JP5537455B2 - リソグラフィ装置および方法 - Google Patents

Description

[0001] 本発明は、リソグラフィ装置および方法に関する。

[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与える機械である。リソグラフィ装置は例えば集積回路（ＩＣ）の製造で使用することができる。この状況では、マスクまた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の個々の層に対応する回路パターンを生成することができ、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）のターゲット部分（例えばダイの一部、あるいは１つまたは複数のダイを含む部分）に結像させることができる。一般に単一の基板は、連続して露光された隣接するターゲット部分のネットワークを含む。周知のリソグラフィ装置には、１つのターゲット部分にパターン全体を一度に露光することによってそれぞれのターゲット部分に照射するいわゆるステッパ、ビームのパターンを所与の方向（「スキャン」方向）にスキャンし、同時にこの方向に平行にまたは逆平行に基板を同期スキャンすることによってそれぞれのターゲット部分に照射するいわゆるスキャナなどがある。

[0003] 米国特許第６７３７６６２号は、所望の角度強度分布を放射ビームに与えるためにミラーのアレイが使用され、この放射ビームが続いて、基板のターゲット部分上へパターンを投影するために使用されるリソグラフィ装置を記載している。

[0004] 例えば、米国特許第６７３７６６２号に記載された装置の１つまたは複数の短所を克服しまたは軽減するリソグラフィ装置を提供することが望ましい。

[0005] 本発明の一実施形態によれば、基板を提供すること、照明システムを使用して放射ビームを供給すること、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付与すること、および、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上へ投影することを含み、照明システムが、放射ビームを所望の照明モードに変換するように構成された、個別に制御可能なミラーエレメントのアレイを含み、個別に制御可能な異なるミラーエレメントを照明モードの異なる部分に割当てる割当方式が使用され、この割当方式が、前記個別に制御可能なミラーエレメントの反射率の変動を考慮して、所望の照明モードまたは放射ビームを提供するように選択される方法が提供される。

[0006] 本発明の他の実施形態によれば、前記割当方式が、前記個別に制御可能なミラーエレメントの寿命を改善するために前記個別に制御可能なミラーエレメントの回転を所定の範囲内で限定するように更に構成される。

[0008] 本発明の他の実施形態によれば、放射ビームを供給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パターニングデバイスを支持するように構成された支持構造体と、基板を保持する基板テーブルと、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上へ投影する投影システムとを含み、照明システムが、放射ビームを所望の照明モードに変換するように構成された、個別に制御可能なミラーエレメントのアレイを含み、照明システムがさらに、前記個別に制御可能なミラーエレメントの反射率の変動を考慮して、所望の照明モードまたは放射ビームを提供するように選択される割当方式に従って、個別に制御可能な異なるミラーエレメントを照明モードの異なる部分に割当てるように構成されたコントローラを含むリソグラフィ装置が提供される。

[0009] 本発明の一実施形態によれば、照明システムを使用して放射ビームを調整することを含み、この調整ステップが、放射ビームを所望の照明モードに変換するように、照明システムの個別に制御可能なミラーエレメントのアレイを制御することを含み、この制御ステップが、前記個別に制御可能なミラーエレメントの反射率の変動を考慮して、所望の照明モードまたは放射ビームあるいはその両方を提供するように選択される割当方式に従って、個別に制御可能な異なるミラーエレメントを照明モードの異なる部分に割当てることを含み、さらに、放射ビームの断面がパターンを有するように放射ビームをパターニングして、パターニングされた放射ビームを形成すること、および、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上へ投影することを含むデバイス製造方法が提供される。

[0011] 次に、添付の概略図を参照して、本発明の実施形態を、単に例として説明する。図中、対応する参照符号は対応する部分を示す。

[0012]本発明の一実施形態に基づくリソグラフィ装置を概略的に示す図である。 [0013]従来技術の配置に基づく角度強度分布の空間強度分布への変換を概略的に示す図である。 [0014]図１に示されたリソグラフィ装置の部分をより詳細に示す概略図である。 [0015]瞳面における空間強度分布を示す図である。 [0016]図１に示されたリソグラフィ装置の部分を構成することができるミラーアレイのミラーを概略的に示す図である。 [0017]本発明のいくつかの実施形態に基づくミラー割当方式を示す図である。 [0017]本発明のいくつかの実施形態に基づくミラー割当方式を示す図である。 [0017]本発明のいくつかの実施形態に基づくミラー割当方式を示す図である。 [0018]瞳アポダイゼーションを補償するために使用される本発明の一実施形態に基づくミラー割当方式の効果を示す図である。 [0017]本発明のいくつかの実施形態に基づくミラー割当方式を示す図である。 [0017]本発明のいくつかの実施形態に基づくミラー割当方式を示す図である。 [0019]本発明の実施形態に基づくミラー割当方式を使用したテレセントリシティおよびモード強度の調整を示す図である。 [0019]本発明の実施形態に基づくミラー割当方式を使用したテレセントリシティおよびモード強度の調整を示す図である。 [0019]本発明の実施形態に基づくミラー割当方式を使用したテレセントリシティおよびモード強度の調整を示す図である。 [0019]本発明の実施形態に基づくミラー割当方式を使用したテレセントリシティおよびモード強度の調整を示す図である。 [0020]ミラーアレイのミラーに入射する放射の量を低減させるために使用される本発明の実施形態に基づく装置を示す図である。 [0020]ミラーアレイのミラーに入射する放射の量を低減させるために使用される本発明の実施形態に基づく装置を示す図である。

[0021] 本明細書ではＩＣ製造でのリソグラフィ装置の使用を特に参照するが、本明細書に記載のリソグラフィ装置は、集積光学システム、磁気ドメインメモリの誘導および検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造など、この他の応用も有す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、本明細書で使用される用語「ウェーハ」または「ダイ」はそれぞれ、より一般的な用語「基板」または「ターゲット部分」と同義であると考えることができることを当業者は理解されたい。本明細書で参照する基板は、例えばトラック（一般にレジストの層を基板に塗布し、露光後にレジストを現像するツール）、メトロロジーツールまたはインスペクションツールで、露光の前または後に処理することができる。適用可能な場合、本明細書の開示を、このような基板処理ツールおよび他の基板処理ツールに適用することができる。さらに、例えばマルチレイヤＩＣを製造するために基板を２回以上処理することができ、そのため、本明細書で使用される用語「基板」は、処理済みの複数の層をすでに含む基板を指すことがある。

[0022] 本明細書で使用する用語「放射」および「ビーム」は、紫外（ＵＶ）放射（例えば波長３６５、２４８、１９３、１５７または１２６ｎｍの放射）、極端紫外（ＥＵＶ）放射（例えば５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する放射）、およびイオンビーム、電子ビームなどの粒子線を含む、全てのタイプの電磁放射を包含する。

[0023] 本明細書で使用する用語「パターニングデバイス」は、例えば基板のターゲット部分にパターンを生成するために放射ビームの断面にパターンを付与する目的に使用することができるデバイスを指すものと広く解釈しなければならない。放射ビームに付与されるパターンは、基板のターゲット部分の所望のパターンに正確に一致するわけではないことに留意されたい。一般に、放射ビームに付与されるパターンは、ターゲット部分に生み出される集積回路などのデバイスの特定の機能層に対応する。

[0024] パターニングデバイスは透過型または反射型とすることができる。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、およびプログラマブルＬＣＤパネルなどがある。マスクはリソグラフィにおいてよく知られており、これには、バイナリ、レベンソン型（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ）位相シフト、ハーフトーン型（Ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ）位相シフトなどのマスクタイプ、ならびにさまざまなハイブリッドマスクタイプが含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例では、入射放射ビームをさまざまな方向に反射するようにそれぞれを個別に傾けることができる小さなミラーのマトリックス配置を使用し、このようにして、反射ビームがパターニングされる。

[0025] 支持構造体はパターニングデバイスを保持する。支持構造体は、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、および例えばパターニングデバイスが真空環境中に保持されるか否かなどの他の条件に応じた方法で、パターニングデバイスを保持する。支持構造体は、機械式クランプ、真空または他のクランプ技法、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。支持構造体は例えばフレームまたはテーブルとすることができ、これらは必要に応じて固定または可動とすることができ、パターニングデバイスが例えば投影システムに対して所望の位置にあることを保証することができる。本明細書では用語「レチクル」または「マスク」を、より一般的な用語「パターニングデバイス」と同義と考えてよい。

[0026] 本明細書で使用する用語「投影システム」は、例えば使用している露光放射、または浸漬流体の使用、真空の使用などの他の因子に対して適当な、屈折光学システム、反射光学システムおよび反射屈折光学システムを含むさまざまなタイプの投影システムを包含するものと広く解釈しなければならない。本明細書における用語「投影レンズ」の使用はより一般的な用語「投影システム」と同義と考えてよい。

[0027] 照明システムも、放射ビームを誘導、成形または制御する屈折、反射および反射屈折光学コンポーネントを含むさまざまなタイプの光学コンポーネントを包含することができ、以下では、このようなコンポーネントを、集合的にまたは単独で、「レンズ」と呼ぶことがある。

[0028] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）またはそれ以上の基板テーブル（および／あるいは２つ以上の支持構造体）を有するタイプの装置とすることができる。このような「マルチステージ」機械では、これらの追加のテーブルを並行して同時に使用することができ、あるいは、１つまたは複数のテーブルを露光に使用している間に他の１つまたは複数のテーブル上で準備ステップを実施することができる。

[0029] リソグラフィ装置は、例えばＵＳ２００７−００１３８９０Ａ１に記載されている装置のように、２つ以上のマスク間（または制御可能なパターニングデバイス上に与えられたパターン間）で迅速に切り換わることができるタイプの装置とすることができる。

[0030] このリソグラフィ装置はさらに、基板を、比較的に高い屈折率を有する液体、例えば水に浸して、投影システムの最後のエレメントと基板の間の空間を満たすことができるタイプの装置とすることができる。浸液は、例えばマスクと投影システムの最初のエレメントとの間など、リソグラフィ装置内の他の空間に与えることもできる。投影システムの開口数を増大させる液浸法は、当技術分野でよく知られている。

[0031] 図１に、本発明の特定の実施形態に基づくリソグラフィ装置を概略的に示す。この装置は、放射（例えばＵＶ放射またはＥＵＶ放射）の放射ビームＰＢを調整する照明システム（イルミネータ）ＩＬと、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持する支持構造体（例えばサポート構造）ＭＴであって、パターニングデバイスをアイテムＰＬに対して正確に配置する第１の位置決めデバイスＰＭに接続された支持構造体ＭＴと、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成された基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴであって、基板をアイテムＰＬに対して正確に配置する第２の位置決めデバイスＰＷに接続された基板テーブル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（例えば１つまたは複数のダイを含む）ターゲット部分Ｃの表面に結像させ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）ＰＬとを含む。

[0032] 図示されているように、この装置は、（例えば透過マスクを使用する）透過型の装置である。この装置はあるいは、（例えば、先に述べたタイプのプログラマブルミラーアレイを使用する）反射型の装置とすることもできる。

[0033] イルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。例えば放射源がエキシマレーザであるときには、放射源とリソグラフィ装置とを別個の実体とすることができる。このような場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を構成するとはみなされず、放射ビームは、例えば適当な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムＢＤを用いて放射源ＳＯからイルミネータＩＬに渡される。この他の場合、例えば放射源が水銀ランプであるときには、放射源をリソグラフィ装置と一体の部分とすることができる。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬ、ならびに必要な場合にビームデリバリシステムＢＤを合わせて放射システムと呼ぶ。

[0034] イルミネータＩＬは後にさらに説明される。

[0035] イルミネータＩＬを出た後、放射ビームＰＢは、支持構造体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。ターニングデバイスＭＡを横切った後、放射ビームＰＢはレンズＰＬを通過する。レンズＰＬは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にこのビームを集束させる。第２の位置決めデバイスＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば干渉計デバイス）を用いて、基板テーブルＷＴを、例えば放射ビームＰＢの通り道に別のターゲット部分Ｃが配置されるように正確に移動させることができる。同様に、第１の位置決めデバイスＰＭおよび他の位置センサ（図１には明示されていない）を使用して、例えばパターニングデバイスＭＡをマスクライブラリから機械的に取り出した後に、またはスキャン中に、マスクＭＡを放射ビームＰＢの経路に対して正確に配置することができる。物体テーブルＭＴおよびＷＴの移動は一般に、位置決めデバイスＰＭおよびＰＷの一部分を構成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）を用いて実現することができる。しかし、ステッパの場合には（スキャナとは対照的に）、支持構造体ＭＴをショートストロークアクチュエータにだけ接続し、または支持構造体ＭＴを固定することができる。パターニングデバイスＭＡおよび基板Ｗは、パターニングデバイスアライメントマークＭ１、Ｍ２および基板アライメントマークＰｌ、Ｐ２を使用して位置合せすることができる。

[0036] 図示の装置は下記の好ましいモードで使用することができる。

[0037] １．ステップモードでは、支持構造体ＭＴおよび基板テーブルＷＴを本質的に静止した状態に保ち、放射ビームＰＢに付与されたパターン全体を、１つのターゲット部分Ｃの表面に一度に投影する（すなわち１回の静的露光）。次いで、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をＸおよび／またはＹ方向に移動させる。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズが、１回の静的露光で結像されるターゲット部分Ｃのサイズを限定する。

[0038] ２．スキャンモードでは、支持構造体ＭＴと基板テーブルＷＴとを同時にスキャンし、放射ビームＰＢに付与されたパターンをターゲット部分Ｃに投影する（すなわち１回の動的露光）。支持構造体ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＬの拡大（縮小）倍率および像反転特性によって決まる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズが、１回の動的露光におけるターゲット部分の（非スキャン方向の）幅を限定し、スキャン運動の長さがターゲット部分の（スキャン方向の）高さを決定する。

[0039] ３．他のモードでは、プログラマブルパターニングデバイスを保持した支持構造体ＭＴを本質的に固定し、放射ビームＰＢに付与されたパターンをターゲット部分Ｃに投影する間、基板テーブルＷＴを移動させまたはスキャンする。このモードでは一般に、パルス放射源を使用し、基板テーブルＷＴを移動させるごとに、またはスキャン中の放射パルスとパルスの間に、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、先に参照した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利用す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。

[0040] 上で説明した使用モードの組合せおよび／または変形を使用し、あるいは全く異なる使用モードを使用することもできる。

[0041] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調整するように構成されたアジャスタＡＭを含むことができる。アジャスタＡＭは、例えばイルミネータの瞳面における強度分布の外側および／または内側半径範囲（普通はそれぞれσ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）の調整を可能にすることができる。さらに、イルミネータＩＬは一般に、インテグレータＩＮ、結合光学系ＣＯなど他のさまざまなコンポーネントを含む。このインテグレータは、例えば石英ロッドとすることができ、放射ビームの均質性を向上させる。

[0042] イルミネータ瞳面における放射ビームの空間強度分布は、放射ビームがパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡに入射する前に、角度強度分布に変換される。言い換えると、イルミネータの瞳面とパターニングデバイスＭＡ（パターニングデバイスはフィールド面にある）との間にはフーリエの関係がある。これは、イルミネータ瞳面が、放射ビームの焦点をパターニングデバイスＭＡに合わせる結合光学系ＣＯの前焦点面と実質的に一致するからである。

[0043] 瞳面における空間強度分布の制御を使用して、パターニングデバイスＭＡの像が基板Ｗ上へ投影される正確さを向上させることができる。具体的には、双極子、環状または四極子オフアクシス照明プロファイルを有する空間強度分布を使用して、パターンが投影される解像度を高め、または投影レンズ収差に対する感度、露出寛容度、焦点深度などの他のパラメータを向上させることができる。

[0044] 図２は、放射ビームＰＢの角度強度分布と空間強度分布を対応させる原理を概略的に示す。従来技術の一配置によれば、回折エレメント４のアレイを使用して、放射ビームの外側および／または内側半径範囲（それぞれσ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒ）を設定することができる。回折エレメント４はそれぞれ発散光線束５を形成する。それぞれの光線束５は、放射ビームＰＢの部分ないしサブビームに対応する。束５は集束レンズ６に入射する。集束レンズ６の後焦点面８において、束５はそれぞれ、１つの照明されたエリア（被照明エリア）に対応する。このエリアのサイズは、束５の光線がその中へ伝搬する方向の範囲に依存する。この方向の範囲が小さい場合、後焦点面８の被照明エリアのサイズも小さい。この方向の範囲が大きい場合、後焦点面８の被照明エリアのサイズも大きい。さらに、（理想的な光学条件があてはまる場合）方向が同一の全ての束５、すなわち互いに平行な全ての光線は、後焦点面８の同じ特定の点に対応する。

[0045] 放射ビームＰＢの断面（特に放射ビームの瞳面）に、環の形状（環形）を有する空間強度分布を生み出すことは知られている。これは、環状照明モードとして知られている。この環形の一例が、図４に、２つの同心円によって示されている。この環形の内側半径範囲（σ−ｉｎｎｅｒ）は、強度がゼロまたはゼロに近い中心エリアに対応し、このような範囲は、回折光学エレメントの適当なアレイを使用することによって設定することができる。例えば、図２を参照すると、光線束５が中心エリアには一切入射せず、環状エリアにだけ入射するように構成された回折エレメント４のアレイを選択することができる（ただし、実際には、分散などの効果のため、ゼロよりも大きな強度が中心エリアに見られることもある）。回折エレメントアレイ４を適当に選択することによって、この断面エリア内に、双極子、四極子照明などの他の空間強度分布を生み出すこともできる。ズームレンズ、アキシコンなどの追加の光学エレメント（図示せず）を使用して、放射ビームの角度分布にさらに変更を加えることもできる。

[0046] 図３は、従来技術の代替配置を概略的に示す。ソース３１（図１のＬＡの等価物）は、比較的に幅の狭い平行放射ビームを出力し、このビームはシャッタ１１を通過する。このビームは次いでビーム発散光学系３２に通され、ビーム発散光学系３２はこのビームを、反射エレメント３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅのアレイ３３のサイズに対応するサイズに拡大する。理想的には、放射ビーム発散光学系３２は平行ビームを出力すべきである。拡大された放射ビームのサイズは、放射ビームが全ての反射エレメント３３ａから３３ｅに入射する十分なサイズであることが好ましい。図３には、例として、拡大された放射ビームの３つのサブビームが示されている。

[0047] 第１のサブビームは反射エレメント３３ｂに入射する。アレイ３３の他の反射エレメント３３ａ、３３ｃから３３ｅと同様に、このサブビームが所望の所定の方向に反射されるようその向きを調整するように、反射エレメント３３ｂを制御することができる。集束レンズを含んでもよい再誘導光学系１６が、このサブビームを、放射ビームの断面１８内の所望の点または小さなエリアに入射するように再誘導する。断面１８は、イルミネータの他の部分（図３には示されていない）に対する仮想放射源の働きをする瞳面と一致してもよい。図３に示された残りのサブビームは、反射エレメント３３ｃ、３３ｄによって反射され、再誘導光学系１６によって、断面１８の他の点に入射するように再誘導される。反射エレメント３３ａから３３ｅの向きを制御することによって、ほとんど全ての空間強度分布を断面１８内に生み出すことができる。

[0048] 図３は５つの反射エレメント３３ａ〜ｅしか示していないが、アレイ３３は、例えば２次元格子として配置されたこれよりも多くの反射エレメントを含むことができる。例えば、アレイ３３は、１０２４（例えば３２×３２）個、または４０９６（例えば６４×６４）個、あるいは他の適当な数のミラーを含むことができる。２つ以上のミラーアレイを使用することもできる。例えば、３２×３２個のミラーを有する４つの一群のミラーアレイを使用することができる。以下の文では、用語「アレイ」が、単一のアレイまたは一群のミラーアレイを意味する。

[0049] アレイ３３のそれぞれのミラーの向きは別々に調整することができる。ミラーの向きは、コントローラＣＴ（図１参照）によって制御することができる。

[0050] 図４は、リソグラフィ装置のイルミネータによって生み出すことができる、瞳面における空間強度分布を示す。図４は、複数のサブビームを使用して空間強度分布を生み出す原理を示す概略図であると理解することができる。図４の図面は、放射ビームの断面、例えば図３の断面１８と一致する。図４は、あるしきい値よりも大きな照明強度を有するエリアを表す１５個の円形エリア２３を示している。図４に示された強度分布は、ほぼ平行四辺形の形状を有する。放射ビームのサブビームは、断面エリアの所望の任意の位置に誘導することができるため、ほとんど全ての強度プロファイルを生み出すことができる。しかし、例えば環形、双極子形、四極子形などを有する従来の強度分布と考えることができる強度分布を生み出すことも可能である。図４では、内側の円と外側の円の間のエリア２１を、円形のエリア２３で満たすことができる。内円と外円の間の対応する位置にサブビームを誘導することによって、σ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒを調整することができる。

[0051] 図５ａ〜ｂは、反射エレメントの一例を概略的に示し、この反射エレメントは例えば、図３に概略的に示された反射エレメントのアレイの部分を構成することができる。図３の反射エレメントのアレイは例えば、このような反射エレメントを１０００個以上含むことができ、これらの反射エレメントは例えば、放射ビームと交差する平面内に格子状に配置することができる。図５ａ〜ｂに示された反射エレメントは、図５ａは上から見た図であり、図５ｂは透視図である。分かりやすくするため、図５ａに示されている細目のいくつかは図５ｂには含まれていない。この反射エレメントは、長方形の反射面を有するミラー６１を含む。一般に、このミラーは、所望の任意の形状、例えば正方形、長方形、円形、六角形などの形状を有することができる。ミラー６１は、回転接続６５によって支持部材６３に接続されている。ミラー６１は、支持部材６３に関して回転させることができ、この回転は、第１の軸Ｘ（点線で指示されている）を軸に起こる。支持部材６３は、基板（図示せず）によって支持された脚６７に回転可能に接続されている。この支持部材は、第２の軸Ｙ（点線によって指示されている）を軸に回転させることができる。したがって、Ｘ軸回転とＹ軸回転の組合せを必要とする方向に、ミラー６１を向けることが可能である。

[0052] ミラー６１の向きは、静電アクチュエータ７１を使用して制御することができる。静電アクチュエータ７１は、所定の電荷が与えられたプレートを含む。これらの電荷は、静電引力によってミラー６１を引き寄せ、これらの電荷を変化させて、ミラーの向きを調整する。ミラー６１の向きをフィードバック制御するために、センサを使用することができる。センサは例えば光学センサとすることができ、または例えば容量性フィードバックセンサとすることができる。静電アクチュエータとして使用されるプレートは、容量性フィードバックセンサとして機能することもできる。図５ａ〜ｂには２つの静電アクチュエータ７１しか示されていないが、３つ以上のアクチュエータを使用することもできる。他の適当な形態のアクチュエータを使用することもできる。例えば、圧電アクチュエータを使用してもよい。

[0053] 入射放射ビームを半球の任意の所望の方向に反射するようにミラー６１の向きを調整することができる。図６に示されたタイプの反射エレメントおよびその他のタイプの反射エレメントに関する他の詳細は、例えば米国特許第６０３１９４６号に開示されている。

[0054] アレイ３３のミラーの割当ては、単純な方法を使用する際に実行することができる。例えば、図６は、ミラーアレイ３３と、ミラーによる適当な放射の誘導によって形成された環形２１とを概略的に示す。従来技術の典型的な単純なミラー割当方式では、第１のミラーＡは、環形の最上部の領域に放射を誘導するために使用される。その位置に誘導された放射は円形エリアＡとして示されている。アレイの第２のミラーＢは、環形の隣接する位置Ｂに放射を誘導するために使用される。アレイの第３のミラーＣは、別の隣接位置Ｃに放射を誘導するために使用される。以下同様である。見て分かるとおり、このミラー割当方式は非常に単純である。図６が概略図であることは言うまでもない。実際には、これよりも多くのミラーが使用される。隣接する被照明エリアどうしがより重なり合うこともある。被照明エリアはこれよりも小さいことがある。

[0055] 後述する本発明の実施形態では、図６に関して上で説明したような方法でミラーを単に割当てる代わりに、有益な効果をもたらすようにミラーの割当てが構成される。有益な効果には例えば、リソグラフィ装置の不必要な特性の補償、リソグラフィを改善するための放射ビームの特性の調整などが含まれる。

[0056] 図７を参照すると、環形２１内の放射強度の均一性を向上させるために使用することができるミラー割当方式が示されている。図７では、環形の所与の部分を形成するときに、ミラーアレイ３３の異なる部分が使用される。この例では、第１の円形エリアＡが、（図６と同様に）アレイ３３の左上角にある第１のミラーＡを使用して形成される。環形の隣接する円形エリアＢは、ミラーアレイ３３の下半分に位置するミラーＤを使用して形成される。隣接する別の円形エリアＣは、やはりミラーアレイの下半分に位置するミラーを使用して形成される。隣接する円形エリアＤ、Ｅは、アレイの上半分に位置するミラーを使用して形成される。このように、環形２１を形成するために使用される円形のエリアが、ミラーアレイ３３の上半分および下半分から選択される。ミラーアレイ３３の異なる部分からの放射をこのように組み合わせると、環形２１を構成する放射の強度の変動を低減させるのに役立つ。

[0057] ミラーアレイを構成するミラーの反射率が均一でないことがある。例えば、アレイの最上部のミラーは、アレイの最下部のミラーよりも高い反射率を有することがある。これは例えば、ミラーのコーティングを形成するために使用された材料の変動によって起こる可能性がある。一般に、ミラーの反射率の変動は、低い空間周波数を有する。すなわち、反射率は、隣接するミラー間ではあまり変化しないが、アレイの表面を横切って徐々に変化する。

[0058] ミラーの反射率の変動に加えて（またはその代わりに）、放射ビームの断面を横切る放射ビームの強度の変動が見られることもある。

[0059] アレイの反射率（または放射ビームの強度）が（図７に見られるように）アレイの上から下へ徐々に増大する状況では、図６に示された方法でミラーを割当てると、これに対応して、ミラーを使用して形成された環形２１内の放射強度が変動する。すなわち、環形の強度は（図７に見られるように）上から下へ徐々に増大する。しかし、図７に示されたミラー割当方式が使用される場合、このミラー割当方式によって強度の変動が平均されるため、このような強度の変動は見られない。

[0060] 図７に示されたミラー割当方式は、ミラーを使用して形成される形状内の強度の変動を排除しまたは低減させるために本発明の一実施形態において使用することができるミラー割当方式の単純な例である。同じ目的に対して他のミラー割当方式を使用することもできる。

[0061] 本発明の代替実施形態では、ミラーアレイを例えば、ミラーを使用して形成される形状のそれぞれの部分にそれぞれの領域がある放射を誘導する、４つの領域、８つの領域等からなると考えることができる。これによって例えば、例えば図７に見られるようにミラーの反射率が左から右への徐々に増大することによって、または図７に見られるように左上角から右下角へ徐々に増大することによって生じうる強度の変動を排除し、または低減させることができる。

[0062] 強度の変動を低減させるため、あるいは他のある効果を低減させまたは軽減するためには一般に、ミラーを、アレイの異なる部分から割当てることができる。これらの部分のサイズおよびそれらの間隔は一般に、低減または軽減される効果の空間周波数（または他のある特性）に依存する。したがって、この文においてアレイの異なる部分と言うときには、これらが、アレイの異なる半分、アレイの異なる四半分などに限定されると解釈すべきではない。一般に、アレイの異なる部分のミラーと言うとき、それは、それらのミラーが隣り合っていないことを意味すると解釈することができる。

[0063] 他の代替実施形態では、ミラーの割当てをランダムに実行することができる。言い換えると、第１の円形エリアＡを形成するのに、アレイ３３の任意のミラーを使用することができ、第２の円形エリアＢを形成するのに、別の任意のミラーを使用することができる。次いで、使用されていない任意のミラーを使用して、円形エリアＣを形成することができる。以下同様である。これらのミラーはランダムに選択される。ランダムなミラー割当ては、ミラーアレイのミラー間の反射率の差に起因する強度の変動を低減または排除することができる。ランダムなミラー割当てはさらに、ソースＳＯによって生成された放射ビームの（断面における強度の）不均質性によって生じる強度の変動を低減または排除する。これについては後にさらに説明される。

[0064] 図６が、ほとんど重なり合うことなく互いに隣接した円形放射エリアＡ〜Ｅを概略的に示しているという意味で、本発明の上記の実施形態は単純化されている。しかし、ある場合には、いくつかの円形エリアが任意の所与の位置で互いに重なり合って位置した配置を有する環形（または他の形状）を形成することができる。これを単純化した概略的な例が図８に示されている。環形２１内に位置する５つの円形エリアはそれぞれ、アレイの異なる８つのミラーによって誘導された放射を受け取る（これらのエリアは８と標識されている）。４つの円形エリア（２と標識されている）はそれぞれ、アレイの２つのミラーから放射を受け取る。例えば環形を形成する放射の強度を漸減させることが望まれる場合には、このような構成を使用することができる。この例は単純化されたものであり、実際には円形エリアはこれよりも小さくし、より多くのエリアを重ね合わせ、それによって強度をなめらかに（またはよりなめらかに）漸減させることができる。複数の円形放射エリアが互いに重なり合い、または互いに非常に近いこのような状況では、使用されるミラー割当方式が、上述の方式に基づくことができる。あるいは、ミラー割当方式が別の方式でもよい。

[0065] 本発明の一実施形態では、ミラーの割当てを決定するときに、特定の円形エリアを照明するためにどのミラーを使用するかを決定する際に、ミラーの反射率を考慮することができる。例えば、平均ミラー反射率を決定することができる。これよりも１５％高い反射率を有するミラーを、これよりも１５％低い反射率を有するミラーと対にすることができる。次いで、アレイの２つのミラーからの放射を受け取る円形エリアを照明するのに、これらの２つのミラーを使用することができる。このようにして、平均ミラー反射率からのミラーの反射率の偏差が考慮される。

[0066] 例えば、８つのミラーから放射を受け取る円形エリア、または２つ以上のミラーから放射を受け取る他の任意の円形エリアを照明するためにどのミラーを使用するのかを決定するときに、同様の方法を使用することができる。ある場合には、センサまたは他の測定デバイスを使用して、それぞれのミラーの反射率を測定することができ、測定された反射率は記憶される。これは次いで、ミラーの割当てを決定するときに、個々のそれぞれのミラーの反射率を考慮することを可能にするであろう。代替構成では、個々のミラーの反射率は測定せず、ミラーアレイの部分の反射率を測定する。この場合も、この情報を記憶し、ミラーの割当てを決定するときにその情報を考慮することができる。

[0067] 本発明の一実施形態では、所与の位置に放射を誘導するためにどれくらいの数のミラーを使用するのかを決定するときに、アレイのミラーの反射率を使用することができる。これを達成することができる１つの方法は、所与の円形エリアに対して、所望の放射強度を記録する方法である。ミラーがその位置に割当てられるたびに、そのミラーによって送達される放射強度を所望の合計強度から差し引く。このようにして、所望の放射強度が得られるまで、その所望の位置にミラーを割当て続ける。このミラー割当方式を利用するときには、例えば、ミラー１つあたりに必要な出力を決定するために所望の合計出力をミラーの数で割ることによって、正規化を使用することができる。

[0068] 本発明の実施形態の上記の説明は、あるミラー割当方式を使用して、ミラーの反射率の差を補償することについてであったが、同じ方法で、リソグラフィ装置の他の欠陥または特性を補償することもできる。例えば、ミラーの割当てを使用して、アレイを照明するために使用される放射ビームの強度の非均一性を補償することができる。この補償は例えば、一定であることが分かっている、または一定であると仮定される以前に測定された特性に関係する。あるいは、この補償は、例えばリソグラフィ装置の特性の周期的な測定に基づいて、時間とともに変化する。

[0069] ある場合には、リソグラフィ装置が、テレセントリシティオフセットを欠陥として有する。このテレセントリシティオフセットがあるときには、これに対する補償を提供するある所定の角度だけ、ミラーアレイ３３のそれぞれのミラーを回転させることができる。ミラーのこの回転は以降、ミラーのゼロまたはヌル位置とみなされる。所望の形状の放射ビームを形成するための以降のミラーの回転は全て、このゼロまたはヌル位置を出発点として与えられる。それによってアレイのミラーは、リソグラフィ装置のテレセントリシティオフセットを補償する。

[0070] あるリソグラフィ装置は、ビームポインティングエラーとして知られるエラーを欠陥として有する。放射ビームを生成するために使用されるレーザ（または他のソース）は、ある方向を指す放射ビームを生成し、この方向は、時おり変化することがある。従来技術のあるリソグラフィ装置では、このエラーが、放射ビームの方向を補正するいわゆるステアリングミラーを使用することによって補正される。このステアリングミラーは、ポインティングエラーを検出し、そのビームポインティングエラーを補正するためのビームポインティングエラーに対する適当な向きを決定するように構成されたコントローラによって制御される。本発明の一実施形態では、図３に示されたアレイ３３などのアレイのミラーを使用して、このエラーを補正し、それによってステアリングミラーを使用する必要性を排除することができる。この補正は、ビームポインティングエラーを検出し、アレイのミラーに与えるべき適当な角度オフセットを計算するコントローラを使用することによって達成することができる。

[0071] 本発明の一実施形態では、あるミラー割当方式を使用して、リソグラフィ装置においてときどき起こる瞳アポダイゼーション（ｐｕｐｉｌ ａｐｏｄｉｚａｔｉｏｎ）として知られる効果を補償することができる。瞳アポダイゼーションは、リソグラフィ装置の投影レンズによる放射の透過が角度依存性を有することを意味する。言い換えると、投影システムに入る前の放射ビームを考えたときに、投影システムの縁の近くの放射ビームの部分が、投影システムの中心領域を通るビームの部分よりも低い強度で、投影システムによって透過される。図９は、図３に示されたアレイなどのアレイのミラーを使用して、瞳アポダイゼーションをどのようにして補償することができるのかを概略的に示している。図９は、投影システムに入る前の瞳面における放射ビームの断面強度を概略的に示す。このミラーアレイは、放射ビームの中心部分に誘導される部分よりも放射ビームの（瞳面内の）外側部分に放射がより多く誘導されるように構成されている。放射ビームの強度は、投影システムの瞳アポダイゼーションを補償するように選択された曲線に従う。これは例えば、（瞳面の）放射ビームの中心部分に放射を誘導するために使用されるミラーの数よりも、（瞳面の）放射ビームの外側部分に放射を誘導するために使用されるミラーの数を多くすることによって達成することができる。瞳アポダイゼーションはこのミラー割当方式によって補償される。

[0072] コヒーレントソース（例えばレーザ）を使用して放射ビームを生成するときには、ソースのコヒーレンスが、放射ビームの断面を横切って強度の変動を生じさせることがある。これは、スペックルの形態であると考えることができる。放射ビームのこの強度変動は一般に、時間が経過しても変化しない。ある場合には、この強度変動が、基板上へ投影されるパターンの劣化を引き起こす。本発明の一実施形態では、あるミラー割当方式を使用して、この効果を低減させることができる。放射源がパルス源、例えばパルスレーザである場合、これは、放射パルス間にミラーの割当てを変更することによって、または一連のパルスの途中でミラーの割当てを変更することによって達成することができる。これが図１０に概略的に示されている。

[0073] 図１０に示された例では、円形エリアＡに十分な放射強度を送達するために３つの放射パルスが必要である。ミラーアレイ３３は、第１の放射パルスを送達するために第１のミラーＡ１が使用されるように構成されている。第２の放射パルスを送達するためには、異なるミラーＡ２が使用される。最後の第３の放射パルスを送達するためには、第３のミラーＡ３が使用される。円形エリアＡに誘導される放射は、放射ビームの断面の異なる領域から誘導されるため、ビームに存在する強度の変動は平均され、またはかなり低減される。ミラーＡ１〜Ａ３の選択はランダムとすることができ、強度変動の空間周波数に基づくことができ、かつ／または強度パルス間のミラーの動きの必要な範囲を考慮することができる。

[0074] 一実施形態では、所定のミラーセットに対応する光路長を選択的に変更することによって、スペックルの効果を低減させることができる。第１のミラーの光路長を、近隣の第２のミラーの光路長に対して変更することによって、第１および第２のミラーに入射する２つのサブビーム間の位相関係が変更される。位相関係を変更することによって、スペックルの効果が低減される。ミラーに対応する光路長は、ミラーのピストン運動を導入することによって変更することができる。必要なピストン運動は光の波長程度であり、それにより、０．３０ｍ程度である照明ビームのコヒーレンス長に比べて小さい。そのため、サブビームの位相関係だけが調整され、そのコヒーレンス特性は調整されない。ミラーのピストン運動は、ミラーの傾きは変化せずに、Ｘ−Ｙ平面に垂直な方向にミラーが変位するように、パルス間に、静電アクチュエータ７１の駆動電圧を予め決めたとおりに変更することによって導入することができる。これは、静電アクチュエータの電圧間の電圧の差を一定に保ちながら、全ての静電アクチュエータの電圧を小さな電圧だけ増大させることによって達成することができる。

[0075] 高強度の放射ビームを送達したい場合には、ほとんどの場合に、それぞれの放射パルスに対してアレイの全てのミラーまたは大部分のミラーを使用することが望ましい。これらの放射パルスは時間的に短い間隔で発射されることがある。このことは、環形（または他の形状）内の１つの位置の円形エリアを照明するために使用される所与のミラーが、後続のパルスのために、環形の反対側の円形エリアを照明するように回転する十分な時間がないことを意味する。そのため、所与のミラーが放射パルス間に所定の小さな角度範囲よりも大きな角度で回転する必要のないミラー割当方式を選択することができる。言い換えると、所与のミラーを、全てが環形（または他の形状）の同じ部分にある円形エリアに放射を誘導するために使用することができる。

[0076] 一般に、アレイ３３のミラーは限られた寿命を有すると言える。ミラーの寿命は、１つには、ミラーを回転させた回数と回転の大きさとの組合せに依存する。本発明の一実施形態では、あるミラー割当方式を使用して、ミラーが回転する角度の平均サイズを低減させる。

[0077] ある場合には、２つの照明モード、例えば環形を有するモードと四極子形を有するモードが交互に起こることが望ましい。これが図１１に概略的に示されている。これらのモード間の比較を助けるため、点線２２はシグマ＝１を示している。本発明の一実施形態では、環形の所与の部分を照明するために使用されるミラーが、概ね同じエリアに位置する四極子形の一部を照明するために使用されるようなミラー割当方式を選択することができる。図１１では、環形の左上部分の３つの円形エリアＡ〜Ｃが照明されている。これらの円形エリアを照明するために使用されるミラーは、環形のその領域に最も近い四極子部分、すなわち四極子の左上部分を照明するために使用される。同様に、円形エリアＤ、Ｅは、特定のミラーによってそれらに誘導される放射によって照明される。これらの同じミラーが、環形の関連部分に最も近い四極子形の部分（すなわち右下角）に放射を誘導するために使用される。このミラー割当方式は、概ね同じ位置に位置する四極子形の部分を照明するのにどのミラーを使用するのかを決定するときに、環形の所与の部分を照明するために使用されるミラーの位置を考慮する。これを実行することによって、ミラーが回転する必要がある角度を低減させ、それによってミラーの寿命を長くすることができる。本発明のこの実施形態は、環状モードと四極子モードの間の切換えに関するが、本発明のこの実施形態は、任意のモード間の切換えに適用することができる。

[0078] 場合によっては、アレイ３３に含める必要があるミラーの数が多すぎると感じることがある。これは例えば、アレイ内のミラーの数が増えるにつれて、ミラーを提供するコストがかなり増大することがあるためである。ミラーアレイの必要なミラー数は、その解像度で照明モードを構成したい解像度に依存する。言い換えると、その外縁に非常になめらかな円形の湾曲を有する環形を形成したい場合には、環形の縁に沿ってある程度の凸凹があることが受け入れられるとみなされる場合よりも多くのミラーが必要である。

[0079] 本発明の一実施形態では、放射パルスと放射パルスの間（または一連の放射パルスと一連の放射パルスの間）にミラーを動かすことによって、所与の解像度の環形（または他の形状）を得るために必要なミラーの数を減らすことができる。例えば、基板上の所与の位置の露光に４つの放射パルスが必要な場合には、それぞれのパルス間にミラーを動かすことによって、ミラーの有効数を４倍に増やすことができる。言い換えると、所与のミラーを使用して、１つの位置だけを照明する代わりに、４つ（パルスごとに１つ）の異なる位置を照明することができる。これは、４倍の数のミラーによって提供される解像度に等しい解像度を達成することを可能にする。代替例では、ミラーの数を４倍に増やす代わりに、ミラーの数が効果的に２倍になるように、第２のパルスと第３のパルスの間にミラーを動かすことができる。他の例では、パルスの数を５０とし、１０パルスごとにミラーを動かすことができ、それによって、アレイ内のミラーの数を５倍に増やしたのに等しい解像度を得ることができる。

[0080] 知られているリソグラフィ装置では、１よりも大きなシグマを有する照明モードを使用することが知られている。これは、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを照明するために、１次またはより高次の回折の放射を使用することを可能にする。１よりも大きなシグマは、アレイ３３のミラーの適当な向きによって達成することができる。

[0081] 本発明の一実施形態では、１つまたは複数のミラー割当方式を使用して、放射ビームのパラメータ、例えば（瞳面における）楕円度、極のバランスおよびフィールドを通したエネルギーテレセントリシティなどを操作することができる。楕円度またはテレセントリシティの操作は、エネルギー不均衡操作の例であると考えることができる。

[0082] 図１２は、リソグラフィ装置が、マスク（または他のパターニングデバイス）ＭＡに誘導された放射のテレセントリシティエラーをどのように引き起こすのかを概略的に示す。このテレセントリシティエラーは、リソグラフィ装置によって基板上へ投影されるパターンの質を低下させる可能性があることから、有害であることがある。本発明の一実施形態は、ミラー３３のアレイを使用して、このテレセントリシティエラーを補正することができる。この補正は、照明モードの１つまたは複数の特性の変更ではなくむしろ、放射ビームの１つまたは複数の特性の変更と記述することができる。

[0083] 一般に、本発明の実施形態は、あるミラー割当方式を使用して、照明モードまたは放射ビームの１つまたは複数の特性の所望の変更を提供すると記述することができる。用語「変更」は、ミラーのアレイ上に入射する前の照明モードまたは放射ビームと、ミラーのアレイによって反射された後の照明モードまたは放射ビームとの比較を指す。本発明の実施形態はミラーアレイを使用して記述されるが、他の形態の個別に制御可能なエレメントのアレイを使用することもできる。

[0084] 図１２を参照すると、放射ビームは、ミラーアレイ３３によって、コンデンサレンズ５０を通して、フィールドデファイニングエレメント（ｆｉｅｌｄ ｄｅｆｉｎｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ）５１に向かって反射される。図１２は概略図であり、実際には、ミラーアレイ３３、コンデンサレンズ５０およびフィールドデファイニングエレメント５１の間にはかなりの間隔があることがあることを理解されたい。コンデンサレンズ５０は一連のレンズを含むことができる。

[0085] ミラーアレイ３３のミラーは、コンデンサレンズ５０のところで放射ビームが互いに離隔した２つの領域に分離される（すなわち双極子モード）ように配置される。放射ビームのそれぞれの領域は、コンデンサレンズ５０から、フィールドデファイニングエレメント５１に向かって誘導される。コンデンサレンズを出た放射ビーム領域５２ａ、５２ｂは、光軸ＯＡに向かってある角度に曲げられている。

[0086] 放射ビーム領域５２ａ、５２ｂは、レンズ群５３（この図では単一のレンズとして表されている）を通過し、これらのレンズは、放射ビームをパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡ上に集束させる。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡはレンズ群５３の出口焦点面に位置する。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡはしたがって、異なる角度分布を有する２つの領域５２ａ、５２ｂを含む放射ビームによって照明される（双極子モード）。

[0087] パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡにおける放射の全体強度は、パターニングデバイス（例えばマスク）の表面を横切って一定である。しかし、放射ビームの第１の領域５２ａと放射ビームの第２の領域５２ｂの割合は、パターニングデバイス（例えばマスク）を横切って変化する。例えば、パターニングデバイス（例えばマスク）の最上部においては（図１２に見られるように）、放射ビームの第１の領域５２ａの割合が、放射ビームの第２の領域５２ｂの割合よりも小さい。この差が生じるのは、フィールドデファイニングエレメント５１に入射する放射が光軸に対して平行でないためである。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡの最下部においては、放射ビームの第１の領域５２ａからの放射の割合は、放射ビームの第２の領域５２ｂからの放射の割合よりも大きい。この場合も、そうなるのは、フィールドデファイニングエレメント５１に入射する放射が光軸に対して平行でないためである。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡの中央においては、放射ビームの第１の領域と第２の領域５２ａ、ｂからの放射の割合が等しい。

[0088] マスクを横切る方向の放射の変動が現れる他の方法は、放射のテレセントリシティが変化することである。図１２にはｘ方向が示されており、テレセントリシティの変動の説明を助けるために、これを使用することができる。小さなｘ値（図の最下部）では、グラフ５５に示されているように、テレセントリシティは負である。テレセントリシティは増大し、パターニングデバイス（例えばマスク）の中央で値ゼロを通る。ｘの値が増大するにつれ、テレセントリシティは正となり、次第に大きくなる。グラフ５５に示されているように、テレセントリシティの変動は、パターニングデバイス（例えばマスク）を横切って直線的に変化する。

[0089] テレセントリシティは、マスクを横切る方向の異なる位置における等価瞳面を示す概略図５４にも示されている。これらの図では、「＋」が、その放射の５０％超が放射ビームの特定の極からであることを示し、「−」が、その放射の５０％未満が放射ビームの特定の極からであることを示す。小さなｘ値（図の最下部）では、放射の半分超が、放射ビームの第１の領域５２ａからであり、放射の半分未満が、放射ビームの第２の領域５２ｂからである。パターニングデバイス（例えばマスク）の最上部では、放射の半分超が、放射ビームの第２の領域５２ｂからであり、放射の半分未満が、放射ビームの第１の領域５２ａからである。パターニングデバイス（例えばマスク）の中央では、放射ビームの第１および第２の領域５２ａ、ｂから等量の放射が受け取られる。

[0090] 本発明の一実施形態では、ミラーアレイ３３であるミラー割当方式を使用して、（例えばリソグラフィ装置内の）放射のテレセントリシティを調整することができる。例えば、あるミラー割当方式を使用して、図１２に示されたテレセントリシティエラーを、放射ビームから排除しまたは低減させることができる。例えば、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡ上に、等しい割合の放射ビームの第１および第２の領域５２ａ、５２ｂを、ｘの全ての値に対して供給するミラー割当方式を使用することができる（従来のリソグラフィ装置では、ｙ方向にテレセントリシティエラーは生じない）。

[0091] テレセントリシティに対するミラー割当ての効果を、図１３に関して説明する。

[0092] 図１３は、３つの異なる構成を有するミラーアレイ６３ａ、ｂ、ｃを概略的に示し、これらはそれぞれ、いわゆるＣ四極子照明モード６０を生成するために使用される。Ｃ四極子モードは、（瞳面に）それぞれ互いから離隔された４つのビーム領域を含む。

[0093] ミラーアレイ６３ａ、ｂ、ｃは、約１０００個のミラーを含む。それぞれのミラーには、そのミラーが放射をどのモードに誘導するかを支持する陰影が与えられている。例えば、あるミラーが白の場合、これは、そのミラーがＣ四極子の左極６０ａに放射を誘導することを示す。あるミラーが黒の場合、これは、そのミラーがＣ四極子の上極６０ｂに放射を誘導することを示す。

[0094] 図１３ａでは、ミラーが列ごとに割当てられている。第１の列１６３ａは、Ｃ四極子の左右の極６０ａ、ｃに放射を誘導し、第２の列１６３ｂは、Ｃ四極子の上下の極６０ｂ、ｄに放射を誘導する。それぞれの列の中で、ミラーは、極と極の間で交互に割当てられている。このミラー割当方式は、ミラーの反射率の変動または放射ビームの不均質性に起因する強度の変動を排除しまたは低減させる。しかし、このミラー割当方式は、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡにおいて見られる放射ビームのテレセントリシティを変更しない。したがって、リソグラフィ装置がテレセントリシティエラーを導入する場合、このミラー割当方式はこのエラーを排除せず、または低減もさせない。

[0095] 図１３ｂでは、Ｃ四極子の一番上の極６０ｂに誘導される放射が全て、ミラーアレイ６３ｂの一番上の四半分１６４ａに由来するように、ミラーが割当てられる。Ｃ四極子の一番下の極に入射する放射は全て、ミラーアレイの一番下の四半分１６４ｃから受け取られる。このミラー割当方式は、四極子モードの中央の２つの極で受け取られる放射が、ミラーアレイの中心部分１６４ｂの全ての部分から等しく受け取られるように配置されている。このミラー割当方式は、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡに入射する放射のｘ方向のテレセントリシティ変動をかなり導入する。このミラー割当方式によって、ｙ方向のテレセントリシティ変動は導入されない。

[0096] 図１３ｂは、ｘ方向のテレセントリシティの変動が放射ビームにどのように与えられるのかを示す。この変動の大きさは、上下の極６０ｂ、ｄに割当てられるミラーを変更することによって低減させることができる。例えば、ミラーアレイ６３ｂの一番上の四半分１６４ａの全てのミラーを上極６０ｂに割当てる代わりに、それらのミラーの８０％を上極６０ｂに割当てることができる。残りの２０％のミラーは、下極６０ｄに割当てることができる。同様に、ミラーアレイ６３ｂの一番下の四半分１６４ｃのミラーの８０％を下極６０ｄに割当て、２０％を、上極６０ｂに割当てることもできる。このようにして、低いテレセントリシティ変動が、放射ビームに与えられる。このミラー割当方式を逆にすることによって、このミラー割当方式によって与えられるテレセントリシティの符号を逆にすることができる。

[0097] 図１３ｂに示された方式を使用して上下の極６０ｂ、ｄに割当てられるミラーの割合を調整することによって、放射ビームのｘ方向のテレセントリシティの変動を、希望どおりに調整することができる。リソグラフィ装置の他の部分によって与えられる不必要なテレセントリシティとは正反対のテレセントリシティを与えることができる。これが実行された場合、ミラーによって与えられるテレセントリシティは、不必要なテレセントリシティを打ち消し（または低減させ）、その結果、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡに入射する放射は、マスク上の全てのｘ値について、テレセントリシティを持たない（または低減されたテレセントリシティ変動を有する）。これは例えば、マスクにおける（または基板レベルの）テレセントリシティをセンサを使用して測定し、ミラー割当方式を調整し、次いでテレセントリシティを再測定することなどによって、反復的な方法で実行することができる。

[0098] 図１３ｃを参照すると、代替ミラー割当方式において、四極子モードの上下の極６０ｂ、ｄが、ミラーアレイ３３ｃの上半分１６５ａから放射を受け取り、左右の極６０ａ、ｃがミラーアレイの下半分１６５ｂから放射を受け取る。

[0099] このミラー割当方式は、左右の極６０ａ、ｃに誘導される放射の割合を、上下の極６０ｂ、ｄに誘導される放射の割合との比較で制御したいときに使用することができる。上下の極６０ｂ、ｄに誘導される放射の割合は例えば、それらの極に放射を割当てるミラーの数を増やすことによって増大させることができる。例えば、これは、左右の極６０ａ、ｃに放射を誘導する代わりに、上下の極６０ｂ、ｄに放射を誘導するように、ミラーの列を再割当てすることによって実行することができる。再割当てされる列は例えば、ミラーアレイ６３ｃの上半分１６４ａに隣接したミラーの列とすることができる。再割当てされるミラーの数は、左右の極６０ａ、ｃに存在する放射の割合を、上下の極６０ｂ、ｄに存在する放射の割合との比較で変更したい程度に基づいて、選択することができる。

[00100] 図１３ｃに関して説明した調整は、例えば、水平および垂直ライン（すなわちｘおよびｙ方向に延びるライン）が、リソグラフィ装置を使用して基板上に投影される場合に有用である。この調整を実施しない場合、例えば放射ビームのポラライゼーションによって垂直ラインよりも水平ラインにより多くの放射が送達されることがある。これによって、基板上に形成される水平ラインが垂直ラインよりも太くなる（またはその逆。基板上に提供されるレジストの性質による）可能性がある。左右の極６０ａ、ｃに送達される放射の割合を、上下の極６０ｂ、ｄとの比較で調整することによって、この差を排除しまたは低減させることができる。したがって、このミラー割当ての調整を使用して、基板上へ投影される水平ラインと垂直ラインの間の強度（およびそれに続く太さ）の変動を低減させることができる。

[00101] このミラー割当方式は、双極子または四極子モード以外の照明モードに対しても同じ方法で使用することができる。例えば、図１４を参照すると、ミラーアレイの異なる部分から放射を誘導するミラー割当方式を使用して、環状照明モードを形成することができる。これが実行される場合、ミラーアレイの異なる部分を使用して形成された照明モードの異なる部分６７間に境界６６が生じる。所望ならば、ミラーアレイ上の対応する境界６８の近くのミラーの一部を、照明モードの隣接領域に割当てることができる。これが実行される場合、照明モードの異なる領域間の境界を（図１４ａに示されているように）不鮮明にすることができる。これが実行されない場合には、（図１４ｂに示されているように）「硬調な」境界が見られる。

[00102] ある場合には、ｙ方向よりもｘ方向のほうが長いミラーアレイを有することが望ましいことがある。これは、照明モードの特性、例えばテレセントリシティのより顕著な変更を可能にすることができる。

[00103] 前述のとおり、ある極から別の極に放射が移動するようにミラー割当方式を変更することができる。このことを使用して、極間の不必要な強度差を排除しまたは低減させることができる。強度が相対的に高い極へ放射を誘導する１つまたは複数のミラーを、強度が相対的に低い極に放射を誘導するように向きを変更することができる。向きを変更するミラーの数は、極間の強度差に依存する。

[00104] ある場合には、測定された極間の強度差は、望ましくないと考えられるほどに大きいものの、それぞれのミラーによって反射される放射量が２極間の差よりも大きいため、一方の極からもう一方の極への放射の転用を使用して、その差を補正することができないことがある。これがあてはまる場合、本発明の一実施形態では、より少ない量の放射をそのモードに誘導するように、１つまたは複数のミラーを配置することができる。例えば、図１５を参照すると、ミラーアレイ３３とミラーアレイ上に放射ビームを集束させるために使用される（オプションの）光学系７１との間に、減衰器（ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ）７０が位置する。減衰器７０は例えば、放射を５０％減衰させることができ、その結果、２つのミラーが、通常の強度の５０％の強度を有する放射を照明モードに誘導する。これらのミラーを使用して、例えば、あるモードの特定の極の強度に対して小さな調整を実施することができ、または他のモードに対する他の強度調整を実施することができる。

[00105] 示された減衰器は５０％の減衰を有するが、他の減衰を提供する減衰器を使用することもできる。減衰は、１つのミラー、２つのミラーまたは他の任意の数のミラーに対して提供することができる。ミラーは、互いに隣接して位置することができ、または、ミラーアレイ３３上の異なる位置に位置することができる。

[00106] 図１６は、減衰器７０の代わりにビームスプリッタ７２が使用される配置を示す。ビームスプリッタ７２は、入射した放射がミラーアレイ３３の１つのミラーにではなく、ミラーアレイ３３の２つのミラーに受け取られるように配置されている。放射の一部は、ビームスプリッタ７２を通過して第１のミラーへ達する。残りの放射はビームスプリッタによって反射され、ミラー７４によって隣接するミラー上へ誘導される。これらのミラーを使用して、低減された強度を有する放射を照明モードに誘導することができる。この配置は、図１５に示された配置とは違い、放射の損失を伴わない。ビームスプリッタの反射率を変更することによって、それぞれのミラーに誘導される放射の割合を変更することができる。

[00107] 他の代替配置（図示せず）では、放射ビームの強度プロファイルをその縁のところで漸減させることができる。したがって、放射ビームの縁から放射を受け取るミラーは、放射ビームの中心から放射を受け取るミラーよりも少ない量の放射を受け取る。少ない量の放射を受け取るミラーを使用して、照明モードの異なる領域に供給される放射の強度の小さな調整を提供することができる。

[00108] 他の代替配置（図示せず）では、光学系７１がフィルタを保持するスロットを含むことができる。図１５に示されているように、光学系７１は、それぞれがミラーアレイ３３のそれぞれのミラーに対応する複数のレンズエレメントを含む。１つまたは複数のミラーに欠陥がある場合には問題が生じる可能性がある。欠陥のあるミラーは例えば、固定された位置から動かず、図５ａに示されたＸ軸およびＹ軸を軸にもはや回転させることができないミラーである。このような欠陥のあるミラーが１つまたは複数ある場合、欠陥のあるそれぞれのミラーは、放射ビームのサブビームを固定された方向に反射する。したがって、瞳面における空間強度分布は、瞳面を横切って移動させることができない固定された放射スポットを含む。１つまたは複数のミラーに欠陥があるこの問題を軽減するため、機能しているミラーに対する放射は透過させ、欠陥のあるミラーに対する放射は遮断するように配置されたフィルタを、スロット内に配置することができる。欠陥のあるミラーが増えた場合には、このようなフィルタに代えて、新たなフィルタを使用することができる。欠陥のあるミラーは、段落５６で述べられたセンサを使用して決定することができる。あるいは、光学系７１とは別個にスロットを配置することもできる。

[00109] 放射を使用した環形の形成に関して先に説明した本発明の実施形態を使用して、他の任意の適当な形状を形成することができる。言い換えると、説明が環状照明モードを形成することに関する場合、このモードを、他の適当な照明モード（例えば双極子、四極子など）に置き換えることができる。

[00110] 図１に示されたコントローラＣＴは、例えばミラーアレイのミラーに所望のミラー割当方式を適用するために、それらのミラーの向きを制御するように配置することができる。

[00111] 本発明の実施形態を提供することができるリソグラフィ装置は、２つ以上のマスク間（または制御可能なパターニングデバイス上に与えられたパターン間）で迅速に切り換わることができるタイプの装置とすることができる。それぞれのマスク（またはパターニングデバイス上のパターン）が異なる照明モードを必要としてもよい。したがって、本発明の実施形態は、照明モード間で迅速に切り換わることができるため、このタイプのリソグラフィ装置に特に適している。

[00112] ミラーアレイに関して本発明の実施形態を説明したが、個別に制御可能なエレメントの他の適当なアレイを使用することもできる。

[00113] 以上に、本発明の特定の実施形態を説明したが、説明した以外の方法でも本発明を実施することができることを理解された。以上の説明は、本発明を限定することを意図したものではない。

Claims (17)

1. 照明システムを使用して放射ビームを供給することと、パターニングデバイスを使用して前記放射ビームの断面にパターンを付与することと、前記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上へ投影することと、を含む方法であって、
   前記照明システムは、前記放射ビームを所望の照明モードに変換する、個別に制御可能なミラーエレメントのアレイを有し、
   個別に制御可能な異なるミラーエレメントを前記照明モードの異なる部分に割り当てる割当方式が使用され、
   前記割当方式は、前記個別に制御可能なミラーエレメントの反射率が均一でないことを考慮して、前記所望の照明モードまたは前記放射ビームを提供するように選択される、方法。
2. 前記割当方式は、前記個別に制御可能なミラーエレメントを使用して形成された照明モードの強度の変動を排除しまたは低減させるように選択される、請求項１に記載の方法。
3. 前記割当方式は、前記アレイの異なる部分に位置する個別に制御可能なミラーエレメントを使用して、前記照明モードの隣接する位置に放射を誘導することを含む、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記割当方式は、前記個別に制御可能なミラーエレメントをランダムに割当てることを含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記割当方式は、一対の個別に制御可能なミラーエレメントを、前記照明モードの所与の位置に放射を誘導するように割当てることを含み、前記一対の個別に制御可能なミラーエレメントがそれぞれ、前記アレイの異なる部分に位置する、請求項３に記載の方法。
6. 前記割当方式は、前記モードの所与の位置に放射を誘導する個別に制御可能ないくつかのミラーエレメントを選択することを含み、前記選択は、個別に制御可能なそれぞれのミラーエレメントから供給される放射の強度に依存し、前記選択は、更に前記個別に制御可能なミラーエレメントに入射する前記放射ビームの強度に基づく、請求項１又は２に記載の方法。
7. 前記割当方式は、前記パターニングされた放射ビームを前記基板上へ投影する間の前記放射ビームのアポダイゼーション効果を低減させるために、前記放射ビームの中心部分に放射を誘導するように割当てられる個別に制御可能なエレメントの数よりも多くの個別に制御可能なミラーエレメントを、前記放射ビームの外側部分に放射を誘導するように割当てることを更に含む、請求項１又は２に記載の方法。
8. 前記割当方式は、個別に制御可能な異なるミラーエレメントを順番に使用して、前記照明モードの所与の位置に放射を誘導することを含み、前記放射ビームの強度変動の影響を低減させるために、前記個別に制御可能なミラーエレメントが、前記アレイの異なる部分から選択される、請求項１又は２に記載の方法。
9. 前記割当方式は、個別に制御可能なミラーエレメントの前記アレイの異なる部分を使用して、前記照明モードの異なる領域に放射を誘導することを含み、前記アレイの前記部分が、前記放射ビームのテレセントリシティに所望の変更を与えるように選択される、請求項１又は２に記載の方法。
10. 前記割当方式は、複数の照明モード間の切換えの際に、前記個別に制御可能なミラーエレメントが回転する角度の平均サイズを低減させ、それによって前記個別に制御可能なミラーエレメントの寿命を改善するように更に構成される、請求項１に記載の方法。
11. 前記割当方式は、個別に制御可能なミラーエレメントの前記アレイの異なる部分を使用して、前記照明モードの異なる領域に放射を誘導することを含み、前記アレイの前記部分が、前記照明モードの異なる部分に、前記放射ビームの所望の割合を誘導するように選択される、請求項１に記載の方法。
12. 前記割当方式は、大多数のミラーよりも少量の放射を誘導するミラーを考慮し、これらのミラーのうちの１つまたは複数のミラーを使用して、前記照明モードの異なる部分に誘導される前記放射ビームの割合の微調整を提供する、請求項１１に記載の方法。
13. 前記個別に制御可能なエレメントが、ピストン運動を実行する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記割当方式は、一対の個別に制御可能なミラーエレメントを、前記照明モードの所与の位置に放射を誘導するように割当てることを含み、前記一対のうち第一の個別に制御可能なミラーエレメントは前記個別に制御可能なミラーエレメントの平均反射率より高い反射率を有し、且つ、前記一対のうち第二の個別に制御可能なミラーエレメントは前記個別に制御可能なミラーエレメントの平均反射率より低い反射率を有する、請求項１に記載の方法。
15. 前記放射ビームは、パルス放射ビームであって、
    前記個別に制御可能なミラーエレメントの割当ては、パルス間で変更し、または一連のパルスの途中で変更する、請求項１に記載の方法。
16. 放射ビームを供給する照明システムと、前記放射ビームの断面にパターンを付与するパターニングデバイスを支持する支持構造体と、基板を保持する基板テーブルと、前記パターニングされた放射ビームを前記基板のターゲット部分上へ投影する投影システムと、を備えるリソグラフィ装置であって、
    前記照明システムは、
    前記放射ビームを所望の照明モードに変換する、個別に制御可能なミラーエレメントのアレイと、
    前記個別に制御可能なミラーエレメントの反射率が均一でないことを考慮して前記所望の照明モードまたは前記放射ビームを提供するように選択される割当方式に従って、個別に制御可能な異なるミラーエレメントを前記照明モードの異なる部分に割当てるコントローラと、を有する、
    リソグラフィ装置。
17. 照明システムを使用して放射ビームを調整することと、前記放射ビームの断面がパターンを有するように前記放射ビームをパターニングしてパターニングされた放射ビームを形成することと、前記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上へ投影することと、を含むデバイス製造方法であって、
    前記調整ステップが、
    前記放射ビームを所望の照明モードに変換するように、前記照明システムの個別に制御可能なミラーエレメントのアレイおよび関連光学コンポーネントを制御することを含み、
    前記制御ステップが、前記個別に制御可能なミラーエレメントの反射率が均一でないことを考慮して前記所望の照明モード、放射ビーム、またはその両方を提供するように選択される割当方式に従って、個別に制御可能な異なるミラーエレメントを前記照明モードの異なる部分に割当てることを含む、
    デバイス製造方法。