JP5210370B2 - リソグラフィ装置およびデバイス製造方法 - Google Patents
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Description
本文では集積回路(IC)の製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ装置が他の用途においても使用可能であることは明確に理解されるべきである。例えば、これは、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用ガイダンスおよび検出パターン、フラットパネルディスプレイ、薄膜磁気ヘッド等の製造に使用され得る。こうした代替的な用途においては、本文にて使用した「ウェハ」または「ダイ」といった用語は、それぞれ「基板」または「目標部分」といった、より一般的な用語に置き換えて使用され得ることが当業者には理解される。本明細書で言及する基板は、露光前または露光後に、例えばトラック(通常はレジストの層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール)または計測または検査ツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上およびその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、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指す。
図1は、本発明の実施形態によるリソグラフィ投影装置100を概略的に示したものである。装置100は少なくとも放射線システム102、個々に制御可能な要素104のアレイ、オブジェクトテーブル106(例えば基板テーブル)および投影システム(「レンズ」)108を含む。
1.ステップモードにおいては、個々に制御可能な要素104のアレイ上の全パターンを、1回の作動(すなわち1回の「フラッシュ」)で目標部分120に投影する。次に基板テーブル106がx方向および/あるいはy方向で異なる位置へと移動し、異なる目標部分120がパターン形成ビーム110によって照射される。
2.走査モードにおいては、基本的にステップモードと同じであるが、1回の「フラッシュ」で所与の目標部分120が露光されない。代わりに、個々に制御可能な要素104のアレイは速度vで所与の方向(y方向などのいわゆる「走査方向」)に移動可能であり、したがってパターン形成ビーム110が個々に制御可能な要素104のアレイを走査する。それと同時に基板テーブル106が速度V=Mvで同じ方向または反対方向に動作する。ここでMは投影システム108の倍率である。この方法で、解像度を妥協することなく、比較的大きい目標部分120を露光することができる。
3.パルスモードにおいては、個々に制御可能な要素104のアレイが基本的に静止状態に維持され、パルス状放射線システム102を使用して全パターンを基板114の目標部分120に投影する。基板テーブル106は基本的に一定の速度で移動し、したがってパターン形成したビーム110は基板106にまたがる線を走査する。個々に制御可能な要素104のアレイ上のパターンは、要求に応じて放射線システム102のパルス間で更新され、基板114上の必要な位置で連続する目標部分120が露光するようにパルスのタイミングをとる。その結果、パターン形成したビーム110は基板114全体を走査して、基板114の細片ごとに完全なパターンを露光することができる。線ごとに基板114全体を露光するまで、このプロセスを繰り返す。
4.連続的走査モードにおいては、基本的にパルスモードと同じであるが、ほぼ一定の放射線システム102を使用し、パターン形成したビーム110が基板114を走査し、それを露光するにつれて、個々に制御可能な要素104のアレイ上のパターンを更新する。
図2は、本発明の1つの実施形態によるマイクロレンズアレイを含む光学投影システムを示す。図2に示す装置は、要素2の2次元アレイを支持する下面を有するコントラストデバイス1を有する。要素2のアレイにある各要素の角度位置は選択的に制御することができる。ビーム分割器3をコントラストデバイス1の下に位置決めする。照明ソース4が放射線ビーム5をビーム分割器3へと配向する。放射線ビーム5は、コントラストデバイス1の下面へと反射する。コントラストデバイス1の要素の1つは、ビーム5の成分部分を反射し、ビーム分割器3およびレンズ6、7および8によって画定された投影光学系を通して戻すように図示されている。この例では、最下レンズ8が視野レンズであり、これはマイクロレンズアレイ9へと配向されるほぼテレセントリック系のビームを生成する。一例では、マイクロレンズアレイ9は小型レンズの2次元アレイを有する。各レンズは、自身に入射した光を基板10の上面へと集束するように配置構成される。
図5は、本発明の1つの実施形態による光列のアレイの配置構成の略図である。この例では、装置は連続的操作モードで動作する。基板17は基板テーブル18上に位置決めされ、矢印19の方向にて基板テーブル18上で変位可能である。基板テーブル18上ではブリッジ20が位置決めされ、これは例えば6つの光列21を支持し、これはそれぞれ、円で示した空間を占有して、長方形22で表したフットプリントを有するビームを送出する構成要素を組み込む。
図8A、図8Bおよび図8Cは、本発明の様々な実施形態により、2本のトラック23間で重なる領域の幅にわたって強度の連続的変化が存在する場合に、隣接トラック23の重なる領域におけるビームの強度を概略的に示す。例えば、これらのグラフは図7で示し、重なり28および29の区域を含む3つのトラック23に送出されるビームの強度を表す。
図11および図12は、本発明の実施形態により、制御可能な反射性要素を使用して、ビームの一部分の強度を調節する方法を概略的に示す。一例では、ミラーのアレイを使用して、最大強度(例えば「白」)、最小強度(例えば「黒」)、および中間強度(例えば「グレー」)を送出することができる。最大強度は、コントラストデバイス1の面に平行に延在するように個々のミラー2(アレイ2で示す)を位置決めすることによって、コントラストデバイス1によりマイクロレンズアレイ9の1つのレンズ34に送出される。ミラー2をこのように配置した状態で、曲線35によって表されるミラー2が反射した光の強度分布は、開口プレート36の開口を中心とする。開口を通過するビームは、線37で示す中心軸線を有し、光の小さいビームを形成するように線38で示すレンズによって集束され、これは基板10上のレンズ34によって集束される。レンズ34が送出するビームは、39で示す軸線で対称である。線35が示す強度分布が、開口プレート36にある開口の中心で対称であるならば、ミラー2が反射する光の大部分(例えば「白い」)が基板10に到達し、これは最大強度に対応する。
以上、本発明の様々な実施形態を説明してきたが、これは例示によってのみ提示されたもので、制限ではないことを理解されたい。本発明の精神および範囲から逸脱せずに、形態および細部を様々に変更できることが当業者には明白である。したがって、本発明の幅および範囲は、上述した例示的実施形態のいずれにも制限されず、請求の範囲およびその等価物によってのみ定義されるものとする。
2 2次元アレイ
3 ビーム分割器
4 照明ソース4
5 放射線ビーム
6,7,8 レンズ
9 マイクロレンズアレイ
10 基板
11 基板テーブル
12 投影光学系
13 基板テーブルの移動方向
16 スポット
17 基板
18 基板テーブル
19 基板の移動方向
20 ブリッジ
21 光列
22 フットプリント
23 トラック
24,25,26,27 線
28,29 重なり区区域
30,31,32,33 吸収デバイス
34 レンズ
35 光の強度分布
36 開口プレート
37 中心軸線
39 線
40 走査方向
41 フットプリント
43,44 線
45 フットプリント
46,47 線
48 光列
49 マイクロレンズアレイ
50 レンズ
51 照明スポット
52 基板に対するマイクロレンズアレイの移動方向
53 マイクロレンズアレイ
54 レンズ
55 スペース(トラック)
56 レンズ
57 スペース(トラック)
58 レンズ
59 スペース(トラック)
60,61,62 レンズ
63,64レンズ
c1,c2,c3,c4 レンズ
r1〜r13 レンズ
65 走査方向
66〜69 線
70 レンズアレイ
71 走査方向
72,73 線
74 最大強度
Claims (17)
- リソグラフィ装置であって、
複数のパターニングシステムを有し、各パターニングシステムは、個々に制御可能な要素のアレイを有し、さらに、
複数のパターニングシステムからのパターン形成されたビームを基板の目標部分に投影する複数の投影システムを有し、各投影システムは、レンズのアレイを有し、アレイの各レンズはパターン形成されたビームの対応する部分を基板へと配向し、さらに、
基板の全体にわたって所定の走査方向でビームが走査されるように、基板と複数の投影システムの間に相対的変位を引き起こす変位システムを有し、
複数の投影システムは、各投影システムによって投影されるビームが基板の表面上の部分的に重なり合う複数のトラックのうちの対応するひとつのトラックを走査するように配置され、
各トラックのうち、隣接トラックと重なり合わない部分を第一部分と呼び、隣接トラックと重なり合う部分を第二部分と呼ぶとき、各投影システムのレンズのアレイは、パターン形成されたビームの一部を第二部分へと配向するアレイのレンズが、パターン形成されたビームの一部を第一部分へと配向するアレイのレンズより多くのパターン形成ビームを減衰するように配置構成され、
パターン形成されたビームの一部を第二部分へと配向するアレイのレンズは、受け取るビームを吸収する割合がレンズを単位として階段状に変化するように、表面処理されるリソグラフィ装置。 - 各投影システムによって投影されるビームのうち、そのビームが走査するトラックの第一部分に向かって配向されるビームの最大強度が、そのトラックの第二部分に向かって配向されるビームの最大強度より大きく、そのトラックの第一および第二部分が、ほぼ同じ最大強度の放射線に露光する、請求項1に記載の装置。
- 各投影システムによって投影されるビームが個々の光列によって生成され、
光列が、走査方向に対して直角の方向で基板に分布し、
隣接する光列が走査方向にオフセットする、請求項1または2に記載の装置。 - 各投影システムが、
パターン形成されたビームが透過する減衰デバイスを有し、
減衰デバイスの少なくとも1つの周囲部分が、パターン形成されたビームのある割合を減衰し、
減衰デバイスは、周囲部分を透過したパターン形成されたビームが、トラックの第二部分へと投影されるように配置される、請求項1から3のいずれかに記載の装置。 - 減衰デバイスが、照明システムとパターニングシステムの間で配置される、請求項4に記載の装置。
- 減衰デバイスが、パターニングシステムと基板の間に配置される、請求項4に記載の装置。
- 個々に制御可能な要素のアレイは、パターン形成されたビームの最大、最小、または少なくとも1つの中間強度の成分のうち少なくとも1つを基板へと配向するために個々の要素を制御するように配置される、請求項1から6のいずれかに記載の装置。
- 中間強度の成分を第二部分へと配向し、最大強度の成分を第一部分へと配向することによって、第一部分へと配向したパターン形成されたビームの成分と比較して、第二部分へと配向したパターン形成されたビームの成分の強度を低下させるために、個々に制御可能な要素のアレイにある各要素を制御する制御デバイスを有する、請求項7に記載の装置。
- 各投影システムによって投影されるビームのうち、そのビームが走査するトラックの第二部分に向かって配向されるビームの強度が、第一部分と隣接する一方の縁部から他方の縁部へと漸進的に低下する、請求項1から8のいずれかに記載の装置。
- デバイス製造方法であって、
個々に制御可能な要素の個々のアレイで放射線のビームにパターンを形成することと、
パターン形成されたビームを基板の目標部分に複数の投影システムによって投影することと、
パターン形成されたビームが所定の走査方向にて基板全体で走査されるように、基板とパターン形成ビームとの間に相対的変位を引き起こすことと、
各投影システムがレンズのアレイを通してパターン形成ビームを基板へ配向することとを含み、アレイの各レンズはパターン形成されたビームの対応する部分を配向し、さらに、
複数の投影システムを、各投影システムによって投影されるビームが基板の表面上の部分的に重なり合う複数のトラックのうちの対応するひとつのトラックを走査するように配置することと、を含み、
各トラックのうち、隣接トラックと重なり合わない部分を第一部分と呼び、隣接トラックと重なり合う部分を第二部分と呼ぶとき、各投影システムのレンズのアレイは、パターン形成されたビームの一部を第二部分へと配向するアレイのレンズが、パターン形成されたビームの一部を第一部分へと配向するアレイのレンズより多くのパターン形成ビームを減衰するように配置構成され、
パターン形成されたビームの一部を第二部分へと配向するアレイのレンズは、受け取るビームを吸収する割合がレンズを単位として階段状に変化するように、表面処理される、方法。 - 各投影システムによって投影されるビームのうち、そのビームが走査するトラックの第一部分に向かって配向されるビームの最大強度が、そのトラックの第二部分に向かって配向されるビームの最大強度より大きく、そのトラックの第一および第二部分が、ほぼ同じ最大強度の放射線に露光される、請求項10に記載の方法。
- 隣接する光列が走査方向にてオフセットするように、走査方向に対して直角の方向で基板全体に分布する個々の光列を使用してパターン形成されたビームを生成することを含む、請求項10または11に記載の方法。
- 各投影システムがパターン形成ビームを減衰デバイスを通して伝送することを含み、
パターン形成ビームの少なくとも1つの周囲部分は、減衰デバイスの比較的高度に減衰する周囲部分によって強度が低下する、請求項10から12のいずれかに記載の方法。 - 照明システムとパターニングシステムの間に減衰デバイスを配置することを含む、請求項13に記載の方法。
- パターニングシステムと基板の間に減衰デバイスを配置することを含む、請求項13に記載の方法
- パターン形成ステップが、
パターン形成ビームの成分を1つのトラックの第一部分の1つ、またはトラックの第二部分の1つへと配向するために、個々に制御可能な要素のアレイの個々の要素を制御することと、
高くても中間の強度の成分がトラックの第二部分の1つへと配向され、最大強度の成分が、トラックの第一部分の1つへと配向されるように、個々の要素を制御することとを含む、請求項10から15のいずれかに記載の方法。 - 各投影システムによって投影されるビームのうち、そのビームが走査するトラックの第二部分に向かって配向されるビームの強度を、第一部分と隣接する一方の縁部から他方の縁部へと漸進的に低下させることを含む、請求項10から16のいずれかに記載の方法。
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