JP4373976B2 - バイナリ、減衰フェーズシフトおよび交番フェーズシフトマスクをエミュレートするマスクレスリソグラフィ用のシステムおよび装置および方法 - Google Patents

Description

発明の詳細な説明
発明の背景
本発明は、ライトパターニングデバイスおよびその使用する方法に関する。

背景技術
パターニングデバイスは、光をパターニングするのに使用される。静的パターニングデバイスは、レチクルまたはマスクを含むことができる。動的パターニングデバイスは、個別にコントロール可能なエレメントのアレイを有することができ、このアレイは、アナログ信号またはデジタル信号を受信することによってパターンを作成する。パターニングデバイスの使用例は、リソグラフ装置、マスクレスリソグラフ装置、プロジェクタ、投影表示装置等であるが、これに制限されない。以下では、リソグラフにおけるパターニングデバイスについて論じるが、当業者に明らかであるように、上記の装置に拡大して応用することも可能である。

最近では、個別にコントロール可能なエレメントのアレイは種々の形式のミラーを含むことができる。このミラー形式は、例えばピストンミラー、シングルフェーズステップ可傾式ミラー、平面可傾式ミラーまたは、傾斜動作とピストン動作を組み合わせたハイブリッドミラーを含むことができる。しかし、これらのアレイは、強度変調が制約されている（例えばポジティブ光とネガティブ光の最大振幅が等しくない）ことから、効率的にフェーズシフトマスクをエミュレートすることはできないおよび／またはテレセントリックエラーを補正する場合にも非効率的である。

個別には、ピストンミラーは、純粋な位相変調作用を有している。しかし、ピストンミラーを１つの大きなピクセル内に組み合わせることによって振幅変調も得られる。この結果、解像度が損失される。並びにこれによってアシストフィーチャ（例えばカスタマーウェハ上のリソグラフィを改善するために使用されるフィーチャ、例えば光学近似補正フィーチャ、セリフ、ハンマーヘッド、散乱バー、アンチ散乱バー等）を再生する能力が、最も大きいピクセルよりも小さく制限される。このアプローチによって、甚大なスループット損失も生じる。

可傾式ミラーは、例えばリソグラフシステムにおいて、画像面で反射された光の異なる振幅を生成するためおよび／または投影光学系に集められた（集光された）光の異なる振幅を生成するために使用される。異なるフェーズで、画像面で見られるような反射光および／または投影光学系で集められる光の振幅は、正または負の光の振幅を有すると見なされる。例えば、ミラーが傾斜しないと（例えば静止）、画像面の光および／または投影光学系に集光された光は、ゼロ位相を伴う正の振幅を有すると見なされる。ミラーが傾斜している間は、光が画像面へ向けられない傾斜角および／または光が投影光学系に集光されない傾斜角が存在する。従って画像面での光の振幅はゼロになる。その後、ミラーが傾斜を続けると、位相外の光が画像面に達するおよび／または投影光学系に集光される。これは負の振幅光とみなされる。

可傾式ミラーによりイメージングを行う場合、テレセントリックなエラーが生じ得る。テレセントリック性は、パターンとしてオブジェクトをパターニングする間に発生し、焦点を通過し、形成される画像が僅かに移動／シフトする原因となる。

上述された可傾式ミラーの１つのタイプは、シングルフェーズステップ可傾式ミラーである（λ／４にフェーズステップまたはλ／２のフェーズステップ；ここでλは光の波長またはイメージング波長である）。これは例えばSwedenのMicronic Laser Systems社によって提供されている。このミラーは、約+５０％と−５０％の間のあらゆる強度変調を達成することができる。光が投影光学系の瞳に入射しない停止時には、ステップがあるので、光の半分は０°フェーズを有しており、光の残りの半分は１８０°のフェーズを有する。ミラーが傾斜すると、光は投影光学系によってキャプチャされるか、または集光される。ここでは傾斜方向によって、ポジティブな光がキャプチャ（または集光）されるのか、またはネガティブな光がキャプチャ（または集光）されるのかが定められる。シングルステップミラーの対称性によって、同じ量のポジティブ光およびネガティブ光が、投影系によってキャプチャされるまたは集光される。しかしテレセントリックエラーを補正するためには、このシングルステップミラーはステップの位置の変化を必要とする（右又は左）。そのためエッジ位置の傾斜角符号に依存するようになる。すなわち、特定のミラーによって所定のグレートーンに達するために、必要とされる傾斜角の符号が、ステップがどこに位置するかという知識を必要とすることを意味、このことはデータ経路上で付加的な負担を生じさせる。さらに、エッジでのミラーのカールは、ミラーの薄い側で悪化する傾向にあり、このことは結果的に「傾斜エラー」を引き起こす。

上述されたように、択一的な可傾式ミラーは平面可傾式ミラーである。これは１００％のポジティブフェーズ強度と４．７％のネガティブフェーズ強度の間のあらゆる強度変調を達成することができる。この制限されたネガティブフェーズ強度は、甚大な光損失を伴わずに交番フェーズシフトマスクをエミュレートすることにおいてメジャーな制限であることが証明されている。設計によって、これらのミラーの間のスペースは典型的に、製造プロセスが許容するかぎり小さくかつ不透明である。

従って、個別にコントロール可能なエレメントのアレイが必要とされており、ここで各個別制御可能なエレメントは、アレイでの使用時には、より良好なポジティブおよびネガティブな強度特性を有している、および／または効果的かつ効率的なテレセントリックエラー補正を行うことが可能であり、および／またはスループットを低減させない。

本発明の簡単な要約
本発明の実施例ではシステムが提供され、このシステムは、照明システムと、個別にコントロール可能なエレメントのアレイと、投影系を含む。照明システムは放射ビームを供給する。個別にコントロール可能なエレメントのアレイは、可傾部分(tilting portion)と非可傾部分(non-tilting portion)を含む。投影系は、パターニングされたビームをオブジェクトのターゲット部分上に投影する。

本発明の実施例では、パターニングデバイスが提供される。このパターニングデバイスは、第１の反射性部分のアレイと、第２の反射性部分のアレイと、コントローラのアレイとを有する。第１の反射性部分のアレイ内の各第１の反射性部分は第１の領域を有している。第２の反射性部分のアレイ内の各第２の反射性部分は第２の領域を有している。第２の反射性部分は、定められた範囲の傾斜角度にわたって、各第１および第２の反射性部分によって共有された軸を中心にして傾斜可能である。コントローラのアレイは第２の反射性部分のそれぞれ１つまたはサブセットに結合されている。コントローラは第２の反射性部分のそれぞれ１つまたはサブセットの傾斜角度をコントロールする。

本発明の実施例では、デバイス製造方法が提供される。この方法は以下のステップを含む。個別にコントロール可能なエレメントのアレイを使用して放射ビームをパターニングするステップを有している。アレイ内の個々のエレメントのそれぞれは、傾斜する第１の反射性領域と第２の反射性領域を有している。さらに、パターニングされたビームをオブジェクトのターゲット部分上に投影するステップを有している。ここで各エレメントは、反射光の実質的に等しい正および負の最大振幅を、傾斜角度の完全な範囲にわたって有している。

本発明の別の実施形態および特徴および利点並びに本発明の様々な実施形態の構造および動作を添付図面を参照して以下に詳細に説明する。

本明細書に組み込まれかつ明細書の一部を形成する添付図面は、本発明を例示しており、詳細な説明と共に、発明の原理を説明しかつ当業者が発明を形成及び使用するのを可能にするために働く。

ここで本発明を添付の図面を参照して説明する。図面において、同じ参照符号は、同じまたは機能的に類似のエレメントを示している。

本発明の詳細な説明
概要
このテキストにおいては、マスクレスリソグラフシステム内でのパターニングデバイスの使用に関連して説明されているが、本明細書に記載されているパターニングデバイスは他の用途、例えば、プロジェクタまたはオブジェクトをパターニングする投影系または表示デバイス（例えば投影テレビジョンシステム等内）に適用することができる。従って、マスクレスリソグラフシステムおよび／またはサブストレートの使用は本明細書では、本発明を説明するための単なる例である。

本発明のシステム、アパーチャおよび方法は、照明システム、個別にコントロール可能なエレメントのアレイおよび投影系を使用して、光をパターニングするために用いられる。この照明システムは放射ビームを供給する。個別にコントロール可能なエレメントのアレイ内の各エレメントは、傾斜部分と非傾斜部分を有している。投影系は、パターニングされたビームを、オブジェクトのターゲット部分上に投影する。種々の実施例では、このオブジェクトは表示デバイス、半導体サブストレートまたはウェハ、フラットパネルディスプレイガラスサブストレート等である。

１つの実施例では、個別にコントロール可能なエレメントは傾斜角度の範囲にわたって変化する。傾斜角度のこの範囲にわたって実質的に等しい、正および負の最大の光振幅が、画像面で生成される。この実質的に等しい正および負の最大振幅によってよりシャープなイメージが、個別にコントロール可能なエレメントのアレイによって、画像面に形成される。これはオブジェクトが配置されている箇所である。

この明細書では、IC製造におけるリソグラフ装置の使用と関連して説明されるが、ここに説明するリソグラフ装置は例えばDNAチップ、MEMS、MOEMS、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンスおよび検出パターン、フラットパネルディスプレイ、薄膜磁気ヘッド等に適用することができる。当業者であれば、用語「ウェハ」または「ダイ」の使用は、より一般的な用語「サブストレート」または「ターゲット部分」と同義であることは理解されよう。

ここに参照されるサブストレートは露光の前または後に、例えばトラック（レジストのレイヤーをサブストレートに適用し、露光されたレジストを現像する典型的なツール）または測定学または検査ツールで処理される。適切であればここに開示された内容は他のサブストレート処理ツールに適用することができる。さらにサブストレートは2回以上処理することができ、これは例えば多層ICを製造するためである。従ってここで使用される用語「サブストレート」はすでに多重処理層を含むサブストレートも意味する。

ここで用語「放射」および「ビーム」は、すべての形式の電磁放射を包含するものであり、紫外線（UV）放射（例えば365，248，193，157または126nmの波長を有する）、超紫外線（EUV）放射（例えば5-20nmの領域の波長を有する）、およびイオンビームや電子ビームのような粒子ビームも含む。

リソグラフ環境では、使用される用語「投影系」は種々の形式の投影系を包含すると広く解釈すべきであり、屈折光学システム、反射光学システム、および反射屈折光学システムを、使用される露光放射に適するならば、または液浸または真空の使用のような別の要因に適するならば含むことができる。用語「レンズ」の使用は、一般的用語「投影系」と同義であると理解すべきである。

照明システムはまた種々の形式の光学的コンポーネント、すなわち放射ビームを指向、整形、および制御するための屈折性、反射性、および反射屈折性コンポーネントを包含し、このようなコンポーネントは以下、集合的にまたは単数で「レンズ」と称する。

リソグラフ装置は2つ（例えばデュアルステージ）またはそれ以上のサブストレートテーブル（および/または2つまたはそれ以上のマスクテーブル）を有する形式とすることができる。このような「マルチプルステージ」マシンでは、付加的テーブルを並列的に使用することができ、また1つまたは複数のテーブルが露光のために使用されている間に、予備ステップを1つまたは複数のテーブルで実行することができる。

リソグラフ装置は、サブストレートが液浸された形式とすることもでき、この液体（例えば水）は相対的に高い屈折率を有し、投影系の最終エレメントとサブストレートとの間の空間を充填する。浸液はまたリソグラフ装置の別の空間、例えばマスクと投影系の第1エレメントとの間の空間に適用することもできる。液浸技術は当業者には公知であり、投影系の開口数を増大させる。

さらに装置には液体処理セルを設けることができ、これにより液体とサブストレートの被照射部分との間で相互作用することができる（例えば化学物質を選択的にサブストレートに付着させる、またはサブストレートの表面構造を選択的に変形する）。

ここに使用される用語「個別にコントロール可能なエレメントのアレイ」は、到来する放射ビームにパターン化されたクロスセクションを付与するために使用することのできるいずれかのデバイスであると広く解釈すべきである。これにより所望のパターンをサブストレートのターゲット部分に形成することができる。用語「光バルブ」および「空間光変調器」（SLM）もこの関連で使用される。このようなパターニングデバイスの例は上記で議論したが、後でも議論する。

プログラマブルミラーアレイはアドレシング可能なマトリクス表面を有することができ、この表面は粘弾性コントロール層（すなわち感知できるほどの連合粘性と弾性を備える表面）と反射性表面を備える。このような装置の基本原理は、例えば、反射性表面のアドレシングされたエリアが入射光を回折光として反射し、アドレシングされないエリアが入射光を非回折光として反射することである。アドレシングはバイナリでまたは多重間欠角により行うことができる。適切な空間フィルタを使用すれば、非回折光を反射ビームからろ波除去することができ、回折光だけがサブストレートに到達する。このようにしてビームは、アドレシング可能なマトリクス表面のアドレシングパターンに応じてパターニングされる。

択一的にフィルタが回折光をろ波除去し、非回折光がサブストレートに到達するようにしてもよい。光学的回折マイクロマシン（MEMS）デバイスのアレイも相応にして使用することができる。各光学的回折MEMSデバイスは複数の反射性リボンを有することができ、この反射性リボンは相互に変形することができ、入射光を回折光として反射する回折格子を形成することができる。これはしばしばグレーティング光バルブと称される。

別の択一的実施例は、小型ミラーのマトリクス構成を使用するプログラマブルミラーアレイを有し、各小型ミラーは適切な位置決め電界の適用または圧電アクチュエータ手段の使用によって軸を中心に個別に傾斜することができる。ここでもミラーはアドレシング可能マトリクスであり、アドレシングされたミラーは入射する放射ビームを異なる方向でアドレシングされないミラーへ反射する。このようにして反射されたビームはアドレシング可能なマトリクスミラーのアドレシングパターンに相応してパターン化される。所要のマトリクスアドレシングは適切な電子手段を使用して実行することができる。1つの実施例では、ミラー群がシングル「ピクセル」としてアドレシングされるよう共に座標配列することができる。この実施例では、照明システムの光学エレメントが光ビームを形成し、各ビームはそれぞれのミラー群に入射する。これはしばしばデジタルミラーデバイスと称される。

上記2つのシチュエーションでは、個別にコントロール可能なエレメントのアレイが1つまたは複数のプログラマブルミラーアレイを有することができる。プログラマブル液晶ディスプレイも使用可能である。

フィーチャのプレバイアス、光学的近似補正フィーチャ、フェーズ変動技術および多重露光技術が使用されるなら、個別にコントロール可能なエレメントのアレイ上に「表示される」パターンは、場合によりサブストレートの層へ、またはサブストレートへ転送されるパターンと実質的に異なっていても良い。同様に、場合によりサブストレート上に発生されるパターンは、個別にコントロール可能なエレメントのアレイ上のその時点のパターンに相応しなくても良い。これはサブストレートの各部分に形成されるパターンが所定の期間にわたって、または所定の露光数にわたって形成されるような構成の場合であり、その間に、個別にコントロール可能なエレメントのアレイ上のパターンおよび/またはサブストレートの相対位置が変化するからである。

本発明のパターニングデバイスは上に論議したように種々の環境で使用することができるが、以下の説明ではリソグラフ環境での使用を説明する。これは説明のためだけである。

リソグラフ装置は、所望のパターンをオブジェクトのターゲット部分に加えるマシンである。リソグラフ装置は例えばオブジェクトを、生物工学的環境で、またはIC、フラットパネルディスプレイ、ミクロまたはナノ液晶デバイス、および微細構造を含む他のデバイスの製造でパターニングするために使用することができる。ICベースのリソグラフ環境では、パターニングデバイスがIC（または他のデバイス）の個別層に相応する回路パターンを形成するのに使用され、このパターンはサブストレート（例えばシリコンウェハまたはガラスプレート）上のターゲット部分（例えば1つまたは複数のダイを有する部分）上に画像化することができる。上に論議したようにマスクの代わりに、マスクレスICリソグラフィでは、パターニングデバイスが個別にコントロール可能なエレメントのアレイを有することができ、これが回路パターンを発生する。

一般的にシングルサブストレートは、連続的に露光される隣接ターゲット部分のネットワークを含む。公知のリソグラフ装置はステッパとスキャナを有する。このステッパでは各ターゲット部分が全体パターンをターゲット部分上に露光することにより照射される。スキャナでは各ターゲット部分が所定方向（「走査」方向）へのビームによるパターン走査によって照射される。一方、同時にこの方向に対して平行にまたは逆平行にサブストレートが走査される。この概念を以下で詳細に説明する。

図1は、本発明の実施例によるリソグラフ投影装置100を示す。装置100は少なくとも1つの放射システム102，パターニングデバイス104（例えば静的デバイスまたは個別にコントロール可能なエレメントのアレイ）、オブジェクトテーブル106（例えばサブストレートテーブル）、および投影系（レンズ）108を有する。

放射システム102は放射ビーム110を供給するのに使用され、この実施例では放射源112を有する。

個別にコントロール可能なエレメントのアレイ104（例えばプログラマブルミラーアレイ）がビーム110をパターニングするのに使用される。実施例では、個別にコントロール可能なエレメントのアレイ104の位置が投影系108に対して固定されている。しかし別の実施例では、個別にコントロール可能なエレメントのアレイ104は位置決め装置(図示せず)と接続されており、この位置決め装置は投影系108を基準にして位置決めする。図示の実施例では、個別にコントロール可能なエレメントのアレイ104の各エレメントは反射タイプである（例えば個別にコントロール可能なエレメントの反射性アレイを有する）。

オブジェクトテーブル106にはオブジェクトホルダ（特に図示せず）がオブジェクト114（例えばレジストコーティングされたシリコンウェハ、ガラスサブストレート等）の保持のために設けられている。実施例ではサブストレートテーブル106が位置決め装置116と接続されており、サブストレート114は投影系108を基準にして正確に位置決めされる。

投影系108（例えば水晶レンズシステムおよび/またはCaF2レンズシステム、またはこのような材料から作製されたレンズエレメントを有する反射屈折システム、またはミラーシステム）は、ビームスプリッタ118から受け取ったパターン化ビームをサブストレート114のターゲット部分120（例えば1つまたは複数のダイ）に投影するために使用される。投影系108は個別にコントロール可能なエレメントのアレイ104の画像をサブストレート114に投影することができる。択一的に投影系108は二次放射源の画像を投影することができ、この二次放射源に対して個別にコントロール可能なエレメントのアレイ104はシャッタとして動作する。投影系108はまたマイクロレンズアレイ（MLA）を有することができ、これにより二次放射源を形成し、マイクロスポットをサブストレート114に投影する。

光源112（例えばエキシマレーザ等）は放射ビーム122を形成する。ビーム122は照明システム（イルミネータ）124に直接、またはビーム拡張器126のような整形デバイス126を通過した後に供給される。イルミネータ124は調整デバイス128を有することができ、調整デバイスはビーム122の強度分布の外側および/または内側放射度（それぞれσアウタおよびσインナとされる）を設定する。さらにイルミネータ124は別の種々のコンポーネント、例えばインテグレータ130およびコンデンサ132を含むことができる。このようにして個別にコントロール可能なエレメントのアレイ104に衝突するビーム110は所望の均一性と強度分布をその断面に有する。

実施例では光源112はリソグラフ投影装置100のハウジング内に配置されている（例えば光源112が水銀ランプであることがよくある）。別の実施例では光源112はリソグラフ投影装置100を基準にして遠隔に配置されている。後者の実施例では、放射ビーム122は装置100（例えば適切に指向されたミラー（図示せず）によって）に指向される。この後者のシナリオは、光源112がエキシマレーザである場合である。これら2つのシナリオは本発明の枠内で考慮されるのが有利である。

ビームスプリッタ118により指向された後、ビーム110は個別にコントロール可能なエレメントのアレイ104と相互作用する。図示の実施例では、個別にコントロール可能なエレメントのアレイ104により反射された後、ビーム110は投影系108を通過し、この投影系はビーム110をサブストレート114のターゲット部分120にフォーカシングする。

位置決め装置116とオプションとしての干渉分析測定デバイス134（ベースプレート136上にあり、干渉分析ビーム138をビームスプリッタ140を介して受け取る）によって、サブストレートテーブル106は正確に移動され、これによりビーム110の経路中に種々のターゲット部分120が位置決めされる。

実施例では、個別にコントロール可能なエレメントのアレイ104に対する位置決め装置（図示せず）を使用して、個別にコントロール可能なエレメントのアレイ104の位置をビーム110の経路を基準にして、例えば走査中に正確に補正することができる。

実施例では、サブストレートテーブル106の運動がロングストロークモジュール（粗位置決め）とショートストロークモジュール（微位置決め）によって実現される。これらは図1には明示されていない。同様のシステムを、個別にコントロール可能なエレメントのアレイ104を位置決めするのに使用することもできる。ビーム110は択一的にまたは付加的に移動可能であり、一方、サブストレートテーブル106および/または個別にコントロール可能なエレメントのアレイ104は固定位置を有し、所要の相対運動を提供することができる。

別の実施例では、サブストレートテーブル106が固定されており、サブストレート114はサブストレートテーブル106の上を運動可能である。このように構成される場合、サブストレートテーブル106には平坦な最上表面上に多数の開口部が設けられる。ガスが開口部を通ってガスクッションを提供するために供給される。このガスクッションはサブストレート114を支持する。これはエアベアリング構成と称される。サブストレート114はサブストレートテーブル106上を、1つまたは複数のアクチュエータ（図示せず）によって移動される。このアクチュエータはサブストレート114を、ビーム110の経路を基準にして正確に位置決めする。別の実施例では、サブストレート114はサブストレートテーブル106上を、開口部を通るガスの通路を選択的に始動および停止することにより移動される。

図示の装置100は4つのモードのうちの少なくとも1つで使用することができる：
1. ステップモード：個別にコントロール可能なエレメントのアレイ104上のパターン全体が単一露光中（例えばシングル「フラッシュ」）にターゲット部分120に投影される。次にサブストレートテーブル106はｘ方向および/またはｙ方向で異なる位置へ移動され、パターン化されたビーム110により異なるターゲット部分120が照射される。

2. スキャンモード：実質的にステップモードと同じであるが、所定のターゲット部分120はシングル「フラッシュ」で露光されない。その代わりに個別にコントロール可能なエレメントのアレイ104が所定の方向（例えば「走査方向」、例えばｙ方向）に速度ｖで移動する。これによりパターン化されたビーム110は個別にコントロール可能なエレメントのアレイ104の上を走査する。同時にサブストレートテーブル106は同じ方向または反対の方向に速度Ｖ＝Ｍｖで移動される。ここでＭは投影系108の倍率である。このようにして比較的に大きなターゲット部分120を露光することができ、解像度の点で妥協する必要もない。

3. パルスモード：個別にコントロール可能なエレメントのアレイ104は実質的に定置され、パターン全体がサブストレート114のターゲット部分120にパルス放射システム102によって投影される。サブストレートテーブル106は実質的に一定の速度で移動され、パターン化されたビーム110はラインをサブストレート106にわたって走査する。個別にコントロール可能なエレメントのアレイ104上のパターンは必要に応じて放射システム102のパルス間で更新される。そしてパルスは、ターゲット部分120がサブストレート114上の所要の箇所で連続して露光されるように時間決めされる。その結果、パターン化されたビーム110はサブストレート114を端から端まで走査することができ、サブストレート114のストリップごとにパターン全体を露光する。このプロセスは完全なサブストレート１１４がライン毎に露光されるまで繰り返される。

4. 連続スキャンモード：実質的にパルスモードと同じであるが、一定放射システム102が使用され、個別にコントロール可能なエレメントのアレイ104上のパターンは、パターン化されたビーム110がサブストレート114全体を走査し、これを露光するときに更新される。

上記の使用モードの組み合わせおよび/または変形も使用することができる。

プログラマブルエレメントのアレイ内の例としてのエレメント：
図2は、本発明の実施例による個別にコントロール可能なエレメントのアレイ204の平面図である。個別にコントロール可能なエレメントのアレイ204内の各エレメント242は可傾部分244と非可傾部分246を含む。可傾部分244は、エレメント242の全領域の約６０％を占める。これについては以降でより詳細に述べる。デフォルト角度で保持されている場合（例えば静止）、可傾部分の反射性表面は実質的に、非可傾部分の反射性表面に対して平行であり、可傾部分から反射された放射は、非可傾部分から反射された放射と位相外である。「位相外可傾式ミラー(out-of-phase tilting mirror)」というフレーズは、以降ではエレメント242の同義語として使用される。

従来の可傾式ミラーでは、設計によって、部分246（すなわち、個別にコントロール可能なエレメントのアレイにおける調整ミラー間のスペース）は狭く、かつ不透明である。これと反対に、本発明では、部分246は100％反射性であり、可傾部分244と位相外であり（可傾部分244が平面である、すなわち０傾斜である場合）、後述するように最適化されているミラー246の幅を有する。

図３には、本発明の実施例に相応した、コントロール可能なエレメントのアレイ204内のエレメント242（例えば反射性デバイス、ミラー等）の平面図が示されており、図４および図５には側面図が示されている。エレメント242には可傾部分244と非可傾部分246が含まれている。可傾部分242はコントローラと結合されている（詳細に図示されていない）。このコントローラは可傾部分244の傾斜をコントロールする。当業者には明らかであるように、様々な傾斜メカニズムおよびコントローラが使用可能である。このコントローラは回路を含み、この回路は、可傾部分244をコントロールするおよび／または動かすのに使用されるデータを伝送および／または受信する。用語「データ経路」は、以降では回路および／または伝送／受信されるデータを指す。

図３では、可傾部分244が、可傾部分244および非可傾部分246によって共有されている中央回転軸352を中心に傾斜可能であることが示されている。本発明の実施例に相応して、図４には可傾部分244が部分的に非可傾部分246上に延在していることが示されている。すなわち、可傾部分244の周辺部460は、非可傾部分246の内側外面（inner periphery）262を超えて（beyond)延在している。しかし非可傾部分246の外側外面（outer periphery）464を超えて延在していない。

図４には、非可傾部分246が高さＨで可傾部分244の下方に位置していることが示されている。有利な実施例ではＨは約λ／４であり、ここでλは放射ビーム122の波長であり（図１）、従って非可傾部分246の反射放射は、可傾部分244の反射放射と１８０°位相外である。これは可傾部分244が上述したデフォルト角度で保持されている場合である。可傾部分244および非可傾部分246の厚さを縮尺通りに示す必要がないことは明らかである。

図５には、あらゆる個別の可傾部分244が角度α（図５に示されている）を通じて１つの方向にのみ傾斜することが示されている。反対方向へ傾斜する双方向可傾式ミラー（例えば可傾部分244）のペアと組み合わせることによって、データ経路上に付加的な負荷を与えることなく、テレセントリックエラーが補正される。これは以下でより詳細に説明する。

エレメント242の幅は、Ｍ_Ｗによってあらわされている。非可傾部分246の幅（平面図から見て取れる）は、Ｓ_Ｗによってあらわされている。可傾部分244の幅はＴ_Ｗによってあらわされている。平面図のみから見て取れるように、Ｓ_Ｗは、非可傾部分246の幅の尺度であることに注意されたい。本発明の実施例では、相対的な幅Ｓ_ＷとＴ_Ｗは、傾斜角度αの完全な領域に亘って正および負の反射光の等しい振幅が得られるように、サイズが定められている。ここでαは最小値と最大値の間にある。αに対する最小値は実質的に０に等しく、αに対する最大値は実質的にλ／２Ｍ_Ｗに等しい。ここで再びλは放射ビーム122の波長である。

実施例では、非可傾部分246の幅は、エレメント242の幅Ｍ_Ｗの約７．６％である。言い換えれば、非可傾部分246の投影領域（すなわちターゲット上に投影されるときに、非可傾部分246が生じる領域）は、エレメント242の投影領域の約２８．３％である。

種々の実施例では、適切な角度を用いて、エレメント242がバイナリマスク、減衰フェーズシフトマスク（Att PSMs）および交番フェーズシフトマスク（Alt PSMs）をエミュレートすることができる。PSMは透過領域を有しており、この領域は相互に関連して同位相または位相外である。２つの透過領域が相互に関連して位相外の場合には、画像面でのイメージはよりシャープに作成される。従って、幅S_ＷおよびT_Ｗを適切に選択すること、および部分246を適切な角度領域で傾斜させることによって、エレメント242は、アレイ104（図１）または204（図２）内で使用される場合に、例えば、これらのフェーズシフトマスクのいずれかのマスクをエミュレートすることができる。これによって、画像面（図示されていない）で、上述したおよび以下で述べる従来のミラーよりシャープな像が作成される。上述したように使用される場合、部分的には次のことに殊に留意されたい。すなわちエレメント244が、従来の平面可傾式ミラーでは行うことができなかった、Alt PSMをエミュレートすることができるということに留意されたい。Alt PSMをエミュレートすることによって、結果として改善した焦点深度および露光ラチチュードが得られる。

図６にはエレメント242の択一的な実施例が示されている。この実施例では、可傾部分244は、非可傾部分246の下方に配置されている。従って、非可傾部分246の反射表面から、可傾部分244の反射性表面までの高さは約λ／４である。択一的に、可傾部分244と非可傾部分246の反射性表面間の高さはλ／４異なり得る。

図７には、エレメント242の他の択一的な実施例の平面図が示されている。この択一的な実施形態では、可傾部分244は、対象的には非可傾部分246によって境界付けされない；すなわち、図７から分かるように、非可傾部分246の幅720は、非可傾部分246の高さ710と同じではない。しかし図７に示された寸法は、例示的な寸法であって、縮尺通りに記載される必要はないことを理解されたい。例えば高さ７１０は幅７２０よりも大きくてもよい。

実施例では、アクティブエレメント244によって複製されるアシストフィーチャのサイズはピクセルサイズM_Ｗによってのみ制限される。ここでのアシストフィーチャは例えば、カスタマーウェハ上のリソグラフを改善するためのフィーチャ、例えば光学的近似補正フィーチャ、セリフ、ハンマーヘッド、散乱バー、アンチ散乱バー等である。これと反対に、従来のピストンミラーを使用する場合には、最小アシストフィーチャは、結合されたミラーのサイズより小さくすることができない。例えばピクセルサイズの少なくとも２倍である。

位相外可傾式ミラーの例としての反射特性
図７にはグラフが示されている。このグラフでは、従来の可傾式ミラーに対する傾斜角度の領域に亘った反射率が、本発明の実施例に相応する位相外可傾式ミラーと比較されている。グラフ700において曲線762は、従来の平面可傾式ミラーを用いて生成された反射率曲線であり、曲線760は、発明の有利な実施形態において示されている位相外可傾式ミラーを使用して生成された反射率曲線である。

従来の平面可傾式ミラーは、１００％の+のフェーズ強度と４．７％の−のフェーズ強度のあらゆる間の強度変調を達成することができる。これは図７において曲線762において示されている。この制限された−のフェーズ強度は、従来の平面可傾式ミラーにおいて、大きな光損失なく、交番フェーズシフトマスクをエミュレートすることにおける重大な制限となっていることが分かっている。

これと反対に、本発明に相応して、エレメント242を使用し、かつここに含まれている可傾部分244と非可傾部分246（図２〜５）の相対的な幅を最適化することによって、図７に示された曲線760のように、等しい+の最大振幅と−の最大振幅を伴う、反射率曲線が得られる。図７に示されているように、実施例では、+の最大振幅はゼロ傾斜で得られる（約0.45振幅または20％強度）。また−の最大振幅は約２０mradで得られる（実質的に負な0.45振幅または−20％強度）。反射率０交差は、約１０mradで生じる。図７では次のことが証明される。すなわち、エレメント242が、アレイ104（図１）または204（図２）内で使用される場合には、バイナリ、Att PSMおよびAlt PSMレチクルをエミュレートすることができることが証明される。Alt PSMをエミュレートするマスクの場合には光の損失は、曲線762において示されている従来の平面可傾式ミラーで必要とされているのと比べて１５％少ない。

位相外ミラー（すなわちエレメント242）と関連したミラー反射率の振幅またはグレートーンは、次式によってあらわされる。

ここでMは光学系の縮小率であり、ｗはウェハスケール上のピクセルサイズであり（実際のミラー幅／M）、αは傾斜角度であり、S_Ｗは平面図から見て取れる非可傾部分の幅であり、S_Ｒは非可傾部分の強度反射率であり、S_φは可傾部分に関連する非可傾部分位相であり、λはイメージング波長である。

位相外可傾式ミラー（例えば図２におけるアレイ204）に対するテレセントリックエラーの補正は、従来の平面可傾式ミラーと同じように行われる。すなわち、例えばチェッカーボード様式で傾斜角度の符号を変えることによって行われる。これとは異なって、位相外スライド可傾式ミラーによりテレセントリックエラーを補正するシングルフェーズステップミラーは、結果として、データ経路上の付加的な負担を生じさせない。付加的に、シングルフェーズステップミラーと同じように、ミラー表面上にフェーズステップは付加されない。従ってミラー表面の非対称的な変形は導入されない。

位相外可傾式ミラーのアレイでのあらゆるミラーに対して、スリット回折パターンが対称であるので、傾斜は１つの方向のみに制限され、それでも−および+の振幅が結果として生じる。これは、上述したように、傾斜角度の符号をシンプルに交互にすることによって、非テレセントリック性を補正する簡単な方法を提供するという利点を有する。これは、各ミラーが２つの方向に傾斜することを要求し、バイアシングCMOS設計をより複雑にするシングルステップミラーと比較可能である。付加的に、テレセントリックエラーを最小化するためにフェーズステップポジションはミラー毎に交互にされるべきであり、これによってミラーアドレシングはより複雑になる。なぜならミラーグレートーンは、傾斜角度の符号およびステップポジションに依存しているからである。

結論
これまで本発明の様々な実施形態について説明してきたが、それらは例示にすぎず、限定を意味するものではない。形態や詳細について本発明の範囲を逸脱することなく種々の変更を行えることは、当業者にとって自明である。したがって本発明の範囲は上述の実施形態によって制限されるものではなく、以下の特許請求の範囲および同等のものによってのみ規定される。

要約および抄録部分ではなく、詳細な説明部分は、特許請求の範囲を解釈するために使用されることを理解されたい。要約および抄録部分は１つまたは複数の（しかし全てではない）本発明の実施例を、発明者が意図したものとして示している。従ってこの部分は本発明および添付された特許請求に範囲を限定するものではない。

本発明の実施形態に相応するリソグラフ装置をあらわす図。 本発明の実施形態に相応するパターニングデバイスをあらわす図。 本発明の実施形態に相応するパターニングデバイス内のエレメントの平面図。 本発明の実施形態に相応するパターニングデバイス内のエレメントの側面図。 本発明の実施形態に相応するパターニングデバイス内のエレメントの側面図。 本発明の択一的な実施形態に相応する、パターニングデバイス内の幾つかのエレメントの側面図。 本発明の択一的な実施形態に相応する、パターニングデバイス内のエレメントの平面図。 本発明の実施形態に相応する、パターニングデバイス内のエレメントの傾斜角度の範囲にわたった反射率をあらわすグラフ。

Claims (19)

1. システムであって、
   当該システムは照明システムと、個別にコントロール可能なエレメントのアレイと、投影系を含み、
   前記照明システムは放射ビームを供給し、
   前記個別にコントロール可能なエレメントのアレイは前記ビームをパターニングし、
   当該個別にコントロール可能なエレメントのアレイ内の各エレメントは可傾部分と非可傾部分を含み、
   前記投影系は、前記パターニングされたビームをオブジェクトのターゲット部分上に投影し、
   前記各非可傾部分は第１の反射性表面を有しており、
   当該反射性表面は、内側外面および外側外面によって境界付けされており、
   前記各可傾部分は第２の反射性表面を有しており、
   当該第２の反射性表面は外面によって境界付けされており、
   前記各可傾部分は、前記各非可傾部分に関して配向されており、これによって、各可傾部分の外面は前記各非可傾部分の内側外面を超えて存在し、前記各非可傾部分の外側外面を超えて存在しない、
   ことを特徴とするシステム。
2. 前記システムは、少なくとも１つのマスクレスリソグラフシステム、プロジェクタおよび投影系である、請求項１記載のシステム。
3. 前記各非可傾部分の前記第１の反射性表面は、傾斜角度の完全な領域にわたって、前記ターゲット部分で実質的に等しい正および負の最大振幅が生じるように、前記各エレメントの領域の所定のパーセンテージの大きさにされている、請求項１記載のシステム。
4. 前記各可傾部分は、各可傾部分と各非可傾部分によって共有されている中央軸を中心にして傾斜する、請求項１記載のシステム。
5. 前記各可傾部分は、傾斜角度の完全な範囲を通じて傾斜可能であり、傾斜角度の完全な範囲に亘って前記ターゲット部分で実質的に等しい正および負の最大振幅を生成する、請求項１記載のシステム。
6. 各可傾部分は、傾斜角度の正の領域と傾斜角度の負の領域を通じて傾斜し、
   ゼロ傾斜角度では、前記非可傾部分の第１の反射性表面が前記可傾部分の第２の反射性表面に実質的に平行である、請求項１記載のシステム。
7. 前記ゼロ傾斜角度では、前記非可傾部分から反射された放射は、前記可傾部分から反射された放射と位相外である、請求項６記載のシステム。
8. 前記オブジェクトは、サブストレートおよび表示装置のうちの少なくとも１つである、請求項１記載のシステム。
9. 前記サブストレートは、ガラス材料、ポリマー材料および半導体材料のうちの少なくとも１つである、請求項８記載のシステム。
10. パターニングデバイスであって、
    第１の反射性部分のアレイと、第２の反射性部分のアレイと、コントローラのアレイを含んでおり、
    前記各第１の反射性部分は第１の領域を有しており、
    前記各第２の反射性部分は第２の領域を有しており、ここで当該各第２の反射性部分は傾斜角度の所定の範囲にわたって、前記第１の反射性部分と前記第２の反射性部分それぞれによって共有されている軸を中心にして傾斜し、
    前記コントローラのアレイは、前記第２の反射性部分のそれぞれ１つ、および前記第２の反射性部分のサブセットと結合されており、前記各コントローラは前記第２の反射性部分のそれぞれ１つ、および前記第２の反射性部分のサブセットの傾斜角度をコントロールし、
    前記第１の反射性部分の各第１の領域は、内側外面および外側外面によって境界付けされており、
    前記第２の反射性部分の各第２の領域は、外面によって境界付けされており、
    前記各第２の反射性部分は、前記各第１の反射性部分に関して配向されており、前記各第２の反射性部分の外面は、前記各第１の反射性部分の内側外面を超えて延在しており、前記各第１の反射性部分の外側外面を超えて延在しない、
    ことを特徴とするパターニングデバイス。
11. 前記各第２の反射性部分の領域と、前記各第１の反射性部分の領域との比は、傾斜角度の完全な範囲にわたった反射光の実質的に等しい正および負の最大振幅を生じさせる、請求項１０記載のパターニングデバイス。
12. 各第２の反射部分は、傾斜角度の正の領域と傾斜角度の負の領域を通じて傾斜し、
    ゼロ傾斜角度では、前記各第２の反射性部分の第２の反射性表面が、前記各第１の反射性部分の第１の反射性表面に実質的に平行である、請求項１０記載のパターニングデバイス。
13. 前記各第１および第２の反射性部分によって共有されている軸は中央の長手軸であり、当該長手軸は実質的に、各第１の反射性部分の反射性表面に対して平行である、請求項１０記載のパターニングデバイス。
14. 前記各第１および第２の反射性部分によって共有されている軸は、第１の反射性部分のアレイを支持するサブストレートに対して実質的に平行である、請求項１０記載のパターニングデバイス。
15. 各第２の反射性部分の各傾斜角度がデフォルト値に等しい場合、前記各第１の反射性部分の第１の反射性表面は、前記各第２の反射性部分の第２の反射性表面に実質的に平行である、請求項１０記載のパターニングデバイス。
16. 前記第１の反射性部分はサブストレート上に取り付けられており、
    前記第２の反射性部分は、前記サブストレート上方で支持されており、
    前記第２の反射性部分が、前記サブストレートに実質的に平行である場合、前記第１の反射性部分の第１の反射性表面から前記第２の反射性部分の第２の反射性表面まで測定される高さは約λ／４であり、λは照明システムの放射のビームの波長である、請求項１０記載のパターニングデバイス。
17. 前記第１の反射性部分はサブストレート上に取り付けられており、
    前記第２の反射性部分は、前記サブストレート上方で支持されており、
    前記第１の反射性部分の第１の反射性表面は、前記第２の反射性部分の第２の反射性表面の上方にあり、
    前記第２の反射性部分が、前記サブストレートに実質的に平行である場合、前記第１の反射性部分の第１の反射性表面から前記第２の反射性部分の第２の反射性表面まで測定される高さは約λ／４であり、λは照明システムの放射のビームの波長である、請求項１０記載のパターニングデバイス。
18. 方法であって、
    個別にコントロール可能なエレメントのアレイを用いて放射ビームをパターニングするステップを有しており、前記アレイ内の各個別のエレメントは、可傾部分と非可傾部分を含み、
    前記パターニングされたビームを、オブジェクトのターゲット部分上に投影するステップを有しており、
    前記各非可傾部分は第１の反射性表面を有しており、
    当該反射性表面は、内側外面および外側外面によって境界付けされており、
    前記各可傾部分は第２の反射性表面を有しており、
    当該第２の反射性表面は外面によって境界付けされており、
    前記各可傾部分は、前記各非可傾部分に関して配向されており、これによって、各可傾部分の外面は前記各非可傾部分の内側外面を超えて存在し、前記各非可傾部分の外側外面を超えて存在しない、
    ことを特徴とする方法。
19. 前記投影ステップは、前記パターニングされたビームを、サブストレート、半導体サブストレート、ガラスサブストレート、ポリマーサブストレートおよび表示装置のうちの少なくとも１つのターゲット部分上に投影するステップを含む、請求項１８記載の方法。