JP4238186B2 - ミラー及びミラーを備えたリソグラフィック装置 - Google Patents
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Description
−投影放射ビームを供給するための放射システムと、
−投影ビームを所望のパターンに従ってパターン化するべく機能するパターン化手段を支持するための支持構造と、
−基板を保持するための基板テーブルと、
−パターン化されたビームを基板の目標部分に投射するための投影システムと、
−鏡映表面を個々に有する1つ又は複数のミラーと
を備えたリソグラフィック投影装置に関する。また、本発明は、このようなリソグラフィック装置を使用したデバイス製造方法及びこのような方法又は装置を使用して製造されたデバイスに関する。
−少なくとも一部が放射線感応材料の層で被覆された基板を提供するステップと、
−放射システムを使用して投影放射ビームを提供するステップと、
−投影ビームの断面をパターン化するためのパターン化手段を使用するステップと、
−鏡映表面を個々に有する1つ又は複数のミラーを提供するステップと
を含み、本発明によるミラー、すなわちBe、B、C、P、S、K、Ca、Sc、Br、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ba、La、Ce、Pr、Pa及びUのうちの少なくとも1つから選択された材料からなる1つ又は複数の突起を備えた鏡映表面を有するミラーからなるミラーの少なくとも1つに投影ビーム(PB)を提供するステップを特徴とするデバイス製造方法が提供される。
−マスク:マスクの概念についてはリソグラフィにおいては良く知られており、バイナリ、交番移相及び減衰移相などのマスク・タイプ、及び様々なハイブリッド・マスク・タイプが知られている。このようなマスクを放射ビーム中に配置することにより、マスクに衝突する放射をマスク上のパターンに従って選択的に透過させ(透過型マスクの場合)、或いは選択的に反射させている(反射型マスクの場合)。マスクの場合、支持構造は、通常、入射する放射ビーム中の所望の位置に確実にマスクを保持することができ、かつ、必要に応じてマスクをビームに対して確実に移動させることができるマスク・テーブルである。
−プログラム可能ミラー・アレイ:粘弾性制御層及び反射型表面を有するマトリックス処理可能表面は、このようなデバイスの実施例の1つである。このような装置の基礎をなしている基本原理は、(たとえば)反射型表面の処理領域が入射光を回折光として反射し、一方、未処理領域が入射光を非回折光として反射することである。適切なフィルタを使用することにより、前記非回折光を反射ビームからフィルタ除去し、回折光のみを残すことができるため、この方法により、マトリックス処理可能表面の処理パターンに従ってビームがパターン化される。プログラム可能ミラー・アレイの代替実施例には、マトリックス配列された微小ミラーが使用されている。微小ミラーの各々は、適切な局部電界を印加することによって、或いは圧電駆動手段を使用することによって、1つの軸の周りに個々に傾斜させることができる。この場合も、微小ミラーは、入射する放射ビームを反射する方向が、処理済みミラーと未処理ミラーとでそれぞれ異なるようにマトリックス処理することが可能であり、この方法により、マトリックス処理可能ミラーの処理パターンに従って反射ビームがパターン化される。必要なマトリックス処理は、適切な電子手段を使用して実行される。上で説明したいずれの状況においても、パターン化手段は、1つ又は複数のプログラム可能ミラー・アレイを備えている。上で参照したミラー・アレイに関する詳細な情報については、たとえば、いずれも参照により本明細書に組み込まれている米国特許US5,296,891号及びUS5,523,193号、並びにPCT特許出願WO98/38597号及びWO98/33096号を参照されたい。プログラム可能ミラー・アレイの場合、前記支持構造は、たとえば、必要に応じて固定又は移動させることができるフレーム又はテーブルとして具体化されている。
−プログラム可能LCDアレイ:参照により本明細書に組み込まれている米国特許US5,229,872号に、このような構造の実施例の1つが記載されている。この場合の支持構造も、プログラム可能ミラー・アレイの場合と同様、たとえば、必要に応じて固定又は移動させることができるフレーム又はテーブルとして具体化されている。
この実施例では、図1及び2を参照して、リソグラフィック装置についてその概要を説明し、また、図3及び4を参照して、本発明によるミラーの概要を説明する。
−投影放射ビームPB(たとえば157nm放射)を供給するための放射システムLA(放射源を備えている)、ビーム拡大器Ex及び照明システム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・ホルダを備えた、アイテムPLに対してマスクを正確に位置決めするための第1の位置決め手段PMに接続された第1の対物テーブル(マスク・テーブル)MTと、
−基板W(たとえばレジスト被覆シリコン・ウェハ)を保持するための基板ホルダを備えた、アイテムPLに対して基板を正確に位置決めするための第2の位置決め手段PWに接続された第2の対物テーブル(基板テーブル)WTと、
−マスクMAの照射部分を基板Wの目標部分C(たとえば1つ又は複数のダイからなっている)に結像させるための投影システム(「レンズ」)PL(たとえば屈折レンズ光学系、カタディオプトリック光学系又は反射光学系)とを備えている。
1.ステップ・モードでは、マスク・テーブルMTは、基本的に静止状態に維持され、マスク画像全体が目標部分Cに1回の照射(すなわち単一「フラッシュ」で)投影される。次に、基板テーブルWTがx及び/又はy方向にシフトされ、異なる目標部分CがビームPBによって照射される。
2.走査モードでは、所与の目標部分Cが単一「フラッシュ」に露光されない点を除き、ステップ・モードと基本的に同じシナリオが適用される。走査モードでは、マスク・テーブルMTを所与の方向(いわゆる「走査方向」、たとえばy方向)に速度νで移動させることができるため、投影ビームPBでマスク画像を走査し、かつ、基板テーブルWTを同時に同じ方向若しくは逆方向に、速度V=Mνで移動させることができる。MはレンズPLの倍率である(通常、M=1/4若しくはM=1/5)。この方法によれば、解像度を犠牲にすることなく、比較的大きい目標部分Cを露光することができる。
第2の実施例では、突起は、図5に示すように、入射角が0°と90°の間のEUV放射からなる投影ビームの一部のEUV放射が1つの突起のみを通過するように配列され、或いは投影ビームPBの実質的にすべての部分が1つの突起のみを通過するように配列されている。
第3の実施例では、図6及び7を参照して説明するように、突起のプロファイルが、所望の放射、たとえば13.5nm若しくは他のEUV波長で最適化すなわちブレーズ化することができる回折格子を形成している。別法としては、他の波長、たとえばUV、VIS或いはIR波長で回折格子を最適化すなわちブレーズ化することも可能である。
OPD=m.λeuv (1)
になるように配列されている。上式でmは整数であり、λeuvは、所望する放射の波長、たとえば13.5nmである。他の放射(望ましくない放射)のOPDに対しては、通常、式(1)は同時には成立しない。たとえばいくつかの波長に対しては、OPDは、望ましくない放射レンジにおける波長の整数倍+1/2波長である(当分野で知られているように)。つまり、
OPD=(m+1/2).λud (2)
で与えられる。上式でmは整数であり、λudは、望ましくない放射の波長である。
前述の実施例では、リソグラフィック装置についてその概要を説明し、かつ、Be、B、C、P、S、K、Ca、Sc、Br、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ba、La、Ce、Pr、Pa及びUのうちの少なくとも1つから選択された材料からなる1つ又は複数の突起を備えたミラーについて説明した。実施例4では、図8及び9を参照して説明するように、複数の異なる材料からなる少なくとも2つの異なる突起を備えたミラーについて説明する。実施例4では、ミラー300は、異なる突起(すなわち第1の突起及び第2の突起)を備えた鏡映表面を備えている。
この実施例では、本発明によるミラー300(たとえば上で言及した実施例の1つに記載されているミラー)は、ミラー300と熱接触している冷却エレメントを備えている(たとえばEP 1197803号の図2を参照されたい)。使用中の前述の実施例のうちのいずれかのミラーを冷却するための冷却チャネルが、ミラーの背面に設けられているか或いはミラーのボディに組み込まれている。適切な冷却液が冷却チャネルを通って流れ、それによりミラーが所望の温度に維持される。
この実施例では、本発明によるミラー300は、実施例4による異なる材料からなる突起を有する多層膜反射鏡である。
この実施例では、本発明によるミラー300は、実施例2で説明したミラー(とりわけ図5)からなっているが、突起(図4の参照符号LP1、LP2等及び図5の参照符号301)の長さ380≪突起の周期p、になっている。この方法によれば、突起の頂部表面における所望する放射の可能回折損失が最小化される。たとえば長さ380:pの比率は、1:5に等しいか或いはそれより小さく、また、たとえば突起の長さ380は150nmであり、周期pは1250nmである。他の実施例では、投影ビームPBは、正確に1つの突起のみを通過している。図5に示す突起301の材料は、Be、B、C、Si、P、S、K、Ca、Sc、Br、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ba、La、Ce、Pr、Pa及びUから選択することができる。たとえばB、C、Mo、Nb或いはSiを選択することができるが、Si3N4を選択することも可能である。また、たとえばB4C或いはSiCなど、材料の組合せを選択することも可能である。
この実施例では、本発明によるミラー300は、グレージング入射反射鏡である。鏡映表面に対する入射角は、約75°から85°である(たとえば図6のαを参照されたい)。この実施例では、突起は、単一突起としてであれ、或いは第1及び第2の突起としてであれ、放射コレクタ10の上に存在している(図2を参照されたい)。一般的には、本発明による光フィルタの場合、バーチャル・ソース・ポイント12(図2の実施例1を参照されたい)の場合と同様、ミラーにはビームが集束する前段に突起を持たせることが有利である。
この実施例では、突起は、単一突起としてであれ、或いは第1及び第2の突起としてであれ、図2に示すミラー11の上に存在している。
この実施例では、突起は、単一突起としてであれ、或いは第1及び第2の突起としてであれ、垂直入射ミラー13若しくは14の上に存在している。
この実施例では、たとえばリソグラフィック装置の投影ビームに使用される放射は、たとえば8nmから20nmの範囲の波長、とりわけ9nmから16nmの範囲のたとえば13.5nmの波長を有する極紫外線放射からなっている。
図8を参照すると、この実施例は、突起LP1a及びLP1bが約100nmから10μmの周期pを有し(第1及び第2の突起の周期が相俟って鋸歯プロファイルを形成している)、突起の高さh1が約10〜500nm(第1の突起LP1a)、たとえば約10〜100nmであるミラー300を示している。ブレーズ角(したがって第2の突起の高さ)は、特定の入射角、たとえば垂直入射における光路長が表面上で一定になるように(或いは波長の整数倍の量でのみ変化するように)選択することができる。つまり、たとえばh2*n2+(h1−h2)*1=h1*n1を満足するように選択することができる。たとえば屈折率n1すなわち材料m1を0.96(Zr)、屈折率n2すなわち材料m2を0.92(Mo)、高さh1を100と仮定すると、高さh2は50nmになる。高さ、周期及び材料は、適用する入射角に応じて選択することができる。
図9を参照すると、積層方形波プロファイルを突起LP1a及びLP1bに持たせることができる。突起は、ミラー300上に積層配列された正方形若しくは長方形の構造を有している。突起LP1a及びLP1bは、約100nmから10μmの周期pを有している(第1の突起LP1a及び第2の突起LP1bの周期が相俟って方形波プロファイルを形成している)。突起の高さ(h1)は、約10〜500nm(第1の突起LP1a)である。他の実施例では、突起の高さh1は、約10〜100nmである。第2の突起LP1bの高さh2は、特定の入射角、たとえば垂直入射における光路長が表面上で一定になるように(或いは波長の整数倍の量でのみ変化するように)選択することができる。高さh2は、たとえば50nmにすることができる。
この実施例では、Si、Be及びZrのうちの少なくとも1つから材料が選択されている(第1の突起と第2の突起では材料が異なっている)。
この実施例では、第1の突起LP1aの材料若しくは第2の突起LP1bの材料は、Si、Be及びZrのうちの少なくとも1つから選択された材料からなっている。
本発明によるこの実施例では、第1及び第2の突起(LP1a及びLP1b)の材料(m1及びm2)は、たとえばMoとSiのように比較的大きい屈折率差を有している。たとえば材料m1からなる突起LP1aがMoであり、材料m2からなる突起LP1bがSiである。或いは材料m1からなる突起LP1aがSiであり、材料m2からなる突起LP1bがMoである。
3 放射システム
7 放射源チャンバ
9 汚染物質バリア
10 放射コレクタ
11、300 ミラー(回折格子スペクトル・フィルタ、ミラー表面、鏡映表面)
12 バーチャル・ソース・ポイント
13、14 垂直入射反射鏡(垂直入射ミラー)
17 パターン化されたビーム
18、19 反射エレメント
301 LP1、LP1a、LP1b、LP3 突起(積層突起)
380、380a、380b 突起の長さ(幅)
α、α’1 投影ビームの入射角
AM 調整手段
β 投影ビームが反射する角度
ba、ba2、ba3 突起の角度(ブレーズ角)
C 目標部分
CO コンデンサ
Ex ビーム拡大器
G 溝
h、h1、h2 突起(構造)の高さ
IF 干渉測定手段
IN インテグレータ
IL 照明システム
L ランド
LA 放射システム
m1 第1の材料
m2 第1の材料
M1、M2 マスク位置合せマーク
MA マスク
MT 第1の対物テーブル(マスク・テーブル)
O 光軸
p 突起の周期(格子定数)
P1、P2 基板位置合せマーク
PB 投影放射ビーム
PL 投影システム(レンズ)
PM 第1の位置決め手段
PW 第2の位置決め手段
r1、r2 光線
W 基板
WFa、WFb 波面
WT 第2の対物テーブル(基板テーブル)
Claims (19)
- 鏡映表面を備え、
前記鏡映表面は、
第1の材料からなる複数の第1の突起と、
第2の材料からなる複数の第2の突起とを備え、
前記第1及び第2の材料は、EUV放射に対して透過性であり、且つ、EUV放射以外の波長を有する放射に対しては透過性ではなく、
前記第1の突起及び第2の突起を通過するEUV放射の光路長差がゼロであるか又はEUV放射の波長の整数倍となるように、前記第1の材料と前記第2の材料とは互いに異なる材料が選択されている、ミラー。 - 前記第1の材料は、Be、B、C、P、S、K、Ca、Sc、Br、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ba、La、Ce、Pr、Pa及びUのうちの少なくとも1つから選択され、
前記第2の材料は、Be、B、C、Si、P、S、K、Ca、Sc、Br、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ba、La、Ce、Pr、Pa及びUのうちの少なくとも1つから選択された、請求項1に記載のミラー。 - 前記ミラーがグレージング入射ミラー若しくは多層膜反射鏡である、請求項1又は2に記載のミラー。
- 前記第1及び第2の突起が、放射ビームが前記ミラーに入射すると、前記放射ビームのEUV放射の波長が所定の方向に通過し、かつ、EUV放射以外の波長が他の方向に偏向し、かつ/又は吸収されるように配列された、請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載のミラー。
- 前記第1及び第2の突起がブレーズド格子を形成するべく配列された、請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載のミラー。
- 投影放射ビームを供給するための放射システムと、
前記投影ビームを所望のパターンに従ってパターン化するべく機能するパターン化手段を支持するための支持構造と、
基板を保持するための基板テーブルと、
パターン化されたビームを前記基板の目標部分に投射するための投影システムと、
鏡映表面を個々に有する1つ又は複数のミラーと
を備え、
前記ミラーの少なくとも1つが、請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載のミラーからなることを特徴とするリソグラフィック投影装置。 - 第1及び第2の突起を備えた鏡映表面を有するミラーを備えており、
前記第1の突起及び第2の突起が、これらを通過するEUV放射の光路長差がゼロであるか又はEUV放射の波長の整数倍となるように、配列された、請求項6に記載のリソグラフィック装置。 - 1つ又は複数のミラーが前記放射システムに配置された、請求項6又は請求項7に記載のリソグラフィック装置。
- 少なくとも一部が放射線感応材料の層で被覆された基板を提供するステップと、
放射システムを使用して投影放射ビームを提供するステップと、
投影ビームの断面をパターン化するためのパターン化手段を使用するステップと、
パターン化された放射ビームを前記放射線感応材料の層の目標部分に投射するステップと、
鏡映表面を有する1つ又は複数のミラーを提供するステップとを含み、
請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の少なくとも1つのミラーに前記投影ビーム(PB)を提供することを特徴とするデバイス製造方法。 - 第1及び第2の突起を備えた鏡映表面を有するミラーを備えており、
前記第1の突起及び第2の突起が、これらを通過するEUV放射の光路長差がゼロであるか又はEUV放射の波長の整数倍となるように、配列された、請求項9に記載の方法。 - 鏡映表面を備え、
前記鏡映表面は、
Be、B、C、P、S、K、Ca、Sc、Br、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ba、La、Ce、Pr、Pa及びUのうちの少なくとも1つから選択された材料であって、EUV放射に対して透過性であり、且つ、EUV放射以外の波長を有する放射に対しては透過性ではない材料からなる複数の突起を備え、
前記複数の突起は、複数の第1の突起と、当該第1の突起とは異なる材料からなる複数の第2の突起と、を備え、
前記複数の突起が、入射角が0°と90°の間のEUV放射からなる投影ビームの一部のEUV放射が1つの第1の突起及び1つの第2の突起のみを通過するように配列され、
前記第1の突起及び第2の突起を通過するEUV放射の光路長差がゼロであるか又はEUV放射の波長の整数倍となるように、前記第1の突起と前記第2の突起とは互いに異なる材料からなることを特徴とする鏡映表面を有するミラー。 - 前記複数の突起が、入射角が60°と90°の間のEUV放射からなる投影ビームの一部のEUV放射が1つの第1の突起及び1つの第2の突起のみを通過するように配列された、請求項11に記載のミラー。
- 一定の長さ及び周期を有する前記複数の突起が、突起の長さ≪突起の周期、になるように配列された、請求項11又は請求項12に記載のミラー。
- 請求項11から請求項13までのいずれか一項に記載のミラーを備えたリソグラフィック装置。
- 少なくとも一部が放射線感応材料の層で被覆された基板を提供するステップと、
放射システムを使用して投影放射ビームを提供するステップと、
投影ビームの断面をパターン化するためのパターン化手段を使用するステップと、
パターン化された放射ビームを前記放射線感応材料の層の目標部分に投射するステップと、
鏡映表面を有する1つ又は複数のミラーを提供するステップとを含み、
請求項11から請求項13までのいずれか一項に記載の少なくとも1つのミラーに前記投影ビーム(PB)を提供することを特徴とするデバイス製造方法。 - 入射角が0°と90°の間のEUV放射からなる投影ビームの一部のEUV放射が1つの第1の突起及び1つの第2の突起のみを通過するように前記複数の突起が配列された、請求項15に記載の方法。
- 前記投影ビームの入射角が60°と90°の間である、請求項16に記載の方法。
- 請求項9又は請求項10に記載の方法に従って製造されたデバイス、若しくは請求項6、請求項7又は請求項8に記載の装置を使用して製造されたデバイス。
- 請求項15から請求項17までのいずれか一項に記載の方法に従って製造されたデバイス、若しくは請求項14に記載の装置を使用して製造されたデバイス。
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