JP2012104813A - 偏光アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】光学素子の位置決め及び配置を、簡単に可能にするマルチミラーアレイを備えるマイクロリソグラフィ用の投影露光装置を提供する。
【解決手段】互いに並べて配置した複数の光ビーム（４）を含む光ビーム配列に影響を及ぼす装置であって、光ビームに対して横方向に可動であり、光ビームを通過させる場合に光ビームに影響を及ぼすことができ、少なくとも１つの光吸収領域（９、１９、２９）を有する、少なくとも１つの光学素子（５、１５、２５）を設け、光学素子用の駆動デバイスと、光ビームの光を検出する測定デバイスと、光吸収領域の位置に応じて駆動デバイスを制御する制御ユニットとを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、互いに並べて配置した複数の光ビームを含む光ビーム配列に影響を及ぼす装置と、複数の光ビームにより照明されるマルチミラーアレイを備えるマイクロリソグラフィ用の投影露光装置とに関する。さらに、本発明は、互いに並べて配置した複数の光ビームを含む光ビーム配列に影響を及ぼす方法、より詳細には、偏光方向の変化に関して影響を及ぼす方法に関する。

マイクロリソグラフィ用の投影露光装置は、マイクロエレクトロニクス又はナノテクノロジーで極めて小さな寸法を有する構造を製造するために用いる。したがって、構造を極めて高精度に結像できる必要がある。この目的で、特定のコンポーネントを正確に位置決めするために、マイクロリソグラフィ用の投影露光装置でアクチュエータを用いなければならない場合が多い。

対応する照明ビームを整形するために、２次元で互いに並べて配置した多数の光ビームを、同様に２次元で互いに並べて配置したマルチミラーアレイのマイクロミラーのアレイに指向させる照明ユニットの場合で、一例を示す。このタイプの照明ユニットでは、個々の光ビームの偏光方向を変化させることが意図される。この目的で、例えば旋光板（polarization rotator plate：偏光回転板）の形態の偏光子を、光ビーム配列のビーム経路又は個々の光ビームのビーム経路に位置決めしなければならない。

上述の光学装置における対応のコンポーネントの正確な位置決めから、高い複雑性、ひいては高い費用が生じるため、この目的での単純な解決手段を求める必要がある。

したがって、本発明が扱う課題は、マイクロリソグラフィ用の投影露光装置における光学素子の位置決め及び配置を、より詳細には、互いに並べて配置した複数の光ビームを含む光ビーム配列に影響を及ぼす光学素子の配置を、簡単に可能にするというものである。

上記課題は、請求項１の特徴を備える装置、請求項６の特徴を備える投影露光装置、及び請求項８の特徴を含む方法により解決する。従属請求項は、有利な構成に関連する。

本発明は、互いに並べて配置した複数の光ビームを含む光ビーム配列に影響を及ぼす光学素子の簡単且つ正確な位置決めを、測定デバイスが光学素子に配置した光吸収領域により強度変化を検出し、光学素子の配置をこのようにして制御可能であることにより達成することができるという仮定に基づく。

したがって、光ビームに対して横方向に可動であり、少なくとも１つの光吸収領域を有する少なくとも１つの光学素子を設けた、光ビーム配列に影響を及ぼす装置を提案する。この場合、光ビーム配列における光ビームの配置は、１次元で互いに並べるだけでなく、２次元で互いに並べることができる。さらに、光は、可視波長域の光だけでなく、概して電磁放射線を意味するものと理解されたい。光ビームに対して横方向の、すなわち光ビーム配列のビーム方向に対して横方向の、光学素子の可動性により、光学素子を光ビーム配列のビーム経路内に、又は光ビームの個々のビーム経路内に移動させて、光学素子の透過時に該当の光ビームに影響を及ぼすようにすることができる。光学素子が本発明による光吸収領域を有する場合、光吸収領域はそれより先のビーム経路の遮蔽を引き起こし、これを測定デバイスで検出することができる。したがって、光吸収領域の該当箇所を判定することができ、それに対応して光学素子の駆動を制御ユニットにより制御することができる。光学素子の位置の直接検出は、光学素子の駆動デバイスを単純に設計すること、したがって光学素子の移動及び位置決めを行うアクチュエータの複雑性を低く抑えることを可能にする。

特に、個別に又は全体で可動である複数の光学素子を、光ビームのビーム方向で互いに縦列配置することもできる。複数の光学素子の全体移動の場合、光学素子の１つに光吸収領域があれば十分だが、光学素子が個別に可動にする場合、光学素子のそれぞれが少なくとも１つの光吸収領域を有するべきである。

この場合、光吸収領域は、個々の光学素子それぞれで同じ場所に配置してもよく、又は異なる位置にすることで、光ビームのビーム方向での光吸収領域の重なり合いが光学素子のいかなる位置でも生じないように、すなわち光ビームのビーム方向での光吸収領域の重なり合いがビーム経路における光学素子について可能な配置のいかなる組み合わせの場合にも回避されるようにしてもよい。その結果として、個々の光学素子の位置の簡単な識別が可能である。

本発明により、例えばステッピングモータ等の単純な駆動デバイスを、光学素子の正確な位置決めに用いることができる。

光学素子は、より詳細には、好ましくは旋光板（pole rotator plate）の形態の偏光子とすることができ、これを、マルチミラーアレイに指向させた光ビームの偏光を設定するために投影露光装置の照明ユニットで用いる。

したがって、本発明による装置は、より詳細には、互いに並べて配置した複数の光ビームにより照明されるマルチミラーアレイを備えるマイクロリソグラフィ用の投影露光装置で用いることができ、投影露光装置の瞳平面において、複数の光ビームにそれぞれ１つの領域のみを割り当てることができる。より詳細には、瞳平面における対応の領域を、影響を及ぼすことを意図する光ビームに割り当てることができる。結果として、瞳平面において、本発明に従って光ビーム配列に影響を及ぼす装置に設けたような、光強度を測定する測定デバイスを設けることができる。より詳細には、投影露光装置の瞳平面の領域で、他の目的ですでに用いている測定デバイスを用いることも可能である。このようにして、投影露光装置の照明ユニットにおける偏光子の正確な位置決めのための経費をさらに低減することができる。

投影露光装置の照明ユニットの一部を単に概略的に示す。 図１からのものと同様の平面図で、投影露光装置の照明ユニットのさらに別の実施形態の図を単に概略的に示す。 ９０°で２回回転させた図２からの装置の図（入射光の方向に９０°回転させた側面図）を単に概略的に示す。 光吸収領域を特定した、図３と同様の図を単に概略的に示す。 相互に関連するビーム経路のチャネルと瞳平面の領域とを特定した、図４に示す照明ユニットに関連する瞳平面の図を単に概略的に示す。 光吸収領域を特定した、図３及び図４における図に従った投影露光装置の照明ユニットのさらに別の実施形態の図を単に概略的に示す。 ビーム経路の相互に関連するチャネル及び瞳平面の領域を特定した、図６における照明ユニットに関連する瞳平面の図を単に概略的に示す。

本発明のさらに他の利点、特性、及び特徴は、添付図面を参照して以下の本発明の例示的な実施形態の詳細な説明において明らかとなるであろう。

図１は、マイクロリソグラフィ用の投影露光装置の照明ユニットの一部を示し、図中、入射光１がいわゆる集束アレイ２、すなわち互いに縦横に並べて配置した配置した集束レンズ３のアレイに衝突して、２次元で互いに並べて配置した多数の光ビーム４からなる対応のビーム配列に変換されるようにする。マルチミラーアレイのミラー８は、２次元で互いに並べて配置したミラー８のアレイを形成する。マルチミラーアレイ７のミラー８により、光ビーム４を所望の形で偏向させることができ、これは、続いてマイクロリソグラフィ投影露光装置のレチクルの照明に用いる光ビームを整形するために行う。

この種の構成では、旋光板５の形態の偏光子を設け、これは、投影露光装置の直線偏光を偏光方向の回転により確実に変化させることができる。偏光子５は、光ビーム４に対して横方向の直線移動又は枢動等の任意の他の適当な移動により、個々の光ビーム４のビーム経路内に動かすことができ、これは、上記偏光子を通過する光ビーム４の偏光方向を回転させるために行う。

図２から明らかなように、より詳細には３つの偏光子５、１５、及び２５を光１のビーム方向に縦列配置し、これらの偏光子を、ビーム経路内に移動させて互いに別個に独立して再度移動させることができる。

図３は、入射光１の視点からの偏光子５、１５、及び２５の配置を示し、この図は、光入射方向に関してさらに９０°回転させてある。したがって、互いに並べて配置した多数の光ビーム４からなるビーム経路内に半分だけ移動させた偏光子５を、図３の下半分の領域で見ることができ、さらに若干大きく移動させた偏光子１５を、偏光子５の上に見ることができ、最も大きく移動させた偏光子２５を、図３の偏光子１５及び５の上に見ることができる。マルチミラーアレイの個々のミラー８に割り当てた光ビームごとに、２次元で互いに並べて配置した、光ビームを通す仮想チャネル１０を画定することが可能である。

したがって、図３に示す偏光子５、１５、２５を位置決めする場合、マルチミラーアレイ７の上２つのチャネル列のチャネル１０を進む光ビームは、偏光子５、１５、及び２５のいずれも通過しないため、それらの偏光方向に関して影響を及ぼすことがない。チャネル１０の（上から数えて）水平方向３列目及び４列目を通過する光ビームは、偏光子２５を通過し、例えば偏光子２５の旋光板を通して偏光方向を４５°回転させる。

それよりも下に配置したチャネル列のチャネル１０を通過する光ビームは、偏光子２５を通過するだけでなく偏光子１５も通過するため、偏光子１５が偏光子２５と同じ方向に４５°の回転を引き起こす旋光板である場合でも、全体で９０°の偏光方向の回転が行われる。

したがって、図示の下３つのチャネル列のチャネル１０を通過する光ビームは、３つの偏光子、すなわち偏光子５、１５、及び２５を連続して通過する結果として、偏光方向が３回影響を受け、例えば回転する。

偏光子５、１５、２５の変位の結果として、種々のチャネル１０を通過する光ビームの偏光方向に、続いて目標通りの影響を及ぼすことができる。したがって、偏光子５、１５、２５を正確に位置決めできる必要がある。

この目的で、本発明は、偏光子５、１５、２５が例えばクロム等の金属蒸着層の形態の光吸収領域９、１９、２９を備えるようにする。図４に示す例示的な実施形態では、光吸収領域９、１９、２９を、偏光子５、１５、２５それぞれの同じ場所に、すなわち図示の例示的な実施形態では旋光板の右上隅に設ける。

図５から明らかなように、瞳平面１２において特定の領域１１を各チャネル１０に割り当てることができ、領域１１と各チャネル１０とは、大文字のＡ〜Ｈを用いて同じ表示で識別する。

ここで、光強度を検出する測定デバイスを瞳平面１２に配置することができる。このような測定デバイスは、例えば、投影露光装置に他の目的のためにもすでに設けられていて、本発明で併用されてもよい。チャネルＣ、Ｅ、及びＦの領域に配置した光吸収領域９、１９、及び２９により、瞳平面１２においてＣ、Ｅ、及びＦで識別される領域１１では、放射線強度が全く確認できないか又は低い放射線強度しか確認できないため、対応の制御及び／又は評価ユニット、より詳細にはプログラミングに関して適宜設定されるデータ処理デバイスの形態の制御及び／又は評価ユニットにより、偏光子５、１５、２５の光吸収領域９、１９、２９をビーム経路における対応の位置に位置決めする必要があることを確認することが可能である。

しかしながら、偏光子５、１５、２５の光吸収領域９、１９、２９は、偏光子５、１５、２５の同じ場所にそれぞれ設けられているため、瞳平面１２における光強度の測定から、どの偏光子が瞳平面１２のどの領域１１のカバーに関与しているのかを直接確認することが不可能である。しかしながら、これは、偏光子５、１５、２５の移動の初期調整及び後続追跡中に判定することができる。

代替的に、互いに縦列配置した偏光子５、１５、２５の光吸収領域９，１９、２９を、図６において光吸収領域９’、１９’、２９に関して示すように偏光子５、１５、２５の異なる場所に設けることができる。偏光子２５の光吸収領域２９は、図４の例示的な実施形態のように旋光板の右上隅に再度配置されるが、偏光子５の光吸収領域９’及び偏光子１５の光吸収領域１９’は、他の場所に、厳密に言えば、より詳細には残りの偏光子の他の光吸収領域に対して少なくとも１チャネル幅分ずれた領域に配置される。

したがって、偏光子５は、内外移動の場合、大文字Ａ〜Ｈで示すチャネル１０のみをその光吸収領域９’でカバーするが、偏光子１５は、表示Ａ’〜Ｈ’を有するチャネル１０をその光吸収領域１９’でカバーすることができ、偏光子２５は、Ａ’’〜Ｈ’’で識別されるチャネル１０をその光吸収領域２９でカバーすることができる。したがって、例えば図５の実施形態の場合のように重なり合いが起こり得ないため、瞳平面において、光吸収領域９’、１９’、２９により生じる遮蔽を互いに精密に分離することができる。

したがって、個々の偏光子５、１５、及び２５の位置を瞳平面１２における光強度の検出により判定することができ、偏光子５、１５、及び２５の移動をそれに従って制御することができる。例えば、図６に示すように、チャネル１０の下３列に案内されるビームを偏光子５に通過させる程度まで、偏光子５をビーム配列のビーム経路内に移動させることを意図するならば、光吸収領域９’を、大文字Ｆで識別されるチャネル１０の領域に配置する。この目的で、偏光子５を、例えばステッピングモータ等の駆動デバイスにより駆動して直線移動を実行するが、図７に大文字Ｆで識別される領域１１が光吸収領域９’によりカバーされるようになって光強度が全く又はほとんど確認できないことを、瞳平面１２における測定デバイスが確認するまで、この直線移動を実行する。したがって、偏光子５の移動を続いて停止させることができ、偏光子５は正しい位置に配置される。結果として、偏光子５の正確な位置決めのために、例えばステッピングモータ等の単純な設計の駆動デバイスを用いることが可能である。対応の偏光子１５及び２５も同様に制御し移動させる。

本発明を例示的な実施形態に基づき詳細に説明したが、当業者には自明であるように、本発明はこれらの例示的な実施形態に限定されるのではなく、添付の特許請求の範囲の保護範囲から逸脱しない限り、本発明を他の状況でも用いることができ、提示した個々の特徴を省くか又は提示した特徴の異なる組み合わせを実現するように変更を加えることができる。特に、本開示は、個別に提示した全ての特徴のあらゆる組み合わせを含む。

Claims (8)

1. 互いに並べて配置した複数の光ビームを含む光ビーム配列に影響を及ぼす装置であって、
   前記光ビーム（４）に対して横方向に可動であり、該光ビームを通過させる場合に該光ビーム（４）に影響を及ぼすことができ、少なくとも１つの光吸収領域（９、１９、２９）を有する、少なくとも１つの光学素子（５、１５、２５）を特徴とし、前記光学素子用の駆動デバイスと、前記光ビームの光を検出する測定デバイスと、前記光吸収領域の位置に応じて前記駆動デバイスを制御するよう設計した制御ユニットと、を備えることを特徴とする、装置。
2. 請求項１に記載の装置において、
   個別に又は全体で可動である複数の光学素子（５、１５、２５）を、前記光ビームのビーム方向で互いに並べて配置したことを特徴とする、装置。
3. 請求項２に記載の装置において、
   前記光吸収領域（９、１９、２９）を、複数の光学素子の場合、個々の前記光学素子それぞれで同じ場所に配置した、又は前記光ビームのビーム方向で前記光学素子のいかなる位置でも重なり合わないよう配置したことを特徴とする、装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置において、
   前記駆動デバイスはステッピングモータであることを特徴とする、装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置において、
   前記光学素子（５、１５、２５）は偏光子であることを特徴とする、装置。
6. 複数の光ビーム（４）により照明されるマルチミラーアレイ（７）を備え、瞳平面（１２）において各領域（１１）を複数の光ビーム（４）に割り当てるようにした、マイクロリソグラフィ用の投影露光装置であって、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置を備えることを特徴とする、投影露光装置。
7. 請求項６に記載の投影露光装置において、
   前記測定デバイスを、前記瞳平面（１２）における光強度を測定するデバイスにより形成したことを特徴とする、投影露光装置。
8. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置又は請求項６又は７に記載の投影露光装置により、互いに並べて配置した複数の光ビーム（４）を含む光ビーム配列に影響を及ぼす方法であって、
   前記光ビーム（４）に対して横方向に可動であり、該光ビームを通過させる場合に該光ビーム（４）に影響を及ぼし、少なくとも１つの光吸収領域を有する、少なくとも１つの光学素子（５、１５、２５）を設けること、該光学素子用の駆動デバイスを設けること、及び前記光ビームの光を検出する測定デバイスを設けることを含み、前記光学素子を前記光吸収領域（９、１９、２９）の位置に応じて駆動し、該光吸収領域（９、１９、２９）が所望の光ビームに影響を与える位置をとるようにすることを特徴とする、方法。

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