JP5809637B2 - 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

関連出願への相互参照
[0001] 本願は、２００９年１１月１８日に出願した米国仮出願第６１／２６２，２２５号の優先権を主張し、その全体を本願に参考として組み込む。
[0002] 本発明は、リソグラフィ装置およびデバイスを製造する方法に関する。
[0003] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上、通常、基板のターゲット部分上に付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。その場合、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成するために、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用いることができる。このパターンは、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、ダイの一部、または１つ以上のダイを含む）に転写することができる。通常、パターンの転写は、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上への結像によって行われる。一般には、単一の基板が、連続的にパターニング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。
[0004] リソグラフィは、ＩＣや他のデバイスおよび／または構造の製造における重要なステップの１つとして広く認識されている。しかしながら、リソグラフィを使用して作られるフィーチャの寸法が小さくなるにつれ、リソグラフィは、小型ＩＣあるいは他のデバイスおよび／または構造を製造できるようにするための最も重要な要因になりつつある。パターン印刷の限界の理論推定値は、式（１）に示す解像度に関するレイリー基準によって得ることができる。
Figure 0005809637
上の式で、λは使用される放射の波長であり、ＮＡはパターンを印刷するために使用される投影システムの開口数であり、ｋ１はレイリー定数とも呼ばれるプロセス依存調整係数であり、ＣＤは印刷されたフィーチャのフィーチャサイズ（またはクリティカルディメンジョン）である。式（１）から、フィーチャの最小印刷可能サイズの縮小は、以下の３つの方法、露光波長λを短縮することによって、開口数ＮＡを増加させることによって、あるいはｋ１の値を低下させることによって達成することができる、と言える。
[0005] 露光波長を短縮するため、したがって、最小印刷可能サイズを縮小させるためには、極端紫外線（ＥＵＶ）放射原を使用することが提案されている。ＥＵＶ放射は、１０〜２０ｎｍの範囲内、例えば１３〜１４ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射である。さらに、１０ｎｍより小さい波長、例えば６．７ｎｍまたは６．８ｎｍといったように５〜１０ｎｍの範囲内の波長を有するＥＵＶ放射が使用されてもよいことが提案されている。そのような放射を極端紫外線または軟Ｘ線と呼ぶこともできる。可能な放射源としては、例えば、レーザ生成プラズマ源、放電プラズマ源、または電子蓄積リングによって提供されるシンクロトロン放射に基づく放射源が挙げられる。
[0006] ＥＵＶ放射は、プラズマを用いて生成することができる。ＥＵＶ放射を生成するための放射システムは、プラズマを提供するために燃料を励起するレーザと、プラズマを収容する放射源コレクタモジュールとを含んでよい。プラズマは、例えば、適切な材料（例えば、スズ）の粒子などの燃料にレーザビームを向けることによって、あるいはＸｅガスまたはＬｉ蒸気などの適切なガスまたは蒸気の流れにレーザビームを向けることによって生成することができる。結果として生じるプラズマは、放射、例えばＥＵＶ放射を放出し、これは、放射コレクタを用いて集光される。放射コレクタは、放射を受けてその放射をビームへと集束させるミラー法線入射放射コレクタであってよい。放射源コレクタモジュールは、プラズマを支持するために真空環境を提供するように構成された閉鎖構造またはチャンバを含んでよい。そのような放射システムを、一般的にレーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）源と呼ぶ。
[0007] 基板上に投影されるパターニングデバイスのイメージを、パターニングデバイスが照明される角度を適切に選択することによって、すなわち、パターニングデバイスを照明する放射の角度分布を適切に選択することによって改善することができることは、リソグラフィの分野において周知である。ケーラー照明システムを有するリソグラフィ装置においては、パターニングデバイスを照明する放射の角度分布は、照明システムの瞳面内の照明ビームの空間強度分布によって決定される。これは、瞳面における照明ビームが、パターニングデバイスに入射する照明ビームを生成するための二次または仮想放射源として効果的に作用するからである。照明システム内の瞳面における照明ビームの空間強度分布の形状は、通常、照明モードまたはプロファイルと呼ぶ。照明システムの瞳面を、パターニングデバイスの瞳面と呼ぶこともある。
[0008] 瞳面における特定の空間強度分布を有する照明ビームは、パターニングデバイスのイメージが基板上に投影された場合にプロセス寛容度を向上させる。特に、二極、輪帯または四極オフアクシス照明モードを有する空間強度分布を有する照明ビームは、解像度および／または投影システム光学収差、露光寛容度および焦点深度に対する感度などといった投影の他のパラメータを向上させることができる。特定の「軟極」照明モードは、基板上に投影されるパターニングデバイスのイメージに有利な影響を与え得る。したがって、照明システムは、一般的に、照明ビームが瞳面で所望の空間強度分布／照明モードを有するように照明ビームを誘導、整形および制御するために１つ以上のデバイスまたは構造を含む。
[0009] 例えば、ＥＵＶ放射を照明ビーム（したがって、パターン付きビーム）として用いるリソグラフィ装置においては、ズームアキシコンおよび／または回折光学要素などの透過型光学要素は、ＥＵＶ放射を透過する適切な材料がないため照明ビームを整形するために使用することができない。ＥＵＶ放射用の照明システムは、放射源から放射を集光し、その放射を照明システムの瞳面に関連する瞳ミラーに誘導する視野ミラーを含む。所望の照明モードを定義するために瞳ミラーの対応するファセット上に放射を誘導する個別に移動可能なファセットの構成から視野ミラーを形成することが提案されている。例えば、その全体を本願に参考として組み込む文献である米国特許出願第６１／１５７，４９８号および６１／２３６，７８９号を参照されたい。１つの構成においては、各移動可能な視野ファセットは、２つの対応する瞳ファセットのうちの選択された方に放射を誘導するために２つの位置の間で切り替わることができる。別の構成では、各移動可能な視野ファセットは、２つの対応する瞳ファセットのうちの選択された方に放射を誘導するかまたは放射が基板に到達しないような方向に放射を誘導するために３つの位置の間で切り替わることができる。
[0010] 移動可能なファセットミラーは、機械駆動システムおよび通常何らかのモータであるアクチュエータを有する。したがって、これは故障(failure)の対象となり得る。故障とは、ファセットミラーがその所定の位置のうちの１つまたは所定の位置間の位置から抜け出せないことを意味し得る。中間位置から抜け出せないファセットミラーは、通常、放射が基板に到達しないような方向に放射を誘導し、「オフ」状態から抜け出せないとみなすことができる。「誤った」位置またはオフ状態から抜け出せないファセットミラーは、所望の照明プロファイルを達成することができないことを意味し、これは結像品質に悪影響を与える。特に、欠陥のあるファセットミラーは、欠陥デバイスになるほど重大な結像エラーに繋がるテレセントリック性エラーを引き起こし得る。
[0011] 例えば、１つ以上の欠陥ファセットに対してより抵抗力のある移動可能なファセットを含む視野ファセットミラーを有するリソグラフィ装置を提供することが望ましい。
[0012] 一態様によると、パターニングデバイスから基板上にパターンを投影するように構成され、かつ放射ビームを調整して放射ビームをパターニングデバイス上に誘導するように構成された照明システムを有するリソグラフィ装置が提供される。照明システムは、第１反射コンポーネントおよび第２反射コンポーネントであって、第１反射コンポーネントは、放射ビームの放射を第２反射コンポーネントに誘導するように構成され、かつ複数の移動可能な反射要素を含んでおり、各移動可能な反射要素は、照明モードを変更するように少なくとも第１位置と第２位置との間で移動可能であり、第２反射コンポーネントは、照明システムの瞳面に関連している、第１反射コンポーネントおよび第２反射コンポーネントと、制御システムであって、所望の照明モードを実施するために複数の移動可能な反射要素をそれぞれの所望の位置に設定するように構成され、さらに、移動可能な反射要素の第１移動可能な反射要素が欠陥を有しかつそれぞれの所望の位置に設定されることができない場合、移動可能な反射要素の第１移動可能な反射要素による悪影響を少なくとも部分的に改善するために移動可能な反射要素の第２移動可能な反射要素をその所望の位置とは異なる修正位置に設定するように構成される、制御システムとを含む。
[0013] 一態様によると、デバイスを製造するリソグラフィ方法が提供される。方法は、放射ビームを第１反射コンポーネント上に誘導することであって、それによって放射ビームは第１反射コンポーネントから反射して第２反射コンポーネントに入射し、その後放射ビームはパターニングデバイスに入射し、第１反射コンポーネントは複数の移動可能な反射要素を含み、各移動可能な反射要素は、パターニングデバイスの照明モードを変更するように少なくとも第１位置と第２位置との間で移動可能である、ことと、パターニングデバイスを用いて放射ビームをパターニングすることと、パターン付き放射ビームを基板上に投影することとを含む。方法は、さらに、所望の照明モードを定義するために移動可能な反射要素を所望の位置に設定することと、移動可能な反射要素の第１移動可能な反射要素が欠陥を有しかつそれぞれの所望の位置に設定されることができない場合、欠陥のある移動可能な反射要素による悪影響を少なくとも部分的に改善するために移動可能な反射要素の第２移動可能な反射要素をその所望の位置とは異なる修正位置に設定することと、を含む。
[0014] 本発明のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の概略図を参照して以下に説明する。これらの図面において同じ参照符号は対応する部分を示す。
[0015] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を示す。 [0016] 図２は、図１の装置のより詳細な図である。 [0017] 図３は、図１および図２の装置の放射源コレクタモジュールのより詳細な図である。 [0018] 図４は、リソグラフィ装置の照明システムおよび移動可能な視野ファセットミラーの機能を示す。 [0018] 図５は、リソグラフィ装置の照明システムおよび移動可能な視野ファセットミラーの機能を示す。 [0019] 図６は、本発明の一実施形態における修正動作の効果を示す。 [0019] 図７は、本発明の一実施形態における修正動作の効果を示す。 [0020] 図８は、本発明の別の実施形態における修正動作の効果を示す。 [0020] 図９は、本発明の別の実施形態における修正動作の効果を示す。 [0021] 図１０は、本発明の一実施形態による移動可能なファセットを含む視野ミラーのための制御システムを示す。
[0022] 図１は、本発明の一実施形態による放射源コレクタモジュールＳＯを含むリソグラフィ装置１００を概略的に示している。この装置は、
- 放射ビームＢ（例えば、ＥＵＶ放射）を調整するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、
- パターニングデバイス（例えば、マスクまたはレチクル）ＭＡを支持するように構成され、かつパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第１ポジショナＰＭに連結されているサポート構造（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を保持するように構成され、かつ基板を正確に位置決めするように構成された第２ポジショナＰＷに連結されている基板テーブル（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Ｂ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つ以上のダイを含む）上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とを備える。
[0023] 照明システムとしては、放射を誘導し、整形し、または制御するために、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、またはその他のタイプの光コンポーネント、あるいはそれらのあらゆる組合せなどのさまざまなタイプの光コンポーネントを含むことができる。
[0024] サポート構造ＭＴ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、パターニングデバイスが真空環境内で保持されているか否かなどの他の条件に応じた態様で、パターニングデバイスを保持する。サポート構造は、機械式、真空式、静電式またはその他のクランプ技術を使って、パターニングデバイスを保持することができる。サポート構造は、例えば、必要に応じて固定または可動式にすることができるフレームまたはテーブルであってもよい。サポート構造は、パターニングデバイスを、例えば、投影システムに対して所望の位置に確実に置くことができる。
[0025] 「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内にパターンを作り出すように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用できるあらゆるデバイスを指していると、広く解釈されるべきである。放射ビームに付けたパターンは、集積回路などのターゲット部分内に作り出されるデバイス内の特定の機能層に対応することになる。
[0026] パターニングデバイスは、透過型であっても、反射型であってもよい。パターニングデバイスの例としては、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パネルが含まれる。マスクは、リソグラフィでは公知であり、バイナリ、レべンソン型(alternating)位相シフト、およびハーフトーン型(attenuated)位相シフトなどのマスク型、ならびに種々のハイブリッドマスク型を含む。プログラマブルミラーアレイの一例では、小型ミラーのマトリックス配列が用いられており、各小型ミラーは、入射する放射ビームを様々な方向に反射させるように、個別に傾斜させることができる。傾斜されたミラーは、ミラーマトリックスによって反射される放射ビームにパターンを付ける。
[0027] 投影システムは、照明システムのように、使われている露光放射にとって、あるいは真空の使用といった他の要因にとって適切な、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、またはその他のタイプの光コンポーネント、あるいはそれらのあらゆる組合せなどのさまざまなタイプの光コンポーネントを含むことができる。ガスは放射を吸収しすぎることがあるので、ＥＵＶ放射に対しては真空を使用することが望ましい場合がある。したがって、真空壁および真空ポンプを用いてビームパス全体に真空環境を提供することができる。
[0028] 本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、反射型のもの（例えば、反射型マスクを採用しているもの）であってもよい。
[0029] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上の基板テーブル（および／または２つ以上のマスクテーブル）を有する型のものであってもよい。そのような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルは並行して使うことができ、または予備工程を１つ以上のテーブル上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルを露光用に使うこともできる。
[0030] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源コレクタモジュールＳＯから極端紫外線放射ビームを受ける。ＥＵＶ放射を生成する方法としては、材料を、ＥＵＶ範囲内の１つ以上の輝線を有する、例えばキセノン、リチウムまたはスズなどの少なくとも１つの元素を有するプラズマ状態に変換することが挙げられるが必ずしもこれに限定されない。そのような一方法では、レーザ生成プラズマ（「ＬＰＰ」）と呼ばれることが多いプラズマを、所要の線発光元素を有する材料の小滴、流れまたはクラスタなどの燃料をレーザビームで照射することによって生成することができる。放射源コレクタモジュールＳＯは、燃料を励起するレーザビームを提供するためである、図１に図示されていないレーザを含むＥＵＶ放射システムの一部分であってもよい。結果として生じるプラズマは、例えばＥＵＶ放射などの出力放射を放出し、これは、放射源コレクタモジュールに配置された放射コレクタを用いて集光される。
[0031] 例えば、燃料励起のためのレーザビームを提供するためにＣＯ２レーザが使用される場合、レーザと放射源コレクタモジュールは、別個の構成要素であってもよい。そのような場合には、レーザは、放射源コレクタモジュールの一部分を形成しているとはみなされず、また放射ビームは、レーザから放射源コレクタモジュールへ、例えば、適切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を使って送られる。その他の場合においては、例えば、放射源がＤＰＰ源と呼ばれることが多い放電生成プラズマＥＵＶジェネレータである場合、放射源は、放射源コレクタモジュールの一体部分とすることもできる。同じように、放射源コレクタモジュールおよびリソグラフィ装置も、別個の構成要素であってよく、あるいは放射源およびリソグラフィ装置も別個の構成要素であってもよい。
[0032] イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調節するように構成されたアジャスタを含むことができる。イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（通常、それぞれσ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。さらに、イルミネータＩＬは、視野ファセットおよび瞳ミラーデバイスといったさまざまな他のコンポーネントを含むことができる。イルミネータを使って放射ビームを調整すれば、放射ビームの断面に所望の均一性および強度分布をもたせることができる。
[0033] 放射ビームＢは、サポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴ上に保持されているパターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡ上に入射して、パターニングデバイスによってパターン形成される。パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡから反射した後、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、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームの焦点をあわせる。第２ポジショナＰＷおよび位置センサＰＳ２（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、または静電容量センサ）を使って、例えば、さまざまなターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置決めするように、基板テーブルＷＴを正確に動かすことができる。同様に、第１ポジショナＰＭおよび別の位置センサＰＳ１を使い、パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置決めすることもできる。パターニングデバイス（例えば、マスク）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およびＭ２と、基板アライメントマークＰ１およびＰ２とを使って、位置合わせされてもよい。
[0034] 例示の装置は、以下に説明するモードのうち少なくとも１つのモードで使用できる。
１．ステップモードにおいては、サポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴおよび基板テーブルＷＴを基本的に静止状態に保ちつつ、放射ビームに付けられたパターン全体を一度にターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一静的露光）。その後、基板テーブルＷＴは、Ｘおよび／またはＹ方向に移動され、それによって別のターゲット部分Ｃを露光することができる。
２．スキャンモードにおいては、サポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期的にスキャンする一方で、放射ビームに付けられたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一動的露光）。サポート構造（例えば、マスクテーブル）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ＰＳの（縮小）拡大率および像反転特性によって決めることができる。
３．別のモードにおいては、プログラマブルパターニングデバイスを保持した状態で、サポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴを基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルＷＴを動かす、またはスキャンする一方で、放射ビームに付けられているパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する。このモードにおいては、通常、パルス放射源が採用されており、さらにプログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの移動後ごとに、またはスキャン中の連続する放射パルスと放射パルスとの間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、前述の型のプログラマブルミラーアレイといった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。
[0035] 上述の使用モードの組合せおよび／またはバリエーション、あるいは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。
[0036] 図２は、放射源コレクタモジュールＳＯ、照明システムＩＬおよび投影システムＰＳを含む装置１００をより詳細に示す。放射源コレクタモジュールＳＯは、真空環境が放射源コレクタモジュールＳＯの閉鎖構造２２０内で維持できるように構成される。ＥＵＶ放射放出プラズマ２１０は、放電生成プラズマ源によって形成されてよい。ＥＵＶ放射は、ガスまたは蒸気、例えばＸｅガス、Ｌｉ蒸気またはＳｎ蒸気によって生成されてよい。このガスまたは蒸気では、電磁スペクトルのＥＵＶ範囲内の放射を放出するために非常に高温のプラズマ２１０が生成される。非常に高温のプラズマ２１０は、例えば放電によって生成され、これは少なくとも部分的にイオン化されたプラズマをもたらす。例えば、１０ＰａのＸｅ、Ｌｉ、Ｓｎ蒸気あるいは任意の他の適したガスまたは蒸気の分圧は、放射の効率的な生成のために必要とされる場合がある。一実施形態では、ＥＵＶ放射を生成するために励起されたスズ（Ｓｎ）のプラズマが提供される。
[0037] 高温のプラズマ２１０によって放出された放射は、放射源チャンバ２１１から、放射源チャンバ２１１における開口部内またはその後方に位置決めされた任意選択のガスバリアまたは汚染物質バリア２３０（場合によっては、汚染物質トラップまたはフォイルトラップとも呼ばれている）を介してコレクタチャンバ２１２へと進む。汚染物資バリア２３０は、チャネル構造を含んでもよい。汚染物質バリア２３０は、ガスバリア、またはガスバリアとチャネル構造との組み合わせを含んでもよい。本明細書中にさらに述べる汚染物質バリア２３０は、当該技術分野で公知であるように、少なくともチャネル構造を含む。
[0038] コレクタチャンバ２１１は、いわゆるかすめ入射コレクタであり得る放射コレクタＣＯを含んでもよい。放射コレクタＣＯは、上流放射コレクタ側２５１および下流放射コレクタ側２５２を有する。コレクタＣＯを通り抜けた放射は、スペクトルフィルタ２４０から反射して仮想光源点ＩＦで合焦することができる。仮想光源点ＩＦを一般的に中間焦点と呼び、放射源コレクタモジュールは、中間焦点ＩＦが閉鎖構造２２０内の開口部２２１にまたはその近くに配置されるように構成される。仮想光源点ＩＦは、放射放出プラズマ２１０のイメージである。
[0039] その後、放射は照明システムＩＬを通り抜け、この照明システムＩＬは、パターニングデバイスＭＡにて放射ビーム２１の所望の角度分布ならびにパターニングデバイスＭＡにて放射強度の所望の均一性を提供するように構成されたファセット視野ミラーデバイス２２およびファセット瞳ミラーデバイス２４を含んでよい。サポート構造ＭＴによって保持されるパターニングデバイスＭＡにて放射ビーム２１が反射すると、パターン付けされたビーム２６が形成され、このパターン付けされたビーム２６は、投影システムＰＳによって反射エレメント２８および３０を介して基板テーブルＷＴによって保持された基板Ｗ上に結像される。
[0040] 照明システムＩＬおよび投影システムＰＳ内には、通常、図示されたものよりも多くのエレメントが存在し得る。スペクトルフィルタ２４０は、リソグラフィ装置の種類によって任意的に存在してよい。さらに、図示されているものより多くのミラーがあってもよく、例えば、図２に示す投影システムＰＳ内に存在する反射エレメントより１〜６個多くの反射エレメントが存在してもよい。
[0041] 図２に示すように、集光系ＣＯは、単なるコレクタ（または集光ミラー）の一例として、リフレクタ２５３、２５４および２５５を有する入れ子化されたコレクタとして示される。かすめ入射リフレクタ２５３、２５４および２５５は、光軸Ｏの周りで軸対称に配置され、このタイプの集光系ＣＯは、ＤＰＰ源と呼ばれることが多い放電生成プラズマ源と組み合わせて使用されることが望ましい。
[0042] あるいは、図３に示すように、放射源コレクタモジュールＳＯは、ＬＰＰ放射システムの一部分であってもよい。レーザＬＡは、キセノン（Ｘｅ）、スズ（Ｓｎ）またはリチウム（Ｌｉ）などの燃料にレーザエネルギーを堆積させるように構成され、数十ｅＶの電子温度を有する高イオン化されたプラズマ２１０を生成する。これらのイオンの逆励起および再結合中に生成されるエネルギー放射はプラズマから放出され、近法線入射集光系ＣＯによって集光されて閉鎖構造２２０内の開口部２２１上で合焦される。
[0043] 図４および図５は、第１反射コンポーネント２２および第２反射コンポーネント２４を用いて照明ビームがどのように調整されかつパターニングデバイスに誘導されるかを示す概略図である。他の光コンポーネントをイルミネータＩＬに含んでもよいが明確にするために以下の記述からは省略されていることに留意されたい。
[0044] 実施形態においては、第１反射コンポーネント２２は、視野ファセットミラー１１０として一般に知られている複数の一次反射要素を含む。第２反射コンポーネント２４は、瞳ファセットミラー１２０として一般に知られている複数の二次反射要素を含む。一次反射要素１１０は、放射を二次反射要素１２０に向かって誘導（反射）するように構成される。第１反射コンポーネントの一次反射要素は、あらゆる放射の損失を減少または最小限にするために一次反射要素間に実質的に間隙を残さないよう十分近くに隣同士に構成される。第２反射コンポーネントの二次反射要素は、さらに、あらゆる放射の損失を減少または最小限にするように構成される。
[0045] 第２反射コンポーネント２４は瞳面に関連しており、第２反射コンポーネントは仮想放射源として作用する。一実施形態では、第２反射コンポーネントは、瞳面内に配置されかつ瞳面と一致する。一実施形態では、第２反射コンポーネントは、瞳面から僅かな距離ずれていてよい。二次反射要素は、パターニングデバイスＭＡ上の照明フィールドを適切に充填するように放射を誘導する。一実施形態では、イルミネータ内に、パターニングデバイス上に視野ファセットミラーを結像するコンデンサミラーまたはミラーシステム（図示せず）が配置されてもよい。
[0046] パターニングデバイスを照明する放射の角度分布は、第２反射コンポーネントにおける放射ビームの空間強度分布によって決定される。空間強度分布は、照明される二次反射要素（すなわち、第２反射コンポーネントにおける照明モード）によって決定される。そして二次反射要素の照明は、一次反射要素の各々の位置によって決定される。
[0047] 照明モードは、一次反射要素１１０の各々を選択して必要に応じてその第１位置または第２位置に移動させることによって制御される。一次反射要素１１０Ａ、１１０Ｂおよび１１０Ｃがその第１位置に方向付けられた場合、放射サブビームＢ１、Ｂ２およびＢ３は、関連の第１二次反射要素１２０Ａ’、１２０Ｂ’および１２０Ｃ’に向かって反射される。図４を参照。一次反射要素１１０Ａ、１１０Ｂおよび１１０Ｃがその第２位置に方向付けられた場合、放射サブビームＢ１、Ｂ２およびＢ３は、異なる第２関連二次反射要素１２０Ａ”、１２０Ｂ”および１２０Ｃ”に向かって反射される。図５を参照。
[0048] 当然のことながら、二次反射要素１２０Ａ’、１２０Ｂ’および１２０Ｃ’は、本質的に、第２反射コンポーネントにおいて第１関連配置にある。同様に、二次反射要素１２０Ａ”、１２０Ｂ”および１２０Ｃ”は、本質的に、第２反射コンポーネントにおいて第２関連配置にある。
[0049] 各一次反射要素の第１位置および第２位置は、他の一次反射要素の位置と異なりかつ一意的である。同様に、各一次反射要素に関連する２つの二次反射要素は、他の一次反射要素に関連する二次反射要素と異なりかつ一意的である。各一次反射要素を適切に選択および移動させることによって、放射を瞳面における必要な二次反射要素に向かって誘導して特定の照明モードを有する特定の所望の空間強度分布を生成することができる。必要に応じて各一次反射要素の位置を制御することによって、瞳面における放射ビームの空間強度分布を切り替えることができ、これは異なる照明モードを有する他の所望の空間強度分布に変更される。例えば、サブビームを瞳面における特定の位置に誘導して、例えば、輪帯、二極、四極などのオフアクシス形状の照明モードを有する空間強度分布を生成してもよい。
[0050] 一実施形態では、二次反射要素は、各々の二次反射要素の向きが固定されかつ変化しないように永久的に設置される。各一次反射要素による２つの異なる二次反射要素の照明を可能にするために、一次反射要素対二次反射要素の比率は少なくとも１：２である。一次反射要素は、放射を、常に、単一の対応する二次反射要素にのみ誘導するように構成される。さらに、一次反射要素の光パワーが選択され、かつ適切なサイズおよびエタンデュ比(etendue ratio)を有する放射ビームを生成するように構成され、それによって、一次反射要素から反射する放射ビームが常に単一の対応する二次反射要素のみを照明するよう十分に小さいことを確実にする。
[0051] 図４および図５は少数の一次反射要素および関連の二次反射要素のみを示すが、イルミネータは、多数の一次反射要素および多数の二次反射要素を含んでもよい。
[0052] 一次反射要素アレイおよび／または二次反射要素アレイは、放射ビームの面を横切る面において二次元の格子状形成で構成されてよい。第１反射コンポーネントは、１つ以上の一次反射要素アレイを含んでよい。同様に、第２反射コンポーネントは、１つ以上の対応する二次反射要素アレイを含んでよい。例えば、リソグラフィ装置は、３２個の二次反射要素アレイとともに使用される１６個の一次反射要素アレイを含んでよい。上記したように、本明細書中における「アレイ」という用語は、単一のアレイまたはアレイのグループを指すことができる。
[0053] 上記したように、リソグラフィ装置は、各一次反射要素の必要な位置を選択しかつ各一次反射要素を必要に応じてその必要な位置に移動させることによってイルミネータにおける瞳面で所望の照明モードを作り出すことができる。一実施形態では、各一次反射要素の向きは、２つの位置、第１位置および第２位置のみに限定され、通常動作において任意の他の位置（例えば、第１位置と第２位置との間の位置）に移動できない。そのような一実施形態を、以下、２位置視野ファセットミラーと呼ぶ。
[0054] 別の実施形態では、各一次反射要素は第３位置に移動可能であり、これは例えば第１位置と第２位置との間であってよい。第３位置では、一次反射要素によって反射される放射は基板に到達しない。第３位置を「オフ」位置とみなすことができる。そのような実施形態を、以下、３位置視野ファセットミラーと呼ぶ。
[0055] 一実施形態では、各一次反射要素を（所定の）軸の周りで回転させることによって位置間で移動させる。瞳面における第１関連配置（例えば、第１関連二次反射要素）および第２関連配置（例えば、第２関連二次反射要素）の配置は、第１位置および第２位置（第１および第２配置に関連している）に対する回転角による。
[0056] 一実施形態では、各一次反射要素の第１位置および第２位置（次いで第１および第２関連配置）は、生成することができる有用な照明モードの数を拡大するように選択される。
[0057] 一次反射要素を、ドライバによって第１位置と第２位置との間で軸の周りで回転させることができる。
[0058] １つ以上の一次反射要素は、同じ軸の周りで駆動して回転するように構成されてよい。１つ以上の他の一次反射要素は、他の軸の周りで駆動して回転するように構成されてよい。
[0059] 一実施形態では、各一次反射要素は、一次反射要素を駆動するドライバモータ１１１を含む。第１および第２位置は、機械的エンドストップによって画定され、それによって、２位置視野ファセットミラーにおいて、ドライバモータに適用されるドライバ信号はバイナリ信号であってよい。当然のことながら、ドライバモータ用のバイナリ（二値）ドライバ信号の使用は、各ミラーの向きのフィードバック制御を提供するために制御システムの複雑さを緩和する。より複雑な制御システムが３位置視野ファセットミラーに必要とされているが、そのようなミラーは追加の照明モードを定義することができるとう利点を有する。例えば、多極照明モードにおけるポールのサイズは、減少されたスループットのコストで制御することができる。
[0060] 図６は、移動可能な視野ファセットミラーのうちの１つに欠陥がある（例えば、ある位置から抜け出せないか、時間内にまたは全く所望の位置に到達しない等）２位置視野ファセットミラーによって生成される例示的照明モードを示す。この例では、所望の照明モードは、Ｘ軸に配置された極５０を有する二極照明モードである。欠陥視野ファセットミラーは、放射を所望の極から所望の照明モードにおける暗くあるべき配置５１に誘導する位置にある。例えば、欠陥視野ファセットミラーはその第１位置から抜け出せないが、所望の照明モードは、第２位置となることを要求する。対応する暗い穴５２は、極５０のうちの１つに残る。したがって、この欠陥ミラーの影響は、テレセントリック性エラーを引き起こす。言い換えると、効果的な照明モードの強度の中心は、イルミネータの光軸からずれる。
[0061] 本発明の一実施形態では、欠陥位置に応じて修正動作がとられる。図７に示すように、修正動作とは、もう１つの視野ファセットミラーを所望の照明モードを実施するために置くである位置とは異なる修正位置に移す。修正位置に設定された視野ファセットミラーは、欠陥視野ファセットミラーによって放射が誘導されるスポット５１とは照明システムの光軸に対して逆側対称位置にある瞳面におけるスポット５３に放射を誘導する。一実施形態では、スポット５３は、光軸ＯＡ（例えば、ｘ軸またはｙ軸のうちの１つ）を通過する瞳面内の仮想線に対してスポット５１とは反対側に配置されてよい。一実施形態では、修正を実施するために用いられる視野ファセットミラーは欠陥視野ファセットと反対側に配置される必要はないことに留意されたい。これは、チャネル割当として知られている視野ファセットと瞳ファセットとの関係が対称である必要がないからである。ダークスポット５４も、欠陥視野ファセットミラーによって作成されるダークスポット５２とは反対側に作成される。図７に示す結果の照明モードは、図６に示す非補償型モードよりさらに所望のモードからはずれていることが分かるが、本発明の一実施形態でとられる修正動作の効果とは、テレセントリック性エラーを減少または除去することである。テレセントリック性エラーは欠陥デバイスをもたらす程に重度な結像エラーへと繋がり得るため、これをイメージにおける他の影響（例えば、コントラストの損失）を犠牲にしてでも修正することが望ましい。
[0062] 欠陥視野ファセットミラーの別の可能な効果を図８に示す。ここで、視野ファセットミラー、例えば、３位置視野ファセットミラーは、「オフ」位置から抜け出すことができず、そこから反射した放射は基板に到達しない。所望の照明モードにダークスポット５２が効力をなし、これもまたテレセントリック性エラーを引き起こす。この場合、図９を参照すると、修正動作とは、対応する視野ファセットミラーをその「オフ」位置に移して逆側対称位置にあるダークスポット５４を生成することである。これは、基板レベルにおけるビーム強度のわずかな減少のみを犠牲してテレセントリック性エラーを修正する。これは、露光時間の増大によって容易に補償することができる。
[0063] 一実施形態では、２つ以上の視野ファセットが、１つの欠陥視野ファセットを補償するために修正位置に移動される。これは、欠陥視野ファセットが単に１つの他の視野ファセットを用いて修正することができないテレセントリック性エラーを引き起こした場合に望ましい。修正動作のために２つ以上の視野ファセットを用いることは、当然所望の照明モードからより大きい相違を生成し得るが、全体的効果が関連特性における改善である場合これは依然として望ましい。全ての関連パラメータを考慮に入れて、最も良い修正動作を決定するためにメリット関数を使用してもよい。
[0064] したがって、本発明の一実施形態を用いて、１つ以上の欠陥視野ファセットミラーは、装置の性能における小さいおよび許容できる減少のみで耐用性を示すことができる一方、欠陥視野ファセットミラーが一つもない場合でも許容できない結像エラーへと繋がることがあり、視野ミラーシステムの修繕または交換を必要とする。
[0065] 欠陥視野ファセットミラーの存在は修正が必ずしも必要ということを意味しないことに留意されたい。特定の照明モードは、欠陥視野ファセットミラーが抜け出すことができない位置にあることを必要とする場合があり、その場合、修正は必要ではない。したがって、所望の照明プロファイルに関して欠陥視野ファセットミラーに対するあらゆる修正動作の必要性を決定することが望ましい。
[0066] 本発明の一実施形態を実施するように構成された制御システムを図１０に示す。コントローラ６０は、インターフェース６１から所望の照明モードを定義する情報を受ける。インターフェース６１は、所望の照明モードを定義するためにユーザが情報を入力するユーザインタフェースまたは装置全体および／またはリソセルまたはクラスタにおける他の関連デバイスの動作を連係させる監視機械制御システムへのインターフェースであってよい。インターフェース６１は、さらに照明モードを定義する情報が記憶されるメモリを含んでよい。照明モードを定義する情報に基づいて、コントローラ６０は、視野ファセットミラーを必要な位置に設定させて所望の照明モードをもたらすようにアクチュエータ１１１を指示する。その際に、コントローラ６０は、あらゆる欠陥視野ファセットミラーおよびその欠陥の性質を識別する情報（例えば、抜け出せない位置）を記憶するメモリ６２を参照する。コントローラ６０は、この情報を用いて任意の他の視野ファセットミラーが上記の原理に基づいて修正位置に設定される必要があるか否かを決定する。
[0067] 上記の制御システムは、欠陥視野ファセットミラーがあるか否かを知る必要があり、その場合どれであるかを知る必要がある。欠陥視野ファセットミラーの検出は、いくつかの異なる方法で行うことができる。例えば、基板レベルにおけるセンサ６３は、パターニングデバイスの代わりに適切なアパーチャを有して使用されて効果的な瞳を基板レベルで直接測定することができ、それによってあらゆる欠陥視野ファセットミラーを識別する。この測定は実際の露光中に行うことはできないが、周期的な較正または維持手順中にまたは基板交換間隔中に行うことができる。
[0068] 欠陥視野ファセットミラーのリアルタイム検出は、移動可能な視野ファセットミラーのアクチュエータからのフィードバック信号６４を考慮することによって行うことができる。そのようなフィードバック信号は、ミラーを移動させるために使用されるモータに取り付けられた位置センサからの信号を含んでよく、または、駆動信号がアクチュエータに付与された場合に電流の流れまたは逆起電力を測定することから導くことができる。しかしながら、このアプローチは、アクチュエータと実際のミラーとの間の破壊された接続によってもたらされる欠陥視野ファセットミラーを確実に検出することができない。欠陥視野ファセットミラーを検出するためのもう一つのアプローチは、カメラ６５を用いて視野ファセットミラーを観察することであるが、これを行うために視野ミラーを照明することは望ましくないことがある。さらなるアプローチとしては、赤外線カメラ６６を用いて瞳ミラー２４を観察することである。瞳ミラーは完全に反射的ではなく不均一に照明されるため、赤外線カメラによって検出されるその温度プロファイルは、照明パターンを示して所望の照明モードと比較することができる。
[0069] 本明細書中の考察は視野ファセットミラーと関連して説明されたが、本明細書中の概念および特徴は、瞳ファセットミラーまたは非反射光学要素にも同様に適用されてよい。
[0070] 本明細書において、ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的な言及がなされているが、本明細書記載のリソグラフィ装置が、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンスパターンおよび検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造といった他の用途を有し得ることが理解されるべきである。当業者にとっては当然のことであるが、そのような別の用途においては、本明細書で使用される「ウェーハ」または「ダイ」という用語はすべて、それぞれより一般的な「基板」または「ターゲット部分」という用語と同義であるとみなしてよい。本明細書に記載した基板は、露光の前後を問わず、例えば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、かつ露光されたレジストを現像するツール）、メトロロジーツール、および／またはインスペクションツールで処理されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示内容を上記のような基板プロセシングツールおよびその他の基板プロセシングツールに適用してもよい。さらに基板は、例えば、多層ＩＣを作るために複数回処理されてもよいので、本明細書で使用される基板という用語は、すでに多重処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。
[0071] 光リソグラフィの関連での本発明の実施形態の使用について上述のとおり具体的な言及がなされたが、当然のことながら、本発明は、他の用途、例えば、インプリントリソグラフィに使われてもよく、さらに状況が許すのであれば、光リソグラフィに限定されることはない。インプリントリソグラフィにおいては、パターニングデバイス内のトポグラフィによって、基板上に創出されるパターンが定義される。パターニングデバイスのトポグラフィは、基板に供給されたレジスト層の中にプレス加工され、基板上では、電磁放射、熱、圧力、またはそれらの組合せによってレジストは硬化される。パターニングデバイスは、レジストが硬化した後、レジスト内にパターンを残してレジストの外へ移動される。
[0072] 「レンズ」という用語は、文脈によっては、屈折、反射、磁気、電磁気、および静電型光コンポーネントを含む様々な種類の光コンポーネントのいずれか１つまたはこれらの組合せを指すことができる。
[0073] 以上、本発明の具体的な実施形態を説明してきたが、本発明は、上述以外の態様で実施できることが明らかである。例えば、本発明の特定の特徴は、上記に開示した方法を表す１つ以上の機械読取可能命令のシーケンスを含むコンピュータプログラムの形態、またはこのようなコンピュータプログラムが記憶されたデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気ディスクまたは光ディスク）の形態であってもよい。上記の説明は、制限ではなく例示を意図したものである。したがって、当業者には明らかなように、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本記載の発明に変更を加えてもよい。

Claims (12)

  1. パターニングデバイスから基板上にパターンを投影するリソグラフィ装置であって、放射ビームを調整して前記放射ビームを前記パターニングデバイス上に誘導する照明システムを有し、前記照明システムは、
    第１反射コンポーネントおよび第２反射コンポーネントであって、前記第１反射コンポーネントは、前記放射ビームの放射を前記第２反射コンポーネントに誘導し、かつ複数の移動可能な反射要素を含んでおり、各移動可能な反射要素は、照明モードを変更するために少なくとも第１位置と第２位置との間で移動可能であり、前記第２反射コンポーネントは前記照明システムの瞳面に関連している、第１反射コンポーネントおよび第２反射コンポーネントと、
    所望の照明モードを実施するために前記複数の移動可能な反射要素をそれぞれの所望の位置に設定する制御システムであって、前記移動可能な反射要素のうちの第１移動可能な反射要素が欠陥を有しかつ前記それぞれの所望の位置に設定されることができない場合、前記第１移動可能な反射要素による悪影響を少なくとも部分的に改善するために、前記移動可能な反射要素のうちの第２移動可能な反射要素をその所望の位置とは異なる修正位置に設定する制御システムと、を含む、リソグラフィ装置。
  2. 前記第２移動可能な反射要素が、その所望の位置において、前記第１移動可能な反射要素によって放射が誘導されたであろう前記瞳面における第１点と反対である前記瞳面における第２点に放射を誘導する移動可能な反射要素であるように、前記制御システムが構成され、
    前記第２点は、前記照明システムの光軸に対して前記第１点とは反対である、または、前記瞳面内に位置するとともに前記照明システムの光軸を通過する仮想線に対して前記第１点とは反対である、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
  3. 前記第１移動可能な反射要素が放射を前記瞳面における第１点に誘導した場合、前記第２移動可能な反射要素が、修正位置に設定されて、前記第１点と反対である前記瞳面における第２点に放射を誘導するように、前記制御システムが構成され、
    前記第２点は、前記照明システムの光軸に対して前記第１点とは反対である、または、前記瞳面内に位置するとともに前記照明システムの光軸を通過する仮想線に対して前記第１点とは反対である、請求項１または２に記載のリソグラフィ装置。
  4. 前記第１移動可能な反射要素が、第１テレセントリック性エラーを引き起こすように放射を誘導した場合、前記第１テレセントリック性エラーに対向する第２テレセントリック性エラーを引き起こすように放射を誘導するために前記第２移動可能な反射要素を修正位置に設定するように、前記制御システムが構成される、請求項１〜３のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
  5. 前記第１移動可能な反射要素が、前記基板に放射が到達しないような方向に前記放射を誘導した場合、前記基板に前記放射が到達しないように前記放射を誘導するように前記第２移動可能な反射要素を修正位置に設定するように、前記制御システムが構成される、請求項１〜４のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
  6. 前記制御システムは、さらに、
    欠陥のある移動可能な反射要素および前記欠陥のある移動可能な反射要素の位置を識別する情報を記憶するメモリと、
    前記欠陥のある移動可能な反射要素の前記位置を前記欠陥のある移動可能な反射要素の所望の位置と比較する比較器とを含み、
    前記制御システムは、前記欠陥のある移動可能な反射要素の前記位置が前記欠陥のある移動可能な反射要素の前記所望の位置と等しくない場合にのみ、前記第２移動可能な反射要素を修正位置に設定する、請求項１〜５のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
  7. デバイスを製造するリソグラフィ方法であって、前記方法は、
    放射ビームを第１反射コンポーネント上に誘導することであって、それによって前記放射ビームは前記第１反射コンポーネントから反射して第２反射コンポーネントに入射し、その後前記放射ビームはパターニングデバイスに入射し、前記第１反射コンポーネントは複数の移動可能な反射要素を含み、各移動可能な反射要素は、前記パターニングデバイスの照明モードを変更するように少なくとも第１位置と第２位置との間で移動可能である、ことと、
    前記移動可能な反射要素のうちの第１移動可能な反射要素が欠陥を有しかつ所望の照明モードを定義するために所望の位置に設定されることができない場合、前記第１移動可能な反射要素による悪影響を少なくとも部分的に改善するために、前記移動可能な反射要素のうちの第２移動可能な反射要素を、所望の照明モードを定義するためのその所望の位置とは異なる修正位置に設定することと、
    前記パターニングデバイスを用いて前記放射ビームをパターニングすることと、
    前記パターン付き放射ビームを基板上に投影することと、を含む、リソグラフィ方法。
  8. 所望の位置における前記第２移動可能な反射要素は、前記第１移動可能な反射要素によって放射が誘導されたであろう前記第２反射コンポーネント上の第１点と反対である前記第２反射コンポーネント上の第２点に放射を誘導し、
    前記第２点は、前記第１反射コンポーネントおよび前記第２反射コンポーネントが一部を形成する照明システムの光軸に対して前記第１点と反対である、または、前記第２反射コンポーネントに位置しかつその中心を通過する仮想線に対して前記第１点とは反対である、請求項７に記載のリソグラフィ方法。
  9. 前記第１移動可能な反射要素は、放射を前記第２反射コンポーネント上の第１点に誘導し、前記第２移動可能な反射要素は、修正位置に設定され、それによって前記第２移動可能な反射要素は、前記第１点と反対である前記第２反射コンポーネント上の第２点に放射を誘導し、
    前記第２点は、前記第１反射コンポーネントおよび前記第２反射コンポーネントが一部を形成する照明システムの光軸に対して前記第１点と反対である、または、前記第２反射コンポーネントに位置しかつその中心を通過する仮想線に対して前記第１点とは反対である、請求項７または８に記載のリソグラフィ方法。
  10. 前記第１移動可能な反射要素は、第１テレセントリック性エラーを引き起こすように放射を誘導し、前記第２移動可能な反射要素は、前記第１テレセントリック性エラーに対向する第２テレセントリック性エラーを引き起こすように放射を誘導するために修正位置に設定される、請求項７〜９のいずれかに記載のリソグラフィ方法。
  11. 前記第１移動可能な反射要素は、前記基板に放射が到達しないような方向に前記放射を誘導し、前記第２移動可能な反射要素は、前記基板に前記放射が到達しないように前記放射を誘導するように修正位置に設定される、請求項７〜１０のいずれかに記載のリソグラフィ方法。
  12. 欠陥のある移動可能な反射要素および前記欠陥のある移動可能な反射要素の位置を識別する情報を記憶することと、
    前記欠陥のある移動可能な反射要素の前記位置を前記欠陥のある反射要素の所望の位置と比較することと、
    前記欠陥のある移動可能な反射要素の前記位置が前記欠陥のある移動可能な反射要素の前記所望の位置と等しくない場合にのみ、前記第２移動可能な反射要素を修正位置に設定することと、をさらに含む、請求項７〜１１のいずれかに記載のリソグラフィ方法。
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