JP3771414B2

JP3771414B2 - リソグラフ投影装置

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Publication number: JP3771414B2
Application number: JP2000065234A
Authority: JP
Inventors: クルイジンガボルガート; エルクデロザンツイザベル
Original assignee: エイエスエムリトグラフィーベスローテンフエンノートシャップ
Priority date: 1999-03-12
Filing date: 2000-03-09
Publication date: 2006-04-26
Anticipated expiration: 2020-03-09
Also published as: JP2000269130A; KR20010006764A; TWI243287B; US6498351B1; KR100536631B1

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は例えば超紫外放射する照明システム、に関するものである。さらに特に本発明はリソグラフ投影装置におけるデバイスの適用に関するものであり、該リソグラフ投影装置は、
放射投影ビームを供給するために構成、配置された照明システムと、
マスクを保持するために構成されたマスクホルダーを備えた第１対物テーブルと、
基板を保持するために構成された基板ホルダーを備えた第２対物テーブルと、マスクの照射された部分を基板のターゲット部分の上へ結像させるために構成、配置された投影システムと
を具備している。
【０００２】
【従来の技術】
説明を簡単にするために、前記投影システムは今後は"レンズ"と呼ぶことにするが、この用語は、例えば、屈折光学装置、反射光学装置、カタディオプトリックシステム、および荷電粒子光学装置を含んだ各種タイプの投影システムを包含するように広く解釈されるべきである。さらに、第１および第２の対物テーブルはそれぞれ“マスクテーブル”および“板テーブル”と呼んでもよい。さらに、前記リソグラフ投影装置は１あるいはそれ以上のマスクテーブルおよび／あるいは１あるいはそれ以上の基板テーブルを有したタイプのものであってもよい。そのような“多段“装置においては、付加的なテーブルを並行して用いてもよく、あるいは１あるいはそれ以上の他の工程を照射のために用いている間に、１あるいはそれ以上の準備的な工程を実行してもよい。例えば、国際特許出願ＷＯ９８／２８６６５およびＷＯ９８／４０７９１には、２段のリソグラフ装置が記載されている。
【０００３】
リソグラフ投影装置は、例えば、集積回路（ＩＣ_S）の製造において用いることができる。そのような場合には、マスク（レチクル）はＩＣの個々の層に対応する回路パターンを有していてもよく、このパターンは光電性材料（抵抗剤）の層を塗布された基板（シリコンウェハー）上のターゲット領域（ダイ）の上へ結像させることができる。一般的には、単一のウェハーが隣接するダイの全てのネットワークを包含しており、該ダイはレチクルを介して１回に１つづつ連続的に照射される。１つのタイプのリソグラフ投影装置においては、各々のダイはレチクルパターンの全体をダイの上に１回の動作で露出することによって照射され、そのような装置は普通ウェハーステップと呼ばれる。他の装置―普通はステップアンドスキャン装置と呼ばれるーにおいては、各々のダイは、与えられた参考方向（“スキャン“方向）の投影ビームによってレチクルパターンを連続的に走査することによって照射され、他方、同時にこの方向と平行に、あるいは反平行にウェハーテーブルを走査し、従って一般的には、前記投影システムは倍率Ｍ（一般的には＜１）を有していて、ウェハーテーブルが走査される場合の速度Ｖはレチクルテーブルが走査される速度のＭ倍になるであろう。ここで述べたようなリソグラフ装置にかかる更なる情報は国際特許出願ＷＯ９７／３３２０５から得ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
リソグラフ装置においては、ウェハー上に結像することのできる像の寸法は投影放射光の波長によって制限される。デバイスの密度のより大きな集積回路を、しかもより速い操作速度で製造するためには、より小さな像を結像させることができることが望ましい。最も最近のリソグラフ投影装置は、水銀ランプあるいはエキシマレーザーによって発生された紫外光を用いるが、これは約１３ｎｍのより短い波長の放射光を用いることが提案されている。そのような放射光は超紫外光（ＥＵＶ）あるいはソフトＸ線と呼ばれ、その有効な光源としては、レーザープラズマ光源あるいは電子貯蔵リングからのシンクロトロン放射光が含まれる。シンクロトロン放射光を用いたリソグラフ投影装置の概略設計は、ジェイ・ビー・マーフィー他によるアプライドオプティックスの１９９３年第３２巻の６９２０−６９２９の第２４頁における“シンクロトロン放射光源とＸ線リソグラフ投影のためのコンデンサー”に記載されている。貯蔵リングから放出されるシンクロトロン放射光は循環している電子ビームを包含する平面内によく局限されるが、これはその平面内では全ての方向へ放出され、十分に投影ビームを発生させるので、このシンクロトロン放射光を広角度の領域から収集することが必要となる。その結果、装置全体が望ましくなく大型となり、特に大型の収集ミラーが必要となる。
【０００５】
超紫外放射光の他の光源として“アンジュレータ”と“ウィグラー”が提案されている。これらのデバイスにおいては、大きな、普通は相対理論的な速度、例えば貯蔵リングにおける速度で進む電子ビームは、一連の領域を横切り、ビームの速度方向とは直角な磁場が確立される。隣接する領域における磁場の方向は互いに逆であり、従って電子はアンジュレーションのある軌道を走行する。このアンジュレーション軌道に沿って電子が横断加速すると、加速の方向に対して直角方向に、即ち偏向のない軌道の方向にマックスウエルの放射光が放出される。そのような放射光源は、大きなｅｔｅｎｄｕｅを有した、例えば、レーザープラズマ光源と比較すると一般的には中間的なあるいは小さなｅｔｅｎｄｕｅを有している。
【０００６】
“ｅｔｅｎｄｕｅ”という用語は光源の寸法と、固定の放出角との積に関係する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、放射光源、特に超紫外放射光源から放出される放射光を、リソグラフ投影装置用のアーチ形あるいはリング形の投影ビームに成型するために用いられる光学システムを提供することにある。
【０００８】
本発明によると、マスク内のマスクパターンを基板上に結像させるためのリソグラフ投影装置において、
放射投影ビームを供給するために構成、配置された照明システムと、
マスクを保持するために構成されたマスクホルダーを備えた第１対物テーブルと、
基板を保持するために構成された基板ホルダーを備えた第２対物テーブルと、
マスクの照射された部分を基板のターゲット部分の上へ結像させるために構成、配置された投影システムとを具備し、前記照明システムが、
前記投影ビームの拡散を制御するために構成、配置された散乱装置を有し、該散乱装置が１次元的な列になった曲がった反射要素からなり、その各々が細い平行入射ビームを扇曲線として反射するような曲線表面に合致し、
さらに、
放射光源から前記散乱装置上へ放射する放射光を向けるために構成、配置された第１中継装置、および、
前記散乱装置のイメージを前記投影システムの入射ひとみ上で発生させるために構成、配置されている、楕円形の直角入射に近いミラーを備える第２中継装置、
を備えることを特徴とするリソグラフ投影装置が提供される。
【０００９】
従って、本発明は、レチクルのためにアーチ形あるいはリング状領域の照明を与え、また投影システムの入射ひとみを良好に充満させるための、リソグラフ装置の中で用いることのできる照明システムを提供する。さらに、本発明はシステム内の磁場マスク（ＲＥＭＡ）と入射ひとみマスク（フィルファクターの制御のため）を位置決めするための設備を作ることを可能にする。
【００１０】
レチクルにおける照明のアーチ形は、（少なくとも）１次元的な列の、例えば、トロイダル形、円筒形、あるいは円錐形のミラーである散乱ミラーによって得られる。大型のｅｔｅｎｄｕｅの光源に関しては、該散乱ミラーは好ましくはミラーの行列であり、その各々は１次元的な列のトロイダル形、円筒形、あるいは円錐形のミラーである。該行列の個々のミラーは、投影ビームの中へ放射光を集中するために個々の方向を向くことができる。小さなｅｔｅｎｄｕｅを有した光源の場合には、入射ひとみの充満を制御、改善するために、第２散乱ミラーをシステム内に導入することができる。該第２散乱ミラーは２次元的な列の非球形ミラーである。
【００１１】
本発明の各種実施例においては、中継（イメージ）ミラーを設けてもよい。例えば、第１散乱ミラーの前方に中継ミラーあるいは収集ミラーを設けて、光源からの光を収集し、それを適当な入射角で第１散乱ミラーへ向けさせることができる。磁場マスクと入射ひとみのマスクのために共役面を作り、その光をレチクルと入射ひとみに向けて、第１散乱ミラーによって反射されたアーチ形ビームの形状を保持し、レチクルにおける照射がリング状領域における形状を有しているようにするために、中継ミラーを第１散乱ミラーの後方に設けてもよい。
【００１２】
第２散乱ミラーを設けるならば、これは中継ミラーと組み合わせて、単一の要素にしてもよい。そのような組み合わせ要素は、散乱機能を発揮するのに効果的で、曲線表面上に重ねられ、焦点機能を発揮するのに効果的な、２次元的な列の球形あるいは非球形のミラーからなっていてもよい。反射損失を減少させるためには、使用する要素の数が少ないほど有利である。
【００１３】
投影ビームの放射光源はアンジュレータあるいはウィグラーであってもよく、これは拡散角度の小さいビームの中へ狭域波長の放射光を放出することができ、またあるいは広い領域へ放射光を放出するレーザープラズマ光源であってもよい。本発明による単純な収集光学装置は、設備の出力を強化し、リソグラフ投影装置のための良好に成形された投影ビームの発生を可能にする。
【００１４】
本発明はまたリソグラフ投影装置を用いたデバイス製作方法において、
少なくとも部分的にエネルギー敏感材料の層で被覆された基板を準備することと、
パターンを含んだマスクを準備することと、
前記マスクパターンの少なくとも一部分のイメージを、前記エネルギー敏感材料の層のターゲット領域上へ投影するために、放射光の投影ビームを用いることと、
散乱装置を用いて、リソグラフ投影装置の照明システムの中で該投影ビームの拡散を制御することとを備え、該散乱装置が１次元的な列になった曲がった反射要素からなり、その各々が細い平行入射ビームを扇曲線として反射するような曲線表面に合致し、更に、
第１中継装置によって放射光源から前記散乱装置上へ放射光を向けて前記投影ビームを形成することと、
楕円形の、直角入射に近いミラーを有する第２中継装置によって前記散乱装置のイメージを前記投影システムの入射ひとみ上で発生させること
を備えることを特徴とするデバイス製作方法を提供する。
【００１５】
本発明によるリソグラフ投影装置を用いる製造工程においては、マスク内のパターンが、少なくとも部分的にエネルギー敏感材料（レジスト）の層によって被覆された基板上に結像される。この結像工程の前に、該基板は下塗りや、レジスト塗布、ソフトベーキングのような各種の工程を経る。照射後は、該基板は他の工程、例えば照射後ベーキング（ＰＥＢ），現像、ハードベーキング、結像イメージの測定／検査を受ける。この一連の工程はデバイス、例えばＩＣの個々の層をパターン化するための基本として用いられる。そのようなパターン化された層は次に、食刻、イオン注入（ドーピング）、金属化処理、酸化処理、化学の機械研磨、等の各種工程を経るが、これら全ては個々の層を完成させようとするものである。複数の層が必要な場合には、各々の新しい層に対して全ての工程、あるいはその変形工程を繰り返さなければならないであろう。最終的に、デバイスの列が基板（ウェハー）上に存在することになるであろう。これらのデバイスは次に、方形切断あるいは鋸引き切断のような技術によって互いに分離され、個々のデバイスはピン等に接続されたキャリヤの上に積まれる。そのような工程に関する更なる情報は、例えば、１９９７年のマグロウヒル社刊のピーターファンザント著による書籍“マイクロチップ製造：半導体処理の実際ガイド“第３巻，ＩＳＢＭ０−０７−０６７２５０−４から得ることができる。
【００１６】
本発明による装置は本明細書の中で特定的にＩＣ製造しているが、本発明の装置は多くの他用途で使用が可能であることを特に理解しなければならない。例えば、集積光学装置を製作する場合に、磁気ドメインメモリーのためのガイドパターンや検出パターン、液晶指示パネル、薄膜磁気ヘッド、などを用いてもよい。そのようなその他の使用法に関する文献において、当業者は、この明細書における“レチクル“、“ウェハー“、あるいは“ダイ”という用語はもっと一般的な用語“マスク“、“基板“、および“ターゲット領域”として考えるべきであることについて理解するであろう。
【００１７】
本発明とその付属的な利点は、例示的な実施例とそれに添付図面を参照しながら、以下記載する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
各種の図面において、類似の部品は類似の参照番号によって示されている。
【００１９】
実施例１
図１は本発明によるリソグラフ投影装置１を概略的に示している。該装置は、
・ＥＵＶ放射の投影ビームＰＢを供給するための放射システムＬＡ，ＩＬと、
・マスクＭＡ（たとえばレチクル）を保持するためのマスクホルダーを備え、アイテムＰＬに関してマスクを正確に位置決めするための第１決め装置ＰＭに連結された第１対物テーブル（マスクテーブル）ＭＴと、
・基板Ｗ（例えば抵抗剤を塗布したシリコンウェハー）を保持するための基板ホルダーを備え、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位置決め装置ＰＷに連結された第２対物テーブル（基板テーブル）ＷＴと、
・マスクＭＡの照射された部分を基板Ｗのターゲット部分Ｃ（ダイ）の上へ結像させるための投影システム（“レンズ“）ＰＬ（例えば屈折システム、あるいはカタディオプトリックシステム、あるいは反射システム）
とからなっている。
【００２０】
前記照射システムは放射ビームを発生させる源ＬＡ（例えば貯蔵リングあるいはシンクロトロンにおける電子ビームの軌道の周囲に設けられたアンジュレータあるいはウィグラー）を有している。このビームは照明システム（“レンズ“）ＩＬ（ここではまた照明システムと呼ぶことにする。）の中に含まれる各種の光学要素に沿って通過し、従って結果として得られるビームＰＢは、該投影システムとマスクの入射ひとみに対して、望みの形状と強度分布を与えることができるように収集される。
【００２１】
前記ビームＰＢは次にマスクテーブルＭＴ上のマスクホルダーに保持されているマスクＭＡ上に衝突する。該ビームＰＢは、マスクＭＡによって選択的に反射された後、レンズＰＬを貫通し、該レンズがビームＰＢを基板Ｗのターゲット領域Ｃ上で焦点を合わせる。干渉変位測定装置ＩＦと位置きめ装置ＰＷとを用いることによって、前記基板テーブルＷＴは正確に移動させることができ、例えば、ビームＰＢの軌道内に異なったターゲット領域Ｃを位置決めすることができる。同様に、位置決め装置ＰＭと干渉変位測定装置ＩＦもマスクＭＡをビームＰＢの軌道に関して正確に位置決めすることができ、例えば、マスクＭＡをマスクライブラリーから機械的に検索した後に正確に位置決めすることができる。一般的には、対物テーブルＭＴとＷＴの動きは、図１には明確に示していないが、長行程モジュール（粗位置決め）と短行程モジュール（微位置決め）とによって行われる。
【００２２】
図示された装置は２つの異なったモジュールにおいて用いることができる。即ち、
・ステップモード。マスクテーブルＭＴは本質的に静止状態に保持され、全体的なマスクイメージがターゲット領域Ｃ上に一回の動作で投影される（即ち単一“フラッシュ“）。前記基板テーブルＷＴが次にｘ方向および／あるいはｙ方向に移動され、従って異なったターゲット領域ＣをビームＰＢによって照射することができる。
・スキャンモード。与えられたターゲット領域Ｃが単一“フラッシュ”によって照射されないという点以外は同じことである。代わりに、マスクテーブルＭＴが速度Ｖで与えられた方向（いわゆる“スキャン方向“、例えば、Ｘ方向）に移動可能になっており、従って、投影ビームＰＢはマスクイメージ上を走査させられ、同時に、基板テーブルＷＴは速度Ｖ＝Ｍｖで同一の方向あるいは反対の方向へ同期的に移動され、ここでＭはレンズＰＬの強度（典型的にはＭ＝１／４あるいは１／５）である。このようにして、比較的大きなターゲット領域Ｃが、解像度に関して妥協する必要なしに照射することができる。
【００２３】
図２において概略的に示したように、前記照明システムＩＬは貯蔵リングあるいはシンクロトロン（図示せず）の中で循環する電子ビーム１１の軌道の周囲に配置された、放射源であるアジュレータあるはウィグラー１０からの放射光を受け留めている。該アジュレータあるいはウィグラー１０は一連の磁石（例えば電磁石）からなり、これは方向を交播する磁場領域を発生させるためのものであり、電子ビームをある波動軌道にのせて、それによってマックスウエル放射光を発生させる。放射光の望みの強度と波長とを発生させるために、前記領域の数と配置、磁場の強度、および電子ビームの寸法および速度を適当に選択することができる。
【００２４】
前記照明システムＩＬは光源からの光線を収集し、マスクにおいて反射させた後、投影システムＰＬの中へ向かわせる。該マスクは投影システムの対物面に位置している。該マスクの照明領域はリング状領域の形状を有している。該照明システムのイメージ特性は、散乱ミラーが零出力であるという限定的な場合に、その照明用光学装置が投影システムの入射ひとみにおいて光源のイメージを発生するようなものになっている。従って、前記マスクはコンデンサーの開口ストッパーであり、投影システムの磁場ストッパーである。前記照明システムＩＬは投影ビーム１２の光路に沿って以下の構成要素、即ち、
・くびれビーム１２ａを第１散乱ミラー１４上に結像させるための第１中継ミラー１３と、
・光線を扇曲線形にして分散させるための第１散乱ミラー１４と、
・第１散乱ミラー１４を投影システムＰＬの入射ひとみ１８上に結像させるための第２中継ミラー１５と、
・前記投影システムＰＬの入射ひとみを望みのビーム形状および断面によって、例えば均等的に満たすために、光線を分散させるための第２散乱ミラー１６とからなっている。
【００２５】
このシステムにおいては、前記第１および第２の中継ミラーは、第１散乱ミラーにおいて、また投影システムの入射ひとみにおいて、光源の良好な像を提供するために最適化されている。
【００２６】
図２はまた投影ビーム１２を選択的に反射させて、投影システムＰＬの入射ひとみ１８の中へ入れるマスク１７を示している。
【００２７】
前記第１中継ミラー１３はトロイダル形状になっており、投影ビームは限界見通し角で反射されて、俯角入射反射体の第１散乱ミラー１４へ向かう。該第１散乱ミラー１４は図３において拡大表示され、一方向の列になったトロイダル形のミラー要素１４ａを有しており、図３においては４個の要素が示されているが、実際にはもっと多く、例えば６個あるいは１２個になっていてもよい。（この明細書においては“トロイダル”という用語はミラーの反射面がトロイダル状面の一部のみに一致していることを示している。）前記列の各々の要素の形状と要素間の間隙は、マスクにおける照明の寸法および均等性を制御する。図４には第１散乱ミラー１４に関する３つの選択的な断面が示されている。そこでわかるように、該第１散乱ミラー１４は該１４ａで示されたような全てが凸状になった要素と、１４ｂで示されたような全てが凹状になった要素と、１４ｃで示されたような交互に凹状、凸状になった要素からなっていてもよい。もし望みならば他の組み合わせを採用してもよい。この散乱ミラーにおける入射角もまたマスクにおけるリング磁場の曲率半径を決定する要因である。ある種の実施例においては、前記第１散乱ミラーの要素は環状面よりも円筒状あるいは円錐状になっていてもよい。（ここで“円筒状“あるいは“円錐状”という用語は、その反射面がそのケースにもよるが円筒面あるいは円錐面の一部のみと一致することを示している。）
【００２８】
図５には第１散乱ミラー１４の効果が示されている。明確さのために、該ミラー１４はこの図では平坦なものとして示されているが、要素の曲線部を説明しようとするものではない。しかしながら、ミラーは実際には上述したような形状になっているであろう。前記ミラーの効果は、ミラー面へのその投影部ｉ'がトロイダル状要素１４ａの軸線に平行になるような方向へ入射しくる、細い平行ビームｉを考えることによって、最もよく理解できるであろう。また、垂直線ｎからビームｉへの入射角が大きい。図５に示したように、反射ビームｒは、要素１４ａの表面の輪郭および投影ビームの入射角に応じた、アーチ状の断面ｃを有した扇状曲線になる。
【００２９】
前記第２中継ミラー１５は楕円形になっており、マスク１７に比較的接近している。他の実施例においても楕円形のミラーを用いてもよい。第１散乱ミラー１４を入射ひとみ１８の上へ結像させるのと同じように、前記ミラーは入射角が直角に近いミラーになっており、投影ビーム１２を折りたたみ、マスクを都合よく方向付けることが可能になる。第２散乱ミラー１６も同様に前記第２中継ミラー１５およびマスク１７に接近しており、平坦な基板の上に２次元的な正方形あるいは六角形の列になった、凸状あるいは凹状になった球形、非球形、あるいは環状のミラーを有している。各々の要素の間隔、分布（長方形あるいは六角形）曲率半径およびその形状が、入射ひとみにおける照明の均等性、フィルファクター、およびその形状を制御する。従って、これらのファクターは、本発明の特定の実施例に関して望みの効果を得るために選択することができる。前記第２散乱ミラー１６は投影システムの入射ひとみ１８が適当に充満され、かつマスクの上の投影照射の入射角が適当になることを保証する。好ましくは垂直入射からの角度が小さくなければならず、本実施例においては約５．４９度である必要がある。前記第２中継ミラーと第２散乱ミラーとは両方とも垂直入射に近い反射体である。
【００３０】
前記第２散乱ミラー１６は、入射ひとみ１８の照明のフィルファクターと形状とを制御するために、他の形状のミラーと交換してもよい。
【００３１】
本発明において要求されるミラーの表面は複雑であるが、既知の技術を用いて製作することができる。ミラーにおけるある種の表面上の不規則性は許容することができ、このことは一般的にイメージの品質の低下よりも、出力の損失という結果になることに注意しよう。
【００３２】
前述した第１および第２の散乱ミラー１４，１６はガラス基板あるいは金属基板を磨くことによって製作してもよい。あるいは、それらは表面ホログラムによって形成されても、あるいは感光性耐食膜あるいはＸ線リソグラフの電子ビームの直接照射によって形成された微小要素の列によって形成してもよい。
【００３３】
前述した光学システムのパラメータおよび寸法は、システム全体の特定の機械的な包絡範囲や、リング磁場の形状、寸法、および入射ひとみの直径およびフィルファクターのような設計標準に関して、設計、選択されてきている。この設計標準に対する全ての変更に合致するように、最適の寸法およびパラメータを変更あるいは一定の率で変更することが認められている。
【００３４】
この実施例においては、第２散乱ミラーの近くに磁場マスクが設けられ、該第２散乱ミラーと第２中継ミラーとの間に入射ひとみが設けられている。これらの要素は明確性のために図２からは省略されている。
【００３５】
実施例２
本発明の第２実施例においては、図６に示したように、照明システム３は機能的には第１実施例のそれと同じであるが、３つの要素しか有していない。前記第２中継ミラー１５と第２散乱ミラー１６とは、第１散乱ミラーを入射ひとみ１８上で効果的に焦点を合わせるために、曲線基板上の周期的な散乱構造を重ね合わせることにより、単一の第３ミラー１９に組み合わせられる。このことは、散乱構造の重ねあわせを行う前の基板、即ち第２中継ミラーの表面の曲率半径が大きいので、比較的容易に行うことができる。
【００３６】
第２実施例においては、図２と図６を比較することからわかるように、装置の配置が第１実施例とはわずかに異なっている。
【００３７】
実施例３
本発明の第３の実施例においては、照明システム４は第２の実施例の照明システム３と類似しているが、付加的な第３の中継ミラー２０を有しており、その他の幾つかの要素の配置が調節されている。図７でわかるように、入射ビームは、図６に関して前述した第２実施例におけるのと同様に、第１中継ミラー１３および第１散乱ミラー１４において、限界見通し角で反射される。しかしながら、第３実施例においては、ビーム１２は第２中継ミラー１５に直角に近い角度で入射して、これもまた直角に近い入射角で第２散乱ミラー１６へ向けられる。前記第３中継ミラー２０は成形されたビームをマスク１７の上へ適当な角度で導き、その反射光（パターン化された）が投影システムＰＬの入射ひとみ１８の中へ、望み通りに入っていく。
【００３８】
前記第３中継ミラーは楕円形になっており、第２中継ミラー１５によって発生された第１散乱ミラー１３の中間イメージを投影システムＰＬの入射ひとみ１８の上へ結像させる。第２および第３の中継ミラーの強度は、第２散乱ミラー１６がマスク１７の共役面の近くに位置するように選択される。前記第３中継ミラー２０は入射ひとみ１８およびマスク１７のシステム共役面の中へ入り込み、入射ひとみと磁場マスクとは望み通りに配置することができる。
【００３９】
実施例４
本発明の第４の実施例が図８に概略的に示されている。これはより大型のｅ'ｔｅｎｄｕｅ（レーザープラズマやその他の類似の光源）の光源とともに用いるのにより適している照明システムを有している。図８においては、光源２１は大きな放射角を有した小さな光源として示されている。照明用光学装置が光源から光を収集し、それをマスク（あるいはレチクル）において反射させた後、投影システムへ向けさせる。該マスクは投影システムの対物面に位置している。該マスクの照明は均等であり、アーチ形（リング状領域）になっている。今までの実施例と同様に、レチクルは投影システムの磁場絞りであり、照明システムの開口絞りである。該照明システムの中では、レチクルの共役面と投影システムの入射ひとみが存在し、それらは磁場と入射ひとみを位置決めするのに適している。また光源からレチクルへの光路に沿って、前記照明システムは以下の要素、即ち
・光源からの光を散乱ミラー１４'上に収集するための収集ミラー１３'と、
・上記光を扇曲線状に分散させ、それを想像上の平面２２へ向けるための散乱ミラー１４'であって、該平面２２において該散乱ミラー１４'によって発生された異なったビームが同期し、アーチ状の領域を均等に照明する、その散乱ミラーと、
・該散乱ミラー１４'を投影システムの入射ひとみの共役面２３の上へ結像させるための第１中継ミラー１５と、
・前記光をレチクル１７の方へ向け、散乱ミラー１４'を投影システムの入射ひとみの上へ結像させるための第２中継ミラー２０
とからなっている。
【００４０】
前記収集ミラー１３'は非球形状（例えば楕円形）になっており、できるだけ多量の光を光源から収集するように最適化されていなければならない。大きなｅ'ｔｅｎｄｕｅを備えた光源のために、このミラーは直角入射に近いミラーである必要がある。
【００４１】
前記散乱ミラー１４'は俯角入射角で用いられる。それはミラーの行列であり、各々の１つは１次元の非球形状の（例えば円筒形あるいは環状形）ミラーの列である。各々のミラーが曲線ビームを反射する。行列状になったミラーは揺動および／あるいは回転され、それらの反射ビームは想像平面２２において、与えられた距離のところで同期し、この平面の中でアーチ形の領域（リング状領域）を均等に照明する。アーチの形状と寸法は、１次元の列の円筒形あるいは環状形の入射角、形状、間隔によって変わる。
【００４２】
反射ビームが合流する前記想像上の平面２２は、散乱ミラー１４'に追従する２つの中継ミラーの１あるいは２つによって（図８参照）形成されたレチクルの共役面である。図８においては、該平面２２は第１中継ミラー１４'の前方に配置されているのが示されているが、それはまた後方に配置してもよい。あらゆる磁場マスクはこの平面２２において、あるいはその近くに配置することができる。小さなｅｔｅｎｄｕｅを備えた光源の場合には、第２散乱ミラーは入射ひとみの充満度の制御のために必要であり、該ミラーはこの表面の近くに配置しなければならない。この場合には、第４実施例は第３実施例と非常に類似している。
【００４３】
２つの中継ミラー１５と２０は直角入射に近い入射角で用いられる非球形ミラーである。第１の中継ミラーは想像上の平面２３において散乱ミラーのイメージを発生し、これは投影システムの入射ひとみの共役面である。必要な全ての入射ひとみのマスクはこの平面２３において、あるいはその近くに配置することができる。最後に、第２中継ミラーはこの中間共役面２３のイメージを投影システムの入射ひとみ上に発生させる。同時に、該中継ミラーは平面２２の良好なイメージをレチクル上に発生させ、それらは照明領域の曲線形状を保持し、従ってレチクルの照明もまたリング状領域の形状を有することになる。このシステムにおいては、中継ミラーの形状は、散乱ミラーと、投影システムの入射ひとみとの間、およびレチクルとその共役面（平面２３）との間に、良好なイメージを提供するために最適化される。例えば、それらは楕円形のミラーであってもよい。
【００４４】
本発明の特定の実施例について述べてきたが、本発明は記載した以外で実行してもよいことがわかるであろう。この記述は本発明を限定しようとするものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例によるリソグラフ投影装置の図である。
【図２】前記第１実施例の照明用光学装置の関連要素の図線図である。
【図３】図２における照明用光学装置のにおける第１散乱ミラーの図である。
【図４】図２の照明用光学装置における第１散乱ミラーに関する、３つの選択的な断面を示す図である。
【図５】第１散乱ミラーの効果を説明する参照図である。
【図６】本発明の第２実施例の照明用光学装置の関連要素の図である。
【図７】本発明の第３実施例の照明用光学装置の関連要素の図である。
【図８】本発明の第４実施例の照明用光学装置の関連要素の図である。

Claims

マスク内のマスクパターンを基板上に結像させるためのリソグラフ投影装置において、
放射投影ビームを供給するために構成、配置された照明システムと、
マスクを保持するために構成されたマスクホルダーを備えた第１対物テーブルと、
基板を保持するために構成された基板ホルダーを備えた第２対物テーブルと、
マスクの照射された部分を基板のターゲット部分の上へ結像させるために構成、配置された投影システムとを具備し、前記照明システムが、
前記投影ビームの拡散を制御するために構成、配置された散乱装置を有し、該散乱装置が１次元的な列になった曲がった反射要素を含み、その各々が細い平行入射ビームを扇曲線として反射するような曲線表面に合致し、
さらに、
放射光源から前記散乱装置上へ放射する放射光を向けるために構成、配置された第１中継装置、および、
前記散乱装置のイメージを前記投影システムの入射ひとみ上で発生させるために構成、配置されている、楕円形の直角入射に近いミラーを備える第２中継装置、
を備えることを特徴とするリソグラフ投影装置。
さらに、荷電粒子ビームあるいはレーザープラズマ源の軌道の周囲に設けられたアンジュレータあるいはウィグラーからなる放射光源を具備している請求の範囲第１項記載のリソグラフ投影装置。
前記投影ビームが超紫外放射光からなり、これが例えば８ないし２０ｎｍ、特に９ないし１６ｎｍの波長を有している、請求の範囲第１項または２項記載のリソグラフ投影装置。
リソグラフ投影装置を用いたデバイス製作方法において、
少なくとも部分的にエネルギー敏感材料の層で被覆された基板を準備することと、
パターンを含んだマスクを準備することと、
前記マスクパターンの少なくとも一部分のイメージを、前記エネルギー敏感材料の層のターゲット領域上へ投影するために、放射光の投影ビームを用いることと、
散乱装置を用いて、リソグラフ投影装置の照明システムの中で該投影ビームの拡散を制御することとを備え、該散乱装置が１次元的な列になった曲がった反射要素を含み、その各々が細い平行入射ビームを扇曲線として反射するような曲線表面に合致し、更に、
第１中継装置によって放射光源から前記散乱装置上へ放射光を向けて前記投影ビームを形成することと、
楕円形の、直角入射に近いミラーを有する第２中継装置によって前記散乱装置のイメージを前記投影システムの入射ひとみ上で発生させること
を備えることを特徴とするデバイス製作方法。