JP5077724B2 - マイクロリソグラフィツール用の反射照明システム - Google Patents

Description

本発明の開示は、反射照明システム及び反射照明システムを用いるツールに関する。

照明システムは、望ましい均一性及び瞳充填を有する放射線でレチクルを照明する上でマイクロリソグラフィにおいて幅広く用いられている。投影対物器械が次に用いられ、基板上に配置された感光材料の層上にレチクルの像を形成することによってパターンをレチクルから基板へと移す。一般的に、照明システムは、屈折システム、反射システム、及び反射屈折システムという３つの異なる部類に該当する。屈折システムは、光源からの放射線を投影対物器械の対物面において望ましい性質を有するように成形するのに屈折要素（例えば、レンズ要素）のみを用いる。反射システムは、放射線を成形するのに反射要素（例えば、ミラー要素）のみを用いる。反射屈折システムは、放射線を成形するのに屈折及び反射の両方の要素を用いる。

ＥＰ１５４０４２３ ＥＰ１２９１７２１ ＵＳ２００５／０１１０９７２ 米国特許第６、４３８、１９９号Ｂ１ 米国特許第６、８５９、３２８号Ｂ２

マイクロリソグラフィツールのための反射照明システムを開示する。ある一定の実施形態では、これらの照明システムは、視野ラスタープレートと呼ぶファセット付き反射器を含み、各反射器のファセット（視野ファセット要素と呼ぶ）の形状は、マイクロリソグラフィツールの投影対物器械の対物面における視野の効率的な照明を生じるように選択される。視野ファセット要素の形状は、反射照明システムによって導入される投影効果を補償するように視野形状に対して歪曲される。例えば、円弧形視野を照明する上で、円弧形視野の空間的大きさとは異なる空間的大きさを有する湾曲形状視野ファセット要素（例えば、円弧形視野ファセット要素）を用いることができる。湾曲形状要素又は視野は、名目上直線ではない少なくとも２つの対向する縁部を有する要素又は視野を意味する。湾曲形状要素／視野の例は、屈曲点を持たない同じ方向に湾曲した２つの対向する縁部を有する円弧形要素／視野である。円弧形要素／視野の例は、環のセグメントの形状を有する要素／視野である。言い換えれば、２つの対向する縁部は両方とも円弧形であり、各々は、異なる一定の曲率半径を有し、同心状に配置される。本発明の様々な態様を下記に要約する。

一般的に、一態様では、本発明は、マイクロリソグラフィツールの照明システムを含むシステムを特徴とし、この照明システムは、複数の要素を有する第１の構成要素を含む。システムの作動中に、これらの要素は、光源からの放射線を光路に沿って投影対物器械の対物面における円弧形状物体視野へと誘導し、これらの要素のうちの少なくとも１つは、物体視野の円弧形状とは異なる湾曲形状を有する。
一般的に、別の態様では、本発明は、マイクロリソグラフィツールの照明システムを含むシステムを特徴とし、この照明システムは、複数の要素を有する第１の構成要素を含む。システムの作動中に、これらの要素は、光源からの放射線を光路に沿って投影対物器械の対物面における円弧形状物体視野へと誘導し、要素のうちの少なくとも１つは湾曲形状を有し、照明システムは、湾曲形状要素を対物面へと結像するように構成され、対物面における湾曲形状要素の像の形状は、物体視野の形状と同じである。

一般的に、更に別の態様では、本発明は、マイクロリソグラフィツールの照明システムを含むシステムを特徴とし、この照明システムは、複数の要素を有する第１の構成要素、及び複数の要素を有する第２の構成要素を含む。システムの作動中に、第１の構成要素の要素は、光源からの放射線を光路に沿って第２の構成要素の要素へと反射し、第２の構成要素の要素は、この放射線を投影対物器械の対物面における物体視野へと反射し、物体視野は第１の形状を有し、第１の構成要素の要素のうちの少なくとも１つは、第１の形状とは異なる第２の形状を有し、第２の構成要素と対物面の間の光路内に反射構成要素は存在しない。

更に別の態様では、本発明は、複数の反射要素を有する構成要素からマイクロリソグラフィの投影対物器械の対物面における円弧形状物体視野へと放射線を誘導する段階を含む方法を特徴とする。これらの要素のうちの少なくとも１つは、物体視野の円弧形状とは異なる湾曲形状を有する。
一般的に、更に別の態様では、本発明は、複数の湾曲形状反射要素をマイクロリソグラフィの投影対物器械の対物面における円弧形状物体視野へと結像する段階を含む方法を特徴とする。対物面における反射要素の像は、物体視野の円弧形状と同じ大きさ及び形状を有する。

システム及び方法の実施形態は、以下の特徴のうちの１つ又はそれよりも多くを含むことができる。例えば、要素は、反射要素とすることができる。第１の構成要素は、複数の反射要素を支持することができる。第１の構成要素は、視野ラスタープレートとすることができる。
一部の実施形態では、照明システムは、第１の構成要素の各要素を対物面へと結像するように構成される。対物面における各要素の各像の形状は、要素の形状に対して歪曲させることができる。対物面における各要素の各像の形状は、物体視野の形状と同じものとすることができる。各要素の像は、これらの像が円弧形状物体視野を満たすように、円弧形状物体視野において重ね合わせることができる。各要素の形状は、物体視野における放射線のエネルギ分布が、少なくとも１つの方向に沿って実質的なガウス分布状又は台形形状を有するように選択することができる。この方向は、マイクロリソグラフィツールの作動中の対物面に位置決めされたレチクルの走査方向に対応するものとすることができる。

各要素の像は、拡大像とすることができる。
第１の構成要素の各要素は、同じ形状を有することができる。代替的に、第１の構成要素の要素のうちの少なくとも一部は、異なる形状を有する。一部の実施形態では、第１の構成要素の要素の全ては、物体視野の形状とは異なる湾曲形状を有する。第１の構成要素の要素の少なくとも１つの対は、同じ形状を有する隣接縁部を有することができる。第１の構成要素は、複数の要素群を含むことができ、各群内の各要素対の隣接縁部は同じ形状を有する。隣接縁部は、同じ曲率半径を有する円形縁部である。少なくとも１つの湾曲形状要素は、円弧形要素とすることができる。

一部の実施形態では、第１の構成要素の少なくとも１つの湾曲形状要素は、環セグメントとして成形され、一定の曲率半径ＩＲを有する内縁及び幅ｗを有し、円弧形状物体視野は、環セグメントとして成形され、一定の曲率半径ＩＲ_fを有する内縁及び幅ｗ_fを有し、比ＩＲ／ｗは、比ＩＲ_f／ｗ_fとは異なる。一部の実施形態では、ＩＲ／ｗ＜ＩＲ_f／ｗ_fである。ある一定の実施形態では、ＩＲ／ｗ＞ＩＲ_f／ｗ_fである。

一部の実施形態では、第１の構成要素の少なくとも１つの湾曲形状要素は、環セグメントとして成形され、一定の曲率半径ＩＲを有する内縁及び高さｈを有し、円弧形状物体視野は、環セグメントとして成形され、一定の曲率半径ＩＲ_fを有する内縁及び高さｈ_fを有し、比ＩＲ／ｈは、比ＩＲ_f／ｈ_fとは異なる。一部の実施形態では、ＩＲ／ｈ＜ＩＲ_f／ｈ_fである。ある一定の実施形態では、ＩＲ／ｈ＞ＩＲ_f／ｈ_fである。
一部の実施形態では、第１の構成要素の少なくとも１つの湾曲形状要素は、環セグメントとして成形され、高さｈ及び幅ｗを有し、円弧形状物体視野は、環セグメントとして成形され、高さｈ_f及び幅ｗ_fを有し、比ｈ／ｗは、比ｈ_f／ｗ_fとは異なる。一部の実施形態では、ｈ／ｗ＜ｈ_f／ｗ_fである。ある一定の実施形態では、ｈ／ｗ＞ｈ_f／ｗ_fである。

システムは、第１の構成要素の要素から反射される照明を光路に沿って対物面へと誘導するように構成された第２の構成要素を更に含む。第２の構成要素は、第１の構成要素の要素から反射された照明を光路に沿って対物面へと反射するように各々が構成された複数の要素を含むことができる。照明システムは、光源を第２の構成要素の各要素へと結像するように構成することができる。第２の構成要素の複数の要素は、照明システムの出射瞳の望ましい瞳充填をもたらすように構成することができる。望ましい瞳充填は、円形、環状、双極、又は四重極照明に対応するものとすることができる。第２の構成要素は、瞳ラスタープレートとすることができる。第２の構成要素と対物面の間の光路内には、付加的な反射要素は存在しないものとすることができる。システムは、光路内に少なくとも１つの付加的な反射要素を含むことができる。少なくとも１つの付加的な反射要素は、かすめ入射ミラーとすることができる。少なくとも１つの付加的な反射要素は、法線入射ミラーとすることができる。照明システムは、反射照明システムとすることができる。光源は、波長λの放射線を照明システムに供給するように構成することができ、λは、約１９３ｎｍ又はそれ未満である。一部の実施形態では、λは約１３ｎｍである。
別の態様では、本発明は、上記に解説したシステムを含むか又は上記に解説した方法を実施するように構成されたＥＵＶマイクロリソグラフィツールを特徴とする。

実施形態は、物体視野にわたって比較的高度の均一性を有する照明をレチクルに供給するＥＵＶリソグラフィツールのための照明システムを含む。例えば、実施形態は、ファセット付きミラーから成る視野ラスタープレートを含み、各ファセットは、対物面へと結像される。ファセットは、対物面におけるこれらのファセットの像の大きさ及び形状が物体視野の大きさ及び形状に適合するように設計される。更に、照明システムは、全てのミラーファセット像が物体視野において重ね合わさるように配置される。
照明システムは、投影対物器械の像平面における露光視野にわたる強度分布が走査範囲にわたって同じであるように、レチクル平面に照明を供給することができる。

ある一定の実施形態では、ミラーファセットの形状は、対物面におけるこれらのファセットの像の形状が、物体視野の形状と同一には適合しないが、物体視野において少なくとも１つの方向（例えば、スキャナの場合のレチクルの走査方向）に沿ってある一定の形状を有する強度プロフィールを生じるように選択される。例えば、強度プロフィールは、対物面において少なくとも１つの方向に沿って実質的なガウス分布又は実質的な台形分布を有することができる。更に、一部の実施形態では、物体視野における強度プロフィールは、１つの寸法にわたって同じ形状を有することができる。例えば、第１の方向（例えば、スキャナにおける走査方向）に沿って測定した強度プロフィールは、第１の方向に対して直交する全ての場所において実質的に同じものとすることができる。ミラーファセットの形状を選択することにより、走査方向に様々な分布を得ることができる。

実施形態は、比較的少数の反射要素を有する反射照明システムを含む。例えば、ある一定の実施形態は、集光器、視野ラスタープレート、及び瞳ラスタープレートを含む。一部の実施形態は、瞳ラスタープレートとレチクルの間に付加的な反射要素を含まない。例えば、瞳ラスタープレートとレチクルの間の付加的な視野形成ミラーは、不要とすることができる。代替的又は追加的に、ある一定の実施形態では、集光器と視野ラスタープレートの間の光路には、付加的な反射要素は位置決めされない。比較的少数の反射要素の結果、比較的高い伝達効率を有する反射照明システムを提供することができる。
１つ又はそれよりも多くの実施形態の詳細内容を添付図面及び下記の説明に示す。他の特徴及び利点は、これらの説明及び図面、並びに特許請求の範囲から明らかであろう。
様々な図面における同様の参照記号は、同様の要素を表している。

マイクロリソグラフィツールの概略図である。 マイクロリソグラフィツールの照明システムの概略図である。 照明物体視野の区画を通じた異なる強度プロフィールのグラフである。 視野ラスタープレート及び瞳ラスタープレートを有する照明システムの概略図である。 視野ラスタープレートの平面図である。 視野ラスター要素群の平面図である。 視野ラスター要素の実施形態の平面図である。 視野ラスター要素の実施形態の平面図である。 視野ラスター要素の実施形態の平面図である。 視野ラスター要素の実施形態の平面図である。

図１を参照すると、マイクロリソグラフィツール１００は、一般的に、光源１１０、照明システム１２０、投影対物器械１０１、及び台１３０を含む。参照のために直交座標システムを示している。光源１１０は、波長λの放射線１１２を供給し、放射線１１２は、照明システム１２０によって集光される。照明システム１２０は、放射線と相互作用し（例えば、拡大及び均一化）、成形された放射線１２２を対物面１０３に位置決めされたレチクル１４０へと誘導する。投影対物器械１０１は、レチクル１４０から反射された放射線１４２を投影対物器械１０１の像平面１０２に位置決めされた基板１５０上の感光層（例えば、レジスト）の上に結像する。投影対物器械１０１の像側の放射線を光線１５２として示している。図１に示しているように、光線は単に例示的であり、例えば、レチクル１４０に対する放射線の経路を正確に示すことを意図していない。投影対物器械１０１が、基板１５０の異なる部分にレチクル１４０を結像するように、基板１５０は、投影対物器械１０１に対して基板１５０を移動する台１３０によって支持される。リソグラフィツール１００がスキャナである実施形態では、ツールは、照明システム１２０に対してレチクル１４０を走査方向に移動するレチクル台を含む。

投影対物器械１０１は、基準軸１０５（例えば、光軸）を含む。投影対物器械が子午断面に対して対称な実施形態では、基準軸１０５は、対物面１０３に対して垂直であり、物体視野の中心を通過する。ある一定の実施形態では、軸１０５は、投影対物器械１０１の物体視野及び像視野の両方と交差する。一部の実施形態では、投影対物器械１０１の物体視野及び像視野の両方が軸１０５と交差しない。

光源１１０は、ツール１００の望ましい作動波長λの放射線を供給するように選択される。一部の実施形態では、光源１１０は、ＫｒＦレーザ（例えば、約２４８ｎｍの波長を有する）、又はＡｒＦレーザ（例えば、約１９３ｎｍの波長を有する）のようなレーザ光源である。用いることができる非レーザ光源は、電磁スペクトルの青色又はＵＶ部分における例えば約３６５ｎｍ、約２８０ｎｍ、又は約２２７ｎｍの放射線を放射するＬＥＤのような発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。

典型的には、リソグラフィツールにおける作動に向けて設計された投影対物器械では、波長λは、電磁スペクトルの紫外線部分内にある。例えば、λは、約４００ｎｍ又はそれ未満（例えば、約３００ｎｍ又はそれ未満、約２００ｎｍ又はそれ未満、約１００ｎｍ又はそれ未満、約５０ｎｍ又はそれ未満、約３０ｎｍ又はそれ未満）とすることができ、λは、約２ｎｍよりも大きい（例えば、約５ｎｍ又はそれよりも大きい、約１０ｎｍ又はそれよりも大きい）とすることができる。一部の実施形態では、λは、約１９３ｎｍ、約１５７ｎｍ、約１３ｎｍ、又は約１１ｎｍとすることができる。１ｎｍから１００ｎｍ範囲の波長（例えば、１３ｎｍ）を極ＵＶ（ＥＵＶ）と呼ぶ。一般的に、投影対物器械の分解能は、波長にほぼ比例するので、比較的短い波長を用いることは望ましいものとすることができる。従って、より短い波長により、投影対物器械は、より長い波長を用いる同等の投影対物器械よりも像における小さい特徴を解像することができる。しかし、ある一定の実施形態では、λは、電磁スペクトルの非ＵＶ部分（例えば、可視部分）内のものとすることができる。

１００ｎｍと２００ｎｍの間の波長における一般的な光源は、エキシマレーザ、例えば、１９３ｎｍにおけるＡｒＦレーザ、１５７ｎｍにおけるＦ₂レーザ、１２６ｎｍにおけるＡｒ₂レーザ、及び１０９ｎｍにおけるＮｅＦレーザである。光学材料の透過率は、波長が短くなると共に低下するので、照明システムは、屈折構成要素と反射構成要素の組合せで設計することができる。１０ｎｍと２０ｎｍの間のようなＥＵＶ波長領域内の波長では、リソグラフィツール１００は、全て反射性のものとして設計される。ＥＵＶ光源の例は、レーザ生成プラズマ光源、ピンチプラズマ光源、ウィグラー光源、又はアンジュレータ光源である。

図２Ａを参照すると、照明システム１２０は、均一な強度プロフィール及び望ましい瞳充填を有する放射線ビームを形成するように配置された光学構成要素を含む。一般的に、照明システム１２０は、光源１１０からの放射線を集光し、この放射線をビームとして光路に沿ってビーム成形光学器械２２０へと誘導するように構成された集光器２１０を含む。典型的には、集光器２１０は、平行ビーム又は収束ビームを生成することになる。
一般的に、集光器２１０を出射する放射線の形状及び強度プロフィールは、対物面１０３における放射線の望ましい形状及び強度プロフィールとは異なる。例えば、集光光学器械とビーム成形光学器械２２０の間のビームプロフィール２１２は、一般的に実質的に円形の形状であり、実質的にその幅にわたって変化する可能性がある強度プロフィールを有する。

対物面１０３に位置決めされたレチクルの像平面１０２へと結像される部分を物体視野と呼ぶ。一般的に、対物面１０３における物体視野の形状は、投影対物器械１０１によって判断される。通常、物体視野は、比較的低い収差しか伴わずに像平面１０２へと結像される領域に対応する。一般的に、物体視野の形状は、投影対物器械１０１の種類に依存する。ステッパ型のリソグラフィツールでは、一般的に、物体視野は、矩形の形状である。スキャナ型のリソグラフィツールでは、一般的に、物体視野は、矩形又は円弧形である。全てが反射性の又は反射光学的な投影対物器械は、例えば、典型的に円弧形状物体視野を有する。

従って、ビーム成形光学器械２２０は、対物面１０３において物体視野にわたる望ましい強度プロフィールを有して望ましい瞳充填を有する放射線ビームを供給するように構成された１つ又はそれよりも多くの構成要素を含む。例えば、一部の実施形態では、ビーム成形光学器械２２０は、物体視野と同じ大きさ及び形状を有する物体視野にわたって実質的に均一な（例えば、物体視野の内側の放射線強度が±５％又はそれ未満しか変化しない）強度プロフィールを有するビームを供給することができる。下記に解説するように、他のプロフィールも可能である。

ＥＵＶ波長における使用に向けて設計されたリソグラフィツールのような反射システムでは、図２Ａに示しているように、一般的に円弧形状物体視野２２２が望ましい。円弧形状物体視野２２２は、内側曲率半径ＩＲ_f、外側曲率半径ＯＲ_f、及び幅Ｗ_fによって特徴付けられる環のセグメントに対応する。また、円弧形視野２２２は、ＯＲ_fとＩＲ_fの間の差である高さｈ_fによっても特徴付けられる。ＩＲ_f及びＯＲ_fは、視野幅にわたって一定である。対物面１０３における基準として直交座標システムを提供している。幅Ｗ_fは、ｘ軸に沿って測定され、高さｈ_fは、ｙ軸に沿って測定される。一部の実施形態では、ＩＲ_fは、約５０ｍｍから約２５０ｍｍの範囲内（例えば、約１１０ｍｍ又はそれよりも大きく、約１２０ｍｍ、約１２５ｍｍ、約１３０ｍｍのような約１００ｍｍから約２００ｍｍの範囲内）にあり、Ｗ_fは、約５０ｍｍから約２５０ｍｍの範囲内（例えば、約１００ｍｍ、約１０５ｍｍ、約１１０ｍｍのような約８０ｍｍから約２００ｍｍの範囲内）、更にｈ_fは、約５ｍｍから約２０ｍｍの範囲内（例えば、約１０ｍｍのような約８ｍｍから約１５ｍｍの範囲内）にある。

円弧形状物体視野を有する実施形態では、ビーム成形光学器械２２０は、集光光学器械２１０から対物面１０３へと円弧形状物体視野２２２の均一な照明を供給するように放射線を誘導する１つ又はそれよりも多くの構成要素を含む。この機能を実施することができる構成要素の例は、下記に例を解説する視野ラスタープレートである。更に、ビーム成形光学器械２１０は、投影対物器械１０１の入射瞳に位置し、照明システム１２０の出射瞳の望ましい充填をもたらすように構成された１つ又はそれよりも多くの構成要素を含むことができる。例えば、ビーム成形光学器械２１０は、投影対物器械１０１の入射瞳において円形、環状、双極、又は四重極照明を生じる１つ又はそれよりも多くの構成要素を含むことができる。この機能を実施するには、適切な瞳ラスタープレートを用いることができる。

図２Ｂは、像平面１０３における物体視野２２２の一区画にわたる異なる可能な放射線強度プロフィールを示している。一部の実施形態では、放射線は、実質的なステップ形分布（曲線２２２Ａ）を有する。ある一定の実施形態では、放射線は、実質的な台形分布（曲線２２２Ｂ）を有する。一部の実施形態では、放射線は、実質的なガウス分布（曲線２２２Ｃ）を有する。
反射照明システム３００の例を図３に略示している。照明システム３００は、集光器３１０、視野ラスタープレート３２０、及び瞳ラスタープレート３３０を含む。視野ラスタープレート３２０は、視野ラスター要素３２２のアレイで構成されたファセット付き反射器である。同様に、瞳ラスタープレート３３０は、瞳ラスター要素３３２のアレイで構成されたファセット付き反射器である。

光源１１０からの放射線は、いくつかの入れ子かすめ入射ミラーを含む集光器３１０によって集光される。集光器３１０は、光源１１０からの放射線ビームを視野ラスタープレート３２０に向けて誘導する。図３では、集光器３１０からのビームを発散ビームとして示しているが、一般的に、集光器３１０からのビームは、発散、平行、又は収束するものとすることができる。視野ラスター要素３２２は、ビームを分解し、瞳ラスタープレート３３０の視野ラスター要素３２２に対応する瞳ラスター要素３３２へと放射線を誘導する。瞳ラスター要素３３２は、視野ラスター要素３２２からの入射放射線を対物面１０３における視野へと誘導し、各視野ラスター要素の像を対物面１０３の同じ場所に形成するように構成される。瞳ラスタープレート３３０及び視野ラスタープレート３２０の両方は、望ましい瞳充填を達成するようにも設計される。例えば、視野ラスター要素３２２は、光源の中間像３３１が、視野ラスター要素３２２に対応する瞳ラスター要素３３２又はその近くに位置するように傾斜させることができる。

下記に解説するように、対物面１０３における各視野ラスター要素３２２の像の形状は、視野ラスター要素３２２の実際の形状に対して歪曲される。更に、視野ラスター要素３２２の像は、拡大させることができる（例えば、約１．５×、約２．５×、約３×だけ）。視野ラスター要素３２２は、対物面１０３における各要素の像が物体視野と同じ形状であるように成形される。更に、視野ラスター要素３２２の像は、互いに重ね合わせて、それによって対物面１０３における物体視野の均一な照明が生じる。

照明システム３００における他の要素の配列に依存して、視野ラスター要素３２２は、平坦な反射面又は湾曲した反射面を有することができる。湾曲反射面を有する視野ラスター要素を含む実施形態では、これらの表面は、凹又は凸面とすることができる。湾曲表面は、球面又は非球面のものとすることができる。
各視野ラスター要素３２２の反射面は、同じ方向に向けることができ、又は他の視野ラスター要素に対して傾斜させることができる。

一部の実施形態では、視野ラスタープレート３２０及び瞳ラスタープレート３３０は、各瞳ラスター要素３３２において光源１１０の像を形成するように配置することができる。更に、瞳ラスター要素３３２は、照明システム３００の出射瞳内、又はその近くに配置することができる。瞳ラスター要素３３２は、投影対物器械の入射瞳に対応する照明システム３００の出射瞳の望ましい瞳充填をもたらすように構成される。例えば、瞳ラスター要素３３２は、瞳における円形照明、環状照明、双極照明、又は四重極照明を生じるように配置することができる。

照明システム３００は、集光器３２０及び２つの付加的な構成要素（すなわち、視野ラスタープレート３２０及び瞳ラスタープレート３３０）を含むが、一般的に、反射照明システムは、付加的な光学構成要素を含むことができる。例えば、照明システムは、１つ又はそれよりも多くの付加的なミラー（例えば、法線（例えば、入射角０°から２０°）入射ミラー又はかすめ（例えば、入射角７０°から９０°）入射ミラー）含むことができる。一部の実施形態では、マイクロリソグラフィツールの構成要素によって課せられる空間制約条件により、光の光路を折り返すために、１つ又はそれよりも多くの付加的なミラーが含まれる。一例として、例えば、望ましい入射角でレチクルを照明するために折り返し光路を必要とする場合には、瞳ラスタープレート３３０からレチクル１４０へと放射線を誘導する上で１つ又はそれよりも多くの付加的なミラーを含めることができる。例えば、放射線が、対物プレート１０３において望ましい発散を有するように（例えば、レチクルにおいて発散又は収束放射線をもたらすために）望遠鏡を設けるために、１つ又はそれよりも多くのミラーを含めることができる。別の例として、一部の実施形態では、１つ又はそれよりも多くのミラーを集光器３１０と視野ラスタープレート３２０の間に位置決めすることができる。

更に、照明システム３００は、各瞳ラスター要素３３２において光源１１０の像３３１を含むが、一部の実施形態では、照明システムは、付加的な光源像を生じるように構成することができる。例えば、ある一定の実施形態では、照明システム３００は、集光器３１０と視野ラスタープレート３２０の間に光源１１０の像を形成するように配置された付加的なミラーを含むことができる。そのような構成は、例えば、光源１１０及び集光器３１０が視野ラスタープレート３２０及び瞳ラスタープレート３３０とは異なるモジュール内に設けられる場合に有利なものとすることができる。一部の実施形態では、集光器３１０は、収束光ビームを生成し、例えば、集光器３１０と視野ラスタープレート３２０の間に像を形成する光学器械を含むことができる。

照明システムは、ミラー以外の付加的な構成要素を含むことができる。例えば、ある一定の実施形態では、照明システム３００は、迷放射線が対物面１０３に到達するのを低下させる１つ又はそれよりも多くの絞りを含む。一部の実施形態では、照明システム３００は、スペクトル純度フィルタ（例えば、ＥＰ１５４０４２３に説明されているスペクトル純度フィルタ）、均一性補正要素（例えば、ＥＰ１２９１７２１に説明されている均一性補正要素）、１つ又はそれよりも多くの開口絞り（例えば、望ましい瞳充填をもたらすように照明環境を選択するためのもの）（例えば、ＵＳ２００５／０１１０９７２に説明されている絞り）を含むことができる。１つ又はそれよりも多くの構成要素は、使用中にこの構成要素の位置を調節するように構成されたマニピュレータ（例えば、圧電マニピュレータのような電気機械マニピュレータ）に結合することができる。
視野ラスタープレートを有する反射照明システムの例は、米国特許第６、４３８、１９９号Ｂ１及び米国特許第６、８５９、３２８号Ｂ２に説明されており、これら両方の全ての内容が、引用によって本明細書に組み込まれている。

一般的に、視野ラスター要素３２２の大きさ及び形状は、対物面１０３におけるこれらの要素の像の大きさ及び形状が物体視野と同じであるように選択される。図４Ａを参照すると、一部の実施形態では、視野ラスタープレート４００は、視野ラスタープレートにおいて集光器からのビーム形状に対応する区域４０１を実質的に満たすように配置された円弧形（例えば、環セグメント）視野ラスター要素４１０のアレイを含む。

一般的に、各視野ラスター要素４１０の形状は、プレート４００内の他の視野ラスター要素と同じか又は異なるものとすることができる。視野ラスター要素４１０は、照明システムの様々な考察に基づいて配置することができる。例えば、視野ラスター要素４１０は、集光器によって生じる照明プロフィールの変動に基づいて配置することができる。視野ラスター要素４１０の間の間隙４２０及び４３０は、例えば、集光器内の構造要素からのビームの照明プロフィールにおける影に対応する。

図４Ｂを参照すると、要素４１０１及び４１０２を含む視野ラスター要素４１０は、隣接する視野ラスタープレートの間に僅かな間隙しかないか又は全くない群４１１で配置することができる。例えば、視野ラスター要素４１０１の内縁４１０１ｉが、隣接する視野ラスタープレート４１０２の外縁４１０２ｏと同じ形状である場合には、これらの要素は、互いの間に間隙を有することなく積み重ねることができる。
隣接する要素の間に間隙を置かずに視野ラスター要素を群にまとめることにより、間隙を含む群と比較して区域４０１のより高い充填を発生させることができる。従って、間隙を置かずに視野ラスター要素を群にまとめることにより、より大きい割合の放射線充填区域４０１が視野ラスター要素によって反射されるので、照明システムのより高い伝達効率をもたらすことができる。

視野ラスター要素４１０のうちの少なくとも一部（例えば、全ての視野ラスター要素）は、対物面１０３における物体視野のものとは異なる形状を有する。一般的に、形状の差は、対物面において視野ラスター要素の像の形状を物体視野形状から歪曲させる投影効果を補正するために導入される。これらの投影効果は、反射照明システムにおいて、この光学システムが共通光軸を有して実現することができないことから発生する可能性がある。また、視野ラスター要素と対物面の間の相対傾斜も、対物面において視野ラスター要素からの視野形状を歪曲させる投影効果を招く場合がある。従って、視野ラスター要素４１０のうちの少なくとも一部の形状は、対物面における物体視野の形状に対して歪曲される。一部の実施形態では、視野ラスター要素４１０のうちの少なくとも一部は、対物面における各ラスター視野要素の像の歪曲によってこれらの要素の像が物体視野と同じ大きさ及び形状を有するように、対物面における物体視野の形状に対して歪曲される。ある一定の実施形態では、視野ラスター要素の形状は、全ての視野ラスター要素の視野ラスター要素像の重ね合わせが物体視野と同じ形状を有するように、物体視野の形状に対して歪曲される。更に、前に解説したように、視野ラスター要素の形状は、全ての視野ラスター要素の視野ラスター要素像の重ね合わせが物体視野において望ましい強度プロフィールを有するように、物体視野の形状に対して歪曲させることができる。
一般的に、視野ラスタープレート内の視野ラスター要素の個数は、照明システムの特定の設計に基づいて必要に応じて変動する。一部の実施形態では、視野ラスタープレートは、約１００又はそれよりも多い（例えば、約２００又はそれよりも多く、約２８０又はそれよりも多く、約３５０又はそれよりも多く、約５００又はそれよりも多く）視野ラスター要素を含む。

図５Ａを参照すると、一部の実施形態では、視野ラスタープレートは、内側曲率半径ＩＲ、外側曲率半径ＯＲ、及び幅ｗによって特徴付けられた環セグメントに対応する円弧形視野ラスター要素５００を含む。視野ラスター要素５００は、ＯＲとＩＲの差である高さｈによっても特徴付けられる。ＩＲ及びＯＲは、ラスター要素の幅にわたって一定である。一般的に、視野ラスター要素５００の形状は、対物面１０３における物体視野の形状とは異なる。物体視野も環状セグメントの形状である場合は（図２を参照されたい）、視野ラスター要素の空間的大きさと物体視野の空間的大きさとは異なる。

例えば、視野ラスター要素５００の比ＩＲ／ｗは、対物面における物体視野の比ＩＲ_f／ｗ_fとは異なるものとすることができる。一部の実施形態では、ＩＲ／ｗ＜ＩＲ_f／ｗ_fである（例えば、ＩＲ_f／ｗ_fは、約１．０５ＩＲ／ｗ又はそれよりも大きく、約１．１０ＩＲ／ｗ又はそれよりも大きく、約１．１５ＩＲ／ｗ又はそれよりも大きく、約１．２０ＩＲ／ｗ又はそれよりも大きく、約１．２５ＩＲ／ｗ又はそれよりも大きい）。代替的に、ある一定の実施形態では、ＩＲ／ｗ＞ＩＲ_f／ｗ_fである（例えば、ＩＲ_f／ｗ_fは、約０．９５ＩＲ／ｗ又はそれ未満、約０．９０ＩＲ／ｗ又はそれ未満、約０．８５ＩＲ／ｗ又はそれ未満、約０．８０ＩＲ／ｗ又はそれ未満である）。

代替的又は追加的に、視野ラスター要素５００の比ｈ／ｗは、対物面における物体視野の比ｈ_f／ｗ_fとは異なるものとすることができる。一部の実施形態では、ｈ／ｗ＜ｈ_f／ｗ_fである（例えば、ｈ_f／ｗ_fは、約１．０５ｈ／ｗ又はそれよりも大きく、約１．１０ｈ／ｗ又はそれよりも大きく、約１．１５ｈ／ｗ又はそれよりも大きく、約１．２０ｈ／ｗ又はそれよりも大きく、約１．２５ｈ／ｗ又はそれよりも大きい）。代替的に、ある一定の実施形態では、ｈ／ｗ＞ｈ_f／ｗ_fである（例えば、ｈ_f／ｗ_fは、約０．９５ｈ／ｗ又はそれ未満、約０．９０ｈ／ｗ又はそれ未満、約０．８５ｈ／ｗ又はそれ未満、約０．８０ｈ／ｗ又はそれ未満である）。

一部の実施形態では、視野ラスター要素５００の比ＩＲ／ｈは、対物面における物体視野の比ＩＲ_f／ｈ_fとは異なる。例えば、ある一定の実施形態では、ＩＲ／ｈ＜ＩＲ_f／ｈ_fである（例えば、ＩＲ_f／ｈ_fは、約１．０５ＩＲ／ｈ又はそれよりも大きく、約１．１０ＩＲ／ｈ又はそれよりも大きく、約１．１５ＩＲ／ｈ又はそれよりも大きく、約１．２０ＩＲ／ｈ又はそれよりも大きく、約１．２５ＩＲ／ｈ又はそれよりも大きい）。代替的に、一部の実施形態では、ＩＲ／ｈ＞ＩＲ_f／ｈ_fである（例えば、ＩＲ_f／ｈ_fは、約０．９５ＩＲ／ｈ又はそれ未満、約０．９０ＩＲ／ｈ又はそれ未満、約０．８５ＩＲ／ｈ又はそれ未満、約０．８０ＩＲ／ｈ又はそれ未満である）。

一般的に、視野ラスター要素の大きさは、物体視野の大きさと比較して変更することができる。一般的に、視野ラスター要素の大きさは、物体視野の望ましい大きさ及び照明システムの倍率に依存する。一部の実施形態では、視野ラスター要素の大きさは、物体視野よりも小さく、視野ラスター要素の像は拡大される。例えば、視野ラスター要素の像は、約１．５×又はそれよりも大きく（例えば、約２×又はそれよりも大きく、約４×又はそれよりも大きく、約８×又はそれよりも大きく）拡大することができる。

一部の実施形態では、視野ラスター要素は、約１０ｍｍ又はそれよりも大きい（例えば、約１４ｍｍ又はそれよりも大きく、約２０ｍｍ又はそれよりも大きく、約３０ｍｍ又はそれよりも大きく、約４５ｍｍ又はそれよりも大きく、約５７ｍｍ又はそれよりも大きく、約７３ｍｍ又はそれよりも大きい）幅を有する。ある一定の実施形態では、視野ラスター要素は、約０．５ｍｍ又はそれよりも大きい（例えば、約１ｍｍ又はそれよりも大きく、約１．６ｍｍ又はそれよりも大きく、約２．５ｍｍ又はそれよりも大きく、約３．２ｍｍ又はそれよりも大きく、約４．２ｍｍ又はそれよりも大きく、約６．１ｍｍ又はそれよりも大きい）高さｈを有する。

解説したように、一般的に、各視野ラスター要素において、ＩＲ及びＯＲは、同じか又は異なるものとすることができる。一部の実施形態では、ＩＲ及び／又はＯＲは、約１０ｍｍ又はそれよりも大きい（例えば、約１５ｍｍ又はそれよりも大きく、約２０ｍｍ又はそれよりも大きく、約３２ｍｍ又はそれよりも大きく、約３８ｍｍ又はそれよりも大きく、約４６ｍｍ又はそれよりも大きく、約５６ｍｍ又はそれよりも大きく、約７０ｍｍ又はそれよりも大きい）。
一例として、ある一定の実施形態では、視野ラスター要素は、約１４ｍｍの幅、約１ｍｍの高さ、及び約１５ｍｍであるＯＲとほぼ同じＩＲを有する。

各ラスター要素の形状は、市販の光学設計ソフトウエア（例えば、米国カリフォルニア州パサデナ所在のＯＲＡからの「Ｃｏｄｅ Ｖ」）のような光学設計ソフトウエアを用いて実施することができる光学設計原理を用いて判断することができる。例えば、照明システムの基本設計が既知である場合には、光学設計原理は、視野ラスター要素の１つ又はそれよりも多くの寸法を当て嵌めパラメータとして用いて、物体視野形状に基づいて視野ラスター要素における最適形状を得るのに用いることができる。環状セグメント形要素における例示的な当て嵌めパラメータは、比ＩＲ／ｗ、ｈ／ｗ、ＩＲ／ｈ、及びこれらの逆数を含む。上記パラメータに対応する物体視野形状パラメータの値を最適化アルゴリズムにおける開始値として用いることができ、次に、この値は、パラメータにおける最適値が求められるまで変更される。１つの手法は、物体視野から照明システムを通じて視野ファセット上へと逆方向に光線を追跡することである。各視野ファセット上の光線位置の境界は、そのファセットの最適形状を与える。１つよりも多い視野ラスター要素の形状が同じである実施形態（例えば、全てが同じ形状を有する）では、例えば、最小二乗当て嵌めを用いて、全ての境界線に同じ曲線を当て嵌めることができる。一例として、各視野ラスター要素の内側及び／又は外側曲率半径を最小二乗当て嵌めを用いて判断することができる。
一般的に、各視野ラスター要素の形状を判断する上で、１つよりも多い当て嵌めパラメータを用いることができる。

環状セグメント形状を有する視野ラスター要素に対して説明したが、他の円弧形視野ラスター要素を想定することができる。例えば、図５Ｂを参照すると、一部の実施形態では、視野ラスター要素の内縁ＩＲ₅₁₀の曲率半径は、外縁の曲率半径ＯＲ₅₁₀とは異なるものとすることができる。最適な視野ラスター要素の形状を判断する上で、比ＩＲ₅₁₀／ＯＲ₅₁₀又はＯＲ₅₁₀／ＩＲ₅₁₀を当て嵌めパラメータとして用いることができる。一部の実施形態では、ＩＲ₅₁₀＞ＯＲ₅₁₀である。代替的に、ある一定の実施形態では、ＯＲ₅₁₀＞ＩＲ₅₁₀である。

一部の実施形態では、１つ又はそれよりも多くの視野ラスター要素の内縁及び／又は外縁は、円形形状からずらすことができる。言い換えれば、環状セグメントではない円弧形視野ラスター要素も可能である。一部の実施形態では、１つ又はそれよりも多くの視野ラスター要素の内縁及び／又は外縁は、要素の幅に沿って変化する曲率半径を有することができる。一例として、図５Ｃを参照すると、一部の実施形態では、視野ラスター要素５２０は、視野ラスター要素の幅に沿って変化する外側半径を有する。一例として、視野ラスター要素５２０の対称平面における外側半径ＯＲ₅₂₀は、視野ラスター要素の縁部に近い外側半径ＯＲ’₅₂₀よりも大きい。視野ラスター要素５２０では、内縁の形状は、外縁の形状と同じである。
更に別の例は、図５Ｄに示している視野ラスター要素５３０であり、ここでは、内縁及び外縁の両方が、要素の幅に沿って変化する曲率半径を有する。しかし、この場合、内縁の形状は、外縁の形状とは異なる。
更に、例示的視野ラスター要素５００、５１０、５２０、及び５３０は、全て対称平面を有するが、非対称視野ラスター要素を用いることもできる。

一部の実施形態では、視野ラスター要素における最適形状を判断する上で、多項式関数を用いることができる。例えば、最適要素形状を判断する最適化アルゴリズムにおいて、多項式係数を当て嵌めパラメータとして用いることができる。従って、ラスター視野要素の内縁及び／又は外縁は、多項式関数（例えば、２次又はそれよりも高次の当て嵌め関数）に対応するものとすることができる。
更に、環セグメントとして成形された物体視野に対して視野ラスター要素の形状を判断するための原理を開示したが、これらの原理は、矩形物体視野、円形物体視野、及び／又は楕円形物体視野のような他の物体視野形状に対して適用することができる。
いくつかの実施形態を説明した。他の実施形態は、以下の特許請求の範囲にある。

４００ 第１の構成要素
４１０ 複数の要素

Claims (33)

1. 複数の要素を含む第１の構成要素を含む、マイクロリソグラフィツールの照明システム、
   を含み、
   システムの作動中に、前記要素は、光源からの放射線を光路に沿って投影対物器械の対物面での円弧形状物体視野へと誘導し、該要素の少なくとも１つは、該物体視野の該円弧形状とは異なる湾曲形状を有する、
   前記要素は、反射要素であり、
   前記第１の構成要素は、前記複数の反射要素を支持し、
   各要素の像が、拡大された像であり、
   前記照明システムは、前記第１の構成要素の各要素を前記対物面へと結像するように構成され、
   各要素の前記像は、該像が前記円弧形状物体視野を満たすように該円弧形状物体視野で重なり合っていて、
   前記第１の構成要素の前記少なくとも１つの湾曲形状要素は、環のセグメントとして成形され、かつ一定の曲率半径ＩＲを有する内縁及び高さｈを有し、前記円弧形状物体視野は、環のセグメントとして成形され、かつ一定の曲率半径ＩＲ _f を有する内縁及び高さｈ _f を有し、比ＩＲ／ｈは、比ＩＲ _f ／ｈ _f とは異なっていて、さらに、
   ＩＲ／ｈ＞ＩＲ _f ／ｈ _f である、
   ことを特徴とするシステム。
2. 前記第１の構成要素は、視野ラスタープレートであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 前記対物面での各要素の各像の形状が、該要素の前記形状に対して歪曲されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
4. 前記対物面での各要素の各像の形状が、前記物体視野の前記形状と同じであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
5. 各要素の前記形状は、前記物体視野での前記放射線のエネルギプロフィールが、少なくとも１つの方向に沿って実質的にガウス分布又は台形形状を有するように選択されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
6. 前記方向は、前記マイクロリソグラフィツールの作動中に前記対物面に位置決めされたレチクルの走査方向に対応することを特徴とする請求項５に記載のシステム。
7. 前記第１の構成要素の各要素は、同じ形状を有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
8. 前記第１の構成要素の前記要素の少なくとも一部は、異なる形状を有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
9. 前記第１の構成要素の前記要素の全ては、前記物体視野の前記形状とは異なる湾曲形状を有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
10. 前記第１の構成要素のうちの少なくとも１対は、同じ形状を有する隣接縁部を有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
11. 前記第１の構成要素は、要素の複数の群を含み、各群における各要素対の前記隣接縁部は、同じ形状を有することを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
12. 前記隣接縁部は、同じ曲率半径を有する円形縁部であることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
13. 前記少なくとも１つの湾曲形状要素は、円弧形状要素であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
14. 前記第１の構成要素の前記少なくとも１つの湾曲形状要素は、環のセグメントとして成形され、かつ一定の曲率半径ＩＲを有する内縁及び幅ｗを有し、前記円弧形状物体視野は、環のセグメントとして成形され、かつ一定の曲率半径ＩＲ_fを有する内縁及び幅ｗ_fを有し、比ＩＲ／ｗは、比ＩＲ_f／ｗ_fとは異なっていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
15. ＩＲ／ｗ＜ＩＲ_f／ｗ_fであることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
16. ＩＲ／ｗ＞ＩＲ_f／ｗ_fであることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
17. 前記第１の構成要素の前記少なくとも１つの湾曲形状要素は、環のセグメントとして成形され、かつ高さｈ及び幅ｗを有し、前記円弧形状物体視野は、環のセグメントとして成形され、かつ高さｈ_f及び幅ｗ_fを有し、比ｈ／ｗは、比ｈ_f／ｗ_fとは異なっていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
18. ｈ／ｗ＜ｈ_f／ｗ_fであることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
19. ｈ／ｗ＞ｈ_f／ｗ_fであることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
20. 前記第１の構成要素の前記要素から反射される照明を前記光路に沿って前記対物面へと誘導するように構成された第２の構成要素を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
21. 前記第２の構成要素は、前記第１の構成要素の前記要素から反射された照明を前記光路に沿って前記対物面へと反射するように各々が構成された複数の要素を含むことを特徴とする請求項２０に記載のシステム。
22. 前記照明システムは、前記光源を前記第２の構成要素の各要素へと結像するように構成されることを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
23. 前記第２の構成要素の前記複数の要素は、前記照明システムの出射瞳の望ましい瞳充填をもたらすように構成されることを特徴とする請求項２０に記載のシステム。
24. 前記望ましい瞳充填は、円形、環状、双極、又は四重極照明に対応することを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
25. 前記第２の構成要素は、瞳ラスタープレートであることを特徴とする請求項２０に記載のシステム。
26. 前記第２の構成要素と前記対物面の間の前記光路に付加的な反射要素が存在しないことを特徴とする請求項２０に記載のシステム。
27. 前記光路に少なくとも１つの付加的な反射要素を更に含むことを特徴とする請求項２０に記載のシステム。
28. 前記少なくとも１つの付加的な反射要素は、かすめ入射ミラーであることを特徴とする請求項２７に記載のシステム。
29. 前記少なくとも１つの付加的な反射要素は、法線入射ミラーであることを特徴とする請求項２７に記載のシステム。
30. 前記照明システムは、反射照明システムであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
31. 前記光源は、波長λの放射線を前記照明システムに供給するように構成され、λは、約１９３ｎｍ又はそれ未満であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
32. λは、約１３ｎｍであることを特徴とする請求項３１に記載のシステム。
33. 請求項１に記載のシステム、
    を含むことを特徴とするＥＵＶマイクロリソグラフィツール。

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