JP5587917B2 - マイクロリソグラフィ投影露光装置 - Google Patents

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Description

本発明は、一般的に、マスクを感光面上に結像するマイクロリソグラフィ露光装置に関し、具体的には、光学面、例えば、ミラー又はミラーアレイと、光学面に関連するパラメータを複数の位置で測定するように構成された測定デバイスとを含むそのような装置に関する。
マイクロリソグラフィ(フォトリソグラフィ又は単にリソグラフィとも呼ぶ)は、集積回路、液晶ディスプレイ、及び他の微細構造デバイスの製作のための技術である。マイクロリソグラフィ処理は、エッチング処理と共に基板、例えば、シリコンウェーハ上に形成された薄膜積層体内に特徴部をパターン形成するのに使用される。製作の各層では、最初にウェーハが、深紫外(DUV)光又は極紫外(EUV)光のような放射線に敏感な材料であるフォトレジストで被覆される。次に、上部にフォトレジストを有するウェーハが、投影露光装置内で投影光に露光される。この装置は、パターンを含むマスクをフォトレジストがマスクパターンによって判断されるある一定の位置でのみ露光されるようにフォトレジスト上に投影する。露光後にフォトレジストは現像され、マスクパターンに対応する像が生成される。次に、エッチング処理が、このパターンをウェーハ上の薄膜積層体内に転写する。最後に、フォトレジストが除去される。異なるマスクを用いたこの工程の繰返しにより、多層微細構造化構成要素がもたらされる。
投影露光装置は、一般的に、マスクを照明するための照明系と、マスクを整列させるためのマスク台と、投影対物系と、フォトレジストで被覆されたウェーハを整列させるためのウェーハアラインメント台とを含む。照明系は、マスク上で、例えば、矩形又は湾曲形のスリットの形状を有することができる視野を照明する。
現在の投影露光装置では、2つの異なる種類の装置の間で区別を付けることができる。一方の種類では、ウェーハ上の各ターゲット部分は、マスクパターン全体をそのターゲット部分の上に一度に露光することによって照射される。そのような装置を一般的にウェーハステッパと呼ぶ。一般的に、ステップアンドスキャン装置又はスキャナと呼ぶ他方の種類の装置では、各ターゲット部分は、投影ビームの下で走査方向に沿ってマスクパターンを漸次的に走査し、それと同期してこの方向と平行又は反平行に基板を移動させることによって照射される。ウェーハの速度とマスクの速度の比は、通常は1よりも小さく、例えば、1:4である投影対物系の倍率に等しい。
「マスク」(又はレチクル)という用語は、パターン形成手段として広義に解釈すべきであることは理解されるものとする。一般的に使用されるマスクは、透過パターン又は反射パターンを含み、例えば、バイナリ、交替位相シフト型、減衰位相シフト型、又は様々な混成マスク型のものとすることができる。しかし、能動的マスク、例えば、プログラマブルミラーアレイとして達成されるマスクも存在する。また、プログラマブルLCDアレイを能動的マスクとして使用することができる。
理想的には、照明系は、マスク上の照明視野の各点を明確に定められた放射照度及び角度分布を有する投影光を用いて照明する。角度分布という用語は、マスク平面内の特定の点に向けて収束する光束の全体の光エネルギが、光束を構成する光線の様々な方向の中で如何に配分されるかを表す。
マスク上に入射する投影光の角度分布は、通常はフォトレジスト上に投影されるパターンの種類に適応される。例えば、比較的大きいサイズの特徴部は、小さいサイズの特徴部とは異なる角度分布を必要とする可能性がある。投影光の最も一般的に使用される角度分布を従来照明設定、輪帯照明設定、二重極照明設定、及び四重極照明設定と呼ぶ。これらの用語は、照明系の系瞳面内の放射照度分布を意味する。例えば、輪帯照明設定では、系瞳面内で環状領域のみが照明される。従って、投影光の角度分布には小さい角度範囲しか存在せず、従って、全ての光線は、マスク上に類似の角度で傾斜して入射する。
当業技術では、望ましい照明設定を得るためにマスク平面内の投影光の角度分布を修正する様々な手段が公知である。マスク平面に様々な角度分布を生成するのに最大の柔軟性を得るために、瞳面を照明するミラーアレイを使用することが提案されている。
EP1 262 836 A1では、ミラーアレイは、1000個を超える微細ミラーを含むマイクロ電気機械システム(MEMS)として達成される。ミラーの各々は、2つの直交傾斜軸の回りに傾斜させることができる。従って、そのようなミラーデバイス上に入射する放射線をほぼあらゆる望ましい半球方向に反射することができる。ミラーアレイと瞳面の間に配置されたコンデンサーレンズは、ミラーによって生成された反射角を瞳面内の位置に変換する。この公知の照明系は、各々が1つの特定の微細ミラーに関連付けられ、このミラーを傾斜させることによって瞳面にわたって自由に移動可能な複数のスポットで瞳面を照明することができる。
類似の照明系は、US 2006/0087634 A1、US 7,061,582 B2、及びWO 2005/026843 A2から公知である。そのような傾斜可能ミラーアレイは、EUV照明系に対しても提案されている。
個々のミラーの向きは、高精度で高速に制御すべきである。この目的のために、閉ループ制御を使用することが提案されている。そのような制御方式は、各ミラーの向きを高い繰返し頻度でモニタすることを必要とする。
国際出願WO 2008/095695 A1は、各個々のミラーの向きを測定することを可能にする測定デバイスを開示している。この目的のために、各ミラーに対して個別の測定光束を生成する照明ユニットが設けられる。検出器は、光束がミラーから反射された後にこれらの光束の角度を測定する。ミラー上に入射する光束の方向が既知である場合には、ミラーの向きを反射光束の測定方向に基づいて評価ユニットによって判断することができる。時間又は周波数多重化を使用することにより、ミラーの向きを連続して判断することができ、又は一度に判断することができる。
照明ユニットは、ミラー上に向けられる測定光束を生成する光源としてレーザダイオードアレイ、特に、垂直空洞面発光レーザ(VCSEL)を使用する。各レーザダイオードに対して、レーザダイオードの前方に配置され、ダイオードの光射出ファセットをミラーのうちの1つの上に結像する結像レンズが設けられる。好ましくは、結像レンズは、レーザダイオードと同じピッチを有するマイクロレンズアレイを形成する。
しかし、多くの場合に、最も好ましい寸法のそのような測定デバイスの下でも測定精度は満足のゆくものではないことが見出されている。
マイクロリソグラフィ投影露光装置の視野内での類似の測定においても同じ問題に遭遇する。例えば、そのような装置の投影対物系内には、恐らくは、収差を補正するために変形することができる光学面を有する光学要素が存在する。光学面の変形は、機械力を作用するアクチュエータを用いて、又は放射線を光学面上のある一定の区域上に向けることによって達成することができる。アクチュエータを制御するために、光学面に関連するパラメータを複数の位置で測定するように構成された測定デバイスを用いて光学面の形状を測定することができる。光学面が連続又は不連続のいずれのものであるかは実際に問題ではないので、ミラーアレイの場合と同様に、そのような場合にも測定精度は時として満足のゆくものではない。
EP1 262 836 A1 US 2006/0087634 A1 US 7,061,582 B2 WO 2005/026843 A2 WO 2008/095695 A1 WO 2005/078522 A US 2004/0036977 A1 US 2005/0018294 A1 DE 10 2008 050 446.7 PCT/EP2008/010918
本発明の目的は、光学面と、複数の位置で面関連パラメータを測定するように構成されて改善された精度を有する測定デバイスとを含むマイクロリソグラフィ投影露光装置を提供することである。
本発明により、この目的は、測定デバイスが、複数の照明部材を含む照明ユニットを有するマイクロリソグラフィ投影露光装置によって達成される。各照明部材は、測定光を放出するように構成された光射出ファセットを有する。照明ユニットは、少なくとも2つの光射出ファセットが配置された物体平面と、光学面と少なくとも実質的に一致する像平面との間の結像関係を確立し、それによって少なくとも2つの光射出ファセットの像である複数の測定光スポットを光学面上に生成する光学結像系を更に含む。測定デバイスは、測定光の特性を測定光が測定光スポットにおいて光学面と相互作用した後に測定するように構成された検出器ユニットを更に含む。評価ユニットは、検出器ユニットによって判断された測定光の特性に基づいて、位置の各々に対して面関連パラメータを判断するように構成される。
本発明者は、従来技術において提案されているように、光学面上に照明部材を結像するのに結像レンズアレイが使用される場合には、回折効果が顕著になる可能性があることに気付いた。回折は、少なくとも照明部材の好ましい寸法、光学面上の位置、及びこれらの間の距離において、測定光スポットが不鮮明になり、望ましい位置に限定されずに隣接する位置に拡大することになるという結果を有する可能性がある。測定光が隣接する位置の上に入射する場合には、この入射は、測定精度に対して悪影響を有する。
そのような従来技術方式とは対照的に、本発明は、光学結像系の共通の物体平面内に照明部材の少なくとも2つの光射出ファセットを配置することを提案する。この結像系は、少なくとも2つ、好ましくは、全ての光射出ファセットが配置される大きい物体平面をもたらすので、光学結像系内に含まれる光学要素の直径は、解像度を低下させる傾向を有する回折を無視することができる程度まで大きくなる。その結果、測定光スポットは、回折パターンによって不鮮明になることは実質的にない。従って、不鮮明な測定光スポットの得られる測定精度の低下は回避される。測定光スポットの重ね合わせが許される場合には、本発明は、測定光スポットの密度を高めるために使用することができ、それによっても測定精度が改善する。
「物体平面」又は「像平面」という用語は、これらの平面が完全に平坦であることを必ずしも意味しないことは理解されるものとする。一部の用途、例えば、EUV投影対物系における結像ミラーの曲面を測定するためのものでは、曲面が有利である場合がある。
一実施形態では、光学面に関連し、かつ複数の位置において測定されるパラメータは、光学面の形状を定める。これは、光学面の形状を非接触方式で高精度に測定することを可能にすることから特に有利である。本出願に使用する「形状」という用語は、光学面の向きを含むこともできる。光学面に関連するパラメータは、例えば、光学面の透過率又は反射率とすることができる。パラメータは、光学面を形成する界面を有する光学材料の屈折率とすることができる。従って、本発明は、面形状測定デバイスに限定されない。
光学面の形状測定は、装置が、光学面を変形するように構成された面変形ユニットを含む場合は特に有利である。そのような変形は、光学系、特に、投影露光装置の投影対物系における波面誤差を低減するために生成することができる。面変形ユニットは、例えば、光学面を含む光学要素を曲げるために光学面に対して作用する力を生成するように構成されたアクチュエータを含むことができる。面変形ユニットは、光学面上の選択された区域の方向に光を向ける加熱光源を含むことができる。この場合、加熱光の吸収は、光学面の変形をもたらす。この場合、測定デバイスは、閉ループ制御の一部を形成し、面変形ユニットによって生成された面変形をモニタすることができる。
一実施形態では、光学面は、測定光のうちの少なくとも実質的な部分を反射するように構成される。例えば、光学面は、収差を補正するために投影露光装置に使用される適応ミラーによって形成することができる。しかし、光学面は、レンズのような屈折光学要素上に形成することができる。この場合、光学面から反射される光の分量は(小さいにも関わらず)、面関連特性を測定するには十分なものとすることができる。好ましい実施形態では、光学面は、測定光の10%超、好ましくは、50%超を反射するように構成される。測定光と光学面との相互作用は、必ずしも反射でなくてもよく、屈折とすることができる。この場合、測定光のうちの反射部分ではなく、透過部分の特性が測定される。
別の実施形態では、光学面は、入射光線を制御信号に応じて可変である反射角で反射するようになったミラーのアレイによって形成される。この光学面は、ミラー面を変形することにより、又はより簡単には少なくとも1つの傾斜軸に傾斜されるように構成されたミラーを設けることによって得ることができる。
そのようなミラーアレイは、装置の照明系に配置することができる。この場合、ミラーは、投影光を照明系の系瞳面の方向に向ける。それによってマスク上に入射する光の角度光分布(照明設定)を柔軟に変更することが可能になる。
本発明は、ps 2<5λdという条件が成り立つ場合に特に有利である。ここでdは、光射出ファセットと光学面の間の平均距離であり、psは、光学面上に生成される光スポットの平均ピッチであり、λは測定光の中心波長である。そのような条件の下では、回折効果は非常に有意になり、従って、回折によってもたらされる悪影響を低減する本発明を最も有利に使用することができる。
一実施形態では、少なくとも1つの照明部材は、測定光を生成するようになった測定光源を含む。測定光源によって生成される測定光の発散を低減するように、測定光の光路内に集光器が配置される。集光器は、測定光源上に直接に適用された正のレンズ又はレンズ配列、回折要素、又はGRINレンズによって形成することができる。集光器は、この場合、集光器の後面によって形成される光射出ファセットを光学面上に結像する結像系のサイズ及び複雑度を低減することを可能にするという理由から有利である。これは、集光器の射出ファセットから射出する測定光が小さい発散を有し、従って、結像系が対処すべきである幾何学的光学流束が減幅することによる。
集光器は、光学面上の同じ光スポットに測定光を向ける少なくとも2つの測定光源を含む少なくとも1つの照明部材を有することも可能にする。この場合、照明部材は、依然として単一の光射出ファセットを有するが、この光射出ファセットは、少なくとも2つの測定光源によって照明することができる。一実施形態では、少なくとも2つの測定光源は、集光器の後焦点面に配置される。この概念は、光源の故障の場合に冗長性を与えるのに使用することができる。
有害な回折効果を回避するという利点は、照明ユニット内に含まれる全ての光射出ファセットをただ1つの結像系によって光学面上に結像すべきであることを要求しない。一部の場合には、結像系は、照明ユニット内に含まれる2つ又はそれよりも多くであるが、全部ではない光射出ファセットが配置された物体平面を各々が有する少なくとも2つのサブ結像系に再分割することが有利である場合がある。更に、結像系の1つ又はそれよりも多くの光学要素を全ての照明部材によって生成された測定光に露光し、他の(通常は小さい)光学要素を照明部材のうちの一部だけによって生成された測定光に露光することも可能である。
N=2,3,4,...であり、R=ps/pfが、光学面上の隣接する測定光スポットの平均ピッチpsと、隣接する光射出ファセットの平均ピッチpfとの間の比である時に、サブ結像系は、|β|=N・Rである倍率βを有する。この場合、光射出ファセットのアレイは、光学面上に照明されるスポットの密度が1/N倍だけ低減されるように光学面上に結像される。サブ結像系は、1つのサブ結像系によって照明されないスポットが、別のサブ結像系によって照明され、それによっていくつかの交互照明パターンがもたらされるように配置することができる。別のサブ結像系の照明部材によって照明することができるスポットを照明することができる付加的なサブ結像系を追加することができ、それによって冗長性が与えられる。更に、これは、光源の故障の場合に測定デバイスの信頼性を改善する。
上述のような倍率では、照明ユニットは、n≧N2個の照明サブユニットに再分割することができる。各照明サブユニットは、次に、光射出ファセットが結像サブユニットのうちの1つの物体平面に配置された照明部材の一部を含む。照明サブユニットは、次に、光源と、集光器と、電気回路とを含む光学構成要素として形成することができ、そのような構成要素は、故障の場合に交換することができ、又は冗長性の程度を変更すべきである場合に照明ユニットに追加するか又はそこから除去することができる。
光学系の物体平面と像平面は、特に、シャインプルーフ条件に従って互いに対して傾斜させることができる。それによって光学面は、傾斜させて照明することが可能になり、それによって検出器ユニットの配列が簡素化される。一実施形態では、光学系の2つの光学要素は、平行に延びてある一定の距離だけ分離した回転対称軸を有する。
本発明の様々な特徴及び利点は、添付図面と関連して以下に続く詳細説明を参照することによってより容易に理解することができる。
本発明による投影露光装置の大幅に簡略化した斜視図である。 図1に示す投影露光装置に収容される照明系を通る子午断面図である。 図2の照明系内に含まれるミラーアレイの斜視図である。 本発明による測定デバイスを示す図2の拡大抜粋図である。 図4に示す測定デバイスに対して使用することができる第1の実施形態による照明ユニットを通る子午断面図である。 照明部材が集光器を含む図4に示す測定デバイスに対して使用することができる第2の実施形態による照明ユニットを通る子午断面図である。 2つの照明部材を示す図6の拡大抜粋図である。 結像系が3つのサブ結像系を含む図4に示す測定デバイスに対して使用することができる第3の実施形態による照明ユニットを通る子午断面図である。 結像系とミラーアレイの間の距離が特に大きい図4に示す測定デバイスに対して使用することができる第4の実施形態による照明ユニットを通る子午断面図である。 倍率が異なって設定された図4に示す測定デバイスに対して使用することができる第5の実施形態による照明ユニットを通る子午断面図である。 照明部材のアレイの3次元配列を示す概略図である。 別の実施形態に関する図11と類似の概略図である。 物体平面が像平面に対して傾斜された図4に示す測定デバイスに対して使用することができる第6の実施形態による照明ユニットを通る子午断面図である。 第7の実施形態による複数の照明部材を通る子午断面図である。 第8の実施形態によるEUV投影露光装置の概略図である。 図15の拡大詳細抜粋図である。
I.投影露光装置の一般的な構造
図1は、投影光ビームを生成するための照明系12を含むDUV投影露光装置10の非常に簡略化した斜視図である。投影光ビームは、微細構造18を含むマスク16上の視野14を照明する。この実施形態では、照明視野14は、近似的にリングセグメントの形状を有する。しかし、他の例えば矩形の照明視野14の形状も考えられている。
投影対物系20は、照明視野14内の構造18を基板24上に堆積させた感光層22、例えば、フォトレジスト上に結像する。シリコンウェーハによって形成することができる基板24は、感光層22の上面が、投影対物系20の像平面に精密に位置するようにウェーハ台(図示せず)上に配置される。マスク16は、マスク台(図示せず)を用いて投影対物系20の物体平面に位置決めされる。投影対物系20は1よりも小さい倍率を有するので、照明視野14内の構造18の縮小像14’が感光層22上に投影される。
投影中に、マスク16及び基板24は、Y方向と一致する走査方向に沿って移動される。従って、照明視野14は、照明視野14よりも大きい構造区域を連続して投影することができるようにマスク16上で走査を行う。多くの場合に、そのような種類の投影露光装置を「ステップアンドスキャン装置」又は単に「スキャナ」と呼ぶ。マスク16の速度と基板24の速度の間の比は、投影対物系20の倍率の逆数に等しい。物体平面20が像を反転させる場合には、マスク16と基板26は、反対方向に移動し、図1にはこれを矢印A1とA2とで示している。しかし、本発明は、マスク16及び基板24がマスクの投影中に移動しないステッパツールに対して使用することもできる。
図示の実施形態では、照明視野14は、投影対物系20の光軸26を中心に位置しない。そのような変形照明視野14は、ある一定の種類の投影対物系20において必要である可能性がある。他の実施形態では、照明視野14は、光軸26を中心に位置する。
20nmよりも短い、特に、13.6nmの投影光波長に向けて設計されたEUV投影露光装置は、同じ基本構造を有する。しかし、EUV放射線を透過させるいかなる光学材料も存在しないので、ミラーのみが光学要素として使用され、同様にマスクも反射型のものである。
II.照明系の一般的な構造
図2は、図1に示しているDUV照明系12を通るより詳細な子午断面図である。明瞭化のために、図2の図は大幅に簡略化したものであり、正確な縮尺のものではない。特に、これは、様々な光学ユニットをごく少数の光学要素のみで表すことを意味する。現実には、これらのユニットは、かなり多くのレンズ及び他の光学要素を含む場合がある。
照明系12は、ハウジング28、及び図示の実施形態ではエキシマレーザ30として達成される光源を含む。エキシマレーザ30は、約193nmの波長を有する投影光を放出する。他の種類の光源及び他の波長、例えば、248nm又は157nmも考えられている。
図示の実施形態では、エキシマレーザ30によって放出された投影光は、ビーム拡大ユニット32に入射し、そこで光束は、幾何学的光学流束を変化させることなく拡大される。ビーム拡大ユニット32は、図2に示しているようにいくつかのレンズを含むことができ、又は例えばミラー配列として達成することができる。投影光は、ビーム拡大ユニット32から実質的に平行なビーム34として射出する。他の実施形態では、このビームは、有意な発散を有する場合がある。平行ビーム34は、照明系12の全体寸法を短縮するために設けられた平面折り返しミラー36上に入射する。
折り返しミラー36からの反射後に、ビーム34は、マイクロレンズ40のアレイ38上に入射する。ミラーアレイ46は、マイクロレンズ40の後焦点面内又はその近くに配置される。以下により詳細に説明するように、ミラーアレイ46は、好ましくは、互いと垂直に整列した2つの傾斜軸によって互いに独立して傾斜させることができる複数の小さい個々のミラーMijを含む。ミラーMijの合計数は、100を超えるか、又は更には数1000を超えるとすることができる。ミラーMijの反射面は平面とすることができるが、付加的な反射力が望ましい場合は曲面とすることができる。それとは別に、ミラー面は、回折構造を支持することができる。この実施形態では、ミラーMijの数は、マイクロレンズアレイ38内に含まれるマイクロレンズ40の数に等しい。従って、各マイクロレンズ40は、ミラーアレイ46の1つのミラーMij上に収束する光束を向ける。
個々のミラーMijの傾斜移動は、照明系12の全体系制御器52に接続したミラー制御ユニット50によって制御される。ミラーMijの望ましい傾斜角を設定するのに使用されるアクチュエータは、ミラー制御ユニット50から制御信号を受け取り、各個々のミラーMijが、この制御信号に応じて変更することができる反射角で入射光線を反射することを可能にする。図示の実施形態では、個々のミラーMijを配置することができる連続する傾斜角度範囲が存在する。他の実施形態では、アクチュエータは、限られた数の離散傾斜角しか設定することができないように構成される。
図3は、簡略化の目的で僅かに8×8=64個のミラーMijを含むミラーアレイ46の斜視図である。ミラーアレイ46上に入射する光束54aは、ミラーMijの傾斜角に依存して異なる方向に反射される。この概略的な図では、特定のミラーM35が、別のミラーM77に対して2つの傾斜軸56x、56yの回りに傾斜され、ミラーM35及びM77によってそれぞれ反射される光束54b、54b’が異なる方向に反射されると仮定している。
再度図2を参照すると、ミラーMijから反射された光束は、第1のコンデンサー58上に入射し、コンデンサー58は、若干発散する光束が、今度は少なくとも実質的に平行な光束として、複数の2次光源を生成する光学インテグレーター72上に入射することを保証する。光学インテグレーター72は、光線と照明系12の光軸OAとの間に形成される角度の範囲を拡大する。他の実施形態では、光学インテグレーター72上に入射する光束がより大きい発散を有するように、第1のコンデンサー58は省かれる。
図示の実施形態では、光学インテグレーター72は、各々が平行な円柱マイクロレンズの2つの直交アレイを含む2つの基板74、76を含むフライアイレンズとして達成される。他の構成の光学インテグレーター、例えば、回転対称面を有するが、矩形の境界を有するマイクロレンズのアレイを含むインテグレーターも考えられている。照明系12に適する様々な種類の光学インテグレーターが説明されているWO 2005/078522 A、US 2004/0036977 A1、及びUS 2005/0018294 A1を参照されたい。
参照番号70は、マスク14上に入射する光の角度分布を実質的に定める照明系12の系瞳面を表す。通常、系瞳面70は、平面又はいくらかの曲面であり、光学インテグレーター72内又はその直近に配置される。系瞳面70内の角度光分布は、それに続く視野平面内の強度分布に直接に変換されるので、光学インテグレーター72は、マスク16上の照明視野14の基本的な幾何学形状を実質的に決める。光学インテグレーター72は、角度範囲を走査方向YよりもX方向において大幅に拡大するので、照明視野14は、走査方向YよりもX方向に沿って大きい寸法を有する。
光学インテグレーター72によって生成される2次光源から射出する投影光は、図2では簡略化の目的だけのために単一のレンズで表す第2のコンデンサー78に入射する。第2のコンデンサー78は、系瞳面70と、視野絞り82が配置されたそれに続く中間視野平面80との間のフーリエ関係を保証する。第2のコンデンサー78は、2次光源によって生成された光束を中間視野平面80内で重ね合わせて、それによって中間視野平面80の非常に均一な照明が得られる。視野絞り82は、複数の可動ブレードを含むことができ、マスク16上の照明視野14の鮮明な縁部を保証する。
視野絞り対物系84は、中間視野平面80とマスク16が配置されたマスク平面86との間の光学共役性をもたらす。従って、視野絞り82は、視野絞り対物系84によってマスク16上に鮮明に結像される。
III.測定デバイス
ミラーの向き、すなわち、傾斜軸56x、56y(図3を参照されたい)に対する傾斜角は、非常に正確に制御すべきである。これは、感光面22上に生成されるパターンが、ミラーMijの向きに依存する、系瞳面70内の強度分布の変化に非常に影響され易いことによる。
ミラーMijの向きは、ミラーMijの向きを個別に測定することができる場合にのみ正確に制御することができる。この目的のために、照明系12は、各ミラーMij上に測定光を向け、そこから反射される測定光の方向を測定するように構成された測定デバイス90を含む。
他の実施形態では、測定デバイス90は、ミラーMijの向きだけではなく、ミラーMijの反射面の形状も測定するように構成される。これらの形状は、通常は高いエネルギの投影光の吸収によってもたらされる熱の結果として投影露光装置10の作動中に変化する可能性がある。EUV照明系では、DUV照明系と比較して大きい分量の投影光がミラーによって吸収されるので、熱誘起の変形の問題は特別な関心事である。個々のミラーMijの形状を測定するためには、各ミラーMij上の1つの位置に対してだけではなく、複数の位置に対して面関連パラメータ(表面法線又は距離等)を取得すべきである。
いずれの場合にも、ミラーMijは、一般的に大きい光学面を形成すると考えることができる。この場合、測定デバイス90は、この光学面に関するある一定のパラメータをこの光学面上の複数の位置で測定する。各ミラーMij上に少なくとも1つ、しかし、場合によって2つ又はそれよりも多くのそのような位置が存在する。パラメータは、例えば、表面法線とすることができ、又はミラーMij上に3つ又はそれよりも多くの位置が存在する場合は距離とすることができる。この実施形態では、パラメータは、ミラーMijの向き、従って、ミラーMijによって一般的に形成される光学面の形状を表すのに適している。
測定デバイス90は、測定したパラメータを制御ユニット50に供給する。次に、制御ユニット50は、測定されたミラーの向きと目標の向きとの間の偏位が所定の閾値を超えた場合に、一部又は全てのミラーMijを再調節することができる。ミラーMijの制御に関する更なる詳細は、本出願人が2008年10月8日に出願したドイツ特許出願DE 10 2008 050 446.7、及び本出願人が2008年12月19日に出願した国際特許出願PCT/EP2008/010918から収集することができる。
次に、測定デバイス90の一般的な構造を図2と、図2からのより詳細な拡大抜粋図である図4とを参照して以下に説明する。
測定デバイス90は、各ミラーMijに個別の測定光束94を向ける照明ユニット92を含む。ミラーMijからの反射後に、測定光束94は、検出器光学系98及び位置解像センサ100を含む検出器ユニット96に入射する。検出器光学系98は、測定光束94の方向を位置解像センサ100上の位置に変換するコンデンサーを含むことができる。センサ100によって得られた位置データは、検出器ユニット96によって測定された反射測定光束94の方向に基づいてミラーMijの向きを判断するように構成された評価ユニット102に供給される。次に、これらのデータは、上述の制御ユニット50に供給される。検出器ユニット96に関する更なる詳細は、上述のWO 2008/095695 A1に説明されている。
各ミラーMijの向きを測定することができるためには、測定デバイス92は、検出された測定光束94がどのミラーMijから反射されたかを識別することができなければならない。この点に関する1つの手法は、複数の個別照明部材103を含む照明ユニット92を使用することである。各部材103は、ミラーMijのうちの1つにもたらされる測定光束94を生成する。照明部材103は個別に制御することができるので、センサ100によって検出された測定光束94を区別するために、例えば、時間領域又は周波数領域内での光学多重化を使用することができる。
照明ユニット92が複数の個別照明部材103を含む場合には、各照明部材103によって生成される光束94が1つのミラーMij上にのみ入射することを確実にすべきである。言い換えれば、照明部材によってミラーMij上に生成される測定光スポットは、隣接するミラーMijのうちのあらゆる上の有意な区域を覆わないように非常に小さくなければならない。そうでなければ、測定精度は大幅に低下することになる。
この点に関して、上述のWO 2008/095695 Aは、各照明部材において個別の光学結像部材を使用することを提案している。各結像部材は、照明部材の光射出ファセットをそれに関連付けられたミラーMij上に結像する。各結像部材は、正のレンズによって形成することができ、複数のレンズがマイクロレンズアレイを形成することができる。
しかし、好ましい幾何学形状条件(照明部材のピッチ、ミラーのピッチ、及び照明部材とミラーの間の距離)の結果として、回折が、ミラーMij上に測定光束94によって生成される測定光スポットを大きく不鮮明にすることが見出されている。この場合、これらのスポットは、1つのミラーMijに封じ込められず、1つ又はそれよりも多くの隣接するミラーMijを部分的に覆う。それによって測定デバイス90を用いて得ることができる測定精度が重度に低下する。
1.第1の実施形態
図5は、第1の実施形態による照明ユニット92を通る略子午断面図である。この実施形態では、照明部材は、2次元アレイで配置された光源104によって形成される。光源104は、本出願に特に適するレーザダイオード、例えば、垂直空洞面発光レーザ(VCSEL)として達成することができ、これは、これらのレーザダイオードは、密に充填することができるが、それにも関わらず個別に制御することができるからである。各光源104は、物体平面108を像平面112上に結像する結像系110の物体平面108に配置された光射出ファセット106を有する。
図5には、結像系110を2つのレンズ114、116のみで表す。しかし、物体平面108を像平面112上に結像するために、他の特により複雑な結像系110を使用することができることを理解すべきである。測定光束94がミラーMij上に入射する方向は測定精度に対して重要であり、従って、正確に把握すべきであるから、結像系110をテレセントリック性に対して特に補正することができる。更に、結像系110は、光軸に沿って又はそれと垂直にマニピュレータを用いて移動させることができる調節可能な光学要素、例えば、レンズ又はミラーを含むことができる。光学要素の調節は、ミラーMij上に生成される測定光スポットのサイズ及び/又は位置を一般的に変更するために使用することができる。
光源104は、個別マイクロレンズによってではなく、共通の結像系110によってミラーMij上に結像されるので、結像系110の光学要素の直径は、一般的にかなり大きくなる。その結果、ミラーMij上に生成される測定光スポット、すなわち、光射出ファセット106の像は、回折の結果として大きく不鮮明になることはない。従って、共通の結像系110の物体平面108内に光射出ファセット106を配置することにより、測定光スポットを1つの個々のミラーMijの面に完全に封じ込めることが可能になる。従って、測定精度は、間違ったミラーMijにもたらされる測定光の結果として低下することはない。
結像系110を用いて1つよりも多くの光射出ファセット106を結像することに関連する利点は、次式が満たされる場合は特に顕著である。
s 2<5λd (1)
ここで、psは、光学面上に生成される測定光スポットの平均ピッチである。光学面がミラーMijによって形成される場合には、このピッチpsは、通常はミラーMijのピッチpmに等しくなる。上述の不等式では、dは、物体平面108と像平面112の間の距離を表し、λは、測定光の中心波長である。各光射出ファセットが、それ自体のレンズによってミラーMij上に結像された場合に不等式(1)が満たされると、回折が、ミラーMij上に生成される光スポットを測定精度の有意な低下をもたらす程度まで不鮮明にすることになる。
ミラーMij上にスポットを生成する測定光束94の開口数を変更するために、交換可能又は調節可能な開口絞り117を使用することができる。測定光束94の均一な開口数は、検出器ユニット96の設計を容易にする。
2.第2の実施形態
小さい光射出ファセット106を有する光源104は、大きい発散を有する測定光束94を余儀なく生成する。それによって結像系110の光学設計をより困難にし、通常は、大きい直径を有する光学要素の使用を意味する大きい幾何学的光学流束がもたらされる。
図6は、各照明部材103が、測定光を生成する光源104に加えて、正の屈折力を有するマイクロレンズによって形成することができる集光器118を含む第2の実施形態による照明ユニット92を図5と類似の図に示している。集光器118を形成するマイクロレンズは、光源104の直ぐ前方に位置決めされたマイクロレンズアレイを形成するように配置することができる。そのようなマイクロレンズは、光源104を形成するレーザダイオードの前面ファセット上に直接に適用することができる。
図7の拡大抜粋図に例示しているように、集光器118は、光源104によって放出された光束94の発散を低減し、それによって光学系110が対処すべきである幾何学的光学流束が減幅する。それによって結像系110の設計が容易になり、通常は、より小さい直径を有する光学要素を使用することが可能になる(図6のレンズ114を図5のレンズ114と比較して参照されたい)。集光器118は、集光器118によって生成される回折が、ミラーMij上に生成される光スポットの実質的な不鮮明さをもたらすことにならないように構成される。
図6に図示の実施形態では、光射出ファセット106は、今度は結像系110の物体平面108に配置された集光器118の後面によって形成される。従って、結像系110は、これらの後面によって形成された図5に図示の実施形態と比較して小さい発散を有する光束を放出する面を結像する。
3.第3の実施形態
図8は、第3の実施形態による照明ユニット92を通る子午断面図である。図6及び図7に示している第2の実施形態とは対照的に、結像系110は、2つよりも多いが、全部ではない光射出ファセット106が配置される物体平面を各々が有する複数のサブ結像系を含む。図示の実施形態では、各々がそれぞれ2つの正のレンズ114a、116a、114b、116b、及び114c、116cを含む3つのサブ結像系が存在する。
回折の結果として測定光スポットが隣接するミラーMijに拡大するのを防止するためには、条件(2)を満たすべきである。
Mps 2≧5λd (2)
ここで、M>2は、サブ結像系の最小直径が、光スポットのピッチpsを超える際の係数である(すなわち、最小直径はMpsである)。
4.第4の実施形態
図9は、図5に示している第1の実施形態に類似する第4の実施形態による照明ユニット92を通る子午断面図である。しかし、この実施形態では、結像系110は、第2のレンズ116と像平面112の間の距離がより大きいように構成される。それによって照明系12内の測定デバイス90の空間配列が簡素化される。更に、図5に図示の実施形態と比較して、測定光束34の開口数が減少する。それによって検出器光学系98の設計及び配列が容易になる。ここでもまた、照明部材103は、光源又は光源と集光器との組合せを含むことができる。
5.第5の実施形態
全ての上述の実施形態では、結像系110は、次式によって与えられる倍率βを有する。
|β|=R=ps/pf (3)
ここで、psは、ここでもまた、像平面112内のミラーMij上の測定光スポットの平均ピッチであり、pfは、物体平面104内の光射出ファセット106の平均ピッチである(図8を参照されたい)。
図10は、倍率βが異なって設定された第5の実施形態による照明ユニット92を通る子午断面図である。第1の照明サブユニット122aは、3つの照明部材103を含む第1のアレイ120a、並びに正のレンズ114a及びレンズ116を含むサブ光学系を含む。第2の照明サブユニット122bは、3つの照明部材103を含む第2のアレイ120b、並びに正のレンズ114b及びレンズ116を含むサブ光学系を含む。従って、レンズ116は、両方のサブ照明系122a、122bの一部である。
各サブ照明系122a、122bでは、サブ光学系の倍率βは、次式によって与えられる。
|β|=2・R=2・ps/pf (4)
その結果、隣接する照明部材103は、測定光スポットを隣接するミラーMij上ではなく、間に挟まれた1つのミラーによって分離されたミラー上に生成する。一般的な場合に、倍率βが次式を満たす場合には、隣接する照明部材103は、測定光スポットを隣接するミラーMij上ではなく、所定の方向に沿って間に挟まれたN−1個のミラーによって分離されたミラー上に生成する。
|β|=N・ps/pf (5)
図10に示している照明ユニット92では、第1のアレイ120aによって照明されないミラーMijが、第2のアレイ120bによって照明され、更にその逆も同様であるように、第1及び第2のアレイ120a、120bは、それぞれレンズ114a及び114bに対して配置される。このようにして測定光スポットは、アレイ46の全てのミラーMij上に生成することができる。アレイ120a、120bの一方と、対応するレンズ114a及び114bそれぞれとの間の空間関係が、例えば、一方のアレイ又は対応するレンズを光軸と垂直に若干変位させることによって適切に変更される場合には、1つおきのミラーMij上に2つの重ね合わせ測定光スポットを生成することができる。
式(5)を満たす倍率に関連する利点は、この実施形態の照明部材103のアレイの3次元配列を略示する図11から更に明らかになる。照明部材103は、4つの2次元3×3アレイ120a、120b、120c、及び120dを形成する。図11の右手側には、ミラーアレイ46上で照明部材103によって測定光スポットを生成することができる位置を円で示している。色の濃い区域は、測定光の存在を示しており、発光している照明部材103を位置と接続する線は、空間関係、すなわち、どの発光照明部材103がミラーアレイ46上のどの位置を照明するかを示している。簡略化のために、照明部材103の光射出ファセットをミラーアレイ46上に結像するサブ光学系を示していない。
図11から明らかなように、アレイ120aから120dは、照明部材103の光射出ファセットのピッチpfよりもかなり大きい距離だけ分離させることができる。一方でアレイ120aから120bと、アレイ120aから120bをミラーアレイ46上に結像するために設けられたサブ光学系との間の相対配列は、ミラーアレイ46上の何処に測定光スポットを生成することができるかを決める。
一般的に、ミラーアレイがm×m個のミラーMijを含み、倍率がβ=N・Rである場合、ゼロ冗長性の場合に、各々が(m/N)×(m/N)個の照明部材を含むn=N2個のサブユニットを設けなければならない。
この概念は、以下の利点を有する。
a)アレイサイズの縮小
隣接するアレイ120aから120dの間の距離は、隣接する照明部材103の間のピッチpfよりもかなり大きいとすることができるので、アレイ120aから120dを別々のユニットとして、例えば、複数のレーザダイオードが形成された別々のダイとして製造することができる。図10及び図11に示している簡略化した実施形態では、これらのアレイは3×3=9個の照明部材103しか備えず、それに対してミラーアレイ46は36個のミラーMijを含む。照明部材103のより小さいアレイの製造はより簡単であり、通常はより高い製造収量をもたらす。更に、照明部材103の故障の場合には、故障した照明部材を含む1つの(小さい)アレイを交換するだけでよい。前に説明した実施形態では、密度に充填されたアレイ内で単一の光源を交換するのは通常は不可能であるから、光源のアレイ全体を交換すべきである。
b)冗長性
別の利点は、アレイ120aから120dによって生成されるスポットの位置が、アレイ120aから120dの間の空間関係をレンズ114aから114dに対して緊密に変更することによって簡単に調節することができる点である。この利点は、ミラーアレイ46上の位置を異なるアレイ120aから120dの照明部材103によって照明することができるように冗長性を与える機能を含む。
これを2組の照明部材アレイ122aから122bと122a’から122b’とが設けられた図12に略示している。円で示したミラーアレイ46上の位置の各々は、一方の照明部材103がアレイ122aから122bの1つに配置され、他方の照明部材103が他方のアレイ122a’から122b’の1つに配置された2つの照明部材103によって照明することができる。
この概念は、投影露光装置10が作動状態にされた後に付加的な照明サブユニットを追加することさえも可能にする。そのような状況は、例えば、照明部材103の寿命が予想したよりも短いことが見出された場合に発生する場合がある。この場合、照明部材の付加的なアレイを測定デバイス90に追加することにより、照明部材103の冗長性の程度を簡単に高めることができる。
6.第6の実施形態
上述の実施形態では、ミラーアレイ46は、結像系110の光軸に対して少なくとも実質的に垂直に配置することができることを仮定した。実際の系では、ミラーアレイ46を傾斜して照明しなければならず、これは、そうした場合にのみ、測定デバイス90のいかなる構成要素も投影光の伝播を遮蔽せず、ミラーMijから反射された測定光束94を検出器光学系98(図4を参照されたい)によって受光することを保証することができることによる。結像系110の物体平面106及び像平面112が、シャインプルーフ条件を満たす場合には、そのような斜照明を簡単に達成することができる。
図13は、図9に示している照明ユニットに類似する照明ユニット92を示している。しかし、この実施形態では、ミラーアレイ46が配置された像平面112に対して物体平面106が傾斜して配置されるにも関わらず、良好な結像品質が得られるようにシャインプルーフ条件が満たされる。更に、レンズ114、116は、共直線ではないが平行に延び、ある一定の距離だけ分離した回転対称軸A1及びA2をそれぞれ有する。
7.第7の実施形態
照明部材103内に光源104の冗長性を与える手法を複数の照明部材103を通る子午断面図である図14に例示している。各照明部材103は、光源104のアレイ及び1つの集光器を含む。集光器は、全ての照明部材103に対して共通の基板124上に印加されたレンズ118によって形成される。一実施形態では、照明部材103の光源104のうちの1つのみが、所定の時点で作動している。
物体平面108に配置された光射出ファセット106は、光源104によってではなく、集光レンズ118の後面によって形成される。光源104は、光射出ファセット106のサイズ及び位置が、照明部材103の光源104のうちのどの1つが現時点で測定光を生成しているかに依存しないように配置することができる。照明部材103の光源104のうちの1つが故障した場合には、光源104の制御は、この照明部材103の他の光源104のうちの1つが引き継ぐことを保証する。光射出ファセット106は固定されるので、この引き継ぎは、ミラーMij上に生成されるスポットの位置又はサイズを変更することにはならず、測定光束94がミラーMij上に入射する方向に対してしか影響を持たないことになる。ミラーの向きを判断する際に、評価ユニット102によってこれに対処することができる。
8.第8の実施形態
図15は、EUV放射線源30を有する照明系12、反射マスク16、及び投影対物系20を含むEUV投影露光装置の概略図である。対物系20は、支持体24上に付加された感光面22上にマスク16の縮小像を形成する6つのミラーM1からM6を含む。
図示の実施形態では、最後のミラーM6は、適応ミラーである。この目的のために、ミラーM6の反射面を変形するように構成されたアクチュエータユニット130が設けられる。変形は、収差が低減するように判断される。この変形は、収差が時間変化する場合は特に有利である。
そのような時間変化収差は、マスク16、又は照明系12によって生成される照明設定が変更された後に発生する可能性があるから、多くの場合に、ミラーM1からM6の温度分布の変化によってもたらされる。
図16は、ミラーM6及びアクチュエータユニット130の概略的な詳細側面図である。アクチュエータユニット130は、共通の支持構造133に固定された複数のアクチュエータ132を含み、図16に双方向矢印で示しているように、ミラーM6に対して力を作用するように構成される。アクチュエータ132は、望ましい面変形が得られるようにアクチュエータ132を制御するアクチュエータ制御ユニット134によって制御される。
この目的のために、投影対物系20は、図4から図14を参照して上述したものと実質的に同じ測定デバイス90を含む。照明ユニット92は、測定光束94をミラーM6の光学面上の選択された位置の方向に向ける複数の照明部材103を含む。反射測定光束は、検出器ユニット96の検出器光学系98に入射し、その後にセンサ100によって検出される。照明ユニット92及び検出器ユニット96の配列は、この配列がEUV投影光138と干渉しないように判断される。
センサ100に接続した評価ユニット102は、検出器ユニット96によって測定された光束方向に基づいてミラーM6の形状を判断する。測定デバイス90によって得られた面形状情報は、閉ループ制御方式でアクチュエータ132を制御するのに使用される。
好ましい実施形態の以上の説明は、一例として提供したものである。提供した開示内容から、当業者は、本発明及びそれに伴う利点を理解するのみならず、開示した構造及び方法に対する様々な変形及び修正が明らかであることを見出すであろう。従って、本出願人は、全てのそのような変形及び修正が、特許請求の範囲及びその均等物によって定められる本発明の精神及び範囲に収まるように含められることを求めるものである。
92 照明ユニット
104 照明部材
106 光射出ファセット
108 物体平面
110 光学結像系
112 像平面
ij マイクロミラー

Claims (15)

  1. マイクロリソグラフィ投影露光装置であって、
    光学面(46;M6)と、
    前記光学面に関連するパラメータを該光学面上の複数の位置で測定するように構成された測定デバイス(90)と、
    を含み、
    前記測定デバイス(90)は、
    a)i)測定光(94)を放出するように構成された光射出ファセット(106)を各々が有する複数の照明部材(103)、及び
    ii)少なくとも2つの光射出ファセット(106)が配置された物体平面(108)と、前記光学面と少なくとも実質的に一致する像平面(112)との間の結像関係を共通の結像系によって確立し、それによって該少なくとも2つの光射出ファセット(106)の像である複数の測定光スポットを該光学面上に生成する光学結像系(110)、
    を含む照明ユニット(92)と、
    b)測定光の特性をそれが前記測定光スポットにおいて前記光学面と相互作用した後に測定するように構成された検出器ユニット(96)と、
    c)前記検出器ユニット(96)によって判断された前記測定光の前記特性に基づいて、前記位置の各々に対して前記面関連パラメータを判断するように構成された評価ユニット(102)と、
    を含む、
    ことを特徴とする装置。
  2. 前記光学面(46;M6)に関連し、かつ複数の位置で測定される前記パラメータは、該光学面の形状を定めることを特徴とする請求項1に記載の装置。
  3. 前記光学面(46;M6)を変形するように構成された面変形ユニット(130)を含むことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の装置。
  4. 前記光学面(46;M6)は、それが前記測定光の少なくとも実質的な部分を反射するように構成されることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の装置。
  5. 前記光学面(46)は、入射光線を制御信号に応じて可変である反射角で反射するようになったミラー(Mij)のアレイによって形成されることを特徴とする請求項1に記載の装置。
  6. 前記ミラー(Mij)は、少なくとも1つの傾斜軸(56x,56y)によって傾斜されるように構成されることを特徴とする請求項5に記載の装置。
  7. ミラー(46)の前記アレイは、装置の照明系(12)に配置され、
    前記ミラー(Mij)は、前記照明系(12)の系瞳面(70)の方向に投影光を向ける、
    ことを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の装置。
  8. dが、前記光射出ファセット(106)と前記光学面(46;M6)の間の平均距離であり、psが、該光学面上に生成された前記光スポットの平均ピッチであり、かつλが、前記測定光の中心波長である時に、ps 2<5λdという条件が成り立つことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の装置。
  9. 少なくとも1つの照明部材(103)が、
    a)測定光を生成するようになった測定光源(104)と、
    b)前記測定光源(104)によって生成された前記測定光の発散を低減するように該測定光の光路に配置された集光器(118)と、
    を含む、
    ことを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の装置。
  10. 少なくとも1つの照明部材が、前記光学面(46;M6)上の同じ光スポットに測定光を向ける少なくとも2つの測定光源(図14の104)を含むことを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の装置。
  11. 前記少なくとも2つの測定光源(104)は、前記集光器(118)の後焦点面に配置されることを特徴とする請求項9及び請求項10に記載の装置。
  12. 前記結像系(110)は、少なくとも2つのサブ結像系を含み、
    各サブ結像系は、前記照明ユニット(92)に収容された2つ又はそれよりも多くであるが、全部ではない光射出ファセット(図8及び図10の106)が配置された物体平面を有する、
    ことを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の装置。
  13. 前記サブ結像系(114a,116;114b,116)は、|β|=N・Rである倍率βを有し、ここで、N=2,3,4,...であり、R=ps/pfは、前記光学面(46;M6)上に生成された前記光スポットの平均psピッチと隣接する光射出ファセット(106)の平均ピッチpfとの間の比であることを特徴とする請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の装置。
  14. 前記照明ユニットは、n≧N2個の照明サブユニットに再分割され、
    各照明サブユニットは、前記照明部材(103)の一部を含み、該一部の光射出ファセット(106)は、前記結像サブユニットのうちの1つの前記物体平面に配置されている、
    ことを特徴とする請求項13に記載の装置。
  15. 前記光学系の前記物体平面(図13の108)及び前記像平面(112)は、互いに対して傾斜されることを特徴とする請求項1から請求項14のいずれか1項に記載の装置。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5337304B2 (ja) * 2009-07-17 2013-11-06 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー マイクロリソグラフィ投影露光装置及びそこに収容される光学面に関連するパラメータを測定する方法
DE102010062720B4 (de) 2010-12-09 2012-07-12 Carl Zeiss Smt Gmbh EUV-Lithographiesystem
US20140340663A1 (en) * 2011-09-16 2014-11-20 Asml Netherlands B.V. Apparatus for Monitoring a Lithographic Patterning Device
US9785051B2 (en) 2012-10-15 2017-10-10 Asml Netherlands B.V. Actuation mechanism, optical apparatus, lithography apparatus and method of manufacturing devices
CN111147836B (zh) 2015-05-06 2022-08-05 杜比实验室特许公司 图像投影中的热补偿
CN107290937B (zh) 2016-03-31 2018-10-16 上海微电子装备(集团)股份有限公司 一种投影曝光装置及方法
TWI825023B (zh) * 2017-08-24 2023-12-11 日商索尼股份有限公司 光造型裝置、發光控制方法及發光控制程式
CN114325889A (zh) * 2021-12-30 2022-04-12 拓荆科技股份有限公司 光学照明装置及光学改性设备
CN114325891A (zh) * 2021-12-30 2022-04-12 拓荆科技股份有限公司 反射模块、光学照明装置及光学改性设备
CN114280701A (zh) * 2021-12-30 2022-04-05 拓荆科技股份有限公司 光学照明装置及光学改性设备
CN114371522A (zh) * 2021-12-30 2022-04-19 拓荆科技股份有限公司 光学照明装置及光学改性设备
CN114325890A (zh) * 2021-12-30 2022-04-12 拓荆科技股份有限公司 光学照明装置及光学改性设备

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL9100410A (nl) * 1991-03-07 1992-10-01 Asm Lithography Bv Afbeeldingsapparaat voorzien van een focusfout- en/of scheefstandsdetectie-inrichting.
JP3927774B2 (ja) * 2000-03-21 2007-06-13 キヤノン株式会社 計測方法及びそれを用いた投影露光装置
US6737662B2 (en) 2001-06-01 2004-05-18 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, device manufacturing method, device manufactured thereby, control system, computer program, and computer program product
JP4324957B2 (ja) 2002-05-27 2009-09-02 株式会社ニコン 照明光学装置、露光装置および露光方法
JP2004056125A (ja) * 2002-06-20 2004-02-19 Nikon Corp 個別アクチュエータを有する反射投影光学系
KR100480620B1 (ko) 2002-09-19 2005-03-31 삼성전자주식회사 마이크로 미러 어레이를 구비한 노광 장치 및 이를 이용한노광 방법
DE10327733C5 (de) 2003-06-18 2012-04-19 Limo Patentverwaltung Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Formung eines Lichtstrahls
KR101159867B1 (ko) 2003-09-12 2012-06-26 칼 짜이스 에스엠티 게엠베하 마이크로리소그래피 투사 노출 장치용 조명 시스템
KR101170182B1 (ko) 2004-02-17 2012-08-01 칼 짜이스 에스엠티 게엠베하 마이크로 리소그래피 투영 노광 장치용 조명 시스템
JP4843272B2 (ja) * 2004-07-31 2011-12-21 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー マイクロリソグラフィ投影露光装置の光学システム
US20060087634A1 (en) 2004-10-25 2006-04-27 Brown Jay M Dynamic illumination uniformity and shape control for lithography
US7170584B2 (en) * 2004-11-17 2007-01-30 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US7548302B2 (en) * 2005-03-29 2009-06-16 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US7332733B2 (en) * 2005-10-05 2008-02-19 Asml Netherlands B.V. System and method to correct for field curvature of multi lens array
JP2007150295A (ja) * 2005-11-10 2007-06-14 Carl Zeiss Smt Ag ラスタ要素を有する光学装置、及びこの光学装置を有する照射システム
US7525642B2 (en) * 2006-02-23 2009-04-28 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US7804603B2 (en) * 2006-10-03 2010-09-28 Asml Netherlands B.V. Measurement apparatus and method
US7493814B2 (en) * 2006-12-22 2009-02-24 The Boeing Company Vibratory gyroscope with parasitic mode damping
EP2511765B1 (de) * 2007-02-06 2019-04-03 Carl Zeiss SMT GmbH Regelvorrichtung zur Regelung einer flächigen Anordnung individuell ansteuerbarer Strahlablenkungselemente in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage
DE102008040742A1 (de) * 2007-08-02 2009-02-05 Carl Zeiss Smt Ag Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung von Mehrfachspiegelanordnungen, optische Anordnung mit einer derartigen Vorrichtung sowie mit einer zweiten Mehrfachspiegelanordnung zum Ein- und Ausschalten einer ersten Mehrfachspiegelanordnung sowie Beleuchtungsoptik für eine Projektionsbelichtungsanlage mit einer derartigen Vorrichtung
WO2009080310A1 (en) 2007-12-21 2009-07-02 Carl Zeiss Smt Ag Illumination system for a microlithographic projection exposure apparatus
DE102008050446B4 (de) 2008-10-08 2011-07-28 Carl Zeiss SMT GmbH, 73447 Verfahren und Vorrichtungen zur Ansteuerung von Mikrospiegeln

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