンの露光中の、基板W(例えばリソグラフィウェーハ)の動きを概略的に示す。基板Wは、投影システムを介して投影される放射ビームPBが順次ターゲット領域T1、T2に入射するように、露光中、投影システムPL(図1を参照)の下に移動する。
[0041] 基板Wは、初期に、パターン付き放射ビームES(露光スリットと呼ばれることがある)の領域が第1のターゲット領域T1の一方の端部に配置されるように、位置決めされ得る。基板Wは、ターゲット領域T1が露光スリットESの下に移動するように、y方向に移動される。したがって露光スリットESは、ターゲット領域T1の一方の端部Y1から反対側の端部Y2へと移動し、それによってパターン付き放射を全ターゲット領域に投影する。これはスキャニング露光と呼ばれることもある。矢印は位置Y1から位置Y2への露光スリットESの動きを示す。参照される露光スリットESの動きは、基板の動きによる基板Wに対する露光スリットの位置の動きである(露光スリットは固定されている)ことを理解されよう。露光スリットESは固定されているが、スキャニング露光は、基板Wに対する露光スリットの動きを参照することによって最も容易に視覚化することができる。図2に示される位置Y1〜Y4は単なる概略である。露光スリットはY1位置の真下から始まり、Y2位置の真上で終わることを理解されよう。したがって、スキャン長さは、少なくともY1とY2との間の距離にスキャニング方向の露光スリットの長さを加えたものに等しいこと、及び、露光スリットESへの言及は、Y1〜Y4の位置のうちの1つであり、これは露光スリットESがターゲット領域T1、T2のうちの1つの真上又は真下の位置にあることを示すことを理解されよう。
[0042] パターニングデバイスMA(図1を参照)は、基板Wがy方向に移動するのと同時に−y方向に移動する。パターニングデバイスの移動速度は、リソグラフィ装置の4という減少係数に対処するために、基板Wの移動速度の4倍以上であり得る(異なる減少係数が適用される場合は異なる速度倍数が使用され得る)。パターニングデバイスMAの移動は、ターゲット領域T1に投影されるパターンがターゲット領域と同じ速度で移動するように、基板Wの移動と同期される(それによって、ターゲット領域に投影されるパターンのスミアリング(smearing)を回避する)。
[0043] 第1のターゲット領域T1が露光された後、基板Wは、第2のターゲット領域T2を露光できるようにするために移動する。したがって基板Wは、露光スリットESが第2のターゲット領域T2の一方の端部Y3に配置されるまで、x方向に移動する。次に基板Wは、第2のターゲット領域T2が露光スリットESの下に移動し、それによって露光されるように、−y方向に移動する。このようにして露光スリットESは、位置Y3から位置Y4へと第2のターゲット領域T2にわたって移動する。これに対応するy方向のパターニングデバイスMAの動き(図1を参照)は、基板Wの動きと同期して行われ、それによってパターニングデバイスから第2のターゲット領域T2にパターンを転写する。基板Wは露光間に−x方向に移動するが、パターニングデバイスは一般にx方向(又は−x方向)に移動しない。(−)x方向の小さな修正移動を除き、パターニングデバイスMAの移動はy方向及び−y方向のみである。
[0044] リソグラフィ装置のスループットを最大にすることが望ましい。したがって基板Wを、露光スリットESが第1のターゲット領域T1の露光を完了した位置Y2から、露光スリットESが第2のターゲット領域T2の露光を開始できる位置Y3へと、できる限り迅速に移動させることが望ましい。図3は、従来技術のスキャニング露光方法に従った、第1及び第2のターゲット領域T1、T2の露光中の基板Wの位置、速度、及び加速を表すグラフのセットである。基板の4つの位置Y1〜Y4は図2でラベル付けされており、これらの位置は図3では時間の関数として示される。
[0045] 図3からわかるように、既知のスキャニング露光方法において、基板Wのy方向の位置は第1のターゲット領域T1の露光中に線形に変化する。すなわち、露光スリットESが第1のターゲット領域T1の照明を開始する位置Y1から、露光スリットがターゲット領域の照明を終了する位置Y2まで、基板Wの速度は一定である。グラフからわかるように、位置Y1とY2との間で基板の速度は一定であるため、基板の加速はゼロであり、基板の位置は線形に変化する。基板Wのx方向の位置は、第1のターゲット領域T1のスキャニング露光中は変化しない。
[0046] 第1のターゲット領域T1のスキャニング露光が完了すると、基板Wは、第2のターゲット領域T2のスキャニング露光を開始できるようにするために移動する。この移動は、−y方向の基板Wの加速と、x方向の基板の移動とを含む。−y方向の加速は、基板Wがy方向の移動を停止した後、第1のターゲット領域T1のスキャニング露光中の速度に等しい(符号は反対であるが)速度で移動するものである。−y方向の加速は、図3で概略的に示されている。
[0047] 図3からわかるように、基板が−y方向に加速するのと同時に、基板をx方向に移動させるために、x方向の加速が基板に加えられる。次いで、露光スリットESによる第2のターゲット領域T2の露光に先立ち、基板が正しいx方向位置を得ると基板のx方向移動が止まるように、x方向の基板の速度を低下させるために、反対方向の加速が加えられる。次いで、第2のターゲット領域T2の露光が実施され、基板Wのx方向の位置は露光中固定される。
[0048] 第2のターゲット領域T2のスキャニング露光が実施される時、図3からわかるように、基板Wは−y方向に一定速度を有する。
[0049] 上記及び図3の考察から理解されるように、基板Wはスキャニング露光中、y方向に一定速度を有するが、各スキャニング露光間で速度の符号は変化する。基板テーブルWTの質量が大きいため、スキャニング露光間で必要な方向の変更を達成するために、大幅な力を基板テーブルに加えなければならない。基板テーブルWTを移動させるために使用されるアクチュエータは、作用できる力の大きさが制限されるため、露光されることになる新しいターゲット領域まで基板をx方向に定期的に移動させながらも、アクチュエータがy方向の基板テーブルの動きを停止させ、−y方向(及びその逆)に所望な速度で移動するように基板テーブルを加速させるためには、大幅な時間が必要である。したがって、基板の連続するスキャニング露光間に、大幅な時間期間が経過する場合がある。スキャニング露光間に経過する時間は「ステップ時間」とも呼ぶことができ、各「ステップ」は基板のターゲット領域間のステップである。これは、リソグラフィ装置のスループットに悪影響を与える。したがって、スループットを向上させるために、全基板表面の露光のサイクル時間を減少させることによって、ステップの数、各ステップを実行するための所要時間、及び/又は基板を露光する時の全ステップ時間を、最小限にすることが望ましい。
[0050] 図3に示されるグラフは単なる例であり、例示のためにのみ提供されていることを理解されよう。例えば図3の例では、基板Wの速度は各ターゲット領域T1、T2で等しいが、これは必ずしも必要とは限らない。むしろ、スキャニングの速度はターゲット領域間で異なってよい。例えば基板Wの縁部近くに位置決めされたターゲット領域は、遅いスキャン速度でスキャンされ得る。さらに、図3はy方向の加速及び速度の両方がx方向よりも大きい例を示しているが、これも必ずしも必要とは限らない。他の例では、基板テーブルWTの加速及び速度はx方向及びy方向でほぼ等しくてよい。他の例では、基板テーブルWTのx方向の加速はy方向の加速よりも大きくてよい。同様に、図3には、基板テーブルWTのx方向の比較的短いピーク速度が示されているが、ピーク速度は長期間維持され得ることを理解されよう。
[0051] 図4は、従来技術の支持構造MT’を示す。支持構造MT’はパターニングデバイスMA’を支持するように配置構成される。パターニングデバイスは、スキャニング方向(図4で与えられる空間軸によって示されるx方向)の長さAと、非スキャニング方向(図4で与えられる空間軸によって示されるx方向)の長さBとを有する、パターン付き領域10を備える。パターニングデバイスMA’は、クランプ領域11に位置決めされたクランプによって、支持構造MT’に固定することができる。
[0052] 前述のように、イルミネータILは、放射ビームの断面においてパターン付き領域上に提供されるパターンを付与するように、パターニングデバイスで条件付き放射ビームを誘導する。特に、図4を参照すると、放射ビームPBはパターン付き領域10に入射し、その全体にわたって(第1のスキャン距離の例と見なすことができる距離にわたって)スキャンされる。パターン付き領域10は、基板の各ターゲット領域に適用されることになるイメージを担持する単一イメージフィールドを備える。したがって、基板MA’のパターン付き領域10の各完全スキャンは、基板W’の単一ターゲット領域に(第3のスキャン距離の例と見なすことができる距離にわたって)パターンを付与し、その一部が図5に概略的に示されている。他の例では、パターン付き領域10は個別に露光される複数のフィールドを備えることができ、1つのフィールドが露光される間、他のフィールドはマスキングシステムによってブロックされることを理解されよう。
[0053] 図5には、48のターゲット領域を備える基板W’の一部が示されている。基板W’の各ターゲット領域は、非スキャニング方向に長さC、及びスキャニング方向に長さDを有する。図5の例では、第1のターゲット領域12の露光中、パターニングデバイスMA’はy方向に移動する一方で、基板W’は−y方向(ページの下に向かうターゲット部分12上の矢印で示される)に移動する。(パターニングデバイスMA’の)パターン付き領域10と(基板W’の)ターゲット領域12の両方を完全に通過した後、基板テーブルは、露光のための次のターゲット領域13を準備するために−x方向に移動する。ターゲット領域13の露光中、パターニングデバイスMA’は−y方向に移動するが、基板W’はy方向(ページの上に向かうターゲット部分13上の矢印で示される)に移動する。基板W’の互いのターゲット領域に示される矢印は、そのターゲット領域の露光中の基板の移動方向を示す。スキャン方向は、各スキャン動作でy方向と−y方向が交互に起こることがわかる。
[0054] (ターゲット部分12から始まる)第1行については右から左、第2行については左から右というように、ターゲット領域が順番に処理される図5の例において、基板W’の一部の48のターゲット領域をパターン付き領域10内に含まれるイメージでパターン付与することは、スキャニング(y)方向の48回の変更と、非スキャニング(x)方向の44回の移動が必要である。一般に、基板は約100のターゲット領域からなり得る。したがって、単一基板にパターン付与するための総ステップ時間はかなり長い。
[0055] パターニングデバイスMA’は、スキャニング方向の長さE(第1の範囲の例と見なされ得る)と、非スキャニング方向の長さFとを有する。支持構造MT’は、スキャニング方向の長さGと非スキャニング方向の長さHとを有する。単なる例として、Bはおよそ104mmに等しく、Aはおよそ132mmに等しいものとすることができる。放射ビームPBは、パターニングデバイスMA’と基板との間で4分の1に低減される可能性があるため、Cはおよそ26mm、Dはおよそ33mmであってよい。104mm×132mmの寸法のパターン付き領域が、E及びFが各々およそ152.4mm(6インチ)であるパターニングデバイス上にしばしば提供される。Gは例えば400mmであってよく、Hは340mmであってよい。他の例として、Cはおよそ20mmであってよく、Dはおよそ24mmであってよい。
[0056] 図6は、パターン付き領域の長さがスキャニング方向に拡大されたパターニングデバイスを支持するように配置構成された、支持構造MTを示す。特に、支持構造MTは、パターニングデバイスMAを支持するように構成される。パターニングデバイスMAはパターン付き領域12を備える。パターン付き領域12は、スキャニング方向(図6で与えられる空間軸によって示されるy方向)におよそ2Aの長さを有し、非スキャニング方向(図6で与えられる空間軸によって示されるx方向)に長さBを有する。すなわち、パターニングデバイスMAのパターン付き領域12は、スキャニング方向の長さがパターニングデバイスMA’のパターン付き領域10のおよそ2倍である。パターニングデバイスMAは、クランプ領域11に位置決めされたクランプによって、基板テーブルに固定することができる。
[0057] パターニングデバイスMAは、より長いパターン付き領域12を支持するために、スキャニング方向におよそ2E(第2の範囲の例と見なされ得る)の長さを有し得、非スキャニング方向に長さFを有し得る。支持構造MT’は、スキャニング方向に長さG’を有し、非スキャニング方向に長さH’を有する。上記の例のように、Bはおよそ104mmであってよく、2Aはおよそ264mmであってよい。G’は例えば570mmであってよく、H’は360mmであってよい。
[0058] 図6に示される例において、2Eは12インチに等しく、Fは6インチに等しくてよい。示された実施形態において、パターン付き領域12及びパターニングデバイスMAは、スキャニング方向の長さがそれぞれパターン付き領域10及びパターニングデバイスMA’の長さの2倍であるが、支持構造MTの長さは支持構造MT’の2倍である必要はないことを理解されよう。しかしながら、より一般的に、前述の例示の寸法はすべて単なる例であり、変更可能であることが理解されよう。例えば、パターニングデバイスMAの長さはパターニングデバイスMA’の2倍より長くてよい。
[0059] パターニングデバイスMAのパターン付き領域12は、スキャニング方向の長さがパターニングデバイスMA’のパターン付き領域10の2倍であるため、レーザビームはより長い距離(第2のスキャン距離の例と見なされ得る)にわたってスキャンされ得る。このようにして、基板Wのより大きな領域(第4のスキャン距離の例と見なされ得る)を単一のスキャニング動作で露光することができる。このようにして、基板の各ターゲット領域を露光するために必要なステップ動作の数を減らすことが可能であり、したがって、複数のターゲット領域をスキャンするために必要な総ステップ時間を減らすことができる。
[0060] 図6の例では、パターン付き領域12は、スクライブレーン13によって分けられた2つのフィールド12a、12bを備える。スクライブレーン13の存在によって、パターン付き領域12の長さを、スキャニング方向のパターン付き領域10の2倍以上にすることができる。各フィールド12a、12bは、基板のそれぞれのターゲット領域に加えられることになるパターンを備えることができるが、スクライブレーンは、基板のターゲット部分の間でスキャニング方向に垂直に延在するスクライブレーン14(図7)に対応する。
[0061] 基板Wの一部が、図7に概略的に示されている。図5に示される基板W’の一部と同様に、図7に示される基板Wの一部は、長さD(スキャニング方向)×C(非スキャニング方向)の48のターゲット領域を備える。図7に示される矢印は、各ターゲット部分の露光中の、パターン付きレーザビームPBに対する基板Wの動きを示す。図5と比較すると、2つのターゲット領域が単一のスキャニング動作で露光され得ることがわかる。したがって、基板Wの48のターゲット領域の露光に必要なy方向及びx方向両方の移動方向の変更は、基板W’の48のターゲット領域の露光の半分である。
[0062] さらに、固定最大加速の支持構造MTの場合、各スキャニング動作がより長い距離(第2のスキャン距離と呼ばれることがある)にわたるため、パターニングデバイスMAをスキャンできる速度が上昇する。すなわち支持構造MTは、より長い距離にわたって加速(及び減速)することができる。このスキャン速度の上昇によって、ステップ数の減少によって与えられるよりもさらに、スループットを向上させることが可能である。支持構造MTの最大加速は、支持構造MTの加速に使用されるアクチュエータによって制限することができる。さらに、最大又は最適な加速は、パターニングデバイスMAを支持構造MTに固定するために使用されるクランプ方法によって影響を受ける可能性がある。例えば支持構造MTの加速は、スキャン中のパターニングデバイスMAの滑りを防止するために制限することができる。
[0063] パターン付き領域12はスクライブレーン13によって分けられた2つのフィールド12a、12bを備えるが、他の実施形態において、パターン付き領域は単一のより長いパターン付き領域を備えることができる。例えばパターン付き領域12は、長さ2Aの単一のパターン付き領域を備えることができる。この場合、基板はスキャニング方向に長さ2Dのターゲット部分を備えることができる。すなわち、図7を参照すると、境界14を除去してより長いターゲット領域を提供することができる。
[0064] 支持構造MTは、異なる寸法を有するパターニングデバイスを受け取るように適合することができる。例えばより大きなパターニング領域が有利であり得るが、6×6インチのパターニングデバイスが広く用いられ、既存の6×6インチのパターニングデバイスの大量の在庫が存在する。既存のパターニングデバイスに対処するために、いくつかの実施形態では、支持構造MTを6×6インチのパターニングデバイスを支持するように適合することができる。
[0065] すなわち、いくつかの実施形態において、支持構造MTは、パターニングデバイスMA(例えば、6×12インチであってよい)及びパターニングデバイスMA’(6×6インチであってよい)の両方をサポートすることができる。例えば、異なる基板又は基板の異なる層をスキャンするために、異なるサイズの異なるパターニングデバイスを支持構造MTとともに使用することができる。したがってより一般的には、支持構造は、スキャニング方向の第1の範囲及びスキャニング方向の第2の範囲の両方を有するパターニングデバイスを支持するように構成可能である。
[0066] 拡張パターニングデバイスを支持するために支持構造が拡張される場合、さらに支持構造MTは標準サイズの複数のパターニングデバイス(例えば、複数の6×6インチのパターニングデバイス)を支持するようにも構成可能である。複数のパターニングデバイスを受け入れるための機能を提供することによって、パターニングデバイスの交換にかかる時間を削減することが可能であり、それによってさらにスループットが向上する。図8は、各々がそれぞれのパターン付き領域を有する、2つのパターニングデバイスMA1、MA2を支持する支持構造MTを概略的に示す。パターニングデバイスMA1、MA2は、2つのパターニングサブデバイスを有するパターニングデバイスを提供するものと考えることができる。
[0067] 拡張支持構造MTが標準サイズの単一のパターニングデバイスを支持する場合、単一のパターニングデバイスは、支持構造上のスキャニング方向に沿った任意の位置に位置決めすることができる。しかしながら、制御を容易にし、支持構造MTのダイナミクスを向上させるために、支持構造上の中央位置に単一のパターニングデバイスを位置決めすることが好ましい場合がある。
[0068] ほぼ正方形のパターニングデバイス上に(例えば、2A×Bの寸法の)拡張されたパターン付き領域を提供することが望ましい場合がある。特に、パターニングデバイス製造方法は、正方形のパターニングデバイスが必要であるか又は望ましい場合がある。例えば、寸法2A×Bのパターン付き領域を担持する12×12インチのパターニングデバイスが提供可能である。この場合、(パターン付き領域12と等価の)パターン付き領域を、12×12インチのパターニングデバイス上の中央部分に提供することができる。したがって支持構造MTは、12×12インチのパターニングデバイスを受け入れるように適合することもできる。
[0069] 支持構造MTが12×12インチのパターニングデバイスを支持するように適合される場合、支持構造MTは非スキャニング方向に540mmの長さを有し、スキャニング方向に600の長さを有することができる。より大きなクランプ領域がより大きなパターニングデバイスをより良好に支持できるようにするために、より大きな支持構造を提供することができる。
[0070] 支持構造MTが異なるサイズの複数のパターニングデバイスを受け取ることができる場合、リソグラフィ装置のスキャニング動作を制御するソフトウェアは、使用中の特定のパターニングデバイスに基づいて異なるスキャニング手順を実行するように構成可能である。例えばリソグラフィ装置のオペレータは設定を手動で選択することができる。代替又は追加として、各パターニングデバイスは、自動的に読み取り及び処理することができる(バーコード、QRコード(登録商標)、RFIDタグなどの)マーキング又は信号を備えることができる。代替又は追加として、支持構造MTを監視し、使用中のパターニングデバイスの寸法を自動的に特定するために、(光学、音響などの)感知装置を提供することができる。パターニングデバイスの寸法の特定に応答して、スキャン速度、スキャン長さ、ステップ動作などを含むスキャン設定を選択することができる。
[0071] 例えば、第1のスキャニング動作において、支持構造MTが標準のパターン付き領域10(例えば、スキャニング方向の第1の範囲)を有するパターニングデバイスMA’を支持する旨を決定することができる。この場合、スキャニング動作を制御するソフトウェアは、第1のスキャン速度で実行されることになる、例えば132mmの支持構造についての第1のスキャン距離と、基板テーブルWTの第3のスキャン距離とを、選択することができる。パターニングデバイスMA’のパターニングデバイスMAとの交換を検出すると、スキャニングプロセスを制御するソフトウェアは、パターニングデバイスMAが拡張パターン付き領域12(例えば、スキャニング方向の第2の範囲)を備える旨を決定し、その後、支持構造(例えば、264mm)について第2の(増加された)スキャン距離及び増加されたスキャン速度を、基板テーブルWTについての第4の(増加された)スキャン距離とともに選択することができる。
[0072] パターニングデバイスMA’、MAを、パターニングデバイスハンドリングシステム(図示せず)によって、支持構造MTに供給することができる。パターニングデバイスハンドリングシステムは、オペレータから又は自動化された製作システムからパターニングデバイスを受け取り、パターニングデバイスを支持構造MTに送達する。支持構造MTが複数サイズのパターニングデバイスを支持するように構成されている場合、支持構造MTを供給するように構成されたパターニングデバイスハンドリングシステムは、異なるサイズのパターニングデバイスを受け取ってハンドリングするように、等しく構成することができる。同様に、パターニングデバイスハンドリングシステムは、複数の標準サイズのパターニングデバイスを支持構造に供給するように適合することができる。
[0073] 従来のリソグラフィ装置において、パターニングデバイスのスキャニング移動の方向は、基板のスキャニング移動の方向の反対とすることができる。しかしながら、パターニングデバイスのスキャニング移動の方向は、基板のスキャニング移動の方向と同じであることが可能である。本発明の実施形態は、これらの両方の可能性を包含することができる。
[0074] 以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、説明とは異なる方法でも本発明を実践できることが理解される。この説明は本発明を限定するものではない。
Claims (16)
- パターン付き放射ビームを形成するために放射ビームの断面にパターンを付与することが可能なパターン付き領域を備える、パターニングデバイスを支持するように動作可能な支持構造であって、スキャニング方向に移動可能である、支持構造と、
基板を保持するように動作可能な基板テーブルであって、前記スキャニング方向に移動可能な基板テーブルと、
前記基板の露光域上に前記パターン付き放射ビームを投影するように構成される投影システムと、
を備える、リソグラフィ装置であって、
前記支持構造は、前記スキャニング方向に第1の範囲を有するパターニングデバイスを支持するように動作可能であり、前記スキャニング方向に第2の範囲を有するパターニングデバイスを支持するように動作可能であり、
前記支持構造は、前記スキャニング方向に前記第1の範囲を有するパターニングデバイスを支持する時、単一のスキャニング動作中に第1のスキャン距離だけ移動されるように構成され、また、前記スキャニング方向に前記第2の範囲を有するパターニングデバイスを支持する時、単一のスキャニング動作中に第2のスキャン距離だけ移動されるように構成され、前記第1のスキャン距離は前記第2のスキャン距離と異なり、
前記基板テーブルは、前記支持構造が前記スキャニング方向に前記第1の範囲を有するパターニングデバイスを支持する時、単一のスキャニング動作中に第3のスキャン距離だけ移動されるように構成され、また、前記支持構造が前記スキャニング方向に前記第2の範囲を有するパターニングデバイスを支持する時、単一のスキャニング動作中に第4のスキャン距離だけ移動されるように構成され、前記第3のスキャン距離は前記第4のスキャン距離と異なる、
リソグラフィ装置。 - 前記スキャニング方向に前記第1の範囲を有するパターニングデバイスは、前記スキャニング方向に132mmより少ないか又は等しい長さのパターン付き領域を備え、前記第1のスキャン距離は少なくとも132mmである、請求項1に記載のリソグラフィ装置。
- 前記スキャニング方向に前記第2の範囲を有するパターニングデバイスは、前記スキャニング方向に132mmより大きい長さのパターン付き領域を備え、前記第2のスキャン距離は少なくとも前記第2の範囲に等しい、請求項1又は2に記載のリソグラフィ装置。
- 前記スキャニング方向に前記第2の範囲を有するパターニングデバイスは、前記スキャニング方向に264mm又はそれ以上の長さを有するパターン付き領域を支持する、請求項2に記載のリソグラフィ装置。
- 前記支持構造は、前記スキャニング方向に前記第1の範囲を有し、単一イメージフィールドを備える、パターニングデバイスを支持するように配置構成され、前記リソグラフィ装置は、各スキャニング動作中に前記単一イメージフィールドをスキャンするように動作可能であり、
前記支持構造は、前記スキャニング方向に前記第2の範囲を有し、前記スキャニング方向に互いに隣接して配設された複数のイメージフィールドを備える、パターニングデバイスを支持するように配置構成され、前記リソグラフィ装置は、各スキャニング動作中に前記複数のイメージフィールドの各々をスキャンするように動作可能である、
請求項1から4のいずれか一項に記載のリソグラフィ装置。 - 前記リソグラフィ装置は、前記支持構造が、前記スキャニング方向に前記第1の範囲を有し、単一イメージフィールドを備える、パターニングデバイスを支持する時、各スキャニング動作中に前記基板の単一のターゲット領域を露光するように動作可能であり、
前記リソグラフィ装置は、前記支持構造が、前記スキャニング方向に前記第2の範囲を有し、複数のイメージフィールドを備える、パターニングデバイスを支持する時、各スキャニング動作中に前記基板の複数のターゲット領域を露光するように動作可能であり、前記複数のターゲット領域の各々は、前記スキャニング方向に互いに隣接している、
請求項5に記載のリソグラフィ装置。 - 支持構造は、前記スキャニング方向に前記第2の範囲を有し、単一拡張イメージフィールドを備える、パターニングデバイスを支持するように配置構成され、前記リソグラフィ装置は、各スキャニング動作中に前記単一拡張イメージフィールドをスキャンするように動作可能である、請求項1から6のいずれか一項に記載のリソグラフィ装置。
- 前記リソグラフィ装置は、前記支持構造が、前記スキャニング方向に前記第2の範囲を有し、単一拡張イメージフィールドを備える、パターニングデバイスを支持する時、各スキャニング動作中に前記基板の単一拡張ターゲット領域を露光するように動作可能である、請求項7に記載のリソグラフィ装置。
- 前記基板は複数のターゲット領域を備え、各ターゲット領域は前記非スキャニング方向に1mmから26mmの間の長さを有し、前記スキャニング方向に1mmから66mmの間の長さを有する、請求項1から8のいずれか一項に記載のリソグラフィ装置。
- 前記第1の範囲は6インチであり、前記第2の範囲は12インチである、請求項1から9のいずれか一項に記載のリソグラフィ装置。
- 前記支持構造は、前記スキャニング方向に6インチ及び/又は12インチの長さ、並びに前記非スキャニング方向に6インチ及び/又は12インチの長さの、パターニングデバイスを支持するように配置構成される、請求項1から10のいずれか一項に記載のリソグラフィ装置。
- 前記スキャニング方向に前記第2の範囲を有するパターニングデバイスは、複数のパターニングサブデバイスを備えることができ、各パターニングサブデバイスはそれぞれのパターン付き領域を有する、請求項1から11のいずれか一項に記載のリソグラフィ装置。
- 前記スキャニング方向に前記第2の範囲を有するパターニングデバイスは、各々が前記スキャニング方向に前記第1の範囲を有する2つのパターニングサブデバイスを備えることができる、請求項12に記載のリソグラフィ装置。
- リソグラフィ装置を使用して基板上の露光域を露光する方法であって、
支持構造によって支持されるパターニングデバイスの第1のプロパティを決定し、それに応じてスキャン長さを決定すること、
前記決定されたスキャン長さに従って、前記パターニングデバイスのパターン付き領域にわたりスキャニング方向に放射の露光スリットをスキャンすること、及び、
前記決定されたスキャン長さに従って、前記パターニングデバイスから前記基板の前記露光域へと放射の露光スリットをスキャンすること、
を含む、方法。 - 前記パターニングデバイスの第1のプロパティを決定することは、前記パターニングデバイスの長さ及び/又はスキャニング方向に前記パターン付き領域の長さを決定することを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記パターニングデバイスの第1のプロパティを決定することは、前記第1のパターニングデバイスが複数のパターニングサブデバイスを備えるかどうかを決定することを含む、請求項14又は15に記載の方法。
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