JP4418413B2 - リソグラフィ装置用可変減衰器 - Google Patents

Description

本発明は、リソグラフィ装置内で使用するための可変減衰器に関する。また本発明は、リソグラフィ装置、及びデバイスを製造するための方法に関する。詳細には、本発明は、パルス・エネルギー密度を調節するための可変減衰器に関する。

リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上に、通常は基板の標的部分上に付与する機械である。リソグラフィ装置は、たとえば、集積回路（ＩＣ）の製造時に使用することができる。その場合、選択可能にマスク又はレチクルと呼ばれるパターン形成デバイスを使用し、ＩＣの個々の層上に形成され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、基板（たとえば、シリコン・ウェハ）上の（たとえば、ダイの一部、又は１つ又は複数のダイを含む）標的部分上に転写することができる。パターンの転写は、一般に、基板上に設けられた感放射線性材料（レジスト）の層上への結像を介するものである。一般に、単一の基板は、連続してパターン形成される、隣接する標的部分のネットワークを含むことになる。周知のリソグラフィ装置には、パターン全体を一度に標的部分上に露光することによって各標的部分が照射される、いわゆるステッパと、所与の方向（「走査」方向）で投影ビームを介してパターンを走査し、一方、この方向に平行又は逆平行で基板を同期走査することによって、各標的部分が照射される、いわゆるスキャナとが含まれる。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形成デバイスから基板にパターンを転写することも可能である。

基板に与えられる放射線量を制御することが重要である。たとえば２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、又は１５７ｎｍなど遠紫外（ＤＵＶ）波長領域では、放射線は、通常、パルス・エキシマ・レーザを使用して加えられる。多くの場合、個々のレーザ・パルスのエネルギーの変動が非常に大きく、或いはスリット内のパルスの総数が少なすぎるため、正確な露光を補償することができない。これは、低線量に特有の問題である。この問題を克服するために、ウェハ・ステージ部で放射強度を制御するように、一般に可変減衰器（ＶＡＴ）がビームの経路内に配置される。典型的な可変減衰器は、パルス・エネルギーをその初期値の７％から９０％の間の値に低減することが可能である。各パルスの強度を下げることにより、必要とされるパルスの総数が減少し、個々のパルス間の偏差をより効果的に平均化することができる。

周知の可変減衰器は、その透過率がそこに入射する放射線の角度に依存する「角度に敏感な」層でコーティングされた透過基板（たとえば石英板）を備える。この板は、典型的には約７〜９０％の範囲で減衰器の透過率を変えるように回転させることができる。

上述のように、静止露光（「ステッパ」装置）と走査露光という２つの露光タイプに区別することができる。可変減衰器がこれらのタイプの露光中に使用される方法は異なる。静止露光の場合には、可変減衰器は、最大透過点と最小透過点の間で切り替わり、一方、走査露光中には、透過率をこれらの極端間のどこかにすることができる。

静止露光は、可変減衰器をその最大透過率にして始まる。積算線量が増大したとき、線量制御アルゴリズムは、（その固有のエネルギー誤差を含めて）次のパルスが依然として線量レディ・ウィンドウ内に入ることになるかどうか評価する。入る場合、次のパルスが発せられることになる。入らない場合、可変減衰器を最大透過率から最小透過率に移動するために、露光が短い時間の間、中断される。この点から、露光は、積算線量が線量レディ・ウィンドウ内に入るまで、低エネルギー・パルスで終了される。

走査露光中には、ダイの全部分が同時に露光されるわけではないので、異なるパルスがダイの異なる部分に影響を及ぼすため、可変減衰器を同じように使用することができない。したがって、可変減衰器の透過率は、走査露光中に変化させることができない。走査時間（すなわち、ウェハ・ステージ速度）、レーザ周波数、公称パルス・エネルギー、パルス数に応じて、必要とされる設定点が計算され設定されてから、露光が始まる。可変減衰器の設定点が、露光中、固定されているため、線量制御アルゴリズムは、各レーザ・パルスのエネルギーを操作する。

上述のように、現在使用可能な減衰器は、約７〜９０％の透過率範囲を提供することが可能である。０〜１００％の範囲を超えて透過することが可能な減衰器を提供することが望ましいであろう。この範囲の上端部では、追加の透過により、スループットが増大される可能性がある。この範囲の下端部では、より大きな減衰により、低線量をより多くのパルスで構成させることが可能になり、パルス間の平均化が改善されることになる。

さらに、現在使用されている可変減衰器には、角度に敏感なコーティングに関して不均質問題がある。この結果、ビームがその表面の上を移動したとき、減衰器の透過率が変化する。この変化は、各パルス内に与えられるエネルギーを変化させるレーザによって補償するべきである。パルス当たりの使用可能なエネルギー範囲が制限されるため、これは、ウェハ・レベルで線量誤差に通じる可能性がある。

本発明の諸実施形態の一態様は、角度に敏感なコーティング内の不均質によって引き起こされる透過率の変動を受けない可変減衰器を提供することである。

本発明の諸実施形態の他の態様は、透過率範囲の増大された可変減衰器を提供することである。

本発明の一態様によれば、リソグラフィ装置内で放射線ビームを制御可能に減衰するための可変減衰器が提供され、この可変減衰器は概して平坦であり、互いに近接して位置する、屈折材料で形成された２つのくさび形プリズムであって、放射線ビームが両プリズムを通過するように構成されたプリズムを備える。このプリズムは、たとえば空隙によって分離することができるが、他の材料又は真空が間隙内に位置することができることは理解されよう。

特定の実施形態では、第１のプリズムは、互いに平行からプリズム角だけオフセットされた第１の面と第２の面とを備え、第２のプリズムは、互いに平行から同じプリズム角だけオフセットされた第１の面と第２の面とを備え、第１のプリズムの第２の面が、第２のプリズムの第１の面に隣接して、実質的に平行に位置し、その結果、第１のプリズムの第１の面と、第２のプリズムの第２の面とが実質的に平行である。好適なプリズム角は、約５°である。プリズムは、互いに堅固に取り付けることができる。

この減衰器は、放射線ビームがプリズムに当たる角度を変化させるように回転可能とすることができる。この角度の変化は、プリズムの各面部で透過率の変化を引き起こし、減衰器の全体的な透過率を変化させる。プリズムの屈折率は、好適な角度全体にわたってある透過率範囲を提供するように選択され、この屈折率に適した値は、約１．５である。プリズムは、たとえばフッ化カルシウム又は石英から形成することができる。プリズムは、ある実施形態ではコーティングされないが、表面の透過特性及び反射特性を制御するために、プリズムの表面にコーティングを被着することができることは理解されよう。

本発明の他の態様によれば、放射線ビームを条件付けるように構成された照明システムと、パターン形成済み放射線ビームを形成するために、放射線ビームにその断面でパターンを与えることが可能であるパターン形成デバイスを支持するように構築された支持体と、基板を保持するように構築された基板テーブルと、パターン形成済み放射線ビームを基板の標的部分上に投影するように構成された投影システムと、放射線ビームを制御可能に減衰するための、放射線ビームの経路内の概して平坦な可変減衰器であって、放射線ビームが両プリズムを通過するように互いに隣接した２つのくさび形プリズムを備え、ビームがプリズムに当たる角度を変えるように回転可能である可変減衰器とを備えるリソグラフィ装置が提供される。

放射線ビームは、平面偏光とすることができ、減衰器は、偏光方向が減衰器上の放射線ビームの入射面に実質的に平行である（すなわち、放射がｐ偏光状態にある）ように構成することができる。減衰器上の放射の入射角がほぼブリュースター角である場合、各面部での透過率はほぼ１００％であり、したがって、減衰器の透過率は、ほぼ１００％である。入射角がブリュースター角から遠く離れている場合には、各面部での透過率は、１００％をかなり下回る。それぞれ低い透過率を有する４つの面があるため、全体的な透過率は非常に低い。

本発明の他の態様によれば、基板を供給するステップと、照明システムを使用して放射線の投影ビームを送るステップと、放射線の投影ビームに、屈折材料で形成された２つの隣接したくさび形プリズムを備える概して平坦な可変減衰器を通過させるステップと、パターン形成デバイスを使用し、投影ビームにその断面でパターンを与えるステップと、放射線のパターン形成済みビームを基板の標的部分上に投影するステップとを含むデバイス製造方法が提供される。

本発明の他の態様によれば、放射線ビームが両プリズムを通過するように、ビームに、その間に空隙を有する、互いに隣接して構成された２つのプリズムを備える概して平坦な可変減衰器を通過させるステップを含む、リソグラフィ装置内で放射線ビームを選択的に減衰する方法が提供される。

本発明の他の態様によれば、リソグラフィ装置内で放射線ビームを選択的に減衰するための可変減衰器が提供され、その可変減衰器は、互いに平行からプリズム角だけオフセットされた第１の面と第２の面とを備える第１のプリズムと、互いに平行からそのプリズム角だけオフセットされた第１の面と第２の面とを備える第２のプリズムとを備え、第２のプリズムの第１の面が第１のプリズムの第２の面に近接して実質的に平行に位置し、その結果、第１のプリズムの第１の面と、第２のプリズムの第２の面とが実質的に平行であるように、第１及び第２のプリズムが互いに堅固に取り付けられる。

本発明は、様々な修正及び代替形態が可能であるが、その特定の実施形態が例として示されており、本明細書で詳しく述べられることになる。しかし、本明細書は、本明細書に開示されている特定の形態に本発明を限定するものではなく、対照的に、本発明は添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲内に入る修正、均等物、及び代替物すべてを包含しようとすることを理解されたい。

図１は、リソグラフィ装置を概略的に示す。この装置は、
− 放射線ビームＢ（たとえば、ＵＶ放射線）を条件付けるように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、
− あるパラメータに従ってパターン形成デバイスを正確に位置決めするように構成された第１のポジショナＰＭに接続された、パターン形成デバイス（たとえば、マスク）ＭＡを支持するように構築された支持構造（たとえば、マスク・テーブル）ＭＴと、
− 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のポジショナＰＷに接続された、基板（たとえば、レジスト・コーティング済みウェハ）Ｗを保持するように構築された基板テーブル（たとえば、ウェハ・テーブル）ＷＴと、
− パターン形成デバイスＭＡによってビームＢに与えられたパターンを基板Ｗの（たとえば、１つ又は複数のダイを含む）標的部分Ｃ上に投影するように構成された投影システム（たとえば、屈折投影レンズ・システム）ＰＳとを含む。

照明システムは、放射線を誘導する、形作る、又は制御するために、屈折構成要素、反射構成要素、磁気構成要素、電磁構成要素、静電構成要素、又は他のタイプの光学構成要素など様々なタイプの光学構成要素、或いはその任意の組合せを包むことができる。

支持構造は、パターン形成デバイスを支持する、すなわちその重量を支承する。支持構造は、パターン形成デバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、及び他の条件、たとえばパターン形成デバイスが真空環境内で保持されるか否かなどに依存する態様で、パターン形成デバイスを保持する。支持構造は、機械式、真空、静電又は他の固定技法を使用し、パターン形成デバイスを保持することができる。支持構造は、たとえば、必要に応じて固定又は可動とすることができるフレーム又はテーブルとすることができる。支持構造は、パターン形成デバイスが、たとえば投影システムに対して確実に所望の位置にあるようにすることができる。本明細書における「レチクル」又は「マスク」という用語のどの使用も、「パターン形成デバイス」という、より一般的な用語と同義と見なすことができる。

本明細書で使用される用語「パターン形成デバイス」は、基板の標的部分内でパターンを生み出すように、放射線ビームにその断面でパターンを与えるために使用することができる任意のデバイスを指すものとして広く解釈すべきである。放射線ビームに与えられるパターンは、たとえば、パターンが位相シフト・フィーチャ（ｐｈａｓｅ−ｓｈｉｆｔｉｎｇ ｆｅａｔｕｒｅｓ）又はいわゆるアシスト・フィーチャ（ａｓｓｉｓｔ ｆｅａｔｕｒｅｓ）を含む場合、基板の標的部分内の所望のパターンに正確に対応しない可能性があることに留意されたい。一般に、放射線ビームに与えられるパターンは、集積回路など、標的部分内で生み出されるデバイス内の特定の機能層に対応することになる。

パターン形成デバイスは、透過型又は反射型とすることができる。パターン形成デバイスの実施例には、マスク、プログラム可能なミラー・アレイ、プログラム可能なＬＣＤパネルが含まれる。マスクはリソグラフィで周知であり、バイナリ、レベンソン型位相シフト、ハーフトーン型位相シフトなどのマスク・タイプ、並びに様々なハイブリッド・マスク・タイプを含む。プログラム可能なミラー・アレイの一実施例は、小さなミラーのマトリックスを使用し、ミラーのそれぞれは、入来放射線ビームを様々な方向で反射するように個別に傾けることができる。傾斜式ミラーは、ミラー・マトリックスによって反射される放射線ビーム内でパターンを与える。

本明細書で使用される用語「投影システム」は、使用される露光放射線に対して、或いは、浸漬流体の使用又は真空の使用など他の要因に対して適切なように、屈折光学系、反射光学系、カタディオプトリック光学系、磁気光学系、電磁光学系、静電光学系を含めて、任意のタイプの投影システム又はその任意の組合せを包含するものとして広く解釈すべきである。本明細書における「投影レンズ」という用語のどの使用も、「投影システム」という、より一般的な用語と同義と見なすことができる。

本明細書では、本装置は、（たとえば、透過マスクを使用する）透過タイプのものである。別法として、本装置は、（たとえば、上記で参照されているタイプのプログラム可能なミラー・アレイを使用する、又は反射マスクを使用する）反射タイプのものとすることができる。

リソグラフィ装置は、２つ（デュアル・ステージ）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とすることができる。そのような「複数ステージ」機では、追加テーブルを同時に使用することができ、或いは、１つ又は複数の他のテーブルが露光用に使用されている間に、１つ又は複数のテーブルに対して準備ステップを実施することができる。

リソグラフィ装置はまた、投影システムと基板の間の空間を満たすように、比較的高い屈折率を有する液体、たとえば水によって基板の少なくとも一部分を覆うことができるタイプのものとすることができる。また、浸漬液は、リソグラフィ装置内の他の空間、たとえば、マスクと投影システムの間に適用することもできる。浸漬技法は、投影システムの開口数を増大するために、当技術分野で周知である。本明細書では、「浸漬」という用語は、基板など構造を液体内に沈めなければならないことを意味せず、逆に、液体が、露光中に投影システムと基板の間に位置することを意味するにすぎない。

図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射線源ＳＯから放射線ビームを受け取る。放射線源とリソグラフィ装置は、たとえば放射線源がエキシマ・レーザであるとき、別体とすることができる。そのような場合、放射線源はリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射線ビームは、たとえば、適切な誘導ミラー及び／又はビーム・エキスパンダを含むビーム送達システムＢＤの助けにより、放射源ＳＯからイルミネータＩＬに渡される。他の場合には、たとえば放射源が水銀ランプであるとき、放射源をリソグラフィ装置の一体化部分とすることができる。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要に応じてビーム送達システムＢＤと共に、放射線システムと呼ばれることがあり得る。

イルミネータＩＬは、放射線ビームの角度強度分布を調整するために、アジャスタＡＤを含むことができる。一般に、イルミネータのひとみ平面内の強度分布の少なくとも外部及び／又は内部径方向範囲（一般にそれぞれσ−外側及びσ−内側と呼ばれる）を調整することができる。さらに、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなど、様々な他の構成要素を備えることができる。イルミネータを使用し、その断面において所望の均一性及び強度分布を有するように、放射線ビームを条件付けることができる。

放射線ビームＢは、支持構造（たとえば、マスク・テーブルＭＴ）上で保持されているパターン形成デバイス（たとえば、マスクＭＡ）上に入射し、パターン形成デバイスによってパターン形成される。放射線ビームＢは、マスクＭＡを横切って、投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、ビームを基板Ｗの標的部分Ｃ上に集束する。基板テーブルＷＴは、第２のポジショナＰＷ及び位置センサＩＦ（たとえば、干渉測定デバイス、リニア・エンコーダ、又は容量センサ）の助けにより、たとえば、様々な標的部分Ｃを放射線ビームＢの経路内で位置決めするように、正確に移動することができる。同様に、第１のポジショナＰＭと別の位置センサ（図１には明示的に図示せず）を使用し、マスクＭＡを、たとえばマスク・ライブラリから機械的に取り出した後で、又は走査中に、ビームＢの経路に対して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のポジショナＰＭの一部を形成するロング・ストローク・モジュール（粗い位置決め）及びショート・ストローク・モジュール（細かい位置決め）の助けにより実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２のポジショナ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実現することができる。（スキャナではなく）ステッパの場合には、マスク・テーブルＭＴをショート・ストローク・アクチュエータに接続するだけとすることも、固定とすることもできる。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク・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。図の基板アライメント・マークは、専用の標的部分を占有しているが、標的部分間の空間内に位置することができる（これらは、スクライブ・レーン・アライメント・マークとして知られる）。同様に、複数のダイがマスクＭＡ上に設けられる状況では、マスク・アライメント・マークは、ダイ間に位置することができる。

図の装置は、以下のモードの少なくとも１つで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が本質的に静止したままであり、一方、放射線ビームに与えられたパターン全体が標的部分Ｃ上に１回で投影される（すなわち、１回の静止露光）。次いで、基板テーブルＷＴがＸ及び／又はＹ方向でシフトされ、その結果、異なる標的部分Ｃを露光することができる。ステップ・モードでは、露光領域の最大サイズにより、１回の静止露光で結像される標的部分Ｃのサイズが制限される。
２．走査モードでは、放射線ビームに与えられたパターンが標的部分Ｃ上に投影されている間に、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴが同期して走査される（すなわち、１回の動的露光）。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、投影システムＰＳの（縮小）倍率と映像反転特性によって決定される。走査モードでは、露光領域の最大サイズにより、１回の動的露光における標的部分の（非走査方向での）幅が制限され、一方、走査運動の長さにより、標的部分の（走査方向での）高さが決定される。
３．別のモードでは、マスク・テーブルＭＴが、プログラム可能なパターン形成デバイスを保持して本質的に静止したままであり、放射線ビームに与えられたパターンが標的部分Ｃ上に投影されている間に、基板テーブルＷＴが移動又は走査される。このモードでは、一般に、パルス放射源が使用され、基板テーブルＷＴの各移動の後で、又は走査中、連続する放射パルスの間で、必要に応じてプログラム可能なパターン形成デバイスが更新される。この動作モードは、上記で参照されている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ン形成デバイスを使用するマスク不要のリソグラフィに容易に適用することができる。

上述の使用モード又は全く異なる使用モードに対する組合せ及び／又は変形形態をも、使用することができる。

可変減衰器ＶＡは、基板Ｗに当たる放射線の強度を制御するために、放射線ビームＢの経路内に位置する。図１に示されているように、可変減衰器は、照明システムＩＬの入力部に位置して示されているが、おそらくは同様に、放射線のビームが実質的に平行である、マスクＭＡに到達する前の任意の場所に位置することができることは理解されよう。

図２は、可変減衰器ＶＡの構造を示す概略図である。可変減衰器ＶＡは、たとえば、プリズム１、２の縁部で接着剤３を使用して、共に堅固に取り付けられた第１及び第２のプリズム１、２を備える。どちらのプリズムも、使用される放射線にとって透過性の、しかし屈折率ｎ＞１を有する材料から作製される。好適な材料は、フッ化カルシウム、ＣａＦ_２であり、好適な屈折率は、ｎ＝１．５である。

第１のプリズム１は、互いにプリズム角αだけオフセットされた第１及び第２の面４、５を含む。第２のプリズム２は、互いに同じプリズム角αだけオフセットされた第１及び第２の面６、７を含む。第１のプリズムの第２の面５と、第２のプリズムの第２の面６は、互いに近接して、平行に位置し、プリズムは、第１のプリズムと第２のプリズムのプリズム角αが減衰器ＶＡの両端にある状態で、第１のプリズム１の厚い端部が第２のプリズムの薄い端部と水平になるように構成される。これにより、概して実質的に平坦な構成となる。すなわち、減衰器が実質的に一定の全体的な厚さを有し、第１のプリズムの第１の面４と、第２のプリズムの第２の面７が、互いに平行であり、減衰器ＶＡの外面を形成する。減衰器は、矢印８によって示されているＸＺ平面（本紙の平面）内で回転可能である。

電磁放射線のビームが界面に入射し、屈折したとき、屈折後のビームの方向は、スネルの法則によって与えられる。

ただし、θ_ｉは入射光線の角度であり、θ_ｔは透過光線の角度であり、ｎ_ｉは、界面に当たる前に光線が伝播される媒体の屈折率であり、ｎ_ｔは、屈折後に光線が伝播される媒体の屈折率である。

図２Ｂは、図２Ａの中央部分の拡大図であり、第１のプリズムの第１の表面４に入射角βで当たる放射線ビームＢ内の１条の放射線がたどる経路を示す。ビームは、最初に空気

又は真空（ｎ_ｉ＝１）を介して移動し、その結果、

によって与えられる角度γで界面を離れる。ただし、ｎ_ｐは、プリズムの屈折率である。

この屈折ビームは、第１のプリズムの第２の面５に角度（γ＋α）で当たり、プリズム１、２間の空気（又は真空）の間隙内に
ｓｉｎδ＝ｎ_ｐｓｉｎ（γ＋α）
によって与えられる、第１のプリズムの第２の面５に対する角度δで現れる。

次いで、対称により、ビームＢは第２のプリズムの第１の面６に、上記で決定された角度δで当たり、その面で角度（γ＋α）に屈折される。ビームは、第２のプリズムの第２の面７に角度γで当たり、第２のプリズム（及び減衰器）を角度βで出射する。

放射線ビームＢは、たとえば、直線偏光状態又は平面偏光状態を有する放射線を生成するエキシマ・レーザによって形成することができる。放射線は、ｐ偏光状態、すなわち、電界が入射面に平行な方向で振動する放射線で減衰器に送られる。図２Ａ及び２Ｂでは、入射面はＸＺ平面（本紙の平面）であり、ｐ偏光状態にある放射線についての偏光の方向は、Ｘ方向である。一般に、放射線が２つの誘電材料間の界面に当たったとき、一部は反射され、一部は透過される。ｐ偏光状態にある放射線の場合、表面での透過率は、フレネルの法則、すなわち

によって与えられ、ただし、Ｔ_‖は、入射面に対して平行に偏光された放射線透過強度であり、Ｒ_‖は、入射面に対して平行に偏光された放射線反射強度であり、ｒ_‖は、放射線反射電界ベクトルである。

したがって、角度α、β、γ、δが既知であるとき、４つの表面４、５、６、７のそれぞれで、ｐ偏光状態にある放射線の透過率を決定することは容易である。当然ながら、γ及びδは、上述のようにスネルの法則を使用して決定することができる。第１の表面４では、θ_ｉ＝β及びθ_ｔ＝γである。第２の表面５では、θ_ｉ＝γ＋α及びθ_ｔ＝δである。第３の表面６（第２のプリズム２の第１の面）では、θ_ｉ＝δ及びθ_ｔ＝γ＋αである。第４の表面７（第２のプリズムの第２の面）では、θ_ｉ＝γ及びθ_ｔ＝βである。減衰器の全体的な透過率は、４つの表面４、５、６、７のそれぞれにおける透過率の積である。

したがって、減衰器の全体的な透過率は、入射角β、プリズム角α、プリズム屈折率ｎ_ｐの関数である。任意の所与の減衰器ＶＡについては、α及びｎ_ｐは固定されるが、βは、図２Ａに示されているＸＺ平面内で減衰器を回転させることによって変えることができる。プリズム屈折率ｎ_ｐ及びプリズム角αは、０％から、１００％のごく付近の透過率の全範囲を、１０〜２０°の角度の変化によって確実に達成することができるように選択することができる。たとえば、図３Ａは、プリズム屈折率ｎ_ｐ＝１．５及びプリズム角α＝３°を有する可変減衰器についてのシミュレートされた透過曲線を示す。この曲線は、上述のスネルの法則及びフレネル方程式を使用して生成される。理論上の透過率は、β＝５５°でのほぼ１００％からβ＝７０°での０％に滑らかな曲線で変化することが容易に分かる。

同様に、図３Ｂは、プリズム屈折率ｎ_ｐ＝１．５及びプリズム角α＝５°を有する可変減衰器についてのシミュレートされた透過曲線を示す。今、理論上の透過率は、β＝５０°でのほぼ１００％からβ＝６４°での０％に変わる。

これらの場合のそれぞれにおいて、入射角が

であるとき、透過率がほぼ１００％であることに留意されたい。これは、界面に当たる、ｐ偏光状態にある放射線の場合、θ_ｉ＋θ_ｔ＝９０°のとき、放射線が反射されず、透過率が（論理的には）正確に１００％であるために生じる。これは、ｔａｎθ_ｐ＝ｎ_ｐによって与えられるブリュースター角θ_ｐとして知られる入射角で生じる。屈折率ｎ_ｐ＝１．５を有するプリズムの場合、θ_ｐ＝５６．３°である。ブリュースター角に近い角度では、透過率は依然としてほぼ１００％である。αが小さいため、βがブリュースター角に近い場合には、δも同様であり、透過率は、４つの表面４、５、６、７すべてでほぼ１００％である。

入射角βにおける小さな変動にわたる透過率ほぼ１００％から透過率０％への変化は、減衰器を透過率０％とほぼ１００％の間で切り替えるために、小さな回転が必要であるにすぎないことを意味する。これは、最小減衰と最大減衰の間で減衰器を急速に切り替えることを容易にする。さらに、減衰は様々な角度で面の固有特性によってもたらされるため、不均質問題と関連のある角度依存性のコーティングは必要とされない。さらに、コーティングが必要でないため、同じ可変減衰器を、様々な波長、たとえば２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍの放射線と共に使用することができる。さらに、減衰器によって使用可能とされる減衰の範囲が、先に知られている可変減衰器によってもたらされるものより大きい。

本文中では、ＩＣの製造時におけるリソグラフィ装置の使用を具体的に参照することがあり得るが、本明細書で述べられているリソグラフィ装置には、集積光学系、磁区メモリ用のガイド及び検出パターン、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など、他の応用分野があり得ることを理解されたい。当業者なら、そのような代替の応用分野の文脈において、本明細書における「ウェハ」又は「ダイ」という用語のどのような使用も、それぞれより一般的な用語である「基板」又は「標的部分」と同義と見なすことができることを理解するであろう。本明細書で参照されている基板は、露光の前後に、たとえば、トラック（一般に、レジストの層を基板に付着し、露光されたレジストを現像するツール）、測定、及び／又は検査ツール内で処理することができる。適用可能な場合、本明細書における開示は、そのような、また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、たとえば多層ＩＣを作成するために複数回処理することができ、その結果、本明細書で使用される基板という用語は、複数の処理済みの層をすでに含む基板を指すこともあり得る。

上記では、本発明の諸実施例の使用を、光リソグラフィの文脈で具体的に参照することがあるが、本発明は、他の応用分野、たとえばインプリント・リソグラフィで使用することができ、状況において可能な場合、光リソグラフィに限定されないことを理解されたい。インプリント・リソグラフィでは、パターン形成デバイスの起伏形状により、基板上で作成されるパターンが形成される。パターン形成デバイスの起伏形状を、基板に供給されたレジストの層内に押し付けることができ、そのとき、電磁放射線、熱、圧力、又はそ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。パターン形成デバイスは、レジストから移動され、レジストが硬化した後でレジスト内にパターンを残す。

本明細書で使用される「放射線」及び「ビーム」という用語は、（たとえば、約３６５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ｎｍの波長を有する）紫外線（ＵＶ）及び（たとえば、５〜２０ｎｍの範囲内の波長を有する）極紫外線（ＥＵＶ）、並びに、イオン・ビーム又は電子ビームなど粒子ビームを含む、あらゆるタイプの電磁放射線を包含する。

「レンズ」という用語は、状況において可能な場合、屈折光学構成要素、反射光学構成要素、磁気光学構成要素、電磁光学構成要素、及び静電光学構成要素を含む、様々なタイプの光学構成要素のいずれか１つ又は組合せを指す可能性がある。

上記では、本発明の特定の実施形態について述べたが、本発明は、述べられているものとは別の方法で実施することができることを理解されたい。たとえば、本発明は、上述の方法について説明する機械可読命令の１つ又は複数のシーケンスを含むコンピュータ・プログラム、或いは、そのようなコンピュータ・プログラムが記憶されたデータ記憶媒体（たとえば、半導体メモリ、磁気又は光ディスク）の形態をとることができる。

上記の説明は、制限するものでなく、例示的なものであるものとする。したがって、述べられている特許請求の範囲から逸脱することなしに、述べられている本発明に修正を加えることができることが、当業者には明らかであろう。

リソグラフィ装置を示す図である。 本発明による可変減衰器を示す図である。 減衰器を介した放射線の経路を示す、図２Ａの減衰器の詳細を示す図である。 図２の減衰器に当たる放射線の入射角に比した透過率の論理的な変動を示すシミュレーション図である。 図２の減衰器に当たる放射線の入射角に比した透過率の論理的な変動を示すシミュレーション図である。

符号の説明

１ プリズム
２ プリズム
３ 接着剤
４ 第１のプリズムの第１の面
５ 第１のプリズムの第２の面
６ 第２のプリズムの第１の面
７ 第２のプリズムの第２の面
８ 矢印
ＡＤ アジャスタ
Ｂ 放射線ビーム
ＢＤ ビーム送達システム
Ｃ 標的部分
ＣＯ コンデンサ
ＩＦ 位置センサ
ＩＬ 照明システム（イルミネータ）
ＩＮ インテグレータ
Ｍ１ マスク・アライメント・マーク
Ｍ２ マスク・アライメント・マーク
ＭＡ パターン形成デバイス（マスク）
ＭＴ 支持構造（マスク・テーブル）
Ｐ１ 基板アライメント・マーク
Ｐ２ 基板アライメント・マーク
ＰＭ 第１のポジショナ
ＰＳ 投影システム
ＰＷ 第２のポジショナ
ＳＯ 放射源
ＶＡ 可変減衰器
Ｗ 基板
ＷＴ 基板テーブル（ウェハ・テーブル）

Claims (20)

1. リソグラフィ装置内で放射線ビームを制御可能に減衰するように構成及び配置された可変減衰器において、
   互いに近接して位置する、屈折材料で形成されたコーティングされていない２つのくさび形プリズムであって、使用時に、前記放射線ビームが両プリズムを通過するように構成されたプリズムを備え、
   実質的に平坦である可変減衰器であり、
   前記プリズムが、間隙によって分離されており、
   前記放射線ビームが前記プリズムに当たる角度を変化させるように回転可能である可変減衰器。
2. 前記２つのプリズムの第１のプリズムが、互いに平行からプリズム角だけオフセットされた第１の面と第２の面とを備え、
   前記２つのプリズムの第２のプリズムが、互いに平行から前記プリズム角だけオフセットされた第１の面と第２の面とを備え、
   前記第１のプリズムの前記第２の面が、前記第２のプリズムの前記第１の面に隣接して、実質的に平行に位置し、その結果、前記第１のプリズムの前記第１の面と、前記第２のプリズムの前記第２の面とが実質的に平行である請求項１に記載の可変減衰器。
3. 前記プリズム角が、約３°から約５°の範囲内にある請求項２に記載の可変減衰器。
4. 前記各プリズムの屈折率が、約１．５である請求項１に記載の可変減衰器。
5. 前記各プリズムが、フッ化カルシウム又は石英から形成される請求項１に記載の可変減衰器。
6. 前記プリズムが、互いに堅固に連結される請求項１に記載の可変減衰器。
7. 放射線ビームを調整するように構成された照明システムと、
   パターン形成済み放射線ビームを形成するために、前記放射線ビームにその断面でパターンを与えることが可能であるパターン形成デバイスを支持するように構築された支持体と、
   基板を保持するように構築された基板テーブルと、
   前記パターン形成済み放射線ビームを前記基板の標的部分上に投影するように構成された投影システムと、
   前記放射線ビームを可変に減衰するように制御可能な、前記放射線ビームの経路内の実質的に平坦な可変減衰器であって、動作時に前記放射線ビームが両プリズムを通過するように互いに近接した、屈折材料で形成されたコーティングされていない２つのくさび形プリズムを備え、前記放射線ビームが前記プリズムに当たる角度を変えるように回転可能である可変減衰器とを備え、
   前記放射線ビームが直線偏光され、その結果、偏光方向が前記減衰器上の前記放射線ビームの入射面に実質的に平行であり、
   前記プリズムが、間隙によって分離されている、リソグラフィ装置。
8. 前記可変減衰器が、２０°の範囲全体にわたって回転可能である請求項７に記載の装置。
9. 前記プリズムが形成される材料のブリュースター角に近い角度で前記放射線ビームが前記減衰器に当たる第１の位置と、前記プリズムが形成される材料のブリュースター角から遠く離れた角度で前記放射線ビームが前記減衰器に当たる第２の位置との間で、前記可変減衰器が回転可能である請求項８に記載の装置。
10. 放射線ビームを基板に向けて投影するステップと、
    前記放射線ビームに、互いに近接して位置する、屈折材料で形成されたコーティングされていない２つのくさび形プリズムを備える実質的に平坦な可変減衰器を通過させるステップと、
    前記放射線ビームの減衰を変えるように、前記可変減衰器を回転させるステップと、
    を含み、
    前記プリズムが、間隙によって分離されている、
    デバイス製造方法。
11. 前記２つの隣接するプリズムの第１のプリズムが、互いに平行からプリズム角だけオフセットされた第１の面と第２の面とを備え、
    前記２つの隣接するプリズムの第２のプリズムが、互いに平行から前記プリズム角だけオフセットされた第１の面と第２の面とを備え、
    前記第１のプリズムの前記第２の面が、前記第２のプリズムの前記第１の面に隣接して、実質的に平行に位置し、その結果、前記第１のプリズムの前記第１の面と、前記第２のプリズムの前記第２の面とが実質的に平行である請求項１０に記載の方法。
12. 前記プリズム角が、約３°から約５°の範囲内にある請求項１１に記載の方法。
13. 前記各プリズムの屈折率が、約１．５である請求項１０に記載の方法。
14. 前記各プリズムが、フッ化カルシウム又は石英から形成される請求項１０に記載の方法。
15. 前記プリズムが、互いに堅固に連結される請求項１０に記載の方法。
16. 前記放射線ビームが、実質的に平面偏光される請求項１０に記載の方法。
17. 前記放射線ビームの偏光方向が、前記減衰器上の前記放射線ビームの入射面に実質的に平行である請求項１６に記載の方法。
18. 放射線の投影ビームに、屈折材料で形成された２つの隣接するコーティングされていないくさび形プリズムを備える実質的に平坦な可変減衰器を通過させるステップと、
    パターン形成デバイスを使用し、前記投影ビームにその断面でパターンを与えるステップと、
    放射線の前記パターン形成済みビームを基板の標的部分上に投影するステップとを含み、
    前記プリズムが、間隙によって分離されており、
    前記放射線ビームが前記プリズムに当たる角度を変化させるように回転可能である、デバイス製造方法。
19. リソグラフィ装置内で放射線ビームを制御可能に減衰する方法であって、
    前記放射線ビームが両プリズムを通過するように、前記ビームに、その間に空隙を有する、互いに隣接して構成された、屈折材料で形成されコーティングされていないくさび形の２つのプリズムを備える実質的に平坦な可変減衰器を通過させるステップを含み、
    前記放射線ビームが前記プリズムに当たる角度を変化させるように回転可能である、方法。
20. リソグラフィ装置内で放射線ビームを選択的に減衰するための可変減衰器であって、
    互いに平行からプリズム角だけオフセットされた第１の面と第２の面とを備える、屈折材料で形成されコーティングされていないくさび形の第１のプリズムと、
    互いに平行から前記プリズム角だけオフセットされた第１の面と第２の面とを備える、屈折材料で形成されコーティングされていないくさび形の第２のプリズムとを備え、
    前記第２のプリズムの前記第１の面が前記第１のプリズムの前記第２の面に近接して実質的に平行に位置し、その結果、前記第１のプリズムの前記第１の面と、前記第２のプリズムの前記第２の面とが実質的に平行であるように、前記第１及び第２のプリズムが互いに堅固に連結されており、かつ、前記第１及び第２のプリズムが、間隙によって分離されており、
    前記放射線ビームが前記プリズムに当たる角度を変化させるように回転可能である、可変減衰器。

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