JP2009111361A - リソグラフィ装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】σ＞１のイメージングを提供するイルミネーションシステムの瞳を測定することができる機構および方法を提供する。
【解決手段】リソグラフィ装置は、放射のビームを条件付けるように構成されたイルミネーションシステムと、レチクルを保持するように構成された支持構造と、基板を保持するように構成された基板テーブルと、基板テーブルの上にビームを投影するように構成された投影システムとを備えている。イルミネーションシステムの開口数は投影システムの開口数より大きい。リソグラフィ装置は、さらに、放射のビームのσ＞１成分の方向を投影システムの開口数内に向けるように構成された放射リダイレクションデバイスを備えている。
【選択図】図３

Description

[0001] 本発明は、リソグラフィ装置およびデバイス製造方法に関する。

[0002] リソグラフィ装置は、基板のターゲット部分に所望のパターンを付与するマシンである。リソグラフィ装置は、たとえば集積回路（ＩＣ）の製造に使用することができる。その場合、マスクまたはレチクルとも呼ばれてい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が生成され、生成されたパターンの像が、放射感応性材料（レジスト）の層を有する基板（たとえばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（たとえば部分的に１つまたは複数のダイからなっている）に形成されることが可能である。通常、単一の基板には、連続的に露光される隣接するターゲット部分の回路網が含まれている。知られているリソグラフィ装置には、パターン全体を１回でターゲット部分に露光することによってターゲット部分の各々が照射されるいわゆるステッパと、パターンをビームで所与の方向（「スキャン」方向）にスキャンし、かつ、基板をこの方向に平行または非平行に同期スキャンすることによってターゲット部分の各々が照射されるいわゆるスキャナがある。

[0003] 知られているリソグラフィ装置は、σ＜１を提供するイメージングを提供するイルミネーションシステムを有している。σは、パターニングデバイスのパターンを放射のビームで照射するイルミネーションシステムの開口数と、パターニングデバイスのパターンのイメージをレジスト層の上に投影する投影システムの開口数との間の比率である。

[0004] イルミネーションシステムは、リソグラフィ装置のパターニングデバイスが配置される物体平面のフーリエ変換である瞳を有している。イルミネーションシステムの瞳面は、投影システムの瞳面に対して共役をなしている。イルミネーションモードは、イルミネーションシステムの瞳面における放射ビームの強度の空間分布を参照することによって説明することができる。投影システムの瞳面における強度の空間分布は、通常、パターニングデバイスのパターンによって生じる可能性のある回折効果に支配されているイルミネーションシステムの瞳面における強度の分布と同じであることは理解されよう。

[0005] たとえば、σ＞１のイメージングを提供するイルミネーションシステムの瞳を測定することができる機構および方法が存在していることが望ましい。

[0006] 本発明の一態様によれば、放射のビームを条件付けるように構成されたイルミネーションシステムと、ピンホールを有するレチクルを保持するように構成された支持構造と、基板を保持するように構成された基板テーブルと、基板テーブルの上にビームを投影するように構成された投影システムであって、イルミネーションシステムの開口数が投影システムの開口数より大きい投影システムと、放射のビームのσ＞１成分の方向を投影システムの開口数内に向けるように構成された放射リダイレクションデバイスとを備えたリソグラフィ装置が提供される。

[0007] 本発明の一態様によれば、イルミネーションシステムを使用して放射のビームを提供するステップと、投影システムを介して放射のビームを投影するステップであって、投影システムの開口数がイルミネーションシステムの開口数と同じであるかあるいはそれより小さいステップと、ピンホールを有するレチクルをイルミネーションシステムと投影システムの間に配置するステップと、放射のビームのσ＞１成分が投影システムの開口数内を通過することができるよう、放射の方向を変えるステップとを含む方法が提供される。

[0008] この方法は、さらに、投影システム瞳を知覚するためにセンサを使用するステップと、知覚した瞳をプロセッサに伝送するステップと、イルミネーションシステムの瞳の描写を復元するためにプロセッサを使用するステップを含むことができる。

[0009] 以下、本発明の実施形態について、単なる実施例にすぎないが、添付の略図を参照して説明する。図において、対応する参照記号は対応する部品を表している。

[0021] 本明細書においては、とりわけＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用が参照されているが、本明細書において説明する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ための誘導および検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造などの他のアプリケーションを有することができることを理解されたい。このような代替アプリケーションのコンテキストにおいては、本明細書における「ウェーハ」または「ダイ」という用語の使用はすべて、それぞれより一般的な「基板」または「ターゲット部分」という用語の同義語と見なすことができることは当業者には理解されよう。本明細書において参照されている基板は、たとえばトラック（通常、基板にレジストの層を塗布し、かつ、露光済みのレジストを現像するツール）もしくはメトロロジーツールまたはインスペクションツール中で、露光前または露光後に処理することができる。適用可能である場合、本明細書における開示は、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。また、基板は、たとえば多層ＩＣを生成するために複数回にわたって処理することができるため、本明細書において使用されている基板という用語は、処理済みの複数の層が既に含まれている基板を指している場合もある。

[0022] 本明細書において使用されている「放射」および「ビーム」という用語には、紫外（ＵＶ）放射（たとえば３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍまたは１２６ｎｍの波長を有する放射）および極端紫外（ＥＵＶ）放射（たとえば波長の範囲が５〜２０ｎｍの放射）ならびにイオンビームまたは電子ビームなどの粒子線を含むあらゆるタイプの電磁放射が包含されている。

[0023] 本明細書において使用されている「パターニングデバイス」という用語は、放射ビームの断面にパターンを付与し、それにより基板のターゲット部分にパターンを生成するべく使用することができるデバイスを意味するものとして広義に解釈されたい。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における所望のパターンに必ずしも厳密に対応している必要はないことに留意されたい。放射ビームに付与されるパターンは、通常、ターゲット部分に生成されるデバイス、たとえば集積回路などのデバイス中の特定の機能層に対応している。

[0024] パターニングデバイスは、透過型であってもあるいは反射型であってもよい。パターニングデバイスの実施例には、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パネルがある。マスクについてはリソグラフィにおいては良く知られており、バイナリ、レベンソン型（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タイプ、ならびに様々なハイブリッドマスクタイプが知られている。プログラマブルミラーアレイの実施例には、マトリックスに配列された、入射する放射ビームが異なる方向に反射するよう個々に傾斜させることができる微小ミラーが使用されており、この方法によれば、反射ビームがパターニングされる。

[0025] 支持構造はパターニングデバイスを保持している。支持構造は、パターニングデバイスの配向、リソグラフィ装置の設計および他の条件、たとえばパターニングデバイスが真空環境中で保持されているか否か等に応じた方法でパターニングデバイスを保持している。支持には、機械式クランプ技法、真空クランプ技法または他のクランプ技法、たとえば真空条件下における静電クランプを使用することができる。支持構造は、たとえば、必要に応じて固定または移動させることができ、また、パターニングデバイスをたとえば投影システムに対して所望の位置に確実に配置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。本明細書における「レチクル」または「マスク」という用語の使用はすべて、より一般的な「パターニングデバイス」という用語の同義語と見なすことができる。

[0026] 本明細書において使用されている「投影システム」という用語は、たとえば使用する露光放射に適した、もしくは液浸液の使用または真空の使用などの他の要因に適した、屈折光学システム、反射光学システムおよびカタディオプトリック光学システムを始めとする様々なタイプの投影システムが包含されているものとして広義に解釈されたい。本明細書における「投影レンズ」という用語の使用はすべて、より一般的な「投影システム」という用語の同義語と見なすことができる。

[0027] また、イルミネーションシステムは、放射のビームを導き、整形し、あるいは制御するための、屈折光学コンポーネント、反射光学コンポーネントおよびカタディオプトリック光学コンポーネントを始めとする様々なタイプの光学コンポーネントを包含することができ、このようなコンポーネントは、以下では、集合的または単独に「レンズ」と呼ぶことも可能である。

[0028] 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／または複数の支持構造）を有するタイプの装置であってもよい。このような「マルチステージ」マシンの場合、追加テーブルおよび／または支持構造を並列に使用することができ、あるいは１つまたは複数の他のテーブルおよび／または支持構造を露光のために使用している間、１つまたは複数のテーブルおよび／または支持構造に対して予備ステップを実行することができる。

[0029] また、リソグラフィ装置は、基板が比較的屈折率の大きい液体、たとえば水中に浸され、それにより投影システムの最終エレメントと基板の間の空間が充填されるタイプの装置であってもよい。リソグラフィ装置内の他の空間、たとえばマスクと投影システムの第１のエレメントの間に液浸液を加えることも可能である。液浸技法は、当分野では、投影システムの開口数を大きくすることで良く知られている。

[0030] 図１は、本発明の特定の一実施形態によるリソグラフィ装置を略図で示したものである。この装置は、
− 放射（たとえばＵＶ放射）のビームＰＢを条件付けるためのイルミネーションシステム（イルミネータ）ＩＬと、
− パターニングデバイス（たとえばマスク）ＭＡを支持するための、該パターニングデバイスをアイテムＰＬに対して正確に位置決めするための第１の位置決めデバイスＰＭに接続された支持構造（たとえばマスクテーブル）ＭＴと、
− 基板（たとえばレジストコートウェーハ）Ｗを保持するための、該基板をアイテムＰＬに対して正確に位置決めするための第２の位置決めデバイスＰＷに接続された基板テーブル（たと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の像を基板Ｗのターゲット部分Ｃ（たとえば１つまたは複数のダイを備えている）に形成するように構成された投影システム（たとえば屈折型投影レンズ）ＰＬと
を備えている。

[0031] 図に示されているように、この装置は、透過型（たとえば透過型マスクを使用した）タイプの装置である。別法としては、この装置は、反射型（たとえば上で参照したタイプのプログラマブルミラーアレイを使用した）タイプの装置であってもよい。

[0032] イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射のビームを受け取っている。放射源がたとえばエキシマレーザである場合、放射源およびリソグラフィ装置は、個別の構成要素にすることができる。このような場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとは見なされず、放射ビームは、たと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備えたビームデリバリシステムＢＤを使用して放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ引き渡される。それ以外のたとえば放射源が水銀灯などの場合、放射源はリソグラフィ装置の一体的な構成要素にすることができる。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤと共に放射システムと呼ぶことができる。

[0033] イルミネータＩＬは、ビームの角度強度分布を調整するように構成された調整手段ＡＭを備えることができる。通常、イルミネータの瞳面内における強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（一般に、それぞれσ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれている）は調整が可能である。また、イルミネータＩＬは、通常、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯなどの他の様々なコンポーネントを備えている。イルミネータは、所望する一様な強度分布をその断面に有する条件付け放射のビームＰＢを提供している。

[0034] 支持構造ＭＴの上に保持されているパターニングデバイス（たとえばマスク）ＭＡに放射ビームＰＢが入射する。パターニングデバイスＭＡを透過したビームＰＢは、ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃに集束させる投影システムＰＬを通過する。基板テーブルＷＴは、第２の位置決めデバイスＰＷおよび位置センサＩＦ（たとえば干渉計デバイス）を使用して正確に移動させることができ、それによりたとえば異なるターゲット部分ＣをビームＰＢの光路内に配置することができる。同様に、第１の位置決めデバイスＰＭおよびもう１つの位置センサ（図１には明確に示されていない）を使用して、たとえばマスクライブラリから機械的に検索した後、またはスキャン中に、パターニングデバイスＭＡをビームＰＢの光路に対して正確に配置することができる。通常、物体テーブルＭＴおよびＷＴの移動は、位置決めデバイスＰＭおよびＰＷの一部を形成してい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）を使用して実現することができる。しかしながら、ステッパの場合（スキャナではなく）、支持構造ＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに接続することができ、あるいは固定することも可能である。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Ｐ１、Ｐ２を使用して整列させることができる。

[0035] 図に示されている装置は、以下に示す好ましいモードで使用することができる。

[0036] １．ステップモード：支持構造ＭＴおよび基板テーブルＷＴが基本的に静止状態に維持され、ビームＰＢに付与されたパターン全体がターゲット部分Ｃに１回で投影される（すなわち単一静止露光）。次に、基板テーブルＷＴがＸ方向および／またはＹ方向にシフトされ、異なるターゲット部分Ｃを露光することができる。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一静止露光でターゲット部分Ｃに形成される像のサイズが制限される。

[0037] ２．スキャンモード：ビームＰＢに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影されている間、支持構造ＭＴおよび基板テーブルＷＴが同期スキャンされる（すなわち単一動的露光）。支持構造ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＬの倍率（縮小率）および画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によって、単一動的露光におけるターゲット部分の幅（非スキャン方向の幅）が制限され、また、スキャン運動の長さによってターゲット部分の高さ（スキャン方向の高さ）が決まる。

[0038] ３．その他のモード：プログラマブルパターニングデバイスを保持するべく支持構造ＭＴが基本的に静止状態に維持され、ビームＰＢに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影されている間、基板テーブルＷＴが移動またはスキャンされる。このモードでは、通常、パルス放射源が使用され、スキャン中、基板テーブルＷＴが移動する毎に、あるいは連続する放射パルスと放射パルスの間に、必要に応じてプログラマブルパターニングデバイスが更新される。この動作モードは、上で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してい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。

[0039] 上で説明した使用モードの組合せおよび／またはその変形形態、あるいは全く異なる使用モードを使用することも可能である。

[0040] σ＜１を提供するイメージングのために、ピンホールレチクルおよび基板テーブル中の像平面の前または後ろに配置されたセンサを使用して、投影システムによって基板上に形成される瞳の特性を測定することができる。同様に、ピンホールレチクルおよび像平面の前または後ろに配置されたセンサを使用して、σ＜１のシステムによって投影されるイルミネーションシステムの瞳の特性を測定することができる。

[0041] σ＞１を提供するイメージングを使用することが場合によっては有利であり、かつ、望ましい。たとえば、暗視野イメージングは、解像度、マスクエラーエンハンスメントファクタ（ＭＥＥＦ）およびリソグラフィ装置の近接バイアス効果を改善することができる。σ＞１を提供するこのようなイメージングには、投影システムの開口数の外側の領域に対応するイルミネーションシステムの瞳中の領域から発せられるイルミネーション、つまり正規化されたラジアル座標σ＞１を有するイルミネーション瞳中の複数のポイントから発せられるイルミネーションが使用される。

[0042] イルミネーション放射の最大開口数は、
ＮＡ_ｉｌｌ＝σ_{ｏｕｔ ｍａｘ}・ＮＡ_ｐｒｏｊ
で定義される。ＮＡ_ｉｌｌはイルミネーションシステムの開口数であり、ＮＡ_ｐｒｏｊは投影システムの開口数である。しかしながら、投影システムは、若干の縮小率Ｍａｇ_ｐｒｏｊを含むことができる。たとえばＭａｇ_ｐｒｏｊ＝０．２５の場合、パターニングデバイスレベルにおけるＮＡは、基板レベルにおけるＮＡの１／４である。

[0043] たとえば暗視野イルミネーションを提供するために適したシステムなどの、σ＞１を提供するイメージングを提供するシステムは、ＮＡ_{ｉｌｌ ｍａｘ}＞ＮＡ_ｐｒｏｊによって特性化される。つまり、投影システムの開口数ＮＡ_ｐｒｏｊは、イルミネーションシステムの開口数ＮＡ_{ｉｌｌ ｍａｘ}より小さい。イルミネーションのσ＞１成分は、パターニングデバイスのレベルに、開口数を通過することができず、したがってσ＜１成分と同じ方法で測定することができない、つまりピンホールレチクルおよび基板テーブル中に配置されたセンサを使用して測定することができない角度で提供される。

[0044] 図１と共に図２ａを参照すると、イルミネータＩＬは、投影システムＰＬの光軸に沿ってパターニングデバイスＭＡを照射する放射ビームＰＢを提供している。ビームＰＢは、パターニングデバイスＭＡで、パターニングデバイスのパターンの空間周波数成分に従って、一定の角度で（すなわちｎ回折次数で）回折する。図２ａには、投影システムＰＬ中に投影されたゼロ次数および＋／−１次数の回折ビームが示されている。しかしながら、理解されるように、実際には無限数の次数の回折ビームが存在している。

[0045] 図２ｂを参照すると、イルミネーションの軸（つまりビームＰＢの軸）と投影システムＰＬの光軸が平行ではなく、ゼロ次数および−１次数の放射が投影システムＰＬの周辺領域に向かって投影される場合、解像度および焦点深度を改善することができる。これは、オフアクシスイルミネーションとして知られている。

[0046] イルミネーションの軸がパターニングデバイスに対してさらに鋭角である図２ｃを参照すると、投影システムＰＬがより高い次数の放射、この実施例では−１次数および−２次数の放射のみを集光することができるよう、ゼロ次数の放射は像平面外に投影されている。ゼロ次数は開口数の外側に投影され、したがってσ＞１であるため、集光されない。これは、暗視野イメージングとして知られている。

[0047] 本発明の一実施形態は、σ＞１であるイメージングシステムのためのイルミネーションシステムの瞳の１つまたは複数の特性の測定に関している。

[0048] 図３を参照すると、本発明の一実施形態による、イルミネーションシステム瞳の１つまたは複数の特性を測定するように構成された装置１０が示されている。装置１０は、ピンホール１４を有するレチクル１２を備えている。使用中、ピンホール１４は、投影システムの物体平面１６に配置される。装置１０は、さらに、レチクル１２の上方に配置された発散レンズ１８（平凹レンズまたは両凹レンズなど）を備えている。また、図１を参照すると、使用中、イルミネーションシステム瞳を測定するために、パターニングデバイスＭＡを保持するために使用される支持構造ＭＴの上にピンホールレチクル１２が配置される。この実施形態は、単一のピンホールおよび関連する発散レンズに関連して説明されているが、装置は、複数のこのようなピンホールおよび関連する発散レンズを備えることができることは理解されよう。

[0049] 使用中、ビーム２０がレンズ１８を通ってピンホールレチクル１２を照射する。ビームがレンズ１８に入射する。ビーム２０は、レンズ１８で屈折し、そのため、２１で示されているように通常は投影システムＰＬの開口数の外側に投影されることになるイルミネーションシステム瞳の成分の方向が変更され、それにより、これらの成分は、２３で示されているように投影システムＰＬの開口数の境界内に投影され、したがって投影システムＰＬによって捕獲することができる。したがって、言い換えると、レンズ１８は、投影システムＰＬによる集光を可能にするために、さもなければ開口数の外側に投影されることになる放射光線が開口数の境界内に投影されるよう、それらの方向を変える放射光線リダイレクタとして動作させることができる。

[0050] 投影システムＰＬの瞳には、ビームのσ＜１成分およびσ＞１成分が含まれており、基板テーブルＷＴ中のセンサを使用して、その１つまたは複数の特性がイメージの形で収集される。次にこのイメージが処理され、それによりレンズ１８の機能が反転され、σ＞１成分を含んだイルミネーションシステム瞳のイメージが復元され、復元されたイメージからそのイルミネーション瞳の１つまたは複数の特性を決定することができる。これは、基板テーブルＷＴ中に配置された、投影された放射ビームの瞳を知覚するセンサＳＥを使用して実行されることが望ましい。知覚された瞳は、σ＞１成分を含んだイルミネーションシステム瞳の描写を復元するプロセッサＰＲに電子的に伝送され、復元されたイルミネーションシステム瞳からそのイルミネーションシステム瞳の１つまたは複数の特性を決定することができる。図１には、センサＳＥおよびプロセッサＰＲの位置が示されている。

[0051] 図４ａを参照すると、本発明の一実施形態による装置１００が示されている。装置１００は、ピンホール１１４を有するレチクル１１２を有している。ピンホール１１４は、投影システムＰＬの物体平面１１６に配置されている。また、図１を参照すると、使用中、イルミネーションシステム瞳を測定するために、支持構造ＭＴの上にピンホールレチクル１１２が配置される。レチクル１１２の下方に、レチクル１１２と間隔を隔てて収斂レンズ１１８が配置されており、使用中、放射光線がこの収斂レンズ１１８の周辺領域を通過する。さもなければレンズ１１８の中心を放射光線が通過し、これらの放射光線に対するレンズの効果がなくなるため、これは有利である。レンズ１１８とレチクル１１２の間隔は、５ｍｍ以下でなくてはならない。

[0052] 図４ｂは、装置１００の実施形態の構造を示したもので、レンズ１１８は、レチクル１１２から間隔を隔てていないだけでなく、レチクル１１２の一部を形成している。

[0053] この実施形態は、単一のピンホールおよび関連する収斂レンズに関連して説明されているが、装置は、複数のこのようなピンホールおよび関連する収斂レンズを備えることができることは理解されよう。

[0054] 使用中、ビーム１２０がピンホールレチクル１１２を照射する。ビーム１２０がレチクル１１２に入射し、ピンホール１１４を介してその光線をレンズ１１８に投影する。

[0055] 放射光線は、それらがレンズ１１８を通って移動する際に屈折し、そのため、１２１で示されているように通常は投影システムＰＬの開口数の外側に投影されることになるイルミネーションシステム瞳の成分の方向が変更され、それにより、これらの成分は、１２３で示されているように投影システムＰＬの開口数の境界内に投影され、したがって投影システムＰＬによって捕獲することができる。したがって、言い換えると、レンズ１１８は、投影システムＰＬによる集光を可能にするために、さもなければ開口数の外側に投影されることになる放射光線が開口数の境界内に投影されるよう、それらの方向を変える放射光線リダイレクタとして動作させることができる。

[0056] 投影システムＰＬの瞳には、ビームのσ＜１成分およびσ＞１成分が含まれており、基板テーブルＷＴ中のセンサを使用して、その１つまたは複数の特性がイメージの形で収集される。次にこのイメージが処理され、それによりレンズ１１８の機能が反転され、σ＞１成分を含んだイルミネーション瞳のイメージが復元され、復元されたイメージからそのイルミネーション瞳の１つまたは複数の特性を決定することができる。これは、基板テーブルＷＴ中に配置された、投影された放射ビームの瞳を知覚するセンサＳＥを使用して実行されることが望ましい。知覚された瞳は、σ＞１成分を含んだイルミネーションシステム瞳の描写を復元するプロセッサＰＲに電子的に伝送され、復元されたイルミネーションシステム瞳からそのイルミネーションシステム瞳の１つまたは複数の特性を決定することができる。図１には、センサＳＥおよびプロセッサＰＲの位置が示されている。

[0057] 図５を参照すると、σ＞１成分を有するイルミネーションシステムの瞳３２２の空間図が示されている。σ＞１成分は、開口数境界３２６を越えて放射状に外側に向かって展開している環状形領域３２４を説明している。イルミネーションシステム瞳３２２（σ＞１成分を含む）の真の描写を投影システムＰＬ（図１参照）の中に受け入れるために、σ＞１成分が開口数境界３２６の内側の放射状領域へシフトされる。上で説明したように、これは、レンズ１８、１１８を使用して実施することができる。

[0058] 図６および７を参照すると、本発明の一実施形態による装置３１０が示されている。装置３１０は、８つのピンホール３１４を有するレチクル３１２を備えている。個々のピンホール３１４は、図５に示されているビームの成分を表すイルミネーションシステム瞳３２２の環状形領域の同じセグメントを表している。装置３１０は、さらに、それぞれピンホール３１４のうちの１つに対応している８つの光くさび３２８を備えている。図７には、簡潔にするために、１つのピンホール３１４および関連するくさび３２８しか示されていない。しかしながら、他のピンホールおよびくさびがそれぞれ同じ様に機能していることは理解されよう。

[0059] 使用中、ビームのσ＞１成分が投影システムＰＬの開口数内に受け入れられるよう、つまり、幾何学的テレセントリシティがイルミネーションシステム瞳に適用されるよう、ビームの成分を表す個々のセグメントが、それぞれのくさび３２８およびそれぞれのピンホール３１４を介したビームの屈折によって内側に放射状にシフトする。

[0060] 投影システムＰＬの瞳には、図３および４に関連して上で説明した方法と同じ方法でビームのσ＜１成分およびσ＞１成分が含まれており、基板テーブルＷＴ中のセンサを使用して、その１つまたは複数の特性がイメージの形で収集される。次にこのイメージが処理され、それにより幾何学的テレセントリシティが反転され、σ＞１成分を含んだイルミネーション瞳のイメージが復元され、復元されたイメージからそのイルミネーション瞳の１つまたは複数の特性を決定することができる。これは、基板テーブルＷＴ中に配置された、投影された放射ビームの瞳を知覚するセンサＳＥを使用して実行されることが望ましい。知覚された瞳は、σ＞１成分を含んだイルミネーションシステム瞳の描写を復元するプロセッサＰＲに電子的に伝送され、復元されたイルミネーションシステム瞳からそのイルミネーションシステム瞳の１つまたは複数の特性を決定することができる。図１には、センサＳＥおよびプロセッサＰＲの位置が示されている。

[0061] 図８を参照すると、本発明の一実施形態による装置４１０が示されている。装置４１０は装置３１０の変形形態であり、レチクル４１２の下側にくさびが配置されている。この実施形態では、ピンホール４１４の下方の光線に幾何学的テレセントリシティが適用される。装置３１０に関連して前の段落で説明したように、基板テーブルＷＴ中のセンサを使用してイルミネーションシステム瞳が復元される。

[0062] 図９を参照すると、本発明の一実施形態による装置５１０が示されている。装置５１０は、ピンホール５１４を有するレチクル５１２を備えている。装置５１０は、さらに、ピンホール５１４を覆うように配置された回折格子５３０を備えている。図１０は、σ＞１成分を有するイルミネーションシステム瞳５２２の空間図を示したものである。σ＞１成分は、開口数境界５２６を越えて放射状に外側に向かって展開している環状形領域５２４を説明している。イルミネーションシステム瞳５２２（σ＞１成分を含む）の描写を投影システムＰＬ（図１参照）の中に受け入れるためには、σ＞１成分を開口数境界５２６の内側の放射状領域へシフトさせなければならない。

[0063] 使用中、格子５３０は、その上へ入射するビームの第１次数５３２_＋１および５３２_−１が開口数境界５２６内に内側に向かって放射状にシフトするように配向される。次に、σ＞１成分が投影システムＰＬの開口数を通過することができるよう、放射ビームの軸に対して格子５３０が連続的に回転され、配向角毎に次数が開口数境界５２６内に内側に向かってシフトする。

[0064] 連続的に回転させることができる格子５３０に加えて、あるいはこのような格子５３０を有する代わりに、個々の所望の配向角を達成することができるよう、それぞれ別様に配向された格子５３０を個々に有する複数のピンホール５１４をレチクル５１２に持たせることも可能である。

[0065] 既に説明したように、投影システムＰＬの瞳には、ビームのσ＜１成分およびσ＞１成分が含まれており、基板テーブルＷＴ中のセンサを使用して、その１つまたは複数の特性がイメージの形で収集される。次にこのイメージが処理され、それによりσ＞１成分を含んだイルミネーションシステム瞳のイメージが復元され、復元されたイメージからそのイルミネーション瞳の１つまたは複数の特性を決定することができる。これは、基板テーブルＷＴ中に配置された、投影された放射ビームの瞳を知覚するセンサＳＥを使用して実行されることが望ましい。知覚された瞳は、σ＞１成分を含んだイルミネーションシステム瞳の描写を復元するプロセッサＰＲに電子的に伝送され、復元されたイルミネーションシステム瞳からそのイルミネーションシステム瞳の１つまたは複数の特性を決定することができる。図１には、センサＳＥおよびプロセッサＰＲの位置が示されている。

[0066] 図１１を参照すると、本発明の一実施形態による装置６１０が示されている。装置６１０は、ピンホール６１４を有するレチクル６１２およびピンホール６１４の上方に配置された拡大光学６３４を備えている。拡大光学６１４は、放射光線６３６（ビームから引き出される）が投影システムＰＬの開口数境界内に位置し、したがって投影システムＰＬを通過することができるよう、放射光線６３６の角度を小さくするために配置されている。したがってビームのσ＜１成分およびσ＞１成分は、投影プロセスに寄与することができる。

[0067] この実施形態は、単一のピンホールおよび関連する拡大光学に関連して説明されているが、装置は、別法として、複数のこのようなピンホールおよび関連する拡大光学を備えることも可能であることは理解されよう。

[0068] 投影システムＰＬの拡大された瞳は、σ＞１成分を含むイルミネーションシステム瞳のイメージが復元され、復元されたイメージからそのイルミネーションシステム瞳の１つまたは複数の特性を決定することができるように修正される。これは、基板テーブルＷＴ中に配置された、投影された放射ビームの瞳を知覚するセンサＳＥを使用して実行されることが望ましい。知覚された瞳は、σ＞１成分を含んだイルミネーションシステム瞳の描写を復元するプロセッサＰＲに電子的に伝送され、復元されたイルミネーションシステム瞳からそのイルミネーションシステム瞳の１つまたは複数の特性を決定することができる。図１には、センサＳＥおよびプロセッサＰＲの位置が示されている。

[0069] 上で説明した本発明の実施形態では、センサＳＥは、基板テーブルの一部として提供されているものとして図１に示されている。しかしながら、センサＳＥを基板テーブルの中に提供することは何ら本質的なことではない。センサＳＥは、適切な他の任意の位置に提供することができ、たとえばリソグラフィ装置の中に提供されている、独立して移動させることができるアクチュエータの中に提供することができる。

[0070] 適切である場合、本明細書における１つまたは複数の実施形態の１つまたは複数の態様は、１つまたは複数の他の実施形態の１つまたは複数の態様と組み合わせることができ、それらに追加することができ、あるいはそれらの代わりに使用することができる。以上、本発明の特定の実施形態について説明したが、説明されている以外の方法で本発明を実践することができることは理解されよう。以上の説明は本発明を制限するものではない。

[0010]本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を示す図である。 [0011]投影システムによって集光される回折次数を示す略図である。 [0011]投影システムによって集光される回折次数を示す略図である。 [0011]投影システムによって集光される回折次数を示す略図である。 [0012]本発明の一実施形態による装置の略図である。 [0013]本発明の一実施形態による装置の略図である。 [0013]本発明の一実施形態による装置の略図である。 [0014]σ＞１成分を有するイルミネーションシステム瞳の空間図の略図である。 [0015]本発明の一実施形態による装置の空間図の略図である。 [0016]図６の装置の略正面図である。 [0017]本発明の一実施形態による装置の略図である。 [0018]本発明の一実施形態による装置の略図である。 [0019]σ＞１成分を有する瞳の空間図の略図である。 [0020]本発明の一実施形態による装置の略図である。

Claims (24)

1. 放射のビームを条件付けるように構成されたイルミネーションシステムと、
   ピンホールを有するレチクルを保持するように構成された支持構造と、
   基板を保持するように構成された基板テーブルと、
   前記基板テーブルの上にビームを投影するように構成された投影システムであって、前記イルミネーションシステムの開口数が前記投影システムの開口数より大きい投影システムと、
   放射の前記ビームのσ＞１成分の方向を前記投影システムの前記開口数内に向けるように構成された放射リダイレクションデバイスと
   を備えたリソグラフィ装置。
2. 前記レチクルが、前記イルミネーションシステムと前記投影システムの間に配置された、請求項１に記載の装置。
3. 前記放射リダイレクションデバイスが、前記ピンホールを覆うように配置された発散レンズを備えた、請求項２に記載の装置。
4. 前記発散レンズが前記レチクルに取り付けられた、請求項２に記載の装置。
5. 前記放射リダイレクションデバイスが、前記ピンホールの下方に位置するように配置された収斂レンズを備えた、請求項２に記載の装置。
6. 前記レチクルが複数のピンホールを有し、前記放射リダイレクションデバイスが、放射の前記ビームのσ＞１成分の方向を前記投影システムの前記開口数内に向けるための透過型くさびを備えた、請求項２に記載の装置。
7. 前記透過型くさびが、関連するピンホールを覆うように配置された、請求項６に記載の装置。
8. 前記透過型くさびが、関連するピンホールの下方に位置するように配置された、請求項７に記載の装置。
9. 前記放射リダイレクションデバイスが回折格子を備えた、請求項２に記載の装置。
10. 前記レチクルが、関連する回折格子を個々に有する複数のピンホールを備え、前記回折格子のうちの１つまたは複数が他の回折格子に対して異なる配向で配置された、請求項９に記載の装置。
11. 前記回折格子が、前記ピンホールを覆うように配置された、請求項９に記載の装置。
12. 放射の前記ビームの軸に対して前記回折格子を回転させることができる、請求項１０に記載の装置。
13. 前記レチクルが、関連する回折格子を個々に有する複数のピンホールを備え、前記回折格子のうちの１つまたは複数が他の回折格子に対して異なる配向で配置された、請求項１１に記載の装置。
14. 前記ピンホールを覆うように配置された拡大鏡を備えた、請求項２に記載の装置。
15. 前記投影システムの後段に配置されたセンサと、プロセッサとをさらに備え、前記センサが、投影システム瞳を知覚し、かつ、前記投影システム瞳を前記プロセッサに伝送するようになされ、前記プロセッサがイルミネーションシステム瞳の描写を復元するようになされた、請求項１に記載の装置。
16. イルミネーションシステムを使用して放射のビームを提供するステップと、
    投影システムを介して放射の前記ビームを投影するステップであって、前記投影システムの開口数が前記イルミネーションシステムの開口数と同じであるかあるいはそれより小さいステップと、
    ピンホールを有するレチクルを前記イルミネーションシステムと前記投影システムの間に配置するステップと、
    放射の前記ビームのσ＞１成分が前記投影システムの前記開口数内を通過することができるよう、放射の方向を変えるステップと
    を含む方法。
17. 前記ピンホールを覆っている発散レンズを使用して放射の方向を変えるステップを含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記ピンホールの下方に位置している収斂レンズを使用して放射の方向を変えるステップを含む、請求項１６に記載の方法。
19. 前記レチクルが複数のピンホールを有し、放射の前記ビームのσ＞１成分の方向を前記投影システムの前記開口数内に向けるために適切に配置された透過型くさびを使用して放射の方向を変えるステップを含む、請求項１６に記載の方法。
20. 前記透過型くさびが関連するピンホールを覆っている、請求項１９に記載の方法。
21. 放射の前記ビームのσ＞１成分の方向を前記投影システムの前記開口数内に向けるために適切に配置された回折格子を使用して放射の方向を変えるステップを含む、請求項１６に記載の方法。
22. 前記放射ビームの軸に対して前記回折格子を連続的に回転させるステップを含み、放射の前記ビームのσ＞１成分が前記投影システムの前記開口数を通過することができるよう、前記放射ビームの回折次数が配向角毎に開口数境界内へ内側へとシフトする、請求項２１に記載の方法。
23. 放射の方向を変えるステップが拡大させるステップを含む、請求項１６に記載の方法。
24. 前記放射ビームの瞳を知覚するためにセンサを使用するステップと、知覚した瞳をプロセッサに伝送するステップと、イルミネーションシステム瞳の描写を復元するために前記プロセッサを使用するステップとを含む、請求項１６に記載の方法。