JP4384149B2 - ビーム修正装置 - Google Patents

Description

本発明は、第１の光軸に沿って入力放射ビームを受け取るように構成され、第２の光軸に沿って出力放射ビームを放出するように構成された、ビーム修正装置に関し、
− 第１の光軸に沿って配設され、入射放射ビームを第１の部分及び第２の部分に分割するように構成された分割器を含み、この分割器が、第１の部分を第２の光軸に沿って導き、第２の部分を、遅延経路を介して導くように構成され、さらに、
− 遅延経路を形成する光学要素を含み、この光学要素が、第２の部分を受け取り、第２の部分を、遅延経路を介して導き、次いで第２の光軸に沿って導くように構成される。

本発明はさらに、リソグラフィ装置、放射ビームの処理方法、及びデバイス製造方法に関する。

リソグラフィ装置は、基板、通常は基板の目標部分に所望のパターンを施す機械である。例えば、リソグラフィ装置は、集積回路（ＩＣ）の製造に使用することができる。この場合、マスク又はレチクルとも呼ばれるパターニング装置を使用して、ＩＣの個々の層に形成されるべき回路パターンを生成することができる。このパターンを、基板（例えば、シリコン・ウェハ）上の目標部分（例えば、１つ又は複数のダイの一部を含む）上に転送することができる。一般に、パターンの転送は、基板上に設けられた放射感知物質（レジスト）の層上に結像することによって行われる。一般に、１つの基板は、次々とパターニングされる隣接した目標部分からなるネットワークを含む。周知のリソグラフィ装置は、１回の動作でパターン全体を各目標部分上に露光させることによってその目標部分を照射する、いわゆるステッパと、所与の方向（「走査」方向）の放射ビームを介してパターンを走査することによって各目標部分を照射し、これと同期してこの方向と平行又は逆平行に基板を走査する、いわゆるスキャナとを含む。パターンを基板上にインプリントすることによって、パターンをパターニング装置から基板へ転送することも可能である。

以下にさらに詳細に説明するように、リソグラフィ装置は、パターニングされたビームを生成して、基板上に所望のパターンを施す。ビームを生成するために、ソースＳＯと、照明装置ＩＬと、ビーム送出系（必要な場合）とを含む放射系が設けられる。最適な結果を得るためには、一定であり、かつ予測のつく特性を有するようにビームをうまく画定する必要がある。ビームは、形状、強度分布及び角分布に関し対称的でなければならない。

しかし実際は、完全に対称かつ／又は均一な放射ビームを得ることができない。例えば、Ｃｙｍｅｒ社製ＸＬＡ―１６５レーザは、（レーザ内の矩形絞りにより）一定の輪郭を有するビームを生成することで知られているが、ビーム断面の強度分布が変動的であり非対称的である。このため、ビームの位置決め及び照準の測定値が不安定になってしまう。一般に、ハイパワー・レーザは、一定かつ対称な強度プロファイルを持たないことが知られている。プロファイルは、例えばレーザ補給、又はガス加熱、又はガス燃焼によりやがて変化する。

たいていの場合、照明装置の入口で、結像の結果にマイナス影響がもたらされないように、ビームを０．５ｍｍ未満の位置、及び３０μａｄ未満の照準に一定に保たなければならない。

放射ビームの非対称特性を低減するビーム修正装置を提供することが望まれる。

本発明の一態様によれば、冒頭で定義したビーム修正装置が提供される。その場合、第２の部分が第１の部分に関し鏡映されるよう光学要素を配置して、第２の部分を鏡映する。第１及び第２部分は、互いに合致させることができる。

添付の概略的な図面を参照して、ほんの一例として、本発明の実施例をいくつか説明する。図面において、対応する参照符号は対応する部分を示す。

図１は、本発明の一実施例によるリソグラフィ装置の概略図である。この装置は、
− 放射ビームＢ（例えば、ＵＶ放射又はＥＵＶ放射）を調整するように構成された照明系（照明装置）ＩＬと、
− パターニング装置（例えば、マスク）ＭＡを支持するように構成され、あるパラメータに従ってパターニング装置を正確に位置決めするように構成された第１の位置決め装置ＰＭに接続された支持構造（例えば、マスク・テーブル）ＭＴと、
− 基板（例えば、レジスト被膜のウェハ）Ｗを保持するように構成され、あるパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第２の位置決め装置ＰＷに接続された基板テーブル（例えば、ウェハ・テーブル）ＷＴと、
− パターニング装置ＭＡによって放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、１つ又は複数のダイを含む）上に投影するように構成された投影系（例えば、屈折投影レンズ系）ＰＳとを含む。

照明系は、放射を方向付け、形作り、又は調整する屈折光学的、反射光学的、磁気光学的、電磁光学的、静電光学的構成要素、又は他のタイプの光学的構成要素、或いは、これらのあらゆる組合せなど、様々なタイプの光学的構成要素を含むことができる。

支持体は、パターニング装置を支持する、すなわち、その重みを支える。支持体は、パターニング装置の向き、リソグラフィ装置の設計、並びに、例えばパターニング装置が真空状態内で保持されているか否かなど他の状態に応じた形で、パターニング装置を保持している。支持体は、機械的締付け、真空式締付け、静電的締付け、又は他の締付け法を使用してパターニング装置を保持することができる。支持体は、例えば、必要に応じて固定又は移動可能なフレーム又はテーブルでよい。支持体によって、パターニング装置を、例えば投影系に対して所望の位置にくるようにすることができる。本明細書で「レチクル」又は「マスク」という用語を使用する場合はいつも、より一般的な用語の「パターニング装置」と同義語と見なすことができる。

本明細書で使用する「パターニング装置」という用語は、放射ビームの断面にパターンを付与して、基板の目標部分へのパターン形成などを行うために使用することのできる、あらゆる装置を意味するものとして広く解釈すべきである。放射ビームに付与されたパターンは、例えば、パターンが位相シフト形体、又はいわゆる補助形体を含む場合、基板の目標部分内の所望パターンに厳密に対応しないことがあることを留意されたい。一般に放射ビームに付与されるパターンは、集積回路など目標部分内に形成されている、デバイス内の特定の機能層に対応する。

パターニング装置は透過性又は反射性であってよい。パターニング装置の例としては、マスク、プログラム可能なミラー・アレイ、及びプログラム可能なＬＣＤパネルなどがある。リソグラフィでは、種々のマスクがよく知られており、マスクのタイプとしては、バイナリ・マスク、交互位相シフト・マスク、及び減衰位相シフト・マスク、並びに様々なハイブリッド・マスクなどがある。プログラム可能なミラー・アレイの一例は、様々な方向から入射する放射ビームを反射するようにそれぞれを個別に傾斜させることのできる、小ミラー群からなるマトリックス構成を使用している。傾斜ミラー群は、ミラー・マトリックスによって反射される放射ビーム内にパターンを付与する。

本明細書で使用する「投影系」という用語は、使用される露光放射、或いは浸漬液の使用又は真空の使用など他のファクタに適した屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系、磁気光学系、電磁光学系及び静電光学系を含むあらゆるタイプの投影系、又はそれらのあらゆる組合せを包含するものとして広く解釈すべきである。本明細書で「投影レンズ」という用語を使用する場合はいつも、より一般的な用語の「投影系」と同義語と見なすことができる。

ここに述べるように、装置は（例えば、透過性マスクを使用した）透過タイプのものである。或いは、装置は（例えば、先に述べたようなタイプのプログラム可能なミラー・アレイを使用した、又は反射性マスクを使用した）反射タイプのものでもよい。

リソグラフィ装置は、２つ（２段）以上の基板テーブル（及び／又は２つ以上のマスク・テーブル）を有するタイプのものでよい。このような「多段」機械では、追加のテーブルを並行して使用してもよいし、１つ又は複数のテーブル上で予備段階を実行し、その間１つ又は複数の他のテーブルを露光に使用することもできる。

リソグラフィ装置は、投影系と基板との間の空間が満たされるように、少なくとも基板の一部分を、例えば水などの比較的高屈折率を有する液体で覆うことのできるタイプのものでもよい。浸漬液は、例えばマスクと投影系との間など、リソグラフィ装置内の他の空間にも適用することができる。浸漬法は、投影系の開口数を増加させる技術分野ではよく知られている。本明細書で使用する「浸漬」という用語は、基板などの構造が、液体中に浸水されなければならないことを意味するのではなく、むしろ単に、露光中に液体が投影系と基板との間に位置することを意味する。

図１を参照すると、照明装置ＩＬは、放射ソースＳＯから放射ビームを受け取る。ソース及びリソグラフィ装置は、例えば、ソースがエキシマ・レーザである場合は、互いに独立したものであってよい。このような場合、ソースは、リソグラフィ装置の一部を形成するとは見なされず、放射ビームは、例えば、適切な方向付けミラー群及び／又はビーム・エキスパンダを含むビーム送出系ＢＤを用いて、ソースＳＯから照射装置ＩＬへ送られる。他の場合では、例えば、ソースが水銀ランプの場合、ソースは、リソグラフィ装置の一体部分とすることができる。ソースＳＯ及び照射装置ＩＬは、ビーム送出系が必要であるならばそれとともに、放射系と呼ぶことができる。

照射装置ＩＬは、放射ビームの角強度分布を調整するための調整装置ＡＤを含むことができる。一般に、照明装置のひとみ平面における強度分布の少なくとも外径及び／又は内径の長さ（通常、それぞれ外σ及び内σと呼ばれる）は調整することができる。さらに、照明装置ＩＬは、積算器ＩＮや集光器ＣＯなど様々な他の構成要素も含むことができる。照明装置を使用して放射ビームを調整し、その断面に所望の均一性及び強度分布を持たせることができる。

放射ビームＢは、支持構造（例えば、マスク・テーブルＭＴ）上に保持されているパターニング装置（例えば、マスクＭＡ）に入射し、パターニング装置によってパターニングされる。放射ビームＢは、マスクＭＡを横切った後、投影系ＰＳを通り抜け、それによってビームは基板Ｗの目標部分Ｃ上に集束される。第２の位置決め装置ＰＷ、及び位置センサＩＦ（例えば、干渉デバイス、リニア・エンコーダ又は容量センサ）を用いて、例えば、放射ビームＢの経路内に別の目標部分Ｃが位置するように、基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる。同様に、例えばマスク・ライブラリからの機械的検索の後、又は走査中に、第１の位置決め装置ＰＭ、及び別の位置センサ（これは図１には明確には描かれていない）を使用して、放射ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。一般に、マスク・テーブルＭＴの移動は、第１の位置決め装置ＰＭの一部を形成するロング・ストローク・モジュール（大雑把な位置決め）及びショート・ストローク・モジュール（精密な位置決め）を用いて行うことができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２の位置決め装置ＰＷの一部を形成するロング・ストローク・モジュール及びショート・ストローク・モジュールを使用して行うことができる。ステッパの場合、（スキャナとは反対に）マスク・テーブルＭＴは、ショート・ストローク・アクチュエータのみに接続してもよいし、固定してもよい。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク位置合わせマークＭ１及びＭ２、並びに基板位置合わせマークＰ１及びＰ２を使用して位置合わせすることができる。図示した基板位置合わせマークは、専用の目標部分を占めているが、目標部分間の空間に配置することもできる（これらは、スクライブ・レーン位置合わせマークとして知られている）。同様に、マスクＭＡ上に２つ以上のダイが設けられている場合、マスク位置合わせマークを、ダイ間に配置することができる。

図示した装置を、次のモードのうち少なくとも１つにおいて使用することができる。

１．ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは、基本的に静止が保たれ、放射ビームに付与されたパターン全体が目標部分Ｃ上に１回の動作で（つまり１回の静止露光で）投影される。次いで、別の目標部分Ｃが露光されるように、基板テーブルＷＴはＸ方向及び／又はＹ方向に移動される。ステップ・モードでは、露光フィールドの最大サイズによって１回の静止露光で結像される目標部分Ｃのサイズが制約される。

２．走査モードでは、放射ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃ上に投影（つまり１回の動的露光）される間、マスク・テーブルＭＴと基板テーブルＷＴとが同期して走査される。マスク・テーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影系ＰＳの拡大（縮小）特性及び像反転特性によって決めることができる。走査モードでは、露光フィールドの最大サイズによって１回の動的露光における目標部分の（非走査方向の）幅が制約されるが、目標部分の（走査方向の）高さは、走査動作の距離によって決まる。

３．別のモードでは、マスク・テーブルＭＴは、プログラム可能なパターニング装置を保持しながら基本的に静止が保たれ、基板テーブルＷＴは、放射ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃ上に投影される間移動又は走査される。このモードでは、一般に、パルス状の放射ソースが使用され、プログラム可能なパターニング装置は、基板テーブルＷＴの移動が終わるたびに、又は走査中の連続的な放射パルスの合間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、先に述べたタイプのプログラム可能なミラー・アレイなど、プログラム可能なパターニング装置を利用しマスクを利用しないリソグラフィに容易に適用することができる。

上述の使用モードを組み合わせて及び／又は変更して使用してもよいし、全く異なる使用モードを使用してもよい。

リソグラフィ装置は、製作するのが難しい大型で高価なレンズ要素を複数含む。一般に、エキシマ・レーザを使用して、パルスの形でリソグラフィ装置に放射を供給する。高価なレンズ要素は、こうした何十億もの高強度紫外線パルスがもたらす劣化を被りやすい。光学的損傷は、レーザからのパルス強度（つまり、光パワー（エネルギー／時間）／ｃｍ^２、又はｍＪ／ｎｓ／ｃｍ^２）の上昇につれ、増大することが知られている。こうしたレーザからのパルス長は一般に、約２０ｎｓなので、５ｍＪレーザ・パルスは、約０．２５ｍＪ／ｎｓ（０．２５ＭＷ）のパルス・パワー強度を有することになる。パルス継続時間を変えずにパルス・エネルギーを１０ｍＪに増加させると、パルス・パワーを２倍の約０．５ｍＪとすることになり、これはレンズ要素の使用可能な寿命を相当に短くし得る。

リソグラフィ装置とともに使用されるパルス伸長の構成は、米国特許出願公開第２００４／０１３６４１７号で提案されている。この出願では、パルス長を実質的に約２０ｎｓから５０ｎｓ超に伸ばして、光学要素の劣化速度を減少させることによって、光学的損傷の問題が起こらないようにしている。

米国特許出願公開第２００４／０１３６４１７号からのパルス伸長装置を図２に示す。６０Ｒ／４０Ｔ（６０％反射、４０％透過）のビーム・スプリッタ１０は、入射照射ビーム１００の約６０％を、４つの集束ミラー２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ及び２０Ｄによって形成された遅延経路４０内に反射する。ビーム１００の各パルスのうち４０％の透過部分は、出射ビーム１１０において対応する伸長パルスの第１の副パルスとなる。反射されたビームは、ビーム・スプリッタ１０によって、ミラー２０Ａに導かれ、ミラー２０Ａが反射部分を点３０に集束させる。次いでビームは伸長し、ミラー２０Ｂから反射され、その際ミラー２０Ｂは伸長ビームを平行ビームに変換し、平行ビームをミラー２０Ｃに導き、ミラー２０Ｃは平行ビームを再び点３０に集束させる。平行ビームは次いでミラー２０Ｄによって反射され、ミラー２０Ｄは、ミラー２０Ｂと同様に伸長ビームを平行光ビームに変え、平行光ビームをビーム・スプリッタ１０へ導き戻す。ビーム・スプリッタ１０では、最初に反射された光のうち６０％が反射されて、出射ビーム１１０内のこのパルスの最初に透過された部分と完全に合致して、第２の副パルスとなる。最初に反射されたビームのうち４０％は、ビーム・スプリッタ１０によって透過され、最初に反射されたビームの経路を正確にたどり、出射放射ビーム１１０において追加のより小さな副パルスを生成する。反射係数及び経路長を設定することによって生じる出射パルスは、約２０ｎｓから約５０ｎｓに伸長される。

別のパルス伸長装置が、２００４年１１月１９日出願の米国仮特許出願第６０／６２９，３１０号によって本出願人により提案されている。この出願では、様々なタイプのパルス伸長装置が記載されている。

上記のパルス伸長装置に共通な原理は、入射放射ビームを、ビーム・スプリッタを使用して様々な放射ビーム部分に分割することである。一方のビーム部分を、パルス伸長装置の出口へ導き、他方のビーム部分を、遅延経路を介してビーム・スプリッタへ導き戻す。他方のビーム部分が、２度目にビーム・スプリッタにぶつかると、さらなるビーム部分に分割される。これらのさらなるビーム部分のうち１つは、パルス伸長装置の出口に導かれ、先に出口に導かれたビームの経路をたどる。他方のさらなるビーム部分は、遅延経路を介してビーム・スプリッタに導き戻される。そのビームが３度目にビーム・スプリッタにぶつかると、再び分割され、上記と同様のことが以降繰り返される。これにより、単一の入射パルスは、強度を減衰させながら、後続のパルス列に移行される。

本発明によれば、放射ビームの質を向上させるビーム修正装置ＢＭＤが提案される。つまり、この装置は、不均一なエネルギー及び角分布、並びに輪郭形状の不規則性など、放射ビームの非対称形体を均一にする。以下に論ずるビーム修正装置は、パルス状放射ビームと組み合わせての使用に適しているのみならず、切れ目なく続くビームの品質向上のためにも使用することができる。

「実施例１」
図３に概略的に示す第１の実施例によれば、第１のスプリッタ１０及び第２のスプリッタ１１を含むビーム修正装置ＢＭＤが提供される。第１のスプリッタ１０及び第２のスプリッタ１１をどちらも、半透過性のミラーによって形成することができる。第１のスプリッタ１０及び第２のスプリッタ１１をどちらも、入射放射ビーム１００の光軸内に配設する。図３から分かるように、入射放射ビーム１００の伝播方向によって規定される光軸に垂直な回転軸に対し、第１のスプリッタ１０を＋４５°の角度で配設し、第２のスプリッタ１１を−４５°の角度で配設する。

第１のスプリッタ１０及び第２のスプリッタ１１は、入射照射ビーム１００の半分が第１のスプリッタ１０（図３の左部分）にぶつかり、入射放射ビーム１００の他の半分が第２のスプリッタ１１（図３の右部分）にぶつかるように配置される。

一例として、入射放射ビーム１００の部分１００Ａの経路を図３に示す。図３からはっきりと分かるように、部分１００Ａは入射放射ビーム１００の左部分内にあって、第１のスプリッタ１０にぶつかる。部分１００Ａは、部分１００Ｂと１００Ｃとに分割される。部分１００Ｂは、第１のスプリッタ１０を真っすぐ通り抜けて進み、光軸の方向にビーム修正装置ＢＭＤを出る。部分１００Ｃは、下向きに第１のコーナ・キューブ２０に反射される。第１のコーナ・キューブ２０は、第１の反射面２３及び第２の反射面２４を含む。第１の反射面２３及び第２の反射面２４は、部分１００Ｃが上向きにはね返されるように互いに相対角９０°を成す。第１のコーナ・キューブ２０は、第１の反射面２３と第２の反射面２４との間における部分１００Ｃの方向が、光軸及び下向きの部分１００Ｃに対しほぼ垂直となるように配置される。この結果、上向きに反射される部分１００Ｃは，下向きの部分１００Ｃに対し平行となるが、図３の右の方へずれる。この結果、上向きに反射される部分１００Ｃは、それが上に向かう途中で、第１のスプリッタではなく第２のスプリッタ１１にぶつかる。

次いで、部分１００Ｃは、第２のスプリッタ１１によって、部分１００Ｄ及び１００Ｅに分割される。部分１００Ｄは、第２のスプリッタ１１によって光軸方向のビーム修正装置ＢＭＤ出口に向かって反射される。ここで、部分１００Ｄは、部分１００Ａとは合致せずに、部分１００Ａと平行となり部分１００Ａに対して右へずれることが分かる。

部分１００Ｅは、上向きに進み、第１のコーナ・キューブと同様に第３の反射面２５及び第４の反射面２６を含む第２のコーナ・キューブ２１にぶつかる。第２のコーナ・キューブ２１は、第１のコーナ・キューブ２０が第１のスプリッタ１０に対して有するのと同様の向きを、第２のスプリッタ１１に対して有する。従って、部分１００Ｅは、それが第１のスプリッタ１０にぶつかるような形でコーナ・キューブ２１によって反射されることが分かるであろう。

次に、部分１００Ｅは、部分１００Ｆと部分１００Ｇとに分割される。部分１００Ｆは、ビーム修正装置ＢＭＤの出口に向かって反射され、部分１００Ｂと合致する。部分１００Ｇは、下向きに真っすぐ進み、部分１００Ｃの経路をたどる。

入射放射ビーム１００の半分のみが第１のスプリッタ１０にぶつかる。他の半分は第２のスプリッタ１１にぶつかる。第２のスプリッタにぶつかる入射放射ビーム１００の部分について、同様の説明をすることができることが分かるであろう。この部分は第２のスプリッタ１１によって、第２のスプリッタ１１を直接通り抜けて進む部分と、第２のスプリッタ１１によって上向きに反射され、第２のコーナ・キューブ２１を介して第１のスプリッタ１０へ進む部分とに分割される。この第１のスプリッタは次いで、この部分をさらなる部分に分割し、以降同様のことが繰り返される。

第１のスプリッタ１０及び第２のスプリッタ１１は、例えば入射放射ビーム１００の５０％を反射し、入射放射ビームの５０％を通過させる５０％スプリッタでよい。その場合先に述べたように、当業者であれば、入射放射ビーム１００のうち５０％が、ビーム修正装置ＢＭＤによって生成される後続のパルス列のうち第１のパルスを形成しながら、第１のスプリッタ１０及び第２のスプリッタ１１を直接通過することが容易に分かるであろう。入射放射ビーム１００のうち２５％が、ビーム修正装置ＢＭＤによって生成される後続のパルス列のうち第２のパルスを形成しながら、ビーム修正装置ＢＭＤを出る。第３のパルスは、入射放射ビームのうち１２．５％によって形成され、以降同様のことが繰り返される。

先に説明したビーム修正装置ＢＭＤの効果を、図４ａ〜４ｅを参照にしてより詳細に論ずる。図４ａは、方形の形状を有する入射放射ビーム１００の断面図である。断面全体にわたる強度分布は均一ではなく、一例として、より強度の高い部分が左上部の隅に存在する。図４ｂは、ビーム修正装置ＢＭＤによって生成され、入射放射ビーム１００に対して５０％の強度を有し、同様の形状と、同様の（不均一な）エネルギー分布を有する第１のパルス１０１を示す。先に説明したように、第１のパルス１０１は、部分１００Ｂを含む。

第２のパルス１０２がビーム修正装置ＢＭＤによって出力され、それを図４ｃに示す。先に説明したように、第２のパルス１０２は、部分１００Ｄを含む。この第２のパルス１０２は、入射放射ビーム１００の４分の１の強度を有し、入射放射ビーム１００に比べるとそれに似た形状を有する。ただし、エネルギー分布は、線分Ｍ（図４ｃに示す）について鏡映される。この鏡映化は、図３を参照して先に説明したビーム修正装置ＢＭＤの構成の直接的結果である。遅延経路において第１のコーナ・キューブ２０及び第２のコーナ・キューブ２１によって形成され、左側と右側とが転換される。

図４ｄに示す第３のパルス１０３は、部分１００Ｆを含む。部分１００Ｆは、同様の方形の形状を有し、第２のパルス強度の半分の強度を有し、第２のパルスに関し、線分Ｍについて鏡映される。後続パルスのそれぞれは、先行するパルスに関し、線分Ｍについて鏡映され、先行するパルスの半分の強度を有することが分かるであろう。

最後に図４ｅは、ビーム修正装置ＢＭＤによって生成される後続のパルス全ての合計を示す。左上部隅の強度が、図４ａに示す入射放射ビーム１００の左上部隅の強度より弱いことが示されている。右上部隅は、入射放射ビーム１００の右上部隅より強度が強い。合計したものの下部の強度は、入射放射ビーム１００の下部の強度とほぼ等しい。

先に述べた鏡映化の結果、図４ｅに示す生成パルスの合計は、入射放射ビーム１００よりも大いに対称的である。先の説明によれば、強度分布がぼかされるが、角強度分布（照射ビームの拡散）の差異、及び照射ビームの断面形状の不規則性もぼかされることが分かるであろう。

左右の格差（強度、拡散、及び形状）がぼかされるように、入射照射ビーム１００の左右部分を混合する。

ビーム修正装置ＢＭＤに、ビーム修正装置ＢＭＤを光軸中心に回転させるように構成した傾斜装置を設けることができる。図４ｃに示すように、このような回転には、図面表面において鏡映線分Ｍを（時計回りに、又は反時計回りに）四角の中心の回りに回転させるという効果がある（図４ｃにおいて光軸は、図面表面に対して垂直であることに留意されたい）。

従って、図４ａ〜４ｅに示す状態に関し、９０°の回転を適用すると、ビーム修正装置ＢＭＤは、入射照射ビームの上部と下部とを混合する位置にくる。しかし、他のあらゆる適切な回転を適用することもできる。当然のことながら、０°、９０°、１８０°又は２７０°以外の回転を適用した場合、第１のスプリッタ１０及び第２のスプリッタ１１のサイズを、やはり照射ビーム１００全体を分割することができるように選ぶ必要があることを留意されたい。

図４ｆは、左上部と右下部とが混合されるように、ビーム修正装置ＢＭＤを約４５°回転させた例を示す図である。

先の説明で使用した用語、左、右、上及び下は、各図においてビーム修正装置ＢＭＤが示される向きを意味するにすぎないことが分かるであろう。実際、ビーム修正装置ＢＭＤは、光軸の向きに応じて別の向きを有することができる。

理想的な状態において、入射照射ビーム１００は、完全にコリメートされたビームである。つまり拡散がゼロに等しい。実際には、入射照射ビーム１００は完全にコリメートされたビームではなく、拡散を有する。入射放射ビーム１００の小さな拡散（例えば、２ｍｒａｄ）は、出力される放射ビームにブレをもたらす場合があることが観察される。放射ビームがビーム修正装置ＢＭＤを通過する度に、放射ビームの輪郭がいっそうぶれる。

さらなる代替の実施例によれば、ビーム修正装置ＢＭＤに第１の集束レンズ２７及び第２の集束レンズ２８を設けて、ビーム修正装置ＢＭＤによって出力される放射ビームの品質をさらに上げることができる。レンズ２７及び２８を系内に組み込んで、放射ビームの拡散を低減させる。

図５ａは、このような代替例の概略斜視図である。第１のレンズ２７を、第１のスプリッタ１０及び第２のスプリッタ１１と、第１のミラー３０との間に配置し、第２のレンズ２８を、第１のスプリッタ１０及び第２のスプリッタ１１と、第２のミラー３１との間に配置する。

第１のレンズ２７及び第２のレンズ２８の焦点距離は、閉経路が提供されるように選択される。遅延経路内に集束レンズを設けることによって、放射ビームの拡散を低減することができる。

この実施例によれば、これらのレンズは、Ｒ＝９８５ｍｍ、厚さ１０ｍｍ及び屈折率１．５４の両凸面レンズでよい。レンズ２７とレンズ２８との距離は２００ｍｍ、ミラー３０とミラー３１との距離は２０００ｍｍである。これらのレンズを、レンズのパワーが比較的低くなるように、かつミラー３０及び３１上の焦点が比較的大きく（直径１ｍｍ）なるように、スプリッタ１０及び１１に比較的近づけて配置することができる。レンズ２７及び２８を、ミラー３０及び３１（Ｒ＝２２４ｍｍ、厚さ３０ｍｍ、レンズ２７とレンズ２８との間の距離が１６００ｍｍ）に近づけて配置することによって、レンズ２７及び２８のパワーはより強くなり、ミラー上の焦点がより小さく（直径０．２ｍｍ）なる。

「実施例２」
さらなる実施例によれば、図６に示すように、さらによい結果が得られる代替のビーム修正装置ＢＭＤが提供される。図６は、ビーム修正装置ＢＭＤ’の概略斜視図である。ビーム修正装置ＢＭＤ’は、スプリッタ４０を含む。図６からはっきりと分かるように、ビーム修正装置ＢＭＤ’は、第１のミラー４１と、第１の凹面ミラー４２及び第２の凹面ミラー４３と、第２のミラー４４とをさらに含み、これら全てが互いに関して方形の構成内に配置され、遅延経路を形成する。第１の凹面ミラー４２及び第２の凹面ミラー４３は、同じものである。

入射放射ビーム２００Ａが４５°の角度でスプリッタ４０にぶつかる。スプリッタは、入射放射ビーム２００Ａを部分２００Ｂ及び部分２００Ｃに分割する。図６に示すように、部分２００Ｂは、スプリッタ４０を通過し、ビーム修正装置ＢＭＤ’を出る。部分２００Ｃは、スプリッタ４０によって第１のミラー４１に反射される。第１のミラー４１は、部分２００Ｃを第１の凹面ミラー４２に反射する。第１の凹面ミラー４２が部分２００Ｃを反射すると、部分２００Ｃは焦点ＦＰを通して集束し、第２の凹面ミラー４３に向かう。第１の凹面ミラー４２と第２の凹面ミラー４３との距離は、第１の凹面ミラー４２と焦点ＦＰとの距離の２倍である。部分２００Ｃは、焦点から拡散する。次いで、第２の凹面ミラー４３は、拡散ビームをコリメートされたビームにして第２のミラー４４に反射する。最後に、第２のミラー４４は、部分２００Ｃをスプリッタ４０に反射する。

次いで、部分２００Ｃは、スプリッタ４０によって分割されて、部分２００Ｄ及び部分２００Ｅを形成する。部分２００Ｄはスプリッタによって反射されて部分２００Ｂをたどり、部分２００Ｅは、スプリッタ４０によって透過されて部分２００Ｃをたどる。

図６を参照して上に説明した実施例は、入射放射ビームが個々の部分に分割され、そこで一方は直接出力され、他方は、入射放射ビームの鏡映操作を行う遅延経路に導かれる点で、先に論じた第１の実施例と同様であることが分かるであろう。

しかし、図６による遅延経路は、２つの凹面ミラー４２及び４３を含む。この結果、部分２００Ｃは、マイナス１（−１）のファクタで拡大される。言い換えると、図７ａ〜図７ｄに示すように、放射ビーム中心内の対称の中心を通じて、部分２００Ｃは鏡映される。

図７ａは、入射放射ビーム２００Ａの推定される断面を示す。一例として、入射放射ビーム２００Ａは、陰をつけた部分で示す高強度領域を有する。図７ｂは、部分２００Ｂがスプリッタ４０によって透過された後の断面図である。この放射の強度は、入射放射ビーム２００Ａの半分の強度である。部分２００Ｃは、部分２００Ｂと同様である。図７ｃは、部分２００Ｄ及び部分２００Ｅを示す。図７ｃに示す像は、図７ｂに関し対称の中心を通じて鏡映され、強度が半減されていることが分かる。

最後に図７ｄは、ビーム修正装置ＢＭＤ’によって生成される後続パルス全ての合計を示す。マイナス１（−１）の拡大によっても、入射放射ビーム２００Ａの非対称的特徴が低減されることが分かるであろう。図７ａ〜図７ｅを参照して上に述べた実施例によれば、入射放射ビーム２００Ａの一部を対称の中心を通じて鏡映することによって、強度分布の非対称性が低減される。しかし、放射ビーム２００Ａの輪郭形状の不規則性、及び／又は入射放射ビーム２００Ａの拡散性も低減される。

凹面ミラー４２及び４３は、それらにぶつかる放射ビームに対し４５°の角度で配置される。その結果、凹面ミラー４２及び４３の光パワーは、ｘ方向に沿った場合とｙ方向に沿った場合とでは異なる。ただし、ｘ方向及びｙ方向は、互いにほぼ垂直な方向を示し、どちらも放射ビームの伝播方向に対しほぼ垂直である。この効果は、ｘ方向及びｙ方向でパワーの異なる凹面ミラー４２及び４３を選択することによって低減されることがある。

図８ａ及び図８ｂは、代替のビーム修正装置ＢＭＤ’’を示す。図８ａにおいて、入射放射ビーム２００Ａは、図面表面に対し垂直な方向からビーム修正装置ＢＭＤ’’に侵入する。入射放射ビーム２００Ａは、入射放射ビーム２００Ａに対し４５°で配置されたスプリッタ５０にぶつかる。図８ａに示す側面図に対しほぼ垂直方向の（ＶＩＩＩ線に沿った）ビーム修正装置ＢＭＤ’’の側面図である図８ｂは、入射放射ビーム２００Ａに対し４５°で配置されたスプリッタ５０にぶつかる入射放射ビーム２００Ａを示す。

図８ｂに示す入射放射ビームの部分２００Ｂは、ビーム修正装置ＢＭＤ’’によって出力され、別の部分２００Ｃは、ミラー６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８及び６９によって形成されて遅延経路に侵入する。ミラー６１、６２、６４、６５、６７、６８及び６９は平面ミラーであり、ミラー６３及び６６は凹面ミラーである。凹面ミラー６３及び６６の効果は、部分２００Ｃが対称の中心を通じて鏡映されることである。

一例として、凹面ミラー６３及び６６は、半径がＲ＝５．４ｍでよく、他のミラーは全て平面である。ビームは射出され、スプリッタ５０を通り抜ける。垂直方向の高さ（例えば、ミラー６８からミラー６５）は、約１．８ｍ、水平方向のスペーシング（例えば、ミラー６７からミラー６３）は、約０．１９ｍである。

部分２００Ｃは、ミラー６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８及び６９、特に凹面ミラー６３及び６６に、ミラー表面の法線に対し平行にぶつかるので、部分２００Ｃの鏡映化が、部分２００Ｃの対称性にマイナスの影響を及ぼすことはない。

この代替例によれば、さらなるミラーが設けられ、放射ビームの経路長を伸ばしている。

先に述べた本発明は、パルス状放射ビームではなく連続的な放射ビームにも適用可能であることが分かるであろう。その場合、やはり本発明によるビーム修正装置ＢＭＤを使用して、パルスを後続のパルス列に変形する代わりに、より対称的な放射ビームを生成することができる。

一実施例によれば、ビーム修正装置を、入力放射ビームを第１の光軸に沿って受け取るように構成し、第２の光軸に沿って出力放射を放出するように構成する。ビーム修正装置は、第１の光軸に沿って配設され、入射放射ビームを第１の部分と第２の部分とに分割するように構成された分割器を含み、分割器は第１の部分を第２の光軸に沿って導き、第２の部分を、遅延経路を介して導くように構成される。ビーム修正装置は、遅延経路を形成する光学要素をさらに含み、光学要素は、第２の部分を受け取り、第２の部分を、遅延経路を介して導き、次いで第２の光軸に沿って導くように構成され、その場合、第２の部分が第１の部分に関し鏡映されるよう光学要素を配置して、第２の部分を鏡映する。第１及び第２部分は、互いに合致させることができる。

２つの異なる種類のビーム修正装置ＢＭＤが提供される。すなわち、遅延経路（図５ａ）を通って１周する毎に、強度パターンが１つの軸について鏡映される鏡映対称型ビーム修正装置ＢＭＤ、及び遅延経路（図６及び図８）を通って１周する毎に、強度パターンが１つの点について鏡映される点対称型ビーム修正装置である。ビームのサイズが一定であるように、かつ１周毎に余分の拡散が作られないように（つまり、ビームがコリメートされ、１つ又は複数のビーム・スプリッタを配置することができる領域内でビーム修正装置ＢＭＤが収差をもたらさないように）１周経路内に（１周毎の）光パワーが分布される限り、より多くのミラー、従ってより長い経路長を図示する構成に追加することができる。

ここに提供するビーム修正装置は、ビーム伸長装置としても使用することが分かるであろう。このようなビーム伸長装置を使用して、パルス状入射ビームを受け取り、各パルスを、それぞれが比較的強度の低い複数のパルスに変えることができる。

本明細書では、ＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用について特に記載しているが、本明細書に記載するリソグラフィ装置は、集積光学系の製造、磁気ドメイン・メモリ用ガイダンス及び検出パターン、平面型表示装置、液晶表示装置（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなど、他への応用もできることを理解されたい。このような代替応用例との関連で、当業者であれば、本明細書で「ウェハ」又は「ダイ」という用語を使用する場合はいつも、より一般的な用語である「基板」又は「目標部分」とそれぞれ同義語と見なせることが分かるであろう。本明細書で言う基板は、例えばトラック・ツール（通常、基板にレジスト層を施し露光されたレジストを現像するツール）、計測ツール及び／又は検査ツール内で露光の前又は後に処理することができる。該当する場合には、本明細書の開示は、このような基板処理ツール及び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２回以上処理される場合があり、従って本明細書で使用する基板という用語は、複数回処理された層を既に含む基板も意味することがある。

先の記載では、光学リソグラフィとの関連で本発明のいくつかの実施例の使用について特に記載してきたが、本発明は、例えばインプリント・リソグラフィなど他への応用にも使用することができ、場合によって、光学リソグラフィに限定されないことが分かるであろう。インプリント・リソグラフィでは、パターニング装置内のトポグラフィによって基板上に作られるパターンが画定される。パターニング装置のトポグラフィを、基板に供給されたレジスト層内に押し付け、その後すぐ電磁放射、熱、圧力又はこれらの組合せを加えることによってレジストを硬化させる。パターニング装置をレジストから移動させ、レジストが硬化するとそこにパターンが残る。

本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、紫外（ＵＶ）放射（例えば、波長が３６５，３５５、２４８、１９３、１５７又は１２６ｎｍ）、及び極紫外（ＥＵＶ）放射（例えば、波長が５〜２０ｎｍの範囲）、並びにイオン・ビーム又は電子ビームなどの粒子ビームを含むあらゆるタイプの電磁放射を包含する。

「レンズ」という用語は、場合によって、屈折光学的、反射光学的、磁気光学的、電磁光学的、及び静電光学的構成要素を含む様々なタイプの光学的構成要素のうちいずれか１つ又はそれらの組合せを意味し得る。

先の記載は、限定的なものではなく、例示的なものとする。従って、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、記載した本発明を変更することができることは、当業者には明らかであろう。

本発明の一実施例によるリソグラフィ装置の概略図である。 最先端技術によるパルス伸長装置の概略図である。 本発明の一実施例によるビーム修正装置の概略図である。 第１の実施例によるビーム修正装置における様々な放射ビームの強度分布の概略図である。 第１の実施例によるビーム修正装置における様々な放射ビームの強度分布の概略図である。 第１の実施例によるビーム修正装置における様々な放射ビームの強度分布の概略図である。 第１の実施例によるビーム修正装置における様々な放射ビームの強度分布の概略図である。 第１の実施例によるビーム修正装置における様々な放射ビームの強度分布の概略図である。 左上部と右下部とが混合されるように、ビーム修正装置ＢＭＤを約４５°回転させた例を示す図である。 本発明による代替のビーム修正装置の概略図である。 本発明による代替のビーム修正装置の概略図である。 本発明の第２の実施例によるビーム修正装置の概略図である。 第２の実施例によるビーム修正装置における様々な放射ビームの強度分布の概略図である。 第２の実施例によるビーム修正装置における様々な放射ビームの強度分布の概略図である。 第２の実施例によるビーム修正装置における様々な放射ビームの強度分布の概略図である。 第２の実施例によるビーム修正装置における様々な放射ビームの強度分布の概略図である。 第２の実施例の変形体によるビーム修正装置の概略図である。 第２の実施例の変形体によるビーム修正装置の概略図である。

符号の説明

ＳＯ ソース
ＢＤ ビーム送出系
ＩＬ 照明装置
ＡＤ 調整装置
ＩＮ 積算器
ＣＯ 集光器
Ｂ 放射ビーム
ＭＡ パターニング装置（マスク）
Ｍ_１、Ｍ_２ マスク位置合わせマーク
ＭＴ 支持構造（マスク・テーブル）
ＰＭ 第１の位置決め装置
ＰＳ 投影系（屈折投影レンズ系）
Ｗ 基板（ウェハ）
Ｐ_１、Ｐ_２ 基板位置合わせマーク
ＷＴ 基板テーブル（ウェハ・テーブル）
ＩＦ 位置センサ
ＷＴ 基板テーブル（ウェハ・テーブル）
ＰＷ 第２の位置決め装置
１０ 第１のビーム・スプリッタ
１１ 第２のビーム・スプリッタ
２０Ａ 集束ビーム
２０Ｂ 集束ビーム
２０Ｃ 集束ビーム
２０Ｄ 集束ビーム
３０ 収束点
４０ 遅延経路
５０ ビーム・スプリッタ
１００ 照射ビーム（入射ビーム）
１１０ 出射ビーム
２０ 第１のコーナ・キューブ
２１ 第２のコーナ・キューブ
２３ 第１の反射面
２４ 第２の反射面
２５ 第３の反射面
２６ 第４の反射面
１００Ａ 部分
１００Ｂ 部分
１００Ｃ 部分
１００Ｄ 部分
１００Ｅ 部分
１００Ｆ 部分
１００Ｇ 部分
１０１ 第１のパルス
１０２ 第２のパルス
１０３ 第３のパルス
Ｍ 線分
３０ ミラー
３１ ミラー
２７ レンズ
２８ レンズ
４０ ビーム・スプリッタ
４１ 第１のミラー
４２ 第１の凹面ミラー
４３ 第２の凹面ミラー
４４ 第２のミラー
ＦＰ 焦点
２００Ａ 部分
２００Ｂ 部分
２００Ｃ 部分
２００Ｄ 部分
２００Ｅ 部分
６１ ミラー
６２ ミラー
６４ ミラー
６５ ミラー
６７ ミラー
６８ ミラー
６９ ミラー
６３ 凹面ミラー
６６ 凹面ミラー

Claims (15)

1. 入力放射ビームを第１の光軸に沿って受け取るように構成され、出力放射ビームを第２の光軸に沿って放出するように構成されたビーム修正装置であって、
   前記第１の光軸に沿って配設され、前記入射放射ビームを第１の部分及び第２の部分に分割するように構成された分割器であって、前記分割器が、前記第１の部分を前記第２の光軸に沿って導き、前記第２の部分を、前記第１の部分が伝搬する経路長よりも長い経路長を有する遅延経路を介して導くように構成された分割器と、
   前記遅延経路を形成する光学要素であって、前記光学要素が、前記第２の部分を受け取り、前記第２の部分を、前記遅延経路を介して導き、次いで前記第２の光軸に沿って導くように構成された光学要素とを含み、
   前記第２の部分が前記第２の光軸に沿って放出される際に前記第１の部分に関し鏡映される状態となるよう前記光学要素を配置して、前記第２の部分を鏡映するビーム修正装置。
2. 前記分割器が、前記第１の光軸に対し、４５°の角度を成して配置される半透過性のミラーである、請求項１に記載のビーム修正装置。
3. 前記光学要素が、前記第２の部分を、前記遅延経路を介し、前記分割器に再び導き、前記分割器が、再び導かれた前記第２の部分を第３の部分及び第４の部分に分割するように構成され、前記分割器が、前記第３の部分を前記第２の光軸に沿って導き、前記第４の部分を、前記遅延経路を介して導き、次いで前記第２の光軸に沿って導くように構成される、請求項１又は２に記載のビーム修正装置。
4. 前記分割器が、第１のスプリッタ及び第２のスプリッタを含み、前記第１の光軸に対し、前記第１のスプリッタが＋４５°で、前記第２のスプリッタが−４５°で配置され、前記第１のスプリッタが、前記入射放射ビームの一部を前記第１の部分及び前記第２の部分に分割するように構成され、前記第２のスプリッタが、前記第２の部分を第３の部分及び第４の部分に分割するように構成され、前記第１のスプリッタ及び前記第２のスプリッタが、前記第１の部分及び前記第３の部分を前記第２の光軸に沿って導くように構成され、前記光学要素が、前記第１の部分が伝搬する経路長よりも長い経路長を有する第１の遅延経路及び前記第２の部分が伝搬する経路長よりも長い経路長を有する第２の遅延経路を形成するように構成され、前記第１のスプリッタが、前記第２の部分を前記第１の遅延経路に沿って前記第２のスプリッタへ導くように構成され、前記第２のスプリッタが前記第３の部分を前記第２の遅延経路に沿って前記第１のスプリッタへ導くように構成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のビーム修正装置。
5. 前記第１の遅延経路及び前記第２の遅延経路を形成する前記光学要素が、第１のミラー及び第２のミラーを含む、請求項４に記載のビーム修正装置。
6. 前記第１のミラー及び前記第２のミラーが、コーナ・キューブによって形成される、請求項５に記載のビーム修正装置。
7. 前記第１の遅延経路を形成する前記光学要素が、第１のミラー及び第１の集束レンズを含み、前記第２の遅延経路を形成する前記光学要素が、第２のミラー及び第２の集束レンズを含む、請求項４に記載のビーム修正装置。
8. 前記遅延経路を形成する前記光学要素が、共に前記遅延経路を形成する複数のミラーと、第１の凹面ミラー及び第２の凹面ミラーとを含み、前記第１の凹面ミラー及び前記第２の凹面ミラーが、各凹面ミラーに共通の焦点を通して前記第２の部分を導くことによって前記鏡映を行なう、請求項１〜３のいずれか１項に記載のビーム修正装置。
9. 前記光学要素が、前記第２の部分を、前記遅延経路を介し、前記分割器に再び導き、前記分割器が、再び導かれた前記第２の部分を第３の部分及び第４の部分に分割するように構成され、前記分割器が前記第３の部分を、前記第２の光軸に沿って導くように、かつ前記第４の部分を、前記遅延経路を介して導き、次いで前記第２の光軸に沿って導くように構成される、請求項８に記載のビーム修正装置。
10. 前記ビーム修正装置が、前記ビーム修正装置を少なくとも前記第１の光軸及び前記第２の光軸のうちの１つを中心に回転させるための傾斜装置を含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載のビーム修正装置。
11. リソグラフィ装置であって、
    放射ビームを調整するように構成された照明系と、
    パターニングされた放射ビームを形成するために、前記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ニング装置を支持するように構成された支持体と、
    基板を保持するように構成された基板テーブルと、
    前記パターニングされた放射ビームを前記基板の目標部分上に投影するように構成された投影系とを含み、
    前記リソグラフィ装置が、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のビーム修正装置をさらに含むリソグラフィ装置。
12. パターニング装置からパターンを基板上に投影するように構成されたリソグラフィ投影装置であって、前記リソグラフィ装置が、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のビーム修正装置をさらに含むリソグラフィ投影装置。
13. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載のビーム修正装置を含む装置。
14. 第１の光軸に沿って入力放射ビームを受け取る段階と、
    前記入力放射ビームを第１の部分及び第２の部分に分割する段階と、
    前記第１の部分を、第２の光軸に沿って導く段階と、
    前記第２の部分を、前記第１の部分が伝搬する経路長よりも長い経路長を有する遅延経路を介して導き、次いで前記第２の光軸に沿って導く段階と、
    前記第２の部分が前記第２の光軸に沿って放出される際に前記第１の部分に関し鏡映される状態となるように、前記第２の部分を鏡映する段階と、
    を有する、放射ビーム処理方法。
15. パターニングされた放射ビームを基板上に投影する段階を含むデバイス製造方法であって、前記方法が請求項１４に記載の放射ビーム処理方法を含む方法。