JP4446280B2 - マイクロリソグラフ処理に対する放射線ビーム特性を制御する方法及びシステム - Google Patents

Description

本発明は、一般的に、位相、極性、及び振幅分布を含むマイクロリソグラフ処理中の放射線ビーム特性を制御する方法及びシステムに関する。

ミクロ電子工学的形態は、典型的には、ウェーハから材料を選択的に除去し、得られる開口部に絶縁性、半導電性、及び／又は導電性材料を充填することにより、微小形態加工素材（半導体ウェーハを含む）に形成される。１つの典型的な工程は、ウェーハ上に放射線感応フォトレジスト材料の層を堆積し、次にパターン化されたマスク又はレチクルをフォトレジスト層の上に配置し、次に隠されたフォトレジスト層を選択された放射線に露出する段階を含む。次に、ウェーハは、塩基水溶液又は溶剤のような現像液に露出される。一例では、フォトレジスト層は、現像液に最初はほぼ可溶性であり、マスクのパターン化された開口部を通して放射線に露出されたフォトレジスト層の部分は、現像液に対してほぼ可溶性からほぼ抵抗性に（例えば、低溶解度を有するように）変化する。代替的に、フォトレジスト層は、最初は現像液にほぼ不溶性であり、マスクの開口部を通して放射線に露出されたフォトレジスト層の部分は、より可溶性になることができる。いずれの場合も、現像液に対して抵抗性があるフォトレジスト層の部分は、ウェーハ上に残り、フォトレジスト層の残りの部分は、現像液によって除去されて下のウェーハ材料を露出する。

ウェーハは、次に、エッチング又は金属堆積処理を受ける。エッチング処理では、エッチング液は、露出された材料を除去するが、フォトレジスト層の残っている部分の下に保護された材料を除去しない。従って、エッチング液は、ウェーハ材料又はウェーハ上に堆積した材料に開口部のパターン（溝、チャンネル、又は孔など）を作り出す。これらの開口部を絶縁性、導電性、又は半導電性材料で充填してウェーハ上にミクロ電子工学的形態の層を構築することができる。ウェーハは、次に単片化されて、コンピュータ及び他の消費者向け又は産業用電子装置のような広範囲の電子製品に組み込むことができる個々のチップを形成する。

ウェーハに形成されるミクロ電子工学的形態の大きさが小さくなると（例えば、電子装置に入れるチップの大きさを小さくするために）、フォトレジスト層に形成される形態の大きさも小さくすべきである。いくつかの工程では、選択された形態の寸法（臨界寸法と呼ばれる）は、他の形態の寸法が製造仕様に適合するか否かを判断するための診断尺度として評価される。従って、臨界寸法は、上述の工程のいくつかの態様のいずれかからもたらされる誤差を受ける可能性が最も高いように選択される。そのような誤差は、放射線源及び／又は放射線源とマスクの間にある光学機器によって生じた誤差を含むことができる。誤差はまた、マスクにより、マスク間の差異により、及び／又はエッチング工程の誤差によっても発生する可能性がある。臨界寸法は、堆積工程での変動及び／又は材料除去工程、例えば化学機械平坦化工程での変動を含む、露出／現像工程の前又は工程中、及び／又はエッチング工程の後に発生する工程の誤差によっても影響を受ける可能性がある。

ウェーハの光学系のレンズ収差を補正する１つの一般的な手法（ＭｃＤｏｎａｌｄ他に付与された米国特許第５，１４２，１３２号に開示）は、レンズ光学機器の収差を補正するように調節することができる変形可能なミラーからの入射放射線を反射することである。しかし、レンズ収差の補正は、臨界寸法に悪影響を与える可能性がある付加的な要素（上述）に対処するのに一般的に適切ではないことになる。従って、上述の変動と誤差の一部に対処する別の手法は、放射線源とマスクの間に勾配フィルタを介在させてウェーハに衝突する放射線の強度を空間的に調節することである。代替的に、マスクの上に薄膜又は皮膜を配置し、マスクを通って伝達する光の強度を変えることができる。いずれの場合も、フィルタ及び／又は皮膜は、マスクの１つの部分に入射する放射強度を別の部分に入射する放射線強度に対して低減することによってマスク間の変動に対処することができる。

上述の構成の１つの欠点は、マスクが取り替えられる時に勾配フィルタ及び／又は皮膜を取り替えることが困難であり、及び／又は時間を浪費する場合があることである。更に別の欠点は、勾配フィルタ及び皮膜は、システムが古くなるか又はその他の方法で変化する時にシステムに生じる新しい誤差及び／又は誤差の変化に対処することができないことである。

上述の欠点の一部に対処するための別の手法は、固定した幾何学的形状の回折装置の代わりに画素化した回折光学要素（ＤＯＥ）を設けることである。画素化ＤＯＥは、一般的に、各ピクセルが「オン」状態と「オフ」状態を有する電気的アドレス可能ピクセルのアレイを含む。オン状態にあるピクセルは光を伝達し、オフ状態にあるピクセルは伝達しない。従って、そのようなＤＯＥは、新しいパターンを作り出すために繰返し再プログラムすることができ、ユーザが、各新しい微小形態加工素材設計のための新しい回折要素の作成に関連するコストを回避することを可能にする。しかし、この手法の欠点は、２つの２値状態の間でピクセルを切り換えることは、マイクロリソグラフ加工素材に衝突する放射線に対して適切な制御をもたらさない場合があり、それが、次に、標準以下か又はそうでなければ許容できない加工素材をもたらす可能性があることである。

米国特許第５，１４２，１３２号 米国特許出願第０９／９４５，３１６号

Ａ．序論
本発明は、マイクロリソグラフ加工素材に向けられた放射線の特性を制御する方法及び装置を説明する。用語「マイクロリソグラフ加工素材」は、加工素材上及び／又は加工素材内に、マイクロリソグラフ技術を使用して、サブミクロン回路又は構成要素、データ記憶素子又は層、バイア又は導電線、微小光学的形態、微小機械的形態、及び／又は微小生物学的形態が製造されるか又は製造することができる加工素材を含むように全体を通して使用される。これらの実施形態のどれにおいても、加工素材は、セラミックを含む適切な材料で形成され、以下に限定されるものではないが、金属、誘電材料、及びフォトレジストを含む他の材料の層及び／又は他の構造を支持することができる。

本発明の１つの態様による装置は、マイクロリソグラフ加工素材を担持するように配置された支持面を有する加工素材支持体を含む。放射線の供給源は、振幅分布、位相分布、及び極性分布を有する放射線ビームを加工素材支持体に向う放射線経路に沿う方向に向けるように位置決めすることができる。適応構造体を放射線経路に位置決めすることができ、これは、放射線ビームの一部分を受けて１つの状態から複数の利用可能な他の状態のいずれかに変わり、放射線ビームの振幅分布、位相分布、及び極性分布の少なくとも１つを変えるように各々が構成された複数の独立制御可能かつ選択的放射線伝達可能な要素を有することができる。適応構造体の要素に１つの状態から複数の他の状態の１つに変わるように指示するために、コントローラを適応構造体と作動的に連結することができる。

本発明の更に別の特定的な態様では、複数の利用可能な他の状態は、他の状態のほぼ連続的なスペクトルを含むことができる。コントローラは、要素の各々に電気的に結合することができ、各要素に可変電圧を印加して各要素の状態を１つの状態から複数の利用可能な他の状態のいずれかに独立に変えるように構成することができる。

本発明の別の態様による方法は、放射線経路に対してほぼ横断方向の平面内の位置の関数として振幅分布、位相分布、及び極性分布を有する放射線ビームを放射線源から放射線経路に沿う方向に向ける段階を含む。本方法は、放射線ビームを適応構造体に衝突させ、適応構造体の少なくとも一部分の状態を１つの状態から別の状態に変えて少なくとも２つの分布を独立に変える段階を更に含むことができる。放射線ビームは、マイクロリソグラフ加工素材に衝突させるために適応構造体から離して放射線経路に沿う方向に向けることができる。

本発明の別の態様による方法では、適応構造体の少なくとも一部分の状態を変える段階は、列及び行のアレイに配列された複数の電気的アドレス可能要素の少なくとも１つに電気信号を向ける段階を含むことができる。本発明の更に別の態様では、放射線ビームは、適応構造体とマイクロリソグラフ加工素材の間に位置決めされたレチクルを通過することができる。

Ｂ．本発明の実施形態による方法及び装置
本発明のいくつかの実施形態の多くの具体的な詳細が、これらの実施形態を完全に理解するために以下の説明と図１−６に示されている。しかし、当業者は、本発明に実施形態を追加することができ、以下に説明する詳細のいくつかがなくても本発明を実施することができることを理解するであろう。

図１は、本発明の実施形態によるマイクロリソグラフ加工素材１６０を制御可能に照射するための装置１１０を概略的に示している。装置１１０は、放射線経路１８０に沿って電磁放射線ビーム１２８をマイクロリソグラフ加工素材１６０に向ける放射線源１２０を含むことができる。装置１１０は、入射する放射線ビーム１２８の特性を調節するための適応構造体１４０を更に含むことができる。以下でより詳細に説明するように、これらの特性は、振幅（強度）、位相、及び／又は極性のビーム１２８にわたる空間分布を含むことができる。任意的に、放射線ビーム１２８は、次に、放射線源１２０によって放射された放射線を整形し、及び／又は増幅するように構成されたレンズシステム１２３を通過することができる。任意的に、装置１１０は、放射線を拡散させるための回折要素１２２と、放射線源１２０の複数の画像を生成するように位置決めされた光チューブ１２４とを更に含むことができる。光チューブ１２４及び／又はサイジングレンズ１２５は、放射線ビーム１２８の大きさを調節することができ、このビームは、次に、ミラー１２６によってレチクル放射線経路セグメント１８１ａに沿って集束レンズ１２７を通りレチクル又はマスク１３０に向けられる。

レチクル１３０は、放射線が通過してマイクロリソグラフ加工素材１６０上に画像を形成するレチクル開口１３１を含むことができる。放射線は、マイクロリソグラフ加工素材上に形成される形態の大きさに対応する大きさにレチクルによって形成された画像パターンを縮小する縮小レンズを通過することができる。次に、放射線ビーム１２８は、マイクロリソグラフ加工素材１６０の放射線感応材料１６１（例えば、フォトレジスト層）に衝突し、材料１６１上に画像を形成する。一実施形態では、材料１６１に衝突するビーム１２８は、幅が約５ｍｍから約８ｍｍ、長さが約２６ｍｍのほぼ矩形形状とすることができる。他の実施形態では、層１６１上に入射するビーム１２８は、別の形状と大きさにすることができる。一実施形態では、放射線の波長は、１３ナノメートル、１５７ナノメートル、１９３ナノメートル、２４８ナノメートル、及び３６５ナノメートルの値から選択することができる。他の実施形態では、波長がマイクロリソグラフ加工素材１６０上に材料１６１を露出するのに適切であることを条件として、波長は、これらの値よりも小さいか、大きいか、又はその間の値にすることができる。

マイクロリソグラフ加工素材１６０は、加工素材支持体１５０によって担持することができる。一実施形態（スキャナ構成）では、加工素材１６０は、加工素材支持体経路１５１に沿って移動し、レチクルは、レチクル経路１３２に沿って反対の方向に移動し、放射線ビーム１２８の位置が固定されたままである間に材料１６１にわたってレチクル１３０によって作り出された画像を走査する。従って、加工素材支持体１５０は、支持体アクチュエータ１５４に連結することができ、レチクル１３０は、レチクルアクチュエータ１３７に連結することができる。

レチクル１３０がマイクロリソグラフ加工素材１６０と反対側に移動する時に、放射線源１２０は点滅し、マイクロリソグラフ加工素材１６０のフィールド全体が走査されるまで、レチクル１３０によって作り出された対応する連続画像と共にマイクロリソグラフ加工素材１６０の連続する部分を照射することができる。一実施形態では、放射線源１２０は、マイクロリソグラフ加工素材１６０が１ビーム幅（例えば、約５ｍｍから約８ｍｍ）だけ移動するために必要な時間の間に２０サイクルの速度で点滅することができる。他の実施形態では、放射線源１２０は、別の速度で点滅することができる。一実施形態では、放射線源１２０は、走査工程を通して同じ速度で点滅し（レチクル１３０と加工素材１５０が各々同じ速度で移動すると仮定して）、各フィールドを均等に照射することができる。別の実施形態では、放射線源１２０は、連続放射線ビーム１２８を送出することができる。いずれの実施形態でも、各フィールドは、１つ又はそれよりも多くのダイ又はチップを含むことができ、他の実施形態では、各フィールドは、他の特徴を含むことができる。

別の実施形態（ステッパ構成）では、放射線ビーム１２８とレチクル１３０は、レチクル１３０と加工素材支持体１５０が放射線経路１８０に対して固定された横断方向位置を保つ間に、１つ又はそれよりも多くの点滅でマイクロリソグラフ加工素材１６０のフィールド全体を露出することができる。フィールドが露出された後で、レチクル１３０及び／又は加工素材支持体１５０は、放射線経路を横断方向に移動させられて他のフィールドを放射線ビーム１２８に整列させることができる。この工程は、マイクロリソグラフ加工素材１６０のフィールドの各々が放射線ビーム１２８に露出されるまで繰り返すことができる。適切なスキャナ及びステッパ装置は、オランダのベルドホーベン所在のＡＳＭＬ、ニューヨーク州レーク・サクセス所在の「Ｃａｎｏｎ ＵＳＡ，Ｉｎｃ、」、及び日本の東京所在のニコン株式会社から入手可能である。

上述の実施形態の更に別の態様では、コントローラ１７０は、レチクル１３０（又は、レチクルアクチュエータ１３７）と加工素材支持体１５０（又は、支持体アクチュエータ１５４）とに作動的に連結することができる。従って、コントローラ１７０は、これらの要素間の相対的な移動を自動的に（ユーザ入力の有無に関わらず）制御して調整することができるプロセッサ、マイクロプロセッサ、又は他の装置を含むことができる。コントローラ１７０は、以下でより詳細に説明するように、適応構造体１４０に連結して放射線ビーム１２８の特性を制御することができる。

図２は、本発明の実施形態により構成された適応構造体１４０の部分概略図である。この実施形態の一態様では、適応構造体１４０は、放射線ビーム１２８を受け取るような大きさにされて位置決めされた入口開口１４１と、放射線ビーム１２８を放出するような大きさにされて位置決めされた出口開口１４２とを含む。適応構造体１４０は、入口開口１４１と出口開口１４２の間に位置決めされた１つ又はそれよりも多くの適応部分１４３を更に含む（３つが第１の適応部分１４３ａ、第２の適応部分１４３ｂ、第３の適応部分１４３ｃとして図２に概略示されている）。一実施形態では、適応部分１４３は、屈折率整合流体１４５を充填した間隙１４４によって離間され、適応部分１４３と間隙１４４の間の界面での反射の可能性を低減している。別の実施形態では、間隙１４４は除去することができ、適応部分１４３は、互いに対して当接することができる。

上述の実施形態のいずれにおいても、各適応部分１４３は、１つの状態から別の状態に変わって放射線ビーム１２８の特定の特性の分布を変えることができる。例えば、一実施形態では、第１の適応構造体１４３ａは、放射線ビーム１２８の振幅又は強度の分布を変えるように構成することができる。第２の適応部分１４３ｂは、放射線ビーム１２８の極性分布を変えるように構成することができ、第３の適応部分１４３ｃは、放射線ビーム１２８の位相分布を変えるように構成することができる。他の実施形態では、１つ又はそれよりも多くの適応部分１４３ａ−ｃは、放射線ビーム１２８の異なる特性を変えることができ、及び／又は適応部分１４３ａ−ｃの相対的な位置は、変更することができる。更に別の実施形態では、適応部分１４３ａ−ｃの１つ又はそれよりも多くを除去することができる。１つ又はそれよりも多くの適応部分１４３を含むどの実施形態でも、以下でより詳細に説明するように、各適応部分１４３は、その特定の適応部分１４３が調整される放射線ビーム特性を変更するために独立に制御することができる。

図３は、放射線経路１８０とほぼ平行な方向から見た、図２に関連して上述した第１の部分１４３ａの部分概略図である。図３に示す実施形態の一態様では、第１の部分１４３ａは、ほぼ平坦な層に位置決めされた複数の独立制御可能な適応要素１４６を含むことができる。本実施形態の別の態様では、各適応要素１４６は、ほぼ直線的形状、例えば正方形形状を有することができる。他の実施形態では、各適応要素１４６は、別の形状、例えば六角形形状又は円形形状を有することができる。図２に示す実施形態の更に別の態様では、適応要素１４６は、アレイ１４７、例えばほぼ直線的なアレイ１４７に構成することができる。従って、適応要素１４６は、行（例えば、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３．．．）と列（例えば、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３．．．）に構成することができる。他の実施形態では、適応要素１４６は、他のパターンで配置することができる。これらの実施形態のどれにおいても、各適応要素１４６は、入ってくる放射線ビーム１２８の一部分を受け取ることができ（図２）、放射線ビーム１２８の選択された特性を制御することができる。例えば、一実施形態では、第１の部分１４３ａは、入ってくる放射線ビーム１２８の振幅又は強度の分布を変えるように構成することができる。従って、第１の部分１４３ａは、コロラド州ラファイエット所在の「Ｂｏｕｌｄｅｒ Ｎｏｎ−Ｌｉｎｅａｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ」から入手可能であるモデル「ＬＣ−ＳＬＭ」、又はスコットランドのダンファームライン所在の「ＣＲＬ Ｏｐｔｏ Ｌｉｍｉｔｅｄ」から入手可能であるモデル「ＬＣＳ２−９」のような空間光変調器を含むことができる。

他の実施形態では、第１の部分１４３ａは、入ってくる放射線ビーム１２８の極性を修正するように構成することができる。従って、第１の部分１４３ａは、複数の適応要素１４６を含むことができ、その各々は、コロラド州ラファイエット所在の「Ｂｏｕｌｄｅｒ Ｎｏｎ−Ｌｉｎｅａｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ」から入手可能である強誘電性液晶回転子又はネマチック液晶回転子のようなファラデー回転子を含む。更に別の実施形態では、第１の部分１４３ａは、放射線ビーム１２８の位相分布を制御するように構成することができ、従って、石英又は他の適切な材料で作られた適応要素１４６を含むことができる。特定的な実施形態では、第１の部分１４３ａは、電気光学変調器のアレイ、例えばニュージャージー州ブリッジウォーター所在の「Ｈａｍａｍａｔｓｕ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ」から入手可能である並列に整列したネマチック液晶空間光変調器を含むことができる。これらの実施形態のどれにおいても、各適応要素１４６は、図４に関連して以下に説明するように、利用可能な値のほぼ連続的なスペクトルから選択された値を有するように放射線ビーム１２８の特性を制御することができる。

図４は、本発明の実施形態により構成されたコントローラ１７０と適応構造体１４０の第１及び第２の部分１４３ａ及び１４３ｂの断面との部分概略図である。図４には、説明のために２つの第１の適応要素１４６ａ（第１の部分１４３ａの）及び２つの第２の適応要素１４６ｂ（第２の部分１４３ｂの）が描かれている。この実施形態の一態様では、第１の適応要素１４６ａは、第２の適応要素１４６ｂから独立して制御される。この実施形態の更に別の態様では、各第１の適応要素１４６ａは、他の第１の適応要素１４６ａから独立して制御することができ、各第２の適応要素１４６ｂは、他の第２の適応要素１４６ｂから独立して制御することができる。従って、コントローラ１７０は、第１の適応要素１４６ａの各々のための第１要素コントローラ１７１ａと、第２の適応要素１４６ｂの各々のための第２要素コントローラ１７１ｂとを含むことができる。

要素コントローラ１７１ａ及び１７１ｂ（総括して要素コントローラ１７１と呼ぶ）は、各適応要素１４６をその隣の要素から独立して制御するだけでなく、２つよりも多い利用可能な状態のスペクトルから各適応要素１４６の状態を選択的に確立することもできるように構成することができる。特に、各要素コントローラ１７１は、単に「オフ」状態と「オン」状態の間だけでなく、オフ状態と様々なオン状態の間で対応する適応要素１４６を制御することができる。例えば、適応要素１４６が光ビーム１２８の強度を制御するように構成されている時には、対応する要素コントローラ１７１は、完全な開（例えば、完全に伝達性）と完全な閉（非伝達性）の間の様々な状態にわたって適応要素１４６の透過率を変えることができる。適応要素１４６が光ビーム１２８の極性を変えるように構成されている時には、対応する要素コントローラ１７１は、例えば０度と９０度の間の様々な極性値のいずれかを作り出すように適応要素１４６の状態を調節することができる。適応要素１４６が入ってくる光ビーム１２８の位相を制御するように構成されている時には、対応する要素コントローラ１７１は、例えば−１８０度から＋１８０度までの値のスペクトルに沿った様々な位相シフト値のいずれかの値を有する位相シフト（隣接する適応要素と比較して）を作り出すように適応要素１４６の状態を調節することができる。

上述の実施形態のどれにおいても、各適応要素１４６は、１つの状態から別の状態に変化するように電気的に活性化させることができ、各対応する要素コントローラ１７１は、適応要素１４６に与えられた電位を変えることができる。従って、各適応要素１４６は、少なくとも１つの電気入力１４８を含むことができる（図４に示す適応要素１４６の各々に対して２つが示されている）。各適応要素１４６間に印加された電圧が変わるので、その適応要素１４６によって制御される対応する特性（例えば、振幅、極性、又は位相）もまた変わる。対応する適応要素１４６に要素コントローラ１７１によって印加される電圧を利用可能な電圧のスペクトルから選択することにより、オペレータは（コンピュータベースのルーチンからの支援の有無に関わらず）、その適応要素１４６によって制御される放射線ビーム特性を対応する値を有するように調節することができる。隣接適応要素１４６は、放射線ビーム１２８の断面にわたる選択された特性の全体分布を制御するのとほぼ同じ方法で制御することができる。他の実施形態では、適応要素１４６は、上述のパラメータの連続的に変動する状態変化も作り出す他の入力を受け取ることができる。一実施形態では、各適応要素１４６によって制御される特性は、所定の状態に対して時間の関数として変動しない。従って、特性は、各状態で時間的変動を持たないように制御することができ、これは、適応構造体１４０で作り出された結果の予測可能性を増すことができる。

一実施形態では、コントローラ１７０は、ユーザから入力信号を受けて適切な出力信号を適応構造体１４０に向けるように構成されたプログラマブルコンピュータ可読媒体（例えば、ソフトウエアルーチン）を含むことができる。他の実施形態では、コントローラ１７０は、他の構成を有することができる。これらの実施形態のどれにおいても、コントローラ１７０は、同じ適応構造体１４０を使用して広範な特性を有する放射線ビーム１２８をもたらすことができるように適応構造体１４０の状態を変えることができる。

図１−４に関連して上述した装置１１０の実施形態の１つの特徴は、コントローラ１７０が、利用可能な状態のほぼ連続的なスペクトルから選択された状態を取るように適応要素１４６の各々を指示することができるために、適応構造体１４０が、放射線ビーム１２８の振幅、極性、及び／又は位相分布のより正確な制御を提供することができることである。このような程度の精度は、マイクロリソグラフ加工素材１６０の品質を改善することができる。例えば、１つの領域から別の領域に連続して変動する振幅、極性、及び位相分布を有する放射線ビーム１２８を提供することにより、材料１６１上に投射したパターンの完全性を従来の方法で入手可能であるパターンと比較して改善することができる。この技術はまた、放射線感応材料１６１に衝突する放射線ビーム１２８の焦点深度を改善することができ、その後の処理段階中の露出時間の変動に対する材料１６１の感受性を低下させることができる。露出時間に対する感受性の低下は、マイクロリソグラフ加工素材１６０上に配置された放射線感応材料１６１の厚さが変動する時に特に重要になる可能性がある。そのような事例では、放射線感応材料１６１の厚い領域と薄い領域は、薄い領域の露出過度及び／又は厚い領域の露出不足なしに同様の露出時間を受け入れることができる。

図１−４に関連して上述した適応構造体１４０の実施形態の別の特徴は、適応構造体１４０が、上述の技術を使用して放射線ビーム１２８の２つ又はそれよりも多くの特性を独立に変えることができることである。例えば、適応構造体１４０は、放射線ビーム１２８の振幅分布、位相分布、及び極性分布のうちのどの２つでも独立して変えるように使用することができ、又はこれらの分布の３つ全てを独立して変えることもできる。この構成の利点は、放射線感応材料１６１に衝突する放射線ビーム１２８の特性に対してオペレータがより高い程度の制御を行うことができることである。例えば、オペレータは、ビーム１２８の極性分布に意図しない変化を課すことなく放射線ビーム１２８の位相分布を制御することができ、その逆も可能である。従って、この構成は、従来の装置が目標の特性を変える時の制御できない副産物として放射線ビームの１つの特性を変える場合がある用途に対して特に有利とすることができる。

図５は、本発明の実施形態によって制御される放射線ビーム１２８（図１）の２つの独立に変動するパラメータの分布を示すグラフである。図５に示すＸ軸及びＹ軸は、放射線経路１８０（図１）に対してほぼ横断方向の平面を形成し、垂直軸Ａ及びＰは、振幅の値と位相の値をそれぞれ表している。放射線ビーム１２８は、ピークが２つの振幅分布５９０とピークが１つの位相分布５９１とを有することができる。他の実施形態では、振幅分布５９０と位相分布５９１は、他の独立に制御される形状を有することができる。更に別の実施形態では、放射線ビーム１２８の他の特性（例えば、ビーム１２８の極性）を位相分布５９１及び／又は振幅分布５９０とは独立に制御することもができる。

他の実施形態では、図１に関連して上述した装置１１０は、放射線ビーム１２８の２つ又はそれよりも多くの特性も独立に制御する他の適応構造体を含むことができる。例えば、図６に示す実施形態では、適応要素４０は、複数の反射性適応部分６４３を含む（図６には、第１の適応部分６４３ａ、第２の適応部分６４３ｂ、第３の適応部分６４３ｃとして３つが示されている）。適応部分６４３の各々は、ある一定の向き又はコントローラ６７０によって独立に制御される他の属性を有する複数の反射要素を含むことができる。適応構造体６４０はまた、放射線ビーム１２８の入射及び出射部分を直線軸に沿う方向に整列させるように位置決めされた指向性ミラー６４９を含むことができる。他の実施形態では、指向性ミラー６４９を削除することもできる。これらの実施形態のどれにおいても、適応部分６４３は、放射線ビーム１２８の振幅、位相、及び／又は極性分布を制御することができる。適応部分６４３の１つが振幅分布を制御する特定的な実施形態では、適応部分６４３は、本明細書においてその全内容が引用により組み込まれている、現在特許出願中の米国特許出願第０９／９４５，３１６号に説明するものとほぼ類似の構造体を含むことができる。他の実施形態では、そのような適応部分は、他の構成を有することができる。

以上により、本発明の特定的な実施形態が説明目的で本明細書に説明されたこと、及びしかしながら本発明の精神及び範囲から逸脱することなく様々な修正を行うことができることが認められるであろう。従って、本発明は、特許請求の範囲による以外は制限されないものである。

本発明の実施形態によるマイクロリソグラフ加工素材を照射するための装置の部分概略図である。 本発明の実施形態によるマイクロリソグラフ加工素材に向けられた放射線の特性を制御するための適応構造体の部分概略図である。 図２に示す適応構造体の一部分の部分概略平面図である。 本発明の実施形態による適応構造体の要素を制御するための構成の部分概略図である。 本発明の別の実施形態による反射要素を含む適応構造体の部分概略図である。 本発明の実施形態による方法及び装置を使用して生成された放射線ビームの２つの特性の分布を示すグラフである。

符号の説明

１４０ 適応構造体
１４６ａ 第１の適応要素
１４６ｂ 第２の適応要素
１７０ コントローラ

Claims (21)

1. マイクロリソグラフ加工素材に向けられた放射線の特性を制御するための装置であって、
   マイクロリソグラフ加工素材を担持するように位置決めされた支持面を有する加工素材支持体と、
   振幅分布、位相分布、及び偏光分布を有する放射線ビームを、前記加工素材支持体に向いた放射線経路に沿う方向に向けるように位置決めされた放射線源と、
   前記放射線ビームの一部分を受け取って、該放射線ビームの前記位相分布、及び前記偏光分布の少なくとも１つを変えるために１つの状態から複数の利用可能な他の状態のいずれかに変わるように各々が構成された複数の独立制御可能な要素を有する、前記放射線源と前記加工素材支持体の間の前記放射線経路に位置決めされた適応構造体と、
   前記適応構造体と前記加工素材支持体との間に配置されたレチクルと、
   前記１つの状態から前記複数の他の状態の前記１つに変わるように前記適応構造体の前記要素に指示するために前記適応構造体に作動的に連結したコントローラと、
   を含み、
   前記適応構造体は、各アレイが前記放射線経路と交差して該放射線経路にほぼ直角の２つの直交する方向に延びる、電気的アドレス可能要素の第１、第２、及び第３のアレイを含み、
   前記第１のアレイの前記要素は、第１の電気信号を受信し、状態を変えて前記放射線ビームの前記振幅分布を変更するように構成されており、
   前記第２のアレイの前記要素は、第２の電気信号を受信し、状態を変えて前記放射線ビームの前記位相分布を変更するように構成されており、
   前記第３のアレイの前記要素は、第３の電気信号を受信し、状態を変えて前記放射線ビームの偏光分布を変更するように構成されている、
   ことを特徴とする装置。
2. マイクロリソグラフ加工素材に向けられた放射線の特性を制御するための装置であって、
   マイクロリソグラフ加工素材を担持するように位置決めされた支持面を有する加工素材支持体と、
   振幅分布、位相分布、及び偏光分布を有する放射線ビームを、前記加工素材支持体に向いた放射線経路に沿う方向に向けるように位置決めされた放射線源と、
   前記放射線ビームの一部分を受け取って、該放射線ビームの前記位相分布、及び前記偏光分布の少なくとも１つを変えるために１つの状態から複数の利用可能な他の状態のいずれかに変わるように各々が構成された複数の独立制御可能な要素を有する、前記放射線源と前記加工素材支持体の間の前記放射線経路に位置決めされた適応構造体と、
   前記適応構造体と前記加工素材支持体との間に配置されたレチクルと、
   前記１つの状態から前記複数の他の状態の前記１つに変わるように前記適応構造体の前記要素に指示するために前記適応構造体に作動的に連結したコントローラと、
   を含み、
   前記適応構造体は、各アレイが前記放射線経路と交差して該放射線経路にほぼ直角の２つの直交する方向に延びる、独立に電気的アドレス可能な要素の少なくとも第１及び第２のアレイを含み、
   前記第１のアレイの前記要素は、第１の電気信号を受信し、状態を変えて前記放射線ビームの前記振幅分布、前記位相分布、及び前記偏光分布のうちの１つを変更するように構成されており、
   前記第２のアレイの前記要素は、第２の電気信号を受信し、状態を変えて前記放射線ビームの前記振幅分布、前記位相分布、及び前記偏光分布のうちの別の１つを変更するように構成されている、
   ことを特徴とする装置。
3. 振幅分布、位相分布、及び偏光分布を有する放射線ビームの特性を制御する適応構造体であって、
   前記放射線ビームを受け取るような大きさにされ、位置決めされた入口開口と、
   前記放射線ビームを放射するような大きさにされ、位置決めされた出口開口と、
   複数の独立制御可能な要素を含む、前記入口開口と前記出口開口との間の放射線経路に沿って連続した位置に位置決めされた、少なくとも２つの適応部分と、
   含み、各適応部分は、前記放射線ビームの一部分を受け取って、該放射線ビームの前記位相分布、及び前記偏光分布の少なくとも１つを変えるために、１つの状態から複数の利用可能な他の状態のいずれかに変わるように構成された
   ことを特徴とする適応構造体。
4. 前記１つの状態から前記複数の他の状態のうちの１つに変わるように、前記個々の適応部分の要素に指示するために、該適応部分に作動的に連結したコントローラ、
   をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の適応構造体。
5. 前記コントローラは、前記個々の適応部分の前記要素の各々に電気的に結合され、各要素の状態を１つの状態から複数の利用可能な他の状態のいずれかに独立に変えるために、各要素に可変電圧を印加するように構成された
   ことを特徴とする請求項４に記載の適応構造体。
6. 前記各適応部分は、各々が前記コントローラに連結した複数のファラデー回転子要素を含み、
   前記コントローラは、各ファラデー回転子要素の状態を１つの状態から複数の利用可能な他の状態のいずれかに変えるために、各ファラデー回転子要素に可変電圧を独立に印加するように構成されており、各ファラデー回転子要素は、前記１つの状態にある時に第１の偏光で放射線を伝達し、前記他の状態のいずれかにある時に対応する複数の他の偏光で放射線を伝達する
   ことを特徴とする請求項４に記載の適応構造体。
7. 前記各適応部分は、各々が前記コントローラに連結した石英からなる複数のピクセル要素を含み、
   前記コントローラは、各ピクセル要素の状態を１つの状態から複数の利用可能な他の状態のいずれかに変えるために、各ピクセル要素に可変電圧を独立に印加するように構成されており、各ピクセル要素は、前記１つの状態にある時に第１の位相で放射線を伝達し、前記他の状態のいずれかにある時に対応する複数の他の位相で放射線を伝達する
   ことを特徴とする請求項４に記載の適応構造体。
8. 前記適応部分の前記要素は、前記状態の各々において、非時間変動性伝達率を有することを特徴とする、請求項３に記載の適応構造体。
9. 前記適応部分は各々、列と行のアレイに配置された複数の電気的アドレス可能要素を含むことを特徴とする、請求項３に記載の適応構造体。
10. 前記適応構造体が３つの適応部分を含み、前記第１の適応部分は、電気的アドレス可能要素の第１のアレイを含み、前記第２の適応部分は、電気的アドレス可能要素の第２のアレイを含み、前記第３の適応部分は、電気的アドレス可能要素の第３のアレイを含み、各アレイが、前記放射線経路と交差して、該放射線経路にほぼ直角の２つの直交する方向に延び、
    前記第１のアレイの前記要素は、第１の電気信号を受信し、状態を変えて、前記放射線ビームの前記振幅分布を変更するように位置決めされ、
    前記第２のアレイの前記要素は、第２の電気信号を受信し、状態を変えて、前記放射線ビームの前記位相分布を変更するように位置決めされ、
    前記第３のアレイの前記要素は、第３の電気信号を受信し、状態を変えて、前記放射線ビームの前記偏光分布を変更するように位置決めされる
    ことを特徴とする請求項３に記載の適応構造体。
11. 前記複数の利用可能な他の状態は、他の状態のほぼ連続的なスペクトルを含むことを特徴とする、請求項３に記載の適応構造体。
12. 前記適応部分は各々、前記放射線ビームに対して、少なくとも部分的に伝達性であり、前記適応構造体に該放射線ビームの少なくとも一部分を通過させることを特徴とする、請求項３に記載の適応構造体。
13. 前記個々の要素は、ほぼ直線、ほぼ六角形、或いはほぼ弧状であることを特徴とする、請求項３に記載の適応構造体。
14. 前記適応部分は、互いに間隔をあけて配置されることを特徴とする、請求項３に記載の適応構造体。
15. 個々の適応部分間の前記間隔の少なくとも一部分において、前記適応部分と前記対応する間隔との間の境界面における反射を減らすように位置決めされた屈折率整合流体をさらに含むことを特徴とする、請求項１３に記載の適応構造体。
16. 前記適応部分は、互いに直接接触していることを特徴とする、請求項３に記載の適応構造体。
17. 前記個々の適応部分は各々、選択的放射線伝達可能要素を含み、各適応部分は、前記放射線ビームの一部分を受け取って、該放射線ビームの前記振幅分布、前記位相分布、及び前記偏光分布の少なくとも１つを変えるために、１つの状態から複数の利用可能な他の状態のいずれかに変わるように構成されたことを特徴とする、請求項３に記載の適応構造体。
18. 前記適応部分は各々、複数の反射要素を含むことを特徴とする、請求項３に記載の適応構造体。
19. 前記個々の適応部分は各々、選択的放射線伝達可能な要素を含み、各適応部分は、前記放射線ビームの一部分を受け取って、該放射線ビームの前記振幅分布、前記位相分布、及び前記偏光分布のいずれか２つを独立に変えるように構成されたことを特徴とする、請求項３に記載の適応構造体。
20. 前記適応構造体は２つの適応部分を含み、前記第１の適応部分は、電気的アドレス可能な要素の第１のアレイを含み、前記第２の適応部分は、電気的アドレス可能な要素の第２のアレイを含み、各アレイは、前記放射線経路と交差して、該放射線経路にほぼ直角の２つの直交する方向に延び、
    前記第１のアレイの前記要素は、第１の電気信号を受信し、状態を変えて、前記放射線ビームの前記振幅分布、前記位相分布、及び前記偏光分布のうちの１つを変更するように位置決めされており、
    前記第２のアレイの前記要素は、第２の電気信号を受信し、状態を変えて、前記放射線ビームの前記振幅分布、前記位相分布、及び前記偏光分布のうちの他の１つを変更するように位置決めされる
    ことを特徴とする請求項３に記載の適応構造体。
21. マイクロリソグラフ加工素材に向けられた放射線の特性を制御する方法であって、
    放射線源から放射線経路に沿う方向に、該放射線経路に対してほぼ横断方向の平面内の位置の関数として振幅分布、位相分布、及び偏光分布を有する放射線ビームを向ける段階と、
    前記放射線経路に位置決めされた適応構造体に、前記放射線ビームを衝突させる段階と、
    前記位相分布、及び前記偏光分布のうちの少なくとも１つを変更するために、前記適応構造体の少なくとも１つの要素の状態を１つの状態から複数の利用可能な他の状態のいずれかに変える段階と、
    前記放射線ビームに前記適応構造体の前記少なくとも１つの要素を通過させ、かつそこから遠ざける段階と、
    前記放射線ビームに、前記適応構造体と前記マイクロリソグラフ加工素材との間に位置決めされたレチクルを通過させる段階と、
    前記適応構造体から離れる方向に向けられた前記放射線ビームを、前記マイクロリソグラフ加工素材に衝突させる段階と、
    前記放射線ビームに、各アレイが前記放射線経路と交差し、かつ該放射線経路に対してほぼ直角の２つの直交する方向に延びる電気的アドレス可能要素の第１、第２、及び第３のアレイを通過させる段階と、
    第１の電気信号を前記第１のアレイに向け、該第１のアレイの状態を変えて、前記放射線ビームの前記振幅分布を変更する段階と、
    第２の電気信号を前記第２のアレイに向け、該第２のアレイの状態を変えて、前記放射線ビームの前記位相分布を変更する段階と、
    第３の電気信号を前記第３のアレイに向け、該第３のアレイの状態を変えて、前記放射線ビームの偏光分布を変更する段階と、
    を含むことを特徴とする方法。

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