JP4991139B2 - 光学システム、リソグラフィ装置、光学システムのアポディゼーションを修正する方法、及びデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光学部品、このような光学部品を備えた光学システム、リソグラフィ装置、光学システムのアポディゼーションを修正する方法、デバイス製造方法及びそれによって製造されたデバイスに関する。

リソグラフィ装置は、基板、一般的には基板の目標部分に所望のパターンを適用する機械である。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造に使用することができる。その場合、マスク或いはレチクルとも呼ばれているパターン形成装置を使用してＩＣの個々の層に形成すべき回路パターンが生成され、生成されたパターンが基板（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部分を含む）に転送される。パターンの転送は、通常、基板の上に提供されている放射線感応材料（レジスト）の層への画像化を介して実施される。通常、１枚の基板には、順次パターン形成される目標部分に隣接する回路網が含まれている。知られているリソグラフィ装置には、パターン全体を１回で目標部分に露光することによって目標部分の各々が照射されるステッパと、パターンを放射ビームで所与の方向（「走査」方向）に走査し、且つ、基板をこの方向に平行に、或いは逆平行に同期走査することによって目標部分の各々が照射されるスキャナがある。パターンを基板上へ転写することによってパターン形成装置から基板へパターンを転送することも可能である。

放射ビームがリソグラフィ装置の光学システムを通って伝搬している間、放射ビームは、その位相及び／又は強度が変化する。これらの変化は、例えば放射ビームが伝搬する媒体によるものであり、また、光学システム内で放射ビームが相互作用する光学部品との相互作用によるものである。放射ビームの位相変化は収差と呼ばれ、ひとみにおける放射ビームの強度変化はアポディゼーションと呼ばれている。アポディゼーションは、ひとみ放射照度の非一様性である。リソグラフィ装置の場合、放射ビームは、その強度が高度に一様であることが重要である。収差及びアポディゼーションは、可能な限り小さくしなければならない。現在、収差は修正が可能であり、例えば米国特許第５，７５７，０１７号に、収差を補償するための修正層、つまり望ましくない位相変化を補償するための修正層を備えることができる複数の光学部品を備えたリソグラフィ・システムが開示されているが、反射型リソグラフィ・システムのアポディゼーション誤差については、有意義な方法で何ら対処されていない。

本発明の一態様によれば、アポディゼーション誤差に関連する問題が解決される。

本発明の一実施例によれば、光学システムは、光学システムのアポディゼーションを修正するための光学部品を備えている。光学部品は、光学部品から上流側の強度分布である、アポディゼーションによってより望ましい強度分布から逸脱した上流側強度分布を有する放射ビームを受け取るように構成されており、ひとみ面から下流側の放射ビームがより望ましい強度分布を有するよう、放射ビームの一部を位置に応じて吸収するように構成された層を備えている。

他の実施例では、光学システムのための、光学システムのアポディゼーションを修正するための光学部品は、光学部品から上流側の強度分布である、アポディゼーションによってより望ましい強度分布から逸脱した上流側強度分布を有する放射ビームを受け取るように構成されており、ひとみ面から下流側の放射ビームがより望ましい強度分布を有するよう、放射ビームの一部を位置に応じて吸収するように構成された層を備えている。

他の実施例では、リソグラフィ装置は、放射ビームを調整するように構成された照明システムと、放射ビームの断面にパターンを付与するように構成されたパターン形成装置を支持するように構成された支持部と、基板を保持するように構成された基板テーブルと、パターン形成された放射ビームを基板の目標部分に投射するように構成された、上で説明した光学部品を備えた投影システムとを備えている。

さらに他の実施例では、光学システムのアポディゼーションを修正する方法には、光学システムの所定の面における放射ビームの強度分布に対するアポディゼーションの効果を決定する工程と、所定の面における放射ビームのより望ましい強度分布を決定する工程と、所定の面から下流側の放射ビームがより望ましい強度分布を有するよう、放射ビームの一部を所定の面で位置に応じて吸収する工程が含まれている。

さらに他の実施例では、デバイス製造方法には、放射ビームを提供する工程と、放射ビームの断面にパターンを付与する工程と、放射ビームをパターン形成した後、放射ビームを基板の目標部分に投射する工程と、光学システムの所定の面における放射ビームの強度分布を決定する工程と、所定の面における放射ビームのより望ましい強度分布を決定する工程と、所定の面から下流側の放射ビームがより望ましい強度分布を有するよう、放射ビームの一部を所定の面で位置に応じて吸収する工程が含まれている。

以下、本発明の実施例について、単なる実施例にすぎないが、添付の略図を参照して説明する。図において、対応する参照記号は対応する部品を表している。

図１は、本発明の一実施例によるリソグラフィ装置１を略図で示したものである。このリソグラフィ装置１は、ベース・プレートＢＰを備えている。照明システム（イルミネータ）ＩＬは、放射ビームＰＢ（例えばＵＶ放射或いはＥＵＶ放射）を調整するように構成されている。支持部（例えばマスク・テーブル）ＭＴは、パターン形成装置（例えばマスク）ＭＡを支持するように構成されており、特定のパラメータに従ってパターン形成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に接続されている。基板テーブル（例えばウェハ・テーブル）ＷＴは、基板（例えばレジスト被覆ウェハ）Ｗを保持するように構成されており、特定の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に接続されている。投影システム（例えば屈折投影レンズ系）ＰＳは、パターン形成装置ＭＡによって放射ビームＰＢ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）に投影するように構成されている。

照明システムは、放射を導き、整形し、或いは制御するための屈折光学部品、反射光学部品、磁気光学部品、電磁光学部品、静電光学部品或いは他のタイプの光学部品、若しくはそれらの任意の組合せなどの様々なタイプの光学部品を備えることができる。

支持部ＭＴは、パターン形成装置を支持しており、例えばパターン形成装置の重量を支えている。支持部ＭＴは、パターン形成装置の配向、リソグラフィ装置のデザイン及び他の条件、例えばパターン形成装置が真空環境中で保持されているか否か等に応じた方法でパターン形成装置を保持している。支持部には、パターン形成装置を保持するための機械式クランプ技法、真空クランプ技法、静電クランプ技法若しくは他のクランプ技法を使用することができる。支持部は、例えば必要に応じて固定若しくは移動させることができるフレームであっても、或いはテーブルであっても良い。支持部は、例えば投影システムに対してパターン形成装置を所望の位置に確実に配置することができる。本明細書における「レチクル」或いは「マスク」という用語の使用はすべて、より一般的な「パターン形成装置」という用語の同義語と見なすことができる。

本明細書に使用されている「パターン形成装置」という用語は、放射ビームの断面にパターンを付与し、それにより基板の目標部分にパターンを生成するべく使用することができる任意の装置を意味するものとして広義に解釈されたい。放射ビームに付与されるパターンは、例えばそのパターンが移相フィーチャ若しくはいわゆる補助フィーチャを備えている場合、基板の目標部分における所望のパターンに必ずしも厳密に対応している必要はないことに留意されたい。放射ビームに付与されるパターンは、通常、目標部分に生成される、例えば集積回路などのデバイス中の特定の機能層に対応している。

パターン形成装置は、透過型であっても或いは反射型であっても良い。パターン形成装置の実施例には、マスク、プログラム可能ミラー・アレイ及びプログラム可能ＬＣＤパネルがある。マスク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。プログラム可能ミラー・アレイの実施例には、マトリックスに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、入射する放射ビームが異なる方向に反射するよう、個々に傾斜させることができる。この傾斜したミラーによって、ミラー・マトリックスで反射する放射ビームにパターンが付与される。

本明細書に使用されている「投影システム」という用語には、使用する露光放射に適した、或いは浸漬液の使用若しくは真空の使用などの他の要因に適した、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、電磁光学系及び静電光学系、若しくはそれらの任意の組合せを始めとする任意のタイプの投影システムが包含されているものとして広義に解釈されたい。本明細書における「投影レンズ」という用語の使用はすべて、より一般的な「投影システム」という用語の同義語と見なすことができる。

図に示すように、この装置は反射型（例えば反射型マスクを使用した）タイプの装置である。別法としては、この装置は透過型（例えば透過型マスクを使用した）タイプの装置であっても良い。

リソグラフィ装置は、場合によっては２つ（二重ステージ）以上の基板テーブル（及び／又は複数のマスク・テーブル）を有するタイプの装置であり、このような「多重ステージ」機械の場合、追加テーブルを並列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を露光のために使用している間、１つ又は複数のテーブルに対して予備工程を実行することができる。

また、リソグラフィ装置は、基板の少なくとも一部が比較的屈折率の大きい液体、例えば水で覆われ、それにより投影システムと基板の間の空間が充填されるタイプの装置であっても良い。また、リソグラフィ装置内の他の空間、例えばマスクと投影システムの間の空間に浸漬液を充填することも可能である。浸漬技法は、当分野においては、投影システムの開口数を大きくすることで良く知られている。本明細書に使用されている「浸漬」という用語は、基板などの構造を液体中に浸すことを意味しているのではなく、単に、露光の間、例えば投影システムと基板の間に液体が充填されることを意味しているにすぎない。

図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射を受け取っている。放射源が例えばエキシマ・レーザである場合、放射源及びリソグラフィ装置は、個別の構成要素にすることができる。その場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとは見なされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラー及び／又はビーム・エキスパンダを備えたビーム引渡しシステムＢＤを使用して放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ引き渡される。それ以外の例えば放射源が水銀灯などの場合、放射源は、リソグラフィ装置の一構成部品にすることができる。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要に応じてビーム引渡しシステムＢＤと共に放射システムと呼ぶことができる。

イルミネータ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を備えることができる。通常、イルミネータのひとみ面内における強度分布の少なくとも外部半径範囲及び／又は内部半径範囲（一般に、それぞれσ−アウター及びσ−インナーと呼ばれている）は調整が可能である。また、イルミネータＩＬは、インテグレータ及びコンデンサなどの他の様々な部品を備えることができる。イルミネータを使用して放射ビームを調整し、所望する一様な強度分布をその断面に持たせることができる。

支持部（例えばマスク・テーブルＭＴ）上に保持されているパターン形成装置（例えばマスクＭＡ）に放射ビームＰＢが入射し、パターン形成装置によってパターン形成される。マスクＭＡを透過した放射ビームＰＢは、放射ビームを基板Ｗの目標部分Ｃに集束させる投影システムＰＳを通過する。基板テーブルＷＴは、第２の位置決め装置ＰＷ及び位置センサＩＦ２（例えば干渉装置、直線エンコーダ若しくは容量センサ）を使用して正確に移動させることができ、それにより例えば異なる目標部分Ｃを放射ビームＰＢの光路内に配置することができる。同様に、第１の位置決め装置ＰＭ及びもう１つの位置センサＩＦ１（例えば干渉装置、直線エンコーダ若しくは容量センサ）を使用して、例えばマスク・ライブラリから機械的に検索した後、若しくは走査中に、マスクＭＡを放射ビームＰＢの光路に対して正確に配置することができる。通常、マスク・テーブルＭＴの移動は、第１の位置決め装置ＰＭの一部を形成している長ストローク・モジュール（粗位置決め）及び短ストローク・モジュール（精密位置決め）を使用して実現されている。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２の位置決め装置ＰＷの一部を形成している長ストローク・モジュール及び短ストローク・モジュールを使用して実現されている。スキャナではなくステッパの場合、マスク・テーブルＭＴは、短ストローク・アクチュエータのみに接続することができ、或いは固定することも可能である。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を使用して整列させることができる。図には、専用目標部分を占有している基板アライメント・マークが示されているが、基板アライメント・マークは、目標部分と目標部分の間の空間に配置することも可能である。このような基板アライメント・マークは、スクライブ・レーン・アライメント・マークとして知られている。同様に、複数のダイがマスクＭＡ上に提供される場合、ダイとダイの間にマスク・アライメント・マークを配置することができる。

図に示す装置は、以下に示すモードのうちの少なくとも１つのモードで使用することができる。
１．ステップ・モード：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が基本的に静止状態に維持され、放射ビームに付与されたパターン全体が目標部分Ｃに１回で投影される（即ち単一静止露光）。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が露光される。ステップ・モードでは、露光視野の最大サイズによって、単一静止露光で画像化される目標部分Ｃのサイズが制限される。
２．走査モード：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に投影されている間、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴが同期走査される（即ち単一動的露光）。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の倍率（縮小率）及び画像反転特性によって決定される。走査モードでは、露光視野の最大サイズによって、単一動的露光における目標部分の幅（非走査方向の幅）が制限され、また、走査運動の長さによって目標部分の高さ（走査方向の高さ）が決まる。
３．その他のモード：その他のモードでは、プログラム可能パターン形成装置を保持するべくマスク・テーブルＭＴが基本的に静止状態に維持され、放射ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影されている間、基板テーブルＷＴが移動若しくは走査される。このモードでは、通常、パルス放射源が使用され、走査中、基板テーブルＷＴが移動する毎に、或いは連続する放射パルスと放射パルスの間に、必要に応じてプログラム可能パターン形成装置が更新される。この動作モードは、上で言及したタイプのプログラム可能ミラー・アレイなどのプログラム可能パターン形成装置を利用しているマスクレス・リソグラフィに容易に適用することができる。

上で説明した使用モードの組合せ及び／又はその変形形態或いはまったく異なる使用モードを使用することも可能である。

図２ａは、図１に示すリソグラフィ装置の投影システムＰＳを詳細に示したものである。投影システムＰＳは、投影光学ボックスＰＯＢを備えている。投影光学ボックスＰＯＢは、ミラー２１（ｉ）（ｉ＝１，２，…，Ｉ）を備えており、図２ａには６つのミラーが示されている。ミラー２１（２）は、「ひとみミラー」と呼ばれており、このミラー２１（２）が投影システムＰＳのひとみ面に配置されていることを示している。他のデザインでは、ミラーの番号を異なる番号にすることができ、また、異なる位置にひとみミラーを配置することも可能である。ビームＰＢとマスクＭＡの間の角度は、それぞれひとみミラー２１（２）上の位置に対応しており、その逆についても同様である。他のミラーは、視野とひとみ面との間の中間面に配置されている。

基板Ｗは、レジスト層２０を備えており、このレジスト層２０の露光部分２２が示されている。基板Ｗは、参照番号１８で示す所定のｚ位置に配置されている。このｚ位置はウェハ・レベル１８である。

放射ビームＰＢは、マスクＭＡで反射し（反射型リソグラフィ装置の場合）、投影光学ボックスＰＯＢに入射する。放射ビームＰＢは、マスクＭＡで、図２ａにそれぞれ光線２３、２５及び２７で示す複数の次数で回折する。放射ビームＰＢは、投影光学ボックスＰＯＢ内で６つのミラー２１（ｉ）で反射し、最後に投影光学ボックスＰＯＢから射出して基板Ｗ上のレジスト層２０に衝突する。放射ビームＰＢは、レジスト層２０の露光部分２２に当たる。放射ビームＰＢの対称軸は、ほぼ直角にレジスト層２０に当たることが望ましい。その理由については、図２ｂで明らかにする。ここで使用されている「対称軸」は、すべての強度（光パワー）が集中していると見なすことができる光線を表している。実際、放射ビームＰＢの総強度は、投影光学ボックスＰＯＢを通過する回折次数の数で決まる。本明細書を通して、放射ビームＰＢは一様であり、且つ、ひとみミラー２１（２）を完全に照射することが仮定されているが、リソグラフィ装置を使用して画像化する場合、顧客は顧客独自の指定照明、例えば環状照明を使用することになるため、実際にはそうではない。

図２ｂは、投影システムＰＯＢを示したものである。投影システムＰＯＢから上流側のマスクＭＡ（この図では除去されている）のレベルには、ピンホール２８が穿たれたプレート３０が提供されている。ピンホールの直径は、５０μｍから２００μｍの範囲にすることができる。また、アポディゼーションを測定するための検出器２９が提供されている。図２ｂの構成では、基板Ｗは存在していない。検出器２９は、放射ビームＰＢの強度をｘ−ｙ平面内の位置に応じて測定することができるよう、基板レベル１８下流側のどこかに焦点外れで存在している。参照番号１６は、検出器２９が配置されているｚレベルを示している。したがってｚレベル１６及び検出器２９は、「ファー・フィールド」に位置している。検出器２９は、ｘ−ｙ平面内で移動可能であり、測定信号を受け取り、且つ、ユーザに測定データを提供するように構成された適切なプロセッサ（図示せず）に接続されている。これについては、例えば米国特許第６，７１０，８５６号に説明されている。

この構成によってファー・フィールド強度パターンを測定することができるが、その方法は次の通りである。放射ＰＢがピンホール２８に導かれる。ピンホールによって回折光線２３、２５及び２７が生成される。これらの回折光線は投影光学ボックスＰＯＢを通過し、ウェハ・レベル１８で集束する。ウェハ・レベル１８を通過した回折光線は、再び発散する。リソグラフィ装置内及び投影光学ボックスＰＯＢ内のすべての光学が完全である場合、回折光線２３及び２５は、同じ強度を有することになり、また、ウェハ・レベル１８に衝突する際の放射ビームＰＢは、実際にｘ−ｙ平面に対して直角になるが、光学及び投影システムＰＯＢが完全ではなく、局部強度偏差が生じる場合、ウェハ・レベル１８に衝突する際の放射ビームＰＢは、事実上、理想的な直角方向に対して傾斜することになる。図２ｂのダッシュ線２６は、これを示したものである。

この傾斜は、検出器２９を使用して測定することができる。検出器２９を使用してｘ−ｙ平面で測定した強度がファー・フィールドの特定の位置１４でより小さく、且つ、特定の位置１２でより大きいと仮定すると、それは、事実上、放射ビームＰＢの対称軸がライン２７からライン２６へシフトしており、ウェハ・レベル１８に対して直角ではないことを意味している。

リソグラフィ装置は、複数の構造を互いに正確に重ね合わせて投影するために使用されるため、放射ビームＰＢが非一様であると、深刻な問題が生じることは明らかであろう。露光の焦点が正確に合っていない場合、傾斜した対称軸によってパターンがシフトすることになる。これは、オーバレイ誤差として知られている。

他の技法を使用して投影システムのアポディゼーションを測定し、或いは計算することができることを理解されたい。

図２ｂの構成を使用して、ピンホール２８の位置から射出するビームのアポディゼーションを測定することができる。第１の実施例では、アポディゼーションがこのピンホールのｘ位置及びｙ位置に依存しないこと、つまり、アポディゼーションがフィールド独立型であることが想定される。

本発明は、ファー・フィールドで測定した強度分布が投影光学ボックスＰＯＢのひとみ面における同様の強度分布に対応する、という見識に基づいており、したがって、投影システムのひとみ面レベルにおける強度プロファイルを修正することができる場合、同じくファー・フィールドの強度分布が修正され、したがってウェハ・レベル１８に衝突する際の投影ビームＰＢの対称軸が修正される。

ひとみミラー２１（２）は、ひとみ面に配置されているため、このひとみミラーを使用して強度分布を修正することができる。ひとみミラーを使用した強度分布の修正方法の実施例を示す前に、図３を参照して、このようなひとみミラー２１（２）の典型的な実施例について説明しておく。

図３は、ひとみミラー２１（２）をより詳細に示したものである。図３には、放射ビームＰＢ及び反射した放射ビームＰＢ^＊が示されている。放射ビームＰＢは、多層ひとみミラー２１（２）で反射する。単一の層での反射は最小である。汚染及び劣化を最小にするためには、この多層ひとみミラーは、例えばルテニウム（Ｒｕ）若しくはパラジウム（Ｐａ）の薄い反射層３９で開始することができる。ひとみミラー２１（２）は、材料が異なる他の複数の層３１及び３３を備えている。例えば層３１はケイ素（Ｓｉ）を含有することができ、層３３はモリブデン（Ｍｏ）を含有することができるが、他の材料を使用することも可能である。層３１及び３３は、複数のセットで蒸着されており、図３には最初の２つのセットの３１及び３３が示されている。ダッシュ線は、追加セットの１つを示している。ひとみミラー２１（２）（及び他のミラー２１（ｉ））は、多数のセットの層３１及び３３を備えていることを理解されたい。これらのセットは、３つ以上の層を備えることができる。このような多層膜反射鏡は、ＥＵＶアプリケーションに広く使用されており、ここでは詳細な説明は省略する。参照数表示３５は、入射する放射ビームＰＢの断平面を示し、参照数表示３７は、反射した放射ビームＰＢ^＊の断平面を示している。

図４は、ひとみ面レベル即ちひとみミラー２１（２）レベルにおける放射ビームＰＢの強度分布の一実施例を断面図で示したものである。この実施例は、図２ｂに示すファー・フィールド強度分布に対応しており、したがって同様のシステムのアポディゼーションが想定されている。したがって図４は、強度輪郭４１及び４３を示しており、個々の強度輪郭４１及び４３の強度は一定である。強度輪郭４３の強度は、例えば強度輪郭４１の強度より大きい。

放射ビームＰＢの強度は、通常、ひとみ面に沿って変化する。ここで、この強度の変化は、マスクＭＡで反射する際に、放射ビームＰＢに含まれているパターンによってもたらされる強度変化を意味しているのではなく、マスク・レベルの一点から射出する、基板レベルの一点に投射されることになる放射ビームＰＢの一部に対して直角の表面の強度変化を意味している。上で言及したように、同様の強度変化がファー・フィールド・レベル１６に存在する。ひとみ面レベルにおける放射ビームＰＢの強度分布は、ファー・フィールド・レベル１６における強度とは異なる場合があるが、ひとみ面レベルにおける強度分布の変化はすべて、ファー・フィールド・レベル１６における対応する変化に反映される。

図５は、線Ｖ−Ｖに沿った図４の側面図である。図５は、ひとみ面内の位置に応じた強度５１を示したもので、「強度プロファイル」とも呼ばれている。図に示す強度プロファイル５１の形状は正弦波であるが、他の別の形状のプロファイル、例えば放物線プロファイルも可能である。リソグラフィの場合、放射ビームは、制御された強度分布を有していることが望ましく、また、通常、一様な強度分布であることが望ましい。図５のダッシュ線５１ｄは、放射ビームに沿った位置に応じたこのような一様な強度を示している。分かりやすくするために、ダッシュ線５１ｄは直線で示されているが、それには、システムがひとみミラー２１（２）から下流側に一切のアポディゼーションを有していないことが想定されている。システムがひとみミラー２１（２）から下流側にアポディゼーションを有している場合、ひとみ面レベルにおける所望の強度分布は直線にはならない。ひとみ面レベルにおける所望の強度分布の実際の曲線５１ｄは、計算によって求めることができる。

本発明により、反射した放射ビームＰＢ^＊のひとみ面レベルにおける強度分布が所望の強度分布になるよう、放射ビームＰＢの一部をミラー表面上の位置に応じて吸収するように設計されたひとみミラー２１（２）が提供される。したがって、ウェハ・レベル１８における個々の点の角度分布に対する一様な透過率が得られる。そのようにすることにより、ひいては、ウェハ・レベル１８に衝突する放射ビームの対称軸が直角になるように修正される。ウェハ・レベル１８上のすべての点におけるすべての角度に対して一様な透過率を得るための修正プロファイルは、プロファイルを測定することによって得ることができ、或いはミラーとミラーを覆っているコーティングの両方の設計データからプロファイルをシミュレーションすることによって得ることができる。

図６ａは、図３に示すひとみミラー２１（２）を示したものであるが、１つ又は複数の追加副層６１（ｊ）（ｊ＝１，２，…，Ｊ）及びダッシュ線で示す任意選択の追加層６３を備えた層６１が追加されている。副層６１（ｊ）は、図５に示す、検出器２９を使用して測定された強度プロファイル５１に従って反射層３９の上に加えられている（図６では略図で反復されている）。副層６１（ｊ）の材料は、放射ビームＰＢの位相に対する影響を無視することができ、且つ、局部吸収によって放射ビームＰＢの強度にのみ影響するように選択される。個々の追加副層６１（ｊ）に対して選択される材料及び厚さは、放射ビームＰＢの波長及びアポディゼーションの量によって様々である。一適用例では、波長がλ＝１３．５ｎｍのＥＵＶである。ケイ素（Ｓｉ）はこの波長のＥＵＶに対して放射ビームＰＢの位相にほとんど影響しないため、この場合、すべての追加層６１（ｊ）に対する適切な材料はケイ素（Ｓｉ）である。放射ビームＰＢが１つ又は複数の副層６１（ｊ）に当たると、ケイ素によって放射ビームＰＢが吸収される。Ａｌは、屈折率の実数部の１からの偏差が同じく小さいため、Ｓｉの代わりにＡｌを使用することも可能である。

追加副層６１（ｊ）は、階段状の構造を形成している。この階段状の構造は、追加副層の各々に孔６５（１）、６５（２）、…、６５（ｊ）を提供することによって実施することができる。層６１（ｊ）の孔６５（ｊ）は、その前の層６１（ｊ−１）の孔６５（ｊ−１）と重畳している。図６ａに示す構造の上面図である図６ｂは、この重畳を詳細に示したものである。図６ｂには円形の孔６５（ｊ）が示されているが、必要に応じて、アポディゼーション効果に対する可能な最良の修正を提供する他の任意の形状が可能である。

連続する孔６５（ｊ）は、放射ビームＰＢが強度の大きい位置で比較的多数の追加副層６１（ｊ）を通過することになるよう、階段状の壁との組合せ孔６５（１）、…、６５（ｊ）が存在し、その輪郭が強度プロファイル５１を可能な限り良好に追従するように設計されている。追加層６１（ｊ）の各々が放射ビームＰＢの光パワーの一部を吸収するため、放射ビームの強度分布をひとみ面内で修正することができる。追加副層６１（ｊ）の数及び孔６５（ｊ）の数は、反射した放射ビームＰＢ^＊のひとみ面レベルにおける強度プロファイルがほぼ所望の強度プロファイル５１ｄを示すように選択される。

好ましい解決法は、例えばＳｉ或いはＡｌなどの材料は、屈折率の実数部の１からの偏差が小さいため、これらの単一材料をひとみミラー２１（２）に使用して吸収させることである。これについては以下を参照されたい。Ｍｏ（モリブデン）を使用することも可能である。Ｍｏは、Ａｌと比較すると、吸収は劣るが、より大きい位相差をもたらす利点を有している。これらの材料の主な効果は吸収である。強度変化を修正するために、それぞれ異なる面積を有する様々な蒸着ランの中に層を加えることができる。例えば強度プロファイルが、最小強度と最大強度が交番する正弦波プロファイルである場合、図６ａ及び図６ｂに示すようなスキームを使用することができる。

しかしながら、Ｓｉ層６１全体の厚さが比較的分厚く、例えば１００ｎｍである場合、放射ビームＰＢの位相に対する効果を副層６１（ｊ）が持たないようにすることは困難である。Ｓｉ層６１全体の厚さが比較的分厚い場合、層６１（ｊ）の材料とは逆に、放射ビームＰＢの強度に影響するばかりでなく、位相にも影響する材料の反射表面３９に余分の層６３を加える必要がある。モリブデン（Ｍｏ）は、後者の材料の一例である。強度及び位相に対する効果は、複素屈折率（ｎ）によって表すことができる。つまり、複素屈折率（ｎ）は、スカラの形で、
ｎ＝１−δ＋ｉβ
で表すことができる。δは、複素原子散乱因子の実数部に関連し、βは、複素原子散乱因子の虚数部に関連している。複素原子散乱因子の実数部及び虚数部の形のδ及びβについての詳細情報及び数学偏差については、例えば「Ｓｏｆｔ ｘ−ｒａｙｓ ａｎｄ ｅｘｔｒｅｍｅ ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ ｒａｄｉａｔｉｏｎ」（Ｄａｖｉｄ Ａｔｔｗｏｏｄ ＩＳＢＮ ０−５２１−６５２１４−６）を参照されたい。入射する放射の強度に対する比較的強力な効果を有するためには、層６１には、δが小さく、且つ、βが大きい、大きいβ／δ比が得られる材料を使用することが好ましい。一方、入射する放射の位相に対する比較的明白な効果を有するためには、層６３には、βが小さく、且つ、δが大きい、小さいβ／δ比が得られる材料を使用することが好ましい。上で説明したモリブデン（Ｍｏ）の他に、ルテニウム（Ｒｕ）、ベリリウム（Ｂｅ）及び／又はロジウム（Ｒｈ）を使用することも可能である。層６１及び層６３は、例えばルテニウム（Ｒｕ）或いはパラジウム（Ｐａ）の保護コーティングで被覆することができる。

既に言及したように、収差の修正とアポディゼーションの修正は、２つの異なる効果である。収差の効果は、所定のプロファイルを備えたコーティングをひとみミラー２１（２）に加えることによっても修正することができる。層６１とこのようなコーティングを組み合わせて両方を修正することも可能であり、それによりひとみミラー２１（２）上への最終コーティングが単純化される。

既に指摘したように、本発明は、図２に示す投影光学ボックスＰＯＢの右上隅のひとみミラー２１（２）に対する適用に限定されないが、他のミラー２１（ｉ）の上に追加層を加えると、ひとみの一様性に影響するだけでなく、放射ビームＰＢに対するフィールド依存性の効果がもたらされることになる。他のミラー２１（ｉ）の上に層を追加すると、放射ビームＰＢの一部がミラー２１（ｉ）（ｉ≠２）に向かって射出するマスク・レベルの位置によっては、放射ビームＰＢの強度分布に影響する。放射ビームが射出するマスク・レベルの位置に対する依存性が存在しないのはひとみ面内のみである。

また、本発明は、反射光学部品ではなく、透過光学部品（レンズ）にも等しく適用することができる。レンズを備えたこのようなシステム或いはカタディオプトリック・システムの場合、ひとみ面にグラデーション・フィルタを組み込むことによって本発明を実施することができる。本発明は、ＥＵＶシステムに何ら限定されない。

図６ａ及び図６ｂに示す副層６１（ｊ）の形状は任意であるが、これらの副層は、例えば層６１（Ｊ＋１）から層６１（ｊ）へ向かって厚さが階段状になるよう或いはその逆に層６１（ｊ）から層６１（Ｊ＋１）へ向かって厚さが階段状になるよう、互いに重ね合わせて分布させることができる。

β及びδの値が以下に示す値である以下の元素を含有した副層６１（ｊ）を使用することができる。δ＝０．０００７、β＝０．００１８のケイ素（Ｓｉ）、及びδ＝−０．００２８、β＝０．０２９７のアルミニウム（Ａｌ）。層６３には、虚数部が実数部より実質的に大きい複素屈折率をもたらす、δ＝０．０７８９、β＝０．００６４のモリブデン（Ｍｏ）を使用することができる。以下は、層６１（ｊ）の厚さに関するいくつかの情報を示したものである。吸収率Ｉ＝Ｉ_０×ｅｘｐ（−４×π×β×ｔ／λ）（ｔ＝厚さ、λ＝波長、βについては上記参照）。相対移相Δφ＝（２×π×δ／λ）×ｔ（δの意味は上記と同じである）。一例として５％吸収率の場合、Ｓｉの厚さは３０．６ｎｍ、Ｍｏの厚さは８．６ｎｍ、Ａｌの厚さは１．９ｎｍである。対応する移相は、それぞれ１０^−２、０．３２及び−２．４×１０^−２である。したがって比較的大きい（＞１０％）一様性修正の場合、実質的に位相効果がなく、吸収効果のみを有するＳｉ／Ａｌの多層が望ましい。修正がもっと小さい場合、Ｓｉのみの解決法が実施されることになる。

総合補償が３０％に達することがあるため、最大総合厚さは、Ｓｉで約９０ｎｍ、Ａｌで６ｎｍである。修正プロファイルの急峻度に応じて層の量を決定することができる。副層の数は、個々の層の対の縁部分が滑らかであるため、３層であることが実際的である。

ミラー２１（ｉ）には、ＥＵＶリソグラフィで広く使用されているように多層膜反射鏡を使用することができる。多層膜反射鏡を使用する場合、ミラー２１（ｉ）の反射表面３９は、ＥＵＶ放射に対する良好な反射特性を有していなければならない。投影光学ボックスＰＯＢ内のミラー２１（ｉ）の特定の位置に応じて、放射ビームＰＢに対する副層６１（ｊ）の効果が変化する。例えば副層６１（ｊ）をひとみミラー２１（２）に加えると、副層６１（ｊ）は、フィールドに依存しない強度分布変化を補償するが、他のミラー２１（ｉ）に加えると、強度分布及びフィールド分布に影響することになる。

本明細書においては、とりわけＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用が言及されているが、本明細書において説明したリソグラフィ装置は、集積光学系、磁気領域メモリのための誘導及び検出パターン、フラット・パネル・ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造などの他の応用を有していることを理解されたい。このような代替応用の文脈においては、本明細書における「ウェハ」或いは「ダイ」という用語の使用はすべて、それぞれより一般的な「基板」或いは「目標部分」という用語の同義語と見なすことができることを理解されたい。本明細書において言及されている基板は、例えばトラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、且つ、露光済みレジストを現像するツール）、度量衡学ツール及び／又は検査ツール中で、露光前若しくは露光後に処理することができる。適用可能である場合、本明細書における開示は、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。また、基板は、例えば多層ＩＣを生成するために複数回に渡って処理することができるため、本明細書において使用されている基板という用語は、処理済みの複数の層が既に含まれている基板を指している場合もある。

また、本発明による実施例の使用について、とりわけ光リソグラフィの文脈の中で言及したが、本発明は、他の応用、例えば転写リソグラフィに使用することができ、文脈が許容する場合、光リソグラフィに限定されないことは理解されよう。転写リソグラフィの場合、基板に生成されるパターンは、パターン形成装置のトポグラフィによって画定される。パターン形成装置のトポグラフィが、基板に塗布されたレジストの層にプレスされ、次に、レジストを硬化させるべく、電磁放射、熱、圧力若しくはそれらの組合せが印加される。レジストが硬化すると、パターン形成装置がレジストから除去され、後にパターンが残る。

本明細書に使用されている「放射」及び「ビーム」という用語には、紫外（ＵＶ）放射（例えば波長が３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ或いは１２６ｎｍの放射若しくはその近辺の波長の放射）、極紫外（ＥＵＶ）放射（例えば波長の範囲が５〜２０ｎｍの放射）、及びイオン・ビーム或いは電子ビームなどの粒子線を含むあらゆるタイプの電磁放射が包含されている。

文脈が許す場合、「レンズ」という用語は、屈折光学部品、反射光学部品、磁気光学部品、電磁光学部品及び静電光学部品を始めとする様々なタイプの光学部品のうちの任意の１つ或いは組合せを意味している。

以上の説明は、本発明の例証を意図したものであり、本発明を何ら制限するものではない。したがって、上で説明した本発明に改変を加え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を示す図。 図１に示すリソグラフィ装置の投影システムの詳細図。 アポディゼーション効果を説明するための図２ａの部分ＩＩＢの略図。 図２ａに示す構造のひとみ面のミラーの詳細図。 強度プロファイルの上面図。 図４の線Ｖ−Ｖに沿った位置に対するビーム強度を示す断面図。 本発明の一実施例を示す図。 本発明の一実施例を示す図。

Claims (9)

1. システムのアポディゼーションを修正するための光学部品を備えた光学システムであって、前記光学部品が、前記光学部品から上流側の強度分布である、アポディゼーションによってより望ましい強度分布から逸脱した上流側強度分布を有するＥＵＶ放射ビームを受け取るように構成され、また、前記光学部品が、前記光学部品から下流側の前記ＥＵＶ放射ビームがより望ましい強度分布を有するよう、前記ＥＵＶ放射ビームの一部を位置に応じて吸収するように構成された層を備えており、
   ケイ素、アルミニウム、モリブデン、ルテニウム、ベリリウム、及びロジウムのうち、ケイ素又はアルミニウムが前記ＥＵＶ放射ビームに対して最も大きいβ/δの絶対値を有し、モリブデン、ルテニウム、ベリリウム、又はロジウムが前記ＥＵＶ放射ビームに対して最も小さいβ/δの絶対値を有する場合において（δは材料の複素原子散乱因子の実数部に関連し、βは材料の複素原子散乱因子の虚数部に関連する値である）、
   前記層が、互いに重ね合わせて配置された少なくとも２つの副層であって、ケイ素またはアルミニウムで作られた副層を備え、前記副層が互いの上方に孔を有し、階段状の壁との組合せ孔を形成しており、
   さらに、前記組合せ孔内の前記光学部品の上に配置された、前記層によって前記ＥＵＶ放射ビームにもたらされる位相効果を修正するように構成された少なくとも１つの追加層であって、モリブデン、ルテニウム、ベリリウム、またはロジウムで作られた追加層を備えており、
   前記光学部品が前記光学システムのひとみ面に配置された光学システム。
2. 前記光学部品が反射光学部品である、請求項１に記載の光学システム。
3. 前記副層の厚さが１００ｎｍ未満である、請求項１に記載の光学システム。
4. 前記反射光学部品が多層膜反射鏡である、請求項２に記載の光学システム。
5. 光学部品上の前記層が、前記光学システムの収差効果を修正するように構成された、請求項１に記載の光学システム。
6. 前記光学システムが、フィールド効果を修正するための少なくとも１つの別の層を備えた少なくとも１つの別の光学部品を備えた投影システムを備えた、請求項１に記載の光学システム。
7. ＥＵＶ放射ビームを調整するように構成された照明システムと、
   前記ＥＵＶ放射ビームの断面にパターンを付与するように構成されたパターン形成装置を支持するように構成された支持部と、
   基板を保持するように構成された基板テーブルと、
   パターン形成されたＥＵＶ放射ビームを前記基板の目標部分に投射するように構成された、光学部品を備えた投影システムとを備えたリソグラフィ装置であって、前記光学部品の上流側の前記ＥＵＶ放射ビームが、前記投影システムのアポディゼーションによってより望ましい強度分布から逸脱した強度分布を有し、前記光学部品が、前記光学部品から下流側の前記パターン形成されたＥＵＶ放射ビームがより望ましい強度分布を有するよう、前記パターン形成されたＥＵＶ放射ビームの一部を位置に応じて吸収するように構成された層を備えており、
   ケイ素、アルミニウム、モリブデン、ルテニウム、ベリリウム、及びロジウムのうち、ケイ素又はアルミニウムが前記ＥＵＶ放射ビームに対して最も大きいβ/δの絶対値を有し、モリブデン、ルテニウム、ベリリウム、又はロジウムが前記ＥＵＶ放射ビームに対して最も小さいβ/δの絶対値を有する場合において（δは材料の複素原子散乱因子の実数部に関連し、βは材料の複素原子散乱因子の虚数部に関連する値である）、
   前記層が、互いに重ね合わせて配置された少なくとも２つの副層であって、ケイ素またはアルミニウムで作られた副層を備え、前記副層が互いの上方に孔を有し、階段状の壁との組合せ孔を形成しており、
   さらに、前記組合せ孔内の前記光学部品の上に配置された、前記層によって前記ＥＵＶ放射ビームにもたらされる位相効果を修正するように構成された少なくとも１つの追加層であって、モリブデン、ルテニウム、ベリリウム、またはロジウムで作られた追加層を備えており、
   前記光学部品が前記光学システムのひとみ面に配置されたリソグラフィ装置。
8. 光学システムのアポディゼーションを修正する方法であって、
   前記光学システムのひとみ面におけるＥＵＶ放射ビームの強度分布に対するアポディゼーションの効果を決定する工程と、
   アポディゼーションを修正するために、前記ひとみ面における前記ＥＵＶ放射ビームのより望ましい強度分布を決定する工程と、
   ケイ素、アルミニウム、モリブデン、ルテニウム、ベリリウム、及びロジウムのうち、ケイ素又はアルミニウムが前記ＥＵＶ放射ビームに対して最も大きいβ/δの絶対値を有し、モリブデン、ルテニウム、ベリリウム、又はロジウムが前記ＥＵＶ放射ビームに対して最も小さいβ/δの絶対値を有する場合において（δは材料の複素原子散乱因子の実数部に関連し、βは材料の複素原子散乱因子の虚数部に関連する値である）、
   ケイ素またはアルミニウムで作られた少なくとも２つの副層を備えた層を用いて、前記ひとみ面から下流側の前記ＥＵＶ放射ビームがより望ましい強度分布を有するよう、前記ＥＵＶ放射ビームの一部を前記ひとみ面で位置に応じて吸収する工程と、
   モリブデン、ルテニウム、ベリリウム、またはロジウムで作られた追加層を用いて、前記ＥＵＶ放射ビームの一部を吸収する工程による位相効果を修正する工程とを含む、
   光学システムのアポディゼーションを修正する方法。
9. ＥＵＶ放射ビームを提供する工程と、
   前記ＥＵＶ放射ビームの断面にパターンを付与する工程と、
   前記ＥＵＶ放射ビームをパターン形成した後、前記ＥＵＶ放射ビームを基板の目標部分に投射する工程と、
   光学システムのひとみ面における前記ＥＵＶ放射ビームの強度分布を決定する工程と、
   前記ひとみ面における前記ＥＵＶ放射ビームのより望ましい強度分布を決定する工程と、
   ケイ素、アルミニウム、モリブデン、ルテニウム、ベリリウム、及びロジウムのうち、ケイ素又はアルミニウムが前記ＥＵＶ放射ビームに対して最も大きいβ/δの絶対値を有し、モリブデン、ルテニウム、ベリリウム、又はロジウムが前記ＥＵＶ放射ビームに対して最も小さいβ/δの絶対値を有する場合において（δは材料の複素原子散乱因子の実数部に関連し、βは材料の複素原子散乱因子の虚数部に関連する値である）、
   ケイ素またはアルミニウムで作られた少なくとも２つの副層を備えた層を用いて、前記ひとみ面から下流側の前記ＥＵＶ放射ビームがより望ましい強度分布を有するよう、前記ＥＵＶ放射ビームの一部を前記ひとみ面で位置に応じて吸収する工程と、
   モリブデン、ルテニウム、ベリリウム、またはロジウムで作られた追加層を用いて、前記ＥＵＶ放射ビームの一部を吸収する工程による位相効果を修正する工程とを含むデバイス製造方法。

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