JP5265721B2 - 照明システム、リソグラフィ装置、及び放射ビームの偏光を制御する方法 - Google Patents

照明システム、リソグラフィ装置、及び放射ビームの偏光を制御する方法 Download PDF

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Description

[0001] 本発明は、照明システム及びリソグラフィ装置に関する。
[0002] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は基板のターゲット部分に付与する。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使用可能である。このような場合、代替的にマスク又はレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを使用して、ＩＣの個々の層上に形成すべき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（例えばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば１つ又は幾つかのダイの一部を含む）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板に設けた放射感応性材料（レジスト）の層への結像により行われる。一般的に、１枚の基板は、順次パターンが与えられる隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。従来のリソグラフィ装置は、パターン全体をターゲット部分に１回で露光することによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるステッパと、基板を所与の方向（「スキャン」方向）と平行あるいは逆平行に同期的にスキャンしながら、パターンを所与の方向（「スキャン」方向）に放射ビームでスキャンすることにより、各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナとを含む。パターンを基板にインプリントすることによっても、パターニングデバイスから基板へとパターンを転写することが可能である。
[0003] リソグラフィ装置は、一般に照明システムを含む。照明システムは、レーザなどの放射源から放射を受光し、パターニングデバイスを照明する照明ビームを生成する。通常の照明システム内で、ビームは、瞳面で照明モードとも呼ばれる所望の空間強度分散を有するように整形され、制御される。照明モードのタイプの例としては、従来の双極、非対称、四極、六極、及び環状照明モードなどである。この瞳面での空間強度分散は、照明ビームを生成する第２の放射源として有効に機能する。瞳面に続けて、放射は、通常今後「結合光学系」と呼ばれる光学素子（例えば、レンズ）のグループによって合焦される。結合光学系は、合焦した放射を石英ロッドなどのインテグレータに結合する。インテグレータの機能は、照明ビームの空間及び／又は角度強度分布の均一性を改善することである。瞳面での空間強度分布は、結合光学系によって照明されているオブジェクトでの角度強度分布に変換される。何故なら、これは、瞳面が結合光学系の焦点面に実質的に一致するからである。瞳面での空間強度分布を制御して照明されているオブジェクトの画像が基板上に投影される時の処理の寛容度が改善される。特に、分解能及び／又は投影レンズ収差、露光寛容度及び焦点深度などのその他の投影パラメータを拡張する双極、環状又は四極軸外照明モードが提案されている。
[0004] さらに、ビームは偏光できる。正確に偏光されたビームによって画像のコントラストを高め、及び／又は露光寛容度を改善できる。これらの効果によって結像されたフィーチャの寸法の均一性が改善される。このことで最終的には製品の歩留まりが向上する。使用される放射ビームの波長よりもはるかに幅が小さい高密集詰め込みフィーチャを結像する高開口数（ＮＡ）のリソグラフィ装置では特に偏光ビームが必要である。
[0005] 従来のリソグラフィ装置は、瞳の異なる区域で偏光方向が異なる照明モードを柔軟に生成できないという欠点を有する。
[0006] したがって、例えば、偏光照明モードをより柔軟に生成可能なように構成された照明システム及びリソグラフィ装置を提供することが有利である。
[0007] 本発明の第１の態様によれば、偏光モディファイアが放射ビームの少なくとも一部に修正された偏光を加えるように、それぞれの偏光モディファイアを放射ビームとの少なくとも部分的な交差部内に移動させるように構成されたアクチュエータに各々が接続された第１及び第２の偏光モディファイアを備える偏光部材と、偏光部材を通過した後の放射ビームを受光する位置にある個別に制御可能な反射素子のアレイとを備える照明システムであって、第１及び第２の偏光モディファイアは、放射ビームの異なる部分と交差するようにアクチュエータを制御することができるコントローラをさらに備え、個別に制御可能な反射素子のアレイの一部は、第１及び第２の偏光モディファイアによってその偏光を修正された放射ビームの一部を受光し、個別に制御可能な反射素子のアレイの一部は、第２の偏光モディファイアではなく第１の偏光モディファイアによってその偏光を修正された放射ビームの一部を受光する照明システムが提供される。
[0008] 本発明の第２の態様によれば、個別に制御可能な反射素子のアレイに入射する放射ビームの偏光を制御する方法であって、第１の偏光モディファイアが放射ビームの一部と交差するように第１の偏光モディファイアを移動させるステップと、第２の偏光モディファイアが放射ビームの別の部分と交差して個別に制御可能な反射素子のアレイの第１の部分が第１及び第２の偏光モディファイアによってその偏光を修正された放射を受光し、個別に制御可能な反射素子のアレイの第２の部分が第２の偏光モディファイアではなく、第１の偏光モディファイアによってその偏光を修正された放射を受光するように第２の偏光モディファイアを移動させるステップとを含む方法が提供される。
[0009] 本発明の第３の態様によれば、偏光モディファイアが放射ビームと交差しないように、偏光モディファイアが放射ビームと完全に交差するように、又は偏光モディファイアが放射ビームと部分的に交差するように、偏光モディファイアを移動させるように構成されたアクチュエータに接続された偏光モディファイアを備える偏光部材と、偏光部材を通過した後の放射ビームを受光する位置にある個別に制御可能な反射素子のアレイと、照明システムの瞳面に位置し、個別に制御可能な素子のアレイによって反射された放射ビームの偏光を整形するように構成された偏光整形素子とを備える照明システムが提供される。
[0010] 対応する参照符号が対応する部分を示す添付の概略図を参照しながら以下に本発明の実施形態について説明するが、これは単に例示としてのものに過ぎない。
[0011]本発明のある実施形態によるリソグラフィ装置を示す図である。 [0012]本発明のある実施形態による照明システムを示す図である。 [0013]照明システムの一部を形成することができる偏光部材を示す図である。 [0014]照明システムの一部を形成することができる代替偏光部材を示す図である。 [0015]本発明のある実施形態を用いて形成することができる照明モードの概略図である。
[0016] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示したものである。この装置は、
[0017] 放射ビームＢ（例えばＥＵＶ放射又はＤＵＶ放射）を調節するように構成された照明システム（イルミネータとして知られる）ＩＬと、
[0018] パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するように構築され、特定のパラメータに従ってパターニングデバイスＭＡ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に接続された支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、
[0019] 基板（例えばレジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構築され、特定のパラメータに従って基板Ｗ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に接続された基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴと、
[0020] パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに与えられたパターンを基板Ｗのターゲット部分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た投影システム（例えば屈折投影レンズシステム）ＰＳとを含む。
[0021] 照明システムは、放射の誘導、整形、又は制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気型等の光学コンポーネント、又はその任意の組合せなどの種々のタイプの光学コンポーネントを含んでいてもよい。
[0022] 支持構造は、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計等の条件、例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されているか否かに応じた方法で、パターニングデバイスを保持する。この支持構造は、パターニングデバイスを保持するために、機械的、真空、静電気等のクランプ技術を使用することができる。支持構造は、例えばフレーム又はテーブルでよく、必要に応じて固定式又は可動式でよい。支持構造は、パターニングデバイスが例えば投影システムに対して確実に所望の位置にくるようにできる。本明細書において「レチクル」又は「マスク」という用語を使用した場合、その用語は、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義と見なすことができる。
[0023] 本明細書において使用する「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分にパターンを生成するように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用し得る任意のデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。ここで、放射ビームに与えられるパターンは、例えばパターンが位相シフトフィーチャ又はいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板のターゲット部分における所望のパターンに正確には対応しないことがある点に留意されたい。一般的に、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイスの特定の機能層に相当する。
[0024] パターニングデバイスは透過性又は反射性でよい。パターニングデバイスの例には、マスク、プログラマブルミラーアレイ、及びプログラマブルＬＣＤパネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、バイナリマスク、レベンソン型(alternating)位相シフトマスク、ハーフトーン型(attenuated)位相シフトマスクのようなマスクタイプ、さらには様々なハイブリッドマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例として、小さなミラーのマトリクス配列を使用し、そのミラーは各々、入射する放射ビームを異なる方向に反射するよう個々に傾斜することができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射する放射ビームにパターンを与える。
[0025] 本明細書において使用する「投影システム」という用語は、例えば使用する露光放射、又は液浸液の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システム、磁気光学システム、電磁気光学システム及び静電気光学システム、又はその任意の組合せを含む任意のタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書において「投影レンズ」という用語を使用した場合、これはさらに一般的な「投影システム」という用語と同義と見なすことができる。
[0026] 本明細書で示すように、本装置は透過タイプである（例えば透過マスクを使用する）。あるいは、装置は反射タイプでもよい（例えば上記で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイを使用する、又は反射マスクを使用する）。
[0027] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）又はそれ以上の基板テーブル（及び／又は２つ以上の支持構造）を有するタイプでよい。このような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルを並行して使用するか、１つ又は複数の他のテーブルを露光に使用している間に１つ又は複数のテーブルで予備工程を実行することができる。
[0028] リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を充填するように、基板の少なくとも一部を水などの比較的高い屈折率を有する液体で覆えるタイプでもよい。液浸液は、例えばマスクと投影システムの間など、リソグラフィ装置の他の空間に適用することもできる。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるために当技術分野で周知である。本明細書で使用する「液浸」という用語は、基板などの構造を液体に沈めなければならないという意味ではなく、露光中に投影システムと基板の間に液体が存在するというほどの意味である。
[0029] 図１を参照すると、照明システムＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受ける。放射源及びリソグラフィ装置は、例えば放射源がエキシマレーザである場合に、別々の構成要素であってもよい。このような場合、放射源はリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラー及び／又はビームエクスパンダなどを備えるビームデリバリシステムＢＤの助けにより、放射源ＳＯから照明システムＩＬへと渡される。他の事例では、例えば放射源が水銀ランプの場合は、放射源がリソグラフィ装置の一体部分であってもよい。放射源ＳＯ及び照明システムＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤとともに放射システムと呼ぶことができる。
[0030] 照明システムＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調整するアジャスタを備えていてもよい。通常、照明システムの瞳面における強度分布の少なくとも外側及び／又は内側半径範囲（一般にそれぞれ、σ-outer及びσ-innerと呼ばれる）を調整することができる。また、照明システムＩＬは、インテグレータ及びコンデンサなどの他の種々のコンポーネントを備えていてもよい。照明システムを用いて放射ビームを調節し、その断面にわたって所望の均一性と強度分布とが得られるようにしてもよい。
[0031] 放射ビームＢは、支持構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴ上に保持されたパターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡに入射し、パターニングデバイスＭＡによってパターニングされる。パターニングデバイスＭＡを横断した放射ビームＢは、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のターゲット部分Ｃ上に合焦させる。第２のポジショナＰＷと位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ又は容量センサ）の助けを借りて、基板テーブルＷＴは、例えば、様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路に位置決めできるように正確に移動できる。同様に、第１のポジショナＰＭと別の位置センサ（図１には明示されていない）を用いて、マスクライブラリからの機械的な取り出し後又はスキャン中などに放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めできる。一般に、支持構造ＭＴの移動は、第１のポジショナＰＭの部分を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）及びショートストロークモジュール（微動位置決め）の助けにより実現できる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２のポジショナＰＷの部分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用いて実現できる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、支持構造ＭＴをショートストロークアクチュエータのみに接続するか、又は固定してもよい。パターニングデバイスＭＡ及び基板Ｗは、パターニングデバイス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。図示のような基板アライメントマークは、専用のターゲット部分を占有するが、ターゲット部分Ｃの間の空間に位置してもよい（スクライブレーンアライメントマークとして周知である）。同様に、パターニングデバイスＭＡ上に複数のダイを設ける状況では、パターニングデバイスアライメントマークをダイ間に配置してもよい。
[0032] 図示のリソグラフィ装置は、以下のモードのうち少なくとも１つにて使用可能である。
１．ステップモードにおいては、支持構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴは、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに与えたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一静的露光）。次に、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴがＸ方向及び／又はＹ方向に移動される。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一静的露光で像が形成されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
２．スキャンモードにおいては、支持構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期的にスキャンされる一方、放射ビームに与えられるパターンがターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一動的露光）。支持構造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の拡大（縮小）及び像反転特性によって求めることができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光におけるターゲット部分の（非スキャン方向における）幅が制限され、スキャン動作の長さによってターゲット部分の（スキャン方向における）高さが決まる。
３．別のモードでは、支持構造ＭＴはプログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止状態に維持され、基板テーブルＷＴを移動又はスキャンさせながら、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。このモードでは、一般にパルス状放射源を使用して、基板テーブルＷＴを移動させる毎に、又はスキャン中に連続する放射パルスの間で、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以上で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを使用するマスクレスリソグラフィに容易に利用できる。
[0033] 上述した使用モードの組合せ及び／又は変形、又は全く異なる使用モードも利用できる。
[0034] 図２は、照明システムＩＬの一部を示す。照明システムＩＬは、放射源（図示せず）から受光する放射ビームＢを調節する。照明システムは、放射回転素子１１と、ビームホモジナイザ１２と、マイクロレンズアレイ１３と、偏光部材１４と、個別に制御可能な反射素子のアレイ１５と、方向転換光学系１６とを備える。照明システムは、以下に詳述する偏光整形素子１８をさらに備えていてもよい。動作時に、放射ビームＢは、放射源によって直線偏光形式で生成される。放射ビームＢは、回転可能な波長板を備え、放射ビームの偏光軸を回転させるための偏光回転素子を通過する。次に放射ビームＢは、放射ビームを均一化するホモジナイザ１２を通過する。次に放射ビームＢは、放射ビームを各々が個別に制御可能な反射素子のアレイ１５の異なる反射素子１５ａ〜ｅに入射する複数の個別にコリメートされた放射サブビームに分離するマイクロレンズアレイ１３を通過する。マイクロレンズアレイ１３と個別に制御可能な反射素子のアレイ１５との間に配置される偏光部材１４は、放射ビームＢが以下に詳述する方法で個別に制御可能な反射素子のアレイに入射する前に放射ビームＢの偏光を修正する。
[0035] 図２は、第１の反射素子１５ａに入射する第１の放射サブビームを示す。個別に制御可能な反射素子のアレイ１５のその他の反射素子１５ｂ〜ｅと同様に、反射素子１５ａは、光学系１６（光学系は、例えば合焦レンズを備えていてもよい）を介してサブビームを中間面１７へ反射する。中間面１７は、例えば（上記の）２次放射源として機能する照明システムの瞳面であってもよい。その他の反射素子１５ｂ〜ｅは、方向転換光学系１６を介して平面１７のその他の区域へ図に示すその他のサブビームを反射する。反射素子１５ａ〜ｅの向きを調整し、サブビームが入射する平面１７の区域を決定することで、平面１７内のほとんどいかなる空間強度分布も生成できる。コントローラＣＴ１を用いて反射素子１５ａ〜ｅの向きを制御することができる。
[0036] 個別に制御可能な反射素子のアレイ１５は図２では５つの反射素子１５ａ〜ｅとして示されているが、実際にはそれよりもはるかに多くの反射素子をアレイ内に提供できる。個別に制御可能な反射素子のアレイ１５は、例えば２次元アレイを備えていてもよい。個別に制御可能な反射素子のアレイ１５は、例えば１００個の反射素子、１０００個の反射素子、又はそれ以上の反射素子を備えていてもよい。個別に制御可能な反射素子のアレイ１５は矩形であってもよい。
[0037] マイクロレンズアレイ１３は、異なるマイクロレンズが個別に制御可能な反射素子のアレイ１５の各々の反射素子に関連付けられるように構成されていてもよい。マイクロレンズアレイ１３は、例えば２次元アレイを備えていてもよい。マイクロレンズアレイ１３は、例えば１００個のマイクロレンズ、１０００個のマイクロレンズ、又はそれ以上のマイクロレンズを備えていてもよい。マイクロレンズアレイは矩形であってもよい。
[0038] 図３は、偏光部材１４のある実施形態１４ａの概略平面図を示す。偏光部材は、３つの波長板２０ａ〜ｃと、１つの窓２１とを備える。波長板２０ａ〜ｃは、石英結晶から形成されていてもよく、反射防止コーティングを施されていてもよい。波長板２０ａ〜ｃの各々は、放射ビームに異なる偏光を施すように構成されている。この実施形態では、放射ビームは、偏光部材１４に入射する時にｘ方向に直線偏光する。この偏光は、窓２１内の水平の両方向矢印によって概略的に図示されている。第１の波長板２０ａは、放射ビームがｙ方向に偏光するように、放射ビームの偏光を９０°回転させるように構成されている。これは、第１の波長板２０ａ内の垂直の両方向矢印によって概略的に図示されている。第２の波長板２０ｂは、放射ビームが平面ｘ＝−ｙ内にあるように放射ビームの偏光を回転させるように構成されている。これは、第２の波長板２０ｂ内の後方傾斜した両方向矢印によって概略的に図示されている。第３の波長板２０ｃは、放射ビームが平面ｘ＝ｙ内にあるように放射ビームの偏光を回転させるように構成されている。これは、第３の波長板２０ｃ内の前方傾斜した両方向矢印によって概略的に図示されている。
[0039] 波長板２０ａ〜ｃ及び窓２１は、フレーム２２内に保持されている。フレーム２２は、波長板２０ａ〜ｃの間と、波長板と窓２１の間にギャップ２３が存在するように構成されていてもよい。ギャップ２３によって放射ビームＢに対する偏光部材１４の位置合わせをより容易にすることができる。
[0040] 使用時に、リソグラフィ装置（図１を参照）によってパターニング手段ＭＡから基板Ｗに投影されているパターンは、ｘ方向に偏光された放射を用いて最適に投影できる。この場合、コントローラＣＴ１は、窓２１を通過した放射を受光した反射素子だけを用いてリソグラフィ装置が使用する照明モードが形成されるように、反射素子１５ａ〜ｅの向きを制御することができる。波長板２０ａ〜ｃを通過して個別に制御可能な反射素子のアレイ１５に入射する放射は、例えば反射素子１５ａ〜ｅによってビームダンプの方へ、又は照明モードに寄与しないその他の場所の方へ誘導されてもよい。したがって、本発明の実施形態によって、コントローラＣＴ１を用いて、リソグラフィ装置の照明システムのｘ方向のみの偏光放射を選択できる。
[0041] パターニングデバイスＭＡから基板Ｗ上に投影されるパターンがｙ方向に偏光された放射を用いて最もよく投影されるとすると、コントローラＣＴ１は、第１の波長板２０ａを通過した放射のみを用いて照明モードを形成するように、個別に制御可能な反射素子のアレイ１５の反射素子１５ａ〜ｅを制御することができる。同様に、平面ｘ＝−ｙで偏光された放射が最良の結像を提供するようにパターンが構成されている場合、コントローラＣＴ１は、第２の波長板２０ｂを通過した放射のみを用いて照明モードを形成するように、反射素子１５ａ〜ｅを制御することができる。同様に、平面ｘ＝ｙで偏光された放射が最良の結像を提供するようにパターンが構成されている場合、コントローラＣＴ１は、第３の波長板２０ｃを通過した放射のみを用いて照明モードを形成するように、反射素子１５ａ〜ｅを制御することができる。
[0042] 幾つかの例では、図３に示す４つの偏光の組合せを含む放射ビームを使用することが望ましい。この場合、様々な波長板２０ａ〜ｃ（又は窓２１）を通過した放射ビームＢの成分を用いて所望の偏光を提供できる。例えば、窓２１を通過した放射と、第３の波長板２０ｃを通過した放射とを用いてｘ方向に偏光された放射と、ｘ＝ｙ方向に偏光された放射とを含む照明モードを形成することができる。
[0043] 幾つかの例では、偏光されていない放射を近似する放射を使用することが望ましい。この場合、例えば、窓２１を通過した放射ビームの一成分を第１の波長板２０ａを通過した放射ビームの一成分と共に使用することができる。あるいは、第２の波長板２０ｂを通過した放射ビームの一成分を第３の波長板２０ｃを通過した放射ビームの一成分と共に使用してもよい。別の代替形態では、３つの波長板２０ａ〜ｃのすべてと窓２１とを通過した放射ビームの各成分を使用してもよい。窓２１は、照明システム内で放射ビームがたどる光路の一貫性を提供するために波長板２０ａ〜ｃと同じ長さを有していてもよい。
[0044] ある実施形態では、波長板２０ａ〜ｃは、放射ビームが移動する光路の距離に大きく影響しない程度の薄さである。この場合、窓２１を省略してもよい。
[0045] 図４は、本発明の代替実施形態による偏光部材１４ｂを概略的に示す。図４ａを参照すると、偏光部材は、互いに隣接する３つの波長板４０ａ〜ｃを備える。波長板４０ａ〜ｃは、石英結晶から形成されていてもよく、反射防止コーティングを施されていてもよい。各波長板４０ａ〜ｃは、コントローラＣＴ２によって運用されるアクチュエータ４２ａ〜ｃに接続されていてもよい。コントローラＣＴ２を用いてアクチュエータ４２ａ〜ｃを個別に動かして、波長板４０ａ〜ｃのうち１つ以上が放射ビームＢと部分的に交差するように、波長板のうち１つ以上が放射ビームと完全に交差するように、又は波長板のいずれも放射ビームと交差しないようにすることができる。波長板４０ａ〜ｃは、放射ビームが波長板の１つ以上を通過する時に放射ビームＢの経路長が大きく変化しない（放射ビームが波長板のいずれも通過しない場合の経路長と比較して）程度の薄さであってもよい。波長板４０ａ〜ｃは矩形であってもよく、又はその他の任意の好適な形状を有していてもよい。波長板４０ａ〜ｃの遠位の縁部は直線的であってもよく、アレイ１５の反射素子の列に実質的に平行であってもよい。
[0046] 波長板４０ａ〜ｃの各々は、放射ビームの偏光を実質的に４５°回転させるように構成されている。したがって、放射ビームＢが１つの波長板を通過する時に偏光は実質的に４５°回転し、放射ビームＢが２つの波長板を通過する時に偏光は実質的に９０°回転し、放射ビームＢが３つの波長板を通過する時に偏光は実質的に１３５°回転する。代替実施形態では、波長板４０ａ〜ｃは、放射ビームの偏光をある別の分量だけ回転させるように構成されていてもよい。別の波長板４０ａ〜ｃは、放射ビームの偏光をそれとは別の分量だけ回転させるように構成されていてもよい。
[0047] 図４ａを参照すると、アクチュエータ４２ａ〜ｃは、放射ビームＢが第１及び第２の波長板４０ａ、ｂを通過しないが、第３の波長板４０ｃを通過するように波長板を配置してもよい。これは、波長板４０ｃを通過する前に放射ビームがｘ方向に偏光されることを示し、第３の波長板４０ｃを通過した後に放射ビームがｘ＝−ｙ平面で偏光されることを示す両方向矢印で示されている。個別に制御可能な反射素子のアレイ１５も図４ａに示されている。個別に制御可能な反射素子のアレイ１５は、ｘ＝−ｙ平面で偏光された放射を受光することが分かる。したがって、個別に制御可能な反射素子のアレイ１５によって形成される照明モードは、ｘ＝−ｙ偏光を有する。
[0048] 図４ｂを参照すると、アクチュエータ４２ａ〜ｃは、放射ビームＢが第３の波長板４０ｃを通過し、第２の波長板４０ｂが放射ビームＢの半分と交差するように波長板を配置してもよい。波長板４０ｂ、ｃの位置の結果として、個別に制御可能な反射素子のアレイ１５が受光する放射の半分がｘ＝−ｙ平面で偏光され、放射の半分がｙ方向に偏光される。したがって、個別に制御可能な反射素子のアレイ１５によって形成される照明モードは、ｘ＝−ｙ偏光とｙ偏光との組合せを有する。
[0049] 図４ｃを参照すると、個別に制御可能な反射素子のアレイ１５が受光する放射の３分の１が第３の波長板４０ｃを通過した放射を受光し、個別に制御可能な反射素子のアレイの３分の１が第２及び第３の波長板４０ｂ、ｃを通過した放射を受光し、個別に制御可能な反射素子のアレイの３分の１が第１、第２及び第３の波長板４０ａ〜ｃを通過した放射を受光するようにアクチュエータ４２ａ〜ｃが配置されていてもよい。したがって、個別に制御可能な反射素子のアレイ１５の３分の１は、ｘ＝−ｙ平面で偏光された放射を受光し、個別に制御可能な反射素子のアレイの３分の１は、ｙ方向に偏光された放射を受光し、個別に制御可能な反射素子のアレイの３分の１は、ｘ＝ｙ平面で偏光された放射を受光する。したがって、個別に制御可能な反射素子のアレイ１５によって形成される照明モードは、ｘ＝−ｙ、ｙ偏光及びｘ＝ｙ偏光の組合せを有する。
[0050] 偏光部材１４ｂの波長板４０ａ〜ｃ及びアクチュエータ４２ａ〜ｃによって、個別に制御可能な反射素子のアレイ１５の異なる部分に入射する放射の偏光の選択が可能になる。コントローラＣＴ２を用いて個別に制御可能な反射素子のアレイ１５のどの部分がどの偏光を受光するか決定できる。
[0051] 図４ｂ及び図４ｃに示す実施形態では、放射ビームＢは各々が異なる偏光を有する等しい部分に分離されているが、放射ビームは等しくない部分に分離されていてもよい。例えば、第１のアクチュエータ４２ａは、第１の波長板４０ａが放射ビームＢの任意の選択された部分に偏光回転を加えるように第１の波長板４０ａを配置してもよい。第１のアクチュエータ４２ａは、第１の波長板４０ａが個別に制御可能な反射素子のアレイ１５の反射素子の列の場所に対応する位置をとるようにコントローラＣＴ２によって制御されてもよい。例えば、第１のアクチュエータ４２ａは、第１の波長板４０ａが個別に制御可能な反射素子のアレイ１５の第１の反射素子の列（この例では、第１の波長板は右側から導入されているので右手の列）に入射する放射ビームＢの部分と交差するように第１の波長板４０ａを配置してもよい。同様に、第１のアクチュエータ４２ａは、第１の波長板４０ａが個別に制御可能な反射素子のアレイ１５の第１及び第２の列に入射する放射ビームＢの部分、第１の波長板４０ａが個別に制御可能な反射素子のアレイ１５の第１、第２及び第３の列に入射する放射ビームの部分、又は個別に制御可能な反射素子のアレイ１５の他の任意の数の列に入射する放射ビームＢの部分と交差するように第１の波長板４０ａを配置してもよい。残りの波長板４０ｂ、ｃも同等な方法で制御することができる。
[0052] 変形実施形態（図示せず）では、窓を各波長板４０ａ〜ｃに接続でき、放射ビームＢが波長板を通過しない時には窓を通過するように窓を配置できる。これは、例えば、放射ビームＢがたどる光路長が放射ビームが波長板を通過したか否かに関わらず確実に同じであるようにするためである。図４に示す実施形態では、放射の光路長が波長板の通過によって大きい影響を受けない程度に波長板４０ａ〜ｃの厚さが小さいために窓が省略されている。波長板４０ａ〜ｃは、例えば９００ミクロン以下、好ましくは３００ミクロン以下の厚さを有していてもよい。
[0053] 図２では、偏光部材１４はマイクロミラーアレイ１３と個別に制御可能な反射素子のアレイ１５との間に配置されているが、偏光部材１４は任意の好適な場所に提供してもよい。偏光部材１４の場所は、個別に制御可能な反射素子のアレイ１５の様々な部分に入射する放射の偏光の制御が可能な場所であればよい。図４に示す実施形態（又は同等の実施形態）の場合、偏光部材は個別に制御可能な反射素子のアレイ１５が受光した放射の偏光を列ごと（列は反射素子の列である）に制御することができるように配置してもよい。これは、例えば偏光部材１４を個別に制御可能な反射素子のアレイ１５の隣に提供することで達成される。偏光部材１４は、個別に制御可能な反射素子のアレイ１５が反射した放射を阻止しない程度に個別に制御可能な反射素子のアレイ１５から離間していてもよい。
[0054] 偏光部材１４をホモジナイザ１２とマイクロレンズアレイ１３との間に提供することが可能である。偏光部材１４の一部をホモジナイザ１２とマイクロレンズアレイ１３との間に提供し、偏光部材の一部をマイクロレンズアレイと個別に制御可能な反射素子のアレイ１５との間に提供することもできる。
[0055] 図４に示す実施形態は３つの波長板を示しているが、２つの波長板、４つの波長板、５つの波長板、又は任意の好適な数の波長板を使用することができる。
[0056] 個別に制御可能な反射素子のアレイ１５に入射する放射ビームの偏光は、偏光部材１４と偏光回転素子１１との組合せによって制御してもよい。偏光回転素子１１は、例えば回転可能に装着された波長板を備えていてもよい。偏光回転素子１１は、放射ビームは、例えば、偏光部材１４に入射する前に、放射ビームを９０°、４５°、２２．５°、又はその他の任意の回転角だけ回転させるために使用することができる。したがって、図４ｂに示す偏光部材１４の構成を例にとると、偏光回転素子１１によって放射ビームＢをｙ方向に（図４ｂに示すｘ方向ではなく）偏光することができ、この結果として、個別に制御可能な反射素子のアレイ１５に入射する放射は、ｘ＝ｙ方向及びｘ方向（図４ｂに示すｘ＝−ｙ方向及びｙ方向ではなく）に偏光される。
[0057] 代替実施形態では、偏光回転素子１１は、回転可能な波長板ではなく、波長板を放射との交差部に出し入れすることで放射ビームＢに異なる偏光回転を加えるための一組の波長板を備えていてもよい。これらの波長板は、例えば回転可能な円板を備える交換器内に保持され、円板の周囲に分散していてもよい。交換器は回転し、所望の波長板を放射ビームＢとの交差部に導入してもよい。
[0058] ある実施形態では、放射ビームの特定の偏光は、個別に制御可能な反射素子のアレイ１５の整数個の列からの放射ビームの反射に対応しない強度を有する照明モードを提供することが望ましい。例えば、反射アレイの３．５列からの放射ビームの反射（例えば、１６０個の反射素子からの反射）に対応する強度を備えた偏光を提供することが望ましい。この場合、波長板４０ａ〜ｃは、所望の偏光を有する放射が個別に制御可能な反射素子のアレイの４つの列に入射するように配置でき、アレイの列の半分に相当する幾つかのミラーが照明モードへ向けて放射を誘導しないようにアレイを配向できる。これらのミラーは、例えばビームストップ又はどこか他の場所へ向けて放射を誘導するように配向できる。
[0059] 一般に、波長板４０ａ〜ｃを用いて個別に制御可能な反射素子のアレイ１５内の反射素子の列の数に対応する精度を備えた放射の様々な偏光の強度を選択できる。個別に制御可能な反射素子のアレイ１５内の反射素子を用いてより高い精度（例えば、反射アレイ内の反射素子の数に対応する又はほぼ対応する精度）を備えた放射ビームの相対偏光の強度を調整できる。
[0060] 反射素子１５ａ〜ｅの向きを制御するのに使用されるコントローラＣＴ１は、波長板４０ａ〜ｃの位置を制御するコントローラＣＴ２と連携して制御することができる。これらのコントローラは両方共、例えば、ソフトウェア又はその他の任意の好適な手段によって制御することができる。ソフトウェアは、例えばコントローラ（図示せず）を介して偏光回転素子１１を制御することもできる。ソフトウェアは、偏光回転素子１１、偏光部材１４、及び個別に制御可能な反射素子のアレイ１５の累積的な影響を考慮するように構成することができる。
[0061] 波長板４０ａ〜ｃが放射ビームＢ内に挿入される時の波長板４０ａ〜ｃの移動方向は、リソグラフィ装置のスキャン方向に実質的に平行であってもよい（リソグラフィ装置内のビームの方向の変化を考慮して）。言い換えれば、基板テーブルＷＴから放射ビームに沿って見た場合の波長板４０ａ〜ｃの移動方向は、スキャン方向に実質的に平行であってもよい。この場合、個別に制御可能な反射素子のアレイ１５上の偏光領域の「重心」は、スキャン方向を横断する方向でゼロである。言い換えれば、各々の偏光を備えた実質的に同じ量の放射が、リソグラフィ装置の露光スリットをスキャン方向に等分する線の両側に存在する。
[0062] 代替実施形態では、波長板４０ａ〜ｃが放射ビームＢ内に挿入される時の波長板４０ａ〜ｃの移動方向は、リソグラフィ装置のスキャン方向に対して非平行、例えば、横断方向であってもよい。この場合、個別に制御可能な反射素子のアレイ１５上の偏光領域の「重心」は、スキャン方向を横断する方向でゼロでない。これによって、放射ビームに不要な偏心が加わることがある。
[0063] 図４に示す本発明の実施形態は、波長板４０ａ〜ｃのすべてを放射ビームの同じ側から放射ビームとの交差部内に導入するが、これはそうでなくてもよい。例えば、１つ又は複数の波長板を放射ビームの反対側から放射ビーム内に導入してもよい。放射ビームの任意の側から波長板を放射ビーム内に導入できる。
[0064] 図４では、波長板４０ａ〜ｃは互いに隣接しているが、場合によっては、波長板は互いに離間していてもよい。
[0065] 本発明のある実施形態では、図４に示すのと同じ方法で（アクチュエータとコントローラを介して）制御される位置を有する単一の波長板が提供される。この単一の波長板を用いて個別に制御可能な反射素子のアレイ１５の様々な部分に入射する放射の偏光を制御することができる。例えば、単一の波長板は、偏光を９０°回転することができる。この単一の波長板を例えば放射ビームＢの半分と交差するように配置してもよい。これを実施する場合、個別に制御可能な反射素子のアレイ１５の半分は、第１の方向（例えば、ｘ方向）に偏光された放射を受光し、反射アレイの残り半分は、横断方向（例えば、ｙ方向）に偏光された放射を受光する。例えば、単一の波長板を放射ビームＢの任意の好適な部分と交差するように配置できる。
[0066] 本発明のこの実施形態（又はその他の実施形態）を偏光部材１４に到達する前に放射ビームの偏光を修正するのに使用できる偏光回転素子１１と併用することができる。
[0067] 本発明のこの実施形態（又はその他の実施形態）を偏光整形素子１８と併用することができる。偏光整形素子は、例えば、照明システムの瞳面に位置し、照明モード形成時に放射ビームの偏光を整形するように構成された１つ又は複数の波長板などの偏光モディファイアを備えていてもよい。例えば、偏光整形素子は、図５ａに示すように、八極照明モードが放射方向を横断する偏光を有するように直線偏光放射ビームの偏光を整形できる。単一の波長板が放射ビームＢの半分と交差するように位置している時には、図５ｂに示すように、八極照明モードの４極が放射方向の偏光を有し、八極照明モードの４極が放射方向を横断する方向の偏光を有するように、偏光整形素子は偏光を整形する。様々な偏光整形素子が本発明の実施形態と併用できる。
[0068] 上記の波長板は、偏光モディファイアの例と考えることができる。本発明の実施形態は、波長板以外の偏光モディファイアを使用することができる。
[0069] 本発明の実施形態を、参照により本明細書に組み込むものとする第ＵＳ２００９１７４８７７号に記載された方法及び装置と組み合わせることができる。
[0070] 本文では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には他の用途もあることを理解されたい。例えば、これは、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用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）、薄膜磁気ヘッドなどの製造である。こうした代替的な用途に照らして、本明細書で「ウェーハ」又は「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ、「基板」又は「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義と見なしてよいことが、当業者には認識される。本明細書に述べている基板は、露光前又は露光後に、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）、メトロロジーツール及び／又はインスペクションツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上及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ことができる。
[0071] 本明細書で使用される「放射」及び「ビーム」という用語は、紫外（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１６７ｎｍ若しくは１２６ｎｍの波長又はこれら辺りの波長を有する）、及びＥＵＶ放射（例えば、５ｎｍ〜２０ｎｍの波長、例えば約１３．５ｎｍの波長を有する）を含めて、あらゆるタイプの電磁放射を網羅する。
[0072] 「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁気及び静電気光学コンポーネントを含む様々なタイプの光学コンポーネントのいずれか一つ、又はその組合せを指すことができる。
[0073] 以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、説明とは異なる方法でも本発明を実践できることが理解される。例えば、本発明は、上記で開示したような方法を述べる機械読み取り式命令の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、又はこのようなコンピュータプログラムを内部に記憶したデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気又は光ディスク）の形態をとることができる。さらに、偏光の角度を変えることができる（ＩＰＳなどの他のパラメータを犠牲にすることがあるが）。
[0074] 上記の説明は例示的であり、限定的ではない。それ故、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、記載されたような本発明を変更できることが当業者には明白である。

Claims (13)

  1. 偏光モディファイアが放射ビームの少なくとも一部に修正された偏光を加えるように、それぞれの偏光モディファイアを放射ビームとの少なくとも部分的な交差部内に移動させるアクチュエータに各々が接続された第１及び第２の偏光モディファイアを備える偏光部材と、前記偏光部材を通過した後の前記放射ビームを受光する位置にある個別に制御可能な反射素子のアレイとを備える照明システムであって、
    前記第２の偏光モディファイアが前記放射ビームの進行方向において前記第1の偏光モディファイアとは異なる位置において前記放射ビームと交差するように前記アクチュエータを制御可能なコントローラをさらに備え、個別に制御可能な反射素子のアレイの一部が前記第１及び第２の偏光モディファイアによってその偏光を修正された放射ビームの一部を受光し、個別に制御可能な反射素子の前記アレイの一部が前記第２の偏光モディファイアではなく前記第１の偏光モディファイアによってその偏光を修正された前記放射ビームの一部を受光する照明システム。
  2. 前記偏光部材は、第３の偏光モディファイアが前記放射ビームの一部に修正された偏光を加えるように、前記放射ビームとの少なくとも部分的な交差部内に前記第３の偏光モディファイアを移動させるアクチュエータに接続された第３の偏光モディファイアをさらに備え、
    前記コントローラは、前記第３の偏光モディファイアが前記放射ビームの一部と交差して、個別に制御可能な反射素子の前記アレイの一部が前記第１、第２及び第３の偏光モディファイアによってその偏光を修正された前記放射ビームの一部を受光するように、前記アクチュエータを制御することがさらに可能である、請求項１に記載の照明システム。
  3. 前記偏光部材は、１つ又は複数の追加の偏光モディファイアが前記放射ビームの少なくとも一部の偏光を修正するように、前記１つ又は複数の偏光モディファイアを前記放射ビームとの少なくとも部分的な交差部内に移動させるアクチュエータに各々が接続された１つ又は複数の偏光モディファイアをさらに備える、請求項２に記載の照明システム。
  4. 前記偏光モディファイアは、互いに隣接して配置される、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の照明システム。
  5. 各アクチュエータは、前記放射ビームの様々な部分と交差する複数の位置に各偏光モディファイアを移動させるように、前記コントローラが各アクチュエータを制御するように構成される、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の照明システム。
  6. 各偏光モディファイアは、波長板を備える、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の照明システム。
  7. 前記放射ビームが前記偏光部材に入射する前に前記放射ビームの偏光を修正する偏光回転素子をさらに備える、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の照明システム。
  8. 前記偏光部材は、ホモジナイザとマイクロレンズアレイとの間、又は前記マイクロレンズアレイと個別に制御可能な反射素子のアレイとの間に配置される、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の照明システム。
  9. 前記照明システムは、前記照明システムの瞳面に位置する偏光整形素子をさらに備える、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の照明システム。
  10. 請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の照明システムを備えるリソグラフィ装置であって、
    所望のパターンに従って前記照明システムから送達された前記放射ビームをパターン形成するパターニングデバイスを支持する支持構造と、
    基板を保持する基板テーブルと、
    前記パターン付ビームを前記基板のターゲット部分上に投影する投影システムと、
    をさらに備えるリソグラフィ装置。
  11. 各アクチュエータは、前記リソグラフィ装置のスキャン方向に実質的に平行な方向に各偏光モディファイアを移動させる、請求項１０に記載のリソグラフィ装置。
  12. 個別に制御可能な反射素子のアレイに入射する放射ビームの偏光を制御する方法であって、第１の偏光モディファイアが前記放射ビームの一部と交差するように第１の偏光モディファイアを移動させるステップと、第２の偏光モディファイアが前記放射ビームの進行方向において前記第1の偏光モディファイアとは異なる位置において前記放射ビームと交差して個別に制御可能な反射素子のアレイの第１の部分が前記第１及び第２の偏光モディファイアによってその偏光を修正された放射を受光し、個別に制御可能な反射素子のアレイの第２の部分が前記第２の偏光モディファイアではなく前記第１の偏光モディファイアによってその偏光を修正された放射を受光するように第２の偏光モディファイアを移動させるステップとを含む方法。
  13. 第３の偏光モディファイアが前記放射ビームの進行方向において前記第1及び第２の偏光モディファイアとは異なる位置において前記放射ビームと交差して前記放射ビームの少なくとも一部の偏光を修正し、前記個別に制御可能な素子の第３の部分が前記第３の偏光モディファイアを通過した放射を受光するように、前記第３の偏光モディファイアを移動させるステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
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