JP2017506358A - リソグラフィ装置および方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】公知のリソグラフィ方法に関連する１つ以上の問題を防止または軽減する、パターン付きビームに基板を露光する方法を提供する。【解決手段】ＥＵＶ放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付き放射ビームを形成可能であるパターン付きエリアを備えるマスクを支持するように構築されるとともにスキャン方向に移動可能であるサポート構造と、基板を保持するように構築されるとともにスキャン方向に移動可能である基板テーブルと、パターン付き放射ビームを基板の露光領域上に投影するように構築され、スキャン方向において、スキャン方向に垂直な第２方向における縮小率を超える縮小率を有し、第２方向の縮小率は４×を超える投影システムと、を備えるリソグラフィ装置が提供される。【選択図】図４

Description

[関連出願の相互参照]
[0001] 本出願は、２０１４年２月２４日に出願された欧州出願第１４１５６３６５．０号の利益を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
[0002] 本発明は、基板をパターン付き放射ビームに露光する方法および該方法を実行するために好適なリソグラフィ装置に関する。
[0003] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上に付与するように構築された機械である。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並びに他のデバイスおよび／または構造の製造における重要な工程の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、小型のＩＣや他のデバイスおよび／または構造の製造を可能にするためのより重要な要因になってきている。
[0005] パターンプリンティングの限界は、式（１）に示す解像度についてのレイリー基準によって、理論的に推測することができる。
Figure 2017506358
 ここで、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てい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（クリティカルディメンジョン）は、露光波長λを短くすること、開口数ＮＡを大きくすること、あるいはｋ１の値を小さくすること、の３つの方法によって縮小することができると言える。
[0006] 露光波長λを短くするため、ひいてはクリティカルディメンジョン（ＣＤ）を縮小するために、極端紫外線（ＥＵＶ）放射源が使用され得る。ＥＵＶ放射は、４〜２０ｎｍの範囲内の波長を有する放射であるとみなされ得る。ＥＵＶ放射を使用するリソグラフィ装置を使用して、より長い波長（例えば、約１９３ｎｍの波長）の放射を使用するリソグラフィ装置と比較してより小さいフィーチャが基板上に形成され得る。
[0007] 公知のリソグラフィ方法に関連する１つ以上の問題を防止または軽減するパターン付きビームに基板を露光する方法を提供することが望ましい。
[0008] 本発明の第１態様によれば、放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付き放射ビームを形成可能であるパターン付きエリアを備えるマスクを支持するように構築されたサポート構造であって、該サポート構造はスキャン方向に移動可能である、サポート構造と、基板を保持するように構築された基板テーブルであって、該基板テーブルはスキャン方向に移動可能である、基板テーブルと、パターン付き放射ビームを基板の露光領域上に投影するように構成された投影システムであって、該投影システムはスキャン方向に垂直な第２方向の縮小率を超えるスキャン方向の縮小率を有し、第２方向の縮小率は４×を超える、投影システムと、を備える、リソグラフィ装置が提供される。
[0009] 放射ビームは、ＥＵＶ放射ビームであり得る。
[00010] 第２方向の投影システムの縮小率は、４．５×を超えることがある。
[00011] 第２方向の投影システムの縮小率は、およそ４．８×であり得る。
[00012] スキャン方向の投影システムの縮小率は、６×を超えることがある。
[00013] スキャン方向の投影システムの縮小率は、およそ７．５×であり得る。
[00014] マスクのパターン付きエリアは、１０４ｍｍを超える第２方向の範囲を有し得る。
[00015] 第２方向の投影システムの縮小率は、およそ２６ｍｍの第２方向の範囲を有する、基板上の露光領域を露光するように構成され得る。
[00016] マスクのパターン付きエリアは、１３２ｍｍ以下のスキャン方向の範囲を有し得る。
[00017] スキャン方向の投影システムの縮小率は、およそ１６．５ｍｍのスキャン方向の範囲を有する、基板上の露光領域を露光するように構成され得る。
[00018] サポート構造は、６インチ程度のスキャン方向の範囲を有するマスクを支持するように構築され得る。
[00019] サポート構造は、６インチ程度の第２方向の範囲を有するマスクを支持するように構築され得る。
[00020] 本発明の第２態様によれば、リソグラフィ装置を使用して露光領域を基板上に露光する方法であって、スキャン方向に、かつマスクのパターン付きエリアにわたって、放射の露光スリットをスキャンすることと、スキャン方向に垂直な第２方向の縮小率を超えるスキャン方向の縮小率で、マスクから反射される放射の露光スリットを基板の露光領域上に投影させることであって、第２方向の縮小率は４×を超えることと、を含む、方法が提供される。
[00021] 放射は、ＥＵＶビームであり得る。
[00022] 第２方向の縮小率は、４．５×、特におよそ４．８×、５×、または５．１×を超えることがある。
[00023] スキャン方向の縮小率は、６×、特におよそ６．３×、７×、７．５×、または７．９×を超えることがある。
[00024] マスクのパターン付きエリアは、１０４ｍｍを超える第２方向の範囲を有し得る。
[00025] 第２方向の縮小率および第２方向のパターン付きエリアの範囲は、基板上の露光領域がおよそ２６ｍｍの第２方向の範囲を有する程度であり得る。
[00026] マスクのパターン付きエリアは、１３２ｍｍ以下のスキャン方向の範囲を有し得る。
[00027] 第２方向の縮小率および第２方向のパターン付きエリアの範囲は、基板上の露光領域がおよそ１６．５ｍｍの第２方向の範囲を有する程度であり得る。
[00028] マスクは、６インチ程度のスキャン方向の範囲を有し得る。
[00029] マスクは、６インチ程度の第２方向の範囲を有し得る。
[00030] マスクのパターン付きエリアは、マスクの品質エリア上に配置され得る。
[00031] マスクの品質エリアは、約１３２ｍｍのスキャン方向の範囲を有し得る。
[00032] マスクの品質エリアは、約１３２ｍｍの第２方向の範囲を有し得る。
[00033] マスクの品質エリアは、丸みをつけたコーナを有し得る。
[00034] 丸みをつけたコーナは、各々が約１４ｍｍの半径を有し得る。
[00035] 本発明の第３態様によれば、リソグラフィ装置で使用するためのマスクであって、放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付き放射ビームを形成可能であるパターン付きエリアを備え、使用中、放射ビームがパターン付きエリアにわたってスキャンされるスキャン方向を伴って構成される、マスクであって、パターン付きエリアは、スキャン方向に垂直な第２方向の１０４ｍｍを超える範囲を有する、マスクが提供される。
[00036] 放射ビームは、ＥＵＶ放射ビームであり得る。
[00037] パターン付きエリアは、マスクの品質エリア上に配置され得る。
[00038] マスクのパターン付きエリアは、約１２４ｍｍの第２方向の範囲を有し得る。
[00039] マスクのパターン付きエリアは、約１２４ｍｍのスキャン方向の範囲を有し得る。
[00040] マスクのパターン付きエリアは、約１３２ｍｍの第２方向の範囲を有し得る。
[00041] マスクの品質エリアは、丸みをつけたコーナを有し得る。
[00042] 丸みをつけたコーナは、各々が約１４ｍｍの半径を有し得る。
[00043] マスクは、およそ６インチのスキャン方向の範囲を有し得る。
[00044] マスクは、およそ６インチの第２方向の範囲を有し得る。
[00045] 本発明の第４態様によれば、リソグラフィ装置を使用して露光領域を基板上に露光する方法であって、スキャン方向に、かつマスクのパターン付きエリアにわたって、放射の露光スリットをスキャンすることであって、マスクのパターン付き領域は、１３２ｍｍ以下であるスキャン方向の範囲および少なくとも１０４ｍｍ程度であるスキャン方向に垂直な第２方向の範囲を有することと、第２方向の縮小率を超えるスキャン方向の縮小率で、マスクから反射される放射の露光スリットを基板の露光領域上に投影させることと、を含む、方法が提供される。
[00046] 放射は、ＥＵＶ放射であり得る。
[00047] スキャン方向の縮小率は、６×を超えることがある。
[00048] 第２方向の縮小率は、少なくともおよそ４×であり得る。
[00049] 第２方向の縮小率は、４×を超えることがある。
[00050] 第２方向の縮小率は、４．５×を超えることがある。
[00051] マスクは、およそ６インチ以下のスキャン方向の長さを有し得る。
[00052] マスクは、６インチ程度の第２方向の長さを有し得る。
[00053] パターン付きエリアは、マスクの品質エリア上に配置され得る。
[00054] マスクの品質エリアは、約１３２ｍｍのスキャン方向の範囲を有し得る。
[00055] マスクの品質エリアは、約１３２ｍｍの第２方向の範囲を有し得る。
[00056] マスクの品質エリアは、丸みをつけたコーナを有し得る。
[00057] 丸みをつけたコーナは、各々が約１４ｍｍの半径を有し得る。
[00058] 第２方向のパターン付きエリアの範囲および第２方向の縮小率は、基板上の露光領域の第２方向の範囲がおよそ２６ｍｍである程度であり得る。
[00059] スキャン方向のパターン付きエリアの範囲およびスキャン方向の縮小率は、基板上の露光領域のスキャン方向の範囲がおよそ１６．５ｍｍである程度であり得る。
[00060] 本発明の第５態様によれば、放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付き放射ビームを形成可能であるパターン付きエリアを備えるマスクを支持するように構築されたサポート構造であって、該サポート構造はスキャン方向に移動可能であり、マスクは６インチ程度のスキャン方向の範囲を有し、かつ、６インチ程度のスキャン方向に垂直な第２方向の範囲を有する、サポート構造と、基板を保持するように構築された基板テーブルであって、該基板テーブルはスキャン方向に移動可能である、基板テーブルと、パターン付き放射ビームを基板の露光領域上に投影するように構成された投影システムであって、該投影システムは第２方向の縮小率を超えるスキャン方向の縮小率を有する、投影システムと、を備える、リソグラフィ装置が提供される。
[00061] 放射ビームは、ＥＵＶ放射ビームであり得る。
[00062] 投影システムは、６×を超えるスキャン方向の縮小率を有し得る。
[00063] 投影システムは、少なくともおよそ４×、特におよそ４．８×、５×、または５．１×の第２方向の縮小率を有し得る。
[00064] 投影システムは、４×を超える、特におよそ６．３×、７×、７．５×または７．９×の第２方向の縮小率を有し得る。
[00065] 投影システムは、４．５×を超える第２方向の縮小率を有し得る。
[00066] パターン付きエリアは、マスクの品質エリア上に配置され得る。
[00067] マスクの品質エリアは、約１３２ｍｍのスキャン方向の範囲を有し得る。
[00068] マスクの品質エリアは、約１３２ｍｍの第２方向の範囲を有し得る。
[00069] マスクの品質エリアは、約１２４ｍｍのスキャン方向の範囲を有し得る。
[00070] マスクの品質エリアは、約１２４ｍｍの第２方向の範囲を有し得る。
[00071] マスクの品質エリアは、丸みをつけたコーナを有し得る。
[00072] 丸みをつけたコーナは、各々が約１４ｍｍの半径を有し得る。
[00073] 第２方向の投影システムの縮小率は、基板上の露光領域の第２方向の範囲がおよそ２６ｍｍであるように構成され得る。
[00074] スキャン方向の投影システムの縮小率は、基板上の露光領域のスキャン方向の範囲がおよそ１６．５ｍｍであるように構成され得る。
[00075] サポート構造は、ＥＵＶ放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付き放射ビームを形成可能である拡張パターン付きエリアを備える拡張マスクを支持するようにさらに構築され得ることがあり、拡張マスクは、６インチを超えるスキャン方向の範囲を有する。
[00076] スキャン方向の拡張パターン付きエリアの範囲は、１３２ｍｍを超えることがある。
[00077] スキャン方向の拡張パターン付きエリアの範囲は、２６４ｍｍ程度であり得る。
[00078] 第２方向の拡張パターン付きエリアの範囲は、少なくとも１０４ｍｍ程度であり得る。
[00079] 第２方向の拡張パターン付きエリアの範囲は、１０４ｍｍを超えることがある。
[00080] 第２方向の拡張パターン付きエリアの範囲は、１３２ｍｍ程度であり得る。
[00081] リソグラフィ装置は、放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付き放射ビームを形成可能である拡張パターン付きエリアを備える拡張マスクを支持するように構築された第２サポート構造をさらに備えることがあり、拡張マスクは、６インチを超えるスキャン方向の範囲を有する。
[00082] 放射ビームは、ＥＵＶ放射ビームであり得る。
[00083] スキャン方向の拡張パターン付きエリアの範囲は、１３２ｍｍを超えることがある。
[00084] スキャン方向の拡張パターン付きエリアの範囲は、２６４ｍｍ程度であり得る。
[00085] 第２方向の拡張パターン付きエリアの範囲は、少なくとも１０４ｍｍ程度であり得る。
[00086] 第２方向の拡張パターン付きエリアの範囲は、１０４ｍｍを超えることがある。
[00087] 本発明の実施形態を、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。
[00087] リソグラフィ装置と放射源とを備えるリソグラフィシステムの概略図である。 [00087] スキャン露光プロセスで使用され得るマスクと、該露光プロセスから得られる基板上の露光フィールドと、を示す概略図である。 [00087] マスクの断面図である。 [00087] スキャン露光プロセスで使用され得るマスクと、２つのスキャン露光プロセスから形成される基板上の露光フィールドと、を示す概略図である。 [00087] 基板上に形成された露光フィールドの２つの実施形態の概略図である。 [00087] ｘ方向に拡大されたパターン付きエリアを含むマスクの概略図である。 [00087] スキャン露光プロセスで使用され得る拡張マスクと、該拡張マスクから得られる基板上の露光フィールドと、を示す概略図である。
[00088] 図１は、リソグラフィシステムを示している。リソグラフィシステムは、放射源ＳＯとリソグラフィ装置ＬＡとを備える。放射源ＳＯは、極端紫外線（ＥＵＶ）放射ビームＢを生成するように構成される。リソグラフィ装置ＬＡは、照明システムＩＬと、パターニングデバイスＭＡ（例えば、マスク）を支持するように構成されたサポート構造ＭＴと、投影システムＰＳと、基板Ｗを支持するように構成された基板テーブルＷＴと、を備える。照明システムＩＬは、パターニングデバイスＭＡに入射する前に放射ビームＢを調整するように構成される。投影システムＰＳは、（現在マスクＭＡによってパターンが形成されている）放射ビームＢを基板Ｗ上に投影するように構成される。基板Ｗは、すでに形成されたパターンを含み得る。この場合、リソグラフィ装置は、パターン付き放射ビームＢを基板Ｗ上にすでに形成されたパターンと位置合わせする。
[00089] 放射源ＳＯ、照明システムＩＬ、および投影システムＰＳはすべて、外部環境から隔離することができるように構築および配置され得る。大気圧（例えば、水素）未満の圧力の気体が放射源ＳＯ内に供給され得る。真空が照明システムＩＬおよび／または投影システムＰＳ内に供給され得る。大気圧より十分に低い圧力の少量の気体（例えば、水素）が照明システムＩＬおよび／または投影システムＰＳ内に供給され得る。
[00090] 図１に示す放射源ＳＯは、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）源と呼ばれ得るタイプのものである。レーザ１（例えば、ＣＯ２レーザであり得る）が、レーザビーム２を介して、燃料エミッタ３から供給されるスズ（Ｓｎ）などの燃料内にエネルギーを堆積するように配置される。スズは以降の説明において言及されるが、あらゆる好適な燃料が使用され得る。燃料は、例えば液体の形態をとることがあり、また、例えば、金属または合金であり得る。燃料エミッタ３は、スズを、例えば液滴の形態で、軌跡に沿ってプラズマ形成領域４に向けて誘導するように構成されたノズルを備え得る。レーザビーム２は、プラズマ形成領域４においてスズに入射する。スズ内へのレーザエネルギーの堆積によって、プラズマ形成領域４においてプラズマ７が作り出される。ＥＵＶ放射を含む放射が、該プラズマのイオンの脱励起および再結合中にプラズマ７から放出される。
[00091] ＥＵＶ放射は、近法線入射放射コレクタ５（より一般的に法線入射放射コレクタと呼ばれることもある）によって集光および集束される。コレクタ５は、ＥＵＶ放射（例えば、１３．５ｎｍなどの所望の波長を有するＥＵＶ放射）を反射するように配置された多層構造を有し得る。コレクタ５は、２つの楕円焦点を有する楕円構成を有し得る。後述のとおり、第１焦点はプラズマ形成領域４に位置し、第２焦点は中間焦点６に存在し得る。
[00092] レーザ１は、放射源ＳＯと分けられ得る。この場合、レーザビーム２は、レーザ１から放射源ＳＯ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（図示せず）、および／または他の光学系を使って送られ得る。レーザ１および放射源ＳＯは、まとめて放射システムと呼ばれ得る。
[00093] コレクタ５によって反射された放射は、放射ビームＢを形成する。放射ビームＢは、点６に集束してプラズマ形成領域４の像を形成し、この像は、照明システムＩＬに対する仮想放射源として機能する。放射ビームＢが集束する点６は、中間焦点と呼ばれ得る。放射源ＳＯは、中間焦点６が放射源の閉鎖構造９の開口部８に、または、開口部８の付近に位置付けられるように配置される。
[00094] 図１は、レーザ生成プラズマＬＰＰ源としての放射源ＳＯを示しているが、あらゆる好適な源を使用してＥＵＶ放射が生成され得る。例えば、ＥＵＶ放出プラズマは、放電を使用して燃料（例えば、スズ）をプラズマ状態に変換することによって生成され得る。このタイプの放射源は、放電生成プラズマ（ＤＰＰ）源と呼ばれ得る。放電は、放射源の一部を形成し得る電源によって生成されてよく、または、電気接続を介して放射源ＳＯに接続する別個の構成要素であってもよい。
[00095] 放射源ＳＯは、自由電子レーザを備えてもよい。自由電子レーザは、電子を相対論的速度に加速させることによってＥＵＶ放射を生成し得る。そして、相対論的電子は、該相対論的電子を振動経路に従わせる波動磁場を通過し、それによってコヒーレントなＥＵＶ放射の誘導放出が引き起こされる。自由電子レーザは、いくつかのリソグラフィ装置ＬＡに対して同時にＥＵＶ放射を供給するのに十分なＥＵＶ放射を生成し得る。
[00096] 放射ビームＢは、放射源ＳＯから照明システムＩＬ内に進み、照明システムＩＬは、放射ビームを調整するように構成される。照明システムＩＬは、ファセットフィールドミラーデバイス１０およびファセット瞳ミラーデバイス１１を含み得る。ファセットフィールドミラーデバイス１０およびファセット瞳ミラーデバイス１１はともに、放射ビームＢに所望の断面形状および所望の角度分布を提供する。放射ビームＢは、照明システムＩＬから進み、サポート構造ＭＴによって保持されたパターニングデバイスＭＡに入射する。パターニングデバイスＭＡは、放射ビームＢを反射し、放射ビームＢにパターン形成する。照明システムＩＬは、ファセットフィールドミラーデバイス１０およびファセット瞳ミラーデバイス１１に加えて、また、それらの代わりに、他のミラーまたはデバイスを含み得る。
[00097] パターニングデバイスＭＡからの反射に続いて、パターン付き放射ビームＢは、投影システムＰＳに入る。投影システムＰＳは、基板テーブルＷＴによって保持された基板Ｗ上に放射ビームＢを投影するように構成された複数のミラーを備える。投影システムＰＳは、縮小係数を放射ビームに適用し、パターニングデバイスＭＡ上の対応するフィーチャより小さいフィーチャを有する像を形成する。投影システムＰＳは図１において２つのミラーを有するが、投影システムは、任意の数のミラー（例えば、６、７、８、９、または１０のミラー）を含み得る。
[00098] 投影システムＰＳは、放射ビームＢを基板Ｗのターゲット部分上に集束させる。ターゲット部分は、露光フィールドと呼ばれ得る。例えば、さまざまなターゲット部分を放射ビーム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。基板テーブルＷＴは、例えば、１つ以上のポジショナ（図示せず）によって位置決めされ得る。基板テーブルが位置決めされる精度を向上させるために、１つ以上の位置センサ（図示せず）を使用して、放射ビームＢに対する基板テーブルＷＴの位置が測定され得る。１つ以上の位置センサによって行われる測定は、該１つ以上のポジショナにフィードバックされ得る。
[00099] 図示の装置は、例えば、スキャンモードにおいて使用されてよく、このスキャンモードでは、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、放射ビームに付与されたパターンを基板Ｗ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の縮小率および像反転特性によって決めることができる。基板Ｗに入射するパターン付き放射ビームは、放射の帯域を含み得る。放射の帯域は、露光スリットと呼ばれ得る。スキャン露光中、基板テーブルＷＴおよびサポート構造ＭＴの移動は、露光スリットが基板Ｗの露光フィールドにわたって進行する程度であり得る。
[000100] 本発明の一実施形態において、リソグラフィ装置は、６インチ×６インチの寸法をとるマスクＭＡ（これらは６インチマスクと呼ばれ得る）を支持するように構成され得る。これは、リソグラフィ装置で使用するための従来のマスクのサイズであり、このサイズのマスクを製造し、使用するために準備された十分なインフラが存在する。したがって、リソグラフィ装置が６インチマスクを使用することができることが有利であり得る。
[000101] 図２ａは、ＥＵＶリソグラフィ装置用の従来の６インチマスクＭＡの概略図である。マスクＭＡは、反射材料を含む。例えば、マスクＭＡは、ＥＵＶ放射を反射するように最適化された多層ミラーを備え得る。マスクＭＡは、放射ビームＢに付与されるパターンが形成されるパターン付きエリア２１を含む。例えば、ＥＵＶ吸収材料を反射マスクＭＡの表面に設けることによって、パターンがパターン付きエリア２１上に形成され得る。
[000102] マスクＭＡのスキャン露光中、パターン付きエリア２１は、ＥＵＶ放射で照明される。図２ａには露光スリット２３も示されている。露光スリット２３は、スキャン露光中、所与の時間にＥＵＶ放射で照明されるマスクＭＡの一部を表す。露光スリット２３は、図２ａにおいて、矩形を有するとして示されているが、露光スリット２３は、別の形状を有してよい。例えば、露光スリット２３は、湾曲し得る。
[000103] スキャン露光中、露光スリット２３は、図２ａにおいて双方向の矢印で示す方向にパターン付きエリア２１にわたってスキャンされる。スキャン方向は、従来、ｙ方向と呼ばれる（参照を容易にするために、図２にはデカルト座標が示されている）。マスクＭＡに対する露光スリット２３の移動は、正または負のｙ方向のものであり得る。パターン付きエリア２１に対する露光スリット２３のスキャンは、通常、（ｙ方向の）マスクＭＡの移動を介して達成される一方で、露光スリット２３は静止状態のままである。
[000104] いくつかの実施形態において、パターン付きエリア２１の外側に延在するマスクＭＡの領域が、ＥＵＶ放射で照明され得る。例えば、ＥＵＶ放射で照明される領域は、マスクＭＡ上で、パターン付きエリア２１を超える幅まで延在し得る。ただし、パターン付きエリア２１の外側のマスクＭＡの領域には、パターン付きエリア２１の内側にあるマスクＭＡの部分からのみＥＵＶ放射が反射されるように、ＥＵＶ吸収材料が設けられ得る。
[000105] 図２ｂは、図２に示すマスクＭＡのスキャン露光中、放射に露光される基板Ｗの露光領域３１を概略的に示している。図２ｂには露光スリット２３も示されている。通常、スキャン露光中、露光スリット２３がマスクＭＡのパターン付きエリア２１および基板Ｗの露光領域３１にわたってスキャンされるように、基板Ｗは、ｙ方向にスキャンされ、それと同時にマスクＭＡのスキャンが（同様にｙ方向に）行われる。
[000106] １回のスキャン露光中に放射に露光される基板Ｗの領域のサイズは、投影システムＰＳの大きさによって決まる。通常、投影システムＰＳは、マスクＭＡから基板Ｗに進む（露光スリット２３を形成する）放射の帯域に対して縮小率を適用する。これによって、マスクＭＡによってパターン付き放射ビームに対して付与されるパターンの対応するフィーチャより小さい寸法を有するフィーチャが基板Ｗ上にパターン形成される。
[000107] 従来のリソグラフィ装置ＬＡの投影システムＰＳが、ｘ方向およびｙ方向の両方に約４×の縮小率を適用し得る。従来の６インチマスクは、ｘ方向に約１０４ｍｍかつｙ方向に約１３２ｍ延在するパターン付きエリア２１を含み得る。この場合、基板Ｗ上の露光領域３１は、ｘ方向に約２６ｍｍかつｙ方向に約３３ｍｍ延在する。
[000108] ただし、ｘおよび／またはｙ方向の少なくとも１つ方向の投影システムＰＳの縮小率を高めることが有利であり得る。以下に説明するとおり、ｙ方向の投影システムＰＳの縮小率を高めることが特に有利であり得る。
[000109] ここで、投影システムＰＳの縮小率を（従来の投影システムＰＳの４×の縮小率を超える縮小率まで）高めるという利点を、図３を参照して説明する。図３は、マスクＭＡの一部の断面図である。図２および図３の比較を容易にするために、図２で使用したものと同一のデカルト座標システムが図３においても示されている。図２に示すｘ方向は、図３の紙面の平面に垂直である。図３に示すｚ方向は、図２の紙面の平面に垂直である。
[000110] マスクＭＡは、第１材料４１および第２材料４３の交互に並ぶ層の複数の対を備える。第１材料４１および第２材料４３は、異なる屈折率を有する。材料４１、４３の層の厚さおよび屈折率は、該材料が多層ミラー構造として機能する程度である。
[000111] ＥＵＶ放射の一連の光線３５が、マスクＭＡに入射するとして図３において矢印によって示されている。第１材料４１の層と第２材料４３の層との間の界面で生じる屈折率の変化によって、一部のＥＵＶ放射が各界面から反射される。例えば、ＥＵＶ放射の一部は、第１材料４１と第２材料４３との間の一番上の界面から反射されてよく、該放射の残りはより低い層まで透過してよい。そして、透過した放射の一部は、マスクＭＡの多層構造内に位置する第１材料と第２材料との間の界面から反射され得る。マスクＭＡの別々の界面からの反射は、構造的に互いに反射して反射光線３７を形成する。マスクＭＡの多くの異なる層からの反射の複合効果は、多層ミラー構造内にある効果的反射平面４７から反射される反射ＥＵＶ放射と同等であるとみなされ得る。効果的反射平面４７は、例えば、図３に示すように、マスクＭＡの上面の約１６層下方に位置決めされ得る。放射のすべての入射光線３５が、効果的反射平面４７から反射されるとして図３に示されている。ただし、一部の放射は反射平面４７の上方の位置から反射されてよく、また、一部の放射は効果的反射平面４７の下方の位置から反射されてよいと理解されたい。
[000112] 図１および図３から理解されるように、マスクＭＡに入射するＥＵＶ放射のビームは、マスクＭＡに垂直に入射しない。マスクＭＡから延在する垂線に対する放射ビームによって規定された角度（すなわち、放射ビームとｚ軸との間の角度）は、主光線角度θ（図３に示す）と呼ばれ得る。実際に、マスクＭＡは、所定の角度範囲から照明されてよく、主光線角度θは、これらの角度の平均値としてみなされ得る。図示を容易にするために、主光線角度θでマスクＭＡに入射する光線のみが図３に示されている。
[000113] ＥＵＶ吸収材料４５の領域を多層ミラー構造の上面に設けることによって、パターンがマスクＭＡ上に形成される。ＥＵＶ吸収材料４５ａ、４５ｂの２つのブロックが図３に示されている。ブロック４５ａ、４５ｂの各々は、幅ｗおよび高さｈを有する。ＥＵＶ放射がマスクＭＡに垂直に（すなわち、０の主光線角度θで）入射するのであれば、ＥＵＶ吸収材料４５ａ、４５ｂのブロックの高さｈは、マスクＭＡから反射される放射に対して影響を与えないことになる。ただし、ＥＵＶ放射は非ゼロ主光線角度θでマスクＭＡに入射するので、マスクＭＡの多層構造によって反射された放射の一部は、その後、ＥＵＶ吸収材料４５ａ、４５ｂのブロックによって吸収される。例えば、図３に示す光線３５’は、ＥＵＶ吸収材料が設けられないマスクＭＡの上面の一部に入射し、したがって効果的反射平面４７から反射される。ただし、対応する反射光線３７’は、ＥＵＶ吸収材料４５ａのブロックによって吸収され、したがってマスクＭＡを出ない。
[000114] 入射光線３５ａ（図３に太線で示す）は、マスクＭＡを出る反射光線３７ａを依然として引き起こす（したがってブロック４５ａによって吸収されない）ブロック４５ａの左側に最も近い光線を表す。入射光線３５ｂ（同様に図３に太線で示す）は、ブロック４５ａによって吸収されず、したがって反射光線３７ｂを引き起こす、ブロック４５ａの右側に最も近い光線を表す。反射光線３７ａと３７ｂとの間の間隔は、マスクＭＡから反射される放射にパターン形成される吸収ブロック４５ａの効果的幅ｗｅｆを表す。図３から分かるとおり、吸収ブロック４５ａは、ブロック４５ａの幅ｗよりかなり大きい効果的幅Ｗｅｆを有する。
[000115] 図３および上述の説明から理解されるとおり、主光線角度θの増加は、マスクＭＡ上にパターン形成されるフィーチャの効果的幅ｗｅｆの増加を引き起こす。パターン形成付きフィーチャの効果的幅ｗｅｆの増加は、望ましくない場合がある。というのは、これによって、基板Ｗ上にパターン形成可能であるフィーチャの達成可能なクリティカルディメンジョン（ＣＤ）の増加が引き起こされ得るからである。
[000116] 主光線角度θは、投影システムの入口における投影システムＰＳの開口数を考慮して選択され得る。特に、主光線角度θは、投影システムＰＳによって捕捉された放射の捕捉角が、マスクＭＡから延在する垂直線と重ならないように選択され得る。式１に関して上述したとおり、リソグラフィ装置の達成可能なＣＤを減少させるために、投影システムＰＳの開口数（ＮＡ）を増加させることが望ましい場合がある。ただし、投影システムＰＳの開口数が増加するにつれて投影システムＰＳの捕捉角も増加するので、投影システムＰＳの入口側の開口数の増加には、主光線角度θの増加が必ず伴う（これは、図３を参照して上述したとおり望ましくない場合がある）。
[000117] 投影システムＰＳの縮小率の増加は、投影システムＰＳのマスク側の開口数を増加させずに投影システムＰＳの基板側の開口数を増加させることが可能になるので、有利である。この文脈において、「投影システムの基板側」という用語は、基板テーブルＷＴに最も近い投影システムＰＳの部分を意味することが意図される。「投影システムのマスク側」という用語は、サポート構造ＭＴに最も近い投影システムＰＳの部分を意味することが意図される。
[000118] したがって、投影システムＰＳの縮小率を増加させることによって、投影システムＰＳのマスク側の開口数を増加させる必要なく投影システムＰＳの基板側の開口数を増加させる（それによってクリティカルディメンジョンを有利に減少させる）ことが可能になる（それによって、主光線角度θを増加させる必要が回避される）。したがって、図３を参照して上述した主光線角度θを増加させる不利な影響は、クリティカルディメンジョンの低減を達成しながら回避され得る。
[000119] 図３に関する上記説明から、達成可能なクリティカルディメンジョンに対する主光線角度θの影響がｙ方向に延在するフィーチャの寸法（例えば、吸収ブロック４５ａ、４５ｂの効果的幅ｗｅｆ）のみに作用することが明らかである。ｘ方向の達成可能なクリティカルディメンジョンは、主光線角度θによって影響されない。ｘ方向の照明は、マスクＭＡに垂直な主光線角度を有し、したがって図３に示す問題は生じない。
[000120] したがって、達成可能なクリティカルディメンジョンを減少させる際に特に有利なのは、ｙ方向の投影システムＰＳの縮小率の増加である。したがって、投影システムＰＳの縮小率は、ｘ方向の縮小率の対応する増加なしにｙ方向に有利に増加され得る。ｘおよびｙ方向の異なる縮小係数を適用する投影システムＰＳは、アナモルフィック投影システムＰＳと呼ばれ得る。
[000121] 図４ａは、図２ａに示したようなパターン付きエリア２１を含むマスクＭＡの概略図である。図４ｂは、マスクＭＡの２回のスキャン露光から得られ得る基板Ｗ上の露光領域３１の概略図である。マスクＭＡは、ｘ方向に約１０４ｍｍかつｙ方向に約１３２ｍｍ延在するパターン付きエリア２１を有する従来の６インチマスクであり得る。本発明の一実施形態において、図４に示すマスクＭＡのスキャン露光は、ｘ方向の約４×の縮小率およびｙ方向の約８×の縮小率を適用するアナモルフィック投影システムＰＷを用いて行われ得る。したがって、図４ａに示すマスクＭＡのパターン付きエリア２１の１回のスキャン露光は、基板Ｗ上の第１フィールド３１ａの露光を引き起こす。基板Ｗ上の第１フィールド３１ａは、ｘ方向に約２６ｍｍかつｙ方向に約１６．５ｍｍに延在し得る。第１フィールド３１ａのｙ方向の範囲は、ｘ方向およびｙ方向の両方に約４×の縮小率を適用する投影システムＰＳを有する従来のリソグラフィ装置から得られる基板Ｗ上の露光領域の（例えば、図２ａに示す露光領域３１）のｙ方向の範囲の約半分である。ｘ方向およびｙ方向の両方に約４×の縮小率を適用する投影システムＰＳを有する従来のリソグラフィ装置から得られる基板Ｗ上の露光領域は、フルフィールド３１と呼ばれ得る。第１フィールド３１ａは、フルフィールドの約半分の面積を有するので、第１フィールド３１ａは、第１ハーフフィールド３１ａと呼ばれ得る。
[000122] 上述したとおり、第１ハーフフィールド３１ａは、フルフィールドのｙ方向の範囲の約半分のｙ方向の範囲を有する。フルフィールドと同等の基板Ｗの領域Ｗを露光するために、第２ハーフフィールド３１ｂも露光され得る。第１ハーフフィールド３１ａおよび第２ハーフフィールド３１ｂはともに、従来のフルフィールドと同等の寸法を有する複合露光領域３１の露光を生じさせる。
[000123] 図５は、２つのハーフフィールド３１ａ、３１ｂを露光することによって形成され得る複合露光領域３１の２つの実施形態の概略図である。図５ａは、第１ハーフフィールド３１ａが第１ダイ５１ａと、第１ダイ５１ａを取り囲むスクライブライン５３ａと、を備える実施形態を示している。第２ハーフフィールド３１ｂは、第２ダイ５１ｂと、第２ダイ５１ｂを取り囲むスクライブライン５３ｂと、を備える。アライメントマークおよび他のフィーチャなどのパターンは、スクライブライン５３ａにおいて、かつ、スクライブライン５３ｂにおいて設けられ得る。
[000124] 第１ダイ５１ａおよび第２ダイ５１ｂは、互いに同一であり得る。同様に、スクライブライン５３ａおよびスクライブライン５３ｂは、互いに同一であり得る。このように、一実施形態において、同一のマスクＭＡを使用して第１ハーフフィールド３１ａおよび第２ハーフフィールド３１ｂの両方が露光され得る。一実施形態において、マスクＭＡは、例えば、ｘ方向に約１０４ｍｍかつｙ方向に約１３２ｍｍ延在するパターン付きエリア２１を含む従来の６インチマスクであり得る。第１ハーフフィールド３１ａおよび第２ハーフフィールド３１ｂは、ｘ方向の約４×かつｙ方向の約８×の縮小率を適用するアナモルフィック投影システムＰＳを使用して露光され得る。したがって、第１ハーフフィールド３１ａおよび第２ハーフフィールド３１ｂの各々は、ｘ方向に約２６ｍｍかつｙ方向に約１６．５ｍｍ延在し得る。
[000125] 図５ｂは、第１ハーフフィールド３１ａがダイ５１ｃの第１部分を備え、かつ、第２ハーフフィールド３１ｂがダイ５１ｃの第２部分を備える実施形態を示している。ダイ５１ｃは、スクライブライン５３ｃによって取り囲まれる。スクライブライン５３ｃの第１部分は第１ハーフフィールド３１ａの一部として形成され、スクライブライン５３ｃの第２部分は第２ハーフフィールド３１ｂの一部として形成される。
[000126] 図５ｂに示す第１ハーフフィールド３１ａは、ダイ５１ｃを形成するパターンの第１部分が設けられた第１マスクＭＡを露光することによって形成され得る。第２ハーフフィールド３１ｂは、ダイ５１ｃを形成するパターンの第２部分が設けられた第２マスクＭＡを露光することによって形成され得る。パターンの第１および第２部分は、例えば、第１ハーフフィールド３１ａおよび第２ハーフフィールド３１ｂが互いに隣接する縁に沿って、互いにつながるフィーチャを含み得る。互いにつながるように第１および第２パターンのフィーチャを位置合わせする手法は、スティッチングと呼ばれ得る。互いにつながる第１および第２パターンのフィーチャは、パターンの他の部分のフィーチャのクリティカルディメンジョンを超えるクリティカルディメンジョンを有し得る。これらのフィーチャのより大きいクリティカルディメンジョンによって、２つのパターンの位置合わせにおけるエラーに対する許容値が増加し得る。これによって、集積回路または他のデバイスを正確に動作させないおそれがある第１および第２パターンのフィーチャ間の接続の失敗が起こる可能性が低減し得る。
[000127] 一実施形態において、露光されて図５ｂの複合露光領域３１を形成する第１および第２マスクＭＡは両方とも、ｘ方向に約１０４ｍｍかつｙ方向に約１３２ｍｍ延在するパターン付きエリア２１を含む従来の６インチマスクであり得る。第１ハーフフィールド３１ａおよび第２ハーフフィールド３１ｂは両方とも、ｘ方向に約４×かつｙ方向に約８×の縮小率を適用するアナモルフィック投影システムＰＳを使用して露光され得る。したがって、図５ｂの第１ハーフフィールド３１ａおよび第２ハーフフィールド３１ｂは、ｘ方向に約２６ｍｍかつｙ方向に約１６．５ｍｍ延在し得る。
[000128] 特にｙ方向の投影システムＰＳの縮小率を増加させる利点を上述してきた。ただし、（例えば、５×の縮小率まで）ｘ方向の縮小率を増加させることも有利である。特に、投影システムＰＳの縮小率を増加させることによって、マスクＭＡ上の欠陥に対する、基板Ｗ上で露光されるパターンの感度が低減する。これは、従来の４×の縮小率が用いられる場合よりも欠陥のサイズが低減するからである。同様に、投影システムＰＳの縮小率を増加させることによって、マスク上の汚染粒子に対する、露光パターンの感度が低減する。これも、基板における汚染粒子の像のサイズが低減するからである。
[000129] 加えて、基板Ｗにおいて受けられる放射ドーズは、投影システムＰＳの縮小率を増加させることによって増加する。これは、投影システムＰＳの縮小率を増加させることによって、所与の量の放射に露光される基板の領域のサイズが減少するからである。したがって、基板Ｗ上の単位領域当たりの放射ドーズは増加する。これは、ＥＵＶ放射に露光される基板Ｗ上のパターンの領域と、ＥＵＶ放射に露光されない基板Ｗ上のパターンの領域との間の、基板Ｗにおいて受けられる放射ドーズの差が増加するため、有利であり得る。このドーズの差は、パターンが基板Ｗに転写されるコントラストと呼ばれ得る。基板上のパターンのコントラストを増加させることが望ましい場合があり、これは、投影システムの縮小率を増加させることによって達成され得る。
[000130] したがって、一般に、ｘ方向およびｙ方向の両方に縮小率を増加させることに起因する利点が存在する。ただし、マスクＭＡ上の所与のパターン付きエリア２１について、投影システムＰＳの縮小率の増加によって、パターン付きエリア２１の１回のスキャン露光によって基板Ｗ上にパターン形成される露光フィールドの縮小が引き起こされることが明らかである。基板Ｗの所与の露光領域を露光することが望ましい場合がある。したがって、マスクＭＡの１回のスキャン露光に起因する露光フィールドの減少によって、基板Ｗの所与の露光領域を露光するために行われる必要があるスキャン露光の回数が増加し得る。行われる必要があるスキャン露光の回数の増加によって、リソグラフィ装置ＬＡのスループットの望ましくない減少が引き起こされ得る。
[000131] 図５ａおよび図５ｂを参照して上述した実施形態において、ｙ方向の縮小率の増加（４×から８×）は、露光領域３１を露光するために２回のスキャン露光が必要とされることを意味する。したがって、これによって、リソグラフィ装置のスループットの低下が生じ得る。ただし、ｙ方向の達成可能なクリティカルディメンジョンの対応する減少は、スループットのそのような低下が正当化される程度に十分に有利であり得る。
[000132] 上述の実施形態において、アナモルフィック投影システムＰＳの使用によって、ｙ方向の縮小率がｘ方向の縮小率を超えるように増加することが可能になることが明らかである。これによって、リソグラフィ装置のスループットの付随する低下を制限しながら達成可能なクリティカルディメンジョンを低下させることが可能になる。例えば、ｘ方向の４×の縮小率を維持することによって、フルフィールド３１とｘ方向に同一の範囲を有するハーフフィールド３１ａ、３１ｂを露光することが可能になる。これは、フルフィールド３１を露光するために２回のスキャン露光しか必要とされないことを意味する。対照的に、ｘ方向の縮小率も８×まで増加した場合、フルフィールド３１を露光するために４回のスキャン露光が必要とされることになり、したがって、スループットのより大きい低下が生じることになる。
[000133] 投影システムＰＳの縮小率を増加させながらリソグラフィ装置のスループットの低下を制限する１つの可能な方法は、マスクＭＡのサイズを大きくすることである。しかし、従来の６インチマスクを製造し、使用するために準備された十分なインフラが存在する。したがって、リソグラフィ装置が６インチマスクを使用することが可能であることが有利であり得る。しかし、例えば図２ａおよび図４ａから、６インチマスクＭＡ上の従来のパターン付きエリア２１（ｘ方向に約１０４ｍｍかつｙ方向に約１３２ｍｍ延在する）によって、パターン付きエリア２１によって占有されないマスクＭＡの実質的な部分が残ることが明らかである。
[000134] パターン付きエリア２１によって占有されないマスクＭＡの一部は、基板Ｗが露光される放射ビームにパターン形成すること以外の目的のために必要とされ得る。例えば、パターン付きエリア２１の外側のマスクＭＡの一部は、マスクＭＡをサポート構造ＭＴ上で適所に保持するために必要とされ得る。パターン付きエリア２１の外側のマスクＭＡの他の部分には、マスクＭＡを位置合わせするために使用されるアライメントマークが設けられ得る。しかし、上述のものなどの他の目的のために使用され得るマスクＭＡの一部を依然として設けながらマスクＭＡのパターン付きエリア２１を拡張する可能性が残っている。
[000135] 図６は、パターン付きエリア２１を収容し得る領域２２を含む６インチマスクの概略図である。パターン付きエリア２１を収容し得る領域２２は、品質エリア２２と呼ばれ得る。品質エリア２２は、ｘ方向に約１３２ｍｍかつｙ方向に約１３２ｍｍ延在し得る。品質エリア２２は、図６に示すように丸みをつけたコーナ２５を有する。丸みをつけたコーナ２５は、例えば、各々が約１４ｍｍの半径を有し得る。あるいは、丸みをつけたコーナ２５は、各々が１４ｍｍ未満の半径を有し得る。品質エリア２２は、マスクＭＡによって収容され得るパターン付きエリアのサイズを制限する。品質エリアの外側でマスクの平坦性およびマスクに塗布される被覆の被覆均一性は、パターン付きエリアとしてのマスクの該当部分を使用するのに十分でなくてよい。
[000136] 図６には品質エリア２２内に配置され得るパターン付きエリアの３つの例も示されている。従来のパターン付きエリア２１が図６に示され、例えば、約１０４ｍｍのｘ方向の範囲および約１３２ｍｍのｙ方向の範囲を有し得る。従来のパターン付きエリア２１のスキャン露光は、ｘ方向の約４×およびｙ方向の約８×の縮小率を有するアナモルフィック投影システムＰＳを用いて行われ得る。これは、上述のとおり、基板Ｗ上のハーフフィールドの露光（すなわち、約２６ｍｍのｘ方向の範囲および約１６．５ｍｍのｙ方向の範囲を有する露光フィールド）を引き起こす。
[000137] 図６には従来のパターン付きエリア２１のｘ方向の範囲を超えるｘ方向の範囲を有する第２パターン付きエリア２１ａを有するマスクの実施形態も示されている。ただし、品質エリア２２の丸みをつけたコーナ２５に起因して、第２パターン付きエリア２１ａのｙ方向の範囲は、従来のパターン付きエリア２１と比較して低減する。好ましい実施形態において、第２パターン付きエリア２１ａは、約１２４ｍｍのｘ方向の範囲および約１２４ｍｍのｙ方向の範囲を有する。第２パターン付きエリア２１ａのスキャン露光は、ｘ方向の約４．８×かつｙ方向の約７．５×の縮小率を有するアナモルフィック投影システムＰＳを有するリソグラフィシステムを用いて行われ得る。これは、基板Ｗ上のハーフフィールドの露光を引き起こす。
[000138] 図６には従来のパターン付きエリア２１および第２パターン付きエリア２１ａのｘ方向の範囲を超えるｘ方向の範囲を有する第３パターン付きエリア２１ｂも示されている。しかし、品質エリア２２の丸みをつけたコーナ２５に起因して、第３パターン付きエリア２１ｂのｙ方向の範囲は、従来のパターン付きエリア２１および第２パターン付きエリア２１ａの両方と比較して低減する。第３パターン付きエリア２１ｂは、例えば、約１３２ｍｍのｘ方向の範囲および約１０４ｍｍのｙ方向の範囲を有し得る。第３パターン付きエリア２１ｂのスキャン露光は、ｘ方向の約５．１×かつｙ方向の約６．３×の縮小率を有するアナモルフィック投影システムＰＳを用いて行われ得る。これは、基板Ｗ上のハーフフィールドの露光を引き起こす。必要に応じて、リソグラフィ装置の照明システムＩＬは、露光スリットがｘ方向に約１３２ｍｍにわたって延在するのを可能にするために改良され得る。
[000139] 図６に示す第２および第３パターン付きエリア２１ａ、２１ｂの両方は、従来のパターン付きエリア２１のｘ方向の範囲を超えるｘ方向の範囲を有する。従来のパターン付きエリア２１のｘ方向の範囲を超えるｘ方向の範囲を有するパターン付きエリア２１ａ、２１ｂによって、投影システムＰＳの縮小率がｙ方向だけでなくｘ方向にも増加することが可能になる。パターン付きエリア２１ａ、２１ｂの範囲および投影システムＰＳの縮小率は、マスクＭＡ上のパターン付きエリア２１ａ、２１ｂの露光が基板Ｗ上のハーフフィールドの露光を引き起こすように構成され得る。例えば、パターン付きエリア２１ａ、２１ｂの露光は、基板Ｗ上のハーフフィールドを露光するためにｘ方向の４×を超える縮小率を有するアナモルフィック投影システムＰＳを必要とし得る。従来のパターン付きエリア２１のｘ方向の範囲を超えるｘ方向の範囲を有するパターン付きエリア２１ａ、２１ｂは、例えば、図４および図５に示すハーフフィールド３１ａ、３１ｂを露光するために４×を超えるｘ方向の縮小率を有するアナモルフィック投影システムを用いて使用され得る。
[000140] ４×を超えるｘ方向の縮小率を有するアナモルフィック投影システムＰＳを使用することは、投影システムＰＳの縮小率を増加させることによってマスクに対する欠陥の影響が低減し、かつ、マスクに対する汚染粒子の影響が低減するため、有利である。アナモルフィック投影システムＰＳのｘ方向の縮小率を増加させることによって、基板Ｗ上にパターン形成されるフィーチャのｘ方向のコントラストも有利に増加する。アナモルフィック投影システムは、例えば、４．５×を超えるＸ方向の縮小率を有し得る。
[000141] 図６に関連して上述した第２および第３パターン付きエリア２１ａ、２１ｂの例から、品質エリア２２の丸みをつけたコーナ２５は、パターン付きエリアが品質エリア２２の内側に適合することを確実にするように、ｘ方向のパターン付きエリアの範囲の増加によってｙ方向のパターン付きエリアの範囲の減少が必要となり得ることを意味することが明らかである。上述のとおり、マスクＭＡ上のパターン付きエリアの露光が基板Ｗ上のハーフフィールドの露光を引き起こすことが望ましい場合がある。したがって、パターン付きエリアのｘ方向の範囲の増加によって、ｘ方向の縮小率が増加することが有利に可能になり得る。ただし、これによって、パターン付きエリアのｙ方向の範囲の減少が必要となることがあり、ひいては、（８×のｙ方向の縮小率に対する）ｙ方向の縮小率の減少が必要となり得る。一般に、ｙ方向の縮小率は、約６×を超えることがある。
[000142] マスクＭＡ上のパターン付きエリアのｘおよびｙ方向の範囲およびアナモルフィック投影システムＰＳのｘおよびｙ方向の縮小率は、ｘおよびｙ方向のアナモルフィック投影システムＰＳの縮小率を増加および減少させる相対的な利点および不利点のバランスに応じて選択され得る。そのような選択において考慮されるパラメータは、コントラスト、マスクエラー係数、および欠陥印刷適性閾値のうちの少なくとも１つを含み得る。リソグラフィプロセスの欠陥印刷適性閾値は、マスクのパターンにおける欠陥のサイズの閾値として定義され、該閾値未満ではそのような欠陥は基板上に結像されない。例えば、第２パターン付きエリア２１ａを従来のパターン付きエリア２１と比較すると、第２パターン付きエリアの使用は、（８×の縮小率から始まり）約６％のｙ方向の縮小率の低下につながる。これによって、基板Ｗ上のパターンのコントラストの約６％の低下が生じる。ただし、ｘ方向の縮小率およびコントラストは、（４×の縮小率から始まり）約２０％増加する。ｘ方向の縮小率の２０％の増加は、マスクＭＡ上のパターンにおける欠陥およびマスク上の汚染粒子に対する基板Ｗ上のパターンの感度がｘ方向に約２０％低下することを意味する。従来のパターン付きエリア２１と比較したｙ方向の第２パターン付きエリア２１ａの範囲の減少は、露光スリット２３がスキャン露光中にスキャンされる長さが低減することを意味する。これによって、リソグラフィ装置のスループットの増加につながり得るパターン付きエリアの１回のスキャン露光を行うために必要な時間の量が低減し得る。
[000143] 第２パターン付きエリア２１ｂのさらなる利点は、第２パターン付きエリア２１ａの総面積が従来のパターン付きエリア２１の面積より約１２％大きいことである。これは、パターン付きエリアのスキャン露光中、同一の量のＥＵＶ放射が、従来のパターン付きエリア２１と比較して第２パターン付きエリア２１ａの露光中により大きい面積に対して分散されることを意味する。したがって、ＥＵＶ放射への露光に起因するマスクＭＡの加熱は、第２パターン付きエリア２１ａの場合に低減する。これは、マスクＭＡの加熱によって、マスクＭＡ上のパターンの歪みを生じさせ得るマスクＭＡの望ましくない膨張が生じ得るので、有利であり得る。
[000144] パターン付きエリア２１、２１ａ、２１ｂの具体的な実施形態および対応する縮小率の値を上述してきた。しかし、これらの実施形態に関連した説明した利点は、上述したパターン付きエリアの具体的な寸法および縮小率の値に限定されないことを理解されたい。例えば、別の実施形態において、リソグラフィシステムは、ｘの約４．４×の縮小率およびｙの約７．９×の縮小率を有するアナモルフィック投影システムＰＳを有し得る。この実施形態において、第２パターン付きエリア２１ａは、約１１４ｍｍのｘ方向の範囲および約１３０ｍｍのｙ方向の範囲を有する。さらなる実施形態において、リソグラフィシステムは、ｘの約５．１×の縮小率およびｙの約６．３×の縮小率を有するアナモルフィック投影システムＰＳを有し得る。この実施形態において、第２パターン付きエリア２１ａは、約１３２ｍｍのｘ方向の範囲および約１０４ｍｍのｙ方向の範囲を有する。一般に、ｙ方向（スキャン方向）に約１３２ｍｍ以下、かつｘ方向に少なくとも１０４ｍｍ程度以上延在するマスクＭＡのパターン付きエリア２１に対して放射の露光スリットをスキャンすることによって、基板Ｗ上の露光領域を露光することが有利である。
[000145] 一般に、アナモルフィック投影システムＰＳは、４×以上のｘ方向の縮小率を有し得る。例えば、アナモルフィック投影システムＰＳは、４．５×を超える、４．８×を超える、または５×以上のｘ方向の縮小率を有し得る。アナモルフィック投影システムＰＳは、６×を超えるｙ方向の縮小率を有し得る。例えば、アナモルフィック投影システムＰＳは、６．５×を超える、７×を超える、または７．５×を超えるｙ方向の縮小率を有し得る。
[000146] マスクのパターン付きエリア２１の範囲をｙ方向に約１３２ｍｍ以下に制限することによって、パターン付きエリア２１が６インチマスクＭＡ上に適合することが可能になる。ｘ方向に少なくとも１０４ｍｍ延在するマスクＭＡのパターン付きエリア２１を設けることによって、基板Ｗ上の露光領域が従来のフル露光フィールドのｘ方向の範囲以上のｘ方向の範囲を有することが可能になる。
[000147] ｘおよびｙ方向のパターン付きエリアの範囲は、パターン付きエリアが６インチマスクの品質エリア２２の内側で適合することを確実にしながら、露光プロセスの要件に応じて調整され得る。パターン付きエリアのｘ方向の範囲および投影システムのｘ方向の縮小率が、基板上の露光領域のｘ方向の範囲が約２６ｍｍである程度であることが望ましい場合がある。さらに、パターン付きエリアのｙ方向の範囲および投影システムのｙ方向の縮小率が、基板上の露光領域のｙ方向の範囲が約１６．５ｍｍである程度であることが望ましい場合があり、したがって、基板上の露光領域は、ハーフフィールドの寸法を有する。
[000148] ｘ方向の縮小率は、従来のフル露光フィールドのｘ方向の範囲以上のｘ方向の範囲を有する基板Ｗ上の露光領域を依然として形成しながら、５×程度にまで増加し得る。これは、６インチマスク上のパターン付きエリア２１をｘ方向に拡張することによって達成され得る。例えば、パターン付きエリア２１は、最大約１３２ｍｍのｘ方向の範囲を有し得る。パターン付きエリア２１は、約１３２ｍｍのｘ方向の範囲および約１３２ｍｍのｙ方向の範囲を有するマスクＭＡの品質エリア２２内に適合し得る。品質エリア２２は、丸みをつけたコーナ２５を有し得る。丸みをつけたコーナ２５は、各々が約１４ｍｍ以下の半径を有し得る。
[000149] ｘ方向の縮小率を超えるｙ方向の縮小率で、マスクＭＡから基板の露光領域上に反射される放射の露光スリット２３を投影することが有利である。達成可能なｙ方向のクリティカルディメンジョンは、放射がマスクＭＡに入射する主光線角度θの影響によって制限される。したがって、ｙ方向の縮小率を増加させることは、達成可能なクリティカルディメンジョンを低減させる際に特に有利である。また、ｘ方向の縮小率を増加させることに関連する利点が存在するが、従来のフル露光フィールドのｘ方向の範囲と同等のｘ方向の範囲を有する基板ｗ上の露光領域を形成することも有利である。これによって、従来のフル露光フィールドがたった２回のスキャン露光で露光されることが可能になり、したがって縮小率の増加に起因し得るリソグラフィ装置のスループットの低下が制限される。
[000150] 上述の説明より、フィーチャの達成可能なクリティカルディメンジョンは、ｘおよびｙ方向で異なり得ることが明らかである。ｘおよびｙ方向の達成可能なクリティカルディメンジョンは、マスクＭＡ上のパターン付きエリアの範囲と、ｘおよびｙ方向のアナモルフィック投影システムＰＳの縮小率の値とによって決まり得る。上述したようなリソグラフィプロセスを使用して製造されるデバイスの設計者は、ｘおよびｙ方向の達成可能なクリティカルディメンジョンに応じてデバイスのフィーチャを位置合わせし得る。例えば、達成可能なクリティカルディメンジョンは、ｘ方向よりｙ方向において小さくなり得る。この場合、デバイスの設計者は、デバイスのフィーチャがｙ方向に延在する最小寸法を有するようにデバイスのフィーチャを位置合わせし得る。リソグラフィ装置を使用してデバイスを露光する場合、ｘ方向よりｙ方向により小さいクリティカルディメンジョンを提供する照明モードが使用され得る。例えば、ｙ方向に間隔をおいて配置されたポールを有するダイポールモードが使用され得る。一般に、本発明の一実施形態において、ｘ方向の間隔を超えるｙ方向の間隔を有する放射を含む照明モードが使用され得る。
[000151] 上述のとおり、６インチマスクを製造し、使用するために準備された十分なインフラが存在する。したがって、リソグラフィ装置が、６インチマスクを支持するように構築されたサポート構造ＭＴと、ｘ方向の縮小率を超えるｙ方向（スキャン方向）の縮小率を有する投影システムＰＳと、を含むことが有利である。
[000152] ただし、リソグラフィ装置が、６インチマスクより大きいマスクＭＡを支持することが可能であることも有利であり得る。図７ａは、６インチマスクより大きい拡張マスクＭＡ’の概略図である。特に、拡張マスクＭＡ’は、６インチを超えるｙ方向の範囲を有する。例えば、拡張マスクＭＡ’は、従来の６インチマスクＭＡのｙ方向の範囲の約２倍のｙ方向の範囲を有し得る。拡張マスクＭＡ’は、従来の６インチマスクＭＡ上に適合するパターン付きエリア２１の範囲を超える範囲を有する拡張パターン付きエリア２１’を含む。例えば、拡張パターン付きエリア２１’は、約２６４ｍｍのｙ方向の範囲を有してよく、したがって従来の６インチマスクＭＡ上のパターン付きエリアの範囲の約２倍のｙ方向の範囲を有し得る。
[000153] 従来の６インチマスク上のパターン付きエリア２１を超える範囲を有するようにパターン付きエリア２１’の範囲を増加させることによって、基板Ｗ上に形成される露光領域３１の範囲が増加する。図７ｂは、図７ａに示す拡張マスクＭＡ’のスキャン露光中、基板ｗ上に形成される露光領域３１の概略図である。露光領域３１は、約８×のｙ方向の縮小率を有するアナモルフィック投影システムＰＳを使用して形成され得る。図７から、マスクＭＡ上の拡張パターン付きエリア２１’によって、１回のスキャン露光および８×のｙ方向の縮小率でフル露光フィールド３１を露光することが可能になることが分かる。フルフィールド３１は、例えば、従来のフルフィールドの寸法（例えば、約２６ｍｍのｙ方向の範囲および約３３ｍｍのｘ方向の範囲）を有し得る。
[000154] 拡張マスクＭＡ’を使用して１回のスキャン露光でフルフィールド３１を露光することによって、アナモルフィック投影システムＰＳを内蔵するリソグラフィ装置のスループットが増加することが可能になり得る。露光スリット２３は、従来のリソグラフィ装置における通常の速度より速い速度で拡張パターン付きエリア２１’に対してスキャンされ得る。例えば、スキャン速度は、従来のリソグラフィ装置と比較して、約２倍増加し得る。これによって、従来のパターン付きエリア２１を露光するのとほぼ同一の時間で拡張パターン付きエリア２１’を露光することが可能になり得る。
[000155] 一実施形態において、拡張パターン付きエリア２１’のｘ方向の範囲は、約１０４ｍｍであり得る。この実施形態において、図７ｂに示すフル露光フィールド３１は、約４×のｘ方向の縮小率を有する投影システムＰＳを使用して、１回のスキャン露光で露光され得る。
[000156] 別の実施形態において、拡張パターン付きエリア２１’のｘ方向の範囲は、１０４ｍｍを超えることがある。例えば、一実施形態において、拡張パターン付きエリア２１’のｘ方向の範囲は、約１３０ｍｍであり得る。この実施形態において、図７ｂに示すフル露光フィールド３１は、約５×のｘ方向の縮小率を有する投影システムＰＳを使用することによって、１回のスキャン露光で露光され得る。他の実施形態において、拡張パターン付きエリア２１’は、１０４ｍｍを超える他のｘ方向の範囲を有し得る。そのような拡張パターン付きエリア２１’を露光するために使用されるｘ方向の縮小率は、基板Ｗ上の結果として得られる露光フィールド３１のｘ方向の範囲が約２６ｍｍ（すなわち、従来のフルフィールドのｘ方向の範囲）と実質的に同等である程度であり得る。
[000157] リソグラフィ装置は、６インチマスクＭＡを支持するように構成されてよく、また、拡張マスクＭＡ’を支持するように構成されてよい。このように、同一のリソグラフィ装置を使用して、従来のパターン付きエリア２１および拡張パターン付きエリア２１’の両方が露光され得る。リソグラフィ装置は、６インチマスクＭＡおよび拡張マスクＭＡの両方を（互いに別々の時に）支持するように構成されたサポート構造ＭＴを備え得る。あるいは、リソグラフィ装置は、６インチマスクＭＡを支持するように構成された少なくとも１つのサポート構造と、拡張マスクＭＡ’を支持するように構成された少なくとも１つのサポート構造ＭＴとを備える、交換可能なサポート構造ＭＴを備え得る。サポート構造ＭＴは、露光されるマスクＭＡに応じて、リソグラフィ装置内で交換され得る。
[000158] ６インチマスクＭＡを支持するように構成され、かつ拡張マスクＭＡ’を支持するように構成されたリソグラフィ装置は、アナモルフィック投影システムＰＳをさらに備え得る。アナモルフィック投影システムＰＳは、約８×のｙ方向の縮小率および約４×のｘ方向の縮小率を有し得る。あるいは、アナモルフィック投影システムＰＳは、４×を超えるｘ方向の縮小率を有し得る。例えば、アナモルフィック投影システムＰＳは、４．５×を超える、４．８×を超える、または５×以上のｘ方向の縮小率を有し得る。アナモルフィック投影システムＰＳは、８×未満のｙ方向の縮小率を有し得る。例えば、アナモルフィック投影システムは、７．５×程度のｙ方向の縮小率または６．３×程度のｙ方向の縮小率を有し得る。一般に、アナモルフィック投影システムＰＳは、６×を超えるｙ方向の縮小率を有し得る。
[000159] 同一のアナモルフィック投影システムＰＳは、６インチマスクＭＡおよび拡張マスクＭＡ’の露光中に使用され得る。基板Ｗ上の結果として得られる露光領域３１の範囲は、露光されるマスクＭＡのサイズ、特に、マスクＭＡ上のパターン付きエリア２１のサイズによって決まることになる。
[000160] ６インチマスクＭＡを支持するように構成され、かつ、拡張マスクＭＡ’を支持するように構成されたリソグラフィ装置は、リソグラフィ装置のユーザに対してより高い柔軟性を提供し得る。ｙ方向のリソグラフィ装置の縮小率の増加によって、従来のリソグラフィ装置と比較して、達成可能なクリティカルディメンジョンの減少が促進され得る。リソグラフィ装置は、リソグラフィ装置のスループットの低下がほとんどまたは全くない拡張マスクＭＡ’を露光するために使用され得る。リソグラフィ装置は、６インチマスクＭＡを露光するためにも使用されてよく、したがって６インチマスクを製造し、使用するために準備された十分なインフラとの適合性を提供する。
[000161] 集積回路などのデバイスの製造において、集積回路または他のデバイスの第１機能層を小さいクリティカルディメンジョンで設けること、および、該デバイスの後続の層をより大きいクリティカルディメンジョンで設けることは通常のことである。したがって、上述したようなアナモルフィック投影システムＰＳを備えるＥＵＶリソグラフィ装置は、基板Ｗ上の第１機能層を小さいクリティカルディメンジョンでパターン形成するために使用され得る。そして、基板Ｗは、より大きいクリティカルディメンジョンを有する後続の層をパターン形成するために、１つ以上の他のリソグラフィ装置に搬送され得る。該１つ以上の他のリソグラフィ装置は、従来のＥＵＶリソグラフィ装置（例えば、ｘ方向およびｙ方向の両方で４×の縮小率を有する）を含んでよく、また、ＥＵＶ放射を使用しないリソグラフィ装置（例えば、ＤＵＶリソグラフィ装置）を含んでよい。
[000162] リソグラフィ装置のアナモルフィック投影システムがＵＳ２０１３０１２８２５２号に開示されている。本発明の実施形態は、当該投影システムから改良された投影システムを使用し得る。投影システムおよびそのような投影システムを備えるリソグラフィ装置は、４×、４．４×、４．５×、４．８×、５×、および５．１×のｘの縮小係数を有すると言及されてきた。投影システムおよびそのような投影システムを備えるリソグラフィ装置は、６．３×、７．５×、７．９×、および８×のｙの縮小係数を有すると言及されてきた。これらの縮小係数の値は近似値であり、また、投影システムの縮小率の調整を使用中に（例えば、リソグラフィ装置の許容値に対応するために）行うことが可能であり得ることを理解されたい。
[000163] 本明細書において、リソグラフィ装置の関連での本発明の実施形態について具体的な言及がなされているが、本発明の実施形態は、他の装置で使用されてよい。本発明の実施形態は、マスク検査装置、メトロロジ装置、またはウェーハ（または他の基板）やマスク（または他のパターニングデバイス）などのオブジェクトを測定または処理するあらゆる装置の一部を形成し得る。これらの装置は、通常リソグラフィツールとして呼ばれ得る。そのようなリソグラフィツールは、真空条件または環境（非真空）条件を使用し得る。
[000164] 「ＥＵＶ放射」という用語は、４〜２０ｎｍの範囲、例えば、１３〜１４ｎｍの範囲の波長を有する電磁放射を包含するとみなされてよい。ＥＵＶ放射は、１０ｎｍ未満、例えば、６．７ｎｍや６．８ｎｍなどの４〜１０ｎｍの範囲内の波長を有し得る。
[00016] 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、他の用途を有し得ることが理解されるべきである。他の可能な用途には、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が含まれる。
[000166] 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。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 (24)

  1. 放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付き放射ビームを形成可能であるパターン付きエリアを備えるマスクを支持するとともに、スキャン方向に移動可能であるサポート構造と、
    基板を保持するとともに、スキャン方向に移動可能である基板テーブルと、
    前記パターン付き放射ビームを前記基板の露光領域上に投影し、前記スキャン方向において、前記スキャン方向に垂直な第２方向における縮小率を超える縮小率を有する投影システムであって、前記第２方向における前記縮小率は４×を超える、投影システムと、
    を備える、リソグラフィ装置。
  2. 前記スキャン方向における前記投影システムの前記縮小率は、６×を超える、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
  3. 前記第２方向における前記投影システムの前記縮小率は、４．８×である、請求項１または２に記載のリソグラフィ装置。
  4. 前記スキャン方向における前記投影システムの前記縮小率は、７．５×である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のリソグラフィ装置。
  5. 前記マスクの前記パターン付きエリアは、１０４ｍｍを超える前記第２方向における範囲を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のリソグラフィ装置。
  6. 前記マスクの前記パターン付きエリアは、１３２ｍｍ以下である前記スキャン方向における範囲を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のリソグラフィ装置。
  7. 前記マスクの前記パターン付きエリアは、１２４ｍｍの前記スキャン方向における範囲および１２４ｍｍの前記第２方向における範囲を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のリソグラフィ装置。
  8. リソグラフィ装置を使用して露光領域を基板上に露光する方法であって、
    スキャン方向に、かつマスクのパターン付きエリアにわたって、放射の露光スリットをスキャンすることと、
    前記スキャン方向において、前記スキャン方向に垂直な第２方向における縮小率を超える縮小率で、前記マスクから反射される放射の露光スリットを前記基板の前記露光領域上に投影させることであって、前記第２方向の前記縮小率は４×を超えることと、
    を含む、方法。
  9. 前記第２方向における前記縮小率は、４．８×である、請求項８に記載の方法。
  10. 前記スキャン方向における前記縮小率は、７．５×である、請求項８または９に記載の方法。
  11. 前記マスクの前記パターン付きエリアは、１０４ｍｍを超える前記第２方向における範囲を有する、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の方法。
  12. 前記マスクの前記パターン付きエリアは、１３２ｍｍ以下である前記スキャン方向における範囲を有する、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の方法。
  13. 前記マスクの前記パターン付きエリアは、１２４ｍｍの前記スキャン方向における範囲および１２４ｍｍの前記第２方向における範囲を有する、請求項８〜１２のいずれか一項に記載の方法。
  14. 前記マスクの前記パターン付きエリアは、前記マスクの品質エリア上に配置される、請求項８〜１３のいずれか一項に記載の方法。
  15. 前記マスクの前記品質エリアは、約１３２ｍｍの前記スキャン方向における範囲を有する、請求項１４に記載の方法。
  16. 前記マスクの前記品質エリアは、約１３２ｍｍの前記第２方向における範囲を有する、請求項１４または１５に記載の方法。
  17. リソグラフィ装置で使用するためのマスクであって、
    放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付き放射ビームを形成可能であるパターン付きエリアを備え、
    使用中、前記放射ビームが前記パターン付きエリアにわたってスキャンされるスキャン方向を伴って構成され、
    前記パターン付きエリアは、前記スキャン方向に垂直な第２方向における１０４ｍｍを超える範囲を有する、マスク。
  18. 前記マスクの前記パターン付きエリアは、約１２４ｍｍの前記スキャン方向における範囲を有する、請求項１７に記載のマスク。
  19. 前記マスクの前記パターン付きエリアは、約１２４ｍｍの前記第２方向における範囲を有する、請求項１７または１８に記載のマスク。
  20. 前記パターン付きエリアは、前記マスクの品質エリア上に配置される、請求項１７〜１９のいずれか一項に記載のマスク。
  21. 前記マスクの前記品質エリアは、約１３２ｍｍの前記スキャン方向における範囲を有する、請求項２０に記載のマスク。
  22. 前記マスクの前記品質エリアは、約１３２ｍｍの前記第２方向における範囲を有する、請求項２０または２１に記載のマスク。
  23. 前記マスクの前記品質エリアは、丸みをつけたコーナを有する、請求項１７〜２２のいずれか一項に記載のマスク。
  24. 前記マスクは、およそ６インチの前記スキャン方向における範囲およびおよそ６インチの前記第２方向における範囲を有する、請求項１７〜２３のいずれか一項に記載のマスク。
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