JP5856351B2 - リソグラフィ装置、及びデバイス製造方法 - Google Patents

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１２年３月３０日に出願された米国特許仮出願第６１／６１８，３１５号の利益を主張し、その全体が本明細書に援用される。

［分野］
本発明は、リソグラフィ装置または露光装置、デバイス製造方法及びアテニュエータの製造方法に関する。

［背景］

リソグラフィ装置または露光装置は、所望のパターンを基板または基板の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）、フラットパネルディスプレイ、微細形状を備えるその他のデバイス又は構造の製造に用いられる。従来のリソグラフィ装置または露光装置においては、マスクまたはレチクルとも称されるパターニングデバイスが、ＩＣやフラットパネルディスプレイ、その他のデバイスの個々の層に対応する回路パターンを生成するために使用されうる。このパターンは、（例えばシリコンウェーハまたはガラスプレート等の）基板（の部分）へと転写され、例えば、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層への結像によりなされうる。

回路パターンの代わりに、例えばカラーフィルタパターンやドットマトリックスなどの他のパターンを生成するために、パターニングデバイスは用いられうる。従来のマスクに代えて、パターニングデバイスは、回路パターンまたはその他の適用可能なパターンを生成する個別に制御可能な要素のアレイを備えるパターニングアレイを備えてもよい。このような「マスクレス」方式では、従来のマスクを使用する方式に比べてより迅速かつ低コストにパターンを準備したり変更したりできるという利点がある。

このように、マスクレスシステムは、プログラマブルパターニングデバイス（例えば、空間光変調器、コントラストデバイスなど）を含む。プログラマブルパターニングデバイスは、個別に制御可能な要素のアレイを用いて所望のパターンが与えられたビームを形成するよう（例えば、電子的にまたは光学的に）プログラムされている。プログラマブルパターニングデバイスの種類には、マイクロミラーアレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）アレイ、グレーティングライトバルブアレイ、自己放射コントラストデバイスなどがある。プログラマブルパターニングデバイスは、ターゲット（例えば基板）上に投影された放射のスポットを移動させるように構成され、もしくは、ターゲット（例えば基板）から放射ビームを離して例えば放射ビーム吸収体に間欠的に導くように構成された電気光学式の偏向器から形成されてもよい。

マスクレスシステムは、ターゲット（例えば基板）レベルにて不均一となる方法で放射ビームをターゲットに投影してもよい。例えば、ターゲットレベルにおける放射ビームの名目上の位置は、放射ビームの位置の関数として変化する濃度を有するグリッドを形成しうる。ターゲットレベルにおける放射ビームによりトレースされる経路の重ね合わせは、濃度変化を有するパターンを形成しうる。このような不均一性は、ターゲット上に形成される放射ドーズパターンにおいて、品質、例えば、コントラストを低下させうる。

例えば、ターゲット上に形成されるドーズパターンの品質を改善することが望ましい。

実施の形態によれば、露光装置が提供される。この装置は、個別に制御可能な複数の放射ビームを提供するように構成されるプログラマブルパターニングデバイスと、各放射ビームをターゲット上の個々の場所に投影するように構成される投影系と、放射ビームがターゲットに与えることのできる最大放射束または背景露光レベルについてのターゲット上の位置の関数としての標準偏差を低減するように構成されるアテニュエータと、を備える。

実施の形態によれば、デバイス製造方法が提供される。この方法は、個別に制御可能な複数の放射ビームを提供するためのプログラマブルパターニングデバイスを用いるステップと、各放射ビームをターゲット上の個々の場所に投影するステップと、放射ビームがターゲットに与えることのできる最大放射束または背景露光レベルについてのターゲット上の位置の関数としての標準偏差を低減するためのアテニュエータを用いるステップと、を備える。

実施の形態によれば、装置中のアテニュエータの製造方法が提供される。この装置は、個別に制御可能な複数の放射ビームを提供するように構成されるプログラマブルパターニングデバイスと、各放射ビームをターゲット上の個々の場所に投影するように構成される投影系を備える。投影系は、放射ビーム源から個々の場所までの光路上にある視野レンズに対して放射ビームの位置を制御することにより、各放射ビームを個々の場所に投影するように構成される。この方法は、放射ビームに露光される表面上への放射減衰物質の堆積を促す環境を与えるステップと、視野レンズの表面上に設けられ、所望の減衰特性を与える放射減衰物質の分布を生成するように視野レンズの表面を露光するプログラマブルパターンニングデバイスを用いるステップと、を備える。

本発明の実施の形態は、付属の概略的な図面を参照して以下に説明されるが、これらは例示に過ぎない。対応する参照符号は各図面において対応する部分を示す。

本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置または露光装置の一部分を示す図である。

本発明のある実施の形態に係る図１の装置の一部分を示す上面図である。

本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置または露光装置の一部分を高度に概略的に示す図である。

本発明のある実施の形態に係るターゲットへの図３に係る装置による投影を概略的に示す上面図である。

本発明のある実施の形態の一部分を示す断面図である。

視野レンズの周辺領域を通って露光セグメント間の縫合領域へ向かう放射ビームの伝搬を模式的に示す図である。

周辺部フィルタを含む視野レンズを示す図である。

濃度の異なる複数のフィルタを含む視野レンズを示す図である。

回転可能ホイール上に取り付けられた複数の視野レンズを示す図である。

それぞれがターゲット上の一以上の露光セグメントを形成するように構成される自己放射コントラスト要素のグループを示す図である。

本発明のある実施の形態は、プログラマブルパターニングデバイスを含みうる装置に関し、このデバイスは、例えば自己放射コントラストデバイスのアレイで構成されうる。こうしたリソグラフィ装置に関する更なる情報は、国際公開第２０１０／０３２２２４号、米国特許出願公開第２０１１−０１８８０１６号、米国特許出願第６１／４７３６３６号及び米国特許出願第６１／５２４１９０号を参照してもよく、これらの全体が本明細書に援用される。本発明の実施の形態は、しかしながら、例えば上述の文献に含まれる任意の形態のプログラマブルパターニングデバイスとともに用いられてもよい。

図１は、リソグラフィ装置または露光装置の一部分の断面を概略的に示す。この実施の形態において、装置は、後述するようにＸＹ面で実質的に固定された個別に制御可能な要素を有するが、そうである必要はない。装置１は、基板を保持する基板テーブル２と、基板テーブル２を最大６自由度で移動させる位置決め装置３と、を備える。基板は、レジストで被覆された基板であってもよい。ある実施の形態において、基板はウェーハである。ある実施の形態において、基板は多角形（例えば矩形）の基板である。ある実施の形態において、基板はガラス板である。ある実施の形態において、基板はプラスチック基板である。ある実施の形態においては、基板は箔である。ある実施の形態において、装置は、ロール・ツー・ロール（roll-to-roll）製造に適する。

装置１は、さらに、複数のビームを発するよう構成される個別に制御可能な複数の自己放射コントラストデバイス４を備える。ある実施の形態において、自己放射コントラストデバイス４は、放射発光体であり、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）、ポリマーＬＥＤ（ＰＬＥＤ）、ファイバレーザ、または、レーザダイオード（例えば、固体レーザダイオード）などの放射発光ダイオードである。ある実施の形態において、個別に制御可能な要素４のそれぞれは青紫レーザダイオード（例えば、三洋の型式番号DL-3146-151）である。こうしたダイオードは、三洋、日亜、オスラム、ナイトライド等の企業により供給される。ある実施の形態において、ダイオードは、例えば、約３６５ｎｍまたは約４０５ｎｍの波長を有するＵＶ放射を発する。ある実施の形態において、ダイオードは、０．５ｍＷ〜２５０ｍＷの範囲から選択される出力パワーを提供することができる。ある実施の形態において、レーザダイオード（むき出しのダイ）のサイズは、１００μｍ〜８００μｍの範囲から選択される。ある実施の形態において、レーザダイオードは、０．５μｍ^２〜５μｍ^２の範囲から選択される発光領域を有する。ある実施の形態において、レーザダイオードは、５度〜４４度の範囲から選択される発散角を有する。ある実施の形態において、ダイオードは、合計で約６．４×１０^８Ｗ／（ｍ^２・ｓｒ）以上の明るさを提供するための構成（例えば、発光領域、発散角、出力パワーなど）を有する。

自己放射コントラストデバイス４は、フレーム５に配設されており、Ｙ方向に沿っておよび／またはＸ方向に沿って延在してもよい。一つのフレーム５が図示されているが、装置は、図２に示すように複数のフレーム５を有してもよい。フレーム５にはさらに、レンズ１２が配設されている。したがって、フレーム５、自己放射コントラストデバイス４およびレンズ１２はＸＹ面内で実質的に固定されている。フレーム５、自己放射コントラストデバイス４、及びレンズ１２は、アクチュエータ７によってＺ方向に移動されてもよい。代替的または追加的に、レンズ１２は、この特定のレンズに関係づけられたアクチュエータによってＺ方向に移動されてもよい。任意選択的に、各レンズ１２にアクチュエータが設けられていてもよい。

自己放射コントラストデバイス４はビームを発するよう構成されていてもよく、投影系１２、１４、１８はそのビームを例えば基板のターゲット部分に投影するよう構成されてもよい。自己放射コントラストデバイス４および投影系は、光学コラムを形成する。装置１は、光学コラム又はその一部を基板に対して移動させるためのアクチュエータ（例えばモータ）１１を備えてもよい。フレーム８には視野レンズ１４および結像レンズ１８が配設されており、アクチュエータを用いてフレーム８は回転可能であってもよい。視野レンズ１４および結像レンズ１８の組み合わせが可動光学素子９を形成する。使用時において、フレーム８は自身の軸１０のまわりを、例えば図２に矢印で示す方向に、回転する。フレーム８は、アクチュエータ（例えばモータ）１１を用いて軸１０のまわりに回転させられる。また、フレーム８はモータ７によってＺ方向に移動されてもよく、それによって可動光学素子９が基板テーブル２に対して変位してもよい。

内側にアパーチャを有するアパーチャ構造１３は、レンズ１２の上方でレンズ１２と自己放射コントラストデバイス４との間に配置されてもよい。アパーチャ構造１３は、レンズ１２、それに関連する自己放射コントラストデバイス４または隣接するレンズ１２、および、自己放射コントラストデバイス４の回折効果を制限することができる。

図示される装置は、フレーム８を回転させると同時に光学コラム下方の基板テーブル２上の基板を移動させることによって使用されてもよい。自己放射コントラストデバイス４は、レンズ１２、１４、１８が互いに実質的に整列したときに、これらのレンズを通じてビームを発することができる。レンズ１４、１８を移動させることによって、例えば基板上でのビームの像が基板の一部分上で走査される。同時に光学コラム下方の基板テーブル２上の基板を移動させることによって、自己放射コントラストデバイス４の像にさらされる基板１７の当該部分も移動する。自己放射コントラストデバイスの「オン」と「オフ」（例えば、「オフ」である場合には出力なしであるか、閾値を下回る出力を有し、「オン」である場合には閾値を上回る出力を有する）をコントローラの制御下において高速にスイッチし、光学コラムまたはその一部の回転を制御し、自己放射コントラストデバイス４の強度を制御し、基板速度を制御することにより、所望のパターンを基板上のレジスト層に結像することができる。

図２は、自己放射コントラストデバイス４を有する図１の装置の上面を概略的に示す。図１に示す装置１と同様に、装置１は、基板１７を保持する基板テーブル２と、基板テーブル２を最大６自由度で移動させる位置決め装置３と、自己放射コントラストデバイス４および基板１７の間のアライメントを決め、自己放射コントラストデバイス４の投影に対して基板１７が水平であるかを決めるためのアライメント／レベルセンサ１９と、を備える。図示されるように基板１７は矩形形状を有するが、追加的に又は代替的に円形基板が処理されてもよい。

自己放射コントラストデバイス４はフレーム１５に配設される。自己放射コントラストデバイス４は、放射発光ダイオード、例えばレーザダイオード、例えば青紫レーザダイオードであってもよい。図２に示されるように、自己放射コントラストデバイス４は、ＸＹ面内に延在するアレイ２１に配列されていてもよい。

アレイ２１は細長い線であってもよい。ある実施の形態において、アレイ２１は、自己放射コントラストデバイス４を構成する一次元配列であってもよい。ある実施の形態においては、アレイ２１は、自己放射コントラストデバイス４を構成する二次元配列であってもよい。

矢印で図示される方向に回転しうる回転フレーム８が設けられてよい。回転フレームには、各自己放射コントラストデバイス４の像を与えるためのレンズ１４、１８（図１参照）が設けられてもよい。本装置は、フレーム８及びレンズ１４、１８を備える光学コラムを基板に対して回転させるためのアクチュエータを備えてもよい。

図３は、周辺部にレンズ１４、１８が設けられている回転フレーム８を高度に概略的に示す斜視図である。複数のビーム、本実施例において１０本のビームは、レンズの一つに入射し、例えば基板テーブル２により保持された基板１７のターゲット部分に投影される。ある実施の形態において、複数のビームは直線上に配列されている。回転可能フレームは、アクチュエータ（図示せず）により軸１０のまわりで回転可能である。回転可能フレーム８の回転により、ビームは一連のレンズ１４、１８（視野レンズ１４及び結像レンズ１８）に入射する。一連のレンズの各々に入射したビームは偏向され、それによりビームは基板１７の表面の一部分に沿って動く。なお、詳しくは図４を参照して後述する。ある実施の形態において、各ビームは、対応する放射源、すなわちレーザダイオードなどの自己放射コントラストデバイス（図３には不図示）によって生成される。図３に示す構成において、ビーム間の距離を小さくするために、セグメントミラー３０によってビームは偏向されて一緒に運ばれる。これにより、後述するように、より多数のビームを同一のレンズを通じて投影し、解像度の要件を達成することができる。

回転可能フレームが回転すると、ビームが一連のレンズへと入射する。このとき、あるレンズがビームに照射されるたびに、レンズ表面上でビームが入射する場所が移動する。レンズ上でビームが入射する場所に依存してビームが異なって（例えば、異なる偏向をもって）基板に投影されるため、ビームは（基板に到達するときに）後続のレンズを通過するたびに走査移動をする。この原理について図４を参照して更に説明する。

図４は、回転可能フレーム８の一部の上面を高度に概略的に示す。第１ビームセットをＢ１と表記し、第２ビームセットをＢ２と表記し、第３ビームセットをＢ３と表記する。ビームセットのそれぞれが、回転可能フレーム８の対応するレンズセット１４、１８を通じて投影される。回転可能フレーム８が回転すると、ビームＢ１が走査移動によって基板１７に投影され、その結果、領域Ａ１４を走査する。同様に、ビームＢ２は領域Ａ２４を走査し、ビームＢ３は領域Ａ３４を走査する。対応するアクチュエータによる回転可能フレーム８の回転と同時に、基板１７および基板テーブルが方向Ｄに移動される。方向Ｄは、図２に示すＸ軸に沿う方向であってもよい。方向Ｄは、領域Ａ１４、Ａ２４、Ａ３４におけるビームの走査方向と実質的に直交してもよい。

第２のアクチュエータによる方向Ｄへの移動（例えば、対応する基板テーブルモータによる基板テーブルの移動）の結果、連続するビーム走査は、回転可能フレーム８の一連のレンズによって投影される場合に互いに実質的に隣接するよう投影される。その結果、ビームＢ１の走査のたびに実質的に隣接する領域Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４が生じる（図４に示すように、領域Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３は以前に走査され、領域Ａ１４は今回走査されている）。領域Ａ２１、Ａ２２、Ａ２３、Ａ２４は、ビームＢ２により生じる（図４に示すように、領域Ａ２１、Ａ２２、Ａ２３は以前に走査され、領域Ａ２４は今回走査されている）。領域Ａ３１、Ａ３２、Ａ３３、Ａ３４は、ビームＢ３に対して生じる（図４に示すように、領域Ａ３１、Ａ３２、Ａ３３は以前に走査され、領域Ａ３４は今回走査されている）。このようにして、回転可能フレーム８を回転させる間に基板を方向Ｄに移動させることで、基板表面の領域Ａ１、Ａ２、Ａ３が覆われうる。

多数のビームを同一のレンズを通じて投影することにより、（回転可能フレーム８をある同一の回転速度とすると）より短い時間で基板全体を処理できる。これは、レンズを通過するたびに各レンズによって基板を複数のビームが走査するためである。これにより、連続する走査に際して方向Ｄの変位量を大きくできる。異なる見方をすれば、多数のビームを同一のレンズを通じて基板に投影する場合、ある所与の処理時間において回転可能フレームの回転速度を小さくしてもよいということである。こうして、回転可能フレームの変形、摩耗、振動、乱流などといった高回転速度による影響を軽減できる。

ある実施の形態において、複数のビームは、図４に示すようにレンズ１４、１８の回転の接線に対してある角度をなして配列されている。ある実施の形態において、複数のビームは、各ビームが部分的に重なるか、又は各ビームが隣接ビームの走査経路に隣接するように配列されている。

多数のビームを一度に同一レンズにより投影する態様の更なる効果は、公差の緩和に見ることができる。レンズの公差（位置決め、光学投影など）に起因して、連続する領域Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４（および／または領域Ａ２１、Ａ２２、Ａ２３、Ａ２４および／またはＡ３１、Ａ３２、Ａ３３、Ａ３４）の位置は、互いの位置に対してある程度の位置決めの不正確性が生じうる。したがって、連続する領域Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４の間である程度の重なりが必要とされるかもしれない。例えば１本のビームの１０％を重ねる場合、同一レンズに一度にビームを１本通すとすると、同じ１０％の係数で処理速度が遅くなるであろう。一方、同一レンズを通じて一度に５本以上のビームを投影される状況では、（上記同様１本のビームについて）同じ１０％の重複が５本以上の投影ラインごとに生じるであろう。したがって、全体としての重なりが約１／５倍（もしくはそれ以下）となって２％以下に低減し、その結果、全体的な処理速度を顕著に低減させる効果がもたらされるであろう。同様に、少なくとも１０本のビームを投影することにより、全体としての重なりを約１／１０倍に低減しうる。したがって、多数のビームを同時に同一レンズにより投影するという特徴により、基板の処理時間に与える公差の影響を低減しうる。同一レンズにより多数のビームを一度に投影するのであれば、より大きな重なりが処理に与える影響が小さいため、追加的または代替的により大きな重なり（したがって、より大きな公差幅）が許容されてもよい。

多数のビームを同一レンズを通じて同時に投影することに代えて又はそれに加えて、インタレース技術を用いることができるかもしれない。しかしながらそのためには、より厳格にレンズ同士を整合させることが必要になるかもしれない。したがって、それらレンズのうちある同一レンズを通じて一度に基板に投影される少なくとも二つのビームが相互に間隔を有するとともに、その間隔に後続のビーム投影がなされるように光学コラムに対して基板を移動させる第２アクチュエータを動作させるように装置が構成されていてもよい。

一つのグループにおいて連続するビーム同士の方向Ｄの距離を小さくするために（その結果、例えば方向Ｄの解像度がより高くなる）、ビームは方向Ｄに対して互いに斜めに配列されてもよい。各セグメントが複数ビームのうち対応する一つのビームを反射するセグメントミラー３０を光路上に設けることによって、間隔がさらに小さくなってもよい。セグメントは、ミラーに入射するビーム同士の間隔よりもミラーで反射されたビーム同士の間隔が狭くなるように配設される。そうした効果は、複数の光ファイバによっても実現しうる。各ビームは、複数ファイバのうち対応する一つのファイバに入射する。ファイバは、光路に沿ったビーム同士の間隔を小さくするように配設される。その結果、光ファイバの下流側でのビーム同士の間隔は、光ファイバの上流側でのビーム同士の間隔よりも小さくなる。

さらに、そうした効果は、複数ビームのうち対応する１つのビームをそれぞれが受光する複数の入力を有する集積光学導波路回路を用いて実現されてもよい。この集積光学導波路回路は、集積光学導波路回路の上流側でのビーム同士の間隔に対して、集積光学導波路回路の下流側でのビーム同士の間隔が光路に沿って小さくなるように構成される。

基板に投影される像の焦点を制御するためのシステムが提供されてもよい。上述のある構成における光学コラムの部分又は全体によって投影される像の焦点を調整するための構成が提供されてもよい。

ある実施の形態において、投影系は、デバイスが形成されるべき基板１７上の物質層から形成される基板に少なくとも一つの放射ビームを基板上に投影し、その結果、レーザ誘起物質移動（laser induced material transfer）による物質（例えば金属）の液滴が局所的に堆積される。

図５を参照すると、レーザ誘起物質移動の物理的機構が示されている。ある実施の形態において、放射ビーム２００は、実質的に透明な物質２０２（例えばガラス）を通って物質２０２のプラズマブレークダウン未満の強度で集束される。物質２０２を覆うドナー物質層２０４（例えば金属膜）から形成される基板上にて、表面熱吸収が生じる。熱吸収は、ドナー物質層２０４を溶融させる。さらに熱は、順方向の誘起圧力勾配を生じさせ、ドナー物質層２０４ひいてはドナー構造（例えばプレート）２０８からのドナー物質の液滴２０６の順方向加速をもたらす。このようにして、ドナー物質の液滴２０６は、ドナー物質層２０４から放出され、デバイスが形成されるべき基板１７へ向かって（重力の助けにより又は助けなしに）移動する。ビーム２００をドナープレート２０８上の適切な位置に向けることにより、ドナー物質パターンを基板１７上に堆積させることができる。ある実施の形態において、ビームはドナー物質層２０４に集束される。

ある実施の形態において、一つまたは複数の短パルスがドナー物質の移動を生じさせるために用いられる。ある実施の形態において、パルスは、擬似的な一次元の順方向の熱および溶融物質の物質移動を得るために、数ピコ秒またはフェムト秒の長さであってよい。このような短パルスは、物質層２０４中において側方の熱流動をほとんど又は全く生じさせず、ひいては、ドナー構造２０８への熱付加がほとんど又は全くないこととなるのを助ける。短パルスは、急速な溶融と、物質の順方向の加速を可能とする（例えば、金属などの蒸発物質は、その順方向性を失って飛び散った堆積をもたらすであろう）。短パルスは、加熱温度のちょうど上であるが蒸発温度より下となるように物質を加熱できる。例えば、アルミニウムの場合、その温度は、約９００℃〜１０００℃が望ましい。

ある実施の形態において、レーザパルスの使用により、ドナー構造２０８から基板１７に１００〜１０００ｎｍの液滴の形で物質（例えば金属）量が移動する。ある実施の形態において、ドナー物質は、金属を備えるか、原則的に金属で構成される。ある実施の形態において、その金属はアルミニウムである。ある実施の形態において、物質層２０４は膜状である。ある実施の形態において、膜は別の物体又は層に付着している。上述したように、物体又は層はガラスであってよい。

ターゲット上に形成されるドーズパターンの品質は、ターゲット（例えば基板）レベルでの露光装置の不均一な性能により、例えば、投影系またはプログラマブルパターニングデバイスと投影系の組み合わせにおけるプログラマブルパターニングデバイスの不均一な性能に起因して、低下しうる。このような不均一な性能は、例えば、背景露光レベルが不均一な箇所で起こりうる。これは、例えば、定常的に駆動させる利益が得られる一方、ターゲットの一様な照明に寄与しない自己放射コントラスト要素をプログラマブルパターニングデバイスが使用するときに起こりうる。

ある実施の形態において、自己放射コントラスト要素は、レーザダイオードを備える。レーザダイオードは、特定の閾値電流を超えるとレーザ出力を開始する。この閾値電流は、例えば、最大電流の約１〜２％である。閾値電流を下回ると、レーザダイオードはＬＥＤのように動作するかオフになる。ある実施の形態において、レーザダイオードは、レーザモードの確率論的な開始に関連するタイミング誤差を避けるために、閾値電流を超えて維持される。このようなタイミング誤差は、２００ｐｓ又はそれ以上のオーダーであり、これは２０ｎｍ又はそれ以上のスポット位置の誤差を生じさせうる。

閾値電流を超えてレーザダイオードを維持することでタイミング誤差が避けられるが、これは、レーザダイオードが全て背景露光の原因となることを意味する。レーザダイオードに起因してターゲット上に形成されるドーズ分布が不均一となる箇所では、背景露光もまた不均一であるだろう。

図６は、このような不均一な背景露光が生じうる例示的な状況を概略的に示す。図６は、視野レンズ４０および結像レンズ４２を備える投影系の一部を示す。レンズは、回転可能フレーム８に取り付けられる。フレーム８の回転により、視野レンズ４０および結像レンズ４２が放射ビーム４４Ａ−４４Ｉの下で走査される（矢印５２）。放射ビーム４４Ａ−４４Ｉと視野レンズ４０とが交差する位置により、放射ビームが所与の時点においてターゲット（例えば基板）４６に入射するであろう位置が決定される。視野レンズ４０に入射する放射ビーム４４Ａ−４４Ｉに対する視野レンズ４０の走査移動５２は、ターゲット４６上での放射ビーム４４Ａ−４４Ｉの対応する走査移動を生み出す。

ある実施の形態において、ターゲット上に形成される放射ドーズパターンは、複数の露光セグメントをモザイク状に配置することにより作り上げられる。ある実施の形態において、一つの露光セグメントは、ターゲット上の領域として定義される。この領域は、一つの視野レンズを同時に通過できる複数の放射ビームからなるグループにおいて、そのグループもしくはそのグループのいずれかの要素がその一つの視野レンズを通過できる間に、そのグループによって露光される領域である。図４の領域Ａ１１−Ａ１４、Ａ２１−Ａ２４およびＡ３１−Ａ３４は、このような露光セグメントの例である。

図６に示される種類の実施の形態において、領域５６に形成されるドーズパターンは、このような露光セグメントに一致するとみなしてもよい。領域５６は、一つの視野レンズ４０を通過する放射ビームにより照明される。中間領域５８は、二以上の視野レンズ４０からの放射ビームを受け、異なる露光セグメント同士を接続または「縫い」合わせる「縫合ゾーン」と称されるかもしれない。ある実施の形態において、縫合プロセスは、異なる視野レンズからの放射ビームを重ね合わせる方法で放射ドーズに寄与させることを伴う。放射ビームが視野レンズ４０の中央領域６１を通過する時間において、放射ビームは、主に又は排他的に領域５６に寄与する傾向にあるだろう。放射ビームが視野レンズ４０の周辺領域６０を通過する時間において、放射ビームは、主に又は排他的に中間領域５８に寄与する傾向にあるだろう。図示される例において、放射ビーム４４Ａ，４４Ｃ，４４Ｄ，４４Ｆ，４４Ｇ，４４Ｉは全て視野レンズ４０の周辺領域に入射し、投影系を通って中間領域５８に伝搬する。放射ビーム４４Ｂ，４４Ｅ，４４Ｈは全て視野レンズ４０の中央領域６１に入射し、投影系を通って領域５６に伝搬する。

ある実施の形態において、より多くの放射ビームが中間領域５８への露光に寄与しうる。その結果、これらの領域における背景露光（最小のレーザ出力レベルに対応する）と、与えることのできる最大放射束（最大のレーザ出力レベルに対応する）とが、領域５６よりも領域５８において高くなることにつながる。

ある実施の形態において、ターゲットの特定領域（例えば領域５８）において他の領域（例えば領域５６）よりも増大した放射ビームの供給力を補償することにより、装置性能の不均一性が改善される。ある実施の形態では、アテニュエータが設けられ、これは、放射ビームがターゲットに与えることのできる最大放射束についてのターゲット上の位置の関数としての変動を低減させる。ある実施の形態では、最大放射束についての位置の関数としての標準偏差が低減される。この変動の低減により、背景露光レベルの変動も低減される。

ある実施の形態において、視野レンズ４０は、視野レンズ４０の上方で放射ビームの走査を与える露光装置のその他の部分に対して移動させられる。別の実施の形態において、視野レンズ４０は固定され、視野レンズ４０の上方で放射ビームが走査される。これは、例えば放射ビームを出力するデバイスを動かすことにより実現される。

ある実施の形態において、例えば放射ビームが視野レンズに対して走査される場合、アテニュエータは、視野レンズに設けられるフィルタを備えてもよい。図６を参照しながら上述したように、視野レンズの周辺領域に入射する放射ビームは、放射ビームの濃度がより高い中間領域５８に寄与する傾向にある。ある実施の形態において、フィルタは、視野レンズの中央領域を通過するビームに比べて、視野レンズの周辺領域を通過するビームをより減衰させるように構成される。

図７は、レンズの周辺領域に形成されたフィルタ６２を備える視野レンズ４０の上面を概略的に示す。図示される例において、視野レンズ４０は円形であり、フィルタ６２は対応する環状形状を有する。ある実施の形態において、視野レンズ４０は異なる形状を有する。ある実施の形態において、フィルタ６２は非環状形状を有する。図７に示す実施の形態において、フィルタ６２は、フィルタ全体にわたって実質的に一定であるフィルタリング能力を有する。ある実施の形態において、フィルタのフィルタリング能力は、フィルタ上の位置の関数として変化する。

図８は、複数の環状フィルタ６４−６７を有する視野レンズの上面を概略的に示す。この実施の形態において、異なるフィルタ６４−６７のそれぞれは、異なるフィルタリング能力を有する。ある実施の形態において、径内側方向７０にフィルタリング能力が減少する。ある実施の形態において、フィルタ６７のフィルタ能力はフィルタ６６のフィルタ能力よりも大きく、フィルタ６６のフィルタ能力はフィルタ６５のフィルタ能力よりも大きく、フィルタ６５のフィルタ能力はフィルタ６４のフィルタ能力よりも大きい。図８に示す実施の形態において、位置の関数として離散的なステップ状に変化するフィルタリング能力が与えられる。ある実施の形態において、位置の関数として滑らかに（連続的に）変化するフィルタリング能力が与えられる。これは、例えばレンズ４０の表面上に放射を吸収する物質を空間的に濃度を変化させて堆積することにより実現しうる。

ある実施の形態において、フィルタ能力は、入射する放射の１〜１０％を吸収するように構成される。

ある実施の形態において、フィルタは視野レンズ４０が設けられる位置に形成されてもよい。ある実施の形態において、これは、視野レンズ４０の周囲の環境であって、露光装置により生成される種類の放射に露光される表面上への放射減衰物質の堆積を促す環境を与えることにより実現されうる。したがって、露光装置は、視野レンズ４０上に所望のパターンの放射減衰物質を堆積させるために適したドーズパターンを用いて、視野レンズの表面を露光するように制御される。視野レンズ４０上のより程度の大きい減衰が望ましい領域では、より多量の放射減衰物質を堆積するために、より高いレベルの放射および／またはより長い時間の放射が実行されてもよい。ある実施の形態において、放射減衰物質は、ＨｘＣｘである。ある実施の形態において、視野レンズ４０に入射する放射の波長は、４０５ｎｍである。

ある実施の形態において、露光装置は、基準時間となる期間において、ターゲット上の第１領域にわたって第１放射ビームを走査するとともに、ターゲット上の第２領域にわたって第２放射ビームを走査するように構成される。ある実施の形態において、第１領域の面積は、第２領域の面積よりも大きい。ある実施の形態において、アテニュエータは、基準時間となる期間において、第１放射ビームと比べて第２放射ビームをより減衰させるように構成される。これは、第１放射ビームおよび第２放射ビームがターゲットに与えることのできる最大放射束または背景露光レベルについてのターゲット上の位置の関数としての標準偏差を低減するためである。第１領域の例は、図４の領域Ａ２４においてビームＢ２の一つにより走査される領域である。第２領域の例は、図４の領域Ａ３４においてビームＢ３の一つにより走査される領域である。このとき、ビームＢ３はビームＢ２よりもターゲットの移動方向に対してより傾いた角度でターゲット上を通過するため、第１領域の面積は第２領域の面積よりも大きい。また、視野レンズをターゲットに対して移動させる方法のため、ターゲットの移動方向に対して異なる角度での放射ビームの移動が生じる。このような状況は、図９に概略的に示される。

図９は、視野レンズ４０Ａ−４０Ｅを備える回転可能フレーム８の一部を概略的に示す。回転可能フレーム８に対するターゲットの移動方向は、矢印７４で示される。回転可能フレーム８の回転方向は、矢印７２で示される。ある実施の形態において、プログラマブルパターニングデバイスは、全ての視野レンズ４０Ａ−Ｅに同時に放射ビームが入射するように構成される。放射ビームに対する視野レンズ４０Ａ−Ｅの動きは、ターゲットに対する放射ビームの走査を生じさせるであろう。走査の経路は、対応する視野レンズ４０Ａ−４０Ｅの移動方向により決定されるであろう。したがって、（図９の紙面に対して）回転可能フレーム８の右または左周辺側に近い視野レンズ４０Ａ，４０Ｅを通る放射ビームは、回転可能フレーム８の中央領域に近い視野レンズ４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄを通る放射ビームと比べて、ターゲットの移動方向７４に対してより傾いた角度で走査されるであろう。この配置により、回転可能フレーム８の中央領域に沿ったターゲットの領域よりも、回転可能フレーム８の周辺領域に沿ったターゲット領域において放射ビームの濃度が高まることとなる。この変動は、放射ビームがターゲットに与えることのできる最大放射束または背景露光レベルについてのターゲット上の位置の関数としての対応した変動を生じさせる。

ある実施の形態において、アテニュエータは、ターゲットの移動と放射ビームの走査の間の角度の違いにより生じる変動を低減させるように構成される。この補正は、例えば図７または図８に示されるフィルタの配置を用いることにより、異なる視野レンズによって露光されるターゲットの領域間で重複する領域（つまり、二以上の視野レンズからの放射を受ける領域）に起因して生じる最大放射束についての位置による変動を低減するように作用する減衰と独立して、または、併せて導入されてもよい。

ある実施の形態において、アテニュエータは、ターゲットの移動方向に対して第１角度で移動する視野レンズを通る放射ビームを、ターゲットの移動方向に対して第２角度で移動する視野レンズを通る放射ビームと比べてより大きく減衰させるように構成される。ある実施の形態において、アテニュエータは、ターゲットの移動方向に対して第１の角度範囲内の角度で移動する視野レンズを通る放射ビームを、ターゲットの移動方向に対して第２の角度範囲内の角度で移動する視野レンズを通る放射ビームと比べてより大きく減衰させるように構成される。ある実施の形態において、第１の角度範囲は、図９の視野レンズ４０Ｃを１本の放射ビームが通過する間に視野レンズ４０Ｃが移動する角度範囲である。ある実施の形態において、第２の角度範囲は、視野レンズ４０Ａを１本の放射ビームが通過する間に視野レンズ４０Ａが移動する角度範囲である。ある実施の形態において、第１角度は第２角度よりも小さい。ある実施の形態において、第１の角度範囲の平均角度は、第２の角度範囲の平均角度よりも小さい。上述のように、放射ビームの走査方向とターゲットの移動方向７４との間の角度が小さいほど、所与の強度レベルの放射ビームによりターゲット上に生じる露光パターンが濃くなる（その結果、より高い最大放射束とより高い背景露光となる）。大きな角度で走査される放射ビームよりも小さな角度で走査される放射ビームを減衰させることにより、最大放射束および背景露光についてのターゲット上の位置の関数としての変動を低減することができる。

図１０は、ある実施の形態を概略的に示す。この実施の形態において、アテニュエータは、視野レンズ４０に向けて放射ビームを出力するように配置される放射源８４−８６に対し固定された空間配置関係を有するように取り付けられた減衰要素８０−８２を備える。この実施の形態において、各放射源８４−８６が複数の放射ビームを出力するように示される。ある実施の形態において、各放射源８４−８６は、複数の自己放射コントラストデバイスを備える。ある実施の形態において、複数の自己放射コントラストデバイスは、複数のレーザダイオードを備える。ある実施の形態において、各減衰要素８０−８２により与えられる減衰は均一である（言いかえれば、複数の減衰要素のうちの任意の一つに入射する放射ビームのそれぞれについて同一である）。ある実施の形態において、一つの減衰要素８０により与えられる減衰は、他の減衰要素８１，８２の少なくとも一つにより与えられる減衰と異なる。ある実施の形態において、減衰要素８０−８２の少なくとも一つにより与えられる減衰は、その減衰要素に入射する異なる放射ビームに対して異なる。

図１０の構成は、図９を参照しながら説明した実施の形態の文脈における減衰を実装するために用いることができるだろう。ある実施の形態において、減衰要素８１は、減衰要素８１を通過する放射ビームが、図９に示す位置のときの視野レンズ４０Ｃに入射するように位置する。この例では、減衰要素８０および８２は、図９に示される位置における視野レンズ４０Ｂおよび４０Ｄのそれぞれを通過する放射ビームを効果的に減衰するであろう。ある実施の形態において、減衰要素８０および８２の直下で移動する視野レンズが、減衰要素８１の直下で移動する視野レンズよりも、ターゲットの移動方向７４に対して傾いた角度（９０度よりも少し小さい）で移動する事実を補償するために、減衰要素８０および８２は、減衰要素８１よりも高いレベルの減衰を作用させるように構成される。

デバイス製造方法に従って、ディスプレイ、集積回路または任意の他の品目が、パターンが投影される基板から製造されてよい。

デバイス製造方法に従って、ディスプレイ、集積回路または任意の他の品目が、パターンが投影される基板から製造されてよい。

本書ではＩＣの製造におけるリソグラフィまたは露光装置の使用を例として説明しているが、本明細書に説明したリソグラフィまたは露光装置は他の用途にも適用することが可能であるものと理解されたい。他の用途としては、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用案内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）、薄膜磁気ヘッドなどがある。当業者であればこれらの他の適用に際して、本明細書における「ウェーハ」あるいは「ダイ」という用語がそれぞれ「基板」あるいは「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義であるとみなされると理解することができるであろう。本書に言及された基板は露光前または露光後において、例えばトラック（典型的にはレジスト層を基板に塗布し、露光後のレジストを現像する装置）、メトロロジツール、及び／またはインスペクションツールにより処理されてもよい。適用可能であれば、本明細書の開示はこれらのまたは他の基板処理装置にも適用され得る。また、基板は例えば多層ＩＣを製造するために複数回処理されてもよく、その場合には本明細書における基板という用語は既に処理されている多数の処理層を含む基板をも意味し得る。

「レンズ」という用語は、文脈が許す限り、屈折光学部品、回折光学部品、反射光学部品、磁気的光学部品、電磁気的光学部品、静電的光学部品、またはこれらの組み合わせを含む各種の光学部品のいずれかを指し示してもよい。

上述の説明は例示であり、限定を意図しない。よって、以下に述べる請求項の範囲から逸脱することなく既述の本発明に変更を加えることができるということは、当業者には明らかなことである。

Claims (12)

1. 個別に制御可能な複数の放射ビームを提供するように構成されるプログラマブルパターニングデバイスと、
   各放射ビームをターゲット上の個々の場所に投影するように構成される投影系と、
   ターゲットを保持しターゲットを投影系に対して直線的に動かすよう構成されるターゲット保持部と、を備える露光装置であって、
   露光装置は、基準時間となる期間において、ターゲット上の第１円弧状領域にわたって第１放射ビームを走査させるとともに、ターゲット上の第２円弧状領域にわたって第２放射ビームを走査させるように構成され、
   第１円弧状領域の面積は第２円弧状領域の面積よりも大きく、
   露光装置は、放射ビームがターゲットに与えることのできる最大放射束または背景露光レベルについてのターゲット上の位置の関数としての標準偏差を低減するように構成されるアテニュエータをさらに備え、
   アテニュエータは、基準時間となる期間において、第１放射ビームと比べて第２放射ビームをより減衰させるように構成される露光装置。
2. 投影系は、放射ビーム源から個々の場所までの光路上にある視野レンズに対して放射ビームの位置を制御することにより、各放射ビームを個々の場所に導くように構成される、請求項１に記載の装置。
3. 投影系は、複数の視野レンズを備える、請求項２に記載の装置。
4. 露光セグメントは、一つの視野レンズを同時に通過できる複数の放射ビームからなるグループにおいて、そのグループもしくはそのグループのいずれかの要素がその一つの視野レンズを通過できる間に、そのグループによって露光される領域として定義され、
   ターゲットの少なくとも一部は、複数の露光セグメントをモザイク状に配置することにより露光され、
   アテニュエータは、二以上の露光セグメント同士が重複する領域に寄与する放射ビームを減衰させるように構成される、請求項３に記載の装置。
5. アテニュエータは、一以上の視野レンズに設けられるフィルタを備える、請求項２から４のいずれか一項に記載の装置。
6. フィルタは、視野レンズの径方向の中央領域と比べて視野レンズの径方向の周辺領域にてより強い、請求項５に記載の装置。
7. アテニュエータは、ターゲットの移動方向に対して第１角度で移動する視野レンズを通る放射ビームまたは第１の角度範囲を通る放射ビームを、ターゲットの移動方向に対して第２角度で移動する視野レンズを通る放射ビームまたは第２の角度範囲を通る放射ビームと比べてより大きく減衰させるように構成され、
   第１角度は第２角度よりも小さく、および／または、第１の角度範囲の平均角度は第２の角度範囲の平均角度よりも小さい、請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
8. 視野レンズは回転可能フレームに取り付けられ、放射ビームと視野レンズとの間の相対的な移動はフレームの回転により与えられる、請求項２から７のいずれか一項に記載の装置。
9. プログラマブルパターニングデバイスは、複数の自己放射コントラスト要素を備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
10. 複数の自己放射コントラスト要素は、名目上同一である、請求項９に記載の装置。
11. 複数の自己放射コントラスト要素のそれぞれは、レーザダイオードを備え、
    当該装置は、使用中において、全てのレーザダイオードが同時にレーザ出力の閾値を超えて維持されるように構成される、請求項９または１０に記載の装置。
12. 個別に制御可能な複数の放射ビームを提供するためのプログラマブルパターニングデバイスを用いるステップと、
    各放射ビームをターゲット上の個々の場所に投影するステップと、
    放射ビームがターゲットに与えることのできる最大放射束または背景露光レベルについてのターゲット上の位置の関数としての標準偏差を低減するためのアテニュエータを用いるステップと、を備え、
    投影するステップは、ターゲットを投影系に対して直線的に動かすとともに、基準時間となる期間においてターゲット上の第１円弧状領域にわたって第１放射ビームを走査させかつターゲット上の第２円弧状領域にわたって第２放射ビームを走査させるステップを含み、
    第１円弧状領域の面積は第２円弧状領域の面積よりも大きく、
    アテニュエータは、基準時間となる期間において、第１放射ビームと比べて第２放射ビームをより減衰させるデバイス製造方法。

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