JP5350504B2 - リソグラフィ装置及び方法 - Google Patents

Description

[0001] 本発明は、リソグラフィ装置及びデバイス製造方法に関する。

[0002] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板のターゲット部分に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）の製造に使用可能である。このような場合、代替的にマスクとも呼ばれるパターニングデバイスを使用して、ＩＣの個々の層上に対応する回路パターンを生成することができる。このパターンを、放射感応性材料（レジスト）の層を有する基板（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）に結像することができる。一般的に、１枚の基板は、順次露光さ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、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、パターンデバイスを所与の方向（「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、いわゆるスキャナを含む。

[0003] リソグラフィ装置によるターゲット部分の露光後に、基板はスキャン方向と交差する方向に変移される。パターニングデバイスの進行方向が逆転され、基板の進行方向が逆転される。次に、基板上の新たなターゲット部分が露光される。基板を横方向に移動し、パターニングデバイス及び基板の進行方向を逆転させるためにかなりの時間を要することがある。

[0004] 本明細書に特定されているか、又はその他の場所で特定されているかに関わらず、例えば、上記問題点の１つ以上を防止し、又は軽減するリソグラフィ装置及びデバイス製造方法を提供することが望まれる。

[0005] 本発明の一態様によれば、放射ビームを提供するための照明システムと、放射ビームの断面にパターンを与えるように働くパターニングデバイスを支持するための支持構造と、基板を保持するための基板テーブルと、基板のターゲット部分にパターニングされた放射ビームを投影するための投影システムとを備えるリソグラフィ装置であって、投影システムが、基板のターゲット部分にパターニングされた放射ビームを投影中に、可動レンズを移動するように構成されたアクチュエータに接続された可動レンズを含むリソグラフィ装置が提供される。

[0006] アクチュエータは、パターニングされた放射ビームがリソグラフィ装置のスキャン方向に移動するように可動レンズを移動させるように構成してもよい。

[0007] パターニングされた放射ビームの移動が、基板のスキャン速度とパターニングデバイスの有効スキャン速度との差を補償してもよい。

[0008] アクチュエータは、リソグラフィ装置のスキャン方向に可動レンズを移動するように構成してもよい。

[0009] アクチュエータは、可動レンズを回転させるように構成してもよい。可動レンズは、パターニングデバイスの位置にあるか、又はその近傍に回転点を有していてもよい。

[0010] リソグラフィ装置のコントローラは、支持構造と基板テーブルとを制御して、これらの一方又は両方がパターンを基板に投影中に加速又は減速するように構成してもよい。

[0011] リソグラフィ装置は、さらに、第２のパターニングデバイスを支持するために第２の支持構造を備えてもよい。

[0012] 可動レンズは、パターニングされた放射ビームと連続的に交差状態になるように構成された複数の可動レンズの１つであってもよい。

[0013] 本発明の一態様によれば、照明システムを使用して放射ビームを提供するステップと、スキャン方向に移動するパターニングデバイスを使用して放射ビームの断面に放射ビームを与えるステップと、スキャン方向に移動する基板のターゲット部分にパターニングされた放射ビームを投影するステップとを含み、パターニングされた放射ビームを基板のターゲット部分に投影中に可動レンズを移動して、パターニングされた放射ビームを移動させるステップをさらに含む方法が提供される。

[0014] パターニングされた放射ビームは、スキャン方向に移動されてもよい。

[0015] パターニングされた放射ビームの移動が、基板のスキャン速度とパターニングデバイスの有効スキャン速度との差を補償してもよい。

[0016] 可動レンズは、リソグラフィ装置のスキャン方向に移動してもよい。

[0017] 可動レンズは回転してもよい。

[0018] パターニングデバイス及び／又は基板は、パターンを基板に投影中に加速又は減速してもよい。

[0019] パターニングデバイス及び／又は基板は、パターンの９０％までを基板に投影中に加速又は減速してもよい。

[0020] パターニングデバイス及び／又は基板は、実質的に正弦波形の加速又は減速を受けてもよい。

[0021] 第２のパターニングデバイスは、引き続き放射ビームの断面にパターンを与えるために使用されてもよく、第２のパターンはスキャン方向に移動し、第２のパターニングデバイスは、基板の速度よりも速い有効速度を有し、可動レンズの移動は第２のパターニングデバイスのより速い有効速度を補償する。

[0022] 第２のパターニングデバイスには、第１のパターニングデバイスとは異なるパターンを与えてもよい。

[0023] 可動レンズは、パターニングデバイス及び／又は基板の位置誤差を補償してもよい。

[0024] 本発明のさらなる特徴及び利点、さらに本発明の様々な実施形態の構造及び動作を、添付の図面を参照しながら以下で詳細に説明する。本発明は本明細書で説明する特定の実施形態に限定されないことに留意されたい。このような実施形態は、本明細書では例示的目的のためにのみ提示されている。本明細書に含まれる教示に基づいて、追加の実施形態が当業者には明白になる。

[0025] 本明細書に組み込まれ、その一部を形成する添付の図面は本発明を図示し、説明とともに、さらに本発明の原理を説明し、当業者が本発明を作成し、使用できるような働きをする。

[0026]本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を示す図である。 [0027]本発明の実施形態によるリソグラフィ装置の投影システムの一部を示す図である。 [0028]レンズ１１が別の位置にある図２の投影システムの一部を示す図である。 [0029]本発明の実施形態によるリソグラフィ装置の投影システムの一部を示す図である。 [0030]本発明の実施形態によるデバイス製造方法を示す図である。 [0030]本発明の実施形態によるデバイス製造方法を示す図である。 [0030]本発明の実施形態によるデバイス製造方法を示す図である。 [0030]本発明の実施形態によるデバイス製造方法を示す図である。 [0030]本発明の実施形態によるデバイス製造方法を示す図である。

[0031] 以下で述べる詳細な説明を図面との関連で理解することにより本発明の特徴及び利点がさらに明白になり、図面では全体を通して同様の参照文字が対応する要素を識別する。図面では、同様の参照番号が全体的に同一、機能的に同様、及び／又は構造的に同様の要素を示す。要素が最初に現れる図面を、対応する参照番号の最も左側の桁で示す。

[0032] 本明細書は、本発明の特徴を組み込んだ１つ又は複数の実施形態を開示する。開示される実施形態は本発明を例示するにすぎない。本発明の範囲は開示される実施形態に限定されない。本発明は、本明細書に添付される特許請求の範囲によって定義される。

[0033] 記載された実施形態、及び本明細書で「一実施形態」、「ある実施形態」、「例示的実施形態」などに言及した場合、それは記載された実施形態が特定の特徴、構造、又は特性を含むことができるが、それぞれの実施形態が必ずしも特定の特徴、構造、又は特性を含まないことがあることを示す。さらに、このようなフレーズは、必ずしも同じ実施形態に言及するものではない。さらに、ある実施形態に関連して特定の特徴、構造、又は特性について記載している場合、明示的に記載されているか、記載されていないかにかかわらず、このような特徴、構造、又は特性を他の実施形態との関連で実行することが当業者の知識にあることが理解される。

[0034] 本発明の実施形態はハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はその任意の組合せで実施することができる。本発明の実施形態は、１つ又は複数のプロセッサで読み取り、実行することができる機械読み取り式媒体に記憶した命令として実施することもできる。機械読み取り式媒体は、機械（例えば、計算デバイス）で読み取り可能な形態で情報を記憶するか、又は伝送する任意の機構を含むことができる。例えば、機械読み取り式媒体は読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、電気、光、音響又は他の形態の伝搬信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号など）、及びその他を含むことができる。さらに、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令を、本明細書では特定の行為を実行するものとして記述することができる。しかし、このような記述は便宜的なものにすぎず、このような行為は実際には計算デバイス、プロセッサ、コントローラ、又はファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令などを実行する他のデバイスの結果であることを認識されたい。

[0035] しかし、このような実施形態についてさらに詳細に説明する前に、本発明の実施形態を実施できる例示的環境を提示することが有益である。

[0036] 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、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。

[0037] 本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ若しくは１２６ｎｍの波長を有する）及び極端紫外線（ＥＵＶ）放射（例えば、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射を含む。

[0038] 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、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。

[0039] 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は、小型ミラーの行列構成を使用し、ミラーの各々は、入射する放射ビームを様々な方向に反射するように個別に傾けることができる。このようにして、反射ビームがパターニングされる。

[0040] 支持構造はパターニングデバイスを保持する。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、機械式クランプ、真空、又は他のクランプ技術、例えば真空条件下での静電クランプ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など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「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。

[0041] 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、又は液浸流体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、及び反射屈折光学システムを含む様々な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。

[0042] また、照明システムは、放射ビームを誘導し、整形し、又は制御する屈折、反射、及び反射屈折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を含んでよく、そのようなコンポーネントも以下においては集合的に又は単独で「レンズ」とも呼ばれることがある。

[0043] 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。

[0044] また、リソグラフィ装置は、投影システムの最終要素と基板との間の空間を充填するように水などの比較的高い屈折率を有する液体内に基板が浸漬されるタイプであってもよい。投影システムの開口数を増加させる液浸技術は当技術分野で周知である。

[0045] 図１は、本発明の特定の実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示す。この装置は、放射ビームＰＢ（例えば、ＤＵＶ放射又はＥＵＶ放射）を調節する照明システムＩＬと、パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを支持し、部品ＰＬに対してパターニングデバイスを正確に位置決めする第１の位置決めデバイスＰＭに接続された支持構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴと、基板（例えば、レジストコートウェーハ）Ｗを保持し、部品ＰＬに対して基板を正確に位置決めするように第２の位置決めデバイス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、パターニングデバイス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のターゲット部分Ｃ（例えば、１つ又は複数のダイを含む）上に結像するように構成された投影システム（例えば、屈折型投影レンズ）ＰＬとを備える。

[0046] 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）。

[0047] 照明システムＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受ける。放射源とリソグラフィ装置とは、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。

[0048] 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調整手段ＡＭ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ＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の様々な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ＰＢ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。

[0049] 放射ビームＰＢは、支持構造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に入射する。パターニングデバイスＭＡを横断した放射ビームＰＢは、レンズＰＬを通過し、レンズＰＬは、放射ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に合焦させる。第２の位置決めデバイスＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば干渉計デバイス）の助けにより、基板テーブルＷＴを、例えば放射ビームＰＢの経路において様々なターゲット部分Ｃに位置決めするように正確に移動することができる。同様に、第１の位置決めデバイスＰＭ及び別の位置センサ（図１には明示されていない）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に、又はスキャン中に、放射ビームＰＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めすることができる。一般的に、オブジェクトテーブルＭＴとＷＴの移動は、位置決めデバイスＰＭとＰＷの一部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。しかしながら、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。

[0050] 図示した装置は、ビームＰＢに与えられるパターンがターゲット部分Ｃに投影されている間に、支持構造ＭＴと基板テーブルＷＴとが同期的にスキャンされる（すなわち単一動的露光）スキャンモードで使用可能である。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ＰＬの（縮小）拡大特性及び像反転特性によって決定される。単一動的露光では、露光フィールドの最大サイズがターゲット部分の幅（非スキャン方向）を制限し、一方、スキャン動作の長さがターゲット部分の高さ（スキャン方向）を決定する。

[0051] 従来のリソグラフィ装置では、マスク支持構造と基板テーブルとは、放射ビームを基板上に投影中に両方とも一定の速度を有するように制御される。従来は、リソグラフィ装置の投影システムの縮小係数は４であり、したがって、基板テーブルの移動速度は支持構造の移動速度の４分の１である。このようにリソグラフィ装置を動作させることによって、基板が移動する速度とマスクから投影されるパターンが移動する速度とが確実に一致するようにする。その結果、パターンは基板上で正確に露光される。マスクから投影されたパターンを異なる速度で基板へと進行させると、露光されたパターンはスキャン方向に伸張又は圧縮される。速度の不一致が十分に大きいと、露光されたパターンへの損傷（すなわち伸張又は圧縮）によって、パターンを使用して形成された集積回路又はその他のデバイスの適正な機能が妨げられる。マスク及び基板が所望の一定速度で移動する場合に、従来のリソグラフィ装置が基板だけを露光するのはこのような事態を避けるためである。

[0052] 図２は、本発明の実施形態によるリソグラフィ装置の投影システムの一部の断面図を概略的に示す。図２は、結像位置調整装置を共に形成する投影システムの最後の３つのレンズ１０〜１２を示す。結像位置調整装置は、異なる数のレンズ（又は例えば反射光学系などの別の光学系）を備えてもよい。図２は、また、レンズの下に配置される基板Ｗを示す。投影システムの光軸ＯＡは点線で示されている。矢印は、結像位置調整装置１０〜１２を通って進行し、基板Ｗ上に像Ｉを形成する放射ビームＰＢを概略的に示す。像Ｉは、基板に投影中のパターンを有するマスクＭＡ（図１を参照）の一部の像である。スキャン露光中、マスクＭＡは放射ビームを通って移動するので、像Ｉ内のパターンは像を通るスキャン動作の領域に移動する。基板Ｗはパターンと同じ速度で移動し、それによってマスクＭＡからのパターンの基板上への正確な投影を容易にする。

[0053] 本発明を説明し易くするため、デカルト座標が図２（及びその他の図）に示されている。標準的な慣例に従って、スキャン方向はｙ方向（又は−ｙ方向）であり、光軸ＯＡはｚ方向に延在する。

[0054] 結像位置調整装置１０〜１２の中間のレンズ１１は、レンズをリソグラフィ装置のスキャン方向に移動するように構成されたアクチュエータ１３に接続される。図２には２つのアクチュエータ１３が示されているが、中間レンズ１１を移動するために任意の数のアクチュエータを使用してよい。以下、中間レンズ１１を可動レンズ１１と呼ぶ。３つのレンズ１０〜１２の上部レンズ１０は、平坦な上面と凹面状の下面とを有し、放射ビームＰＢを拡散させるように構成される。可動レンズ１１は、放射ビームＰＢをコリメートさせる。下部レンズ１２は凸面状であり、放射ビームＰＢを合焦させて基板Ｗ上の像Ｉを形成する。本発明の実施形態は、図２に示したレンズよりも多いレンズ、又は少ないレンズを備えてもよい。レンズを異なる順序で備えてもよく、及び／又は異なる形状を有してもよい。

[0055] 図３は、図２と同じ装置を示す。しかし、図３では、可動レンズ１１はアクチュエータ１３によってｙ方向に移動されている。可動レンズ１１がアクチュエータ１３によって移動される前の可動レンズ１１の位置は、図３には点線で示され、レンズの移動は矢印で示されている。図２と図３とを比較すると分かるように、可動レンズ１１をｙ方向に移動すると、放射ビームＰＢが基板Ｗへと進行する方法が修正され、その結果、基板Ｗ上に形成される像Ｉはｙ方向に移行する。

[0056] 基板Ｗのスキャン速度と、パターンがそこから基板に投影されるマスクＭＡ（図１を参照）の有効スキャン速度との差を補償するために可動レンズ１１のｙ方向への移動を利用してもよい。この場合、マスクＭＡの有効スキャン速度は、マスクのスキャン速度をリソグラフィ装置の縮小係数（例えば縮小係数４）で除算した速度であると見なし得る。可動レンズ１１によって行われる補償は、像内の基板に投影されるパターンが基板Ｗと同じ速度で移動し、したがって基板上に正確に投影されるようにするものである。

[0057] 本発明の代替実施形態を図４に概略断面図で示す。本発明の代替実施形態は、この場合も３つのレンズ１０、１１ａ、１２を備える結像位置調整装置である（異なる数のレンズ又は別の光学系を使用してもよい）。図２及び図３と共通して、基板Ｗは図４では放射ビームＰＢがレンズを通過することを表す矢印と共に示されている。図４には光軸ＯＡも示されている。図４に示す実施形態は、可動レンズ１１がｙ方向に移動するのではなく、アクチュエータ１３ａが可動レンズ１１ａの向きを回転するように構成されている以外は図３に示す実施形態と対応している。可動レンズ１１ａは図４では回転位置で示されており、可動レンズの非回転位置は点線で示されている。可動レンズ１１ａが回転する回転軸は、例えば、放射ビームＰＢをパターニングするために使用されるマスクの位置にあるか、又はその近傍にあってもよい（図４にはマスクは図示せず）。図４から分かるように、可動レンズ１１ａの回転によって、放射ビームによって基板Ｗ上に形成される像Ｉがｙ方向に移動される。基板Ｗのスキャン速度と、放射をパターニングするために使用されるマスクの有効スキャン速度との差を補償するために、レンズ１１ａの回転を利用してもよい。マスクの近傍にある可動レンズ１１ａの回転点に言及するのは、パターンを基板に投影する精度の受け入れられない劣化を引き起こす可動レンズの回転に起因する合焦誤差を避けるため、回転点がマスクに十分に近接していることを意味するものであると解釈してもよい。

[0058] 図５ａ、図５ｂ、図５ｃ、図５ｄ及び図５ｅは、リソグラフィ装置のスループット（スループットはリソグラフィ装置によって毎時パターニングされる基板数である）を高めるために本発明の実施形態を使用し得る１つの方法を一連のステップとして概略的に示している。図５は、第１及び第２のマスク２１、２２、可動レンズ１１、及び３つの基板ダイ２３〜２５の断面図を概略的に示す。第１及び第２のマスク２１、２２には両方とも同じパターンを与えてもよく、異なるパターンを与えてもよい。図２〜図４に示すレンズ１０、１２は、図が過度に複雑になることを避けるために、投影システムＰＬの他の部分と同様に図５では省略されている。同様に、ダイ２３〜２５は基板テーブル上に保持された基板上にあるが、基板と基板テーブルの両方とも明瞭にするために省略されている。マスクの移動に言及することは、マスク支持構造の移動に言及することと解釈してもよく、ダイの移動に言及することは、基板と基板テーブルとの移動に言及することと解釈してもよい。

[0059] リソグラフィ装置の縮小係数が図５に概略的に示されており、マスク２１、２２の大きさはダイ２３〜２５の約４倍である。マスク２１、２２のｙ方向への移動はｙ方向を指す矢印によって示され、ダイ２３〜２５の移動は−ｙ方向に延在する矢印によって示される。矢印のそれぞれのサイズは、マスク２１、２２及びダイ２３〜２５の速度を概略的に示す。マスク２１、２２の速度は、従来のリソグラフィ装置で予期されるようにダイ２３〜２５の速度の４倍ではなく、それよりも速い。マスク２１、２２の速度を高める理由は以下に説明する。

[0060] リソグラフィ基板からできるだけ多くのダイ（例えばウェーハ）を製造することが望ましく、そのため隣接するダイ間の間隔は小さくてよい。ダイ間の間隔は、例えばダイを損傷せずに基板を個々のダイに切断できるのに十分であればよい。２つのマスク２１、２２が備えられるリソグラフィ装置では（例えば図５に示すように）、マスク間の分離間隔は、基板上の隣接するダイ間の分離間隔の４倍以上でよい。これは例えば、マスク２１、２１を支持する支持構造（図５には図示せず）の機械的フィーチャを収容するためであってよい。マスク２１、２２間の分離間隔がダイ２３〜２５間の分離間隔の４倍以上であるため、同時にマスク２１、２２を一定速度でｙ方向に移動する間に、基板を一定速度で−ｙ方向に移動することによって第１のダイ２３と第２のダイ２４とを露光することは不可能である。これを試みた場合は、第２のダイ２４が第２のマスク２２の前に放射ビームＰＢに到達するため、パターニングされない放射が第２のダイ２４に入射する。

[0061] 本発明の実施形態は、マスク２１、２２をより高速度に加速して、放射ビームとの交差位置から離れる第１のマスク２１と放射ビームＰＢとの交差位置に入る第２のマスク２２の時間が、第１のダイ２３が放射ビームとの交差位置から離れ、第２のダイ２４が放射ビームとの交差位置に入る時間とが同じになるようにすることによって上記問題を克服する。マスク２１、２２はより高速度に加速されているので、第１のマスク２１のパターンの最終部分が第１のダイ２３に投影されると、第１のマスクは、第１のダイ２３の速度の４倍以上の速度で進行する。したがって、マスク２１の有効速度（すなわちリソグラフィ装置の縮小係数を考慮に入れた速度）は第１のダイ２３の速度よりも速い。これは、可動レンズ１１の移動がなければ、第１のマスク２１から投影されるパターンは第１のダイ２３よりも速く移動し、第１のダイ上に正確に投影されないことを意味する（パターンは圧縮される）。

[0062] 可動レンズ１１のｙ方向への移動は、像Ｉが移動して、投影パターンが第１のダイに移動する速度が第１のダイの移動速度と等しくなるようにすることによって第１のマスク２１の上昇した速度を補償する。その結果、第１のマスク２１上のパターンは第１のダイ２３上に正確に投影される。可動レンズ１１によって与えられる像Ｉの移動速度は、第１のマスク２１の移動速度の上昇と等価である（リソグラフィ装置の縮小係数を考慮に入れて）。したがって、像の移動速度と第１のダイ２３の移動速度を合計すると、第１のマスクの移動速度に等しい（リソグラフィ装置の縮小係数を考慮に入れて）。可動レンズ１１が移動する結果、可動レンズは光軸ＯＡに対してｙ方向にオフセットされる。

[0063] 第１のマスク２１及び第１のダイ２３は、これらがｙ方向と−ｙ方向にそれぞれ移動するため、放射ビームＰＢとの交差位置から移動して離れる。第１のマスク２１も第１のダイ２３も放射ビームＰＢと交差しない期間中は、可動レンズ１１は−ｙ方向に移動されるので、光軸ＯＡに対して−ｙ方向にオフセットされる。これが図５Ｂに示す可動レンズ１１の位置である。可動レンズ１１の−ｙ方向への移動は、第２のマスク２２及び第２のダイ２４が放射ビームＰＢと交差する前に、可動レンズをオフセットした−ｙ方向位置に移動させるのに十分に高い加速及び減速軌道を有するものでよい。

[0064] 第１のマスク２１及び第２のマスク２２の上昇速度は、第２のダイ２４が放射ビームに入ると同時に第２のマスクが放射ビームＰＢに入るような速度である（すなわち、上昇速度は第１のマスク２１と第２のマスク２２との間のより大きい分離を補償する）。可動レンズ１１は光軸ＯＡに対して−ｙ方向にオフセットしているので、像Ｉも光軸に対して−ｙ方向にオフセットされる。第２のダイ２４の第１の部分の露光中に、第２のマスク２２の有効速度は第２のダイ２４の速度よりも速い。この速度差は、可動レンズ１１のｙ方向への移動によって補償される。可動レンズ１１のｙ方向への移動は、像Ｉが移動して、投影パターンが第２のダイ２４に移動する速度が第２のダイ２４の移動速度と等しくなるようにすることによって第２のマスク２２の上昇した速度を補償する。その結果、第２のマスク２２上のパターンは第２のダイ２４上に正確に投影される。

[0065] 第２のマスク２２が放射ビームＰＢ内を通過した後、第２のマスクが第２のダイ２４の速度に対応する有効速度を有するまで、第２のマスクの速度を減速してもよい。第２のマスク２２がこの速度に減速されると、可動レンズ１１は（リソグラフィ装置の縮小係数を考慮に入れて）、等価量だけ減速されてもよい。その結果、投影パターンが第２のダイ２４に移動する速度は、第２のマスク２２の減速中に第２のダイが移動する速度と等しいままに留まる。第２のダイ２４自体の移動速度は一定を保つ。

[0066] 第２のマスク２２の速度が低下して、その有効速度が第２のダイ２４の速度に等しくなると、可動レンズ１１は停止される。これは、（図５Ｃに示すように）可動レンズが光軸ＯＡに対して中心位置にある場合である。第２のマスク２２が第２のダイ２４の移動速度に対応する有効速度で移動している間は、可動レンズ１１は停止状態に留まる。

[0067] 図５Ｄを参照すると、第２のマスク２２の最終部分が到達すると、第２のマスクが放射ビームＰＢから引き離されることができ、第２のダイ２４が放射ビームから離れ、第３のダイ２５が放射ビームに入るのに要する時間に対応する期間中に第１のマスク２１が放射ビームに入ることができるように、第２のマスクが加速される。さらに上述したように、第２のマスク２２の上昇した速度を補償するために、可動レンズ１１はｙ方向に移動する。

[0068] 図５Ｅでは、第１のマスク２１は再び放射ビームとの交差位置にあり、第３のダイ２５は放射ビームによってパターニングされた放射を受ける。第１のマスク２１の有効速度は第３のダイ２５の速度よりも速く、この速度差を補償するために可動レンズ１１はｙ方向に移動する。第３のダイ２５の露光は、第２のダイ２４に関して上述したように継続する。

[0069] 図５に概略的に示すリソグラフィ装置は、２つの支持構造を含んでもよい（図１に示す１つの支持構造ＭＴではなく）。支持構造は、マスク２１、２２をｘ方向に移動し、次に−ｙ方向に移動し、その後−ｘ方向に移動して、これらのマスクを連続的に放射ビームＰＢ内に引き入れるように構成された１つ又は複数のアクチュエータ（図示せず）を含んでもよい。これによって第１及び第２のマスク２１、２２を連続的に放射ビームＰＢ内に引き入れることができる。

[0070] 図５で示されるように、本発明の実施形態は、例えば新たなマスクを放射ビーム内に引き入れる時間を与えるために各々の露光の間に基板を減速する必要があるのではなく、リソグラフィ投影中に基板が一定速度で移動可能であるために、リソグラフィ装置のスループットを高める。

[0071] 図５に示す方法では、パターンが第２のマスク２２の中央部から第２のダイ２４に投影されている場合は、可動レンズ１１は静止している。第２のマスク２２の加速、及び補償のための可動レンズ１１の移動は、（第１のマスクと第２のマスクの間のギャップを十分に迅速に埋めることができるようにするため）第２のマスクの縁部でのみ行われる。しかし、代替実施形態では、可動レンズ１１は、パターン全体をマスクからダイに投影中に、（又はパターンの半分以上を投影中、又はパターンの４分の３以上を投影中に）移動してもよい。

[0072] 図５に示す方法は、マスク間の大きな分離間隔を収容するように、マスク２１、２２の移動速度を高めるために可動レンズ１１を使用しているが、可動レンズを別の方法で使用してもよい。可動レンズ１１は、マスクの有効速度が基板の有効速度とは異なる場合に（リソグラフィ装置の縮小係数を考慮に入れて）、基板へのパターン投影を行うことができるようにする。これによって、例えばマスクの有効速度が基板の速度よりも速い、又は遅いが、マスクと基板とが一定速度で移動する場合に、パターンを投影することが可能になる。これによって、さらに、マスク及び／又は基板の加速又は減速中にパターンを投影することが可能になる。理論上は、マスクと基板とを同じ比率で加速（又は減速）することが可能であり（縮小係数を考慮に入れて）、その場合、可動レンズ１１を使用せずにパターンの投影を行うことができる。しかし、これを実際に達成することは困難、又は不可能であり、マスクと基板との加速（又は減速）の比率に差が生じるであろう。この差は、可動レンズ１１を使用することによって収容し得る。

[0073] ある実施形態では、１対のマスクではなく単一マスクを使用するリソグラフィ装置に可動レンズ１１を使用してもよい。従来のリソグラフィ装置では、基板上の隣接するダイの露光には、（基板をｘ方向に変位することに加えて）マスクと基板の両方のスキャン移動方向を逆転させる必要がある。基板へのパターンの投影は、マスクと基板の両方が一定速度で移動するまで開始されない。ある実施形態では、マスク及び基板の加速中にマスクと基板との間の（有効）速度の差を補償し、それによってマスクと基板とが加速中にパターンの基板への投影を開始できるようにするために可動レンズ１１を使用してもよい。同様に、マスク及び基板の減速中にマスクと基板との間の（有効）速度の差を補償し、それによってマスクと基板とが減速中にパターンを基板に継続して投影できるようにするために可動レンズ１１を使用してもよい。

[0074] 可動レンズ１１は、マスク及び基板の移動速度の先行技術にはない柔軟性をもたらす。例えば、上記の単一マスクの実施形態では、マスク及び／又は基板は正弦波プロファイル（又はその他の何らかのプロファイル）を有してもよい。先行技術では、マスク及び基板の速度はできるだけ迅速に所望の投影速度まで上昇され、次に、できるだけ迅速に低下するまでその速度に保たれる。したがって、従来技術はマスク及び基板テーブルに迅速且つ断続的な加速と減速を加え、それによってリソグラフィ装置に不都合な振動を引き起こすことがある。マスクと基板とを正弦波プロファイル（又はその他の何らかのプロファイル）で移動できるようにすることによって、マスクと基板との迅速且つ断続的な加速と減速を回避でき、それによってリソグラフィ装置の不都合な振動が低減される。マスク及び／又は基板の移動は従来のリソグラフィ装置の場合よりもぎくしゃくしない。

[0075] 図５を参照すると、ある実施形態では、第１及び第２のマスクは一定速度で放射ビームを通って移動してもよく、隣接するマスク間のより大きい間隔を補償するため、ダイ２３〜２５の速度を調整してもよい。これは、パターンをダイの縁部に投影中にダイの速度を減速し、減速されたダイの速度を補償するために可動レンズ１１を使用することによって達成し得る。

[0076] 基板の「ダブルパターニング」を効率的に行うために本発明の実施形態を使用してもよい。ダブルパターニングとは、ダイ上に第１のパターンを投影し、次にダイ上に第２のパターンを投影し、第１のパターンと第２のパターンとが互いに補って複合パターンを形成することである。図５を再び参照すると、第１のマスク２１に第１のパターンを与え、第２のマスク２２に第２のパターンを与えてもよく、第１のパターンと第２のパターンとは、両方がダイに投影されると複合パターンを形成するように配置される。基板上のダイの列を（例えば基板Ｗ上のすべてのダイが所与のｘ方向位置を有する）図５に示す方法を用いて露光してもよい。その結果、ダイの幾つかが第１のパターンを受け、他の幾つかは第２のパターンを受ける。次に、基板及びマスク２１、２２のスキャン方向が逆転され、ダイの列が第２の時間だけ露光される。マスク２１、２２は、列の第１のダイが未だ受けていないパターンで露光されるように配置される。第１及び第２のマスク２１、２２は交互に使用されるので、後続のダイは、未だ受けていないパターンで自動的に露光される。その結果、ダイ列の各ダイは第１のマスク２１からのパターン及び第２のマスク２２からのパターンで露光され、それによってダイのダブルパターニングが達成される。

[0077] 図５に示す方法は２つのマスクを使用しているが、この方法は３つ以上のマスクを使用してもよい。

[0078] 可動レンズ１１、１１ａは、ダイ上にパターン全体を投影中に移動してもよい。あるいは、パターンの９０％までをダイに投影中、パターンの６０％までをダイに投影中、又はパターンの３０％までをダイに投影中に移動してもよい。可動レンズ１１、１１ａは、ダイの縁部にパターンを投影中に移動してもよい。ダイの縁部は例えば、ダイの１０％まで、ダイの２０％まで、ダイの３０％まで、又はそれ以上の部分であってもよい。

[0079] 上記実施形態は、主としてマスク又は基板の速度が従来の速度以上に上昇するとそれを補償するために可動レンズ１１、１１ａを使用することに向けられている。しかし、本発明の実施形態は、マスク又は基板の速度が従来の速度未満に低下するとそれを補償するために使用してもよい。

[0080] ある実施形態では、マスク及び／又は基板の位置誤差を補償するために可動レンズ１１、１１ａを使用してもよい。例えば、可動レンズ１１、１１ａを移動して、マスクの位置に生ずる誤差をリアルタイムで測定し、補償することによって基板に投影された像を移動してもよい。同様に、可動レンズ１１、１１ａを移動して、基板の位置に生ずる誤差をリアルタイムで測定し、補償することによって基板に投影された像を移動してもよい。

[0081] 本発明の実施形態は、パターンをマスクから基板に投影中に像Ｉを移動する。像Ｉを露光スリットと呼んでもよい。

[0082] 理解し易くするため、上記の説明はマスクからダイへの投影放射に言及してきた。しかし、マスクに２つ以上のダイを含むパターンを与え、又はダイの一部であるパターンを与える場合もあり得る。本発明の実施形態はこれらの可能性を包含するものである。したがって、ダイへの言及はターゲット部分への言及であると解釈してもよい。

[0083] 理解し易くするため、上記の説明は１つ又は複数のマスクの移動に言及してきた。例えば図１を参照することによって理解されるように、１つ又は複数のマスクは、１つ又は複数の支持構造によって支持されてもよい。したがって、マスクの移動への言及は、マスクの支持構造への言及であると解釈してもよい。

[0084] 理解し易くするため、上記の説明はダイ又は基板の移動に言及してきた。例えば図１を参照することによって理解されるように、ダイ（又はターゲット部分）は、基板テーブルによって支持される基板の一部を形成する。したがって、ダイ又は基板の移動への言及は、基板テーブルの移動への言及であると解釈してもよい。

[0085] 本発明の図示した実施形態では、可動レンズ１１は、ダイの露光中にｙ方向に移動する。しかし、可動レンズ１１は、別のダイの露光中に−ｙ方向に移動してもよい（基板Ｗのスキャン方向の逆転）。可動レンズは放射ビームＰＢをスキャン方向に移動するためのものでもよい。図の場合には、スキャン方向はｙ方向又は−ｙ方向であると見なしてもよい。

[0086] 図示した実施形態では、基板に投影された像を移動するために単一の可動レンズ１１、１１ａが使用される。図５に関連して上記でさらに説明したように、マスク２１２１、２２が放射ビームＰＢと交差しない場合は、可動レンズ１１の位置はリセットされる。ある実施形態では、可動レンズ１１の位置をリセットする代わりに、複数の可動レンズが備えられる。図５Ａを参照すると、第１のダイ２３の露光が完了すると、可動レンズ１１は、レンズをｙ方向に移動し続けることによって、放射ビームＰＢとの交差位置から離れるように移動してもよい。次に、新たな可動レンズを光軸ＯＡから−ｙ方向に変位された位置からｙ方向に移動することによって、新たな可動レンズ（図示せず）を放射ビームＰＢとの交差位置に移動してもよい。この実施形態では、図５Ｂに示す可動レンズが新たな可動レンズである。ある実施形態では、複数の可動レンズを備えてもよい。可動レンズの数は基板上の列に露光されるダイの数に等しいか、又はそれ以上であってもよい（又は、何らかの別の数であってもよい）。例えば列内に配置し、ディスク上に備えるなどして、複数の可動レンズを支持構造上に備えてもよい。

[0087] 図５では、マスクの移動方向はダイの移動方向と反対である。しかし、ある実施形態では、マスクとダイとは同じ方向に移動してもよい（これは別の実施形態にも当てはまる）。マスクとダイとを反対方向に移動することにより、リソグラフィ装置の重心の移動を低減し、それによってリソグラフィ装置をより安定させることが好ましい場合もある。

[0088] 基板テーブルＷＴのスキャン速度と、パターニングデバイスの支持構造ＭＡのスキャン速度とは、コントローラＣＴ（図１を参照）によって制御されてもよい。コントローラは例えば、プロセッサ又はその他の電子機器を備えてもよい。コントローラはリソグラフィ装置の一部を形成してもよい。

[0089] 本明細書において「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。

[0090] 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を理解されたい。上記説明は本発明を限定するものではない。

[0091] 特許請求の範囲を解釈するには、「発明の概要」及び「要約書」の項ではなく、「発明を実施するための形態」の項を使用するよう意図されていることを理解されたい。「発明の概要」及び「要約書」の項は、本発明者が想定するような本発明の１つ又は複数の例示的実施形態について述べることができるが、すべての例示的実施形態を述べることはできず、したがって本発明及び添付の特許請求の範囲をいかなる意味でも限定するものではない。

[0092] 以上では、特定の機能の実施態様を例示する機能的構成要素及びその関係の助けにより、本発明について説明してきた。これらの機能的構成要素の境界は、本明細書では説明の便宜を図って任意に画定されている。特定の機能及びその関係が適切に実行される限り、代替的な境界を画定することができる。

[0093] 特定の実施形態に関する上記説明は、本発明の全体的性質を十分に明らかにしているので、当技術分野の知識を適用することにより、過度の実験をせず、本発明の全体的概念から逸脱することなく、このような特定の実施形態を容易に修正する、及び／又はこれを様々な用途に適応させることができる。したがって、このような適応及び修正は、本明細書に提示された教示及び案内に基づき、開示された実施形態の同等物の意味及び範囲に入るものとする。本明細書の言葉遣い又は用語は説明のためのもので、限定するものではなく、したがって本明細書の用語又は言葉遣いは、当業者には教示及び案内の観点から解釈されるべきことを理解されたい。

[0094] 本発明の幅及び範囲は、上述した例示的実施形態のいずれによっても限定されず、特許請求の範囲及びその同等物によってのみ規定されるものである。

Claims (10)

1. リソグラフィ装置であって、
   放射ビームの断面にパターンを与え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、
   前記パターンを与えられた放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影する投影システムと、を備え、
   前記投影システムは、アクチュエータに接続された可動レンズを含み、前記アクチュエータは、前記パターンを与えられた放射ビームを前記基板の前記ターゲット部分に投影中に、前記可動レンズを移動させ、
   前記アクチュエータは、前記パターンを与えられた放射ビームが前記リソグラフィ装置のスキャン方向に移動するように前記可動レンズを移動させ、
   前記パターンを与えられた放射ビームの移動が、前記基板のスキャン速度と前記パターニングデバイスの有効スキャン速度との差を補償する、リソグラフィ装置。
2. 前記アクチュエータが、前記可動レンズを前記リソグラフィ装置のスキャン方向に移動させる、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記アクチュエータが、前記可動レンズを回転させる、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記リソグラフィ装置のコントローラが、前記パターンを前記基板に投影中に前記支持構造及び前記基板テーブルの一方又は両方が加速又は減速するように、前記支持構造と前記基板テーブルとを制御する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のリソグラフィ装置。
5. 前記リソグラフィ装置が、第２のパターニングデバイスを支持するための第２の支持構造をさらに備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載のリソグラフィ装置。
6. スキャン方向に移動するパターニングデバイスを使用して放射ビームの断面にパターンを与えるステップと、
   前記パターンを与えられた放射ビームを、スキャン方向に移動する基板のターゲット部分に投影するステップと、を含む方法であって、
   前記パターンを与えられた放射ビームを前記基板の前記ターゲット部分に投影中に、可動レンズを移動させて、前記パターンを与えられた放射ビームを移動させるステップをさらに含み、
   前記パターンを与えられた放射ビームはスキャン方向に移動させられ、
   前記パターンを与えられた放射ビームの移動が、前記基板のスキャン速度と前記パターニングデバイスの有効スキャン速度との差を補償する、方法。
7. 前記パターンを前記基板に投影中に前記パターニングデバイス及び／又は前記基板が加速又は減速する、請求項６に記載の方法。
8. スキャン方向に移動する第２のパターニングデバイスを引き続き使用して前記放射ビームの断面にパターンが与えられ、前記第２のパターニングデバイスの有効速度が前記基板の速度よりも速く、前記可動レンズの移動が、前記第２のパターニングデバイスのより速い有効速度を補償する、請求項６又は７に記載の方法。
9. 前記第２のパターニングデバイスに、前記パターニングデバイスとは異なるパターンが付与される、請求項８に記載の方法。
10. 前記可動レンズが、前記パターニングデバイス及び／又は前記基板の位置誤差を補償する、請求項６〜９のいずれか一項に記載の方法。

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